JP2006516045A - Apparatus and method for operating a refrigeration cycle without forming ice on the evaporator - Google Patents

Apparatus and method for operating a refrigeration cycle without forming ice on the evaporator Download PDF

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Abstract

本発明は、マイクロプロセッサ(60)で制御されるソレノイド(75)により作動される高温ガスバイパスシステム(70、72、74)を使用して、装置の蒸発表面(40)上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを作動するための装置および方法に関する。The present invention uses a hot gas bypass system (70, 72, 74) activated by a solenoid (75) controlled by a microprocessor (60) to form ice on the evaporation surface (40) of the device. The present invention relates to an apparatus and a method for operating a refrigeration cycle without the need.

Description

本発明は、冷蔵サイクルにおいて作動する装置の蒸発器上の氷形成を防止する装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for preventing ice formation on the evaporator of an apparatus operating in a refrigeration cycle.

冷蔵サイクルには多くの用途がある。もちろんその一つは冷蔵であり、肉、生鮮果物、生鮮品などの食料品の腐敗を防ぐために氷点または氷点下に、閉所内の周囲空気を冷蔵することである。別の用途は建築物の空調である。更に冷蔵サイクルの用途は湿った空気からの水分の除去である。その目的は家庭内の除湿器、産業レベルの果物及び野菜乾燥機などの場合と同様に、単に空気の乾燥であってよい。また、その目的は個人の家庭内用、キャンプ用、公共水保存用の飲料水生成であってもよいし、地震、洪水、火事、及び他の自然災害、または戦争などの人的災害などの緊急事態において、通常の水の供給が危険に晒された場合のためであってもよい。いかなる場合においても、採用される装置および方法は本質的には同じであり、それを図1に示す。   The refrigeration cycle has many uses. Of course, one of them is refrigeration, in which the ambient air in a closed room is refrigerated at or below freezing to prevent the decay of foodstuffs such as meat, fresh fruit and fresh products. Another application is building air conditioning. A further use of the refrigeration cycle is the removal of moisture from moist air. Its purpose may be simply air drying, as in home dehumidifiers, industrial grade fruit and vegetable dryers and the like. The purpose may also be for the generation of drinking water for personal home use, camping, public water conservation, earthquakes, floods, fires and other natural disasters, or human disasters such as wars. In an emergency, it may be for the case where the normal water supply is compromised. In any case, the apparatus and method employed are essentially the same and are shown in FIG.

図1において、圧縮器1はアンモニア、二酸化硫黄、フレオン(Freon)(登録商標)などの冷媒ガスを受け取りそれを圧縮する、つまりその圧力を高める。圧縮されると、ガスの温度は上昇して高温高圧になる。高温高圧ガスは、循環する周囲空気と接触する広い表面積を有する熱交換器から構成される凝縮器2により受け取られる。高温高圧ガスはその熱量の一部を循環空気に与え、その結果、依然として暖かいが、凝縮器に入る高温ガスよりは低温の液体に凝縮する。暖かい高圧ガスは、単純な孔、毛細管、または自動温度調整膨張弁である計量装置3まで進み、液体は更に膨張されて更に冷却される。低温液体は蒸発器4まで進む。蒸発器4は凝縮器と同様に、水分を含む空気がその上を循環可能な広い表面積で構成される。蒸発器は図1に示すように単に、ある長さのチューブをそれ自身の上に蛇行して折りたたまれたものであってよい。または、チューブは、限られた空間の体積の中にたたみ込まれるときは、より広い表面積を提供するために平坦化してもよい。チューブはより広い面積を提供するために取り付けられた羽を有していてもよい。蒸発器はまた、自動車のラジエータのような内部接続された空洞コアのハニカムであってもよい。この技術分野においては、これらの蒸発器及び他の多くの蒸発器のデザインはよく知られている。いかなる場合においても、蒸発器4を通過する低温液体は、蒸発器の外面と接触する空気から熱を吸収し、気化熱と呼ばれる十分な熱エネルギーが吸収されると、吸収された熱は気化工程に使用されて、蒸発器に入る低温液体と略同じ温度の気体に変換される。装置が除湿器として使用されるときは、計量装置3の作動パラメータは、蒸発器4を循環する低温低圧液体の温度が、蒸発器の外面と接触する空気の露点未満となるようにする。露点とは、空気中の水蒸気が凝縮する温度である。このように、低温液体は蒸発器を循環し、蒸発器の表面を介して周囲の空気から熱を吸収して気化するので、蒸発器と接触する水分を含む空気は、その露点未満に冷却される。空気中の水蒸気は蒸発器上で凝縮し、システムから流出する。低温ガスは圧縮器に戻り別のサイクルを開始する。システムにおいて凝縮器と計量装置の間に、計量装置により要求されるまでの間、暖かい高圧冷媒液を格納する受液器が配置されることもある。   In FIG. 1, a compressor 1 receives a refrigerant gas such as ammonia, sulfur dioxide, Freon (registered trademark) and compresses it, that is, increases its pressure. When compressed, the gas temperature rises to a high temperature and pressure. Hot and high pressure gas is received by a condenser 2 consisting of a heat exchanger with a large surface area in contact with the circulating ambient air. The hot high pressure gas gives part of its heat to the circulating air, so that it is still warm but condenses into a liquid that is cooler than the hot gas entering the condenser. The warm high pressure gas goes to the metering device 3, which is a simple hole, capillary, or automatic temperature regulating expansion valve, and the liquid is further expanded and further cooled. The cryogenic liquid proceeds to the evaporator 4. Similar to the condenser, the evaporator 4 has a large surface area through which moisture-containing air can circulate. The evaporator may simply be folded by meandering a length of tube over itself as shown in FIG. Alternatively, the tube may be flattened to provide a larger surface area when folded into a limited space volume. The tube may have wings attached to provide a larger area. The evaporator may also be an internally connected hollow core honeycomb, such as a car radiator. These evaporators and many other evaporator designs are well known in the art. In any case, the cryogenic liquid passing through the evaporator 4 absorbs heat from the air in contact with the outer surface of the evaporator, and when sufficient thermal energy called vaporization heat is absorbed, the absorbed heat is vaporized. Used to convert the gas into a gas at about the same temperature as the cryogenic liquid entering the evaporator. When the device is used as a dehumidifier, the operating parameters of the metering device 3 are such that the temperature of the low-temperature low-pressure liquid circulating in the evaporator 4 is below the dew point of the air in contact with the outer surface of the evaporator. The dew point is the temperature at which water vapor in the air condenses. In this way, the cryogenic liquid circulates in the evaporator and absorbs heat from the surrounding air through the evaporator's surface and vaporizes, so the air containing moisture that contacts the evaporator is cooled below its dew point. The Water vapor in the air condenses on the evaporator and exits the system. The cold gas returns to the compressor and begins another cycle. There may be a receiver between the condenser and the metering device in the system that stores the warm high-pressure refrigerant liquid until required by the metering device.

図1に示す装置の目的が単に空気を冷却及び/または乾燥することだけの場合は、蒸発器上に凝縮する水は単に流出してもかまわない。その目的が飲料水の収集である場合は、貯水器が蒸発器の下部に配置される。この際、水が飲料水として使用できる状態で得られ、収集後も飲料可能であるように注意する必要がある。これは、水分を含む空気または凝縮水と接触する蒸発器、貯水器、及び装置の他の部品を、非汚染材料を使用して製造するか、または汚染の可能性のある材料を非汚染材質でコーティングまたは覆うことで達成される。そのような材料の例としては、ステンレス鋼、ガラス、広範囲に及ぶPVC、テフロン(登録商標)(Teflon)などのポリマ材料などがある。収集した水が飲料可能であることを確実にするためには、紫外線を水に照射したり、オゾンを水に通したり、沃素や他の化学的殺菌剤などを添加することがしばしば行われる。   If the purpose of the apparatus shown in FIG. 1 is merely to cool and / or dry the air, the water condensing on the evaporator may simply flow out. If the purpose is to collect drinking water, a reservoir is placed at the bottom of the evaporator. At this time, care must be taken so that the water is obtained in a state where it can be used as drinking water and can be drinked after collection. It produces evaporators, reservoirs, and other parts of equipment that come into contact with moisture-containing air or condensate using non-contaminating materials, or materials that may be contaminated with non-contaminating materials. Achieved by coating or covering with. Examples of such materials include stainless steel, glass, extensive PVC, polymer materials such as Teflon (Teflon), and the like. To ensure that the collected water is drinkable, it is often done by irradiating the water with ultraviolet light, passing ozone through the water, or adding iodine or other chemical disinfectants.

上記の装置は約華氏55度超の周囲空気温度においてはかなり順調に作動する。しかし、冷蔵装置、果物及び野菜製品乾燥室、及び肉貯蔵室の中などのように空気の温度が約華氏55度未満になる場合や、飲料水が必要とされ、夜や冬などのように周囲温度が約華氏55度未満である場合には問題が生じる。つまり、約華氏55度またはそれ以下である水蒸気が図1の装置の蒸発器表面に凝縮すると、一般的に使用される冷媒の熱力学的特徴とそのような装置の通常作動モードのため、蒸発器表面は通常、実質的に華氏32度未満の温度となるため、凝縮水はさらに冷却されるという問題がある。華氏32度またはそれ以下になると、凝縮液は凍結し、蒸発器上に氷を形成する。約華氏55度未満の周囲空気温度では、蒸発器の表面上の水と接触する空気はこの凍結条件に抗するための十分な追加熱を供給できない。その結果、氷が蒸発器表面に形成されて分離装置のように機能し、水分を含む空気から蒸発器表面を分断して装置の作動に干渉するようになる。これが起こったときの通常の対処方法は、氷が解けるまで圧縮器の電源を落として装置を止めることである。その結果として、図1の装置は約華氏55度未満の周囲空気の温度では極端に非効率ということになる。   The above apparatus works fairly well at ambient air temperatures above about 55 degrees Fahrenheit. However, if the air temperature is less than about 55 degrees Fahrenheit, such as in refrigeration units, fruit and vegetable product drying rooms, and meat storage rooms, drinking water is required, such as at night or in winter. Problems arise when the ambient temperature is less than about 55 degrees Fahrenheit. That is, when water vapor, which is about 55 degrees Fahrenheit or less, condenses on the evaporator surface of the apparatus of FIG. 1, it evaporates due to the thermodynamic characteristics of commonly used refrigerants and the normal mode of operation of such an apparatus. Since the vessel surface usually has a temperature substantially below 32 degrees Fahrenheit, there is a problem that the condensed water is further cooled. At 32 degrees Fahrenheit or below, the condensate freezes and forms ice on the evaporator. At ambient air temperatures below about 55 degrees Fahrenheit, air in contact with water on the evaporator surface cannot provide sufficient additional heat to resist this freezing condition. As a result, ice is formed on the surface of the evaporator and functions like a separation device, and the surface of the evaporator is separated from moisture-containing air and interferes with the operation of the device. The usual solution when this happens is to turn off the compressor by turning off the compressor until the ice melts. As a result, the apparatus of FIG. 1 is extremely inefficient at ambient air temperatures below about 55 degrees Fahrenheit.

蒸発器に氷が形成されることを避けるために採用される一つのアプローチは、単により高温の冷媒温度で装置を起動することである。しかし、これは装置の冷却能力に限度を与えてしまう。更に、目的が周囲の空気から水を除去することであるときは、空気は低温であればそれだけ含むことができる水分が少なくなるので、装置をできるだけ低温で起動させ、空気をできるだけ氷点に近づかせるように冷却することが望ましい。このように、装置をより高温な冷媒温度で起動することは、空気中に水を残すことになるので非効率となる。   One approach taken to avoid ice formation in the evaporator is to simply start the device at a higher refrigerant temperature. However, this limits the cooling capacity of the device. In addition, when the objective is to remove water from the surrounding air, the air can contain less moisture if it is cold, so the device is started as cold as possible and the air is as close to freezing as possible It is desirable to cool so that. Thus, starting the device at a higher refrigerant temperature is inefficient because it leaves water in the air.

機械が休止することによる非効率を削減するために採用されるアプローチは複数の装置を使用して、一つの装置の蒸発器に氷が形成された場合は使用を交替して、その装置を止めて他の装置を起動する。しかしこのアプローチは、広い空間を必要とすることはいうまでもなく、費用も高くつく解決法である。   The approach taken to reduce inefficiencies due to machine downtime is to use multiple devices and, if ice has formed in the vaporizer of one device, alternate use and stop that device. To start another device. However, this approach is a costly solution, not to mention requiring a lot of space.

必要とされるのは、特に約華氏55度未満の温度で蒸発器に氷が形成されることなく冷蔵サイクルを実行する装置および方法である。本発明はそのような装置を提供する。   What is needed is an apparatus and method for performing a refrigeration cycle without ice formation in the evaporator, particularly at temperatures below about 55 degrees Fahrenheit. The present invention provides such an apparatus.

本発明は、蒸発器に氷が形成されることを避けながら冷凍サイクルの作動を可能にする装置を含み、それに限定されるわけではないが、空調器、除湿器、製水器、商用及び消費者用冷蔵庫と冷凍庫を含む。装置は入口と出口を具備する圧縮器と、入口及び出口を具備する凝縮器であって、凝縮器の入口が圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器と、入口及び出口を具備する計量手段であって、計量手段の入口は凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段と、入口、出口及び蒸発表面を具備する蒸発器であって、蒸発器の入口は計量手段の出口に作動可能に結合され、蒸発器の出口は圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器と、入口、出口、開位置及び閉位置を具備する高温ガスバイパス手段であって、高温ガスバイパス手段の入口は圧縮器の出口に作動可能に結合され、高温ガスバイパス手段の出口は蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、マニフォルドは入口と多数の出口を具備し、各出口は蒸発表面上の異なる位置の多数の入口の異なる一つに作動可能に結合されており、それ自身もコントローラに作動可能に結合されている高温ガスバイパス手段と、高温ガスバイパス手段を起動するコントローラと、冷凍サイクルにおいて圧縮器から凝縮器、計量手段、蒸発器、そして圧縮器に戻るように循環する冷媒を具備する。コントローラは信号に応答して高温ガスバイパス手段を起動する。信号は、それに限定されるわけではないが、タイマ、温度センサまたは温度感知手段、または氷の形成を検出可能な装置の一つまたは複数を含むいかなる可能な数の装置からのものであってよい。タイマを含む実施形態においては、タイマはコントローラに組み込まれていてよい。蒸発表面上の氷形成の開始を検出する一つまたは複数の手段を含む実施形態においては、各手段は蒸発表面に作動可能に結合され、二つ以上ある場合は、各々は蒸発表面上の異なる場所とコントローラとに作動可能に結合される。氷の形成を検出する手段は氷の形成を検出する光学的手段を含んでもよい。   The present invention includes devices that allow operation of the refrigeration cycle while avoiding ice formation in the evaporator, including but not limited to air conditioners, dehumidifiers, water producers, commercial and consumer Includes a refrigerator and freezer for the elderly. The apparatus comprises a compressor having an inlet and an outlet, a condenser having an inlet and an outlet, the condenser having an inlet operably coupled to the outlet of the compressor, and an inlet and an outlet. Metering means, wherein the metering means inlet is operably coupled to the condenser outlet and an evaporator comprising an inlet, an outlet and an evaporation surface, the evaporator inlet being the outlet of the metering means And an evaporator outlet operatively coupled to the compressor inlet and a hot gas bypass means comprising an inlet, an outlet, an open position and a closed position. The inlet of the means is operably coupled to the outlet of the compressor, the outlet of the hot gas bypass means is operably coupled to the inlet of the evaporator or the inlet of the manifold, the manifold comprising an inlet and a number of outlets, each outlet On the evaporation surface In a refrigeration cycle, a hot gas bypass means operatively coupled to a different one of a number of inlets at a location, which is also operably coupled to the controller itself, a controller that activates the hot gas bypass means, A compressor, a condenser, a metering means, an evaporator, and a refrigerant that circulates back to the compressor are provided. The controller activates the hot gas bypass means in response to the signal. The signal may be from any possible number of devices including, but not limited to, a timer, a temperature sensor or temperature sensing means, or one or more of the devices capable of detecting ice formation. . In embodiments that include a timer, the timer may be built into the controller. In embodiments that include one or more means for detecting the onset of ice formation on the evaporation surface, each means is operably coupled to the evaporation surface, and if there are two or more, each is different on the evaporation surface. Operatively coupled to the location and the controller. The means for detecting ice formation may include optical means for detecting ice formation.

本発明の一つの態様において、蒸発表面の氷形成を検出する手段は一つまたは複数のレーザーを具備する。     In one embodiment of the invention, the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more lasers.

