(57)【要約】【課題】スキンコンデンサと蒸発器との間における熱交換量が適切な冷凍装置を提供する。【解決手段】本発明に係る冷凍装置は、正面側が開口し、天井板、底板、背面板及び一対の側面板を有する内箱と、前記内箱の上下左右を取り囲む外箱と、前記背面板に沿って配置されている背面側吸熱配管を有する蒸発器と、前記背面板に対向する板部及び前記板部に沿う放熱配管を有し、前記背面板を覆うスキンコンデンサと、前記背面板と前記スキンコンデンサとの間に配置された断熱材と、を備え、背面視において、前記背面側吸熱配管と前記放熱配管は重ならない。【選択図】図６
2020112323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面側が開口し、天井板、底板、背面板及び一対の側面板を有する内箱と、
前記内箱の上下左右を取り囲む外箱と、
前記背面板に沿って配置されている背面側吸熱配管を有する蒸発器と、
前記背面板に対向する板部及び前記板部に沿う放熱配管を有し、前記背面板を覆うスキンコンデンサと、
前記背面板と前記スキンコンデンサとの間に配置された断熱材と、を備え、
背面視において、前記背面側吸熱配管と前記放熱配管は重ならない、
冷凍装置。
【請求項２】
前記背面側吸熱配管は、水平方向に延在する複数の水平吸熱配管を含み、
前記放熱配管は、水平方向に延在する複数の水平放熱配管を含む、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
背面視において、前記水平吸熱配管と前記水平放熱配管は交互に配置されている、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
背面視において、隣り合う２本の前記水平吸熱配管の間に、複数の前記水平放熱配管が配置されている、
請求項２または３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記蒸発器は、前記天井板または前記底板、若しくは、前記内箱の内部に配置された棚板に沿うように配置された複数の正面側吸熱配管を更に有し、
前記背面側吸熱配管は、前記正面側吸熱配管の１つと前記正面側吸熱配管の他の１つとを接続している、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項６】
平面視において、前記背面側吸熱配管と前記放熱配管は重なっている、
請求項１から５のいずれかに記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、従来、圧縮機、凝縮器の一種であるスキンコンデンサ、絞り装置及び蒸発器等から構成される冷媒回路を備える冷凍装置が用いられている。この冷媒回路中を、冷媒が循環する。
【０００３】
スキンコンデンサは、断熱箱体を構成する外箱と共に、当該断熱箱体を構成する内箱を覆っている。内箱は蒸発器内を流れる冷媒によって冷却される。つまり、スキンコンデンサと蒸発器は、それぞれ、断熱箱体の外側と内側に配置され、断熱材を介して互いに隣接した状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９６０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
当然ながら、スキンコンデンサ内を流れる冷媒と、蒸発器内を流れる冷媒とは、互いに冷媒回路中の異なる段階にあり温度が異なる。よって、スキンコンデンサ内を流れる冷媒と、蒸発器内を流れる冷媒との間における熱の流れを適切なものとしなければ、冷媒回路は期待される性能を発揮することができない。
【０００６】
本発明は、スキンコンデンサと蒸発器との間における断熱が適切な冷凍装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷凍装置は、正面側が開口し、天井板、底板、背面板及び一対の側面板を有する内箱と、前記内箱の上下左右を取り囲む外箱と、前記背面板に沿って配置されている背面側吸熱配管を有する蒸発器と、前記背面板に対向する板部及び前記板部に沿う放熱配管を有し、前記背面板を覆うスキンコンデンサと、前記背面板と前記スキンコンデンサとの間に配置された断熱材と、を備え、背面視において、前記背面側吸熱配管と前記放熱配管は重ならない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スキンコンデンサと蒸発器との間における断熱が適切な冷凍装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る冷凍装置の斜視図。
