WO1988002455A1 - Systeme de communication de citernes dans des reservoirs de stockage de chaleur - Google Patents

Systeme de communication de citernes dans des reservoirs de stockage de chaleur Download PDF

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WO1988002455A1
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Definitions

  • the present invention relates to a communication device that connects two adjacent water tanks in a heat storage tank.
  • the present invention is intended to be used as a heat source for an air conditioner or the like, and is provided in a plurality of water tanks partitioned by a partition wall, for example, provided inside a building, a green space, an exercise facility, or the basement of a parking lot.
  • the demand for heating and cooling including the purpose of supplying hot water and water for cooling equipment, has increased significantly.
  • the demand for cooling and heating for the heat generated by computers and 0 A equipment is added, resulting in a significant increase in energy consumption. Therefore, in order to improve the economic efficiency by using the power at midnight, the main purpose is to reduce the peak load of heat load and power consumption, and for example, in the case of commercial buildings and large-scale buildings, the underground and surrounding areas of the buildings are used.
  • a water storage tank for heat storage is installed in the department. Also, when performing district heating and cooling for multiple buildings, a large-capacity water storage tank will be installed.
  • Such a water storage tank for heat storage that is, a heat storage tank is generally composed of a plurality of water tanks partitioned by partition walls in order to rectify the water flow in the tank to improve the heat storage effect and to secure the structural strength. To be done.
  • the aquarium that composes the maturation tank constitutes a block consisting of one or a plurality of aquariums connected to each other, and an open / closed communication passage is provided between the blocks. By providing and opening and closing this communication passage appropriately, each block can be used alone or in combination according to the fluctuation of the demand for heating and cooling in the season. Is adjusting the amount of.
  • valve mechanisms such as slide type sluice valves and butterfly valves have been used as means for opening and closing the communication passages between the aquarium blocks.
  • Each of these valve mechanisms is equipped with a valve operating mechanism on the upper part of the heat storage tank, and the valve operating mechanism pulls the valve upward or rotates the valve to open the communication passage.
  • the above-mentioned conventional valve mechanism for opening and closing the communication passage requires a large space for installing the valve operating mechanism above the heat storage tank, and requires frequent maintenance of the valve mechanism and valve operating mechanism.
  • a sliding type sluice valve it is necessary to pull up the valve member in order to open the valve, and a space for this must be secured above the heat storage tank.
  • a butterfly valve it is necessary to extend the valve shaft above the heat storage tank and attach the valve operating handle to this valve shaft. The larger the building, the larger the amount of heat required for heating and cooling, and the larger the heat storage tank.
  • the opening / closing valve of the communication passage also becomes large, the mechanism for opening / closing the valve becomes large, and a large space is required for maintenance work. did Therefore, a large space is needed for that. As a result, the leasable area on the floor directly above the heat storage tank will decrease, and the effective space of the machine room and parking lot will be destroyed, resulting in economic loss.
  • the problem with the conventional valve mechanism is its durability. That is, the temperature of the water in the heat storage tank is about 5 to 10'c during cooling and 50 to 60 ° c during heating, but the valve body of the valve mechanism, the valve seat, and the seal Since all of them are left in water for a long time, the valve bodies and seals may be altered, the moving parts may become clogged, the seals may become stuck, and the valves may leak. For this reason, the seals must be replaced and the sliding parts of the valve must be maintained and managed relatively frequently, and the braces themselves are very troublesome, requiring a lot of time, labor and cost. Sometimes, the waste itself of water storage is also generated.
  • the present invention mainly aims to solve the above-mentioned problems in the communication passage of the heat storage tank. More specifically, the present invention provides a communication control device between water tanks in a heat storage tank that has a small space for opening and closing operations, has no moving parts, has excellent durability, and has an opening / closing function. It is also intended to be provided.
  • the present invention controls the pressure in the communication passage to connect and cut off the two water tanks constituting the heat storage tank.
  • the communication device in a communication device for communicating two adjacent water tanks among heat storage tanks composed of a plurality of water tanks partitioned by a partition wall, the communication device is connected to the adjacent water tank P-side.
  • a control chamber is provided, and the control chamber is closed at least in the upper part, and a rising passage is opened in the control chamber.
  • This rising passage has one end that opens to the other of the adjacent water tanks and the other end that It is configured to stand up in the control room and open to the control room above the normal water level in the water tank.
  • Vacuum suction means is connected to the upper part of the control chamber via valve means.
  • an inverted u-shaped passage is arranged between two adjacent water tanks so that one end opens into one of the two water tanks and the other end opens into the other water tank.
  • the pressure at the top of the inverted U-shaped passage is controlled by the pressure control means.
  • a control bowl is arranged in one inner portion of adjacent water tanks, and if the control bowl is inside the control tank, one end of the control tank is outside the control barrel below the normal water level in the one water tank.
  • a rising pipe having an opening at the other end, which rises upward in the control tower and an opening at the upper end to the upper part of the control chamber inside the control tank.
  • the control chamber is connected to the other of the adjacent water tanks, and pressure control means for controlling the pressure in the upper part of the control chamber is provided.
  • a control chamber arranged in one of the two water tanks is divided by a partition means into a first chamber and a second chamber, the inside of which is connected at the top, and the first chamber is It is opened to one of the two water tanks and the second chamber is attached to the other of the two ice bowls.
  • the passage forming means is arranged so as to straddle a partition wall between two adjacent water tanks, and the two adjacent water tanks are communicated with each other by overcoming the partition wall.
  • An inverted U-shaped passage is formed between the two tanks. The upper part of the inverted U-shaped passage is connected to the vacuum suction means via the valve means.
  • the pressure control means or the vacuum suction means is replaced with a pressurization and vacuum suction means, and pressure is applied for communication between two adjacent water tanks, and communication is cut off.
  • it can be configured to perform vacuum suction.
  • the end of the passage opening to the control chamber is arranged so as to be located above the normal water level in the water tank. Therefore, when no vacuum is introduced into the upper part of the control room, the communication between two adjacent water tanks is cut off.
  • a vacuum is introduced to the upper part of the control room, the water level in the control room rises, and when this water level reaches above the open end of the passage in the control room, the two water tanks are brought into communication with each other through the control room. ..
  • pressure control is performed by pressurization and vacuum suction means
  • a positive pressure is applied to the control chamber or the inverted U-shaped passage
  • communication between two adjacent water tanks is cut off and a negative pressure is applied.
  • two tanks are in communication. This mode is advantageous when the distance between the normal water level in the water tank and the upper wall of the water tank is small.
  • FIG. 1 is a sectional view of a communication control device between water tanks in a heat storage tank showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1, and FIG. To FIG. 6 show another embodiment of the present invention. 2 is a schematic view similar to FIG. 2,
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line [-] of FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view showing still another embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line X--X of FIG. 9, and
  • FIG. 11 is a modification of the embodiment of FIG. Schematic sectional view showing an example, FIG.
  • FIG. 12 is a sectional view showing a modification of the example of the fourth surface
  • FIG. 13 to FIG. 17 are other implementations corresponding to FIG. 2 to FIG. 6, respectively.
  • Fig. 18 is a schematic sectional view of an example
  • Fig. 18 is a plan view showing an example of a heat storage tank to which the present invention is applied
  • Fig. 19 is a schematic view showing the state of use of the heat storage sack of Fig. 19 to 24 and Fig. 18 depending on the season. It is a figure.
  • Fig. 1 shows a communication controller 2 installed between two adjacent water tanks 1 and 10 that form a heat storage tank.
  • the communication control device 2 has a control chamber 24 formed inside and a control barrel or box housing 5 having an inlet 3 and an outlet 4 on both left and right sides.
  • the housing 5 is installed on a support base 6 fixed to the bottom of the aquarium 1, and is continuous with the entrance 3 and has a body 7 that extends outwardly of the housing 5 and extends horizontally. There is.
  • a connecting flange 8 is formed at the end of the pipe 7 and a connecting flange 12 of communication 1 1 is connected to this flange 8.
  • the water tanks 1 and 10 are partitioned by a partition wall 9, and the above-mentioned communication chamber 11 is supported by this partition wall 9.
  • the end of the communication pipe opens into the water barrel 10 to form a passage connecting the water barrel 10 to the control room 2 4 inside the housing 5.
  • a riser pipe 13 that rises upward from the outlet 4 is provided inside the housing 5 inside the housing 5 at either the inlet 3 or outlet 4
  • the upper curtain is also high and opens in the control room 24 at a position higher than the normal water level in the water tanks 1 and 10, that is, the water level WL occurring in the water tanks 1 and 10 under normal use.
  • the tip 14 of the tube 13 is supported by the housing 5 by a multi-zero radial support 15 to prevent the rising tube 13 from fluctuating due to the force of fluid.
