JP2022159557A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機出口における冷媒温度を低下させることができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置は、冷媒回路を構成する圧縮機と、前記圧縮機の下に配置される第１の板部と、前記第１の板部に取り付けられ、第１の補助開口を有し、且つ、前記第１の板部の幅方向の全長に亘って設けられた梁状の部材である第１の補強部材と、を備え、前記第１の板部は、前記第１の板部の上側領域と下側領域とをつなげ、且つ、前記圧縮機の下方に設けられた第１の開口を有し、前記第１の補助開口は、前記第１の開口と上下に並ぶ。【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍装置に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、従来、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器等から構成される冷媒回路を備える冷凍装置が用いられている。この冷媒回路中を、冷媒と、主に圧縮機の摺動部における潤滑に用いられる潤滑油との混合物が循環する。

特開２０１６－０１４５０２号公報

このような冷凍装置の能力及び効率は、様々なパラメータに左右される。そのうちの一つのパラメータが圧縮機出口における冷媒温度である。圧縮機出口における冷媒の圧力が所定圧力に達するのであれば、圧縮機出口における冷媒温度は低ければ低いほどよい。

従来の冷凍装置は、圧縮機出口における冷媒温度に関し、改良の余地があった。

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、圧縮機出口における冷媒温度を低下させることができる冷凍装置を提供することを課題とする。

本発明に係る冷凍装置は、冷媒回路を構成する圧縮機と、前記圧縮機の下に配置される第１の板部と、前記第１の板部に取り付けられ、第１の補助開口を有し、且つ、前記第１の板部の幅方向の全長に亘って設けられた梁状の部材である第１の補強部材と、を備え、前記第１の板部は、前記第１の板部の上側領域と下側領域とをつなげ、且つ、前記圧縮機の下方に設けられた第１の開口を有し、前記第１の補助開口は、前記第１の開口と上下に並ぶ。

本発明によれば、圧縮機出口における冷媒温度を低下させることができる冷凍装置を提供することができる。

一実施形態に係る冷凍装置の正面図。 機械室内部の斜視図。 台脚の斜視図。 台脚の底面図。 圧縮機周辺の平面図。 圧縮機の縦断面模式図。 変形例の平面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。

図１は、本発明に係る冷凍装置１の正面図である。冷凍装置１は、図示されない冷却室を開閉する扉２、扉２の開閉に使用されるハンドル３、扉２を図示されない本体に開閉可能に連結するヒンジ４、ユーザによって操作される操作部５を備える。

冷凍装置１は、冷凍室の下方に機械室を備える。機械室は、機械室筐体６によって取り囲まれる。機械室筐体６の正面側、つまり、扉２が取り付けられている側には、機械室内に空気を取り込むための通気部７が設けられている。冷凍装置１は、機械室筐体６の下部、つまり、冷凍装置１の最下部に、脚８を備える。脚８があるので、機械室の下方には空間が確保されている。

図２は、機械室の内部の斜視図である。機械室の底部は、台脚１０で覆われている。台脚１０の下には脚８が設けられている。

台脚１０には、後に詳細を説明する複数の開口（以下、台脚１０に設けられている開口を「第２の開口」と記載する）が設けられている。第２の開口を覆うように、台脚１０には、第１のメッシュパネル１１等の複数のメッシュパネルが取り付けられている。なお、本明細書において、台脚１０は、「第２の板部」とも称される。

台脚１０の上には、ユニットベース２０が載置されている。なお、本明細書において、ユニットベース２０は、「第１の板部」とも称される。ユニットベース２０には、２つの第１の開口２３、２４が設けられている。２つの第１の開口２３、２４については後に詳細に説明する。

ユニットベース２０の上には、冷媒回路を構成する主要な機器及びその補機等が配置されている。本実施形態において、冷凍装置１は、互いに独立した第１の冷媒回路及び第２の冷媒回路を有している。

図２中の３１は、第１の冷媒回路及び第２の冷媒回路に共用される凝縮器である。３２は、凝縮器３１を冷却する気流を発生させるファンである。３３は、第１の冷媒回路を構成する第１の圧縮機である。３４は、第２の冷媒回路を構成する第２の圧縮機である。

