JP2021018035A

JP2021018035A - 冷却装置

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Publication number: JP2021018035A
Application number: JP2019135252A
Authority: JP
Inventors: 伸敏右島; Nobutoshi Migishima; 中村　新吾; Shingo Nakamura; 新吾中村
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2021-02-15

Abstract

【課題】蒸発器の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することが可能な冷却装置を提供する。【解決手段】この冷却装置１００は、圧縮機１０と、凝縮器２０と、膨張弁３１と、蒸発器４１および蒸発器４２と、蒸発器４１の伝熱表面４１ａに空気を送る送風機５１と、蒸発器４２の伝熱表面４１ａに空気を送る送風機５２と、送風機５１から蒸発器４１に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７１、および、送風機５２から蒸発器４２に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７２を独立させるように仕切る仕切部７０と、備える。送風機５１から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５２から蒸発器４２の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、冷却装置に関し、特に、複数の蒸発器を備える冷却装置に関する。

従来、複数の蒸発器を備える冷却装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張機と、膨張機によって膨張された冷媒を蒸発させる複数の蒸発器と、を備える冷却システム（冷却装置）が開示されている。この特許文献１の冷却装置は、複数の蒸発器を交互に除霜するように構成されている。具体的には、複数の蒸発器のうち、除霜を行う一方の蒸発器に減圧前の高温の液冷媒を供給して除霜を行い、他方の蒸発器に減圧された冷媒を供給して冷却を行う。そして、一方の蒸発器の除霜が終わると、冷媒の流路を切り替えて、他方の蒸発器に減圧前の高温の液冷媒を供給して除霜を行い、一方の蒸発器に減圧された冷媒を供給して冷却を行う。

特開２００５−２８２９５２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された冷却システム（冷却装置）は、除霜を行う蒸発器に高温の液冷媒を供給して除霜を行うため、除霜後の蒸発器が高温になる。このため、除霜後の蒸発器により直ちに冷却を行うことが困難であるという不都合がある。その結果、蒸発器の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、蒸発器の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することが可能な冷却装置を提供することである。

この発明の一の局面による冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、伝熱表面を含み、膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる第１蒸発器および第２蒸発器と、第１蒸発器の伝熱表面に空気を送る第１送風機と、第２蒸発器の伝熱表面に空気を送る第２送風機と、第１送風機から第１蒸発器に送られ吹出口から吹き出される空気の第１冷却流路、および、第２送風機から第２蒸発器に送られ吹出口から吹き出される空気の第２冷却流路を独立させるように仕切る仕切部と、備え、第１送風機から第１蒸発器の伝熱表面に送風される風力により除霜する処理と、第２送風機から第２蒸発器の伝熱表面に送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成されている。

この発明の一の局面による冷却装置では、上記のように、第１送風機から第１蒸発器の伝熱表面に送風される風力により除霜する処理と、第２送風機から第２蒸発器の伝熱表面に送風される風力により除霜する処理と、を行うように構成する。これにより、第１蒸発器および第２蒸発器を風力により除霜することができるので、除霜時に第１蒸発器および第２蒸発器を高温としなくても除霜することができる。その結果、除霜後の第１蒸発器および第２蒸発器により比較的すぐに冷却を行うことができる。これにより、蒸発器の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。また、第１蒸発器の伝熱表面を除霜する処理と、第２蒸発器の伝熱表面を除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成する。これにより、一方の蒸発器の除霜中に他方の蒸発器により冷却対象を冷却することができる。これによっても、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。また、第１送風機から第１蒸発器に送られ吹出口から吹き出される空気の第１冷却流路、および、第２送風機から第２蒸発器に送られ吹出口から吹き出される空気の第２冷却流路を独立させるように仕切る仕切部を設ける。これにより、一方の蒸発器の除霜された霜が他方の蒸発器に付着するのを抑制することができる。

上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、第１蒸発器の除霜時に第１冷却流路とは異なる第１除霜流路に切り替える第１流路切替部と、第２蒸発器の除霜時に第２冷却流路とは異なる第２除霜流路に切り替える第２流路切替部と、をさらに備える。このように構成すれば、第１蒸発器および第２蒸発器の除霜時に風力により飛ばされた霜を、第１除霜流路および第２除霜流路に導くことができるので、除霜された霜が第１冷却流路および第２冷却流路を介して吹出口から吹き出されるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、第１流路切替部は、第１蒸発器の除霜時に、第１蒸発器から吹出口への第１冷却流路を塞ぐように構成され、第２流路切替部は、第２蒸発器の除霜時に、第２蒸発器から吹出口への第２冷却流路を塞ぐように構成されている。このように構成すれば、除霜された霜が吹出口から吹き出されるのを効果的に抑制することができる。

