JP2014163643A

JP2014163643A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2014163643A
Application number: JP2013037625A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Seki; 和芳関; Hiroki Yamaguchi; 弘城山口
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP6163321B2

Abstract

【課題】
冷凍系を循環する可燃性冷媒が漏出した場合にスパーク等が飛ぶことがあっても、これに引火する恐れがない構造を提供する。
【解決手段】
可燃性冷媒が循環する冷凍系２２と電装箱２４とを機械室１２に併設した冷却装置１０において、スパークを生ずる可能性のある電装箱２４を、冷凍系２２から漏出した可燃性冷媒が機械室１２の底面に滞留する領域よりも上方に設置する。このため電装箱２４で仮にスパークを生じても、下方に停滞する可燃性冷媒に引火することがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、機械室に冷凍系と該冷凍系を制御する電装箱とが併設され、前記冷凍系に可燃性のガス冷媒を使用する冷却装置において、該冷凍系から可燃性ガス冷媒(以下「可燃性冷媒」という)が仮に漏出しても、前記電装箱で発生し得る電気火花(スパーク)により引火することのない引火防止構造に関するものである。

例えば、図５において、冷蔵庫や製氷機等の冷却装置１０は、筐体の内部が機械室１２および冷却室１８に上下の関係で区画され、前記機械室１２に配置した圧縮機１４、凝縮器１６、膨張弁４２等を管路で接続した冷凍系２２が、前記冷却室１８に配置した冷却器２０を冷却するよう構成されている。前記冷凍系２２には、プロパンやブタン等の空気より比重が大きい可燃性冷媒が採用されている。また、機械室１２には、前記冷凍系２２の電気制御を行う電装箱２４が配設され、該電装箱２４の内部に各種の電気制御機器が設けられている。

前記可燃性冷媒は、冷凍系２２に厳重に密封されているが、仮に何等かの原因で冷凍系２２から漏出すると、空気より比重が大きいために機械室１２の底部付近に滞留してしまう。通常は、凝縮器１６の冷却ファン４４が回転しているので室外へ強制排気されるが、例えば故障で該ファン４４が停止している場合には、電装箱２４でスパークが発生すると滞留した可燃性冷媒に引火することがある。すなわち、前記冷凍系２２では、圧縮機１４、凝縮器１６や各部材を接続する管路から、滅多にないことではあるが、可燃性冷媒が漏出することがあり得る。電装箱２４には、例えばヒューズやリレーのような有接点型の電気制御機器が収容されている。このため、漏れた可燃性冷媒が電装箱２４に侵入した状態でスパークが生ずると、該可燃性冷媒に引火して不測の事態を招くことがある。
これに対する安全策として、電装箱に無接点型の電気制御機器を使用したり(特許文献１)、凝縮器の冷却ファンにより機械室内に漏れた可燃性冷媒を室外へ強制排出させたり(特許文献２)、機械室の底部に排気口を形成して、空気より重い可燃性冷媒を室外へ自然に重力落下させて排出させる(特許文献３)、等の提案がなされている。

特開平６−１３７６４１号公報特開２００７−２３３９０９号公報特許第４８７６６３５号公報

しかし、特許文献１に開示の安全対策では、無接点型リレー等の電気素子は有接点型の素子に対し割高なため、コストが嵩んでしまう問題がある。また、特許文献２に開示の安全対策では、例えば冷却装置を工場から出荷して搬送する時や、冷却ファンが故障した時、その他停電時等には、該冷却ファンが作動していないから可燃性冷媒を室外へ強制排出できない問題がある。更に、特許文献３に開示の安全対策では、機械室の下方に冷却室や貯氷庫等が設けられる型式の冷却装置では、該機械室の底部に排気口を設けることができない問題がある。また電装箱の内部でスパークが飛んでも安全が確保されるように、電装箱自体を完全密閉して防爆構造とする提案もあるが、収納機器の内部発熱を押さえるために放熱孔は必要である。放熱孔を設けない場合は、密閉式でも充分に放熱がなされる対策を講ずる必要があり、コストが嵩む難点がある。

