JP6224676B2 - Parallel and distributed cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、超低温大型縦型冷凍庫(超低温槽)において、複数のスターリング冷凍機と複数本のサーモサイフォンを備えた並列分散型冷却システムに関する。 The present invention relates to a parallel and distributed cooling system including a plurality of Stirling refrigerators and a plurality of thermosiphons in an ultra-low temperature large vertical freezer (ultra-low temperature tank).
従来、大型冷凍庫は大型コンプレッサーと代替フロンを冷媒とした冷却方式が主流であったが、超低温槽においては大電力が必要であり省電力化が望まれ、同時にフロン系ガスや代替フロンなどの特殊冷媒も規制により製造制限されて使用が困難となっていることから、新しい冷媒を使用した次世代型の冷却システムへの切り替えが望まれていた。 Conventionally, cooling systems using large compressors and CFC substitutes as refrigerants have been the mainstream for large freezers. However, ultra-low temperature tanks require high power and energy savings are desired. At the same time, special gases such as CFC-based gas and CFC substitutes are also required. Since the use of refrigerants is also restricted due to restrictions, making it difficult to use them, switching to a next-generation type cooling system using new refrigerants has been desired.
そこで、ヘリウムガスを冷媒としたスターリング冷凍機が次世代の省エネ型冷却装置として提案されている。その例として、冷凍庫内部にスターリング冷凍機を配置し、その吸熱部に設けられたサーモサイフォンの凝縮器を用いて冷凍冷蔵庫を冷却する空冷方式が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, a Stirling refrigerator using helium gas as a refrigerant has been proposed as a next-generation energy-saving cooling device. As an example, an air cooling system has been proposed in which a Stirling refrigerator is disposed inside a freezer and a refrigerator is cooled using a thermosiphon condenser provided in the heat absorption part (see Patent Document 1).
また、サーモサイフォンが複数の経路を有し、これら複数の経路が容器の外周に対して多重螺旋状に配置された飲料水冷却方式が提案されている(特許文献2参照)。 In addition, a drinking water cooling method has been proposed in which a thermosiphon has a plurality of paths, and the plurality of paths are arranged in a multiple spiral shape with respect to the outer periphery of the container (see Patent Document 2).
さらに、サーモサイフォンが複数の経路を有し、少なくとも一つの経路が前記容器の半周に沿って下降して配置されると共に、他の少なくとも一つの経路が前記容器の他の半周に沿って下降して配置され、これらの経路が前記容器の半周に沿って延びた端部近傍が最低部となるように配置した冷却方式が開示されている(特許文献3参照)。 Further, the thermosiphon has a plurality of paths, at least one path is disposed to descend along the half circumference of the container, and at least one other path descends along the other half circumference of the container. A cooling system is disclosed in which these paths are arranged so that the vicinity of the end part extending along the half circumference of the container is the lowest part (see Patent Document 3).
しかし、いずれの方式においても、−80℃以下の超低温槽などへの応用例が開示されていない。特に、空冷方式では空気強制循環系(庫内ファンモーター)に凍結の問題があり、超低温分野での実現が難しかった。また、冷水器や保冷庫などに応用される多重螺旋状や半周ループ状の配管経路では冷凍冷蔵庫には適しているが、前側に開閉扉を有する縦型の超低温大型縦型冷凍庫に応用するには螺旋状やループ状の配管経路では実現することも困難だった。また、単管ループ状や多重螺旋状の配管では配管経路の長さが長くなってしまうため、冷媒が配管内を循環するのに時間がかかり、短時間での冷却ができないという問題もあった。 However, none of the methods discloses an application example to an ultra-low temperature bath of −80 ° C. or lower. In particular, the air cooling system has a problem of freezing in the forced air circulation system (internal fan motor), which is difficult to realize in the ultra-low temperature field. In addition, it is suitable for refrigerators and refrigerators in multiple spiral and semi-circular loop piping routes applied to chillers and cold storage, etc., but it can be applied to vertical ultra-low temperature large vertical freezers with doors on the front side. It was difficult to achieve with a spiral or looped piping route. In addition, since the length of the piping path becomes long in a single-pipe loop shape or multiple spiral-shaped piping, there is a problem that it takes time for the refrigerant to circulate in the piping and cooling cannot be performed in a short time. .
上述の特許文献1〜特許文献3に示す従来技術は、家庭用冷凍冷蔵庫や冷水器、小型携帯冷凍冷蔵庫などにおいては応用が可能な冷却方式であり十分対応が可能である。
The conventional techniques shown in the above-mentioned
しかし、縦型で−80℃以下の超低温大型冷凍庫においては冷却壁面が広く縦に長いために、大型冷凍機が必要となる。この大型冷凍機としては、500W(ワット)〜1kW(キロワット)程度の出力を有する大型特殊コンプレッサー式冷凍機や大型スターリング冷凍機が用いられるが、大型特殊コンプレッサー式冷凍機は熱負荷が大きいために起動時に大電力が必要になる。また、大型スターリング冷凍機は冷却装置が高額になり、どちらもランニングコストが高いという欠点があった。 However, in a vertical type ultra-low temperature large freezer of −80 ° C. or lower, the cooling wall is wide and long, so a large refrigerator is required. As this large refrigerator, a large special compressor type refrigerator or a large Stirling refrigerator having an output of about 500 W (watt) to 1 kW (kilowatt) is used, but the large special compressor type refrigerator has a large heat load. High power is required at startup. In addition, large Stirling refrigerators have a drawback that the cooling device is expensive and both have high running costs.
さらに、サーモサイフォンが単管でも多重管でもその管路が長くなると、凝縮し液化した冷媒が降下するには時間がかかり、気化した冷媒が上昇するにも時間がかかるため、所定の温度まで冷却する時間が長くなるだけでなく、庫内全域に渡って超低温の温度帯まで到達させることや均一に冷却することも技術的に難しく、省エネには適していない状況であった。同様に、サーモサイフォンに傾斜角度を付けると曲折間隔が大きく開くため、冷却面の温度分布にムラができることや、庫内温度を均一とすることができず、温度差を生じてしまうことがあった。 In addition, if the thermosiphon is a single pipe or multiple pipes, if the pipe length becomes long, it takes time for the condensed and liquefied refrigerant to descend, and it takes time for the vaporized refrigerant to rise, so it is cooled to a predetermined temperature. In addition to extending the time required to perform the process, it is technically difficult to reach the ultra-low temperature range and to cool uniformly over the entire interior of the cabinet, and is not suitable for energy saving. Similarly, if the thermosyphon is tilted, the bend interval is widened, so that the temperature distribution on the cooling surface may be uneven, the internal temperature may not be uniform, and a temperature difference may occur. It was.
