JP2009257648A - Heat exchanger for refrigerating device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシで強制的に除去するようにした冷凍装置用熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger for a refrigeration apparatus in which frost adhering to a heat exchange fin is forcibly removed with a defrosting brush.
空気調和機等の冷凍装置において、冬季に冷凍回路における熱源側の室外熱交換器が蒸発器として機能する運転(暖房運転など)を行うと、外気温度が低いような場合には、同熱源側の室外熱交換器の伝熱フィン部分に霜が付着して、熱交換効率が大きく低下する。 In a refrigeration system such as an air conditioner, when the outdoor heat exchanger on the refrigeration circuit functions as an evaporator (heating operation, etc.) in the refrigeration circuit in the winter, if the outside air temperature is low, the heat source side Frost adheres to the heat transfer fins of the outdoor heat exchanger, greatly reducing the heat exchange efficiency.
今、そのような霜の付着状態を、例えばプレートフィン1を採用したクロスフィンコイル型室外熱交換器10の場合を一例として示すと、図8および図9のようになる。
FIG. 8 and FIG. 9 show such a frost adhesion state as an example of the case of the cross fin coil type
図8および図9中、符号1,1・・・・は多数枚のプレートフィン、2a,2b、2a,2b・・・は前列側、後列側の各伝熱管であり、上記多数枚のプレートフィン1,1・・・は、それぞれのフィンカラー部の伝熱管嵌装孔(図示省略)を介して上記前後2列の各伝熱管2a,2b、2a,2b・・・にクロス状態で嵌装され、空気通路を形成するための所定のフィンピッチを保って並設固定されている。
8 and 9,
そして、同熱交換器10の例えば空気流下流側には、図示はしないが、当該熱交換器10を介して矢印方向に空気を吸込むプロペラファン等の送風機が設置されている。
For example, a blower such as a propeller fan that sucks air in the direction of the arrow through the
このような構成の熱交換器10において、同熱交換器10が蒸発器として運転された場合、冬季等で外気温で所定温度以上に低い場合(例えば0℃以下のとき)、図示のようにフィン表面温度と外気温との差が大きく、冷却性能(熱交換性能)が高いフィン前縁1a側ほど大きな着霜を生じ、空気との伝熱性能を低下させるとともに、その成長に応じて次第にフィンピッチを狭くして通風量を低減させる。通風量の低下は、さらに霜の成長を促進させる。
In the
この結果、熱交換効率が低下し、室内機側熱交換器の凝縮効率(暖房性能)を低下させる。また霜の放置は、上記熱交換量の減少に加えて、蒸発圧力の異常な低下や圧縮機への冷媒液の戻りを引き起こし、冷凍機の性能低下や故障の原因ともなる。 As a result, the heat exchange efficiency is lowered, and the condensation efficiency (heating performance) of the indoor unit side heat exchanger is lowered. In addition to the decrease in the heat exchange amount, the leaving of frost causes an abnormal decrease in evaporation pressure and a return of refrigerant liquid to the compressor, leading to a decrease in performance and failure of the refrigerator.
従来、このような室外熱交換器10の霜を取る除霜手段としては、大別して、例えばブラシ等を使用して機械的に霜を除去する機械的除霜装置(一例として特許文献1のものを参照)と、圧縮機からの暖かい冷媒(ホットガス)を同室外熱交換器10内に送り込んで霜を融解させて除去するデフロスト装置(一例として特許文献2のものを参照)の2種があり、また、これら両方の除霜手段を併用した複合方式の除霜装置(例えば特許文献3のものを参照)もある。
Conventionally, the defrosting means for removing frost from such an
上記特許文献1のブラシを使用した機械的除霜装置では、同じ長さ、同じ剛性等の毛を軸体周方向に均等に植え込んだブラシを用い、該ブラシを回転させながら、上下方向に駆動することによって伝熱フィン表面の霜を掻き落すようになっている。
In the mechanical defrosting device using the brush of
また、上記特許文献2のホットガスを使用したデフロスト装置では、例えば所定の状態で暖房運転が行われており、同状態において、室外熱交換器に着霜が生じたとすると、冷凍回路の4方切替弁を、それまでとは冷媒の流れが逆になる状態に切り替えることにより、蒸発器として機能としていた室外熱交換器に対して圧縮機からの高温の吐出ガスを供給し、それによって伝熱フィン表面の霜を融解するようになっている。 Moreover, in the defrost apparatus using the hot gas of the said patent document 2, if heating operation is performed in the predetermined state, for example, if frost formation has arisen in the outdoor heat exchanger, it will be 4 directions of a freezing circuit. By switching the switching valve to a state in which the refrigerant flow is reversed from the previous one, hot discharge gas from the compressor is supplied to the outdoor heat exchanger that has functioned as an evaporator, thereby transferring heat. The frost on the fin surface is melted.
