(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の冷却対象物と、第１の温度で状態変化をする第１の保冷材と、前記第１の冷却対象物と前記第１の温度である前記第１の保冷材との温度差に基づいて発電する第１の室内発電部と、を格納し、前記第１の冷却対象物の温度を保持する第１の温度保持室と、
第２の冷却対象物と、第２の温度で状態変化をする第２の保冷材と、前記第２の冷却対象物と前記第２の温度である前記第２の保冷材との温度差に基づいて発電する第２の室内発電部と、を格納し、前記第２の冷却対象物の温度を保持する第２の温度保持室と、
前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室との間に配置され、前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室とを熱的に接続し、前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室との温度差に基づいて発電する室間発電部と、を備える、
コンテナ。
【請求項２】
前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室とは、それぞれ、断熱壁によって囲まれ、
前記断熱壁のうち、前記室間発電部と接する部分は、前記室間発電部と接しない部分に比べて薄く形成されている、
請求項１に記載のコンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンテナと、
生成したエネルギーを前記第１の室内発電部、前記第２の室内発電部又は前記室間発電部に供給する太陽電池と、
前記第１の室内発電部、前記第２の室内発電部又は前記室間発電部によって発電された電気エネルギーを用いて車体を走行させる駆動機構と、を備える、
自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ及び自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
肉、魚、野菜等の生鮮食品は、温度を管理されたコンテナに積み込まれ、列車、自動車等によって物流拠点間を輸送される。
【０００３】
輸送中にコンテナ内の生鮮食品の鮮度を維持するため、コンテナに冷凍装置又は冷蔵装置が接続される。冷凍装置又は冷蔵装置は、通常、電気エネルギーを利用して冷気を生成し、コンテナ内の生鮮食品を低温に維持する。
【０００４】
しかし、コンテナを輸送する列車、自動車等の種類、輸送環境によっては、電気エネルギーを得られないことがある。そのような状況でもコンテナ内の温度を低温に維持することができるコンテナとして、外気を遮断して熱の流入を防ぐ保冷コンテナが用いられてきた。
【０００５】
保冷コンテナとして、例えば、特許文献１に示す装置が知られている。
特許文献１に記載された装置は、コンテナ内に予め冷却した保冷材を配置することで、電気エネルギーを得られない状況でも、輸送中の生鮮食品を低温に維持するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０１７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された保冷コンテナでは、生鮮食品から保冷材に熱エネルギーが移動する。
【０００８】
特許文献１に記載された保冷コンテナでは、生鮮食品に蓄えられている熱エネルギーの大部分は、保冷材の温度を上昇させることで消費される。
このように、特許文献１に記載された保冷コンテナにおいては、冷却対象物から保冷材に移動する熱エネルギーを効率的に利用できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑み、冷却対象物から保冷材に移動する熱エネルギーを効率よく利用することのできるコンテナ及び自動車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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の１つの観点に係るコンテナは、
第１の冷却対象物と、第１の温度で状態変化をする第１の保冷材と、前記第１の冷却対象物と前記第１の温度である前記第１の保冷材との温度差に基づいて発電する第１の室内発電部と、を格納し、前記第１の冷却対象物の温度を保持する第１の温度保持室と、
第２の冷却対象物と、第２の温度で状態変化をする第２の保冷材と、前記第２の冷却対象物と前記第２の温度である前記第２の保冷材との温度差に基づいて発電する第２の室内発電部と、を格納し、前記第２の冷却対象物の温度を保持する第２の温度保持室と、
