JP2010196910A - Cold box with refrigerator unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スターリング冷凍機あるいはスターリング型パルス管冷凍機等の蓄冷型冷凍機を使用して保冷容器内を冷却する冷凍機ユニット付き保冷容器に関する。 The present invention relates to a cold storage container with a refrigerator unit that cools the inside of a cold storage container using a regenerator type refrigerator such as a Stirling refrigerator or a Stirling pulse tube refrigerator.
従来技術の冷凍機ユニット付き保冷容器として、スターリング冷凍機を備えた冷却庫であって、スターリング冷凍機のウォームヘッドの温度Thが第1の基準温度Th1を超えた場合は、放熱ファンの回転を最大にし、循環ポンプの出力を最大にし、それでもウォームヘッドの温度Thが第2の基準温度Th2を超えた場合に、スターリング冷凍機を停止させる冷却庫が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a cold storage container with a refrigerator unit of the prior art, it is a refrigerator equipped with a Stirling refrigerator, and when the temperature Th of the Stirling refrigerator warm head exceeds the first reference temperature Th1, the heat dissipation fan is rotated. A refrigerator is disclosed in which the Stirling refrigerator is stopped when the output of the circulation pump is maximized and the temperature Th of the worm head still exceeds the second reference temperature Th2 (for example, see Patent Document 1). .)
また、保冷庫は、上側が開口部を有する断熱容器と、開口部に第一の開口部と第二の開口部を有する日の字形状の枠と、第一の開口部を覆うように枠に対し開閉自在に取付けた主蓋体と、第二の開口部を覆うように冷却サブユニットを取付けた副蓋体を備える冷却ユニットとから構成される。冷却サブユニットは、スターリング冷凍機と、スターリング冷凍機の排熱部に固着し圧縮熱を排熱する排熱用ヒートシンクと、排熱用ヒートシンクを空冷するためのファンと、スターリング冷凍機を収納すると共にファンを支持するケーシングと、スターリング冷凍機とケーシングを支持し副蓋体に設けた基部から構成される。そして、スターリング冷凍機の吸熱部は、基部から突出し断熱容器の庫内に配置されると共に吸熱用ヒートシンクが固着され、吸熱用ヒートシンクに設けたファンで庫内空気を吸熱用ヒートシンクに流し強制循環させて庫内を冷却する保冷庫が開示されている。(例えば、特許文献2参照。)。 The cool box has a heat insulating container having an opening on the upper side, a Japanese-shaped frame having a first opening and a second opening in the opening, and a frame so as to cover the first opening. And a cooling unit including a sub lid on which a cooling subunit is attached so as to cover the second opening. The cooling subunit houses a Stirling refrigerator, a heat sink for exhaust heat that adheres to the exhaust heat section of the Stirling refrigerator and exhausts the heat of compression, a fan for air-cooling the heat sink for exhaust heat, and a Stirling refrigerator A casing that supports the fan and a Stirling refrigerator and a base portion that supports the casing and is provided on the sub lid. The endothermic part of the Stirling refrigerator protrudes from the base and is placed in the inside of the heat insulating container, and the heat sink for heat absorption is fixed, and the air in the room is forced to circulate through the heat sink for heat absorption by a fan provided in the heat sink for heat absorption. A cold storage for cooling the inside of the storage is disclosed. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1によれば、スターリング冷凍機のウォームヘッドの温度Thが第2の基準温度Th2を超えた場合は、スターリング冷凍機を停止させ、停止後、ウォームヘッド(放熱部)の温度上昇を制御することなく放置している。このため冷凍機を停止すると、冷凍機運転時、作動ガスの圧縮で生じ残存した熱によりウォームヘッドの温度が急上昇し、ウォームヘッドから蓄冷器と、膨張シリンダと、ディスプレーサピストン及び作動ガスを伝わってコールドヘッド(冷却部)に圧縮で生じ残存した熱が侵入する。この侵入熱により、コールドヘッドの温度が急上昇して庫内温度を上昇させる問題がある。
However, according to
また、特許文献2によれば、スターリング冷凍機が連続運転中では、圧縮部の熱は排熱部(放熱部)に設けた排熱用ヒートシンクをファンによって吸引される空気で冷却する。冷凍機を停止するとファンも同時に停止されるので、特許文献1と同じように吸熱部(冷却部)の温度が急上昇し、庫内温度も上昇する問題がある。
According to
また、特許文献1及び2に於いて、スターリング冷凍機の運転を停止すると庫内あるいは保冷容器の温度が急上昇するため、庫内の例えば魚肉などの被冷却物の温度が短時間で所定の温度範囲より高くなるため冷凍機の間欠運転による冷却が出来なくなる。このため、被冷却物が所定の温度範以下の過冷却状態になっても冷凍機を継続して運転しなければならず、省エネルギー効果が低い問題がある。
Further, in
