JP3735559B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製氷機や冷凍庫などの冷凍装置の改良に関し、詳しくは、設置環境により、機械室部から排出される排熱風が機械室部に再び吸い込まれる現象（以下この現象を「ショートサイクル」と呼ぶ）を防止することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の冷凍装置の一つである製氷機Ｒの一例を示すものである。この製氷機Ｒは、水を凍らせて氷を製造する冷凍機構部Ｔと、この冷凍機構部Ｔで製造した氷を貯蔵するストック部Ｓとから成り、ストック部Ｓの上に冷凍機構部Ｔを載設するように構成されている。またストック部Ｓ上に、複数個の冷凍機構部Ｔを段積みすることも行われる。
【０００３】
図１４の図（Ａ）に示すように、冷凍機構部Ｔの内部は機械室部１と製氷室部２０とに区画され、機械室部１には、水を凍らせて氷にするために必要な機器、すなわちコンプレッサ２，ファンモータ３，ファン４，空冷凝縮器５，コントロールボックス６等が設けられている。また機械室部１の前面部７、側面部８及び背面部９にはそれぞれ室内換気用の開口が設けられ、ここでは前面の開口が外気を室内へ取り込むための吸気口１０、側面及び背面の開口がそれぞれ熱気を含んだ室内の空気（排熱風）を外部へ排出するための排気口１１，１２となされている。なお、前記吸気口１０にはフィルタを備えるルーバーが装着され、前記排気口１１，１２は図１４（Ｂ）（Ｃ）に示すようなパンチング孔となされている。
【０００４】
製氷機Ｒは製氷運転時、ファンモータ３によりファン４を回転駆動し、前面側の吸気口１０から吸い込んだ外気で空冷凝縮器５の熱交換を行ったのち、排熱を含んだ空気を側面及び背面の排気口１１，１２から外部へ排出する。また、除氷時はファン４を停止させて吸排気を止めるようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１５（Ａ）（Ｂ）に例示する如く、前記製氷機Ｒを、左右両側面及び背面の三方が壁面Ｗで囲まれた場所へ設置する場合において、設置環境により、製氷機Ｒと壁面Ｗとの間に十分な隙間を確保できないとき、特に製氷機Ｒの背面を壁面Ｗに密接させる必要のあるとき（図１５（Ｂ）参照）は、背面の排気口１２から十分に排熱風を排出できなくなる。このため、側面の排気口１１から排出される排熱風ｆの風量が多くなると共に壁面Ｗが間近に在るので、壁面Ｗに衝突した排熱風ｆが製氷機Ｒの前面側へ回り込み、これを再び吸気口１０から吸い込むショートサイクルが発生し、機械室１内の空冷凝縮器５の熱交換効率が悪くなって製氷能力を低下させるおそれがある。
【０００６】
また排熱風ｆを再度吸い込むことにより、空冷凝縮器５の冷媒配管が暖められるから管内のガス温度が上昇し、その結果、除氷時に製氷室部２０からの氷落下が非常に早くなる。しかるに早期に落下した氷は、中心部の温度が低いままであるから、ストック部Ｓ内で隣接する氷どうしが再氷結して一体化する、アーチング現象を引き起こすという問題もある。さらに、空冷凝縮器５が暖められるために冷媒配管内のガス圧力が増大して、冷凍回路保護用の高圧圧力スイッチが誤作動し、このスイッチをリセットするまで製氷機の運転が一時的にできなくなることもある。
【０００７】
なお前述の問題は、ストック部Ｓ上に複数の冷凍機構部Ｔを段積みした多段式の製氷機Ｒにおいてより顕著になると考えられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が前記従来の問題点を解決するために採用した手段の特徴とするところは、冷凍機構部の隣接する表面部に、当該冷凍機構部の機械室部内へ外気を取り込むための吸気口と、この機械室部内から排熱風を外部へ送り出すための排気口とがそれぞれ設けられ、前記排気口の前面に臨み、前記排気口から吹き出される排熱風の流れを、前記吸気口から遠ざける方向へ導く排気案内手段が設けられた冷凍装置において、前記冷凍装置は、複数の冷凍機構部を段積みして成り、前記排気案内手段を、複数の冷凍機構部のうちの少なくとも一つ以上の冷凍機構部の排気口に対応させて設けた内側案内手段と、この内側案内手段の外側を他の排気口と共に間隔を空けて覆うように設けた外側案内手段とで構成し、前記内側案内手段によって案内される排熱風と前記外側案内手段によって案内される排熱風とがそれぞれ独立に案内されることにある。
