JP6274961B2 - 空気冷媒式冷凍装置及びそのデフロスト方法 - Google Patents

Description

本開示は、空気を冷媒とする冷凍サイクル中に設けた冷熱回収用熱交換機内に付着する霜等を融かして排出可能な空気冷媒式冷凍装置及びそのデフロスト方法に関する。

地球環境保全の見地から、フロン系の冷媒を用いた冷凍装置は見直しが迫られている。自然冷媒の代表であるアンモニアは、高効率で技術革新が進んでいる冷媒であるが、高圧ガスの管理の面から、まれに設置できない場面がある。
そこでフロン系冷媒、アンモニア冷媒の何れも使用せず、空気を冷媒とする空気冷媒式冷凍装置が求められている。

この空気冷媒式冷凍装置９０は、図７に示すように、空気を圧縮機１１で高温高圧の空気とし、これを一次冷却器で冷却した後、膨張機１３で低温低圧の空気として、これを被冷却室６０に導入して被冷却室６０内の被冷却物を冷却するものであり、被冷却物を冷却した後の空気を再度圧縮機１１に導入して、冷凍サイクルを形成している。このような空気冷媒式冷凍装置９０では、被冷却室６０から回収される空気内に含まれる雪又は霧状になった水分を除去するための霜除去器４０や、被冷却室６０から回収され圧縮機へ導入される空気を、膨張機１３へ導入する空気と熱交換をして冷熱を回収する冷熱回収熱交換器３０が設けられている（特許文献１参照）。

このような空気冷媒式冷凍装置９０では、霜除去器４０で回収されなかった雪又は霧状になった水分を吸入してしまい、この雪又は霧状になった水分は、冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３内部で氷となって付着する。さらに、雪又は霧状になった水分が冷熱回収熱交換器３０を通過した場合には、水分を含んだ空気が圧縮機１１で圧縮された後、一次冷却器２０を通過後に冷熱回収熱交換器３０で冷却される際に氷となって冷熱回収熱交換器の高圧側流路３１内部に付着する。冷熱回収熱交換器３０内部に水分が氷結すると、冷熱回収熱交換器３０の伝熱面積が低下して冷熱回収熱交換器３０の性能が低下する。

そこで、霜除去器４０と冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３とを繋ぐ第３流路７３に、加熱した空気を送出可能な送風ファン９１及びヒータ９２を設け、ヒータ９２によって昇温させた空気を送風ファン９１によって冷熱回収熱交換器３０に送り込み、冷熱回収熱交換器３０に付着する霜を融かして排出するデフロスト運転が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２２３５０７号

従来の冷熱回収熱交換器の送風ファンは、系外の比較的に湿度の高い空気を吸い込むが、低圧側流路の温度は被冷却室内の温度と同程度に冷却されているので、ヒータによって昇温された湿度の高い空気を冷熱回収熱交換器の低圧側流路に送り込むと、低圧側流路が凝縮器として作用して、湿度の高い空気が低圧側流路内で結露して水が溜まる。この新たに溜まる水の量は、既に溜まっている水の量よりも多くなる。このため、水の排出工程が長くなり、装置の停止時間も長くなる。従って、被冷却室の運用上問題が生じる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一つの実施形態は、冷熱回収熱交換器に溜まる水の量を低減して冷凍装置の停止時間を短縮可能な空気冷媒式冷凍装置及びこのデフロスト方法を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる空気冷媒式冷凍装置は、
被冷却室から回収した空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機によって圧縮された圧縮空気を冷却する一次冷却器と、前記被冷却室から回収され前記圧縮機へ導入される空気を前記一次冷却器によって冷却された冷却空気と対向流にて熱交換する冷熱回収熱交換器と、被冷却室から回収した空気内に含まれる霜を除去可能な霜除去器と、前記冷熱回収熱交換器によって冷却された冷却圧縮空気を膨張させる膨張機とを備え、前記被冷却室から回収した空気を圧縮、冷却及び膨張することにより得られる低温空気を前記被冷却室に供給する冷凍サイクルシステムを構成する空気冷媒式冷凍装置であって、
前記冷熱回収熱交換器は、前記被冷却室から送出される空気が流れる低圧側流路と、前記一次冷却器から送出される空気が流れる高圧側流路を有し、
前記一次冷却器と前記冷熱回収熱交換器の前記高圧側流路の一端部とを繋ぐ第１流路から分岐して前記膨張機と前記冷熱回収熱交換器の前記高圧側流路の他端部とを繋ぐ第２流路に連通し、前記高圧側流路ともに循環路を形成する第１循環流路と、
前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の他端部とを繋ぐ第３流路から分岐して前記圧縮機と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の一端部とを繋ぐ第４流路に連通し、前記低圧側流路ともに循環路を形成する第２循環流路と、
前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の空気を加熱し、この加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に送出するための加熱空気送出部と、が設けられているように構成される。

上記空気冷媒式冷凍装置によれば、第１循環流路及び第２循環流路内の空気を加熱し、この加熱された空気を、第１循環流路と高圧側流路内、及び第２循環流路と低圧側流路内に送出する加熱空気送出部が設けられているので、加熱空気送出部によって第１循環流路及び第２循環流路内の空気が加熱されて第１循環流路と高圧側流路内、及び第２循環流路と低圧側流路内に送出されると、この加熱空気によって高圧側流路及び低圧側流路内の霜を融かして水にする。一方、第１循環流路と高圧側流路、及び第２循環流路と低圧側流路のそれぞれの循環路内の加熱空気は、霜除去器によって霜等が除去されて加熱された空気であるので、系外の外気と比較して、湿度が低い。このため、加熱空気が高圧側流路及び低圧側流路を流れる際に、凝縮されて水になる量を低減することができる。特に、加熱空気が低圧側流路を流れる際に、凝縮される水の量を低減することができる。よって、冷熱回収熱交換器内に溜まる水の量を低減して冷凍装置の停止時間を短縮可能な空気冷媒式冷凍装置を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記第１循環流路を前記第１流路及び前記第２流路に連通させるとともに、前記第２循環流路を前記第３流路及び前記第４流路に連通させ、前記加熱空気送出部によって加熱された前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に循環させて、前記冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転を行うように構成される。