  • a gas passage 16 is attached to the upper wall of the housing 5, and the gas passage 16 is connected to a vacuum pump 17.
  • a solenoid valve 18 is arranged between the vacuum pump 17 and the gas passage 16, and another gas passage 19 is branched between the housing 5 and the solenoid valve 18. ing.
  • the gas passage 19 is open to the atmosphere via the open / close valve 20.
  • a liquid level gauge 21 for detecting the level of the liquid level in the control room 24 is mounted on the upper wall of the housing 5.
  • the liquid level gauge 21 is a capacitance type bell meter, and the electrode 22 is inserted into the control room 24 outside the rising edge 13 inside the housing 5.
  • the output terminal of the liquid level gauge 2 1 is connected to the input terminal of the liquid level adjuster 23, and the output terminal of this liquid level adjuster 2 3 is connected to the solenoid valve 1 8.
  • the valve 20 is closed and the electromagnetic valve 18 is opened and closed according to the water level in the control chamber 24.
  • the solenoid valve 18 is opened, a negative pressure is introduced from the vacuum pump 17 through the gas passage 16 into the control room 24.
  • the water level H in the housing 5 becomes higher than the height of the tip 14 of the rising pipe 13 so that the two adjacent water tanks 1 and 10 can communicate with each other.
  • the opening / closing of the solenoid valve 18 is controlled by detecting the water level H in the control room 24 so that the communication is maintained.
  • the liquid level gauge 1 and the liquid level adjuster 23 are set so that the liquid level in the control chamber 24 in the communicating state is maintained higher than the height of the tip 14 of the rising pipe 1 33.
  • the electrode 22 of the liquid level gauge 21 is configured to detect two preset reference liquid levels, and when there is a leak from the gas passage and the liquid level drops.
  • the solenoid valve 18 is controlled so that the actual liquid level is always between the two reference liquid levels.
  • the tip 1 of the rising pipe 1 3 is located at almost the same height as the normal water level WL of the water tanks 1 and 10, and the valve 20 is composed of a solenoid valve. As shown in Fig. 2, a compressor 17a is connected to the solenoid valve 20.
  • the solenoid valve 18 When the communication between the water tanks 1 and 10 is cut off, the solenoid valve 18 is closed and the solenoid valve 20 is operated to introduce compressed air into the control room 24.
  • the water level in the control room 24 is lowered to the water level L which is lower than the water level WL in the water tanks 1 and 10, and the tip 14 of the riser pipe 13 is sufficiently lower than the water level L in the control room 24. It is held in a high position, and the cutoff state is reliably maintained.
  • the solenoid valve 20 When connecting the water channels 1 and 10 to each other, the solenoid valve 20 is closed and the solenoid valve 18 is operated.
  • the water level H in the control room 24 is maintained at a level sufficiently higher than the tip 14 of the riser 13 and A communication state is achieved.
  • the water levels H and L in the control room 24 may be controlled by the liquid level adjuster 23 by appropriately switching the liquid level adjuster 23 between communication and interruption.
  • the housing 5 is arranged in the water tank 1, and the pipe 7 connected to the water tank 10 rises to the control room 24 in the housing 5 to form the rising pipe 25.
  • the rising pipe 25 extends upward to a position higher than the normal water level W L in the water tanks 1 and 10.
  • a pipe 26 that opens into the water tank 1 is provided at a position lower than the upper end of the rising pipe 25.
  • the communication control device shown in Fig. 4 has a rising pipe 25 similar to the structure shown in Fig. 3, but the housing 5 is constructed in a hood type with an open bottom. Also in this example, the upper end of the rising pipe 25 is open to the control chamber 24 above the water level in the water tanks 1 and 10.
  • a partition 28 extending upward from the bottom of the housing 5 is provided in place of the rising pipe 25 of FIG.
  • the upper end of the partition 28 is located above the height of the upper part of the inlet 3 and the outlet 4 of the housing 5 and above the normal water level W L in the water tanks 1 and 10.
  • the partition 28 divides the control chamber 24 in the housing 5 into two chambers 24 a and 24 b, and the chambers 24 a and 24 communicate with each other above the upper end of the partition 28.
  • the chamber 24a is connected to the water tank 10 through the inlet 3
  • the chamber 24b is connected to the water tank 1 through the outlet 4.
  • the upper portion of the control chamber 24 formed in the housing 5 is provided with a valve through the valve as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
  • a vacuum pump (not shown) Be asked. Therefore, the control of communication and interruption of the water tanks 1 and 10 is the same as in the embodiment of FIGS. 1 and 2.
  • the communication between the water tanks 1 and 10 is cut off and different water is stored at different temperatures in the water tanks 1 and 10, the inside of the rising pipe is controlled. Since water of different temperature is introduced into the room, it is necessary to properly install heat insulating material on the wall of the riser, the housing and the passage between the water tanks 1 and 10.
  • the communication control device is composed of an inverted U-shaped pipe 29 arranged so as to straddle the partition wall 9 between the water tank i and the water tank i.
  • the inverted U-shaped tube 29 is curved downward in the water tanks 1 and 10 adjacent to each other and opens toward the bottom of the water tanks 1 and 10.
  • the inverted U-shaped tube 29 has the highest position of the intermediate portion 30. Therefore, the intermediate passage 3 I formed by the intermediate portion 30 is provided at a position higher than both ends.
  • Both ends of the inverted U-shaped pipe 29 are located at a position lower than the water level WL in the water tanks 1 and 10, and the middle straw channel 31 is located at a position higher than the water level W.
  • the gas passage 16 is connected to the intermediate passage 31. Normally, when the solenoid valve 18 is open and the valve 20 of the gas passage 19 is closed, the water is raised up to the water surface indicated by H in Fig. 6 and water enters the intermediate passage 31. A waterway is formed and the water barrels 1, 10 communicate with each other. When the valve 20 is opened and the solenoid valve 18 is closed, the intermediate passage 31 is filled with air and the communication between the adjacent water tanks 1 and 10 is cut off. Gas passage A pressure regulator 3 3 is connected to 1 6.
  • the pressure regulator 3 3 is further connected to the solenoid valve 1 8.
  • the pressure regulator 33 contains a negative pressure gauge, and controls the solenoid valve 18 according to the output signal of this negative pressure gauge, so that the negative pressure is appropriately supplied from the vacuum pump 17 into the gas passage 16. After the introduction, the negative pressure in the gas passage 16 is maintained at a predetermined value.
  • the communication control device is composed of an inverted U-shaped tube, and the intermediate passage formed by the inverted U-shaped tube is arranged above the normal water level of the liquid level in the water tank.
  • the intermediate passage 31 formed by the intermediate portion 30 of the inverted U-shaped tube 29 is arranged at substantially the same height as the normal water level WL in the water tanks 1 and 10. However, it is also possible to cut off the communication by pressurizing the intermediate passage 31 and to connect it by introducing a negative pressure to the intermediate passage 31.
  • FIG. 7 and 8 show an embodiment in which the inverted U-shaped passage in the embodiment of FIG. 6 is constituted by the upper wall of the water storage tank.
  • two adjacent water tanks 1 and 10 are separated by a partition wall 9, and the upper end of the partition wall 9 has a gap between it and the upper wall 9a of the water storage tank.
  • the upper wall 9a is formed with a passage forming wall 50 on the side of the water bowl 1 and a passage forming wall 51 on the side of the water tank 10 so as to extend downward with the partition wall 9 interposed therebetween.
  • the passage forming walls 50, 51 form an inverted U-shaped passage 52 with the partition wall 9, and this passage 52 has an intermediate portion at a position where the normal water level W in the water well 1, 10 is also high.
  • both ends open downward in the water tanks 1 and 10 at positions lower than the normal water level WL in the water tanks 1 and 10.
  • a gas passage connecting hole 5 3 is provided so as to open to the passage 52, and this gas passage connecting pipe 5 3 is provided with a gas passage 16 similar to that in each of the above-mentioned examples.
  • the gas passage 16 is connected to the compressor via a solenoid valve, and the compressed air is fed to the passage 52.
  • the communication between the water barrels 1 and 10 is cut off.
  • the electrode 22 of the liquid level gauge 2 1 is inserted into the passage 5 2 through the gas passage connecting pipe 5 3 and the liquid level gauge 21 detects the water level in the passage 5 2.
  • Figures 9 and 10 show an example where the inverted U-shaped passage is removably attached to the top wall of the reservoir.
  • an opening 9b is formed in an upper wall 9a located above the partition wall 9, and a lid 60 is attached to the upper wall 9a so as to close the opening 9b.
  • the lower surface of the lid 60 is provided with a passage forming member 61 having an inverted U-shaped passage 62, which is formed when the lid 60 is in a position to close the opening 9b.