本発明の一つの態様において、蒸発表面の氷形成を検出する手段は一つまたは複数の検出器を具備する。     In one embodiment of the invention, the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more detectors.

本発明の一つの態様において、蒸発表面の氷形成を検出する手段は、装置の一つまたは複数の作業負荷温度感知サブアセンブリに結合された一つまたは複数の第1温度感知手段を具備する。     In one embodiment of the invention, the means for detecting ice formation on the evaporating surface comprises one or more first temperature sensing means coupled to one or more workload temperature sensing subassemblies of the apparatus.

本発明の一つの態様は、蒸発表面に結合された一つまたは複数の第2温度感知手段を更に具備する上記装置のいずれかであり、二つ以上ある場合は、各々は蒸発表面上の異なる場所とコントローラとに作動可能に結合される。   One aspect of the present invention is any of the above apparatus further comprising one or more second temperature sensing means coupled to the evaporation surface, where there are two or more, each different on the evaporation surface. Operatively coupled to the location and the controller.

本発明の一つの態様は、蒸発表面の氷形成を検出する手段が蒸発表面に結合された一つまたは複数の第3温度感知手段を具備する上記の装置であって、二つ以上ある場合は、各々は蒸発表面上の異なる場所に結合される。     One aspect of the present invention is the above apparatus wherein the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more third temperature sensing means coupled to the evaporation surface, if there are two or more , Each coupled to a different location on the evaporation surface.

計量手段は上記装置のいずれか一つにおいて、自動温度調整膨張弁を具備する。   In any one of the above devices, the metering means includes an automatic temperature adjusting expansion valve.

本発明の別の態様において、第3温度感知手段を具備する装置では、温度自動調整膨張弁は更に温度感知アセンブリを具備する。     In another aspect of the invention, in an apparatus comprising third temperature sensing means, the temperature self-regulating expansion valve further comprises a temperature sensing assembly.

本発明の一つの態様において、温度感知アセンブリは、
内部材と外部材を具備する二重壁容器と、
内部材と外部材の間に配置された第1スペースと、
内部材で囲まれた第2内部スペースと、
外部材の第1端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された入口であって、蒸発器の出口に作動可能に結合された入口と、
外部材の第1端部に対向する第2端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された出口であって、圧縮器の入口に作動可能に結合された出口と、
第1スペースに配置され、外部材の第1端部近傍から外部材の第2端部近傍へ延伸するバッフルと、
内部スペースに配置され、自動温度調整膨張弁に作動可能に結合された温度感知バルブと、
同じく内部スペースに配置され、内部材と温度感知バルブと接触する熱的化合物と
を具備する。
In one embodiment of the invention, the temperature sensing assembly comprises
A double-walled container comprising an inner member and an outer member;
A first space disposed between the inner member and the outer member;
A second internal space surrounded by inner members;
An inlet disposed near, in and through the first end of the outer material, the inlet operably coupled to the outlet of the evaporator;
An outlet disposed near, within, and through the second end opposite the first end of the outer material, the outlet operably coupled to the inlet of the compressor;
A baffle disposed in the first space and extending from the vicinity of the first end of the outer member to the vicinity of the second end of the outer member;
A temperature sensing valve disposed in the interior space and operably coupled to the automatic temperature regulating expansion valve;
It is also disposed in the interior space and comprises an inner member and a thermal compound that contacts the temperature sensing valve.

本発明の一つの態様において、上記装置のいずれかでは、高温ガスバイパス手段は弁を具備する。     In one embodiment of the present invention, in any of the above devices, the hot gas bypass means comprises a valve.

本発明の一つの態様において、弁はソレノイドを具備する。     In one embodiment of the invention, the valve comprises a solenoid.

本発明の一つの態様は上記装置のいずれかにおいて、各温度感知手段は独立して熱電対またはサーミスタを具備する。     In one embodiment of the present invention, in any of the above devices, each temperature sensing means independently comprises a thermocouple or a thermistor.

本発明の一つの態様において、上記装置のいずれかでは、コントローラはマイクロプロセッサを具備する。     In one embodiment of the present invention, in any of the above devices, the controller comprises a microprocessor.

本発明の一つの態様は、蒸発表面上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを実行する方法であって、
入口と出口を具備する圧縮器を提供する工程と、
入口及び出口を具備する凝縮器であって、凝縮器の入口が圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器を提供する工程と、
入口及び出口を具備する計量手段であって、計量手段の入口は凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段を提供する工程と、
入口、出口及び蒸発表面を具備する蒸発器であって、蒸発器の入口は計量手段の出口に作動可能に結合され、蒸発器の出口は圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器を提供する工程と、
入口、出口、開位置及び閉位置を具備する高温ガスバイパス手段であって、高温ガスバイパス手段の入口は圧縮器の出口に作動可能に結合され、高温ガスバイパス手段の出口は蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、マニフォルドは入口と多数の出口を具備し、各出口は蒸発表面上の異なる場所の多数の入口の異なる一つに作動可能に結合されており、それ自身もコントローラに作動可能に結合されている高温ガスバイパス手段を提供する工程と、
蒸発表面上の氷形成を検出する一つまたは複数の手段であって、各手段は作動可能に蒸発表面に結合され、二つ以上の手段があるとき各々は、蒸発表面上の異なる場所とコントローラとに結合される一つまたは複数の手段を提供する工程と、
蒸発表面に結合され、コントローラに作動可能に結合される一つまたは複数の温度感知手段を提供する工程と、
蒸発表面上の氷形成を検出する各手段と、各温度感知手段と、高温ガスバイパス手段とに作動可能に結合されるコントローラを提供する工程と、
冷蔵サイクルにおいて圧縮器から凝縮器、計量手段、蒸発器、そして圧縮器に戻るように循環する冷媒を提供する工程と
を含み、
蒸発表面上の氷形成を検出する手段がそのような氷形成を検出したときは、信号がコントローラに送られ、コントローラは高温ガスバイパス手段に開信号に送り、高温ガスバイパス手段はコントローラが所定の値より高い温度感知手段からの信号を受信するまで開状態を維持し、受信時点でコントローラは高温ガスバイパス手段に閉信号を送る方法。
One aspect of the present invention is a method for performing a refrigeration cycle without forming ice on the evaporation surface, comprising:
Providing a compressor having an inlet and an outlet;
Providing a condenser having an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operably coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, the metering means inlet providing a metering means operably coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet and an evaporation surface, the evaporator inlet being operably coupled to the outlet of the metering means and the evaporator outlet having an evaporator operably coupled to the compressor inlet. Providing a process;
A hot gas bypass means comprising an inlet, an outlet, an open position and a closed position, wherein the hot gas bypass means inlet is operably coupled to the compressor outlet, the hot gas bypass means outlet being an evaporator inlet or Operatively coupled to the inlet of the manifold, the manifold having an inlet and multiple outlets, each outlet being operably coupled to a different one of the multiple inlets at different locations on the evaporation surface itself Providing a hot gas bypass means operably coupled to the controller;
One or more means for detecting ice formation on the evaporating surface, each means being operably coupled to the evaporating surface, each having a different location and controller on the evaporating surface when there are two or more means Providing one or more means coupled to:
Providing one or more temperature sensing means coupled to the evaporation surface and operatively coupled to the controller;
Providing a controller operatively coupled to each means for detecting ice formation on the evaporating surface, each temperature sensing means, and the hot gas bypass means;
Providing refrigerant that circulates back from the compressor to the condenser, metering means, evaporator, and compressor in a refrigeration cycle;
When the means for detecting ice formation on the evaporation surface detects such ice formation, a signal is sent to the controller, the controller sends an open signal to the hot gas bypass means, and the hot gas bypass means A method of maintaining an open state until receiving a signal from the temperature sensing means higher than the value, at which time the controller sends a close signal to the hot gas bypass means.

本発明の一つの態様において、上記方法では、蒸発表面上の氷形成を検出する手段は一つまたは複数のレーザーを具備する。     In one embodiment of the invention, in the above method, the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more lasers.

本発明の別の態様において、上記方法では、蒸発表面上の氷形成を検出する手段は一つまたは複数の霜検出器を具備する。     In another aspect of the invention, in the above method, the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more frost detectors.

本発明の更に別の態様において、上記方法では、蒸発表面上の氷形成を検出する手段は、装置の一つまたは複数の作業負荷温度感知サブアセンブリに結合された一つまたは複数の第1温度感知手段を具備する。     In yet another aspect of the invention, in the above method, the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more first temperatures coupled to one or more workload temperature sensing subassemblies of the apparatus. Sensing means are provided.

本発明の一つの態様において、上記方法では、各温度感知手段は熱電対またはサーミスタを具備する。   In one embodiment of the invention, in the above method, each temperature sensing means comprises a thermocouple or a thermistor.

本発明の一つの態様において、上記方法では、計量手段は自動温度調整膨張弁を具備する。     In one embodiment of the present invention, in the above method, the metering means comprises an automatic temperature regulating expansion valve.

本発明の一つの態様において、上記方法では、高温ガスバイパス手段は弁を具備する。     In one embodiment of the invention, in the above method, the hot gas bypass means comprises a valve.

本発明の一つの態様において、上記方法では、弁はソレノイドを具備する。     In one embodiment of the invention, in the above method, the valve comprises a solenoid.

本発明の一つの態様において、上記方法では、コントローラはマイクロプロセッサを具備する。     In one embodiment of the present invention, in the above method, the controller comprises a microprocessor.

本発明の一つの態様は、蒸発表面上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを実行する方法であって、
入口と出口を具備する圧縮器を提供する工程と、
入口及び出口を具備する凝縮器であって、凝縮器の入口が圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器を提供する工程と、
入口及び出口を具備する計量手段であって、計量手段の入口は凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段を提供する工程と、
入口、出口及び蒸発表面を具備する蒸発器であって、蒸発器の入口は計量手段の出口に作動可能に結合され、蒸発器の出口は圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器を提供する工程と、
入口、出口、開位置及び閉位置を具備する高温ガスバイパス手段であって、高温ガスバイパス手段の入口は圧縮器の出口に作動可能に結合され、高温ガスバイパス手段の出口は蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、マニフォルドは入口と多数の出口を具備し、各出口は蒸発表面上の異なる場所の多数の入口の異なる一つに作動可能に結合されており、それ自身もコントローラに作動可能に結合されている高温ガスバイパス手段を提供する工程と、
蒸発表面に結合された一つまたは複数の温度感知手段であって、二つ以上あるとき各々は、蒸発表面の異なる場所に結合される一つまたは複数の温度感知手段を提供する工程と、
各温度感知手段とコントローラに作動可能に結合されるコントローラを提供する工程と
を含み、
各温度感知手段は蒸発表面のその位置の温度を計測し、コントローラにその温度に対応する信号を送り、信号が予め選択された第1設定点温度またはそれ以下のときは、コントローラは開信号を高温ガスバイパス手段に送り、高温ガスバイパス手段は、コントローラが予め選択された第2設定点温度より高い温度感知手段からの信号を受信するまで開状態を維持し、受信時点でコントローラは高温ガスバイパスに閉信号を送る方法。
One aspect of the present invention is a method for performing a refrigeration cycle without forming ice on the evaporation surface, comprising:
Providing a compressor having an inlet and an outlet;
Providing a condenser having an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operably coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, the metering means inlet providing a metering means operably coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet and an evaporation surface, the evaporator inlet being operably coupled to the outlet of the metering means and the evaporator outlet having an evaporator operably coupled to the compressor inlet. Providing a process;
A hot gas bypass means comprising an inlet, an outlet, an open position and a closed position, wherein the hot gas bypass means inlet is operably coupled to the compressor outlet, the hot gas bypass means outlet being an evaporator inlet or Operatively coupled to the inlet of the manifold, the manifold having an inlet and multiple outlets, each outlet being operably coupled to a different one of the multiple inlets at different locations on the evaporation surface itself Providing a hot gas bypass means operably coupled to the controller;
Providing one or more temperature sensing means coupled to the evaporation surface, each of which when there are two or more, one or more temperature sensing means coupled to different locations on the evaporation surface;
Providing each temperature sensing means and a controller operably coupled to the controller;
Each temperature sensing means measures the temperature at that location on the evaporation surface and sends a signal corresponding to that temperature to the controller, and when the signal is at or below a preselected first set point temperature, the controller provides an open signal. To the hot gas bypass means, and the hot gas bypass means remains open until the controller receives a signal from the temperature sensing means above the preselected second set point temperature, at which point the controller How to send a close signal to.

本発明の一つの態様において、上記方法では、計量手段は自動温度調整膨張弁を具備する。     In one embodiment of the present invention, in the above method, the metering means comprises an automatic temperature regulating expansion valve.

上記方法おいて、自動温度調整膨張弁は更に温度感知アセンブリを具備する。   In the above method, the automatic temperature regulating expansion valve further comprises a temperature sensing assembly.

本発明の別の態様において、温度感知アセンブリは、
内部材と外部材を具備する二重壁容器と、
内部材と外部材の間に配置された第1スペースと、
内部材で囲まれた第2内部スペースと、
外部材の第1端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された入口であって、蒸発器の出口に作動可能に結合された入口と、
外部材の第1端部に対向する第2端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された出口であって、圧縮器の入口に作動可能に結合された出口と、
第1スペースに配置され、外部材の第1端部近傍から外部材の第2端部近傍へ延伸するバッフルと、
内部スペースに配置され、自動温度調整膨張弁に作動可能に結合された温度感知バルブと、
同じく内部スペースに配置され、内部材と温度感知バルブと接触する熱的化合物と
を具備する。
In another aspect of the invention, the temperature sensing assembly comprises
A double-walled container comprising an inner member and an outer member;
A first space disposed between the inner member and the outer member;
A second internal space surrounded by inner members;
An inlet disposed near, in and through the first end of the outer material, the inlet operably coupled to the outlet of the evaporator;
An outlet disposed near, within, and through the second end opposite the first end of the outer material, the outlet operably coupled to the inlet of the compressor;
A baffle disposed in the first space and extending from the vicinity of the first end of the outer member to the vicinity of the second end of the outer member;
A temperature sensing valve disposed in the interior space and operably coupled to the automatic temperature regulating expansion valve;
It is also disposed in the interior space and comprises an inner member and a thermal compound that contacts the temperature sensing valve.

本発明の一つの態様において、上記方法では、高温ガスバイパス手段は弁を具備する。本発明の一つの態様において、上記方法では、弁はソレノイドを具備する。本発明の一つの態様において、上記方法では、各温度感知手段は独立して熱伝対またはサーミスタを具備し、本発明の一つの態様において、上記方法では、コントローラはマイクロプロセッサを具備してよい。   In one embodiment of the invention, in the above method, the hot gas bypass means comprises a valve. In one embodiment of the invention, in the above method, the valve comprises a solenoid. In one embodiment of the present invention, in the method, each temperature sensing means independently comprises a thermocouple or thermistor, and in one embodiment of the invention, in the method, the controller may comprise a microprocessor. .

本発明の一つの態様において、本方法は更にコントローラと通信を行う信号源を提供することを含む。信号源は一つまたは複数のタイマ、温度感知手段、及び/または氷検出手段を含んでよい。本方法が少なくとも二つの信号源を含む実施形態もある。一つだけの信号源を有する実施形態において、信号源は高温ガスバイパス手段を交互に起動、停止するために使用されてよい。例えば、タイマを含む実施形態では、高温ガスバイパス手段を起動、停止するためにコントローラに交互に信号を送るためにタイマを使用してよい。二つ以上の信号源を含む本発明の方法では、各信号源はコントローラの起動を任されてよい。例えば、本発明の一つの方法は、一つまたは複数のタイマ、温度感知手段、及び氷検出手段からの信号をコントローラに受信させ、コントローラに高温ガスバイパスを起動させる手順を含んでもよい。更に、一つまたは複数のタイマ手段、温度感知手段、及び/または氷検出手段からの信号をコントローラに受信させ、コントローラに高温ガスバイパスを停止させる手順を含んでもよい。一つの信号源は、コントローラに高温ガスバイパス手段の起動のみを任され、他の信号源はコントローラに高温ガスバイパス手段の停止のみを任される実施形態もある。本発明の他の実施形態においては、信号源がどちらかの目的のために使用されてよい。   In one aspect of the invention, the method further includes providing a signal source in communication with the controller. The signal source may include one or more timers, temperature sensing means, and / or ice detection means. In some embodiments, the method includes at least two signal sources. In embodiments having only one signal source, the signal source may be used to alternately start and stop the hot gas bypass means. For example, in an embodiment including a timer, the timer may be used to alternately signal the controller to activate and deactivate the hot gas bypass means. In the method of the present invention including more than one signal source, each signal source may be entrusted to start the controller. For example, one method of the present invention may include the steps of causing the controller to receive signals from one or more timers, temperature sensing means, and ice detection means and causing the controller to activate a hot gas bypass. Further, a procedure may be included in which the controller receives signals from one or more timer means, temperature sensing means, and / or ice detection means, and the controller stops the hot gas bypass. In some embodiments, one signal source is left to the controller only to activate the hot gas bypass means and the other signal source is left to the controller only to stop the hot gas bypass means. In other embodiments of the invention, the signal source may be used for either purpose.