この場合、加熱空気送出部によって加熱された空気は、第１循環流路と高圧側流路内、及び第２循環流路と低圧側流路内を循環して流れるので、この循環する加熱空気によって冷熱回収熱交換器内の霜が融かされる。このため、低圧側流路及び高圧側流路に付着した霜を融かすことができ、熱回収用熱交換器内の霜を除去可能なデフロスト運転の実現が可能である。

また、幾つかの実施形態では、
前記第１循環流路の前記第１流路に繋がる側に該第１循環流路を開閉可能な第１開閉バルブが設けられ、
前記第２循環流路の前記第４流路に繋がる側に該第２循環流路を開閉可能な第２開閉バルブが設けられ、
前記高圧側流路及び前記低圧側流路のそれぞれには、該高圧側流路及び該低圧側流路で融けた水を系外に排出可能な第１排出バルブ及び第２排出バルブが設けられ、
前記第１開閉バルブ及び前記第２開閉バルブを閉じるとともに、前記第１排出バルブ及び第２排出バルブを開け、前記加熱空気送出部によって、加熱した系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に導入して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記第１排出バルブから排出する第１乾燥運転を行うように構成される。

この場合、第１乾燥運転時には、第１開閉バルブ及び第２開閉バルブを閉じるとともに、第１排出バルブ及び第２排出バルブを開け、加熱空気送出部によって、加熱した系外の外気を第１循環流路及び第２循環流路を介して高圧側流路及び低圧側流路に導入して、デフロスト運転で融かされた冷熱回収熱交換器内の霜の水を第１排出バルブ及び第２排出バルブから排出する。このため、高圧側流路及び低圧側流路内を乾燥させるとともに、冷熱回収熱交換器内に溜まる水を短時間で排出することができる。よって、デフロスト運転で融かされた冷熱回収熱交換器内の水を第１排出バルブ及び第２排出バルブから短時間で排出可能な第１乾燥運転を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に、該第５流路内の空気を系外に排出可能な第３排出バルブが設けられ、
前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の他端部とを連通する第６流路に、前記霜除去器が設けられ、
前記霜除去器には、該霜除去器内で融けた霜の水を系外に排出可能な第４排出バルブが設けられ、
前記第１開閉バルブ、前記第２開閉バルブ、第１排出バルブ及び第２排出バルブを閉じるとともに、前記第３排出バルブ及び前記第４排出バルブを開き、
前記加熱空気送出部によって、系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機、前記第５流路を介して前記第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記霜除去器を介して前記第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転を行うように構成される。

この場合、第２乾燥運転時には、第１開閉バルブ、第２開閉バルブ、第１排出バルブ及び第２排出バルブを閉じるとともに、第３排出バルブ及び第４排出バルブを開き、加熱空気送出部によって、系外の外気を、第１循環流路、第２流路、膨張機、第５流路を介して第３排出バルブから排出させるとともに、第２循環流路、第３流路、霜除去器を介して第４排出バルブから排出させる。第２乾燥運転時には、第１開閉バルブ、第２開閉バルブ、第１排出バルブ、第２排出バルブが閉じられているので、加熱空気送出部によって、系外の外気が第１循環流路に送出されると、外気は、第２流路、膨張機、第５流路を介して第３排出バルブから排出される。また、加熱空気送出部によって、系外の外気が第２循環流路に送出されると、外気は、第３流路、霜除去器を介して第４排出バルブから排出される。ここで、第２乾燥運転開始前には、前述したデフロスト運転が行われているので、第２流路や第５流路は加熱空気送出部から送出された空気の余熱によって昇温されている。このため、第２流路や第５流路内に霜が存在する場合には、この余熱によって霜が融かされて第２流路や第５流路内に水が溜まる虞がある。そこで、加熱空気送出部によって、系外の外気を第１循環流路に送出すると、この空気によって、第２流路や第５流路内に溜まる水を押し流して第３排出バルブから排出させることができる。よって、第２流路、膨張機、第５流路内に溜まる水を短時間で排出可能な第２乾燥運転を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記第１循環流路の前記第１流路に繋がる側に該第１循環流路を開閉可能な第１開閉バルブが設けられ、
前記第２循環流路の前記第４流路に繋がる側に該第２循環流路を開閉可能な第２開閉バルブが設けられ、
前記高圧側流路及び前記低圧側流路のそれぞれには、該高圧側流路及び該低圧側流路で融けた水を系外に排出可能な第１排出バルブ及び第２排出バルブが設けられ、
前記膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に、該第５流路内の空気を系外に排出可能な第３排出バルブが設けられ、
前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の他端部とを連通する第６流路に、前記霜除去器が設けられ、
前記霜除去器には、該霜除去器内で融けた霜の水を系外に排出可能な第４排出バルブが設けられ、
前記第１開閉バルブ及び前記第２開閉バルブを閉じて前記第１排出バルブ及び第２排出バルブを開き、前記加熱空気送出部によって、系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に流して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記第１排出バルブから排出する第１乾燥運転と、
前記第３排出バルブ及び前記第４排出バルブを開いて、前記加熱空気送出部によって、系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機、前記第５流路を介して前記第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記霜除去器を介して前記第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転を行うように構成される。

この場合、第１開閉バルブ及び第２開閉バルブを閉じて第１排出バルブ及び第２排出バルブを開き、加熱空気送出部によって、加熱された系外の外気を第１循環流路及び第２循環流路に送出すると、前述したように第１乾燥運転が行われて冷熱回収熱交換器内の水が第１排出バルブ及び第２排出バルブから排出される。さらに、第３排出バルブ及び前記第４排出バルブを開き、加熱空気送出部によって、加熱された系外の外気を第１循環流及び第２循環流に送出すると、前述したように第２乾燥運転が行われて第２流路、膨張機、第５流路及び霜除去器に貯留する水が第３排出バルブ及び第４排出バルブから排出される。よって、冷熱回収熱交換器内の水や、第２流路、膨張機、第５流路内に溜まる水を短時間で同時に排出可能な第１乾燥運転及び第２乾燥運転を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記第１乾燥運転には、前記加熱した系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高温側流路及び前記低圧側流路に導入して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記第１排出バルブ及び前記第２排出バルブから排出した後に、前記加熱空気送出部によって、系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高温側流路及び前記低圧側流路に導入して、該高圧側流路及び該低圧側流路を冷却する冷却運転を含むように構成される。