前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室との間に配置され、前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室とを熱的に接続し、前記第１の温度保持室と前記第２の温度保持室との温度差に基づいて発電する室間発電部と、を備える。
【００１１】
また、本発明の別の観点に係る自動車は、
前記コンテナと、
生成したエネルギーを前記第１の室内発電部、前記第２の室内発電部又は前記室間発電部に供給する太陽電池と、
前記第１の室内発電部、前記第２の室内発電部又は前記室間発電部によって発電された電気エネルギーを用いて車体を走行させる駆動機構と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、保冷材と冷却対象物との温度差及び温度保持室間の温度差に基づいて発電することができるため、冷却対象物から保冷材に移動する熱エネルギー及び温度保持室間を移動する熱エネルギーを効率よく利用することのできるコンテナ及び自動車が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態１に係る保冷ボックスの斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す保冷ボックスのＡＡ’断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示す保冷ボックスの１つの温度保持室と別の温度保持室との隣接部分の拡大図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）に示す保冷ボックスに含まれる発電パネルと発電セルの位置関係を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す発電セルの斜視図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示す発電セルのＢＢ’断面図であり、（Ｄ）は（Ｂ）に示す発電セルのＣＣ’断面図である。
【図３】（Ａ）は図１（Ａ）に示す保冷ボックスの保冷材の状態変化を説明する図であり、（Ｂ）は保冷材を用いる場合と保冷材以外の冷媒を用いる場合の保冷材、冷媒の温度変化を比較する図である。
【図４】図１（Ａ）に示す保冷ボックスにおけるエネルギーの流れを説明する図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施の形態２に係る保冷車の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す保冷車の側面図である。
【図６】図５（Ａ）に示す保冷車におけるエネルギーの流れを説明する図である。
【図７】変形例に係る発電セルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１に係る保冷ボックス１を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
（保冷ボックス１の全体的な説明）
図１（Ａ）に示すように、保冷ボックス１は、肉、魚、野菜等の冷却対象物ＣＯを格納して温度を保持する空間である３つの温度保持室３１、３２、３３を備える箱型の装置である。
【００１６】
より詳しくは、保冷ボックス１は、図１（Ｂ）に示す図１（Ａ）のＡＡ’断面図に示すように、各部を制御する制御部２０と、温度保持室３１、３２、３３を含む保冷コンテナ３０と、を備える。
【００１７】
図１（Ａ）に示したように、温度保持室３１、３２、３３は、それぞれ、ドアＤ１、Ｄ２、Ｄ３を備える。ユーザは、温度保持室３１、３２、３３に冷却対象物ＣＯを入れ、又は温度保持室３１、３２、３３から冷却対象物ＣＯを取り出すときに、対応するドアＤ１、Ｄ２、Ｄ３を開く。
【００１８】
詳しくは後述するが、温度保持室３１、３２、３３の内部の空間は、発電パネル５０によって区切られており、区切られたそれぞれの空間には、保冷材３４、３５、３６と冷却対象物ＣＯが格納されている。保冷材３４、３５、３６は、予め冷却されている。
【００１９】
図１（Ｂ）に示したように、制御部２０と保冷コンテナ３０とは、後述する発電流体が通る管である配管Ｐと、電気が通る導線である配線Ｗと、を介して接続されている。
【００２０】
制御部２０は、蓄電池２１とポンプ２２と電気コネクタ２３とを備える。
蓄電池２１は、発電パネル５０によって発電された電気エネルギーを蓄える装置である。
ポンプ２２は、電気エネルギーを用いて配管Ｐ内の発電流体に圧力をかけ、発電パネル５０に発電流体を循環させる装置である。ポンプ２２を動作させる電気エネルギーは、配線Ｗを介して供給される。
