(57)【要約】【課題】種々な種類の断熱容器に適用が可能な冷却装置を提供する【解決手段】冷却装置２２は、冷却器２、放熱器３、伝熱体２３、ケース２４、保冷液２５、及び断熱カバー２６を備える。伝熱体２３は、冷却面２ｂに設けられる。ケース２４は、伝熱体２３を覆う。保冷液２５は、ケース２４の内部に入れられ、ケース２４内で伝熱体２３に接触する。断熱カバー２６は、保冷液２５が冷却される際にケース２４に被せられ、ケース２４から外すことが可能である。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱面及び前記放熱面より低温になる冷却面を有する冷却器と、
前記放熱面に設けられた放熱器と、
前記冷却面に設けられた伝熱体と、
前記伝熱体を覆うケースと、
前記ケースの内部に入れられ、前記ケース内で前記伝熱体に接触する保冷液と、
前記保冷液が冷却される際に前記ケースに被せられ、前記ケースから外すことが可能な断熱カバーと、
を備えた冷却装置。
【請求項２】
前記伝熱体は複数のフィンを備え、
前記保冷液は、前記フィンのそれぞれに接触する請求項１に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、冷却装置が記載されている。特許文献１に記載された冷却装置は、食品等を収納するための断熱容器の内部を冷却する。この冷却装置は、圧縮機、凝縮器及び蒸発器を備える。圧縮機及び凝縮器は、断熱容器の外に配置される。蒸発器は、断熱容器の内部に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５９−８４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された冷却装置では、圧縮機及び凝縮器が断熱容器の外に配置される。また、蒸発器が断熱容器の内部に配置される。このため、断熱容器の蓋を閉めると、冷媒を通すための配管が蓋に挟まれる。配管を通すための溝を蓋に形成する必要があり、専用の断熱容器にしか適用できないといった問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされた。この発明の目的は、種々な種類の断熱容器に適用が可能な冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷却装置は、放熱面及び放熱面より低温になる冷却面を有する冷却器と、放熱面に設けられた放熱器と、冷却面に設けられた伝熱体と、伝熱体を覆うケースと、ケースの内部に入れられ、ケース内で伝熱体に接触する保冷液と、保冷液が冷却される際にケースに被せられ、ケースから外すことが可能な断熱カバーと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る冷却装置は、冷却器、放熱器、伝熱体、ケース、保冷液、及び断熱カバーを備える。伝熱体は、冷却面に設けられる。ケースは、伝熱体を覆う。保冷液は、ケースの内部に入れられ、ケース内で伝熱体に接触する。断熱カバーは、保冷液が冷却される際にケースに被せられ、ケースから外すことが可能である。この発明に係る冷却装置であれば、種々な種類の断熱容器に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における冷却装置の例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】冷却装置の使用方法を説明するための図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図５】伝熱体の例を示す斜視図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面に相当する図である。
【図８】断熱材の他の例を示す図である。
【図９】断熱材の他の例を示す図である。
【図１０】冷却装置の他の例を示す図である。
【図１１】冷却装置の他の例を示す図である。
【図１２】冷却装置を断熱容器に取り付ける他の方法を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における冷却装置の例を示す斜視図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ断面を示す図である。