この場合、第１乾燥運転には、加熱した系外の外気を第１循環流路及び第２循環流路を介して高圧側流路及び低圧側流路に導入して、デフロスト運転で融かされた冷熱回収熱交換器内の霜の水を第１排出バルブ及び第２排出バルブから排出した後に、加熱空気送出部によって、系外の外気を第１循環流路及び第２循環流路を介して高圧側流路及び低圧側流路に導入して、該高圧側流路及び該低圧側流路を冷却する冷却運転を含む。前述したように、第１乾燥運転時には、加熱空気が系内を通流すると、系内の温度は高くなり、この状態で空気冷媒式冷凍装置を運転すると、被冷却室の温度を所望の温度にするのに時間がかかる虞が生じる。そこで、加熱空気を系内に送り込んだ後に、冷熱回収熱交換器を冷やす必要がある。このため、冷却運転を行うことで、系外の外気を第１循環流路及び第２循環流路を介して高圧側流路及び低圧側流路に導入されて冷熱回収熱交換器を冷やすことができる。また、外気を系内に導入して通流させることで、冷熱回収熱交換器の温度を短時間で冷却することができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記冷熱回収熱交換器は、前記低圧側流路及び前記高圧側流路が鉛直方向に沿って配置され、前記高圧側流路を下方から上方に流れる空気と前記低圧側流路を上方から下方に流れる空気との間で熱交換を行うように構成されている。

この場合、低圧側流路及び高圧側流路を流れる空気を対向流とし、高圧側流路を流れる空気が下方から上方に流れることで、装置の停止時に冷熱回収熱交換器内が０℃以上となると、冷熱回収熱交換器内に溜まる水を自重で落下させることができる。よって、冷熱回収熱交換器からの水の排出を容易にすることができる。

また、本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法は、
請求項１に記載の空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法であって、
前記加熱空気送出部によって前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に循環させて、前記冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転を行い、
前記デフロスト運転の後に、前記加熱空気送出部によって、加熱された系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に流して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記高圧側流路に連通する第１排出バルブ及び前記低圧側流路に連通する第２排出バルブから排出する第１乾燥運転を行い、
前記第１乾燥運転の後に、前記加熱空気送出部によって、系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機を介して、該膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に設けられた第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路とを連通する第６流路に設けられた霜除去器を介して該霜除去器に設けられた第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転を行うように構成される。

上記空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法によれば、冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転と、加熱空気送出部によって系外の外気によって、デフロスト運転で融かされた冷熱回収熱交換器内の霜の水を第１排出バルブから排出する第１乾燥運転と、加熱された系外の外気を、第１循環流路、第２流路、膨張機を介して、該膨張機と被冷却室とを連通する第５流路に設けられた第３排出バルブから排出させるとともに、第２循環流路、第３流路、被冷却室と冷熱回収熱交換器の低圧側流路とを連通する第６流路に設けられた霜除去器を介して該霜除去器に設けられた第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転とを行うことで、デフロスト運転時には、加熱された空気は、第１循環流路と高圧側流路内、及び第２循環流路と低圧側流路内を循環して流れ、この循環する空気によって冷熱回収熱交換器内の霜を融かすことができる。また、第１循環流路と高圧側流路、及び第２循環流路と低圧側流路のそれぞれの循環路内の加熱空気は、霜除去器によって霜等が除去されて加熱された空気であるので、系外の外気と比較して、湿度が低い。このため、加熱空気が高圧側流路及び低圧側流路を流れる際に、凝縮されて水になる量を低減することができる。特に、加熱空気が低圧側流路を流れる際に、凝縮される水の量を低減することができる。

また、第１乾燥運転時において、加熱空気送出部で加熱された系外の外気によって、冷熱回収熱交換器内の高圧側流路及び低圧側流路を乾燥させるとともに、デフロスト運転で融かされた冷熱回収熱交換器内の霜の水を第１排出バルブ及び第２排出バルブから排出することができる。さらに第２乾燥運転において、加熱空気送出部で送出される系外の外気によって、第２流路、膨張機、第５流路に溜まる水や第３流路、霜除去器に溜まる水を、短時間で排出することができる。よって、冷熱回収熱交換器内の水を確実に除去可能であるととともに、第２流路、膨張機、第５流路に溜まる水や第３流路、霜除去器に溜まる水を、短時間で排出可能な空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法を実現することができる。

また、本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法は、
請求項１に記載の空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法であって、
前記加熱空気送出部によって前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に循環させて、前記冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転と、
前記デフロスト運転の後に、前記加熱空気送出部によって加熱された系外の外気を、前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に導入して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記高圧側流路に連通する第１排出バルブ及び前記低圧側流路に連通する第２排出バルブから排出し、且つ前記加熱空気送出部によって加熱された系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機を介して、該膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に設けられた第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路とを連通する第６流路に設けられた霜除去器を介して該霜除去器に設けられた第４排出バルブから排出させる乾燥運転を行うように構成される。

上記空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法によれば、冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転と、加熱された系外の外気を、第１循環流路及び第２循環流路を介して高圧側流路及び低圧側流路に流して排出するとともに、系外の外気を、第１循環流路、第２流路、膨張機、第５流路を介して第３排出バルブから排出し、且つ第２循環流路、第３流路、霜除去器を介して第４排出バルブから排出する乾燥運転を行う。このため、デフロスト運転によって、冷熱回収熱交換器内の霜を融かすことができる。また、第１循環流路と高圧側流路、及び第２循環流路と低圧側流路のそれぞれの循環路内の加熱空気は、霜除去器によって霜等が除去されて加熱された空気であるので、系外の外気と比較して、湿度が低い。このため、加熱空気が高圧側流路及び低圧側流路を流れる際に、凝縮されて水になる量を低減することができる。特に、加熱空気が低圧側流路を流れる際に、凝縮される水の量を低減することができる。

