(57)【要約】【課題】冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することが可能な冷却装置を提供する。【解決手段】この冷却装置１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１０と、圧縮機１０から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器２０と、凝縮器２０により凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁３０と、冷媒に熱を伝える伝熱表面４１を含み、膨張弁３０によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器４０と、蒸発器４０の伝熱表面４１に空気を送る冷却用送風機５０と、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、
冷媒に熱を伝える伝熱表面を含み、前記膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器の前記伝熱表面に空気を送る冷却用送風機と、
前記蒸発器に対して前記冷却用送風機の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部と、
前記霜捕集部を冷却する冷却部と、を備える、冷却装置。
【請求項２】
前記冷却部は、少なくとも冷却流体が流れる配管を含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記配管は、前記膨張弁によって膨張された冷媒が冷却流体として流れるように構成されている、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記配管は、前記霜捕集部の除霜時に、前記圧縮機から前記膨張弁までの間の冷媒が流れるように構成されている、請求項２または３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記霜捕集部の除霜時に、前記霜捕集部を加温するヒータをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記霜捕集部は、前記冷却用送風機により前記霜捕集部に送られる空気の温度よりも低い温度に、前記冷却部により冷却されるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記霜捕集部は、前記冷却用送風機の送風方向に直交する平面において風の流路の一部を空けて配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記霜捕集部は、網目状部材を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記蒸発器に対する送風方向の上流側および下流側を接続する循環流路と、
前記循環流路に送風して、前記蒸発器に対する送風方向の下流側から上流側に空気を戻す循環送風機と、をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記循環送風機は、前記循環流路の送風方向に対して略直交する方向に回転軸線を有するクロスフローファンを含む、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記循環流路は、前記蒸発器に対して水平方向に隣接して配置されている、請求項９または１０に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却装置に関し、特に、蒸発器を備える冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸発器を備える冷却装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張機と、冷媒に熱を伝える伝熱表面を含み、膨張機によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、霜を含む冷却空気から霜を分離する除霜装置と、を備える冷却装置が開示されている。この特許文献１の冷却装置の除霜装置は、複数の網状部材が設けられ、網状部材に霜が付着するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２３５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された冷却装置は、除霜装置の網状部材に霜を付着させているため、固体である霜を除霜装置により捕集することができるものの、冷却空気に含まれる気体である水蒸気を捕集することは困難である。このため、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することが可能な冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面による冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、冷媒に熱を伝える伝熱表面を含み、膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器の伝熱表面に空気を送る冷却用送風機と、蒸発器に対して冷却用送風機の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部と、霜捕集部を冷却する冷却部と、を備える。
