(57)【要約】  【課題】  スターリング冷凍機の放熱部の温熱を二次冷媒循環回路により放熱する冷却庫において、二次冷媒を完全に抜き取ることが可能な構造を提供する。  【解決手段】  冷却庫１はスターリング冷凍機５０を冷熱源として庫内を冷却する。スターリング冷凍機５０の放熱部５１の温熱はサーモサイフォン循環回路６０と強制循環回路１１０により放熱される。サーモサイフォン循環回路６０と強制循環回路１１０は二次冷媒を共有する１個の密閉空間を構成する。二次冷媒の充填と放出のため、サーモサイフォン循環回路６０の二次冷媒の液面より上の位置にチャージパイプ１４０が設けられ、強制循環回路１１０の二次冷媒の液面より下の位置にパージパイプ１４１が設けられる。パージパイプ１４１は循環ポンプ１１１の吐出側にあり、その先端は除霜水貯留容器１３０に臨んでいる。【選択図】      図４
2006138506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリング冷凍機の吸熱部の冷熱により庫内の冷却を行うとともに、このスターリング冷凍機の放熱部の温熱を二次冷媒循環回路により放熱する冷却庫において、
前記二次冷媒循環回路には、二次冷媒の液面より上の位置に二次冷媒充填用のチャージパイプを設け、二次冷媒の液面より下の位置に二次冷媒放出用のパージパイプを設けることを特徴とする冷却庫。
【請求項２】
前記二次冷媒循環回路を、サーモサイフォン循環回路と循環ポンプを備えた強制循環回路とで構成し、前記パージパイプは、前記強制循環回路の循環ポンプ吐出側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却庫。
【請求項３】
前記パージパイプが、前記循環ポンプに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却庫。
【請求項４】
前記循環ポンプを随時運転することができるメンテナンススイッチが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷却庫。
【請求項５】
前記強制循環回路に前記パージパイプが設けられるとともに、強制循環時にパージパイプの下流となる側には回路圧損増大手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の冷却庫。
【請求項６】
除霜水を貯留する除霜水貯留容器を備え、前記パージパイプの先端がこの除霜水貯留容器に臨んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の冷却庫。
【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の吸熱部で発生した冷熱によって庫内の冷却を行う冷却庫に関する。「冷却庫」とは、食品その他の物品の温度を下げる装置全般を指す概念であり、「冷蔵庫」「冷凍庫」「冷凍冷蔵庫」「ショーケース」といった商品としての名称を問わない。
【背景技術】
【０００２】
冷却庫の冷凍サイクルには特定フロン（CFC:chlorofluorocarbon）や代替フロン（HCFC:hydrochlorofluorocarbon、HFC:hydrofluorocarbon）が冷媒として使用されている。これらの冷媒のうちＣＦＣとＨＣＦＣは大気中に放出されると程度の差こそあれオゾン層の破壊につながるので、その生産及び使用は国際的な規制の対象となっている。また、オゾン層を破壊しないＨＦＣにも地球温暖化への寄与が大きいという問題がある。
【０００３】
そこで、冷媒としてオゾン破壊物質を使用しないスターリング冷凍機が脚光を浴びている。スターリング冷凍機ではヘリウム等の不活性ガスを冷媒として使用し、外部動力によりピストンとディスプレーサを動作させて冷媒の圧縮・膨張を繰り返し、放熱部（ウォームヘッド）の温度を高めるとともに吸熱部（コールドヘッド）の温度を下げる。そして放熱部で周囲環境に放熱を行い、吸熱部で庫内から吸熱を行うものである。
