JP6561427B1 - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却コイルに付着する霜の量が低減された冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１０は、内部に第１の室２０ａと被冷却物３０が搬入される第２の室２０ｂとを形成するための仕切り１６と、仕切り１６に設けられた冷却コイル１２と、冷却コイル１２の第１の室２０ａの側に設けられたファン１４ａ、１４ｂと、を備え、仕切り１６が、第２の室２０ｂから第１の室２０ａへと向かう気流が冷却コイル１２を通るように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却装置に関する。

特許文献１には、冷却ファンによる冷気循環により、被冷却物を冷却させる冷却装置が記載されている。この冷却装置は、断熱箱体により形成された室内の少なくとも−側壁側に設けられた冷却器と、冷却器の前方の冷却室と、冷却室の空気を流動させるファンとを備えた冷却装置であって、冷却器と冷却室とは、冷却器に冷気が溜まるように、仕切り板で区画されており、ファンは、仕切り板より冷却器側に配置されており、ファンの前方の仕切り板には開口を備え、開口の大きさは、ファンの径より大きく、ファンをファンの回転軸方向に見たときに、ファンは開口内に配置されており、ファンの外側には開放空間があり、ファンの回転によって、冷却器から開口を経て冷却室に吹き出される冷気の吐出流と、冷却室から開口を経て冷却器に吸引される冷気の吸引流とが生じ、吐出流と吸引流とがぶつかり合って、冷気の流動速度が抑えられ、冷却器の着霜を抑えるように、冷却室の冷気と冷却器に溜った冷気とを入れ替えることを特徴としている。

特許文献２には、従来の冷気強制循環方式と比べて構造が簡単でありながら、同等の冷却性能を発揮でき、しかも冷却器への着霜量も少なくすることができる冷却装置が記載されている。この冷却装置は、断熱部材で構成された箱体と、空気を熱交換により冷却する冷却器と、箱体の内部を、冷却器が収容される冷却器室と、被冷却物が収容される貯蔵室との二つの室に区画し、且つ、これら二つの室をつなぐ開口が形成された仕切り板と、冷却器室内に配置され、冷却器で冷却された空気を開口を介して貯蔵室内に送り込むファンと、を備えている。開口は、ファンの直径よりも大きく、且つ、ファンの回転軸方向から見たとき、開口がファンの外周を隙間を開けて取り囲むように配置され、開口の面積Ｓは、ファンの直径をＲとしたとき、１．８×π（Ｒ／２）^２≦Ｓ≦２．５×π（Ｒ／２）^２で規定され、開口の貯蔵庫側の境界面とファンの最前部との間の距離は、０以上、０．２Ｒ以下である。

国際公開第２００４／１１３８０７号 国際公開第２００５／１２４２４９号

ここで一般に、冷却コイルに付着する霜の量が低減された冷却装置が求められている。
本発明は、冷却コイルに付着する霜の量が低減された冷却装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、内部に第１の室と被冷却物が搬入される第２の室とを形成し、該第１の室及び該第２の室をつなぐ開口部が設けられた仕切りと、前記開口部に配置された冷却コイルと、前記第１の室に設けられ、前記冷却コイルに対して送風する第１のファンと、を備え、前記仕切りが、前記冷却コイルが配置された前記開口部を除いて前記第２の室から前記第１の室へと通じる隙間が実質的に生じないように設けられ、前記第２の室から前記第１の室へと向かう気流が前記冷却コイルを通る冷却装置である。

請求項２に記載の発明は、内部に第１の室と被冷却物が搬入される第２の室とを形成し、該第１の室及び該第２の室をつなぐ開口部が設けられた仕切りと、前記開口部に配置され、前記第１の室から前記第２の室へと向かう気流及び前記第２の室から前記第１の室へと向かう気流が通過する冷却コイルと、前記第１の室に設けられ、前記冷却コイルに対して送風する第１のファンと、を備え、前記仕切りが、前記冷却コイルが配置された前記開口部を除いて前記第２の室から前記第１の室へと通じる隙間が実質的に生じないように設けられている冷却装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記第２の室に前記被冷却物に対して送風する第２のファンを更に備える。