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ピストンの往復動により作動ガスを圧縮し冷凍を発生するスターリング冷凍機あるいはスターリング型パルス管冷凍機等の蓄冷型冷凍機を備えた保冷容器であって、冷凍機の運転を停止しても保冷容器内の急激な温度上昇が抑制できると共に間欠運転しつつ庫内を所定の温度範囲に安定に維持することにより省エネルギー効果の大きな冷凍機ユニット付き保冷容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a cold storage container provided with a regenerative refrigerator such as a Stirling refrigerator or a Stirling pulse tube refrigerator that compresses a working gas by a reciprocating motion of a piston to generate refrigeration. Even if the operation of the refrigerator is stopped, the rapid temperature rise in the cold storage container can be suppressed, and the refrigerator is highly energy-saving by maintaining the interior stably in a predetermined temperature range while intermittently operating. The purpose is to provide a cold storage container.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、保冷室を有する保冷容器本体と、ピストンの往復動により作動ガスを圧縮する圧縮部と、作動ガスの圧縮によって生じた熱を放熱する放熱部と、作動ガスと熱交換する蓄冷部と、保冷室を冷却する冷却部と、作動ガスが膨張する膨張部とから構成される蓄冷型冷凍機と、放熱部から熱を排熱する排熱手段とを備え、蓄冷型冷凍機の運転を停止してから所定の時間経過後に、排熱手段の作動を停止する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 radiates heat generated by the compression of the working gas, a cold insulation container main body having a cold insulation chamber, a compression part that compresses the working gas by the reciprocating motion of the piston. A heat storage unit, a cold storage unit that exchanges heat with the working gas, a cooling unit that cools the cold storage room, and an expansion unit that expands the working gas, and a heat storage unit that discharges heat from the heat dissipation unit And a heat means, and after a predetermined time has elapsed since the operation of the regenerative refrigerator is stopped, the operation of the heat exhaust means is stopped.
また、請求項2に記載の発明は、蓄冷型冷凍機は、膨張側シリンダに往復動可能に挿設したディスプレーサピストン又は膨張ピストンと膨張側シリンダとで膨張側シリンダの低温側に膨張部を形成するスターリング冷凍機、又は、パルス管とパルス管の高温側に連通する位相調整手段とを備えパルス管の低温側に膨張部を形成するスターリング型パルス管冷凍機のいずれか一方の冷凍機である。
In the invention according to
また、請求項3に記載の発明は、排熱手段は、放熱部に熱接触した熱交換器に空気を流通させるファンである。 According to a third aspect of the present invention, the exhaust heat means is a fan that circulates air through a heat exchanger that is in thermal contact with the heat radiating portion.
また、請求項4に記載の発明は、放熱部と、熱交換器と、熱交換器から排出される空気と、圧縮部と、蓄冷器の大気温度より高い高温側の少なくともいずれか一ヶ所の温度を測定する温度検出手段と、大気温度を測定する温度検出手段とを備え、放熱部と、熱交換器と、熱交換器から排出される空気と、圧縮部と、蓄冷器の高温側のいずれか一ヶ所の温度と、大気温度との温度差が所定範囲に入るとファンの作動を停止する。 In addition, the invention according to claim 4 is a heat dissipating unit, a heat exchanger, air discharged from the heat exchanger, a compression unit, and at least one of the high temperature side higher than the ambient temperature of the regenerator. A temperature detecting means for measuring the temperature and a temperature detecting means for measuring the atmospheric temperature, the heat dissipating part, the heat exchanger, the air discharged from the heat exchanger, the compressing part, and the high temperature side of the regenerator. When the temperature difference between any one of the temperatures and the atmospheric temperature falls within a predetermined range, the fan operation is stopped.
また、請求項5に記載の発明は、蓄冷型冷凍機は、間欠運転される。 In the invention according to claim 5, the regenerative refrigerator is intermittently operated.
請求項1に記載の発明では、蓄冷型冷凍機の運転を停止してから所定の時間経過後に、排熱手段を停止するので、作動ガスの圧縮で生じた残存している熱は、排熱手段により蓄冷型冷凍機の放熱部から排熱される。これにより、放熱部の温度は急上昇することなく徐々に降下し、放熱部から冷却部に熱伝導で侵入する熱が減少するので、冷却部の急激な温度上昇が抑制されて保冷容器内も急激な温度上昇が抑制される。 In the first aspect of the present invention, the exhaust heat means is stopped after a lapse of a predetermined time since the operation of the regenerative refrigerator is stopped, so that the remaining heat generated by the compression of the working gas is exhaust heat. The heat is exhausted from the heat radiating part of the regenerative refrigerator. As a result, the temperature of the heat radiating portion gradually decreases without rapidly increasing, and the heat entering from the heat radiating portion to the cooling portion by heat conduction is reduced, so that the rapid temperature rise of the cooling portion is suppressed and the inside of the cold insulation container is also rapidly increased. Temperature rise is suppressed.
