(57)【要約】【課題】冷気通路の配置を合理化してスペース効率を高めるとともに、庫内温度を合理的に調整できるようにした、エネルギーロスの少ない冷却庫を提供する。【解決手段】冷却庫１は断熱筐体１０内に収納室を有し、この収納室は垂直方向仕切り部１２で第１区画部１５と第２区画部１６に仕切られる。垂直方向仕切り部１２には、垂直方向仕切り部１２の下部以下のレベルに配置された低温側蒸発器１３２で冷却された冷気を上げる上り冷気通路５４Ｕと、上がった冷気を下ろす下り冷気通路５４Ｄとを形成し、第２区画部１６には上り冷気通路５４Ｕから冷気を供給し、第２区画部１５には下り冷気通路５４Ｄから冷気を供給する。低温側蒸発器１３２から上り冷気通路５４Ｕへの冷気供給をコントロールする電動式の吐出ダンパ５５が設けられ、吐出ダンパ５５の開度調整は第２区画部１６に配置された温度検知手段１８０からの信号に基づき行われる。【選択図】図２
2008309447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱筐体内の収納室に、冷却装置の冷却部で冷却された冷気を供給し、当該収納室の冷却を行う冷却庫において、
前記収納室の少なくとも一部を仕切る仕切り部は収納室を第１の区画と第２の区画に仕切る垂直方向仕切り部を含み、前記冷却部からの冷気を収納室に導く冷気通路を前記垂直方向仕切り部の少なくとも一部に形成するとともに、前記第１の区画と第２の区画を連通させる連通路を前記垂直方向仕切り部に設けたことを特徴とする冷却庫。
【請求項２】
前記連通路は、前記第１の区画に対しては冷気吐出口が設けられた空間毎に通気口を備え、前記第２の区画に対しては当該区画の上方部に通気口を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却庫。
【請求項３】
前記垂直方向仕切り部の壁面の、前記連通路通気口の近傍に温度検知手段を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却庫。
【請求項４】
断熱筐体内の収納室に、冷却装置の冷却部で冷却された冷気を供給し、当該収納室の冷却を行う冷却庫において、
前記収納室の少なくとも一部を所定状態に仕切る仕切り部は収納室を第１の区画と第２の区画に仕切る垂直方向仕切り部を含み、当該垂直方向仕切り部の少なくとも一部には、当該垂直方向仕切り部の下部以下のレベルに配置された前記冷却部で冷却された冷気を上げる上り冷気通路と、上がった冷気を下ろす下り冷気通路とを形成し、前記第１の区画と第２の区画の一方には前記上り冷気通路から冷気を供給し、他方には前記下り冷気通路から冷気を供給するとともに、前記冷却部から前記上り冷気通路への冷気供給をコントロールする電動ダンパを設け、当該電動ダンパの開度調整は、前記上り通路から冷気を供給される区画に配置された温度検知手段からの信号に基づき行われることを特徴とする冷却庫。
【請求項５】
前記温度検知手段を前記垂直方向仕切り部の壁面に配置し、当該垂直方向仕切り部には、前記上り冷気通路から冷気を供給される区画と、前記下り通路から冷気を供給される区画とを連通する連通路を形成し、当該連通路は、前記温度検知手段の下に開口することを特徴とする請求項４に記載の冷却庫。
【請求項６】
前記冷却装置の冷熱源がスターリング冷凍機であることを特徴とする請求項１から５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】
本発明は冷却庫に関する。「冷却庫」とは、本明細書においては、被冷却物である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」「保冷庫」「ショーケース」「自動販売機」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、例えば冷蔵庫においては、内部を複数の区画に仕切り、冷蔵室と冷凍室に使い分けるという構成が普通になっている。チルド室や氷温室など、通常の冷蔵温度と冷凍温度の中間の温度帯の区画を設けることもある。複数の区画を形成するにあたっては、冷蔵庫本体を左右に区画するという手法も採用される。その例を特許文献１に見ることができる。
【０００３】
さらに、より低い冷凍温度を得るため、通常のコンプレッサでなくスターリング冷凍機で冷却装置を構成した冷却庫も見受けられるようになっている。スターリング冷凍機ではヘリウム等の不活性ガスを作動媒体として使用し、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作動媒体の圧縮・膨張を繰り返し、高温ヘッドの温度を高めるとともに低温ヘッドの温度を下げる。そして高温ヘッドで周囲環境に放熱を行い、低温ヘッドで庫内から吸熱を行うものである。スターリング冷凍機による冷却装置を備えた冷却庫の例は特許文献２に見ることができる。またスターリング冷凍機の構造例を特許文献３に見ることができる。
【特許文献１】特開平９−６１０５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９２２２号公報
【特許文献３】特開２００５−３４５００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷却庫では、冷却装置の冷却部で冷却された冷気を冷気通路経由で各区画に供給し、所望の温度を得る。特許文献２記載の冷却庫では、区画毎に電動ダンパと温度検知手段を配置し、区画毎に独立して温度制御を行っている。この構成によれば、区画毎の温度管理は容易であるが、冷気通路の数が多いので冷気通路に多くのスペースをとられて庫内有効容積が圧迫され、また電動ダンパと温度検知手段の設置コストがかさみ、制御も複雑化するという難点がある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、冷気通路の配置を合理化してスペース効率を高めるとともに、庫内温度を合理的に調整できるようにすることにある。また、温度検知手段や電動ダンパの配置を合理化し、エネルギーロスの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために本発明は、断熱筐体内の収納室に、冷却装置の冷却部で冷却された冷気を供給し、当該収納室の冷却を行う冷却庫において、前記収納室の少なくとも一部を仕切る仕切り部は収納室を第１の区画と第２の区画に仕切る垂直方向仕切り部を含み、前記冷却部からの冷気を収納室に導く冷気通路を前記垂直方向仕切り部の少なくとも一部に形成するとともに、前記第１の区画と第２の区画を連通させる連通路を前記垂直方向仕切り部に設けたことを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、垂直方向仕切り部に冷気通路を形成したことにより、被冷却物の収納に寄与しない空間を利用して冷気通路を配置することができ、冷却庫の空間活用率が向上する。冷気通路形成作業も楽になる。また、第１の区画と第２の区画の間に連通路を通じた空気の流動が生じるから、第１の区画と第２の区画の間に極端な温度差が生じなくなる。
【０００８】
（２）また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記連通路は、前記第１の区画に対
しては冷気吐出口が設けられた空間毎に通気口を備え、前記第２の区画に対しては当該区画の上方部に通気口を備えることを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、第１の区画に対しては冷気吐出口が設けられた空間毎に連通路の通気口が設けられているため、各空間内の空気の循環が良くなって十分に攪拌が行われ、各空間内での温度の均一化が図れる。また、第２の区画に対してはその上方部に連通路の通気口が設けられているので、第１の区画で温度が上昇した空気が、第２の区画の冷気吐出口から吐出される冷気に混じり、第２の区画内の温度の均一化が図れる。
