JP2001304745A - 保冷庫 - Google Patents
保冷庫Info
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- JP2001304745A JP2001304745A JP2000126868A JP2000126868A JP2001304745A JP 2001304745 A JP2001304745 A JP 2001304745A JP 2000126868 A JP2000126868 A JP 2000126868A JP 2000126868 A JP2000126868 A JP 2000126868A JP 2001304745 A JP2001304745 A JP 2001304745A
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- JP
- Japan
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- heat
- cooler
- stirling refrigerator
- refrigerator
- opening
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却器に付着した霜を排除してスターリン
グ冷凍機から安定した冷凍性能を継続して得ることので
きる保冷庫を提供する。 【解決手段】 スターリング冷凍機１４の駆動により冷
熱を発生するコールドヘッド部２６に隣接して冷却器３
８を設け、該冷却器３８の表面温度を検出する温度セン
サの検出結果に基づき、冷却器３８の除霜が必要と判断
されたとき、ヒータ１２に通電し、その発熱により冷却
器３８の除霜を行う。
グ冷凍機から安定した冷凍性能を継続して得ることので
きる保冷庫を提供する。 【解決手段】 スターリング冷凍機１４の駆動により冷
熱を発生するコールドヘッド部２６に隣接して冷却器３
８を設け、該冷却器３８の表面温度を検出する温度セン
サの検出結果に基づき、冷却器３８の除霜が必要と判断
されたとき、ヒータ１２に通電し、その発熱により冷却
器３８の除霜を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、飲食物等を収容し
て保冷するための保冷庫に関する。
て保冷するための保冷庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、冷熱の発生手段を内蔵する電
子保冷庫には、種々のものが存在するが、特開平６−３
０７７５２号公報に開示されているように、ペルチェ素
子の性質を利用して庫内を冷却するタイプのものが一般
的である。この電子保冷庫は、例えば、図６に示すよう
に、外観が略直方体形状で、内部に飲食物等を保冷する
空間１０１が形成され、冷却源としてペルチェ素子１０
３を用いるものでる。
子保冷庫には、種々のものが存在するが、特開平６−３
０７７５２号公報に開示されているように、ペルチェ素
子の性質を利用して庫内を冷却するタイプのものが一般
的である。この電子保冷庫は、例えば、図６に示すよう
に、外観が略直方体形状で、内部に飲食物等を保冷する
空間１０１が形成され、冷却源としてペルチェ素子１０
３を用いるものでる。
【０００３】更に細かい構成について説明すると、本体
ケース１０４と、内ケース１０５とアルミ等の金属でで
きた冷却壁１０６とから形成される内容器１０７と、本
体ケース１０４と内容器１０７との間に充填された断熱
材１０８と、ペルチェ素子１０３とスペーサ１０９と放
熱フィン１１０とからなり内容器１０７にネジ等で固定
された冷却ユニット１１１と、冷却ファン１１２と、冷
却ユニット１１１と冷却ファン１１２と覆うサイドカバ
ー１１３と、内部に断熱材１１４が充填された蓋体１０
２とを備えて構成されるものであった。
ケース１０４と、内ケース１０５とアルミ等の金属でで
きた冷却壁１０６とから形成される内容器１０７と、本
体ケース１０４と内容器１０７との間に充填された断熱
材１０８と、ペルチェ素子１０３とスペーサ１０９と放
熱フィン１１０とからなり内容器１０７にネジ等で固定
された冷却ユニット１１１と、冷却ファン１１２と、冷
却ユニット１１１と冷却ファン１１２と覆うサイドカバ
ー１１３と、内部に断熱材１１４が充填された蓋体１０
２とを備えて構成されるものであった。
【０００４】近年、ペルチェ素子に代わる新たな冷熱源
としてスターリング冷凍機が注目を集めている。図４
は、フリーピストン型スターリング冷凍機の一例の断面
図である。スターリング冷凍機は、逆スターリングサイ
クルとして既知の熱力学的サイクルによって極低温の冷
熱を発生させる小型の冷凍機の一種として知られてい
る。その動作について、図４を参照して説明する。ピス
トン１８はリニアモータ１９により駆動され、共振用バ
ネ２０により正弦運動する。ピストン１８の動きにより
圧縮空間２１内の作動ガスは正弦運動をする。圧縮され
た作動ガスは、放熱部２２で圧縮熱を放出し、ディスプ
レーサ２３内にある再生器２４で予冷され膨張空間２５
に入る。
としてスターリング冷凍機が注目を集めている。図４
は、フリーピストン型スターリング冷凍機の一例の断面
図である。スターリング冷凍機は、逆スターリングサイ
クルとして既知の熱力学的サイクルによって極低温の冷
熱を発生させる小型の冷凍機の一種として知られてい
る。その動作について、図４を参照して説明する。ピス