【図２】一実施形態に係る冷凍装置の分解模式図。
【図３】冷媒回路の回路図。
【図４】スキンコンデンサの正面図。
【図５】一実施形態に係る冷凍装置の背面側斜視模式図。
【図６】一実施形態に係る冷凍装置の縦断面模式図。
【図７】他の実施形態に係る冷凍装置の背面側斜視模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明に係る冷凍装置１を正面側斜め上方から視た斜視図である。冷凍装置１は、例えば、収納庫の内部温度が−２０℃以下となるメディカルフリーザである。
【００１２】
冷凍装置１は外箱１０を備えている。外箱１０は、外箱の天井板１１、外箱の左側板１２、外箱の右側板１３、外箱の底板１４を有している。外箱１０の正面側には、２つの扉、つまり上側扉１５と下側扉１６が図示しないヒンジを介して取り付けられている。ユーザは、これらの扉を開くことで、冷凍装置１が備える収納庫にアクセスすることができる。
【００１３】
冷凍装置１の下側には、後述する冷媒回路等を構成する各種機械が収納される機械収納部１７が設けられている。
【００１４】
図２は、冷凍装置１を分解した状態を示す分解模式図である。冷凍装置１の外観を構成する主なパーツとしては、前述した外箱１０の他に、外箱１０の内部に配置される内箱２０と、外箱１０の背面側に取り付けられるスキンコンデンサ３２がある。
【００１５】
内箱２０は、内箱の天井板２１、内箱の左側板２２、内箱の右側板２３、内箱の底板２４、内箱の背面板２５、及び、棚板２６を有している。棚板２６は、内箱２０が取り囲む収納庫の内部に配置されている。
【００１６】
内箱２０は、外箱１０とスキンコンデンサ３２とによって覆われている。具体的には、内箱の天井板２１、内箱の左側板２２、内箱の右側板２３、内箱の底板２４、及び、内箱の背面板２５は、それぞれ、外箱の天井板１１、外箱の左側板１２、外箱の右側板１３、外箱の底板１４、及び、スキンコンデンサ３２によって覆われている。
【００１７】
図３は、冷凍装置１が備える冷媒回路３０の回路図である。冷媒回路３０を構成する主な装置は、圧縮機３１、スキンコンデンサ３２、絞り装置３３、及び、蒸発器３４である。なお、これらの装置に加えて、圧縮機３１とスキンコンデンサ３２との間に、フレームパイプを配置しても良いし、スキンコンデンサ３２と絞り装置３３との間に、デハイドレータを配置しても良い。
【００１８】
冷媒回路３０を構成する圧縮機３１及び絞り装置３３は、例えば機械収納部１７内に配置される。スキンコンデンサ３２は、上述の通り、外箱１０の背面側に取り付けられる。また、蒸発器３４は、内箱２０に取り付けられる。蒸発器３４の具体的な配置態様は後述する。
【００１９】
図４は、スキンコンデンサ３２の正面図である。スキンコンデンサ３２は、板部３２１と、放熱配管３２２とから構成されている。
【００２０】
板部３２１は、外箱１０とともに、内箱２０が配置される空間を取り囲む部材であり、その形状及び大きさは、背面側から視た外箱１０の形状及び大きさにほぼ等しい。板部３２１は、厚さ数ｍｍ程度の金属板で形成されている。
【００２１】
放熱配管３２２は、水平方向に延在する水平放熱配管３２２Ａと、水平放熱配管３２２Ａ同士を接続する屈曲放熱配管３２２Ｂとを有している。水平放熱配管３２２Ａと屈曲放熱配管３２２Ｂは、蛇行形状を形成している。放熱配管３２２は、この蛇行形状の両端部に接続される垂直放熱配管３２２Ｃを更に有している。垂直放熱配管３２２Ｃの下端は、機械収納部１７内に配置された冷媒回路３０を構成する装置に接続されている。
【００２２】
放熱配管３２２は、金属製の配管であり、板部３２１に密着するように取り付けられている。よって、放熱配管３２２内を流れる冷媒が有する熱は、板部３２１を介して、冷凍装置１の外側にある空気に向けて放出される。板部３２１の表面積が大きいので、熱の放出は効果的に行われる。
【００２３】
なお、放熱配管３２２は、板部３２１をプレス加工することによって形成された溝と、この溝を覆う板とによって構成されていても良い。
【００２４】