なお、図２に示される各機器を接続する配管及びこれらの各機器へ電力または制御信号を供給するケーブルの図示は省略されている。また、第１の冷媒回路を構成する絞り装置、及び、第２の冷媒回路を構成する絞り装置は、図示を省略されている。また、第１の冷媒回路を構成する蒸発器、及び、第２の冷媒回路を構成蒸発器は、機械室外に配置されている。

図３は、台脚１０の斜視図である。また、図４は、台脚１０の底面図である。

台脚１０の上面には、レール１２が取り付けられている。このレール１２の上をユニットベース２０はスライドすることができる。よって、機械室の外部への、ユニットベース２０の取り外しが容易となっている。したがって、ユニットベース２０ごと、機械室内部の機器を取り出すことができ、それら機器のメンテナンスを容易に行うことができる。

台脚１０には、第１のメッシュパネル１１に加え、第２のメッシュパネル１３及び第３のメッシュパネル１４が取り付けられている。第１のメッシュパネル１１は、台脚１０に設けられた第２の開口１５、第２の開口１６及び第２の開口１７を覆っている。第２のメッシュパネル１３は、台脚１０に設けられた第２の開口１８を覆っている。第３のメッシュパネル１４は、台脚１０に設けられた第２の開口１９を覆っている。なお、第１のメッシュパネル１１、第２のメッシュパネル１３及び第３のメッシュパネル１４は、いずれも、空気が通過できる細かい貫通孔を有している。

台脚１０の下面には、補強部材４１及び補強部材４２が取り付けられている。このうち、第２の開口１８及び第２の開口１９の下方に位置する補強部材４２には、上下方向に貫通する補助開口４３が設けられている。補助開口４３は、第２の開口１８または第２の開口１９と、上下に並んでいる。なお、必要に応じて、補強部材４１と補強部材４２のいずれか一方または両方を、台脚１０の上側に配置しても良いことは勿論である。その場合、台脚１０の上側に配置された補強部材４１及び／または補強部材４２を、レール１２の代わりに用いても良い。

図５は、第１の圧縮機３３及び第２の圧縮機３４の周辺の平面図である。第１の圧縮機３３は４つの基部３３ａを有しており、基部３３ａを介して、ユニットベース２０上に据え付けられている。第２の圧縮機３４は、４つの基部３４ａを有しており、基部３４ａを介して、ユニットベース２０上に据え付けられている。なお、基部３３ａの数及び基部３４ａの数が４に限られないことは言うまでも無い。

第１の圧縮機３３及び第２の圧縮機３４は、特に限られるわけではないが、平面視で、略楕円形状である。

第１の開口２３は、その全領域がユニットベース２０への第１の圧縮機３３の正射影と重なるように、ユニットベース２０に設けられている。換言すると、第１の開口２３は、ユニットベース２０への第１の圧縮機３３の正射影の輪郭に完全に取り囲まれている。あるいは、第１の開口２３は、４つの基部３３ａそれぞれの中心を通過する仮想円の内部に配置されている、と言うことも可能である。

第１の開口２４は、その全領域がユニットベース２０への第２の圧縮機３４の正射影と重なるように、ユニットベース２０に設けられている。換言すると、第１の開口２４は、ユニットベース２０への第２の圧縮機３４の正射影の輪郭に完全に取り囲まれている。あるいは、第１の開口２４は、４つの基部３４ａそれぞれの中心を通過する仮想円の内部に配置されている、と言うことも可能である。

図６は、第１の圧縮機３３または第２の圧縮機３４の縦断面模式図である。なお、第２の圧縮機３４は第１の圧縮機３３と同じ構造を有しているので、以下では第１の圧縮機３３のみについて説明する。

