JP7296116B2 - Heat and cold insulation device - Google Patents

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Description

本発明は、真空断熱構造を有する断熱容器を備えた保温保冷装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-retaining and cold-insulating device having a heat-insulating container having a vacuum heat-insulating structure.

特許文献1には、長期間にわたって断熱効果が持続する断熱容器が開示されている。この断熱容器は、真空断熱構造の内容器と外容器とが嵌め合わされた構造を有する。この断熱容器では、内容器と外容器との重なりを大きくし、内部と外部との間の伝熱パスを長くすることで、高い断熱性が得られる。 Patent Literature 1 discloses a heat-insulating container that maintains its heat-insulating effect over a long period of time. This heat insulating container has a structure in which an inner container and an outer container having a vacuum heat insulating structure are fitted together. In this heat insulating container, by increasing the overlap between the inner container and the outer container and lengthening the heat transfer path between the inside and the outside, high heat insulation can be obtained.

また、特許文献1には更に、上記の断熱容器を用いた保温保冷装置が開示されている。この保温保冷装置では、断熱容器の内部に、保温保冷の対象物を収容可能な保温保冷部と、その周囲に充填された蓄熱部材と、が設けられる。この保温保冷装置では、断熱容器に蓄熱部材を組み合わせることで保温保冷効果を長期間持続することができる。 Further, Patent Document 1 further discloses a heat and cold insulation device using the heat insulating container. In this heat and cold insulation device, a heat and cold insulation section capable of accommodating an object to be kept warm and cold, and a heat storage member filled around the heat and cold insulation section are provided inside the heat insulating container. In this heat and cold insulation device, the heat and cold insulation effect can be maintained for a long period of time by combining the heat storage member with the heat insulating container.

特開2018-164484号公報JP 2018-164484 A

特許文献1に記載の保温保冷装置において保温保冷効果を更に長期間持続させるためには、断熱容器に収容する蓄熱部材を増量する必要がある。蓄熱部材を増量するためには、容積の大きい断熱容器を用いる必要がある。このため、上記の保温保冷装置では、保温保冷性能の向上のために、全体としての大型化が必要となる。 In order to maintain the heat and cold insulation effect of the heat and cold insulation device described in Patent Document 1 for a longer period of time, it is necessary to increase the amount of the heat storage member accommodated in the heat insulating container. In order to increase the amount of the heat storage member, it is necessary to use a heat insulating container with a large volume. Therefore, in order to improve the heat and cold insulation performance of the above heat and cold insulation device, it is necessary to increase the size of the whole.

本発明の目的は、保温保冷性能を損なうことなく、断熱容器に対する流体の出し入れが可能に構成された保温保冷装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat-retaining and cold-reserving apparatus configured so that fluid can be taken in and out of a heat-insulating container without impairing heat-retaining and cold-retaining performance.

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る保温保冷装置は、内容器及び外容器で構成された断熱容器と、流体の移動が可能な流路と、を具備する。
上記内容器は、一軸に沿って延びる第1筒状部と、上記第1筒状部を上記一軸に沿った第1方向から閉塞する第1底部と、上記第1筒状部及び上記第1底部にわたって一連に内包された第1真空層と、を有する。
上記外容器は、上記一軸に沿って延び、上記第1筒状部の外側に重なる重畳領域を形成する第2筒状部と、上記第2筒状部を上記第1方向とは反対の第2方向から閉塞する第2底部と、上記第2筒状部及び上記第2底部にわたって一連に内包された第2真空層と、を有する。
上記流路は、上記第1筒状部と上記第2筒状部との間において上記断熱容器の内部と外部とを接続する少なくとも1つの接続管状部を含む。
In order to achieve the above object, a heat and cold insulation device according to an embodiment of the present invention comprises a heat insulating container composed of an inner container and an outer container, and a channel through which fluid can move.
The inner container includes a first tubular portion extending along one axis, a first bottom portion closing the first tubular portion from a first direction along the one axis, the first tubular portion and the first a first vacuum layer wrapped in series across the bottom.
The outer container includes a second tubular portion that extends along the one axis and forms an overlapping region that overlaps with the outside of the first tubular portion, and a second tubular portion that is arranged in a direction opposite to the first direction. It has a second bottom portion that closes from two directions, and a second vacuum layer that is continuously enclosed over the second cylindrical portion and the second bottom portion.
The flow path includes at least one connecting tubular portion connecting the inside and the outside of the insulating container between the first tubular portion and the second tubular portion.

この保温保冷装置には、第1筒状部と第2筒状部とが重なる重畳領域における第1筒状部と第2筒状部との間に設けられた接続管状部を含む流路によって、断熱容器に対する流体の出し入れを可能とすることができる。特に、この保温保冷装置では、接続管状部を設ける構成においても、重畳領域を一軸方向に大きくすることにより、断熱容器における高い断熱性能を確保することができる。このように、この保温保冷装置では、保温保冷性能を損なうことなく、断熱容器に対する流体の出し入れが可能な構成を実現することができる。 In this heat and cold insulation device, the passage including the connection tubular portion provided between the first tubular portion and the second tubular portion in the overlap region where the first tubular portion and the second tubular portion overlap , can allow fluid to enter and exit the insulated container. In particular, in this heat and cold insulation device, even in the configuration in which the connecting tubular portion is provided, by increasing the overlapping area in the uniaxial direction, it is possible to ensure high heat insulating performance in the heat insulating container. Thus, in this heat and cold insulation device, it is possible to realize a configuration in which fluid can be taken in and out of the heat insulating container without impairing the heat and cold insulation performance.

上記重畳領域の上記一軸に沿った寸法が、上記第1筒状部及び上記第2筒状部が上記一軸に沿って占める寸法の70%以上であってもよい。
上記流路は、複数の接続管状部を含んでもよい。上記保温保冷装置は、上記第1筒状部と上記第2筒状部との間における上記複数の接続管状部の周囲を封止する封止部材を更に具備してもよい。
上記保温保冷装置は、上記断熱容器の内部に配置され、上記複数の接続管状部に接続される熱交換部を更に具備してもよい。
上記流路は、上記断熱容器の内部に配置され、上記複数の接続管状部に接続される内部管状部を更に有してもよい。
上記保温保冷装置は、対象物を収容可能な保温保冷部と、上記保温保冷部の周囲に配置される蓄熱部材又は蓄冷部材と、を更に具備してもよい。
A dimension along the one axis of the overlapping region may be 70% or more of a dimension occupied along the one axis by the first tubular portion and the second tubular portion.
The flow path may include a plurality of connecting tubular portions. The heat and cold insulation device may further include a sealing member that seals around the plurality of connecting tubular portions between the first tubular portion and the second tubular portion.
The heat and cold insulation device may further include a heat exchanging portion arranged inside the heat insulating container and connected to the plurality of connecting tubular portions.
The flow path may further comprise an inner tubular portion disposed inside the insulating container and connected to the plurality of connecting tubular portions.
The heat and cold insulation device may further include a heat and cold insulation section capable of accommodating an object, and a heat storage member or cold storage member arranged around the heat and cold insulation section.

本発明によれば、保温保冷性能を損なうことなく、断熱容器に対する流体の出し入れが可能に構成された保温保冷装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat-retaining and cold-reserving device configured to allow fluid to be taken in and out of a heat-insulating container without impairing heat-retaining and cold-retaining performance.

