CN103229010B - 保管容器 - Google Patents

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Abstract

即使停止了运转也能以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持一定时间的保管容器。具有电冷却功能的储藏物的保管容器(1)具有容器主体(10)和门部件(20),被容器主体(10)和门部件(20)包围的空间形成储藏室(100),容器主体(10)和门部件(20)具有隔热部(12、22)和蓄热部(14、24),蓄热部(14、24)使用在储藏室(100)内的能控制的温度与周围的生活温度之间的温度时产生液-固相变的1种以上的材料形成,配置于在由于停止冷却后的经时变化而在储藏室(100)内形成的温度分布中容易接近生活温度的第1区域附近的蓄热部(14、24)与配置于不易接近生活温度的第2区域附近的蓄热部(14、24)相比,材料的温度传导率除以储藏室(100)的壁面的每单位面积的材料的使用量而得的值较小。

Description

保管容器
技术领域
本发明涉及保管容器。
背景技术
以往,已知如冷藏箱、加热箱这样的以与外部气温不同的温度保管储藏物的保管容器。若使用这样的保管容器,则能够以希望的温度保管储藏物,例如,如果是冷藏箱,则能够长时间地保持作为储藏物的各种食品的鲜度。另外,如果是加热箱,则能够将作为储藏物的食品保持为适于吃的温度(例如,80℃)。
这样的保管容器若由于停电等理由而不运行,如果是冷藏箱则会升温,如果是加热箱则会降温,使得储藏储藏物的储藏室的温度接近外部气温。为了防止这种情况,在专利文献1、2所提出的冷藏箱中,已提出如下构成:具备蓄冷材料,即使例如由于停电而不运行,在一定时间内通过向储藏室内供应冷气,储藏室内的温度也不变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开昭58-219379号公报
专利文献2:特开平7-4807号公报
发明内容
发明要解决的问题
此外,在上述专利文献所记载的构成中,蓄冷材料以环绕储藏室的周围的方式均匀地配置。另一方面,容易预计在热从外部流入到停止了运行的保管容器的储藏室的情况下,流入的热量相对于储藏室整体不是均匀的。于是,有如下可能:随着时间经过而在储藏室内产生温度分布,根据储藏室内的位置的不同而有时产生蓄冷材料的保冷不发挥功能的部位。
本发明是鉴于这些情况而完成的,其目的之一为提供即使停止了运转也能以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持一定时间的保管容器。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的一个方式的保管容器是具有电冷却功能的储藏物的保管容器,其特征在于,具有:容器主体;以及盖构件,其使上述容器主体内的空间开闭自如,被上述容器主体和上述盖构件包围的上述空间形成储藏上述储藏物的储藏室,上述容器主体和上述盖构件具有:隔热部,其包围该储藏室而设置;以及蓄热部,其在上述储藏室与上述隔热部之间至少设置于一部分,上述蓄热部使用在稳定运转中在上述储藏室内能控制的温度与上述保管容器的周围的生活温度之间的温度时产生液相与固相之间的相变的1种以上的材料形成,配置于在由于从稳定运转状态停止了电冷却功能后的经时变化而在上述储藏室内形成的温度分布中相对容易接近上述生活温度的第1区域附近的上述蓄热部以与配置于不易接近上述生活温度的第2区域附近的上述蓄热部相比,上述材料的温度传导率除以上述储藏室的壁面的每单位面积的上述材料的使用量而得的值较小的方式设置。
在本发明的一个方式中,其特征在于,基于无量纲温度与构成上述容器主体和上述盖构件的壁构件的傅立叶数的关系,规定了上述蓄热部的厚度,上述无量纲温度是电冷却功能停止后的上述储藏室内的温度中容许作为能保管上述储藏物的温度的容许温度和上述生活温度的差除以上述能控制的温度和上述生活温度的差而得的值,上述蓄热部的厚度对应于运转停止后上述储藏室内的温度从上述能控制的温度变化到上述容许温度为止的能保温时间。
在本发明的一个方式中,优选上述保管容器是冷藏箱,上述容许温度是10℃以下。
在本发明的一个方式中,优选上述保管容器是冷冻箱,上述容许温度是-10℃以下。
在本发明的一个方式中,优选上述能保温时间是2小时~24小时。
在本发明的一个方式中,优选上述蓄热部使用多种材料形成,设置于上述第1区域附近的上述蓄热部的材料与设置于上述第2区域附近的上述蓄热部的材料相比,相变温度时的上述材料的温度传导率较小。
在本发明的一个方式中,优选设置于上述第1区域附近的上述蓄热部以与设置于上述第2区域附近的上述蓄热部相比总潜热量较大的方式设置。
在本发明的一个方式中,优选上述第1区域是关闭了上述盖构件时的上述容器主体和上述盖构件的接触部分。
在本发明的一个方式中,优选上述第1区域是上述储藏室的顶部。
另外,本发明的一个方式的保管容器是具有电冷却功能的储藏物的保管容器,其特征在于,具有:容器主体;以及盖构件,其使上述容器主体内的空间开闭自如,被上述容器主体和上述盖构件包围的上述空间形成储藏上述储藏物的储藏室,上述容器主体和上述盖构件具有:隔热部,其包围该储藏室而设置;以及蓄热部,其在上述储藏室与上述隔热部之间至少设置于一部分,上述蓄热部使用在稳定运转中在上述储藏室内能控制的温度与上述保管容器的周围的生活温度之间的温度时产生液相与固相之间的相变的1种以上的材料形成,基于无量纲温度与构成上述容器主体和上述盖构件的壁构件的傅立叶数的关系,规定了箱内占最大面积的区域的上述蓄热部的厚度,上述无量纲温度是电冷却功能停止后的上述储藏室内的温度中容许作为能保管上述储藏物的温度的容许温度和上述生活温度的差除以上述能控制的温度和上述生活温度的差而得的值,上述厚度对应于电冷却功能停止后上述储藏室内的温度从上述能控制的温度变化到上述容许温度为止的能保温时间。
在本发明的一个方式中,优选上述保管容器是冷藏箱,上述容许温度是10℃以下。
在本发明的一个方式中,优选上述保管容器是冷冻箱,上述容许温度是-10℃以下。
在本发明的一个方式中,优选上述能保温时间是2小时~24小时。
在本发明的一个方式中,优选上述材料的固化时的相变温度的峰值温度是-20℃~-10℃。
在本发明的一个方式中,优选上述材料的固化时的相变温度的峰值温度是0℃~10℃。
在本发明的一个方式中,优选上述材料在稳定运转中的上述储藏室内的设定温度与上述生活温度之间的温度时产生从液相向固相的相变时的相变温度区是2℃以下。
在本发明的一个方式中,优选上述蓄热部具有:第1蓄热部,其包围上述储藏室而设置;以及第2蓄热部,其在上述隔热部与上述第1蓄热部之间包围上述储藏室而设置,上述第2蓄热部的形成材料与上述第1蓄热部的形成材料相比,相变温度较接近上述生活温度。
在本发明的一个方式中,优选上述材料的相变温度是比上述生活温度低的温度,上述储藏室的内壁的至少一部分被红外线反射层覆盖,上述红外线反射层将红外线反射60%以上,上述红外线以与人体的体表温度对应的波长为峰值波长。
在本发明的一个方式中,优选上述红外线反射层的形成材料是金属材料,上述储藏室的内壁的至少一部分由上述金属材料形成,作为上述红外线反射层发挥功能,并且与上述蓄热部相接。
发明效果
