JP2004085105A - 冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷蔵庫は、一段目の流入口(16d)からの冷媒を圧縮して一段目の吐出口(16a)から吐出する一次圧縮機構および、二段目の流入口(16b)からの冷媒を圧縮して二段目の吐出口(16c)から吐出する二次圧縮機構を具備するコンプレッサ(16)と、一段目の吐出口から、一次空冷熱交換部(17a)を経て、二段目の流入口に戻る一段目の冷凍サイクルと、二段目の吐出口から、二次空冷熱交換部(17b)、減圧装置(22,23)および冷却器(24)を経て、一段目の流入口に戻る二段目の冷凍サイクルと、断熱箱体(1)の間口の露付を防止する露付防止パイプ(19)とを備えている。そして、ドレン蒸発パイプ(26)が、前記一段目の吐出口の下流に設けられている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、庫内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫は、庫内が冷凍サイクルの冷却器で冷却されており、この庫内に貯蔵物を貯蔵している。冷凍サイクルの冷媒は、一般的にはフロン系冷媒が用いられ、凝縮器で液化している。したがって、この凝縮器において、冷媒は略一定の温度(すなわち、凝縮温度)となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、フロン系冷媒の使用を削減する方向であり、冷蔵庫においても、フロン系冷媒以外の冷媒(たとえば、二酸化炭素など)の使用が考慮されている。この様な冷媒を使用すると、冷凍サイクルの高圧側において、冷媒が超臨界域で状態変化し液化しないことがあり、減圧装置における冷媒の膨張を大きくするために、コンプレッサの圧縮比を高くしている。この様に、圧縮比を高くすると、圧縮された冷媒の温度は大きく上昇する。そして、この冷媒の熱は、外部に廃棄されており、殆ど有効利用されていない。
【0004】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、冷凍サイクルの高圧側において超臨界域で状態変化し液化しない状態の冷媒を使用するのに最適な冷蔵庫を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本出願の請求項1記載の冷蔵庫は、外郭が断熱箱体(1)で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、一段目の流入口(16d)からの冷媒を圧縮して一段目の吐出口(16a)から吐出する一次圧縮機構および、二段目の流入口(16b)からの冷媒を圧縮して二段目の吐出口(16c)から吐出する二次圧縮機構を具備するコンプレッサ(16)と、このコンプレッサの一段目の吐出口から、コンプレッサの一次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が空冷される一次空冷熱交換部(17a)を経て、コンプレッサの二段目の流入口に戻る一段目の冷凍サイクルと、前記コンプレッサの二段目の吐出口から、二次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら空冷される二次空冷熱交換部(17b)、減圧装置(22,23)および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器(24)を経て、コンプレッサの一段目の流入口に戻る二段目の冷凍サイクルと、前記冷却器に付着した霜を融解させる除霜手段(29)と、この除霜手段により融解したドレン水が流入するドレン容器(32)と、冷凍サイクルの冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させるドレン蒸発パイプ(26)とを備え、前記ドレン蒸発パイプが、前記一段目の冷凍サイクルのコンプレッサの一段目の吐出口から一次空冷熱交換部への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする。
【0006】
請求項2記載の冷蔵庫は、請求項1記載の冷蔵庫において、前記断熱箱体の間口の露付を防止する露付防止パイプ(19)が、冷凍サイクルの二次空冷熱交換部から減圧装置への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする。
【0007】
請求項3記載の冷蔵庫は、請求項1または2記載の冷蔵庫において、ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段(36)、前記ドレン蒸発パイプから一次空冷熱交換部への冷媒回路中に設けられ、冷媒の流れを切り換えて一次空冷熱交換部をバイパスするバイパス切換弁(27)、および、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換える制御手段(41)を備えていることを特徴とする。