【００１０】
（３）また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記垂直方向仕切り部の壁面の、前記連通路通気口の近傍に温度検知手段を配置したことを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、連通路から供給される空気により区画内の温度が変動するのを素早く検知できる。
【００１２】
（４）また本発明は、断熱筐体内の収納室に、冷却装置の冷却部で冷却された冷気を供給し、当該収納室の冷却を行う冷却庫において、前記収納室の少なくとも一部を所定状態に仕切る仕切り部は収納室を第１の区画と第２の区画に仕切る垂直方向仕切り部を含み、当該垂直方向仕切り部の少なくとも一部には、当該垂直方向仕切り部の下部以下のレベルに配置された前記冷却部で冷却された冷気を上げる上り冷気通路と、上がった冷気を下ろす下り冷気通路とを形成し、前記第１の区画と第２の区画の一方には前記上り冷気通路から冷気を供給し、他方には前記下り冷気通路から冷気を供給するとともに、前記冷却部から前記上り冷気通路への冷気供給をコントロールする電動ダンパを設け、当該電動ダンパの開度調整は、前記上り通路から冷気を供給される区画に配置された温度検知手段からの信号に基づき行われることを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、収納室内を第１の区画と第２の区画に仕切る垂直方向仕切り部に上り冷気通路と下り冷気通路を形成したことにより、これまで顧みられなかった垂直方向仕切り部を有効活用し、収納室内のスペース効率を高めることができる。連続する上り冷気通路と下り冷気通路が二つの区画に冷気を供給するため、冷気通路にそれほど多くのスペースを割り当てる必要がないこともスペース効率の改善に貢献する。
【００１４】
上り冷気通路から供給される冷気は冷却部からの冷気がそのまま吹き出すのに近い形であるため温度が低く、下り冷気通路から供給される冷気は垂直方向仕切り部の壁面を通じて温熱を受け取った冷気であるため、上り冷気通路から供給される冷気に比べて温度が高い。このため、上り冷気通路から冷気を供給される区画と下り冷気通路から冷気を供給される区画との間には自然に温度差が生じることになり、貯蔵温度帯が多様化される。
【００１５】
上り冷気通路への冷気供給をコントロールする電動ダンパの開度調整は、上り冷気通路から冷気を供給される区画、すなわち温度が低くなる方の区画に配置された温度検知手段からの信号に基づき行われるので、庫内温度が必要以上に低下するのを回避することができる。そして、一組の電動ダンパと温度検知手段で二つの区画の温度がコントロールされるから、部品コストを抑えることができる。
【００１６】
（５）また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記温度検知手段を前記垂直方向仕切り部の壁面に配置し、当該垂直方向仕切り部には、前記上り冷気通路から冷気を供給される区画と、前記下り通路から冷気を供給される区画とを連通する連通路を形成し、当該連通路は、前記温度検知手段の下に開口することを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、温度検知手段が配置されていない側の区画に被冷却物が入れられて当該区画の温度が上昇した場合、その温度上昇が温度検知手段により検知されやすくなる。そしてこれにより電動ダンパの開度が変えられ、区画内温度を設定温度に復帰させるのに必要なだけの冷気供給が行われることになる。
【００１８】
（６）また本発明は、上記構成の冷却庫において、前記冷却装置の冷熱源がスターリング冷凍機であることを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、スターリング冷凍機に期待される超低温冷却を活用して、貯蔵温度帯の幅の広い冷却庫とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、今まで顧みられなかった空間を利用して冷気通路を形成したことにより、冷却庫のスペース効率を高めることができる。また、垂直方向仕切り部に連通路を設けるといった工夫や、電動ダンパの配置位置の工夫により、庫内温度を合理的に調整し、エネルギーロスの少ない冷却庫を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明の第１実施形態を図１−１３に基づき説明する。図１は冷却庫の正面図、図２は断熱扉を取り除いた状態の冷却庫の正面図、図３は冷却庫の垂直断面図、図４は異なる部位における冷却庫の垂直断面図、図５は冷気通路の構成説明図、図６は図４のＡ−Ａ線に沿って切断した冷却庫の水平断面図、図７は垂直方向仕切り部の拡大水平断面図、図８は冷却庫に搭載される冷却装置の概略構成図、図９は冷却庫のスターリング冷凍機搭載箇所の部分垂直断面図、図１０は支持部材に支持されたスターリング冷凍機の上面図、図１１は支持部材の上面図、図１２は冷却装置の概略斜視図、図１３は冷気の流れを示すブロック構成図である。
【００２２】
冷却庫１は断熱筐体１０を備える。断熱筐体１０は、板金製アウターハウジングの内部に合成樹脂製インナーハウジングを挿入し、アウターハウジングとインナーハウジングの間の隙間に断熱材を挿入、あるいはその隙間で合成樹脂を発泡させて断熱層を形成したものである。このような断熱筐体の製作手法は周知であり、本発明の要点ではないことから、立ち入った説明はしない。
【００２３】
断熱筐体１０の内部は収納室となる。本明細書において「収納室」とは、冷蔵温度帯（０℃〜１０℃）の区画、それよりもやや低い（マイナス３℃程度まで）温度帯である、「氷温」「チルド」「パーシャル」などの呼称が用いられる温度帯の区画、冷凍温度帯（マイナス十数度以下）の区画、高温帯（例えば５０℃〜８０℃）の区画、高温帯と冷凍温度帯の中間の温度帯の区画など、被冷却物である食品（調味料を含む）、薬品、化粧品などの貯蔵用（収納用）に用いられる空間の総称である。
【００２４】
収納室は前面に食品（被冷却物）出し入れ用の開口部を有し、この開口部を断熱扉で閉ざす。図２に示すように、収納室は水平方向仕切り部（第１仕切り部）１１により上下に二分割される。水平方向仕切り部１１の上下の空間は垂直方向仕切り部（第２仕切り部）１２と垂直方向仕切り部（第３仕切り部）１３により左右に仕切られる。なお本明細書では断熱筐体１０の前面に正対した観察者の左側を断熱筐体１０の左側、観察者の右側を断熱筐体１０の右側と定義する。水平方向仕切り部（第１仕切り部）１１より下で、垂直方向仕切り部１３の左側の空間は、水平方向仕切り部（第４仕切り部）１４によりさらに上下に二分割されている。
【００２５】
水平方向仕切り部１１の上、垂直方向仕切り部１２の左の空間は第１の区画である第１区画部１５となる。水平方向仕切り部１１の上、垂直方向仕切り部１２の右の空間は第２の区画である第２区画部１６となる。水平方向仕切り部１４の下、垂直方向仕切り部１３の左の空間は第３の区画である第３区画部１７となる。水平方向仕切り部１１の下、垂直方向仕切り部１３の右の空間は第４の区画である第４区画部１８となる。第１区画部１５と第２区画部１６は冷蔵室として用いられる。第３区画部１７と第４区画部１８は冷凍室として用いられる。水平方向仕切り部１１、１４の間で、垂直方向仕切り部１３の左の空間部は、冷蔵室としても冷凍室としても使用可能な温度切替区画部１９となる。
