(57)【要約】【課題】蒸発器の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる冷却装置を提供すること。【解決手段】陳列棚筐体の内部において、高さ方向に第１の接続管を介して互いに接続された液体状の作動媒体を気化する複数の蒸発器と、複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器と第２の接続管及び第１のバルブを介して接続され、気化された気体状の作動媒体と反応する気固反応蓄熱材が収容された反応器と、複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器、又は第２の接続管に接続され、複数の蒸発器に液体状の作動媒体を供給する液体供給管とを有し、液体状の作動媒体は、第１の接続管を介して、複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器から最下段に位置する蒸発器まで順に供給される、冷却装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陳列棚筐体の内部において、高さ方向に第１の接続管を介して互いに接続された液体状の作動媒体を気化する複数の蒸発器と、
前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器と第２の接続管及び第１のバルブを介して接続され、前記気化された気体状の作動媒体と反応する気固反応蓄熱材が収容された反応器と、
前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器、又は前記第２の接続管に接続され、前記複数の蒸発器に液体状の作動媒体を供給する液体供給管と
を有し、
液体状の作動媒体は、前記第１の接続管を介して、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器から最下段に位置する蒸発器まで順に供給される、
冷却装置。
【請求項２】
前記最上段に位置する蒸発器又は前記第２の接続管よりも上方に配置されると共に、前記液体供給管と接続され、液体状の作動媒体を収納する作動媒体収納容器と、
前記液体供給管の開閉を行う第２のバルブと
を有する、
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記液体供給管と接続され、液体状の作動媒体を収納する作動媒体収納容器と、
前記液体供給管に設けられ、前記作動媒体収納容器に収納された液体状の作動媒体を前記複数の蒸発器に供給する送液ポンプと
を有する、
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記反応器の内部に設けられ、前記気固反応蓄熱材に吸着した作動媒体を脱離させる再生用加熱機構と、
前記反応器及び前記作動媒体収納容器と前記第２の接続管を介して接続され、脱離した作動媒体を凝縮させる凝縮器と
を有し、
前記凝縮器は、前記再生用加熱機構で脱離された作動媒体を凝縮させ、前記作動媒体収納容器に供給する、
請求項２又は３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記作動媒体収納容器から前記複数の蒸発器に供給される液体状の作動媒体の量を制御する制御装置を有する、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記複数の蒸発器の各々の内壁面にウィックが設けられている、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記複数の蒸発器の各々の内部に設けられ、液体状の作動媒体を溜めることが可能な液溜り部を有し、
前記液溜り部は、前記ウィックに接触している、
請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記蒸発器が取り付けられる棚部を有し、
前記棚部は、
前記蒸発器と接する伝熱フィンと、
前記蒸発器及び前記伝熱フィンの少なくとも一方と接し、熱良導体で形成される棚天板と
を有する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記第１の接続管の内部及び前記第２の接続管の内部の少なくとも一方に、液体状の作動媒体を前記蒸発器に誘導する滴下液誘導部を有する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
停電を検知した場合に自動的に冷却を開始する制御装置を有する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気固反応蓄熱材が収容される反応器と、気固反応蓄熱材と反応する気体状の作動媒体を発生させる液体状の作動媒体が供給される蒸発器とが、バルブを介して配管で接続された冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
