JPH09133415A

JPH09133415A - 冷却装置および保冷庫

Info

Publication number: JPH09133415A
Application number: JP28945395A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Miyazawa; 幸央宮澤
Original assignee: G EE SHI KK
Current assignee: G EE SHI KK
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】庫内温度を安定して制御でき、米や他の食料
品の保管に適した条件で冷却の可能な冷却装置および保
冷庫を提供する。【解決手段】圧縮機１１、コンデンサ１２、キャピラ
リ１４、エバポレータ１５およびレシーバ１６を備えた
冷却サイクルを有する冷却装置１０において、圧縮機１
１の吐出側１１ｂの冷媒を圧力制御弁３０を介してレシ
ーバ１６の吸入側１６ｂに供給し、エバポレータ１５の
圧力を冷媒の０°Ｃにおける飽和蒸気圧以上になるよう
に保持する。これによって、エバポレータ１５の表面に
霜が発生するのを防止できるので、霜取りは不要とな
り、収納部３の温度を安定して保つことができ、また、
湿度も食料品の保管に好適な値に保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品などを冷蔵保
管する保冷庫あるいはそれに好適な冷却装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】米、麦などの穀物をはじめとする食品な
どは、食味を低下させずに長期間保管するために庫内を
０°Ｃ以上に保った冷蔵庫あるいは冷蔵保管庫などの保
冷庫に保管される。この保冷庫は、庫内の温度を調整す
るために冷却装置を備えており、多くの冷却装置は圧縮
機を用いて冷媒を循環させる冷却サイクルを備えたもの
が採用されている。冷媒は、圧縮機からコンデンサ、減
圧装置、さらにエバポレータを備えた冷却サイクルを循
環し、エバポレータから吸収した熱をコンデンサを介し
て外部に放出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような冷却サイク
ルを用いて保冷庫の庫内空気の冷却を継続すると、エバ
ポレータの表面温度が０°Ｃ以下となる。従って、エバ
ポレータに霜が付着し、冷却能力が著しく低下する。こ
のため、従来の冷却装置は、冷却装置の運転を定期的に
停止したり、あるいは、定期的に冷却サイクル中の高温
・高圧のガス冷媒（ホットガス）をエバポレータに流し
て霜取りを行っている。例えば、２時間に１回の割合で
１０分程度、圧縮機出口からエバポレータ入口にホット
ガスをバイパスして供給し、霜取りを行っている。

【０００４】定期的に霜取りを行う従来の保冷庫におい
ては、霜取りを行っている間、庫内温度が上昇する。こ
のため、庫内に収納された食品などの被収納物と庫内空
気の温度差により食品の表面に結露することがある。例
えば、米などの穀物を庫内に保管していると、米の表面
に結露して、この水分が原因でカビが発生する。また、
定期的に庫内温度が上昇するので、米の表面に温度差が
でき、これによって米の表面にひび割れが発生すること
もある。このように保冷庫の庫内温度が大きく変動する
と、保管している米などの食料品に悪影響がでるので、
庫内温度はできるかぎり安定していることが望ましい。
また、保冷庫の扉が開閉されると、特に夏期などにおい
ては、高温多湿の空気が内部に庫内に入るので、庫内の
空気をできるかぎり速く冷却することが重要である。し
かしながら、冷却能力の大きな冷却装置を用いると微妙
な温度コントロールは困難である。このように、保冷庫
の冷却装置は、急激に冷却可能な能力と、庫内の温度を
適温に維持する能力の２つの能力が要求され、さらに、
信頼性が高く、小型で安価であることも要求される。

【０００５】そこで、本発明においては、簡易な構成で
冷却能力を調整可能であり、エバポレータに霜が付着し
ないように制御可能な冷却装置を提供することを目的と
している。そして、大きな冷却能力と、適温に維持する
能力の両方を兼ね備えた冷却装置を提供することを目的
としている。また、このような能力を備えた簡易な構成
で信頼性が高く、さらに、小型で安価に提供可能な冷却
装置およびこれを用いた保冷庫を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の圧縮
機、コンデンサ、減圧装置およびエバポレータを有し、
冷媒を循環させて冷却を行う冷却装置においては、圧縮
機から吐出された冷媒を用いてエバポレータ内の圧力を
制御する圧力調整手段を設けてある。この圧力調整手段
によってエバポレータ内の圧力を制御することにより、
エバポレータの表面温度の制御が可能となる。また、エ
バポレータ内の圧力が制御され、コンデンサ、減圧装置
およびエバポレータを備えた冷却サイクルを循環する冷
媒量も制御されるので、冷却サイクルの冷却能力の制御
も行える。従って、エバポレータに冷却された冷気が循
環可能な収納部を備えた保冷庫は、収納部の温度制御が
簡単に行える。

