(57)【要約】【課題】被保温物を定温に保持するための定温保持具において、被保温物が冷やされすぎてしまうことを回避しながらも、定温に保持できる時間が短くなってしまうことも回避する。【解決手段】融解点が２５℃以下であり、凝固している蓄熱体１０と、凝固点が１３〜２５℃であり、凝固していない蓄熱体２０とを有し、蓄熱体２０が、蓄熱体１０の被保温物側に配置され、その重量が、蓄熱体１０の重量の１５％以上５０％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保温物を定温に保持するための定温保持具であって、
融解点が２５℃以下であり、凝固している第１の蓄熱体と、
凝固点が１３〜２５℃であり、凝固していない第２の蓄熱体とを有し、
前記第２の蓄熱体が、前記第１の蓄熱体の前記被保温物側に配置され、その重量が、前記第１の蓄熱体の重量の１５％以上５０％以下である定温保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被保温物を定温に保持するための定温保持具に関し、特に、被保温物が冷やされすぎてしまうことを回避しながらも、定温に保持できる時間が短くなることを回避する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、保冷剤を用いて食品等を定温に保持して保管することが行われている。一般に使用されている保冷剤は、０℃未満の融解点を持つものが用いられ、例えば、冷凍庫で−２５℃程度の低温で冷却された後に冷凍庫から取り出されて使用される。そのため、保冷剤を冷凍庫から取り出した状態のまま使用すると、食品等の被保温物が０℃以下まで冷やされることになる。
【０００３】
このように、保冷剤を用いて定温に保持される被保温物の中には、その保管環境が１５〜２５℃程度が好ましく、０℃以下で保冷されることが好ましくないものもある。そこで、そのような被保温物を定温に保持する場合は、保冷剤を冷凍庫から取り出した後に、保冷剤を常温や冷蔵庫にある程度の時間放置した後に使用することが行われている。また、断熱材等を介して被保温物を保冷することも考えられる。
【０００４】
しかしながら、保冷剤を冷凍庫から取り出してある程度の時間放置することは、効率的ではない。また、断熱材等を介して被保温物を保冷する場合は、保冷剤の冷気が被保温物に緩慢に伝達されるだけであり、被保温物が冷やされすぎてしまうことには変わりがない。
【０００５】
ここで、融点が互いに異なる２種類の蓄熱材を用い、一方の蓄熱体を凝固していない状態として被保温物の周囲に配置し、他方の蓄熱体を凝固した状態として一方の蓄熱体の外側に配置することにより、被保温物を定温に保持する技術が考えられており、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２−０８１５８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したような被保温物においては、被保温物を定温に保持しておくことができる保温時間も重要なものとなる。ところが、特許文献１に開示されたものにおいては、被保温物を定温に保持しておくことができる保温時間については何ら考慮されておらず、２種類の蓄熱材の割合によっては、被保温物を定温に保持しておくことができる保温時間が短くなってしまう虞れがある。
【０００８】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、被保温物を定温に保持するための定温保持具において、被保温物が冷やされすぎてしまうことを回避しながらも、定温に保持できる時間が短くなってしまうことも回避できる定温保持具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、
被保温物を定温に保持するための定温保持具であって、
融解点が２５℃以下であり、凝固している第１の蓄熱体と、
凝固点が１３〜２５℃であり、凝固していない第２の蓄熱体とを有し、
前記第２の蓄熱体が、前記第１の蓄熱体の前記被保温物側に配置され、その重量が、前記第１の蓄熱体の重量の１５％以上５０％以下である。
【００１０】
上記のように構成された本発明においては、被保温物を定温に保持する保温初期状態においては、まず、凝固している第１の蓄熱体が周囲温度によってその温度が上昇するとともに、凝固していない第２の蓄熱体が、第１の蓄熱体の冷気によってその温度が下降して凝固していく。それにより、被保温物は、第２の蓄熱体の凝固点近傍の温度で一定に保温される。ここで、第２の蓄熱体の重量を第１の蓄熱体の重量の１５％以上とすることにより、第１の蓄熱体による冷気が、第２の蓄熱体の温度下降及び凝固のためのエネルギー以外に、被保温物が必要以上に冷却されてしまうエネルギーとされることがなくなり、被保温物が冷やされすぎてしまうことが回避される。そして、第２の蓄熱体が全て凝固した後は、第２の蓄熱体が第１の蓄熱体の融解点付近まで冷却されることにより、被保温物が第１の蓄熱体の融解点である２５℃以下の温度に保持される。また、第２の蓄熱体の重量を、第１の蓄熱体の重量の５０％以下とすることにより、第２の蓄熱体の重量を必要以上に多くすることなく被保温物が定温に保持される時間が短くなってしまうことを回避できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上説明したように構成されているので、被保温物を定温に保持する初期状態においては、第１の蓄熱体による冷気が、第２の蓄熱体の温度下降及び凝固のためのエネルギー以外に、被保温物が必要以上に冷却されてしまうエネルギーとされることがなくなり、被保温物が冷やされすぎてしまうことを回避することができ、かつ、第２の蓄熱体の重量を第１の蓄熱体の重量の５０％以下とすることにより、第２の蓄熱体の重量を必要以上に多くすることなく被保温物が定温に保持される時間が短くなってしまうことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の定温保持具を用いた保温容器の実施の一形態を示す図である。