【０００８】
この発明の一の局面による冷却装置では、上記のように、蒸発器に対して冷却用送風機の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部と、霜捕集部を冷却する冷却部とを設ける。これにより、霜捕集部により、固体である霜を捕集することができる。また、霜捕集部を冷却することにより、霜捕集部を通過する空気から気体である水蒸気を霜捕集部に着霜させることができる。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気量を少なくすることができるので、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【０００９】
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、冷却部は、少なくとも冷却流体が流れる配管を含む。このように構成すれば、冷却流体により霜捕集部を容易に冷却することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、配管は、膨張弁によって膨張された冷媒が冷却流体として流れるように構成されている。このように構成すれば、蒸発器に流入させる冷媒の一部を用いて霜捕集部を冷却することができるので、霜捕集部を冷却するための冷却機構を別個に設ける必要がない。その結果、装置構成を簡素化することができる。
【００１１】
上記冷却部が配管を含む構成において、好ましくは、配管は、霜捕集部の除霜時に、圧縮機から膨張弁までの間の冷媒が流れるように構成されている。このように構成すれば、圧縮機から膨張弁までの間の比較的温度が高い冷媒を配管に流すことにより、霜捕集部を温めることができるので、霜捕集部に着いた霜を融解させて容易に取り除くことができる。
【００１２】
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、霜捕集部の除霜時に、霜捕集部を加温するヒータをさらに備える。このように構成すれば、ヒータにより霜捕集部を温めることができるので、霜捕集部に着いた霜を融解させて容易に取り除くことができる。
【００１３】
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、霜捕集部は、冷却用送風機により霜捕集部に送られる空気の温度よりも低い温度に、冷却部により冷却されるように構成されている。このように構成すれば、冷却空気に含まれる水蒸気を霜捕集部に析出させて捕集することができる。
【００１４】
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、霜捕集部は、冷却用送風機の送風方向に直交する平面において風の流路の一部を空けて配置されている。このように構成すれば、霜捕集部に霜が付着して霜捕集部を空気が通過しにくくなった場合でも、風の流路の一部が空いているので、流路が閉塞するのを抑制することができる。
【００１５】
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、霜捕集部は、網目状部材を含む。このように構成すれば、霜捕集部の網状部材により通過する冷却空気に含まれる霜を捕集しつつ、通過する空気を冷却して水蒸気を析出させることができる。
【００１６】
上記一の局面による冷却装置において、好ましくは、蒸発器に対する送風方向の上流側および下流側を接続する循環流路と、循環流路に送風して、蒸発器に対する送風方向の下流側から上流側に空気を戻す循環送風機と、をさらに備える。このように構成すれば、冷却用送風機により送る風を強くして蒸発器に付着した霜を取り除く場合に、循環送風機により蒸発器の上流側に空気を戻すことにより、冷却空間に流入させる冷却空気の量が多くなるのを抑制することができる。これにより、冷却空間に気流の乱れが生じるのを抑制することができるので、熱負荷が増加するのを抑制することができるとともに、温度ムラが生じるのを抑制することができる。また、蒸発器下流側の空気の流速を小さくすることができるので、冷却空気に含まれる霜が霜捕集部から冷却空間に飛ばされるのを抑制することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、循環送風機は、循環流路の送風方向に対して略直交する方向に回転軸線を有するクロスフローファンを含む。このように構成すれば、循環流路の送風方向に対して略直交する方向において、風速を均一化することができる。
【００１８】
上記循環流路と循環送風機とを備える構成において、好ましくは、循環流路は、蒸発器に対して水平方向に隣接して配置されている。このように構成すれば、循環流路を蒸発器の上下方向に隣接して配置する場合と異なり、蒸発器および循環流路の上下方向の配置領域を小さくすることができる。これにより、蒸発器および循環流路に対して上下方向に冷却空間を配置する場合に、冷却空間の上下方向の大きさを大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上記のように、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態による冷却装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態による蒸発器および霜捕集部を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による蒸発器および霜捕集部を示した側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による冷却部を示した図である。