トン１８はリニアモータ１９により駆動され、共振用バ
ネ２０により正弦運動する。ピストン１８の動きにより
圧縮空間２１内の作動ガスは正弦運動をする。圧縮され
た作動ガスは、放熱部２２で圧縮熱を放出し、ディスプ
レーサ２３内にある再生器２４で予冷され膨張空間２５
に入る。
【０００５】膨張空間２５内の作動ガスの圧力は、圧縮
空間２１内の圧力とある位相差を持って正弦変化する。
即ち、ディスプレーサ２３はピストン１８に対しある位
相差を保って摺動することになる。作動ガスは膨張空間
２５に流入した後、膨張する際にコールドヘッド部２６
を介して外部から熱を奪う。膨張した作動ガスは、再生
器２４内を通過して圧縮空間２１に戻る。このとき、作
動ガスは再生器２４の熱を回収して予熱される。以上の
ような一連のサイクルが繰り返されることにより、コー
ルドヘッド部２６で極低温の冷熱を得ることができる。
空間２１内の圧力とある位相差を持って正弦変化する。
即ち、ディスプレーサ２３はピストン１８に対しある位
相差を保って摺動することになる。作動ガスは膨張空間
２５に流入した後、膨張する際にコールドヘッド部２６
を介して外部から熱を奪う。膨張した作動ガスは、再生
器２４内を通過して圧縮空間２１に戻る。このとき、作
動ガスは再生器２４の熱を回収して予熱される。以上の
ような一連のサイクルが繰り返されることにより、コー
ルドヘッド部２６で極低温の冷熱を得ることができる。
【０００６】このようなスターリング冷凍機を冷熱源と
して使用する保冷庫は、０℃以下の極低温の冷熱を得る
ことができるという点でペルチェ素子より優れており、
製氷や飲食物の凍結保存といった用途にも有利である。
して使用する保冷庫は、０℃以下の極低温の冷熱を得る
ことができるという点でペルチェ素子より優れており、
製氷や飲食物の凍結保存といった用途にも有利である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の保冷庫のうち、ペルチェ素子を冷熱源として
使用するものは、ペルチェ素子によって得られる冷熱が
最低でも０℃付近であることから、家庭用冷蔵庫の冷凍
室並の能力（庫内温度−１８℃）まで下げることができ
ず、庫内で食品を凍らせたり、氷を作ったりするができ
なかった。
うな従来の保冷庫のうち、ペルチェ素子を冷熱源として
使用するものは、ペルチェ素子によって得られる冷熱が
最低でも０℃付近であることから、家庭用冷蔵庫の冷凍
室並の能力（庫内温度−１８℃）まで下げることができ
ず、庫内で食品を凍らせたり、氷を作ったりするができ
なかった。
【０００８】それに対し、スターリング冷凍機を使用し
た保冷庫では、通常、コールドヘッド部に熱交換用の冷
却器を取り付け、該冷却器を介してファン等によりコー
ルドヘッド部で得られる冷熱を庫内に送出して冷却を行
うのであるが、冷却器は非常に低温になるため、その表
面やフィンに水分が凝縮して着霜してしまう。このよう
な着霜が発生すると、スターリング冷凍機の冷凍性能が
劣化するのみならず、冷却器のフィン間に霜がおびただ
しく堆積し、庫内へのスムーズな冷気の送風が妨げられ
るため、庫内に収容した飲食物への悪影響を与える恐れ
がある。
た保冷庫では、通常、コールドヘッド部に熱交換用の冷
却器を取り付け、該冷却器を介してファン等によりコー
ルドヘッド部で得られる冷熱を庫内に送出して冷却を行
うのであるが、冷却器は非常に低温になるため、その表
面やフィンに水分が凝縮して着霜してしまう。このよう
な着霜が発生すると、スターリング冷凍機の冷凍性能が
劣化するのみならず、冷却器のフィン間に霜がおびただ
しく堆積し、庫内へのスムーズな冷気の送風が妨げられ
るため、庫内に収容した飲食物への悪影響を与える恐れ
がある。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、冷却器に付着した霜を排除してスター
リング冷凍機から安定した冷凍性能を継続して得ること
のできる保冷庫を提供することを目的とする。
れたものであり、冷却器に付着した霜を排除してスター
リング冷凍機から安定した冷凍性能を継続して得ること
のできる保冷庫を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、機械室と冷却室とに仕切られた断熱箱体
を有し、前記機械室内に配設されたスターリング冷凍機
の駆動によって得られる冷熱を冷却器を介して前記冷却
室内に導入することにより該冷却室に収容した飲食物を
冷却する保冷庫において、前記冷却器に付着した霜を排
除する手段を設けたことを特徴とする。
に、本発明は、機械室と冷却室とに仕切られた断熱箱体
を有し、前記機械室内に配設されたスターリング冷凍機
の駆動によって得られる冷熱を冷却器を介して前記冷却
室内に導入することにより該冷却室に収容した飲食物を
冷却する保冷庫において、前記冷却器に付着した霜を排
除する手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】この場合、上記霜を排除する手段として、
前記スターリング冷凍機とは別途に設けた発熱手段を用
いると、必要に応じて発熱手段に通電することにより、
速やかに冷却器の着霜が排除される。
前記スターリング冷凍機とは別途に設けた発熱手段を用
いると、必要に応じて発熱手段に通電することにより、
速やかに冷却器の着霜が排除される。
【００１２】また、上記霜を排除する手段として、スタ
ーリング冷凍機の放熱部から放出される熱を前記冷却器
に伝える廃熱伝達手段を用いることもできる。これによ