このために、大型冷凍庫において温度分布の均一化及び超低温化を実現するには、1台の大型冷凍機と従来の配管経路での冷却方式では限界があり、超低温冷凍の品質向上や冷却効率の向上、省エネ化が課題となっていた。 For this reason, in order to achieve uniform temperature distribution and ultra-low temperature in a large-scale freezer, there is a limit to the cooling method using one large-scale refrigerator and the conventional piping path, improving the quality of ultra-low temperature refrigeration and improving the cooling efficiency. Improvement and energy saving were issues.
本発明は、このような状況を鑑みてなされたもので、超低温大型縦型冷凍庫に小型又は中型のスターリング冷凍機を複数台分散して用いて、同時に複数のサーモサイフォンによる配管経路を縦に分割して並列に配置することで、冷却熱源を分散化し冷却用配管経路を並列化して、配管経路であるサーモサイフォン1本当たりの長さを短くして冷却速度を速め、狭いピッチの配管経路にすることで庫内の温度を均一化することを可能にして、冷却性能と冷却効率を向上した省エネ型の次世代冷却方式である並列分散型冷却システムを提供することを目的とする。出力が100W〜200W程度の小型又は中型のスターリング冷凍機は市場に広く普及しており、価格が低廉であるため複数台使用しても本システムは安価で実現することができる。 The present invention has been made in view of such a situation, and a plurality of small or medium-sized Stirling refrigerators are dispersed in an ultra-low temperature large vertical freezer, and piping paths by a plurality of thermosiphons are simultaneously vertically divided. By arranging them in parallel, the cooling heat sources are distributed, the cooling piping paths are paralleled, the length per thermosiphon that is the piping path is shortened, the cooling speed is increased, and the piping path with a narrow pitch is made. It is an object of the present invention to provide a parallel distributed cooling system that is an energy-saving next-generation cooling method that makes it possible to equalize the temperature in the cabinet and improve cooling performance and cooling efficiency. Small or medium-sized Stirling refrigerators having an output of about 100 W to 200 W are widely spread in the market, and since the price is low, this system can be realized at low cost even when a plurality of units are used.
前述の課題を解決するため、本発明に係る複数台のスターリング冷凍機と複数本の配管を備えるサーモサイフォンからなる並列分散型の冷却システムは、次のような手段を採用する。 In order to solve the above-described problems, a parallel and distributed cooling system including a plurality of Stirling refrigerators and a thermosiphon including a plurality of pipes according to the present invention employs the following means.
本発明の並列分散型冷却システムは、真空断熱材と高密度発泡断熱材からなる断熱層を有する超低温大型縦型冷凍庫の庫内を、スターリング冷凍機とサーモサイフォンにより直接冷却する冷却システムであって、前記超低温大型縦型冷凍庫は、前側が開口した中空矩形状に形成された内殻体を備え、前記内殻体は前記断熱層の内側に配設され、前記スターリング冷凍機が前記超低温大型縦型冷凍庫の天井部に複数台配置され、前記スターリング冷凍機の吸熱部に複数の配管が固定され、前記配管には冷媒が封入され、前記配管内で熱交換により気化した前記冷媒と液化した前記冷媒が混在して循環し、前記内殻体の左側面、右側面、背面をそれぞれ横方向に複数に分割した範囲には、前記配管が所定の傾斜角度と間隔を保ち連続して蛇行しながら下降するように前記内殻体に当接して配設され、前記左側面に配設された複数の前記配管が並列に配置され、前記右側面に配設された複数の前記配管が並列に配置され、前記背面に配設された複数の前記配管が並列に配置され、前記スターリング冷凍機が駆動すると前記複数の配管を介して前記超低温大型縦型冷凍庫の庫内が冷却されることを特徴とする。 The parallel distributed cooling system of the present invention is a cooling system that directly cools the inside of an ultra low temperature large vertical freezer having a heat insulating layer made of a vacuum heat insulating material and a high density foam heat insulating material by a Stirling refrigerator and a thermosyphon. The ultra-low temperature large vertical freezer includes an inner shell formed in a hollow rectangular shape with an opening on the front side, the inner shell is disposed inside the heat insulating layer, and the Stirling refrigerator is disposed in the ultra-low temperature large vertical freezer. A plurality of units are arranged on the ceiling part of the mold freezer, a plurality of pipes are fixed to the heat absorption part of the Stirling refrigerator , the refrigerant is enclosed in the pipes, and the liquid that is liquefied with the refrigerant vaporized by heat exchange in the pipes refrigerant circulates mixed, left side, right side surface of the inner shell, the range is divided into a plurality rear of the transverse directions, front Sharing, ABS pipe continuously maintaining a predetermined tilt angle and spacing meander Do you Is disposed in contact with the inner shell to al descends, the plurality of the pipe which is disposed on the left side are arranged in parallel, a plurality of the pipe disposed on the right side is in parallel A plurality of the pipes arranged on the back surface are arranged in parallel, and when the Stirling refrigerator is driven, the inside of the ultra-low temperature large vertical freezer is cooled through the plurality of pipes. And
また、本発明の並列分散型冷却システムは、前記スターリング冷凍機が2台又は3台配置され、1台の前記スターリング冷凍機の吸熱部には2本以上の前記配管が固定され、前記スターリング冷凍機の吸熱部に前記配管を着脱自在に取り付ける固定台を設けたことを特徴とする。 Further, in the parallel distributed cooling system of the present invention, two or three of the Stirling refrigerators are arranged, and two or more pipes are fixed to a heat absorption part of one of the Stirling refrigerators, A fixing base for detachably attaching the pipe to the heat absorption part of the machine is provided.
また、本発明の並列分散型冷却システムは、前記内殻体は異種素材からなる2層の複合材により形成された内殻壁を有し、前記内殻壁の内側は防錆性が良好な素材を用い、前記内殻壁の外側は熱伝導性が良好な素材を用い、前記内殻壁の外面に前記配管を密着して固定したことを特徴とする。 In the parallel distributed cooling system of the present invention, the inner shell body has an inner shell wall formed of a composite material of two layers made of different materials, and the inner side of the inner shell wall has good rust prevention properties. A material is used, and a material having good thermal conductivity is used on the outside of the inner shell wall, and the piping is fixed in close contact with the outer surface of the inner shell wall.
