JP2003194425A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発器の熱交換効率を向上させ、冷却効率の
向上を図ることができる冷却装置を提供する。 【解決手段】 冷却装置９は、圧縮機１１と、圧縮機１
１の冷媒吐出側に接続された凝縮器１２と、凝縮器１２
の冷媒出口側に並列接続された第１のキャピラリーチュ
ーブ４５と第１の蒸発器４０との直列回路及び第２のキ
ャピラリーチューブ４６と第２の蒸発器４１との直列回
路と、これら第１及び第２の蒸発器４０、４１に送風す
る送風機１９とを備えて構成され、第２のキャピラリー
チューブ４６の流路抵抗を第１のキャピラリーチューブ
４５より大きくすると共に、送風機１９により構成され
る冷気流の下流側に第２の蒸発器４１を配置し、第２の
蒸発器４１の上流側に第１の蒸発器４０を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば冷却貯蔵庫
などの冷却に用いられる冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より冷却貯蔵庫などの庫内を冷却す
る冷却装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置としてのキャ
ピラリーチューブ及び蒸発器などを配管により順次環状
に接続して冷媒回路を構成し、この冷媒回路内には所定
量の冷媒が封入されている。そして、圧縮機が運転され
ると、冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状態となり、凝
縮器に流入する。この凝縮器において冷媒は放熱し、凝
縮液化した後、キャピラリーチューブにて減圧され、蒸
発器に供給される。この蒸発器内において、冷媒は蒸発
し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を
発揮するものである。

【０００３】また、従来の蒸発器には、当該蒸発器に送
風する送風機が設けられており、蒸発器が設けられる冷
却室内又は当該冷却室と連通して設けられる貯蔵室内に
冷気が供給される。これにより、冷却室及び貯蔵室内
は、所定の温度に冷却することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図６を参照し
て従来の冷却装置の蒸発器１００及び当該蒸発器１００
を通過する冷気の温度を説明する。図６は蒸発器１００
の側面図及び当該蒸発器１００の通過に伴う冷気の温度
及び蒸発器１００の温度を示す。尚、図６におけるＥは
蒸発器１００の蒸発温度を示していると共に、Ｆは蒸発
器１００を通過する冷気の温度を示しているものとす
る。

【０００５】これによると、従来の冷却装置では、単一
の蒸発器１００により蒸発器が構成されていることか
ら、蒸発器１００の冷気の入口側の温度及び出口側の温
度はほぼ一定の蒸発温度となる。一方、蒸発器１００内
に流入する冷気温度は、外気温度又は当該冷却装置が設
けられる冷却貯蔵庫の庫内温度と近似しているため、蒸
発器１００に流入する冷気流の上流側、即ち、蒸発器１
００の入口付近の冷気温度は、前記蒸発器１００の蒸発
温度と比して著しく高く、これら蒸発温度と冷気温度と
の温度差が著しく大きい。その後、蒸発器１００内に流
入した冷気は、蒸発器１００の冷却作用により徐々に蒸
発温度に近づいていき、蒸発器１００に流入する冷気流
の下流側、即ち、蒸発器１００の出口付近の冷気温度と
蒸発温度との温度差は、上流側と較べると小さい。

【０００６】そのため、蒸発器１００内に流入した冷気
は、蒸発温度と著しく温度差が生じる蒸発器１００の入
口側において効率的に冷却される一方、蒸発温度と温度
差が小さい蒸発器１００の出口側では、あまり冷却され
ず、蒸発器全体としての熱交換効率が悪く、効率的に冷
気を冷却することができないと云う問題があった。特
に、蒸発器の奥行き寸法が大きいものは、係る熱交換効
率の低下は顕著なものであった。

