專利名稱：低溫貯藏庫的制造方法及低溫貯藏庫的制作方法
技術領域：
本發明涉及由在外箱和內箱間具有發泡絕熱材和真空絕熱板的絕熱箱體構成的低溫貯藏庫及其制造方法，尤其涉及使內箱內為例如-80℃以下的超低溫的低溫貯藏庫。
背景技術：
歷來，構成冷藏庫或冷凍庫等低溫貯藏庫的絕熱箱體，在組合內箱和外箱構成的空間內填充發泡絕熱材，降低內箱內的冷熱的泄漏量。此時，考慮外部與內部的溫度差，來確定填充于內箱和外箱之間的絕熱材的厚度，不過為了使內箱內的溫度維持為例如-80℃以下的超低溫，絕熱材的厚度必須確保相當的厚度。因此，為了確保內箱內的貯藏室內的收容量，低溫貯藏庫自身大型化，耗電也較大。
因此，作為用于減小絕熱箱體的厚度尺寸的技術，有如下技術在內箱和外箱的空間內配置真空絕熱材，并在它們的間隙中填充氨基甲酸乙酯泡沫等發泡絕熱材(參照專利文獻1)。該真空絕熱材如下構成將在通氣性袋內收容無機微粉末并預成形為規定的形狀而得到的預成形物收容于由多層薄膜構成的袋狀的容器內，對該袋內的空氣進行真空排氣，并通過熱熔敷進行密封。由此能夠獲得比通常的填充發泡絕熱材起到的絕熱效果更高的絕熱能力，從而實現了絕熱箱體的厚度尺寸的薄板化。
專利文獻1特開平8-68591號公報但是，在以往的將真空絕熱材設置于絕熱箱體內的方法中，在使如上所述的內箱內的溫度為-80℃那樣的超低溫時，產生如下問題內箱內的冷熱到達覆蓋真空絕熱材的袋表面，在袋表面的溫度因該冷熱而成為低于袋的耐熱溫度的溫度時，袋自身因熱收縮而破壞，不能夠發揮真空絕熱材主體的絕熱能力，其結果是，不能夠維持絕熱效果。
發明內容
本發明的目的在于，為了解決以往的技術性問題，而提供一種可以提高絕熱箱體的絕熱性能，且擴大內箱內的內容量的低溫貯藏庫及其制造方法。
本發明的低溫貯藏庫的制造方法，其用于制造具備在外箱和內箱間填充有發泡絕熱材的絕熱箱體，并在外箱的發泡絕熱材側的面配置有真空絕熱板的低溫貯藏庫，其特征在于，設定內箱和真空絕熱板間的發泡絕熱材的厚度尺寸，使得真空絕熱板的內箱側的面成為規定溫度以上。
第二技術方案的低溫貯藏庫的制造方法，在上述技術方案中，其特征在于，在內箱內的溫度為-80℃以下的條件下，設定發泡絕熱材的厚度尺寸，使得真空絕熱板的內箱側的面成為該真空絕熱板的耐低溫臨界溫度以上。
第三技術方案的低溫貯藏庫，其特征在于，在容器內真空密封玻璃棉，構成真空絕熱板。
第四技術方案的低溫貯藏庫，其具備在外箱和內箱間填充有發泡絕熱材的絕熱箱體，并在發泡絕熱材中配置有真空絕熱板，其特征在于，真空絕熱板通過在容器內真空密封玻璃棉而構成，并且內箱內被冷卻到-80℃以下的低溫。
第五技術方案的低溫貯藏庫，在上述技術方案中，其特征在于，真空絕熱板配置于外箱的發泡絕熱材側的面，真空絕熱板的內箱側的面為該真空絕熱板的耐低溫臨界溫度以上。
根據本發明的低溫貯藏庫的制造方法，其用于制造具備在外箱和內箱間填充有發泡絕熱材的絕熱箱體，并在外箱的發泡絕熱材側的面配置有真空絕熱板的低溫貯藏庫，其中，設定內箱和真空絕熱板間的發泡絕熱材的厚度尺寸，使得真空絕熱板的內箱側的面成為規定溫度以上，由此可以降低內箱內的冷熱的泄漏量，且可以抑制冷卻能量的無謂浪費。
