CN1253269A - 电冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种电冰箱,控制装置(13)在压缩机电机(18)起动后,在切换致冷剂流路的电磁阀(5)的内部致冷剂以液体的状态流动后,切换电磁阀(5)。因此,在电磁阀(5)内用液体状的致冷剂作为缓冲材料,能减小切换声。在压缩机电机(18)旋转驱动并且风扇电机(22)或者(23)成为稳定旋转数后,控制装置(13)切换电磁阀(5)。因此,利用压缩机的运转声和蒸发器用的风扇的运转声、即暗噪声,能得到掩盖切换声的消音效果。
Description
本发明涉及包括对致冷剂流路进行切换、以便有选择地使致冷剂在多个致冷剂流路中流动的切换阀的电冰箱。
因一般地大多将电冰箱设置在室内、特别在居住空间内，所以对其静音化(消音化)的要求高，近年来，利用例如采用变换器和基于改进冷冻循环的压缩机的低旋转次数驱动化，能谋得降低电冰箱运转中的噪声。其中，在包括切换致冷剂流路的切换阀的电冰箱中，以往有能听到该切换阀的切换声为刺耳的声音或者异常的声音的问题。
因此，本申请的发明者在日本特开平10-119060号公报中公开了用电磁阀构成的切换阀的静音化技术。这种电磁阀、例如电磁3通阀，是在阀主体上设置吸引子和通过激励手段的线圈弹簧配置的阀体，同时包括对抗该线圈弹簧的激励力、发生使阀体移动的电磁力(下面称为磁力)的螺线管(solenoid)，和用于保持阀体与吸引子对接状态的永磁铁构成的。并且，在将电压施加在螺线管上时，伴随着作用在阀体上的激励力的该阀体的移动的激励力的变化率比伴随着作用在吸引子与阀体间的磁力的该阀体的移动的变化率更大地构成这种电磁3通阀。
如果采用具有前述结构的电磁3通阀作为冷藏室的冷冻周期的致冷剂流路的切换阀，并在该螺线管上施加具有阀体慢慢地对抗线圈弹簧的激励力而移动的较长的上升时间(例如5秒)的电压，则能将吸引子和阀体的的冲突声抑制成很小，并能谋得切换声的静音化。
但是，即使在采用前述电磁3通阀的场合，因切换声虽然小但依然存在，所以希望切换声的进一步的静音化。此外，在具有前述结构的小型的电磁3通阀中，难以组装入持有仅对抗阀体和吸引子的距离近时的磁力(吸引力)的充分大的弹簧常数的线圈弹簧，此外，即使组装入这种弹簧常数的线圈弹簧，也存在没有包括对抗这种弹力并且仅保持(自己保持)阀体的磁力的永磁铁的问题，或者有所谓价永磁铁格高的问题。因此，在使用小型切换阀的电冰箱中，即使采用前述的电磁3通阀，也会产生因弹簧常数小而不能得到充分的静音效果的不适合的情况。
本发明鉴于前述的情况，其目的在于提供对于切换致冷剂流路的切换阀的切换声，谋得进一步静音化(消音化)的电冰箱。
为达到前述目的，本发明第1发明的电冰箱，包括对致冷剂流路进行切换、以便有选择地使从压缩机压出后经冷凝器液化的致冷剂在多个致冷剂流路中流动的切换阀，和控制这种切换阀的切换动作的控制手段，其特征在于，
用包括通过激励手段设置在阀主体内的阀体，和对抗所述激励手段的激励力、发生使所述阀体移动的磁力的螺线管的电磁阀，构成所述切换阀，
同时，在所述切换阀的阀主体内存在液体状的致冷剂时，进行所述切换阀的切换动作，构成所述控制手段。
采用这种结构，则在切换阀的阀体上对应于该阀体的位置由激励手段供给激励力，此外，借助于在螺线管上施加电压，在对抗前述激励力的方向上供给基于该电压和阀***置的电磁力(即磁力)。也就是说，根据对螺线管的施加电压，控制阀主体内的阀体的移动。利用这种控制，进行阀主体内的致冷剂流路的放开和截断，因此，能进行电冰箱的致冷剂流路的切换。
