(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が通過可能な筒状部材と、
前記筒状部材の内部の一端側に配置された発熱体と、
前記発熱体を保持する保持部材と、
前記筒状部材の内周壁と前記保持部材とを連結するとともに、前記発熱体が発生した熱を前記筒状部材に伝達する連結部と、
前記発熱体よりも他端側に設けられ、前記筒状部材の内部を通過する流体の前記他端側から前記一端側への流れを許容し、前記一端側から前記他端側への流れを阻止する弁と、を備える、
陰圧解除ポート。
【請求項２】
前記連結部は、前記内周壁から内周側に突出する複数のリブである、
請求項１に記載の陰圧解除ポート。
【請求項３】
前記弁は、弁座と、弁本体と、前記弁本体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材と、を備える、
請求項１に記載の陰圧解除ポート。
【請求項４】
請求項１に記載の陰圧解除ポートと、
断熱部材によって外部空間と隔てられ、物品が収納される内部空間を有する箱体と、を備え、
前記陰圧解除ポートは、前記外部空間と前記内部空間とを連通するように前記箱体の前記断熱部材に設けられた貫通孔に、前記一端側が前記内部空間に露出し、前記他端側が前記外部空間に露出した状態で設けられている、
冷凍装置。
【請求項５】
前記箱体の内壁に固定され、前記筒状部材の前記一端側を覆うカバー部材を備え、
前記カバー部材は、前記筒状部材の前記一端側が露出する位置から前記一端側に所定距離離間した位置に壁面を有する、
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記カバー部材は、前記筒状部材の前記一端側が露出する位置よりも上側に、流体が通過可能な孔を有する、
請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記内部空間の温度が、定常運転に移行した後の所定の温度範囲内の温度である場合、前記弁は、前記筒状部材の内部を通過する流体の前記他端側から前記一端側への流れを許容しない、
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記発熱体は、前記筒状部材の内部の一端部に配置されている、
請求項１に記載の陰圧解除ポート。
【請求項９】
前記保持部材は、前記筒状部材の中心部に設けられ、前記筒状部材の軸方向に延びる保持筒部と、前記保持筒部の一端側を閉塞する保持底部とを備える、
請求項１に記載の陰圧解除ポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰圧解除ポート及び冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞、微生物等を保管する超低温の冷凍装置が知られている。冷凍装置は、断熱部材によって外部空間と隔てられ、物品が収納される内部空間を有する断熱箱体と、この断熱箱体の前面側開口に配置された断熱扉とを有する。【０００３】
断熱扉が閉じられることによって、内部空間は密閉された状態となり、内部空間が極低温状態に保持される。一方、物品の出し入れを行うために、断熱扉が開かれると、内部空間の空気が外部空間に流出するとともに、外部空間の空気が内部空間に流入する。【０００４】
その状態で断熱扉が閉じられると、流入した空気が急速に冷却されて収縮することにより、内部空間が陰圧状態となる。その結果、外部空間と内部空間の間で圧力差が生じ、断熱扉を再び開こうとしても断熱扉が開かないという事態が起こり得る。【０００５】
このような事態に対処すべく、これらの冷凍装置には、陰圧解除ポートが設けられているものがある。陰圧解除ポートは、内部空間と外部空間を連通する流路を備えており、その中を空気が流れるようにしている。【０００６】
これにより、内部空間が陰圧状態となったときに、外部空間の空気が陰圧解除ポートを通って内部空間に流入し、外部空間と内部空間の間で圧力差が生じないようにしている。【０００７】