【０００９】
本発明に係る冷凍装置は、前記構成により、例えば左右両側面及び背面の三方が壁面で囲まれ、且つ、冷凍装置と壁面との間に十分な隙間を確保できないような領域に設置する場合でも、排気口から排出される排熱風を、吸気口から遠ざける方向へ導くから、排熱風が吸気口に吸い込まれるショートサイクルを防止することができる。
【００１０】
ところで冷凍装置が、複数の冷凍機構部を段積みして成る多段式の場合、各冷凍機構部の排気口それぞれに対応させて前記内側案内手段を設け、これら内側案内手段全部の外側を、外側案内手段で覆うように構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［参考技術１］
図１及び図２は、本発明に関連する参考技術を説明するためのものであって、図１（Ａ）は冷凍装置の一つである製氷機Ｒに適用した一例を示す平面図、同図（Ｂ）は正面図である。また、図２は排気案内手段１４の一例を示すものであって、同図（Ａ）は内面側から見た斜視図、同図（Ｂ）は製氷機Ｒの側面８に取り付けた状況を示す正面図である。
【００１２】
本例における製氷機Ｒの基本構成及び基本動作は従来と共通であってよい。すなわち、氷を製造する冷凍機構部Ｔと、氷を貯蔵するストック部Ｓとから成り、ストック部Ｓ上に冷凍機構部Ｔが載設されている。冷凍機構部Ｔの内部は機械室部１と製氷室部２０とに区画され、機械室部１内に、コンプレッサ２・ファンモータ３・ファン４・空冷凝縮器５・コントロールボックス６等が設けられる（図１４参照）。機械室部１の前面部７には外気を取り込むための吸気口１０が、側面部８及び背面部９には排熱風を外部へ排出するための排気口１１，１２がそれぞれ設けられている。前記吸気口１０には所望によりフィルタを備えるルーバーが装着され、前記排気口１１，１２は例えばパンチング孔（図１４（Ｂ）（Ｃ）参照）になされる。製氷機Ｒの運転時は、ファンモータ３によりファン４を回転駆動し、前面側の吸気口１０から吸い込んだ外気で空冷凝縮器５の熱交換を行ったのち、排熱を含んだ空気（排熱風）を側面及び背面の排気口１１，１２から外部へ排出する。除氷時はファン４を停止させて吸排気を止める。
【００１３】
本例の製氷機Ｒは、側面８の排気口１１の前面を覆う排気案内手段１４を設けたところに特色を有している。排気案内手段１４は、例えば図２に示すような形態であって、排気口１１に臨む面及び上端面を開口させた本体部１４ａと、該本体部１４ａにおける冷凍機構部Ｔと当接する端縁部に形成したフランジ部１４ｂとから成る。このフランジ部１４ｂには、固定用ネジＮを挿通させる開孔Ｐが形成される。また、排熱風を効率的に案内できるようにするため、本体部１４ａにおける排気口１１と相対する部位の下部領域を、傾斜面１４ｃとすることが望ましい。
【００１４】
以上の如く構成される本例の製氷機Ｒは、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、側面の一方８ａと背面９とを壁面Ｗに密接させ、もう一方の側面８と壁面Ｗとの間に十分な間隙を確保できないような箇所へ設置される場合であっても、側面８に取り付けた排気案内手段１４により、運転時に排気口１１から排出される排熱風ｆの向きを上方へ案内して、この排熱風ｆが冷凍機構部Ｔの前面側へ回り込むのを防止する。従って、排熱風ｆを前面の吸気口１０から吸い込むショートサイクルのおそれがなくなるから、機械室１内の空冷凝縮器の昇温が抑えられ、よってアーチング現象の発生や高圧圧力スイッチの誤作動といったような従来の問題点が解消される。
【００１５】
［第１の実施形態］
