JP3080304B2 - 急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置 - Google Patents

急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、急速冷／解凍機能
兼用の冷凍サイクル装置に係るもので、詳しくは、１つ
の冷凍サイクル装置を用いて食品を選択的に急速冷凍及
び急速解凍し得る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷凍サイクル装置においては、図
９に示したように、低温低圧の気体状の冷媒を高温高圧
の気体状に変化させる圧縮器１と、該圧縮器１から変化
された高温高圧の気体状の冷媒を高温高圧の液体状に変
化させて外部に熱を放出する凝縮器２と、該凝縮器２か
ら高温高圧に変化された液体冷媒を低温低圧の液体冷媒
に変化させる毛細管３と、該毛細管３から低温低圧に変
化された液体状の冷媒を気体状に変化させて外部の熱を
吸収する蒸発器４と、それら圧縮器１、凝縮器２、毛細
管３、及び蒸発器４間にそれぞれ連結された冷媒管５
と、から構成されていた。
【０００３】このような冷凍サイクルは、一般的に冷蔵
庫及びエアコン（空気調和器）等に適用され、外部の熱
を吸収する蒸発器４及び外部に熱を放出する凝縮器２を
用いて食品を新鮮に保管したり、又は、室内を冷／暖房
して室内環境を快適に維持し得るようになっていた。
【０００４】そして、急速冷凍機能、または急速解凍機
能を備えた冷凍サイクル装置として、図１０に示したよ
うに、冷凍室１０内のグリルファン（図示されず）の後
方側にファン１１と蒸発器１２とを備えた冷蔵庫が開発
され、急速冷凍を行う場合は、図１１に示したように、
上記蒸発器１２により冷えた冷気がファン１１の回転に
より冷凍室１０に流入し、該流入した冷気は上記冷凍室
１０の流路を通って再び上記蒸発器１２側に流入する循
環を行っていた。
【０００５】即ち、冷蔵室１５のダンパー１４が選択ス
イッチ（図示されず）、又は選択ボタン（図示されず）
により作動し、ダンパー１４の閉鎖により冷蔵室１５に
向かう冷気が遮断され、冷凍室１０のみが稼動される。
【０００６】併し、このような従来の急速冷凍装置にお
いては、通常の冷凍機能を有する冷蔵庫の所定部位にダ
ンパーが設置されて冷蔵室に向かう冷気を遮断し冷凍室
のみを稼動するようになっているため、急速凍結時間の
場合、厚さ５cm、重量５００ｇの標準テストパッケージ
の温度を、−１℃から−５℃までに低下させるときに通
常、３０分位所要する時間が３時間もかかって、実際的
な急速凍結（食品内の水分の膨張を防止する時間が３０
分以内）を図り得ないという不都合な点があった。
【０００７】そして、急速冷凍、及び急速解凍機能を別
々に具備した従来冷凍サイクル装置について説明すると
以下のようであった。先ず、従来の急速冷凍機能を兼ね
た従来冷凍サイクル装置のサイクルにおいては、図１２
に示したように、圧縮器１→凝縮器２→第１毛細管３→
開閉弁８→主蒸発器４→チェックバルブ９→圧縮器１の
順に循環が進行され、一般の冷凍機能（以下、一般の冷
凍機能の行われる循環を第１サイクルと表記する）を行
うようになっていた。
【０００８】且つ、急速冷凍機能を遂行するため、上記
第１毛細管３と開閉弁８間には第２毛細管７が分岐して
連結され、該第２毛細管７の一方端には補助蒸発器６が
連結され、該補助蒸発器６の他方端は上記圧縮器１とチ
ェックバルブ９間に連結されていた。
【０００９】このように構成された従来の急速冷凍機能
を兼ねた冷凍サイクル装置の急速冷凍サイクルは、圧縮
器１→凝縮器２→第１毛細管３→第２毛細管７→補助蒸
発器６→圧縮器１の順に冷媒が循環進行して急速冷凍機
能を遂行するようになっていた。且つ、上記第１毛細管
３により低温低圧になった冷媒が第２毛細管７を通過し
ながら再減圧されて補助蒸発器６を通過し、該補助蒸発
器６により急速冷凍機能（以下、急速冷凍機能を遂行す
るサイクルを第２サイクルと表記する）が遂行される。
【００１０】併し、このような冷凍急速機能を兼ねる従
来の冷凍サイクル装置が急速冷凍機能を行う場合は、主
蒸発器側４には冷媒が流れないため、所定時間以上稼動
すると主蒸発器４の位置する冷凍室及び冷蔵室の内部温
度は上昇する憂いがあった。
【００１１】更に、従来の急速解凍機能を兼ねる冷凍サ
イクル装置の冷凍サイクルにおいては、図１３に示した