さらに、上記特許文献3の融解方式および機械式の2方式併用装置では、先ずホットガス供給による融解除去手段を利用して室外熱交換器の伝熱フィン部分に付着した霜を水膜もしくはシャーベット膜の状態に融解した後に、ブラシ等の機械的除去手段を利用してスムーズに霜を取り除くことにより、基本となるホットガスを用いた霜融解除去運転にかかるトータルの時間の短縮を図るようにしている。 Furthermore, in the melting method and the mechanical two-method combined apparatus of Patent Document 3, first, frost adhering to the heat transfer fin portion of the outdoor heat exchanger is removed by using a melting removal means by hot gas supply. After melting into the above state, by using a mechanical removal means such as a brush to smoothly remove frost, the total time required for the frost melting and removal operation using the basic hot gas is reduced. Yes.
したがって、上記特許文献2のようなホットガス供給による融解除去運転単独での除霜方法の場合に比べると、たしかに除霜運転時間そのものは短縮される。 Therefore, the defrosting operation time itself is shortened as compared with the case of the defrosting method using only the melting and removing operation by hot gas supply as in Patent Document 2 above.
しかし、上記特許文献2のような冷媒回路の冷媒サイクルを逆方向に変更するデフロスト方式では、その除霜運転時間の間は暖房性能および室内の快適性が失われる欠点があり、また一定時間経過すると再び着霜するので定期的に除霜運転が必要となり、そのつど暖房性能および室内の快適性が失われる。 However, in the defrost system in which the refrigerant cycle of the refrigerant circuit as in Patent Document 2 is changed in the reverse direction, there is a disadvantage that the heating performance and the indoor comfort are lost during the defrosting operation time, and a certain time has passed. Then, since the frost is formed again, the defrosting operation is required periodically, and the heating performance and the indoor comfort are lost each time.
もちろん、このような問題を解決するために、例えば暖房時に蒸発器となる室外熱交換器を冷媒分流パスを基準として複数の熱交換器部分に分け、それらの各々に対応して圧縮機からの吐出ガスをバイパスさせるバイパス回路と該バイパス状態を開閉制御する電磁開閉弁とを設け、空気調和機の暖房運転時に冷凍サイクル自体を逆転させることなく、上記各熱交換器毎に交互にデフロスト運転を行うことにより、ノンストップでの暖房運転を実現することができるようにしたものも提案されているが、この場合にも、少なくとも熱交換器分割分は暖房性能が低下するし、熱交換器およびその冷媒配管が複雑になり、各種の室外熱交換器に簡単に適用するというわけにはゆかない。 Of course, in order to solve such a problem, for example, an outdoor heat exchanger that becomes an evaporator during heating is divided into a plurality of heat exchanger parts on the basis of a refrigerant diversion path, and from each compressor, A bypass circuit that bypasses the discharge gas and an electromagnetic on-off valve that controls opening and closing of the bypass state are provided, and defrost operation is alternately performed for each heat exchanger without reversing the refrigeration cycle itself during heating operation of the air conditioner. Although it has been proposed that non-stop heating operation can be realized by performing this, in this case as well, the heating performance decreases at least for the heat exchanger division, and the heat exchanger and The refrigerant piping becomes complicated and cannot be easily applied to various outdoor heat exchangers.
