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JP6593809B2 - Shelter cooling system - Google Patents
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JP6593809B2 JP2017227787A JP2017227787A JP6593809B2 JP 6593809 B2 JP6593809 B2 JP 6593809B2 JP 2017227787 A JP2017227787 A JP 2017227787A JP 2017227787 A JP2017227787 A JP 2017227787A JP 6593809 B2 JP6593809 B2 JP 6593809B2
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

本発明は、シェルターの内部空間を冷却する冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device for cooling an internal space of a shelter.

平成23年3月11日に発生した東日本大震災では、地震により各地で建物の倒壊・火災が相次いだ。全壊棟数は8473棟に及び、172件の火災が同時多発に発生した。過去に起きた関東大震災、及び阪神淡路大震災と同様、電気配線・暖房器具(電気・ガス・石油)・調理器具から出火し、倒壊した家屋等に燃え移ったことが、地震火災発生の主な原因である。内閣府の被害想定によれば、今後発生が予想される首都直下地震では15万棟が全壊、南海トラフ巨大地震の被害想定では134.6万棟が全壊する事態が報告されている。これらの大量の家屋倒壊によって、同時多発に数多くの地震火災の発生が予想される。   In the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011, buildings collapsed and fired one after another due to the earthquake. The number of buildings destroyed was 8473, and 172 fires occurred simultaneously. As with the Great Kanto Earthquake and the Great Hanshin Awaji Earthquake that occurred in the past, the main cause of the earthquake fire was that the fire broke out from electrical wiring, heating equipment (electricity, gas, oil), cooking utensils, and burned to collapsed houses. Responsible. According to the damage forecast of the Cabinet Office, 150,000 buildings are completely destroyed in the earthquake that is expected to occur in the future, and 1,346 thousand buildings are completely destroyed in the Nankai Trough earthquake. Due to the massive collapse of these houses, many earthquake fires are expected to occur at the same time.

地震火災は、建物の倒壊や道路の損壊による通行阻害、水道管の破裂による消火用水の不足、大量の自動車通行による交通渋滞などの要因が複合して消火活動が大きく阻害される。そのため、広範囲で、長時間にわたる火災となりやすい性質がある。   Earthquake fires greatly impede fire fighting activities due to a combination of factors such as building blockage and road disruption, traffic shortage due to rupture of water pipes, and heavy traffic. For this reason, there is a wide range of long-term fires.

また、安全な場所に避難しようとしても、上述したように建物の倒壊や道路の損壊によって、避難場所までの交通手段が確保できない事態が生じる。   Even if an attempt is made to evacuate to a safe place, as described above, a situation may occur in which transportation means to the evacuation place cannot be ensured due to the collapse of the building or the destruction of the road.

このような状況下、地震・地震火災対策に対する意識は近年益々高まっており、地震時に身近に避難できるシェルターに強い関心が集まっている。地震火災時に避難するためのシェルターについては、耐火性能を具備するとともに、火炎熱等に起因するシェルター内部の温度上昇を抑制する冷却機能を具備することが求められる。   Under such circumstances, awareness of earthquake / earthquake fire countermeasures has been increasing in recent years, and there is a strong interest in shelters that can evacuate in the event of an earthquake. A shelter for evacuating in the event of an earthquake fire is required to have a fire resistance and a cooling function that suppresses the temperature rise inside the shelter caused by flame heat or the like.

特許文献1では、断熱層を有する天井壁、側壁、床壁よりなる構造体を、長時間の火災に耐えられるように、安価なコストで内部温度の上昇を抑制するためのシェルターが開示されている。具体的には、天井壁の上面に水槽を設け、火災発生時等の周囲温度が上昇したときに、水槽内の水をシェルターの構造体に流して、シェルターの内部温度の上昇を未然に防止するものである。   Patent Document 1 discloses a shelter for suppressing a rise in internal temperature at a low cost so that a structure including a ceiling wall, a side wall, and a floor wall having a heat insulating layer can withstand a long-time fire. Yes. Specifically, a water tank is provided on the top surface of the ceiling wall, and when the ambient temperature rises in the event of a fire, etc., the water in the water tank flows through the structure of the shelter to prevent an increase in the internal temperature of the shelter. To do.

特許文献2では、軽量気泡コンクリート製のパネルを組み立てたシェルターの基礎モルタル内部にパイプを配設した冷却装置が開示されている。ファンを利用してシェルター内部の暖められた空気をパイプの取り込み口から取り込み、比較的温度の低い基礎モルタル内に配設されたパイプに流すことで冷却し、冷却された空気をシェルター内に再度還流することによってシェルター内を冷却する装置である。   Patent Document 2 discloses a cooling device in which a pipe is disposed inside a basic mortar of a shelter in which lightweight cellular concrete panels are assembled. Using a fan, warm air inside the shelter is taken in from the pipe inlet and cooled by flowing it through a pipe placed in a relatively low-temperature basic mortar, and the cooled air is put into the shelter again. It is a device that cools the inside of the shelter by refluxing.

