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公開番号2025138258
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024037246
出願日2024-03-11
発明の名称冷凍装置
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類F25B 21/00 20060101AFI20250917BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】熱交換要素における熱交換パスのレイアウトの自由度を向上させる。
【解決手段】第1熱交換要素(H1)は、第1冷凍ユニット(U1)の第1冷凍部(20A)または第2冷凍部(20B)を通過した熱媒体が流れる第1熱交換パス(61)と、第2冷凍ユニット(U2)の第1冷凍部(20A)または第2冷凍部(20B)を通過した熱媒体が流れる第2熱交換パス(62)とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の冷凍ユニット（U）と、第１熱交換要素（H1）と、第２熱交換要素（H2）とを有するとともに、熱媒体が流れる熱媒体回路（C）を備え、
前記複数の冷凍ユニット（U）の各々は、
外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体作業物質（22）を有するとともに該固体作業物質（22）と熱媒体とをそれぞれ熱交換させる第１冷凍部（20A）および第２冷凍部（20B）と、
前記第１冷凍部（20A）および第２冷凍部（20B）の各固体作業物質（22）に熱量効果を誘発させる変調部（23）とをそれぞれ有し、
前記熱媒体回路（C）は、
前記複数の冷凍ユニット（U）のそれぞれにおいて、前記第１冷凍部（20A）を通過した熱媒体を前記第１熱交換要素（H1）に送ると同時に前記第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体を前記第２熱交換要素（H2）に送る第１動作と、前記第１冷凍部（20A）を通過した熱媒体を前記第２熱交換要素（H2）に送ると同時に前記第２冷凍部（20A）を通過した熱媒体を前記第１熱交換要素（H1）に送る第２動作とを行うように、前記熱媒体回路（C）の流路を切り換える切換機構（50）を有し、
前記複数の冷凍ユニット（U）は、第１冷凍ユニット（U1）と、第２冷凍ユニット（U2）とを含み、
前記第１熱交換要素（H1）は、
前記第１冷凍ユニット（U1）の第１冷凍部（20A）または第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体が流れる第１熱交換パス（61）と、
前記第２冷凍ユニット（U2）の第１冷凍部（20A）または第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体が流れる第２熱交換パス（62）とを有する
冷凍装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１熱交換要素（H1）は、前記第１熱交換パス（61）と前記第２熱交換パス（62）とを有する１つの第１熱交換器（60）を含む
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記第１熱交換要素（H1）は、
前記第１熱交換パス（61）を有する１つの第２熱交換器（60A）と、
前記第２熱交換パス（62）を有する１つの第３熱交換器（60B）とを含む
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第１冷凍ユニット（U1）と、前記第２冷凍ユニット（U2）と、前記第１熱交換要素（H1）とを収容する第１ケーシング（11）をさらに備える
請求項１～３のいずれか１つに記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記第２熱交換要素（H2）は、第４熱交換器（7）を含み、
前記第４熱交換器（7）を収容する第２ケーシング（6）と、
前記第１冷凍ユニット（U1）からの熱媒体と、前記第２冷凍ユニット（U2）からの熱媒体とを合流させる合流部（51）と、
前記合流部（51）の流出部と前記第４熱交換器（7）の流入部とを連通させる第１連絡配管（2）と、
前記熱媒体を前記第１冷凍ユニット（U1）と第２冷凍ユニット（U2）とに分流させる分流部（52）と、
前記第４熱交換器（7）の流出部と前記分流部（52）の流入部とを連通させる第２連絡配管（3）とをさらに備える
請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記第１ケーシング（11）は、室外に配置され、
前記第２ケーシング（6）は、室内に配置される
請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記第１熱交換パス（61）を流れる熱媒体の流量を調節する第１流量調節部（53）と、
前記第２熱交換パス（62）を流れる熱媒体の流量を調節する第２流量調節部（54）と
をさらに備える
請求項１～３のいずれか１つに記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記第１熱交換パス（61）の上流側の熱媒体を、該第１熱交換パス（61）の下流側にバイパスさせる第１バイパス流路（55）と、
前記第１バイパス流路（55）を開閉する第１弁（57）と、
前記第２熱交換パス（62）の上流側の熱媒体を、該第２熱交換パス（62）の下流側にバイパスさせる第２バイパス流路（56）と、
前記第２バイパス流路（56）を開閉する第２弁（58）と
をさらに備える
請求項１～３のいずれか１つに記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記第１熱交換器（60）は、前記熱媒体と空気とを熱交換させる空気熱交換器であり、
