KR20190038635A - 음압 해제 포트 및 냉동장치 - Google Patents

Abstract

유로내에서의 빙결을 방지하는 음압 해제 포트. 이 음압 해제 포트(9)는, 내부를 유체가 통과할 수 있는 파이프(12) 및 베이스(17)로 되어있는 통상(筒狀) 부재와, 파이프(12)의 내부의 일단 측에 배치된 발열체(18)와, 발열체(18)를 보지하는 보지 부재(12b)와, 파이프(12)의 내벽면(12c)과 보지 부재(12b)를 연결하는 리브(12d)와, 발열체(18)보다 타단 측에 설치된 베이스(17) 내부에 설치되어, 베이스(17)의 내부를 통과하는 공기의 타단측으로부터 일단측으로의 흐름을 허용하고, 일단측으로부터 타단측으로의 흐름을 저지하는 역지밸브를 구비한다.

Description

음압 해제 포트 및 냉동장치

본 발명은, 음압 해제(陰壓解除) 포트(port) 및 냉동장치에 관한 것이다.

종래, 세포, 미생물 등을 보관하는 초저온의 냉동장치가 알려져 있다. 냉동장치는, 단열 부재에 의해서 외부 공간과 격리되어, 물품이 수납되는 내부 공간을 가지는 단열 상자와, 이 단열 상자의 전면측(前面側) 개구(開口)에 배치된 단열문(斷熱扉)을 가진다.

단열문이 닫힘으로써, 내부 공간은 밀폐된 상태로 되어, 내부 공간이 극저온 상태로 보지(保持)된다. 한편, 물품의 출납을 행하기 위해, 단열문이 열리면, 내부 공간의 공기가 외부 공간으로 유출함과 동시에, 외부 공간의 공기가 내부 공간으로 유입한다.

그 상태에서 단열문이 닫히면, 유입한 공기가 급속히 냉각되어 수축함으로써, 내부 공간이 음압상태가 된다. 그 결과, 외부 공간과 내부 공간의 사이에서 압력차(壓力差)가 발생하여, 단열문을 다시 열려고 해도 단열문이 열리지 않는다고 하는 사태가 일어날 수 있다.

이러한 사태에 대처하기 위해, 이러한 냉동장치에는, 음압 해제 포트가 설치되어 있는 것이 있다. 음압 해제 포트는, 내부 공간과 외부 공간을 연통(連通)하는 유로를 구비하고 있고, 그 안을 공기가 흐르도록 하고 있다.

이것에 의해, 내부 공간이 음압 상태가 되었을 때에, 외부 공간의 공기가 음압 해제 포트를 통해 내부 공간으로 유입하여, 외부 공간과 내부 공간의 사이에 압력차가 발생하지 않도록 하고 있다.

그런데, 외부의 습기를 포함한 공기가 극저온 상태의 내부 공간으로 유입하면, 공기에 포함되어 있던 수분이 유로내 또는 내부 공간측의 유로의 단부 부근에서 빙결(氷結)하여, 유로를 막아 버릴 가능성이 있다.

이러한 문제에 대처하기 위해, 특허 문헌 1에는, 열전도성 보디(body)와, 내부 공간에 노출하는 제1 개구부(開口部)와, 외부 공간에 노출하는 제2 개구부를 가지는 도관(導管)을 구비하고, 이 도관의 열전도성 보디의 일부를, 가열 코일로 감은 것이 개시되어 있다.

특허 문헌 1에 기재된 음압 해제 포트에서는, 보디를 가열함으로써, 유로(流路)내 또는 내부 공간측의 유로의 단부(端部) 부근에서의 빙결을 억제하고 있다.

특개 2006－292352호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 음압 해제 포트는, 보디의 외측에 가열 코일을 배치하는 것이기 때문에, 음압 해제 포트의 지름(徑)이 커진다. 이 때문에, 음압 해제 포트를 삽입하기 위한 외부 공간과 내부 공간을 연통(連通)하는 구멍을 크게 할 필요가 있어, 보온성이 저하한다.

