(57)【要約】  【課題】除霜ムラ、霜の残氷や再氷結を無くし、且つ、デフロスタの熱源を有効に使用し、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させる。  【解決手段】冷却コイル１７が設けられたケーシング１２内に、低圧のスチームを噴霧するスチームヘッダー３１を設け、スチームヘッダー３１は、ケーシング１２下部に形成したドレンパン２７の近傍上方に配置する。このスチームヘッダー１２から噴霧されたスチームにより、ドレンパン２７、冷却コイル１７及びケーシング１２に付着した霜を溶かす。又、冷却コイル１７の上方には散水ヘッダー２３を配設し、該散水ヘッダー２３より冷却コイル１７に水を散布する。更に、ケーシング１２の空気導入部と空気吐出部には、デフロスト時に閉鎖する吸込ダンパー１６と吐出ダンパー１４を夫々設ける。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却コイルが設けられたケーシング内に送風機より空気を導入して冷却する空気冷却器のデフロスト装置において、
前記ケーシング内にスチームを噴霧するスチームヘッダーを設け、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記冷却コイル及びケーシングに付着した霜を溶かすように構成したことを特徴とする空気冷却器のデフロスト装置。
【請求項２】
冷却コイルが設けられたケーシング内に送風機より空気を導入して冷却する空気冷却器のデフロスト装置において、
前記ケーシング内にスチームを噴霧するスチームヘッダーを設け、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記冷却コイル及びケーシングに付着した霜を溶かすように構成され、
更に、前記冷却コイルの上方には散水ヘッダーが配設され、該散水ヘッダーより前記冷却コイルに水を散布できるように構成したことを特徴とする空気冷却器のデフロスト装置。
【請求項３】
上記スチームヘッダーは上記ケーシング下部に形成したドレンパンの近傍上方に設けられ、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記ドレンパン並びに上記冷却コイル等に付着した霜を溶かすことを特徴とする請求項１又は２記載の空気冷却器のデフロスト装置。
【請求項４】
上記ケーシングは空気導入部及び空気吐出部を有し、該空気導入部及び空気吐出部にはデフロスト時に閉鎖するダンパーが夫々設けられていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の空気冷却器のデフロスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスチーム噴霧による空気冷却器のデフロスト装置に関するものであり、特に、冷凍冷蔵庫や食品製造工場等の低温室又は急速冷凍凍結室にて除霜するスチーム噴霧による空気冷却器のデフロスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種空気冷却器の冷却コイルに付着した霜を除去する方法としては、ホットガス方式、電気ヒーター方式及び散水方式が知られている。前記ホットガス方式は、冷却コイル内に冷凍機から吐き出されたホットガスを送り込み、コイルチューブ内面を暖めて冷却コイルに付着した霜を溶かす方式である。
【０００３】
又、電気ヒーター方式は、冷却コイル（フィン部等）に電気ヒーターを組み込み、該電気ヒーターの熱で霜を溶かす方式である。更に、散水方式は、冷却コイルの上部より水温１５℃〜１８℃の水を散水して霜を溶かす方式である（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開平１１−３７６１６号公報。
【特許文献２】特開２０００−４１８００号公報。
【特許文献３】特開平８−１２１９４０号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のホットガス方式は、システムが複雑であり、空気冷却器内にて凝縮した高圧の液体やガスを再度のガスに処理して冷凍機のサクション部に戻す装置、並びに、該装置の運転を制御するシステムが必要となる。
