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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025002316
(43)【公開日】2025-01-09
(54)【発明の名称】保冷システム
(51)【国際特許分類】
F25D 3/00 20060101AFI20241226BHJP
F25D 11/00 20060101ALI20241226BHJP
【ＦＩ】
F25D3/00 E
F25D11/00 101D
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023102400
(22)【出願日】2023-06-22
(71)【出願人】
【識別番号】598039242
【氏名又は名称】株式会社 スギヤマゲン
(74)【代理人】
【識別番号】110001014
【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】内海 夕香
(72)【発明者】
【氏名】藤井 健介
(72)【発明者】
【氏名】相坂 成郎
(72)【発明者】
【氏名】仲佐 進一
【テーマコード（参考）】
3L044
3L045
【Ｆターム（参考）】
3L044AA04
3L044BA02
3L044CA11
3L044DA01
3L044DC04
3L044FA03
3L044KA01
3L044KA04
3L045AA04
3L045BA02
3L045CA02
3L045EA01
3L045KA16
3L045PA01
3L045PA04
(57)【要約】
【課題】断熱容器のなかの温度を素早く下げる。
【解決手段】送風装置３５は、断熱容器のなかに配置され、前記断熱容器のなかに収容された保冷材３４に空気を吹き付けることにより、保冷材３４によって冷却された空気を、前記断熱容器のなかで循環させる。送風装置３５は、例えば、保冷材３４の主たる表面に沿って空気を吹き付ける。送風装置３５は、例えば、保冷材３４に吹き付ける空気を吹き出す吹出口と、前記吹出口から吹き出される空気を、前記吹出口が空気を吹き出す方向に対して略垂直な方向から吸い込む吸入口とを有する。送風装置３５は、例えば、ブロアファンである。
【選択図】図２
【解決手段】送風装置３５は、断熱容器のなかに配置され、前記断熱容器のなかに収容された保冷材３４に空気を吹き付けることにより、保冷材３４によって冷却された空気を、前記断熱容器のなかで循環させる。送風装置３５は、例えば、保冷材３４の主たる表面に沿って空気を吹き付ける。送風装置３５は、例えば、保冷材３４に吹き付ける空気を吹き出す吹出口と、前記吹出口から吹き出される空気を、前記吹出口が空気を吹き出す方向に対して略垂直な方向から吸い込む吸入口とを有する。送風装置３５は、例えば、ブロアファンである。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
断熱容器のなかに配置され、前記断熱容器のなかに収容された保冷材に空気を吹き付けることにより、前記保冷材によって冷却された空気を、前記断熱容器のなかで循環させる送風装置
を備える、保冷システム。
を備える、保冷システム。
【請求項2】
前記送風装置は、前記保冷材の主たる表面に沿って前記空気を吹き付ける、
請求項１の保冷システム。
請求項１の保冷システム。
【請求項3】
前記送風装置は、
前記保冷材に吹き付ける前記空気を吹き出す吹出口と、
前記吹出口から吹き出される空気を、前記吹出口が空気を吹き出す方向に対して略垂直な方向から吸い込む吸入口と
を有する、請求項１又は２の保冷システム。
前記保冷材に吹き付ける前記空気を吹き出す吹出口と、
前記吹出口から吹き出される空気を、前記吹出口が空気を吹き出す方向に対して略垂直な方向から吸い込む吸入口と
を有する、請求項１又は２の保冷システム。
【請求項4】
前記送風装置は、ブロアファンである、
請求項１又は２の保冷システム。
請求項１又は２の保冷システム。
【請求項5】
前記送風装置から吹き出される前記空気が当たる位置に、前記保冷材を保持する保持部材
を更に備える、請求項１又は２の保冷システム。
を更に備える、請求項１又は２の保冷システム。
【請求項6】
前記送風装置に動作電力を供給する蓄電池
を更に備える、請求項１又は２の保冷システム。
を更に備える、請求項１又は２の保冷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、保冷システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、運搬ボックス内の空気を循環させる送風手段と、送風手段が循環させる空気を冷却する保冷剤とを有する空調ユニットを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許５７４３２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の空調ユニットは、外部から電力を得ることができない運搬中であっても、運搬ボックス内の温度を厳密に管理し、所定の範囲内に保つことができる。
しかし、運搬ボックス内の温度が高く、目標温度範囲から大きく外れている場合は、運搬ボックス内の温度を下げて目標温度範囲内にするには時間がかかるため、運搬ボックス内の温度をあらかじめ目標温度範囲内にしておく必要がある。
この発明は、例えばこのような課題を解決することを目的とする。
しかし、運搬ボックス内の温度が高く、目標温度範囲から大きく外れている場合は、運搬ボックス内の温度を下げて目標温度範囲内にするには時間がかかるため、運搬ボックス内の温度をあらかじめ目標温度範囲内にしておく必要がある。
この発明は、例えばこのような課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
