JP2020153653A - 液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質を使用した冷却温調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空間の暑さ対策や酷暑地域等の空調に関し、低温の媒体を使用し、温度調節を行う。高温の機械などに対し、低温の媒体を使用し、温度調整を行う。【解決手段】液体窒素等を封入した容器そのものの低温状態を活用し、温度調整を行う。液体窒素等を封入した容器そのものの低温状態を活用し、空港や体育館、ショッピングモール、物流倉庫等の各種倉庫、博物館、教室、居宅等の屋内にて、無電源で冷却温度調整を行う。液体窒素等を封入した容器そのものの低温状態を活用し、機械の発熱箇所、ＰＣ・サーバのＣＰＵクーラーやＣＰＵ等の冷却温度調整を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質を伝熱媒体として使用した温調技術に関する。

従来の冷却温調技術とは異なり、液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等を封入した容器そのものの低温状態を活用する温度調整技術である。
また、装置には伝熱媒体の注入・排出口以外の穴は一切開けず、伝熱媒体と容器の低温状態を活用する温度調整技術である。

従来の冷却温調装置では、コンプレッサーやペルチェ素子、電力を必要としていたが、電力を使用せずに冷却温調を可能とする技術が求められている。

本発明は、電力を使用せずに冷却温調を可能とする達成する為に、液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の伝熱媒体、および、耐圧容器を用いる。

また、耐圧容器の製造にあたっては、下記のような危険物を扱う耐圧容器の製造技術が必要となる。
ガスライター・ガスボンベ等の耐圧容器の製造技術
エアコン・冷蔵庫等に使用する、コンプレッサーの圧力容器を製造する技術。
リチウムイオン電池・密閉型電池容器の製造技術。
魔法瓶等の容器の製造技術。

従来の冷却温調装置では、コンプレッサーやペルチェ素子、電力を必要としていたが、本技術では液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等を封入できる耐圧容器と伝熱媒体を使用し、電力を使用せずに冷却温調を可能とする技術である。

本発明の冷却温調装置で、停電に左右されない冷却温調効果を屋内・屋外問わず得ることが出来、災害時にも電源を不要とする冷却温調を実現し、社会に貢献する。

従来の冷却温調装置では、コンプレッサーやペルチェ素子、電力を必要としていたが、本技術では液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等を封入できる耐圧容器と伝熱媒体を使用し、電力を使用せずに冷却温調を可能とする技術である。

また、電源を不要とする本冷却温調装置により、空港や体育館、物流倉庫等の各種倉庫、博物館、教室等の屋内に装置を電源ケーブルなしで壁面等に設置する事出来、多くの空間利用者の安全を確保、並びに複雑な工事をする事なく、冷却温調を使用することが出来る。
同様に電源を不要とする事から、屋外への設置が可能となり、酷暑地のバス停留所・鉄道駅のホーム、宅配車両など貨物車両の荷室等で冷却温調を使用することが出来る。
これらの特徴から、従来は冷却装置を設置することが難しかった、各種工業機械の装置を外囲いや、機械の発熱箇所、ＰＣ・サーバーのラック・ケース、ＰＣ・サーバのＣＰＵクーラーやＣＰＵの直接冷却等においても温調効果の期待できる未来のの基礎技術である。
これらの冷却温調が難しかった屋内外での冷却温調の課題を解決するものである。

冷却温調装置の見本図 冷却温調装置の見本図

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質を冷媒として、図１の容器に注入する。
その後、温度を調整する際には、ブロック材・パネル材のサイズや板厚を変更し、適度な設定温度となるよう調整する。

液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質を冷媒として、耐圧容器に注入する。

その後、温度を調整する際には、ブロック材・パネル材のサイズや板厚を変更し、適度な設定温度となるよう調整する。

本冷却温調装置では、以下のような冷却温調を可能とする事が出来る。
空港や体育館、ショッピングモール、物流倉庫等の各種倉庫、博物館、教室、居宅等の屋内での無電源冷却温調。
酷暑地のバス停留所・鉄道駅のホーム、宅配車両など貨物車両の荷室等の屋外での無電源冷却温調。
各種工業機械の装置を外囲いやＰＣ・サーバーのラック・ケース等への無電源冷却温調。

