(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫であって、
ａ）温度管理下での保存用に物品をその内部に配置し得る庫内容器、
ｂ）その使用時に水を収納し、前記庫内容器を収納したリザーバにして、前記庫内容器と熱連通状態とされた冷却領域と、前記庫内容器及び冷却領域の上方にその全体を配置したヘッドスペースと、を有するリザーバ、
ｃ）前記ヘッドスペース内の水を冷却し得る冷却手段、
を含み、
前記冷蔵庫の使用時に前記水がその最大密度時の水温下に前記ヘッドスペースから前記冷却領域内に沈降して前記庫内容器を前記最大密度時の水温に冷却する構成を有する冷蔵庫。
【請求項２】
冷蔵庫であって、
ａ）温度管理下での保存用に物品をその内部に配置し得る庫内容器、
ｂ）その使用時に水を収納し、前記庫内容器を収納したリザーバにして、前記庫内容器と熱連通状態とされた冷却領域と、前記庫内容器及び冷却領域の上方にその全体を配置したヘッドスペースと、を有するリザーバ、
を含み、
前記ヘッドスペースが、前記ヘッドスペース内の水を冷却するための氷パック又は水の氷塊を含む冷却手段をその内部に配置可能である構成を有し、
前記冷蔵庫の使用時において、前記水がその最大密度時の水温下に前記ヘッドスペースから前記冷却領域内に沈降して前記庫内容器を前記最大密度時の水温に冷却する構成を有する冷蔵庫。
【請求項３】
前記ヘッドスペース内の水を冷却するための冷却手段を含み、前記冷却手段が、冷蔵ユニット及びその使用時の温度が庫内空間の目標温度以下であるサーマルマスの少なくとも何れかであり、前記サーマルマスが、随意的に水の氷塊または氷パックである請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記冷蔵ユニット用の電源を含み、前記電源が、主電源及び太陽光を電力に変換する複数の光電池等の手段の少なくとも何れかである請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記冷蔵ユニットが、電動式コンプレッサ及び随意的にソーラーダイレクトドライブモード下に作動するスターリングクーラーの少なくとも何れかを含む請求項３または４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
リザーバ内の結氷を検出するよう配置したセンサを含み、前記センサが、結氷検出時に冷蔵ユニット作動を中断させるよう作動し得る請求項３〜５の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記サーマルマス受け用の画室を含む請求項３〜６の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
庫内空間を貫いて伸延する１つ以上の水担持用通路を含む請求項１〜７の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項９】
庫内容器が、冷蔵庫の使用時に庫内容器の一側面及び庫内容器の上部の何れかに位置付けられる開口及び蓋を含む請求項１〜８の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項１０】
前記蓋が、リザーバ上に担持した絶縁性のドアである請求項９に記載の冷蔵庫。
【請求項１１】
リザーバが、該リザーバ内の水と冷蔵庫の周囲の水との間の伝熱を最小化させるべく絶
縁される請求項１〜１０の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項１２】
その使用時に冷却手段と接近状態下に熱連通される製氷画室を更に含む請求項１〜１１の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項１３】
前記製氷画室が、その使用時に絶縁性ドアにより閉鎖される開口を有し、前記絶縁性ドアが随意的に庫内容器をも閉鎖する請求項１２に記載の冷蔵庫。
【請求項１４】
水収納用のライナを格納する外側ケースを含み、前記外側ケースが、可撓性のプラスチック材料製である請求項１〜１３の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項１５】