【０００５】
又、ホットガス方式では、ホットガスを冷却コイルに均一に分配させる必要があり、冷却コイルのイニシャルコストが高くなる。更に、霜を溶かして生じた水は、低温のドレンパンに落下して再氷結を起こすが、この再氷結を防止するためにホットガスを供給した場合、該ホットガスの熱がドレンパン等に伝わり難く、ケーシング等で再凍結して氷柱となって成長する欠点がある。尚、２次冷媒として炭酸ガスを使用した場合は、該炭酸ガスを昇圧昇温する必要があるためシステムが更に複雑になる。
【０００６】
一方、電気ヒーター方式のシステム自体は簡易に構成できるが、電気代等のランニングコストが高いうえに、電気ヒーターの断線や漏電を招来することがある。又、電気ヒーターの熱が冷却コイル及びその表面の着霜に有効に伝わらず、外部に熱が逃げて食品等の被冷却物を昇温させることがある。更に、除霜にムラが生じて霜の残氷が生じる等の問題もある。
【０００７】
又、散水方式は冷却コイルに均一に散水するために多量の水を必要とし、ランニングコストが嵩むうえに、１５℃〜１８℃の温水を作って冷却コイルに散布する設備が必要になる。尚、使用後の散水を回収するシステムでは、大容量のデフロスト用水槽、ポンプ及び送水管などの大掛かりな設備、並びに、大口径の回収用排水管が必要となる。加えて、散水の回収方式は衛生的ではないために、特に食品工場等においては、食品の危害・重要管理点方式の適合基準を定めたＨＡＣＣＰ（Hazard Analysis Critical Point）システムに対応できなくなる。
【０００８】
更に、散水方式では水温を所定値に保持するために、電気ヒーター等の熱源又は廃熱利用装置が必要になる。又、散水した水がケーシング（骨格）内面に飛び散り、該内面にて再氷結して氷柱となって成長する欠点がある。
【０００９】
そこで、除霜ムラ、霜の残氷や再氷結を無くし、一般の食品工場等に常備されているスチームを有効に使用し、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、冷却コイルが設けられたケーシング内に送風機より空気を導入して冷却する空気冷却器のデフロスト装置において、前記ケーシング内にスチームを噴霧するスチームヘッダーを設け、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記冷却コイル及びケーシングに付着した霜を溶かすように構成してなる空気冷却器のデフロスト装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、デフロスト時に、上記ケーシング内に設けたスチームヘッダーからのスチームを噴霧し、該スチームの熱により前記冷却コイル及びケーシングを暖めて、該冷却コイル及びケーシング表面に付着した霜を溶かす。従って、熱源としては一般の食品工場等で使われているスチームを利用でき、多量の水や電気は不要となる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、冷却コイルが設けられたケーシング内に送風機より空気を導入して冷却する空気冷却器のデフロスト装置において、前記ケーシング内のスチームを噴霧するスチームヘッダーを設け、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記冷却コイル及びケーシングに付着した霜を溶かすように構成され、且つ、前記ケーシング内における前記冷却コイルの上方には散水ヘッダーが配設され、該散水ヘッダーより前記冷却コイルに水を散布できるように構成してなる空気冷却器のデフロスト装置を提供する。
【００１３】