本発明の第1の実施形態に係る保温保冷装置の縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a longitudinal cross-sectional view of the heat and cold insulation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 上記保温保冷装置の図1のA-A線に沿った横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat and cold insulation device taken along line AA in FIG. 1; 上記保温保冷装置の別の形態を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing another form of the heat and cold insulation device. 上記保温保冷装置を収容する宇宙機の構成を例示する縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view illustrating the configuration of a spacecraft that accommodates the heat and cold insulation device. 上記保温保冷装置の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the modification of the said thermal insulation cold storage apparatus. 上記保温保冷装置の図5のB-B線に沿った横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat and cold insulation device taken along the line BB in FIG. 5; 上記保温保冷装置の変形例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the modification of the said thermal insulation cold storage apparatus. 上記保温保冷装置の変形例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the modification of the said thermal insulation cold storage apparatus. 図8に示す保温保冷装置の変形例を収容する宇宙機の構成を例示する縦断面図である。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view illustrating the configuration of a spacecraft that accommodates a modification of the heat and cold insulation device shown in FIG. 8; 図8に示す保温保冷装置の変形例を収容する宇宙機の構成を例示する縦断面図である。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view illustrating the configuration of a spacecraft that accommodates a modification of the heat and cold insulation device shown in FIG. 8; 本発明の第2の実施形態に係る保温保冷装置の縦断面図である。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a heat and cold insulation device according to a second embodiment of the present invention; 上記保温保冷装置の図11のD-D線に沿った横断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the heat and cold insulation device taken along line DD in FIG. 11; 図11に示す保温保冷装置の変形例を示す縦断面図である。FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a modification of the heat and cold insulation device shown in FIG. 11;

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明は、下記の実施形態によって限定的に解釈されるものではない。また、各図面には、相互に直交するX軸、Y軸、及びZ軸が示されている。X軸、Y軸、及びZ軸は、すべての図面において共通である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention should not be construed as limited by the following embodiments. Each drawing also shows an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis that are orthogonal to each other. The X-, Y-, and Z-axes are common to all drawings.

<第1の実施形態>
[保温保冷装置1の構成]
(概略構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る保温保冷装置1の縦断面図である。図2は、保温保冷装置1の図1のA-A線に沿った横断面図である。保温保冷装置1は、断熱容器Tと、流路30と、を備える。断熱容器Tは、Z軸に平行な中心軸Cを中心とする中空の円柱状に形成されている。
<First Embodiment>
[Configuration of heat and cold insulation device 1]
(Outline configuration)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a heat and cold insulation device 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat and cold insulation device 1 along line AA in FIG. The heat and cold insulation device 1 includes a heat insulating container T and a flow path 30 . The heat insulating container T is formed in a hollow cylindrical shape centered on a central axis C parallel to the Z axis.

断熱容器Tは、内容器10と、外容器20と、を有する。断熱容器Tの内部には、内容器10及び外容器20によって外部から隔てられた収容部40が設けられている。流路30は、液体や気体といった流体が、断熱容器Tの内部及び外部にわたって流動可能なように構成されている。 The heat insulating container T has an inner container 10 and an outer container 20 . Inside the heat-insulating container T, there is provided a storage part 40 separated from the outside by the inner container 10 and the outer container 20 . The channel 30 is configured so that a fluid such as liquid or gas can flow through the inside and outside of the heat insulating container T. As shown in FIG.

本実施形態に係る保温保冷装置1は、断熱容器Tの収容部40の保冷を目的とした構成を有する。具体的に、詳細については後述するが、保温保冷装置1は、流路30を介して断熱容器Tの収容部40に低温の流体を送り込むことによって、断熱容器Tの収容部40の保冷効果を長期間持続させることができる。 The heat and cold insulation device 1 according to the present embodiment has a configuration intended to keep the storage portion 40 of the heat insulating container T cool. Specifically, although the details will be described later, the heat and cold insulation device 1 feeds a low-temperature fluid into the storage portion 40 of the heat insulating container T through the flow path 30, thereby increasing the cold insulation effect of the storage portion 40 of the heat insulating container T. Can last for a long time.

(断熱容器T)
内容器10は、第1筒状部11と、第1底部12と、第1開放端部13と、を有する。第1筒状部11は、中心軸Cに沿って円筒状に延びる。第1底部12は、Z軸方向上側に突出するドーム状に形成され、第1筒状部11をZ軸方向上方から閉塞している。内容器10は、Z軸方向下端部の第1開放端部13においてZ軸方向下方に開放されている。
(Insulated container T)
The inner container 10 has a first tubular portion 11 , a first bottom portion 12 and a first open end portion 13 . The first tubular portion 11 extends cylindrically along the central axis C. As shown in FIG. The first bottom portion 12 is formed in a dome shape protruding upward in the Z-axis direction, and closes the first tubular portion 11 from above in the Z-axis direction. The inner container 10 is opened downward in the Z-axis direction at a first open end 13 at the lower end in the Z-axis direction.

内容器10には、第1真空層14が形成されている。第1真空層14は、第1筒状部11及び第1底部12にわたって一連に内包され、第1開放端部13において封止されている。内容器10では、第1真空層14が大気圧よりも低い気圧に保持されているため、その厚さ方向において高い断熱性能が得られる。 A first vacuum layer 14 is formed in the inner container 10 . A first vacuum layer 14 is enclosed in series over the first tubular portion 11 and the first bottom portion 12 and is sealed at the first open end 13 . In the inner container 10, since the first vacuum layer 14 is kept at a pressure lower than the atmospheric pressure, high heat insulation performance is obtained in the thickness direction.

外容器20は、第2筒状部21と、第2底部22と、第2開放端部23と、を有する。第2筒状部21は、中心軸Cに沿って円筒状に延びる。第2底部22は、Z軸方向下側に突出するドーム状に形成され、第2筒状部21をZ軸方向下方から閉塞している。外容器20は、Z軸方向上端部の第2開放端部23においてZ軸方向上方に開放されている。 The outer container 20 has a second tubular portion 21 , a second bottom portion 22 and a second open end portion 23 . The second tubular portion 21 extends cylindrically along the central axis C. As shown in FIG. The second bottom portion 22 is formed in a dome shape protruding downward in the Z-axis direction, and closes the second cylindrical portion 21 from below in the Z-axis direction. The outer container 20 is open upward in the Z-axis direction at a second open end 23 at the upper end in the Z-axis direction.

外容器20には、第2真空層24が形成されている。第2真空層24は、第2筒状部21及び第2底部22にわたって一連に内包され、第2開放端部23において封止されている。外容器20では、第2真空層24が大気圧よりも低い気圧に保持されているため、その厚さ方向において高い断熱性能が得られる。 A second vacuum layer 24 is formed in the outer container 20 . A second vacuum layer 24 is enclosed in series over the second tubular portion 21 and the second bottom portion 22 and is sealed at the second open end 23 . In the outer container 20, since the second vacuum layer 24 is kept at a pressure lower than the atmospheric pressure, high heat insulation performance is obtained in the thickness direction.

なお、内容器10及び外容器20の真空層14,24の構成は適宜決定可能である。例えば、真空層14,24の厚さは、充分な断熱性能が得られ、内容器10及び外容器20の形状的な要求を満足する範囲内において決定可能である。また、真空層14,24の真空度は、充分な断熱性能が得られる範囲内において決定可能である。 The configurations of the vacuum layers 14 and 24 of the inner container 10 and the outer container 20 can be determined as appropriate. For example, the thickness of the vacuum layers 14 and 24 can be determined within a range that provides sufficient heat insulating performance and satisfies the shape requirements of the inner container 10 and the outer container 20 . Also, the degree of vacuum of the vacuum layers 14 and 24 can be determined within a range in which sufficient heat insulating performance can be obtained.

また、内容器10及び外容器20の形状は、上記に限定されず、上記の作用を奏する範囲内において適宜変更可能である。例えば、内容器10の第1底部12及び外容器20の第2底部22の形状は、ドーム状に限定されず、例えば、XY平面に沿って延びる円板状や、Z軸方向内側に窪むすり鉢状であってもよい。 Moreover, the shapes of the inner container 10 and the outer container 20 are not limited to those described above, and can be changed as appropriate within the range in which the above effects are achieved. For example, the shape of the first bottom portion 12 of the inner container 10 and the second bottom portion 22 of the outer container 20 is not limited to a dome shape. It may be mortar-shaped.

内容器10の筒状部11の外径は、外容器20の筒状部21の内径より小さく形成されている。断熱容器Tでは、第2筒状部21が第1筒状部11の外側に対向するように内容器10と外容器20とが嵌め合わされている。これにより、内容器10と外容器20とによって、断熱容器Tの内部空間である収容部40が形成される。 The outer diameter of the tubular portion 11 of the inner container 10 is smaller than the inner diameter of the tubular portion 21 of the outer container 20 . In the heat insulating container T, the inner container 10 and the outer container 20 are fitted together so that the second tubular portion 21 faces the outside of the first tubular portion 11 . As a result, the inner container 10 and the outer container 20 form a storage portion 40 that is the internal space of the heat insulating container T. As shown in FIG.

