(57)【要約】【課題】繰り返し使用されても、効率的に除霜運転を行うことが可能で、長い保冷時間を維持することができる蓄冷装置を提供する。【解決手段】筐体３０の内側の壁面と仕切り板６０との間に配置されて貯蔵室５０から蓄冷室１５に連通して空気が流れる空気風路１９に、通過する空気を加熱するヒーター１８が配置された蓄冷装置。ヒーター１８で循環空気を効率的に昇温することにより、蓄冷体１０の表面に付着した霜を除霜することができる。【選択図】図１
2019215133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
蓄冷体が収納されている蓄冷室と、
前記蓄冷体の冷熱によって保冷される貯蔵室と、
前記蓄冷室と前記貯蔵室との間に配置される仕切り板と、
前記貯蔵室から前記蓄冷室に連通して空気が流れる空気風路と、
を有する蓄冷装置であって、
前記空気風路は、
前記筐体の内側の壁面と前記仕切り板との間に配置されて、前記貯蔵室から前記蓄冷室へ前記空気を通過させるとともに、
前記空気風路には、
通過する前記空気を加熱するヒーターが配置されている、
蓄冷装置。
【請求項２】
前記空気風路には、
前記空気を通過させる通気孔を有する通気板が配置され、
前記ヒーターは、
前記通気板に密着して配置され、前記空気風路を通過する前記空気を、直接及び前記通気板を介して加熱する、
請求項１に記載の蓄冷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄冷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄冷装置を備えたコールドロールボックスが知られている。例えば２００Ｖの電源が接続されて電力が供給されることでコールドロールボックスに搭載された蓄冷材を凍結させ、電源が取り外されると蓄冷材の冷熱を使ってコールドロールボックス内を保冷する。例えば、食品などの物品がコールドロールボックスの内部に収納された状態で、配送車の荷台に積載されて搬送される。
【０００３】
コールドロールボックスが繰り返し利用されると装置内に侵入した水蒸気が冷却器２１１の表面に付着して霜が成長し、その霜によって蓄冷装置の保冷能力が低下してしまう。そこで、特許文献１には、図４に示すように、保冷庫２００の除霜運転時に送風機２２０と、冷却器２１１の空気流入側に支持板２１８ａによって設置されたヒーター２１８を作動させて、冷却器２１１についた霜の除霜運転をする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の従来の構成では、空気が通気板２２２を通過した後、循環空気の流路が拡大する場所にヒーター２１８が設置されているため、循環空気の一部だけがヒーター２１８によって加熱され、それ以外の空気はそのまま冷却器２１１に供給される。したがって、加熱された空気によってのみ冷却器２１１に付着した霜の除霜を行うため、除霜時間が長くなるという課題があった。
【０００６】
本開示は、前記従来の課題を解決するもので、ほぼ均一に加熱された循環空気を霜に供給することで、効率的に除霜できる蓄冷装置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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本開示の蓄冷装置は、筐体と、蓄冷体が収納されている蓄冷室と、前記蓄冷体の冷熱によって保冷される貯蔵室と、前記蓄冷室と前記貯蔵室との間に配置される仕切り板と、前記貯蔵室から前記蓄冷室に連通して空気が流れる空気風路と、を有する蓄冷装置であって、前記空気風路は、前記筐体の内側の壁面と前記仕切り板との間に配置されて、前記貯蔵室から前記蓄冷室へ前記空気を通過させるとともに、前記空気風路には、前記空気を加熱するヒーターが配置されている、蓄冷装置としたものである。
【０００８】
これによって、蓄冷体表面に付着した霜を効率的に除霜することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の蓄冷装置は、蓄冷装置が繰り返し使用されても、効率的に除霜運転を行うことができ、着霜による保冷能力低下を抑制して長い保冷時間を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る蓄冷装置の断面図
【図２】実施形態に係るヒーターを取り付けた通気板を示す正面図
【図３】蓄冷装置の動作を示すフローチャート
【図４】従来技術に係る蓄冷装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明者らの検討に基づく知見）