また、蓄冷型冷凍機の運転を停止しても保冷容器内は急激な温度上昇が抑制され、蓄冷型冷凍機を間欠運転して保冷容器内を長時間、所定の低い温度範囲に保持できる。結果、省エネルギー効果の大きな冷凍機ユニット付き保冷容器を提供できる。 Further, even if the operation of the cold storage type refrigerator is stopped, the rapid temperature rise is suppressed in the cold storage container, and the cold storage container can be intermittently operated to keep the cold storage container in a predetermined low temperature range for a long time. As a result, a cold storage container with a refrigerator unit having a large energy saving effect can be provided.
また、請求項2に記載の発明では、蓄冷型冷凍機であるスターリング冷凍機又はスターリング型パルス管冷凍機の運転を停止しても、作動ガスの圧縮で生じた残存している熱は、排熱手段により放熱部から排熱され、保冷容器内は急激な温度上昇が抑制される。
In the invention according to
また、スターリング冷凍機又はスターリング型パルス管冷凍機の運転を停止しても保冷容器内は急激な温度上昇が抑制されるので、冷凍機を間欠運転する際に運転停止時間を十分取れる。従って、保冷容器内を長時間、所定の低い温度範囲に保持できると共に、スターリング冷凍機及びスターリング型パルス管冷凍機は効率が高いので、冷凍機ユニット付き保冷容器の省エネルギー効果が向上する。 In addition, even if the operation of the Stirling refrigerator or the Stirling type pulse tube refrigerator is stopped, a rapid temperature rise is suppressed in the cold container, so that sufficient operation stop time can be taken when the refrigerator is operated intermittently. Accordingly, the inside of the cold container can be maintained in a predetermined low temperature range for a long time, and the Stirling refrigerator and the Stirling type pulse tube refrigerator have high efficiency, so that the energy saving effect of the cold container with the refrigerator unit is improved.
また、請求項3に記載の発明では、放熱部はファンで吸引される大気あるいは圧送される大気により、作動ガスの圧縮で生じた残存している熱が放熱部に熱接触した熱交換から排熱される。これにより、放熱部の温度の急上昇が抑制され、放熱部から冷却部に熱伝導で侵入する熱が減少するので、冷却部は急激な温度上昇が抑制性されて保冷容器内も急激な温度上昇が抑制性される。また、蓄冷型冷凍機を間欠運転して保冷容器内を長時間、所定の低い温度範囲に保持でき、省エネルギー効果の大きな冷凍機ユニット付き保冷容器を提供できる。更には、排熱手段にファンを使用するので、構成が簡素でコストも安価になる。 In the invention according to claim 3, the heat radiating portion is exhausted from heat exchange in which the remaining heat generated by the compression of the working gas is in thermal contact with the heat radiating portion due to the air sucked by the fan or the pressure-fed air. Be heated. As a result, the rapid rise in temperature of the heat radiating part is suppressed, and the heat entering from the heat radiating part to the cooling part by heat conduction is reduced, so that the rapid rise in temperature of the cooling part is suppressed and the inside of the cold insulation container also rises rapidly. Is suppressed. Further, the cold storage container can be operated intermittently to keep the inside of the cold storage container in a predetermined low temperature range for a long time, and a cold storage container with a refrigerator unit having a large energy saving effect can be provided. Furthermore, since a fan is used as the heat exhausting means, the configuration is simple and the cost is low.
また、請求項4に記載の発明では、放熱部と、熱交換器と、熱交換器から排出される空気と、圧縮部と、蓄冷器の大気温度より高い高温側のいずれか一ヶ所の温度と、大気との温度差が所定範囲に入るとファンの作動を停止する。これにより、大気の温度が変化してもファンを適正なタイミングで停止でき、保冷容器内の急激な温度上昇抑制される。また、冷凍機を間欠運転する場合も、ファン停止のタイミングが適正であるので、冷凍機ユニット付き保冷容器の省エネルギー効果が向上する。 In the invention according to claim 4, the temperature at any one of the heat radiation part, the heat exchanger, the air discharged from the heat exchanger, the compression part, and the high temperature side higher than the atmospheric temperature of the regenerator. When the temperature difference from the atmosphere enters a predetermined range, the fan operation is stopped. Thereby, even if the temperature of the atmosphere changes, the fan can be stopped at an appropriate timing, and a rapid temperature rise in the cold insulation container is suppressed. Also, when the refrigerator is operated intermittently, the fan stop timing is appropriate, so that the energy saving effect of the cold container with the refrigerator unit is improved.