ように、圧縮器１→三方弁８→凝縮器２→チェックバル
ブ９→第１毛細管３→蒸発器４→圧縮器１の順に冷媒が
循環して一般の冷凍機能を行っていた。
【００１２】この循環は一般の冷凍サイクルである第１
サイクルを示し、上記凝縮器２では気体冷媒を冷却し液
化させて発生する熱を外部に放出するようになる。そし
て、急速冷凍機能を行うため、上記三方弁８には急速解
凍用の補助凝縮器６が分岐連結され、該補助凝縮器６の
他方端に第２毛細管７が連結され、該第２毛細管７の他
方端はチェックバルブ９と第１毛細管３の間に連結され
ていた。
【００１３】このように構成された急速解凍機能を兼ね
る従来の冷凍サイクル装置の急速解凍サイクルは、圧縮
器１→三方弁８→補助凝縮器６→第２毛細管７→第１毛
細管３→主蒸発器４→圧縮器１の順に循環を行って急速
解凍機能（以下、急速解凍機能を行うサイクルを第３サ
イクルと表記する）を行う。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の冷凍サイクルにおいては、冷凍サイクル装置が一般
の冷凍機能と急速冷凍機能、又は急速解凍機能を同時に
行うためには別途のサイクルをそれぞれ構成しなければ
ならないという不都合な点があった。本発明は、このよ
うな従来の課題に鑑みてなされたもので、冷／解凍機能
を統合構成し、急速冷凍機能と急速解凍機能とを選択的
に行い得る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置を
提供することを目的とする。
【００１５】又、本発明の他の目的は、冷凍サイクル装
置に補助蒸発器を備え、冷蔵庫の冷凍室を急速に凍結さ
せる急凍室と一般の冷凍室とに分離して、前記急凍室を
急速に冷凍させて急速冷凍用食品に適用し得るようにし
た急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置を提供しよ
うとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明にかかる急速冷／解凍機能兼用の冷凍
サイクル装置においては、圧縮器と、該圧縮器の排出口
から吸入口の間に順次連結された三方弁、主凝縮器、相
分離器、第１毛細管、第１チェックバルブ、及び主蒸発
器とを備えた一般の冷凍手段と、前記相分離器から圧縮
器の吸入口間に順次連結された開閉弁、第２毛細管、温
管及び冷管を具備する補助熱交換器の冷管、及び第２チ
ェックバルブとを備えた急速冷凍手段と、前記三方弁か
ら前記第１チェックバルブと蒸発器との中間に順次連結
された前記補助熱交換器の温管及び第３毛細管とを備え
た急速解凍手段と、から構成されている。
【００１７】
【００１８】又、上記急速冷凍手段及び急速解凍手段
は、急凍室と一般の冷凍室とに分離された冷凍室と、主
蒸発器に連結される開閉弁と、該開閉弁の一方側に連結
され上記急凍室の内部に位置する補助蒸発器と、上記急
凍室の内部に位置する補助ファンと、を備えた冷蔵庫に
適用される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。本発明の第１の実施の形態に係る急
速冷／解凍機能兼用のサイクル装置においては、図１に
示したように、圧縮器１０１の一方側に三方弁１０６が
連結され、該三方弁１０６の一方側に主凝縮器１０２が
連結され、該主凝縮器１０２の一方側には相分離器１０
３が連結され、該相分離器１０３の一方側に第１毛細管
１１１が連結され、該第１毛細管１１１の一方側に第１
チェックバルブ１０７が連結され、該第１チェックバル
ブ１０７の一方側に主蒸発器１０５が連結され、該主蒸
発器１０５の一方側は上記圧縮器１０１の他方側に連結
されるが、それら各要素は冷媒管１０９によりそれぞれ
連結されて、第１サイクルが構成されている。
【００２０】且つ、上記相分離器１０３の他方側に開閉
弁１０４が連結され、該開閉弁１０４に第２毛細管１１
２が連結され、該第２毛細管１１２の一方側に補助熱交
換器１１０の一部を構成する冷管１１０ｂが連結され、
該冷管１１０ｂに第２チェックバルブ１０８が連結さ
れ、該第２チェックバルブ１０８の一方側が上記圧縮器
１０１に連結されて、第２サイクルが構成されている。
【００２１】このように構成された第２サイクルは、圧
縮器１０１→三方弁１０６→主凝縮器１０２→相分離器
１０３→開閉弁１０４→第２毛細管１１２→冷管１１０
ｂ→第２チェックバルブ１０８→圧縮器１０１の順に循