上記第１流路切替部および第２流路切替部を備える構成において、好ましくは、第１蒸発器の除霜時に、第１除霜流路に送風して、第１除霜流路において空気を循環させる第１循環送風機と、第２蒸発器の除霜時に、第２除霜流路に送風して、第２除霜流路において空気を循環させる第２循環送風機と、をさらに備える。このように構成すれば、除霜時に空気が循環されるので、除霜時に送風される速い空気が吹出口から吹き出されるのを抑制することができる。これにより、冷却対象の空間に気流の乱れが生じるのを抑制することができるので、熱負荷が増加するのを抑制することができるとともに、温度ムラが生じるのを抑制することができる。

上記第１流路切替部および第２流路切替部を備える構成において、好ましくは、第１流路切替部は、第１蒸発器の除霜時に、第１冷却流路を迂回する第１除霜流路に切り替えるように構成され、第２流路切替部は、第２蒸発器の除霜時に、第２冷却流路を迂回する第２除霜流路に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第１蒸発器および第２蒸発器の除霜時に風力により飛ばされた霜を、第１冷却流路および第２冷却流路を迂回する第１除霜流路および第２除霜流路に導くことができる。

上記第１流路切替部および第２流路切替部を備える構成において、好ましくは、第１流路切替部は、第１蒸発器の除霜時に、吹出口とは別個に設けられた排出口に接続された第１除霜流路に切り替えるように構成され、第２流路切替部は、第２蒸発器の除霜時に、吹出口とは別個に設けられた排出口に接続された第２除霜流路に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、第１蒸発器および第２蒸発器の除霜時に風力により飛ばされた霜を排出口から排出することができる。

上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、第１蒸発器および第２蒸発器は、平面視において、第１冷却流路および第２冷却流路が延びる方向に対して略直交する方向に沿って、配列されている。このように構成すれば、第１蒸発器および第２蒸発器を上下方向に沿って配列する場合に比べて、第１蒸発器および第２蒸発器の上下方向における配置領域を小さくすることができるので、冷却装置が上下方向に大きくなるのを抑制することができる。

上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、第１蒸発器および第２蒸発器の除霜時に、第１蒸発器および第２蒸発器から剥離した霜を捕集する捕集部をさらに備える。このように構成すれば、第１蒸発器および第２蒸発器の除霜時に、剥離した霜が吹出口から吹き出されるのを効果的に抑制することができる。

この場合、好ましくは、捕集部は、第１蒸発器および第２蒸発器よりも下方に配置されている。このように構成すれば、捕集部により捕集した霜を溶かした水を、捕集部の下方に容易に排出することができる。

本発明によれば、上記のように、蒸発器の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による冷却装置の構成を示したブロック図である。本発明の第１実施形態による冷却装置の蒸発器を示した側面図である。本発明の第１実施形態による冷却装置の複数の蒸発器を示した平面図である。本発明の第１実施形態による冷却装置の蒸発器を示した斜視図である。本発明の第１実施形態による冷却装置の冷却処理を説明するための側面図である。本発明の第１実施形態による冷却装置の除霜処理を説明するための側面図である。本発明の第２実施形態による冷却装置の蒸発器を示した側面図である。本発明の第２実施形態による冷却装置の複数の蒸発器を示した平面図である。本発明の第２実施形態による冷却装置の冷却処理を説明するための側面図である。本発明の第２実施形態による冷却装置の除霜処理を説明するための側面図である。本発明の第３実施形態による冷却装置の蒸発器を示した側面図である。本発明の第３実施形態による冷却装置の複数の蒸発器を示した平面図である。本発明の第３実施形態による冷却装置の冷却処理を説明するための側面図である。本発明の第３実施形態による冷却装置の除霜処理を説明するための側面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、第１実施形態による冷却装置１００の構成について説明する。

冷却装置１００は、冷却空間を冷却するように構成されている。具体的には、冷却装置１００は、冷却空間を０℃以下の温度に冷却するように構成されている。たとえば、冷却装置１００は、冷却空間を−２０℃程度の温度に冷却するように構成されている。冷却装置１００は、冷却空間としての、ショーケース、冷蔵庫、冷凍庫、倉庫または部屋の内部を冷却するように構成されている。

図１に示すように、冷却装置１００は、圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機１０は、インバータ（図示せず）により制御されている。これにより、圧縮機１０は、圧縮機１０から吐出される冷媒の流量を調整可能に構成されている。なお、冷媒は、たとえば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２および二酸化炭素（ＣＯ_２）などである。