【０００４】
スターリング冷凍機で放熱と吸熱を行うにあたっては、二次冷媒を利用することが多い。すなわち放熱部には高温側蒸発器を取付け、その中の二次冷媒を温熱で蒸発させる。蒸発した二次冷媒は高温側凝縮器に送られ、そこで液体に復元して高温側蒸発器に戻る。吸熱部には低温側凝縮器を取付け、その中の二次冷媒を冷熱で凝縮させる。凝縮した二次冷媒は低温側蒸発器に送られ、そこで気体に復元して低温側凝縮器に戻る。
【０００５】
上記のような二次冷媒の蒸発と凝縮による吸熱と放熱のシステム、すなわちサーモサイフォンを備えた冷却庫の例を特許文献１〜３に見ることができる。特許文献３には放熱部の熱を冷媒配管により冷却室の開口部に伝えてこの箇所に結露が生じるのを防ぐ構成も開示されている。
【０００６】
また一般的に冷却庫で使用される冷凍機において、パイプを通じて冷凍機に冷媒を充填し、パイプを通じて冷凍機より冷媒を抜き取ることは広く行われている。そのような冷凍機の例を特許文献４、５に見ることができる。
【特許文献１】特開２００３−３０２１７８号公報（第４頁−第５頁、図１−図３）
【特許文献２】特開２００４−３７０５５号公報（第６頁−第８頁、図１−図３）
【特許文献３】特開２００４−２００５６号公報（第６頁−第７頁、図１−図２）
【特許文献４】特開平７−１３９４８４号公報（第３頁、図１−図２）
【特許文献５】特開２００１−２６３８８１号公報（第２頁−第４頁、図１−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スターリング冷凍機の放熱部から二次冷媒を用いて放熱するにあたり、サーモサイフォン方式で行うときは二次冷媒の量が放熱性能を大きく左右する。そのため、修理やメンテナンスで二次冷媒を抜き、後で再充填する場合など、古い二次冷媒を完全に抜いてから、正確に計量した新しい二次冷媒を入れ直す必要がある。
【０００８】
一般の冷凍機では、冷媒の充填（charge）と放出（purge）を共用のパイプで行っている。特許文献４、５に開示された構成もその例に漏れない。しかしながらスターリング冷凍機の放熱に用いる二次冷媒の場合、チャージパイプとパージパイプの共用化を行いにくい事情がある。
【０００９】
チャージパイプは、高温側蒸発器の中の二次冷媒液面よりも上に設けられている。そのため、チャージパイプを開いたとしても、それだけで二次冷媒が抜け出すことはない。またスターリング冷凍機の放熱用二次冷媒として常圧では液相として存在する物質（例えば水）を用いた場合には、真空ポンプを用いたとしても抜くのは困難である。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された構成のように、二次冷媒の一部を結露防止用の循環回路にとり込んで循環ポンプで循環させ、結露防止と放熱の一挙両得をねらうような場合には、チャージパイプから二次冷媒を抜き取ることは一層困難になる。というのは、この種循環回路は冷蔵室（冷凍室）の開口部の結露防止やドレン水の蒸発といった目的のため、高温側蒸発器の二次冷媒液面より低い位置まで引き回されるからである。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、スターリング冷凍機の放熱部の温熱を二次冷媒循環回路により放熱する冷却庫において、二次冷媒を完全に抜き取ることが可能な構造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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、スターリング冷凍機の吸熱部の冷熱により庫内の冷却を行うとともに、このスターリング冷凍機の放熱部の温熱を二次冷媒循環回路により放熱する冷却庫において、前記二次冷媒循環回路には、二次冷媒の液面より上の位置に二次冷媒充填用のチャージパイプを設け、二次冷媒の液面より下の位置に二次冷媒放出用のパージパイプを設けることを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、チャージパイプとパージパイプの両方を開くことにより、パージパイプから二次冷媒の抜き取りを行うことができる。