(57)【要約】【課題】冷凍機のチューブへの着霜を簡単にしかも確実に防止する技術は知られていない。【解決手段】冷凍庫１０は、その一部に開口１６が形成され開口を開閉するドア１８が取り付けられた箱状のケーシング１２と、ケーシング内のドアから遠い部分に配置された冷凍機３０と、冷凍機のうち開口に対向する部分を覆いドアの開き時に開口から進入する空気に含まれる水蒸気が昇華した昇華粒子４４を捕捉するフィルタ３４と、から成る。フィルタで昇華粒子を捕捉することにより、昇華粒子と冷凍機の表面との接触による霜の堆積が防止され、冷凍庫内の内気が冷凍機により効果的に冷却される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その一部に開口（１６）が形成され、開口を開閉するドア（１８）が取り付けられた箱状のケーシング（１２）と、
前記ケーシング内の前記ドアから遠い部分に配置された冷凍機（３０）と、
前記ドアの開き時に前記開口から進入する空気に含まれる水蒸気が昇華した昇華粒子（４４）を捕捉するフィルタ（３４）と、
から成ることを特徴とする冷凍庫。
【請求項２】
前記フィルタは、前記冷凍機のうち前記開口に対向する部分を覆っている請求項１に記載の冷凍庫。
【請求項３】
前記フィルタは、昇華粒子よりも小さい微細孔が形成され昇華粒子の通過を阻止する機械式フィルタである請求項２に記載の冷凍庫。
【請求項４】
前記フィルタは並設された複数の波状部から成る請求項３に記載の冷凍庫。
【請求項５】
前記フィルタは、昇華粒子を帯電させ電気的に吸着する電気式フィルタである請求項２に記載の冷凍庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍室内の冷凍機への着霜が防止される冷凍庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍庫は、食品などの冷凍製品を収容し、低温状態（−１０℃前後）で保存するもので、一般に箱形状のケーシングと、内気を冷却する冷却器（冷凍機）とから成る。冷凍機とその周辺を流れる空気（内気）との間で熱交換し空気を冷却し、冷却された冷気で内部を循環する間に冷凍製品を冷却する。冷凍機は例えば車両の荷台に搭載され、冷凍車両で冷凍製品を冷却しつつ運搬する。
【０００３】
冷凍庫の冷気は、他の空調装置（例えば車両の冷房用エアコン）の空調空気と比べて温度が低い（０℃から−２０℃）ことが要求され、冷凍機のチューブを内を循環する冷媒の温度も低い。そのため、冷凍製品の搬入及び搬出のためにドアを開いたとき、開口から進入する外気中の水蒸気が冷凍庫内の冷気に接触して昇華し、氷の粒（昇華粒子）が発生し、冷凍機のチューブの表面に着霜する。ドアの開閉を繰り返す毎に上記着霜が繰り返され、チューブの表面に堆積した霜が隣接するチューブ同士間や、チューブとフィンとの間等のすきまを小さくする。その結果、冷凍機での内気の通風抵抗が大きくなり、内気が上記すきまを通過し難くなって熱交換が妨げられ、冷凍効率が低下する。
【０００４】
これを考慮して、第１の従来例（特許文献１参照）では、センサで冷凍機の着霜量を検出し、着霜量が所定値を超えたときは制御装置で冷凍機の運転を停止している。しかし、これではセンサ及び制御装置が必要で、コストが高くつく。
【０００５】
また、第２の従来例（特許文献２参照）では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、複数の冷媒流通路５１を備えたチューブ５０の後端５２を流線形状にし、空気が後端から剥離し易く（接触しにくく）している。
【特許文献１】特開２０００−３３７７５３号公報
【特許文献２】特開２００４−９３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記第２の従来例は、特殊な形状のチューブ５０の製作にコストがかかる。しかも、チューブ５０の伝熱面の工夫で通風抵抗を小さくするのは困難で、霜の発生を抑制するには限界がある。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、冷凍機のチューブへの着霜を簡単な方法で確実に防止できる冷凍庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（イ）本願の発明者は、ドアの開き時に開口から冷凍庫内に進入する空気の流れ方向と、冷凍機の表面のうち特に着霜し易い部分との関係を検討して、本発明を完成した。本発明の冷凍庫は、請求項１に記載したように、その一部に開口が形成され開口を開閉するドアが取り付けられた箱状のケーシングと、ケーシング内のドアから遠い部分に配置された冷凍機と、ドアの開き時に開口から進入する空気に含まれる水蒸気が昇華した昇華粒子を捕捉するフィルタと、から成る。つまり、冷凍機とドアとの間に、昇華粒子が通過し難く昇華粒子を捕捉するフィルタを配置した。
