JPS5810664B2 - レイゾウコ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷蔵室の食品の一部を急速に冷却する装置を
もった冷蔵庫に関するものである。

従来の冷蔵庫においては、冷蔵室に入れた食品を急速に
冷やすために、第１図に示すように、容器１６を冷却器
１１で冷やされた冷気１７で冷却していた。

すなわち冷却器１１で冷やされた空気は一部は冷凍室１
２に入り、一部は冷蔵室１３へ、一部は容器１６へ入っ
ていた。

しかしながらこの方法は、空気の対流伝熱で食品を冷却
するため固体の熱伝導による直接冷却と比べて熱伝達率
が悪く、冷却に多くの時間を必要としていた。

さらに流入する冷気は一１８℃以下であるため風量を増
やすと食品が冷えすぎて零度以下になって凍ってしまう
しまた霜がつくので冷気の流量を大きくできないし、風
量により食品の温度が微妙に変化し温度の設定が非常に
難かしいという欠点があった。

本発明の目的は上記欠点を除去した急速冷却装置を提供
することにある。

上記の目的を達成するために従来には見られなかった特
殊な作用をもつ冷却装置を提供する。

本発明の基本原理を一つの実施例によって説明する。

第２図において、１は液体と不凝縮気体を入れた熱の通
路を定める容器、２は低沸点液体、３は不凝縮気体であ
る。

４は加熱部、５は冷却部である。低沸点液体２と不凝縮
気体３は動作温度ならびに低沸点液体２の飽和蒸気圧に
よって定まる適当な圧力の下で容器１内に封入されてい
る。

今伺らかの加熱源にて液体２の温度が上昇したとしても
、液体２は封入圧からきまる液体の沸点よりも温度が高
くなるまでは沸騰しないし、また液体の表面は不凝縮気
体に覆われていて液面から発生した蒸気はこの気体層を
拡散して通過しなければならず、蒸気はほとんど冷却部
５に到達し得ない。

さらに液体２と溶解せず、沸点が高く、かつ比重の小さ
い第２の液（図に示していない）を浮かせて蒸発を抑制
すればさらに効果的である。

このため液体２が加熱されたとしても熱が蒸気によって
運ばれることはなく、容器１の壁を熱伝導率の小さい材
料で作り、さらにそれを薄くしておけばその熱量は十分
に小さくすることができる。

これに対して液体２の温度が封入圧からきまる沸点より
も高くなると、液体２は沸騰を開始し、液体の中には多
数の気泡は浮力をもつため浮上するが、同時に液体２の
みかけの体積も増加させる。

このため液体２の自由表面２１は押し上げられついには
冷却部５に達する。

このとき冷却部５の近傍の液体は沸点以下に冷却される
ため、上昇してきた気泡は冷却部近傍の液体中で凝縮す
る。

すなわち蒸気は不凝縮気体の熱抵抗の影響を全く受ける
ことなく容易に冷却部近傍に到達しそこで凝縮すること
ができ、かくして加熱部から冷却部へ熱を伝達すること
ができる。

ここに本発明の特徴がある。

そしてこれは沸騰時のみに起る現象で非沸騰時には起り
得ない。

見方を変えれば加熱部４から冷却部５までの熱抵抗を沸
点を境界にして急激に変化させていることになる。

このような液面の沸騰現象と気泡による液体上昇作用（
いわゆる気泡ポンプ作用）を利用すれば、非沸騰時には
熱を伝えず、沸騰時には多量の熱を運ぶことができる。

なお気泡は熱を取り去られた後凝縮して液体となり、再
び重力の作用で落下することはよく知られている。

一例として内径１ｃｍ１長さ３０ｃｍの容器と、液体２
としてフロロカーボンを、不凝縮気体３として空気を用
いた実験により、温度を横軸にとり、伝熱量を縦軸にと
ってその関係を求めると第３図に示すような曲線が得ら
れ、目的とする性能が得られることがわかった。

第３図は、第２図の装置が熱的なバルブ作用をもってい
ることを示している。

以上、熱伝達装置自体の原理について詳述したが、以下
こ上記装置を適用した冷蔵庫について説明する。

第４図は本発明を用いた冷蔵庫の原理を示す一実施例で
ある。

前述した容器１の上部は冷却器１１に接触し下部は冷蔵
室１３内にある食品容器１６に接している。

容器１の大きさ、および設置される場所には特に制限し
ないが、第４図の実施例では冷蔵室１３内で容器下部が
水平に設置された場合を示している。

これにより食品容器１６と冷却器１１は容器１を介して
熱的に接触する。

この構成によると食品容器１６は冷気ではなく容器１に
より冷却される。

今食品容器１６の温度が規定の場合よりも高くなった場
合について考えてみる。

この規定値とは食品容器に要求される機能から定められ
るもので多くの場合１〜５℃であるが、それが伺度であ
ってもよい。

不凝縮気体の封入量を変えて沸点は任意に選べるし、容
器１の一部にベローズなどの可撓性部材を用いて容器１
の内容積を変化させれば密閉状態のま５沸点を変えるこ
とができる。

