JP2018141618A - 冷却方法、冷却装置及びその温度制御モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】公知の圧縮機を用いる冷却装置による時間及びエネルギーを大量に消耗するという問題点を改善する。【解決手段】本発明の冷却方法、冷却装置及びその温度制御モジュールは、互い連接する減圧弁及び電磁弁が設けられる排出モジュールと、温度センサーが設けられ前記電磁弁を連接するケースと、前記電磁弁及び前記ケースと電気的に連接する制御装置と、前記減圧弁を連接して高圧液体ガスを貯蔵するガス貯蔵装置とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却装置に関するもので、特に、高圧液体ガスにより効率よく冷却する冷却装置に関するものである。

宅配便の業者は、荷物を配送するとき、大量或いは大型な荷物の場合、トラックで荷物を配送し、荷物が少ない場合、バイクで荷物を配送する。
しかしながら、荷物を低温に保つ場合、バイクはトラックのように冷蔵庫を付けることができないため、荷物を収納するボックス或いはバッグを再利用できる保冷剤を使って低温に保つことが多い。

中国公開第１０６２２５２８７号

保冷剤を常温で溶けた状態から冷凍状態に戻すために、従来の冷却技術では、保冷剤を冷凍室に置いて、冷媒を圧縮機で圧縮し、さらに吸熱させ蒸発させることで、熱交換を行い、保冷剤を冷凍状態に戻していた。
しかしながら、保冷剤を完全に冷凍状態に戻すには十時間以上かかるので、圧縮機を長時間運転させることになり、大量に電力を消費してしまうという欠点がある。
上述した課題に鑑みて、前記「予め保冷剤を冷凍するには時間を大量に消耗する」という欠点を改善し、実用性を向上させる必要がある。

本発明は、上記の課題を解決するために、冷凍時間を効果的に短縮できる冷却装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、さらに冷凍時間を効果的に短縮できる冷却装置の温度制御モジュールを提供することを目的とするものである。

本発明は、さらに冷凍時間を効果的に短縮できる冷却方法を提供することを目的とするものである。

本発明の冷却装置において、互いに連接する減圧弁及び電磁弁が設けられる排出モジュールと、温度センサーが設けられ電磁弁に連接するケースと、電磁弁及びケースと電気的に連接する制御装置と、減圧弁に連接し高圧液体ガスを貯蔵するガス貯蔵装置とを含む。

本発明の冷却装置の温度制御モジュールにおいて、互い連接する減圧弁及び電磁弁が設けられる排出モジュールと、温度センサーが設けられ電磁弁に連接するケースと、電磁弁及びケースと電気的に連接する制御装置とを含む。

排出モジュールと、排出モジュールに連接するケースと、排出モジュール及びケースと電気的に連接する制御装置と、排出モジュールに連接し高圧液体ガスを貯蔵するガス貯蔵装置とを含む冷却装置を用いる冷却方法であって、制御装置によりケースの温度値を読み取る温度測定段階と、制御装置により温度値が所定温度より低いか否かを判断し、所定温度より低い場合には再び温度測定段階を行い、所定温度より大きい場合には排出段階を行う判断段階とを含み、排出段階は制御装置より排出モジュールを制御して高圧液体ガスをケースに流入させる。

よって、本発明の冷却装置において、減圧弁により、高圧液体ガスを制御して一定の圧力値に維持することができる。
制御装置は電磁弁が開いているか否かを判断し、排出モジュールの調整制御により高圧液体ガスをケースに流入させ、そして圧力の開放により液体ガスが気化する。
この相変化により大量の熱交換が生まれ、一瞬でケース内の温度を下げることができる。
これにより、保冷剤を冷凍時間が公知の方法と比べで半分以上短縮され、保冷剤の冷凍時間を大幅に短くすることができる。
また、冷凍庫において、圧縮機は電力消費が比較的に多い部品であるが、本発明では、圧縮機を使わないため、節電することができる。

制御装置は温度値が所定温度より低いのか否かを判断し、温度値が所定温度より低い場合には制御装置がケースの温度値を読み取り、温度値が所定温度より大きい場合には制御装置が排出モジュールを制御してケースに高圧液体ガスを流入させる。