【図１５】断熱カバーを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における冷却装置１の例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。冷却装置１は、例えば冷却器２、放熱器３、送風機４、伝熱体５、断熱材６及びケース７を備える。図１は、冷却器２、放熱器３及び送風機４がケース７によって覆われる例を示す。図２では、ケース７を省略している。
【００１１】
冷却器２は、放熱面２ａ及び冷却面２ｂを有する。冷却面２ｂは、放熱面２ａより温度が低くなる面である。冷却器２は、例えばペルチェ素子を備える。冷却器２に電力が供給されると、ペルチェ素子の吸熱現象によって冷却面２ｂが冷却される。また、ペルチェ素子の放熱現象によって放熱面２ａが加熱される。図２は、放熱面２ａ及び冷却面２ｂが互いに反対の方向を向く例を示す。
【００１２】
放熱器３は、冷却器２の放熱面２ａに設けられる。図２は、放熱器３が複数のフィンを備える例を示す。冷却器２で発生した熱は、放熱面２ａから放熱器３に伝わる。
【００１３】
送風機４は、放熱器３に風を送る。送風機４によって放熱器３に風を当てることにより、放熱器３の温度を効率的に下げることができる。図２は、空冷によって放熱器３の温度を低下させる例を示す。水冷によって放熱器３の温度を低下させても良い。送風機４は、ケース７に着脱可能であっても良い。
【００１４】
伝熱体５は、冷却器２の冷却面２ｂに設けられる。伝熱体５は、冷却器２によって冷却される。伝熱体５は、例えば第１伝熱部８、第２伝熱部９及び第３伝熱部１０を有する。
【００１５】
第１伝熱部８は、冷却器２の冷却面２ｂに設けられる部分である。伝熱体５自体に冷却機能は備えられていない。このため、冷却面２ｂに固定される第１伝熱部８は、第２伝熱部９及び第３伝熱部１０より温度が低くなる。図１及び図２に示す例では、第１伝熱部８は平坦な板状である。第１伝熱部８は、冷却面２ｂに沿うように配置される。
【００１６】
第２伝熱部９は、伝熱体５を熱の移動経路として見た場合に冷却面２ｂから最も離れた部分を含む部分である。第２伝熱部９は、第１伝熱部８及び第３伝熱部１０より温度が高くなる。図１及び図２に示す例では、第２伝熱部９は平坦な板状である。第２伝熱部９は、第１伝熱部８に対向するように配置される。例えば、第２伝熱部９は第１伝熱部８に対して平行に配置される。
【００１７】
第３伝熱部１０は、第１伝熱部８と第２伝熱部９とを繋ぐ部分である。図１及び図２に示す例では、第３伝熱部１０は平坦な板状である。第３伝熱部１０は、第１伝熱部８の一つの縁と第２伝熱部９の一つの縁とを繋ぐように設けられる。例えば、第３伝熱部１０は、第１伝熱部８と第２伝熱部９とに直交するように配置される。
【００１８】
断熱材６は、伝熱体５の一部を覆う。図１及び図２に示す例では、断熱材６は、第１伝熱部８と第３伝熱部１０とを覆う。断熱材６を備えることにより、第２伝熱部９を冷却器２によって効率的に冷却することができる。
【００１９】
図３は、冷却装置１の使用方法を説明するための図である。図３は、冷却装置１を市販の断熱容器１１に取り付けた状態を示す。図４は、図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。断熱容器１１は、例えば箱１２及び蓋１３を備える。
【００２０】
箱１２は、内部に物品を保管するためのものである。蓋１３は、箱１２に形成された開口を塞ぐ。蓋１３は、例えば箱１２に着脱可能である。蓋１３が箱１２に取り付けられると、箱１２が密閉される。図３は、断熱容器１１の外形が直方体形状である例を示す。断熱容器１１の外形は図３に示す例に限定されない。例えば、断熱容器１１の外形は円柱形状でも良い。断熱容器１１の外形が直方体形状で、断熱容器１１の内側に形成される空間が円柱形状でも良い。
【００２１】
冷却装置１を断熱容器１１に取り付ける場合は、伝熱体５の第３伝熱部１０が箱１２の縁の上に乗るように冷却装置１を配置する。そして、この状態で蓋１３を箱１２に取り付ける。蓋１３が箱１２に取り付けられることにより、断熱容器１１は密閉される。また、第３伝熱部１０は、箱１２の縁と蓋１３の端部とに挟まれる。断熱材６のうち第３伝熱部１０を覆う部分の一部は、箱１２の縁と蓋１３の端部とに挟まれる。断熱材６が発泡樹脂で形成されていれば、断熱材６の上記一部は図４に示すように箱１２及び蓋１３によって押し潰される。
【００２２】
冷却装置１が断熱容器１１に取り付けられると、冷却器２、放熱器３、送風機４及び第１伝熱部８は、断熱容器１１の外に配置される。第３伝熱部１０は、箱１２と蓋１３との間に配置される。第２伝熱部９は、断熱容器１１の内部に配置される。第１伝熱部８と第２伝熱部９との間に、箱１２の側壁に相当する部分が配置される。