また、冷却装置１００は、凝縮器２０を備えている。凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出された冷媒を凝縮するように構成されている。凝縮器２０には、送風機２１が設けられている。送風機２１は、凝縮器２０に空気を送るように構成されている。そして、凝縮器２０の冷媒から、送風機２１により送られた空気に熱が伝達される。

また、冷却装置１００は、膨張弁３１、３２、３３、３４を備えている。膨張弁３１、３２、３３、３４は、凝縮器２０により凝縮された冷媒を膨張させるように構成されている。また、膨張弁３１、３２、３３、３４は、たとえば、ニードル弁から構成されている。また、膨張弁３１、３２、３３、３４の開度は、膨張弁３１、３２、３３、３４に取り付けられたステッピングモータ（図示せず）により調整される。また、膨張弁３１、３２、３３、３４の開度が調整されることにより、それぞれの下流に設けられた蒸発器４１、４２、４３、４４への冷媒の流量が調整される。

また、冷却装置１００は、蒸発器４１、４２、４３、４４を備えている。蒸発器４１、４２、４３、４４は、それぞれ膨張弁３１、３２、３３、３４によって膨張された冷媒を蒸発させるように構成されている。蒸発器４１〜４４は、互いに並列に設けられている。また、蒸発器４１、４２、４３、４４は、図４に示すように、冷媒が流れる冷媒流路と、冷媒の温度を伝熱させる伝熱表面４１ａとを含む。具体的には、蒸発器４１、４２、４３、４４は、互いに平行に配置される複数の平板を含む。また、平板は、たとえば、アルミニウムなどの金属から構成されている。また、平板の表面および裏面が伝熱表面４１ａである。そして、冷媒流路は、複数の平板を貫通するとともに、蛇行するように設けられている。また、伝熱表面４１ａは、平坦であってもよいし、凹凸形状を有していてもよい。伝熱表面４１ａが凹凸形状を有することにより、付着した霜を取り除き易くすることが可能である。なお、蒸発器４１は、特許請求の範囲の「第１蒸発器」の一例であり、蒸発器４２は、特許請求の範囲の「第２蒸発器」の一例である。また、蒸発器４４は、特許請求の範囲の「捕集部」の一例である。

蒸発器４４は、蒸発器４１、４２、４３に付着した霜を送風機５１、５２、５３の風により取り除く際に、飛ばされた霜を捕集するように構成されている。つまり、蒸発器４４は、蒸発器４１〜４３の除霜時に、蒸発器４１〜４３から剥離した霜を捕集する捕集部として設けられている。蒸発器４４は、蒸発器４１、４２、４３に対して共通に設けられている。捕集部としての蒸発器４４は、蒸発器４１〜４３の除霜時に冷媒が流通されて冷却される。また、捕集部としての蒸発器４４は、捕集した霜を除霜する際に、ヒータまたはホットガスにより加温されて除霜される。

図２に示すように、捕集部としての蒸発器４４は、蒸発器４１〜４３よりも下方（Ｚ２方向）に配置されている。

図１に示すように、冷却装置１００は、送風機５１、５２、５３を備えている。送風機５１は、蒸発器４１の伝熱表面４１ａに空気を送風（供給）するように構成されている。送風機５２は、蒸発器４２の伝熱表面４１ａに空気を送風（供給）するように構成されている。送風機５３は、蒸発器４３の伝熱表面４１ａに空気を送風（供給）するように構成されている。なお、送風機５１は、特許請求の範囲の「第１送風機」の一例であり、送風機５２は、特許請求の範囲の「第２送風機」の一例である。

図２および図３に示すように、冷却装置１００は、空気の流路を切り替える流路切替部６１、６２、６３を備えている。なお、流路切替部６１は、特許請求の範囲の「第１流路切替部」の一例であり、流路切替部６２は、特許請求の範囲の「第２流路切替部」の一例である。

また、図３に示すように、冷却装置１００は、送風機５１から蒸発器４１に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７１と、送風機５２から蒸発器４２に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７２と、送風機５３から蒸発器４３に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７３と、を独立させるように仕切る仕切部７０を備えている。つまり、冷却装置１００は、複数（３つ）の蒸発器４１〜４３が互いに独立した流路に設けられている。冷却流路７１〜７３は、各々Ｘ方向に延びるように形成されている。また、冷却流路７１〜７３は、吸入口７８から空気を吸入し、吹出口７７から冷却した空気を吹き出すように構成されている。複数の冷却流路７１〜７３は、Ｙ方向に沿って平行に配列されている。

