JPH0694270A - 気流粒体搬送装置および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】引っかかりによる目詰りを避けられない迄も、
これを検知して容易に解消できる気流粒体搬送装置を提
供することと、この装置を利用した蓄熱粒体搬送媒体を
その儘使用する高効率空気調和装置を提供すると共に、
悪環境下発熱源から離れた良環境下で調和空気を生成す
ることが目的である。 【構成】周囲を密閉した気流粒体搬送路４途中に予め設
定した間隔で高圧ガスタンク８連通パイプをバルブを介
して接続して位置別に圧力・流量を制御する。蓄熱流体
をこの搬送路８を通って運搬した搬送媒体をそのまま調
和空気に使用、またはこの粒体受容器５とファンコイル
ユニット４３を熱的結合して調和空気を生成する。 【効果】ファンにより主な搬送媒体を供給，高圧ガスタ
ンクにより流れ制御を行って目詰りが少なく、容易に目
詰解消可能な気流粒体搬送装置が得られる。これを用い
て高熱または冷熱の蓄熱粒体を輸送して高効率空気調和
装置および遠隔地熱輸送が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒子状以下の大きさを
有する粒体を気流搬送するための気流粒体搬送装置と、
潜熱蓄熱カプセルや粒体氷等の蓄熱粒体の気流搬送を利
用した空気調和装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連する従来の搬送装置として
は、特開昭54−15553 号，特開昭52−128272号，特開昭
55−107868号，特開昭61−83850 号なるものがある。こ
れら従来の搬送装置は、粒体をコンベヤやスクリュによ
って機械的に搬送するもので、装置が大がかりとなり搬
送動力が大きくなり易いという難点があり、また搬送系
路の途中で粒体が引っかかったり、かみ込んで故障する
ことがある。また粒体氷を空気搬送によって所望の場所
に送り、空気との直接接触熱交換法を乱用して空調を行
なうことに関しては開示されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、搬送装置
の多くは途中で粒体が引っかかったりかみ込んだりして
故障が頻発する。本発明の目的は、少なくともかみ込み
故障は排除し、引っかかりによる目詰りを避けることは
出来ない迄も、これを検知して容易に目詰まり解消が行
える気流粒体搬送装置を提供することにある。また他の
もう１つの目的は、この搬送装置を利用して蓄熱粒体を
輸送し、搬送媒体をそのまま使用した高効率空気調和装
置を提供すると共に悪環境下の発熱源であってもそこか
ら離れた良環境下で調和空気を得ることができるように
しようとすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための本発明の第１の発明は、周囲を密閉した気流粒
体搬送路の途中に予め設定した間隔を置いて高圧ガスタ
ンクに連通するパイプをバルブを介して接続し、目詰ま
り検知によりその解除順序に従って高圧ガスを順次供給
することにある。第２の目的を達成するための本発明の
第２の発明は、搬送粒体を蓄熱粒体とし、搬送中にも伝
熱を受ける搬送空気をそのまま調和空気として利用する
ことにある。粒体搬送だけでは熱伝達距離が不足の場合
には、蓄熱粒体受容器とファンコイルユニットとを熱的
に結合する手段を用いることもできる。

【０００５】

【作用】粒体搬送路の目詰まりを搬送ガス圧変化等で検
知した場合には、前記搬送路の下流側から順番に高圧ガ
スタンクに連通するパイプのバルブを開放することによ
って詰まっている粒体を粒体受容器に送ることができ
る。一般には高圧ガスを空気とするのが経済的である。
バンカあるいは粒体補給路に滞留する粒体の送出量を制
御するためには閉じたバンカあるいは粒体補給路の上流
側に圧力制御された高圧ガスを吹き込むか粒体搬送路へ
送り込む搬送ガスをノズルを使って送り粒体補給路出口
の圧力を落とす必要がある。ファンを用いて圧縮空気を
供給すると、高圧ガスタンクから供給するよりも経済的
になる。

【０００６】蓄熱粒体を搬送すると搬送途中で搬送空気
が伝熱を受けるので、それをその儘利用して調和空気と
すれば、特別な熱交換器なしで調和空気を得ることが出
来る。粒体受容器に溜められた蓄熱粒体に直接外界から
吸入した空気を触れさせて伝熱を受けると簡易熱交換器
を得ることになる。粒体搬送だけでは輸送距離が不足す
る場合や、調和空気排出場所の据付条件の悪い場合等に
は、粒体受容器を熱源に、ファンコイルユニットとの熱
的結合手段を用いることによって問題の解決を計ること
ができる。製氷機を組合わせて氷解水を循環させると熱
効率の良い遠隔地空気吸入の簡易形クーラを得ることが
可能になる。

