TW202309454A

TW202309454A - 冷凍板

Info

Publication number: TW202309454A
Application number: TW111128147A
Authority: TW
Inventors: 延安俊紀
Original assignee: 日商東普雷股份有限公司
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2023-03-01
Also published as: CN117836576A; WO2023026744A1; JP2023031674A

Abstract

[課題]提供一種即使冷凍板內的蓄冷材體積膨脹也可以抑制變形的冷凍板。[解決手段]冷凍板20具備：容器24，填充有蓄冷材38且呈密閉；及鹵水配管31，設置於容器24內，供鹵水流通以冷卻蓄冷材38。又，冷凍板20具備：入口插孔35，設置於鹵水配管31的入口，由外部導入鹵水；及出口插孔36，設置於鹵水配管31的出口，將鹵水排出到外部。鹵水配管31具有：外周配管部32，連接於入口插孔35，配置成圍繞容器24的外周部；及中央配管部33，連接於外周配管部32與出口插孔36之間，且以來回折返複數次的方式配置在容器24之位於外周部之內側的中央部。

Description

冷凍板

發明領域

本發明是有關於一種冷凍板。

發明背景

航空輸送用之保冷收納庫(container)為了使輸送中的收納庫內保持在低溫，實際應用了利用乾冰將收納庫內保持在低溫的方式、或在地面上將內置有蓄冷材的冷凍板蓄冷且在輸送時放冷的方式等。專利文獻1記載了如下的方式：將冷凍板配置於收納庫內，藉由外部的冷凍裝置使低溫之鹵水循環，將冷凍板蓄冷(蓄冷式冷凍板)。先行技術文獻專利文獻

[專利文獻1]日本特開第2020-200976號公報

發明概要發明欲解決之課題

前述之專利文獻1所記載的蓄冷式冷凍板是將鹵水在冷凍裝置中冷卻後送出，使冷凍板內之蓄冷材冷卻並凝固，輸送時蓄冷材會融解而放冷。特別是，蓄冷材的成分含有水，在凝固時會發生體積膨脹。當蓄冷材膨脹時，會有冷凍板的外板無法承受而變形的問題。

在前述專利文獻1所記載之蓄冷式冷凍板中，在鹵水的入口及冷凍板的中央部分，溫度較低，蓄冷材會從該等部位開始凝固。接著主要是，凝固會從冷凍板的中央部分往周端部擴散，最後冷凍板的周端部(離鹵水配管較遠之處)凝固，完成蓄冷。即，在蓄冷即將完成之前，冷凍板之周端部的蓄冷材凝固時，因為體積膨脹，應力作用於將冷凍板之外板之內外的接合部分剝離的方向，外板的接合部分會剝離，並且在外板產生龜裂。

因此，本發明之目的在於提供一種即使冷凍板內的蓄冷材體積膨脹也可抑制變形的冷凍板。

本發明之一態樣的冷凍板具備：容器，填充有蓄冷材且呈密閉；及鹵水配管，設置於容器內，供鹵水流通以冷卻蓄冷材。又，冷凍板具備：入口插孔，設置於鹵水配管的入口，由外部導入鹵水；及出口插孔，設置於鹵水配管的出口，將鹵水排出到外部。鹵水配管具有：外周配管部，連接於入口插孔，且配置成圍繞容器的外周部；及中央配管部，連接於外周配管部與出口插孔之間，且以來回折返複數次的方式配置在容器之位於外周部之內側的中央部。發明效果

根據本發明之一態樣的冷凍板，可提供一種即使冷凍板內的蓄冷材體積膨脹也可抑制變形的冷凍板。

較佳實施例之詳細說明以下，參照圖式說明本實施形態之冷凍板、及使用該冷凍板的保冷收納庫。

［保冷收納庫之構成］圖1是顯示本實施形態之保冷收納庫100之構成的立體圖，圖2是圖1的縱斷面圖，圖3是圖2中的A-A斷面圖。本實施形態之保冷收納庫100是例如航空輸送用的收納庫，被收納在航空機之主體內以輸送。