另外，如第二技術方案所述，即使在內箱內的溫度成為-80℃以下的超低溫時，也可以通過決定發泡絕熱材的厚度尺寸，使得真空絕熱板的內箱側的面成為規定溫度以上，例如如第二技術方案所述，真空絕熱板的耐低溫臨界溫度以上，預先避免因真空絕熱板自身的低溫而引起的破壞，且可以更薄地形成該絕熱箱體的厚度尺寸。
因此，即使是內箱內的溫度成為超低溫的低溫貯藏庫，也可以通過提高絕熱箱體自身的絕熱能力，實現尺寸的縮小，所以即使是與以往相同的外形尺寸，也可以擴大內箱內的收容容積。
根據第三技術方案，在上述各技術方案中，因為在容器內真空密封玻璃棉，構成真空絕熱板，所以即使在較薄地形成該真空絕熱板的厚度尺寸時，也可以獲得較高的絕熱效果。因此，可以更薄地形成絕熱箱體的厚度尺寸，從而可以擴大內箱內的收容容積。
根據第四技術方案的低溫貯藏庫，其具備在外箱和內箱間填充有發泡絕熱材的絕熱箱體，并在發泡絕熱材中配置有真空絕熱板，其中，真空絕熱板通過在容器內真空密封玻璃棉而構成，并且內箱內被冷卻到-80℃以下的低溫，由此即使是內箱內成為-80℃以下的超低溫貯藏庫，也可以減小絕熱箱體的厚度尺寸，且獲得必要的絕熱效果。因此，可以構成為縮小絕熱箱體的厚度尺寸且外箱外面不成為露點溫度以下，可以防止外箱外面潤濕的不良情況、或因內箱內的冷熱泄漏而引起冷卻能量的無謂浪費的不良情況。
另外，根據第五技術方案，在上述技術方案中，因為真空絕熱板配置于外箱的發泡絕熱材側的面，真空絕熱板的內箱側的面為該真空絕熱板的耐低溫臨界溫度以上，所以可以預先避免因真空絕熱板自身的低溫而引起的破壞。
圖1是應用了本發明的超低溫貯藏庫的主視圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是表示絕熱箱體的各厚度位置的溫度的圖；圖5是開口附近的局部放大剖面圖；圖6是本實施例中的制冷劑回路圖。
圖中，R-冷凍裝置；1-超低溫貯藏庫；2-絕熱箱體；3-外箱；4-內箱；5-斷路器(breaker)；7-發泡絕熱材；8-貯藏室；9-絕熱門；9A-按壓部；11-密封圈(packing)；12-制冷劑回路；13-蒸發器；14-壓縮機；19-內蓋；30-真空絕熱板。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。圖1表示應用了本發明的超低溫貯藏庫1的主視圖，圖2表示圖1的側視圖，圖3表示圖1的俯視圖。本實施例的超低溫貯藏庫1，用于例如進行長期低溫保存的冷凍食品的貯藏、或生物體組織或試樣等的超低溫保存，由上面開放的絕熱箱體2構成主體。
該絕熱箱體2包括外箱3，其開放上面且為鋼板制；內箱4，其也開放上面且為不銹鋼制；斷路器5，其連接這兩箱3、4的上端間且為合成樹脂制；以及聚氨基甲酸乙酯樹脂絕熱材7，其以現場發泡方式填充于由這些外箱3、內箱4及斷路器5圍繞而得到的空間內，且該絕熱箱體2使上述內箱4內為上面開口的貯藏室8。
在本實施例中，為了使作為目標的貯藏室8內溫度(以下，稱為庫內溫度)達到例如-80℃以下，劃分貯藏室8內和外氣的絕熱箱體2，需要具有比將庫內溫度設定為0℃附近的低溫庫高的絕熱能力。因此，有如下的問題為了僅由上述的聚氨基甲酸乙酯樹脂絕熱材7確保該絕熱能力，必須形成為相當厚度例如約100mm左右，從而受到限制的主體尺寸不能夠充分地確保貯藏室8的收納量。