断熱容器Tでは、収容部40の全周囲が、内容器10及び外容器20の真空層14,24の少なくとも一方によって外部から断熱されている。これにより、保温保冷装置1では、断熱容器Tにおける高い断熱性能が得られ、つまり断熱容器Tの収容部40における高い保冷効果が得られる。 In the heat-insulating container T, the entire circumference of the containing portion 40 is insulated from the outside by at least one of the vacuum layers 14 and 24 of the inner container 10 and the outer container 20 . As a result, in the heat and cold insulation device 1, high heat insulating performance in the heat insulating container T is obtained, that is, high cold insulation effect in the accommodating portion 40 of the heat insulating container T is obtained.

断熱容器Tには、筒状部11,21が径方向に間隔をあけて重なる重畳領域Rが形成されている。重畳領域Rにおける筒状部11,21間の領域には、後述する流路30の第1接続管状部31及び第2接続管状部32と、その周囲に隙間なく充填された封止部材Sと、が設けられている。 The heat insulating container T is formed with an overlapping region R in which the cylindrical portions 11 and 21 are overlapped with a gap in the radial direction. In the region between the cylindrical portions 11 and 21 in the superimposed region R, there are a first connecting tubular portion 31 and a second connecting tubular portion 32 of a flow path 30 described later, and a sealing member S filled without gaps around them. , is provided.

断熱容器Tでは、重畳領域Rにおける内容器10の第1真空層14と外容器20の第2真空層24との間の領域が、真空断熱の作用を受けずに収容部40と外部とを熱接続する唯一の伝熱パスとなる。この重畳領域Rに沿った伝熱パスは、第1筒状部11の外壁、第2筒状部21の内壁、及び筒状部11,21間の領域で構成される。 In the heat-insulating container T, the region between the first vacuum layer 14 of the inner container 10 and the second vacuum layer 24 of the outer container 20 in the overlapping region R separates the storage section 40 from the outside without receiving the action of vacuum heat insulation. It becomes the only heat transfer path for thermal connection. A heat transfer path along this overlapping region R is composed of the outer wall of the first cylindrical portion 11, the inner wall of the second cylindrical portion 21, and the region between the cylindrical portions 11,21.

つまり、重畳領域Rに沿った伝熱パスは、重畳領域Rにおいて外容器20の第2開放端部23と内容器10の第1開放端部13との間をZ軸方向に延び、収容部40と外部とをZ軸方向に接続する。このため、断熱容器Tでは、重畳領域Rに沿った伝熱パスによるZ軸方向の熱リークが、断熱性能の低下の原因となりやすい。 That is, the heat transfer path along the overlapping region R extends in the Z-axis direction between the second open end 23 of the outer container 20 and the first open end 13 of the inner container 10 in the overlapping region R, 40 and the outside are connected in the Z-axis direction. Therefore, in the heat-insulating container T, heat leakage in the Z-axis direction due to the heat transfer paths along the overlapping region R tends to cause deterioration of the heat-insulating performance.

この点、断熱容器Tでは、重畳領域RのZ軸方向の寸法Wを大きくするほど、伝熱パスの熱抵抗が大きくなるため、熱リークが小さくなる。このため、断熱容器Tは、筒状部11,21の重なりを大きくすることにより、筒状部11,21における相互に重なっていない両外側の領域も含む中心軸C方向の寸法Lに対する重畳領域Rの寸法Wの割合が大きい構成とされる。 In this respect, in the heat insulating container T, the larger the dimension W of the superimposed region R in the Z-axis direction, the larger the heat resistance of the heat transfer path, so the heat leak becomes smaller. Therefore, by increasing the overlap of the cylindrical portions 11 and 21, the heat insulating container T has an overlap region with respect to the dimension L in the direction of the central axis C, which includes both outer regions of the cylindrical portions 11 and 21 that are not overlapped with each other. The ratio of the dimension W of R is large.

このような観点から、具体的に、重畳領域Rの寸法Wは、筒状部11,21の中心軸C方向の寸法Lの70%以上であることが好ましく、80%以上であることが更に好ましい。ただし、断熱容器Tでは、その用途ごとに適切な断熱性が得られればよいため、用途によっては重畳領域Rの寸法Wの割合を上記の範囲を下回るように設定することもできる。 From such a point of view, specifically, the dimension W of the overlapping region R is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, of the dimension L of the tubular portions 11 and 21 in the direction of the central axis C. preferable. However, since it is sufficient for the heat-insulated container T to have an appropriate heat insulation for each application, the ratio of the dimension W of the overlapping region R can be set below the above range depending on the application.

また、断熱容器Tでは、筒状部11,21の径方向の間隔が同じであれば、中心軸Cと直交する径方向の寸法Dが大きいほど、重畳領域Rに沿った伝熱パスにおける中心軸Cと直交する断面の面積が大きくなるため、熱抵抗が小さくなる。したがって、断熱容器Tでは、用途上必要な収容部40の容量を確保可能な範囲内において、径方向の寸法Dが小さい設計とすることが好ましい。 In addition, in the heat insulating container T, if the radial distance between the cylindrical portions 11 and 21 is the same, the larger the radial dimension D perpendicular to the central axis C, the more the center of the heat transfer path along the superimposed region R. Since the area of the cross section perpendicular to the axis C is increased, the thermal resistance is decreased. Therefore, the heat-insulated container T is preferably designed so that the radial dimension D is small within a range in which the capacity of the storage portion 40 required for the application can be secured.

また、重畳領域Rにおける筒状部11,21間に充填される封止部材Sは、例えば、各種ゴムや各種樹脂などの熱伝導性の低い材料で形成することが好ましい。これにより、保温保冷装置1の重畳領域Rに沿った伝熱パスでは、対流及び通気による熱伝達に加え、封止部材Sにおける熱伝導による熱リークを抑制することができる。 Moreover, the sealing member S that is filled between the cylindrical portions 11 and 21 in the overlapping region R is preferably formed of a material having low thermal conductivity such as various rubbers and various resins. As a result, in the heat transfer path along the overlapping region R of the heat and cold insulation device 1, in addition to heat transfer due to convection and ventilation, heat leakage due to heat conduction in the sealing member S can be suppressed.

このような構成により、断熱容器Tでは、収容部40における外部との熱リークを効果的に抑制することができる。したがって、断熱容器Tでは、上記のような構成によって、重厚な断熱材や電力を用いることなく、軽量でコンパクトな構成で高い断熱性能を実現可能である。 With such a configuration, in the heat-insulating container T, it is possible to effectively suppress heat leakage from the housing portion 40 to the outside. Therefore, with the above-described configuration, the heat-insulating container T can achieve high heat-insulating performance with a lightweight and compact configuration without using a heavy heat-insulating material or electric power.

(流路30)
流路30は、第1接続管状部31と、第2接続管状部32と、を含む。接続管状部31,32は、筒状部11,21が重なる重畳領域Rにおいて封止部材S内をZ軸方向に沿って延び、断熱容器Tの収容部40を外部と接続している。また、保温保冷装置1は、断熱容器Tの収容部40内のZ軸方向下側に設けられ、接続管状部31,32に接続された中空の熱交換部Vを有する。
(Flow path 30)
The flow path 30 includes a first connecting tubular portion 31 and a second connecting tubular portion 32 . The connecting tubular portions 31 and 32 extend in the sealing member S along the Z-axis direction in the overlapping region R where the cylindrical portions 11 and 21 overlap, and connect the accommodating portion 40 of the heat insulating container T to the outside. The heat and cold insulation device 1 also has a hollow heat exchange section V which is provided on the lower side in the Z-axis direction inside the housing section 40 of the heat insulating container T and which is connected to the connection tubular sections 31 and 32 .