如圖1、圖2所示，本實施形態之保冷收納庫100形成為一部分被裁斷的長方體形狀。即，如圖2所示，保冷收納庫100由側面視是形成為五角形狀。

保冷收納庫100是由以聚苯乙烯發泡材等的絕熱材所形成之頂板11、側板12a、12b、底板13、內側板14a、外側板14b、斜面板15，而形成為整體封閉的密閉構造的框體。因此，在保冷收納庫100的內部與外部之間，熱被阻隔，可防止輸送時來自外部之熱進入而將保冷收納庫100內的收容物維持在低溫。又，於外側板14b設置有門16，藉由開閉該門16，可於保冷收納庫100內將成為保冷對象的收容物(例如冷藏食品)拿出放入。

進而，如圖1所示，於側板12a設置有連結導入配管25(參照圖3)的連接插孔17a、17b，前述導入配管25用以使鹵水循環。再者，所謂鹵水，是氯化鈣水溶液、氯化鈉水溶液、氯化鎂水溶液、乙二醇、丙二醇等的熱媒。

如圖2、圖3所示，於保冷收納庫100的頂壁部11a(頂板11之內側的面)，設置有2個冷凍板(蓄冷式冷凍板)20a、20b。各冷凍板20a、20b在平面視角下形成為略矩形，分別藉由4個托架18對頂壁部11a保持一定的間隔而固定。即，冷凍板20a、20b接近頂壁部11a(框體的壁面)而配置，並未直接接觸。

進而，於各冷凍板20a、20b，連接有用以使鹵水循環的導入配管25。導入配管25沿著保冷收納庫100內部的壁面而設置，連接於圖1所示之連接插孔17a、17b。

因此，將連接插孔17a、17b連接於冷卻裝置40(參照圖7)，當送出被冷卻裝置40所冷卻的鹵水時，送出的鹵水便經由連接插孔17a、導入配管25而被供給至各冷凍板20a、20b。又，從各冷凍板20a、20b所排出之鹵水經由導入配管25、連接插孔17b而返回冷卻裝置40。藉由將經冷卻的鹵水供給至各冷凍板20a、20b且使之循環，可將各冷凍板20a、20b蓄冷。

再者，本實施形態之保冷收納庫100是顯示如下例：不具備使收納庫內的空氣強制循環的葉扇，而是採用來自冷凍板20a、20b的冷熱自然循環的方式。

［冷凍板的構成］其次，說明冷凍板20a、20b的構成。再者，以下，將2個冷凍板20a、20b總稱顯示為冷凍板20。圖4是顯示本實施形態之冷凍板20的立體圖，圖5是顯示冷凍板20之內部構成的平面圖，圖6是圖5中之B-B斷面圖。

如圖4、圖5所示，冷凍板20具有將2片外板22、23對接接合而成的容器24，且前述外板22、23是周圍做成凸緣部，整體相對於凸緣部具有淺凹的形狀(有時候也稱為淺盤形狀)。各外板22、23可將例如鋁板進行壓製成形而形成。於各外板22、23的外周形成有凸緣部22a、23a。

如圖6所示，容器24是將2個外板22、23之各凸緣部22a、23a的面之間對接，利用縫焊進行全周焊接，藉此形成為密閉構造。又，如圖4、圖5所示，冷凍板20的容器24在平面視角下形成為略矩形狀。於各冷凍板20的平面部21a，形成有朝外板22、23的外側成凸的浮雕部21b。各冷凍板20的平面部21a與浮雕部21b成為冷凍板20蓄冷時對保冷收納庫100內放冷之熱的貫流面。

又，如圖5所示，於容器24的一個邊(圖5中為上邊)，設置有對容器24內供給鹵水的入口插孔35、及用以從容器24內排出鹵水之出口插孔36。入口插孔35設置於後述之鹵水配管31的入口而從外部導入鹵水。出口插孔36設置於鹵水配管31的出口而朝外部排出鹵水。

以下，是以前述矩形的長邊方向為X軸方向，以短邊方向(在矩形平面上與X軸方向直交的方向)為Y軸方向，以與矩形平面(X-Y平面)直交之方向(垂直方向)為Z軸方向來進行說明。

