JP7287024B2 - 冷却装置 - Google Patents
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Description
また、第2捕集部には、第2捕集部を冷却するための冷却媒体が流通する捕集部用配管が設けられている。これにより、捕集部用配管を流通する冷却媒体によって、容易に、第2捕集部を冷却することができる。
まず、図1~図4を参照して、第1実施形態による冷却装置100の構成について説明する。
次に、霜捕集部6の構成について具体的に説明する。
次に、図1を参照して、冷却装置100の冷却時の動作について説明する。
次に、図2を参照して、冷却装置100の除霜時の動作について説明する。なお、除霜とは、伝熱表面Sに付着した霜を取り除くことを意味する。以下の説明では、蒸発器3aの除霜を行う場合について説明する。
また、除霜後の冷却時において、電磁弁8が閉状態にされる。これにより、捕集部用配管7に冷媒が流れなくなるので、捕集部用配管7の雰囲気温度が約5℃となる。その結果、捕集部用配管7に捕集された霜は、融解されるとともに、排出部23から排出される。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図5を参照して、第2実施形態の冷却装置101について説明する。第2実施形態では、霜捕集部配管37が扁平管により構成されている。
次に、図8および図9を参照して、第3実施形態の冷却装置102について説明する。第3実施形態では、空気が流通する第1流路40a、第2流路40bおよび第3流路40cが設けられている。
図10に示すように、冷却時には、冷却用送風機5を稼働させる。これにより、蒸発器3の出口側の低温(たとえば、約-20℃)の空気を、蒸発器3の出口から流出させる。
図11に示すように、除霜時には、誘導用送風機42を稼働させる。なお、冷却用送風機5は、停止される。これにより、蒸発器3と、霜捕集部46と、排出部43とを含む一巡の経路に沿うように、循環流が発生する。その結果、蒸発器3から剥離された固体の霜の一部は、自重によって第3流路40c側に落下する。また、蒸発器3から剥離された固体の霜の一部は、衝突部材45に衝突することにより、第3流路40c側に落下する。また、衝突部材45が設けられているので、蒸発器3を通過する空気(風)の流速を変更することなく、霜捕集部46の上流側において、空気(風)の速度を低下させることが可能になる。
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図13を参照して、第4実施形態の冷却装置103について説明する。第4実施形態では、蒸発器3に付着した霜を剥離させるための循環流に対する、蒸発器3、排出部53および霜捕集部56の順番が、上記第3実施形態と異なっている。
次に、図14および図15を参照して、第5実施形態の冷却装置104について説明する。第5実施形態では、冷媒によって霜捕集部66を加熱する。
図14に示すように、冷却時には、電磁弁8が閉状態にされ、三方弁61が切り替えられることにより、凝縮器2から流出した中温(約30℃)かつ高圧の冷媒が、捕集部用配管67に流入される。これにより、霜捕集部66(第1捕集部66aと第2捕集部66b)により捕集された霜が融解されるとともに、排出される。また、霜の融解潜熱によって、捕集部用配管67に流入される中温(約30℃)かつ高圧の冷媒が冷却されるので、冷却時のCOP(成績係数)が向上する。その結果、冷却装置104の省エネルギー化を図ることが可能になる。
第5実施形態の除霜時の動作は、上記第1実施形態と同様である。つまり、図15に示すように、電磁弁8が開状態にされ、三方弁61が切り替えられることにより、凝縮器2から流出した中温(約30℃)かつ高圧の冷媒が、霜捕集部66(第1捕集部66aと第2捕集部66b)を介さずに、膨張弁4gによって膨張され、膨張された低温の冷媒が、捕集部用配管67に流入される。
第5実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
2 凝縮器
3、3a~3c 蒸発器
4 膨張弁
4a~4f 膨張弁(冷媒温度調整用膨張弁)
4g 膨張弁
5 冷却用送風機
6a、36a、46a、66a 第1捕集部
6b、36b、46b、66b 第2捕集部
7、37 捕集部用配管
8 電磁弁(捕集部用弁)
13 蒸発器用配管
14 ヒータ(加熱部)
20 流路
20a 下面
23、43、53 排出部
40a、50a 第1流路
40b、50b 第2流路
40c、50c 第3流路
42 誘導用送風機
44、54 霜落下部
45、55 衝突部材
61 三方弁
67 捕集部用配管(加熱部)
100、101、102、103、104 冷却装置
S 伝熱表面
