JPS595812Y2 - 冷凍機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、品物を冷凍して貯蔵するため、不活性ガス
で作用する吸収冷凍装置、および凝縮部分の中の冷媒の
凝縮と蒸発部分の中の冷媒の蒸発とで作用する伝熱装置
を有し、吸収冷凍装置の蒸発装置が低温度で作用する第
１蒸発部分と高温度で作用する第２蒸発部分とを有する
冷凍機に関する。

第１蒸発部分が作用する低温度はたとえば約−３０℃と
−２２℃との間であり、第２蒸発部分が作用する高温度
はたとえば約−２２℃と−５℃との間である。

吸収冷凍装置と伝熱装置とをもつ箱型冷凍機は市場にあ
る。

このような箱型冷凍機がそれを電源に接続するのが不可
能でありまたガス用の灯油用かのバーナからの熱により
冷凍構を働かせなければならない場所で非常に有用であ
ることは実証されている。

しかしながら、これらの冷凍機の使用は従来冷凍品の貯
蔵に制限されており、品物を冷凍するための冷凍機の能
力は従来小さかった。

現在までに、吸収冷凍装置の特別な性質のために、吸収
冷凍装置により働かせまたすでに冷凍した品物を非常に
低い温度で貯蔵するのに必要な伝熱と、品物を冷凍する
のに必要とするかなり多量の伝熱との両方の伝熱を行う
ことができる冷凍機を得ることは可能と考えられなかっ
た。

吸収冷凍装置をもった公知の冷凍機は品物のための一つ
だけの空所を有する。

この空所の中で、貯蔵と冷凍とを同時に行わなければな
らなくなり、それで冷凍機の中にすでに置いた品物の温
度は新鮮な品物を冷凍しているときに悪影響を受ける。

この考案の目的は、すでに冷凍した品物を非常に低い温
度で貯蔵するのに必要な伝熱と、品物を冷凍するのに必
要とするかなり多量の伝熱との両方の伝熱を行うことが
できる冷凍機を得ることである。

この考案によれば、第２蒸発部分を冷凍のため配置し、
第１蒸発部分を伝熱装置の凝縮部分に伝熱的に連結し、
すでに冷凍した品物を入れた貯蔵室から熱を吸収するた
め伝熱装置の蒸発部分を配置することにより、前記目的
を達或することができる驚ろくべきことが実証された。

この考案を図面に図示の箱型冷凍機について以下に詳細
に説明しよう。

第２，３図に図示する冷凍機の断面図から明らかなよう
に、冷凍機は底壁１０、後壁１１，頂壁１２、側壁１３
．１４および戸１５を有する。

箱型冷凍機のこれらの壁と戸とは外方ケーシング、内方
胴、およびたとえばトリクロロモノフルオロメタンのよ
うな重いガスを含有するポリウレタンフォームの比較的
厚い熱絶縁体１６．１７を有する公知の構成体である。

後壁１１にはいわゆる窓１８があり、この窓１８を通っ
て吸収冷凍装置の蒸発装置１９を冷凍機の熱絶縁した空
所２０の中に差込んで置く。

吸収冷凍装置を第１〜３図に図示する。

第１図はケーシング２１（第２図）により囲んだ絶縁体
をもたずにボイラ装置２２を囲んだ吸収冷凍装置の背面
図である。

第１ａ図では最右端の鉛直な一つの実線とその途中から
それに直角に延びる水平な二つの点線とこれら点線の左
端部をともに連結する鉛直な一つの点線とにより囲んだ
矩形部分によりケーシング２１を図示し、そのケーシン
グ２１により囲んだ部材と管とによりボイラ装置２２を
構或する。