【０００９】
（ロ）本発明の冷凍庫は、倉庫などに設置されて食品等の冷却及び保存に使用されることもあるし、車両に搭載（車載）されて食品等の冷却、保存及び運搬に使用されることもある。ケーシングは全体として箱形状を持ち、その一部（例えば後端部）に冷凍製品を搬入及び搬出するための開口が形成されている。ドアは観音開き方式でも、スライド方式でも良い。冷凍機は冷凍サイクルの蒸発器により構成される。その内部を冷媒が循環する多数のチューブを含み、冷媒の蒸発潜熱により冷凍庫内の内気を冷却する。
【００１０】
フィルタは、開いたドアから進入する外気に含まれる水蒸気が昇華した昇華粒子（氷の粒）を捕捉し、その通過を阻止又は抑制するものであり、ケーシング上の所定部分又は冷凍機上の所定部分に取り付けられる。例えば、ケーシングに取り付ける場合、その上壁又は側璧上の開口と冷凍機との間に位置する部分に配置できる。これに対して、冷凍機に取り付け部場合、冷凍機の表面のうち、少なくとも開口又はドアに対向する面を覆うように配置される。冷凍機の表面のうちどこを覆うかは冷凍機の配置場所等にもよるが、冷凍機がケーシングの前端上方に配置されている場合、少なくとも後面及び／又は下面を覆うことが望ましい。
【００１１】
フィルタには機械式（物理式）フィルタと電気式フィルタとがある。機械式フィルタは多数の微細孔が形成され、水蒸気が昇華して成る昇華粒子（氷の粒）の通過を機械的に阻止又は制限するものである。昇華粒子は粒子の発生から次第に成長するので、その外径には時間や温度が関係する。小さい昇華粒子の外径はたばこレベルの１μｍ程度であるが、大きい昇華粒子の外径は例えば−１５℃では７００μｍ程度になることもある。このように、昇華粒子の外径は１から７００μｍの範囲にわたる。上記昇華粒子の外径を考慮すると、フィルタの微細孔の内径は１０μｍよりも小さいことが望ましく、１μｍ以下であれば更に望ましい。
【００１２】
機械式フィルタは全体が平板形状でも良いが、複数の波形状を並設して表面積を広くすることが望ましい。波状部の具体的形状として、断面半円形状やＶ字形状を採用できる。機械式フィルタはドアの開閉に関係なく、常時昇華粒子を捕捉する。これに対して、電気式フィルタはプラス又はマイナスに帯電させた昇華粒子を電気的に吸着するものである。なお、電気式フィルタは常時すなわち連続的に作動させても、ドアの開き時のみすなわち間欠的に作動させても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる冷凍庫によれば、ドアの開き時に開口から進入する外気中の水蒸気が昇華した昇華粒子（氷の粒）を、開口と冷凍機との間でフィルタが捕捉する。その結果、昇華粒子と冷凍機の表面との接触が防止され、霜の付着、堆積が防止されるので、冷凍機内を循環する冷媒と内気との間で所定の熱交換が行われ、内気が効果的に冷却される。また、本発明の冷凍庫は、上記第１の従来例のようなセンサ及び制御装置の配置や複雑な制御は不要である。第２の従来例と異なり冷凍機の手前で昇華粒子を捕捉するので、チューブ自体の改良は不要である。
【００１４】
請求項２の冷凍庫によれば、冷凍機に取り付けられその表面を覆うフィルタが昇華粒子を捕捉するので、冷凍庫内での冷気の循環を妨げることなく、昇華粒子と冷凍機の表面との接触を防止できる。請求項３の冷凍庫によれば、機械式フィルタで昇華粒子を機械的に帯電させて捕捉するので、通過を確実に防止できる。請求項４の冷凍庫によれば、複数の波状部が併設され表面積が広くなっているので、より多量の昇華粒子を捕捉できる。請求項５の冷凍庫によれば、電気式フィルタで昇華粒子を電気的に帯電させて捕捉するので、フィルタの構造が簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の形態を添付図面を参照しつつ説明する。これは、車両用冷凍庫に本発明を適用した例である。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、車両Ｖの荷台に搭載された冷凍庫１０はケーシング１２、ドア１８及び冷凍機３０等とから成る。箱形状のケーシング１２が冷凍室１４を区画し、後端部の下方寄りに開口１６が形成され、開口縁部に一対の観音開き方式のドア１８が軸支されている。
【００１７】
図２に示すように、ケーシング１２の前端に搭載された冷凍サイクルは圧縮機２２、凝縮器２４、レシーバ２６、膨張弁（減圧弁）２８、蒸発器（冷凍機）３０及びアキュムレータ３２を含む。このうち、圧縮機２２は走行用エンジンにより駆動され流入する冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。吐出される高温高圧の冷媒が、ファン２５の送風を受け易くなっている凝縮器２４で凝縮される。