また、上記特許文献3の場合、たしかにホットガス供給による除霜運転の時間自体は短縮されるが、除霜運転を行う際に常に融解除去方式を前提として使用しており、除霜運転の際に必然的に利用側熱交換器の熱交換効率を低下させる。したがって、やはり一定時間内の室内機側熱交換器の暖房機能の低下を避けることはできない。また、機械的な除霜装置の設置に加えて、さらに冷凍回路のサイクル方向の切換え、ホットガスバイパス回路の設置などが必要となり、回路構成、制御機能を複雑化する問題もある。さらに、冷凍回路の除霜運転、該除霜運転による霜部の融解待機、その後の機械的な除霜運転と3段階の動作、待機時間を必要とするため、全体として必ずしもデフロスト時間が短かくなるとは限らない。 Moreover, in the case of the above-mentioned Patent Document 3, the time for the defrosting operation by hot gas supply is certainly shortened, but when performing the defrosting operation, the defrosting operation is always used on the premise. Inevitably, the heat exchange efficiency of the use side heat exchanger is reduced. Accordingly, it is impossible to avoid a decrease in the heating function of the indoor unit side heat exchanger within a certain period of time. In addition to installing a mechanical defroster, it is necessary to further change the cycle direction of the refrigeration circuit, install a hot gas bypass circuit, and the like, and there is a problem of complicating the circuit configuration and the control function. Further, since the defrosting operation of the refrigeration circuit, the frost part waiting to be melted by the defrosting operation, the subsequent mechanical defrosting operation and the three-stage operation, and the waiting time are required, the defrost time is not necessarily short as a whole. Not necessarily.
一方、上記特許文献1のような機械的な除霜装置では、原則として、このような問題は生じない。
On the other hand, such a problem does not occur in principle in the mechanical defrosting device as in
しかし、除霜ブラシで熱交換用フィンに付着した霜や氷を除去するようにした場合、今度はその除霜ブラシに霜や氷が固く付着し、除霜ブラシによる除霜作用自体が阻害されるという問題が生じる。 However, if the frost and ice attached to the heat exchange fins are removed with the defrosting brush, the frost and ice will adhere firmly to the defrosting brush and the defrosting action by the defrosting brush itself will be inhibited. Problem arises.
そこで、本願発明は、除霜ブラシを使用して機械的に霜(なお、本件出願の特許請求の範囲及び明細書中の記載においては、「霜」という用語には、その記載部分の状況に応じて「霜」が氷結して生成される「氷」をも含む場合があるものとする)を除去するようにした冷凍装置用熱交換器において、前記除霜ブラシそれ自体に対する着霜対策を提案しようとするものである。 Therefore, the present invention uses a defrosting brush to mechanically frost (in the description of the claims and specification of the present application, the term “frost” Accordingly, in the heat exchanger for refrigeration equipment, the “frost” may also include “ice” generated by freezing. It is what we are going to propose.
すなわち、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段とをそなえていることを第1の特徴とするものである。 That is, the heat exchanger for a refrigeration apparatus according to the present invention includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to a heat exchange fin with a defrost brush, and a brush remover that removes frost attached to the defrost brush. The first feature is that it includes frosting means and / or brush frosting prevention means for preventing frost formation on the defrosting brush.
また、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第2の特徴として、除霜ブラシの素材表面に着霜防止処理が施されていることが推奨される。 In addition, as a second feature of the heat exchanger for a refrigeration apparatus of the present invention, it is recommended that the material surface of the defrost brush be subjected to a frost prevention treatment.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第3の特徴として、前記着霜防止処理が撥水剤又は滑水剤による除霜ブラシの表面処理であることが推奨される。 Furthermore, in the heat exchanger for a refrigeration apparatus of the present invention, as a third feature thereof, it is recommended that the frost prevention treatment is a surface treatment of a defrosting brush with a water repellent or a lubricant.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第4の特徴として、前記除霜ブラシの構成部材に対する加熱手段を設けることが推奨される。 Further, as a fourth feature of the heat exchanger for a refrigeration apparatus of the present invention, it is recommended to provide a heating means for the constituent members of the defrosting brush.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第5の特徴として、前記除霜ブラシに振動を与える加振手段を設けることが推奨される。 Furthermore, as a fifth feature of the heat exchanger for a refrigeration apparatus of the present invention, it is recommended to provide a vibration means for applying vibration to the defrosting brush.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第6の特徴として、前記除霜ブラシによる熱交換用フィン表面の除霜作用が行われたあとで、該除霜ブラシが霜除去部材を通過するようにすることが推奨される。 Further, as a sixth feature of the heat exchanger for a refrigeration apparatus of the present invention, after the defrosting action of the heat exchange fin surface by the defrosting brush is performed, the defrosting brush removes the frost removing member. It is recommended to pass.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第7の特徴として、前記除霜ブラシが前記熱交換用フィンの着霜部の前面で回転する棒状の回転ブラシであって、該回転ブラシが前記熱交換用フィンに対する除霜作用終了後に高速回転するようにされていることが推奨される。 Furthermore, as a seventh feature of the heat exchanger for a refrigeration apparatus of the present invention, the defrosting brush is a rod-shaped rotating brush that rotates on the front surface of the frosting portion of the heat exchange fin, and the rotating brush Is recommended to rotate at high speed after the defrosting action on the heat exchange fin.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第8の特徴として、前記回転ブラシにおけるブラシ毛部材に対して外周側から接触する棒状又は櫛状の霜除去部材が設けられていることが推奨される。 Furthermore, the heat exchanger for a refrigeration apparatus according to the present invention is, as an eighth feature, provided with a rod-like or comb-like frost removing member that comes into contact with the bristle member of the rotating brush from the outer peripheral side. Recommended.
