(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体を冷蔵庫内の冷却器に供給し、該冷却器において冷却媒体と空気を直接接触させて熱交換を行う冷却装置において、
前記冷却器は、
天井部の仕切板によって仕切られた冷空気室に配置された皿状の液分配部と、
前記冷却媒体を散布する流下式多管部と、
該流下式多管部で散布された冷却媒体を流下させて冷蔵庫内の空気と接触させ、熱交換を行う充填層と、
該充填層から落下する冷却媒体を回収するドレンパンと、
からなり、
前記流下式多管部は、前記液分配部の底部から下方に延び、液分配部の冷却媒体を充填層に散布する多数のストロー状のものであって、充填層の上面に設けられている静圧板から充填層内に突出してなることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記冷却媒体は、冷凍装置より供給されるブラインであることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却媒体は、冷凍装置の製氷機より供給された氷水により冷却された液体であることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ドレンパンは、樋が多段に配置され、該樋により前記冷却媒体を回収し、かつ各樋の間を空気が通過する通気性の構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ドレンパンは、上側樋の軸芯上に平行に設けた下側樋の軸芯に、該樋を左右に分割する整流板を設けるようにした上下一対の整流板付樋を、ｎ段千鳥状に配設して２ｎ段樋群を構成し、該樋群により前記冷却媒体を回収し、かつ各樋の間を空気が乱流を起こすことなく円滑に通過する通気性の構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の冷却装置。
【請求項６】
前記請求項５記載のドレンパンは、２ｎ段樋群の下部より２段目の各樋のＶ字状端部に水滴回り込み防止用鍔をつけたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの１項記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気を氷点下に冷却する冷却装置に関し、詳しくは、低温冷蔵倉庫等の大型の冷蔵室に使用される直接接触式空気冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵倉庫等の大型冷蔵庫における空気冷却装置としては、冷却媒体に空気を直接接触させて空気を冷却する直接接触式のものと、冷却コイルに冷却媒体を循環させて冷却する間接式のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
間接式空気冷却装置の冷却管にはブライン等の冷却媒体が供給されるが、このとき空気中の水分が霜となって冷却管およびフィン部を覆い、熱伝達が低下するという現象が生じる。このため、冷却を中断して除霜を行う必要がある。
【０００４】
直接接触式空気冷却装置は、間接式空気冷却装置に設けられている冷却管およびフィン部がないため、着霜による冷却効率の低下がなく、そのため除霜による冷却の中断の必要がなく、かつ、直接接触により冷却媒体と空気との伝熱面積を広く取れ、間接式に比して冷却効率がよいという利点がある。
【０００５】
ところが、従来の直接接触式空気冷却装置は、冷却媒体と空気との接触効率が良好でなく、また、冷却媒体の飛沫同伴が生じるという問題があるため、低温冷蔵庫用にはほとんど採用されていない。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、特に、冷却媒体と空気との接触効率が良好で冷却効率の高い直接接触式の冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するべく、本発明は、冷却媒体を冷蔵庫内の冷却器に供給し、該冷却器において冷却媒体と空気を直接接触させて熱交換を行う冷却装置において、
前記冷却器は、
天井部の仕切板によって仕切られた冷空気室に配置された皿状の液分配部と、
前記冷却媒体を散布する流下式多管部と、
該流下式多管部で散布された冷却媒体を流下させて冷蔵庫内の空気と接触させ、熱交換を行う充填層と、
該充填層から落下する冷却媒体を回収するドレンパンと、
からなり、
前記流下式多管部は、前記液分配部の底部から下方に延び、液分配部の冷却媒体を充填層に散布する多数のストロー状のものであって、充填層の上面に設けられている静圧板から充填層内に突出してなることを特徴とする。
【０００８】
前記冷却媒体は、冷凍装置より供給されるブラインであり、あるいは冷凍装置の製氷機より供給された氷水により冷却された液体である。
前記ドレンパンは、樋が多段に配置され、該樋により前記冷却媒体を回収し、かつ各樋の間を空気が通過する通気性の構造である。
【０００９】
上記ドレンパンは、上側樋の軸芯上に平行に設けた下側樋の軸芯に、該樋を左右に分割する整流板を設けるようにした上下一対の整流板付樋を、ｎ段千鳥状に配設して２ｎ段樋群を構成し、該樋群により前記冷却媒体を回収し、かつ各樋の間を空気が乱流を起こすことなく円滑に通過する通気性の構造にしても良い。