【0008】
請求項4記載の冷蔵庫は、請求項1または2記載の冷蔵庫において、一次空冷熱交換部の冷媒を空冷する一次空冷熱交換部用送風機(51)、二次空冷熱交換部の冷媒を空冷する二次空冷熱交換部用送風機(52)、ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段、および、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、一次空冷熱交換部用送風機を停止させる制御手段を備えていることを特徴とする。
【0009】
請求項5記載の冷蔵庫は、外郭が断熱箱体で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、冷媒を圧縮するコンプレッサ、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら送風機で空冷される空冷熱交換器(17)、減圧装置および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器を順次冷媒配管(21)で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルと、前記冷却器に付着した霜を融解させる除霜手段と、この除霜手段により融解したドレン水が流入するドレン容器と、冷凍サイクルの冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させるドレン蒸発パイプとを備え、前記ドレン蒸発パイプは、コンプレッサの下流側の冷媒回路に配置され、コンプレッサからの高温・高圧の冷媒が流れることを特徴とする。
【0010】
請求項6記載の冷蔵庫は、請求項5記載の冷蔵庫において、断熱箱体の間口の露付を防止する露付防止パイプが、冷凍サイクルの空冷熱交換器から減圧装置への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする。
【0011】
請求項7記載の冷蔵庫は、請求項5または6記載の冷蔵庫において、ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段、前記ドレン蒸発パイプから空冷熱交換器への冷媒回路中に設けられ、冷媒の流れを切り換えて空冷熱交換器をバイパスするバイパス切換弁(47)、および、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換える制御手段を備えていることを特徴とする。
【0012】
請求項8記載の冷蔵庫は、外郭が断熱箱体で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、一段目の流入口からの冷媒を圧縮して一段目の吐出口から吐出する一次圧縮機構および、二段目の流入口からの冷媒を圧縮して二段目の吐出口から吐出する二次圧縮機構を具備するコンプレッサと、このコンプレッサの一段目の吐出口から、コンプレッサの一次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が空冷される一次空冷熱交換部を経て、コンプレッサの二段目の流入口に戻る一段目の冷凍サイクルと、前記コンプレッサの二段目の吐出口から、二次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら空冷される二次空冷熱交換部、減圧装置および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器を経て、コンプレッサの一段目の流入口に戻る二段目の冷凍サイクルと、前記冷却器に付着した霜を融解させる除霜手段と、この除霜手段により融解したドレン水が流入するドレン容器と、二段目の冷凍サイクルのコンプレッサの二段目の吐出口から二次空冷熱交換部への冷媒回路中に設けられ、冷凍サイクルの冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させるドレン蒸発パイプと、一次空冷熱交換部の冷媒を空冷する一次空冷熱交換部用送風機と、二次空冷熱交換部の冷媒を空冷する二次空冷熱交換部用送風機と、ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段と、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、二次空冷熱交換部用送風機を停止させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における冷蔵庫の実施の第1の形態を図1ないし図6を用いて説明する。図1は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第1の形態の冷媒回路の説明図である。図2は図1の冷蔵庫の冷媒回路の具体例の図である。図3は図2における露付防止パイプの図である。図4は制御装置の入出力図である。図5は切換弁をバイパス側に切り換えた状態における実施の第1の形態の冷媒回路の説明図である。図6は切換弁の作動のフローチャートである。