そこで本発明では、冷凍系から機械室内に漏れた可燃性冷媒を、低コストで確実に機械室の外へ排出させ得るようにして、可燃性冷媒の引火の恐れを解消した冷却装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、周囲を区画された機械室に配設した圧縮機および凝縮器と、前記機械室に隣接する冷却室に配設した冷却器とからなる冷凍系を有し、前記機械室に前記冷凍系を電気制御する電装箱を配設すると共に、前記冷凍系に空気より比重の大きい可燃性冷媒を循環させるようにした冷却装置において、前記電装箱は前記機械室の底面より高い位置に配設して、該電装箱の裏面と前記底面との間に空気流通路を確保したことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、冷凍系から可燃性冷媒が漏出して機械室の底部に層状に滞留しても、スパークを生ずる可能性のある電装箱は可燃性冷媒の停滞域より上方に位置しているので、仮にスパークが発生しても可燃性冷媒に引火することがない。

請求項２に記載の発明は、前記機械室を区画する側壁部の下方に、前記空気流通路と連通して室外に開口する排気口を開設し、前記冷凍系から漏出した前記可燃性冷媒を前記排気口を介して室外へ排出させることを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、冷凍系から仮に可燃性冷媒が漏出して機械室の底部に滞留しても、空気流通路に連通する排気口から室外へ排出されるので安全が確保される。

請求項３に記載の発明は、前記排気口は、前記機械室の側壁部において少なくとも前記電装箱の頂部より高い位置にまで到るよう横方向または上下方向に複数開設されることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、排気口は電装箱の裏面と機械室の底部との間の空気流通路に対応して開口するだけでなく、電装箱の頂部より高い位置にまで開口しているので、可燃性冷媒は漏出して直ぐに室外へ排出される。

請求項４に記載の発明は、前記電装箱に内蔵した電気制御機器への電気系統に介挿される有接点型ヒューズを、前記電装箱の頂部に配設したことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、スパークを発生する可能性のある有接点型のヒューズが電装箱の頂部、すなわち一番高い部位にあるので、冷凍系から漏出した可燃性冷媒が前記ヒューズと接触することがなく、引火の危険を完全に防止出来る。

請求項５に記載の発明は、前記電装箱の裏面には、前記電気制御機器に接続する各種配線の引込口が形成され、前記引込口の開口縁は前記各種配線との間に隙間を有して、前記電装箱へ侵入した前記可燃性冷媒を前記引込口から排出させることを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、冷凍系から漏出した可燃性冷媒が放熱孔を介して電装箱へ侵入したとしても、可燃性冷媒の比重は空気より大きいから、該電装箱の底部裏面に開設した引込口の隙間から重力で電装箱外へ速やかに排出させることができる。

本発明によれば、機械室に配設される電装箱が該機械室の底面より高い位置に存在するため、冷凍系から仮に可燃性冷媒が漏出して機械室底面に滞留しても、スパーク発生源となる電装箱と空間的に隔離されているため引火の可能性を払拭し得る有益な効果を奏する。

大型冷蔵庫の右側面図であって、筐体上部の機械室を一部破断して示している。図１のII−II線断面で示す筐体上部の正面縦断面図である。冷蔵庫における筐体上部の機械室の内部を示す平断面図である。支持台に載置した電装箱の側面図である。従来技術に係る冷却装置を一部破断して示す右側面図である。

本発明に係る冷却装置の好適な実施形態を、以下に説明する。なお、冷却装置の基本構成については、図５を参照して説明したので、同一または類似の部材については、図５に使用した符号と同じ符号で示すものとする。また、本発明が適用される冷却装置としては、冷蔵庫、全自動製氷機、冷凍ショーケースがあるが、その他に冷却機構と温熱機構とを併存させた冷温庫であってもよい。図示の実施例では、冷却装置として業務用の大型冷蔵庫を採用した場合を説明する。

図１は、大型冷蔵庫１０の右側面図であって、筐体上部の機械室１２を一部破断して示している。図２は、図１のII−II線断面で示す筐体上部の正面縦断面図である。また図３は、冷蔵庫１０における筐体上部の機械室１２の内部を示す平断面図である。