そして、上記２ｎ段樋群の下部より２段目の各樋のＶ字状端部には、水滴回り込み防止用鍔を設けるようにしたものである。
【００１０】
前記給液管から供給されてきた冷却媒体は冷却器の頂部から液分配部に供給され、該液分配部の底部に連結された散布手段である流下式多管部から充填層に向けて散布される。充填層に均一に散布された冷却媒体はドレンパンに落下し、冷凍装置のブラインタンクに回収される。
【００１１】
冷却媒体の循環過程において、冷蔵庫内の空気はドレンパンから流入して充填層を通過し、この過程において、熱交換部である充填層と冷ブラインとの接触により空気が冷却され、冷蔵庫内を冷却する。
本発明の冷却装置は、充填層中で冷却媒体を流下させて空気と直接接触させるようにしたので、冷却媒体と空気との伝熱面積を広く取ることができ、冷却効率の高い装置が得られると共に、冷却媒体は充填層内において空気と接触するため、飛沫同伴をなくすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構造部品の寸法、材質、形状、相対位置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の冷却装置の第１の実施の形態を示すもので、２は冷凍装置１のブラインクーラー、３は受液器であって、図示しない圧縮機に配管されている。ブラインクーラー２の給液管４は冷蔵庫５内の天井部に設置された直接接触式冷却器６（以下、冷却器と称す）に配管されている。
【００１３】
図２において、前記冷却器６は、天井部の仕切板７（図１）によって仕切られた冷空気室８に配置された皿状の液分配部１０と、ストロー状の流下式多管部１１と、充填層１２と、前記仕切板７の下部に配置された通気性のドレンパン１３とで構成されている。仕切板７には吹出口１４が設けられ、該吹出口１４と冷却器６との間にはファン１５が設けられている。
【００１４】
前記充填層１２は、ブラインと空気の接触面積を増加させて伝熱特性および流動特性をよくするためのもので、ヘチマロンが好ましいが、一般の冷却塔に用いられる充填物と同様の合成樹脂製のハニカムタイプ、波形等のもの、スプラッシュ形の木材等、任意のものを用いてもよい。
【００１５】
前記流下式多管部１１は、図２に示すように、液分配部１０の底部から下方に延び、液分配部１０の冷却媒体を充填層１２に散布する多数のストロー状のものであって、充填層１２の上面に設けられている静圧板１５から充填層１２内に突出している。
【００１６】
前記ドレンパン１３の構造例を図３および図４に示している。最下部のアングル３９上に複数本の樋４０ａが平行にリベット４１等により取り付けられ、各樋４０ａの間には台形のスペーサ４２が溶接により取り付けられている。このスペーサ４２の上に湾曲板状のカバー４３を挟んでフラットバー４４が載せられ、このフラットバー４４の上に樋４０ｂが載せられ、この樋４０ｂ、フラットバー４４、カバー４３およびスペーサ４２をリベット５０で一体に固定している。
【００１７】
さらに、フラットバー４４の上にスペーサ４５を介してフラットバー４６が載せられ、このフラットバー４６上にも樋４０ｃおよびスペーサ４７が取り付けられ、このスペーサ４７の上に最上部のフラットバー４８が載せられ、このフラットバー４８上に樋４０ｄが取り付けられている。樋４０ａ、樋４０ｂ、樋４０ｃは同一形状のものであり、最上部の樋４０ｄはこれらより深さの大きい形状としている。
【００１８】
前記給液管４から供給されてきたブラインは冷却器６の頂部から液分配部１０に供給され、該液分配部１０の底部に連結された散布手段である流下式多管部１１から充填層１２に向けて散布される。充填層１２に均一に散布された冷却媒体はドレンパン１３に落下する。
【００１９】
ドレンパン１３において、ブラインの大部分は最上部の樋４０ｄで回収され、残りは樋４０ａ、４０ｂ、４０ｃで回収される。ドレンパン１３の各樋４０ａ〜４０ｄから流れ落ちた冷却媒体は、排液管１７によりブラインタンク１８に回収され、ブラインポンプ２０により前記ブラインクーラー２に循環するようになっている。なお、３５はフィルタ、３６は切替弁である。
【００２０】
上記ブラインの循環過程において、冷蔵庫５内の空気はドレンパン１３の下部から流入し、充填層１２を通過し、流下式多管部１１の四方から冷空気室８に流出する。この過程において、熱交換部である充填層１２とブラインとの接触により冷空気室８内の空気が冷却され、ファン１５により吹出口１４から冷却された空気が吹き出され、冷蔵庫５内を冷却する。
【００２１】
このように、ブラインの循環により冷蔵倉庫５内の空気は冷却・除湿され、冷ブライン中に水分が回収されて冷ブラインが薄まるため、ブラインタンク１８に付属した濃縮装置（図示せず）を設けることが好ましい。
上記のように、ブラインは液分配部１０から流下式多管部１１、充填層１２を流下してドレンパン１３に落下するため、空気流により飛沫同伴が生じることがない。
【００２２】
図５は、本発明の第２実施の形態を示す。前記冷却器６の一側部にダクト２１を連接し、該ダクト２１内にファン２２を設けている。この実施の形態では、ダクト２１の付いていない三方向の辺においては、流下式多管部１１を塞いである。
