JP2015209998A

JP2015209998A - 保冷庫

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Publication number: JP2015209998A
Application number: JP2014090542A
Authority: JP
Inventors: 山下　隆; Takashi Yamashita; 山下　　隆; 別所　久徳; Hisatoku Bessho; 久徳別所; 大治澤田; Daiji Sawada; 雄一上村; Yuichi Uemura; 夕香内海; Yuka Utsumi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2015-11-24

Abstract

【課題】本発明は、保冷室内に載置された蓄熱部材の蓄熱材溶液を早く確実に固相に変化させることができる保冷庫を提供することを目的とする。【解決手段】保冷室１４と、冷却された空気を保冷室１４内に吹出す吹出し口５と、保冷室１４内の温度が所定温度未満の場合は吹出し口５から吹出された空気により冷却されて冷熱を蓄熱し、保冷室１４内の温度が所定温度以上の場合は蓄熱した冷熱を保冷室１４内へ放熱する第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２と、吹出し口５から吹出される空気の吹出し方向に沿う通気路４が形成されるように第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２を離間させて載置する蓄熱部材載置部３とを有する保冷庫１０である。第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２は、潜熱蓄熱材が溶解した蓄熱材溶液１ｂと、蓄熱材溶液１ｂを収容する容器１ａと、容器１ａ内で沈殿する固体の過冷却防止材１ｃとを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、貯蔵物を保冷する保冷室内に蓄熱部材が載置された保冷庫に関し、特に、庫内で冷風の流れが存在するファン式（間冷式）の保冷庫に関する。

ファン式の保冷庫は、冷却器で生成した冷気を保冷室につながる流路中に設けたファンを回転させて送風し、保冷室に冷気を導いて保冷室内を冷却する。従来の保冷庫には、停電等により冷凍機の作動が停止して保冷室内の温度が外気温度に近づいてしまうのを抑制するために、保冷室内に設けられている貯蔵物載置用の棚部材等に蓄熱部材が配置されているものがある（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献２には、特定の糖アルコールに過冷却防止材として難溶性の塩を添加することが記載されている。

特開２０１０−４３８３０号公報特開平０９−２４９８７５号公報

保冷室内に蓄熱部材が載置された保冷庫では、運転開始後できるだけ短時間で確実に蓄熱材溶液を固相に変化させることが要求される。このため、蓄熱材溶液に過冷却防止材を添加して固相への相変化に要する時間を短縮することが図られているが、ファン式の保冷庫では冷風の流通経路に依存する温度分布が生じるため、蓄熱部材の最適配置をしなければ短時間で確実に蓄熱材溶液を固相に変化させることができないという課題がある。

本発明の目的は、保冷室内に載置された蓄熱部材の蓄熱材溶液を早く確実に固相に変化させることができる保冷庫を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、
保冷室と、
冷却された空気を前記保冷室内に吹出す吹出し口と、
前記保冷室内の温度が所定温度未満の場合は前記吹出し口から吹出された前記空気により冷却されて冷熱を蓄熱し、前記保冷室内の温度が前記所定温度以上の場合は蓄熱した前記冷熱を前記保冷室内へ放熱する第１蓄熱部材および第２蓄熱部材と、
前記吹出し口から吹出される前記空気の吹出し方向に沿う通気路が形成されるように前記第１蓄熱部材と前記第２蓄熱部材を離間させて載置する蓄熱部材載置部と
を有することを特徴とする保冷庫であってもよい。

上記本発明の保冷庫であって、
前記第１蓄熱部材および前記第２蓄熱部材は、
蓄熱材が溶解した蓄熱材溶液と、
前記蓄熱材溶液を収容する容器と、
前記容器内で沈殿する固体の過冷却防止材とを有すること
を特徴とする保冷庫であってもよい。

上記本発明の保冷庫であって、
前記蓄熱部材載置部は、
前記吹出し口より下方で前記第１蓄熱部材および前記第２蓄熱部材を載置すること
を特徴とする保冷庫であってもよい。

上記本発明の保冷庫であって、
前記第１蓄熱部材および前記第２蓄熱部材の下面と前記蓄熱材載置部の上面との間に、前記吹出し口から吹出される前記空気が流通する隙間が設けられていること
を特徴とする保冷庫であってもよい。

本発明によれば、保冷室内に載置された蓄熱部材の蓄熱材溶液を早く確実に固相に変化させることができる。

本発明の一実施の形態による実施例１に係る保冷庫１０の保冷室１４内の一部を示す斜視図である。図１に示すＡ−Ａ線で第１蓄熱部材１を切断した断面を示す図である。本発明の一実施の形態による実施例１に係る保冷庫１０の構成について説明する図である。比較例に係る保冷庫１００の保冷室１４内の一部を示す斜視図である。本発明の一実施の形態による実施例１に係る第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２と比較例に係る蓄熱部材１´との冷却過程の相違を示す図である。本発明の一実施の形態による実施例１に係る第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２と比較例に係る蓄熱部材１´との冷却性能の比較を示す図である。本発明の一実施の形態による実施例２から１２に係る第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２を示す図である。

