JPS6231263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデフロスト可能な冷凍装置に関するも
のである。

一般に冷凍装置においては、冷凍サイクル中冷
却器の各エレメントを構成する冷却管及びフイン
板の表面に空気中の水分が凝結（フロスト）し、
時間の経過と共に霜又は雪の層が厚く発達する。
この霜の層は冷却効率を著しく低下せしめるもの
である為、この霜を除去（デフロスト）せしめる
必要がある。従来このデフロストのためには種々
の手段が提案されているが未だ満足すべものは得
られていない。

本発明はこのような点に鑑み、保有熱量が多い
比較的高温のガス冷媒を冷却器に多量に流すこと
により極めて効率高く又短時間内にデフロストを
完全に行ない得る冷凍装置を提供するものであ
る。

以下図面によつて本発明の一実施例を説明す
る。

本発明においては第１図に示すように、冷媒圧
縮機１の吐出口から延びる流路Ｌ１の先端に四方
弁２の口ｂを接続し、この四方弁口ｄには流路Ｌ
２を介して放熱器３の入口を接続する。この放熱
器３の出口には流路Ｌ３を介して空冷凝縮器４の
入口を接続し、この凝縮器４の出口には流路Ｌ４
及び受液器に向かう方向に開く逆止弁５を介して
受液器６の入口を接続する。この受液器６の出口
よりの流路Ｌ５には常開弁７、膨脹弁８をこの順
に接続し、この膨脹弁８の出口を冷却器９の入口
に接続する。

一方断熱材質より成る水槽１０を設けてこれに
満たした水中に前記放熱器３を浸漬せしめると共
に、この水中に伝熱性材質より成る受熱器１１を
浸漬せしめる。前記放熱器３は、例えば１本の金
属管の一部をコイル状とすることにより、流路Ｌ
２及びＬ３と共に形成することもできる。尚水槽
１０内の水には任意に不凍性の凍結防止液等を混
入することができる。

又前記冷却器９よりの出口から延びる流路Ｌ６
の先端を前記受熱器１１の入口に接続せしめると
共に流路Ｌ６には帰還流路Ｌ７を設けてその出口
を常開弁１２および圧力調整可能な吸入圧力調整
弁１３を介して前記圧縮機１の吸入口に接続す
る。

更に前記四方弁２の口ａには流路Ｌ８を介して
エゼクタ１４の入口を接続し、このエゼクタ１４
の出口を流出方向に開く逆止弁１５を介して前記
冷却器９の入口に接続すると共に、前記受熱器１
１内の出口を流路Ｌ９を介して前記エゼクタ１４
の冷媒抽出吸入口に接続する。また、前記受熱器
１１の入口から延びる流路Ｌ１０を設けてこれを
常閉弁１６を介して高低圧冷媒均圧トラツプ１７
の入口を接続する。このトラツプ１７の出口はそ
の流出方向に開く逆止弁１８を介して前記流路Ｌ
５に接続せしめると共に、トラツプ１７の下部と
前記凝縮器４間をトラツプ１７の下部に設けたオ
リフイス１９と流路Ｌ１１によつて通過せしめ
る。また、デフロスト時前記四方弁２の口ａがｂ
に、ｃがｄに夫々切換接続され常閉弁１６が開
き、常開弁７，１２が閉じるようにする。この制
御のためには、たとえば定期的にデフロスト開始
信号を発生するタイマー、あるいは、冷却器９に
付着した雪の量を自動的に検知してデフロストサ
イクルの開始・停止を司る除霜開閉器等を用いる
ことができる。

尚前記逆止弁１８はその弁体に小孔が穿けられ
ており、液体冷媒が受液器６からトラツプ１７の
方向へ流出せんとしたときはその大部分の流れは
阻止されるが僅かな量だけ前記小孔を介してトラ
ツプ１７内に常に漏れる構成ならしめる。

