JPH1089821A

JPH1089821A - 蓄熱・蓄冷流動体

Info

Publication number: JPH1089821A
Application number: JP8239460A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Okamoto; 繁實岡本; Kiyokazu Goto; 清和後藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】貯蔵庫の収納部などに簡単に収納および
取り出しすることができる蓄熱・蓄冷流動体を提供す
る。【解決手段】蓄熱・蓄冷流動体（６）は、蓄熱剤また
は蓄冷剤（５１）をカプセル（５２）に密封し、このカ
プセルを多数、使用温度域において凝固しない液体（５
３）に混入して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯蔵庫の貯蔵室内
などを加熱または冷却する蓄熱剤や蓄冷剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の蓄熱剤や蓄冷剤は、たとえ
ば特開昭６４−６３４３０号公報（Ｂ６０Ｐ３／２０）
などに記載されており、パックに詰められている。この
パック詰めされた蓄冷剤を、トラックに搭載された貯蔵
庫の貯蔵室内に収納し、この蓄冷剤で貯蔵室内を冷却し
ている。この蓄冷剤のパックは、運送業務終了後、貯蔵
室内から取り出して、配送センターなどに設置されてい
る冷却庫に格納して冷却されている。そして、再度、貯
蔵室を冷却する際には、冷却庫から冷却された蓄冷剤の
パックを取り出して、貯蔵室に収納している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蓄冷剤のパ
ックを持ち運んで出し入れする作業には、かなりの時間
と労力がかかっている。そこで、蓄冷剤に流動性を与え
て、貯蔵庫に設けられた収納部に流し込むことにより、
蓄冷剤を貯蔵室に収納する作業時間を短縮し、かつ、労
力を削減することが検討されている。しかしながら、通
常使用する蓄冷剤、特に固液相変化の潜熱型蓄冷剤は冷
却すると凝固するので、流動性を与えることが困難であ
る。

【０００４】また、蓄冷剤自体に流動性を与えたとして
も、貯蔵室を冷却する時間である保冷時間に応じた量の
蓄冷剤を供給する必要があるので、保冷時間が長い場合
に合わせて収納部の容量を大きく設定すると、保冷時間
が短い場合には、蓄冷剤が収納部の一部特に下部に偏っ
て収納され、貯蔵室を均一に冷却することが困難とな
る。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、貯蔵庫の収納部などに簡単に収納および取
り出しすることができる蓄熱・蓄冷流動体を提供するこ
とを目的とする。また、保冷時間や保温時間を変更する
ことができる蓄熱・蓄冷流動体を提供することを二次的
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１記載の発
明にかかる蓄熱・蓄冷流動体（６）は、使用温度域にお
いて液体状を維持する液体（５３）に、固液相変化の潜
熱型の蓄熱剤または蓄冷剤（５１）を分散した状態でに
混入して構成されている。

【０００７】また、請求項２記載の発明にかかる蓄熱・
蓄冷流動体は、蓄熱剤または蓄冷剤をカプセル（５２）
に密封し、使用温度域において液体状を維持する液体に
前記カプセルを多数混入して構成されている。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明における蓄熱・蓄冷
流動体の実施の一形態を図１ないし図７を用いて説明す
る。図１は本発明における蓄熱・蓄冷流動体を用いた貯
蔵装置の蓄冷流動体供給装置のシステム図である。図２
は蓄冷流動体供給装置の貯蔵槽および貯蔵庫のシステム
図である。図３は蓄冷流動体の説明図で、（ａ）が大き
な蓄冷剤カプセルが混入された蓄冷流動体の図、（ｂ）
が小さな蓄冷剤カプセルが混入された蓄冷流動体の図で
ある。図４は蓄冷剤カプセルの断面図で、（ａ）が球形
蓄冷剤カプセルの断面図、（ｂ）が細長い蓄冷剤カプセ
ルの断面図、（ｃ）がフットボール型蓄冷剤カプセルの
断面図である。図５は蓄冷剤および不凍液の冷却時の温
度変化のグラフで、（ａ）が蓄冷剤のグラフ、（ｂ）が
不凍液のグラフである。図６は蓄冷流動体の冷却時の温
度変化のグラフである。図７が大きさの異なる蓄冷剤カ
プセルが混合した場合の分離方法を説明するための説明
図である。

