JP2005048990A - 蓄熱構造体および冷蔵保管庫 - Google Patents

Abstract

【課題】扉開閉による庫内の温度上昇を最小限に抑制して、被冷凍物の保管温度に可及的に変化が生じないようにした冷蔵保管庫、並びにこのような冷蔵保管庫等に適用して有用な蓄熱量の大きな蓄熱構造体を提供する。
【解決手段】冷蔵保管庫１０は、断熱構造体からなる保管庫躯体２０の内面に蓄熱構造体３０を積層配置してなり、庫内の冷熱の一部を蓄熱構造体３０内に蓄積するとともに、庫内温度上昇に応じて蓄熱した冷熱を庫内に放散して庫内温度の上昇を抑制する。蓄熱構造体３０は、対向する一対の板材４０ａ，４０ｂ等からなる保持部材間に、磁石３８と蓄熱材３４とが隣接配設された状態で保持されて構成される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蓄熱構造体およびこの蓄熱構造体を用いた冷蔵保管庫に関し、特に扉開閉に伴う庫内温度の変動を最小に抑制し得、もって温度変動に伴う生鮮食品などの貯蔵品の損傷を可級的に防止できるようにした冷蔵保管庫、および冷蔵保管庫に適用して有用な蓄熱量の大きな蓄熱構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷蔵保管庫では保存期間中において、生鮮食品の損傷が見られ、解凍後の生鮮食品の鮮度、品質や味覚の低下、色落ちなどがまぬがれず、そのため凍結生鮮食品は「おいしさに欠ける」というのが通説になっている。
【０００３】
この「おいしさに欠ける」という理由の根源は、細胞組織体の損傷によるもので、その原因は以下の二つの原因に集約される。
▲１▼被凍結保管物の保管中における温度上昇下降による温度変化が水分子の移動を招き、氷結晶の粗大化をもたらし、細胞組織体を破壊する。
▲２▼同上の理由から、被凍結保管物から水分が離水し、直接酸化が徐々に進行する。
【０００４】
そこで、本出願人は先に庫内に磁場をかけ、この磁場により、貯蔵物細胞組織内に含まれる水分子にスピンを生じさせて過冷却状態を作り出すことにより、氷結晶の成長を抑制し、細胞組織体の破壊や、水分の離水を防止する方法および装置を開発した（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
ＷＯ０１／０２４６４７
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法および装置においても、扉の開閉に伴い庫内温度が大きく変動することは避けられず、その温度変化により貯蔵物鮮度に影響を与える虞があった。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的は、扉開閉による庫内の温度上昇を最小限に抑制して、被冷凍物の保管温度に可及的に変化が生じないようにした冷蔵保管庫、並びにこのような冷蔵保管庫に適用して有用な蓄熱量の大きな蓄熱構造体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の蓄熱構造体にあっては、保持部材によって磁石と蓄熱材とを隣接させて保持してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記保持部材が対向する一対の板材でなり、該一対の板材間に前記磁石と蓄熱材とが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記磁石は、その片面が前記一対の板材の少なくともいずれか一方に接触されて設けられるとともに、前記蓄熱材は該一対の板材間の空隙に充填されて設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記磁石がシート状に形成されて板材に積層配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記一対の板材間に、多数の空孔を有する格子板状の芯材が介在され、該芯材の該空孔内に前記蓄熱材が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