図３乃至図５は、ストック部Ｓの上に二つの冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２を段積みして構成した二段式製氷機Ｒに、本発明を適用した実施形態を示すものである。本例の排気案内手段１５は、二段に積み重ねた冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２のうちの上段の冷凍機構部Ｔ１に装着される内側案内手段１５Ａと、この内側案内手段１５Ａを包み込むように上下段の冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２に跨って装着される外側案内手段１５Ｂとから成る。内外いずれの案内手段１５Ａ，１５Ｂも基本形状は共通であり、本体部（ａ）における冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２と当接する端縁部に、ネジＮの挿通用開孔Ｐを有するフランジ部（ｂ）が形成され、本体部（ａ）の下部は傾斜面（ｃ）に形成されている。
【００１６】
この製氷機Ｒにおいて、上段の冷凍機構部Ｔ１の排気口１１から排出される排熱風ｆは、内側案内手段１５Ａにより上方へ導かれ、下段の冷凍機構部Ｔ２の排気口１１から排出される排熱風ｆは、内側案内手段１５Ａと外側案内手段１５Ｂとの間を導かれて上方へ送り出される。このように本例では、上下段の冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２から排出される排熱風ｆを、それぞれ独立に上方へ案内しているので、円滑な気体の流れを形成することが容易である。また、外側案内手段１５Ｂで、上下に重ねた冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２の側面部を広く覆うように設計してあるから、外気の状態が排熱風ｆの流れに影響を及ぼすのを防止できる。
【００１７】
ところで仮に、前記二段式の製氷機Ｒにおいて内側案内手段１５Ａを省略し、外側案内手段１５Ｂのみとすることも考えられるが、その場合は、上下段の冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２それぞれから排出される排熱風ｆどうしが、上端のみ開口する外側案内手段１５Ｂ内で直接に影響しあって乱流を生みだし、円滑な排気を困難にするおそれがある。従って、排熱風ｆの円滑な排出を行うには、本例の如く排気案内手段１５を内外二重構造とすることが望ましい。なお、本例のような二重構造の排気案内手段１５Ａ，１５Ｂを採用する場合、内側案内手段１５Ａの取付部位を確保するため、図５に示すように、上下の排気口１１，１１の間には適当な間隔を有していることが必要である。
【００１８】
［参考技術２］
上下二段に冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２を段積みした二段式製氷機Ｒの場合、排気案内手段１６を図６及び図７に示す如く構成することも考えられる。すなわち、排気案内手段１６を、上下の冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２それぞれへ別個に装着される上下対称な排気案内手段１６Ａ，１６Ｂから成るものとし、上段の冷凍機構部Ｔ１から排出される排熱風ｆは上側の案内手段１６Ａで上方へ導き、下段の冷凍機構部Ｔ２から排出される排熱風ｆは下側の案内手段１６Ｂで下方へ導くように設定する。
【００１９】
上下の排気案内手段１６Ａ，１６Ｂの形態は特に限定されるものではない。本例では、図７に例示するように、１種類の排気案内手段を上下対称に配置することで、上下の案内手段１６Ａ，１６Ｂとしているから、製造コストが少なくて済む。
【００２０】
［第２の実施形態］
図８及び図９は、ストック部Ｓの上に三つの冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を段積みした三段式製氷機Ｒに、本発明を適用した実施形態を示すものである。本例の排気案内手段１７は、各冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３それぞれに装着される内側案内手段１７Ａと、これら内側案内手段１７Ａを包み込むように上下に跨って装着される外側案内手段１７Ｂとから成る。内側案内手段１７Ａの基本形状は、本体部（ａ）における冷凍機構部Ｔ１（Ｔ２又はＴ３）に当接する端縁部にネジを挿通させるフランジ部（ｂ）が形成され、本体部（ａ）の下部に傾斜面（ｃ）を形成したものである。他方、外側案内手段１７Ｂは、上端と正面との二面を切り欠いた厚みの薄い直方体状である。
【００２１】
