JP2007327733A - Showcase - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショーケースに関し、より詳細には、例えばアイスクリーム等の商品を販売するショーケースの改良に関するものである。 The present invention relates to a showcase, and more particularly to an improvement in a showcase that sells products such as ice cream.
従来、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのショーケースが知られている。このようなショーケースは、上面に開口部を有する筐体の内部に配設された商品収容箱と、該開口部を開閉するための例えば引戸式のガラス扉とを備えて構成されている。商品収容箱は、金属材料等の伝熱材から構成され、上面が開口した箱体である。この商品収容箱の周囲には断熱材が敷設されている。また、商品収容箱の周面には冷却パイプが付設されている。この冷却パイプは、筐体内に配設された圧縮機、凝縮器等と冷凍回路を構成している。 Conventionally, showcases for selling products such as ice cream are known. Such a showcase includes a commodity storage box disposed inside a housing having an opening on the upper surface, and a sliding door type glass door for opening and closing the opening. The product storage box is a box made of a heat transfer material such as a metal material and having an upper surface opened. A heat insulating material is laid around the product storage box. A cooling pipe is attached to the peripheral surface of the commodity storage box. This cooling pipe constitutes a refrigeration circuit with a compressor, a condenser and the like disposed in the casing.
そのようなショーケースでは、冷凍回路の作動によって商品収容箱に収容された商品が冷却され、ガラス扉が開動作されて開口部が開成された場合に、該開口部を通じて商品収容箱に収容された商品が取り出し可能な状態になる(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
In such a showcase, when the product stored in the product storage box is cooled by the operation of the refrigeration circuit and the glass door is opened and the opening is opened, the product is stored in the product storage box through the opening. The product can be taken out (see, for example,
ところで、上述したようなショーケースでは、商品収容箱に収容された商品を冷却するための冷凍回路でフロン系冷媒が用いられていたために、該フロン系冷媒が大気中に放出されると、オゾン層を破壊してしまう虞れがあり、環境保護の観点から好ましいものではなかった。 By the way, in the showcase as described above, since the chlorofluorocarbon refrigerant is used in the refrigeration circuit for cooling the merchandise stored in the merchandise storage box, if the chlorofluorocarbon refrigerant is released into the atmosphere, There is a possibility of destroying the layer, which is not preferable from the viewpoint of environmental protection.
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮・膨張させることで、低温部で冷熱を発生させ、高温部で高温排熱を発生させるものである。ここに、内部のガスとしては、例えばヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は、小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。 In such a background, in recent years, Stirling refrigerators have attracted attention. A Stirling refrigerator is a self-cooling type refrigerator that does not have an external compressor, condenser, etc., and compresses and expands internal gas using a reciprocating compressor, generating cold in the low-temperature part and increasing the temperature. It generates high-temperature exhaust heat at the part. Here, a natural refrigerant such as helium gas is used as the internal gas, and since no chlorofluorocarbon gas is used, the Stirling refrigerator is friendly to the global environment. It is also well known that Stirling refrigerators are small and have high energy efficiency.
しかしながら、スターリング冷凍機は、内部のガスの圧縮および膨張による冷凍効果を利用するものであるため、圧縮・膨張空間の構造に制約があり、低温部の面積が僅かな部分に限られている。そのため、スターリング冷凍機を用いる場合には、低温部で発生した冷熱を、冷却することが必要な所定の冷却部位まで効率よく輸送するための技術が求められている。 However, since the Stirling refrigerator uses the refrigeration effect due to compression and expansion of the internal gas, the structure of the compression / expansion space is limited, and the area of the low temperature portion is limited to a small portion. Therefore, when a Stirling refrigerator is used, a technique for efficiently transporting the cold heat generated in the low temperature part to a predetermined cooling site that needs to be cooled is required.
本発明は、上記実情に鑑みて、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を効率よく商品収容箱に輸送して商品を冷却することができるショーケースを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a showcase that is preferable from the viewpoint of environmental protection and that can efficiently cool the product by transporting the cold generated in the low temperature part of the Stirling refrigerator to the product storage box efficiently. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係るショーケースは、上面に開口部を有する筐体の内部に配設され、商品を収容するための商品収容箱と、前記筐体の内部に配設され、前記商品収容箱に収容された商品の冷却源となるスターリング冷凍機と、前記開口部を開閉するための扉体とを備え、前記扉体が開動作されて前記開口部が開成された場合に、前記商品収容箱に収容された商品が前記開口部を通じて取り出し可能な状態になるショーケースにおいて、前記スターリング冷凍機の低温部に熱的に接続された流路を有し、該低温部で発生した冷熱により前記流路を流れる作動流体を凝縮させる凝縮熱交換器と、前記商品収容箱を巻回する態様で配設された流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却する蒸発熱交換器と、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を前記蒸発熱交換器まで送出するための送出流路と、前記蒸発熱交換器で蒸発した作動流体を前記凝縮熱交換器まで帰還させるための帰還流路とを有し、前記作動流体を循環させることにより前記スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を前記商品収容箱まで輸送する冷熱輸送手段を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a showcase according to
また、本発明の請求項2に係るショーケースは、上述した請求項1において、前記スターリング冷凍機は、縦置きに配設されてなることを特徴とする。
A showcase according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in
また、本発明の請求項3に係るショーケースは、上述した請求項1または請求項2において、前記スターリング冷凍機の高温部に熱的に接続された流路を有し、該流路を流れる作動流体に前記高温部で発生した高温排熱を受熱させる放熱熱交換器と、前記スターリング冷凍機から所定の距離だけ離隔した位置に配設され、内部に設けられた流路を流れる作動流体が周囲空気と熱交換を行う空気熱交換器と、前記放熱熱交換器で高温排熱を受熱した作動流体を前記空気熱交換器まで送出するための送出流路と、前記空気熱交換器で周囲空気と熱交換した作動流体を前記放熱熱交換器まで帰還させるための帰還流路とを有し、前記作動流体を循環させることにより前記スターリング冷凍機の高温部で発生した高温排熱を外部に輸送する高温排熱輸送手段を備えたことを特徴とする。
A showcase according to claim 3 of the present invention has a flow channel thermally connected to the high temperature portion of the Stirling refrigerator in
また、本発明の請求項4に係るショーケースは、上述した請求項3において、前記高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機の高温部で発生した高温排熱の一部を全閉状態にある前記扉体に輸送し、該扉体を加温することを特徴とする。 The showcase according to claim 4 of the present invention is the showcase according to claim 3 described above, wherein the high-temperature exhaust heat transport means fully closes part of the high-temperature exhaust heat generated in the high-temperature part of the Stirling refrigerator. It transports to the said door body and heats this door body, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の請求項5に係るショーケースは、上述した請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記蒸発熱交換器は、それぞれ別個に商品収容箱の異なる領域を巻回する態様で配設された複数の流路を有し、各々の流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却するものであり、前記送出流路は、途中に設けられた分岐点で、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を分岐させて前記流路のそれぞれに送出するものであり、前記帰還流路は、途中に設けられた合流点で、前記蒸発熱交換器を構成する各流路で蒸発した作動流体を合流させて前記凝縮熱交換器まで帰還させるものであることを特徴とする。
Moreover, the showcase which concerns on
また、本発明の請求項6に係るショーケースは、上述した請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記蒸発熱交換器は、前記筐体の内部に複数配設された商品収容箱を別個に巻回する態様で配設された複数の流路を有し、各々の流路を流れる作動流体が蒸発して各商品収容箱に収容された商品を冷却するものであり、前記送出流路は、途中に設けられた分岐点で、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を分岐させて前記流路のそれぞれに送出するものであり、前記帰還流路は、途中に設けられた合流点で、前記蒸発熱交換器を構成する各流路で蒸発した作動流体を合流させて前記凝縮熱交換器まで帰還させるものであることを特徴とする。 A showcase according to a sixth aspect of the present invention is the showcase according to any one of the first to fourth aspects, wherein the evaporative heat exchanger includes a plurality of commodity storage boxes disposed inside the casing. A plurality of flow paths arranged in a separately wound manner, and the working fluid flowing through each flow path evaporates to cool the products stored in each product storage box, The path is a branch point provided in the middle, and the working fluid condensed in the condensation heat exchanger is branched and sent to each of the flow paths, and the return flow path is a confluence provided in the middle In this respect, the working fluid evaporated in each flow path constituting the evaporating heat exchanger is merged and returned to the condensing heat exchanger.
また、本発明の請求項7に係るショーケースは、上述した請求項5または請求項6において、前記送出流路には、前記分岐点よりも下流側となる個所に、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設けたことを特徴とする。 A showcase according to a seventh aspect of the present invention is the showcase according to the fifth or sixth aspect, wherein the condensing heat exchanger is provided at a location downstream of the branch point in the delivery channel. A valve means for allowing or restricting the movement of the condensed working fluid is provided.
また、本発明の請求項8に係るショーケースは、上述した請求項5〜7のいずれか一つにおいて、前記帰還流路には、前記合流点よりも上流側となる個所に、前記蒸発熱交換器で蒸発した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設けたことを特徴とする。 A showcase according to an eighth aspect of the present invention is the showcase according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the return flow path has the heat of evaporation at a location upstream from the junction. A valve means for allowing or restricting the movement of the working fluid evaporated by the exchanger is provided.
また、本発明の請求項9に係るショーケースは、上述した請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記冷熱輸送手段は、前記送出流路と熱的に接続された流路を有し、該流路を流れる作動流体と前記送出流路を通過する作動流体との間で熱交換させる第1熱交換器と、前記蒸発熱交換器を構成する流路が巻回する商品収容箱の領域とは異なる領域を巻回する流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却する第2熱交換器と、前記第1熱交換器で熱交換した作動流体を前記第2熱交換器まで送出するための送出ラインと、前記第2熱交換器で蒸発した作動流体を前記第1熱交換器まで帰還させる帰還ラインとを有し、これらの間で作動流体を循環させることを特徴とする。 A showcase according to a ninth aspect of the present invention is the showcase according to any one of the first to fourth aspects, wherein the cold heat transport means has a flow channel thermally connected to the delivery flow channel. A first heat exchanger that exchanges heat between the working fluid that flows through the flow path and the working fluid that passes through the delivery flow path, and a commodity storage box around which the flow path constituting the evaporating heat exchanger is wound. A second heat exchanger that has a flow path wound around a region different from the region, the working fluid flowing through the flow path evaporates, and cools the product stored in the product storage box; and the first heat exchange A delivery line for delivering the working fluid heat-exchanged in the heat exchanger to the second heat exchanger, and a return line for returning the working fluid evaporated in the second heat exchanger to the first heat exchanger The working fluid is circulated between them.