本発明の一実施の形態による保冷庫について、図１〜図７を用いて説明する。なお、以下の全ての図面においては、理解を容易にするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせて図示している。

（実施例１）
図１は、本実施の形態による実施例１に係る保冷庫１０の保冷室１４内の一部を示す斜視図である。図１に示すように、第１蓄熱部材１は全体として薄い直方体形状をしている。第２蓄熱熱部材２は第１蓄熱部材１と同形状をしている。蓄熱部材載置部３は、第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２を並べて載置できる長方形の平面形状を有している。第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２は長辺方向が保冷庫１０の扉側と奥側を結ぶ仮想直線に沿うようにして所定距離だけ離間させて蓄熱部材載置部３上に載置されている。このため、当該所定距離を隔てて対面する第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の２つの側面と、両側面間の蓄熱部材載置部３の平面部とで上部が開口した断面コ字状の溝（隙間）が形成されている。

保冷庫１０の保冷室１４の奥側の壁部には冷却された空気を保冷室１４内に吹出す吹出し口５が設けられている。保冷庫１０の運転時には、図中破線の矢印Ｆで示すように吹出し口５から冷却された空気が吹出されるようになっている。蓄熱部材載置部３は、吹出し口５より下方で第１蓄熱部材１および記第２蓄熱部材２を載置するように保冷室１４内に配置されている。このため、第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の上面側が吹出し口５から吹出された冷気に晒される。さらに、第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の対向側面は吹出し口５からの冷風に対し平行になるように配置されており、これら２つの側面と蓄熱部材載置部３の平面部とで形成される溝は、吹出し口５から吹出される空気の吹出し方向（矢印Ｆ）に沿う通気路４として機能する。通気路４には吹出し口５から吹き降りる冷気が流通する。第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２は、保冷室１４内の温度が所定温度未満の場合は吹出し口５から吹出された空気により冷却されて冷熱を蓄熱し、保冷室１４内の温度が所定温度以上の場合は蓄熱した冷熱を保冷室１４内へ放熱する。

図２は図１に示すＡ−Ａ線で第１蓄熱部材１を切断した断面を示している。Ａ−Ａ線で示す断面は保冷庫１０の扉側と奥側を結ぶ仮想直線に沿って第１蓄熱部材１の底面にほぼ直交している。第１蓄熱部材１は中空の直方体状の容器１ａを有している。容器１ａ内には蓄熱材が溶解した蓄熱材溶液１ｂが充填され、蓄熱材溶液１ｂに不溶の過冷却防止材１ｃが容器１ａ内の底面に沈殿している。また、容器１ａの内容積のほぼ半分は空気１ｄで満たされている。第２蓄熱部材２は、第１蓄熱部材１と同様に中空の直方体状の容器２ａを有している。容器２ａ内には蓄熱材が溶解した蓄熱材溶液２ｂが充填され、蓄熱材溶液２ｂに不溶の過冷却防止材２ｃが容器２ａ内の底面に沈殿している。また、容器２ａの内容積のほぼ半分は空気２ｄで満たされている。本例では標準状態における、容器１ａと容器２ａの形状および内容積、蓄熱材溶液１ｂと蓄熱材溶液２ｂの容量および成分、過冷却防止材１ｃと過冷却防止材２ｃの沈殿量、空気１ｄと空気２ｄの体積は同一である。

蓄熱とは、熱を一時的に蓄え、必要に応じてその熱を取り出す技術をいう。蓄熱方式としては、顕熱蓄熱、潜熱蓄熱、化学蓄熱等があるが、本実施形態では、潜熱蓄熱を利用する。潜熱蓄熱は、物質の潜熱を利用して、物質の相変化の熱エネルギーを蓄える。潜熱蓄熱は、蓄熱密度が高く、出力温度が一定である。潜熱蓄熱を利用する蓄熱材溶液の材料には、氷（水）、パラフィン（一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２で表される飽和鎖式炭化水素の総称）、無機塩、無機塩水和物、包接水和物などが用いられる。

潜熱蓄熱材溶液の材料に用いられる無機塩水溶液として、塩化カリウム（ＫＣｌ）と塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）とを水に溶解した水溶液、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）と塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）とを水に溶解した水溶液等が挙げられるが、本実施形態において潜熱蓄熱材溶液はこれらの水溶液に限定されない。