ところで、外部の湿気を含んだ空気が極低温状態の内部空間に流入すると、空気に含まれていた水分が流路内又は内部空間側の流路の端部付近で氷結し、流路を塞いでしまう可能性がある。【０００８】
このような問題に対処すべく、特許文献１には、熱伝導性のボディと、内部空間に露出する第１開口部と、外部空間に露出する第２開口部とを有する導管を備え、この導管の熱伝導性のボディの一部を、加熱コイルで巻回したものが開示されている。【０００９】
特許文献１に記載の陰圧解除ポートでは、ボディを加熱することで、流路内又は内部空間側の流路の端部付近での氷結を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２９２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の陰圧解除ポートは、ボディの外側に加熱コイルを配置するものであるため、陰圧解除ポートの径が大きくなる。このため、陰圧解除ポートを挿入するための外部空間と内部空間を連通する孔を大きくする必要があり、保温性が低下する。【００１２】
また、特許文献１に記載の陰圧解除ポートは、ボディを加熱するものであるため、熱がボディの外部に漏れやすく、流路内の空気の温度を効率よく上昇させることは困難である。さらに、ボディ全体の温度が上昇するため、冷凍装置の冷却性能に影響を及ぼす可能性がある。【００１３】
本発明の目的は、効率よく流路内の空気を加熱し、流路内での結露及び氷結を防止するとともに流路内で発生した氷を除去することができる陰圧解除ポート、及び、該陰圧解除ポートを備えた冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る陰圧解除ポートは、内部を流体が通過可能な筒状部材と、前記筒状部材の内部の一端側に配置された発熱体と、前記発熱体を保持する保持部材と、前記筒状部材の内周壁と前記保持部材とを連結する連結部と、前記発熱体よりも他端側に設けられ、前記筒状部材の内部を通過する流体の前記他端側から前記一端側への流れを許容し、前記一端側から前記他端側への流れを阻止する弁と、を備える。【００１５】
また、本発明に係る冷凍装置は、前記陰圧解除ポートと、断熱部材によって外部空間と隔てられ、物品が収納される内部空間を有する箱体と、を備え、前記陰圧解除ポートは、前記外部空間と前記内部空間とを連通するように前記箱体の前記断熱部材に設けられた貫通孔に、前記一端側が前記内部空間に露出し、前記他端側が前記外部空間に露出した状態で設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、効率よく陰圧解除ポートの流路内の空気を加熱し、流路内での結露及び氷結を防止するとともに流路内で発生した氷を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】二元冷凍装置の全体構成図
【図２】陰圧解除ポートの取付状態を示す断面図
【図３】陰圧解除ポートの本体部の分解斜視図
【図４】陰圧解除ポートの周辺部品の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本発明はこの実施の形態により限定されるものではない。
【００１９】
図１は、二元冷凍装置１の全体構成図である。二元冷凍装置１は、前面が開口した本体２と、本体２の前面開口に開閉自在に設けられた前面扉３と、本体２の下方に設けられた機械室４とを備える。
【００２０】
本体２は、前方が開口した鉄板製の内箱５（後述。図２参照。）と、内箱５の外側に間隔をあけて配置され、前方が開口した鉄板製の外箱６と、内箱５及び外箱６間の空間に充填された発泡ウレタン断熱材７（後述。図２参照。）と、を備える。
【００２１】
前面扉３は、外箱６の前面に、ヒンジ８を用いて開閉自在に固定されている。本実施の形態では、ヒンジ８は外箱６の側面に３箇所固定されている。前面扉３は、断熱材を鉄板で取り囲むことで形成されている。
【００２２】
機械室４は、外箱６の底面全体を支えるように配置されており、本体２の台座として機能する。機械室４内には、不図示の高温側冷媒回路及び低温側冷媒回路の一部を形成する圧縮機、凝縮器等が配置されている。