【０００７】これにより、十分な冷却効率を得るため
に、蒸発器自体を大型化しなければ成らず、コストの増
大及び冷却装置自体の大型化を招く問題があった。

【０００８】そこで、本発明は従来の技術的課題を解決
するために成されたものであり、蒸発器の熱交換効率を
向上させ、冷却効率の向上を図ることができる冷却装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の冷却装置は、
圧縮機と、圧縮機の冷媒吐出側に接続された凝縮器と、
凝縮器の冷媒出口側に並列接続された第１のキャピラリ
ーチューブと第１の蒸発器との直列回路及び第２のキャ
ピラリーチューブと第２の蒸発器との直列回路と、これ
ら第１及び第２の蒸発器に送風する送風機とを備えて構
成され、第２のキャピラリーチューブの流路抵抗を第１
のキャピラリーチューブより大きくすると共に、送風機
により構成される冷気流の下流側に第２の蒸発器を配置
し、第２の蒸発器の上流側に第１の蒸発器を配置したこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明の冷却装置は、圧縮機と、
圧縮機の冷媒吐出側に接続された凝縮器と、凝縮器の冷
媒出口側に接続された第１のキャピラリーチューブと、
第１のキャピラリーチューブの冷媒出口側に接続された
第１の蒸発器と、第１の蒸発器の冷媒出口側に接続され
た第２のキャピラリーチューブと、第２のキャピラリー
チューブの冷媒出口側に接続された第２の蒸発器と、こ
れら第１及び第２の蒸発器に送風する送風機とを備えて
構成され、第２のキャピラリーチューブの流路抵抗を第
１のキャピラリーチューブより大きくすると共に、送風
機により構成される冷気流の下流側に第２の蒸発器を配
置し、第２の蒸発器の上流側に第１の蒸発器を配置した
ことを特徴とする。

【００１１】請求項１又は請求項２の発明によれば、第
２のキャピラリーチューブの流路抵抗を第１のキャピラ
リーチューブより大きくすると共に、送風機により構成
される冷気流の下流側に第２の蒸発器を配置し、第２の
蒸発器の上流側に第１の蒸発器を配置したので、冷気流
の上流側の蒸発温度を高くすると共に、冷気流の下流側
の蒸発温度を低くすることが可能となり、各蒸発器内に
流入する冷気の温度と、各蒸発器の蒸発温度との温度差
を一定以上形成することができるようになる。

【００１２】これにより、蒸発器の蒸発温度と、特に、
蒸発器奥部、即ち、蒸発器の冷気出口側における冷気温
度との温度差を形成することができ、蒸発器全体の冷気
との熱交換効率を向上させることができるようになる。
そのため、蒸発器の冷却効率を向上させることができ、
蒸発器自体の小型化を実現することができるようにな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用する冷却貯蔵庫１
の斜視図、図２は冷却貯蔵庫１の縦断側面図、図３は冷
却貯蔵庫１の第１の実施例としての冷媒回路Ｒの冷媒回
路図、図４は第１の蒸発器４０及び第２の蒸発器４１の
側面図及びこれら蒸発器４０、４１の通過に伴う冷気の
温度及びこれら蒸発器４０、４１の蒸発温度を示す図で
ある。

【００１４】実施例の冷却貯蔵庫１は、食品などの要冷
蔵物品を配送するために配送車輌の荷台に積載される車
載用の冷却貯蔵庫であり、鋼板製の外箱２と内箱３間に
断熱材４を発泡充填することにより構成された断熱箱体
６から本体が構成されている。そして、この内箱３内を
前面に開口した貯蔵室７とし、この前面開口は断熱扉５
にて開閉自在に閉塞している。

【００１５】また、断熱箱体６の底面四隅には移動用の
車輪８・・・が取り付けられており、この車輪８・・・
を利用して配送車輌の荷台への積み下ろしを行う。断熱
箱体６の天面には機械室１０が構成され、この機械室１
０内には本発明の冷却装置９を構成する圧縮機１１、凝
縮器１２及び凝縮器用送風機１３などが設置されてい
る。更に、貯蔵室７内には底板１４の下側に冷却室４４
が構成され、この冷却室４４内には冷却装置９の第１の
蒸発器４０及び第２の蒸発器４１が設けられる。底板１
４の前端には冷気吸込口２１が形成され、この冷気吸込
口２１には冷気循環用の送風機１９が取り付けられてい
る。また、冷却室４４の後端からはダクト板１６と内箱
３間に構成される吐出ダクト１７が上昇して形成され、
この吐出ダクト１７の上端には冷気吐出口１８が形成さ
れている。

