JP2011196678A - 液体寒剤冷媒を使った冷凍庫および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒として液体寒剤を使用する冷凍庫は、貯蔵室を規定する内側容器および断熱空間がそこの間に規定されるように内側容器を全体的に取り囲む外側ジャケットを含む。熱交換器は、液体寒剤冷媒が熱交換器を通って選択的に流れて、気化されながら貯蔵室を冷却するように、貯蔵室の上部中に位置決めされ、液体寒剤冷媒の供給部と連通する流入口を有する。パージ配管は、熱交換器の流出口と連通し、熱交換器の外部を覆って位置決めされるパージ流出口を含む。パージ弁は、熱交換器からの気化した液体寒剤が熱交換器の外部に選択的に向けられて、熱交換器への氷形成を低減するように、パージ配管内に位置決めされる。
【選択図】図1
Description
12 内側容器
14 貯蔵室
16 外側ジャケット
18 断熱空間
20 断熱蓋
22 アクセス用開口
24 ヒンジ付きブラケット
26 回転トレイ
28 冷却コイル
29 貯蔵容器
30 流入口
32 給送配管
33 ポンプ
34 制御装置
38 バイパス配管
40 流出口
42 バイパス弁
43 バイパス弁を開くブロック
44 給送温度センサー
45 TG≧TCHを判定するブロック
46 パージガス弁
48 バイパス弁を閉じるブロック
50 パージガス弁を開くブロック
51a ガス降下の矢印
51b ガス上昇の矢印
52 出口配管
54 パージ配管
56 排気弁
62 パージ流出口
64 パージガス温度センサー
66 TP≧TDminを判定するブロック
72 パージガス弁を閉じるブロック
73 排気弁を閉じるブロック
74 排気配管
76 排気口
78 TE≧TDmin−Xを判定するブロック
82 排気ガス温度センサー
84 排気弁を閉じるブロック
86 TE≧TDmaxを判定するブロック
90 TCH≧TDminを判定するブロック
92 貯蔵室温度センサー
94 すべての弁を閉じるブロック
96 TCH≧TDmaxを判定するブロック
Claims (36)
- 冷媒として液体寒剤を使用するための冷凍庫であって、
a)貯蔵室を規定する内側容器と、
b)断熱空間がそこの間に規定されるように前記内側容器を全体的に取り囲む外側ジャケットと、
c)前記貯蔵室中に位置決めされる熱交換器であって、前記液体寒剤冷媒が前記熱交換器を通って流れて、気化されながら前記貯蔵室を冷却できるように、前記液体寒剤冷媒の供給部と連通するように構成される流出口および流入口を有する前記熱交換器と、
d)前記熱交換器の前記流出口と連通するパージ配管であって、前記熱交換器の外部に隣接して位置決めされるパージ流出口を含むパージ配管と、
e)前記熱交換器からの前記気化した液体寒剤が、前記熱交換器の前記外部に選択的に向けられて、前記熱交換器への氷形成を低減できるように、前記パージ配管内に位置決めされるパージ弁とを含む、冷凍庫。 - 前記熱交換器は、前記貯蔵室の上部内に位置決めされる、請求項1に記載の冷凍庫。
- 前記パージ流出口は、前記熱交換器を覆って位置決めされる、請求項2に記載の冷凍庫。
- 前記熱交換器は、冷却コイルである、請求項1に記載の冷凍庫。
- 前記パージ流出口は、前記熱交換器を覆って位置決めされる、請求項1に記載の冷凍庫。
- 前記液体寒剤冷媒は、液体窒素である、請求項1に記載の冷凍庫。
- 前記断熱空間は、真空断熱空間である、請求項1に記載の冷凍庫。
- 前記内側容器および前記外側ジャケットを通って形成されるアクセス用開口ならびに前記アクセス用開口を取り外し可能に閉じるための蓋をさらに含む、請求項1に記載の冷凍庫。
- 前記貯蔵室内に位置決めされる回転トレイをさらに含む、請求項8に記載の冷凍庫。
- f)前記熱交換器の前記流出口および前記パージ配管と連通する出口配管と、
g)排気口を有する排気配管と、
h)前記排気配管内に位置決めされる排気弁と、
i)前記熱交換器の前記流入口と連通し、液体寒剤の前記供給部に通じるように構成される給送配管と、
j)前記給送配管と連通するバイパス配管と、
k)前記バイパス配管中に位置決めされるバイパス弁と、
l)前記給送配管と連通する給送温度センサーと、
m)前記パージ配管と連通するパージガス温度センサーと、
n)前記出口配管と連通する排気ガス温度センサーと、
o)前記貯蔵室と連通する貯蔵室温度センサーと、
p)前記給送、パージガス、排気ガスおよび貯蔵室温度センサーならびに前記バイパス、パージおよび排気弁と通信する制御装置であって、
i.前記給送配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の温度より高いときは、前記バイパス弁を開き、
ii.前記給送配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記温度より低いときは、前記バイパス弁を閉じ、
iii.前記パージ配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の最小所望温度より大きいときは、前記パージ弁を開き、前記排気弁を閉じ、
