WO2019135378A1

WO2019135378A1 - 冷却システム

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Publication number: WO2019135378A1
Application number: PCT/JP2018/047813
Authority: WO
Inventors: 耕平西田; 仁藤野; 川口　剛; 英夫上原; 正明三毛
Original assignee: ワコン株式会社
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-07-11
Also published as: US20210018245A1; US11448426B2

Abstract

冷却機と熱交換機とを例えば前記断熱箱の内外に分けて配置するのに有利な形態を備えた冷却システムを提供する。冷媒を用いた熱交換により冷気を排出する冷却ユニット１３と、冷媒を冷却可能な状態にまで戻す熱交換ユニット１２とを、それぞれの上部を結ぶ連絡部１４によって接続して一体化された冷却装置を構成する。断熱箱１５の側壁５１の端部を跨いで連絡部１４を配置し、冷却ユニット１３を断熱箱１５の内部に配置し、熱交換ユニット１２を断熱箱１５の外側に配置する。保管中や配送車などでの移動中は、冷却装置１１を断熱箱１５に装着し、人が手で持って運ぶ時には冷却装置１１を取り外した断熱箱１５のみを運ぶことができる。

Description

冷却システム

本発明は、冷却システムに関するものである。また本発明は冷却システムに用いられる冷凍サイクルにおけるキャピラリチューブの閉塞防止機構に関するものである。

被搬送物を所定温度範囲内の低温域に維持しながら物流の上流端から下流端まで搬送するコールドチェーンに適用可能な断熱箱としては、例えば特許文献１に示されるように、断熱箱に冷却ユニットを取り付けたものが知られている。

特許文献２では、収納物を低温状態で保持して搬送保管する断熱断熱箱と、この断熱断熱箱内を低温に保持する冷凍機と、上記断熱断熱箱の内部温度を経時的に計測する計測手段とを備え、上記断熱断熱箱の上面に冷凍機を設け、背面に上記冷凍機の冷気により蓄冷される蓄冷材を収容する蓄冷材収容ケースを設けたものが提案されている。

特許文献３では、密閉可能な冷却室を備え、断熱性を有する箱体と、前記冷却室内部を冷却するスターリング冷凍機からなる冷却装置とを備えた保冷庫が開示されている。この特許文献３では、請求項２や明細書段落００４５に、蓋体は、ヒンジ機構を介して箱本体に着脱自在としてもよく、この場合、蓋体を箱本体から取り外して箱本体を丸洗いすることができるので便利である旨が記載されている。さらにこの特許文献３では、請求項７や明細書段落００５１に、冷却装置を箱体に着脱自在としてもよく、被冷却物に必要とされる温度帯に適した冷却装置を装着することで、効率の良い冷却が可能となることが示されているが、その具体的構造については言及されていない。

特許文献４は、一般の冷却システムの一例を示すものであるが、一般の冷却システムではその配管になまし銅管が使用される。特許文献４に示された配管も軟質と思われるが、着脱時に配管に応力が集中する構造では、曲がったり、破損しやすいなどの欠点がある。

一方、特許文献１から４をはじめとして、一般的な冷蔵庫や冷凍庫の冷却装置には、冷媒ガスが封入された圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器を主な要素として構成される冷凍サイクルが使用されている。この装置に不具合が生じると、庫内に内蔵された食品等が腐敗、溶解して損害が発生するため故障しにくい信頼性が求められる。

冷凍サイクルの配管内にはフロン等の冷媒の他に圧縮機内の機構の潤滑のために冷凍機油が循環している。この冷凍機油は圧縮の過程で高温高圧に晒され、さらに金属の微粉が混入してタール状のオイルスラッジに変性し、圧力が急激に低下し流速が増大するキャピラリチューブの入口部近傍の内壁に付着する。

具体的には、本願の図１２のイメージ図に示すように、フィルタドライヤー４内の高温高圧の液冷媒がキャピラリチューブ１０５の流入端の入口で急激に流速が増大し減圧され近傍のキャピラリチューブ１０５内壁にオイルスラッジＳが付着する。図１２（Ａ）は初期の状態、図１２（Ｂ）は時間経過とともにある程度オイルスラッジＳが付着した状態、図１２（Ｃ）はさらに時間経過してオイルスラッジＳでキャピラリチューブ１０５が閉塞して冷媒が循環できなくなった状態を示す。

特に、比較的に小型の冷凍サイクル（具体的にはコンプレッサ出力５００Ｗ以下の冷凍サイクル）においては、キャピラリチューブの内径は一般的にΦ０．５～１．２ｍｍと細いため、運転時間と共に付着量が増して最終的に閉塞に至り冷却できなくなる不具合が多く発生している。

キャピラリチューブは流体（冷媒）の流れに抵抗を与えて圧力差を作る機構であるため、内径と長さ（一般的に数１０ｃｍ～数ｍ）が抵抗の因子となる。同じ大きさの抵抗を与えることができるのであれば、その内径が小さい方が長さを短くできるため、コスト低減や省スペースの点で有利である。

しかしながら、先述したようにオイルスラッジによるキャピラリチューブの閉塞が、その流入端を中心に発生するために、あまり内径の小さなものを使用することができないという課題があった。本発明は内径が小さなキャピラリチューブを選定しても、オイルスラッジの閉塞による冷却不良が発生しない機構を提供し、小型の冷蔵庫や冷凍庫の耐久性や信頼性を向上させることを課題とするものである。

