JPWO2017208346A1 - 保冷装置 - Google Patents

Abstract

保冷装置１Ａは、物を収納するため少なくとも一つの収納ラック２と、少なくとも一つの収納ラック２を収容する本体３と、庫内を冷却する冷却手段であるペルチェ素子１６と、複数の異なる位置の庫内温度を検知する温度検知手段である第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６と、庫内温度に応じて冷却手段を制御する制御手段と、を備える。各々の収納ラック２は、少なくとも部分的に本体３の外へ取り出し可能である。

Description

本発明は、保冷装置に関する。

医薬品などでは、最終消費地まで、適正温度範囲内に温度を維持することが必要な製品がある。例えば、ワクチン製剤の場合には、２℃〜８℃が適正温度範囲となる場合がある。そのようなワクチン製剤では、適正温度範囲より高い温度になったり、凍結したりすることを避ける必要がある。適正温度範囲外の温度になると、ワクチン微生物が死滅するため、ワクチン製剤を廃棄する必要がある。ワクチン製剤の廃棄率を下げるには、適正温度範囲内に確実に保つことが重要である。

例えば、発展途上国の村へ、ワクチン接種の出張サービス、すなわちアウトリーチサービスを行うような場合に、ポータブルの保冷容器にワクチン製剤を入れて輸送することが考えられる。

下記特許文献１に開示されたポータブルの医療用保存庫（１）は、断熱容器（２）と、スターリング冷凍機（３）を内蔵する機器収納部（４）と、蓋（５）とを備える。

日本特開２００６−６４２４９号公報

ワクチン製剤は、例えばアンプル、バイアル、プレフィルドシリンジのような小容器に入れられている。特許文献１の医療用保存庫（１）に、そのような小容器に入ったワクチン製剤を多数収納して保存したと仮定すると、以下のような課題がある。

第一に、収納物が多いときには、庫内の冷気の循環が妨げられるため、温度ムラが生じる。冷気の届きにくい位置にあるワクチン製剤の温度が適正温度範囲の上限を超えてしまったり、過剰に冷気に当たる位置にあるワクチン製剤の温度が適正温度範囲の下限を下回ったりしやすい。

第二に、医療用保存庫（１）からワクチン製剤を一つずつ取り出すたびに、蓋（５）が開かれて庫内の冷気が漏れることで、庫内温度が変動しやすい。その結果、収納されたワクチン製剤の温度が適正温度範囲外になりやすい。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、庫内の各部の温度を均等化する上で有利な保冷装置を提供することを目的とする。

本発明の保冷装置は、物を冷蔵する保冷装置であって、物を収納するため少なくとも一つの収納ラックと、少なくとも一つの収納ラックを収容する本体と、庫内を冷却する冷却手段と、複数の異なる位置の庫内温度を検知する温度検知手段と、庫内温度に応じて冷却手段を制御する制御手段と、を備え、各々の収納ラックは、少なくとも部分的に本体の外へ取り出し可能である。

本発明によれば、庫内の各部の温度を均等化する上で有利な保冷装置を提供することが可能となる。

実施の形態１の保冷装置を示す模式的な斜視図である。 実施の形態１の保冷装置が備える収納ラックの模式的な斜視図である。 収納ラックが備える第一仕切り及び被覆層の分解斜視図である。 収納ラックが備える第一仕切り及び被覆層の分解斜視図である。 第一仕切りと第二仕切りとが交差する箇所の断面図である。 取り外し可能な第一仕切りの平面図である。 収納ラックの断面図である。 実施の形態１の保冷装置を示す模式的な断面図である。 実施の形態１の保冷装置が備える蓋部の模式的な底面図である。 実施の形態１における制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態２の保冷装置を示す模式的な断面図である。 実施の形態３の保冷装置を示す模式的な断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組合わせ可能な構成のあらゆる組合わせを含み得る。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の保冷装置１Ａを示す模式的な斜視図である。図１に示すように、保冷装置１Ａは、収納ラック２、本体３、及び蓋部４を備える。保冷装置１Ａは、ポータブルでもよい。以下の説明では、保冷装置１Ａを水平面上に置いた姿勢を基準として説明する。以下の説明では、便宜上、図１中での手前を保冷装置１Ａの正面とし、奥を保冷装置１Ａの背面とする。

本体３は、上面開口部を有する。蓋部４は、本体３の上面開口部を塞ぐことができる。蓋部４は、本体３に対して着脱可能である。図１は、蓋部４を本体３から取り外した状態を示す。このような構成に限らず、蓋部４が本体３に対して例えばヒンジなどにより開閉可能に連結されてもよい。

保冷装置１Ａは、例えばワクチン製剤のような医薬品を冷蔵する。ワクチン製剤の場合には、例えば２℃〜８℃の範囲で、温度を維持する必要がある。

保冷装置１Ａが冷蔵する物、すなわち冷蔵品は、医薬品以外の物、例えば、化学薬品、血液バッグ、冷凍食品、生鮮食品、水産物などでもよい。

収納ラック２は、冷蔵品を収納する複数のセルすなわち小部屋を有する。本実施の形態であれば、以下の効果が得られる。収納ラック２の複数のセルに冷蔵品を分けて入れられるので、冷蔵品を整理して収納できる。

