CN117606095A - 冷冻机 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种冷冻机，其能够在短时间将食物急速冷冻，从而不会降低食物的品质。冷冻机(10)具有：冷冻室(20)，其收纳冷冻对象(26)；冷风通道(50)，其具有将冷冻室(20)的空气吸入的吸入口(56)、以及向冷冻室(20)吹出冷风的吹出口(58)；风扇(54)，其配置在冷风通道(50)内，将冷风通道(50)内的冷风从吹出口(58)向冷冻室(20)吹出；蓄热能构件(60)，其具有热交换构件(62)和实心块状的块体(68)，并且配置在冷风通道(50)内，热交换构件(62)具有多个鳍片(64)，块体(68)与热交换构件(62)热集成；以及制冷剂管(32)，其与蓄热能构件(60)接触并提供冷能。
Description
技术领域
本公开涉及冷冻机。
背景技术
在日本特开2004－077088号公报中，公开了一种食品冷却装置，其具有：冷却室，其将食品收纳并冷却；冷气提供装置，其生成冷气并向冷却室内提供冷气；以及冷气流发射结构，其将作为冷气喷射流的冷气流发射至冷却室内。
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的食品冷却装置中，在使冷却对象冷却时，需要增强食品冷却装置的运转。因此，产生消耗的功率的高峰，在将冷却对象急速冷却时的功耗大。
发明内容
本公开提供一种冷冻机，其能够在短时间将食物急速冷冻，从而不会降低食物的品质。
用于解决问题的方案
第一方式的冷冻机具有：冷冻室，其收纳冷冻对象；冷风通道，其具有将所述冷冻室的空气吸入的吸入口、以及向所述冷冻室吹出冷风的吹出口；风扇，其配置在所述冷风通道内，将所述冷风通道内的冷风从所述吹出口向所述冷冻室吹出；蓄热能构件，其具有热交换构件和实心块状的热容量构件，并且配置在所述冷风通道内，所述热交换构件具有多个鳍片，所述热容量构件与所述热交换构件热集成；以及制冷剂管，其向所述蓄热能构件提供冷能。
根据该冷冻机，在冷风通道内配置有蓄热能构件。在该蓄热能构件中，通过制冷剂管提供冷能，并蓄积冷能。在进行急速冷冻时，提高风扇的转速，将冷冻室的空气从冷风通道的吸入口吸入，与蓄热能构件接触，并从吹出口向冷冻室吹出冷风。
这样，通过使用蓄热能构件所蓄积的冷能，与在冷风通道中没有蓄热能构件的冷冻机相比，能够以短时间并且低功耗的方式将收纳于冷冻室的冷冻对象急速冷冻。
此外，根据该冷冻机，蓄热能构件通过将具有多个鳍片的热交换构件与实心块状的热容量构件热集成而形成。因此，与单纯的块状的蓄热能构件相比，能够蓄积冷能，并且能够通过热交换构件释放大量冷能。
第二方式的冷冻机为，在第一方式所述的冷冻机中，所述制冷剂管埋设在所述蓄热能构件。
根据该冷冻机，通过使制冷剂管埋设在蓄热能构件，从而提高蓄能效果。
第三方式的冷冻机为，在第一方式或第二方式所述的冷冻机中，所述热交换构件是在背面形成有所述制冷剂管嵌入的长槽的多个所述散热器，所述热容量构件是块体，其大小与将多个所述散热器在平面上合并后的大小相同，所述热容量构件形成有长槽，与所述背面重叠，并且与多个所述散热器共同埋设所述制冷剂管。
根据该冷冻机，热交换构件是在背面形成有制冷剂管嵌入的长槽的多个散热器。此外，热容量构件是块体，其大小与将多个散热器在平面上合并后的大小相同，热容量构件形成有长槽，与背面重叠，与多个散热器共同埋设制冷剂管。在该冷冻机中，通过使用多个散热器和块体埋设制冷剂管，从容促进制冷剂管与蓄热能构件的热交换。此外，通过将重叠的热交换构件和热容量构件分开，从而能够容易地更换制冷剂管。
