JPS6311580B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも二個の冷却器を並設した冷
凍装置に関し、その目的とする処は両冷却器の空
気入口側及び出口側における冷媒の蒸発温度を異
ならせて均一な着霜を得て除霜周期を長くするこ
とにある。

第１図に示す１は一般に使用されている平形冷
凍シヨーケースで、上面に商品収納及び取出用の
開口部２を形成した断熱壁３にて本体を構成し、
前記断熱壁内壁より適当間隔を存して金属製の仕
切板４を配設してプレートフイン形の第１及び第
２両冷却器５，６、軸流形送風機７を設置する冷
気通路８と、貯蔵室９と、前記開口部の相対向す
る両端縁の長手方向にわたつて開口する吹出、吸
込両口１０，１１とを形成し、又本体下部の機械
室１２には前記両冷却器と共に冷凍装置を構成す
る冷媒圧縮機１３、プレートフイン形凝縮器１４
及び軸流形送風機１５等を設置しており、第１及
び第２両冷却器５，６で熱交換された冷気を送風
機７でもつて矢印の如く強制循環することにより
開口部２に低温のエアーカーテンCAを形成して
貯蔵室９を冷却するものである。

前記冷凍装置は第２図に示す如く圧縮機１３−
凝縮器１４−受液器１６−感温部１７イを備えた
温度式膨張弁等の減圧装置１７−第２冷却器６−
第１冷却器５−気液分離器１８を高圧ガス管１
９、高圧液管２０、低圧液管２１及び低圧ガス管
２２でもつて環状接続することにより周知の閉回
路に構成され、冷媒を矢印の如く循環して圧縮、
凝縮液化、減圧、蒸発気化させるサイクルを形成
する。前記両冷却器のうち第１冷却器５はピツチ
を粗とする多数枚の熱伝導良好な板状フイン５Ａ
と、このフインの両側に配置された金属製の両管
板５Ｂ，５Ｂと、前記各フイン及び両管板を直交
貫通する複数本の金属製冷媒導管５C₁〜５C₆と、
この導管のうち相隣接する導管を相互に接続する
複数個の金属製Ｕ字管５Ｄとにより構成されて送
風機７の風下側に配置され、又第２冷却器６はピ
ツチを密（細かい）とする多数枚の熱伝導良好な
板状フイン６Ａと、このフインの両側に配置され
た金属製の両管板６Ｂ，６Ｂと、前記各フイン及
び両管板を直交貫通する複数本の金属製冷媒導管
６C₁〜６C₆と、この導管のうち相隣接する導管
を相互に接続する複数個の金属製Ｕ字管６Ｂとに
より構成されて第１冷却器５の風下側に配置さ
れ、且つ空気入口側の最上流の冷媒導管６C₁を
第１冷却器５の空気出口側の最下流の冷媒導管５
C₆に連絡導管２３を介して接続している。尚、
白抜き矢印は前記冷却器を通過する冷気の流れ方
向を示す。

かゝる冷凍装置は実公昭51−15437号公報で既
に公知であり、第１及び第２両冷却器５，６を通
過する冷媒の蒸発温度は第２冷却器６の空気出口
側から第１冷却器５の空気入口側に流れこの空気
入口側で温度が高くなり、又冷気流の温度は第１
冷却器５の空気入口側から第２冷却器６の空気出
口側にかけて徐々に低くなり、この結果冷気流を
第１冷却器５でもつて予冷除湿し、次に第２冷却
器６で所定温度まで引き下げる作用により、着霜
を両冷却器５，６に分散させて除霜間隔を長くす
ることができると共に、第１冷却器５の空気入口
側の冷媒を減圧装置１７の作用により加熱して圧
縮機１３への液バツクを防止できる効果を奏する
ことが知られている。

然し乍ら、かゝる冷凍装置において、第２冷却
器６の導管６C₁の冷媒蒸発温度と、第１冷却器
５の導管５C₁の冷媒蒸発温度との差は大きく、
過冷却状態の冷気流に含まれる水分は第２冷却器
６の各フイン６Ａの空気入口側よりも第１冷却器
５の各フイン５Ａの空気入口側に霜として多量に
付着するが、結果としてフインピツチの密な第２
冷却器６の各フイン６Ａ間が霜によつて先に閉塞
する事態を招いた。この事態を回避するために
は、第２冷却器６のフインピツチを第１冷却器５
のフインピツチに近づけてやれば良い訳である
が、第２冷却器６の着霜量が少なくなる代わりに
熱交換が悪くなり、冷気流を所定温度迄引下げる
ことができない新たな欠点が生じた。