前記第１熱交換パス（61）は、第１方向に沿って配列される複数の第１伝熱部（65a）を有し、
前記第２熱交換パス（62）は、前記第１方向に沿って配列される複数の第２伝熱部（66a）を有し、
前記第１熱交換パス（61）では、前記第１方向の一端側から他端側に向かって複数の第１伝熱部（65a）を順に熱媒体が流れ、
前記第２熱交換パス（62）では、前記第１方向の前記他端側から前記一端側に向かって複数の第２伝熱部（66a）を順に熱媒体が流れる
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記第１冷凍部（20A）および前記第２冷凍部（20B）は、前記固体作業物質としての磁気作業物質を有し、
前記第１冷凍部（20A）および前記第２冷凍部（20B）の各変調部（23）は、前記磁気作業物質に磁場変調を付与するように構成される
請求項１～３のいずれか１つに記載の冷凍装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷凍装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
固体作業物質を有する冷凍部を用いて熱媒体を冷却する、または加熱する冷凍装置がある。特許文献１に記載の磁気冷凍装置は、複数の冷凍ユニットと、冷凍ユニットの磁気作業物質で冷却あるいは加熱された熱媒体が流れる熱交換器とを有する。この磁気冷凍装置では、複数の冷凍ユニットの全てを通過した各熱媒体が、合流部である１つの回転バルブ式の切換弁で合流する。合流した熱媒体は、１つの熱交換器を流れ、例えば空気の冷却や加熱に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１５６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のような固体冷凍装置では、合流した熱媒体が送られる１つの熱交換要素に、１つの熱交換パスしかない。このため、１つの熱交換要素では、熱交換パスのレイアウトの自由度が制限されてしまう。その結果、熱交換流路のレイアウトの改善することが難しく、熱交換要素の熱交換効率を向上できない、という問題があった。
【０００５】
本開示の目的は、熱交換要素における熱交換パスのレイアウトの自由度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様は、冷凍装置を対象とする。冷凍装置は、複数の冷凍ユニット（U）と、第１熱交換要素（H1）と、第２熱交換要素（H2）とを有するとともに、熱媒体が流れる熱媒体回路（C）を備える。複数の冷凍ユニット（U）の各々は、外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体作業物質（22）を有するとともに固体作業物質（22）と熱媒体とをそれぞれ熱交換させる第１冷凍部（20A）および第２冷凍部（20B）と、第１冷凍部（20A）および第２冷凍部（20B）の各固体作業物質に熱量効果を誘発させる変調部（23）とをそれぞれ有する。熱媒体回路（C）は、複数の冷凍ユニット（U）のそれぞれにおいて、第１冷凍部（20A）を通過した熱媒体を第１熱交換要素（H1）に送ると同時に第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体を第２熱交換要素（H2）に送る第１動作と、第１冷凍部（20A）を通過した熱媒体を第２熱交換要素（H2）に送ると同時に第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体を第１熱交換要素（H1）に送る第２動作とを行うように熱媒体回路（C）の流路を切り換える切換機構（50）を有する。複数の冷凍ユニット（U）は、第１冷凍ユニット（U1）と、第２冷凍ユニット（U2）とを含む。第１熱交換要素（H1）は、第１冷凍ユニット（U1）の第１冷凍部（20A）または第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体が流れる第１熱交換パス（61）と、第２冷凍ユニット（U2）の第１冷凍部（20A）または第２冷凍部（20B）を通過した熱媒体が流れる第２熱交換パス（62）とを有する。
【０００７】
なお、ここでいう「冷凍ユニット」は、複数の要素からなる単位を意味するものであり、これらの複数の要素は、構造的に分離されていてもよい。
【０００８】
第１の態様では、１つの第１熱交換要素（H1）に、第１冷凍ユニット（U1）に対応する第１熱交換パス（61）と、第２冷凍ユニット（U2）に対応する第２熱交換パス（62）とが形成される。このため、例えば１つの第１熱交換要素に、第１冷凍ユニットと第２冷凍ユニットとの双方に対応する１つの熱交換パスを形成する構成と比較すると、熱交換パス（61,62）の自由度を向上できる。その結果、熱交換パス（61,62）のレイアウトを改善でき、第１熱交換要素（H1）の熱交換効率を向上できる。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様において、第１熱交換要素（H1）は、第１熱交換パス（61）と第２熱交換パス（62）とを有する１つの第１熱交換器（60）を含む。
【００１０】
第２の態様では、第１熱交換要素である１つの第１熱交換器（60）において、第１冷凍ユニット（U1）に対応する第１熱交換パス（61）と、第２冷凍ユニット（U2）に対応する第２熱交換パス（62）とが形成される。これにより、第１熱交換器（60）における熱交換パスのレイアウトの自由度を向上できる。熱交換器の数量を減らすことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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