電気コネクタ２３は、電気エネルギーを利用する外部機器の電源ケーブルを接続するコネクタである。外部機器は、電気コネクタ２３を介して、蓄電池２１に蓄えられた電気エネルギーを消費する。
【００２１】
（温度保持室３１、３２、３３の詳細）
図１（Ｂ）に示したように、温度保持室３１の内部の空間は、発電パネル５０によって上下に区切られている。温度保持室３１の上側の区画３１ａには保冷材３４が格納され、下側の区画３１ｂには冷却対象物ＣＯが格納されている。
温度保持室３２、３３の内部の空間は、発電パネル５０によって、左右に区切られている。温度保持室３２の左側の区画３２ａには保冷材３５が格納され、右側の区画３２ｂには冷却対象物ＣＯが格納されている。同様に、温度保持室３３の左側の区画３３ａには保冷材３６が格納され、右側の区画３３ｂには冷却対象物ＣＯが格納されている。
発電パネル５０によって区切られた区画３１ａ、３２ａ、３３ａには保冷材３４、３５、３６がそれぞれ配置され、反対側の区画３１ｂ、３２ｂ、３３ｂには冷却対象物ＣＯが配置されるので、発電パネル５０の両面は、異なる温度に保たれる。
冷却対象物ＣＯは、請求項における、第１の冷却対象物、第２の冷却対象物の一例である。
【００２２】
発電パネル５０は、温度保持室３１、３２、３３の内部だけでなく、温度保持室３１、３２、３３の間にも配置されている。具体的には、発電パネル５０は、温度保持室３１の上端と温度保持室３２の左端との間、温度保持室３２の左端と温度保持室３３の左端との間にそれぞれ配置されている。
後述するように、温度保持室３１、３２、３３の温度は異なるから、温度保持室３１、３２、３３の間に配置された発電パネル５０の両面の温度は異なる。
【００２３】
図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のＡＤ部分を拡大したものである。
温度保持室３１、３２は、それぞれ、断熱壁３１ｗ、３２ｗによって囲まれている。温度保持室３１と温度保持室３２は、温度保持室３１側の断熱壁３１ｗ、温度保持室３２側の断熱壁３２ｗ及び発電パネル５０を介して接している。温度保持室３１と温度保持室３２は、断熱壁３１ｗ、３２ｗによって、互いに断熱されている。しかし、断熱壁３１ｗ、３２ｗのうち、発電パネル５０が配置される熱通過部分３１ｇ、３２ｇでは、断熱壁３１ｗ、３２ｗは、他の部分に比べて薄く形成されている。
【００２４】
このような構造を有するため、温度保持室３１と温度保持室３２は熱通過部分３１ｇ、３２ｇで熱的に接続しており、言い換えれば、熱通過部分３１ｇ、３２ｇと発電パネル５０を介して熱エネルギーをやり取りすることができる。温度保持室３３は、断熱壁３３ｗによって囲まれている。温度保持室３２と温度保持室３３の間にも同様の構造が形成されているため、温度保持室３２と温度保持室３３も、熱的に結合している。
温度保持室３１、３２、３３は、請求項における、第１の温度保持室、第２の温度保持室の一例である。
【００２５】
（発電パネル５０の詳細）
図２（Ａ）に示すように、発電パネル５０は、後述する４つの発電セル５１を備える。発電パネル５０は、平板状に形成されている。
【００２６】
（発電セル５１の詳細）
発電セル５１は、発電パネル５０に接する物体の温度差から電気エネルギーを取り出して発電する装置である。
図２（Ｂ）に示すように、発電セル５１は、扁平な箱型に形成されている。発電セル５１は、後述する発電流体を溜めるチャンバ５６を備える。発電セル５１には、陽極５４及び陰極５５が接続されている。チャンバ５６には、発電流体の流入口である流体流入口５２と、発電流体の流出口である流体流出口５３と、が形成されている。
【００２７】
１つの発電パネル５０に含まれる４つの発電セル５１は、配線Ｗを介して蓄電池２１に並列に接続される。また、１つの発電パネル５０に含まれる４つの発電セル５１は、配管Ｐを介してポンプ２２に並列に接続される。
【００２８】
陽極５４は金属板であり、プラスチック製のチャンバ５６の下部を覆っている。
図２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、陰極５５は、チャンバ５６の内部に突き出ており、かつ、陽極５４と電気的に接続しない位置に固定されている。陰極５５は金属板である。
【００２９】
温度保持室３１に格納された発電パネル５０では、発電パネル５０の上側に保冷材３４が位置し、下側に冷却対象物ＣＯが位置する。このため、発電パネル５０に埋め込まれた発電セル５１の陽極５４は、保冷材３４によって冷却される陰極５５に対して相対的に高温である。
【００３０】
（発電流体の詳細）
発電流体は、陽極５４、陰極５５との間で電子をやり取りして発電する流体である。発電流体は、以下で説明する酸化還元対とイオン液体を含む。酸化還元対は、後述する保冷材３４、３５、３６が状態変化する温度付近の温度で酸化又は還元される化合物である。