【００２６】
第１区画部１５の前面開口部には第１断熱扉２０（図１参照）が設けられ、第２区画部１６の前面開口部には第２断熱扉２１が設けられ、第３区画部１７の前面開口部には第３断熱扉２２が設けられ、第４区画部１８の前面開口部には第４断熱扉２３が設けられ、温度切替区画部１９の前面開口部には第５断熱扉２４が設けられる。第１断熱扉２０、第３断熱扉２２、第５断熱扉２４は向かって左側に設けられたヒンジ部を中心として回動し、第２断熱扉２１、第４断熱扉２３は向かって右側に設けられたヒンジ部を中心として回動する。第１断熱扉２０の下部には収納室内の各部の温度を設定する操作部２５が設けられている。
【００２７】
第１区画部１５は３段の棚３０により上下方向に仕切られる。最下段の棚３０の下には引き出し式のケース３１が配置される。
【００２８】
第２区画部１６も３段の棚３２により上下方向に仕切られる。最下段の棚３２ａはその上の２段よりも奥行き方向の寸法が大きく、その下には上下二段に重なる引き出し式のケース３３、３４が配置される。下方のケース３４の上面開口部に対しては仕切カバー３５（図３参照）が設けられている。最下段の棚３２ａと仕切カバー３５の間の空間は隔離区画部１６ａを構成し、仕切カバー３５の下の空間は隔離区画部１６ｂを構成する。第２断熱扉２１の内面にはボトル類や飲料の紙パックなどを収納するラック３６が取り付けられている。
【００２９】
第１区画部１５及び第２区画部１６に対してはそれぞれ照明が設けられる。第１区画部１５用の照明はその天井部に配置されたダウンライト３７（図４参照）であり、第２区画部１６用の照明は奥の壁の上部に配置された照明パネル３８（図３参照）である。ダウンライト３７と照明パネル３８はいずれもＬＥＤを光源とする。
【００３０】
第３区画部１７には計２個のケース４０ａ、４０ｂが、第４区画部１８には計３個のケース４１ａ、４１ｂ、４１ｃが、それぞれ上下に重なる形で挿入されている。ケース４０ａ、４０ｂは両側縁部によって第３区画部１７の内面に、ケース４１ａ、４１ｂ、４１ｃは両側縁部によって第４区画部１８の内面に、それぞれ支持されており、いずれも前方にスライドさせて引き出すことができる。温度切替区画部１９にはケース４２が挿入されている。
【００３１】
第４区画部１８の天井部には製氷ユニット４３が配置される（図３、５参照）。製氷ユニット４３で製造した氷はケース４１ａの中の氷容器４４（図２参照）に受けられる。製氷ユニット４３に水を供給する給水タンク４５は隔離区画部１６ｂの中、ケース３４の右側に設置される。
【００３２】
第３区画部１７及び第４区画部１８は必要に応じて分割し、製氷に特化した独立区分を設置したり、急速冷凍から解凍まで、求められる様々な温度設定に適合した独立区分を設置したりすることが可能である。
【００３３】
収納室は図８の冷却装置１００によって冷却される。冷却装置１００の中心的存在がスターリング冷凍機１１０である。スターリング冷凍機１１０は逆スターリングサイクルにより温熱と冷熱を発生するものであり、温熱は廃熱として主として高温ヘッド１１１から取り出され、冷熱は冷却部の一環を構成する低温ヘッド１１２から取り出される。
【００３４】
スターリング冷凍機１１０の構造は特許文献３に記載のものと基本的に同じであって、内部にはディスプレーサ、ピストン、ピストンを駆動するリニアモータなどの構成要素が配置され、外部形状は軸線を備えた回転体形状となっている。スターリング冷凍機１１０は、高温ヘッド１１１が上、低温ヘッド１１２が下となるように、軸線を垂直に立てた状態で配置される。前記リニアモータを内蔵する動力部１１３は高温ヘッド１１１のさらに上に位置する。
【００３５】
高温ヘッド１１１から温熱を取り出して放熱するのは高温側第１循環回路１２０である。高温側第１循環回路１２０には二次冷媒として水（水溶液を含む）あるいは炭化水素系のブライン（熱輸送媒体に用いる液体）が封入されている。「二次冷媒」とは、スターリング冷凍機１１０の内部の作動媒体を「一次冷媒」、スターリング冷凍機１１０の外部で熱輸送に用いられる作動媒体を「二次冷媒」と定義することによる。ちなみに後述の「三次冷媒」は、二次冷媒との間で熱交換を行う冷媒の意である。
【００３６】
高温側第１循環回路１２０は二次冷媒を自然循環させるサーモサイフォン循環回路であり、高温ヘッド１１１に対し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で装着された高温側蒸発器１２１と、スターリング冷凍機１１０の上に配置された高温側凝縮器１２２と、高温側蒸発器１２１と高温側凝縮器１２２とを接続する二次冷媒配管１２３を含む。高温側凝縮器１２２は放熱用の熱交換器として機能する。
【００３７】
高温側蒸発器１２１は銅や銅合金、アルミニウムなど熱伝導の良い金属を中空のリング状に成形したものであり、高温ヘッド１１１の外周面に嵌合し、高温ヘッド１１１に熱接続される。高温側蒸発器１２１の側面からは二次冷媒配管１２３が導出される。二次冷媒配管１２３は、高温側蒸発器１２１の側面から導出された後、上に向かって延びる。そしてスターリング冷凍機１１０の上方で高温側凝縮器１２２に接続される。二次冷媒配管１２３は、蒸発して気体となった二次冷媒を高温側凝縮器１２２に送る気相配管１２３Ｇと、高温側凝縮器１２２で凝縮して液体となった二次冷媒を高温側蒸発器１２１に戻す液相配管１２３Ｌとに分かれている。
【００３８】
高温側凝縮器１２２は、銅や銅合金といった熱伝導の良い金属材料からなるパイプ１２２ａを折り曲げ、これに、同じく熱伝導の良い金属材料からなる多数の放熱フィン１２２ｂを取り付けた構造である。高温側凝縮器１２２には強制空冷用の放熱ファン１２４が組み合わせられる。
【００３９】
低温ヘッド１１２には冷却部の一環を構成する低温側循環回路１３０が熱接続される。低温側循環回路１３０には二次冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）などの自然冷媒を封入する。低温側循環回路１３０は、低温ヘッド１１２に対し熱接続された状態で装着された低温側凝縮器１３１と、冷却庫１の断熱筐体１０内に設置された低温側蒸発器１３２と、低温側凝縮器１３１と低温側蒸発器１３２とを接続する二次冷媒配管１３３を含む。低温側蒸発器１３２は冷却部の中で収納室内の空気を直接冷却する部分として機能する。
【００４０】
低温側凝縮器１３１は銅や銅合金、アルミニウムなど熱伝導の良い金属を中空のリング状に成形したものであり、低温ヘッド１１２の外周面に嵌合し、低温ヘッド１１２に熱接続される。低温側凝縮器１３１の側面からは二次冷媒配管１３３が導出される。二次冷媒配管１３３は、低温側凝縮器１３１の側面から導出された後、下に向かって延びる。そして断熱筐体１０の内部に入り、低温側蒸発器１３２に接続される。二次冷媒配管１３３は、低温側凝縮器１３１で凝縮して液体となった二次冷媒を低温側蒸発器１３２に流下させる液相配管１３３Ｌと、低温側蒸発器１３２で蒸発して気体となった二次冷媒を低温側凝縮器１３１に戻す気相配管１３３Ｇとに分かれている。
【００４１】
低温側蒸発器１３２も高温側凝縮器１２２と同様、銅や銅合金といった熱伝導の良い金属材料からなるパイプ１３２ａを折り曲げたうえで熱伝導の良い金属材料からなる多数の吸熱フィン１３２ｂを取り付けた構造である。
【００４２】
スターリング冷凍機１１０を運転すると、動力部１１３と高温ヘッド１１１、それに高温側第１循環回路１２０の温度が上昇する。すなわちこれらが冷却装置１００の発熱部となる。他方で低温ヘッド１１２と低温側循環回路１３０の温度は下降する。
【００４３】
冷却装置１００は、次のようにして冷却庫１に搭載される。