潜熱蓄熱材溶液の材料に用いられる無機塩水和物として、硫酸ナトリウム十水和物（Ｎａ_２ＳＯ_４・１０Ｈ_２Ｏ）、酢酸ナトリウム三水和物、チオ硫酸ナトリウム五水和物、リン酸水素二ナトリウム十二水和物とリン酸水素二カリウム六水和物との二元系組成物（融解点５℃）、硝酸リチウム三水和物を主成分とする硝酸リチウム三水和物と塩化マグネシウム六水和物との二元系組成物（融解点８〜１２℃）又は硝酸リチウム三水和物−塩化マグネシウム六水和物−臭化マグネシウム六水和物の三元系組成物（融解点５．８〜９．７℃）等が挙げられるが、本実施形態において潜熱蓄熱材溶液の材料はこれらの無機塩水和物に限定されない。

潜熱蓄熱材溶液の材料に用いられて包接水和物に変化する塩として、臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）、塩化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＣ）等の四級アンモニウム塩があり、これらを水に溶解した水溶液を潜熱蓄熱材溶液として用いることができるが、本実施形態において潜熱蓄熱材溶液はこれらの水溶液に限定されない。

また、蓄熱材溶液はゲル化されていてもよい。ゲル化された蓄熱材溶液にはゲル化剤が含有されている。ゲルとは一般に、分子が部分的に架橋されることで三次元的な網目構造を形成し、その内部に溶媒を吸収し膨潤したものをいう。ゲルの組成はほぼ液相状態であるが、力学的には、固相状態となる。ゲル化した蓄熱材溶液は、固相と液相との間で相変化しても全体として固体状態を維持し、流動性を有しない。ゲル状の蓄熱材溶液は、相変化の前後で全体として固体状態を維持できるので取扱いが容易である。

ゲル化剤としては、ヒドロキシル基もしくはカルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基、アミド基を１つ以上備えた分子を用いた合成高分子、天然系多糖類又はゼラチン等が挙げられる。合成高分子としては、ポリアクリルアミド誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸誘導体等が挙げられる。天然系多糖類としては、寒天、アルギン酸、ファーセルラン、ペクチン、澱粉、キサンタンガム＋ローカストビーンガムの混合物、タマリンド種子ガム、ジュランガム、カラギーナン等が挙げられる。これらは、ゲル化剤の一例として挙げられるが、本実施形態においてゲル化剤はこれらに限定されない。

過冷却防止剤など難溶性物質を偏在させたゲルの作製方法として、例えば、蓄熱材と過冷却防止剤と蓄熱材に可溶なゲル化剤を容器に充填し、過冷却防止剤が沈降してからゲル化反応を開始することで過冷却防止剤が底部に偏在した状態で固定する方法や、過冷却防止剤を含むゲル化させた平板状の蓄熱材と過冷却防止剤を含まないゲル化させた平板状の蓄熱材を貼り合わせる方法があるが、本実施形態に用いるゲル化された蓄熱材を作製する方法は、これらに限られない。

過冷却防止材としては、アンモニウムミョウバン（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、カリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、四ホウ酸ナトリウム十水和物（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）、リン酸水素二ナトリウム十二水和物（Ｎａ_２ＨＰＯ_４・１２Ｈ_２Ｏ）および硫酸ナトリウム十水和物（Ｎａ_２ＳＯ_４・１０Ｈ_２Ｏ）等が挙げられる。これらは、過冷却防止材の一例として挙げられるが、本実施形態において過冷却防止材はこれらに限定されない。

容器１ａは、例えば、樹脂材料で形成されている。容器１ａに用いられる樹脂材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のプラスチック材料が挙げられる。容器１ａには、こられのプラスチック材料を射出成型やブロー成型等によって成型したプラスチック容器からなる硬質包装材、または溶液法、溶融法、カレンダー法等によって成膜されたプラスチックフィルムからなる軟質包装材が用いられる。容器１ａは、樹脂に限らずガラス、セラミック、金属等の無機材料を用いて形成されていてもよい。また、容器１ａは、繊維質（グラスウール、綿、セルロース、ナイロン、カーボンナノチューブ、炭素繊維等）、粉末（アルミナ粉末、金属粉末、マイクロカプセル等）及びその他改質剤が含まれていてもよい。

次に、図３を用いて、本実施例による保冷庫１０の構成について詳細に説明する。図３（ａ）は、直方体形状の保冷庫１０の開閉扉および対向壁部に平行な鉛直平面で切断した断面を扉側から奥側に向かって示している。図３（ｂ）は、直方体形状の保冷庫１０の開閉扉および対向壁部に直交し鉛直方向に平行な平面で切断した断面を扉側を左側にして示している。また図３（ｂ）では、開閉扉１６が閉じている状態を示している。