【００３１】
酸化還元対は、例えば、ＣｏＩＩ（ｂｐｙ）３（ＮＴｆ２）２とＣｏＩＩＩ（ｂｐｙ）３（ＮＴｆ２）３とを含む。
ｂｐｙは、２，２’−ビピリジン（2,2'-bipyridine）である。ＮＴｆ２は、ビストリフルオロメチルスルホニルアミド（bis(trifluoromethylsulfonyl)amide）である。
【００３２】
イオン液体は、例えば、［Ｃ２ｍｉｍ］［ＮＴｆ２］である。
Ｃ２ｍｉｍは、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（1-ethyl-3-methylimidazolium）である。
【００３３】
発電流体は、図２（Ｃ）に示した経路で、発電セル５１の内部を流れる。
まず、発電流体は、流体流入口５２から流入し、チャンバ５６の上部を図面向かって右から左へ流れる。前述したように、発電パネル５０は、冷却対象物ＣＯと保冷材３４、３５又は３６とに接し、発電セル５１は発電パネル５０に埋め込まれている。このため、チャンバ５６の上部には保冷材３４、３５、３６が位置しており、発電流体は、チャンバ５６の上部を流れる際に熱エネルギーを奪われて冷却される。
チャンバ５６の内壁にぶつかると、発電流体は、陰極５５とチャンバ５６の隙間を通って、チャンバ５６内の陽極５４の下側に達する。
続いて、発電流体は、陽極５４と陰極５５の間を図面向かって左から右へ流れる。このとき、チャンバ５６の下部には図示しない冷却対象物ＣＯがあるため、発電流体は冷却対象物ＣＯの熱エネルギーを受け取り、昇温する。
【００３４】
発電流体は、高温で還元され、低温で酸化される性質を有するから、陽極５４に近い側では、還元された発電流体の割合が酸化された発電流体の割合よりも高く、陰極５５に近い側では、還元された発電流体の割合が酸化された発電流体の割合よりも高い。なお、破線は、酸化された発電流体と還元された発電流体の割合が等しい領域の境界を例示したものである。破線より上側では、酸化された発電流体が還元された発電流体より多く、破線より下側の特に陽極５４に近い領域では、還元された発電流体が酸化された発電流体より多い。
発電流体は、還元される際に、陽極５４から電子を奪い、酸化される際に、陰極５５に電子を渡すため、陽極５４と陰極５５との間に電位差が発生する。このようにして陽極５４と陰極５５との間に生じた電位差は、配線Ｗを通して接続された蓄電池２１に蓄えられる。
【００３５】
なお、１つの発電パネル５０に含まれる発電セル５１の数は、４に限られず、これより多くても、少なくてもよい。
また、発電パネル５０における発電セル５１の配置は、説明したものに限られない。
発電パネル５０は、請求項における、第１の室内発電部、第２の室内発電部、室間発電部の一例である。
【００３６】
（保冷材３４、３５、３６の詳細）
保冷材３４、３５、３６は、温度保持室３１、３２、３３内に格納される冷却対象物ＣＯを保存する温度以下の温度であって、冷却対象物ＣＯの種類、量等に応じて、互いに異なる温度、例えば、−２０℃、−１０℃、０℃で固体から液体に状態変化する保冷材である。保冷材３４、３５、３６は、冷却対象物ＣＯを保存する間、−２０℃、−１０℃以下、０℃以下の温度を保持する熱容量を有する。
【００３７】
次に、このような状態変化をする保冷材３４、３５、３６の具体例を説明する。
保冷材３４、３５、３６は、例えば、水と吸水性ポリマーを含む。
水を含むため、保冷材３４、３５、３６の熱容量は比較的大きく、温度変化は比較的緩やかである。保冷材３４、３５、３６は、一定の温度で固体から液体、又は液体から固体へ状態変化する。それぞれ異なる割合で吸水性ポリマーを含むことから、保冷材３４、３５、３６は、異なる温度で状態変化する。
【００３８】
吸水性ポリマーは、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムである。水と吸水性ポリマーの割合は、状態変化させようとする保冷材３４、３５、３６の温度に応じて、例えば、実験的に定められる。
【００３９】
以下、図３（Ａ）を参照しながら、−２０℃で状態変化する保冷材３４を例として、加えた熱量と温度及び状態の関係を説明する。
【００４０】
例えば、保冷材３４を初期温度−４５℃まで冷却した後、熱を加えると、保冷材３４の温度は徐々に上昇する。しかし、保冷材３４の温度が−２０℃に達すると、保冷材３４に熱を加えても温度が−２０℃から上昇しなくなるとともに、保冷材３４の一部が融解し始める。−４５℃から−２０℃に達するまでに保冷材３４に加えた熱量をＱ１ジュールとする。
【００４１】