チャージパイプを開くことにより、二次冷媒の液面が下がった後へ空気が入り込むので、二次冷媒はスムーズに放出される。パージパイプの位置を強制循環回路の中で最も低い位置に設定すれば、二次冷媒を余すところなく抜き取ることができる。また、パージパイプが最も低い位置になくても、チャージパイプから空気や窒素等でブローすることにより二次冷媒をスムーズ且つ完全に抜き取ることが可能となる。
【００１４】
また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記二次冷媒循環回路を、サーモサイフォン循環回路と循環ポンプを備えた強制循環回路とで構成し、前記パージパイプは、前記強制循環回路の循環ポンプ吐出側に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、循環ポンプが逆止弁を有する、すなわち吸入側から吐出側への流体移動は可能であるがその逆は不可能な構造になっている場合でも、循環ポンプに二次冷媒をせき止めさせることなく完全に放出することが可能である。
【００１６】
また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記パージパイプが、前記循環ポンプに設けられていることを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、パージパイプをコンパクトに配置し、省スペース化を図ることができる。
【００１８】
また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記循環ポンプを随時運転することができるメンテナンススイッチが設けられていることを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、通常の場合循環ポンプは自動運転となるところ、二次冷媒の抜き取り時には必要に応じ循環ポンプを手動運転して、二次冷媒をスムーズに放出させることができる。
【００２０】
また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記強制循環回路に前記パージパイプが設けられるとともに、強制循環時にパージパイプの下流となる側には回路圧損増大手段が設けられることを特徴としている。
【００２１】
この構成によると、二次冷媒の放出促進のためチャージパイプからブローガスを吹き込んでガスブローする場合など、パージパイプの下流側には回路圧損増大手段が存在するため、ブローガスは上流側から、すなわち順方向からパージパイプに流入する。もしブローガスが下流側からパージパイプに流入する、すなわち強制循環回路の中をブローガスが逆流するようなことがあると、二次冷媒が堰構造となった箇所に滞留することがあるが、ブローガスが必ず順方向からパージパイプに流入するようにしておけば、そのような事態を招くおそれはない。
【００２２】
前記パージパイプは先端が封止されているのが好ましい。パージパイプを開くときはその先端を切断することになるが、パージパイプを開く必要が生じるケースはまれであり、いわば非常時と言えるため、任意に開閉できる仕組みを設けておく必要はない。必要に応じ封止したり切断したりできるようにしておけば十分であり、これによって経済的メリット（低コスト化）を実現できる。
【００２３】
また本発明は、上記構成の冷却庫において、除霜水を貯留する除霜水貯留容器を設け、前記パージパイプの先端がこの除霜水貯留容器に臨んでいることを特徴としている。
【００２４】