前記外側ケースが冷蔵庫に構造的強度及び熱絶縁性を提供する請求項１４に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却装置に関する。冷却装置は、これに限定しないが、信頼性のある電力供給源が存在しない状況下において、特にはワクチン、食品あるいはその他の腐敗しやすいアイテムを保存及び移送する冷却蔵置に対する用途がある。
【背景技術】
【０００２】
開発途上国でワクチンを配布する際に直面する大きな問題の１つは、不適切な温度下で保存されるためにその有効性が損なわれ得ることである。ワクチンは一般に＋２℃〜＋８℃の間で保存されるべきである。これは、大抵の地域では信頼できる（及び恐らくは任意の）電力供給源が存在しない状態下にこの温度を維持せねばならないためにとりわけ困難な問題であり、それ故、配布対象に届くまでにその効力を失うワクチンの全ワクチンに対する比率は受け入れ難い程に高くなる。同様の問題はそのような環境下における食品保存についても発生する。
【０００３】
当然ながら代替エネルギー源を用いる冷蔵庫に対する需要が生じ、太陽光発電が最有望視されてきている。太陽をエネルギー源とする装置は夜間は利用できないという問題がある。従来、太陽光発電式冷蔵装置には昼間に充電し、夜間は装置を駆動する再充電式バッテリーが設けられる。然し乍ら、再充電式バッテリーは高温露呈下にその寿命が短くなることがよく知られている。バッテリーはいつ故障するか分からない、つまり冷蔵庫は突然停止してその中身が痛む恐れがある。バッテリー寿命は代表的には冷蔵庫のその他コンポーネントよりずっと短く典型的には５年を超えないのに対し、冷蔵庫自体は２０年は持つ。
これらの問題に鑑み、現在、世界保険機関（ＷＨＯ）−ワクチン冷蔵庫の基準設定機関−は、今後のワクチン配布チェーンにおけるバッテリーレス式ソーラー冷蔵庫の使用を奨励している。
【０００４】
この条件に適合させる方策の１つでは、庫内（ｐａｙｌｏａｄ）空間から熱バリヤで分離させた低温リザーバが冷蔵庫内に組み込まれる。低温リザーバは太陽光発電可能な間に低温（恐らくは−３０℃もの低さの）に冷却したサーマルマスである。太陽光発電が出来なくなるとリザーバは庫内スペースから熱を吸収し得る。この方策は、庫内温度を必要温度範囲に維持するのが困難であるという重要な欠点がある。このタイプの装置には特に、ワクチンを過剰冷却するリスクがあり、ワクチンは凍結すると即座に破壊され得る。凍結はある種の食品、例えば野菜の価値を破壊しまたはその価値を低下させ得、または水を入れた瓶を破裂させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽光発電により動作させ得、しかも尚、バッテリーを用いず、かくしてワクチンあるいはその他収納物に対するリスクを最小化する冷蔵装置を提供することである。
【０００６】
この目的上、本発明によれば、その庫内容器に温度管理下にアイテムを保管配置し得る冷蔵庫であって、前記庫内容器をその内部に配置した断熱性のリザーバにして、少なくとも部分的に前記庫内容器を浸漬させる水を収納し、庫内容器より高位置のヘッドスペース内に伸延するリザーバと、前記ヘッドスペース内の水を冷却し得る冷却手段と、を含む冷蔵庫が提供される。
【０００７】
水はよく知られるように４℃で最大密度となる。従って、ヘッドスペース内の水は４℃まで冷却されるに従いその密度が増大するため、リザーバの底部方向に沈降する傾向がある。庫内容器は、周囲の水温またはその近辺の水温を受けるため、ワクチンやその他多くのアイテムを保存する理想温度である４℃となる。庫内容器は、その中身（またはその壁）の温度が凍結点へと低下するリスクを回避するべく、冷却ユニットから分離される。
冷却手段は、ヘッドスペース内の水を冷却し得る冷却ユニットと、冷却ユニット用電源として作用し得る電源ユニットとを含み得る。電源は最も代表的には、太陽光を電力に変換する光電池等の手段を含む。
【０００８】
代表的実施例において、冷却ユニットは電動式コンプレッサを含む。しかしながら、その他の冷蔵テクノロジーを利用する冷却ユニットを用いて冷蔵庫の電気的効率を増大させ得る。それら代替テクノロジーの一例には、ソーラーダイレクトドライブモード下に動作し得るスターリングクーラーがある。