【００４４】
断熱筐体１０の背面上方角部、すなわち断熱筐体１０の左上奥または右上奥の角部に凹部を形成する。凹部は、垂直方向仕切り部１２の左側、すなわち第１区画部１５の奥の上部の角部か、垂直方向仕切壁１２の右側、すなわち第２区画部１６の奥の上部の角部に設けられることになる。この凹部が機械室４６となる（図４、６、９、１２参照）。本実施形態では、機械室４６は断熱筐体１０を正面から見た場合左に偏った位置、すなわち第１区画部１５の奥の左寄りの位置に設けられている。
【００４５】
機械室４６は、冷却装置１００の一部、すなわちスターリング冷凍機１１０、高温側蒸発器１２１、高温側凝縮器１２２、二次冷媒配管１２３、放熱ファン１２４、低温側凝縮器１３１と、二次冷媒配管１３３の一部を収容する。収容すべき要素を全て収容した後、機械室４６の上面開口と背面開口は適宜の通風グリルで閉ざされる。
【００４６】
このように冷却装置１００の発熱部は、冷凍室として使用される第３区画部１７や第４区画部１８に比べて温度の高い、冷蔵室として使用される第１区画部１５に隣り合う形で配置されるから、第３区画部１７や第４区画部１８の隣に配置した場合に比べ、間の断熱層を薄くできる。また第１区画部１５は後で説明するように第２区画部１６より温度が高くなる区画部なので、冷却装置１００の発熱部からの影響を第２区画部１６以上に受けにくく、間の断熱層を一層薄くできる。
【００４７】
さらに、背面上方角部、すなわち断熱筐体１０の左上奥または右上奥の角部に形成した凹部を機械室４６とし、その中に冷却装置１００の発熱部を配置しているから、収納室の天井部後方の隅部全体が収納室に突き出すことにはならず、収納室への機械室４６の突き出しは比較的小さなものとなり、収納室の有効内容積を大きくとることができる。
【００４８】
機械室４６の正面から見て左側の断熱壁を取り除き、断熱壁の厚さの分だけ機械室４６を左側へ移動させることもできる。このようにすると、収納室への機械室４６の突き出しはさらに小さくなり、収納室の有効内容積が増加し、容積効率が一段と向上する。
【００４９】
スターリング冷凍機１１０を機械室４６の内部に支持するにあたっては支持部材１４０（図１１参照）を用いる。支持部材１４０は断熱筐体１０とは別の部品として形成される額縁状の枠であって、機械室４６の中ほどの高さに適宜の固定手段により水平に固定される。支持部材１４０の内部には、スターリング冷凍機１１０及び高温側第１循環回路１２０の二次冷媒配管１２３を通す開口部１４１が形成されている。開口部１４１の中には、後述する振動吸収体を下から支える張出部１４２が４箇所に形成されている。
【００５０】
スターリング冷凍機１１０の動力部１１３の外面には、板金をプレス加工してなるフランジ状の取付脚１１４（図１０参照）を溶接等適宜手段で固定する。取付脚１１４には、先端が支持部材１４０の張出部１４２に重なる脚部１１４ａが４箇所に放射状に形成されている。なお、取付脚１１４はプレス成形品に限定されるものではない。ダイカスト成形品であってもよく、ＭＣナイロン等高強度の合成樹脂材料を射出成形したものであってもよい。
【００５１】
スターリング冷凍機１１０は、低温ヘッド１１２が一番下に来て、その上に高温ヘッド１１１が来るよう、軸線を垂直にした姿勢で支持部材１４０の開口部１４１に上方から挿入される。スターリング冷凍機１１０の重量は、張出部１４２が取付脚１１４の脚部１１４ａを支持することにより支えられるが、その際、張出部１４２と脚部１１４ａの間には振動吸収手段を介在させる。実施形態では、ゴムのような弾性物質からなる円柱状の振動吸収体１４３が振動吸収手段を構成する。
【００５２】
振動吸収体１４３には、４個の張出部１４２の中心にスターリング冷凍機１１０を、動力部１１３の側面が張出部１４２に接触することのないように支持する役割が求められる。そのため振動吸収体１４３は、適宜の連結手段により、位置ずれや張出部１４２と脚部１１４ａの間からの脱落が生じないように保持される。連結手段としてはボルト、ナット、ワッシャなど周知の機械要素を用いることができる。
【００５３】
高温側第１循環回路１２０は、スターリング冷凍機１１０を支持部材１４０に取り付ける前の段階で高温ヘッド１１１に接続しておく。その状態でスターリング冷凍機１１０の低温ヘッド１１２及び高温ヘッド１１１の部分と、高温側蒸発器１２１と、二次冷媒配管１２３の一部を支持部材１４０の開口部１４１に挿入し、取付脚１１４の脚部１１４ａを振動吸収体１４３の上面に着座させる。
【００５４】
高温側凝縮器１２２は二次冷媒配管１２３により支えられた状態でスターリング冷凍機１１０の上方に位置している。なお、図８では気相配管１２３Ｇと液相配管１２３Ｌは１本ずつしか示されていないが、現実の構成では、図１０に見られるように、気相配管１２３Ｇと液相配管１２３Ｌは２本ずつ存在する。
【００５５】
高温側凝縮器１２２の下面には放熱ファン１２４がダクト１２５を介して連結される。放熱ファン１２４の送風方向は、高温側凝縮器１２２に風を吹き付ける方向であってもよく、高温側凝縮器１２２を通じて風を取り入れる方向であってもよい。
【００５６】
低温側循環回路１３０は、スターリング冷凍機１１０を支持部材１４０に取り付けた段階で、あるいはそれより前の、低温ヘッド１１２が開口部１４１を通り抜けて支持部材１４０の下に頭を出した段階で、低温ヘッド１１２に接続される。
【００５７】
支持部材１４０に対するスターリング冷凍機１１０の組み付けと、スターリング冷凍機１１０に対する高温側第１循環回路１２０と低温側循環回路１３０の接続が完了した状態では、すなわち図９の状態では、高温側蒸発器１２１と高温側凝縮器１２２の間にスターリング冷凍機１１０の動力部１１３が配置されている。この構成により、高温側蒸発器１２１と高温側凝縮器１２２の間の高低差を、二次冷媒を自然循環させるに十分な程度に大きく確保することができる。これにより、放熱効率が向上するとともに、高温側蒸発器１２１と高温側凝縮器１２２の間の空間を、スターリング冷凍機１１０の動力部１１３の配置に利用するので、空間を有効に活用できる。
【００５８】
また図９の状態では、高温側凝縮器１２２を強制空冷する放熱ファン１２４も高温側蒸発器１２１と高温側凝縮器１２２の間に配置されている。この構成も高温側蒸発器１２１と高温側凝縮器１２２の間の高低差を大きくするのに役立つ。
【００５９】
高温側第１循環回路１２０の二次冷媒配管１２３は、高温側蒸発器１２１から導出された後、スターリング冷凍機１１０の上方にある高温側凝縮器１２２に向かって上に延びる。低温側循環回路１３０の二次冷媒配管１３３は、低温側凝縮器１３１から導出された後、スターリング冷凍機１１０の下方にある低温側蒸発器１３２に向かって下に延びる。上にある高温側蒸発器１２１からの二次冷媒配管１２３が上に向かい、下にある低温側凝縮器１３１からの二次冷媒配管１３３が下に向かうという、きわめて単純な構図なので、低温ヘッド１１２及び低温側循環回路１３０を含む冷却サイクルと、高温ヘッド１１１及び高温側第１循環回路１２０を含む放熱サイクルとを無理・無駄なく分離できる。配管作業も容易である。
【００６０】
なお低温側蒸発器１３２は、正面から見てスターリング冷凍機１１０のある側に片寄らせておくと、二次冷媒配管１３３の引回しが更に容易になり、二次冷媒の循環効率が向上する。また、二次冷媒配管１３３と低温側蒸発器１３２の接続部もスターリング冷凍機１１０のある側に設けておけば、二次冷媒配管１３３の引回しが一層容易になり、二次冷媒の循環効率が更に向上する。
【００６１】