保冷庫１０は、定常運転時に外気温度（室温）より低い温度で貯蔵物を保管するために用いられる。保冷庫１０は設置状態で鉛直方向に高い直方体形状の保冷庫本体１２を有している。保冷庫本体１２の正面には長方形の開口が設けられている。長方形の開口を開口端として、保冷庫本体１２内に中空箱状の保冷室１４が設けられている。

保冷庫１０は保冷室１４を開閉する開閉扉１６を有している。開閉扉１６は正面の保冷室１４の開口端右側に不図示のヒンジ機構を介して開閉可能に取り付けられている。開閉扉１６は閉じた状態で保冷室１４の長方形開口を塞ぐ領域を備えた長方形平板形状を有している。また、開閉扉１６の長方形開口を含む外周囲との対面側には、扉閉鎖時に保冷室１４の密閉性を高めるためのドアパッキン１８が配置されている。ドアパッキン１８に用いられる代表的な材料として、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ネオプレン、ブチルゴム等の合成系ゴムが挙げられるが、本実施形態においてドアパッキンの材料はこられに限定されない。

保冷庫１０は、保冷室１４内に設置されて食品等の貯蔵物を載置する棚部材２０を有している。本例では、保冷室１４内の直方体空間を鉛直方向にほぼ２分割するように１枚の棚部材２０が設置されている。棚部材２０は、第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２を載置するための長方形平面が形成された蓄熱部材載置部３を有している。保冷室１４の左右の内壁には、水平対向位置に一対の棚受け（不図示）がそれぞれ設けられている。棚受けには、保冷庫１０の設置状態で蓄熱部材載置部３が鉛直方向に対して水平になるように棚部材２０の端部が載置されている。

第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２は、保冷庫１０の定常運転時において、蓄熱材溶液が固相及び液相間の相変化が可逆的に生じる相変化温度より低い温度に冷却されて固相状態に維持されている。第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の蓄熱材溶液の相変化温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定することができる。第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２は、停電等による冷却装置の作動停止時に冷熱を放射して保冷室１４内を冷却することができる。

本実施例では保冷庫１０の冷却方式としてファン式を用いている。保冷室１４外に配置された冷却器（不図示）により作られた冷気を吹出し口５に設けたファン（不図示）によって保冷室１４内に送風するようになっている。吹出し口５は開閉扉１６に対向する庫内奥側壁面に、蓄熱部材載置部３に載置された第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の上面より高い位置に配置されている。吹出し口５から送風される冷気は、第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の上面および通気路４を流通する。

保冷庫本体１２の内壁と外壁との間には断熱材３０が配置されている。また、開閉扉１６の内壁と外壁の間には断熱材３２が配置されている。断熱材３０、３２は、所定の温度に冷却されている保冷室１４に外部から熱が伝わらないように断熱するために配置されている。断熱材３０、３２は、繊維系断熱材（グラスウール等）や発泡樹脂系断熱材、真空断熱材等を用いて形成される。

保冷庫１０は、定常運転時に第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２を固相状態に維持しておき、停電などによる電力供給の遮断時に、第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２を入れ替える必要なくそのままの状態で、第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の潜熱を利用して、第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２が放射する冷熱により保冷室１４内を冷却する。

図４は、比較例に係る保冷庫１００の保冷室１４内の一部を示す斜視図である。比較例に係る蓄熱部材１´は図１に示す本実施例による第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２より幅広の薄板長方形形状をしている。蓄熱部材載置部３´は、蓄熱部材１´を載置できる長方形の平面形状を有している。

比較例に係る保冷庫１００は本実施例の保冷庫１０と同様の構成の保冷室１４を有している。すなわち、保冷室１４の奥側の壁部には冷却された空気を保冷室１４内に吹出す吹出し口５が設けられている。保冷庫１００の運転時には、図中破線の矢印Ｆで示すように吹出し口５から冷却された空気が吹出される。蓄熱部材載置部３´は、吹出し口５より下方で蓄熱部材１´を載置するように保冷室１４内に配置されている。このため、蓄熱部材１´の上面側が吹出し口５から吹出された冷気に晒される。蓄熱部材１´は、保冷室１４内の温度が所定温度未満の場合は吹出し口５から吹出された空気により冷却されて冷熱を蓄熱し、保冷室１４内の温度が所定温度以上の場合は蓄熱した冷熱を保冷室１４内へ放熱する。比較例の蓄熱部材１´は、中空の直方体状の容器１´ａを有している。容器１´ａ内には蓄熱材が溶解した蓄熱材溶液１´ｂが充填され、蓄熱材溶液１´ｂに不溶の過冷却防止材１´ｃが容器１´ａ内の底面に沈殿している。また、容器１´ａの内容積のほぼ半分は空気１´ｄで満たされている。

