JP6540895B2 - 保冷装置 - Google Patents

Description

この発明は、保冷装置に関するものである。

従来においては、真空若しくは減圧した状態とした真空減圧層を形成する一対の対向板間に、この対向板が伝熱板として機能するようにペルチェモジュールを介在し、対向板の少なくとも一方に放熱若しくは吸熱が良好となるように伝熱面積を増大させる多数のリブを設けた構成とするとともに、断熱構造を施した容体の開口部を閉塞する蓋として構成した断熱容体の蓋が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本特開２００１−２２１５５２号公報

この特許文献１に示された従来技術においては、断熱容体（保冷容器）の蓋体に、ペルチェモジュール（ペルチェ素子）及びこのペルチェ素子を駆動する電源が内蔵されている。したがって、蓋体のそれぞれに電源が内蔵されているため、蓋体を含む保冷容器が大型化・重量化し、保冷容器の運搬に大きな労力が必要である。また、ペルチェ素子を、保冷容器の外部にある電源で駆動する場合、外部電源と保冷容器とを電気的に接続するための金属端子等を保冷容器の外部に露出して設けてしまうと、保冷容器の防水性及び耐水性が低下してしまう。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、運搬時における保冷容器の小型軽量化を図ることができ、かつ、外部電源と保冷容器とを電気的に接続するための金属端子が不要であって、保冷容器の防水性及び耐水性を高く維持することができる保冷装置を得るものである。

この発明に係る保冷装置においては、内部空間を冷却する冷却手段を有する保冷容器と、前記冷却手段を駆動する電力を給電するための給電装置と、を備え、前記給電装置は、電力を非接触で送電する第１の送電部を備え、前記保冷容器は、上面に形成された開口を有する容器本体と、前記容器本体に着脱自在に設けられ、前記容器本体の前記開口を開閉する蓋体と、前記容器本体の底部に設けられ、前記第１の送電部が送電した電力を非接触で受電する第１の受電部と、前記容器本体の前記開口の周囲に設けられ、前記第１の受電部が受電した電力を非接触で送電する第２の送電部と、前記蓋体に設けられ、前記第２の送電部が送電した電力を非接触で受電する第２の受電部と、を備え、前記冷却手段は、前記蓋体に設けられ、前記第２の受電部が受電した電力で駆動する構成とする。

この発明に係る保冷装置においては、運搬時における保冷容器の小型軽量化を図ることができ、かつ、外部電源と保冷容器とを電気的に接続するための金属端子が不要であって、保冷容器の防水性及び耐水性を高く維持することができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る保冷装置の全体構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る保冷装置の電気的な構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１に係る保冷装置の電気的な構成を詳細に示す回路図である。 この発明の実施の形態２に係る保冷装置の全体構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る保冷装置の全体構成を示す斜視図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図３は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は保冷装置の全体構成を示す斜視図、図２は保冷装置の電気的な構成を示す回路図、図３は保冷装置の電気的な構成を詳細に示す回路図である。なお、図１においては、要部を透視して示している。

この発明の実施の形態１に係る保冷装置は、例えば図１に示すような保冷容器１００を備えている。保冷容器１００は、容器本体１１０と蓋体１２０とを備えている。容器本体１１０は、例えば、有底円筒状を呈し、外観形状及び内部空間の形状が円柱状に形成されている。容器本体１１０の外面、ここでは例えば上面には、開口１１１が形成されている。ここでは、容器本体１１０の側面及び底面には、開口は形成されていない。すなわち、ここでは、容器本体１１０は、例えば上向きに空気の出入口を有し、横向き及び下向きには空気の出入口を有さない容器である。

蓋体１２０は、着脱自在に容器本体１１０の開口１１１を開閉する。すなわち、蓋体１２０は、容器本体１１０の上面に着脱することができる。蓋体１２０が容器本体１１０の上面に取り付けられると、容器本体１１０の開口１１１が閉塞され、容器本体１１０の内部空間が気密に密閉される。蓋体１２０が容器本体１１０の上面から取り外されると、容器本体１１０の開口１１１は開放される。

保冷容器１００は、断熱性に優れた素材を用いて形成されている。すなわち、容器本体１１０及び蓋体１２０は、例えば、真空断熱材をそれぞれ内蔵している。したがって、蓋体１２０で容器本体１１０の開口１１１を閉塞すると、保冷容器１００の内部空間の温度を維持することができる。