ると、放熱部から放出される廃熱を利用して冷却器の霜
取りが行える。
ーリング冷凍機の放熱部から放出される熱を前記冷却器
に伝える廃熱伝達手段を用いることもできる。これによ
ると、放熱部から放出される廃熱を利用して冷却器の霜
取りが行える。
【００１３】この廃熱伝達手段は、前記スターリング冷
凍機の放熱部と該放熱部から離れた位置に配された熱交
換器との間で流動体を循環させる第１管路と、前記スタ
ーリング冷凍機の吸熱部と該吸熱部から離れた位置に配
された前記冷却器との間で流動体を循環させる第２管路
と、前記第１、第２管路が交錯する箇所において前記第
１、第２管路を連通して一本の閉回路を形成させる流路
切り換え手段とにより実現できる。
凍機の放熱部と該放熱部から離れた位置に配された熱交
換器との間で流動体を循環させる第１管路と、前記スタ
ーリング冷凍機の吸熱部と該吸熱部から離れた位置に配
された前記冷却器との間で流動体を循環させる第２管路
と、前記第１、第２管路が交錯する箇所において前記第
１、第２管路を連通して一本の閉回路を形成させる流路
切り換え手段とにより実現できる。
【００１４】更に、前記機械室の内部は、前記冷却器が
配設された冷却側と前記スターリング冷凍機の放熱部が
ある放熱側とに隔壁により仕切られており、前記霜を排
除する手段は、前記機械室の前記冷却側と前記冷却室と
を連通させる開口部を開閉する第１開閉弁と、前記隔壁
の一部に設けた開口部若しくは前記機械室の前記放熱側
から外部空間に臨ませて設けた開口部のいずれか一方を
開閉する第２開閉弁とを有するものとすることもでき
る。これによると、第１開閉弁を閉じるとともに、第２
開閉弁により隔壁の開口部を開くことにより、機械室の
放熱側からの熱が冷却側に移送され、冷却器の霜取りを
行える。
配設された冷却側と前記スターリング冷凍機の放熱部が
ある放熱側とに隔壁により仕切られており、前記霜を排
除する手段は、前記機械室の前記冷却側と前記冷却室と
を連通させる開口部を開閉する第１開閉弁と、前記隔壁
の一部に設けた開口部若しくは前記機械室の前記放熱側
から外部空間に臨ませて設けた開口部のいずれか一方を
開閉する第２開閉弁とを有するものとすることもでき
る。これによると、第１開閉弁を閉じるとともに、第２
開閉弁により隔壁の開口部を開くことにより、機械室の
放熱側からの熱が冷却側に移送され、冷却器の霜取りを
行える。
【００１５】また、上記霜を排除する手段として、前記
スターリング冷凍機のシリンダ内に配設され該シリンダ
の軸方向に往復動するピストン及びディスプレーサを同
位相で動作させることにより前記冷却器の温度を上昇さ
せる位相差制御手段とすることもできる。この場合、ス
ターリング冷凍機は通常の逆スターリングサイクルを構
成せず、膨張空間では専ら熱が発生するため、この熱が
吸熱部を介して冷却器に伝えられ、冷却器の着霜が解消
される。
スターリング冷凍機のシリンダ内に配設され該シリンダ
の軸方向に往復動するピストン及びディスプレーサを同
位相で動作させることにより前記冷却器の温度を上昇さ
せる位相差制御手段とすることもできる。この場合、ス
ターリング冷凍機は通常の逆スターリングサイクルを構
成せず、膨張空間では専ら熱が発生するため、この熱が
吸熱部を介して冷却器に伝えられ、冷却器の着霜が解消
される。
【００１６】
【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞本発明の第１
の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、
本実施形態に係る保冷庫の側面断面図である。この保冷
庫は、箱形状に形成された本体３１と、本体３１の上面
開口部を開閉する蓋体３２とからなる。本体３１は、外
箱３３と内箱３４とからなり、それらの間隙には断熱材
３５が充填されている。更に、内箱３４の内部の空間
は、断熱材３５により冷却室３６と機械室３７とに区画
されている。周囲を断熱材３５で囲まれた機械室３７の
内部には、フリーピストン型スターリング冷凍機１４
（図４参照）が配設されている。
の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、
本実施形態に係る保冷庫の側面断面図である。この保冷
庫は、箱形状に形成された本体３１と、本体３１の上面
開口部を開閉する蓋体３２とからなる。本体３１は、外
箱３３と内箱３４とからなり、それらの間隙には断熱材
３５が充填されている。更に、内箱３４の内部の空間
は、断熱材３５により冷却室３６と機械室３７とに区画
されている。周囲を断熱材３５で囲まれた機械室３７の
内部には、フリーピストン型スターリング冷凍機１４
（図４参照）が配設されている。
【００１７】３８は、スターリング冷凍機１４のコール
ドヘッド部２６に接触して設けた冷却器であり、コール
ドヘッド部２６で発生した冷熱を回収して冷却室３６内
に効率よく伝えるため、その一部が冷却室３６側に露出
するとともに、多数のフィンが内部に形成されている。
また、放熱部２２から放出される熱は、放熱部２２に接
触させるとともに、一部を外部空間に露出させて設けた
熱交換器３９を介して外部空間に逃がされるようになっ
ている。
ドヘッド部２６に接触して設けた冷却器であり、コール
ドヘッド部２６で発生した冷熱を回収して冷却室３６内
に効率よく伝えるため、その一部が冷却室３６側に露出
するとともに、多数のフィンが内部に形成されている。
また、放熱部２２から放出される熱は、放熱部２２に接