保冷材３４に加えられた熱量がＱ１ジュールを超えたとき、保冷材３４の一部は固体から液体になる。この状態の保冷材３４に熱をさらに加えると、加えた熱量がＱ２ジュールに達したときに、保冷材３４の温度が−２０℃を超えて上昇し始める。このとき、保冷材３４はすべて液体の状態にある。このように、保冷材３４は、初期温度−４５℃から計算して、受け取った熱量がＱ１ジュールからＱ２ジュールの間で、−２０℃の温度を保つ。
保冷材３５、３６も、保冷材３４と同様に、状態変化する間、一定の温度、例えば、−１０℃、０℃を保つ。
【００４２】
以上説明した保冷材３４、３５、３６に含まれる物質と熱特性は、例示である。保冷材３４、３５、３６は、吸水性ポリマーを含んでいなくてもよく、水又は吸水性ポリマー以外の物質、例えば、防腐剤、着色剤等を含んでいてもよい。保冷材３４、３５、３６は、上述した温度以外の温度で状態変化するものであってもよい。
保冷材３４、３５、３６は、請求項における、第１の保冷材、第２の保冷材の一例である。また、保冷材３４、３５、３６が状態変化する温度は、請求項における、第１の温度、第２の温度の一例である。
【００４３】
保冷材３４、３５、３６が状態変化する温度は異なるため、各発電パネル５０は、それぞれの保冷材３４、３５、３６が状態変化する温度付近の温度で活発に酸化還元反応を行うよう、最適化されている。
【００４４】
（発電パネル５０が配置されている場所）
温度保持室３２の内部には、温度保持室３１の内部と同様に、保冷材３５と発電パネル５０が配置されている。また、温度保持室３３の内部にも、温度保持室３１、３２の内部と同様に、保冷材３６と発電パネル５０が配置されている。また、温度保持室３１と温度保持室３２との間、温度保持室３２と温度保持室３３との間にも、それぞれ、発電パネル５０が配置されている。
【００４５】
温度保持室３１、３２、３３のそれぞれの内部で、発電パネル５０は、保冷材３４、３５、３６と冷却対象物ＣＯとの温度差に基づいて発電する。また、温度保持室３１と温度保持室３２との間、温度保持室３２と温度保持室３３との間で、発電パネル５０は、室間の温度差に基づいて発電する。
【００４６】
制御部２０は、図示しない充電回路、逆流防止回路を備えており、発電セル５１によって発電された電気エネルギーは、蓄電池２１に蓄えられる。蓄電池２１に蓄えられたエネルギーのうちの一部は、配線Ｗによってポンプ２２に供給され、ポンプ２２を動作させるエネルギーとして用いられる。
【００４７】
発電セル５１によって発電され、蓄電池２１に蓄えられたエネルギーのうち、ポンプ２２を動作させるエネルギーとして使用されなかった残部は、ポンプ２２以外の機器、例えば、電気コネクタ２３を介して接続された外部機器によって消費されることができる。
【００４８】
なお、制御部２０は、配線Ｗの電圧又は電流を検知し、蓄電池２１に蓄えられたエネルギーのうち、ポンプ２２の動作に必要とされる量をポンプ２２に優先的に供給し、残部を電気コネクタ２３に振り分ける分岐回路を備えていてもよい。
【００４９】
以上説明したように、保冷ボックス１は、特許文献１に記載された保冷コンテナと異なり、温度保持室３１、３２、３３の内部に、冷却対象物ＣＯと保冷材３４、３５、３６との温度差又は温度保持室３１、３２、３３間の温度差に基づいて発電する発電パネル５０を備える。このため、保冷ボックス１は、冷却対象物ＣＯから保冷材３４、３５、３６に移動する熱エネルギー又は温度保持室３１、３２、３３間を移動する熱エネルギーから、利用可能なエネルギーを取り出すことができる。
従って、保冷ボックス１によれば、従来利用しなかった熱エネルギーをエネルギー源として利用できるので、従来に比べてエネルギーを効率的に利用することができる。
【００５０】
また、保冷ボックス１は、異なる温度を保持する温度保持室３１、３２、３３を備えるため、最適な保管温度の異なる生鮮食品を一つの保冷ボックス１で保存することができる。
【００５１】
（温度変化する冷媒ＣＰとの比較）
保冷ボックス１は、熱エネルギーを受け取っても温度が変化しない保冷材３４、３５、３６の温度領域を利用して発電を行う。このため、保冷ボックス１によれば、受け取った熱エネルギーの量に応じて温度が変化する冷媒ＣＰで発電を行う場合に比べて、高い発電の効率が達成される。冷媒ＣＰは、温度保持室３１の区画３１ａに格納される仮想的な物質であり、保冷材３４と同一の比熱、熱容量を有するが、状態変化をしないものである。
このことを、保冷材３４を例に、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【００５２】
図３（Ａ）に示したように、保冷材３４は、熱を受け取っても、初期温度−４５℃から受け取った熱の量がＱ１〜Ｑ２ジュールの範囲にある限り、その温度は変化しない。
【００５３】