第1接続管状部31は、外容器20の第2開放端部23からZ軸方向上方に突出し、Z軸方向上端部に流入口EINを有する。保温保冷装置1では、流入口EINから低温の流体を導入することによって、第1接続管状部31を介して低温の流体を断熱容器Tの収容部40内に配置された熱交換部V内に流入させることができる。 The first connection tubular portion 31 protrudes upward in the Z-axis direction from the second open end portion 23 of the outer container 20 and has an inlet EIN at the upper end in the Z-axis direction. In the heat and cold insulation device 1, by introducing the low temperature fluid from the inlet EIN , the low temperature fluid is introduced into the heat exchanging portion V arranged in the housing portion 40 of the heat insulating container T through the first connecting tubular portion 31. can flow into

第2接続管状部32は、外容器20の第2開放端部23からZ軸方向上方に突出し、Z軸方向上端部に流出口EOUTを有する。保温保冷装置1では、熱交換部V内の低温の流体を、第2接続管状部32を介して流出口EOUTから断熱容器Tの外部に流出させることができる。 The second connecting tubular portion 32 protrudes upward in the Z-axis direction from the second open end portion 23 of the outer container 20, and has an outlet EOUT at the upper end in the Z-axis direction. In the heat and cold insulation device 1 , the low-temperature fluid in the heat exchange section V can flow out of the heat insulating container T from the outlet E OUT through the second connecting tubular section 32 .

第1接続管状部31の流入口EIN及び第2接続管状部32の流出口EOUTには、図1に示すように継手部Jが設けられていることが好ましい。これにより、第1接続管状部31の流入口EINに低温の流体を供給するための配管を接続し、第2接続管状部32の流出口EOUTに低温の流体を排出するための配管を接続することができる。 The inlet E IN of the first connecting tubular portion 31 and the outlet E OUT of the second connecting tubular portion 32 are preferably provided with joints J as shown in FIG. 1 . As a result, a pipe for supplying the low-temperature fluid is connected to the inlet E IN of the first connecting tubular portion 31 and a pipe for discharging the low-temperature fluid is connected to the outlet E OUT of the second connecting tubular portion 32 . can be connected.

本実施形態に係る保温保冷装置1では、第1接続管状部31の流入口EINに導入する流体として、ガスを圧縮して液化させた液化ガスを用いる。液化ガスとしては、例えば、ボンベに封入された汎用品を利用可能である。液化ガスは、大気圧に近くなると気化が起こり、その際の気化熱によって周囲構造から熱を奪い温度を低下させることができる。その際、周囲環境が大気圧近くであれば、発生する蒸気は常温以下の冷却ガスとなる。 In the heat and cold insulation device 1 according to the present embodiment, a liquefied gas obtained by compressing and liquefying gas is used as the fluid to be introduced into the inlet EIN of the first connection tubular portion 31 . As the liquefied gas, for example, a general-purpose product sealed in a cylinder can be used. The liquefied gas vaporizes when the pressure approaches the atmospheric pressure, and the heat of vaporization at that time takes heat from the surrounding structure, thereby lowering the temperature. At that time, if the surrounding environment is near the atmospheric pressure, the generated steam becomes a cooling gas of room temperature or below.

保温保冷装置1は、流入口EINに導入された液化ガスが液体のまま第1接続管状部31を通過し、大気圧に近い熱交換部V内に進入する。これにより、第1接続管状部31を通過して熱交換部V内に進入した液化ガスは、熱交換部V内において圧力が開放されて気化することにより、冷却ガスとなる。 In the heat and cold insulation device 1, the liquefied gas introduced into the inlet EIN passes through the first connecting tubular portion 31 in a liquid state and enters the heat exchanging portion V near atmospheric pressure. As a result, the liquefied gas that has passed through the first connecting tubular portion 31 and entered the heat exchanging portion V is released from pressure in the heat exchanging portion V and vaporized to become a cooling gas.

熱交換部V内において生成された冷却ガスは、熱交換部Vを内側から冷熱を供給することで、断熱容器Tの収容部40における熱交換部Vの外側の空間を冷却する。そして、熱交換部V内の冷却ガスは、液化ガスの気化による熱交換部V内の圧力上昇、及び第1接続管状部31から熱交換部V内への液化ガスの更なる供給に伴って第2接続管状部32を介して流出口EOUTから排出される。 The cooling gas generated in the heat exchanging portion V cools the space outside the heat exchanging portion V in the housing portion 40 of the heat insulating container T by supplying cold heat to the heat exchanging portion V from the inside. Then, the cooling gas in the heat exchange portion V is increased as the pressure in the heat exchange portion V rises due to the vaporization of the liquefied gas, and the liquefied gas is further supplied from the first connecting tubular portion 31 to the heat exchange portion V. It is discharged from the outlet E OUT through the second connecting tubular portion 32 .

上記のとおり、保温保冷装置1で用いる流体は、第1接続管状部31では液体(液化ガス)であり、熱交換部V及び第2接続管状部32では気体(冷却ガス)となる。したがって、第2接続管状部32では、第1接続管状部31よりも流体の体積流量が多くなり、圧力損失が増大する。 As described above, the fluid used in the heat and cold insulation device 1 is liquid (liquefied gas) in the first connecting tubular portion 31 and gas (cooling gas) in the heat exchanging portion V and the second connecting tubular portion 32 . Therefore, in the second connecting tubular portion 32, the volumetric flow rate of the fluid is greater than in the first connecting tubular portion 31, and the pressure loss increases.

このため、保温保冷装置1では、第2接続管状部32において第1接続管状部31よりも流体の流動方向と直交する流路断面の面積が大きいことが好ましい。したがって、保温保冷装置1では、冷却ガスをスムーズに排出するために、第2接続管状部32の本数が第1接続管状部31よりも多いことが好ましい。例えば、保温保冷装置1には、図2に示すように、1本の第1接続管状部31に対して、3本の第2接続管状部32a,32b,32cを設けることができる。 For this reason, in the heat and cold insulation device 1 , it is preferable that the second connection tubular portion 32 has a larger flow passage cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the fluid than the first connection tubular portion 31 . Therefore, in the heat and cold insulation device 1, it is preferable that the number of the second connection tubular portions 32 is larger than that of the first connection tubular portions 31 in order to smoothly discharge the cooling gas. For example, as shown in FIG. 2, the heat and cold insulation device 1 can be provided with three second connection tubular portions 32a, 32b, and 32c for one first connection tubular portion 31. As shown in FIG.

このように、保温保冷装置1では、断熱容器Tを開放することなく、断熱容器Tの収容部40に対して熱交換部Vにおいて冷却ガスを作用させることができる。このため、保温保冷装置1では、第1接続管状部31の流入口EINからの液化ガスの導入によって、断熱容器Tの収容部40の保冷効果の持続期間を容易に延長することができる。 As described above, in the heat and cold insulation device 1, the cooling gas can be caused to act on the accommodating portion 40 of the heat insulating container T in the heat exchanging portion V without opening the heat insulating container T. As shown in FIG. Therefore, in the heat and cold insulation device 1, the duration of the cold insulation effect of the storage portion 40 of the heat insulating container T can be easily extended by introducing the liquefied gas from the inlet EIN of the first connecting tubular portion 31.

また、保温保冷装置1では、重畳領域Rの寸法Wが大きく、つまり接続管状部31,32がZ軸方向に長いため、接続管状部31,32のZ軸方向に沿った熱抵抗が大きくなる。このため、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40と外部との間における接続管状部31,32を介した熱リークが生じにくくなる。 In addition, in the heat and cold insulation device 1, the dimension W of the overlapping region R is large, that is, the connection tubular portions 31 and 32 are long in the Z-axis direction, so the thermal resistance of the connection tubular portions 31 and 32 along the Z-axis direction is increased. . Therefore, in the heat and cold insulation device 1, heat leakage through the connection tubular portions 31 and 32 between the storage portion 40 of the heat insulating container T and the outside is less likely to occur.

なお、保温保冷装置1における熱交換部Vへの流体の供給は、継続的に行うことができる他、例えば、収容部40の温度上昇を検知したときなどのみに行うこともできる。また、保温保冷装置1は、熱交換部Vへの低温の流体の供給を行うときのみに、第1接続管状部31がボンベなどの流体の供給源に接続される構成であってもよい。 The supply of fluid to the heat exchanging portion V in the heat and cold insulation device 1 can be performed continuously, or can be performed, for example, only when the temperature rise of the storage portion 40 is detected. Further, the heat and cold insulation device 1 may be configured such that the first connecting tubular portion 31 is connected to a fluid supply source such as a cylinder only when the low-temperature fluid is supplied to the heat exchanging portion V.

