JP2016090135A - Cooling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device.
従来、気固反応蓄熱材が収容される反応器と、気固反応蓄熱材と反応する気体状の作動媒体を発生させる液体状の作動媒体が供給される蒸発器とが、バルブを介して配管で接続された冷却装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a reactor in which a gas-solid reaction heat storage material is accommodated and an evaporator to which a liquid working medium that generates a gaseous working medium that reacts with the gas-solid reaction heat storage material is supplied via a valve. Is known (see, for example, Patent Document 1).
係る冷却装置では、蒸発器で液体状の作動媒体を気化させ、気体状となった作動媒体を気固反応蓄熱材に吸着させることで蒸発器を気化熱で冷却し、保冷ボックス内に設けられた送風機により保冷ボックス内の空気を冷却している。 In such a cooling apparatus, a liquid working medium is vaporized by an evaporator, and the vaporized working medium is adsorbed to a gas-solid reaction heat storage material to cool the evaporator with heat of vaporization, and is provided in a cold box. The air in the cool box is cooled by the blower.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、商用冷蔵ショーケース等の冷却負荷が大きい場合、冷却空気を介して被冷却物を冷却するため、冷却エネルギーのロスが発生する。また、蒸発器に供給される液体状の作動媒体が枯渇するのを抑制するために、蒸発器の容量を大きくする必要がある。
However, in the technique described in
そこで、本発明の一つの案では、蒸発器の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる冷却装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling device that can continuously perform cooling with a large load without increasing the capacity of the evaporator.
一つの案では、陳列棚筐体の内部において、高さ方向に第1の接続管を介して互いに接続された液体状の作動媒体を気化する複数の蒸発器と、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器と第2の接続管及び第1のバルブを介して接続され、前記気化された気体状の作動媒体と反応する気固反応蓄熱材が収容された反応器と、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器、又は前記第2の接続管に接続され、前記複数の蒸発器に液体状の作動媒体を供給する液体供給管とを有し、液体状の作動媒体は、前記第1の接続管を介して、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器から最下段に位置する蒸発器まで順に供給される、冷却装置が提供される。 In one proposal, a plurality of evaporators for vaporizing a liquid working medium connected to each other via a first connecting pipe in the height direction inside the display shelf housing, and among the plurality of evaporators, A reactor that is connected to the evaporator located in the uppermost stage via a second connecting pipe and a first valve, and that contains a gas-solid reaction heat storage material that reacts with the vaporized gaseous working medium; An evaporator located at the uppermost stage among a plurality of evaporators, or a liquid supply pipe connected to the second connecting pipe and supplying a liquid working medium to the plurality of evaporators, A cooling device is provided in which the working medium is sequentially supplied from the evaporator located at the uppermost stage to the evaporator located at the lowermost stage among the plurality of evaporators via the first connection pipe.
一態様によれば、蒸発器の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる冷却装置を提供することができる。 According to one aspect, it is possible to provide a cooling device capable of continuously performing cooling with a large load without increasing the capacity of the evaporator.
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る冷却装置の構成について、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに適用した場合を例に挙げて、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。
(First embodiment)
The configuration of the cooling device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, taking as an example a case where it is applied to an open showcase-type refrigerated showcase. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cooling device according to the first embodiment of the present invention.
本発明の第1実施形態に係る冷却装置は、上段陳列棚部110と、下段陳列棚部120と、作動媒体収納容器130と、反応器140と、作動媒体液体受け容器150と、第1の接続管160と、第2の接続管170と、制御装置190とを有する。
The cooling device according to the first embodiment of the present invention includes an upper