  • the inverted U-shaped passage 62 Arranged to straddle the wall 9. In this position, the inverted U-shaped passage 62 has the middle part of the water in tanks 1 and 10 Is located above the water tank, and both ends are downwardly opened in the water tank below the water level in the water tanks 1 and 10.
  • a gas passage connecting pipe 63 is connected to the inverted U-shaped passage 62.
  • the connecting pipe 63 is formed integrally with the passage forming member 61.
  • a gas passage 16 is connected to the connection pipe 63, and the electrode 22 of the liquid level gauge 21 is inserted into the passage 62 through the connection pipe 63.
  • FIG. 11 shows a modification of the structure shown in FIG.
  • a connecting passage 70 is attached to the upper wall 9a of the water storage tank so as to open to the inverted U-shaped passage 52, and the connecting passage 70 is connected to the pumping reservoir 71 of small diameter.
  • the upper part of the pumping sump 71 is connected to the gas passage 16 as in the above-mentioned embodiments, and the electrode 22 of the liquid level gauge 21 is inserted into the pumping sump ⁇ 1.
  • the operation of the liquid level gauge 21 is the same as in the above-mentioned embodiment.
  • the pumping sump 71 has a relatively small diameter, it is possible to sensitively detect fluctuations in the liquid level even with a detector having a relatively low sensitivity.
  • the adjacent water tanks 1 and 10 when the adjacent water tanks 1 and 10 are communicated with each other, it can be configured so that the upper wall of the communication passage is filled with water. Is always kept constant, and the flow path resistance of the communication passage remains unchanged. Therefore, it is possible to obtain a stable water flow and prevent fluctuations in the water level of surrounding water tanks. Also, by making the water surface in the pump sump 71 visible from the outside, it is convenient to visually confirm the presence or absence of communication.
  • Figure 12 shows an example of applying the principle of Figure 11 to the structure of Figure 4.
  • the parts corresponding to the structure in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 and their explanations are omitted.
  • a pumping pipe 75 extending upward is formed in the housing 5, and the gas passage 16 is connected to the pumping rod 75. Further, the electrode 22 of the liquid level gauge 21 is inserted into the pumping pipe 75. When the water tanks 1 and 10 are connected, the water can be raised to the pumping pipe 75.
  • the advantages obtained by this configuration are the same as those described for the embodiment in FIG.
  • the joint between the two adjacent water tanks is above the normal water level of the water rod, and normally the connection between both water tanks is cut off, and the food pressure is introduced into this joint '.
  • the configuration has been described in which the liquid surface is raised to the contact portion and the two water tanks are communicated with each other, but the present invention is not limited to such a configuration.
  • the present invention will be described with respect to an embodiment in which the connecting portion between two adjacent water tanks is located below the normal water level of the water tank.
  • Figures 13 to 16 correspond to Figures 2 to 5, respectively, but in the example of Figure 13 the riser tube 13 is shown in Figures 14 and 15 respectively.
  • the rising edge 25, and in the example in Figure 16 the upper end of the partition 28 is at a position that is more than the normal water level H of the water tanks 1 and 10, and the water tanks 1 and 10 are normal. Communicate with each other in a bad manner.
  • the gas passage 16 connected to the control chamber 24 is connected to the compressor 80 via a solenoid valve 18.
  • Fig. 17 shows the embodiment corresponding to Fig. 6, and the difference from the embodiment shown in Fig. 6 is that in this example, the inverted U-shaped swab 29 is below the normal water level WL in the water tanks 1 and 10. Is to be located in.
  • the gas passage 16 connected to the passage 30 is connected to the air compressor 8 0 via the solenoid valve 18. '
  • FIG. 18 is a plan view showing an example of a heat storage tank to which the present invention is applied.
  • the heat storage tank 10 1 is divided into a number of water tanks 10 2 by the earthquake-resistant wall 10 3 of the concrete, etc., and each of these water tanks 10 2 is composed of a plurality of water tanks. Blocks A, B and C are made up.
  • the water tank 10 2 is connected to each other by a communication pipe 10 4.
  • One of the water tanks 102 of each block is provided with piping 105 for pumping or returning water from the water tank.
  • the communication control device 106 of the present invention is provided between the water tanks of adjacent blocks.
  • Some water tanks 102 are equipped with a straightening plate 10 ⁇ to prevent a short circuit of water flow.
  • Figures 19 to 23 show the operating states of the heat storage tanks according to the seasons, and show the water tanks 10 2 of blocks A, B, and C in a laterally expanded state.
  • Figure 19 shows the summer condition, in which all tanks A, B, and C are used for cooling. Therefore, the communication control device 106 between the blocks is set to the communication state.
  • the water is returned to one tank 10 2 of Block A, passes through each tank 10 2 of Block A in order, and enters the tank of Block B, then the tank of Block B. After successively passing through 102, it enters block C, then, after successively passing through water tank 102 of block C, it is pumped out of the water spout of block C.
  • the water level in each water tank 10 2 differs by an amount corresponding to the communication resistance between the water tanks 10 2 as shown by 110.
  • Figure 20 shows the operational state around May or September, and the cold water for cooling is stored in the water tanks 10 2 of blocks A and B.
  • the communication control device 1106 between blocks A and B is in the communication state
  • the communication control device 1106 between blocks B and C is in the cutoff state.
  • Figures 21 and 22 show the operating conditions around April or January and March or January, respectively.
  • Figure 21 shows the communication control device between blocks A and B. 0 6 is cut off, only the water tank 10 2 of Broch A is used for cooling, and in Figure 22 2 all communication control units 10 6 between each block are cut off, Aquarium of Cook A
  • FIG. 23 shows the operating condition in winter.Communication control device 106 between blocks A and B is in the shutoff state, communication control device between blocks B and C is 106 The blocks ⁇ are used for cooling, and the blocks B and C are used for heating, respectively.
  • all communication control devices 106 between blocks are shut off even in the same season, and the water tank 102 of block B is placed in the water tank. Cold water for cooling may be stored and drained from the water tank of block A.
  • Figure 24 shows the state in which the water tank of block A is drained.
  • the water barrel of the block A and the ice tank of the block B in the operating state, such as the water tank that drains water and the water tank that does not drain water.
  • the communication control device of the present invention is used between and, as shown in the embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 12, it is normally in the cutoff state, and the communication state is maintained by the action of negative pressure. It is very advantageous to use a device of the type achieved.
  • the upper end of the rising pipe 13 is located above the normal water level in the water tanks 1 and 10, so that the control chamber 2 Lowering the water level in other tanks will not affect the water levels in other tanks.
  • This word refers to other forms of embodiment shown in Figures 3 to 12 It is the same as before, and it does not cause the previous economic loss and control disadvantage.
  • the pressure in the control chamber 24 is controlled by detecting the water level outside the rising pipe 13 in the control chamber 24, so that the above-mentioned rising pipe i 3
  • the liquid level gauge catches the rise of the outside water level, and the pressure in the control room 24 is raised as much as the rise of the water level. As a result, the water level in the rising pipe 13 is further lowered, and air is blown through the water spout 1. Blowing like this In order to avoid a punch through, complicated control must be performed, and it is extremely non-diametrical.
  • the control room is in communication with the atmosphere when shutting off, and there is no need to adjust the pressure in the control room.
  • Such a problem can be easily avoided by setting a height that allows for a rise in water level of 10.
  • the liquid level can be detected by providing a pump sump or a pump as in the embodiments of FIGS. 1 i and 12 The advantage is that it becomes easier and the fluctuation of the communication area can be avoided.
  • the negative pressure communication type device provides significantly superior results to the pressure cutoff type device.
  • the communication control device for the heat storage tank of the present invention since it is not necessary to dispose the movable part in the liquid, there is almost no failure, damage, or consumption of parts. Therefore, compared with the conventional communication control device for the maturation layer, the burden of maintenance management is significantly reduced. In addition, remote control is possible by appropriately extending the air passage. Furthermore, since it is not necessary to arrange a mechanism for opening and closing valves or secure a space for maintenance management on the floor immediately above the heat storage tank, it is possible to effectively use the space such as buildings. become.

