(57)【要約】【課題】環境保護の観点から好ましく、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を効率よく商品収容箱に輸送して商品を冷却することができ、しかも商品を安定して冷却し、消費電力量の増大を防ぐことができるショーケースを提供すること。【解決手段】ガラス扉１２により開閉自在となる開口部１１を有するケース本体１０と、ケース本体１０の内部に配設された商品収容箱１３と備えたショーケース１において、ケース本体１０内に配設されたスターリング冷凍機２０と、商品収容箱１３を巻回する態様で配設された蒸発路３２ａに、スターリング冷凍機２０生じた冷熱を受熱した冷却用冷媒を通過させて蒸発させることにより商品収容箱１３に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた冷却用冷媒を冷熱の受熱個所に帰還させる冷熱輸送手段３０と、スターリング冷凍機２０の起動時に蒸発路３２ａに滞留する冷却用冷媒を強制的に蒸発させる蒸発促進手段とを備えている。【選択図】        図２
2008051459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉体により開閉自在となる開口部を上面に有する筐体と、
前記筐体の内部に配設された商品収容箱と
を備え、前記開口部が開成された場合に前記商品収容箱に収容された商品が前記開口部を通じて取り出し可能な状態になるショーケースにおいて、
前記筐体内に配設されたスターリング冷凍機と、
前記商品収容箱を巻回する態様で配設された蒸発路に、前記スターリング冷凍機の低温部から生じた冷熱を受熱した作動流体を通過させて蒸発させることにより前記商品収容箱に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた作動流体を前記冷熱の受熱個所に帰還させる冷熱輸送手段と、
前記スターリング冷凍機の起動時に前記蒸発路に滞留する作動流体を強制的に蒸発させる蒸発促進手段と
を備えたことを特徴とするショーケース。
【請求項２】
前記蒸発促進手段は、前記商品収容箱の底部に配設された内部送風ファンを備えてなり、該内部送風ファンを駆動させて送風した空気と、前記作動流体との間で熱交換させて該作動流体を強制的に蒸発させることを特徴とする請求項１に記載のショーケース。
【請求項３】
前記蒸発促進手段は、前記筐体の内部であって前記商品収容箱の外部に配設された外部送風ファンを備えてなり、該外部送風ファンを駆動させて送風した空気と、前記作動流体との間で熱交換させて該作動流体を強制的に蒸発させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のショーケース。
【請求項４】
前記蒸発促進手段は、前記商品収容箱の下方域に配設された蒸発路に熱的に接続された放熱路に、前記スターリング冷凍機の高温部から生じた高温排熱を受熱した冷媒を通過させることにより、前記蒸発路に滞留する作動流体を強制的に蒸発させることを特徴とする請求項１に記載のショーケース。
【請求項５】
前記作動流体として、二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のショーケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショーケースに関し、より詳細には、例えばアイスクリーム等の商品を販売するショーケースの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのショーケースが知られている。このようなショーケースは、上面に開口部を有する筐体の内部に配設された商品収容箱と、該開口部を開閉するための例えば引戸式のガラス扉とを備えて構成されている。商品収容箱は、金属材料等の伝熱材から構成され、上面が開口した箱体である。この商品収容箱の周囲には断熱材が敷設されている。また、商品収容箱の周面には冷却パイプが付設されている。この冷却パイプは、筐体内に配設された圧縮機、凝縮器等と冷凍回路を構成している。
【０００３】
そのようなショーケースでは、冷凍回路の作動によって商品収容箱に収容された商品が冷却され、ガラス扉が開動作されて開口部が開成された場合に、該開口部を通じて商品収容箱に収容された商品が取り出し可能な状態になる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、上述したようなショーケースでは、商品収容箱に収容された商品を冷却するための冷凍回路でフロン系冷媒が用いられていたために、該フロン系冷媒が大気中に放出されると、オゾン層を破壊してしまう虞れがあり、環境保護の観点から好ましいものではなかった。
【０００５】
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型のスターリング冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮・膨張させることで、低温部で冷熱を発生させ、高温部で高温排熱を発生させるものである。ここに、内部のガスとしては、例えばヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は、小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。
【０００６】
しかしながら、スターリング冷凍機は、内部のガスの圧縮および膨張による冷凍効果を利用するものであるため、圧縮・膨張空間の構造に制約があり、低温部の面積が僅かな部分に限られている。そのため、スターリング冷凍機を用いる場合には、低温部で発生した冷熱を、冷却することが必要な所定の冷却部位まで効率よく輸送することが必要になる。
【０００７】
そこで、そのようなスターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を効果的に輸送する手段としてサーモサイフォンと称される熱輸送手段が知られている。
【０００８】
このような熱輸送手段は、ヒートパイプであって内部に作動流体が封入してあり、凝縮熱交換器と蒸発熱交換器とを、液体ラインおよび気体ラインで別個に接続して構成されたものである。凝縮熱交換器は、スターリング冷凍機の低温部に熱的に接続した流路を有し、低温部からの冷熱により流路の内部を流れる作動流体を凝縮させるものである。蒸発熱交換器は、所定の冷却部位に設けてあり、内部に流路を有するものである。この蒸発熱交換器では、該蒸発熱交換器の周囲空気から得た熱により流路を通過する作動流体が蒸発して蒸気になる。換言すると、周囲空気は、作動流体が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。液体ラインは、凝縮熱交換器と蒸発熱交換器とを繋ぐ管路である。この液体ラインは、凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を、該凝縮熱交換器から蒸発熱交換器まで送出するためのものである。気体ラインは、上記液体ラインとは別個に、凝縮熱交換器と蒸発熱交換器とを繋ぐ管路である。この気体ラインは、蒸発熱交換器で蒸発した作動流体を、該蒸発熱交換器から凝縮熱交換器まで帰還させるためのものである（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−０４５０４６号公報
【特許文献２】特開平８−３０３９２７号公報
【特許文献３】特開２００５−１５６０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、そのような熱輸送手段（サーモサイフォン）をショーケースに適用する場合には、蒸発熱交換器が商品収容箱に熱的に接続された態様で設けられることになる。より具体的には、蒸発熱交換器を構成する流路が商品収容箱を巻回する態様で設けれられることになる。
【００１１】