【図２】図１に示した保温容器に蓄熱体として用いた材料の特性を示す図である。
【図３】図１に示した保温容器において、配置スペースに配置した被保温物の初期温度低下の実験条件及びその結果を示す図である。
【図４】図３に示した条件における被保温物の温度の変化を示すグラフである。
【図５】図１に示した保温容器において、配置スペースに配置した被保温物の保温時間の実験条件及びその結果を示す図である。
【図６】図５に示した条件における被保温物の保温時間を示すグラフである。
【図７】図１に示した保温容器における蓄熱体の重量比に対する被保温物の保温時間の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の定温保持具を用いた保温容器の実施の一形態を示す図であり、保温容器を上から見た図である。
【００１５】
本形態の保温容器は図１に示すように、発泡スチロール等からなる断熱箱５０の４つの内側面のそれぞれにポケット６０が設けられ、このポケット６０の内部に、第１の蓄熱体１０と第２の蓄熱体２０とが組になって収納されて構成されている。また、保温容器の天井及び底面のそれぞれにも１つずつのポケットが設けられている。
【００１６】
これら蓄熱体１０，２０は、これらのポケット６０内において、蓄熱体１０が断熱箱５０の内側面側に配置され、蓄熱体２０がそれとは反対側に配置され、互いに近接または接触した状態で配置されている。蓄熱体１０，２０はそれぞれ、所定の温度で凝固、融解するものであって、その条件としては、蓄熱体１０はその融解点が２５℃以下のものであり、蓄熱体２０はその凝固点が１３〜２５℃のものである。蓄熱体１０は、凝固している状態でポケット６０内に収納され、蓄熱体２０は、凝固していない状態でポケット６０内に収納されている。そして、蓄熱体１０，２０が収納された６つのポケット６０によって囲まれた領域が、被保温物が配置される配置スペース４０となる。これにより、蓄熱体１０，２０からなる１つの組について見ると、蓄熱体２０が蓄熱体１０の被保温物側に配置されていることとなり、これら蓄熱体１０，２０の１つの組から、本発明の定温保持具が構成される。
【００１７】
以下に、上記のように構成された保温容器の作用について、実験結果を用いて説明する。
【００１８】
まず、実験に用いた蓄熱体１０，２０について説明する。
【００１９】
図２は、図１に示した保温容器に蓄熱体１０，２０として用いた材料の特性を示す図である。
【００２０】
蓄熱体１０，２０としては、ゲル化剤を１０％含有したパラフィン系蓄熱体を用い、図２に示すように蓄熱材Ａ，Ｂの２種類を用いた。蓄熱材Ａは、融解熱が１８０〜２００（Ｊ／ｇ）以上であり、融解点が３〜７℃であり、凝固点が５℃である。蓄熱材Ｂは、融解熱が１８０〜２００（Ｊ／ｇ）以上であり、融解点が１５〜１７℃であり、凝固点が１７℃である。
【００２１】
図１に示した保温容器にて被保温物を保温する場合、上述したように、蓄熱体１０は、例えば、５℃の環境下で凝固された状態でポケット６０内に収納され、蓄熱体２０は、凝固していない状態でポケット６０内に収納される。すると、５℃の環境下で凝固された蓄熱体１０は断熱箱５０内の周囲温度によってその温度が上昇する。また、蓄熱体２０は蓄熱体１０の冷気によってその温度が下降して凝固していく。それにより、断熱箱５０の配置スペース４０に配置された被保温物は、蓄熱体２０の凝固点近傍の温度で一定に保温される。そして、蓄熱体２０が全て凝固した後は、蓄熱体２０が蓄熱体１０の融解点付近まで冷却されることにより、被保温物が蓄熱体１０の融解点近傍の温度で一定に保温される。このように、蓄熱体１０の温度の上昇と蓄熱体２０の温度の下降は、蓄熱体１０と蓄熱体２０との間の熱エネルギーの交換によって行われる。
【００２２】
具体的には、蓄熱体１０の初期温度をＴ１、融解点をＴ２、固体比熱をＴ３、重量をＷ１とすると、蓄熱体１０にて生じる熱エネルギーＪ１は、
Ｊ１＝｜Ｔ１−Ｔ２｜×Ｔ３×Ｗ１
となり、また、蓄熱体２０の初期温度をＴ５、凝固点をＴ６、液体比熱をＴ７、凝固熱をＴ８、重量をＷ２とすると、蓄熱体２０にて生じる熱エネルギーＪ２は、
Ｊ２＝｜Ｔ５−Ｔ６｜×Ｔ７×Ｗ２＋Ｔ８×Ｗ２
となる。そして、蓄冷体１０にて生じる熱エネルギーＪ１以上の熱エネルギーＪ２が蓄冷体２０にて生じることで、断熱箱５０内の温度が保温初期状態から冷えすぎることなく、ほぼ一定に保たれることになる。
【００２３】
そのため、図２に示した数値を用いて、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合をどれだけにすれば、蓄熱体１０の温度の上昇に伴って生ずる熱エネルギーが蓄熱体２０にて吸収可能なものとなり、被保温物が冷えすぎてしまうことを回避できるかが理論状態では算出することができる。しかしながら、蓄熱体１０，２０及び被保温物は、周囲の環境にも影響を受ける。そのため、蓄熱体１０，２０にて行われる熱エネルギーの交換は、周囲にある空気や保温容器、さらには、保温容器の外部の雰囲気温度等の影響を受け、熱の伝導や対流、拡散等が生じ、より複雑になっているため、理論値を参考にすることは有用だが厳密にはその値がずれてしまうことが多い。
