JP2001263883A - ホットガス除霜式の冷凍冷蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイパス管上の電磁弁の電磁コイルを大きく
しなくても、除霜終了後に電磁弁を確実に閉弁できるホ
ットガス除霜式の冷凍冷蔵装置を得る。 【解決手段】 冷却モードの際には冷媒ガスが主配管１
を循環する。つまり、冷媒ガスが圧縮機２で圧縮されて
凝縮器３で液化し、この高圧液化冷媒ガスが膨張部５で
圧力が低下して蒸発器６で蒸発し、冷凍冷蔵装置での冷
却が行われる。一方、除霜モードの際には、圧縮機２の
冷媒出口側２ａから送出された高温の高圧冷媒ガスが、
バイパス管８および電磁弁９を介して蒸発器６の冷媒入
口側６ａへ直送されて、蒸発器６が除霜される。そし
て、除霜モードの終了の際には、電磁弁９の閉弁動作の
完了後に圧縮機２の運転が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機から送出さ
れた高温の冷媒ガスを使って蒸発器を除霜するホットガ
ス除霜式の冷凍冷蔵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】業務用冷蔵庫、業務用冷凍庫およびオー
プンショーケースなどの冷凍冷蔵装置では、蒸発器によ
って冷凍冷蔵装置の庫内を冷却している際に、大気中の
湿気が蒸発器に付着・着霜して、蒸発器の冷却効率を低
下させるため、例えば一定時間毎に蒸発器を除霜してい
る。この蒸発器の除霜手段としては、圧縮機から送出さ
れた高温の高圧冷媒ガス（ホットガス）を蒸発器へ直送
するものが一般に使用されている。

【０００３】このようなホットガス除霜式の冷凍冷蔵装
置では、圧縮機の冷媒出口側と蒸発器の冷媒入口側とを
バイパス管で直結しており、このバイパス管に設けた電
磁弁によってバイパス管を開閉するのが通例である。つ
まり、除霜の際には電磁弁を開弁して、圧縮機で圧縮し
た高温の冷媒ガスを蒸発器へ直送し、除霜終了の際に
は、圧縮機の運転を停止するとともに電磁弁を閉弁する
ようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バイパス管を通る冷媒
ガス（ホットガス）は高圧であり、しかも除霜が終了し
て圧縮機の運転が停止しても、バイパス管内の圧力は流
路抵抗によって直ぐには低下しない。このため、圧縮機
の運転停止後に電磁弁を閉弁しようとしても、バイパス
管内の圧力が抵抗となって電磁弁が完全には閉じないこ
とがある。この場合、除霜終了後に冷凍冷蔵装置の庫内
の冷却を開始すると、バイパス管および電磁弁を介して
ホットガスが蒸発器へ直送されてしまって、蒸発器が冷
凍冷蔵装置の庫内を適正に冷却できないおそれがある。

【０００５】この対策としては、電磁弁の電磁コイルの
電磁力を大きくして、バイパス管内の圧力に抗して電磁
弁を確実に閉じさせることが考えられるが、電磁弁の電
磁コイルの電磁力を大きくする分、電磁コイルが大きく
なって、電磁弁全体の大型化や電磁弁の高コスト化を招
いてしまう。

【０００６】本発明の目的は、バイパス管上の電磁弁の
電磁コイルを大きくしなくても、除霜終了後に電磁弁を
確実に閉弁できるホットガス除霜式の冷凍冷蔵装置を得
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明が対象とする冷凍
冷蔵装置は、主配管１に、冷媒ガスを圧縮して送出する
圧縮機２と、この圧縮機２からの高圧冷媒ガスを液化さ
せる凝縮器３と、この高圧液化冷媒ガスの圧力を低下さ
せる膨張部５と、この膨張部５からの液化冷媒ガスを低
温で蒸発させる蒸発器６とが順に配置されている。ま
た、圧縮機２の冷媒出口側２ａと蒸発器６の冷媒入口側
６ａとがバイパス管８で直結され、このバイパス管８に
電磁弁９が設けられる。さらに、この電磁弁９と圧縮機
２との動作を制御する制御手段２０が設けられる。そし
て、電磁弁９が閉弁されて冷媒が主配管１で循環するこ
とにより、冷凍冷蔵装置での冷却が行われる冷却モード
と、電磁弁９が開弁されて圧縮機２から送出された高温
の高圧冷媒ガスが蒸発器６へ直送されることにより、蒸
発器６が除霜される除霜モードとが切り換え可能とされ
ている。