つまり、蒸発器４１〜４３は、平面視において（Ｚ方向から見て）、冷却流路７１〜７３が延びる方向に対して略直交する方向（Ｙ方向）に沿って、配列されている。また、蒸発器４１〜４３は、互いに略同じ高さ位置（Ｚ方向の位置）に配置されている。なお、冷却流路７１は、特許請求の範囲の「第１冷却流路」の一例であり、冷却流路７２は、特許請求の範囲の「第２冷却流路」の一例である。

図２および図３に示すように、冷却装置１００は、蒸発器４１の除霜時に空気が流れる除霜流路７４と、蒸発器４２の除霜時に空気が流れる除霜流路７５と、蒸発器４３の除霜時に空気が流れる除霜流路７６と、が設けられている。除霜流路７４（７５、７６）は、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、空気を蒸発器４１（４２、４３）と、蒸発器４４との間で循環させるように構成されている。除霜流路７４〜７６には、共通の蒸発器４４が設けられている。なお、除霜流路７４は、特許請求の範囲の「第１除霜流路」の一例であり、除霜流路７５は、特許請求の範囲の「第２除霜流路」の一例である。

流路切替部６１は、蒸発器４１の除霜時に、空気の流路を冷却流路７１とは異なる除霜流路７４に切り替えるように構成されている。流路切替部６２は、蒸発器４２の除霜時に、空気の流路を冷却流路７２とは異なる除霜流路７５に切り替えるように構成されている。流路切替部６３は、蒸発器４３の除霜時に、空気の流路を冷却流路７３とは異なる除霜流路７６に切り替えるように構成されている。具体的には、流路切替部６１〜６３は、可動ダンパを含んでいる。また、流路切替部６１〜６３は、モータなどの駆動部により移動されて、空気の流路を切り替える。流路切替部６１（６２、６３）は、図５に示すように、下方に回動することにより、空気の流路を冷却流路７１（７２、７３）に切り替える。また、流路切替部６１（６２、６３）は、図６に示すように、上方に回動することにより、空気の流路を除霜流路７４（７５、７６）に切り替える。

つまり、流路切替部６１（６２、６３）は、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、蒸発器４１（４２、４３）から吹出口７７への冷却流路７１（７２、７３）を塞ぐように構成されている。また、流路切替部６１（６２、６３）は、蒸発器４１（４２、４３）による空気の冷却時に、蒸発器４１（４２、４３）から吹出口７７への冷却流路７１（７２、７３）を開けるように構成されている。

図２および図３に示すように、冷却装置１００は、蒸発器４１の除霜時に、除霜流路７４に送風して、除霜流路７４において空気を循環させる循環送風機５４を備えている。また、冷却装置１００は、蒸発器４２の除霜時に、除霜流路７５に送風して、除霜流路７５において空気を循環させる循環送風機５５を備えている。また、冷却装置１００は、蒸発器４３の除霜時に、除霜流路７６に送風して、除霜流路７６において空気を循環させる循環送風機５６を備えている。循環送風機５４は、蒸発器４１の除霜時に駆動し、蒸発器４１の除霜時以外には停止する。循環送風機５５は、蒸発器４２の除霜時に駆動し、蒸発器４２の除霜時以外には停止する。循環送風機５６は、蒸発器４３の除霜時に駆動し、蒸発器４３の除霜時以外には停止する。なお、循環送風機５４は、特許請求の範囲の「第１循環送風機」の一例であり、循環送風機５５は、特許請求の範囲の「第２循環送風機」の一例である。

循環送風機５４（５５、５６）は、除霜流路７４（７５、７６）を覆うカバー７９に設けられている。これにより、循環送風機５４（５５、５６）を停止させた場合に、冷気が除霜流路７４（７５、７６）に入り込むのを抑制することが可能である。

ここで、第１実施形態では、冷却装置１００は、送風機５１から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５２から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５３から蒸発器４３の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成されている。つまり、複数の蒸発器４１〜４３は異なるタイミングにおいて除霜処理が行われる。また、複数の蒸発器４１〜４３は、１つずつ順次除霜処理が行われる。言い換えると、１つの蒸発器の除霜処理中は、他の２つの蒸発器により冷却処理が行われる。これにより、少なくとも２つの蒸発器により冷却処理が行われる。