図２に示すように、保冷容器１００（容器本体１１０及び蓋体１２０）は、冷却装置４２０を備えている。冷却装置４２０は、電力により駆動され、保冷容器１００の内部空間を冷却する冷却手段である。冷却装置４２０は、例えば、ペルチェ素子を備えている。なお、冷却装置４２０は、ペルチェ素子の他、電力により駆動され冷却を行うものであれば、例えば、冷媒を利用した熱交換器を備えたものであってもよい。

また、図１に示すように、この発明の実施の形態１に係る保冷装置は、給電装置２００を備えている。給電装置２００は、冷却手段である冷却装置４２０を駆動する電力を給電するためのものである。給電装置２００は、送電コイル３１０及び電源プラグ３２０を備えている。送電コイル３１０は、電力を非接触で送電する送電部である。

保冷容器１００は、受電コイル４１０を備えている。受電コイル４１０は、送電部である送電コイル３１０が送電した電力を非接触で受電する受電部である。そして、冷却手段である冷却装置４２０は、受電部である受電コイル４１０が受電した電力で駆動する。

電源プラグ３２０は、電源の例えばコンセントに接続される。なお、電源プラグ３２０の形状は、コンセントに差し込むタイプでなくともよい。電源プラグ３２０は、例えば、ＵＳＢ型又はシガレットソケット型等であってもよい。また、電源プラグ３２０は、複数の型に交換可能としてもよい。

図２に示すように、給電装置２００は、送電側整流回路３３０及びインバータ回路３４０を備えている。電源プラグ３２０が電源のコンセントに接続されると、送電側整流回路３３０は、商用電源３２１に接続される。送電側整流回路３３０は、商用電源３２１から供給された交流を直流に整流して出力する。インバータ回路３４０は、送電側整流回路３３０から出力された直流を、送電コイル３１０からの送電に適した高周波の交流に変換して出力する。そして、送電コイル３１０には、インバータ回路３４０から出力された高周波の交流電圧が印加される。

保冷容器１００には、前述した受電コイル４１０及び冷却装置４２０に加えて、受電側整流回路４３０、制御部４４０及び温度センサ４５０がさらに備えられている。給電装置２００の送電コイル３１０と保冷容器１００の受電コイル４１０とが、予め設定された一定距離以内で対向して配置された状態で、送電コイル３１０にインバータ回路３４０から出力された高周波の交流電圧が印加されると、送電コイル３１０と受電コイル４１０とが電磁的に結合されて、受電コイル４１０に起電力が生じる。すなわち、送電コイル３１０から受電コイル４１０へと非接触で電力が送電される。

受電コイル４１０が受電した電力は、受電側整流回路４３０に入力される。受電コイル４１０が受電した電力は、送電コイル３１０に入力されたものと同様の高周波の交流である。受電側整流回路４３０は、受電コイル４１０が受電した高周波の交流電力を、冷却装置４２０の駆動に適したものに変換する。具体的に例えば、受電側整流回路４３０は、受電コイル４１０が受電した高周波の交流電力を、冷却装置４２０の駆動に適した直流の電圧及び電流の直流に整流する。受電側整流回路４３０で整流された電力は、冷却装置４２０へと供給される。

制御部４４０は、受電側整流回路４３０から冷却装置４２０へと供給する電力を調節して冷却装置４２０の動作を制御する。温度センサ４５０は、容器本体１１０の内部空間の温度を検出する温度検出部である。制御部４４０は、温度センサ４５０の検出結果に基づいて、例えば、容器本体１１０の内部空間の温度が所望の一定温度になるように、冷却装置４２０の動作を制御する。

次に、図３を参照しながら、給電装置２００及び保冷容器１００の回路構成について、さらに説明する。図３に示すように、送電側整流回路３３０は、第１の送電側ダイオード３３１、第２の送電側ダイオード３３２、第３の送電側ダイオード３３３、第４の送電側ダイオード３３４及び送電側コンデンサ３３５を備えている。第１の送電側ダイオード３３１、第２の送電側ダイオード３３２、第３の送電側ダイオード３３３及び第４の送電側ダイオード３３４は、いわゆるダイオード・ブリッジ回路を構成している。ダイオード・ブリッジ回路により、送電側整流回路３３０に入力された交流は直流化される。そして、送電側コンデンサ３３５は、ダイオード・ブリッジ回路により直流化された電力を平滑化する。