【0014】
家庭用冷蔵庫は、その外郭が断熱箱体1(図3参照)で構成されている。この断熱箱体1の内部空間すなわち庫内は、設定温度の異なる複数の部屋(この実施の形態では4室)に仕切られており、上側から冷蔵室6、野菜室7、冷凍室8および冷凍室9となっている。各冷却室6〜9の前面は開口し、この前面開口は断熱扉(図示せず)で開閉自在に閉じられている。また、冷凍室9の奥側は、機械室11となっている。
【0015】
機械室11には、庫内を冷却するための機器、すなわち、二段圧縮式のコンプレッサ16、空冷熱交換器17、空冷熱交換器用送風機18などが設けられている。コンプレッサ16および空冷熱交換器17などは、冷媒配管21で接続されて冷凍サイクルを構成し、冷凍サイクルの冷媒としては、CO2 (二酸化炭素)が用いられる。この冷凍サイクルは、図1に図示するように、コンプレッサ16の一段目の吐出口16aから、順次、ドレン蒸発パイプ26、空冷熱交換器17の一次空冷熱交換部17aを通ってコンプレッサ16の二段目の流入口16bに戻る一段目のサイクルと、コンプレッサ16の二段目の吐出口16cから、順次、空冷熱交換器17の二次空冷熱交換部17b、断熱箱体1の間口(前端面)に沿って配管されている露付防止パイプ19、内部熱交換器20の高圧側配管20a、キャピラリーチューブ22、電動膨張弁23、冷却器24、および、内部熱交換器20の低圧側配管20bから再びコンプレッサ16の一段目の流入口16dに戻る二段目のサイクルとを有している。
【0016】
キャピラリーチューブ22および電動膨張弁23が減圧装置を構成している。また、内部熱交換器20において、高圧側配管20aと低圧側配管20bとは密着しており、高圧側配管20aの比較的高温の冷媒と、低圧側配管20bの低温の冷媒とが熱交換をする。そして、コンプレッサ16は、一段目の圧縮機構が、一段目の流入口16dから流入した冷媒を圧縮して吐出口16aから吐出し、また、二段目の圧縮機構が、二段目の流入口16bから流入した冷媒を圧縮して吐出口16cから吐出する。さらに、一段目のサイクルにおけるドレン蒸発パイプ26と一次空冷熱交換部17aとの間の冷媒回路中に、バイパス切換弁として三方切換弁27が設けられ、この三方切換弁27により、ドレン蒸発パイプ26からの冷媒を一次空冷熱交換部17aに流す空冷熱交換側(図1に図示した状態)と、ドレン蒸発パイプ26からの冷媒を一次空冷熱交換部17aをバイパスしてコンプレッサ16の二段目の流入口16bに戻すバイパス側(図5に図示した状態)とに切り換えることができる。
【0017】
そして、冷却器24は低温となり、周囲の空気の温度を低下させる。この冷却器24の周囲の冷気は、庫内ファン28が庫内に送風して循環させ、庫内を冷却する。この様にして、冷却器24で庫内を冷却することができる。冷却器24には霜が付着するため、除霜手段としての除霜ヒータ29により、適宜時間間隔で霜を融解して除霜を行っている。冷却器24からの除霜水であるドレン水は、露受皿31で受けられ、この露受皿31から落下してドレン容器32に溜められる。このドレン容器32には、前述のドレン蒸発パイプ26が配管されており、ドレン容器32のドレン水は、ドレン蒸発パイプ26の高温の冷媒により加熱されて蒸発する。
【0018】
また、コンプレッサ16の吐出口16cから電動膨張弁23までが冷凍サイクルの高圧側で、電動膨張弁23からコンプレッサ16の流入口16dまでが冷凍サイクルの低圧側となっている。そして、検出手段として、ドレン容器32の水の有無を検知する水検知手段として水検知センサ36や、庫内温度(この実施の形態では冷却室である冷凍室8の温度)を検出する冷却室温度検出手段としての庫内温度センサ37が設けられている。
【0019】
また、図4に図示するように、冷蔵庫には、制御装置41が設けられており、この制御装置41はマイコンなどで構成されている。そして、制御装置41には、種々の電気部品が接続されているが、特に三方切換弁27などの制御のための電気部品として、入力側に、水検知センサ36および庫内温度センサ37などが接続され、一方、出力側に、空冷熱交換器用送風機18、電動膨張弁23、庫内ファン28、コンプレッサ16、三方切換弁27および除霜ヒータ29などが接続されている。なお、制御装置41の記憶部(ROMやRAMなど)には種々の設定値が記憶されるとともに、図示しないタイマを内蔵している。また、制御装置41は、三方切換弁27の制御以外に種々の制御(たとえば、庫内の温度制御や除霜ヒータ29の制御など)を行っている。
【0020】