本体３は、箱形状を有する。本体３は、収納ラック２を収容可能な収容室を有する。本体３は、収納ラック２を外気から断熱する断熱性を有する。本体３は、断熱材（図示せず）を備えてもよい。その断熱材は、例えば、真空断熱材、発泡プラスチック、グラスウールのうちの少なくとも一つでもよい。収納ラック２は、少なくとも部分的に、本体３の外へ取り出し可能である。本体３は、少なくとも一つの収納ラック２を収容可能であればよい。本実施の形態では、本体３は、３個の収納ラック２を収容できる。図１は、３個の収納ラック２のうちの一つを本体３の外へ部分的に取り出した状態を示す。

本実施の形態であれば、収納ラック２のセル内に冷蔵品が収納されているので、蓋部４を開けたときに冷気が漏れにくい。このため、冷蔵品の温度上昇を軽減できる。収納ラック２を本体３の外へ部分的に取り出すことで、冷蔵品を出し入れできる。収納ラック２を必要な部分だけ引き出すようにすることで、収納ラック２内の冷気の漏れを低減できる。収納ラック２に冷蔵品を整理して入れられるので、取り出すべき冷蔵品を探しやすい。それゆえ、蓋部４を開けている時間を短くできるので、冷気の漏れを低減できる。

本実施の形態では、本体３の上面開口部から収納ラック２を上方へ引き出すことができる。このような構成によれば、収納ラック２を引き出したときに、比重の重い冷気が漏れにくい。このような構成に限らず、例えば、本体３から収納ラック２を横方向すなわち水平方向へ引き出し可能でもよい。

蓋部４には、庫内を冷却するための冷却手段が備えられている。後述するように、本実施の形態における冷却手段は、熱電変換を行う熱電素子を備えるものである。

本実施の形態であれば、蓋部４に冷却手段を配置したことで、以下の効果が得られる。比重の重い冷気が蓋部４から庫内の下部へ降りていくことで、庫内温度の均等化に有利になる。

図２は、実施の形態１の保冷装置１Ａが備える収納ラック２の模式的な斜視図である。図２に示すように、収納ラック２は、外郭５、第一仕切り６、及び第二仕切り７を備える。外郭５は、長方形の枠状を呈する。第一仕切り６及び第二仕切り７は、外郭５の内側の空間を、複数のセルに区画する。第一仕切り６及び第二仕切り７は、収納ラック２の各セルの壁を少なくとも部分的に形成する。第一仕切り６及び第二仕切り７は、互いに交差する。第一仕切り６及び第二仕切り７は、互いに直交する。第一仕切り６は、水平方向に延びる。第二仕切り７は、鉛直方向に延びる。第一仕切り６及び第二仕切り７は、板状でもよい。

収納ラック２の各セルは、収納ラック２の正面に開口を有する。収納ラック２は、収納ラック２の背面を覆う背面パネルを備えてもよい。外郭５は、背面パネルの外面を覆ってもよい。背面パネルは、外郭５の一部として形成されてもよい。

第一仕切り６及び第二仕切り７は、外郭５に比べて高い熱伝導率を有する。第一仕切り６及び第二仕切り７は、例えば、アルミニウム、またはアルミニウム合金で構成されてもよい。第一仕切り６及び第二仕切り７は、それ以外の金属、例えば、ステンレス鋼、銅、銅合金などで構成されていてもよい。外郭５は、第一仕切り６及び第二仕切り７に比べて大きい比熱を有する。外郭５は、例えば、樹脂材料で構成されてもよい。当該樹脂材料は、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、フッ素系樹脂のうちの少なくとも一つでもよい。なお、比熱とは、質量当たりの熱容量に相当する。

収納ラック２を本体３から引き出したとき、外郭５の表面は、外気に触れる。本実施の形態であれば、第一仕切り６及び第二仕切り７よりも比熱が大きい材料で外郭５を構成したことで、外郭５の表面が外気に触れたときの外郭５の温度低下を軽減できる。このため、冷蔵品の温度上昇を軽減できる。

本実施の形態であれば、外郭５よりも熱伝導率の高い材料で第一仕切り６及び第二仕切り７を構成したことで、以下の効果が得られる。第一仕切り６及び第二仕切り７を伝って熱が速やかに移動することで、収納ラック２の各セルを形成する壁の温度を均等化できる。その結果、収納ラック２の複数のセルの温度を均等化できる。よって、収納ラック２に収納された複数の冷蔵品の温度を均等化できる。このため、例えばワクチン製剤のような冷蔵品の温度を適正温度範囲に維持する上で有利になる。

