JPH0225668A - 圧縮冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、冷媒を圧縮するとともに、その冷媒を断熱
膨張させて冷却を行なう圧縮冷凍装置に関し、特に蒸発
器に発生する霜の除去を行なう手段を備えた圧縮冷凍装
置に関するものである。

従来の技術 周知のように、冷凍装置における蒸発器に霜が付着する
と、蒸発器での熱貫流率が低下して所謂防熱を行なった
と同様な状態になり、その結果、動力の浪費や冷凍装置
の損傷などを招来する不都合がある。そのため蒸発器に
おける霜の付着をできるだけ防止することが好ましく、
従来から様々な除霜方法が取られている。

最も簡単な方法は、電源スィッチを切るとともに冷凍庫
の扉を開けて内部の温度を高くする方法であるが、この
方法は時間がかかるうえに、冷凍庫の内部全体の温度が
高くなってしまうので、家庭用の小型電気冷蔵庫に応用
できる程度であって、営業用の冷凍装置には適用できな
い。そこで営業用の大型の冷凍装置においては、除霜方
法として、温風による方法、温水による方法、およびホ
ットガス法が一般に採用されている。

発明が解決しようとする課題 温風による除霜方法は、冷媒の供給を止めた状態で温風
を蒸発器に吹き付ける方法であるが、この方法を採用す
るにあたっては、送風芸や熱源などを必要とし、必要設
備が大型化するうえにエネルギコストがかかる問題があ
る。また温水を利用する方法は、上記の温風に替えて温
水を蒸発器にかける方法であるが、この方法においても
熱源や給湯器などを必要とするために設備が大型化し、
かつエネルギコストがかかる問題があり、さらに多量の
水が生じるので、排水設備をも充分なものにしなければ
ならない問題がある。さらにホットガス法は、圧縮機に
よって加圧圧縮して温度の高くなった冷媒ガスをコンデ
ンサに送らずに蒸発器に直接供給し、その冷媒ガスの有
する熱によって除霜を行なう方法であり、したがってこ
の方法によれば、特別な熱源を必要としない。しかしな
がらこのホットガス法を実施するにあたっては、冷媒の
循環経路を替えるためのバルブや除霜用の特別な流路を
追加しなければならないうえに、バルブの切換え操作を
必要とするので、設（１１ｉおよび操作が複雑になる問
題がある。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、特
別な熱源を要さずに、しかも容易に除霜を行なうことの
できる圧縮冷凍装置を提供することを目的とするもので
ある。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、冷媒を加圧
圧縮する圧１４機と、加圧圧縮された冷媒を凝縮させる
凝縮器と、断熱膨張させた冷媒によって外部から熱を奪
う蒸発器とを備えた圧縮冷凍装置において、作ｖＪ流体
の流動を選択的に阻止するオン・オフ握構を備えたヒー
トパイプを、前記蒸発器と前記圧縮傾もしくは凝縮器と
の間に配置し、圧縮機もしくは凝縮器で生じた熱を前記
ヒートバイブで輸送して蒸発器の表面に付着した霜を溶
かすよう（ｌｌｉＩ成したことを特徴とするものである
。

また請求項２に記載した構成は、ヒートパイプを所謂ル
ープ型としたものであり、より具体的には、首記ヒート
パイプを、作動流体が加熱蒸発させられる蒸発部と作動
流体が放熱して液化する凝縮部とが循環路をなすよう連
通され、かつその蒸光部が前記圧縮機もしくは凝縮器か
ら熱を受ける位置に配置されるとともに、凝縮部が而記
蒸発器に配置された・構成としたことを特徴とするもの
である。

作　　　　　用 圧縮冷凍装置では、冷媒ガスを圧縮機で加圧圧、′ｔ３
するとともに、凝縮器で放熱させて液化させるから、圧
縮機から凝縮器までの間で温度が高くなっている。した
がってこの発明の冷凍装置では、ヒートパイプの一方の
端部側で温度が高く、他方の端部側で温度が低くなって
、両方の端部の間に温度差が生じる。そのためオン・オ
フｉ構をオン状態にすることによりヒートパイプ内の作
動流体の流動を許容すれば、圧縮機もしくは凝縮器から
熱を受けて作動流体が蒸発し、その蒸気が他方の端部側
すなわち蒸発器側に流れるので、結局、作ｖＪ流体がそ
の潜熱として熱を蒸発器に輸送し、その熱によって蒸発
器に生じた霜が溶かされる。また液化した作動流体はヒ
ートバイブの内部を一方の端部側に還流する。すなわち
この発明の装置では、圧縮機の仕事で生じた熱により除
霜を行なう。

