(57)【要約】【課題】断熱材の断熱性の変化による冷気漏れ量に応じた保冷可能時間を表示することができる蓄冷装置を提供する。【解決手段】断熱材１６ｂの温度を検出する第１温度センサ１２と、保冷空間の周囲の空間の温度を検出する第２温度センサ１３とを備え、貯蔵室５０が保冷状態であれば壁１６に対して蓄冷装置１００の内側の状態は一定であるため、蓄冷装置１００の冷気漏れ量を求めることができ、これを用いて保冷可能時間を求めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄冷体が収納されている蓄冷室と、
前記蓄冷室と連通可能に仕切られた貯蔵室と、
前記蓄冷室と前記貯蔵室とを接続するダクトと、
前記蓄冷室、前記貯蔵室、および前記ダクトからなる保冷空間を内部に有する筐体を構成する壁と、
を有する蓄冷装置であって、
前記壁のそれぞれは、
断熱材と、
前記断熱材を両側から挟み込む２つの壁板と、
を用いて構成され、
前記蓄冷装置は、さらに、
前記断熱材の温度を検出する第１温度センサと、
前記保冷空間の周囲の空間の温度を検出する第２温度センサと、
前記第１温度センサで検出された前記断熱材の温度と、前記第２温度センサで検出された前記保冷空間の周囲の空間の温度とを入力し、冷気漏れ量に関する情報を出力する情報生成部と、
前記冷気漏れ量に関する情報を表示する表示部と、
を備える蓄冷装置。
【請求項２】
前記第１温度センサは、
前記蓄冷室あるいは前記ダクトに面する前記壁のいずれかにおける前記断熱材の温度を検出する、
請求項１に記載の蓄冷装置。
【請求項３】
前記第１温度センサは、
前記断熱材における外側の位置に設置されている、
請求項１または２に記載の蓄冷装置。
【請求項４】
前記蓄冷室は、
前記筐体の内部において重力方向下部に配置されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄冷装置。
【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。コールドロールボックスは、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】
特許文献１には、図５に示すように、送風機２２０によって空気を循環させて保冷する蓄冷装置２００において、蓄冷室２１５に複数の蓄冷体２１０が配置されている。蓄冷体２１０間の空気流れ方向に沿って蓄冷体２１０の表面温度、または蓄冷体２１０の内部温度を複数測定する蓄冷体温度センサ１１を設置し、検知された温度から蓄冷体状態を把握し、保冷可能時間を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０６１０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、長期使用による劣化、または水分混入による不良によって断熱材が変化した場合でも、蓄冷体状態が同じであれば保冷可能時間を初期および正常時と同じように表示してしまい、断熱材の状態に応じた、正しい保冷可能時間を表示できない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、断熱材が劣化または使用中の不良によって性能低下しても断熱材の断熱性に応じた蓄冷装置の保冷可能時間を把握することが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、本開示は、蓄冷体が収納されている蓄冷室と、前記蓄冷室と連通可能に仕切られた貯蔵室と、前記蓄冷室と前記貯蔵室とを接続するダクトと、前記蓄冷室、前記貯蔵室、および前記ダクトからなる保冷空間を内部に有する筐体を構成する壁と、を有する蓄冷装置であって、前記壁のそれぞれは、断熱材と、前記断熱材を両側から挟み込む２つの壁板と、を用いて構成され、さらに、前記断熱材の温度を検出する第１温度センサと、前記保冷空間の周囲の空間の温度を検出する第２温度センサと、前記第１温度センサで検出された前記断熱材の温度と、前記第２温度センサで検出された前記保冷空間の周囲の空間の温度とを入力し、冷気漏れ量に関する情報を出力する情報生成部と、前記冷気漏れ量に関する情報を表示する表示部と、を備える蓄冷装置としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の蓄冷装置は、断熱材が劣化または使用中の不良によって性能低下しても蓄冷装置の冷気漏れ量を把握することができるため、断熱材の断熱性に応じた蓄冷装置の保冷可能時間を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る蓄冷装置の断面図
