(57)【要約】  【課題】凝縮器高温部分と蒸発器低温部分が一体となった冷却ユニットでは熱漏洩により所定の性能を得る事が出来ないことが多く、一ランク上の冷却システムの使用によるコストアップや、設置スペースの拡大、さらには高性能な断熱材で熱漏洩を防ぐためのコストアップ等の課題があった。  【解決手段】凝縮器高温部分と蒸発器低温部分の仕切りを熱可塑性樹脂とすることにより、冷却システム運転時の熱の漏洩を抑制し、また、圧縮機１が停止した後、一定時間遅延させて凝縮器用送風機８を停止させることにより、熱可塑性樹脂の熱による変質を抑制するもので、冷却ユニットの肥大化が抑制でき、安定した冷却動作を行う冷却システムを安価に構成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器とを環状に接続した冷凍サイクルと、前記凝縮器の熱交換作用を促進する凝縮器用送風機と、前記蒸発器の熱交換作用を促進する蒸発器用送風機とを備え、少なくとも前記冷凍サイクルを本体内に収納した冷却ユニットにおいて、前記本体内に、前記凝縮器側の高温部分と前記蒸発器側の低温部分を一定の断熱性能を備えた熱可塑性樹脂で仕切る構成とした冷却ユニット。
【請求項２】
前記凝縮器用送風機および前記蒸発器用送風機の少なくとも一方を、前記本体外に配置した請求項１に記載の冷却ユニット。
【請求項３】
前記圧縮機が停止した後、一定時間遅延させて前記凝縮器用送風機を停止させる制御装置を設けた請求項１または２に記載の冷却ユニット。
【請求項４】
前記凝縮器用送風機を、風量が変えられる風量可変式の送風機とした請求項１から３のいずれか一項に記載の冷却ユニット。
【請求項５】
物品を収納する収納室と、上記請求項１から５のいずれか一項に記載の冷却ユニットを備えた機械室を具備し、前記凝縮器あるいは蒸発器によって熱交換された空気を前記収納室へ導くようにした物品収納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮器側高温部分の温度上昇を抑制し、且つ圧縮機の信頼性を向上させる冷却ユニットおよび冷蔵庫、自動販売機等の物品収納装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の冷却ユニットは、低温貯蔵を要する被貯蔵物が収容される貯蔵室を冷却する事を目的に、自動販売機や業務用冷凍冷蔵庫等に搭載されている。
【０００３】
近年、この種の冷却ユニットは、サービス性やメンテナンス性を考慮して一体化されることが多く、自動販売機や業務用冷凍冷蔵庫等への取り付けは、冷却ユニットを単体で挿入することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、凝縮器高温部分と蒸発器低温部分が一体となった冷却ユニットでは、熱漏洩により所定の性能を得ることができない場合が多く、一ランク上の能力を有する冷却システムを使用しなければならない事態もあった。
【０００５】
また、熱漏洩を少なくするためには、冷却ユニットの占める空間を確保することも有効ではあるが、貯蔵室の限られたスペースの中で冷却ユニットを大きくすることは容易ではなかった。
【０００６】
さらに、凝縮器高温部分と蒸発器低温部分を、断熱材等で仕切りを設けることも可能であるが、高温に耐えうる断熱材を選定しなければならず、コスト高となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷却ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、前記凝縮器より上方に位置した蒸発器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器側の高温部分と前記蒸発器側の低温部分とを一定の断熱性能を備えた熱可塑性樹脂で仕切った構成としたものである。
【０００８】
これにより、低コストで安定した冷却性能を得る事ができる冷却ユニットを提供することができるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却ユニットは、凝縮器側の高温部分と蒸発器側の低温部分とを一定の断熱性能を備えた熱可塑性樹脂で仕切られているので、低コストで安定した冷却・加温性能を得ることができる。
【００１０】
また、上記冷却ユニットを搭載した物品収納装置は、冷却ユニットの安定した性能により、安定した冷却・加温能力を得ることができ、さらに、あらかじめ組立てた冷却ユニットを物品貯蔵装置に組込むことができるため、製作時の製造工程の簡素化やサービス性、メンテナンス性の向上をはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器とを環状に接続した冷凍サイクルと、前記凝縮器の熱交換作用を促進する凝縮器用送風機と、前記蒸発器の熱交換作用を促進する蒸発器用送風機とを備え、少なくとも前記冷凍サイクルを本体内に収納した冷却ユニットにおいて、前記本体内に、前記凝縮器側の高温部分と前記蒸発器側の低温部分を一定の断熱性能を備えた熱可塑性樹脂で仕切る構成としたものである。
【００１２】