係る冷却装置では、蒸発器で液体状の作動媒体を気化させ、気体状となった作動媒体を気固反応蓄熱材に吸着させることで蒸発器を気化熱で冷却し、保冷ボックス内に設けられた送風機により保冷ボックス内の空気を冷却している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、商用冷蔵ショーケース等の冷却負荷が大きい場合、冷却空気を介して被冷却物を冷却するため、冷却エネルギーのロスが発生する。また、蒸発器に供給される液体状の作動媒体が枯渇するのを抑制するために、蒸発器の容量を大きくする必要がある。
【０００５】
そこで、本発明の一つの案では、蒸発器の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる冷却装置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】
【０００６】
一つの案では、陳列棚筐体の内部において、高さ方向に第１の接続管を介して互いに接続された液体状の作動媒体を気化する複数の蒸発器と、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器と第２の接続管及び第１のバルブを介して接続され、前記気化された気体状の作動媒体と反応する気固反応蓄熱材が収容された反応器と、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器、又は前記第２の接続管に接続され、前記複数の蒸発器に液体状の作動媒体を供給する液体供給管とを有し、液体状の作動媒体は、前記第１の接続管を介して、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器から最下段に位置する蒸発器まで順に供給される、冷却装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、蒸発器の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却装置の概略構成図。
【図２】冷却装置における蒸発器と接続管との接続部近傍を拡大した図。
【図３】冷却装置における蒸発器の部分を拡大した図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る冷却装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る冷却装置の構成について、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに適用した場合を例に挙げて、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。
【００１１】
本発明の第１実施形態に係る冷却装置は、上段陳列棚部１１０と、下段陳列棚部１２０と、作動媒体収納容器１３０と、反応器１４０と、作動媒体液体受け容器１５０と、第１の接続管１６０と、第２の接続管１７０と、制御装置１９０とを有する。
【００１２】
上段陳列棚部１１０は、前面開口の断面略コ字状の陳列棚筐体１０１の開口の内側に取り付けられている。より具体的には、陳列棚筐体１０１の開口の内側には、複数の棚設置部１０２が設けられており、上段陳列棚部１１０を取り付ける棚設置部１０２の位置を任意に選択することで、上段陳列棚部１１０の取付位置が調整可能となっている。上段陳列棚部１１０は、被冷却物が陳列される陳列棚天板１１１と、陳列棚天板１１１の下面に接するように設けられた蒸発器１１２とを有する。
【００１３】
陳列棚天板１１１は、被冷却物が陳列される板である。陳列棚天板１１１を構成する材料としては、真空保持が可能であり、耐腐食性があれば特に限定されないが、蒸発器１１２と被冷却物との間の熱伝導性を高めるという観点から、銅、アルミニウム等の高伝熱性材料（熱良導体）であることが好ましい。
【００１４】
蒸発器１１２は、第１の接続管１６０を介して後述する下段陳列棚部１２０の蒸発器１２２と接続され、第２の接続管１７０を介して作動媒体収納容器１３０及び反応器１４０と接続されている。蒸発器１１２には、作動媒体収納容器１３０から液体状の作動媒体（以下「作動媒体液体１０」という。）が供給される。
【００１５】
蒸発器１１２としては、リブ加工、波板構造等の耐真空強度を有する構造であることが好ましい。蒸発器１１２を構成する材料としては、熱伝導性を高めるという観点から、腐食、真空保持等に影響がない場合には、銅、アルミニウム等の高伝熱性材料（熱良導体）であることが好ましい。蒸発器１１２の内部構造としては、気体流路及び液体流路が確保されていれば特に限定されず、フィン等の伝熱構造が含まれていてもよい。
【００１６】
蒸発器１１２の内壁面のうち陳列棚天板１１１と接する側の面１１２ａは、蒸発器１１２の内部に効率よく作動媒体液体１０を供給するという観点から、第２の接続管１７０との接続部側から上段陳列棚部１１０の先端に向かって下方に傾斜していることが好ましい。また、傾斜した面１１２ａには、毛管現象により作動媒体液体１０を移動させるウィック１１３が設けられていることが好ましい。
【００１７】
ウィック１１３は、液体を浸透輸送できるものである。ウィック１１３としては、例えば紙、布、不織布、炭素繊維布、金属不織布、金属メッシュ、金属多孔体を用いることができるが、劣化、腐食、脱ガスがなく、伝熱性能が高いという観点から、炭素繊維又は金属材料であることが好ましい。
【００１８】