また、乾燥運転では、加熱空気送出部で加熱された系外の外気によって、冷熱回収熱交換器内の高圧側流路及び低圧側流路を乾燥させるとともに、デフロスト運転で融かされた冷熱回収熱交換器内の霜の水を第１排出バルブ及び第２排出バルブから排出することができる。さらに加熱空気送出部で加熱された系外の外気によって、第２流路、膨張機、第５流路に溜まる水や第３流路、霜除去器に溜まる水を、短時間で排出することができる。よって、冷熱回収熱交換器内の水を確実に除去可能であるととともに、第２流路、膨張機、第５流路に溜まる水や第３流路、霜除去器に溜まる水を、同時に短時間で排出可能な空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法を実現することができる。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、冷熱回収熱交換器に溜まる水の量を低減して冷凍装置の停止時間を短縮可能な空気冷媒式冷凍装置及びこのデフロスト方法を提供することができる。

本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置の冷却運転時の概略説明図である。 本発明の幾つかの実施形態に係る冷熱回収熱交換器の内部構造を示した概略斜視図である。 本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置のデフロスト運転時の概略説明図である。 本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置の第１乾燥運転時の概略説明図である。 本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置の第２乾燥運転時の概略説明図である。 本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置の乾燥運転時の概略説明図である。 従来の空気冷媒式冷凍装置の概略説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。先ず、本発明の空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法の実施形態を説明する前に、空気冷媒式冷凍装置の実施形態について説明する。なお、この実施形態として記載されている又は図示されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置の概略説明図を示している。この空気冷媒式冷凍装置１は、図１に示すように、膨張機一体型圧縮機１０、一次冷却器２０、冷熱回収熱交換器３０、霜除去器４０、ヒータ付きファン５０，５５とを、備えている。この膨張機一体型圧縮機１０の圧縮機１１から流出した空気は、一次冷却器２０、冷熱回収熱交換器３０、膨張機一体型圧縮機１０の膨張機１３の順に流れて、被冷却室６０に導入される。一方、被冷却室６０からの戻り空気は、霜除去器４０で霜等が除去された後に、冷熱回収熱交換器３０で一次冷却器２０を経た空気と熱交換されて膨張機一体型圧縮機１０の圧縮機１１に戻されて、空気の冷凍サイクルが形成されている。

膨張機一体型圧縮機１０は、その中央部にモータ１５が配設され、モータ１５の両側から同軸上に延びる一対の駆動軸１５ａのそれぞれに、圧縮機１１と膨張機１３が接続されて駆動可能に構成されている。膨張機一体型圧縮機１０は、膨張機１３の回転動力が圧縮機１１の駆動軸１５ａに伝達されることで、動力回収がなされるように構成されている。

一次冷却器２０は、フィンチューブ型熱交換器であり、冷却水が流れる冷却水流路２１と、圧縮機１１から送出された高温高圧の空気が流れる高圧側流路２３とを備える。高圧側流路２３を流れる空気は、冷却水流路２１を流れる水と熱交換されて冷却される。なお、本実施形態では、一次冷却器２０にフィンチューブ型熱交換器を用いたが、圧縮機１１を経た空気を冷却することができれば他のタイプの冷却器を用いてもよい。一次冷却器２０の高圧側流路２３は、第１流路７１の上流側７１ａを介して膨張機一体型圧縮機１０の圧縮機１１に接続されている。一次冷却器２０の冷却水流路２１は、水を冷却する冷却塔（図示せず）に連通している。

図２は、本発明の幾つかの実施形態に係る冷熱回収熱交換器３０の内部構造を示した概略斜視図である。冷熱回収熱交換器３０は、図１及び図２に示すように、一次冷却器２０で冷却された空気が流れる高圧側流路３１と、被冷却室６０から戻された空気が流れる低圧側流路３３とが積層して組立され、サイドプレート３５に保持されて一体構造となっている。高圧側流路３１に組み込まれるフィン３１ａは、薄肉のアルミニウム製であり、上下方向に延びるとともに前後方向に等ピッチを有して配設されている。また、低圧側流路３３に組み込まれるフィン３３ａは、高圧側流路３１のフィン３１ａと同様に、薄肉のアルミニウム製であり、上下方向に延びるとともに前後方向に等ピッチを有して配設されている。

高圧側流路３１を流れる空気と低圧側流路３３を流れる空気の熱交換の効率を上げるためには、フィン３１ａ、３３ａのピッチを密にし、且つフィン３１ａ、３３ａの高さも低めにするのが有効であるが、過剰にフィン３１ａ、３３ａのピッチを密にし、且つフィン３１ａ、３３ａの高さを低くすると、冷熱回収熱交換器３０内を流れる空気の圧力損失が大きくなる。このため、圧力損失を小さくするには、フィン３１ａ、３３ａのピッチを若干粗くして、フィンの高さを高めにするのがよい。

冷熱回収熱交換器３０内での高圧側流路３１を流れる空気と低圧側流路３３を流れる空気の流動方法は、対向流型であるとともに上下方向に流れる。冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１の一端部は、第１流路７１の下流側７１ｂを介して連通している。また冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１の他端部は第２流路７２を介して膨張機一体型圧縮機１０の膨張機１３に連通している。また冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３の一端部は、第４流路７４を介して膨張機一体型圧縮機の圧縮機１１に連通している。さらに、冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３の他端部は、第３流路７３を介して霜除去器４０内に設けられた折り返し流路４１の出口側端部４１ａに連通している。膨張機１３は、第５流路７５を介して被冷却室６０の吹出口６０ａに連通している。膨張機１３には、膨張機１３内に溜まる水を排出可能な排出バルブ１３ａが設けられている。第５流路７５の下流側には、第５流路７５内に溜まる水を排出可能な排出バルブ７５ａと、第５流路７５を開閉可能な開閉バルブ７５ｂが設けられている。