この規定温度以上になると前述の動作原理に基づいて、
低沸点液体２が沸騰を開始し食品容器１６からの熱を冷
却器１１に伝達する。

このようにして食品容器１６は冷却され温度が低下する
。

食品容器１６の温度が規定値以下になると容器１の上部
と下部は熱的に遮断された状態となるので、食品容器１
６が規定の温度以下に冷却されることはない。

一例として内径ｌｃｒ、長さ１ｍの容器と、液体として
フロロカーボンを、不凝縮気体として窒素を用いた実験
により、時間を横軸にとり、食品容器の温度を縦軸にと
ってその関係を求めると第５図の実線に示すような曲線
が得られた。

また従来の方法による結果を同図に破線であわせて示し
たが、本発明により規定の冷却温度に到達する時間が短
縮されまた規定の冷却温度を越えて冷えすぎることがな
いことが明らかである。

第４図の実施例では容器１の上部が冷却器１１に接触し
ている場合の説明をしたが、これは冷却をよくするため
の一つの手段であって必ずしもこの構造をとる必要はな
く、取付は作業を容易にするために冷却器室内に突出す
るだけでもよく、また冷凍室に突出するのでもよい。

ただし、この場合伝熱をよくするためにフィンなどをと
りつけるのが望ましい。

また第４図では容器１を１本の管として例示しであるが
、１本の管でなくとも良く、平板状のものでもまた多数
本の管を並列にさせてもよい。

第６図は本発明の他の実施例を示す。

容器１の下部の形状は冷却する対象により任意に選ぶこ
とができる。

第６図はビン類を冷却する場合について示していて、ビ
ン１８の周囲を囲むように容器１が円筒状になっていて
、内部に液体２が円筒状容器に充満するだけ入れである
。

このようにするとビン１８との接触面積が増え、ビン全
周から伝熱できるためさらに冷却時間の短縮に効果的で
ある。

第７図は本発明の他の実施例で、冷蔵室側の冷却器１９
て容器１を冷却した場合である。

食品容器１６は規定の冷却温度よりも低温にならないの
で食品が凍ることも霜がつくこともない。

また乾燥した冷気が通過しないので食品が乾燥すること
はない。

以上低沸点液体２としてフロロカーボンを用いた場合に
ついて説明したが、他にアルコール類、グリコール類な
ど作動温度範囲で沸騰し易くかつ凝固しないものであれ
ば何でもよい。

また不凝縮気体には前述した空気、窒素の他アルゴンガ
スなどの希ガスや水素など不凝縮性であれば何でもよい
○

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷蔵庫の断面図、第２図は本発明に用い
た伝熱装置の原理を示す図、第３図は本発明に用いた伝
熱装置の動作特性を示す図、第４図は本発明の原理の一
実施例の図、第５図は本発明の動作特性を示す図、第６
図、第７図は本発明の他の一実施例を示す図である。 １・・・・・・容器、２・・・・・・低沸点液体、３・
・・・・・不凝縮気体、４・・・・・・加熱部、５・・
・・・・冷却部、１０・・・・・・冷蔵庫、１１・・・
・・・冷却器、１２・・・・・・冷凍室、１３・・・・
・・冷蔵室、１４・・・・・・冷気、１５・・・・・・
冷気、１６・・・・・・食品容器、１７・・・・・・冷
気、１８・・・・・・ビン、１９・・・・・・冷蔵室用
冷却器、２１・・・・・・液面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に低沸点の液体と不凝縮性の気体を封入した密
   閉容器の一部を、冷却器に接触させるか、冷却器室内に
   突出させるか、もしくは冷凍室に突出させるかして冷却
   し、他の一部を冷蔵室内に突出させて急速冷却すべき食
   料品のみを限定的に収容する容器に熱伝導接触させるよ
   うにしたことを特徴とする冷蔵庫。 ２、特許請求の範囲第１項記載の冷蔵庫において、上記
   の密封容器内にさらに上記液体よりも沸点が高くて、比
   重が小さく、かつ上記液体とは溶は合わない別の液体を
   封入したことを特徴とする冷蔵庫。