【００２４】
そこで、実際に図２に示した材料を用いて実験を行った。
【００２５】
図３は、図１に示した保温容器において、配置スペース４０に配置した被保温物の初期温度低下の実験条件及びその結果を示す図である。なお、保温初期状態にて、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が、１５℃未満に低下しなかった場合を“○”で示し、１５℃未満に低下してしまった場合を“×”で示している。また、図４は、図３に示した条件における被保温物の温度の変化を示すグラフである。
【００２６】
測定条件として、外気温が１７℃の環境において、蓄熱体１０，２０を、５℃、１７℃にそれぞれ予冷するとともに、２４リットルの容量の断熱箱５０を１７℃に予冷し、被保温物として、１７℃に予冷された水５ｍｌ入りの試験管５０本を用いた。この測定条件において、蓄熱体１０，２０の重量の割合を変えて被保温物の温度を測定した。
【００２７】
まず、蓄熱体１０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体２０を用いずに、配置スペース４０に配置した被保温物の温度を測定した。なお、被保温物の二カ所の温度を測定し、図４において被保温物の二カ所の温度の変化を実線と破線でそれぞれ示す。
【００２８】
図１に示した保温容器にて蓄熱体１０として図２に示した保冷剤Ｂを用い、蓄熱体２０を用いない場合は、図４（ａ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度は、保温初期状態にて１５℃未満まで下がってしまっている。そのため、その保管環境が１５〜２５℃程度が好ましいものの保温には適していない。
【００２９】
次に、蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０，２０の重量の割合を変えて、配置スペース４０に配置した被保温物の温度を測定した。
【００３０】
蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：１とした場合は、図４（ｂ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度は、保温初期状態にて１５℃未満まで下がってしまっている。そのため、その保管環境が１５〜２５℃程度が好ましいものの保温には適していない。
【００３１】
蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：１．５とした場合は、図４（ｃ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度は、保温初期状態でも１５℃未満に下がることはない。
【００３２】
また、蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：２とした場合や、１０：５とした場合でも、図４（ｄ），（ｅ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度は、保温初期状態でも１５℃未満に下がることはない。
【００３３】
また、蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量とを同量にした場合も、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が、保温初期状態でも１５℃未満に下がることはなかった。
【００３４】
次に、蓄熱体１０として図２に示した蓄熱材Ａを用い、蓄熱体２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：２として、配置スペース４０に配置した被保温物の温度を測定した。
【００３５】
この場合も、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が、保温初期状態でも１５℃未満に下がることはなかった。
【００３６】
上記実験結果から、蓄熱体１０，２０として図２に示した保冷剤Ｂを用いた場合も、蓄熱体１０として図２に示した保冷剤Ａを用い、蓄熱体２０として図２に示した保冷剤Ｂを用いた場合も、蓄熱体２０の重量を蓄熱体１０の重量の１５％以上とすれば、蓄熱体１０，２０にて生じた熱エネルギーが、蓄熱体１０，２０及び被保温物の周囲に存在する空気の影響を受けた場合でも、保冷初期状態にて、蓄熱体２０側に配置された被保温物の温度が、１５℃未満に低下してしまうことが回避されることがわかった。
【００３７】
このように、図１に示した保温容器の蓄熱体１０，２０からなる定温保持具において、蓄熱体２０を被保温物側に配置し、蓄熱体１０として融解点が２５℃以下であるものを用い、この蓄熱体１０を凝固した状態とし、蓄熱体２０として凝固点が１３〜２５℃であるものを用い、この蓄熱体２０を凝固していない状態とし、蓄熱体２０の重量が、蓄熱体１０の重量の１５％以上であれば、保温初期状態にて被保温物の温度が１５℃未満に低下してしまうことがなく、その保管環境が１５〜２５℃程度が好ましいものの保管には適したものとすることができる。
