JP2019086220A - 保冷庫及び保冷庫管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
保冷可能時間の推定精度が低いと、実際の保冷可能時間が予測時間よりも短くなって、配送完了まで庫内を低温状態に維持できない。逆に、予測時間が実際の保冷可能時間よりも短くなると、実際には配送完了まで庫内を低温状態に維持できるにも拘わらず、このままでは配送に必要な十分な保冷可能時間が確保できないとして、配送前に過剰に保冷庫が予冷される。
(2)上記目的を達成するために、本発明の保冷庫管理システムは、保冷庫と、前記保冷庫の運行日時が含まれた運行計画を決定する保冷庫管理装置とを備え、前記保冷庫と前記保冷庫管理装置とは、それぞれ、相互間の通信を可能とする通信装置を備え、前記保冷庫管理装置は、履歴を保持する履歴保持部を備え、前記保冷庫は、前記通信装置を介して前記履歴を前記保冷庫管理装置から取得することを特徴としている。
以下の各実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。各実施の形態の構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
以下、本発明の各実施の形態に共通する構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。
図1は、本発明の各実施の形態の保冷庫管理システム及び保冷庫の概略を示す模式図である。
図2は、本発明の各実施の形態の保冷庫の構成を示す模式的な断面図である。なお、冷却装置70については冷媒系統図として示されている。
図1に示すように、保冷庫管理システム1は、複数の保冷庫100及び保冷庫管理装置300を備えている。保冷庫管理装置300は、複数台の保冷庫100と無線により通信を行い、これらの複数台の保冷庫100の冷却能力等を管理する。
保冷庫100は、内部(以下「庫内」という)に物品を収納できると共に、庫内に蓄冷体(図1では省略)を有し、蓄冷体の蓄えた冷熱によって庫内の温度を低温に保つことができる容器である。保冷庫100は、例えば低温で配送すべき要冷蔵物や要冷凍物等の低温品(以下「物品」ともいう)を庫内に収容して輸送するために使用される。保冷庫100は、配送拠点において物品が庫内に収容された後、例えばトラック等の輸送機器200に常温品と混載されて配送先へ輸送される。
保冷庫100は、図1に示すように、筐体100aと、筐体100aの前面に開閉可能に取り付けられたドア100bと、筐体100aの下面に取り付けられた移動用キャスタ100cとを有する。
また、保冷庫100の外面部には、保冷可能時間P(保冷能力)を表示する表示部20dと、保冷庫100の周囲の外気温(以下「周囲温度」ともいう)を取得する外気温取得部20iとが備えられている。外気温取得部20iは、例えば外気温を検出する温度センサである。
床板60の先端(図2中、床板60の右端)と、筐体100aの内部側面との間には隙間が設けられており、この隙間を通じて貯蔵室50aと蓄冷室50bとは連通している。
冷却装置70は、蒸発器71、圧縮機72、凝縮器73及び膨張弁74を備えている。蒸発器71、圧縮機72、凝縮器73及び膨張弁74の順番で冷媒が通過するようにこれらが配管によって環状に接続されている。蒸発器71は、蓄冷室50bに配置されている。冷却装置70を動作させると、蒸発器71を流れる冷媒と蓄冷室50bの空気とが熱交換することにより、蓄冷室50bの空気が冷却される。これにより、上述したように蓄冷材料が固化して蓄冷体10に冷熱が蓄えられる。
図2の矢印は、送風機40の作動によって生じる空気の流れ方向を示している。つまり、送風機40の作動によって、送風機40、貯蔵室50a、蓄冷室50b及び冷気ダクト41をこの順に循環する空気の循環流が形成される。詳しくは、送風機40が作動すると、蓄冷室50bの内部の空気は、箱体11(蓄冷体10)どうしの隙間を流通し、蓄冷体10によって冷却された後、冷気ダクト41の内部を通って送風機40の後方の空間に導かれ、送風機40によって貯蔵室50aに吹き出される。これにより、貯蔵室50aに貯蔵された物品が保冷される。貯蔵室50aの空気は、床板60の先端と筐体100aとの間の隙間を通って蓄冷室50bに戻る。