本発明によれば、冷却コイルに付着する霜の量が低減された冷却装置を提供できる。

本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の説明図である。 同冷却装置が備えるファン及び冷却コイルの配置を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置１０は、図１に示すように、仕切り板１６、冷却コイル１２、ファン１４ａ、１４ｂ及びファン１５を備えている。

仕切り板（仕切りの一例）１６は、冷却装置１０の内部に上側の第１の室２０ａと下側の第２の室２０ｂとを形成するための部材である。仕切り板１６の中央部には、冷却コイル１２が配置された開口部が設けられており、この開口部によって第１の室２０ａ及び第２の室２０ｂはつながっている。仕切り板１６は、開口部を除いて第１の室２０ａと第２の室２０ｂとの間を行き来する気流が生じないよう、第２の室２０ｂから第１の室２０ａへと通じる隙間が生じないように内部の壁面内側に設けられているので、仕切り板１６は、第２の室２０ｂから第１の室２０ａへと戻る気流が冷却コイル１２を通るように制御できる。なお、ここにいう「第２の室２０ｂから第１の室２０ａへと通じる隙間が生じないように」とは、設計上又は製造上の誤差が許容され、「隙間が実質的に生じないように」という意味である。
従って、冷却装置１０の内部は、仕切り板１６及び冷却コイル１２を挟んで、第１の室２０ａと被冷却物３０が搬入される第２の室２０ｂとに分けられている。
仕切り板１６は、一枚板で形成されていなくてもよく、複数の板材により形成されていてもよい。

なお、第１の室２０ａには、冷却コイル１２やファン１４ａ、１４ｂのメンテナンス用の第１の扉２２ａが設けられている。
第２の室２０ｂには、被冷却物３０を搬入出するための第２の扉２２ｂが設けられている。

冷却コイル１２は、仕切り板１６よりも下側に突出するように仕切り板１６に設けられた開口部に配置され、周囲の空気を冷却できる。平面視した際の冷却コイル１２の面積は、すべてのファン１４ａ、１４ｂの面積よりも大きくなるように設定されている。

ファン１４ａ、１４ｂ（第１のファンの一例）は、それぞれ冷却コイル１２の上面から距離Ｈ１だけ離れた上方に設けられ、下方へと送風することによって、冷却コイル１２によって冷却された空気を第２の室２０ｂの下方へと向かって送ることができる。
ファン１４ａ、１４ｂは互いに間隔Ｄ１を空けて配置されている。
なお、ファンは２台に限定されるものではない。

ファン１５（第２のファンの一例）は、送風方向が被冷却物３０の方向となるように配置されている。ファン１５が被冷却物３０に対して送風することによって、被冷却物３０が凍結するまでの時間が短縮される。

次に、冷却装置１０の動作について説明する。
冷却装置１０においては、第２の扉２２ｂから被冷却物３０が搬入されると、ファン１４ａ、１４ｂによって冷気が第２の室２０ｂに送られる。
第２の室２０ｂに送られた冷気は、再び冷却コイル１２を通って第１の室２０ａに戻る。その際、一部の冷気は、図１の矢印で示すように、ファン１４ａとファン１４ｂとの間の隙間（図２に示すＡ部参照）を通って、第１の室２０ａへと戻る。
第１の室２０ａに戻った冷気は、再びファン１４ａ、１４ｂ及び冷却コイル１２によって冷却され、第２の室２０ｂへと送られる。
被冷却物３０は、このような気流の中で冷却され、乾燥が抑えられた状態で凍結される。