図１および図２に示す如く、冷蔵庫１０の筐体４０は、上部に画成される機械室１２と、該機械室１２の下部に画成される冷却室１８とに分かたれている。前記冷却室１８は、野菜等の貯蔵室として機能し、内部上方に前記冷凍系２２の一部をなす冷却器２０が配設されている。筐体上部の機械室１２には、圧縮機１４、凝縮器１６、膨張弁４２等が管路で接続され、更に筐体下部の冷却室１８に配置した冷却器２０に接続されて、前記冷凍系２２を構成している。なお、前記凝縮器１６の背後に冷却ファン４４が設けられ、機械室１２における凝縮器寄りの側壁部４６に開設したルーバー等の開口部４８から外部空気を吸い込んで、該凝縮器１６や圧縮機１４を冷却し、熱交換後の廃熱は前記ルーバー開口部４８と反対側の機械室側壁部２８に開設した排気口３０から室外へ排出される。この排気口３０については、更に後述する。

機械室１２の内部には、前記電装箱２４が配設される。この電装箱２４は、図４に示すように、内部に前記冷凍系２２を電気的に制御する電気制御機器３２が配設されると共に、箱体側面には複数の放熱孔(図示せず)が開設されて、それ自体は在来の構造を有している。

この実施例で前記機械室１２に配設される電装箱２４は、図２に示すように、該機械室１２の底面１２ａから所要の高さだけ嵩上げした部位に設けられている。すなわち機械室１２の底面１２ａには、所要高さの支持台５０が設けられ、この支持台５０の上に前記電装箱２４が載置支持されるようになっている。このように所要高さの支持台５０を使用する理由は、前記冷凍系２２から仮に可燃性冷媒が漏出して機械室１２の底面１２ａに滞留したとしても、スパークを発生する可能性がある電気制御機器３２を内蔵した電装箱２４は、可燃性冷媒の滞留域よりも上方に位置するから、スパークが生じても引火の恐れがない、ということにある。従って前記支持台５０(換言すれば電装箱２４の裏面２４ａ)と機械室１２の底面１２ａとの高さは、冷凍系２２から漏出した可燃性冷媒が前記底面１２ａに貯まる停滞域の高さよりも大きければ良い。

更に本実施例では、図２に示すように、電装箱２４の下部(支持台５０)と機械室１２の底面１２ａとの間に空気流通路２６が画成され、この空気流通路２６に連通して可燃性冷媒を室外へ排出させ得る前記排気口３０が、前記機械室１２の側壁部２８に開設してある。これにより、仮に冷凍系２２から可燃性冷媒が漏出しても、電装箱２４と機械室１２の底面１２ａとの間の空気流通路２６に連通する前記排気口３０により、該可燃性冷媒は前記冷却ファン４４の送風に伴い速やかに室外へ排出される。また、仮に冷却ファン４４が停止している状態であっても、前記排気口３０の存在により、可燃性冷媒は機械室１２の内部に高い密度で停滞することがない。

前記側壁部２８に開設される排気口３０は、前述した電装箱２４の下部(支持台５０)と機械室１２の底面１２ａとの間の空気流通路２６に対応する部位だけでなく、図１および図２に示すように、電装箱２４の上面高さを超える領域に亘って、横方向や上下方向に延在する複数のスリット状開口として形成するのが望ましい。この場合は、図３に示すように、電装箱２４と機械室１２の側壁部２８との間に所要の間隙を設けておくのが、機械室１２の空気循環を促進する見地からより好ましい。

ところで電装箱２４は、電気保安基準の見地から、過電流時に溶断して回路を遮断するヒューズの設置が義務付けられている。このヒューズは、溶断したり劣化したりした場合は交換を要するが、ヒューズホルダの充電部に着脱可能に嵌着されるので、無接点リレーのような充電部を密閉した防爆構造の採用は困難である。このため、電装箱２４に内蔵される電気制御機器３２における素子の無接点化を図ってスパーク発生を防止したとしても、ヒューズだけは無接点化されず充電部が露出したままになる。従って、時として前記ヒューズの部分で電気的な短絡によりスパークを生じ、これが漏出した可燃性冷媒の引火源になることがある。