【０００７】

【実施例】本発明による気流粒体搬送装置の１実施例を
図１により説明する。バンカ１の下に粒体補給路２があ
り、その間に開閉可能なゲート３がある。粒体補給路２
の先には周囲を密閉した粒体搬送路４が接続され、粒体
受容器５がその先に配される。搬送路４の途中からは、
予め設定された間隔を置いてパイプ６が配され、バルブ
７を介して高圧空気タンク８に接続されている。高圧空
気タンク８は圧縮機９によりパイプ１０を通して圧縮空
気が供給され得る。高圧空気タンク８からはバルブ１１
を介してゲート３の下流側近へ伸びるパイプ１２が更に
配される。

【０００８】バンカ１に充満されていた粒体１３はゲー
ト３を開いて粒体補給路２に移され、再びゲート３が閉
じて密閉される。バルブ１１を開放にするとパイプ１２
から高圧空気が流入して粒子はピストン流となって粒体
搬送路４を移動し粒体受容器５に達する。通常の運転状
態の場合でもバルブ７をそれぞれに制御して粒体１３の
スムースな移動を助ける。空気流量に対する粒体質量流
量の混合比を０.１ 以上にとると、搬送動力低減が計れ
る。しかし粒体１３が詰まることがあるが、このような
場合には出口側に近い側から順次、あるいは閉塞場所検
出器を使って閉塞場所が判っている場合には下流側の閉
塞場所から順次上流側へバルブ７を開閉して閉塞流体を
粒体受容器５まで移動させる。高圧空気タンク８の代り
に窒素ガス，二酸化炭素ガス，ヘリウムガス等のタンク
の使用も可能であるが、経済的には空気タンクが最適
で、高圧空気タンク８を大きなものとすれば夜間余剰電
力を有効に活用して圧縮機９により高圧空気を貯蔵する
ことも可能である。

【０００９】図２は気流粒体搬送装置の第２の実施例を
示す。図１に示す第１の実施例におけるバルブ１１とパ
イプ１２の搬送空気経路の役割を、ファン１４とそれを
包むファンカバー１５、およびファン１４の下流側近の
ファンカバー１５から引き出されバルブ１６を介してバ
ンカ１の上部に取付けられた開閉可能なゲート３の下流
側近迄伸びるパイプ１７が担っている。ゲート３は閉じ
るとバンカ１を気密に保つようにしてあり、自然落下で
粒体１３が充分に粒体搬送路４に達しない場合（多分常
にこの様な状態が発生する）バルブ１６を開いてバンカ
１内の粒体１３を粒体搬送路４に追い出す。バルブ７を
操作して粒体１３のスムースな移動を助けたり粒体閉塞
を解除したりする方法は第１の実施例と同じである。第
２の実施例の特徴は第１の実施例より高圧空気タンク８
の容量を大幅に縮減できることである。尚図２には調和
空気生成部分が含まれているが、これに関しては後述す
る。

【００１０】図３は、気流粒体搬送装置の第３の実施例
を示す。図２に示す第２の実施例におけるバルブ１６と
パイプ１７およびゲート３の代りにノズル１８を設け、
このノズル１８を粒体補給路２を大きくしてその中の粒
体搬送路４の入口近くに配する。ノズル１８からファン
１４からの空気を噴出すると粒体補給路２出口付近は負
圧になってバンカ１からスムースに粒体１３が補給され
る。バルブ７を操作して粒体１３のスムースな移動を助
けたり粒体閉塞を解除したりする方法は、第１，第２の
実施例と同じである。高圧空気タンク８の容量は第２の
実施例と同程度になり、ゲート３，バルブ１６の操作を
必要としない分だけ、操作が簡単になる。尚図３にも調
和空気生成部分が含まれているが、これに関しては後述
する。

【００１１】次に上述の気流粒体搬送装置を含む空気調
和装置について説明する。図示の都合上、図面は気流粒
体搬送装置の第２の実施例と搬送空気をそのまま調和空
気として利用する調和空気生成方式との組合せと、気流
粒体搬送装置の第３の実施例と搬送蓄熱粒体を熱源とし
てファンコイルユニットと熱的結合をする調和空気生成
方式との組合せで示してあるが、気流粒体搬送装置の３
方式のいずれとも調和空気生成の２方式を組合せること
ができる。したがって調和空気生成に特別な関係を有す
る場合以外、気流粒体搬送装置の説明は省略する。

