JPH09264657A - 冷却器の除霜装置 - Google Patents

冷却器の除霜装置

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JPH09264657A
JPH09264657A JP7589596A JP7589596A JPH09264657A JP H09264657 A JPH09264657 A JP H09264657A JP 7589596 A JP7589596 A JP 7589596A JP 7589596 A JP7589596 A JP 7589596A JP H09264657 A JPH09264657 A JP H09264657A
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倹一 林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ショーケースに搭載した冷却器(フィン・チュ
ーブ形蒸発器)に好適なコンパクトな構造で除霜効率の
高い除霜装置を提供する。 【解決手段】オープンショーケースなどに搭載した冷凍
機のフィン・チューブ形蒸発器5を対象とする冷却器の
除霜装置として、低沸点の作動液14aを封入した密閉
管14aの底部側に電気ヒータ12を敷設したヒータ内
蔵式のヒートパイプ14を、フィン5aと伝熱結合して
蒸発器の内方にほぼ水平方向に配管する。そして、蒸発
器の除霜時には前記電気ヒータを通電してヒートパイプ
の作動液を加熱しするとともに、作動液の蒸発,凝縮サ
イクルにより、電気ヒータを熱源とする除霜熱を潜熱と
してフィンに付与し、フィンの表面に着霜した霜13を
効率よく融解除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍,冷蔵オープ
ンショーケースなどに搭載した冷凍機のフィン・チュー
ブ形蒸発器を対象とする冷却器の除霜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、本発明の実施対象となる冷気循環
式オープンショーケースの構成を図5に示す。図におい
て、1は前面開放形のケース本体、2,3は庫内の商品
陳列室4を取り巻いてケース本体1の外箱と内箱との間
に画成したインナ通風ダクト,アウタ通風ダクトであ
り、インナダクト2には冷凍機のコンデンシングユニッ
ト7に膨張弁6を介して配管接続されたフィン・チュー
ブ形蒸発器(冷却器)5,およびインナ送風ファン8
が、またアウタ通風ダクト3にはアウタ送風ファン9が
配置されている。なお、10は商品陳列室4に配置した
商品陳列棚である。
【0003】かかる構成で、ショーケースの保冷運転時
(コンデンシングユニット7、送風ファン8,9を運
転)には、前記蒸発器5と熱交換した冷気が前記の通風
ダクトを循環してケース本体1の前面に冷気エアカーテ
ンを吹き出し形成し、外気熱の庫内への侵入を遮蔽しな
がら商品陳列棚10に並べた商品を保冷する。ところ
で、上記ショーケースでは、保冷運転に伴って蒸発器5
の表面には霜が付着し、その着霜量が時間の経過ととも
に増加する。しかも、蒸発器5の表面に着霜すると、霜
が伝熱抵抗となって蒸発器と循環空気との熱交換性能を
低下させるほか、霜が循環冷気の流れを阻害してショー
ケースの保冷性能を低下させる。そこで、通常は1日に
数回程度ショーケースを保冷運転から除霜に切換えて蒸
発器5に付着している霜を融解除去するようにしてい
る。
【0004】この場合の除霜方式として、従来では次記
のような方式が公知である。 1)蒸発器5の上流側に除霜用の電気ヒータを配置し、
ヒータで加熱昇温した循環空気を蒸発器に送り込んで除
霜する。 2)前記した除霜用の電気ヒータを蒸発器の内部に配置
してフィンと伝熱的に結合させ、ヒータ通電により蒸発
器のフィンを直接加熱て除霜を行う。
【0005】3)特開平5−346284号公報で提案
されているように、蒸発器にヒートパイプを組み込み、
蒸発器から引き出したヒートパイプの蒸発部に伝熱結合
した電気ヒータからヒートパイプを介して蒸発器に除霜
熱を付与する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の各種除霜方式は、それぞれ一長一短があって次記の
ような問題点が残る。すなわち、前記1)の方式では、
除霜時に蒸発器を通過した空気流がそのまま庫内側にも
循環して流れるために、庫内に並べた陳列商品の品温が
上昇して商品の鮮度を劣化させる。そのほかに、蒸発器
の着霜量が多いと除霜空気に対する通風抵抗が大きくな
るために、除霜時間が長引く。
【0007】また、前記2)の方式では、蒸発器の内部
に敷設しり電気ヒータでフィンを直接加熱するようにし
たので、除霜効率が高くて短時間で除霜を終了できる利
点がある反面、フィンに電気ヒータを密着させて伝熱結
合させることが構造的に困難である。例えば図6のよう
に、蒸発器5のフィン5aと密着するように拡管して蒸
発器内に配管した伝熱パイプ11の中に電気ヒータ12
を挿入し、該電気ヒータ12を通電してフィン5aの表
