(57)【要約】【課題】利用側熱交換器を複数備えた冷却装置において、ドレンパンに落下した霜を効率良く解かすことが目的とされる。【解決手段】  冷却装置１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１と、利用側熱交換器４１，４２と、熱源側熱交換器２と、膨張機構３と、ドレンパンヒータ５１，５２とを備える。利用側熱交換器４１，４２及び熱源側熱交換器２は、一方が凝縮器として、他方が蒸発器として機能する。ドレンパンヒータ５１，５２は、利用側熱交換器４１，４２の下方に設置されるドレンパン９１，９２に配設され、冷媒の熱を利用したヒータである。ドレンパンヒータ５１，５２はそれぞれ、同じ膨張機構３を介して利用側熱交換器４１，４２に接続されており、利用側熱交換器４１，４２に一つずつ対応している。そして、ドレンパンヒータ５１，５２の配管ボリュームは、対応する利用側熱交換器４１，４２の配管ボリュームに比例する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、
凝縮器及び蒸発器のいずれか一方として機能する複数の利用側熱交換器（４１，４２）と、
凝縮器及び蒸発器のいずれか一方として、前記利用側熱交換器と相補的に機能する熱源側熱交換器（２）と、
前記利用側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間で、前記利用側熱交換器及び前記熱源側熱交換器のいずれか一方から他方へと流れる前記冷媒を膨張させる膨張機構（３）と、
前記利用側熱交換器の下方に設置されるドレンパン（９１，９２）に配設され、前記冷媒の熱を利用したヒータである複数のドレンパンヒータ（５１，５２）と
を備え、
前記複数のドレンパンヒータはそれぞれ、同じ前記膨張機構を介して前記複数の利用側熱交換器に接続されており、前記複数の利用側熱交換器に一つずつ対応しており、
前記ドレンパンヒータの配管ボリューム（Ｖ５１，Ｖ５２）は、対応する前記利用側熱交換器の配管ボリューム（Ｖ４１，Ｖ４２）に比例する、
冷却装置。
【請求項２】
前記複数の利用側熱交換器（４１，４２）のそれぞれの前記配管ボリューム（Ｖ４１，Ｖ４２）は略同一であり、
前記複数の利用側熱交換器に対応する前記複数のドレンパンヒータ（５１，５２）のそれぞれの前記配管ボリューム（Ｖ５１，Ｖ５２）も略同一である、
請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記複数の利用側熱交換器（４１，４２）及び前記複数のドレンパンヒータ（５１，５２）の少なくともいずれか一方において、それぞれの形状が略同一である、請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記形状が略同一である前記複数の利用側熱交換器（４１，４２）及び前記複数のドレンパンヒータ（５１，５２）の少なくともいずれか一方は、下方から見て左右対称に配置されている、請求項３記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却装置に関し、特に熱交換器に付着した霜を解かす技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒を用いて空気を冷却する冷却装置では、蒸発器に付着した霜を、除霜運転の実行により取り除いている。具体的に除霜運転では、圧縮機で圧縮された高温かつ高圧の冷媒を蒸発器に供給することで、蒸発器に付着した霜を解かしている。解けた霜は、蒸発器の下方に取り付けられたドレンパンに落下して排水される。
【０００３】
しかし、除霜運転によって蒸発器に付着した霜の一部が解けると、残りの霜が塊のままドレンパンに落ちるという問題があった。ドレンパンに落ちた霜の塊は、ドレンパン内で解けずに残り、ドレンパンに霜が溜まる。ドレンパンが霜で充填されてしまうと、ドレン水の排水の妨げになるだけでなく、冷却効率が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで従来から、冷却装置には、ドレンパンヒータが備えられている。ドレンパンヒータはドレンパンに配設されており、冷媒の熱を利用して、ドレンパンに落下した霜を解かす。かかる技術は、例えば下掲の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１１０９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウォークインタイプの冷蔵庫に適用される冷却装置では、冷蔵庫内に取り付けられる冷却ユニットに、熱交換器を複数備えたものが採用されている。例えば、天井に吊り下げた冷却ユニットにおいては、下から吸い込んだ冷蔵庫内の空気を冷却して、冷却ユニットの両側へと吹き出す。このため、両方の吹き出し口に熱交換器が配設されている。すなわち、冷却ユニットは複数の熱交換器を有する。