図３（Ｂ）の実線は図３（Ａ）に示した保冷材３４、破線は比較例に係る冷媒ＣＰのそれぞれの温度変化を受け取った熱量との関係で示したものである。一点鎖線は、冷却対象物ＣＯの温度変化を、保冷材３４、冷媒ＣＰの温度変化と比較できるよう、奪われた熱量との関係で示したものである。Ｑ１は、図３（Ａ）におけるＱ１と同様の熱量の値であり、保冷材３４が初期温度−４５℃から状態変化を開始するまでに受け取った熱量を示すものである。
以下、理解を容易にするため、冷却対象物ＣＯから保冷材３４、冷媒ＣＰに移動する熱エネルギーのうち、発電パネル５０によって取り出される熱エネルギーの量を考慮しないものとする。
【００５４】
保冷材３４及び冷媒ＣＰは、−４５℃に冷却されているものとする。初期温度−４５℃からＱ１ジュールの熱を受け取るまで、保冷材３４と冷媒ＣＰは、同一の熱容量を有するため、同様の温度変化をする。Ｑ１ジュールの熱を受け取った後、保冷材３４は−２０℃を保ったまま温度変化をしなくなるが、冷媒ＣＰは−２０℃を超えて温度上昇をする。
Ｑ３ジュールの熱を受け取ったとき、保冷材３４の温度は−２０℃のままであるが、冷媒ＣＰの温度は−１５℃まで上昇している。このため、冷媒ＣＰを用いる場合には、保冷材３４を用いる場合に比べて冷却対象物ＣＯとの温度差が小さく、温度差に基づく発電量が小さくなる。
更に保冷材３４、冷媒ＣＰと冷却対象物ＣＯとを接触させ続け、冷却対象物ＣＯから保冷材３４、冷媒ＣＰにＱ４ジュールの熱が移動したとき、保冷材３４の温度は変わらず−２０℃であるが、冷媒ＣＰの温度は５℃まで上昇している。一方で、冷却対象物ＣＯの温度は５℃まで低下しているから、冷媒ＣＰの温度と冷却対象物ＣＯの温度は等しくなっている。
このため、Ｑ４ジュールの熱が移動すると、冷媒ＣＰを用いた場合には、温度差がないため、温度差に基づく発電ができなくなる。これに対し、保冷材３４を用いた場合には、２５℃の温度差が残っているため、更にＱ５ジュールの熱を受け取って冷却対象物ＣＯとの温度が等しくなるまで、温度差に基づく発電を継続することができる。
このように、保冷材３４では、温度差を維持し続ける限り多く発電をすることができるので、温度変化をする冷媒ＣＰを用いる場合に比べて高い発電の効率を有する。
以上、保冷ボックス１の発電の効率について説明した。
【００５５】
（保冷ボックス１の動作）
ポンプ２２は、蓄電池２１に蓄えられたエネルギーを用いて、発電流体を循環させる。発電流体は、チャンバ５６内を流れる際に、発電セル５１内で酸化還元反応を起こすため、陽極５４と陰極５５との間に電位差が発生する。発電セル５１を含む発電パネル５０によって生成された電気エネルギーは、蓄電池２１に蓄積される。蓄積されたエネルギーの少なくとも一部は、ポンプ２２に供給されて、発電流体を循環させるエネルギーとして用いられる。
保冷材３４、３５、３６は、冷却対象物ＣＯを保存する間、融点を維持するため、冷却対象物ＣＯを保存する間、温度保持室３１、３２、３３は、一定の温度を保つ。この条件では、温度保持室３１と３２の温度差、温度保持室３２と３３の温度差は、それぞれ一定に保たれる。このため、温度保持室３１と３２の間に配置された発電パネル５０、及び温度保持室３２と３３の間に配置された発電パネル５０は、それぞれ一定の発電量を維持する。従って、保冷ボックス１は、温度保持室３１、３２、３３内で冷却対象物ＣＯが冷却されている間、ポンプ２２を動作させる電気エネルギーを生成し続ける。
このようにして、発電セル５１による発電と、生成された電気エネルギーの蓄電池２１への蓄積、蓄積されたエネルギーのポンプ２２への供給が繰り返される。
【００５６】
また、保冷ボックス１によれば、温度保持室３１、３２、３３の内部の温度差だけでなく、温度保持室３１、３２、３３間の温度差からも電気エネルギーを取り出すため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【００５７】
（エネルギーの量的関係）
以下、保冷ボックス１に供給するエネルギーと保冷ボックス１から得られるエネルギーとの関係を説明する。
図４に示すように、冷却対象物ＣＯから発電パネル５０に流れる熱をＱｉｎとし、発電パネル５０から保冷材３４、３５、３６に流れる熱をＱｏｕｔとする。発電パネル５０は温度差に基づいて発電する。言い換えれば、発電パネル５０は、受け取った熱Ｑｉｎと放出した熱Ｑｏｕｔの差の一部を電気エネルギーＥｏｕｔに変換する機能を有するものである。
発電パネル５０における摩擦、振動等によるエネルギーの損失分をＥｌｏｓｓとする。発電流体を循環させるポンプ２２を動作させるエネルギーをＥｉｎとする。
このとき、発電パネル５０に供給されるエネルギーと発電パネル５０から出力されるエネルギーは釣り合っているから、Ｅｉｎ＋Ｑｉｎ＝Ｅｏｕｔ＋Ｑｏｕｔ＋Ｅｌｏｓｓが成り立つ。