또, 특허 문헌 1에 기재된 음압 해제 포트는, 보디를 가열하는 것이기 때문에, 열이 보디의 외부로 새기 쉬워, 유로내의 공기의 온도를 효율적으로 상승시키는 것은 곤란하다. 또, 보디 전체의 온도가 상승하기 때문에, 냉동장치의 냉각 성능에 영향을 미칠 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 효율적으로 유로내의 공기를 가열하여, 유로내에서의 결로(結露) 및 빙결을 방지함과 동시에 유로내에서 발생한 얼음을 제거할 수 있는 음압 해제 포트, 및, 해당 음압 해제 포트를 구비한 냉동장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 음압 해제 포트는, 내부를 유체(流體)가 통과할 수 있는 통상 부재(筒狀部材)와, 상기 통상 부재의 내부의 일단측(一端側)에 배치된 발열체와, 상기 발열체를 보지(保持)하는 보지 부재와, 상기 통상 부재의 내주 벽(內周璧)과 상기 보지 부재를 연결하는 연결부와, 상기 발열체보다 타단측(他端側)에 설치되어, 상기 통상 부재의 내부를 통과하는 유체의 상기 타단측으로부터 상기 일단측으로의 흐름을 허용하고, 상기 일단측으로부터 상기 타단측으로의 흐름을 저지하는 밸브를 구비한다.

또, 본 발명에 따른 냉동장치는, 상기 음압 해제 포트와, 단열 부재에 의해서 외부 공간과 격리되어, 물품이 수납되는 내부 공간을 가지는 상자를 구비하고, 상기 음압 해제 포트는, 상기 외부 공간과 상기 내부 공간을 연통하도록 상기 상자의 상기 단열 부재에 설치된 관통공(貫通孔)에, 상기 일단측이 상기 내부 공간에 노출하고, 상기 타단측이 상기 외부 공간에 노출한 상태로 설치되어 있다.

본 발명에 의하면, 효율적으로 음압 해제 포트의 유로내의 공기를 가열하여, 유로내에서의 결로 및 빙결을 방지함과 동시에 유로내에서 발생한 얼음을 제거할 수 있다.

도 1 2원 냉동장치의 전체 구성도
도 2 음압 해제 포트의 설치 상태를 나타내는 단면도
도 3 음압 해제 포트의 본체부의 분해 사시도
도 4 음압 해제 포트의 주변 부품의 분해 사시도

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는 일례이며, 본 발명은 이 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니다.

도1은, 2원 냉동장치(1)의 전체 구성도이다. 2원 냉동장치(1)는, 전면(前面)이 개구한 본체(2)와, 본체(2)의 전면 개구에 개폐 자재롭게 설치된 전면 문(前面扉)(3)과, 본체(2)의 하부에 설치된 기계실(4)을 구비한다.

본체(2)는, 전방이 개구한 철판(鐵板)으로 만든 내 상자(內箱/내부 상자)(5)(후술. 도2 참조)와, 내 상자(5)의 외측에 간격을 두고 배치되어, 전방이 개구한 철판제 외 상자(外箱/외부 상자)(6)와, 내 상자(5) 및 외 상자(6) 사이의 공간에 충전된 발포 우레탄 단열재(7)(후술. 도2 참조) 를 구비한다.

전면 문(3)은, 외 상자(6)의 전면(前面)에, 힌지(HINGE)(8)를 이용해 개폐 자재롭게 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 힌지(8)는 외 상자(6)의 측면에 3군데 고정되어 있다. 전면 문(3)은, 단열재를 철판으로 둘러쌈으로써 형성되어 있다.

기계실(4)은, 외 상자(6)의 저면(底面) 전체를 지지하듯이 배치되어 있고, 본체(2)의 대좌(臺座)로서 기능한다. 기계실(4) 내에는, 도면 표시하지않은 고온측 냉매 회로 및 저온측 냉매 회로의 일부를 형성하는 압축기, 응축기 등이 배치되어 있다.

도 1에 나타내는 것처럼, 본체(2)의 배면에는, 음압 해제 포트(9)가 설치되어 있다. 음압 해제 포트(9)는, 내 상자(5)의 내부 공간(5a)과, 외 상자(6)의 외부 공간(6a)의 사이에서 압력차를 발생시키지 않기 위해 설치되어 있다.

다음에, 도2~도4를 이용하여, 음압 해제 포트(9)의 상세한 것에 대해 설명한다. 도2는, 음압 해제 포트(9)의 설치 상태를 나타내는 단면도이다. 도3은, 음압 해제 포트(9)의 본체부를 나타내는 분해 사시도이다. 도4는, 음압 해제 포트(9)의 주변 부품을 나타내는 분해 사시도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 도2에 있어서의 우측을 일단측(一端側) 또는 전면측(前面側), 좌측을 타단측 또는 배면측이라고 한다.

우선, 도2를 이용하여, 음압 해제 포트(9)의 본체(2)로의 설치에 대해 설명한다. 도2에 나타내는 것처럼, 내 상자(5) 및 외 상자(6) 사이의 공간에 충전된 발포 우레탄 단열재(7)에는, 외 상자(6)의 외부 공간(6a)와 내 상자(5)의 내부 공간(5a)을 연통하는 관통공(7a)이 설치되어 있다.

