(57)【要約】【課題】  配管作業を簡略化して組み付け時の作業効率を高めるとともに、内容器を効率的に冷却することができる冷凍庫を提供する。【解決手段】  熱伝導性の内容器３を有する筐体１と、前記内容器３の内部に設けた吸熱部としてのヒートシンク13と、前記内容器３の外側に配置したスターリングサイクル冷凍機７と、このスターリングサイクル冷凍機７の冷却部７ａに固定される凝縮器19と、前記ヒートシンク13と凝縮器19の間に接続され内部に冷媒が封入されたヒートパイプ20とを備え、前記ヒートパイプ20の一端を前記ヒートシンク13と前記内容器３とに接触させる立ち上がり部22とし、この立ち上がり部22の上端部から前記冷却部７ａに向かって前記凝縮器19に接続する折曲部23を成形する。【選択図】        図１
2005077078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性の内容器を有する筐体と、前記内容器の内部に設けた吸熱部と、前記内容器の外側に配置したスターリングサイクル冷凍機と、このスターリングサイクル冷凍機の冷却部に固定される凝縮器と、前記吸熱部と凝縮器に接続され内部に冷媒が封入されたヒートパイプとを備え、前記ヒートパイプの一端を前記吸熱部と前記内容器とに接触させる立ち上がり部とし、この立ち上がり部の上端部から前記冷却部に向かって前記凝縮器に接続する折曲部を成形したことを特徴とする冷却庫。
【請求項２】
前記吸熱部と前記内容器とで前記立ち上がり部を挟着したことを特徴とする請求項１記載の冷却庫。
【請求項３】
前記折曲部が、前記凝縮器に向かって高くなるよう傾斜した傾斜部を有すると共に、前記凝縮器に前記傾斜部と同傾斜の受部を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷却庫。
【請求項４】
前記ヒートパイプを平板状に形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に食品や飲料等の収容物を冷却する冷却庫に関するものであり、特に冷媒を凝縮させて内容器を冷却する冷却庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷却庫として、冷凍装置の冷却部に接続される凝縮部と、この凝縮部に接続される液体管と、前記液体管に接続して前記冷却庫の内容器に熱的に接触させるように設けた蒸発管と、この蒸発管に接続されて前記凝縮部に戻る気体管とで構成される閉経路内に作動流体を封入したサーモサイフォンが知られている。そして、このサーモサイフォンにおいては、冷凍機に取り付けられた凝縮部において作動流体が凝縮熱を奪われて凝縮し、この凝縮した作動流体が重力によって液体管を流下して蒸発管に至る。そして、この蒸発部において作動流体が内容器から気化潜熱を奪って気化し、この気化した作動流体が気体管を上昇して凝縮部に至るサイクルが形成されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−１３９２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記サーモサイフォンにおいては、作動流体を封入する液体管と蒸発管とが断面円形の銅管によって構成され、これを庫内に引き回すことから、その配管作業が面倒である。即ち、蒸発管は内容器に熱的に接触させるよう内容器に沿って折り曲げる必要があり、内容器の形状に沿わせるように銅管を折り曲げる作業は煩雑で作業効率が悪いばかりでなく、断面円形の銅管から成る蒸発管では内容器との接触面積が小さいことから、内容器の冷却効率も悪い。このため、冷却効率を高めようとすると内容器の全周に渡って銅管を沿わせるように折り曲げて内容器との接触面積を大きくしなければならず、銅管の形状も複雑となり、銅管の折り曲げ作業に伴う作業効率の悪化により、組付作業効率は一層、悪くなる。
【０００４】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、配管作業を簡略化して組付作業効率を高めるとともに、内容器を効率的に冷却することができる冷凍庫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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の冷却庫は、熱伝導性の内容器を有する筐体と、前記内容器の内部に設けた吸熱部と、前記内容器の外側に配置したスターリングサイクル冷凍機と、このスターリングサイクル冷凍機の冷却部に固定される凝縮器と、前記吸熱部と凝縮器に接続され内部に冷媒が封入されたヒートパイプとを備え、前記ヒートパイプの一端を前記吸熱部と前記内容器とに接触させる立ち上がり部とし、この立ち上がり部の上端部から前記冷却部に向かって前記凝縮器に接続する折曲部を成形したことを特徴とする。
【０００６】