触させるとともに、一部を外部空間に露出させて設けた
熱交換器３９を介して外部空間に逃がされるようになっ
ている。
【００１８】ところで、冷却器３８は上述したように、
氷点下以下の極低温になるコールドヘッド部２６と接触
しているので、その冷熱により冷やされてかなり低温に
なる。従って、保冷庫の長時間の継続使用により、冷却
器３８には機械室３７内にある水分が凝縮して霜が付着
していく。この霜が冷却器３８のフィンに大量に生じる
と、送風手段（図示せず）による冷却室３６内へのスム
ーズな冷気の送風に支障を来し、冷凍性能の劣化の原因
になる。
氷点下以下の極低温になるコールドヘッド部２６と接触
しているので、その冷熱により冷やされてかなり低温に
なる。従って、保冷庫の長時間の継続使用により、冷却
器３８には機械室３７内にある水分が凝縮して霜が付着
していく。この霜が冷却器３８のフィンに大量に生じる
と、送風手段（図示せず）による冷却室３６内へのスム
ーズな冷気の送風に支障を来し、冷凍性能の劣化の原因
になる。
【００１９】そこで、本実施形態では、冷却器３８の表
面温度を検出する温度センサ（図示せず）を設け、該温
度センサの検出結果に基づき、冷却器３８の除霜が必要
と判断されたときは、除霜モードに移行するように制御
を行う。即ち、この除霜モードでは、機械室３７内に冷
却器３８に近接するように別途設けたヒータ１２に通電
して、その発熱を利用して冷却器３８の霜取りを行う。
これにより、冷却器３８の着霜を速やかに排除してスタ
ーリング冷凍機１４から安定した冷凍性能を継続して得
ることができる。尚、冷却器３８の霜取りは、タイマー
手段を用いて所定の間隔で定期的に行うようにしてもよ
い。
面温度を検出する温度センサ（図示せず）を設け、該温
度センサの検出結果に基づき、冷却器３８の除霜が必要
と判断されたときは、除霜モードに移行するように制御
を行う。即ち、この除霜モードでは、機械室３７内に冷
却器３８に近接するように別途設けたヒータ１２に通電
して、その発熱を利用して冷却器３８の霜取りを行う。
これにより、冷却器３８の着霜を速やかに排除してスタ
ーリング冷凍機１４から安定した冷凍性能を継続して得
ることができる。尚、冷却器３８の霜取りは、タイマー
手段を用いて所定の間隔で定期的に行うようにしてもよ
い。
【００２０】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形
態について図面を参照して説明する。図２は、本実施形
態に係る保冷庫の側面断面図である。保冷庫本体４１の
内部に形成された機械室４７内には、スターリング冷凍
機１４の放熱部２２と該放熱部２２から離れた位置に配
された熱交換器４９との間で流動体を循環させる第１管
路１と、スターリング冷凍機１４のコールドヘッド部２
６と該コールドヘッド部２６から離れた位置に配された
冷却器４８との間で流動体を循環させる第２管路２と、
前記第１、第２管路１、２が交錯する箇所において前記
第１、第２管路１、２を連通して一本の閉回路を形成さ
せる切換弁３とが設けられている。
態について図面を参照して説明する。図２は、本実施形
態に係る保冷庫の側面断面図である。保冷庫本体４１の
内部に形成された機械室４７内には、スターリング冷凍
機１４の放熱部２２と該放熱部２２から離れた位置に配
された熱交換器４９との間で流動体を循環させる第１管
路１と、スターリング冷凍機１４のコールドヘッド部２
６と該コールドヘッド部２６から離れた位置に配された
冷却器４８との間で流動体を循環させる第２管路２と、
前記第１、第２管路１、２が交錯する箇所において前記
第１、第２管路１、２を連通して一本の閉回路を形成さ
せる切換弁３とが設けられている。
【００２１】４、５は、それぞれ第１、第２管路１、２
内で流動体を循環させるためのポンプである。尚、前記
流動体としては、保冷庫の通常の使用状態で容易に蒸発
・凍結しない液体を用いるのがよい。また、６は冷却室
４６と機械室４７とを仕切る隔壁に貫通形成された開口
部８から冷却器４８の冷熱を冷却室４６内に送出する第
１ファンであり、７は機械室４７から外箱４３及び内箱
４４を貫通して形成した開口部９から熱交換器４９に受
け渡された熱を外部空間に放出する第２ファンである。
内で流動体を循環させるためのポンプである。尚、前記
流動体としては、保冷庫の通常の使用状態で容易に蒸発
・凍結しない液体を用いるのがよい。また、６は冷却室
４６と機械室４７とを仕切る隔壁に貫通形成された開口
部８から冷却器４８の冷熱を冷却室４６内に送出する第
１ファンであり、７は機械室４７から外箱４３及び内箱
４４を貫通して形成した開口部９から熱交換器４９に受
け渡された熱を外部空間に放出する第２ファンである。
【００２２】本実施形態においても、上記第１の実施形
態と同様に、冷却器４８の表面温度を検出する温度セン
サ（図示せず）を設け、該温度センサの検出結果に基づ
き、冷却器４８の除霜が必要と判断されたときは、除霜
モードに移行するように制御を行う。即ち、この除霜モ
ードでは、切換弁３を切り換えて前記第１、第２管路
１、２の交錯する箇所において前記第１、第２管路１、
２を連通して一本の閉回路を形成させた後、ポンプ４に
より第１管路１内を循環していた高温側の流動体を低温
側である冷却器４８に前記閉回路の内部を通って搬送
し、その熱で冷却器４８の表面に付着した霜を溶かして
解消する。
態と同様に、冷却器４８の表面温度を検出する温度セン
サ（図示せず）を設け、該温度センサの検出結果に基づ