【００２３】
図６は、本発明の第３実施の形態であって、冷却媒体として潜熱利用の氷水を用いた例である。冷凍装置１は、製氷機２３と、貯氷槽２４とを備えており、製氷機２３で造られた氷水は貯氷槽２４に溜められ、この氷水は氷水ポンプ２５により氷水配管２６を介して冷却器６のドレンパン１３に供給される。
【００２４】
一方、冷却媒体の液体のみが液循環ポンプ２７により、第１実施の形態と同様、液分配部１０に供給され、該液分配部１０の底部に連結された流下式多管部１１から充填層１２に散布されてドレンパン１３に落下して該ドレンパン１３から排液管２８で回収されて循環する。循環中の冷却媒体の液体は排液管３０により貯液槽３１に収集され、液ポンプ３２により製氷機２３に供給されて上記のように循環する。
【００２５】
冷蔵庫５内の空気はドレンパン１３から流入し、充填層１２を通過し、流下式多管部１１の四方から冷空気室８に流出する。この過程において、熱交換部である充填層１２と冷却媒体との接触により冷空気室８内の空気が冷却され、冷却ファン１５により吹出口１４から冷却された空気が吹き出され、冷蔵庫５内を冷却する。
【００２６】
冷却媒体の循環により冷蔵庫５内の空気は冷却・除湿され、冷ブライン中に水分が回収されて冷却媒体が薄まるため、貯液槽３１に付属した濃縮装置（図示せず）を設けることが好ましい。
【００２７】
図７には、前記図３、図４に示すドレンパンの別の実施例を示す図で、（Ａ）は概略の構成を示す斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）のVIIＢ−VIIＢ視図である。
図に見るように、上側樋６０ａと、該樋の軸芯上に平行に設けた下側樋６０ｂと、上側樋６０ａと下側樋６０ｂとを軸芯上で一体構造に連結して下側樋を左右に分割する整流板６０ｃとにより整流板付樋６０を形成し、該整流板付樋６０を千鳥状に配列して４段千鳥樋群を構成したものである。上記整流板６０ｃにより図８（Ａ）に示すように樋群の下側より流入する空気は矢印Ｓに示すように樋と樋の間を図８（Ｂ）に示すように整流板が無いときに生ずる乱流Ｅを起こすことなく円滑に流れ、圧力損失を伴うことなく樋群の間を通過し、一方冷却媒体は樋群に捕捉回収され矢印Ｂ方向に樋の勾配に添い流れタンク１８ａに回収されるようにしてある。
なお、図８（Ａ）に示すように各樋のＶ型エッジとの間隔Ｘは等間隔に配設して上記空気の流れを円滑にすることは勿論である。
また、３段目（下側より２段目）の樋のＶ字状端部には鍔６０ｄを設け水滴が表面張力により樋の内部への回り込みを防止する構造にしてある。
【００２８】
上記整流板付樋６０よりなる千鳥樋群の使用により、ドレンパンの通過により惹起される圧力損失を最小に抑え、冷蔵庫内の空気の循環をより効率的にすることができる。また鍔６０ｄの取り付けにより冷却媒体への水分の混入を最小限に抑えることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の冷却装置は、直接接触式であるので、着霜がなくなり、除霜による冷却の中断をなくすことができると共に、充填層中で冷却媒体を流下させて空気と直接接触させるようにしたので、冷却媒体と空気との伝熱面積を広く取ることができ、冷却効率の高い装置が得られると共に、冷却媒体は充填層内において空気と接触するため、飛沫同伴をなくすことができる。また、充填層から落下する冷却媒体を捕捉回収する通気性のドレンパンを設けたことにより、空気がこのドレンパンから充填層に効率よく流入し、冷却空気の循環が良好であるため、冷却効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置の第１実施の形態を示す概略系統図である。
【図２】第１実施の形態の要部の詳細を示す断面図である。
【図３】ドレンパンの側面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】本発明の第２実施の形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第３実施の形態を示す概略系統図である。
【図７】図３のドレンパンの別の実施例を示す図で、（Ａ）は概略の構成を示す斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）のVIIＢ−VIIＢ視図である。
【図８】（Ａ）は図７に示すドレンパンの空気流の流れの状況を示す図で、（Ｂ）は  （Ａ）の整流板の無いときの乱流発生の状況を示す図である。
【符号の説明】
１  冷凍装置
５  冷蔵庫
６  冷却器
１１  流下式多管部
１２  充填層
１３  ドレンパン
２３  製氷機
２７  液循環ポンプ
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ  樋
６０ａ  上側樋
６０ｂ  下側樋
６０ｃ  整流板
６０    整流板付樋
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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