【０００９】蓄冷流動体が用いられている貯蔵装置は、
図１に図示する蓄冷流動体供給装置１と、図２に図示す
る貯蔵庫２とから構成されている。図１において、蓄冷
流動体供給装置１の貯蔵槽４は、断熱性を有しており、
内部には蓄冷流動体６が溜められているとともに、この
蓄冷流動体６を冷却する冷却器７が設けられている。ま
た、貯蔵槽４には、吐出ポンプ９を具備する蓄冷流動体
供給パイプ１０および蓄冷流動体回収パイプ１１が設け
られている。

【００１０】そして、冷却器７とともに冷凍サイクルを
構成するロータリー圧縮機１２は、気体状の冷媒を圧縮
して、約７０℃から８０℃の高温高圧の冷媒にして吐出
口１２ａから吐出している。この高温高圧の冷媒は、凝
縮器１５に流入し冷却されて、温度が低下する。つい
で、ドライヤー１７およびキャピラリーチューブ１８を
介して液化した状態で冷却器７に流入する。この冷却器
７で、冷媒は気化して周囲の熱を奪い、貯蔵槽４内の蓄
冷流動体６を冷却する。そして、冷却器７において気化
した冷媒は、アキュムレーター２１および逆止弁２２を
介して、再び圧縮機１２に吸い込まれている。この様に
して、冷媒が圧縮機１２から出て圧縮機１２に戻る冷凍
サイクルが構成されている。

【００１１】一方、貯蔵庫２は断熱箱体３１で構成され
ているとともに、図示しない車輪が設けられ移動可能に
構成されている。また、断熱箱体３１の内部に形成され
た貯蔵室３２の前面は開口し、この前面開口部を断熱扉
３３が開閉自在に閉塞している。この断熱扉３３を開け
て、貯蔵室３２に物品を収納したり、取り出したりする
ことができる。そして、貯蔵室３２の内面には、蓄冷流
動体６を収納する収納部としての蓄冷流動体収納タンク
３６が設けられており、この蓄冷流動体収納タンク３６
に収納されている蓄冷流動体６で貯蔵室３２内の空気を
冷却しており、蓄冷流動体６で冷却された空気は送風機
３８で強制循環させられ、貯蔵室３２内の空気は略均一
な温度に冷却されている。

【００１２】そして、蓄冷流動体収納タンク３６内の蓄
冷流動体６を交換するために、蓄冷流動体流入口４１お
よび蓄冷流動体流出口４２が貯蔵庫２の庫外側に設けら
れており、蓄冷流動体流入口４１および蓄冷流動体流出
口４２は各々蓄冷流動体収納タンク３６に配管４３，４
４で連結されている。

【００１３】蓄冷流動体流入口４１は可撓性パイプ４６
を介して、蓄冷流動体供給パイプ１０の蓄冷流動体供給
口１０ａに着脱自在に接続され、一方、蓄冷流動体流出
口４２は可撓性パイプ４７を介して、蓄冷流動体回収パ
イプ１１の蓄冷流動体回収口１１ａに着脱自在に接続さ
れている。蓄冷流動体供給パイプ１０、蓄冷流動体回収
パイプ１１、蓄冷流動体流入口４１および蓄冷流動体流
出口４２は各々断熱性を具備しているとともに、図示し
ない開閉弁が設けられ、可撓性パイプ４６，４７が接続
されていないときは、自動的に開閉弁が閉じて、蓄冷流
動体６が外に流れ出さず、一方、可撓性パイプ４６，４
７が接続されているときは、自動的に開閉弁が開いて、
可撓性パイプ４６，４７と連通することができる。

【００１４】ところで、蓄冷流動体６は、図３および図
４に図示するように、カプセル５２に蓄冷剤５１が充填
密封されている蓄冷剤カプセルを多数、エチレングリコ
ールなどの不凍液５３に分散した状態で混入させて構成
されている。蓄冷剤カプセルは、まず始めに容器として
のカプセル５２に蓄冷剤５１を注入し、注入後、注入口
を溶着などで閉じて密封して製造されている。

【００１５】蓄冷剤５１としては固液相変化の潜熱型蓄
冷剤が最適である。また、カプセル５２にはポリプロピ
レン、ナイロンやフッ素樹脂などが用いられ、大きさは
適宜選定可能であるが、たとえば直径約10mmないし約30
mm程度である。そして、図３（ａ）に図示する大きなカ
プセル５２には、凝固温度の低い蓄冷剤５１を封入し、
図３（ｂ）に図示する小さなカプセル５２には凝固温度
の高い蓄冷剤５１を封入して、貯蔵室３２の設定温度毎
に使用するカプセル５２の大きさを異ならすことができ
る。また、カプセル５２の形状は、互いに絡みつかない
ように滑らかな形状であれば適宜選定可能であるが、た
とえば、図４（ａ）に図示するように球形にしたり、図
４（ｂ）に図示するように細長くして断面を楕円形状に
したり、また、図４（ｃ）に図示するようにフットボー
ル型にしたりする事が可能である。