保冷可能時間Pとは、貯蔵室50a を所定の温度帯に保つことができる時間のことでああり、換言すれば、各蓄冷体10の蓄冷量の合計量である蓄冷残量Jが、閾値J0以下となるまでの残り時間をいう。
蓄冷残量Jは、蓄冷室50bにおいて蓄冷体10の近傍に設けられた温度センサ12の検出結果に基づいて推定され、保冷可能時間Pはこの蓄冷残量Jに基づいて推定される。蓄冷残量J及び保冷可能時間Pの算出方法については後述する。
以下、本発明の第一の実施の形態について、図3〜図7を参照しながら説明する。
図3は、本発明の第一の実施の形態の保冷庫管理システムの機能ブロック図である。
図4は、本発明の第一の実施の形態に係る基準温度の設定方法を説明するための図である。
図5は、本発明の第一の実施の形態に係る保冷可能時間の算出方法を説明するための図である。
図6は、本発明の第一の実施の形態に係る保冷庫の動作フローの一例を示すフローチャートである。
図7は、本発明の第一の実施の形態に係る保冷可能時間の算出フローの一例を示すフローチャートである。
以下、保冷庫100A及び保冷庫管理装置300Aの各構成について、主に制御上の構成を中心に説明する。
保冷庫100Aは、識別記号保持部20a、庫内温度検出部20b、庫内温度制御部20c、表示部20d、保冷能力算出部20e、推定保冷能力算出部20f、熱負荷レベル判定部20g、外気温履歴保持部20h、外気温取得部20i(温度取得部)、通報制御部20j、通報部20k、送信部20l及び受信部20mなどを備えている。なお、送信部20lと受信部20mとから本発明の通信装置が構成される。
熱負荷レベル判定部20gは、次回の発送までの過去7日間(第一所定期間、24時間×7)を、それぞれ、時限D1(7:00〜10:00)、時限D2(10:00〜16:00)、時限D3(16:00〜20:00)及び時限D4(20:00〜翌日の7:00)に分割する。熱負荷レベル判定部20gは、過去7日間のそれぞれの時限D1、D2、D3、D4について、外気温度履歴保持部20hから取得した外気温履歴情報から最高外気温を抽出する。
なお、本実施形態では、4つの時限D1、D2、D3、D4が設定されているが、時限Dの数はいくつであってもよい。
熱負荷レベル判定部20gは、設定した熱負荷レベルを保冷能力算出部20e及び推定保冷能力算出部20fに出力する。
フォロー制御では、基準温度T0に基づいて設定された熱負荷レベルLが、高温側の熱負荷レベルLに変更される。変更の態様は、所定レベル(レベル1)だけ高温側に変更する態様でもよいし、一律して最高レベルである熱負荷レベルL6に変更する態様でもよい。あるいは、これらの態様を手動で切り替えられるようにしてもよい。
なお、外気温が基準温度T0よりも高くなる状況が所定時間以上継続した場合に、熱負荷レベルLを高温側に変更するようにしてもよい。
具体的に説明すると、保冷能力算出部20eは、先ず、蓄冷体10(図2参照)の表面温度を検出する前記の複数の温度センサ12(図2参照)の検出結果から、蓄冷体10の空間的な温度分布を推定する。保冷能力算出部20eは、この温度分布に基づき、蓄冷体10において、所定温度を超えている箇所の割合に基づいて、現在の蓄冷残量Jを算出する。
保冷能力算出部20eは、下式(1)により、各時限Dにおいて一定時間(ここでは1時間)の保冷動作により蓄冷体10から消費される冷熱量(以下「消費冷熱量」という)ΔJ(D)を、基準消費冷熱量ΔJ(35fix)と掛け率K(D)とを使用して算出する。
ΔJ(D)=ΔJ(35fix)×K(D)…(1)
保冷能力算出部20eは、消費冷熱量ΔJ(D)の時間積算値が、発送前の蓄冷残量Jをこえる時刻すなわち発送中の蓄冷残量Jが0(零)となる時刻(又は蓄冷残量Jが閾値以下となる時刻)までは保冷能力が持続すると推測する。そして、保冷能力算出部20eは、発送開始時刻からこの時刻までの時間を保冷可能時間Pとして算出する。
また、本実施の形態では、保冷能力に保冷可能時間Pが使用されるが、蓄冷残量パーセント、蓄冷残量ジュール、保冷可能な蓄冷体10の個数などを使用することもできる。
推定保冷能力算出部20fは、算出した蓄冷残量Jに応じた推定保冷可能時間Peを算出して保冷庫管理装置300に送信する。
同様に、熱負荷レベル判定部20gと推定保冷能力算出部20fとにより保冷能力(推定保冷可能時間Pe)が推定されることから、熱負荷レベル判定部20gと推定保冷能力算出部20fとにより本発明の推定部が構成される。
