JP3100074B2

JP3100074B2 - 冷却装置

Info

Publication number: JP3100074B2
Application number: JP03154552A
Authority: JP
Inventors: 遊二藤本; 明敏上野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH055567A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温側の冷却ユニット
と熱源側となる廃熱処理系統とを分離した二元的冷凍シ
ステムの冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ショーケース等屋内に設置する冷却室を
冷却するための従来の冷却装置は、圧縮機とコンデンサ
とを含んで構成される室外ユニットを冷却ユニットとは
分離して室外に設置する構造のものに代表される。

【０００３】また、１つの冷凍サイクルで２つの断熱室
内を異なる温度帯に保ち、１つの断熱室内を異なる温度
帯に切換えができる先行技術の代表的な例が特開平２ー
１５０６８４号公報によって公知であるが、この先行技
術は圧縮機、凝縮器を共通となして５個の電磁弁を選択
的に開閉して３つの冷媒経路を切換えるようにしたもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】それ等先行技術に共通
することであるが、低温の冷媒系統を現地工事で接続し
完成する必要があり、殊に蒸発温度がマイナス数十度と
低温が要求される場合などでは、冷媒中の水分を１０ｐ
ｐｍ以下に保たなければ、水分の混入によって膨張弁の
塞流（水分チョーク）が生じる恐れがあるので、現地配
管工事が非常に複雑、かつ、高精度となる問題があり、
また、現地工事ではどうしても水分の混入が避けられな
いために装置の信頼性を損なうことが避けられない。

【０００５】また、前者の先行技術では、圧縮機を冷却
ユニット側に一体化させて工場側で組付け可能にパッケ
ージすることが改善策として考えられるが、これでは騒
音が大きくなるし、冷却運転に伴って生じる廃熱を屋内
に放散することとなって好ましくない。

【０００６】一方、後者の先行技術の装置によって、冷
却対策の温度がそれぞれ異なる３個所以上複数個所の冷
却を行わせようとすると、蒸発器に流れる冷媒に対して
最も低温の温度が得られるように設計した上で、各蒸発
器の冷媒流量を直接制御するシステムであるので、共通
部分である室外機側の圧縮機か凝縮器が万一故障する
と、装置全体が動作しなくなる問題があり、また、冷却
温度がそれぞれ異なる場合は、冷媒制御が非常に複雑に
なる。

【０００７】本発明の目的は、組付け、配管接続に際し
て、高度の精密技術ならびに品質管理が要求される低温
側の冷却ユニットをファクトリ・アセンブルド化する構
造となして、簡単な構造である室外機との組合せになる
二元的冷凍システムに形成することによって、現地工事
の簡易化ならびに装置の信頼性向上を図ることができる
冷却装置を提供する点にある。

【０００８】また、本発明の目的は、共通部分となる室
外機が万一故障したとしても、低温部の冷却ユニットを
個別的に動作させることができ、また、冷却ユニットの
１つが故障しても他の冷却ユニットの動作が可能となる
よう形成することによって、安全運転ならびに制御の単
純化を果たすことができる冷却装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷却室３０に
配設される冷却ユニット１と、冷却室３０外に配設され
るセパレートの室外機２からなる冷凍装置において、前
記冷却ユニット１は、冷却ユニット１を冷却室内側と熱
源側とに断熱区画する断熱壁１６と、断熱壁１６の冷却
室内側に設けられ、冷凍運転中または冷蔵運転中に１次
側冷媒の蒸発温度が水分が凍結する温度まで低下する蒸
発器９と、断熱壁１６の熱源側に設けられ、１次側冷媒
流通部と２次側冷媒流通部とを有し、冷凍運転中または
冷蔵運転中に２次側冷媒の温度が水分が凍結する温度ま
で低下しないカスケードコンデンサ６とを備えるととも
に、前記蒸発器９および前記カスケードコンデンサ６の
一次側冷媒流通部と圧縮機５および膨張手段７が閉冷凍
サイクルを形成するファクトリ・アセンブルド化した一
体構造に構成され、前記室外機２の冷媒配管は、冷却ユ
ニット１の熱源側に設けられるカスケードコンデンサ６
の２次側冷媒流通部と現地にて配管接続可能に構成され
ていることを特徴とする冷却装置である。