また、本発明の請求項10に係るショーケースは、上述した請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記冷熱輸送手段は、前記送出流路と熱的に接続された流路を有し、該流路を流れる作動流体と前記送出流路を通過する作動流体との間で熱交換させる第1熱交換器と、前記蒸発熱交換器を構成する流路が巻回する商品収容箱とは別個の商品収容箱を巻回する流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却する第2熱交換器と、前記第1熱交換器で熱交換した作動流体を前記第2熱交換器まで送出するための送出ラインと、前記第2熱交換器で蒸発した作動流体を前記第1熱交換器まで帰還させる帰還ラインとを有し、これらの間で作動流体を循環させることを特徴とする。 A showcase according to a tenth aspect of the present invention is the showcase according to any one of the first to fourth aspects, wherein the cold heat transport means has a flow channel thermally connected to the delivery flow channel. A first heat exchanger for exchanging heat between the working fluid flowing through the flow path and the working fluid passing through the delivery flow path, and a commodity storage box around which the flow path constituting the evaporating heat exchanger is wound Has a flow path for winding a separate product storage box, the second heat exchanger for cooling the product stored in the product storage box by evaporating the working fluid flowing through the flow path, and the first heat A delivery line for delivering the working fluid heat-exchanged in the exchanger to the second heat exchanger, and a feedback line for returning the working fluid evaporated in the second heat exchanger to the first heat exchanger. The working fluid is circulated between them.
また、本発明の請求項11に係るショーケースは、上述した請求項9または請求項10において、前記送出流路には、前記第1熱交換器との熱交換個所よりも下流側となる個所に、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設け、前記送出ラインには、前記第1熱交換器で熱交換器した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設けたことを特徴とする。 A showcase according to an eleventh aspect of the present invention is the showcase according to the ninth or tenth aspect, wherein the delivery flow path has a location downstream of a heat exchange location with the first heat exchanger. And a valve means for allowing or restricting movement of the working fluid condensed by the condensation heat exchanger, and allowing movement of the working fluid heat-exchanged by the first heat exchanger to the delivery line. Alternatively, a valve means for regulating is provided.
また、本発明の請求項12に係るショーケースは、上述した請求項9〜11のいずれか一つにおいて、前記帰還流路には、前記蒸発熱交換器で蒸発した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設け、前記帰還ラインには、前記第2熱交換器で蒸発した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設けたことを特徴とする。 A showcase according to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the ninth to eleventh aspects, allows the return fluid to move the working fluid evaporated in the evaporative heat exchanger, Alternatively, valve means for regulating is provided, and valve means for allowing or regulating the movement of the working fluid evaporated in the second heat exchanger is provided in the return line.
本発明によれば、冷熱輸送手段が、スターリング冷凍機の低温部に熱的に接続された流路を有し、該低温部で発生した冷熱により流路を流れる作動流体を凝縮させる凝縮熱交換器と、商品収容箱を巻回する態様で配設された流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して商品収容箱に収容された商品を冷却する蒸発熱交換器と、凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を蒸発熱交換器まで送出するための送出流路と、蒸発熱交換器で蒸発した作動流体を凝縮熱交換器まで帰還させるための帰還流路とを有し、作動流体を凝縮熱交換器、送出流路、蒸発熱交換器および帰還流路の間で循環させることによりスターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を商品収容箱まで輸送するので、スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱と、商品収容箱まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を効率よく商品収容箱に輸送して商品を冷却することができるという効果を奏する。 According to the present invention, the heat transport means has a flow path thermally connected to the low temperature part of the Stirling refrigerator, and the condensation heat exchange condenses the working fluid flowing through the flow path by the cold generated in the low temperature part. And an evaporative heat exchanger that has a flow path arranged in a manner of winding the product storage box, and evaporates the working fluid flowing through the flow path to cool the product stored in the product storage box, It has a delivery flow path for sending the working fluid condensed in the condensation heat exchanger to the evaporation heat exchanger, and a return flow path for returning the working fluid evaporated in the evaporation heat exchanger to the condensation heat exchanger Since the working fluid is circulated between the condensing heat exchanger, the delivery channel, the evaporating heat exchanger, and the return channel, the cold generated in the low temperature part of the Stirling refrigerator is transported to the product storage box, so the Stirling refrigerator To the product storage box Can be a temperature difference between the feed has been cold to very low, yet without using a chlorofluorocarbon-based refrigerant. Therefore, it is preferable from the viewpoint of environmental protection, and further, the product can be cooled by efficiently transporting the cold heat generated in the low temperature part of the Stirling refrigerator to the product storage box.
以下に添付図面を参照して、本発明に係るショーケースの好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a showcase according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図1および図2は、それぞれ本発明の実施の形態1におけるショーケースを簡略的に示したものであり、図1は正面図であり、図2は断面側面図である。これら図1および図2に例示するショーケース1は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体10を備えている。
<
FIG. 1 and FIG. 2 each show a showcase in
ケース本体10は、上面に開口部11を有した筐体であり、該開口部11を開閉するためのガラス扉(扉体)12を備えているとともに、内部に商品収容箱13、スターリング冷凍機20、冷熱輸送手段30および高温排熱輸送手段40を備えている。
The case
ガラス扉12は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部11を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部11を閉成させるものである。このようなガラス扉12の周囲には、金属材料等の伝熱材からなる枠体12aが設けてある。
The
商品収容箱13は、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。この商品収容箱13は、ケース本体10の内部において開口部11の下方域に配設してあり、商品を収容するためのものである。また商品収容箱13の周囲には、断熱ボード等の断熱材14が敷設してある。これにより、商品収容箱13は、断熱された態様でケース本体10の内部に配設されている。
The
スターリング冷凍機20は、ケース本体10の内部において開口部11の後方域であって、商品収容箱13よりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機20は、図3に示すように、稼働することにより冷熱を発生する円筒状の低温部21と、高温排熱を発生する円筒状の高温部22とを有している。
The
冷熱輸送手段30は、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13まで輸送するものである。この冷熱輸送手段30は、図3に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器32とを、液体ライン(送出流路)33および気体ライン(帰還流路)34で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
The cold heat transport means 30 transports the cold heat generated in the
凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる凝縮熱交換器31は上記低温部21に熱的に接続してあり、低温部21からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
The condensing
蒸発熱交換器32は、商品収容箱13の外面上に設けてあり、より詳細には、商品収容箱13を巻回する態様で設けられた蒸発路(流路)32aを有してなるものである。蒸発路32aは、冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器32では、詳細は後述するが、商品収容箱13に収容された商品および商品収容箱13の内部雰囲気から得た熱により蒸発路32aを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱13に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器32は、商品収容箱13の外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機20の低温部21の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
The
液体ライン33は、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器32とを繋ぐ管路である。この液体ライン33は、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器31から蒸発熱交換器32まで送出するためのものである。
The
気体ライン34は、上記液体ライン33とは別個に、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器32とを繋ぐ管路である。この気体ライン34は、蒸発熱交換器32で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器32から凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。ここに、気体ライン34は、液体ライン33の上方に配置している。これは、気体ライン34を通る冷却用冷媒の密度の方が液体ライン33を通る冷却用冷媒の密度よりも小さいためである。
The
そのような冷熱輸送手段30では、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱を次のようにして商品収容箱13に輸送する。低温部21から発生した冷熱により凝縮熱交換器31の流路を通過する冷却用冷媒(気体冷媒)が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン33を通じて蒸発熱交換器32まで移動する。この蒸発熱交換器32において、冷却用冷媒は、蒸発路32aを通過しながら、商品収容箱13に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱13に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13に輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器32で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン34を通じて凝縮熱交換器31に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱13に収容された商品および該商品収容箱13の内部雰囲気は、所望の冷却温度(例えば、−20℃等)に冷却される。
In such a cold heat transport means 30, the cold heat from the
かかる冷熱輸送手段30は、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン33および気体ライン34を通じて、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器32との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
The cold heat transport means 30 is a loop-type thermostat in which a cooling refrigerant circulates between the
高温排熱輸送手段40は、スターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、第1放熱系配管40aと第2放熱系配管40bとを備えて構成してある。第1放熱系配管40aは、図3に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒(作動流体)が封入してあり、第1放熱熱交換器41と空気熱交換器42とを、第1ライン(送出流路)43および第2ライン(帰還流路)44で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態1では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
The high-temperature exhaust heat transport means 40 transports high-temperature exhaust heat generated in the high-
第1放熱熱交換器41は、スターリング冷凍機20の高温部22の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、第1放熱熱交換器41は、スターリング冷凍機20の高温部22よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる第1放熱熱交換器41は上記高温部22に熱的に接続してあり、高温部22からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が31℃を超える場合には超臨界状態となる。