キャピラリチューブの径に関する改良としては、特許文献1に記載の発明が提案されている。特許文献1に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器に冷媒管を接続した冷媒回路中を冷媒が循環するように構成した空気調和機において、前記冷媒管と前記キャピラリチューブとの接続部分では、前記冷媒管の口径を前記キャピラリチューブの口径に至るまで、徐徐に細くしたことを特徴とするものである。

この特許文献５の発明は、その明細書段落０００５に「従来、冷媒管とキャピラリチューブとの接続部分では、管の口径が急激に小さくなっており、このような急激な変化のためにキャピラリチューブの端部では、急激に高圧、高温となって、金属等のスラッジが付着してキャピラリチューブの入口を狭めたり詰まらせたりする」と記載されているように、オイルスラッジによるキャピラリチューブの閉塞を抑制する機構に関するものであるが、オイルスラッジの付着の原因を管の口径の急激な変化に求めているものである。

したがってその解決手段は、前記冷媒管と前記キャピラリチューブとの接続部分において、前記冷媒管の口径を前記キャピラリチューブの口径に至るまで、徐徐に細くすることによって、冷媒が急激に高圧、高温となってしまうことを抑制して、オイルスラッジの付着を防止するものあった。

より具体的には、特許文献５の図４に示されるように、前記冷媒管と前記キャピラリチューブとの接続部分では、前記冷媒管の口径をＤとし、前記キャピラリチューブの口径をｄとし、冷媒管の口径がＤからｄに穏やかに小さくなる接続部分の長さをＬとすると、Ｌ＞Ｄの関係にあるものが適当であるとしているものであった。

また、前記冷媒管と前記キャピラリチューブとの接続部分では、前記冷媒管の口径をＤとし、前記キャピラリチューブの口径をｄとし、冷媒管の口径がＤからｄに穏やかに小さくなる接続部分の長さをＬとすると、Ｌ／Ｄ＜３０の関係にあるものが適当であるとしているものであった。

国際公開第２０１６／１１４２９７号パンフレット特許第３８０２９７６号特開２００１－３１１５７６号公報特開平１１－３０４３４７特開平９－７９７００号公報

コールドチェーンの物流では、その上流端から下流端まで指定温度域に維持しながら被搬送物を搬送し、保冷車や冷凍車などの特殊車で運用されているが、一般の配送車では保冷箱による混載物流も多くみられる。そのための自動化や温度管理装置の開発が進められているが、その下流端では人の手を介して被搬送物を運搬して、物流が完結する。他方、物流業に携わる労働現場は、物流に求められる種々のサービスや品質の向上と、これに対応するための労働力との不均衡が表面化している現場の一つであり、我が国における労働問題の課題が集約されたとも言える労働現場として、その労働条件の改善は早急に且つ強く求められているところである。

上述の特許文献の各提案では、被搬送物の温度維持管理というサービスや品質の観点からの提案ではあるものの、労働条件の改善の観点が欠落していると言わざるを得ない。例えば、特許文献３では、前述のように、蓋体はヒンジ機構を介して箱本体に着脱自在とすることで、蓋体を箱本体から取り外して箱本体を丸洗いすることができることを示したり、冷却装置を箱体に着脱自在として被搬送物に必要とされる温度帯に適した冷却装置を装着することで、効率の良い冷却が可能となることを示したりしているに止まり、そこには労働条件の改善からの視点は存しない。

本発明は、冷却機と熱交換機とを例えば前記断熱箱の内外に分けて配置するのに有利な形態を備えた冷却システムと、この冷却システムによる冷温輸送手段を提供することを課題とする。
本発明は、大きな開口を断熱箱に設けずとも、冷却ユニットを断熱箱に配置することができると共に冷却ユニットを断熱箱に対して着脱するのに有利な構造を備えた冷却ユニットを提供することを課題とする。
特に本発明は、冷却ユニットと排熱ユニットを固定する連絡板に配管を埋設することで、開口部を最少にすることで断熱性能を向上して密閉断熱するとともに、配管に直接的な応力が集中することなく、断熱箱に対して工具などを使わずに着脱が自在となることを特徴とする冷却システムの提供を課題とする。さらに、要保冷品を輸送する往路では冷却システムを断熱箱に装着し、安心して温度管理ができ、一方、帰路では冷却システムを取り外して通常の断熱箱としても使用できるし、断熱箱を折り畳むことで輸送スペースを確保することができる低温輸送に適する冷却システムの提供を課題とする。

本発明は、被搬送物を取り扱う実際の人々の労働条件の改善などの人への優しさの視点からの課題と、被搬送物の温度維持管理からの視点からの課題とを両立することができる冷却システムを提供することを課題とする。

また本発明は、メインのキャピラリチューブの入口側に内径が大きく長さの短いサブキャピラリチューブを設置することによって、内径が大きいサブキャピラリチューブの流入口側で犠牲的にオイルスラッジを付着させ、それよりも下流側にスラッジを送らないことで、謂わばフィルタとして機能させるで、メインのキャピラリチューブのスラッジ付着を抑制した冷凍サイクルを備えた冷却システムの提供を課題とする。言い換えれば冷却システムにおけるキャピラリチューブの閉塞防止機構の提供を課題とする。

本発明は、低温輸送用の蓋付き断熱箱と冷却装置とを備え、前記冷却装置は前記蓋付き断熱箱の内部に配置された冷却ユニット及び前記蓋付き断熱箱の外部に配置された熱交換ユニットを備え、前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットを連結する連絡部が、前記蓋付き断熱箱の蓋と断熱箱本体との間で挟まれており、前記連絡部を介して前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットとの間を冷媒が循環して前記蓋付き断熱箱の庫内を冷却するように構成された冷却システムを提供する。なお本発明において、上下左右は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。