特開2011−084883号公報JP 2011-08883 A 特開平10−237958号公報JP-A-10-237958

特許文献1で開示された装置は、天井壁の上面に水槽が設けられており、この水槽内の水の温度は、火災に伴い上昇する。水温が上昇した水をシェルターの構造体に流したとしても、その冷却効果はわずかなものであり、シェルター内部の温度上昇を十分に抑制することはできない。長期間に渡り、大きな温度抑制効果を持たせるためには、巨大な水槽が必要となり、装置自体を安価なコストとすることは難しい。特許文献2に開示された装置は、シェルター内の空気を基礎モルタル内に配設されたパイプを通過させるのみであり、その冷却効果は限定的である。また、長期間にわたる火災では、基礎モルタル自体の温度が上昇し、冷却効果は期待できない。   In the apparatus disclosed in Patent Document 1, a water tank is provided on the upper surface of the ceiling wall, and the temperature of water in the water tank rises with a fire. Even if the water whose temperature has risen flows through the structure of the shelter, the cooling effect is slight, and the temperature rise inside the shelter cannot be sufficiently suppressed. In order to have a large temperature suppression effect over a long period of time, a huge water tank is required, and it is difficult to make the device itself inexpensive. The apparatus disclosed in Patent Document 2 only allows air in the shelter to pass through a pipe disposed in the basic mortar, and its cooling effect is limited. In addition, in a fire over a long period of time, the temperature of the basic mortar itself rises and a cooling effect cannot be expected.

本発明の課題は、シェルターの内部空間を、長時間に渡り安定して冷却することができる安価で簡便な冷却装置を提供することである。   The subject of this invention is providing the cheap and simple cooling device which can cool the internal space of a shelter stably for a long time.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、シェルター冷却装置であって、液体冷媒と、前記液体冷媒が気化した加圧状態の気化気体とを貯留するタンクと、タンクに接続する減圧弁と、シェルターの内部空間に設けられて、減圧弁に接続する熱交換装置と、シェルターの外部空間に設けられて、熱交換装置に接続する排出管を備え、熱交換装置は、外壁の前記シェルターの内部空間側に配設されている熱交換チューブを有し、外壁を外部空間側から取り囲むとともに、外壁と協働して断熱空間を形成する防護壁と、防護壁の上端部に設けられた排気弁と、をさらに備え、排出管は、断熱空間に設けられることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a shelter cooling device, wherein the liquid refrigerant and a tank for storing the vaporized gas in a pressurized state vaporized from the liquid refrigerant are connected to the tank. A pressure reducing valve, a heat exchange device provided in the inner space of the shelter and connected to the pressure reducing valve, and a discharge pipe provided in the outer space of the shelter and connected to the heat exchange device . A heat exchanger tube disposed on the inner space side of the shelter, surrounding the outer wall from the outer space side, forming a heat insulating space in cooperation with the outer wall, and provided at the upper end of the protective wall is the exhaust valves, further comprising a, the discharge pipe, characterized Rukoto provided in the heat insulating space.

この構成によれば、減圧弁を開くと、液体冷媒は気化し、さらに気化気体は減圧されて膨張する。このとき、吸熱効果及び断熱膨張効果で気化気体の温度は低下し、シェルターの内部空間に設けられた熱交換装置を通過する。このとき、熱交換装置の周辺に存在する空気等と熱交換する。これにより、シェルターの内部空間は冷却される。また、熱交換された気化気体は温度の上昇を伴いながら排出管を経由して外部空間に排出される。このため、内部空間内に気化気体が充満することはない。これにより、簡単な構成で、シェルター内部を、快適な状態に保ちつつ冷却することができる。   According to this configuration, when the pressure reducing valve is opened, the liquid refrigerant is vaporized, and the vaporized gas is further decompressed and expanded. At this time, the temperature of the vaporized gas decreases due to the endothermic effect and the adiabatic expansion effect, and passes through the heat exchange device provided in the internal space of the shelter. At this time, heat exchange is performed with air or the like existing around the heat exchange device. Thereby, the internal space of the shelter is cooled. Further, the vaporized gas subjected to heat exchange is discharged to the external space via the discharge pipe while the temperature rises. For this reason, the vaporized gas is not filled in the internal space. Thereby, it is possible to cool the inside of the shelter with a simple configuration while maintaining a comfortable state.