また、本発明の並列分散型冷却システムは、前記複数の配管の上端又は下端又はその両方が連結され、連結された前記配管の1箇所に冷媒を注入する冷媒注入口を設け、前記配管が前記断熱層で覆われることを特徴とする。 In the parallel distributed cooling system of the present invention, the upper ends or the lower ends of the plurality of pipes or both of them are connected, and a refrigerant inlet for injecting a refrigerant is provided at one place of the connected pipes. It is characterized by being covered with a heat insulating layer.
本発明の並列分散型冷却システムによれば、超低温大型縦型冷凍庫の庫内を効率良く冷却し、庫内の温度分布を均一にすることができる。 According to the parallel distributed cooling system of the present invention, the inside of the ultra-low temperature large vertical freezer can be efficiently cooled, and the temperature distribution in the inside can be made uniform.
以下、本発明の実施例について、添付図1〜図6を参照して説明する。以下に説明する実施例は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。なお、本発明において超低温大型縦型冷凍庫とは、冷凍庫の縦方向の長さ(高さ)が横方向の長さ(横幅)よりも長いものに限られず、縦横の長さの比率は問わない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The embodiments described below do not limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, all of the configurations described below are not necessarily essential requirements of the present invention. In the present invention, the ultra-low temperature large vertical freezer is not limited to one in which the vertical length (height) of the freezer is longer than the horizontal length (horizontal width), and the ratio of the vertical and horizontal lengths is not limited. .
以下、本発明に係る冷却システムの第1実施例を図1〜図3に基づいて説明する。図1は、本実施形態の超低温大型縦型冷凍庫1の背面右上方から見た斜視図である。超低温大型縦型冷凍庫1は、内殻体2と、内殻体2の上側、下側、左側、右側及び後側を覆う外殻体3と、内殻体2の前側を覆う正面ドア4と、2台のスターリング冷凍機5A,5Bと、サーモサイフォン6とを備えて構成される。
Hereinafter, a first embodiment of a cooling system according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the ultra-low temperature large
内殻体2は、前側が開口した中空矩形状に形成されており、内部には冷却対象物(図示せず)を収納する収納部7が形成されている。内殻体2は、内殻壁としての内壁11及び外壁12を積層した2重壁構造を有しており、内壁11はステンレス製で防錆性に優れ、外壁12は銅製で熱伝導性に優れている。このように2種類の素材で2重壁構造とすることにより機械的強度と優良な熱伝導性の両方を兼ね備えることができる。本実施例では、外壁12は内壁11の外面を完全に覆っているが、外壁12は収納部7内を効率良く冷却するために内壁11の外側に配設されており、一定程度以上の面積を有していればよく、内壁11を完全に覆っていなくてもよい。
The
外殻体3は、電気亜鉛メッキ鋼板で中空状に形成されている。外殻体3の内部には、内殻体2が配設され、内殻体2と外殻体3との間隙には、後述する真空断熱材28が充填される。外殻体3の外側表面にはアクリル樹脂焼付塗装が施されている。
The
正面ドア4は、手前に開閉可能な開き戸である。正面ドア4は、外殻体3と同様に電気亜鉛メッキ鋼板の表面にアクリル樹脂焼付塗装を施して形成されている。
The
超低温大型縦型冷凍庫1の上部に位置する、外殻体3の上面である天井部13には、2台のスターリング冷凍機5A,5Bが左右対称に設置されている。このスターリング冷凍機5A,5Bは、いわゆるFPSC(フリー・ピストン・スターリング・クーラー)である。スターリング冷凍機5A,5Bは、同じく外殻体3の天井部13に配置された電装ユニット8を駆動源とし、電装ユニット8から供給される電気エネルギーにより駆動する。
Two Stirling refrigerators 5 </ b> A and 5 </ b> B are installed symmetrically on the ceiling 13, which is the upper surface of the
図2に示すとおり、スターリング冷凍機5A,5Bには、約−90℃〜−120℃にまで温度が低下する吸熱部14が各々形成されており、この吸熱部14は超低温大型縦型冷凍庫1の背面方向に突出している。吸熱部14には、後述するサーモサイフォン6の冷却部15を構成する配管固定台18が取り付けられる。
As shown in FIG. 2, each of the
サーモサイフォン6は、2つの冷却部15と6本の配管16A〜16Fから構成されている。冷却部15は、スターリング冷凍機5A,5Bの吸熱部14の先端面17に当接して取り付けられる板状の配管固定台18と、配管16A〜16Fを配管固定台18と共に挟持する板状の配管固定板19と、配管固定台18と配管固定板19とを固定する複数の固定ネジ20から構成されている。
The
配管固定台18の配管固定板19と当接する面には上下方向に延びる断面半円状の凹溝(図示せず)が3箇所形成されている。一方、配管固定板19の配管固定台18と当接する面にも同様の凹溝(図示せず)が3箇所形成されている。したがって、配管固定台18と配管固定板19を当接させると両者の凹溝により3つの貫通孔(図示せず)が形成され、各貫通孔に配管16A〜16Fが1本ずつ挿通されて挟持される。
Three concave grooves (not shown) having a semicircular cross section extending in the vertical direction are formed on the surface of the
配管固定台18と配管固定板19は、熱伝導率が高い金属である銅により形成され、表面にはニッケルメッキが施されている。そのため、配管固定台18と配管固定板19は吸熱部14により効率良く冷却することができるようになっている。配管16A〜16Cは、スターリング冷凍機5Aの吸熱部14に取り付けられる配管固定台18と配管固定板19に当接した状態で固定され、配管16D〜16Fは、スターリング冷凍機5Bの吸熱部14に取り付けられる配管固定台18と配管固定板19に当接した状態で固定される。
The
配管16A〜16Fは、垂直に延設されて配管固定台18と配管固定板19で挟持され、配管固定台18と配管固定板19に形成されたネジ孔(図示せず)に固定ネジ20を螺合することにより冷却部15に固定される。したがって、固定ネジ20を着脱することによりスターリング冷凍機5A,5Bを配管16A〜16Fから着脱することができる。