発明者はこのような冷却装置１０について、その性能を明らかにするための試験を行った。
比較例となる冷却装置は、冷却装置１０から仕切り板１６を取り除いた冷却装置である。すなわち、本実施形態に係る冷却装置１０と比較例となる冷却装置との相違点は、仕切り板１６の有無のみである。
付言すると、仕切り板１６がない比較例となる冷却装置は、ファン１４ａ、１４ｂによって第２の室２０ｂに送られた冷気が、主として仕切り板１６があった場所を通り、冷却コイル１２の周囲を回り込むようにして第１の室２０ａへと戻る。

（１）霜の付着量
冷却装置１０の冷却コイル１２に霜が付着しにくいことを明らかにするため、庫内温度−２５℃での冷却運転後の水分量を測定した。
測定の結果、比較例の冷却装置は８５ｇであり、冷却装置１０は２１ｇであった。すなわち、冷却装置１０においては、霜の付着量は約１／４に低減された。

（２）庫内温度の回復特性
冷却装置１０の庫内の温度回復が早いことを明らかにするため、庫内温度−２５℃まで冷却運転し、第２の扉２２ｂを開放して庫内温度を０℃まで上昇させた後、第２の扉２２ｂを閉めてから庫内温度が−２５℃に到達するまでの時間を計測した。
測定の結果、比較例の冷却装置は３０分であり、冷却装置１０は１５分であった。すなわち、冷却装置１０においては、庫内温度が２倍早く復帰した。

（３）被冷却物３０の乾燥特性
冷却装置１０の冷却運転による被冷却物３０が乾燥しにくいことを明らかにするため、冷却運転後の被冷却物３０の乾燥度合いを測定した。乾燥度合いは、冷却前後の被冷却物３０の重量の減少量の割合で評価した。
測定の結果、比較例の冷却装置は重量の減少量の割合が１２％であり、冷却装置１０は２．５％であった。すなわち、冷却装置１０においては、乾燥度合いが約１／５に低減され、乾燥が抑えられた。

このように、本実施形態に係る冷却装置１０によれば、冷却コイル１２に霜が付着することが抑制され、庫内温度の回復特性に優れ、被冷却物３０の乾燥が抑制される。

〔第２の実施の形態〕
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置５０について説明する。
冷却装置５０は、いわゆるトンネル式のフリーザーであり、図３に示すように、仕切り板６２、冷却コイル５２、ファン５４ａ、５４ｂ、ファン５５ａ、５５ｂ、ファン５６ａ、５６ｂ及びコンベヤ５８を備えている。

仕切り板（仕切りの一例）６２は、冷却装置５０の内部に上側の第１の室７０ａと下側の第２の室７０ｂとを形成するための部材である。仕切り板６２の中央部には、冷却コイル５２が配置された開口部が設けられており、この開口部によって第１の室７０ａ及び第２の室７０ｂはつながっている。仕切り板６２は、開口部を除いて第１の室７０ａと第２の室７０ｂとの間を行き来する気流が生じないよう、第２の室７０ｂから第１の室７０ａへと通じる隙間が生じないように内部の壁面内側に設けられているので、仕切り板６２は、第２の室７０ｂから第１の室７０ａへと戻る気流が冷却コイル５２を通るように制御できる。なお、ここにいう「第２の室７０ｂから第１の室７０ａへと通じる隙間が生じないように」とは、設計上又は製造上の誤差が許容され、「隙間が実質的に生じないように」という意味である。
従って、冷却装置５０の内部は、仕切り板６２及び冷却コイル５２を挟んで、第１の室７０ａと被冷却物８０がコンベヤ５８に載って搬入される第２の室７０ｂとに分けられている。
仕切り板６２は、一枚板で形成されていなくてもよく、複数の板材により形成されていてもよい。

冷却コイル５２は、仕切り板６２よりも下側に突出するように仕切り板６２に設けられた開口部に配置され、周囲の空気を冷却できる。平面視した際の冷却コイル５２の面積は、すべてのファン５４ａ、５４ｂの面積よりも大きくなるように設定されている。