き、冷却器４８の除霜が必要と判断されたときは、除霜
モードに移行するように制御を行う。即ち、この除霜モ
ードでは、切換弁３を切り換えて前記第１、第２管路
１、２の交錯する箇所において前記第１、第２管路１、
２を連通して一本の閉回路を形成させた後、ポンプ４に
より第１管路１内を循環していた高温側の流動体を低温
側である冷却器４８に前記閉回路の内部を通って搬送
し、その熱で冷却器４８の表面に付着した霜を溶かして
解消する。
【００２３】熱交換により冷却された流動体は高温側に
移動し、熱を回収して暖められた後、低温側に輸送され
て再び冷却器４８の除霜に寄与する。このようにして前
記閉回路内で流動体を循環させることにより、徐々に冷
却器４８に付いた霜が排除されていく。
移動し、熱を回収して暖められた後、低温側に輸送され
て再び冷却器４８の除霜に寄与する。このようにして前
記閉回路内で流動体を循環させることにより、徐々に冷
却器４８に付いた霜が排除されていく。
【００２４】従って、本実施形態によると、スターリン
グ冷凍機１４の放熱部２２から発散される熱を利用して
冷却器４８の霜取りを行うようにしたので、ヒータ等の
加熱手段が不要となり、その分、除霜時のランニングコ
ストの削減が図られる。尚、冷却器４８の霜取りは、タ
イマー手段を用いて所定の間隔で定期的に行うようにし
てもよい。
グ冷凍機１４の放熱部２２から発散される熱を利用して
冷却器４８の霜取りを行うようにしたので、ヒータ等の
加熱手段が不要となり、その分、除霜時のランニングコ
ストの削減が図られる。尚、冷却器４８の霜取りは、タ
イマー手段を用いて所定の間隔で定期的に行うようにし
てもよい。
【００２５】＜第３の実施形態＞本発明の第３の実施形
態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の
第３の実施形態に係る保冷庫の側面断面図である。保冷
庫本体５１の内部に形成された機械室５７の内部空間
は、冷却器が配設された冷却側５７ａとスターリング冷
凍機１４の放熱部２２がある放熱側５７ｂとに隔壁５９
により仕切られている。
態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の
第３の実施形態に係る保冷庫の側面断面図である。保冷
庫本体５１の内部に形成された機械室５７の内部空間
は、冷却器が配設された冷却側５７ａとスターリング冷
凍機１４の放熱部２２がある放熱側５７ｂとに隔壁５９
により仕切られている。
【００２６】そして、機械室５７の冷却側５７ａから冷
却室５６に連通する開口部８を開閉する第１開閉弁１０
と、機械室５７の放熱側５７ｂから外部空間に連通する
開口部９若しくは機械室５７の放熱側５７ｂと冷却側５
７ａとを仕切る隔壁５９に設けた開口部５９ａのいずれ
か一方を開閉する第２開閉弁１１とが設けられている。
却室５６に連通する開口部８を開閉する第１開閉弁１０
と、機械室５７の放熱側５７ｂから外部空間に連通する
開口部９若しくは機械室５７の放熱側５７ｂと冷却側５
７ａとを仕切る隔壁５９に設けた開口部５９ａのいずれ
か一方を開閉する第２開閉弁１１とが設けられている。
【００２７】本実施形態においても、上記第１の実施形
態と同様に、冷却器５８の表面温度を検出する温度セン
サ（図示せず）を設け、該温度センサの検出結果に基づ
き、冷却器５８の除霜が必要と判断されたときは、除霜
モードに移行するように制御を行う。即ち、この除霜モ
ードでは、第１開閉弁１０が閉じるとともに、第２開閉
弁１１が隔壁５９の開口部５９ａを開き、第２ファン７
の起風により機械室５７の放熱側５７ｂからの熱が機械
室５７の冷却側５７ａに導かれる。
態と同様に、冷却器５８の表面温度を検出する温度セン
サ（図示せず）を設け、該温度センサの検出結果に基づ
き、冷却器５８の除霜が必要と判断されたときは、除霜
モードに移行するように制御を行う。即ち、この除霜モ
ードでは、第１開閉弁１０が閉じるとともに、第２開閉
弁１１が隔壁５９の開口部５９ａを開き、第２ファン７
の起風により機械室５７の放熱側５７ｂからの熱が機械
室５７の冷却側５７ａに導かれる。
【００２８】これにより、放熱側５７ｂの熱を冷却側５
７ａに移送することができ、効率よく冷却器５８の霜取
りが行える。霜取り後は第１開閉弁１０が開くととも
に、第２開閉弁１１が隔壁５９の開口部５９ａを閉じて
通常の冷却モードに戻る。これにより、冷却器５８から
の冷熱が冷却室５６内に導かれるとともに、放熱側５７
ｂの熱が開口部９から外部空間に放出され、前記冷熱に
よって冷却室５６内に収容した飲食物を冷却することが
できる。
７ａに移送することができ、効率よく冷却器５８の霜取
りが行える。霜取り後は第１開閉弁１０が開くととも
に、第２開閉弁１１が隔壁５９の開口部５９ａを閉じて
通常の冷却モードに戻る。これにより、冷却器５８から
の冷熱が冷却室５６内に導かれるとともに、放熱側５７
ｂの熱が開口部９から外部空間に放出され、前記冷熱に
よって冷却室５６内に収容した飲食物を冷却することが
できる。
【００２９】＜第４の実施形態＞本発明の第４の実施形
態について説明する。図４に示すフリーピストン型スタ
ーリング冷凍機１４の通常の使用状態において、ディス
プレーサ２３はピストン１８に対しある位相差をもって
摺動する。そのときの位相差は、運転条件が同一であれ
ば、ディスプレーサ２３の質量、共振用バネ２０のバネ
定数、動作周波数により決まるものである。これらのう
ち、ディスプレーサ２３の質量については設計時に規格