記一対の板材間に、多数の空孔を有する格子板状の芯材が介在され、該芯材の該空孔内に前記磁石と蓄熱材とが設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記磁石がブロック状に形成されて、相互に間隔を空けて多数配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記ブロック状の多数の磁石が前記一対の板材の双方に接触されて設けられるとともに、該磁石と該一対の板材間に前記蓄熱材が充填されて設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記磁石に接触する板材が磁性金属でなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材が、比熱と密度との積が０．７以上の値を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材が鉄または銅等の金属の粉あるいは粒であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材が珪石やＦｅ_３Ｏ_４，ＺｒＯ_２等の金属酸化物からなるセラミックスの粉あるいは粒であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン等の高分子材料等と鉄粉，フェライト粉等の磁性材料と混合した材料であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材がＮａＣｌ，ＣａＣｌ_２，ＭｇＣｌ_２，ＮＨ_４Ｃｌ等の塩類水溶液、アルコール、吸水高分子材の水溶液又はゲル・ゾルを内蔵した包接物であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材が、相変態点を有して該相変態点を跨る温度変化が生じたときに潜熱を吸収または放散することを特徴とする。
【００２３】
請求項１６に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記蓄熱材が磁気的変態を有する材料（例えば、Ｇｄ_５，Ｓｉ_４，Ｇｄ，Ｔｂ_３Ｓｉ_４）であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１７に係る発明の蓄熱構造体にあっては、前記磁気的変態を有する材料が形状記憶合金（例えば、熱型マルテンサイト変態を有するＮｉＴｉ合金）であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１８に係る発明の冷蔵保管にあっては、断熱構造体からなる保管庫躯体内に、庫内の冷熱の一部を蓄積して、庫内温度の上昇に応じて蓄熱した冷熱を庫内に放熱する蓄熱構造体を配置した冷蔵保管庫であって、該蓄熱構造体には前記請求項１〜１７のいずれかに記載の蓄熱構造体が用いられていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１９に係る発明の冷蔵保管にあっては、前記蓄熱構造体が前記保管庫躯体の内面に積層配置されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項２０に係る発明の冷蔵保管にあっては、前記蓄熱構造体の庫内側表面を凹凸状に面加工した輻射材により覆ったことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る蓄熱構造体と、この蓄熱構造体を用いてなる冷蔵保管庫の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
＝＝＝冷蔵保管庫の実施形態＝＝＝
図１は本発明にかかる冷蔵保管庫の好適な実施形態の一例の概略構成を示す縦断面図であり、図１の冷蔵保管庫に用いられた本発明の蓄熱構造体の概略構成を示す斜視図である。図１における冷蔵保管庫１０は、密閉した箱状をなすもので、保管庫躯体２０と、躯体２０の内壁面に積層配置された蓄熱構造体３０とを備える。