（冷却時の動作）
次に、冷却装置１００の冷却時の動作について説明する。

まず、冷媒は、圧縮機１０により圧縮される。これにより、冷媒の圧力は、比較的高圧になる。なお、圧縮機１０は、たとえば、６０Ｈｚの駆動周波数により駆動される。次に、圧縮機１０により圧縮された冷媒は、凝縮器２０により冷却されることにより凝縮（液化）される。

次に、液化された冷媒が膨張弁３１〜３３によって膨張される。これにより、冷媒の圧力は、比較的低くなる。たとえば、膨張弁３１〜３３の開度は、全開の状態の約１０％である。次に、膨張弁３１〜３３によって膨張された冷媒は、蒸発器４１〜４３によって蒸発（気化）される。このとき、冷媒の気化熱によって、蒸発器４１〜４３の伝熱表面４１ａの周囲の空気の温度が低下（冷却）される。また、送風機５１〜５３によって、蒸発器４１〜４３の伝熱表面４１ａに、空気が送風される。これにより、冷却された空気は、冷却対象となる冷却空間に送風される。ここで、送風された空気が、伝熱表面４１ａによって冷却されるため、空気中の水分が、伝熱表面４１ａに凝縮（凍結）する。このため、伝熱表面４１ａに、霜が付着（成長）する。また、気化した冷媒は、再び圧縮機１０により圧縮される。

また、図５に示すように、冷却時は、吸入口７８から空気を吸入し、蒸発器４１（４２、４３）を通り、吹出口７７から冷却された空気が吹き出される冷却流路７１（７２、７３）に、流路切替部６１（６２、６３）により流路が切り替えられる。

また、全ての蒸発器４１〜４３により冷却処理を行っている場合に、捕集部としての蒸発器４４の除霜が行われる。蒸発器４４の霜は、加熱されることにより融解されて、下方より排水される。

（除霜時の動作）
次に、冷却装置１００の除霜時の動作について説明する。なお、除霜とは、伝熱表面４１ａに付着した霜を取り除くことを意味する。

除霜時には、蒸発器４１（４２、４３）の伝熱表面４１ａに、冷却時よりも速い流速の空気が送られる。具体的には、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、送風機５１（５２、５３）の回転数が、冷却時の回転数よりも速くされる。また、除霜時に、蒸発器４１（４２、４３）の温度が高くなるように冷媒の流量が調整される。ただし、除霜時の蒸発器４１（４２、４３）の伝熱表面４１ａの温度は、０℃以下である。伝熱表面４１ａの温度を、冷却時の伝熱表面４１ａの温度よりも高くすることにより、霜の付着強度は小さくなる。これにより、除霜時に、送風機５１（５２、５３）から送風される空気によって、伝熱表面４１ａに付着した霜を取り除くことが可能になる。

蒸発器４１（４２、４３）から取り除かれて下流に飛ばされた霜は、捕集部としての蒸発器４４により捕集される。この際に、蒸発器４４は、冷媒が供給されて冷却される。この場合、蒸発器４４は、除霜中の蒸発器４１（４２、４３）よりも低い温度に冷却されることが好ましい。

また、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時には、循環送風機５４（５５、５６）が駆動される。

また、蒸発器４１〜４３の除霜処理は、たとえば、数時間毎に、数分間の間に行われる。なお、除霜の時間は、環境温度、湿度、冷却装置１００の大きさなどによって異なるので、上記の時間に限られない。

