JP6942352B2 - 食器洗浄機の温水生成貯湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、食器洗浄機のすすぎ用温水を生成し、貯湯する装置に関する。

業務用の食器洗浄機では、食器をすすぐ際に、約８０℃以上の温水が使用される。これは、高温水による食器の殺菌、食器を高温にすることで食器の乾燥を促進する、といった理由による。

現在、業務用食器洗浄機で８０℃以上の温水を生成、貯湯する方式は、２つの方式に大別される。１つは、燃焼ガスバーナーにより、熱交換器を介して加熱する方式であり、もう１つは、貯湯槽に電気ヒーターを挿入し、加熱する方式である。前者は、単独で充分な加熱能力が得られる一方、後者は、加熱能力が不十分で、時間短縮のために、補助的にガス給湯器から中温水の供給を受ける場合が多い。

特許文献１には、ヒートポンプサイクルを利用した食器洗浄機の温水生成装置が記載されている。

特開平１０−８０３９１号公報

しかしながら、ヒートポンプサイクルの冷媒としてＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を使用する場合、温水の加熱上限温度が６５℃付近と低く、食器洗浄機のすすぎ用温水に要求される８０℃以上の高温は得られないとう問題があった。

上述の課題に鑑み、本発明は、食器洗浄機のすすぎ用温水を生成し、貯湯する食器洗浄機の温水生成貯湯装置において、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を冷媒配管で循環接続し、冷媒配管の中に冷媒として二酸化炭素を流通可能に封入することで構成したヒートポンプユニットと、貯湯タンクと、を備え、前記凝縮器は前記貯湯タンク内の水と熱交換可能に構成され、前記貯湯タンク内で生成された温水は食器洗浄機にすすぎ用温水として供給され、前記蒸発器は、ステンレス製の冷媒管を有する第１の蒸発器と、銅製の冷媒管を有する第２の蒸発器を備え、第１の蒸発器は食器洗浄機内に配置され、第２の蒸発器は食器洗浄機外の大気中に配置され、前記第１の蒸発器と前記第２の蒸発器とは冷媒配管を介して直列に接続されたことを特徴とする。

本発明の食器洗浄機の温水生成貯湯装置によれば、ヒートポンプサイクルの冷媒として二酸化炭素を採用したので、貯湯タンク内の水を効率良く加熱することができ、最大９０℃のすすぎ用温水を生成し、貯湯することができる。特に、本発明は業務用の食器洗浄機に適用して好適である。

本発明の実施形態による食器洗浄機の温水生成貯湯装置の構成図である。 蒸発器を食器洗浄機内に配置した状態を示す図である。 蒸発器を２つに分割し、その１つを食器洗浄機内に配置したものを示す図である。 蒸発器を２つに分割し、その１つを食器洗浄機内に配置し、すすぎ用温水と熱交換可能に構成したものを示す図である。

本発明の食器洗浄機の温水生成貯湯装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この温水生成貯湯装置は、食器洗浄機のすすぎ用温水を生成し、貯湯する装置であって、ヒートポンプユニット１０、貯湯タンク２０を備える。

ヒートポンプユニット１０は、圧縮機１（コンプレッサ）、凝縮器２（コンデンサー）、電磁式の膨張弁３及び蒸発器４（エバポレーター）を冷媒配管５で循環接続し、冷媒配管５の中に冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）を流通可能に封入することで構成される。蒸発器４と圧縮機１はアキュムレータ６（蓄圧器）を介して接続される。

そして、凝縮器２は貯湯タンク２０内に設置され、貯湯タンク２０内の水を直接加熱するように構成されている。貯湯タンク２０には配管を通して市水が供給されるようになっている。

貯湯タンク２０内で加熱により生成された温水は、ポンプ２１を介して、食器洗浄機３０内の食器洗浄部３１にすすぎ用温水として供給され、使用済みのすすぎ用温水は排出管３２を介して外部に排出されるようになっている。

上述の温水生成貯湯装置によれば、貯湯タンク２０内に貯められた水を効率良く加熱することができ、最大９０℃のすすぎ用温水を生成し、貯湯することができる。

凝縮器２は貯湯タンク２０内の水と直接接触することから、これをステンレス製のフィンアンドチューブ型で構成することにより、耐腐食性を確保しながら加熱効率を高めることができる。

また、蒸発器４の出口側の冷媒配管５と、凝縮器２の出口側の冷媒配管５とをロウ付け等により密着して並列配管することで補助熱交換部７を構成し、蒸発器４を経た低温冷媒を凝縮器２から出た高温冷媒で加熱することにより、熱利用効率を高めることができる。