化されているため、スターリング冷凍機１４を組み立て
た後から変更することはできない。
態について説明する。図４に示すフリーピストン型スタ
ーリング冷凍機１４の通常の使用状態において、ディス
プレーサ２３はピストン１８に対しある位相差をもって
摺動する。そのときの位相差は、運転条件が同一であれ
ば、ディスプレーサ２３の質量、共振用バネ２０のバネ
定数、動作周波数により決まるものである。これらのう
ち、ディスプレーサ２３の質量については設計時に規格
化されているため、スターリング冷凍機１４を組み立て
た後から変更することはできない。
【００３０】図５は、ピストン１８を駆動する外部動力
であるリニアモータ１９に印加される交流電圧の周波数
（Ｈｚ）と、ピストン１８とディスプレーサ２３との摺
動の位相差（°）及びスターリング冷凍機１４から得ら
れる冷凍出力（Ｗ）との関係の一例を示している。この
スターリング冷凍機１４は、共振周波数６０Ｈｚの印加
電圧でピストン１８を駆動した場合、最大の冷凍機出力
が得られるよう設計されている。
であるリニアモータ１９に印加される交流電圧の周波数
（Ｈｚ）と、ピストン１８とディスプレーサ２３との摺
動の位相差（°）及びスターリング冷凍機１４から得ら
れる冷凍出力（Ｗ）との関係の一例を示している。この
スターリング冷凍機１４は、共振周波数６０Ｈｚの印加
電圧でピストン１８を駆動した場合、最大の冷凍機出力
が得られるよう設計されている。
【００３１】このようなスターリング冷凍機１４におい
て、ピストン１８の駆動電圧の周波数を共振周波数より
小さい方向にもっていくと、ピストン１８とディスプレ
ーサ２３との位相差は大きくなるものの冷凍能力が低下
することが認められた。逆に、共振周波数より大きい方
へ振ると、前記位相差は小さくなり、やがてゼロにな
る。このとき、ピストン１８とディスプレー２３とが同
位相で摺動するため、圧縮空間２１の体積の変化を伴わ
ず、膨張空間２５でのみ作動ガスの膨張・圧縮が繰り返
されることとなる。
て、ピストン１８の駆動電圧の周波数を共振周波数より
小さい方向にもっていくと、ピストン１８とディスプレ
ーサ２３との位相差は大きくなるものの冷凍能力が低下
することが認められた。逆に、共振周波数より大きい方
へ振ると、前記位相差は小さくなり、やがてゼロにな
る。このとき、ピストン１８とディスプレー２３とが同
位相で摺動するため、圧縮空間２１の体積の変化を伴わ
ず、膨張空間２５でのみ作動ガスの膨張・圧縮が繰り返
されることとなる。
【００３２】本実施形態では、冷却器（図示せず）の除
霜が必要と判断されたときは、上記のようにピストン１
８及びディスプレーサ２３を同位相で動作させるように
印加電圧の周波数を制御する。これにより、通常の逆ス
ターリングサイクルとは異なり、膨張空間２５内では圧
縮に伴って熱が発生し、コールドヘッド部２６の温度を
上昇させる。
霜が必要と判断されたときは、上記のようにピストン１
８及びディスプレーサ２３を同位相で動作させるように
印加電圧の周波数を制御する。これにより、通常の逆ス
ターリングサイクルとは異なり、膨張空間２５内では圧
縮に伴って熱が発生し、コールドヘッド部２６の温度を
上昇させる。
【００３３】従って、コールドヘッド部２６に隣接して
配された冷却器（図示せず）の温度も上昇し、冷却器に
付いた霜が徐々に溶けて解消される。よって、別途、冷
却器の加熱手段や放熱部から発散される熱の輸送手段等
を設けることなく、リニアモータ１９への印加電圧の周
波数をコントロールするだけで冷却器表面に生じた着霜
を排除できるため、スターリング冷凍機から安定した冷
凍性能を継続して得ることができる保冷庫を低コストで
提供できる。
配された冷却器（図示せず）の温度も上昇し、冷却器に
付いた霜が徐々に溶けて解消される。よって、別途、冷
却器の加熱手段や放熱部から発散される熱の輸送手段等
を設けることなく、リニアモータ１９への印加電圧の周
波数をコントロールするだけで冷却器表面に生じた着霜
を排除できるため、スターリング冷凍機から安定した冷
凍性能を継続して得ることができる保冷庫を低コストで
提供できる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、ス
ターリング冷凍機を冷熱源として使用する保冷庫におい
て、極低温の冷熱を受け取って庫内の冷却に寄与する冷
却器に着霜が生じても、この霜を排除する手段を設けた
ことにより、スターリング冷凍機から安定した冷凍性能
を継続して得ること保冷庫を実現できる。
ターリング冷凍機を冷熱源として使用する保冷庫におい
て、極低温の冷熱を受け取って庫内の冷却に寄与する冷
却器に着霜が生じても、この霜を排除する手段を設けた
ことにより、スターリング冷凍機から安定した冷凍性能
を継続して得ること保冷庫を実現できる。
【００３５】この場合、上記霜を排除する手段として
は、ヒータ等の加熱手段、放熱部から発散される熱を冷
却器側に流動体を介して搬送する手段、或いは開閉弁を
用いてスターリング冷凍機の放熱部から発散される熱を
冷却器側に移送する手段があげられ、いずれも簡単な構
成で確実に冷却器の着霜を解消できる。
は、ヒータ等の加熱手段、放熱部から発散される熱を冷
却器側に流動体を介して搬送する手段、或いは開閉弁を
用いてスターリング冷凍機の放熱部から発散される熱を
冷却器側に移送する手段があげられ、いずれも簡単な構
成で確実に冷却器の着霜を解消できる。
【００３６】また、位相差制御手段によりスターリング