【図５】温度と付着強度との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による蒸発器および霜捕集部を示した側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による蒸発器および霜捕集部を示した側面図である。
【図８】本発明の第４実施形態による蒸発器および霜捕集部を示した側面図である。
【図９】本発明の第５実施形態による蒸発器および霜捕集部を示した斜視図である。
【図１０】本発明の第６実施形態による冷却装置の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
まず、図１〜図５を参照して、第１実施形態による冷却装置１００の構成について説明する。
【００２３】
冷却装置１００は、冷却空間を冷却するように構成されている。具体的には、冷却装置１００は、冷却空間を０℃以下の温度に冷却するように構成されている。冷却装置１００は、冷却空間としての、ショーケース、冷蔵庫、冷凍庫、倉庫または部屋の内部を冷却するように構成されている。
【００２４】
図１に示すように、冷却装置１００は、圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機１０は、インバータ（図示せず）により制御されている。これにより、圧縮機１０は、圧縮機１０から吐出される冷媒の流量を調整可能に構成されている。なお、冷媒は、たとえば、フロン４１０Ａ、フロン４０４Ａ、および、二酸化炭素（ＣＯ2）などである。
【００２５】
また、冷却装置１００は、凝縮器２０を備えている。凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出された冷媒を凝縮するように構成されている。
【００２６】
また、冷却装置１００は、膨張弁３０を備えている。膨張弁３０は、凝縮器２０により凝縮された冷媒を膨張させるように構成されている。また、膨張弁３０は、たとえば、ニードル弁から構成されている。また、膨張弁３０の開度は、膨張弁３０に取り付けられたステッピングモータ（図示せず）により調整される。
【００２７】
また、冷却装置１００は、蒸発器４０を備えている。蒸発器４０は、膨張弁３０によって膨張された冷媒を蒸発させるように構成されている。また、蒸発器４０は、図２に示すように、冷媒が流れる冷媒流路と、冷媒の温度を伝熱させる伝熱表面４１とを含む。具体的には、蒸発器４０は、互いに平行に配置される複数の平板を含む。また、平板は、たとえば、アルミニウムなどの金属から構成されている。また、平板の表面および裏面が伝熱表面４１である。そして、冷媒流路は、複数の平板を貫通するとともに、蛇行するように設けられている。また、伝熱表面４１は、平坦であってもよいし、凹凸形状を有していてもよい。伝熱表面４１が凹凸形状を有することにより、付着した霜を取り除き易くすることが可能である。
【００２８】
また、冷却装置１００は、冷却用送風機５０を備えている。冷却用送風機５０は、伝熱表面４１に空気を送風（供給）するように構成されている。
【００２９】
また、冷却装置１００は、霜捕集部６０を備えている。図２に示すように、霜捕集部６０は、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路８１に設けられている。霜捕集部６０は、気流に対して交差する方向に流路８１を塞ぐように設けられている。霜捕集部６０は、蒸発器４０に付着した霜を冷却用送風機５０の風により取り除く際に、飛ばされた霜を捕集するように構成されている。霜捕集部６０は、冷却用送風機５０の送風方向に直交する平面において風の流路８１の一部を空けて配置されている。具体的には、霜捕集部６０は、冷却用送風機５０の風が比較的強い流路８１の中央に配置されている。そして、冷却用送風機５０の風が比較的弱い流路８１の両端には、霜捕集部６０が配置されていない。
【００３０】
また、霜捕集部６０は、網目状部材を含む。霜捕集部６０は、金属により形成されている。具体的には、霜捕集部６０は、アルミニウムや銅などの熱伝導率が大きい金属により形成されている。また、霜捕集部６０は、金属製のメッシュ、パンチングメタルまたはエキスパンダメタルにより構成されている。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、冷却装置１００は、冷却部７０を備えている。冷却部７０は、霜捕集部６０を冷却するように構成されている。具体的には、冷却部７０は、霜捕集部６０に接するように配置されている。つまり、冷却部７０は、熱伝導により霜捕集部６０から熱を奪うように構成されている。冷却部７０は、たとえば、ろう付けにより霜捕集部６０に接続されている。冷却部７０は、蒸発器４０に付着した霜を冷却用送風機５０の風により取り除く際に、霜捕集部６０を冷却するように構成されている。
【００３２】
また、霜捕集部６０は、冷却用送風機５０により霜捕集部６０に送られる空気の温度よりも低い温度に、冷却部７０により冷却されるように構成されている。
【００３３】
冷却部７０は、冷却流体が流れる配管を含んでいる。冷却部７０の配管は、図４に示すように、膨張弁３０によって膨張された冷媒が冷却流体として流れるように構成されている。また、冷却部７０の配管は、霜捕集部６０の除霜時に、圧縮機１０から膨張弁３０までの間（高圧側）の冷媒が流れるように構成されている。