由此本實施例中的絕熱箱體2，在各外箱3的左右側面和前面的內壁面配置玻璃棉制的真空絕熱板30，暫時由兩面帶(tape)臨時固定，然后以現場發泡方式在這兩箱3、4之間填充絕熱材7。
該真空絕熱板30如下構成在由多層薄膜構成的容器內收納具有絕熱性的玻璃棉，然后，通過規定的真空排氣機構對容器內的空氣進行排氣，并通過熱熔敷接合該容器的開口部，其中，所述多層薄膜由不具有通氣性的鋁或合成樹脂等構成。因此，通過該真空絕熱板30的絕熱效力，可以使發泡絕熱材7的厚度尺寸薄于以往，且獲得相同的絕熱效果。
在此，參照圖4，說明與使用了厚度15mm的真空絕熱板30時的各處的溫度有關的實驗結果。在該實驗中，使貯藏室8內的設定溫度為-80℃，并使外氣溫度為+30℃，由此進行了測定。真空絕熱板30，使用通過如上所述的方法制造的真空絕熱板，且接近地設置于外箱3內壁。另外，因為本實驗中的絕熱箱體2的厚度為70mm，所以發泡絕熱材7作成為距離內箱內壁55mm的厚度。
根據該實驗，貯藏室8內溫度為-80℃，與此相對，內箱4表面(距離內箱4表面的距離為0)的溫度為-81.6℃，真空絕熱板30的貯藏室8側的面(距離內箱4表面的距離為55mm)的溫度為-39.19℃，外箱3表面(距離內箱4表面的距離為70mm)的溫度為+28.25℃。再有，由于從內箱4表面到真空絕熱板30的貯藏室8側的面，由發泡絕熱材7構成，因此可以認為溫度對于該厚度的變化成比例，由于從真空絕熱板30的貯藏室8側的面到外箱3表面，由真空絕熱板30構成，因此可以認為溫度對于該厚度的變化成比例。
在收容真空絕熱板30的容器的耐低溫臨界溫度例如為-60℃～-70℃時，若發泡絕熱材7的厚度為40mm左右，則可以使真空絕熱板30的貯藏室8側的面的溫度為作為規定溫度的-50℃左右，從而可以可靠地避免因真空絕熱板30的容器自身的低溫而引起的破壞。
因此，在本實施例中，如本實驗所述，通過使發泡絕熱材7的厚度為55mm左右，使真空絕熱板30的厚度為15mm，可以使真空絕熱板30的貯藏室8側的面的溫度為較大地超過耐熱溫度的-39.19℃，從而可以可靠地防止因真空絕熱板30自身的低溫而引起的破壞。
另外，此時，相對于只以發泡絕熱材7，必須使絕熱箱體2的厚度尺寸為大約100mm左右，如上述實驗所示，可以將整體的厚度尺寸壓縮到70mm左右，可以縮小絕熱箱體2的厚度尺寸，且獲得必要的絕熱效果。因此，雖然縮小絕熱箱體2的厚度尺寸，但也可以抑制外箱3外面成為露點溫度以下的不良情況，所以即使是與以往相同的外形尺寸，也可以格外擴充貯藏室8內的收容容積。
再有，在使貯藏室8內的設定溫度例如為-152℃，且使用大約15mm左右的厚度的真空絕熱板30時，通過使發泡絕熱材7的厚度尺寸為120mm左右，可以避免該真空絕熱板30的貯藏室8側的面的溫度成為作為容器的耐低溫臨界溫度的-60℃～-70℃以下的不良情況，此時，也可以同樣地減薄絕熱箱體2的厚度尺寸，且獲得必要的絕熱效果。
再有，該真空絕熱板30的厚度尺寸并不限定于上述的尺寸。因此，尤其在使真空絕熱板30的厚度為10～20mm左右時，通過使發泡絕熱材7的厚度尺寸為40～120mm左右，可以維持作為-80℃以下或-150℃以下的超低溫貯藏庫中的絕熱箱體2的絕熱性能。
