JP2009236364A - Defrosting device for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、ブラシを用いた熱交換器の除霜装置に関するものである。 The present invention relates to a defroster for a heat exchanger using a brush.
特に寒冷地仕様の空気調和機においては、その暖房運転時における室外熱交換器のフィン表面への着霜による送風抵抗の上昇とかフィンの伝熱効率の低下に起因する暖房能力の低下が問題となる。このため、室外熱交換器のフィン表面への着霜を除去する必要があり、そのための除霜手法として、暖房運転時において、一時的に冷房運転に切り換えて圧縮機から吐出される高温冷媒を室外熱交換器へ循環させてフィン表面の着霜を融解させて除去する、いわゆる逆サイクルによる除霜運転が従来一般的であった。しかし、逆サイクルによる除霜運転を行う場合、除霜運転中は暖房運転が停止することから、室内における暖房の快適性が損なわれるという問題があった。 Especially in cold district specification air conditioners, there is a problem of increased airflow resistance due to frost formation on the fin surface of the outdoor heat exchanger during heating operation or reduced heating capacity due to decreased heat transfer efficiency of the fins. . For this reason, it is necessary to remove frost formation on the fin surface of the outdoor heat exchanger, and as a defrosting method for that purpose, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor is temporarily switched to the cooling operation during the heating operation. Conventionally, a defrosting operation by a so-called reverse cycle in which the frost on the fin surface is melted and removed by circulation to an outdoor heat exchanger has been common. However, when performing the defrosting operation by the reverse cycle, the heating operation is stopped during the defrosting operation, so that there is a problem that the comfort of heating in the room is impaired.
係る問題を解決する一つの手法として、熱交換器のフィン表面の着霜を、冷媒熱を利用することなく、外部から機械的に除霜し、これによって暖房の快適性を維持する技術が提案されている(特許文献1 参照)。 As a technique to solve such a problem, a technique is proposed in which frost formation on the fin surface of the heat exchanger is mechanically defrosted from the outside without using refrigerant heat, thereby maintaining the comfort of heating. (See Patent Document 1).
この特許文献1に示された除霜装置は、回転するブラシを用いた除霜装置であって、回転ブラシを回転させながら熱交換器の通風面に沿って上下方向に移動させ、フィン間に挿入された回転ブラシのブラシ毛によってフィン表面の着霜を掻き落して除去するように構成されている。
The defrosting device shown in this
ところで、熱交換器のフィン表面に付着する霜の性状は一定ではなく、霜生成時の環境条件、例えば、フィンの周囲温度とか周囲湿度、フィンの表面温度、蒸発温度等の影響を受けて、異なった性状となる。例えば、外気温度が氷点下以上である場合には、フィン表面に付着した水分が徐々に凍って大きな氷となり、この氷の上に霜が生成されることから、係る生成条件の下における霜はフィン表面への固着力が強くなる。これに対して、外気温度が氷点下以下である場合には、フィン表面に付着した水分が短時間で凍って小さな氷となり、この氷の上に霜が生成されることから、係る生成条件の下における霜はフィン表面への固着力が弱いものとなる。 By the way, the nature of frost adhering to the fin surface of the heat exchanger is not constant, affected by environmental conditions at the time of frost generation, such as the ambient temperature or humidity of the fin, the surface temperature of the fin, the evaporation temperature, Different properties. For example, when the outside air temperature is below the freezing point, the water adhering to the fin surface gradually freezes to become large ice, and frost is generated on this ice. Increases adhesion to the surface. On the other hand, when the outside air temperature is below freezing point, the water adhering to the fin surface freezes in a short time to become small ice, and frost is generated on this ice. The frost in is weak in adhesion to the fin surface.
しかるに、従来の除霜装置においては、霜生成時の環境条件に基づく霜の性状の相違を考慮せず、ブラシの画一的な掻き落し動作によって除霜を行なうようにしているので、十分な除霜効果を得ることが困難な場合があり、この点において改善の余地がある。 However, in the conventional defrosting device, the defrosting is performed by the uniform scraping operation of the brush without considering the difference in frost properties based on the environmental conditions at the time of frost generation. It may be difficult to obtain a defrosting effect, and there is room for improvement in this regard.
そこで、本願発明は、ブラシを用いた除霜装置において、ブラシの動作制御に、霜生成時の環境条件に基づく霜の性状の相違を反映させることで、高い除霜効果を得ることを目的としてなされたものである。 Therefore, the present invention aims at obtaining a high defrosting effect in the defrosting apparatus using a brush by reflecting the difference in frost properties based on the environmental conditions at the time of frost generation in the operation control of the brush. It was made.
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。 In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
本願の第1の発明では、冷凍装置における熱源側熱交換器の除霜装置において、フィン表面に付着した霜をブラシによって掻き落して除去するブラシ除霜手段を備えるとともに、該ブラシ除霜手段の動作形態を、霜の生成時の環境条件に対応して変更することを特徴としている。 In the first invention of the present application, in the defroster of the heat source side heat exchanger in the refrigeration apparatus, the defroster includes brush defrosting means for scraping and removing frost attached to the fin surface with a brush. It is characterized by changing the operation mode corresponding to the environmental conditions at the time of frost generation.
