(57)【要約】【課題】  入口側配管部と出口側配管部との位置関係に寸法誤差が生じたとしても、液相循環回路への液相循環ポンプの取付作業が容易な構造の冷却庫を提供する。【解決手段】  冷却庫基板４００の近傍において、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂの双方が、液相循環ポンプ５の一方側に設けられている。より具体的には、入口側配管部４ａと出口側配管部４ｂとは、互いひ平行に延び、ともに、円盤型の液相循環ポンプ５の一方の円形面に接続されている。そのため、入口側配管部４ａと出口側配管部４ｂとの位置関係に寸法誤差が生じたとしても、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂのうちいずれか一方を修正するだけ、前述の寸法誤差を修正することができる。【選択図】        図３
2006071238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却の対象物が収納される冷却室と、
前記冷却室を冷却するための冷熱を発生させる低温部と前記冷熱の発生に起因して発生した熱を放出する高温部とを有するスターリング冷凍機と、
前記高温部と凝縮器とを接続し、前記高温部から熱を受けて気化した気相流体を液化させる循環回路と、
前記高温部に接続され、液相流体が流れる液相循環回路と、
前記液相循環回路に設けられ、前記液相流体を循環させる液相循環ポンプとを備え、
前記液相循環回路は、前記液相循環ポンプへ前記液相流体を送り込む入口側配管部と前記液相ポンプから前記液相流体が送り出される出口側配管部とを有し、
前記入口側配管部および前記出口側配管部の双方が、前記液相循環ポンプの一方側に設けられている、冷却庫。
【請求項２】
前記液相循環ポンプは、弾性体を介して、支持されている、請求項１に記載の冷却庫。
【請求項３】
前記液相循環ポンプを支持する支持台をさらに備え、
前記液相循環ポンプと前記支持台とは、すべり接触するように設けられている、請求項１に記載の冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリング冷凍機を備えた冷却庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スターリング冷凍機が生成する冷熱によって冷却室内を冷却する冷却庫の開発が行なわれている。スターリング冷凍機は、低温部で冷熱を生成することの代償として、高温部で温熱を発生させる。この温熱を利用するために、温熱を外気へ放出するため凝縮器に接続された循環回路とは別に、液相流体を循環させるための液相循環回路が高温部に接続されている。
【０００３】
液相循環回路は、高温部で温熱を得た液相流体を液相循環ポンプによって強制循環させている回路である。したがって、液相循環回路の周囲の外気は、液相循環回路内を循環する液相流体によって熱されて温度が上昇する。その結果、従来のスターリング冷凍機を備えた冷却庫においては、液相循環回路の周囲の空間における結露の発生が防止されている。
【特許文献１】特開２００１−１５３１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の冷却庫の製造工程においては、高温部の周囲に取付けられた凝縮器において液相流体が気化する沸点を低くするために、液相循環回路内を真空状態にしてから液相流体を液相循環回路内へ流入させる。そのため、液相循環回路を構成する配管の肉厚を通常の配管よりも大きくする必要がある。したがって、前述の配管と液相循環ポンプとの間で寸法誤差が生じれば、その寸法誤差を修正するための手間が多大なものとなる。
【０００５】
また、従来においては、図５に示すように、液相循環ポンプ１０５に液相流体を送り込むための入口側配管部１４４ａは、液相循環ポンプ１０５の一方の面に接続され、液相循環ポンプ１０５から液相流体を送り出すための出口側配管部１４４ｂは、前述の一方の面の裏側の他方の面に接続されている。したがって、液相循環ポンプ１０５と入口側配管部１４４ａおよび出口側配管部１４４ｂとの取付構造は、前述のような寸法誤差が生じた場合、寸法誤差の修正を行い難い構造となっている。
【０００６】
本発明は、前述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、入口側配管部と出口側配管部との位置関係に寸法誤差が生じたとしても、液相循環回路への液相循環ポンプの取付作業が容易な構造の冷却庫を提供することである。