また、請求項5に記載の発明では、蓄冷型冷凍機は間欠運転しつつ保冷容器内及び保冷容器内の被冷却物(例えば魚肉などの生鮮食物)を長時間、所定の低い温度範囲に保持できる。結果、省エネルギー効果の大きな冷凍機ユニット付き保冷容器を提供できる。 Further, in the invention according to claim 5, the cold storage type refrigerator is intermittently operated and keeps the inside of the cold storage container and the object to be cooled (for example, fresh food such as fish meat) in a predetermined low temperature range for a long time. it can. As a result, a cold storage container with a refrigerator unit having a large energy saving effect can be provided.
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る冷凍機ユニット付き保冷容器の斜視図である。図2は、図1のAA断面に於ける冷凍機ユニット付き保冷容器の説明図である。図2に示すように、冷凍機ユニット付き保冷容器1は、保冷容器本体10と、スターリング冷凍機50(蓄冷型冷凍機)と、伝熱フィン21を有する伝熱部材20と、放熱フィン25(熱交換器)と、放熱用のファン31(排熱手段)と、庫内の循環用のファン32と、制御装置40とから構成される。
FIG. 1 is a perspective view of a cold storage container with a refrigerator unit according to
保冷容器本体10は直方体形状のボックス(図1)で、上面に開閉可能な蓋12と、被
冷却物(図示せず)を貯蔵する庫内13(保冷室)と、スターリング冷凍機50を収納する機械室16と、制御装置40を収納する電気室17とを備える。庫内13は、真空断熱材等の断熱性の高い断熱材からなる断熱壁11と、断熱壁11と同じ断熱材からなる蓋12とで包囲して形成される。断熱壁11は、壁部材11a〜11f及び断熱壁14の一部とから構成される。機械室16は、断熱壁11の壁部材11c、11d、11e、11fと、断熱壁14、15とで包囲して形成され、壁部材11dを介在して庫内13に隣接する。
The cold insulation container
スターリング冷凍機50は、放熱部52に熱接触した放熱フィン25を壁部材11dと断熱壁14に固定して機械室16に配置される。そして、冷却部54は壁部材11cを境に庫内13の窪み部13aに放熱部52に対し下方になるよう配置される。
The
放熱用のファン31は断熱壁14に設けた孔14aに配置される。放熱用のファン31によって吸引される空気は、断熱壁14に設けた吸気口14bから吸入され、放熱フィン25を通過し機械室16から放熱用のファン31により大気へ放出される(図1の太実線矢印)。
The
冷却部54には、伝熱部材20が固着される。伝熱部材20は、冷却部54の下部から庫内13側に水平に延在し突出するブロック22と、延在先端側から起立する多数枚の伝熱フィン21とからなる。伝熱フィン21の上方の庫内13に、循環用のファン32が設けられる。循環用のファン32は、図1の太破線矢印に示すように庫内13の空気を循環させ伝熱フィン21と被冷却物(図示せず)との熱交換を良好にする。
The
制御装置40は断熱壁15に設けた電気室17に配置され、スターリング冷凍機50と、放熱用のファン31と、循環用のファン32と、コネクター45とは、それぞれ配線41、42、43、44を介して制御装置40に接続される。コネクター45は、冷凍機ユニット付き保冷容器1の外部に設けられ、電源(図示せず)に接続される。
The
図3は、図1のスターリング冷凍機の説明図である。図3に示すように、スターリング冷凍機50は、順次、圧縮部51と、放熱部52と、蓄冷部53と、冷却部54と、膨張部55とを連通し構成され、作動ガスとしてヘリウムが充填される。圧縮部51は、圧縮ピストン56(ピストン)と、ディスプレーサピストン57(ピストン)及びロッド60と、圧縮シリンダ58と、ディスプレーサシリンダ59に包囲され形成される。圧縮ピストン56はリニアモータ(図示せず)に接続されと共にロッド60が貫通し、ディスプレーサピストン57はロッド60を介し弾性機能と支持機能を有するフレクシャーベアリング(図示せず)に接続される。膨張部55は、ディスプレーサピストン57と、ディスプレーサシリンダ59(膨張側シリンダ)と、ケース61のヘッド部61aに包囲され形成される。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the Stirling refrigerator of FIG. As shown in FIG. 3, the