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記ブラシ除霜手段を、上記フィンとの相対位置を維持したまま移動することでフィン表面に付着した霜を掻き落す固定ブラシ、又は回転しながら移動することでフィン表面に付着した霜を掻き落す回転ブラシを備えて構成したことを特徴としている。 In 2nd invention of this application, in the defroster of the heat exchanger which concerns on the said 1st invention, the said brush defrosting means adhered to the fin surface by moving, maintaining the relative position with the said fin. It is characterized by comprising a fixed brush for scraping frost, or a rotating brush for scraping frost attached to the fin surface by moving while rotating.
本願の第3の発明では、上記第1又は第2の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記環境条件として、少なくとも霜の生成時における周囲温度、周囲湿度、フィン表面温度、蒸発温度の何れかを採用したことを特徴としている。 In 3rd invention of this application, in the defroster of the heat exchanger which concerns on the said 1st or 2nd invention, ambient temperature at the time of the production | generation of frost, ambient humidity, fin surface temperature, evaporation temperature as said environmental conditions One of the features is adopted.
本願の第4の発明では、上記第3の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記ブラシ除霜手段が上記固定ブラシを備えた構成とし、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、上記ブラシの移動速度を低く、又は/及びブラシの動作頻度を低く、又は/及びブラシの掬い角を小さく設定する一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、上記ブラシの移動速度を高く、又は/及びブラシの動作頻度を高く、又は/及びブラシの掬い角を大きく設定することを特徴としている。 According to a fourth invention of the present application, in the defroster for a heat exchanger according to the third invention, the brush defrosting means includes the fixed brush, and the fin ambient temperature is equal to or lower than a predetermined temperature near the freezing point. In some cases, when the moving speed of the brush is set low, or / and the brush operating frequency is set low, or / and the brush angle is set low, while the fin ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature near the freezing point. Is characterized in that the moving speed of the brush is increased and / or the operating frequency of the brush is increased or / and the rake angle of the brush is set large.
本願の第5の発明では、上記第3の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記ブラシ除霜手段が上記回転ブラシを備えた構成とし、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、上記ブラシの回転速度を低く、又は/及びブラシの移動速度を高く、又は/及びブラシの動作頻度を低く設定する一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、上記ブラシの回転速度を高く、又は/及びブラシの移動速度を低く、又は/及びブラシの動作頻度を高く設定することを特徴としている。 In a fifth invention of the present application, in the defroster for a heat exchanger according to the third invention, the brush defrosting means includes the rotating brush, and the fin ambient temperature is not more than a predetermined temperature near the freezing point. In some cases, the rotational speed of the brush is set low, / and the brush moving speed is set high, or / and the brush operating frequency is set low, while the fin ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature near the freezing point. Is characterized in that the rotational speed of the brush is set high and / or the moving speed of the brush is set low and / or the operation frequency of the brush is set high.
本願発明では次のような効果が得られる。 In the present invention, the following effects can be obtained.
(a)本願の第1の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、フィン表面に付着した霜をブラシによって掻き落して除去するブラシ除霜手段を備えるとともに、該ブラシ除霜手段の動作形態を、霜の生成時の環境条件に対応して変更するようにしているので、生成時の環境条件によってフィン表面への固着力が異なる霜を、その固着力に対応した好適な動作形態でブラシ除霜手段を作動させてこれを効果的に除去することができ、高い除霜効果を得ることができる。 (A) According to the defroster for a heat exchanger according to the first invention of the present application, the defroster includes brush defrosting means for scraping and removing frost attached to the fin surface with a brush. Since the operation mode is changed in accordance with the environmental conditions at the time of frost generation, a suitable operation mode corresponding to the fixing force for the frost whose adhesion force to the fin surface varies depending on the environmental conditions at the time of generation. Thus, the brush defrosting means can be operated to effectively remove it, and a high defrosting effect can be obtained.
(b)本願の第2の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記ブラシ除霜手段を、上記フィンとの相対位置を維持したまま移動することでフィン表面に付着した霜を掻き落す固定ブラシ、又は回転しながら移動することでフィン表面に付着した霜を掻き落す回転ブラシを備えた構成としたので、これら何れの除霜手段においても、フィン表面の着霜を機械的に除去することができ、除霜の信頼性が確保される。 (B) According to the defroster for a heat exchanger according to the second invention of the present application, in addition to the effect described in the above (a), the following specific effects can be obtained. That is, according to the present invention, the brush defrosting means moves on the fin surface by scraping the frost attached to the fin surface by moving while maintaining the relative position with the fin, or by moving while rotating. Since the rotating brush that scrapes off the attached frost is provided, frosting on the fin surface can be mechanically removed in any of these defrosting means, and the reliability of defrosting is ensured.