また、発電パネル５０によって生成されたエネルギーの発電パネル５０を動作させるのに必要なエネルギーに対する比は、Ｅｏｕｔ／Ｅｉｎ＝１＋（Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ−Ｅｌｏｓｓ）／Ｅｉｎで表される。
Ｅｉｎは正の値であるから、Ｅｅｘ＝（Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ−Ｅｌｏｓｓ）が正の値であれば、Ｅｏｕｔ／Ｅｉｎの値は１を超える。すなわち、Ｅｅｘが正の値であれば、保冷ボックス１のエネルギーのゲインは１を超える。なお、Ｅｅｘは、例えば、蓄電池２１に蓄えられる余剰なエネルギーである。
【００５８】
以上説明したように、保冷ボックス１によれば、供給するエネルギーの量と得られるエネルギーの量との比であるゲインを１より大きい値とすることができる。このように、保冷ボックス１によれば、冷却対象物ＣＯを冷却する際に保冷材３４、３５、３６に移動する熱の一部をエネルギーとして取り出すことができるので、エネルギーを効率的に利用することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
保冷ボックス１においては、発電パネル５０に発電流体を循環させるポンプ２２のエネルギーは、発電パネル５０によって生成されたエネルギーで賄われていた。
発電をより安定させるため、発電パネル５０以外の発電装置によって電気エネルギーを生成し、生成した電気エネルギーをポンプ２２に供給してもよい。
実施の形態２に係る保冷車２は、太陽光発電によって、発電パネル５０の動作に必要なエネルギーを補うものである。以下、保冷ボックス１と異なる部分について説明する。
【００６０】
（保冷車２の全体的な説明）
図５（Ａ）に示すように、保冷車２は車両後部に荷台ＢＢを備えるバンボディ型の貨物自動車であり、荷台ＢＢの天井に太陽光発電によって発電して電気エネルギーを生成する太陽光発電部４０を備える。
【００６１】
太陽光発電部４０は、ソーラーパネルである。太陽光発電部４０は、ソーラーパネル以外に、ヒューズ、インバータ回路、安定化回路等の電気電子回路を備えていてもよい。
ソーラーパネルは、請求項における、太陽電池の一例である。
【００６２】
図５（Ｂ）に示すように、保冷車２は、車体を走行させる駆動機構１０を備える。
駆動機構１０は、シャフト１１、シャフト１１に接続されたタイヤ１２、シャフト１１に接続されたモータ１３を含む。モータ１３は、配線Ｗを介して、蓄電池２１に接続されている。
駆動機構１０は、これらに加えて、図示しないギア、ブレーキ、エンジン、電気回路、電子回路等を含んでいてもよい。
【００６３】
保冷車２は、荷台ＢＢに、前述した保冷コンテナ３０を搭載している。
保冷コンテナ３０には、車体側面に設けられ、左右に移動させて開けるスライドドアＳＤを開けた状態でアクセスされる。
【００６４】
（保冷車２の動作）
太陽光発電部４０と制御部２０とは、配線Ｗによって接続されており、太陽光発電部４０によって発電されたエネルギーは、制御部２０を介して、蓄電池２１に蓄積される。
【００６５】
温度保持室３１、３２、３３に格納した冷却対象物ＣＯの温度が保冷材３４、３５、３６の温度に近づくと、発電パネル５０による発電量が減少する。発電量が減少しても、保冷車２が走行する間、ポンプ２２に供給される電気エネルギーは、太陽光発電部４０によって生成された電気エネルギーで補われる。このように、保冷車２によれば、蓄電池２１への蓄電を継続することができる。
【００６６】
（エネルギーの均衡）
保冷車２のエネルギーの均衡について、図６を参照して、保冷ボックス１と異なる点を説明する。
太陽光発電部４０によって生成されたエネルギーをＥａとする。
コンテナに供給されるエネルギーＥｉｎは、保冷車２によって発電されたエネルギーのうちの発電のために再利用される分であるＥｒと、太陽光発電部によって生成されたエネルギーＥａとの合計であるから、Ｅｉｎ＝Ｅｒ＋Ｅａという関係が成り立つ。
【００６７】
このように、発電パネル５０を動作させるエネルギーＥｉｎの一部がＥａで補われるので、例えば、発電パネル５０によって発電される電気エネルギーの値が低下し、フィードバックされるエネルギーＥｒが０になっても、Ｅｉｎの値が発電に必要な値以上なら、保冷車２は発電を継続できる。
【００６８】
加えて、保冷車２は、太陽光発電だけでなく、走行時の運動エネルギーをも、エネルギー源として用いる。
モータ１３は、発電機としての機能を有する。このため、保冷車２が減速するとき、モータ１３のシャフトを回転させて発電機として動作させ、保冷車２の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで、変換された電気エネルギーがポンプ２２に供給される。