【０００８】以上を前提として、本発明の冷凍冷蔵装置
としては、制御手段２０が、除霜モードの終了の際、電
磁弁９の閉弁動作の完了後に圧縮機２の運転を停止させ
る構成とする。具体的には、制御手段２０は、電磁弁９
の閉弁開始時点から予め設定した閉弁動作時間が経過し
たときに、圧縮機２の運転を停止させる。

【０００９】ここでの制御手段２０は、電磁弁９の閉弁
動作の完了をセンサーによって検出して、圧縮機２の運
転を停止させるものなどが含まれる。なお、本発明で言
う冷凍冷蔵装置としては、業務用冷蔵庫、業務用冷凍
庫、プレハブ冷凍冷蔵庫およびオープンショーケースな
どが含まれる。

【００１０】

【作用】冷却モードの場合には、圧縮機２の運転が開始
することによって冷媒が主配管１を循環する。つまり、
冷媒ガスは、圧縮機２で圧縮され、この高圧冷媒ガスが
凝縮器３で液化し、この高圧液化冷媒ガスの圧力が膨張
部５で低下したのち、この膨張部５からの液化冷媒ガス
が蒸発器６で低温で蒸発する。そして、この液化冷媒ガ
スの蒸発の際における吸熱で冷凍冷蔵装置での冷却が行
われる。

【００１１】一方、除霜モードの場合には、圧縮機２の
運転状態で電磁弁９が開弁し、圧縮機２から送出された
高温の高圧冷媒ガスが、バイパス管８を介して蒸発器６
へ直送され、この高圧冷媒ガスの熱によって蒸発器６に
付着している霜が溶けて除霜される。この後、除霜時間
が経過すると、圧縮機２が運転している状態のままで電
磁弁９が閉弁し、前記圧縮機２から蒸発器６への高圧冷
媒ガスの直送が遮断される。そして、この電磁弁９の閉
弁動作の完了後に圧縮機２の運転が停止することにな
る。

【００１２】

【発明の効果】本発明のホットガス除霜式の冷凍冷蔵装
置によれば、除霜モードの終了の際に電磁弁９が閉弁す
るときには、圧縮機２が運転していてバイパス管８およ
び電磁弁９に冷媒が流れているので、この電磁弁９での
冷媒流の上流側と下流側との間で生じている差圧によっ
て電磁弁９が閉じやすくなっている。このため、電磁弁
９の電磁コイル９ａの電磁力が小さくても電磁弁９を容
易、且つ、確実に閉弁できる。つまり、電磁弁９の電磁
コイル９ａの電磁力が小さくても済む分、電磁コイル９
ａを小さくできて、電磁弁９全体の小型化や電磁弁９の
低コスト化を図ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１ないし図４は、本発明に係る
ホットガス除霜式の冷凍冷蔵装置を例示している。この
冷凍冷蔵装置は、冷却経路を設けており、この冷却経路
の主配管１を冷媒が循環することで冷凍冷蔵装置の庫内
を冷却する冷却モードを有する。つまり、図２に示すご
とく主配管１には、冷媒ガスを圧縮して送出する圧縮機
２と、この圧縮機２からの高圧冷媒ガスを液化させる凝
縮器３と、この高圧液化冷媒ガス中の水分を除去するド
ライヤ４と、高圧液化冷媒ガスの圧力を低下させる細管
などからなる膨張部５と、この膨張部５からの液化冷媒
ガスを低温で蒸発させる蒸発器６と、冷媒ガス中の塵埃
などをろ過するストレーナ７とが順に配置されている。

【００１４】前記凝縮器３には冷却ファン１１を設けて
あり、蒸発器６には、これで冷却された空気を冷凍冷蔵
装置の庫内に送風する送風ファン１２と、蒸発器６から
排出された水を冷凍冷蔵装置外へ排出する排水管１３と
を設けてある。排水管１３には、蒸発器６から排出され
た水が氷結しないように排水管１３を加熱するヒータ１
４を設けてある。主配管１には、冷媒を補充や交換する
ためのサービスポート１０を設けている。

