JP4253957B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵室と冷凍室とを互いに独立して行う冷却システムの低コスト化,コンパクト化および高効率化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図14に従来の冷却サイクル並びに冷蔵庫の一例として、特公昭62−22396号公報にされている冷蔵庫の冷凍サイクル図を示す。
【0003】
1は一定速圧縮機、2は凝縮器、3は冷蔵室4内に配設された第一の蒸発器であり、5は冷凍室6内に配設された第二の蒸発器である。
【0004】
7は冷蔵室冷却用である第一の蒸発器3の冷媒回路上流側に配設された第一のキャピラリであり、8は冷凍室冷却用である第二の蒸発器5の冷媒回路上流側に配設された第二のキャピラリであり、9は冷凍室冷却用の第二の蒸発器5の下流側に設けた逆止弁である。
【0005】
10は第一の蒸発器3の冷媒回路下流側に配設された第一の開閉弁であり、11は第二のキャピラリ8の冷媒回路上流側に設けられた第二の開閉弁である。
【0006】
以上のように構成された従来例の冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【0007】
冷凍サイクルの運転は以下のように行われる。まず圧縮機1により圧縮された冷媒が凝縮器2で凝縮液化される。凝縮された冷媒は第一のキャピラリ7もしくは第二のキャピラリ8で減圧されて、それぞれ第一の蒸発器3、第二の蒸発器5へ流入、蒸発気化された後、再び圧縮機1へと吸入される。
【0008】
冷媒が蒸発気化することにより比較的低温となった第一の蒸発器3、第二の蒸発器5と冷蔵室4,冷凍室6の空気が熱交換することにより各室が冷却される。
【0009】
冷蔵庫の冷却運転は図示しない各室の温度検知手段と制御手段により以下のように行われる。
【0010】
冷蔵室4,冷凍室6の各温度検知手段が所定値以上の温度上昇を検知すると圧縮機1が起動し、冷凍サイクルの運転が行われる。冷蔵室4の温度検知手段が所定値以下となるまで第一の開閉弁10が開放となり、第二の開閉弁11は閉止となる。
【0011】
これにより冷媒は第二の蒸発器5には流入することなく、第一の蒸発器3へのみ流れる。このときの冷凍サイクルの蒸発温度の設定は、冷蔵室4の温度設定が5℃程度に対して−5〜0℃であり、通常の−30〜−25℃の蒸発温度に対して2〜2.5倍の成績係数で圧縮機の運転が可能である。
【0012】
冷蔵室4が冷却されて温度が低下し、温度検知手段が所定値以下を検知すると、第一の開閉弁10が閉止し、第二の開閉弁11が開放となる。
【0013】
これにより冷媒は第二の蒸発器5へと流入し、冷凍室6の冷却が行われる。このときの冷凍サイクルの蒸発温度は冷凍室の温度設定が−18℃程度に対し通常の蒸発温度で冷却される。
【0014】
以上のように冷蔵室4と冷凍室6とを蒸発器への冷媒供給時間を分配して、交互に繰り返し冷却するので、冷蔵室4冷却時は独立的に冷媒を第一の蒸発器へと循環させることで低圧圧力調整弁が不要で高蒸発温度(−5〜0℃)が可能であり、圧縮機1の圧縮比を小さくでき、高い成績係数で運転を行い効率化を図るものである。
【0015】
さらに、逆止弁9は冷蔵室4冷却中の蒸発温度が高いので、第二の蒸発器5に冷媒が流れ込むのを防止するものである。
【0016】
また、冷凍室6の冷却を行う場合、冷蔵室4の冷却中に比較して冷媒量が少なくてすむので、通常は冷媒量過多となる。しかしながら第一の開閉弁10が第一の蒸発器3の下流側に設けてあり、これを閉止するので第一の蒸発器3に冷媒を溜め込むことが可能であり、冷媒量調節ができる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような冷蔵庫にあっては冷媒の流路を切り替える手段として二つの開閉弁10,11を用いているために二つの開閉弁10,11を納めるスペースが必要となり、あるいは二つの開閉弁10,11を共に冷蔵庫庫外に配置した場合配管構造が複雑となる。
【0018】
また、二つの開閉弁10,11を用いるために高コストとなる。
【0019】
本発明は、以上のような従来の課題を解決するもので、冷蔵室と冷凍室とを互いに独立して行う冷却システムの低コスト化,コンパクト化および高効率化を目的とする。
【0020】