第四方式的冷冻机为，在第一方式至第三方式中的任意一个方式所述的冷冻机中，所述蓄热能构件的多个鳍片沿着冷风的流动延伸。
根据该冷冻机，冷风在鳍片之间流动，因此冷风的接触面积变大，热交换率提高。此外，不妨碍冷风的流动，不会因发生涡流等使冷风的流速下降。
第五方式的冷冻机为，在第一方式至第四方式中的任意一个方式所述的冷冻机中，在所述蓄热能构件与冷风通道的壁之间形成有间隙。
根据该冷冻机，通过将蓄热能构件与壁的间隙也作为风道，从而使蓄热能构件与风接触的接触面积变大，因此能够提高蓄热能构件的热交换率。
第六方式的冷冻机为，在第一方式至第五方式中的任意一个方式所述的冷冻机中，所述蓄热能构件是铝构件，每1kg重量的表面积为0.1m2以上，且表面积的80％以上暴露于冷风中。
根据该冷冻机，通过将蓄热能构件作为铝构件，从而使导热性和散热性变好，因此提高蓄能效率和热交换率。此外，通过将铝构件的每1kg重量的表面积设为0.1m2以上，并且设定为表面积的80％以上暴露于冷风中，从而提高蓄能/散热效率。此外，通过将铝构件加工为铝构件的每1kg重量的表面积为0.1m2以上，从而能够使蓄热能构件轻量化，能够削减材料成本。此外，能够设定为，蓄热能构件的表面积的80％以上暴露于冷风中。
发明效果
根据本公开，可以提供一种冷冻机，其能够在短时间将食物急速冷冻，从而不会降低食物的品质。
附图说明
图1是本公开的冷冻机的侧视剖视图。
图2是本公开的实施方式的冷冻机的正视剖视图。
图3是本公开的实施方式的蓄热能构件的分解立体图。
图4是在使用本公开的实施方式的冷冻机以及使用比较例的冷冻机时，对冷冻对象进行急速冷冻所需的时间与冷冻对象物的温度进行比较的试验结果。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式的一个例子进行说明。另外，在各附图中，对相同或等同的构成元素和部件标注相同的参照标记。此外，为了便于说明，对附图的尺寸比例进行了夸张，有时与实际的比例不同。
此外，各图所示的箭头H表示铅直方向上冷冻机10的上方方向，箭头W表示水平方向上冷冻机10的宽度方向，箭头D表示水平方向上冷冻机10的深度方向。
(结构)
图1是本公开的实施方式的冷冻机10的侧视剖视图，图2是本公开的实施方式的冷冻机10的正视剖视图。如图1和图2所示，本公开的冷冻机10配置为在壳体14内被隔壁12划分为冷冻室20、机械室30、冷风通道50。
(冷冻室20)
如图1和图2所示，冷冻室20是构成冷冻机10的大部分的区域，容放从冷冻库正面(图1的附图左侧)的门11被放入的冷冻对象26。此外，冷冻室20是像后述那样空气通过冷风通道50而循环的区域，提供有冷却后的空气(以下，称为冷气)。另外，在本公开的冷冻机10中，如图1所示，冷冻室20也可以构成为具有被划分为主冷冻室22和副冷冻室24的多个区域。
(机械室30)
作为一个例子，机械室30是通过流通有制冷剂的制冷剂管32串联配置了压缩机34、冷凝器36、干燥器38、膨胀阀40、蓄压器42的区域。压缩机34是对气体的制冷剂进行压缩的装置。由压缩机34压缩的制冷剂流入冷凝器36，一边冷却一边液化。液化后的制冷剂流入干燥器38，由干燥器38去除液化后的制冷剂中的水分。从干燥器38流出的制冷剂流入膨胀阀40，由膨胀阀40使制冷剂膨胀直至成为气体，由此，制冷剂以降低了温度的状态流出。通过膨胀阀40后的制冷剂像后述那样流入冷风通道50内的蓄热能构件60，释放冷能(吸收蓄热能构件60的热)。释放冷能后的制冷剂通过机械室30的蓄压器42调节压力。压力被蓄压器42调节后的制冷剂再次流入压缩机34，并被压缩，由此得到本实施方式的冷冻库的冷冻循环。