図は、本発明の理解のためにのみ提供されるものであって、いかなる意味においても本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。   The figures are provided only for the understanding of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way.

定義
ここで使用されるタイマまたはタイマ手段は、事象を計時するためのいかなる既知の装置または方法をも意味し、それに限定されるわけではないが、コントローラとして使用されるマイクロプロセッサにおけるタイミング回路のような、コントローラに組み込まれたタイミング回路を含む。
Definitions As used herein, a timer or timer means means any known device or method for timing an event, such as, but not limited to, a timing circuit in a microprocessor used as a controller. And a timing circuit incorporated in the controller.

ここで使用されるように、「冷媒」または「冷媒ガス」は、その液体形状において水の沸点より低い沸点を有する流体を意味する。冷媒の例としては、それに限定されるわけではないが、アンモニア、二酸化硫黄、フレオン(Freon)(登録商標)などがある。   As used herein, “refrigerant” or “refrigerant gas” means a fluid having a boiling point lower than that of water in its liquid form. Examples of the refrigerant include, but are not limited to, ammonia, sulfur dioxide, Freon (registered trademark), and the like.

ここで使用されるように、「圧縮器」は、液体とガスを含む流体を加圧可能ないかなる装置をも意味する。本発明においては、圧縮器は特にガスを加圧可能である。そのような装置はこの技術において数多く知られており、そのいずれもが本発明の範囲内に包含される。   As used herein, “compressor” means any device capable of pressurizing fluids including liquids and gases. In the present invention, the compressor can in particular pressurize the gas. Many such devices are known in the art, any of which are within the scope of the present invention.

ここで使用されるように、「凝縮器」は、圧縮器からの圧縮または加圧ガスを受け取ることができ、圧縮器により形成された圧力を実質的に維持しながら、圧縮ガスから熱エネルギーを開放してガスを液体に変換可能ないかなる装置をも意味する。そのような装置もまたこの技術においてよく知られており、そのいずれもが本発明の範囲内に包含される。   As used herein, a “condenser” can receive compressed or pressurized gas from a compressor and draws thermal energy from the compressed gas while substantially maintaining the pressure created by the compressor. Any device capable of opening and converting gas to liquid is meant. Such devices are also well known in the art, any of which are included within the scope of the present invention.

ここで使用されるように、「計量手段」または「計量装置」は共に、第1圧力の液体をその入口で受け取り、その出口で第2の、つまり減圧された圧力の液体を放出することが可能ないかなる装置をも意味する。そのような装置としては、それに限定されるわけではないが、単純な孔、浮揚ピストンを含む孔、流体絞り弁、毛細管、自動温度調整膨張弁(TXV)がある。これらと他のそのような装置もこの技術ではよく知られており、これらすべてが本発明の範囲内に包含される。   As used herein, both “measuring means” or “metering devices” are capable of receiving a liquid at a first pressure at its inlet and discharging a second, or reduced pressure, liquid at its outlet. Means any possible device. Such devices include, but are not limited to, simple holes, holes including levitation pistons, fluid throttle valves, capillaries, automatic temperature controlled expansion valves (TXV). These and other such devices are well known in the art and are all encompassed within the scope of the present invention.

ここで使用されるように、「蒸発器」または「蒸発器アセンブリ」は共に、ここでは「蒸発表面」と呼ばれる広い外面積を有し、その上を水蒸気を含む空気が循環することによって、蒸発器内の液体の温度がその上を流れる空気の露点未満のときは空気中の水蒸気が蒸発器の外面に凝縮して、重力によりそこから流れ落ち、同時に蒸発器内の気体がガスに気化するようないかなる装置をも意味する。   As used herein, both an “evaporator” or “evaporator assembly” have a large outer area, referred to herein as an “evaporation surface”, over which air containing water vapor circulates to evaporate. When the temperature of the liquid in the chamber is less than the dew point of the air flowing above it, water vapor in the air will condense on the outer surface of the evaporator and flow down from there due to gravity, and at the same time the gas in the evaporator will vaporize into gas Means any device.

ここで使用されるように、「高温ガスバイパス」、「高温ガスバイパス手段」、または「高温ガスバイパス装置」はすべて、高温流体を第1場所から低温流体が存在する第2場所へ制御しながら送ることができ、第2地点において二つの流体が混ざり、一方では、同様に第1場所と第2場所を接続する、異なる経路に配置された他の装置をバイパスする装置を意味する。「流体」はガスまたは液体を意味する。高温ガスバイパスに関して、「開信号」は、高温ガスバイパスにより受信されたときに、高温ガスバイパスを開き、高温流体を流して低温流体と混ざるようにする信号を意味する。逆に「閉信号」は、高温ガスバイパスにより受信されたときに、高温ガスバイパスを閉じ、それにより高温ガスの流れが低温液体と混ざることを停止する信号を意味する。   As used herein, a “hot gas bypass”, “hot gas bypass means”, or “hot gas bypass device” all controls hot fluid from a first location to a second location where cold fluid is present. Means a device that can be sent and where the two fluids mix at the second point, while bypassing other devices located in different paths that also connect the first and second locations. “Fluid” means gas or liquid. With respect to a hot gas bypass, an “open signal” means a signal that, when received by the hot gas bypass, opens the hot gas bypass and causes the hot fluid to flow and mix with the cold fluid. Conversely, a “closed signal” means a signal that, when received by a hot gas bypass, closes the hot gas bypass, thereby stopping the hot gas flow from mixing with the cold liquid.

「制御しながら送る」とは、装置が、高温及び低温流体の混合の結果である流体の選択された温度を維持するために必要な量だけの高温流体が低温流体に送られ、および低温流体と混ざるように開閉可能であることを意味する。   “Send in control” means that the device sends as much hot fluid to the cryogenic fluid as is necessary to maintain the selected temperature of the fluid as a result of the mixing of the hot and cold fluids, and It can be opened and closed to mix with.

ここで使用されるように、「冷蔵サイクル」とはよく知られた熱力学サイクルを意味し、高温高圧ガスへのガス圧縮、高温高圧ガスの、外部への熱エネルギーの開放を伴う暖かい高圧ガスへの凝縮、暖かい高圧ガスの、低温低圧液体を供給するための膨張を可能にする装置を通しての計量、低温低圧液体の、外部からの熱エネルギーの吸収を伴う低温低圧ガスへの気化、そしてサイクルを再び開始するための低温低圧ガスの再圧縮からなる。ある意味では、冷蔵サイクルは冷却手段とも考えられる。しかし、蒸発器の外部と接触する空気が水蒸気を含み、蒸発器内の低温液体の温度が空気の露点未満の場合、水が蒸発器の外部において凝縮し、結果として水蒸気を空気から除去することになる。このように、冷蔵サイクルは冷却手段と共に、水分除去手段とも考えられる。「高温」、「暖かい」、「低温」という用語に関して、ここにおける装置で使用される冷媒液体/ガスに言及するときは、これらの用語は厳密に比較の意味で使用され、「高温」は「暖かい」よりも高い温度であり、「暖かい」は「低温」よりも高い温度であることを認識されるべきである。本発明の装置及び方法の理解または作動に対して、絶対温度または絶対温度範囲を使用して記述することは、これらの用語が、使用される冷媒、圧縮器内の冷媒の加圧レベル、液体を得るために凝縮器内の高温高圧ガスから除去するべき熱量などに依存し、これら用語の各々は、標準的な熱力学原理を使用すれば、当業者には容易に決定され得るので、それを明示する場合以外は必要ない。   As used herein, “refrigeration cycle” means a well-known thermodynamic cycle, gas compression into a high-temperature, high-pressure gas, warm high-pressure gas with release of thermal energy to the outside. Condensing to warm, high pressure gas metered through a device that allows expansion to supply a cryogenic low pressure liquid, vaporizing the cryogenic low pressure liquid into a cryogenic low pressure gas with external heat energy absorption, and cycling Consists of recompression of the low-temperature low-pressure gas to start again. In a sense, the refrigeration cycle is also considered a cooling means. However, if the air in contact with the outside of the evaporator contains water vapor and the temperature of the cryogenic liquid in the evaporator is below the dew point of the air, the water will condense outside the evaporator and consequently remove the water vapor from the air become. Thus, the refrigeration cycle can be considered as a water removal means together with the cooling means. With respect to the terms “high temperature”, “warm”, “low temperature”, when referring to the refrigerant liquid / gas used in the apparatus herein, these terms are used in a strictly comparative sense, and “high temperature” means “ It should be recognized that “warm” is a higher temperature and “warm” is a higher temperature than “cold”. For the understanding or operation of the apparatus and method of the present invention, describing using absolute temperature or absolute temperature range refers to the terms refrigerant used, pressurized level of refrigerant in the compressor, liquid Depending on the amount of heat to be removed from the hot high pressure gas in the condenser to obtain each of these terms, since each of these terms can be easily determined by those skilled in the art using standard thermodynamic principles It is not necessary except when explicitly indicating.

ここで使用されるように、「温度感知手段」は、特別な場所での温度を計測可能で、それに限定されるわけではないが、温度計、熱電対、サーミスタなどを含む装置を意味する。   As used herein, “temperature sensing means” means a device that can measure temperature at a particular location, including but not limited to a thermometer, thermocouple, thermistor, and the like.

ここで使用されるように、「コントローラ」は、受信信号に基づく事象を引き起こすことが可能な装置を意味する。例えば、一つまたは複数のタイマ、温度感知手段、または氷検出手段からの適切な信号を受信するとコントローラは、高温ガスバイパスを開閉し、それによって高温ガスと低温液体の混合を可能または禁止することができる。コントローラは、機械的、電気的、または光学的構成要素の組合せを含んでもよい。本発明の現在の好ましい実施形態においては、コントローラはマイクロプロセッサを含む。コントローラが信号源を組み込む実施形態もある。例えば、コントローラは組み込まれたタイマ付きのマイクロプロセッサであってもよい。   As used herein, “controller” means a device capable of causing an event based on a received signal. For example, upon receipt of an appropriate signal from one or more timers, temperature sensing means, or ice detection means, the controller opens or closes the hot gas bypass, thereby enabling or disabling mixing of hot gas and cold liquid. Can do. The controller may include a combination of mechanical, electrical, or optical components. In the presently preferred embodiment of the present invention, the controller includes a microprocessor. In some embodiments, the controller incorporates a signal source. For example, the controller may be a microprocessor with a built-in timer.

「自動温度調整膨張弁」または「TXV」は、冷蔵技術装置においてよく知られており、そのようなシステムの凝縮器からの暖かい高圧液体の膨張を引き起こし、低温低圧液体にする冷蔵システムにおいて一般的に使用される装置を意味する。   "Automatic temperature controlled expansion valves" or "TXV" are well known in refrigeration technology equipment and are common in refrigeration systems that cause the expansion of warm high pressure liquids from the condensers of such systems, resulting in low temperature low pressure liquids Means a device used for

ここで使用されるように、「温度感知ガスバルブ」は、冷蔵技術装置においてよく知られており、ある時間においてTXV内で膨張させる暖かい高圧液体の量を制御する装置を意味する。   As used herein, “temperature sensitive gas valve” is well known in refrigeration technology equipment and refers to a device that controls the amount of warm high pressure liquid that is expanded in the TXV at a certain time.

ここで使用されるように、「温度感知アセンブリ」は、他の個所において記述したように、二重壁容器と熱的化合物とが組み合わされた温度感知ガスバルブを意味する。   As used herein, “temperature sensing assembly” refers to a temperature sensing gas valve that combines a double walled container and a thermal compound, as described elsewhere.

「熱的化合物」は、熱伝導性物質を意味し、物質のある体積の一つの領域で検出された温度を迅速かつ正確に物質のある体積の他の領域へ伝えることができる。   “Thermal compound” means a thermally conductive material that can quickly and accurately convey the temperature detected in one region of a volume of material to another region of the volume of material.

ここで使用されるように、「二重壁容器」は、内壁、外壁、及びその間のスペースを有する容器を意味する。二重壁容器の例としては、それに限定されるわけではないが、一般的なサーモス(Thermos)(登録商標)がある。実際、ここでの開示に基づいて、当業者には明確な方法で修正したサーモス(Thermos)(登録商標)は、本発明の「二重壁容器」を具備する。   As used herein, “double wall container” means a container having an inner wall, an outer wall, and a space therebetween. An example of a double walled container includes, but is not limited to, the general Thermos®. In fact, based on the disclosure herein, Thermos®, modified in a manner apparent to those skilled in the art, comprises the “double-walled container” of the present invention.

ここで使用されるように、部材で「囲まれた」スペースは、単に容器内の、それに限定されるわけではないが、缶、コップ、サーモス(Thermos)(登録商標)、またはボトルなどの容器内の体積を意味し、その体積は缶、コップ、Thermos(登録商標)、またはボトルの内面により唯一的に決定され限定される。   As used herein, a space “enclosed” with a member is simply a container, such as, but not limited to, a can, a cup, a Thermos®, or a bottle. The volume is uniquely determined and limited by the inner surface of the can, cup, Thermos®, or bottle.

ここで使用されるように、「バッフル」は、導管内の流体の流路に設置される部分的障害物を意味し、流体が流れ続けるには、バッフルが設置された領域を通しての流体の有効流路長が、バッフルが存在しない場合よりも長くなるように流体は部分的障害物をうまく通り抜けなければならず、これによって導管におけるその部分に流体が存在する時間が延長される。   As used herein, “baffle” means a partial obstruction installed in the fluid flow path in the conduit, and the fluid is effective through the area where the baffle is installed in order for the fluid to continue to flow. The fluid must successfully pass through the partial obstruction so that the flow path length is longer than in the absence of baffles, thereby extending the time that fluid is present in that portion of the conduit.

ここで使用されるように、「高温ガスバイパス弁」は、その開閉によって導管を通しての流体の流れを可能または禁止するように導管内に設置可能な、いかなる種類の弁をも意味する。高温ガスバイパス弁の例としては、それに限定されるわけではないが、ニードル弁、ストップコック弁、内部ピストンソレノイド弁、及びゼロ差分ソレノイド弁がある。   As used herein, “hot gas bypass valve” means any type of valve that can be installed in a conduit so as to permit or inhibit fluid flow through the conduit by opening and closing. Examples of hot gas bypass valves include, but are not limited to, needle valves, stopcock valves, internal piston solenoid valves, and zero differential solenoid valves.

「ソレノイド」は、よく知られた制御装置を意味し、電磁力を使用してプランジャを移動し、その移動により他の装置またはソレノイドを含む装置の他の部分の起動、停止、開閉などを引き起こす。   "Solenoid" means a well-known control device that uses electromagnetic force to move the plunger, which causes other devices or other parts of the device, including the solenoid, to start, stop, open and close, etc. .

オゾンは酸素の三原子状態であり、Oのことである。 Ozone is a triatomic state of oxygen and is O 3 .

「オゾン生成器」は、酸素からオゾンを生成する装置を意味する。オゾン生成器の一般的な種類は、コロナ放電生成器、シリンドリカル誘電体生成器、静電生成器、及びシーメンス(Siemens)型生成器である。これらのオゾン生成器のいずれも本発明の装置と共に使用可能である。しかし、本発明の現在の好ましい実施形態においては、静電オゾン生成器が使用されている。   “Ozone generator” means a device that generates ozone from oxygen. Common types of ozone generators are corona discharge generators, cylindrical dielectric generators, electrostatic generators, and Siemens type generators. Any of these ozone generators can be used with the apparatus of the present invention. However, in the presently preferred embodiment of the present invention, an electrostatic ozone generator is used.

「フリットガラス」は、それに限定されるわけではないが、ディスク、固体ガラス管、マットなどの比較的強固なガラスを形成する温度において共に溶融され、孔のサイズに依存する泡のサイズでガスがそこを通じて分散するのに十分なほど多孔性であるガラスのビーズまたはファイバを意味する。ここで使用されるように、「フリットガラス分散装置」は、蒸発器下部の水収集貯水器に設置される装置であり、オゾン生成器に接続されて生成器からのオゾンがそこを流れ、小さな泡となって収集貯水器内の水の中に分散される。   “Frit glass” is not limited to this, but is melted together at a temperature that forms relatively strong glass such as disks, solid glass tubes, mats, etc., and the gas in a bubble size that depends on the size of the pores. By glass beads or fiber is meant to be sufficiently porous to disperse therethrough. As used herein, a “frit glass disperser” is a device installed in a water collection reservoir at the bottom of the evaporator, connected to an ozone generator, through which ozone from the generator flows and is small It becomes bubbles and is dispersed in the water in the collection reservoir.

