JPH0828977A - 二元冷凍システムの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却能力を大きくしても、据付け性を向上で
き、それでいて冷凍庫の頂壁部上方のスペ−スを小さく
出来て、冷凍庫内の空間を有効に利用でき、更に、メン
テナンス性も向上出来る容にする。 【構成】１次側圧縮機１と１次側凝縮器２とをもつ室外
機３と、２次側圧縮機４とカスケ−ドコンデンサ５及び
蒸発器６とをもつ冷却ユニット２０とを備えた二次元冷
凍システムの冷却装置において、前記冷却ユニット２０
を冷凍庫１３の庫外に設置して、前記蒸発器６の吹き出
し側を前記冷凍庫１３の内部に開口させ、この冷凍庫１
３の内部に、前記蒸発器６からの冷風を上方に案内する
案内路２１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源側となる室外機
と、カスケ−ドコンデンサ−を備えた冷却ユニットとか
ら成る二元冷凍システムの冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カスケ−ドコンデンサ−を用いた
二元冷凍システムの冷凍装置は、たとえば、特開平５−
５５６７号公報に示されているように知られている。

【０００３】この公報記載の冷凍装置は、図４に示した
ように、熱源側となる室外機Ａと、カスケ−ドコンデン
サ−Ｃを備えた冷却ユニットＵとを分離したもので、前
記室外機Ａには、１次側圧縮機Ｄと、１次側凝縮器Ｅと
を備え、また、冷却ユニットＵには、２次側圧縮機Ｆ
と、前記カスケ−ドコンデンサ−Ｃとを備える他、蒸発
器Ｇも備え、これら各機器を一つのケ−シングＨに内装
して、ファクトリ−・アッセンブルド化し、そして、現
地においては、前記冷気ユニットＵを建家内に設ける冷
凍庫Ｒの頂壁部ｔに配置して、前記２次側圧縮機Ｆと、
カスケ−ドコンデンサ−Ｃとを前記冷凍庫の庫外側に位
置するように取付け、そして、前記カスケ−ドコンデン
サ−Ｃの１次側流路ａを、室外に取り付ける前記室外機
Ａの１次側凝縮器Ｅ及び１次側圧縮機Ｄに、連絡管Ｍ、
Ｎで接続したものである。

【０００４】尚、図４において、Ｋは、前記カスケ−ド
コンデンサ−Ｃに付設するバックアップ用補助ファン、
Ｐは、前記カスケ−ドコンデンサ−Ｃと、蒸発器Ｇとの
間に介装する膨張弁、Ｑは、前記蒸発器Ｇに付設する蒸
発器ファンである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成する
冷却装置によると、前記冷却ユニットＵが、ファクトリ
−・アッセンブル化されているから、現地での据付け施
工は、前記冷凍庫Ｒの頂壁部ｔに配置し、前記連絡管
Ｍ、Ｎを接続するだけで取り付けられ、現地工事を簡素
化できるのであるが、前記冷却ユニットＵには、前記２
次側圧縮機Ｆ、カスケ−ドコンデンサ−Ｃ及び前記蒸発
器Ｇが一体に組み込まれているため、その重量が大とな
り、前記頂壁部ｔに持ち上げて据え付けるのに多くの労
力又は、機械力が必要となる問題があった。

【０００６】特に、前記冷凍庫Ｒの容量が大きくなり、
冷却能力を大きくする場合には、前記冷却ユニットＵも
大形となり、重量も重くなってより一層据付け作業が悪
くなるし、また、前記頂壁部ｔ上方のスペ−スも必要と
なり、建家内の空間を有効に利用出来ない不具合もあ
り、更に、前記冷却ユニットＵのメンテナンスを行う場
合にも難点があったし、また、前記冷凍庫Ｒの容量が大
きくなると、庫内の温度分布も不均一となる問題もあっ
た。