【００１６】次に、図３を参照して本発明の冷却装置９
の第１の実施例としての冷媒回路Ｒを説明する。本実施
例において、前記機械室１０内に設置される圧縮機１１
の冷媒吐出側には、前記凝縮器１２が接続されていると
共に、この凝縮器１２の冷媒出口側には、冷媒配管２４
を介して三方管２５が接続されている。この三方管２５
の一方の出口には減圧装置としての第１のキャピラリー
チューブ４５が接続されており、この第１のキャピラリ
ーチューブ４５の冷媒出口側には、前記第１の蒸発器４
０が直列に接続され、直列回路２６を形成している。他
方、三方管２５の他方の出口には同じく減圧装置として
の第２のキャピラリーチューブ４６が接続されており、
この第２のキャピラリーチューブ４６の冷媒出口側に
は、前記第２の蒸発器４１が直列に接続され、直列回路
２７を形成している。

【００１７】そして、これら直列回路２６及び２７の各
蒸発器４０及び４１の冷媒出口側は、三方管２８のそれ
ぞれの入口に接続され、各直列回路２６、２７を流通す
る冷媒が合流される構成とされている。三方管２８の残
りの出口は冷媒配管２９を介して前記圧縮機１１に接続
されている。

【００１８】これにより、冷媒回路Ｒは、凝縮器１２の
冷媒出口側に、第１のキャピラリーチューブ４５と第１
の蒸発器４０との直列回路２６と、第２のキャピラリー
チューブ４６と第２の蒸発器４１との直列回路２７と
が、並列接続されることとなる。

【００１９】ここで、第２のキャピラリーチューブ４６
の流路抵抗は、第１のキャピラリーチューブ４５の流路
抵抗よりも大きいものであるとし、当該第２のキャピラ
リーチューブ４６に直列に接続される第２の蒸発器４１
は、前記送風機１９により構成される冷気流の下流側に
配設されるものとする。また、第１の蒸発器４０は、第
２の蒸発器４１の上流側に配設されるものとする。

【００２０】以上の構成により、冷却貯蔵庫１の配送基
地などで交流電源が確保される際において、前記圧縮機
１１が運転されると、冷媒は圧縮されて高温高圧のガス
状態となり、凝縮器１２に流入する。この凝縮器１２に
おいて冷媒は放熱し、凝縮液化した後、三方管２５を経
て直列回路２６及び２７にそれぞれ分配される。直列回
路２６に流入した冷媒は、第１のキャピラリーチューブ
４５にて減圧され、第１の蒸発器４０内において冷却作
用を発揮する。他方、直列回路２７に流入した冷媒は、
第２のキャピラリーチューブ４６にて減圧され、第２の
蒸発器４１内において冷却作用を発揮する。

【００２１】ここで、上述の如く第２のキャピラリーチ
ューブ４６は、第１のキャピラリーチューブ４５よりも
流路抵抗が大きいため、第２の蒸発器４１における蒸発
温度は、第１の蒸発器４０における蒸発温度と比して低
い温度、例えば第１の蒸発器４０における蒸発温度が−
５℃であるのに対し第２の蒸発器４１の蒸発温度を−１
０℃とすることができる。

【００２２】これにより、送風機１９により冷気吸込口
２１から冷却室４４内に吸い込まれた冷気は、図３及び
図４において白抜き矢印で示される如く第１の蒸発器４
０、第２の蒸発器４１と順次熱交換した後、吐出ダクト
１７内を上昇し、冷気吐出口１８から貯蔵室７内に吐出
される。