【０００７】
また、前述の液相循環回路は、スターリング冷凍機に接続されているため、スターリング冷凍機の振動が液相循環回路へ伝達される。そのため、液相循環回路に接続されている液相循環ポンプにもスターリング冷凍機の振動が伝達されてしまう。その結果、液相循環ポンプと冷却庫との間の取付構造等に振動による悪影響が生じることがある。
【０００８】
本発明の他の目的は、スターリング冷凍機の振動が液相循環ポンプと冷却庫との取付構造に悪影響を与えない構造の冷却庫を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の冷却庫は、冷却の対象物が収納される冷却室と、冷却室を冷却するための冷熱を発生させる低温部と冷熱の発生に起因して発生した熱を放出する高温部とを有するスターリング冷凍機と、高温部と凝縮器とを接続し、高温部から熱を受けて気化した気相流体を液化させる循環回路と、高温部に接続され、液相流体が流れる液相循環回路と、液相循環回路に設けられ、液相流体を循環させる液相循環ポンプとを備えている。また、液相循環回路は、液相循環ポンプへ液相流体を送り込む入口側配管部と液相循環ポンプから液相流体が送り出される出口側配管部とを有している。また、入口側配管部および出口側配管部の双方が、液相循環ポンプの一方側に設けられている。
【００１０】
上記の構成によれば、入口側配管部と出口側配管部との位置関係に寸法誤差が生じたとしても、液相循環ポンプの取付に大きな悪影響を及ぼすことがない。その結果、液相循環回路への液相循環ポンプの取付作業が容易になる。
【００１１】
また、液相循環ポンプは、弾性体を介して、支持されていれば、弾性体の変形によって液相循環ポンプの振動エネルギを吸収することができる。また、液相循環ポンプの取付位置に誤差が生じている場合であっても、弾性体の変形によって取付位置の誤差に対応することができるため、液相循環ポンプの取付作業が容易になる。
【００１２】
また、液相循環ポンプを支持する支持台をさらに備え、液相循環ポンプと支持台とは、すべり接触するように設けられていれば、液相循環ポンプの振動の全てが支持台に伝達されることはない。そのため、液相循環ポンプの振動が周囲の構造へ大きく伝達されることによって生じる不都合が防止される。また、液相循環ポンプの取付位置に誤差が生じている場合であっても、支持台と液相循環ポンプとは固定されないため、取付位置の誤差に対応することができる。その結果、液相循環ポンプの取付作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液相循環回路への液相循環ポンプの取付作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態の冷却庫を説明する。
【００１５】
実施の形態の冷却庫１００においては、冷却室を冷却するために、図１に示すようなスターリング冷凍機１が用いられている。また、冷却庫１００は、その内部に冷却の対象物が収納され、スターリング冷凍機１によって冷却される冷蔵室および冷凍室からなる冷却室を有しているが、その構造は図示されていない。
【００１６】
前述のスターリング冷凍機１は、逆スターリングサイクルの中で、一次冷媒の膨張によって冷熱を発生させる低温部１ａと、前述の冷熱の発生の間に、一次冷媒の圧縮によって温熱を発生させる高温部１ｂとを有している。高温部１ｂの周囲には蒸発器１ｃが設けられている。また、蒸発器１ｃには循環回路３３が接続されている。したがって、循環回路３３は蒸発器１ｃを介して高温部１ｂに接続されている。さらに、循環回路３３には凝縮器３が接続されている。
【００１７】
スターリング冷凍機１の運転中には、循環回路３３内において、二次冷媒(たとえば、水とアルコールとの混合溶液）が循環する。二次冷媒は、蒸発器１ｃ内において、高温部１ｂから熱を受けて気化して気相流体となる。また、気化した二次冷媒は、密度が低くなるため、循環回路３３内を自然に上昇し、凝縮器３に至る。その後、気化した二次冷媒は、凝縮器３内において、外気と熱交換し、液化する。この液化した二次冷媒は、凝縮器３から高温部１ｂへ自然落下によって戻り、再度熱を受けて気化する。循環回路３３内では、前述の蒸発器１ｃでの気化および凝縮器３での凝縮からなるサイクルが繰り返される。
【００１８】