【００３０】
そして、この保管庫１０の室内には複数段の保管棚６が複数列配置され、また保管棚６の上部側における室内天井部には図示していない冷凍機に接続した冷却コイル７および軸流ファン８が配置され、冷凍機およびファン８の駆動により冷気を矢印に示すように、保管棚６を通じて庫内を常時一方向に循環させ、保管棚６の各段に設置された被凍結保管物９を冷却するとともに、蓄熱構造体３０に冷熱を供給して当該蓄熱構造体３０に蓄熱（冷熱）させるようになっている。
【００３１】
以上のほか、保管庫１０内には図示しないが保管庫として必要な装備、例えば開閉用の扉、照明、冷凍温度制御用の温度センサなどが装備されていることは言うまでもなく、また冷凍機の室外機も保管庫１０の外部に装備され、前記冷却コイル７との間で冷媒循環を行っている。
【００３２】
前記躯体２０は、保管庫１０の外装体を構成するもので、従来の冷蔵保管庫と同様に、ポリウレタンなどの断熱材２０ａとステンレス板などの構造材２０ｂとの組合わせにより箱形に立体造形されるものであり、外部からの入熱を抑制するとともに、内部からの冷熱の散逸を防止し、庫内温度を設定された冷蔵保管温度帯に可及的に維持する機能をもたらす。
【００３３】
前記蓄熱構造体３０は保持部材によって磁石と蓄熱材とを隣接させて保持した構造をその基本構成としており、当該実施形態では多数のハニカム空孔３２ａを有する格子板状の芯材３２の当該空孔３２ａ内に蓄熱材３４を充填してなる格子状蓄熱構造部材３６を備えている。この格子状蓄熱構造部材３６には、更にその両面に磁石３８が設けられると共に、これら磁石３８の外側の両面に更に磁性材料鉄板４０ａ，４０ｂが設けられてサンドイッチ状に構成されている。当該磁性材料鉄板４０ａ，４０ｂは蓄熱材充填構造部材３６を保持するとともに、磁石３８による磁性を均一に強化するために設けられている。また、庫内面側にはこれを覆う輻射材４４が積層配置されて、多層構造の蓄熱構造体３０とされている。
【００３４】
前記磁石３８は、磁性材料ゴムやその他の樹脂などにフェライト磁石粉末を練り込んでシート状に形成したものが用いらており、この磁石３８の機能は、庫内全体に微弱な磁場を生じさせ、この磁場が保管庫１０に加わる機械的微振動によって変動し、これによって誘起される微弱な自由電子が被保管物９の酸化を抑制し、長期に亘る凍結・冷蔵保管を可能とするばかりか、磁気の作用により蓄熱材３４の熱容量を増大する機能をも発揮するものであり、その磁束密度（磁界強度）は大きくなるようにするのが良い
なお、この熱容量の増大機能のメカニズムは、次のように推察される。即ち、（１）磁石の存在下で常磁性の物質は電子スピンが磁場方向に配向しようとするように作用する。一方、反磁性の物質は電子スピンが磁場とは反対の方向に配向しようとする。この様に一方向に配向して並ぶことは熱エネルギー的にエントロピーが縮小する方向であり、一方向に配向した状態では熱を放出して安定なエネルギー状態を保持するようになる。一方、配向がランダム状態に移行するときは熱を吸収してエントロピーが増大した状態になる。
【００３５】
この配向が、一方向に並ぶかランダムになるかの境目は温度に依存し、ある温度帯（キューリ点）にある。この境目では磁気的相変態が生じ潜熱を生ずる。
【００３６】
例えば、Ｇｄ_５Ｓｉ_４は３３６°Ｋ（３７℃）、Ｇｄは２９３°Ｋ（２０℃）、Ｔｂ_３Ｓｉ_４は２２５°Ｋ（−４８℃）にキューリ点を有する。よって、Ｔｂ_３Ｓｉ_４を蓄熱材に使用することで−４８℃で磁気的相変態を生じ−４８℃以上はランダム状態に、−４８℃以下で一方向に配向する状態を生じ、前者では熱を吸収し、後者では熱を放出する。従って、Ｔｂ_３Ｓｉ_４をこの蓄熱材（蓄冷材）に適用することで、−４８℃の温度を外乱に拘わらず可及的に一定に保持することができ、かつ熱容量が潜熱の分だけ増大することになる。
【００３７】
（２）磁石の存在下で物質は磁場方向又は反方向に配向しようとするが磁石に振動を与えた場合は、磁場変動が生じ動磁場を生じたことになる。実際に冷凍保管庫の場合では、冷風ファンが回転しており、微小な振動が生じており、磁石は微小に変動し動磁場と同じような作用を提供している。