【０００７】本発明の目的は、冷却能力を大きくして
も、据付け性を向上でき、それでいて冷凍庫の頂壁部上
方のスペ−スを小さく出来て、冷凍庫内の空間を有効に
利用でき、更に、メンテナンス性も向上出来る冷却装置
を堤供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
１次側圧縮機１と１次側凝縮器２とをもつ室外機３と、
２次側圧縮機４とカスケードコンデンサ５及び蒸発器６
とをもつ冷却ユニット２０とを備え、前記カスケードコ
ンデンサ５の１次側流路５ａを、前記室外機３の１次側
凝縮器２及び１次側圧縮機１に連絡配管７，８で接続し
た二元冷凍システムにおいて、前記冷却ユニット２０を
冷凍庫１３の庫外床側に設置して、前記蒸発器６の吹出
側を前記冷凍庫１３の内部に開口させると共に、前記冷
凍庫１３の内部に、前記蒸発器６からの冷却風を庫内上
部に案内する案内路２１を設けのである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、前記冷却ユ
ニット２０におけるカスケードコンデンサ５及び蒸発器
６を冷凍庫１３の庫内に配置して、前記カスケードコン
デンサ５の２次側流路５ｂにおける入口側と、前記蒸発
器６の出口側とを庫外に配置する２次側圧縮機４に高圧
ガス管１０及び低圧ガス管１１で連続すると共に、前記
カスケードコンデンサ５を庫内と区画した区画室２２に
内装して、前記カスケードコンデンサ５の２次側流路５
ｂにおける液側と前記蒸発器６の入口側とを液管１２で
連結させたのである。

【００１０】更に、請求項３記載の発明は、前記冷却ユ
ニット２０における１次側圧縮機１も、前記冷凍庫１３
の庫内に配置して、前記カスケ−ドコンデンサ５と共に
前記区画室２２に内装したのである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、前記冷却ユニット２
０を冷凍庫１３の庫外床側に設置して、前記蒸発器６の
吹き出し側を前記冷凍庫１３の内部に開口させると共
に、前記冷凍庫の内部に、前記蒸発器６からの冷却風を
庫内上部に案内する前記案内路２１を設けたから、冷凍
庫の容量の大形に伴い冷却能力を大きくし、前記冷却ユ
ニット２０が大形になっても、その据付け作業性を向上
できるし、据付けコストを低減でき、また、メンテナン
スも容易に出来る。

【００１２】その上、前記庫外機９を庫外の床側に設置
することのであるから、前記冷凍庫の上方スペ−スを小
さく出来るのである。

【００１３】また、請求項２記載の発明では、前記冷却
ユニット２０におけるカスケ−ドコンデンサ５及び蒸発
器６を冷凍庫１３の庫内に配置して、前記カスケ−ドコ
ンデンサ５と、前記蒸発器６とを庫外に配置する２次側
圧縮機４に高圧ガス管１０及び低圧ガス管１１で連結
し、前記カスケ−ドコンデンサ５を前記区画室２２に内
装して、前記蒸発器６と液管１２で連結したから、前記
冷凍庫１３のシ−ル性を有利にできると共に前記配管の
断熱性も有利に出来るのである。

【００１４】更に、請求項３記載の発明では、前記１次
側圧縮機１も前記カスケ−ドコンデンサ５と共に前記区
画室２２に内装したから、前記低圧ガス管１１及び前記
液管１２を予め配管することができ、現地での配管を簡
略化でき、その上、前記冷凍庫１３のシ−ル性をより有
利にできるのである。

