JPH05149656A - 可搬蓄冷容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 気体水和物の生成および分解の可逆反応を利
用した可搬蓄冷容器を提供する。 【構成】 内部に水３２と水和剤３３または水と水和剤
と生成促進用添加剤からなる混合液、およびこの混合液
の撹拌を促進させる撹拌子３４を封入した蓄冷容器３０
であって、外部の撹拌装置と係合および離脱を可能とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、内部に封入した“水
と水和剤または水と水和剤と生成促進用添加剤の反応に
よる気体水和物（クラスレ−ト）の生成およびこの気体
水和物の分解”の可逆反応を利用した蓄冷容器、特に気
体水和物の生成を外部の冷却雰囲気中での撹拌装置によ
って行わせる可搬蓄冷容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄冷装置は、例えば、実開平２−
１２２９８０号公報、実開平２−１２２９８１号公報、
実開平２−１２２９８２号公報に開示されている。実開
平２−１２２９８０号公報の蓄冷容器は蓄冷槽１内に収
容された蓄冷剤２中にカプセル２０を浸漬し、このカプ
セル２０内に上記蓄冷剤２の蓄冷完了温度と放冷完了温
度との間に分解・生成温度を持つクラスレート２１を封
入したもので、カプセル毎に減速機付電動機２４または
カム・リンク機構が取付けられて内部の撹拌を行う構造
のため、移動が困難であり、放冷時蓄冷材を介して外部
負荷８へ熱を取出すための配管７、蓄冷剤を循環させる
動力、ポンプ６、１１が必要となる。また、間接的に冷
熱を取出すことによるロスも問題となる。

【０００３】また、実開平２−１２２９８１号公報のも
のは、蓄冷槽１に収容された蓄冷剤２中に浸漬された籠
１２内に多数の球状または円筒状のカプセル２０を収容
するとともにこれらのカプセル２０内に上記蓄冷剤の蓄
冷完了温度と放冷完了温度との間に分解・生成温度を持
つクラスレート２１を封入し、かつ、上記籠１２の底部
に上記蓄冷剤２を噴出する複数の噴流管２３を配設した
ものであって、噴流管２３から噴出する蓄冷剤２により
カプセル２０を三次元方向に激しく移動させ、カプセル
２０の姿勢の変化とカプセル相互間およびカプセルと籠
１２との衝突により内部のクラスレート２１を撹拌する
ため、容器１およびカプセル２０にキズが付き容器寿命
が短くなるという欠点がある。

【０００４】さらに、実開平２−１２２９８２号公報の
蓄冷装置は、蓄冷槽４に収容された蓄冷剤２中にカプセ
ル２０を浸漬し、このカプセル内に上記蓄冷剤２の蓄冷
完了温度と放冷完了温度との間に分解・生成温度を持つ
クラスレート２１を封入するとともに、このクラスレー
トを撹拌するための撹拌装置２２を配設したもので、カ
プセル２０内に撹拌装置２２、外部にその駆動装置（２
３、２４）があるので、カプセルの壁を通る駆動軸に対
してシール部が存在する。そのため、カプセル内外に圧
力差がある場合にはシール部の耐久性、耐シール性に問
題がある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】これら従来の蓄冷装置は大型であり、また
蓄冷容器ごとに撹拌装置が直結されているため、蓄冷容
器の移動ができない。また、水和剤にフロンガスＲ１３
４ａ等を用いると、蓄冷容器内の圧力が高くなり、容器
の安全性に問題が生じる。さらに蓄冷容器に傷がつく噴
流管を用いる撹拌方法では、蓄冷容器の損耗或は破壊に
よって寿命が短くなるという問題が生ずる。

【課題を解決するための手段】

【０００６】そこで、本発明者は、これらの従来技術の
問題点を解決するために、鋭意研究の結果、蓄冷容器を
密閉構造とし、蓄冷容器内に外部と機械的結合手段を必
要としない撹拌促進用の撹拌子を封入したものを開発し
た。この蓄冷装置は、蓄冷容器と撹拌装置とが分離でき
る構造としそれぞれが小型になるので容易に持ち運びが
できるものである。

【０００７】また、撹拌子は、蓄冷容器の内部を傷付け
ない材料で作るか、または蓄冷容器の内部の一部または
全部を耐摩耗性の材料でライニングする。蓄冷容器の内
部には水が存在し、撹拌子は水中に浸漬されている状態
にあるので、硬質の材料で作られていても特に問題を生
ずることはない。むしろ、気体水和物に有効な撹拌効果
を与えるために、気体水和物との比重差がかなり大きい
ことが必要であり、また、長時間気体水和物による浸食
作用を受けるので、耐食性と耐摩耗性をもつことが要求
される。