【００２３】
図１に示すように、本体２の背面には、陰圧解除ポート９が設けられている。陰圧解除ポート９は、内箱５の内部空間５ａと、外箱６の外部空間６ａとの間で圧力差を生じさせないために設けられている。
【００２４】
次に、図２〜図４を用いて、陰圧解除ポート９の詳細について説明する。図２は、陰圧解除ポート９の取付状態を示す断面図である。図３は、陰圧解除ポート９の本体部を示す分解斜視図である。図４は、陰圧解除ポート９の周辺部品を示す分解斜視図である。なお、以下の説明では、図２における右側を一端側又は前面側、左側を他端側又は背面側という。
【００２５】
まず、図２を用いて、陰圧解除ポート９の本体２への取り付けについて説明する。図２に示すように、内箱５及び外箱６間の空間に充填された発泡ウレタン断熱材７には、外箱６の外部空間６ａと内箱５の内部空間５ａとを連通する貫通孔７ａが設けられている。
【００２６】
内箱５及び外箱６における貫通孔７ａに対応する位置には、それぞれ開口が設けられている。貫通孔７ａには、パイプガイド１０が固定されており、パイプガイド１０には、陰圧解除ポート本体１１が挿入されている。
【００２７】
図２及び図３に示すように、陰圧解除ポート本体１１は、パイプ１２、パッキン１３、バルブガイド１４、バルブスプリング１５、バルブ本体１６、ベース１７、発熱体１８を備える。
【００２８】
パイプ１２は、図２及び図３に示すように、例えばＰＢＴ等の樹脂からなる概略円筒形状の部材である。パイプ１２は、円筒部１２ａの一端側に発熱体１８を保持する保持部１２ｂを備え、さらに、円筒部１２ａの内壁面１２ｃと保持部１２ｂとを連結するリブ１２ｄを備える。パイプ１２の一端は、内部空間５ａに露出している。
【００２９】
保持部１２ｂは、パイプ１２の中心部に設けられており、パイプ１２の軸方向に延びる保持筒部１２ｂａと、保持筒部１２ｂａの一端側を閉塞する保持底部１２ｂｂとを備える。
【００３０】
リブ１２ｄは、周方向等間隔に３箇所設けられており、それぞれ、保持筒部１２ｂａの外周面と、円筒部１２ａの内壁面１２ｃとを連結している。隣接するリブ１２ｄ間の空間は、空気が通過する流路として機能する。
【００３１】
円筒部１２ａの他端には、拡径テーパ部を介して拡径部１２ｅが設けられている。拡径部１２ｅの他端側には、外径側へ延出するフランジ部１２ｆが設けられている。フランジ部１２ｆには、パイプ１２をベース１７に固定するためのネジが挿通される挿通孔が、対角線上に２箇所設けられている。また、図２に示すように、拡径部１２ｅは、フランジ部１２ｆよりも他端側に延びる拡径延出部１２ｇを有している。
【００３２】
パッキン１３は、図２及び図３に示すように、リング状の部材であり、側面に円環溝１３ａが形成されている。図２に示すように、一端側のパッキン１３は、円環溝１３ａがパイプ１２の拡径延出部１２ｇに嵌まった状態で、パイプ１２とバルブガイド１４との間に挟持され、パイプ１２とバルブガイド１４の間をシールする。
【００３３】
他端側のパッキン１３は、円環溝１３ａがベース１７の環状凸部１７ｅ（詳細は後述する。）に嵌まった状態で、バルブガイド１４とベース１７との間に挟持され、バルブガイド１４とベース１７の間をシールする。
【００３４】
バルブガイド１４は、図２及び図３に示すように、樹脂製の段付き円筒形状の部材である。バルブガイド１４は、第１円筒部１４ａ、第１円筒部１４ａの他端から外径側へ延出する円板部１４ｂ、円板部１４ｂの外径側端部から他端側へ延出する第２円筒部１４ｃを備える。
【００３５】
円板部１４ｂの一端側面には、上述のとおり、一端側のパッキン１３が当接しており、円板部１４ｂの他端側面には、バルブスプリング１５が当接している。第２円筒部１４ｃの他端側面には、上述のとおり、他端側のパッキン１３が当接している。また、第２円筒部１４ｃの内周面には内径側へ延びる複数のリブ１４ｄが設けられており、リブ１４ｄの内径端がバルブ本体１６外周面をガイドしている。また、隣接するリブ１４ｄ間の空間は、空気が通過する流路として機能する。
【００３６】