霜除去器４０は、図１に示すように、霜を含んだ冷却空気が流れる折り返し流路４１を有して構成される。折り返し流路４１内に排出された冷却空気内の霜は、折り返し流路４１の通流時に遠心力によって分離される。折り返し流路４１の入口側端部４１ｂは、第６流路７６を介して被冷却室６０の戻り口６０ｂに連通している。第６流路７６には、第６流路７６を開閉可能な開閉バルブ７６ａが設けられている。霜除去器４０の折り返し流路４１の出口側端部４１ａは、第３流路７３を介して冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３の他端に連通している。霜除去器４０の底部には、霜除去器４０内に溜まる水を排出可能な排出バルブ４０ａが設けられている。

また、第１流路７１の下流側７１ｂと第２流路７２には、第１流路７１の下流側７１ｂから分岐して第２流路７２に接続された第１循環流路７８が設けられている。第１循環流路７８の上流側には、第１循環流路７８を開閉可能な開閉バルブ７８ａと、第１循環流路７８内の空気を加熱して第１循環流路７８に送出可能なヒータ付きファン５０が設けられている。ヒータ付きファン５０には、系外の外気を導入するときに開く開閉バルブ５０ａが設けられている。また、第１循環流路７８のヒータ付きファン５０よりも下流側には、第１循環流路７８を開閉可能な開閉バルブ７８ｂが設けられている。また、第１循環流路７８の開閉バルブ７８ａよりも上流側には、冷熱回収熱交換器３０内の高圧側流路３１に溜まる水を排出可能な排出バルブ７８ｃが設けられている。

一方、第３流路７３と第４流路７４には、第４流路７４から分岐して第３流路７３に接続された第２循環流路８０が設けられている。第２循環流路８０の上流側には、第２循環流路８０を開閉可能な開閉バルブ８０ａと、第２循環流路８０内の空気を加熱して第２循環流路８０内に送出可能なヒータ付きファン５５が設けられている。ヒータ付きファン５５には、系外の外気を導入するときに開く開閉バルブ５５ａが設けられている。また、第２循環流路８０のヒータ付きファン５５よりも下流側には、第２循環流路８０を開閉可能な開閉バルブ８０ｂが設けられている。また、第２循環流路８０の開閉バルブ８０ａよりも上流側には、冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３に溜まる水を排出可能な排出バルブ８０ｃが設けられている。

次に、空気冷媒式冷凍装置１の冷却運転時における動作について、図１を参照しながら説明する。先ず、開閉バルブ７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ及び排出バルブ１３ａ、４０ａ、７５ａ、７８ｃ、８０ｃを閉とし、開閉バルブ７５ｂ、７６ａを開として運転する。空気冷媒式冷凍装置１の運転時には、被冷却室６０中の約−６０℃の常圧空気は吸引されて冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３の上方より導入される。低圧側流路３３に導入された空気（約−６０℃）は、冷熱回収熱交換器３０で圧縮機１１及び一次冷却器２０を経て冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１に導入された空気に、保有する冷熱を与えることで約３５℃の空気となる。

冷熱回収熱交換器３０を経て約３５℃となった空気は、圧縮機１１で必要圧力まで圧縮されて約９３℃まで温度が上昇する。温度が上昇した空気は、一次冷却器２０で約４０℃まで冷却されて、冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１に下方より導入される。ここで、冷熱回収熱交換器３０に導入された空気は、約−６０℃の空気と熱交換されて約−５５℃まで冷却される。

冷熱回収熱交換器３０を経て約−５５℃まで冷却された空気は、膨張機１３に導入されて大気圧近傍まで膨張して約−８０℃となる。こうして約−８０℃となった空気を被冷却室６０に供給することで、被冷却室６０内を冷却する冷凍サイクルシステムが構成される。即ち、冷却運転時には、圧縮機１１→一次冷却器２０→冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１→膨張機１３→被冷却室６０→冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３→圧縮機１１の順に空気を循環させる冷凍サイクルシステムが構成されている。

しかしながら、このような空気冷媒式冷凍装置１では、被冷却室６０から雪又は霧状になった水分を吸入してしまい、雪又は霧状になった水分の吸入により冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３内で氷となって付着する。さらに、雪又は霧状になった水分が冷熱回収熱交換器３０を通過した場合には、水分を含んだ空気が圧縮機１１で圧縮された後、一次冷却器２０を通過後に冷熱回収熱交換器３０で冷却される際に氷となって冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１内に付着する。冷熱回収熱交換器３０内に水分が氷結すると、冷熱回収熱交換器３０においては伝熱面積が低下し冷凍機性能が低下する。

そこで、冷熱回収熱交換器３０内に霜が付着した場合、霜を除去するためのデフロスト方法を行う。デフロスト方法は、冷熱回収熱交換器３０内の霜を融かすデフロスト運転と、デフロスト運転によって融かされて冷熱回収熱交換器３０内に溜まる水を排出して冷熱回収熱交換器３０内を乾燥させる第１乾燥運転と、デフロスト運転時の余熱によって冷熱回収熱交換器３０に繋がる流路や霜除去器４０内に溜まる水を排出して乾燥させる第２乾燥運転と、を含む。なお、冷却運転からデフロスト方法への切り替えは、例えば冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３１と高圧側流路３３のそれぞれに出口と入口間の差圧を測定する差圧計を設け、熱交換器の圧力損失の上昇を検知した場合、自動的にデフロスト運転を開始するように構成してもよい。

図３は、本発明の幾つかの実施形態に係る空気冷媒式冷凍装置のデフロスト運転時の概略説明図である。先ず、図３を用いて、本実施形態における空気冷媒式熱交換器のデフロスト運転の動作について説明する。デフロスト運転時では、４つの開閉バルブ７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂを開とし、２つの開閉バルブ７５ｂ、７６ａを閉とし、６つの排出バルブ１３ａ、５０ａ、５５ａ、７５ａ、７８ｃ、８０ｃを閉として運転する。

第１循環流路７８に設けられたヒータ付きファン５０を作動させ、ヒータ付きファン５０によって第１循環路７８内の空気を加熱して第１循環流路７８内に送出する。第１循環路７８内に送出された加熱空気は、第１循環流路７８の開閉バルブ７８ｂ側に流れて第２流路７２を流れ、冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１の上方から導入される。高圧側流路３１に導入された加熱空気は、高圧側流路３１の通流時に高圧側流路３１に付着する霜を融かす。ここで、ヒータ付きファン５０によって加熱された第１循環流路７８内の加熱空気は、排出バルブ７８ｃ等が閉となっているので、第１循環流路７８は閉じた状態になっている。このため、第１循環流路７８内の加熱空気は、系外の外気と比較して、絶対湿度が低いので、高圧側流路３１に霜を付着させることはない。従って、加熱空気は高圧側流路３１内を通流して、第１循環流路７８と高圧側流路３１内を循環して流れる。