The pipes 16 </ b> A to 16 </ b> F are vertically extended and are sandwiched between a
従来の大型コンプレッサーでは配管が直接連結されているため、冷凍機が故障すれば、溶接器や真空装置を使った修理になり、現場での対応が難しく短時間での復旧が困難である。これに対して、本実施例のスターリング冷凍機5A,5Bは信頼性が高いものの、長期間の使用などで万一の故障があった場合には、配管16A〜16Fとスターリング冷凍機5A,5Bが着脱自在で分離可能であるから、その故障したスターリング冷凍機5A,5B自体の交換が可能になる。しかも、本実施例のように複数台のスターリング冷凍機5A,5Bを使用することにより、故障したスターリング冷凍機5A,5Bが交換されるまで他のスターリング冷凍機5A,5Bが冷却を継続することが可能で、急激な温度上昇を回避し、収納部7内に収納された前記冷却対象物である凍結試料や冷凍材料などを温度上昇により損なうことを防止することができる。したがって、組立性の向上だけでなく、冗長性、保守性も向上する。
In conventional large compressors, piping is directly connected, so if the refrigerator breaks down, repairs using welders and vacuum equipment are difficult, making it difficult to respond on-site and difficult to recover in a short time. On the other hand, although the
配管16A〜16Fは、焼きなまし処理を施し、細管状に形成されたなまし銅管であり、耐圧性、伝熱性、耐ガス漏れ性、耐腐食性に優れており、曲げ加工も容易に行うことができる。また、配管16A〜16Fは、配管固定台18と配管固定板19に当接させることで、吸熱部14により効率良く冷却されるようになっている。以下、配管16A〜16Fの配管固定台18と配管固定板19と当接した部分を被冷却部21という。
The
図2に示すとおり、吸熱部14、冷却部15、配管16A〜16Fのうち外殻体3から突出した部分は、矩形状のケース22A,22B内に配設されている。ケース22A,22B内には高密度発泡ウレタン等の発泡断熱材23が吸熱部14、冷却部15、配管16A〜16Fのうち外殻体3から突出した部分を覆うように収納されており、外殻体3の外部の熱による吸熱部14、冷却部15、配管16A〜16Fの温度上昇を抑制している。したがって、ケース22A,22B内には発泡断熱材23によって断熱層29Aが形成されている。
As shown in FIG. 2, portions of the
ケース22A,22Bは、前後方向略中間部分で前後(超低温大型縦型冷凍庫1の前後)に分割可能となっており、発泡断熱材23もケース22A,22Bと共に前後に分割可能となっている。ケース22A,22Bの前側と後側はネジなど(図示せず)により隙間なく当接して固定されている。ケース22A,22Bの後側を取り外すと、配管固定板19と固定ネジ20が露出し、固定ネジ20の着脱が可能となる。したがって、組立作業やスターリング冷凍機5A,5Bの交換作業などを容易に行うことができる。
The
冷却部15に固定された配管16A〜16Fは、ケース22A,22Bの底面に形成された貫通孔であるケース孔24及び外殻体3の天井部13に形成された貫通孔である外殻体孔25に挿通され内殻体2に当接されている。ケース孔24及び外殻体孔25は3本の配管16A〜16C、16D〜16Fが挿通可能な大きさを有しており、配管16A〜16C、16D〜16Fを挿通した状態でケース孔24及び外殻体孔25は、発泡断熱材や合成樹脂で形成されたスペーサー26により閉口されている。
The
図2に示すとおり、内殻体2と外殻体3との間隙には、高密度発泡ウレタン等の高密度発泡断熱材27に真空断熱材28を埋め込んだ断熱層29Bが形成されている。この断熱層29Bにより超低温大型縦型冷凍庫1の外部からの熱によって収納部7や配管16A〜16Fの温度上昇を抑制している。真空断熱材28は、断熱層29B内の外殻体3側に配置されているが、真空断熱材28は高密度発泡断熱材27に埋め込まれているため、外殻体3と真空断熱材28の間には高密度発泡断熱材27が配置されている。
As shown in FIG. 2, a
内殻体2の外面のうち左側面31、右側面32、背面33には、配管6A〜6Fが当接して配設されている。配管6A〜6Fは、左側面31、右側面32、背面33に銅やアルミ等の熱伝導性テープ34で貼り付けて固定されている。熱伝導性テープ34は、配管6A〜6Fのうち内殻体2と当接する部分を完全に覆うように貼り付けられているため、熱伝導性テープ34によっても内殻体2を冷却することができるようになっている。
Of the outer surface of the
被冷却部21よりも上方に位置する配管16Aの上端35Aには、自然冷媒であるエチレン、エタン、プロパンなどから選択された超低温用冷媒ガスを注入する冷媒注入口37が形成されている。この冷媒は、超低温大型縦型冷凍庫1による冷却温度により選定され、所定圧力、例えば1MPa〜5MPaの圧力で封入される。冷媒注入口37は、冷媒を注入後、封止部材(図示せず)により封止される。
A
以下、配管16A〜16Fの配置について図1及び図3を参照しながら説明する。図3は、本実施例の内殻体2の展開図であり、配管16A〜16F及び冷却部15のみを図示している。
Hereinafter, the arrangement of the
配管16Aは、ケース22A内に配設された冷却部15から下方に向かって垂直に延設され、内殻体2の背面33に沿って左側面31に向かって所定の傾斜を有して下方へ延設され、左側面31と背面33との接続部である左接続部38で湾曲し、左側面31に沿って正面ドア4に向かって所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、正面ドア4側で湾曲して折り返され正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。本実施例では、湾曲して折り返した折返し部39が正面ドア4側に6箇所、背面33側に5箇所形成されており、正面ドア4側の方が多く形成されている。これは、正面ドア4が開かれたりすることにより、収納部7の正面ドア4側が最も外部の温度の影響を受け、温度が上昇し易いため、正面ドア4側の冷却力を高めるためである。
The
配管16Bは、ケース22A内に配設された冷却部15から下方に向かって垂直に延設され、内殻体2の背面33に沿って左側面31に向かって所定の傾斜を有して下方へ延設され、左接続部38で湾曲し、左側面31に沿って配管16Aに向かってを所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、配管16Aと略平行に正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。
The
配管16Aの下端40Aと配管16Bの下端40Bは、水平方向に延設された細管状の下部連結管41により連結されている。
The
配管16Cは、ケース22A内に配設された冷却部15から下方に向かって垂直に延設され、内殻体2の背面31に沿って正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。
The
配管16Dは、ケース22B内に配設された冷却部15から下方に向かって垂直に延設され、内殻体2の背面31に沿って正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。
The
配管16Cの下端40Cと配管16Dの下端40Dは、水平方向に延設された細管状の下部連結管42により連結されている。図3に示すとおり、配管16Cと配管16Dは、内殻体2の背面31の左右方向の中心線Cに対して線対称に配設されている。
The
