JP2007303708A

JP2007303708A - 高湿度冷蔵庫

Info

Publication number: JP2007303708A
Application number: JP2006131128A
Authority: JP
Inventors: Kaname Akimoto; 要秋本
Original assignee: Daiwa Industries Ltd
Current assignee: Daiwa Industries Ltd
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】コンパクトな構造で、効率的に低温高湿度を維持する。
【解決手段】庫１内に、貯蔵室１０と区画された機械室１１を形成し、その機械室１１に高湿度冷気の生成ユニットＵを構成したコンパクトな高湿度冷蔵庫である。冷却水ｂを貯蔵室に循環する空気ａに散水して高湿度冷気とする。水と空気は、前者は後者に対して熱容量が大きいため、その空気は円滑に冷やされて冷気となる。このため、高湿度冷気を円滑に効率よく生成することができる。その冷却水を、蒸発器１６を水槽１７に直接に入れて作る。水ｂを直接に冷やして冷水とすれば、その作用は円滑であり、効率も良い。水槽内は仕切り板で区画して連続した流路を形成する。その流路全長に亘って蒸発器の配管を配設するとともに、その流路にポンプアップ用の吸水口を設ける。水槽内の水は、その流路に沿って流れて蒸発器の配管に接して冷却されるため、氷結することなく、その冷却は円滑になされる。
【選択図】図１

Description

この発明は、高湿度冷蔵庫、とりわけ大形の高湿度冷蔵庫に関する。

高湿度冷蔵庫は、冷却水を散水して高湿度冷気を生成し、この高湿度冷気を庫内に循環させて庫内を高湿度の低温に維持するものが一般的である（特許文献１段落００１０、図１、特許文献２特許請求の範囲、第１図参照）。
特開２００５-１８０７６９号公報特開平０２-２００１６９号公報（特公平０６-８２０２３号公報）

その高湿度冷気を生成する手段としては、オーガー式製氷機からの氷塊を貯氷庫に貯留し、その氷塊の融解水を冷蔵室に循環する空気に散水して、その空気を高湿度冷気としたり（特許文献１）、冷蔵室（調温・調湿室）を循環する空気を冷却した後、その冷気に散水して加湿して高湿度冷気としたりしている（特許文献２）。

上記従来技術の高湿度冷蔵庫において、氷塊の融解水を冷蔵室に循環する空気に散水して高湿度冷気を生成するものは、オーガー式製氷機を冷蔵庫と別個に備えることとなって大型化するとともに、製氷及び氷の融解を伴うため、効率が悪い。
また、冷気に散水し加湿して高湿度冷気を生成するものは、その散水の温度に高湿度冷気の温度が大きく左右され、一般的には、低温の高湿度冷気を円滑に得ることができない。
このような実情から、超大型（例えば３．３ｍ^２以上）のものでは、装置全体としてコンパクトで、かつ庫内湿度を９５％以上で、同温度を３℃以下に維持することは極めて困難となっている。

この発明は、コンパクトで、効率的に低温・高湿度を維持することを課題とする。

上記課題を解決するために、この発明は、まず、冷却水を貯蔵室に循環する空気に散水して高湿度冷気とすることとしたのである。
水と空気は、前者は後者に対して熱容量が大きいため、その空気は円滑に冷やされて冷気となる。このため、高湿度冷気を円滑に効率よく生成することができる。

つぎに、この発明は、その冷却水を、蒸発器（冷却器）を水槽に直接に入れて作るようにしたのである。
水を直接に冷やして冷水とすれば、その作用は円滑であり、効率も良い。また、この冷却水を蒸発器を水槽に直接に入れて作れば、氷を作ってその融解水により冷却水を作るものに比べれば、その装置を小型化することができる。この小型化は、庫内に、貯蔵室と区画された機械室を形成したものにおいて有利である。庫内への機械室の構成は小型化を要求されるからである。因みに、庫内に機械室を構成した冷蔵庫は、通常、小型化になって、コンパクトなものである。
なお、この発明において、「水」には、水道水のような純水のみならず、冷蔵に支障がない限りにおいて、不凍剤を混入した不凍液を含む。

この発明は、以上のように、直接に冷却した冷水を循環空気に散水して、高湿度冷気を得るようにしたので、その高湿度冷気を円滑に効率よく生成することができる。
また、水を直接に冷やして冷水にするので、その冷水製造部をコンパクトにすることができるため、高湿度冷蔵庫自体のコンパクト化を図ることができる。