【００１８】
レシーバ２６は凝縮した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するとともに液冷媒を貯え、液冷媒が減圧弁２８で減圧される。減圧弁２８は次述する冷凍機３０の出口温度を検知する感温部を持ち、検出結果に基づき冷凍機３０の入口の冷媒量を調整するためにその開弁度を調整する。冷凍機３０は減圧された冷媒を蒸発させて内部の空気（内気）を冷気に換えるものである。
【００１９】
凝縮器２４及び冷凍機３０はケーシング１２の外部に取り付けられている。冷凍機３０の上方に配置されたファン３１が冷凍機３０から空気を吸い込み、冷凍室１４へ吹き出している。アキュムレータ３２は冷凍機３０と圧縮機２２との間に配置され、冷凍機３０を通過した冷媒のうち液冷媒を貯える。
【００２０】
次に、上記冷凍機３０につき、図３及び図４を参照しつつ詳述する。冷凍機３０は冷媒の蒸発潜熱により冷凍庫１４内の内気を冷却するもので、ケーシング１２の前端（図３で右端）上方に取り付けられている。車両の幅方向（図４で紙面に垂直方向）に延びる多数のチューブ（伝熱管）３６が所定のピッチで配置されて成り、チューブ３６内を冷媒が循環する。隣接するチューブ３６間に放熱フィン（不図示）が介在されている。
【００２１】
冷凍機３０の後面にフィルタ４０が取り付けられている。フィルタ４０は金属又は樹脂から成り、後方に開いた多数のＶ字形状部４２が高さ方向に併設されて成る。各Ｖ字形状部４２に、多数の内径１μｍ程度の多数の微細孔（不図示）が形成されている。
【００２２】
（作用）
図３において、冷凍庫１４内の冷凍製品Ａを冷却して温度が上昇した内気は上方に移動し、冷凍機３０で冷気に換えられ下方に移動して、冷凍製品Ａを冷凍する。こうして、矢印Ｘで示すように循環する内気により冷凍製品Ａを冷却する。
【００２３】
開口１６から冷凍製品Ａの搬入及び搬出のためにドア１８を開くと、内気と外気との大きな温度差により、外気が冷凍室１４内に進入する。進入した外気は、冷凍庫１４内を循環している内気と合流し、冷凍機３０に向かって流れる。ここで、外気のうち空気は内気とともにフィルタ４０を通過し、冷凍機３０のチューブ３６との間で熱交換される。しかし、内気と接触した水蒸気が昇華した昇華粒子（氷の粒）４４は、その外径が微細孔の内径よりも大きいので、フィルタ４０のＶ字形状部４２の微細孔を通過できず、その外面に捕捉される。
【００２４】
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。まず、ドア１８の開き時に開口１６から進入する外気中の水蒸気が昇華した氷の粒４４がフィルタ４０により捕捉されるので、冷凍機３０のチューブ３６の表面に霜が付着し難い。こうして、霜の付着、堆積が防止されるので、チューブ３６内を循環する冷媒と内気との間で確実に所定の熱交換が行われる。
【００２５】
また、フィルタ４０を冷凍機３０の表面に取り付けたので、冷凍室１４内の開口１６から冷凍機３０に至る通路部分が開放され、フィルタ４０がこの部分での冷気の循環を妨げることがない。更に、機械式フィルタ４０は微細孔で氷の粒４４の通過を阻止又は抑制するので、氷の粒４４の捕捉が確実である。最後に、フィルタ４０が多数のＶ字形状部４２を持つので、平板の場合に比べて表面積が広く、より多量の氷の粒４４が捕捉できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用された車両の斜視図である。
【図２】図１の冷凍サイクルの拡大説明図である。
【図３】本発明の実施例を示す断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】（ａ）は従来の冷凍機のチューブを示す斜視図、（ｂ）は同じく横断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：冷凍庫                          １２：ケーシング
１４：冷凍室                          １８：ドア
２０：冷凍サイクル                    ３０：蒸発器（冷凍機）
３６：チューブ                        ４０：フィルタ
４２：Ｖ字形状部                      ４４：昇華粒子（氷の粒）
【図１】
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【図２】
2006153353.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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