さらに、本願発明の冷凍装置用熱交換器は、その第9の特徴として、前記除霜ブラシに対して霜除去剤を一定時間ごとに塗布又は撒布する間欠的霜除去剤供給手段が設けられていることが推奨される。 Furthermore, as a ninth feature of the heat exchanger for a refrigeration apparatus according to the present invention, intermittent defrosting agent supply means for applying or distributing the defrosting agent to the defrosting brush at regular intervals is provided. It is recommended that
本願発明は、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第1の特徴により、除霜ブラシに付着した霜を除去したりあるいは除霜ブラシへの着霜それ自体を防止することができる効果がある。 The present invention includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting brush. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus having a brush frost prevention means for preventing frost formation on the frost, the frost attached to the defrost brush or the frost on the defrost brush itself is removed by the first feature. There is an effect that can be prevented.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第2の特徴のように構成すれば、除霜ブラシの素材表面への着霜自体を可及的に防止し得る効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, the frost formation itself on the material surface of the defrosting brush is made as much as possible if configured as in the second feature. There is an effect that can be prevented.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第3の特徴のように構成すれば、除霜ブラシに付着した霜の離脱を促進し得る効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, if configured as in the third feature, the effect of promoting detachment of the frost attached to the defrost brush is obtained. is there.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第4の特徴のように構成すれば、除霜ブラシに付着した霜の融解が促進される効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with the brush frost prevention means for preventing the frost from forming on the brush, if configured as in the fourth feature, the effect of promoting the melting of the frost attached to the defrost brush is effective. is there.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第5の特徴のように構成すれば、除霜ブラシに付着した霜を振動により振い落とすことができる効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, if configured as in the fifth feature, the frost attached to the defrost brush can be shaken off by vibration. There is an effect that can be done.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第6の特徴のように構成すれば、熱交換用フィンに対する除霜ブラシによる除霜作用のあとで、その除霜ブラシのための除霜が確実に行われる効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, if configured as in the sixth feature, after the defrosting action by the defrost brush on the heat exchange fin, There is an effect that the defrosting for the defrosting brush is reliably performed.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第7の特徴のように構成すれば、熱交換用フィンに対する除霜作用終了後に回転ブラシが高速回転することにより同回転ブラシに付着した霜を遠心力により容易に離脱させる効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, if configured as in the seventh feature, the rotating brush rotates at a high speed after the defrosting action on the heat exchange fin is completed. By doing so, there is an effect that frost adhering to the rotating brush can be easily separated by centrifugal force.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第8の特徴のように構成すれば、前記回転ブラシにおけるブラシ毛部材に対して外周側から接触する棒状又は櫛状の霜除去部材が強制的に霜を掻き落とす効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, if configured as in the above eighth feature, the brush bristle member in the rotating brush contacts from the outer peripheral side. The rod-like or comb-like frost removing member has an effect of forcibly scraping off the frost.
本願発明はまた、熱交換用フィンに付着した霜を除霜ブラシによって機械的に除去するフィン除霜手段と、前記除霜ブラシに付着した霜を除去するブラシ除霜手段及び/又は前記除霜ブラシに対する着霜を防止するブラシ着霜防止手段をそなえた冷凍装置用熱交換器において、上記第9の特徴のように構成すれば、除霜ブラシに付着した霜が一定時間ごとに確実に除去される効果がある。 The present invention also includes a fin defrosting unit that mechanically removes frost attached to the heat exchange fin with a defrosting brush, a brush defrosting unit that removes frost attached to the defrosting brush, and / or the defrosting. In the heat exchanger for a refrigeration apparatus provided with a brush frost prevention means for preventing frost formation on the brush, if configured as in the ninth feature, the frost attached to the defrost brush is surely removed at regular intervals. There is an effect.