この目的を達成するために本発明の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室とで構成された冷蔵庫本体と、冷蔵庫本体の一部に区画された機械室とからなり、能力可変型圧縮機と凝縮器とドライヤと2方向に流路を切り替え可能であり且つ全閉機能付きの三方弁と第一のキャピラリと第一の蒸発器と第二のキャピラリと第二の蒸発器と第一のサクションラインと第二のサクションラインと逆止弁を備え、前記圧縮機と前記凝縮器と前記ドライヤと前記三方弁を直列に接続し、前記三方弁を介して前記第一のキャピラリと前記第一の蒸発器と前記第一のサクションラインと並列になるように、前記第二のキャピラリと前記第二の蒸発器と前記第二のサクションラインと前記逆止弁を接続し、前記三方弁の流路を切り替える前に、冷凍室冷却終了後、三方弁を所定時間全閉した状態で能力可変型圧縮機を運転させることにより第二の蒸発器内に滞留していた冷媒を第二の蒸発器から能力可変型圧縮機側へ追い出すとともに、前記逆止弁で前記冷媒の戻りを防止し、最小の冷媒量で必要な蒸発器に十分な冷媒を供給したことを特徴とする。
【0021】
また、第一の吐出管出口と第二の吐出管出口がそれぞれ左右に振り分けられている三方弁を用いたことを特徴とする。
【0022】
また、第一のキャピラリ入口と、第二のキャピラリの入口が機械室内で三方弁を挟んで左右に振り分けられていることを特徴とする。
【0023】
また、機械室内でドライヤと逆止弁を平行に配設することを特徴とする。
【0024】
また、三方弁入口管がドライヤと水平になるように三方弁を配設することを特徴とする。
【0025】
また、三方弁入口管がドライヤより下部になるように三方弁を配設することを特徴とする。
【0026】
また、冷蔵庫本体の一部に区画された機械室を有し、前記機械室内に能力可変型圧縮機と凝縮器と前記凝縮器とキャピラリの間に配設された冷媒の流路制御を行う三方弁と機械室内を冷却する機械室ファンを配設し、前記機械室は前記機械室ファンの運転により外気を前記機械室内に取り込む吸込口と、前記機械室内を冷却した空気を前記機械室外へ導く排出口とから機械室風路を構成し、前記機械室内に機械室風路と分離した放熱口を備えた区画を備え、前記区画内に三方弁を配設することを特徴とする。
【0027】
また、三方弁を断熱材内に配設することを特徴とする。
【0028】
また、三方弁の第一吐出管に第一のキャピラリを、第二の吐出管に第二のキャピラリをそれぞれ挿入できるように三方弁の吐出管の内径をキャピラリの外径より大きくしたことを特徴とする。
【0029】
また、ドライヤと一体化した三方弁を備えたことを特徴とする。
【0030】
この発明によれば、冷媒の流路を切り替える手段として三方弁を用いるので二つの開放弁を用いた場合と比較して低コストであり、且つ省スペース化がはかれる。
【0031】
また、機械室内の配管構造を工夫することにより機械室をコンパクト化および生産性を向上することができる。
【0032】
また、三方弁を熱影響が少ない場所に配置することにより過冷却度の減少を抑制し、冷凍能力の低下を防ぐことができるので冷却システムの高効率化が可能となる。
【0033】
本発明の請求項1に記載の発明は、冷蔵室と冷凍室を内部に有する冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体の一部に区画された機械室とからなり、能力可変型圧縮機と凝縮器とドライヤと2方向に流路を切り替え可能であり且つ全閉機能付きの三方弁と第一のキャピラリと第一の蒸発器と第二のキャピラリと第二の蒸発器と第一のサクションラインと第二のサクションラインと逆止弁を備え、前記能力可変型圧縮機と前記凝縮器と前記ドライヤと前記三方弁を順次直列に接続し、前記三方弁を介して前記第一のキャピラリと前記第一の蒸発器と前記第一のサクションラインと並列になるように、前記第二のキャピラリと前記第二の蒸発器と前記第二のサクションラインと前記逆止弁を接続し、前記三方弁の流路を切り替える前に、冷凍室冷却終了後、三方弁を所定時間全閉した状態で能力可変型圧縮機を運転させることにより第二の蒸発器内に滞留していた冷媒を第二の蒸発器から能力可変型圧縮機側へ追い出すとともに、前記逆止弁で前記冷媒の戻りを防止し、最小の冷媒量で必要な蒸発器に十分な冷媒を供給し、前記冷蔵室と前記冷凍室を交互に冷却することを特徴とする。
【0034】
この発明によれば、冷媒の流路を切り替える手段として三方弁を用いるので二つの開放弁を用いた場合と比較して低コストであり、且つ省スペース化がはかれる。
【0035】
本発明の請求項2に記載の発明は、第一の吐出管出口と第二の吐出管出口がそれぞれ左右に振り分けられている三方弁を用いたことを特徴とする。