本発明に係る前記の冷却ユニットは、前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットは前記連絡部で固定され、前記冷却ユニットは、前記庫内の温度を検知する温度センサーと、冷却用の冷気を前記庫内へ送出するファンモータとを備え、前記連絡部は、前記冷媒用の配管と温度センサー及びファンモータの配線とが埋設された連絡板であり、前記冷却ユニット、前記熱交換ユニット及び前記連絡部が、断熱箱に対して着脱自在であるように構成して実施することができる。

前記冷却機と前記熱交換機とをひとつの冷却装置として一体化したものを、断熱箱に取り付けることを検討した場合、前記冷却機の冷気の排出部のみを断熱箱内に配置した構造を採ることも可能であるが、その構造では断熱箱に大きな貫通孔を設ける必要があり、断熱箱の保冷性能が低下する。これに対して本発明では、前記冷媒が前記連絡部を介して前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットとの間を循環移動するよう構成されたものであるため、断熱箱に設ける貫通部分を小さくすることで断熱性能を大幅に改善することができ、前記連絡部を断熱箱の側壁の端部を跨いで配置するよう構成することによって、断熱箱の構造を単純化できる点で製造コスト面において有利であるとともに、冷却装置を断熱箱に対して着脱可能に構成して実施した場合にその取り外しが容易に行える構造としやすい点で有利である。

前記冷却装置と前記蓋付の断熱箱とは、工具を用いずに着脱することができるように構成することも望ましい。着脱の簡便性からすれば、特別な工具等を使わずにビス等も緩めずに容易に着脱可能とすることがより好ましい。他方、取り付けの確実性から、クリップ状の係止具やビスなどの固定具によって仮固定可能な構造としておいても構わない。

前記蓋付の断熱箱は、収納空間を構成する複数の前記側壁を備えた箱本体と、前記箱本体の解放面に配置されて断熱箱を閉じる蓋体とを備えたものとして、実施することができる。その際、前記側壁と前記蓋体との少なくとも何れか一方に連絡用の凹みを備え、前記連絡部が前記凹みに収められた状態で、前記蓋体が前記箱本体に隙間無く閉じられるように構成することも好ましい。具体的には、前記連絡部は前記凹みに隙間無く収められて（より望ましくは前記連絡部と前記凹みの周囲とが接触した状態に収められて）、冷気が前記断熱箱の外に大量に漏れ出さないようにしたり、前記連絡部と前記凹みとの間には隙間が設けられるものの、前記冷却機と前記断熱箱との少なくともいずれか一方が前記箱本体に接触していることで冷気が前記断熱箱の外に大量に漏れ出さない構造にしたりして実施することができる。
特に、蓋付の断熱箱は、真空断熱パネルを内部に埋め込むことで驚異的な断熱性能が確保できるため、省エネになるとともに、貴重な医薬品や試薬品などを高精度に温度維持する輸送に応用されているが、従来の側壁に貫通穴を開けて冷却システムを設置する構造ではその断熱性能を維持することが難しくなり、省エネにはなり難い。本発明では真空断熱箱の上端部または蓋の下面部に連絡部を置く凹部を設けるだけの簡単で低コストの構造で実現できるとともに、温度管理において高い品質が確保できる特徴がある。

本発明は、物流用の配送車の荷台に前記の冷却システムが配置され、配送移動中は前記冷却ユニットにて保冷を行い、車外に被搬送物を搬出する際は、前記冷却ユニット、前記熱交換ユニット及び前記連絡部を備えた冷却装置を取り外し、前記蓋付き断熱箱と前記被搬送物とだけで軽量に搬送することのできるように構成されたことを特徴とする低温輸送システムを提供する。
このシステムによれば、人が重たい前記冷却装置を持ち運ばなくても、保冷状態を維持したまま、最初の目的地まで前記被搬送物を運ぶことができる。よって、被搬送物を取り扱う実際の人々の労働条件の改善などの人への優しさの視点からの課題と、被搬送物の温度維持管理からの視点からの課題とを両立することができる低温輸送システムを提供することができたものである。

また本発明は、冷凍サイクルにおけるフィルタドライヤとキャピラリチューブとの間に、前記キャピラリチューブより内径の大きなサブキャピラリチューブが配置されたことを特徴とするキャピラリチューブの閉塞防止機構を提供する。
前記サブキャピラリチューブの流入端の内径ＳＤは前記キャピラリチューブの流入端の内径ＣＤよりも大きく、特に下記の条件を満たすことで、有効にメインのキャピラリチューブのスラッジ付着を抑制することが発明者によって知見され、この知見に基づき本発明が完成されたものである。

フィルタドライヤの標準内径ＦＤ＝１５～３０ｍｍ
キャピラリチューブの流入端の内径ＣＤ＝０．５～１．２ｍｍ
サブキャピラリチューブの流入端の内径ＳＤ＞０．７ｍｍ
本件の発明思想はメインのキャピラリチューブの入口側に内径が大きく長さの短いサブキャピラリチューブを設置することによって、内径が大きいサブキャピラリチューブの流入口側で犠牲的にオイルスラッジを付着させるものであるため、特許文献５のように、冷媒が急激に高圧、高温となってしまうことを抑制して、オイルスラッジの付着を防止するために前記キャピラリチューブの前記接続部分において、前記冷媒管の口径を前記キャピラリチューブの口径に至るまで、徐徐に細くする必要は必ずしもない。