しかしながら、商品収容箱に収容される商品を非常に低温に冷却するため、スターリング冷凍機を間欠的に運転する場合には、スターリング冷凍機の駆動停止時に蒸発熱交換器の流路内、特に商品収容箱の下方域における流路内に作動流体が液体の状態で滞留してしまう虞れがある。このように作動流体が滞留してしまうと、スターリング冷凍機の駆動開始（起動）時に、凝縮熱交換器（冷熱の受熱個所）に帰還する作動流体の量が減少してしまう。凝縮熱交換器に帰還する作動流体の量が減少してしまうと、作動流体の循環が不安定なものになり、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱の安定的な輸送ができず、商品を安定して冷却することが困難になることが懸念される。また、凝縮熱交換器に帰還する作動流体の量が減少してしまうことで、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を作動流体に良好に受熱させることができず、そのため該低温部の温度が急激に低下して異常低温状態になる結果、消費電力量の増大を招来することが懸念される。従って、従来、スターリング冷凍機が実装されたショーケースが具体化されていないのが現状である。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みて、環境保護の観点から好ましく、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を効率よく商品収容箱に輸送して商品を冷却することができ、しかも商品を安定して冷却し、消費電力量の増大を防ぐことができるショーケース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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るショーケースは、扉体により開閉自在となる開口部を上面に有する筐体と、前記筐体の内部に配設された商品収容箱とを備え、前記開口部が開成された場合に前記商品収容箱に収容された商品が前記開口部を通じて取り出し可能な状態になるショーケースにおいて、前記筐体内に配設されたスターリング冷凍機と、前記商品収容箱を巻回する態様で配設された蒸発路に、前記スターリング冷凍機の低温部から生じた冷熱を受熱した作動流体を通過させて蒸発させることにより前記商品収容箱に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた作動流体を前記冷熱の受熱個所に帰還させる冷熱輸送手段と、前記スターリング冷凍機の起動時に前記蒸発路に滞留する作動流体を強制的に蒸発させる蒸発促進手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係るショーケースは、上述した請求項１において、前記蒸発促進手段は、前記商品収容箱の底部に配設された内部送風ファンを備えてなり、該内部送風ファンを駆動させて送風した空気と、前記作動流体との間で熱交換させて該作動流体を強制的に蒸発させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係るショーケースは、上述した請求項１または請求項２において、前記蒸発促進手段は、前記筐体の内部であって前記商品収容箱の外部に配設された外部送風ファンを備えてなり、該外部送風ファンを駆動させて送風した空気と、前記作動流体との間で熱交換させて該作動流体を強制的に蒸発させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係るショーケースは、上述した請求項１において、前記蒸発促進手段は、前記商品収容箱の下方域に配設された蒸発路に熱的に接続された放熱路に、前記スターリング冷凍機の高温部から生じた高温排熱を受熱した冷媒を通過させることにより、前記蒸発路に滞留する作動流体を強制的に蒸発させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項５に係るショーケースは、上述した請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記作動流体として、二酸化炭素を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、冷熱輸送手段を通じて、商品収容箱を巻回する態様で配設された蒸発路に、スターリング冷凍機の低温部から生じた冷熱を受熱した作動流体を通過させて蒸発させることにより商品収容箱に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた作動流体を冷熱の受熱個所に帰還させるので、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱と、商品収容箱まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を効率よく商品収容箱に輸送して商品を冷却することができる。そして、蒸発促進手段を通じて、スターリング冷凍機の起動時に蒸発路に滞留する作動流体を強制的に蒸発させるので、スターリング冷凍機の起動時に、冷熱の受熱個所に帰還する作動流体の量を確保することができ、作動流体の循環を安定させることができ、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱の安定的な輸送が可能になり、商品を安定して冷却することができる。また、低温部の温度が急激に低下してしまう異常低温の発生を抑制でき、消費電力量の増大を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るショーケースの好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
＜実施の形態１＞
図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態１におけるショーケースを簡略的に示したものであり、図１は正面図、図２は断面側面図である。ここに例示するショーケース１は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体１０を備えている。
【００２１】
ケース本体１０は、上面に開口部１１を有した筐体であり、該開口部１１を開閉するためのガラス扉（扉体）１２を備えているとともに、内部に商品収容箱１３、スターリング冷凍機２０、冷熱輸送手段３０および高温排熱輸送手段４０を備えている。
【００２２】
ガラス扉１２は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部１１を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部１１を閉成させるものである。
【００２３】
商品収容箱１３は、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。この商品収容箱１３は、ケース本体１０の内部において開口部１１の下方域に配設してあり、商品を収容するためのものである。また商品収容箱１３の周囲には、断熱ボード等の断熱材１４が敷設してある。これにより、商品収容箱１３は、断熱された態様でケース本体１０の内部に配設してある。
【００２４】
スターリング冷凍機２０は、ケース本体１０の内部において開口部１１の後方域であって、商品収容箱１３よりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機２０は、図３に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部２１と、高温排熱を発生する円筒状の高温部２２とを有している。このようなスターリング冷凍機２０は、後述する主制御部（図４参照）Ｃ１からの指令により駆動するものである。
【００２５】
冷熱輸送手段３０は、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を商品収容箱１３まで輸送するものである。この冷熱輸送手段３０は、図３に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒（作動流体）が封入してあり、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを、液体ライン３３および気体ライン３４で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱では凍らないもの（不凍冷媒）が用いられている。
【００２６】
凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる凝縮熱交換器３１は上記低温部２１に熱的に接続してあり、低温部２１からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
【００２７】
蒸発熱交換器３２は、商品収容箱１３の外面上に設けてあり、より詳細には、商品収容箱１３を上方から下方に向けて巻回する態様で該商品収容箱１３に熱的に接続して設けられた蒸発路３２ａを有してなるものである。蒸発路３２ａは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器３２では、詳細は後述するが、商品収容箱１３に収容された商品および商品収容箱１３の内部雰囲気から得た熱により蒸発路３２ａを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱１３に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器３２は、商品収容箱１３を外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機２０の低温部２１の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
