JP2018185106A - Cold insulation device and cold insulation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部空間の温度上昇に対する保冷対象物の温度上昇を抑制する保冷装置および保冷方法に関するものである。 The present invention relates to a cold-retaining device and a cold-retaining method for suppressing a temperature increase of a cold-retention object with respect to a temperature increase in an external space.
従来から、保冷対象物の温度上昇を抑制する保冷装置の一種として、内部の空間に収容された保冷対象物の温度が上昇するのを抑制するクーラーボックスが知られている。このクーラーボックスは、一般的に、収容空間の壁部が断熱材を含んで構成されており、外気温の変化や日照などによる収容空間内の温度の変化が低減されるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a cooler box that suppresses an increase in the temperature of a cold insulation object accommodated in an internal space is known as a type of cold insulation device that suppresses an increase in the temperature of the cold insulation object. In this cooler box, generally, the wall portion of the accommodation space includes a heat insulating material, and changes in the temperature in the accommodation space due to changes in the outside air temperature or sunlight are reduced.
ところで、特開2015−137136号公報(特許文献1)には、より長時間に亘って収容空間(収納部)に収容された保冷対象物の温度変化を防止できるように、収容空間内の空気を外部に排出して収容空間内を減圧可能としたクーラーボックスが提案されている。 By the way, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-137136 (Patent Document 1), air in the accommodation space can be prevented so as to prevent temperature change of the cold insulation object accommodated in the accommodation space (storage part) for a longer time. A cooler box has been proposed in which the inside of the housing space can be decompressed by discharging the air to the outside.
しかしながら、特許文献1のクーラーボックスでは、収容空間内の空気を排出する構造が複雑になったり、空気の排出作業が面倒であるなどの理由から、別の解決手段によって保冷対象物の温度上昇を抑制することが求められる場合もあった。 However, in the cooler box of Patent Document 1, the structure for discharging the air in the housing space becomes complicated, or the discharge operation of the air is troublesome. In some cases, suppression was required.
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、保冷対象物の温度上昇をより長時間に亘って抑制することができる、新規な構造の保冷装置と新規な保冷方法を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved thereof is a cold insulation device having a novel structure capable of suppressing the temperature rise of the cold insulation object for a longer time and a novel Is to provide a simple cooling method.
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。 Hereinafter, the aspect of this invention made | formed in order to solve such a subject is described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible.
すなわち、本発明の第一の態様は、保冷装置であって、冷媒を保持する冷却層が該冷媒の通過を阻止する遮水層によって覆われており、該冷却層に保持された該冷媒が気化することで該冷却層が冷却されると共に、該冷却層に該冷媒を供給する供給口と、該冷却層から気化した該冷媒を排出する排出口とが設けられていることを、特徴とする。 That is, the first aspect of the present invention is a cold insulation device, wherein a cooling layer holding a refrigerant is covered with a water shielding layer that prevents passage of the refrigerant, and the refrigerant held in the cooling layer is The cooling layer is cooled by vaporization, and a supply port for supplying the refrigerant to the cooling layer and a discharge port for discharging the refrigerant vaporized from the cooling layer are provided. To do.
このような第一の態様に従う構造とされた保冷装置によれば、遮水層で覆われた冷却層から気化した冷媒が排出口を通じて排出されることにより、冷却層を覆う遮水層の内側において気化した冷媒が飽和量に達するのを防ぐことができる。更に、気化によって冷媒を放出した冷却層は、供給口を通じて冷媒を補充可能とされている。これらにより、保冷装置において、冷媒の気化による保冷効果を長時間に亘って持続的に得ることができる。 According to the cold insulation device having the structure according to the first aspect, the refrigerant evaporated from the cooling layer covered with the water shielding layer is discharged through the outlet, so that the inside of the water shielding layer covering the cooling layer. It is possible to prevent the vaporized refrigerant from reaching the saturation amount. Furthermore, the cooling layer that has released the refrigerant by vaporization can be replenished with the refrigerant through the supply port. As a result, in the cold insulation device, the cold insulation effect due to the vaporization of the refrigerant can be continuously obtained over a long period of time.
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された保冷装置において、前記供給口が前記冷却層の上部に配されていると共に、前記排出口が該冷却層の下部に配されているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the cold insulation device described in the first aspect, the supply port is disposed above the cooling layer, and the discharge port is disposed below the cooling layer. It is what.