また、これと同時に、第２循環流路８０に設けられたヒータ付きファン５５を作動させて、第２循環流路８０内の空気を加熱して第２循環流路８０内に送出する。第２循環流路８０内に送出された加熱空気は、第２循環流路８０の開閉バルブ８０ｂ側に流れて第３流路７３を流れ、冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３の上方から導入される。低圧側流路３３に導入された加熱空気は、低圧側流路３３の通流時に低圧側流路３３に付着する霜を融かす。ここで、ヒータ付きファン５５によって加熱された第２循環路８０内の加熱空気は、排出バルブ８０ｃが閉となっているので、第２循環流路８０は閉じた状態になっている。このため、第２循環流路８０内の加熱空気は、系外の外気と比較して、絶対湿度が低いので、低圧側流路３３に霜を付着させることはない。従って、加熱空気は低圧側流路３３内を通流して、第２循環流路８０と低圧側流路３３内を循環して流れる。よって、この循環する加熱空気によって、冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１及び低圧側流路３３に付着する霜を容易に除去することができる。

次に、第１乾燥運転について図４を参照しながら説明する。第１乾燥運転時では、２つの開閉バルブ７８ａ、８０ａを閉とし、６つの開閉バルブ５０ａ、５５ａ、７５ｂ、７６ａ、７８ｂ、８０ｂを開とし、２つの排出バルブ７８ｃ、８０ｃを開とし、３つの排出バルブ１３ａ、４０ａ、７５ａを閉として運転する。

第１循環流路７８に設けられたヒータ付きファン５０を作動させて、系外の外気を加熱して第１循環流路７８内に送出する。第１循環流路７８内に送出された加熱外気（約６０℃）は、第１循環流路７８の開閉バルブ７８ｂ側に流れて第２流路７２を流れ、冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１の上方から導入される。高圧側流路３１に導入された加熱外気は、高圧側流路３１の通流時に高圧側流路３１を加熱して乾燥させるとともに、高圧側流路３１に溜まる水を高圧側流路３１の下側へ押し流して排出バルブ７８ｃから排出させる。

また、これと同時に、第２循環流路８０に設けられたヒータ付きファン５５を作動させて、系外の外気を第２循環流路８０内に送出する。第２循環流路８０内に送出された加熱外気（約６０℃）は、第２循環流路８０の開閉バルブ８０ｂ側に流れて第３流路７３を流れ、冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３の上方から導入される。低圧側流路３３に導入された加熱外気は、低圧側流路３３の通流時に低圧側流路３３を加熱して乾燥させるとともに、低圧側流路３３に溜まる水を低圧側流路３３の下側へ押し流して排出バルブ８０ｃから排出させる。

このように、系外の加熱空気を第２流路７２、第３流路７３及び冷熱回収熱交換器３０に通流させることで、第２流路７２、第３流路７３及び冷熱回収熱交換器３０を乾燥させることができるとともに、加熱空気が通流する系内に溜まる水を短時間で排出することができる。

ここで、加熱空気が系内を通流すると、系内の温度は高くなり（例えば、約６０℃）、この状態で空気冷媒式冷凍装置１を運転すると、被冷却室６０の温度を所望の温度（例えば、約−６０℃）にするのに時間を要する虞が生じる。そこで、加熱空気を系内に送り込んだ後に、系内を冷やすため、ヒータ付きファン５０のヒータ５１を非作動状態にしてファン５２を作動させ、系内に外気を導入する。即ち、ヒータ付きファン５０のファン５２のみ作動させて、系外の外気を第１循環流路７８内に送出する。第１循環流路７８内に送出された外気（例えば、約２０〜３０℃）は、第１循環流路７８→第２流路７２→冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１を流れて、排出バルブ７８ｃから排出される。

また、これと同時に、ヒータ付きファン５５のファン５７のみ作動させて、系外の外気を第２循環流路８０内に送出する。第２循環流路８０内に送出された外気（例えば、約２０〜３０℃）は、第２循環流路８０→第３流路７３→冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３を流れて、排出バルブ８０ｃから排出される。

このように外気を系内に導入して通流させることで、系内の温度を短時間で冷却することができる。

次に、第２乾燥運転について図５を参照しながら説明する。第２乾燥運転時では、４つの開閉バルブ５０ａ、５５ａ、７８ｂ、８０ｂを開とし、４つの開閉バルブ７５ｂ、７６ａ、７８ａ、８０ａを閉とし、２つの排出バルブ４０ａ、７５ａを開とし、２つの排出バルブ７８ｃ、８０ｃを閉として運転する。

第１循環流路７８に設けられたヒータ付きファン５０のヒータ５１を非作動状態にしてファン５２を作動させて、系外の外気を第１循環流路７８内に送出する。第１循環流路７８内に送出された外気（約２０〜３０℃）は、第１循環流路７８→第２流路７２→膨張機１３→第５流路７５を流れて、排出バルブ７５ａから排出される。また、これと同時に、第２循環流路８０に設けられたヒータ付きファン５５のヒータ５６を非作動状態にしてファン５７を作動させて、系外の外気を第２循環流路８０内に送出する。第２循環流路８０内に送出された外気（約２０〜３０℃）は、第２循環流路８０→第３流路７３→霜除去器４０を流れて、排出バルブ４０ａから排出される。

このように、外気を、第２流路７２、膨張機１３、第３流路７３、霜除去器４０に通流させることで、これら系内に溜まる水を短時間で排出することができる。

前述した空気冷媒式冷凍装置１のデフロスト方法も実施形態では、デフロスト運転の後に第１乾燥運転を行い、第１乾燥運転の後に第２乾燥運転を行う場合を示したが、デフロスト運転の後に、第１乾燥運転及び第２乾燥運転（以下、第１乾燥運転及び第２乾燥運転を、併せて「乾燥運転」と記す）を同時に行うようにしてもよい。