保冷システムは、送風装置を有する。前記送風装置は、断熱容器のなかに配置され、前記断熱容器のなかに収容された保冷材に空気を吹き付けることにより、前記保冷材によって冷却された空気を、前記断熱容器のなかで循環させる。
【発明の効果】
【0006】
送風装置が保冷材に空気を吹き付けるので、空気と保冷材との間の熱交換が促進され、断熱容器のなかの温度を素早く下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】保冷システムの一例を示す斜視図。
【図2】保冷ユニットの一例を示す斜視図。
【図3】保冷材の一例を示す斜視図。
【図4】送風装置の一例を示す斜視図。
【図5】保持部材の一例を示す斜視図。
【図6】保冷ユニットの一例を示す側面視断面図。
【図7】実験結果を示すグラフ図。
【図8】送風装置の静圧風量特性を示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図１を参照して、保冷システム１０について説明する。
保冷システム１０は、例えば冷凍食品など比較的少量の保冷対象物を、例えば１時間など比較的短時間輸送するため、摂氏－１５度以下に保つシステムである。
保冷システム１０は、例えば、断熱容器１２と、保冷ユニット１３ａ及び１３ｂとを有する。
保冷システム１０は、例えば冷凍食品など比較的少量の保冷対象物を、例えば１時間など比較的短時間輸送するため、摂氏－１５度以下に保つシステムである。
保冷システム１０は、例えば、断熱容器１２と、保冷ユニット１３ａ及び１３ｂとを有する。
【0009】
断熱容器１２は、例えば真空断熱材などの断熱材料で形成された容器であり、内部空間に保冷対象物を収容する。例えば、天面板２１と、前面板２２と、背面板２３と、左側面板２４と、右側面板２５と、底面板２６とを有する略直方体箱状である。
天面板２１は、例えば、天面扉２７を有する。また、前面板２２は、例えば、前面扉２８を有する。図１は、天面扉２７及び前面扉２８が開いた状態を示している。天面扉２７は、下側（－Ｚ側）の縁を軸にして手前側（－Ｙ側）に回動して、閉じることができる。前面扉２８は、奥側（＋Ｙ側）の縁を軸にして上側（＋Ｚ側）に回動して、閉じることができる。天面扉２７や前面扉２８を開くことにより、保冷対象物などを出し入れすることができる。また、天面扉２７及び前面扉２８を閉じることにより、断熱容器１２の内部空間を密閉することができる。
なお、扉の形状は、図示した形状に限らず、例えば、天面板２１の全体が上側（＋Ｚ側）に片開きする形状であってもよいし、前面板２２の全体が手前側（－Ｙ側）に片開きする形状であってもよいし、前面板２２が左右（±Ｘ方向）に観音開きする形状であってもよいし、他の形状であってもよい。
天面板２１は、例えば、天面扉２７を有する。また、前面板２２は、例えば、前面扉２８を有する。図１は、天面扉２７及び前面扉２８が開いた状態を示している。天面扉２７は、下側（－Ｚ側）の縁を軸にして手前側（－Ｙ側）に回動して、閉じることができる。前面扉２８は、奥側（＋Ｙ側）の縁を軸にして上側（＋Ｚ側）に回動して、閉じることができる。天面扉２７や前面扉２８を開くことにより、保冷対象物などを出し入れすることができる。また、天面扉２７及び前面扉２８を閉じることにより、断熱容器１２の内部空間を密閉することができる。
なお、扉の形状は、図示した形状に限らず、例えば、天面板２１の全体が上側（＋Ｚ側）に片開きする形状であってもよいし、前面板２２の全体が手前側（－Ｙ側）に片開きする形状であってもよいし、前面板２２が左右（±Ｘ方向）に観音開きする形状であってもよいし、他の形状であってもよい。
【0010】
保冷ユニット１３ａ及び１３ｂは、断熱容器１２のなかに配置され、断熱容器１２のなかに収容された保冷対象物を冷却する。
保冷ユニット１３ａ及び１３ｂは、例えば、底面板２６の上に配置される。この場合、保冷ユニット１３ａ及び１３ｂの上に、簀子など（不図示）を配置して、断熱容器１２のなかに収容される保冷対象物と保冷ユニット１３ａ及び１３ｂとの間に隙間ができ、保冷対象物による荷重が保冷ユニット１３ａ及び１３ｂにかからないようにすることが好ましい。
なお、保冷ユニット１３ａ及び１３ｂの配置位置は、図示した位置に限らず、例えば、前面板２２や背面板２３や左側面板２４や右側面板２５の内側であってもよいし、天面板２１の下側であってもよい。また、保冷ユニット１３ａと保冷ユニット１３ｂとを異なる位置に配置してもよい。
また、保冷ユニットの数は、二つに限らず、一つだけであってもよいし、三つ以上であってもよい。
保冷ユニット１３ａ及び１３ｂは、例えば、底面板２６の上に配置される。この場合、保冷ユニット１３ａ及び１３ｂの上に、簀子など（不図示）を配置して、断熱容器１２のなかに収容される保冷対象物と保冷ユニット１３ａ及び１３ｂとの間に隙間ができ、保冷対象物による荷重が保冷ユニット１３ａ及び１３ｂにかからないようにすることが好ましい。
なお、保冷ユニット１３ａ及び１３ｂの配置位置は、図示した位置に限らず、例えば、前面板２２や背面板２３や左側面板２４や右側面板２５の内側であってもよいし、天面板２１の下側であってもよい。また、保冷ユニット１３ａと保冷ユニット１３ｂとを異なる位置に配置してもよい。
また、保冷ユニットの数は、二つに限らず、一つだけであってもよいし、三つ以上であってもよい。
【0011】
図２を参照して、保冷ユニット１３ａについて説明する。なお、保冷ユニット１３ｂも同様なので、説明を省略する。
保冷ユニット１３ａは、例えば、保冷材３４と、送風装置３５と、保持部材３６とを有する。
保冷材３４は、保持部材３６によって保持されている。送風装置３５は、保持部材３６に固定され、保冷材３４から見て奥側（＋Ｙ方向）に位置付けられている。
保冷ユニット１３ａは、例えば、保冷材３４と、送風装置３５と、保持部材３６とを有する。
保冷材３４は、保持部材３６によって保持されている。送風装置３５は、保持部材３６に固定され、保冷材３４から見て奥側（＋Ｙ方向）に位置付けられている。
【0012】