并且如上述構成的絕熱箱體2的斷路器5的上面如圖5所示成形為臺階狀，在此通過密封圈11，以一端為中心，在本實施例中以后端為中心轉動自如地設置有絕熱門9。另外，在該貯藏室8的上面開口開閉自如地設置有由絕熱材料構成的內蓋19。另外，在絕熱門9的下面形成有突出到下方而構成的按壓部9A。由此通過在以內蓋19閉塞貯藏室8的上面開口后關閉絕熱門9，絕熱門9的按壓部9A就按壓內蓋19，由此貯藏室8的上面開口被開閉自如地閉塞。另外，在絕熱門9的另一端，本實施例中前端，設置有把手部10，通過操作該把手部10，開閉操作絕熱門9。
進而，在內箱4的發泡絕熱材7側的周面，熱交換地安裝有構成冷凍裝置R的制冷劑回路的蒸發器(制冷劑配管)13。另外，在絕熱箱體2的下部構成有未圖示的機械室，在該機械室內設置有構成上述冷凍裝置R的制冷劑回路12的壓縮機14、冷凝器15、以及用于空氣冷卻壓縮機14或冷凝器15的未圖示的鼓風機等。并且這些壓縮機14、冷凝器15、干燥器17、熱交換器16、作為減壓裝置的毛細管18以及蒸發器13如圖6所示依次環狀地配管連接，構成了冷凍裝置R的制冷劑回路12。再有，所述熱交換器16，配置在上述發泡絕熱材7內。
圖6是使用了旋轉式壓縮機14的制冷劑回路圖。壓縮機14構成為，連接有副冷卻器(sub cooler)20，暫時在外部散熱后，再次反饋到密閉容器的殼內，并再次將被壓縮的制冷劑噴出到制冷劑噴出管21。在壓縮機14的輸出側經由制冷劑噴出管21連接有冷凝器15，在冷凝器15的出口側依次連接有干燥器17、熱交換器16、以及作為減壓機構的毛細管18。另外，在毛細管18的出口側連接有蒸發器13，該蒸發器13的出口側通過回流配管22經由熱交換器16連接于壓縮機14的吸入側。
在本實施例中，在上述制冷劑回路12內填充有由R245fa和R600構成的混合制冷劑、以及由R23和R14構成的非共沸混合制冷劑。R245fa是五氟丙烷(CHF2CH2CF3)，沸點為+15.3℃。R600是丁烷(C4H10)，沸點為-0.5℃。該R600具有如下的功能使壓縮機14的潤滑油或未被千燥器17完全吸收的混入水分在溶入于其中的狀態下反饋到壓縮機14。但是，因為該R600是可燃性物質，所以可以通過與不燃性的R245fa以規定比例，在本實施例中R245fa/R600＝70/30的比例混合，處理為具有不燃性。R23是三氟甲烷(CHF3)，沸點為-82.1℃。R14是四氟化碳(CF4)，沸點為-127.9℃。
并且就本實施例中的這些混合制冷劑的組成而言，R245fa和R600的混合制冷劑是整體的64重量％，R23是24重量％，R14是12重量％。
根據以上的結構，從壓縮機14噴出的高溫氣體狀制冷劑，暫時經由副冷卻器20側的制冷劑噴出管，從密閉容器噴出到副冷卻器20，散熱后，再次經由制冷劑吸入管將制冷劑返回到密閉容器的殼內。暫時散熱后的高溫氣體狀制冷劑，再次在壓縮機14的密閉容器內被壓縮后，經由制冷劑噴出管21噴出到冷凝器15。