面に付着している霜13を融解させる場合に、伝熱パイ
プ11と電気ヒータ12とが密着してないと伝熱効率が
低く、このためにヒータが異常過熱されて高温となり、
除霜終了後もしばらくの間はヒータ12の熱容量でフィ
ン5a,および周囲空気が加熱され、保冷運転再開後に
庫内温度が所定の保冷温度に低下するまでのプルダウン
時間が長くかかる。
【0008】さらに3)のヒートパイプによる除霜方式
は、前記1),2)に方式に比べて除霜効率が高く、かつ
電気ヒータの過熱する問題もないが、ヒートパイプの蒸
発部をフィン・チューブ形蒸発器の外部に引出して配管
するために、ショーケースの庫内底部に配置した蒸発器
のように、蒸発器の周域,とりわけ蒸発器の下方にヒー
トパイプの配管スペースを確保することが困難な場合に
は適用が難しい。
【0009】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記した各種除霜方式の問題点を解
消し、特にショーケースに搭載した冷却器に好適なコン
パクトで除霜効率の高い新規な除霜装置を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、低沸点の作動液を封入した密閉管
に電気ヒータを内蔵した構造のヒートパイプを、フィン
と伝熱結合して冷却器の内方にほぼ水平方向に配管し、
冷却器の除霜時に前記電気ヒータを通電して作動液を加
熱し、作動液の蒸発,凝縮サイクルによりフィンに除霜
熱を付与して冷却器表面に着霜した霜を融解除去するも
のとする。
【0011】このように、冷却器の内部にほぼ水平方向
に配管したヒートパイプに電気ヒータを内蔵させること
により、ヒートパイプに封入した作動液をパイプ内に敷
設した電気ヒータで直接加熱して沸騰させ、その蒸気が
凝縮する際の潜熱でヒートパイプより冷却器のフィンを
均一に加熱して効率よく除霜を行うことができ。しか
も、電気ヒータより付与した除霜熱は、作動液の蒸発/
凝縮サイクルにより熱移動が行われるので、蒸発部と凝
縮部との間の小さな温度差で多量の熱を輸送することが
でき、これにより電気ヒータの過熱による庫内温度上昇
もない。また、冷却器から外部にヒートパイプを引出し
配管する必要がないので、コンパクトな構成となる。
【0012】また、本発明によれば、前記構成におい
て、電気ヒータを作動液中に浸漬させるように、ヒート
パイプの長手方向に沿ってパイプ内の底部側に敷設する
ものとする。これにより、電気ヒータと作動液との間に
高い伝熱性が確保できて加熱効率が向上する。さらに、
本発明によれば、電気ヒータの周面全長域に毛細管現象
を利用して作動液を浸透移動させるウイックを被着した
構成がある。このウイックは毛細管力により作動液を吸
い上げてヒータ周面に移動させる機能を有し、例えば冷
却器の設置姿勢が傾いてヒートパイプに内蔵した電気ヒ
ータの一部が作動液の液面上に露呈した状態になった場
合でも、ウイックに浸透した作動液が液面上に露呈して
いるヒータ部分の周面にも満遍なく行き渡るので、ヒー
タがいわゆる空焚きの状態になって異常過熱されるおそ
れがなく、ヒータの発熱が全て有効に作動液の加熱に利
用される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。なお、各実施例において、図6に対応
する同一部材には同じ符号が付してある。 〔実施例1〕図1,図2において、フィン5aと冷媒パ
イプ5bからなるフィン・チューブ形蒸発器5は、例え
ば図5に示したオープンショーケースに搭載されたもの
であり、蒸発器5の内方にはフィン5aと伝熱結合して
本発明になるヒータ内蔵型のヒートパイプ14が蒸発器
5の全幅に亘ってほぼ水平方向に敷設されている。この
ヒートパイプ14は両端を封じ切りしり銅などの伝熱性
の高い密閉管14aの中に凝縮空間を残して作動液14
bを封入し、さらに密閉管14aの長手方向に沿ってそ
の底部側には電気ヒータ12が作動液14bの液中に浸
漬するように収設されている。なお、かかるヒートパイ
プ14を蒸発器5に組み込むには、まず銅パイプをフィ
ン5aに穿孔した穴の中に挿入配管し、この状態でパイ
プを拡管してその周面をフィンに密着させた後に、電気
ヒータ12を収容し、さらにパイプ内を真空引きて適量
の作動液14bを封入し、その後にパイプを封じ切って
密閉する。
【0014】また、前記の作動液14bは、その凝固点
が保冷運転時の冷媒蒸発温度よりも低い低沸点の液であ
り、例えばハロゲン化炭化水素系冷媒(HFC−134
a,HCF−22などのフロン系冷媒),フッ化炭素,
アルコールなどが採用できる。なお、15は電気ヒータ
12の電源である。かかる構成で、蒸発器5を搭載した
ショーケースを保冷運転から除霜に切り換えるには、冷
凍機の運転を停止すると同時に電気ヒータ12を通電す
る。これによりヒートパイプ14に封入されている作動
液14bが加熱,沸騰するとともに、その蒸気が図2の
矢印Pのように蒸気流となってパイプ内を隅々まで拡散
し、ヒートパイプ14の上側壁面よりフィン5aに放熱
して凝縮して液体になった後、ヒートパイプ内の底部に
還流するように蒸発/凝縮サイクルを繰り返す。そし