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Description

明 細 書
蓄熱槽における水槽間の連通装置 技術分野
本発明は、 蓄熱槽における二つの隣接する水槽を連通させる連 通装置に闋する。 と く に、 本発明は、 空調設備などの熱源と して 用いる目的で、 たとえば建築物の内部や緑地、 運動施設、 駐車場 の地下などに設けられ、 仕切り壁により仕切られた複数の水槽に より構成される蓄熱槽における、 二つの隣接する水槽間の連通装 置に関する。
背景技術
居住還境の質的向上に伴い、 給湯や機器冷却用水の供給目的も 含め、 冷暖房需要が大幅に増加している。 特に、 業務用ビルなど においては、 コ ンピュータや 0 A機器の発熱に対する冷暖房需要 が加わり、 消費エネルギの増加は著しい。 そこで、 熱負荷および 電力消費のピークカ ッ トを主目的と し、 深夜電力利用による経済 性の向上をはかるために、 たとえば業務用建築物や大規模建築物 などにおいては、 建築物の地下や周辺部に蓄熱用の貯水槽が設置 されている。 また、 複数のビルなどを対象と した地域冷暖房を行 うばあい、 特に大容量の貯水槽が設けられる。
このような蓄熱用の貯水槽すなわち蓄熱槽は、 一般に槽内の水 流を整流して蓄熱効果を向上させるため、 および構造強度を確保 するために、 仕切り壁で仕切られた複数の水槽により構成される。 ところで、 このような蓄熱槽の水を用いて効率よく冷暖房を行う には、 季節ごとの冷暖房需要の変動に応じて加熱または冷却する 水の量を適宜調節することが望ま しい。 このような事情から、 蓄 熟槽を構成する水槽は、 1個または互いに接続された複数の水槽 からなるブロ ッ クを構成し、 各ブロ ッ ク間に開閉可能な連通路を 設けて、 この連通路を適宜開閉することにより、 季節の冷暖房需 要の変動に応じて各プロックを単独で、 あるいは複数個組み合わ せて使用し、 それによつて冷暧房に使用する温水または冷水の量 を調節している。
また、 蓄熱槽は、 一定の期間ごとに水抜きを行い、 槽内の保守 点検および貯水の入れ換えを行うことが必要である。 このために は、 蓄熱槽の一部の水槽ブロッ クを通常の状態で稼動させながら 他の稼動していない水槽ブロックの水を抜いて水槽ブロ ックごと に順審に保守および水の入れ換えを行うことが望ましい。 したが 'つて、 この目的のためにも各水槽ブロッ ク間の連通路の開閉が必 要となる。
従来、 この水槽プロッ ク間の連通路の開閉のための手段として は、 スライ ド式の仕切り弁や蝶形弁などの機械的弁機構が使用さ れていた。 これらの弁機構は、 いずれも蓄熱槽上部に弁操作機構 を備え、 この弁操作機構により弁を上方に引き上げるか、 あるい は回転させることにより、 連通路が開かれる。
上述した従来の連通路開閉のための弁機構は、 蓄熱槽の上方に 弁の操作機構を設置するための大きな空間を必要とし、 かつ弁機 構および弁操作機構の保守管理を頻繁に行う必要がある。 たとえ ばスライ ド式の仕切り弁では、 弁の開放のために弁部材を上方へ 引き上げる必要があり、 そのための空間を蓄熱槽の上方に確保し なければならない。 また蝶形弁を用いたばあいには、 弁軸を蓄熱 槽の上方に延長して設け、 この弁軸に弁操作用ハン ドルを取りつ ける必要がある。 建築物の規模が大きくなればなるほど冷暖房に 要する熱量は大きく なり、 蓄熱槽も大型になる。 したがって、 連 通路の開閉弁も大きくなり、 弁の開閉操作のための機構が大きく なり、 保守作業に大きなスペースが要求されるようになる。 した がって、 大きな空間がそのために必要になる。 このため、 蓄熱槽 の直上階の賃貸可能な面積が減少したり、 機械室や駐車場の有効 スペースがつぶされたり して、 経済上の損失を生じる。
従来の弁機構の問題点は、 その耐久性である。 すなわち、 蓄熱 槽内の水の温度は、 冷房時には約 5 ないし 1 0 'cであり、 暖房時 には 5 0 ないし 6 0 °c となるが、 弁機構の弁体、 弁座、 シ一ルな どはいずれも水中に長期間放置されるので、 弁体やシールに変質 を生じたり、 運動部の錡つき、 シールの固着や弁からの漏洩など が生じる。 このため、 シールの交換や弁の摺動部の保守管理など を比較的頻繁に行わなければならず、 かっこの作業自体が非常に 面倒であって、 多 く の時間、 労力および費用を要し、 時には貯水 を無駄に捨てるような自体も発生する。
発明の開示
本発明は、 蓄熱槽の連通路における上述の問題を解決すること を主目的とする。 より具体的に述べると、 本発明は、 開閉操作の ための空間が小さ く てすみ、 可動部がな く て耐久性にすぐれ、 開 閉機能をもった蓄熱槽における水槽間の連通制御装置を提供する ことも目的とするものである。
本発明は、 上記問題点を解決するため、 連通路内の圧力を制御 するこ とにより、 蓄熱槽を構成する二つの水槽間の連通および遮 断を行う。
すなわち、 本発明の一態様においては、 .仕切り壁により仕切ら れた複数の水槽からなる蓄熱槽のう ちの二つの隣接する水槽を連 通させる連通装置において、 前記隣接する水槽 P—方に接続され た制御室が設けられ、 この制御室は少なく とも上部が閉じられて おり、 該制御室には、 立ち上がり通路が開口する。 この立ち上が り通路は、 一端が前記隣接する水槽の他方に開口し他端部が前記 制御室内で立ち上がって前記水槽内の正常水位より上方で前記制 御室に開口するように構成される。 制御室の上部には、 弁手段を 介して真空吸引手段が接続される
本発明の他の態様においてば、 一端が二つの水槽のう ちの一方 に開口し、 他端が他方の水槽に開口するように、 二つの隣接する 水槽間に逆 u字形通路が配置され、 該逆 U字形通路の上部の圧力 が圧力制御手段により制御される。
本発明のさらに他の態様においては、 隣接する水槽の一方の内 部に制御褸が配置され、 該制御褸内にば、 一端が該一方の水槽内 の正常水位より下方において前記制御樽の外に開口し、 他端部が 前記制御樓内で上方に立ち上がり、 上端において前記制御槽内部 の制御室上部に開口する立ち上がり管が設けられる。 さらに、 制 御室は隣接する水槽の他方に接続されるとともに、 制御室上部の 圧力を制御する圧力制御手段が設けられる。
この態様の変形としては、 二つの水槽の一方に配置された制御 室ば、 内部が上部で連結された第 1室と第 2室とに隔壁手段によ り分割され、 前記第 1室が前記二つの水槽の一方に開放され、 前 記第 2室が前記二つの氷褸の他方に接繞される。
また、 本発明のさ らに他の態様においては、 通路形成手段が、 二つの隣接する水槽の間の仕切り壁を跨いで配置され、 該仕切り 壁を乗り越えてこれら二つの隣接する水槽を連通する逆 U字形通 路を該二つの水槽間に形成する。 そして、 逆 U字形通路の上部が 弁手段を介して真空吸引手段に接繞される。
本発明の上述した態様のいずれにおいても、 圧力制御手段また は真空吸引手段を、 加圧および真空吸引手段に置き換え、 隣接す る二つの水槽簡の連通のためには加圧を行い、 連通遮断のために ば真空吸引を行うように構成することができる。 本発明の第 1 の態様による連通制御装置では、 制御室に開口す る通路の端部が水槽内の正常水位より上方に位置するように配置 されている。 したがって、 制御室の上部に真空が導入されていな い状態では、 隣接する二つの水槽の連通は遮断される。 そこで制 御室の上部に真空を導入すると、 制御室内の水位が上昇し、 この 水位が制御室内の通路の開口端部より上方に達したとき、 二つの 水槽は制御室を介して互いに連通させられる。
本究明の第 2 の態様による連通制御装置においては、 逆 U字形 通路の中間部が水槽の正常水位より上方に位置するばあい、 通常 状態では該逆 U字形通路の中間部に空気が滞留しており、 隣接す る二つの水槽は、 連通が遮断される。 逆 U字形通路の中間部に真 空が作用すると、 該通路内の水位が上昇し、 該通路に水が入り込 むので、 二つの水槽は該通路により連通させられる。 逆 U字形通 路の中間部が水槽内の正常水位より下方に位置するばあいには、 通常状態で該逆 U字形通路に水が入り込み、 隣接する二つの水槽 は互いに連通させられる。 通路の中間部に正圧が与えられると、 連通は遮断される。 その他の態様における連通制御装置の作用も また同様である。