この様に構成されている実施の第1の形態の冷蔵庫は、三方切換弁27が空冷熱交換側に切り換わっている状態で、コンプレッサ16が稼働すると、ガス状の冷媒(CO2 )はコンプレッサ16の一段目で圧縮され、高温・高圧のガス状冷媒となり、ドレン蒸発パイプ26を通り、空冷熱交換器17の一次空冷熱交換部17aにおいて、空冷熱交換器用送風機18からの空気(冷蔵庫の設置されている部屋の空気)で空冷されて温度が低下し、コンプレッサ16に戻る。
【0021】
そして、冷媒はコンプレッサ16の二段目でさらに圧縮され、高温・高圧のガス状冷媒となり、空冷熱交換器17の二次空冷熱交換部17bにおいて、空冷熱交換器用送風機18からの空気で空冷されて、超臨界域で状態変化しながら、冷媒の温度は大気温度(すなわち、冷蔵庫が設置されている部屋の温度である室温)付近まで低下する。この室温付近まで低下した冷媒は、露付防止パイプ19に流入する。この露付防止パイプ19は、前述のように、断熱箱体1の間口に沿って配管されているが、露付防止パイプ19内の冷媒は、漸次温度が低下するため、冷却室6〜9の結露し易い順(すなわち、冷却室6〜9の温度の低い順)に、その周囲を巡って配管されている。この実施の形態では、冷凍室8と冷凍室9とは略同じ温度で一番低く、ついで、冷蔵室6で、一番温度の高い冷却室が野菜室7となっている。したがって、露付防止パイプ19は、図3に図示するように、冷媒の流入側から順に、冷凍室8の右辺、冷凍室9の右辺、下辺、左辺、上辺、ついで、冷凍室8の下辺、左辺、上辺、そして、折り返して、野菜室7の下辺、左辺、冷蔵室6の左辺、上辺、右辺、下辺、ついで、折り返して、野菜室7の上辺、右辺を通り、内部熱交換器20に向かって流出している。この様にして、露付防止パイプ19は極力、冷凍室8,9を最初に、ついで、冷蔵室6を、その後、野菜室7の周囲を巡っており、断熱箱体1の間口の露付を効率よく防止する。
【0022】
ついで、露付防止パイプ19を出た冷媒は、内部熱交換器20で冷却器24からの戻りの冷媒で冷却され、その後、減圧装置であるキャピラリーチューブ22および電動膨張弁23を通って減圧され、温度が低下する。この低温の冷媒は、冷却器24に流入し、冷却器24の周囲の空気の温度を低下させる。冷却器24により温度が低下した空気は、庫内ファン28により庫内を循環し、冷却室6〜9を冷却する。冷却器24から流れ出た冷媒は、内部熱交換器20で高圧側の冷媒と熱交換して、温度が上昇した後に、コンプレッサ16の流入口16dに戻る。
【0023】
制御装置41は、庫内温度センサ37の検出値である庫内温度(冷却室温度)が、制御装置41に設定された冷却室設定温度になったか否かを判定し、庫内温度が冷却室設定温度以下の場合にはコンプレッサ16を停止させ、一方、庫内温度が冷却室設定温度を越えた場合にはコンプレッサ16を稼働させて、冷却器24により庫内を冷却する。また、制御装置41は、空冷熱交換器用送風機18および庫内ファン28を、コンプレッサ16と略連動して稼働させており、コンプレッサ16とともに稼働を開始させ、コンプレッサ16が停止すると、少し遅延して停止させている。さらに、制御装置41は、設定された時間間隔で、除霜ヒータ29を稼働させて、冷却器24に付着した霜を融解している。
【0024】
冷却器24からの除霜水であるドレン水は、ドレン容器32に溜まる。このドレン水は、ドレン蒸発パイプ26の高温の冷媒により加熱されて蒸発される。この際に、ドレン蒸発パイプ26の冷媒は、逆にドレン水により冷却される。そして、この様にして、ドレン容器32にドレン水が有り、このドレン水でドレン蒸発パイプ26の高温の冷媒が冷却される場合には、冷媒温度は大気温度よりも低くなることがあるため、一次空冷熱交換部17aで逆に温められるおそれがある。そこで、三方切換弁27をバイパス側に切り換えて、ドレン蒸発パイプ26を通った冷媒は、一次空冷熱交換部17aをバイパスしてコンプレッサ16の二段目の流入口16bに流入している。なお、二段目の流入口16bに流入する冷媒の温度が低い場合に、高い場合よりも、冷凍サイクルの冷却効率は向上する。
【0025】
一方、ドレン容器32にドレン水が無い場合には、冷凍サイクルの冷却効率を向上させるために、冷媒を一次空冷熱交換部17aで空冷する必要がある。そこで、三方切換弁27を空冷熱交換側に切り換えて、ドレン蒸発パイプ26を通った冷媒は、一次空冷熱交換部17aを通った後に、コンプレッサ16の二段目の流入口16bに流入している。
【0026】
この三方切換弁27の切り換えの作動のフローを、図6のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ1において、制御装置41は、水検知センサ36からの検知信号に基づいて、ドレン容器32に水が有るか否かを判断し、有る場合には、ステップ2に行き、制御装置41は三方切換弁27をバイパス側に切り換え、ステップ1に戻る。一方、ドレン水が無い場合には、ステップ3に行き、制御装置41は三方切換弁27を空冷熱交換側に切り換え、ステップ1に戻る。
【0027】