配管16Eは、ケース22B内に配設された冷却部15から下方に向かって垂直に延設され、内殻体2の背面31に沿って右側面32に向かって所定の傾斜を有して下方へ延設され、右側面32と背面31との接続部である左接続部43で湾曲し、右側面32に沿って正面ドア4に向かって所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、正面ドア4側で湾曲して折り返され正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。
The
配管16Fは、ケース22B内に配設された冷却部15から下方に向かって垂直に延設され、内殻体2の背面31に沿って右側面32に向かって所定の傾斜を有して下方へ延設され、左接続部43で湾曲し、右側面32に沿って正面ドア4に向かって所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、配管16Dと略平行に正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。なお、配管16A〜16Fの傾斜は、例えば、45°や60°など、液化した冷媒が下方に向かってスムーズに流動する角度が選択される。
The
配管16Eの下端40Eと配管16Fの下端40Fは、水平方向に延設された細管状の下部連結管44により連結されている。下部連結管41,42,44の材質、内径及び外径は配管16A〜16Fの材質、内径及び外径と同一である。なお、本実施例において配管16A〜16Fは、外径が12mm、肉厚が1.5mmに形成されているが、その外径及び肉厚は適宜変更可能である。肉厚については、冷媒を封入後の配管16A〜16F内の圧力に対応させて選択することができる。
The
下部連結管41,42,44は全て水平方向に延設されているため、液化した冷媒が各配管16A〜16Fの下端40A〜40F及び下部連結管41,42,44に貯留した場合に、全ての配管16A〜16F内の冷媒の水位が等しくなるため、貯留した冷媒の温度が均一となり冷媒の循環に偏りが出ず、配管16A〜16Fによる冷却効果を均一に保つことができる。
Since the lower connecting
配管16Bの上端35Bと配管16Cの上端35Cは、細管状の上部連結管45により連結されており、配管16Dの上端35Dと配管16Eの上端35Eは、細管状の上部連結管46により連結されている。また、配管16Fの上端35Fは閉口されている。したがって、配管16A〜16Fは全て連結された1本の配管16を形成している。このように、配管16A〜16Fが全て連結され、冷媒注入口37を一箇所のみ設けることにより、配管16への冷媒の注入作業が1回で済み、配管16A〜16F内の圧力を均一にすることができる。なお、上部連結管45,46の材質、内径及び外径は配管16A〜16Fの材質、内径及び外径と同一である。
The
配管16Aは、内殻体2の左側面31を前後に2分割した分割線Lの前側の面である前側面31Aに配設され、配管16Bは、内殻体2の左側面31を前後に2分割した分割線Lの後側の面である後側面31Bに配設されている。また、配管16Cは、内殻体2の背面33を左右に2分割した中心線Cの左側の面である左側面33Aに配設され、配管16Dは、内殻体2の背面33を左右に2分割した中心線Cの右側の面である右側面33Bに配設されている。また、配管16Eは、内殻体2の右側面32を前後に2分割した分割線Rの後側の面である後側面32Bに配設され、配管16Bは、内殻体2の右側面32を前後に2分割した分割線Rの前側の面である前側面32Aに配設されている。このように、内殻体2の各面である左側面31、右側面32、背面33に6本の配管16A〜16Fを2本ずつ分散して上下方向に延設することにより、内殻体2の左右側面31,32と背面33をほぼ均等に6分割して冷却する構成となる。そして、内殻体2の各面である左側面31、右側面32、背面33を2本の配管16A,16B、配管16C,16D、配管16E,16Fを並列に配置して冷却するため、配管16A〜16Fの被冷却部21から下端40A〜40Fまでの距離が短くなり、かつ、折り返した配管16A〜16Fの隣接する箇所の間隔である配管ピッチ47が狭くなるため、収納部7内の温度を急冷することができると共に、収納部7内を均一に冷却するので収納部7内の温度ムラを抑制することができる。
The
なお、本実施例では配管16A〜16Fの被冷却部21を配管固定台18と配管固定板19に垂直に挟持しているが、所定の傾斜角度で被冷却部21を傾けて挟持することも可能であり、被冷却部21の傾きは冷媒の流動性などを考慮して選択することが可能である。
In this embodiment, the cooled
ここで、サーモサイフォン6による内殻体2の冷却方法を説明する。電装ユニット8から電気エネルギーが供給されてスターリング冷凍機5A,5Bが駆動を開始すると、吸熱部14の温度が降下し、吸熱部14に取り付けられた冷却部15が冷却される。そして、配管固定台18及び配管固定板19に当接した配管16A〜16Fの被冷却部21が冷却される。被冷却部21が冷却されると、配管16A〜16F内に封入された冷媒の温度が降下する。凝縮温度にまで冷却された冷媒は液化し、重力により配管16A〜16Fの内部を降下する。配管16A〜16Fは、内殻体2に当接しているため、配管16A〜16F内の冷媒は内殻体2から吸熱して温度が上昇し、蒸発温度に到達すると気化し、気化した冷媒は配管16A〜16F内を上昇する。上昇した冷媒は被冷却部21に到達し再び冷却され、凝縮し液化することで再度配管16A〜16F内を降下する。このように冷媒は、熱交換を繰り返し、配管16A〜16F内を循環することにより内殻体2の有する熱を吸熱して内殻体2を冷却し、内殻体2の内部に形成された収納部7を目標温度に冷却することが可能となる。
Here, the cooling method of the
このように本実施例では、真空断熱材28と高密度発泡断熱材27からなる断熱層29Bを有する超低温大型縦型冷凍庫1の庫内としての収納部7を、スターリング冷凍機5A,5Bとサーモサイフォン6により直接冷却する冷却システムであって、スターリング冷凍機5A,5Bが超低温大型縦型冷凍庫1の天井部に複数台配置され、スターリング冷凍機5A,5Bの吸熱部14に複数の配管16A〜16Fが固定され、複数の配管16A〜16Fは所定の傾斜角度と間隔を保ち連続して蛇行し、収納部7を形成する内殻壁としての内壁11及び外壁12の背面33及び左右側面31,32に沿って並列に下降し、スターリング冷凍機5A,5Bが駆動すると複数の配管16A〜16Fを介して超低温大型縦型冷凍庫1の収納部7が冷却されることにより、配管16A〜16Fが下端40A〜40Fまで所定の傾斜角度と間隔を維持するように左側面31、右側面32、背面33の各々の横幅の略半分の長さでS字状に蛇行して折り曲げられた連続した配置となり、下端40A〜40Fまでの距離が短くなり、配管ピッチ47を狭くすることができる。すなわち、各配管16A〜16Fの1本が冷却する範囲が狭いため、内殻体2の温度分布において温度差異が小さくなり、収納部7内を短時間で冷却することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施例では、スターリング冷凍機5A,5Bが2台配置され、1台のスターリング冷凍機5A,5Bの吸熱部14には2本以上の配管16A〜16C、16D〜16Fが固定され、スターリング冷凍機5A,5Bの吸熱部14に配管16A〜16Fを着脱自在に取り付ける固定部としての配管固定台18、配管固定板19、固定ネジ20を設けたことにより、配管16A〜16Fが並列的かつ分散的に構成されるため、大型化した超低温縦型冷凍庫であっても冷却効率の高い省エネ運転が可能になる。
Further, in this embodiment, two
また、本実施例では、超低温大型縦型冷凍庫1の内殻壁としての内壁11及び外壁12は異種素材からなる2層の複合材により形成され、内壁11及び外壁12の内側は防錆性が良好な素材を用い、内壁11及び外壁12の外側は熱伝導性が良好な素材を用い、内壁11及び外壁12の外面としての左側面31、右側面32、背面33に配管16A〜16Fを密着して固定したことにより、内殻体2の内面は防錆性が強化され、外面は熱伝導性を良好にすることができる。また、配管16A〜16Fを左側面31、右側面32、背面33に密着させているため、効率良く内殻体2を冷却することができる。