また、蒸発器１１２の内部には、作動媒体液体１０を溜めることができる液溜り部１１４が設けられていることが好ましい。これにより、作動媒体液体１０の供給が連続的に行われなくても蒸発器１１２内に作動媒体液体１０を保持でき、冷却能力を維持することができる。
【００１９】
液溜り部１１４は、少なくとも一部分においてウィック１１３と接するように設けられていることが好ましい。これにより、作動媒体液体１０の供給が連続的に行われなくてもウィック１１３に作動媒体液体１０を供給し濡れた状態を維持し、ウィック１１３面からの蒸発による冷却を維持することができる。
【００２０】
下段陳列棚部１２０は、前面開口の断面略コ字状の陳列棚筐体１０１の開口の内側に、上段陳列棚部１１０の下方に位置するように取り付けられている。下段陳列棚部１２０は、上段陳列棚部１１０と同様の構成とすることができ、陳列棚天板１２１と、蒸発器１２２とを有する。
【００２１】
蒸発器１２２は、第１の接続管１６０を介して蒸発器１１２及び作動媒体液体受け容器１５０と接続されている。また、蒸発器１２２の内部には、ウィック１２３と、液溜り部１２４とが設けられていることが好ましい。
【００２２】
作動媒体収納容器１３０は、作動媒体液体１０が充填（収納）されるタンクである。作動媒体収納容器１３０は、上段陳列棚部１１０よりも上方、例えば陳列棚筐体１０１の上部に配置され、液体供給管１３１及び液体供給バルブＶ１を介して、蒸発器１１２又は蒸発器１１２に接続された第２の接続管１７０と接続されている。
【００２３】
なお、液体供給管１３１が蒸発器１１２と接続されている場合には、液体供給管１３１は蒸発器１１２の内壁面のうち陳列棚天板１１１と接する側の面１１２ａに設けられているウィック１１３と接するように接続されていることが好ましい。これにより、作動媒体収納容器１３０から液体供給管１３１を介して供給される作動媒体液体１０が効率よく蒸発器１１２に供給される。
【００２４】
また、作動媒体収納容器１３０は、メンテナンス用液体供給バルブＶ２を介してメンテナンス用液体補充口１３２と接続されている。そして、作動媒体収納容器１３０には、メンテナンス用液体補充口１３２から作動媒体液体１０が供給される。
【００２５】
また、作動媒体収納容器１３０は、第２の接続管１７０及びメンテナンス用気体流通バルブＶ３を介してメンテナンス用真空排気口１３３が接続されている。そして、メンテナンス用真空排気口１３３により、作動媒体収納容器１３０の内部が排気可能となっている。
【００２６】
作動媒体液体１０としては、気固反応蓄熱材１４１と反応するものであれば特に限定されないが、例えば水、アルコールが挙げられる。また、作動媒体液体１０としては、気化冷却により凍結することを抑制するという観点から、溶質を混合させて凝固点を降下させたものを用いてもよい。具体的には、作動媒体液体１０が水である場合、溶質としては、例えば塩化カルシウム、エチレングリコールを用いることができる。なお、作動媒体液体１０に溶質を混合させることで、凝固点を降下させている場合には、蒸発器１１２、１２２の内部での濃縮を抑制するという観点から、蒸発器１１２、１２２の内部に液溜り部１１４、１２４を有していない構造とすることもできる。
【００２７】
反応器１４０は、第２の接続管１７０、気体流通バルブＶ４及び反応器バルブＶ５を介して、蒸発器１１２と接続されている。また、反応器１４０は、第２の接続管１７０、メンテナンス用気体流通バルブＶ３、メンテナンス用気体流通バルブＶ６及び反応器バルブＶ５を介して、作動媒体収納容器１３０と接続されている。また、反応器１４０は、第２の接続管１７０、反応器バルブＶ５及びメンテナンス用気体流通バルブＶ６を介して、メンテナンス用真空排気口１３３と接続されている。
【００２８】
また、反応器１４０には、気体状の作動媒体（以下「作動媒体気体」という。）と反応する気固反応蓄熱材１４１が収容されている。
【００２９】
気固反応蓄熱材１４１は、作動媒体気体を吸着する。気固反応蓄熱材１４１としては、例えば活性炭、シリカゲル、ゼオライト等の吸着材、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム等の化学蓄熱材を用いることができる。
【００３０】
作動媒体液体受け容器１５０は、下段陳列棚部１２０の下方に設けられ、第１の接続管１６０を介して蒸発器１２２と接続されている。作動媒体液体受け容器１５０には、蒸発器１２２から溢れた作動媒体液体１０が溜められる。
【００３１】
第１の接続管１６０は、蒸発器１１２と蒸発器１２２との間、及び蒸発器１２２と作動媒体液体受け容器１５０との間を接続する気体流路である。第１の接続管１６０は、可撓性及びある程度の伸縮性を持つベローズ配管で構成されていることが好ましい。これにより、上段陳列棚部１１０及び下段陳列棚部１２０の棚設置部１０２への設置が容易となる。また、ベローズ配管の伸縮範囲であれば第１の接続管１６０を変更することなく、上段陳列棚部１１０及び下段陳列棚部１２０の取付位置を変更することができる。
【００３２】
第１の接続管１６０の蒸発器１２２との接続部近傍の内部には、第１の接続管１６０の内部を滴下する作動媒体液体１０を蒸発器１２２に誘導するための滴下液誘導部１６１が設けられていることが好ましい。滴下液誘導部１６１としては、後述する第２の接続管１７０の内部に設けられる滴下液誘導部１７１と同様の構成とすることができる。
【００３３】