そして除霜の必要がない場合には、オン・オフは溝をオ
フ状態として作動流体の流動を阻止すれば、ヒートパイ
プが動作しないことになるので、蒸発器に対して熱が輸
送されず、冷凍が効率良く行なわれる。

請求項２に記載した構成では、オン・オフ撫構をオン状
態とした場合、作動流体の蒸気と液化した作動流体とが
同一方向に流れ、両者が対向流となることがないので、
熱の輸送が効率良く行なわれて、迅速に霜が溶かされる
。

実施例 つぎにごの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図であ
って、冷媒を加圧圧縮する圧縮機１の吐出口には、冷凍
室外に置かれた凝縮器２が接続され、またこの凝縮器２
につづけて膨張弁３が接続されている。この膨張弁３は
従来のものと同様に、冷媒を断熱膨張させるものであり
、その吐出部は蒸発器４に接続されている。この蒸発器
４は、冷凍案内に配置され、蒸発コイル５と送風ファン
６とを有しており、蒸発コイル５の流出部が前記圧縮機
１の吸入口に接続されている。

そして圧Ｍ機１と蒸発器４との間に、オン・オフ例構を
備えたヒートバイブ７が配置されている。

すなわちこのヒートバイブ７は、密閉パイプの内部から
真窄脱気した後に、目的とする温度範囲内で蒸発および
凝縮を行なう水やフロン（商品名）などの流体をその密
閉パイプに封入し、また毛細管作用を行なうウィックを
必要に応じて内部に設けたものであって、一方の端部は
圧縮機１から熱を受けるよう圧縮４１１に接近し、また
他方の端部は蒸発器４に熱を与えるよう配置されている
。より具体的には、ヒートパイプ７の他方の端部は、前
記蒸発コイル５に並んで配置されるとともに放熱用のフ
ィン８が取付けられており、このヒートバイブ７の端部
を横切った空気が蒸発コイル５を通過して蒸発コイル５
に熱を与えるよう構成されている。またヒートバイブ７
の中間部には、作動流体の流動を選択的に阻止するオン
・オフ握構としての開閉弁（例えば電磁弁）９が設けら
れている。

上記の８置では、通常の冷凍を行なう際には前記開閉弁
９を閉じておき、その状態で圧縮Ｒ１を駆動する。圧縮
機１によって加圧圧縮された冷媒は、温度が高くなって
凝縮器２に流れ、ここで熱を奪われて液化する。その液
化した冷媒は膨張弁３を通過することにより断熱膨張し
、゛ついで蒸発コイル５において冷媒が蒸発することに
よりその温度が大きく低下する。したがって送風フ１ン
６によって流通さぜられる空気が蒸発コイル５を通過す
ることにより熱を奪われて低温空気となり、冷却案内の
温度を下げる。そして冷媒ガスは再度圧縮様１において
加圧圧縮される。このようにして冷却を行なっている状
態では、圧縮機１は仕事をすることによりその温度が高
くなっており、また蒸発器５では冷媒の蒸発によって温
度が低くなっており、したがってヒートバイブ７の両端
部の間で大きな温度差が生じているが、開閉弁９が閉じ
て作動流体の流動を阻止しているので、ヒートバイブ７
は熱の輸送作用を行なわない。

以上のようにして冷却を行なった結果、蒸発器４に霜が
付着した場合、圧縮機１を停止させるとともに、前記開
閉弁９を開いてヒートバイブ７における作動流体の流動
、すなわちヒートバイブ７による熱の輸送を行なわせる
。圧縮償１を停止すると、冷媒が蒸発器４に送られない
ので、冷加作用が生じず、これに対して蒸発器４には温
度が高くなっている圧縮機１からヒートバイブ７を介し
て熱が輸送され、その熱が送風ファン６によって流動す
る空気によって蒸発コイル５に与えられる。