上段陳列棚部110は、前面開口の断面略コ字状の陳列棚筐体101の開口の内側に取り付けられている。より具体的には、陳列棚筐体101の開口の内側には、複数の棚設置部102が設けられており、上段陳列棚部110を取り付ける棚設置部102の位置を任意に選択することで、上段陳列棚部110の取付位置が調整可能となっている。上段陳列棚部110は、被冷却物が陳列される陳列棚天板111と、陳列棚天板111の下面に接するように設けられた蒸発器112とを有する。
The upper
陳列棚天板111は、被冷却物が陳列される板である。陳列棚天板111を構成する材料としては、真空保持が可能であり、耐腐食性があれば特に限定されないが、蒸発器112と被冷却物との間の熱伝導性を高めるという観点から、銅、アルミニウム等の高伝熱性材料(熱良導体)であることが好ましい。
The display
蒸発器112は、第1の接続管160を介して後述する下段陳列棚部120の蒸発器122と接続され、第2の接続管170を介して作動媒体収納容器130及び反応器140と接続されている。蒸発器112には、作動媒体収納容器130から液体状の作動媒体(以下「作動媒体液体10」という。)が供給される。
The
蒸発器112としては、リブ加工、波板構造等の耐真空強度を有する構造であることが好ましい。蒸発器112を構成する材料としては、熱伝導性を高めるという観点から、腐食、真空保持等に影響がない場合には、銅、アルミニウム等の高伝熱性材料(熱良導体)であることが好ましい。蒸発器112の内部構造としては、気体流路及び液体流路が確保されていれば特に限定されず、フィン等の伝熱構造が含まれていてもよい。
The
蒸発器112の内壁面のうち陳列棚天板111と接する側の面112aは、蒸発器112の内部に効率よく作動媒体液体10を供給するという観点から、第2の接続管170との接続部側から上段陳列棚部110の先端に向かって下方に傾斜していることが好ましい。また、傾斜した面112aには、毛管現象により作動媒体液体10を移動させるウィック113が設けられていることが好ましい。
Of the inner wall surface of the
ウィック113は、液体を浸透輸送できるものである。ウィック113としては、例えば紙、布、不織布、炭素繊維布、金属不織布、金属メッシュ、金属多孔体を用いることができるが、劣化、腐食、脱ガスがなく、伝熱性能が高いという観点から、炭素繊維又は金属材料であることが好ましい。
The
また、蒸発器112の内部には、作動媒体液体10を溜めることができる液溜り部114が設けられていることが好ましい。これにより、作動媒体液体10の供給が連続的に行われなくても蒸発器112内に作動媒体液体10を保持でき、冷却能力を維持することができる。
Further, it is preferable that a
液溜り部114は、少なくとも一部分においてウィック113と接するように設けられていることが好ましい。これにより、作動媒体液体10の供給が連続的に行われなくてもウィック113に作動媒体液体10を供給し濡れた状態を維持し、ウィック113面からの蒸発による冷却を維持することができる。
The
下段陳列棚部120は、前面開口の断面略コ字状の陳列棚筐体101の開口の内側に、上段陳列棚部110の下方に位置するように取り付けられている。下段陳列棚部120は、上段陳列棚部110と同様の構成とすることができ、陳列棚天板121と、蒸発器122とを有する。
The
蒸発器122は、第1の接続管160を介して蒸発器112及び作動媒体液体受け容器150と接続されている。また、蒸発器122の内部には、ウィック123と、液溜り部124とが設けられていることが好ましい。
The
作動媒体収納容器130は、作動媒体液体10が充填(収納)されるタンクである。作動媒体収納容器130は、上段陳列棚部110よりも上方、例えば陳列棚筐体101の上部に配置され、液体供給管131及び液体供給バルブV1を介して、蒸発器112又は蒸発器112に接続された第2の接続管170と接続されている。
The working
なお、液体供給管131が蒸発器112と接続されている場合には、液体供給管131は蒸発器112の内壁面のうち陳列棚天板111と接する側の面112aに設けられているウィック113と接するように接続されていることが好ましい。これにより、作動媒体収納容器130から液体供給管131を介して供給される作動媒体液体10が効率よく蒸発器112に供給される。
When the
また、作動媒体収納容器130は、メンテナンス用液体供給バルブV2を介してメンテナンス用液体補充口132と接続されている。そして、作動媒体収納容器130には、メンテナンス用液体補充口132から作動媒体液体10が供給される。
The working
また、作動媒体収納容器130は、第2の接続管170及びメンテナンス用気体流通バルブV3を介してメンテナンス用真空排気口133が接続されている。そして、メンテナンス用真空排気口133により、作動媒体収納容器130の内部が排気可能となっている。
The working
作動媒体液体10としては、気固反応蓄熱材141と反応するものであれば特に限定されないが、例えば水、アルコールが挙げられる。また、作動媒体液体10としては、気化冷却により凍結することを抑制するという観点から、溶質を混合させて凝固点を降下させたものを用いてもよい。具体的には、作動媒体液体10が水である場合、溶質としては、例えば塩化カルシウム、エチレングリコールを用いることができる。なお、作動媒体液体10に溶質を混合させることで、凝固点を降下させている場合には、蒸発器112、122の内部での濃縮を抑制するという観点から、蒸発器112、122の内部に液溜り部114、124を有していない構造とすることもできる。
The working
反応器140は、第2の接続管170、気体流通バルブV4及び反応器バルブV5を介して、蒸発器112と接続されている。また、反応器140は、第2の接続管170、メンテナンス用気体流通バルブV3、メンテナンス用気体流通バルブV6及び反応器バルブV5を介して、作動媒体収納容器130と接続されている。また、反応器140は、第2の接続管170、反応器バルブV5及びメンテナンス用気体流通バルブV6を介して、メンテナンス用真空排気口133と接続されている。
The
また、反応器140には、気体状の作動媒体(以下「作動媒体気体」という。)と反応する気固反応蓄熱材141が収容されている。
The
気固反応蓄熱材141は、作動媒体気体を吸着する。気固反応蓄熱材141としては、例えば活性炭、シリカゲル、ゼオライト等の吸着材、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム等の化学蓄熱材を用いることができる。
The gas-solid reaction
作動媒体液体受け容器150は、下段陳列棚部120の下方に設けられ、第1の接続管160を介して蒸発器122と接続されている。作動媒体液体受け容器150には、蒸発器122から溢れた作動媒体液体10が溜められる。
The working medium
第1の接続管160は、蒸発器112と蒸発器122との間、及び蒸発器122と作動媒体液体受け容器150との間を接続する気体流路である。第1の接続管160は、可撓性及びある程度の伸縮性を持つベローズ配管で構成されていることが好ましい。これにより、上段陳列棚部110及び下段陳列棚部120の棚設置部102への設置が容易となる。また、ベローズ配管の伸縮範囲であれば第1の接続管160を変更することなく、上段陳列棚部110及び下段陳列棚部120の取付位置を変更することができる。
The first connecting
第1の接続管160の蒸発器122との接続部近傍の内部には、第1の接続管160の内部を滴下する作動媒体液体10を蒸発器122に誘導するための滴下液誘導部161が設けられていることが好ましい。滴下液誘導部161としては、後述する第2の接続管170の内部に設けられる滴下液誘導部171と同様の構成とすることができる。
In the vicinity of the connection portion of the
第2の接続管170は、蒸発器112と作動媒体収納容器130及び反応器140との間、及び作動媒体収納容器130と反応器140との間を接続する気体流路である。
The
第2の接続管170の蒸発器112との接続部近傍の内部には、第2の接続管170の内部を滴下する作動媒体液体10を蒸発器112に誘導するための滴下液誘導部171が設けられていることが好ましい。
