JP5139093B2 - 冷却装置 - Google Patents
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一次冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された一次冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した一次冷媒が蒸発する一次熱交換部とを備えて一次冷媒が機械的に強制循環される一次回路を有すると共に、前記一次熱交換部との間で熱交換して二次冷媒を凝縮する二次熱交換部と、前記二次熱交換部で凝縮した二次冷媒が蒸発する蒸発器とを備えて二次冷媒が自然循環する二次回路を有し、前記一次回路を流通する一次冷媒および前記二次回路を流通する二次冷媒として、炭化水素冷媒または二酸化炭素を用いる冷却装置において、
前記二次回路における蒸発器は、配管の外周囲に螺旋状にフィンを巻き付けたスパイラルフィンチューブを、直線部分と、折曲げ部分とからなる蛇行状に折曲形成することで冷媒の循環経路が形成され、
前記蒸発器を構成するスパイラルフィンチューブは、前記折曲げ部分を介して連続する直線部分が、折曲げ部分に折返される毎に、2つの異なる平行面上に交互に位置し、かつ各折曲げ部分が、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または上方傾斜するよう構成され、
前記蒸発器は、2本の前記スパイラルフィンチューブを、一方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分で折返された山折り部分を、他方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分で折返された谷折り部分に差込み、一方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分と、他方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分とが、冷媒の流入側から流出側へ互い違いになるよう組み合わせて構成されることを要旨とする。
また、蒸発器をスパイラルフィンチューブで構成した場合に、折曲げ部分を介して連続する直線部分が、水平方向に変位して位置し、かつ各折曲げ部分は、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または上方傾斜するよう構成することで、蒸発器全体を上方傾斜させることができ、該蒸発器で蒸発する二次冷媒の循環を速やかに行ない得る。
前記凝縮器を構成するスパイラルフィンチューブは、前記折曲げ部分を介して連続する直線部分が、前記折曲げ部分に折返される毎に、2つの異なる平行面上に交互に位置し、かつ各折曲げ部分が、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または下方傾斜するよう構成され、
前記凝縮器は、2本の前記スパイラルフィンチューブを、一方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分で折返された山折り部分を、他方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分で折返された谷折り部分に差込み、一方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分と、他方のスパイラルフィンチューブにおける折曲げ部分とが、冷媒の流入側から流出側へ互い違いになるよう組み合わせて構成されることを要旨とする。
次に、実施例に係る冷却装置の作用について説明する。冷却装置32では、冷却運転を開始すると、一次回路34および二次回路44の夫々で冷媒の循環が開始される。先ず、一次回路34について説明すると、圧縮機CMおよび凝縮器ファンFMが駆動され、圧縮機CMで気相一次冷媒が圧縮されて、この一次冷媒を冷媒配管38を介して凝縮器CDに供給して、凝縮器ファンFMによる強制冷却により凝縮液化する。液相一次冷媒は、膨張手段EVで減圧され、熱交換器HEの一次熱交換部36において二次熱交換部46を流通する二次冷媒から熱を奪って(吸熱)一挙に膨張気化する。このように一次回路34は、熱交換器HEにおいて、一次熱交換部36により二次熱交換部46を強制冷却するように機能している。そして、一次熱交換部36で気化した気相一次冷媒は、冷媒配管38を経て圧縮機CMに帰還する強制循環サイクルを繰返す。
なお、本発明に係る冷却装置としては、実施例のものに限られるものではなく、種々の変更が可能である。
(1) 実施例では、凝縮器および蒸発器の両方にスパイラルフィンチューブを採用した冷却装置を示したが、蒸発器にのみスパイラルフィンチューブを採用することも可能である。
(2) 凝縮器および蒸発器における各スパイラルフィンチューブの構成は、実施例のものに限定されるものではない。従って、蒸発器であれば、折曲げ部分を介して連続する直線部分が、水平方向に変位して位置し、かつ各折曲げ部分は、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または上方傾斜するようスパイラルフィンチューブを折曲形成すれば、直線部分の離間間隔や折曲げ部分の折曲げ角度、折曲げ回数を任意に決定することができる。同様に、前記凝縮器であれば、折曲げ部分を介して連続する直線部分が、水平方向に変位して位置し、かつ各折曲げ部分は、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または下方傾斜するようスパイラルフィンチューブを折曲形成すれば、直線部分の離間間隔や折曲げ部分の折曲げ角度、折曲げ回数を任意に決定することができる。