【００３８】
この様な状態下で磁場の中に水及び塩類を溶解した水溶液のような物質を置いた場合、過冷却が生じ凝固点が降下する。例えば、ＣａＣｌ_２２９．９ｗｔ％を水に溶解した場合の凝固点は通常は−５５℃であるが、変動磁場中では通常の相変態（溶液←→凝固体）の起こる温度よりも降下し、より低温側にシフトすることが可能で、相変態を生ずる温度を任意に調節することができる。
【００３９】
例えば、低温側にシフトした場合、相変態によって生じる潜熱を低温側にシフトすることが出来るので、その分低温側での熱容量が増大したことになる。また、ＣａＣｌ２の濃度によってその相変態は変化することは勿論である。一般に、低温になる程、物質の比熱は低下するので熱容量を増大させる一つの方策を提供することになる。
【００４０】
なお、磁石の存在下および非存在下で水を氷結させた場合の氷結晶が融解する迄の時間を測定したところ、次のような結果が得られている。室温１７℃に放置して自然融解するまでの時間は、磁石の存在下では１５分、磁石の非存在下では１２分であった。
つまり、磁石の存在下では非存在下に比べて２０％も融解するまでの時間が余計にかかったことになり、磁石の存在下では熱容量が増大したことを示している。
【００４１】
前記格子状蓄熱構造部材３６は、図２に拡大して示すように、格子形状として６角格子のハニカム状に形成された間隔保持材あるいは強度部材としての格子板状芯材３２の空孔３２ａに蓄熱材３４を充填したものであり、庫内に供給された冷熱を蓄熱材３４に蓄熱し、庫内温度上昇に伴いその冷熱の一部を庫内に放出して、庫内温度を設定された冷蔵保管温度帯に保持する機能を有する。
【００４２】
蓄熱材３４の構成材料としては、例えば比熱と質量の積の値が０．７以上の大きな熱容量と高熱伝導率を持つ物質が好適である。例えば、ステンレスなどの耐腐食性合金，ハステロイなどの耐熱合金，ＮｉＴｉなどの形状記憶合金、ジルコニア，窒化ケイ素，窒化アルミ，炭化ケイ素，珪石やＦｅ_３Ｏ_４等の金属酸化物からなるセラミックス、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエステル，ナイロン等の高分子材料などから選択し得、これらの微粉末または粒子、バインダとしての各種プラスチックに前記合金またはセラミックスの微粒子粉末を混合したものを空孔内に充填することができる。あるいは、ＮａＣｌ，ＣａＣｌ_２，ＭｇＣｌ_２，ＮＨ_４Ｃｌ等の塩類水溶液、アルコール、吸水高分子材の水溶液又はそのゲル・ゾルを樹脂カプセル等に内蔵した包接物にして採用できる。
【００４３】
ここで望ましくは、前記蓄熱材３４としては、冷凍・冷蔵保管対象物に応じて冷蔵保管庫１０に設定される凍結・冷蔵保管温度帯に相変態点を有して、その相変態点を跨る温度変化が生じた際に潜熱を吸・放熱する物質、特に当該変態点を跨る庫内温度の上昇時に吸熱し、その下降時に放熱する蓄熱物質を採用することが好適である。
【００４４】
この様な相変態点を有する蓄熱物質としては、合金材料であれば、熱型マルテンサイト変態を有するＦｅＮｉ系合金や、ＮｉＴｉ系合金などや磁気的変態を有するＧａ_５Ｓｉ_４，Ｇｄ，Ｔｂ_３Ｓｉ_４などの磁性材料の利用が掲げられる。例えば、ＮｉＴｉ合金の変態点は−７０℃〜＋５℃間に調整することが可能であるため、庫内の凍結・冷蔵保管温度を−３０℃に設定する場合には、−３０℃を変態点としてＮｉ対Ｔｉ合金の組成を調整することで、−３０℃を跨る温度上昇時に潜熱を吸熱する一方で、−３０℃を跨る温度下降時に潜熱を放熱することで、−３０℃を可及的に保持するようにできる。
【００４５】
また、他の物質としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなども採用し得る。これらは常温では液体であるが、氷点下で凝固点を持ち相変態を起す。このような物質をセラミックス多孔体に担持させて蓄熱材３４として用いることも可能である。これらの物質は水溶性なので、水溶性ポリビニールアルコールやＣＭＣのように水に溶解して混合することで、任意の組成物が得られ、要求される冷凍・冷蔵保管温度に応じて相変態点を任意に設定することができる。