この構成によれば、熱交換装置は、熱交換チューブを有するので、熱交換装置の構造を簡略化することができる。   According to this configuration, since the heat exchange device has the heat exchange tube, the structure of the heat exchange device can be simplified.

この構成によれば、熱交換チューブは、外壁のシェルターの内部空間側に配設されているので、内部空間を阻害することなく、有効に活用することができる。また、熱交換チューブが外壁と熱交換されることにより外壁は冷却される。その輻射熱で内部空間全体を冷却することができる。   According to this configuration, since the heat exchange tube is disposed on the inner space side of the shelter on the outer wall, it can be used effectively without obstructing the inner space. In addition, the outer wall is cooled by heat exchange between the heat exchange tube and the outer wall. The entire internal space can be cooled by the radiant heat.

直射日光を受けることにより、さらには火災による火炎熱等により、シェルターの内部空間の温度上昇が懸念される。しかし、この構成によれば、外壁を外部空間側から取り囲むとともに、外壁と協働して断熱空間を形成する防護壁が設けられているので、外部環境の変化によるシェルターの内部空間の温度上昇を抑制することができる。また、排出管は、断熱空間に設けられており、防護壁の上端部に排気弁を備えているので、液体冷媒が気化した気体は断熱空間に放出され、断熱空間に充填していた気体は、排気弁を経由して大気中に放出される。すなわち、断熱空間内を、断熱空間内に比べ温度の低い気化気体が流れる。これにより断熱空間内の温度上昇を抑制することができ、シェルターの内部空間の冷却効率を高めることができる。 There is a concern that the temperature of the internal space of the shelter may increase due to direct sunlight or due to flame heat from a fire. However, according to this configuration, the protective wall that surrounds the outer wall from the outer space side and forms the heat insulating space in cooperation with the outer wall is provided, so that the temperature of the inner space of the shelter can be increased due to a change in the external environment. Can be suppressed. In addition, since the discharge pipe is provided in the heat insulation space and is provided with an exhaust valve at the upper end of the protective wall, the gas vaporized by the liquid refrigerant is discharged into the heat insulation space, and the gas filled in the heat insulation space is It is released into the atmosphere via an exhaust valve. That is, vaporized gas having a lower temperature flows in the heat insulating space than in the heat insulating space. Thereby, the temperature rise in a heat insulation space can be suppressed and the cooling efficiency of the interior space of a shelter can be improved.

請求項に係る発明は、請求項に記載のシェルター冷却装置において、所定の方向に延びる複数の突起板が、外壁に向かって突出した状態で防護壁に設けられることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the shelter cooling device according to claim 1 , wherein a plurality of protruding plates extending in a predetermined direction are provided on the protective wall in a state of protruding toward the outer wall.

この構成によれば、所定の方向に延びる複数の突起板が、外壁に向かって突出した状態で防護壁に設けられるので、突起板に比べ温度の低い気化気体が突起板と熱交換することにより防護壁の温度上昇を抑制することができる。 According to this configuration, since the plurality of protruding plates extending in the predetermined direction are provided on the protective wall in a state of protruding toward the outer wall, the vaporized gas having a lower temperature than the protruding plate exchanges heat with the protruding plate. The temperature rise of the protective wall can be suppressed.

請求項に係る発明は、請求項またはに記載のシェルター冷却装置において、排出管は、断熱空間の下端部に設けられることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the shelter cooling device according to claim 1 or 2 , wherein the discharge pipe is provided at a lower end portion of the heat insulating space.

この構成によれば、排出管は、断熱空間の下端部に設けられるので、断熱空間内に比べ温度の低い気化気体は、断熱空間の下端部から上昇しながら、防護壁の上端部に設けられた排気弁を経由して大気中に放出される。これにより、断熱空間全体を冷却することができる。   According to this configuration, since the discharge pipe is provided at the lower end portion of the heat insulating space, the vaporized gas having a lower temperature than that in the heat insulating space is provided at the upper end portion of the protective wall while rising from the lower end portion of the heat insulating space. It is released into the atmosphere via an exhaust valve. Thereby, the whole heat insulation space can be cooled.

請求項に係る発明は、請求項のいずれか1項に記載のシェルター冷却装置において、断熱空間に水が充填されており、排出管は、熱交換装置への水の逆流を防止するための逆止弁が設けられることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the shelter cooling device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the heat insulation space is filled with water, and the discharge pipe prevents backflow of water to the heat exchange device. A check valve is provided.