第一仕切り６及び第二仕切り７のいずれか一方のみが、外郭５よりも熱伝導率の高い材料で構成されてもよい。複数の第一仕切り６のうちの一部の第一仕切り６のみが、外郭５よりも熱伝導率の高い材料で構成されてもよい。複数の第二仕切り７のうちの一部の第二仕切り７のみが、外郭５よりも熱伝導率の高い材料で構成されてもよい。それらの場合でも、上記効果に類似した効果が得られる。

図３及び図４は、収納ラック２が備える第一仕切り６及び被覆層８の分解斜視図である。収納ラック２は、第一仕切り６の表面を少なくとも部分的に被覆する被覆層８を備えてもよい。被覆層８は、第一仕切り６に比べて大きい比熱を有する。被覆層８は、例えば、樹脂材料で構成されてもよい。当該樹脂材料は、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、フッ素系樹脂のうちの少なくとも一つでもよい。被覆層８は、外郭５と同じ材料で構成されてもよい。図３は、第一仕切り６の片面のみを被覆層８で覆う例を示す。図４は、第一仕切り６の両面を被覆層８で覆う例を示す。第一仕切り６と被覆層８とは、例えば、アンカー効果、接着剤などにより接合されてもよい。第一仕切り６の金属表面に微細なポーラスまたはディンプルを形成し、その金属表面に対して被覆層８の樹脂を成形することで両者を一体化してもよい。

本実施の形態であれば、第一仕切り６よりも比熱が大きい材料で構成された被覆層８を設けたことで、以下の効果が得られる。低温の第一仕切り６が冷蔵品に直接触れることを抑制できるので、冷蔵品の第一仕切り６への接触部分の温度が過度に低くなることを確実に抑制できる。また、収納ラック２を本体３から引き出したとき、第一仕切り６が外気の熱を受けて温度上昇することを抑制できる。

第二仕切り７の表面を少なくとも部分的に被覆する被覆層８を備えてもよい。第二仕切り７に対する被覆層８を設けることで、上記効果に類似した効果が得られる。第一仕切り６及び第二仕切り７のいずれか一方のみに対して被覆層８を設けてもよい。

図５は、第一仕切り６と第二仕切り７とが交差する箇所の断面図である。図５に示す例では、以下のようになる。第一仕切り６の両面が被覆層８で覆われている。第二仕切り７の両面が被覆層８で覆われている。第一仕切り６と第二仕切り７とが熱的に接続される。本明細書において、「熱的に接続される」とは、例えば、熱伝導性グリス、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、熱伝導性両面粘着テープ、金属、セラミックス、ヒートパイプのうちの少なくとも一つを介して熱移動可能に接続されること、あるいは、直接的に接触または一体化されることを指すものとする。

図５に示す例では、第一仕切り６に形成されたスリットに第二仕切り７が挿入された状態になり、第一仕切り６のスリットの内面が第二仕切り７の表面に接触することで、両者が熱的に接続されている。

本実施の形態であれば、第一仕切り６と第二仕切り７とが熱的に接続されることで、以下の効果が得られる。第一仕切り６と第二仕切り７との間を熱が伝わることで、収納ラック２の各セルを形成する壁の温度をさらに均等化できる。その結果、収納ラック２の複数のセルの温度をさらに均等化できる。

収納ラック２は、取り外し可能な仕切りを備えてもよい。本実施の形態では、収納ラック２が備える複数の第一仕切り６のうちの一部の第一仕切り６が取り外し可能である。図６は、取り外し可能な第一仕切り６の平面図である。図７は、収納ラック２の断面図である。図７に示すように、本実施の形態の収納ラック２は、上段、中段、及び下段の３個の第一仕切り６を備える。このうち、上段及び下段の第一仕切り６は、取り外し可能である。中段の第一仕切り６は、取り外しできない固定の仕切りである。図６に示すように、取り外し可能な第一仕切り６には、スリット９が形成されている。この第一仕切り６を収納ラック２に取り付けた状態では、スリット９に第二仕切り７が挿入された状態になる。収納ラック２は、取り外し可能な第一仕切り６を保持する保持手段を備えてもよい。当該保持手段は、スナップフィットまたは圧入を利用するものでもよい。例えば、当該保持手段は、図６中の爪部１０を第二仕切り７に係合させるものでもよい。爪部１０は、第一仕切り６に接合された被覆層８に一体的に形成されたものでもよい。被覆層８を樹脂材料で構成する場合には、爪部１０を被覆層８と共に容易に成形できる。

本実施の形態であれば、取り外し可能な第一仕切り６を備えたことで、収納する冷蔵品の大きさに応じて、収納ラック２のセルの大きさを変えることが可能となる。複数の第二仕切り７のうちの少なくとも一部の第二仕切り７が取り外し可能でもよい。その場合であっても、類似の効果が得られる。