また、図６に示すように、除霜時は、吸入口７８から空気を吸入し、蒸発器４１（４２、４３）、除霜流路７４（７５、７６）、蒸発器４４、循環送風機５４（５５、５６）を空気が循環するように、流路切替部６１（６２、６３）により流路が切り替えられる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、送風機５１（５２、５３）から蒸発器４１（４２、４３）の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理を行うように構成する。これにより、蒸発器４１〜４３を風力により除霜することができるので、除霜時に蒸発器４１〜４３を高温としなくても除霜することができる。その結果、除霜後の蒸発器４１〜４３により比較的すぐに冷却を行うことができる。これにより、蒸発器４１〜４３の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。また、蒸発器４１の伝熱表面４１ａを除霜する処理と、蒸発器４２の伝熱表面４１ａを除霜する処理と、蒸発器４３の伝熱表面４１ａを除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成する。これにより、一の蒸発器の除霜中に他の蒸発器により冷却対象を冷却することができる。これによっても、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。また、送風機５１から蒸発器４１に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７１と、送風機５２から蒸発器４２に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７２と、送風機５３から蒸発器４３に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７３と、を独立させるように仕切る仕切部７０を設ける。これにより、一の蒸発器の除霜された霜が他の蒸発器に付着するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に冷却流路７１（７２、７３）とは異なる除霜流路７４（７５、７６）に切り替える流路切替部６１（６２、６３）を設ける。これにより、蒸発器４１〜４３の除霜時に風力により飛ばされた霜を、除霜流路７４〜７６に導くことができるので、除霜された霜が冷却流路７１〜７３を介して吹出口７７から吹き出されるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、流路切替部６１（６２、６３）を、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、蒸発器４１（４２、４３）から吹出口７７への冷却流路７１（７２、７３）を塞ぐように構成する。これにより、除霜された霜が吹出口７７から吹き出されるのを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、除霜流路７４（７５、７６）に送風して、除霜流路７４（７５、７６）において空気を循環させる循環送風機５４（５５、５６）を設ける。これにより、除霜時に空気が循環されるので、除霜時に送風される速い空気が吹出口７７から吹き出されるのを抑制することができる。これにより、冷却対象の空間に気流の乱れが生じるのを抑制することができるので、熱負荷が増加するのを抑制することができるとともに、温度ムラが生じるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蒸発器４１〜４３を、平面視において、冷却流路７１〜７３が延びる方向に対して略直交する方向（Ｙ方向）に沿って、配列する。これにより、蒸発器４１〜４３を上下方向（Ｚ方向）に沿って配列する場合に比べて、蒸発器４１〜４３の上下方向における配置領域を小さくすることができるので、冷却装置１００が上下方向に大きくなるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蒸発器４１〜４３の除霜時に、蒸発器４１〜４３から剥離した霜を捕集する捕集部としての蒸発器４４を設ける。これにより、蒸発器４１〜４３の除霜時に、剥離した霜が吹出口７７から吹き出されるのを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、捕集部としての蒸発器４４を、蒸発器４１〜４３よりも下方に配置する。これにより、捕集部（蒸発器４４）により捕集した霜を溶かした水を、捕集部（蒸発器４４）の下方に容易に排出することができる。

［第２実施形態］
次に、図７〜図１０を参照して、第２実施形態の冷却装置１００について説明する。第２実施形態の冷却装置１００は、除霜時に空気を循環させる構成の上記第１実施形態とは異なり、除霜時に空気を迂回させる構成の例について説明する。

第２実施形態では、図７および図８に示すように、冷却装置１００は、蒸発器４１の除霜時に空気が流れる除霜流路８１と、蒸発器４２の除霜時に空気が流れる除霜流路８２と、蒸発器４３の除霜時に空気が流れる除霜流路８３と、が設けられている。除霜流路８１（８２、８３）は、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、空気を冷却流路７１（７２、７３）を迂回させるように構成されている。除霜流路８１〜８３には、共通の蒸発器４４が設けられている。

ここで、第２実施形態では、冷却装置１００は、送風機５１から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５２から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５３から蒸発器４３の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成されている。つまり、複数の蒸発器４１〜４３は異なるタイミングにおいて除霜処理が行われる。

また、第２実施形態では、流路切替部６１は、蒸発器４１の除霜時に、冷却流路７１を迂回する除霜流路８１に切り替えるように構成されている。流路切替部６２は、蒸発器４２の除霜時に、冷却流路７２を迂回する除霜流路８２に切り替えるように構成されている。流路切替部６３は、蒸発器４３の除霜時に、冷却流路７３を迂回する除霜流路８３に切り替えるように構成されている。具体的には、流路切替部６１（６２、６３）は、図９に示すように、下方に回動することにより、空気の流路を冷却流路７１（７２、７３）に切り替える。また、流路切替部６１（６２、６３）は、図１０に示すように、上方に回動することにより、空気の流路を除霜流路８１（８２、８３）に切り替える。

（冷却時の動作）
送風機５１〜５３により、蒸発器４１〜４３に空気を送風する。そして、送風された空気が蒸発器４１〜４３により冷却されて、冷却空間に送られる。これにより、所定の温度、風速で空気が冷却される。

また、図９に示すように、冷却時は、吸入口７８から空気を吸入し、蒸発器４１（４２、４３）を通り、吹出口７７から冷却された空気が吹き出される冷却流路７１（７２、７３）に、流路切替部６１（６２、６３）により流路が切り替えられる。

（除霜時の動作）
蒸発器４１（４２、４３）の除霜時は、送風機５１（５２、５３）の風速が大きくされて、蒸発器４１（４２、４３）に空気が送られる。蒸発器４１（４２、４３）の冷媒の流量、圧力が調整されて、冷却時よりも高い温度の冷媒が蒸発器４１（４２、４３）に供給される。