(c)本願の第3の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記(a)又は(b)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記環境条件として、少なくとも霜の生成時における周囲温度、周囲湿度、フィン表面温度の何れかを採用するようにしている。ここで、フィンの周囲温度、周囲湿度、フィン表面温度の何れもフィン表面への着霜の固着力を支配する要因であり、蒸発温度はフィン表面温度に直接影響を与える要素であることから、これらの何れかに基づいてブラシ除霜手段の動作形態を最適な形態に変更することで着霜の性状に対応した効果的な除霜が実現され、除霜効果がさらに高められることになる。 (C) According to the defroster for a heat exchanger according to the third invention of the present application, in addition to the effects described in (a) or (b) above, the following specific effects can be obtained. That is, in the present invention, at least one of the ambient temperature, ambient humidity, and fin surface temperature at the time of frost generation is adopted as the environmental condition. Here, the ambient temperature, ambient humidity, and fin surface temperature of the fin are all factors that govern the adhesion of frost to the fin surface, and the evaporation temperature is a factor that directly affects the fin surface temperature. By changing the operation mode of the brush defrosting means to an optimal mode based on any of these, effective defrosting corresponding to the nature of frost formation is realized, and the defrosting effect is further enhanced.
(d)本願の第4の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記(c)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記ブラシ除霜手段が上記固定ブラシを備えた構成とし、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、上記ブラシの移動速度を低く、又は/及びブラシの動作頻度を低く、又は/及びブラシの掬い角を小さく設定する一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、上記ブラシの移動速度を高く、又は/及びブラシの動作頻度を高く、又は/及びブラシの掬い角を大きく設定するようにしている。 (D) According to the defroster for a heat exchanger according to the fourth invention of the present application, the following specific effects can be obtained in addition to the effects described in (c) above. That is, according to the present invention, the brush defrosting means includes the fixed brush, and when the fin ambient temperature is equal to or lower than a predetermined temperature near the freezing point, the moving speed of the brush is reduced or / and the brush is moved. If the operating frequency is set low or / and the brush angle is set small, while the fin ambient temperature is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, the brush moving speed is increased or / and the brush operating frequency is set to be low. The angle of the brush is set to be high or / and large.
ここで、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が強く、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が弱いものとなる。 Here, when the fin ambient temperature is equal to or lower than the predetermined temperature near the freezing point, the frost is firmly attached to the fin surface, and when the fin ambient temperature is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, the frost against the fin surface is observed. The fixing force is weak.
固定ブラシを備えた構成の場合、ブラシの移動速度はブラシによる着霜への衝撃力に対応し、移動速度が高いほど衝撃力も高くなる。また、ブラシの動作頻度は着霜に加えられる衝撃力の累積に対応し、これが高いほど累積衝撃力が大きくなる。さらに、ブラシの掬い角はブラシにより掻き落された霜のフィンから外方への排出性に関与し、これが大きいほど霜の排出性が高くなる。 In the case of the configuration provided with the fixed brush, the moving speed of the brush corresponds to the impact force to the frosting by the brush, and the higher the moving speed, the higher the impact force. Further, the operation frequency of the brush corresponds to the accumulation of impact force applied to frost formation, and the higher this is, the greater the accumulated impact force. Furthermore, the scooping angle of the brush is involved in the outward discharge from the fins of frost scraped off by the brush, and the larger this is, the higher the frost discharge is.
従って、固定ブラシを備えた構成のブラシ除霜手段において、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、着霜のフィン表面に対する固着力が弱いため、上記ブラシの移動速度を低く設定し、ブラシの動作頻度を低く設定し、ブラシの掬い角を小さく設定しても、高い除霜効果を得ることができる。一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、着霜のフィン表面に対する固着力が強いが、ブラシの移動速度を高く設定し、ブラシの動作頻度を高く設定し、ブラシの掬い角を大きく設定することで高い除霜効果を得ることができる。 Therefore, in the brush defrosting means having a configuration including a fixed brush, when the fin ambient temperature is equal to or lower than a predetermined temperature near the freezing point, the fixing force of the frost on the fin surface is weak, so the moving speed of the brush is reduced. Even if it is set, the brush operating frequency is set low, and the scoop angle of the brush is set small, a high defrosting effect can be obtained. On the other hand, when the ambient temperature of the fin is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, the frosting is strongly fixed to the fin surface, but the brush moving speed is set high, the brush operating frequency is set high, A high defrosting effect can be obtained by setting the scooping angle large.