したがって本発明の実施に際しては、前記フィルタドライヤは、前記本体部分と、前記サブキャピラリチューブに対する接合部分と、前記フィルタドライヤの前記本体部分の流出端から縮径された前記接合部分に至る縮径部分とを備えたものを用いることができる。そして、前記縮径部分の長さをＬとすると、Ｌ≦２ＦＤの関係にあるものとして実施することもできるし、さらにＬ≦ＦＤの関係にあるものとして実施することもできる。

本発明は、冷却ユニットと熱交換ユニットを固定する連絡板に配管を埋設することで、密閉断熱するとともに、配管に直接的な応力が集中することなく、断熱箱に対して工具などを使わずに着脱が自在となることを特徴とする冷却システムを提供することができたものである。
さらに、要保冷品を輸送する往路では冷却システムを断熱箱に装着し、安心して温度管理ができ、一方、帰路では冷却システムを取り外して通常の断熱箱としても使用できるし、断熱箱を折り畳むことで輸送スペースを確保することができる低温輸送に適する冷却システムを提供することができたものである。

本発明は、前記連絡部を、前記断熱箱の側壁の端部を跨いで配置でき、大きな開口を前記断熱箱に設けずとも、前記冷却装置を前記断熱箱に配置することができる冷却ユニット付き断熱箱を提供することができたものである。
さらに、前記冷却装置と前記断熱箱とを、工具を用いずに着脱することができるように構成することによって、前記断熱箱の内部に前記冷却ユニットを配置し、前記熱交換ユニットを前記断熱箱の外側に配置した状態で、前記連絡部が前記断熱箱の側壁の端部を跨ぐように置くだけで取り付けが完了し、取り外しに際しては、前記冷却装置を前記断熱箱から引き抜くだけであるという、簡単な取り扱い手順で着脱を完了させることができる冷却システムを提供することができたものである。

本発明は、被搬送物を取り扱う実際の人々の労働条件の改善などの人への優しさの視点からの課題と、被搬送物の温度維持管理からの視点からの課題とを両立することができる低温輸送に適する冷却システムを提供することができたものである。

本発明は、メインのキャピラリチューブの入口側に内径が大きく長さの短いサブキャピラリチューブを設置することによって、内径が大きいサブキャピラリチューブの流入口側で犠牲的にオイルスラッジを付着させ、それよりも下流側へスラッジを送らないことで、謂わばフィルタとして機能させることによって、メインのキャピラリチューブのスラッジ付着を抑制した冷凍サイクルを備えた冷却システムを提供することができたものである。言い換えれば、冷凍サイクルを備えた冷却システムにおけるキャピラリチューブの閉塞防止機構の提供を提供することができたものである。

本発明の実施の形態に係る冷却システムの斜視図。同冷却システムの断面図。同冷却システムの熱交換ユニット側から見た冷却装置の斜視図。同冷却システムの冷却ユニット側から見た冷却装置の斜視図。同冷却システムの熱交換ユニットの内部構造の説明図。同冷却システムの冷却ユニットの内部構造の説明図。同冷却システムの冷却装置の内部構造説明図。本発明の他の実施の形態に係る冷却システムの断面図。本発明の冷却システムに適用できる冷蔵庫・冷凍庫の冷凍サイクルの一例を示す回路図。本発明の実施の形態に係る冷却システムに適用することができる閉塞防止機構の断面図。従来と本発明のキャピラリ入口部のオイルスラッジ付着の比較イメージ図であって、（Ａ）は従来の付着イメージ、（Ｂ）は本発明の付着イメージである。従来のキャピラリチューブ入口部近傍のオイルスラッジによる閉塞状態のイメージ図。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（冷却装置１１の概要）
この実施の形態に係る冷却システムは、冷却ユニット１３と熱交換ユニット１２を連絡部１４で連結し一体化した冷却装置１１と、この冷却装置１１が取り付けられる断熱箱１５とを備えたシステムであり、例えば低温で輸送することに適用することができる。
冷却装置１１は、図１に示すように、圧縮機式冷凍機で代表される冷却装置であり、冷却ユニット１３と熱交換ユニット１２を連絡部１４で連結し一体化したものである。冷却ユニット１３は冷媒を用いた熱交換により冷気を排出するもので、断熱箱１５内を所定の温度に冷却する。熱交換ユニット１２は、外気との熱交換により冷媒を冷却可能な状態になすもので、処理後の冷媒は連絡部１４を介して熱交換ユニット１２に送られる。連絡部１４は、熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３との上部を連結し、冷媒用導管４１や電線４２（図５、図６参照）が配置されることによって、冷媒が熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３との間を循環移動する。

（熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３について）
熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３は、従来の種々の冷凍機に用いられる冷却システムを構成するもので、図５に示すように熱交換ユニット１２はその主な構成として圧縮機２１、凝縮器２２、コンデンシングファン２３及びレシーバー２４を備えており、図６に示すように冷却ユニット１３はその主な構成として蒸発器３１、クーリングファン３２、エキスパンションバルブ（図示せず）及び温度センサー３３を備えている。

熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３の作動状態についても、従来の一般的な冷却システムと同様であるが、簡単に説明する。
まず、熱交換ユニット１２の圧縮機２１によって圧縮された冷媒は凝縮器２２に導入される。冷媒は凝縮器２２でコンデンシングファン２３の風によって冷却されて液化される。