制御装置が、マンマシンインターフェースを有している。
よって、マンマシンインターフェースにより、使用者が温度センサーの温度値と所定温度値との違いを直感的に観察し、簡単に操作することができる。

ケースが、ガス排出装置を有している。
よって、ケースに高圧液体ガスが流入して、高圧液体ガスの気化でケース内部の圧力が上昇すると、ガス排出装置は圧力差によりケースの余分なガスを排出し、ケースの圧力が自動的に調整される。
これにより、圧力の開放効率が維持され、使用の安全性を向上させることができる。

減圧弁及び電磁弁の間に圧力計が設けられている。
よって、圧力計は、減圧弁により下げた高圧液体ガスの圧力が使用圧力に合うか否かを測定して、部品が故障する場合或いは効かなくなる場合を判断できるので、効率的に点検することができる。

減圧弁及び電磁弁の間に手動弁が設けられている。
よって、排出モジュールの部品が故障した場合に、手動弁が開閉機能を提供し、各部品の間に残った高圧液体ガスを完全に排出して部品を入れ替えることができる。
これにより、コスト及び時間を節約することができる。

図１は、本発明の冷却装置の概略構造図。 図２は、本発明の冷却方法のプロセスフローチャート。

本発明の実施の一形態について、以下、図面を参照して説明する。

本発明において「前」、「後」、「上（頂）」、「下（底）」、「内」、「外」、「側」等の方向用語は、主に図面の方向を参照するものであり、上記各方向用語は、本発明の各実施例を説明する或いは理解できるように用いられるものであり、本発明を限定するものではない。

本発明において「低温」とは、充填した液体ガスの温度を指し、例えば、二酸化炭素は約―２０〜―４０℃であり、当業者には理解できるものである。

本発明において「高圧」とは、ガスが液体の状態を維持するように大気圧との差を有する圧力であり、例えば、大気圧との差は２００ｐｓｉ以上であり、特に二酸化炭素の場合には、２５０ｐｓｉ以上の圧力であり、当業者には理解できるものである。

図１は本発明の冷却装置の第一実施例であり、冷却装置は排出モジュール１、ケース２、制御装置３及びガス貯蔵装置４を含むものであって、排出モジュール１はケース２に連接し、制御装置３は排出モジュール１及びケース２と電気的に連接している。
ガス貯蔵装置４は、例えば、低温高圧の液体二酸化炭素を充填するが、本発明ではこれに限定されない。
ガス貯蔵装置４として、高圧の液体二酸化炭素を充填すると共に二方切換弁を有するスチール製ボンベを選択することができ、本実施例では、二方切換弁を開けたままにしている。
排出モジュール１の制御により、低温高圧の液体二酸化炭素をケース２に流入させ、低温高圧の液体二酸化炭素の圧力の開放により、ケース２の内部のガスは低温高圧の液体二酸化炭素の気化に影響されることで温度が下がる。

排出モジュール１には、減圧弁１１及び電磁弁１２が設けられている。
減圧弁１１は、例えば、機械的に圧力を自動調整する公知の減圧弁を選択することができるが、ここでは限定されない。
減圧弁１１は、電磁弁１２とガス貯蔵装置４とに連接されている。
電磁弁１２は、ケース２に連接されている。
そして、制御装置３は電磁弁１２を開閉するように、電磁弁１２と電気的に連接することにより、高圧液体ガスの流量を制御して調整する。
また、本実施例において、電磁弁１２は選択的に高圧管を介してそれぞれケース２、ガス貯蔵装置４、減圧弁１１に連接するため、高圧液体ガスの圧力に耐えることができ、管が割れてしまうことを避けることができる。

更に、排出モジュール１には、圧力計１３及び手動弁１４が設けられている。
圧力計１３は、減圧弁１１及び電磁弁１２の間の圧力が変化するのか否かを判断するために減圧弁１１及び電磁弁１２の間に設けられており、部品の故障による圧力変化があるか否かを判断でき、効率的に点検することができる。
手動弁１４は減圧弁１１と電磁弁１２との間に設けられてもよく、部品が故障した場合に手動弁１４を閉めることにより、一部部品の機能を制限することができる。