내 상자(5) 및 외 상자(6)에 있어서의 관통공(7a)에 대응하는 위치에는, 각각 개구가 설치되어 있다. 관통공(7a)에는, 파이프 가이드(10)가 고정되어 있고, 파이프 가이드(10)에는, 음압 해제 포트 본체(11)가 삽입되어 있다.

도2및 도3에 나타내는 것처럼, 음압 해제 포트 본체(11)는, 파이프(12), 패킹(13), 밸브 가이드(14), 밸브 스프링(15), 밸브 본체(16), 베이스(17), 발열체(18)를 구비한다.

파이프(12)는, 도2 및 도3에 나타내는 것처럼, 예를 들면 PBT등의 수지로 되어있는 거의 원통(圓筒) 형상의 부재이다. 파이프(12)는, 원통부(12a)의 일단 측에 발열체(18)를 보지하는 보지부(12b)를 구비하고, 또 원통부(12a)의 내벽면(內壁面)(12c)과 보지부(12b)를 연결하는 리브(12d)를 구비한다. 파이프(12)의 일단은, 내부 공간(5a)에 노출해 있다.

보지부(12b)는, 파이프(12)의 중심부에 설치되어 있고, 파이프(12)의 축방향으로 늘어난 보지통부(保持筒部)(12ba)와, 보지통부(12ba)의 일단측을 폐쇄하는 보지 저부(保持底部)(12bb)를 구비한다.

리브(12d)는, 둘레방향 등간격으로 3군데 설치되어 있고, 각각, 보지통부(12ba)의 외주면(外周面)과, 원통부(12a)의 내벽면(12c)을 연결하고 있다. 인접하는 리브(12d) 사이의 공간은, 공기가 통과하는 유로로서 기능한다.

원통부(12a)의 타단에는, 확경 테이퍼(擴徑taper)부를 경유하여 확경부(12e)가 설치되어 있다. 확경부(12e)의 타단 측에는, 외경(外徑) 측으로 연장(延長)하는 플랜지부(12f)가 설치되어 있다. 플랜지부(12f)에는, 파이프(12)를 베이스(17)에 고정하기 위한 나사가 삽통(揷通)되는 삽통공(孔)이, 대각선상으로 2군데 설치되어 있다. 또, 도2에 나타내는 것처럼, 확경부(12e)는, 플랜지부(12f)보다 타단 측으로 늘어나는 확경 연장부(12g)를 가지고 있다.

패킹(13)은, 도2및 도3에 나타내는 것처럼, 링 모양의 부재이며, 측면에 원환(圓環) 홈(溝)(13a)이 형성되어 있다. 도2에 나타내는 것처럼, 일단측의 패킹(13)은, 원환 홈(13a)이 파이프(12)의 확경연장부(12g)에 끼인 상태로, 파이프(12)와 밸브 가이드(14)의 사이에 끼여, 파이프(12)와 밸브 가이드(14)의 사이를 씰링(sealing)한다.

타단측의 패킹(13)은, 원환 홈(13a)이 베이스(17)의 환상 볼록부(環狀凸部)(17e)(자세한 것은 후술함)에 끼인 상태로, 밸브 가이드(14)와 베이스(17)의 사이에 끼여, 밸브 가이드(14)와 베이스(17)의 사이를 씰링한다.

밸브 가이드(14)는, 도2 및 도3에 나타내는 것처럼, 수지(樹脂)제의 계단식 원통 형상의 부재이다. 밸브 가이드(14)는, 제1 원통부(14a), 제1 원통부(14a)의 타단으로부터 외경측으로 연장하는 원판부(14b), 원판부(14b)의 외경측 단부로부터 타단측으로 연장하는 제2 원통부(14c)를 구비한다.

원판부(14b)의 일단 측면에는, 상술한 것처럼, 일단측의 패킹(13)이 당접하고 있고, 원판부(14b)의 타단 측면에는, 밸브 스프링(15)이 당접하고 있다. 제2 원통부(14c)의 타단 측면에는, 상술한 것처럼, 타단측의 패킹(13)이 당접하고 있다. 또, 제2 원통부(14c)의 내주면(內周面)에는 내경(內徑)측으로 늘어난 복수의 리브(14d)가 설치되어 있고, 리브(14d)의 내경단(內徑端)이 밸브 본체(16) 외주면을 가이드 하고 있다. 또, 인접하는 리브(14d) 사이의 공간은, 공기가 통과하는 유로로서 기능한다.

