JP6319886B2 - 空気冷媒式冷凍システム - Google Patents
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Description
そこで、従来、この対策として、ダクトに霜捕集器を設けたり、あるいはデフロスト運転を行って発生した霜を溶解させる方策が採られている。
特許文献1に開示された霜除去手段は、このような冷凍庫の近傍に設けられた空気ダクトの除霜を行うものではない。このような冷凍庫近傍ダクトを冷凍庫の外側天井裏に設ける場合は、断熱性を確保するためダクトを断熱材などで被覆する。そのため、除霜作業のためダクトを解体するのは容易ではない。
なお、前記構成において、「断熱層」とは、天井壁に形成された断熱材からなる断熱層、又は天井壁と除霜ボックス間に形成される空間(空気層)を意味する。天井壁と除霜ボックス間に断熱層を形成することで、庫外の暖気が除霜ボックスを介して天井壁に侵入するのを抑制できる。
このように、冷凍庫の内部に空気循環ダクトを設けないので、庫内に被冷凍品を配置する際の自由度が高まり、スペースの有効利用が可能となる。
これによって、除霜ボックスの内壁に付着した霜は、デフロスト運転時に融解させ除去できる。このとき、除霜ボックスと冷凍庫側の低温空気供給ダクト及び庫内空気回収ダクトとを熱的に遮断するので、冷凍庫内の冷気が除霜ボックスに逃げたり、あるいは除霜ボックスの暖気が冷凍庫内に侵入するのを防止できる。
これによって、デフロスト運転時に除霜ボックス内で霜が融解した融解水をこの排水口からドレンとして排出できる。
これによって、デフロスト運転時除霜ボックス内で融解した融解水を、何の操作も行うことなく重力を利用して自然に排水口に導くことができる。
膨張機16から吐出された低温空気は、−80℃の低温空気となって空気吹出口324から冷凍庫32に供給される。空気吹出口324には、吹き出された低温空気を庫内で拡散させる邪ま板326が設けられている。
図3に示すように、流量調整弁26、自動開閉弁42、46、58、60、62、64、66及び68の開閉動作は制御装置70によって制御される。
図4において、除霜ボックス38aの内部は、定常運転時には低温空気が流れ、デフロスト運転時には温風が流れる空間が形成されている。除霜ボックス38aの形状は立方体や直方体であってもよいが、デフロスト運転時に温風が行き渡らない死角をなくすためには、例えば、側壁を円筒形としたほうがよい。
図5に示すように、除霜ボックス38aの底壁39に開口する短軸ダクト34aの上端は、除霜ボックス38aで融解した融解水が短軸ダクト34aに流入しないように、底壁の上面より高い位置に突出する堰78が形成されている。
空気冷媒式冷凍装置10の定常運転時及びデフロスト運転時に、点検口72は開閉蓋74によって閉じられる。除霜ボックス38bも除霜ボックス38aと同様の構成を有している。
また、図6に示すように、オペレータが除霜ボックス38aの底壁39に開口する短軸ダクト34aの開口に断熱蓋80を置いて遮蔽する。断熱蓋80は下面に断熱材からなる断熱層82が被覆され断熱性を有している。これによって、冷凍庫32の冷気が短軸ダクト34aを介して除霜ボックス38aに逃げるのを防止できる。
除霜ボックス38bの底壁に開口した短軸ダクト36aの開口も同様に断熱蓋80で遮蔽する。
また、除霜ボックス38a及び38bを天井壁裏側の空間Sに配置することで、短軸ダクト34a及び36aの長さを最小限にできるため、これら短軸ダクトに付着した霜の除霜作業を大幅に低減できる。また、冷凍庫32の内側天井面に空気ダクトを配設しないので、人力による極寒下での除霜作業をなくすことができる。
また、短軸ダクト34a及び36aの開口は、堰78を有しているので、融解水が短軸ダクト34a又は36aに流入するおそれはない。
さらに、これらドレン管は除霜ボックスの底面より下方に配置され、除霜ボックスとドレン管とを結ぶ低温空気供給ダクト34又は庫内空気回収ダクト36は堰を有さず、かつ除霜ボックスからドレン管に向かって下降する勾配を有しているので、デフロスト運転時除霜ボックス内で融解した融解水を、何の操作も行うことなく重力を利用して自然にドレン管に導くことができる。
さらに、圧縮機14と膨張機16とは、駆動モータ18の単一の出力軸18aに連結されているので、膨張機16で発生する断熱膨張仕事は駆動モータ18を介して圧縮機14の補助力として使用できる。これによって、圧縮機14の動力を節減できる。
11 機械室
12 冷媒循環路
14 圧縮機
16 膨張機
18 駆動モータ
20 冷却器
22 冷却水循環路
24 冷却水ポンプ
26 流量調整弁
28 冷却塔
30 熱回収用熱交換器
32 冷凍庫
320 屋根
322 天井壁
324 空気吹出口
326 邪ま板
328 空気排出口
330 断熱層
332 支持バー