この製氷機Ｒにおいて、上段の冷凍機構部Ｔ１の排気口１１から排出される排熱風ｆは、最上位の内側案内手段１７Ａにより上方へ導かれる。また中段及び下段の冷凍機構部Ｔ２，Ｔ３から排出される排熱風ｆは、中位及び下位の内側案内手段１７Ａで上方へ導かれたのち、外側案内手段１７Ｂの内面に沿って案内され上方へ送り出される。このように本例では、三段に積み重ねた冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３から排出される各排熱風ｆを、それぞれ内側案内手段１７Ａで独立に上方へ案内すると共に、排熱風ｆ全体を外側案内手段１７Ｂで安定した一つの流れにまとめるようなされているから、排熱風ｆの円滑な排出が可能である。依って、機械室内の換気効率が向上する。
【００２２】
なお本例のように三段の冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３それぞれに、内側案内手段１７Ａを装着する場合、上下に隣接する内側案内手段１７Ａの間に適当な間隔を設けて、排熱風ｆが抵抗なく上方へ流動できるようにすることが必要である。
【００２３】
［その他の実施形態］
本発明を適用する冷凍装置が多段式の製氷機Ｒの場合、段積みされる冷凍機構部の個数は、所望により適宜増減してもよい。また、図１０に示すように、複数の冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を段積みした多段式製氷機Ｒにおける排気案内手段１８は、各冷凍機構部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３それぞれの排気口１１に装着される上向きの跳ね上げ翼１８Ａと、これら跳ね上げ翼１８Ａを包み込むように上下に跨って装着される外側案内手段１８Ｂとで構成することも考えられる。
【００２４】
さらに本発明は、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、吸気口１０が冷凍機構部Ｔの一側面８に設けられ、排気口１１が冷凍機構部Ｔの背面９に設けられている冷凍装置Ｒに対し適用することも可能であり、この場合、背面９の排気口１１の前面を覆うように排気案内手段１４を装着する。また図１２に示すように、冷凍機構部Ｔの上面３０に排気口１１を設けた冷凍装置Ｒを、天井面Ｘが冷凍機構部Ｔの上方近傍に位置するような箇所に設置する場合は、排気案内手段１４を冷凍機構部Ｔの上面３０に装着して、排気口１１から排出される排熱風ｆを、吸気口１０から遠ざける方向へ導くようにすればよい。
【００２５】
ところで、以上述べた各実施形態に明らかなように、本発明を適用した製氷機Ｒは、機械室部に設けた排気口１１から排出される排熱風ｆの向きを、製氷室部から遠ざける方向へ案内しているから、製氷工程や製造される氷に対し排熱風ｆが悪影響を及ぼすのを防止しているという効果も発揮している。なお本発明の適用対象となる冷凍装置は、製氷機のほか、冷凍庫など冷凍機構部を備える装置であればよい。その他、本発明の具体的な実施形態は、実施の状況に応じ適宜変更することを妨げない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、隣接する表面部に吸気口と排気口とが設けられた冷凍装置において、排気口から吹き出される排熱風の流れを吸気口から遠ざける方向へ導く排気案内手段を設けたので、排気口から排出された排熱風が吸気口に吸い込まれるショートサイクルを防止することができる。それ故、冷凍装置を、例えば左右両側面及び背面の三方が壁面で囲まれ、且つ、壁面との間に十分な隙間を確保できないような領域に設置した場合でも、排熱風の再吸い込みにより冷凍機構部内に備えられる空冷凝縮器の冷媒配管が暖められるという、従来の欠点が解消される。依って、空冷凝縮器の熱交換効率を良好に保てるから、冷媒ガスの昇温による圧力増大のために高圧圧力スイッチの誤作動を招くという問題を阻止できる。また排気案内手段は、排気口から排出される排熱風の流れを円滑にする作用を営むから、機械室内の換気効率が向上する。
【００２７】