【００１５】また、前記冷凍冷蔵装置は、除霜経路を設
けており、この除霜経路を使って蒸発器６を除霜する除
霜モードを有する。つまり、図２に示すごとく圧縮機２
の冷媒出口側２ａと蒸発器６の冷媒入口側６ａとは除霜
経路としてのバイパス管８によって直結してあり、この
バイパス管８に電磁弁９を設けている。電磁弁９は、図
３に示すごとく電磁コイル９ａと、吸引子９ｂおよびプ
ランジャバネ９ｃを介して電磁コイル９ａに連結され
て、電磁コイル９ａによって上下駆動されるプランジャ
９ｄと、このプランジャ９ｄの下端に取り付けたボール
弁９ｅとを有している。

【００１６】そして、冷却モードの際には、電磁コイル
９ａによってプランジャ９ｄが下降することで、ボール
弁９ｅが弁座９ｇに着座して冷媒通路９ｆが閉じられ
（図３の実線の状態）、冷媒は、バイパス管８には流れ
ずに主配管１を循環する。一方、除霜モードの際には、
電磁コイル９ａによってプランジャ９ｄが上昇すること
で冷媒通路９ｆが開かれ（図３の二点鎖線の状態）、圧
縮機２から送出された高温の高圧冷媒ガスが、バイパス
管８および冷媒通路９ｆを介して蒸発器６へ直送され
る。

【００１７】圧縮機２、前記ファン１１・１２の駆動モ
ータ１７・１８、電磁弁９の電磁コイル９ａおよびヒー
タ１４は、図１に示すごとく制御部２０に接続されてお
り、これらの動作が制御部２０によってそれぞれ制御さ
れる。制御部２０には、タイマ２１が接続されており、
このタイマ２１に基づいて圧縮機２などのオンオフのタ
イミングが制御される。

【００１８】次に、前記冷凍冷蔵装置の動作の一例を、
図４のタイミングチャートを用いて説明する。時点ｔ０
で冷凍冷蔵装置の電源が投入されると、冷却モードを開
始すべく駆動モータ１８がオンして蒸発器６の送風ファ
ン１２が駆動され、この後、例えば３分経過した時点ｔ
１で圧縮機２の運転が開始するとともに、駆動モータ１
７がオンして凝縮器３の冷却ファン１１が駆動される。
これにより、冷媒が主配管１を循環して、冷凍冷蔵装置
の庫内が冷却される。つまり、冷媒ガスは、圧縮機２で
圧縮され、この高圧冷媒ガスが凝縮器３で液化し、この
高圧液化冷媒ガス中の水分がドライヤ４で除去され、こ
の高圧液化冷媒ガスの圧力が膨張部５で低下したのち、
この液化冷媒ガスが蒸発器６で低温で蒸発し、この液化
冷媒ガスの蒸発の際における吸熱で冷却が行われる。

【００１９】この冷却モードでは、冷凍冷蔵装置の庫内
温度が予め設定された設定温度になるように、圧縮機２
の運転がオンオフ制御され、これに合わせて凝縮器３の
冷却ファン１１の駆動モータ１７がオンオフ制御され
る。この場合、圧縮機２は、運転が停止してから（時点
ｔ２）、例えば５分以上経過した時点ｔ３で運転が開始
する。

【００２０】一方、電源投入から予め設定された時間が
経過すると、冷凍冷蔵装置が除霜モードになる。この
際、圧縮機２の運転が開始（時点ｔ４）してから、例え
ば３分以上経過した時点ｔ５まで待って、除霜モードを
開始すべく電磁弁９のボール弁９ｅが開弁して冷媒通路
９ｆが開かれるとともに、凝縮器３の冷却ファン１１の
駆動モータ１７がオフになる。これにより、圧縮機２か
ら送出された高温の高圧冷媒ガスが、バイパス管８を介
して蒸発器６へ直送され、この高圧冷媒ガスの熱によっ
て蒸発器６に付着している霜が溶けて、排水管１３を介
して冷凍冷蔵装置外に排水される。また、前記時点ｔ５
でヒータ１４がオンして排水管１３が加熱される。

