JP7416991B1 - 冷凍機 - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
Abstract
Description
図1は、本開示の実施形態に係る冷凍機10の側面断面図であり、図2は、本開示の実施形態に係る冷凍機10の正面断面図である。図1及び図2に示されるように、本開示に係る冷凍機10は、筐体14内において冷凍室20と、機械室30と、冷風通路50とが、隔壁12によって区画されて配置されている。
冷凍室20は、図1及び図2に示されるように、冷凍機10の大部分を成す領域であり、冷凍庫前面(図1における図面左側)の扉11から入れられた冷凍対象物26を収容する。また、冷凍室20は、後述するように冷風通路50を通じて空気が循環される領域であり、冷却された空気(以下、冷気と称する)が供給される。なお、本開示に係る冷凍機10において冷凍室20は、図1に示されるように、主冷凍室22と副冷凍室24とが区画された、複数の領域を有する構成とされていてもよい。
機械室30は、一例として、冷媒が流れる冷媒管32を通じて、コンプレッサ34と、コンデンサ36と、ドライヤ38と、膨張弁40と、アキュムレータ42が直列に配置される領域である。コンプレッサ34は、気体の冷媒を圧縮する装置である。コンプレッサ34によって圧縮された冷媒は、コンデンサ36に流入し、冷却されながら液化される。液化された冷媒は、ドライヤ38に流入し、ドライヤ38によって液化した冷媒中の水分が除去される。ドライヤ38から流出した冷媒は、膨張弁40に流入し、膨張弁40によって気体になるまで膨張させられることによって、温度が低下した状態で流出する。膨張弁40を通過した冷媒は、後述するように冷風通路50内の蓄熱部材60に流入し、冷熱を放出する(蓄熱部材60の熱を吸収する)。冷熱を放出した冷媒は、機械室30のアキュムレータ42によって圧力が調整される。アキュムレータ42によって圧力が調整された冷媒は、再びコンプレッサ34に流入し、圧縮されることによって、本実施形態に係る冷凍庫の冷凍サイクルが得られる。
冷風通路50は、本開示における蓄熱部材60と、ファン54とが配置され、冷凍室20と共に空気が循環する風路を成す領域である。本実施形態では一例として、ファン54が回転駆動することにより、冷風通路50の上側(図1及び図2における図面上側)に設けられた吹出口58から冷風通路50内の空気を冷凍室20に吹き出す。また、ファン54の回転駆動により冷風通路50内に冷風通路50の下側(図1及び図2における図面下側)に設けられた吸込口56から、冷凍室20の空気が冷風通路50に取り込まれる。これにより、冷風通路50内では矢印Fに示されるように、下側から上側に向かって空気が流れる。
図3に示されるように、本実施形態における蓄熱部材60は、熱交換部材62と、ブロック68と、冷媒管72を有する。
冷凍室20に冷凍対象物26が投入され、冷凍室20内の温度が予め定められた温度を超えた場合、図示しない制御器は、急速冷凍運転モードに動作状態を切り替える。急速冷却運転モードでは、ファン54を回転駆動させて冷風通路50と冷凍室20内の空気を循環させ、冷凍対象物26によって温められた冷凍室20内空気が、吸込口56から冷風通路50内に取り込まれ、蓄熱部材60によって冷却される。冷却された空気は、吹出口58から再び冷凍室20内に供給され、冷凍対象物26を冷却する。言い換えれば、急速冷凍運転モードとは、蓄熱部材60に蓄えられた冷熱を放出する運転をするモードであるともいえる。
急速冷凍運転により冷凍対象物26が冷却され、冷凍室20内の温度が予め定められた温度以下になった場合に、図示しない制御器は、動作状態を温度維持運転モードに切り替える。温度維持運転モードでは、冷凍室20内の温度を予め定められた温度以下とすればよく、ファン54の回転数は、急速冷凍運転モードよりも少ないものとされる。
本実施形態に係る冷凍機10によれば、冷風通路50内には、蓄熱部材60が配置される。この蓄熱部材60には、冷媒管で冷熱が供給され、冷熱が蓄熱される。急速冷凍する際には、ファン54の回転数を増やして、冷風通路50の吸込口56から冷凍室20の空気を吸い込み、蓄熱部材60に当てて、吹出口58から冷風を冷凍室20へ吹き出す。
本比較実験では、冷凍対象物26を、300gレトルトご飯パックとして、この冷凍対象物26が冷凍されるまでに要する時間を比較した。なお、冷凍対象物26は、冷凍開始時点では98℃であり、0℃付近の温度がしばらく平衡した後、再度降下を始める時点を冷凍終了とした。なお、本比較実験においては、冷凍対象物26の温度を測定した。
なお、上述の説明において、蓄熱部材60は、冷風通路50の隔壁12との間に隙間70が形成されていたが、本開示に係る冷凍機10は、これに限られない。すなわち、蓄熱部材60が隔壁12と接触した状態とされていてもよい。
11 扉
12 隔壁
14 筐体
20 冷凍室
22 主冷凍室
24 副冷凍室
26 冷凍対象物
30 機械室
32 冷媒管
34 コンプレッサ
36 コンデンサ
38 ドライヤ
40 膨張弁
42 アキュムレータ
50 冷風通路
54 ファン
56 吸込口
58 吹出口
60 蓄熱部材
62 熱交換部材
63 ヒートシンク
64 フィン
66 基部
66B 裏面
66G 長溝
68 ブロック
68F おもて面
68G 長溝
68B 裏面
70 隙間
72 冷媒管
Claims (6)
- 冷凍対象物を収納する冷凍室と、
前記冷凍室の空気を吸い込む吸込口と前記冷凍室に冷風を吹き出す吹出口とを有する冷風通路と、
前記冷風通路内に配置され、前記冷風通路内の冷風を前記吹出口から前記冷凍室へ吹き出すファンと、
複数のフィンを有するアルミニウム製の熱交換部材と、前記熱交換部材と熱的に一体化されたアルミニウム製のブロックとを有し、前記冷風通路内に配置された蓄熱部材と、
前記フィンには接触せず、前記ブロックに接触して冷熱を供給する冷媒管と、
を備えた、冷凍機。 - 前記冷媒管は、前記ブロックに埋設されている、請求項1に記載の冷凍機。
- 前記熱交換部材は、前記フィンの裏面に前記冷媒管が嵌まる長溝が形成された複数のヒートシンクであり、
前記ブロックには、複数の前記ヒートシンクを平面的に合わせた大きさと同じ大きさで、長溝が形成され、前記裏面に重ね合わされ、複数の前記ヒートシンクと共に前記冷媒管を埋設する、請求項2に記載の冷凍機。 - 前記複数のフィンは、冷風の流れに沿って延在している、
請求項1に記載の冷凍機。 - 前記蓄熱部材と冷風通路の壁の間には隙間が形成されている、
請求項1に記載の冷凍機。 - 前記蓄熱部材は、重量1kg当たりの表面積が0.1m2以上であり、前記フィンの表面積の面積を含めた全体の表面積の80%以上が冷風に曝される、
請求項1に記載の冷凍機。
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