根据本发明,能够提供能以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持的保管容器。
附图说明
图1是示出第1实施方式的保管容器的说明图。
图2是示意性地示出蓄热部的材料发生相变时的热的活动的坐标图。
图3是示出第1实施方式的保管容器的说明图。
图4是示出第1实施方式的保管容器的变形例的说明图。
图5是用于求出保管容器的水平方向的截面中的温度分布的计算模型。
图6是示出使用了计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。
图7是示出使用了计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。
图8是示出使用了计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。
图9是示出使用了计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。
图10是示出计算模型的说明图。
图11是示出温度相对于向保管容器的内部方向的距离的关系的坐标图。
图12是示出对立体的传热的海斯勒线图。
图13是示出能保温时间相对于蓄热部的厚度的关系的坐标图。
图14是用于求出保管容器的水平方向的截面中的温度分布的计算模型。
图15是示出使用了计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。
图16是示出使用了计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。
图17是示出第2实施方式的保管容器的说明图。
图18是示出第2实施方式的保管容器的说明图。
图19是示出第3实施方式的保管容器的说明图。
图20是示出第4实施方式的保管容器的说明图。
图21是示出求出第5实施方式的保管容器中使用的蓄热材料的相变温度的方法的图。
图22是示出第6实施方式的保管容器的说明图。
图23是示出第6实施方式的保管容器的说明图。
图24是示出第6实施方式的保管容器的解析结果的图。
图25是示出第7实施方式的保管容器的说明图。
图26是示出第7实施方式的保管容器的说明图。
图27是示出第8实施方式的保管容器的说明图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,边参照图1~图17,边说明本发明的第1实施方式的保管容器。此外,在以下的所有附图中,为了使附图易看,适当使各构成要素的尺寸、比率等不同。
图1是示出本实施方式的保管容器1的说明图,图1(a)是概要立体图,图1(b)是概要截面图。保管容器1是为了在稳定运转时以与外部气温(生活温度)不同的温度保管储藏物而使用的,能够例示例如冷藏箱、冷冻箱、加热箱等。在本实施方式中,假设保管容器1为冷藏箱来说明。
如图所示,本实施方式的保管容器1具有:容器主体10,其具有经由开口部101与外部连接的储藏室100;以及门部件(盖构件)20,其装配于开口部101。储藏室100是被构成容器主体10的壁构件11和构成门部件20的壁构件21包围的空间。在容器主体10中设置有隔热部12和蓄热部14,在门部件20中也设置有隔热部22和蓄热部24。蓄热部14和蓄热部24以在与填料P相邻的位置与其它位置相比变厚(体积变大)的方式设置。
在这样的本实施方式的保管容器1中,在稳定运转时能够将储藏室100内保持为指定的设定温度,即使是在例如停电导致电力供应停止而停止了运转的情况下,也能以储藏室100内的温度不产生温度分布的方式保冷一定时间。以下,详细地说明。
容器主体10具有:壁构件11;以及冷却装置19,其用于冷却储藏室100内。壁构件11具有:隔热部12,其包围储藏室100而设置;以及蓄热部14,其在储藏室100与隔热部12之间包围储藏室100而设置。它们收纳于被以ABS树脂等树脂材料为形成材料的箱体(未图示)包围的空间。
隔热部12以来自外部的热不经由箱体传到稳定运转时被冷却的储藏室100和蓄热部14的方式隔热。这样的隔热部12能够使用如玻璃棉这样的纤维类隔热材料、如聚氨酯泡沫这样的发泡树脂类隔热材料、如纤维素纤维这样的天然纤维类隔热材料等通常所知的形成材料形成。
蓄热部14使用在储藏室100的设定温度与外部气温之间的温度时产生液相与固相之间的相变的材料作为蓄热材料来形成。在此,所谓“储藏室100的设定温度”,是保管容器1的稳定运转中的储藏室100内的设定温度。另外,所谓“外部气温”,例如是作为使用保管容器1的环境的外部气温而设想的温度。例如,若保管容器1是设定温度为4℃的冷藏箱,设想的外部气温为25℃,则使用固-液相变温度高于4℃而低于25℃的蓄热材料来形成。
图2是示意性地示出作为图1所示的蓄热部14的形成材料的蓄热材料发生相变时的热的活动的坐标图。坐标图的横轴示出温度,纵轴示出比热。
即,蓄热材料在固体状态(固相)的情况下,通过吸收与比热C(s)对应的热量升温,在液体状态(液相)的情况下,通过吸收与比热C(l)对应的热量升温。另一方面,在蓄热材料产生相变的温度时,通过吸收与潜热对应的热量升温。
在此,所谓“比热”,是使单位质量的物质的温度仅上升单位温度所需的热量,因此,在相变的温度区域中,为了仅上升单位温度而吸收的热量与潜热对应。因此,如图2所示,在相变温度区域Tf中,能够认为蓄热材料通过吸收与比热C(f)对应的热量仅升温单位温度,能够认为蓄热材料的比热变大了。因此,只要蓄热材料的相变温度是储藏室100的设定温度与外部气温之间的温度,则在储藏室100的运转停止了的时候在箱内温度的升温过程中会达到相变温度区域Tf,从而能在该温度区域中长时间抑制温度变化。
在这样的蓄热材料中,根据储藏室100的设定温度,即根据保管容器1的规格,使用合适的温度的相变温度区域Tf的材料。
例如,在如本实施方式所示的保管容器1这样是冷藏箱的情况下,优选储藏室(冷蔵室)的设定温度是10℃以下,蓄热材料的相变温度的峰值温度是0℃~10℃即可。
另外,在保管容器以比冷藏箱低的温度保存储藏物的情况下,蓄热材料的相变温度区是2℃以下即可。例如,在储藏室是冷却室的情况下,设定温度是0℃程度,因此蓄热材料的相变温度的峰值温度是0℃~2℃即可。在储藏室是冷冻箱的情况下,优选储藏室(冷冻室)的设定温度是-10℃以下,蓄热材料的相变温度的峰值温度是-20℃~-10℃即可。
此外,蓄热材料的相变温度能够使用差示扫描量热器(DSC)测定。上述的峰值温度在例如使用差示扫描量热器,假设降温速率为1℃/分钟来测定时,能够作为产生从液相向固相的相变时的峰值温度来测定。
另外,相变温度区是在稳定运转中的储藏室100内的设定温度与外部气温之间的温度时产生从液相向固相的相变时的温度区。
具有这样的相变温度的蓄热材料由于稳定运转时会将储藏室100冷却而被从储藏室100传来的冷气冷却到相变温度以下为止,因此稳定运转时为固相。另一方面,即使保管容器1停止了运转,在一定时间内也能够通过向储藏室100内供应冷气来抑制储藏室100内的温度变化。
作为蓄热材料,能够使用例如水、石蜡、1-癸醇、SO2·6H2O、C4H3O·17H2O、(CH2)3N·101/4H2O等通常所知的材料。另外,也能利用使溶质溶解于液状的蓄热材料从而产生的凝固点下降,适当调整具有希望的相变温度的蓄热材料。另外,这些材料可以仅使用1种,也可以同时使用2种以上。
