JP2005249342A - 保存庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却と加熱の両方において伝熱効率を高める。
【解決手段】 二次冷媒であるブラインを流通させるブライン管２２は、庫内壁となる内箱１２の裏面に対してブラケット３０を介して固定される。ブラケット３０は、熱伝導率が高くかつ厚肉のアルミニウム板によってチャンネル型に形成される。このブラケット３０がブライン管２２に被せられて、両取付板３３がアルミ箔テープ３５で内箱１２の裏面に貼り付けられ、ブライン管２２は、ブラケット３０の天井板３１で内箱１２の裏面に押し付けられた状態で固定される。除霜用として設けられたコードヒータ４０は、ブライン管２２の配管に倣って配線され、ブラケット３０の天井板３１の平坦状の取付面３４に当てられて、別のアルミ箔テープ４２によって貼り付けられる。ブラインの冷熱並びにコードヒータ４０の発熱は、ブラケット３０を介して効率良く内箱１２に伝達される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、庫内壁に沿って配管された冷媒管に冷媒を循環させることで庫内を冷却するようにした保存庫に関する。

例えば恒温高湿庫は、生鮮食品の鮮度を長期にわたって維持できるように、庫内を高湿度に保ちつつ冷却するものであり、本体を構成する断熱箱体の内箱の裏面にブライン管が蛇行状に配管され、冷凍装置により冷却されたブラインがブライン管に循環流通されることで、内箱の冷却を介して庫内が間接冷却されるようになっている。
ここで従来、ブライン管を内箱の裏面に固定する手段としては、図１６に示すように、ブライン管１を内箱２の裏面に当ててアルミ箔テープ３を貼り付ける方法が採られていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６７３４０公報

上記構造の場合、ブライン管１から内箱２への冷熱の伝達経路は、ブライン管１と内箱２との直接接触部４と、アルミ箔テープ３を介した経路５ということになるが、アルミ箔テープ３の厚さは僅か０．１mm程度であるため、アルミ箔テープ３による伝熱経路５での伝熱量は、直接接触部４のそれに比べて大きく劣る。そのため、庫内壁面（内箱２）と庫内との熱交換は、ブライン管１の直接接触部４のみで行われるに等しく、冷却効率が良くない。その上、冷却運転が続くと、上記の直接接触部４の表面に集中して霜・氷６が成長し、冷却効率がさらに悪くなる。また上記のように、庫内壁面に温度差が生じると、低温の部分で結露が生じやすくなり、結果として庫内の湿度を下げてしまうおそれがあった。

一方、庫内壁面に霜付きが生じると、庫内の湿度を低くすることに繋がって高湿庫本来の機能を阻害するため、適宜に除霜運転が行われるが、従来では、除霜運転に切り替わると、ブラインが加熱装置で加熱され、高温となったブラインをブライン管１に循環させることで除霜していた。しかるに従来の方法では、ブラインが内箱２に沿ってブライン管１を流通する間に次第に温度低下するため、特に下流側に対応する位置では、除霜速度が遅くなるという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、冷却と加熱の両方において伝熱効率を高めるところにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、内箱と外箱との間に断熱材を充填してなる断熱箱体により保存庫本体が形成され、前記内箱の断熱材と対向する側の面に沿って冷媒管を配管してこの冷媒管に冷媒を流通させることで庫内を冷却するようにした保存庫において、前記冷媒管には熱良導性のブラケットが被せられて、このブラケットが前記内箱における前記断熱材との対向面に固着され、かつこのブラケットの外面に接触して除霜用の加熱手段が設けられている構成としたところに特徴を有する。
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ブラケットの外面には所定幅にわたる平坦面が形成され、この平坦面が前記加熱手段の取付面とされているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
冷媒管から内箱への冷熱の伝達経路は、冷媒管が内箱と直接接触する部分に、ブラケットを介した経路が加わり、このブラケットを介した伝熱経路での伝熱量は、従来のアルミ箔テープを介する場合と比べると、伝熱方向と垂直な断面積が増大することで大きく増加する。また、庫内壁面との熱交換は全面にわたって一様に行うことができ、もって冷却効率を大幅に向上させることができる。また、庫内壁面での温度差が小さく抑えられることで結露が生じ難くなり、庫内の湿度低下を防ぐことができる。
また加熱手段の熱が、ブラケットを介して内箱の全面にわたって伝達され、効率良く加熱することができる。庫内壁面の除霜を、全面にわたって一様にかつ高速度で行うことが可能となる。

