JP2019086277A - 冷却装置及び冷却装置を有する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置は嵩張って余分なエネルギーを消耗するという問題点を改善する。【解決手段】本発明の冷却装置は、液体ガス貯蔵タンクを有する液体ガス提供モジュールと、制御モジュールと、冷却空間に設置される冷却モジュールと、ガス排出モジュールとを含み、前記制御モジュールは、前記液体ガス貯蔵タンクを連通する電磁弁と前記電磁弁を電気的に接続する制御素子とを有し、前記冷却モジュールは、前記電磁弁を連通する気化室を有し、前記ガス排出モジュールは、前記気化室を連通するガス排出弁を有し、前記ガス排出弁は、前記制御モジュールを電気的に接続する。よって、液体ガスが気化室で液相を気相に相変化し、相変化する過程において必要な気化熱を補足するために大量な熱を吸って、気化室の温度が急に下がると共に冷却空間を冷却することができる。さらに、前記冷却装置を備える車両も掲示される。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却装置及びその冷却装置を有する車両に関するもので、特に、高圧の液体ガスを制御して相変化を生じ、さらに、吸熱させて温度が下がる効果を達することができる冷却装置及びその冷却装置を有する車両に関するものである。

食材、冷却商品、生物サンプル及び工業原料のような低温に保たなければならないものは、低温に保つ環境に貯蔵する必要があるため、冷却装置により内部の熱を抜き出し、外部の熱を隔絶する空間を使うことが多く、なお、その空間が工場または車両に設置されることができる。

従来の冷却装置は、環流管で冷媒の圧縮を繰り返す圧縮機を備え、冷媒を減圧、液相と気相間の相転移、及び気体の熱膨張により、吸熱させることで、環流管において減圧しているところで温度が下がり、その周りの空間の温度を下げる効果を達する。
また、他の従来の冷却装置の一例として、高圧の液体ガスが貯蔵されるスチール製ボンベにより、冷却しようとする空間に高圧の液体ガスを次第に排出し、高圧の液体ガスを常温常圧で素早く気化させ、大量な熱を吸わせることで素早く冷却する効果を達するものがあった。

中国公開第１０６２２５２８７号

前述した従来の圧縮機が設置される冷却装置は、嵩張って、全体的な重量も増えるため、物を貯蔵する空間が制限され、運輸にとっても不便なものである。
また、圧縮機は、動力源または車両のエンジンによって駆動されて働くものであるため、排気ガス及び騒音が生じ環境に影響を及ぼし、さらに余分なエネルギーを消耗する欠点があった。
そして、停電により動力源を失ったり、エンジンが働くことができなくなったりする場合、低温環境を維持することができなくなり、冷却する効果を無くすリスクがあった。

他の従来の冷却装置の一例として、予めに圧縮して液相にした液体ガスを使うことで、冷却する過程において動力源による駆動が不要であるが、所定の温度まで下げることを制御しにくいものがあった。
また、予めに圧縮した液体ガスは、窒素、二酸化炭素のような不活性ガスであるため、作業員は閉鎖空間で作業を行う場合、不活性ガスを吸ってしまうと血液の酸素分圧が下がり、酸素欠乏により窒息状態になる恐れがある。
上述した課題に鑑みて、従来の冷却装置及び冷却装置を有する車両を改善する必要がある。

本発明は、上記の課題を解決するために、動力源による駆動に頼る必要がなく、制御及び移動の利便性を向上させる冷却装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、気化して吸熱するガスが貯蔵空間に入れることなく、急に温度が下がったり窒息事故が起こったりすることを避ける冷却装置の温度制御モジュールを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、貨物を運輸する過程において低温に保ち、低コストで、省エネルギーの冷却装置を備える車両を提供することを目的とする。

本発明において、「上（頂）」、「下（底）」、「内」、「外」等の方向用語は、主に図面の方向を参照するものであり、上記各方向用語は、本発明の各実施例を説明する或いは理解できるように用いられるものであり、本発明を限定するものではない。