於容器24內配置有鹵水配管31。鹵水配管31是以例如鋁所構成。又，蓄冷材38是從蓄冷材封入口27(參照圖4)填充至容器24內。蓄冷材38具有特定的凝固溫度，藉由鹵水冷卻時凝固，此時凝固熱會散發。保冷收納庫100輸送時，蓄冷材38會融解，可藉由該融解熱(冷熱(cold heat))將收納庫內保持在一定溫度。

本實施形態之鹵水配管31分成外周配管部32及中央配管部33之2類，外周配管部32是在冷凍板20之外板接合部的附近環繞一圈，中央配管部33是在與冷凍板20的外板接合部隔有一定距離的內側一面保有幾乎一定之間隔一面來回複數次。即，鹵水配管31具有：外周配管部32，配置成環繞容器24的外周部；及中央配管部33，配置成在位於容器24之外周部之內側的中央部來回折返複數次。

外周配管部32具有如下而構成：第1外周配管32a，沿著為容器24之一個邊的第1邊L1而朝Y軸方向(圖5之下方向)延伸；第2外周配管32b，從第1外周配管32a的下游側端部沿著第2邊L2朝X軸方向(圖5之左方向)延伸；第3外周配管32c，從第2外周配管32b之下游側端部沿著第3邊L3朝Y軸方向(圖5之上方向)延伸；及第4外周配管32d，從第3外周配管32c之下游側端部沿著第4邊L4朝X軸方向(圖5之右方向)延伸。因此，經冷卻之鹵水從面向圖5為右側之入口插孔35導入至冷凍板20內的外周配管部32，沿著外板接合部在冷凍板20之外板接合部(凸緣部22a、23a)的附近環繞一圈(圖5中順時針方向)。該外周配管部32與外板接合部(凸緣部22a、23a)的間隔為外周配管部32之內徑的約3分之1，沿著外板接合部的形狀而保持為大致一定。

圖5所示之外周配管部32的構成僅是一例，可因應於冷凍板20的形狀及內部構造等而適當變更。

中央配管部33至少是將朝Y軸方向(圖5之上下方向)延伸之中央直線配管33a與彎曲成U字形(即，朝向逆轉)之中央折曲配管33b適宜地組合而構成。因此，沿著冷凍板20之外板接合部(凸緣部22a、23a)繞了一圈後的鹵水便被導入至中央配管部33以冷卻冷凍板20的中央部，最後從面向圖5為左側之出口插孔36排出至外部，以回到冷卻裝置40。

圖5所示之中央配管部33的構成僅是一例，可因應於冷凍板20的形狀及內部構造等可適宜地變更。

外周配管部32及中央配管部33是構成為內徑互為同等。又，從冷凍板20之斷面圖即圖6可知，外周配管部32及中央配管部33皆配置於2片外板22、23的中間。

又，容器24內之朝向X軸方向之長條狀的傳熱板37設置複數個(圖示例中為4個)。傳熱板37是以例如鋁等之熱傳導率高且輕量的材料形成。

鹵水配管31之鄰接的配管部分(中央直線配管33a)之間藉由複數個傳熱板37而固定。利用該傳熱板37對鹵水配管31的固定兼具傳熱性之提升與振動對策。特別是，在與冷凍板20之中央部中來回之中央配管部33交叉之方向(X軸方向)上以傳熱板37來固定，使各配管(中央直線配管33a)的溫度差平均化，可減少冷凍板20之中央部的溫度不均(溫度差)。

如圖5、圖6所示，傳熱板37形成為由本體部37a及側部37b、37c構成之長條形。於本體部37a，形成有複數個夾持部h，於該夾持部h夾持有鹵水配管31且予以固定。

又，如圖6所示，傳熱板37的側部37b、37c是相對於外板22、23的內面而平行地配置，且並未對該內面接觸，而是具有若干的距離來配置。藉由側部37b、37c與外板22、23的內面至少未固接，可避免因蓄冷材38的凝固、融解之相變化時的體積變化而發生之冷凍板20的應力集中。