インバータ回路３４０は、第１のＭＯＳＦＥＴ３４１、第２のＭＯＳＦＥＴ３４２、インバータ駆動部３４３及びインバータ用コンデンサ３４４を備えている。

受電側整流回路４３０は、第１の受電側ダイオード４３１、第２の受電側ダイオード４３２、第３の受電側ダイオード４３３、第４の受電側ダイオード４３４、受電側コンデンサ４３５及び制御スイッチ４４１を備えている。第１の受電側ダイオード４３１、第２の受電側ダイオード４３２、第３の受電側ダイオード４３３及び第４の受電側ダイオード４３４は、いわゆるダイオード・ブリッジ回路を構成している。ダイオード・ブリッジ回路により、受電側整流回路４３０に入力された交流は直流化される。そして、受電側コンデンサ４３５は、ダイオード・ブリッジ回路により直流化された電力を平滑化する。

また、制御部４４０は、制御スイッチ４４１をオン／オフすることで、受電側整流回路４３０から冷却装置４２０へと供給する電力を調節して冷却装置４２０の動作を制御する。

以上のように構成された保冷装置において、保冷容器１００が備える冷却装置４２０により、保冷容器１００の内部空間を冷却する場合には、給電装置２００から保冷容器１００の冷却装置４２０へと給電する必要がある。この給電装置２００から冷却装置４２０への給電について、図１を参照しながら説明する。

まず、この実施の形態１においては、受電コイル４１０は、保冷容器１００の蓋体１２０に内蔵されている。また、図１では図示していないが、実施の形態１においては、冷却装置４２０も蓋体１２０に設けられている。給電装置２００から冷却装置４２０へと給電する際には、給電装置２００は蓋体１２０の上面側に配置される。ここで、送電コイル３１０は、給電装置２００の底面部に配置されている。受電コイル４１０は、蓋体１２０の上面部に配置されている。

また、給電装置２００の底面には、凸部５０１が下方に突出して設けられている。そして、蓋体１２０の上面には、凹部５０２が形成されている。凹部５０２の形状は、凸部５０１の外形に合わせられている。給電装置２００を蓋体１２０の上面側に配置する際に、凸部５０１を凹部５０２の内側に挿入すると、送電コイル３１０と受電コイル４１０とが対向して配置されるように、給電装置２００と保冷容器１００との相対位置が合わせられる。こうして、凸部５０１及び凹部５０２は、給電時に、送電コイル３１０と受電コイル４１０とが対向して配置されるように、給電装置２００と保冷容器１００との相対位置を合わせる位置合わせ手段を構成している。

この状態で、給電装置２００の電源プラグ３２０を電源に接続すると、給電装置２００の送電コイル３１０から、保冷容器１００の受電コイル４１０へと非接触で電力が送られる。そして、受電コイル４１０で受けた電力により保冷容器１００の冷却装置４２０が駆動されて、冷却装置４２０により保冷容器１００の内部空間が冷却される。

以上のように構成された保冷装置は、保冷容器１００で、例えば、ワクチン製剤等の薬剤を保管、運搬する際に使用するのに好適である。すなわち、まず、電化地域にある給電拠点において、給電装置２００の電源プラグ３２０を給電拠点の電源に接続し、給電装置２００により保冷容器１００の冷却装置４２０へと電力を供給して、保冷容器１００の内部空間を冷却する。

保冷容器１００の内部空間が十分に冷却されたら、保冷容器１００の上面から給電装置２００を外す。この状態では、保冷容器１００に収容したワクチン製剤等を保冷したまま、無電化地域等に運搬することができる。この際、保冷容器１００には、電源プラグ３２０が接続された電源から供給される電力を冷却装置４２０の駆動に適したものに変換するための電力変換回路を備える必要がなく、比較的に小さい受電側整流回路４３０だけを備えればよいため、運搬時における保冷容器１００の小型軽量化を図ることができる。したがって、運搬を容易にすることが可能である。

また、給電装置２００から保冷容器１００への給電は、非接触給電により行われる。このため、給電装置２００（外部電源）と保冷容器１００とを電気的に接続するための金属端子等が外部に露出して設けられることがない。このため、防水性及び耐水性を向上することができ、錆、腐食等が発生することもない。さらに、給電装置２００と保冷容器１００とを電気的に接続するためのケーブルも不要であるため、ケーブルの断線等のケーブルに関連する故障が発生することなく、信頼性を高めることが可能である。

