JP2009074769A

JP2009074769A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2009074769A
Application number: JP2007246008A
Authority: JP
Inventors: Jun Yamashita; 潤山下
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】簡単な工夫によってＲ６００ａと同等の熱交換率を確保しながらＲ２９０の冷媒が使用できるようにする。
【解決手段】冷媒にＲ２９０（プロパン）を使用すると共に圧縮機１７によって圧縮された冷媒が凝縮器１９と絞り装置２１，２３と蒸発器１３，１５を通り、再び圧縮器１７へ戻る冷媒回路を構成する。前記冷媒が流れる凝縮器１９の冷媒管２９又は蒸発器１３，１５の冷媒管３３を冷媒にＲ６００ａ使用時の冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上となる内径として熱交換率の向上を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒にＲ２９０（プロパン）を使用する冷蔵庫に関する。

近年、冷蔵庫用冷媒として地球環境に優しいオゾン破壊係数が小さいだけでなく、温暖化についても優しい温暖化係数の小さいハイドロカーボン（ＨＣ）系の冷媒が使用されている。その代表例としてＲ６００ａ（イソブタン）が使用されたものが公知となっている（特許文献１参照）。
特開２００１−１１６４２６号公報

冷媒にハイドロカーボン（ＨＣ）系のＲ６００ａ（イソブタン）を用いた前記手段にあっては、オゾン破壊係数の小さいハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系のＲ１３４ａに対して全面改良しなくても簡単な工夫で効率のよい冷凍サイクルが得られるようにしたものである。

ところで、オゾン層の破壊防止と温暖化防止につながる前記ハイドロカーボン（ＨＣ）系の冷媒にはＲ６００ａの外にも入手が容易なＲ２９０（プロパン）がある。

Ｒ２９０（プロパン）は、Ｒ６００ａと同じハイドロカーボン（ＨＣ）系でも性質が異なるため、Ｒ６００ａの仕様に対してそのままＲ２９０の冷媒を使用すると熱交換率が低下するため使用できない問題をかかえる。

具体的に説明すると表−１は、凝縮温度３８℃、蒸発温度−２３．３℃の時のＲ２９０とＲ６００ａの「冷媒密度」を示したものである。

表−１において凝縮器となる吐出側の冷媒密度をみるとＲ２９０の２０．８６に対してＲ６００ａでは１０．４４と２倍であることがわかる。

したがって、凝縮器の冷媒管の径が同一の条件であるとして計算するとＲ２９０の流速はＲ６００ａの半分になってしまう。

流速は管壁面を介して熱交換が行なわれる重要な要素となり、例えば、流速の低下は管壁面を介して熱交換が行なわれる熱交換率の低下につながるため、Ｒ６００ａで設計した仕様の凝縮器に対して単純にＲ２９０の冷媒の使用ができなくなる。

同様に蒸発器にあっても、吸込み側の冷媒密度をみるとＲ２９０の３．５に対してＲ６００ａでは１．４と約２．６倍となる。

したがって、蒸発器の冷媒管の径が同一の条件であるとして計算するとＲ２９０の流速はＲ６００ａに対して半分よりさらに低下するため、Ｒ６００ａで設計した仕様の蒸発器に対して単純にＲ２９０の冷媒の使用ができなくなる。

そこで、本発明にあっては大幅な設計変更をすることなくＲ６００ａと同等の熱交換率を確保しながらＲ２９０の冷媒の使用ができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にあっては、第１に、冷媒にＲ２９０（プロパン）を使用すると共に圧縮機によって圧縮された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器を通り、再び圧縮器に戻る冷媒回路を備え、
前記冷媒が流れる凝縮器の冷媒管は、冷媒にＲ６００ａ使用時の冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上の内径となっていることを特徴とする。

第２に、冷媒にＲ２９０（プロパン）を使用すると共に圧縮機によって圧縮された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器を通り、再び圧縮器に戻る冷媒回路を備え、
前記冷媒が流れる蒸発器の冷媒管は、冷媒にＲ６００ａ使用時の冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上の内径となっていることを特徴とする。