本発明冷凍装置は以上のような構成であつてそ
の作動は次の通りである。

通常の冷凍サイクルにおいては第１図の状態で
あり圧縮機１の吐出口よりの高温のガス状冷媒は
流路Ｌ１、四方弁２、流路Ｌ２を通つて放熱器３
に入り、これを通過することによつて放熱して水
槽１０内の水に熱を与え、更に流路Ｌ３を介して
凝縮器４に入りここで熱を奪われて液化し、この
液状冷媒は流路Ｌ４を介して受液器６内に貯溜さ
れる。この受液器６内の液化冷媒は流路Ｌ５、常
開弁７を通過し膨脹弁８により膨脹せしめられ、
低温となり、冷却器９に導入され、斯くして本来
の目的である冷凍冷却が行なわれる。この冷却器
９を通過した冷媒は流路Ｌ６，Ｌ７、常開弁１２
を通過し圧縮機１の吸入口に吸入される。

次にデフロストサイクルにおいては第２図に示
すように四方弁２が切換えられ、常開弁７，１２
が閉じられ、常閉弁１６が開かれる。この状態で
圧縮機１の吐出口よりの高温のガス状冷媒は流路
Ｌ１、四方弁２、流路Ｌ８を通つてエゼクタ１４
の入口に入り、後述するようにその抽出吸入口か
ら吸入される比較的高温のガス状冷媒と共にエゼ
クタ１４の出口から冷却器９内に噴出されるため
冷却器９が加熱され、その表面に付着した雪を融
解することができる。そして噴出されたガス状の
冷媒は雪を溶解することによつて冷却されて液状
となり、冷却器９の出口から流路Ｌ６及び流路Ｌ
１０を介してトラツプ１７内に落下し、一時貯溜
される。このトラツプ１７内の冷媒は貯溜され次
第オリフイス１９を介して減圧低温噴出され流路
Ｌ１１を介して凝縮器４に入り、此処で凝縮器フ
アンにより送られる室温の大気により逆に加温さ
れた状態となり、更に放熱器３内に導入され、冷
凍サイクル時放熱器３によつて加熱された水槽１
０内の温水により更に加熱されて完全ガスとなつ
た後冷凍サイクル時の吸入圧力で帰還流路Ｌ２及
び圧力調整弁１３を介して圧縮機１に戻り、これ
によつて以上説明したデフロストサイクルが維持
される。

而して前記エゼクタ１４においてはデフロスト
サイクル動作において圧縮機１の吐出口より流路
Ｌ１及びＬ８を介して高温高圧の冷媒が噴入され
ており、この噴流の速度エネルギによつてその抽
出吸入口には抽出吸引力が生じ、これによつて前
記水槽１０内の受熱器１１内の比較的高温のガス
状冷媒が流路Ｌ９により抽出吸入口からエゼクタ
１４内に吸入され、前記エゼクタ１４の入口に加
えられる噴入冷媒と合流して冷却器９内に噴出さ
れこれによつてデフロストサイクルが維持され
る。

そして冷凍サイクルにおいて圧縮機１に投入し
たエネルギは熱エネルギと速度エネルギに変換さ
れるが、この熱エネルギがデフロストに供される
と共に、受熱器１１において加熱されたガス状に
なつた冷媒が前記速度エネルギにより冷却器に導
かれデフロストに供されることとなる。従つて極
めて効率高くデフロストを達成することができ
る。尚圧縮機１よりの冷媒を直接冷却器９内に噴
出させた場合には冷却器９内には圧縮機１の吐出
圧のまゝの冷媒が噴出されることとなるが、本発
明の場合にはより低い圧力となつて冷却器内に増
量噴出されるため実用上極めて安全且つ効果的で
ある。

冷凍サイクルからデフロストサイクルへの切換
えは既述の如く一定時間毎にデフロスト開始信号
を発生するタイマー、又は着霜の層厚又は重さを
自動的に検知して切換動作を司る設定値可変の除
霜開閉器（図示せず）により、四方弁２を切換
え、常開弁７，１２の閉成及び常閉弁１６の開成
を行なえばよい。