この構成によれば、上記スチームヘッダーからのスチームを噴霧して前記冷却コイル及びケーシングを暖めて、該冷却コイル及びケーシング表面に付着した霜を溶かす。その後、冷却コイルの上方に設けた散水ヘッダーより該冷却コイル上部に少量の水を散布して洗浄する。従って、熱源としてはスチームだけであり、又、少量の水により冷却コイルの洗浄を行える。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記スチームヘッダーは、上記ケーシング下部に形成したドレンパンの近傍上方に設けられ、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記ドレンパン並びに上記冷却コイル等に付着した霜を溶かすように構成してなる請求項１又は２記載の空気冷却器のデフロスト装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、上記スチームヘッダーからスチームを噴霧して、前記ケーシング下部のドレンパンを暖めて、該ドレンパンに付着した霜を溶かす。その後、該ドレンパンを除霜したスチームはケーシングの室内にて徐々に拡散しつつ上昇し、冷却コイル及びケーシング表面に付着した霜を溶かす。この場合、該霜が溶けてドレンパンに水が落下するが、除霜後のドレンパンの排水口は閉塞（氷結）せずに開放されているので、落下水は該排出口より外部に排出される。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記ケーシングは空気導入部及び空気吐出部を有し、該空気導入部及び空気吐出部にはデフロスト時に閉鎖するダンパーが夫々設けられていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の空気冷却器のデフロスト装置を提供する。
【００１７】
この構成によれば、ケーシングに設けたダンパーはデフロスト時に閉鎖するので、該ケーシング内に噴霧されたスチームの熱がケーシングの外に逃げることがない。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明は、スチームの熱により冷却コイル及びケーシングの全体を満遍なく暖めて霜を溶かすので、除霜ムラ、霜の残氷及び再氷結を無くすことができる。特に、スチームはケーシング内の空間全域に拡がるので、冷却コイル全体を効率良く除霜し、一般の食品工場等に常備されているスチームを有効に使用することができる。
【００１９】
又、従来の散水方式及び電気ヒーター方式のように多量の水や電気を使用しないので、ランニングコストが低減する。更に、熱源であるスチームは一般の食品工場等で使用されているので、設備としてはケーシング内にスチームヘッダーを付設するだけで済み、大掛かりな設備を必要とせず、従来方式に比べてイニシャルコストも低減する。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果と同様に、除霜ムラ、霜の残氷や再氷結を無くし、デフロスタの熱源を有効に使用し、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させることができ、加えて、散水により冷却コイルを洗浄でき、従来に比べて衛生的になり、食品工場等においてＨＡＣＣＰの衛生基準に十分対応できるようになる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、冷却コイル及びケーシングだけでなくドレンパンもスチームの熱で直接暖めて除霜できるので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、ドレンパンに再氷結防止用の電気ヒーター等を設ける必要がない。また、除霜後にドレンパンに溜まる水は、ドレンパンの排水路より円滑に排出させることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、デフロスト時にケーシングに設けたダンパーを閉鎖することにより、スチームの熱がケーシングの外に逃げないので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加えて、熱効率の高いデフロストを実施でき、デフロスト時間の短縮化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、除霜ムラをなくし霜の残氷を生じないようにし、一般の食品工場等に常備されているスチームを有効に使用し、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させるという目的を、冷却コイルが設けられたケーシング内に送風機より空気を導入して冷却する空気冷却器のデフロスト装置において、前記ケーシング内にスチームを噴霧するスチームヘッダーを設け、該スチームヘッダーから噴霧されたスチームにより前記冷却コイル及びケーシングに付着した霜を溶かすように構成され、且つ、前記ケーシング内における前記冷却コイルの上方には散水ヘッダーが配設され、該散水ヘッダーより前記冷却コイルに水を散布することにより達成した。