低温ヘッド１１２付近の構造、特に配管構造が複雑化していないので、それを取り囲むように断熱構造を形成することも容易である。図９には低温ヘッド１１２と二次冷媒配管１３３を囲む断熱体１４４を仮想線で示す。断熱体１４４は、所定の空間を囲っておいてその中でウレタン発泡を行わせる、あるいは複数の発泡ウレタンブロックを組み合わせるといった手法で形成できる。
【００６２】
高温側凝縮器１２２と放熱ファン１２４、それにダクト１２５は、二次冷媒配管１２３により、スターリング冷凍機１１０自体を支えとして機械室４６の内部空間に保持されている。このため、高温側凝縮器１２２と放熱ファン１２４がスターリング冷凍機１１０と共に支持されることになり、振動吸収体１４３の振動吸収作用を高温側凝縮器１２２と放熱ファン１２４にも及ぼすことができ、これらの構成要素の振動レベルを一挙に低下させることができる。
【００６３】
また支持部材１４０にスターリング冷凍機１１０を取り付けるにあたっては、高温側第１循環回路１２０を接続した形のスターリング冷凍機１１０を上から支持部材１４０の開口部１４１に通し、その上で低温ヘッド１１２に低温側循環回路１３０を接続すればよく、組立が容易である。
【００６４】
高温側第１循環回路１２０が高温ヘッド１１１から取り出した温熱は防露部（断熱筐体１０の表面のうち、結露を避けたい箇所）の結露防止にも利用される。これを実現するのが高温側第２循環回路１５０である。
【００６５】
高温側第２循環回路１５０は高温側第１循環回路１２０の気相冷媒配管１２３Ｇに熱交換器１５１を介して熱接続される。高温側第２循環回路１５０内には三次冷媒が非減圧状態で封入される。三次冷媒は水と不凍液の混合液である。三次冷媒は循環量確保のため低粘度にする必要があるので、不凍液の混合比は低くなっている。
【００６６】
高温側第２循環回路１５０の配管１５２は、熱交換器１５１を出た後、図１２に示す経路をたどる。すなわち配管１５２は下り管１５２Ｄとなって断熱筐体１０の底部へと下り、そこに設置されたドレンパン１５３に入る。配管１５２はドレンパン１５３の中を蛇行し、ドレンパン１５３に溜まったドレン水の温度を上昇させる。ドレンパン１５３に対してはファン１５４が組み合わせられ、ドレン水の蒸発をさらに促進するようになっている。
【００６７】
ドレンパン１５３を出た配管１５２は分岐部１５５で２系統に分かれた後、２系統とも断熱筐体１０の右側壁の下部に入り、右側壁を前方に抜けて断熱筐体１０の前面下部に達する。２系統の進路はそこから分かれ、一方の系統は断熱筐体１０の右側壁の前縁を上昇する。上昇途中で水平方向仕切り部１１の前縁に入り、ヘアピン形状を描いた後、右側壁の前縁に戻り、上昇を続ける。右側壁の上端に達した配管１５２は天井壁に入り、天井壁の前縁を右から左に抜けて左側壁に至り、左側壁の前縁を下降し、さらに左側壁の下部を背面側に抜けて集合部１５６に達する。
【００６８】
他方の系統は右側壁の前縁から底部壁に入り、底部壁の前縁を右から左に抜けて垂直方向仕切り部１３の下端に達する。配管１５２はそこで上方へと向きを変え、垂直方向仕切り部１３、１２の前縁を下から上に抜ける。垂直方向仕切り部１２の上端に達した配管１５２は折り返して下降する。下降途中で水平方向仕切り部１１の前縁に入り、ヘアピン形状を描いた後、垂直方向仕切り部１３の前縁に戻る。配管１５２はその後水平方向仕切り部１４の前縁にも入り、ヘアピン形状を描いた後、垂直方向仕切り部１３の前縁に戻って底部壁まで下降を続ける。配管１５２はその後底部壁の前縁を右から左に抜けて左側壁に入り、左側壁の下部を背面側に抜けて集合部１５６に達する。
【００６９】
集合部１５６で一本化された配管１５２は断熱筐体１０の底部に設置された圧電式の循環ポンプ１５７に入る。循環ポンプ１５７を出た配管１５２は上り管１５２Ｕとなって熱交換器１５１に戻る。
【００７０】
右側壁と左側壁、天井壁と底部壁、及び水平方向仕切り部と垂直方向仕切り壁の各前縁を包括したものが防露部１６０（図８参照）となる。配管１５２は防露部１６０では断熱筐体１０の表面近くを通り、高温側第１循環回路１２０より熱交換器１５１を介して得た温熱をその箇所に伝える。これにより防露部１６０の温度は結露点以上に維持される。
【００７１】
続いて低温側蒸発器１３２及び冷気通路の配置を、主に図５を参照しつつ説明する。低温側蒸発器１３２は断熱筐体１０の内部でスターリング冷凍機１１０よりも下の位置に置かれる。さらに言えば、垂直方向仕切り部１２の下部もしくは水平方向仕切り部１１以下のレベルに配置される。これにより、二次冷媒の自然循環が更に安定して行われることになる。
【００７２】
低温側蒸発器１３２が配置されるのは、第４区画部１８の奥の壁の手前に設けられた冷気通路５０（図３参照）の中である。冷気通路５０の手前には別の冷気通路５１が設けられる。冷気通路５０の下部には収納室内冷却の役目を終えた戻り空気を吸い込む吸気口５２が形成される。低温側蒸発器１３２は冷気通路５０の中で吸気口５２の上方の位置に設置される。低温側蒸発器１３２の上方には冷気通路５１に空気を吹き出すファン５３が設けられる。
【００７３】
冷気通路５１から、支線となる３本の冷気通路が延び出す。１番目のものは第１区画部１５及び第２区画部１６に冷気を送る冷気通路５４である。冷気通路５４内には電動式の吐出ダンパ５５とファン５６が設けられている。第２区画部１６の内部には温度検知手段１８０（図２、３、６参照）が配置される。温度検知手段１８０は検知した温度を電気信号で伝えるセンサであって、垂直方向仕切り部１２の壁面に設けられている。
【００７４】
ファン５６を過ぎた冷気通路５４は垂直方向仕切り部１２の中に入り、垂直方向仕切り部１２の内部を上り冷気通路５４Ｕ（図３参照）となって上昇する。垂直方向仕切り部１２の上部に達した上り冷気通路５４Ｕは、短い水平連絡通路５４Ｈを経て下り冷気通路５４Ｄに連続する。下り冷気通路５４Ｄは垂直方向仕切り部１２の下部へと上り冷気通路５４Ｕの手前側を降下する。上り冷気通路５４Ｕ、水平連絡通路５４Ｈ、及び下り冷気通路５４Ｄは倒立した略Ｕの字状となる。
【００７５】
垂直方向仕切り部１２に限らず、仕切り部に冷気通路を設けるにあたっては、仕切り部に冷気通路を完全に埋設することを要しない。冷気通路の一部のみ仕切り部に埋設された形態であってもよく、仕切り部の外面を這うように設けた形態であってもよい。
【００７６】
上り冷気通路５４Ｕには、第２区画部１６に冷気を吐出する冷気吐出口５７が上下方向に間隔を置いて複数形成される。下り冷気通路５４Ｄには、第１区画部１５に冷気を吐出する冷気吐出口５８が上下方向に間隔を置いて複数形成される。冷気吐出口５７、５８は垂直方向仕切り部１２内に位置する。
【００７７】
垂直方向仕切り部１２内には、水平連絡通路５４Ｈの下方で、上り冷気通路５４Ｕと下り冷気通路５４Ｄに挟まれる位置に、第１区画部１５と第２区画部１６を連通させる連通路１８１（図２、３、６、７参照）が設けられている。連通路１８１には、第１区画部１５に向けて開口する通気口１８２が上下方向に間隔を置いて複数箇所に（実施形態では３箇所に）形成され、また第２区画部１６に向けて開口する通気口１８３が上方の１箇所に形成されている。通気口１８３の位置は、通気口１８２のうち最上位にあるものよりも少し高い。通気口１８３は温度検知手段１８０の下にそれほど間隔を置かないで開口する。
【００７８】
複数の冷気吐出口５７の総開口面積と、複数の冷気吐出口５８の総開口面積は、第２区画部１６と第１区画部１５の容積比に応じて配分するのがよい。また、第２区画部１６においては複数の冷気吐出口５７を、第１区画部１５においては複数の冷気吐出口５８を、それぞれ室内温度の均一化が進むように配置する。実験を通じて冷気吐出口の位置を決定するのが望ましい。
【００７９】