第１の圧縮機３３はケーシング３０１を有する。ケーシング３０１の内部にはモータ３０２が配置されている。モータ３０２にはクランク機構を介してピストン３０３が接続されている。ピストン３０３は、シリンダ３０４の内部を往復移動可能に配置されている。ケーシング３０１の一部には、第１の圧縮機３３への冷媒入口となる流入口３０５、及び、第１の圧縮機３３からの冷媒出口となる流出口３０６が取り付けられている。また、ケーシング３０１の外部には、モータ３０２へ電力を供給するケーブルや、第１の圧縮機３３を制御するための信号が伝わるケーブルが接続される端子箱３０７が取り付けられている。

ケーシング３０１の内部には、ピストン３０３等、ケーシング３０１の内部で動く部材の摩擦を低減するための潤滑油が封入されている。ケーシング３０１の底部は、この潤滑油が溜まる潤滑油溜めを構成している。

以上のように構成された冷凍装置１は、次のように作動する。

まず、第１の圧縮機３３及び第２の圧縮機３４の運転が開始されるとともに、第１の冷媒回路及び第２の冷媒回路中に、冷媒が循環し始める。第１の冷媒回路では以下のように冷媒が循環する。以下、第１の冷媒回路または第１の圧縮機３３のみについて説明を行う場合があるが、それらの説明は、第２の冷媒回路または第２の圧縮機３４にも当てはまるものである。

第１の冷媒回路においては、第１の圧縮機３３で圧縮されるとともに温度上昇した冷媒が、凝縮器３１に供給される。凝縮器３１に供給された冷媒は、ファン３２によって供給された空気と熱交換し、冷却され、凝縮する。なお、ファン３２の回転によって、冷凍装置１の外部から、通気部７を通じて、冷却用の空気が誘引される。

凝縮器３１で凝縮した冷媒は、図示しない絞り装置に流入して膨張し、続いて、図示しない蒸発器に流入して蒸発する。蒸発器で蒸発する際、冷媒は、冷凍装置１が有する冷却室を冷却する。その後、冷媒は再び第１の圧縮機３３に流入し、圧縮される。

以上のように冷凍装置１が作動する際、第１の圧縮機３３は、高温になる。それと同時に、第１の圧縮機３３から吐出される冷媒も高温となる。その原因は、冷媒の圧縮によって発せられる熱、及び、モータ３０２及びピストン３０３等の機械が働くことによって発せられる熱である。

しかしながら、本実施形態に係る冷凍装置１においては、以下に説明するメカニズムによって、第１の圧縮機３３が冷却され、ひいては、それらの内部で圧縮される冷媒も冷却される。

まず、ファン３２の回転によって生じた気流は、第１の圧縮機３３の外面に衝突する。続いて、気流は、第１の開口２３を通過して、ユニットベース２０の上側の領域から下側の領域に移動する。つまり、本実施形態においては、第１の圧縮機３３の下方領域と接触する気流の量を多くすることができる。

前述のとおり、第１の圧縮機３３のケーシング３０１の底部は、この潤滑油が溜まる潤滑油溜めを構成している。よって、第１の圧縮機３３の下方領域と接触する気流の量を多くすることによって、ケーシング３０１を介して気流と潤滑油との熱交換量を多くすることができる。潤滑油はケーシング３０１内で冷媒に接触し、熱交換を行う役割も果たしている。

すなわち、本実施形態においては、第１の圧縮機３３内の冷媒と、第１の圧縮機３３の外部を流れる空気との間の熱交換効率を向上させることができ、第１の圧縮機３３から吐出される冷媒の温度を低下させることができる。

また、第１の開口２３は、ケーシング３０１の下方から放射される輻射熱が、ユニットベース２０によって吸収されるまたは反射されることを無くすることにも寄与している。すなわち、ファン３２から気流が供給されなくても、第１の開口２３が存在することのみにより、第１の圧縮機３３の冷却効率が上がる。

また、本実施形態においては、第１の開口２３の全領域は、ユニットベース２０への第１の圧縮機３３の正射影と重なっている。よって、より効率的に、第１の圧縮機３３に衝突した気流を、ユニットベース２０の下側の領域に誘導することができ、ひいては、第１の圧縮機３３の冷却効率を上げることができる。