【００１０】また本発明は、前記冷却室３０には、複数
の冷却ユニット１Ａ〜１Ｃが配設され、前記室外機２
は、複数の冷却ユニット１Ａ〜１Ｃのカスケードコンデ
ンサ６、…の各２次側に共通に接続されることを特徴と
する。

【００１１】また本発明は、前記冷却室３０としての複
数の冷却室３０Ａ〜３０Ｃに、それぞれ複数の冷却ユニ
ット１Ａ〜１Ｃが配設され、前記室外機２は、複数の冷
却ユニット１Ａ〜１Ｃのカスケードコンデンサ６、…の
各２次側に共通に接続されることを特徴とする。

【００１２】また本発明は、針状フィン３１が外周面に
螺旋状に巻装されるフィン付２重管２８を螺旋状に巻回
して成る熱交換器によってカスケードコンデンサ６が構
成されることを特徴とする。

【００１３】本発明はまた、カスケードコンデンサ６
が、クロスフィンコイルであって、伝熱管は２重管のＵ
字管２９から成り、内管と外管とが端部で分離されて、
一方が１次側冷媒配管、他方が２次側冷媒配管に接続さ
れることを特徴とする。

【００１４】また本発明は、カスケードコンデンサ６が
ファン８を付設して有することを特徴とする。

【００１５】本発明はまた、カスケードコンデンサ６の
前記ファン８が、室外機２の故障時または容量不足時に
回転されることを特徴とする。

【００１６】本発明はまた、複数の冷却ユニット１Ａ〜
１Ｃが、カスケードコンデンサ６の１次側に直列にファ
ン２６付の空冷熱交換器２５を接続して有することを特
徴とする。

【００１７】また本発明は、複数の冷却ユニット１Ａ〜
１Ｃが、カスケードコンデンサ６の１次側に並列にファ
ン２６付の空冷熱交換器２５を接続して有し、カスケー
ドコンデンサ６と空冷熱交換器２５との何れか一方を、
熱交換作動するための切換手段２７を有することを特徴
とする。

【００１８】本発明はまた、空冷熱交換器２５の前記フ
ァン２６が、室外機２の故障時または容量不足時に回転
されることを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明に従えば、冷却ユニット１は、ブロアコ
イル３に対して圧縮機５、カスケードコンデンサ６を一
体に組付けてファクトリ・アセンブルド化した構造とし
たことにより、製造工場側で高度な技術と品質管理の下
で製作して成る冷却ユニット１は、水分混入等の問題が
一切無くて信頼度の高い装置を提供し得る。特に、蒸発
温度が水分が氷結する温度まで低下し得る場合や、０℃
以下になり得る場合に塞流を起こすような問題を回避す
ることができる。

【００２０】また、現地での配管接続を主体とする工事
は、カスケードコンデンサ６と室外機２との間のたとえ
ば蒸発温度が正の温度となる高段側であるので、工事が
比較的簡易であって、信頼性を損なうことの無い工事が
できる。

【００２１】さらに、冷却ユニット１に関係する廃熱
は、室外に設ける室外機２によって室外に放散できるこ
とから、屋内への放熱が防止されるとともに、圧縮機を
小形化し得て冷却ユニット１のコンパクト化ならびに運
転音の静寂化が可能である。また、圧縮機５およびカス
ケードコンデンサ６を、冷却室３０から断熱区画される
熱源側部４に設けることによって、冷却効率の向上も図
ることができる。