(e)本願の第5の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記(c)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記ブラシ除霜手段が上記回転ブラシを備えた構成とし、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、上記ブラシの回転速度を低く、又は/及びブラシの移動速度を高く、又は/及びブラシの動作頻度を低く設定する一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、上記ブラシの回転速度を高く、又は/及びブラシの移動速度を低く、又は/及びブラシの動作頻度を高く設定するようにしている。 (E) According to the defroster for a heat exchanger according to the fifth invention of the present application, in addition to the effect described in (c) above, the following specific effect is obtained. That is, in the present invention, the brush defrosting means includes the rotating brush, and when the fin ambient temperature is equal to or lower than a predetermined temperature near the freezing point, the rotation speed of the brush is reduced or / and the brush When the moving speed is set high and / or the brush operating frequency is set low, and the fin ambient temperature is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, the brush rotating speed is increased, and / or the brush moving speed is increased. The operation frequency of the brush is set to be low or / and high.
ここで、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が強く、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が弱いものとなる。 Here, when the fin ambient temperature is equal to or lower than the predetermined temperature near the freezing point, the frost is firmly attached to the fin surface, and when the fin ambient temperature is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, the frost against the fin surface is observed. The fixing force is weak.
回転ブラシを備えた構成の場合、回転速度はブラシによる着霜への衝撃力に対応し、回転速度が高いほど衝撃力も高くなる。また、ブラシの移動速度は、ブラシによる着霜への衝撃力の付加回数に対応し、移動速度が低いほど衝撃力の付加回数が多くなる。さらに、ブラシの動作頻度は着霜に加えられる衝撃力の累積に対応し、これが高いほど累積衝撃力が大きくなる。 In the case of the configuration provided with the rotating brush, the rotating speed corresponds to the impact force to the frost formation by the brush, and the higher the rotating speed, the higher the impact force. Moreover, the moving speed of a brush respond | corresponds to the frequency | count of addition of the impact force to the frosting by a brush, and the frequency | count of impact force addition increases so that a movement speed is low. Furthermore, the operation frequency of the brush corresponds to the accumulation of impact force applied to frost formation, and the higher this is, the greater the cumulative impact force.
従って、回転ブラシを備えた構成のブラシ除霜手段において、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、着霜のフィン表面に対する固着力が弱いため、ブラシの回転速度を低く設定し、ブラシの移動速度を高く設定し、ブラシの動作頻度を低く設定しても、高い除霜効果を得ることができる。一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、着霜のフィン表面に対する固着力が強いが、ブラシの回転速度を高く、ブラシの移動速度を低く、ブラシの動作頻度を高く設定することで高い除霜効果を得ることができる。 Therefore, in the brush defrosting means having the configuration including the rotating brush, when the fin ambient temperature is equal to or lower than the predetermined temperature near the freezing point, the fixing force to the fin surface of the frost is weak, so the rotation speed of the brush is set low. Even if the brush moving speed is set high and the brush operating frequency is set low, a high defrosting effect can be obtained. On the other hand, when the fin ambient temperature is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, frosting is strongly fixed to the fin surface, but the brush rotation speed is high, the brush moving speed is low, and the brush operating frequency is high. A high defrosting effect can be acquired by setting.
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
I:第1の実施形態
図1には、本願発明の第1の実施形態に係る除霜装置Z1を示している。この除霜装置Z1は、所定間隔をもって順次対向配置された多数枚のフィン2と、該各フィン2を貫通した状態で複数本の伝熱管3を多段に平行配置してなるクロスフィン型の熱交換器1の上記各フィン2の表面に付着した霜を機械的に除去するブラシ除霜手段4を備えて構成されるものであって、特にこのブラシ除霜手段4を、固定ブラシ34を備えて構成したものである。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
I: First Embodiment FIG. 1 shows a defrosting device Z1 according to a first embodiment of the present invention. This defrosting device Z1 is a cross fin type heat formed by arranging a plurality of