液化された冷媒は、連絡部１４に配置された冷媒用導管４１に沿って設けたキャピラリチューブを通って、冷却ユニット１３に送られる。なおキャピラリチューブについては、図９～図１２を参照しながら後に詳述する。
冷却ユニット１３では、液化された冷媒が蒸発器３１内へ噴射され気化する。気化した冷媒は蒸発器３１周りの熱を奪い、これにより蒸発器３１が冷却される。冷却された蒸発器３１に対してクーリングファン３２による風が通過し、冷気となって断熱箱１５の庫内に流入して、庫内を冷却する。

蒸発器３１を出た冷媒は連絡部１４の冷媒用導管４１を介して熱交換ユニット１２の圧縮機２１に戻り再び圧縮されるもので、このように冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。なお２６は熱交換ユニット１２のケーシングに設けられた通気口を示し、３３は冷却ユニット１３のケーシングに設けられた吸気口を示す。電源装置２４は、熱交換ユニット１２側に設けられた圧縮機２１の下に設置されている。この電源装置２４は、外部電源からの電源であっても構わないし、バッテリーを搭載したものであっても構わないし、両者を併用したものであっても構わない。また熱交換ユニット１２側には制御操作部２７が設けられているが、電力及び信号に関して熱交換ユニット１２側と冷却ユニット１３側とを接続するための電線４２は、冷媒用導管４１と同様に連絡部１４に配置されている。
上記の例は蒸気圧縮冷凍機によるものであるが、吸収式冷凍機やスターリング冷凍機など他の形式の冷凍機に変更して実施することもできるし、それに応じた冷媒を用いて実施することができる。

（連絡部１４について）
連絡部１４は、冷媒用導管４１及び電線４２について熱交換ユニット１２側と冷却ユニット１３側とを接続することができれば種々の形態を取ることができるが、熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３を上方から垂下させた状態で支持することができる程度の剛性と強度と断熱性を備えたものであることが好ましい。
また、熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３は、同じ高さとして実施することが好ましい。言い換えれば、熱交換ユニット１２の下端の接地部と連絡部１４と間の距離と、冷却ユニット１３の下端の接地部と連絡部１４と間の距離とを、等しくするなどして、断熱箱１５から外して床などに置いた場合に倒れないように構成することが好ましい。熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３のケーシングの高さが異なる場合には、短い方に脚部を設けるなどして、倒れないように構成することが好ましい。そして接地させた姿勢の状態から、傾けることなく断熱箱１５に組み込んで、直ちに電源を入れて運転することが可能になるようにしておくことが最も好ましい。

冷媒用導管４１と電線４２は、連絡部１４の下面側に凹溝を形成して、その凹溝内に収納されており、必要に応じて蓋がされることによって連絡部１４の下面が略フラットになされる。なお連絡部１４をパイプなどの筒状体で構成し、その内部に冷媒用導管４１と電線４２を通すようにしても構わないし、連絡部１４を複数の棒状の枠体で構成しても構わないものであり、種々の形態に変更して実施することができるし、連絡部１４を左右に分けるなど、２以上に分割して実施することもできる。
冷媒用導管４１には必要に応じて断熱材を配置して実施することができる。特に、高密度発泡させたポリプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂からなる素材で、機械的強度が高く断熱性が良い断熱板で連絡部１４を構成し、内部に冷媒用導管４１を配置したものとして実施することが好ましい。また、連絡板１４は、発泡ウレタンや発泡シリコンなどの発泡断熱材を使用することもできる。そして、内部に冷媒用導管４１と電線４２を埋設し、組立最終段階に、隙間なく密閉状態にして断熱する事が適当である。

図１、図２に示すように、冷却ユニット１３が断熱箱１５の内部に配置され、熱交換ユニット１２が断熱箱１５の外側に配置されるようにして、連絡部１４は、断熱箱１５の側壁５１の端部を跨いで配置される。その際、連絡部１４は側壁５１の上端面に乗せられて、連絡部１４によって冷却装置１１全体の荷重が支えられる。

連絡部１４は、冷媒用導管４１と電線４２を通して保護する機能と、熱交換ユニット１２と冷却ユニット１３を連結して一つの装置とする機能と、断熱箱１５に装着する時に全体の荷重を受ける機能を果たす一方、断熱箱１５を貫通する内部の保冷空間と外部とを連絡するものであるため、上記の各機能を果たすことができることを条件に、極力小さな断面積であることが好ましい。従って本発明の実施に際しては、連絡部１４の幅を、熱交換ユニット１２及び冷却ユニット１３の幅よりも大きく設定して実施することもできるが、この実施の形態では等しく設定して実施しており、さらに熱交換ユニット１２及び冷却ユニット１３の幅よりも小さく設定して実施することも望ましい。また連絡部１４の厚みも極力小さくすることが望ましく、４ｃｍ以下、より望ましくは２ｃｍとすることが好ましいが、これに限定して本発明を理解すべきではない。

（断熱箱１５について）
断熱箱１５は、被搬送物の収納空間を構成する複数（この例では４つ）の側壁５１及び底部５２を備えた箱本体５０と、箱本体５０の解放面に開閉可能に配置される蓋体５５とを備える。これらの断熱箱１５を構成する各部の内部には、断熱材などが配置されており、冷却装置１１を装着しない状態では断熱箱として機能する。具体的には、断熱箱１５の断熱材は、発泡ウレタンや発泡ポリプロピレンなどを使用する。また、蓋及び断熱箱の断熱性能を向上させるために、真空断熱材の併用も想定内である。断熱壁が薄くなった場合には、スペーサーを介して冷却装置１１の取付けおこなっても構わない。