第二の態様によれば、冷媒が冷却層の上部に配された供給口から供給されることで、供給口から供給された冷媒を冷却層の広い範囲に行き渡らせて保持させ易くなる。更に、冷媒を排出する排出口が冷却層の下部に配されていることによって、気相の冷媒だけでなく冷却層からの気化後に液化した液相の冷媒なども有効に排出される。 According to the second aspect, since the refrigerant is supplied from the supply port arranged on the upper part of the cooling layer, the refrigerant supplied from the supply port can be easily spread and held in a wide range of the cooling layer. Further, since the discharge port for discharging the refrigerant is arranged at the lower part of the cooling layer, not only the gas phase refrigerant but also the liquid phase refrigerant liquefied after vaporization from the cooling layer is effectively discharged.
本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された保冷装置において、前記冷却層がセピオライトを含んでいるものである。 A third aspect of the present invention is the cold insulation device described in the first or second aspect, wherein the cooling layer contains sepiolite.
第三の態様によれば、冷却層が吸水性および吸湿性に優れたセピオライトを含んでいることによって、冷却層により多くの冷媒を保持させることができて、冷媒の気化による保冷効果を有利に得ることができる。 According to the third aspect, since the cooling layer contains sepiolite excellent in water absorption and hygroscopicity, a large amount of refrigerant can be held in the cooling layer, and the cooling effect by vaporization of the refrigerant is advantageous. Can be obtained.
本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか1つの態様に記載された保冷装置において、前記冷媒が水を含んでいるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the cold insulation device described in any one of the first to third aspects, the refrigerant contains water.
第四の態様によれば、冷媒の取扱いが容易であると共に、冷媒を安価且つ容易に得ることができる。 According to the fourth aspect, handling of the refrigerant is easy, and the refrigerant can be obtained inexpensively and easily.
本発明の第五の態様は、第四の態様に記載された保冷装置において、前記冷媒が燃料電池の使用時に生成される水とエアコンディショナによる冷房時に生じる水との少なくとも一方を含んでいるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the cold insulation device according to the fourth aspect, the refrigerant includes at least one of water generated during use of the fuel cell and water generated during cooling by the air conditioner. Is.
第五の態様によれば、燃料電池やエアコンディショナの冷房を使用した際に生じる水を冷媒として利用することにより、冷媒の供給が容易になる。特に、本態様に係る保冷装置を車載用のクーラーボックスなどに適用すれば、燃料電池車の走行時に生成される水や、自動車のエアコンディショナの冷房使用時に生じる水を自動車の使用時(走行時)に冷媒として蓄えて、例えば自動車の非使用時である駐車時などに、蓄えた冷媒を適宜に冷却層へ補充することができる。それ故、冷媒を補充するための特別な作業を要することなく、冷媒の気化による冷却効果が長時間に亘って持続的に発揮されて、車室内のクーラーボックスに収容された物の温度上昇を抑制することができる。 According to the 5th aspect, supply of a refrigerant | coolant becomes easy by utilizing the water which arises when using the cooling of a fuel cell or an air conditioner as a refrigerant | coolant. In particular, if the cold insulation device according to this aspect is applied to an in-vehicle cooler box or the like, water generated when the fuel cell vehicle travels or water generated when the air conditioner of the automobile is used for cooling (driving) When the vehicle is parked, for example, when the vehicle is not in use, the stored refrigerant can be appropriately supplemented to the cooling layer. Therefore, the cooling effect due to the vaporization of the refrigerant is continuously exerted over a long period of time without requiring any special work for replenishing the refrigerant, thereby increasing the temperature of the object accommodated in the cooler box in the passenger compartment. Can be suppressed.
本発明の第六の態様は、第一〜第五の何れか1つの態様に記載された保冷装置において、前記冷却層の内外両側に前記遮水層を設けた構造の壁部を備える収容空間を有していると共に、該遮水層の少なくとも一部が断熱材で形成されているものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the cold insulation device according to any one of the first to fifth aspects, the accommodation space includes a wall portion having a structure in which the water shielding layers are provided on both the inner and outer sides of the cooling layer. And at least a part of the water shielding layer is formed of a heat insulating material.