【００２８】
液体ライン３３は、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この液体ライン３３は、凝縮熱交換器３１で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器３１から蒸発熱交換器３２まで送出するためのものである。
【００２９】
気体ライン３４は、上記液体ライン３３とは別個に、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この気体ライン３４は、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器３２から凝縮熱交換器３１まで帰還させるためのものである。
【００３０】
そのような冷熱輸送手段３０では、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱を次のようにして商品収容箱１３に輸送する。低温部２１から発生した冷熱により凝縮熱交換器３１の流路を通過する冷却用冷媒（気体冷媒）が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン３３を通じて蒸発熱交換器３２まで移動する。この蒸発熱交換器３２において、冷却用冷媒は、蒸発路３２ａを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱１３に収容された商品や該商品収容箱１３の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱１３に収容された商品や該商品収容箱１３の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を商品収容箱１３に輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン３４を通じて凝縮熱交換器３１に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱１３に収容された商品および該商品収容箱１３の内部雰囲気は、所望の冷却温度（例えば、−２０℃等）に冷却される。
【００３１】
かかる冷熱輸送手段３０は、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン３３および気体ライン３４を通じて、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
【００３２】
高温排熱輸送手段４０は、スターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図３に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒が封入してあり、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを、第１ライン４３および第２ライン４４で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態１では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
【００３３】
受熱熱交換器４１は、スターリング冷凍機２０の高温部２２の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、受熱熱交換器４１は、スターリング冷凍機２０の高温部２２よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる受熱熱交換器４１は上記高温部２２に熱的に接続してあり、高温部２２からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が３１℃を超える場合には超臨界状態となる。
【００３４】
空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器４２は、蛇行する流路４２ａを有している。流路４２ａは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器４２では、放熱用冷媒が流路４２ａを通過する際に受熱熱交換器４１で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０の高温部２２の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器４２の周辺の所定個所には、放出用送風ファン（図示せず）が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器４２により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
【００３５】
第１ライン４３は、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第１ライン４３は、受熱熱交換器４１で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器４２に移動させるためのものである。
【００３６】
第２ライン４４は、上記第１ライン４３とは別個に、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第２ライン４４は、空気熱交換器４２で放熱した放熱用冷媒を受熱熱交換器４１に移動させるためのものである。
【００３７】
そのような高温排熱放熱手段では、スターリング冷凍機２０の高温部２２からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。受熱熱交換器４１の流路を通過する放熱用冷媒が高温部２２で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第１ライン４３を通じて空気熱交換器４２まで移動する。この空気熱交換器４２において、放熱用冷媒は、流路４２ａを通過しながら該空気熱交換器４２の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器４２の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器４２で放熱した放熱用冷媒は、第２ライン４４を通じて受熱熱交換器４１に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が３１℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
【００３８】
かかる高温排熱放熱手段は、放熱用冷媒が、別個に設けられた第１ライン４３および第２ライン４４を通じて、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
【００３９】
一方、上記商品収容箱１３の内部には、内箱１３ａおよび庫内送風ファン（内部送風ファン）Ｆ１が設けてある。内箱１３ａは、商品収容箱１３と同様に例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口する一方、底面の中央領域が下方に凸となる形態を有した直方状のものである。この内箱１３ａの内部に商品が収容される。
【００４０】
庫内送風ファンＦ１は、商品収容箱１３の内側底部、より詳細には、商品収容箱１３の内面と内箱１３ａの外面との間に形成された空間Ｓの内部に設けてある。本実施の形態１では、庫内送風ファンＦ１は例えば２つ設けてある。この庫内送風ファンＦ１は、図４に示すように、主制御部Ｃ１から指令が与えられることにより駆動するものである。庫内送風ファンＦ１は、駆動することにより、商品収容箱１３と内箱１３ａとの間に形成された空間Ｓの内部の空気を外方、すなわち商品収容箱１３の内壁面方向に向けて送出するものである。
【００４１】
ここで、主制御部Ｃ１は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリＭ１に格納されたデータやプログラムに基づいてスターリング冷凍機２０および庫内送風ファンＦ１の駆動をそれぞれ制御するものである。この主制御部Ｃ１は、予め決められた時間ごとにスターリング冷凍機２０に指令を与えて駆動させる、すなわち間欠運転させる一方、該スターリング冷凍機２０を駆動させる時には、すなわちスターリング冷凍機２０の起動時には庫内送風ファンＦ１に指令を与えて予め設定された設定時間だけ駆動させるものである。
【００４２】