ファン５４ａ、５４ｂ（第１のファンの一例）は、それぞれ冷却コイル５２の上面から距離Ｈ２だけ離れた上方に設けられ、下方へと送風することによって、冷却コイル５２によって冷却された空気を第２の室７０ｂの下方へと向かって送ることができる。
ファン５４ａ、５４ｂは互いに間隔Ｄ２を空けて配置されている。
なお、ファンは２台に限定されるものではない。

ファン５５ａ、５５ｂ（第２のファンの一例）は、それぞれ被搬送物８０の搬送経路に沿って間隔を空けて配置され、送風方向が被冷却物８０の搬送経路と交差する方向となるよう設定されている。これらファン５５ａ、５５ｂが被冷却物８０に対して送風することによって、被冷却物８０が凍結するまでの時間が短縮される。

ファン５６ａ、５６ｂは、庫内の冷気が漏れることを抑制するためのファンであり、それぞれ被冷却物８０の搬送経路の入口側及び出口側に設けられている。
コンベヤ５８は、冷却装置５０の入口から内部を通り、出口へ向かって被冷却物８０を搬送できる。

次に、冷却装置５０の動作について説明する。
冷却装置５０においては、ファン５４ａ、５４ｂによって冷気が第２の室７０ｂに送られる。
第２の室７０ｂに送られた冷気は、再び冷却コイル５２を通って第１の室７０ａに戻る。その際、一部の冷気は、図３の矢印で示すように、ファン５４ａとファン５４ｂとの間の隙間を通って、第１の室７０ａへと戻る。
第１の室７０ａに戻った冷気は、再びファン５４ａ、５４ｂ及び冷却コイル５２によって冷却され、第２の室７０ｂへと送られる。
被冷却物８０は、このような気流の中、入口からコンベヤ５８に載って移動するとともに冷却され、乾燥が抑えられた状態で凍結される。

このように、本実施の形態に係る冷却装置５０によれば、トンネル式のフリーザーが構成されるので、冷却コイル５２への霜の付着が抑制されるとともに被冷却物８０の乾燥が抑えられた状態で、被冷却物８０が効率よく大量に冷凍される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。

１０ 冷却装置
１２ 冷却コイル
１４ａ、１４ｂ ファン
１５ ファン
１６ 仕切り板
２０ａ 第１の室
２０ｂ 第２の室
２２ａ 第１の扉
２２ｂ 第２の扉
３０ 被冷却物
５０ 冷却装置
５２ 冷却コイル
５４ａ、５４ｂ ファン
５５ａ、５５ｂ ファン
５６ａ、５６ｂ ファン
５８ コンベヤ
６２ 仕切り板
７０ａ 第１の室
７０ｂ 第２の室
８０ 被冷却物

Claims (3)

1. 内部に第１の室と被冷却物が搬入される第２の室とを形成し、該第１の室及び該第２の室をつなぐ開口部が設けられた仕切りと、
   前記開口部に配置された冷却コイルと、
   前記第１の室に設けられ、前記冷却コイルに対して送風する第１のファンと、を備え、
   前記仕切りが、前記冷却コイルが配置された前記開口部を除いて前記第２の室から前記第１の室へと通じる隙間が実質的に生じないように設けられ、
   前記第２の室から前記第１の室へと向かう気流が前記冷却コイルを通る冷却装置。
2. 内部に第１の室と被冷却物が搬入される第２の室とを形成し、該第１の室及び該第２の室をつなぐ開口部が設けられた仕切りと、
   前記開口部に配置され、前記第１の室から前記第２の室へと向かう気流及び前記第２の室から前記第１の室へと向かう気流が通過する冷却コイルと、
   前記第１の室に設けられ、前記冷却コイルに対して送風する第１のファンと、を備え、
   前記仕切りが、前記冷却コイルが配置された前記開口部を除いて前記第２の室から前記第１の室へと通じる隙間が実質的に生じないように設けられている冷却装置。
3. 請求項１又は２記載の冷却装置において、
   前記第２の室に前記被冷却物に対して送風する第２のファンを更に備えた冷却装置。