图3(a)(b)是示出壁构件11的结构的说明图。如图3(a)所示,蓄热部14具有蓄热材料141以及包围蓄热材料141的保护膜142,能够采用填充到容器主体10的箱体18与设置于箱体18内的隔热部12之间的空间的构成。另外,也可以如图3(b)所示,通过向箱体18与隔热部12之间的空间填充由蓄热材料141和保护膜142形成的多个小块(由附图标记14a、14b示出)来形成蓄热部14。
另外,蓄热材料141也可以利用凝胶化处理等构成为在固体-液体的相变时能够保持形状。在该情况下,仅通过蓄热材料141就能保持形状、防止泄漏,因此不一定需要保护膜142。
而且,蓄热材料141也可以通过微胶囊化等构成为浆状。在该情况下,能够防止固体-液体的相变时的体积变化,因此能够固定地保持蓄热材料141和其它部件的接触面的热阻。
回到图1,冷却装置19是气体压缩式冷却装置,具有:压缩机191,其设置于容器主体10的底部,压缩制冷剂;冷却器192,其露出于储藏室100内而设置,利用在内部被压缩的制冷剂蒸发时的气化热将周围冷却;以及配管193,其连接压缩机191和冷却器192。此外,也可以具备用于从被压缩的制冷剂散热的冷凝器、用于除去制冷剂中的水分的干燥器等通常所知的构成。
另外,在此示出了气体压缩式冷却装置,但不限于此,也可以是气体吸收式冷却装置、使用了帕尔贴元件的电子式冷却装置。另外,在此假设保管容器1为冷却器192露出于储藏室100的直冷式(冷气自然对流方式)进行了图示。但不限于此,也可以采用通过风扇使被冷却器192冷却的冷气循环从而冷却储藏室100的间冷式(冷气强制循环方式)。
另一方面,门部件20为经由未图示的合叶等连接部件转动自如地装配于容器主体10来开闭开口部101的构成。另外,门部件20在关闭时与容器主体10相接的一侧设置有填料P。
与容器主体10同样地,门部件20也具有壁构件21,壁构件21具备:隔热部22,其包围储藏室100而设置;以及蓄热部24,其在储藏室100与隔热部22之间包围储藏室100而设置。隔热部22和蓄热部24能够使用与上述的隔热部12和蓄热部14同样的材料形成。
在这样的保管容器1中,蓄热部14和蓄热部24以蓄热材料在隔着容器主体10和门部件20的箱体而与填料P相邻的位置(在图1中由附图标记α示出)在厚度方向上变厚的方式设置。
本实施方式的保管容器1的概要构成如上所述。
图4是示出本实施方式的保管容器的变形例的说明图,是与图1(b)对应的图。
储藏室内的温度由于保管容器的运转停止后的经时变化而升温,逐渐形成温度分布。而后,由于空气的密度变化,相对热的空气滞留于储藏室的上部,相对冷的空气滞留于储藏室的下部。即,储藏室的上部与储藏室的下部相比相对容易接近外部气温。为了抑制这样的温度分布的形成,在本实施方式的保管容器的变形例中,能够采用以下这样的构成。
在图4(a)所示的保管容器2中,储藏室100的上部(顶部)的壁构件11与储藏室100的下部(底部)的壁构件11相比,设置于内部的蓄热部14的体积较大。在图中示出了由附图标记β示出的区域的蓄热部14比由附图标记γ示出的区域的蓄热部14大。
另外,在图4(b)所示的保管容器3中,设置于壁构件11内的蓄热部14包括:上部蓄热部15,其设置于储藏室100的上部侧;以及下部蓄热部16,其设置于储藏室100的下部侧。同样地,设置于门部件20的壁构件21内的蓄热部24也包括:上部蓄热部25,其设置于储藏室100的上部侧;以及下部蓄热部26,其设置于储藏室100的下部侧。上部蓄热部15与下部蓄热部16相比,使用潜热量较大的形成材料形成。同样地,上部蓄热部25与下部蓄热部26相比,使用潜热量较大的形成材料形成。
由此,储藏室100的上部与下部相比,较长时间地被供应冷气,因此能够将容易滞留于储藏室的上部的热的空气冷却,使其与下部的冷的空气的温度差变小。因此,在这样的构成的保管容器2、3中,能够抑制温度分布的形成。
接着,边考虑蓄热部的热特性,边参照图5~13,更详细地说明本实施方式的保管容器1。此外,在以下的说明中,有时适当使用图1中所用的附图标记。
首先,探讨蓄热部的蓄热材料。
蓄热部的热特性由使用了图5所示的二维模型的模拟来求出。图5是用于求出保管容器1的水平方向的截面中的温度分布的计算模型。在此,将保管容器1看作大致长方体,从而,考虑到截面的对称性而在一半的区域中进行了计算。
图中,附图标记W1、W2是储藏室100的内部尺寸,附图标记W3是构成壁构件21的隔热部22的厚度,附图标记W4、W5是构成壁构件11的隔热部12的厚度,附图标记W6是设置于容器主体10和门部件20的接合部的填料P的厚度,W7是构成壁构件的蓄热部14、24的厚度。各值是W1:400mm、W2:500mm、W3:45mm、W4:45mm、W5:35mm、W6:1mm,W7是变量。
图6、7是示出使用了图5所示的计算模型的不稳定热传导解析的结果的图。图6示出无蓄热部14、24的情况下(W7=0mm)的储藏室100的温度,图7示出有将石蜡用作蓄热材料的蓄热部14、24(W7=5mm)的情况下的储藏室100的温度。(a)示出经过1小时后的温度,(b)示出经过12小时后的温度。
计算条件是石蜡的熔点(相变温度):5.9℃、潜热:229kJ/kg、开始温度:3℃、外部气温:25℃、填料P的材质:铁、蓄热部中的蓄热材料的填充率:100%。
如图6所示,在无蓄热部14、24的情况下,1小时后储藏室100内的温度已经上升到十几℃(图6(a)),12小时后完全等于外部气温(图6(b))。另一方面,如图7所示,发现在有蓄热部14、24的情况下,1小时后储藏室内的温度维持为5℃程度(图7(a)),即使是12小时后也能够保持为大概7℃~8℃程度(图7(b))。
另外,从图7可知,对运转停止后的保管容器1的储藏室100的热的流入主要在填料P的位置产生,热从填料P部分向储藏室100的内部移动。因此,接着通过进行考虑了热的移动的模拟进一步探讨蓄热部的性能。
图8是对于仅使构成蓄热部的蓄热材料的物性不同的模型的计算结果,是与图6、7对应的图。在此,设想具有相同的相变温度且潜热值和热传导率不同的2种蓄热材料进行了计算。蓄热材料以外的计算条件除了假设相变温度:-18℃、开始温度:-18℃以外,与图6、7是同样的。
图8(a)的蓄热材料是潜热:334kJ/kg、热传导率:2.2W/(m·K),图8(b)的蓄热材料是潜热:229kJ/kg、热传导率:0.34W/(m·K)。图8(a)的计算中使用的蓄热材料的潜热和热传导率的值与冰是相同程度的,图8(b)的计算中使用的蓄热材料的潜热和热传导率的值与石蜡是相同程度的。
图8(a)(b)均示出12小时后的温度分布,但从图中可知,图8(b)与图8(a)相比,抑制了温度上升。
而且,在图9中示出除了无填料P、即由壁构件(隔热部和蓄热部)将储藏室100密闭了以外与图8(a)为相同条件的模型的计算结果,发现在这样的结构的模型中,即使是12小时后也能够抑制储藏室的温度上升。
从这些计算结果可知,在具有填料P的保管容器的构成中,来自填料P部分的热的流入是储藏室内的温度变化的主要因素,设置于填料P附近的蓄热部具有的蓄热材料若仅关注潜热的大小来选择的话,观点是不充分的。即,发现为了选择适合的蓄热材料作为蓄热部的形成材料,也应关注潜热值以及热传导率。
基于这些计算结果,本发明的发明人反复探讨的结果是,发现了使用由下述的式(1)示出的温度传导率来评价蓄热部的形成材料是有效的。