【００２３】
図３及び図４に示す状態で冷却器２に電力が供給されると、伝熱体５が冷却される。図４に示す例では、断熱材６が第１伝熱部８と第３伝熱部１０とを覆うため、第２伝熱部９を効率的に冷やすことができる。これにより、断熱容器１１の内側に形成された空間の温度を効率的に下げることができる。
【００２４】
本実施の形態に示す例では、冷却器２が断熱容器１１の外に配置される。即ち、冷却装置１の中で最も温度が低くなる冷却面２ｂが断熱容器１１の外に配置される。冷却装置１は、従来の装置のように、冷媒を通すための配管を断熱容器１１の内部にまで延ばす必要はない。伝熱体５は熱を伝えることができれば良く、その形状に制約はない。このため、市販の断熱容器１１に冷却装置１を取り付けても、伝熱体５を挟んだ状態で蓋１３を閉めることができる。本実施の形態に示す冷却装置１であれば、専用の断熱容器を用意する必要はない。冷却装置１は、種々の断熱容器に適用が可能である。
【００２５】
本実施の形態に示す冷却装置１であれば、既存の断熱容器１１に後付けすることによって、その断熱容器１１を冷蔵庫として利用することができる。例えば、断熱容器１１によって保管される物品は、ワクチン製剤を含むものでも良い。発展途上国では、拠点等においてワクチン製剤を含む物品が断熱容器１１に入れられ、モータバイク或いは乗用車等によってワクチンの接種会場に運ばれる。ワクチン製剤を保管する温度は、例えば２℃から８℃でなければならない。断熱容器１１内の物品を上記温度範囲で保管できる時間が長いほど、拠点からの一回の出動によってより多くの会場にワクチン製剤を届けることができる。例えば、発展途上国では、物品を数日間上記温度範囲で保管できることが望ましい。
【００２６】
発展途上国において、ワクチンの接種会場に冷凍庫を用意することは難しい。しかし、ワクチンの接種会場に給電設備を備えることは可能である。例えば、持ち運びが可能な太陽光発電機をワクチンの接種会場に持ち込んでも良い。給電だけであれば、乗用車から行うこともできる。
【００２７】
ワクチンの接種会場では、蓋１３が箱１２から外され、ワクチン製剤が取り出される。蓋１３が取り外されることによって断熱容器１１内の温度は上昇する。本実施の形態に示す冷却装置１であれば、蓋１３を開け閉めした後に断熱容器１１の内部を冷却することができる。断熱容器１１内の物品を上記温度範囲で保管できる時間を長くすることができる。
【００２８】
冷却装置１は、温度計及び表示器を更に備えても良い。温度計は、例えば第２伝熱部９に設けられる。温度計により、断熱容器１１内の温度が計測される。表示器は、例えばケース７に設けられる。温度計によって計測された温度は表示器に表示される。冷却装置１は、コントローラを備えても良い。コントローラは、温度計によって計測された温度が目標温度範囲に収まるように冷却器２を制御する。かかる場合、コントローラは、ハードウェア資源として、例えばＣＰＵ及びメモリを含む処理回路を備える。コントローラは、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵによって実行することにより、上記機能を実現する。コントローラの機能の一部又は全部をハードウェアによって実現しても良い。
【００２９】
伝熱体５の熱伝導率は、高ければ高いほど望ましい。例えば、伝熱体５は、５０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を有していることが望ましい。また、市販の断熱容器１１では、箱１２及び蓋１３が樹脂製であることが多い。出願人が行った実験によれば、伝熱体５を厚さ２．５ｍｍの１枚の金属板から成形しても、市販の断熱容器１１において蓋１３が閉まることを確認している。
【００３０】
他の例として、第３伝熱部１０は、重ねられた複数の箔状の部材を備えても良い。伝熱体５のうち少なくとも箱１２及び蓋１３によって挟まれる部分が箔状の部材で形成されていれば、蓋１３を容易に閉めることができる。また、断熱容器１１の密閉性も確保できる。第３伝熱部１０のみが箔状の部材を備えても良い。箔状の部材は、第１伝熱部８から第２伝熱部９に亘って配置されても良い。伝熱体５の全体が箔状の部材で形成されても良い。
【００３１】