【００４６】
前記高効率輻射材４４としては、例えば凹凸状に面加工したステンレス薄板が好適であり、庫内および蓄熱材３４に対する冷熱の授受を効率的に行う。この素材はまた抗菌素材でもあり、庫内における菌類の繁殖を抑制する。
【００４７】
以上のシート状磁石３８、格子状蓄熱構造部材３６、磁性金属からなる一対の板材４０ａ，４０ｂ、および高効率輻射材４４は実際には一枚の複合パネルとして供給される。すなわち、一方の板材４０ａを背面板とし、これにシート状磁石３８とハニカム状の芯材３２とを順次積層接着し、芯材３２の空孔３２ａ内部に前記各種材料、組成からなる蓄熱材３４を充填固化した後、他方の板材４０ｂ、高効率輻射材４４とを積層接着して被覆することによって、５層構造の複合パネルに形成される。そして、この複合パネルを前記躯体２０の内壁面、床面、および天井面に隙間なく敷詰めることによって、図１に示す本発明の冷蔵保管庫１０を完成することになる。
【００４８】
従って、この冷蔵保管庫１０にあっては、断熱構造体からなる保管庫躯体２０の内面に蓄熱構造体３０を積層配置し、庫内の冷熱の一部を蓄熱構造体３０内に蓄積するとともに、庫内温度上昇に応じて蓄熱した冷熱を庫内に放熱するので、扉の開閉などによって庫内が一時的に温度上昇すると、蓄熱構造体３０に蓄熱された冷熱が保管庫１０内部に輻射されて冷却され、もって庫内が可及的に設定された保管温度帯に維持される。このため、温度変動に伴う生鮮食品の鮮度低下を未然に防止し得る。
【００４９】
また、冷凍機の運転方法として、その駆動を専ら料金の廉価な夜間電力を利用して行い、当該夜間中に庫内温度を十分に冷却して冷凍・冷蔵保管物の凍結等を行うとともに、蓄熱材３４や磁石３８や磁性材料（鉄板）４０ａ，４０ｂにも冷熱を供給して蓄冷させておき、昼間においては冷凍機の駆動をできるだけ停止させた状態にすることで、省電力化つまり電力のランニングコストの可及的な低減化を図れるようになる。つまり、昼間にあっては過度な扉の開閉が行われない限り、蓄熱材３４からの冷熱放出によって庫内温度を設定された冷凍・冷蔵保管温度帯に可及的に維持し得て、異常な冷凍負荷が庫内に加わらない限りは、深夜電力のみで冷凍機を駆動すれば良いものとなる。
【００５０】
また、前記蓄熱構造体３０が格子状の芯材３２の空孔３２ａ内に蓄熱材３４を充填したものであるので、保形性に乏しい蓄熱物質を使用しても、十分に蓄熱構造体３０としての強度を保ってその形状を保持できる。
【００５１】
また、前記蓄熱構造体３０の背面に磁性３８を配置し、庫内側の表面を輻射材４４により覆ったので、庫内に磁界を作用させ、被凍結・冷蔵保管物の酸化を防止すると同時に、表面の輻射材４４により効率よく冷熱を庫内に対して出入りさせることができる。
【００５２】
また、前記蓄熱構造体３０を、比熱と密度の積が０．７以上の値を有する高比熱材料からなる蓄熱材３４を用いて構成することにより、冷熱の蓄熱量を大きくしつつ、温度変動に鋭敏に反応させて庫内に冷熱を輻射可能となし得る。さらには、前記蓄熱構造体３０の蓄熱材３４を、保管対象とする凍結・冷蔵保管物に要求される凍結・冷蔵保管温度帯に相変態点を有して潜熱を蓄熱する物質を用いて構成することにより、潜熱を含むさらに大きな熱量を蓄熱及び放熱できる。加えて、蓄熱材３４に隣接させて磁石３８を配置することで、その磁気の作用により蓄熱材３４の熱容量をさらにより一層増大させることができるようになる。
【００５３】
＜＜実施例＞＞
本発明の冷蔵保管庫１０および従来の冷蔵保管庫に被凍結保管物として、凍結したいわし／マグロ／鶏肉を５０ｋｇ、−３０℃で凍結・冷蔵保存した。
【００５４】
従来の冷蔵保管庫は、内容積として、奥行１ｍ×高さ１．５ｍ×巾２ｍ（表面積１３ｍ^２）のものを使用した。
【００５５】
本発明の冷蔵保管庫１０は、上記従来のものに蓄熱構造体３０を内張して付加した構成となした。当該蓄熱構造体３０は、蓄熱材３４にＴｉＮｉ合金（比重６．７、比熱０．１２Ｋｃａｌ／Ｋｇ℃）、熱容量０．８１Ｋｃａｌ／Ｋｇ℃を使用した。この蓄熱材３４をポリプロピレン製のハニカム状の芯材３２ａ（厚み５ｍｍ）の空孔３２ａに充填（充填率６０％）して格子状蓄熱構造部材３６に形成した。