「熱電対」は、二種類の異なる金属から構成される装置であり、その二つの金属は両者の接点間に生成される電位差が接点間の温度差の測定値となるように接合される。   A “thermocouple” is a device composed of two different types of metals, and the two metals are joined so that the potential difference generated between their contacts is a measurement of the temperature difference between the contacts.

「露点」は、飽和に達するために、空気が圧力及び空気の含有水分量が一定の状態で冷却されなければならない温度のことである。飽和状態とは、空気がある温度及び圧力において水蒸気を液体に凝縮することなく最大可能水蒸気量を保有している状態である。露点未満の温度では、空気中の水蒸気は液体として凝結する。   “Dew point” is the temperature at which air must be cooled with a constant pressure and moisture content of air in order to reach saturation. The saturated state is a state where the maximum possible water vapor amount is retained without condensing water vapor into a liquid at a certain temperature and pressure. At temperatures below the dew point, water vapor in the air condenses as a liquid.

「マイクロプロセッサ」は、コンピュータプログラムからの命令を解釈して実行するために必要な演算、論理、及び制御回路を含む集積回路を意味する。   “Microprocessor” means an integrated circuit that includes the operations, logic, and control circuitry necessary to interpret and execute instructions from a computer program.

ここで使用されるように、「約」という用語は、与えられた値の±5%を意味する。   As used herein, the term “about” means ± 5% of a given value.

説明
従来技術の標準冷蔵サイクル装置の概略を示す図1は、背景技術のところで記述した。
Description FIG. 1, which shows an overview of a prior art standard refrigeration cycle apparatus, was described in the background art.

本発明は、蒸発表面上に氷を形成することを避けながら冷蔵サイクルで作動する装置に関する。装置は実質的にいかなる温度においても氷を形成することなく作動するが、低い周囲温度、つまり約華氏55度未満の温度及び氷点または氷点下の温度(華氏32度未満)においては特に有用である。氷の形成が特に問題になり、ここにおける装置が非常に有用となるのは、より低い周囲温度の場合である。「周囲空気温度」は、装置が設置される環境の外部及び内部の大気の温度を意味する。   The present invention relates to an apparatus that operates in a refrigeration cycle while avoiding the formation of ice on the evaporation surface. The device operates without forming ice at virtually any temperature, but is particularly useful at low ambient temperatures, ie, temperatures below about 55 degrees Fahrenheit and temperatures below or below freezing (less than 32 degrees Fahrenheit). Ice formation is of particular concern and the device here is very useful at lower ambient temperatures. “Ambient air temperature” means the temperature of the atmosphere outside and inside the environment in which the device is installed.

本発明の現在の好ましい実施形態は、いかなる温度から最高約華氏55度までの周囲空気温度における蒸発器上の氷形成を避けるための装置である。   The presently preferred embodiment of the present invention is an apparatus for avoiding ice formation on the evaporator at any temperature up to about 55 ° F. ambient air temperature.

上記を達成するために、本発明の装置は、圧縮器の出力、つまり高温高圧ガスが計量手段の出力、つまり低温低圧液体と、制御された方法で、計量手段の出力部近傍の場所において混合することを可能にする高温ガスバイパスを具備する。有用な計量手段の例としては、単純な孔、浮揚ピストン付きの孔、毛細管、または自動温度調整膨張弁(TXV)がある。高温ガスバイパスはコントローラと通信する。コントローラもまた一つまたは複数のタイマ、氷検出器、または温度センサなどの信号源と通信する。温度センサを使用する実施形態においては、蒸発器の入口近傍または蒸発表面の種々の場所に配置されるセンサもある。温度センサは、蒸発器の入口近傍に設置された場合は、蒸発器に入る低圧液体の温度を測定し、またはセンサが表面のいずれかに設置された場合は、蒸発表面の温度を測定し、その温度に対応する信号をコントローラに提供する。本実施形態においては、コントローラは低温度設定点と高温度設定点を具備する。温度センサが、低温度設定点あるいはそれ以下の温度信号をコントローラに送ったときは、コントローラは高温ガスバイパスを開かせ、圧縮器の出口からの高温ガスが蒸発器に入る低温液体と混合することを可能にし、それを暖める。暖かい液体は、気化するのにより少ない熱エネルギーを必要とするので、蒸発表面上を流れる空気から、またはその上に凝縮する水から大量の熱を吸収することはしない。このように、蒸発表面上の水は氷点にまで冷却されることはなく、氷は形成されない。温度センサが、高温度設定点またはそれより高い信号をコントローラへ送るときは、コントローラは高温ガスバイパスを閉じさせる。このようにして、高温ガスバイパスは、蒸発器を流れる液体の温度の制御を、華氏1度の小数レベルの精度で行うことができ、従って、蒸発器の表面とその表面上に凝縮する水も同じ精度で制御できる。蒸発表面上の水の温度は、氷の形成がない氷点よりわずかに高い温度に維持され、蒸発表面と接触する周囲の空気からでき得る限り最大の水を抽出し、蒸発器に氷が形成されることにより装置が休止することを避けるという二つの意味で最大の効率が得られる。   In order to achieve the above, the apparatus of the present invention allows the compressor output, ie hot high pressure gas, to be mixed with the metering means output, ie cold low pressure liquid, in a controlled manner at a location near the output of the metering means. It has a hot gas bypass that makes it possible. Examples of useful metering means include a simple hole, a hole with a buoyant piston, a capillary tube, or an automatic temperature controlled expansion valve (TXV). The hot gas bypass communicates with the controller. The controller also communicates with a signal source such as one or more timers, ice detectors, or temperature sensors. In embodiments using temperature sensors, some sensors are located near the evaporator inlet or at various locations on the evaporation surface. The temperature sensor, when installed near the inlet of the evaporator, measures the temperature of the low pressure liquid entering the evaporator, or, if the sensor is installed on one of the surfaces, measures the temperature of the evaporation surface, A signal corresponding to the temperature is provided to the controller. In this embodiment, the controller has a low temperature set point and a high temperature set point. When the temperature sensor sends a temperature signal at or below the low temperature set point, the controller opens the hot gas bypass and mixes the hot gas from the compressor outlet with the cold liquid entering the evaporator. Allow and warm it. Warm liquids require less heat energy to evaporate and therefore do not absorb large amounts of heat from the air flowing over or evaporating on the evaporation surface. Thus, the water on the evaporation surface is not cooled to freezing point and no ice is formed. When the temperature sensor sends a high temperature set point or higher signal to the controller, the controller causes the hot gas bypass to close. In this way, the hot gas bypass can control the temperature of the liquid flowing through the evaporator with an accuracy of a fractional degree of 1 degree Fahrenheit, and therefore the surface of the evaporator and the water condensing on that surface can also be Can be controlled with the same accuracy. The temperature of the water on the evaporation surface is kept slightly above the freezing point where there is no ice formation, extracting as much water as possible from the ambient air in contact with the evaporation surface and forming ice in the evaporator. The maximum efficiency is obtained in two ways by avoiding the device from going to sleep.

本発明の高温ガスバイパスは単独の入口と単独の出口を有するユニットを具備してもよく、その場合、出口は通常、計量手段の出口に作動可能に結合される(または蒸発器の入口、つまり実際的には計量手段の出口となる。これは図1から分かるように、計量手段の出口は蒸発器の入口に結合されているからである)。しかし、高温ガスバイパスが圧縮器の出口に結合される一つの入口と、蒸発表面上の種々の点において入口に結合される複数の出口を有するマニフォルドを具備するということは、本発明の範囲内に包含される。そのような構成は、同じように蒸発表面上の種々の点に設置される複数の氷形成センサと連係して、一般的にかつ最も有利に使用される。高温ガスバイパスマニフォルドからの入口は、いかなる望みの距離のセンサからの上流地点、つまり、システムにおける冷媒の流れの方向に対向するように設置できる。センサが氷の局部的形成を感知すると信号をコントローラに送り、コントローラはマニフォルドに信号を送り、マニフォルドは、それに限定されるわけではないが、そのセンサの上流にあるソレノイドで作動する弁を開く。このようにして、蒸発表面の温度の、精度がよい局部制御が可能になる。この後者の装置と手順は、非常に大きな蒸発表面が使用される場合、特に有用である。   The hot gas bypass of the present invention may comprise a unit having a single inlet and a single outlet, in which case the outlet is usually operably coupled to the outlet of the metering means (or the evaporator inlet, i.e. In practice, this is the outlet of the metering means, as can be seen from FIG. 1 because the outlet of the metering means is connected to the inlet of the evaporator). However, it is within the scope of the present invention that the hot gas bypass comprises a manifold having one inlet coupled to the compressor outlet and multiple outlets coupled to the inlet at various points on the evaporation surface. Is included. Such a configuration is generally and most advantageously used in conjunction with a plurality of ice formation sensors that are similarly installed at various points on the evaporation surface. The inlet from the hot gas bypass manifold can be installed upstream from the sensor at any desired distance, ie, opposite the direction of refrigerant flow in the system. When the sensor senses local formation of ice, it sends a signal to the controller, which sends a signal to the manifold, which, without limitation, opens a valve that is actuated by a solenoid upstream of the sensor. In this way, accurate local control of the temperature of the evaporation surface is possible. This latter apparatus and procedure is particularly useful when very large evaporation surfaces are used.

本発明の上記の装置は、本発明の目的を達成する、つまり、上記の装置は蒸発器の氷形成を実質的にいかなる温度においても回避しながら冷蔵サイクルで作動するが、極端な条件、つまり周囲空気温度が華氏55度未満、さらに華氏32度未満の場合に特に効果的である。また、非常に長い期間における連続運転においても特に有用である。しかし、約華氏55度超の温度においては、本発明の装置は計量手段として、温度感知バルブアセンブリにより制御される熱膨張弁(TXV)を具備してよい。TXVもまた蒸発器に入る液体の温度を制御するが、それは任意の時間において蒸発器に到達する液体の量を制御することによるもので、蒸発器に入る液体の流れに高温ガスを注入することによってではない。このように、より極端でない条件において、つまり約華氏55度超の温度において、TXVは蒸発器に入る液体温度の制御の程度を少し追加することにより、高温ガスバイパス上の作業負荷のいくらかを減少することができる。TXVは、それを制御する温度感知バルブと同様に、この技術ではよく知られている。しかし、ここで記述した、本発明の装置最高のTXV制御精度の程度を提供する、つまり蒸発表面の氷形成がない装置の作動を可能にする温度感知アセンブリは斬新である。   The above apparatus of the present invention achieves the objectives of the present invention, i.e. the apparatus operates in a refrigeration cycle while avoiding evaporator ice formation at virtually any temperature, but under extreme conditions, i.e. This is particularly effective when the ambient air temperature is less than 55 degrees Fahrenheit and even less than 32 degrees Fahrenheit. It is also particularly useful in continuous operation over a very long period. However, at temperatures above about 55 degrees Fahrenheit, the device of the present invention may comprise a thermal expansion valve (TXV) controlled by a temperature sensing valve assembly as metering means. TXV also controls the temperature of the liquid entering the evaporator, by controlling the amount of liquid that reaches the evaporator at any given time, injecting hot gas into the liquid stream entering the evaporator. Not by. Thus, under less extreme conditions, i.e. at temperatures above about 55 degrees Fahrenheit, TXV reduces some of the work load on the hot gas bypass by adding a small degree of control of the liquid temperature entering the evaporator. can do. TXV is well known in the art, as is the temperature sensing valve that controls it. However, the temperature sensing assembly described herein that provides the highest degree of TXV control accuracy of the device of the present invention, i.e., enables operation of the device without ice formation on the evaporation surface, is novel.

温度感知アセンブリは、標準温度感知バルブがその中に設置された熱井戸を具備し、熱井戸は蒸発器の出口から出て行くガスの温度における小さな変化を迅速に温度感知バルブに送信し、それによって温度感知バルブはTXVの作動を精度よく制御できる。これを達成するために、熱井戸はバッフルが設置された環状空間を有し、液体媒体は蒸発器に入る前にその空間を通過する。バッフルによって環状空間における液体媒体の滞在時間が増大し、液体媒体における温度変化は確実に熱井戸に送信されることになる。温度感知バルブと熱井戸壁の間の空間は良熱伝導性物質により充填され、その良熱伝導性物質は冷媒液体温度における変化を熱井戸壁から温度感知バルブへ効率的かつ迅速に送信する。   The temperature sensing assembly comprises a heat well in which a standard temperature sensing valve is installed, which quickly transmits small changes in the temperature of the gas exiting the evaporator outlet to the temperature sensing valve. Therefore, the temperature sensing valve can accurately control the operation of TXV. To accomplish this, the thermal well has an annular space in which a baffle is installed, and the liquid medium passes through that space before entering the evaporator. The baffle increases the residence time of the liquid medium in the annular space and ensures that temperature changes in the liquid medium are transmitted to the heat well. The space between the temperature sensing valve and the thermal well wall is filled with a good thermal conductivity material that efficiently and quickly transmits changes in the refrigerant liquid temperature from the thermal well wall to the temperature sensing valve.

本発明の装置は、蒸発器外面上の種々の点において一つまたは複数の霜センサを、極端な温度または長期連続作動時の期間は、追加的氷結阻止器として具備してもよい。霜検出器は表面上の氷の初期形成を検出でき、この技術ではよく知られており、修正を加えることなく本発明の装置と共に使用できる。しかし、従来の霜検出器のような通常の方法で作動し、霜が検出されると単に圧縮器の電源を切るというのではなく、本発明においては、霜検出器はコントローラと通信を行う。コントローラが、センサの近傍において氷が形成しつつあるという信号を霜センサから受信すると、コントローラは高温ガスバイパスを開く信号を送る。高温ガスバイパスは、蒸発器に入る液体に少量の高温ガスを注入する所定の短期間の間、開状態を維持するようにプログラムされている。この高温ガスの注入は霜センサが霜信号を送ることを停止するまで続けられる。または、開信号が一旦、高温ガスバイパスに送られると、霜検出器がコントローラに信号を送ることを停止して、氷がもはや検出されないことを示すまで高温ガスバイパスは開状態を維持し、その時点においてコントローラは高温ガスバイパスに閉信号を送る。   The apparatus of the present invention may be provided with one or more frost sensors at various points on the outer surface of the evaporator, as an additional icing preventer during extreme temperatures or periods of prolonged continuous operation. The frost detector can detect the initial formation of ice on the surface and is well known in the art and can be used with the apparatus of the present invention without modification. However, it operates in a conventional manner like a conventional frost detector and does not simply turn off the compressor when frost is detected. In the present invention, the frost detector communicates with the controller. When the controller receives a signal from the frost sensor that ice is forming in the vicinity of the sensor, the controller sends a signal to open the hot gas bypass. The hot gas bypass is programmed to remain open for a predetermined short period of time when a small amount of hot gas is injected into the liquid entering the evaporator. This injection of hot gas continues until the frost sensor stops sending frost signals. Or, once an open signal is sent to the hot gas bypass, the frost detector stops sending signals to the controller and the hot gas bypass remains open until it indicates that ice is no longer detected. At that time, the controller sends a close signal to the hot gas bypass.

氷の形成を検出する別の装置は一つまたは複数のレーザーであることもある。レーザーは蒸発器の表面を監視し、実質的に単分子の厚さレベルの氷が蒸発器上に形成し始めるとそのことをコントローラに警告する。これは、それに限定されるわけではないが、レーザーを使用してレーザーと蒸発表面との間の距離における微小な変化を検出することによって、つまい厚さを測定することによって達成される。また、光が氷の形成層を通過することによる、レーザーにより発せられた光の波長における変化を検出することによっても達成される。レーザーを使用する他の方法は、ここに開示したことに基づけば、当業者には明白であり、そのようなアプローチも本発明の範囲内に包含される。   Another device for detecting ice formation may be one or more lasers. The laser monitors the surface of the evaporator and alerts the controller when substantially monomolecular thickness levels of ice begin to form on the evaporator. This is achieved by measuring, but not limited to, the ligament thickness by using a laser to detect minute changes in the distance between the laser and the evaporation surface. It can also be accomplished by detecting changes in the wavelength of the light emitted by the laser as it passes through the ice formation layer. Other methods of using lasers will be apparent to those skilled in the art based on the disclosure herein, and such approaches are also included within the scope of the present invention.