即ち、本願発明者は横幅180cmの冷凍シヨーケ
ース１に横幅155cm、縦幅30cm、高さ11cm、フイ
ンピツチ16mmの第１冷却器５と、この第１冷却器
と横幅、縦幅、高さが同じでフインピツチ10mmの
第２冷却器６とを５cmの間隔を存して設置し、冷
凍装置への封入冷媒をＲ−502とし、第２冷却器
６の導管の冷媒蒸発温度を−40℃、蒸発圧力を
0.3Kg／cm²Ｇに設定して外気温度24℃、湿度80％
の周囲条件で、第１及び第２両冷却器５，６にお
ける冷媒蒸発温度及び冷気流温度の推移を実験に
より確認した処第４図に示す温度特性を得た。第
４図に示すイは第１及び第２両冷却器５，６を通
過する冷気流温度、ロ６は第２冷却器６を通過す
る冷媒蒸発温度、ロ５は第１冷却器５を通過する
冷媒蒸発温度、斜線ハ５，ハ６は第１及び第２両
冷却器５，６における最多着霜部分である。

この実験によれば、冷気流は−23℃で第１冷却
器５に入り、−12℃引き下げられて−35℃で第２
冷却器６から出、冷媒は−40℃で第２冷却器６に
入り、５℃過熱され−35℃で第１冷却器５から出
るために、冷媒蒸発温度と冷気流温度との差は第
１冷却器５の空気入口側で12℃、第２冷却器６の
空気入口側で９℃となり、第１冷却器５の空気入
口側のみで冷媒の過熱を得る丈で風路抵抗の大き
い第２冷却器６の空気入口側が冷却運転開始から
約12〜14時間で霜により閉塞され一日約２回の除
霜運転を必要とする結果を招いた。

本発明は更に除霜回数を少なくするためになさ
れたもので、以下第３図に基づきその実施例を説
明する。尚、第３図において第１図及び第２図と
同じ符号は同じものとする。

２４は受液器１６からの高圧液冷媒を二方向に
分流する丁字管等の分流器、２０Ａ，２０Ｂはこ
の分流器に入口端を夫々接続された高圧液枝管、
１７Ａ，１７Ｂはこの高圧液枝管に入口端を夫々
接続され感温部１７Ａイ，１７Ｂイを夫々備えた
温度式膨張弁等の減圧装置、２１Ａは入口端を減
圧装置１７Ａの出口端、出口端を第２冷却器６の
空気出口側最下流の導管６C₆に接続された低圧
液管、２１Ｂは入口端を減圧装置１７Ｂの出口
端、出口端を第２冷却器６の空気入口側最下流の
導管６C₃に接続された低圧液管、２５Ａは第２
冷却器６の空気出口側最上流の導管６C₄と第１
冷却器５の空気出口側最下流の導管５C₆とを接
続する連絡導管、２５Ｂは第２冷却器６の空気入
口側最上流の導管６C₁と第１冷却器５の空気入
口側最下流の導管５C₃とを接続する連絡導管、
２２Ａ，２２Ｂは第１冷却器５の空気出口側最上
流の導管５C₄、空気入口側最上流の導管５C₁に
夫々入口端を接続された低圧ガス枝管、２６はこ
の両低圧ガス枝管からの低圧ガスを集合して低圧
ガス管２２に導く丁字管等の集合器、２７は低圧
ガス枝管２２Ｂに設けられ、第２冷却器６の空気
入口側の冷媒蒸発温度をこの冷却器の空気出口側
の冷媒蒸発温度より高く維持する蒸発圧力調整弁
である。

かゝる冷凍装置によれば、減圧装置１７Ａによ
り低圧液となつた冷媒は第２冷却器６の空気出口
側から第１冷却器５の空気出口側に、減圧装置１
７Ｂにより低圧液となつた冷媒は第２冷却器６の
空気入口側から第１冷却器５の空気入口側に夫々
流れ、蒸発気化して低圧ガス枝管２２Ａ，２２Ｂ
を通り集合器２６にて集合して圧縮機１３に戻る
サイクルを繰り返す。このとき、第２冷却器６の
空気入口側を流れる冷媒の蒸発温度は蒸発圧力調
整弁２７により第２冷却器６の空気出口側を流れ
る冷媒の蒸発温度より高く過熱を得るように制御
されている。

本発明の冷凍装置を従来の冷凍装置と同じ条件
で実験した結果を第４図により説明する。尚、第
４図に示すロ′５，ロ′６は本発明冷凍装置の第１
及び第２両冷却器５，６を通過する冷媒蒸発温度
である。