通報部20kは、ユーザーに通報を行うものである。通報は聴覚的なものであってもよいし視覚的なものであってもよい。通報部20kは例えばスピーカであってもよいし、ユーザーの可搬デバイスに無線通信で通報を行い、可搬デバイスに表示したり音声出力したりするようにしてもよい。通報部20kは、通報制御部20jから作動指令が入力されると、保冷庫100Aの周囲の外気温が、予想していたよりも高温である旨の通報を行う。
なお、通報制御部20jは、通報部20kによる音での通報に替えて、表示部20dによる表示での通報を行わせるようにしてもよい。
図3に示すように、保冷庫管理装置300Aは、運行計画保持部30a、保冷庫割当部30b、保冷庫確定部30c、表示部30f、及び、通信装置を備えている。通信装置は送信部30d及び受信部30eを備える。
ここで、予冷による蓄冷量増加分とは、予冷することで増加する蓄冷量をいう。
[2−3−1.全般的な動作フロー]
保冷庫100Aの全般的な動作フローの一例を、図6のフローチャートを参照して説明する。なお、この動作フローは、保冷庫100の運行毎に行われる。
そして、保冷開始後(運行開始後)、ステップA4において、取得した実際の外気温が所定期間以上継続して基準温度T0よりも高い場合には、保冷庫100Aは通報を行う。
なお、保冷開始後において、ステップA4と併せてステップA2のフォロー制御を行うようにしてもよい。
保冷能力算出部20eによる各時限Dにおける保冷可能時間Pの算出方法の一例について、図7のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップB1において、保冷能力算出部20eは、現在の実際の蓄冷残量Jを、運行開始時刻TMs(時刻TM=TMs)のときの蓄冷残量Jとして算出する。なお、蓄冷残量Jが、蓄冷残量ジュールではない場合(例えば蓄冷残量パーセントの場合)には、蓄冷残量ジュールに換算される。
一方、ステップB4で蓄冷残量Jが0(零)未満であると判定されると、ステップB5に進んで、時刻TMが1時間だけデクリメントされる。次いで、ステップB6に進み、このデクリメントされた時刻TMにおいて蓄冷残量Jが略0(零)になるとされ、運行開始時刻TMsから、デクリメントされた時刻TMまでの時間が、保冷可能時間Pとして算出され、フローが終了する。
なお、このフローチャートは、保冷可能時間Pが1時間に満たない場合、保冷可能時間Pが計算上「−1時間」と計算されてしまうが、この場合、図示しないステップにより保冷可能時間Pは0(零)とされる。
本発明の第一の実施の形態によれば以下のような作用・効果が得られる。
(1)運行時の周囲温度が高いほど保冷庫100Aが周囲の外気から受ける熱負荷レベルLは高くなって、保冷能力(保冷可能時間Pや推定保冷可能時間Pe)は短くなる。すなわち、周囲温度の高低によって保冷能力は変化する。
本実施の形態では、運行時の周囲温度の推定値である基準温度T0、ひいては基準温度T0から推測される熱負荷レベルLに基づいて保冷能力を推定するので、季節や時間帯や地域等によって周囲温度が変動しても保冷庫100Aの保冷能力を精度良く推定できる。
また、保冷庫100Aの保冷能力を精度良く推定できるので、この保冷能力に基づいて保冷庫100Aの運行計画を適切に立案できる。
(3)周囲温度は、時間帯(時限D)によって異なるが、時間帯毎に基準温度T0ひいては熱負荷レベルLを設定するので、保冷能力を一層精度良く算出することができる。
(1)図3に二点鎖線で示すように、保冷庫100Aの有する外気温履歴保持部20hを、保冷庫管理装置300Aに設けてもよい。
この場合、保冷庫100Aの外気温取得部20iによる取得された外気温情報は、保冷庫100Aの送信部20l及び保冷庫管理装置300Aの受信部30eを介して、保冷庫管理装置300Aの外気温履歴保持部20hに出力され蓄積される。また、保冷庫管理装置300Aの外気温履歴保持部20hの外気温履歴情報は、保冷庫管理装置300Aの送信部30d及び保冷庫100Aの受信部20mを介して保冷庫100Aの熱負荷レベル判定部20gへ出力される。この場合、保冷庫100Aの外気温履歴保持部20hは不使用となる。
なお、保冷中の周囲温度の履歴だけを参照するためには、保冷能力算出部20eは、例えば、保冷庫管理装置300Aから取得した運行計画に基づいて、運行時間内(保冷時間内)の外気温の履歴だけを参照すればよい。