【図２】実施の形態に係る蓄冷装置の第１温度センサ設置位置周辺の拡大断面図
【図３】蓄冷装置の動作を示すフローチャート
【図４】実施の形態に係る蓄冷装置の壁近傍の温度検出結果の一例を示す特性図
【図５】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】
【００１０】
（本発明者らの検討に基づく知見）
蓄冷装置を備えたコールドロールボックスは、通常、配送車の荷台に積載されて搬送されるという形態で使用される。したがって、振動あるいは周辺温度変動などの過酷な環境にさらされることが多い。このため、蓄冷装置の筐体に取り付けるなどして保冷性能を高めるために用いられる断熱材も、例えば据え置き型の冷蔵庫と比べて劣化が早く性能低下も早い可能性が高いという課題があることに本発明者らは気づいた。断熱材の性能が低下すると、蓄冷装置の内部の冷気が外部に漏出しやすくなる。したがって、断熱材の断熱性能が変化しても、蓄冷装置が保冷可能な時間を可能な限り正しく把握できるようにする必要がある。
【００１１】
これに関して本発明者らは、蓄冷装置の冷気漏れ量が、蓄冷装置内の壁面での熱伝達、断熱材内の熱伝導、および蓄冷装置外の壁面の熱伝達に関する３つの連立方程式で算出することができることに着目した。貯蔵室が保冷温度に制御されているときは、壁の内側温度は一定温度である。このため、断熱材の温度を検出する第１温度センサと、保冷空間の周囲の空間の温度を検出する第２温度センサとを設置して、第１温度センサの設置位置と、第１温度センサおよび第２温度センサの検出温度とを上記連立方程式に用いれば、蓄冷装置内から蓄冷装置外への冷気漏れ量を算出することができる。冷気漏れ量を算出できれば、それを用いて蓄冷装置の保冷可能時間も求めることが可能となる。
【００１２】
以上を踏まえ、本発明者らは、断熱材の断熱性が変化しても冷気漏れ量を適切に把握し、蓄冷装置の保冷可能時間を可能な限り正しく把握することができる構成を検討した。
【００１３】
本開示の第１の態様は、
蓄冷体が収納されている蓄冷室と、
前記蓄冷室と連通可能に仕切られた貯蔵室と、
前記蓄冷室と前記貯蔵室とを接続するダクトと、
前記蓄冷室、前記貯蔵室、および前記ダクトからなる保冷空間を内部に有する筐体を構成する壁と、
を有する蓄冷装置であって、
前記壁のそれぞれは、
断熱材と、
前記断熱材を両側から挟み込む２つの壁板と、
を用いて構成され、
前記蓄冷装置は、さらに、
前記断熱材の温度を検出する第１温度センサと、
前記保冷空間の周囲の空間の温度を検出する第２温度センサと、
前記第１温度センサで検出された前記断熱材の温度と、前記第２温度センサで検出された前記保冷空間の周囲の空間の温度とを入力し、冷気漏れ量に関する情報を出力する情報生成部と、
前記冷気漏れ量に関する情報を表示する表示部と、
を備える蓄冷装置である。
【００１４】
第１の態様によれば、貯蔵室が保冷温度に制御されているときは壁の内側温度は一定温
度であるため、第１温度センサの設置位置と、第１温度センサおよび第２温度センサの検出温度とを用いて蓄冷装置内から蓄冷装置外への冷気漏れ量を把握することができる。したがって、断熱材が劣化または使用中の不良によって性能低下しても蓄冷装置の冷気漏れ量を把握することができるため、断熱材の断熱性に応じた蓄冷装置の保冷可能時間を把握することができる。
【００１５】
本開示の第２の態様は、第１の態様に加えて、
前記第１温度センサは、
前記蓄冷室あるいは前記ダクトに面する前記壁のいずれかにおける前記断熱材の温度を検出する、
蓄冷装置としたものである。
【００１６】
蓄冷室あるいは冷気ダクト内では循環する空気の通路が貯蔵室に比べ狭いため空気流速が大きい。そのため、蓄冷室あるいは冷気ダクトと壁面との熱伝達率が高く、蓄冷室あるいは冷気ダクトの温度と壁板との温度差を小さくすることができる。蓄冷装置内と蓄冷装置外との温度差は決まっているため、その部分での断熱材の内側と外側との温度差を大きく取ることができ、冷気漏れ量の検出精度を高くすることができる。したがって、第２の態様によれば、断熱材の断熱性の変化が少ない場合でも、蓄冷装置の冷気漏れ量をより高精度で検出することができるため、断熱材の断熱性に応じた蓄冷装置の保冷可能時間を把握することができる。
【００１７】
本開示の第３の態様は、第１または第２の態様に加えて、
前記第１温度センサは、
前記断熱材における外側の位置に設置されている、
