(57)【要約】ディスプレイ用キャビネット（２１）において、棚（２０）に置かれた食品などの物品は、熱パイプ（２０ａ）の一端がキャビネットの冷却システム（２２）によって冷却された、棚に設けられた熱パイプを設けることによって、冷たく維持することが出来る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を冷たく維持する装置であって、
ヒートパイプを内蔵し、該ヒートパイプの少なくとも一部を冷却する手段を備えた、少なくとも１つの棚あるいはデッキを内蔵したキャビネット
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記キャビネットの前面から離れた、前記棚あるいはデッキの後方のヒートパイプの端を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、冷却システムからの冷却空気をパイプに吹き付ける手段であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の装置。
【請求項４】
前記棚あるいはデッキは、冷却空気の供給のためのダクトへと、展示領域後方プレートから延びるように配置されたヒートパイプとして構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
前記キャビネット内の空気を再循環させる手段を有し、前記冷却手段は、空気と逆の流れの中にある蒸発器を内蔵する、低温冷却媒体を含むチューブ熱交換機であ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装置。
【請求項６】
前記ヒートパイプを内蔵する棚冷却メカニズムによって得られる伝導熱伝達によって補われる対流冷却手段を有し、前記棚はその上に物品を載せて展示し、これからキャビネット冷却手段へ熱を伝達するように調整されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
キャビネットの物品を冷却する方法であって、
前記物品は、少なくとも一部が冷却されるヒートパイプを内蔵する、キャビネットの棚あるいはデッキに配置することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記物品は、前記ヒートパイプを内蔵する棚に配置され、ヒートパイプの端は、キャビネットの前面から離れた、棚の後ろで冷却されることを特徴とする請求項７に記載の食品を冷却する方法。
【請求項９】
前記ヒートパイプの端は、キャビネットの冷却手段からパイプに冷却空気を吹き付けることによって冷却されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記冷却手段は、空気をキャビネット内で再循環させ、低温冷却媒体を含むプレートフィン及びチューブ熱交換機によって冷却され、蒸発器が、空気と逆の流れの中になることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ヒートパイプを内蔵する棚冷却メカニズムによって得られる伝導熱伝達によって補われる対流冷却を備え、棚は食品を展示するのに使用され、熱をキャビネット冷却手段に伝達することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
図３及び４に記載された請求項１に記載の物品を冷却するための装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、物品、特に食品を冷たく維持する方法及び装置に関する。
【０００１】
冷たく、あるいは、もっと低温に維持されるべき食品を展示する時には、開いた、あるいは、ガラスの、あるいは、透明なプラスチックの前面を有する冷却キャビネット内で展示することができる。従来のキャビネットでは、食品は、棚あるいは、デッキ上に展示され、キャビネット内から供給される冷却空気によって冷却される。この空気は、ファンを使ってキャビネット内を循環し、空気の塊は、キャビネットの開口部を横切るエアカーテンを形成するジェットとして展示領域に向けられる。空気は、それから、約−７℃の飽和冷却温度の低温冷却媒体を含むプレートフィン及びチューブ熱交換機によって冷却されるキャビネット内を再循環する。蒸発器は、通常、約５℃で蒸発器に入り、約−５℃で出ていく空気とは逆の流れの中にある。正確な温度は、キャビネットの作りや種類などによって変わるが、温度の差は、例えば、±３Ｋである。
【０００２】
実際、例えば、５℃で低温に展示キャビネットを維持するのが難しく、結果の食品がより高い温度で展示場所に保持されることが分かる。しかし、これは、対流が効果的な冷却メカニズムでない理由による。これは、一部には、低速の空気によって生じる低い熱伝達係数によっているが、また、キャビネットの前面に近い空気は、空気が入ってくることによって暖かくなるということにもよっている。結果として、対流冷却システムは、キャビネット内の温度の大きな広がりを許し、前面の開口部に近い食品の温度が高くなることを許容している。しかし、対流システムでもっと低い食品温度を達成することが出来るが、これは、より低い温度を使用しなければならず、キャビネット内で大きな温度の広がりがあるので、低温空気は、ある食品を局部的に冷却してしまうか、食品を霜で痛めてしまう。
【０００３】
より強力で高価な冷却システムを導入すると、局部的な冷却を引き起こし、氷を形成するので、霜取りが必要となる。
通常、食品は、要求される食品保管温度でキャビネットに供給されるが、冷却は、食品と外部のスーパーマーケット／店の環境との純粋に放射の結果である食品へ温度上昇を補償するために要求される。これらの温度上昇を補償するために必要な冷却負荷は、キャビネットに供給されるもののほんの一部に過ぎない。よくても、この低熱伝達率によって、余分にエネルギーを使用し、高価な装置コストを招き、食品だなの寿命を短くする。最悪の場合、低効率のために、食品の安全のための食品衛生温度を達成することが出来なくなる。
