JP2009168277A - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】各貯蔵室間の庫内温度の差を小さく抑える。
【解決手段】蒸発器２５を構成する１本の長い蒸発パイプ３０が、上貯蔵室１５Ａ続いて下貯蔵室１５Ｂの順序で、かつ、それぞれ背面、右側面、上面及び左側面の順番で各冷却壁面１４の裏面に密着して配管される。蒸発パイプ３０の配管長が長いために入口側と出口側間で圧力損失が生じ、これにより蒸発温度が蒸発パイプ３０内で変化し、入口側に比べて出口側が例えば３Ｋ程度低くなる。上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂのうち、熱侵入量が大きい側の下貯蔵室１５Ｂに対して蒸発パイプ３０の出口側が配管され、出口側ほど蒸発温度が低くて壁面温度がより下げられるために、熱侵入量が大きいにも拘わらず、庫内温度を上貯蔵室１５Ａと同程度まで下げられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、恒温高湿庫のような間接冷却形式の冷却貯蔵庫に関する。

恒温高湿庫は、生鮮食品の鮮度を長期にわたって維持できるように、庫内を高湿に保ちつつ冷却することを意図したものであって、断熱箱体からなる貯蔵庫本体内に貯蔵室が設けられる一方、冷凍回路の蒸発器を構成する蒸発パイプが貯蔵室の壁面の裏側に沿って密着して配管された構造になり、蒸発パイプ内で冷媒が蒸発することに伴う潜熱により壁面を冷却して、自然対流により貯蔵室内を間接冷却するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、この種の自然対流により間接冷却するものでは、貯蔵室の庫内容積が大きいと上下方向において温度差が大きく出やすいため、貯蔵室を上下２室に分けて同じように間接冷却することで、温度差を小さくするようにしている。この場合、各貯蔵室に対して蒸発パイプをいわゆる並列に配管すると、冷媒を正確に分流することが難しいため、両貯蔵室にわたって蒸発パイプを連続して配管する直列方式も提案されている。
特開２０００−３５６４４５公報

上記のように直列方式を採用する場合、各貯蔵室について冷却する壁面が多いほど庫内温度分布は一定になりやすいが、組立作業を簡略化する等のために、庫内温度が低くなりやすい下壁面は省略して、冷却壁面を他の４面（背面、上面及び左右側面）に留める場合がある。
しかるにこのような構造を採った場合、上貯蔵室の下壁面は下貯蔵室に面しているのに対して、下貯蔵室の下壁面は外気に面しているために熱侵入量が多いといえ、その結果、上下の貯蔵室の間に温度差が生じるおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、各貯蔵室間の庫内温度の差を小さく抑えるところにある。

本発明は、断熱箱体からなる貯蔵庫本体内には複数の貯蔵室が区画形成されるとともに、冷凍回路の蒸発器を構成する蒸発パイプが、前記各貯蔵室に順次にわたる形態でそれぞれの壁面の裏側に沿って配管され、前記蒸発パイプ内で冷媒が蒸発することに伴う潜熱によりそれぞれの壁面を介して前記各貯蔵室内が間接的に冷却される冷却貯蔵庫において、前記各貯蔵室のうち熱侵入量が大きい側の貯蔵室に対して前記蒸発パイプの出口側が配管されているところに特徴を有する。

蒸発パイプを各貯蔵室にわたっていわゆる直列に配管すると、その配管長が長くなるため、入口側と出口側間で圧力損失が生じる。この圧力損失はパイプ径を大きくすれば小さくできるが、その分蒸発器が大型化しまた充填冷媒量が膨大となるため、パイプ径は相応に小さく抑えてある程度の圧力損失は見込むことになる。
本発明は、この圧力損失が生じることをむしろ積極的に利用している。圧力損失があるということは、蒸発温度が蒸発パイプ内で変化し、入口側に比べて出口側が例えば３Ｋ程度低くなるのであって、これを利用して熱侵入量の差を解消している。すなわち、貯蔵室のうち熱侵入量が大きい側の貯蔵室に対して蒸発パイプの出口側を配管すると、出口側ほど蒸発温度が低くて壁面温度がより下げられるために、熱侵入量が大きいにも拘わらず、庫内温度を他の貯蔵室と同程度まで下げることができる。結果、各貯蔵室間の庫内温度の差を小さく抑えることができる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記貯蔵庫本体が、前面開口の外箱内に前面開口の複数の内箱を、前記外箱との間と内箱同士の間に間隔を開けて収容され、それらの間隔内に断熱材が充填された断熱箱体により形成され、前記各内箱の内部によって前記貯蔵室が構成されている。