In the vicinity of the connection portion between the
滴下液誘導部171について、図2を参照しながら説明する。
The dripping
図2は、本発明の第1実施形態に係る冷却装置における蒸発器と接続管との接続部近傍を拡大した図である。より具体的には、図2(a)及び図2(b)は冷却装置における蒸発器と接続管との接続部近傍を拡大した概略断面図であり、図2(c)は図2(b)における滴下液誘導部の平面図である。なお、図2(a)及び図2(b)における矢印は、作動媒体液体10の流れを示す。
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the connection portion between the evaporator and the connection pipe in the cooling device according to the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b) are schematic cross-sectional views in which the vicinity of the connection portion between the evaporator and the connection pipe in the cooling device is enlarged, and FIG. 2 (c) is FIG. FIG. The arrows in FIGS. 2A and 2B indicate the flow of the working
滴下液誘導部171としては、図2(a)に示すように、ウィック171aを第2の接続管170の内管壁に設けることで作動媒体液体10の流路を形成するものが好ましい。また、滴下液誘導部171としては、図2(c)に示すように、断面Cリング状の部材171bを図2(b)に示すように、第2の接続管170の内管壁に設けることで作動媒体液体10の流路を形成するものが好ましい。
As the dripping
制御装置190は、液体供給バルブV1、メンテナンス用液体供給バルブV2、メンテナンス用気体流通バルブV3、気体流通バルブV4、反応器バルブV5及びメンテナンス用気体流通バルブV6の開閉動作を制御する。制御装置190は、例えば蓄電池191から電源供給されることにより動作する。また、液体供給バルブV1、メンテナンス用液体供給バルブV2、メンテナンス用気体流通バルブV3、気体流通バルブV4、反応器バルブV5及びメンテナンス用気体流通バルブV6は、例えば蓄電池191から電源供給されることにより動作する。
The control device 190 controls opening and closing operations of the liquid supply valve V1, the maintenance liquid supply valve V2, the maintenance gas flow valve V3, the gas flow valve V4, the reactor valve V5, and the maintenance gas flow valve V6. The control device 190 operates when power is supplied from, for example, the
次に、本発明の第1実施形態に係る冷却装置の動作について、図1を参照しながら説明する。 Next, the operation of the cooling device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
以下では、作動媒体液体10として水、気固反応蓄熱材141として塩化カルシウムを用いた場合について説明するが、本発明はこの点において限定されるものではない。また、塩化カルシウムは、無水物、1水物、2水物、4水物、6水物の形態をとるが、第1実施形態では、蓄熱状態を無水物とし、水蒸気との水和反応により4水物になるとして説明する。
Below, although the case where water is used as the working
まず、制御装置190は、液体供給バルブV1を開く。これにより、作動媒体収納容器130に充填されていた水が、液体供給管131を介して、蒸発器112に接続された第2の接続管170に供給される(図中、矢印「a1」及び「a2」で示す。)。第2の接続管170に供給された水は、第2の接続管170の内管壁を伝って蒸発器112の内壁上部に設けられたウィック113に供給される(図中、矢印「a3」で示す。)。
First, the control device 190 opens the liquid supply valve V1. Thereby, the water filled in the working
このとき、蒸発器112の内壁面のうち陳列棚天板111と接する側の面は、第2の接続管170との接続部側から上段陳列棚部110の先端に向かって下方に傾斜している。このため、水はウィック113に含浸させられながら蒸発器112の内壁面のうち陳列棚天板111と接する側の面を伝い、上段陳列棚部110の先端まで流れ、蒸発器112下部のウィック113の端部が浸る浅い液溜り部114に流れる。
At this time, the surface of the inner wall surface of the
液溜り部114から溢れた水は、蒸発器112下部と第1の接続管160との接続部から第1の接続管160へと流れる(図中、矢印「a4」及び「a5」で示す。)。第1の接続管160に流れてきた水は、第1の接続管160の内管壁を伝って蒸発器122の内壁上部に設けられたウィック123に供給される(図中、矢印「a6」及び「a7」で示す。)。
The water overflowing from the
ウィック123に供給された水は、ウィック123に含浸させられながら蒸発器122の内壁面のうち陳列棚天板121と接する側の面を伝い、下段陳列棚部120の先端まで流れ、蒸発器122下部のウィック123の端部が浸る浅い液溜り部124に流れる。
The water supplied to the
液溜り部124から溢れた水は、蒸発器122下部と第1の接続管160との接続部から下方へと流れ、第1の接続管160の内管壁を伝って、作動媒体液体受け容器150に溜められる(図中、矢印「a8」及び「a9」で示す。)。
The water overflowing from the
制御装置190は、蒸発器112、122の内部に十分な水が供給された後、液体供給バルブV1を閉じる。
The control device 190 closes the liquid supply valve V <b> 1 after sufficient water is supplied into the
なお、図1では、説明の簡略化のため、高さ方向に2段の蒸発器(蒸発器112及び蒸発器122)が設けられている構成について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではない。例えば陳列棚部の数に応じて蒸発器の段数を設定することができ、係る場合、最上段の蒸発器に供給された作動媒体液体10は、第1の接続管160を介して上段の蒸発器から下段の蒸発器へとカスケード状に供給される。蒸発器の段数を変更は、蒸発器の数、第1の接続管160の長さ及び数を変更することによって実現される。
For the sake of simplicity, FIG. 1 illustrates a configuration in which two stages of evaporators (
また、蒸発器122から溢れた水は作動媒体液体受け容器150に溜められるため、過剰な水の供給が起こった場合であっても、下段陳列棚部120の蒸発器112内部が水で満たされることはない。
Further, since the water overflowing from the
続いて、制御装置190は、気体流通バルブV4を開く。これにより、蒸発器112、122の内部の水蒸気が第1の接続管160及び第2の接続管170を介して反応器140へと移動する(図中、矢印「A」で示す。)。反応器140へと移動した水蒸気は、反応器140内に充填された無水塩化カルシウムと反応する。なお、反応器バルブV5はメンテナンスの際に用いるバルブであり、予め開放してある。