図３を参照して、保冷材３４について説明する。
保冷材３４は、例えば、密閉されたケース４１と、そのなかに充填された保冷剤（不図示）とを有し、冷蔵庫のなかで冷却するなどして保冷剤を凍結させたのち、断熱容器１２のなかに入れることにより、保冷剤が融解するときに吸収する融解熱で、断熱容器１２のなかを冷却する。
ケース４１は、例えば±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状であり、四つの脚部４２と、六つの貫通穴４３とを有する。
脚部４２は、ケース４１の四隅に配置され、上下（±Ｚ方向）に突出している。これにより、ケース４１の周りに隙間を確保することができる。
貫通穴４３は、ケース４１を上下（±Ｚ方向）に貫通している。これにより、ケース４１の表面積が大きくなり、保冷剤の凍結・融解を促進することができる。
保冷材３４は、例えば、密閉されたケース４１と、そのなかに充填された保冷剤（不図示）とを有し、冷蔵庫のなかで冷却するなどして保冷剤を凍結させたのち、断熱容器１２のなかに入れることにより、保冷剤が融解するときに吸収する融解熱で、断熱容器１２のなかを冷却する。
ケース４１は、例えば±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状であり、四つの脚部４２と、六つの貫通穴４３とを有する。
脚部４２は、ケース４１の四隅に配置され、上下（±Ｚ方向）に突出している。これにより、ケース４１の周りに隙間を確保することができる。
貫通穴４３は、ケース４１を上下（±Ｚ方向）に貫通している。これにより、ケース４１の表面積が大きくなり、保冷剤の凍結・融解を促進することができる。
【0013】
図４を参照して、送風装置３５について説明する。
送風装置３５は、保冷材３４に風（空気）を吹き付けることにより、保冷材３４によって冷却された空気を、断熱容器１２のなかで循環させる。
送風装置３５は、例えば、ブロアファンであり、例えば、ケース５１と、モータ５４と、ファン（不図示）とを有する。
ケース５１は、±Ｚ方向に延びる軸を中心とする中空略円柱状であり、例えば、吸入口５２と、吹出口５３とを有する。吹出口５３は、ケース５１の側面から例えば手前方向（－Ｙ方向）へ向けて突出し、手前方向へ向けて空気を吹き出す。これにより、吹出口５３から吹き出された空気が、保冷材３２に吹き付けられる。吸入口５２は、ケース５１の上面の中心付近に設けられた略円形の穴であり、例えば上方向（＋Ｚ方向）から空気を吸い込む。このように、吹出口５３から空気を吹き出す方向に対して略垂直な方向から空気を吸い込むことにより、断熱容器１２の内部空間が狭くても、断熱容器１２のなかの空気を効率良く循環させることができる。
モータ５４は、蓄電池（不図示）から供給される電力によって動作し、ケース５１のなかに配置されたファンを回転させることにより、吸入口５２から空気を吸い込ませ、吸入口５２から吸い込んだ空気を吹出口５３から吹き出させる。
なお、蓄電池は、断熱容器１２のなかに配置してもよいが、断熱容器１２から配線を引き出して断熱容器１２の外側に配置することが好ましい。そうすれば、蓄電池からの発熱により冷却効率が落ちるのを防ぐことができる。
送風装置３５は、保冷材３４に風（空気）を吹き付けることにより、保冷材３４によって冷却された空気を、断熱容器１２のなかで循環させる。
送風装置３５は、例えば、ブロアファンであり、例えば、ケース５１と、モータ５４と、ファン（不図示）とを有する。
ケース５１は、±Ｚ方向に延びる軸を中心とする中空略円柱状であり、例えば、吸入口５２と、吹出口５３とを有する。吹出口５３は、ケース５１の側面から例えば手前方向（－Ｙ方向）へ向けて突出し、手前方向へ向けて空気を吹き出す。これにより、吹出口５３から吹き出された空気が、保冷材３２に吹き付けられる。吸入口５２は、ケース５１の上面の中心付近に設けられた略円形の穴であり、例えば上方向（＋Ｚ方向）から空気を吸い込む。このように、吹出口５３から空気を吹き出す方向に対して略垂直な方向から空気を吸い込むことにより、断熱容器１２の内部空間が狭くても、断熱容器１２のなかの空気を効率良く循環させることができる。
モータ５４は、蓄電池（不図示）から供給される電力によって動作し、ケース５１のなかに配置されたファンを回転させることにより、吸入口５２から空気を吸い込ませ、吸入口５２から吸い込んだ空気を吹出口５３から吹き出させる。
なお、蓄電池は、断熱容器１２のなかに配置してもよいが、断熱容器１２から配線を引き出して断熱容器１２の外側に配置することが好ましい。そうすれば、蓄電池からの発熱により冷却効率が落ちるのを防ぐことができる。
【0014】
図５を参照して、保持部材３６について説明する。
保持部材３６は、送風装置３５から吹き出される空気が当たる位置に、保冷材３４を保持する。保持部材３６は、例えば一枚の板を折り曲げた形状であり、例えば、底面部６１と、側面部６２及び６３と、縁部６４及び６５とを有する。
底面部６１は、±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状である。なお、底面部６１は、保冷材３４が保持される位置に、比較的大きな開口を有してもよい。そうすれば、保持部材３６の底面部６１を断熱容器１２の内面から離れた位置に配置した場合に、保冷材３４によって冷却された空気が開口から保持部材３６の外に出ることができる。
側面部６２は、±Ｘ方向に対して垂直な略長方形板状であり、底面部６１の－Ｘ側の縁から＋Ｚ方向へ向けて延びている。
側面部６３は、±Ｘ方向に対して垂直な略長方形板状であり、底面部６１の＋Ｘ側の縁から＋Ｚ方向へ向けて延びている。
縁部６４は、±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状であり、側面部６２の＋Ｚ側の縁から＋Ｘ方向へ向けて延びている。
縁部６５は、±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状であり、側面部６３の＋Ｚ側の縁から－Ｘ方向へ向けて延びている。