밸브 스프링(15)은, 선재(線材)를 감아 형성된 소위 코일 용수철이다. 본 실시형태에 있어서, 밸브 스프링(15)의 선경은 예를 들면 0.5 mm이며, 세트 하중(荷重)은 예를 들면 7그램이다. 따라서, 내부 공간(5a)과 외부 공간(6a)의 약간의 압력차로, 포트가 열린다.

밸브 본체(16)는, 도2 및 도3에 나타내는 것처럼, 원판(圓板)부(16a), 원판부(16a)의 외주단으로부터 일단측으로 확경하면서 늘어난 테이퍼부(16b), 테이퍼부(16b)의 외주단으로부터 일단측으로 늘어난 원통부(16c)를 가진다. 또, 원판부(16a)에는, 일단측으로 입설(立設/세워 설치)하는 입설부(16d)가 설치되어 있다.

도2 및 도3에 나타내는 것처럼, 테이퍼부(16b)는, 타단측의 패킹(13)과 함께 밸브를 형성한다. 또, 원통부(16c)의 외주면은, 상술한 것처럼, 밸브 가이드(14)의 리브(14d)의 내경단에 가이드 된다.

입설부(16d)는, 도2및 도3에 나타내는 것처럼, 원판부(16a)의 중심에 입설되는 중심부(16da)와, 중심부(16da)로부터 지름 방향 바깥쪽으로 늘어난 6매의 방사판(放射板)부(16db)로 구성된다.

방사판부(16db)의 외경단(外徑端)에는, 밸브 스프링(15)의 내주면이 가이드 된다. 또, 인접하는 방사판부(16db) 사이의 공간은, 공기가 통과하는 유로로서 기능한다.

베이스(17)는, 도2 및 도3에 나타내는 것처럼, 원통부(17a), 원통부(17a)의 타단으로부터 지름 방향 외측으로 연장하는 제1 플랜지부(17b), 제1 플랜지부(17b)의 외경측으로부터 일단측으로 늘어난 외벽(外壁)부(17c)를 가지고 있다.

또, 도2에 나타내는 것처럼, 베이스(17)는, 원통부(17a)의 타단으로부터 지름 방향 내측으로 연장하는 제2 플랜지부(17d)를 가지고 있다. 제2 플랜지부(17d)의 일단측의 면에는, 상술한 것처럼, 타단측의 패킹(13)의 원환 홈(13a)이 끼이는 환상 볼록부(17e)가 형성되어 있다. 또, 원통부(17a)의 외주에는, 대각선상으로 2군데, 파이프(12)와 베이스(17)를 고정하는 나사가 나합(螺合)되는 나사구멍(17f)이 설치되어 있다.

본 실시형태에서는, 패킹(13), 밸브 가이드(14), 밸브 스프링(15), 밸브 본체(16) 및 베이스(17)에 의해, 외부 공간(6a)으로부터 내부 공간(5a)으로의 공기의 유입을 허용하고, 내부 공간(5a)로부터 외부 공간(6a)으로의 공기의 유출을 저지하는 역지밸브를 구성하고 있다.

또한, 역지밸브의 구성에 대해서는, 이것으로 한정되지 않는다. 밸브 본체(16)로서 볼을 이용해도 좋고, 밸브 스프링(15)으로서 코일 용수철 이외의 용수철을 이용해도 좋다. 또, 리드 밸브 등, 다른 형식의 역지밸브를 이용해도 좋다. 단, 본 실시형태의 역지밸브 구조가, 탑재 스페이스 및 유로 면적 확보의 관점에서 보아 매우 적합하다.

또, 본 실시형태에서는, 파이프(12)를 소경(小徑)부 및 대경(大徑)부를 가지는 계단식 원통 형상으로 하여, 역지밸브를 파이프(12)의 대경부에 접속하는 것으로 하고 있다. 그 때문에, 역지밸브의 지름을 크게 할 수 있어, 역지밸브를 통과하는 공기의 유량을 많이 확보할 수 있다.

발열체(18)는, 도2 및 도3에 나타내는 것처럼, 보지부(12b)에 보지되는 발열체 본체(18a)와, 발열체 본체(18a)로부터 연장하여, 도면 표시않은 전원 장치에 접속되는 전력선(18b)을 가진다. 또한, 도2에서는 상세한 것을 생략하고 있지만, 전력선(18b)은, 파이프(12)의 내부를 통해, 파이프(12)의 플랜지부(12f)에 설치된 구멍으로부터 파이프(12)의 외부로 도출된다.

발열체 본체(18a)는, 유리 봉에 니크롬선을 감아 형성되어 있다. 발열체(18)에는, 전원 장치로부터 전력선(18b)을 경유하여 전력이 공급되고, 발열체(18)가 발열함으로써, 파이프(12)의 내부 공기를 가열한다.