[3−1.構成]
以下、本発明の第二の実施の形態について、図8を参照しながら説明する。
図8は、本発明の第二の実施の形態の保冷庫管理システムの機能ブロック図である。
なお、第一の実施の形態と同一の構成要素は、同一の符号を付してその説明を省略する。
具体的には、外気温モード判定部20nは、一回の運用が終了すると、外気温履歴保持部20hから履歴情報を取得して、当該一回の運用に要した期間(第二所定期間)または運行管理上の1日間(第二所定期間)における最高外気温Tmax(最高温度)及び平均外気温Tav(平均温度)を求める。
同様に、外気温モード判定部20nと推定保冷能力算出部20f′とにより保冷能力(推定保冷可能時間Pe)が推定されており、外気温モード判定部20nと推定保冷能力算出部20f′とにより本発明の推定部が構成される。
本発明の第二の実施の形態によれば、第一の実施の形態の効果に加えて、以下のような作用・効果が得られる。
(1)基準温度T0や熱負荷レベルLが、運行時の属する時期Sに応じて設定されるので、第一の実施の形態のように外気温の履歴に基づいて基準温度T0や熱負荷レベルLを設定する場合に比べて、前記履歴を取得するために外気温を周期的に取得して蓄積することが不要になる。
したがって、基準温度T0や熱負荷レベルLを設定するための構成や制御を簡素化できる。
(1)外気温モード判定部20nは、時期S毎の外気温モードMの設定(ひいては基準温度T0の設定、熱負荷レベルLの設定)を、保冷庫100Bの運用タイプに応じて異なるものとしてもよい。
例えば、外気温モード判定部20nが、運用タイプA、B、Cの保冷庫100Bに対して、それぞれ下表4のように時期S毎(この例では月毎)に外気温モードMを設定することが考えられる。なお下表4の「低温」、「中温」及び「高温」はそれぞれ「低温モード」、「中温モード」及び「高温モード」を意味する。
ここで、運用タイプAは主に夜間の搬送に使用されるタイプ、運用タイプBは主に日中の搬送に使用されるタイプ、運用タイプCは、夜間の搬送と日中の搬送との両方に併用されるタイプである。長距配送用の保冷庫100Bは、夜間搬送用である運用タイプA、長距配送用の保冷庫100Bは、日中搬送用である運用タイプBであることが多い。
例えば、運用タイプA、B、Cの各保冷庫100Bに対して、温暖地で運用される場合には上表4に示す設定が適用され、寒冷地で運用される場合には、下表5に示す設定が適用されることが考えられる。下表5に示す設定では、寒冷地用であることから、上表4に示す設定に比べて、低温モードが設定される時期が多くなっている。なお下表5の「低温」、「中温」及び「高温」は、上表4と同じく「低温モード」、「中温モード」及び「高温モード」をそれぞれ意味する。
上表4及び上表5に例示されるような設定を行うことで、保冷庫100Bの運用条件や運用地域に見合った外気温モードM、基準温度T0及び熱負荷レベルLが設定されるので、保冷能力を一層精度良く算出できる。
この場合、保冷庫100Bの外気温取得部20iによる取得された外気温情報は、保冷庫100Bの送信部20l及び保冷庫管理装置300Aの受信部30eを介して、保冷庫管理装置300Aの外気温履歴保持部20hに出力される。また、保冷庫管理装置300Aの外気温モード判定部20nにより判定された外気温モードMは、保冷庫管理装置300Aの送信部30d及び保冷庫100Bの受信部20mを介して保冷庫100Bの保冷能力算出部20e′及び推定保冷能力算出部20f′へそれぞれ出力される。
上記の各実施形態では、保冷庫100A、100Bと保冷庫管理装置300Aとが通信を行うことで、保冷管理システム1A、1Bが構成される例を説明したが、本発明の保冷庫は、保冷管理システムでの使用に限定されるものではない。
つまり、保冷庫100A、100Bは、それ自体が保冷能力を推定する機能を有しており、保冷庫管理装置300Aと通信せずに単体で使用しうるものである。保冷庫100A、100Bが保冷庫管理装置300Aと通信しない場合には、保冷庫100A、100Bから通信装置を省略することができる。
10 蓄冷体
11 箱体
12 温度センサ
20a 識別記号保持部
20b 庫内温度検出部
20c 庫内温度制御部
20d 表示部
20e、20e′ 保冷能力算出部
20f、20f′ 推定保冷能力算出部
20g 熱負荷レベル判定部
20h 外気温履歴保持部