Subsequently, the control device 190 opens the gas flow valve V4. Thereby, the water vapor inside the
このとき、第1の接続管160及び第2の接続管170の内部の水蒸気が塩化カルシウムと反応し、系内の水蒸気圧が低下するため、蒸発器112、122の内部の水は蒸発する。すなわち、蒸発潜熱により、蒸発器112、122と熱接触した陳列棚天板111、121を冷やすことができる。結果として、陳列棚天板111、121に陳列された被冷却物を冷却することができる。
At this time, the water vapor inside the first connecting
蒸発器112、122の内部での水の蒸発は、ウィック113、123及び液溜め部114、124で起こるため、効率よく蒸発器112、122及び陳列棚天板111、121を冷却することができる。液体供給バルブV1の開閉と気体流通バルブV4の開放とは同時であってもよく、同時でなくてもよい。
Since the evaporation of water inside the
また、冷却運転の開始の段階において、蒸発器112、122の内部に十分な水が保持されている場合には、作動媒体収納容器130からの液体の供給を行わなくてもよい。
Further, when sufficient water is held in the
また、塩化カルシウムは水和により発熱し、除熱しないと水和が進行しなくなるため、反応器140の外装にフィンをつける、地面と熱的に接触させる等の方法により、除熱を促進させることが好ましい。また、加熱された反応器140に人が触れないようにするために、接触防止部材を取り付けることが好ましい。
In addition, calcium chloride generates heat due to hydration, and hydration does not proceed unless the heat is removed. Therefore, heat removal is promoted by a method such as attaching a fin to the exterior of the
また、制御装置190は、冷却運転の動作中に液体供給バルブV1を適宜開くことで、蒸発器112、122に水が供給されるため、蒸発器112、122の内部の水を枯渇させることなく、冷却を連続的に行うことができる。
In addition, since the controller 190 appropriately opens the liquid supply valve V1 during the cooling operation to supply water to the
続いて、制御装置190が気体流通バルブV4を閉じることにより、水蒸気移動を停止し、冷却運転が停止される。 Subsequently, when the control device 190 closes the gas flow valve V4, the water vapor movement is stopped and the cooling operation is stopped.
冷却運転の停止後、塩化カルシウムの水和反応が完全に進行せず、水和能力が十分に残っている場合には、上述の手順を再度行うことで、引き続き冷却運転が可能である。一方、塩化カルシウムの水和反応が進み、引き続き冷却運転を行うために必要な水和能力が不足する場合には、メンテナンスを行うことで再び冷却運転を行うことができる。 If the hydration reaction of calcium chloride does not proceed completely after the cooling operation is stopped and sufficient hydration ability remains, the cooling operation can be continued by performing the above procedure again. On the other hand, when the hydration reaction of calcium chloride proceeds and the hydration capacity necessary for continuing the cooling operation is insufficient, the cooling operation can be performed again by performing maintenance.
メンテナンスとしては、まず、液体供給バルブV1及びメンテナンス用液体供給バルブV2を閉じた状態で、その他のバルブを開放させることで系内を大気開放する。続いて、作動媒体液体受け容器150を取りはずし、作動媒体液体受け容器150に溜まった水を除去した後、再び作動媒体液体受け容器150を取り付ける。
As maintenance, first, with the liquid supply valve V1 and the maintenance liquid supply valve V2 closed, the system is opened to the atmosphere by opening other valves. Subsequently, the working medium
続いて、メンテナンス用液体供給バルブV2を開き、メンテナンス用液体補充口132から作動媒体収納容器130に水を充填した後、メンテナンス用液体供給バルブV2を閉める。作動媒体収納容器130に充填される水は、予め真空引きされ、溶解ガスが脱気されていることが好ましい。
Subsequently, the maintenance liquid supply valve V2 is opened, the working
続いて、メンテナンス用気体流通バルブV3と気体流通バルブV4を閉じ、水和反応が進行した塩化カルシウムの入った反応器140を無水塩化カルシウムの入った反応器140と交換する。反応器140の交換後、メンテナンス用真空排気口133から真空ポンプ等により反応器140の内部を真空引きし、反応器バルブV5を閉じる。
Subsequently, the maintenance gas flow valve V3 and the gas flow valve V4 are closed, and the
続いて、メンテナンス用気体流通バルブV3と気体流通バルブV4を開き、反応器140以外の系内の真空引きを行った後、全てのバルブを閉じることでメンテナンスは終了し、再度冷却することができるようになる。
Subsequently, the maintenance gas flow valve V3 and the gas flow valve V4 are opened, and after evacuation in the system other than the
なお、前述の冷却装置の動作では、制御装置190によってバルブの開閉が行われる構成としたが、本発明はこの点において限定されるものではなく、手動によってバルブの開閉が行われる構成であってもよい。手動によってバルブの開閉を行う場合には、作業者がバルブの開閉を容易に行うことができるようにバルブの取り付け位置を決定することが好ましい。 In the above-described operation of the cooling device, the valve is opened and closed by the control device 190. However, the present invention is not limited in this respect, and the valve is manually opened and closed. Also good. When manually opening and closing the valve, it is preferable to determine the mounting position of the valve so that the operator can easily open and close the valve.