본 실시형태에서는, 발열체(18)는, 2원 냉동장치(1)가 운전하고 있는 동안, 상시(常時) 50℃~60℃로 발열하도록 구성되어 있다. 또한, 파이프(12) 내에 온도 센서를 설치하여, 파이프(12) 내의 온도에 따라 발열체(18)의 발열량을 변화시키도록 해도 좋다. 이렇게 함으로써, 에너지의 소비를 억제할 수 있다.

다음에, 도2 및 도4를 이용하여, 음압 해제 포트(9)의 주변 부품에 대해 설명한다. 파이프 가이드(10)는, 도4에 나타내는 것처럼, 파이프 가이드 본체(19), 파이프 홀더(20), 파이프 패킹(21)으로 구성된다.

파이프 가이드 본체(19)는, 도2 및 도4에 나타내는 것처럼, 일단측의 지름보다 타단측의 지름 쪽이 큰 계단식 원통부(19a)를 구비하고 있다. 계단식 원통부(19a)의 일단에는, 외경 측으로 연장하는 플랜지부(19b), 플랜지부(19b)로부터 더욱 외경 측으로 연장하는 2군데의 계지(係止/걸림)부(19c)가 설치되어 있다.

또, 계단식 원통부(19a)의 타단에는, 외경측으로 연장하는 베이스부(19d)가 설치되어 있다. 베이스부(19d)는, 도2에 나타내는 것처럼, 외 상자(6)의 벽면에 장착된다.

파이프 홀더(20)는, 도2 및 도4에 나타내는 것처럼, 내 상자(5)의 벽면에 장착되는 베이스부(20a)와, 베이스부(20a)로부터 타단 측으로 늘어난 원통부(20b)를 가진다. 원통부(20b)의 둘레면(周面)에는, 파이프 가이드 본체(19)의 계지부(19c)가 계지되는 구멍이 설치되어 있다.

파이프 패킹(21)은, 링 모양의 부재이며, 파이프 가이드 본체(19)의 플랜지부(19b)의 일단 측면과 파이프 홀더(20)의 베이스부(20a)의 타단 측면의 사이에 끼워진다.

포트 커버(22)는, 얇은 금속판을 굽혀 가공함으로써 형성되어 있고, 평면부(22a)의 가장자리로부터 입설되는 입설부(22b)에는, 공기를 통과시키기 위한 절결(切欠/잘라낸 부분)(22c)이 설치되어 있다. 포트 커버(22)는, 설치부(22d)를 외 상자(6)의 벽면에 나사로 고정함으로써, 외 상자(6)에 고정된다.

다음에, 도2를 참조하여, 내 상자(5)의 배면측 내벽(5b)에 장착되는 커버 부재(23)에 대해 설명한다. 내 상자(5)의 배면측 내벽(5b)에는, 금속판제의 커버 설치 부재(24)가 전면(前面) 측으로 돌출하도록 나사 고정 되어 있고, 커버 부재(23)는, 커버 설치 부재(24)에 걸어 매닮으로써 내 상자(5)에 대해서 고정되고 있다.

커버 부재(23)는, 얇은 금속판을 굽혀 가공함으로써 형성되어 있고, 배면측 및 하측이 개구한 상자이다. 커버 부재(23)에는, 내 상자(5)의 배면측 내벽(5b)으로부터 전면(前面)측으로 소정 거리 이간(離間)하여 벽면(23a)이 설치되어 있다.

벽면(23a) 중, 음압 해제 포트(9)의 파이프(12)가 내부 공간(5a)에 노출해 있는 위치보다 상측에, 긴 구멍(23b)이 설치되어 있다. 또, 도2에 나타내는 것처럼, 커버 부재(23)의 측면에도 마찬가지로 긴 구멍(23b)이 설치되어 있다.

다음에, 도2를 이용하여, 음압 해제 포트(9)의 동작에 대해 설명한다. 도2는, 외부 공간(6a)과 내부 공간(5a)의 압력이 균형잡혀 있어, 음압 해제 포트(9)가 닫혀 있는 상태를 나타내고 있다.

음압 해제 포트(9)가 도2 상태일 때, 외부 공간(6a)과 내부 공간(5a)의 사이에는 압력차가 없기 때문에, 전면 문(3)을 열 수 있다. 전면 문(3)을 개폐하면, 외부 공간(6a)으로부터 유입한 공기가 내부 공간(5a)에 갇혀, 급냉각 됨에 의해, 내부 공간(5a)의 압력이 외부 공간(6a)의 압력보다 낮아진다.