【０００６】
かかる冷却装置によれば、熱交換器において熱交換を行う配管の面積が大きいので、風速が小さくても冷蔵庫内を所望の温度まで冷却することができる。しかも、風速は小さくて良いので、冷蔵庫内に貯蔵された物品の乾燥を防止することができる。
【０００７】
しかし、上記冷却装置の冷却ユニットには、ドレンパンヒータが取り付けられていなかった。このため、熱交換器からドレンパンに落下した霜を解かすことができず、冷却効率が低下するおそれがある。
【０００８】
また、従来のドレンパンヒータの技術をそのまま、上記冷却装置に適用すると、熱交換器が複数あるため、膨張弁の数が増えて冷却ユニットの構造が煩雑になり、延いては冷却ユニットが大型化するという問題があった。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、利用側の熱交換器（以下、「利用側熱交換器」と称す。）を複数備えた冷却装置において、ドレンパンに落下した霜を効率良く解かすことが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明にかかる冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、複数の利用側熱交換器と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、複数のドレンパンヒータとを備える。利用側熱交換器は、凝縮器及び蒸発器のいずれか一方として機能する。熱源側熱交換器は、凝縮器及び蒸発器のいずれか一方として、利用側熱交換器と相補的に機能する。膨張機構は、利用側熱交換器と熱源側熱交換器との間で、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器のいずれか一方から他方へと流れる冷媒を膨張させる。ドレンパンヒータは、利用側熱交換器の下方に設置されるドレンパンに配設され、冷媒の熱を利用したヒータである。複数のドレンパンヒータはそれぞれ、同じ膨張機構を介して複数の利用側熱交換器に接続されており、複数の利用側熱交換器に一つずつ対応している。そして、ドレンパンヒータの配管ボリュームは、対応する利用側熱交換器の配管ボリュームに比例する。
【００１１】
第２の発明にかかる冷却装置は、第１の発明にかかる冷却装置であって、複数の利用側熱交換器のそれぞれの配管ボリュームは略同一である。そして、複数の利用側熱交換器に対応する複数のドレンパンヒータのそれぞれの配管ボリュームも略同一である。
【００１２】
第３の発明にかかる冷却装置は、第２の発明にかかる冷却装置であって、複数の利用側熱交換器及び複数のドレンパンヒータの少なくともいずれか一方において、それぞれの形状が略同一である。
【００１３】
第４の発明にかかる冷却装置は、第３の発明にかかる冷却装置であって、形状が略同一である複数の利用側熱交換器及び複数のドレンパンヒータの少なくともいずれか一方は、下方から見て左右対称に配置されている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明にかかる冷却装置によれば、ドレンパンヒータの配管ボリュームが、対応する利用側熱交換器の配管ボリュームに比例するので、いずれの利用側熱交換器に対しても同じ効率で、利用側熱交換器からドレンパンに落下した霜を解かすことができる。すなわち、ドレンパンに落下した霜を効率良く解かすことができる。よって、冷却装置の冷却効率の低下を効率良く防止することができる。しかも、膨張機構は一つで良いので、冷却装置の構造の簡略化や、冷却装置の小型化が可能である。
【００１５】
第２の発明にかかる冷却装置によれば、複数の利用側熱交換器のそれぞれの配管ボリュームが略同一であるので、それぞれでの熱交換効率をほぼ等しくすることができる。複数のドレンパンヒータのそれぞれの配管ボリュームが略同一であるので、それぞれでの霜を解かす効率をほぼ等しくすることができる。
【００１６】
第３の発明にかかる冷却装置によれば、複数の利用側熱交換のそれぞれの形状を略同一にすることで、それぞれでの熱交換効率をより等しくすることができる。複数のドレンパンヒータのそれぞれの形状を略同一にすることで、それぞれでの霜を解かす効率をより等しくすることができる。しかも、形状が略同一であるので、冷却装置の製造が簡略化される。
【００１７】
第４の発明にかかる冷却装置によれば、形状が略同一である複数の利用側熱交換器を、下方から見て左右対称に配置することで、熱交換効率が左右で等しくなる。形状が略同一である複数のドレンパンヒータを、下方から見て左右対称に配置することで、霜を解かす効率が左右で等しくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