蓄冷装置としたものである。
【００１８】
蓄冷装置の保冷中は庫内で空気が循環しており、壁の内側と外側とでは外側の方が熱伝達率は小さく、熱伝達する２つの温度差が大きくなる。このため第３の形態によれば、第１温度センサを断熱材の内部における外側に設置することで、同じ温度センサの分解能であれば、より高い検出精度を実現することができる。したがって、保冷空間の周囲の空間の温度が低い温度でも、蓄冷装置の冷気漏れ量をより高精度で検出することができるため、蓄冷装置の保冷可能時間を把握することができる。
【００１９】
本開示の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に加えて、
前記蓄冷室は、
前記筐体の内部において重力方向下部に配置されている、
蓄冷装置としたものである。
【００２０】
第４の態様によれば、第１温度センサが重力方向下部の断熱材の温度を検出するため、断熱材の中で水分が溜まりやすい部分の冷気漏れ量を把握することができる。したがって、断熱材に水分が混入した場合でも、蓄冷装置の冷気漏れ量を把握することができるため、蓄冷装置の保冷可能時間を把握することができる。
【００２１】
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、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。
【００２２】
（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。
【００２３】
図１に示すように、蓄冷装置１００は、貯蔵室５０と蓄冷室１５とを有し、その間は床板６０によって仕切られている。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。図示しないが、冷凍サイクル装置２５が動作すると蓄冷体１０に接するように配置された蒸発器が低温環境を作り出し、蓄冷体１０を冷却する。
【００２４】
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、蓄冷装置１００ごと荷物を保冷した状態で目的地に搬送される。扉７０が閉まっている状態では、貯蔵室５０上部に設置された送風機２０によって、蓄冷装置１００内の空気が循環され、冷凍サイクル装置２５によって蓄冷された蓄冷体１０と空気とが熱交換され、冷気ダクト２１を通り、貯蔵室５０に戻ることで貯蔵室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貯蔵室５０の温度を用いて送風機２０のＯＮ／ＯＦＦ動作によって制御される。
【００２５】
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り、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。
【００２６】
図２は蓄冷装置１００の第１温度センサ１２の設置位置周辺の拡大断面図を示している。図２に示すように、蓄冷装置１００の貯蔵室５０、冷気ダクト２１、および蓄冷室１５を断熱する壁１６は、例えば、ステンレスなどの金属板でできた２枚の壁板１６ａの内側に断熱材１６ｂとして発泡ウレタンを充填することで形成される。第１温度センサ１２は、断熱材１６ｂの内部における外側（外寄り）の位置に設置される。図２では、第１温度センサ１２は、装置の外側の壁板１６ａの断熱材１６ｂ側において壁板１６ａに接するように設置されている。第１温度センサ１２は断熱材１６ｂの厚み方向においてどの位置でも設置してもよい。特に、第１温度センサ１２は、蓄冷室１５あるいは冷気ダクト２１に面する壁１６のいずれかの壁における断熱材１６ｂの内部における温度を検出するのがよい。その場合、断熱材１６ｂの厚み方向のどの位置に第１温度センサ１２が配置されているかを把握することで冷気漏れ量を求めることができる。
【００２７】
また、第２温度センサ１３は図１に示すように、蓄冷装置１００の上部の冷凍サイクル装置２５近傍の空気温度を検出するように設置されている。蓄冷装置１００が保冷中の周囲温度を検出できる場所であれば、蓄冷装置１００の側面または下部でも構わない。なお、周囲温度とは、蓄冷室１５、貯蔵室５０、および冷気ダクト２１をまとめて保冷空間とした場合、保冷空間の周囲の空間の温度、すなわち保冷空間以外の空間の温度のことを指す。図１では、冷凍サイクル装置２５が配置されている空間、および、蓄冷装置１００の外部の空間（蓄冷装置１００から離れすぎない位置）の温度のことを指す。