以上のようなショーケース１においては、主制御部Ｃ１が、スターリング冷凍機２０の起動時に庫内送風ファンＦ１に指令を与えて駆動させることにより、庫内送風ファンＦ１が商品収容箱１３と内箱１３ａとの間に形成された空間Ｓの内部の空気を外方に向けて送出する。このように庫内送風ファンＦ１が空気を外方に送出する結果、送出された空気は商品収容箱１３の内壁面に衝突する。商品収容箱１３は、上述したように金属材料等の伝熱材から構成したものであり、蒸発熱交換器３２の蒸発路３２ａが熱的に接続して設けてあるため、商品収容箱１３の壁面を介して、庫内送風ファンＦ１に送出された空気と、蒸発熱交換器３２の下方域における蒸発路３２ａの内部にある冷却用冷媒との間で熱交換が行われる。特に、商品収容箱１３の内部には、例えばアイスクリーム等の非常に低温の商品を収容してあり、商品収容箱１３の内部雰囲気は非常に低温となることから、スターリング冷凍機２０の起動時においては、蒸発熱交換器３２の下方域における蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒は液体状態で滞留している。そのため、庫内送風ファンＦ１に送出された空気は、滞留している冷却用冷媒との間で熱交換を行い、該冷却用冷媒を強制的に蒸発させる。強制的に蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン３４を通じて凝縮熱交換器３１に帰還する。このように庫内送風ファンＦ１は、スターリング冷凍機２０の起動時に蒸発路３２ａに滞留する冷却用冷媒を強制的に蒸発させる蒸発促進手段を構成している。
【００４３】
以上説明したように本発明の実施の形態１におけるショーケース１によれば、冷熱輸送手段３０を通じて、商品収容箱１３を巻回する態様で配設された蒸発路３２ａに、凝縮熱交換器３１でスターリング冷凍機２０から発生した冷熱を受熱した冷却用冷媒を通過させて蒸発させることにより商品収容箱１３に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた冷却用冷媒を凝縮熱交換器３１に帰還させるので、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱と、商品収容箱１３まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を効率よく商品収容箱１３に輸送して商品を冷却することができる。そして、スターリング冷凍機２０の起動時に庫内送風ファンＦ１を通じて送風した空気と、蒸発路３２ａに滞留する冷却用冷媒とを熱交換させて該冷却用冷媒を強制的に蒸発させるので、スターリング冷凍機２０の起動時に、凝縮熱交換器３１に帰還する冷却用冷媒の量を確保することができ、冷却用冷媒の循環を安定させることができ、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱の安定的な輸送が可能になり、商品を安定して冷却することができる。また、低温部２１の温度が急激に低下してしまう異常低温の発生を抑制でき、消費電力量の増大を防ぐことができる。
【００４４】
また、上記ショーケース１によれば、高温排熱輸送手段４０が、放熱用冷媒を受熱熱交換器４１、第１ライン４３、空気熱交換器４２および第２ライン４４の間で循環させることによりスターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体１０の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機２０の運転効率の向上を図ることができる。
【００４５】
更に、上記ショーケース１によれば、冷却用冷媒が蒸発熱交換器３２の蒸発路３２ａを上方から下方に向けて通過するようにしたので、冷却用冷媒が商品収容箱１３の上方域を先に通過することになり、その結果、開口部１１等の影響で最も侵入熱量の大きい商品収容箱１３の上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機２０の運転時（スターリング冷凍機２０の起動時から一定時間経過した時）において、蒸発路３２ａを通過する冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい商品収容箱１３の上方域で熱交換を行った後に商品収容箱１３の下方域で熱交換を行うことになり、これにより、該蒸発路３２ａで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
【００４６】
＜実施の形態２＞
図５は、本発明の実施の形態２におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。ここに例示するショーケース２は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体１００を備えている。尚、上述した実施の形態１におけるショーケース１と同一の構成を有するものには、同一の符号を付して説明する。
【００４７】
ケース本体１００は、上面に開口部１１を有した筐体であり、該開口部１１を開閉するためのガラス扉（扉体）１２を備えているとともに、内部に商品収容箱１３、スターリング冷凍機２０、冷熱輸送手段３０および高温排熱輸送手段４０を備えている。
【００４８】
ガラス扉１２は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部１１を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部１１を閉成させるものである。
【００４９】
商品収容箱１３は、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。この商品収容箱１３は、ケース本体１００の内部において開口部１１の下方域に配設してあり、商品を収容するためのものである。また商品収容箱１３の周囲には、断熱ボード等の断熱材１４が敷設してある。
【００５０】
スターリング冷凍機２０は、ケース本体１００の内部において開口部１１の後方域であって、商品収容箱１３よりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機２０は、図６に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部２１と、高温排熱を発生する円筒状の高温部２２とを有している。このようなスターリング冷凍機２０は、後述する主制御部Ｃ２（図７参照）からの指令により駆動するものである。
【００５１】
冷熱輸送手段３０は、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を商品収容箱１３まで輸送するものである。この冷熱輸送手段３０は、図６に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒（作動流体）が封入してあり、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを、液体ライン３３および気体ライン３４で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱では凍らないもの（不凍冷媒）が用いられている。
【００５２】
凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる凝縮熱交換器３１は上記低温部２１に熱的に接続してあり、低温部２１からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
【００５３】
蒸発熱交換器３２は、商品収容箱１３の外面上に設けてあり、より詳細には、商品収容箱１３を上方から下方に向けて巻回する態様で該商品収容箱１３に熱的に接続して設けられた蒸発路３２ａを有してなるものである。蒸発路３２ａは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器３２では、詳細は後述するが、商品収容箱１３に収容された商品および商品収容箱１３の内部雰囲気から得た熱により蒸発路３２ａを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱１３に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器３２は、商品収容箱１３を外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機２０の低温部２１の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
【００５４】
液体ライン３３は、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この液体ライン３３は、凝縮熱交換器３１で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器３１から蒸発熱交換器３２まで送出するためのものである。