なお、本願発明を実施する際には、上記第1の特徴に加えて、上記第2ないし第9の特徴の全てを組み合わせてもよく、あるいは上記第2ないし第9の特徴のいずれか任意の1ないし8の特徴を任意に組み合わせてもよい。 In carrying out the present invention, in addition to the first feature, all of the second to ninth features may be combined, or any of the second to ninth features may be combined. One to eight features may be arbitrarily combined.
以下、本願発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
先ず図3は、本願発明の実施例で使用される冷凍装置用熱交換器の構成を示している。 First, FIG. 3 shows a configuration of a heat exchanger for a refrigeration apparatus used in the embodiment of the present invention.
ところで、本願発明の冷凍装置用熱交換器に付設される除霜ブラシは、大別して除霜ブラシが熱交換器の前面(空気流上流側)に沿って上下方向(矢印A−B)に平行駆動される平行移動ブラシタイプ(図1に例示)のものと、除霜ブラシが熱交換器の前面で回転(矢印R)しながら上下方向(矢印A−B)に駆動される回転ブラシタイプ(図2に例示)のものとがあるが、図4ないし図6に示す実施例のものは、平行移動ブラシタイプのもので、図7に示す実施例のものは回転ブラシタイプのものである。 By the way, the defrost brush attached to the heat exchanger for refrigeration apparatuses of this invention is divided roughly, and a defrost brush is parallel to an up-down direction (arrow AB) along the front surface (airflow upstream) of a heat exchanger. A driven translational brush type (illustrated in FIG. 1) and a rotating brush type in which the defrost brush is driven in the vertical direction (arrows AB) while rotating on the front surface of the heat exchanger (arrow R) ( 2), the embodiment shown in FIGS. 4 to 6 is of a translational brush type, and the embodiment shown in FIG. 7 is of a rotating brush type.
なお、図1に例示する平行移動タイプの除霜ブラシ5と図2に例示する回転タイプの除霜ブラシ5は、熱交換用フィン1,1・・・のフィン間隙間の奥方向の霜(比較的疎密度)にも届くようにした長いブラシ毛5bとフィン間隙間の入口部の比較的高密度の霜を掻き落とすための(密集した)短かいブラシ毛5aとをそなえているが、他の実施例にあっては、これらの各ブラシ5,5におけるブラシ毛は全て同じ長さとしてもよいことは勿論である。
1 and the rotary
続いて、平行移動ブラシタイプの除霜ブラシを使用した実施例(図4〜図6)と回転ブラシタイプの除霜ブラシを使用した実施例(図7)の各冷凍装置用熱交換器に共通の構成について説明すると、符号10で示す冷凍装置用室外熱交換器は図3に示すような一般的形状を示しており、同図において符号1,1・・・・は、多数枚のプレートフィン(熱交換用フィン)、2a,2b、2a,2b・・・は、前列側、後列側の各伝熱管であり、上記多数枚のプレートフィン1,1・・・は、それぞれのフィンカラー部の伝熱管嵌装孔(図示省略)を介して上記前後2列の各伝熱管2a,2b、2a,2b・・・に対してクロス状態で嵌装され、空気通路を形成するために必要かつ十分な所定のフィンピッチを保って左右両側の管板10a,10b間に並設して固定されている。
Subsequently, common to the heat exchangers for the refrigeration apparatus of the embodiment using the translation brush type defrost brush (FIGS. 4 to 6) and the embodiment using the rotating brush type defrost brush (FIG. 7). , The outdoor heat exchanger for a refrigeration apparatus indicated by
そして、同室外熱交換器10の例えば空気流下流側には、図示はしないが、当該室外熱交換器10を介して矢印方向に外からの空気を吸込むプロペラファン等の送風機が設置されている。
Further, on the downstream side of the
このような構成の室外熱交換器10において、同熱交換器10が蒸発器として運転された場合、冬季等で外気温が所定温度以上に低い場合(例えば0℃以下)、前述の図8に示すように、フィン表面温度と外気温との差が大きく、冷却性能(熱交換性能)が高いフィン前縁1a側ほど大きな着霜を生じ、伝熱性能を低下させるとともに、その成長に応じて次第にフィンピッチを狭くして通風量を低減させる。
In the
その結果、熱交換効率が低下し、室内機側熱交換器の凝縮効率(暖房性能)を低下させる。 As a result, the heat exchange efficiency is lowered, and the condensation efficiency (heating performance) of the indoor unit side heat exchanger is lowered.