図５は、冷凍装置１の内部を背面側斜め上方から視た斜視模式図である。図５には、スキンコンデンサ３２を構成する放熱配管３２２が太線で示されている。また、図５には、内箱２０が点線で示されている。更に、図５には、蒸発器３４が実線で示されている。なお、図５においては、便宜的に各種配管のコーナ部が直角に曲がるように示されているが、実際には、ある曲率半径を有するＲ部によって各種配管は曲げられている（放熱配管３２２に関しては図４参照）。
【００２５】
図５に示されるように、蒸発器３４は、内箱の背面板２５、内箱の左側板２２、及び、内箱の右側板２３に沿って配置されている。具体的には、複数本の水平な配管と、それらを繋ぐ複数の接続配管で構成されている。水平な配管は、内箱の左側板２２から、内箱の背面板２５を経由して、内箱の右側板２３まで、途中で２回９０度折り曲げられて、延びている。したがって、蒸発器３４は、内箱の背面板２５に沿う背面側吸熱配管３４１と、内箱の左側板２２及び内箱の右側板２３に沿う一対の正面側吸熱配管３４２とから構成されている。
【００２６】
蒸発器３４を構成する背面側吸熱配管３４１は、複数本（図５では１２本）の水平吸熱配管３４１Ａを含んでいる。
【００２７】
以上のように構成される蒸発器３４は、内箱２０を３方向から密着して覆っている。よって、内箱２０を介して、内箱２０内の収納庫から熱を奪うこと、つまり、収納庫内を冷却することができる。
【００２８】
図６は、冷凍装置１の左右方向中央を通る鉛直面で切断された断面を示す縦断面模式図である。なお、図６には、２つの扉及び機械収納部１７は図示されていない。
【００２９】
内箱２０と、外箱１０及びスキンコンデンサ３２との間には、断熱材４０が配置されている。断熱材４０は、発泡断熱材であり、発泡剤としては、例えば、ＨＦＯ（ハイドロフルオロオレフィン）を用いることが好ましく、ＨＦＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ）（トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン）が特に好ましい。発泡剤としてこのような物質を用いることにより、断熱材４０の断熱性能を向上させることができ、断熱材４０の厚さ、ひいては、冷凍装置１の奥行き、高さ及び幅を小さくすることができる。上側扉１５及び下側扉１６の内部に充填する断熱材４０の発泡剤として、このような物質を用いても良いことは言うまでもない。例えば、背面部または扉等、特に、薄型化と断熱性能向上の両立が求められる位置にのみ、このような物質を用いて断熱材４０を発泡させても良い。
【００３０】
図６に示されるように、蒸発器３４を構成する水平吸熱配管３４１Ａと、スキンコンデンサ３２を構成する水平放熱配管３２２Ａとは、互いに異なる高さに、交互に配置されている。つまり、背面視において、水平吸熱配管３４１Ａと水平放熱配管３２２Ａは、重ならない。換言すれば、背面視において、背面側吸熱配管３４１と放熱配管３２２は、重ならない。更に換言すれば、内箱の背面板２５に沿う複数の水平吸熱配管３４１Ａの内箱の背面板２５への正射影と、スキンコンデンサ３２が有する蛇行する配管（水平放熱配管３２２Ａ及び屈曲放熱配管３２２Ｂ）の内箱の背面板２５への正射影とは、重ならない。
【００３１】
したがって、水平吸熱配管３４１Ａと水平放熱配管３２２Ａとが等しい高さに配置されている場合と比較して、断熱材の厚さを厚くすることなく、水平吸熱配管３４１Ａと水平放熱配管３２２Ａとの間隔を大きくすることができる。よって、断熱材の厚さを厚くすることなく、スキンコンデンサ３２と蒸発器３４との間における過剰な熱伝達を防止することができる。つまり、スキンコンデンサ３２内を通過する比較的高温の冷媒と、蒸発器３４内を通過する比較的低温の冷媒との間で、過剰に熱交換が行われてしまうことを、未然に防止することができる。
【００３２】
また、仮に、断熱材４０を発泡させている間に、水平吸熱配管３４１Ａまたは水平放熱配管３２２Ａが動いてしまったとしても、両者の間隔が大きいため、両者が互いに接触することなはい。よって、スキンコンデンサ３２内を通過する冷媒から、蒸発器３４内を通過する冷媒に過剰に熱が伝わり、冷媒回路３０が期待する性能を発揮できなくなるまたはその効率が低下することを未然に防止することができる。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、平面視で、水平吸熱配管３４１Ａと水平放熱配管３２２Ａとは、互いに重なっている。このように各配管を配置することにより、断熱材４０の厚さ、つまり、冷凍装置１の奥行きを小さくすることができる。このように各配管を配置しても、背面視において、水平吸熱配管３４１Ａと水平放熱配管３２２Ａは、重ならないので、水平吸熱配管３４１Ａと水平放熱配管３２２Ａとの間の距離を十分に確保し、それらの間における熱交換が過剰となることを防止することができる。