又，入口插孔35及出口插孔36如圖3所示，連接於設置在保冷收納庫100內的導入配管25，且經由導入配管25而連接於連接插孔17a、17b。

因此，將連接插孔17a、17b連接於冷卻裝置40(參照圖7)，並由連接插孔17a導入經冷卻的鹵水時，該鹵水經由導入配管25、入口插孔35而導入至鹵水配管31。又，由鹵水配管31排出之鹵水會經由出口插孔36、導入配管25、連接插孔17b而回到冷卻裝置40。

進而，如前所述，蓄冷材38由蓄冷材封入口27(參照圖4)填充於容器24內。因此，當鹵水流入鹵水配管31時，鹵水配管31及傳熱板37便被鹵水冷卻，進而可冷卻蓄冷材38。

再者，在前述例中，已就於保冷收納庫100之頂壁部11a的附近配置冷凍板20之例進行說明，但亦可作成例如於保冷收納庫100之側壁的附近配置的構成。

［冷卻裝置之構成］為了將前述之冷凍板20進行蓄冷，可使用冷卻裝置40。圖7是顯示保冷收納庫100、及連結於該保冷收納庫100之冷卻裝置40中的鹵水及冷媒之流動的流程圖。

如圖7所示，冷卻裝置40具備有例如壓縮機41、冷凝器44、膨脹閥43、蒸發器42、泵46及鹵水槽47。

壓縮機41用以壓縮冷媒氣體，吐出已壓縮之冷媒氣體而供給至冷凝器44。冷媒的壓力變高時，也會隨其而溫度變高。因此，由壓縮機41輸出之壓縮後的冷媒氣體便成為高溫、高壓的狀態。

於冷凝器44設置有葉扇45，藉由使葉扇45旋轉驅動，使被冷凝器44壓縮後之冷媒氣體的溫度降低。由冷凝器44輸出之冷媒氣體供給至膨脹閥43。膨脹閥43使冷媒的壓力減壓，並使冷媒膨脹。

由膨脹閥43輸出之冷媒氣體供給至例如板式熱交換器等之蒸發器42的冷媒側流路，與在該蒸發器42的鹵水側流路流通的鹵水進行熱交換。即，藉由冷媒冷卻鹵水。

通過蒸發器42的冷媒藉由與鹵水進行熱交換而溫度上昇。之後，回到壓縮機41。

另一方面，鹵水儲存於鹵水槽47，藉由泵46供給至蒸發器42的鹵水側流路。供給至蒸發器42的鹵水在與流通於冷媒側流路的冷媒之間進行熱交換而溫度降低。溫度已降低之鹵水經由連接插孔48a而從冷凍板20的入口插孔35供給至冷凍板20的內部。又，從冷凍板20的出口插孔36所排出之鹵水透過連接插孔48b而回到鹵水槽47。

接著，藉由使用具有前述構成之冷卻裝置40，可將冷卻後之鹵水供給至冷凍板20內。

［作用效果等］以下，說明本實施形態的作用效果。

(1)本實施形態之冷凍板20具備：容器24，填充有蓄冷材38且呈密閉；及鹵水配管31，設置於容器24內，供鹵水流通以冷卻蓄冷材38。又，冷凍板20具備：入口插孔35，設置於鹵水配管31的入口，由外部導入鹵水；及出口插孔36，設置於鹵水配管31的出口，將鹵水排出到外部。鹵水配管具有：外周配管部32，連接於入口插孔35，且配置成圍繞容器24的外周部；及中央配管部33，連接於外周配管部32與出口插孔36之間，且以來回折返複數次的方式配置在容器24之位於外周部之內側的中央部。

在本實施形態之冷凍板20中，是藉由冷卻裝置40導入鹵水，並將鹵水配管31配置成首先在冷凍板20之周端部之凸緣部22a、23a的附近環繞一圈，接著通過冷凍板20的中央部分。因此，藉由溫度較低的鹵水，先冷卻冷凍板20的周端部，並由該周端部開始蓄冷材38的凝固。最後冷凍板20之位於周端部之內側的中央部分會冷卻，而該中央部分的蓄冷材38凝固。因此，可抑制凝固時之蓄冷材38的膨脹應變集中於冷凍板20的周端部，且可抑制冷凍板20之外板22、23的變形。