このように構成した本発明に係る冷却庫によれば、スターリングサイクル冷凍機を作動すると、スターリングサイクル冷凍機の冷却部で熱が吸収され、この冷却部に接続された凝縮器を経て、前記ヒートパイプが冷却されることになる。これにより、ヒートパイプ内に封入された冷媒は、立ち上がり部から折曲部に流入した直後は気体であるが、凝縮器に接続された折曲部の内部で凝縮し、液体となって立ち上がり部に流下する。そして、立ち上がり部に流れ込んだ冷媒は、立ち上がり部と接触する内容器と吸熱部から熱を奪って気化した後、立ち上がり部内を上昇して折曲部に戻り、再び熱を奪われて凝縮する。以上の動作が繰り返されることにより、内容器は冷却される。そして、ヒートパイプの立ち上がり部を内容器と吸熱部とに熱的に接触させることによって、内容器から熱を奪って内容器を直接的に冷却するばかりでなく、吸熱部の周囲の空気を冷やして内容器の内部を効率的に冷却することができる。また、ヒートパイプは内容器と吸熱部との間に配設するだけで済むから、ヒートパイプの配管作業を簡略化することができる。さらに、スターリングサイクル冷凍機に内蔵するピストンが縦方向に向くようにスターリングサイクル冷凍機を直立させて配置するが可能となり、可動部であるピストン部分に負荷もかからない合理的な配置とすることが可能となる。
【０００７】
ここで、前記吸熱部と前記内容器とで前記立ち上がり部を挟着してよい。
【０００８】
このように構成した場合は、立ち上がり部を吸熱部と内容器の間で、広い接触面積で且つ確実に接続することができ、これにより、冷却効率を高めることができる。
【０００９】
さらに、前記前記折曲部が、前記凝縮器に向かって高くなるよう傾斜した傾斜部を有すると共に、前記凝縮器には前記傾斜部と同傾斜の受部を設けてもよい。
【００１０】
このように構成した場合は、傾斜部で凝縮して液体となった冷媒を立ち上がり部へと強制的に流下させることができる。これにより、冷媒が循環回路の途中で溜まることがなく、装置を始動しても循環を妨げることはない。さらに、スターリングサイクル冷凍機を直立させた状態で、前記ヒートパイプを凝縮器に対して確実に接触させた状態で接続することが可能となり、スターリングサイクル冷凍機の内部のピストン等に負荷がかからない合理的な配置とすることが可能となる。
【００１１】
さらに、前記ヒートパイプを平板状に形成してもよい。
【００１２】
このように構成した場合は、ヒートパイプと吸熱部及び内容器とを面接触させた状態で接続できる。これにより、吸熱部及び内容器との接触面積を広く取ることができ、冷却庫の冷却効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の冷却庫によれば、熱伝導性の内容器を有する筐体と、前記内容器の内部に設けた吸熱部と、前記内容器の外側に配置したスターリングサイクル冷凍機と、このスターリングサイクル冷凍機の冷却部に固定される凝縮器と、前記吸熱部と凝縮器に接続され内部に冷媒が封入されたヒートパイプとを備え、前記ヒートパイプの一端を前記吸熱部と前記内容器とに接触させる立ち上がり部とし、この立ち上がり部の上端部から前記冷却部に向かって前記凝縮器に接続する折曲部を成形したものであるので、内容器とヒートシンクから熱を奪って内容器を直接的に冷却するばかりでなく、吸熱部の周囲の空気を冷やして内容器の内部を効率的に冷却することができると共に、ヒートパイプを内容器と吸熱部との間に配設するだけで済むから、面倒な配管作業を簡略化することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の冷却庫によれば、前記請求項１において、吸熱部と前記内容器とで前記立ち上がり部を挟着したものであるので、立ち上がり部を吸熱部と内容器の間で、広い接触面積で且つ確実に接続することができ、これにより、冷却効率を高めることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の冷却庫によれば、前記請求項１において、前記折曲部が、前記凝縮器に向かって高くなるよう傾斜した傾斜部を有すると共に、前記凝縮器に前記傾斜部と同傾斜の受部を設けたものであるので、傾斜部で凝縮して液体となった冷媒を立ち上がり部へと強制的に流下させ、冷媒が循環回路の途中で溜まることを防止することにより、冷媒の循環を妨げないようにすることができるばかりでなく、スターリングサイクル冷凍機を直立させた状態のまま、ヒートパイプを凝縮器に対して確実に接触させた状態で接続することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の冷却庫によれば、前記請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記ヒートパイプを平板状に形成しているので、ヒートパイプと吸熱部及び内容器との接触面積を広く取ることができ、冷却庫の冷却効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