【００１５】

【実施例】本発明冷却装置の基本構成は、高温側となる
１次側圧縮機１と、１次側凝縮器２とをもつ室外機３
と、低温側となる２次側圧縮機４とカスケ−ドコンデン
サ５及び蒸発器６とをもつ冷却ユニット２０とから成
り、前記カスケ−ドコンデンサ５の１次側流路５ａを、
前記室外機３の１次側凝縮器２及び１次側圧縮機１に連
絡管７、８で接続した二元冷凍システムの冷却装置を基
礎とし、前記冷却ユニット２０を前記冷凍庫１３の庫外
床側に設置して、前記蒸発器６の吹き出し側を前記冷凍
庫１３の内部に開口させると共に、前記冷凍庫１３の内
部に、前記蒸発器６からの冷却風を庫内上部に案内する
案内路２１を設けたものである、しかして、図１に示し
た第１実施例は、前記蒸発器６及びこの蒸発器６に付設
するフアン１５を、断熱構造としたケ−シング３０に内
装して、このケ−シング３０における前記蒸発器６の吹
き出し側と、吸込側とを例えば断熱構造のダクト３１、
３２を介して前記冷凍庫１３の内部と連通させると共に
前記吹き出し側の庫内開口部に、上方に向かう案内板２
１ａから成るダクト形状の前記案内路２１を設け、前記
蒸発器６から吹き出される冷却風を、前記冷凍庫１３の
上方に案内して、この上方から庫内冷却室に吹き出すよ
うにし、そして、前記蒸発器６の入り口側と、前記カス
ケ−ドコンデンサ５の２次側流路５ｂの出口側とを２次
側膨張機構１４をもった液管１２を介して接続すると共
に、前記蒸発器６の出口側と前記２次側圧縮機４の吸込
側とを、低圧ガス管１１を介して接続し、前記カスケ−
ドコンデンサ５の２次側流路５ｂにおける入り口側と、
前記２次側圧縮機４とを高圧ガス管１０を介して接続し
たものであるる。

【００１６】以上の構成において、前記１次側圧縮機１
と１次側凝縮器２、１次側膨張機構１７及びカスケ−ド
コンデンサ５の１次側流路５ａとにより１次側冷凍サイ
クルが形成され、また、前記２次側圧縮機４とカスケ−
ドコンデンサ５の２次側流路５ｂ、２次側膨張機構１４
及び蒸発器６とにより２次側冷凍サイクルが形成される
のであって、前記カスケ−ドコンデンサ５での熱交換に
より、２次側冷凍サイクルにおける廃熱が１次側冷凍サ
イクルに奪取されて前記室外機３の１次側凝縮器２から
室外に放熱され、前記２次側冷凍サイクルにおける廃熱
奪取により前記カスケ−ドコンデンサ５における２次側
流路５ｂの凝縮温度が低下し、このため、前記蒸発器６
での蒸発温度を、前記カスケ−ドコンデンサ５における
１次側流路５ａでの蒸発温度より低くでき、前記冷凍庫
１３の庫内を、図２に示した二元冷凍システムにより所
望の低温に冷却させられるのである。

【００１７】尚、図２において、１次側冷凍サイクルの
凝縮温度は、５０℃で、前記カスケ−ドコンデンサ５で
２次側冷凍サイクルとの熱交換により蒸発する１次側流
路５ａでの蒸発温度は５℃である。

【００１８】また、前記カスケ−ドコンデンサ５におい
て１次側冷凍サイクルとの熱交換により凝縮する２次側
流路５ｂでの凝縮温度は、１５℃となり、蒸発器６での
蒸発温度を−４０℃にできるのである。

【００１９】図１に示した実施例によれば、前記冷却ユ
ニット２０を前記冷凍庫１３の庫外床側に設置するよう
にしたから、据付け性を向上でき、その据付けコストを
低減できるし、また、前記案内路２１により、前記冷却
風を庫内上方に案内するから庫内温度分布の均一化が可
能となるのである。

【００２０】しかも、前記冷却ユニット２０は、庫外床
側に設置されるから、メンテナンス性も向上でき、前記
冷凍庫１３上方のスペ−スを小さくでき、庫内空間を有
効に利用出来るし、また、前記冷凍庫１３の壁に対して
は、前記ダクト３１、３２を貫通させるだけでよいか
ら、従来例のように、大きな貫通穴を設ける必要がな
く、それだけ冷凍庫１３のシ−ル性を向上できるのであ
る。