吸収冷凍装置のガス熱交換器２３（後で構戒と作用とに
ついて記す）のまわりに箱の壁の中の熱絶縁体と同じ型
の熱絶縁体（図示してない）を設ける。

吸収冷凍装置は公知の型の吸収冷凍装置と同じ構或部分
を有するが、他の構成部分に対して通常の吸収冷凍装置
より大きな能力を有するガス熱交換器２３を有する。

ガス熱交換器２３はある程度蒸発装置から余分の冷媒の
蒸発を行う。

吸収冷凍装置は吸収装置２４、吸収容器２５、液体熱交
換器２６およびボイラ装置２２から或る液体循環系を有
する。

コイル管により構威した吸収装置２４は斜めにらせん状
に流下する希薄吸収溶液（冷媒この例ではアンモニアを
小さな割合で含有する吸収溶液たとえば水）の中に冷媒
を吸収して濃厚吸収液として流れさせ、吸収容器２５は
このように流下した濃厚吸収溶液をレベル２８まで収容
し、吸収容器２５から液体熱交換器２６（２重管）の外
方導管２７を通って流れる濃厚吸収溶液は分流装置２９
と導管３１の下方部分３０とを通って流入して液体循環
ポンプ３２を通って上昇して液体熱交換器２６の内方管
４１を通って戻る。

ボイラ装置２２の熱源はスリーブ３３により囲んだ電熱
器３４かガスバーナ（図示してない）であり、ガスバー
ナを使う場合には焔道３８を設ける。

熱電対３６を通る導線３５により電熱器３４を電源３７
、たとえば蓄電池上の主電圧か発電機かに接続する。

パルス導線３９により感知体４０に接続し、感知体４０
は冷凍室の中にあってその中の蒸発部分の中の蒸発温度
に従って動作する。

導管３１はひれ４３を有する凝縮器４２への蒸気導管を
形或する。

液体熱交換器２６の内方管４１を希薄吸収溶液用の導管
躬の下端部に連結し、吸収容器２５の蒸気空所の一端部
近くに一端部を有する濃厚ガス用の導管４５を導管４４
に伝熱的に連結する。

冷媒凝縮液を凝縮器４２から導管４７へ下方に導くため
管４６を設け、コイル管により構或した導管４７をガス
熱交換器２３のまわりに巻きまた低温ガスのための導管
４８に伝熱的に連結する。

この導管４７の内側に設けたコイル管により構或した濃
厚で低温のガスのための導管４８およびそのコイル管の
すき間にそれに大体等しい直径とピッチとで設けた同様
なコイル管で構或した希薄なガス用の導管４９との下端
部をそれぞれ濃厚ガス用の導管４５と希薄吸収溶液用の
導管４４との上端部に連結し、濃厚で低温のガス用の導
管４８と希薄なガス用の導管４９とはたがいに伝熱的に
連結したガス熱交換器２３を構戊する。

導管４９の上方部分には上方に向いた山形部５０を作り
、山形部５０を連結点５１に連結し、連結点５１を蒸発
装置１９を介して導管４８の上方部分に連結する。

非常に低い蒸気温度が蒸発装置１９即ち管コイル５３（
第２図）の中に生ずるように、吸収冷凍装置を作る。

凝縮装置４２とガス循環系との間の通気導管５４を公知
のように配置する。

図示する実施例では、この通気導管５４をガス熱交換器
２３からの濃厚なガスのための導管４５に連結する。

第２，３図から明らかなように、ガス熱交換器２３を箱
の後壁１１の中の窓１８の中にほとんど完全に収容しま
た高品質の絶縁体により囲み、その絶縁体は窓１８の残
りの空所を充満しまた重いガスを含有するポリウレタン
フォームから戊る。

第２，４図から明らかなように、蒸発装置１９を形或す
る管コイルはそれが箱の空所２０の全横断面を大体おお
いそれで空所２０を二つの室に分割するような設計のも
のである。

前記したように、第２図で左にある蒸発装置の第１蒸発
部分即ち管コイル５３は非常に低い温度たとえは−３０
℃と−２２℃との間で作用する。

第４図で左にある蒸発装置１９の残りの部分即ち第２蒸
発部分６４はいくらか高い温度を有し、しかしその温度
は冷凍品の貯蔵のために必要な温度以下たとえば−２２
℃と−１９℃との間である。