図７に示す収納ラック２は、外郭５の内面を少なくとも部分的に被覆する内壁１１，１２，１３を備える。内壁１１，１２，１３は、外郭５に比べて高い熱伝導率を有する。内壁１１，１２，１３は、例えば、アルミニウム、またはアルミニウム合金で構成されてもよい。内壁１１，１２，１３は、それ以外の金属、例えば、ステンレス鋼、銅、銅合金などで構成されていてもよい。内壁１１，１２，１３は、第一仕切り６及び第二仕切り７と同じ材料で構成されてもよい。内壁１１，１２，１３の内面が少なくとも部分的に被覆層８で被覆されてもよい。

図７に示す収納ラック２であれば、外郭５よりも熱伝導率の高い材料で構成された内壁１１，１２，１３を備えたことで、以下の効果が得られる。内壁１１，１２，１３を熱が速やかに伝導することで、収納ラック２の各セルを形成する壁の温度をより均等化できる。その結果、収納ラック２の複数のセルの温度をより均等化できる。

図７に示す例では、以下のようになる。内壁１１は、収納ラック２の側面の外郭５の内面を被覆する。内壁１２は、収納ラック２の上面の外郭５の内面を被覆する。内壁１３は、収納ラック２の底面の外郭５の内面を被覆する。図７に示す例では、外郭５は、収納ラック２の上面、側面、及び底面を覆う。このような例に代えて、収納ラック２の側面、上面、及び底面のうちの一部に、外郭５で覆われない領域があってもよい。

収納ラック２は、第一仕切り６及び第二仕切り７を冷却手段に熱的に接続するための熱的コネクタ１４を備える。熱的コネクタ１４は、外郭５に比べて高い熱伝導率を有する。熱的コネクタ１４は、例えば、アルミニウム、またはアルミニウム合金で構成されてもよい。熱的コネクタ１４は、それ以外の金属、例えば、ステンレス鋼、銅、銅合金などで構成されていてもよい。熱的コネクタ１４は、第一仕切り６及び第二仕切り７と同じ材料で構成されてもよい。

熱的コネクタ１４は、収納ラック２の上面の外郭５の位置より上に突出した接触面を備える。冷却手段の低温部分に熱的コネクタ１４の接触面が接触することで熱的コネクタ１４が冷却される。

熱的コネクタ１４は、内壁１２に熱的に接続される。熱的コネクタ１４と内壁１２とが一体化していてもよい。

第二仕切り７の上端は、内壁１２に熱的に接続される。第二仕切り７と内壁１２とが一体化していてもよい。第二仕切り７は、熱的コネクタ１４及び内壁１２を介して、冷却手段に熱的に接続される。第二仕切り７は、熱的コネクタ１４及び内壁１２を介して、冷却手段により冷却される。

前述したように、第一仕切り６は、第二仕切り７に熱的に接続される。複数の第一仕切り６のうちの少なくとも一部と、複数の第二仕切り７のうちの少なくとも一部とが一体化していてもよい。第一仕切り６は、熱的コネクタ１４、内壁１２及び第二仕切り７を介して、冷却手段に熱的に接続される。第一仕切り６は、熱的コネクタ１４、内壁１２及び第二仕切り７を介して、冷却手段により冷却される。

本実施の形態であれば、第一仕切り６及び第二仕切り７が冷却手段に熱的に接続されることで、第一仕切り６及び第二仕切り７により形成される収納ラック２の各セルをより効率良くかつ均等に冷却できる。

本実施の形態であれば、外郭５よりも熱伝導率の高い材料で構成された熱的コネクタ１４を介して第一仕切り６及び第二仕切り７が冷却手段に熱的に接続されることで、第一仕切り６及び第二仕切り７をより効率良くかつ均等に冷却できる。第一仕切り６の端部は、内壁１１に熱的に接続されてもよい。取り外しできない固定の第一仕切り６と内壁１１とが一体化していてもよい。第二仕切り７の下端は、内壁１３に熱的に接続されてもよい。第二仕切り７と内壁１３とが一体化していてもよい。

内壁１１の内面には、取り外し可能な第一仕切り６を保持するための複数の保持部１５が設けられている。複数の保持部１５のうちから、取り外し可能な第一仕切り６を取り付ける位置を選択することで、この第一仕切り６の固定位置を変えることができる。保持部１５の構造は、特に限定されない。例えば、保持部１５は、第一仕切り６の端部が嵌合する凹部を有してもよい。

図８は、実施の形態１の保冷装置１Ａを示す模式的な断面図である。図８は、蓋部４を本体３から取り外した状態を示す。図８に示す収納ラック２は、図７に示す収納ラック２の上段及び下段の第一仕切り６を取り外した状態を示す。

図８に示すように、本実施の形態における冷却手段は、蓋部４に設置されたペルチェ素子１６を備える。ペルチェ素子１６は、熱電素子の例である。ペルチェ素子１６は、低温部２０及び高温部２１を備える。ペルチェ素子１６に通電すると、低温部２０すなわち吸熱側から、高温部２１すなわち発熱側へ熱が輸送される。蓋部４には、さらに、ヒートシンク１７、送風機１８、及び電気的コネクタ１９が設置されている。