１．冷却装置
図１は、本発明の実施の形態にかかる冷却装置１００を概念的に示す図である。冷却装置１００は、冷媒を用いて空気を冷やす装置であって、圧縮機１、利用側熱交換器４１，４２、熱源側熱交換器２、膨張機構３、ドレンパンヒータ５１，５２、ドレンパン９１，９２、及び四方切替弁８を備える。なお、利用側熱交換器４１，４２、膨張機構３、ドレンパンヒータ５１，５２、及びドレンパン９１，９２は、ウォークインタイプの冷蔵庫などの庫の内部に取り付けられる冷却ユニット１０１に収納されている。
【００１９】
圧縮機１は、吸入口１１と吐出口１２とを有し、吸入口１１から吸入された冷媒を圧縮して、吐出口１２から排出する。
【００２０】
利用側熱交換器４１，４２は、凝縮器及び蒸発器のいずれか一方として機能する。熱源側熱交換器２は、凝縮器及び蒸発器のいずれか一方として、利用側熱交換器４１，４２と相補的に機能する。例えば、利用側熱交換器４１，４２が蒸発器として機能する場合には、熱源側熱交換器２は凝縮器として機能する。他方、利用側熱交換器４１，４２が凝縮器として機能する場合には、熱源側熱交換器２は蒸発器として機能する。
【００２１】
利用側熱交換器４１，４２同士は、図１に示されるように互いに接続されている。具体的には、利用側熱交換器４１，４２のそれぞれの一端４１１，４２１は、接続点４ａで互いに接続されている。利用側熱交換器４１，４２のそれぞれの他端４１２，４２２は、接続点４ｂで互いに接続されている。
【００２２】
ドレンパン９１，９２はそれぞれ、利用側熱交換器４１，４２の下方に設置されている。ドレンパン９１，９２のそれぞれには、利用側熱交換４１，４２に付着していた霜が解けて落下する。
【００２３】
膨張機構３は、利用側熱交換器４１，４２と熱源側熱交換器２との間に接続されている。そして、膨張機構３は、利用側熱交換器４１，４２及び熱源側熱交換器２のいずれか一方から他方へと流れる冷媒を膨張する。
【００２４】
四方切替弁８は、端子８１〜８４を有し、端子８１と端子８４とを連通させ、かつ端子８２と端子８３とを連通させる態様（態様ａ）と、端子８１と端子８２とを連通させ、かつ端子８３と端子８４とを連通させる態様（態様ｂ）とを、交互に切り替えることができる。
【００２５】
端子８１〜８４は、次のように接続される。端子８１は、圧縮機１の吸入口１１に接続される。端子８２は、熱源側熱交換器２の一端２１に接続される。端子８３は、圧縮機１の吐出口１２に接続される。端子８４は、接続点４ａに接続される。
【００２６】
四方切替弁８を態様ａに切り替えることで、冷媒は矢印１１１の方向へと流れる。すなわち、圧縮機１、熱源側熱交換器２、膨張機構３、及び利用側熱交換器４１，４２を、この順に冷媒が流れる（冷却運転）。これにより、熱源側熱交換器２は凝縮器として機能し、利用側熱交換器４１，４２は蒸発器として機能する。よって、冷却ユニット１０１が取り付けられている庫の内部を冷却することができる。
【００２７】
他方、四方切替弁８を態様ｂに切り替えることで、冷媒は矢印１１２の方向へと流れる。すなわち、圧縮機１、利用側熱交換器４１，４２、膨張機構３、及び熱源側熱交換器２を、この順に冷媒が流れる（除霜運転）。これにより、利用側熱交換器４１，４２には、圧縮機１で圧縮されて高温かつ高圧になった冷媒が流れる。
【００２８】
よって、利用側熱交換器４１，４２に付着した霜は解けて、それぞれドレンパン９１，９２に落下し、以って利用側熱交換器４１，４２から霜が取り除かれる。なお、ドレンパン９１，９２には、霜が解けてできた水と、解けずに残った霜の塊とが落下する。
【００２９】
ドレンパンヒータ５１，５２はそれぞれ、利用側熱交換器４１，４２に一つずつ対応しており、ドレンパン９１，９２に配設されている。そして、ドレンパンヒータ５１，５２はいずれも、冷媒の熱を利用してドレンパン９１，９２に落下した霜を解かす。
【００３０】
具体的にドレンパンヒータ５１，５２は、ドレンパン９１，９２に配設された配管である。そして、冷却運転時において、凝縮器として機能する熱源側熱交換器２から流れる冷媒を、ドレンパンヒータ５１，５２に流す。これにより、冷媒の熱を利用してドレンパン９１，９２に落下した霜を解かすことができる。なお、ドレンパンヒータ５１，５２に流れる冷媒の温度は、１０℃程度である。
【００３１】
ドレンパンヒータ５１，５２は、図１に示されるように、それぞれの一端５１１，５２１同士が接続点５ａで互いに接続されている。ドレンパンヒータ５１，５２のそれぞれの他端５１２，５２２同士は、接続点５ｂで互いに接続されている。接続点５ａは、膨張機構３を介して接続点４ｂに接続されている。接続点５ｂは、熱源側熱交換器２の他端２２に接続されている。