The 1st heat
空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器42は、蛇行する放熱路(流路)42aを有している。放熱路42aは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器42では、放熱用冷媒が放熱路42aを通過する際に第1放熱熱交換器41で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20の高温部22の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器42の周辺の所定個所には、放出用送風ファン(図示せず)が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器42により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
The
第1ライン43は、第1放熱熱交換器41と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第1ライン43は、第1放熱熱交換器41で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器42に移動させるためのものである。
The
第2ライン44は、上記第1ライン43とは別個に、第1放熱熱交換器41と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第2ライン44は、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒を第1放熱熱交換器41に移動させるためのものである。ここに、第2ライン44は、第1ライン43の下方に配置している。これは、第2ライン44を通る放熱用冷媒の密度の方が、第1ライン43を通る放熱用冷媒の密度よりも大きいためである。
The
そのような第1放熱系配管40aでは、スターリング冷凍機20の高温部22からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。第1放熱熱交換器41の流路を通過する放熱用冷媒が高温部22で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第1ライン43を通じて空気熱交換器42まで移動する。この空気熱交換器42において、放熱用冷媒は、放熱路42aを通過しながら該空気熱交換器42の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器42の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒は、第2ライン44を通じて第1放熱熱交換器41に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が31℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
In such a first heat
かかる第1放熱系配管40aは、放熱用冷媒が、別個に設けられた第1ライン43および第2ライン44を通じて、第1放熱熱交換器41と空気熱交換器42との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
The first heat
第2放熱系配管40bは、図3に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒(作動流体)が封入してあり、第2放熱熱交換器45と加温器46とを、第3ライン47および第4ライン48で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態1では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
As shown in FIG. 3, the second heat radiating
第2放熱熱交換器45は、第1放熱熱交換器41の外周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、第2放熱熱交換器45は、第1放熱熱交換器41よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる第2放熱熱交換器45は、上記第1熱交換器を通じて高温部22に熱的に接続してあり、高温部22からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは超臨界状態となる。
The second
加温器46は、伝熱材から構成され、その内部に放熱用冷媒が通過するための流路(図示せず)を有している。この加温器46は、ケース本体10の開口部11の側縁部分に配設した左右一対のものである。より詳細に説明すると、加温器46は、ガラス扉12が全閉状態にある場合、すなわち開口部11が閉成されている場合に、ガラス扉12の枠体12aの一部と接触する態様で配設してある。そのような加温器46では、放熱用冷媒が流路を通過する際に第2放熱熱交換器45で受熱した高温排熱を周囲へ放熱する。そのため、ガラス扉12が全閉状態にある場合には、加温器46は、ガラス扉12の枠体12aの一部と接触することになるが、上述したように、加温器46および枠体12aはともに伝熱材により構成されていることにより、枠体12aに高温排熱が熱伝達される結果、ガラス扉12が加温されることになる。また、加温器46は、スターリング冷凍機20の高温部22の基準高さよりも上方側に配置してある。
The
第3ライン47は、第2放熱熱交換器45と加温器46とを繋ぐ管路である。この第3ライン47は、第2放熱熱交換器45で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を各加温器46に移動させるためのものであり、途中で分岐して各加温器46に向けて延設してある。
The
第4ライン48は、上記第3ライン47とは別個に、第2放熱熱交換器45と加温器46とを繋ぐ管路である。この第4ライン48は、加温器46で放熱した放熱用冷媒を第2放熱熱交換器45に移動させるためのものである。ここに、第4ライン48は、第3ライン47の下方に配置している。これは、第4ライン48を通る放熱用冷媒の密度の方が、第3ライン47を通る放熱用冷媒の密度よりも大きいためである。
The
そのような第2放熱系配管40bでは、スターリング冷凍機20の高温部22からの高温排熱を次のようにして開口部11の側縁部分に輸送する。第2放熱熱交換器45の流路を通過する放熱用冷媒が高温部22で発生した高温排熱を第1放熱熱交換器41を介して受熱して上方に移動し、その後、第3ライン47を通じて加温器46まで移動する。この加温器46において、放熱用冷媒は、流路を通過しながら該加温器46の周囲に高温排熱を放熱する。ここで、ガラス扉12が全閉状態にある場合、すなわち開口部11が閉成されている場合には、加温部はガラス扉12の枠体12aの一部と接触して、該枠体12aに高温排熱を熱伝達する。これにより、ガラス扉12が加温されることになる。ところで、加温器46で放熱した放熱用冷媒は、第4ライン48を通じて第2放熱熱交換器45に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が31℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
In such 2nd thermal radiation system piping 40b, the high temperature exhaust heat from the
かかる第2放熱系配管40bは、放熱用冷媒が、別個に設けられた第3ライン47および第4ライン48を通じて、第2放熱熱交換器45と加温器46との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
The second heat radiating
以上説明したようなショーケース1では、冷熱輸送手段30が、スターリング冷凍機20の低温部21に熱的に接続された流路を有し、該低温部21で発生した冷熱により流路を流れる冷却用冷媒を凝縮させる凝縮熱交換器31と、商品収容箱13を巻回する態様で配設された蒸発路32aを有し、該蒸発路32aを流れる冷却用冷媒が蒸発して商品収容箱13に収容された商品を冷却する蒸発熱交換器32と、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を蒸発熱交換器32まで移動させるための液体ライン33と、蒸発熱交換器32で蒸発した冷却用冷媒を凝縮熱交換器31まで移動させるための気体ライン34とを有し、冷却用冷媒を凝縮熱交換器31、液体ライン33、蒸発熱交換器32および気体ライン34の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13まで輸送するので、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱と、商品収容箱13まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を効率よく商品収容箱13に輸送して商品を冷却することができる。
In the
また、上記ショーケース1によれば、高温排熱輸送手段40が、放熱用冷媒を第1放熱熱交換器41、第1ライン43、空気熱交換器42および第2ライン44の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体10の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機20の運転効率の向上を図ることができる。
Further, according to the
更に、上記ショーケース1によれば、高温排熱輸送手段40が、ケース本体10の開口部11の側縁部分に配設され、かつガラス扉12が全閉状態にある場合に該ガラス扉12の枠体12aの一部に接触する加温器46にスターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱の一部を輸送するので、全閉状態にあるガラス扉12は加温され、これにより、ガラス扉12に結露が生じることを抑制することができる。そのため、該ガラス扉12を通じて、外部より商品収容箱13に収容された商品を視認することが可能になる。
Furthermore, according to the
以上、本発明の好適な実施の形態1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施の形態1では、スターリング冷凍機20は横置きに載置したものであったが、本発明では、図4および図5に示すように、スターリング冷凍機20を縦置きに載置したものであっても良い。このようにスターリング冷凍機20を縦置きに載置した場合には、スターリング冷凍機20の設置スペースを小さくすることができ、ショーケース全体の小型化を図ることができ、また、商品収容箱13を相対的に大きくすることもできる。
The
上述した実施の形態1では、第2放熱系配管40bを利用してガラス扉12の枠体12aに高温排熱を輸送して、該ガラス扉12を加温する場合について説明したが、本発明では、スターリング冷凍機の高温部とガラス扉の枠体とを伝熱線を介して熱的に接続し、該伝熱線を利用してガラス扉の枠体に高温排熱を輸送して、該ガラス扉を加温しても良い。このような構成によれば、非常に簡単な構成でガラス扉を加温することができる。
Although
ガラス扉は、内部に空気の断熱層を備えた二重ガラス扉であっても良い。このような構成によれば、より確実にガラス扉に結露が生じることを抑制することができる。 The glass door may be a double glass door with an air insulation layer inside. According to such a structure, it can suppress that dew condensation arises in a glass door more reliably.
また、上述した実施の形態1では、枠体12aに高温排熱を輸送してガラス扉12を加温する場合について説明したが、本発明では、熱線入りガラス扉を用いて、該熱線に高温排熱を輸送するようにしても良い。このような構成によってもガラス扉に結露が生じることを抑制することができる。
Moreover, although
更に、上述した実施の形態1では、蒸発熱交換器32は、一つの蒸発路32aが商品収容箱13を巻回する構成であったが、本発明では、液体ラインが分岐して複数の蒸発路が商品収容箱を巻回する構成の蒸発熱交換器であっても構わない。
Furthermore, in the first embodiment described above, the
本発明では、スターリング冷凍機20に印加する電圧を徐々に上げながら該スターリング冷凍機20を起動させることが好ましい。このように起動させることにより、スターリング冷凍機20の運転停止時に蒸発路32aにて滞留している冷却用冷媒が凝縮熱交換器31に帰還する時間を稼ぐことができ、スターリング冷凍機20の運転を良好なものにすることができる。
In the present invention, it is preferable to start the
<実施の形態2>
図6は、本発明の実施の形態2におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。ここに例示するショーケース2は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体100を備えている。尚、上述した実施の形態1におけるショーケース1と同一の構成を有するものには、同一の符号を付して説明する。
<Embodiment 2>
FIG. 6 is a cross-sectional side view schematically showing the showcase according to Embodiment 2 of the present invention. The showcase 2 illustrated here is for selling products such as ice cream, and includes a
ケース本体100は、上面に開口部11を有した筐体であり、該開口部11を開閉するためのガラス扉(扉体)12を備えているとともに、内部に商品収容箱13、スターリング冷凍機20、冷熱輸送手段300および高温排熱輸送手段400を備えている。
The
ガラス扉12は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部11を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部11を閉成させるものである。
The
商品収容箱13は、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。この商品収容箱13は、ケース本体100の内部において開口部11の下方域に配設してあり、商品を収容するためのものである。また商品収容箱13の周囲には、断熱ボード等の断熱材14が敷設してある。これにより、商品収容箱13は、断熱された態様でケース本体100の内部に配設されている。
The
スターリング冷凍機20は、ケース本体100の内部において開口部11の後方域であって、商品収容箱13よりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機20は、図7に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部21と、高温排熱を発生する円筒状の高温部22とを有している。
The
冷熱輸送手段300は、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13まで輸送するものである。この冷熱輸送手段300は、図7に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器320とを、液体ライン(送出流路)330および気体ライン(帰還流路)340で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
The cold heat transport means 300 transports the cold heat generated in the
凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる凝縮熱交換器31は上記低温部21に熱的に接続してあり、低温部21からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
The condensing
蒸発熱交換器320は、商品収容箱13の外面上に設けてあり、より詳細には、それぞれ別個に商品収容箱13の異なる領域を上方から下方に向けて巻回する態様で設けられた複数(図示の例では2つ)の蒸発路(流路)320a,320bを有してなるものである。具体的には、一の蒸発路320aは、商品収容箱13の上方域を上方から下方に向けて巻回する態様で設け、他の蒸発路320bは、商品収容箱13の下方域を上方から下方に向けて巻回する態様で設けてある。各々の蒸発路320a,320bは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器320では、詳細は後述するが、商品収容箱13に収容された商品および商品収容箱13の内部雰囲気から得た熱により蒸発路320a,320bを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱13に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器320は、商品収容箱13の外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機20の低温部21の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
The
液体ライン330は、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器320とを繋ぐ管路である。この液体ライン330は、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器31から蒸発熱交換器320まで送出するためのものである。より詳細には、液体ライン330は、途中に設けられた分岐点330aで、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を分岐させて蒸発熱交換器320の各蒸発路320a,320bに送出するためのものである。
The
気体ライン340は、上記液体ライン330とは別個に、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器320とを繋ぐ管路である。この気体ライン340は、蒸発熱交換器320で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器320から凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。より詳細には、気体ライン340は、途中に設けられた合流点340aで、蒸発熱交換器320の各蒸発路320a,320bで蒸発した冷却用冷媒を合流させて凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。
The