側壁５１の上端には、連絡部１４を収めるための凹部５３が設けられている（図２参照）。従って、冷却装置１１は側壁５１の上方から、冷却ユニット１３と熱交換ユニット１２が内外に振り分けて配置されるように、下方に下ろして、連絡部１４を凹部５３に入れるだけで、冷却装置１１を断熱箱１５に装着することができ、上方に持ち上げるだけで取り外しが容易に完了するものである。その際、熱交換ユニット１２の対向壁面２５と、冷却ユニット１３の対向壁３５との間隔を、側壁５１の厚みとほぼ等しくすることによって、熱交換ユニット１２の対向壁面２５と冷却ユニット１３の対向壁３５とのそれぞれが、側壁５１の内外面に面接触していることにより、冷気が外部に漏れだすことを抑制することができると共に運転時のガタツキの発生も抑制することができる点で望ましいものであるが、３ｍｍ以下程度のクリアランスであれば冷気が極端に漏れ出すものではないため、隙間無く閉じられると考えても差し支えがない。なお、側壁と連絡部の隙間が気になる場合は、独立気泡の発泡シートや不織布などのシール材で埋めて気密性を確保することで、断熱効果が向上するとともに、密閉効果で外気流入を遮断するから、外気の温度変化にも影響を受け難く、無駄な電力を使うことがなく、省エネにもなる。

このように、冷却装置１１と断熱箱１５とは嵌合するだけで固定するものとしておくことが、作業性の向上の点から好ましいものであるが、クリップ状の係止具やビスなどの固定具によって仮固定可能な構造としておいても構わない。

図の例では、連絡部１４の上面と側壁５１の上端面とを面一とし、これに対してフラットな蓋体５５を被せることによって、収納空間を密閉状態下に閉じることができるようにしているが、５０の方に凹部を設けて側壁５１には凹部を設けないようにしても構わないし、両方に凹部を設けても構わない。いずれにしても、冷却装置１１を断熱箱１５に装着した状態で、密閉状態を保つように蓋体５５で蓋をすることが可能なように構成しておくことが望ましい。

（低温輸送について）
上述の冷却装置１１と断熱箱１５は、食品や薬品などの温度管理が重要な被搬送物を適正な温度管理の下で配送することができるとともに、これによる配送者の負担を軽減し労働条件の改善にも寄与することができる低温輸送システムとして実施することができる。

具体的には図示はしないが配送車の荷台に断熱箱１５に冷却装置１１を装着した冷却システムを積載して配送を行う。その際には、冷却装置１１を作動させて、断熱箱１５の内部を冷却する。

配送の最終段階では、配送者が断熱箱１５を目的地まで運ぶことになる。その際には、冷却装置１１を取り外して断熱箱１５と被搬送物だけにして運ぶことによって、重たい冷却装置１１を運ぶ必要がなく、配送者の負担を軽減することができるものである。その際には、連絡部が設置される断熱壁の凹部に断熱材からなる小蓋をスペーサーとして置いて密閉して断熱することで、庫内温度の上昇を防止ることができる。

図８は、他の実施の形態を示すもので、蓋体５５に部分的な切り欠き５６を設けて、連絡部１４との干渉を回避したものであり、断熱箱１５に凹部５３を設ける必要がなくなる。なお蓋体５５も断熱箱１５も凹部や切り欠きがない通常品にしたい場合は、断熱箱１５の上端面にスペーサーを取り付けて実施することができる。

（変更例）
本発明は種々変更して実施することができるものであり、例えば図の実施の形態にあっては、断熱箱１５の解放面が上にあるとして上下方向に冷却装置１１の装着作業を行うものとして説明したが、側面に開放している場合には、横方向に冷却装置１１の装着作業を行うものとして実施することもできる。蓋体５５は、フラットなものとして説明したが、下方に突出した段差を備えたものなどその形態は他の断熱箱と同様種々変更することができ、ヒンジによって箱本体５０に取り付けられたものであっても構わない。用途としては、折りたたみコンテナを含む配送業務を例示したが、レジャー用のクーラーボックス、工場などの事業所内外での保管移動用など、種々の用途に本発明を適用することが可能である。

次に、図９～図１２に基づき、本発明の実施に適用することが出来る冷凍サイクルにおけるキャピラリチューブの閉塞防止機構についての実施の形態を説明する。なお、当該冷凍サイクルにおけるキャピラリチューブの閉塞防止機構は、上述の図１～図８にかかる冷凍システムのみならず、冷却ユニットと熱交換ユニットが一体となった冷凍サイクルなど、他の冷凍サイクルにも適用することができる。