放熱部52はケース61の上側円筒部61bの内周面に、例えば銅等の薄い波板を円筒形状に曲げたフィン部材52aを固着して構成される。同じように、冷却部54もケース61の下側円筒部61cの内周面に、例えば銅等の薄い波板を円筒形状に曲げたフィン部材54aを固着して構成される。前述したように、放熱部52の外周面、即ち、上側円筒部61bの外周面に放熱フィン25が固着され、冷却部54の外周面、即ち、下側円筒部61cの外周面に伝熱部材20が固着される。蓄冷部53は、上側円筒部61bと下側円筒部61cの間のケース61の中間部61dの内側に蓄冷材エレメント53aを充填することにより構成される。これにより、往復流動するヘリウムと蓄冷材エレメント53aとが熱交換する。
The
尚、スターリング冷凍機50はディスプレーサピストン57を備え、ディスプレーサピストン57の前面57a側が膨張ピストンとして機能し背面57b側が圧縮ピストンとして機能するディスプレーサ型のスターリング冷凍機であるが、ディスプレーサピストン57を膨張ピストン(図示せず)に代えた膨張ピストン型のスターリング冷凍機でも良い。この場合、膨張ピストンの前面側は膨張ピストンとして機能し、背面側は略一定の作動ガス圧が作用し、そして膨張ピストンはリニアモータ等の駆動手段に接続される。
The
次に、本発明の実施例1の冷凍機ユニット付き保冷容器1の作動と効果について説明する。図4は、図1のスターリング冷凍機と放熱用のファン及び庫内の循環用のファンの運転パターン図で、運転パターンは事前に制御装置40にプログラムされている。図中、(a)はスターリング冷凍機50の運転状況、(b)は放熱用のファン31の運転状況、(c)循環用のファン32の運転状況を示す。尚、下記説明の空気は放熱用のファン31により放熱フィン25を通過する流れであり、下記説明の大気は冷凍機ユニット付き保冷容器1周辺の淀み空気である。図4に示すように、時間t1でスターリング冷凍機50と、放熱用のファン31と、循環用のファン32とが同時に運転開始される。そして、圧縮ピストン56と、ディスプレーサピストン57の往復動により圧縮部51でヘリウムが圧縮されることにより圧縮熱が発生する。この圧縮熱は放熱部52から放熱フィン25を介在して放熱用のファン31によって吸気口14bから吸引された空気に伝達され、機械室16を通過して放熱用のファン31より大気に放出される。一方、冷却部54は、膨張部55で膨張し低い温度(例えば、略−25℃)なったヘリウムが冷却部54を通過する際、伝熱部材20を冷却する。そして循環用のファン32で庫内空気を強制循環させることにより、冷却された伝熱部材20の伝熱フィン21(例えば略−22℃)に庫内空気を通過させる。これにより強制循環空気が冷却され、庫内13及び庫内13の被冷却物(図示せず)は、低い温度(例えば、略−18℃)に冷却される。
Next, the operation and effect of the cold insulating
時間t2(図4(a)、(c))に至ると、スターリング冷凍機50の運転と循環用のファン32の運転が同時に停止されるが、放熱用のファン31は継続して時間t3(図4(b))まで運転される。スターリング冷凍機50が運転停止されると、ヘリウムの圧縮で生じた残存している熱は、放熱部52で放熱フィン25を通過する放熱用のファン31により吸引される空気で排熱される。従って、スターリング冷凍機50の運転停止直後に放熱部52の急激な温度上昇は起こらず、徐々に温度が降下して時間t3で温度が略大気温度に至る。これにより、放熱部52の温度の急上昇が抑制され、放熱部から蓄冷部53(ケース61の中間部61dと、蓄冷材エレメント53a)と、ディスプレーサシリンダ59と、ディスプレーサピストン57と、ヘリウムとを介在して熱伝導で冷却部54に侵入する熱は減少し、冷却部54の急激な温度上昇が抑制される。結果、伝熱部材20のブロック22と伝熱フィン21を介在して伝熱フィン21を通過する庫内13の循環用のファン32による循環空気に伝達される熱(圧縮で生じた残存している熱)も抑制される。従って、保冷容器本体10の庫内13及び被冷却物も急激な温度上昇が抑制される。
When the time t2 (FIGS. 4A and 4C) is reached, the operation of the
また、上述の冷却部54の急激な温度上昇が抑制されることにより、スターリング冷凍機50を間欠運転しても庫内13の温度を所定の低い温度範囲に長時間保持することが可能になる。これにより、スターリング冷凍機50を間欠運転しつつ保冷容器本体10内及び保冷容器本体10内の被冷却物(例えば魚肉などの生鮮食物)を長時間、所定の低い温度範囲に保持できる。結果、省エネルギー効果の大きな冷凍機ユニット付き保冷容器1を提供できる。さらに、スターリング冷凍機50は効率が高いので、冷凍機ユニット付き保冷容器1の省エネルギー効果は向上する。尚、間欠運転の冷凍機の運転停止と、冷凍の運転再開は、事前に制御装置にプログラムし、このプログラムに基づき間欠運転する。又は、保冷容器本体10内に温度センサ(図示せず)を配備し、庫内13の温度が所定温度以下になるとスターリング冷凍機50と循環用のファン32の運転を停止し、所定温度以上になるとスターリング冷凍機50と循環用のファン32の運転を再開する間欠運転を行う。いずれの間欠運転でも良い。
In addition, by suppressing the rapid temperature rise of the cooling
また、排熱手段とし放熱用のファン31を使用することにより、特別な装置を追加することなく排熱手段は構成が簡素でコストも安価になる。
Further, by using the