そこで、そのような問題を解決するために、この室外熱交換器10の空気吸込口面側には、図4ないし図7に図示のように、上記プレートフィン1,1・・・および伝熱管2a,2a・・・部に着霜した霜F,F・・・を掻き落すために必要にして十分な剛性の高い毛5a,5a・・・、5b,5b・・・を備えた除霜ブラシ(平行移動ブラシ又は回転ブラシ)5が、熱交換器10の左右両端間に亘って上下両方向に任意に昇降駆動されるように設置されている。
Therefore, in order to solve such a problem, the
続いて図4ないし図6を参照して平行移動ブラシタイプの除霜ブラシを使用した実施例の冷凍装置用熱交換器について説明すると、図4に示す実施例の冷凍装置用熱交換器は、熱交換器10の前面(空気流上流側)に沿って無端ベルト17によって上下方向(矢印A,B方向)に駆動される除霜ブラシ5をそなえている。ベルト17は上下のプーリ16a,16bの間に掛け回され、モータ3Mの正,逆回転にしたがって矢印A又はB方向に駆動され、その間に、除霜ブラシ5が熱交換用フィン1,1・・・に付着した霜を掻き落とすようになっている。
Subsequently, referring to FIGS. 4 to 6, the heat exchanger for the refrigeration apparatus of the embodiment using the translation brush type defrosting brush will be described. The heat exchanger for the refrigeration apparatus of the embodiment shown in FIG. A defrosting
ところで、一定時間冷凍装置が運転され、それにともなって室外熱交換器10に対する除霜ブラシ5による除霜作用が行われると、こんどは除霜ブラシ5のブラシ毛5a,5bそれ自体に霜がこびりついて熱交換用フィン1,1・・・に対する除霜作用が円滑に行われなくなってくる。
By the way, when the refrigeration apparatus is operated for a certain period of time and the defrosting action by the defrosting
図4ないし図6に示す実施例では、そのような除霜ブラシ5に対する着霜現象に対応するために、除霜ブラシ5のブラシ毛5a,5bの素材に対して各種の着霜防止用の表面処理(たとえば、シリコン系またはフッ素系撥水剤の塗布)を施している。
In the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, in order to cope with such a defrosting phenomenon with respect to the
そのような撥水剤は、除霜ブラシ5のブラシ毛5a,5bに対する着霜それ自体を抑止するとともに、以下に説明する、除霜ブラシ5に対する強制的除霜行程における除霜ブラシ5からの霜剥離作用を助長する作用がある。
Such a water repellent agent suppresses frost formation itself on the brush bristles 5a and 5b of the
図4に示す実施例においては、熱交換器10の下方に、除霜ブラシ5のブラシ毛5a,5bに対して除霜液(たとえば温水やカルボン酸カルシウム液等)を撒布する除霜剤撒布装置30と、櫛状のブラシ着霜除去部材40とが設けられていて、熱交換器10の下方まで下降してきた除霜ブラシ(5′)のブラシ毛5a,5bに対して上記除霜液を撒布してブラシ毛5a,5bに付着している霜を軟かくするとともにその霜をブラシ着霜除去部材40によって強制的に掻き落とすようになっている。なお、他の実施例においては、除霜剤撒布装置30にかえて、あるいは除霜剤撒布装置30とともに、除霜ブラシ5′のブラシ毛5a,5bを加熱する除霜ブラシ加熱装置を設けたり、あるいは櫛状のブラシ着霜除去部材40にかえて図5に例示するような回転ブラシ状のブラシ着霜除去部材40を使用したりすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, a defrosting agent is distributed below the
除霜ブラシ加熱装置としては、たとえば除霜ブラシ5の移動端(上端又は下端)に電気ヒータを設けたり、あるいは冷凍装置のホットガスによって除霜ブラシ5を加熱するホットガスヒータを設けたりすることができる。なお、図5に示す実施例については、図4に図示の櫛状のブラシ着霜除去部材40が回転ブラシ状のブラシ着霜除去部材40に変更になった点以外は図4に示す実施例と同様であるのでその他の部分の説明は省略する。
As the defrosting brush heating device, for example, an electric heater may be provided at the moving end (upper end or lower end) of the
この図5に示す実施例についてさらに追加の特徴を説明すると、回転ブラシタイプのブラシ着霜除去部材40の回転を高速・低速交互に繰返すように制御すると、除霜ブラシ5′のブラシ毛に対して機械的振動が加わり(回転ブラシタイプのブラシ着霜除去部材40が、請求項5記載の除霜ブラシ5に対する加振装置として作用する)、除霜ブラシ5に対する除霜作用が一層促進される。
The additional feature of the embodiment shown in FIG. 5 will be described. When the rotation of the rotary brush type brush