第六の態様によれば、収容空間は、冷媒の気化による冷却層の冷却によって、周囲の温度が上昇しても温度上昇が抑制される。しかも、収容空間の壁部を構成する遮水層の少なくとも一部が断熱材で形成されていることにより、周囲の熱が収容空間に伝達され難く、収容空間の温度変化がより有利に低減される。 According to the sixth aspect, due to the cooling of the cooling layer caused by the vaporization of the refrigerant, the temperature rise is suppressed even if the ambient temperature rises. In addition, since at least a part of the water shielding layer constituting the wall portion of the accommodation space is formed of a heat insulating material, it is difficult for ambient heat to be transferred to the accommodation space, and the temperature change of the accommodation space is more advantageously reduced. The
本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか1つの態様に記載された保冷装置において、前記冷却層の内外両側に前記遮水層を設けた構造の壁部を備える収容空間を有していると共に、該冷却層によって保持可能とされた前記冷媒の体積の最大値が、該収容空間の容積に対して0.5〜1.5倍の範囲とされているものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the cold insulation device described in any one of the first to sixth aspects, a housing space including a wall portion having a structure in which the water shielding layers are provided on both the inner and outer sides of the cooling layer. And the maximum value of the volume of the refrigerant that can be held by the cooling layer is in a range of 0.5 to 1.5 times the volume of the storage space. .
第七の態様によれば、冷却層によって保持可能とされる冷媒の体積の最大値が、収容空間の容積の0.5〜1.5倍とされていることにより、収容空間の温度上昇が冷媒の気化による冷却効果によって有効に抑制される。 According to the seventh aspect, since the maximum value of the volume of the refrigerant that can be held by the cooling layer is 0.5 to 1.5 times the volume of the storage space, the temperature of the storage space is increased. It is effectively suppressed by the cooling effect due to the vaporization of the refrigerant.
本発明の第八の態様は、保冷方法であって、冷媒の通過を阻止する遮水層で覆われて該冷媒を保持可能とされた冷却層に対して供給口から該冷媒を供給する工程と、該冷却層に保持された該冷媒を気化させて該冷却層を冷却する工程と、該冷却層から気化した該冷媒を排出口から排出する工程とを、有することを、特徴とする。 An eighth aspect of the present invention is a cold insulation method, the step of supplying the refrigerant from a supply port to a cooling layer covered with a water shielding layer that prevents passage of the refrigerant and capable of holding the refrigerant. And a step of vaporizing the refrigerant held in the cooling layer to cool the cooling layer, and a step of discharging the refrigerant vaporized from the cooling layer from an outlet.
このような第八の態様に従う保冷方法によれば、冷却層に対する供給口を通じた冷媒の補充と、冷却層から気化した冷媒の排出口を通じた排出とによって、冷媒の気化による保冷効果を長時間に亘って持続的に得ることができる。 According to the cold insulation method according to the eighth aspect as described above, the refrigerant replenishment through the supply port to the cooling layer and the refrigerant vaporized from the cooling layer are discharged through the refrigerant discharge port, whereby the cold insulation effect due to the vaporization of the refrigerant is maintained for a long time. Can be obtained continuously.