【００５５】
気体ライン３４は、上記液体ライン３３とは別個に、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この気体ライン３４は、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器３２から凝縮熱交換器３１まで帰還させるためのものである。
【００５６】
そのような冷熱輸送手段３０では、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱を次のようにして商品収容箱１３に輸送する。低温部２１から発生した冷熱により凝縮熱交換器３１の流路を通過する冷却用冷媒（気体冷媒）が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン３３を通じて蒸発熱交換器３２まで移動する。この蒸発熱交換器３２において、冷却用冷媒は、蒸発路３２ａを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱１３に収容された商品や該商品収容箱１３の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱１３に収容された商品や該商品収容箱１３の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を商品収容箱１３に輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン３４を通じて凝縮熱交換器３１に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱１３に収容された商品および該商品収容箱１３の内部雰囲気は、所望の冷却温度（例えば、−２０℃等）に冷却される。
【００５７】
かかる冷熱輸送手段３０は、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン３３および気体ライン３４を通じて、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
【００５８】
高温排熱輸送手段４０は、スターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図６に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒（作動流体）が封入してあり、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを、第１ライン４３および第２ライン４４で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態２では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
【００５９】
受熱熱交換器４１は、スターリング冷凍機２０の高温部２２の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、受熱熱交換器４１は、スターリング冷凍機２０の高温部２２よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる受熱熱交換器４１は上記高温部２２に熱的に接続してあり、高温部２２からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が３１℃を超える場合には超臨界状態となる。
【００６０】
空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器４２は、蛇行する流路４２ａを有している。流路４２ａは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器４２では、放熱用冷媒が流路４２ａを通過する際に受熱熱交換器４１で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０の高温部２２の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器４２の周辺の所定個所には、放出用送風ファン（図示せず）が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器４２により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
【００６１】
第１ライン４３は、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第１ライン４３は、受熱熱交換器４１で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器４２に移動させるためのものである。
【００６２】
第２ライン４４は、上記第１ライン４３とは別個に、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第２ライン４４は、空気熱交換器４２で放熱した放熱用冷媒を受熱熱交換器４１に移動させるためのものである。
【００６３】
そのような高温排熱放熱手段では、スターリング冷凍機２０の高温部２２からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。受熱熱交換器４１の流路を通過する放熱用冷媒が高温部２２で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第１ライン４３を通じて空気熱交換器４２まで移動する。この空気熱交換器４２において、放熱用冷媒は、流路４２ａを通過しながら該空気熱交換器４２の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器４２の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器４２で放熱した放熱用冷媒は、第２ライン４４を通じて受熱熱交換器４１に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が３１℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
【００６４】
かかる高温排熱放熱手段は、放熱用冷媒が、別個に設けられた第１ライン４３および第２ライン４４を通じて、受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
【００６５】
一方、商品収容箱１３の底壁を断熱する断熱材１４には、背面側から正面側に向けて延在する導風路１５が形成してある一方、商品収容箱１３の正面側の側壁を断熱する断熱材１４には、上記導風路１５に連通し、かつケース本体１００の正面に形成された排気口１６に臨む態様で排気路１７が形成してある。かかる排気路１７を構成する壁面は、蒸発熱交換器３２の下方域の蒸発路３２ａの一部と接しており、これにより排気路１７を流れる空気と、該蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒との間での熱交換が可能になっている。そして、商品収容箱１３の背面側の側壁を断熱する断熱材１４には、上記導風路１５に連通する送気路１８が形成され、該送気路１８の内部には庫外送風ファン（外部送風ファン）Ｆ２が配設してある。ここに、送気路１８を形成する壁面は、蒸発熱交換器３２の下方域の蒸発路３２ａの一部と接しており、これにより該送気路１８を流れる空気と、蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒との間での熱交換が可能になっている。
【００６６】
庫外送風ファンＦ２は、図７に示すように、主制御部Ｃ２から指令が与えられることにより駆動するものである。庫外送風ファンＦ２は、駆動することにより、送気路１８の内部の空気を、導風路１５を通じて排気路１７まで送出し、送出した空気を排気口１６から外部に放出するものである。
【００６７】
ここで、主制御部Ｃ２は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリＭ２に格納されたデータやプログラムに基づいてスターリング冷凍機２０および庫外送風ファンＦ２の駆動をそれぞれ制御するものである。この主制御部Ｃ２は、予め決められた時間ごとにスターリング冷凍機２０に指令を与えて駆動させる、すなわち間欠運転させる一方、該スターリング冷凍機２０を駆動させる時には、すなわちスターリング冷凍機２０の起動時には庫外送風ファンＦ２に指令を与えて予め設定された設定時間だけ駆動させるものである。
【００６８】