iv.前記パージ配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より低いときは、前記パージ弁を閉じ、前記排気弁を開き、
v.前記出口配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より所定量だけ低いときは、前記排気弁を閉じ、
vi.前記貯蔵室の温度が前記最小所望温度より小さいときは、すべての弁を閉じるようにプログラムされる制御装置とをさらに含む、請求項1に記載の冷凍庫。 - p)v.の前記所定量は、近似的に10℃から20℃である、請求項10に記載の冷凍庫。
- f)前記熱交換器の前記流出口および前記パージ配管と連通する出口配管と、
g)排気口を有する排気配管と、
h)前記排気配管内に位置決めされる排気弁とをさらに含む、請求項1に記載の冷凍庫。 - i)前記パージ配管と連通するパージガス温度センサーと、
j)前記出口配管と連通する排気ガス温度センサーと、
k)前記貯蔵室と連通する貯蔵室温度センサーと、
l)前記パージガス、排気ガスおよび貯蔵室温度センサーならびに前記パージおよび排気弁と通信する制御装置であって、
i.前記パージ配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の最小所望温度より大きいときは、前記パージ弁を開き、前記排気弁を閉じ、
ii.前記パージ配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より低いときは、前記パージ弁を閉じ、前記排気弁を開き、
iii.前記出口配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より所定量だけ低いときは、前記排気弁を閉じ、
iv.前記貯蔵室の温度が前記最小所望温度より小さいときは、すべての弁を閉じるようにプログラムされる制御装置とをさらに含む、請求項12に記載の冷凍庫。 - l)iii.の前記所定量は、近似的に10℃から20℃である、請求項13に記載の冷凍庫。
- f)前記熱交換器の前記流入口と連通し、液体寒剤の前記供給部に通じるように構成される給送配管と、
g)前記給送配管と連通するバイパス配管と、
h)前記バイパス配管中に位置決めされるバイパス弁とをさらに含む、請求項1に記載の冷凍庫。 - i)前記給送配管と連通する給送温度センサーと、
j)前記給送温度センサーおよび前記バイパス弁と通信する制御装置であって、前記給送配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の温度より高いときは、前記パイパス弁を開き、前記給送配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記温度より低いときは、前記パイパス弁を閉じるようにプログラムされる制御装置とをさらに含む、請求項15に記載の冷凍庫。 - a)貯蔵室を規定する内側容器と、
b)断熱空間がそこの間に規定されるように前記内側容器を全体的に取り囲む外側ジャケットと、
c)液体寒剤冷媒の供給部と、
d)前記貯蔵室中に位置決めされる熱交換器であって、前記液体寒剤冷媒が前記熱交換器を通って選択的に流れて、気化されながら前記貯蔵室を冷却するように、前記液体寒剤冷媒の前記供給部と連通する流出口および流入口を有する熱交換器と、
e)前記熱交換器の前記流出口と連通するパージ配管であって、前記熱交換器の外部に隣接して位置決めされるパージ流出口を含む前記パージ配管と、
f)前記熱交換器からの前記気化した液体寒剤が、前記熱交換器の前記外部に選択的に向けられて、前記熱交換器への氷形成を低減するように、前記パージ配管内に位置決めされるパージ弁とを含む、冷凍庫。 - 前記熱交換器は、前記貯蔵室の上部内に位置決めされる、請求項17に記載の冷凍庫。
- 前記パージ流出口は、前記熱交換器を覆って位置決めされる、請求項18に記載の冷凍庫。
- 前記熱交換器は、冷却コイルである、請求項17に記載の冷凍庫。
- 前記パージ流出口は、前記熱交換器を覆って位置決めされる、請求項17に記載の冷凍庫。
- 前記液体寒剤冷媒は、液体窒素である、請求項17に記載の冷凍庫。
- 前記断熱空間は、真空断熱空間である、請求項17に記載の冷凍庫。
- 前記内側容器および前記外側ジャケットを通って形成されるアクセス用開口ならびに前記アクセス用開口を取り外し可能に閉じるための蓋をさらに含む、請求項17に記載の冷凍庫。
- 前記貯蔵室内に位置決めされる回転トレイをさらに含む、請求項24に記載の冷凍庫。
- g)前記熱交換器の前記流出口および前記パージ配管と連通する出口配管と、
h)排気口を有する排気配管と、
i)前記排気配管内に位置決めされる排気弁と、
j)前記熱交換器の前記流入口および液体寒剤の前記供給部と連通する給送配管と、
k)前記給送配管と連通するバイパス配管と、
l)前記バイパス配管中に位置決めされるバイパス弁と、