第２の接続管１７０は、蒸発器１１２と作動媒体収納容器１３０及び反応器１４０との間、及び作動媒体収納容器１３０と反応器１４０との間を接続する気体流路である。
【００３４】
第２の接続管１７０の蒸発器１１２との接続部近傍の内部には、第２の接続管１７０の内部を滴下する作動媒体液体１０を蒸発器１１２に誘導するための滴下液誘導部１７１が設けられていることが好ましい。
【００３５】
滴下液誘導部１７１について、図２を参照しながら説明する。
【００３６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置における蒸発器と接続管との接続部近傍を拡大した図である。より具体的には、図２（ａ）及び図２（ｂ）は冷却装置における蒸発器と接続管との接続部近傍を拡大した概略断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）における滴下液誘導部の平面図である。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）における矢印は、作動媒体液体１０の流れを示す。
【００３７】
滴下液誘導部１７１としては、図２（ａ）に示すように、ウィック１７１ａを第２の接続管１７０の内管壁に設けることで作動媒体液体１０の流路を形成するものが好ましい。また、滴下液誘導部１７１としては、図２（ｃ）に示すように、断面Ｃリング状の部材１７１ｂを図２（ｂ）に示すように、第２の接続管１７０の内管壁に設けることで作動媒体液体１０の流路を形成するものが好ましい。
【００３８】
制御装置１９０は、液体供給バルブＶ１、メンテナンス用液体供給バルブＶ２、メンテナンス用気体流通バルブＶ３、気体流通バルブＶ４、反応器バルブＶ５及びメンテナンス用気体流通バルブＶ６の開閉動作を制御する。制御装置１９０は、例えば蓄電池１９１から電源供給されることにより動作する。また、液体供給バルブＶ１、メンテナンス用液体供給バルブＶ２、メンテナンス用気体流通バルブＶ３、気体流通バルブＶ４、反応器バルブＶ５及びメンテナンス用気体流通バルブＶ６は、例えば蓄電池１９１から電源供給されることにより動作する。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態に係る冷却装置の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００４０】
以下では、作動媒体液体１０として水、気固反応蓄熱材１４１として塩化カルシウムを用いた場合について説明するが、本発明はこの点において限定されるものではない。また、塩化カルシウムは、無水物、１水物、２水物、４水物、６水物の形態をとるが、第１実施形態では、蓄熱状態を無水物とし、水蒸気との水和反応により４水物になるとして説明する。
【００４１】
まず、制御装置１９０は、液体供給バルブＶ１を開く。これにより、作動媒体収納容器１３０に充填されていた水が、液体供給管１３１を介して、蒸発器１１２に接続された第２の接続管１７０に供給される（図中、矢印「ａ１」及び「ａ２」で示す。）。第２の接続管１７０に供給された水は、第２の接続管１７０の内管壁を伝って蒸発器１１２の内壁上部に設けられたウィック１１３に供給される（図中、矢印「ａ３」で示す。）。
【００４２】
このとき、蒸発器１１２の内壁面のうち陳列棚天板１１１と接する側の面は、第２の接続管１７０との接続部側から上段陳列棚部１１０の先端に向かって下方に傾斜している。このため、水はウィック１１３に含浸させられながら蒸発器１１２の内壁面のうち陳列棚天板１１１と接する側の面を伝い、上段陳列棚部１１０の先端まで流れ、蒸発器１１２下部のウィック１１３の端部が浸る浅い液溜り部１１４に流れる。
【００４３】
液溜り部１１４から溢れた水は、蒸発器１１２下部と第１の接続管１６０との接続部から第１の接続管１６０へと流れる（図中、矢印「ａ４」及び「ａ５」で示す。）。第１の接続管１６０に流れてきた水は、第１の接続管１６０の内管壁を伝って蒸発器１２２の内壁上部に設けられたウィック１２３に供給される（図中、矢印「ａ６」及び「ａ７」で示す。）。
【００４４】
ウィック１２３に供給された水は、ウィック１２３に含浸させられながら蒸発器１２２の内壁面のうち陳列棚天板１２１と接する側の面を伝い、下段陳列棚部１２０の先端まで流れ、蒸発器１２２下部のウィック１２３の端部が浸る浅い液溜り部１２４に流れる。
【００４５】
液溜り部１２４から溢れた水は、蒸発器１２２下部と第１の接続管１６０との接続部から下方へと流れ、第１の接続管１６０の内管壁を伝って、作動媒体液体受け容器１５０に溜められる（図中、矢印「ａ８」及び「ａ９」で示す。）。
【００４６】
制御装置１９０は、蒸発器１１２、１２２の内部に十分な水が供給された後、液体供給バルブＶ１を閉じる。
【００４７】
なお、図１では、説明の簡略化のため、高さ方向に２段の蒸発器（蒸発器１１２及び蒸発器１２２）が設けられている構成について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではない。例えば陳列棚部の数に応じて蒸発器の段数を設定することができ、係る場合、最上段の蒸発器に供給された作動媒体液体１０は、第１の接続管１６０を介して上段の蒸発器から下段の蒸発器へとカスケード状に供給される。蒸発器の段数を変更は、蒸発器の数、第１の接続管１６０の長さ及び数を変更することによって実現される。