なお、第１の開口２３の領域の一部が、ユニットベース２０への第１の圧縮機３３の正射影と重なっていれば、第１の圧縮機３３に衝突した気流をユニットベース２０の下側へ誘導することが可能である。よって、必ずしも、第１の開口２３の全領域が、ユニットベース２０への第１の圧縮機３３の正射影と重なっていなくてもよい。

また、本実施形態においては、ユニットベース２０には、第１の開口２３、第１の開口２４、及び、冷凍装置１を構成するための部材（例えば凝縮器３１）を配置するために必要な開口以外に、開口は設けられていない。よって、第１の開口２３または第１の開口２４を介してユニットベース２０の上側から下側へ移動した気流が、再びユニットベース２０の上側に戻ってくることがない。つまり、ユニットベース２０の上側領域と下側領域との間で空気の流れが循環しないように、冷凍装置１は構成されている。したがって、第１の圧縮機３３を冷却するとともに高温となった空気が、再び第１の圧縮機３３に接触し、第１の圧縮機３３の冷却効率を低減させることが未然に防止されている。

なお、ユニットベース２０に、第１の開口２３、第１の開口２４、及び、冷凍装置１を構成するための部材を配置するために必要な開口以外に、開口が設けられていても良い。この場合、例えば、ユニットベース２０の下側に整流部材を配置し、第１の開口２３を介して下側に移動してきた気流が当該開口に向かわないようにすることで、ユニットベース２０の上側領域と下側領域との間での空気の循環が生じないようにすることができる。

また、本実施形態においては、機械室の底部を構成する台脚１０に、第２の開口１５、第２の開口１６、第２の開口１７、第２の開口１８及び第２の開口１９が設けられている。よって、第１の開口２３または第１の開口２４を介してユニットベース２０の下側に流れ込んできた気流は、ユニットベース２０と台脚１０との間に滞留することなく、台脚１０の下側に流れ込むことができる。よって、第１の開口２３または第１の開口２４を介して、ユニットベース２０の上側から下側に向かう空気の流れをスムーズにすることができる。

しかも、第２の開口１８は、第１の開口２３と上下に並んでおり、第２の開口１９は、第１の開口２４と上下に並んでいる。よって、第１の開口２３または第１の開口２４を介して台脚１０の上に流れ込んできた空気を、よりスムーズに、台脚１０の下方に流すことができる。すなわち、第２の開口１８及び第２の開口１９を、第１の開口２３及び第１の開口２４と上下に並ぶように配置することで、第１の圧縮機３３及び第２の圧縮機３４の冷却効率をより向上させることができる。

更に、台脚１０の下側に配置されている補強部材４１及び補強部材４２のうち、第２の開口１８及び第２の開口１９の下方に位置する補強部材４２には、補助開口４３が設けられている。補助開口４３が設けられている位置は、第２の開口１８及び第２の開口１９と上下に並ぶ位置、つまり、第１の開口２３及び第１の開口２４と並ぶ位置である。したがって、第２の開口１８または第２の開口１９を介して台脚１０の下側に流れ込んできた空気の流れを、補強部材４２で妨げることなく、よりスムーズに、補強部材４２の下方に流すことができる。

前述のとおり、機械室の下方、すなわち、機械室の底部である台脚１０の下方には、脚８のおかげで空間が確保されている。よって、第２の開口１８等を介して台脚１０の下方に流れ込んだ空気は、スムーズに、冷凍装置１の周囲に拡散することができる。ひいては、第１の開口２３の上側から下側へ向かう空気の流れをスムーズにすることができる。

なお、本実施形態においては、ユニットベース２０には補強部材が設けられていないが、台脚１０に設けられている補強部材４１及び補強部材４２と同様の補強部材が設けられていても良い。ユニットベース２０に補強部材が設けられる場合、第１の開口２３または第１の開口２４と上下に並ぶ位置に、補助開口を設けることで、ユニットベース２０の上側領域から下側領域へ向かう空気の流れをスムーズにすることができる。