かかる構成とすることにより、前記凝縮器側の高温部分で発生した熱が前記蒸発器側の低温部分へ漏洩することを防ぎ、より安定した冷却性能を発揮する事ができるものである。また、前記凝縮器側の高温部分と前記蒸発器側の低温部分とを仕切る仕切り部の構成材料を熱可塑性樹脂とすることにより、製作コストの低減化をはかることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凝縮器用送風機および前記蒸発器用送風機の少なくとも一方を、前記本体外に配置したものである。
【００１４】
かかる構成とすることにより、前記凝縮器用送風機の発熱による前記凝縮器側の高温部分の温度上昇を抑制することができ、また前記蒸発器用送風機の発熱による前記蒸発器側の低温部分の熱損失をより防ぐことができるものである。また、前記凝縮器用送風機および前記蒸発器用送風機の少なくとも一方を、本体外に配置することにより、冷却ユニットの省スペース化がはかれ、製作時における製造工程の簡素化やサービス性、メンテナンス性をより優れたものとすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記圧縮機が停止した後、一定時間遅延させて前記凝縮器用送風機を停止させる制御装置を設けたものである。
【００１６】
かかる構成とすることにより、前記圧縮機に蓄えられた熱を強制的に放熱することができるので、安定した冷却性能を保持することができるものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記凝縮器用送風機を、風量が変えられる風量可変式の送風機としたものである。
【００１８】
かかることにより、冷凍サイクル停止時に強制的に風量を増加させることができ、その結果、より熱漏洩量を少なくすることができる。また短時間に放熱できることより、省エネ効果が期待できるものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、物品を収納する収納室と、上記請求項１から５のいずれか一項に記載の冷却ユニットを備えた機械室を具備し、前記凝縮器あるいは蒸発器によって熱交換された空気を前記収納室へ導くようにした物品収納装置である。
【００２０】
かかることにより、製作時の製造工程の簡素化やサービス性やメンテナンス性に優れるとともに、低コストで安定的な冷却性能を発揮する物品収納装置を提供することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷却ユニットを具備した貯蔵装置の要部構成図である。図２は、同冷却ユニットを適用した冷却装置のモリエル線図である。図３は、同冷却ユニットにおける凝縮器用送風機の運転遅延制御の内容を示す制御フローチャートである。
【００２３】
図１において、貯蔵装置Ａは、断熱区画壁によって区画され、適宜箇所に物品取出し用の開閉扉（図示せず）を設けた貯蔵室７と、機械室３を具備している。この機械室３内には、冷却ユニットＢが配置されている。
【００２４】
冷却ユニットＢは、貯蔵室７の下部において連通した冷却室７ａと、外部に連通した凝縮室７ｂが形成された本体Ｃを具備している。冷却室７ａと凝縮室７ｂは、発泡ポリスチレンや発泡ポリエチレン等の熱可塑性樹脂で形成された仕切り部９によって区画されている。
【００２５】
また、本体Ｃ内には、シェル内が低圧状態に維持される所謂低圧型の圧縮機１と、凝縮器２と、膨張手段４と、蒸発器５とを順次環状に接続した冷凍サイクルが設けられている。
【００２６】
冷却室７ａは、貯蔵室７の下部に位置し、内部に前記冷凍サイクルを構成する膨張手段４と蒸発器５に加えて、蒸発器５の熱交換作用を促進する蒸発器用送風機６が配置されている。また、凝縮室７ｂは、冷却室７ａの下部に形成されており、この凝縮室７ｂ内には、前記冷凍サイクルを構成する圧縮機１、凝縮器２の他に凝縮器２の熱交換作用を促進する凝縮器用送風機８が配置されている。したがって、凝縮器２の高温部分である凝縮室７ｂと蒸発器５の低温部分である冷却室７ａとは、熱可塑性樹脂製の仕切り部９によって断熱されている。
【００２７】
ここで、冷却室７ａは、貯蔵室７の下部に限るものではなく、貯蔵室７の背面部であってもよいものである。
【００２８】
また、凝縮器２は、表面積や、凝縮器用送風機８の風量等を考慮し、出口における冷媒の状態を過冷却としない状態、すなわち気液二相状態となるように設計されている。
【００２９】
さらに、前記冷凍サイクルを構成するにあたり、凝縮器２と膨張手段４を接続する高圧配管１０、蒸発器５と圧縮機１を接続する低圧配管１１によって冷媒が循環する回路が形成されている。
【００３０】
蒸発器５は、凝縮器２よりも高い位置に配置されており、その高低差によって凝縮器２側にも所定の冷媒液を確保することができるように配慮されている。蒸発器用送風機６は、蒸発器５で冷却された空気を貯蔵室７内へ送風するものである。
【００３１】
圧縮機５、蒸発器用送風機６および凝縮器用送風機８は、制御装置１２によってその運転が制御される。特に、凝縮器用送風機８には、その風量が増減できる速度可変式のモータが用いられており、制御装置１２によってその風量、運転時間が制御される。