ここで記載された本装置が、部屋または室の空気温度を水の氷点未満、つまり華氏32度未満に維持するために使用されるときに特に有用である、蒸発器上の氷形成を防ぐ別の、または望むならば共存する手段は、装置の作業負荷温度感知サブアセンブリの表面温度を検出する温度センサを採用することである。「サブアセンブリ」は、それに限定されるわけではないが、凝縮器、蒸発器、圧縮器、計量手段のような装置から分離した任意の部分を意味する。「作業負荷温度感知」とは、サブアセンブリが部屋または室の温度を選択されたサブ凍結温度に維持するために行わなければならない作業量が増加するにつれ、サブアセンブリの表面、通常は外面の温度が上昇することを感知するという意味である。センサはサブアセンブリの表面に取り付けられ、装置の初期作動の間は、その温度を連続的に検出してその温度をコントローラに送信する。コントローラは、その温度が装置の初期段階の作動中に形成されたものであり、その間は氷が形成する時間がないので、その温度をアセンブリの「通常作動温度」として認識する。通常作動温度は、通常作動中でも完全には安定しないので、コントローラは送信された温度に基づいて温度範囲を確立するようにプログラムすることもでき、そのときはその範囲が「通常作動温度範囲」となる。装置の作動中に、センサはサブアセンブリの表面の温度を検出してコントローラに送信する。コントローラが通常作動温度範囲外の、通常はそれを上回る温度信号を受信したときは、コントローラは高温ガスバイパスを短時間開かせ、それにより高温ガスが蒸発器に入る低温液体と混合してそれを暖め、蒸発表面上に形成されようとしていたいかなる氷も解かしてしまう。または、コントローラは高温ガスバイパスを開かせ、コントローラが通常作動温度範囲にある信号を受け取るまで開状態を維持させ、受信時点でコントローラは閉信号を高温ガスバイパスへ送る。それに限定されるわけではないが、ここにおける装置の作業負荷温度感知サブアセンブリの例としては、圧縮器がある。圧縮器は部屋または室の所望の温度を維持するためにより大変な作業を行うため、圧縮器のケースが少し暖かくなる。このケース温度の上昇はセンサにより検出されてコントローラに送信され、コントローラはその信号を、蒸発表面上に氷が形成されたために装置がより大変な作業をしている兆候と解釈する。そこでコントローラは、高温ガスバイパスに開信号を送り、高温ガスバイパスから高温ガスを開放させる。初期の氷形成の検出に使用できる他のサブアセンブリは、蒸発表面上を、空気を循環させるファンのモータである。氷が蒸発表面上に形成され始めると、表面上を通過し、表面と接触する空気はサブ凍結温度である表面でなく、華氏32度の氷と接触することになる。そのためにファンはより長時間オン状態でなければならず、空気の温度を所望のより低い温度にするためにより大変な作業を行わなければならず、その結果として、ファンモータの温度は上昇する。コントローラが、モータの通常作動温度を上回る温度値をモータの表面に取り付けたセンサから受信すると、コントローラは再び高温ガスバイパスを開かせる。作業負荷温度感知可能な他のサブアセンブリは、当業者には明白である。これらのいずれもが、上記の方法で蒸発表面上の氷形成の制御に使用され、そのようなすべてのサブアセンブリは本発明の範囲内に包含される。   Another device that prevents ice formation on the evaporator is particularly useful when the apparatus described herein is used to maintain a room or room air temperature below the freezing point of water, i.e. below 32 degrees Fahrenheit. A means of coexisting or, if desired, is to employ a temperature sensor that detects the surface temperature of the device's workload temperature sensing subassembly. “Subassembly” means, but is not limited to, any part separated from equipment such as a condenser, evaporator, compressor, metering means. “Workload temperature sensing” refers to the temperature of the surface of the subassembly, usually the outer surface, as the amount of work that the subassembly must perform to maintain the room or room temperature at the selected subfreezing temperature. It means to sense that is going up. The sensor is mounted on the surface of the subassembly and continuously detects its temperature and transmits it to the controller during initial operation of the device. The controller recognizes that temperature as the “normal operating temperature” of the assembly because that temperature was formed during the initial operation of the device and there was no time for ice to form during that time. The normal operating temperature is not completely stable during normal operation, so the controller can also be programmed to establish a temperature range based on the transmitted temperature, in which case the range is referred to as the “normal operating temperature range”. Become. During operation of the device, the sensor detects the temperature of the surface of the subassembly and sends it to the controller. When the controller receives a temperature signal that is outside, usually above, the normal operating temperature range, the controller opens the hot gas bypass for a short time so that the hot gas mixes with the cold liquid entering the evaporator. Warm up and thaw any ice that was about to form on the evaporation surface. Alternatively, the controller causes the hot gas bypass to open and remains open until the controller receives a signal in the normal operating temperature range, at which time the controller sends a close signal to the hot gas bypass. An example of, but not limited to, the workload temperature sensing subassembly of the device herein is a compressor. Since the compressor does more work to maintain the room or the desired temperature of the room, the compressor case becomes a little warmer. This increase in case temperature is detected by a sensor and transmitted to the controller, which interprets the signal as an indication that the device is doing more work because ice has formed on the evaporation surface. Therefore, the controller sends an open signal to the hot gas bypass to release the hot gas from the hot gas bypass. Another subassembly that can be used to detect early ice formation is a fan motor that circulates air over the evaporation surface. As ice begins to form on the evaporating surface, the air that passes over the surface and contacts the surface will come into contact with the 32 ° F. ice rather than the surface at the sub-freezing temperature. To that end, the fan must be on for a longer time and more work must be done to bring the air temperature to the desired lower temperature, resulting in an increase in the fan motor temperature. When the controller receives a temperature value above the normal operating temperature of the motor from a sensor mounted on the surface of the motor, the controller again causes the hot gas bypass to open. Other subassemblies that are sensitive to workload temperature will be apparent to those skilled in the art. Any of these can be used to control ice formation on the evaporation surface in the manner described above, and all such subassemblies are included within the scope of the present invention.

本発明の装置は複数の蒸発器を具備してもよい。蒸発器はマニフォルドから離れて平行に接続され、マニフォルドは計量手段の出口、凝縮器の出口、または圧縮器の出口に接続される。これらの場合の各々において、装置に必要な追加的要素はマニフォルドに接続される。つまり、例えば、マニフォルドが圧縮器の出口に接続されると、凝縮器と計量手段はマニフォルドと各蒸発器の間に含まれることになる。各蒸発器はそれ自身の高温ガスバイパス、それ自身の温度センサ、及びコントローラと、そして随意的にそれ自身のTXVと温度感知アセンブリに接続することができる。または、複数の蒸発器をマニフォルドに接続し、マニフォルドは単独の高温ガスバイパス/温度センサ/コントローラ/TXV/温度感知アセンブリに接続してもよい。   The apparatus of the present invention may comprise a plurality of evaporators. The evaporator is connected in parallel away from the manifold, which is connected to the outlet of the metering means, the outlet of the condenser or the outlet of the compressor. In each of these cases, the additional elements required for the device are connected to the manifold. That is, for example, if the manifold is connected to the outlet of the compressor, the condenser and metering means will be included between the manifold and each evaporator. Each evaporator can be connected to its own hot gas bypass, its own temperature sensor and controller, and optionally to its own TXV and temperature sensing assembly. Alternatively, multiple evaporators may be connected to the manifold, which may be connected to a single hot gas bypass / temperature sensor / controller / TXV / temperature sensing assembly.

図2は本発明の装置を示す概略図である。本装置は、冷媒ガスを圧縮して工程中に加熱し、圧縮された高温冷媒ガスを凝縮器20に送る圧縮器10を具備する。凝縮器20は高温冷媒ガスを受け取り、それを暖かい液体冷媒に凝縮し、その間に凝縮熱を凝縮器20の表面上を通過しその表面と接触する空気に、例えば、矢印15の方向に送る。毛細管30は高温液体冷媒を受け取り、それを温度と圧力を減じられた液体に膨張する。この時点で、毛細管30の出口における流体が実際は液体とガスの混合物となるように、温度を減じられた液体のある部分はすでにガスに変換されていてもよい。しかし、液体/ガスが経る冷蔵サイクルの目的のためには、重要なものは液体である。次に、低温液体冷媒は蒸発器40に入り、そこを通過して蒸発器40の内面と熱エネルギーを交換し、その外面は外部の循環空気と接触する。つまり、低温冷媒液は蒸発器40の表面を介して循環する空気から熱を吸収する。熱を吸収した結果、低温冷媒液は低温冷媒ガスに気化する。低温冷媒ガスの温度は実質的にそれが生成された液体の温度と同じであり、吸収されたエネルギーは気化熱となる。低温ガスは圧縮器10まで進み、新しくサイクルが開始する。圧縮器10から凝縮器20、毛細管30、蒸発器40、そして圧縮器10へ戻る冷媒の循環は冷蔵サイクルと呼ばれる。しかし冷蔵サイクルは、蒸発器40上を循環する空気が水蒸気を含み、空気の温度が露点未満まで下げられて水分が蒸発器の外面上に凝縮する場合は、水分除去サイクルと考えられる。本発明の一つの実施形態において、蒸発器40を流れる低温冷媒液は、蒸発表面と接触する外部の周囲空気の露点未満である温度に実際は維持されるので、空気が水蒸気を含むならば、その水蒸気は表面上に凝縮する。水分は蒸発表面から重力によって流出して、空気の乾燥が装置の使用目的の場合は廃棄されるか、または飲料水の製造がその装置の目的である場合は、容器に収集される。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the apparatus of the present invention. The apparatus includes a compressor 10 that compresses refrigerant gas and heats it during the process, and sends the compressed high-temperature refrigerant gas to the condenser 20. The condenser 20 receives the hot refrigerant gas and condenses it into a warm liquid refrigerant, during which condensing heat is sent to the air passing over and in contact with the surface of the condenser 20, for example in the direction of arrow 15. The capillary tube 30 receives the hot liquid refrigerant and expands it into a liquid with reduced temperature and pressure. At this point, some of the reduced temperature liquid may already have been converted to gas so that the fluid at the outlet of the capillary 30 is actually a mixture of liquid and gas. However, for the purpose of a refrigeration cycle through which liquid / gas passes, what is important is the liquid. Next, the low-temperature liquid refrigerant enters the evaporator 40 and passes through it to exchange heat energy with the inner surface of the evaporator 40, and the outer surface contacts the external circulating air. That is, the low-temperature refrigerant liquid absorbs heat from the air circulating through the surface of the evaporator 40. As a result of absorbing heat, the low-temperature refrigerant liquid is vaporized into a low-temperature refrigerant gas. The temperature of the low-temperature refrigerant gas is substantially the same as the temperature of the liquid from which it is generated, and the absorbed energy becomes heat of vaporization. The cold gas proceeds to the compressor 10 and a new cycle begins. The circulation of the refrigerant from the compressor 10 back to the condenser 20, the capillary 30, the evaporator 40, and the compressor 10 is called a refrigeration cycle. However, the refrigeration cycle is considered a moisture removal cycle when the air circulating over the evaporator 40 contains water vapor and the temperature of the air is lowered below the dew point and moisture condenses on the outer surface of the evaporator. In one embodiment of the invention, the cryogenic refrigerant liquid flowing through the evaporator 40 is actually maintained at a temperature that is less than the dew point of the external ambient air in contact with the evaporation surface, so if the air contains water vapor, Water vapor condenses on the surface. Moisture flows out of the evaporation surface by gravity and is discarded if air drying is for the intended use of the device, or collected in a container if drinking water production is the intended purpose of the device.

図2の装置が蒸発表面上に氷を形成することなく作動するために、装置は高温ガスバイパスアセンブリを含む。つまり、蒸発器40の入口42における、またはその近傍の経路の外面に接続された熱電対50は、経路の温度から蒸発器40に入る低温液体の温度を導出し、その温度に対応する信号をマイクロプロセッサ60に送る。マイクロプロセッサ60には、第1及び第2設定点温度がプログラムされている。第1設定点温度は低温設定点温度であり、第2設定点温度は高温設定点温度である。設定点温度は蒸発器40に入る液体を所望の温度に維持する温度として算出され、現在の好ましい実施形態においては、華氏32.5度と華氏33度の間の温度である。設定点温度の実際の値は経路の製造に使用される材料の熱力学的特性に基づき、また熱電対の感度に従って変化する。例えば、それに限定されるわけではないが、経路が良熱伝導体である銅で製造されている場合は、設定点温度は所望の液体温度近くに設定される。一方、経路が銅より低い熱伝導性の鉄鋼で製造されている場合、経路内の液体の温度に対する、経路の外面における温度変化の遅延時間を見込んで温度を設定しなければならない。適切な高温及び低温設定点の決定は実質的には経験によるが、ここにおける開示に基づけば、当業者にはその能力内で首尾よく決定される。   In order for the apparatus of FIG. 2 to operate without forming ice on the evaporation surface, the apparatus includes a hot gas bypass assembly. That is, the thermocouple 50 connected to the outer surface of the path at or near the inlet 42 of the evaporator 40 derives the temperature of the cryogenic liquid entering the evaporator 40 from the path temperature, and outputs a signal corresponding to that temperature. Send to microprocessor 60. The microprocessor 60 is programmed with first and second set point temperatures. The first set point temperature is a low temperature set point temperature and the second set point temperature is a high temperature set point temperature. The set point temperature is calculated as the temperature that maintains the liquid entering the evaporator 40 at the desired temperature, and in the presently preferred embodiment, is a temperature between 32.5 degrees Fahrenheit and 33 degrees Fahrenheit. The actual value of the set point temperature is based on the thermodynamic properties of the material used to manufacture the path and varies according to the sensitivity of the thermocouple. For example, but not limited thereto, if the path is made of copper, a good heat conductor, the set point temperature is set near the desired liquid temperature. On the other hand, when the path is made of steel having a thermal conductivity lower than that of copper, the temperature must be set in consideration of the delay time of the temperature change on the outer surface of the path with respect to the temperature of the liquid in the path. The determination of appropriate high and low temperature set points is substantially empirical, but will be successfully determined within the capabilities of those skilled in the art based on the disclosure herein.

マイクロプロセッサ60が低温設定点温度またはそれ以下である温度信号を熱電対50から受信すると、マイクロプロセッサ60は信号をソレノイド75に送り、それを起動する。ソレノイド75が起動すると、高温ガスバイパス弁70を開かせる。高温ガスバイパス弁70が開くと、圧縮器10の出口側72からの高温ガスが蒸発器40の入口側42に送られ、そこでいくらかの低温ガスを含んでいる可能性のある低温液体と混合してその液体を暖める。マイクロプロセッサ60が受信する温度信号が、第2高温度設定点またはそれより高い場合は、マイクロプロセッサはソレノイド75への信号の送信を停止し、それによりソレノイド75は停止し、高温ガスバイパス弁70は閉じる。この方法で、蒸発器40に入る液体の温度は精度よく制御される。   When the microprocessor 60 receives a temperature signal from the thermocouple 50 that is at or below the cold set point temperature, the microprocessor 60 sends a signal to the solenoid 75 to activate it. When the solenoid 75 is activated, the hot gas bypass valve 70 is opened. When the hot gas bypass valve 70 is opened, hot gas from the outlet side 72 of the compressor 10 is sent to the inlet side 42 of the evaporator 40 where it mixes with the cold liquid which may contain some cold gas. Warm the liquid. If the temperature signal received by the microprocessor 60 is at or above the second high temperature set point, the microprocessor stops sending the signal to the solenoid 75, thereby stopping the solenoid 75 and the hot gas bypass valve 70. Close. In this way, the temperature of the liquid entering the evaporator 40 is accurately controlled.