【００２２】また本発明に従えば、複数のブロアコイル
３での蒸発温度にそれぞれ差があっても、凝縮温度がほ
ぼ等温となるように設計することによって、室外機２に
共通に接続して何等支障なく冷却運転が行える。この場
合、各カスケードコンデンサ６の２次側は室外機２側に
対して並列接続するのが一般的であるが、直列接続方式
を採用してもよい。この直列接続方式のときは、凝縮温
度にそれぞれ差を持たせた設定にして、凝縮温度の高い
方から先に室外機２からの冷却媒体と熱交換させるよう
にすることも可能であり、配管接続は簡単となる。

【００２３】また本発明に従えば、針状フィン付２重管
を螺旋状に巻回して成る熱交換器によって、カスケード
コンデンサ６を構成すれば、小形で熱交換効率の高い装
置を提供し得る。

【００２４】また、２重管のＵ字管から成るクロスフィ
ンコイルによってカスケードコンデンサ６を構成するこ
とにより、製作容易で、小形、かつ、熱交換効率の高い
装置が提供される。

【００２５】さらに本発明に従えば、カスケードコンデ
ンサ６にファン８を付設する構成とすることによって、
廃熱を室外のみに限らなく屋内にも放出することが可能
となり、屋内への熱放出が許容される場合や、室外機２
の容量不足または故障のときに、ファン８を運転して冷
却ユニット１の能力を安定保持することができる。

【００２６】また本発明に従えば、ファン２６付の空冷
熱交換器２５をカスケードコンデンサ６の１次側に直列
または並列に接続して設ける構成とすることにより、室
外機２の容量不足時または故障時に、ファン２６を運転
して冷却ユニット１の能力を安全保持することができ
る。

【００２７】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例に係る冷却装置
の概要示装置回路図である。屋内に設置する冷却室３０
の頂壁部に配設される冷却ユニット１は、ケーシング１
１内が中央部に横設する断熱壁１６によって上下２室に
断熱区画され、下半部が冷却室３０内に挿入され上半部
が冷却室３０外に突出されて、前記頂壁に対し気密を保
たせて固定される。

【００２８】ケーシング１１には、下方室に面する右側
壁部と左側壁部とに、空気導入口１２と空気導出口１３
とがそれぞれ開口され、一方、上方室に面する右側壁部
と頂壁部とに、空気導入口１４と空気導出口１５とがそ
れぞれ開口される。下方室内には、蒸発器９とブロア１
０とから成るブロアコイル３および感温膨張弁で実現さ
れる膨張手段７が収設され、上方室の熱源側部４には、
圧縮機５と、１次側冷媒流通部および２次側冷媒流通部
を、熱交換的に備えて成るカスケードコンデンサ６と、
バックアップ用のファン８とが収設される。

【００２９】圧縮機５、カスケードコンデンサ６の１次
側冷媒流通部、感温膨張弁７および蒸発器９は、冷媒配
管によって循環的に接続され、周知の冷凍サイクルが形
成されて、圧縮機５、ブロア１０を運転した状態で空気
導入口１２から流入した冷却室３０内の空気は、蒸発器
９を通過する際に低温に冷却されて、空気導出口１３か
ら冷却室３０内に冷風として送出されることにより、冷
却室３０内の冷却が成される。一方、カスケードコンデ
ンサ６に生じる廃熱は、後述する室外機２によって室外
に放出される。以上説明して成る構造の冷却ユニット１
は、機器の組付け、冷媒配管接続の一切の組立てが専門
工場において行われて、いわゆるファクトリ・アセンブ
ルド化され、現地側においては、ユニットの据付けと、
カスケードコンデンサ６の２次側冷媒流通部に対する配
管接続とが行われるだけである。

【００３０】上記冷却ユニット１と組合せて用いられる
室外機２は、圧縮機１７と、凝縮器１８と、膨張手段１
９と、ファン２０とがケーシング内に収容されて、圧縮
機１７の吐出口と凝縮器１８の入口とをガス管で接続
し、凝縮器１８の出口と膨張手段１９の流入ポートとを
液管で接続する。この室外機２は室外に設置されて、圧
縮機１７の吸入口とカスケードコンデンサ６の２次側冷
媒流通部出口とが冷媒配管２１Ａによって接続され、膨
張手段１９の流出ポートとカスケードコンデンサ６の２
次側冷媒流通部入口とが冷媒配管２１Ｂによって接続さ
れる。このようにして、圧縮機１７、凝縮器１８、膨張
手段１９およびカスケードコンデンサ６の２次側冷媒流
通部によって周知の冷凍サイクルが形成され、カスケー
ドコンデンサ６で奪取される廃熱は、ファン２０の運転
によって凝縮器１８を通過する風を介して室外に放出さ
れる。