(3) 実施例では、一次回路を流通する一次冷媒および二次回路を流通する二次冷媒が熱交換する熱交換器を機械室に配設するようにしたが、機械室と収納室(冷却室)とを区画する断熱壁(実施例では台板)内に熱交換器を埋め込む形態とすることも可能である。
(4) 実施例では、除霜用ヒータを蒸発器(伝熱管)の最下部に設けるようにしたが、該蒸発器(伝熱管)の少なくとも最下部に除霜用ヒータを設けるよう構成すれば、蒸発器の他の部位に除霜用ヒータを更に設けることもできる。
(5) 実施例では、冷却装置を冷蔵庫に採用する場合を例にして説明したが、冷凍庫、冷凍・冷蔵庫、ショーケースおよびプレハブ庫等の所謂貯蔵庫、その他空調機器等にも適用可能である。
60 スパイラルフィンチューブ,62 伝熱管(配管),62a 直線部分
62b 折曲げ部分,62c,折曲げ部分,64 フィン
70 スパイラルフィンチューブ,72 伝熱管(配管),72a 直線部分
72b 折曲げ部分,72c 折曲げ部分,74 フィン
76 除霜用ヒータ,CM 圧縮機,CD 凝縮器,EP 蒸発器
HE プレート式熱交換器(熱交換器)
Claims (3)
- 一次冷媒を圧縮する圧縮機(CM)と、前記圧縮機(CM)で圧縮された一次冷媒を凝縮する凝縮器(CD)と、前記凝縮器(CD)で凝縮した一次冷媒が蒸発する一次熱交換部(36)とを備えて一次冷媒が機械的に強制循環される一次回路(34)を有すると共に、前記一次熱交換部(36)との間で熱交換して二次冷媒を凝縮する二次熱交換部(46)と、前記二次熱交換部(46)で凝縮した二次冷媒が蒸発する蒸発器(EP)とを備えて二次冷媒が自然循環する二次回路(44)を有し、前記一次回路(34)を流通する一次冷媒および前記二次回路(44)を流通する二次冷媒として、炭化水素冷媒または二酸化炭素を用いる冷却装置において、
前記二次回路(44)における蒸発器(EP)は、配管(72)の外周囲に螺旋状にフィン(74)を巻き付けたスパイラルフィンチューブ(70)を、直線部分(72a)と、折曲げ部分(72b,72c)とからなる蛇行状に折曲形成することで冷媒の循環経路が形成され、
前記蒸発器(EP)を構成するスパイラルフィンチューブ(70)は、前記折曲げ部分(72b,72c)を介して連続する直線部分(72a)が、折曲げ部分(72b,72c)に折返される毎に、2つの異なる平行面(P1,P2)上に交互に位置し、かつ各折曲げ部分(72b,72c)が、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または上方傾斜するよう構成され、
前記蒸発器(EP)は、2本の前記スパイラルフィンチューブ(70,70)を、一方のスパイラルフィンチューブ(70)における折曲げ部分(72b,72c)で折返された山折り部分を、他方のスパイラルフィンチューブ(70)における折曲げ部分(72b,72c)で折返された谷折り部分に差込み、一方のスパイラルフィンチューブ(70)における折曲げ部分(72b,72c)と、他方のスパイラルフィンチューブ(70)における折曲げ部分(72b,72c)とが、冷媒の流入側から流出側へ互い違いになるよう組み合わせて構成される
ことを特徴とする冷却装置。 - 前記一次回路(34)における凝縮器(CD)は、配管(62)の外周囲に螺旋状にフィン(64)を巻き付けたスパイラルフィンチューブ(60)を、直線部分(62a)と、折曲げ部分(62b,62c)とからなる蛇行状に折曲形成することで冷媒の循環経路が形成され、
前記凝縮器(CD)を構成するスパイラルフィンチューブ(60)は、前記折曲げ部分(62b,62c)を介して連続する直線部分(62a)が、前記折曲げ部分(62b,62c)に折返される毎に、2つの異なる平行面(E1,E2)上に交互に位置し、かつ各折曲げ部分(62b,62c)が、冷媒の流入側から流出側に向けて水平または下方傾斜するよう構成され、
前記凝縮器(CD)は、2本の前記スパイラルフィンチューブ(60,60)を、一方のスパイラルフィンチューブ(60)における折曲げ部分(62b,62c)で折返された山折り部分を、他方のスパイラルフィンチューブ(60)における折曲げ部分(62b,62c)で折返された谷折り部分に差込み、一方のスパイラルフィンチューブ(60)における折曲げ部分(62b,62c)と、他方のスパイラルフィンチューブ(60)における折曲げ部分(62b,62c)とが、冷媒の流入側から流出側へ互い違いになるよう組み合わせて構成される請求項1記載の冷却装置。 - 前記一次回路(34)の一次熱交換部(36)と、前記二次回路(44)の二次熱交換部(46)とは断熱材で覆われ、前記蒸発器(EP)を構成するスパイラルフィンチューブ(70)の少なくとも最下部を含む位置に、除霜用ヒータ(76)が取り付けられる請求項1または2記載の冷却装置。
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