【０００７】圧力調整手段によって、エバポレータ内の
圧力が冷媒の０°Ｃのときの飽和蒸気圧近傍になったと
きに圧力制御を開始すれば、エバポレータの表面を０°
Ｃ以上に保ってエバポレータに霜が付着するのを未然に
防止できる。従って、冷却装置を停止したりホットガス
をエバポレータに流すといった霜取りを行う必要がなく
なり、収納部の温度をハンチングの少ない安定した状態
に保持できる。また、収納部の温度が極端に低下するこ
とがないので、収納部内の水分の除去は適当な値に抑え
られ、収納部の湿度を比較的高い値、例えば相対湿度７
０％程度に保つことが可能となる。従って、収納部内
は、米や、その他の穀物、あるいは食料品などを冷蔵保
持するのに好適な状態となり、結露も生ぜず、カビの発
生や米の表面のひび割れなどのトラブルも防止できる。
一方、収納部に大量の外気が入った場合などは、エバポ
レータに接する空気の温度が高くなるので、圧縮機から
吐出された冷媒を用いたエバポレータの圧力制御は行わ
れず、冷却サイクルの冷却能力を最大限に発揮させられ
る。

【０００８】このようなエバポレータの圧力制御は、エ
バポレータがレシーバを介して圧縮機の吸入側に接続さ
れている冷却装置においては、圧縮機の吐出側とレシー
バの吸入側を接続し、レシーバの吸入側の圧力を制御す
る圧力制御弁を設けることによって可能である。そし
て、この圧力制御弁によって圧力制御弁の低圧側が冷媒
の０°Ｃのときの飽和蒸気圧力近傍になると圧力制御モ
ードに入り、その低圧側を冷媒の０°Ｃのときの飽和蒸
気圧力以上に保持すれば良い。レシーバと圧縮機は隣接
して配置されるので、このレシーバと圧縮機を接続する
だけでエバポレータの圧力制御が可能となり、冷却装置
の構成は簡略化され、制御用の配管およびバルブのスペ
ースは小さくて良い。さらに、圧力制御弁にはバネ式な
どの自己制御型の圧力制御弁を用いることができるの
で、電気機器を用いた圧力制御系を設けなくとも良い。
従って、圧力の制御系統は簡易な構成で良く、信頼性が
高い装置を低価格で実現できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に実施例に基づき本発明をさ
らに詳しく説明する。図１（ａ）に本発明の実施例に係
る保冷庫１の正面を示し、図１（ｂ）に保冷庫１の側面
を示してある。本例の保冷庫１は、前面に両側に開く扉
２の設けられた方形の収納部３と、この収納部３の天井
に設置された冷却装置１０を備えている。収納部３は、
全体が断熱材を有する壁面４で覆われており、下方に移
動用の車輪５および固定用のストッパー６が取り付けら
れている。また、正面の扉２には温度計７が設置されて
おり、収納部３の内部の温度を外部から監視できるよう
になっている。本例の収納部３は、農家などにおいて袋
詰めにされた米などの穀物を保管し易い寸法に構成され
ており、例えば、縦約１５００ｍｍ、横約８５０ｍｍお
よび幅約１２００ｍｍの収納部３であれば１８袋程度の
米袋を収納できる。

【００１０】図２に本例の冷却装置１０の内部の概略構
成を示してあり、図３に冷却装置１０の概略系統を示し
てある。本例の冷却装置１０は、比塩素系の１３４Ａな
どの冷媒を圧縮して循環させる圧縮機１１、この圧縮機
１１の吐出側に設けられ高温・高圧の冷媒の温度を下げ
るコンデンサ１２、冷媒から湿分を除去するドライヤ１
３、冷媒を減圧する減圧器（キャピラリ）１４、冷媒を
蒸発させ吸熱するエバポレータ１５、さらに、エバポレ
ータ１５から圧縮機１１に回収する際のバッファとなる
レシーバ１６とを備えている。また、エバポレータ１５
の下部にはドレインパン１８を設けてあり、エバポレー
タ１５によってドレイン化された収納部３の湿分を外部
に排出できるようにしてある。このような機器が圧縮機
１１の吐出側１１ａから吸引側１１ｂに上記の順番に接
続され冷却サイクルが構成されている。本例の冷却装置
１０は、これらの冷却サイクルを構成する機器がハウジ
ング２０の内部に収納されており、このハウジング２０
の内部は、エバポレータ１５の格納された低温側２１
と、その他の機器が収納された高温側２２に断熱壁２３
によって分離されている。低温側２１には収納部２の内
部の空気をエバポレータ１５を通して循環させるための
吸引口２５と、吐出口２６が設けられており、さらに、
低温側２１の室内に設置されたファン１７によって収納
部３の空気が強制的に循環されるようになっている。高
温側２２は、コンデンサ１２の放熱を効率良く行うため
にファン２９およびフィルタ２４を設けてある。