【００３１】図２は、図１図示実施例に係る２種の冷媒
サイクル図である。冷却装置が超低温の冷凍用として運
転する装置では図２（イ）に示されるが、蒸発器９の蒸
発温度が−４０℃、カスケードコンデンサ６の１次側が
１５℃、２次側が５℃、凝縮器１８の凝縮温度が５０℃
となるように設計され、また、低温の冷蔵用として運転
する装置では、図２（ロ）に示されるが、各温度がそれ
ぞれ−１５℃，１５℃，５℃，５０℃となるように設計
され、１次側冷媒サイクルの凝縮温度が蒸発温度の高低
に関係なく、たとえば１５℃一定になるよう設計され
て、これが室外機２を介して廃熱処理されることにな
る。

【００３２】なお、図１図示冷却装置においては、通常
時はファン８を停止してカスケードコンデンサ６から出
る熱は自然対流分だけが屋内に放散されるようにするこ
とにより、屋内温度が上昇するのを防止する。そして、
冷却室３０内の温度をサーモ２２で検出して圧縮機５を
発停し、温度一定の制御をする。一方、室外機２側は、
カスケードコンデンサ６の２次側冷媒流通部入口の冷媒
温度をサーモ２３で検出して、この温度が過熱相当温度
に上昇したとき、圧縮機１７を運転するよう制御する。

【００３３】また、ファン８は、サーモ２３で検出した
前記冷媒温度が設定した値よりも上昇することによっ
て、あるいは、カスケードコンデンサ６の１次側冷媒流
通部出口の冷媒温度をサーモ２４で検出して、この温度
が設定値よりも上昇することによって運転させるように
するものであり、室外機２の故障時に対応させるだけで
なく、室外機２が容量不足状態のときに不足分を補って
室外機２の容量を大きくするのを防ぐ上にも機能させる
ことができて甚だ有利である。

【００３４】図３は、本発明の第２実施例に係る冷却装
置の略示装置回路図である。図１に基づいて説明した冷
却ユニット１と同一構造の複数台、たとえば３台の冷却
ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃを対応する各冷却室３０Ａ，
３０Ｂ，３０Ｃにそれぞれ図１図示のものと同じ要領で
配設するとともに、それ等冷却ユニット１Ａ〜１Ｃの各
カスケードコンデンサ６の２次側に共通に１台の室外機
２を接続する。この場合、冷媒配管２１Ａ，２１Ｂによ
って室外機２を接続するに際し並列接続方式を採用す
る。

【００３５】たとえば、冷却ユニット１Ａは蒸発温度を
−３０℃、同じく冷却ユニット１Ｂ，１Ｃはそれぞれ−
５℃，＋１０℃と温度差をつけて設定したときに、カス
ケードコンデンサ６の１次側における凝縮温度は＋１５
℃に各台共に揃えるように機械設計することによって、
並列接続は何等支障なく行うことが可能である。

【００３６】図４は、本発明の第３実施例に係る冷却装
置の略示装置回路図である。前記冷却ユニット１と同一
構造の３台の冷却ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃを１つの冷
却室３０に分散して配設するとともに、各カスケードコ
ンデンサ６の２次側に共通に１台の室外機２を接続す
る。この場合の接続方式は、前述する並列接続方式でも
勿論可能であるが、この例は直列接続方式を採用してい
る。このように、直列接続する場合は、各カスケードコ
ンデンサ６の１次側における凝縮温度に温度差が存して
いたとしても、問題なく接続することが可能である。こ
のように、１つの冷却室３０に対して複数の冷却ユニッ
ト１Ａ〜１Ｃを分散して配設するのは１台の冷却ユニッ
トで大面積の室内を冷却とする場合では１点から大風量
を発生させなければ冷風が室内全域に行渡らないことか
ら、冷却ユニットを設置した近傍周辺における被冷却器
の水分、蒸発が起生する問題があるのに対して、風量、
風速を適切に設定できて室内全域の温度分布、風速分布
を均一化し得る利点があるからである。