図5は、従来技術の冷凍機ユニット付き保冷容器の各部の温度の実測値を示す図である。図6は、本実施例の冷凍機ユニット付き保冷容器の各部の想定温度を示す図である。表1は、スターリング冷凍機50停止後、173分経過した時点(図5、図6)に於ける本実施例と従来技術の各部の温度上昇の比較表である。
図5、6に示すように、スターリング冷凍機50を始動し時間略307分時点で冷凍機を停止する。この時点に於ける従来技術の庫内中央の温度測定値は−20℃、本実施例における庫内中央の予想温度は−18.7℃である。図5の従来技術では冷凍機停止と共に同時に放熱用のファン31と循環用のファン32を停止する。図6の本実施例は冷凍機停止と共に循環用のファン32を停止するが、放熱用のファン31は運転を継続する。そして、冷凍機停止後173分経過時点(図5、6の時間480分時点)の各部の温度上昇の本実施例と従来技術は表1のようになる。表1に示すように、従来技術と本実施例の各部の上昇部の温度差(ΔT1−ΔT2)は、冷却部54が6.3℃、伝熱フィン21が5.8℃、 循環用のファン32の出口が7.4℃、 庫内13の中央が2.6℃といずれも本実施例の方が従来技術より低い。従って、スターリング冷凍機50と循環用のファン32は停止、放熱フィン25は運転を継続することで、保冷容器本体10の各部の温度は低い温度を長い時間保持できることが判る。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
尚、本実施例の冷凍機ユニット付き保冷容器1に使用している蓄冷型冷凍機は、ディスプレーサシリンダ59とディスプレーサピストン57を備えたスターリング冷凍機50であるが、ディスプレーサシリンダ59とディスプレーサピストン57の代わりパルス管と位相調整手段を使用したスターリング型パルス管冷凍機でも良い。即ち、図7に示すように、スターリング型パルス管冷凍機70(蓄冷型冷凍機)は、順次、圧縮機80の圧縮部81と、放熱部72と、蓄冷部73と、冷却部74と、パルス管90の低温側に形成される膨張部91とを連通して構成される。
Note that the regenerator type refrigerator used in the
圧縮機80は、シリンダ82と、シリンダ82に挿設した対向配備した一対の圧縮ピストン83(ピストン)と、圧縮ピストン83(ピストン)を往復動させるリニアモータ84と、圧縮ピストン83とリニアモータ84を連結するロッド85と、ロッド85の両端側に設けられ弾性支持機能を有するフレクシャーベアリング86とから構成される。そして、シリンダ82と一対の圧縮ピストン83に包囲され圧縮部81が形成される。
The
パルス管90には、パルス管90内で往復動するガスピストン92(図7において二点鎖線で示される)が形成される。パルス管90とガスピストン92とでパルス管90の低温側には、膨張部91が形成される。パルス管90の高温端には放熱器93を介し位相調整手段94が接続される。位相調整手段94は、バッファタンク96と長尺の管からなるイナータンスチューブ95を備え、位相調整手段94はガスピストン92を圧縮ピストン83より位相が略90度進むように作用する。これにより圧縮部81と膨張部91は、それぞれ図3のスターリング冷凍機50の圧縮部51、膨張部55と同じように作用し、ヘリウムを圧縮部81で圧縮し、膨張部91で膨張することにより冷却する。そしてファンなどの排熱手段により、圧縮部81で発生した圧縮熱及び膨張部91の膨張仕事よる圧縮熱は、それぞれ放熱部72、放熱器93に熱接触する放熱フィン(図示せず)を介し放熱される。冷却部74は、冷却部74に熱接触する伝熱部材の伝熱フィンを介し膨張部91で発生した冷凍で保冷容器本体10(図1)内を冷却する(図示せず)。また、スターリング型パルス管冷凍機70は、スターリング冷凍機50と同様に効率が高い。以上により、スターリング型パルス管冷凍機70を使用した冷凍機ユニット付き保冷容器も、スターリング冷凍機50を使用した冷凍機ユニット付き保冷容器1と同じ効果を生じる。
A gas piston 92 (represented by a two-dot chain line in FIG. 7) that reciprocates within the pulse tube 90 is formed in the pulse tube 90. An expansion portion 91 is formed on the low temperature side of the pulse tube 90 by the pulse tube 90 and the gas piston 92. A phase adjusting means 94 is connected to the high temperature end of the pulse tube 90 via a radiator 93. The phase adjusting means 94 includes a
尚、放熱器93は、パルス管90の高温端側の外周面を放熱器にしても良い。この場合、位相調整手段94はパルス管90の高温端に接続される。 The radiator 93 may be a radiator on the outer peripheral surface of the pulse tube 90 on the high temperature end side. In this case, the phase adjusting means 94 is connected to the high temperature end of the pulse tube 90.