前述のように、実施の形態の冷蔵庫では、コンプレッサ16から吐出された高温の冷媒で、ドレン容器32のドレン水を加熱して効率よく蒸発させることができる。したがって、ドレン容器32の容積を小さくすることができる。また、ドレン蒸発パイプ26で冷媒が水冷されており、空冷の場合よりも効率よく冷媒の温度を低下させることができる。その結果、冷凍サイクルの冷却効率を向上させることができる。特に、ドレン容器32の水の有無で、三方切換弁27を切り換えて、冷媒を効率よく冷却できる。
【0028】
次に、本発明における冷蔵庫の実施の第2の形態を説明する。図7は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第2の形態の冷媒回路の説明図である。なお、この実施の第2の形態の説明において、前記実施の第1の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0029】
前述の実施の第1の形態では、ドレン蒸発パイプ26は冷凍サイクルの一段目のサイクルに設けられているが、実施の第2の形態では、ドレン蒸発パイプ46が冷凍サイクルの二段目のサイクルに設けられている。ドレン蒸発パイプ46は、コンプレッサ16の二段目の吐出口16cから空冷熱交換器17の二次空冷熱交換部17bへの冷媒回路中に設けられている。また、実施の第1の形態の三方切換弁27の代わりに、バイパス切換弁としての三方切換弁47がドレン蒸発パイプ46の下流側すなわちドレン蒸発パイプ46から二次空冷熱交換部17bへの冷媒回路中に設けられ、この三方切換弁47により、ドレン蒸発パイプ46からの冷媒を二次空冷熱交換部17bに流す空冷熱交換側(図7に図示した状態)と、ドレン蒸発パイプ46からの冷媒を二次空冷熱交換部17bをバイパスして露付防止パイプ19に流すバイパス側とに切り換えることができる。
【0030】
実施の第2の形態のドレン蒸発パイプ46および三方切換弁47は、実施の第1の形態のドレン蒸発パイプ26および三方切換弁27と、略同じ作用を行う。すなわち、ドレン容器32に溜まったドレン水は、ドレン蒸発パイプ46の高温の冷媒により加熱されて蒸発される。そして、ドレン容器32にドレン水が有り、このドレン水でドレン蒸発パイプ46の高温の冷媒が冷却される場合には、三方切換弁47をバイパス側に切り換えて、ドレン蒸発パイプ46を通った冷媒は、二次空冷熱交換部17bをバイパスしている。
【0031】
一方、ドレン容器32にドレン水が無い場合には、三方切換弁47を空冷熱交換側に切り換えて、ドレン蒸発パイプ46を通った冷媒は、二次空冷熱交換部17bを通った後に、露付防止パイプ19に流入している。そして、制御装置41による切り換えのフローは、三方切換弁27が三方切換弁47に代わる以外は、実施の第1の形態と略同じである。
【0032】
次に、本発明における冷蔵庫の実施の第3の形態を説明する。図8は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第3の形態の冷媒回路の説明図である。図9は一次空冷熱交換部用送風機の作動のフローチャートである。なお、この実施の第3の形態の説明において、前記実施の第1の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0033】
前述の実施の第1の形態では、ドレン容器32に水がある場合には、一次空冷熱交換部17aで冷媒を空冷しないように、三方切換弁27が設けられているのに対して、実施の第3の形態では、三方切換弁27を設けずに、一次空冷熱交換部17aおよび二次空冷熱交換部17bに対して各々送風機51,52を設けている。そして、送風機51,52は、前述の空冷熱交換器用送風機18と同様に、コンプレッサ16に略連動しているが、ドレン容器32に水がある場合には、一次空冷熱交換部17a用の送風機51は停止している。
【0034】
この一次空冷熱交換部用送風機51の作動のフローを、図9のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ11において、制御装置41は、コンプレッサ16が稼働状態か否かを判断し、稼働状態の場合には、ステップ12に行く。一方、コンプレッサ16が停止状態の場合には、ステップ11に戻る。
【0035】
そして、ステップ12において、制御装置41は、水検知センサ36からの検知信号に基づいて、ドレン容器32に水が有るか否かを判断し、有る場合には、ステップ13に行き、制御装置41は送風機51を停止させて、ステップ11に戻る。一方、ドレン水が無い場合には、ステップ14に行き、制御装置41は送風機51を稼働させて、ステップ11に戻る。
【0036】
この様にして、制御装置41は、コンプレッサ16の稼働状態で、かつ、ドレン容器32に水が有る場合には、送風機51を停止させ、一方、コンプレッサ16の稼働状態で、かつ、ドレン水が無い場合には、制御装置41は送風機51を稼働させる。
【0037】
前述の様にして、制御装置41は、(1)水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換える手段、(2)水検知手段がドレン容器内の水を検知しない際には、バイパス切換弁を空冷熱交換側に切り換える手段などを具備している。