（冷凍サイクルの概要）
まず、本発明の閉塞防止機構が適用できる冷蔵庫・冷凍庫の冷凍サイクルの一例を図９を参照しながら簡単に説明する。
この冷凍サイクルは、圧縮機１０１と凝縮器１０３と蒸発器１０６とが環状に接続されており、凝縮器１０３と蒸発器１０６との間にはフィルタドライヤ１０４とキャピラリチューブ１０５が配置されているもので、冷媒が気体、液体あるいは気液混合流体と、形態を変化させつつ冷凍サイクル内を矢印Ｆで示す冷媒流れ方向で循環することによって熱交換が行われるものである。圧縮機１０１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは凝縮器１０３で冷却されることで液化して、回路内の水分や異物を除去するフィルタドライヤ１０４を経てキャピラリチューブ１０５に流入する。キャピラリチューブ１０５にて減圧された液冷媒は蒸発器１０６内で蒸発して低圧のガスになり圧縮機１０１に吸入される。このサイクルを繰り返すことで凝縮器１０３は高温になり、蒸発器１０６は低温になることで冷蔵庫や冷凍庫の冷却がおこなわれるものであり、凝縮器１０３及び蒸発器１０６にはファン７配置されて、暖気の排気や冷気の送風などが行われる。また、圧縮機１０１内には内部機構の潤滑のために冷凍機油１０２が存在するが、この冷凍機油１０２は冷媒と共に回路内を循環する。先述のように、この冷凍機油１０２は圧縮機１０１による圧縮の過程で高温高圧に晒され、さらに金属の微粉が混入してタール状のオイルスラッジに変性し、圧力が急激に低下し流速が増大するキャピラリチューブ１０５の入口部近傍の内壁に付着する。特に、比較的に小型の冷凍サイクル（コンプレッサ出力５００Ｗ以下）においては、キャピラリチューブの内径は一般的にΦ０．５～１．２ｍｍと細いため、運転時間と共に付着量が増して最終的に閉塞に至り冷却できなくなる場合があった。

（閉塞防止機構）
本発明は、冷凍サイクルにおけるキャピラリチューブ１０５の閉塞を抑制して防止する機構を提供するものである。その構造を図１０を主として参照しながら説明する。この実施の形態においては、上述の冷凍サイクルにおけるフィルタドライヤ１０４とキャピラリチューブ１０５との間に、キャピラリチューブ１０５の内径よりも大きな内径を備えたサブキャピラリチューブ１０８が配置されている。すなわちサブキャピラリチューブ１０８の流入端の内径ＳＤはキャピラリチューブ１０５の流入端の内径ＣＤよりも大きく設定されている。

具体的には、フィルタドライヤ１０４は、その内径がほぼ一定の本体部分１４１と、その流出口側の縮径部分１４２と、サブキャピラリチューブ１０８との接合部分１４３とを備える。この実施の形態においては、サブキャピラリチューブ１０８が接合部分１４３中に挿入されて溶接やロー付けなどで固定される構造を示しているが、サブキャピラリチューブ１０８の内部に接合部分１４３が挿入される構造であっても構わないし、種々変更して実施することができる。

縮径部分１４２は、ほぼ一定の内径を備えた本体部分１４１から接合部分１４３に向けて内径が絞られていく部分である。図の例では、サブキャピラリチューブ１０８の流入端が縮径部分１４２の内部にまで挿入されているが、接合部分１４３の部分で止まるものであっても構わない。
サブキャピラリチューブ１０８の流出端側は接続管１０９を介してキャピラリチューブ１０５の流入端側に接続されている。この例では、サブキャピラリチューブ１０８とキャピラリチューブ１０５とは、その外径をほぼ同じに設定し、内径のみが相違するものを用いているため接続管１０９には一定の内径を備えた筒状体が用いられているが、サブキャピラリチューブ１０８とキャピラリチューブ１０５とはその外径が異なるものを用いることもできるもので、その場合には接続管１０９の内径が異なるものを用いることが適当である。接続管１０９は、サブキャピラリチューブ１０８とキャピラリチューブ１０５に対して溶接やロー付けなどで固定すれば良いが、他の固定手段に変更して実施することもできるし、サブキャピラリチューブ１０８とキャピラリチューブ１０５を突き合わせ状態や挿入状態で固定しても構わない。

（閉塞防止機構の詳細）
本発明は上述のように細いキャピラリチューブに顕著に現れるオイルスラッジによる閉塞抑制に効果的であるため、キャピラリチューブ１０５の流入端の内径ＣＤが０．５～１．２ｍｍに適用するのに有利であり、先述のようにキャピラリチューブ１０５で与えられる抵抗が同じなら内径が小さい方が長さを短くできる点有利であることを鑑みればキャピラリチューブ１０５の流入端の内径ＣＤは１．０ｍｍ以下であることがより望ましい。そして、フィルタドライヤ１０４の本体部分１４１の内径ＦＤは１５～３０ｍｍ、キャピラリチューブ１０５の流入端の内径ＣＤは０．５～１．２ｍｍのものに適用するのに有利である。

ここで、サブキャピラリチューブ１０８の流入端の内径ＳＤはキャピラリチューブ１０５の流入端の内径ＣＤよりも大きいことが必要であるが、サブキャピラリチューブ１０８に閉塞が生じてはならないため、サブキャピラリチューブ１０８の流入端の内径ＳＤは０．７ｍｍよりも大きいことも必要であり、０．９ｍｍよりも大きいことがより好ましい。

特に、サブキャピラリチューブ１０８の内側空間の開口面積をキャピラリチューブ１０５の内側空間の開口面積の約２倍以上であるとして、両者に十分な流路面積の差を設けることによって、オイルスラッジはサブキャピラリチューブ１０８の入口部に主に付着しキャピラリチューブ１０５の入口部にはほとんど付着しないようにする構造を作り出すために望ましい。従って、サブキャピラリチューブ１０８の流入端の内径ＳＤはキャピラリチューブ１０５の流入端の内径ＣＤの約１．４倍以上であることが望ましい。