さらに、保冷容器１００には、当該保冷容器１００の内部空間の温度を検出する温度検知部である温度センサ４５０と、温度検知部（温度センサ４５０）の検出結果に基づいて冷却手段である冷却装置４２０を制御する制御部４４０と、が備えられている。ここで、例えば、給電装置２００等の保冷容器１００の外部に制御部を備えて冷却装置４２０の動作制御を行う場合、温度センサ４５０の検出結果を保冷容器１００の外部の制御部へと送信する必要が生じる。このため、温度センサ４５０の検出結果を保冷容器１００の外部の制御部へと送信するための無線送信装置等を保冷容器１００に備える必要があり、保冷装置の大型化及び製造費用の増加を招く。これに対し、保冷容器１００に温度センサ４５０と制御部４４０とを備えることで、冷却装置４２０の動作制御を保冷容器１００側だけで完結させて行うことができるため、無線送信装置等が不要であって、前述したような保冷装置の大型化及び製造費用の増加を避けることが可能である。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係るもので、保冷装置の全体構成を示す斜視図である。なお、この図４においては、要部を透視して示している。
ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、給電時に給電装置２００を、容器本体１１０の底面側に配置するようにしたものである。以下、この実施の形態２に係る保冷装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図４に示すように、この実施の形態２に係る保冷装置においては、受電コイル４１０は、保冷容器１００の容器本体１１０に内蔵されている。給電装置２００から冷却装置４２０へと給電する際には、給電装置２００は容器本体１１０の底面側に配置される。ここで、送電コイル３１０は、給電装置２００の上面部に配置されている。受電コイル４１０は、容器本体１１０の底面部に配置されている。

また、給電装置２００の上面には、凸部５０１が上方に突出して設けられている。そして、蓋体１２０の底面には、凹部５０２が形成されている。給電装置２００を容器本体１１０の底面側に配置する際に、凸部５０１を凹部５０２の内側に挿入すると、送電コイル３１０と受電コイル４１０とが対向して配置されるように、給電装置２００と保冷容器１００との相対位置が合わせられる。すなわち、凸部５０１及び凹部５０２は、実施の形態１と同様に、位置合わせ手段を構成している。

この状態で、給電装置２００の電源プラグ３２０を電源に接続すると、給電装置２００の送電コイル３１０から、保冷容器１００の受電コイル４１０へと非接触で電力が送られる。そして、受電コイル４１０で受けた電力により保冷容器１００の冷却装置４２０が駆動されて、冷却装置４２０により保冷容器１００の内部空間が冷却される。

なお、実施の形態２においては、冷却装置４２０を容器本体１１０に設けてもよいし、実施の形態１と同様に冷却装置４２０を蓋体１２０に設けるようにしてもよい。ただし、この実施の形態２においては、受電コイル４１０が容器本体１１０に設けられている。このため、冷却装置４２０を蓋体１２０に設ける場合には、容器本体１１０の受電コイル４１０から蓋体１２０の冷却装置４２０まで電気配線を設ける必要がある。
他の構成、動作等については実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された保冷装置は、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、給電時に保冷容器１００の底面側に給電装置２００を配置するようにしたことで、給電時においても容器本体１１０の上面側の蓋体１２０を容易に開閉させることができる。したがって、給電時においても、容易に容器本体１１０への対象物品の出し入れを行うことができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係るもので、保冷装置の全体構成を示す斜視図である。なお、この図５においては、要部を透視して示している。
ここで説明する実施の形態３は、前述した実施の形態２の構成において、蓋体１２０に冷却装置４２０を設けるようにした上で、給電装置２００から容器本体１１０への送電のみならず、容器本体１１０から蓋体１２０への送電も非接触で行うようにしたものである。以下、この実施の形態３に係る保冷装置について、実施の形態２との相違点を中心に説明する。

この実施の形態３においては、給電装置２００に設けられた送電コイル３１０は、電力を非接触で送電する第１の送電部である。そして、図５に示すように、容器本体１１０の底部には、中継用受電コイル６１０が内蔵されている。この中継用受電コイル６１０は、第１の送電部である送電コイル３１０が送電した電力を非接触で受電する第１の受電部である。

この実施の形態３においては、実施の形態１と同様に、蓋体１２０は、容器本体１１０に着脱自在に設けられる。この蓋体１２０を容器本体１１０の上面に着脱することで、容器本体１１０の上面に形成された開口１１１を開閉することができる。

容器本体１１０の上面の開口１１１の周囲には、中継用送電コイル６２０が内蔵されている。中継用受電コイル６１０と中継用送電コイル６２０とは、中継用電力線６００により電気的に接続されている。中継用電力線６００は、容器本体１１０の側壁に内蔵されている。中継用受電コイル６１０が受電した電力は、中継用電力線６００を介して中継用送電コイル６２０へと送られる。中継用送電コイル６２０は、中継用電力線６００を介して送られてきた電力を非接触で送電する。すなわち、中継用送電コイル６２０は、第１の受電部である中継用受電コイル６１０が受電した電力を非接触で送電する第２の送電部である。