蓋部４を本体３に装着した状態、すなわち蓋部４を閉じた状態では、収納ラック２の熱的コネクタ１４がペルチェ素子１６の低温部２０に熱的に接続される。このとき、熱的コネクタ１４が低温部２０に直に接触してもよいし、例えば熱伝導性シートのような熱伝導性材料を介して熱的コネクタ１４が低温部２０に接合してもよい。

本実施の形態では、蓋部４の下面に形成された凹部２２の中に低温部２０がある。凹部２２に熱的コネクタ１４が挿入することで熱的コネクタ１４が低温部２０に熱的に接続される。このような構成により、熱的コネクタ１４を低温部２０に確実に接続できる。

ヒートシンク１７は、ペルチェ素子１６の高温部２１に熱的に接続されている。ヒートシンク１７は、ペルチェ素子１６の高温部２１の熱を外気へ散逸させる。ヒートシンク１７は、表面積を拡大するための放熱フィンを備える。送風機１８は、ヒートシンク１７の放熱フィンへ外気を送風する。図８中、矢印付きの直線で示すように、送風機１８からヒートシンク１７へ向かって水平方向に外気が流れる。送風機１８が外気を送風することで、ヒートシンク１７からの熱の散逸を促進できる。電気的コネクタ１９は、ペルチェ素子１６に電気的に接続される。電気的コネクタ１９からペルチェ素子１６へ給電される。

本体３には、回路基板２３、第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、第三温度センサ２６、及び電気的コネクタ２７が設置されている。蓋部４を本体３に装着した状態、すなわち蓋部４を閉じた状態では、蓋部４の電気的コネクタ１９と、本体３の電気的コネクタ２７とが電気的に接続される。電気的コネクタ１９，２７を介して、本体３の回路基板２３から、蓋部４のペルチェ素子１６及び送風機１８へ通電できる。本実施の形態では、電気的コネクタ１９が形成する凹部に、電気的コネクタ２７が形成する凸部が挿入することで、両者が電気的に接続される。

回路基板２３は、電源回路及び処理回路を備える。回路基板２３の電源回路は、ペルチェ素子１６及び送風機１８を含む保冷装置１Ａの各部に電力を供給する。本体３は、電源コード２８が接続されている。電源コード２８は、外部電源（図示せず）に接続可能である。回路基板２３の電源回路は、外部電源から電源コード２８を介して供給される電力を変換して、保冷装置１Ａの各部に電力を供給する。このような構成に限らず、本体３に備えられた蓄電池（図示せず）の電力を保冷装置１Ａの各部に供給可能にしてもよい。その場合、電源コード２８を外部電源に接続することで蓄電池を充電可能でもよい。

第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６は、複数の異なる位置の庫内温度を検知する温度検知手段の例である。本実施の形態では、第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６の３個を備える例について説明するが、温度センサの個数がこれに限定されないことは言うまでもない。

回路基板２３の処理回路は、保冷装置１Ａが備える制御手段または制御装置に相当する。制御装置は、温度検知手段で検知される庫内温度に応じて冷却手段を制御する。本実施の形態では、制御装置は、ペルチェ素子１６への通電を制御する。制御装置は、送風機１８の運転を制御してもよい。

本実施の形態では、制御装置は、庫内温度が適正温度範囲内になるように、ペルチェ素子１６への通電を制御する。冷蔵品がワクチン製剤である場合の適正温度範囲は、例えば２℃〜８℃の範囲でもよい。適正温度範囲は、変更可能でもよい。例えば、保冷装置１Ａが備える操作パネル（図示せず）をユーザーなどが操作することで適正温度範囲を設定可能でもよい。

本実施の形態であれば、複数の異なる位置の庫内温度に応じて冷却手段を制御することで、保冷装置１Ａの庫内の各部を均等な温度に制御する上で有利になる。すなわち、収納ラック２に収納された複数の冷蔵品の温度を均等化する上で有利になる。よって、例えばワクチン製剤のような冷蔵品の温度を適正温度範囲に維持する上で有利になる。

第一温度センサ２４は、鉛直方向の位置に関しては、収納ラック２の上部に相当する位置の庫内温度を検知する。第一温度センサ２４は、水平方向の位置に関しては、収納ラック２の一方の側面に近い位置の庫内温度を検知する。

第二温度センサ２５は、鉛直方向の位置に関しては、第一温度センサ２４と第三温度センサ２６との間の高さに相当する位置の庫内温度を検知する。第二温度センサ２５は、水平方向の位置に関しては、収納ラック２の中央に近い位置の庫内温度を検知する。

第三温度センサ２６は、鉛直方向の位置に関しては、収納ラック２の下部に相当する位置の庫内温度を検知する。第三温度センサ２６は、水平方向の位置に関しては、収納ラック２の他方の側面に近い位置の庫内温度を検知する。

第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６は、本体３の内壁に取り付けられていてもよい。あるいは、第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６は、収納ラック２に取り付けられていてもよい。