尚、実施例1では、冷凍機ユニット付き保冷容器1の運転停止時、スターリング冷凍機50の運転と循環用のファン32の運転を同時に停止し、放熱用のファン31は継続して運転するが、スターリング冷凍機50の運転を停止し、循環用のファン32と、放熱用のファン31は運転を継続しても良い。この場合、循環用のファン32の停止は、放熱用のファン31の運転停止より早く停止される。即ち、スターリング冷凍機50の運転停止直後は、吸熱部54と伝熱部材20は庫内温度より低い。この時に循環用のファン32で空気を強制循環し、循環空気と伝熱フィン21との間と、循環空気と保冷容器本体10および被冷却物との間の熱伝達を良好して、庫内空気と保冷容器本体10および被冷却物を冷却する。これにより、膨張部55で発生した冷熱を有効に活用できる。そして、庫内温度が伝熱部材20より高くなった時点で、庫内13の空気の熱伝達を低下させて庫内温度の急上昇を抑制するために循環用のファン32を停止させる。循環用のファン32の停止時点では、圧縮で生じ熱は、まだ圧縮部51と、放熱部52と、放熱フィン25と、蓄冷部53の高温側とに残存しているので放熱用のファン31は運転を継続される。
In the first embodiment, when the operation of the
図8は、本発明の実施例2に係る冷凍機ユニット付き保冷容器の部分拡大説明図である。図2の冷凍機ユニット付き保冷容器1と同じ部位、同じ部品は同じ符号を付す。図8に示すように、冷凍機ユニット付き保冷容器2は放熱フィン25と、保冷容器本体10の外面とにそれぞれ温度センサ46、47(温度検出手段)を設け、温度センサ46、47をそれぞれ配線48、49介し制御装置40に接続する。他の構成は、図1の冷凍機ユニット付き保冷容器1と同じである。
FIG. 8 is a partially enlarged explanatory view of the cold storage container with a refrigerator unit according to the second embodiment of the present invention. The same parts and the same parts as those of the
放熱フィン25に設けた温度センサ46は放熱フィン25の温度を計測し、保冷容器本体10の外面に設けた温度センサ47は大気の温度を計測する。そして、冷凍機ユニット付き保冷容器2の運転を停止する場合、冷凍機ユニット付き保冷容器1と同じように、スターリング冷凍機50の運転と循環用のファン32の運転が同時に停止され、放熱用のファン31は継続して運転される。そして、大気温度が変化しても放熱用のファン31は放熱フィン25と大気との温度差が所定範囲に入ると停止されるので、庫内13の急激な温度上昇の抑制が向上する。また、スターリング冷凍機50を間欠運転する場合も、冷放熱用のファン31の運転停止のタイミングが適正であるので、冷凍機ユニット付き保冷容器2の省エネルギー効果が向上する。他の効果は、図1の、冷凍機ユニット付き保冷容器1と同じである。
A
尚、実施例2では放熱フィン25と大気との温度差が所定範囲に入るとファン31の作動を停止するが、放熱部52と、放熱フィン25から排出される空気と、圧縮部51と、高い蓄冷器53の大気温度より高い高温側の少なくともいずれか一ヶ所の温度測定値と、大気温度の測定値との温度差が所定範囲に入るとファン31の作動を停止しても良い。また、温度センサ47は、放熱フィン25に流入する空気の温度を測定しても良い。
In Example 2, the operation of the
本発明に係わる冷凍機ユニット付き保冷容器は、生鮮食品等を貯蔵するクーラボックス等に利用される。 The cold storage container with a refrigerator unit according to the present invention is used for a cooler box for storing fresh food and the like.