【００３２】
次に上記構成からなる冷却システムの動作について説明する。
【００３３】
圧縮機１の駆動に伴い、圧縮機１で圧縮された冷媒は、凝縮器２へと流れ、ここで凝縮器用送風機８の送風作用によって熱交換が促進され、ほぼ凝縮を完了する。このとき、凝縮器２出口の冷媒は、図２に示すモリエル線図上では、飽和液線より僅かに二相域の状態で流れ出す。
【００３４】
その状態における液相と気相の占める密度の比は、例えば、冷媒Ｒ１３４ａの場合であると、凝縮温度４０℃では、飽和液と飽和蒸気の比体積は、液相密度が１１４７ｋｇ／ｍ３に対し、気相密度は５０．１ｋｇ／ｍ３となる。
【００３５】
そして、凝縮器２の出口冷媒の乾き度が０．０１である場合、９９％の質量が液相であっても、液相の占める体積割合は、４．４％にしか過ぎない。また、飽和液とのエンタルピー差は、１．６ｋＪ／ｋｇであり、全潜熱の約１％にしか過ぎない。
【００３６】
すなわち、凝縮器２の出口の二相冷媒は、僅かな熱量を奪うことにより、容易に飽和液冷媒にすることが可能な状態にある。
【００３７】
この気相が大部分を占める二相冷媒は、凝縮器２から、膨張手段４に流入し、ここで減圧膨張して蒸発器５へ流れ、ここで蒸発し、低圧配管１１を通って、圧縮機１に戻る。
【００３８】
かかる冷却ユニットにおいて、冷却ユニットの冷却性能は、高温部つまり凝縮室７ｂと、低温部つまり冷却室７ａとの熱漏洩量が大きく関係しており、この仕切り部９の断熱性能が重要となる。この時、高い断熱性能を保持し、より安価で形状の自由度が高い発泡ポリスチレンや発泡ポリエチレン等の熱可塑性樹脂で仕切り部９を形成することにより、低コストで安定した冷却性能を保持することができる。
【００３９】
なお、凝縮器２の熱を放出する凝縮器用送風機８と蒸発器５の吸熱作用を促進する蒸発器用送風機６とは必ずしも冷却ユニットＢ内に配置する必要はなく、冷却ユニットＢの本体Ｃ外に配置してもよい。すなわち、凝縮器用送風機８の発熱による前記凝縮器高温部分の温度上昇をより防ぐために、また蒸発器用送風機６の発熱による前記蒸発器側低温部分の熱損失を防ぐために、さらには、省スペースにするために、または、製作時の製造工程の簡素化やサービス性やメンテナンス性を向上させるために、を目的として被貯蔵物が収容される貯蔵室７または貯蔵室７を構成する外殻に備え付けてもよい。
【００４０】
そして、貯蔵室７内の温度調整等の関係で圧縮機１が停止すると、制御装置１２は、図３に示す如く、一定時間遅延させて凝縮器用送風機８を停止させる。かかる制御により、凝縮室７ｂ内にある高温の空気を強制的に放出することで、凝縮室７ｂ内の温度を下げることができるため、低コストで軽量、且つ形状自由度の優れた熱可塑性樹脂を使用することができるものである。
【００４１】
換言すると、熱可塑性樹脂は、材料にもよるが、高温時に熱による変形または二次発泡等の可能性があり、一般的に発泡ポリスチレンの場合は、６０度〜７０度を境に材料の収縮による変形が始まるとされている。実験では冷却システム停止後、凝縮器用送風機８を所定の風量で一定時間遅延させて停止させることにより、仕切り部９における圧縮機１の上部近辺の表面温度が５６度から４６度へ約１０度低減する事ができた。
【００４２】
さらに、凝縮器用送風機８の風量を可変式にし、圧縮機１が停止した後、凝縮器用送風機８の風量を増加させた状態で所定時間運転することにより、より短時間で温度を下げることが可能となる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態１においては、凝縮室７ｂと冷却室７ａを仕切る仕切り部９を熱可塑性樹脂で形成することにより、低コストで安定した冷却性能を保持することができるものであり、また、熱可塑性樹脂を使用することにより軽量化できるため、製造工程時、またはサービス・メンテナンス時の作業性の向上をはかることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、低コストで安定した冷却性能を保持し、製造工程の簡素化やサービス性、メンテナンス性に優れた冷却ユニットの提供を可能とするもので、冷蔵庫等の貯蔵装置あるいは自動販売機等のように、家電用機器から産業用機器まで広範囲に亘って利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷却ユニットを具備した貯蔵装置の要部構成図
【図２】同冷却ユニットを適用した冷却装置のモリエル線図
【図３】同冷却ユニットにおける凝縮器用送風機の運転遅延制御の内容を示す制御フローチャート
【符号の説明】
【００４６】
Ａ    貯蔵装置
Ｂ    冷却ユニット
Ｃ    本体
１    圧縮機
２    凝縮器
３    機械室
４    膨張手段
５    蒸発器
６    蒸発器用送風機
７    貯蔵室
７ａ  冷却室（低温部）
７ｂ  凝縮室（高温部）
８    凝縮器用送風機
９    仕切り部
１２  制御装置
【図１】
2009250541.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009250541.tif 000005