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冷凍機 レイトウキ

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デジタル大辞泉の解説

れいとう‐き【冷凍機】

冷凍のための機械装置。冷媒を循環させ、それが周囲から気化熱を奪うことを利用するなどして冷却する。

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百科事典マイペディアの解説

冷凍機【れいとうき】

空間や物体を周囲よりも低い温度に冷却するために用いられる装置。低温の物体から奪った熱を,より温度の高い物体に与えることによって行われ,この熱の授受のために用いられる作動流体を冷媒と呼ぶ。
→関連項目COP冷凍

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栄養・生化学辞典の解説

冷凍機

 フリーザー.食品などを凍結するまで低温にするための装置.

出典|朝倉書店
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世界大百科事典 第2版の解説

れいとうき【冷凍機 refrigerating machine】

空間や物体を周囲よりも低い温度に冷却する作用(これを冷凍作用と呼ぶ)を行う装置。天然氷を保存して用いた記録は古くからあるが,機械式冷凍法が登場するのは熱力学の第2法則が確立される19世紀中ごろのことである。1834年J.パーキンスはエチルエーテルを用いる蒸気圧縮式冷凍機を発明したが,74年C.リンデはアンモニアを用いることによって効率のよい冷凍機を実現し,また1859年にはアンモニア吸収冷凍機がF.カレによって開発されている。

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大辞林 第三版の解説

れいとうき【冷凍機】

冷凍を行う機械の総称。

出典|三省堂
(C) Sanseido Co.,Ltd. 編者:松村明 編 発行者:株式会社 三省堂 ※ 書籍版『大辞林第三版』の図表・付録は収録させておりません。 ※ それぞれの用語は執筆時点での最新のもので、常に最新の内容であることを保証するものではありません。

日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

冷凍機
れいとうき
refrigerating machine

物体から熱を奪って周囲の温度以下に冷却し(冷凍)、大気に熱を捨てる装置。冷却到達温度、冷却方法によって、蒸気圧縮式冷凍機、吸収式冷凍機、空気断熱式冷凍機、ジュールトムソン効果式冷凍機、スターリングサイクル冷凍機がある。
 原理的には熱機関の逆向きの運転で、低温物体の熱を仕事を加えて高温熱源に放出するもので、両熱源の温度差に対して低温物体の温度が高いほど効率がよく、この比を理論成績係数といい、冷凍機の効率の限界を示す。実際には小さな温度差で大量の熱を奪うためと、理論サイクルに近づけるために、高温・低温熱源(多くは空気と冷凍するもの)の温度近くで蒸発凝縮をおこす媒体(冷媒という)を用いる。通常用いられる冷媒は高分子化合物(おもにフッ素化合物)、アンモニア、エタン、プロパンなどであり、超低温(零下100℃以下)にするときは空気、窒素、メタン、ヘリウム、水素などの断熱膨張による冷却効果(ジュール‐トムソン効果)を用いる。
 蒸気圧縮式冷凍機は、冷凍する物体から蒸発器で熱をとり冷媒を蒸発させ、蒸発した冷媒を圧縮機で圧縮し、放熱器で熱を捨て液化する。液化した冷媒は膨張弁を通りふたたび蒸発器に入る。零下30℃程度(一段圧縮)から零下100℃程度(多段圧縮)の冷凍温度に用いられる。さらに低温度にするには、蒸発・凝縮の温度範囲の異なる2種類以上の冷媒を組み合わせて多段圧縮・膨張を行わせる多元冷凍サイクルを用い、零下150℃程度まで冷却できる。なお圧縮機は、電気モーターや、冷媒で冷凍する物体からとった熱以外に、外部から熱を加え、蒸気機関を動かして圧縮機を駆動するものもある。
 吸収式冷凍機は、冷媒を溶かした溶液をつくり、外から熱を加えて冷媒のみを蒸発させ、冷却して冷媒の液とし、薄い溶液と分離する。冷媒は蒸発器に送り、冷凍するものから熱を奪い蒸発させる。蒸気は薄い溶液に吸収させ元の濃度の溶液に戻す。溶液はふたたび加熱部に送る。簡単な吸収式冷凍機はガス冷蔵庫で、溶液、冷媒の循環には圧力差を利用している。大型の冷凍機では溶液を加熱部に戻す際などにポンプを用いている。零下100℃程度まで冷凍できる。
 零下150℃以下に冷却するときは、断熱膨張による冷却効果を利用する。空気などを急速に膨張させると温度が低下し、これを数回繰り返せばどんどん温度が低下する。極低温を必要とするときは不純物の少ないヘリウムを用いて繰り返し断熱膨張させることによって零下270℃程度まで冷却できる。この方法では冷却の限界は空気、ヘリウムなどが液化する温度である。
 冷蔵庫、冷凍庫で多く使用されているのは蒸気圧縮式冷凍機、吸収式冷凍機で、これらは冷却のほかに除湿機としても利用される。空気などの断熱膨張を利用するものは一般にはあまり利用されていない。また小さな電子機器の冷却に熱電効果を利用した電子冷凍が用いられることもある。
 また低温の廃熱を利用するなどのために、吸着冷凍が研究され始めている。吸着冷凍は低温で冷媒を蒸発させるために蒸発器で蒸発した冷媒を吸着剤で吸着して圧力を下げ、低温での蒸発を促進するもので、吸着した冷媒は吸着材を低温廃熱で加熱して分離させ、凝縮器で冷却・凝縮して液に戻し蒸発器に送る。吸着剤を二つ用意すれば、冷却・加熱を交互に切り換えて連続的に冷媒の蒸発・凝縮ができる。[吉田正武]

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