(冷风通道50)
冷风通道50配置有本公开的蓄热能构件60和风扇54，是与冷冻室20共同构成空气循环的风道的区域。在本实施方式中，作为一个例子，通过风扇54的旋转驱动，从而将冷风通道50内的空气从设置于冷风通道50的上侧(在图1和图2中的附图上侧)的吹出口58吹出至冷冻室20。此外，通过风扇54的旋转驱动，将冷冻室20的空气从在冷风通道50内设置于冷风通道50的下侧(在图1和图2中的附图的下侧)的吸入口56吸入冷风通道50。由此，在冷风通道50内，如箭头F所示，空气从下侧朝向上侧流动。
另外，风扇54的旋转驱动的速度通过未图示的控制器进行控制。此外，在本实施方式中，未图示的控制器将风扇54的旋转驱动的运转状态分为“急速冷冻运转模式”和“温度维持运转模式”两种来进行控制。在本实施方式中，作为一个例子，控制器基于冷冻室20内的温度，控制风扇54的旋转驱动的速度，从而对在冷风通道50内和冷冻室20内循环的空气的流量进行控制。
(蓄热能构件60)
如图3所示，本实施方式的蓄热能构件60具有热交换构件62、块体68、以及制冷剂管72。
如图3所示，热交换构件62是排列有多个散热器63的构件，该散热器63排列设置有从基部66并列延伸出的多个板状的鳍片64。虽然散热器63的数量可以适当设定，但在本实施方式中排列配置了总共四个散热器63，其中，分别在纵向上以及横向上各配置有两个散热器。另外，在散热器63的基部66的背面66B侧形成有与制冷剂管72的外径匹配的长槽66G。
如图3所示，块体68是大致长方体的实心块状的块体。此外，如图2和图3所示，在从正面观察时，块体68的大小与将多个散热器63在平面上合并后的大小相同。此外，块体68在表面68F一侧与制冷剂管72的外径匹配地形成有长槽68G。另外，在本公开中，实心块状是指，从宏观的角度来看，在构件的内部没有形成空间，形成构件的材料的体积与构件的体积大致相等的状态。换言之，在本公开中，可以说从宏观的角度来看，块体68是截面均匀的。
制冷剂管72与配置于机械室30的制冷剂管32同样地，是使制冷剂在内部流通的管体，并将内部流动的制冷剂的冷能向热交换构件62和块体68提供。另外，制冷剂管72只要能够与配置于机械室30的制冷剂管32共同使制冷剂在内部流通，就可以是与制冷剂管32一体的构件，或者，也可以与制冷剂管32分体，并且以管体彼此连接的方式形成。
在本实施方式中，如图1和图3所示，热交换构件62和块体68将制冷剂管72夹在中间而实现热集成。另外，在本实施方式中，虽然热交换构件62和块体68可以通过任何方式集成，但作为一个例子，热交换构件62和块体68使用未图示的螺钉等紧固件进行紧固。
另外，在本实施方式中，在热交换构件62和块体68集成的状态下，制冷剂管72与热交换构件62的长槽66G和块体68的长槽68G密合。换言之，在本实施方式中，制冷剂管72埋设在蓄热能构件60。
此外，在本实施方式中，如图1所示，蓄热能构件60在冷风通道50内与隔壁12分离地配置。换言之，在本实施方式中，在蓄热能构件60与冷风通道50的壁之间形成有间隙70。此外，在本实施方式中，间隙70也是冷风通道50内的冷气流动的风道的一部分。另外，在本实施方式中，作为使蓄热能构件60与隔壁12分离的方式的一个例子，通过螺丝76固定在形成有向前方突出的台阶的、安装在隔壁12的、在宽度方向上相对的一对固定板74。通过将蓄热能构件60的宽度方向的两侧的边缘部分固定在固定板74的台阶部分，从而在蓄热能构件60与隔壁12之间形成固定板74的台阶所突出的长度的间隙70。