(2)冷凍板20具備傳熱板37，傳熱板37設置於容器24內，將鹵水配管31之鄰接的配管部分之間予以固定，並將鹵水配管31的冷熱傳達至蓄冷材38。

在冷凍板20的中央部分，是將鹵水配管31來回地配置，藉由與鹵水之流動方向交叉之方向的傳熱板37，將鹵水配管31之鄰接的配管部分(中央直線配管33a)之間固定住。因此，可在不受到鹵水之部分溫度差的影響之下，以幾乎相同的溫度使蓄冷材38凝固。又，可使蓄冷材38的膨脹應變最後集中在冷凍板20的中央部分，且可抑制冷凍板20之外板22、23的變形。

另，本發明之冷凍板已於前述之實施形態例示說明，但不限於該實施形態，可在不脫離本發明之要旨的範圍內採用其他實施形態。

11:頂板 11a:頂壁部 12a, 12b:側板 13:底板 14a:內側板 14b:外側板 15:斜面板 16:門 17a, 17b:連接插孔 18:托架 20:冷凍板(蓄冷式冷凍板) 20a, 20b:冷凍板 21a:平面部 21b:浮雕部 22, 23:外板 22a, 23a:凸緣部 24:容器 25:導入配管 27:蓄冷材封入口 31:鹵水配管 32:外周配管部 32a:第1外周配管 32b:第2外周配管 32c:第3外周配管 32d:第4外周配管 33:中央配管部 33a:中央直線配管 33b:中央折曲配管 35:入口插孔 36:出口插孔 37:傳熱板 37a:本體部 37b, 37c:側部 38:蓄冷材 40:冷卻裝置 41:壓縮機 42:蒸發器 43:膨脹閥 44:冷凝器 45:葉扇 46:泵 47:鹵水槽 48a, 48b:連接插孔 100:保冷收納庫 A-A, B-B:斷面線 L1:第1邊 L2:第2邊 L3:第3邊 L4:第4邊 h:夾持部 X,Y,Z:方向

圖1是裝設有本發明之實施形態之冷凍板的保冷收納庫的立體圖。圖2是圖1所示之保冷收納庫的縱斷面圖。圖3是圖2所示的A-A斷面圖。圖4是本發明之實施形態之冷凍板的立體圖。圖5是顯示本發明之實施形態之冷凍板的內部構造的平面圖。圖6是圖5所示的B-B斷面圖。圖7是本發明之實施形態之保冷收納庫、及冷卻裝置的流程圖。

20:冷凍板(蓄冷式冷凍板)

23:外板

23a:凸緣部

24:容器

31:鹵水配管

32:外周配管部

32a:第1外周配管

32b:第2外周配管

32c:第3外周配管

32d:第4外周配管

33:中央配管部

33a:中央直線配管

33b:中央折曲配管

35:入口插孔

36:出口插孔

37:傳熱板

37a:本體部

37b:側部

38:蓄冷材

B-B:斷面線

L1:第1邊

L2:第2邊

L3:第3邊

L4:第4邊

h:夾持部

X,Y,Z:方向

Claims

一種冷凍板，具備：容器，填充有蓄冷材且呈密閉；鹵水配管，設置於前述容器內，供鹵水流通以冷卻前述蓄冷材；入口插孔，設置於前述鹵水配管的入口，由外部導入鹵水；及出口插孔，設置於前述鹵水配管的出口，將鹵水排出到外部，前述鹵水配管具有：外周配管部，連接於前述入口插孔，且配置成圍繞前述容器的外周部；及中央配管部，連接於前述外周配管部與前述出口插孔之間，且以來回折返複數次的方式配置在前述容器之位於外周部之內側的中央部。
如請求項1之冷凍板，具備傳熱板，前述傳熱板設置於前述容器內，將前述鹵水配管之鄰接的配管部分之間予以固定，並將前述鹵水配管的冷熱傳達至前述蓄冷材。