34 低温空気供給ダクト
36 庫内空気回収ダクト
38a、38b 除霜ボックス
39 底壁
40、44 ドレン管
42、46、58、60、62、64、66、68 自動開閉弁
60 デフロスト装置
62 デフロストファン
64 デフロストヒータ
66 温風ダクト
70 制御装置
72 点検口
74 開閉蓋
76、82 断熱層
80 断熱蓋
S 空間
f 霜
Claims (7)
- 被冷凍品を保冷する冷凍庫と、該冷凍庫から回収した庫内空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された前記圧縮空気を膨張させる膨張機とを備え、前記膨張機から吐出された低温空気を前記冷凍庫に供給する空気冷媒式冷凍システムにおいて、
前記膨張機と前記冷凍庫との間に接続され、前記膨張機から吐出された低温空気を前記冷凍庫に供給する低温空気供給ダクトと、
前記冷凍庫と前記圧縮機との間に接続され、前記庫内空気を前記圧縮機に回収する庫内空気回収ダクトと、
前記冷凍庫の天井壁上方の空間に前記天井壁に対し断熱層を介して配置され、前記低温空気供給ダクト及び前記庫内空気回収ダクトに夫々設けられた一対の除霜ボックスとを備え、
前記低温空気供給ダクトに連通した低温空気吹出口及び前記庫内空気回収ダクトに連通した庫内空気排出口を前記冷凍庫の天井壁に開口させ、
前記冷凍庫の天井壁上方の空間に配置された各々の前記除霜ボックスは、
前記低温空気供給ダクト又は前記庫内空気回収ダクトとの接続部を有する側壁と、
前記側壁とともに前記除霜ボックスの内部空間を形成する底壁と、
を含み、
前記底壁から前記天井壁に設けられた前記低温空気吹出口又は前記庫内空気排出口に向かって下方に延在して、前記除霜ボックスの前記内部空間を前記低温空気吹出口又は前記庫内空気排出口に連通させる短軸ダクトを備える
ことを特徴とする空気冷媒式冷凍システム。 - 前記冷凍庫の天井壁は断熱材からなる断熱層を有し、
前記除霜ボックスは、前記天井壁上方の空間に前記冷凍庫の屋根から吊下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システム。 - 前記除霜ボックスの隔壁は断熱壁で構成されると共に、開閉蓋付き点検口を有し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システム。
- 外気を加温して温風とする温風発生機と、該温風発生機と前記除霜ボックスとに接続された温風ダクトとを有するデフロスト装置をさらに備え、
前記除霜ボックスは、デフロスト運転時に前記冷凍庫側の前記低温空気供給ダクト又は前記冷凍庫側の前記庫内空気回収ダクトと断熱かつ遮断されることを特徴とする請求項1又は2に記載の空気冷媒式冷凍システム。 - 前記除霜ボックスに開口した前記冷凍庫側の前記低温空気供給ダクト及び前記冷凍庫側の前記庫内空気回収ダクトの開口をデフロスト運転時に断熱性の蓋で遮蔽することを特徴とする請求項4に記載の空気冷媒式冷凍システム。
- 被冷凍品を保冷する冷凍庫と、該冷凍庫から回収した庫内空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された前記圧縮空気を膨張させる膨張機とを備え、前記膨張機から吐出された低温空気を前記冷凍庫に供給する空気冷媒式冷凍システムにおいて、
前記膨張機と前記冷凍庫との間に接続され、前記膨張機から吐出された低温空気を前記冷凍庫に供給する低温空気供給ダクトと、
前記冷凍庫と前記圧縮機との間に接続され、前記庫内空気を前記圧縮機に回収する庫内空気回収ダクトと、
前記冷凍庫の天井壁上方の空間に前記天井壁に対し断熱層を介して配置され、前記低温空気供給ダクト及び前記庫内空気回収ダクトに夫々設けられた除霜ボックスとを備え、
前記低温空気供給ダクトに連通した低温空気吹出口及び前記庫内空気回収ダクトに連通した庫内空気排出口を前記冷凍庫の天井壁に開口させ、
外気を加温して温風とする温風発生機と、該温風発生機と前記除霜ボックスとに接続された温風ダクトとを有するデフロスト装置をさらに備え、
前記除霜ボックスは、デフロスト運転時に前記冷凍庫側の前記低温空気供給ダクト又は前記冷凍庫側の前記庫内空気回収ダクトと断熱かつ遮断され、
前記除霜ボックスに隣接して前記低温空気供給ダクト及び前記庫内空気回収ダクトに融解水を排出する排水口を設けたことを特徴とする空気冷媒式冷凍システム。 - 前記排水口は、前記除霜ボックスの底面より下方に配置され、前記除霜ボックスと前記排水口とを結ぶ融解水の排出路は前記除霜ボックスの底面との間で堰を有さずかつ前記除霜ボックスから前記排水口に向かって下降する勾配を有していることを特徴とする請求項6に記載の空気冷媒式冷凍システム。
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