【００５６】
また、このハニカム状の芯材３２の片面にはシート状の磁石３８をその全面に接着して貼り付け、このシート状磁石３８の磁束密度（磁界強度）は０．０８テスラ（８００ガウス）とした。
【００５７】
さらに、このシート状磁石３８を貼り付けた格子状蓄熱構造部材３６の両面には、磁性金属である鉄製の板材４０ａ，４０ｂ（板厚１ｍｍ）を一対で積層固着し、シート状磁石３８の配設側を庫内に対する背面とするとともに、その反対面側を庫内側として、その庫内側表面には当該鉄製板材４０ｂに積層して、さらに凹凸面状に加工したステンレスの薄板（板厚０．３ｍｍ）を 高効率輻射材４４としてその全面に貼り付けた。
【００５８】
上記格子状蓄熱構造部材３６の全熱容量は３１６０Ｋｃａｌ／℃＋９３０Ｋｃａｌ／℃＝４０９０Ｋｃａｌ／℃である。すなわち、冷蔵保管庫の蓄冷熱量４０９Ｋｃａｌ／℃以上となるのに対し、被凍結保管物の全熱量は５０Ｋｃａｌ／℃である。
【００５９】
したがって、この格子状蓄熱構造材３６の蓄冷熱量は被凍結・冷蔵保管物の全熱量の約８０倍もあり、充分な蓄冷熱量となる。またＴｉＮｉのマルテンサイトまたは相変態時の潜熱を考慮すると、さらに大きな蓄冷熱量となり、加えて保管庫１０の躯体２０の蓄冷熱量を考慮するとさらに大きな蓄冷熱量となる。
【００６０】
以上の蓄熱（蓄冷）材３４を備えた蓄熱構造体３０を内張りした冷蔵保管庫１０と、内張りしない冷蔵保管庫とに、それぞれ前記被凍結保管物を同量ずつ保管して、扉の開閉テストを行った。その結果を以下の表１に示す。
【００６１】
【表１】

【００６２】
以上は、いわしの場合であるが、凍結マグロ、凍結鶏肉の場合もほぼ同じ結果が得られた。生体細胞組織体の凍結保管においても細胞組織体の損傷が見られなかった。
【００６３】
なお、本発明の冷蔵保管庫１０に用いる蓄熱構造体３０は上述したものに限定されることはなく、後述する他の実施形態に示すような各種構造のもの等に置換し得る。さらには、蓄熱構造体３０は必ずしも保管庫躯体１０の内壁面に積層配置する必要はなく、例えば庫内の仕切壁等のように内壁面から離間させた状態にて配置して設けても良い。
【００６４】
＝＝＝＝＝蓄熱構造体の他の実施形態＝＝＝＝＝
図３〜図６はそれぞれ本発明にかかる蓄熱構造体の他の実施形態の概略構成を示す縦断面図である。なお、以下には前述した冷蔵保管庫１０に用いられている第１実施形態の蓄熱構造体３０と同一の部材には同一の符合を付してその詳しい説明は省略する。
【００６５】
図３の第２実施形態の蓄熱構造体３０にあっては、格子板状の芯材３２の空孔３２ａ内には蓄熱材３４と磁石３８とが充填されて、格子状蓄熱構造部材３６が形成されている。そして当該格子状蓄熱構造部材３６の両面にそれぞれ鉄製の板材４０ａ，４０ｂが一対で積層固着された３層構造となっている。ここで、蓄熱材３４と磁石３８とは格子板状の芯材３２の空孔３２ａ内に交互に市松模様状に配設するのが好ましい。
【００６６】
図４の第３実施形態の蓄熱構造体３０にあっては、対向配置される磁性材料である一対の鉄製の板材４０ａ，４０ｂにおける一方の板材４０ａの内面に、その全面に亘ってシート状の磁石３８が積層固着され、当該シート状磁石３８と他方の板材４０ｂとの間に蓄熱材３４が充填されて設けられている３層構造となっている。
【００６７】
図５の第４実施形態の蓄熱構造体３０にあっては、対向配置された一対の板材４０ａ，４０ｂ間に、ブロック状に形成された磁石３８と蓄熱材３４とが配置された構成となっており、ブロック状の磁石３８は直方体に形成されて適宜間隔を空けて多数配置されている。そして、当該ブロック状の各磁石３８はその両側面が一対の鉄製の板材４０ａ，４０ｂに接触固着され、これらのブロック状磁石３８と一対の板材４０ａ，４０ｂ間の間隙に蓄熱材が充填されて設けられている。
【００６８】