そこで本実施例では、ヒューズの無接点化を図るのではなく、図２および図４に示すように、在来のヒューズ３４を電装箱２４の頂部に配設することで、可燃性冷媒への引火の恐れを解消した。すなわち電装箱２４に内蔵される電気制御機器３２に接続する電気系統に介挿されるヒューズホルダ５２を該電装箱２４の頂部に配設し、該ヒューズホルダ５２にヒューズ３４を着脱自在に嵌装させるようにしたものである。このように充電部が露出したヒューズ３４は電装箱２４の頂部に配設されるため、仮に冷凍系２２から可燃性冷媒が漏出して機械室１２内で該電装箱２４の下部に滞留しても、スパーク発生源となるヒューズ３４とは充分の距離が確保されるので安全性が向上する。しかも、定期点検時等の作業者による視認性が高まるので、サービス性も向上する。

また、電装箱２４は、前述したように、放熱用に箱側壁に多数の放熱孔が開設される。従って冷凍系２２から漏出した可燃性冷媒は、前記放熱孔(図示せず)を介して電装箱２４の内部へ侵入する可能性がある。そこで電装箱２４の底部に引込口３８を開設し、この引込口３８から配線３６を引き込むと共に、該引込口３８の直径を充分の大きさに設定しておくことで、仮に電装箱２４の内部へ可燃性冷媒が侵入しても、この可燃性冷媒は自重により前記引込口３８から電装箱２４の外部へ排出されることになる。

電装箱２４に内蔵される電気制御機器３２には、シーケンサ等の制御基板や制御リレー等があるが、制御対象がインバータ式モータの場合はインバータ素子が含まれる。このインバータ素子は、高速でスイッチをオン・オフ動作させるスイッチング素子であるため高温になるので、電装箱２４の放熱を促進する必要がある。そこで図２および図４に示すように、電装箱２４の上面および側面に遮蔽板５４を密着的に配設することで良好な放熱が促進される。

また図２において、冷蔵庫の設置環境によっては、機械室１２の内部天井に結露を生ずることがある。この結露が進行すると水滴となって機械室１２に滴下するが、電装箱２４は湿気を嫌うので、落下する水滴から防御する必要がある。このような場合に、前記遮蔽板５４を、図２および図４に示すように、電装箱２４の上方で斜めに傾斜させておけば、機械室１２の天井からの水滴は遮蔽板５４に落下し、斜めに流れて電装箱２４の側方へ滴下するので好適である。

１０冷却装置，１２機械室，１２ａ底面，１４圧縮機，１６凝縮器，
１８冷却室，２０冷却器，２２冷凍系，２４電装箱，２４ａ裏面，
２４ｂ頂部，２６空気流通路，２８側壁部，３０排気口，３２電気制御機器
３４ヒューズ，３６配線，３８引込口

Claims

周囲を区画された機械室(12)に配設した圧縮機(14)および凝縮器(16)と、前記機械室(12)に隣接する冷却室(18)に配設した冷却器(20)とからなる冷凍系(22)を有し、前記機械室(12)に前記冷凍系(22)を電気制御する電装箱(24)を配設すると共に、前記冷凍系(22)に空気より比重の大きい可燃性冷媒を循環させるようにした冷却装置(10)において、
前記電装箱(24)は前記機械室(12)の底面(12a)より高い位置に配設して、該電装箱(24)の裏面(24a)と前記底面(12a)との間に空気流通路(26)を確保した
ことを特徴とする冷却装置。
前記機械室(12)を区画する側壁部(28)の下方に、前記空気流通路(26)と連通して室外に開口する排気口(30)を開設し、前記冷凍系(22)から漏出した前記可燃性冷媒を前記排気口(30)を介して室外へ排出させる請求項１記載の冷却装置。
前記排気口(30)は、前記機械室(12)の側壁部(28)において少なくとも前記電装箱(24)の頂部より高い位置にまで到るよう横方向または上下方向に複数開設される請求項１または２記載の冷却装置。
前記電装箱(24)に内蔵した電気制御機器(32)への電気系統に介挿される有接点型ヒューズ(34)を、前記電装箱(24)の頂部(24b)に配設した請求項１〜３の何れか一項に記載の冷却装置。
前記電装箱(24)の裏面(24a)には、前記電気制御機器(32)に接続する各種配線(36)の引込口(38)が形成され、前記引込口(38)の開口縁は前記各種配線(36)との間に隙間を有して、前記電装箱(24)へ侵入した前記可燃性冷媒を前記引込口(38)から排出させる請求項４記載の冷却装置。