庫内容器温度が過剰低温下する恐れを最小化するため、冷却ユニットを備える冷蔵庫はリザーバ内結氷を検出するよう配置したセンサを更に含み得る。このセンサは結氷を検出すると冷却ユニット動作を中断させるよう作動し得る。
【０００９】
本発明の他の実施例では冷却手段が、庫内容器の目標温度以下の温度で使用するサーマルマスを含む。この実施例によれば、構造が簡易で且つ作動上の可動部品を持たない冷蔵庫が提供され得る。例えば、サーマルマスは水の氷塊であり得る。この構成はそれ自体で、または冷却ユニットと組み合わせて用い得る。冷却手段内でのこの組み合わせ構成により、冷蔵庫は冷却ユニット単体の場合におけるより良好にまたはより速くその作用温度に冷却され得る。
【００１０】
上記各実施例にはヘッドスペース内の水と熱的に連通する状態下にサーマルマスを受ける画室が含まれ得る。例えば、前記画室は氷受け用に好適なものであり得る。あるいはサーマルマスはヘッドスペース内の水に浸漬され得る。後者の場合、サーマルマスは氷パックであり得る。
【００１１】
庫内容器は冷却領域内に収納され得る。例えば、庫内容器は冷却領域内に水没させ得る。これにより、庫内容器と水との間の伝熱が最大化される。あるいは冷却領域を庫内容器内に収納させ得る。庫内容器は、当該庫内容器をマニホルドの形態下に貫く１つ以上の水担持用通路を含み得る。この構成はその形成を簡易化させ得るが庫内空間から水への伝熱率は低下され得る。
【００１２】
ヘッドスペースは使用時において庫内容器の真上に位置付け得る。この実施例では庫内容器は代表的には開口と蓋、例えば庫内容器の一方側におけるドアを有する。あるいはヘッドスペースは使用時において庫内容器の一方側に位置付け得る。この実施例では庫内容器は代表的には開口と、蓋、例えば庫内容器の頂部のドアを有する。
最も代表的には、庫内容器内の庫内空間はリザーバ内の水との接触状態下に熱的に連通される。これにより、庫内物品の温度がほぼ水の温度に維持されることが保証される。リザーバは、リザーバ内の水と冷蔵庫の周囲との間の伝熱を最小化するべく絶縁されることが最も好ましい。
【００１３】
本発明の実施例は製氷画室を更に含み得る。代表的には製氷画室は冷却ユニットの冷却要素と接触状態下に熱連通される。これにより、製氷画室は水よりも著しく低い温度に冷却される。製氷画室は、絶縁されたドアにより閉鎖される開口を有する。絶縁されたドアは庫内容器をも閉鎖するまたは閉鎖しない。
本発明の各実施例の構造はその有益な形態において、水収納用のライナをその内部に格納する外側ケースを有し得る前記ライナは可撓性プラスチック材から形成され得る。これらの各実施例において、外側ケースは代表的には冷蔵庫に構造的強度及び熱絶縁性を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
太陽光発電で作動し得、しかも尚、バッテリーを用いず、かくしてワクチンあるいはその他収納物に対するリスクを最小化する冷蔵装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は温度に対する水の密度を表すグラフである。
【図２】図２は本発明の第１実施例に従う前方装填式の冷蔵庫の正面図である。
【図３】図３は本発明の第１実施例に従う前方装填式の冷蔵庫の側面図である。
【図４】図４は本発明の第２実施例に従う上方装填式の冷蔵庫の正面図である。
【図５】図５は本発明の第２実施例に従う上方装填式の冷蔵庫の側面図である。
【図６】図６は本発明の第３実施例に従う前方装填式の冷蔵庫及び製氷機の側面図である。
【図７】図７は本発明の第４実施例に従う上方装填式の冷蔵庫及び製氷機の側面図である。
【図８】図８は本発明の第５実施例の略断面図である。
【図９】図９は本発明の実施例の庫内空間内の温度変化を表すグラフである。
【図１０】図１０は本発明の第６実施例に従う前方装填式の冷蔵庫の断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第６実施例に従う前方装填式の冷蔵庫の断面図である。
【図１２】図１２は本発明の第７実施例に従う上方装填式の冷蔵庫の断面図である。
【図１３】図１３は本発明の第７実施例に従う上方装填式の冷蔵庫の断面図である。