この構成によれば、空気に比べて熱容量の大きな水が断熱空間に充填されているので、直射日光、及び火炎熱等に起因するシェルターの内部空間の温度上昇を抑制することができる。また、排出管は、熱交換装置への水の逆流を防止するための逆止弁が設けられるので、熱交換装置の冷却効率を低下させることはなく、またシェルターの内部空間内に水が浸入することはない。   According to this configuration, since the heat-insulating space is filled with water having a larger heat capacity than air, it is possible to suppress the temperature rise in the inner space of the shelter caused by direct sunlight, flame heat, and the like. In addition, since the discharge pipe is provided with a check valve to prevent the backflow of water to the heat exchange device, the cooling efficiency of the heat exchange device will not be reduced, and water will enter the interior space of the shelter. Never do.

請求項に係る発明は、請求項1〜のいずれか1項に記載のシェルター冷却装置において、排出管は、複数の穴が形成される分散管を有することを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the shelter cooling device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the discharge pipe has a dispersion pipe in which a plurality of holes are formed.

この構成によれば、排出管は、複数の穴が形成される分散管を有するので、気化気体は分散管に形成された複数の穴を経由することで、分散して外部空間に放出することができる。   According to this configuration, since the discharge pipe has the dispersion pipe in which a plurality of holes are formed, the vaporized gas is dispersed and discharged to the external space through the plurality of holes formed in the dispersion pipe. Can do.

請求項に係る発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載のシェルター冷却装置において、気化気体は減圧弁から噴射されることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the shelter cooling device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the vaporized gas is injected from a pressure reducing valve.

この構成によれば、気化気体は減圧弁から噴射されるので、気化気体を効率的に減圧膨張できる。   According to this configuration, since the vaporized gas is injected from the pressure reducing valve, the vaporized gas can be efficiently decompressed and expanded.

シェルター冷却装置の設置状況を説明する内部空間側から外部空間側を視た正面図である。It is the front view which looked at the external space side from the internal space side explaining the installation condition of a shelter cooling device. 同、外部空間側から内部空間側を視た正面断面図である。It is the same front sectional view which looked at the internal space side from the external space side. 同、側面断面図である。FIG. 分散管を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining a dispersion pipe.

以下、本発明の実施形態におけるシェルター冷却装置1について、図面を参照し、説明する。   Hereinafter, a shelter cooling device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示す通りシェルターの内部空間A1にタンク2が配されている。タンク2の内部は、下部に液化二酸化炭素L(液体冷媒)が充填されており、上部に液化二酸化炭素Lが気化した炭酸ガスLA(気化気体)が加圧された状態で充填されている。   As shown in FIG. 1, a tank 2 is arranged in the internal space A1 of the shelter. The inside of the tank 2 is filled with liquefied carbon dioxide L (liquid refrigerant) at the lower portion, and filled with carbon dioxide LA (vaporized gas) vaporized from the liquefied carbon dioxide L at the upper portion.

熱交換チューブ4は、減圧弁3を介してタンク2に接続した状態で、外壁7の内部空間側の壁面に設けられている。外壁7は壁板71の内部空間A1側に断熱層72が設けられた2層構造である。減圧弁3は、タンク2から熱交換チューブ4へ噴射される炭酸ガスLAの噴射圧力・噴射量を調整するためのものである。なお、減圧弁3が閉じた状態では、炭酸ガスLAが熱交換チューブ4に噴射されることはない。減圧弁3は、手動、電動のいずれであってもよい。また、遠隔操作可能なものであってもよい。   The heat exchange tube 4 is provided on the wall surface of the outer wall 7 on the inner space side in a state of being connected to the tank 2 via the pressure reducing valve 3. The outer wall 7 has a two-layer structure in which a heat insulating layer 72 is provided on the inner space A1 side of the wall plate 71. The pressure reducing valve 3 is for adjusting the injection pressure / injection amount of the carbon dioxide gas LA injected from the tank 2 to the heat exchange tube 4. In the state where the pressure reducing valve 3 is closed, the carbon dioxide gas LA is not injected into the heat exchange tube 4. The pressure reducing valve 3 may be either manual or electric. Further, it may be remotely operable.

減圧弁3を開くと、タンク2に加圧された状態で充填されている炭酸ガスLAは、熱交換チューブ4に向かって噴射される。このとき炭酸ガスLAは減圧され膨張し、断熱膨張効果により温度が低下する。   When the pressure reducing valve 3 is opened, the carbon dioxide LA filled in the pressurized state in the tank 2 is injected toward the heat exchange tube 4. At this time, the carbon dioxide gas LA is decompressed and expands, and the temperature decreases due to the adiabatic expansion effect.