他の例として、第３伝熱部１０は、複数の線状の部材を備えても良い。図５は、伝熱体５の例を示す斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ断面を示す図である。図６は、第３伝熱部１０が複数の金属線１４を備える例を示す。伝熱体５のうち少なくとも箱１２及び蓋１３によって挟まれる部分が線状の部材で形成されていれば、蓋１３を容易に閉めることができる。また、断熱容器１１の密閉性も確保できる。第３伝熱部１０のみが線状の部材を備えても良い。線状の部材は、第１伝熱部８から第２伝熱部９に亘って配置されても良い。伝熱体５の全体が線状の部材で形成されても良い。
【００３２】
他の例として、第３伝熱部１０は、ジェル状の部材を備えても良い。図７は、図５のＣ−Ｃ断面に相当する図である。図７に示す例では、第３伝熱部１０は、袋状部材１５及びジェル状部材１７を備える。袋状部材１５は、例えば樹脂製である。ジェル状部材１７は、袋状部材１５の内部に入れられる。伝熱体５のうち少なくとも箱１２及び蓋１３によって挟まれる部分がジェル状の部材で形成されていれば、蓋１３を容易に閉めることができる。また、断熱容器１１の密閉性も確保できる。第３伝熱部１０のみが袋状部材１５によって覆われたジェル状部材１７を備えても良い。袋状部材１５によって覆われたジェル状部材１７は、第１伝熱部８から第２伝熱部９に亘って配置されても良い。伝熱体５の全体が、袋状部材１５によって覆われたジェル状部材１７で形成されても良い。熱伝導率を更に高めるため、袋状部材１５に、ジェル状部材１７と共に金属粉が入れられても良い。
【００３３】
図８及び図９は、断熱材６の他の例を示す図である。図８及び図９は、図４のＤ部に相当する図である。図８及び図９に示す例では、断熱材６は、第１伝熱部８と第３伝熱部１０の一部とを覆う。即ち、少なくとも第１伝熱部８は断熱材６によって覆われる。
【００３４】
図８に示す例では、冷却装置１が断熱容器１１に取り付けられると、断熱材６の縁が箱１２及び蓋１３によって押し潰される。一方、図９に示す例では、冷却装置１が断熱容器１１に取り付けられても、断熱材６は箱１２及び蓋１３によって潰されない。第３伝熱部１０の上に配置された断熱材６の端面は、蓋１３の側面に対向する。第３伝熱部１０の下に配置された断熱材６の端面は、箱１２の側面に対向する。図９に示す例でも、伝熱体５の温度上昇を抑制する一定の効果は期待できる。
【００３５】
断熱材６は、第１伝熱部８と第３伝熱部１０と第２伝熱部９の一部とを覆っても良い。かかる場合、少なくとも第１伝熱部８及び第３伝熱部１０は断熱材６によって覆われる。このような配置であれば、冷却装置１を断熱容器１１に取り付けた際に断熱材６を箱１２及び蓋１３によって確実に挟むことができる。
【００３６】
図１０及び図１１は、冷却装置１の他の例を示す図である。図１０及び図１１は、図１のＡ−Ａ断面に相当する図である。図１０に示す冷却装置１は、冷却器２、放熱器３、送風機４、伝熱体５、断熱材６及びケース７に加え、ケース１８及び保冷液１９を更に備える。図１０では、ケース７を省略している。冷却器２、放熱器３、送風機４、伝熱体５、断熱材６及びケース７に関しては、上述した何れかの例と同様である。
【００３７】
ケース１８は、伝熱体５の第２伝熱部９に設けられる。ケース１８は、第２伝熱部９の一部を少なくとも覆う。図１０は、第２伝熱部９の先端側の部分が、ケース１８の内部の空間１８ａに配置される例を示す。保冷液１９は、ケース１８の内部に入れられる。第２伝熱部９の先端側の部分は、ケース１８内で保冷液１９に接触する。
【００３８】
図１０に示す冷却装置１を断熱容器１１に取り付ける場合は、伝熱体５の第３伝熱部１０が箱１２の縁の上に乗るように冷却装置１を配置する。そして、この状態で蓋１３を箱１２に取り付ける。冷却装置１が断熱容器１１に取り付けられると、第２伝熱部９、ケース１８及び保冷液１９は、断熱容器１１の内部に配置される。この状態で冷却器２に電力が供給されると、伝熱体５を介して保冷液１９が冷却される。図１０に示す冷却装置１では、ケース１８の内部で第２伝熱部９が保冷液１９に直接接触するため、保冷液１９を効率的に冷却することができる。
【００３９】
図１１に示す冷却装置１は、冷却器２、放熱器３、送風機４、伝熱体５、断熱材６及びケース７に加え、フィン２０及び送風機２１を更に備える。図１１では、ケース７を省略している。冷却器２、放熱器３、送風機４、伝熱体５、断熱材６及びケース７に関しては、上述した何れかの例と同様である。
【００４０】
フィン２０は、伝熱体５の第２伝熱部９に設けられる。送風機２１は、フィン２０に風を送る。
【００４１】