また、耐圧容器の改良や交換式の採用で、機械の発熱箇所、ＰＣ・サーバのＣＰＵクーラーやＣＰＵの直接冷却等においても温調効果が期待できる。

耐圧容器においては既に、ガスライター・ガスボンベ等の耐圧容器、エアコン・冷蔵庫等のコンプレッサー容器、リチウムイオン電池等の密閉型電池、魔法瓶の製造技術等の容器の製造技術が日本にあり、これらの容器の膜厚や素材の変更、容器材料の溶接技術の改良で今まで冷却温調が難しかった機械・ＣＰＵへの直接冷却温調の課題を解決する可能性がある。

本冷却装置では、冷却装置に追加で熱伝導率の異なるパネル材やブロック材、塗装・メッキなどを使用することで、温度調整を行う機能を追加することが出来る。
本冷却装置では、冷却装置にパネル材やブロック材、塗装を追加することにより、以下のような利用用途が出来ると考察される。
空港やショッピングモール、博物館等での絵画展示型の冷却温調
バス停留所、鉄道駅のホームでの広告や時刻表等の掲示物型の冷却温調
さらに、本冷却装置にペルチェ素子、ファン等を取り付ける事で、冷気を広く拡散する事も出来る。

本冷却装置にて、ブロック材、塗装等に追加し、耐熱グリスを使用することにより、以下のような利用用途が出来ると考察される。
機械の発熱箇所、ＰＣ・サーバのＣＰＵクーラーやＣＰＵ等の冷却温調

本冷却装置では、冷却装置に電源を必要としない為、停電時に冷却温調ができる為、以下のような場所での活用が期待される。
インド、マレーシア、ＡＳＥＡＮ諸国、アメリカ・アリゾナ州、中南米、オーストラリア、オセアニア地域等の酷暑地帯での冷温空調。または、冷温空調のの補助。
災害発生時の避難所、役所などの庁舎等での冷温空調。

本冷却装置の使用・併用により、温室効果ガスの大幅削減が見込まれる為、１９９７年の京都議定書・２０１５年のパリ議定書の目標達成に大きく貢献する。
また、本冷却装置の使用・併用による、温室効果ガスの大幅削減効果によって、将来的に導入の為の公的助成等の制定なども見込まれ、産業上の利用の可能性が期待でき、ガスタンク・耐圧容器・コンプレッサー容器等を製造可能な製造企業各社に大きく技術貢献するものと考える。

産業における事業の継続性については、以下の通りである。
本冷却装置の液体窒素等の伝熱媒体を注入・交換型とすることで、２か月〜１年というライフサイクルにて、点検、伝熱媒体の交換、伝熱媒体の引き取りという作業性が創出され、企業における事業継続性を見込むことが出来る。
またＰＣ・サーバー等に向けた密閉型冷却装置については、６か月〜２、３年というライフサイクルにて、ユニット交換という形で作業性が創出され、企業における事業継続性が見込まれる。

Claims (6)

1. 液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質と耐圧容器を伝熱媒体として冷温温調する技術・方法。
   （耐圧容器の温度については空気より冷たければ良いものとする。）
2. 液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質と媒体交換式耐圧容器を伝熱媒体として温度調整をする技術・方法。
   （耐圧容器の温度については空気より冷たければ良いものとする。）
3. 液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等の低温物質と媒体密閉型耐圧容器を伝熱媒体として温度調整をする技術・方法。
   （耐圧容器の温度については空気より冷たければ良いものとする。）
4. 液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等を封入した耐圧容器を伝熱媒体として温度調整をする装置から空間への温度調節に、塗装やメッキ、琺瑯、ブロック材、パネル材等を用いる温度調整法。
   （耐圧容器の温度については空気より冷たければ良いものとする。）
5. 温度調整装置に、広告や絵画、時刻表等を取り付け掲示する展示方法・商用利用法。
   （耐圧容器の温度については空気より冷たければ良いものとする。）
6. 液体窒素、液体酸素、液体ヘリウム等を封入した耐圧容器を伝熱媒体として温度調整をする装置に、ペルチェ素子やファンを取り付け、冷気を広く拡散させる方法。
   （耐圧容器の温度については空気より冷たければ良いものとする。）