この実験によれば、第２冷却器６の空気出口側
の冷媒蒸発温度は−40℃、空気入口側の冷媒蒸発
温度は−35℃、第１冷却器５の空気出口側の冷媒
蒸発温度は−35℃、空気入口側の冷媒蒸発温度は
−30℃となり、冷媒蒸発温度と冷気流温度との差
は第１冷却器５の空気入口側で７℃、第２冷却器
５の空気入口側で４℃となり、蒸発圧力調整弁２
７によつて第２冷却器６の空気入口側を流れる冷
媒で５℃の過熱を得て第２冷却器６の空気入口側
における冷媒蒸発温度と冷気流温度との差を小さ
くするばかりでなく、第１冷却器５の空気入口側
でも５℃（蒸発圧力0.45〜0.5Kg／cm²Ｇ）の過熱
を得て第１冷却器５の空気入口側における冷媒蒸
発温度と冷気流温度との差を小さくすることがで
き、この結果第２冷却器６の熱交換を低下させる
ことなく霜による各フイン６Ａ間の閉塞迄の時間
を長くとることができるとともに、第１及び第２
両冷却器５，６への着霜の均一化が図れ、冷却運
転開始から約20時間経過して除霜運転開始となつ
た。尚、第１及び第２冷却器５，６は管板５Ｂ，
６Ｂを共通化したものでもよい。

第５図は本発明の他の実施例を示し、夫々二台
の圧縮機１３Ａ，１３Ｂ、凝縮器１４Ａ，１４
Ｂ、受液器１６Ａ，１６Ｂ、気液分離器１８Ａ，
１８Ｂを用いて第２冷却器６の空気出口側から第
１冷却器５の空気出口側に流れる冷媒と、第２冷
却器６の空気入口側から第１冷却器５の空気入口
側に流れる冷媒とは夫々独立サイクルを形成する
ように構成したものである。両圧縮機１３Ａ，１
３Ｂは仕事量が同じ若しくは両冷却器５，６の空
気入口側に冷媒を供給する圧縮機１３Ｂの方が他
方より仕事量の小さいものとする。

かゝる構成によれば、第２冷却器６の空気入口
側及び出口側を夫々流れる冷媒の蒸発温度を共に
−40℃に設定した場合でもこの両冷媒と熱交換さ
れる冷気流のうち空気入口側は出口側より温度が
高く、空気入口側の冷媒蒸発温度は空気出口側よ
り高く−35℃となり、これと同じ作用により第１
冷却器５の空気入口側の冷媒蒸発温度は空気出口
側より高く−30℃となり、第４図ロ′５，ロ′６に
示す温度特性を得ることができる。この結果両冷
却器５，６の空気入口側において冷媒の過熱を得
て、冷媒蒸発温度と冷気流温度との差を両冷却器
５，６の空気入口側で共に小さくすることがで
き、第２冷却器６の熱交換を損なうことなく霜に
よる各フイン６Ａ間の閉塞迄の時間を長くとり、
且つ両冷却器５，６夫々の着霜の均一化を図るこ
とができ、除霜周期を長くして除霜回数を少なく
できた。

以上の如く本発明は、フインピツチの粗い第１
冷却器と、フインピツチの細かい第２冷却器とを
間隔を存して並設し、冷気流を第１冷却器から第
２冷却器に、冷媒を第２冷却器の空気出口側から
第１冷却器の空気入口側に流す冷凍装置におい
て、高圧液冷媒を減圧する少なくとも二個の減圧
装置と、減圧された一方の冷媒を第２冷却器の空
気出口側から第１冷却器の空気出口側に、他方の
冷媒を第２冷却器の空気入口側から第１冷却器の
空気入口側に夫々流す管路とを備えたものである
から、冷気流の流れ方向と逆方向に流れる冷媒の
蒸発温度に両冷却器の空気出口側から空気入口側
にかけて高くなるように勾配をつけ、しかも空気
入口側において冷媒の過熱を得ることができるた
めに、第２冷却器の熱交換を損なうことなく、各
フイン間の霜による閉塞迄の時間を長くとれると
共に両冷却器夫々の着霜を均一にでき、除霜回数
を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１は一般に使用されている冷凍シヨーケース
の縦断面図、第２図は従来の冷凍装置を示す冷媒
回路図、第３図は本発明冷凍装置の実施例を示す
冷媒回路図、第４図は本発明及び従来の冷凍装置
における冷気流及び冷媒蒸発温度を示す特性図、
第５図は本発明の他の実施例を示す冷媒回路図で
ある。 ５……第１冷却器、５Ａ……フイン、５C₁〜
５C₆……導管、６……第２冷却器、６Ａ……フ
イン、６C₁〜６C₆……導管、１７Ａ，１７Ｂ…
…減圧装置、２５Ａ，２５Ｂ……連絡導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フインピツチの粗い第１冷却器と、フインピ
   ツチの細かい第２冷却器とを間隔を存して並設
   し、冷気流を第１冷却器から第２冷却器に、冷媒
   を第２冷却器の空気出口側から第１冷却器の空気
   入口側に流す冷凍装置において、高圧液冷媒を減
   圧する少なくとも二個の減圧装置と、減圧された
   一方の冷媒を第２冷却器の空気出口側から第１冷
   却器の空気出口側に、他方の冷媒を第２冷却器の
   空気入口側から第１冷却器の空気入口側に夫々流
   す管路とを備えた冷凍装置。