図５は、本実施例による第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２と比較例に係る蓄熱部材１´による冷却過程の相違を示している。図５（ａ）〜（ｄ）は、蓄熱部材載置部３上に載置された第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の断面を吹出し口５に向かって見た状態を示している。本例では説明を容易にするため、容器１ａ、２ａ内には空気１ｄ、２ｄの領域も蓄熱材溶液１ｂ、２ｂで満たされているものとする。つまり、容器１ａ、２ａ内底面に過冷却防止材１ｃ、２ｃが沈殿しており、残余の閉空間に蓄熱材溶液１ｂ、２ｂが充填されている。図５（ａ）に示すように、蓄熱部材載置部３上の右側に第１蓄熱部材１が載置され、左側に第２蓄熱部材２が載置されている。第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の間に通気路４が形成されている。

図５（ｂ）に示す下向きの太い矢印ｚは、不図示の吹出し口５から吹出された冷気が第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の上面および通気路４に流れ込んでいる状態を示している。図５（ｂ）〜（ｄ）は、吹出し口５からの冷気により第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２が冷却されていく状態を時系列で示している。図５（ｂ）は、吹出し口５からの冷気が通気路４に流れ込むことにより、容器１ａ、２ａの側面部から蓄熱材溶液１ｂ、２ｂおよび沈殿している過冷却防止材１ｃ、２ｃの冷却が開始された状態を示している。

第１蓄熱部材１の容器１ａ内の蓄熱材溶液１ｂと過冷却防止材１ｃは、通気路４に面する側面から右側の対向側面に向かって徐々に冷却が進んでいく。冷却の速度は容器１ａの上面と下面の界面で最も遅く界面から離れるに従って早くなるので、右側が凸の等温度曲線の温度分布となる。図において温度分布Ｄ１の温度範囲は温度分布Ｄ１より外側の領域の温度範囲より低く、温度分布Ｄ２の温度範囲は温度分布Ｄ２より外側の温度分布Ｄ１の温度範囲より低く、温度分布Ｄ３の温度範囲は温度分布Ｄ３より外側の温度分布Ｄ２の温度範囲より低い。温度分布Ｄ３の温度範囲は蓄熱材の相変化温度より低い温度になっている。

同様に第２蓄熱部材２の容器２ａ内の蓄熱材溶液２ｂと過冷却防止材２ｃは、通気路４に面する側面から左側の対向側面に向かって徐々に冷却が進んでいく。冷却の速度は容器２ａの上面と下面の界面で最も遅く界面から離れるに従って早くなるので、左側が凸の等温度曲線の温度分布となる。図において温度分布Ｄ１の温度範囲は温度分布Ｄ１より外側の領域の温度範囲より低く、温度分布Ｄ２の温度範囲は温度分布Ｄ２より外側の温度分布Ｄ１の温度範囲より低く、温度分布Ｄ３の温度範囲は温度分布Ｄ３より外側の温度分布Ｄ２の温度範囲より低い。温度分布Ｄ３の温度範囲は蓄熱材の相変化温度より低い温度になっている。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態よりさらに冷却が進み、過冷却防止材１ｃ、２ｃの沈殿層での温度分布Ｄ３の領域が拡がって、蓄熱材溶液が固相に相変化した固相領域Ｓが成長しつつある状態を示している。

図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態よりさらに冷却が進み、過冷却防止材１ｃ、２ｃの沈殿層での温度分布Ｄ３の領域が拡がって、蓄熱材溶液が固相に相変化した固相領域Ｓがさらに成長している状態を示している。

図５（ａ´）〜（ｄ´）は、蓄熱部材載置部３´上に載置された比較例に係る蓄熱部材１´の断面を吹出し口５に向かって見た状態を示している。本例では説明を容易にするため、容器１´ａ内には空気１´ｄの領域も蓄熱材溶液１´ｂで満たされているものとする。つまり、容器１´ａ内底面に過冷却防止材１´ｃが沈殿しており、残余の閉空間に蓄熱材溶液１´ｂが充填されている。図５（ａ´）〜（ｄ´）の各時点は、図５（ａ）〜（ｄ）の各時点に一致している。図５（ａ´）に示すように、蓄熱部材載置部３´上に比較例に係る蓄熱部材１´が載置されている。蓄熱部材１´には通気路は形成されていない。

図５（ｂ´）に示す下向きの太い矢印ｚは、不図示の吹出し口５から吹出された冷気が蓄熱部材１´の上面に流れ込んでいる状態を示している。図５（ｂ´）〜（ｄ´）は、吹出し口５からの冷気により蓄熱部材１´が冷却されていく状態を時系列で示している。図５（ｂ´）は、吹出し口５からの冷気が流れ込むことにより、容器１´ａの上面中央部から蓄熱材溶液１´ｂの冷却が開始された状態を示している。