【０００４】
食品をより冷却するために、食品を冷たい基板に直接接触させることが提案されている。これは、食品を蒸発器に接触した基板に置くことによって達成された。このように、食品へのかなり多い熱伝達により、キャビネットをより効率的に動作させ、エネルギー消費をかなり減少させ、食品の質や安全性を改善する。しかし、多くの冷却キャビネットが調整可能な棚を使っているので、食品棚を固定された蒸発器面上に置くことによって電圧を起こさせることは現実的ではない。
【０００５】
我々は、食品を伝達冷却するが、調整可能な棚構成を維持する方法を発明した。
発明によれば、キャビネットの物品を冷却する方法を提供し、この方法では、物品は、一部が少なくとも冷却されるヒートパイプを内蔵する棚あるいはデッキを持つ、キャビネットの棚あるいはデッキに配置される。
【０００６】
本発明は、更に、物品を冷たく維持する装置を提供し、その装置は、ヒートパイプの少なくとも一部を冷却する手段を持つ、ヒートパイプを内蔵する棚あるいはデッキを少なくとも一つ内蔵するキャビネットからなる。
【０００７】
ヒートパイプは、受動的で、かなり効果的な熱伝達メカニズムであり、銅より約５００倍に等しい伝達率が報告されている。ヒートパイプは、強固であり、単純で、等温で動作するメンテナンスを必要としない装置であり、ポンプエネルギーを必要とせず、長距離に渡って熱を伝達することが出来る。ヒートパイプは、Ｄｕｎｎ Ｐ．Ｄ． ａｎｄ Ｒｅａｙ Ｄ．Ａ．（１９９４）による、Ｈｅａｔ Ｐｉｐｅｓ ４ｔｈ Ｅｉｔｉｏｎ ｐｐ １−３， １００， Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｔｄ． Ｏｘｆｏｒｄ ＵＫという論文に記載されている。
【０００８】
使用に当たっては、食品は、ヒートパイプを内蔵する棚に置かれ、棚の後ろ側で、ヒートパイプの一端が、例えば、キャビネットの冷却システムからの冷却空気をパイプに吹き付けることにより、冷却される。ヒートパイプは、棚を冷却し、棚から食品への伝達により食品を冷たく維持する。
【０００９】
棚は、１つの平坦な熱パイプあるいは、接続されたヒートパイプの一連のものから構成することが出来る。
好ましくは、冷却手段は、例えば、約−７℃の飽和冷却温度の低温冷却媒体を含むプレートフィン及びチューブ熱交換機によって冷却されるキャビネット内を空気に再循環させる従来の冷却システムである。蒸発器は、蒸発器に約５℃で入り、約−５℃で出ていく空気とは逆の流れの中にある。
【００１０】
食品を冷たく維持するキャビネット内での使用においては、棚が食品の展示に使用され、また、これからキャビネット供給空気ダクトへ熱を伝達するように、ヒートパイプを組み込んだ棚冷却メカニズムによって得られる伝導熱伝達によって補われる、従来の対流冷却を設けることが出来る。
【００１１】
好ましくは、棚は、ヒートパイプから構成され、展示領域バックプレートを通って、約−５℃の供給空気ダクトへと配置される。
棚に組み込まれるか、棚に隣接して相変化物質を設け、電源や他の障害の場合、相変化が冷却効果をもたらすように、更なる冷却容量を提供するようにしても良い。
【００１２】
本発明は、既存の棚をヒートパイプを内蔵する棚に置き換えることによって、従来のキャビネットに使用でき、食品の質や棚の寿命を改善すると共に、エネルギー及び投資コストをかなり削減する、例えば、約２．５〜３Ｋまでの、より低いコア食品温度に寄与するのが本発明の特徴である。更に、ヒートパイプを有する棚を使用することにより、エネルギーを使う、電気霜取りを行わなくて済む。
【００１３】
本発明は、開口した前面、閉じたキャビネット及び全ての種類の冷凍食品キャビネットなど、あらゆる種類のキャビネットに使用可能である。
図１を参照すると、ヒートパイプは、芯（２）と動作流体を含む閉鎖チューブからなっている。熱が加えられると、動作流体は、蒸発し、熱源（４）で蒸気
（５）となり、ヒートシンク（３）へ移動し、ここで凝縮する。芯は、凝縮した液体を熱源に毛細管現象で戻す。
【００１４】
図２を参照すると、通常の冷却キャビネットは、透明あるいは開口した前面を有する、断熱されたキャビネット（１５）からなる。キャビネットの下部には、蒸発器（１０）とファン（１１）がある。食品は、棚（１２）に設けられる。使用に当たっては、ファン（１１）は、空気を、空気を冷却し、例えば、約−５℃の冷却空気を棚の後ろの、ダクト（１４）内に通し、食品を冷却するために、図示されているように、食品に通す蒸発器（１０）の回りに吹き付ける。食品は、放射熱で温められ、これは、冷却空気に伝達され、蒸発器に再循環され、空気が冷却される。
【００１５】
図３を参照すると、キャビネット（２１）、蒸発器（２２）及びファン（２３）は、図２の通りであり、棚は、図４に詳しく示される、ヒートパイプを内蔵する棚に置き換えられている。ヒートパイプ（２０ａ）の端は、展示部の後ろを通って、蒸発器からの冷却空気が通るダクト内に付きだしている。空気の冷却効果と共に、ヒートパイプは、棚（２０）の食品から熱を奪い、対流冷却効果を助ける。空気は、図２のように再循環される。
【００１６】
図４を参照すると、ヒートパイプ（２３）を内蔵する棚は、その上に食品（２１）が載せられている。食品からの熱は、ヒートパイプによって、蒸発器（２２）からの冷たい空気流ないにあるヒートパイプの後ろ側に伝達される。ヒートパイプは、ヒートパイプの冷たい部分（２０ａ）に食品からの熱を即座に伝達し、食品の対流冷却を助ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】
単純なヒートパイプの動作原理を示す図である。
【図２】
従来の冷却キャビネットを示す図である。
【図３】
本発明を組み込んだキャビネットを示す図である。
【図４】
棚を詳細に示す図である。
【図２】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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