【００３８】
ここで、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合によっては、被保温物を所望の温度に保持できる保温時間が短くなってしまう虞れがある。そこで、蓄熱体２０の重量と保温時間との関係について考察した。
【００３９】
図５は、図１に示した保温容器において、配置スペース４０に配置した被保温物の保温時間の実験条件及びその結果を示す図である。また、図６は、図５に示した条件における被保温物の温度の変化を示すグラフである。
【００４０】
測定条件として、外気温が４０℃の環境において、蓄熱体１０，２０をそれぞれ、５℃、１７〜２０℃に予冷するとともに、２４リットルの容量の断熱箱５０を１７〜２０℃に予冷し、被保温物として、１７〜２０℃に予冷された水５ｍｌ入りの試験管５０本を用いた。この測定条件において、蓄熱体１０，２０の重量の割合を変えて被保温物の温度の時間変化を測定した。
【００４１】
まず、蓄熱体１０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体２０を用いずに、配置スペース４０に配置した被保温物の温度を測定した。なお、被保温物の二カ所の温度を測定し、図６において被保温物の二カ所の温度の変化を実線と破線でそれぞれ示す。なお、この場合だけは、蓄熱体１０を１５℃に予冷した。
【００４２】
図１に示した保温容器にて蓄熱体１０として図２に示した保冷剤Ｂを用い、蓄熱体２０を用いない場合は、図５及び図６（ａ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が１５〜２５℃に保たれる時間は６４時間であった。
【００４３】
次に、蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０，２０の重量の割合を変えて、配置スペース４０に配置した被保温物の温度変化を測定した。
【００４４】
蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：１．５とした場合は、図５及び図６（ｂ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が１５〜２５℃に保たれる時間は７７時間であった。
【００４５】
蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：３．５とした場合は、図５及び図６（ｃ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が１５〜２５℃に保たれる時間は７４時間であった。
【００４６】
蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量との割合を１０：５とした場合は、図５及び図６（ｄ）に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が１５〜２５℃に保たれる時間は７２時間であった。
【００４７】
蓄熱体１０，２０として図２に示した蓄熱材Ｂを用い、蓄熱体１０の重量と蓄熱体２０の重量とを同量とした場合は、図５に示すように、配置スペース４０に配置した被保温物の温度が１５〜２５℃に保たれる時間は７０時間であった。
【００４８】
このように、蓄熱体２０を用いることにより、配置スペース４０に配置した被保温物の保温時間が短くなってしまうことを回避できることがわかった。ところが、蓄熱体２０を用いることにより、配置スペース４０に配置した被保温物の保温時間が短くなってしまうことを回避できるものの、蓄熱体２０の重量が多くなった場合、配置スペース４０が狭くなってしまうことになる。
【００４９】
図７は、図１に示した保温容器における蓄熱体１０，２０の重量比に対する被保温物の保温時間の変化を示す図である。
【００５０】
図７に示すように、蓄熱体１０の重量に対する蓄熱体２０の重量が上述したように１５％以上であれば、保温時間として７０時間以上の時間を得ることができるが、蓄熱体１０の重量に対する蓄熱体２０の重量が５０％以上となると、被保温物の保温時間に大きな変化がなくなることがわかった。
【００５１】
そこで、図１に示した保温容器の蓄熱体１０，２０からなる定温保持具において、蓄熱体２０を被保温物側に配置し、蓄熱体１０として融解点が２５℃以下であるものを用い、この蓄熱体１０を凝固した状態とし、蓄熱体２０として凝固点が１３〜２５℃であるものを用い、この蓄熱体２０を凝固していない状態とし、蓄熱体２０の重量が、蓄熱体１０の重量の１５％以上５０％以下であれば、保温初期状態にて、蓄熱体２０側に配置された被保温物の温度が、１５℃未満に低下してしまうことがなく、その保管環境が１５〜２５℃程度が好ましいものの保管には適したものとすることができるとともに、配置スペース４０を必要以上に狭くすることなく、被保温物の保温時間が短くなってしまうことを回避できることになる。
【符号の説明】
【００５２】
１０，２０    蓄熱体
３０    底板
４０    配置スペース
５０    断熱箱
６０    ポケット
【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】
2014185827.tif 000007
【図６】
2014185827.tif 000008
【図７】
2014185827.tif 000009