（２）前記貯蔵庫本体内には上下２個の貯蔵室が区画形成され、かつ各貯蔵室では下面を除いた他の４面の壁面の裏側に前記蒸発パイプが配管されたものであって、下側の前記貯蔵室に対して前記蒸発パイプの出口側が配管されている。
貯蔵室の冷却壁面が下面を除いた他の４面に設定され、かつ上下の貯蔵室の冷却壁面に直列に蒸発パイプが配管された形式のものでは、上貯蔵室の下壁面は下貯蔵室に面しているのに対して、下貯蔵室の下壁面は外気に面しているために熱侵入量が多いといえる。そこで本発明では、下側の貯蔵室に対して、蒸発温度がより低い蒸発パイプの出口側が配管されているから、それだけ冷却壁面の温度が低くなって熱侵入量が多い分を吸収するように庫内を間接冷却でき、結果、上下の貯蔵室間の庫内温度の差を小さく抑えることができる。

本発明によれば、複数の貯蔵室を備えた間接冷却形式の冷却貯蔵庫において、各貯蔵室間の庫内温度の差を小さく抑えることができる。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図４によって説明する。この実施形態では、恒温高湿庫を例示している。
図１において、符号１０は恒温高湿庫の本体であって、縦長の断熱箱体により形成されている。断熱箱体は、前面を開口した縦長の外箱１１内に、同じく前面を開口したほぼ立方体をなす上下２個の内箱１２が間隔を開けて収納され、外箱１１と内箱１２との間に発泡樹脂等の断熱材１３を充填して形成されている。外箱１１と内箱１２とは例えば、ともに熱良導性のステンレス鋼板により形成されている。本体１０の内部には上下２個の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂが形成され、各貯蔵室１５Ａ，１５Ｂの前面開口部１６に、それぞれ断熱扉１７が開閉可能に設けられている。
本体１０は、底面の四隅に設けられた脚１８によって支持されているとともに、本体１０の上面には機械室１９が設けられ、後記する冷凍装置２７や、運転制御部等を格納した電装箱が装備されている。

各貯蔵室１５Ａ，１５Ｂ内は、図２に示すように、冷凍回路２０によって冷却された冷却壁面１４の冷熱で間接冷却されるようになっている。
冷凍回路２０は、インバータモータにより駆動される能力可変型の圧縮機２１（以下、インバータ圧縮機２１）と、空冷式の凝縮器２２と、ドライヤ２３と、膨張弁２４と、蒸発器２５とを冷媒配管２６により循環接続して形成されている。このうち、インバータ圧縮機２１、凝縮器２２、ドライヤ２３及び膨張弁２４により冷凍装置２７が構成され、上記のように機械室１９に装備されている。

さて蒸発器２５は、銅製の蒸発パイプ３０を所定形状に曲げ形成して構成されており、上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂの壁面、すなわち同壁面を構成する内箱１２の所定の面における裏面（断熱材１３側の面）に沿って密着して配管されている。なお、図３並びに図４においては、上貯蔵室１５Ａが「上室」、下貯蔵室１５Ｂが「下室」と表記されている。

蒸発パイプ３０は、上貯蔵室１５Ａから下貯蔵室１５Ｂへ連続して配管され、詳細には、図２及び図３の表図に示すように、上貯蔵室１５Ａの背面における正面から見た右上隅部を出発点３１ＡＳとして、同背面を下方に向けて蛇行状に配管され、次に右側面を下から上、上面を右から左、左側面を上から下にそれぞれ蛇行状に配管され、最後に背面の左側縁に沿って下から上へと直線状に配管され、その上端が上貯蔵室１５Ａにおける終点３１ＡＥとなる。
この上貯蔵室１５Ａの終点３１ＡＥには中継部３２が接続され、断熱材１３中を配管されて下貯蔵室１５Ｂの背面の右上隅部に至る。下貯蔵室１５Ｂ側では、背面の右上隅部を出発点３１ＢＳとして、上記の上貯蔵室１５Ａと同様に、背面、右側面、上面及び左側面をそれぞれ蛇行状に配管され、最後に背面の左側縁に沿って下から上へと直線状に配管されて、その上端が下貯蔵室１５Ｂにおける終点３１ＢＥとなる。

端的には、蒸発器２５を構成する１本の長い蒸発パイプ３０が、上貯蔵室１５Ａ続いて下貯蔵室１５Ｂの順序で、かつ、それぞれ背面、右側面、上面及び左側面の順番で各冷却壁面１４の裏面に密着して配管され、すなわち直列方式で配管されている。
なお、蒸発パイプ３０の入口側における上貯蔵室１５Ａの出発点３１ＡＳから突出した入口接続部３３が、膨張弁２４と接続されているとともに、蒸発パイプ３０の出口側における下貯蔵室１５Ｂの終点３１ＢＥから突出した出口接続部３４が、熱交換部３５を介してインバータ圧縮機２１の吸入管２１Ａと接続されている。
また、上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂとも、その下面には蒸発パイプ３０は配管されていない。これは、組立作業を簡略化するためである。