この構成によると、パージパイプを開いたとき、そこから放出された二次冷媒は除霜水貯留容器に受けられ、床を濡らすことがない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、チャージパイプとパージパイプの両方を開くことにより、パージパイプから二次冷媒を放出することができ、チャージパイプから空気や窒素等でブローすることとすれば、二次冷媒をスムーズ且つ完全に抜き取ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図１−図４に基づき説明する。図１は冷却庫の垂直断面図、図２は冷却サイクルの概略構成図、図３は二次冷媒の流れ方の説明図、図４は強制循環回路の配管経路を説明する斜視図である。
【００２７】
冷却庫１は食品保存用であり、断熱筐体１０が本体を構成する。断熱筐体１０の内部は水平仕切壁１１によって上下２段に仕切られており、上段は冷蔵室２０及び解凍室２５、下段は冷凍室３０という設定になっている。冷蔵室２０及び解凍室２５と、冷凍室３０とは、共に前面（図１において左側）が食品を出し入れするための開口部となっており、この開口部を断熱扉２１、３１が閉ざす。
【００２８】
冷蔵室２０の内部には複数の棚板２２が設けられている。冷蔵室２０の最下部に隣接して断熱構造の解凍室２５がある。解凍室２５は、冷蔵室２０と断熱扉２１を共有する他、独自の断熱扉２６も備えている。
【００２９】
冷凍室３０には計４個の冷凍容器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが上下に重なる形で収納されている。冷凍容器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはそれぞれ両側縁部によって冷凍室１４の内面に支持されており、前方にスライドさせて引き出すことができる。
【００３０】
断熱筐体１０の背面部には機械室４０が形成される。機械室４０は板金製の部品を組み合わせて構成された直方体形状の構造物であり、背面側が開口している。この機械室４０の中にスターリング冷凍機５０が設置される。機械室４０は冷蔵室２０と冷凍室３０の間の高さに置かれている。
【００３１】
スターリング冷凍機５０を設置した後、機械室４０の背面側開口を蓋４４で閉ざす。蓋４４には、後述する高温側凝縮器を冷却する空気を取り入れるための通風口４５と、後述する空冷ダクトの出口を接続するための開口４７が形成されている。
【００３２】
スターリング冷凍機５０の一部は放熱部５１となり、ここに高温側蒸発器６１が取り付けられる（図２参照）。放熱部５１と高温側蒸発器６１は互いの間で熱を授受する状態、すなわち熱接続された状態にある。高温側蒸発器６１には２系統の二次冷媒循環回路が接続される。
【００３３】
高温側の第１系統の二次冷媒循環回路は、スターリング冷凍機５０の上に設置された高温側凝縮器６２と高温側蒸発器６１とを二次冷媒配管で接続して構成されるサーモサイフォン循環回路６０である。高温側の第２系統の二次冷媒循環回路は、断熱筐体１０の外壁内に配設された二次冷媒配管からなる強制循環回路１１０である。サーモサイフォン循環回路６０と強制循環回路１１０は並列関係にある。これらサーモサイフォン循環回路６０と強制循環回路１１０には水（水溶液を含む）あるいは炭化水素系の冷媒を密封する。
【００３４】
高温側蒸発器６１は中空リングを二つに割って合わせた形状であり、半割のリングのそれぞれの内部は互いに独立した蒸発室６１ａとなっている（図３参照）。このような形状にするのは次の理由による。すなわち高温側蒸発器６１が単一リングの形状であると、スターリング冷凍機５０の放熱部５１にしっかり接触させるためには、形状を厳しく管理して嵌め合い精度を確保することが必要になる。この点本実施形態のように高温側蒸発器６１が中空リングを二つに割って合わせた形状であれば、半割リング間にスターリング冷凍機５０の放熱部５１を挟んで締め付けるときの締付圧を調節することにより、接触圧のコントロールが可能なので、形状誤差により接触圧が不十分となり、放熱部５１との間の熱伝達率が低下するといった事態に陥ることが少ない。リングをさらに多くのブロックに分割しても同じことが言える。