熱交換チューブ4は、断熱膨張効果により温度が低下した炭酸ガスLAを周辺の空気と熱交換し、シェルターの内部空間A1を冷却するためのものである。熱交換チューブ4は、連続した1本のチューブであり、縦チューブ41、下チューブ42、及び上チューブ43を有しており、隣接する縦チューブ41の下端は下チューブ42に接続され、隣接する縦チューブ41の上端は上チューブ43に接続されている。また、端部は接続管5を介して排出管6に接続している。このように、広い範囲に熱交換チューブ4を配設することにより冷却効果を高めることができる。また、外壁7の内部空間A1側の壁面に設けられているので、内部空間A1を阻害することはなく、内部空間A1全体を有効に活用することができる。熱交換チューブ4は、耐久性があり、かつ熱伝導率が高い素材、例えば銅製等の金属製であることが好ましい。また、鋼製であってもよい。   The heat exchange tube 4 is for heat exchange of the carbon dioxide gas LA whose temperature has been lowered by the adiabatic expansion effect with the surrounding air to cool the inner space A1 of the shelter. The heat exchange tube 4 is a single continuous tube, and includes a vertical tube 41, a lower tube 42, and an upper tube 43. The lower ends of the adjacent vertical tubes 41 are connected to the lower tube 42 and are adjacent to each other. The upper end of the vertical tube 41 is connected to the upper tube 43. Further, the end portion is connected to the discharge pipe 6 via the connection pipe 5. Thus, a cooling effect can be heightened by arrange | positioning the heat exchange tube 4 in a wide range. Moreover, since it is provided on the wall surface of the outer wall 7 on the inner space A1 side, the inner space A1 is not obstructed and the entire inner space A1 can be used effectively. The heat exchange tube 4 is preferably made of a material having durability and high thermal conductivity, for example, a metal such as copper. Further, it may be made of steel.

図3に示す通り、接続管5は、熱交換チューブ4と、排出管6を接続するためのものであり、外壁7に埋設されるとともに、内部空間A1側、及び断熱空間A3側に突出した状態で、外壁7の下端部に設けられている。内部空間A1側の突設部に熱交換チューブ4が接続され、断熱空間A3側の突設部に排出管6が接続されている。   As shown in FIG. 3, the connection pipe 5 is for connecting the heat exchange tube 4 and the discharge pipe 6 and is embedded in the outer wall 7 and protrudes toward the inner space A1 side and the heat insulation space A3 side. In the state, it is provided at the lower end of the outer wall 7. The heat exchange tube 4 is connected to the protruding portion on the inner space A1 side, and the discharge pipe 6 is connected to the protruding portion on the heat insulating space A3 side.

図2に示す通り、排出管6は、水Wが充填されている断熱空間A3の下端部に水没した状態で設けられており、接続管5に接続する本管61、分散管63、並びに本管61及び分散管63を接続する逆止弁62で構成されている。本管61は、分散管63を所定の位置に配設するためのものであり、逆止弁62は熱交換チューブ4への水の逆流を防止するためのものである。したがって、断熱空間A3内に水を充填しない場合には、逆止弁62を省略し、本管61と分散管63を直結してもよい。   As shown in FIG. 2, the discharge pipe 6 is provided in a state of being submerged in the lower end portion of the heat insulating space A3 filled with water W, and the main pipe 61, the dispersion pipe 63, and the main pipe connected to the connection pipe 5 are provided. The check valve 62 connects the pipe 61 and the dispersion pipe 63. The main pipe 61 is for arranging the dispersion pipe 63 at a predetermined position, and the check valve 62 is for preventing the backflow of water to the heat exchange tube 4. Therefore, when the heat insulation space A3 is not filled with water, the check valve 62 may be omitted and the main pipe 61 and the dispersion pipe 63 may be directly connected.

分散管63は、減圧弁3から噴射した炭酸ガスLAを断熱空間A3に分散して放出するためのものである。図4に示す通り、軸方向に沿って複数の穴63aが形成されており、また、端部は閉止板64で閉塞されている。複数の穴63aにより、排出総面積を大きくできるとともに、放出箇所を分散することができる。   The dispersion pipe 63 is for dispersing and discharging the carbon dioxide LA injected from the pressure reducing valve 3 into the heat insulating space A3. As shown in FIG. 4, a plurality of holes 63 a are formed along the axial direction, and the ends are closed by a closing plate 64. With the plurality of holes 63a, the total discharge area can be increased and the discharge locations can be dispersed.

図3に示す通り、外壁7の外部空間A2側に防護壁8が設けられている。防護壁8は、矩形の外板81、及び外板81の周縁から垂直に延びる側板82を有しており、側板82の端部は外壁7に固定されている。これにより、水密な断熱空間A3を形成することができる。   As shown in FIG. 3, a protective wall 8 is provided on the outer space A2 side of the outer wall 7. The protective wall 8 includes a rectangular outer plate 81 and a side plate 82 extending perpendicularly from the periphery of the outer plate 81, and an end portion of the side plate 82 is fixed to the outer wall 7. Thereby, the watertight heat insulation space A3 can be formed.