【００３４】
具体的には、図４に示すように、冷却部７０の配管には、冷媒流路７１、７２、７３および７４が接続されている。冷媒流路７１には、バルブ７１１が設けられている。冷媒流路７２には、バルブ７２１が設けられている。冷媒流路７３には、バルブ７３１が設けられている。冷媒流路７４には、バルブ７４１が設けられている。冷媒流路７１は、膨張弁３０および蒸発器４０の間と、冷却部７０の配管の一方端とを接続している。冷媒流路７２は、蒸発器４０および圧縮機１０の間と、冷却部７０の配管の他方端とを接続している。冷媒流路７３は、圧縮機１０および凝縮器２０の間と、冷却部７０の配管の一方端とを接続している。冷媒流路７４は、凝縮器２０および膨張弁３０の間と、冷却部７０の配管の他方端とを接続している。
【００３５】
通常運転時には、バルブ７１１、７２１、７３１および７４１が閉じられ、冷却部７０には、冷媒が供給されない。また、蒸発器４０に付着した霜を冷却用送風機５０の風により取り除く場合に、バルブ７１１および７２１を開とし、バルブ７３１および７４１を閉として、冷却部７０に冷却するための冷媒が供給される。また、霜捕集部６０の霜を取り除く場合に、バルブ７１１および７２１を閉とし、バルブ７３１および７４１を開として、冷却部７０に加温するための冷媒が供給される。
【００３６】
冷却装置１００は、図３に示すように、冷却空間の空気を蒸発器４０により冷却して循環させるための流路（風路）８０を備えている。流路８０には、霜を排出する霜排出部８２が設けられている。霜排出部８２は、霜捕集部６０の下方に設けられている。また、流路８０は、霜排出部８２に向けて下がるように傾斜するように形成されている。これにより、除霜時に霜や水滴を霜排出部８２に集めることが可能である。
【００３７】
（冷却時の動作）
次に、冷却装置１００の冷却時の動作について説明する。
【００３８】
まず、冷媒は、圧縮機１０により圧縮される。これにより、冷媒の圧力は、比較的高圧になる。なお、圧縮機１０は、たとえば、６０Ｈｚの駆動周波数により駆動される。次に、圧縮機１０により圧縮された冷媒は、凝縮器２０により冷却されることにより凝縮（液化）される。
【００３９】
次に、液化された冷媒が膨張弁３０によって膨張される。これにより、冷媒の圧力は、比較的低くなる。たとえば、膨張弁３０の開度は、全開の状態の約１０％である。次に、膨張弁３０によって膨張された冷媒は、蒸発器４０によって蒸発（気化）される。このとき、冷媒の気化熱によって、蒸発器４０の伝熱表面４１の周囲の空気の温度が低下（冷却）される。また、冷却用送風機５０によって、蒸発器４０の伝熱表面４１に、空気が送風される。これにより、冷却された空気は、冷却対象となる冷却空間に送風される。ここで、送風された空気が、伝熱表面４１によって冷却されるため、空気中の水分が、伝熱表面４１に凝縮（凍結）する。このため、伝熱表面４１に、霜が付着（成長）する。また、気化した冷媒は、再び圧縮機１０により圧縮される。
【００４０】
（除霜時の動作）
次に、冷却装置１００の除霜時の動作について説明する。なお、除霜とは、伝熱表面４１に付着した霜を取り除くことを意味する。
【００４１】
伝熱表面４１の除霜時に、伝熱表面４１の温度を冷却時の冷媒の温度よりも高い温度に加熱するように構成されている。具体的には、除霜時には、圧縮機１０の駆動周波数を、冷却時の駆動周波数よりも低くする。たとえば、圧縮機１０の駆動周波数を、冷却時の駆動周波数である６０Ｈｚよりも低い３０Ｈｚにする。さらに、膨張弁３０の開度を冷却時よりも大きくする。たとえば、膨張弁３０の開度を、冷却時の開度である約１０％よりも大きい約６０％にする。これにより、蒸発器４０における冷媒の流速が低下して膨張弁３０から膨張されることによる圧力の低下が低減する。その結果、蒸発器４０の内部の冷媒の圧力が冷却時に比べて大きくなる。その結果、蒸発器４０の内部の冷媒の温度が上昇する。これにより、冷媒の温度の上昇に伴って、蒸発器４０の伝熱表面４１の温度が上昇する。つまり、伝熱表面４１は、冷媒によって加熱される。
【００４２】
また、蒸発器４０における冷媒の圧力が上昇しているので、蒸発器４０における冷媒のうちの少なくとも一部は凝縮（液化）している。これにより、冷媒の熱伝達率が、完全に気化している状態の冷媒に比べて向上するので、迅速に伝熱表面４１を加熱することが可能になる。
【００４３】
そして、伝熱表面４１が冷却時の伝熱表面４１の温度よりも高い温度に加熱されることにより、伝熱表面４１に付着した霜は、疑似液体の状態になる。なお、疑似液体とは、液体（水）の融点以下の温度において、氷結晶表面が融解して現れる液体を意味する。
【００４４】
また、図５に示すように、伝熱表面４１に付着した霜の付着強度（引張り付着強度、せん断付着強度）は、伝熱表面４１の温度が低くなる程、大きくなる。つまり、伝熱表面４１の温度を、冷却時の伝熱表面４１の温度よりも高くすることにより、霜の付着強度は小さくなる。これにより、除霜時に、予め設けられた冷却用送風機５０から送風される空気によって、伝熱表面４１に付着した霜を取り除くことが可能になる。また、除霜時には、冷却時よりも強い風が冷却用送風機５０から伝熱表面４１に送られれる。つまり、冷却用送風機５０は、蒸発器４０の除霜する場合に、冷却時（通常運転時）よりも回転速度が大きくなる。
【００４５】
蒸発器４０から取り除かれて下流に飛ばされた霜は、霜捕集部６０により捕集される。この際に、霜捕集部６０は、冷却部７０により冷却される。この場合、冷却部７０は、除霜中の蒸発器４０よりも低い温度に霜捕集部を冷却することが好ましい。