単純な毛細管ではなく、計量手段は図3に示すようなTXVであってもよい。その場合は、TXV33により膨張される高温液体冷媒の量は、熱井戸38(図4)に位置する温度感知バブル35によって制御される。現在の本発明の好ましい実施形態においては、熱井戸/温度感知バルブは蒸発器からの出口に配置される。しかし、熱井戸/温度感知バルブは蒸発器の入口などのように他の場所に配置されてもよい。例えば熱井戸38は、それに限定されるわけではないが、壁100と101とその間のスペース110を有する二重壁シリンダであってもよい。スペース110は、スペース110全体を貫くバッフルまたは一連の分離バッフル120を含む。熱井戸38はスペース110への入口112とスペース110からの出口113も有する。熱井戸38中の温度は蒸発器40への入口における低温冷媒液の温度から導出される。これは低温冷媒液を、蒸発器40に入る前に入口112に迂回させてスペース110を通し、これによりバッフル120の周りを流れるので、内壁が液体と同じ温度にまで冷却されるのに十分な時間だけ内壁101と接触することになり、この後、出口113から流出して蒸発器40に入るようにすることで達成される。この方法でもまた、液体は内壁101と、内壁101の温度が液体の温度の変化を反映するために変化するのに十分な時間だけ接触する。温度感知バルブ35は熱的化合物130に囲まれており、熱的化合物130は熱を迅速かつ効率的に伝えるので、内壁101における温度の変化は、迅速かつ効率的に温度感知バルブ35に送信される。そのような物質としての例は、それに限定されるわけではないが、クロメリック(Chromerics)T725、MPU 3/7 アルミニウムオキシド(Aluminum Oxide)またはArctic Silverなどの相変化熱的化合物(PCTC)がある。温度感知バルブ35は、それに限定されるわけではないが、Type「C」ガスのようなガスを含み、そのガスにより受ける圧力は温度に非常に敏感に反応する。このように、熱井戸38における温度は蒸発器40への入口におけるガスの温度降下のために下がり、感知バルブ35内の圧力は減少する。圧力が減少すると、TXV33中のバネ(図示せず)は、感知バルブ35内のガスによりそれが受けていた圧力のために圧縮されていたが、TXV33中の隔膜(図示せず)を押してそれを閉じてTXV33を通る冷媒の流れを制限する。TXVと感知バルブ、そしてそれらの作動については、当業者にはよく知られている。しかし、バッフルが設置された熱井戸38と熱的化合物130を使用して低温冷媒液から感知バルブ35へ小さな温度変化を迅速に伝えるということは斬新であり、本発明の一部である。   Instead of a simple capillary, the metering means may be a TXV as shown in FIG. In that case, the amount of hot liquid refrigerant expanded by TXV 33 is controlled by temperature sensing bubble 35 located in heat well 38 (FIG. 4). In the presently preferred embodiment of the present invention, the heat well / temperature sensing valve is located at the outlet from the evaporator. However, the heat well / temperature sensing valve may be located elsewhere, such as at the evaporator inlet. For example, the thermal well 38 may be, but is not limited to, a double wall cylinder having walls 100 and 101 and a space 110 therebetween. The space 110 includes a baffle or a series of separating baffles 120 that penetrate the entire space 110. The thermal well 38 also has an inlet 112 to the space 110 and an outlet 113 from the space 110. The temperature in the heat well 38 is derived from the temperature of the low-temperature refrigerant liquid at the inlet to the evaporator 40. This diverts the cold refrigerant liquid to the inlet 112 before entering the evaporator 40, through the space 110 and thereby flows around the baffle 120, which is sufficient to cool the inner wall to the same temperature as the liquid. This is achieved by coming into contact with the inner wall 101 only for a period of time and then flowing out of the outlet 113 and entering the evaporator 40. Again, the liquid contacts the inner wall 101 for a time sufficient for the temperature of the inner wall 101 to change to reflect the change in temperature of the liquid. Since the temperature sensing valve 35 is surrounded by the thermal compound 130 and the thermal compound 130 conducts heat quickly and efficiently, the temperature change in the inner wall 101 is transmitted to the temperature sensing valve 35 quickly and efficiently. The Examples of such materials include, but are not limited to, phase change thermal compounds (PCTC) such as Chromerics T725, MPU 3/7 Aluminum Oxide or Arctic Silver. The temperature sensing valve 35 includes, but is not limited to, a gas such as Type “C” gas, and the pressure experienced by that gas is very sensitive to temperature. In this way, the temperature in the heat well 38 decreases due to the temperature drop of the gas at the inlet to the evaporator 40 and the pressure in the sensing valve 35 decreases. As the pressure decreased, the spring (not shown) in TXV 33 was compressed due to the pressure it was experiencing by the gas in sensing valve 35, but it pushed the diaphragm (not shown) in TXV 33 to Is closed to restrict the flow of refrigerant through the TXV 33. TXV and sensing valves and their operation are well known to those skilled in the art. However, the rapid transfer of small temperature changes from the low-temperature refrigerant liquid to the sensing valve 35 using the thermal well 38 and the thermal compound 130 with baffles installed is part of the present invention.

本発明のTXV/温度感知バルブ/熱井戸は、約華氏55度超の周囲空気温度においては蒸発器40の氷形成を効率よく防止する。しかし、空気温度が華氏55度未満になるとTXV/温度感知バルブ/熱井戸システムは、蒸発表面の氷形成を停止するのに十分なように蒸発器の入口側の液体の温度を制御することができなくなる。このように、約華氏55度未満の温度では、本発明の高温ガスバイパスはその役割を果たすようになる。TXV33と蒸発器40を接続する経路の外面に結合される熱電対50は蒸発器40に入る低温液体の温度を経路の温度から導出し、その温度に対応する信号をマイクロプロセッサ60に送る。マイクロプロセッサ60には第1及び第2設定点温度がプログラムされている。第1設定点温度は低温設定点温度であり、第2設定点温度は高温設定点温度である。設定点温度は、上記のように計量手段が毛細管である場合と同様に、蒸発器40に入る液体を所望の温度に維持する温度として算出される。このように、現在の好ましい実施形態においては、蒸発器に入る冷媒液の温度を華氏32.5度と華氏33度の間に維持することが望ましく、設定点温度はそれに従って設定される。しかし、本発明の装置が、その目的が周囲空気を華氏32.5度未満に冷却することである冷凍機において使用されるときは、冷媒液の温度は実質的により低くなければならず、設定点温度はそのより低い温度を維持するように設定される。このように、設定点温度の値は装置の使用の仕方に依存し、これらの温度決定はここにおける開示に基づけば、当業者にはその能力内で首尾よくなされる。   The TXV / temperature sensing valve / heat well of the present invention effectively prevents ice formation in the evaporator 40 at ambient air temperatures above about 55 degrees Fahrenheit. However, when the air temperature is below 55 degrees Fahrenheit, the TXV / temperature sensing valve / heat well system can control the temperature of the liquid on the inlet side of the evaporator to be sufficient to stop ice formation on the evaporation surface. become unable. Thus, at temperatures below about 55 degrees Fahrenheit, the hot gas bypass of the present invention will play its role. A thermocouple 50 coupled to the outer surface of the path connecting TXV 33 and evaporator 40 derives the temperature of the cryogenic liquid entering evaporator 40 from the path temperature and sends a signal corresponding to that temperature to microprocessor 60. The microprocessor 60 is programmed with first and second set point temperatures. The first set point temperature is a low temperature set point temperature and the second set point temperature is a high temperature set point temperature. The set point temperature is calculated as a temperature that maintains the liquid entering the evaporator 40 at a desired temperature, as in the case where the metering means is a capillary as described above. Thus, in the presently preferred embodiment, it is desirable to maintain the temperature of the refrigerant liquid entering the evaporator between 32.5 degrees Fahrenheit and 33 degrees Fahrenheit, and the set point temperature is set accordingly. However, when the apparatus of the present invention is used in a refrigerator whose purpose is to cool ambient air to less than 32.5 degrees Fahrenheit, the temperature of the refrigerant liquid must be substantially lower and set The spot temperature is set to maintain that lower temperature. Thus, the setpoint temperature values depend on how the device is used, and these temperature determinations are successfully made within the capabilities of those skilled in the art based on the disclosure herein.

マイクロプロセッサ60が低温設定点温度またはそれ以下である温度信号を熱電対50から受信すると、マイクロプロセッサ60は信号をソレノイド75に送り、それを起動する。ソレノイド75は起動すると、高温ガスバイパス弁70を開かせる。高温ガスバイパス弁70が開くと、圧縮器10の出口側72からの高温ガスがTXV33の出口側74に送られ、そこでいくらかの低温ガスを含んでいる可能性のある低温液体と混合してその液体を暖める。マイクロプロセッサ60が受信する温度信号が、第2高温度設定点またはそれより高い場合は、マイクロプロセッサはソレノイド75への信号の送信を停止し、それによりソレノイド75は停止し、高温ガスバイパス弁70は閉じる。この方法で、蒸発器40に入る液体の温度は精度よく制御される。   When the microprocessor 60 receives a temperature signal from the thermocouple 50 that is at or below the cold set point temperature, the microprocessor 60 sends a signal to the solenoid 75 to activate it. When activated, the solenoid 75 opens the hot gas bypass valve 70. When the hot gas bypass valve 70 opens, the hot gas from the outlet side 72 of the compressor 10 is sent to the outlet side 74 of the TXV 33 where it mixes with the cold liquid that may contain some cold gas. Warm the liquid. If the temperature signal received by the microprocessor 60 is at or above the second high temperature set point, the microprocessor stops sending the signal to the solenoid 75, thereby stopping the solenoid 75 and the hot gas bypass valve 70. Close. In this way, the temperature of the liquid entering the evaporator 40 is accurately controlled.

本発明の装置は、高温ガスバイパスマニフォルドと複数の氷形成センサを具備してもよい。これは図5に示されている。図5において、複数の氷形成センサ240は蒸発表面290の氷形成を監視する。監視点240は、温度センサまたは霜センサの場合と同様に、蒸発表面へ直接結合されたセンサを具備してもよいし、または表面に向けられたレーザービームの場合のように遠隔の方法で表面を監視してもよい。いかなる場合においても、センサからの信号は接続250を介してバス210に収集されるか、直接コントローラ200に送られる。接続250は、それに限定されるわけではないが、強固なワイヤであってよいし、無線信号接続を具備してもよい。理解を容易にするためにのみ、ワイヤとしての接続を図5に示す。コントローラ200が一つまたは複数のセンサ240から信号を受信すると、信号を高温ガスバイパスマニフォルド220に送る。マニフォルド220は圧縮器(図示せず)の出口に接続されている入口270を有する。このように、マニフォルド220は圧縮器の出口からの高温ガスを含む。マニフォルドがコントローラ200から信号を受信すると、適当な経路260が開かれ、高温ガスは一つまたは複数の出口230において蒸発表面290に入ることができる。経路の開閉は、それに限定されるわけではないが、ソレノイドにより起動される弁によって制御される。経路の開閉を制御する他の手段は、ここで開示されたことに基づけば当業者には明白であり、その手段は本発明の範囲内に包含される。入口230は任意の距離である上流に位置し、それは氷形成センサ240からのシステムを通る冷媒の流れに対向する方向である(つまり、冷媒は285において蒸発器に入り、280において流出する)。このように、高温ガスは230において蒸発器に入り、そこの冷媒液と混合し、下流方向の蒸発表面を暖める結果となる。経路260はコントローラ200がセンサ240からの信号を受信しなくなるまで開状態を維持し、またはセンサが温度センサの場合は、選択された第2設定点温度(第1設定点温度は氷形成を示す低温である)に到達したことを示すセンサからの信号をコントローラ200が受信するまで開状態を維持する。そのような時点においてコントローラ200は信号を高温ガスバイパスマニフォルド220に送って経路260を閉じ、これによりこれ以上、高温ガスが入口230まで進んで冷媒と混合することはない。この方法で、蒸発表面上の氷形成の非常に精度の高い制御が達成され得る。   The apparatus of the present invention may comprise a hot gas bypass manifold and a plurality of ice formation sensors. This is illustrated in FIG. In FIG. 5, a plurality of ice formation sensors 240 monitor ice formation on the evaporation surface 290. The monitoring point 240 may comprise a sensor coupled directly to the evaporation surface, as in the case of a temperature sensor or frost sensor, or the surface in a remote manner as in the case of a laser beam directed at the surface. May be monitored. In any case, signals from the sensors are collected on bus 210 via connection 250 or sent directly to controller 200. Connection 250 may be, but is not limited to, a solid wire or may comprise a wireless signal connection. For ease of understanding, the connection as a wire is shown in FIG. When controller 200 receives a signal from one or more sensors 240, it sends the signal to hot gas bypass manifold 220. Manifold 220 has an inlet 270 that is connected to the outlet of a compressor (not shown). Thus, manifold 220 contains hot gas from the outlet of the compressor. When the manifold receives a signal from the controller 200, the appropriate path 260 is opened and hot gas can enter the evaporation surface 290 at one or more outlets 230. The opening and closing of the path is controlled by, but not limited to, a valve activated by a solenoid. Other means of controlling the opening and closing of the path will be apparent to those skilled in the art based on the disclosure herein, and such means are included within the scope of the present invention. The inlet 230 is located upstream at an arbitrary distance, which is in the direction opposite the refrigerant flow through the system from the ice formation sensor 240 (ie, refrigerant enters the evaporator at 285 and exits at 280). Thus, the hot gas enters the evaporator at 230 and mixes with the refrigerant liquid there, resulting in warming the downstream evaporation surface. Path 260 remains open until controller 200 no longer receives a signal from sensor 240, or if the sensor is a temperature sensor, a selected second set point temperature (the first set point temperature indicates ice formation). The controller 200 is kept open until the controller 200 receives a signal from the sensor indicating that it has reached a low temperature. At such time, the controller 200 sends a signal to the hot gas bypass manifold 220 to close the path 260 so that no further hot gas travels to the inlet 230 to mix with the refrigerant. In this way, very precise control of ice formation on the evaporation surface can be achieved.

望むのであれば、受液器(図示せず)が凝縮器20とTXV30を接続する経路内に含まれてもよい。受液器は貯水器のように働き、暖かい高圧冷媒液を、計量装置により要求されるまで保持する。   If desired, a receiver (not shown) may be included in the path connecting the condenser 20 and the TXV 30. The receiver acts like a water reservoir and holds warm high-pressure refrigerant liquid until required by the metering device.

図6に示す他の例においては、本発明の一つの実施形態が冷凍機に使用される。本実施形態においては、マイクロプロセッサはタイマ300から信号を受信する。マイクロプロセッサ60がタイマ300から時間信号を受信すると、マイクロプロセッサ60はソレノイド75に信号を送り、それを起動する。ソレノイド75は起動すると、高温ガスバイパス弁70を開かせる。高温ガスバイパス弁70が開くと、圧縮器10の出口側72からの高温ガスがTXV33の出口側74に送られ、そこでいくらかの低温ガスを含んでいる可能性のある低温液体と混合してその液体を暖める。設定終了時間に到達すると、タイマ300はマイクロプロセッサに信号を送って、マイクロプロセッサにソレノイド75に対して信号を送らせ、これによりソレノイド75が停止し、高温ガスバイパス弁70が閉じる。この方法で、蒸発器40に入る液体の温度がかなり精度よく制御される。サイクル間の期間と各サイクルの長さは、装置が与えられた時間において作動する状況に基づいて予め設定されてもよいし、動的に調整されてもよい。   In another example shown in FIG. 6, one embodiment of the present invention is used in a refrigerator. In this embodiment, the microprocessor receives a signal from the timer 300. When microprocessor 60 receives a time signal from timer 300, microprocessor 60 sends a signal to solenoid 75 to activate it. When activated, the solenoid 75 opens the hot gas bypass valve 70. When the hot gas bypass valve 70 opens, the hot gas from the outlet side 72 of the compressor 10 is sent to the outlet side 74 of the TXV 33 where it mixes with the cold liquid that may contain some cold gas. Warm the liquid. When the set end time is reached, the timer 300 sends a signal to the microprocessor, causing the microprocessor to send a signal to the solenoid 75, which stops the solenoid 75 and closes the hot gas bypass valve 70. In this way, the temperature of the liquid entering the evaporator 40 is controlled with considerable accuracy. The period between cycles and the length of each cycle may be preset based on the circumstances under which the device operates at a given time or may be dynamically adjusted.

他の実施形態において、マイクロプロセッサ60は二つ以上の信号源から信号を受信する。例えば、図6は既に検討したタイマに加えて、温度センサまたは温度感知手段310と氷検出器または氷検出手段320も含む。他の実施形態においては、両者ともが含まれるのではなく、一つのセンサのみ(温度センサ310または氷検出器320)が含まれる。コントローラ200に高温ガスバイパスを起動させる信号は、コントローラ200に高温ガスバイパスを停止させる信号とは異なっていてもよい。次の表は可能な組合せを示す。

Figure 2006516045
In other embodiments, the microprocessor 60 receives signals from more than one signal source. For example, FIG. 6 includes a temperature sensor or temperature sensing means 310 and an ice detector or ice detection means 320 in addition to the timers already discussed. In other embodiments, both are not included, but only one sensor (temperature sensor 310 or ice detector 320) is included. The signal that causes the controller 200 to activate the hot gas bypass may be different from the signal that causes the controller 200 to stop the hot gas bypass. The following table shows the possible combinations.
Figure 2006516045

表から明らかなように、二つ以上の信号源を含む本発明の実施形態においては、各信号源はコントローラを起動させることを任されてもよい。例えば、本発明の実施形態は、一つまたは複数のタイマ手段、温度感知手段、及び氷検出手段からの信号であって、コントローラにより受信される信号を使用して、コントローラに高温ガスバイパスを起動させてもよい。そして、一つまたは複数のタイマ、温度感知手段、及び/または氷検出手段からの信号であって、コントローラにより受信される信号を使用して、コントローラに高温ガスバイパスを停止させてもよい。一つの信号源がコントローラに高温バイパス手段を起動させることのみを任され、別の信号源がコントローラに高温ガスバイパス手段を停止させることのみを任されるような実施形態もある。他の実施形態においては、信号源はそれぞれの目的のために使用されてもよい。   As is apparent from the table, in embodiments of the invention that include more than one signal source, each signal source may be entrusted to activate the controller. For example, an embodiment of the present invention uses a signal received from the controller to trigger a hot gas bypass to the controller from one or more timer means, temperature sensing means, and ice detection means. You may let them. The controller may also stop the hot gas bypass using signals received by the controller from one or more timers, temperature sensing means, and / or ice detection means. In some embodiments, one signal source is solely responsible for activating the hot bypass means and the other signal source is solely responsible for deactivating the hot gas bypass means. In other embodiments, the signal source may be used for each purpose.