とくにこの考案の特徴を図示する第４図から明らかなよ
うに、蒸発装置１９の下の貯蔵室５５（第３図をも参照
）を適当な圧力で冷却するため、冷媒たとえばジクロロ
ジフルオロメタン（Ｆ１２）の蒸発と凝縮とを行う伝熱
装置とともに作用するように蒸発装置１９を配置する。

伝熱装置の凝縮部分５６は第１蒸発部分５３の下に密接
してこれに伝熱的に連結した管コイルを有する。

凝縮冷媒を導管５７により冷凍機の底壁１０の方へ下方
へ導き、そこで導管は底壁１０を大体おおう管コイル５
８を形戊する。

管コイル５８から導管５９が管コイル６０へ上方へ延び
、管コイル６０は室５５の中のたなまたはたなの１部分
を形戒する。

管コイル６０から導管６１を介して貯蔵室５５の中のた
な形或用の水平の管コイル６２へまたそこから導管６３
を介して凝縮部分５６へ冷媒を上方へ導く。

導管５６ ．６３と管コイル５８，６０．６２とは伝熱
装置を構戊する。

吸収冷凍装置の第２蒸発部分６４をたとえばアルミニウ
ム製の伝熱板６５に伝熱的に連結し、伝熱板６５は蒸発
装置１９の上方の冷凍室６６の中の冷凍たなを形或する
。

吸収冷凍装置の作用とくに冷凍サイクルを主としてサイ
クル図第１ａ図について説明する。

循環する流体はガスと液体とであり、ガスとしては前記
したように冷媒としてアンモニア蒸気と水のような吸収
溶液の中に吸収されずそれから蒸発されず必要な圧力を
生ずる媒体としてだけ働くが冷凍工程には直接関与しな
い意味で不活性ガスと呼ばれる水素とそれらの混合ガス
とがあり、液体としては水の中に大きな割合でアンモニ
アを吸収している濃厚吸収溶液と水の中に小さな割合で
アンモニアを吸収している希薄吸収溶液とアンモニア蒸
気を凝縮してできた液体アンモニアとがある。

第１ａ図にて、アンモニア蒸気を○で、水素ガスを△で
、それらの混合ガスを○△で、濃厚吸収溶液を一で、希
薄吸収溶液を十で、液体アンモニアを×でそれぞれ図示
し、ガスと液体との流れ方向をそれぞれ点線矢印と実線
矢印とで図示する。

初めに、前記したように吸収容器２５から液体熱交換器
２６の外方管２７と分流装置２９とを通って導管３１の
下方部分３０とさらにそこから液体循環ポンプ管３２の
下方部分とへ流れた濃厚吸収溶液は、電熱器３４または
バーナからの熱を受け、その熱により濃厚吸収溶液から
アンモニア蒸気を追出し、濃厚吸収溶液は希薄吸収溶液
となり、この希薄吸収溶液はアンモニア蒸気と混合して
軽くなって液体循環ポンプ３２の中に上昇し、その最上
部に達して下降して液体熱交換器２６の内方導管４１を
通ってその中のレベル１０２から下降しかつ水平に流れ
た後に上昇して導管４４の中を流れてレベル１０６に達
する。

この場合、混入しているアンモニア蒸気は内方導管４１
の上方でその周囲に設けた多数の穴（図示してない）を
通って外方導管２７の中へ流れ、分流装置２９の上方空
所を通って導管３１の下方部分３０の中で発生したアン
モニア蒸気と合流して導管３１の中を上昇して凝縮器４
２の中へ流れる。

凝縮器４２の中でアンモニア蒸気は凝縮して液体アンモ
ニアになったものとそのままの状態のものとに分かれ、
液体アンモニアは、第１ａ図で左方へ流れて導管４６を
流下しレベル１０７に達し、凝縮液用の導管４７へ流れ
てそれをらせん状に上昇し点５２へその後でそこから連
結点５１へそれでそこにある水素ガスとともにさらに蒸
発器１９へ流れる。