【００２８】
蓄冷装置１００の保冷可能時間は、蓄冷装置１００が有する蓄冷量に対して周囲温度に応じた冷気漏れ量が継続したときの消費にかかる時間である。冷気漏れ量は蓄冷装置１００の壁１６から蓄冷装置１００外部に伝熱される熱量であるため、壁１６近傍の温度から
求めることが可能である。つまり、蓄冷装置１００内と壁板１６ａとの熱伝達の式、断熱材１６ｂ内部の熱伝導の式、および、蓄冷装置１００外と壁板１６ａとの熱伝達の式がすべて冷気漏れ量を表し、その３つの式が釣り合う。蓄冷装置１００が保冷状態であるときは、送風機２０が動作し、蓄冷装置１００内を空気が循環される。蓄冷体１０が固体から液体への潜熱を使って循環される空気を冷却している場合は、蓄冷室１５および冷気ダクト２１を流れる空気は蓄冷体１０の融点になっていると考えてよい。また、循環空気量が決まっているため壁面との熱伝達係数も任意に求めることができる。したがって、壁１６の蓄冷装置内側（保冷空間沿い）の壁板１６ａ上で熱交換する状態はほぼ毎回同じである。しかし、その反対側の保冷空間の周囲の空間の温度は使用場所、季節あるいは時間帯などの使用環境によって変化するために第２温度センサ１３で把握する必要があり、その壁１６の内側と外側との温度に対して断熱材１６ｂの温度を検出することによって断熱材１６ｂの伝熱性、つまり熱伝導率を求めることができる。その結果、蓄冷装置１００の冷気漏れ量を把握することができる。冷気漏れ量は蓄冷装置１００の内外の温度差に比例するため、周囲温度が変化した場合は、求めた冷気漏れ量とそのときの周囲温度とを使い、冷気漏れ量を求めることができる。
【００２９】
蓄冷装置１００は、情報生成部３０と表示部４０とを備えている。情報生成部３０には、第１温度センサ１２および第２温度センサ１３によって検出された温度を示す情報が入力される。情報生成部３０は、第１温度センサ１２によって検出された断熱材１６ｂの温度と第２温度センサ１３によって検出された周囲温度とに基づいて蓄冷装置１００の冷気漏れ量を求める。さらに、情報生成部３０は、冷気漏れ量と周囲温度とを用いて蓄冷装置１００の保冷可能時間を求める。つまり、蓄冷装置１００が有する蓄冷量に対して周囲温度に応じた冷気漏れ量が継続したときの消費にかかる時間が保冷可能時間となる。情報生成部３０は、冷気漏れ量および／または保冷可能時間を用いて冷気漏れ量に関する情報を生成する。冷気漏れ量に関する情報は、冷気漏れ量、保冷可能時間、およびこれらを特定可能な情報のうち少なくとも一つを含む。冷気漏れ量および保冷可能時間は、例えば、検出された温度の情報を用いた演算処理により求めてもよく、または、あらかじめ各温度と冷気漏れ量および保冷可能時間との関係をまとめたテーブルを準備しておき、検出された温度に対応する冷気漏れ量および保冷可能時間を、このテーブルを用いて求めてもよい。
【００３０】
表示部４０は、情報生成部３０によって生成された、冷気漏れ量に関する情報を入力し、表示する。
【００３１】
第１温度センサ１２と第２温度センサ１３とは、特に制限されないが、例えば、熱電対又はサーミスターを有する接触式温度センサ、又はサーモパイルを有する非接触式温度センサである。
【００３２】
図１に示すように、情報生成部３０には、有線又は無線によって通信可能に、第１温度センサ１２と第２温度センサ１３とが接続されている。このため、情報生成部３０には、第１温度センサ１２と第２温度センサ１３とによって検出された温度を示す情報が入力される。情報生成部３０は、例えば、情報の入出力のためのインターフェース、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ等の主記憶装置、及びハードディスクドライブなどの補助記憶装置を備えたコンピュータとして構成されている。図１に示すように、情報生成部３０は、通信ケーブルによって情報記憶部３５と表示部４０とに接続されている。情報生成部３０で生成した蓄冷装置１００の冷気漏れ量とそのときの周囲温度との情報は、情報記憶部３５で記憶され、次の保冷時、保冷可能時間を求める際に冷気漏れ量と周囲温度との情報を情報生成部３０に受け渡す。また、蓄冷装置１００の状態を示す保冷可能時間などの状態情報を冷気漏れ量に関する情報として表示部４０に出力する。表示部４０は、特に制限されないが、例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである。表示部４０は、例えば、蓄冷装置１００の筐体の外周面に配置されている。蓄冷体１０の状態を示す状態情報は、