【図１４】図１４は本発明の第８実施例の断面図である。
【図１５】図１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、本発明の実施例と共に使用する水密性のライナの正投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施例は水の異常特性、即ち、図１に示す如く、水が約４℃の時最大密度となる特性に基づき動作する。これは、その頂部付近まで冷却されたタンク内の水が温度勾配を形成し、水温はタンク底部に向けて４℃に接近することを意味する。タンク底部位置の水温は、タンク内の水の大半が凍結するまでは４℃以下にはならない。
図２及び図３を参照して、本発明の第１実施例に従う冷蔵庫について説明する。
【００１７】
実施例は、当該実施例では全体に直立した立方骨形状を有するケーシング１０を含む。ケーシング１０は、その使用時に内側空間１２内にある容積の水を収納するリザーバとして構成される。例えば、ケーシング１０はプラスチック材料製のワンピース型の回転型として形成され得る。ケーシングからのまたはケーシングに収納した水からの熱流れを最小化する絶縁材１４がケーシング１０の外側表面上に担持される。水は内側空間１２の大半を満たすが、膨張用に小容積部分が未充填のまま残される。
【００１８】
ケーシング１０内には庫内空間２０が形成される。庫内空間２０は、全体的に立方骨状を有する庫内容器２２にして、ケーシングの外側に水平方向に開口する１つの開放面を有する庫内容器２２内部に位置付けられる。各実施例における庫内容器の代表的容積は５０〜１００リットルの範囲であり得るが、特定目的上の他の実施例では当該容積はそれ以上またはそれ以下であり得る。庫内容器の他の面はケーシング１０内に位置付けられ、ケーシング１０内に収納した水に水没される。庫内容器２２の前記各水没面は絶縁されず、かくしてリザーバの冷却領域内の周囲の水と熱的に連通する。庫内容器２２は随意的にはケーシング１０と一体形成され得る。冷蔵庫を使用上配置すると庫内空間２０はケーシングの内側空間１２の最下面に接近する位置から内側空間１２の最上面に向けて約半分の距離に渡り伸延する。
【００１９】
ケーシング１０にはドア２４が取り付けられる。ドア２４は開放面を通して庫内空間２０にアクセスできるよう開放され得る。ドア２４には、当該ドアを閉じた場合にこのドアを介して庫内空間２０内にまたは庫内容器から移送され得る熱量を最小化する絶縁材が担持される。
ケーシング１０の上面上には冷却ユニット３０が担持される。本実施例では、冷却ユニットは従来の電気式コンプレッサベースの冷却ユニットである。冷却ユニット３０は、ケーシング１０の内側空間１２内に伸延し且つ水没する冷却要素３２を有する。冷却要素３２は、水の層により庫内容器２２から離間され且つ同様に内側空間１２の最上面から離間されるよう、庫内容器２２の上方の、水を充填したヘッドスペース内に位置付けられる。（あるいは冷却ユニット３０はヘッドスペースを包囲する巻き付け型エバポレータを有し得る）随意的な氷プローブ３６がケーシング１０内で庫内容器２２の上方で、しかし冷却要素より下方に位置付けられる。氷プローブ３６は以下に詳しく説明するように、冷却ユニット３０をコントロールするべく電気的に接続される。
【００２０】
冷蔵庫は冷却ユニット３０への送電用の外部電源を有する。当該外部電源は日差しが無い場合は主電源（電力網またはローカル発電機から入手した）により作動され得る。外部電源は光電池パネルによっても作動可能であり、冷却ユニット３０は日差しのある昼間は主電源を必要とせずに作動可能である。
【００２１】
以下に冷蔵庫の動作を説明する。