液体アンモニアは、蒸発器１９の第１蒸発部分５３（第
３，４図参照）に流れて凝縮部分５６との伝熱的な接触
により１部分蒸発して第１蒸発部分５３を非常な低温た
とえば−３３℃と−２２℃との間の温度に冷却し、さら
に第２蒸発部分６４に流れてその上の冷凍室６６の中の
品物からの熱を伝熱板６５を介して受けて全部蒸発して
第１蒸発部分５３より高い温度たとえば−２２℃と−５
℃との間の温度に第２蒸発部分６４を冷却して冷凍室６
６の中の品物を冷凍する。

このようにしてできたアンモニアガスは、水素ガスと混
合して蒸発器１９の第２蒸発部分６４から第１ａ図で図
示のように導管４８へそれでその中をらせん状に流下し
て濃厚ガス導管４５へそれでその中を流下し、途中凝縮
器４２の左端部から分れた導管４６からのアンモニアガ
スとそれに伴なう小量の水素ガスと合流して流下して吸
収容器２５の上部空所へさらに吸収装置２４へそれでそ
の中をらせん状に上昇する。

導管４４の中の希薄吸収溶液は、レベル１０６に達して
吸収装置２４の中をらせん状に滴として流下し、その途
中で逆に上昇する混合ガスのうちアンモニアガスを吸収
して濃厚吸収溶液となって吸収容器２５の中へ流れ、そ
の中で濃厚吸収溶液は導管３１内のレベル１０５に対し
レベル２８に達し、このようなサイクルを繰返えす。

さらに第４図に図示するように、貯蔵室５５の中の品物
を低温に貯蔵するため、前記したような冷媒は、凝縮部
分５６から導管５７を通って流下して底壁１０にある管
コイル５８、導管５９、管コイル６０、導管６１，管コ
イル６２、および導管６３を通って循環し、その間に少
しずつ蒸発して低温を維持する。

前記したことから明らかなように、水素ガスは吸収容器
２５の上方空所からアンモニア蒸気とともに吸収装置２
４を上昇し、その間に下降する凝縮液の滴がアンモニア
蒸気を吸収し、水素ガスだけが導管４４の上方部分と導
管４９を通って上昇し山形部５０と点５２とを通り、そ
こで導管４７からのアンモニア蒸気と液体アンモニアと
の流れに合流して蒸発器１９へ流れ、そこで液体アンモ
ニアは蒸発して蒸気アンモニアと水素ガスとの混合ガス
が蒸発器１９から導管４８と導管４５とを通って吸収容
器２５の上方空所へ戻り、水素ガスはこのようなサイク
ルを繰返えす。

導管３１の中を上昇して凝縮器４２を通って流れるアン
モニア蒸気には、第１ａ図には図示してｉないが小量の
水素ガスが伴なうのは避けられず、一二の水素ガスは通
気管５４を通って流れてサイクルに加わる。

前記した冷凍機の貯蔵室５５．６６の中に冷凍品がある
ときに、全蒸発装置１９は温度を冷凍品の貯蔵のために
必要な温度以下たとえば−３０〜一ｌ９℃に維持する。

吸収冷凍装置の作用を電気動作中に熱電対３６によりま
たガスによる作用中バーナへのガス供給制御用の対応し
た熱電対（図示してない）により制御する。

冷凍室６６の中のたな即ち伝熱板６５の上で品物を冷凍
することになる。

このような品物を冷凍機の中で予め冷却しなければなら
ない。

そのとき品物は＋５℃の温度をもつ。

その場合に、吸収冷凍装置の蒸発装置の第２蒸発部分６
４の中の蒸発温度はかなり変化する。

初めに、蒸発装置の中の冷媒の蒸発は第２部分６４の中
で約−２２℃と−５℃との間の温度で起る。

吸収冷凍装置は熱電対の吸収冷凍装置の熱源をしゃ断す
るか最小能力に調節するような低い温度を感知しないの
で連続して作用する。

それゆえ冷凍機の中の貯蔵温度中吸収冷凍装置の効率を
他の型の吸収冷凍装置と比較として制限するものと考え
なければならないけれども、品物の冷凍を比較的急速に
行う。