冷凍機のシリンダ内で摺動するディスプレーサ及びピス
トンが同位相で動作するように制御しても、膨張空間内
で熱が発生するため、この熱で冷却器の除霜を行える。
この場合は、除霜のための手段をスターリング冷凍機と
は別途設ける必要がないため、スターリング冷凍機から
安定した冷凍性能を継続して得ることのできる保冷庫を
低コストで提供できる。
冷凍機のシリンダ内で摺動するディスプレーサ及びピス
トンが同位相で動作するように制御しても、膨張空間内
で熱が発生するため、この熱で冷却器の除霜を行える。
この場合は、除霜のための手段をスターリング冷凍機と
は別途設ける必要がないため、スターリング冷凍機から
安定した冷凍性能を継続して得ることのできる保冷庫を
低コストで提供できる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る保冷庫の概
略的な側面断面図である。
略的な側面断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態に係る保冷庫の概
略的な側面断面図である。
略的な側面断面図である。
【図３】 本発明の第３の実施形態に係る保冷庫の概
略的な側面断面図である。
略的な側面断面図である。
【図４】 フリーピストン型スターリング冷凍機の一
例の側面断面図である。
例の側面断面図である。
【図５】 本発明の第４の実施形態に係る保冷庫にお
けるスターリング冷凍機における印加電圧の周波数と、
ピストン及びディスプレーサの位相差及び冷凍出力との
関係の一例の説明図である。
けるスターリング冷凍機における印加電圧の周波数と、
ピストン及びディスプレーサの位相差及び冷凍出力との
関係の一例の説明図である。
【図６】 従来の保冷庫の側面断面図である。
１ 第１管路 ２ 第２管路 ３ 切換弁 ４，５ ポンプ ６ 第１ファン ７ 第２ファン ８，９ 開口部 １０ 第１開閉弁 １１ 第２開閉弁 １２ ヒータ １４ フリーピストン型スターリング冷凍機 ２２ 放熱部 ２６ コールドヘッド部 ３１，４１，５１ 保冷庫本体 ３２，４２，５２ 蓋体 ３３ 外箱 ３４ 内箱 ３５，４５，５５ 断熱材 ３６，４６，５６ 冷却室 ３７，４７，４７ 機械室 ３８，４８，５８ 冷却器 ３９，４９ 熱交換器 ５９ 隔壁
Claims (6)
- 【請求項１】 機械室と冷却室とに仕切られた断熱箱体
を有し、前記機械室内に配設されたスターリング冷凍機
の駆動によって得られる冷熱を冷却器を介して前記冷却
室内に導入することにより該冷却室に収容した飲食物を
冷却する保冷庫において、 前記冷却器に付着した霜を排除する手段を設けたことを
特徴とする保冷庫。 - 【請求項２】 上記霜を排除する手段が前記スターリン
グ冷凍機とは別途に設けた発熱手段であることを特徴と
する請求項１に記載の保冷庫。 - 【請求項３】 上記霜を排除する手段は、スターリング
冷凍機の放熱部から放出される熱を前記冷却器に伝える
廃熱伝達手段であることを特徴とする保冷庫。 - 【請求項４】 前記廃熱伝達手段は、前記スターリング
冷凍機の放熱部と該放熱部から離れた位置に配された熱
交換器との間で流動体を循環させる第１管路と、前記ス
ターリング冷凍機の吸熱部と該吸熱部から離れた位置に
配された前記冷却器との間で流動体を循環させる第２管
路と、前記第１、第２管路が交錯する箇所において前記
第１、第２管路を連通して一本の閉回路を形成させる流
路切り換え手段とを有することを特徴とする請求項３に
記載の保冷庫。 - 【請求項５】 前記機械室の内部は、前記冷却器が配設
された冷却側と前記スターリング冷凍機の放熱部がある
放熱側とに隔壁により仕切られており、前記霜を排除す
る手段は、前記機械室の前記冷却側と前記冷却室とを連
通させる開口部を開閉する第１開閉弁と、前記隔壁の一
部に設けた開口部若しくは前記機械室の前記放熱側から
外部空間に臨ませて設けた開口部のいずれか一方を開閉
する第２開閉弁とを有することを特徴とする請求項１に
記載の保冷庫。 - 【請求項６】 上記霜を排除する手段は、前記スターリ
ング冷凍機のシリンダ内に配設され該シリンダの軸方向
に往復動するピストン及びディスプレーサを同位相で動
作させることにより前記冷却器の温度を上昇させる位相
差制御手段であることを特徴とする請求項１に記載の保
冷庫。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126868A JP2001304745A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 保冷庫 |
| US10/258,473 US6698210B2 (en) | 2000-04-27 | 2001-04-23 | Cold insulating chamber |
| CN01808477A CN1426523A (zh) | 2000-04-27 | 2001-04-23 | 保冷箱 |
| PCT/JP2001/003484 WO2001084065A1 (fr) | 2000-04-27 | 2001-04-23 | Chambre froide isolante |