前述のように、特許文献１に記載の従来の構成では、冷却器２１１に付着した霜を溶かすために空気を循環させた場合、空気が通気板２２２を通過した後、循環空気の流路の断面積が拡大した場所に設置されたヒーター２１８で循環空気が加熱される。このため、ヒーター２１８による循環空気の加熱にはムラが大きく、循環空気の一部だけがヒーター２１８によって加熱され、それ以外の加熱が不十分な空気はそのまま冷却器２１１に供給されるという課題があることを本発明者らは発見した。すなわち、加熱された一部の空気によってのみ冷却器２１１に付着した霜の除霜が行なわれることになるため、付着した霜全体が溶けるまでの時間が長くなってしまう。
【００１２】
これに関して本発明者らは、従来構成のように流路の断面積が拡大してからでなく、空気が冷却器に流れ込む前の、流路の断面積が狭くなっているところである、筐体の内側の壁面と仕切り板との間で空気を加熱すれば、加熱のムラが小さく、空気全体が加熱された状態で、空気を冷却器に送り込むことができることに気づいた。特に、流路の断面積が狭くなった位置にヒーターを設置して空気を加熱すれば、ヒーター近傍での空気流速が高まるため、空気の加熱もより効率的に行われる。なお、特許文献１の冷却器は本開示の蓄冷体に対応する。
【００１３】
以上を踏まえ、本発明者らは、通過する空気をほぼ均一にヒーターに接触させるなどして、除霜のための空気の加熱にムラが小さくなるようなヒーターの配置及び装置構成を検討し、蓄冷体表面に付着した霜を短時間で効率的に除霜することができる構成を検討した。
【００１４】
本開示の第１の態様は、
筐体と、
蓄冷体が収納されている蓄冷室と、
前記蓄冷体の冷熱によって保冷される貯蔵室と、
前記蓄冷室と前記貯蔵室との間に配置される仕切り板と、
前記貯蔵室から前記蓄冷室に連通して空気が流れる空気風路と、
を有する蓄冷装置であって、
前記空気風路は、
前記筐体の内側の壁面と前記仕切り板との間に配置されて、前記貯蔵室から前記蓄冷室へ前記空気を通過させるとともに、
前記空気風路には、
通過する前記空気を加熱するヒーターが配置されている、
蓄冷装置である。
【００１５】
第１の態様によれば、筐体の内側の壁面と仕切り板との間に形成された、貯蔵室と蓄冷室との間の空気風路にヒーターが設置されることで、空気風路を特別な部材を用いずに簡易に構成することができるとともに、通過する空気をおおよそ均一にヒーターに接触させることができる。これにより、ほぼムラなく加熱された空気全体が蓄冷体に沿って流れるため、蓄冷体表面に付着した霜を短時間で効率的に除霜することができる。したがって、蓄冷装置が繰り返し使用されても、効率的に除霜運転を行うことができ、着霜による保冷能力低下を抑制して長い保冷時間を維持することができる。
【００１６】
本開示の第２の態様は、第１の態様に加えて、
前記空気風路には、
前記空気を通過させる通気孔を有する通気板が配置され、
前記ヒーターは、
前記通気板に密着して配置され、前記空気風路を通過する前記空気を、直接及び前記通気板を介して加熱する、
蓄冷装置である。
【００１７】
第２の態様によれば、ヒーターにより発生した熱が通気板に伝わることで、ヒーターが直接空気を加熱するだけでなく、通気板を介しても空気が加熱される。すなわち、通過する空気と熱供給体であるヒーター及び通気板との接触面積が増加することで、熱伝達量が増加し、より効率的に空気を加熱することができる。
【００１８】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお添付の図面においてＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、それぞれ同一の方向を示す。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に言及されることなく説明される構成要素は、必要に応じて、適切な位置に配置可能である。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態における蓄冷装置１００の断面図を示すものである。Ｘ軸は蓄冷装置１００の貯蔵室５０の内部側から扉７０に向かう方向、Ｙ軸は水平面に対してＸ軸と垂直に交わる方向、Ｚ軸は鉛直上向きの方向を示している。
【００２０】
図１に示すように、蓄冷装置１００は、筐体３０の中に、貯蔵室５０と蓄冷室１５とを有し、その間は仕切り板６０によって仕切られている。仕切り板６０は、貯蔵室５０の床板を兼ねている。蓄冷室１５には蓄冷体１０が配置され、蓄冷装置１００の上部には、蓄冷体１０を冷却するための冷凍サイクル装置２５が設置されている。図示していないが、蓄冷体１０の表面に冷凍サイクル装置２５の一部となる蒸発器が接するように配置されている。貯蔵室５０の上部には送風機２０が配置され、蓄冷室１５から送風機２０に空気が流通する冷気ダクト２１が貯蔵室５０の奥に設けられている。貯蔵室５０には蓄冷装置１００の外部からアクセスできるように貯蔵室５０を構成する壁の１面が扉７０によって構成され、扉７０を開放することによって、荷物が貯蔵室５０内に収納される。送風機２０が蓄冷装置１００内で空気を循環させるために、蓄冷装置１００の筐体３０の一面である扉７０の内側の壁面と仕切り板６０との間には空気風路１９が形成され、送風機２０の動作により貯蔵室５０から蓄冷室１５へ空気が流入する。空気風路１９を、装置の筐体３０と、蓄冷室１５と貯蔵室５０との間の仕切り板６０とで構成できるため、特別な部材を用いずに簡易に構成することができる。空気風路１９には、通気板２２を配置してもよい。