側面部６２及び６３の高さ（±Ｚ方向の長さ）は、保冷材３４の厚さ（±Ｚ方向の長さ）よりもわずかに大きい。また、底面部６１の幅（±Ｘ方向の長さ）は、保冷材３４の幅（±Ｘ方向の長さ）よりもわずかに大きい。これにより、側面部６２及び６３並びに縁部６４及び６５がガイドレールとして機能し、底面部６１と縁部６４及び６５との間、かつ、側面部６２と側面部６３との間に、保冷材３４を差し込んで保持することができる。
なお、縁部６４及び６５の代わりに、底面部６１と同じ大きさの天面部を設けてもよい。その場合、天面部に比較的大きな開口を設けて、保冷材３４によって冷却された空気が保持部材３６の外に出ることができるようにする。また、送風装置３５が空気を吸い込むのを阻害しないよう、吸入口５２に対応する位置にも開口を設ける。このように、送風装置３５を保持部材３６で覆う構造とすれば、送風装置３５を保護することができる。送風装置３５を保護する覆いは、保持部材３６とは別の部材であってもよい。送風装置３５を保護する覆いの上に保冷対象物などが乗って、吸入口５２に対応する位置にある開口が塞がれるのを防ぐため、覆いの上面から上方向へ突出した例えば高さ５ｍｍの突起を、例えば覆いの四隅に設けてもよい。また、蓄電池から送風装置３５への配線を容易にするため、送風装置３５に接続された電源ジャックを設けてもよい。
また、ガイドレールの代わりに、例えば、保冷材３４の貫通穴４３に対応する位置に、貫通穴４３に嵌合する突起を設けて、保冷材３４を正しい位置に保持できるようにしてもよいし、他の手段によって保冷材３４を正しい位置に保持できるようにしてもよい。
保持部材３６は、送風装置３５から吹き出される空気が当たる位置に、保冷材３４を保持する。保持部材３６は、例えば一枚の板を折り曲げた形状であり、例えば、底面部６１と、側面部６２及び６３と、縁部６４及び６５とを有する。
底面部６１は、±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状である。なお、底面部６１は、保冷材３４が保持される位置に、比較的大きな開口を有してもよい。そうすれば、保持部材３６の底面部６１を断熱容器１２の内面から離れた位置に配置した場合に、保冷材３４によって冷却された空気が開口から保持部材３６の外に出ることができる。
側面部６２は、±Ｘ方向に対して垂直な略長方形板状であり、底面部６１の－Ｘ側の縁から＋Ｚ方向へ向けて延びている。
側面部６３は、±Ｘ方向に対して垂直な略長方形板状であり、底面部６１の＋Ｘ側の縁から＋Ｚ方向へ向けて延びている。
縁部６４は、±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状であり、側面部６２の＋Ｚ側の縁から＋Ｘ方向へ向けて延びている。
縁部６５は、±Ｚ方向に対して垂直な略長方形板状であり、側面部６３の＋Ｚ側の縁から－Ｘ方向へ向けて延びている。
側面部６２及び６３の高さ（±Ｚ方向の長さ）は、保冷材３４の厚さ（±Ｚ方向の長さ）よりもわずかに大きい。また、底面部６１の幅（±Ｘ方向の長さ）は、保冷材３４の幅（±Ｘ方向の長さ）よりもわずかに大きい。これにより、側面部６２及び６３並びに縁部６４及び６５がガイドレールとして機能し、底面部６１と縁部６４及び６５との間、かつ、側面部６２と側面部６３との間に、保冷材３４を差し込んで保持することができる。
なお、縁部６４及び６５の代わりに、底面部６１と同じ大きさの天面部を設けてもよい。その場合、天面部に比較的大きな開口を設けて、保冷材３４によって冷却された空気が保持部材３６の外に出ることができるようにする。また、送風装置３５が空気を吸い込むのを阻害しないよう、吸入口５２に対応する位置にも開口を設ける。このように、送風装置３５を保持部材３６で覆う構造とすれば、送風装置３５を保護することができる。送風装置３５を保護する覆いは、保持部材３６とは別の部材であってもよい。送風装置３５を保護する覆いの上に保冷対象物などが乗って、吸入口５２に対応する位置にある開口が塞がれるのを防ぐため、覆いの上面から上方向へ突出した例えば高さ５ｍｍの突起を、例えば覆いの四隅に設けてもよい。また、蓄電池から送風装置３５への配線を容易にするため、送風装置３５に接続された電源ジャックを設けてもよい。
また、ガイドレールの代わりに、例えば、保冷材３４の貫通穴４３に対応する位置に、貫通穴４３に嵌合する突起を設けて、保冷材３４を正しい位置に保持できるようにしてもよいし、他の手段によって保冷材３４を正しい位置に保持できるようにしてもよい。
【0015】
図６を参照して、保冷ユニット１３ａの動作について説明する。なお、保冷ユニット１３ｂも同様なので、説明を省略する。
送風装置３５は、吹出口５３の正面に、保持部材３６に保持された保冷材３４の中心が位置付けられるよう、保持部材３６の底面部６１に固定されている。これにより、保冷材３４を正しい位置に正確に位置付けることができる。送風装置３５は、例えば、両面テープ、面ファスナーなどの固定手段により、着脱可能に保持部材３６に固定されてもよい。
上述したとおり、吸入口５２を介して＋Ｚ方向から送風装置３５のなかに吸い込まれた空気は、吹出口５３から－Ｘ方向へ向けて吹き出される。
吹出口５３から吹き出された空気は、保冷材３４の上下に分かれ、一方は、保冷材３４の上側（＋Ｚ側）の表面に沿って進み、他方は、保冷材３４の下側（－Ｚ側）の表面に沿って進む。これにより、吹出口５３から吹き出された空気と、保冷材３４との間の熱交換が促進され、吹出口５３から吹き出された空気が冷却される。そして、保冷材３４によって冷却された空気が断熱容器１２のなかに拡散することにより、断熱容器１２の内部空間全体が素早く冷却され、そのなかに収容された冷却対象物を保冷することができる。
送風装置３５は、吹出口５３の正面に、保持部材３６に保持された保冷材３４の中心が位置付けられるよう、保持部材３６の底面部６１に固定されている。これにより、保冷材３４を正しい位置に正確に位置付けることができる。送風装置３５は、例えば、両面テープ、面ファスナーなどの固定手段により、着脱可能に保持部材３６に固定されてもよい。