本発明によれば、遮水層で覆われた冷却層から気化した冷媒が排出口を通じて排出されることにより、冷却層の周囲において気化した冷媒が飽和量に達するのを防ぐことができると共に、気化によって冷媒を放出した冷却層には、冷媒が供給口を通じて補充されることから、冷媒の気化による冷却効果を長時間に亘って有効に得ることができる。 According to the present invention, the refrigerant evaporated from the cooling layer covered with the water shielding layer is discharged through the discharge port, so that the refrigerant evaporated in the periphery of the cooling layer can be prevented from reaching the saturation amount, Since the refrigerant is replenished through the supply port in the cooling layer that has released the refrigerant by vaporization, the cooling effect due to the vaporization of the refrigerant can be effectively obtained over a long period of time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1には、本発明に従う構造とされた保冷装置の第一の実施形態として、クーラーボックス10が示されている。クーラーボックス10は、内部に収容空間12を備えた矩形箱状とされており、上方に向けて開口する開放箱状のボックス本体14と、ボックス本体14の開口を覆う蓋16とを備えている。
FIG. 1 shows a
ボックス本体14の周壁部と底壁部は、全体が冷却層18aを備えており、冷却層18aの内側に遮水層としての断熱層20aが配されていると共に、冷却層18aの外側に遮水層としての表層22aが配された構造を有している。
The entire peripheral wall portion and bottom wall portion of the
冷却層18aは、セピオライトや珪藻土、ゼオライト、アロフェンなどの吸水性および吸放湿性に優れた材料で形成されており、後述する冷媒34を効率的に保持可能とされている。好適には、冷却層18aはセピオライトで形成されており、これによって冷却層18aの体積の約3倍の体積の冷媒34を冷却層18aに保持させることができる。また、冷却層18aは、例えば、粒状のセピオライトを断熱層20aと表層22aとの間に充填したり、粉状のセピオライトを所定形状に焼結したものなどで構成されており、冷却層18aが配される断熱層20aと表層22aとの間には、冷媒34の気化を許容し得る図示しないスペースが設けられている。
The
さらに、冷却層18aは、保持可能とされた冷媒34の体積の最大値が、収容空間12の容積に対して、0.5〜1.5倍の範囲に設定されている。これにより、後述する冷媒34の気化による冷却層18a,18bの冷却によって、収容空間12の温度上昇が有効に抑制される。
Furthermore, the maximum value of the volume of the
断熱層20aは、熱伝達率の小さい断熱材料で形成されており、例えば樹脂の発泡体などで形成されて、好適にはポリウレタンの発泡体(ウレタンフォーム)などで形成されている。この断熱層20aは、冷媒34の通過を阻止可能な材料および構造で形成されており、冷却層18aの内側の表面を略全面に亘って覆うように配されていることで、冷却層18aよりも内側への冷媒34の漏れが防止されている。なお、断熱層20aは、熱の伝達率を小さくするために、独立気泡の発泡体とされていることが望ましいが、表面に開口する連続気泡を有する発泡体であっても良い。更に、断熱層20aは、多孔質断熱材で形成されていることが望ましいが、必ずしも発泡体に限定されるものではなく、気泡を持たない非発泡体で構成することもできる。
The
表層22aは、冷却層18aの外側に配されて冷却層18aを保護する機能を有しており、例えばポリプロピレンなどの硬質の樹脂で形成されている。また、表層22aは、断熱層20aと同様に冷媒34の通過を阻止可能とされており、冷却層18aの外側の表面を略全面に亘って覆うように配されていることで、冷却層18aよりも外側への冷媒34の漏れが防止されている。なお、表層22aと冷却層18aの間に断熱層20aと同様の断熱層を設けて、冷却層18aに外気温が伝達され難くすることもできる。また、冷却層18aと断熱層20aと表層22aは、何れも冷媒34に接し得ることから冷媒34に対する耐食性を備えていることが望ましく、本実施形態では冷媒34が水(水蒸気)であることから耐水性を備えている。
The
また、ボックス本体14には、排出口24が設けられている。排出口24は、表層22aを貫通する孔であって、排出口24において冷却層18aが外部に露出している。本実施形態では、排出口24がボックス本体14の下面に開口して形成されており、排出口24が冷却層18aの下部(下側)に配されている。また、排出口24には、チューブ状の排出管路26が接続されており、排出管路26の排出口24と反対側の端部が、クーラーボックス10が配設される車室の外まで延び出して大気中に開放されている。排出管路26がアルミや銅などの熱伝導性の良い材質とされることにより、気化した冷媒34が外気によって効率的に冷却されて凝縮し、液体として排出されるため、冷媒34の気化がより効率的に生ぜしめられる。なお、冷却層18aおよび表層22aは、ボックス本体14の底壁部において、排出口24に向けて下傾するテーパ形状とされていても良い。
The
蓋16は、全体として略矩形板状とされており、ボックス本体14と同様に、冷却層18bの内外両側に遮水層としての断熱層20bと遮水層としての表層22bとの各一方が配された構造を有している。なお、蓋16を構成する冷却層18bと断熱層20bと表層22bは、ボックス本体14を構成する冷却層18aと断熱層20aと表層22aと実質的に同じものであることから、詳細な説明は省略する。