【００２１】尚、以上の実施例において、前記ダクト３
１、３２を設ける代わりに前記蒸発器６の吹き出し側
を、前記冷凍庫１３の庫内開口部に直接開口させてもよ
い。

【００２２】次に、図３に示した第２実施例を説明す
る。

【００２３】この実施例は、前記冷却ユニット２０にお
けるカスケ−ドコンデンサ５及び前記蒸発器６を、前記
冷凍庫１３の庫内床部に内装すると共に、前記２次側圧
縮機４を庫外床側に設置し、前記カスケ−ドコンデンサ
５の２次側流路５ｂにおけるガス側と、前記蒸発器６の
出口側とを、前記２次側圧縮機４に、高圧ガス管１０及
び低圧ガス管１１で連結すると共に、前記カスケ−ドコ
ンデンサ５を前記庫内と区画した断熱構造の区画室２２
に内装して、前記カスケ−ドコンデンサ５の２次側流路
５ｂにおける液側と、前記蒸発器６の入り口側とを前記
液管１２で連絡したものである。

【００２４】この実施例において、前記２次側圧縮機４
は、前記区画室２２に前記カスケ−ドコンデンサ５と共
に内装してもよいが、前記２次側圧縮機４を庫外側に設
置することにより、この圧縮機４の発熱を庫外に放熱で
き、従って、前記区画室２２を形成する前記ケ−シング
３０の断熱構造を簡略化できるのであり、それだけ、前
記冷凍庫１３に対するシ−ル性も向上出来るのである。

【００２５】また、前記カスケ−ドコンデンサ５を前記
区画室２２に内装するから、このカスケ−ドコンデンサ
５と前記蒸発器６とを連結する前記液管１２及び前記低
圧ガス管１１の配管構造を簡略化することができる利点
も得ることが出来るのである。

【００２６】また、この実施例において、前記蒸発器６
は、前記区画室２２の上部に設けると共にこの蒸発器６
と前記フアン１５とを前記案内路２１を形成する前記案
内板２１ａで囲み、前記フアン１５をこの案内板２１ａ
の内側に上向きに吹き出すように配置するのである。

【００２７】しかして、この第２実施例によっても、第
１実施例と同様、現地での据付け性を向上出来るし、ま
た、従来例に比較して、前記冷凍庫１３のシ−ル性を向
上でき、かつ、前記冷凍庫１３の上方スペ−スを小さく
でき、冷却空間の増大を図れるのである。

【００２８】尚、第２実施例において、前記冷却ユニッ
ト２０の全体を前記冷凍庫１３の庫内に内装してもよ
い。この場合、前記２次側圧縮機４を前記カスケ−ドコ
ンデンサ５と共に前記区画室２２に内装するのであっ
て、斯くすることにより、前記低圧ガス管１１及び前記
液管１２を予め配管しておくことができ、現地での配管
工事を簡略化できることになる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、前記冷却ユニ
ット２０を冷凍庫１３の庫外床側に設置して、前記蒸発
器６の吹き出し側を前記冷凍庫１３の内部に開口させる
と共に、前記冷凍庫の内部に、前記蒸発器６からの冷却
風を庫内上部に案内する前記案内路２１を設けたから、
冷凍庫の容量の大形に伴い冷却能力を大きくしても、前
記冷却ユニット２０が大形になっても、その据付け作業
性を向上できるし、据付けコストを低減でき、また、メ
ンテナンスも容易に出来る。