【００３２】
上述したドレンパンヒータ５１，５２の接続関係は、次のように把握することができる。つまり、ドレンパンヒータ５１，５２はそれぞれ、同じ膨張機構３を介して利用側熱交換器４１，４２に接続されている。
【００３３】
かかる接続関係によれば、膨張機構３を一つ備えるだけで良いので、冷却装置１００の構造の簡略化や、冷却装置１００の小型化が可能である。
【００３４】
２．利用側熱交換器とドレンパンヒータとの関係
ドレンパンヒータ５１，５２のそれぞれの配管ボリュームＶ５１，Ｖ５２は、対応する利用側熱交換器４１，４２の配管ボリュームＶ４１，Ｖ４２に比例する。具体的には、ドレンパンヒータ５１の配管ボリュームＶ５１の、利用側熱交換器４１の配管ボリュームＶ４１に対する比Ｖ５１／Ｖ４１と、ドレンパンヒータ５２の配管ボリュームＶ５２の、利用側熱交換器４２に対する配管ボリュームＶ４２の比Ｖ５２／Ｖ４２とがほぼ等しい。
【００３５】
かかる関係によれば、ドレンパンヒータ５１，５２の配管ボリュームＶ５１，Ｖ５２が、対応する利用側熱交換器４１，４２の配管ボリュームＶ４１，Ｖ４２に比例するので、いずれの利用側熱交換器４１，４２に対しても同じ効率で、利用側熱交換器４１，４２からドレンパン９１，９２に落下した霜を解かすことができる。すなわち、ドレンパン９１，９２に落下した霜を効率良く解かすことができる。よって、冷却装置１００の冷却効率の低下を効率良く防止することができる。
【００３６】
３．変形例
＜変形例１＞
上述した冷却装置１００について、利用側熱交換器４１，４２のそれぞれの配管ボリュームＶ４１，Ｖ４２は略同一であることが好ましい。なぜなら、利用側熱交換器４１，４２のそれぞれの熱交換効率を、ほぼ等しくすることができるからである。
【００３７】
例えば、断面積が同じで、かつ長さの等しい利用側熱交換器４１，４２を用いることで、それぞれの配管ボリュームを同一にすることができる。
【００３８】
熱交換効率を等しくするという観点からは、利用側熱交換器４１，４２の形状を略同一にする方がより好ましい。しかも、形状を略同一にすることで、冷却装置１００の製造を簡略化することができる。
【００３９】
特に好ましくは、図１に示されるように、形状が略同一の利用側熱交換器４１，４２を、冷却ユニット１０１の下方から見て左右対称に配置するのが良い。
【００４０】
＜変形例２＞
上述した冷却装置１００について、ドレンパンヒータ５１，５２のそれぞれの配管ボリュームＶ５１，Ｖ５２は略同一であることが好ましい。なぜなら、ドレンパンヒータ５１，５２のそれぞれでの霜を解かす効率を、ほぼ等しくすることができるからである。
【００４１】
例えば、断面積が同じで、かつ長さの等しいドレンパンヒータ５１，５２を用いることで、それぞれの配管ボリュームを同一にすることができる。
【００４２】
霜を解かす効率を等しくするという観点からは、ドレンパンヒータ５１，５２の形状を略同一にする方がより好ましい。しかも、形状を略同一にすることで、冷却装置１００の製造を簡略化することができる。
【００４３】
特に好ましくは、図１に示されるように、形状が略同一のドレンパンヒータ５１，５２を、冷却ユニット１０１の下方から見て左右対称に配置するのが良い。
【００４４】
＜変形例３＞
冷却装置１００は、接続点４ａ，４ｂで互いに接続された利用側熱交換器４１，４２の対を複数備えていても良い。かかる冷却装置１００は、分液器６を更に備える。なお、図１では、分液器６を備えた冷却装置１が示されている。
【００４５】
具体的に分液器６は、利用側熱交換器４１，４２の複数の対と、膨張機構３との間に配設されている。そして分液器６は、冷却運転時において膨張機構３から流れる冷媒を、利用側熱交換器４１，４２の複数の対に分けて流す。
【００４６】
利用側熱交換器４１，４２の複数の対を備えた冷却装置１００によれば、利用側熱交換器４１，４２の一つ一つの配管の長さが短くても、これらを複数設けることで配管ボリュームの総量を大きくすることができるので、冷却効率を低下させないで済む。そして、配管の長さを短くすることで、利用側熱交換器４１，４２の一つ一つの製造が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる冷却装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  圧縮機
２  熱源側熱交換器
３  膨張機構
４１、４２  利用側熱交換器
５１，５２  ドレンパンヒータ
９１，９２  ドレンパン
Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ５１，Ｖ５２  配管ボリューム
【図１】
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