The
また、蓋16には、供給口28が設けられている。供給口28は、表層22bを貫通する孔であって、供給口28において冷却層18bが露出している。本実施形態では、供給口28が蓋16の上面に開口して形成されており、供給口28が冷却層18bの上部(上側)に配されている。また、供給口28には、供給管路30が接続されていると共に、供給管路30の供給口28と反対側の端部がタンク32に接続されており、タンク32に収容された冷媒34が供給管路30を通じて供給口28に供給可能とされている。なお、本実施形態では、供給管路30に供給量調節バルブ36が設けられており、供給口28から冷却層18bへ供給される冷媒34の流量が供給量調節バルブ36によって調節可能とされている。
The
そして、蓋16がボックス本体14に上側から重ね合わされており、それらボックス本体14と蓋16の間に収容空間12が形成されている。また、蓋16は、ボックス本体14に対して辺部の一つにおいて蝶番37で連結されており、図1中に二点鎖線で示すように、蓋16がボックス本体14に対して傾動可能とされることで、ボックス本体14の開口が蓋16によって開閉可能とされている。なお、ボックス本体14の上端と蓋16との重ね合わせ面間にシール構造を設けることにより、それらボックス本体14と蓋16の重ね合わせ面間の気密性の向上を図ることもできる。また、例えば、蝶番37が設けられた一辺と対向する辺部に対して、閉じた状態の蓋16をボックス本体14に対して固定的に保持するロック手段を設けても良い。
The
かくの如き構造を有するクーラーボックス10は、例えば、炎天下に駐車された自動車の車室のような高温環境下において、収容空間12に収容された保冷対象物38の温度の上昇を抑制する目的で使用される。なお、収容空間12に収容される保冷対象物38は、特に限定されるものではなく、例えば食料品や電子機器、眼鏡、医薬品など、高温環境が好ましくない物や高温環境による腐敗や劣化、故障などが問題となる保冷対象物38が、必要に応じて収容空間12に収容される。また、クーラーボックス10を車室内に設置する場合は、炎天下でも比較的に温度が上昇し難く、且つ排出管路26によって水蒸気を車室外に排出し易いことから、クーラーボックス10を車室内のシートアンダートレイに設置することが望ましい。
The
先ず、供給量調節バルブ36を開放することで、タンク32に収容された冷媒34を供給管路30を通じて供給口28から冷却層18a,18bへ供給し、十分な量の冷媒34を冷却層18a,18bによって保持させる。本実施形態では、蓋16を閉じた状態において、ボックス本体14の冷却層18aと蓋16の冷却層18bが上下に連続して配されており、供給口28から冷媒34を蓋16の冷却層18bに供給すると、冷却層18bで吸収されなかった冷媒34が重力によって下側へ移動して、ボックス本体14の冷却層18aに供給される。これにより、供給口28に冷媒34を入れることにより、蓋16の冷却層18bだけでなく、ボックス本体14の冷却層18aにも冷媒34を供給することが可能とされている。なお、冷媒34は、冷却層18a,18bに対して液相で供給されることが望ましい。
First, by opening the supply
次に、自動車が炎天下に駐車されるなどして車室内の温度が上昇すると、冷却層18a,18bに保持された冷媒34が気化(蒸発)して、気化熱を奪われた冷却層18a,18bが冷却される。これにより、クーラーボックス10の周囲の温度が上昇しても、冷却層18a,18bで囲まれた内側にある収容空間12の温度上昇が抑制されて、収容空間12に収容された保冷対象物38が保冷される。
Next, when the temperature of the passenger compartment rises, for example, when the automobile is parked under hot weather, the refrigerant 34 held in the
また、気化した冷媒34は、冷媒34を通さない断熱層20a,20bと表層22a,22bの間を面方向に移動して、ボックス本体14の表層22aを貫通する排出口24を通じて排出される。また、車室内の温度によって気化した冷媒34は、排出管路26において、車室内の温度と比較して相対的に低い車室外の気温によって冷却されて液体となって、車室外へ排出される。これにより、冷却層18a,18bが配された断熱層20a,20bと表層22a,22bの間における水蒸気量が、飽和水蒸気量に達するのを防ぐことができて、冷媒34の気化が妨げられることなく持続的に生ぜしめられる。
Further, the vaporized
なお、供給口28から冷却層18a,18bに冷媒34を供給する際に、冷却層18a,18bによる保持可能な量を超えて過剰に供給された冷媒34は、冷却層18a,18bに吸収されずに液相のままで下側へ移動して、排出口24から排出される。排出口24の冷却層18a,18b側と反対側の端部は、例えば、自動車の車室外に開口しており、冷媒34を車外に排出可能とされている。本実施形態では、冷媒34が水とされていることから、特別な処理を要することなく、冷媒34を排出口24から排出することができる。尤も、冷媒34は、水に限定されるものではなく、各種の不凍液やオイルなどであっても良い。
When supplying the refrigerant 34 from the
さらに、水などの冷媒34を供給口28から冷却層18a,18bへ適宜に供給して補充することにより、冷媒34の気化を長時間に亘って連続的に生ぜしめることが可能とされている。供給口28から冷却層18a,18bへの冷媒34の供給は、例えば、周囲の温度に応じて設定される所定の時間間隔で供給量調節バルブ36が作動されることにより、タンク32に貯留された冷媒34が自動的に実行されるようにもできる。なお、タンク32に貯留される冷媒34は、使用者が必要に応じて補給しても良いが、例えば、自動車のエアコンディショナによる冷房の使用時に生じる水や、燃料電池自動車の走行時に燃料の酸化反応で生成される水を冷媒34としてタンク32に貯留しておくことにより、自動車の使用時に自動的に補給されるようにもできる。なお、燃料電池は、陽極活物質に酸素を用いると共に、陰極活物質に燃料(水素)を用いて、燃焼反応を電気化学的に行わせて電力を得るものであって、水溶液型、イオン交換膜型、溶融塩型、固体電解質型などの各種公知のものが採用され得る。