このデフロスト方法の他の実施形態に係わるデフロスト運転は、前述した実施形態のデフロスト運転と同様であるので、その説明は省略する。第１乾燥運転及び第２乾燥運転を同時に行う乾燥運転では、図６に示すように、４つの開閉バルブ５０ａ、５５ａ、７８ｂ、８０ｂを開とし、４つの開閉バルブ７５ｂ、７６ａ、７８ａ、８０ａを閉とし、４つの排出バルブ４０ａ、７５ａ、７８ｃ、８０ｃを開とし、１つの排出バルブ１３ａを閉として運転する。

第１循環流路７８に設けられたヒータ付きファン５０を作動させて、系外の外気を加熱して第１循環流路７８内に送出する。第１循環流路７８内に送出された加熱外気（約６０℃）は、第１循環流路７８→第２流路７２→冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１を流れて、これらの系内を加熱して乾燥させるとともに、高圧側流路３１に溜まる水を排出バルブ７８ｃから排出させる。また、第１循環流路７８内に送出された加熱外気（約６０℃）は、第１循環流路７８→第２流路７２→膨張機１３→第５流路７５を流れて、これらの系内に溜まる水とともに排出バルブ７５ａから排出される。

これと同時に、第２循環流路８０に設けられたヒータ付きファン５５を作動させて、系外の外気を加熱して第２循環流路８０内に送出する。第２循環流路８０内に送出された加熱外気（約６０℃）は、第２循環流路８０→第３流路７３→冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３を流れて、これらの系内を加熱して乾燥させるとともに、低圧側流路３３に溜まる水を排出バルブ８０ｃから排出させる。また、第２循環流路８０内に送出された加熱外気（約６０℃）は、第２循環流路８０→第３流路７３→霜除去器４０の折り返し流路４１を流れて、これらの系内に溜まる水とともに排出バルブ４０ａから排出される。

加熱空気を系内に送り込んで乾燥させて水を排出させた後には、系内を冷やすため、ヒータ付きファン５０のヒータ５１を非作動状態にしてファン５２を作動させ、系内に外気を導入する。即ち、ヒータ付きファン５０のファン５２のみ作動させて、系外の外気を第１循環流路７８内に送出する。第１循環流路７８内に送出された外気（例えば、約２０〜３０℃）は、第１循環流路７８→第２流路７２→冷熱回収熱交換器３０の高圧側流路３１を流れてこれらの経路を冷却して、排出バルブ７８ｃから排出される。また、第１循環流路７８内に送出された外気（例えば、約２０〜３０℃）は、第１循環流路７８→第２流路７２→膨張機１３→第５流路７５を流れてこれらの経路を冷却して、排出バルブ７５ａから排出される。

また、これと同時に、ヒータ付きファン５５のヒータ５６を非作動状態にしてファン５７を作動させ、系内に外気を導入する。即ち、ヒータ付きファン５５のファン５７のみ作動させて、系外の外気を第２循環流路８０内に送出する。第２循環流路８０内に送出された外気（例えば、約２０〜３０℃）は、第２循環流路８０→第３流路７３→冷熱回収熱交換器３０の低圧側流路３３を流れてこれらの経路を冷却して、排出バルブ８０ｃから排出される。また、第２循環流路８０内に送出された外気（例えば、約２０〜３０℃）は、第３流路７３→霜除去器４０の折り返し流路４１を流れてこれらの経路を冷却して、排出バルブ４０ａから排出される。

このように、系外の外気を系内に導入して通流させることで、系内を短時間で冷却することができる。

なお、前述した実施形態では、２つのヒータ付きファン５０，５５を設けた場合を示したが、第１循環流路及び第２循環流路に対して１つのヒータ付きファンによって、これらの循環流路内の空気を加熱して循環させるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１、９０ 空気冷媒式冷凍装置
１０ 膨張機一体型圧縮機
１１ 圧縮機
１３ 膨張機
１３ａ、４０ａ、７５ａ 排出バルブ
１５ モータ
１５ａ 駆動軸
２０ 一次冷却器
２１ 冷却水流路
２３、３１ 高圧側流路
３０ 冷熱回収熱交換器
３１ａ、３３ａ フィン
３３ 低圧側流路
３５ サイドプレート
４０ 霜除去器
４０ａ 排出バルブ（第４排出バルブ）
４１ 折り返し流路
４１ａ 出口側端部
４１ｂ 入口側端部
５０、５５ ヒータ付きファン（加熱空気送出部）
５０ａ、５５ａ、７５ｂ、７６ａ、７８ｂ、８０ｂ 開閉バルブ
５１、５６、９２ ヒータ
５２、５７ ファン
６０ 被冷却室
６０ａ 吹出口
６０ｂ 戻り口
７１ 第１流路
７１ａ 第１流路の上流側
７１ｂ 第１流路の下流側
７２ 第２流路
７３ 第３流路
７４ 第４流路
７５ 第５流路
７５ａ 排出バルブ（第３排出バルブ）
７６ 第６流路
７８ 第１循環流路
７８ａ 開閉バルブ（第１開閉バルブ）
７８ｃ 排出バルブ（第１排出バルブ）
８０ 第２循環流路
８０ａ 開閉バルブ（第２開閉バルブ）
８０ｃ 排出バルブ（第２排出バルブ）
９１ 送風ファン

Claims (9)