以上のようなショーケース２においては、主制御部Ｃ２が、スターリング冷凍機２０の起動時に庫外送風ファンＦ２に指令を与えて駆動させることにより、庫外送風ファンＦ２が送気路１８の内部の空気を、導風路１５を通じて排気路１７まで送出する。このように庫外送風ファンＦ２が送気路１８、導風路１５および排気路１７の順に空気を送出する結果、送気路１８を流れる空気と、これに熱的に接続する蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒との間で熱交換が行われ、排気路１７を流れる空気と、これに熱的に接続する蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒との間で熱交換が行われる。特に、商品収容箱１３の内部には、例えばアイスクリーム等の非常に低温の商品を収容してあり、商品収容箱１３の内部雰囲気は非常に低温となることから、スターリング冷凍機２０の起動時においては、蒸発熱交換器３２の下方域における蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒は液体状態で滞留している。そのため、庫外送風ファンＦ２に送出された空気（送気路１８を流れる空気および排気路１７を流れる空気）は、滞留している冷却用冷媒との間で熱交換を行い、該冷却用冷媒を強制的に蒸発させる。強制的に蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン３４を通じて凝縮熱交換器３１に帰還する。このように庫外送風ファンＦ２は、スターリング冷凍機２０の起動時に蒸発路３２ａに滞留する冷却用冷媒を強制的に蒸発させる蒸発促進手段を構成している。
【００６９】
以上説明したように本発明の実施の形態２におけるショーケース２によれば、冷熱輸送手段３０を通じて、商品収容箱１３を巻回する態様で配設された蒸発路３２ａに、凝縮熱交換器３１でスターリング冷凍機２０から発生した冷熱を受熱した冷却用冷媒を通過させて蒸発させることにより商品収容箱１３に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた冷却用冷媒を凝縮熱交換器３１に帰還させるので、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱と、商品収容箱１３まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を効率よく商品収容箱１３に輸送して商品を冷却することができる。そして、スターリング冷凍機２０の起動時に庫外送風ファンＦ２を通じて送風した空気と、、蒸発路３２ａに滞留する冷却用冷媒とを熱交換させて該冷却用冷媒を強制的に蒸発させるので、スターリング冷凍機２０の起動時に、凝縮熱交換器３１に帰還する冷却用冷媒の量を確保することができ、冷却用冷媒の循環を安定させることができ、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱の安定的な輸送が可能になり、商品を安定して冷却することができる。また、低温部２１の温度が急激に低下してしまう異常低温の発生を抑制でき、消費電力量の増大を防ぐことができる。
【００７０】
また、上記ショーケース２によれば、高温排熱輸送手段４０が、放熱用冷媒を受熱熱交換器４１、第１ライン４３、空気熱交換器４２および第２ライン４４の間で循環させることによりスターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体１００の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機２０の運転効率の向上を図ることができる。
【００７１】
更に、上記ショーケース２によれば、冷却用冷媒が蒸発熱交換器３２の蒸発路３２ａを上方から下方に向けて通過するようにしたので、冷却用冷媒が商品収容箱１３の上方域を先に通過することになり、その結果、開口部１１等の影響で最も侵入熱量の大きい商品収容箱１３の上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機２０の運転時（スターリング冷凍機２０の起動時から一定時間経過した時）において、蒸発路３２ａを通過する冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい商品収容箱１３の上方域で熱交換を行った後に商品収容箱１３の下方域で熱交換を行うことになり、これにより、該蒸発路３２ａで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
【００７２】
＜実施の形態３＞
図８は、本発明の実施の形態３におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。ここに例示するショーケース３は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体１０１を備えている。尚、上述した実施の形態１におけるショーケース１と同一の構成を有するものには、同一の符号を付して説明する。
【００７３】
ケース本体１０１は、上面に開口部１１を有した筐体であり、該開口部１１を開閉するためのガラス扉（扉体）１２を備えているとともに、内部に商品収容箱１３、スターリング冷凍機２０、冷熱輸送手段３０および高温排熱輸送手段４０を備えている。
【００７４】
ガラス扉１２は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部１１を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部１１を閉成させるものである。
【００７５】
商品収容箱１３は、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。この商品収容箱１３は、ケース本体１０１の内部において開口部１１の下方域に配設してあり、商品を収容するためのものである。また商品収容箱１３の周囲には、断熱ボード等の断熱材１４が敷設してある。これにより、商品収容箱１３は、断熱された態様でケース本体１０１の内部に配設してある。
【００７６】
スターリング冷凍機２０は、ケース本体１０１の内部において開口部１１の後方域であって、商品収容箱１３よりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機２０は、図９に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部２１と、高温排熱を発生する円筒状の高温部２２とを有している。このようなスターリング冷凍機２０は、後述する主制御部Ｃ３（図１１参照）からの指令により駆動するものである。
【００７７】
冷熱輸送手段３０は、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を商品収容箱１３まで輸送するものである。この冷熱輸送手段３０は、図９に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒（作動流体）が封入してあり、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを、液体ライン３３および気体ライン３４で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱では凍らないもの（不凍冷媒）が用いられている。
【００７８】
凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる凝縮熱交換器３１は上記低温部２１に熱的に接続してあり、低温部２１からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
【００７９】
蒸発熱交換器３２は、商品収容箱１３の外面上に設けてあり、より詳細には、商品収容箱１３を上方から下方に向けて巻回する態様で該商品収容箱１３に熱的に接続して設けられた蒸発路３２ａを有してなるものである。蒸発路３２ａは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器３２では、詳細は後述するが、商品収容箱１３に収容された商品および商品収容箱１３の内部雰囲気から得た熱により蒸発路３２ａを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱１３に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器３２は、商品収容箱１３を外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機２０の低温部２１の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
【００８０】