Further, in this embodiment, the
また、本実施例では、複数の配管16A〜16Fの上端35A〜35F又は下端40A〜40F又はその両方が連結され、連結された配管16A〜16Fの1箇所に冷媒を注入する冷媒注入口37を設け、配管16A〜16Fが断熱層29A,29Bで覆われることにより、配管16A〜16Fが1本の配管16となり、冷媒の注入が1回でまとめて行うことができ、配管16の内部の圧力を均一にすることができ、各配管16A〜16Fの温度を均一にすることができる。また、配管16A〜16Fを断熱層29A,29Bで覆うことにより、外部の熱により配管16A〜16Fの温度が上昇することを抑制することができる。
In the present embodiment, the upper ends 35A to 35F and / or the lower ends 40A to 40F of the plurality of
なお、本実施例では、スターリング冷凍機5A,5Bに各々3本の配管16A〜16C,16D〜16Fが設けられているが、スターリング冷凍機5A,5Bに設ける配管の数は1本、2本、4本、5本以上であってもよく、スターリング冷凍機5Aとスターリング冷凍機5Bとが異なる本数の配管を備えていてもよい。
In this embodiment, three
図4は、本発明の実施例2を示し、上記実施例1と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施例は、下部連結部41,42,44及び上部連結部45,46を設けず、各配管16A〜16Fを独立に配設したものである。配管16A〜16Fの上端35A〜35Fには、各々冷媒注入口51A〜51Fが形成されており、各配管16A〜16Fは別個に冷媒を注入することができる。また、配管16A〜16Fの下端40A〜40Fは閉口されている。
In the present embodiment, the lower connecting
本実施例の配管16A〜16Fは、各々独立しているため、配管16A〜16Fの一部について修理や交換を行う場合には、その修理・交換の対象となる配管16A〜16Fのみを取り外せばよく、修理・交換の作業が簡易となる。また、配管16A〜16F毎に冷媒の種類や圧力を任意に選択することができる。
Since the
なお、本実施例では、スターリング冷凍機5A,5Bに各々3本の配管16A〜16C,16D〜16Fが設けられているが、スターリング冷凍機5A,5Bに設ける配管の数は1本、2本、4本、5本以上であってもよく、スターリング冷凍機5Aとスターリング冷凍機5Bとが異なる本数の配管を備えていてもよい。
In this embodiment, three
図5は、本発明の実施例3を示し、上記実施例1,2と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。 FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
本実施例は、実施例1,2よりもさらに大型の超低温大型縦型冷凍庫1Aであり、3台のスターリング冷凍機61A〜61Cと9本の配管62A〜62Iを設けたものである。即ち、各スターリング冷凍機61A〜61Cに対して3本の配管62A〜62C、62D〜62F、62G〜62Iが固定され、内殻体2の左側面31、右側面32、背面33に各々3本の配管62A〜62C、62D〜62F、62G〜62I配設している。
The present embodiment is an ultra-low temperature large
スターリング冷凍機61Aに固定された配管62A〜62Cの上端64A〜64Cは、上部連結管65Aにより連結されている。また、スターリング冷凍機61Bに固定された配管62D〜62Fの上端64D〜64Fは、上部連結管65Bにより連結されている。また、スターリング冷凍機61Cに固定された配管62G〜62Iの上端64G〜64Iは、上部連結管65Cにより連結されている。上部連結管65A〜65Cの材質、内径及び外径は、配管62A〜62Iと同一である。
Upper ends 64A to 64C of the
配管62A〜62Iの下端67A〜67I(下端67G〜67Iについては図示せず)は、水平方向に延設された下部連結管68に連結されている。下部連結管68は、左側面31の正面ドア4付近から右側面32の正面ドア4付近まで、左側面31、背面33、右側面32に沿って延設されており、接続部38,43では湾曲して折り曲げられている。下部連結管68の材質、内径及び外径は、配管62A〜62Iと同一である。
Lower ends 67A to 67I (the lower ends 67G to 67I are not shown) of the
上述のように、配管62A〜62Iは上部連結管65A〜65C及び下部連結管68によって連結されており、配管62A〜62Iと上部連結管65A〜65Cと下部連結管68の内部が全て繋がった配管62を形成している。また、上部連結管65Bには、配管62に冷媒を注入する冷媒注入口66が形成されているため、配管62への冷媒の注入作業は1回で行うことができ、配管62内の圧力を均一にすることができる。
As described above, the
次に、配管62A〜62Iの配置について説明する。配管62A〜62Cは、冷却部15(図5には図示せず)から下方に垂直に延設され、内殻体2の上面69に到達した箇所で湾曲し、左側面31に向かって上面69に当接して延設され、上面69と左側面31との接続部70で湾曲し、左側面31に沿って正面ドア4に向かって所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、正面ドア4側で湾曲して折り返され正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。したがって、配管62A〜62Cは左側面31で略平行に略同形状に形成されている。
Next, the arrangement of the
配管62D〜62Fは、冷却部15(図5には図示せず)から下方に垂直に延設され、内殻体2の背面33に当接し、配管62Dは左側面31側に向かって所定の傾斜を有して下方に延設され、配管62Eは下方に向かって垂直に延設され、配管62Eは右側面32側に向かって所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、配管62D〜62Fは、正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。したがって、配管62D〜62Fは背面33で略平行に略同形状に形成されている。
The
配管62G〜62Iは、冷却部15(図5には図示せず)から下方に垂直に延設され、内殻体2の上面69に到達した箇所で湾曲し、右側面32に向かって上面69に当接して延設され、上面69と右側面32との接続部71で湾曲し、右側面32に沿って正面ドア4に向かって所定の傾斜を有して下方に延設されている。そして、正面ドア4側で湾曲して折り返され正弦曲線状に形成されて下方に向かって延設されている。したがって、配管62G〜62Iは右側面32で略平行に略同形状に形成されている。
The
このように本実施例では、スターリング冷凍機61A〜61Cが3台配置され、1台のスターリング冷凍機61A〜61Cの吸熱部14には3本の配管62A〜62C、62D〜62F、62G〜62Iが固定され、スターリング冷凍機61A〜61Cの吸熱部14に配管62A〜62Iを着脱自在に取り付ける固定部としての配管固定台18、配管固定板19、固定ネジ20を設けたことにより、配管62A〜62Iが並列的かつ分散的に構成されるため、さらに大型化した超低温縦型冷凍庫であっても冷却効率の高い省エネ運転が可能になる。
As described above, in this embodiment, three