また、図１０に示すように、除霜時は、吸入口７８から空気を吸入し、蒸発器４１（４２、４３）、除霜流路８１（８２、８３）、蒸発器４４、を通り、吹出口７７から冷却された空気が吹き出される流路に、流路切替部６１（６２、６３）により流路が切り替えられる。なお、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時において、蒸発器４１（４２、４３）では、空気は冷却されないものの、霜を捕集する下流の蒸発器４４により空気が冷却および除湿される。これにより、除湿時においても冷却して除湿された空気が吹出口７７から吹き出される。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態の構成と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、送風機５１（５２、５３）から蒸発器４１（４２、４３）に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７１（７２、７３）を独立させるように仕切る仕切部７０を設ける。また、送風機５１から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５２から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５３から蒸発器４３の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成する。これにより、蒸発器４１（４２、４３）の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、流路切替部６１（６２、６３）を、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、冷却流路７１（７２、７３）を迂回する除霜流路８１（８２、８３）に切り替えるように構成する。これにより、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に風力により飛ばされた霜を、冷却流路７１（７２、７３）を迂回する除霜流路８１（８２、８３）に導くことができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１１〜１４を参照して、第３実施形態の冷却装置１００について説明する。第３実施形態の冷却装置１００は、除霜時に霜を捕集部としての蒸発器により捕集する構成の上記第１および第２実施形態とは異なり、除霜時に霜を外部に排出する構成の例について説明する。

第３実施形態では、図１１および図１２に示すように、冷却装置１００は、蒸発器４１の除霜時に空気が流れる除霜流路８４と、蒸発器４２の除霜時に空気が流れる除霜流路８５と、蒸発器４３の除霜時に空気が流れる除霜流路８６と、が設けられている。除霜流路８４（８５、８６）は、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、空気を吹出口７７とは別個に設けられた排出口８７から排出させるように構成されている。

ここで、第３実施形態では、冷却装置１００は、送風機５１から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５２から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５３から蒸発器４３の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成されている。つまり、複数の蒸発器４１〜４３は異なるタイミングにおいて除霜処理が行われる。

また、第３実施形態では、流路切替部６１は、蒸発器４１の除霜時に、吹出口７７とは別個に設けられた排出口８７に接続された除霜流路８４に切り替えるように構成されている。流路切替部６２は、蒸発器４２の除霜時に、吹出口７７とは別個に設けられた排出口８７に接続された除霜流路８５に切り替えるように構成されている。流路切替部６３は、蒸発器４３の除霜時に、吹出口７７とは別個に設けられた排出口８７に接続された除霜流路８６に切り替えるように構成されている。具体的には、流路切替部６１（６２、６３）は、図１３に示すように、下方に回動することにより、空気の流路を冷却流路７１（７２、７３）に切り替える。また、流路切替部６１（６２、６３）は、図１４に示すように、上方に回動することにより、空気の流路を除霜流路８４（８５、８６）に切り替える。

また、図１３に示すように、冷却時は、吸入口７８から空気を吸入し、蒸発器４１（４２、４３）を通り、吹出口７７から冷却された空気が吹き出される冷却流路７１（７２、７３）に、流路切替部６１（６２、６３）により流路が切り替えられる。

蒸発器４１（４２、４３）から取り除かれて下流に飛ばされた霜は、排出口８７から排出される。また、図１４に示すように、除霜時は、吸入口７８から空気を吸入し、蒸発器４１（４２、４３）、除霜流路８４（８５、８６）を通り、排出口８７から空気が排出されるように、流路切替部６１（６２、６３）により流路が切り替えられる。排出口８７から排出された霜は、外気や凝縮器２０などにより加温されて融解される。融解された水分は、配管により排出される。または、融解された水分は、貯留部に貯留される。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態の構成と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、送風機５１（５２、５３）から蒸発器４１（４２、４３）に送られ吹出口７７から吹き出される空気の冷却流路７１（７２、７３）を独立させるように仕切る仕切部７０を設ける。また、送風機５１から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５２から蒸発器４１の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、送風機５３から蒸発器４３の伝熱表面４１ａに送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成する。これにより、蒸発器４１（４２、４３）の除霜を行う場合に、冷却対象の温度が上昇するのを抑制することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、流路切替部６１（６２、６３）を、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に、吹出口７７とは別個に設けられた排出口８７に接続された除霜流路８４（８５、８６）に切り替えるように構成する。これにより、蒸発器４１（４２、４３）の除霜時に風力により飛ばされた霜を排出口８７から排出することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、冷却のための蒸発器を３つ設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却のための蒸発器を２つ、または、４つ以上の複数設けてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、複数の蒸発器を１つずつ順次除霜処理を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却のための蒸発器が３つ以上設けられている場合、１以上の蒸発器により冷却処理を行いながら、複数の蒸発器の除霜処理を行ってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、霜を捕集する捕集部を蒸発器により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、板状や網状の部材を捕集部として設けて霜を捕集してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、冷却空間を冷却する蒸発器に対して並列に捕集部としての蒸発器を設けて冷媒を流す構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、蒸発器とは別個に捕集部を冷却する冷却機構を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、冷却のための複数の蒸発器に対して、霜を捕集するための共通の蒸発器（捕集部）を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却のための蒸発器に対して、個別に捕集部を設けてもよい。