以上に説明したように、本発明の第1実施形態に係る冷却装置によれば、作動媒体液体10は、液体供給管131を介して最上段に位置する蒸発器112に供給され、第1の接続管160を介して最上段に位置する蒸発器112から最下段に位置する蒸発器122まで順に供給される。このため、蒸発器112、122の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる。また、複数段の陳列棚部を同時に冷却することができる。
As described above, according to the cooling device according to the first embodiment of the present invention, the working
また、本発明の第1実施形態に係る冷却装置によれば、第1の接続管160を介して、蒸発器112と蒸発器122とが接続されている。また、液体供給管131を介して、蒸発器112と作動媒体収納容器130とが接続されている。このため、複雑な構造を必要としない。また、既存の冷蔵用ショーケースにも追加で装着することができる。
Further, according to the cooling device according to the first embodiment of the present invention, the
なお、本発明の第1実施形態では、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに冷却装置を適用する形態について説明したが、陳列棚部を有するショーケースであればよく、扉付きの冷蔵用ショーケースであってもよい。 In the first embodiment of the present invention, the form in which the cooling device is applied to the open showcase-type refrigerated showcase has been described. However, any showcase having a display shelf may be used, and a refrigerated show with a door may be used. It may be a case.
また、図3に示すように、蒸発器112、122の外部に伝熱フィン115、125を設け、蒸発器112、122及び伝熱フィン115、125の少なくとも一方が陳列棚天板111、121と接する構成とすることが好ましい。これにより、外部との熱交換を促進させ、冷却性能を向上させる、又は蒸発器112、122の容積を小型化することができる。
Further, as shown in FIG. 3,
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る冷却装置の構成について、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに適用した場合を例に挙げて、図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の第2実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。
(Second Embodiment)
The configuration of the cooling device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 by taking as an example a case where it is applied to an open showcase-type refrigerated showcase. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a cooling device according to the second embodiment of the present invention.
本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、作動媒体収納容器130が陳列棚筐体101の後方(図中、「右方向」)に設置されている点、作動媒体収納容器130の上方に凝縮器180が設けられている点で、第1実施形態に係る冷却装置と異なる。
The cooling device according to the second embodiment of the present invention has a working
また、本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、蒸発器112及び蒸発器122の内部に水量計116及び水量計126が設けられ、作動媒体収納容器130及び作動媒体液体受け容器150に水位計136及び水位計156が設けられている点で、第1実施形態に係る冷却装置と異なる。
Further, in the cooling device according to the second embodiment of the present invention, the
また、本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、液体供給管131に送液ポンプ134が設けられている点で、第1実施形態に係る冷却装置と異なる。
The cooling device according to the second embodiment of the present invention is different from the cooling device according to the first embodiment in that a
また、本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、陳列棚筐体101に陳列棚筐体101の開口を覆う保冷カーテン103が設けられている点で、第1実施形態に係る冷却装置と異なる。
Moreover, the cooling device according to the second embodiment of the present invention is the same as the cooling device according to the first embodiment in that the
また、本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、反応器140の内部に再生用加熱機構142が設けられている点で第1実施形態に係る冷却装置と異なる。
The cooling device according to the second embodiment of the present invention is different from the cooling device according to the first embodiment in that a
以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。 Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、上段陳列棚部110と、下段陳列棚部120と、作動媒体収納容器130と、反応器140と、作動媒体液体受け容器150と、第1の接続管160と、第2の接続管170と、凝縮器180と、制御装置190とを有する。
The cooling device according to the second embodiment of the present invention includes an
上段陳列棚部110は、前面開口の断面略コ字状の陳列棚筐体101の開口の内側に取り付けられている。また、陳列棚筐体101の開口部分には、開口を覆う保冷カーテン103が設けられている。
The upper
保冷カーテン103は、透明な可撓性を有する樹脂等で構成され、例えば複数の短冊状の樹脂板が並べられた構造とすることができ、陳列棚筐体101の内部の冷気が滞留により発散するのを抑制する。これにより、陳列棚筐体101の内部の低温維持能力を向上させ、蒸発器112、122への外気熱入力を抑制し、冷却負荷を低減することができる。結果として、蒸発器112、122への作動媒体液体10の供給頻度を低減し、後述する送液ポンプ134の駆動に必要な蓄電池191の電力消費量を低減することができる。また、気固反応蓄熱材141の反応が緩やかになるため、冷却能力の持続時間を長くすることができる。
The