α = k ρ · C · · · ( 1 )
(α:温度传导率(m2/s),k:热传导率(W/(m·K)),ρ:蓄热部的形成材料的密度(kg/m3),C:蓄热部的形成材料的比热(J/(kg·K))
在此,式中的比热假定作为相变温度区中的潜热使用。比热是为了使蓄热材料升温1℃所需的热量,因此,在相变温度区跨例如2℃的情况下,能够通过将总潜热量除以相变温度区的温度宽度,求出上述式1中使用的比热。
若对冰和石蜡求出上述温度传导率,则为以下的表1这样。
[表1]
即,石蜡与冰相比潜热量较小,但温度传导率较小,即温度不易上升,因此到相变结束为止的时间比冰长,其结果是,能长时间地维持相变温度。因此,发现若比较冰和石蜡,则温度传导率较低的石蜡在有热的流入的情况下的保温效果较高。即,若比较冰和石蜡,则在本实施方式中通过在有热的流入的位置使用石蜡作为填料P部分的蓄热部的形成材料,能示出较高的保冷效果。
接着,探讨蓄热部14的厚度。
如上所述,在图1所示的保管容器1中,蓄热部14和蓄热部24以蓄热材料在隔着容器主体10和门部件20的箱体而与填料P相邻的位置(在图1中由附图标记α示出)在厚度方向上变厚的方式设置。将其换成其它表达的话,由附图标记α示出的位置的蓄热部14和蓄热部24以与其它位置的蓄热部相比,作为将材料的温度传导率除以从储藏室100的内壁看的每单位面积的材料的使用量而得的值的指标值较小的方式设置。其由下述理由所致。
若保管容器1停止运转,则外部的热主要经由填料P流入到储藏室100内使内部升温。这是因为:容器主体10和门部件20经由填料P相接,因此在填料部分中保管容器1的隔热部12、22和蓄热部14、24不连续。即,能够说在储藏室100中,填料P附近是与离填料P远的区域(第2区域AR2)相比相对容易接近外部气温的区域(第1区域AR1)。
因此,在本实施方式的保管容器1中,蓄热部14不是均匀地配置,而是以在作为运转停止后相对容易接近外部气温的部分的填料P附近的壁构件11中与在相对不易接近外部气温的部分的壁构件11中相比变厚的方式(以上述的指标值变小的方式)设置。由此,在填料P附近,与离填料P远的位置相比温度不易上升,而长时间被供应冷气。因此,即使停止了运转,也容易以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持一定时间。
可以使用与设置于第2区域AR2附近的蓄热部14、24的材料相比相变温度时的材料的温度传导率较小的材料作为设置于第1区域AR1附近的蓄热部14、24的材料来控制指标值。
另外,设置于第1区域AR1附近的蓄热部14、24也可以以与设置于第2区域AR2附近的蓄热部14、24相比总潜热量较大的方式设置来控制指标值。根据式(1),温度传导率的分母中有比热、即相变温度区中的潜热的项。另外,在上述的指标值中,分母中有比热和使用量的积、即总潜热量的项。因此,若总潜热量变大则指标值变小,从而与上述考虑一致。
将这样容易接近外部气温的区域标记为第1区域,不易接近外部气温的区域标记为第2区域,但这是示出相对的关系,而不是一定将箱内整体仅分为2个区域。例如,在存在上述隔热材料的厚度薄的区域的情况下,该区域的隔热性能变低,与其它部分相比容易接近外部气温,但在与填料部比较的情况下,不易接近外部气温。在如该例这样有3个以上的不同的区域的情况下,也将其中的2个区域的相对的比较示为第1区域、第2区域。
在此,蓄热部14越厚,即蓄热部14蓄积的潜热量越大,则上述的指标值越小,越能够长时间地放出冷气。因此,能够抑制运转停止后的储藏室100的温度上升。另一方面,若蓄热部14过厚,则预计会对制造成本、产品的形状/大小有不利影响。
因此,蓄热部14的厚度例如为如下厚度即可:为了满足运转停止后经过预先设定的时间(能保温时间)后也不到达容许作为储藏室100的温度的最高温度(容许温度)这一要求所需的厚度。
假设在储藏室100内除了构成部件以外无热负荷,即假设在储藏室100内无使运转停止后的箱内的温度上升的特别的热源,来计算/设定能保温时间。
这样的蓄热部14的厚度能够在考虑上述的热的流入/传送的基础上,以如下方式求出。
首先,为了简化计算,根据表示穿过隔热部12和蓄热部14的热通量的算式,求出假设壁构件的厚度等于蓄热部14的厚度的情况下的合成热传导率。
即,通过从如图10(a)所示的、壁构件11包括厚度L1、热传导率k1的隔热部12和厚度L2、热传导率k2的蓄热部14的计算模型置换为如图10(b)所示的、具有由厚度L2、热传导率k12的虚拟的材料形成的壁构件17的计算模型来简化计算,求出壁构件17的热传导率。
在从外部向储藏室100内流入指定的热量的情况下,热量在图10(a)的计算模型中由下述式(2)表示,在图10(b)的计算模型中由下述式(3)表示。因此,根据式(2)(3),图10(b)的壁构件17的热传导率、即隔热部12和蓄热部14的合成热传导率作为下述式(4)求出。
T 1 - T 2 ( L 1 k 1 + L 2 k 2 ) · · · ( 2 )
q = k 12 ( T 1 - T 2 ) L 2 · · · ( 3 )
k 12 = L 2 ( L 1 k 1 + L 2 k 2 ) · · · ( 4 )
(q:热量(W),T1:外部气温(K),T2:储藏室内的设定温度(K),L1:隔热部的厚度(m),L2:蓄热部的厚度(m),k1:隔热部的热传导率(W/(m·K)),k2:蓄热部的热传导率(W/(m·K)),k12:隔热部和蓄热部的合成热传导率(W/(m·K))
接着,进行保管容器1的结构的简化,探讨对简化了的结构的热的流入。图11是示出温度相对于从保管容器的外部表面向内部方向的距离的关系的坐标图。
如图11(a)所示,保管容器的外部的热经由壁构件传到储藏室内,因此有如下关系:壁构件的温度在外部表面等于外部气温,在内部表面等于储藏室温度,而且在厚度方向上温度变化。另外,储藏室内的空气的热容量小,因此能够假定为是与储藏室的内壁相同的温度。这样的关系在运转停止紧后、在经过指定时间后储藏室的温度到达了容许温度时都是同样的。
因此,考虑到通过计算储藏室的内壁的温度变化可以知晓储藏室的温度变化,通过使用如图11(b)所示舍弃了储藏室的空间的计算模型来计算,间接地算出储藏室内的温度。在图中,假设壁构件的厚度为L2,因此,在图11(b)所示的模型中,能够通过计算厚度2L2的实心的立体的温度分布,算出该立体的中心(离表面L2的位置)的温度,来计算储藏室内的温度。
从这样的立体(舍弃了储藏室的保管容器)的表面向立体内部的传热计算是能通过使用立体的初始温度和外部温度,在一般的传热计算中对不稳定热传导的基础式求解来算出的。另外,关于对立体的中心部的传热导致的温度变化,已知如图12所示的由无量纲温度和无量纲时间(傅立叶数)的关系示出的海斯勒线图,也能够使用海斯勒线图求出立体内部的温度变化。
图12的海斯勒线图的横轴所示的无量纲时间(傅立叶数)能够使用立体的温度传导率、自运转停止起的经过时间、到立体的中心为止的厚度(即壁构件的厚度),如下述式(5)这样示出。
F 0 = α · t L 2 2 · · · ( 5 )
(Fo:无量纲时间(傅立叶数),α:温度传导率(m2/s),t:经过时间(s),L2:壁构件的厚度(m))
另外,图12的海斯勒线图的纵轴所示的无量纲温度能够使用外部气温、储藏室的设定温度、由于运转停止而变化的储藏室的温度,如下述式(6)这样示出。