这种场合，因控制手段在切换阀的阀主体内存在液体状的致冷剂时进行切换阀的切换动作，所以对于阀体的移动、液体状的致冷剂能用作缓冲材料。其结果，达到将由于阀体与设置在阀主体内的吸引子冲撞所发生的切换声控制成很小的静音效果。
本发明第2发明的电冰箱，包括对致冷剂流路进行切换、以便有选择地使从压缩机压出后经冷凝器液化的致冷剂在多个致冷剂流路中流动的切换阀，控制这种切换阀的切换动作的控制手段，以及用于将由设置在所述致冷剂流路中的蒸发器生成的冷气送到电冰箱内的风扇，其特征在于，
用包括通过激励手段设置在阀主体内的阀体，和对抗所述激励手段的激励力、发生使所述阀体移动的磁力的螺线管的电磁阀，构成所述切换阀，
同时，在运转所述压缩机时或者运转所述风扇时，进行所述切换阀的切换动作，构成所述控制手段。
采用这种结构，则因控制手段在运转压缩机时或者运转风扇时进行切换阀的切换动作，所以利用压缩机的运转声或者风扇的运转声(例如摩擦风声)、即暗噪声，能掩盖切换声，能达到对于使用者难以意识作为刺耳的声音的消音效果。
在前述结构中，在运转压缩机时或者运转风扇时，仅在切换阀的阀主体内存在液体状的致冷剂的场合进行所述切换阀的切换动作，构成控制手段，则更佳(本发明的第3发明)。
采用这种结构，因合并得到前述液体状的致冷剂的阀体的缓冲作用和由压缩机运转声或风扇转转声掩盖作用，所以能进一步抑制切换阀的切换声。
此外，在这种场合，在运转风扇时进行切换阀的切换动作的场合，在风扇的运转状态稳定后进行切换动作，构成控制手段，则更佳(本发明的第4发明)。
采用这种结构，因在风扇的运转状态稳定后、即风扇的运转声(例如风切声)变大后进行切换阀的切换动作，所以切换声的掩盖作用增大，能进一步加大对于该切换声的消音效果。
此外，在前述结构中，蒸发器包括冷却冷藏室的冷藏室用蒸发器，和冷却冷冻室的冷冻室用蒸发器，
风扇包括将由所述冷藏室用蒸发器生成的冷气送到所述冷藏室中的冷藏室用风扇，和将由所述冷冻室用蒸发器生成的冷气送到所述冷冻室中的冷冻室用风扇，
设置切换阀，以便切换至少使致冷剂在所述冷藏室用蒸发器中流动的致冷剂流路和使致冷剂仅在所述冷冻室用蒸发器中流动的致冷剂流路(本发明的第5发明)。
采用这种结构，至少为了在冷藏室用蒸发器中致冷剂流动，在利用切换阀切换致冷剂流路时，至少运转冷藏室用风扇，将由冷藏室用蒸发器生成的冷气送到冷藏室中，为了在冷冻室用蒸发器中致冷剂流动，在利用切换阀切换致冷剂流路时，至少运转冷冻室风扇，将由冷冻室用蒸发器生成的冷气送到冷冻室中。由此，进行冷藏室和冷冻室的冷却。
此外，在前述结构的电冰箱中，借助于用电磁3通阀构成切换阀，用切换阀能切换致冷剂至少流过冷藏室用蒸发器的致冷剂流路和致冷剂流路冻室用蒸发器的致冷剂流路(本发明的第6发明)。
图1是利用功能块的组合来表示本发明一实施形态的电冰箱的电气结构图。
图2是电冰箱的冷冻循环的结构图。
图3是沿着图4中的X-X线的电磁阀的纵向剖视图。
图4是电磁阀的主视图。
图5是表示阀体的位置与弹力以及磁力的关系的特性图。
图6(a)(b)是施加在螺线管上的电压的波形图。
图7是用于说明电磁阀的切换时间的时序图。
下面，参照附图对实施本发明的一实施形态进行说明。