蓄熱部材１´の容器１´ａ内の蓄熱材溶液１´ｂは容器１´ａの上面から対向下面に向かって徐々に冷却が進んでいく。冷却の速度は下側が凸の半楕円形の等温度曲線の温度分布となる。図において温度分布Ｄ１の温度範囲は温度分布Ｄ１より外側の領域の温度範囲より低く、温度分布Ｄ２の温度範囲は温度分布Ｄ２より外側の温度分布Ｄ１の温度範囲より低く、温度分布Ｄ３の温度範囲は温度分布Ｄ３より外側の温度分布Ｄ２の温度範囲より低い。温度分布Ｄ３の温度範囲は蓄熱材の相変化温度より低い温度になっている。固相への相変化の核となる過冷却防止材１´ｃは容器１´ａ内の底面に沈殿しているため、比較例の構成では、冷却が開始されても温度分布Ｄ３の領域が過冷却防止材１´ｃに到達するのには相当の時間経過が必要となる。

図５（ｃ´）は、図５（ｂ´）の状態よりさらに冷却が進み、温度分布Ｄ３の領域が拡がっているが、過冷却防止材１´ｃの沈殿層までは達していない。

図５（ｄ´）は、図５（ｃ´）の状態よりさらに冷却が進み、漸く過冷却防止材１´ｃの沈殿層にまで温度分布Ｄ３の領域が到達して、蓄熱材溶液が固相に相変化した固相領域Ｓが成長しつつある状態を示している。

このように、本実施例による保冷庫１０では、吹出し口５から吹き降ろされる冷気の吹出し方向に沿う通気路４が形成されるように第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２を離間させて蓄熱部材載置部３に載置しているので、吹出し口５からの冷気が通気路４を介して直接的に過冷却防止材１ｃ、２ｃを冷却することができるので、通気路４のない比較例に係る保冷庫１００より早く確実に蓄熱材溶液１ｂ、２ｂを固相に変化させることができる。

図６は、本実施例による第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２と比較例に係る蓄熱部材１´との冷却性能を比較した実験結果を示している。実験において、第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の容器１ａ、２ａの寸法は、長辺の長さが３０ｃｍであり、短辺の長さが１５ｃｍであり、厚さが２．５ｃｍである。比較例に係る蓄熱部材１´の容器１´ａは、長辺の長さが４０ｃｍであり、短辺の長さが３０ｃｍであり、厚さが２．０ｃｍである。また、第１蓄熱部材１の蓄熱材溶液１ｂの成分割合と、第２蓄熱部材２の蓄熱材溶液２ｂおよび比較例に係る蓄熱部材１´の蓄熱材溶液１´ｂの成分割合は同一であり、ＴＢＡＢ（臭化テトラブチルアンモニウム）が３５ｗｔ％、四ホウ酸ナトリウムが２ｗｔ％、水が６３ｗｔ％であり総量は１ｋｇである。また、蓄熱材溶液の相変化温度は９℃である。

測定条件は、室温が３０℃であり、庫内温度は、庫内中央部の温度を測定している。また、冷却開始時点は庫内温度が２０℃にまで低下した時点としている。蓄熱部材の配置位置は、最上部棚上（フレッシュケースの底部）とし、蓄熱部材の温度は容器底部で測定している。

図６は、冷却開始時点から１０時間経過時点までの温度変化を示すグラフである。縦軸は温度（℃）を表し、横軸は経過時間（時間）を表している。横軸では冷却開始時点を０時としている。また、図中の点線の曲線（ａ）は本実施例に係る保冷庫１の保冷室１４の庫内温度の変化を示し、実線の曲線（ｂ）は本実施例に係る第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の冷却性能を示している。図中の破線の曲線（ｃ）は比較例に係る保冷庫１００の保冷室１４の庫内温度の変化を示し、一点鎖線の曲線（ｄ）は比較例に係る蓄熱部材１´の冷却性能を示している。図中横に延びる破線の直線は温度が９℃の位置を示している。

図６の（Ａ）は、本実施例に係る第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２が最低温度（本例では、３．９℃）に到達して凍結を開始した時点を示している。冷却開始時点から凍結開始時点に至るのに１９５分を要している。また、図６の（Ｃ）は、本実施例に係る第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の蓄熱材溶液１ｂ、２ｂが凍結完了した時点（固相への変化が完了して第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の温度が９℃以下になる時点）を示している。冷却開始時点から凍結完了時点に至るのに４２５分を要している。従って、凍結に要する時間は、凍結開始時点から凍結完了時点までの時間の２３０分である。