Claims (15)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、
冷媒に熱を伝える伝熱表面を含み、前記膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器の前記伝熱表面に空気を送る冷却用送風機と、
前記蒸発器に対して前記冷却用送風機の送風方向下流の空気の流路に設けられ、空気に含まれる固体の霜を捕集する第1捕集部と、
前記第1捕集部とは別個に配置され、空気を冷却することにより空気に含まれる水蒸気を凝縮させて捕集する第2捕集部とを備え、
前記第2捕集部は略長方形形状を有し、前記第2捕集部を冷却するための冷却媒体が流通する捕集部用配管が前記第2捕集部の長辺に接して設けられている、冷却装置。 - 前記第2捕集部は、前記第1捕集部に対して空気の流れの下流側に配置されている、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記第1捕集部と前記第2捕集部とのうちの少なくとも一方は、網目状の部材を含む、請求項1または2に記載の冷却装置。
- 前記第1捕集部と前記第2捕集部とは、共に、網目状の部材を含み、
前記第1捕集部の網目の大きさは、前記第2捕集部の網目の大きさよりも小さい、請求項3に記載の冷却装置。 - 前記捕集部用配管を流通する前記冷却媒体は、前記凝縮器から流出され前記膨張弁により膨張された冷媒を含む、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記蒸発器に冷媒を流出入させるための蒸発器用配管をさらに備え、
前記捕集部用配管には、冷媒の流れに対して前記蒸発器の上流側において前記蒸発器用配管から分岐された冷媒が流入され、前記蒸発器の下流側において前記蒸発器用配管から流出した冷媒が前記蒸発器から流出した冷媒と合流するように構成されており、
冷媒の流れに対して前記第2捕集部の下流側に設けられ、前記捕集部用配管に流れる冷媒の流量を制御する捕集部用弁をさらに備える、請求項5に記載の冷却装置。 - 前記第1捕集部と前記第2捕集部とのうちの少なくとも一方を加熱する加熱部をさらに備える、請求項1~6のいずれか1項に記載の冷却装置。
- 前記加熱部は、前記凝縮器から流出された冷媒により前記第1捕集部と前記第2捕集部とのうちの少なくとも一方を加熱するように構成されている、請求項7に記載の冷却装置。
- 冷媒の流れに対して前記凝縮器の下流側に設けられ、冷却時に、前記凝縮器から流出する冷媒を前記第1捕集部と前記第2捕集部とのうちの少なくとも一方側を介して前記蒸発器に流通させ、除霜時に、前記凝縮器から流出する冷媒を、前記第1捕集部と前記第2捕集部とを介さずに、前記蒸発器に流通させる三方弁をさらに備える、請求項8に記載の冷却装置。
- 前記蒸発器に対して空気の流れの上流側に配置され、空気が流通する第1流路と、
前記蒸発器に対して空気の流れの下流側に配置され、冷却対象に冷却風を流すための第2流路と、
前記第2流路から分岐するように設けられ、前記蒸発器から流出する冷却風の一部を、前記蒸発器に対して空気の流れの上流側に流すための第3流路とをさらに備え、
前記第1捕集部と前記第2捕集部とは、前記第3流路に配置されている、請求項1~9のいずれか1項に記載の冷却装置。 - 前記冷却風の一部を、前記第1捕集部と前記第2捕集部とに誘導する誘導用送風機をさらに備える、請求項10に記載の冷却装置。
- 前記蒸発器に対して空気の流れの下流側に設けられ、重力により固体の霜を前記第3流路側に落下させる霜落下部をさらに備える、請求項10または11に記載の冷却装置。
- 前記霜落下部の近傍に設けられ、固体の霜が衝突することにより、固体の霜を前記第3流路側に落下させる衝突部材をさらに備える、請求項12に記載の冷却装置。
- 前記第1捕集部と前記第2捕集部とが配置される流路の下面には、前記第1捕集部に捕集された固体の霜と前記第2捕集部に凝縮された水蒸気とを排出するための排出部が設けられており、
前記下面は、前記第1捕集部と前記第2捕集部とが配置されている部分から、前記排出部に向かって、下方に傾斜するように構成されている、請求項1~13のいずれか1項に記載の冷却装置。 - 前記蒸発器は、複数設けられており、
前記蒸発器に対して冷媒の流れの上流側と下流側とには、各々、冷媒温度調整用膨張弁が配置されており、
前記複数の蒸発器のうちの除霜が行われる前記蒸発器には、前記冷媒温度調整用膨張弁が調整されることにより、高温の冷媒が流入され、
除霜が行われる前記蒸発器以外の前記蒸発器には、前記冷媒温度調整用膨張弁が調整されることにより、低温の冷媒が流入される、請求項1~14のいずれか1項に記載の冷却装置。
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