また、 圧力制御を加圧および真空吸引手段により行うばあいに は、 制御室または逆 U字形通路に正圧を与えたとき隣接する二つ の水槽間の連通が遮断され、 負圧を与えたとき二つの水槽が連通 させられる。 この態様は、 水槽内の正常水位と水槽の上壁との間 隔が小さいばあいに有利である。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の一実施例を示す蓄熱槽における水槽間の連 通制御装置の断面図、 第 2図は、 第 1 図の装置の作用を説明する ための概略図、 第 3図ないし第 6図は、 本発明の他の実施例を示 す第 2図と同様な概略図、 第 7図は、 本発明のさらに他の実施例 を示す断面図、 第 8図は、 第 7図の ¾[ - 線に沿ってとつた断面 図、 第 9図は本発明のさ らに他の実施例を示す断面図、 第 1 0囫 は、 第 9図の X - X線断面図、 第 1 1図は、 第 7図の実施例の変 形例を示す概略断面図、 第 1 2図ば、 第 4面の例の変形例を示す 断面図、 第 1 3図ないし第 1 7図はそれぞれ第 2図ないし第 6図 に対応する他の実施例の概略断面図、 第 1 8図は本発明が適用さ れる蓄熱槽の一例を示す平面図、 第 1 9図ないし第 2 4図ば第 18 図の蓄熱褸の季節による使用状態を示す概略図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の連通制御装置を実施例について説明する。
第 1図は、 蓄熱槽を構成する二つの隣接する水槽 1、 1 0間に 設置された連通制御装置 2を示している。 連通制御装置 2 は、 内 部に制御室 2 4が形成され、 入り 口 3 と出口 4とを左右両側に有 する制御樽すなわち箱形ハウジング 5からなる。 ハウジング 5 は、 水槽 1 の底部に固定された支持台 6上に設置されており、 入り口 3 に連続して、 ハゥジング 5 の外方に向かつて水平方向に延びる 詧 7がー体に形成されている。 管 7 の端部には接繞フラ ンジ 8が 形成され、 このフ.ラ ンジ 8に連通誉 1 1 の接繞フランジ 1 2が接 繞される。
水槽 1、 1 0 は仕切り壁 9 により仕切られており、 前述の連通 眚 1 1 はこの仕切り壁 9に支持されている。 図には詳細には示し ていないが、 連通管の端部は水樽 1 0内に開口して、 水樽 1 0を ハウジング 5 の内部の制御室 2 4に接繞する通路を構成している。 ソ、ウジング 5 の内部には、 出口 4から上方に向かつて立ち上が る立ち上がり管 1 3が設けられている。 この管 1 3 の先端 1 4は、 ハウジング 5 の内部において、 入り口 3および出口 4のいずれの 上緣ょり も高く 、 かつ水槽 1、 1 0 内の正常水位すなわち通常の 使用状態で水槽 1 、 1 0 内に生じる水位 W Lより も高い位置で制 御室 2 4内に開口している。 この管 1 3 の先端 1 4 は、 複数 0放 射状支持体 1 5 によりハウ ジング 5 に支持して、 該立ち上がり管 1 3が流体の力でふらつ く のを防止している。
ハウジング 5 の上壁には気体通路 1 6が取りつけられており、 この気体通路 1 6 は、 真空ポンプ 1 7 に接続されている。 真空ポ ンプ 1 7 と気体通路 1 6 との間には、 電磁弁 1 8が配置され、 さ らにハウ ジング 5 と電磁弁 1 8 との間からは、 別の気体通路 1 9 が分岐している。 この気体通路 1 9 は、 開閉弁 2 0を介して大気 に開放されている。 ハウジング 5 の上壁には、 制御室 2 4内の液 面のレベルを検出する液面計 2 1 が取り付けられている。 この液 面計 2 1 は、 静電容量形 ベル計であって、 電極 2 2がハウジン グ 5 内の立ち上がり誉 1 3 の外側で制御室 2 4内に挿入されてい る。 液面計 2 1 の出力端子は、 液面調整器 2 3 の入力端子に接繞 され、 さらにこの液面調整器 2 3 の出力端子は、 電磁弁 1 8 に接 続されている。
次に、 第 2図を参照して本発明の連通制御装置の動作を説明す る。 連通制御装置の連通状態にするには、 弁 2 0が閉じられ、 電 磁弁 1 8が制御室 2 4内の水位に応じて開閉される。 電磁弁 1 8 が開く と、 真空ポンプ 1 7から気体通路 1 6を通して負圧が制御 室 2 4に導入される。 その結果、 ハウジング 5 内の水位 Hは立ち 上がり管 1 3 の先端 1 4 の高さより も高く なり、 隣接する二つの 水槽 1 、 1 0 は互いに連通させられる。 電磁弁 1 8 の開閉は、 こ の連通が維持されるよう に、 制御室 2 4内の水位 Hを検出して制 御される。
一方、 水槽 1 、 1 0間の連通を遮断するときには、 気体通路 1 9 の開閉弁 2 0を開き、 電磁弁 1 8を閉じる。 その結果、 大気 圧が気体通路 1 6を通して制櫛室に導入され、 制御室 2 4内の水 位は水槽 1、 1 0内の水位 W L と同じレベルまで低下して、 水槽 1 、 1 0間の連通が遮断される。
この連通制御装置において、 液面計 1および液面調整器 2 3 は、 連通状態での制御室 2 4内の液面レベルが立ち上がり管 1 3 の先端 1 4の高さよりも高く維持されるように作用する。 この目 的で、 液面計 2 1の電極 2 2 は、 あらかじめ設定した二つの基準 液面レベルを検.知するように構成され、 気体通路より漏洩があつ て液面が下降したばあいにも、 実際の液面レペルが常時二つの基 準液面レベルの間になるように、 電磁弁 1 8が制御される。
この実施例において、 水槽 1、 1 0内の正常水位 W Lと水橒 1、 1 0 の上壁との間に十分な間隔が得られないばあいには、 立ち上 がり管 1 3 の先端 1 4を水槽 1、 1 0 の水面よ、 十分に上方に突 出させることができず、 遮断状態が確実に維持できなく なる恐れ がある。 このような条件のもとでば、 立ち上がり管 1 3 の先端 1 4を水槽 1、 1 0 の正常水位 W L とほぼ同一の高さに位置させ、 弁 2 0を電磁弁によって構成するとともに、 第 2図に示すように 該電磁弁 2 0 に圧縮機 1 7 aを接繞する。 水槽 1、 1 0間の連通 を遮断するばあいにば、 電磁弁 1 8を閉じ、 電磁弁 2 0を作動さ せて制御室 2 4へ圧縮空気を導入する。 この制御によって、 制御 室 2 4内の水位は、 水槽 1 、 1 0内の水位 W Lより低い水位 Lま で下がり、 立ち上がり管 1 3 の先端 1 4は、 制御室 2 4の水位 L より十分に高い位置に保持され、 遮断状態が確実に維持される。 水樓 1、 1 0を互いに連通させるばあいには、 電磁弁 2 0を閉じ、 電磁弁 1 8を作動させる。 この制御により、 制御室 2 4内の水位 Hは立ち上がり眚 1 3の先端 1 4より十分に高いいちに保持され、 連通状態が達成される。 制御室 2 4内の水位 H、 Lの制御は、 液 面調整器 2 3を連通と遮断とに適宜切り換えて、 該液面調整器 2 3により行えばよい。
第 3図ないし第 6図は、 本発明の他の実施例を示すものである。 第 3図の連通制御装置では、 ハウジング 5が水槽 1 内に配置され、 水槽 1 0 に接続された管 7がハウジング 5内の制御室 2 4に立ち 上がり、 立ち上がり管 2 5を構成する。 この立ち上がり管 2 5 は、 第 2図の立ち上がり管 1 3 と同様に、 水槽 1、 1 0 内の正常水位 W Lより高い位置まで上方に延びている。 ハゥジング 5の側壁に は、 立ち上がり管 2 5の上端より低い位置に、 水槽 1 内に開口す る管 2 6が設けられている。
第 4図の連通制御装置は、 第 3図の構造と同様な立ち上がり管 2 5を有するが、 ハゥジング 5 は下方が開放されたフー ド形式に 構成されている。 本例でも、 立ち上がり管 2 5の上端は、 水槽 1、 1 0 内の水位より上方で制御室 2 4に開口している。
第 5図 連通制御装置では、 第 3図の立ち上がり管 2 5の代わ りに、 ハウジング 5の底部から上方に延びる隔壁 2 8が設けられ ている。 この隔壁 2 8の上端は、 ハウジング 5の入り口 3および 出口 4の上緣部の高さより も高く、 かつ水槽 1、 1 0 内の正常水 位 W Lより高い位置にある。 隔壁 2 8は、 ハウジング 5内の制御 室 2 4を二つの室 2 4 a、 2 4 bに分割しており、 室 2 4 a、 2 4 は隔壁 2 8の上端より上方で互いに連通する。 室 2 4 aは、 入り口 3を介して水槽 1 0 に、 室 2 4 bは、 出口 4を介して水槽 1 にそれぞれ接続されている。