【００１２】搬送空気直接利用方式の第１の実施例を図
２により説明する。図２において、粒体１３を蓄熱粒体
とし、粒体受容器５の底面は格子状部材２０とし、上・
側面は搬送空気流量調節孔を除いて閉鎖構造としてあ
る。蓄熱粒体１３が高温用潜熱蓄熱カプセル，高温用顕
熱型粒体，ボイラ燃焼燃残渣加工粒体等高温蓄熱粒体で
あれば、粒体搬送路４および粒体受容器５内で加熱され
た暖房用調和空気２１が排出される。蓄熱粒体１３が冷
熱蓄熱粒体、例えば氷であれば、冷房用調和空気２１が
得られることになる。図２は氷粒体１３使用の場合で示
してあり、この場合は氷解水を戻して循環使用が容易に
なる。氷解水２２を氷解水受皿２３で受け、ポンプ２４
によりバルブ２５で水量調節をしながらパイプ２６を通
して製氷機２７に戻す。製氷機２７で生成された氷粒体
１３はバンカ１に供給される。熱媒体（氷粒体１３およ
び氷解水２２）を循環させる目的は熱効率向上にある。
勿論循環系統（ポンプ２４，バルブ２５，パイプ２６）
なしのオープン系統として運用して差支えない。また氷
粒体使用の空気調和装置には全てこの循環系統を適用で
きる。

【００１３】搬送空気直接利用方式第２の実施例を図４
に示す。粒体受容器５の上面からは通気孔２８を通って
調和空気２１が排出され、下方には蓄熱粒体１３の収納
スペースが設けてある。粒体受容器５の上面には多孔性
布や金網を活用してもよい。蓄熱粒体１３は勿論高温蓄
熱粒体であっても冷熱蓄熱粒体であっても差支えない
が、図示の場合は氷粒体としてドレンパイプ２９，ドレ
ンコック３０を設けてある。この実施例において粒体搬
送路４の一部を粒体受容器５として代用してもよい。

【００１４】搬送空気直接利用方式第３の実施例を図５
に示す。粒体受容器５をビニール，アルミニウム箔，可
撓性布等折畳み可能材料で構成したもので、使用時引伸
ばした状態で蓄熱粒体１３の滞留スペースを有する粒体
搬送路延長手段の体をなす。その先端で伝熱を受けた搬
送空気即ち調和空気２１が排出される。耐熱性折畳み可
能材料を用いれば暖房用の利用が可能であるが、折畳み
可能材料の点からは簡易冷房に適する。この実施例にお
いて粒体受容器５を長くし、粒体搬送路４として代用し
てもよい。

【００１５】搬送空気直接利用方式第４の実施例を図
６，図７に示す。本実施例の構造は、搬送空気直接利用
方式第１の実施例において粒体受容器５の上部を開放し
てファン３１を設置する。これにより、粒体搬送路４か
ら排出された調和空気２１と共に、下面格子状部材２０
を通って吸入され粒体受容器５の中に滞留する蓄熱粒体
１３から伝熱を受けて生成される調和空気２１を上部か
ら強制排気する。粒体受容器５の下面からの通風をよく
するために、図７に示すように格子状部材を用いて蓄熱
粒体１３の浸入を妨げ、外気から吸入した空気は通し易
くする通風ダクト３２を設けてもよい。通風ダクトの断
面形状は必要な通風抵抗の大きさにより円筒状，箱状，
半月状態種々変化させ得る。蓄熱粒体１３は高温，冷熱
いずれも適用可能である。ファンコイルユニットとの熱
的結合方式第１の実施例を図３により説明する。図３に
おいて、粒体受容器５に溜めた水４０を蓄熱粒体で加熱
または冷却し、それをポンプ４１によりパイプ４２，フ
ァンコイルユニット４３の熱交換器４４，パイプ４５を
通して循環させる。これによりファンコイルユニット４
３で暖房用または冷房用調和空気２１が生成される。

【００１６】ファンコイルユニットとの熱的結合方式第
２の実施例を図８，図９により説明する。これらの図は
冷熱蓄熱粒体１３の場合で図示してある。粒体受容器５
とファンコイルユニット４３との熱的結合手段４６は、
中にアルコール，フロン等の蒸発性液体を封入した循環
形の熱サイホンを用いている。凝縮器部４７は冷熱蓄熱
粒体１３の中に埋もれていて、これにより封入媒体は液
化され、液戻り管４８を通して蒸発器部４９へ送り込
む。ファンコイルユニット４３のファン５０により吸入
された外気は封入媒体を蒸発させて冷え、調和空気２１
を提供する。蒸発器部４７で気化した封入媒体は蒸気移
動管５１を通って凝縮器部４７へと循環する。高温蓄熱
粒体１３を使用する場合には粒体受容器５の中の参照番
号４７の部分が蒸発器部となり、ファンコイルユニット
４３内の参照番号４９の部分が凝縮器部となり、作用部
分が逆転するので、凝縮器部４９の位置、即ちファンコ
イルユニットの位置を高い処に、蒸発器部４７の位置、
即ち粒体受容器５の位置を低い処に、相対位置を変更す
る必要がある。