θ c = T 3 - T 1 T 2 - T 1 · · · ( 6 )
(θc:无量纲温度,T1:外部气温(K),T2:储藏室内的设定温度(K),T3:储藏室内的温度(K))
示出无量纲温度的变量中的外部气温T1、设定温度T2有设定值,因此能够通过设定储藏室100的容许温度求出对应的傅立叶数。在根据图12所示的海斯勒线图求出傅立叶数时,可以从图中直接读取,另外也可以使用下述的近似式(7)算出。近似式(7)是关于图12中表示平板的坐标图的近似式。
θc=1.273·exp(-2.467·F0)          …(7)
另外,由上式(5)示出的傅立叶数中的温度传导率能够使用上述的式(1)(4)算出,因此,能够使用根据海斯勒线图求出的傅立叶数和式(5),求出壁构件的厚度(即蓄热部的厚度)和自运转停止起的经过时间的函数。
图13是示出按照上述思路求出的蓄热部的厚度和能保温时间(自运转停止起的经过时间)的关系的坐标图。在图中,对多个蓄热材料进行了算出。
此外,在能保温时间中,从蓄热部的蓄热材料的相变开始到相变结束为止的时间占大部分。因此,在图中,对于假设石蜡的相变温度区为5℃~7℃、外部气温为25℃的情况下的储藏室内的温度从5℃到7℃变化的情况,算出了相对于蓄热部的厚度的能保温时间。但是,在冰的情况下,是对于储藏室内的温度从0℃到7℃变化的情况进行了算出。
若使用图13的关系,例如若设定运转停止后到达容许温度为止的时间,则能够求出所需的蓄热部的厚度,因此能够成为希望的规格的保管容器。另外,若使用图13的关系,则能够估算从某保管容器的运转停止到升温至容许温度为止的时间、即能保温时间。
能保温时间作为停电对策所需最低限度的时间能够确保2小时即可。另外,若使蓄热部变厚则能保温时间会增加,但储藏室100内的容积会减小,因此为了确保容积,以24小时为上限即可。
以上述方式设定蓄热部的配置、材料、厚度,制成希望的规格的保管容器。
在此,本发明的发明人为了验证按照上述的考虑设置的蓄热部的效果,对蓄热部的热特性进行了模拟。作为计算模型,使用了图5和图14所示的计算模型。
图14是与图5的计算模型对应,还追加了参数W8、W9的计算模型。W8、W9是离与填料P抵接的部分中的蓄热部的端部的长度。下述的表2是汇总了计算所用的参数的表。
[表2]
另外,图15(a)(b)是使用了图5的计算模型的不稳定热传导解析的计算结果。附图标记W1~W7的值与图7相同(W7=5mm)。
此外,图16(a)(b)是使用了图14的计算模型的不稳定热传导解析的计算结果。附图标记W1~W6与图14相同。蓄热部14、24的厚度在离端部W8=40mm、W9=20mm的部分为W7=20mm,在除此以外的部分为W7=2mm。
此外,图15(a)图16(a)示出经过6小时后的温度,图15(b)图17(b)示出经过8小时后的温度。
计算条件是石蜡的熔点(相变温度):5.9℃、潜热:229kJ/kg、开始温度:3℃、外部气温:25℃、填料P的材质:铁、蓄热部中的蓄热材料的填充率:100%。
计算的结果如图15所示,在蓄热部14以均匀的厚度形成的情况下,6小时后储藏室100内已经形成温度分布(图15(a)),8小时后储藏室100内的温度上升到接近大概20℃(图15(b))。另一方面,如图16所示,发现在使蓄热部14在填料P的周围较多地具有分布而在其它部分较少地具有分布的情况下,6小时后储藏室内的温度维持为几度℃程度(图16(a)),即使是8小时后也能够保持为大概10℃程度(图16(b))。
若以储藏室100的容量为170L的市售品(型号:SJ-V200T)为模型概算蓄热部14中的蓄热材料的使用量,则在图15(a)(b)所示的模型的情况下,使用量为7kg。另一方面,在图16(a)(b)所示的模型的情况下,使用量为3.3kg。因此,发现了图16所示的模型能够较长时间地将储藏室100内保温,而且能削减蓄热材料的使用量。
即,发现了通过合适地设定蓄热部的配置、材料、厚度,能制成能有效保温的保管容器。
根据如上所述的构成的保管容器1,即使停止了运转,也能以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持一定时间。
此外,在本实施方式中,示出了以比外部气温低的温度保管储藏物的保管容器,但作为本发明的一个实施方式,也能够采用以比外部气温高的温度保管储藏物的保管容器、所谓加热箱。
在该情况下,在运转停止后的储藏室内,储藏室的下部与储藏室的上部相比,相对容易接近外部气温,因此与图4所示的构成不同,而使储藏室的下部的蓄热部比上部的蓄热部厚。
在保管容器是加热箱的情况下,储藏室的设定温度通常是80℃~100℃程度,因此蓄热材料的相变温度区是80℃~100℃即可。作为蓄热材料,能够使用例如相变温度是90℃、潜热值是225kJ/kg的D-Threitol(D-苏糖醇)。
另外,在本实施方式中,为了简化计算,使用简化了结构的二维模型进行了模拟,但也可以不简化,而使用再现了实际的保管容器的构成的二维模型进行模拟。
另外,在本实施方式中,说明了仅具有1个储藏室100的保管容器,但也可以是例如具有设定温度不同的2种以上的储藏室的保管容器。在这样的情况下,根据各储藏室来设定蓄热部。
另外,在本实施方式中,门部件20转动自如地设置于容器主体10,但门部件(盖构件)只要是能开闭储藏室100地设置即可,不限于上述的构成。
例如,盖构件也可以是通过在指定的轨道上滑动来开闭储藏室100的构成,另外,盖构件还可以是可装卸地设置来开闭储藏室100的构成。即使是这样的构成,盖构件附近的空间是运转停止后相对容易接近外部气温的部分这一点也不会改变。因此,通过使设置于盖构件附近的壁构件内部的蓄热部变厚,能够制成运转停止后也能长时间地保冷的保管容器。
[第2实施方式]
图17、18是本发明的第2实施方式的保管容器4的说明图。本实施方式的保管容器4与第1实施方式的保管容器1是部分通用的。因此,对在本实施方式中与第1实施方式通用的构成要素附上相同的附图标记,省略详细的说明。
如图17所示,保管容器4在储藏室100的内壁具有将红外线反射的反射层(红外线反射层)30。
在作为冷藏箱的保管容器4运转停止时,使用者想取出储藏室100内的储藏物的情况下,需要打开门部件20,将手放入到储藏室100。这时,通常使用者的手的表面温度比储藏室100的内部温度高,因此来自使用者的手的辐射热会导致热流入到储藏室100。
这样的在门部件20打开时使用者与储藏室100内之间的辐射导致的热移动,能够使用下述式(8)估算。
Q = A · ϵ · σ · s · ( T 4 4 - T 5 4 ) · · · ( 8 )
(Q:辐射导致的热的流入量(J),A:表面积(m2),ε:辐射率,σ:斯蒂芬-玻尔兹曼常量(5.67×10-8(W/(m2·K4)),s:门的打开时间(s),T4:体表温度(K),T5:储藏室内温度(K))
若假设穿着衣服的使用者的表面温度为30℃,储藏室内温度为6℃,考虑来自人体的表面积(1.8m2)的一半的辐射,则根据上式(8),传热量为109J/s,流入到箱内的热量在门的打开时间为30秒时是33kJ,60秒时是66kJ。