第 3図ないし第 5図の実施例においては、 いずれもハウジング 5 内に形成される制御室 2 4の上部が、 第 1図および第 2図の実 施例におけると同様に、 弁を介して真空ポンプ （図示せず） に接 繞される。 したがって、 水槽 1、 1 0の連通および遮断の制御ば 第 1図および第 2図の実施例におけると同様である。 第 1図から 第 5図までの実施例においては、 水槽 1、 1 0 の連通が遮断され、 水槽 1、 1 0 の温度に異なる水が貯えられるばあいには、 立ち上 がり管内部と制御室とに温度の異なる水が導かれるので、 立ち上 がり眚、 ハウジングおよび水槽 1、 1 0間の通路の壁面に適当に 断熱材を配置することが必要である。
また、 第 3図ないし第 5図の実施例において、 制御室 2 4内の 圧力の制御を、 前 itしたと同様に圧縮機と真空ボンプの両方によ り行う ことも可能である。 もちろん、 制御室 2 4に圧縮機から加 圧空気が導入されると、 水槽 1 、 1 0 は連通が遮断され、 制御室 に負圧が導入されると、 水槽 1、 1 0 は互いに連通させられる。 第 6図の実施例においては、 連通制御装置は、 水檳 i、 1 0間 の仕切り壁 9を跨ぐように配置された逆 U字管 2 9 により構成さ れている。 この逆 U字管 2 9 は、 互いに隣接する水槽 1、 1 0の 内部において下方に湾曲して水槽 1、 1 0 の底部に向かって開放 している。 逆 U字管 2 9 は、 中間部 3 0 の位置が最も高く、 した がってこの中間部 3 0 により搆成される中間通路 3 Iが両端部よ り高い位置に設けられている。
逆 U字管 2 9 の両端は、 水槽 1、 1 0内の水位 W Lより低い位 置にあり、 中藺通路 3 1 は水位 Wしょり高い位置にある。 気体通 路 1 6 は、 この中間通路 3 1に接铙されている。 通常、 電磁弁 1 8が開き、 気体通路 1 9 の弁 2 0が閉じているときは、 水面ば 第 6図に Hで示す水面まで上募し、 中間通路 3 1内に水が入り込 んで水路が形成され、 水樽 1、 1 0が互いに連通させられる。 弁 2 0を開き、 電磁弁 1 8を閉じると、 中間通路 3 1 内は空気で充 満され、 隣接する水槽 1、 1 0間の連通は遮断される。 気体通路 1 6 には圧力調整器 3 3が接続される。 圧力調整器 3 3 は、 さ ら に電磁弁 1 8 に接続されている。 圧力調整器 3 3 は、 負圧計を内 蔵しており、 この負圧計の出力信号に応じて電磁弁 1 8を制御し、 これにより真空ポンプ 1 7から負圧を適宜気体通路 1 6内に導入 して、 その気体通路 1 6内の負圧を所定値に維持する。 この連通 制御装置では、 気体通路 1 6 内にも水が入り込むばあいには、 連 通状態の検出は、 液面計によるより も、 この実施例のように圧力 計による方が好ま しい。 なお、 この実施例のように、 連通制御装 置が逆 U字管により構成され、 該逆 U字管により形成される中間 通路が水槽内の液面の正常水位より上方に配置されている構成で は、 逆 U字管と仕切り壁との間の水蜜加工が不要になる、 という 利点が得られる。 さ らに、 この逆 U字管などの逆 U字通路によ 連通制御装置を構成すると、 水槽間の連通遮断時に、 逆 U字通路 内は空気で充満されるので、 隣接する水槽間の遮断はこの空気に より確保され、 隣接する 2つの水槽に温度の異なる水が蓄えられ ているばあいにも、 熱の損失は僅少に抑制される。 したがって、 逆 U字眚その他の部分にと く に断熱材を配置する必要がな く なる、 という利点が得られる。
この第 6図の実施例においても、 逆 U字管 2 9 の中間部 3 0 に より形成される中間通路 3 1 を、 水槽 1 、 1 0 内の正常水位 W L とほぼ同一の高さに配置し、 連通遮断を中間通路 3 1 の加圧によ り行い、 連通を中間通路 3 1 への負圧の導入により行う ことも可 能である。
第 7図および第 8図は、 第 6図の実施例.における逆 U字形通路 を貯水槽の上壁により構成した実施例を示す。 第 7図において、 隣接する二つの水槽 1 、 1 0 は仕切り壁 9 により仕切られており、 仕切り壁 9 の上端は、 貯水槽の上壁 9 a との間に間隙を有してい る。 上壁 9 aには、 水褸 1側に通路形成壁 5 0が、 また水槽 1 0 側に通路形成壁 5 1が、 それぞれ仕切り壁 9を挟んで下向きに延 びるように形成されている。 通路形成壁 5 0、 5 1 は、 仕切り壁 9 とともに逆 U字形通路 5 2を形成し、 この通路 5 2 は、 中間部 が水褸 1、 1 0内の正常水位 Wしょり も高い位置にあり、 両端部 が水槽 1、 1 0内の正常水位 W Lより低い位置で該水槽 1、 1 0 に下向きに開口する。 貯水槽の上壁 9 aには、 気体通路接続詧 5 3が通路 5 2に開口するように設けられ、 この気体通路接続管 5 3 に、 前述の各例におけると同様な気体通路 1 6が接繞される , 図示例のように仕切り壁 9 の上端が水槽 1、 1 0 の正常水位 W L より高い位置にあるときは、 気体通路 1 6 ば電磁弁を介して真空 ポンプに接続され、 該電磁弁が開かれて通路 5 2に負圧が導入さ れたとき、 通路 5 2内に水が上がって、 水槽 1、 1 0 は互いに連 通させられる。 仕切り壁 9 の上端が水撐 1、 1 0 の正常水位 W L より低い、 いわゆる潜り堰のばあいには、 気体通路 1 6 は電磁弁 を介して圧縮機に接続され、 通路 5 2に圧縮空気を導入すること により、 水樽 1、 1 0間の連通が遮断される。 気体通路接繞管 5 3を貫通して液面計 2 1 の電極 2 2が通路 5 2 に揷入されてお り、 この液面計 2 1が通路 5 2内の水位を検出する。
第 9図および第 1 0図は、 逆 U字形通路が貯水褸の上壁に取り 外し可能に取りつけられる例を示すものである。 図において、 仕 切り壁 9 の上方に位置する上壁 9 aには、 開口 9 bが形成され、 この開口 9 bを塞ぐように上壁 9 aに蓋 6 0が取りつけられる。 蓋 6 0 の下面には、 逆 U字形通路 6 2を有する通路形成部材 6 1 が設けられており、 この通路形成部材 6 1 は、 蓋 6 0が開口 9 b を塞ぐ位置にあるとき、 仕切り壁 9を跨ぐように配置される。 こ の位置では、 逆 U字形通路 6 2は、 中間部が水槽 1、 1 0内の水 位より上方に位置し、 両端が水槽 1 、 1 0 内の水位より下方で該 水槽内に下向きに開口する。 第 7図および第 8図の実施例におけ ると同様に、 逆 U字形通路 6 2 に接続される気体通路接続管 6 3 が設けられる。 本例においては、 この接続管 6 3 は、 通路形成部 材 6 1 と一体に形成される。 接続眚 6 3 には気体通路 1 6が接繞 され、 また接続管 6 3を貫通して液面計 2 1 の電極 2 2 が通路 6 2 内に挿入される。
第 1 1図は、 第 7図の構造の変形例を示すものである。 図にお いて、 貯水槽の上壁 9 a には逆 U字形通路 5 2 に開口するように 接続通路 7 0が取りつけられ、 この接続通路 7 0 は小径の揚水溜 7 1 が接続される。 揚水溜 7 1 の上部は前述の各実施例における と同様な気体通路 1 6 に接続されており、 揚水溜 Ί 1 内には、 液 面計 2 1 の電極 2 2が挿入される。 液面計 2 1 の作用は、 前述の 実施例におけると同様である。 本例においては、 水槽 1 、 1 0 を 連通させるとき、 水は揚水溜 7 1 の位置まで上昇させられる。 こ のばあい、 揚水溜 7 1 は直径が比較的小さいので、 比較的感度の 低い検知器によっても液面の変動を敏感に検出することが可能に なる。
この実施例のように、 隣接する水槽 1 、 1 0を互いに連通させ るとき、 その連通路の上壁まで水で充満されるように構成できる 力 そのばあいには、 連通時の流路面積が常時一定に保たれ、 連 通路の流路抵抗が不変となる。 したがって、 安定した水流を得る ことができ、 周囲の水槽の水面変動を防ぐことができる、 という 利点が得られる。 また、 揚水溜 7 1 内の水面を外部から目視でき るようにすることより、 連通状態の有無を視覚的に確認できて便 利である。
第 1 2図ば、 第 1 1 の原理を第 4図の構造に適用した実施例を 示すもので、 第 4図の構造に対応する部分は、 第 4図と同一の符 号を付して説明は省略する。 本例においてば、 ハウジング 5 に上 方に延びる揚水管 7 5が形成され、 この揚水詧 7 5に気体通路 1 6が接続される。 さらに、 液面計 2 1 の電極 2 2が揚水管 7 5 内に挿入される。 水槽 1 、 1 0を連通させるときには、 水ば揚水 管 7 5 まで上昇させられる。 この構成により得られる利点は、 第 1 1図の実施例について述べたものと同様である。