上り冷気通路５４Ｕを流れる冷気の量は、冷気吐出口５７から供給される冷気の量と冷気吐出口５８から供給される冷気の量の合計である。従って、上り冷気通路５４Ｕには下り冷気通路５４Ｄよりも大きな断面積が必要になる。上り冷気通路５４Ｕと下り冷気通路５４Ｄの断面積比も実験を通じて決定するのが望ましい。
【００８０】
また、収納室となる第１区画部１５と第２区画部１６とが仕切り部である垂直方向仕切り部１２の両側にあり、冷熱の放出が前記の各収納室になされるため、エネルギーロスの少ない冷却庫１が得られ、さらに、凹部である機械室４６に冷却装置１００の発熱部があり、第１区画部１５や第２区画部１６が冷蔵室のように比較的に温度の高い収納室であるときは、凹部付近の温度と収納室の温度の差が少なくなり、第１区画部１５や第２区画部１６の相対する断熱壁が同じ厚さであれば、外部からの熱の侵入量が少なくて済み、これもまた冷却庫１のエネルギーロス低減に寄与する。
【００８１】
冷気通路５４には２本の横方向冷気通路が連通する。１本は冷気通路５４が垂直方向仕切り部１２に入る前に枝分かれする横方向冷気通路５９で、最下段の棚板３２の下面に沿うように隔離区画部１６ａの奥の壁を這う。横方向冷気通路５９には垂直方向仕切り部１２から所定距離離れた場所に冷気吐出口６０が形成される。冷気吐出口６０は隔離区画部１６ａの中で左右方向に間隔を置いて複数形成する。本実施形態では、冷気吐出口６０は２個設けられている。冷気吐出口６０はケース３３の内部に向けて冷気を供給する。冷気吐出口６０は、横方向冷気通路５９の下流側に配置されたものほど開口面積を大きくし、隔離区画部１６ａの左側部分と右側部分で温度が均一化するようにしておくとよい。
【００８２】
もう１本の横方向冷気通路は上り冷気通路５４Ｕから枝分かれする横方向冷気通路６１で、第２区画部１６の奥の壁と天井とのなすコーナー部を這う。横方向冷気通路６１には垂直方向仕切り部１２から所定距離離れた場所に冷気吐出口６２が形成される。冷気吐出口６２は第２区画部１６の中で左右方向に間隔を置いて複数形成する。本実施形態では、冷気吐出口６２は２個設けられている。冷気吐出口６２は、横方向冷気通路６１の下流側に配置されたものほど開口面積を大きくし、第２区画部１６の左側部分と右側部分で温度が均一化するようにしておくとよい。
【００８３】
冷気通路５１から支線として延び出す３本の冷気通路のうち、２番目のものは第３区画部１７に冷気を送る冷気通路６３である。冷気通路６３には電動式吐出ダンパ６４が設けられ、その下流に冷気吐出口６５が形成されている。
【００８４】
冷気通路５１から支線として延び出す３本の冷気通路のうち、３番目のものは温度切替区画部１９に冷気を送る冷気通路６６である。冷気通路６６には上流から下流へ、電動式吐出ダンパ６７、ファン６８、ヒータ６９、及び冷気吐出口７０が設けられている。
【００８５】
冷気通路５１には、冷気通路５４、６３、６６だけでなく、第４区画部１８に直接冷気を吐出する冷気吐出口（図示せず）も形成される。
【００８６】
各区画部を冷却した冷気は、それぞれに戻り通路を介して冷気通路５０の吸気口５２に戻される。第２区画部１６に対しては戻り通路７１が用意される。戻り通路７１は２箇所に吸気口を有する。その１は隔離区画部１６ａに開口した吸気口７２である。その２は隔離区画部１６ｂに開口した吸気口７３である。
【００８７】
第１区画部１５に対しては、垂直方向仕切り部１２の下部後方を貫通して隔離区画部１６ｂへと抜ける開口部が戻り通路７４となる。第１区画部１５内の冷気は戻り通路７４から隔離区画部１６ｂに入り、吸気口７３に吸い込まれる。
【００８８】
温度切替区画部１９に対しては戻り通路７５が用意される。戻り通路７５には電動式戻りダンパ７６が設けられている。
【００８９】
第３区画部１７に対しても吸気口５２に連結する戻り通路が用意されるが、これは図示せず、図５に点線矢印で冷気の流れを示すにとどめる。第４区画部１８の内部の冷気は直接吸気口５２に吸い込まれる。
【００９０】
スターリング冷凍機１１０の運転を続けていると、断熱筐体１０内の空気中の水分が霜となって低温側蒸発器１３２に付着する。霜は低温側蒸発器１３２の熱交換効率を低下させる。これを防ぐため、低温側蒸発器１３２の下方に霜取りヒータ７７を配置する。霜取りヒータ７７は適宜のタイミングで通電され、低温側蒸発器１３２の除霜を行う。霜が溶けて生じた水分は冷気通路５０の底部の漏斗部７８からドレンパン１５３にドレン水として滴下する。ドレン水はそこで配管１５２からの熱とファン１５４からの風により蒸発せしめられる。
【００９１】
冷却庫１の全体制御を司るのは図８に示す制御部８０である。制御部８０は、操作部２５を通じてなされた温度設定指令あるいは運転指令に基づき、また第２区画部１６の温度検知手段１８０をはじめ、各部に配置された温度検知手段からの信号に基づき、スターリング冷凍機１１０、製氷ユニット４３、ファン５３、吐出ダンパ５５、ファン５６、吐出ダンパ６４、吐出ダンパ６７、ファン６８、ヒータ６９、戻りダンパ７６、霜取りヒータ７７、放熱ファン１２４、ファン１５４、循環ポンプ１５７などの要素を制御して各区画部の温度を調節し、また製氷、霜取りを行う。なお制御部８０を構成する電装部品は断熱筐体１０の天面部に設置された電装ボックス８１（図３、４参照）の内部に収納される。
【００９２】
制御部８０がスターリング冷凍機１１０の運転を始めると、高温ヘッド１１１には温熱が発生する。温熱により高温側蒸発器１２１の内部の二次冷媒は蒸発して気体となり、温熱を潜熱として保持する。気体化した二次冷媒は気相配管１２３Ｇを上昇して高温側凝縮器１２２に入り、そこで凝縮して潜熱を顕熱化する。顕熱となった温熱は高温側凝縮器１２２の表面から庫外に放熱される。放熱ファン１２４から吹き付ける風が高温側凝縮器１２２を冷却し、放熱を助ける。凝縮し、液体になった二次冷媒は液相配管１２３Ｌを下降して高温側蒸発器１２１に戻る。
【００９３】
低温ヘッド１１２には冷熱が発生する。冷熱により低温側凝縮器１３１の内部の気体状の二次冷媒は凝縮して液体となり、冷熱を潜熱として保持する。液体化した二次冷媒は液相配管１３３Ｌを下降して低温側蒸発器１３２に入り、そこで冷却庫１の庫内の熱により蒸発する。二次冷媒の蒸発により、冷熱が顕熱化する。蒸発し、気体になった二次冷媒は気相配管１３３Ｇを上昇して低温側凝縮器１３１に戻る。
【００９４】
低温側蒸発器１３２で冷熱が顕熱化した状態でファン５３を運転すると、冷気通路５０の下端の吸気口５２から吸い込まれた空気が低温側蒸発器１３２によって冷却され、冷気となる。冷気はファン５３により冷気通路５１に送り込まれ、そこからさらに冷気通路５４、６３、６６へと送り込まれる。また図示しない冷気吐出口から第４区画部１８に吹き出される。
【００９５】
冷却装置１００は、平均でマイナス４２〜４３℃、場合によっては局部的にマイナス５０℃程度の吐出温度の冷気温度が実現可能である。このため、ファン５３からの冷気が直接吹き出す第４区画部１８は室内温度をマイナス４０℃程度にまで下げることができる。
【００９６】
なお、通常のコンプレッサ方式冷却装置であっても、冷媒をアンモニアにすること等により、上記のような極低温の達成は可能である。そして製氷ユニット４３の中の製氷ファン（図示せず）はこの極低温の冷気を水に吹き付けて製氷を行うものであり、製氷は迅速に進む。なお冷却装置１００の冷凍能力を加減することにより、マイナス１８℃程度の冷気温度とすることもできる。
【００９７】
第３区画部１７は、吐出ダンパ６４の開度を調整することにより、流入する冷気の量を制御することができる。このため、第４区画部１８と無関係に、第３区画部１７の温度を通常の冷凍温度であるマイナス１８℃に維持することができる。
【００９８】
温度切替区画部１９は、チルド温度からマイナス１８℃まで、幅広い温度帯で使用されるが、その温度調整は、吐出ダンパ６７及び戻りダンパ７６により流入する冷気量を制御し、また必要に応じヒータ６９で冷気を加温することによって行われる。