バルブスプリング１５は、線材を巻回することで形成された所謂コイルばねである。本実施の形態において、バルブスプリング１５の線径は例えば０．５ｍｍであり、セット荷重は例えば７グラムである。したがって、内部空間５ａと外部空間６ａとの僅かな圧力差で、ポートが開く。
【００３７】
バルブ本体１６は、図２及び図３に示すように、円板部１６ａ、円板部１６ａの外周端から一端側へ拡径しながら延びるテーパ部１６ｂ、テーパ部１６ｂの外周端から一端側へ延びる円筒部１６ｃを有する。また、円板部１６ａには、一端側へ立設する立設部１６ｄが設けられている。
【００３８】
図２及び図３に示すように、テーパ部１６ｂは、他端側のパッキン１３と共に弁を形成する。また、円筒部１６ｃの外周面は、上述のとおり、バルブガイド１４のリブ１４ｄの内径端にガイドされる。
【００３９】
立設部１６ｄは、図２及び図３に示すように、円板部１６ａの中心に立設される中心部１６ｄａと、中心部１６ｄａから径方向外側へ延びる６枚の放射板部１６ｄｂとから構成される。
【００４０】
放射板部１６ｄｂの外径端には、バルブスプリング１５の内周面がガイドされる。また、隣接する放射板部１６ｄｂ間の空間は、空気が通過する流路として機能する。
【００４１】
ベース１７は、図２及び図３に示すように、円筒部１７ａ、円筒部１７ａの他端から径方向外側に延出する第１フランジ部１７ｂ、第１フランジ部１７ｂの外径側から一端側へ延びる外壁部１７ｃを有している。
【００４２】
また、図２に示すように、ベース１７は、円筒部１７ａの他端から径方向内側に延出する第２フランジ部１７ｄを有している。第２フランジ部１７ｄの一端側の面には、上述のとおり、他端側のパッキン１３の円環溝１３ａが嵌まる環状凸部１７ｅが形成されている。また、円筒部１７ａの外周には、対角線上に２箇所、パイプ１２とベース１７とを固定するネジが螺合されるネジ穴１７ｆが設けられている。
【００４３】
本実施の形態では、パッキン１３、バルブガイド１４、バルブスプリング１５、バルブ本体１６及びベース１７により、外部空間６ａから内部空間５ａへの空気の流入を許容し、内部空間５ａから外部空間６ａへの空気の流出を阻止する逆止弁を構成している。
【００４４】
なお、逆止弁の構成については、これに限定されない。バルブ本体１６としてボールを用いてもよいし、バルブスプリング１５としてコイルばね以外のばねを用いてもよい。さらに、リードバルブ等、他の形式の逆止弁を用いてもよい。ただし、本実施の形態の逆止弁構造が、搭載スペース及び流路面積確保の観点からみて好適である。
【００４５】
また、本実施の形態では、パイプ１２を小径部及び大径部を有する段付き円筒形状とし、逆止弁をパイプ１２の大径部に接続するものとしている。そのため、逆止弁の径を大きくすることができ、逆止弁を通過する空気の流量を多く確保することができる。
【００４６】
発熱体１８は、図２及び図３に示すように、保持部１２ｂに保持される発熱体本体１８ａと、発熱体本体１８ａから延び、不図示の電源装置に接続される電力線１８ｂを有する。なお、図２では詳細を省略しているが、電力線１８ｂは、パイプ１２の内部を通り、パイプ１２のフランジ部１２ｆに設けられた孔からパイプ１２の外部に導出される。
【００４７】
発熱体本体１８ａは、ガラス棒にニクロム線が巻回されることで形成されている。発熱体１８には、電源装置から電力線１８ｂを介して電力が供給され、発熱体１８が発熱することで、パイプ１２の内部の空気を加熱する。
【００４８】
本実施形態では、発熱体１８は、二元冷凍装置１が運転している間、常時５０℃〜６０℃で発熱するように構成されている。なお、パイプ１２内に温度センサを設け、パイプ１２内の温度に応じて発熱体１８の発熱量を変化させるようにしてもよい。こうすることにより、エネルギーの消費を抑制することができる。
【００４９】
次に、図２及び図４を用いて、陰圧解除ポート９の周辺部品について説明する。パイプガイド１０は、図４に示すように、パイプガイド本体１９、パイプホルダ２０、パイプパッキン２１から構成される。
【００５０】