なお、保冷カーテン103としては、手動で取り付けられるようになっていてもよく、冷却運転の開始時に自動的に幕が降りるような機構を備えていてもよい。
The
上段陳列棚部110は、蒸発器112を有する。蒸発器112の内部には、水量計116が設けられている。水量計116は、蒸発器112の内部に溜められている作動媒体液体10の量を検出する。なお、その他の構成については、第1実施形態と同様の構成とすることができる。
The
下段陳列棚部120は、蒸発器122を有する。蒸発器122の内部には、水量計126が設けられている。水量計126は、蒸発器122の内部に溜められている作動媒体液体10の量を検出する。なお、その他の構成については、第1実施形態と同様の構成とすることができる。
The
作動媒体収納容器130は、陳列棚筐体101の後方に設置され、液体供給管131、送液ポンプ134及び液体供給バルブV1を介して、蒸発器112又は蒸発器112に接続された第2の接続管170と接続されている。
The working
送液ポンプ134は、液体供給管131の経路に設けられ、蓄電池191から電源が供給されることにより動作する。送液ポンプ134は、作動媒体収納容器130に充填された作動媒体液体10を液体供給管131を介して蒸発器112に供給する。
The
作動媒体収納容器130には、水位計136が設けられている。水位計136は、作動媒体収納容器130に充填されている作動媒体液体10の水位を検出する。なお、その他の構成については、第1実施形態と同様の構成とすることができる。
The working
反応器140は、第2の接続管170、気体流通バルブV4及び反応器バルブV5を介して、蒸発器112と接続されている。また、反応器140は、第2の接続管170、反応器バルブV5及び再生用バルブV7を介して、作動媒体収納容器130と接続されている。また、反応器140は、第2の接続管170、反応器バルブV5及びメンテナンス用気体流通バルブV6を介して、メンテナンス用真空排気口133と接続されている。
The
反応器140の内部には、再生用加熱機構142が設けられている。再生用加熱機構142としては、例えば電気ヒータ、排熱・太陽熱で加熱された熱媒を用いることができる。また、凝縮器180以外での過度な凝縮を防ぐため、気固反応蓄熱材141の再生時の第2の接続管170の外壁は、凝縮器180以外で断熱されていることが好ましい。なお、その他の構成については、第1実施形態と同様の構成とすることができる。
A
作動媒体液体受け容器150は、液体供給管131、液体供給バルブV1及び液体供給バルブV8を介して、作動媒体収納容器130と接続されている。作動媒体液体受け容器150には、水位計156が設けられている。水位計156は、作動媒体液体受け容器150に溜められている作動媒体液体10の水位を検出する。なお、その他の構成については、第1実施形態と同様の構成とすることができる。
The working medium
第1の接続管160及び第2の接続管170としては、第1実施形態と同様の構成とすることができる。
The
凝縮器180は、作動媒体収納容器130の上方の第2の接続管170を覆うように設けられ、放熱構造を有する。
The condenser 180 is provided so as to cover the
制御装置190は、液体供給バルブV1、気体流通バルブV4、反応器バルブV5、液体供給バルブV6、再生用バルブV7及び液体供給バルブV8の開閉動作、送液ポンプ134の動作並びに再生用加熱機構142の動作を制御する。また、制御装置190は、水量計116、126及び水位計136、156の値を検出する。また、制御装置190は、配電盤からの電源供給が遮断されているか否かを検知する。制御装置190は、例えば蓄電池191から電源供給されることにより動作する。また、液体供給バルブV1、気体流通バルブV4、反応器バルブV5、液体供給バルブV6、再生用バルブV7及び液体供給バルブV8は、例えば蓄電池191から電源供給されることにより動作する。
The control device 190 opens and closes the liquid supply valve V1, the gas flow valve V4, the reactor valve V5, the liquid supply valve V6, the regeneration valve V7 and the liquid supply valve V8, the operation of the
次に、本発明の第2実施形態に係る冷却装置の動作について、図4を参照しながら説明する。 Next, the operation of the cooling device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
以下では、第1実施形態と同様に、作動媒体液体10として水、気固反応蓄熱材141として塩化カルシウムを用いた場合について説明するが、本発明はこの点において限定されるものではない。
Although the case where water is used as the working
本発明の第2実施形態に係る冷却装置は、例えば停電等により配電盤からの電源供給が遮断されると、制御装置190が電源供給の遮断を検知し、以下で説明する冷却運転を開始する。 In the cooling device according to the second embodiment of the present invention, for example, when the power supply from the switchboard is shut off due to a power failure or the like, the control device 190 detects the cutoff of the power supply and starts the cooling operation described below.
制御装置190は、電源供給の遮断を検知すると、液体供給バルブV1を開くと共に、送液ポンプ134を駆動させる。これにより、作動媒体収納容器130に充填されていた水が、液体供給管131を介して、蒸発器112に接続された第2の接続管170に供給される(図中、矢印「a1」及び「a2」で示す。)。
When the controller 190 detects the interruption of the power supply, it opens the liquid supply valve V1 and drives the
なお、制御装置190は、作動媒体液体受け容器150に設けられた水位計156の値を検出することで、作動媒体液体受け容器150の内部に水があるか否かを判断する。作動媒体液体受け容器150の内部に水があると判断した場合には、制御装置190は、液体供給バルブV1の代わりに液体供給バルブV8を開くと共に、送液ポンプ134を駆動させる。これにより、作動媒体液体受け容器150に充填されている水が、液体供給管131を介して、蒸発器112に接続された第2の接続管170に供給される(図中、矢印「a1」及び「a2」で示す。)。
The control device 190 determines whether or not there is water inside the working medium
第2の接続管170に供給された水は、第1実施形態と同様に、蒸発器112及び蒸発器122に供給された後、作動媒体液体受け容器150に溜められる(図中、矢印「a3」〜「a9」で示す。)。
The water supplied to the second connecting
また、制御装置190は、蒸発器112、122に設けられた水量計116、126の値を検出する。制御装置190は、水量計116、126により検出された値により、蒸発器112、122の内部に十分な水が供給されているか否かを判断する。蒸発器112、122の内部に十分な水が供給されていると判断した場合には、制御装置190は、送液ポンプ134の動作を停止すると共に、開放されている液体供給バルブ(液体供給バルブV1又は液体供給バルブV8)を閉じる。
Further, the control device 190 detects the values of the
また、制御装置190は、電源供給の復旧を検知すると、冷却運転を停止するようにバルブの開閉動作を制御する。 Further, when detecting the restoration of the power supply, the control device 190 controls the opening / closing operation of the valve so as to stop the cooling operation.