另一方面,在假设箱内容积为140L的情况下,若假设空气的密度ρ为(=1.1763kg/m3)、空气的比热Cp为(=1007J/(kg·K))、外部气温为25℃、储藏室内温度为6℃,则储藏室内的空气完全替换为外部空气的情况下流入的热量是32kJ,为(热量=140/1000×ρ×Cp×(25-6))。
因此可知,关于打开门部件20时的热流入是来自使用者的体表的辐射导致的影响较大。
在本实施方式的保管容器4中,在储藏室100的内壁具有将红外线反射的反射层30。因此,通过将在停电时从储藏室100取出储藏物时从使用者的体表辐射的红外线反射,能够防止辐射热的流入,谋求储藏室内的温度上升的抑制。另外,正常运转时储藏室内的温度难以上升,因此能够进行功耗的降低。
使用从人体辐射的红外线的吸收率低的材料作为反射层30。根据维恩位移定律,这样的红外线的波长的峰值波长是9.6μm附近。另外,根据基尔霍夫定律,吸收率和反射率是负相关的,因此也可以使用这样的红外线的反射率高的材料。例如,使用将以与人体的体表温度对应的波长为峰值波长的红外线反射60%以上的材料即可。作为这样的材料,可举出如铝这样的具有光反射性的金属材料。
可以如图18(a)所示将反射层30设置于箱体18的表面,也可以如图18(b)所示,使反射层30构成箱体18的一部分,反射层30和蓄热部14相接。若在如图18(b)这样的构成的基础上,用金属材料形成反射层30,则稳定运转时的储藏室100内的冷气经由作为金属材料的反射层30容易传到蓄热部14,蓄热部14蓄冷,而容易相变为固相,因此是优选的。
根据如上所述的构成的保管容器4,即使在运转停止时从储藏室取出储藏物,也能够谋求储藏室内的温度上升的抑制,能以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持。
[第3实施方式]
图19是本发明的第3实施方式的保管容器5的说明图。本实施方式的保管容器5与第1实施方式的保管容器1是部分通用的。因此,对在本实施方式中与第1实施方式通用的构成要素附上相同的附图标记,省略详细的说明。
如图所示,保管容器5的蓄热部14具有:第1蓄热部14B,其包围储藏室100而设置;以及第2蓄热部14A,其在隔热部12与第1蓄热部14B之间包围储藏室100而设置。另外,蓄热部24具有:第1蓄热部24B,其包围储藏室100而设置;以及第2蓄热部24A,其在隔热部22与第1蓄热部24B之间包围储藏室100而设置。这些第2蓄热部14A、24A的形成材料与第1蓄热部14B、24B的形成材料相比,使用相变温度较接近外部气温的形成材料。
在这样的构成的保管容器5中,在运转停止后,首先,从相变温度相对较低的第1蓄热部14B、24B向储藏室100内供应冷气到第1蓄热部14B、24B的相变结束为止。然后,从相变温度相对较高的第2蓄热部14A、24A向储藏室100内供应冷气到第2蓄热部14A、24A的相变结束为止。因此,蓄热部14、24的相变温度被多阶段地设定,容易维持储藏室100内的温度。
根据如上所述的构成的保管容器5,能以储藏室内的温度不产生温度分布的方式维持。
[第4实施方式]
图20是本发明的第4实施方式的保管容器的说明图。本实施方式的保管容器与第1实施方式的保管容器1是部分通用的。因此,对在本实施方式中与第1实施方式通用的构成要素附上相同的附图标记,省略详细的说明。
图20(a)、(b)是示出壁构件11的结构的说明图。如图20(a)、(b)所示,在隔着容器主体10和门部件20的箱体而与填料P相邻的位置(在图1中由附图标记α示出)蓄热部14以从储藏室100的壁面在厚度方向上变厚的方式设置。因此,与填料P相邻的蓄热部14上的隔热部13的厚度比与填料P不相邻的蓄热部14上的隔热部12的厚度薄。
在这样的隔热材料的厚度相对较薄的隔热部13中,与其它区域相比进热量会增加,可能产生蓄热部14较厚的区域的保冷能力会下降的事态。因此,需要使隔热部12和隔热部13的隔热能力没有差别。在本例中,在隔热部13中使用了与在隔热部12中使用的发泡聚氨酯相比隔热性能较高的真空隔热材料。由此,能够使隔热部13的隔热能力与隔热部12同等,能够防止与填料P相邻的蓄热部14的保冷能力的下降。
[第5实施方式]
图21是示出求出本发明的第5实施方式的保管容器中使用的蓄热材料的相变温度的方法的图。图21(a)示出使用了DSC的蓄热材料的相变温度的测定例。在图中横轴表示温度t。温度t的右方向是高温侧。示出了2个横轴。上侧示出降温时的测定结果,下侧示出升温时的测定结果。纵方向表示热量。以横轴为基准,上方表示来自蓄热材料的散热量,下方表示蓄热材料的吸热量。
另外,在图21(a)中,由实线的波形D1示出以指定的降温速率(降温速度)冷却了DSC的炉的情况下的测定结果,由虚线的波形D2示出以比该指定的降温速率高的降温速率冷却的情况下的测定结果。同样地,由实线的波形U1示出以指定的升温速率加热了DSC的炉的情况下的测定结果,由虚线的波形U2示出以比该指定的升温速率高的升温速率加热的情况下的测定结果。
如图21(a)所示,在利用DSC的测定中,降温速率、升温速率的差异导致峰值温度会变化。另外,在降温测定中过冷却H导致相变温度下降,因此在升温时和降温时产生滞后。在上述的第1实施方式中,叙述了假设降温速率为1℃/分钟而测定从液相向固相产生相变时的峰值温度。然而,在不稳定状态中,如图21(a)这样,温度下降或者上升的速度的差异、或者降温时和升温时的滞后导致由DSC测定的峰值温度会变化。峰值温度必须是在实际的保管容器内对蓄热材料保冷或保温的情况下,蓄热材料能够保持固相状态的温度。因此,使用了DSC的蓄热材料的相变温度的测定优选测定从固相向液相产生相变时的峰值温度。因此,使用了DSC的蓄热材料的相变温度的峰值温度的测定优选利用比较低的升温速率的升温测定。除此以外,例如也可以测定实际使用的容器内的冷却温度。
图21(b)示出一般基于利用DSC的升温测定来决定相变温度的方法。横轴表示温度t,纵方向表示热量,与图21(a)是同样的。在图21(b)中,由实线的波形U示出以指定的升温速率加热了DSC的炉的情况下的测定结果。将蓄热材料开始从固相向液相的相变以前的波形U的直线部分延长到高温侧而成为由虚线示出的虚拟直线X1。另外,将蓄热材料开始相变后而成为最大吸热量前的波形U的直线部分延长而作为由虚线示出的虚拟直线X2。DSC中的相变温度作为虚拟直线X1和虚拟直线X2的交点C的温度求出。另一方面,若假设由从最大吸热量的位置与虚拟直线X1正交的虚线示出的直线为虚拟直线X3,则峰值温度作为虚拟直线X1和虚拟直线X3的交点E求出。以这种方式求出的峰值温度在大多数情况下处于在实际的保管容器内蓄热材料能够保持固相状态的温度范围内。
[第6实施方式]
图22和图23(a)、(b)是本发明的第6实施方式的保管容器6、7、8的说明图。本实施方式的保管容器6、7、8与第1实施方式的保管容器1是部分通用的。因此,对在本实施方式中与第1实施方式通用的构成要素附上相同的附图标记,省略详细的说明。图22是截面图,示出从保管容器6的开口部101看储藏室100的状态。在保管容器6中,代替冷却器192,而在储藏室100的背面侧内壁上部设置了冷风吹出口60。冷风吹出口60具有延伸于水平方向的细长开口。从冷风吹出口60的细长开口在图示的箭头W的方向上以例如风速10cm/s向储藏室100内吹出冷风。
另外,在储藏室100的背面侧内壁规定了5个温度数据取得部位P1~P5。温度数据取得部位P1配置于冷风吹出口60的上方中央。温度数据取得部位P2~P5在冷风吹出口60的下方的中央部向垂直下方以均等间隔配置为一列。