環する。又、上記三方弁１０６から分岐配管され上記補
助熱交換器１１０の一部を構成する温管１１０ａの一方
側には上記主蒸発器１０５と第１チェックバルブ１０７
の間に連結された第３毛細管１１３が連結されて、第３
サイクルを構成している。
【００２２】このように構成された第３サイクルは、圧
縮器１０１→三方弁１０６→補助熱交換器１１０の温管
１１０ａ→第３毛細管１１３→主蒸発器１０５→圧縮器
１０１の順に循環する。このとき、上記冷管１１０ｂと
温管１１０ａとを包含して構成される補助熱交換器１１
０は、直接冷却方式に動作する。以下、本発明の第１の
実施の形態に係る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル
装置の動作を説明する。
【００２３】先ず、急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイク
ル装置が一般の冷凍機能を行うときにおいては、図２に
示したように、圧縮器１０１により高温高圧の状態に変
化された冷媒ガスが三方弁１０６を通過した後、周囲に
熱を放出しながら気体と液体とを分離する相分離器１０
３を通過して、高温高圧の液体冷媒に変化された後、第
１毛細管１１１を通過して低温低圧の液体冷媒に変化さ
れて第１チェックバルブ１０７を通過した後、主蒸発器
１０５を通過しながら熱を吸収して気体冷媒に変化さ
れ、再び上記圧縮器１０１に流入する第１サイクルが形
成され、このような循環により上記主蒸発器１０５にて
熱交換された冷気は冷蔵庫内を所定の目標温度に冷却す
る機能を遂行する。
【００２４】一方、本発明の第１の実施の形態に係る急
速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置が急速冷凍機能
を行うときは、図３に示したように、上記開閉弁１０４
がオープンされた状態で圧縮器１０１により高温高圧に
変化された冷媒ガスが三方弁１０６を介して主凝縮器１
０２を通過し、該主凝縮器１０２を通過した冷媒中相分
離器１０３を通過した一部の冷媒が開閉弁１０４、第２
毛細管１１２、冷管１１０ｂ、第２チェックバルブ１０
８を順次通過して再び上記圧縮器１０１に流入する第２
サイクルを形成する。
【００２５】更に、上記と同時に主凝縮器１０２を通過
した冷媒中相分離器１０３を通過した他の冷媒は第１毛
細管１１１、第１チェックバルブ１０７、主蒸発器１０
５を順次通過して再び上記圧縮器１０１に流入する第１
サイクルを形成する。このように、本発明の急速冷凍サ
イクルは第１サイクルと第２サイクルとが同時に遂行さ
れ、このとき、補助熱交換器１１０の冷管１１０ｂによ
る直接冷却方式と主蒸発器１０５による間接冷却方式と
が同時に遂行されるようになる。
【００２６】一方、本発明の第１の実施の形態に係る急
速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置が急速解凍機能
を行うときは、図４に示したように、上記開閉弁１０４
が閉鎖された状態で圧縮器１０１により高温高圧状の冷
媒ガスが三方弁１０６、補助熱交換器１１０の温管１１
０ａ、第２毛細管１１３、主蒸発器１０５を順次通過し
た後、再び上記圧縮器１０１に流入する第３サイクルが
形成される。
【００２７】このとき、温管１１０ａから放出される熱
により補助熱交換器１１０で急速解凍機能が遂行され、
該急速解凍は解凍すべき食品を補助熱交換器１１０の付
近に直接接触させることにより行われる。ここで、上記
第１毛細管１１１と主蒸発器１０５の間に第１チェック
バルブ１０７を設置した理由は、急速解凍機能である第
３サイクルを進行するとき、冷媒が主蒸発器１０５側だ
けでなく第１毛細管１１１側に流入されることを防止す
るためである。
【００２８】更に、上記冷管１１０ｂと圧縮器１０１の
間に第２チェックバルブ１０８を設置した理由は、通常
の冷凍機能である第１サイクルを進行するとき、所定量
の冷媒が冷管１１０ｂに流入して該冷管１１０ｂが高温
（大略３０℃程度）になることを防止するためである。
【００２９】そして、本発明の第２の実施の形態に係る
急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置においては、
図５に示したように、圧縮器２０１の一方側に主蒸発器
２０２が連結され、該主蒸発器２０２の一方側に開閉弁
２０６が連結され、該開閉弁２０６の一方側に補助蒸発
器２０３が連結され、該補助蒸発器２０３の一方側に毛