【００１７】図９は図８の熱的結合手段４６の液戻り管
４８の途中に熱流制御装置を付加したものである。封入
液を収納するタンク５２と戻り液流のスイッチ作用を司
る逆Ｕ字配置のＵ字管５３とＵ字管５３の入口端に配さ
れ制御端子として働くヒータ５４とで構成される。ヒー
タ５４を働かせて加熱すると、Ｕ字管５３の入口部（ヒ
ータ５４位置）で気泡が発生しそのポンピング作用で封
入液が汲み上げられ、ヒータ加熱を止めると気泡の発生
がなくなり液流が止まる。この場合も高温蓄熱粒体の使
用は可能であるが、前述の凝縮器部と蓄熱器部の作用部
分入れ替わりと相対的高さの入れ替えの他、封入液流方
向の変更に伴う熱流制御装置構成部品配置の逆転が必要
となる。

【００１８】ファンコイルユニットとの熱的結合方式第
３の実施例を図１０により説明する。図示はやはり冷熱
蓄熱粒体１３の場合となっている。粒体受容器５とファ
ンコイルユニット４３との熱的結合手段４６には蒸発性
液体を封入したヒートパイプを用いている。その作用原
理はファンコイルユニットとの熱的結合方式第２の実施
例と同一であるが、第２の実施例では２本のパイプで構
成されていた部分が本実施例では１本の太いパイプとな
り、気液両相が自動的に流路を使い分けている点が異な
るだけである。高温蓄熱粒体１３を使用する場合に凝縮
器部と蒸発器部の作用部分入れ替りと相対的高さの入れ
替えも第２の実施例と同様である。ただし図９のような
熱流制御装置の使用は不可能である。

【００１９】

【発明の効果】気流粒体搬送装置において周囲を密閉し
た気流粒体搬送路の途中に予め設定した間隔を置いて高
圧ガスタンクに連通するパイプをバルブを介して接続
し、目詰まり検知により気流粒体搬送路内各部の圧力を
調整すれば目詰まり解消が容易に行なえる。さらに通常
の搬送時にも高圧ガスタンク連通パイプによる気流粒体
搬送路内各部圧力をうまく調整することによって目詰ま
り現象そのものの発生頻度を減らすことができる。

【００２０】高圧ガスとしては空気の利用が一番経済的
となる。バンカからの粒体のスムースな供給用に高圧空
気タンクの空気を利用すれば、大きな空気タンクの設置
によって夜間電力の利用が可能になり運転コストの低減
ができる。また主な搬送用空気を付属のファンで供給す
ることにより空気タンク容量を小さなものにできる。

【００２１】前記気流粒体搬送装置を含む空気調和装置
においては、蓄熱粒体の輸送用搬送空気を利用してその
まま効率のよい冷房装置あるいは暖房装置を得ることが
でき、また悪環境下の冷熱あるいは高熱発熱源の場合は
そこから離れた良環境下に熱を移送して調和空気を生成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バンカ下の粒体補給路にも高圧空気タンクから
の空気を吹き込んだ、本発明による気流粒体搬送装置の
実施例を示す図である。

【図２】主としてファンにより搬送空気を供給し、その
ファンの風圧によりバンカから粒体を供給するタイプの
本発明による気流粒体搬送装置を含む搬送空気直接利用
方式の空気調和装置の実施例を示す図である。

【図３】主としてファンにより搬送空気を供給し、ノズ
ルを用いてバンカ内粒子の引出しをも行うタイプの本発
明による気流粒体搬送装置を含むファンコイルユニット
との熱的結合方式の空気調和装置の実施例を示す図であ
る。