液体ライン３３は、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この液体ライン３３は、凝縮熱交換器３１で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器３１から蒸発熱交換器３２まで送出するためのものである。
【００８１】
気体ライン３４は、上記液体ライン３３とは別個に、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この気体ライン３４は、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器３２から凝縮熱交換器３１まで帰還させるためのものである。
【００８２】
そのような冷熱輸送手段３０では、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱を次のようにして商品収容箱１３に輸送する。低温部２１から発生した冷熱により凝縮熱交換器３１の流路を通過する冷却用冷媒（気体冷媒）が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン３３を通じて蒸発熱交換器３２まで移動する。この蒸発熱交換器３２において、冷却用冷媒は、蒸発路３２ａを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱１３に収容された商品や該商品収容箱１３の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱１３に収容された商品や該商品収容箱１３の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を商品収容箱１３に輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン３４を通じて凝縮熱交換器３１に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱１３に収容された商品および該商品収容箱１３の内部雰囲気は、所望の冷却温度（例えば、−２０℃等）に冷却される。
【００８３】
かかる冷熱輸送手段３０は、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン３３および気体ライン３４を通じて、凝縮熱交換器３１と蒸発熱交換器３２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
【００８４】
高温排熱輸送手段４０は、第１放熱系配管４０ａと、第２放熱系配管４０ｂとを備えて構成してある。第１放熱系配管４０ａは、スターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図９に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒が封入してあり、第１受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを、第１ライン４３および第２ライン４４で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態３では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
【００８５】
第１受熱熱交換器４１は、スターリング冷凍機２０の高温部２２の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、第１受熱熱交換器４１は、図１０に示すように、スターリング冷凍機２０の高温部２２よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる第１受熱熱交換器４１は上記高温部２２に熱的に接続してあり、高温部２２からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が３１℃を超える場合には超臨界状態となる。
【００８６】
空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器４２は、蛇行する流路４２ａを有している。流路４２ａは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器４２では、放熱用冷媒が流路４２ａを通過する際に第１受熱熱交換器４１で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０の高温部２２の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器４２の周辺の所定個所には、放出用送風ファン（図示せず）が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器４２により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
【００８７】
第１ライン４３は、第１受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第１ライン４３は、第１受熱熱交換器４１で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器４２に移動させるためのものである。
【００８８】
第２ライン４４は、上記第１ライン４３とは別個に、第１受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第２ライン４４は、空気熱交換器４２で放熱した放熱用冷媒を第１受熱熱交換器４１に移動させるためのものである。
【００８９】
そのような第１放熱系配管４０ａでは、スターリング冷凍機２０の高温部２２からの高温排熱を次のようにして外部に輸送して放出する。第１受熱熱交換器４１の流路を通過する放熱用冷媒が高温部２２で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第１ライン４３を通じて空気熱交換器４２まで移動する。この空気熱交換器４２において、放熱用冷媒は、流路４２ａを通過しながら該空気熱交換器４２の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器４２の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器４２で放熱した放熱用冷媒は、第２ライン４４を通じて第１受熱熱交換器４１に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が３１℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
【００９０】
かかる第１放熱系配管４０ａは、放熱用冷媒が、別個に設けられた第１ライン４３および第２ライン４４を通じて、第１受熱熱交換器４１と空気熱交換器４２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
【００９１】
第２放熱系配管４０ｂは、図９に示すように、ヒートパイプであって内部に蒸発促進用冷媒が封入してあり、第２受熱熱交換器４５と放熱熱交換器４６とを、第３ライン４７および第４ライン４８で別個に接続して構成してある。ここに、蒸発促進用冷媒としては、例えばブライン等の不凍冷媒が用いられる。
【００９２】
第２受熱熱交換器４５は、図１０に示すように、第１受熱熱交換器４１の外周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、第２受熱熱交換器４５は、第１受熱熱交換器４１よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に蒸発促進用冷媒が通過する流路（図示せず）が形成してある。かかる第２受熱熱交換器４５は、上記第１熱交換器を通じて高温部２２に熱的に接続してあり、高温部２２からの高温排熱を受熱する。
【００９３】
放熱熱交換器４６は、商品収容箱１３の外面上に設けてあり、より詳細には、商品収容箱１３の下方域を巻回する蒸発路３２ａに熱的に接続する放熱路４６ａを有してなるものである。放熱路４６ａは、蒸発促進用冷媒が通過するためのものである。そのような放熱熱交換器４６では、蒸発促進用冷媒が通過することにより、該蒸発促進用冷媒と、蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒との間で熱交換を行うものである。
【００９４】
第３ライン４７は、第２受熱熱交換器４５と放熱熱交換器４６とを繋ぐ管路である。この第３ライン４７は、第２受熱熱交換器４５で高温排熱を受熱した蒸発促進用冷媒を放熱熱交換器４６に移動させるためのものである。
【００９５】