また、蒸発器１ｃには、前述の二次冷媒が液相流体（水）となって流れる液相循環回路４が接続されている。したがって、高温部１ｂと液相循環回路４とは蒸発器１ｃを介して接続されている。液相循環回路４には、液相流体を強制循環させる液相循環ポンプ５が設けられている。この液相循環ポンプ５としては、圧電素子の振動によって液相流体を送り出す圧電ポンプが望ましいが、通常の回転翼を備えた回転式のポンプであってもよい。
【００１９】
液相循環回路４は、液相循環ポンプ５へ液相流体を送り込む入口側配管部４ａと液相循環ポンプ５から液相流体が送り出される出口側配管部４ｂとを有している。蒸発器１ｃは入口側配管部４ａに接続されている。また、入口側配管部４ａは、スターリング冷凍機１よりも下側に設けられている。そのため、蒸発器１ｃにおいて発生した気相の二次冷媒は、液相循環回路４内へ流れ込み難くなっており、蒸発器１ｃに残留している液相流体のみが液相循環回路４内へ流れ込む。したがって、通常、液相循環回路４内は、液相流体のみが循環する。
【００２０】
また、出口側配管部４ｂには、結露防止配管部４４が接続されている。結露防止配管部４４は、図２に示すように、冷却庫１００の筐体の内側であって、冷却室の外側の空間を循環するように、配置されている。出口側配管部４ｂから結露防止配管部４４へ高温部１ｂにおいて熱を受け取った液相流体が流れ込むと、その熱が結露防止配管部４４からその近傍の外気へ伝達される。それにより、結露防止配管部４４の周辺の外気は、熱せられ、その温度が上昇する。その結果、結露防止配管部４４の周辺の空間において結露が生じることが防止されている。
【００２１】
また、実施の形態の冷却庫１００においては、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂの双方が、液相循環ポンプ５の一方側に設けられている。より具体的には、入口側配管部４ａと出口側配管部４ｂとは、互いに平行に延び、ともに、円盤型の液相循環ポンプ５の一方の円形面に接続されている。
【００２２】
そのため、入口側配管部４ａと出口側配管部４ｂとの位置関係に寸法誤差が生じたとしても、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂのうちいずれか一方を修正するだけ、前述の寸法誤差を修正することができる。その結果、従来の液相循環ポンプと液相循環回路との間の接続構造に比較して、液相循環回路４への液相循環ポンプ５の取付作業が容易になる。
【００２３】
なお、当然、液相循環ポンプ５の内部構造も、入口側配管部４ａと出口側配管部４ｂとの位置関係に合わせて、変更されている。この液相循環ポンプ５の内部においては、円盤型の液相循環ポンプ５の筐体内に、筐体の形状に対応する円盤型の膜が設けられている。円盤型の膜は、円盤型の筐体の厚さ方向において円盤型を２分するように内装されている。また、円盤型の筐体の円周部の内側面と円盤型の膜の円周部とを接続する圧電素子が設けられている。また、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂのそれぞれには、液相流体の逆流を防止する逆止弁が設けられている。
【００２４】
この液相循環ポンプ５が運転されているときには、圧電素子の振動によって、円盤型の膜が振動し、入口側配管部４ａの逆止弁と出口側配管部４ｂの逆止弁とが交互に開閉することによって、入口側配管部４ａから液相循環ポンプ５内へ流入した液相流体が出口側配管部４ｂから流出する。
【００２５】
ただし、前述の液相循環ポンプ５の構造は、一例であって、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂの双方が、液相循環ポンプ５の一方側に設けられ得る構造であれば、他の如何なる構造であってもよい。
【００２６】
また、液相循環ポンプ５は、図３および図４に示すように、冷却庫側板２００からわずかに離れた位置であって、冷却庫裏板３００の近傍において、ポンプ支持台４６の上に載置されている。ポンプ支持台４６は、弾性体としてのポンプ支持板４７によって、支持板４９に固定されている。支持板４９は、ビス４８によって冷却庫基板４００に固定されている。つまり、液相循環ポンプ５は、弾性体を介して、冷却庫基板４００に支持されている。
【００２７】