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の好適な一実施例を図１及び図２に従って説明する。図１は本実施例に係る空気冷却器の構成を説明する断面図、図２は本実施例の全体構成を示す説明図である。本実施例は、冷凍冷蔵庫等に設置される空気冷却器のデフロスト装置に適用したものであって、霜（氷を含む）が付着するドレンパンに向けて低圧の蒸気を噴出して霜を溶かした後に、該蒸気がケーシング内の冷却コイル側に向けて上昇することで、該冷却コイル及びケーシングに付着した霜も溶解できるよに構成したものである。
【００２５】
図２において、１は、圧縮機２、凝縮器３及び受液器４を備える冷凍機であり、該冷凍機１は膨張弁６付きの冷媒往管５Ａを介して、冷蔵倉庫７等に設けた空気冷却器８の冷媒入口に接続されている。又、該空気冷却器８の冷媒出口は、冷媒復管５Ｂを介して前記圧縮機２の吸入側に接続されている。
【００２６】
次に、空気冷却器８の詳細構造について説明する。図１に示すように、空気冷却器８のケーシング（骨格を含む）１２は断熱材１２ａで被覆された上面開口型に形成され、該ケーシング８の上面開口部（空気吐出部）１３には吐出ダンパー１４が開閉動作可能に設けられている。又、ケーシング１２の一側部には外部よりケーシング１２内に空気を取り込むための送風機１５が付設され、該送風機１５の下流部（空気導入部）１５Ａには吸込ダンパー１６が開閉動作可能に設けられている。
【００２７】
ケーシング１２内部の略中央には空気を冷却するための冷却コイル１７が配設され、該冷却コイル１７はフィンとコイルチューブから成る。又、冷却コイル１７の流入側、流出側にはそれぞれ冷媒流入管１８、冷媒流出管１９が接続され、冷却コイル１７の冷媒（例えば、炭酸ガス）は、冷媒流入管１８より冷却コイル１７に流入して、流動方向を左右交互に変えながら上昇した後、冷媒流出管１９より凝縮器３に戻る。
【００２８】
尚、２１はケーシング１２内の温度が設定値になった時に作動するサーモスタットであり、この作動信号は図示しない制御部に送信されて空気冷却器８の運転を制御する。
【００２９】
前記空気冷却器８は、冷却コイル１７を洗浄するための洗浄・散水装置２２を備えている。該洗浄・散水装置２２は、冷却コイル１７の真上位置に水平に設けられた散水ヘッダー２３と、該散水ヘッダー２３の流入側に一端部が接続された電磁開閉弁２４付きの散水用配管２５とからなる。この散水用配管２５の他端部には給水部（図示せず）が接続されているため、電磁開閉弁２４を開くことにより、前記散水ヘッダー２３に水道水（洗浄水）を供給することができる。
【００３０】
洗浄・散水装置２２の下面側には、複数の散水ノズル２６,２６…が水平方向に所定間隔を有して設けられている。この散水ノズル２６,２６…から洗浄水を冷却コイル１７の上部に散布することで、該冷却コイル１７全体を洗浄することができる。
【００３１】
又、ケーシング１２の下部にはドレンパン２７が形成され、該ドレンパン２７には散水ヘッダー２３から散布された水が落下して溜められる。このドレンパン２７に溜まった水（霜が溶けた水を含む）は、該ドレンパン２７下部に設けた排水口２８を通って排水配管２９より外部に排出される。
【００３２】
更に、空気冷却器８は冷却コイル１７に付着した霜をスチームＳで溶かすためのスチーム装置３０を備えている。このスチーム装置３０は、ドレンパン２７の真上にて水平に設けられたスチームヘッダー３１と、該スチームヘッダー３１の流入側に一端が接続された電磁開閉弁３２付きのスチーム用配管３３とからなる。このスチーム用配管３３の他端部にはスチーム供給部（図示せず）が接続されているため、電磁開閉弁３２を開くことにより、前記スチームヘッダー３１に低圧のスチームＳを供給することができる。
【００３３】
前記スチームヘッダー３１の下面側には、複数のスチームノズル３４,３４…が水平方向に所定間隔おきに設けられ、該スチームノズル３４,３４…からドレンパン２７にスチームを噴霧することで、ドレンパン２７底面に付着した霜を溶かすことができる。