蒸発器４は大気中に配置し、大気中の熱を吸収する空気冷媒熱交換器として構成してもよいが、図２に示すように、食器洗浄機内に配置すれば、食器洗浄機内の廃棄熱の回収を行うことでヒートポンプサイクルの熱効率を向上させることができる。

この場合、食器洗浄機内に設置された蒸発器４は食器洗浄機内のすすぎ用温水により腐食するおそれがあることから、耐食性に優れたステンレス製の熱交換器（例えば、ステンレス製の冷媒管の外周にステンレス製の複数のフィンを取り付けたもの）で構成することが適当である。

しかしながら、ステンレスは銅やアルミニウムと比べると、熱伝導率が低いことから、所望の熱交換効率を得るためには蒸発器４（熱交換器）のサイズが大きくなり、食器洗浄機内に収納することができなくなるおそれがある。

そこで、図３に示すように、蒸発器４を、ステンレス製の冷媒管を有する第１の蒸発器４ａと、銅製の冷媒管を有する第２の蒸発器４ｂに分割し、第１の蒸発器４ａを食器洗浄機３０内に配置し、第２の蒸発器４ｂを食器洗浄機３０の外の大気中に配置することで、蒸発器４（熱交換器）のサイズを抑えながら、ヒートポンプサイクルの熱効率を向上させることができる。第１の蒸発器４ａと第２の蒸発器４ｂは冷媒配管を介して直列に接続される。

この場合、第１の蒸発器４ａは、例えば、ステンレス製の冷媒管の外周にステンレス製の複数のフィンを取り付けた熱交換器で構成し、第２の蒸発器４ｂは、例えば、銅製の冷媒管の外周にアルミニウム製の複数のフィンを取り付けた熱交換器で構成することが好ましい。

また、図４に示すように、第１の蒸発器４ａを食器洗浄機３０内の食器洗浄部３１から排出されるすすぎ用温水と熱交換可能な水冷媒熱交換器として構成することもできる。

この場合、第１の蒸発器４ａは２重管構造の熱交換器とし、２重管の内側の管の内外にそれぞれ、使用済みのすすぎ用温水と二酸化炭素冷媒とを流通させ、両者の熱交換を行うように構成することができる。例えば、２重管の内側流路に二酸化炭素冷媒を流通させ、外側流路に使用済みのすすぎ用温水を流通させる。このように構成すれば、２重管の外側流路ですすぎ用温水を排出するための排出管３２を構成することができる。

１ 圧縮機
２ 凝縮器
３ 膨張弁
４ 蒸発器
４ａ 第１の蒸発器
４ｂ 第２の蒸発器
５ 冷媒配管
６ アキュムレータ
７ 補助熱交換部
１０ ヒートポンプユニット
２０ 貯湯タンク
２１ ポンプ
３０ 食器洗浄機
３１ 食器洗浄部
３２ 排出管

Claims (3)

1. 食器洗浄機のすすぎ用温水を生成し、貯湯する食器洗浄機の温水生成貯湯装置において、
   圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を冷媒配管で循環接続し、冷媒配管の中に冷媒として二酸化炭素を流通可能に封入することで構成したヒートポンプユニットと、
   貯湯タンクと、を備え、
   前記凝縮器は前記貯湯タンク内の水と熱交換可能に構成され、前記貯湯タンク内で生成された温水は食器洗浄機にすすぎ用温水として供給され、
   前記蒸発器は、ステンレス製の冷媒管を有する第１の蒸発器と、銅製の冷媒管を有する第２の蒸発器を備え、第１の蒸発器は食器洗浄機内に配置され、第２の蒸発器は食器洗浄機外の大気中に配置され、前記第１の蒸発器と前記第２の蒸発器とは冷媒配管を介して直列に接続されたことを特徴とする食器洗浄機の温水生成貯湯装置。
2. 前記凝縮器は前記貯湯タンク内に設置され、前記貯湯タンク内の水を直接加熱するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の食器洗浄機の温水生成貯湯装置。
3. 前記第１の蒸発器は、２重管構造の熱交換器として構成され、２重管の内側流路に二酸化炭素を流通させ、２重管の外側流路に食器洗浄機から排出された使用済みのすすぎ用温水を流通させることにより、使用済みのすすぎ用温水と熱交換可能に構成され、前記外側流路で使用済みのすすぎ用温水を排出することを特徴とする請求項１または２に記載の食器洗浄機の温水生成貯湯装置。

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