【００２１】
蓄冷室１５の蓄冷体１０に蓄冷する場合、蓄冷装置１００の動作としては、蓄冷装置１００に電源が接続されて電力が供給され、冷凍サイクル装置２５が動作すると蒸発器が冷却され、熱伝導によって蓄冷体１０を冷却する。
【００２２】
貯蔵室５０に収納した荷物を保冷、すなわち冷凍または冷蔵する場合、扉７０が閉まっている状態で、送風機２０によって蓄冷装置１００内の空気を循環させる。貯蔵室５０内の空気は、蓄冷室１５に連通する空気風路１９に配置された通気板２２を通過し、蓄冷体１０と空気とが熱交換され、冷却された空気が冷気ダクト２１を通って貯蔵室５０に戻る。これにより、貯蔵室５０内の温度が一定温度に維持される。一定温度とは、冷凍温度帯であれば、例えば−１６℃以下であり、冷蔵温度帯であれば、例えば３℃から７℃の温度帯に維持するように送風機２０の動作によって制御される。
【００２３】
蓄冷体１０は、例えば、蓄冷材料がフィルム製の容器に密閉されて形成されている。蓄冷体１０は、例えば、液状の蓄冷材料が冷却されて固化することにより潜熱の形態で冷熱を蓄えることができる。蓄冷材料は、特に制限されないが、例えば、所定の濃度で塩化ナトリウムが添加された塩化ナトリウム及び水を含む混合物である。貯蔵室５０を冷凍温度帯まで冷却するためには、蓄冷材料の融点は少なくとも−２０℃以下が必要である。容器を形成するフィルムは、例えば、アルミニウム層と、アルミニウム層の厚み方向の両側に配置された２つ以上の樹脂層とを備えた、積層フィルムである。
【００２４】
図２は、通気板２２の正面図を示すものである。通気板２２は貯蔵室５０と蓄冷室１５とを仕切るものであり、送風機２０によって循環された空気が通気板２２に設けた複数の通気孔２３を通って蓄冷室１５に流れる。通気板２２は、例えば、ステンレスなどの金属でできている。ヒーター１８が通気板２２の裏面に密着して設置されている。ヒーター１８に電力が供給されると発熱し、通気板２２が加熱される。貯蔵室５０から蓄冷室１５に流れる空気は、ヒーター１８により直接加熱されるだけでなく、通気孔２３を通過する際に通気板２２と熱交換して温度上昇する。また、ヒーター１８は、貯蔵室５０と蓄冷室１５との間に設置されるため、蓄冷室１５に空気が流れ込む手前で空気を加熱することになり、流れ込む空気全体がおおよそムラなく加熱される。
【００２５】
蓄冷装置１００を荷物の保冷庫として運用する場合は、蓄冷体１０はほぼ常に氷点下に長期間維持される。その期間中に荷物の積み降ろしで扉７０が開放されると外部から水蒸気が蓄冷装置１００内に侵入し、送風機２０による空気循環で水蒸気が蓄冷体１０の表面で冷却され、霜として付着していく。付着した霜は、蓄冷体１０の冷熱が庫内循環する空気へ伝熱することを阻害する要因、つまり熱抵抗となってしまうため、保冷可能時間が霜の成長にともなって低下する。
【００２６】
成長した霜を除霜するためには、蓄冷装置１００の保冷運転を終了させ、蓄冷運転になる前に送風機２０とヒーター１８とを動作させて、昇温した空気を蓄冷体１０に供給する。蓄冷体１０の間に加熱された空気が流通し、霜との熱交換によって霜が溶ける。霜が存在する状態では蓄冷体１０は氷点下の温度であるため、空気の循環量が少ない場合、昇温した空気の熱量は蓄冷体１０の上流側の温度上昇に使われてしまう。このため、空気循環量は多い方がよい。また、蓄冷体１０と空気との温度差が大きいほど上流側の蓄冷体１０の温度上昇に使われるため、昇温後の空気温度は５℃から１０℃程度が望ましい。
【００２７】
本実施の形態では、通気板２２にヒーター１８が設置された形態を示したが、図１に示す扉７０と仕切り板６０との間の空気風路１９の断面積が小さくなった場所に支持板（図示せず）によってヒーター１８を固定して設置してもよい。空気の流れ方向における断面積が小さければ小さいほど空気の流速は速くなるので、できるだけ空気風路１９の断面積が小さい位置に、通気板２２または支持板を用いてヒーター１８を設置する。空気風路１９の断面積が最も小さい位置にヒーター１８を設置するのが望ましい。ヒーター近傍での空気流速が速くなれば、短時間で多くの空気容量を加熱することができるため、より効率的に空気を加熱することができる。したがって、より短時間で効率的に除霜運転を行うことができる。
【００２８】
以上のように構成された蓄冷装置１００について、図３に示す、除霜および蓄冷を行う動作の一例を以下に説明する。安定して除霜運転を実施するためには、蓄冷装置１００に例えば２００Ｖの電源が接続されて電力が供給されたときに実施することが望ましい。
【００２９】
まず、ステップＳ１において、蓄冷装置１００に電源が接続して電力が供給されていることを確認する。
【００３０】