【００２３】ここで、図４を参照して第１の蒸発器４
０、第２の蒸発器４１の蒸発温度及びこれら蒸発器４
０、４１を通過する冷気の温度とについて説明する。
尚、図４においてＡは第１の蒸発器４０の蒸発温度、Ｂ
は第２の蒸発器４１の蒸発温度、Ｃは第１の蒸発器４０
を通過する冷気の温度、Ｄは第２の蒸発器４１を通過す
る冷気の温度を示しているものとする。

【００２４】これによると、第１の蒸発器４０は、例え
ば−５℃で一定であると共に、第２の蒸発器４１は、第
１の蒸発器４０よりも低い温度、例えば−１０℃で一定
である。第１の蒸発器４０に流入する冷気は、外気温度
又は貯蔵室７内の温度と近似しているため、送風機１９
によって形成される冷気流の上流側に配設される第１の
蒸発器４０の入口付近の冷気温度は、第１の蒸発器４０
の蒸発温度と比して著しく高く、これら第１の蒸発器４
０の蒸発温度と冷気温度との温度差が著しく大きい。そ
の後、第１の蒸発器４０内に流入した冷気は、係る蒸発
器４０の冷却作用により徐々に蒸発温度に近づいてい
き、第１の蒸発器４０の出口付近の冷気温度と蒸発温度
との温度差は、入口付近と較べると小さくなる。

【００２５】その後、第１の蒸発器４０から流出した冷
気は、第２の蒸発器４１の流入する。第２の蒸発器４１
は、第１の蒸発器４０の蒸発温度と較べて著しく低いた
め、再び、第２の蒸発器４１内に流入する冷気温度と、
蒸発温度との温度差が著しく大きくなる。そして、第２
の蒸発器４１内に流入した冷気は、係る蒸発器４１の冷
却作用により更に冷却され、吐出ダクト１７内を上昇
し、冷気吐出口１８から貯蔵室７内に吐出される。貯蔵
室７内を循環して冷却した冷気は冷気吸込口２１から再
び冷却室４４内に帰還する。

【００２６】これにより、第１の蒸発器４０及び第２の
蒸発器４１において、これら蒸発器４０、４１の蒸発温
度と、これら蒸発器４０、４１内に流入する冷気温度と
の温度差を一定以上形成することができるようになる。
特に、蒸発器４０、４１の冷気流の下流側において、蒸
発温度と冷気温度との温度差を一定以上形成することが
でき、蒸発器４０、４１における冷気との熱交換効率を
向上させることができるようになる。

【００２７】そのため、蒸発器４０、４１の冷却効率を
向上させることができ、冷却装置９に用いられる蒸発器
自体の小型化を実現することができるようになる。

【００２８】また、冷気流に対して上流側に配設される
第１の蒸発器４０の蒸発温度を調整することで、比較的
蒸発温度が高い第１の蒸発器４０表面に結露を生じさせ
て除湿することができるようになるため、比較的蒸発温
度が低い第２の蒸発器４１表面における結露の発生を抑
制することができる。そのため、これら第１の蒸発器４
０及び第２の蒸発器４１の全体の着霜までの時間を延長
させることができ、一日当たりの除霜回数を削減するこ
とも可能となる。

【００２９】更にまた、本実施例では、第１の蒸発器４
０及び第２の蒸発器４１に設けられるフィン４０Ａ及び
４１Ａは、それぞれ独立して設けられているため、これ
ら蒸発器４０、４１が一体で設けられている場合などに
生じる冷媒の潜熱変化による蒸発器４０、４１間での熱
交換を抑制することができ、冷気の冷却効果が阻害され
ることを未然に回避することができるようになる。