本発明の装置が飲料水生成のために使用されるときは、容器が蒸発器の下に設置され、そこから流出する水を収集する。容器は、それに限定されるわけではないが、テフロン(登録商標)(Teflon)、PVC、ナイロン、及び他の合成ポリマ、ステンレス鋼、ガラスなどの非汚染材料から製造されるか、そのような材料で覆うかコーティングする。水と接触するすべての構成要素をコーティングする現在好ましい材料は、FDAグレイ(Gray)として知られるエナメル材料である。容器は単に蒸発器の下に配置されるか、またはコンパクトなポータブルユニットにするために、蒸発器の下部に脱着可能に取り付けられてもよい。さらに容器には、静電オゾン生成器に接続され、オゾンが収集された水の中を泡となって通過することによって微生物の成長を防ぎ、水の純度を維持するためのフリットガラスガス分散要素が取り付けられてもよい。飲料水の収集のために使用される本発明の装置は更に、収集された水の飲料可能性を高めるためのカーボンブラックや堆積物フィルタの石灰石などの一つまたは複数のフィルタを含んでもよい。   When the device of the present invention is used for drinking water production, a container is placed under the evaporator and collects water flowing out of it. The container may be manufactured from non-contaminating materials such as, but not limited to, Teflon, PVC, nylon, and other synthetic polymers, stainless steel, glass, or the like. Cover or coat with. The currently preferred material for coating all components that come into contact with water is an enamel material known as FDA Gray. The container may simply be placed under the evaporator or removably attached to the bottom of the evaporator to make it a compact portable unit. In addition, the container is connected to an electrostatic ozone generator, which prevents the growth of microorganisms by passing the bubbles through the collected water as bubbles and keeps the purity of the frit glass gas May be attached. The apparatus of the present invention used for drinking water collection may further include one or more filters such as carbon black and sediment filter limestone to increase the drinking potential of the collected water.

このように本発明は、冷蔵サイクルの作動中に蒸発器の蒸発表面の氷形成を防ぐ装置および方法を提供するということが理解されるであろう。上記の実施形態と例が本発明を説明するために使用されたが、ここに開示されたことに基づけば、当業者にとっては、ここに示した実施形態と例における変更が、本発明の範囲から逸脱することなくなされることは明白である。他の実施形態は下記の請求項で示される。   Thus, it will be appreciated that the present invention provides an apparatus and method that prevents ice formation on the evaporation surface of the evaporator during operation of the refrigeration cycle. While the above embodiments and examples have been used to describe the present invention, it will be appreciated by those skilled in the art that modifications to the embodiments and examples shown herein are within the scope of the present invention based on what is disclosed herein. Obviously, this can be done without departing from Other embodiments are set forth in the following claims.

従来技術の冷蔵サイクル装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the refrigeration cycle apparatus of a prior art. 毛細管計量手段と高温ガスバイパスを使用する本発明の冷蔵サイクル装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the refrigeration cycle apparatus of this invention which uses a capillary metering means and a hot gas bypass. TXV計量手段と高温ガスバイパスを使用する本発明の冷蔵サイクル装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the refrigeration cycle apparatus of this invention which uses a TXV metering means and a hot gas bypass. 本発明の温度感知アセンブリを示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a temperature sensing assembly of the present invention. 本発明の装置の一部を示す図であり、その一部は蒸発表面上の複数の氷形成検出器、マニフォルド高温ガスバイパスシステム、及び蒸発表面上の氷形成を防ぐために上記二つを統合するコントローラを示す概略図である。FIG. 2 shows a portion of the apparatus of the present invention, which integrates the two to prevent ice formation on the evaporation surface, multiple ice formation detectors on the evaporation surface, a manifold hot gas bypass system, and It is the schematic which shows a controller. コントローラと通信を行ういくつかの信号源の例を示す本発明の冷凍機実施形態の冷蔵サイクル装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the refrigerating-cycle apparatus of the refrigerator embodiment of this invention which shows the example of several signal sources which communicate with a controller.

Claims (55)