図６の第５実施形態の蓄熱構造体３０にあっては、対向配置された一対の鉄製の板材４０ａ，４０ｂのそれぞれの内側面に、多数のブロック状の磁石３８がその片面を接触固着されて設けられて、それら一対の板材４０ａ，４０ｂ及び多数の磁石３８間の間隙に蓄熱材３４が充填されて設けられている。
【００６９】
なお、上述した各種実施形態の蓄熱構造体３０では、保持部材としての板材４０ａ，４０ｂには鉄板を用いているが、当該板材４０ａ，４０ｂは鉄板に限られることはない。即ち、他の磁性金属の板材４０であっても良いし、非磁性金属板であっても良い。更には、金属に限らず各種樹脂製の板材４０であってもかまわない。ただし、図５と図６とに示すようなブロック状に形成された磁石３８を用いる場合には、当該磁石３８に接触させて設ける板材４０には磁性金属板を採用することが好ましい。即ち、多数のブロック状の磁石３８に接触させて磁性金属板を設ければ、磁束を隣接する各磁石３８相互間の空間にも均一に、つまり蓄熱材３４に対してムラなく均等に磁力作用させて、当該蓄熱材３４の熱容量を各部において均等となし得るからである。
【００７０】
また、本発明にかかる蓄熱構造体３０の用途は、前述した冷蔵保管庫１０への採用に限られるものではなく、例えば建物の壁部や天井、床などにも、その下地用等の建材として組み込んで採用し得る。そして、このように建物の建材として使用すれば、冷・暖房時等における室内温度の維持に寄与し得る。あるいは、蓄熱材に耐熱性に優れたものを使用すれば、加熱調理器具の素材としても利用可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明に係る蓄熱構造体、並びにこの蓄熱構造体を用いた冷蔵保管庫によれば、次の様な優れた効果を奏する。
【００７２】
（１）一対の板材間に磁石と蓄熱材とを隣接させて保持した蓄熱構造体によれば、蓄熱材の蓄熱容量を増大させることができ、もって蓄熱容量の大きな蓄熱構造体をコンパクトに形成できる。
（２）蓄熱材に、相変態点を有して該相変態点を跨る温度変化が生じたときに潜熱を吸収または放散する物質を使用することで、当該相変態点付近での温度変化が起きにくい蓄熱構造材を形成できる。
（３）上記蓄熱構造体を保管庫躯体内に有する本発明に係る冷蔵保管庫によれば、扉開閉等に伴う庫内温度上昇を最小限に抑制することができ、もって冷凍食品等の保管物をその鮮度を可及的に保った状態に保管できる。また、冷凍機を夜間電力で運転して冷気を蓄熱構造体に蓄熱しておき、昼間時の冷熱を放散させることで、昼間時における冷凍機の運転を可及的に抑制しつつ庫内温度を保つことができ、もって冷凍負荷の小さい省電力型となし得て、電力費の可及的な低減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる冷蔵保管庫の好適な実施形態の一例の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１の冷蔵保管庫に用いられた本発明にかかる蓄熱構造体の第１実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明にかかる蓄熱構造体の第２実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明にかかる蓄熱構造体の第３実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】本発明にかかる蓄熱構造体の第４実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明にかかる蓄熱構造体の第５実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 冷蔵保管庫
２０ 保管庫躯体
３０ 蓄熱構造体
３２ 格子状の芯材
３２ａ 空孔
３４ 蓄熱材
３８ 磁石
４０ａ，４０ｂ 板材（磁性材料）
４４ 輻射材

Claims (20)

1. 保持部材によって磁石と蓄熱材とを隣接させて保持してなることを特徴とする蓄熱構造体。
2. 前記保持部材が対向する一対の板材でなり、該一対の板材間に前記磁石と蓄熱材とが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱構造体。