【００４６】
また、蒸発器４０の除霜の動作は、たとえば、数時間毎に、数分間の間に行われる。なお、除霜の時間は、環境温度、湿度、冷却装置１００の大きさなどによって異なるので、上記の時間に限られない。
【００４７】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００４８】
第１実施形態では、上記のように、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０とを設ける。これにより、霜捕集部６０により、固体である霜を捕集することができる。また、霜捕集部６０を冷却することにより、霜捕集部６０を通過する空気から気体である水蒸気を霜捕集部６０に着霜させることができる。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気量を少なくすることができるので、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、上記のように、冷却部７０は、少なくとも冷却流体が流れる配管を含む。これにより、冷却流体により霜捕集部６０を容易に冷却することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、冷却部７０の配管を、膨張弁３０によって膨張された冷媒が冷却流体として流れるように構成する。これにより、蒸発器４０に流入させる冷媒の一部を用いて霜捕集部６０を冷却することができるので、霜捕集部６０を冷却するための冷却機構を別個に設ける必要がない。その結果、装置構成を簡素化することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、冷却部７０の配管を、霜捕集部６０の除霜時に、圧縮機１０から膨張弁３０までの間の冷媒が流れるように構成する。これにより、圧縮機１０から膨張弁３０までの間の比較的温度が高い冷媒を冷却部７０の配管に流すことにより、霜捕集部６０を温めることができるので、霜捕集部６０に着いた霜を融解させて容易に取り除くことができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、霜捕集部６０を、冷却用送風機５０により霜捕集部６０に送られる空気の温度よりも低い温度に、冷却部７０により冷却されるように構成する。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気を霜捕集部に析出させて捕集することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、霜捕集部６０を、冷却用送風機５０の送風方向に直交する平面において風の流路８１の一部を空けて配置する。これにより、霜捕集部６０に霜が付着して霜捕集部６０を空気が通過しにくくなった場合でも、風の流路８１の一部が空いているので、流路８１が閉塞するのを抑制することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、霜捕集部６０は、網目状部材を含む。これにより、霜捕集部６０の網状部材により通過する冷却空気に含まれる霜を捕集しつつ、通過する空気を冷却して水蒸気を析出させることができる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、図６を参照して、第２実施形態の冷却装置１００について説明する。第２実施形態の冷却装置１００には、循環送風機９０が設けられている。
【００５６】
第２実施形態では、流路８０に、循環流路８３が設けられている。循環流路８３は、蒸発器４０に対する送風方向の上流側および下流側を接続している。また、循環流路８３は、蒸発器４０の除霜時に、風の一部を蒸発器４０の下流側から上流側に戻すために用いられる。具体的には、循環送風機９０は、蒸発器４０の除霜時に、循環流路８３に送風して、蒸発器４０に対する送風方向の下流側から上流側に空気の一部を戻すように構成されている。
【００５７】
循環流路８３は、蒸発器４０の上方に設けられている。循環送風機９０は、循環流路８３の一方端側（冷却用送風機５０の送風方向下流側）に設けられている。循環送風機９０は、通常運転時には、駆動されない。循環送風機９０は、蒸発器４０の除霜時において、冷却用送風機５０の風量を大きくした場合に、駆動される。これにより、蒸発器４０の除霜時に、蒸発器４０の気流が自己循環するので、霜を再度上流に戻して捕集することが可能である。これにより、冷却空間に霜が流出するのを抑制することが可能である。
【００５８】
（冷却時の動作）
冷却用送風機５０により、蒸発器４０に空気を送風する。そして、送風された空気が蒸発器４０により冷却されて、冷却空間に送られる。これにより、所定の温度、風速で空気が冷却される。
【００５９】
（除霜時の動作）
冷却用送風機５０の風速が大きくされて、蒸発器４０に空気が送られる。蒸発器４０の冷媒の流量、圧力が調整されて、冷却時よりも高い温度の冷媒が蒸発器４０に供給される。循環送風機９０が駆動されて、蒸発器４０を通過した気流が循環流路８３を通過して再び蒸発器４０に流入する自己循環気流が形成される。これにより、蒸発器４０を通過する風速を増加させて風圧による除霜が可能となる。また、空気が戻されるので、冷却空間に送られる空気の流速が過度に大きくなるのを抑制することが可能である。
【００６０】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態の構成と同様である。