Further, by appropriately supplying a
このように、本実施形態のクーラーボックス10では、供給口28と排出口24による冷媒34の給排によって、冷却層18a,18bが持続的に冷却されることから、クーラーボックス10の周囲の温度が上昇しても、クーラーボックス10内の収容空間12の温度の上昇が抑えられて、収容空間12に収容された保冷対象物38の温度上昇が抑制される。
As described above, in the
さらに、本実施形態では、冷却層18a,18bの内側に断熱層20a,20bが設けられていることから、仮に冷媒34が不足するなどして冷却層18a,18bの温度が上昇したとしても、冷却層18a,18bの熱が収容空間12に伝わり難くなっており、収容空間12の温度の変化が緩和されるようになっている。なお、本実施形態では、収容空間12の壁部の内面が、冷却層18および断熱層20によって温度上昇を抑えられた保冷面39とされており、保冷対象物38が保冷面39に接して配されている。
Furthermore, in this embodiment, since the heat insulation layers 20a and 20b are provided inside the cooling layers 18a and 18b, even if the temperature of the cooling layers 18a and 18b rises due to a lack of the refrigerant 34, The heat of the cooling layers 18a and 18b is difficult to be transmitted to the
図2には、本発明の第二の実施形態としての保冷装置40が示されている。保冷装置40は、冷却層42の表面が遮水層としての表層44で覆われた構造を有している。なお、以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことで説明を省略する。
FIG. 2 shows a
冷却層42は、上下に延びる板状や柱状とされており、第一の実施形態の冷却層18と同様にセピオライトや珪藻土、ゼオライト、アロフェンなどの吸水性および吸放湿性などの吸水性および吸湿性に優れた材料で形成されて、水などの冷媒34を大きな体積比で保持することが可能とされている。
The
表層44は、第一の実施形態の表層22と同様に硬質の樹脂などで形成されて、冷媒34の通過を阻止可能な材料や構造とされており、冷却層42の外周面と上下端面をそれぞれ覆うように設けられている。また、本実施形態では、冷却層42の外周面が周方向で部分的に表層44に接していると共に、周方向の他の部分では冷却層42と表層44の間に隙間45が形成されている。更に、表層44の底壁部は、後述する排出口48に向けて下傾するテーパ形状とされており、表層44の底壁部と冷却層42の下面との間にも隙間45が形成されている。
The
ここにおいて、冷却層42の上側に供給口46が設けられていると共に、冷却層42の下側に排出口48が設けられている。供給口46は、表層44を上下に貫通して冷却層42に達する孔であって、本実施形態では、パイプ状乃至はチューブ状の供給管路30が供給口46に接続されており、供給管路30の供給口46と反対側の端部が冷媒34を収容したタンク32に接続されている。排出口48は、表層44を上下に貫通して冷却層42に達する孔であって、本実施形態では、パイプ状乃至はチューブ状の排出管路26が排出口48に接続されている。
Here, a
このような構造とされた保冷装置40は、以下のような保冷方法によって、収容空間12の温度上昇が抑制されるようになっている。即ち、先ず、供給量調節バルブ36を開放することで、タンク32に収容された水などの冷媒34を供給管路30から供給口46を経由して冷却層42へ供給する。本実施形態では、供給口46が冷却層42よりも上側に設けられており、供給口46から冷却層42へ供給された冷媒34が重力によって下側へ移動することから、冷媒34が冷却層42の略全体に保持される。
The
そして、保冷装置40の周囲の温度が上昇すると、冷却層42に保持された液体の冷媒34が気化することで、冷却層42から気化熱が奪われて、冷却層42とそれに接する表層44が冷却される。本実施形態では、表層44の外周面が少なくとも一部において、冷却層42の熱が伝達される保冷面50とされており、温度上昇を抑えるべき保冷対象物38が保冷面50に接した状態で配される。これにより、保冷対象物38における保冷面50への重ね合わせ面が冷却されて、保冷対象物38の温度上昇が抑制される。
When the temperature around the
さらに、気化した冷媒34が排出口48から排出管路26を通じて外部に排出されることによって、表層44の内側が気化した冷媒34で飽和し難くなっており、冷媒34の気化が継続的に生ぜしめられて、冷却層42が持続的に冷却される。しかも、排出口48から排出されて減少した冷媒34は、供給口46から適宜に補充される。これらによって、冷媒34の気化による冷却が長時間に亘って維持されて、保冷対象物38の温度上昇が抑制される。
Further, the vaporized
本実施形態の保冷装置40からも理解されるように、本発明に係る保冷装置は、必ずしも内部に収容された保冷対象物38の温度上昇を抑える箱状のものに限定されず、表面に貼り付けられた保冷対象物38の温度上昇を抑える略中実構造のものであっても良い。
As can be understood from the
なお、本発明に係る保冷装置によって、優れた冷却効果が発揮されることは、以下の如き実験によっても確認した。 In addition, it confirmed also by the following experiments that the outstanding cooling effect was exhibited by the cold-reserving apparatus which concerns on this invention.