【００１１】本例の保冷庫１は、収納部３の上部に冷却
装置１０を設けてあるので、収納部３の温かい空気が冷
却装置１０の内部に導かれ、冷却装置１０で冷却された
空気が収納部３に放出される。このように収納部３の内
部の空気が冷却装置１０のエバポレータ１５を通って循
環され、収納部３の内部が効率良く冷却される。さら
に、本例の冷却装置１０はファン１７を設けて強制的に
収納部３の空気を循環することによって、収納部３の内
部温度を急速に設定温度まで冷却し、さらに、収納部３
の温度を均一化し易いようになっている。本例の保冷庫
１は、冷却装置１０が収納部３と独立しているので、収
納庫の天井に冷却装置１０を後から取り付けても簡単に
構成できる。もちろん、冷却装置１０を収納部３に組み
立てた状態で供給することも可能である。

【００１２】本例の冷却装置１０は、上記のような機器
を備えた冷却サイクルに加え、圧縮機１１の吐出側１１
ｂとレシーバ１６の吸入側１６ａを接続する圧力制御弁
３０を設けてある。この制御弁３０は、低圧側３０ｂ、
すなわちレシーバ１６の側の圧力を制御する圧力制御弁
であり、本例では、出口側３０ｂが所定の圧力となるよ
うに調整されたバネによるメカニカルな自励式の圧力制
御弁を用いてある。本例の圧力制御弁３０は、出口側３
０ｂの制御圧力を約２．２kgf/cm²Gに設定してある。こ
の設定圧力は、冷媒である１３４Ａの０°Ｃのときの飽
和蒸気圧、約２kgf/cm²Gに公差±２°Ｃを＋方向に考慮
した値である。従って、本例の圧力制御弁３０は、レシ
ーバ１６の入口圧、すなわち、エバポレータ１５の器内
圧が低下して約２．２kgf/cm²G程度になると開き始め、
圧縮機１１の吐出側１１ｂの高温・高圧の冷媒をエバポ
レータ１５の側に供給して、エバポレータ１５の器内圧
を約２．２kgf/cm²G程度に保持する。

【００１３】冷却装置１０においては、収納部３の内部
の温度が低下すると、これにともなってエバポレータ１
５の冷媒の温度は低下し、エバポレータ１５の器内圧も
低下する。そして、収納部３の温度が８°Ｃ程度以下に
なると、エバポレータ１５の器内圧は約２kgf/cm²G程度
まで低下し、エバポレータ１５の表面温度が０°Ｃある
いはそれ以下になるのでエバポレータ１５の表面に霜が
付着する状態となる。

【００１４】しかしながら、本例の冷却装置１０におい
ては、圧力制御弁３０によって、エバポレータ１５の器
内圧が０°Ｃの飽和蒸気圧力まで低下しないようになっ
ている。従って、エバポレータ１５の表面温度は０°Ｃ
まで下がらず、エバポレータ１５の表面に霜は付着しな
い。また、エバポレータ１５の温度が０°Ｃまで下がら
ないようになっているので、収納部３の温度は極端に低
下せず、ハンチングの少ない温度制御が可能となる。例
えば、従来の定期的に霜取りを行う冷却装置を取り付け
た保冷庫では、収納部３の設定温度を１０°Ｃにセット
すると外気温度が約３０°Ｃのときに収納部３の温度は
１３°Ｃから５°Ｃ程度の間を上下する。

【００１５】これに対し、本例の保冷庫１では、収納部
３の温度変化を８°Ｃから１１°Ｃ程度の狭い範囲に納
められることが実験によって確認されている。

【００１６】本例の冷却装置１０は、このようにエバポ
レータ１５の器内圧を圧縮機の吐出側の冷媒を用いて連
続的に制御できるようにしてあり、これによってエバポ
レータ１５の表面の温度を制御してある。もちろん、エ
バポレータ１５の表面温度を検出し、この温度に合わせ
て圧縮機の吐出側からレシーバの側に供給される冷媒の
量を制御することも可能である。しかしながら、エバポ
レータ１５の器内圧はレシーバ１６の側で監視・制御で
きるのに対し、エバポレータ１５の表面温度はエバポレ
ータ１５の側にセンサを設ける必要がある。従って、本
例のように圧力を制御対象とした方が、制御システムを
簡略化でき、冷却装置の構成を簡易にできる。