また、熱交換部Vは、上記のような液化ガスを蒸発させる蒸発器として構成されていなくてもよい。つまり、熱交換部Vは、外部から第1接続管状部31を介して供給された流体の熱を断熱容器Tの収容部40に作用させることが可能な構成であれば、上記とは異なる構成であってもよい。 Also, the heat exchange section V may not be configured as an evaporator that evaporates the liquefied gas as described above. In other words, the heat exchanging portion V has a configuration different from the above as long as the heat of the fluid supplied from the outside through the first connecting tubular portion 31 can be applied to the accommodating portion 40 of the heat insulating container T. may be

(蓄冷部材50)
本実施形態に係る保温保冷装置1では、冷熱を蓄える機能を有する蓄冷部材50を利用することによって、断熱容器Tの収容部40の温度を一定に維持することによる保冷効果を長期間持続可能となる。図3は、本実施形態に係る保温保冷装置1における蓄冷部材50を用いた形態を示す縦断面図である。
(Cool storage member 50)
In the heat and cold insulation device 1 according to the present embodiment, by using the cold storage member 50 having the function of storing cold heat, the cold insulation effect can be maintained for a long period of time by maintaining the temperature of the storage portion 40 of the heat insulating container T constant. Become. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a form using the cold storage member 50 in the heat and cold insulation device 1 according to this embodiment.

図3に示す保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40の中央部に保温保冷部60が設けられている。保温保冷部60は、例えば、保冷の対象物を収容可能なケース部材として構成される。保温保冷部60の形状は、任意に決定可能であり、例えば、直方体状、円柱状、及び球状などとすることができる。 In the heat and cold insulation device 1 shown in FIG. The heat and cold insulation part 60 is configured as a case member capable of accommodating an object to be kept cold, for example. The shape of the heat and cold insulation part 60 can be arbitrarily determined, and can be, for example, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, a spherical shape, or the like.

蓄冷部材50は、保温保冷部60を一定温度に維持するための保冷材として構成される。蓄冷部材50としては、例えば、固液相転移を利用した潜熱蓄冷部材を利用可能である。このような蓄冷部材50は、低温の融点を有する潜熱蓄熱材料を所定の形状のケース内に充填することによって構成することができる。 The cold storage member 50 is configured as a cold insulation material for maintaining the heat and cold insulation portion 60 at a constant temperature. As the cool storage member 50, for example, a latent heat cool storage member using solid-liquid phase transition can be used. Such a cold storage member 50 can be constructed by filling a case of a predetermined shape with a latent heat storage material having a low melting point.

蓄冷部材50に用いる潜熱蓄熱材料としては、保温保冷部60の保持温度に応じた融点のものを選択することができる。なお、蓄冷部材50に用いる蓄熱材料は、冷熱を蓄える性質を有する材料であればよく、潜熱蓄熱材料以外にも、例えば、顕熱蓄熱材料や化学蓄熱材料などであってもよい。 As the latent heat storage material used for the cold storage member 50, a material having a melting point corresponding to the holding temperature of the heat and cold insulation part 60 can be selected. Note that the heat storage material used for the cold storage member 50 may be any material that has the property of storing cold heat, and may be, for example, a sensible heat storage material or a chemical heat storage material in addition to the latent heat storage material.

蓄冷部材50は、収容部40内の保温保冷部60の周囲に配置されている。保温保冷部60は、収容部40の中心位置よりも内容器10の第1底部12に寄せて配置することが好ましい。これにより、保温保冷部60は、重畳領域Rに沿った伝熱パスと接続する内容器10の第1開放端部13から遠くなるため、外部からの影響を受けにくくなる。 The cold storage member 50 is arranged around the heat and cold insulation portion 60 inside the housing portion 40 . The heat and cold insulation part 60 is preferably arranged closer to the first bottom part 12 of the inner container 10 than the central position of the storage part 40 . As a result, the heat and cold insulation portion 60 is far from the first open end portion 13 of the inner container 10 connected to the heat transfer path along the overlapping region R, so that it is less likely to be affected by the outside.

保温保冷装置1では、第1接続管状部31の流入口EINからの液化ガスの導入によって、蓄冷部材50を冷却することができる。つまり、保温保冷装置1では、熱交換部Vを介して蓄冷部材50に冷熱を補給することができる。これにより、保温保冷装置1では、蓄熱材料の融解速度の低減又は再凍結によって蓄冷部材50における蓄熱期間を延長することができる。 In the heat and cold insulation device 1 , the cool storage member 50 can be cooled by introducing the liquefied gas from the inlet E IN of the first connection tubular portion 31 . That is, in the heat and cold insulation device 1 , cold energy can be supplied to the cold storage member 50 via the heat exchange portion V. As a result, in the heat and cold insulation device 1, the heat storage period in the cold storage member 50 can be extended by reducing the melting speed of the heat storage material or refreezing the material.

このため、保温保冷装置1では、少量の蓄冷部材50によって、断熱容器Tの収容部40の保冷効果を更に長期間持続させることができる。したがって、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40における蓄冷部材50を配置するスペースを節約できるため、更に軽量でコンパクトな構成で高い保冷性能を実現可能である。 Therefore, in the heat and cold insulation device 1, the cold insulation effect of the storage portion 40 of the heat insulating container T can be maintained for a longer period of time with a small amount of the cold storage member 50. Therefore, in the heat and cold insulation device 1, the space for arranging the cold storage member 50 in the housing portion 40 of the heat insulating container T can be saved, so that high cold insulation performance can be realized with a lighter and more compact configuration.

[保温保冷装置1の用途]
本実施形態に係る保温保冷装置1は、保冷効果が長期間持続するため、冷蔵保管が必要な冷蔵物を長距離輸送する輸送装置などの用途に好適に利用可能である。保温保冷装置1を用いた輸送装置の一例として、宇宙空間にある冷蔵物を輸送して地球上で回収するための宇宙機100について説明する。
[Use of heat and cold insulation device 1]
Since the heat and cold insulation device 1 according to the present embodiment maintains the cold insulation effect for a long period of time, it can be suitably used for applications such as a transportation device for long-distance transportation of refrigerated items that require refrigerated storage. A spacecraft 100 for transporting refrigerated items in outer space and recovering them on the earth will be described as an example of a transportation apparatus using the heat and cold insulation device 1 .

図4は、宇宙機100の概略構成を示す縦断面図である。宇宙機100は、大気圏再突入の際に加わる熱から内部空間を保護する熱防護材110で覆われている。宇宙機100の内部空間には、保温保冷装置1が積載される積載部120と、液体ガスが充填されたボンベ130と、が設けられている。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the spacecraft 100. As shown in FIG. The spacecraft 100 is covered with a thermal protection material 110 that protects the internal space from the heat applied during re-entry into the atmosphere. In the internal space of the spacecraft 100, a loading section 120 on which the heat and cold insulation device 1 is loaded and a cylinder 130 filled with liquid gas are provided.

ボンベ130は、積載部120に接続され、保温保冷装置1の第1接続管状部31の流入口EINに液化ガスを供給可能に構成されている。また、宇宙機100は、保温保冷装置1の流路30を通過した冷却ガスが、第2接続管状部32の流出口EOUTから熱防護材110の外部に排出可能なように構成されている。 The cylinder 130 is connected to the loading section 120 and configured to be capable of supplying the liquefied gas to the inlet EIN of the first connection tubular section 31 of the heat and cold insulation device 1 . Further, the spacecraft 100 is configured such that the cooling gas that has passed through the flow path 30 of the heat and cold insulation device 1 can be discharged from the outlet E OUT of the second connecting tubular portion 32 to the outside of the thermal protection material 110. .

宇宙機100によって宇宙空間から回収可能な冷蔵物としては、例えば、国際宇宙ステーション(ISS:International Space Station)で冷蔵保存されている実験サンプルなどが挙げられる。このような実験サンプルとしては、例えば、宇宙空間の無重力下で合成された高品質タンパク質結晶などが挙げられる。 Examples of refrigerated items that can be recovered from outer space by the spacecraft 100 include experimental samples stored in refrigerated storage on the International Space Station (ISS). Examples of such experimental samples include high-quality protein crystals synthesized under zero gravity in outer space.