品物の冷凍が続くにつれて、蒸発装置の中の蒸発温度は
低下し、伝熱は減少し、冷凍を完了したとき、吸収冷凍
装置の能力は実際の需要より大きい。

そのとき熱電灯は作用し始めまた通常のような低温発生
を調整する。

同時に、少くとも電気動作の場合に、熱電対はいつ冷凍
を完了したかを指示することができる。

この目的のために、グルーランプを適当な場所に配置し
また熱電対により制御した回路に接続する。

前記したようにごの考案の主特徴を保持したままで、こ
の考案の範囲内でいくつかの変型が可能である。

それでたとえば、蒸発装置の第２蒸発部分６４に連続し
た冷凍用のたな６５を第５図に図示するように蒸発装置
の第１蒸発部分５３を越えて部分６７だけ延長すること
ができる。

しかしながら、そのときに、貯蔵室５５の中の温度が冷
凍室６６の中で冷凍中の品物により目立って影響を受け
ないように、熱絶縁体６８をたな６５の部分６７と第１
蒸発部分５３との間に設けなければならない。

第６図に図示するように、とくに冷凍期間中、貯蔵室５
５から第２蒸発部分６４を分離するため第２蒸発部分６
４の下に取はずし自在の熱絶縁体６９を置くことも可能
である。

非常に高い外気温度で、蒸発装置へ冷媒凝縮液を供給す
るための凝縮器の能力を減ずる。

この点で改良を達或するために、凝縮装置の冷却を増加
するように送風機を配置する。

もし吸収冷凍装置を電気的に作動するならば、電熱器３
４の電源に接続した電動機により送風機を駆動すること
ができる。

吸収冷凍装置をガスで作動するときに凝縮装置４２を冷
却するため、電動機７１をもった送風機７０を第７図に
図示するようにホルダ７２の中に設けることができる。

熱電対７４を通って電気回路７３へ送風機を接続し、熱
電対をブラケット７４により焔道３８と接触したままに
して置く。

電気回路７３の中のバイメタルスイッチ７６により、送
風機７０を与えられた限界を越えた外気温度たとえば３
５℃だけで作動するように作ることができる。

すでに記したように、この考案を図示しかつ前記した箱
型冷凍機についての実施例に制限しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸収冷凍装置の構或部分を有する冷凍機の略図
での背面図、第１ａ図は第１図に図示する冷凍機におけ
る流体の流れ方向を図示するサイクル図、第２図は第３
図の線ＩＩ − ＩＩで切った水平断面図、第３図は第
２図の線ＩＩＩ − ＩＩＩで切った垂直断面図、第４
図は戸を除去した箱型冷凍機の前面から見た斜視図、第
５，６図は冷凍機の上方部分の変型した実施例の断面正
面図、第７図は凝縮器を送風機で冷却する冷凍機の第２
図の線Ｖｌｌ−Ｖｌｌで切った断面図である。 図中、５３は第１蒸発部分、５５は貯蔵室、５６は凝縮
部分、５６〜６３は伝熱装置、６４は第２蒸発部分であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 品物を冷凍して貯蔵するため、不活性ガスで作用する吸
   収冷凍装置，および凝縮部分５６の中の冷媒の凝縮と蒸
   発部分５８〜６２の中の冷媒の蒸発とで作用する伝熱装
   置５６〜６３を有し、吸収冷凍装置の蒸発装置５３ ．
   ６４が低温度で作用する第１蒸発部分５３と高温度で作
   用する第２蒸発部分６４とを有する冷凍機において、第
   ２蒸発部分６４を冷凍のため配置し、第１蒸発部分５３
   を伝熱装置５６〜６３の凝縮部分５６に伝熱的に連結し
   、すでに冷凍した品物を入れた貯蔵室５５から熱を吸収
   するため伝熱装置５６〜６３の蒸発部分５８，６０．６
   ２を配置したことを特徴とする冷凍機。