(57)【要約】【課題】  ヒートポンプを厨房機器に応用するとともに、ＣＯＰを維持しながら、冷媒回路の運転を継続でき、また発生した熱を無駄なく利用できるヒートポンプ厨房装置を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機１と、厨房用鍋２と、第一流量調節弁１４ａと、補助凝縮器４としての複数の凝縮器５及び６と、膨張弁１６と、蒸発器８とを順次接続するとともに、第二流量調節弁１４ｂを備えたバイパス路１３を設けて冷媒回路を構成し、前記厨房用鍋２に貯留された煮沸物を加熱する一方、煮沸物の温度が上昇した場合、前記バイパス路１３を閉鎖し、前記凝縮器５及び６で冷媒の凝縮を行わせることにより、前記圧縮機１を停止させることなく、ＣＯＰを維持して運転を継続させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、被加熱物を加熱する第一凝縮手段と、第一流量調節弁と、第二凝縮手段と、減圧手段と、蒸発器とを順次接続するとともに、前記第一凝縮手段と前記減圧手段との間に、第二流量調節弁を備えたバイパス路を設けて冷媒回路を構成したことを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記第一凝縮手段から流出した冷媒の温度により、前記第一流量調節弁及び前記第二流量調節弁の開度が調節されてなることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記凝縮手段に、被乾燥物を乾燥する乾燥器を連結したことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを厨房機器に応用した構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプを用いた温水供給装置及びこれを用いた飲料供給装置として、例えば図５で示すように、ヒートポンプ４０と保温タンク４３と販売タンク４４とを配管で接続し、前記ヒートポンプ４０で加熱した温水を前記保温タンク４３と前記販売タンク４４とを介して、カップ５６等に供給する自動販売機がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
前記ヒートポンプ４０は、圧縮機と凝縮器４２と膨張弁と蒸発器とを順次接続して冷媒回路を構成し、同冷媒回路に二酸化炭素冷媒を循環させている。前記凝縮器４２は開閉弁４８及び４９を備えた配管４５により前記保温タンク４３に接続され、同配管４５を介して供給された水を、前記二酸化炭素冷媒から放出された熱により加熱して前記保温タンク４３に供給するようになっている。又、同保温タンク４３にはフロート５０とフロートスイッチ５１により温水量調整手段が備えられ、温水量が低下すると前記開閉弁４８が開放され給水が行われるようになっている。
【０００４】
前記保温タンク４３に貯留された温水は、ポンプ４７により配管４６を介して前記販売タンク４４に移動する。同販売タンク４４には加熱ヒータ５３が設けられており、温水の温度を高温に維持しており、販売釦が押圧されると一定量の温水をミキシングボウル５４に供給するようになっている。供給された温水は原料と混合してカップ５６に注入されるようになっている。又、これらは、図５（Ｂ）で示す制御システムにより温水量と、その温度とをコントロールされるようになっている。
【０００５】
しかしながら、上記した構成は、冷媒の熱を水に伝導して温水を生成し、同温水を利用するのみであり、全体的な熱交換効率所謂ＣＰＯが低いという問題点があり、厨房関係に関わらずヒートポンプの機能を多様に応用し、ＣＰＯを向上させる展開が求められていた。又、加熱ヒータ等の付帯設備を要することなくヒートポンプによるシステムを構築することが要望されていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０１０４９号公報（６〜８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、ヒートポンプの機能を有効に活用し、熱交換効率所謂ＣＯＰを向上させる一方、付帯設備等を要することなく簡素化されたヒートポンプによる厨房システム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】