【００３５】
スターリング冷凍機５０の他の一部は吸熱部５２となり、ここに低温側凝縮器７１が取り付けられる（図２参照）。吸熱部５２と低温側凝縮器７１は互いの間で熱を授受する状態、すなわち熱接続された状態にある。
【００３６】
冷凍室３０の奥には庫内を冷却する冷却器としての役割を果たす低温側蒸発器７２が設置される。低温側凝縮器７１と低温側蒸発器７２とは二次冷媒配管で接続され、低温側の二次冷媒循環回路７０を構成する。二次冷媒循環回路７０にはＣＯ2などの自然冷媒を封入する。低温側凝縮器７１は単一の中空リング形状であり、内部は凝縮室７１ａとなっている（図３参照）。
【００３７】
高温側凝縮器６２は、銅や銅合金、アルミなど熱伝導の良い金属からなるパイプを折り曲げ、これに、同じく熱伝導の良い金属からなる多数の放熱フィン６３を取り付けた構造である。低温側蒸発器７２も同様に、銅や銅合金、アルミなど熱伝導の良い金属からなるパイプを折り曲げたうえで熱伝導の良い金属からなる多数の吸熱フィン７３を取り付けた構造である。
【００３８】
図３に見られるように、高温側蒸発器６１の２個の蒸発室６１ａからはそれぞれサーモサイフォン循環回路６０の往路側二次冷媒配管６４が導出される。２本の往路側二次冷媒配管６４は高温側蒸発器６１の外で合流し、１本のパイプとなって高温側凝縮器６２に接続される。高温側凝縮器６２からは復路側二次冷媒配管６５が戻ってくるが、この復路側二次冷媒配管６５も高温側蒸発器６１の手前で分岐して２本のパイプとなり、そのパイプが１本ずつ蒸発室６１ａに接続される。
【００３９】
同様に強制循環回路１１０も２個の蒸発室６１ａからそれぞれ導出された後に合流し、また戻ってきたときは高温側蒸発器６１の手前で分岐して２本のパイプとなり、そのパイプが１本ずつ蒸発室６１ａに接続される構成になっている。なお強制循環回路１１０の構成は後で詳しく説明する。
【００４０】
断熱筐体１０の内部には、背面側の内壁に沿って垂直方向に延びる冷却ダクト８０、８１が設けられる。冷却ダクト８０は奥側に位置し、冷却ダクト８１はその手前側に位置する。冷却ダクト８０は冷凍室３０の途中までの高さで終わるが、ダクト８１は冷蔵室２０の天井まで続く。
【００４１】
冷却ダクト８０の下端には冷凍室３０から庫内空気を吸い込む吸気口８２が設けられる。吸気口８２の上方には低温側蒸発器７２が設置され、さらにその上方には、冷却ダクト８１に空気を吹き出す送風機８３が設けられる。
【００４２】
解凍室２５は、冷凍食品の解凍に用いられるだけでなく、冷蔵室や冷凍室にも切換え使用可能である。このため解凍室２５は、ダンパ８６（図１参照）を介して冷却ダクト８１に連通しており、冷蔵室として使用するときは冷蔵温度を得るのに必要な量の冷気を冷却ダクト８１から取り入れ、冷凍室として使用するときは冷凍温度を得るのに必要な量の冷気を冷却ダクト８１から取り入れる仕組みになっている。
【００４３】
また図示しないが、冷蔵室２０及び解凍室２５から空気を回収する戻りダクトも断熱筐体１０に設けられている。戻りダクトは低温側蒸発器７２に向かい合う位置に吹出口を有し、回収した空気を低温側蒸発器７２に供給する。
【００４４】
スターリング冷凍機５０を運転すると、放熱部５１は高温となり、吸熱部５２は低温となる。放熱部５１の熱は外部に放熱すべき廃熱であるが、これはサーモサイフォン循環回路６０の二次冷媒に吸収された後、高温側凝縮器６２に伝えられる。吸熱部５２の冷熱は二次冷媒循環回路７０を介して低温側蒸発器７２に伝えられる。
【００４５】
ここで送風機８３を運転すると、冷却ダクト８０の下端の吸気口８２から冷凍室３０の中の空気が吸い込まれ、低温側蒸発器７２を通過する。また前記図示しない戻りダクトを通じ、冷蔵室２０及び解凍室２５の中の空気が冷却ダクト８０に吸い込まれ、同じく低温側蒸発器７２を通過する。低温側蒸発器７２を通過する空気は冷却されて冷気となる。
【００４６】