本実施の形態であれば、鉛直方向の位置が異なる複数の庫内温度に応じて冷却手段を制御することで、保冷装置１Ａの庫内の鉛直方向の温度分布を均等化する上で有利になる。

本実施の形態であれば、水平方向の位置が異なる複数の庫内温度に応じて冷却手段を制御することで、保冷装置１Ａの庫内の水平方向の温度分布を均等化する上で有利になる。

制御装置は、第一温度センサ２４で検知される庫内温度と、第二温度センサ２５で検知される庫内温度と、第三温度センサ２６で検知される庫内温度との間の差が縮小するように冷却手段を制御してもよい。そのようにすることで、保冷装置１Ａの庫内の各部の温度を確実に均等化できる。

前述したように、本実施の形態では、本体３に複数の収納ラック２が収容される。保冷装置１Ａは、複数の異なる位置の庫内温度を検知する温度検知手段として、本体３に収容される複数の収納ラック２の各々の庫内温度を検知する温度検知手段を備えてもよい。例えば、第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６を、各々の収納ラック２に対して設けてもよい。そのようにすることで、各々の収納ラック２の庫内温度を検知できる。

図９は、実施の形態１の保冷装置１Ａが備える蓋部４の模式的な底面図である。図９に示すように、本実施の形態では、蓋部４に複数のペルチェ素子１６が設置されている。各々のペルチェ素子１６は、本体３に収容される複数の収納ラック２の各々に対応している。本実施の形態であれば、各々のペルチェ素子１６に対する通電を個別に制御することで、本体３に収容される各々の収納ラック２に対する冷却を調整可能である。

制御装置は、各々の収納ラック２の庫内温度に応じて、各々の収納ラック２に対する冷却を制御してもよい。そのようにすることで、各々の収納ラック２の庫内温度を良好に制御できる。例えば、庫内温度が適正温度範囲より高い収納ラック２がある場合には、当該収納ラック２を冷却するペルチェ素子１６に印加する電力を上昇させるように制御してもよい。その逆に、庫内温度が適正温度範囲より低い収納ラック２がある場合には、その収納ラック２を冷却するペルチェ素子１６に印加する電力を低下させるように制御してもよい。

複数の収納ラック２の庫内温度を比較する場合には、例えば、各収納ラック２の中央にある第二温度センサ２５の検知温度を、当該収納ラック２の庫内温度の代表値として用いてもよい。あるいは、各収納ラック２の第一温度センサ２４、第二温度センサ２５、及び第三温度センサ２６の検知温度の平均値を、当該収納ラック２の庫内温度の代表値として用いてもよい。

図１０は、実施の形態１における制御ルーチンを示すフローチャートである。本実施の形態において、制御装置は、図１０のフローチャートの制御を周期的に繰り返し実行してもよい。

図１０のステップＳ１で、制御装置は、冷却の開始、例えばペルチェ素子１６に対する通電の開始、から一定時間以上が経過していることを確認する。冷却の開始から一定時間以上が経過していることが確認された場合には、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２で、制御装置は、第一温度センサ２４で検知される庫内温度Ｔａ、第二温度センサ２５で検知される庫内温度Ｔｂ、及び、第三温度センサ２６で検知される庫内温度Ｔｃのすべてが、適正温度範囲内にあるかどうかを判断する。例として、２℃〜８℃を適正温度範囲とする。庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃのすべてが適正温度範囲である２℃から８℃までの範囲にある場合には、現状の冷却能力は適正な能力であると考えられる。この場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ移行する。ステップＳ３で、制御装置は、現状の冷却能力を維持するように、ペルチェ素子１６に印加する電力を現状の値に維持する。ステップＳ３の後、ルーチンを終了する。

ステップＳ２で、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃの少なくとも一つが適正温度範囲内にない場合には、ステップＳ４へ移行する。ステップＳ４で、制御装置は、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃのすべてが、適正温度範囲の上限である８℃を超えているかどうかを判断する。庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃのすべてが適正温度範囲の上限を超えている場合には、現状の冷却能力は不足していると考えられる。この場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ移行する。ステップＳ５で、制御装置は、冷却能力が現状よりも高くなるように、ペルチェ素子１６に印加する電力を現状よりも高くする。ステップＳ５の後、ルーチンを終了する。

ステップＳ４で、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃの少なくとも一つが、適正温度範囲の上限以下である場合には、ステップＳ６へ移行する。ステップＳ６で、制御装置は、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃのすべてが、適正温度範囲の下限である２℃を下回っているかどうかを判断する。庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃのすべてが適正温度範囲の下限を下回っている場合には、現状の冷却能力は過剰であると考えられる。この場合には、ステップＳ６からステップＳ７へ移行する。ステップＳ７で、制御装置は、冷却能力が現状よりも低くなるように、ペルチェ素子１６に印加する電力を現状よりも低くする。ステップＳ７の後、ルーチンを終了する。

