JPH0237257A - 空気除湿冷却装置 - 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］ この発明は低温空気発生装置に係り、更に詳述すれば複
数のエバポレータとコンプレッサとを用いてエバボレ〜
りの熱交換効率を向上させると共に起動電流を減少し得
るようにした低温空気発生装置に関する。

［従来の技術］ この種の低温空気発生装置としては従来例えば実公昭４
８−２２１５５号公報に記載されているものがある。

この従来の技術は冷媒圧縮機、″Ｕ縮器、リキッドタン
ク、蒸発器、再熱器、キャピラリチューブ、サイクル切
換用の電磁弁を具備し、除湿。

冷房運転切換えが可能なように構成した冷凍サイクルに
おいて、除湿サイクル時に上記リキッドタンク内へ冷媒
を通さずに再熱器に送るようにリキッドタンクと並列に
配管接続されたバイパス回路を形成したものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した従来の技術は空気を０℃以下（−２０℃〜−８
０℃）まで冷却する場合、送風用圧縮機〈コンプレツナ
）を使用することが多かった。

送風用圧縮機を使用する場合、この圧縮機の騒音、撮動
、電源容量の点で医療機器として不適である。

電源容量の点では、電源をＡＣｌｏｏＶに限定した場合
、市販されている送風用圧縮機出力は０．７５に讐以下
である。

０．７５　ＫＷ出力の送風用圧縮機を使用した場合の起
動電流は５０Ａ程度となるので、送風用圧縮機を起動さ
せるためには、専用の電源が必要となる。そのためには
、専用の電気工事が必要となり、送風用圧縮機を設置す
る際、手間がかかってしまう。

専用の電気工事を不要とするためには、送風用圧縮改出
力０，４ＫＷ以下となり、市販されている送風用圧縮機
出力０，４に−の場合の空気量は５０Ｊ／ｌｌ＋ｎ弱で
あり、低温治療用の医療機器としては、空気量が少なく
不適である。

また、空気を０℃以下（−２０℃〜−８０℃）まで冷却
する場合、１台のエバポレータでは、空気中に含まれて
いる水分がほとんど氷となって、エバポレータ表面に付
着してしまう。温度２０℃、相対湿度６０％の空気を一
３０℃まで冷却した場合、空気１ｍあたり約１０ｇの氷
が付着する。空気量１００４　／１ｎ流した場合１時間
当り６０ｇの氷が付着し、長時間空気を流した場合、空
気の流れが悪くなり、エバポレータの熱交換効率も悪く
なってしまう。

さらに、１台のエバポレータの場合、エバポレータ自体
の大きさが大きくなり、冷凍コンプレッサも大きくなる
。冷凍コンプレッサが１台のため、起動させるための電
流が２台の冷凍コンプレッサと比べ大きくなり、（起動
電流は、定格電流の約４〜５倍流れる）゛泄源容吊が小
さい配線の場合、起動不良が起こる場合がある。

起動不良が起きた場合は、専用電源工事を行い、電源容
量を大きくする手間が生じてしまう。

以上のように、従来装置では、上述のように多くの問題
点があった。

この発明は前記した各問題点を除去するために、複数の
エバポレータと複数のコンプレッサとを用いエバポレー
タの熱交換効率を向上させると共に起動電流を減少させ
ることを目的とする。

凍らない程度に冷却する第１のエバポレータと、前記第
１のエバポレータを通って除湿冷却された空気をさらに
結氷温度以下に冷却する第２のエバポレータとを備える
こと。

また、前記第１のエバポレータ用の第１のコンプレッサ
と前記第２のエバポレータ用の第２のコンプレッサを備
えること。

さらに第１のエバポレータ内の空気の流れがダウンフロ
ーとなるよう配設された送風機と、第２のエバポレータ
内の空気の流れがアップフローとなる如く第１のエバポ
レータと第２のエバポレータとを結合するドレンパンと
を備えること。