従って、太陽光を得られない環境でも、保冷車２によれば、安定して発電を継続できる。
【００６９】
更に、保冷車２によれば、モータ１３は蓄電池２１と接続されているため、蓄電池２１に蓄えられたエネルギーをモータ１３によって運動エネルギーに変換して、車体を走行させることができる。
【００７０】
（変形例）
保冷ボックス１、保冷車２は、発電流体を循環させて発電を行うものである。発電素子は、発電流体を用いるものに限られず、固体素子でもよい。
変形例に係る発電セル３５１は、固体素子によって発電を行うものである。
以下、保冷ボックス１、保冷車２の発電セル５１と異なる部分について説明する。
【００７１】
発電セル３５１は、固体素子であるペルチェ素子である。図７に示すように、発電セル３５１は、陽極３５４及び陰極３５５を含む。ペルチェ素子は、板状に形成された素子の両面の温度差に基づいて電気エネルギーを発生させる素子であり、電気エネルギーは、陽極３５４及び陰極３５５を介して取り出される。
【００７２】
発電セル３５１においては、発電セル５１と異なり、発電流体を循環させる必要がない。このため、発電セル３５１には、配管Ｐは接続されない。
【００７３】
配管Ｐが接続されないため、発電セル３５１を発電セル５１よりも小さくすることができ、発電セル３５１を含む発電パネル５０、又は発電パネル５０を含む保冷コンテナ３０全体を小さくすることができる。
【００７４】
また、発電セル３５１は、動作させる際に、発電セル３５１の外部からの電力を必要としない。このため、発電セル３５１を備える発電セル３５１によれば、発電量が小さくなっても、発電を比較的長く継続することができる。
【００７５】
以上説明したように、本発明は、従来利用しなかったエネルギーを利用するものである。
このため、本発明は、二酸化炭素を排出することとなる火力発電による電力需要を減らすことにつながり得る点で、環境に優しく、持続可能な開発目標の達成に寄与するものである。
また、本発明は、電力を得ることができない環境においても発電を行うことができる点で、クリーンエネルギーを開発するという効果も有する。
【００７６】
なお、保冷材３４、３５、３６の熱容量は、発電セル５１、３５１による発電が可能であれば、上述したものに限られない。
【００７７】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００７８】
１          保冷ボックス
２          保冷車
１０        駆動機構
１１        シャフト
１２        タイヤ
１３        モータ
２０        制御部
２１        蓄電池
２２        ポンプ
２３        電気コネクタ
３０        保冷コンテナ
３１、３２、３３  温度保持室
３１ａ、３１ｂ    区画
３１ｇ、３２ｇ    熱通過部分
３１ｗ、３２ｗ、３３ｗ  断熱壁
３２ａ、３２ｂ    区画
３３ａ、３３ｂ    区画
３４、３５、３６  保冷材
４０        太陽光発電部
５０        発電パネル
５１        発電セル
５２        流体流入口
５３        流体流出口
５４        陽極
５５        陰極
５６        チャンバ
３５１      発電セル
３５４      陽極
３５５      陰極
ＢＢ        荷台
ＣＯ        冷却対象物
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  ドア
Ｗ          配線
Ｐ          配管
【要約】
【課題】熱エネルギーを効率的に利用するコンテナ及び自動車を提供する。
【解決手段】保冷ボックス１は、第１の冷却対象物ＣＯと、第１の温度で状態変化をする第１の保冷材３４と、第１の冷却対象物ＣＯと第１の温度である第１の保冷材３４との温度差に基づいて発電する第１の室内発電部５０と、を格納し、第１の冷却対象物ＣＯの温度を保持する第１の温度保持室３１と、第２の冷却対象物ＣＯと、第２の温度で状態変化をする第２の保冷材３５と、第２の冷却対象物ＣＯと第２の温度である第２の保冷材３５との温度差に基づいて発電する第２の室内発電部５０と、を格納し、第２の冷却対象物ＣＯの温度を保持する第２の温度保持室３２と、第１の温度保持室３１と第２の温度保持室３２との間に配置され、第１の温度保持室３１と第２の温度保持室３２との温度差に基づいて発電する室間発電部５０と、を備える。
【選択図】図１【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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