【００３０】次に、図５を参照して本発明の冷却装置９
の第２の実施例としての冷媒回路Ｓを説明する。尚、図
中において上記実施例と同様の符号が付されているもの
は、同様の効果を奏するものであるものとする。係る実
施例において、圧縮機１１の冷媒吐出側には、前記凝縮
器１２が接続されていると共に、この凝縮器１２の冷媒
出口側には、減圧装置としての第１のキャピラリーチュ
ーブ４７が接続されている。この第１のキャピラリーチ
ューブ４７の冷媒出口側には、第１の蒸発器４２が接続
されており、この第１の蒸発器４２の冷媒出口側には、
減圧装置としての第２のキャピラリーチューブ４８が接
続されている。第２のキャピラリーチューブ４８の冷媒
出口側には、第２の蒸発器４３が接続されており、この
第２の蒸発器４３の冷媒出口側は、前記圧縮機１１に接
続されている。

【００３１】ここで、第２のキャピラリーチューブ４８
の流路抵抗は、第１のキャピラリーチューブ４７の流路
抵抗よりも大きいものであるとし、当該第２のキャピラ
リーチューブ４８に接続される第２の蒸発器４３は、前
記送風機１９により構成される冷気流の下流側に配設さ
れるものとする。また、第１の蒸発器４２は、第２の蒸
発器４３の上流側に配設されるものとする。

【００３２】以上の構成により、圧縮機１１が運転され
ると、冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状態となり、凝
縮器１２に流入する。この凝縮器１２において冷媒は放
熱し、凝縮液化した後、第１のキャピラリーチューブ４
７にて減圧され、第１の蒸発器４２内において冷却作用
を発揮する。そして、第１の蒸発器４２から流出した冷
媒は、第２のキャピラリーチューブ４８にて再び減圧さ
れ、第２の蒸発器４３内において冷却作用を発揮する。

【００３３】ここで、上述の如く第２のキャピラリーチ
ューブ４８は、第１のキャピラリーチューブ４７よりも
流路抵抗が大きいため、第２の蒸発器４３における蒸発
温度は、第１の蒸発器４２における蒸発温度と比して低
い温度、例えば第１の蒸発器４２における蒸発温度が−
５℃であるのに対し第２の蒸発器４３の蒸発温度を−１
０℃とすることができる。

【００３４】これにより、送風機１９により冷気吸込口
２１から冷却室４４内に吸い込まれた冷気は、図５にお
いて白抜き矢印で示される如く第１の蒸発器４２、第２
の蒸発器４３と順次熱交換した後、吐出ダクト１７内を
上昇し、冷気吐出口１８から貯蔵室７内に吐出される。

【００３５】尚、本実施例においても上記第１の実施例
と同様に、第１の蒸発器４２及び第２の蒸発器４３にお
いて、これら蒸発器４２、４３の蒸発温度と、これら蒸
発器４２、４３内に流入する冷気温度との温度差を一定
以上形成することができるようになる。係る場合におい
ても、蒸発器４２、４３の冷気流の下流側において、蒸
発温度と冷気温度との温度差を一定以上形成することが
でき、蒸発器４２、４３における冷気との熱交換効率を
向上させることができるようになる。

【００３６】そのため、蒸発器４２、４３の冷却効率を
向上させることができ、冷却装置９に用いられる蒸発器
自体の小型化を実現することができるようになる。

【００３７】また、本実施例においても、第１の実施例
と同様に、冷気流に対して上流側に配設される第１の蒸
発器４２の蒸発温度を調整することで、比較的蒸発温度
が高い第１の蒸発器４２表面に結露を生じさせて除湿す
ることができるようになるため、比較的蒸発温度が低い
第２の蒸発器４３表面における結露の発生を抑制するこ
とができる。そのため、これら第１の蒸発器４２及び第
２の蒸発器４３の全体の着霜までの時間を延長させるこ
とができ、一日当たりの除霜回数を削減することも可能
となる。