ステップＳ６で、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃの少なくとも一つが、適正温度範囲の下限以上である場合には、ステップＳ８へ移行する。ステップＳ８に到達した場合には、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃのうちの最高温度と最低温度との差が大きいこと、すなわち庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃの間のばらつきが大きいことが考えられる。この場合には、制御装置は、ペルチェ素子１６に印加する電力を周期的に増減することにより、時間的に間欠的に冷却する運転を行う。間欠的に冷却する運転を行うことで、庫内温度Ｔａ，Ｔｂ，及びＴｃの間のばらつきを徐々に小さくすることができる。

実施の形態２．
次に、図１１を参照して、実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。

図１１は、実施の形態２の保冷装置１Ｂを示す模式的な断面図である。本実施の形態２の保冷装置１Ｂは、収納ラック２、本体３及び蓋部４を備える。図１１は、蓋部４を本体３から取り外した状態を示す。本実施の形態２の保冷装置１Ｂが備える冷却手段は、冷気を流れさせるファン３３を含む。図１１に示すように、ファン３３は、本体３に設置されている。本体３には、さらに、複数のスペーサー３４が設けられている。スペーサー３４は、収納ラック２を収容する本体３の収容室の内壁に形成された突起である。本体３に収容された収納ラック２は、スペーサー３４により保持される。スペーサー３４は、収納ラック２の外郭５の外面と、本体３の収容室の内壁面との間に、空間すなわち冷気通路３５が形成されるように、収納ラック２を保持する。ファン３３は、冷気通路３５内に配置されている。ファン３３を運転することで、冷気通路３５の冷気は、強制的に流動させられる。冷気通路３５の冷気が流動して攪拌されることで、各部の庫内温度が均一化される。

本実施の形態２の保冷装置１Ｂが備える制御装置は、複数の異なる位置の庫内温度に応じて、ファン３３の運転を制御する。例えば、以下のようにしてもよい。複数の異なる位置の庫内温度のうちの最高温度と最低温度との差が基準に比べて大きい場合にはファン３３を運転し、そうでない場合にはファン３３を停止してもよい。第一温度センサ２４で検知される庫内温度と、第二温度センサ２５で検知される庫内温度と、第三温度センサ２６で検知される庫内温度とのうちの最高温度と最低温度との差が基準に比べて大きい場合にはファン３３を運転し、そうでない場合にはファン３３を停止してもよい。本実施の形態２であれば、保冷装置１Ｂの庫内の各部の温度を確実に均等化できる。

本実施の形態２では、収納ラック２の外側に形成された冷気通路３５の冷気をファン３３が流動させる。このような構成に限らず、収納ラック２の内部の冷気をファン３３が流動させるように構成してもよい。その場合でも、上記効果に類似した効果が得られる。

本実施の形態２の保冷装置１Ｂが備える制御装置は、さらに、ペルチェ素子１６への通電を制御してもよい。すなわち、制御装置は、実施の形態１と同じようにして、ペルチェ素子１６への通電を制御してもよい。

実施の形態３．
次に、図１２を参照して、実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。

図１２は、実施の形態３の保冷装置１Ｃを示す模式的な断面図である。本実施の形態３の保冷装置１Ｃは、収納ラック２、本体３６及び蓋部３７を備える。本体３６は、収納ラック２を収容可能な収容室を有する。本体３６は、収納ラック２を外気から断熱する断熱性を有する。本体３６は、断熱材（図示せず）を備えてもよい。本体３６は、上面開口部を有する。蓋部３７は、本体３６の上面開口部を塞ぐことができる。蓋部３７は、本体３６に対して着脱可能である。図１２は、蓋部３７を本体３６から取り外した状態を示す。このような構成に限らず、蓋部３７が本体３６に対して例えばヒンジなどにより連結されてもよい。蓋部３７は、断熱性を有する。蓋部３７は、断熱材を内蔵してもよい。

保冷装置１Ｃが備える冷却手段は、蓋部３７ではなく本体３６側に設置されている。本体３６に設置された冷却手段は、ペルチェ素子１６を備える。ペルチェ素子１６の低温部２０と、収納ラック２との間には、冷気空間３８が形成される。冷気空間３８には、ペルチェ素子１６の低温部２０で冷やされた冷気が充満する。本実施の形態３の収納ラック２は、熱的コネクタ１４を備えない点で、実施の形態１の収納ラック２と異なる。

保冷装置１Ｃが備える冷却手段は、冷気の流れを制御する少なくとも一つのダンパーを備える。保冷装置１Ｃは、ダンパーとして、上部ダンパー３９及び下部ダンパー４０を備える。上部ダンパー３９及び下部ダンパー４０は、冷気空間３８から収納ラック２の内部への冷気の流れを制御する。上部ダンパー３９の開度を大きくすると、収納ラック２の内部の上半分の空間に流入する冷気が増加することで、収納ラック２の内部の上半分の冷却が促進される。下部ダンパー４０の開度を大きくすると、収納ラック２の内部の下半分の空間に流入する冷気が増加することで、収納ラック２の内部の下半分の冷却が促進される。