ケース２は閉めることができるケースであってもよく、更に、公知の冷蔵庫のような低温を保つ構造であってもよい。
ケース２には、温度センサー２１が設けられている。
温度センサー２１は、熱電対ケーブルや熱電対プローブであってもよく、本発明ではこれに限定されない。
温度センサー２１は、制御装置３と電気的に連接している。
本実施例では、温度センサー２１は、ケース２の内部空間における温度値を制御装置３に送信するようにケース２の内部に設けられている。
制御装置３は、例えば、選択的にマンマシンインターフェースを有するＰＬＣコントロールディスプレイであってもよい。
制御装置３は、温度値を受信してその温度値が所定温度より低いのか否かにより、電磁弁１２の開閉を決めるが、本実施例ではこれに限定されない。
温度値が所定温度より低い場合、制御装置３はガス貯蔵装置４の高圧液体ガスをケース２に流入させないように電磁弁１２を閉める。
温度値が所定温度より高い場合、制御装置３は電磁弁１２を開け、ガス貯蔵装置４の高圧液体ガスを排出モジュール１を通してケース２に流入させる。
よって、制御装置３は、温度値が所定温度より高いか否かを判断し続けることにより、必要な量の高圧液体ガスを調整してガス貯蔵装置４から排出することができる。

本実施例において、ケース２には更にガス排出装置２２が設けられることが好ましい。
ガス排出装置２２は、例えば、逆止弁であってもよいが、本実施例ではこれに限定されない。
ケース２で高圧液体ガスが気化した後、上昇した圧力を利用してガス排出装置２２により、自動的に余分なガスをケース２の内部から外部に排出する。

本発明では更に排出モジュール１と、ケース２と、制御装置３とを含む冷却装置の温度制御モジュールを提供する。
排出モジュール１は、ケース２に連接している。
制御装置３は、排出モジュール１及びケース２と電気的に連接している。
温度制御モジュールは、例えば、選択的に低温高圧の液体二酸化炭素のスチール製のボンベなどの公知のガス貯蔵装置４に連接するが、本発明では、これに限定されない。
また、温度制御モジュールの排出モジュール１、ケース２及び制御装置３は、ほぼ本発明の実施例と同じものなので、ここでは温度制御モジュールについての説明を割愛する。

図２は、本発明の冷却方法の一つの実施例とするプロセスフローチャートであり、図１と共に参照すると、前記の冷却方法を本発明の冷却装置に応用することができる。
本実施例において、冷却方法は、ケース２の温度値に合わせて、ガス貯蔵装置４の高圧液体ガスの排出により行うものであって、温度測定段階Ｓ１と、判断段階Ｓ２と、排出段階Ｓ３とを含む。

図１及び図２を参照すると、温度測定段階Ｓ１は、判断段階Ｓ２の判断を行うために、制御装置３がケース２の温度センサー２１から温度値を受信する。
温度測定段階Ｓ１を行う前に、温度設定段階Ｓ０を行うことができ、その温度設定段階Ｓ０において、まず電源を起動し、制御装置３により所定温度を設定してもよく、或いは、ＰＬＣコントロールディスプレイのマンマシンインターフェースにより制御装置３の所定温度を読み取って書き直してもよいが、これに限定されない。

判断段階Ｓ２は制御装置３によりケース２内の温度値が所定温度より低いか否かを判断し、所定温度より低い場合、電磁弁１２を閉めて再び温度測定段階Ｓ１を行う。
所定温度より高い場合、排出段階Ｓ３を行う。

排出段階Ｓ３において制御装置３により電磁弁１２を開け、排出モジュール１内部の高圧液体ガスがケース２に流入する。
高圧液体ガスがケース２の内部で気化することで、温度値が下がり、温度値が所定温度より高くなくなった場合に、制御装置３が高圧液体ガスを流入させないように排出モジュール１を制御する。

本発明は、その精神と必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。
従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１ 排出モジュール
１１ 減圧弁
１２ 電磁弁
１３ 圧力計
１４ 手動弁
２ ケース
２１ 温度センサー
２２ ガス排出装置
３ 制御装置
４ ガス貯蔵装置
Ｓ０ 温度設定段階
Ｓ１ 温度測定段階
Ｓ２ 判断段階
Ｓ３ 排出段階