前記折り曲げ部は、内部に封入された冷媒の流通を妨げないようにするため、図１に示すように、全体が傾斜部となっていることが望ましい。また、図１及び図２では、図面の簡素化のために、スターリングサイクル機関の冷却部、折り曲げ部及び凝縮器が収容室内に露出した状態で記載されているが、これらは断熱材によって覆われていることが望ましい。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施例について図１及び図２を参照して説明する。同図において、１は筐体であり、この筐体１は、外殻体２と、アルミニウム等の良熱伝導性材料からなる内容器３と、前記外殻体２と内容器３の間に設けられる断熱材４とで構成されている。また、前記筐体１の前面には開口部１ａが形成されていると共に、この開口部１ａに、内部に断熱材４ａが設けられた蓋体５が開閉自在に取り付けられている。
【００１９】
前記筐体１の後壁部には収容室６が形成され、この収容室６の内部に、前記内容器３を冷却するスターリングサイクル冷凍機７が収容されている。このスターリングサイクル冷凍機７は、例えば特開２０００−３３７７２５号公報等に開示され、いずれも図示しないシリンダ内を往復動可能なピストンと、このピストンを軸方向に往復駆動する駆動装置と、前記ピストンの往復運動に追従して軸方向に往復運動するディスプレイサー等を備えている。そして、このスターリングサイクル冷凍機７は、前記収容室６に設けた複数の取付ボス８に防振ゴム９を介して固定されている。なお、前記スターリングサイクル冷凍機７は、前記ピストン及びディスプレイサーが垂直となるように直立して前記内容器３と並設されている。
【００２０】
また、前記内容器３の後部は複数の通気孔10を有する仕切り板11によって区画された区画室12が形成され、この区画室12の内部において吸熱部たるヒートシンク13が設けられている。このヒートシンク13は、アルミニウム等の良熱伝導性材料からなり、平板状の基板部14と、この基板部14の表面側に平行に多数形成されたフィン15とを備えている。また、前記スターリングサイクル冷凍機７の先端部に形成される冷却部７ａには、アルミニウム等の良熱伝導性材料からなる熱伝導ブロック16が設けられている。そして、この冷却部７ａに取り付けられた熱伝導ブロック16と前記内容器３内のヒートシンク13とをヒートパイプ20によって連結している。このヒートパイプ20は、その内部に、冷媒を流通させるための図示しない空洞部を平行に複数形成することで、全体として平板状に形成されていると共に、前記ヒートパイプ20の両端に設けられた封止部材21によって、前記ヒートパイプ20内に冷媒が封入されている。また、前記ヒートパイプ20の一端部は、前記内容器３の後壁部３ａに密着させるように垂直に立ち上がる立ち上げ部22とすると共に、前記ヒートパイプ20の他端部は、前記立ち上がり部22の上端から前記スターリングサイクル冷凍機７に向かって折り曲げられて前記熱伝導ブロック16に熱的に接触する折曲部23とされている。この折曲部23は、立ち上がり部22からスターリングサイクル冷凍機７に向かって高くなるように傾斜した傾斜部24によって構成されている。そして、この傾斜部24の先端部を前記熱伝導ブロック16に対して機械的に且つ伝熱的に接続するため、前記熱伝導ブロック16は、冷却部７ａに固定される下部ブロック17と、この下部ブロック17に固定される上部ブロック18とに分割され、これら下部ブロック17と上部ブロック18の対向面に、前記傾斜部24と同傾斜の受部17ａ，18ａを形成し、この受部17ａ，18ａにヒートパイプ20の傾斜部24を密着させた状態で下部ブロック17と上部ブロック18とで挟着固定している。そして、このようにして、前記傾斜部24を熱伝導ブロック16に対して伝熱的に接続することで、これら傾斜部24と熱伝導ブロック16によって凝縮器19が構成されている。なお、図１、図２において、30は、前記ヒートシンク13と対向するようにして前記仕切り板11に固定された循環ファン、図２において、31は前記収容室６の下部に固定された吸気ファン、32は前記収容室６の上部に固定された排気ファンである。
【００２１】
前記構成につき、その作用について説明する。前記スターリングサイクル冷凍機７を作動すると、このスターリングサイクル冷凍機７の冷却部７ａで熱が吸収され、この冷却部７ａに接続された熱伝導ブロック16の下部ブロック17を経て、前記ヒートパイプ20の傾斜部24、即ち凝縮器19が冷却されることになる。これにより、前記ヒートパイプ20内に封入された冷媒は、前記凝縮器19を構成する傾斜部24内で熱を奪われて凝縮し、液体となって前記傾斜部24を流下する。このとき、前記傾斜部24が内容器２に向かって下降するように傾斜していることによって、凝縮した冷媒は、前記傾斜部24を立ち上がり部22に向かって流れた後、この立ち上がり部22を流下する。そして、前記立ち上がり部22に流れ込んだ冷媒は、前記立ち上がり部22を挟着して接触する内容器３とヒートシンク13から熱を奪って気化した後、前記立ち上がり部22を上昇して前記傾斜部24に戻る。そして、前記傾斜部24に戻った冷媒は、前記傾斜部24が一部を構成する凝縮器19によって、前記傾斜部24内で再び熱を奪われて凝縮する。以上の動作が繰り返されることによって、前記内容器３及びヒートシンク13から前記ヒートパイプ20、前記凝縮器19を構成する熱伝導ブロック16を経て前記スターリングサイクル冷凍機７の冷却部７ａに熱が移動し続けることで、前記内容器３内が冷却される。