[保温保冷装置1の変形例]
保温保冷装置1の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40内に熱交換部Vが設けられていなくてもよい。この場合、保温保冷装置1では、例えば、流路30に断熱容器Tの収容部40内を通る内部管状部33を設けることにより、内部管状部33を介して収容部40を冷却することができる。
[Modified example of heat and cold insulation device 1]
The configuration of the heat and cold insulation device 1 is not limited to the configuration described above. For example, in the heat and cold insulation device 1, the heat exchange section V may not be provided in the housing section 40 of the heat insulating container T. In this case, in the heat and cold insulation device 1 , for example, by providing the inner tubular portion 33 passing through the inside of the accommodating portion 40 of the heat insulating container T in the channel 30 , the accommodating portion 40 can be cooled via the inner tubular portion 33 . .

内部管状部33は、一例として、図5,6に示すように、内容器10の内周面の全体にわたって中心軸Cを中心としてコイル状に巻き回された配置とすることができる。これにより、断熱容器Tでは、内部管状部33を通過する低温の流体によって、収容部40における中心軸Cに沿った全範囲にわたって冷却可能となる。 As an example, as shown in FIGS. 5 and 6, the inner tubular portion 33 can be wound around the central axis C over the entire inner peripheral surface of the inner container 10 in a coil shape. As a result, in the heat insulating container T, the low-temperature fluid passing through the inner tubular portion 33 can cool the entire range along the central axis C in the housing portion 40 .

更に、保温保冷装置1では、熱交換部V及び内部管状部33を組み合わせた構成とすることで、保温保冷効果の更なる向上を図ることができる。つまり、保温保冷装置1では、例えば、図1,2に示す熱交換部V内の流体が、図5,6に示す内部管状部33を通過した後に第2接続管状部32から排出されるように構成されていてもよい。 Furthermore, in the heat and cold insulation device 1, by combining the heat exchange portion V and the inner tubular portion 33, the heat and cold insulation effect can be further improved. That is, in the heat and cold insulation device 1, for example, the fluid in the heat exchange section V shown in FIGS. may be configured to

また、保温保冷装置1では、重畳領域Rにおける冷却ガスを排出するための第2接続管状部32の流路長を長くすることにより、排出する冷却ガスの冷熱によって内容器10及び外容器20を冷却することができる。これにより、保温保冷装置1では、排出する冷却ガスに残存する冷熱を有効に利用することができる。 In addition, in the heat and cold insulation device 1, by increasing the flow path length of the second connection tubular portion 32 for discharging the cooling gas in the overlapping region R, the cold heat of the discharged cooling gas cools the inner container 10 and the outer container 20. Allow to cool. As a result, the heat and cold insulation device 1 can effectively utilize the cold energy remaining in the discharged cooling gas.

この構成は、例えば、第2接続管状部32を、重畳領域Rにおいて、Z軸方向に直線的に設けるのではなく、例えば、周方向の両側に蛇行させたり、コイル状に巻き回したりすることなどにより実現可能である。これにより、保温保冷装置1では、保温保冷効果を更に長く持続させることができる。 In this configuration, for example, the second connecting tubular portion 32 is not provided linearly in the Z-axis direction in the overlapping region R, but is, for example, meandering on both sides in the circumferential direction or wound in a coil shape. etc. As a result, in the heat and cold insulation device 1, the heat and cold insulation effect can be maintained for a longer period of time.

更に、保温保冷装置1では、例えば、流路30が第2接続管状部32を含まなくてもよい。この場合、図7に示すように、封止部材Sに周方向に間隔をあけて形成されたZ軸方向に沿って延びる隙間である隙間部34(34a,34b,34c)を流路30の一部として設けることができる。 Furthermore, in the heat and cold insulation device 1, for example, the flow path 30 may not include the second connecting tubular portion 32. In this case, as shown in FIG. 7, gaps 34 (34a, 34b, 34c), which are gaps extending along the Z-axis direction formed in the sealing member S at intervals in the circumferential direction, are formed in the channel 30. can be provided as part of

図7に示す保温保冷装置1では、熱交換部Vや内部管状部33内の冷却ガスを、隙間部34を介して排出することができる。更に、保温保冷装置1では、封止部材Sを設けずに、筒状部11,21間における第1接続管状部31以外の領域全体を、流路30における冷却ガスを排出するための隙間部34としてもよい。 In the heat and cold insulation device 1 shown in FIG. 7 , the cooling gas in the heat exchange portion V and the inner tubular portion 33 can be discharged through the gap portion 34 . Furthermore, in the heat and cold insulation device 1, the sealing member S is not provided, and the entire region other than the first connection tubular portion 31 between the tubular portions 11 and 21 is replaced with the gap portion for discharging the cooling gas in the flow path 30. 34 may be used.

加えて、保温保冷装置1は、熱交換部Vや内部管状部33を含まなくてもよい。この場合、保温保冷装置1では、冷却ガスが、断熱容器Tの収容部40内に拡散することにより、収容部40を直接冷却することができる。断熱容器Tの収容部40内に拡散した冷却ガスは、上記と同様に第2接続管状部32などから排出可能である。 In addition, the heat and cold insulation device 1 may not include the heat exchange portion V and the inner tubular portion 33 . In this case, in the heat and cold insulation device 1, the cooling gas diffuses into the storage section 40 of the heat insulating container T, so that the storage section 40 can be directly cooled. The cooling gas that has diffused into the housing portion 40 of the heat insulating container T can be discharged from the second connecting tubular portion 32 and the like in the same manner as described above.

また、保温保冷装置1では、第1接続管状部31の流入口EINに導入する流体が、冷却ガスに相転移しない低温の液体又は気体であってもよい。つまり、第1接続管状部31の流入口EINに導入する流体と第2接続管状部32の流出口EOUTから排出される流体とが、いずれも液体であってもよく、又は、いずれも気体であってもよい。この場合、第1接続管状部31の流入口EINに導入される流体と第2接続管状部32の流出口EOUTから排出される流体とで実質的に体積の変化が無いため、図8に示すように、第2接続管状部32を第1接続管状部31と同様の構成とすることができる。 Further, in the heat and cold insulation device 1, the fluid introduced into the inlet EIN of the first connection tubular portion 31 may be a low-temperature liquid or gas that does not undergo phase transition to the cooling gas. That is, both the fluid introduced into the inlet E IN of the first connecting tubular portion 31 and the fluid discharged from the outlet E OUT of the second connecting tubular portion 32 may be liquid, or both may be liquid. It may be a gas. In this case, since there is substantially no change in volume between the fluid introduced into the inlet E IN of the first connecting tubular portion 31 and the fluid discharged from the outlet E OUT of the second connecting tubular portion 32, FIG. , the second connecting tubular portion 32 can have the same configuration as the first connecting tubular portion 31. As shown in FIG.

図9は、図8に示す保温保冷装置1を用いた宇宙機100の縦断面図である。この宇宙機100には、熱防護材110の外側に設けられたラジエータ140が設けられている。この宇宙機100では、ラジエータ140と保温保冷装置1の流路30とを通る循環路に液体を循環させることができる。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a spacecraft 100 using the heat and cold insulation device 1 shown in FIG. This spacecraft 100 is provided with a radiator 140 provided outside the thermal protection material 110 . In this spacecraft 100 , the liquid can be circulated in the circulation path passing through the radiator 140 and the flow path 30 of the heat and cold insulation device 1 .

図9に示す宇宙機100では、ラジエータ140によって深宇宙に輻射放熱されて冷却された液体を、保温保冷装置1の第1接続管状部31の流入口EINに導入することができる。これにより、この宇宙機100では、常時、保温保冷装置1の流路30に低温の液体を供給することができる。 In the spacecraft 100 shown in FIG. 9 , the liquid that has been radiated into deep space by the radiator 140 and cooled can be introduced into the inlet E IN of the first connecting tubular portion 31 of the heat and cold insulation device 1 . As a result, the spacecraft 100 can always supply a low-temperature liquid to the flow path 30 of the heat and cold insulation device 1 .