１０圧縮機
２０凝縮器
３１、３２膨張弁
４１蒸発器（第１蒸発器）
４１ａ伝熱表面
４２蒸発器（第２蒸発器）
４４蒸発器（捕集部）
５１送風機（第１送風機）
５２送風機（第２送風機）
５４循環送風機（第１循環送風機）
５５循環送風機（第２循環送風機）
６１流路切替部（第１流路切替部）
６２流路切替部（第２流路切替部）
７０仕切部
７１冷却流路（第１冷却流路）
７２冷却流路（第２冷却流路）
７４、８１、８４除霜流路（第１除霜流路）
７５、８２、８５除霜流路（第２除霜流路）
７７吹出口
８７排出口
１００冷却装置

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、
伝熱表面を含み、前記膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる第１蒸発器および第２蒸発器と、
前記第１蒸発器の前記伝熱表面に空気を送る第１送風機と、
前記第２蒸発器の前記伝熱表面に空気を送る第２送風機と、
前記第１送風機から前記第１蒸発器に送られ吹出口から吹き出される空気の第１冷却流路、および、前記第２送風機から前記第２蒸発器に送られ前記吹出口から吹き出される空気の第２冷却流路を独立させるように仕切る仕切部と、備え、
前記第１送風機から前記第１蒸発器の前記伝熱表面に送風される風力により除霜する処理と、前記第２送風機から前記第２蒸発器の前記伝熱表面に送風される風力により除霜する処理と、を異なるタイミングにおいて行うように構成されている、冷却装置。
前記第１蒸発器の除霜時に前記第１冷却流路とは異なる第１除霜流路に切り替える第１流路切替部と、
前記第２蒸発器の除霜時に前記第２冷却流路とは異なる第２除霜流路に切り替える第２流路切替部と、をさらに備える、請求項１に記載の冷却装置。
前記第１流路切替部は、前記第１蒸発器の除霜時に、前記第１蒸発器から前記吹出口への前記第１冷却流路を塞ぐように構成され、
前記第２流路切替部は、前記第２蒸発器の除霜時に、前記第２蒸発器から前記吹出口への前記第２冷却流路を塞ぐように構成されている、請求項２に記載の冷却装置。
前記第１蒸発器の除霜時に、前記第１除霜流路に送風して、前記第１除霜流路において空気を循環させる第１循環送風機と、
前記第２蒸発器の除霜時に、前記第２除霜流路に送風して、前記第２除霜流路において空気を循環させる第２循環送風機と、をさらに備える、請求項２または３に記載の冷却装置。
前記第１流路切替部は、前記第１蒸発器の除霜時に、前記第１冷却流路を迂回する前記第１除霜流路に切り替えるように構成され、
前記第２流路切替部は、前記第２蒸発器の除霜時に、前記第２冷却流路を迂回する前記第２除霜流路に切り替えるように構成されている、請求項２に記載の冷却装置。
前記第１流路切替部は、前記第１蒸発器の除霜時に、前記吹出口とは別個に設けられた排出口に接続された前記第１除霜流路に切り替えるように構成され、
前記第２流路切替部は、前記第２蒸発器の除霜時に、前記吹出口とは別個に設けられた前記排出口に接続された前記第２除霜流路に切り替えるように構成されている、請求項２または３に記載の冷却装置。
前記第１蒸発器および前記第２蒸発器は、平面視において、前記第１冷却流路および前記第２冷却流路が延びる方向に対して略直交する方向に沿って、配列されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
前記第１蒸発器および前記第２蒸発器の除霜時に、前記第１蒸発器および前記第２蒸発器から剥離した霜を捕集する捕集部をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
前記捕集部は、前記第１蒸発器および前記第２蒸発器よりも下方に配置されている、請求項８に記載の冷却装置。