首先，参照图2对电冰箱的致冷剂的冷冻循环的结构进行说明。冷冻循环1通过压缩机(compresser)2、冷凝器(condenser)3、干燥器(dryer)4、作为切换阀的电磁3通阀(下面称为电磁阀)5、与该电磁阀的第1出口导管连接的第1毛细管(capillary tube)6、冷藏室用蒸发器(下面称为R蒸发器)7、冷冻室用蒸发器(下面称为F蒸发器)8、蓄能器9顺序地流过作为致冷剂流路的致冷剂流动导管10，连接形成闭回路。在这种冷冻循环1中，通过与前述电磁阀5的第2出口导管连接的致冷剂流动导管11，与前述毛细管6和R蒸发器7并联地连接第2毛细管12。
采用这种冷冻循环1，则在将电磁阀5内的致冷剂流出通路切换到第1出口侧时，通过冷凝器3等，将由压缩机2压出的气体状的致冷剂液化后，顺序地流过设置在致冷剂流动导管10中的第1毛细管6、R冷藏7、F冷冻8等，返回到压缩机2中(冷藏室冷却模式)。另一方面，在将电磁阀5内的致冷剂流出通路切换到第2出口侧时，由冷凝器3液化的致冷剂通过设置在致冷剂流动导管11中的第2毛细管12和设置在致冷剂流动导管10中的F冷冻8等，返回到压缩机2中(冷冻室冷却模式)。因此，在将冷冻周期1设定成冷藏室冷却模式时，主要地进行冷藏室的冷却，在将冷冻周期1设定成冷冻室冷却模式时，进行冷冻室的冷却。
图1是利用功能块的组合来表示包括前述冷冻周期1的电冰箱的电气结构图。在图1中，作为控制手段的控制装置13主要由例如微型计算机构成，并与检测冷藏室温度的R温度传感器14和检测冷冻室温度的F温度传感器15、以及检测冷藏室7的温度的冷藏室用温度传感器16和检测冷冻室8的温度的冷冻室用温度传感器17连接。
在前述控制装置13中，连接用于驱动压缩机2用的压缩机电机18的变换器19。同时连接用于驱动R蒸发器7用的风扇电机20的变换器21和用于驱动F蒸发器8用的风扇电机22的变换器23。此外，在控制装置13中连接用于驱动电磁阀5的驱动电路24。
控制装置13对于冷藏室的温度设定冷藏室上限设定温度(例如5℃)和冷藏室下限设定温度(例如2℃)，对于冷冻室的温度设定冷冻室上限设定温度(例如-18℃)和冷冻室下限设定温度(例如-21℃)。然后，控制装置13根据来自前述各设定温度和各温度传感器14～17的输入信号，按照预先存储的控制程序，控制前述压缩机电机18和风扇电机20、22的运转以及电磁阀5的切换动作，使冷藏室和冷冻室的各自的温度分别在前述上下设定温度范围内。
此外，在基于本实施形态的电磁阀5中，利用前述说明的与本申请发明人的开发相关的静音化技术。下面，用表示其纵剖视图的图3和表示主视图的图4对于这种电磁阀5简单地进行说明。
在图3中，在圆柱状的阀主体25的轴方向两端上，压入第1和第2吸引子，由此在阀主体25的内部形成阀室28。在第1吸引子26的外周部上安装与前述驱动电路24连接的螺线管29。
在阀主体25的外周面上设置与阀室28连通的入口管30，并在该入口管30的上方和下方设置第1出口管31和第2出口管32。这种第1出口管31通过在轴向形成的通路26a将阀室28的上部连通到第1吸引子26内，第2出口管32通过在轴向形成的通路27a将阀室28的下部连通到第2吸引子27内。此外，分别将阀座33和34固定在第1和第2吸引子26和27的端部上。此外，在图2所示的冷冻周期中，将入口管30连接到与干燥器4连通的致冷剂流动管10上，将第1和第2出口管31、32分别连接到与第1毛细管6连通的致冷剂流动管10、与第2毛细管12连通的致冷剂流动管11上。