すなわち、遮水層としての断熱層を厚さ10mmの硬質ポリウレタンで箱状に形成すると共に、遮水層としての表層を厚さ2mmのポリプロピレンで箱状に形成し、それら断熱層と表層の間に平均粒径5μmの粉末状のセピオライト(TOLSA社製の「PANGEL(登録商標) AD」)100gを充填することで冷却層を形成して、本発明に係る保冷装置としてのクーラーボックスを形成した。なお、表層の上部には冷却層まで達する供給口を形成すると共に、表層の下部には冷却層まで達する排出口を形成した。また、断熱層を内寸90mm×170mm×20mmの矩形箱状とすると共に、表層を外寸126mm×206mm×56mmの矩形箱状とした。 That is, a heat insulation layer as a water shielding layer is formed in a box shape with a hard polyurethane having a thickness of 10 mm, and a surface layer as a water shielding layer is formed in a box shape with a polypropylene having a thickness of 2 mm, and between the heat insulation layer and the surface layer. Was filled with 100 g of powdered sepiolite (“PANGEL (registered trademark) AD” manufactured by TOLSA) having an average particle diameter of 5 μm to form a cooling layer to form a cooler box as a cold insulator according to the present invention. . A supply port reaching the cooling layer was formed in the upper part of the surface layer, and a discharge port reaching the cooling layer was formed in the lower part of the surface layer. Further, the heat insulating layer was formed into a rectangular box shape having an inner size of 90 mm × 170 mm × 20 mm, and the surface layer was formed into a rectangular box shape having an outer size of 126 mm × 206 mm × 56 mm.
さらに、供給口から冷媒としての水300gを冷却層に供給して、セピオライトで形成された冷却層に吸水保持させた後、炎天下におけるシートアンダートレイ内の温度を想定して50℃に設定された恒温槽中にクーラーボックスを設置すると共に、排出口に接続された排出管路を大気に開放されるように恒温槽外に延び出させた。 Furthermore, 300 g of water as a refrigerant was supplied from the supply port to the cooling layer, and was absorbed and held in the cooling layer formed of sepiolite, and then set to 50 ° C. assuming the temperature in the sheet under tray under the sun. While installing the cooler box in the thermostat, the discharge pipe connected to the discharge port was extended outside the thermostat so as to be opened to the atmosphere.
そして、断熱層の内面と表層の外面に熱電対を配設して、断熱層の内側に形成された収容空間の温度を経時的に測定した。その結果、収容空間の温度は、300分間に亘って外気温と同じ28℃を保った後、徐々に上昇して、600分経過後に恒温槽の設定温度と同じ50℃に達した。また、600分経過後に確認すると、供給口から冷却層へ供給した水は全量が気化していたことから、冷却層が気化熱を奪われて冷却されることで収容空間が保冷されたものと考えられる。 And the thermocouple was arrange | positioned in the inner surface of the heat insulation layer, and the outer surface of the surface layer, and the temperature of the accommodation space formed inside the heat insulation layer was measured with time. As a result, the temperature of the accommodation space was kept at 28 ° C., which was the same as the outside air temperature, for 300 minutes, then gradually increased, and reached 50 ° C., which was the same as the set temperature of the thermostatic chamber after 600 minutes. In addition, when 600 minutes have passed, the water supplied from the supply port to the cooling layer has been completely vaporized, so that the accommodation space is kept cold by the cooling layer being deprived of heat of vaporization and being cooled. Conceivable.
