JPWO2017208339A1 - 保冷装置 - Google Patents

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Abstract

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提供する。このため、保冷装置において、内部空間を冷却する冷却手段(420)を有する保冷容器(100)と、冷却手段を駆動する電力を給電するための給電装置(200)と、を備える。給電装置は、電力を非接触で送電する送電部(310)を備える。保冷容器は、送電部が送電した電力を非接触で受電する受電部(410)と、当該保冷容器の内部空間の温度を検出する温度センサ(450)と、温度センサの検出結果に基づいて冷却手段を制御する制御部(440)と、を備える。そして、冷却手段は、受電部が受電した電力で駆動する構成とする。

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送電部を備え、前記保冷容器は、前記送電部が送電した電力を非接触で受電する受電部と、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、前記冷却手段は、前記受電部が受電した電力で駆動する構成とする。
または、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
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。

Claims (6)

  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送電部を備え、
    前記保冷容器は、
    前記送電部が送電した電力を非接触で受電する受電部と、
    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、
    前記冷却手段は、前記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、
    上面に形成された開口を有する容器本体と、
    前記容器本体の前記開口を開閉する蓋体と、を備えた請求項1に記載の保冷装置。
  3. 前記冷却手段及び前記受電部は、前記蓋体に設けられ、
    前記給電装置は、給電時に前記蓋体の上面側に配置される請求項2に記載の保冷装置。
  4. 前記受電部は、前記容器本体の底部に設けられ、
    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2に記載の保冷装置。
  5. 給電時に、前記送電部と前記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3又は請求項4に記載の保冷装置。
  6. 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。
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