【００３７】以上説明した第２，第３実施例において室
外機２の運転制御手段としては、冷却室の温度を検出し
て、これから負荷を予測した上で圧縮機１７を発停する
ような方法を採用することもできる。なお、冷却装置を
二元的な冷凍サイクル方式としたことによって、冷却ユ
ニット１Ａ〜１Ｃでは圧縮比を小さくでき、圧縮機５の
寿命を延ばせるだけでなく、効率向上が図れ、カスケー
ドコンデンサ６の２次側の蒸発温度を＋５℃程度と高く
することができて、室外機２に係る冷媒回路の冷媒中に
水分が多少混入していたとしても、水分の氷結による膨
張弁の塞流を生じる懸念が無く、現地配管工事が楽にな
る。この場合、カスケードコンデンサ６の２次側の冷媒
としては、凝縮性ガス冷媒に限らなく、ブラインであっ
てもよいことは勿論である。

【００３８】また、二元冷凍システムを採用することに
よって、圧縮比が小さくなるために、許容温度が低く
て、地球環境を汚染することが少ない性質の冷媒を利用
し得る利点もある。

【００３９】図５，図６は、本発明の第４実施例、第５
実施例に係る冷却ユニット１の概要示構造図である。図
５，図６に示す各実施例において前述の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。図５におい
て注目すべきは、この実施例では、熱源側部４のカスケ
ードコンデンサ６の１次側に対して直列に、ファン２６
を備えた空冷熱交換器２５を接続して有しており、カス
ケードコンデンサ６の１次側冷媒流通部出口の冷媒温度
を検知するサーモ２４、あるいは２次側冷媒流通部入口
の冷媒温度を検知するサーモ２３によって、当該個所の
温度が設定値よりも上昇していることを検知すれば、室
外機２の故障または容量不足が考慮されることから、フ
ァン２６を運転して、空冷熱交換器２５を熱交換作動さ
せるようにする。このように、空冷熱交換器２５を応急
用として常時は運転停止させておくものであり、この空
冷熱交換器２５の接続は、図示の下流側に限らなく、上
流側に代えても勿論差支えない。

【００４０】図６において注目すべきは、この実施例で
は、カスケードコンデンサ６の１次側に対して直列に、
ファン２６を備えた空冷熱交換器２５を接続して有する
構成であり、圧縮機５とカスケードコンデンサ６とを接
続するガス管の途中、空冷熱交換器２５のコイル接続点
に、三方電磁切換弁から成る切換手段２７を介設する。
通常、運転時は矢印のカスケードコンデンサ６側にガ
ス冷媒が流通するように前記電磁弁２７を作動させてお
き、カスケードコンデンサ６の１次側および空冷熱交換
器２５のコイルに対し下流側となる冷媒液管の冷媒温度
を検知するサーモ２４またはカスケードコンデンサ６の
２次側冷媒流通部入口の冷媒温度を検知するサーモ２３
が設定値よりも高い温度を検知したときには、室外機２
の故障または容量不足が予想されることから、矢印の
空冷熱交換器２５側にガス冷媒が流通するように、前記
電磁弁２７を切換え操作すると同時に、ファン２６を運
転して、空冷熱交換器２５を熱交換作動させるようにす
る。