另一方面，在阀室28内配置能在轴向上移动的阀体35。在这种阀体35和第1与第2吸引子26和27间分别设置座位激励手段的线圈弹簧36和37，利用这些线圈弹簧36和37的弹力(激励力)，在阀体35的上方和下方进行大致相等地激励。
在阀体35的轴向两端部上设置孔38和39。在这些孔38和39中设置作为激励手段的孔用线圈弹簧40，利用这些线圈弹簧40的弹力，当阀体35与第1和第2吸引子26和27对接时，孔38、39与阀座33、34对接，并且气密地密封通路26a、27a。
此外，如图4所示，在阀主体25和螺线管29的周围设置大致矩形形状的罩41。在这种罩41中固定配置成夹住阀主体25的2个永磁铁42。这些永磁铁42在阀体35与第1或者第2吸引子26或者27对接时，能对抗线圈弹簧36或者37的弹力，用于保持这种对接状态(自保持)。
下面，对本实施形态的作用进行说明。
首先，参照图5和图6对电磁阀5内的阀体35的动作简单地进行说明。图5是表示电磁阀5的阀体35的位置与弹力的关系的特性图。图中示出了在阀体35被第1吸引子26吸引的场合的特性，作为横轴的阀体的位置示出了从第1吸引子26到阀体35的距离。
弹力是线圈弹簧36和37以及孔用线圈弹簧40的合成弹力，用直线A表示。磁力(电磁力)是利用对永磁铁42和螺线管29的通电，作用在被磁化的第1吸引子26和阀体35间的合成磁力，用曲线B1～B7表示。这些曲线B1～B7分别表示螺线管29的施加电压的大小为0、2、4、6、8、10、12[V]时的合成磁力。
由图5可见，因采用表示弹力的直线A的倾斜比表示磁力的曲线B1～B7的倾斜大的线圈弹簧36、37，所以根据对螺线管29施加的电压的大小，弹力和磁力相配的位置对应于倾斜B1～B7分别成为图中C1～C7所示的位置。因此，例如图6(a)所示的施加电压，借助于慢慢地增加螺线管29的施加电压，使作用在阀体35上的弹力和磁力稍稍增加(例如上升时间为5秒)，能将阀体35与第1吸引子26冲突时发生的切换声抑制成很小。在阀体35与第1吸引子26对接后，利用永磁铁42的作用，阀体35在其对接的状态下自保持，并在电磁阀5内形成从入口管30经过阀室28、流路27a到第2出口管32的致冷剂流路。此外，在螺线管29上施加例如图6(a)所示的负电压时，阀体35在与第2吸引子27对接的状态下自保持，并在电磁阀5内形成从入口管30经过阀室28、流路26a到第1出口管31的致冷剂流路。
下面，参照图7所示的电冰箱的运转状态的时序图，对用于谋得电磁阀5的进一步的静音化(消音化)的该电磁阀5的驱动时间进行说明。在图7中，在从时刻t1到时刻t2为止的期间是将电磁阀5切换到第2出口侧的状态，压缩机电机18和风扇电机20、22停止运转(停止模式)。这时，由R温度传感器14检测出的温度在冷藏室上限设定温度以下，由F温度传感器15检测出的温度在冷冻室上限设定温度以下。这种场合，因从电冰箱完全不会发生运转声，所以如果进行电磁阀5的切换，则这种切换声对于使用者来说能听作为刺耳声或者能听作为异常声。因此，在该模式的期间不能进行电磁阀5的切换。
冷藏室的温度慢慢地上升，如果在时刻t2冷藏室的温度超过冷藏室上限设定温度，则控制装置13从停止模式切换成冷藏室冷却模式。并且，控制装置13通过变换器19开始驱动压缩机电机18的旋转驱动，并进一步通过变换器21开始驱动R蒸发器7用的风扇电机20的旋转驱动。