冷蔵庫始動時は全ての水は周囲温度あるいはその近辺の温度にあると仮定し得る。冷却ユニット３０が作動すると冷却要素３２が代表的には水の、例えば−３０℃もの低さである凍結点以下に温度を低下させる。これにより、冷却要素の直近を取り巻く水が冷却される。水は冷却されると密度が低下する。かくして、冷却された水はケーシング１０内に沈降し、より温かい下側の水を押し退ける。温められた水は上昇し、結局は冷却される。ケーシング１０内の水全体の平均温度が低下する。しかしながら、冷却要素３２を取り巻く水温が４℃に近付くと温度低下率は減少する。これにより、下方部分の水は約４℃の温度に比較的停滞するようになる。冷却要素の直近を取り巻く水はそれ以下の温度に低下し得、または最終的に凍結し得る。しかしながら、凍結により形成される氷の密度は下方の、より温かい水のそれ以下であるため氷は浮上する。冷却を継続すると氷が形成され続け、下方に成長する。氷が成長して氷プローブ３６に到達し、当該プローブにより検出されると冷却ユニット３０への電力が遮断され、かくしてそれ以降氷は形成されない。本実施例では氷の最下方部分と庫内容器２２の頂部との間には尚、液体透明層としての水が存在し、庫内容器２２と庫内容器の物品とは水の凍結点以上の温度に維持される。しかしながら、任意の特定実施例において庫内に悪影響を及ぼす恐れなく成長させ得る氷の長さは実験によって決定され得る。
【００２２】
冷却ユニット３０停止時には周囲温度の方が水温より高く、エネルギーがケーシング１０の壁を貫いて水に入り、水を温め始めると仮定し得る。ケーシング１０の下方部分の水は、逆冷却プロセスによる氷の溶解時に約４℃の温度に保持される。氷が完全に溶解した後も水は加温され続けるが、約４℃以上の水はケーシング１０の上部に上昇する。従って、庫内空間２０は可能な限りにおいて約４℃あるいはその近辺温度に維持される。よく知られるように、氷を溶解させるには大量のエネルギー、即ち溶解潜熱が必要である。溶解線熱は水に吸収される大量のエネルギーのシンクとして作用し、氷が溶解する間、庫内容器は実質一定温度に保たれる。従って、冷蔵庫の庫内はワクチンや食品、飲料保存には理想的な約４℃の温度に維持される。
【００２３】
図４及び図５には本発明の、前記第１実施例と本来同じコンポーネントを有する第２実施例が示される。しかしながら、以下の説明では当該第２実施例の各コンポーネントは第１実施例の相当するコンポーネントの参照番号を１００番台としたものとして示される。
【００２４】
第２実施例において、ケーシング１１０は第１実施例のそれと比較してより横長（ｓｑｕａｔｔｅｒ）に示される。庫内容器１２２の開口は上向きとされ、ドア１２４は上向きに開口される。水は庫内容器の上部開口を除き全周囲を包囲し、内側空間１１２は庫内容器１２２の一方の側面に隣り合う追加容積部分を含む。やはり水を収納する補助チャンバ１６０が庫内容器１２２の、追加ヘッドスペース容積部分の上方で且つドア１２４に隣り合う上面に位置付けられる。通路１６２が補助チャンバ１６０と追加ヘッドスペース１１２の容積部分とを相互連結し、これら２つの部分間における水通過を許容する。内側空間１１２内で通路１６２に隣り合って氷センサ１３６が位置付けられる。
冷却ユニット１３０が補助チャンバ１６０の上面上に担持され、冷却ユニットからは補助チャンバ１６０に入る冷却要素１３２が伸延される。
【００２５】
本実施例は実質的に先に説明した如く動作する。補助チャンバ内で冷却された水は通路１６２を通して内側空間１１２に入る。先に説明した如く、約４℃である最高密度の水は内側空間１１２内に沈降し、庫内容器１２２及びその内部の庫内を冷却する。
図６に示す第３実施例は図２及び図３に示す第１実施例にほぼ相当し、図７の第４実施例は図４及び図５に示す第２実施例にほぼ相当する。従って、ここでは追加的特徴部分のみについて説明する。
【００２６】
第３及び第４実施例では第１及び第２の各実施例に対し、各アイテムを凍結状態に維持する能力が追加される。製氷画室が、水温以下の温度に冷却されるよう冷却要素と熱的に密着される。
第３実施例では製氷画室５０が設けられ、当該製氷画室は庫内容器２２と類似構造を有し、ドア２４により閉鎖される水平方向の開口を同様に有している。製氷画室５０は冷却ユニット３０の冷却要素３２に密接して、または当該冷却要素で包囲された状態下に庫内容器の真上に位置付けられる。
【００２７】
第４実施例では製氷画室１５０の開口は水平であり且つ庫内空間１２０の上方にある。第４実施例では製氷画室１５０の開口は水平で且つ庫内空間１２０の横方向にある。製氷画室１５０は冷却ユニット１３０の冷却要素１３２に密接して、または当該冷却要素で包囲された状態下に補助チャンバ１６０内に位置付けられる。当該実施例では製氷画室１５０は、庫内空間１２０のドア１２４から分離した絶縁ドア１５２を有する。絶縁ドア１５２は製氷画室１５０の水平開口を閉鎖する。