【００１６】そして、蓄冷流動体６は貯蔵槽４の冷却器
７で冷却され、温度が低下する。その時の様子を図５お
よび図６で説明する。図５（ａ）は、蓄冷剤５１単体を
冷却した時のグラフで、最初は時間の経過とともに温度
は低下するが、凝固温度ｇで温度は略一定となり、蓄冷
剤５１は流動状態から凝固状態に変化し、流動性が無く
なるとともに、潜熱変化で蓄冷する。そして、凝固完了
後、再度温度は段々と低下する。一方、不凍液５３単体
の場合には、図５（ｂ）に図示するように、時間の経過
とともに温度は低下し、かつ、流動性は維持している。

【００１７】不凍液５３に蓄冷剤５１が混入された蓄冷
流動体６の場合には、図６に図示するように、最初は時
間の経過とともに温度は低下するが、凝固温度ｇで蓄冷
剤５１が流動状態から凝固状態に変化し、温度は略一定
となる。そして、蓄冷剤５１の凝固完了後、再度温度は
段々と低下する。凝固温度ｇ以下の温度では、蓄冷剤５
１は流動性が段々と無くなっていくが、不凍液５３は流
動性を維持しているので、蓄冷流動体６は粒々の固体が
混じった液体状態となり、流動性は確保されている。

【００１８】この様に構成されている貯蔵装置の貯蔵槽
４は、配送センターなどに設置されており、蓄冷流動体
６は前もって冷却器７で冷却されている。そして、貯蔵
庫２で商品を配送する際には、貯蔵庫２の蓄冷流動体流
入口４１を貯蔵槽４の蓄冷流動体供給口１０ａに可撓性
パイプ４６で接続し、また、貯蔵庫２の蓄冷流動体流出
口４２は貯蔵槽４の蓄冷流動体回収口１１ａに可撓性パ
イプ４７で接続する。そして、ポンプ９を稼働して、貯
蔵槽４内の蓄冷流動体６を蓄冷流動体収納タンク３６に
吐出し、これにともなって押し出される蓄冷流動体収納
タンク３６内の蓄冷流動体６を貯蔵槽４内に回収してい
る。この様にして、冷却器７で冷却された蓄冷流動体６
が蓄冷流動体収納タンク３６内に収納されると、送風機
３８を回転して貯蔵室３２内を冷却する。

【００１９】そして、断熱扉３３を開けて、貯蔵室３２
内に商品を格納する。商品収納後、断熱扉３３を閉じ、
ついで、蓄冷流動体流入口４１および蓄冷流動体流出口
４２を可撓性パイプ４６，４７から外して、貯蔵庫２を
トラックなどに搭載し、商品を保冷しながら配送を行
う。配送終了後、貯蔵庫２を搭載したトラックは配送セ
ンターに戻ってくる。再度、貯蔵庫２を使用する際に
は、同様にして冷却された蓄冷流動体６を収納する。ま
た、配送センター以外の場所に、蓄冷流動体６のチャー
ジスタンドを設け、配送途中においても、蓄冷流動体６
の交換や追加を行うことも可能である。

【００２０】また、蓄冷流動体６で貯蔵室３２を冷却す
る時間である保冷時間は、トラックが配送センターから
出て戻って来るまでの時間などで設定されているが、配
送ルートなどにより変更されることがある。その場合に
は、蓄冷剤カプセル（蓄冷剤５１が充填されているカプ
セル５２）の蓄冷流動体６における密度を大きくした
り、小さくしたりして、保冷時間が調整されている。ま
た、夏場などの高温の時期には、蓄冷剤カプセルの密度
を大きくし、冬場などの低温の時期には、蓄冷剤カプセ
ルの密度を小さくしている。