図6に示す実施例の冷凍装置用熱交換器は、ベルト17を駆動する下側プーリー16aの下方に、霜融解液(温水又は適宜の薬液等)Lを充填した容器50を設けておき、霜の付着した除霜ブラシ5′をこの霜融解液L中に浸漬してブラシ毛5a,5bから着霜を除去するようにしている。この実施例の場合は、除霜ブラシ5におけるブラシ毛植設用台床5cは、屈曲可能な材料を使用するかあるいは短冊状の板材を折曲げ可能なスノコ状に結合して構成しておき、プーリー16aの下方を通過するときに自由に屈曲し得るようにしておくとよい。
The heat exchanger for the refrigeration apparatus of the embodiment shown in FIG. 6 is provided with a
次に、図7を参照して回転ブラシタイプの除霜ブラシを使用した冷凍装置用熱交換器の実施例について説明すると、図7には室外熱交換器10の前面(空気流上流側)を除霜ブラシ5が回転しながら上下方向に駆動されて熱交換用フィン1に付着した霜を掻き落とすようにした構成が示されている。
Next, an embodiment of the heat exchanger for a refrigeration apparatus using a rotating brush type defrosting brush will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 shows the front surface (the air flow upstream side) of the
この回転ブラシ5の駆動機構の一例について説明すると、回転ブラシ5の回転軸4(図2)の両端側には、上下方向に伸び、かつウォームギヤとして機能する左右一対のスクリューシャフト8,8が上下一対の軸支部11a,11a、11b,11bを介して回転可能に設けられており、上記回転ブラシ5の回転軸4は、左右両端側の各係合ブラケット9,9を介して、これらスクリューシャフト8,8に対して昇降可能に遊嵌螺合状態で取り付けられている。
An example of the drive mechanism of the
すなわち、上記回転軸4両端側の係合ブラケット9,9は、それぞれ内周面に上記スクリューシャフト8,8の螺条部に係合する螺条凹部を有するシャフト嵌挿孔9a,9aを備えて外嵌されており、スクリューシャフト8,8の回転方向に応じて上下何れかの方向に昇降移動され、上記回転軸4の軸受部として構成されている。そして、該係合ブラケット9,9の軸受孔に対して上記回転軸4の各軸端が回転可能に支持されている。 That is, the engagement brackets 9 and 9 on both ends of the rotary shaft 4 are provided with shaft fitting insertion holes 9a and 9a having thread recesses that engage with the thread portions of the screw shafts 8 and 8 on the inner peripheral surfaces, respectively. And is moved up and down in either the upper or lower direction according to the rotational direction of the screw shafts 8, 8, and is configured as a bearing portion of the rotary shaft 4. The shaft ends of the rotary shaft 4 are rotatably supported with respect to the bearing holes of the engagement brackets 9 and 9.
また、同回転軸4の何れか一端側は、上記ブラシ駆動用モータM1の回転駆動軸部分に減速ギヤボックス6を介して連結支持されており、同回転軸4は上記ブラシ駆動用モータM1により所望の回転速度で、所望の回転方向に回転駆動されるようになっている。そして、同ブラシ駆動用モータM1の他端に、上記スクリューシャフト8に螺合外嵌された係合ブラケット9が取り付られており、該係合ブラケット9を介して、スクリューシャフト8により昇降駆動されるようになっている。 Further, either one end of the rotary shaft 4, the brushes are connected to and supported through a reduction gear box 6 to a rotary drive shaft section of the drive motor M 1, the rotary shaft 4 is the brush driving motor M According to 1 , rotation is driven in a desired rotation direction at a desired rotation speed. Then, the other end of the brush drive motor M 1, has been with the engagement bracket 9 which is fitted out screwed to the screw shaft 8 takes, through the engagement bracket 9, lifting the screw shaft 8 It is designed to be driven.