パイプガイド本体１９は、図２及び図４に示すように、一端側の径よりも他端側の径のほうが大きい段付き円筒部１９ａを備えている。段付き円筒部１９ａの一端には、外径側に延出するフランジ部１９ｂ、フランジ部１９ｂから更に外径側に延出する２箇所の係止部１９ｃが設けられている。
【００５１】
また、段付き円筒部１９ａの他端には、外径側へ延出するベース部１９ｄが設けられている。ベース部１９ｄは、図２に示すように、外箱６の壁面に取り付けられる。
【００５２】
パイプホルダ２０は、図２及び図４に示すように、内箱５の壁面に取り付けられるベース部２０ａと、ベース部２０ａから他端側に延びる円筒部２０ｂとを有する。円筒部２０ｂの周面には、パイプガイド本体１９の係止部１９ｃが係止される孔が設けられている。
【００５３】
パイプパッキン２１は、リング状の部材であり、パイプガイド本体１９のフランジ部１９ｂの一端側面と、パイプホルダ２０のベース部２０ａの他端側面との間で挟持される。
【００５４】
ポートカバー２２は、薄い金属板を折り曲げ加工することで形成されており、平面部２２ａの縁から立設される立設部２２ｂには、空気を通すための切り欠き２２ｃが設けられている。ポートカバー２２は、取り付け部２２ｄを外箱６の壁面にネジ止めすることで、外箱６に固定される。
【００５５】
次に、図２を参照して、内箱５の背面側内壁５ｂに取り付けられるカバー部材２３について説明する。内箱５の背面側内壁５ｂには、板金製のカバー取り付け部材２４が前面側に突出するようにネジ止めされており、カバー部材２３は、カバー取り付け部材２４に引っ掛けて吊り下げることで内箱５に対して固定されている。
【００５６】
カバー部材２３は、薄い金属板を折り曲げ加工することで形成されており、背面側及び下側が開口した箱体である。カバー部材２３には、内箱５の背面側内壁５ｂから前面側に所定距離離間して壁面２３ａが設けられている。
【００５７】
壁面２３ａのうち、陰圧解除ポート９のパイプ１２が内部空間５ａに露出している位置よりも上側に、長孔２３ｂが設けられている。また、図２に示すように、カバー部材２３の側面にも同様に長孔２３ｂが設けられている。
【００５８】
次に、図２を用いて、陰圧解除ポート９の動作について説明する。図２は、外部空間６ａと内部空間５ａの圧力が均衡しており、陰圧解除ポート９が閉じている状態を示している。
【００５９】
陰圧解除ポート９が図２の状態であるとき、外部空間６ａと内部空間５ａとの間には圧力差がないため、前面扉３を開くことができる。前面扉３を開閉すると、外部空間６ａから流入した空気が内部空間５ａに閉じ込められ、急冷却されることにより、内部空間５ａの圧力が外部空間６ａの圧力よりも低くなる。
【００６０】
そのため、陰圧解除ポート９では、バルブ本体１６がバルブスプリング１５の押圧力に抗して他端側のパッキン１３から離れる。これにより、外部空間６ａの空気は、パッキン１３とバルブ本体１６の隙間、隣接するリブ１４ｄ間の空間、及び隣接する放射板部１６ｄｂ間の空間を通ってパイプ１２に流入する。
【００６１】
このとき、パイプ１２の内部は、発熱体１８によって加熱されるため、外部空間６ａからパイプ１２に流入した空気が、急速に冷やされてパイプ１２内で氷結することがない。
【００６２】
また、パイプ１２を通過して内部空間５ａに流入した空気は、カバー部材２３の壁面２３ａに衝突して急速に冷却される。このとき、空気中に含まれる水分の一部は微細な氷となり、壁面２３ａに付着するか内箱５の床面に落下する。
【００６３】
また、内部空間５ａに流入した空気は、内部空間５ａにもとからあった空気に比べ暖かいため、カバー部材２３の内部で上昇し、上部の長孔２３ｂを通ってカバー部材２３の外部へ移動しようとする。
【００６４】
このとき、上昇途中で更に冷やされた空気に含まれる水分の一部は、微細な氷となり、長孔２３ｂの縁に付着する。よって、外部空間６ａの空気が内部空間５ａに流入することによって発生する微細な氷は、大部分が内箱５の床面に落下するか、カバー部材２３で捕集される。
【００６５】