上述したとおり、吸入口５２を介して＋Ｚ方向から送風装置３５のなかに吸い込まれた空気は、吹出口５３から－Ｘ方向へ向けて吹き出される。
吹出口５３から吹き出された空気は、保冷材３４の上下に分かれ、一方は、保冷材３４の上側（＋Ｚ側）の表面に沿って進み、他方は、保冷材３４の下側（－Ｚ側）の表面に沿って進む。これにより、吹出口５３から吹き出された空気と、保冷材３４との間の熱交換が促進され、吹出口５３から吹き出された空気が冷却される。そして、保冷材３４によって冷却された空気が断熱容器１２のなかに拡散することにより、断熱容器１２の内部空間全体が素早く冷却され、そのなかに収容された冷却対象物を保冷することができる。
【0016】
保冷材３４の表面は、様々な方向を向いているが、そのうち、同じ方向を向いている面積が最も大きい表面を「主たる表面」と呼ぶ。この例の保冷材３４の場合、＋Ｚ方向を向いた表面及び－Ｚ方向を向いた表面が「主たる表面」である。このように、保冷材３４の主たる表面に沿って空気を吹き付けることにより、吹出口５３から吹き出された空気を効率良く冷却することができる。
【0017】
吹出口５３の高さ（±Ｚ方向の長さ）は、保冷材３４の高さ（±Ｚ方向の長さ）よりも大きいことが好ましい。そうすれば、吹出口５３から吹き出した空気の一部が、保冷材３４の＋Ｘ側の面に当たることなくそのまま直進し、保冷材３４の＋Ｚ側の面に沿って進むことができるので、保冷材３４によって効率良く冷却される。ただし、吹出口５３の高さが高すぎると、吹出口５３から吹き出した空気の一部が、保冷材３４から＋Ｚ方向に離れた位置を進み、保冷材３４と熱交換することができない。このため、吹出口５３の高さは、保冷材３４の高さの１．５倍以下であることが好ましい。
【0018】
吹出口５３の幅（±Ｙ方向の長さ）は、保冷材３４の幅（±Ｙ方向の長さ）よりも小さいことが好ましい。吹出口５３の幅が保冷材３４の幅よりも大きいと、吹出口５３から吹き出された空気の一部が、保冷材３４の＋Ｘ側の面に当たることなくそのまま直進し、保冷材３４の±Ｘ側の面に沿って進むことになり、保冷材３４の±Ｚ側の面に沿って進む場合よりも熱交換の効率が落ちるからである。ただし、吹出口５３の幅が狭すぎると、保冷材３４の±Ｚ側の表面に、吹出口５３から吹き出された空気と熱交換しない範囲が生じる。このため、吹出口５３の幅は、保冷材３４の幅の０．２倍以上であることが好ましい。
【0019】
また、この例のように保冷材３４が略長方形板状である場合、長方形の長辺方向を、吹出口５３から空気が吹き出される方向と平行に配置することが好ましい。そうすれば、吹出口５３から吹き出された空気が保冷材３４と熱交換する時間を長くすることができ、吹出口５３から吹き出された空気を効率良く冷却することができる。これを一般化すると、保冷材３４は、吹出口５３から空気が吹き出される方向と平行な方向における主たる表面の長さがなるべく長くなるような向きに配置することが好ましい。
【0020】
このように吹出口５３から吹き出された空気がなるべく長く保冷材３４と熱交換するようにすることが重要である。したがって、送風装置３５は、ブロアファンのように、指向性の高い風を吹き出すものであることが好ましい。
【0021】
吸入口５２が空気を吸い込む方向は、断熱容器１２のなかでなるべく広く開放された方向であることが好ましい。例えば、保冷ユニット１３ａや１３ｂを天面板２１の下（－Ｚ側）に配置する場合であれば、吸入口５２が－Ｚ方向から空気を吸い込むように配置する。同様に、保冷ユニット１３ａや１３ｂを背面板２３の内側（－Ｙ側）に配置する場合であれば、吸入口５２が－Ｙ方向から空気を吸い込むように配置する。
【0022】
保冷ユニット１３ａや１３ｂは、断熱容器１２のなかに着脱可能に固定されることが好ましい。そうすれば、保冷ユニット１３ａや１３ｂに保冷材３４を着脱する作業が容易になる。例えば、保冷ユニット１３ａや１３ｂに羽根を設け、この羽根を断熱容器１２の内側に引っ掛けるなどして、保冷ユニット１３ａや１３ｂを断熱容器１２に固定する。
【0023】
保冷ユニット１３ａや１３ｂを前面板２２や背面板２３や左側面板２４や右側面板２５の内側に配置するなど、保冷材３４を縦（±Ｚ方向に対して平行）に配置する場合、保冷材３４を送風装置３５の上側（＋Ｚ側）に配置すれば、保冷ユニット１３ａや１３ｂを断熱容器１２から取り外さなくても保冷材３４を交換できる。逆に、保冷材３４を送風装置３５の下側（－Ｚ側）に配置すれば、保冷材３４に発生した結露が飛び散るのを防ぐことができる。あるいは、保冷材３４を送風装置３５の横に配置してもよい。
【0024】
また、保冷ユニット１３ａや１３ｂと断熱容器１２の内壁との間の隙間は、なるべく狭いほうが好ましい。その隙間のなかに滞留する空気は、保冷対象物の冷却に寄与しないからである。
【0025】
保冷材３４に充填される保冷剤は、保冷対象物の性質に基づいて適切な融点を有するものを選択する。例えば、冷凍食品は、法令により摂氏－１５度以下で保存することが義務付けられているので、保冷剤の融点は、－１５度以下であることが必要であり、輸送中に扉を開閉しても－１５度以下を維持するためには、もっと低いほうが望ましい。
しかし、融点が低すぎると、保冷剤を凍結させるのが困難になるので、－３０度であることが好ましい。そうすれば、内部温度が－３５度～－４０度である保冷剤凍結庫で、保冷剤を容易に凍結させることができる。
しかし、融点が低すぎると、保冷剤を凍結させるのが困難になるので、－３０度であることが好ましい。そうすれば、内部温度が－３５度～－４０度である保冷剤凍結庫で、保冷剤を容易に凍結させることができる。
【0026】
また、断熱容器１２の天面扉２７や前面扉２８が開いたことを検知するセンサを設け、扉が開いたことを検知したときは、送風装置３５を停止させてもよい。そうすれば、断熱容器１２の外に流れ出す冷気を最小限に抑えることができる。