Claims (18)

1. 互いに連接する減圧弁及び電磁弁が設けられる排出モジュールと、
   温度センサーが設けられ前記電磁弁に連接するケースと、
   前記電磁弁及び前記ケースと電気的に連接する制御装置と、
   前記減圧弁に連接し高圧液体ガスを貯蔵するガス貯蔵装置とを含むことを特徴とする冷却装置。
2. 前記制御装置は、温度値が所定温度より低いのか否かを判断し、
   前記温度値が前記所定温度より低い場合には前記制御装置が前記ケースの温度値を読み取り、
   前記温度値が前記所定温度より高い場合には前記制御装置が前記排出モジュールを制御して前記ケースに前記高圧液体ガスを流入させることを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
3. 前記制御装置が、マンマシンインターフェースを有していることを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
4. 前記ケースが、ガス排出装置を有していることを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
5. 前記減圧弁及び前記電磁弁の間に圧力計が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
6. 前記減圧弁及び前記電磁弁の間に手動弁が設けられていることを特徴とする請求項５に記載された冷却装置。
7. 互い連接する減圧弁及び電磁弁が設けられる排出モジュールと、
   温度センサーが設けられ前記電磁弁に連接するケースと、
   前記電磁弁及び前記ケースと電気的に連接する制御装置とを含むことを特徴とする冷却装置の温度制御モジュール。
8. 前記制御装置は、温度値が所定温度より低いのか否かを判断し、
   前記温度値が前記所定温度より低い場合には前記制御装置が前記ケースの温度値を読み取り、
   前記温度値が前記所定温度より高い場合には前記制御装置が前記排出モジュールを制御して前記ケースに前記高圧液体ガスを流入させることを特徴とする請求項７に記載された冷却装置の温度制御モジュール。
9. 前記制御装置が、マンマシンインターフェースを有していることを特徴とする請求項７に記載された冷却装置の温度制御モジュール。
10. 前記ケースが、ガス排出装置を有していることを特徴とする請求項７に記載された冷却装置の温度制御モジュール。
11. 前記減圧弁及び前記電磁弁の間に圧力計が設けられていることを特徴とする請求項７に記載された冷却装置の温度制御モジュール。
12. 前記減圧弁及び前記電磁弁の間に手動弁が設けられていることを特徴とする請求項７に記載された冷却装置の温度制御モジュール。
13. 排出モジュールと、前記排出モジュールに連接するケースと、前記排出モジュール及び前記ケースと電気的に連接する制御装置と、前記排出モジュールに連接し高圧液体ガスを貯蔵するガス貯蔵装置とを含む冷却装置を用いる冷却方法であって、
    前記制御装置により前記ケースの温度値を読み取る温度測定段階と、
    前記制御装置により前記温度値が所定温度より低いか否かを判断し、前記所定温度より低い場合には再び前記温度測定段階を行い、前記所定温度より高い場合には排出段階を行う判断段階とを含み、
    前記排出段階は、前記制御装置より前記排出モジュールを制御して前記高圧液体ガスを前記ケースに流入させることを特徴とする冷却方法。
14. 前記排出モジュールには、互いに連接する減圧弁及び電磁弁が設けられ、
    前記ケースには、温度センサーが設けられ、
    前記電磁弁が、前記ケースに連接し、
    前記制御装置が、前記電磁弁及び前記温度センサーと電気的に連接することを特徴とする請求項１３に記載された冷却方法。
15. 前記制御装置が、マンマシンインターフェースを有していることを特徴とする請求項１３に記載された冷却方法。
16. 前記ケース内部の余分なガスが、ガス排出装置により排出されることを特徴とする請求項１３に記載された冷却方法。
17. 前記制御装置が、前記排出モジュール内の高圧液体ガスの圧力を読み取る圧力計を減圧弁及び電磁弁の間に有していることを特徴とする請求項１３に記載された冷却方法。
18. 前記高圧液体ガスの流れを遮断したり通行させたりする手動弁が、前記排出モジュールに設けられていることを特徴とする請求項１３に記載された冷却方法。