図１１に示す冷却装置１を断熱容器１１に取り付ける場合は、伝熱体５の第３伝熱部１０が箱１２の縁の上に乗るように冷却装置１を配置する。そして、この状態で蓋１３を箱１２に取り付ける。冷却装置１が断熱容器１１に取り付けられると、第２伝熱部９、フィン２０及び送風機２１は、断熱容器１１の内部に配置される。この状態で冷却器２に電力が供給されると、伝熱体５を介してフィン２０が冷却される。また、フィン２０が冷却されることによって冷やされた断熱容器１１内の空気が送風機２１によって攪拌される。これにより、断熱容器１１内の温度を均一にすることができる。
【００４２】
図１２は、冷却装置１を断熱容器１１に取り付ける他の方法を示す図である。図１２に示すように、冷却装置１を断熱容器１１に取り付ける際に断熱容器１１の外に配置される部分を蓋１３の上方に配置しても良い。冷却装置１を取り付けた断熱容器１１を横に並べる場合は、図１２に示す取付方法が好適である。一方、冷却装置１を取り付けた断熱容器１１を上に積み上げる場合は、図３に示すように、断熱容器１１の外に配置される部分を箱１２の側方に配置することが好適である。
【００４３】
実施の形態２．
図１３は、この発明の実施の形態２における冷却装置２２の例を示す斜視図である。図１４は、図１３のＥ−Ｅ断面を示す図である。冷却装置２２は、例えば冷却器２、放熱器３、送風機４、伝熱体２３、ケース２４、保冷液２５及びケース７を備える。図１３は、冷却器２の一部、放熱器３及び送風機４がケース７によって覆われる例を示す。図１４では、ケース７を省略している。冷却器２、放熱器３及び送風機４に関しては、実施の形態１で開示した何れかの例と同様である。
【００４４】
伝熱体２３は、冷却器２の冷却面２ｂに設けられる。伝熱体２３は、冷却器２によって冷却される。伝熱体２３は、例えば複数のフィンを備える。
【００４５】
ケース２４は、伝熱体２３を覆う。図１４は、伝熱体２３の全体が、ケース２４の内部の空間２４ａに配置される例を示す。保冷液２５は、ケース２４の内部に入れられる。伝熱体２３は、ケース２４内で保冷液２５に接触する。図１４は、伝熱体２３に備えられたフィンのそれぞれに保冷液２５が接触する例を示す。
【００４６】
冷却器２に電力が供給されると、伝熱体５を介して保冷液２５が冷却される。図１３及び図１４に示す冷却装置２２では、ケース２４の内部で伝熱体２３が保冷液２５に直接接触するため、保冷液２５を効率的に冷却することができる。出願人による試算では、同量の保冷液を有する保冷剤を冷凍庫で冷却する場合と比較して、冷却装置２２は７倍の速度で保冷液２５を冷却する。
【００４７】
上述したように、発展途上国において、ワクチンの接種会場に冷凍庫を用意することは難しい。しかし、ワクチンの接種会場に給電設備を備えることは可能である。本実施の形態に示す冷却装置２２であれば、保冷液２５を冷却する時間を短縮することができる。このため、１ヶ所の接種会場に僅かな時間しか滞在しない場合であっても、その会場で保冷液２５を効率的に冷却することができる。
【００４８】
図１５は、断熱カバー２６を示す斜視図である。保冷液２５をより効率的に冷却するため、図１５に示すような断熱カバー２６を用いても良い。断熱カバー２６は、図１４で二点鎖線で示すように、保冷液２５を冷却する際にケース２４に被せられる。保冷液２５が固まると、冷却装置２２は断熱容器１１に入れられる。断熱カバー２６を用いて保冷液２５を冷却した場合は、断熱カバー２６を外してから冷却装置２２を断熱容器１１に入れれば良い。
【符号の説明】
【００４９】
１  冷却装置、  ２  冷却器、  ２ａ  放熱面、  ２ｂ  冷却面、  ３  放熱器、  ４  送風機、  ５  伝熱体、  ６  断熱材、  ７  ケース、  ８  第１伝熱部、  ９  第２伝熱部、  １０  第３伝熱部、  １１  断熱容器、  １２  箱、  １３  蓋、  １４  金属線、  １５  袋状部材、  １７  ジェル状部材、  １８  ケース、  １８ａ  空間、  １９  保冷液、  ２０  フィン、  ２１  送風機、  ２２  冷却装置、  ２３  伝熱体、  ２４  ケース、  ２４ａ  空間、  ２５  保冷液、  ２６  断熱カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020073846.tif 000012
【図１１】
2020073846.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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