情報生成部３０から無線によって蓄冷装置１００の使用者の情報端末、または蓄冷装置１００を集中管理する基地局に送信されてもよい。また、情報生成部３０および情報記憶部３５も必ずしも蓄冷装置１００内に設置される必要はなく、蓄冷体１０の状態情報を求めるために必要なデータを、蓄冷装置１００から無線によって他の場所に設置された情報生成部３０に送信し、蓄冷体１０の状態情報を求めてもよい。
【００３３】
以上のように構成された蓄冷装置１００について、図３に示すように保冷可能時間を求めて表示するまでの動作の一例を以下に説明する。
【００３４】
まず、ステップＳ１において、貯蔵室５０が保冷状態であることを確認する。
【００３５】
次に、ステップＳ２において、第１温度センサ１２と第２温度センサ１３とを用いて温度を検出する。
【００３６】
ステップＳ３では、断熱材温度と周囲温度とに基づいて蓄冷装置１００の冷気漏れ量の情報を情報生成部３０で生成する。
【００３７】
ステップＳ４では、冷気漏れ量とそれを求めた際の周囲温度とに関する情報を情報記憶部３５に記憶する。
【００３８】
そして、ステップＳ５では、蓄冷装置１００が保冷を開始する際に、情報記憶部３５で記憶した情報から保冷する際の周囲温度の冷気漏れ量を求め、それを用いて蓄冷装置１００の保冷可能時間を求める。これらの情報を用いて冷気漏れ量に関する情報を生成する。
【００３９】
最後に、ステップＳ６において、蓄冷装置１００の冷気漏れ量あるいは保冷可能時間などの冷気漏れ量に関する情報を表示部４０に表示して一連の動作が終了する。
【００４０】
図４は、蓄冷装置１００における、周囲温度は同じ場合で、蓄冷装置１００の初期状態と、断熱材１６ｂが劣化した状態との、壁１６近傍の温度分布を比較した概念図を示している。断熱材１６ｂは長期にわたって使用すると、例えば水分の侵入などにより熱伝熱率が上昇し、伝熱性が低下する。冷気ダクト２１内の温度は貯蔵室５０が保冷状態であれば同じ温度を示し、断熱材１６ｂが劣化すると第１温度センサ１２で検出される断熱材１６ｂの温度は初期に対して低い温度を示す。
【００４１】
以上のように、本実施の形態は、蓄冷体１０が収納されている蓄冷室１５と、蓄冷室１５と連通可能に仕切られた貯蔵室５０と、蓄冷室１５と貯蔵室５０とを接続する冷気ダクト２１と、蓄冷室１５、貯蔵室５０、および冷気ダクト２１を覆う断熱材１６ｂと壁板１６ａとからなる壁１６と、断熱材１６ｂの温度を検出する第１温度センサ１２と、周囲温度を検出する第２温度センサ１３と、第１温度センサ１２で検出された断熱材１６ｂの温度および第２温度センサ１３で検出された周囲温度から冷気漏れ量に関する情報を生成する情報生成部３０と、情報生成部３０で生成された情報を表示する表示部４０と、を備える蓄冷装置１００としたものである。貯蔵室５０が保冷温度に制御されているときは壁１６の内側温度は一定温度であるため、これによって、第１温度センサ１２の設置位置と、第１温度センサ１２および第２温度センサ１３の検出温度とを用いて、蓄冷装置１００内から蓄冷装置１００外への冷気漏れ量を求めることができる。したがって、断熱材が劣化あるいは使用中の不良によって性能低下しても蓄冷装置の冷気漏れ量を把握することができるため、断熱材の断熱性に応じた蓄冷装置の保冷可能時間を把握することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本開示にかかる蓄冷装置は、断熱材の断熱性が変化した場合でも蓄冷装
置の冷気漏れ量を把握する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適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０        蓄冷体
１２        第１温度センサ
１３        第２温度センサ
１５        蓄冷室
１６        壁
１６ａ      壁板
１６ｂ      断熱材
２０        送風機
２１        冷気ダクト
２５        冷凍サイクル装置
３０        情報生成部
３５        情報記憶部
４０        表示部
５０        貯蔵室
６０        床板
７０        扉
１００      蓄冷装置
【図１】
2019211151.tif 000003
【図２】
2019211151.tif 000004
【図３】
2019211151.tif 000005
【図４】
2019211151.tif 000006
【図５】
2019211151.tif 000007