【0027】
「保冷」には、二つの観点がある。一つは、高い温度から低い温度へ温度を低下させる「冷却力」である。もう一つは、周囲よりも低い温度になっている環境を維持する「保冷維持力」である。保冷剤は、ドライアイスよりも「保冷維持力」は優れているが、「冷却力」が劣っている。特に、冷凍食品の保冷のように低い温度にするためには、断熱容器内を環境温度から冷却する「冷却力」が重要になる。
保冷剤の冷却力が弱い原因は、気化を伴わない相転移現象であるという点が挙げられる。しかし、それだけではなく、空気そのものの特性も影響している。すなわち、空気は、断熱材として用いられるほど、熱伝導率が著しく低く、熱を伝えにくい。このため、保冷剤が周囲の熱を吸収できるのは、保冷剤を充填したケースの極めて近傍のみであり、冷却された空気の冷熱が周囲の空気に伝わりにくく、混じりにくい。
また、空気には、比熱が小さく、熱しやすく冷めやすいという特徴もある。自由に動き回る空気分子が、静置している物体に接触すると、相手の分子に振動を与えることが容易だからである。空気同士で熱が伝わりにくいのは、空気分子同士が動き回っているからであり、静置物体の分子とは熱を伝えやすいのである。
保冷剤の冷却力が弱い原因は、気化を伴わない相転移現象であるという点が挙げられる。しかし、それだけではなく、空気そのものの特性も影響している。すなわち、空気は、断熱材として用いられるほど、熱伝導率が著しく低く、熱を伝えにくい。このため、保冷剤が周囲の熱を吸収できるのは、保冷剤を充填したケースの極めて近傍のみであり、冷却された空気の冷熱が周囲の空気に伝わりにくく、混じりにくい。
また、空気には、比熱が小さく、熱しやすく冷めやすいという特徴もある。自由に動き回る空気分子が、静置している物体に接触すると、相手の分子に振動を与えることが容易だからである。空気同士で熱が伝わりにくいのは、空気分子同士が動き回っているからであり、静置物体の分子とは熱を伝えやすいのである。
【0028】
そこで、保冷剤に風を直接当てることにより、保冷剤によって冷やされる空気を常に入れ替える。保冷剤近傍に流れを作り出すことで、空気と保冷剤の熱交換の速度が向上し、保冷剤の冷却力を高めることができる。
【0029】
これに対し、従来技術の送風装置は、断熱容器内の空気を攪拌し、保冷剤によって冷却された空気を混じり合わせるために用いられる。このため、空気と保冷剤の熱交換の速度を向上させることができず、冷却力を高めることができない。
【0030】
保冷システム１０の効果を確認するため、以下の実験を実施した。
＜実験１＞
断熱容器は、硬質発泡ポリウレタンフォーム５０ｍｍを、ポリエチレン（ＰＥ）クロスのラミネートシートでカバーしたボードで作製した。断熱容器１２の内寸は、７２０ｍｍ×６２０ｍｍ×８８０ｍｍである。
保冷ユニットの送風装置には、山洋電気株式会社製のブロアファン（商品名「Ｓａｎ Ａｃｅ Ｂ９７」、型番「１０９ＢＭ１２ＧＣ２－１」）を使用した。
送風装置の電源には、蓄電池として、モバイルバッテリーを使用した。ただし、使用したブロアファンの入力電圧が直流１２Ｖなので、モバイルバッテリーとブロアファンとの間に、昇圧回路を挿入した。モバイルバッテリーと昇圧回路とを内蔵したバッテリーボックスを、断熱容器の外側に設けたポケットに収納し、ブロアファンとの間をリード線で接続した。
保冷ユニットの保冷材には、株式会社スギヤマゲン製の保冷材（商品名「Ｃｏｏｌ Ｌａｂ（登録商標） －３１」）を使用した。保冷材の大きさは、２８５ｍｍ×２１０ｍｍ×３２ｍｍである。保冷剤の融点は摂氏－３１度、保冷剤の充填量は、８００ｇである。ブロアファンの吹出口と保冷材との間の距離は、８ｃｍとした。
三つの保冷ユニットを、断熱容器の底面板の上に設置し、その上に、簀子状のカバーを乗せた。
また、補助的に、三つの保冷材（株式会社スギヤマゲン製の保冷材（商品名「Ｃｏｏｌ Ｌａｂ（登録商標） －３１」））を断熱容器の天面板の下に設けたポケットに設置した。
＜実験１＞
断熱容器は、硬質発泡ポリウレタンフォーム５０ｍｍを、ポリエチレン（ＰＥ）クロスのラミネートシートでカバーしたボードで作製した。断熱容器１２の内寸は、７２０ｍｍ×６２０ｍｍ×８８０ｍｍである。
保冷ユニットの送風装置には、山洋電気株式会社製のブロアファン（商品名「Ｓａｎ Ａｃｅ Ｂ９７」、型番「１０９ＢＭ１２ＧＣ２－１」）を使用した。
送風装置の電源には、蓄電池として、モバイルバッテリーを使用した。ただし、使用したブロアファンの入力電圧が直流１２Ｖなので、モバイルバッテリーとブロアファンとの間に、昇圧回路を挿入した。モバイルバッテリーと昇圧回路とを内蔵したバッテリーボックスを、断熱容器の外側に設けたポケットに収納し、ブロアファンとの間をリード線で接続した。
保冷ユニットの保冷材には、株式会社スギヤマゲン製の保冷材（商品名「Ｃｏｏｌ Ｌａｂ（登録商標） －３１」）を使用した。保冷材の大きさは、２８５ｍｍ×２１０ｍｍ×３２ｍｍである。保冷剤の融点は摂氏－３１度、保冷剤の充填量は、８００ｇである。ブロアファンの吹出口と保冷材との間の距離は、８ｃｍとした。
三つの保冷ユニットを、断熱容器の底面板の上に設置し、その上に、簀子状のカバーを乗せた。
また、補助的に、三つの保冷材（株式会社スギヤマゲン製の保冷材（商品名「Ｃｏｏｌ Ｌａｂ（登録商標） －３１」））を断熱容器の天面板の下に設けたポケットに設置した。
【0031】
このようにして構成した保冷システム（保冷材は除く。）を、扉を全開にした状態で、恒温室（室内温度摂氏３５度）のなかに２０分間静置し、断熱容器の内部空間を摂氏３５度にした。
その後、保冷剤急速凍結庫（庫内温度摂氏－３５度）で保冷剤を完全に凍結させた六つの保冷材を上述した位置に設置し、扉を閉じて、そのまま恒温室（室内温度摂氏３５度）のなかに放置し、断熱容器の内部の温度を温度ロガーで測定した。測定位置は、底面板の上面の中央、前面板の内側面の中央、左右側面板の内側面の下部中央及び上部中央、背面板の内側面の中央、天面板の下面の中央の８か所である。