また、オイルスラッジは入口部近傍の数ｃｍの範囲に付着するので、サブキャピラリチューブ１０８に犠牲的にオイルスラッジを付着させる観点からは、サブキャピラリチューブ１０８の長さは３ｃｍ以上であればよく、５ｃｍ以上あれば十分である。従ってかかる観点からは、サブキャピラリチューブ１０８の長さを極めて長くしても構わないが、長くしても材料コストとスペースが無駄になるだけであるため、溶接などの作業性を考慮すると約１０ｃｍ以上、約３０ｃｍ以下が実用上は有利である。

また、本発明はサブキャピラリチューブ１０８に犠牲的にオイルスラッジを付着させることによってキャピラリチューブ１０５への付着を緩和するものであるため、フィルタドライヤ１０４とサブキャピラリチューブ１０８との接続部分では、フィルタドライヤ１０４の縮径部分１４２の長さＬが、フィルタドライヤ１０４の本体部分１４１の内径ＦＤの２倍以下であることが適当であり、長さＬが内径ＦＤ以下であることがより好ましい。ただし、縮径部分１４２の長さを長くして徐々に内径が縮小していくものとして実施することを妨げるものではない。また、図ではキャピラリチューブ１０５の内径が一定のものを示したが、流出口へ向かうに従って徐々に縮径していくものとして実施することを妨げるものではない。

以上のように、従来はフィルタドライヤ１０４とキャピラリチューブ１０５の接続部分で、内径の小さなキャピラリチューブ１０５にオイルスラッジＳが付着して流路の閉塞に至るものであったところ（図１１（Ａ）参照）、本発明の実施によって、内径の大きなサブキャピラリチューブ１０８にオイルスラッジＳを付着させて流路の閉塞にまでは至らない状態として（図１１（Ｂ）参照）、キャピラリチューブ１０５にオイルスラッジＳが付着することを抑制することが可能なキャピラリチューブの閉塞防止機構を提供することができたものである。

１１　冷却装置
１２　熱交換ユニット
１３　冷却ユニット
１４　連絡部
１５　断熱箱
２１　圧縮機
２２　凝縮器
２３　コンデンシングファン
２４　電源装置
２５　対向壁面
２７　制御操作部
３１　蒸発器
３２　クーリングファン
３３　温度センサー
３５　対向壁
４１　冷媒用導管
４２　電線
５０　箱本体
５１　側壁
５２　底部
５３　凹部
５５　蓋体
５６　切り欠き
１０１　圧縮機
１０２　冷凍機油
１０３　凝縮器
１０４　フィルタドライヤ
１０５　キャピラリチューブ
１０６　蒸発器
１０８　サブキャピラリチューブ
１０９　接続管
１４１　フィルタドライヤの本体部分
１４２　フィルタドライヤの縮径部分
１４３　フィルタドライヤの接合部分
ＣＤ　キャピラリチューブ１０５の流入端の内径
ＦＤ　フィルタドライヤ１０４の本体部分１４１の内径
ＳＤ　サブキャピラリチューブ１０８の流入端の内径
Ｌ　縮径部分１４２の長さ
Ｓ　オイルスラッジ

Claims

蓋付き断熱箱と、冷凍サイクルを有する冷却装置とを備え、
前記冷却装置は、前記蓋付き断熱箱の内部に配置された冷却ユニット及び前記蓋付き断熱箱の外部に配置された熱交換ユニットを備え、
前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットを連結する連絡部が、前記蓋付き断熱箱の蓋と断熱箱本体との間で挟まれており、
前記連絡部を介して前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットとの間を冷媒が循環して前記蓋付き断熱箱の庫内を冷却するように構成された冷却システム。
前記冷却ユニットと前記熱交換ユニットが前記連絡部で固定された冷却装置であって、
前記冷却ユニットは、前記庫内の温度を検知する温度センサーと、冷却用の冷気を前記庫内へ送出するファンモータとを備え、
前記連絡部は、前記冷媒用の配管と温度センサー及びファンモータの配線とが埋設された連絡板であり、
前記冷却装置が、断熱箱に対して着脱自在であるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
物流用の配送車の荷台に請求項１又は２に記載の冷却システムが配置され、
配送移動中は前記冷却ユニットにて庫内の保冷を行い、
車外に被搬送物を搬出する際は、前記冷却ユニット、前記熱交換ユニット及び前記連絡部を取り外した前記蓋付き断熱箱と前記被搬送物とだけで軽量に搬送することができるように構成されたことを特徴とする低温輸送用の冷却システム。
前記冷却装置の前記冷凍サイクルにおけるフィルタドライヤとキャピラリチューブとの間に、前記キャピラリチューブより内径の大きなサブキャピラリチューブが配置され、
前記サブキャピラリチューブの流入端の内径ＳＤは前記キャピラリチューブの流入端の内径ＣＤよりも大きく、
前記フィルタドライヤの本体部分の内径ＦＤ＝１５～３０ｍｍ
前記キャピラリチューブの流入端の内径ＣＤ＝０．５～１．２ｍｍ
前記サブキャピラリチューブの流入端の内径ＳＤ＞０．７ｍｍ
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。
前記サブキャピラリチューブの流入端の内側空間の開口面積が、前記キャピラリチューブの流入端の内側空間の開口面積の２倍以上であることを特徴とする請求項４に記載の冷却システム。
　前記フィルタドライヤは、前記本体部分と、前記サブキャピラリチューブに対する接合部分と、前記フィルタドライヤの前記本体部分の流出端から縮径された前記接合部分に至る縮径部分とを備え、
前記縮径部分の長さをＬとして、
Ｌ≦２ＦＤの関係にあることを特徴とする請求項５に記載の冷却システム。