上下方向に延びる複数の突起板83が、外壁7に向かって突出した状態で、外板81に固定されている。突起板83は外板81に固定されているため、結果として、外板81の放熱面積を大きくしている。そのため、火災による火炎熱で外板81の温度が上昇したとき、突起板83から放熱することができるので、外板81の温度上昇を抑制することができる。また、外板81の耐荷力を増大させることができる。   A plurality of protruding plates 83 extending in the vertical direction are fixed to the outer plate 81 in a state of protruding toward the outer wall 7. Since the protruding plate 83 is fixed to the outer plate 81, the heat dissipation area of the outer plate 81 is increased as a result. Therefore, when the temperature of the outer plate 81 rises due to flame heat due to a fire, heat can be radiated from the protruding plate 83, so that the temperature rise of the outer plate 81 can be suppressed. Further, the load bearing capacity of the outer plate 81 can be increased.

外板81の上端部に排気弁84が設けられている。排気弁84は、排出管6から断熱空間A3に放出された炭酸ガスLAを外部空間A2に排出するためのものである。これにより、断熱空間A3内の圧力上昇を防ぎ、断熱空間A3内を一定の圧力に保つことができる。   An exhaust valve 84 is provided at the upper end of the outer plate 81. The exhaust valve 84 is for discharging the carbon dioxide gas LA released from the discharge pipe 6 to the heat insulation space A3 to the external space A2. Thereby, the pressure rise in the heat insulation space A3 can be prevented, and the inside of the heat insulation space A3 can be maintained at a constant pressure.

炭酸ガスLAの通過経路、及びそれに伴う冷却メカニズムについて説明する。   The passage route of the carbon dioxide gas LA and the accompanying cooling mechanism will be described.

タンク2に液化二酸化炭素Lが貯留されており、その上部に液化二酸化炭素Lが気化した炭酸ガスLAが加圧された状態で充填されている。減圧弁3を開くと、加圧された炭酸ガスLAは、熱交換チューブ4に噴射される。炭酸ガスLAの噴射によって、タンク2内に充填された炭酸ガスLAの圧力は一時的に減少するが、この圧力の減少に伴い、液化二酸化炭素Lが気化し、炭酸ガスLA内に供給される。これにより、タンク2の上部に充填された炭酸ガスLAの圧力は減少することなく、ほぼ一定の加圧状態が保たれる。   The liquefied carbon dioxide L is stored in the tank 2, and the upper part is filled with the carbon dioxide gas LA in which the liquefied carbon dioxide L is vaporized. When the pressure reducing valve 3 is opened, the pressurized carbon dioxide LA is injected into the heat exchange tube 4. The pressure of the carbon dioxide gas LA filled in the tank 2 is temporarily reduced by the injection of the carbon dioxide gas LA. As the pressure decreases, the liquefied carbon dioxide L is vaporized and supplied into the carbon dioxide gas LA. . Thereby, the pressure of the carbon dioxide gas LA filled in the upper part of the tank 2 is not reduced, and a substantially constant pressurized state is maintained.

なお、液化二酸化炭素Lの気化に伴う吸熱効果により、タンク2、及びタンク内の炭酸ガスLAは冷却される。これにより、炭酸ガスLAは、冷却された状態で減圧弁3から噴射される。   The tank 2 and the carbon dioxide gas LA in the tank are cooled by the endothermic effect accompanying the vaporization of the liquefied carbon dioxide L. Thereby, the carbon dioxide gas LA is injected from the pressure reducing valve 3 in a cooled state.

また、加圧された状態で減圧弁3から噴射された炭酸ガスLAは、減圧されて膨張し、熱交換チューブ4内を通過する。このときの断熱膨張効果により炭酸ガスLAの温度はさらに低下する。すなわち、極めて低い温度の炭酸ガスLAが熱交換チューブ4を通過する。この通過過程での熱交換により、内部空間A1内の空気、及び外壁7の温度は低下し、炭酸ガスLAの温度は上昇する。これにより、内部空間A1を冷却することができる。   In addition, the carbon dioxide gas LA injected from the pressure reducing valve 3 in a pressurized state is decompressed, expands, and passes through the heat exchange tube 4. The temperature of the carbon dioxide gas LA further decreases due to the adiabatic expansion effect at this time. That is, carbon dioxide LA having a very low temperature passes through the heat exchange tube 4. Due to the heat exchange in the passage process, the temperature of the air in the inner space A1 and the outer wall 7 is decreased, and the temperature of the carbon dioxide gas LA is increased. Thereby, internal space A1 can be cooled.