＜請求項２の発明＞
ブラケットの外面に平坦状の取付面を設けたから、取付面に対して加熱手段を安定して当てることが可能となり、したがってそれに続くテープの貼り付け等の取付作業を簡単にかつ能率良く行うことができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。この実施形態１では、恒温高湿庫を例示している。図１において、符号１０は恒温高湿庫の本体であって、図６に参照して示すように、外箱１１と内箱１２との間に発泡樹脂等の断熱材１３を充填してなる前面開放の断熱箱体により形成されている。この本体１０の内部が保存室１４とされ、保存室１４の前面には図示しない断熱扉が開閉可能に設けられている。保存室１４内は基本的には、冷凍装置１５により一次冷却されたブラインＢの冷熱を介して二次冷却されるようになっている。
冷凍装置１５は、圧縮機１６、凝縮器１７、膨張弁１８及び蒸発器１９を一次冷媒配管によって循環接続することにより、公知の冷凍サイクルを構成したものである。

ブラインＢの供給手段としては、ブラインＢを貯留可能なタンク２０が備えられ、その中に冷凍装置１５の蒸発器１９が浸漬状態で装備されている。
一方、ブライン管２２は熱伝導率の高い例えば銅管等で形成され、保存室１４の壁面に沿って配管されている。詳細にはブライン管２２は、図２に示すように、保存室１４の壁面を構成する内箱１２の裏面（外面）に当てられ、例えば内箱１２の背面の上部位置の一側から導入されたのち、その背面、正面から見た右側面、上面及び左側面の４面にわたって蛇行状に配管され、背面の他側を上ってその上部位置から導出されている。
このブライン管２２の導入路２３の入口２３Ｉと導出路２４の出口２４Ｅとが、それぞれタンク２０の出入口に接続されているとともに、導入路２３の途中位置に、ポンプ２５が介設されている。

さて、ブライン管２２はブラケット３０を介して内箱１２の裏面に固定されている。ブラケット３０は、熱伝導率の大きいアルミニウム、ステンレス鋼等の金属製で、板厚が１mm程度の厚肉の板材により形成されている。ブラケット３０は、図４に示すようにチャンネル型に形成され、平板な天井板３１の両側に側板３２が設けられ、両側板３２の下縁に、外向きに直角曲げされた取付板３３が形成されている。このブラケット３０における天井板３１の内面までの高さ寸法Ｈは、ブライン管２２の外径寸法φに等しいか少し小さめに採られている。なお、両側板３２の対向面間の間隔は、ブライン管２２の外径寸法φよりも大きくされている。

このブラケット３０が、図２に示すように内箱１２の各面に配管されたブライン管２２の直線部２２Ａに被せられ、図４に示すように、両取付板３３が内箱１２の裏面に当てられ、両取付板３３がアルミ箔テープ３５によって貼り付けられる。これによりブライン管２２は、ブラケット３０の天井板３１によって内箱１２の裏面に押し付けられた状態で固定される。なお、ブライン管２２の回曲部２２Ｂは、剥き出しのままでも良いし、アルミ箔テープを貼って止めても良い。