すなわち蒸発器４、特に蒸発コイル５は圧縮機１の有す
る熱によって加熱されるために、付着していた霜が溶か
される。

そして除霜が完全に行なわれた後に、開閉弁９を閉じて
ヒートバイブ７における作動流体の流動を阻止すること
によりヒートバイブ７を非動作状態にし、その状態で圧
縮□１を起動して冷凍を行なう。

第２図はこの発明で使用することのできるヒートバイブ
の他の例を示す略解図であって、ここに示すヒートバイ
ブ１０は所謂ループ型と称されるものである。すなわち
密閉容器１１が環状に構成されるとともに、その中間部
に液相の作動流体を溜める液溜め部１２が形成され、か
つその下側に開閉弁１３が設けられており、さらにこの
環状密閉容器の内部に真空脱気した後に作動流体が封入
されている。そして上側に位瞳する部分が熱を前記蒸発
器４に与える放熱部（凝縮部）とされ、かつフィン１４
が取付けられており、また下側の部分が前記圧縮機１か
ら熱を受ける吸熱部（蒸発部）とされている。

このような構成のループ型ヒートパイプ１０であれば、
開閉弁１３を閉じておくことにより作動液が液溜め部１
２に止まるので、熱輸送作用が生じない。また開閉弁１
３を開けば、作ｖＪ流体が蒸発部に流下するとともに圧
、縮機１からの熱によって蒸発し、その蒸気は液溜め部
１２とは反対側の管路部分を通って凝縮部に至り、ここ
で放熱して液イヒし、しかる後液溜め部１２に還流する
。すなわち液相の作動流体と気相の作動流体との流路が
異なり、共に同方向に流れて対向流どならないので、熱
輸送が効率良く行なわれ、除霜が迅速化される。

なお、上記の実施例では、圧縮機１の有する熱によ）て
除霜を行なうよう構成したが、この発明］よ上記の実施
例に限定されるものではなく、凝縮器２も温度が高くな
っているのが通常であるから、凝縮器と蒸発器との間に
、オン・オフ門構を備えたと−ドパイブを配置し、凝縮
器の有する熱で除霜を行なうよう構成してもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の冷凍装置によ
れば、冷媒の圧縮に伴って生じる熱を利用して除霜を行
なう構成であり、しかも除霜のための熱を輸送ブるヒー
トバイブが駆動源を必要とせずに動作するから、特別な
熱源が不要であるうえに、設備を簡素化でき、また］ユ
ネルギコス（・を低廉化することができるｂさらに（二
の発明ではヒートバイブにおける作動流体の流動を選択
的に阻止するオン・オフ機構へ・備え１．、：じ−ドパ
イブを用いたから、簡単な操作で除霜を行なうことが′
ｃ′き、操作性の良好な装置とすることができる。また
請求項２に記載したように、ループ型のヒートバイブで
あって、作動流体の流？ｉＪＪを選択的に阻止するオン
・オフＲ溝を備えた構成のものを使用すれば、除霜のた
めの熱輸送が効率良く行なりねることになるので、除霜
を迅速化プることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図、第
２図はこの発明で使用することのできる他のヒートバイ
ブの例を示す模式図である。 １・・・圧縮顆、　２・・・凝縮器、　４・・・蒸発器
、５・・・蒸発コイル、　７，１０・・・ヒートバイブ
、９．１３・・・開閉弁、　１１・・・環状の密閉容器
。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒を加圧圧縮する圧縮機と、加圧圧縮された冷
   媒を凝縮させる凝縮器と、断熱膨張させた冷媒によって
   外部から熱を奪う蒸発器とを備えた圧縮冷凍装置におい
   て、 作動流体の流動を選択的に阻止するオン・オフ機構を備
   えたヒートパイプを、前記蒸発器と前記圧縮機もしくは
   凝縮器との間に配置し、圧縮機もしくは凝縮器で生じた
   熱を前記ヒートパイプで輸送して蒸発器の表面に付着し
   た霜を溶かすよう構成したことを特徴とする圧縮冷凍装
   置。
2. （２）前記ヒートパイプは、作動流体が加熱蒸発させら
   れる蒸発部と作動流体が放熱して液化する凝縮部とが循
   環路をなすよう連通され、かつその蒸発部が前記圧縮機
   もしくは凝縮器から熱を受ける位置に配置されるととも
   に、凝縮部が前記蒸発器に配置された構成であることを
   特徴とする請求項１記載の圧縮冷凍装置。