この場合、前記蒸発器は、並列又は直列配列であってもよい。

本発明の第１にあっては、Ｒ６００ａからＲ２９０の冷媒に設計変更する時に、凝縮器の冷媒管の径を細くするという簡単な工夫によって、熱交換率の重要な要素となる冷媒の速い流速を確保できるようになるため、凝縮器の能力を低下させることなくＲ６００ａの冷媒使用時と同等の熱交換率を達成できる。また、冷媒管の径が細くなることでその分、冷媒封入量の削減につながる。

本発明の第２にあっては、Ｒ６００ａからＲ２９０の冷媒に設計変更する時に、蒸発器の冷媒管の径を細くするという簡単な工夫によって、熱交換率の重要な要素となる冷媒の速い流速を確保できるようになるため、蒸発器の能力を低下させることなくＲ６００ａの冷媒使用時と同等の熱交換率を達成できる。また、冷媒管の径が細くなることでその分、冷媒封入量の削除につながる。

以下、図１乃至図４に基づき本発明の第１の実施形態について具体的に説明する。

図２は本発明にかかる冷蔵庫の概要断面図を示している。

冷蔵庫１は仕切壁３により仕切られると共に前面が開閉扉５，７を備えた庫内温度の異なる冷蔵室９と冷凍室１１とを有している。冷蔵室９は第１の蒸発器１３により熱交換された冷気によって、冷凍室１１は第２の蒸発器１５によって熱交換された冷気によってそれぞれ専用の温度帯が得られるようになっている。この場合、１つの蒸発器により各庫内へ向かう冷風の吹出し量をそれぞれコントロールすることで異なる温度帯の各庫内が得られるようにすることも可能である。

第１，第２の蒸発器１３，１５は、図３に示す如く圧縮機１７、凝縮器１９、第１，第２のキャピラリーチューブ２１，２３とで冷凍サイクルを構成している。

第１，第２の蒸発器１３，１５と第１，第２のキャピラリーチューブ２１，２３とは並列配置の関係となっていて、凝縮器１９から吐出された冷媒の一方は、三方弁２５を介して第１のキャピラリーチューブ２１、第１の蒸発器１３を通る。他方は第２のキャピラリーチューブ２３、第２の蒸発器１５を通り、前記第１の蒸発器１３からの冷媒と一緒に再び圧縮機１７へ戻る回路構成となっている。

この場合、図５に示す如く凝縮器１９からの冷媒の一方は三方弁２５を介して第１のキャピラリーチューブ２１、第１の蒸発器１３を通り、第２の蒸発器１５の入口側へ向かう流れと、他方は第２のキャピラリーチューブ２３を通り前記第１の蒸発器１３からの冷媒と一緒に第２の蒸発器１５を通り再び圧縮機１７へ戻る直列配置された回路構成とすることも可能である。

図１は、凝縮器９の一部分の構造を具体的に示したものである。

凝縮器１９は多数のフィン２７と、フィン２７とフィン２７の間を貫通した冷媒管２９とで構成されている。冷媒管２９にはＲ２９０の冷媒が流れると共にフィン２７とフィン２７の間を通過する空気との間で熱交換が行なわれるようになっている。

凝縮器１９の冷媒管２９の内径ｄは、冷媒にＲ６００ａを使用していた冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上となるよう設計されている。

具体的には、一例として、例えば、標準的な定格出力の場合Ｒ６００ａの冷媒管の内径が３．４ｍｍに対してＲ２９０の冷媒管２９の内径ｄを２．６ｍｍ以下に設定することで速い流速が確保されるようになっている。

このように構成された冷蔵庫１の凝縮器１９によれば、冷媒管２９の内径をＲ６００ａの冷媒管の内径より細くしたため熱交換率の重要な要素となる冷媒の流速を速く確保できるようになるため、凝縮器１９の能力を低下させることなくＲ６００ａの冷媒使用時と同等の熱交換率が得られる。しかも、冷媒管２９の径を細くする、という簡単な工夫によって達成することができる。

また、冷媒管２９の径が細くなることでその分、冷媒封入量の削減につながる。

図５から図７は第２の実施形態を示している。

第２の実施形態は冷凍回路を構成する蒸発器の改良に関するもので、まず、全体の冷凍回路について説明する。

図６に示す如く圧縮機１７から吐出された冷媒は凝縮器１９を通り、三方弁２５を介して一方は第１のキャピラリーチューブ２１、第１の蒸発器１３を通る。他方は第２のキャピラリーチューブ２３、第２の蒸発器１５を通り、前記第１の蒸発器１３からの冷媒と一緒に再び圧縮機１７へ戻る冷凍サイクルを構成する。