这种场合，压缩机电机18的旋转数上升到某种程度，到确立基于压缩机2和冷凝器3的致冷剂的充分的压缩和冷凝过程为止之间(时间Ta：例如10秒～30秒)，通过冷凝器3等流入到电磁阀5中的致冷剂为气体状态或者气体和液体的混合状态。R蒸发器7用的风扇电机20基于变换器21，旋转数慢慢地上升，并从其驱动开始经过时间Tb(例如4秒～6秒)后，成为稳定的旋转数。
因此，控制装置13在从时刻t2到经过前述时刻Ta或者Tb中任一个长的时间后的时刻t3中，通过驱动电路将例如图6(b)所示的电压施加到电磁阀5的螺线管29上，将来自电磁阀5的致冷剂流出通路从第2出口侧切换到第1出口侧。如果用这样的切换时序切换电磁阀5，则在以下的2点中能抑制该切换声。
第1，因在电磁阀5的内部致冷剂以液体状态流动后，进行电磁阀5的切换，所以对于阀体35的移动，液体状的致冷剂用作为缓冲材料。也就是说，如果与第1吸引子26对接状态的阀体35向着第2吸引子移动，则阀室28内的液体致冷剂通过通路27a向第2出口管32内压出。这时，因在阀体35中由于这种压出的致冷剂用作为对抗其移动的力，所以阀体35与第2吸引子27冲撞时的速度降低。由于这种作用，能得到将阀体35的切换声抑制成很小的静音效果。根据本申请发明者的实验，在电磁阀5的内部致冷剂以液体状态流动时进行电磁阀5的切换，与在电磁阀5的内部致冷剂以气体状态流动时进行切换的场合相比，在从电磁阀5离开10cm的地方，切换声最大能被抑制9dB(A)。
第2，因在压缩机电机18旋转驱动并且R蒸发器用风扇电机20成为稳定旋转数后，进行电磁阀5的切换，所以由于压缩机2的运转声和R蒸发器用风扇(未图示)的运转声(例如摩擦风声)、即暗噪声，能掩盖切换声，对于使用者作为刺耳的声音能达到难于意识的消音效果。
然后，在冷却冷藏室时刻t4，如果冷藏室的温度在冷藏室下限设定温度以下，则控制装置13以冷冻室的温度比冷冻室下限设定温度高作为条件，从冷藏室冷却模式切换成冷冻室冷却模式。并且，控制装置13停止R蒸发器7用的风扇电机20，同时通过变换器23，开始冷冻室用的风扇电机22的旋转驱动。
即使在这种场合，控制装置13在风扇电机22成为稳定旋转数后的时刻t5，通过驱动电路24将例如图6(a)所示的电压施加到电磁阀5的螺线管29上，来自电磁阀5的致冷剂流出通路从第1出口侧切换到第2出口侧。如果用这种切换时间切换电磁阀5，则如前所述，由于压缩机2的运转声和冷冻室用风扇(未图示)的运转声(例如风切声)掩盖切换声，所以能达到消音的效果。这时，对于基于对螺线管29的通电的阀体35的移动，液体状的致冷剂用作为缓冲材料，能得到将切换声抑制成很小的静音效果。在其后的时刻t6，控制装置13在从冷冻室冷却模式切换成冷藏室冷却模式时，控制装置13也用同样的切换时间，控制电磁阀5的切换。
如前所述，采用本实施形态，则因控制装置13在电磁阀5的内部致冷剂以液体状态流动后，切换电磁阀5，所以对于阀体35的移动，液体状的致冷剂用作为缓冲材料，能得到将切换声抑制成很小的静音效果。此外，因控制装置13在压缩机电机18旋转驱动并且风扇电机20或者22成为稳定旋转数后切换电磁阀5，所以由于压缩机2的运转声和蒸发器用风扇的运转声、即暗噪声，能掩盖该切换声，达到消音效果。此外，在本实施形态中，因使用基于本申请发明人先前开发的静音化技术的电磁阀5，所以与使用其它的电磁阀的电冰箱相比，能进一步将电磁阀5的切换声抑制成很小。