そのような冷熱輸送手段300では、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱を次のようにして商品収容箱13に輸送する。低温部21から発生した冷熱により凝縮熱交換器31の流路を通過する冷却用冷媒(気体冷媒)が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン330を通過し、分岐点330aで分岐して蒸発熱交換器320のそれぞれの蒸発路320a,320bまで移動する。この蒸発熱交換器320において、冷却用冷媒は、各蒸発路320a,320bを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱13に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱13に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13に輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器320で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン340の合流点340aで合流して凝縮熱交換器31に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱13に収容された商品および該商品収容箱13の内部雰囲気は、所望の冷却温度(例えば、−20℃等)に冷却される。
In such a cold heat transport means 300, the cold heat from the
かかる冷熱輸送手段300は、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン330および気体ライン340を通じて、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器320との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In this cold heat transport means 300, a cooling refrigerant circulates between the
高温排熱輸送手段400は、スターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図7に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒(作動流体)が封入してあり、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを、第1ライン43および第2ライン44で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態2では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
The high-temperature exhaust heat transporting means 400 transports high-temperature exhaust heat generated in the high-
放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる放熱熱交換器410は上記高温部22に熱的に接続してあり、高温部22からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が31℃を超える場合には超臨界状態となる。
The
空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器42は、蛇行する放熱路42aを有している。放熱路42aは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器42では、放熱用冷媒が放熱路42aを通過する際に放熱熱交換器410で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20の高温部22の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器42の周辺の所定個所には、放出用送風ファン(図示せず)が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器42により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
The
第1ライン43は、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第1ライン43は、放熱熱交換器410で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器42に移動させるためのものである。
The
第2ライン44は、上記第1ライン43とは別個に、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第2ライン44は、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒を放熱熱交換器410に移動させるためのものである。
The
そのような高温排熱輸送手段400では、スターリング冷凍機20の高温部22からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。放熱熱交換器410の流路を通過する放熱用冷媒が高温部22で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第1ライン43を通じて空気熱交換器42まで移動する。この空気熱交換器42において、放熱用冷媒は、放熱路42aを通過しながら該空気熱交換器42の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器42の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒は、第2ライン44を通じて放熱熱交換器410に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が31℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
In such a high temperature exhaust heat transport means 400, the high temperature exhaust heat from the
かかる高温排熱輸送手段400は、放熱用冷媒が、別個に設けられた第1ライン43および第2ライン44を通じて、放熱熱交換器410と空気熱交換器42との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In the high-temperature exhaust heat transport means 400, the heat radiation refrigerant circulates between the heat
以上説明したようなショーケース2では、冷熱輸送手段300が、スターリング冷凍機20の低温部21に熱的に接続された流路を有し、該低温部21で発生した冷熱により流路を流れる冷却用冷媒を凝縮させる凝縮熱交換器31と、それぞれ別個に商品収容箱13の異なる領域を巻回する態様で配設された複数の蒸発路320a,320bを有し、各々の蒸発路320a,320bを流れる冷却用冷媒が蒸発して商品収容箱13に収容された商品を冷却する蒸発熱交換器320と、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を分岐させて蒸発熱交換器320まで移動させるための液体ライン330と、蒸発熱交換器320で蒸発した冷却用冷媒を合流させて凝縮熱交換器31まで移動させるための気体ライン340とを有し、冷却用冷媒を凝縮熱交換器31、液体ライン330、蒸発熱交換器320および気体ライン340の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13まで輸送するので、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱と、商品収容箱13まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を効率よく商品収容箱13に輸送して商品を冷却することができる。
In the showcase 2 as described above, the cold heat transport means 300 has a flow channel thermally connected to the
特に、本実施の形態2におけるショーケース2によれば、蒸発熱交換器320を構成する複数の蒸発路320a,320bをそれぞれ別個に商品収容箱13の異なる領域(上方域と下方域)を巻回する態様で配設したので、それぞれの領域で蒸発路320a,320bを通過する冷却用冷媒と熱交換させることができ、これにより、一つの商品収容箱13の異なる領域ごとに個別自由に商品を冷却することが可能になり、商品収容箱13の内部を領域ごとに違う温度帯に設定することが可能になる。従って、様々な商品の冷却に対応することが可能になる。
In particular, according to the showcase 2 in the second embodiment, the plurality of
また、上記ショーケース2によれば、冷却用冷媒が蒸発熱交換器320の各蒸発路320a,320bを上方から下方に向けて通過するようにしたので、冷却用冷媒が商品収容箱13の各領域の上方部を先に通過することになり、その結果、開口部11等の影響で最も侵入熱量の大きい商品収容箱13の上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機20の運転時(スターリング冷凍機20の起動時から一定時間経過した時)において、各蒸発路320a,320bを通過する冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい商品収容箱13の各領域の上方部で熱交換を行った後に商品収容箱13の各領域の下方部で熱交換を行うことになり、これにより、該蒸発路320a,320bで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
Further, according to the showcase 2, the cooling refrigerant passes through the
更に、上記ショーケース2によれば、高温排熱輸送手段400が、放熱用冷媒を放熱熱交換器410、第1ライン43、空気熱交換器42および第2ライン44の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体100の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機20の運転効率の向上を図ることができる。
Furthermore, according to the showcase 2, the high-temperature exhaust
<実施の形態3>
図8および図9は、それぞれ本発明の実施の形態3におけるショーケースを簡略的に示したものであり、図8は正面図であり、図9は断面側面図である。ここに例示するショーケース3は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体101を備えている。尚、上述した実施の形態1におけるショーケース1と同一の構成を有するものには、同一の符号を付して説明する。
<Embodiment 3>
FIG. 8 and FIG. 9 show the showcase in Embodiment 3 of the present invention in a simplified manner, FIG. 8 is a front view, and FIG. 9 is a cross-sectional side view. The showcase 3 illustrated here is for selling products such as ice cream, and includes a case
ケース本体101は、上面に開口部11を有した筐体であり、該開口部11を開閉するためのガラス扉(扉体)12を備えているとともに、内部に商品収容箱13a,13b、スターリング冷凍機20、冷熱輸送手段301および高温排熱輸送手段400を備えている。
The case
ガラス扉12は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部11を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部11を閉成させるものである。
The
商品収容箱13a,13bは、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。ここに、商品収容箱13a,13bは、複数(図示の例では2つ)設けてある。これら商品収容箱13a,13bは、ともにケース本体101の内部において開口部11の下方域に左右に並ぶ態様で配設してあり、商品を収容するためのものである。またそれぞれの商品収容箱13a,13bの周囲には、断熱ボード等の断熱材14が敷設してある。これにより、各商品収容箱13a,13bは、断熱された態様でケース本体101の内部に配設されている。
The
スターリング冷凍機20は、ケース本体101の内部において開口部11の後方域であって、商品収容箱13a,13bよりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機20は、図10に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部21と、高温排熱を発生する円筒状の高温部22とを有している。
The
冷熱輸送手段301は、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13a,13bまで輸送するものである。この冷熱輸送手段301は、図10に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器321とを、液体ライン(送出流路)331および気体ライン(帰還流路)341で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
The cold heat transport means 301 transports the cold heat generated in the
凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる凝縮熱交換器31は上記低温部21に熱的に接続してあり、低温部21からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
The condensing
蒸発熱交換器321は、商品収容箱13a,13bの外面上に設けてあり、より詳細には、複数の商品収容箱13a,13bを上方から下方に向けて巻回する態様で設けられた複数(図示の例では2つ)の蒸発路(流路)321a,321bを有してなるものである。具体的には、一の蒸発路321aは、一方の商品収容箱13aを上方から下方に向けて巻回する態様で設け、他の蒸発路321bは、他方の商品収容箱13bを上方から下方に向けて巻回する態様で設けてある。各々の蒸発路321a,321bは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器321では、詳細は後述するが、商品収容箱13a,13bに収容された商品および商品収容箱13a,13bの内部雰囲気から得た熱により蒸発路321a,321bを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱13a,13bに収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器321は、商品収容箱13a,13bの外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機20の低温部21の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
The
液体ライン331は、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器321とを繋ぐ管路である。この液体ライン331は、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器31から蒸発熱交換器321まで送出するためのものである。より詳細には、液体ライン331は、途中に設けられた分岐点331aで、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を分岐させて蒸発熱交換器321の各蒸発路321a,321bに送出するためのものである。
The
そして、それぞれの液体ライン331には、分岐点331aよりも下流側となる個所に電磁弁331b,331cが設けてある。電磁弁331b,331cは、図示しない制御部から指令が与えられることにより、それぞれ別個に開閉動作するものである。より詳細に説明すると、電磁弁331b,331cは、開動作した場合には、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒の移動を許容する一方、閉動作した場合には、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒の移動を規制するためのものである。
In each
気体ライン341は、上記液体ライン331とは別個に、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器321とを繋ぐ管路である。この気体ライン341は、蒸発熱交換器321で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器321から凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。より詳細には、気体ライン341は、途中に設けられた合流点341aで、蒸発熱交換器321の各蒸発路321a,321bで蒸発した冷却用冷媒を合流させて凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。
The
かかる冷熱輸送手段301は、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン331および気体ライン341を通じて、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器321との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
The cold
高温排熱輸送手段400は、スターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図10に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒(作動流体)が封入してあり、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを、第1ライン43および第2ライン44で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態3では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