1. 被冷却室から回収した空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機によって圧縮された圧縮空気を冷却する一次冷却器と、前記被冷却室から回収され前記圧縮機へ導入される空気を前記一次冷却器によって冷却された冷却空気と対向流にて熱交換する冷熱回収熱交換器と、該被冷却室から回収した空気内に含まれる霜を除去可能な霜除去器と、前記冷熱回収熱交換器によって冷却された冷却圧縮空気を膨張させる膨張機とを備え、前記被冷却室から回収した空気を圧縮、冷却及び膨張することにより得られる低圧空気を前記被冷却室に供給する冷凍サイクルシステムを構成する空気冷媒式冷凍装置であって、
   前記冷熱回収熱交換器は、前記被冷却室から送出される空気が流れる低圧側流路と、前記一次冷却器から送出される空気が流れる高圧側流路を有し、
   前記一次冷却器と前記冷熱回収熱交換器の前記高圧側流路の一端部とを繋ぐ第１流路から分岐して前記膨張機と前記高圧側流路の他端部とを繋ぐ第２流路に連通し、前記高圧側流路ともに循環路を形成する第１循環流路と、
   前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の他端部とを繋ぐ第３流路から分岐して前記圧縮機と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の一端部とを繋ぐ第４流路に連通し、前記低圧側流路ともに循環路を形成する第２循環流路と、
   前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の空気を加熱し、この加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に送出するための加熱空気送出部と、が設けられている
   ことを特徴とする空気冷媒式冷凍装置。
2. 前記加熱空気送出部によって前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に循環させて、前記冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転を行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気冷媒式冷凍装置。
3. 前記第１循環流路の前記第１流路に繋がる側に該第１循環流路を開閉可能な第１開閉バルブが設けられ、
   前記第２循環流路の前記第４流路に繋がる側に該第２循環流路を開閉可能な第２開閉バルブが設けられ、
   前記高圧側流路及び前記低圧側流路のそれぞれには、該高圧側流路及び該低圧側流路で融けた水を系外に排出可能な第１排出バルブ及び第２排出バルブが設けられ、
   前記第１開閉バルブ及び前記第２開閉バルブを閉じるとともに、前記第１排出バルブ及び第２排出バルブを開け、前記加熱空気送出部によって、加熱した系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に導入して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記第１排出バルブ及び前記第２排出バルブから排出する第１乾燥運転を行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気冷媒式冷凍装置。
4. 前記膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に、該第５流路内の空気を系外に排出可能な第３排出バルブが設けられ、
   前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の他端部とを連通する第６流路に、前記霜除去器が設けられ、
   前記霜除去器には、該霜除去器内で融けた霜の水を系外に排出可能な第４排出バルブが設けられ、
   前記第１開閉バルブ、前記第２開閉バルブ、第１排出バルブ及び第２排出バルブを閉じるとともに、前記第３排出バルブ及び前記第４排出バルブを開き、
   前記加熱空気送出部によって、系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機、前記第５流路を介して前記第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記霜除去器を介して前記第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転を行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の空気冷媒式冷凍装置。
5. 前記第１循環流路の前記第１流路に繋がる側に該第１循環流路を開閉可能な第１開閉バルブが設けられ、
   前記第２循環流路の前記第４流路に繋がる側に該第２循環流路を開閉可能な第２開閉バルブが設けられ、
   前記高圧側流路及び前記低圧側流路のそれぞれには、該高圧側流路及び該低圧側流路で融けた水を系外に排出可能な第１排出バルブ及び第２排出バルブが設けられ、
   前記膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に、該第５流路内の空気を系外に排出可能な第３排出バルブが設けられ、
   前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路の他端部とを連通する第６流路に、前記霜除去器が設けられ、
   前記霜除去器には、該霜除去器内で融けた霜の水を系外に排出可能な第４排出バルブが設けられ、
   前記第１開閉バルブ及び前記第２開閉バルブを閉じて前記第１排出バルブ及び第２排出バルブを開き、前記加熱空気送出部によって、加熱された系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に流して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記第１排出バルブから排出する第１乾燥運転と、
   前記第３排出バルブ及び前記第４排出バルブを開いて、前記加熱空気送出部によって、加熱された系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機、前記第５流路を介して前記第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記霜除去器を介して前記第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転を行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気冷媒式冷凍装置。
6. 前記第１乾燥運転には、前記加熱した系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に導入して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記第１排出バルブ及び前記第２排出バルブから排出した後に、前記加熱空気送出部によって、系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に導入して、該高圧側流路及び該低圧側流路を冷却する冷却運転を含む
   ことを特徴とする請求項３又は５に記載の空気冷媒式冷凍装置。
7. 前記冷熱回収熱交換器は、前記低圧側流路及び前記高圧側流路が鉛直方向に沿って配置され、前記高圧側流路を下方から上方に流れる空気と前記低圧側流路を上方から下方に流れる空気との間で熱交換を行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の空気冷媒式冷凍装置。
8. 請求項１に記載の空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法であって、
   前記加熱空気送出部によって前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に循環させて、前記冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転を行い、
   前記デフロスト運転の後に、前記加熱空気送出部によって、加熱された系外の外気を前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に流して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記高圧側流路に連通する第１排出バルブ及び前記低圧側流路に連通する第２排出バルブから排出する第１乾燥運転を行い、
   前記第１乾燥運転の後に、前記加熱空気送出部によって、系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機を介して、該膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に設けられた第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路とを連通する第６流路に設けられた霜除去器を介して該霜除去器に設けられた第４排出バルブから排出させる第２乾燥運転を行う
   ことを特徴とする空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法。
9. 請求項１に記載の空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法であって、
   前記加熱空気送出部によって前記第１循環流路及び前記第２循環流路内の加熱された空気を、前記第１循環流路と前記高圧側流路内、及び前記第２循環流路と前記低圧側流路内に循環させて、前記冷熱回収熱交換器内の霜を除去するデフロスト運転と、
   前記デフロスト運転の後に、前記加熱空気送出部によって加熱された系外の外気を、前記第１循環流路及び前記第２循環流路を介して前記高圧側流路及び前記低圧側流路に導入して、前記デフロスト運転で融かされた前記冷熱回収熱交換器内の霜の水を前記高圧側流路に連通する第１排出バルブ及び前記低圧側流路に連通する第２排出バルブから排出し、且つ前記加熱空気送出部によって加熱された系外の外気を、前記第１循環流路、前記第２流路、前記膨張機を介して、該膨張機と前記被冷却室とを連通する第５流路に設けられた第３排出バルブから排出させるとともに、前記第２循環流路、前記第３流路、前記被冷却室と前記冷熱回収熱交換器の前記低圧側流路とを連通する第６流路に設けられた霜除去器を介して該霜除去器に設けられた第４排出バルブから排出させる乾燥運転を行う
   ことを特徴とする空気冷媒式冷凍装置のデフロスト方法。
   

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