一方、上記一端側および他端側各スクリューシャフト8,8には、それぞれの下端8a,8a側に回転ギヤプーリ12b,12bが設けられており、これら回転ギヤプーリ12b,12bに対して歯付ベルト又はチェーン14bが掛け亘されており、何れか一方側の駆動により相互に連動して回転するようになっている。そして、その内の一方側スクリューシャフト8の下端8aには、さらに従動ギヤ12aが固定されており、該従動ギヤ12aは、歯付ベルト又はチェーン14aを介してスクリューシャフト駆動用モータM2の出力軸15に固定されたスクリューシャフト駆動ギヤ13に連係されている。
On the other hand, the screw shafts 8 and 8 on the one end side and the other end side are provided with rotating gear pulleys 12b and 12b on the lower ends 8a and 8a, respectively. A
したがって、同スクリューシャフト駆動用モータM2が回転駆動されると、上記左右一対のスクリューシャフト8,8が所望の方向に回転され、それに応じて上記回転ブラシ5が下部側から上方側に、また上部側から下方側に任意に昇降作動される。
Therefore, when the screw shaft driving motor M 2 is rotationally driven, the pair of left and right screw shafts 8 and 8 are rotated in a desired direction, and accordingly the
一方、同上昇時又は下降時において、上述のブラシ駆動用モータM1により上記回転ブラシ5が矢印のように回転され、所望の速度で回転しながら上述した室外熱交換器10の伝熱フィン1,1・・・表面の前縁部側から後縁部方向にかけて生成された霜F,F・・・を掻き落して行く。
On the other hand, when the rising time or falling, the rotating
図7の実施例の場合も図4ないし図6に示す実施例の場合と同様に、除霜ブラシ5が下降した際に、該除霜ブラシ5′に対して各種の霜除去剤を吹きつけるための除霜剤撒布装置30と、除霜ブラシ5′に付着した霜を除去するための櫛状のブラシ着霜除去部材40とが設けられている。図7に示すブラシ着霜除去部材40は、除霜ブラシ5′の下降時には同除霜ブラシ5′から霜を掻き落とすためにソレノイド41によって矢印C方向に押し出され、除霜ブラシ5′が上昇駆動されるときには、除霜ブラシ5′と接触しないようにソレノイド41によって矢印D方向に後退させられるようになっている。
In the case of the embodiment of FIG. 7, as in the case of the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, when the
なお、回転ブラシタイプの除霜ブラシ5を使用する図7のような実施例では、除霜ブラシ5が熱交換器10の下方に移動した位置において同除霜ブラシ5を高速回転させて遠心力によりブラシ毛5a,5bに付着している霜を振い落とすようにすることもできる。この場合、特許請求の範囲の請求項2ないし6,8及び9に記載するような各種のブラシ除霜促進手段及び/又はブラシ着霜防止手段を併用し得ることは勿論である。
In the embodiment as shown in FIG. 7 using the rotating brush
1は熱交換用フィン、2a,2bは伝熱管、5は除霜ブラシ、10は室外熱交換器、17は無端ベルト、21はモータ、30は除霜剤撒布装置、40はブラシ着霜除去部材である。 1 is a heat exchange fin, 2a and 2b are heat transfer tubes, 5 is a defrosting brush, 10 is an outdoor heat exchanger, 17 is an endless belt, 21 is a motor, 30 is a defrosting agent distribution device, and 40 is a brush defrosting device. It is a member.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008105529A JP2009257648A (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Heat exchanger for refrigerating device |
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WO2021130952A1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger, outdoor unit, and refrigeration cycle device |
CN114688640A (en) * | 2022-04-13 | 2022-07-01 | 顾芸 | Dehumidifier with anti-icing structure |
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- 2008-04-15 JP JP2008105529A patent/JP2009257648A/en active Pending
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