加えて、第２のエバポレータの第１のエバポレータとの
結合側を金網とすることで達成される。

［課題を解決するための手段］　　　　　　　　　　［
作　用］上記したこの発明の目的は送風用圧縮機また　
　　送Ｊ！１１から送られた空気は、除湿用の第１のは
送風機から送られた空気中に含まれる水分が　　エバポ
レータに入り、その部分で除湿された水分が凍らない程
度の約２℃まで空気が冷却され、過飽和になった空気中
の水分は、水となり、第１のエバポレータ１下部のドレ
ンパン３にたまり、定期的に系外へ排出されるとともに
、約２℃の空気は冷凍用の第２のエバポレータに入り約
−３０℃まで冷却され、空気中の水分は氷となって、第
２のエバポレータの表面に付着しようとするが前記第１
のエバポレータにて約８０％の水分が除去されているの
で、付着する氷の母は、残りの約２０％の水分量だけと
なる結果、第１と第２の各エバポレータに氷が付着しに
くくなるので、空気の流れが妨げられず、第１と第２の
コンプレッサを時差スタートさせることでトータル的に
起動電流を小さくできると共に、低騒音化が実現でき、
氷の付着が少ないのでエバポレータの熱交換効率がよく
、長期に亘り安定した冷却空気の供給ができ、装置が小
型化できるという作用がある。

［実施例］ 実施例について図面を参照して説明する。

この発明の低温空気発生装置は、第１図に示すように、
エバポレータを空気中の水分を凍らない程度で除湿する
除湿用の第１のエバポレータ１と、第１のエバポレータ
１で除湿された空気をドレンパン３で結合し氷結温度以
下に冷却する冷凍用の第２のエバポレータ２とに２つの
部分に分離し、前記第１のエバポレータ１に除湿用の第
１のコンプレッサ４、冷１１フアン６を備えたコンデン
サ５、液フィルタドライヤ７、キャピラリーチューブ８
、ヒートエコノマイザ９、アッキュムレータ１０、バイ
パスフィルタ１１、ホットガスバイパス弁１２、サクシ
ョンラインチエツク弁１３およびエバポレータゲージ１
４とで構成される第１の冷凍サイクル系１５と、前記第
２のエバポレータ２に冷凍用のコンプレッサ１６、コン
デンサ１７、液フィルタドライヤ１８、キャピラリーチ
ューブ１９、ヒートエコノマイザ２０．アッキュムレー
タ２１、バイパスフィルタ２２、ホットガスバイパス弁
２３、サクションラインチエツク弁２４およびエバポレ
ータゲージ２５とで構成される第２の冷凍サイクル系２
６とがそれぞれ設けられている。

なお第１のエバポレータ１には図示してない送」機より
送られてきた空気の取入れ口２７が、第２のエバポレー
タ２には冷却除湿された空気の吹出し口２８が設けられ
ている。

第２図はエバポレータのより具体的な実施例で、前記し
た空気取入れ口２７は第１のエバポレータ１の上側に設
は第１のエバポレータ１内の空気の流れをダウンフロー
とし、第２のエバポレータ２の下側（上流側）に金網２
９を取付け、空気吹出し口２８を上側に設けて第２のエ
バポレータ２内の空気の流れをアップフローとなるよう
に構成しである。

この発明の低温空気発生装置は以上のように構成されて
おり、以下この装置の動作について説明する。

第１図、第２図に示すように、図示してない送Ｊｉ１機
から送られた空気は、除湿用の第１のエバポレータ１に
入り、その部分で除湿された水分が凍らない程度の約２
℃まで空気が冷却される。

約２℃で過飽和になった空気中の水分は、水となり、第
１のエバポレータ１下部のドレンパン３にたまり、定期
的に系外へ排出される。

その後、約２℃の空気は冷凍用の第２のエバポレータ２
に入りその部分で約−３０℃まで空気が冷却される。

この時、空気中の水分は氷となって、第２のエバポレー
タ２の表面に付着するが前記第１のエバポレータ１にて
約８０％の水分を除去（送風機入口空気温度３０℃、相
対湿度１００％の場合）しているので、付着する氷の量
は、残りの約２０％の水分量となる。

したがって、一定の空気量を冷却する場合、前記第１の
エバポレータ１で約２℃まで空気を冷却し、除湿してい
るため、前記第２のエバポレータ２に入る空気中の水分
量は一定値以下となり、第２のエバポレータ２表面に付
着する氷の量も一定値以下となるため、運転時間に比例
して、付着する氷の吊も比例する。