また、除霜用の加熱手段として、例えばコードヒータ４０が備えられている。このコードヒータ４０は、上記したブライン管２２が配管された内箱１２の４面について、各面ごとに配線されている。詳細には、図２の鎖線に一部を示すように、コードヒータ４０は、ブライン管２２の配管に倣って蛇行状に配線され、ブライン管２２の直線部２２Ａすなわちブラケット３０で覆われた部分では、図４に示すように、ブラケット３０の天井板３１における平坦状の外面である取付面３４に当てられ、別のアルミ箔テープ４２によって貼り付けられている。またブライン管２２の回曲部２２Ｂでは、図５に示すように、ブライン管２２の外面に直接に当てられて、適宜箇所がアルミ箔テープ４２で貼り付けられている。
上記したブライン管２２とコードヒータ４０とは、断熱箱体（本体１０）が形成されることに伴い、断熱材１３中に埋設された状態となる（図６）。

なお、除霜運転を行うための構造として、図１に示すように、ブライン管２２の導入路２３におけるポンプ２５の吸入側と、導出路２４とが結ばれ、タンク２０をバイパスするようにしてバイパス管路２６が設けられているとともに、このバイパス管路２６と導入路２３との接続部分に三方弁２７が設けられており、ポンプ２５の吸入側を、タンク２０側（ａ側）またはバイパス管路２６側（ｂ側）に切り替えて接続し得るようになっている。なお、導出路２４におけるバイパス管路２６との接続部分の下流側には、逆止弁２８が設けられている。
そして、上記した三方弁２７がａ側に切り替えられると、図１の実線の矢線に示すように、タンク２０を通る冷却用循環経路が形成され、一方三方弁２７がｂ側に切り替えられると、同図の破線の矢線に示すように、タンク２０をバイパスしてバイパス管路２６を通る除霜用循環経路が形成されるようになっている。

続いて、本実施形態の作用を説明する。
冷却運転が行われる場合は、三方弁２７がａ側すなわちタンク２０側に切り替えられて、タンク２０を通る冷却用循環経路が形成される。そして、タンク２０内で一次冷却されたブラインＢが、ポンプ２５により冷却用循環経路に循環され（図１の実線の矢線）、保存室１４の壁面、すなわち内箱１２の裏面に沿って配管されたブライン管２２に流通し、その冷熱により保存室１４内が二次冷却される。
この冷却運転の間、タンク２０内のブラインＢの検知温度に基づいて圧縮機１６がオンオフされることで、タンク２０内のブラインＢの冷却温度がほぼ一定に保持され、また庫内の検知温度に基づいてポンプ２５がオンオフされて、庫内が設定温度に維持される。

ここで、ブライン管２２から内箱１２への冷熱の伝達経路は、図４に示すように、ブライン管２２が内箱１２と直接接触する部分３７に、同図の矢線に示すようにブラケット３０を介した経路３８が加わり、このブラケット３０を介した伝熱経路３８での伝熱量は、従来においてブライン管をアルミ箔テープで止めた場合のアルミ箔テープを介する場合と比べると、伝熱方向と垂直な断面積が増大することで大きく増加する。また、ブラケット３０における比較的広面積の取付板３３が内箱１２に当てられることによって、上記のブライン管２２が直接接触する部分３７と合わせると、熱交換される位置が保存室１４の各壁面の全面にわたって密に設定される。その結果、冷却効率が大幅に向上する。また、保存室１４の壁面上における場所ごとの温度差も小さく抑えられることになるから、結露が生じ難くなり、保存室１４内の湿度低下も防止される。