上記ブラシ除霜手段4は、図1〜図3に示すように、上記熱交換器1のフィン2の表面を払拭してここに付着した霜を掻き落して除去する固定ブラシ34と該固定ブラシ34を上記熱交換器1に通風面1aに沿って上下方向へ昇降駆動する駆動手段50を備えて構成される。
1-3, the brush defrosting means 4 wipes the surface of the
上記固定ブラシ34は、上記熱交換器1の横幅と略同等の長さ寸法をもつ棒状の支持体35の一面に、多数のブラシ毛37を植設して構成される。また、上記支持体35の両端にはそれぞれ回転軸36が設けられている。なお、上記ブラシ毛37の種類、形状等は除去対象とされる霜の性状等に応じて適宜選択される。
The fixed
上記駆動手段50は、図1に示すように、上記熱交換器1の幅方向の両側にそれぞれ立設されたスライドガイド51,52を備える。これら各スライドガイド51,52のうち、一方のスライドガイド51内には、例えば、ボール・スクリュ式のスライドアクチュエータ(図示省略)が内蔵されている。このスライドアクチュエータは、上記スライドガイド51の上端に配置された可逆回転式のモータ53によって駆動され、スライダ55を上下方向に昇降させることができるようになっている。なお、このスライダ55には軸受57が取付けられる。これに対して、他方のスライドガイド52には、軸受57を備えたスライダ56が取付けられている。
As shown in FIG. 1, the driving means 50 includes slide guides 51, 52 erected on both sides in the width direction of the
上記固定ブラシ34は、その一方の回転軸36が上記スライドガイド51側の軸受57に、他方の回転軸36が上記スライドガイド52側の軸受57に、それぞれ回転自在に支承されるとともに、上記スライドガイド51側に配置されたステッピングモータ58によって回動される(図2参照)。この回動によって、上記固定ブラシ34の上記熱交換器1に対する掬い角(α、β)が変更可能とされる。
The fixed
なお、上記熱交換器1の通風方向における該熱交換器1と上記固定ブラシ34の相対間隔は、図2及び図3に示すように、上記フィン2の前縁2a側に配置された固定ブラシ34のブラシ毛37の先端が上記熱交換器1の伝熱管3の軸心近傍に達し得るような寸法に設定される。
In addition, the relative space | interval of this
以上の構成によって、上記固定ブラシ34は、上記モータ53によって乗降移動しながら上記熱交換器1のフィン2の表面2aに付着した霜を払拭除去するとともに、その移動方向に対応して上記ステッピングモータ58により上記熱交換器1に対する掬い角が変更設定される。
With the above configuration, the fixed
この場合、上記固定ブラシ34の回動方向と進行方向との関係は以下のように設定されている。即ち、このブラシ除霜手段4においては、上記固定ブラシ34を降下移動及び上昇移動させて上記固定ブラシ34によって上記熱交換器1のフィン表面2cの着霜を掻き落して除去するものであり、これら何れの場合にも所要の掬い角が確保できるようにしている。具体的には、図2の中段に記載のように、上記固定ブラシ34が降下移動(矢印D方向)する場合には、中立状態(図2の下段に実線図示する状態)から矢印m方向に回動させて掬い角(α)を確保し、上記固定ブラシ34が上昇移動(矢印U方向)する場合には、中立状態から矢印n方向に回動させて掬い角(β)を確保するようになっている。
In this case, the relationship between the rotation direction of the fixed
また、これら各掬い角(α)、(β)の大きさは、後述のように着霜時の環境条件に応じて増減設定される。 In addition, the sizes of these scooping angles (α) and (β) are set to increase or decrease according to the environmental conditions during frost formation, as will be described later.
ここで、上記固定ブラシ34を用いた除霜作用について、図2及び図3を参照して説明する。
Here, the defrosting effect | action using the said fixed
図2に示すように、上記固定ブラシ34が降下移動する場合、該固定ブラシ34のブラシ毛37はフィン間に進入した状態で降下移動し、フィン表面2cに付着した付着霜Faを順次掻き落す。この場合、上記固定ブラシ34は図2の中段に記載のように掬い角(α)をもった状態で掻き落しを行なうことから、該固定ブラシ34によってフィン表面の付着霜Faから順次掻き落される霜は、進行方向前方下方(矢印P参照)への排出作用を受ける。従って、隣接する伝熱管3の間に残る残留霜Fbの量が少なくなり、それだけ除霜効率が高められる。
As shown in FIG. 2, when the fixed
一方、上記固定ブラシ34が上昇移動する場合、該固定ブラシ34のブラシ毛37はフィン間に進入した状態で上昇移動し、フィン表面2cに付着した付着霜Faを順次掻き落す。この場合、上記固定ブラシ34は図2の上段に記載のように掬い角(β)をもった状態で掻き落しを行なうことから、該固定ブラシ34によってフィン表面の付着霜Faから順次掻き落される霜は、進行方向前方上方(矢印Q参照)への排出作用を受ける。従って、隣接する伝熱管3の間に残る残留霜Fbの量が少なくなり、それだけ除霜効率が高められる。
On the other hand, when the fixed
そして、上記掬い角の大きさは、例えば、フィン2の周囲温度に応じて変更される。即ち、既述のように、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が強く、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が弱いものとなる。従って、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下の場合には、該フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合よりも上記掬い角を小さな値に設定しておいても、十分に着霜を除去することができ、延いては、上記固定ブラシ34の駆動入力を抑えつつ高い除霜効果を得ることができることになる。
And the magnitude | size of the said scooping angle is changed according to the ambient temperature of the
上述のフィン2の周囲温度は、着霜の性状(主としてフィン表面2cへの固着力)を左右するものであるが、これと同様に着霜の性状を左右するものとして、フィン2の周囲湿度とかフィン表面温度があり、従って、これらフィン2の周囲湿度とかフィン表面温度に基づいて上記掬い角を変更することもできる。これらフィン2の周囲温度とか周囲湿度、あるいはフィン表面温度は、次述のように上記固定ブラシ34の移動速度及び動作頻度の設定においても用いられる。
The ambient temperature of the above-described
即ち、上記掬い角の変更は上記固定ブラシ34の動作形態の変更の一つであるが、この固定ブラシ34の動作形態としては、このほかに、上記固定ブラシ34の移動速度及び動作頻度があり、これら固定ブラシ34の移動速度及び動作頻度の設定の適否によっても除霜効率が左右されるものである。
In other words, the change in the crawl angle is one of the changes in the operation mode of the fixed
ここで、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が強く、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が弱いものとなることは既述の通りである。 Here, when the fin ambient temperature is equal to or lower than the predetermined temperature near the freezing point, the frost is firmly attached to the fin surface, and when the fin ambient temperature is equal to or higher than the predetermined temperature near the freezing point, the frost against the fin surface is observed. As described above, the fixing force is weak.