【００１７】このような冷却装置１０を用いた保冷庫１
においては、収納部３の温度を安定して保持できるの
で、収納部３を循環する空気と、収納部３に納められた
米などの被収納物との間の温度差を小さな範囲に止める
られる。従来の冷却装置を用いた保冷庫のように５〜１
３°Ｃ程度の範囲を収納部３の内部温度が上下すると、
空気と被収納物との温度差が大きくなり、空気の温度が
上昇するときは被収納物の表面に結露することがある。
従って、米などが被収納物のときは、結露による水分が
原因となってカビが発生することがある。また、収納部
の空気と被収納物との温度差が大きくなると、米などに
おいては表面にひび割れが発生するなどのトラブルの原
因となる。このように、収納部の空気と被収納物との温
度差が大きくなり、この温度差が繰り返されると食味が
劣化するなど被収納物に悪影響を与える。これに対し、
本例の保冷庫１は、収納部の空気と被収納物との温度差
が小さいので、カビやひび割れといった不具合は発生せ
ず、良好な状態で被収納物を長期間にわたって保管でき
る。

【００１８】また、霜取りを行う従来の保冷庫において
は、収納部の温度が５°Ｃ程度まで低下するので、収納
部の湿分がエバポレータによってドレイン化され除去さ
れてしまう。従って、収納部の相対湿度が非常に低くな
り、米などの穀物や他の食料品の保管には適さない状態
となる。これに対し本例の保冷庫１においては、上述し
たように、収納部３の温度が極端に低下することはな
く、例えば１０°Ｃ近傍に保たれる。従って、収納部３
の相対湿度は、１０°Ｃより若干低い温度の飽和蒸気圧
に相当する相対湿度、例えば１０°Ｃにおいて７０％程
度に保持される。

【００１９】このため、収納部３の内部は食料品を冷蔵
保管するのに適した状態となる。このように、本例の冷
却装置１０を用いた保冷庫１は、温度変化が小さく、湿
度も適当に保持されるので、食料品を長期間にわたり良
好に保つのに適した保冷庫である。

【００２０】このように、本例の冷却装置１０は、圧縮
機１１から吐出された高温・高圧の冷媒（ホットガス）
を用いてエバポレータ１５の器内圧を制御し、また、冷
媒の循環量も制御するので、エバポレータ１５の冷却能
力が制御される。すなわち、エバポレータ１５の器内圧
が０°Ｃ近傍まで低下すると、器内圧を保持することに
よって、その表面温度が０°Ｃ近傍で安定するようにエ
バポレータ１５の冷却能力を低く安定した状態にでき、
このため、収納部３の温度を安定して制御できる。一
方、被収納物を収納部に出し入れするときなどのように
収納部３に外気が入り温度が上昇すると、エバポレータ
１５の器内圧は高くなるので、圧力制御弁３０は全閉に
なる。従って、エバポレータ１５は、その冷却能力を最
大限に発揮できる状態となり、収納部３の温度を急速に
下げ、同時に、収納部３の湿分をドレイン化して保冷庫
１から排出する。このため、収納部３が開いて温度が上
昇したときは、収納部の内部が急速に冷やされ、設定し
た条件に近づけられる。このように、本例の冷却装置１
０は、大きな冷却能力と、適温に維持する能力の両方を
兼ね備えている。従って、本例の保冷庫１においては、
米などの被収納物を出し入れしても保管中の被収納物に
与える影響を最小限にできる。

【００２１】また、本例の冷却装置１０に示すように、
エバポレータ１５の器内圧を制御する圧力制御弁３０は
メカニカルな自励式の制御弁で十分な性能を発揮でき
る。従って、電気的な制御方式を用いずに冷却サイクル
の冷却能力の制御が可能であり、また、霜取りの必要も
ない。従って、本例の冷却装置１０の制御系は非常に簡
略化できるので、故障が少なく信頼性の高い冷却装置を
安価に提供することが可能となる。さらに、収納部の湿
度も適当な値に保持されるので、加湿器などを用いずに
食料品を保管するのに好適な湿度条件も確保できる。