The high-temperature exhaust heat transport means 400 is for transporting high-temperature exhaust heat generated in the high-
放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる放熱熱交換器410は上記高温部22に熱的に接続してあり、高温部22からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が31℃を超える場合には超臨界状態となる。
The
空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器42は、蛇行する放熱路42aを有している。放熱路42aは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器42では、放熱用冷媒が放熱路42aを通過する際に放熱熱交換器410で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20の高温部22の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器42の周辺の所定個所には、放出用送風ファン(図示せず)が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器42により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
The
第1ライン43は、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第1ライン43は、放熱熱交換器410で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器42に移動させるためのものである。
The
第2ライン44は、上記第1ライン43とは別個に、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第2ライン44は、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒を放熱熱交換器410に移動させるためのものである。
The
そのような高温排熱輸送手段400では、スターリング冷凍機20の高温部22からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。放熱熱交換器410の流路を通過する放熱用冷媒が高温部22で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第1ライン43を通じて空気熱交換器42まで移動する。この空気熱交換器42において、放熱用冷媒は、放熱路42aを通過しながら該空気熱交換器42の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器42の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒は、第2ライン44を通じて放熱熱交換器410に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が31℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
In such a high temperature exhaust heat transport means 400, the high temperature exhaust heat from the
かかる高温排熱輸送手段400は、放熱用冷媒が、別個に設けられた第1ライン43および第2ライン44を通じて、放熱熱交換器410と空気熱交換器42との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In the high-temperature exhaust heat transport means 400, the heat radiation refrigerant circulates between the heat
以上説明したようなショーケース3では、冷熱輸送手段301を通じて、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱を次のようにして商品収容箱13a,13bに輸送する。ここでは、電磁弁331b,331cはともに開動作して冷却用冷媒の移動を許容するものとする。
In the showcase 3 as described above, the cold heat from the
低温部21から発生した冷熱により凝縮熱交換器31の流路を通過する冷却用冷媒(気体冷媒)が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン331を通過し、分岐点331aで分岐して蒸発熱交換器321のそれぞれの蒸発路321a,321bまで移動する。この蒸発熱交換器321において、冷却用冷媒は、各蒸発路321a,321bを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱13a,13bに収容された商品や該商品収容箱13a,13bの内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱13a,13bに収容された商品や該商品収容箱13a,13bの内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13a,13bに輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器321で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン341の合流点341aで合流して凝縮熱交換器31に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱13a,13bに収容された商品および該商品収容箱13a,13bの内部雰囲気は、所望の冷却温度(例えば、−20℃等)に冷却される。
The cooling refrigerant (gaseous refrigerant) passing through the flow path of the
一方、一の電磁弁331bが閉動作して冷却用冷媒の移動を規制する場合には、当該電磁弁331bの下流側には冷却用冷媒が通過することはない。従って、当該電磁弁331bの下流側にある蒸発路321aでは、冷却用冷媒と商品収容箱13aの内部雰囲気との間での熱交換が行われない。従って、一方の商品収容箱13aの内部雰囲気の温度が極めて低い等の事情により、当該一方の商品収容箱13aの内部雰囲気を冷却する必要がない場合には、該商品収容箱13aに配設された蒸発路321aの上流側にある電磁弁331bに主制御部から指令を与えて閉動作させ、これにより、該蒸発路321aに冷却用冷媒が通過することを規制すればよい。
On the other hand, when one
このように本発明の実施の形態3におけるショーケース3によれば、冷熱輸送手段301が、スターリング冷凍機20の低温部21に熱的に接続された流路を有し、該低温部21で発生した冷熱により流路を流れる冷却用冷媒を凝縮させる凝縮熱交換器31と、ケース本体101の内部に複数配設された商品収容箱13a,13bを別個に巻回する態様で配設された複数の蒸発路321a,321bを有し、各々の蒸発路321a,321bを流れる冷却用冷媒が蒸発して商品収容箱13a,13bに収容された商品を冷却する蒸発熱交換器321と、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を分岐させて蒸発熱交換器321まで移動させるための液体ライン331と、蒸発熱交換器321で蒸発した冷却用冷媒を合流させて凝縮熱交換器31まで移動させるための気体ライン341とを有し、冷却用冷媒を凝縮熱交換器31、液体ライン331、蒸発熱交換器321および気体ライン341の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13a,13bまで輸送するので、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱と、商品収容箱13a,13bまで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を効率よく商品収容箱13a,13bに輸送して商品を冷却することができる。
As described above, according to the showcase 3 in Embodiment 3 of the present invention, the cold heat transport means 301 has a flow path thermally connected to the
特に、上記ショーケース3によれば、蒸発熱交換器321を構成する複数の蒸発路321a,321bをそれぞれ別個に商品収容箱13a,13bを巻回する態様で配設したので、それぞれ商品収容箱13a,13bで蒸発路321a,321bを通過する冷却用冷媒と熱交換させることができ、これにより、商品収容箱13a,13bごとに個別自由に商品を冷却することが可能になり、各商品収容箱13a,13bの内部を違う温度帯に設定することが可能になる。従って、様々な商品の冷却に対応することが可能になる。
In particular, according to the showcase 3, the plurality of
また、上記ショーケース3によれば、電磁弁331b,331cが開閉動作することにより、冷却用冷媒の移動を規制することができ、これによって各商品収容箱13a,13bの温度をきめ細かく制御することが可能になり、結果として様々商品の冷却に対応することが可能になる。
Further, according to the showcase 3, the
更に、上記ショーケース3によれば、冷却用冷媒が蒸発熱交換器321の各蒸発路321a,321bを上方から下方に向けて通過するようにしたので、冷却用冷媒が各商品収容箱13a,13bの上方域を先に通過することになり、その結果、開口部11等の影響で最も侵入熱量の大きい各商品収容箱13a,13bの上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機20の運転時(スターリング冷凍機20の起動時から一定時間経過した時)において、各蒸発路321a,321bを通過する冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい各商品収容箱13a,13bの上方域で熱交換を行った後に各商品収容箱13a,13bの下方域で熱交換を行うことになり、これにより、該蒸発路321a,321bで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
Further, according to the showcase 3, since the cooling refrigerant passes through the
また、上記ショーケース3によれば、高温排熱輸送手段400が、放熱用冷媒を放熱熱交換器410、第1ライン43、空気熱交換器42および第2ライン44の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体101の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機20の運転効率の向上を図ることができる。
Further, according to the showcase 3, the high-temperature exhaust
以上本発明の実施の形態3について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、図11に示すように、電磁弁331b,331cを設けなくても良い。このような構成によっても、蒸発熱交換器321を構成する複数の蒸発路321a,321bをそれぞれ別個に商品収容箱13a,13bを巻回する態様で配設したので、それぞれ商品収容箱13a,13bで蒸発路321a,321bを通過する冷却用冷媒と熱交換させることができ、これにより、商品収容箱13a,13bごとに個別自由に商品を冷却することが可能になり、各商品収容箱13a,13bの内部を違う温度帯に設定することが可能になる。従って、様々な商品の冷却に対応することが可能になる。
Although the third embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, as shown in FIG. 11, the
また、図12に示すように、それぞれの気体ライン341には、合流点341aよりも上流側となる個所に電磁弁341b,341cが設けてあっても良い。このような構成によっても、電磁弁341b,341cが開閉動作することにより、冷却用冷媒の移動を規制することができ、これによって各商品収容箱13a,13bの温度をきめ細かく制御することが可能になり、結果として様々商品の冷却に対応することが可能になる。
In addition, as shown in FIG. 12, each
<実施の形態4>
図13は、本発明の実施の形態4におけるショーケースを簡略的に示した断面側面図である。ここに例示するショーケース4は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体102を備えている。尚、上述した実施の形態1におけるショーケース1と同一の構成を有するものには、同一の符号を付して説明する。
<Embodiment 4>
FIG. 13 is a cross-sectional side view schematically showing a showcase according to Embodiment 4 of the present invention. The showcase 4 exemplified here is for selling products such as ice cream, and includes a case
ケース本体102は、上面に開口部11を有した筐体であり、該開口部11を開閉するためのガラス扉(扉体)12を備えているとともに、内部に商品収容箱13、スターリング冷凍機20、冷熱輸送手段302および高温排熱輸送手段400を備えている。
The case
ガラス扉12は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部11を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部11を閉成させるものである。
The
商品収容箱13は、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。この商品収容箱13は、ケース本体102の内部において開口部11の下方域に配設してあり、商品を収容するためのものである。また商品収容箱13の周囲には、断熱ボード等の断熱材14が敷設してある。これにより、商品収容箱13は、断熱された態様でケース本体102の内部に配設されている。
The
スターリング冷凍機20は、ケース本体102の内部において開口部11の後方域であって、商品収容箱13よりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機20は、図7に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部21と、高温排熱を発生する円筒状の高温部22とを有している。
The
冷熱輸送手段302は、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13まで輸送するものであり、第1冷熱輸送配管302aと第2冷熱輸送配管302bとを備えて構成してある。第1冷熱輸送配管302aは、図14に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器322とを、液体ライン(送出流路)332および気体ライン(帰還流路)342で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
The cold heat transport means 302 is for transporting cold heat generated in the
凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる凝縮熱交換器31は上記低温部21に熱的に接続してあり、低温部21からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
The condensing
蒸発熱交換器322は、商品収容箱13の外面上に設けてあり、より詳細には、商品収容箱13の下方域を上方から下方に向けて巻回する態様で設けられた蒸発路(流路)322aを有してなるものである。この蒸発路322aは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器322では、詳細は後述するが、商品収容箱13に収容された商品および商品収容箱13の内部雰囲気から得た熱により蒸発路322aを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱13に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器322は、商品収容箱13の外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機20の低温部21の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
The
液体ライン332は、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器322とを繋ぐ管路である。この液体ライン332は、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器31から蒸発熱交換器322まで送出するためのものである。
The
気体ライン342は、上記液体ライン332とは別個に、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器322とを繋ぐ管路である。この気体ライン342は、蒸発熱交換器322で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器322から凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。
The
そのような第1冷熱輸送配管302aでは、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱を次のようにして商品収容箱13に輸送する。低温部21から発生した冷熱により凝縮熱交換器31の流路を通過する冷却用冷媒(気体冷媒)が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン332を通過して蒸発熱交換器322の蒸発路322aまで移動する。この蒸発熱交換器322において、冷却用冷媒は、蒸発路322aを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱13の下方域に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱13の下方域に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13に輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器322で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン342を通じて凝縮熱交換器31に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。