保管容器6的外形具有:具有50(cm)×50(cm)的正方形底面的高度为100cm的立方体形状。蓄热部14的潜热蓄热材料的潜热是50kJ/kg,比热是1kJ/(kg·K),相变温度是6℃。隔热部12是热传导率为0.025W/(m·k)、壁厚为5cm的聚氨酯板。
图23(a)示出从保管容器7的开口部101看储藏室100时的截面。保管容器7除了蓄热部14的配置不同这一点以外与保管容器6是相同构成。在图23(a)所示的保管容器7中省略了冷风吹出口60和温度数据取得部位P1~P5的图示。在保管容器7的蓄热部14中在储藏室100的内壁底面部配置有厚度v1的蓄热部14a。在储藏室100的侧壁部,从底面部到1/3程度的高度为止配置有比蓄热部14a厚的厚度v2(>v1)的蓄热部14b。另外,从储藏室100的侧壁部的下侧1/3到内壁上表面部为止配置有与蓄热部14a相同厚度v1的蓄热部14c。在储藏室100的内壁上表面部未配置蓄热材料。
图23(b)示出从保管容器8的开口部101看储藏室100时的截面。保管容器8除了蓄热部14的配置不同这一点以外与保管容器6、7是相同构成。在图23(b)所示的保管容器8中省略了冷风吹出口60和温度数据取得部位P1~P5的图示。在保管容器8的蓄热部14中在储藏室100的内壁底面部和侧壁部整体配置有厚度v3的蓄热部14。厚度v3比厚度v1厚,但比厚度v2薄。在储藏室100的内壁上表面部未配置蓄热材料。在保管容器8中使用的蓄热材料的总重量等于保管容器7的蓄热材料的总重量。
这样,保管容器7和保管容器8在蓄热材料的总重量相等这一点和在储藏室100内壁的上部未配置蓄热材料这一点是相同的。并且,在保管容器8的蓄热材料以大致均匀的厚度配置,而保管容器7的蓄热材料具有接近底部的侧壁的蓄热材料厚于比其靠上部的蓄热材料的配置的分布这一点是不同的。
对于这样的将蓄热材料部分配置于储藏室100内壁,使配置的分布不同的2个保管容器7和8,通过热流体解析求出了能够将储藏室100内的温度保持为10℃的时间。解析是在设置了保管容器7、8的外部空气的温度为30℃、40℃的2种情况下进行的。储藏室100的箱内的初始温度设定为0℃。这可通过从冷风吹出口60以0℃的冷风冷却10小时而得。储藏室100被密闭,无热源,仅为自然对流。
图24是示出解析结果的坐标图。图24(a)是示出能够将储藏室100内的温度保持为10℃的平均保持时间的条线坐标图。图24(b)是示出能够将储藏室100内的温度保持为10℃的保持时间的位置的分布的条线坐标图。在两个坐标图中均是纵轴表示时间。A1组示出保管容器7的外部气温为30℃时的结果。A2组示出保管容器7的外部气温为40℃时的结果。B1组示出保管容器8的外部气温为30℃时的结果。B2组示出保管容器8的外部气温为40℃时的结果。在图24(b)中,各组内的5个保持时间从左朝右依次对应温度数据取得部位P1~P5。图24(a)的各组的平均保持时间是图24(b)的各组内的温度数据取得部位P1~P5的保持时间的平均值。
从图24(a)所示的坐标图可知以下情况。首先,组A1、A2的保管容器7与组B1、b2的保管容器8相比,能够将储藏室100内的温度保持为10℃的平均保持时间稍长。在保管容器7、8两者中,外部气温为30℃时的平均保持时间均可得到9小时程度。在保管容器7、8两者中,外部气温为30℃时的平均保持时间均比外部气温为40℃时的平均保持时间长2倍程度。
从图24(b)所示的坐标图可知以下情况。首先,能够将储藏室100内的温度保持为10℃的保持时间在保管容器7、8两者中均是温度数据取得部位P5为最长,温度数据取得部位P1为最短。另外,保持时间按温度数据取得部位P4、P3、P2顺序变短。外部气温为30℃时,在保管容器7、8两者中均是若经过4小时则箱内上部的温度会超过10℃,在箱内上部及其以下的部分中产生温度不均。外部气温为40℃时,在保管容器7、8两者中均是若经过1小时则箱内上部的温度会超过10℃,在箱内上部及其以下的部分产生温度不均。
根据以上的解析,能够谋求蓄热材料的材料削减所致的制造成本的降低,或在由于保管容器的结构的制约而在一部分中不能够配置蓄热材料的情况下进行蓄热材料的最佳配置。
[第7实施方式]
图25、26是本发明的第7实施方式的保管容器9的说明图。本实施方式的保管容器9与第6实施方式的保管容器6是部分通用的。因此,对在本实施方式中与第6实施方式通用的构成要素附上相同的附图标记,省略详细的说明。
图25是截面图,示出从保管容器9的开口部101看储藏室100的状态。图26详细地示出保管容器9的壁构件11的一部分截面。如图25和图26所示,在壁构件11中从外部空气侧朝向储藏室100依次配置有隔热部12、内壁部92、空间部91、蓄热部14、热反射面板93。根据该构成,储藏室100内的被热反射面板93包围的空间成为储藏物的实际的保管区域。另外,也可以在空间部91与蓄热部14之间设置另一个壁部。由此,蓄热材料的密闭性提高,能够得到长期稳定性。
如图25所示,在保管容器9中在内壁部92的背面侧内壁上部设置有冷风吹出口60。冷风吹出口60具有延伸于水平方向的细长开口。冷风从冷风吹出口60的细长开口在图26所示空间部91内在例如箭头W的方向上以风速10cm/s循环。因此,保管容器9与保管容器6不同,不会将来自冷风吹出口60的冷风直接吹到储藏物。因此,能够减少使储藏物过度干燥的情况。
另外,蓄热部14露出于空间部91,因此在空间部91内循环的冷风能够直接冷却蓄热部14。由此,能够以短时间且低功耗来冷却蓄热部14。另外,蓄热部14直接装配于热反射面板93的大致整个面,因此能够由蓄热部14均匀地冷却热反射面板93。因此,能够由热反射面板93无不均地以均匀的温度将箱内整体冷却。
[第8实施方式]
图27是本发明的第8实施方式的保管容器的说明图。在本实施方式中说明作为保管容器的自动售货机200。自动售货机200具有柜201、内门205以及外门203。内门205由未图示的合叶机构可开闭地装配于柜201。外门203利用未图示的合叶机构收纳内门205而可开闭地装配于柜201。在外门203的表侧配置有商品样品、商品选择按钮、金额显示器、钱币投入口、零钱出口、商品取出口等。内门205具有隔热材料。在图27中示出从柜201打开了内门205和外门203的状态。
在柜201中,在金属制的箱体的内壁部配置有隔热材料。在隔热材料的内侧配置有:多个商品架211,其将商品收纳于被多个纵间隔壁207和2个横间隔壁209、209包围的区域。在最上层的商品架211的上方设置有商品投入口215。在最下段的商品架211的下方设置有商品排出口217。
在商品架211的周围壁部粘贴有蓄热部213。蓄热部213使用了具有能够将希望的冷却温度时的温度保持维持指定时间的蓄热性能的蓄热材料。例如,能够将在第1至第7的实施方式中说明的蓄热材料用于蓄热部213。在商品排出口217的下方配置有冷却商品架211和蓄热部213的冷却机构219。
已知作为电力负荷均衡化对策的节能型自动售货机。节能型自动售货机将1天的运转模式分为正常运转模式、峰值移位模式、峰值断开模式3个模式来运行冷却机构219。峰值移位模式例如在时间10:00~13:00执行,以比正常运转时的温度设定低的温度进行冷却运转。另外,峰值断开模式例如在时间13:00~16:00执行,在该时间段中停止冷却机构219的运行。