【００３０】その上、前記庫外機９を庫外の床側に設置
するのであるから、前記冷凍庫の上方スペ−スを小さく
出来るのである。

【００３１】また、請求項２記載の発明では、前記冷却
ユニット２０におけるカスケ−ドコンデンサ５及び蒸発
器６を冷凍庫１３の庫内に配置して、前記カスケ−ドコ
ンデンサ５と、前記蒸発器６とを庫外に配置する２次側
圧縮機４に高圧ガス管１０及び低圧ガス管１１で連絡
し、前記カスケ−ドコンデンサ５を前記区画室２２に内
装して、前記蒸発器６と液管１２で連結したから、前記
冷凍庫１３のシ−ル性を有利にできると共に前記配管の
断熱性も有利に出来るのである。

【００３２】更に、請求項３記載の発明では、前記１次
側圧縮機１も前記カスケ−ドコンデンサ５と共に前記区
画室２２に内装したから、前記低圧ガス管１１及び前記
液管１２を予め配管することができ、現地での配管を簡
略化でき、その上、前記冷凍庫１３のシ−ル性をより有
利にできるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す配管系統図

【図２】 第１実施例における冷凍サイクル図

【図３】 本発明の第２実施例を示す配管系統図

【図４】 従来例を示す配管系統図

【符号の説明】

１ １次側圧縮機 ２ １次側凝縮器 ３ 室外機 ４ ２次側圧縮機 ５ カスケ−ドコンデンサ ５ａ １次側流路 ５ｂ ２次側流路 ６ 蒸発器 ７、８ 連絡配管 １０ 高圧ガス管 １１ 低圧ガス管 １２ 液管 １３ 冷凍庫 ２０ 冷却ユニット ２１ 案内路 ２２ 区画室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次側圧縮機（１）と１次側凝縮器
   （２）とをもつ室外機（３）と、２次側圧縮機（４）と
   カスケードコンデンサ（５）及び蒸発器（６）とをもつ
   冷却ユニット（２０）とを備え、前記カスケードコンデ
   ンサ（５）の１次側流路（５ａ）を、前記室外機（３）
   の１次側凝縮器（２）及び１次側圧縮機（１）に連絡配
   管（７）（８）で接続した二元冷凍システムにおいて、
   前記冷却ユニット（２０）を冷凍庫（１３）の庫外床側
   に設置して、前記蒸発器（６）の吹出側を前記冷凍庫
   （１３）の内部に開口させると共に、前記冷凍庫（１
   ３）の内部に、前記蒸発器（６）からの冷却風を庫内上
   部に案内する案内路（２１）を設けている二元冷凍シス
   テムの冷却装置。
2. 【請求項２】 １次側圧縮機（１）と１次側凝縮器
   （２）とをもつ室外機（３）と、２次側圧縮機（４）と
   カスケードコンデンサ（５）及び蒸発器（６）とをもつ
   冷却ユニット（２０）とを備え、前記カスケードコンデ
   ンサ（５）の１次側流路（５ａ）を、前記室外機（３）
   の１次側凝縮器（２）及び１次側圧縮機（１）に連絡配
   管（７）（８）で接続した二元冷凍システムにおいて、
   前記冷却ユニット（２０）におけるカスケードコンデン
   サ（５）及び蒸発器（６）を冷凍庫（１３）の庫内に配
   置して、前記カスケードコンデンサ（５）の２次側流路
   （５ｂ）における入口側と、前記蒸発器（６）の出口側
   とを庫外に配置する２次側圧縮機（４）に高圧ガス管
   （１０）及び低圧ガス管（１１）で連続すると共に、前
   記カスケードコンデンサ（５）を庫内と区画した区画室
   （２２）に内装して、前記カスケードコンデンサ（５）
   の２次側流路（５ｂ）における液側と前記蒸発器（６）
   の入口側とを液管（１２）で連結させていることを特徴
   とする二元冷凍システムの冷却装置。
3. 【請求項３】 冷却ユニット（２０）における１次側圧
   縮機（１）を冷凍庫（１３）の庫内に配置し、この１次
   側圧縮機（１）をカスケ−ドコンデンサ（５）と共に区
   画室（２２）に内装している請求項２記載の二元冷凍シ
   ステムの冷却装置。