In such 1st cold
かかる第1冷熱輸送配管302aは、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン332および気体ライン342を通じて、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器322との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
The first
第2冷熱輸送配管302bは、図14に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、第1熱交換器350と第2熱交換器360とを、送出ライン370および帰還ライン380で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
As shown in FIG. 14, the second cold
第1熱交換器350は、上記第1冷熱輸送配管302aを構成する液体ライン332の途中に設けてあり、該液体ライン332と熱的に接続された流路350aを有している。この第1熱交換器350は、流路350aを流れる冷却用冷媒と、液体ライン332を通過する冷却用冷媒との間で熱交換させるものである。これにより、流路350aを流れる冷却用冷媒は、液体ライン332を通過する冷却用冷媒からスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱の一部を受熱することになる。
The
第2熱交換器360は、商品収容箱13の外面上に設けてあり、より詳細には、蒸発熱交換器322の蒸発路322aが巻回する領域とは異なる領域、すなわち商品収容箱13の上方域を上方から下方に向けて巻回する態様で設けられた流路360aを有してなるものである。この流路360aは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような第2熱交換器360では、詳細は後述するが、商品収容箱13の上方域に収容された商品および商品収容箱13の内部雰囲気から得た熱により流路360aを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、商品収容箱13に収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。
The
送出ライン370は、第1熱交換器350と第2熱交換器360とを繋ぐ管路である。この送出ライン370は、第1熱交換器350で受熱した冷却用冷媒を、該第1熱交換器350から第2熱交換器360まで送出するためのものである。
The
帰還ライン380は、上記送出ライン370とは別個に、第1熱交換器350と第2熱交換器360とを繋ぐ管路である。この帰還ライン380は、第2熱交換器360で蒸発した冷却用冷媒を、該第2熱交換器360から第1熱交換器350まで帰還させるためのものである。
The
そのような第2冷熱輸送配管302bでは、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱の一部を次のようにして商品収容箱13に輸送する。第1熱交換器350の流路350aを通過する冷却用冷媒は、液体ライン332を通過する冷却用冷媒と熱交換を行い、該冷却用冷媒が凝縮熱交換器31で凝縮して得た冷熱の一部を受熱する。その後、冷却用冷媒は、送出ライン370を通過して第2熱交換器360の流路360aまで移動する。この第2熱交換器360において、冷却用冷媒は、流路360aを上方から下方に向けて通過しながら、商品収容箱13の上方域に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、商品収容箱13の上方域に収容された商品や該商品収容箱13の内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱の一部が商品収容箱13に輸送されたことになる。ところで、第2熱交換器360で蒸発した冷却用冷媒は、帰還ライン380を通じて第1熱交換器350に至り、流路350aを通過する際に再び受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱13に収容された商品および該商品収容箱13の内部雰囲気は、第1冷熱輸送配管302aの作用と相俟って所望の冷却温度(例えば、−20℃等)に冷却される。
In such 2nd cold
かかる第2冷熱輸送配管302bは、冷却用冷媒が、別個に設けられた送出ライン370および帰還ライン380を通じて、第1熱交換器350と第2熱交換器360との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In the second cold
高温排熱輸送手段400は、スターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図14に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒(作動流体)が封入してあり、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを、第1ライン43および第2ライン44で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態4では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
The high-temperature exhaust heat transporting means 400 transports high-temperature exhaust heat generated in the high-
放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる放熱熱交換器410は上記高温部22に熱的に接続してあり、高温部22からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が31℃を超える場合には超臨界状態となる。
The
空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器42は、蛇行する放熱路42aを有している。放熱路42aは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器42では、放熱用冷媒が放熱路42aを通過する際に放熱熱交換器410で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20の高温部22の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器42の周辺の所定個所には、放出用送風ファン(図示せず)が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器42により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
The
第1ライン43は、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第1ライン43は、放熱熱交換器410で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器42に移動させるためのものである。
The
第2ライン44は、上記第1ライン43とは別個に、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第2ライン44は、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒を放熱熱交換器410に移動させるためのものである。
The
そのような高温排熱輸送手段400では、スターリング冷凍機20の高温部22からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。放熱熱交換器410の流路を通過する放熱用冷媒が高温部22で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第1ライン43を通じて空気熱交換器42まで移動する。この空気熱交換器42において、放熱用冷媒は、放熱路42aを通過しながら該空気熱交換器42の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器42の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒は、第2ライン44を通じて放熱熱交換器410に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が31℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
In such a high temperature exhaust heat transport means 400, the high temperature exhaust heat from the
かかる高温排熱輸送手段400は、放熱用冷媒が、別個に設けられた第1ライン43および第2ライン44を通じて、放熱熱交換器410と空気熱交換器42との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In the high-temperature exhaust heat transport means 400, the heat radiation refrigerant circulates between the heat
以上説明したようなショーケース4では、第1冷熱輸送配管302a(冷熱輸送手段302)が、スターリング冷凍機20の低温部21に熱的に接続された流路を有し、該低温部21で発生した冷熱により流路を流れる冷却用冷媒を凝縮させる凝縮熱交換器31と、商品収容箱13の下方域を巻回する態様で配設された蒸発路322aを有し、該蒸発路322aを流れる冷却用冷媒が蒸発して商品収容箱13に収容された商品を冷却する蒸発熱交換器322と、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を蒸発熱交換器322まで移動させるための液体ライン332と、蒸発熱交換器322で蒸発した冷却用冷媒を凝縮熱交換器31まで移動させるための気体ライン342とを有し、冷却用冷媒を凝縮熱交換器31、液体ライン332、蒸発熱交換器322および気体ライン342の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13まで輸送し、第2冷熱輸送配管302b(冷熱輸送手段302)が、液体ライン332に熱的に接続された流路350aを有し、該流路350aを流れる冷却用冷媒と液体ライン332を通過する冷却用冷媒との間で熱交換させる第1熱交換器350と、商品収容箱13の上方域を巻回する態様で配設された流路360aを有し、該流路360aを流れる冷却用冷媒が蒸発して商品収容箱13に収容された商品を冷却する第2熱交換器360と、第1熱交換器350で受熱した冷却用冷媒を第2熱交換器360まで移動させるための送出ライン370と、第2熱交換器360で蒸発した冷却用冷媒を第1熱交換器350まで移動させるための帰還ライン380とを有し、冷却用冷媒を第1熱交換器350、送出ライン370、第2熱交換器360および帰還ライン380の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱の一部を商品収容箱13まで輸送するので、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱と、商品収容箱13まで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を効率よく商品収容箱13に輸送して商品を冷却することができる。
In the showcase 4 as described above, the first
特に、本発明の実施の形態4におけるショーケース4によれば、第1冷熱輸送配管302aおよび第2冷熱輸送配管302bを通じて、一の商品収容箱13の異なる領域(上方域と下方域)で蒸発路322aおよび流路360aを通過する冷却用冷媒と熱交換させることができ、これにより、一つの商品収容箱13の異なる領域ごとに個別自由に商品を冷却することが可能になり、商品収容箱13の内部を領域ごとに違う温度帯に設定することが可能になる。従って、様々な商品の冷却に対応することが可能になる。
In particular, according to the showcase 4 in Embodiment 4 of the present invention, evaporation occurs in different regions (upper region and lower region) of one
また、上記ショーケース4によれば、冷却用冷媒が蒸発熱交換器322の蒸発路322aを上方から下方に向けて通過する一方、冷却用冷媒が第2熱交換器360の流路360aを上方から下方に向けて通過するようにしたので、各冷却用冷媒が商品収容箱13の各領域の上方部を先に通過することになり、その結果、開口部11等の影響で最も侵入熱量の大きい商品収容箱13の上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機20の運転時(スターリング冷凍機20の起動時から一定時間経過した時)において、蒸発路322aおよび流路360aを通過する各冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい商品収容箱13の各領域の上方部で熱交換を行った後に商品収容箱13の各領域の下方部で熱交換を行うことになり、これにより、蒸発路322aおよび流路360aで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
Further, according to the showcase 4, the cooling refrigerant passes through the
更に、上記ショーケース4によれば、高温排熱輸送手段400が、放熱用冷媒を放熱熱交換器410、第1ライン43、空気熱交換器42および第2ライン44の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体102の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機20の運転効率の向上を図ることができる。
Further, according to the showcase 4, the high temperature exhaust
<実施の形態5>
図15および図16は、それぞれ本発明の実施の形態5におけるショーケースを簡略的に示したものであり、図15は正面図であり、図16は断面側面図である。ここに例示するショーケース5は、例えばアイスクリーム等の商品を販売するためのものであり、ケース本体103を備えている。尚、上述した実施の形態1におけるショーケース1と同一の構成を有するものには、同一の符号を付して説明する。
<
FIGS. 15 and 16 schematically show a showcase according to
ケース本体103は、上面に開口部11を有した筐体であり、該開口部11を開閉するためのガラス扉(扉体)12を備えているとともに、内部に商品収容箱13a,13b、スターリング冷凍機20、冷熱輸送手段303および高温排熱輸送手段400を備えている。
The case
ガラス扉12は、例えば引戸式のものであり、開動作された場合には、開口部11を開成させる一方、閉動作されて全閉状態になった場合には、開口部11を閉成させるものである。
The
商品収容箱13a,13bは、例えば金属材料等の伝熱材から構成したものであり、上面が開口した箱体である。ここに、商品収容箱13a,13bは、複数(図示の例では2つ)設けてある。これら商品収容箱13a,13bは、ともにケース本体103の内部において開口部11の下方域に左右に並ぶ態様で配設してあり、商品を収容するためのものである。またそれぞれの商品収容箱13a,13bの周囲には、断熱ボード等の断熱材14が敷設してある。これにより、各商品収容箱13a,13bは、断熱された態様でケース本体103の内部に配設されている。
The
スターリング冷凍機20は、ケース本体103の内部において開口部11の後方域であって、商品収容箱13a,13bよりも上方側に横置きに載置してある。このスターリング冷凍機20は、図17に示すように、駆動することにより冷熱を発生する円筒状の低温部21と、高温排熱を発生する円筒状の高温部22とを有している。
The
冷熱輸送手段303は、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13a,13bまで輸送するものであり、第1冷熱輸送配管303aと第2冷熱輸送配管303bとを備えて構成してある。第1冷熱輸送配管303aは、図17に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器323とを、液体ライン(送出流路)333および気体ライン(帰還流路)343で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
The cold heat transport means 303 is for transporting cold heat generated in the
凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、凝縮熱交換器31は、スターリング冷凍機20の低温部21よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に冷却用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる凝縮熱交換器31は上記低温部21に熱的に接続してあり、低温部21からの冷熱により流路の内部における冷却用冷媒は凝縮する。
The condensing
蒸発熱交換器323は、商品収容箱13aの外面上に設けてあり、より詳細には、一の商品収容箱13aを上方から下方に向けて巻回する態様で設けられた蒸発路(流路)323aを有してなるものである。この蒸発路323aは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような蒸発熱交換器323では、詳細は後述するが、一の商品収容箱13aに収容された商品および該商品収容箱13aの内部雰囲気から得た熱により蒸発路323aを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、一の商品収容箱13aに収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、蒸発熱交換器323は、商品収容箱13aの外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機20の低温部21の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
The