20i 外気温取得部(温度取得部)
20j 通報制御部
20k 通報部
20l 送信部
20m 受信部
20n 外気温モード判定部
20P 位置情報検出装置
30a 運行計画保持部
30b 保冷庫割当部
30c 保冷庫確定部
30d 送信部
30e 受信部
30f 表示部
40 送風機
41 冷気ダクト
50 庫内
50a 貯蔵室
50b 蓄冷室
60 床板
70 冷却装置
71 蒸発器
72 圧縮機
73 凝縮器
74 膨張弁
100、100A、100B 保冷庫
100a 筐体
100b ドア
100c 移動用キャスタ
200 輸送機器
300、300A 保冷庫管理装置
J 蓄冷残量
J0 蓄冷残量Jの閾値
D、 D1、D2、D3、D4 時限(時間帯)
L 熱負荷レベル
M 外気温モード
P 保冷可能時間(保冷能力)
Pe 推定保冷可能時間(推定された保冷能力)
S 時期
T0 基準温度
Tav 平均外気温(平均温度)
Tmax 最高外気温(最高温度)
Claims (11)
- 物品を保冷しつつ収容する前記物品の配送用の保冷庫であって、
蓄冷体と、
前記蓄冷体が前記配送の最中に周囲温度から受ける熱負荷のレベルである熱負荷レベルを設定し、前記熱負荷レベルに基づいて前記蓄冷体の保冷能力を推定する推定部と、
を備えたことを特徴とする保冷庫。 - 前記推定部は、前記配送の最中の前記周囲温度の推定値として基準温度を設定し、前記基準温度から前記熱負荷レベルを設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の保冷庫。 - 前記推定部は、前記発送までの第一所定期間内における前記周囲温度の履歴を取得し、前記履歴に基づいて前記基準温度を設定する
ことを特徴とする請求項2に記載の保冷庫。 - 前記推定部は、前記基準温度及び前記熱負荷レベルを前記履歴に基づいて時間帯毎に設定する
ことを特徴とする請求項3に記載の保冷庫。 - 前記推定部は、保冷中のみの前記履歴に基づいて、前記基準温度及び前記熱負荷レベルを設定する
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の保冷庫。 - 前記推定部は、前記配送時の属する時期を判定する時期判定部を備え、前記時期に基づいて前記熱負荷レベルを設定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の保冷庫。 - 前記推定部は、前記保冷庫の運用タイプ及び前記配送が行われる地域の少なくとも一つに基づいて、前記熱負荷レベルを設定する
ことを特徴とする請求項6に記載の保冷庫。 - 前記周囲温度を検出する温度取得部を備え、
前記推定部は、前記温度取得部により取得された前記周囲温度が前記基準温度よりも高い場合に、前記熱負荷レベルを高温側に変更し、変更後の前記熱負荷レベルに基づいて前記保冷能力を推定し直す
ことを特徴とする請求項2に記載の保冷庫。 - 前記周囲温度を検出する温度取得部を備え、
前記推定部は、前記配送までの第二所定期間内において前記温度取得部により取得された前記周囲温度の平均温度が、前記基準温度よりも所定温度低い第一閾値温度よりも高く、且つ、前記第二所定期間内において前記温度取得部により取得された前記周囲温度の最高温度が、前記基準温度よりも高い場合には、前記基準温度を高温側に補正する
ことを特徴とする請求項2に記載の保冷庫。 - 前記周囲温度を検出する温度取得部と、
通報を行う通報部と、
前記通報部の作動を制御する通報制御部とを備え、
前記通報制御部は、前記温度取得部により取得された前記周囲温度が第二閾値温度よりも高い期間が、第三所定期間を超えている場合には、前記通報部を作動させる
ことを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の保冷庫。 - 請求項3〜5の何れか一項に記載の保冷庫と、
前記保冷庫の運行日時が含まれた運行計画を決定する保冷庫管理装置とを備え、
前記保冷庫と前記保冷庫管理装置とは、それぞれ、相互間の通信を可能とする通信装置を備え、
前記保冷庫管理装置は、前記履歴を保持する履歴保持部を備え、
前記保冷庫は、前記通信装置を介して前記履歴を前記保冷庫管理装置から取得する
ことを特徴とする保冷庫管理システム。
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