此外，如图1和图2所示，在本实施方式中，散热器63配置为，鳍片64沿着冷风通道50内的空气的流动的方向(图1和图2中的附图上下方向)延伸。
另外，在本公开中，蓄热能构件60虽然只要具有能够蓄积冷能和释放冷能的程度的热容量和导热性，就可以使用任何材料，但作为一个例子，由铝形成。
此外，在本公开中，蓄热能构件60只要具有能够蓄积冷能和释放冷能的程度的热容量和导热性，就可以采用任何形状。作为一个例子，采用每1kg重量的表面积为0.1m2以上、且表面积的80％以上暴露于冷风(冷风通道50内的空气)中的形状。
接下来，对本实施方式中的冷冻机10的动作进行说明。另外，在以下的说明中，处于冷能预先蓄积在蓄热能构件60的状态(蓄热能构件60被冷却后的状态)。
(急速冷冻运转模式)
在向冷冻室20投入冷冻对象26，并且冷冻室20内的温度超过预先设定的温度的情况下，未图示的控制器将动作状态切换为急速冷冻运转模式。在急速冷却运转模式中，对风扇54进行旋转驱动以使冷风通道50和冷冻室20内的空气循环，被冷冻对象26加热后的冷冻室20内空气从吸入口56被吸入冷风通道50内，并被蓄热能构件60冷却。冷却后的空气从吹出口58再次被提供至冷冻室20内提供，对冷冻对象26进行冷却。换言之，急速冷冻运转模式也可以说是将蓄热能构件60所蓄积的冷能释放的运转的模式。
(温度维持运转模式)
在通过急速冷冻运转使冷冻对象26冷却，并且使冷冻室20内的温度变为预先设定的温度以下的情况下，未图示的控制器将动作状态切换为温度维持运转模式。在温度维持运转模式中，只要使冷冻室20内的温度为预先设定的温度以下即可，风扇54的转速比急速冷冻运转模式小。
另外，在急速运转模式和温度维持运转模式中的任意模式下，在与蓄热能构件60热接触的制冷剂管72的内部流动的制冷剂的温度比蓄热能构件60的温度低。因此，在温度维持运转模式的过程中，蓄热能构件60再次蓄积在急速冷冻运转模式中释放的冷能。换言之，温度维持运转模式也可以说是进行在蓄热能构件60中蓄积冷能的运转的模式。
然后，在温度维持运转模式的过程中蓄热能构件60所蓄积的冷能，在向冷冻室20投入新的冷冻对象26、未图示的控制器将工作状态切换为急速冷冻运转模式时被释放。
另外，上述的说明中的、未图示的控制器切换工作状态的预先设定的温度可以根据冷冻库的能力等适当设定。此外，未图示的控制器也可以基于冷冻对象26的温度切换工作状态，以代替基于冷冻室20的温度切换工作状态。
接下来，对本公开的冷冻机10的作用和效果进行说明。
(作用和效果)
根据本实施方式的冷冻机10，在冷风通道50内配置有蓄热能构件60。在该蓄热能构件60中，通过制冷剂管提供冷能，并蓄积冷能。在进行急速冷冻时，提高风扇54的转速，将冷冻室20的空气从冷风通道50的吸入口56吸入，与蓄热能构件60接触，并从吹出口58向冷冻室20吹出冷风。
这样，通过使用蓄热能构件60所蓄积的冷能，与在冷风通道50中没有蓄热能构件60的冷冻机10相比，能够以短时间且低功耗的方式将收纳于冷冻室20的冷冻对象26急速冷冻。
此外，根据本实施方式的冷冻机10，蓄热能构件60通过将具有多个鳍片64的热交换构件62与实心块状的块体68热集成而形成。因此，与单纯的块状的蓄热能构件60相比，能够蓄积冷能，并且能够通过热交换构件62释放大量冷能。