冷気は送風機８３により冷却ダクト８１に吹き込まれ、冷却ダクト８１の上方部分（水平仕切壁１１より上の部分）に設けられた吹出口８４を通じて冷蔵室２０に、また冷却ダクト８１の下方部分（水平仕切壁１１より下の部分）に設けられた吹出口８５を通じて冷凍室３０に、それぞれ送り込まれる。ダンパ８６が開いていれば解凍室２５にも冷気が送り込まれる。このようにして冷蔵室２０、解凍室２５、及び冷凍室３０にはそれぞれ所定量の冷気が送り込まれ（または送り込まれず）、冷蔵室２０、解凍室２５、及び冷凍室３０はそれぞれ所定の温度に冷却される。断熱筐体１０の背面上部に設置された制御部１５が上記の運転制御を司る。
【００４７】
なお高温側のサーモサイフォン循環回路６０は自然循環のみで十分に循環が成立するが、低温側の二次冷媒循環回路７０は自然循環だけでは必要な循環を得られないことがある。そのような場合には二次冷媒循環回路７０に循環ポンプを配置し、強制循環を行う。
【００４８】
スターリング冷凍機５０の運転効率を向上させるためには高温側凝縮器６２からの凝縮熱の放出を効率良く行う必要がある。この目的のため、空冷ダクト９０が高温側凝縮器６２に組み合わせられる。空冷ダクト９０は通風路の断面が矩形となった合成樹脂成型品であり、その入口部は高温側凝縮器６２の上面にあてがわれ、出口部は蓋４４の開口４７にあてがわれる。側面から見ると、空冷ダクト９０は入口部から出口部まで、水平に対し４５゜の角度をなして斜め上方に延びる形になっている。
【００４９】
空冷ダクト９０の中には送風機９１を挿入する。送風機９１はプロペラファンを２個、図１の奥行き方向に並べたものであり、送風方向は空冷ダクト９０の軸線に一致する。送風機９１は空冷ダクト９０の出口部から出し入れ可能であり、空冷ダクト９０の内面からダクト軸線と直交する形で突出する取付突部９３に図示しないビスで固定される。
【００５０】
送風機９１を運転すると、蓋４４の通風口４５から外部の空気が吸い込まれる。機械室４０に入った空気は高温側凝縮器６２を通り、高温側凝縮器６２が放出する凝縮熱を奪う。熱を奪った空気は空冷ダクト９０に吸い込まれ、さらに送風機９１に吸い込まれ、そこから機外へと斜め上方に向けて排出される。
【００５１】
機械室４０の蓋４４は単なる平板ではなく、中央が背面側に突き出し、その四周は斜面となった形状を有している。これらの斜面部のうち、斜め上を向いた斜面部に空冷ダクト９０の出口が開口する。このため、空冷ダクト９０の出口と冷却庫１を設置した部屋の壁面との間に一定以上の隙間が生じ、空気がスムーズに流れる。高温側凝縮器６２を空冷するためには大量の空気が必要であるが、その空気の排出経路がこのように確保されることにより、スターリング冷凍機５０を常に効率良く運転することができる。
【００５２】
放熱部５１の放熱する廃熱は冷蔵室２０及び冷凍室３０の開口部の結露防止にも利用される。これを実現するのが断熱筐体１０の外壁内に配設された強制循環回路１１０である。強制循環回路１１０の両端は、高温側蒸発器６１に接続する入口部１１０ａ及び出口部１１０ｂとなる。入口部１１０ａ及び出口部１１０ｂはいずれも、高温側蒸発器６１の２個の蒸発室６１ａから１本ずつ導出された２本のパイプにより構成される。なお図示実施形態では復路側二次冷媒配管６５が出口部１１０ｂに兼用されている。
【００５３】
入口部１１０ａを構成する２本のパイプは蒸発室６１ａを出てほどなく合流し、１本の強制循環回路１１０を構成する。１本化された強制循環回路１１０は断熱筐体１０の底部近くに配置された循環ポンプ１１１（図４参照）に接続される。循環ポンプ１１１は強制循環回路１１０内に二次冷媒を強制循環させるためのものである。
【００５４】
循環ポンプ１１１を出た強制循環回路１１０は、断熱筐体１０の左側面から冷凍室３０の前面開口部の下端に出た後、冷凍室３０の前面開口部と冷蔵室２０の前面開口部を一筆書きの形で囲んで断熱筐体１０の左側面に戻り、そこから断熱筐体１０の外壁の中を奥に進み、高温側蒸発器６１に戻る。これにより強制循環回路１１０が完成する。