第 7図ないし第 1 2図の実施例においても、 連通の遮断を加圧 により行い、 連通を食圧の導入により行う ことも、 前 itの実施例 におけると同様に可能である。 なお、 第 7図ないし第 1 2図の実 施例のように、 液面計 2 1 の取りつけ口が蓄熱槽の直上階の床上 に出ている構成ば、 液面計 2 1 の保守管理が便利になる、 という 利点を持つ。
以上、 本発明の実施例を、 隣接する二つの水槽間の接繞部が水 橹の正常水位より上方にあり、 通常は両水槽の接続が遮断され、 この接繞部'に食圧を導入することにより該接繞部まで液面を上昇 させて、 両水槽を連通させる構成について説明したが、 本発明は このような構成に限定されるものではない。 以下に、 隣接する二 つの水槽間の接繞部が水槽の正常水位より下方に位置する実施例 について、 本発明を說明する。
第 1 3図ないし第 1 6図は、 それぞれ第 2図ないし第 5図に対 応ずる図であるが、 第 1 3図の例でば、 立ち上がり管 1 3が、 第 1 4図および第 1 5図の例では立ち上がり眚 2 5が、 また第 1 6 図の例でば隔壁 2 8 の上端が、 水槽 1 、 1 0 の正常水位 Hより泜 い位置にあり、 水槽 1 、 1 0 は通常の拔態で互いに連通する。 第 1 3図に概略的に示すように、 制御室 2 4に接繞された気体通路 1 6は、 電磁弁 1 8を介して圧縮機 8 0 に接続されている。 弁 1 8を開いてこの圧縮機 8 0からの圧縮空気を制御室 2 4に導 入すると、 制御室の液面が Lで示すように立ち上がり管 1 3 の上 端より低い位置に下がり、 水槽 1 、 1 0 の連通が遮断される。 第 1 4図ないし第 1 6図には示していないが、 これらの実施例でも 同様な構成を有する。
第 1 7図は、 第 6図に対応する実施例で、 第 6図の実施例との 相違点は、 本例では逆 U字眚 2 9が水槽 1 、 1 0 内の正常水位 W Lより下方に位置することである。 本例では、 通路 3 0 に接続 される気体通路 1 6 は、 電磁弁 1 8を介して空気圧縮機 8 0 に接 続される。 '
第 1 8図は、 本発明が適用される蓄熱槽の一例を示す平面図で ある。 蓄熱槽 1 0 1 は、 コ ンク リ ー トの耐震壁 1 0 3 などによつ て多数の水槽 1 0 2 に区切られており 、 これら水槽 1 0 2 は、 複 数個が集まって、 それぞれブロ ック A、 B、 Cを構成している。 各ブロ ッ クにおいて、 水槽 1 0 2 は連通管 1 0 4により互いに接 続される。 各ブロ ッ クの水槽 1 0 2 のいずれかには、 水槽からの 水の汲み上げまたは戻しのための配管 1 0 5が設けられる。 さ ら に、 隣合うブロ ッ クの水槽間には、 本発明の連通制御装置 1 0 6 が設けられる。 一部の水槽 1 0 2には、 水流の短絡を防ぐための 整流板 1 0 Ίが設けられる。
第 1 9図ないし第 2 3図は、 季節による蓄熱槽の運転状態を示 すもので、 ブロ ック A、 B、 Cの各水槽 1 0 2を横に展開した状 態で示す。 第 1 9図は夏期の状態であって、 すべてのブロ ッ ク A、 B、 Cの水槽 1 0 2が冷房用に使用される。 したがって、 各プロ ク間の連通制御装置 1 0 6 は連通状態にされる。 水はプロ ッ ク Aの一つの水槽 1 0 2 に戻され、 ブロ ッ ク Aの各水槽 1 0 2を順 次に通過してプロ ッ ク Bの水槽に入り、 該ブロ フ ク Bの水槽 1 0 2を順次に通過してブロ ック Cに入り、 次いでブロ ック Cの 水槽 1 0 2を順次に通過したのち該ブロ ック Cの水撐 1 0 2から 汲み出される。 各水槽 1 0 2内の水位には、 1 1 0で示すように 各水槽 1 0 2間の連通抵抗に対応する分だけ差が生じる。
第 2 0図は 5月または 9月頃の運転祅態で、 ブロ ック Aおよび Bの水槽 1 0 2 に冷房のための冷水が貯水される。 この状態では、 ブロ ック A、 B間の連通制御装置 1 0 6 は連通状態にされ、 ブロ ック B、 C間の連通制御装置 1 0 6 は遮断状態にされる。 第 2 1 図および第 2 2図は、 それぞれ 4月または 1 ひ月頃および 3月ま たは 1 1月頃の運転状態を示し、 第 2 1図ではブロ ック A、 B間 の連通制御装置 1 0 6が遮断状態にされて、 ブロ フク Aの水槽 1 0 2のみが冷房に使用され、 第 2 2図では各ブロ ック間の連通 制御装置 1 0 6がすべて遮断伏態にされ、 ブロ ック Aの水槽
1 0 2が冷房に、 ブロ ック Bの水槽 1 0 2が暖房に使用される。 第 2 3図ば冬季の運転状態を示すもので、 ブロ プク A、 B間の連 通制御装置 1 0 6 は遮断状態に、 ブ α ック B 、 C間の連通制御装 置 1 0 6 は連通状態にされ、 ブロ ック Αの氷褸 1 0 2が冷房用に、 ブロ ック B 、 Cの水樓 1 0 2が暖房用にそれぞれ使用される。 第 2 0図ないし第 2 2図に示す状態では、 使用されていないプロ "ノ クの水槽から水を抜いて、 水槽の保守点検を行う ことも可能であ る。 なお、 ブロ ック Aの水抜きを行うには、 第 2 1図の使用找態 の代わりに、 同じ季節でも各ブロ ック間の連通制御装置 1 0 6を すべて遮断状態とし、 ブロ ック Bの水槽 1 0 2に冷房のための冷 水を貯水し、 ブロ ック Aの水槽から水を抜く ようにすればよい。 ブロ ック Aの水槽の水抜きをした状態を第 2 4図に示す。
たとえば第 2 4図の運転状態におけるブロ ック Aの水褸とブ口 ック Bの氷槽との簡のように、 水を抜く水樽と水を抜かない水檳 との間に本発明の連通制御装置を使用するばあいには、 第 1 図な いし第 1 2図に示す実施例のように、 通常は遮断状態になり、 負 圧の作用で連通状態が達成される形式の装置を用いることが、 と く に有利である。
この点をさらに詳細に説明すると、 たとえば第 2 4図に示す連 通装置 1 0 6 に第 1 3図の実施例の構成を使用したばあいを想定 すると、 ブロ ック Aの水槽 1 内の水位が開口 4 の上緣ょり低い位 置まで低下したとき、 制御室 2 4は水槽 1 内の空気と連通するこ とになり、 制御室 2 4内の圧力制御は不能になる。 この状態では、 制御室 2 4内での水流遮断は不可能になり、 ブロ ック Bの水槽 1 0 内の水が管 1 3を通って水槽 1 に流出する。 この流出は、 水 槽 1 ひの水位が立ち上がり管 1 3 の上端のレベルに低下するまで く こ とになる。 その結果、 ブロ ック Aの水槽から水抜きをした とき、 ブロ ック Bの水槽の水位も低下することになる。 これは、 ブロ ック Bの水槽の水が無駄に捨てられることを意味すると同時 に、 ブロ ック Bで使用できる水の容積が減少して、 蓄熱量が低下 することをも意味し、 経済上の損失は大きい。 さ らに、 蓄熱槽に おいては、 通常、 蓄熱容量の確保と安定した運転を維持すること の必要性から、 水槽内の水位を維持するための手段が設けられる が、 ブロ ック Bの水槽内の水位が低下した状態で運転が繞けなけ ればならないときには、 別途に低水位維持手段を必要とし、 蓄熱 槽の制御が複雑になる、 という不利益を生じる。
これに対し、 第 2図の実施例では、 立ち上がり管 1 3 の上端が 水槽 1 、 1 0内の正常水位より上方に位置するので、 制御室 2 4 内が大気圧になる遮断状態において、 いずれのブロ ックの水槽の 水位低下も他のブロ ックの水槽の水位に影響を及ぼさない。 この ことば、 第 3図ないし第 1 2図に示す他の形式の実施例について もまった く 同様であり、 前 ¾した経済上の損失および制御上の不 利益を生じない。
また、 たとえば第 2 3図の使用状態でば、 ブロ ック Aの最下流 側の水槽 1 0 2 とブロ ック Bの最上流側の水槽 1 0 2 との間には- 連通遮断状態でかなり大きな水位差が生ずることになる。 このよ うに、 遮断状態で隣接する水槽間に大きな水位の差を生じる偭所 に、 本発明の連通制御装置を使用するばあいにも、 第 1図ないし 第 1 2図に示す実施例のように、 通常で遮断状態になり、 食圧の 作用で連通状態が達成される形式の装置を用いることが、 と く に 有利になる。