この様に、制御装置41は、上記手段以外にも、実行される各作用に対応して各々作用を実行する手段を具備している。また、全ての手段を具備している必要は必ずしもない。
【0038】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(1)冷凍サイクルの冷媒は、適宜選択可能である。ただし、CO2 が最適である。
【0039】
(2)冷蔵庫の形式や構造などは適宜選択可能であるが、好ましくは、家庭用である。また、冷蔵庫は冷蔵室だけでなく、冷凍室も備えていることが可能である。
(3)減圧装置は、膨張弁およびキャピラリーチューブで構成されているが、他の構成でも可能である。
(4)この実施の形態では、コンプレッサは、二段圧縮式であるが、一段圧縮式でも可能である。なお、一段圧縮式の場合には、冷凍サイクルは一段目のサイクルがなくなり、二段目のサイクルのみとなる。
【0040】
(5)この実施の形態では、内部熱交換器20が設けられているが、キャピラリーチューブ22と、冷凍サイクルの低圧側の冷媒配管21とを密着させて、内部熱交換器20の機能を果たさせることも可能である。また、内部熱交換器20を設けないことも可能である。
(6)水検知センサ36は、ドレン容器32に水が有るか否かを検知することができれば、その形式は適宜選択可能である。たとえば、水位計や水温計などでも可能である。水温計の場合には、水が有ると大気温度よりも低くなるので、水温計の検出温度が低いと水が有ると分かる。
【0041】
(7)ドレン容器32のドレン水を、ドレン蒸発パイプ26で加熱することができれば、その加熱構造は適宜変更可能である。この実施の形態では、ドレン蒸発パイプ26はドレン容器32内に配置されているが、たとえば、ドレン蒸発パイプ26をドレン容器32の外側に接触した状態で配管することも可能である。また、送風機によりドレン蒸発パイプ26からドレン容器32へ熱風を送り、ドレン容器32のドレン水を加熱することも可能である。なお、ドレン蒸発パイプ26をドレン水で水冷できるように、ドレン蒸発パイプ26はドレン容器32内に配置されるか、または、ドレン容器32の外側に接触した状態で配管されることが好ましい。
(8)冷却器24に付着した霜を融解させる除霜手段は、除霜ヒータ29以外の手段でも可能である。たとえば、ホットガスで除霜することも可能である。
(9)実施の第3の形態において、ドレン蒸発パイプ26を実施の第2の形態と同様にして、コンプレッサ16の二段目の吐出口16cと二次空冷熱交換部17bとの間に設けることも可能である。そして、制御装置41は、ドレン容器32の水が有る場合には、一次空冷熱交換部用送風機51ではなく二次空冷熱交換部用送風機52を停止させる。
【0042】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、ドレン蒸発パイプには、コンプレッサの一段目の吐出口からの高温の冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させる。したがって、圧縮されて高温となった冷媒の熱を有効利用して、ドレン容器のドレン水を効率よく蒸発させることができる。その結果、ドレン容器の容量を小さくすることができる。
また、ドレン容器のドレン水で、一段目の冷凍サイクルの冷媒を効率よく冷却することができる。その結果、冷凍サイクルの冷却効率を向上させることができる。
【0043】
請求項2記載の発明によれば、さらに、露付防止パイプが、冷凍サイクルの二次空冷熱交換部から減圧装置への冷媒回路中に設けられており、この露付防止パイプで断熱箱体の間口の露付を効率よく防止することができる。
【0044】
請求項3記載の発明によれば、さらに、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換えており、ドレン水で冷却された冷媒は一次空冷熱交換部をバイパスして流れている。したがって、ドレン水で冷却された冷媒が一次空冷熱交換部で温められることを防止することができる。
【0045】
請求項4記載の発明によれば、さらに、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、一次空冷熱交換部用送風機を停止させており、ドレン水で冷却された冷媒が、一次空冷熱交換部で空気と熱交換することが減少する。したがって、ドレン水で冷却された冷媒が一次空冷熱交換部で温められることを極力防止することができる。
【0046】
請求項5記載の発明によれば、ドレン蒸発パイプには、コンプレッサの吐出口からの高温の冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させる。したがって、圧縮されて高温となった冷媒の熱を有効利用して、ドレン容器のドレン水を効率よく蒸発させることができる。その結果、ドレン容器の容量を小さくすることができる。