此外，根据本实施方式的冷冻机10，通过使制冷剂管72埋设在蓄热能构件60，从而提高蓄能效果。
此外，根据本实施方式的冷冻机10，热交换构件62是在背面66B形成有制冷剂管72嵌入的长槽66G的多个散热器63。此外，热容量构件是块体68，其大小与将多个散热器63在平面上合并后的大小相同，热容量构件形成有长槽68G，与背面66B重叠，并且与多个散热器63共同埋设制冷剂管72。这样，在本实施方式的冷冻机10中，通过使用多个散热器63和块体68埋设制冷剂管72，从而促进制冷剂管72与蓄热能构件60的热交换。此外，通过将重叠的热交换构件62和块体68分开，从而能够容易地更换制冷剂管72。
此外，根据本实施方式的冷冻机10，冷风在鳍片64之间流动，因此冷风的接触面积变大，热交换率提高。此外，不妨碍冷风的流动，不会因发生涡流等使冷风的流速下降。
此外，根据本实施方式的冷冻机10，通过将蓄热能构件与壁的间隙70也作为风道，从而使蓄热能构件与风接触的接触面积变大，因此能够提高蓄热能构件的热交换率。
此外，根据本实施方式的冷冻机10，通过将蓄热能构件60设为铝构件，从而使导热性和散热性变好，因此提高蓄能效率和热交换率。此外，通过将铝构件的每1kg重量的表面积设为0.1m2以上，并且设定为表面积的80％以上暴露于冷风中，从而提高蓄能/散热效率。此外，通过将铝构件加工为每1kg重量的表面积为0.1m2以上，从而能够使蓄热能构件轻量化，能够削减材料成本。此外，能够设定为，蓄热能构件的表面积的80％以上暴露于冷风中。
此外，根据本公开的冷冻机10，由于蓄热能构件60蓄积冷能，因此即使压缩机的电容量较小，也能够急速冷冻。因此，根据本公开的冷冻机10，由于蓄热能构件60蓄积冷能，因此与不具有蓄热能构件60的冷冻机10相比，能够减少作为冷冻机10整体的功耗。
接下来，适当参照图4，对进行使用实施例的冷冻机10(具有本公开的蓄热能构件60的冷冻机10)和比较例的冷冻机(不具有本公开的蓄热能构件60的冷冻机)冷却冷冻对象26的比较实验的结果进行说明。
(比较实验)
在本比较实验中，将冷冻对象26设置成300g的速食米饭包，对直到该冷冻对象26被冷冻时所需要的时间进行比较。另外，冷冻对象26在冷冻开始时刻是98℃，在0℃附近的温度平衡一段时间后，将再次开始下降的时刻作为冷冻结束。另外，在本比较实验中，测量冷冻对象26的温度。
此外，实施例的冷冻机10和比较例的冷冻机中的冷冻室20和冷风通道50的容积都是40L。此外，实施例的冷冻机10和比较例的冷冻机10中的急速运转模式时的功耗都是80W，冷冻能力都是160W(制冷系数(COP)为2)。
此外，实施例的冷冻机10所具有的蓄热能构件60中的块体68和热交换构件62都是以铝为主要材料而形成的铝构件。在本实施例中，在蓄热能构件60中，将各散热器63的重量设为2kg，将块体68的重量设为2kg，将总重量为4kg。此外，关于散热器63，以将鳍片64的厚度设为2mm，将鳍片64的长度设为30mm，将鳍片64的片数设为9片的方式，形成蓄热能构件60的每1kg重量的表面积为0.1m2以上、且表面积的80％以上暴露于冷风中的形状。
另外，实施例的冷冻机10与比较例的冷冻机的其他条件相同。换言之，实施例的冷冻机10与比较例的冷冻机不同之处在于，具有蓄热能构件60。
此外，实施例的冷冻机10在冷冻对象26的冷冻开始时刻已经预先蓄积了冷能。
图4的(A)是比较例的冷冻机。如图4的(A)所示，在比较例的冷冻机10中，冷冻对象26在被投入冷冻室20后经过276分钟被冷冻(冷冻对象26的温度低于0℃)。