液体ライン333は、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器323とを繋ぐ管路である。この液体ライン333は、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を、該凝縮熱交換器31から蒸発熱交換器323まで送出するためのものである。この液体ライン333の途中には、後述するように第1熱交換器351が配設してあり、かかる第1熱交換器351よりも下流側となる個所に電磁弁333aが設けてある。電磁弁333aは、図示しない制御部から指令が与えられることにより、それぞれ別個に開閉動作するものである。より詳細に説明すると、電磁弁333aは、開動作した場合には、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒の移動を許容する一方、閉動作した場合には、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒の移動を規制するためのものである。
The
気体ライン343は、上記液体ライン333とは別個に、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器323とを繋ぐ管路である。この気体ライン343は、蒸発熱交換器323で蒸発した冷却用冷媒を、該蒸発熱交換器323から凝縮熱交換器31まで帰還させるためのものである。
The
かかる第1冷熱輸送配管303aは、冷却用冷媒が、別個に設けられた液体ライン333および気体ライン343を通じて、凝縮熱交換器31と蒸発熱交換器323との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
The first
第2冷熱輸送配管303bは、図17に示すように、ヒートパイプであって内部に冷却用冷媒(作動流体)が封入してあり、第1熱交換器351と第2熱交換器361とを、送出ライン371および帰還ライン381で別個に接続して構成してある。ここに、冷却用冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
As shown in FIG. 17, the second cold
第1熱交換器351は、上記第1冷熱輸送配管303aを構成する液体ライン333の途中に設けてあり、該液体ライン333と熱的に接続された流路351aを有している。この第1熱交換器351は、流路351aを流れる冷却用冷媒と、液体ライン333を通過する冷却用冷媒との間で熱交換させるものである。これにより、流路351aを流れる冷却用冷媒は、液体ライン333を通過する冷却用冷媒からスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱の一部を受熱することになる。
The
第2熱交換器361は、商品収容箱13bの外面上に設けてあり、より詳細には、他の商品収容箱13bを上方から下方に向けて巻回する態様で設けられた流路361aを有してなるものである。この流路361aは、上方から下方に向けて冷却用冷媒が通過するためのものである。そのような第2熱交換器361では、詳細は後述するが、他の商品収容箱13bに収容された商品および該商品収容箱13bの内部雰囲気から得た熱により流路361aを通過する冷却用冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、他の商品収容箱13bに収容された商品等は、冷却用冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。また、第2熱交換器361は、他の商品収容箱13bの外面上に設けてあるため、スターリング冷凍機20の低温部21の基準高さよりも下方側に配置されることになる。
The
送出ライン371は、第1熱交換器351と第2熱交換器361とを繋ぐ管路である。この送出ライン371は、第1熱交換器351で受熱した冷却用冷媒を、該第1熱交換器351から第2熱交換器361まで送出するためのものである。
The
そして、送出ライン371には、電磁弁371aが設けてある。電磁弁371aは、図示しない制御部から指令が与えられることにより、それぞれ別個に開閉動作するものである。より詳細に説明すると、電磁弁371aは、開動作した場合には、第1熱交換器351で受熱した冷却用冷媒の移動を許容する一方、閉動作した場合には、第1熱交換器351で受熱した冷却用冷媒の移動を規制するためのものである。
The
帰還ライン381は、上記送出ライン371とは別個に、第1熱交換器351と第2熱交換器361とを繋ぐ管路である。この帰還ライン381は、第2熱交換器361で蒸発した冷却用冷媒を、該第2熱交換器361から第1熱交換器351まで帰還させるためのものである。
The
かかる第2冷熱輸送配管303bは、冷却用冷媒が、別個に設けられた送出ライン371および帰還ライン381を通じて、第1熱交換器351と第2熱交換器361との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In the second cold
高温排熱輸送手段400は、スターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するものであり、図17に示すように、ヒートパイプであって内部に放熱用冷媒(作動流体)が封入してあり、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを、第1ライン43および第2ライン44で別個に接続して構成してある。ここに、放熱用冷媒としては、例えば二酸化炭素、水等が用いられるが、本実施の形態3では放熱用冷媒を二酸化炭素として説明する。
The high-temperature exhaust heat transporting means 400 transports high-temperature exhaust heat generated in the high-
放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22の側周面を覆う態様で配設してある。より詳細に説明すると、放熱熱交換器410は、スターリング冷凍機20の高温部22よりも拡径の円筒状の形状をなしており、その内部に放熱用冷媒が通過する流路(図示せず)が形成してある。かかる放熱熱交換器410は上記高温部22に熱的に接続してあり、高温部22からの高温排熱により流路の内部における放熱用冷媒は蒸発し、もしくは夏場等の外気温が31℃を超える場合には超臨界状態となる。
The
空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器42は、蛇行する放熱路42aを有している。放熱路42aは、放熱用冷媒が通過するためのものである。そのような空気熱交換器42では、放熱用冷媒が放熱路42aを通過する際に放熱熱交換器410で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱する。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。また、空気熱交換器42は、スターリング冷凍機20の高温部22の基準高さよりも上方側に配置してある。そして、空気熱交換器42の周辺の所定個所には、放出用送風ファン(図示せず)が設けてある。放出用送風ファンは、空気熱交換器42により加熱された空気を外部に放出するためのものである。
The
第1ライン43は、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第1ライン43は、放熱熱交換器410で高温排熱を受熱した放熱用冷媒を空気熱交換器42に移動させるためのものである。
The
第2ライン44は、上記第1ライン43とは別個に、放熱熱交換器410と空気熱交換器42とを繋ぐ管路である。この第2ライン44は、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒を放熱熱交換器410に移動させるためのものである。
The
そのような高温排熱輸送手段400では、スターリング冷凍機20の高温部22からの高温排熱を次のようにして外部に放出する。放熱熱交換器410の流路を通過する放熱用冷媒が高温部22で発生した高温排熱を受熱して上方に移動し、その後、第1ライン43を通じて空気熱交換器42まで移動する。この空気熱交換器42において、放熱用冷媒は、放熱路42aを通過しながら該空気熱交換器42の周囲空気に高温排熱を放熱する。つまり、空気熱交換器42の周囲空気は加熱される。加熱された空気は、放出用送風ファンが駆動することにより外部に送出される。ところで、空気熱交換器42で放熱した放熱用冷媒は、第2ライン44を通じて放熱熱交換器410に至り、その後、流路を通過する際に再び高温排熱を受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。ここで、夏場等の外気温が31℃を超える場合には、放熱用冷媒である二酸化炭素は、超臨界状態で循環することになる。
In such a high temperature exhaust heat transport means 400, the high temperature exhaust heat from the
かかる高温排熱輸送手段400は、放熱用冷媒が、別個に設けられた第1ライン43および第2ライン44を通じて、放熱熱交換器410と空気熱交換器42との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。
In the high-temperature exhaust heat transport means 400, the heat radiation refrigerant circulates between the heat
以上説明したようなショーケース5では、冷熱輸送手段303を通じて、スターリング冷凍機20の低温部21からの冷熱を次のようにして商品収容箱13a,13bに輸送する。ここでは、液体ライン333に設けられた電磁弁333aと、送出ライン371に設けられた電磁弁371aとは、ともに開動作して冷却用冷媒の移動を許容するものとする。
In the
冷熱輸送手段303を構成する第1冷熱輸送配管303aにおいて、低温部21から発生した冷熱により凝縮熱交換器31の流路を通過する冷却用冷媒(気体冷媒)が冷却されて凝縮され、液化してその重力により下方に向けて移動する。その後、冷却用冷媒は、液体ライン333を通過して蒸発熱交換器323の蒸発路323aまで移動する。この蒸発熱交換器323において、冷却用冷媒は、蒸発路323aを上方から下方に向けて通過しながら、一の商品収容箱13aに収容された商品や該商品収容箱13aの内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、一の商品収容箱13aに収容された商品や該商品収容箱13aの内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を商品収容箱13aに輸送されたことになる。ところで、蒸発熱交換器323で蒸発した冷却用冷媒は、気体ライン343を通じて凝縮熱交換器31に至り、流路を通過する際に再び凝縮され、上述したようなサイクルを繰り返す。
In the first cold
一方、冷熱輸送手段303を構成する第2冷熱輸送配管303bにおいて、第1熱交換器351の流路351aを通過する冷却用冷媒は、液体ライン333を通過する冷却用冷媒と熱交換を行い、該冷却用冷媒が凝縮熱交換器31で凝縮して得た冷熱の一部を受熱する。その後、冷却用冷媒は、送出ライン371を通過して第2熱交換器361の流路361aまで移動する。この第2熱交換器361において、冷却用冷媒は、流路361aを上方から下方に向けて通過しながら、他の商品収容箱13bに収容された商品や該商品収容箱13bの内部雰囲気の熱により蒸発する。つまり、他の商品収容箱13bに収容された商品や該商品収容箱13bの内部雰囲気は、熱が奪われることになって冷却され、これにより、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱の一部が商品収容箱13bに輸送されたことになる。ところで、第2熱交換器361で蒸発した冷却用冷媒は、帰還ライン381を通じて第1熱交換器351に至り、流路351aを通過する際に再び受熱して、上述したようなサイクルを繰り返す。これにより、商品収容箱13a,13bに収容された商品および該商品収容箱13a,13bの内部雰囲気は、第1冷熱輸送配管303aおよび第2冷熱輸送配管303bにより所望の冷却温度(例えば、−20℃等)に冷却される。
On the other hand, in the second cold
一方、一の電磁弁333a,371aが閉動作して冷却用冷媒の移動を規制する場合には、当該電磁弁333a,371aの下流側には冷却用冷媒が通過することはない。よって、例えば送出ライン371に設けた電磁弁371aが閉動作した場合には、当該電磁弁371aの下流側にある流路361a(第2熱交換器361)では、冷却用冷媒と他の商品収容箱13bの内部雰囲気との間での熱交換が行われない。
On the other hand, when one
従って、一方の商品収容箱13a,13bの内部雰囲気の温度が極めて低い等の事情により、当該一方の商品収容箱13a,13bの内部雰囲気を冷却する必要がない場合には、該商品収容箱13a,13bに配設された蒸発路323aまたは流路361aの上流側にある電磁弁333a,371aに主制御部から指令を与えて閉動作させ、これにより、該蒸発路323aまたは流路361aに冷却用冷媒が通過することを規制すればよい。
Therefore, when it is not necessary to cool the internal atmosphere of the one
このように本発明の実施の形態5におけるショーケース5によれば、第1冷熱輸送配管303a(冷熱輸送手段303)が、スターリング冷凍機20の低温部21に熱的に接続された流路を有し、該低温部21で発生した冷熱により流路を流れる冷却用冷媒を凝縮させる凝縮熱交換器31と、一の商品収容箱13aを巻回する態様で配設された蒸発路323aを有し、該蒸発路323aを流れる冷却用冷媒が蒸発して該商品収容箱13aに収容された商品を冷却する蒸発熱交換器323と、凝縮熱交換器31で凝縮した冷却用冷媒を蒸発熱交換器323まで移動させるための液体ライン333と、蒸発熱交換器323で蒸発した冷却用冷媒を凝縮熱交換器31まで移動させるための気体ライン343とを有し、冷却用冷媒を凝縮熱交換器31、液体ライン333、蒸発熱交換器323および気体ライン343の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を一の商品収容箱13aまで輸送し、第2冷熱輸送配管303b(冷熱輸送手段303)が、液体ライン333に熱的に接続された流路351aを有し、該流路351aを流れる冷却用冷媒と液体ライン333を通過する冷却用冷媒との間で熱交換させる第1熱交換器351と、他の商品収容箱13bを巻回する態様で配設された流路361aを有し、該流路361aを流れる冷却用冷媒が蒸発して該商品収容箱13bに収容された商品を冷却する第2熱交換器361と、第1熱交換器351で受熱した冷却用冷媒を第2熱交換器361まで移動させるための送出ライン371と、第2熱交換器361で蒸発した冷却用冷媒を第1熱交換器351まで移動させるための帰還ライン381とを有し、冷却用冷媒を第1熱交換器351、送出ライン371、第2熱交換器361および帰還ライン381の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱の一部を他の商品収容箱13bまで輸送するので、スターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱と、商品収容箱13a,13bまで輸送された冷熱との温度差を極めて低いものにすることができ、しかもフロン系冷媒を用いない。従って、環境保護の観点から好ましく、しかもスターリング冷凍機20の低温部21で発生した冷熱を効率よく商品収容箱13a,13bに輸送して商品を冷却することができる。
As described above, according to the
特に上記ショーケース5によれば、蒸発熱交換器323を構成する蒸発路323aを一の商品収容箱13aを巻回する態様で配設し、第2熱交換器361を構成する流路361aを他の商品収容箱13bを巻回する態様で配設したので、それぞれ商品収容箱13a,13bで蒸発路323aまたは流路361aを通過する冷却用冷媒と熱交換させることができ、これにより、商品収容箱13a,13bごとに個別自由に商品を冷却することが可能になり、各商品収容箱13a,13bの内部を違う温度帯に設定することが可能になる。従って、様々な商品の冷却に対応することが可能になる。
In particular, according to the
また、上記ショーケース5によれば、電磁弁333a,371aが開閉動作することにより、冷却用冷媒の移動を規制することができ、これによって各商品収容箱13a,13bの温度をきめ細かく制御することが可能になり、結果として様々商品の冷却に対応することが可能になる。
Further, according to the
更に、上記ショーケース5によれば、冷却用冷媒が蒸発路323aおよび流路361aを上方から下方に向けて通過するようにしたので、冷却用冷媒が各商品収容箱13a,13bの上方域を先に通過することになり、その結果、開口部11等の影響で最も侵入熱量の大きい各商品収容箱13a,13bの上方域を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機20の運転時(スターリング冷凍機20の起動時から一定時間経過した時)において、蒸発路323aおよび流路361aを通過する冷却用冷媒が最も侵入熱量の大きい各商品収容箱13a,13bの上方域で熱交換を行った後に各商品収容箱13a,13bの下方域で熱交換を行うことになり、これにより、該蒸発路323aで冷却用冷媒を比較的容易に蒸気にして良好に循環させることができる。
Further, according to the
また、上記ショーケース5によれば、高温排熱輸送手段400が、放熱用冷媒を放熱熱交換器410、第1ライン43、空気熱交換器42および第2ライン44の間で循環させることによりスターリング冷凍機20の高温部22で発生した高温排熱を外部に輸送するので、ケース本体103の内部に高温排熱が滞留する虞れがなく、しかもスターリング冷凍機20の運転効率の向上を図ることができる。
Further, according to the
以上本発明の実施の形態5について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、図18に示すように、電磁弁333a,371aを設けなくても良い。このような構成によっても、蒸発熱交換器323を構成する蒸発路323aを一の商品収容箱13aを巻回する態様で配設し、第2熱交換器361を構成する流路361aを他の商品収容箱13bを巻回する態様で配設したので、それぞれ商品収容箱13a,13bで蒸発路323aまたは流路361aを通過する冷却用冷媒と熱交換させることができ、これにより、商品収容箱13a,13bごとに個別自由に商品を冷却することが可能になり、各商品収容箱13a,13bの内部を違う温度帯に設定することが可能になる。従って、様々な商品の冷却に対応することが可能になる。
Although the fifth embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, as shown in FIG. 18, the
また、図19に示すように、気体ライン343および帰還ライン381には、電磁弁343a,381aが設けてあっても良い。このような構成によっても、電磁弁343a,381aが開閉動作することにより、冷却用冷媒の移動を規制することができ、これによって各商品収容箱13a,13bの温度をきめ細かく制御することが可能になり、結果として様々商品の冷却に対応することが可能になる。
Further, as shown in FIG. 19, the
以上のように、本発明に係るショーケースは、例えばアイスクリーム等の商品を販売するのに有用である。 As described above, the showcase according to the present invention is useful for selling products such as ice cream.