【0036】
この発明によれば、キャピラリと接続される第一および第二の吐出管が同一平面上であるので機械室内に三方弁をコンパクトに納めることが可能となる。
【0037】
本発明の請求項3に記載の発明は、第一のキャピラリ入口と、第二のキャピラリの入口が機械室内で三方弁を挟んで左右に振り分けられていることを特徴とする。
【0038】
この発明によれば、生産時に第一のキャピラリと第二のキャピラリの判別が容易となり、三方弁吐出管との接続ミスを防止することが可能となる。
【0039】
本発明の請求項4に記載の発明は、機械室内で、ドライヤと逆止弁を平行に配設することを特徴とする。
【0040】
この発明によれば、ドライヤと逆止弁は共に横長の部品であるために平行になるように配設することにより配管構造の複雑化を緩和することが可能となる。
【0041】
本発明の請求項5に記載の発明は、三方弁入口管がドライヤと水平になるように三方弁を配設することを特徴とする。
【0042】
この発明によれば、キャピラリに安定して冷媒を供給することができ、冷却システムを効率よく運転することが可能となる。
【0043】
また、ドライヤから三方弁に至る配管においてトラップがないために液溜まりを防止できるので少冷媒化が可能となり、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【0044】
本発明の請求項6に記載の発明は、三方弁入口管がドライヤより下部になるように三方弁を配設することを特徴とする。
【0045】
この発明によれば、安定して液冷媒をキャピラリに供給することができ、冷媒循環量低下の要因となるガスかみを防止することができるのでさらに効率よく冷却システムを運転することが可能となる。
【0046】
本発明の請求項7に記載の発明は、冷蔵庫本体の一部に区画された機械室を有し、前記機械室内に能力可変型圧縮機と凝縮器と前記凝縮器とキャピラリの間に配設された冷媒の流路制御を行う三方弁と機械室内を冷却する機械室ファンを配設し、前記機械室は前記機械室ファンの運転により外気を前記機械室内に取り込む吸込口と、前記機械室内を冷却した空気を前記機械室外へ導く排出口とから機械室風路を構成し、前記機械室内に機械室風路と分離した放熱口を備えた区画を備え、前記区画内に三方弁を配設することを特徴とする。
【0047】
この発明によれば、能力可変型圧縮機および凝縮器の冷却により昇温した空気が三方弁に当たることがないので凝縮器で放熱し液化した液冷媒の再加熱によるフラッシュガスの発生を防止でき、冷凍能力の低下を防ぐことが可能となる。
【0048】
また、三方弁を囲む区画には放熱口が設けられているので三方弁の放熱を促進することが可能である。
【0049】
本発明の請求項8に記載の発明は、三方弁を断熱材内に配設することを特徴とする。
【0050】
この発明によれば、能力可変型圧縮機および凝縮器の放熱による熱影響が三方弁に及ぶのを確実に防止できるので三方弁の加熱による過冷却度の低下を抑制でき、さらに効率よく冷却システムを運転することが可能となる。
【0051】
本発明の請求項9に記載の発明は、三方弁の第一の吐出管に第一のキャピラリを、第二の吐出管に第二のキャピラリをそれぞれ挿入できるように三方弁の吐出管の内径をキャピラリの外径より大きくしたことを特徴とする。
【0052】
この発明によれば、溶接箇所を最小限に押さえることができ生産性が向上する。
【0053】
また、可燃性冷媒を用いる場合には溶接箇所低減により冷媒漏洩の危険性を小さくすることが可能となる。
【0054】
本発明の請求項9に記載の発明は、ドライヤと一体化した三方弁を備えたことを特徴とする。
【0055】
この発明によれば、ドライヤを三方弁入口管に直接接合しているので、機械室内の配管構造を簡略化でき機械室をコンパクト化することが可能となる。
【0056】
また、溶接箇所を低減できるので生産性が向上し、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を低減することが可能となる。
【0057】
また、凝縮器にて液化した液冷媒を安定してキャピラリに供給できるので冷却システムを効率よく運転することが可能となる。
【0058】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図1〜13を用いて説明する。従来例と同一構成については同符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0059】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1における冷蔵庫の冷凍サイクル図、図2は同実施例のタイムチャートである。