そして、固定ブラシ34を昇降移動させてフィン表面2cの除霜を行なう場合、固定ブラシ34の移動速度は、該固定ブラシ34による着霜への衝撃力に対応するものであって、この移動速度が高いほど着霜に加えられる衝撃力も高くなる。
When the fixed
また、固定ブラシ34の動作頻度は、着霜に加えられる衝撃力の累積に対応するものであって、これが高いほど着霜に加えられる累積衝撃力が大きくなる。
The operation frequency of the fixed
従って、上記固定ブラシ34を備えた上記ブラシ除霜手段4においては、例えば、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、着霜のフィン表面2cに対する固着力が弱いため、上記固定ブラシ34の移動速度を低く設定し、あるいは該固定ブラシ34の動作頻度を低く設定しても、高い除霜効果を得ることができることになる。
Therefore, in the brush defrosting means 4 provided with the fixed
一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、着霜のフィン表面2cに対する固着力が強いが、上記固定ブラシ34の移動速度を高く設定するとか、該固定ブラシ34の動作頻度を高く設定することで、高い除霜効果を得ることができることになる。
On the other hand, when the fin ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature near the freezing point, the frosting is strongly fixed to the
このように高い除霜効果が得られることで、上記フィン2における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器1は高い熱交換をもつことになる。
By obtaining such a high defrosting effect, the heat transfer efficiency in the
なお、掬い角の変更と、固定ブラシ34の移動速度と、固定ブラシ34の動作頻度は、これらの何れかを単独で採用するとか、組み合わせて採用するなど、着霜側の条件に応じて任意に選択できるものである。
II:第2の実施形態
図4には、本願発明の第2の実施形態に係る除霜装置Z2を示している。この除霜装置Z2は、所定間隔をもって順次対向配置された多数枚のフィン2と、該各フィン2を貫通した状態で複数本の伝熱管3を多段に平行配置してなるクロスフィン型の熱交換器1の上記各フィン2の表面に付着した霜を機械的に除去するブラシ除霜手段4を備えて構成されるものであって、特にこのブラシ除霜手段4を、回転ブラシ41を備えて構成したものである。
In addition, the change of the scooping angle, the moving speed of the fixed
II: Second Embodiment FIG. 4 shows a defrosting device Z2 according to a second embodiment of the present invention. This defrosting device Z2 is a cross fin type heat formed by arranging a plurality of
上記ブラシ除霜手段4は、図4〜図7に示すように、上記熱交換器1のフィン2の表面を払拭してここに付着した霜を掻き落して除去する回転ブラシ41と、該回転ブラシ41を昇降駆動する駆動手段50を備えて構成される。
As shown in FIGS. 4 to 7, the
上記回転ブラシ41は、回転軸42の周囲に多数のブラシ毛43を植設して構成されるものであって、そのブラシ毛43の種類、形状等は除去対象とされる霜の性状等に応じて適宜選択される。
The rotating
上記駆動手段50は、図4に示すように、上記熱交換器1の幅方向の両側にそれぞれ立設されたスライドガイド51,52を備える。これら各スライドガイド51,52のうち、一方のスライドガイド51内には、例えば、ボール・スクリュ式のスライドアクチュエータ(図示省略)が内蔵されている。このスライドアクチュエータは、上記スライドガイド51の上端に配置された可逆回転式のモータ53によって駆動され、スライダ55を上下方向に昇降させることができるようになっている。なお、このスライダ55には軸受57が取付けられる。これに対して、他方のスライドガイド52には、軸受57を備えたスライダ56が取付けられている。
As shown in FIG. 4, the driving means 50 includes slide guides 51 and 52 that are erected on both sides in the width direction of the
上記回転ブラシ41は、その回転軸42の一端側が上記スライドガイド51側の軸受57に、他端側が上記スライドガイド52側の軸受57に、それぞれ回転自在に支承されるとともに、上記スライドガイド51側に配置された可逆回転式のモータ54によって回転駆動される。
The rotating
なお、上記熱交換器1の通風方向における該熱交換器1と上記回転ブラシ41の相対間隔は、図5〜図7に示すように、上記フィン2の前縁2a側に配置された回転ブラシ41のブラシ毛43の先端が上記熱交換器1の伝熱管3の軸心近傍に達し得るような寸法に設定される。
In addition, the relative space | interval of this
以上の構成によって、上記回転ブラシ41は、上記モータ54によって回転駆動され、且つ上記モータ53によって乗降移動しながら上記熱交換器1のフィン2の表面2aに付着した霜を掻き落して除去する。
With the above configuration, the
この場合、上記回転ブラシ41の回転方向と進行方向との関係は以下のように設定されている。即ち、この発明では、上記回転ブラシ41によって掻き落された霜をフィン外へ掻き出すことを意図して、図5に示すように上記回転ブラシ41が上記熱交換器1に沿って降下移動する場合も、図6に示すように上記回転ブラシ41が上記熱交換器1に沿って上昇移動する場合も、共に、該回転ブラシ41が上記熱交換器1側においてその進行方向の後方側から前方側へ向けて回転するように、その回転方向が設定されている。従って、上記回転ブラシ41は、上昇移動時と降下移動時で回転方向が逆方向となる。
In this case, the relationship between the rotation direction of the
ここで、上記回転ブラシ41による除霜作用について、図5及び図6を参照して説明する。
Here, the defrosting action by the rotating