上部ダンパー３９及び下部ダンパー４０は、収納ラック２に取り付けられていてもよいし、あるいは本体３６に取り付けられていてもよい。ダンパーの開閉部が収納ラック２に取り付けられ、開閉部を駆動する駆動部が本体３６に取り付けられていてもよい。

本実施の形態３の保冷装置１Ｃが備える制御装置は、複数の異なる位置の庫内温度に応じて、上部ダンパー３９及び下部ダンパー４０の動作を制御する。例えば、以下のようにしてもよい。第一温度センサ２４で検知される庫内温度すなわち収納ラック２の上部の庫内温度が、適正温度範囲の上限を超えている場合には上部ダンパー３９の開度を増大させ、当該庫内温度が適正温度範囲の下限を下回っている場合には上部ダンパー３９の開度を縮小させてもよい。第三温度センサ２６で検知される庫内温度すなわち収納ラック２の下部の庫内温度が、適正温度範囲の上限を超えている場合には下部ダンパー４０の開度を増大させ、当該庫内温度が適正温度範囲の下限を下回っている場合には下部ダンパー４０の開度を縮小させてもよい。本実施の形態３であれば、保冷装置１Ｃの庫内の各部の温度を確実に均等化できる。

本発明における収納ラックは、実施の形態１で説明した収納ラック２のような構造のものに限定されない。本発明における収納ラックは、冷蔵品を収納する複数のセルを備えるものであれば、いかなる構造のものでもよい。

本発明における冷却手段は、ペルチェ素子１６のような熱電素子を用いたものに限定されない。本発明における冷却手段は、例えば、保冷剤または蓄冷剤を用いたものでもよい。保冷剤または蓄冷剤は、例えば、水、高吸水性樹脂、防腐剤、形状安定剤などの混合物でもよい。本発明における冷却手段は、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いたものでもよい。

回路基板２３の処理回路、すなわち保冷装置が備える制御装置は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備えてもよい。処理回路が少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備える場合、制御装置の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述されてもよい。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリに格納されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置の各機能を実現してもよい。少なくとも１つのメモリは、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等を含んでもよい。

処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェアを備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものでもよい。制御装置の各部の機能がそれぞれ処理回路で実現されても良い。また、制御装置の各部の機能がまとめて処理回路で実現されても良い。制御装置の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置の各機能を実現しても良い。

単一の制御装置により動作が制御される構成に限定されるものではなく、複数の制御装置が連携することで動作を制御する構成にしてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 保冷装置、 ２ 収納ラック、 ３ 本体、 ４ 蓋部、 ５ 外郭、 ６ 第一仕切り、 ７ 第二仕切り、 ８ 被覆層、 ９ スリット、 １０ 爪部、 １１，１２，１３ 内壁、 １４ 熱的コネクタ、 １５ 保持部、 １６ ペルチェ素子、 １７ ヒートシンク、 １８ 送風機、 １９ 電気的コネクタ、 ２０ 低温部、 ２１ 高温部、 ２２ 凹部、 ２３ 回路基板、 ２４ 第一温度センサ、 ２５ 第二温度センサ、 ２６ 第三温度センサ、 ２７ 電気的コネクタ、 ２８ 電源コード、 ３３ ファン、 ３４ スペーサー、 ３５ 冷気通路、 ３６ 本体、 ３７ 蓋部、 ３８ 冷気空間、 ３９ 上部ダンパー、 ４０ 下部ダンパー

Claims (6)

1. 物を冷蔵する保冷装置であって、
   前記物を収納するため少なくとも一つの収納ラックと、
   前記少なくとも一つの収納ラックを収容する本体と、
   庫内を冷却する冷却手段と、
   複数の異なる位置の庫内温度を検知する温度検知手段と、
   前記庫内温度に応じて前記冷却手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   各々の前記収納ラックは、少なくとも部分的に前記本体の外へ取り出し可能である保冷装置。
2. 前記冷却手段は、熱電素子を備え、
   前記制御手段は、前記熱電素子への通電を制御する請求項１に記載の保冷装置。
3. 前記冷却手段は、冷気を流れさせるファンを備え、
   前記制御手段は、前記ファンの運転を制御する請求項１に記載の保冷装置。
4. 前記冷却手段は、冷気の流れを制御するダンパーを備え、
   前記制御手段は、前記ダンパーの動作を制御する請求項１に記載の保冷装置。
5. 前記制御手段は、前記異なる位置の前記庫内温度の差が縮小するように前記冷却手段を制御する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の保冷装置。
6. 前記少なくとも一つの収納ラックは、複数の収納ラックを備え、
   前記冷却手段は、各々の収納ラックに対する冷却を調整可能であり、
   前記温度検知手段は、各々の収納ラックの庫内温度を検知し、
   前記制御手段は、各々の収納ラックの前記庫内温度に応じて各々の収納ラックに対する冷却を制御する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の保冷装置。

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