【００４８】
また、蒸発器１２２から溢れた水は作動媒体液体受け容器１５０に溜められるため、過剰な水の供給が起こった場合であっても、下段陳列棚部１２０の蒸発器１１２内部が水で満たされることはない。
【００４９】
続いて、制御装置１９０は、気体流通バルブＶ４を開く。これにより、蒸発器１１２、１２２の内部の水蒸気が第１の接続管１６０及び第２の接続管１７０を介して反応器１４０へと移動する（図中、矢印「Ａ」で示す。）。反応器１４０へと移動した水蒸気は、反応器１４０内に充填された無水塩化カルシウムと反応する。なお、反応器バルブＶ５はメンテナンスの際に用いるバルブであり、予め開放してある。
【００５０】
このとき、第１の接続管１６０及び第２の接続管１７０の内部の水蒸気が塩化カルシウムと反応し、系内の水蒸気圧が低下するため、蒸発器１１２、１２２の内部の水は蒸発する。すなわち、蒸発潜熱により、蒸発器１１２、１２２と熱接触した陳列棚天板１１１、１２１を冷やすことができる。結果として、陳列棚天板１１１、１２１に陳列された被冷却物を冷却することができる。
【００５１】
蒸発器１１２、１２２の内部での水の蒸発は、ウィック１１３、１２３及び液溜め部１１４、１２４で起こるため、効率よく蒸発器１１２、１２２及び陳列棚天板１１１、１２１を冷却することができる。液体供給バルブＶ１の開閉と気体流通バルブＶ４の開放とは同時であってもよく、同時でなくてもよい。
【００５２】
また、冷却運転の開始の段階において、蒸発器１１２、１２２の内部に十分な水が保持されている場合には、作動媒体収納容器１３０からの液体の供給を行わなくてもよい。
【００５３】
また、塩化カルシウムは水和により発熱し、除熱しないと水和が進行しなくなるため、反応器１４０の外装にフィンをつける、地面と熱的に接触させる等の方法により、除熱を促進させることが好ましい。また、加熱された反応器１４０に人が触れないようにするために、接触防止部材を取り付けることが好ましい。
【００５４】
また、制御装置１９０は、冷却運転の動作中に液体供給バルブＶ１を適宜開くことで、蒸発器１１２、１２２に水が供給されるため、蒸発器１１２、１２２の内部の水を枯渇させることなく、冷却を連続的に行うことができる。
【００５５】
続いて、制御装置１９０が気体流通バルブＶ４を閉じることにより、水蒸気移動を停止し、冷却運転が停止される。
【００５６】
冷却運転の停止後、塩化カルシウムの水和反応が完全に進行せず、水和能力が十分に残っている場合には、上述の手順を再度行うことで、引き続き冷却運転が可能である。一方、塩化カルシウムの水和反応が進み、引き続き冷却運転を行うために必要な水和能力が不足する場合には、メンテナンスを行うことで再び冷却運転を行うことができる。
【００５７】
メンテナンスとしては、まず、液体供給バルブＶ１及びメンテナンス用液体供給バルブＶ２を閉じた状態で、その他のバルブを開放させることで系内を大気開放する。続いて、作動媒体液体受け容器１５０を取りはずし、作動媒体液体受け容器１５０に溜まった水を除去した後、再び作動媒体液体受け容器１５０を取り付ける。
【００５８】
続いて、メンテナンス用液体供給バルブＶ２を開き、メンテナンス用液体補充口１３２から作動媒体収納容器１３０に水を充填した後、メンテナンス用液体供給バルブＶ２を閉める。作動媒体収納容器１３０に充填される水は、予め真空引きされ、溶解ガスが脱気されていることが好ましい。
【００５９】
続いて、メンテナンス用気体流通バルブＶ３と気体流通バルブＶ４を閉じ、水和反応が進行した塩化カルシウムの入った反応器１４０を無水塩化カルシウムの入った反応器１４０と交換する。反応器１４０の交換後、メンテナンス用真空排気口１３３から真空ポンプ等により反応器１４０の内部を真空引きし、反応器バルブＶ５を閉じる。
【００６０】
続いて、メンテナンス用気体流通バルブＶ３と気体流通バルブＶ４を開き、反応器１４０以外の系内の真空引きを行った後、全てのバルブを閉じることでメンテナンスは終了し、再度冷却することができるようになる。
【００６１】
なお、前述の冷却装置の動作では、制御装置１９０によってバルブの開閉が行われる構成としたが、本発明はこの点において限定されるものではなく、手動によってバルブの開閉が行われる構成であってもよい。手動によってバルブの開閉を行う場合には、作業者がバルブの開閉を容易に行うことができるようにバルブの取り付け位置を決定することが好ましい。
【００６２】
以上に説明したように、本発明の第１実施形態に係る冷却装置によれば、作動媒体液体１０は、液体供給管１３１を介して最上段に位置する蒸発器１１２に供給され、第１の接続管１６０を介して最上段に位置する蒸発器１１２から最下段に位置する蒸発器１２２まで順に供給される。このため、蒸発器１１２、１２２の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる。また、複数段の陳列棚部を同時に冷却することができる。
【００６３】
また、本発明の第１実施形態に係る冷却装置によれば、第１の接続管１６０を介して、蒸発器１１２と蒸発器１２２とが接続されている。また、液体供給管１３１を介して、蒸発器１１２と作動媒体収納容器１３０とが接続されている。このため、複雑な構造を必要としない。また、既存の冷蔵用ショーケースにも追加で装着することができる。
【００６４】