m)前記給送配管と連通する給送温度センサーと、
n)前記パージ配管と連通するパージガス温度センサーと、
o)前記出口配管と連通する排気ガス温度センサーと、
p)前記貯蔵室と連通する貯蔵室温度センサーと、
q)前記給送、パージガス、排気ガスおよび貯蔵室温度センサーならびに前記バイパス、パージおよび排気弁と通信する制御装置であって、
i.前記給送配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の温度より高いときは、前記バイパス弁を開き、
ii.前記給送配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記温度より低いときは、前記バイパス弁を閉じ、
iii.前記パージ配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の最小所望温度より大きいときは、前記パージ弁を開き、前記排気弁を閉じ、
iv.前記パージ配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より低いときは、前記パージ弁を閉じ、前記排気弁を開き、
v.前記出口配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より所定量だけ低いときは、前記排気弁を閉じ、
vi.前記貯蔵室の温度が前記最小所望温度より小さいときは、すべての弁を閉じるようにプログラムされる制御装置とをさらに含む、請求項17に記載の冷凍庫。 - q)v.の前記所定量は、近似的に10℃から20℃である、請求項26に記載の冷凍庫。
- g)前記熱交換器の前記流出口および前記パージ配管と連通する出口配管と、
h)排気口を有する排気配管と、
i)前記排気配管内に位置決めされる排気弁とをさらに含む、請求項17に記載の冷凍庫。 - j)前記パージ配管と連通するパージガス温度センサーと、
k)前記出口配管と連通する排気ガス温度センサーと、
l)前記貯蔵室と連通する貯蔵室温度センサーと、
m)前記パージガス、排気ガスおよび貯蔵室温度センサーならびに前記パージおよび排気弁と通信する制御装置であって、
i.前記パージ配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の最小所望温度より大きいときは、前記パージ弁を開き、前記排気弁を閉じ、
ii.前記パージ配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より低いときは、前記パージ弁を閉じ、前記排気弁を開き、
iii.前記出口配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の前記最小所望温度より所定量だけ低いときは、前記排気弁を閉じ、
iv.前記貯蔵室の温度が前記最小所望温度より小さいときは、すべての弁を閉じるようにプログラムされる制御装置とをさらに含む、請求項28に記載の冷凍庫。 - m)iii.の前記所定量は、近似的に10℃から20℃である、請求項29に記載の冷凍庫。
- g)前記熱交換器の前記流入口および液体寒剤の前記供給部と連通する給送配管と、
h)前記給送配管と連通するバイパス配管と、
i)前記バイパス配管中に位置決めされるバイパス弁とをさらに含む、請求項17に記載の冷凍庫。 - j)前記給送配管と連通する給送温度センサーと、
k)前記給送温度センサーおよび前記バイパス弁と通信する制御装置であって、前記給送配管を通って流れるガスの温度が前記貯蔵室の温度より高いときは、前記パイパス弁を開き、前記給送配管を通って流れるガスの前記温度が前記貯蔵室の前記温度より低いときは、前記パイパス弁を閉じるようにプログラムされる制御装置とをさらに含む、請求項31に記載の冷凍庫。 - 液体寒剤冷媒の前記供給部は、前記液体寒剤冷媒を含有する加圧容器を含む、請求項17に記載の冷凍庫。
- 液体寒剤冷媒の前記供給部は、前記液体寒剤を含有する容器および前記容器と前記熱交換器流入口との間の回路中のポンプを含む、請求項17に記載の冷凍庫。
- 液体寒剤冷媒を使って冷凍庫の貯蔵室を冷却するための方法であって、
a)前記貯蔵室の上部中に熱交換器を提供するステップと、
b)前記液体寒剤冷媒を前記熱交換器に給送するステップと、
c)前記貯蔵室が冷却され、寒剤冷媒蒸気が生成されるように、前記貯蔵室からの熱を使用して前記熱交換器中で前記液体寒剤冷媒を気化させるステップと、
d)前記寒剤冷媒蒸気を前記熱交換器からパージするステップと、
e)前記パージされた寒剤冷媒蒸気を前記熱交換器の外部に向けて、前記熱交換器への氷形成を低減するステップとを含む、方法。 - f)前記寒剤冷媒蒸気の温度を検出するステップと、
g)もし前記寒剤冷媒蒸気の前記温度が前記貯蔵室の所望最小温度より小さいならば、前記寒剤冷媒蒸気を前記冷凍庫の外部へ排気するステップとをさらに含む、請求項35に記載の方法。
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