入口と出口とを具備する圧縮器と、
入口と出口とを具備する凝縮器であって、前記凝縮器の入口が前記圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器と、
入口と出口とを具備する計量手段であって、前記計量手段の入口は前記凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段と、
入口と、出口と、蒸発表面とを具備する蒸発器であって、前記蒸発器の入口は前記計量手段の出口に作動可能に結合され、前記蒸発器の出口は前記圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器と、
入口と、出口と、開位置と、閉位置とを具備する高温ガスバイパス手段であって、前記高温ガスバイパス手段の入口は前記圧縮器の出口に作動可能に結合され、前記高温ガスバイパス手段の出口は前記蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、前記マニフォルドは入口と複数の出口を具備し、各出口は前記蒸発表面上の異なる場所において複数の入口の異なる一つに作動可能に結合されており、前記高温ガスバイパス手段はコントローラにも作動可能に結合された高温ガスバイパス手段と、
前記蒸発表面上の氷形成の開始を検出する一つまたは複数の手段であって、各手段は前記蒸発表面に作動可能に結合され、二つ以上ある場合は、各々は前記蒸発表面上の異なる場所と前記コントローラとに作動可能に結合された一つまたは複数の手段と、
前記蒸発表面上の氷形成を検出する各手段と前記高温ガスバイパス手段に作動可能に結合されたコントローラと、
冷蔵サイクルにおいて前記圧縮器から前記凝縮器、前記計量手段、前記蒸発器、そして前記圧縮器に戻るように循環する冷媒と、
を具備することを特徴とする装置。
A compressor having an inlet and an outlet;
A condenser having an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operatively coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, wherein the metering means inlet is operatively coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet, and an evaporation surface, wherein the evaporator inlet is operably coupled to the metering means outlet, and the evaporator outlet is operative to the compressor inlet An evaporator coupled to the
A hot gas bypass means comprising an inlet, an outlet, an open position, and a closed position, the inlet of the hot gas bypass means being operably coupled to the outlet of the compressor, An outlet is operably coupled to the evaporator inlet or a manifold inlet, the manifold including an inlet and a plurality of outlets, each outlet operating to a different one of the plurality of inlets at different locations on the evaporation surface. A hot gas bypass means operably coupled to the controller; and
One or more means for detecting the onset of ice formation on the evaporating surface, each means being operably coupled to the evaporating surface, each having a different on the evaporating surface if there are more than one; One or more means operably coupled to a location and the controller;
Means for detecting ice formation on the evaporation surface and a controller operably coupled to the hot gas bypass means;
Refrigerant circulated back from the compressor to the condenser, the metering means, the evaporator, and the compressor in a refrigeration cycle;
The apparatus characterized by comprising.
前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は一つまたは複数のレーザーを具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the means for detecting ice formation on the evaporating surface comprises one or more lasers. 前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は一つまたは複数の霜検出器を具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1 wherein the means for detecting ice formation on the evaporating surface comprises one or more frost detectors. 前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は前記装置の一つまたは複数の作業負荷温度感知サブアセンブリに結合された一つまたは複数の第1温度感知手段を具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。   The means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more first temperature sensing means coupled to one or more workload temperature sensing subassemblies of the apparatus. Item 2. The apparatus according to Item 1. 前記蒸発表面に結合された一つまたは複数の第2温度感知手段を具備し、二つ以上の場合、各々は前記蒸発表面上の異なる場所と前記コントローラとに結合されることを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれか一項に記載の装置。   One or more second temperature sensing means coupled to the evaporation surface, wherein two or more are each coupled to a different location on the evaporation surface and the controller. Item 5. The apparatus according to any one of Items 1, 2, 3, and 4. 前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は前記蒸発表面に結合された一つまたは複数の第3温度感知手段を具備し、二つ以上の場合、各々は前記蒸発表面上の異なる場所に結合されることを特徴とする請求項1に記載の装置。   The means for detecting ice formation on the evaporating surface comprises one or more third temperature sensing means coupled to the evaporating surface, where two or more, each at a different location on the evaporating surface. The device of claim 1, wherein the devices are combined. 前記計量手段は自動温度調整膨張弁を具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the metering means comprises an automatic temperature regulating expansion valve. 前記計量手段は自動温度調整膨張弁を具備することを特徴とする請求項6に記載の装置。   7. A device according to claim 6, wherein the metering means comprises an automatic temperature regulating expansion valve. 前記自動温度調整膨張弁は温度感知アセンブリを具備することを特徴とする請求項8に記載の装置。   The apparatus of claim 8, wherein the automatic temperature regulating expansion valve comprises a temperature sensing assembly. 前記温度感知アセンブリは、
内部材と外部材を具備する二重壁容器と、
前記内部材と前記外部材の間に配置された第1スペースと、
前記内部材で囲まれた第2内部スペースと、
前記外部材の第1端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された入口であって、前記蒸発器の出口に作動可能に結合された入口と、
前記外部材の第1端部に対向する第2端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された出口であって、前記圧縮器の入口に作動可能に結合された出口と、
前記第1スペースに配置され、前記外部材の第1端部近傍から前記外部材の第2端部近傍へ伸びるバッフルと、
前記内部スペースに配置され、前記自動温度調整膨張弁に作動可能に結合された温度感知バルブと、
前記内部スペースに同様に配置され、前記内部材と前記温度感知バルブと接触する熱的化合物と、
を具備することを特徴とする請求項9に記載の装置。
The temperature sensing assembly includes
A double-walled container comprising an inner member and an outer member;
A first space disposed between the inner member and the outer member;
A second internal space surrounded by the inner member;
An inlet disposed near, in and through the first end of the outer member, the inlet operably coupled to the outlet of the evaporator;
An outlet disposed near, within and through the second end opposite the first end of the outer member, the outlet operably coupled to the inlet of the compressor;
A baffle disposed in the first space and extending from the vicinity of the first end of the outer member to the vicinity of the second end of the outer member;
A temperature sensing valve disposed in the interior space and operably coupled to the automatic temperature regulating expansion valve;
A thermal compound that is similarly disposed in the interior space and in contact with the inner member and the temperature sensing valve;
10. The apparatus according to claim 9, comprising:
前記高温ガスバイパス手段は弁を具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the hot gas bypass means comprises a valve. 前記弁はソレノイドを具備することを特徴とする請求項11に記載の装置。   The apparatus of claim 11, wherein the valve comprises a solenoid. 各温度感知手段は独立して熱電対またはサーミスタを具備することを特徴とする請求項1、2、3、4、6のいずれか一項に記載の装置。   7. A device according to claim 1, wherein each temperature sensing means independently comprises a thermocouple or a thermistor. 前記コントローラはマイクロプロセッサを具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the controller comprises a microprocessor. 蒸発表面上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを実行する方法であって、
入口と出口とを具備する圧縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する凝縮器であって、前記凝縮器の入口が前記圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する計量手段であって、前記計量手段の入口は前記凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段を提供する工程と、
入口と、出口と、蒸発表面とを具備する蒸発器であって、前記蒸発器の入口は前記計量手段の出口に作動可能に結合され、前記蒸発器の出口は前記圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器を提供する工程と、
入口と、出口と、開位置と、閉位置とを具備する高温ガスバイパス手段であって、前記高温ガスバイパス手段の入口は前記圧縮器の出口に作動可能に結合され、前記高温ガスバイパス手段の出口は前記蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、前記マニフォルドは入口と複数の出口を具備し、各出口は前記蒸発表面上の異なる場所において複数の入口の異なる一つに作動可能に結合されており、前記高温ガスバイパス手段はコントローラにも作動可能に結合された高温ガスバイパス手段を提供する工程と、
前記蒸発表面上の氷形成を検出する一つまたは複数の手段であって、そのような各手段は前記蒸発表面に作動可能に結合され、二つ以上の手段がある場合は、各々は前記蒸発表面上の異なる場所と前記コントローラとに結合された一つまたは複数の手段を提供する工程と、
前記蒸発表面に結合され、前記コントローラに作動可能に結合された一つまたは複数の温度感知手段を提供する工程と、
前記蒸発表面上の氷形成を検出する各手段と、各温度感知手段と、前記高温ガスバイパス手段とに作動可能に結合されたコントローラを提供する工程と、
冷蔵サイクルにおいて前記圧縮器から前記凝縮器、前記計量手段、前記蒸発器、そして前記圧縮器に戻るように循環する冷媒を提供する工程と、
を有してなり、
前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段がそのような氷形成を検出すると、信号が前記コントローラに送られ、ここで、前記コントローラは開信号を前記高温ガスバイパス手段に送り、前記高温ガスバイパス手段は前記コントローラが、予め設定した値を超える前記温度感知手段からの信号を受信するまで開状態を維持し、受信時点で前記コントローラは前記高温ガスバイパス手段に閉信号を送ることを特徴とする方法。
A method of performing a refrigeration cycle without forming ice on the evaporation surface,
Providing a compressor comprising an inlet and an outlet;
Providing a condenser comprising an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operably coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, the metering means inlet providing a metering means operably coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet, and an evaporation surface, wherein the evaporator inlet is operably coupled to the metering means outlet, and the evaporator outlet is operative to the compressor inlet Providing an evaporator coupled to the
A hot gas bypass means comprising an inlet, an outlet, an open position, and a closed position, the inlet of the hot gas bypass means being operably coupled to the outlet of the compressor, An outlet is operably coupled to the evaporator inlet or a manifold inlet, the manifold including an inlet and a plurality of outlets, each outlet operating to a different one of the plurality of inlets at different locations on the evaporation surface. Providing a hot gas bypass means operatively coupled, wherein the hot gas bypass means is also operatively coupled to a controller;
One or more means for detecting ice formation on the evaporating surface, each such means being operably coupled to the evaporating surface, and if there are more than one means, each Providing one or more means coupled to different locations on the surface and the controller;
Providing one or more temperature sensing means coupled to the evaporation surface and operatively coupled to the controller;
Providing a controller operatively coupled to each means for detecting ice formation on the evaporation surface, each temperature sensing means, and the hot gas bypass means;
Providing a refrigerant that circulates back from the compressor to the condenser, the metering means, the evaporator, and the compressor in a refrigeration cycle;
Having
When the means for detecting ice formation on the evaporating surface detects such ice formation, a signal is sent to the controller, where the controller sends an open signal to the hot gas bypass means and the hot gas The bypass means maintains an open state until the controller receives a signal from the temperature sensing means exceeding a preset value, and at the time of reception, the controller sends a close signal to the hot gas bypass means. how to.
前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は一つまたは複数のレーザーを具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the means for detecting ice formation on the evaporation surface comprises one or more lasers. 前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は一つまたは複数の霜検出器を具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the means for detecting ice formation on the evaporating surface comprises one or more frost detectors. 前記蒸発表面上の氷形成を検出する前記手段は、前記装置の一つまたは複数の作業負荷温度感知サブアセンブリに結合された一つまたは複数の第1温度感知手段を具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The means for detecting ice formation on the evaporating surface comprises one or more first temperature sensing means coupled to one or more workload temperature sensing subassemblies of the apparatus. The method of claim 15. 各温度感知手段は熱電対またはサーミスタを具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein each temperature sensing means comprises a thermocouple or a thermistor. 前記計量手段は自動温度調整膨張弁を具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the metering means comprises an automatic temperature regulating expansion valve. 前記高温ガスバイパス手段は弁を具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the hot gas bypass means comprises a valve. 前記弁はソレノイドを具備することを特徴とする請求項21に記載の方法。   The method of claim 21, wherein the valve comprises a solenoid. 前記コントローラはマイクロプロセッサを具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the controller comprises a microprocessor. 蒸発表面上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを実行する方法であって、
入口と出口とを具備する圧縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する凝縮器であって、前記凝縮器の入口が前記圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する計量手段であって、前記計量手段の入口は前記凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段を提供する工程と、
入口と、出口と、蒸発表面とを具備する蒸発器であって、前記蒸発器の入口は前記計量手段の出口に作動可能に結合され、前記蒸発器の出口は前記圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器を提供する工程と、
入口と、出口と、開位置と、閉位置とを具備する高温ガスバイパス手段であって、前記高温ガスバイパス手段の入口は前記圧縮器の出口に作動可能に結合され、前記高温ガスバイパス手段の出口は前記蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、前記マニフォルドは入口と複数の出口を具備し、各出口は前記蒸発表面上の異なる場所において複数の入口の異なる一つに作動可能に結合されており、前記高温ガスバイパス手段はコントローラにも作動可能に結合された高温ガスバイパス手段を提供する工程と、
前記蒸発表面に結合された一つまたは複数の温度感知手段であって、二つ以上ある場合、各々は前記蒸発表面上の異なる場所に結合される一つまたは複数の温度感知手段を提供する工程と、
各温度感知手段と前記コントローラとに作動可能に結合されたコントローラを提供する工程と、
を有してなり、
各温度感知手段は前記蒸発表面のその場所における温度を計測し、その温度に対応する信号を前記コントローラに送り、前記信号が予め選択された第1設定点温度またはそれ以下の場合、前記コントローラは開信号を前記高温ガスバイパス手段に送り、前記高温ガスバイパス手段は前記コントローラが、予め選択された第2設定点温度を超える前記温度感知手段からの信号を受信するまで開状態を維持し、受信時点で前記コントローラは前記高温ガスバイパス手段に閉信号を送ることを特徴とする方法。
A method of performing a refrigeration cycle without forming ice on the evaporation surface,
Providing a compressor comprising an inlet and an outlet;
Providing a condenser comprising an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operably coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, the metering means inlet providing a metering means operably coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet, and an evaporation surface, wherein the evaporator inlet is operably coupled to the metering means outlet, and the evaporator outlet is operative to the compressor inlet Providing an evaporator coupled to the
A hot gas bypass means comprising an inlet, an outlet, an open position, and a closed position, the inlet of the hot gas bypass means being operably coupled to the outlet of the compressor, An outlet is operably coupled to the evaporator inlet or a manifold inlet, the manifold including an inlet and a plurality of outlets, each outlet operating to a different one of the plurality of inlets at different locations on the evaporation surface. Providing a hot gas bypass means operatively coupled, wherein the hot gas bypass means is operatively coupled to a controller;
Providing one or more temperature sensing means coupled to the evaporation surface, where there are two or more, each of which is coupled to a different location on the evaporation surface; When,
Providing a controller operably coupled to each temperature sensing means and the controller;
Having
Each temperature sensing means measures the temperature at that location of the evaporation surface and sends a signal corresponding to the temperature to the controller, and if the signal is at or below a preselected first set point temperature, the controller An open signal is sent to the hot gas bypass means, and the hot gas bypass means remains open until the controller receives a signal from the temperature sensing means that exceeds a preselected second set point temperature. At the time, the controller sends a close signal to the hot gas bypass means.
前記計量手段は自動温度調整膨張弁を具備することを特徴とする請求項24に記載の方法。   The method of claim 24, wherein the metering means comprises an automatic temperature regulating expansion valve. 前記自動温度調整膨張弁は温度感知アセンブリを更に具備することを特徴とする請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the automatic temperature regulating expansion valve further comprises a temperature sensing assembly. 前記温度感知アセンブリは、
内部材と外部材を具備する二重壁容器と、
前記内部材と前記外部材の間に配置された第1スペースと、
前記内部材で囲まれた第2内部スペースと、
前記外部材の第1端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された入口であって、前記蒸発器の出口に作動可能に結合された入口と、
前記外部材の第1端部に対向する第2端部の近傍、その中、及びそこを通して配置された出口であって、前記圧縮器の入口に作動可能に結合された出口と、
前記第1スペースに配置され、前記外部材の第1端部近傍から前記外部材の第2端部近傍へ伸びるバッフルと、
前記内部スペースに配置され、前記自動温度調整膨張弁に作動可能に結合された温度感知バルブと、
前記内部スペースに同様に配置され、前記内部材と前記温度感知バルブと接触する熱的化合物と、
を具備することを特徴とする請求項26に記載の方法。
The temperature sensing assembly includes
A double-walled container comprising an inner member and an outer member;
A first space disposed between the inner member and the outer member;
A second internal space surrounded by the inner member;
An inlet disposed near, in and through the first end of the outer member, the inlet operably coupled to the outlet of the evaporator;
An outlet disposed near, within and through the second end opposite the first end of the outer member, the outlet operably coupled to the inlet of the compressor;
A baffle disposed in the first space and extending from the vicinity of the first end of the outer member to the vicinity of the second end of the outer member;
A temperature sensing valve disposed in the interior space and operably coupled to the automatic temperature regulating expansion valve;
A thermal compound that is similarly disposed in the interior space and in contact with the inner member and the temperature sensing valve;
27. The method of claim 26, comprising:
前記高温ガスバイパス手段は弁を具備することを特徴とする請求項24に記載の方法。   The method of claim 24, wherein the hot gas bypass means comprises a valve. 前記弁はソレノイドを具備することを特徴とする請求項28に記載の方法。   29. The method of claim 28, wherein the valve comprises a solenoid. 各温度感知手段は独立して熱電対またはサーミスタを具備することを特徴とする請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein each temperature sensing means independently comprises a thermocouple or thermistor. 前記コントローラはマイクロプロセッサを具備することを特徴とする請求項24に記載の方法。   The method of claim 24, wherein the controller comprises a microprocessor. 入口と出口とを具備する圧縮器と、
入口と出口とを具備する凝縮器であって、前記凝縮器の入口が前記圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器と、
入口と出口とを具備する計量手段であって、前記計量手段の入口は前記凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段と、
入口と、出口と、蒸発表面とを具備する蒸発器であって、前記蒸発器の入口は前記計量手段の出口に作動可能に結合され、前記蒸発器の出口は前記圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器と、
入口と、出口と、開位置と、閉位置とを具備する高温ガスバイパスシステムであって、前記入口は前記圧縮器の出口に作動可能に結合され、前記出口は前記蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合された高温ガスバイパスシステムと、
冷蔵サイクルにおいて前記圧縮器から前記凝縮器、前記計量手段、前記蒸発器、そして前記圧縮器に戻るように循環する冷媒と、
前記高温ガスバイパスシステムに作動可能に結合されたコントローラと、
前記コントローラに作動可能に結合されたタイマと、
を具備することを特徴とする装置。
A compressor having an inlet and an outlet;
A condenser having an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operatively coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, wherein the metering means inlet is operatively coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet, and an evaporation surface, wherein the evaporator inlet is operably coupled to the metering means outlet, and the evaporator outlet is operative to the compressor inlet An evaporator coupled to the
A hot gas bypass system comprising an inlet, an outlet, an open position, and a closed position, wherein the inlet is operatively coupled to an outlet of the compressor, the outlet being an inlet or manifold of the evaporator A hot gas bypass system operably coupled to the inlet;
Refrigerant circulated back from the compressor to the condenser, the metering means, the evaporator, and the compressor in a refrigeration cycle;
A controller operably coupled to the hot gas bypass system;
A timer operably coupled to the controller;
The apparatus characterized by comprising.
前記コントローラと作動可能に通信する一つまたは複数の氷検出手段を更に具備することを特徴とする請求項32に記載の装置。   The apparatus of claim 32, further comprising one or more ice detection means in operative communication with the controller. 前記コントローラと作動可能に通信する少なくとも一つの温度感知手段を更に具備することを特徴とする請求項32に記載の装置。   The apparatus of claim 32, further comprising at least one temperature sensing means in operative communication with the controller. 前記コントローラと作動可能に通信する少なくとも一つの温度感知手段を更に具備することを特徴とする請求項33に記載の装置。   34. The apparatus of claim 33, further comprising at least one temperature sensing means in operative communication with the controller. 前記マニフォルドは入口と複数の出口を具備し、各出口は前記蒸発表面上の異なる場所において複数の入口の異なる一つに作動可能に結合されたことを特徴とする請求項32に記載の装置。   The apparatus of claim 32, wherein the manifold comprises an inlet and a plurality of outlets, each outlet operably coupled to a different one of the plurality of inlets at different locations on the evaporation surface. 蒸発表面上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを実行する方法であって、
入口と出口とを具備する圧縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する凝縮器であって、前記凝縮器の入口が前記圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する計量手段であって、前記計量手段の入口は前記凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段を提供する工程と、
入口と、出口と、蒸発表面とを具備する蒸発器であって、前記蒸発器の入口は前記計量手段の出口に作動可能に結合され、前記蒸発器の出口は前記圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器を提供する工程と、
入口と、出口と、開位置と、閉位置とを具備する高温ガスバイパスシステムであって、前記高温ガスバイパス手段の入口は前記圧縮器の出口に作動可能に結合され、前記高温ガスバイパス手段の出口は前記蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合された高温ガスバイパスシステムを提供する工程と、
前記高温ガスバイパスシステムを起動可能なコントローラと、前記コントローラに信号を送ることが可能なタイマとを提供する工程と、
冷蔵サイクルにおいて前記圧縮器から前記凝縮器、前記計量手段、前記蒸発器、そして前記圧縮器に戻るように循環する冷媒を提供する工程と、
前記コントローラに信号を送ることが可能なタイマを提供する工程と、
を有してなることを特徴とする方法。
A method of performing a refrigeration cycle without forming ice on the evaporation surface,
Providing a compressor comprising an inlet and an outlet;
Providing a condenser comprising an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operably coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, the metering means inlet providing a metering means operably coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet, and an evaporation surface, wherein the evaporator inlet is operably coupled to the metering means outlet, and the evaporator outlet is operative to the compressor inlet Providing an evaporator coupled to the
A hot gas bypass system comprising an inlet, an outlet, an open position, and a closed position, wherein the hot gas bypass means inlet is operably coupled to the compressor outlet, the hot gas bypass means Providing an hot gas bypass system with an outlet operably coupled to an inlet of the evaporator or an inlet of the manifold;
Providing a controller capable of activating the hot gas bypass system; and a timer capable of sending a signal to the controller;
Providing a refrigerant that circulates back from the compressor to the condenser, the metering means, the evaporator, and the compressor in a refrigeration cycle;
Providing a timer capable of sending a signal to the controller;
A method comprising the steps of:
前記タイマに信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスシステムの起動と停止を交互に行わせる工程を更に含むことを特徴とする請求項37に記載の方法。   The method of claim 37, further comprising causing the timer to send a signal to the controller, causing the controller to alternately start and stop the hot gas bypass system. 温度感知手段を提供する工程を更に含むことを特徴とする請求項37に記載の方法。   38. The method of claim 37, further comprising providing a temperature sensing means. 前記タイマに信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記ガスバイパスシステムを起動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, further comprising causing the timer to send a signal to the controller and causing the controller to activate the gas bypass system. 前記温度感知手段に信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記ガスバイパスシステムを停止させる工程を更に含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, further comprising causing the temperature sensing means to send a signal to the controller, causing the controller to shut down the gas bypass system. 前記温度感知手段に信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記ガスバイパスシステムを起動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, further comprising causing the temperature sensing means to send a signal to the controller and causing the controller to activate the gas bypass system. 前記タイマに信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記ガスバイパスシステムを停止させる工程を更に含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。   43. The method of claim 42, further comprising causing the timer to send a signal to the controller, causing the controller to stop the gas bypass system. 氷検出手段を提供する工程を更に含むことを特徴とする請求項37に記載の方法。   38. The method of claim 37, further comprising providing an ice detection means. 前記タイマに信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスシステムを起動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。   45. The method of claim 44, further comprising causing the timer to send a signal to the controller and causing the controller to activate the hot gas bypass system. 前記氷検出手段に信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスシステムを停止させる工程を更に含むことを特徴とする請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, further comprising causing the ice detection means to send a signal to the controller, causing the controller to shut down the hot gas bypass system. 前記氷検出手段に信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスシステムを起動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。   45. The method of claim 44, further comprising causing the ice detection means to send a signal to the controller and causing the controller to activate the hot gas bypass system. 前記タイマに信号を前記コントローラに送らせ、前記コントローラに前記ガスバイパスシステムを停止させる工程を更に含むことを特徴とする請求項42に記載の方法。   43. The method of claim 42, further comprising causing the timer to send a signal to the controller, causing the controller to stop the gas bypass system. 蒸発表面上に氷を形成することなく冷蔵サイクルを実行する方法であって、
入口と出口とを具備する圧縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する凝縮器であって、前記凝縮器の入口が前記圧縮器の出口に作動可能に結合された凝縮器を提供する工程と、
入口と出口とを具備する計量手段であって、前記計量手段の入口は前記凝縮器の出口に作動可能に結合された計量手段を提供する工程と、
入口と、出口と、蒸発表面とを具備する蒸発器であって、前記蒸発器の入口は前記計量手段の出口に作動可能に結合され、前記蒸発器の出口は前記圧縮器の入口に作動可能に結合された蒸発器を提供する工程と、
入口と、出口と、開位置と、閉位置とを具備する高温ガスバイパスであって、前記高温ガスバイパスの入口は前記圧縮器の出口に作動可能に結合され、前記高温ガスバイパスの出口は前記蒸発器の入口またはマニフォルドの入口に作動可能に結合され、前記マニフォルドは入口と複数の出口を具備し、各出口は前記蒸発表面上の異なる場所において複数の入口の異なる一つに作動可能に結合された高温ガスバイパスを提供する工程と、
前記高温ガスバイパスに作動可能に結合されたコントローラを提供する工程と、
冷蔵サイクルにおいて前記圧縮器から前記凝縮器、前記計量手段、前記蒸発器、そして前記圧縮器に戻るように循環する冷媒を提供する工程と、
前記コントローラと通信を行う信号源を提供する工程と、
を有してなることを特徴とする方法。
A method of performing a refrigeration cycle without forming ice on the evaporation surface,
Providing a compressor comprising an inlet and an outlet;
Providing a condenser comprising an inlet and an outlet, wherein the condenser inlet is operably coupled to the compressor outlet;
Metering means comprising an inlet and an outlet, the metering means inlet providing a metering means operably coupled to the condenser outlet;
An evaporator comprising an inlet, an outlet, and an evaporation surface, wherein the evaporator inlet is operably coupled to the metering means outlet, and the evaporator outlet is operative to the compressor inlet Providing an evaporator coupled to the
A hot gas bypass comprising an inlet, an outlet, an open position, and a closed position, wherein the hot gas bypass inlet is operably coupled to the compressor outlet, and the hot gas bypass outlet is Operatively coupled to an evaporator inlet or a manifold inlet, the manifold having an inlet and a plurality of outlets, each outlet operatively coupled to a different one of the plurality of inlets at different locations on the evaporation surface Providing an improved hot gas bypass;
Providing a controller operably coupled to the hot gas bypass;
Providing a refrigerant that circulates back from the compressor to the condenser, the metering means, the evaporator, and the compressor in a refrigeration cycle;
Providing a signal source in communication with the controller;
A method comprising the steps of:
前記信号源はタイマ手段と、温度感知手段と、氷検出手段とからなる群から選択された少なくとも一つの信号源を具備することを特徴とする請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein the signal source comprises at least one signal source selected from the group consisting of timer means, temperature sensing means, and ice detection means. 前記信号源はタイマ手段と、温度感知手段と、氷検出手段とからなる群から選択された少なくとも二つの信号源を具備することを特徴とする請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein the signal source comprises at least two signal sources selected from the group consisting of timer means, temperature sensing means, and ice detection means. 少なくとも一つの信号源に前記コントローラに信号を送らせ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスを起動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, further comprising causing at least one signal source to signal the controller and causing the controller to activate the hot gas bypass. 少なくとも一つの信号源に前記コントローラに信号を送らせ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスを停止させる工程を更に含むことを特徴とする請求項52に記載の方法。   53. The method of claim 52, further comprising causing at least one signal source to signal the controller and causing the controller to stop the hot gas bypass. タイマ手段と、温度感知手段と、氷検出手段とを含む群から選択された少なくとも一つの信号源からの信号を前記コントローラにより受信させ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスを起動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項50に記載の方法。   The method further includes the step of causing the controller to receive a signal from at least one signal source selected from the group including timer means, temperature sensing means, and ice detection means, and causing the controller to activate the hot gas bypass. 51. The method of claim 50. タイマ手段と、温度感知手段と、氷検出手段とを含む群から選択された少なくとも一つの信号源からの信号を前記コントローラにより受信させ、前記コントローラに前記高温ガスバイパスを停止させる工程を更に含むことを特徴とする請求項54に記載の方法。   The method further includes causing the controller to receive a signal from at least one signal source selected from the group including timer means, temperature sensing means, and ice detection means, and causing the controller to stop the hot gas bypass. 55. The method of claim 54, wherein:
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