なお、本実施の形態では、カバー部材２３を、背面側及び下側が開口した箱体としたが、これに限定されない。例えば下面を塞ぎ、外部空間６ａの空気が内部空間５ａに流入することによって発生する微細な氷を全てカバー部材２３に付着させ、捕集するようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、発熱体１８を、保持部１２ｂによって保持する構成としたが、これに限定されない。例えば、発熱体１８として、電熱線を用い、この電熱線をパイプ１２の内壁面１２ｃに耐熱性の粘着テープなどによって貼り付けることで保持する構成としてもよい。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、発熱体１８をパイプ１２の内部における一端側に配置したので、パイプ１２の内部の一端側における空気を効率よく加熱することができる。さらに、以下に示す効果が得られる。
【００６８】
パイプ１２を熱伝導率の低い樹脂製としたので、パイプ１２の内壁面１２ｃに結露が発生するのを抑制することができる。また、パイプ１２の内部の空気が持つ熱がパイプ１２の外部に伝わるのを抑制することができる。
【００６９】
発熱体１８をパイプ１２の内部に配置したので、パイプ１２の外周側にほぼ隙間を空けずにパイプガイド１０を配置することができる。これにより、パイプガイド１０の径を小さくすることができる。そのため、断熱材が充填されない部分を少なくすることができ、保冷効果を高めることが可能となる。
【００７０】
発熱体１８をパイプ１２の内部に配置したので、パイプ１２の外周に巻回するのに比べ、少ない消費電力でパイプ１２の内部の空気を加熱することができる。これにより、エネルギー消費を抑制することが可能となる。
【００７１】
発熱体１８は、リブ１２ｄを介して円筒部１２ａと連結しているので、発熱体１８が発生した熱は、リブ１２ｄを介して円筒部１２ａに伝達する。これにより、特に円筒部１２ａの一端寄りを加熱することができる。そのため、円筒部１２ａに霜が付着することがあっても、付着した霜を溶解させることができ、霜が堆積して流路を塞ぐことを防止できる。
【００７２】
発熱体１８よりも他端側に、逆止弁を配置したので、発熱体１８で加熱されたパイプ１２の内部の空気が外部空間６ａに流出するのを防止することができる。これにより、パイプ１２の内部の空気の温度を適切に上昇させることが可能となる。
【００７３】
また、陰圧解除ポート本体１１を、パイプガイド１０に挿入する構造とした。これにより、発熱体１８が故障し、流路内の空気を加熱することができないような事態が発生した場合にも、陰圧解除ポート本体１１をパイプガイド１０から引き抜いて交換することで対処できる。
【００７４】
また、パイプ１２の一端を覆うようにカバー部材２３を設け、カバー部材２３の壁面２３ａを、内箱５の背面側内壁５ｂから前面側に所定距離離間して対向させた。これにより、パイプ１２を通過して内部空間５ａに流入した空気中に含まれる水分が氷結して発生した微細な氷は、壁面２３ａに衝突して落下する。そのため、微細な氷を一箇所にまとめることができ、霜取りの作業が容易になる。
【００７５】
さらに、壁面２３ａの上部に、長孔２３ｂを設けた。これにより、内部空間５ａに流入し、内部空間５ａ内で上昇する空気中に含まれる水分が氷結して発生した微細な氷は、長孔２３ｂで捕集される。そのため、カバー部材２３を外して霜取り作業を行えば済み、霜取り作業が容易になる。
【００７６】
なお、上記実施の形態では、わずかな圧力差でポートが開くようにするために、バルブスプリング１５のセット荷重を７グラムとした。しかし、定常状態で生じる内外圧力差程度でポートが開かないようにしてもよい。これについて、以下に説明する。
【００７７】
前面扉３が開閉されて内部空間５ａの空気の一部の入れ替わると、内部空間５ａに閉じ込められた空気は急冷却される。内部空間５ａの温度が設定温度に達した後は、二元冷凍装置１は定常運転状態に移行する。定常運転とは、内部空間５ａが設定温度に到達した後、その設定温度に内部空間５ａを維持しようとする運転であり、内部空間５ａの温度が上限値および下限値の間で繰り返し変動する状態となる運転である。この定常運転により、内部空間５ａの温度は所定の温度範囲内に保たれる状態となる。所定の温度範囲は、例えば、設定温度のプラスマイナス３℃の範囲である。