この発明の実施形態としては、庫内に、貯蔵室と区画された機械室を形成し、その機械室に高湿度冷気の生成ユニットを構成して、前記貯蔵室内の空気をその貯蔵室と生成ユニットの間に循環させて、前記循環空気を生成ユニットで高湿度冷気にして貯蔵室に送り込む高湿度冷蔵庫において、前記生成ユニットが、冷凍サイクルの蒸発器を配した冷却水槽と、その冷却水槽の上に設けた気液接触材を装填した冷熱交換器と、その冷熱交換器の上に設けた冷却水槽からポンプアップした冷却水を噴出させる散水ノズルとからなり、冷熱交換器で、散水ノズルからの冷却散水と貯蔵庫からの循環空気を接触させて高湿度冷気を生成し、冷熱交換器からの水は冷却水槽に集めるようになっている構成を採用することができる。

この構成の高湿度冷蔵庫は、冷却水槽において、その中の水が蒸発器により直接に冷却され、その冷却水が散水ノズルから冷熱交換器に散水される。冷熱交換器では、その冷却水と貯蔵室内からの空気が接触して、その空気が高湿度冷気となって貯蔵室に送り込まれて、貯蔵物を高湿度雰囲気で冷却する。

このとき、上記冷却水槽内を仕切り板により区画し、その区画された部分を連続させて流路を形成し、その流路全長に亘って上記蒸発器の配管を配設するとともに、その流路に上記ポンプアップ用の吸水口を設けた構成にすれば、冷却水槽内の水はその流路に沿って流れ、その流れにおいて蒸発器の配管に接して冷却されるため、その冷却は円滑になされる。
また、流路が形成されて、その流路に流れが生じるため、冷却による氷の生長が抑制される。このため、蒸発器の配管に氷結が生じ難く、円滑な冷却作用を得ることができる。
流路の長さ・幅、蒸発器の配管への冷凍サイクルの冷媒量・送り速さ、ポンプアップ量・速度等は、その氷結が生じないように、実験・実操業などに基づき、適宜に設定する。また、流路の始端と終端に、冷却水槽への水の流入口と流出口（ポンプアップ用の吸水口）をそれぞれ設けて、流路を長くすることが好ましい。

上記気液接触材は、円滑な熱交換作用ができる周知のものを適宜に選定すれば良いが、例えば、空調用冷却塔に使用されている、上下方向の複数枚の波板を上記散水が通り得る間隔を持って並列に配設したもの等を使用する。
この波板からなる気液接触材は、その波状が上下方向に形成されて、その波状の凹凸に沿って、空気及び冷水が流れて効率よく接触して熱交換がなされる。このとき、各波板表全面に凸部を形成すれば、その凸部によって、空気及び冷水の流れが滞留されてその接触機会が多くなり、熱交換効率もより向上する。

図１〜図３にこの発明の一実施例を示し、図１において、この実施例の高湿度冷蔵庫は、庫１内が冷蔵室１０と機械室１１に区画され、その区画壁１１ａの下方に循環冷気吸入ダクト１２が、上方には排出ダクト１３がそれぞれ開口して、排出ダクト１３には冷気循環用のファンモータ１４がフード１５とともに取付けられている。

機械室１１に高湿度冷気の生成ユニットＵが構成されており、このユニットＵは、下から順に、内部に冷凍サイクルの蒸発器の配管１６を配した冷却水槽１７、還流管１８を備えた集水パッド１９、充填材（気液接触材）２０を投入した冷熱交換槽２１、散水ノズル２２がそれぞれ配設されている。
冷却水槽１７の底から延びた配管２３はポンプ２４に繋がり、ポンプ２４の吐出管２５は上方に延び、上記散水ノズル２２に繋がっている。そのポンプ２４により、冷却水槽１７からポンプアップした冷却水ｂは散水ノズル２２から冷熱交換槽２１に噴出される（散水ｂがなされる）。なお、冷却水槽１７の右上方には冷凍サイクルの膨張弁２６、左側に給水管２７が設けられている。

図２は、内部に蒸発器の配管１６を配した冷却水槽１７の詳細図で、配管１６の間には仕切り板２８が配設されている。この仕切り板２８は配管１６の長手方向に延び、配管列に対して直角方向に一定の幅になっている。

この配管１６の間に仕切り板２８を配設したことにより連続した流路２９が形成され、その流路２９を冷却水が矢印の方向に流れ、この流れにより配管１６への結氷を抑制する効果を得る。

図３は、冷熱交換槽２１の詳細図であり、その槽２１に投入する充填材２０は、上下方向の複数枚の波板２１ａを上記散水ｂが通り得る間隔を持って並列に配設したものである。例えば、大日本プラスチック株式会社製の商品名：冷却塔用クレオパッキンＰ型の品番Ｐ−１６（板間隔：１６ｍｍ）を使用する（意匠登録第１１３７０１２号公報参照）。この「Ｐ−１６」を使用した冷熱交換槽２１は、内容積：５．６ｍ^３、充填材２０の容積：０．１２ｍ^３となり、充填量は２．０〜２．２％である。