一方、図６の（Ｂ）は、比較例に係る蓄熱部材１´が最低温度（本例では、５．０℃）に到達して凍結を開始した時点を示している。冷却開始時点から凍結開始時点に至るのに２６８分を要している。また、図６の（Ｄ）は、比較例に係る蓄熱部材１´の蓄熱材溶液１´ｂが凍結完了した時点（固相への変化が完了して蓄熱部材１´の温度が９℃以下になる時点）を示している。冷却開始時点から凍結完了時点に至るのに５４２分を要している。従って、凍結に要する時間は、凍結開始時点から凍結完了時点までの時間の２７４分である。

このように、本実施例による保冷庫１０の第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の方が、比較例に係る保冷庫１００の蓄熱部材１´より４４分程度早く凍結が完了している。また、凍結後の顕熱放熱による蓄熱材溶液（固相）の温度低下も、本実施例による保冷庫１０の第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の方が比較例に係る保冷庫１００の蓄熱部材１´より早くなっている。

過冷却防止材を核として蓄熱材溶液の凍結が始まるため、過冷却防止材が容器内で沈殿していると、容器１´ａの上面側から冷却する比較例に係る保冷庫１００の構成では蓄熱材溶液１´ｂを凍結させるのに長時間を要してしまう。本実施例によれば、第１蓄熱部材１および第２蓄熱部材２の側面に吹出し口５からの冷気を流通させる通気路４を設けることで過冷却防止材１ｃ、２ｃの近傍を優先的に冷却することができるので、蓄熱材溶液１ｂ、２ｂの凍結を早く開始させることができる。本実施例によれば、蓄熱材溶液１ｂ、２ｂを早く凍らせることができるので、例えば、突発的な停電にも十分対応することができる。

本実施例に示したように、容器内部の上部の全面もしくは少なくとも一部に空気が存在する場合は、同空気が断熱的な役割を果たし、容器上部からの冷却を阻害する。そのため、本実施例に示した比較例の形態では、上部から冷却が進むため、蓄熱材の凍結開始、および完了にかかるまでの時間が空気が存在しない場合に比べさらにかかる。一方本実施例では、側面から冷却が進むため、空気が存在し上部からの冷却が阻害されていても、ほとんど遅延なく凍結が進む。

（実施例２）
図７（ａ）は、実施例２に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ａ）に示す構成は、容器１ａの下面の四隅に突起部を設けて蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に隙間を設け、当該隙間に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例３）
図７（ｂ）は、実施例３に係る第１蓄熱部材１を蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。図７（ｂ）に示す構成は、容器１ａの下面の四隅に突起部を設け、当該突起部内にも蓄熱材溶液が充填されている。こうすることにより蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができるとともに、突起部内に過冷却防止材が溜まり易くなるのでより早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例４）
図７（ｃ）は、実施例４に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｃ）に示す構成は、容器１ａの下面で吹出し口５からの冷気の流通方向に沿う対向端辺に突起部を設けて蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に隙間を設け、蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

(実施例５)
図７（ｄ）は、実施例５に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｄ）に示す構成は、容器１ａの下面で吹出し口５からの冷気の流通方向に沿う２本の平行で容器内方に凹の凹部を設けて蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。また、当該凹部以外の底面は凸状となるので、当該凸状部に過冷却防止材が溜まり易くなり、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例６）
図７（ｅ）は、実施例６に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｅ）に示す構成は、容器１ａの上面で吹出し口５からの冷気の流通方向に沿う２本の平行した凹部を設けて第１蓄熱部材１の上面に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例７）
図７（ｆ）は、実施例７に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｆ）に示す構成は、容器１ａの上面から下面に貫通する２本の貫通孔を設けており、吹出し口５から吹出される冷気を当該貫通孔に流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例８）
図７（ｇ）は、実施例８に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｇ）に示す構成は、容器１ａの上面で吹出し口５からの冷気の流通方向に沿う２本の平行して両端まで延びる凹部を設けて第１蓄熱部材１の上面に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例９）
図７（ｈ）は、実施例９に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｈ）に示す構成は、容器１ａの下面で吹出し口５からの冷気の流通方向に沿う対向端辺に凹部１ｌを設けて蓄熱部材載置部３上面に設けた係止爪３ａを凹部１ｌに係止させて第１蓄熱部材１を蓄熱部材載置部に固定することができる。さらに、蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に空間を設けることにより吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例１０）
図７（ｉ）は、実施例１０に係る第１蓄熱部材１の平面を示し、その右方と下方にそれぞれ蓄熱部材載置部３に載置した状態の側面を示している。また、吹出し口５からの冷気の流通方向を太い矢印で示している。図７（ｈ）に示す構成は、容器１ａの下面の四隅に凹部１ｍを設けて蓄熱部材載置部３上面に設けた四つの凸部３ｂを当該凹部１ｍに対応させて第１蓄熱部材１を蓄熱部材載置部に固定することができる。さらに、蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に空間を設けることにより吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例１１）
図７（ｊ）の上段は、実施例１１に係る第１蓄熱部材１の側面図であり、下段は、実施例１１の変形例１に係る第１蓄熱部材１の側面図である。実施例１１と変形例１は共に容器１ａの底面部の厚さを相対的に薄く形成して底面部からの冷熱を容器１ａ内部に伝達し易くしている。実施例１１は容器１ａ底面全体が蓄熱部材載置部３の上面に接触しており、蓄熱部材載置部３上面からの冷熱を直接容器１ａ底面で受けて容器１ａ内部に伝達している。変形例１は、容器１ａ底面の四隅に突起部を設けており、蓄熱部材載置部３上面と第１蓄熱部材１の下面との間に吹出し口５から吹出される冷気を流通させることができる。こうすることにより、より早く確実に過冷却防止材が沈殿している領域を冷却することができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