流入到冷凝器15的高溫氣體狀制冷劑冷凝并散熱液化后，由干燥器17除去含有的水分，流入到熱交換器16內，與熱交換地配置的回流配管22內的低溫的制冷劑進行熱交換，由此冷卻來自于壓縮機14的高壓氣體制冷劑。因此，在經過了熱交換器16的混合制冷劑由毛細管18減壓并接連不斷地流入到蒸發器13，制冷劑R14、R23蒸發，從周圍吸收氣化熱，冷卻蒸發器13時，可以降低制冷劑的溫度，且可以促進冷凝過程提高冷卻效率。通過回流配管22經由熱交換器16反饋到壓縮機14中。
由此因為貯藏室8內可以實現-80℃以下的超低溫，形成有該貯藏室8的絕熱箱體2也對應于貯藏室8內的目標溫度如上所述設定絕熱箱體2的發泡絕熱材7的厚度尺寸，使得真空絕熱板30的內箱4側的面為該真空絕熱板30的耐低溫臨界溫度以上，所以可以預先避免因真空絕熱板30自身的低溫而引起的破壞，且可以實現絕熱箱體2自身的厚度尺寸的縮小。
由此由于可以抑制外箱3外面成為露點溫度以下的不良情況，因此即使是與以往相同的外形尺寸，也可以格外擴充貯藏室8內的收容容積。另外，即使在這樣較薄地形成絕熱箱體2的厚度尺寸時，也可以提高絕熱能力，因此，可以降低貯藏室8內的冷熱的泄漏，實現耗電量的降低。
進而，通過提高絕熱箱體2自身的絕熱能力，如本實施例所述，在將開口設置于上面時，即使簡潔化了上面開口的與絕熱門9的開口閉塞機構，也不會格外地對貯藏室8內的冷熱的泄漏量帶來較大影響。因此，即使在本實施例的使庫內溫度為-80℃以下的超低溫貯藏庫的情況下，也不需要采用格外的開口構造，從而可以實現整體構造的簡潔化，且可以實現成本的降低。
權利要求
1.一種低溫貯藏庫的制造方法，其用于制造具備在外箱和內箱間填充有發泡絕熱材的絕熱箱體，并在所述外箱的發泡絕熱材側的面配置有真空絕熱板的低溫貯藏庫，其特征在于，設定所述內箱和真空絕熱板間的發泡絕熱材的厚度尺寸，使得所述真空絕熱板的所述內箱側的面成為規定溫度以上。
2.根據權利要求1所述的低溫貯藏庫的制造方法，其特征在于，在所述內箱內的溫度為-80℃以下的條件下，設定所述發泡絕熱材的厚度尺寸，使得所述真空絕熱板的所述內箱側的面成為該真空絕熱板的耐低溫臨界溫度以上。
3.根據權利要求1或2中的任意一項所述的低溫貯藏庫的制造方法，其特征在于，在容器內真空密封玻璃棉，構成所述真空絕熱板。
4.一種低溫貯藏庫，其具備在外箱和內箱間填充有發泡絕熱材的絕熱箱體，并在所述發泡絕熱材中配置有真空絕熱板，其特征在于，所述真空絕熱板通過在容器內真空密封玻璃棉而構成，并且所述內箱內被冷卻到-80℃以下的低溫。
5.根據權利要求4所述的低溫貯藏庫，其特征在于，所述真空絕熱板配置于所述外箱的發泡絕熱材側的面，所述真空絕熱板的所述內箱側的面為該真空絕熱板的耐低溫臨界溫度以上。
全文摘要
提供一種可以提高絕熱箱體的絕熱性能，且擴大內箱內的容量的低溫貯藏庫及其制造方法。在本發明中，低溫貯藏庫(1)具備在外箱(3)和內箱(4)間填充有發泡絕熱材(7)的絕熱箱體(2)，并在該外箱(3)的發泡絕熱材(7)的側面配置有真空絕熱板(30)，其中，設定內箱(4)和真空絕熱板(30)間的發泡絕熱材(7)的厚度尺寸，使得真空絕熱板(30)的內箱側的面成為規定溫度以上。
文檔編號F16L59/06GK1948872SQ200610105558
公開日2007年4月18日 申請日期2006年7月18日 優先權日2005年10月13日
發明者新屋英俊, 坂田康 申請人:三洋電機株式會社