【００２１】ところで、この実施の形態においては、図
３（ａ）に図示する大きなカプセル５２には凝固温度ｇ
の低い蓄冷剤５１が充填されており、冷凍用であり、図
３（ｂ）に図示する小さなカプセル５２には凝固温度ｇ
の高い蓄冷剤５１が充填されており、冷蔵用である。そ
して、貯蔵庫２が冷凍庫として使用されて、貯蔵庫２の
蓄冷流動体収納タンク３６に、大きなカプセル５２の蓄
冷流動体６が収納されている際に、今度は、この貯蔵庫
２を冷蔵庫として使用する場合がある。この様な場合に
は、小さなカプセル５２の冷蔵用蓄冷流動体６を前もっ
て冷却器７で冷却しておき、この冷蔵用蓄冷流動体６を
蓄冷流動体収納タンク３６に収納する。

【００２２】そして、蓄冷流動体収納タンク３６に収納
されていた大きなカプセル５２の冷凍用蓄冷流動体６は
押し出される。しかしながら、冷蔵用蓄冷流動体６と冷
凍用蓄冷流動体６との境目においては、大きなカプセル
５２と小さなカプセル５２とが混合し、冷凍用として
も、冷蔵用としても使用し難くなる。そこで、この混合
した大きなカプセル５２および小さなカプセル５２を、
図７に図示するように、大きなカプセル５２よりも小さ
な寸法で、かつ、小さなカプセル５２よりも大きな寸法
の目５６ａを持つ網５６で分離する。すなわち、混合し
た大きなカプセル５２および小さなカプセル５２を網５
６の一方の面から他方の面に通過させようとすると、小
さなカプセル５２は網５６の目５６ａを通過するが、大
きなカプセル５２は通過せずに残り、小さなカプセル５
２と大きなカプセル５２とを分離することができる。分
離されたカプセル５２は再使用することができる。

【００２３】ところで、収納部は蓄冷流動体収納タンク
３６で構成されているが、変形例としては、蓄冷流動体
収納タンク３６を蛇行した配管で構成することも可能で
ある。この様に収納部を蛇行した配管で構成すると、蓄
冷剤５１が充填されたカプセル５２の比重と、不凍液５
３の比重とが異なる場合でも、タンクの様に大きな空間
ではなく、蛇行した細長い空間であるので、カプセル５
２が比重の差で１か所に移動することがなくなり、カプ
セル５２が１か所に偏在することを防止することがで
き、貯蔵室３２を均一に冷却することができる。

【００２４】また、蓄冷剤５１は、カプセル５２に充填
した状態で不凍液５３に混入されているが、変形例とし
ては、凝固した固液相変化の潜熱型蓄冷剤５１を粉砕し
て不凍液５３に混入したりして、不凍液５３に直接混入
する事も可能である。

【００２５】この様に実施の形態においては、蓄冷剤５
１は不凍液５３を介して冷却器７で冷却されているの
で、従来の様に蓄冷剤のパックを空気を介して冷却器で
冷却する場合よりも、冷却効率を向上させることができ
る。

【００２６】また、蓄冷剤５１はカプセル５２に密封さ
れているので、蓄冷剤５１同士が凍結して結合すること
を防止することができる。また、蓄冷剤５１が不凍液５
３と化学反応を起こしたり、溶け込んだりすることを防
止することができる。

【００２７】さらに、蓄冷流動体６における蓄冷剤５１
の密度を変更することで、保冷時間を変更することがで
きる。したがって、貯蔵室３２を無駄に冷却することが
減少し、エネルギーコストを削減することができる。

【００２８】以上、本発明の実施の形態を詳述したが、
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、
種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を
下記に例示する。（１）実施の形態においては、蓄熱・蓄冷流動体である
蓄冷流動体６は、冷却に用いられているが、蓄熱・蓄冷
流動体は加熱に用いることも可能である。そして、加熱
の場合には、蓄冷剤５１は蓄熱剤、冷却器７は加熱器、
蓄冷流動体６は蓄熱流動体、保冷は保温となり、蓄熱流
動体は加熱器で加熱されることになる。なお、この明細
書においては、蓄熱または蓄冷の総称として「蓄熱・蓄
冷」を、また、加熱または冷却の総称として「加熱・冷
却」を用いている。

【００２９】（２）実施の形態においては、蓄熱・蓄冷
流動体は貯蔵庫２の貯蔵室３２を加熱や冷却するために
用いられているが、貯蔵室以外のものの加熱や冷却に用
いることも可能である。（３）実施の形態においては、蓄冷剤５１や蓄熱剤の凝
固温度に対応してカプセル５２の大きさを異ならしめて
いるが、カプセル５２の色や形状などを異ならしめるこ
とも可能である。