【００４１】図７は、本発明の第６実施例に係る室外機
２の略示装置回路図である。この実施例において、前述
の実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
す。図７において、注目すべきは、室外機２が空冷式で
なく水冷式の構造であって、凝縮器１８に水冷方式のシ
ェル形熱交換器が用いられ、この熱交換器のシェル側と
クーリングタワ３２とを、ポンプ３３が介設された配管
で循環的に接続している。この室外機２は、凝縮器１８
の１次側における廃熱を水を介して室外に放出すること
が可能である。

【００４２】図８は本発明の一実施例に係るカスケード
コンデンサ６を形成するフィン付２重管２８の部分示拡
大断面図、図９は図８における針状フィン３１の部分示
原型図、図１０は同じく斜視図、図１１は本発明の一実
施例に係るカスケードコンデンサ６の概要示正面図であ
る。図８に示されるフィン付２重管２８は、直径１２．
７ｍｍの銅管から成る内管２８Ａと、この内管２８Ａの
周りに同心的に囲続する直径１９．０５ｍｍの銅管から
成る外管２８Ｂとによって形成される２重銅管の周りに
針状フィン３１が螺旋状に巻装される構造である。針状
フィン３１としては、図９に示される幅約６ｍｍ、厚み
０．２ｍｍのアルミ箔から成る帯を原板としていて、こ
れに２ｍｍ間隔の平行な２つの折り線ｌ₂，ｌ₂を長手方
向に付すとともに、この折り線ｌ₂，ｌ₂から耳側に、約
２ｍｍの間隔をとって多数の切り線ｌ₁，ｌ₁，…を設
け、前記折り線ｌ₂，ｌ₂に沿って断面コ字状に折り曲げ
ながら前記２重銅管の周りに螺旋状に巻付け緊張するこ
とによって密着させると、図１０に示すように菊花状に
拡がった針状フィン３１が２重銅管の外周に螺旋状に形
成される。

【００４３】こうして得られたフィン付２重管２８を、
適宜直径の螺旋状に巻回するとともに、ファン８を付設
することによって、図１１に示す縦軸形のカスケードコ
ンデンサ６が構成され、外管２８Ｂ内を１次側、内管２
８Ａ内を２次側の冷媒流通部として使用する。この構造
のカスケードコンデンサ６は、作り易くて生産性が良好
である。容積に対する伝熱面積率が大である他、軽量の
ものが得られる利点があって、天井に乗載して設置する
ことが多い冷却ユニット１のカスケードコンデンサ６と
しては好適な構造である。

【００４４】図１２は本発明の他の実施例に係るカスケ
ードコンデンサ６の略示正面図、図１３（イ）は図１２
図示の２重Ｕ字管２９の端部構造を略示する正面図、図
１３（ロ）は同じく左側面図、図１４は図１２図示の２
重Ｕ字管２９の端部相互を接続するための短継管３５の
端面図、図１５は図１２図示のクロスフィン３４の断面
図である。図１２図示のカスケードコンデンサ６は、ク
ロスフィンコイルによって構成され、内管と外管を同心
に有する２重管をＵ字状に折曲げて形成される複数本の
２重Ｕ字管２９を平行に、かつ、多行多列に配置して、
この管群を、管挿通穴が多行多列に穿設されて成る多数
本のクロスフィン３４の前記各穴に挿通することによっ
てクロスフィンコイルが構成される。２重Ｕ字管２９
は、材質がステンレス鋼である点が異なるだけでサイ
ズ、形状が図８図示の２重管と同じである２重管をＵ字
状に折曲げしたものであって、弯曲部では内管が外管に
対し偏心することがあっても、内管、外管が圧潰されな
い限りは、熱交換性能にさほど影響を与えないので差支
えない。この２重Ｕ字管２９の両端部は、図１３
（イ），（ロ）に図示される如く、内管２９Ａの端部を
偏心させて外管２９Ｂの端部よりも若干長く突出する一
方、外管２９Ｂの端部を断面「ひょうたん」形に変形し
て短継管３６を継ぎ足すとともに、外管２９Ｂ内周部と
内管２９Ａおよび短継管３５の外周部とを気密にロウ付
仕上げすることによって、管端部に双継手管を形成す
る。