【００５５】
制御部１５は、スターリング冷凍機５０の運転中、常時、あるいは所定のタイミングで循環ポンプ１１１を駆動する。循環ポンプ１１１が駆動されるとスターリング冷凍機５０の廃熱を吸収した二次冷媒が強制循環回路１１０の中を流れ、配管領域の筐体外壁を加熱して結露を防止する。
【００５６】
強制循環回路１１０は、冷却庫１の外壁の内面に対し要所に緩衝材１１３を介在させる状態で保持される。緩衝材１１３は図１に示すように強制循環回路１１０をぐるりと取り巻いており、強制循環回路１１０がどのように位置ずれしても、強制循環回路１１０が断熱筐体１０の外壁の内面に直接接触することのないようになっている。
【００５７】
このようにしておけば、万一強制循環回路１１０が振動したとしても、その振動は冷却庫１の断熱筐体１０には伝わらず、断熱筐体１０によって振動や騒音が増幅されることがない。緩衝材１１３は振動吸収と熱伝導を両立させる必要があるので、それを満たす材質及び形状のものを選択する。
【００５８】
冷却庫１の運転を続けていると、庫内の空気中の水分が霜となって低温側蒸発器７２に付着する。霜は低温側蒸発器７２の熱交換効率を低下させるので、制御部１５は適宜のタイミングで霜取りヒータ（図示せず）に通電し、低温側蒸発器７２の除霜を行う。霜が溶けた除霜水は冷却ダクト８０の底部の除霜水受け１２０に受けられ、そこから排水管１２１を通じて庫外に排水される。
【００５９】
断熱筐体１０の底壁の下には排水管１２１から滴下する除霜水を貯留する除霜水貯留容器１３０が設置される。除霜水貯留容器１３０は浅皿状であり、冷却庫１の前面側から引き出して中に溜まった除霜水を捨てることができる。
【００６０】
さてサーモサイフォン循環回路６０と強制循環回路１１０は、二次冷媒を共有する１個の密閉空間を構成する。その二次冷媒の充填と放出を行うため、図４に見られるようにチャージパイプ１４０とパージパイプ１４１が設けられる。
【００６１】
チャージパイプ１４０はサーモサイフォン循環回路６０に設けられ、その位置は二次冷媒の液面より上である。具体的には、サーモサイフォン循環回路６０の中で、高温側蒸発器６１から高温側凝縮器６２に入る区間に配置される。
【００６２】
パージパイプ１４１は強制循環回路１１０に設けられ、その位置は二次冷媒の液面より下である。具体的には、循環ポンプ１１１の吐出側、強制循環回路１１０のほぼ最下部に配置されるものであり、その先端は除霜水貯留容器１３０に臨んでいる。パージパイプ１４１の先端は封止状態、すなわち封止物質を注入する、あるいは封止物質で包む、あるいは物理的に圧潰するなどの手法で閉塞された状態にある。チャージパイプ１４０も二次冷媒の充填後、同様手法で封止される。
【００６３】
サーモサイフォン循環回路６０及び強制循環回路１１０に二次冷媒を封入するときは、パージパイプ１４１のみ封止し、チャージパイプ１４０は開いた状態にしておいて、チャージパイプ１４０を通じ系内の真空引きを行う。真空引き完了後、チャージパイプ１４０より二次冷媒を封入する。二次冷媒は重力と気圧差により系内に吸い込まれ、下の方から溜まって行く。所定量の二次冷媒が充填されたらチャージパイプ１４０を締め切る。チャージパイプ１４０は所定量の二次冷媒がなす液面よりも上の位置にあるため、締め切る際に二次冷媒がチャージパイプ１４０内に残って締め切り不良を起こす懸念が少ない。
【００６４】
修理やメンテナンスで二次冷媒を抜き、後で再充填するときは、チャージパイプ１４０とパージパイプ１４１の封止を解く。すなわち先端を切断する。するとパージパイプ１４１から二次冷媒が流れ出す。流れ出した二次冷媒は除霜水貯留容器１３０に受けられ、床を濡らすことはない。チャージパイプ１４０が開かれているので、二次冷媒の液面が下がった後へ空気が入り込み、二次冷媒はスムーズに放出される。
【００６５】