図８に示す第５実施例はこれまでの各実施例とやや構造が異なるがその動作原理は同じである。
【００２８】
第５実施例ではリザーバは庫内空間２２０の上方に取り付けられてヘッドスペースを形成する上部画室２１０を有する。リザーバは、その使用時に全体に下方に伸びて庫内空間２２０に入る第１及び第２の各水ダクト２１２、２１４を含む。第１水ダクト２１２は最下方壁位置またはその近くでヘッドスペース内部に開口し、他方、第２水ダクト２１４は上方に伸び、ヘッドスペース内に収納した水に入る。庫内空間２２０内には２つの水ダクト２１２、２１４間で並行に流れる様に接続した、数本のパイプ２１６からなるマニホルドが配置される。冷却ユニットにはヘッドスペース内の水を冷却し得る冷却要素２３２が設けられる。
【００２９】
先の各実施例における如く、最高密度の水はリザーバの底部方向、本実施例では庫内空間２２０内の各水ダクト２１２、２１４及びマニホルド２１６内に流動する傾向を有し、これらの各部分内でリザーバ内の水と庫内空間２２０の中身とが熱交換され得る。庫内容器温度が４℃に低下するに従い、庫内容器からヘッドスペースへと熱を伝達する熱サイフォンプロセスが確立される。
更に他の実施例ではリザーバ内には各アイテムを分離状態のまま担持可能とする幾つかの庫内容器を設け得る。
【００３０】
図９に示すように、先ず冷却ユニット３０、１３０を起動（Ｘ軸の０位置）させると庫内空間２０、１２０内の温度は急速に４℃に低下（線４０）し、次いで温度は安定化する（番号４２）。温度は、冷却ユニット３０が動作し続けるにも関わらず実質的に低下しない。番号４４の位置で冷却ユニットが停止する。庫内空間２０内の温度は相当長時間に渡り極めて緩慢に上昇した後、より急激に上昇する。図９の実施例では冷却ユニットが９時間４０分作動した後、庫内容器温度がその最大許容温度である８℃に達した。約１時間後、温度は４℃に低下した。次いで冷却ユニット３０、１３０は、有意の温度低下を生じることなく約３４時間更に作動した。冷却ユニット３０、１３０を停止した後、およそ５８時間にわたり温度は実質的に上昇しなかった。その後、温度が上昇し始めたが、最大許容温度である８℃に達するまでに１６時間以上を要した。
【００３１】
この性能はワクチン保存に関する世界保健機構の条件を実質上回るものであり、太陽光由来エネルギーに依存する電源と共に使用するには理想的なものである。前記性能は一昼夜にわたり、また必要であれば電力供給が制限される曇天時に、内容物を要求温度に維持するには十分以上のものである。この水準の性能は再充電式バッテリー等のバックアップ電源無しに達成し得ることを銘記されたい。
【００３２】
以上の説明では水は純水の場合に４℃でその最大密度となるものと仮定する。水の最大密度化温度は水に不純物を導入することで変更させ得る。例えば、水に濃度３．５％の塩を加える（ほぼ海水の塩濃度）と水はほぼ２℃で最大密度となる。この方法は庫内容器温度を特定用途向けに調節するために使用し得る。
【００３３】
更に、図１０〜図１３には本発明の、より簡易な別態様の実施例が示される。図１０及び図１１の実施例は第３実施例に類似し、図１１及び図１２の実施例は第４実施例に類似している。何れの実施例でも冷却ユニット３０、１３０及び関連する冷却要素３２、１３２は省略されている。当然ながら電源は不要である。
そうではなく、図１０及び図１１の実施例では水密画室６４が設けられる。水密画室６４は先の各実施例の製氷画室５０、１５０と実質的に同じ位置に設けたヘッドスペース内に伸延する。水密画室６４内空間へは、製氷画室５０、１５０におけるとほぼ同様にドア２４、１５２により閉鎖される開口を通してアクセスできる。水密画室６４の材料は、当該水密画室６４の中身と、水密画室の周囲を取り巻く水との間の有効伝熱を保証するべく高熱伝導率のものを選択する。
【００３４】
使用上、水密画室６４には低温物質６６、１６６が充填される。低温物質６６、１６６は庫内空間２０、１２０の予定動作温度以下の温度を有する。当該温度は代表的には０℃より十分低い温度である。使用前に従来の食品冷凍庫に配置することで低温物質温度を約−１８℃とし得、−３０℃またはそれ以下とすれば冷却ユニットの効果をエミュレートできる。先行する各実施例において水から冷却要素３２、１３２に伝熱されたと同様に、水密画室６４の物質を介して水から低温材料に熱が吸収される。かくして、庫内空間２０、１２０は、約４℃（または、水及びその添加物が最高密度となる他の温度）に冷却された高密度水により冷却される。