その後、保冷剤急速凍結庫（庫内温度摂氏－３５度）で保冷剤を完全に凍結させた六つの保冷材を上述した位置に設置し、扉を閉じて、そのまま恒温室（室内温度摂氏３５度）のなかに放置し、断熱容器の内部の温度を温度ロガーで測定した。測定位置は、底面板の上面の中央、前面板の内側面の中央、左右側面板の内側面の下部中央及び上部中央、背面板の内側面の中央、天面板の下面の中央の８か所である。
【0032】
＜実験２＞
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
実験１と同じ保冷ユニットを二つ、断熱容器の底面板の上に設置し、補助的な保冷材を四つ、天面板の下に設けたポケットのなかに設置した。すなわち、保冷材の数は変えずに、保冷ユニットの数を一つ減らした。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
実験１と同じ保冷ユニットを二つ、断熱容器の底面板の上に設置し、補助的な保冷材を四つ、天面板の下に設けたポケットのなかに設置した。すなわち、保冷材の数は変えずに、保冷ユニットの数を一つ減らした。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
【0033】
＜実験３＞
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
保冷ユニットは設けず、実験１と同じ保冷材を単独で六つ使用した。保冷材の配置は、実験１と同様であり、底面板の上に三つ、天面板の下に三つ設置した。すなわち、保冷材の数は、実験１及び２と同じである。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
保冷ユニットは設けず、実験１と同じ保冷材を単独で六つ使用した。保冷材の配置は、実験１と同様であり、底面板の上に三つ、天面板の下に三つ設置した。すなわち、保冷材の数は、実験１及び２と同じである。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
【0034】
図７を参照して、実験結果について説明する。
横軸は、断熱容器の扉を閉めてからの経過時間を示し、縦軸は、測定した温度を示す。
実線９１は、実験１において測定した温度を代表して、天面中央で測定した温度を示す。
破線９２は、実験２において測定した温度を代表して、天面中央で測定した温度を示す。
破線９３は、実験３において測定した温度を代表して、天面中央で測定した温度を示す。
横軸は、断熱容器の扉を閉めてからの経過時間を示し、縦軸は、測定した温度を示す。
実線９１は、実験１において測定した温度を代表して、天面中央で測定した温度を示す。
破線９２は、実験２において測定した温度を代表して、天面中央で測定した温度を示す。
破線９３は、実験３において測定した温度を代表して、天面中央で測定した温度を示す。
【0035】
実験１において、断熱容器の内部の温度が摂氏－１５度に達するまでにかかった時間は、底面中央で約１４分、前面中央、左右側面下部中央、背面中央、天面中央で約１６分、左右側面上部中央で約１８分だった。また、断熱容器の内部の温度は、最終的に摂氏－１９度に到達した。このように、猛暑日であっても、断熱容器の内部を急速に冷却し、保冷状態を維持できることがわかった。
【0036】
実験２において、断熱容器の内部の温度が摂氏－１５度に達するまでにかかった時間は、底面中央で約２７分、前面中央、左右側面下部中央、背面中央、天面中央で約２８分、左右側面上部中央で約３３分だった。実験１と比べると、冷却にかかる時間は長くなったが、冷却効果は十分にあることがわかった。
【0037】
実験３において、断熱容器の内部の温度は、最終的に、底面中央で摂氏－８度、前面中央、左右側面下部中央、背面中央、天面中央、左右側面上部中央では、摂氏０度～－３度までしか下がらなかった。したがって、保冷ユニットを使用しないと、十分な冷却効果を得ることができないことがわかった。
【0038】
＜実験４＞
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
保冷ユニットは設けず、実験１と同じ保冷材を単独で１６枚使用した。保冷材は、天面板の下に設けたポケットに四つ、左右側面板の内側に設けたポケットに二つずつ、前面板及び背面板の内側に設けたポケットに四つずつ配置した。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
保冷ユニットは設けず、実験１と同じ保冷材を単独で１６枚使用した。保冷材は、天面板の下に設けたポケットに四つ、左右側面板の内側に設けたポケットに二つずつ、前面板及び背面板の内側に設けたポケットに四つずつ配置した。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
【0039】
実験４において、断熱容器の内部の温度がすべて摂氏－１５度に達するまでにかかった時間は、約１８分だった。このように、保冷ユニットを使用しなくても、保冷材の数を増やせば、実験１と同様の冷却速度及び冷却効果を得ることできるが、必要な保冷材の数は、約２．５倍になった。
【0040】
＜実験５＞
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
実験１と同じ保冷ユニットを三つ、断熱容器の天面板の下に設置し、補助的な保冷材を三つ、底面板の上に設置した。すなわち、保冷ユニットと補助的な保冷材との配置を逆転した。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
実験１と同じ保冷ユニットを三つ、断熱容器の天面板の下に設置し、補助的な保冷材を三つ、底面板の上に設置した。すなわち、保冷ユニットと補助的な保冷材との配置を逆転した。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