그 때문에, 음압 해제 포트(9)에서는, 밸브 본체(16)가 밸브 스프링(15)의 누르는 압력에 저항하여 타단측의 패킹(13)으로부터 떨어진다. 이것에 의해, 외부 공간(6a)의 공기는, 패킹(13)과 밸브 본체(16)의 틈새, 인접하는 리브(14d) 사이의 공간, 및 인접하는 방사판부(16db) 사이의 공간을 지나 파이프(12)로 유입한다.

이 때, 파이프(12)의 내부는, 발열체(18)에 의해서 가열되기 때문에, 외부 공간(6a)으로부터 파이프(12)로 유입한 공기가, 급속히 식혀져 파이프(12) 내에서 빙결하는 일이 없다.

또, 파이프(12)를 통과하여 내부 공간(5a)으로 유입한 공기는, 커버 부재(23)의 벽면(23a)에 충돌하여 급속히 냉각된다. 이 때, 공기중에 포함되는 수분의 일부는 미세한 얼음으로 되어, 벽면(23a)에 부착하든가 내 상자(5)의 바닥 면에 낙하한다.

또, 내부 공간(5a)으로 유입한 공기는, 내부 공간(5a)에 원래 있었던 공기에 비해 따뜻하기 때문에, 커버 부재(23)의 내부에서 상승하여, 상부의 긴 구멍(23b)을 통해 커버 부재(23)의 외부로 이동하려고 한다.

이 때, 상승 도중에 더욱 식혀진 공기에 포함되는 수분의 일부는, 미세한 얼음이 되어, 긴 구멍(23b)의 가장자리에 부착한다. 따라서, 외부 공간(6a)의 공기가 내부 공간(5a)으로 유입함에 의해 발생하는 미세한 얼음은, 대부분이 내 상자(5)의 바닥 면에 낙하하든가, 커버 부재(23)에 포집(捕集)된다.

또한, 본 실시형태에서는, 커버 부재(23)를, 배면측 및 하측이 개구한 상자로 했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 하면을 막아, 외부 공간(6a)의 공기가 내부 공간(5a)으로 유입함으로써 발생하는 미세한 얼음을 모두 커버 부재(23)에 부착시켜, 포집하도록 해도 좋다.

또, 본 실시형태에서는, 발열체(18)를, 보지부(12b)에 의해서 보지하는 구성으로 했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 발열체(18)로서 전열선을 이용하여, 이 전열선을 파이프(12)의 내벽면(12c)에 내열성 점착 테이프 등을 이용해 부착함으로써 보지하는 구성으로 해도 좋다.

이상 설명한 것처럼, 본 실시형태에 의하면, 발열체(18)를 파이프(12)의 내부에 있어서의 일단 측에 배치했으므로, 파이프(12)의 내부의 일단 측에 있어서의 공기를 효율좋게 가열할 수 있다. 또, 이하에 나타내는 효과를 얻을 수 있다.

파이프(12)를 열전도율이 낮은 수지제로 했으므로, 파이프(12)의 내벽면(12c)에 결로가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 파이프(12)의 내부 공기가 가지는 열이 파이프(12)의 외부로 전해지는 것을 억제할 수 있다.

발열체(18)를 파이프(12)의 내부에 배치했으므로, 파이프(12)의 외주 측에 거의 틈새를 띄우지않고 파이프 가이드(10)를 배치할 수 있다. 이것에 의해, 파이프 가이드(10)의 지름을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 단열재가 충전되지 않는 부분을 줄일 수 있어, 보냉 효과를 높일 수 있다.

발열체(18)를 파이프(12)의 내부에 배치했기 때문에, 파이프(12)의 외주에 감는 것에 비해, 적은 소비 전력으로 파이프(12)의 내부 공기를 가열할 수 있다. 이것에 의해, 에너지 소비를 억제하는 것이 가능하다.

발열체(18)는, 리브(12d)를 경유하여 원통부(12a)와 연결되어 있으므로, 발열체(18)가 발생한 열은, 리브(12d)를 경유하여 원통부(12a)에 전달된다. 이것에 의해, 특히 원통부(12a)의 일단 부근을 가열할 수 있다. 그 때문에, 원통부(12a)에 서리가 부착하는 일이 있더라도, 부착한 서리를 용해시킬 수 있어, 서리가 퇴적하여 유로를 막는 것을 방지할 수 있다.

발열체(18)보다 타단 측에, 역지밸브를 배치했으므로, 발열체(18)로 가열된 파이프(12)의 내부 공기가 외부 공간(6a)으로 유출하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 파이프(12)의 내부 공기의 온도를 적절히 상승시키는 것이 가능하게 된다.