なお、本実施例では、スターリング冷凍機61A〜61Cに各々3本の配管61A〜61C,61D〜61F,61G〜61Iが設けられているが、スターリング冷凍機61A〜61Cに設ける配管の数は1本、2本、4本、5本以上であってもよく、各スターリング冷凍機61A〜61Cが異なる本数の配管を備えていてもよい。
In this embodiment, three
図6は、本発明の実施例4を示し、上記実施例1〜3と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。 FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the same parts as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施例は、実施例3の超低温大型縦型冷凍庫1Aの各スターリング冷凍機61A〜61Cに各々2本の配管62A,62C、配管62D,62F、配管62G,62Iを設けたものである。すなわち、配管62B,62E,62Hを設けない構成である。また、スターリング冷凍機61Aを冷却部15が左側面31側に向くように配置し、スターリング冷凍機61Cを冷却部15が右側面32側を向くように配置したものである。
In this embodiment, two
本実施例では、配管62A,62C,62G,62Iを上面69に当接させる必要がなく、垂直に下方に延設して左側面31及右側面32に当接させればよいため、配管62A,62C,62G,62Iについて上面69に当接させるための曲げ加工が不要となる。
In the present embodiment, the
配管62Aは、左側面31の前側半分の範囲で正弦曲線状に配設され、配管62Cは、左側面31の後側半分の範囲で正弦曲線状に配設され、両者は略平行に略同形状に形成されている。
The
配管62Dは、背面33の左側半分の範囲で正弦曲線状に配設され、配管62Fは、背面33の右側半分の範囲で正弦曲線状に配設され、両者は略平行に略同形状に形成されている。なお、配管62Dと配管62Fは、図1及び図3に示す実施例1と図4に示す実施例2の配管16C,16Dのように、左右対称となるように配置してもよい。
The
配管62Gは、右側面32の後側半分の範囲で正弦曲線状に配設され、配管62Iは、右側面32の前側半分の範囲で正弦曲線状に配設され、両者は略平行に略同形状に形成されている。
The
なお、本実施例では、スターリング冷凍機61A〜61Cに各々2本の配管62A,62C、配管62D,62F、配管62G,62Iが設けられているが、スターリング冷凍機61A〜61Cに設ける配管の数は1本、3本、4本、5本以上であってもよく、各スターリング冷凍機61A〜61Cが異なる本数の配管を備えていてもよい。
In the present embodiment, two
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、配管は単管だけではなく、配管内の冷媒の循環を促進するために内部にウィックを形成してもよい。また、配管はステンレス鋼により形成してもよい。また、スターリング冷凍機の数は、超低温縦型冷凍庫の大きさにより4台、5台、それ以上設けてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, the pipe is not limited to a single pipe, and a wick may be formed inside to promote circulation of the refrigerant in the pipe. The pipe may be formed of stainless steel. The number of Stirling refrigerators may be four, five, or more depending on the size of the ultra-low temperature vertical freezer.
1,1A 超低温大型縦置冷凍庫
5A,5B スターリング冷凍機
6 サーモサイフォン
7 収納部(庫内)
8 電装ユニット
11 内壁(内殻壁)
12 外壁(内殻壁)
16A〜F 配管
18 配管固定台(固定部)
19 配管固定板(固定部)
20 固定ネジ(固定部)
27 高密度発泡断熱材
28 真空断熱材
29A,29B 断熱層
31 左側面(内殻壁の外面)
32 右側面(内殻壁の外面)
33 背面(内殻壁の外面)
35A〜35F 上端
37 冷媒注入口
40A〜40F 下端
47 配管ピッチ(間隔)
61A〜61C スターリング冷凍機
62A〜62I 配管
64A〜64I 上端
66 冷媒注入口
67A〜67I 下端
1,1A cryogenic large
7 storage (inside)
8 electrical units
11 inner wall (inner shell wall)
12 Outer wall (inner shell wall)
16A-
19 Piping fixing plate (fixing part)
20 Fixing screw (fixing part)
27 High-density foam
32 Right side (outer surface of inner shell wall)
33 Back (outer surface of inner shell wall)
35A-
61A to
Claims (4)
前記超低温大型縦型冷凍庫は、前側が開口した中空矩形状に形成された内殻体を備え、前記内殻体は前記断熱層の内側に配設され、
前記スターリング冷凍機が前記超低温大型縦型冷凍庫の天井部に複数台配置され、
前記スターリング冷凍機の吸熱部に複数の配管が固定され、
前記配管には冷媒が封入され、前記配管内で熱交換により気化した前記冷媒と液化した前記冷媒が混在して循環し、
前記内殻体の左側面、右側面、背面をそれぞれ横方向に複数に分割した範囲には、前記配管が所定の傾斜角度と間隔を保ち連続して蛇行しながら下降するように前記内殻体に当接して配設され、
前記左側面に配設された複数の前記配管が並列に配置され、
前記右側面に配設された複数の前記配管が並列に配置され、
前記背面に配設された複数の前記配管が並列に配置され、
前記スターリング冷凍機が駆動すると前記複数の配管を介して前記超低温大型縦型冷凍庫の庫内が冷却されることを特徴とする並列分散型冷却システム。 A cooling system that directly cools the inside of an ultra-low temperature large vertical freezer having a heat insulating layer made of a vacuum heat insulating material and a high-density foam heat insulating material by a Stirling refrigerator and a thermosyphon,
The ultra-low temperature large vertical freezer includes an inner shell formed in a hollow rectangular shape with an open front, and the inner shell is disposed inside the heat insulating layer,
A plurality of the Stirling refrigerators are arranged on the ceiling of the ultra-low temperature large vertical freezer,
A plurality of pipes are fixed to the heat absorption part of the Stirling refrigerator,
The pipe is filled with a refrigerant, and the refrigerant vaporized by heat exchange in the pipe and the liquefied refrigerant are mixed and circulated.