また、図10に示すように、宇宙機100では、熱交換部150が設けられ、保温保冷装置1の流路30と熱交換部150の間、及びラジエータ140と熱交換部150との間にそれぞれ液体の循環路が設けられていてもよい。この宇宙機100でも、常時、保温保冷装置1の流路30に低温の液体を供給することができる。 Further, as shown in FIG. 10 , the spacecraft 100 is provided with a heat exchange section 150 , between the flow path 30 of the heat and cold insulation device 1 and the heat exchange section 150 and between the radiator 140 and the heat exchange section 150 . Each liquid circulation path may be provided. This spacecraft 100 can always supply a low-temperature liquid to the channel 30 of the heat and cold insulation device 1 .

更に、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40を、低温のみならず、任意の温度で保持することができる。例えば、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40を高温で保持する場合に、第1接続管状部31の流入口EINに高温の流体を導入することで、保温効果を長期間持続させることができる。 Furthermore, in the heat and cold insulation device 1, the storage portion 40 of the heat insulating container T can be held not only at a low temperature but also at an arbitrary temperature. For example, in the heat and cold insulation device 1, when the storage portion 40 of the heat insulating container T is kept at a high temperature, the high temperature fluid is introduced into the inlet EIN of the first connection tubular portion 31, thereby maintaining the heat insulation effect for a long period of time. can be made

また、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40の保持温度に応じて、蓄冷部材50に代えて、温熱を蓄える機能を有する蓄熱部材を用いることができる。例えば、保温保冷装置1では、断熱容器Tの収容部40を高温で保持する場合に、高温の融点を有する潜熱蓄熱材料が充填された蓄熱部材を用いることで、断熱容器Tの収容部40の温度を一定に維持することによる保温効果を長時間持続可能となる。 Further, in the heat and cold insulation device 1, a heat storage member having a function of storing heat can be used in place of the cold storage member 50 according to the holding temperature of the storage portion 40 of the heat insulating container T. For example, in the heat and cold insulation device 1, when the storage portion 40 of the heat insulating container T is kept at a high temperature, the heat storage member filled with the latent heat storage material having a high melting point is used to reduce the temperature of the storage portion 40 of the heat insulating container T. By keeping the temperature constant, the heat retention effect can be maintained for a long time.

このため、保温保冷装置1を用いることによって、任意の温度に温度制御しながら長期間にわたって小型貨物を輸送可能な輸送装置を実現可能である。例えば、保温保冷装置1は、医療・生命科学研究用検体(ワクチン、移植用骨髄液、微生物(菌、ウィルス等)など)を長距離輸送する輸送装置に利用することができる。 Therefore, by using the heat and cold insulation device 1, it is possible to realize a transport device capable of transporting small freight over a long period of time while controlling the temperature to an arbitrary temperature. For example, the thermal insulation/refrigeration device 1 can be used as a transportation device for long-distance transportation of specimens for medical/life science research (vaccines, bone marrow fluid for transplantation, microorganisms (bacteria, viruses, etc.), etc.).

<第2の実施形態>
図11は、本発明の第2の実施形態に係る保温保冷装置2の縦断面図である。図12は、保温保冷装置2の図11のC-C線に沿った横断面図である。本実施形態では、保温保冷装置2の構成について、第1の実施形態に係る保温保冷装置1と同様の構成には同様の符号を付し、適宜その説明を省略する。
<Second embodiment>
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a heat and cold insulation device 2 according to a second embodiment of the present invention. FIG. 12 is a cross-sectional view of the heat and cold insulation device 2 taken along line CC in FIG. In this embodiment, with regard to the configuration of the heat and cold insulation device 2, the same components as those of the heat and cold insulation device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

保温保冷装置2は、第1の実施形態とは異なり、断熱容器Tの収容部40内に熱交換部Vや内部管状部33を含まない。保温保冷装置2では、断熱容器Tの収容部40内に流体Fが充填され、第1接続管状部31の流入口EINから収容部40内に流体Fが導入されると、その分だけ収容部40内の流体Fが第2接続管状部32の流出口EOUTから流出する。 Unlike the first embodiment, the heat and cold insulation device 2 does not include the heat exchanging portion V and the inner tubular portion 33 in the accommodating portion 40 of the heat insulating container T. As shown in FIG. In the heat and cold insulation device 2, the storage portion 40 of the heat insulating container T is filled with the fluid F, and when the fluid F is introduced into the storage portion 40 from the inflow port E IN of the first connecting tubular portion 31, the amount of the fluid F is stored. The fluid F in the portion 40 flows out from the outlet E OUT of the second connecting tubular portion 32 .

保温保冷装置2では、断熱容器Tにおける断熱効果によって、収容部40内の流体Fが持つ熱量の変化を抑制することができる。つまり、保温保冷装置2では、断熱容器Tの収容部40内で熱量が保存された流体F自体、及び断熱容器Tの収容部40内で保存された流体Fの持つ熱量を、任意のタイミングで利用することができる。 In the heat and cold insulation device 2 , the heat insulating effect of the heat insulating container T can suppress changes in the amount of heat possessed by the fluid F in the storage section 40 . That is, in the heat and cold insulation device 2, the heat amount of the fluid F itself stored in the storage part 40 of the heat insulation container T and the heat amount of the fluid F stored in the storage part 40 of the heat insulation container T are changed at an arbitrary timing. can be used.

保温保冷装置2は、例えば、自動車において定常運転時の排熱を利用して生成した高温の液体を保温するために利用可能である。保温保冷装置2から供給される高温の液体は、例えば、自動車の始動時に、エンジンの温度を上昇させるために用いることができる。これにより、自動車の始動時におけるNOの生成を抑制することができる。 The heat and cold insulation device 2 can be used, for example, to keep hot liquid generated by utilizing exhaust heat during steady operation of an automobile. The hot liquid supplied from the heat and cold insulation device 2 can be used, for example, to raise the temperature of the engine when starting the automobile. As a result, it is possible to suppress the generation of NO X when the automobile is started.

また、保温保冷装置2から供給される高温の液体は、電気自動車の始動時に、バッテリーの温度を上昇させるために用いることで、バッテリーの性能低下を抑制することができる。加えて、保温保冷装置2から供給される高温の液体は、フロントガラスの凍結を解消させるために用いることもできる。 Also, the high-temperature liquid supplied from the heat and cold insulation device 2 can be used to raise the temperature of the battery when the electric vehicle is started, thereby suppressing deterioration in battery performance. In addition, the hot liquid supplied by the heat and cold insulation device 2 can also be used to defrost the windshield.

更に、保温保冷装置2は、例えば、湯沸かしポットや自然冷媒ヒートポンプ式電気給湯機などの熱水や温水を供給する装置の貯蔵用タンクとして利用可能である。これにより、熱水や温水の温度を保持するための消費電力を節減可能であるとともに、始動後すぐに熱水や温水を供給可能となる。 Furthermore, the heat and cold insulation device 2 can be used as a storage tank of a device that supplies hot water or hot water, such as a hot water pot or a natural refrigerant heat pump type electric water heater. As a result, power consumption for maintaining the temperature of hot water or warm water can be saved, and hot water or warm water can be supplied immediately after starting.

同様に、保温保冷装置2は、例えば、冷水を供給するウォーターサーバーや、冷たい飲料を供給する飲料サーバーなどの貯蔵用タンクとしても利用可能である。これにより、冷水や冷たい飲料を低温で保持するための消費電力を節減可能であるとともに、始動後すぐに冷水や冷たい飲料を供給可能となる。 Similarly, the heat and cold insulation device 2 can also be used as a storage tank for, for example, a water server that supplies cold water or a beverage server that supplies cold beverages. As a result, power consumption for keeping cold water and cold beverages at a low temperature can be saved, and cold water and cold beverages can be supplied immediately after starting.