本実施形態では、熱交換チューブ4が内部空間A1側の外壁面に直接配設されているが、輻射板(図示略)を介してシェルターの内部空間A1側の外壁面に配設してもよい。輻射板が熱交換され冷却されることにより、より一層冷却効果を高めることができる。   In this embodiment, the heat exchange tube 4 is directly disposed on the outer wall surface on the inner space A1 side, but may be disposed on the outer wall surface on the inner space A1 side of the shelter via a radiation plate (not shown). Good. The cooling effect can be further enhanced by the heat exchange and cooling of the radiation plate.

なお、減圧弁3から炭酸ガスLAが噴射されたとき、断熱膨張効果で、減圧弁3が冷却され凍結することが予測される場合は、減圧弁3に凍結防止用のヒーターを設けてもよい。ヒーターはバッテリーで動作するものが好ましい。   When carbon dioxide gas LA is injected from the pressure reducing valve 3, if the pressure reducing valve 3 is predicted to be cooled and frozen due to the adiabatic expansion effect, the pressure reducing valve 3 may be provided with a heater for preventing freezing. . The heater is preferably battery operated.

熱交換によって温度が上昇した炭酸ガスLAは、接続管5、及び排出管6を経由して断熱空間A3に放出される。断熱空間A3には水Wが充填されており、炭酸ガスLAは水W中を上昇し、外板81の上端部に設けられた排気弁84を経由して外部空間A2に放出される。   The carbon dioxide LA whose temperature has been increased by heat exchange is discharged to the heat insulating space A3 via the connection pipe 5 and the discharge pipe 6. The heat insulation space A3 is filled with water W, and the carbon dioxide gas LA rises in the water W and is discharged to the external space A2 via the exhaust valve 84 provided at the upper end portion of the outer plate 81.

外板81は、直射日光、及び火災による火炎熱等によって加熱され温度が高い状態となっている。これにより、断熱空間A3の温度は上昇し、結果として内部空間A1の温度上昇が生じる。本実施形態では、断熱空間内に熱容量の大きな水Wを充填することによって、内部空間A1の温度上昇を抑制している。   The outer plate 81 is heated by direct sunlight, flame heat from a fire, and the like, and is in a high temperature state. Thereby, the temperature of heat insulation space A3 rises and the temperature rise of internal space A1 arises as a result. In this embodiment, the temperature rise of the internal space A1 is suppressed by filling the heat insulation space with water W having a large heat capacity.

水Wは、外板81の温度上昇に伴い、水温が上昇する。水W内を、水Wよりも温度の低い炭酸ガスLAを上昇させることで水温の上昇を抑制することができる。   The water temperature of the water W increases as the temperature of the outer plate 81 increases. By raising the carbon dioxide gas LA having a temperature lower than that of the water W in the water W, an increase in the water temperature can be suppressed.

なお、本実施形態では断熱空間内に水Wを充填したが、空気のみが充填された状態としてもよい。この場合、断熱空間A3は空気で満たされた断熱層として機能する。外部空間A2の気温よりも温度の低い炭酸ガスLAを排出管6から放出し、断熱空間A3の下部から上部に向かって上昇させ、排気弁84から外部空間A2に放出することにより、断熱空間A3は外部空間A2よりも温度の低い状態を保つことができる。また、炭酸ガスLAの上昇過程で、突起板83と熱交換をすることにより、外板81自体の温度上昇を抑制することができる。   In this embodiment, the heat insulation space is filled with water W, but only air may be filled. In this case, the heat insulation space A3 functions as a heat insulation layer filled with air. Carbon dioxide gas LA having a temperature lower than the temperature of the external space A2 is discharged from the discharge pipe 6, is raised from the lower part to the upper part of the heat insulating space A3, and is discharged from the exhaust valve 84 to the outer space A2, whereby the heat insulating space A3. Can maintain a lower temperature than the external space A2. Further, heat exchange with the protruding plate 83 during the increase of the carbon dioxide gas LA can suppress the temperature increase of the outer plate 81 itself.

上述した実施形態は、本発明の実施のための好ましい実施形態の例示である。本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において各所の改変をなしても、本発明の技術的範囲に属することは勿論である。   The above-described embodiments are examples of preferred embodiments for carrying out the present invention. The present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that even if various modifications are made without departing from the spirit of the invention, they belong to the technical scope of the present invention.

例えば、本実施形態では、減圧弁3から炭酸ガスLAが噴射されるが、液化二酸化炭素を噴出する構成としてもよい。   For example, in the present embodiment, the carbon dioxide gas LA is injected from the pressure reducing valve 3, but it may be configured to eject liquefied carbon dioxide.

液体冷媒として液化二酸化炭素Lを用いているが、これに限らず、気化熱及び断熱膨張効果で冷却可能なもの例えば、液化窒素を用いてもよい。   Although the liquefied carbon dioxide L is used as the liquid refrigerant, the liquid refrigerant is not limited to this, and may be cooled by the heat of vaporization and the adiabatic expansion effect, for example, liquefied nitrogen.