【００２２】さらに、本例の冷却装置１０においては、
エバポレータ１５の器内圧を制御する制御弁３０を圧縮
機の吐出側１１ｂとレシーバ１６ａの間に設けてある。
これら圧縮機１１およびレシーバ１６は、ハウジング２
０の高温側２２に集中して配置されているので、制御弁
３０で簡単に圧縮機１１およびレシーバ１６を接続でき
る。また、接続用の配管は短くて良く、全てを高温側２
２に納めることができる。このように、本例の冷却装置
１０においては、制御弁３０および配管をコンパクトな
スペースで収納でき、低温側２１に配管やバルブを設置
するなどの影響を与えずにすむ。

【００２３】なお、図２には、保温材を除いた配管の配
置を示してあり、実際には、エバポレータ１５およびコ
ンデンサ１２を除いて全ての冷却サイクルを構成する配
管および機器には保温材が施されている。また、循環用
のファン１７は、簡単のためにエバポレータ１５の近傍
に図示してあるが、圧縮機１１と断熱壁を挟んで並べて
配置することによって冷却装置１０を小型化できるよう
にしてある。

【００２４】また、本例において、収納部３の空気を強
制循環できるようにファン１７を設けてあるがこれに限
定されるものではなく、収納部３の上部に冷却装置１０
を設けることにより収納部の空気を自然循環させて十分
な冷却効果を得ることも可能である。さらに、本例で
は、圧力制御弁にメカニカルな自励式の制御弁を用いて
いるが、空気式や電気式等の制御弁を用いても良いこと
はもちろんである。また、ルーバなどを高温側に設けて
自然冷却によってコンデンサ１２の放熱を行っても良
い。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の冷却装
置においては、圧縮機から吐出された冷媒を用いてエバ
ポレータ内の圧力をエバポレータの表面が０°Ｃ以上に
なるように制御している。そのために、圧縮機の吐出側
とレシーバの吸引側を圧力制御弁を介して接続し、低圧
のレシーバの吸引側を冷媒の０°Ｃのときの飽和蒸気圧
以上になるように保持している。従って、本例の冷却装
置およびこれを用いた保冷庫においては、冷却能力の調
整が可能であり、エバポレータの霜取りが不要となり、
収納部の温度を安定して制御でき、さらに、収納部の温
度のハンチングを小さくできる。また、収納部の湿度も
乾きすぎない適当な値に保てる。

【００２６】従って、本発明により、米などの食料品を
長期間にわたって良好な状態に保持できる保冷庫を提供
することが可能となり、カビの発生や米の表面のひび割
れなどの味覚を損するトラブルを未然に防止することが
できる。さらに、電気的な制御を用いなくても冷却装置
の能力を調整でき、収納部を冷蔵保管に適した状態に保
つことが可能となるので、本発明により、構成が簡易
で、故障が少なく信頼性の高い冷却装置および保冷庫を
安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る保冷庫の概要を示す外形
図であり、図１（ａ）は保冷庫の正面を示し、図１
（ｂ）は保冷庫の側面を示してある。

【図２】図１に示す保冷庫に搭載された冷却装置の内部
の構成を示す配管図である。

【図３】図２に示す冷却装置の系統を示す系統図であ
る。

【符号の説明】

１・・保冷庫３・・収納部１０・・冷却装置１１・・圧縮機１２・・コンデンサ１３・・ドライヤ１４・・キャピラリ（減圧装置）１５・・エバポレータ１６・・レシーバ１７・・ファン１８・・ドレインパン２０・・ハウジング２１・・低温側２２・・高温側

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、コンデンサ、減圧装置およびエ
バポレータを有し、冷媒を循環させて冷却を行う冷却装
置において、前記圧縮機から吐出された前記冷媒を用いて前記エバポ
レータ内の圧力を制御する圧力調整手段を有することを
特徴とする冷却装置。
【請求項２】請求項１において、前記圧力調整手段
は、前記エバポレータ内の圧力が、前記冷媒の０°Ｃの
ときの飽和蒸気圧近傍になると制御を開始することを特
徴とする冷却装置。
【請求項３】請求項１において、前記エバポレータは
レシーバを介して前記圧縮機の吸入側に接続されてお
り、前記圧力制御手段は、前記圧縮機の吐出側と前記レシー
バの吸入側を接続し、このレシーバの吸入側の圧力を制
御する圧力制御弁を備えていることを特徴とする冷却装
置。
【請求項４】請求項３において、前記圧力制御弁は、
この圧力制御弁の低圧側が前記冷媒の０°Ｃのときの飽
和蒸気圧力近傍になると圧力制御モードに入り、前記低
圧側を前記冷媒の０°Ｃのときの飽和蒸気圧力以上に保
持することを特徴とする冷却装置。
【請求項５】請求項１に記載の冷却装置と、前記エバ
ポレータに冷却された冷気が循環可能な収納部とを有す
ることを特徴とする保冷庫。