なお、保温保冷装置2は、必要に応じて上記以外の構成を有してもよい。例えば、保温保冷装置2には、断熱容器T内に流体Fに温熱を供給するためのヒータが設けられていてもよい。この構成では、例えば、重畳領域Rに設けられた配線を介して断熱容器T内のヒータに対して外部から電力を供給することができる。 Note that the heat and cold insulation device 2 may have a configuration other than the above, if necessary. For example, the heat and cold insulation device 2 may be provided with a heater for supplying heat to the fluid F inside the heat insulating container T. In this configuration, for example, electric power can be supplied from the outside to the heater in the heat insulating container T through the wiring provided in the overlapping region R.

また、保温保冷装置2では、蓄熱効果又は蓄冷効果を高めるために、収容部40内に、潜熱蓄熱材が充填した蓄熱部材を設けてもよい。収容部40内に複数の蓄熱部材を設ける場合には、流体Fと蓄熱部材との伝熱効率を高めるために、蓄熱部材間に流体Fが流通可能な隙間を形成することが好ましい。一例として、図13に示すように、保温保冷装置2では、流体Fとともに流動可能な複数のカプセル状の蓄熱部材50aを収容部40内に分散させることができる。この場合、カプセル状の蓄熱部材50aが第2接続管状部32の流出口EOUTから排出されること、あるいは流出口EOUTを閉塞させることを防止するための仕切りとして、金網などのメッシュ部材Mを設けることが好ましい。更に、この場合、収容部40全体に流体Fをより効率良く循環させることが可能なように、第1接続管状部31を収容部40内において内容器10の第1底部12に隣接する位置(例えば、重畳領域Rを超える位置)まで延長することが好ましい。 In addition, in the heat and cold insulation device 2, a heat storage member filled with latent heat storage material may be provided in the accommodating portion 40 in order to enhance the heat storage effect or the cold storage effect. When a plurality of heat storage members are provided in the housing portion 40, it is preferable to form a gap through which the fluid F can flow between the heat storage members in order to increase the heat transfer efficiency between the fluid F and the heat storage members. As an example, as shown in FIG. 13 , in the heat and cold insulation device 2 , a plurality of capsule-shaped heat storage members 50 a that can flow together with the fluid F can be dispersed in the housing portion 40 . In this case, a mesh member M such as a wire mesh is used as a partition to prevent the capsule-shaped heat storage member 50a from being discharged from the outflow port EOUT of the second connection tubular portion 32 or from blocking the outflow port EOUT . is preferably provided. Furthermore, in this case, the first connecting tubular portion 31 is positioned within the accommodating portion 40 adjacent to the first bottom portion 12 of the inner container 10 ( For example, it is preferable to extend to a position beyond the superimposed region R).

<その他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では断熱容器Tが円柱状であるが、これに限定されない。具体的に、断熱容器Tは、例えば、直方体状や多角柱や楕円柱状などであってもよい。
<Other embodiments>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be modified in various ways. For example, in the above-described embodiment, the heat-insulating container T has a columnar shape, but it is not limited to this. Specifically, the heat-insulating container T may be, for example, rectangular, polygonal, or elliptical.

1…保温保冷装置
10…内容器
11…第1筒状部
12…第1底部
13…第1開放端部
14…第1真空層
20…外容器
21…第2筒状部
22…第2底部
23…第2開放端部
24…第2真空層
30…流路
31…第1接続管状部
32…第2接続管状部
40…収容部
50…蓄冷部材
60…保温保冷部
T…断熱容器
R…重畳領域
S…封止部材
V…熱交換部
REFERENCE SIGNS LIST 1... Thermal and cold insulating device 10... Inner container 11... First cylindrical part 12... First bottom part 13... First open end part 14... First vacuum layer 20... Outer container 21... Second cylindrical part 22... Second bottom part 23... Second open end 24... Second vacuum layer 30... Flow path 31... First connection tubular part 32... Second connection tubular part 40... Storage part 50... Cold storage member 60... Thermal insulation cold storage part T... Thermal insulation container R... Superimposed region S... Sealing member V... Heat exchange part

Claims (6)

内容器及び外容器で構成された断熱容器と、流体の流動が可能な流路と、を具備し、
前記内容器は、一軸に沿って延びる第1筒状部と、前記第1筒状部を前記一軸に沿った第1方向から閉塞する第1底部と、前記第1筒状部及び前記第1底部にわたって一連に内包された第1真空層と、を有し、
前記外容器は、前記一軸に沿って延び、前記第1筒状部の外側に重なる重畳領域を形成する第2筒状部と、前記第2筒状部を前記第1方向とは反対の第2方向から閉塞する第2底部と、前記第2筒状部及び前記第2底部にわたって一連に内包された第2真空層と、を有し、
前記流路は、前記第1筒状部と前記第2筒状部との間において前記断熱容器の内部と外部とを接続する少なくとも1つの接続管状部を含む
保温保冷装置。
Equipped with a heat-insulating container composed of an inner container and an outer container, and a flow path through which a fluid can flow,
The inner container includes a first cylindrical portion extending along one axis, a first bottom closing the first cylindrical portion from a first direction along the one axis, the first cylindrical portion and the first a first vacuum layer wrapped in series across the bottom;
The outer container includes a second tubular portion that extends along the one axis and forms an overlapping region that overlaps with the outside of the first tubular portion, and a second tubular portion that extends in a direction opposite to the first direction. Having a second bottom that closes from two directions, and a second vacuum layer that is continuously enclosed over the second cylindrical portion and the second bottom,
The heat and cold insulation device, wherein the flow path includes at least one connecting tubular portion that connects the inside and the outside of the heat insulating container between the first tubular portion and the second tubular portion.
請求項1に記載の保温保冷装置であって、
前記重畳領域の前記一軸に沿った寸法が、前記第1筒状部及び前記第2筒状部が前記一軸に沿って占める寸法の70%以上である
保温保冷装置。
The heat and cold insulation device according to claim 1,
The heat and cold insulation device, wherein a dimension of the overlapping region along the one axis is 70% or more of a dimension of the first tubular portion and the second tubular portion along the one axis.
請求項1又は2に記載の保温保冷装置であって、
前記流路は、複数の接続管状部を含み、
前記第1筒状部と前記第2筒状部との間における前記複数の接続管状部の周囲を封止する封止部材を更に具備する
保温保冷装置。
The heat and cold insulation device according to claim 1 or 2,
the channel includes a plurality of connecting tubular portions;
The heat and cold insulation device further comprises a sealing member that seals around the plurality of connecting tubular portions between the first tubular portion and the second tubular portion.
請求項3に記載の保温保冷装置であって、
前記断熱容器の内部に配置され、前記複数の接続管状部に接続される熱交換部を更に具備する
保温保冷装置。
The heat and cold insulation device according to claim 3,
A heat and cold insulation device, further comprising a heat exchanging portion arranged inside the heat insulating container and connected to the plurality of connecting tubular portions.
請求項3に記載の保温保冷装置であって、
前記流路は、前記断熱容器の内部に配置され、前記複数の接続管状部に接続される内部管状部を更に有する
保温保冷装置。
The heat and cold insulation device according to claim 3,
The heat-retaining/refrigerating device, wherein the channel further includes an inner tubular portion arranged inside the heat-insulating container and connected to the plurality of connecting tubular portions.
請求項1から5のいずれか1項に記載の保温保冷装置であって、
対象物を収容可能な保温保冷部と、前記保温保冷部の周囲に配置される蓄熱部材又は蓄冷部材と、を更に具備する
保温保冷装置。
The heat and cold insulation device according to any one of claims 1 to 5,
A heat and cold insulation device, further comprising: a heat and cold insulation section capable of accommodating an object; and a heat storage member or cold storage member arranged around the heat and cold insulation section.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160016719A1 (en) 2013-04-15 2016-01-21 Daystar Materials Llc Chiller for canister
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0194279U (en) * 1987-12-15 1989-06-21
JPH02192563A (en) * 1989-01-18 1990-07-30 Sanyo Electric Co Ltd Heat insulating box for delivery use
JPH03208611A (en) * 1990-01-12 1991-09-11 Nisshinbo Ind Inc Vacuum heat-insulating vessel and its manufacture

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160016719A1 (en) 2013-04-15 2016-01-21 Daystar Materials Llc Chiller for canister
JP2018164484A (en) 2017-03-28 2018-10-25 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 Heat insulation container and heat/cold insulation device using the same

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