図5に示すように、上記回転ブラシ41が降下移動(矢印D方向)する場合、該回転ブラシ41のブラシ毛43はフィン間に進入した状態で回転し、フィン表面2cに付着した付着霜Faを順次掻き落していくが、この場合、上記回転ブラシ41は矢印Rで示すように、上記熱交換器1側において進行方向(即ち、降下方向)の後方側から前方側へ向けて回転することから、該回転ブラシ41の上記フィン2からの出口側においては、該回転ブラシ41によって該フィン表面の付着霜Faから順次掻き落される霜は、矢印V1で示す方向への掻き出し作用を受け、フィン2から外方へスムーズに排出されることになる。
As shown in FIG. 5, when the
また、図6に示すように、上記回転ブラシ41が上昇移動(矢印U方向)する場合も、上記回転ブラシ41が矢印Lで示すように、上記熱交換器1側において進行方向(即ち、上昇方向)の後方側から前方側へ向けて回転することから、該回転ブラシ41の上記フィン2からの出口側においては、該回転ブラシ41によって該フィン表面の付着霜Faから順次掻き落される霜は、矢印V2で示す方向への掻き出し作用を受け、フィン2から外方へスムーズに排出されることになる。
As shown in FIG. 6, also when the
従って、このような回転ブラシ41による掻き出し作用によって、該回転ブラシ41の降下移動時でも上昇移動時でも、除霜後においてフィン表面2cに残留する残留霜Fbの量は少なくなり、極めて高い除霜効果が得られる。この結果、上記フィン2における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器1は高い熱交換をもつことになる。
Therefore, the scraping action by the rotating
ところで、既述のように、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が強く、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には着霜のフィン表面に対する固着力が弱いものとなる。このようにフィン2の周囲温度は、着霜の性状(主としてフィン表面2cへの固着力)を左右するものであるが、これと同様に着霜の性状を左右するものとして、フィン2の周囲湿度とかフィン表面温度がある。
By the way, as described above, when the fin ambient temperature is lower than the predetermined temperature near the freezing point, the frost adheres to the fin surface strongly, and when the fin ambient temperature is higher than the predetermined temperature near the freezing point, the landing occurs. The adhesion force of the frost to the fin surface is weak. As described above, the ambient temperature of the
従って、高い除霜効果を得るためには、上記回転ブラシ41の動作形態を着霜の性状に照らして最適に設定することが有効である。そして、高い除霜効果を得るために有効な回転ブラシ41の動作形態としては、回転ブラシ41の回転速度と回転ブラシ41の移動速度、及び回転ブラシ41の動作頻度が考えられる。
Therefore, in order to obtain a high defrosting effect, it is effective to optimally set the operation mode of the rotating
ここで、上記回転ブラシ41の回転速度は該回転ブラシ41による着霜への衝撃力に対応するものであって、この回転速度が高いほど着霜に加えられる衝撃力も高くなる。また、回転ブラシ41の移動速度は、該回転ブラシ41による着霜への衝撃力の付加回数に対応し、この移動速度が低いほど着霜に加えられる衝撃力の付加回数が多くなる。さらに、回転ブラシ41の動作頻度は着霜に加えられる衝撃力の累積に対応し、これが高いほど着霜に対する累積衝撃力が大きくなるものである。
Here, the rotational speed of the
従って、上記回転ブラシ41を備えた上記ブラシ除霜手段4においては、例えば、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、着霜のフィン表面2cに対する固着力が弱いため、上記回転ブラシ41の回転速度を低く設定し、上記回転ブラシ41の移動速度を高く設定し、あるいは上記回転ブラシ41の動作頻度を低く設定しても高い除霜効果を得ることができることになる。
Therefore, in the brush defrosting means 4 provided with the
一方、フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、着霜のフィン表面2cに対する固着力が強いが、上記回転ブラシ41の回転速度を高く設定するとか、上記回転ブラシ41の移動速度を低く設定するとか、上記回転ブラシ41の動作頻度を高く設定することで、高い除霜効果を得ることができることになる。
On the other hand, when the fin ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature near the freezing point, the frosting is strongly fixed to the
このように高い除霜効果が得られることで、上記フィン2における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器1は高い熱交換をもつことになる。
By obtaining such a high defrosting effect, the heat transfer efficiency in the
なお、上記回転ブラシ41の回転速度と移動速度、及び動作頻度は、これらの何れかを単独で採用するとか、組み合わせて採用するなど、着霜側の条件に応じて任意に選択できるものである。
In addition, the rotational speed, the moving speed, and the operation frequency of the rotating
1 ・・熱交換器
2 ・・フィン
3 ・・伝熱管
4 ・・ブラシ除霜手段
5 ・・融解除霜手段
34 ・・固定ブラシ
35 ・・支持体
36 ・・回転軸
37 ・・ブラシ毛
41 ・・回転ブラシ
42 ・・回転軸
43 ・・ブラシ毛
50 ・・駆動手段
51 ・・スライドガイド
52 ・・スライドガイド
53 ・・昇降用モータ
54 ・・回転用モータ
55 ・・スライダ
56 ・・スライダ
57 ・・軸受
58 ・・ステッピングモータ
Fa ・・付着霜
Fb ・・残留霜
Z1 ・・除霜装置
Z2 ・・除霜装置
1 ..