또, 음압 해제 포트 본체(11)를, 파이프 가이드(10)에 삽입하는 구조로 했다. 이것에 의해, 발열체(18)가 고장나, 유로내의 공기를 가열할 수 없는 등의 사태가 발생했을 경우에도, 음압 해제 포트 본체(11)를 파이프 가이드(10)로부터 빼내어 교환함으로써 대처할 수 있다.

또, 파이프(12)의 일단을 덮듯이 커버 부재(23)를 설치하고, 커버 부재(23)의 벽면(23a)을, 내 상자(5)의 배면측 내벽(5b)으로부터 전면(前面) 측으로 소정 거리 이간하여 대향시켰다. 이렇게 함으로써, 파이프(12)를 통과해 내부 공간(5a)으로 유입한 공기중에 포함되는 수분이 빙결하여 발생한 미세한 얼음은, 벽면(23a)에 충돌하여 낙하한다. 그 때문에, 미세한 얼음을 한군데에 모을 수 있어, 서리 잡기의 작업이 용이하게 된다.

또, 벽면(23a)의 상부에, 긴 구멍(23b)을 설치했다. 이것에 의해, 내부 공간(5a)으로 유입하여, 내부 공간(5a)내에서 상승하는 공기중에 포함되는 수분이 빙결하여 발생한 미세한 얼음은, 긴 구멍(23b)으로 포집된다. 그 때문에, 커버 부재(23)를 떼어 서리 잡기 작업을 행하면 끝나, 서리 잡기 작업이 용이하게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 약간의 압력차이로 포트가 열리도록 하기 위해, 밸브 스프링(15)의 세트 하중을 7그램으로 했다. 그러나, 정상(定常) 상태에서 발생하는 내외 압력차 정도에서 포트가 열리지 않도록 해도 좋다. 이것에 대해서, 이하에 설명한다.

전면 문(3)이 개폐되어 내부 공간(5a)의 공기의 일부가 교체되면, 내부 공간(5a)에 갇힌 공기는 급냉각 된다. 내부 공간(5a)의 온도가 설정 온도에 달한 후에는, 2원 냉동장치(1)는 정상(定常) 운전 상태로 이행한다. 정상 운전이란, 내부 공간(5a)이 설정 온도에 도달한 후, 그 설정 온도로 내부 공간(5a)을 유지하려고 하는 운전이며, 내부 공간(5a)의 온도가 상한치 및 하한치의 사이에서 반복 변동하는 상태가 되는 운전이다. 이 정상 운전에 의해, 내부 공간(5a)의 온도는 소정의 온도 범위내로 유지되는 상태가 된다. 소정의 온도 범위는, 예를 들면, 설정 온도의 플러스 마이너스 3℃의 범위이다.

정상 운전 상태로 이행한 후의 내부 공간(5a)의 온도는, 소정의 온도 범위내에서 상승과 저하를 반복한다. 내부 공간(5a)의 온도가 설정 온도가 되도록, 2원 냉동장치(1)의 온 오프가 반복되기 때문이다. 이 때, 내부 공간(5a)의 압력도 온도의 변동에 따라 상승과 저하를 반복한다.

외부 공간(6a)와 내부 공간(5a) 사이의 압력차가 약간 크게 되도록 세트 하중을 설정함으로써, 정상 운전 상태시에 있어서의 내부 공간(5a)으로의 공기의 유입을 보다 확실하게 막을 수 있다. 또한, 설정되는 세트 하중은, 예를 들면, 40그램이다.

이렇게 함으로써, 내부 공간(5a) 온도가 소정의 온도 범위내로 유지된 정상 운전 상태에 있어서의, 음압 해제 포트(9)의 원통부(12a)로의 서리의 부착을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또, 정상 운전 상태에 있어서 서리를 용해시킬 필요가 없기 때문에, 발열체(18)의 발열량을 억제할 수 있다.

한편, 세트 하중을 이와 같이 설정하더라도, 전면 문(3)이 개폐되어 내부 공간(5a)으로 공기가 유입하여, 급냉되었을 경우는, 압력차가 커지므로 음압 해제 포트(9)를 통해 내부 공간(5a)으로 공기를 유입시킬 수 있다. 그 결과, 외부 공간(6a)과 내부 공간(5a)과의 압력차는 작아지므로, 전면 문(3)을 용이하게 개폐시킬 수 있다.