1 ショーケース
10 ケース本体(筐体)
11 開口部
12 ガラス扉(扉体)
12a 枠体
13 商品収容箱
20 スターリング冷凍機
21 低温部
22 高温部
30 冷熱輸送手段
31 凝縮熱交換器
32 蒸発熱交換器
32a 蒸発路
33 液体タイン(送出流路)
34 気体ライン(帰還流路)
40 高温排熱輸送手段
40a 第1放熱系配管
40b 第2放熱系配管
41 第1放熱熱交換器
42 空気熱交換器
42a 放熱路
43 第1ライン(送出流路)
44 第2ライン(帰還流路)
45 第2放熱熱交換器
46 加温器
47 第3ライン
48 第4ライン
1 Showcase 10 Case body (housing)
11
34 Gas line (return channel)
40 High temperature exhaust heat transport means 40a First heat
44 Second line (return channel)
45
Claims (12)
前記筐体の内部に配設され、前記商品収容箱に収容された商品の冷却源となるスターリング冷凍機と、
前記開口部を開閉するための扉体と
を備え、
前記扉体が開動作されて前記開口部が開成された場合に、前記商品収容箱に収容された商品が前記開口部を通じて取り出し可能な状態になるショーケースにおいて、
前記スターリング冷凍機の低温部に熱的に接続された流路を有し、該低温部で発生した冷熱により前記流路を流れる作動流体を凝縮させる凝縮熱交換器と、
前記商品収容箱を巻回する態様で配設された流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却する蒸発熱交換器と、
前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を前記蒸発熱交換器まで送出するための送出流路と、
前記蒸発熱交換器で蒸発した作動流体を前記凝縮熱交換器まで帰還させるための帰還流路と
を有し、前記作動流体を循環させることにより前記スターリング冷凍機の低温部で発生した冷熱を前記商品収容箱まで輸送する冷熱輸送手段を備えたことを特徴とするショーケース。 A product storage box for storing products disposed in a housing having an opening on the upper surface;
A Stirling refrigerator that is disposed inside the housing and serves as a cooling source for the product stored in the product storage box;
A door body for opening and closing the opening,
In the showcase in which the product stored in the product storage box is in a state that can be taken out through the opening when the door is opened and the opening is opened,
A condensing heat exchanger having a flow path thermally connected to the low temperature section of the Stirling refrigerator, and condensing the working fluid flowing through the flow path by the cold generated in the low temperature section;
An evaporative heat exchanger having a flow path arranged in a manner to wind the commodity storage box, and evaporating the working fluid flowing through the flow path to cool the commodity stored in the commodity storage box;
A delivery flow path for delivering the working fluid condensed in the condensation heat exchanger to the evaporative heat exchanger;
A return flow path for returning the working fluid evaporated in the evaporative heat exchanger to the condensing heat exchanger, and the cold generated in the low-temperature part of the Stirling refrigerator by circulating the working fluid. A showcase comprising a cold transport means for transporting to a product storage box.
前記スターリング冷凍機から所定の距離だけ離隔した位置に配設され、内部に設けられた流路を流れる作動流体が周囲空気と熱交換を行う空気熱交換器と、
前記放熱熱交換器で高温排熱を受熱した作動流体を前記空気熱交換器まで送出するための送出流路と、
前記空気熱交換器で周囲空気と熱交換した作動流体を前記放熱熱交換器まで帰還させるための帰還流路と
を有し、前記作動流体を循環させることにより前記スターリング冷凍機の高温部で発生した高温排熱を外部に輸送する高温排熱輸送手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のショーケース。 A heat-dissipating heat exchanger having a flow path thermally connected to the high-temperature section of the Stirling refrigerator, and receiving the high-temperature exhaust heat generated in the high-temperature section in the working fluid flowing through the flow path;
An air heat exchanger that is disposed at a position separated from the Stirling refrigerator by a predetermined distance, and in which a working fluid flowing through a flow path provided therein exchanges heat with ambient air;
A delivery flow path for delivering the working fluid that has received high-temperature exhaust heat in the heat dissipation heat exchanger to the air heat exchanger;
A return flow path for returning the working fluid that has exchanged heat with ambient air in the air heat exchanger to the radiating heat exchanger, and is generated in the high temperature portion of the Stirling refrigerator by circulating the working fluid. The showcase according to claim 1 or 2, further comprising high-temperature exhaust heat transport means for transporting the high-temperature exhaust heat to the outside.
前記送出流路は、途中に設けられた分岐点で、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を分岐させて前記流路のそれぞれに送出するものであり、
前記帰還流路は、途中に設けられた合流点で、前記蒸発熱交換器を構成する各流路で蒸発した作動流体を合流させて前記凝縮熱交換器まで帰還させるもの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ショーケース。 The evaporative heat exchanger has a plurality of flow paths arranged in a manner in which different regions of the product storage box are separately wound, and the working fluid flowing through each flow path evaporates to form the product storage box. To cool the goods contained in the
The delivery flow path is a branch point provided in the middle, and the working fluid condensed in the condensation heat exchanger is branched and sent to each of the flow paths.
The return flow path is characterized in that the working fluid evaporated in each flow path constituting the evaporating heat exchanger is merged and returned to the condensation heat exchanger at a confluence provided in the middle. The showcase according to any one of claims 1 to 4.
前記送出流路は、途中に設けられた分岐点で、前記凝縮熱交換器で凝縮した作動流体を分岐させて前記流路のそれぞれに送出するものであり、
前記帰還流路は、途中に設けられた合流点で、前記蒸発熱交換器を構成する各流路で蒸発した作動流体を合流させて前記凝縮熱交換器まで帰還させるもの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ショーケース。 The evaporative heat exchanger has a plurality of flow paths arranged in such a manner that a plurality of product storage boxes arranged inside the housing are separately wound, and the working fluid flowing through each flow path is Evaporates and cools the products stored in each product storage box,
The delivery flow path is a branch point provided in the middle, and the working fluid condensed in the condensation heat exchanger is branched and sent to each of the flow paths.
The return flow path is characterized in that the working fluid evaporated in each flow path constituting the evaporating heat exchanger is merged and returned to the condensation heat exchanger at a confluence provided in the middle. The showcase according to any one of claims 1 to 4.
前記送出流路と熱的に接続された流路を有し、該流路を流れる作動流体と前記送出流路を通過する作動流体との間で熱交換させる第1熱交換器と、
前記蒸発熱交換器を構成する流路が巻回する商品収容箱の領域とは異なる領域を巻回する流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却する第2熱交換器と、
前記第1熱交換器で熱交換した作動流体を前記第2熱交換器まで送出するための送出ラインと、
前記第2熱交換器で蒸発した作動流体を前記第1熱交換器まで帰還させる帰還ラインと
を有し、これらの間で作動流体を循環させ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ショーケース。 The cold transport means is
A first heat exchanger having a flow path thermally connected to the delivery flow path and exchanging heat between the working fluid flowing through the flow path and the working fluid passing through the delivery flow path;
The flow path constituting the evaporative heat exchanger has a flow path wound around an area different from the area of the product storage box wound, and the working fluid flowing through the flow path evaporates and is stored in the product storage box A second heat exchanger for cooling the finished goods,
A delivery line for delivering the working fluid heat-exchanged in the first heat exchanger to the second heat exchanger;
The working fluid evaporated in the second heat exchanger is returned to the first heat exchanger, and the working fluid is circulated between them. A showcase according to one.
前記送出流路と熱的に接続された流路を有し、該流路を流れる作動流体と前記送出流路を通過する作動流体との間で熱交換させる第1熱交換器と、
前記蒸発熱交換器を構成する流路が巻回する商品収容箱とは別個の商品収容箱を巻回する流路を有し、該流路を流れる作動流体が蒸発して前記商品収容箱に収容された商品を冷却する第2熱交換器と、
前記第1熱交換器で熱交換した作動流体を前記第2熱交換器まで送出するための送出ラインと、
前記第2熱交換器で蒸発した作動流体を前記第1熱交換器まで帰還させる帰還ラインと
を有し、これらの間で作動流体を循環させ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ショーケース。 The cold transport means is
A first heat exchanger having a flow path thermally connected to the delivery flow path and exchanging heat between the working fluid flowing through the flow path and the working fluid passing through the delivery flow path;
There is a flow path for winding a product storage box separate from the product storage box wound by the flow path constituting the evaporative heat exchanger, and the working fluid flowing through the flow path evaporates into the product storage box. A second heat exchanger for cooling the stored goods;
A delivery line for delivering the working fluid heat-exchanged in the first heat exchanger to the second heat exchanger;
The working fluid evaporated in the second heat exchanger is returned to the first heat exchanger, and the working fluid is circulated between them. A showcase according to one.
前記送出ラインには、前記第1熱交換器で熱交換器した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設けたことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のショーケース。 Valve means for allowing or restricting movement of the working fluid condensed by the condensation heat exchanger at a location downstream of the heat exchange location with the first heat exchanger is provided in the delivery flow path. Provided,
11. The show according to claim 9, wherein the delivery line is provided with valve means for allowing or restricting movement of the working fluid heat-exchanged by the first heat exchanger. Case.
前記帰還ラインには、前記第2熱交換器で蒸発した作動流体の移動を許容、あるいは規制するための弁手段を設けたことを特徴とする請求項9〜11のいずれか一つに記載のショーケース。 The return flow path is provided with valve means for allowing or restricting movement of the working fluid evaporated in the evaporation heat exchanger,
12. The valve according to claim 9, wherein the return line is provided with valve means for allowing or restricting movement of the working fluid evaporated in the second heat exchanger. Showcase.
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