图4的(B)是实施例的冷冻机10。如图4的(B)所示，在实施例的冷冻机10中，冷冻对象26在被投入冷冻室20后经过56分钟被冷冻(冷冻对象26的温度低于0℃)。因此，由图4可知，实施例的冷冻机10与比较例的冷冻机相比，能够在短时间将食物急速冷冻，从而不会降低食物的品质。
此外，在通常情况下，为了对冷冻对象26进行急速地冷冻，从而使在冷冻室20和冷风通道50中循环的冷气的温度下降并且增加风量，因此，需要增大压缩机34等机器。换言之，在增大了压缩机34等机器的冷冻机10中，作为冷冻机10的功耗(单位时间所使用的电量)变大。
这里，如图4的(B)所示，实施例的冷冻机10在将冷冻对象26被冷冻后，经过120分钟作为蓄冷时间来蓄积冷能，从而能够将冷冻对象26急速冷冻。因此，由图4可知，实施例的冷冻机10与比较例的冷冻机10相比，能够减小作为冷冻机10整体的功耗。
(变形例)
此外，虽然在上述的说明中，蓄热能构件60在与冷风通道50的隔壁12之间形成有间隙70，但本公开的冷冻机10不限于此。即，蓄热能构件60也可以是与隔壁12接触的状态。
此外，虽然在上述的说明中，鳍片64沿着冷风的流动延伸，但本公开的冷冻机10不限于此。即，鳍片64也可以沿着与冷风的流动交叉的方向延伸。
此外，虽然在上述的说明中，蓄热能构件60是形成有长槽66G的多个散热器63排列而成的热交换构件62、以及形成有长槽68G的块体68，但本公开的冷冻机10不限于此。例如，制冷剂管72也可以埋设在热交换构件62或块体68中的任意一者。
此外，虽然在上述的说明中，制冷剂管72埋设在蓄热能构件60，但本公开的冷冻机10不限于此。例如，制冷剂管72也可以通过使用胶带等与蓄热能构件60贴附从而实现热集成。
以上，参照附图对本公开的实施方式进行了说明，但应当了解，对于具有本公开所属的技术领域的通常的知识的人员，显然能够在权利要求的范围所记载的技术思想的范围内想到各种变化例或应用例，对于这些当然也属于本公开的技术范围。
Claims (6)
1.一种冷冻机，其具有：
冷冻室，其收纳冷冻对象；
冷风通道，其具有将所述冷冻室的空气吸入的吸入口、以及向所述冷冻室吹出冷风的吹出口；
风扇，其配置在所述冷风通道内，将所述冷风通道内的冷风从所述吹出口向所述冷冻室吹出；
蓄热能构件，其具有热交换构件和实心块状的热容量构件，并且配置在所述冷风通道内，所述热交换构件具有多个鳍片，所述热容量构件与所述热交换构件热集成；以及
制冷剂管，其与所述蓄热能构件接触并提供冷能。
2.根据权利要求1所述的冷冻机，其中，
所述制冷剂管埋设在所述蓄热能构件。
3.根据权利要求2所述的冷冻机，其中，
所述热交换构件是在背面形成有所述制冷剂管嵌入的长槽的多个散热器，
所述热容量构件是块体，其大小与将多个所述散热器在平面上合并后的大小相同，所述热容量构件形成有长槽，与所述背面重叠，并且与多个所述散热器共同埋设所述制冷剂管。
4.根据权利要求1所述的冷冻机，其中，
所述多个鳍片沿着冷风的流动延伸。
5.根据权利要求1所述的冷冻机，其中，
在所述蓄热能构件与冷风通道的壁之间形成有间隙。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的冷冻机，其中，
所述蓄热能构件是铝构件，每1kg重量的表面积为0.1m2以上，且表面积的80％以上暴露于冷风中。
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