除霜運転の指令が出されると、三方弁２７がｂ側すなわちバイパス管路２６側に切り替えられて、バイパス管路２６を通る除霜用循環経路が形成されるとともに、コードヒータ４０に通電されて発熱される。
この状態からポンプ２５が連続運転され、ブラインＢが除霜用循環経路を図１の破線の矢線に示す方向に循環駆動されるが、上記のコードヒータ４０の発熱に伴い、保存室１４の壁面すなわち内箱１２の裏面に配管されたブライン管２２が、その直線部２２Ａではブラケット３０を介して、また回曲部２２Ｂで直接に加熱されるため、その中を流通する間にブラインＢが次第に加熱され、温度上昇したブラインＢが内箱１２の裏面上を循環することになる。それとともに、コードヒータ４０の熱がブラケット３０を介して内箱１２に伝達されることで、内箱１２が全面にわたって効率良く加熱され、その結果、保存室１４内の壁面の除霜が、全面にわたって一様にかつ高速度で行われる。

なお、除霜運転の間、壁面温度センサ（図示せず）が保存室１４の壁面の温度を検知しており、その検知温度が所定温度に達したら、壁面への着霜が無くなった、すなわち除霜が終了したと見なされる。そうしたら、コードヒータ４０がオフされるとともに、冷却運転を再開すべく、三方弁２７がａ側すなわちタンク２０側に切り替えられて、タンク２０を通る冷却用循環経路が形成される。
冷却運転の立ち上がりでは、今まで除霜用に昇温されていたブラインＢがタンク２０内に流入して、タンク２０内のブラインＢの温度が一時的に上昇するが、ブラインＢの循環が進むにしたがって所定の冷却温度に低下する。それ以降、既述した要領で冷却運転が進められる。

以上説明したように本実施形態によれば、ブライン管２２を内箱１２の裏面に固定する部分で、熱伝導性に優れた材質になる厚肉のブラケット３０をブライン管２２に被せて固着したから、ブライン管２２と内箱１２との間で全面にわたって伝熱量の大きい伝熱経路が確保され、冷却効率が大幅に向上される。また、庫内壁面の温度差が小さく抑えられるために、結露が生じ難くなって庫内の湿度低下を防ぐことができ、この種の恒温高湿庫にはより有用となる。
またブラケット３０を内箱１２に固定する部分では、ブラケット３０に設けた取付板３３と内箱１２の裏面といった平面同士を貼り付ける構造であるから、作業が簡単にできる。

また、除霜用の加熱手段としてのコードヒータ４０を、ブライン管２２を固定することに用いたブラケット３０に接触させて配したから、コードヒータ４０と内箱１２との間に同じく伝熱量の大きい伝熱経路が確保され、内箱１２の全面にわたって効率良く加熱することができる。その結果、保存室１４内の壁面の除霜を、全面にわたって一様にかつ高速度で行うことが可能となる。
ブラケット３０にコードヒータ４０を固定する部分については、ブラケット３０をチャンネル型とし、その天井板３１の外面において平坦なコードヒータ４０の取付面３４を設けたから、取付面３４に対してコードヒータ４０を安定して当てることができ、したがってそれに続くアルミ箔テープ４２の貼り付け等の取付作業を簡単にかつ能率良く行うことができる。

＜実施形態２＞
図７は、本発明の実施形態２を示す。この実施形態２では、ブラケットの形状に変更が加えられている。
この実施形態２のブラケット５０は、アルミニウム製の厚肉の板材により、いわゆるチャンネル型に形成されていることは同様であるが、天井板５１が、ブライン管２２の外側（同図の上側）半分を緊密に嵌合可能な半円形断面、すなわち内周面の半径Ｒが、ブライン管２２の外径寸法φの半分の寸法を持った半円形断面に形成されている。
その他の構造については、上記実施形態１と同様であって、同一機能を有する部位ついては、同一符号を付すことで重複した説明は省略する。

ブラケット５０は、ブライン管２２の直線部２２Ａに被され、両取付板３３が内箱１２の裏面に当てられてアルミ箔テープ３５で貼り付けられるが、ブラケット５０の半円形の天井板５１が、ブライン管２２の外側の半円部分の外周面に密着される。ブライン管２２とブラケット５０との間の密着面積が大きく取られることで、両者間の伝熱性能が優れたものとなる。