【０００８】本発明においては、上記のような構成によ
って、蓄冷容器に振動・回転・揺動等の単純な機械的外
力を加えるだけで内部の撹拌ができ、外部の駆動装置の
動力を受ける伝達装置とシ−ル部分を必要としないの
で、蓄冷容器を密閉構造とすることができる。また蓄冷
容器の撹拌には、容器同士を衝突させる態様をとる必要
がない。さらに、蓄冷容器とモーター等の駆動装置を分
離できるため、必要な場所への移動が容易となり、可搬
の冷熱源として用いることができる。そのため冷熱を取
出す動力が不要となり、また、直接冷熱を取出すため、
熱損失を少なくすることができる。また、この蓄冷容器
は、可搬性をもたせる必要上、当然小型、軽量であるの
で、製造コストも低くなる。

【０００９】

【実施例】次に本発明の一実施例を図８を参照して説明
する。円筒状の蓄冷容器３０の中に水３２、水和剤３３
（例えばメタン、エタン等の炭化水素やＲ134ａ、Ｒ141
ｂ等のフロンガス等)および、必要により、生成促進用
添加剤を加えたものと撹拌子３４が封入されている。な
お、水和剤の一部は水和剤蒸気３１として撹拌前の蓄冷
容器内の上方部に存在する。蓄冷容器には封入用バルブ
をつけてもよい。また、蓄冷容器の熱伝達の促進および
その強度の向上のために、蓄冷容器の外側、内側または
その両方にフィンを設けてもよい。図８は、撹拌子とし
て球状のものを示しているが、円柱状、さいころ状、三
角錐状、テトラポッド状、リング状、等でもよく、特に
形状に限定はない。図６に揺動装置の一例を示し、その
揺動中に蓄冷容器が傾斜している状態を図７に示す。撹
拌子の個数は、蓄冷容器の形状、寸法、気体水和物の組
成、容量、撹拌子自体の形状、寸法、外部の撹拌装置の
形態、撹拌方法、冷却雰囲気の温度等に応じて、撹拌効
率を考慮して任意に定められる。揺動中の状態の蓄冷容
器の内部の状況を図９に示す。

【００１０】蓄冷容器３０を図６に示す揺動装置の取付
ブラケット３６に挿入する。取付ブラケット３６は揺動
台３７に図示していないがボルト等で固定されている。
揺動台３７はベ−ス４１上の支持台３８を中心に、モー
ター４０の回転運動がリンク機構３９により揺動運動に
変換されることにより、揺動をするようになっている。
図７は揺動状態を示している。図６は蓄冷容器が１個の
場合であるが、同時に多数の蓄冷容器を並べてもよい。
また、図６には図示していないが、揺動装置全体を冷却
環境の中に置き、気体水和物の生成時には装置全体を冷
却しながら揺動運動をさせるものとする。冷却環境とし
て、気体水和物の生成（分解）温度以下に保持した水
槽、低温倉庫の室内等の人工的な環境だけでなく、その
ような温度範囲にある戸外の大気、河川湖沼の天然水等
も利用できる。

【００１１】図９は揺動状態の蓄冷容器の内部を示す。
蓄冷容器が揺動すると、蓄冷容器内の撹拌子３４が蓄冷
容器内を移動するので水３２と水和剤３３を撹拌する。
蓄冷容器３０は外部より冷却され、かつ揺動装置により
内部を撹拌されるため、気体水和物３５が生成する。蓄
冷容器に外部から加える外力としては揺動の他に振動で
もよい。振動の場合、内部が激しく撹拌されるため、蓄
冷容器内部に固定される邪魔板またはスパイラル状の邪
魔板を設けてもよい。

【００１２】本発明の蓄冷容器の具体的な使用の態様を
さらに詳細に説明する。フロンガスＲ１３４ａ（ＣＨ₂
ＦＣＨ₃；1,1,1,2-テトラフルオロエタン）２００ｇと
ｎ−ブタノ−ル（生成促進用添加剤）の２％水溶液６８
０ｇからなる混合液、および撹拌子として直径１２.７
ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ−３０４）球３個を図８に
示されるような円筒状の内容積約１lit.のステンレス鋼
（ＳＵＳ−３０４）製の蓄冷容器に封入した。上記クラ
スレ−トの核発生温度は５．６℃、分解温度は７．５〜
８．５℃、蓄熱量は蓄冷容器１本当り５７ｋｃａｌであ
る。

【００１３】図６、図７に示すような係合離脱が可能な
揺動台（撹拌装置）に蓄冷容器を装架し、約２℃の冷却
雰囲気温度で蓄冷容器の長さの中心を回転中心として両
端が垂直面内で３０°以内の範囲を揺動（シ−ソ−運
動）するように撹拌装置を駆動し、約１２時間撹拌を続
け、その後は必要があるまで貯蔵する。なお、撹拌装置
としては、上述のような機械的に撹拌子を駆動させるも
のだけでなく、磁力を利用して磁性材料製の撹拌子を駆
動させるものもある。