本発明の冷却装置は、冷却空間に用いられ、液体ガス貯蔵タンクを有する液体ガス提供モジュールと、制御モジュールと、前記冷却空間に設置される冷却モジュールと、ガス排出モジュールとを含み、前記制御モジュールは、前記液体ガス貯蔵タンクを連通する電磁弁と前記電磁弁と電気的に接続する制御素子とを有し、前記冷却モジュールは、前記電磁弁を連通する気化室を有し、前記ガス排出モジュールは、前記気化室を連通するガス排出弁を有し、前記ガス排出弁は、前記制御モジュールと電気的に接続することを特徴とする。

よって、本発明の冷却装置は、液体ガスが気化室で液相を気相に相変化し、相変化する過程において必要な気化熱を補足するために大量な熱を吸って、気化室の温度が急に下がると共に冷却空間を冷却することにより、圧縮機を設置することが必要なく、省エネルギー及び動力源に制限されない効果を有し、且つ、排気ガス及び騒音も生じない効果を有する。
また、本発明の冷却装置は、冷却空間に影響を及ぼさない気化室で気化を行うため、温度が平均的に下がる効果を有し、そして、作業員は、気化したガスを大量に吸ってしまって窒息状態になる事故を避ける効果を有する。
本発明の車両では、前記の冷却装置を備えるため、低温貯蔵ものを運輸することができ、しかも、圧縮機を設置することもないので、軽量化及び嵩張らない効果を有する。

前記液体ガス貯蔵タンクに貯蔵される液体ガスが、窒素或いは二酸化炭素である。
よって、気化の過程において、大量な熱を吸収し、冷却しようとするものと化学反応を生じず、ものを冷却して保存する効果を有する。

前記液体ガス貯蔵タンクの排出口に減圧弁及び圧力計が、設置される。
よって、圧力及び流通量を制御することができ、液体ガスの残量を知り、液体ガス貯蔵タンクの液体ガスを使い切る場合、新しい液体ガス貯蔵タンクと交換することができる効果を有する。

前記電磁弁と前記液体ガス貯蔵タンクとの間に針弁が、設置される。
よって、液体ガスの輸出を遮断することができ、電磁弁を調整或いは保護する効果を有する。

前記気化室は、コイルパイプである。
よって、気化室において気化による熱膨張する容積及び熱を受ける外表面の面積を増やすことができ、熱の吸収率を向上させる効果を有する。

前記気化室の表面に、数個のフィンが設置される。
よって、気化室において熱を受ける外表面の面積を増やすことができ、熱の吸収率を向上させる効果を有する。

前記気化室の外部の一端に、ファンが設置される。
よって、空気を駆使して気化室の表面を通すと共に空気の熱が吸収されて生じた冷気を形成し、熱の吸収率と冷気循環の効率を向上させる効果を有する。

前記制御素子は、圧力センサである圧力測定素子に電気的に接続し、前記圧力測定素子が前記気化室を連通する。
よって、気化室の圧力を測定し制御することができ、気化を維持し、パイプが高圧により故障することを避ける効果を有する。

前記制御素子は、温度計である温度測定素子に電気的に接続し、前記温度測定素子が、前記冷却空間に設置される。
よって、冷却の温度をモニタリングすると共に、所定温度を設定することができ、温度を下げることを制御する効果を有する。

本発明の車両は、前記の冷却装置を備えるため、低温貯蔵ものを運輸することができ、しかも、圧縮機を設置することもないので、軽量化及び嵩張らない効果を有する。

図１は、本発明の第一実施例を示す図。 図２は、本発明の第二実施例を示す図。

本発明の実施の一形態について、以下、図面を参照して説明する。

図1は、本発明の冷却装置の第一実施例であり、本発明の冷却装置は、液体ガス提供モジュール１と、制御モジュール２と、冷却モジュール３と、ガス排出モジュール４と、冷却空間５とを含み、液体ガス提供モジュール１は、第一経路Ｐ１を介して制御モジュール２に連通し、制御モジュール２は、第二経路Ｐ２を介して冷却モジュール３に連通し、冷却モジュール３は、第三経路Ｐ３を介してガス排出モジュール４に連通し、冷却モジュール３は冷却空間５の内部に設置される。