【００３４】
上記構成の空気冷却器８は、デフロスト開始指令により、冷却コイル１７表面等に付着した霜が除去される。このデフロストを開始する際、予めタイマーにて設定した時間、或いは、冷却コイル１７のチューブ内の圧損が一定値になったことを圧力センサ（図示せず）で検知した時に、冷却コイル１７内の冷媒を図示しない低圧レシーバ等に回収し、冷媒の回収後に送風機１５の運転を停止する。
【００３５】
その後、前記吸込ダンパー１６及び吐出ダンパー１４を全閉状態に自動（又は手動）にて切り替え、次に、電磁開閉弁３２を開いてスチームヘッダー３１から低圧のスチームＳを供給する。その結果、スチームヘッダー３１のスチームノズル３４,３４…から低圧のスチームがドレンパン２７に向けて噴霧されて、該スチームＳの熱よりドレンパン２７全体が暖められる。このため、該ドレンパン２７表面に付着した霜は、スチームＳの熱で溶かされる。然る後、前記スチームＳは徐々に上昇して、冷却コイル（フィン、コイルチューブ）１７及びケーシング１２に付着した霜も溶解される。
【００３６】
このように本実施例では、一般の食品工場等に常備されているスチームを有効に利用し、且つ、熱ロスを無くすべく、吸込ダンパー１６と吐出ダンパー１４を設けている。斯くして、デフロスト時に、吸込ダンパー１６と吐出ダンパー１４を閉鎖することで、スチームＳの熱がケーシング１２の外部に逃げないため、熱損失の少ない高効率のデフロストが実行される。
【００３７】
上記スチーム噴霧によるデフロストの作用を詳述すれば、先ず、スチームヘッダー３１下面に設けた複数のスチームノズル３４,３４…により、ドレンパン２７の表面全域に向けてスチームＳが満遍なく噴出される。この噴出されたスチームＳによりドレンパン２７全体を暖めて、該ドレンパン２７に付着した霜を確実に溶かす。溶けた水は排水口２８に導かれて、排水配管２９を通って外部に排出される。
【００３８】
次に、ドレンパン２７を除霜したスチームＳは、該ドレンパン２７と反対側に徐々に向きを変えて上昇して冷却コイル１７側に流動し、ケーシング１２内の空間にて周囲に拡散上昇する。その結果、一部のスチームＳは冷却コイル１７表面及びケーシング１２内面に接触しながら上昇することで、冷却コイル１７及びケーシング１２の全体を満遍なく暖めて、該冷却コイル１７とケーシング１２に付着した霜を確実に溶かす。
【００３９】
前記冷却コイル１７とケーシング１２の着霜が溶けて生じた水は、ドレンパン２７に落下するが、ドレンパン２７はスチームＳにより暖められて所定温度以上に上昇しているために、ドレンパン２７に落下した水が再氷結することはない。
【００４０】
本実施例では、１回のデフロスト時間が通常２０分程度であるので、空気冷却器８の大きさ、即ち、冷却コイル１７及びケーシング１２などの形状寸法、並びに、冷却コイル１７に付着する霜の量に応じて予め熱収支を計算することでスチームＳの供給量を正確に決定できる。又、スチームヘッダー３１の周囲の温度は、ケーシング１２内に取り付けたサーモスタット２１又は温度センサ（図示せず）により検知し、該検知信号に基づいて制御部を介してスチームの供給量を自動制御する。更に、デフロスト時間はタイマーにより運転条件に応じて最適な時間に設定することができる。
【００４１】
尚、デフロストモードの終了は、前記サーモスタット２１により、ケーシング１２内の雰囲気温度を検出し、該雰囲気温度が３０℃〜４０℃になった時にスチームＳの供給を停止する。このスチームＳの供給停止は、タイマーによるデフロスト時間（約２０分間）の設定を併用して行うこともできる。
【００４２】
而して、スチーム噴霧によるデフロストが終了したら、洗浄・散水装置２２により洗浄水を冷却コイル１７の上部に満遍なく散布して洗浄する。その際、散水ヘッダー２３に設けた散水ノズル,２６…から冷却コイル１７上部に洗浄水を噴霧することで、冷却コイル１７全体を効果的に洗浄できるので、ＨＡＣＣＰの衛生基準に十分対応することができる。
【００４３】
次に、洗浄・散水装置２２による洗浄が終了すると、タイマーにセットした時間だけ水切りを実行し、その後、冷却コイル１７内に低温の冷媒を供給する、そして、ケーシング１２内の温度が予め設定した低い温度まで低下した時に、吸込ダンパー１６と吐出ダンパー１４を全開にして、送風機１５の起動により空気冷却器８の冷却運転を開始する。