（実施例１２）
図７（ｋ）の上段は、実施例１２に係る第１蓄熱部材１の側面図であり、下段は、実施例１２の変形例２に係る第１蓄熱部材１の側面図である。実施例１２は容器１ａの底面部に熱伝導性の高い材料（例えば、金属、金属フィラ混入樹脂）を用いている。変形例２は、底部を含む側面に熱伝導性の高い材料を用いている。これらにより、底面部からの冷熱を容器１ａ内部に伝達し易くすることができる。なお、図示は省略しているが、第２蓄熱部材２も同様の構成が適用可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、通気路を介して蓄熱部材の容器の底部もしくは側面下部を冷却することができるので、過冷却防止材が容器内に沈殿している場合であっても、早く確実に過冷却防止材を核とした凍結を開始することができるようになる。また、複数の蓄熱材容器を使用することで、蓄熱容器を成型しやすくなるという効果も生じる。さらに、蓄熱材容器の肉厚を薄くすることができるので、従来よりさらに冷却性能を向上させることができるようになる。また、不透明な蓄熱容器または蓄熱材溶液であっても通気路を通して光を下方に導光できるので、蓄熱部材より下方の庫内下側を暗くせずに済むようになる。さらに、蓄熱部材の容器の表面積に関し側面部を含めた全体の表面積を拡げることができるので、保冷性に優れる蓄熱部材を実現できる。

本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記実施の形態では、第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の長辺側の側面部を対向させて通気路４を形成しているが本発明はこれに限られない。例えば、短辺側の側面部を対向させて通気路４を形成するようにしてもよい。また、第１蓄熱部材１と第２蓄熱部材２の形状は薄板正方形状であってもよい。

また、上記実施の形態では、蓄熱部材載置部３上面に２個の蓄熱部材を並設しているが、本発明はこれに限られない。例えば、３個以上の蓄熱部材を並設して２つ以上の通気路を設けるようにしてももちろんよい。

なお、上述の各実施例に記載されている技術的特徴（構成要件）は相互に組合せ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、蓄熱部材を備えた冷蔵庫等において広く利用可能である。

１第１蓄熱部材
２第２蓄熱部材
３蓄熱部材載置部
４通気路
５吹出し口
１０保冷庫
１４保冷室
１６開閉扉

Claims

保冷室と、
冷却された空気を前記保冷室内に吹出す吹出し口と、
前記保冷室内の温度が所定温度未満の場合は前記吹出し口から吹出された前記空気により冷却されて冷熱を蓄熱し、前記保冷室内の温度が前記所定温度以上の場合は蓄熱した前記冷熱を前記保冷室内へ放熱する第１蓄熱部材および第２蓄熱部材と、
前記吹出し口から吹出される前記空気の吹出し方向に沿う通気路が形成されるように前記第１蓄熱部材と前記第２蓄熱部材を離間させて載置する蓄熱部材載置部と
を有することを特徴とする保冷庫。
請求項１に記載の保冷庫であって、
前記第１蓄熱部材および前記第２蓄熱部材は、
蓄熱材が溶解した蓄熱材溶液と、
前記蓄熱材溶液を収容する容器と、
前記容器内で沈殿する固体の過冷却防止材とを有すること
を特徴とする保冷庫。
請求項２に記載の保冷庫であって、
前記蓄熱部材載置部は、
前記吹出し口より下方で前記第１蓄熱部材および前記第２蓄熱部材を載置すること
を特徴とする保冷庫。
請求項２または３に記載の保冷庫であって、
前記第１蓄熱部材および前記第２蓄熱部材の下面と前記蓄熱材載置部の上面との間に、前記吹出し口から吹出される前記空気が流通する隙間が設けられていること
を特徴とする保冷庫。