冷熱交換槽２１の下方にフィルタ３０が配置されており、冷熱交換槽２１からの冷却水ｂはこのフィルタ３０に落下してゴミを除去された後、さらにその下方の集水パッド１９により集水されて還流管１８を経て冷却水槽１７に還流する。その集水パッド１９の内底面は環流管１８への流出口１８ａに向かって傾斜しており、パッド１９内の水はその流出口１８ａに向かって円滑に流れ込む。

冷却水槽１７には図示しない水位検知センサが設置され、水位が下がったときにはこの水位検知センサの信号により図示しないソレノイドバルブが開いて給水管２７から給水される。また、殺菌材３１を投入している。この殺菌材３１には、例えば、有限会社ティーケープラン商品名：ドラゴンＳＺＳ（特許第３０８７６３号公報参照）を使用する。この商品は、樹脂表面に銀をコーティングさせたものであり、冷却水ｂ中に銀イオンを溶出して殺菌する。

この実施例の高湿度冷蔵庫は以上の構成であり、冷却水槽１７の冷却水ｂは、ポンプ２４によってポンプアップされて吐出管２５を経て散水ノズル２２に至り、冷却水ｂが冷熱交換槽２１に散水される。

散水された冷却水ｂは、充填材２０の表面を伝わって流下し、その間にファンモータ１４によって循環する空気ａが充填材２０の表面を伝わって流下する冷却水ｂと接して冷やされながら加湿され、その高湿・低温の空気（高湿度冷気）ａが貯蔵室１０内に送り込まれる。すなわち、貯蔵室１０内の空気ａがその貯蔵室１０と生成ユニットＵの間に循環されて、貯蔵室１０内が高湿度で冷却される。

冷熱交換槽２１を通過した冷却水ｂは、その下に配置した集水パッド１９により集水されて還流管１８を経て冷却水槽１７に還流する。その環流した熱交換を終えた冷却水ｂは蒸発器１６により再冷却される。この作用が繰り返されて、散水ノズル２２には、十分に冷却された水（冷却水）ｂが送られる。

この実施例を、冷蔵室１０：５．６ｍ^３、冷凍サイクルの冷凍機：７５０Ｗ、水側電熱面積：０．５８ｍ^３の高湿度冷蔵庫に使用した場合の、時間に対する冷蔵室１０内温度（庫内温度）、外周（冷蔵庫の外面）温度及び冷蔵室１０の湿度（庫内湿度）の関係を図４に示す。
この例では、冷蔵室10内が、１〜３℃で９５％以上の湿度を維持し得ることが確認できる。

一実施例の一部切り欠き側面図同実施例の冷却水槽を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は縦断側面図同実施例の冷熱交換器の切断正面図同実施例における経過時間と温度又は湿度の関係図

符号の説明

１０冷蔵室（貯蔵室）
１１機械室
１２循環冷気吸入ダクト
１３排出ダクト
１４ファンモータ
１５フード
１６蒸発器の配管
１７冷却水槽
１８還流管
１９集水パッド
２０充填材（気液接触材）
２１冷熱交換槽（冷熱交換器）
２２散水ノズル
２３配管
２４ポンプ
２５吐出管
２６膨張弁
２７給水管
２８仕切り板
２９流路
ａ循環空気
ｂ冷却水（散水）
Ｕ高湿度冷気生成ユニット

Claims

庫（１）内に、貯蔵室（１０）と区画された機械室（１１）を形成し、その機械室（１１）に高湿度冷気の生成ユニット（Ｕ）を構成して、前記貯蔵室（１０）内の空気（ａ）をその貯蔵室（１０）と生成ユニット（Ｕ）の間に循環させて、前記循環空気（ａ）を前記生成ユニット（Ｕ）で高湿度冷気（ｂ）にして前記貯蔵室（１０）に送り込む高湿度冷蔵庫において、
上記生成ユニット（Ｕ）が、冷凍サイクルの蒸発器（１６）を配した冷却水槽（１７）と、その冷却水槽（１７）の上に設けた気液接触材（２０）を装填した冷熱交換器（２１）と、その冷熱交換器（２１）の上に設けた前記冷却水槽（１７）からポンプアップした冷却水を噴出させる散水ノズル（２２）とからなり、
上記冷熱交換器（２１）で、上記散水ノズル（２２）からの冷却散水（ｂ）と上記貯蔵室（１０）からの循環空気（ａ）を接触させて上記高湿度冷気を生成し、前記冷熱交換器（２１）からの水（ｂ）は上記冷却水槽（１７）に集めるようになっていることを特徴とする高湿度冷蔵庫。
上記冷却水槽（１７）内を仕切り板（２８）により区画し、その区画された部分を連続させて流路（２９）を形成し、その流路全長に亘って上記蒸発器の配管（１６）を配設するとともに、その流路（２９）に上記ポンプアップ用の吸水口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の高湿度冷蔵庫。
上記気液接触材（２０）は、上下方向の複数枚の波板（２１ａ）を、上記散水（ｂ）が通り得る間隔を持って並列に配設したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の高湿度冷蔵庫。