| TW090110183A TW544506B (en) | 2000-04-27 | 2001-04-27 | Cold reserving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126868A JP2001304745A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 保冷庫 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304745A true JP2001304745A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18636560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000126868A Pending JP2001304745A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 保冷庫 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001304745A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6532749B2 (en) * | 1999-09-22 | 2003-03-18 | The Coca-Cola Company | Stirling-based heating and cooling device |
| JP2006183976A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Twinbird Corp | 冷蔵庫 |
| JP2007225156A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 温度調節装置 |
| CN105867189A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-17 | 杭州巨步电子设备有限公司 | 一种生鲜冷藏储物柜 |
| CN106966060A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-07-21 | 浙江工商大学 | 一种冷藏式快递箱结构 |
| JP2022102397A (ja) * | 2020-12-25 | 2022-07-07 | 株式会社レーベン | 冷凍庫 |
| JP2022166827A (ja) * | 2021-04-21 | 2022-11-02 | グローバル・クーリング・インク | ガンマ型フリーピストンスターリングクーラーを制御可能に運転する方法及び装置（現在の熱的条件に応じて最小入力電力または最大熱的冷却力にてフリーピストンガンマ型スターリングヒートポンプを駆動するための周波数動的調整方法） |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000126868A patent/JP2001304745A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6532749B2 (en) * | 1999-09-22 | 2003-03-18 | The Coca-Cola Company | Stirling-based heating and cooling device |
| JP2006183976A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Twinbird Corp | 冷蔵庫 |
| JP2007225156A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 温度調節装置 |
| CN105867189A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-17 | 杭州巨步电子设备有限公司 | 一种生鲜冷藏储物柜 |
| CN106966060A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-07-21 | 浙江工商大学 | 一种冷藏式快递箱结构 |
| JP2022102397A (ja) * | 2020-12-25 | 2022-07-07 | 株式会社レーベン | 冷凍庫 |
| JP7128543B2 (ja) | 2020-12-25 | 2022-08-31 | 株式会社レーベン | 冷凍庫 |
| JP2022166827A (ja) * | 2021-04-21 | 2022-11-02 | グローバル・クーリング・インク | ガンマ型フリーピストンスターリングクーラーを制御可能に運転する方法及び装置（現在の熱的条件に応じて最小入力電力または最大熱的冷却力にてフリーピストンガンマ型スターリングヒートポンプを駆動するための周波数動的調整方法） |
| US11976864B2 (en) | 2021-04-21 | 2024-05-07 | Global Cooling, Inc. | Dynamic frequency tuning for driving a free-piston gamma-type Stirling heat-pump at minimum electrical power input or maximum thermal cooling power depending upon current thermal conditions |
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