以上に説明したように、制御装置190は、冷却装置に対する電源供給が遮断されると、電源供給の遮断を自動的に検知することで冷却運転を開始する。このため、冷却装置に供給される電源が遮断された場合であっても、冷却動作を継続することができる。 As described above, when the power supply to the cooling device is interrupted, the control device 190 starts the cooling operation by automatically detecting the interruption of the power supply. For this reason, the cooling operation can be continued even when the power supplied to the cooling device is shut off.
また、制御装置190は、水量計116、126の値を検出することで、蒸発器112、122に水を供給するか否かを判断するため、蒸発器112、122の内部の水を枯渇させることなく、安定した冷却運転を行うことができる。
Further, the control device 190 depletes the water inside the
続いて、制御装置190は、気体流通バルブV4を開く。これにより、蒸発器112、122の内部の水蒸気が第1の接続管160及び第2の接続管170を介して反応器140へと移動する(図中、矢印「A」で示す。)。反応器140へと移動した水蒸気は、反応器140内に充填された無水塩化カルシウムと反応する。なお、反応器バルブV5はメンテナンスの際に用いるバルブであり、予め開放してある。
Subsequently, the control device 190 opens the gas flow valve V4. Thereby, the water vapor inside the
このとき、第1の接続管160及び第2の接続管170の内部の水蒸気が塩化カルシウムと反応し、系内の水蒸気圧が低下するため、蒸発器112、122の内部の水は蒸発する。すなわち、蒸発潜熱により、蒸発器112、122と熱接触した陳列棚天板111、121を冷やすことができる。結果として、陳列棚天板111、121に陳列された被冷却物を冷却することができる。
At this time, the water vapor inside the first connecting
続いて、制御装置190が気体流通バルブV4を閉じることにより、水蒸気移動を停止し、冷却運転が停止される。 Subsequently, when the control device 190 closes the gas flow valve V4, the water vapor movement is stopped and the cooling operation is stopped.
冷却運転の停止後、制御装置190は、水量計116、126及び水位計136、156により系内に残存する水の量を検出し、冷却運転を開始した時点における水の量からの減少量を算出することで、気固反応蓄熱材141の反応率を算出する。そして、制御装置190は、算出した気固反応蓄熱材141の反応率に基づいて、気固反応蓄熱材141の再生が必要か否かを判断する。気固反応蓄熱材141の再生が必要と判断した場合には、制御装置190は、気固反応蓄熱材141の再生を行う。
After stopping the cooling operation, the control device 190 detects the amount of water remaining in the system by the
気固反応蓄熱材141の再生の際には、制御装置190は、反応器バルブV5及び再生用バルブV7のみを開き、再生用加熱機構142により気固反応蓄熱材141を加熱し、気固反応蓄熱材141に吸着した水蒸気を脱離させる。脱離した水蒸気は、凝縮器180で凝縮され、水となって作動媒体収納容器130に充填される(図中、矢印「B」で示す。)。
When the gas-solid reaction
なお、制御装置190は、作動媒体収納容器130に設けられた水位計136により、作動媒体収納容器130に充填された水の量を検出し、所望の量の水が作動媒体収納容器130に充填されたか否かを判断する。所望の量の水が作動媒体収納容器130に充填されたと判断した場合には、制御装置190は、再生用加熱機構142の加熱を停止し、反応器バルブV5及び再生用バルブV7を閉じる。
The control device 190 detects the amount of water filled in the working
以上に説明したように、本発明の第2実施形態に係る冷却装置によれば、作動媒体液体10は、液体供給管131を介して最上段に位置する蒸発器112に供給され、第1の接続管160を介して最上段に位置する蒸発器112から最下段に位置する蒸発器122まで順に供給される。このため、蒸発器112、122の容量を大きくすることなく、負荷の大きな冷却を連続的に行うことができる。また、複数段の陳列棚部を同時に冷却することができる。
As described above, according to the cooling device according to the second embodiment of the present invention, the working
また、本発明の第2実施形態に係る冷却装置によれば、第1の接続管160を介して、蒸発器112と蒸発器122とが接続されている。また、液体供給管131を介して、蒸発器112と作動媒体収納容器130とが接続されている。このため、複雑な構造を必要としない。また、既存の冷蔵用ショーケースにも追加で装着することができる。
Further, according to the cooling device according to the second embodiment of the present invention, the
特に本発明の第2実施形態では、制御装置190が電源供給の遮断及び復旧を検知して、冷却装置の冷却運転の開始及び停止を制御する。このため、停電等により電源供給が遮断された場合であっても、冷却運転が可能である。 Particularly in the second embodiment of the present invention, the control device 190 detects the interruption and restoration of the power supply, and controls the start and stop of the cooling operation of the cooling device. For this reason, the cooling operation is possible even when the power supply is interrupted due to a power failure or the like.