本発明は、上記課題を解決するため、圧縮機と、被加熱物を加熱する第一凝縮手段と、第一流量調節弁と、第二凝縮手段と、減圧手段と、蒸発器とを順次接続するとともに、前記第一凝縮手段と前記減圧手段との間に、第二流量調節弁を備えたバイパス路を設けて冷媒回路を構成してなる。又、前記第一凝縮手段から流出した冷媒の温度により、前記第一流量調節弁及び前記第二流量調節弁の開度が調節されてなる。又、前記凝縮手段に、被乾燥物を乾燥する乾燥器を連結した構成となっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、圧縮機と、厨房用鍋と、電磁開閉弁と、補助凝縮器としての複数の凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とを順次接続するとともに、電磁開閉弁を備えたバイパス路を設けて冷媒回路を構成し、前記厨房用鍋に貯留された煮沸物を加熱する一方、煮沸物の温度が上昇した場合、前記バイパス路を閉鎖し、前記凝縮器で冷媒の凝縮を行わせることにより、前記圧縮機を停止させることなく、ＣＯＰを維持して運転を継続させることのできるヒートポンプ厨房装置とすることができる。又、前記凝縮器で放出された熱を乾燥器に送出して食器類を乾燥させることにより、冷媒回路の運転により発生した熱を無駄なく利用することができるようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明によるヒートポンプ厨房装置の第一実施例を示す回路図であり、図２はその動作を示す回路図である。図３は第二実施例を示す回路図であり、図４は伝熱管の断面図と制御ブロック図である。
【００１２】
本発明による、ヒートポンプ厨房装置の第一実施例は、図１で示すように、圧縮機１と水等の煮沸物３等を蓄えた第一凝縮手段としての厨房用鍋２と、第一流量調節弁１４ａと、第二凝縮手段としての凝縮器５及び凝縮器６と、減圧手段としての膨張弁１６と、送風ファン８ａを備えた蒸発器８とを順次接続するとともに、前記第一流量調節弁１４ａと前記凝縮器５及び凝縮器６とをバイパスし、第二流量調節弁１４ｂを備えたバイパス路１３を設けて冷媒回路を構成している。同冷媒回路を循環する冷媒は二酸化炭素冷媒であり、前記圧縮機１により圧縮されると約１３０℃の高温で且つ高圧のガス状冷媒に変換されるようになっている。
【００１３】
前記圧縮機１と前記厨房用鍋２とは往管１０により繋がれ、同往管１０は前記厨房用鍋２の周囲に弦巻状に巻回される加熱管１１に接続されている。同加熱管１１は熱伝導率の高い銅管からなり、これの内部を流れる高温の冷媒の熱を前記厨房用鍋２に伝導して煮沸物３を加熱するようになっている。同加熱管は復管１２に接続され、更に復管１２は、前記第一流量調節弁１４ａと、前記凝縮器５及び凝縮器６と、前記膨張弁１６とを介して前記圧縮機１に接続されるようになっている。
【００１４】
前記凝縮器５及び凝縮器６には送風ファン５ａ及び６ａが付設され、これらはダクト７により送風域が覆われるとともに、合流して乾燥器９に連結されている。同乾燥器９は方形状の筐体内に、食器類３０等を載置する載置棚９ａを着脱自在に備え、筐体上面に熱気を排出する排出口９ｂを形成している。
【００１５】
次に、動作について説明する。運転を開始する際は、前記凝縮器５及び凝縮器６に冷媒が流入しないよう前記第一流量調節弁１４ａは閉鎖される一方、前記バイパス路１３を冷媒が流れるよう前記第二流量調節弁１４ｂは開放されるようになっている。前記圧縮機１で圧縮され約１２０〜１３０℃の高温となった二酸化炭素のガス状冷媒は、図２（Ａ）の矢印で示すように、前記往管１０を介して前記厨房用鍋２の周囲に巻回された加熱管１１内に流入する。流入した冷媒は前記厨房用鍋２の底面側から上部側にかけて煮沸物３の加熱を徐々に行なうとともに、熱の放出により次第に凝縮しながら弦巻状の加熱管１１内を上昇し、上部側に到達する。上部側に到達した凝縮化された二酸化炭素冷媒は、前記第一流量調節弁１４ａが閉鎖される一方、前記第二流量調節弁１４ｂが開放されていることにより前記バイパス路１３に流入する。同バイパス路１３を流出した冷媒は前記膨張弁１６により断熱膨張されて低温低圧となり、続いて前記蒸発器８に流入し、同蒸発器８で熱を吸収して蒸発する。蒸発しガス状となった冷媒は前記圧縮機１に再び還流するようになっている。
【００１６】
前記厨房用鍋２に貯留された煮沸物３の温度が上昇してくると前記加熱管１１から前記厨房用鍋２への熱の放出量が減少してくる。熱の放出量が減少すると二酸化炭素冷媒の凝縮量も併せて減少し、前記蒸発器８での熱交換量が低くなり、冷媒回路全体での熱交換効率所謂ＣＯＰが低下してしまう。これを回避するため、前記煮沸物３の温度が上昇し、前記厨房用鍋２での熱交換量が低下してくると同時に、前記厨房用鍋２から流出する冷媒の温度が上昇してくると、前記バイパス路１３に備えられた第二流量調節弁１４ｂが次第に閉じられる一方、前記第一流量調節弁１４ａが徐々に開放されるようになっている。これにより、前記バイパス路１３を通過する冷媒量が徐々に減少し、前記復管１２に流入する冷媒量が徐々に増加するようになっている。又、前記凝縮器５及び前記凝縮器６に備えられた送風ファン５ａ又は送風ファン６ａのいずれかが駆動されるようになっている。