細管２０４が連結され、該毛細管２０４の一方側は凝縮
器２０５に連結され、該凝縮器２０５の一方側は上記圧
縮器２０１の他方側に連結されている。
【００３０】このような本発明の第２の実施の形態に係
る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置が用いられ
る冷凍室の構成においては、図６及び７に示したよう
に、急凍室２０９と一般の冷凍室２０７とに分離され、
上記急凍室２０９内には補助ファン２１０及び補助蒸発
器２０３がそれぞれ設置され、一般の冷凍室２０７には
主ファン２０８が設置されている。更に、上記主蒸発器
２０２と補助蒸発器２０３とは開閉弁２０６を介して相
互直列に連結されている。
【００３１】以下、本発明の第２の実施の形態に係る急
速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置の作用を説明す
る。即ち、使用者が急速冷凍を行うときは、図８に示し
たような流路により冷気が送出されるが、急凍室２０９
と一般冷凍室２０７とに分離された冷凍室内部の補助フ
ァン２１０を駆動させて主蒸発器２０２の冷気を急凍室
２０９のみに送出する。このとき、主ファン２０８の駆
動は停止され、補助蒸発器２０３をアルミニウム板のよ
うな直接接触換式の熱交換器を用いて直冷板により急凍
室２０９を包囲させ、熱伝導を速くして食品の冷凍を迅
速に行う。
【００３２】このとき、上記一般冷凍室２０７への冷気
の流入は主ファン２０８の停止と断熱材とにより遮断さ
れ、冷蔵室２１５への冷気の流入は冷蔵室用のダンパー
２１４により遮断される。且つ、上記ダンパー２１４は
急速凍結を行うとき使用者の選択する選択ボタン及び選
択スイッチにより作動され、又は冷蔵庫内にマイクロコ
ンピューターセンサーを内蔵して冷蔵庫を３℃に、冷凍
室を−１８℃にそれぞれ維持させ、温度の変化があると
き、マイクロコンピューターのセンサーにより自動的に
作動される。
【００３３】このように、急凍室内における急凍冷凍機
能は、主蒸発器２０２の冷気を補助ファン２１０により
強制に対流させ、補助蒸発器２０３の直冷板により冷気
の熱伝導を速くさせる。
【００３４】又、上述した本発明の第２の実施の形態に
係る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置が一般冷
蔵機能を行う時は、補助ファン２１０は停止され、主フ
ァン２０８のみが回転して一般の冷蔵機能を行うように
なっている。
【００３５】更に、本発明に係る急速冷／解凍機能兼用
の冷凍サイクル装置においては、冷凍機能を行う時、主
ファンを周期的に駆動、又は冷蔵室用ダンパーをオープ
ンさせて、冷気の一部を冷蔵室及び冷凍室に流入させる
こともできる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る急速
冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置は、１つのサイク
ル装置を用いて一般の冷蔵機能だけではなく、食品の急
速冷凍機能及び急速解凍機能を選択的に行い得るという
効果がある。そして、食品を急速冷凍する時には、直接
冷凍方式の補助熱交換器と間接冷凍方式の主蒸発器とを
同時に使用して食品の急速冷凍を行い、蒸発器の設置さ
れた冷蔵庫内の温度上昇を防止するため、食品をより新
鮮に保管し得るという効果がある。且つ、冷凍サイクル
装置の改善により急速冷凍時間を３０分以内に短縮する
ため、細胞組織の破壊などにより発生する食品の品質低
下を防止し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイ
クル装置の第１の実施の形態を示した構成図である。
【図２】本発明に係る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイ
クル装置の第１の実施の形態の一般の冷凍時の冷気の流
れ方向を示した図である。
【図３】本発明に係る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイ
クル装置の第１の実施の形態の急速冷凍時の冷気の流れ
方向を示した図である。
【図４】本発明に係る急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイ
クル装置の第１の実施の形態の急速解凍時の冷気の流れ