以上詳述したように本発明冷凍装置によれば極
めて簡単な構成により圧縮機に戻す冷媒の完全ガ
ス化が達成されると共に、デフロストサイクルに
おいては圧縮機よりの高温冷媒の熱に加え、受熱
器により回収された排熱による熱源よりの熱を合
体して圧縮機により得られる以上の能力でデフロ
ストを達成することができ、冷媒をガス化するた
めの特別の加熱源を必要とせずしかもこのデフロ
ストを直ちに開始することができ、従つて従来に
無い多量のデフロストエネルギを加えてデフロス
トを短時間内に確実にかつ安全に行なうことがで
き、又圧縮機は停止せしめることなく冷凍及びデ
フロストサイクルにおいて連続運転することがで
きて効率の高い運転作動を達成することができ、
又一連の構成により何れのサイクルにおいても操
作が容易で安全かつ確実であり、地域気温差の影
響を受けることがなくて使用範囲が広く、ランニ
ングコストを低減することができる等、有形無形
の大きな利益が得られる。

尚本発明においてはトラツプ１７を設けたので
次のような利点がある。即ちこのトラツプ１７は
その上端が前記冷却器９の出口に接続され、その
下端が小孔を有する弁体から成る逆止弁１８に接
続され、第４図に示すようにその下部がオリフイ
ス１９（例えば直径１mm以下の小孔）を介して流
路Ｌ１１に接続されている筒状体でその内部に液
冷媒を一時貯蔵せしめ、デフロスト時凝縮器４で
加熱し圧縮機１を介して冷却器９内にデフロスト
用に供給する為のものであり、従来の装置、例え
ば「冷凍機械工学ハンドブツク」（昭和40年１月
30日株式会社浅倉書店発行）第463〜474頁に記載
された装置には設けられていない。

このトラツプ１７には前記逆止弁１８の小孔を
介して受液器６より冷凍サイクル時に前述の如く
常に高圧の液冷媒がトラツプ一杯に蓄満されるが
デフロスト切換直後、この液冷媒の一部又は大部
分が流路Ｌ１０に流出したりＬ１１より凝縮器４
の出口に供給される等切換直後の部分的冷媒不足
現象を緩和する。

デフロストが進行次第Ｌ１０内の圧力は冷却器
９の出口よりの液冷媒により漸次上昇変化するが
冷却器９より戻る液冷媒は逆止弁１８の小孔を通
し流路Ｌ５より噴入する液冷媒と混合合体しオリ
フイス並びに流路Ｌ１１を介して凝縮器４の出口
に流出する噴射冷媒の圧力及び量を自動的にバラ
ンスしかつ適宜流出せしめる働きをなすものであ
る。

又本発明においては温暖地においては第３図に
示すように放熱器３、受熱器１１、水槽１０、エ
ゼクタ１４を省略せしめても所期の目的を達成す
ることができる。

即ち前記第１図、第２図に示す実施例は寒冷
地、即ち庫内温度が少なくとも−10℃以下−30℃
〜−50℃で使用する冷凍装置に適用されるもので
あるが庫内温度が−８℃以上＋５℃又は＋８℃程
度の比較的温暖な地ではデフロスト時トラツプ７
のオリフイス１９より減圧噴霧された冷媒は凝縮
器４内に到り外気温風温度により加熱膨脹され気
化する。この蒸発された（気化された）ガス冷媒
は凝縮器４の入口より四方弁２を経て調整弁１３
を通り圧縮器１に吸入され、圧縮機吐出側より高
圧高温とされたガスがその侭流路Ｌ１、四方弁２
の口ｂ−ａ、逆止弁１５を通り冷却器９に入りデ
フロストが行われる。

デフロストが進行次第冷却器９よりの液化冷媒
の圧力は次第に上昇して流路Ｌ１０に流下し、ト
ラツプ７内の液冷媒と混合しトラツプ７のオリフ
イス１９から噴出して凝縮器４内に向かう。この
繰り返しでデフロストが進行する事となる。