＜実施形態３＞
図８及び図９は本発明の実施形態３を示す。この実施形態３では、ブライン管の断面形状に変更を加えている。
すなわち、図８（Ａ）に示すように、下型６６の成形溝６７内に、丸管状態のブライン管６０Ａを入れた後、同図（Ｂ）に示すように、上型６５でプレスすることによって、所定幅の平面部６１を備えたほぼおにぎり形断面をなすブライン管６０が形成される。
このブライン管６０が、図９に示すように、内箱１２の裏面に当てられると、所定幅の平面部６１が密着する。すなわち、ブライン管６０と内箱１２との密着面積が大きく取られることで、両者間の伝熱性能が優れたものとなる。

＜関連技術１＞
図１０は関連技術１を示す。この関連技術１では、ブライン管２２を内箱１２の裏面に当てて配管する場合に、その密着性を向上させることを目的としている。
同図（Ａ）に示すように、内箱１２の裏面におけるブライン管２２の配管経路に沿って熱接着テープ７０が貼られ、それに対してブライン管２２が貼り付けられる。そののち、内箱１２の外側に外箱（図示せず）が嵌められて、断熱箱体を製造すべく両箱の間に発泡樹脂１３（断熱材）を発泡充填すると、同図（Ｂ）に示すように、発泡樹脂１３の熱により熱接着テープ７０が適宜に融けつつ、ブライン管２２を内箱１２の裏面に密着させた状態で接着する。これにより、ブライン管２２と内箱１２との間の伝熱機能が向上される。

＜関連技術２＞
図１１及び図１２は関連技術２を示す。
この関連技術２では、ブライン管２２が、熱伝導性に優れたパネル７２に蛇行状に配管されて固定され、このパネル７２が、内箱１２の各面に固定されるようになっている。パネル７２は、内箱１２における各面よりも一回り小さい外形寸法を有するとともに、ブライン管２２の直線部２２Ａの配管部分に沿って、この直線部２２Ａをはす向かいから挟む位置に配された一対ずつの取付片７３が切り起こしによって形成され、適宜間隔を開けて設けられている。

そして、予め蛇行状に形成されたブライン管２２が、図１２（Ａ）に示すように、その直線部２２Ａを対をなす取付片７３の間に差し込みつつパネル７２上に配管され、続いて同図（Ｂ）に示すように、プレス機７４によって取付片７３の突出端を互いに対向する方向に曲げてブライン管２２の外面に密着させることにより固定する（同図（Ｃ））。このようにブライン管２２を固定したパネル７２が、同図（Ｄ）に示すように、対応する内箱１２の面に当てられて、周縁部をテープで貼り付ける等により固定される。
ブライン管２２からの伝熱は、パネル７２の全面に一旦拡散され、このパネル７２から内箱１２の各面に伝達されるから、保存室１４の各壁面上において場所ごとにむらのない一様な熱交換を期することができる。また、ブライン管２２の内箱１２への取り付けも、一面ずつ一括して行えるから作業性がよい。

＜関連技術３＞
図１３は関連技術３を示す。この関連技術３では、取付片の形状に変更が加えられている。すなわち、一方の取付片７５が、ブライン管２２の半径程度の短寸であり、他方の取付片７６がその３倍程度の長さ寸法を持ち、かつ内方に３度鈍角で曲げ加工されることで、ほぼ円弧状をなすように形成されている。
そして、同図（Ａ）に示すように、ブライン管２２が両取付片７５，７６の間に差し込まれたのち、プレス機７７に掛けることにより、同図（Ｂ）に示すように、長い方の取付片７６がブライン管２２に巻き付くようにしてその上面を押さえ付けることで固定される。
取付片７６がブライン管２２を巻き付くようにして押さえ込むことで、強固に固定でき、また、取付片７６とブライン管２２との接触面積が大きく取れるために、両者間の伝熱性能が優れたものとなる。なお、短い方の取付片７５は除去してもよい。