【００３５】
低温物質は好適なサーマルマスを伴うものであり得る。しかしながら、入手が容易であり溶解潜熱が有益に高い点で水の氷が特に好適である。氷は医療用品の移送及び保存に用いる０．６リットル型アイスパック形態を有し得る。アイスパックを使用する場合、全ての画室を省略し、アイスパックを図１２及び図１３に示す如くヘッドスペースの水内に直接配置できる。（図１２及び図１３の実施例を図１０及び図１１の実施例における如き画室を含むよう改変し、図１０及び図１１の実施例を画室を省略するよう改変し得るのは言うまでもない）
【００３６】
図１４にはサーマルマスを使用する他の実施例が示される。本実施例では容器３６４が、ヘッドスペース内で水没させた庫内容器３２０の上方に位置付けられる。容器３６４は、冷蔵庫外からその内部に届くようにした開口を有し、当該開口は断熱性カバー３５２により閉鎖される。当該実施例では容器開口は冷蔵庫使用時には上向きとなる。
【００３７】
本実施例はサーマルマスを利用する先に説明した実施例と類似態様下に機能する。最も代表的には水の氷である低温物質３６６が開口を通して容器３６４内に導入される。次いでヘッドスペース内の水から容器内の氷に熱が移動し、かくして先に説明した原理に従い、水及び庫内空間３２０内の物品を冷却する。図１４に示す開口形態により氷は迅速に導入され且つ容器内に容易に進入し得る。
庫内容器が６０リットルである冷蔵庫の場合、必要温度範囲の上限を満たす氷の必要量を１００リットルとして、７〜３０日間に渡り必要温度範囲内に維持され得ると推定される。
【００３８】
本発明の全ての実施例において、漏れ及び蒸発を防止しつつ冷蔵庫内に水を維持することが主要条件であることは明らかである。当該条件は、頑丈な車での悪路または不整地移送等による手荒な扱いや衝撃を受け易い冷蔵庫の場合は達成困難となり得る。従って、本発明を具体化する冷蔵庫を構成する１システムは、全体形状、構造的強度及び熱絶縁を提供する丈夫な外側ケースを提供し、ケースには可撓性のプラスチック材から形成した水密ライナ８０によるライニングが施される。ライニングは図１５ａ〜図１５ｃに示される。
【００３９】
ライナ８０は、ライナを使用する特定実施例に従う寸法形状を有し得、図示実施例はその１例を示すものであるに過ぎない。図１５ａ〜図１５ｃに示すライナ例は前側入口式の冷蔵庫で使用するに好適であり得る。当該冷蔵庫はヘッドスペース８２、充填用パイプ８４、庫内容器をその内部に配置する凹所８６、を含む。ライナ８０の材料は水の重さにより変形して庫内容器にぴったり一致し、かくして庫内容器とライナ８０内の水との間の有効伝熱を保証する。外側ケースの変形または損傷によってはライナ８０からの漏洩は生じない。ライナからの漏洩が発生した場合はライナを容易且つ低コストで交換可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ケーシング
１２  内側空間
１４  絶縁材
２０  庫内空間
２２  庫内容器
２４  ドア
３０  冷却ユニット
３２  冷却要素
３６  氷プローブ
４０  線
５０  製氷画室
６４  水密画室
６６  低温物質
８０  水密ライナ
８２  ヘッドスペース
８４  充填用パイプ
８６  凹所
１１０  ケーシング
１１２  内側空間
１２０  庫内空間
１２２  庫内容器
１２４  ドア
１３０  冷却ユニット
１３２  冷却要素
１３６  氷センサ
１５０  製氷画室
１５２  絶縁ドア
１６０  補助チャンバ
１６２  通路
２１０  上部画室
２１２  第１水ダクト
２１４  第２水ダクト
２１６  パイプ
２２０  庫内空間
２３２  冷却要素
３２０  庫内空間
３５２  断熱性カバー
３６４  容器
３６６  低温物質
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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