本実施形態の作用は、以下のようである。冷凍装置２７が駆動されると、蒸発器２５を構成する蒸発パイプ３０内を冷媒が流通する間に蒸発し、それに伴う潜熱によって上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂの冷却壁面１４が冷却され、自然対流により各貯蔵室１５Ａ，１５Ｂ内が間接冷却される。
ここで上記のように、蒸発パイプ３０は上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂにわたっていわゆる直列に配管されているために配管長が長く、そのために、入口（入口接続部３３）側と出口（出口接続部３４）側の間で圧力損失が生じる。圧力損失があるということは、蒸発温度が蒸発パイプ３０内で変化し、入口側に比べて出口側が例えば３Ｋ程度低くなる。

本実施形態では、蒸発パイプ３０を上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂの冷却壁面１４に対して、図３に示す順番で配管したから、蒸発温度が入口側から出口側に向けて次第に低くなることに伴い、図４に示すように、上貯蔵室１５Ａの背面（＃１）、右側面（＃２）、上面（＃３）、左側面（＃４）、続いて下貯蔵室１５Ｂの背面（＃５）、右側面（＃６）、上面（＃７）、左側面（＃８）の順序で、壁面温度が−１．１℃程度から−３．２℃程度まで次第に低くなる。
そして、上貯蔵室１５Ａの冷却壁面１４の平均温度は、−１．５℃程度、下貯蔵室１５Ｂの冷却壁面１４の平均温度は、−２．８℃程度となって、下貯蔵室１５Ｂの冷却壁面１４の平均温度の方が約１．３Ｋ低くなる。

一方、上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂの熱侵入量について見ると、共に蒸発パイプ３０が配管されていないところの、上貯蔵室１５Ａの下面が下貯蔵室１５Ｂに面しているのに対して、下貯蔵室１５Ｂの下面は本体１０の下側空間である外気に面しているために熱侵入量が多いといえる。
しかしながら、上記のような蒸発パイプ３０の配管構造を採ったことにより、熱侵入量が相対的に大きい下貯蔵室１５Ｂ側の壁面温度をより低く維持できるから、同下貯蔵室１５Ｂの庫内温度を上貯蔵室１５Ａのそれと同程度まで下げることができる。

このように本実施形態では、蒸発パイプ３０の圧力損失に伴う蒸発温度の変化を利用し、蒸発温度がより低くなる出口側を熱侵入量が相対的に大きくなる下貯蔵室１５Ｂ側に配管するといった簡単な構造を採用するだけ、言い換えると格別の冷却手段を追加することなく、上下の貯蔵室１５Ａ，１５Ｂの庫内温度の差を小さく抑えることが可能となる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上下の貯蔵室を構成する上下の内箱は、一部が接続されて一体的に形成されていてもよい。
（２）貯蔵室は、上記実施形態に例示した上下に限らず、左右に並んで設けられていてもよい。
（３）貯蔵室の数は２室に限らず、３室以上であってもよい。

（４）貯蔵室における蒸発パイプが配管される壁面すなわち冷却壁面に関し、その数並びに位置が上記実施形態とは異なった形式のものについても、本発明は同様に適用可能である。
（５）冷凍回路の圧縮機について、通常の一定速圧縮機を用いてもよい。
（６）本発明は、複数設けられた貯蔵室が、それぞれの壁面を裏側から冷却することを以て間接冷却される形式の冷却貯蔵庫全般に適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る恒温高湿庫の縦断面図 冷凍回路のブロック図並びに蒸発パイプの配管構造の説明図 蒸発パイプの配管順序を示す表図 冷却壁面の壁面温度を示すグラフ

符号の説明

１０…本体（貯蔵庫本体） １１…外箱 １２…内箱 １３…断熱材 １４…冷却壁面 １５Ａ，１５Ｂ…貯蔵室 ２０…冷凍回路 ２５…蒸発器 ３０…蒸発パイプ ３３…入口接続部 ３４…出口接続部

Claims (3)

1. 断熱箱体からなる貯蔵庫本体内には複数の貯蔵室が区画形成されるとともに、冷凍回路の蒸発器を構成する蒸発パイプが、前記各貯蔵室に順次にわたる形態でそれぞれの壁面の裏側に沿って配管され、前記蒸発パイプ内で冷媒が蒸発することに伴う潜熱によりそれぞれの壁面を介して前記各貯蔵室内が間接的に冷却される冷却貯蔵庫において、
   前記各貯蔵室のうち熱侵入量が大きい側の貯蔵室に対して前記蒸発パイプの出口側が配管されていることを特徴とする冷却貯蔵庫。
2. 前記貯蔵庫本体が、前面開口の外箱内に前面開口の複数の内箱を、前記外箱との間と内箱同士の間に間隔を開けて収容され、それらの間隔内に断熱材が充填された断熱箱体により形成され、前記各内箱の内部によって前記貯蔵室が構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却貯蔵庫。
3. 前記貯蔵庫本体内には上下２個の貯蔵室が区画形成され、かつ各貯蔵室では下面を除いた他の４面の壁面の裏側に前記蒸発パイプが配管されたものであって、下側の前記貯蔵室に対して前記蒸発パイプの出口側が配管されていることを特徴とする請求項２記載の冷却貯蔵庫。

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