なお、本発明の第１実施形態では、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに冷却装置を適用する形態について説明したが、陳列棚部を有するショーケースであればよく、扉付きの冷蔵用ショーケースであってもよい。
【００６５】
また、図３に示すように、蒸発器１１２、１２２の外部に伝熱フィン１１５、１２５を設け、蒸発器１１２、１２２及び伝熱フィン１１５、１２５の少なくとも一方が陳列棚天板１１１、１２１と接する構成とすることが好ましい。これにより、外部との熱交換を促進させ、冷却性能を向上させる、又は蒸発器１１２、１２２の容積を小型化することができる。
【００６６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る冷却装置の構成について、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに適用した場合を例に挙げて、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。
【００６７】
本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、作動媒体収納容器１３０が陳列棚筐体１０１の後方（図中、「右方向」）に設置されている点、作動媒体収納容器１３０の上方に凝縮器１８０が設けられている点で、第１実施形態に係る冷却装置と異なる。
【００６８】
また、本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、蒸発器１１２及び蒸発器１２２の内部に水量計１１６及び水量計１２６が設けられ、作動媒体収納容器１３０及び作動媒体液体受け容器１５０に水位計１３６及び水位計１５６が設けられている点で、第１実施形態に係る冷却装置と異なる。
【００６９】
また、本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、液体供給管１３１に送液ポンプ１３４が設けられている点で、第１実施形態に係る冷却装置と異なる。
【００７０】
また、本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、陳列棚筐体１０１に陳列棚筐体１０１の開口を覆う保冷カーテン１０３が設けられている点で、第１実施形態に係る冷却装置と異なる。
【００７１】
また、本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、反応器１４０の内部に再生用加熱機構１４２が設けられている点で第１実施形態に係る冷却装置と異なる。
【００７２】
以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７３】
本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、上段陳列棚部１１０と、下段陳列棚部１２０と、作動媒体収納容器１３０と、反応器１４０と、作動媒体液体受け容器１５０と、第１の接続管１６０と、第２の接続管１７０と、凝縮器１８０と、制御装置１９０とを有する。
【００７４】
上段陳列棚部１１０は、前面開口の断面略コ字状の陳列棚筐体１０１の開口の内側に取り付けられている。また、陳列棚筐体１０１の開口部分には、開口を覆う保冷カーテン１０３が設けられている。
【００７５】
保冷カーテン１０３は、透明な可撓性を有する樹脂等で構成され、例えば複数の短冊状の樹脂板が並べられた構造とすることができ、陳列棚筐体１０１の内部の冷気が滞留により発散するのを抑制する。これにより、陳列棚筐体１０１の内部の低温維持能力を向上させ、蒸発器１１２、１２２への外気熱入力を抑制し、冷却負荷を低減することができる。結果として、蒸発器１１２、１２２への作動媒体液体１０の供給頻度を低減し、後述する送液ポンプ１３４の駆動に必要な蓄電池１９１の電力消費量を低減することができる。また、気固反応蓄熱材１４１の反応が緩やかになるため、冷却能力の持続時間を長くすることができる。
【００７６】
なお、保冷カーテン１０３としては、手動で取り付けられるようになっていてもよく、冷却運転の開始時に自動的に幕が降りるような機構を備えていてもよい。
【００７７】
上段陳列棚部１１０は、蒸発器１１２を有する。蒸発器１１２の内部には、水量計１１６が設けられている。水量計１１６は、蒸発器１１２の内部に溜められている作動媒体液体１０の量を検出する。なお、その他の構成については、第１実施形態と同様の構成とすることができる。
【００７８】
下段陳列棚部１２０は、蒸発器１２２を有する。蒸発器１２２の内部には、水量計１２６が設けられている。水量計１２６は、蒸発器１２２の内部に溜められている作動媒体液体１０の量を検出する。なお、その他の構成については、第１実施形態と同様の構成とすることができる。
【００７９】
作動媒体収納容器１３０は、陳列棚筐体１０１の後方に設置され、液体供給管１３１、送液ポンプ１３４及び液体供給バルブＶ１を介して、蒸発器１１２又は蒸発器１１２に接続された第２の接続管１７０と接続されている。
【００８０】
送液ポンプ１３４は、液体供給管１３１の経路に設けられ、蓄電池１９１から電源が供給されることにより動作する。送液ポンプ１３４は、作動媒体収納容器１３０に充填された作動媒体液体１０を液体供給管１３１を介して蒸発器１１２に供給する。