パージパイプ１４１の位置を強制循環回路１１０の中で最も低い位置に設定すれば、二次冷媒は重力で残らず流出する。このように最も低い位置にパージパイプ１４１を配置することができなくても、チャージパイプ１４０から空気や窒素を吹き込んでブローすることにより、二次冷媒をスムーズ且つ完全に抜き取ることが可能となる。
【００６６】
パージパイプ１４１が循環ポンプ１１１の吐出側に配置されているので、循環ポンプ１１１が逆止弁を有する、すなわち吸入側から吐出側への流体移動は可能であるがその逆は不可能な構造になっている場合でも、循環ポンプ１１１に二次冷媒をせき止めさせることなく完全に放出することが可能である。
【００６７】
循環ポンプ１１１の吐出側の配管からパージパイプ１４１を突き出させるのでなく、循環ポンプ１１１そのものにパージパイプ１４１を設け、パージパイプ１４１の配置のコンパクト化を図ることも可能である。
【００６８】
循環ポンプ１１１は自動運転されるものであり、修理やメンテナンスのときは停止する。しかしながら二次冷媒の抜き取りを行う時は、循環ポンプ１１１を運転した方が二次冷媒をスムーズに放出できる。特に、循環ポンプ１１１がインペラを回転させる方式のものである場合、インペラを回転させないと上流側の流入孔が塞がってしまうものもあり、このような場合には循環ポンプ１１１の運転は必須になる。そこで、循環ポンプ１１１を随時運転することができるようにメンテナンススイッチ１１６が設けられている（図１参照）。
【００６９】
メンテナンススイッチ１１６は一般の使用者が使うものではないので、断熱筐体１０の背面下部に配置されている。但しこの場所は埃や水がかかりやすい場所でもあるので、制御部１５の中の回路基板に設けることにしてもよい。回路基板は安全対策の施された密閉空間に設置されているので、ここを配置場所とすればメンテナンススイッチ１１６の信頼性が向上する。また回路基板にジャンパー線を設けることなどによって簡単にスイッチを形成することもできる。
【００７０】
二次冷媒の放出促進のためチャージパイプ１４０からブローガスを吹き込んでガスブローする場合など、ブローガスが下流側からパージパイプ１４１に流入する、すなわち強制循環回路１１０の中をブローガスが逆流するようなことがあると、二次冷媒が堰構造となった箇所に滞留することがある。循環ポンプ１１１の逆止弁が堰構造となりやすい。
【００７１】
そこで、強制循環時にパージパイプ１４１の下流となる側に回路圧損増大手段を設ける。実施形態では、パージパイプ１４１のすぐ下流に９０゜のベンド１４２を形成し、これを回路圧損増大手段としている。
【００７２】
このような構成にしておくと、ブローガスを吹き込んだとき、パージパイプ１４１の下流側には回路圧損増大手段が存在するため、ブローガスは上流側から、すなわち順方向からパージパイプ１４１に流入する。従って二次冷媒が堰構造となった箇所に滞留するといった事態が生じない。
【００７３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は家庭用又は業務用の冷却庫に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却庫の垂直断面図
【図２】冷却サイクルの概略構成図
【図３】二次冷媒の流れ方の説明図
【図４】強制循環回路の配管経路を説明する斜視図
【符号の説明】
【００７６】
１    冷却庫
１０  断熱筐体
２０  冷蔵室
３０  冷凍室
４０  機械室
５０  スターリング冷凍機
５１  放熱部
５２  吸熱部
６０  サーモサイフォン循環回路
６１  高温側蒸発器
６２  高温側凝縮器
７１  低温側凝縮器
７２  低温側蒸発器
１１０  強制循環回路
１１１  循環ポンプ
１１６  メンテナンススイッチ
１３０  除霜水貯留容器
１４０  チャージパイプ
１４１  パージパイプ
１４２  ベンド（回路圧損増大手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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