また本発明は、複数の冷凍機構部を段積みして構成した多段式の製氷機のように、排熱風の排出量が多く、且つ、排出領域が広い範囲にわたっている冷凍装置に適用した場合に、特に顕著な効果を発揮する。さらに本発明を適用した製氷機にあっては、冷媒配管内の冷媒ガスが昇温して除氷時に氷が早期落下するために生じるアーチング現象を防止できるという効果も併せて発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関連する参考技術１に関するものであって、図（Ａ）は製氷機の設置状況を示す平面図、図（Ｂ）は同製氷機の設置状況を示す正面図である。
【図２】 本発明に関連する参考技術１に関するものであって、図（Ａ）は排気案内手段を内面側から見た斜視図、図（Ｂ）は同排気案内手段を冷凍機構部の側面部に装着した状況を示す正面図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した製氷機の設置状況を示す平面図、図（Ｂ）は同製氷機の設置状況を示す排気案内手段部分を断面した正面図である。
【図４】 本発明の第１の実施形態に関するものであって、排気案内手段を内面側から見た斜視図である。
【図５】 本発明の第１の実施形態に関するものであって、排気案内手段を冷凍機構部の側面部に装着した状況を示す要部の正面図である。
【図６】 本発明に関連する参考技術２に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した製氷機の設置状況を示す平面図、図（Ｂ）は同製氷機の設置状況を示す排気案内手段部分を断面した正面図である。
【図７】 本発明に関連する参考技術２に関するものであって、排気案内手段を内面側から見た斜視図である。
【図８】 本発明の第２の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した製氷機の設置状況を示す平面図、図（Ｂ）は同製氷機の設置状況を示す排気案内手段部分を断面した正面図である。
【図９】 本発明の第２の実施形態に関するものであって、排気案内手段を内面側から見た斜視図である。
【図１０】 本発明の他の実施形態に関するものであって、製氷機の設置状況を示す排気案内手段部分を断面した正面図である。
【図１１】 本発明のさらに他の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した製氷機の設置状況を示す平面図、図（Ｂ）は同製氷機の設置状況を示す側面図である。
【図１２】 本発明のさらに異なる実施形態に関するものであって、図（Ａ）は本発明を適用した製氷機の設置状況を示す正面図、図（Ｂ）は同製氷機の設置状況を示す側面図である。
【図１３】 従来の製氷機の設置状況を示す正面図である。
【図１４】 従来の製氷機の冷凍機構部を示すものであって、図（Ａ）は内部構造を概略的に示す平面断面図、図（Ｂ）は側面図、図（Ｃ）は要部の背面図である。
【図１５】 従来の製氷機における問題点を説明するためのものであって、図（Ａ）は背面部と壁面との間にわずかな隙間がある状況を示す平面図、図（Ｂ）は背面部を壁面に密接させた状況を示す平面図である。

Claims (3)

1. 冷凍機構部の隣接する表面部に、当該冷凍機構部の機械室部内へ外気を取り込むための吸気口と、この機械室部内から排熱風を外部へ送り出すための排気口とがそれぞれ設けられ、前記排気口の前面に臨み、前記排気口から吹き出される排熱風の流れを、前記吸気口から遠ざける方向へ導く排気案内手段が設けられた冷凍装置において、前記冷凍装置は、複数の冷凍機構部を段積みして成り、前記排気案内手段を、複数の冷凍機構部のうちの少なくとも一つ以上の冷凍機構部の排気口に対応させて設けた内側案内手段と、この内側案内手段の外側を他の排気口と共に間隔を空けて覆うように設けた外側案内手段とで構成し、前記内側案内手段によって案内される排熱風と前記外側案内手段によって案内される排熱風とがそれぞれ独立に案内されることを特徴とする冷凍装置。
2. 各冷凍機構部の排気口それぞれに対応させて前記内側案内手段を設け、これら内側案内手段全部の外側を、外側案内手段で覆うように構成した請求項１に記載する冷凍装置。
3. 前記冷凍装置が製氷機である請求項１又は２のいずれかに記載する冷凍装置。

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