なお、本実施の形態では、弾性体として、波板構造の板バネが用いられ、その板バネは、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂが延びる方向に対して垂直な方向に延在するように設けられている。これは、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂが延びる方向の寸法誤差および振動に対応し易い取付構造を形成するためである。しかしながら、弾性体として、コイルバネやゴムと金属板とが積層された積層ゴム等が用いられても、板バネによって得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また、ポンプ支持板４７は、波板であり、図４に示すように、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂが延びる方向に所定の距離Ｄだけ弾性変形することが可能である。したがって、ポンプ支持板４７の変形によって液相循環ポンプ５の振動エネルギを吸収することができる。また、液相循環ポンプ５の取付位置に誤差が生じている場合であっても、ポンプ支持板４７の変形によって取付位置の誤差に対応するように、ポンプ支持板４７は弾性変形する。その結果、実施の形態の冷却庫１００によれば、液相循環ポンプ５の取付作業が容易になっている。
【００２９】
また、実施の形態の冷却庫１００は、液相循環ポンプ５とポンプ支持台４６とは、ビス４５によって固定されている。しかしながら、ビス４５を用いずに、単に、液相循環ポンプ５がポンプ支持台４６の上に置かれているだけであり、液相循環ポンプ５とポンプ支持台４６とがすべり接触するような構造が採用されてもよい。
【００３０】
このような構造であれば、液相循環ポンプ５の振動の全てがポンプ支持台４６に伝達されることはない。そのため、液相循環ポンプ５の振動が周囲の構造へ大きく伝達されることによって生じる不都合が防止される。
【００３１】
また、液相循環ポンプ５と冷却庫１００の取付位置に誤差が生じている場合であっても、ポンプ支持台４６と液相循環ポンプ５とは、前後左右方向、すなわち水平方向の相対的位置関係が固定されないため、液相循環ポンプ５と冷却庫１００の取付位置の誤差に柔軟に対応することができる。その結果、液相循環ポンプ５の取付作業が容易になる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、前述の図３および図４に示すように、液相循環ポンプ５の構造は、入口側配管部４ａおよび出口側配管部４ｂの双方が、液相循環ポンプ５の一方側に設けられ得る構造であった。しかしながら、単に、スターリング冷凍機１の振動に起因した液相循環回路４および液相循環ポンプ５の振動を吸収することのみを目的とするのであれば、図５に示した従来の液相循環ポンプ１０５と入口側配管部１４４ａおよび出口側配管部１４４ｂとの位置関係を有するような構造において、弾性体としてのポンプ支持板４７等の液相循環ポンプ５と冷却庫１００との間の取付構造が用いられてもよい。
【００３３】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態の液相循環ポンプ、液相循環回路、スターリング冷凍機、循環回路、および凝縮器を示す図である。
【図２】実施の形態の冷却庫に液相循環回路がどのように配置されているかを示す図である。
【図３】実施の形態の液相循環ポンプと冷却庫とを固定する取付構造を説明するための斜視図である。
【図４】実施の形態の液相循環ポンプと冷却庫とを固定する取付構造を説明するための側面図である。
【図５】従来の液相循環ポンプとその接続配管との接続構造を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  スターリング冷凍機、１ａ  低温部、１ｂ  高温部、１ｃ  蒸発器、２  循環回路、３  凝縮器、４  液相循環回路、４ａ  入口側配管部、４ｂ  出口側配管部、５  液相循環ポンプ、３３  循環回路、４４  結露防止配管部、４５  ビス、４６  ポンプ支持台、４７  ポンプ取付板、４８  ビス、４９  支持板、２００  冷却庫側板、３００  冷却庫裏板、４００  冷却庫基板。
【図１】
2006071238.tif 000003
【図２】
2006071238.tif 000004
【図３】
2006071238.tif 000005
【図４】
2006071238.tif 000006
【図５】
2006071238.tif 000007