【図４】搬送空気直接利用方式の空気調和装置の第２の
実施例を示す粒体受容器の構造図である。

【図５】搬送空気直接利用方式の空気調和装置の第３の
実施例を示す粒体受容器の構造図である。

【図６】搬送空気直接利用方式の空気調和装置の第４の
実施例を示す粒体受容器の構造図である。

【図７】図６の構造に通風ダクトを追加した場合の構造
図である。

【図８】ファンコイルユニットとの熱的結合方式の空気
調和装置の第２の実施例を示す粒体受容器とファンコイ
ルユニットとの構造図である。

【図９】図８の構造に熱的結合手段の熱流制御装置を付
加した構造図である。

【図１０】ファンコイルユニットとの熱的結合方式の空
気調和装置の第３の実施例を示す粒体受容器とファンコ
イルユニットとの構造図である。

【符号の説明】

１…バンカ、２…粒体補給路、３…ゲート、４…粒体搬
送路、５…粒体受容器、６…パイプ、７…バルブ、８…
高圧空気タンク、１１…バルブ、１２…パイプ、１３…
粒体、１４…ファン、１６…バルブ、１７…パイプ、１
８…ノズル、２０…格子状部材、２１…調和空気、２２
…氷解水、２３…氷解水受皿、２４…ポンプ、２５…バ
ルブ、２６…パイプ、２７…製氷機、３１…ファン、４
３…ファンコイルユニット、４６…熱的結合手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小堀 一 東京都調布市西つつじヶ丘二丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バンカと粒体補給路を設け、該粒体補給路
   に接続された粒体搬送路の先に粒体受容器を備える粒体
   搬送装置において、前記粒体搬送路の周囲を密閉し、該
   搬送路の途中に予め設定した間隔ごとに高圧ガスタンク
   に連通するパイプをバルブを介して接続したことを特徴
   とする気流粒体搬送装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記高圧ガスとして空
   気を使用することを特徴とする気流粒体搬装装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記粒体補給路入口ま
   たはそれより上流のどこか１箇所のいずれかを開閉可能
   に閉鎖して気密にし、更に該閉鎖場所の下流側近に高圧
   ガスタンクに連通するパイプをバルブを介して接続した
   ことを特徴とする気流粒体搬送装置。
4. 【請求項４】請求項２において、前記粒体補給路出口付
   近の前記粒体搬送路入口の上流部からファンを用いて圧
   縮空気を供給することを特徴とする気流粒体搬送装置。
5. 【請求項５】請求項４において前記バンカ入口を開閉可
   能に閉鎖して気密にし、該閉鎖場所の下流側近に、前記
   ファン下流側近に連通するパイプをバルブを介して接続
   したことを特徴とする気流粒体搬送装置。
6. 【請求項６】請求項４において、前記粒体補給路出口付
   近でノズルを用いてファンの圧縮空気を供給することを
   特徴とする気流粒体搬送装置。
7. 【請求項７】バンカと粒体補給路を設け、該粒体補給路
   に接続された粒体搬送路の先に粒体受容器を備えて蓄熱
   粒体を利用する空気調和装置において、前記粒体搬送路
   の周囲に密閉し、該搬送路の途中に予め設定した間隔ご
   とに高圧空気タンクに連通するパイプをバルブを介して
   接続したことを特徴とする空気調和装置。
8. 【請求項８】請求項７において、前記粒体補給路入口ま
   たはバンカ入口のいずれかを開閉可能に閉鎖して気密に
   し、更に該閉鎖場所の下流側近に高圧ガスタンクに連通
   するパイプをバルブを介して接続したことを特徴とする
   空気調和装置。
9. 【請求項９】請求項７において、前記粒体補給路出口付
   近の前記粒体搬送路入口の上流部からファンを用いて圧
   縮空気を供給することを特徴とする空気調和装置。
10. 【請求項１０】請求項８又は９において、搬送空気が前
    記粒体受容器に溜められた蓄熱粒体と接しながら前記粒
    体受容器を通って外へ排出されることを特徴とする空気
    調和装置。
11. 【請求項１１】請求項８又は９において、搬送空気と、
    前記粒体受容器に溜められた蓄熱粒体に接して伝熱され
    た外部空気とを強制排気することを特徴とする空気調和
    装置。
12. 【請求項１２】請求項８又は９において、前記蓄熱粒体
    を溜めた前記粒体受容器とファンコイルユニットを熱的
    に結合する手段を備えたことを特徴とする空気調和装
    置。
13. 【請求項１３】請求項１０，１１又は１２において、前
    記蓄熱粒体に氷を使用し、前記バンカの上に製氷機を配
    し、前記粒体受容器内で生成される氷解水を前記製氷機
    に戻す手段を設けたことを特徴とする空気調和装置。
14. 【請求項１４】流体搬送路の一部を粒体受容器として、
    あるいは粒体受容器の一部を流体搬送路として利用した
    請求項７から１３のいずれかに記載の空気調和装置。