第４ライン４８は、上記第３ライン４７とは別個に、第２受熱熱交換器４５と放熱熱交換器４６とを繋ぐ管路である。この第４ライン４８は、放熱熱交換器４６で放熱した蒸発促進用冷媒を第２受熱熱交換器４５に移動させるためのものである。
【００９６】
また、上記第２放熱系配管４０ｂにおいては、第３ライン４７にポンプ４９が設けてある。このポンプ４９は、図１１に示すように、主制御部Ｃ３から指令が与えられることにより駆動するものである。ポンプ４９は、駆動することにより、蒸発促進用冷媒を送出するものであり、これにより蒸発促進用冷媒は、ポンプ４９の作用により、第２受熱熱交換器４５、第３ライン４７、放熱熱交換器４６および第４ライン４８を順々に通過して循環することになる。
【００９７】
ここで、主制御部Ｃ３は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリＭ３に格納されたデータやプログラムに基づいてスターリング冷凍機２０およびポンプ４９の駆動をそれぞれ制御するものである。この主制御部Ｃ３は、予め決められた時間ごとにスターリング冷凍機２０に指令を与えて駆動させる、すなわち間欠運転させる一方、該スターリング冷凍機２０を駆動させる時には、すなわちスターリング冷凍機２０の起動時にはポンプ４９に指令を与えて予め設定された設定時間だけ駆動させるものである。
【００９８】
以上のようなショーケース３においては、主制御部Ｃ３が、スターリング冷凍機２０の起動時にポンプ４９に指令を与えて駆動させることにより、蒸発促進用冷媒を送出して、第２受熱熱交換器４５、第３ライン４７、放熱熱交換器４６および第４ライン４８を順々に通過して循環させる。その結果、第２受熱熱交換器４５で高温排熱を受熱した蒸発促進用冷媒は、第３ライン４７を通じて放熱熱交換器４６に至り、放熱路４６ａを通過する。放熱路４６ａは、上述したように、商品収容箱１３の下方域を巻回する蒸発路３２ａに熱的に接続しているため、該放熱路４６ａを通過する蒸発促進用冷媒と、蒸発路３２ａの内部にある冷却用冷媒との間で熱交換が行われる。特に、商品収容箱１３の内部には、例えばアイスクリーム等の非常に低温の商品を収容してあり、商品収容箱１３の内部雰囲気は非常に低温となることから、スターリング冷凍機２０の起動時においては、蒸発熱交換器３２の下方域における蒸発路３２ａの内部の冷却用冷媒は液体状態で滞留している。そのため、蒸発促進用冷媒は、滞留している冷却用冷媒との間で熱交換を行い、該冷却用冷媒を強制的に蒸発させる。強制的に蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン３４を通じて凝縮熱交換器３１に帰還する。このように第２放熱系配管４０ｂは、スターリング冷凍機２０の起動時に蒸発路３２ａに滞留する冷却用冷媒を強制的に蒸発させる蒸発促進手段を構成している。
【００９９】
以上説明したように本発明の実施の形態３におけるショーケース３によれば、冷熱輸送手段３０を通じて、商品収容箱１３を巻回する態様で配設された蒸発路３２ａに、凝縮熱交換器３１でスターリング冷凍機２０から発生した冷熱を受熱した冷却用冷媒を通過させて蒸発させることにより商品収容箱１３に収容された商品を冷却する一方、蒸発させた冷却用冷媒を凝縮熱交換器３１に帰還させるので、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱と、商品収容箱１３まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱を効率よく商品収容箱１３に輸送して商品を冷却することができる。そして、スターリング冷凍機２０の起動時に、商品収容箱１３の下方域に配設された蒸発路３２ａに熱的に接続された放熱路４６ａにスターリング冷凍機２０から発生した高温排熱を受熱した蒸発促進用冷媒を通過させることにより、蒸発路３２ａに滞留する作動流体を強制的に蒸発させるので、スターリング冷凍機２０の起動時に、凝縮熱交換器３１に帰還する冷却用冷媒の量を確保することができ、冷却用冷媒の循環を安定させることができ、スターリング冷凍機２０の低温部２１で発生した冷熱の安定的な輸送が可能になり、商品を安定して冷却することができる。また、低温部２１の温度が急激に低下してしまう異常低温の発生を抑制でき、消費電力量の増大を防ぐことができる。
【０１００】
また、上記ショーケース３によれば、高温排熱輸送手段４０が、蒸発促進用冷媒を第２受熱熱交換器４５、第１ライン４３、空気熱交換器４２および第２ライン４４の間で循環させることによりスターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体１０１の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機２０の運転効率の向上を図ることができる。
【０１０１】
更に、上記ショーケース３によれば、冷却用冷媒が蒸発熱交換器３２の蒸発路３２ａを上方から下方に向けて通過するようにしたので、冷却用冷媒が商品収容箱１３の上方域を先に通過することになり、その結果、開口部１１等の影響で最も侵入熱量の大きい商品収容箱１３の上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機２０の運転時（スターリング冷凍機２０の起動時から一定時間経過した時）において、蒸発路３２ａを通過する冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい商品収容箱１３の上方域で熱交換を行った後に商品収容箱１３の下方域で熱交換を行うことになり、これにより、該蒸発路３２ａで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係るショーケースは、例えばアイスクリーム等の商品を販売するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるショーケースを簡略的に示した正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。
【図３】図１および図２に示したスターリング冷凍機、冷熱輸送手段および高温排熱輸送手段を模式的に示した説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるショーケースの制御系の要部を示したブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。
【図６】図５に示したスターリング冷凍機、冷熱輸送手段および高温排熱輸送手段を模式的に示した説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるショーケースの制御系の要部を示したブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。
【図９】図８に示したスターリング冷凍機、冷熱輸送手段および高温排熱輸送手段を模式的に示した説明図である。
【図１０】図９に示した第１受熱熱交換器および第２受熱熱交換器の構成を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるショーケースの制御系の要部を示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１，２，３        ショーケース
１０，１００，１０１      ケース本体（筐体）
１１      開口部
１２      ガラス扉（扉体）
１３      商品収容箱
１５      導風路
１７      排気路
１８      送気路
２０      スターリング冷凍機
２１      低温部
２２      高温部
３０      冷熱輸送手段
３１      凝縮熱交換器
３２      蒸発熱交換器
３２ａ    蒸発路
３３      液体タイン
３４      気体ライン
４０      高温排熱輸送手段
４０ａ    第１放熱系配管
４０ｂ    第２放熱系配管
４１      第１受熱熱交換器
４２      空気熱交換器
４２ａ    流路
４３      第１ライン
４４      第２ライン
４５      第２受熱熱交換器
４６      放熱熱交換器
４７      第３ライン
４８      第４ライン
４９      ポンプ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３      主制御部
Ｆ１      庫内送風ファン
Ｆ２      庫外送風ファン
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３      メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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