Claims (5)
フィン表面に付着した霜をブラシによって掻き落して除去するブラシ除霜手段を備えるとともに、
該ブラシ除霜手段の動作形態を、霜の生成時の環境条件に対応して変更することを特徴とする熱交換器の除霜装置。 A defroster for a heat source side heat exchanger in a refrigeration apparatus,
With brush defrosting means for scraping and removing frost attached to the fin surface with a brush,
A defroster for a heat exchanger, characterized in that the operation mode of the brush defrosting means is changed corresponding to the environmental conditions at the time of frost generation.
上記ブラシ除霜手段が、上記フィンとの相対位置を維持したまま移動することでフィン表面に付着した霜を掻き落す固定ブラシ、又は回転しながら移動することでフィン表面に付着した霜を掻き落す回転ブラシを備えた構成であることを特徴とする熱交換器の除霜装置。 In claim 1,
The brush defrosting means scrapes the frost attached to the fin surface by moving while rotating while maintaining the relative position with the fin to scrape the frost attached to the fin surface or moving while rotating. A defroster for a heat exchanger, characterized by comprising a rotating brush.
上記環境条件として、少なくとも霜の生成時における周囲温度、周囲湿度、フィン表面温度、蒸発温度の何れかを採用したことを特徴とする熱交換器の除霜装置。 In claim 1 or 2,
Any one of ambient temperature, ambient humidity, fin surface temperature, and evaporating temperature at the time of frost generation is adopted as the environmental condition.
上記ブラシ除霜手段が上記固定ブラシを備えた構成であって、
フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、上記ブラシの移動速度を低く、又は/及びブラシの動作頻度を低く、又は/及びブラシの掬い角を小さく設定する一方、
フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、上記ブラシの移動速度を高く、又は/及びブラシの動作頻度を高く、又は/及びブラシの掬い角を大きく設定することを特徴とする熱交換器の除霜装置。 In claim 3,
The brush defrosting means includes the fixed brush,
When the fin ambient temperature is below a predetermined temperature near the freezing point, the moving speed of the brush is set low, or / and the brush operating frequency is set low, and / or the brush angle is set small,
When the fin ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature near the freezing point, the brush moving speed is increased, and / or the brush operating frequency is increased, or / and the brush angle is set large. Heat exchanger defrosting device.
上記ブラシ除霜手段が上記回転ブラシを備えた構成であって、
フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以下である場合には、上記ブラシの回転速度を低く、又は/及びブラシの移動速度を高く、又は/及びブラシの動作頻度を低く設定する一方、
フィン周囲温度が氷点近傍の所定温度以上である場合には、上記ブラシの回転速度を高く、又は/及びブラシの移動速度を低く、又は/及びブラシの動作頻度を高く設定することを特徴とする熱交換器の除霜装置。 In claim 3,
The brush defrosting means includes the rotating brush,
When the fin ambient temperature is below a predetermined temperature near the freezing point, the brush rotation speed is set low, or / and the brush moving speed is set high, and / or the brush operating frequency is set low,
When the fin ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature near the freezing point, the brush rotation speed is set high, and / or the brush moving speed is set low, and / or the brush operating frequency is set high. Heat exchanger defrosting device.
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CN104457065A (en) * | 2014-12-20 | 2015-03-25 | 邱国栋 | Defrosting and dedusting device, heat exchanger with same and defrosting and dedusting method |
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CN114427777A (en) * | 2022-01-14 | 2022-05-03 | 凌忠平 | Freezer calandria defrosting and deicing machine adaptable to different pipe distances |
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2008
- 2008-03-26 JP JP2008081098A patent/JP2009236364A/en active Pending
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