＜関連技術４＞
図１４及び図１５は関連技術４を示す。この関連技術４では、はす向かいに配された一対の取付片８３がともに、関連技術３の取付片７６と同様に、長い寸法を持ち、かつ内方に３度鈍角で曲げ加工されることでほぼ円弧状をなすように形成されている。
そして、図１４（Ａ）及び図１５（Ａ）に示すように、ブライン管２２が両取付片８３の間に差し込まれたのち、プレス機の上下の型８５，８６の間でプレスを掛けると、両取付片８３が、ブライン管２２の軸線方向にずれた位置でラップしつつ、ブライン管２２に巻き付くようにしてその上面を押さえ付け、さらにプレスを掛けることで、図１４（Ｂ）に示すように、ブライン管２２自体を若干扁平に圧潰する。

例えばブライン管２２を予め蛇行状に形成した場合に、その形成過程で歪みが生じる可能性があり、そのままパネル７２固定すると、パネル７２まで反り返るおそれがある（図１５（Ｂ）参照）。その場合、上記のように、ブライン管２２にさらに圧潰変形を加えると、図１５（Ｃ）に示すように、ブライン管２２の歪みを修正してパネル７２に密着させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）除霜用の加熱手段としては、コードヒータ以外にも、ベルトヒータ等、要はブライン管（ブラケット）に沿って配線できるものであれば適用可能である。
（２）庫面冷却方式に使用する二次冷媒としては、上記実施形態に例示したブライン以外にも、水等の液状冷媒、空気等の気体冷媒を用いることも可能である。
（３）また本発明は、冷凍装置を構成する蒸発器（蒸発管）を庫面に沿って配管し、そこに冷媒を流通させることで庫内を冷却する形式のものにも同様に適用できる。その場合除霜運転時には、圧縮機の運転を停止して蒸発管への冷媒の流通を停止した状態で、加熱手段に通電して発熱させることになる。

本発明の実施形態１に係る全体構成を示す概略図 内箱の斜視図 ブライン管の配管状態を示す部分正面図 図３のＸ−Ｘ線断面図 図３のＹ−Ｙ線断面図 本体の壁部の部分拡大断面図 実施形態２に係るブライン管の固定構造を示す断面図 実施形態３に係るブライン管の成形の工程図 ブライン管を内箱に当てた状態を示す断面図 関連技術１に係るブライン管の固定動作を示す工程図 関連技術２に係るブライン管の固定構造を示す正面図 そのブライン管の固定動作を示す工程図 関連技術３に係るブライン管の固定動作を示す工程図 関連技術４に係るブライン管の固定動作を示す工程図 そのブライン管の歪み矯正動作を説明する工程図 従来例の断面図

符号の説明

１０…本体 １１…外箱 １２…内箱 １３…断熱材 ２２…ブライン管（冷媒管） ２２Ａ…直線部 ２２Ｂ…回曲部 ３０…ブラケット ３１…天井板 ３２…側板 ３３…取付板 ３４…取付面 ３５…アルミ箔テープ ４０…コードヒータ（加熱手段） ４２…アルミ箔テープ ５０…ブラケット ６０…ブライン管（冷媒管） Ｂ…ブライン

Claims (2)

1. 内箱と外箱との間に断熱材を充填してなる断熱箱体により保存庫本体が形成され、前記内箱の断熱材と対向する側の面に沿って冷媒管を配管してこの冷媒管に冷媒を流通させることで庫内を冷却するようにした保存庫において、
   前記冷媒管には熱良導性のブラケットが被せられて、このブラケットが前記内箱における前記断熱材との対向面に固着され、かつこのブラケットの外面に接触して除霜用の加熱手段が設けられていることを特徴とする保存庫。
2. 前記ブラケットの外面には所定幅にわたる平坦面が形成され、この平坦面が前記加熱手段の取付面とされていることを特徴とする請求項１記載の保存庫。

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