熱交換装置については、熱交換チューブ4を有する構成としたが、複数のフィンが取り付けられたパイプを有する構成として、内部空間内に設置してもよい。   The heat exchange device has a configuration having the heat exchange tube 4, but may be installed in the internal space as a configuration having a pipe to which a plurality of fins are attached.

また、複数個のシェルター用冷却装置をシェルターに設けてもよい。さらに、取り付け位置の限定はなく、天井、側壁、床等のあらゆる箇所に設置してもよい。   A plurality of shelter cooling devices may be provided in the shelter. Furthermore, there is no limitation on the attachment position, and it may be installed at any location such as a ceiling, a side wall, or a floor.

1 :シェルター冷却装置
2 :タンク
3 :減圧弁
4 :熱交換チューブ
5 :接続管
6 :排出管
7 :外壁
8 :防護壁
41 :縦チューブ
42 :下チューブ
43 :上チューブ
61 :本管
62 :逆止弁
63 :分散管
63a :穴
64 :閉止板
71 :壁板
72 :断熱層
81 :外板
82 :側板
83 :突起板
84 :排気弁
A1 :内部空間
A2 :外部空間
A3 :断熱空間
L :液化二酸化炭素
LA :炭酸ガス(気化気体)
W :水
1: Shelter cooling device 2: Tank 3: Pressure reducing valve 4: Heat exchange tube 5: Connection pipe 6: Discharge pipe 7: Outer wall 8: Protection wall 41: Vertical tube 42: Lower tube 43: Upper tube 61: Main pipe 62: Check valve 63: Dispersion pipe 63a: Hole 64: Closing plate 71: Wall plate 72: Thermal insulation layer 81: Outer plate 82: Side plate 83: Projection plate 84: Exhaust valve A1: Internal space A2: External space A3: Thermal insulation space L : Liquefied carbon dioxide LA: Carbon dioxide (vaporized gas)
W: Water

Claims (6)

液体冷媒と、前記液体冷媒が気化した加圧状態の気化気体とを貯留するタンクと、
前記タンクに接続する減圧弁と、
シェルターの内部空間に設けられて、前記減圧弁に接続する熱交換装置と、
シェルターの外部空間に設けられて、前記熱交換装置に接続する排出管と、を備え
前記熱交換装置は、外壁の前記シェルターの内部空間側に配設されている熱交換チューブを有し、
前記外壁を外部空間側から取り囲むとともに、前記外壁と協働して断熱空間を形成する防護壁と、
前記防護壁の上端部に設けられた排気弁と、をさらに備え、
前記排出管は、前記断熱空間に設けられることを特徴とするシェルター冷却装置。
A tank for storing a liquid refrigerant and a pressurized vaporized gas obtained by vaporizing the liquid refrigerant;
A pressure reducing valve connected to the tank;
A heat exchange device provided in the internal space of the shelter and connected to the pressure reducing valve;
A discharge pipe provided in an external space of the shelter and connected to the heat exchange device ,
The heat exchange device has a heat exchange tube disposed on the inner space side of the shelter on the outer wall,
A protective wall that surrounds the outer wall from the outer space side and forms a heat insulating space in cooperation with the outer wall;
An exhaust valve provided at the upper end of the protective wall,
The discharge pipe, shelter cooling device according to claim Rukoto provided in the insulation space.
所定の方向に延びる複数の突起板が、前記外壁に向かって突出した状態で前記防護壁に設けられることを特徴とする請求項に記載のシェルター冷却装置。 A plurality of protrusions plates extending in a predetermined direction, shelter cooling device according to claim 1, characterized in that provided in the protective wall so as to protrude toward the outer wall. 前記排出管は、前記断熱空間の下端部に設けられることを特徴とする請求項またはに記載のシェルター冷却装置。 The discharge pipe, shelter cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that provided in the lower end portion of the insulation space. 前記断熱空間に水が充填されており、
前記排出管は、前記熱交換装置への水の逆流を防止するための逆止弁が設けられることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のシェルター冷却装置。
The insulation space is filled with water,
The shelter cooling device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the discharge pipe is provided with a check valve for preventing a back flow of water to the heat exchange device.
前記排出管は、複数の穴が形成される分散管を有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のシェルター冷却装置。 The discharge pipe, shelter cooling device according to any one of claims 1-4, characterized in that it comprises a dispersion pipe in which a plurality of holes are formed. 前記気化気体は、前記減圧弁から噴射されることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のシェルター冷却装置。 The vaporizing gas, shelter cooling device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that ejected from the pressure reducing valve.
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