【００８１】
作動媒体収納容器１３０には、水位計１３６が設けられている。水位計１３６は、作動媒体収納容器１３０に充填されている作動媒体液体１０の水位を検出する。なお、その他の構成については、第１実施形態と同様の構成とすることができる。
【００８２】
反応器１４０は、第２の接続管１７０、気体流通バルブＶ４及び反応器バルブＶ５を介して、蒸発器１１２と接続されている。また、反応器１４０は、第２の接続管１７０、反応器バルブＶ５及び再生用バルブＶ７を介して、作動媒体収納容器１３０と接続されている。また、反応器１４０は、第２の接続管１７０、反応器バルブＶ５及びメンテナンス用気体流通バルブＶ６を介して、メンテナンス用真空排気口１３３と接続されている。
【００８３】
反応器１４０の内部には、再生用加熱機構１４２が設けられている。再生用加熱機構１４２としては、例えば電気ヒータ、排熱・太陽熱で加熱された熱媒を用いることができる。また、凝縮器１８０以外での過度な凝縮を防ぐため、気固反応蓄熱材１４１の再生時の第２の接続管１７０の外壁は、凝縮器１８０以外で断熱されていることが好ましい。なお、その他の構成については、第１実施形態と同様の構成とすることができる。
【００８４】
作動媒体液体受け容器１５０は、液体供給管１３１、液体供給バルブＶ１及び液体供給バルブＶ８を介して、作動媒体収納容器１３０と接続されている。作動媒体液体受け容器１５０には、水位計１５６が設けられている。水位計１５６は、作動媒体液体受け容器１５０に溜められている作動媒体液体１０の水位を検出する。なお、その他の構成については、第１実施形態と同様の構成とすることができる。
【００８５】
第１の接続管１６０及び第２の接続管１７０としては、第１実施形態と同様の構成とすることができる。
【００８６】
凝縮器１８０は、作動媒体収納容器１３０の上方の第２の接続管１７０を覆うように設けられ、放熱構造を有する。
【００８７】
制御装置１９０は、液体供給バルブＶ１、気体流通バルブＶ４、反応器バルブＶ５、液体供給バルブＶ６、再生用バルブＶ７及び液体供給バルブＶ８の開閉動作、送液ポンプ１３４の動作並びに再生用加熱機構１４２の動作を制御する。また、制御装置１９０は、水量計１１６、１２６及び水位計１３６、１５６の値を検出する。また、制御装置１９０は、配電盤からの電源供給が遮断されているか否かを検知する。制御装置１９０は、例えば蓄電池１９１から電源供給されることにより動作する。また、液体供給バルブＶ１、気体流通バルブＶ４、反応器バルブＶ５、液体供給バルブＶ６、再生用バルブＶ７及び液体供給バルブＶ８は、例えば蓄電池１９１から電源供給されることにより動作する。
【００８８】
次に、本発明の第２実施形態に係る冷却装置の動作について、図４を参照しながら説明する。
【００８９】
以下では、第１実施形態と同様に、作動媒体液体１０として水、気固反応蓄熱材１４１として塩化カルシウムを用いた場合について説明するが、本発明はこの点において限定されるものではない。
【００９０】
本発明の第２実施形態に係る冷却装置は、例えば停電等により配電盤からの電源供給が遮断されると、制御装置１９０が電源供給の遮断を検知し、以下で説明する冷却運転を開始する。
【００９１】
制御装置１９０は、電源供給の遮断を検知すると、液体供給バルブＶ１を開くと共に、送液ポンプ１３４を駆動させる。これにより、作動媒体収納容器１３０に充填されていた水が、液体供給管１３１を介して、蒸発器１１２に接続された第２の接続管１７０に供給される（図中、矢印「ａ１」及び「ａ２」で示す。）。
【００９２】
なお、制御装置１９０は、作動媒体液体受け容器１５０に設けられた水位計１５６の値を検出することで、作動媒体液体受け容器１５０の内部に水があるか否かを判断する。作動媒体液体受け容器１５０の内部に水があると判断した場合には、制御装置１９０は、液体供給バルブＶ１の代わりに液体供給バルブＶ８を開くと共に、送液ポンプ１３４を駆動させる。これにより、作動媒体液体受け容器１５０に充填されている水が、液体供給管１３１を介して、蒸発器１１２に接続された第２の接続管１７０に供給される（図中、矢印「ａ１」及び「ａ２」で示す。）。
【００９３】
第２の接続管１７０に供給された水は、第１実施形態と同様に、蒸発器１１２及び蒸発器１２２に供給された後、作動媒体液体受け容器１５０に溜められる（図中、矢印「ａ３」〜「ａ９」で示す。）。
【００９４】
また、制御装置１９０は、蒸発器１１２、１２２に設けられた水量計１１６、１２６の値を検出する。制御装置１９０は、水量計１１６、１２６により検出された値により、蒸発器１１２、１２２の内部に十分な水が供給されているか否かを判断する。蒸発器１１２、１２２の内部に十分な水が供給されていると判断した場合には、制御装置１９０は、送液ポンプ１３４の動作を停止すると共に、開放されている液体供給バルブ（液体供給バルブＶ１又は液体供給バルブＶ８）を閉じる。
【００９５】
また、制御装置１９０は、電源供給の復旧を検知すると、冷却運転を停止するようにバルブの開閉動作を制御する。
【００９６】
以上に説明したように、制御装置１９０は、冷却装置に対する電源供給が遮断されると、電源供給の遮断を自動的に検知することで冷却運転を開始する。このため、冷却装置に供給される電源が遮断された場合であっても、冷却動作を継続することができる。
【００９７】