【００１７】
前記第一流量調節弁１４ａが徐々に開放されることにより、前記加熱管１１を流出した冷媒は、前記凝縮器５と前記凝縮器６とに流入し、送風ファンが駆動される凝縮器側で熱を放出して凝縮する。これにより前記加熱管１１内で熱交換が充分に行われなかった冷媒は凝縮量を補足され、前記蒸発器８で外部の熱を充分に吸収して蒸発し前記圧縮機１に還流するようになっている。
【００１８】
前記厨房用鍋２に貯留された煮沸物３の温度が更に上昇し、二酸化炭素冷媒の温度に近づいて前記厨房用鍋２での熱交換量がほとんどなくなった際には、前記凝縮器５と前記凝縮器６に備えられた送風ファン５ａ及び６ａの両者とも駆動され、前記凝縮器５と前記凝縮器６とで二酸化炭素冷媒は熱を放出して凝縮するようになっている。これにより前記厨房用鍋２と前記凝縮器５と前記凝縮器６とでの熱交換量の総計は運転開始以降一定に維持され冷媒回路の運転が支障なく継続できるようになっており、凝縮量の不足により前記圧縮機１の運転を停止させる、あるいは中断するような不具合を回避して、冷媒回路の運転を円滑に継続できるようになっている。又、前記厨房用鍋２に貯留された煮沸物３の温度が低下した際は、前記第一流量調節弁１４ａ及び１４ｂが再び切換えられるとともに、前記送風ファン５ａ及び６ａの運転が停止され、これにより前記加熱管１１での熱の放出量を増大させて煮沸物３の加熱を行うとともに、冷媒の充分な凝縮量を得ることができるようになっている。
【００１９】
又、前記凝縮器５と前記凝縮器６で放出された熱は前記送風ファン５ａ及び６ａにより前記ダクト７を介して前記乾燥器９に送出され、載置棚９ａ上に載置された食器類３０を乾燥させた後、排出口９ｂから外部に排出されるようになっている。これにより冷媒回路の運転により発生した熱を無駄なく利用することができるようになっている。
【実施例２】
【００２０】
実施例２は、図３で示すように、前記厨房用鍋２の上部に、内部に載置棚１５ａを備え、上部に排出口１５ｂを形成した蒸し器１５を装着し、煮沸物から発生する蒸気により前記載置棚１５ａに置かれた食品を蒸して厨房に利用できるようになっている。これにより煮沸物の急激な温度低下をなくすようにして冷媒回路の安定した運転を行えるようになっている。
【００２１】
尚、前記厨房用鍋２は、図４（Ａ）の上部からの断面図で示すように、前記加熱管１１の外方側を断熱性に優れた部材２ａで覆い、外部への熱の漏洩を極力防止するとともに、内方側を伝熱性に優れた部材２ｂで覆うようにして煮沸物への加熱性を高めたほうがよい。又、上記した前記第一流量調節弁１４ａ及び１４ｂ及び送風ファン５ａ及び６ａの制御等は詳細な説明は省略するが、図４（Ｂ）で示すように、マイクロコンピュータに各種センサ、及び機器を接続して行われている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による、ヒートポンプ厨房装置を示す冷媒回路図である。
【図２】（Ａ）は、厨房用鍋を加熱する際の運転の状態を示す冷媒回路図である。  （Ｂ）は、乾燥器での運転を行う際の状態を示す冷媒回路図である。
【図３】第二実施例を示す冷媒回路図である。
【図４】（Ａ）は、厨房用鍋の上方からの断面図である。  （Ｂ）は、制御ブロック図である。
【図５】（Ａ）は、従来のヒートポンプを用いた機器の一例を示す冷媒回路図である。  （Ｂ）は、制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  圧縮機
２  厨房用鍋
３  煮沸物
４  補助凝縮器
５  凝縮器
５ａ  送風ファン
６  凝縮器
６ａ  送風ファン
７  ダクト
８  蒸発器
８ａ  送風ファン
９  乾燥器
９ａ  載置棚
９ｂ  排出口
１０  往管
１１  加熱管
１２  復管
１３  バイパス路
１４ａ、１４ｂ  流量調節弁
１５  蒸し器
１５ａ  載置棚
１５ｂ  排出口
１６  膨張弁
【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】
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