この点を一例により さ らに詳細に説明すると、 たとえば第 1 3 図の実施例のように、 通常で連通伏態になり、 正圧の作用で遮断 状態が達成される形式の装置においてば、 連通遮断時に気体の漏 洩を捕充する分だけ制御室内に空気を適宜吹き込みんで制御室内 の液面を一定範囲に保つことが望ましいのであるが、 このとき制 御室内の液面の移動が問題となる。 第 1 3図の実施例では、 水樽 1 と水槽 1 0 の間を遮断中に両水槽の水面間に差が生じ、 仮に水 槽 1 0内の水位 ·が水槽 1内の水位より hだけ高い状態になったと すると、 制御室 2 4内において、 立ち上がり管 1 3 の外側の水位 は上昇し、 立ち上がり管 1 3の内側の水位は下降する。 その結果- 立ち上がり眚 1 3の内外の水位には hの差を生じる。
第 1 3図の実施例では制御室 2 4内の圧力の制御を制御室 2 4 内の立ち上がり管 1 3 の外側の水位を検岀することにより行って いるので、 前述した立ち上がり管 i 3 の外側の水位の上昇を液面 計が捉えて、 制御室 2 4内の圧力はその水位の上昇に相当するだ け上昇させられる。 その結果、 立ち上がり管 1 3内の水位がさら に低下し、 空気が水撐 1 に吹き抜けることになる。 このような吹 き抜けを避けるためには、 複雑な制御を行わねばならず、 非常に 不径済である。
これに対して、 第 2図の実施例では、 遮断時には制御室は大気 と連通しており、 制御室内の圧力を調整する必要がないので、 立 ち上がり管 1 3 の上端の位置を、 水槽 1 0 の水位上昇を見込んだ 高さに設定することにより、 このような問題を簡単に避けること ができる。 また、 負圧を作用させることによって連通伏態を達成 する形式の実施例では、 第 1 i 図および第 1 2図の実施例のよう に揚水溜または揚水管を設けることにより、 液面検出が容易にな り、 連通面積の変動を避けることができる、 という利点が得られ る。
このよう に、 本発明の連通制御装置の用途によっては、 負圧連 通型の装置が、 加圧遮断型の装置に比して顕著にすぐれた結果を もたらすものとなる。
産業上の利用可能性
本発明の蓄熱槽における連通制御装置では、 液体内に可動部分 を配置する必要がないので、 故障や破損、 部品の消耗などはほと んど生じない。 したがって、 従来の蓄熟層の連通制御装置に比し、 保守管理の負担が大幅に軽減される。 また、 気.体通路を適当に延 長することによって遠隔操作が可能になる。 さ らに、 蓄熱槽の直 ぐ上方の階に弁開閉のための機構を配置したり、 保守管理のため のスペースを確保したりする必要がないので、 建築物などの空間 の有効利用が可能になる。

Claims

請求の範囲
(1) 仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱槽のう ち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 前記隣 接する水槽の一方に接繞され少なく とも上部が閉じられた制御 室と、 一端が前記隣接する水槽の他方に開口し他端部が前記制 御室内で立ち上がって前記水槽内の正常水位より上方で前記制 御室に開口する通路と、 前記制御室の上部に弁手段を介して接 繞された真空吸引手段と、 からなることを特徴とする連通制御 装置。
(2) 仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱樽のうち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 一端が 前記二つの水槽のう ちの一方に開口し、 他端が他方の水槽に藺 口するように前記二つの隣接する水樽間に配置された逆 U字^ 通路と、 前記逆 U字形通路の上部の圧力を制御する圧力制御手 段と、 からなることを特徴とする連通装置。
(3) 請求の範囲第 (2)項の連通装置において、 前記通路は中間部が 前記水撐の正常水位より上方に位置し両端部が該正常水位より 下方に位置するように配置され、 前記圧力制御手段は弁手段を 介して前記逆 U字形通路の上部に接続された真空吸引手段から なる連通装置。
(4) 請求の範囲第 (2)項の連通装置において、 前記通路ば全体が前 記水槽の正常水位より下方に位置するように配置され、 前記圧 力制御手段は前記逆 U字形通路の上部に弁手段を介して接続さ れた圧縮機からなる連通装置。
(5) 仕切り壁により 切られた複数の水槽からなる蓄熱褸のう ち の二つの隣接する水褸を連通させる連通装置において、 前記瞵 接する水槽の一方に内に配置され閉ざされた制御室を形成する 制御槽と、 前記一方の水槽の正常水位より下方において一端が 前記制御槽の外に開口し他端部が前記制御槽内で上方に立ち上 がり上端において前記制御槽内邬の前記制御室の上部に開口す る立ち上がり管と、 前記制御室を前記二つの水槽の他方に接続 する通路と、 前記制御室上部の圧力を制御する圧力制御手段と、 からなる連通装置。
(6) 仕切り壁により仕切られた複数の氷樓からなる蓄熟樓のう ち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 前記二 つの水槽の一方に配置され少なく とも上部が閉ざされ下部が前 記一方の水槽に開口した制御槽と、 一端が前記二つの水槽の他 方に開口し他端部が前記制御槽内で上方に立ち上がり上端にお いて前記制御槽内部の制御室上部に開口する通路と、 前記制御 室の上部の圧力を制御する圧力制御手段と、 からなる連通装置。
(7) 仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱槽のう ち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 前記二 つの水槽の一方に配置され上部が閉ざされた制御室と、 前記制 御室内部を上部で連結された第 1室と第 2室とに分割する隔壁 手段と、 前記第 1室を前記二つの水槽の一方に開放する開口と、 前記第 2室を前記二つの水槽の他方に接続する通路と、 前記制 Q 御室の上部の圧力を制御する圧力制御手段と、 からなることを 特徴とする連通装置。
(8) 仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱槽のう ち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 前記二 つの隣接する水槽の間の仕切り壁を跨いで配置され、 該仕切り 壁を乗り越えてこれら二つの隣接する水槽を連通する逆 U字形 通路を該二つの水槽間に形成する通路形成手段と、 前記逆 U字 形通路の上部を弁手段を介して真空吸引手段に接続する圧力制 御手段と、 からなることを特徴とする連通装置。
(9) 請求の範囲第 (8)項の連通装置において、 前記通路^成手段は 前記蓄熱槽の上壁に設けられた連通装置。
αο) 請求の範囲第 )項の連通装置において、 前記通路形成手段は 前記蓄熱槽の上壁に取り外し可能に取りつけられた蓋に設けら れた連通装置。
αΐ) 仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱槽のう ち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 少な く とも上部が閉ざされ下部が前記二つの隣接する氷樽のう ちの一 方の水槽に開口した制御槽と、 一端が前記二つの水槽の他方に 開口し他端部が前記制御槽内で上方に立ち上がり上端において 前記制御槽内部に制御室上部に開口する通路と、 前記二つの隣 接する水槽の連通を遮断するため前記制御室の上部を加圧し、 前記二つの隣接する水槽間を連通させるため前記制御室の上部 に負圧を導入する圧力制御手段と、 からなる連通装置。
02) 請求の範囲第 01)項に記載の連通装置において、 前記通路は前 記水槽の正常水位の近傍において前記制御室上部に開口した連 請求の範囲第 (u)項またば第 α¾項に記載の連通装置において、 前記制御槽は前記一方の水槽内に配置された連通装置。
(143 請求の範囲第 (11)項または第 02)項に記載の連通装置において、 前記制御橹は前記他方の水槽内に配置された連通装置。
s) 仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱槽のう ち の二つの隣接する水槽を連通させる連通装置において、 一端が 前記二つの水槽のう ちの一方に開口し、 他端が他方の水槽に開 口するように前記二つの隣接する水槽間に配置された逆 u字形 通路と、 前記二つの隣接する水褸間の連通を遮断するために前 記逆 U字形通路の上部を加圧し、 前記二つの隣接する水槽間を 連通させるため前記逆 U字形通路の上部に負圧を与える圧力制 御手段と、 からなることを特徴とする連通装置。
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