【００９９】
温度切替区画部１９は冷凍食品の解凍にも用いられるため、第４区画部１８と大きな温度差がつくことがある。温度切替区画部１９の高い温度が第４区画部１８に影響を及ぼさないように、垂直方向仕切り部１３の中でも温度切替区画部１９と第４区画部１８の間の部分は特に断熱層が厚くされている。また温度切替区画部１９から吸気口５２に戻る空気が第４区画部１８の中の空気に混じらないよう、戻り通路７５は第４区画部１８から独立している。
【０１００】
なお、吐出ダンパ６７と戻りダンパ７６を閉じ、ファン６８を運転すると、温度切替区画部１９の中で空気が循環する。この状態でヒータ６９に通電すると、温度切替区画部１９の温度を、チルド温度をはるかに超える５０〜８０℃といった高温にすることができる。このような高温では腐敗菌の増殖が抑えられるので、食品その他を保温状態で衛生的に貯蔵することができる。
【０１０１】
第１区画部１５と第２区画部１６に対しては冷気通路５４を通じファン５６より冷気が送り込まれるが、その冷気が第１区画部１５と第２区画部１６を冷却しすぎることにならないように、冷気量は吐出ダンパ５５によって調整される。温度検知手段１８０からの信号に基づき、制御部８０が吐出ダンパ５５の開度を調整する。
【０１０２】
冷気は冷気通路５４から上り冷気通路５４Ｕに入り、その中を上昇しつつ冷気吐出口５７から第２区画部１６に吹き出す。冷気吐出口５７は隔離区画部１６ａより上の空間に上下方向に間隔を置いて複数形成されているので、その空間は均一に冷却される。
【０１０３】
冷気の一部は上り冷気通路５４Ｕの上端付近で横方向冷気通路６１に入り、冷気吐出口６２から吹き出す。冷気吐出口６２は垂直方向仕切り部１２から所定距離離れた場所に設けられているので、冷気吐出口５７が吐出する冷気と、冷気吐出口６２が吐出する冷気により、隔離区画部１６ａより上の空間は均一に冷却される。冷気吐出口６２が水平方向に間隔を置いて２個形成されているので、均一冷却の働きは一層強まる。横方向冷気通路６１の下流側、すなわち右側の冷気吐出口６２の開口面積を左側のものより大きくしておけば、第２区画部１６の左側部分と右側部分の温度均一化を一層促進することができる。
上り冷気通路５４Ｕの上端に達した冷気は水平連絡通路５４Ｈを経て下り冷気通路５４Ｄに入る。そして下り冷気通路５４Ｄの中を下降しつつ冷気吐出口５８から第１区画部１５に吹き出す。冷気吐出口５８は上下方向に間隔を置いて複数形成されているので、第１区画部１５は均一に冷却される。
【０１０４】
冷気は、上り冷気通路５４Ｕを上昇するに従い左右の区画部に間接的に冷熱を放出する。逆に言えば温熱を受け取るので、下り冷気通路５４Ｄに入る冷気は上り冷気通路５４Ｕに入ったばかりの頃よりも温度が上昇している。このため、第１区画部１５の温度は第２区画部１６の温度より高くなる。
【０１０５】
このように、垂直方向仕切り部１２の内部に冷気通路を設けたことにより、これまで顧みられなかった垂直方向仕切り部１２の内部空間を有効活用し、第１区画部１５及び第２区画部１６の奥行きを拡大できる。また垂直方向仕切り部１２内には、低温側蒸発器１３２で冷却された冷気を上に上げる上り冷気通路５４Ｕと、上に上がった冷気を下に下ろす下り冷気通路５４Ｄとを形成し、第２区画部１６には上り冷気通路５４Ｕから冷気を供給し、第１区画部１５には下り冷気通路５４Ｄから冷気を供給するから、流動過程で自然に生じる冷気の温度上昇を利用して、第２区画部１６と第１区画部１５とで温度を異ならせることができる。
【０１０６】
第１区画部１５と第２区画部１６の温度調整は、第１区画部１５に比べ温度が低くなる第２区画部１６に配置された温度検知手段１８０の温度検知結果に基づき制御部８０が吐出ダンパ５５の開度を調整することにより行われる。そのため、第１区画部１５と第２区画部１６の温度が必要以上に低下するのを回避し、食品の凍結等の弊害を防ぐことができる。
【０１０７】
第１区画部１５と第２区画部１６が連通路１８１で連通していることにより、温度検知手段１８０は第１区画部１５の温度変化も検知することになる。例えば未冷却の食品が第１区画部１５に入れられて第１区画部１５の温度が上昇したときなど、温度の高い空気が第１区画部１５から第２区画部１６に入り、温度検知手段１８０を通って立ち上る。温度検知手段１８０は温度の高い空気の侵入を検知し、それを電気信号で制御部８０に伝える。温度検知手段１８０は通気口１８３の直上に設けられているので、第１区画部１５の温度上昇を鋭敏に検知することができる。また、連通路１８１から供給される空気により第２区画部１６内の温度が変動するのを素早く検知できる。
【０１０８】
温度検知手段１８０からの信号を受けた制御部８０は吐出ダンパ５５の開度を上げる。これにより、冷気通路５４を流れる冷気量が増加し、第１区画部１５と第２区画部１６は一層強力に冷却され、区画内温度は速やかに設定温度に復帰する。区画内温度が設定温度に復帰した後、制御部８０は吐出ダンパ５５の開度を元に戻す。
【０１０９】
このように、１個の吐出ダンパ５５と１個の温度検知手段１８０で第１区画部１５と第２区画部１６の温度がコントロールされるから、部品コストを抑えることができる。
【０１１０】
また、第１区画部１５と第２区画部１６の間に連通路１８１を通じた空気の流動が生じることにより、第１区画部１５と第２区画部１６の間に極端な温度差が生じない。
【０１１１】
連通路１８１の両端に設けた通気口のうち、第１区画部１５に対する通気口１８２は第１区画部１５の下の方から上の方へ３箇所に設けられている。そして棚３０によって仕切られた空間に冷気吐出口５８から冷気が供給された後、当該空間に対応して設けられた通気口１８２から当該空間内の空気が連通路１８１に吸い込まれるため、各空間内の空気の循環が良くなって十分に攪拌が行われ、各空間内での温度の均一化が図れる。また、第２区画部１６に対する通気口１８３は第２区画部１６の上方に位置している。そのため、第１区画部１５で温度が上昇した空気が、第２区画部１６の冷気吐出口５７から吐出される冷気に混じり、第２区画部１６内の温度の均一化が図れる。また第１区画部１５と第２区画部１６の温度差を小さくすることができる。
【０１１２】
図７には垂直方向仕切り部１２の詳細構造が示されている。垂直方向仕切り部１２は垂直方向仕切り部前方部分１２Ａと垂直方向仕切り部後方部分１２Ｂにより構成される。垂直方向仕切り部前方部分１２Ａは断熱体１７０を左シェル１７１Ｌと右シェル１７１Ｒで挟んだ構造であり、垂直方向仕切り部後方部分１２Ｂは断熱体１７２を左シェル１７３Ｌと右シェル１７３Ｒで挟んだ構造である。断熱体１７０、１７２はスチロールやウレタンなどの樹脂を発泡させたものである。左シェル１７１Ｌ、右シェル１７１Ｒ、左シェル１７３Ｌ、右シェル１７３Ｒはポリプロピレンやポリスチレンなどの樹脂により形成される。左シェル１７１Ｌと右シェル１７１Ｒ、左シェル１７３Ｌと右シェル１７３Ｒは爪係合やねじ止め、接着などにより互いに結合される。
【０１１３】
垂直方向仕切り部前方部分１２Ａの前面はカバー１７４で覆われる。カバー１７４はカラー鋼板からなり、言うまでもなくこれは磁性体なので、第１断熱扉２０及び第２断熱扉２１の裏面に取り付けた磁石入りのガスケットがぴったりと吸着する。これにより、第１断熱扉２０と第２断熱扉２１の密閉性が向上する。カバー１７４の左シェル１７１Ｌと右シェル１７１Ｒに対する結合も、爪係合やねじ止め、接着などにより行われる。
【０１１４】