【００３８】更にまた、本実施例においても、第１の蒸
発器４２及び第２の蒸発器４３に設けられるフィンは、
それぞれ独立して設けられているため、これら蒸発器４
２、４３が一体で設けられている場合などに生じる冷媒
の潜熱変化による蒸発器４２、４３間での熱交換を抑制
することができ、冷気の冷却効果が阻害されることを未
然に回避することができるようになる。

【００３９】尚、本実施例では車載用の冷却貯蔵庫を例
として説明したが、これに限らず、家庭用・業務用冷蔵
庫やプレハブ冷蔵庫などにおいても本発明は有効であ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１又は請求項２
の発明によれば、第２のキャピラリーチューブの流路抵
抗を第１のキャピラリーチューブより大きくすると共
に、送風機により構成される冷気流の下流側に第２の蒸
発器を配置し、第２の蒸発器の上流側に第１の蒸発器を
配置したので、冷気流の上流側の蒸発温度を高くすると
共に、冷気流の下流側の蒸発温度を低くすることが可能
となり、各蒸発器内に流入する冷気の温度と、各蒸発器
の蒸発温度との温度差を一定以上形成することができる
ようになる。

【００４１】これにより、蒸発器の蒸発温度と、特に、
蒸発器奥部、即ち、蒸発器の冷気出口側における冷気温
度との温度差を形成することができ、蒸発器全体の冷気
との熱交換効率を向上させることができるようになる。
そのため、蒸発器の冷却効率を向上させることができ、
蒸発器自体の小型化を実現することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した冷却貯蔵庫の斜視図である。

【図２】図１の冷却貯蔵庫の縦断側面図である。

【図３】本発明の冷却装置の第１の実施例としての冷媒
回路図である。

【図４】本発明の冷却装置の蒸発器の側面図及び蒸発器
の通過に伴う冷気の温度及び蒸発器の蒸発温度を示す図
である。

【図５】本発明の冷却装置の第２の実施例としての冷媒
回路図である。

【図６】従来の冷却装置の蒸発器の側面図及び蒸発器の
通過に伴う冷気の温度及び蒸発器の蒸発温度を示す図で
ある。

【符号の説明】

Ｒ、Ｓ 冷媒回路 １ 冷却貯蔵庫 ７ 貯蔵室 １１ 圧縮機 １２ 凝縮器 １９ 送風機 ４０、４２ 第１の蒸発器 ４１、４３ 第２の蒸発器 ４５、４７ 第１のキャピラリーチューブ ４６、４８ 第２のキャピラリーチューブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、該圧縮機の冷媒吐出側に接続
   された凝縮器と、該凝縮器の冷媒出口側に並列接続され
   た第１のキャピラリーチューブと第１の蒸発器との直列
   回路及び第２のキャピラリーチューブと第２の蒸発器と
   の直列回路と、これら第１及び第２の蒸発器に送風する
   送風機とを備えて構成され、 前記第２のキャピラリーチューブの流路抵抗を前記第１
   のキャピラリーチューブより大きくすると共に、 前記送風機により構成される冷気流の下流側に前記第２
   の蒸発器を配置し、該第２の蒸発器の上流側に前記第１
   の蒸発器を配置したことを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 圧縮機と、該圧縮機の冷媒吐出側に接続
   された凝縮器と、凝縮器の冷媒出口側に接続された第１
   のキャピラリーチューブと、該第１のキャピラリーチュ
   ーブの冷媒出口側に接続された第１の蒸発器と、該第１
   の蒸発器の冷媒出口側に接続された第２のキャピラリー
   チューブと、第２のキャピラリーチューブの冷媒出口側
   に接続された第２の蒸発器と、これら第１及び第２の蒸
   発器に送風する送風機とを備えて構成され、 前記第２のキャピラリーチューブの流路抵抗を前記第１
   のキャピラリーチューブより大きくすると共に、 前記送風機により構成される冷気流の下流側に前記第２
   の蒸発器を配置し、該第２の蒸発器の上流側に前記第１
   の蒸発器を配置したことを特徴とする冷却装置。