【0041】
実験５において、断熱容器の内部の温度がすべて摂氏－１５度に達するまでにかかった時間は、約３５分だった。実験１と比較すると、冷却速度は遅くなったが、温度むらが小さくなり、断熱容器の内部温度の均一性が高くなった。
また、実験５では、天面に配置した保冷ユニットの保冷材のほうが、底面に配置した補助的な保冷材よりも早く融解する。天面に配置した保冷ユニットの保冷材は、断熱容器に収容した保冷対象物を取り出さなくても交換できるので、輸送中に保冷ユニットの保冷材を適宜交換する運用とすれば、扉の開閉頻度が高い場合や長時間の輸送が可能になる。
また、実験５では、天面に配置した保冷ユニットの保冷材のほうが、底面に配置した補助的な保冷材よりも早く融解する。天面に配置した保冷ユニットの保冷材は、断熱容器に収容した保冷対象物を取り出さなくても交換できるので、輸送中に保冷ユニットの保冷材を適宜交換する運用とすれば、扉の開閉頻度が高い場合や長時間の輸送が可能になる。
【0042】
＜実験６＞
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
保冷ユニットの送風装置として、ブロアファンではなく、山洋電気株式会社製の軸流ファン（商品名「Ｓａｎ Ａｃｅ ８０」、型番「９ＧＡ０８１２Ｐ２Ｓ００１」）を使用した。他の実験で使用したブロアファンの定格入力電力は７．２Ｗであるのに対し、実験６で使用した軸流ファンの定格入力電力は９．９６Ｗなので、消費電力をほぼ揃えるため、天面に配置した保冷材三つに対して軸流ファンを二つ設置した。また、底面に補助的な保冷材を三つ配置した。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
断熱容器は、実験１と同じものを使用した。
保冷ユニットの送風装置として、ブロアファンではなく、山洋電気株式会社製の軸流ファン（商品名「Ｓａｎ Ａｃｅ ８０」、型番「９ＧＡ０８１２Ｐ２Ｓ００１」）を使用した。他の実験で使用したブロアファンの定格入力電力は７．２Ｗであるのに対し、実験６で使用した軸流ファンの定格入力電力は９．９６Ｗなので、消費電力をほぼ揃えるため、天面に配置した保冷材三つに対して軸流ファンを二つ設置した。また、底面に補助的な保冷材を三つ配置した。
このようにして構成した保冷システムを用いて、実験１と同じ条件で、断熱容器の内部の温度を測定した。
【0043】
実験６において、断熱容器の内部の温度は、最終的に、底面中央で摂氏－８度、前面中央、左右側面下部中央、背面中央、天面中央、左右側面上部中央では、摂氏０度～－３度までしか下がらず、十分な冷却効果を得ることができないことがわかった。
【0044】
このように、保冷ユニットの送風装置は、軸流ファンよりもブロアファンであるほうが好ましい。この理由について、以下考察する。
【0045】
図８を参照して、ブロアファンと軸流ファンの静圧風量特性の違いについて説明する。
横軸は、風量を示し、縦軸は、静圧を示す。
実線９４は、ブロアファンの静圧風量特性を示す。
実線９５は、軸流ファンの静圧風量特性を示す。
横軸は、風量を示し、縦軸は、静圧を示す。
実線９４は、ブロアファンの静圧風量特性を示す。
実線９５は、軸流ファンの静圧風量特性を示す。
【0046】
通風抵抗が小さい場合は、軸流ファンのほうが風量が大きいが、通風抵抗が大きくなると、ブロアファンのほうが静圧が高いので、風量が大きくなる。このため、断熱容器のなかの狭い内部空間のなかで空気を循環させる目的には、ブロアファンのほうが適していると言える。この実験では、断熱容器のなかに保冷対象物を収容していないが、実際の運用では、断熱容器のなかに保冷対象物を収容して輸送するので、通風抵抗は更に大きくなる。したがって、ブロアファンのほうが好適であると言える。
また、軸流ファンの静圧風量特性には、旋回失速領域９６が存在する。このため、保冷対象物の配置が変化すると状態が不安定になる可能性がある。
また、軸流ファンの静圧風量特性には、旋回失速領域９６が存在する。このため、保冷対象物の配置が変化すると状態が不安定になる可能性がある。
【0047】
それに加えて、軸流ファンは、空気を吸い込む方向と空気を吹き出す方向とが一直線である。このため、保冷材を設置した断熱容器の内壁と同じ内壁に軸流ファンを設置すると、軸流ファンの空気を吸い込む側の空間が狭くなり、通風抵抗が大きくなる。
これに対し、ブロアファンは、空気を吸い込む方向と空気を吹き出す方向とが直角である。このため、保冷材を設置した断熱容器の内壁と同じ内壁にブロアファンを設置しても、ブロアファンの空気を吸い込む側の空間が広く、通風抵抗が大きくなるのを防ぐことができる。
これに対し、ブロアファンは、空気を吸い込む方向と空気を吹き出す方向とが直角である。このため、保冷材を設置した断熱容器の内壁と同じ内壁にブロアファンを設置しても、ブロアファンの空気を吸い込む側の空間が広く、通風抵抗が大きくなるのを防ぐことができる。
【0048】
軸流ファンは、最大風量が大きいので、断熱容器内の空気を攪拌して保冷剤によって冷却された空気を混じり合わせるのには向いているが、保冷剤の冷却力を高めるには、ブロアファンのほうが向いている。
【0049】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。
【符号の説明】
【0050】
１０ 保冷システム、１２ 断熱容器、１３ａ，１３ｂ 保冷ユニット、２１ 天面板、２２ 前面板、２３ 背面板、２４ 左側面板、２５ 右側面板、２６ 底面板、２７ 天面扉、２８ 前面扉、３４ 保冷材、３５ 送風装置、３６ 保持部材、４１ ケース、４２ 脚部、４３ 貫通穴、５１ ケース、５２ 吸入口、５３ 吹出口、５４ モータ、６１ 底面部、６２，６３ 側面部、６４，６５ 縁部、９１，９４，９５ 実線、９２，９３ 破線、９６ 旋回失速領域。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】