図５に示すように、受電コイル４１０は、保冷容器１００の蓋体１２０に内蔵されている。受電コイル４１０は、蓋体１２０の下面部に配置されている。蓋体１２０を容器本体１１０の上面に取り付け、蓋体１２０で開口１１１を閉塞した状態では、中継用送電コイル６２０と受電コイル４１０とが対向して配置される。この状態においては、中継用送電コイル６２０から受電コイル４１０へと非接触で電力を送ることができる。すなわち、受電コイル４１０は、第２の送電部である中継用送電コイル６２０が送電した電力を非接触で受電する第２の受電部である。

この実施の形態３においては、冷却手段である冷却装置４２０は、蓋体１２０に設けられている。そして、冷却装置４２０は、第２の受電部である受電コイル４１０が受電した電力で駆動する。
なお、他の構成については実施の形態２と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された保冷装置は、実施の形態２と同様の効果を奏することができるのに加えて、容器本体１１０から蓋体１２０への送電を非接触で行うことができるため、容器本体１１０と蓋体１２０とを電気的に接続するための金属端子等を設けることなく、蓋体１２０を容器本体１１０に対して着脱可能とすることができる。

そして、容器本体１１０より上方に配置される蓋体１２０に冷却装置４２０を設けることで、容器本体１１０の内部空間を上方から冷却することができる。ここで、冷却して生じた冷気は周りの空気より相対的に重いので下方へと移動する。このため、蓋体１２０に冷却装置４２０を設け、容器本体１１０の内部空間を上方から冷却することで、効率的に容器本体１１０の内部空間を冷却することができる。

この発明は、例えば、ワクチン製剤等の薬剤を低温で保存、管理、運搬等する保冷装置に利用できる。

１００ 保冷容器
１１０ 容器本体
１１１ 開口
１２０ 蓋体
２００ 給電装置
３１０ 送電コイル
３２０ 電源プラグ
３２１ 商用電源
３３０ 送電側整流回路
３３１ 第１の送電側ダイオード
３３２ 第２の送電側ダイオード
３３３ 第３の送電側ダイオード
３３４ 第４の送電側ダイオード
３３５ 送電側コンデンサ
３４０ インバータ回路
３４１ 第１のＭＯＳＦＥＴ
３４２ 第２のＭＯＳＦＥＴ
３４３ インバータ駆動部
３４４ インバータ用コンデンサ
４１０ 受電コイル
４２０ 冷却装置
４３０ 受電側整流回路
４３１ 第１の受電側ダイオード
４３２ 第２の受電側ダイオード
４３３ 第３の受電側ダイオード
４３４ 第４の受電側ダイオード
４３５ 受電側コンデンサ
４４０ 制御部
４４１ 制御スイッチ
４５０ 温度センサ
５０１ 凸部
５０２ 凹部
６００ 中継用電力線
６１０ 中継用受電コイル
６２０ 中継用送電コイル

Claims (4)

1. 内部空間を冷却する冷却手段を有する保冷容器と、
   前記冷却手段を駆動する電力を給電するための給電装置と、を備え、
   前記給電装置は、電力を非接触で送電する第１の送電部を備え、
   前記保冷容器は、
   上面に形成された開口を有する容器本体と、
   前記容器本体に着脱自在に設けられ、前記容器本体の前記開口を開閉する蓋体と、
   前記容器本体の底部に設けられ、前記第１の送電部が送電した電力を非接触で受電する第１の受電部と、
   前記容器本体の前記開口の周囲に設けられ、前記第１の受電部が受電した電力を非接触で送電する第２の送電部と、
   前記蓋体に設けられ、前記第２の送電部が送電した電力を非接触で受電する第２の受電部と、を備え、
   前記冷却手段は、前記蓋体に設けられ、前記第２の受電部が受電した電力で駆動する保冷装置。
2. 前記保冷容器は、
   当該保冷容器の前記内部空間の温度を検出する温度検知部と、
   前記温度検知部の検出結果に基づいて前記冷却手段を制御する制御部と、を備えた請求項１に記載の保冷装置。
3. 前記給電装置は、給電時に前記容器本体の底面側に配置される請求項１又は請求項２に記載の保冷装置。
4. 給電時に、前記第１の送電部と前記第１の受電部とが対向して配置されるように、前記給電装置と前記保冷容器との相対位置を合わせる位置合わせ手段を備えた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の保冷装置。

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