液体ガス提供モジュール１は、高圧で液体ガスを貯蔵することができる液体ガス貯蔵タンク１１を含み、液体ガスが、窒素や、二酸化炭素などの高蒸発熱及び化学的不活性を有する気体であることが好ましく、液体ガス提供モジュール１は、さらに液体ガス貯蔵タンク１１の排出口に設けられる減圧弁１２を有することができ、その減圧弁１２は、液体ガスが第一経路Ｐ１を進入する圧力及び流通量を制御することができ、そして、圧力計１３により液体ガス貯蔵タンク１１の内部の圧力を監視することができ、これにより、液体ガスの残量を知り、液体ガス貯蔵タンク１１の液体ガスを使い切った場合、新しい液体ガス貯蔵タンク１１と交換することができる。

制御モジュール２は、液体ガスが制御モジュール２に進入する流通量を制御できるように、針弁２１を介して第一経路Ｐ１に接続し、針弁２１がさらに電磁弁２２に接続し、電磁弁２２が制御素子２３と電気的に接続し、制御素子２３は、液体ガスを針弁２１及び電磁弁２２を通して第二経路Ｐ２に進入させるように電磁弁２２を開閉する。
また、制御素子２３は、冷却モジュール３と、ガス排出モジュール４と、冷却空間５とに電気的に接続する。

冷却モジュール３は、第二経路Ｐ２に接続する気化室３１を含むため、液体ガスが気化室３１の内部で液相から気相に相変化し、相変化する過程において必要な気化熱を補足するために大量な熱を吸って気化室３１の温度を急激に下げると共に、外の熱を吸収する。
気化室３１は、熱伝導材からなるコイル状パイプであり、かつ、空気との接触面積を増やすために数個のフィンが気化室３１の表面に設置されることが好ましく、効率的に吸熱して早めに温度を下げる効果を有する。
冷却モジュール３は、気化室３１の外部の一端にさらに制御素子２３と電気的に接続するファン３２が設置されてもよく、制御素子２３がファン３２を駆動することにより、空気を気化室３１の表面を流せると共に空気の熱が気化室３１に吸収されて生じた冷気をファン３２により冷却空間５に導入することができる。
また、液体ガスは、気化し気体になった後、第三経路Ｐ３を通して排出する。

ガス排出モジュール４において圧力測定素子４１及びガス排出弁４２は、第三経路Ｐ３に接続し、且つ、圧力測定素子４１及びガス排出弁４２が別々に制御素子２３と電気的に接続する。
圧力測定素子４１は、第三経路Ｐ３におけるガスの圧力を測定して、圧力のデータを制御素子２３に送ることができ、そして、制御素子２３は、ガス排出弁４２の開閉を制御し、気体を外の大気に適当に排出することができ、これにより、第三経路Ｐ３及び気化室３１のガス圧力を調節する効果を有する。
また、圧力測定素子４１は、圧力センサであってもよい。

冷却空間５は、熱を隔絶する空間であり、冷却モジュール３が冷却空間５の内部の熱を吸収し、且つ、外の熱は、冷却空間５の内部に入ることができないので、冷却空間５が相対的に低温の貯蔵空間を形成する。
冷却空間５には、制御素子２３と電気的に接続する温度測定素子５１が設置され、温度測定素子５１が、冷却空間５の内部の温度を測定し、温度のデータを制御素子２３に送ることができる。
温度測定素子５１は、温度計であってもよい。

前述した構造により、本発明の冷却装置を使用する際に、まず、液体ガス貯蔵タンク１１が液体ガスを輸出する圧力及び流通量を制御するように、減圧弁１２及び針弁２１を開けて調整し、そして、制御素子２３が温度測定素子５１により測定した冷却空間５の温度と所定温度とを比較する。
所定温度が冷却空間５の温度より低い場合、制御素子２３が、液体ガスを数回に分けて気化室３１に導入し、吸熱させ温度を下げるように電磁弁２２を間欠的に開け、冷却空間５の温度が、所定温度まで下がると、電磁弁２２を閉める。