【００７８】
定常運転状態に移行した後の内部空間５ａの温度は、所定の温度範囲内で上昇と低下を繰り返す。内部空間５ａの温度が設定温度となるように、二元冷凍装置１のオンオフが繰り返されるからである。このとき、内部空間５ａの圧力も温度の変動にともなって上昇と低下を繰り返す。
【００７９】
外部空間６ａと内部空間５ａとの間の圧力差がやや大きくなるようにセット荷重を設定することで、定常運転状態時における内部空間５ａへの空気の流入をより確実に防ぐことができる。なお、設定されるセット荷重は、例えば、４０グラムである。
【００８０】
これにより、内部空間５ａ温度が所定の温度範囲内に保たれた定常運転状態における、陰圧解除ポート９の円筒部１２ａへの霜の付着をより確実に防止できる。さらに、定常運転状態において霜を溶解させる必要がないため、発熱体１８の発熱量を抑制することができる。
【００８１】
一方、セット荷重をこのように設定しても、前面扉３が開閉されて内部空間５ａに空気が流入し、急冷された場合は、圧力差大となるので陰圧解除ポート９を通して内部空間５ａに空気を流入させることができる。その結果、外部空間６ａと内部空間５ａとの圧力差は小さくなるので、前面扉３を容易に開閉させることができる。
【００８２】
なお、これまで、陰圧解除ポート９が本体２の背面に取り付けられた例を説明してきたが、陰圧解除ポート９の取付位置は、これに限られない。例えば、陰圧解除ポート９は、前面扉３に取り付けられてもよい。この場合、前面扉３の開閉にともなって陰圧解除ポート９のパイプ１２に付着した微細な氷には慣性力が働くため、微細な氷を落下させやすくすることができる。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００８４】
２０１６年９月１２日出願の特願２０１６−１７７６９７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、全て本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る陰圧解除ポートは、細胞、微生物等を保管する超低温の二元冷凍装置に適用するのに好適である。
【符号の説明】
【００８６】
１  二元冷凍装置
２  本体
３  前面扉
４  機械室
５  内箱
５ａ  内部空間
５ｂ  背面側内壁
６  外箱
６ａ  外部空間
７  発泡ウレタン断熱材
７ａ  貫通孔
８  ヒンジ
９  陰圧解除ポート
１０  パイプガイド
１１  陰圧解除ポート本体
１２  パイプ
１２ａ  円筒部
１２ｂ  保持部
１２ｂａ  保持筒部
１２ｂｂ  保持底部
１２ｃ  内壁面
１２ｄ  リブ
１２ｅ  拡径部
１２ｆ  フランジ部
１２ｇ  拡径延出部
１３  パッキン
１３ａ  円環溝
１４  バルブガイド
１４ａ  第１円筒部
１４ｂ  円板部
１４ｃ  第２円筒部
１４ｄ  リブ
１５  バルブスプリング
１６  バルブ本体
１６ａ  円板部
１６ｂ  テーパ部
１６ｃ  円筒部
１６ｄ  立設部
１６ｄａ  中心部
１６ｄｂ  放射板部
１７  ベース
１７ａ  円筒部
１７ｂ  第１フランジ部
１７ｃ  外壁部
１７ｄ  第２フランジ部
１７ｅ  環状凸部
１７ｆ  ネジ穴
１８  発熱体
１８ａ  発熱体本体
１８ｂ  電力線
１９  パイプガイド本体
１９ａ  円筒部
１９ｂ  フランジ部
１９ｃ  係止部
１９ｄ  ベース部
２０  パイプホルダ
２０ａ  ベース部
２０ｂ  円筒部
２１  パイプパッキン
２２  ポートカバー
２２ａ  平面部
２２ｂ  立設部
２２ｃ  切り欠き
２２ｄ  取り付け部
２３  カバー部材
２３ａ  壁面
２３ｂ  長孔
２４  カバー取り付け部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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