尚デフロスト時には常閉弁１６は開、常開弁
７，１２は閉、四方弁２は口ａとｂ、ｃとｄが
夫々連通することは前記第１の実施例と同様であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷凍装置の冷凍サイクルの説明
図、第２図はデフロストサイクルの説明図、第３
図は本発明の他の実施例における冷凍サイクルの
説明図、第４図はトラツプの要部の説明図であ
る。 １……圧縮機、２……四方弁、３……放熱器、
４……凝縮器、５……逆止弁、６……受液器、７
……常開弁、８……膨脹弁、９……冷却器、１０
……水槽、１１……受熱器、１２……常開弁、１
３……調整弁、１４……エゼクタ、１５……逆止
弁、１６……常閉弁、１７……トラツプ、１８…
…逆止弁、Ｌ１〜Ｌ１１……流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷媒圧縮機と、この圧縮機の吐出口に切換弁
   によつて切り換えられる第１の流路を介してその
   入口を接続した凝縮器と、この凝縮器の出口に凝
   縮器から受液器に向かう方向に開く第１の逆止弁
   を介してその入口を接続した受液器と、この受液
   器の出口に常時は開きデフロスト時閉じる第１の
   常開弁及び膨張弁を介してその入口を接続した冷
   却器と、前記冷却器の出口と前記冷媒圧縮機の吸
   入口間を常時は開きデフロスト時閉じる第２の常
   開弁を介して接続する流路と、前記受液器の出口
   と前記冷却器の出口間に常時は閉じデフロスト時
   開く常閉弁を介して介挿したトラツプと、このト
   ラツプの下部と前記凝縮器の出口間を接続する流
   路と、前記切換弁によつて切り換えられる第２の
   流路を介して前記冷却器の入口と前記冷媒圧縮機
   の吸入口間を接続する前記冷却器入口に向かう方
   向に開く第２の逆止弁とより成り、デフロスト時
   前記切換弁を切り換えることによつて前記冷却器
   の入口を前記第２の逆止弁を介して前記圧縮機の
   吸入口から吐出口に切り換え、前記凝縮器の入口
   を前記圧縮機の吐出口から吸入口に切り換えるよ
   うにしたことを特徴とする冷凍装置。 ２ 冷媒圧縮機と、この圧縮機の吐出口に切換弁
   によつて切り換えられる第１の流路を介してその
   入口を接続した放熱器と、この放熱器の出口にそ
   の入口を接続した凝縮器と、この凝縮器の出口に
   凝縮器から受液器に向かう方向に開く逆止弁を介
   してその入口を接続した受液器と、この受液器の
   出口に常時は開きデフロスト時閉じる第１の常開
   弁及び膨張弁を介してその入口を接続した冷却器
   と、前記放熱器を侵漬せしめた水槽と、この水槽
   内に侵漬せしめた受熱器と、前記冷却器の出口と
   前記冷媒圧縮機の吸入口間を常時は開きデフロス
   ト時閉じる第２の常開弁を介して接続する流路
   と、その入口を前記切換弁によつて切り換えられ
   る第２の流路を介して前記圧縮機の吸入口に接続
   しその出口を前記冷却器の入口に前記冷却器入口
   に向かう方向に開く逆止弁を介して接続しその吸
   入口を前記受熱器の出口に接続したエゼクタと、
   前記受熱器の入口と前記冷却器の出口間を接続す
   る流路と、前記冷却器の出口と前記受液器の出口
   間に常時は閉じデフロスト時開く常閉弁を介して
   介挿したトラツプと、このトラツプの下部と前記
   凝縮器の出口間を接続する流路とより成り、デフ
   ロスト時前記切換弁を切り換えることによつて前
   記エゼクタの入口を前記圧縮機の吸入口から吐出
   口に切り換え、前記放熱器の入口を前記圧縮機の
   吐出口から吸入口に切り換えるようにしたことを
   特徴とする冷凍装置。