对此,根据本实施方式的自动售货机200,如果预先使设置于商品架211周围的蓄热部213的蓄热材料在正常运转模式下成为固相状态,则能省略峰值移位模式而仅为峰值断开模式。由此,能够比现有的节能型自动售货机进一步达成省电化。另外,在使设置于商品架211周围的蓄热部213的蓄热材料在峰值移位模式下成为了固相状态的情况下,能延长峰值断开模式的持续期间。由此,也能够比现有的节能型自动售货机进一步达成省电化。
此外,如果自动售货机200具备加热机构,选择蓄热部213的构成材料而换为能够在加热箱用的温度范围内使用相变温度的材料,则还能够使商品架211内升温来销售热的商品。
以上,边参照附图边说明了本发明的优选的实施方式例,但显然本发明不限于所述例。在上述的例中示出的各构成部件的各形状、组合等是一个例子,在不脱离本发明的主题的范围内基于设计要求等能进行种种变更。
工业上的可利用性
本发明能广泛利用于以与外部气温不同的温度保管储藏物的保管容器的领域。
附图标记说明
1~9…保管容器,10…容器主体,11、21…壁构件,12、13、22…隔热部,14、24…蓄热部,18…箱体,20…门部件(盖构件),30…反射层(红外线反射层),100…储藏室,101…开口部,AR1…第1区域,AR2…第2区域,P…填料,D1、D2、U、U1、U2…波形

Claims (19)

1.一种保管容器,是具有电冷却功能的储藏物的保管容器,其特征在于,
具有:容器主体;以及盖构件,其使上述容器主体内的空间开闭自如,
被上述容器主体和上述盖构件包围的上述空间形成储藏上述储藏物的储藏室,
上述容器主体和上述盖构件具有:隔热部,其包围该储藏室而设置;以及蓄热部,其在上述储藏室与上述隔热部之间至少设置于一部分,
上述蓄热部使用在稳定运转中在上述储藏室内能控制的温度与上述保管容器的周围的生活温度之间的温度时产生液相与固相之间的相变的1种以上的材料形成,
配置于在由于从稳定运转状态停止了电冷却功能后的经时变化而在上述储藏室内形成的温度分布中相对容易接近上述生活温度的第1区域附近的上述蓄热部以与配置于不易接近上述生活温度的第2区域附近的上述蓄热部相比,上述材料的温度传导率除以上述储藏室的壁面的每单位面积的上述材料的使用量而得的值较小的方式设置。
2.根据权利要求1所述的保管容器,其特征在于,
基于无量纲温度与构成上述容器主体和上述盖构件的壁构件的傅立叶数的关系,规定了上述蓄热部的厚度,上述无量纲温度是电冷却功能停止后的上述储藏室内的温度中容许作为能保管上述储藏物的温度的容许温度和上述生活温度的差除以上述能控制的温度和上述生活温度的差而得的值,上述蓄热部的厚度对应于运转停止后上述储藏室内的温度从上述能控制的温度变化到上述容许温度为止的能保温时间。
3.根据权利要求2所述的保管容器,其特征在于,
上述保管容器是冷藏箱,
上述容许温度是10℃以下。
4.根据权利要求2所述的保管容器,其特征在于,
上述保管容器是冷冻箱,
上述容许温度是-10℃以下。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述能保温时间是2小时~24小时。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述蓄热部使用多种材料形成,
设置于上述第1区域附近的上述蓄热部的材料与设置于上述第2区域附近的上述蓄热部的材料相比,相变温度时的上述材料的温度传导率较小。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
设置于上述第1区域附近的上述蓄热部以与设置于上述第2区域附近的上述蓄热部相比总潜热量较大的方式设置。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述第1区域是关闭了上述盖构件时的上述容器主体和上述盖构件的接触部分。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述第1区域是上述储藏室的顶部。
10.一种保管容器,是具有电冷却功能的储藏物的保管容器,其特征在于,
具有:容器主体;以及盖构件,其使上述容器主体内的空间开闭自如,
被上述容器主体和上述盖构件包围的上述空间形成储藏上述储藏物的储藏室,
上述容器主体和上述盖构件具有:隔热部,其包围该储藏室而设置;以及蓄热部,其在上述储藏室与上述隔热部之间至少设置于一部分,
上述蓄热部使用在稳定运转中在上述储藏室内能控制的温度与上述保管容器的周围的生活温度之间的温度时产生液相与固相之间的相变的1种以上的材料形成,
基于无量纲温度与构成上述容器主体和上述盖构件的壁构件的傅立叶数的关系,规定了箱内占最大面积的区域的上述蓄热部的厚度,上述无量纲温度是电冷却功能停止后的上述储藏室内的温度中容许作为能保管上述储藏物的温度的容许温度和上述生活温度的差除以上述能控制的温度和上述生活温度的差而得的值,上述厚度对应于电冷却功能停止后上述储藏室内的温度从上述能控制的温度变化到上述容许温度为止的能保温时间。
11.根据权利要求10所述的保管容器,其特征在于,
上述保管容器是冷藏箱,
上述容许温度是10℃以下。
12.根据权利要求10所述的保管容器,其特征在于,
上述保管容器是冷冻箱,
上述容许温度是-10℃以下。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述能保温时间是2小时~24小时。
14.根据权利要求1至4及权利要求10至12中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述材料的固化时的相变温度的峰值温度是-20℃~-10℃。
15.根据权利要求1至4及权利要求10至12中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述材料的固化时的相变温度的峰值温度是0℃~10℃。
16.根据权利要求1至4及权利要求10至12中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述材料在稳定运转中的上述储藏室内的设定温度与上述生活温度之间的温度时产生从液相向固相的相变时的相变温度区是2℃以下。
17.根据权利要求1至4及权利要求10至12中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述蓄热部具有:第1蓄热部,其包围上述储藏室而设置;以及第2蓄热部,其在上述隔热部与上述第1蓄热部之间包围上述储藏室而设置,
上述第2蓄热部的形成材料与上述第1蓄热部的形成材料相比,相变温度较接近上述生活温度。
18.根据权利要求1至4及权利要求10至12中的任一项所述的保管容器,其特征在于,
上述材料的相变温度是比上述生活温度低的温度,
上述储藏室的内壁的至少一部分被红外线反射层覆盖,上述红外线反射层将红外线反射60%以上,上述红外线以与人体的体表温度对应的波长为峰值波长。
19.根据权利要求18所述的保管容器,其特征在于,
上述红外线反射层的形成材料是金属材料,
上述储藏室的内壁的至少一部分由上述金属材料形成,作为上述红外线反射层发挥功能,并且与上述蓄热部相接。
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