て、作動液の蒸気が凝縮する際に潜熱を放熱してフィン
5aの表面に付着している霜13を融解除去する。しか
も、パイプ内に拡散した作動液の蒸気は温度の低い部分
に集中して凝縮するので、蒸発器全体が均一加熱され、
霜の部分的な溶け残りを生じることなく除霜できる。
【0015】上記の説明から判るように、電気ヒータ1
2を内蔵したヒートパイプ14は、先記の特開平5−3
46284号公報に開示されている構成のように、ヒー
トパイプの蒸発部をフィン・チューブ形蒸発器の外方に
引き出して電気ヒータと結合する必要がなく、ヒートパ
イプ全体を蒸発器5の内部に組み込んでコンパクトに構
成できる。
【0016】〔実施例2〕図3,図4は先記実施例1を
改良した本発明の請求項3に対応する実施例を示すもの
である。この実施例においては、ヒートパイプ14に内
蔵した電気ヒータ12の全長に亘ってその外周面にウイ
ック16が密着状態に被着されている。このウイック1
6は金網,フェルト,焼結体などの多孔質の材料で作ら
れたもので、その毛細管力により吸い上げた作動液を電
気ヒータ12の周面隅々まで行き渡るように浸透移動さ
せる。
【0017】したがって、蒸発器6の据付け姿勢が図4
で表すように傾き、このためにヒートパイプ14に内蔵
した電気ヒータ12の一部が作動液14bの液面上に露
呈した状態になっても、ウイック16の毛細管力の働き
で作動液14bは図示矢印Qで示すように浸透,移動し
て電気ヒータ12の全面が作動液で覆われるようにな
る。これにより、通電時に電気ヒータ12の発熱量が全
て作動液の加熱,蒸発に有効に使われてヒータの異常過
熱が防げる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、従来の各種除霜方式に比べて次記のような効果を奏
する。 1)冷却器全体を均一加熱してフィンに着霜している霜
を効率よく融解除去することができる。
【0019】2)電気ヒータと冷却器表面に付着した霜
との間の熱伝達には、作動液の蒸発,凝縮による潜熱を
利用するために伝熱経路の熱抵抗が非常に小さく、かつ
電気ヒータが異常過熱されることもない。これにより、
ショーケースの冷却器では除霜中の庫内温度上昇を抑え
つつ、除霜後の保冷運転再開時のプルダウン時間を短縮
できる。
【0020】3)除霜熱源となる電気ヒータをヒートパ
イプに内蔵して冷却器内に組み込んだ構成により、従来
のヒートパイプ除霜方式のようにヒートパイプの蒸発部
を冷却器の外側へ引出して電気ヒータと結合する必要が
なく、したがって、ショーケースの庫内底部側通風ダク
ト内に配置した冷却器のように、冷却器の下側に余分な
スペースを確保するのが困難である場合でも、スペース
に制約されることなく実施できる。
【0021】4)さらに、電気ヒータの周面にウイック
を被着することにより、冷却器の姿勢が傾いてヒータの
一部が作動液の液面上に露呈しているような使用条件下
でも、ウイックの毛細管力で作動液を電気ヒータの周面
隅々まで満遍なく行き渡らせて、ヒータの空焚き,およ
びそれに起因するヒータの異常過熱を防いで効果的に除
霜が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に対応する除霜装置を冷却器
内に組み込んだ全体の構成図
【図2】図1の構成による除霜動作の説明図
【図3】本発明の実施例2に対応する除霜装置の構成図
【図4】図3の構成による除霜動作の説明図
【図5】本発明の実施対象となるオープンショーケース
の略示構成図
【図6】従来のヒータ除霜方式による除霜装置の構成図
【符号の説明】
5 フィン・チューブ形蒸発器 5a フィン 5b 冷媒パイプ 12 電気ヒータ 13 霜 14 ヒートパイプ 14a 密閉管 14b 作動液 16 ウイック

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オープンショーケースなどに搭載した冷凍
    機のフィン・チューブ形蒸発器を対象とする冷却器の除
    霜装置であって、低沸点の作動液を封入した密閉管に電
    気ヒータを内蔵した構造のヒートパイプを、フィンと伝
    熱結合して冷却器の内方にほぼ水平方向に配管してな
    り、冷却器の除霜時に前記電気ヒータを通電して作動液
    を加熱し、作動液の蒸発,凝縮サイクルによりフィンに
    除霜熱を付与して冷却器表面に着霜した霜を融解除去す
    ることを特徴とする冷却器の除霜装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の除霜装置において、電気ヒ
    ータを、作動液中に浸漬させるように、ヒートパイプの
    長手方向に沿ってパイプ内の底部側に敷設したことを特
    徴とする冷却器の除霜装置。
  3. 【請求項3】請求項1,または2記載の除霜装置におい
    て、電気ヒータの周面全長域に毛細管現象を利用して作
    動液を浸透移動させるウイックを被着したことを特徴と
    する冷却器の除霜装置。
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