また、空気ａと運転時間を決めれば、それに応じて、付
着する氷の債が決まるため、一定の氷が付着しても問題
ないように、エバポレータのサイズを決めることで解決
できる。

送風機から送られた空気は、第２図に示すように第１の
エバポレータ１に入り過飽和となった水分は、確実に下
部ドレンパン３流れるようにダウンロウ−となっている
。

空気の流れと水分の移動を同一方向とし、ダウンロウ−
により、肋も同一方向となる結果、確実に水分がドレン
パン３に流れ、安定した除湿を行うことができる。

また、第２のエバポレータ２の空気の流れをアップフロ
ーとし、第２のエバポレータ２内に成長した氷霜が第２
のエバポレータ２外へ飛び出さないようにしている。つ
まり成長した氷霜がこの第２のエバポレータ２外へ移動
すると、第２のエバポレータ２の空気の吹出し口２８に
氷霜が付着し、目詰りの原因となってしまうことを防ぐ
ようにしである。

さらに第２のエバポレータ２の下側く上流側）を金網２
９とし、成長した氷霜の貯蓄量を著しく増加させ、第２
のエバポレータ２の上側（下流側）の目詰り防止と、冷
却性能を維持させ、長時間の運転を可能にすることがで
きる。

この第２のエバポレータ２の下側の構造を上側と同一構
造（フィンタイプ）とした場合、フィンの間に成長する
氷霜の貯蓄量が少ないため長時間の運転は困難となるの
で、金網２９を配設することで空気量１００Ｊ　／ｍｉ
ｎにて約−３０℃の空気が１２時間供給可能である。

前記した第１の冷凍サイクル系１５と第２の冷凍サイク
ル系２６を順に起動させることで、コンプレッサ起動時
の起動電流は大型の圧縮機を用いる場合に比し減少させ
ることができる。

〔発明の効果コ この発明は以上説明したように構成されているので、以
下に記載する効果を奏する。

請求項１の低温空気発生装置においては、第１と第２の
各エバポレータに氷が付着しにくくなるので、空気の流
れが妨げられず、第１と第２のコンプレッサを時差スタ
ートさせることでトータル的に起動電流を小さくできる
と共に、低騒音化が実現でき、氷の付着が少ないのでエ
バポレータの熱交換効率がよく、長期に亘り安定した冷
却空気の供給ができ、装置が小型化できるという効果を
有する。

請求項２の低温空気発生装置においては、エバポレータ
内に成長した氷霜がエバポレータ外へ飛び出すことがな
いという効果を有する。

請求項３の低温空気発生装置においては、成長した氷霜
の貯蔵量を大きくでき、第２のエバポレータの上側の目
詰り防止と、冷却性能を維持させ、長時間の運転を可能
にするという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図はいずれもこの発明の１実施例を示すもので、第１図
は低温空気発生装置の構成図、第２図はエバポレータの
拡大構成図である。 １・・・第１のエバポレータ ２・・・第２のエバポレータ ３・・・ドレンパン ４．１６・・・コンプレッサ １５．２６・・・冷凍サイクル系

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンプレッサ、コンデンサおよびエバポレータを有
   する冷凍サイクル系において、前記エバポレータを複数
   のエバポレータに分け、第１のエバポレータ１に空気中
   の水分が凍らない程度に空気を冷却するコンプレッサ４
   を含む第１の冷凍サイクル系１５と、第２のエバポレー
   タ２に前記第１のエバポレータ１を通って除湿冷却され
   た空気をさらに結氷温度以下に冷却するコンプレッサ１
   ６を含む第２の冷凍サイクル系２６とをそれぞれ具備し
   てなる低温空気発生装置。 ２、第１のエバポレータ１内の空気の流れがダウンフロ
   ーになるよう空気取入れ口２７を上側に配設し、第２の
   エバポレータ２内の空気の流れがアッパーフローとなる
   よう空気吹出し口２８を上側にそれぞれ設け、第１と第
   ２のエバポレータ１、２の下側をドレンパン３を介して
   連結した構成とする請求項１記載の低温空気発生装置。 ３、第２のエバポレータ２の第１のエバポレータ１との
   結合側を金網２９とした請求項１または２記載の低温空
   気発生装置。