【００２２】
このように、前記ヒートパイプ20の立ち上がり部22を内容器３とヒートシンク13とで挟着して、これら内容器３とヒートシンク13とに熱的に接触させることによって、前記内容器３から熱を奪ってこの内容器３を直接的に冷却するばかりでなく、前記ヒートシンク13の周囲の空気を冷やして前記仕切り板11で区画した区画室12内を冷却することができる。こうして、前記ヒートシンク13によって冷却された前記区画室12内の冷気を、前記仕切り板11に取り付けられた循環ファン30によって前記内容器３内に送風することで、前記内容器３の内部を効率的に冷却することができる。また、前記ヒートパイプ20は、平板状に形成されていることで、前記内容器３及びヒートシンク13と面接触状態で接続されているため、これら内容器３及びヒートシンク13との接触面積を広くすることができ、従って、前記内容器３とヒートシンク13とを効率的に冷却することができる。また、前記ヒートパイプ20を、前記ヒートシンク13と熱伝導ブロック16の間に配設するだけで済むので、配管作業は極めて容易である。更に、前記ヒートパイプ20は、前記立ち上がり部22から傾斜部24を折曲するだけなので、従来のように前記内容器３のほぼ全周に渡って銅管を這わせるといった面倒な配管作業も不要であるから、組付作業効率を高めることができる。
【００２３】
また、前記立ち上がり部22から折り曲げた折曲部23を前記スターリングサイクル冷凍機７に向かって高くなる傾斜部24によって構成しているので、前記凝縮器19を構成する傾斜部24内で凝縮した液体状の冷媒を、重力によって前記立ち上がり部22へと強制的に流下させることができる。即ち、前記折曲部23を水平に折り曲げた場合、組み付け時に前記折曲部23が他の組み付け部品などに衝突したり、前記スターリングサイクル冷凍機７と前記ヒートパイプ20の相互の組み付け誤差が生じたりすること等によって、前記折曲部23が前記冷却部７ａに向かって降下するように傾斜してしまい、前記折曲部23内で凝縮した液体状の冷媒が逆流する虞が生ずるが、前述した通り、前記ヒートパイプ20の折曲部23が、前記スターリングサイクル冷凍機７の冷却部７ａに向かって高くなるように傾斜した傾斜部24によって構成されていることにより、前記凝縮器19を構成する傾斜部24内で凝縮した液体状の冷媒の逆流を防止して、冷媒を前記立ち上がり部22へと確実に流下させることができる。これにより、前記冷媒は前記ヒートパイプ20内で溜まることがない。
【００２４】
また、前記スターリングサイクル冷凍機７を前記ヒートパイプ20に接続した際に、前記スターリングサイクル冷凍機７内のシリンダ、ピストン及びディスプレイサーが傾くような配置では、これらピストン及びディスプレイサーが前記シリンダの中心軸からずれる方向に重力が加わるため好ましくないが、本実施例は、前記傾斜部24の傾斜と同傾斜の受部17ａ，18ａを、前記スターリングサイクル冷凍機７の冷却部７ａに取り付けられた熱伝導ブロック16を構成する下部ブロック17と上部ブロック18に形成し、これらで前記傾斜部24を挟着固定することで、前記ピストン及びディスプレイサーが垂直となるように前記スターリングサイクル冷凍機７を直立させながら、確実に前記ヒートパイプ20と熱伝導ブロック16とを伝熱的に接続することが可能となり、重力による悪影響を受けない合理的な配置とすることができる。加えて、前記スターリングサイクル冷凍機７が直立した状態で配置されることによって、前記スターリングサイクル冷凍機７の収容室６は薄型化され、これによって、前記筐体１全体の小型化も可能となる。
【００２５】
以上、本発明の冷却庫の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施例では、ヒートパイプとして接触面積の広い平板状のものを示したが、必ずしも平板状のものに限らず、従来のような銅管で構成しても内容器の全周に渡って密着するように引き回すことが不要であるから、配管作業を簡略化することができる。また、スターリングサイクル冷凍機の冷却部に固定した熱伝導ブロックの形状や構成なども適宜選定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る冷却庫の縦方向の断面図である。
【図２】本発明に係る冷却庫の横方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      筐体
３      内容器
７      スターリングサイクル冷凍機
７ａ    冷却部
13      ヒートシンク（吸熱部）
17ａ，18ａ    受部
19      凝縮器
20      ヒートパイプ
22      立ち上がり部
23      折曲部
24      傾斜部
【図１】
2005077078.tif 000003
【図２】
2005077078.tif 000004