カバー１７４の裏面に近接して、配管１５２が配置されている。配管１５２は、断熱体１７０に形成された凹部１７５の中に配置されている。配管１５２はカバー１７４に直接接触させても良いし、カバー１７４の裏面にブチルゴムシートを貼り付け、このブチルゴムシートを介してカバー１７４に接触させても良い。ブチルゴムシートはカバー１７４の取り付けの補強にもなる。
【０１１５】
ここまで説明した垂直方向仕切り部１２の形成手法は、水平方向仕切り部１１、１４と垂直方向仕切り部１３の形成にも適用される。
【０１１６】
断熱体１７２には、左シェル１７３Ｌに面する側に、上り冷気通路５４Ｕ、水平連絡通路５４Ｈ、及び下り冷気通路５４Ｄをかたどった凹部１７６が形成される。この凹部１７６を左シェル１７３Ｌで覆うことにより、上り冷気通路５４Ｕ、水平連絡通路５４Ｈ、及び下り冷気通路５４Ｄが形成されるものである。また断熱体１７２には、上り冷気通路５４Ｕと下り冷気通路５４Ｄの間に、連通路１８１となる貫通部が形成される。
【０１１７】
上り冷気通路５４Ｕを外部から隔てるのは左シェル１７３Ｌのみである。従って、上り冷気通路５４Ｕを通る冷気で左シェル１７３Ｌの表面が冷却され、そこに結露の可能性が生じるが、図６に見られるように、この部分は機械室４６の右側隔壁４６ａに密着しているため、結露は防止される。なお、左シェル１７３Ｌと右側隔壁４６ａの間に空気が入り込むと、空気中の水分が結露するので、この箇所に空気が入り込まないようにシール材（例えばブチルゴム、シリコンゴム、軟質ウレタン発泡体等）でシールしておくとよい。
【０１１８】
水平連絡通路５４Ｈのうち、右側隔壁４６ａから外れる部分と、下り冷気通路５４Ｄについては、外部から隔てるのが左シェル１７３Ｌだけということになると、左シェル１７３Ｌの表面に結露が発生する。そこで、これらの箇所については左シェル１７３Ｌの裏側に断熱体１７７を配置し、水平連絡通路５４Ｈと下り冷気通路５４Ｄを通る冷気が左シェル１７３Ｌに接触しないようにする。
【０１１９】
断熱体１７７を配置する結果、下り冷気通路５４Ｄは多少右側にずれる。その分、右シェル１７３Ｒとの間の断熱体１７２の厚さが薄くなるが、下り冷気通路５４Ｄを流れる冷気は上り冷気通路５４Ｕを流れる冷気に比べ温度が上昇しているので、問題は少ない。
【０１２０】
上り冷気通路５４Ｕについても、必要があれば断熱体１７７に相当する断熱体を設ける。例えば右側隔壁４６ａから外れるような箇所が生じたような場合がこれに該当する。
【０１２１】
また、本実施形態のように、第１区画部１５の容積が第２区画部１６の容積に比べて大幅に小さい場合は、第１区画部１５に供給する冷気量を第２区画部１６に供給する冷気量より少なくできる。すなわち下り冷気通路５４Ｄの断面積を上り冷気通路５４Ｕの断面積より小さくできる。下り冷気通路５４Ｄの断面積を冷気通路５４Ｕの断面積よりも小さくするにあたり、下り冷気通路５４Ｄの左右方向の幅を圧縮して断面積縮小を図ることとすれば、右シェル１７３Ｒとの間の断熱体１７２の厚さを回復させることができる。
【０１２２】
冷気通路５４を流れる冷気は、上り冷気通路５４Ｕに入る手前で一部が横方向冷気通路５９に入る。横方向冷気通路５９に入った冷気は水平方向に間隔を置いて配置された２個の冷気吐出口６０からケース３３内へ吹き出し、隔離区画部１６ａ内にあるケース３３内を均一に冷却する。冷気通路５９から吹き出す冷気の量を調整することにより、隔離区画部１６ａの温度をそれより上の空間より低くし、例えば庫内温度０℃、−３℃といったチルド室や氷温室として隔離区画部１６ａを使用することができる。冷気量の調整は、横方向冷気通路５９の断面積の設定、冷気吐出口６０の開口面積の設定、あるいは横方向冷気通路５９へのダンパの設置などといった手法で実現できる。
【０１２３】
隔離区画部１６ｂ内のケース３４の周囲には、特にその下側には、比較的温度が高くなった第１区画部１５からの戻り空気と第２区画部１６からの戻り空気が流れる。第１区画部１５からの戻り空気と第２区画部１６からの戻り空気が流れることにより、隔離区画部１６ｂの温度低下は小さく、例えば内部温度が５℃といったレベルになる。そのため、隔離区画部１６ｂは野菜貯蔵空間として利用することができる。また、仕切カバー３５はケース３４の上面開口部をぴったりと閉ざすものであり、これによりケース３４内の食品の水分蒸発が抑制される。そのためケース３４の内部は野菜貯蔵に一層適した空間となる。
【０１２４】
なお、第２区画部１６からの戻り空気の一部を仕切カバー３５の上面とケース３３の下面の間の隙間に流すようにすれば、比較的温度が高くなった戻り空気による空気断熱の効果により、隔離区画部１６ａがチルド室や氷温室に設定されていたとしても、その低温が隔離区画部１６ｂにまで伝わりにくくなり、ケース３４内の野菜の凍結防止に役立つ。断熱効果を高めるため、断熱材を貼り付けるなどして仕切カバー３５に断熱層を形成してもよい。
【０１２５】
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】
【０１２６】
本発明は家庭用また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】
【０１２７】
【図１】冷却庫の正面図
【図２】断熱扉を取り除いた状態の冷却庫の正面図
【図３】冷却庫の垂直断面図
【図４】異なる部位における冷却庫の垂直断面図
【図５】冷気通路の構成説明図
【図６】図４のＡ−Ａ線に沿って切断した冷却庫の水平断面図
【図７】垂直方向仕切り部の拡大水平断面図
【図８】冷却庫に搭載される冷却装置の概略構成図
【図９】冷却庫のスターリング冷凍機搭載箇所の部分垂直断面図
【図１０】支持部材に支持されたスターリング冷凍機の上面図
【図１１】支持部材の上面図
【図１２】冷却装置の概略斜視図
【図１３】冷気の流れを示すブロック構成図
【符号の説明】
【０１２８】
１    冷却庫
１０  断熱筐体
１１、１４  水平方向仕切り部
１２、１３  垂直方向仕切り部
１５  第１区画部（第１の区画）
１６  第２区画部（第２の区画）
１７  第３区画部（第３の区画）
１８  第４区画部（第４の区画）
１９  温度切替区画部
２０  第１断熱扉
２１  第２断熱扉
２２  第３断熱扉
２３  第４断熱扉
２４  第５断熱扉
４６  機械室（凹部）
５０、５１、５４、６３、６６  冷気通路
５４Ｕ  上り冷気通路
５４Ｄ  下り冷気通路
５９、６１  横方向冷気通路
５７、５８、６０、６２、６２Ａ、６５、７０  冷気吐出口
８１  電装ボックス
１００  冷却装置
１１０  スターリング冷凍機
１１１  高温ヘッド
１１２  低温ヘッド
１２０  高温側第１循環回路
１２１  高温側蒸発器
１２２  高温側凝縮器（放熱部）
１２３  二次冷媒配管
１２４  放熱ファン
１３０  低温側循環回路
１３１  低温側凝縮器
１３２  低温側蒸発器（冷却部）
１３３  二次冷媒配管
１５０  高温側第２循環回路
１５１  熱交換器
１６０  防露部
１８０  温度検知手段
１８１  連通路
１８２、１８３  通気口
【図１】
2008309447.tif 000003
【図２】
2008309447.tif 000004
【図３】
2008309447.tif 000005
【図４】
2008309447.tif 000006
【図５】
2008309447.tif 000007
【図６】
2008309447.tif 000008
【図７】
2008309447.tif 000009
【図８】
2008309447.tif 000010
【図９】
2008309447.tif 000011
【図１０】
2008309447.tif 000012
【図１１】
2008309447.tif 000013
【図１２】
2008309447.tif 000014
【図１３】
2008309447.tif 000015