Left side of the inner shell, a right side, the range is divided into a plurality rear of the transverse directions, front Sharing, ABS pipe said to descend while meandering continuously maintaining a predetermined tilt angle and spacing Arranged in contact with the shell ,
A plurality of the pipes arranged on the left side surface are arranged in parallel,
A plurality of the pipes arranged on the right side surface are arranged in parallel,
A plurality of the pipes arranged on the back surface are arranged in parallel,
When the Stirling refrigerator is driven, the inside of the ultra-low temperature large vertical freezer is cooled via the plurality of pipes.
1台の前記スターリング冷凍機の吸熱部には2本以上の前記配管が固定され、
前記スターリング冷凍機の吸熱部に前記配管を着脱自在に取り付ける固定部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の並列分散型冷却システム。 Two or three Stirling refrigerators are arranged,
Two or more pipes are fixed to the heat absorption part of one Stirling refrigerator,
The parallel distributed cooling system according to claim 1, further comprising a fixing unit that detachably attaches the pipe to the heat absorption unit of the Stirling refrigerator.
前記内殻壁の内側は防錆性が良好な素材を用い、前記内殻壁の外側は熱伝導性が良好な素材を用い、
前記内殻壁の外面に前記配管を密着して固定したことを特徴とする請求項1又は2に記載の並列分散型冷却システム。 The inner shell has an inner shell wall formed of a two-layer composite material made of different materials,
The inside of the inner shell wall uses a material with good rust prevention, the outside of the inner shell wall uses a material with good thermal conductivity,
The parallel distributed cooling system according to claim 1 or 2, wherein the piping is fixed in close contact with an outer surface of the inner shell wall.
連結された前記配管の1箇所に冷媒を注入する冷媒注入口を設け、
前記配管が前記断熱層で覆われることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の並列分散型冷却システム。 The upper end or lower end of the plurality of pipes or both are connected,
Providing a refrigerant inlet for injecting the refrigerant into one of the connected pipes;
The parallel distributed cooling system according to claim 1, wherein the pipe is covered with the heat insulating layer.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2019172001A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Phcホールディングス株式会社 | Refrigeration device |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102393486B1 (en) * | 2017-09-13 | 2022-05-04 | 한온시스템 주식회사 | Cooling device |
US10718558B2 (en) * | 2017-12-11 | 2020-07-21 | Global Cooling, Inc. | Independent auxiliary thermosiphon for inexpensively extending active cooling to additional freezer interior walls |
JP6934576B2 (en) * | 2018-09-11 | 2021-09-15 | Phcホールディングス株式会社 | Refrigeration equipment |
KR102190197B1 (en) * | 2018-12-24 | 2020-12-11 | 주식회사 일신바이오베이스 | Ultra cold freezer |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5183864U (en) * | 1974-12-27 | 1976-07-06 | ||
FR2578638B1 (en) * | 1985-03-08 | 1989-08-18 | Inst Francais Du Petrole | METHOD FOR TRANSFERRING HEAT FROM A HOT FLUID TO A COLD FLUID USING A MIXED FLUID AS A HEAT EXCHANGER |
JPH03181768A (en) * | 1989-12-11 | 1991-08-07 | Matsushita Refrig Co Ltd | Refrigerator |
JPH05288461A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-02 | Matsushita Refrig Co Ltd | Heat insulation box |
US5642622A (en) * | 1995-08-17 | 1997-07-01 | Sunpower, Inc. | Refrigerator with interior mounted heat pump |
JP2001149814A (en) * | 1999-11-30 | 2001-06-05 | Tomy Ltd | Centrifuge |
JP2005077018A (en) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Sharp Corp | Loop type thermo siphon, stirling refrigerator, and assembling structure of loop type thermo siphon |
JP4277312B2 (en) * | 2003-11-25 | 2009-06-10 | ツインバード工業株式会社 | Thermosiphon |
JP2005233526A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Sharp Corp | Refrigerator |
JP2005257101A (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Sharp Corp | Cold storage |
JP2005308357A (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Twinbird Corp | Thermosiphon |
JP2005321148A (en) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Sharp Corp | Cooling storage |
JP2007093055A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sharp Corp | Condenser and loop type thermosiphon therewith |
JP4569545B2 (en) * | 2006-08-28 | 2010-10-27 | 富士電機リテイルシステムズ株式会社 | Showcase |
JP2008202882A (en) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Sharp Corp | Refrigerator |
JP5275929B2 (en) * | 2008-08-26 | 2013-08-28 | ホシザキ電機株式会社 | Cooling system |
-
2015
- 2015-11-12 JP JP2015222085A patent/JP6224676B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019172001A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Phcホールディングス株式会社 | Refrigeration device |
JPWO2019172001A1 (en) * | 2018-03-06 | 2020-10-22 | Phcホールディングス株式会社 | Refrigeration equipment |
JP7118924B2 (en) | 2019-06-13 | 2022-08-16 | 株式会社シー・アイ・シー | Bird scare device and bird scare method |
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