【００４５】この双継手管に対して、図１４に端面示す
る２重Ｕ字継手管３６をクロスフィン３４装着後に接続
溶着することによって、１次冷媒流通路を形成すること
が可能である。

【００４６】クロスフィン３４は、所定配列の複数個の
穴３７がアルミニウム箔板に穿設加工されるが、穴３７
の穿設に際しては穴周囲に２ｍｍ前後の立上り縁３８が
存する如くバーリング加工を施している。この立上り縁
３８は２重Ｕ字管２９に装着した場合に、管壁に当接し
て密着する部分となるだけでなく、フィン相互のピッチ
決めを正確に行うスペーサとして機能する。

【００４７】なお、クロスフィン３４の固着は、２重Ｕ
字管２９内に水圧を加えて拡管することによって、一
括、かつ、確実に行うことができる。

【００４８】こうして得られるクロスフィンコイル形熱
交換器は製作容易であり、また、伝熱面積を大きくして
コンパクトな構造とすることができ、さらに、洗浄がし
易くて、フィンのごみ詰まりを防ぎ、熱交換性能を長期
に亘って安定的に発揮し得る利点がある。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、現
地で設置および配管接続の工事を行う必要がある冷却装
置を冷却ユニット１と室外機２との分離構造となすとと
もに、冷却ユニット１を工場側で高度の技術および品質
管理のもと完成させたファクトリ・アセンブルド化し
て、しかも二元的冷凍システムの装置に構成して成るこ
とにより、現地での配管工事は２次側の比較的簡単、容
易な内容に限定され、したがって工事の簡易化ならびに
装置の信頼性向上が図れる。

【００５０】また、冷却ユニット１で冷却運転時に発生
する廃熱はカスケードコンデンサ６の２次側に接続され
る室外機２によって室外に廃熱するシステムであるた
め、冷却ユニット１全体の小形化が可能であり、特に圧
縮機は圧縮比の小さい冷凍サイクルに対応させるもので
あるから、小容量、低運転音の機種を選定し得る利点が
ある。

【００５１】さらに、１基の室外機２に対して複数基の
冷却ユニット１Ａ〜１Ｃが直列的または並列的に接続可
能であって、装置全体の簡略化、配管工事の単純化が果
たせる。

【００５２】また、室外機２で万一運転不能になって
も、個々の冷却ユニット１Ａ〜１Ｃ側で個別運転も可能
で、安定運転ならびに制御の容易さを期し得て、実用装
置としての価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る冷却装置の概要示装
置回路図である。

【図２】図１図示実施例に係る２種の冷媒サイクル図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例に係る冷却装置の略示装置
回路図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る冷却装置の略示装置
回路図である。

【図５】本発明の第４実施例に係る冷却装置の略示装置
回路図である。

【図６】本発明の第５実施例に係る冷却装置の略示装置
回路図である。

【図７】本発明の第６実施例に係る冷却装置の略示装置
回路図である。

【図８】本発明の一実施例に係るカスケードコンデンサ
６を形成するフィン付２重管２８の部分示拡大断面図で
ある。

【図９】図８図示の針状フィン３１の部分示原型図であ
る。

【図１０】図８図示の針状フィン３１の斜視図である。

【図１１】本発明の一実施例に係るカスケードコンデン
サ６の概要示正面図である。

【図１２】本発明の他の実施例に係るカスケードコンデ
ンサ６の略示正面図である。

【図１３】図１２図示の２重Ｕ字管２９の端部構造を示
す図で、図１３（イ）は正面図、図１３（ロ）は右側面
図である。

【図１４】図１２図示の２重Ｕ字管２９の端部相互を接
続するための２重Ｕ字継手管３６の端面図である。

【図１５】図１２図示のクロスフィン３４の断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１Ａ〜１Ｃ冷却ユニット２室外機３ブロアコイル５圧縮機６カスケードコンデンサ７膨張手段８ファン９蒸発器１０ブロア１６断熱壁１７圧縮機１８凝縮器１９膨張手段２０ファン２１Ａ，２１Ｂ冷媒配管２５空冷熱交換器２６ファン２７切換手段２８フィン付２重管２９２重Ｕ字管３０，３０Ａ〜３０Ｃ冷却室３１針状フィン３４クロスフィン

フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−46541（ＪＰ，Ａ) 特開平１−196471（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−93675（ＪＰ，Ｕ) 実開昭54−153455（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−50348（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−66768（ＪＰ，Ｕ) 特公昭52−55735（ＪＰ，Ｂ２) 特公平２−45726（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭54−2613（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却室３０に配設される冷却ユニット１
と、冷却室３０外に配設されるセパレートの室外機２か
らなる冷凍装置において、前記冷却ユニット１は、冷却ユニット１を冷却室内側と熱源側とに断熱区画する
断熱壁１６と、断熱壁１６の冷却室内側に設けられ、冷凍運転中または
冷蔵運転中に１次側冷媒の蒸発温度が水分が凍結する温
度まで低下する蒸発器９と、断熱壁１６の熱源側に設けられ、１次側冷媒流通部と２
次側冷媒流通部とを有し、冷凍運転中または冷蔵運転中
に２次側冷媒の温度が水分が凍結する温度まで低下しな
いカスケードコンデンサ６とを備えるとともに、前記蒸
発器９および前記カスケードコンデンサ６の一次側冷媒
流通部と圧縮機５および膨張手段７が閉冷凍サイクルを
形成するファクトリ・アセンブルド化した一体構造に構
成され、前記室外機２の冷媒配管は、冷却ユニット１の熱源側に
設けられるカスケードコンデンサ６の２次側冷媒流通部
と現地にて配管接続可能に構成されていることを特徴と
する冷却装置。
【請求項２】前記冷却室３０には、複数の冷却ユニッ
ト１Ａ〜１Ｃが配設され、前記室外機２は、複数の冷却
ユニット１Ａ〜１Ｃのカスケードコンデンサ６、…の各
２次側に共通に接続されることを特徴とする請求項１に
記載の冷却装置。
【請求項３】前記冷却室３０としての複数の冷却室３
０Ａ〜３０Ｃに、それぞれ複数の冷却ユニット１Ａ〜１
Ｃが配設され、前記室外機２は、複数の冷却ユニット１
Ａ〜１Ｃのカスケードコンデンサ６、…の各２次側に共
通に接続されることを特徴とする請求項１に記載の冷却
装置。
【請求項４】針状フィン３１が外周面に螺旋状に巻装
されるフィン付２重管２８を螺旋状に巻回して成る熱交
換器によってカスケードコンデンサ６が構成されること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装
置。
【請求項５】カスケードコンデンサ６が、クロスフィ
ンコイルであって、伝熱管は２重管のＵ字管２９から成
り、内管と外管とが端部で分離されて、一方が１次側冷
媒配管、他方が２次側冷媒配管に接続されることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】カスケードコンデンサ６がファン８を付
設して有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の冷却装置。
【請求項７】カスケードコンデンサ６の前記ファン８
が、室外機２の故障時または容量不足時に回転されるこ
とを特徴とする請求項６記載の冷却装置。
【請求項８】複数の冷却ユニット１Ａ〜１Ｃが、カス
ケードコンデンサ６の１次側に直列にファン２６付の空
冷熱交換器２５を接続して有することを特徴とする請求
項２〜５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項９】複数の冷却ユニット１Ａ〜１Ｃが、カス
ケードコンデンサ６の１次側に並列にファン２６付の空
冷熱交換器２５を接続して有し、カスケードコンデンサ
６と空冷熱交換器２５との何れか一方を、熱交換作動す
るための切換手段２７を有することを特徴とする請求項
２〜５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１０】空冷熱交換器２５の前記ファン２６
が、室外機２の故障時または容量不足時に回転されるこ
とを特徴とする請求項８又は９に記載の冷却装置。