또한, 지금까지, 음압 해제 포트(9)가 본체(2)의 배면에 장착된 예를 설명해 왔지만, 음압 해제 포트(9)의 설치 위치는, 이것에 한하지 않는다. 예를 들면, 음압 해제 포트(9)는, 전면 문(3)에 장착되어도 좋다. 이 경우, 전면 문(3)의 개폐에 따라 음압 해제 포트(9)의 파이프(12)에 부착한 미세한 얼음에는 관성력(慣性力)이 작용하기 때문에, 미세한 얼음을 낙하시키기 쉽게 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상술의 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 적절히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

2016년 9월 12일에 출원한 특허출원 2016－177697의 일본 출원에 포함되는 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은, 모두 본원에 원용된다.

본 발명에 따른 음압 해제 포트는, 세포, 미생물 등을 보관하는 초저온의 2원 냉동장치에 적용하는데 매우 적합하다.

1 2원 냉동장치
2 본체
3 전면(前面)문
4 기계실
5 내 상자
5a 내부 공간
5b 배면측 내벽
6 외 상자
6a 외부 공간
7 발포 우레탄 단열재
7a 관통공
8 힌지
9 음압 해제 포트
10 파이프 가이드
11 음압 해제 포트 본체
12 파이프
12a 원통부
12b 보지부
12ba 보지통부
12bb 보지 저부
12c 내벽면
12d 리브
12e 확경부
12f 플랜지부
12g 확경 연장부
13 패킹
13a 원환 홈
14 밸브 가이드
14a 제 1 원통부
14b 원판부
14c 제 2 원통부
14d 리브
15 밸브 스프링
16 밸브 본체
16a 원판부
16b 테이퍼부
16c 원통부
16d 입설부
16da 중심부
16db 방사판부
17 베이스
17a 원통부
17b 제 1 플랜지부
17c 외벽부
17d 제 2 플랜지부
17e 환상 볼록부
17f 나사구멍
18 발열체
18a 발열체 본체
18b 전력선
19 파이프 가이드 본체
19a 원통부
19b 플랜지부
19c 계지부
19d 베이스부
20 파이프 홀더
20a 베이스부
20b 원통부
21 파이프 패킹
22 포트 커버
22a 평면부
22b 입설부
22c 절결
22d 설치부
23 커버 부재
23a 벽면
23b 긴 구멍
24 커버 설치 부재

Claims (7)

1. 내부를 유체(流體)가 통과할 수 있는 통상(筒狀) 부재와,
   상기 통상 부재의 내부의 일단 측에 배치된 발열체와,
   상기 발열체를 보지하는 보지 부재와,
   상기 통상 부재의 내주벽과 상기 보지 부재를 연결하는 연결부와,
   상기 발열체보다 타단 측에 설치되어, 상기 통상 부재의 내부를
   통과하는 유체의 상기 타단측으로부터 상기 일단측으로의 흐름을 허용하고, 상기 일단측으로부터 상기 타단측으로의 흐름을 저지하는 밸브를 구비하는,
   음압 해제 포트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부는, 상기 내주벽으로부터 내주 측으로 돌출하는 복수의 리브인,
   음압 해제 포트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 밸브는, 밸브　시트와, 밸브 본체와, 상기 밸브 본체를 상기 밸브 시트를 향해 부세(付勢)하는 부세 부재를 구비하는,
   음압 해제 포트.
4. 청구항 1에 기재한 음압 해제 포트와,
   단열 부재에 의해서 외부 공간과 격리되어, 물품이 수납되는 내부 공간을 가지는 상자를 구비하고,
   상기 음압 해제 포트는, 상기 외부 공간과 상기 내부 공간을 연통(連通)하도록 상기 상자의 상기 단열 부재에 설치된 관통공에, 상기 일단측이 상기 내부 공간에 노출하고, 상기 타단측이 상기 외부 공간에 노출한 상태로 설치되어 있는,
   냉동장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 상자의 내벽에 고정되어, 상기 통상 부재의 상기 일단측을 덮는 커버 부재를 구비하고,
   상기 커버 부재는, 상기 통상 부재의 상기 일단측이 노출한 위치로부터 상기 일단 측으로 소정 거리 이간(離間)한 위치에 벽면을 가지는,
   냉동장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 커버 부재는, 상기 통상 부재의 상기 일단측이 노출한 위치보다 상측에, 유체가 통과할 수 있는 구멍을 가지는,
   냉동장치.
7. 제4~6항의 어느것인가 1항에 있어서,
   상기 내부 공간의 온도가, 정상(定常) 운전으로 이행한 후의 소정의 온도 범위내의 온도인 경우, 상기 밸브는, 상기 통상 부재의 내부를 통과하는 유체의 상기 타단측으로부터 상기 일단측으로의 흐름을 허용하지 않는,
   냉동장치.

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