また、制御装置１９０は、水量計１１６、１２６の値を検出することで、蒸発器１１２、１２２に水を供給するか否かを判断するため、蒸発器１１２、１２２の内部の水を枯渇させることなく、安定した冷却運転を行うことができる。
【００９８】
続いて、制御装置１９０は、気体流通バルブＶ４を開く。これにより、蒸発器１１２、１２２の内部の水蒸気が第１の接続管１６０及び第２の接続管１７０を介して反応器１４０へと移動する（図中、矢印「Ａ」で示す。）。反応器１４０へと移動した水蒸気は、反応器１４０内に充填された無水塩化カルシウムと反応する。なお、反応器バルブＶ５はメンテナンスの際に用いるバルブであり、予め開放してある。
【００９９】
このとき、第１の接続管１６０及び第２の接続管１７０の内部の水蒸気が塩化カルシウムと反応し、系内の水蒸気圧が低下するため、蒸発器１１２、１２２の内部の水は蒸発する。すなわち、蒸発潜熱により、蒸発器１１２、１２２と熱接触した陳列棚天板１１１、１２１を冷やすことができる。結果として、陳列棚天板１１１、１２１に陳列された被冷却物を冷却することができる。
【０１００】
続いて、制御装置１９０が気体流通バルブＶ４を閉じることにより、水蒸気移動を停止し、冷却運転が停止される。
【０１０１】
冷却運転の停止後、制御装置１９０は、水量計１１６、１２６及び水位計１３６、１５６により系内に残存する水の量を検出し、冷却運転を開始した時点における水の量からの減少量を算出することで、気固反応蓄熱材１４１の反応率を算出する。そして、制御装置１９０は、算出した気固反応蓄熱材１４１の反応率に基づいて、気固反応蓄熱材１４１の再生が必要か否かを判断する。気固反応蓄熱材１４１の再生が必要と判断した場合には、制御装置１９０は、気固反応蓄熱材１４１の再生を行う。
【０１０２】
気固反応蓄熱材１４１の再生の際には、制御装置１９０は、反応器バルブＶ５及び再生用バルブＶ７のみを開き、再生用加熱機構１４２により気固反応蓄熱材１４１を加熱し、気固反応蓄熱材１４１に吸着した水蒸気を脱離させる。脱離した水蒸気は、凝縮器１８０で凝縮され、水となって作動媒体収納容器１３０に充填される（図中、矢印「Ｂ」で示す。）。
【０１０３】
なお、制御装置１９０は、作動媒体収納容器１３０に設けられた水位計１３６により、作動媒体収納容器１３０に充填された水の量を検出し、所望の量の水が作動媒体収納容器１３０に充填されたか否かを判断する。所望の量の水が作動媒体収納容器１３０に充填されたと判断した場合には、制御装置１９０は、再生用加熱機構１４２の加熱を停止し、反応器バルブＶ５及び再生用バルブＶ７を閉じる。
【０１０４】
以上に説明したように、本発明の第２実施形態に係る冷却装置によれば、作動媒体液体１０は、液体供給管１３１を介して最上段に位置する蒸発器１１２に供給され、第１の接続管１６０を介して最上段に位置する蒸発器１１２から最下段に位置する蒸発器１２２まで順に供給される。このため、蒸発器１１２、１２２の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる。また、複数段の陳列棚部を同時に冷却することができる。
【０１０５】
また、本発明の第２実施形態に係る冷却装置によれば、第１の接続管１６０を介して、蒸発器１１２と蒸発器１２２とが接続されている。また、液体供給管１３１を介して、蒸発器１１２と作動媒体収納容器１３０とが接続されている。このため、複雑な構造を必要としない。また、既存の冷蔵用ショーケースにも追加で装着することができる。
【０１０６】
特に本発明の第２実施形態では、制御装置１９０が電源供給の遮断及び復旧を検知して、冷却装置の冷却運転の開始及び停止を制御する。このため、停電等により電源供給が遮断された場合であっても、冷却運転が可能である。
【０１０７】
なお、本発明の第２実施形態では、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに冷却装置を適用する形態について説明したが、陳列棚部を有するショーケースであればよく、扉付きの冷蔵用ショーケースであってもよい。
【０１０８】
以上、冷却装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    作動媒体液体
１０１  陳列棚筐体
１１０  上段陳列棚部
１１１  陳列棚天板
１１２  蒸発器
１１３  ウィック
１１４  液溜り部
１１５  伝熱フィン
１２０  下段陳列棚部
１２１  陳列棚天板
１２２  蒸発器
１２３  ウィック
１２４  液溜り部
１２５  伝熱フィン
１３０  作動媒体収納容器
１３１  液体供給管
１３４  送液ポンプ
１４０  反応器
１４２  再生用加熱機構
１４１  気固反応蓄熱材
１５０  作動媒体液体受け容器
１６０  第１の接続管
１６１  滴下液誘導部
１７０  第２の接続管
１７１  滴下液誘導部
１８０  凝縮器
１９０  制御装置
Ｖ１    液体供給バルブ
Ｖ４    気体流通バルブ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特許第２７４０４０２号公報
【図１】
2016090135.tif 000003
【図２】
2016090135.tif 000004
【図３】
2016090135.tif 000005
【図４】
2016090135.tif 000006