此外，本发明不限于前述图示的实施形态，也可以是例如以下的结构。
也就是说，控制装置13在电磁阀5的内部致冷剂以液体的状态流动后，也可以(与风扇的运转状态无关)以任意的时间切换电磁阀5。此外，控制装置13在压缩机电机18旋转驱动并且风扇电机20、22成为稳定旋转数后，也可以(与电磁阀5内的致冷剂的状态无关)以任意的时间切换电磁阀5。此外，控制装置13也可以在压缩机电机18旋转驱动后或者风扇电机20、22成为稳定旋转数后的任何一种场合切换电磁阀5。
如果冷冻周期1包括用于切换致冷剂流路的切换阀，则不限于前述，如果以包括在阀主体25内通过激励手段设置的阀体35和对抗其激励手段的激励力、发生使阀体35移动的磁力的螺线管29的电磁阀，构成切换阀，则不限于前述的电磁3通阀，即使是其它结构的电磁3通阀或者电磁2通阀也能同样地适用。
由前述的说明可见，本发明第1发明的电冰箱，因在切换致冷剂流路的切换阀(电磁阀)的阀主体内存在液体状的致冷剂时进行该切换阀的切换动作，所以对于阀体的移动，液体状的致冷剂用作为缓冲材料，能得到将阀体的切换声抑制成很小的静音效果。
本发明第2发明的电冰箱，因在压缩机运转时或者风扇运转时进行切换阀的切换动作，所以利用压缩机的运转声或者风扇的运转声，能掩盖切换阀的切换声，达到消音效果。
Claims (6)
1.一种电冰箱，包括对致冷剂流路进行切换、以便有选择地使从压缩机压出后经冷凝器液化的致冷剂在多个致冷剂流路中流动的切换阀，和控制这种切换阀的切换动作的控制手段，其特征在于，
用包括通过激励手段设置在阀主体内的阀体，和对抗所述激励手段的激励力、发生使所述阀体移动的磁力的螺线管的电磁阀，构成所述切换阀，
同时，在所述切换阀的阀主体内存在液体状的致冷剂时，进行所述切换阀的切换动作，构成所述控制手段。
2.一种电冰箱，包括对致冷剂流路进行切换、以便有选择地使从压缩机压出后经冷凝器液化的致冷剂在多个致冷剂流路中流动的切换阀，和控制这种切换阀的切换动作的控制手段，以及用于将由设置在所述致冷剂流路中的蒸发器生成的冷气送到电冰箱内的风扇，其特征在于，
用包括通过激励手段设置在阀主体内的阀体，和对抗所述激励手段的激励力、发生使所述阀体移动的磁力的螺线管的电磁阀，构成所述切换阀，
同时，在运转所述压缩机时或者运转所述风扇时，进行所述切换阀的切换动作，构成所述控制手段。
3.如权利要求2所述的电冰箱，其特征在于，
在运转压缩机时或者运转风扇时，仅在切换阀的阀主体内存在液体状的致冷剂的场合进行所述切换阀的切换动作，构成控制手段。
4.如权利要求2或3所述的电冰箱，其特征在于，
在运转风扇时进行切换阀的切换动作的场合，在所述风扇的运转状态稳定后进行切换动作，构成控制手段。
5.如权利要求2至4任一项所述的电冰箱，其特征在于，
蒸发器包括冷却冷藏室的冷藏室用蒸发器，和冷却冷冻室的冷冻室用蒸发器，
风扇包括将由所述冷藏室用蒸发器生成的冷气送到所述冷藏室中的冷藏室用风扇，和将由所述冷冻室用蒸发器生成的冷气送到所述冷冻室中的冷冻室用风扇，
设置切换阀，以便切换至少使致冷剂在所述冷藏室用蒸发器中流动的致冷剂流路和使致冷剂仅在所述冷冻室用蒸发器中流动的致冷剂流路。
6.如权利要求5所述的电冰箱，其特征在于，
切换阀是电磁3通阀。
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