なお、本発明の第2実施形態では、オープンショーケース型の冷蔵用ショーケースに冷却装置を適用する形態について説明したが、陳列棚部を有するショーケースであればよく、扉付きの冷蔵用ショーケースであってもよい。 In the second embodiment of the present invention, the form in which the cooling device is applied to the open showcase-type refrigerated showcase has been described. However, any showcase having a display shelf may be used, and a refrigerated show with a door may be used. It may be a case.
以上、冷却装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 As mentioned above, although the cooling device was demonstrated by embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation and improvement are possible within the scope of the present invention.
10 作動媒体液体
101 陳列棚筐体
110 上段陳列棚部
111 陳列棚天板
112 蒸発器
113 ウィック
114 液溜り部
115 伝熱フィン
120 下段陳列棚部
121 陳列棚天板
122 蒸発器
123 ウィック
124 液溜り部
125 伝熱フィン
130 作動媒体収納容器
131 液体供給管
134 送液ポンプ
140 反応器
142 再生用加熱機構
141 気固反応蓄熱材
150 作動媒体液体受け容器
160 第1の接続管
161 滴下液誘導部
170 第2の接続管
171 滴下液誘導部
180 凝縮器
190 制御装置
V1 液体供給バルブ
V4 気体流通バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器と第2の接続管及び第1のバルブを介して接続され、前記気化された気体状の作動媒体と反応する気固反応蓄熱材が収容された反応器と、
前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器、又は前記第2の接続管に接続され、前記複数の蒸発器に液体状の作動媒体を供給する液体供給管と
を有し、
液体状の作動媒体は、前記第1の接続管を介して、前記複数の蒸発器のうち最上段に位置する蒸発器から最下段に位置する蒸発器まで順に供給される、
冷却装置。 Inside the display shelf housing, a plurality of evaporators for vaporizing the liquid working medium connected to each other via the first connecting pipe in the height direction;
A gas-solid reaction heat storage material that is connected to the evaporator located at the uppermost stage among the plurality of evaporators via a second connection pipe and a first valve and reacts with the vaporized working gas is contained. Reactors,
An evaporator located in the uppermost stage among the plurality of evaporators, or a liquid supply pipe connected to the second connection pipe and supplying a liquid working medium to the plurality of evaporators,
The liquid working medium is sequentially supplied from the evaporator located at the uppermost stage to the evaporator located at the lowermost stage among the plurality of evaporators via the first connection pipe.
Cooling system.
前記液体供給管の開閉を行う第2のバルブと
を有する、
請求項1に記載の冷却装置。 A working medium storage container that is disposed above the uppermost evaporator or the second connection pipe, is connected to the liquid supply pipe, and stores a liquid working medium;
A second valve for opening and closing the liquid supply pipe,
The cooling device according to claim 1.
前記液体供給管に設けられ、前記作動媒体収納容器に収納された液体状の作動媒体を前記複数の蒸発器に供給する送液ポンプと
を有する、
請求項1に記載の冷却装置。 A working medium storage container connected to the liquid supply pipe and storing a liquid working medium;
A liquid feed pump provided in the liquid supply pipe and configured to supply a liquid working medium stored in the working medium storage container to the plurality of evaporators.
The cooling device according to claim 1.
前記反応器及び前記作動媒体収納容器と前記第2の接続管を介して接続され、脱離した作動媒体を凝縮させる凝縮器と
を有し、
前記凝縮器は、前記再生用加熱機構で脱離された作動媒体を凝縮させ、前記作動媒体収納容器に供給する、
請求項2又は3に記載の冷却装置。 A regeneration heating mechanism provided inside the reactor and desorbing the working medium adsorbed on the gas-solid reaction heat storage material;
A condenser connected to the reactor and the working medium storage container via the second connection pipe and condensing the desorbed working medium;
The condenser condenses the working medium desorbed by the regeneration heating mechanism and supplies the condensed working medium to the working medium storage container.
The cooling device according to claim 2 or 3.
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の冷却装置。 A control device for controlling the amount of liquid working medium supplied from the working medium storage container to the plurality of evaporators;
The cooling device according to any one of claims 2 to 4.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の冷却装置。 A wick is provided on the inner wall surface of each of the plurality of evaporators,
The cooling device according to any one of claims 1 to 5.
前記液溜り部は、前記ウィックに接触している、
請求項6に記載の冷却装置。 A liquid reservoir provided inside each of the plurality of evaporators and capable of storing a liquid working medium;
The liquid reservoir is in contact with the wick;
The cooling device according to claim 6.
前記棚部は、
前記蒸発器と接する伝熱フィンと、
前記蒸発器及び前記伝熱フィンの少なくとも一方と接し、熱良導体で形成される棚天板と
を有する、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の冷却装置。 A shelf on which the evaporator is mounted;
The shelf is
A heat transfer fin in contact with the evaporator;
A shelf top plate that is in contact with at least one of the evaporator and the heat transfer fins and is formed of a good thermal conductor;
The cooling device according to any one of claims 1 to 7.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の冷却装置。 At least one of the inside of the first connecting pipe and the inside of the second connecting pipe has a dripping liquid guiding portion for guiding a liquid working medium to the evaporator.
The cooling device according to any one of claims 1 to 8.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の冷却装置。 Having a control device that automatically starts cooling when a power failure is detected,
The cooling device according to any one of claims 1 to 9.
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