1、2 冷凍機ユニット付き保冷容器
10 保冷容器本体
13 庫内(保冷室)
25 放熱フィン(熱交換器)
31 ファン(排熱手段)
46、47 温度センサ(温度検出手段)
50 スターリング冷凍機(蓄冷型冷凍機)
51、81 圧縮部
52、72、93 放熱部
53、73 蓄冷部
54、74 冷却部
55、91 膨張部
56、83 圧縮ピストン(ピストン)
57 ディスプレーサピストン(ピストン)
59 ディスプレーサシリンダ(膨張側シリンダ)
70 スターリング型パルス管冷凍機(蓄冷型冷凍機)
90 パルス管
94 位相調整手段
1, 2 Cold storage container with
25 Heat dissipation fin (heat exchanger)
31 Fan (heat exhaust means)
46, 47 Temperature sensor (temperature detection means)
50 Stirling refrigerator (cool storage type refrigerator)
51, 81
57 Displacer Piston (Piston)
59 Displacer cylinder (expansion side cylinder)
70 Stirling type pulse tube refrigerator (cool storage type refrigerator)
90
Claims (5)
ピストンの往復動により作動ガスを圧縮する圧縮部と、作動ガスの圧縮によって生じた熱を放熱する放熱部と、作動ガスと熱交換する蓄冷部と、前記保冷室を冷却する冷却部と、作動ガスが膨張する膨張部とから構成される蓄冷型冷凍機と、
前記放熱部から熱を排熱する排熱手段とを備え、
前記蓄冷型冷凍機の運転を停止してから所定の時間経過後に、前記排熱手段の作動を停止する、ことを特徴とする冷凍機ユニット付き保冷容器。 A cold container body having a cold room;
A compressor that compresses the working gas by reciprocating motion of the piston, a heat radiating part that dissipates heat generated by the compression of the working gas, a cold storage part that exchanges heat with the working gas, a cooling part that cools the cold insulation chamber, and an operation A regenerative refrigerator composed of an expansion section where gas expands;
An exhaust heat means for exhausting heat from the heat radiating part,
A cold storage container with a refrigerator unit, characterized in that the operation of the exhaust heat means is stopped after a predetermined time has elapsed since the operation of the cold storage type refrigerator was stopped.
前記放熱部と、前記熱交換器と、前記熱交換器から排出される空気と、前記圧縮部と、前記蓄冷器の前記高温側のいずれか一ヶ所の温度と、前記大気温度との温度差が所定範囲に入ると前記ファンの作動を停止する、ことを特徴とする請求項3に記載の冷凍機ユニット付き保冷容器。 Temperature detection that measures the temperature of at least one of the heat radiating section, the heat exchanger, the air discharged from the heat exchanger, the compression section, and the high temperature side higher than the ambient temperature of the regenerator. Means, and temperature detecting means for measuring the atmospheric temperature,
The temperature difference between the temperature of the heat radiating part, the heat exchanger, the air exhausted from the heat exchanger, the compression part, the high temperature side of the regenerator, and the atmospheric temperature 4. The cold storage container with a refrigerator unit according to claim 3, wherein the operation of the fan is stopped when the temperature enters a predetermined range. 5.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104870914A (en) * | 2012-11-15 | 2015-08-26 | 阿塞里克股份有限公司 | A refrigerator comprising a separator |
CN108458529A (en) * | 2018-03-30 | 2018-08-28 | 杨厚成 | A kind of refrigeration module and refrigerating box with acoustic energy refrigeration machine |
CN108518912A (en) * | 2018-05-09 | 2018-09-11 | 上海理工大学 | Using the multi-temperature zone wind cooling refrigerator of pulse type free-piston Stirling cooler |
CN115036817B (en) * | 2021-11-30 | 2023-03-10 | 江苏电子信息职业学院 | Radiating 10kV cubical switchboard of inner loop |
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2009
- 2009-02-23 JP JP2009039222A patent/JP2010196910A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104870914A (en) * | 2012-11-15 | 2015-08-26 | 阿塞里克股份有限公司 | A refrigerator comprising a separator |
CN104870914B (en) * | 2012-11-15 | 2017-07-18 | 阿塞里克股份有限公司 | Refrigerator including isolator |
CN108458529A (en) * | 2018-03-30 | 2018-08-28 | 杨厚成 | A kind of refrigeration module and refrigerating box with acoustic energy refrigeration machine |
CN108518912A (en) * | 2018-05-09 | 2018-09-11 | 上海理工大学 | Using the multi-temperature zone wind cooling refrigerator of pulse type free-piston Stirling cooler |
CN108518912B (en) * | 2018-05-09 | 2023-11-07 | 上海理工大学 | Multi-temperature-zone air-cooled refrigerator adopting pulse tube type free piston Stirling refrigerator |
CN115036817B (en) * | 2021-11-30 | 2023-03-10 | 江苏电子信息职业学院 | Radiating 10kV cubical switchboard of inner loop |
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