【００１４】蓄冷容器を撹拌装置から取外し、必要とす
る場所に運び、そこの雰囲気温度約１７℃において、蓄
冷容器を冷熱源として約８時間使用した。クラスレ−ト
の生成分解サイクルを表す図１１において、撹拌子を使
用した熱サイクル（実線）と撹拌子を使用しない熱サイ
クル（点線）を示す。撹拌子を使用しない場合は、撹拌
によっても少量しか水和物を生成しないまま短時間で冷
却雰囲気温度に冷却され、また、使用可能時間も高々２
時間にすぎない。

【００１５】一方、撹拌子を使用した場合は、撹拌効果
が著しく高まるので、多量の気体水和物が順次生成し、
その生成熱によって蓄冷容器内の温度が一時的に上昇す
るので、蓄冷容器内の温度は一様に低下せず、約１２時
間を経てようやく冷却雰囲気温度に低下した。そして、
この間充分に冷熱エネルギ−が蓄積されたため、使用温
度１５℃において約１０時間連続して蓄冷剤としての機
能を持続した。本発明の蓄冷容器のこのような熱サイク
ルによれば、本発明の蓄冷容器は夜間に冷却雰囲気での
撹拌を行い、昼間の作業時間に有効に使用することがで
きる。

【００１６】気体水和物の生成が完了した蓄冷容器３０
を、図１０に示すように、発泡スチロール等で製造した
保冷箱４２の中に設置すれば、蓄冷容器の壁より浸入し
た熱により、気体水和物が分解し、その時の吸熱により
断熱箱内の温度は一定に保たれる。なお、保冷箱の内部
を互いに連通する２室に区分し、１室に蓄冷容器を設置
し、他室を保冷空間とし、ファンを設けて内部の雰囲気
を循環させることもできる。

【００１７】このような保冷箱は、例えば、内容積が約
１０lit.、外気の温度が約３０℃であると、上記の蓄冷
容器１本を用いて例えば、野菜、果物、切り花等を保冷
箱内一杯に詰めても、図１２のように15〜18℃の温度に
約１０時間保持できる。一般に、冷凍温度よりは高い
が、室温としては低めの温度範囲に、比較的短時間生鮮
食品等を保持、輸送する容器の蓄冷剤として有効に利用
できる。その他、小型の冷房装置の冷熱源としても利用
可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明においては、蓄冷容器内に外部と
機械的結合手段を必要としない撹拌子を封入したため、
蓄冷容器を完全な密閉構造とすることができ、また、蓄
冷容器の内部を撹拌するためのモーター等の撹拌装置と
蓄冷容器とを分離できる。そして蓄冷容器を小型化、軽
量化することによって可搬となり、蓄冷容器を必要な場
所で冷熱源として用いることができる。さらに、冷熱源
として直接熱を蓄冷容器から取出すため、別個の動力が
不要であり、熱の損失も少ない。また、蓄冷容器の撹拌
時、蓄冷容器相互の衝突がないため、蓄冷容器にキズが
付くことがなく、蓄冷容器の寿命も長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の蓄冷装置の一例を示す図である。

【図２】従来の蓄冷装置の他の一例を示す図である。

【図３】図２の従来の蓄冷装置において使用する球状カ
プセルの拡大図である。

【図４】図２の従来の蓄冷装置において使用する円柱状
カプセルの拡大図である。

【図５】従来の蓄冷装置のさらに他の一例を示す図であ
る。

【図６】本発明の撹拌装置の一例を示す見取図である。

【図７】図６に示す撹拌装置の側面図である。

【図８】本発明の蓄冷容器の内部を示す概念図である。

【図９】図８の蓄冷容器内における揺動時の気体水和物
生成の状況を表す概念図である。

【図１０】本発明の蓄冷容器を収納する保冷箱の一例を
示す図である。

【図１１】本発明の蓄冷容器内の気体水和物の生成、分
解のサイクルを示すグラフである。

【図１２】本発明の蓄冷容器を使用した保冷箱内の温度
変化を示す図である。

【符号の説明】

３０ 蓄冷容器 ３１ 水和剤蒸気 ３２ 水 ３３ 水和剤 ３４ 撹拌子 ３５ 気体水和物 ３６ ブラケット ３７ 揺動台 ３８ 支持台 ３９ リンク機構 ４０ モ−タ− ４１ ベ−ス ４２ 保冷箱

フロントページの続き (72)発明者 大槻 直樹 神奈川県相模原市南橋本３丁目２番25号 東プレ株式会社相模原事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に水と水和剤または水と水和剤と生
   成促進用添加剤と、これらの撹拌を促進させる撹拌子と
   を封入し、外部の撹拌装置と係合および離脱を可能とし
   たことを特徴とする可搬蓄冷容器。
2. 【請求項２】 撹拌子が合成樹脂、セラミックスまたは
   金属の球または円柱であることを特徴とする請求項１記
   載の可搬蓄冷容器。
3. 【請求項３】 外形が円筒状であることを特徴とする請
   求項１または２記載の可搬蓄冷容器。
4. 【請求項４】 外形が球状であることと特徴とする請求
   項１または２記載の可搬蓄冷容器。