【００６１】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６２】
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０とを設ける。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【００６３】
また、第２実施形態では、上記のように、蒸発器４０に対する送風方向の上流側および下流側を接続する循環流路８３と、循環流路８３に送風して、蒸発器４０に対する送風方向の下流側から上流側に空気を戻す循環送風機９０と、を設ける。これにより、冷却用送風機５０により送る風を強くして蒸発器４０に付着した霜を取り除く場合に、循環送風機９０により蒸発器４０の上流側に空気を戻すことにより、冷却空間に流入させる冷却空気の量が多くなるのを抑制することができる。その結果、冷却空間に気流の乱れが生じるのを抑制することができるので、熱負荷が増加するのを抑制することができるとともに、温度ムラが生じるのを抑制することができる。また、蒸発器４０下流側の空気の流速を小さくすることができるので、冷却空気に含まれる霜が霜捕集部から冷却空間に飛ばされるのを抑制することができる。
【００６４】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６５】
［第３実施形態］
次に、図７を参照して、第３実施形態の冷却装置１００について説明する。
【００６６】
第３実施形態では、流路８０に、循環流路８３が設けられている。循環流路８３は、蒸発器４０の下方に設けられている。また、霜捕集部６０は、流路８１の底面に沿って配置されている。つまり、霜捕集部６０は、冷却用送風機５０の気流方向に沿って配置されている。循環送風機９０は、蒸発器４０から送られる空気を霜捕集部６０に送るように送風するように構成されている。
【００６７】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態の構成と同様である。
【００６８】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６９】
第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０とを設ける。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【００７０】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
［第４実施形態］
次に、図８を参照して、第４実施形態の冷却装置１００について説明する。第４実施形態の冷却装置１００には、クロスフローファン９１が設けられている。なお、クロスフローファン９１は、特許請求の範囲の「循環送風機」の一例である。
【００７２】
第４実施形態では、流路８０に、循環流路８３が設けられている。循環流路８３は、蒸発器４０の上方に設けられている。クロスフローファン９１は、循環流路８３の一方端側（冷却用送風機５０の送風方向下流側）に設けられている。クロスフローファン９１は、循環流路８３の送風方向に対して略直交する方向に回転軸線を有するように配置されている。また、クロスフローファン９１は、偏心渦により自己循環気流を形成するように構成されている。これにより、幅方向における風速が偏るのを抑制することが可能である。また、省スペース化を図ることができるので、循環流路８３のスペースが大きくなるのを抑制することができる。
【００７３】
なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１〜第３実施形態の構成と同様である。
【００７４】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７５】
第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０とを設ける。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【００７６】
また、第４実施形態では、循環送風機は、循環流路８３の送風方向に対して略直交する方向に回転軸線を有するクロスフローファン９１を含む。これにより、循環流路８３の送風方向に対して略直交する方向において、風速を均一化することができる。
【００７７】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７８】
［第５実施形態］
次に、図９を参照して、第５実施形態の冷却装置１００について説明する。
【００７９】
第５実施形態では、循環流路８４が設けられている。循環流路８４は、蒸発器４０の側方に設けられている。具体的には、循環流路８４は、蒸発器４０に対して水平方向に隣接して一対配置されている。循環送風機９０は、循環流路８４の他方端側（冷却用送風機５０の送風方向上流側）に各々設けられている。循環流路８４と、蒸発器４０が配置された流路８０とは、壁により隔てられている。
【００８０】
なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第１〜第４実施形態の構成と同様である。
【００８１】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８２】
第５実施形態では、上記第１実施形態と同様に、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０とを設ける。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【００８３】