【００３４】
なお、スキンコンデンサ３２は、板部３２１を介した周辺大気との間での熱交換と、断熱材４０を介した蒸発器３４との間での熱交換を利用して、スキンコンデンサ３２内を通過する冷媒を冷却している。よって、断熱材４０の厚さは、内箱２０内の収納庫と大気との間における断熱性能を確保しつつ、スキンコンデンサ３２と蒸発器３４との間における必要最小限の熱交換が可能となるように決定される。本実施形態においては、水平吸熱配管３４１Ａと、水平放熱配管３２２Ａとは、互いに異なる高さに、交互に配置されているので、断熱材４０の厚さを大きくせずに、スキンコンデンサ３２と蒸発器３４との間における熱交換量を容易に最適化することができる。
【００３５】
次に、図７を参照しながら、他の実施形態に係る冷凍装置１について説明する。本実施形態に係る冷凍装置１は、先の実施形態に係る冷凍装置１と比較して、内箱２０が複数の棚板２６を有している点で異なる。また、本実施形態に係る冷凍装置１は、先の実施形態に係る冷凍装置１と比較して、蒸発器３４が、内箱の天井板２１、棚板２６、内箱の底板２４、及び内箱の背面板２５に沿うように配置されている点が異なる。
【００３６】
本実施形態において、蒸発器３４は、鉛直方向に延在する４つの配管を含む背面側吸熱配管３４１と、５つの正面側吸熱配管３４２を含む。また、蒸発器３４の一端は、図７中で黒丸で示されており、この位置から鉛直方向下方に、機械収納部１７まで延在している（説明の便宜上、図示略）。
【００３７】
本実施形態においても、蒸発器３４が有する背面側吸熱配管３４１と、スキンコンデンサ３２が有する放熱配管３２２は、背面視において、互いに重ならない。よって、本実施形態も、先の実施形態が奏する効果と同じ効果を奏する。
【００３８】
なお、蒸発器３４が有する背面側吸熱配管３４１及びスキンコンデンサ３２が有する放熱配管３２２の配置の仕方は、これまでに説明した実施形態に示されたものには限られない。
【００３９】
例えば、背面視において、蒸発器３４が有する１本の水平吸熱配管３４１Ａと他の１本の水平吸熱配管３４１Ａとの間に、スキンコンデンサ３２が有する複数本の水平放熱配管３２２Ａが配置されていても良い。このようにすることで、冷凍装置１の柔軟な設計を可能とすることができる。
【００４０】
また、蒸発器３４とスキンコンデンサ３２との間における熱交換量をより低減したい場合には、平面視において、蒸発器３４が有する背面側吸熱配管３４１と、スキンコンデンサ３２が有する放熱配管３２２は、重ならないようにしても良い。このようにすることで、断熱材４０の厚さを大きくし、両者の間における熱交換量を更に低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、冷凍装置として好適に利用される。
【符号の説明】
【００４２】
１  冷凍装置
１０  外箱
１１  外箱の天井板
１２  外箱の左側板
１３  外箱の右側板
１４  外箱の底板
１５  上側扉
１６  下側扉
１７  機械収納部
２０  内箱
２１  内箱の天井板
２２  内箱の左側板
２３  内箱の右側板
２４  内箱の底板
２５  内箱の背面板
２６  棚板
３０  冷媒回路
３１  圧縮機
３２  スキンコンデンサ
３２１  板部
３２２  放熱配管
３２２Ａ  水平放熱配管
３２２Ｂ  屈曲放熱配管
３２２Ｃ  垂直放熱配管
３３  絞り装置
３４  蒸発器
３４１  背面側吸熱配管
３４１Ａ  水平吸熱配管
３４２  正面側吸熱配管
４０  断熱材
【図１】
2020112323.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2020112323.tif 000006
【図５】
2020112323.tif 000007
【図６】
2020112323.tif 000008
【図７】
2020112323.tif 000009