レール１２が第１の開口２３または第１の開口２４の下方に位置する場合は、レール１２に、台脚１０の下方に空気を流すための開口が設けられても良いことは勿論である。

また、本実施形態においては、機械室の底部を台脚１０が構成しているが、台脚１０を省略し、ユニットベース２０が機械室の底部を構成しても良い。この場合、機械室内部に異物が混入することを防止するために、第１の開口２３及び第１の開口２４にメッシュパネル等、空気は自由に流通できるが異物は通過できない部材を配置することが好ましい。

なお、第１の開口２３、第１の開口２４、第２の開口１５、第２の開口１６、第２の開口１７、第２の開口１８、第２の開口１９、及び、補助開口４３は、冷凍装置１の内部で漏れ出た冷媒を、外部に排出する機能も果たす。これらの開口を設けることにより、例えば、冷媒回路を構成する配管の一部から、万一、可燃性の冷媒が漏れ出るようなことがあっても、機械室内部に冷媒が充満することを防止することができる。

また、本実施形態においては、ユニットベース２０が１枚の板状部材で構成されているが、図７に例示されるように、ユニットベース２０（すなわち、第１の板部）は、複数の板部材２５で構成されていても良い。この場合、第１の開口２６は、板部材２５同士の隙間で構成することができる。なお、図７中の２７は、機械室の壁である。すなわち、第１の板部は、複数枚の板部材で構成され、第１の開口が、それらの板部材の隙間で構成されていていてもよい。第２の板部も同様に、複数枚の板部材で構成され、第２の開口が、それらの板部材の隙間で構成されていてもよい。

上記実施形態に係る冷凍装置１は、冷凍室の下方に機械室が配置されていたが、機械室がそのほかの位置に配置されていても良いことは勿論である。例えば、冷凍室の側方に機械室が配置されていても良い。

また、機械室内が、複数、例えば２つの小機械室に分割されていても良い。２つの機械室は、第１の小機械室と、第１の小機械室の上に配置された第２の小機械室とで構成されても良い。この場合、第１の小機械室に配置されている圧縮機の下方に配置される台脚及びユニットベースに、第２の開口及び第１の開口が形成されることで、第１の小機械室に配置されている圧縮機を効率よく冷却することができる。

また、第２の小機械室に配置されている圧縮機の下方であって、第１の小機械室の上方に配置されている板部材、例えばユニットベースに、第１の開口が形成されることで、第２の機械室に配置されている圧縮機を効率よく冷却することができる。もちろん、第１の小機械室の状況次第では、第２の小機械室に配置されている圧縮機の下方であって、第１の小機械室の上方に配置されている板部材に第１の開口を形成しなくても良いことは言うまでも無い。

本発明は、冷凍装置として好適に利用される。

１ 冷凍装置
２ 扉
３ ハンドル
４ ヒンジ
５ 操作部
６ 機械室筐体
７ 通気部
８ 脚
１０ 台脚
１１ 第１のメッシュパネル
１２ レール
１３ 第２のメッシュパネル
１４ 第３のメッシュパネル
１５、１６、１７、１８、１９ 第２の開口
２０ ユニットベース
２３、２４、２６ 第１の開口
２５ 板部材
２７ 壁
３１ 凝縮器
３２ ファン
３３ 第１の圧縮機
３４ 第２の圧縮機
３３ａ、３４ａ 基部
４１、４２ 補強部材
４３ 補助開口
３０１ ケーシング
３０２ モータ
３０３ ピストン
３０４ シリンダ
３０５ 流入口
３０６ 流出口
３０７ 端子箱

Claims (1)

1. 冷媒回路を構成する圧縮機と、
   前記圧縮機の下に配置される第１の板部と、
   前記第１の板部に取り付けられ、第１の補助開口を有し、且つ、前記第１の板部の幅方向の全長に亘って設けられた梁状の部材である第１の補強部材と、を備え、
   前記第１の板部は、前記第１の板部の上側領域と下側領域とをつなげ、且つ、前記圧縮機の下方に設けられた第１の開口を有し、
   前記第１の補助開口は、前記第１の開口と上下に並ぶ、
   冷凍装置。
   

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