3. 前記磁石は、その片面が前記一対の板材の少なくともいずれか一方に接触されて設けられるとともに、前記蓄熱材は該一対の板材間の空隙に充填されて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の蓄熱構造体。
4. 前記磁石がシート状に形成されて板材に積層配置されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱構造体。
5. 前記一対の板材間に、多数の空孔を有する格子板状の芯材が介在され、該芯材の該空孔内に前記蓄熱材が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱構造体。
6. 前記一対の板材間に、多数の空孔を有する格子板状の芯材が介在され、該芯材の該空孔内に前記磁石と蓄熱材とが設けられていることを特徴とする請求項３記載の蓄熱構造体。
7. 前記磁石がブロック状に形成されて、相互に間隔を空けて多数配置されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱構造体。
8. 前記ブロック状の多数の磁石が前記一対の板材の双方に接触されて設けられるとともに、該磁石と該一対の板材間に前記蓄熱材が充填されて設けられていることを特徴とする請求項７に記載の蓄熱構造体。
9. 前記磁石に接触する板材が磁性金属でなることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載の蓄熱構造体。
10. 前記蓄熱材が、比熱と密度との積が０．７以上の値を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱構造体。
11. 前記蓄熱材が鉄または銅等の金属の粉あるいは粒であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱構造体。
12. 前記蓄熱材が珪石やＦｅ_３Ｏ_４，ＺｒＯ_２等の金属酸化物からなるセラミックスの粉あるいは粒であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱構造体。
13. 前記蓄熱材がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン等の高分子材料等と鉄粉，フェライト粉等の磁性材料と混合した材料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱構造体。
14. 前記蓄熱材がＮａＣｌ，ＣａＣｌ_２，ＭｇＣｌ_２，ＮＨ_４Ｃｌ等の塩類水溶液、アルコール、吸水高分子材の水溶液又はゲル・ゾルを内蔵した包接物であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱構造体。
15. 前記蓄熱材が、相変態点を有して該相変態点を跨る温度変化が生じたときに潜熱を吸収または放散することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱構造体。
16. 前記蓄熱材が磁気的変態を有する材料であることを特徴とする請求項１５に記載の凍結保管庫。
17. 前記磁気的変態を有する材料が形状記憶合金であることを特徴とする請求項１６に記載の蓄熱構造体。
18. 断熱構造体からなる保管庫躯体内に、庫内の冷熱の一部を蓄積して、庫内温度の上昇に応じて蓄熱した冷熱を庫内に放熱する蓄熱構造体を配置した冷蔵保管庫であって、該蓄熱構造体には前記請求項１〜１７のいずれかに記載の蓄熱構造体が用いられていることを特徴とする冷蔵保管庫。
19. 前記蓄熱構造体が前記保管庫躯体の内面に積層配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の冷蔵保管庫。
20. 前記蓄熱構造体の庫内側表面を凹凸状に面加工した輻射材により覆ったことを特徴とする請求項１８または１９のいずれかに記載の冷蔵保管庫。

Images