次に、ステップＳ２において、蓄冷体１０表面が着霜状態であることを確認する。確認方法としては、蓄冷装置１００の保冷時の貯蔵室５０内の温度と蓄冷体１０の温度との関係から判定する。あるいは、蓄冷体１０の表面を直接光センサで判定する方法がある。着霜状態であると判定された場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３を行う。着霜状態でないと判定された場合（Ｓ２：Ｎｏ）は、ステップＳ５に進む。なお、電源供給のたびに除霜運転を必ず実施する場合は、ステップＳ２の判定を行う必要はない。
【００３１】
ステップＳ３では、送風機２０とヒーター１８とを動作させて蓄冷装置１００内の空気を循環させ、ヒーター１８で昇温した空気を蓄冷体１０の表面の霜に供給し、その熱によって除霜を行う。送風機２０の循環空気量は蓄冷装置１００の保冷時の循環空気量よりも多くして効率的に除霜することが望ましい。
【００３２】
ステップＳ４では、除霜が完了したかどうかを判定する。判定方法としては、蓄冷体１０の間を流れる空気の温度変化から判定する方法、または、一定の時間経過で終了としてもよい。除霜完了と判定された場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に進む。除霜が完了していないと判定された場合は（Ｓ４：Ｎｏ）、ステップＳ３の動作を継続する。
【００３３】
除霜運転としては、ステップＳ４で除霜完了と判定されれば終了であるが、電源供給された状態であるため、続いてステップＳ５では、蓄冷体１０を蓄冷するかどうかを判定する。蓄冷が必要であると判定された場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）はステップＳ６に移行し、蓄冷が不要であると判定された場合（Ｓ５：Ｎｏ）は、ステップＳ８に移行する。
【００３４】
蓄冷が必要の場合は、ステップＳ６として、冷凍サイクル装置２５を動作させて、蓄冷体１０を蓄冷する。
【００３５】
ステップＳ７として、蓄冷体１０の温度、または、冷凍サイクル装置２５の動作時間などから蓄冷完了かどうかを判定する。蓄冷完了と判定された場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）はステップＳ８に移行し、蓄冷完了でないと判定された場合（Ｓ７：Ｎｏ）はステップＳ６の動作を継続する。
【００３６】
最後に、ステップＳ８において、電源を取り外して一連の動作が終了する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態は、筐体３０と、蓄冷体１０が収納されている蓄冷室１５と、蓄冷体１０の冷熱によって保冷される貯蔵室５０と、蓄冷室１５と貯蔵室５０との間に配置される仕切り板６０と、貯蔵室５０から蓄冷室１５に連通して空気が流れる空気風路１９とを有する蓄冷装置であって、空気風路１９は、筐体３０の内側の壁面と仕切り板６０との間に配置されて、貯蔵室５０から蓄冷室１５へ空気を通過させるとともに、空気風路１９には、通過する空気を加熱するヒーター１８が設置されている蓄冷装置１００を説明した。貯蔵室５０と蓄冷室１５との間の空気風路１９にヒーター１８が設置されることで、通過する空気をおおよそ均一にヒーター１８に接触させることができる。これにより、ほぼムラなく加熱された空気全体が蓄冷体１０に沿って流れるため、蓄冷体１０表面に付着した霜を効率的に除霜することができる。さらに、空気風路１９において、空気の流れ方向における断面積ができるだけ小さい位置にヒーター１８を設置すれば、ヒーター１８近傍での空気流速を高めることができる。これにより、短時間で多くの空気容量を加熱することができるため、より効率的に空気が加熱され、蓄冷体１０表面に付着した霜をより短時間で効率的に除霜することができる。したがって、蓄冷装置１００が繰り返し使用されても、効率的に除霜運転を行うことができ、着霜による保冷能力低下を抑制し、長い保冷時間を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本開示にかかる蓄冷装置は、効率的に除霜運転を行うことが可能となるので、冷蔵又は冷凍において冷熱を一時的に蓄える用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０        蓄冷体
１５        蓄冷室
１８        ヒーター
１９        空気風路
２０        送風機
２１        冷気ダクト
２２        通気板
２３        通気孔
２５        冷凍サイクル装置
３０        筐体
５０        貯蔵室
６０        仕切り板
７０        扉
１００      蓄冷装置
【図１】
2019215133.tif 000003
【図２】
2019215133.tif 000004
【図３】
2019215133.tif 000005
【図４】
2019215133.tif 000006