【0047】
請求項6記載の発明によれば、さらに、露付防止パイプが、冷凍サイクルの二次空冷熱交換部から減圧装置への冷媒回路中に設けられており、この露付防止パイプで断熱箱体の間口の露付を効率よく防止することができる。
【0048】
請求項7記載の発明によれば、さらに、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換えており、ドレン水で冷却された冷媒は一次空冷熱交換部をバイパスして流れている。したがって、ドレン水で冷却された冷媒が一次空冷熱交換部で温められることを防止することができる。
【0049】
請求項8記載の発明によれば、ドレン蒸発パイプには、コンプレッサの二段目の吐出口からの高温の冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させる。したがって、圧縮されて高温となった冷媒の熱を有効利用して、ドレン容器のドレン水を効率よく蒸発させることができる。その結果、ドレン容器の容量を小さくすることができる。さらに、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、二次空冷熱交換部用送風機を停止させており、ドレン水で冷却された冷媒が、二次空冷熱交換部で空気と熱交換することが減少する。したがって、ドレン水で冷却された冷媒が二次空冷熱交換部で温められることを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第1の形態の冷媒回路の説明図である。
【図2】図2は図1の冷蔵庫の冷媒回路の具体例の図である。
【図3】図3は図2における露付防止パイプの図である。
【図4】図4は制御装置の入出力図である。
【図5】図5は切換弁をバイパス側に切り換えた状態における実施の第1の形態の冷媒回路の説明図である。
【図6】図6は切換弁の作動のフローチャートである。
【図7】図7は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第2の形態の冷媒回路の説明図である。
【図8】図8は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第3の形態の冷媒回路の説明図である。
【図9】図9は一次空冷熱交換部用送風機の作動のフローチャートである。
【符号の説明】
1 断熱箱体
16 コンプレッサ
16a 一段目の吐出口
16b 二段目の流入口
16c 二段目の吐出口
16d 一段目の流入口
17 空冷熱交換器
17a 一次空冷熱交換部
17b 二次空冷熱交換部
19 露付防止パイプ
21 冷媒配管
22 キャピラリーチューブ(減圧装置)
23 電動膨張弁(減圧装置)
24 冷却器
26 ドレン蒸発パイプ
27 三方切換弁(バイパス切換弁)
29 除霜ヒータ(除霜手段)
32 ドレン容器
36 水検知センサ(水検知手段)
41 制御装置(制御手段)
47 三方切換弁(バイパス切換弁)
51 一次空冷熱交換部用送風機
52 二次空冷熱交換部用送風機
Claims (8)
- 外郭が断熱箱体で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、
一段目の流入口からの冷媒を圧縮して一段目の吐出口から吐出する一次圧縮機構および、二段目の流入口からの冷媒を圧縮して二段目の吐出口から吐出する二次圧縮機構を具備するコンプレッサと、
このコンプレッサの一段目の吐出口から、コンプレッサの一次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が空冷される一次空冷熱交換部を経て、コンプレッサの二段目の流入口に戻る一段目の冷凍サイクルと、
前記コンプレッサの二段目の吐出口から、二次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら空冷される二次空冷熱交換部、減圧装置および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器を経て、コンプレッサの一段目の流入口に戻る二段目の冷凍サイクルと、
前記冷却器に付着した霜を融解させる除霜手段と、
この除霜手段により融解したドレン水が流入するドレン容器と、
冷凍サイクルの冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させるドレン蒸発パイプとを備え、
前記ドレン蒸発パイプが、前記一段目の冷凍サイクルのコンプレッサの一段目の吐出口から一次空冷熱交換部への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする冷蔵庫。 - 前記断熱箱体の間口の露付を防止する露付防止パイプが、冷凍サイクルの二次空冷熱交換部から減圧装置への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする請求項1記載の冷蔵庫。
- ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段、
前記ドレン蒸発パイプから一次空冷熱交換部への冷媒回路中に設けられ、冷媒の流れを切り換えて一次空冷熱交換部をバイパスするバイパス切換弁、
および、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換える制御手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の冷蔵庫。 - 一次空冷熱交換部の冷媒を空冷する一次空冷熱交換部用送風機、
二次空冷熱交換部の冷媒を空冷する二次空冷熱交換部用送風機、
ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段、
および、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、一次空冷熱交換部用送風機を停止させる制御手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の冷蔵庫。 - 外郭が断熱箱体で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、
冷媒を圧縮するコンプレッサ、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら送風機で空冷される空冷熱交換器、減圧装置および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器を順次冷媒配管で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルと、
前記冷却器に付着した霜を融解させる除霜手段と、
この除霜手段により融解したドレン水が流入するドレン容器と、
冷凍サイクルの冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させるドレン蒸発パイプとを備え、
前記ドレン蒸発パイプは、コンプレッサの下流側の冷媒回路に配置され、コンプレッサからの高温・高圧の冷媒が流れることを特徴とする冷蔵庫。 - 前記断熱箱体の間口の露付を防止する露付防止パイプが、冷凍サイクルの空冷熱交換器から減圧装置への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする請求項5記載の冷蔵庫。
- ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段、
前記ドレン蒸発パイプから空冷熱交換器への冷媒回路中に設けられ、冷媒の流れを切り換えて空冷熱交換器をバイパスするバイパス切換弁、
および、水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、バイパス切換弁をバイパス側に切り換える制御手段を備えていることを特徴とする請求項5または6記載の冷蔵庫。 - 外郭が断熱箱体で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、
一段目の流入口からの冷媒を圧縮して一段目の吐出口から吐出する一次圧縮機構および、二段目の流入口からの冷媒を圧縮して二段目の吐出口から吐出する二次圧縮機構を具備するコンプレッサと、
このコンプレッサの一段目の吐出口から、コンプレッサの一次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が空冷される一次空冷熱交換部を経て、コンプレッサの二段目の流入口に戻る一段目の冷凍サイクルと、
前記コンプレッサの二段目の吐出口から、二次圧縮機構で圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら空冷される二次空冷熱交換部、減圧装置および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器を経て、コンプレッサの一段目の流入口に戻る二段目の冷凍サイクルと、
前記冷却器に付着した霜を融解させる除霜手段と、
この除霜手段により融解したドレン水が流入するドレン容器と、
二段目の冷凍サイクルのコンプレッサの二段目の吐出口から二次空冷熱交換部への冷媒回路中に設けられ、冷凍サイクルの冷媒が流れてドレン容器のドレン水を蒸発させるドレン蒸発パイプと、
一次空冷熱交換部の冷媒を空冷する一次空冷熱交換部用送風機と、
二次空冷熱交換部の冷媒を空冷する二次空冷熱交換部用送風機と、
ドレン容器内の水の有無を検知する水検知手段と、
水検知手段がドレン容器内の水を検知した際には、二次空冷熱交換部用送風機を停止させる制御手段とを備えていることを特徴とする冷蔵庫。
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