一方、比較例として、箱状の断熱層のみで構成された保冷装置(クーラーボックス)について同様の実験を行ったところ、収容空間の温度は80分で50℃に達しており、本発明に係る保冷装置が比較例の保冷装置に比して長時間に亘って持続的に保冷効果を発揮することが、実験結果によっても確認できた。 On the other hand, as a comparative example, when a similar experiment was performed on a cold insulation device (cooler box) configured only by a box-shaped heat insulating layer, the temperature of the accommodation space reached 50 ° C. in 80 minutes, and according to the present invention. It has also been confirmed from the experimental results that the cold insulation device exerts the cold insulation effect continuously over a long period of time as compared with the cold insulation device of the comparative example.
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、複数の供給口28が設けられて、冷媒34がそれら複数の供給口28から冷却層18の広い範囲に効率的に供給されるようにしても良い。また、複数の排出口24が設けられて、冷媒34がそれら複数の排出口24からより効率的に排出されるようにもできる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited by the specific description. For example, a plurality of
また、排出管路26にファンやポンプを接続して、気化した冷媒34を積極的に排出することも可能である。このような冷媒34を積極的に排出する手段を設けることにより、排出口24の形成位置などによる排出効率への影響が低減されて、冷媒34を効率的に排出することができる。同様に、供給管路30にファンなどを設けて、冷媒34を冷却層18側へ圧送すれば、例えば供給口28が冷却層18に対して下側に形成されていても、冷媒34を冷却層18に対して有効に供給することができる。
It is also possible to connect the
また、第一の実施形態のクーラーボックス10において、蓋16は、冷却層18bを省略した構造とされ得る。これにより、雰囲気から収容空間12への熱伝達を断熱層20bで低減しながら、蓋16の軽量化を図ることができる。この場合には、供給口28と排出口24の両方がボックス本体14に設けられるが、供給口28は、ボックス本体14の上部に設けられることが望ましい。
In the
さらに、冷却層18aは、ボックス本体14の壁部の全体に亘って設けられていることが望ましいが、ボックス本体14の壁部の少なくとも一部が冷却層18aを備えていれば良い。また、前記実施形態では、冷却層18の内側に断熱層20が配された構造を例示したが、断熱層20は、冷却層18の外側に設けられていても良いし、冷却層18の内外両側に設けられていても良い。なお、遮水層は、例えば断熱層20と表層22を備える多層構造とされて、断熱層20の表面が表層22で覆われることで、断熱層20を表層22で保護したり、遮水層の遮水性を高めたりすることができる。
Furthermore, the
前記実施形態では、本発明に係る保冷装置を自動車の車室において使用する場合について説明したが、保冷装置は、保冷対象物の温度上昇が懸念される任意の場所で使用することが可能であり、例えば夏場の屋外において保冷対象物を保冷するために使用することもできる。また、第一,第二のボックスは独立した構造体である必要はなく、例えば第一のボックスの壁部を自動車の内装パネルなどを利用して形成しても良い。 In the above embodiment, the case where the cold insulation device according to the present invention is used in the passenger compartment of an automobile has been described. However, the cold insulation device can be used in any place where the temperature rise of the cold insulation object is a concern. For example, it can also be used to keep the object to be kept cold outdoors in summer. The first and second boxes do not need to be independent structures, and for example, the wall of the first box may be formed using an automobile interior panel or the like.
10:クーラーボックス(保冷装置)、12:収容空間、18,42:冷却層、20:断熱層(遮水層)、22,44:表層(遮水層)、24,48:排出口、28,46:供給口、34:冷媒、38:保冷対象物、40:保冷装置 10: cooler box (cooling device), 12: housing space, 18, 42: cooling layer, 20: heat insulation layer (water shielding layer), 22, 44: surface layer (water shielding layer), 24, 48: discharge port, 28 , 46: supply port, 34: refrigerant, 38: object to be kept cool, 40: cooler
Claims (8)
該冷却層に保持された該冷媒を気化させて該冷却層を冷却する工程と、
該冷却層から気化した該冷媒を排出口から排出する工程と
を、有することを特徴とする保冷方法。 Supplying the refrigerant from a supply port to a cooling layer covered with a water shielding layer that prevents passage of the refrigerant and capable of holding the refrigerant;
Evaporating the refrigerant held in the cooling layer to cool the cooling layer;
And a step of discharging the refrigerant vaporized from the cooling layer from a discharge port.
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