また、第５実施形態では、循環流路８４を、蒸発器４０に対して水平方向に隣接して配置する。これにより、循環流路８４を蒸発器４０の上下方向に隣接して配置する場合と異なり、蒸発器４０および循環流路８４の上下方向の配置領域を小さくすることができる。その結果、蒸発器４０および循環流路８４に対して上下方向に冷却空間を配置する場合に、冷却空間の上下方向の大きさを大きくすることができる。また、冷却用送風機５０と、循環送風機９０とを並べて配置することができるので、冷却用送風機５０と、循環送風機９０とのメンテナンス性を向上させることができる。
【００８４】
なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８５】
［第６実施形態］
次に、図１０を参照して、第６実施形態の冷却装置１００について説明する。
【００８６】
第６実施形態では、霜捕集部６０の除霜時に、霜捕集部６０を加温するヒータ７５が設けられている。具体的には、ヒータ７５は、霜捕集部６０に接するように配置されている。つまり、ヒータ７５は、熱伝導により霜捕集部６０に熱を与えるように構成されている。ヒータ７５は、たとえば、ろう付けにより霜捕集部６０に接続されている。
【００８７】
なお、第６実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態の構成と同様である。
【００８８】
（第６実施形態の効果）
第６実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８９】
第６実施形態では、上記第１実施形態と同様に、蒸発器４０に対して冷却用送風機５０の送風方向下流の風の流路に設けられた霜捕集部６０と、霜捕集部６０を冷却する冷却部７０とを設ける。これにより、冷却空気に含まれる水蒸気が意図しない位置に付着して着霜するのを抑制することができる。
【００９０】
また、第６実施形態では、霜捕集部６０の除霜時に、霜捕集部６０を加温するヒータ７５を設ける。これにより、ヒータ７５により霜捕集部６０を温めることができるので、霜捕集部６０に着いた霜を融解させて容易に取り除くことができる。
【００９１】
なお、第６実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９２】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００９３】
たとえば、上記第１〜第６実施形態では、冷却空間を冷却する蒸発器に対して並列に冷却部を設けて冷媒を流す構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、蒸発器とは別個に冷却部を冷却する冷却機構を設けてもよい。
【００９４】
また、上記第１〜第６実施形態では、霜捕集部の一方端側に冷却部を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、霜捕集部を挟み込むように一対の冷却部を設けてもよいし、霜捕集部を取り囲むように冷却部を設けてもよい。また、霜捕集部内に一体的に冷却部を設けてもよい。
【００９５】
また、上記第１〜第６実施形態では、霜捕集部が網状部材を含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、霜捕集部は網状部材以外により構成されていてもよい。
【００９６】
また、上記第１〜第６実施形態では、霜捕集部が冷却用送風機の送風方向に直交する平面において風の流路の一部を空けて配置されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、霜捕集部が冷却用送風機の送風方向に直交する平面において風の流路を塞ぐように配置されていてもよい。また、複数の霜捕集部を千鳥配置してもよい。
【００９７】
また、上記第１〜第６実施形態では、冷却用送風機の風圧によって蒸発器の除霜を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ブラシによる掻き取り、空気冷却器を振動させること、超音波、および、ショットピーニングなどにより除霜を行ってもよい。
【００９８】
また、上記第４実施形態では、循環送風機としてクロスフローファンを用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、循環送風機としてラインフローファンを用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０  圧縮機
２０  凝縮器
３０  膨張弁
４０  蒸発器
４１  伝熱表面
５０  冷却用送風機
６０  霜捕集部
７０  冷却部
７５  ヒータ
８３、８４  循環流路
９０  循環送風機
９１  クロスフローファン（循環送風機）
１００  冷却装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020091046.tif 000007
【図６】
2020091046.tif 000008
【図７】
2020091046.tif 000009
【図８】
2020091046.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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