【００３０】（４）実施の形態においては、蓄冷剤５１
や蓄熱剤は、固液相変化の潜熱型蓄冷剤（たとえば、
水、水和塩、単純塩、溶融共晶塩、パラフィン・ワック
ス、脂肪酸類、高密度ポリエチレン、尿素、ペンタエリ
スリトールなど）であるが、他の形式の蓄冷剤や蓄熱剤
でも可能である。（５）カプセル５２に蓄熱剤や蓄冷剤を充填する方法は
適宜変更可能である。たとえば、蓄熱剤や蓄冷剤が凍結
している状態で、樹脂などをコーティングしてカプセル
５２を形成することも可能である。

【００３１】（６）実施の形態においては、不凍液５３
はエチレングリコールなどであるが、使用温度域におい
て、凝固せずに液体の状態を維持することができるなら
ば、他の液体でも可能である。すなわち、不凍液５３の
凝固温度は、蓄冷剤５１や蓄熱剤の凝固温度よりも低
く、かつ、不凍液５３の気化温度は、大気温度や加熱器
の温度よりも高い。（７）貯蔵槽４に攪拌装置を設けることも可能である。

【００３２】（８）実施の形態においては、蓄冷流動体
収納タンク３６内の蓄冷流動体６は循環していないが、
循環ポンプなどを設けて、貯蔵室３２を加熱・冷却して
いる最中は、循環ポンプで収納部内の蓄熱・蓄冷流動体
を循環させることも可能である。この様に、循環させる
と、貯蔵室を略均一に加熱・冷却することができる。

【００３３】

【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、固
液相変化の潜熱型の蓄熱剤または蓄冷剤が、使用温度域
において液体状を維持する液体に分散した状態で混入し
ているので、蓄熱剤や蓄冷剤が凝固しても、前記液体に
より、蓄熱・蓄冷流動体の流動性は維持することができ
る。したがって、蓄熱・蓄冷流動体を収納部に収納およ
び取り出しする作業が容易となる。また、潜熱変化で蓄
熱・蓄冷しており、蓄熱・蓄冷の熱容量が大きく、加熱
や冷却の効率が良い。さらに、蓄熱剤や蓄冷剤の密度を
変更することにより、保温時間や保冷時間を変更するこ
とができるので、エネルギーロスが減少する。また、蓄
熱剤や蓄冷剤が収納部の一部に偏って収納されることを
防止することができ、貯蔵室を均一に加熱・冷却するこ
とができる。

【００３４】そして、請求項２記載の発明によれば、蓄
熱剤または蓄冷剤がカプセルに密封されているので、蓄
熱剤や蓄冷剤同士が、凝固時などに結合することを防止
することができる。また、蓄熱剤や蓄冷剤が液体と化学
反応したり、液体に溶け込んだりすることを防止するこ
とができる。その結果、種々の蓄熱剤や蓄冷剤を流動し
た状態で用いることができる様になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明における蓄熱・蓄冷流動体を用い
た貯蔵装置の蓄冷流動体供給装置のシステム図である。

【図２】図２は蓄冷流動体供給装置の貯蔵槽および貯蔵
庫のシステム図である。

【図３】図３は蓄冷流動体の説明図で、（ａ）が大きな
蓄冷剤カプセルが混入された蓄冷流動体の図、（ｂ）が
小さな蓄冷剤カプセルが混入された蓄冷流動体の図であ
る。

【図４】図４は蓄冷剤カプセルの断面図で、（ａ）が球
形蓄冷剤カプセルの断面図、（ｂ）が細長い蓄冷剤カプ
セルの断面図、（ｃ）がフットボール型蓄冷剤カプセル
の断面図である。

【図５】図５は蓄冷剤および不凍液の冷却時の温度変化
のグラフで、（ａ）が蓄冷剤のグラフ、（ｂ）が不凍液
のグラフである。

【図６】図６は蓄冷流動体の冷却時の温度変化のグラフ
である。

【図７】図７が大きさの異なる蓄冷剤カプセルが混合し
た場合の分離方法を説明するための説明図である。

【符号の説明】

６蓄冷流動体５１蓄冷剤５２カプセル５３不凍液（使用温度域において液体状を維持する液
体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用温度域において液体状を維持する液
体に、固液相変化の潜熱型の蓄熱剤または蓄冷剤を分散
した状態で混入して構成されている蓄熱・蓄冷流動体。
【請求項２】蓄熱剤または蓄冷剤をカプセルに密封
し、使用温度域において液体状を維持する液体に前記カ
プセルを多数混入して構成されている蓄熱・蓄冷流動
体。