圧力測定素子４１は、第三経路Ｐ３におけるガスの圧力を測定して、第三経路Ｐ３の圧力が上がった場合、制御素子２３がガス排出弁４２を開けることを判断し、気化したガスを排出し、熱をガスの排出により外に放出し、かつ、気化室３１が高圧により故障することを避けることができる。

また、液体ガス貯蔵タンク１１に貯蔵した液体ガスを使い切った場合、圧力計１３によるアラームで液体ガス貯蔵タンク１１の交換を行い、本発明の冷却装置の働きを維持する。

図２は、本発明の冷却装置の第二実施例であり、本実施例において、冷却装置が車両に用いられ、液体ガス提供モジュール１及び制御モジュール２が嵩張らないように且つ操作及び交換の利便性を向上させるように車両の底に設置され、また、ガス排出弁４２のガス排出方向が地面に向うため、車両の行進中に排出されるガスが事故を引き起こすことを避けることができるが、ガス排出方向が上に向ってもよく、ここでは限定されない。
また、車両は、連結車、トラック、バン、コンテナトラック或いは貨物を積む空間を有する車両であってもよい。

綜合すると、本発明の冷却装置は、液体ガスが気化室３１で液相から気相に相変化し、相変化する過程において必要な気化熱を補足するために大量な熱を吸って、気化室３１の温度を急激に下げるので冷却空間５を冷却することができる。
これにより、本発明の冷却装置は、圧縮機を設置する必要がなく、省エネルギー及び動力源に制限されない効果を有し、且つ、排気ガス及び騒音も生じない効果を有する。
また、本発明の冷却装置は、冷却空間５を通らずに気化室３１で気化を行うため、温度が平均的に下がる効果を有し、そして、作業員は、気化したガスを大量に吸ってしまって窒息状態になる事故を避ける効果を有する。
本発明の車両では、前記の冷却装置を備えるため、低温貯蔵ものを運輸することができ、しかも圧縮機を設置することもないので、軽量化及び嵩張らない効果を有する。

本発明は、その精神と必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。
従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１ ・・・液体ガス提供モジュール
１１ ・・・液体ガス貯蔵タンク
１２ ・・・減圧弁
１３ ・・・圧力計
２ ・・・制御モジュール
２１ ・・・針弁
２２ ・・・電磁弁
２３ ・・・制御素子
３ ・・・冷却モジュール
３１ ・・・気化室
３２ ・・・ファン
４ ・・・ガス排出モジュール
４１ ・・・圧力測定素子
４２ ・・・ガス排出弁
５ ・・・冷却空間
５１ ・・・温度測定素子
Ｐ１ ・・・第一経路
Ｐ２ ・・・第二経路
Ｐ３ ・・・第三経路

Claims (10)

1. 冷却空間に用いられる冷却装置であって、
   液体ガス貯蔵タンクを有する液体ガス提供モジュールと、制御モジュールと、前記冷却空間に設置される冷却モジュールと、ガス排出モジュールとを含み、
   前記制御モジュールは、前記液体ガス貯蔵タンクを連通する電磁弁と前記電磁弁と電気的に接続する制御素子とを有し、
   前記冷却モジュールは、前記電磁弁を連通する気化室を有し、
   前記ガス排出モジュールは、前記気化室を連通するガス排出弁を有し、
   前記ガス排出弁は、前記制御モジュールと電気的に接続していることを特徴とする冷却装置。
2. 前記液体ガス貯蔵タンクに貯蔵される液体ガスが、窒素或いは二酸化炭素であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記液体ガス貯蔵タンクの排出口に減圧弁及び圧力計が、設置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記電磁弁と前記液体ガス貯蔵タンクとの間に針弁が、設置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記気化室は、コイルパイプであることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
6. 前記気化室の表面に、数個のフィンが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
7. 前記気化室の外部の一端に設置されたファンが、前記制御モジュールと電気的に接続していることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
8. 前記制御素子は、圧力センサである圧力測定素子に電気的に接続し、
   前記圧力測定素子が、前記気化室を連通していることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
9. 前記制御素子は、温度計である温度測定素子に電気的に接続し、
   前記温度測定素子が、前記冷却空間に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか1つに記載の冷却装置を有することを特徴とする車両。