【００４４】
本実施例では、上記ケーシング１２は高い断熱性能を有するので、該ケーシング１２内に噴出されたスチームの熱損失を可及的に防止でき、デフロスト時間の更なる短縮化が可能になる。又、吸込ダンパー１６と吐出ダンパー１４の閉鎖により、スチームＳがケーシング１２の外部に出ないので、ケーシング１２外の温度が上昇することを防止する。従って、空気冷却器８の外側、例えば冷凍冷蔵庫に存在する被冷却品（食品等）の温度上昇が効果的に阻止され、被冷却品の品質確保に寄与することができる。
【００４５】
実際に、図示例の空気冷却器８をある食品工場に設置して、低圧蒸気を用いてデフロストを試験したところ、スチームヘッダー３１から少量の低圧蒸気を噴霧することで、冷却コイル１７周囲の雰囲気温度を３０℃〜４０℃まで上昇させ、且つ、該雰囲気温度を均一にすることができた。斯くして、除霜のムラが無くなり、冷却コイル１７に霜の残氷が生ぜず、ドレンパン２７やケーシング１２の表面温度も確実に１０℃以上となった。その結果、再氷結が皆無となり、良好なデフロストを実施することができた。
【００４６】
本実施例の空気冷却器８は、該空気冷却器８内に低圧蒸気を供給するためのスチーム装置３０を付設するだけで済み、大掛かりな設備を必要としない。尚、低圧蒸気を発生する設備は食品工場に通常装備されているので、新規な設備は不要である。
【００４７】
従来のホットガス方式のように、凝縮した高圧のガス、液体を再度低圧のガスにするための大型の装置、並びに、その制御システムが不要である。又、従来の散水方式のように、デフロスト用水槽、供給用ポンプ及び多くの配管類が不要であり、設備がシンプル化してイニシャルコストが低減する。更に、多量の電気や水を必要とせず、ランニングコストは低圧蒸気の使用量だけで済むので安価になり、且つ、再氷結の問題もなくなり、メンテナンスが不要となる。
【００４８】
以上説明したように本発明によれば、スチームの熱により冷却コイル７及びケーシング２を暖めて霜を溶かすので、冷却コイル１７やドレンパン２７の全体を効率良く除霜し、一般の食品工場等に常備されているスチームを有効に使用することができる。
【００４９】
又、既存設備にスチームヘッダー３１を付設するだけで済むので、大掛かりな設備を必要とせずイニシャルコストも低減する。加えて、少量の水により冷却コイル１７を洗浄できるので、ランニングコストが一層低減すると共に非常に衛生的になる。
【００５０】
更に、ドレンパン２７に再氷結防止用の電気ヒーターを設ける必要がなく、又、冷却コイル１７の霜が溶けて生じた水は、ドレンパン２７に落下して再氷結せずに速やかに排出される。
【００５１】
又、本発明の空気冷却器８の上部には自動ダンパーが付設された排気孔（図示せず）が設けられ、該空気冷却器８内の内圧上昇を自動的に防止できるように構成され、更に、該空気冷却器８の下部には前述の散水を実行しないときにおいて、スチーム噴霧後の内部高温空気を自動的に排出させるために、自動ダンパーが付設された排気孔（図示せず）が設けられている。
【００５２】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例を示し、空気冷却器の構成を説明する断面図。
【図２】本実施例の空気冷却器が適用された冷蔵倉庫の全体構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００５４】
８      空気冷却器
１２    ケーシング（骨格）
１２ａ  断熱材
１４    吐出ダンパー
１５    送風機
１６    吸込ダンパー
１７    冷却コイル（フィン、コイルチューブ）
１８    冷媒流入管
１９    冷媒流出管
２１    サーモスタット
２２    洗浄・散水装置
２３    散水ヘッダー
２６    散水ノズル
２７    ドレンパン
２８    排水口
２９    排水配管
３０    スチーム装置
３１    スチームヘッダー
３４    スチームノズル
【図１】
2008175468.tif 000003
【図２】
2008175468.tif 000004