第１，第２の蒸発器１３，１５は並列配置された回路構成となっているが、この場合、図７に示す如く三方弁２５を介して一方は第１のキャピラリーチューブ２１、第１の蒸発器１３を通り、第２の蒸発器１５の入口側へ向かう流れと、他方は第２のキャピラリーチューブ２３を通り前記第１の蒸発器１３からの冷媒と一緒に第２の蒸発器１５を通り再び圧縮機１７へ戻る直列配置された回路構成とすることも可能である。

図５は、第１，第２の蒸発器１３，１５の内、構造が同一のため代表例として第１の蒸発器１３の一部分の構造を具体的に示したものである。蒸発器１３は多数のフィン３１と、フィン３１とフィン３１の間を貫通した冷媒管３３とで構成されている。冷媒管３３にはＲ２９０の冷媒が流れると共にフィン３１とフィン３１の間を通過する空気との間で熱交換が行なわれるようになっている。

第１，第２の蒸発器１３，１５の冷媒管３３の内径Ｌは、冷媒にＲ６００ａを使用していた冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上となるよう設計されている。

具体的には、一例として、例えば、標準的な定格出力の場合Ｒ６００ａの冷媒管の内径が６．８ｍｍに対してＲ２９０の冷媒管３３の内径Ｌを４．０ｍｍ以下に設定することで速い流速が確保されるようになっている。

このように構成された冷蔵庫１の蒸発器１３，１５によれば、冷媒管３３の内径ＬをＲ６００ａの冷媒管の内径より細くしたため熱交換率の重要な要素となる冷媒の流速を速く確保できるようになるため、第１，第２の蒸発器１３，１５の能力を低下させることなくＲ６００ａの冷媒使用時と同等の熱交換率が得られる。しかも、冷媒管３３の径を細くする、という簡単な工夫によって達成することができる。

また、冷媒管３３の径が細くなることでその分、冷媒封入量の削減につながる。

なお、本実施形態にあっては第１の実施形態では凝縮器について、第２の実施形態では蒸発器についてそれぞれ改良した発明となっているが、第１の実施形態の凝縮器に対して第２の実施形態の蒸発器を一緒に組合せた回路構成とすることも可能である。

冷媒回路を構成する凝縮器の一部分を示した概要説明図。本発明にかかる冷蔵庫の概要切断面図。第１の実施形態を示した第１，第２の蒸発器が並列配置された冷媒回路図。第１の実施形態を示した第１，第２の蒸発器が直列配置された冷媒回路図。第２の実施形態を示した冷媒回路を構成する蒸発器の一部分を示した概要説明図。第２の実施形態を示した第１，第２の蒸発器が並列配置された冷媒回路図。第２の実施形態を示した第１，第２の蒸発器が直列配置された冷媒回路図。

符号の説明

１…冷蔵庫
９…冷蔵室
１１…冷凍室
１３…第１の蒸発器
１５…第２の蒸発器
１７…圧縮機
１９…凝縮器
２１…第１のキャピラリーチューブ（絞り装置）
２３…第２のキャピラリーチューブ（絞り装置）
２７…凝縮器のフィン
２９…凝縮器の冷媒管
ｄ…冷媒管の内径
３１…蒸発器のフィン
３３…蒸発器の冷媒管
Ｌ…冷媒管の内径

Claims

冷媒にＲ２９０（プロパン）を使用すると共に圧縮機によって圧縮された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器を通り、再び圧縮器に戻る冷媒回路を備え、
前記冷媒が流れる凝縮器の冷媒管は、冷媒にＲ６００ａ使用時の冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上の内径となっていることを特徴とする冷蔵庫。
冷媒にＲ２９０（プロパン）を使用すると共に圧縮機によって圧縮された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器を通り、再び圧縮器に戻る冷媒回路を備え、
前記冷媒が流れる蒸発器の冷媒管は、冷媒にＲ６００ａ使用時の冷媒管の内径より細く、かつ、流速が同等以上の内径となっていることを特徴とする冷蔵庫。
前記蒸発器は、並列又は直列配列となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の冷蔵庫。