方向を示した図である。
【図５】本発明に係る冷凍サイクル装置の第２の実施の
形態を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を冷蔵庫に適用した
場合の冷凍室を示した縦断正面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を冷蔵庫に適用した
場合の冷蔵庫の縦断面図である。
【図８】図２の冷気の流れを示した概略図である。
【図９】従来冷凍サイクル装置を示した構成図である。
【図１０】従来冷凍サイクルを適用した冷蔵庫の冷凍室
を示した正面図である。
【図１１】従来冷蔵庫の冷気の流れを示した概略流路図
である。
【図１２】一般の冷凍機能と急速冷凍機能とを兼ねた従
来冷凍サイクル装置を示した構成図である。
【図１３】一般の冷凍機能と急速解凍機能とを兼ねた従
来冷凍サイクル装置を示した構成図である。
【符号の説明】
１０１…圧縮器 １０２…主凝縮器 １０３…相分離器 １０４…開閉弁 １０５…主蒸発器 １０６…三方弁 １０７…第１チェックバルブ １０８…第２チェックバルブ １０９…冷媒管 １１０…補助熱交換器 １１０ａ…温管 １１０ｂ…冷管 １１１…第１毛細管 １１２…第２毛細管 １１３…第３毛細管 ２０１…圧縮器 ２０２…主蒸発器 ２０３…補助蒸発器 ２０４…毛細管 ２０５…凝縮器 ２０６…開閉弁 ２０７…一般の冷凍室 ２０８…主ファン ２０９…急凍室 ２１０…補助ファン ２１２…ドアー ２１３…ダクト ２１４…ダンパー ２１５…冷蔵室 ２１６…ファングリル ２１７…急凍時の冷気の流れ
フロントページの続き (72)発明者 パク ジン−クー 大韓民国，ソウル，クロ−ク，クロ−ド ン 685−223，ジューゴン アパート 116−1004 (56)参考文献 特開 昭63−14067（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25D 11/02 F25B 1/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮器と、該圧縮器の排出口から吸入口
    の間に順次連結された三方弁、主凝縮器、相分離器、第
    １毛細管、第１チェックバルブ、及び主蒸発器とを備え
    た一般の冷凍手段と、前記相分離器から圧縮器の吸入口間に順次連結された開
    閉弁、第２毛細管、温管及び冷管を具備する 補助熱交換
    器の冷管、及び第２チェックバルブとを備えた急速冷凍
    手段と、 前記三方弁から前記第１チェックバルブと蒸発器との中
    間に順次連結された前記補助熱交換器の温管及び第３毛
    細管とを備えた 急速解凍手段と、 から構成されたことを特徴とする急速冷／解凍機能兼用
    の冷凍サイクル装置。
  2. 【請求項２】 上記補助熱交換器の冷管は直接冷却方式
    にて動作することを特徴とする請求項１記載の急速冷／
    解凍機能兼用の冷凍サイクル装置。
  3. 【請求項３】 上記補助熱交換器の温管は直接冷却方式
    にて動作することを特徴とする請求項１記載の急速冷／
    解凍機能兼用の冷凍サイクル装置。
  4. 【請求項４】 上記急速冷凍手段及び急速解凍手段は、 急凍室と一般の冷凍室とに分離された冷凍室と、 主蒸発器に連結される開閉弁と、 該開閉弁の一方側に連結され上記急凍室の内部に位置す
    る補助蒸発器と、 上記急凍室の内部に位置する補助ファンと、を備えた冷
    蔵庫に適用されることを特徴とする請求項１記載の急速
    冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置。
  5. 【請求項５】 上記補助蒸発器及び主蒸発器の冷気は、
    急凍室の食品を凍結するため上記補助ファンにより上記
    急凍室に集中されることを特徴とする請求項４記載の急
    速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置。
  6. 【請求項６】 上記主蒸発器の冷気は、上記補助ファン
    が運転するときは冷凍室に流入され、主ファンが運転す
    るときは冷蔵室に流入されることを特徴とする請求項５
    記載の急速冷／解凍機能兼用の冷凍サイクル装置。
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