【００２１】この時点ｔ５から予め設定された除霜時間
が経過した時点ｔ６で、電磁弁９のボール弁９ｅが閉弁
して冷媒通路９ｆを閉じ、前記圧縮機２から蒸発器６へ
の高圧冷媒ガスの直送が遮断される。この時点ｔ６か
ら、例えば数秒経過後の時点ｔ７で圧縮機２の運転が停
止する。一方、前記時点ｔ６から、例えば５分経過した
時点ｔ８までは蒸発器６の水切り時間として、圧縮機２
の運転停止状態が維持され、さらにヒータ１４のオン状
態が維持される。そして、前記時点ｔ８になると、冷却
モードを再開すべく圧縮機２の運転が開始するととも
に、凝縮器３の冷却ファン１１の駆動モータ１７がオン
になる。なお、前記除霜モードの時間は、冷凍冷蔵装置
内に保存されている食材などの品質劣化を防止すべく３
０分以内にしている。

【００２２】このように、除霜時間が経過した時点ｔ６
では圧縮機２の運転が停止せず、バイパス管８および電
磁弁９の冷媒通路９ｆに冷媒が流れている状態で電磁弁
９が先に閉弁するので、冷媒通路９ｆでの冷媒流の上流
側と下流側との間で生じている差圧によって、電磁弁９
のボール弁９ｅが冷媒流の下流側の弁座９ｇ側に押さ
れ、電磁弁９の電磁コイル９ａの電磁力が小さくても、
ボール弁９ｅが弁座９ｇに容易に着座して閉弁できるこ
とになる。

【００２３】また、前記時点ｔ６で電磁弁９が閉弁して
も予め設定した水切り時間が経過するまでは、冷却モー
ドを開始させないので、蒸発器６の水切りが確実に行え
るうえ、この水切り時間の間に圧縮機２の冷媒出口側２
ａと冷媒入口側との圧力差が小さくなって圧縮機２の始
動が容易になる。さらに、圧縮機２の運転開始から、例
えば３分以上経過した時点ｔ５までは電磁弁９の開弁を
開始しないので、圧縮機２の３分以上の運転によって十
分に高温になった高圧冷媒ガスをバイパス管８を介して
蒸発器６へ直送でき、蒸発器６を迅速、且つ、確実に除
霜できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るホットガス除霜式の冷凍冷蔵装置
の制御系を示すブロック構成図である。

【図２】冷凍冷蔵装置の概略構成図である。

【図３】冷凍冷蔵装置の電磁弁の縦断面図である。

【図４】冷凍冷蔵装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１ 主配管 ２ 圧縮機 ２ａ 圧縮機の冷媒出口側 ３ 凝縮器 ５ 膨張部 ６ 蒸発器 ６ａ 蒸発器の冷媒入口側 ８ バイパス管 ９ 電磁弁 ２０ 制御部（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L046 AA02 AA03 BA01 CA03 GA01 GB03 HA03 JA03 JA05 LA02 LA17 LA35 MA01 MA04 MA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒ガスを圧縮して送出する圧縮機２
   と、この圧縮機２からの高圧冷媒ガスを液化させる凝縮
   器３と、この高圧液化冷媒ガスの圧力を低下させる膨張
   部５と、この膨張部５からの液化冷媒ガスを低温で蒸発
   させる蒸発器６とを主配管１に順に配置し、圧縮機２の
   冷媒出口側２ａと蒸発器６の冷媒入口側６ａとをバイパ
   ス管８で直結して、このバイパス管８に電磁弁９を設
   け、この電磁弁９と圧縮機２との動作を制御する制御手
   段２０を設け、 電磁弁９を閉弁して冷媒を主配管１で循環させることに
   より、冷凍冷蔵装置での冷却を行う冷却モードと、電磁
   弁９を開弁して圧縮機２から送出された高温の高圧冷媒
   ガスを蒸発器６へ直送することにより、蒸発器６を除霜
   する除霜モードとを切り換え可能にしたホットガス除霜
   式の冷凍冷蔵装置において、 制御手段２０は、除霜モードの終了の際には、電磁弁９
   の閉弁動作の完了後に圧縮機２の運転を停止させること
   を特徴とするホットガス除霜式の冷凍冷蔵装置。
2. 【請求項２】 制御手段２０は、除霜モードの終了の際
   には、電磁弁９の閉弁開始時点から予め設定した閉弁動
   作時間が経過したときに、圧縮機２の運転を停止させる
   請求項１記載のホットガス除霜式の冷凍冷蔵装置。