【0060】
20は冷蔵庫本体であり、比較的高温の区画である冷蔵室4と比較的低温の区画である冷凍室6を配置してあり、例えばポリウレタンフォームのような断熱材で周囲と断熱して構成している。食品等の収納物の出し入れは図示しない断熱ドアを介して行われる。
【0061】
冷蔵室4は冷蔵保存のために通常3〜5℃で設定されているが、保鮮性向上のため若干低めの温度、例えば−3〜0℃で設定されることもあり、収納物によって、使用者が自由に上記のような温度設定を切り替えることを可能としている場合もある。また、ワインや根野菜等の保鮮のために、例えば10℃前後の若干高めの温度設定とする場合もある。
【0062】
冷凍室6は冷凍保存のために通常−22〜−18℃で設定されているが、保鮮性向上のためより低温の温度、例えば−30〜−25℃で設定されることもある。
【0063】
冷凍サイクル12は能力可変型圧縮機1と凝縮器2とドライヤ10と三方弁11と第一のキャピラリ7と第一の蒸発器3と第一のサクションライン18を順次接続し、三方弁11を介して第一のキャピラリ7と第一の蒸発器3と第一のサクションライン18と並列になるように第二のキャピラリ8と第二の蒸発器5と第二のサクションライン19と第二のサクションライン19途中に逆止弁9とを接続してある。
【0064】
三方弁11は例えばパルスモータのような駆動手段により作動するものであり、開閉の作動中のみ通電されるものである。
【0065】
第一の蒸発器3は冷蔵室4内の、例えば冷蔵室4奥面に配設されており、近傍には冷蔵室4の区画内空気を第一の蒸発器3に通過させて循環させる第一の電動ファン13が設けてある。
【0066】
また、第二の蒸発器5は冷凍室6内の、例えば冷凍室6奥面に配設されており、近傍には冷凍室6の区画内空気を第二の蒸発器5を通過させて循環させる第二の電動ファン14が設けてある。
【0067】
能力可変型圧縮機1と凝縮器2とドライヤ10と三方弁11と逆止弁9は、例えば可燃性冷媒を使用した場合に安全性向上の面から冷蔵庫本体20内での配管接続箇所削減のために機械室15内に配設されている。
【0068】
各蒸発器3,5から戻ってくる冷媒は圧縮機吸入管16を通って、能力可変型圧縮機1内空間へ放出された後、圧縮機吐出管17を通じて吐出される構成である。
【0069】
また、能力可変型圧縮機1は例えば回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型である。
【0070】
また、冷蔵室4と冷凍室6には図示しない区画内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段を設けてあり、圧縮機1と三方弁11と第一の電動ファン13と第二の電動ファン14とを制御する制御手段12Aとを備えている。
【0071】
以上のように構成された冷蔵庫について、冷蔵室4と冷凍室6の冷却タイミングについて図2のタイムチャートを元に説明する。
【0072】
能力可変型圧縮機1停止中に、冷蔵室4および冷凍室6のいずれか一方の温度検知手段が、予め設定された所定の温度以上を検知すると制御手段12Aはこの信号を受け、例えば冷凍室6の温度検知手段が予め設定された所定の温度(t2H)以上を検知すると圧縮機1と第二の電動ファン14を作動し、三方弁11を第二のキャピラリ8側に開放する(T1)。
【0073】
能力可変型圧縮機1の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器2にて放熱して凝縮液化し、三方弁11を経て第二のキャピラリ8に至る。その後、第二のキャピラリ8で第二のサクションライン19と熱交換しながら減圧されて第二の蒸発器5に至る。第二の電動ファン14の作動により、冷凍室6内の空気と積極的に熱交換されて冷媒は第二の蒸発器5内で蒸発気化し熱交換された空気はより低温の空気となって吐出され冷凍室6を冷却する。気化した冷媒は、第二のサクションライン19を経て能力可変型圧縮機1に吸入される。
【0074】
冷凍室6冷却中に冷凍室6の温度検知手段が予め設定された温度(t2L)以下を検知すると、三方弁11を全閉し、第二の電動ファン14を停止して冷凍室6冷却を終了する(T2)。
【0075】
所定時間、三方弁11を全閉し冷媒の流れを遮断した状態で、能力可変型圧縮機を運転する(T2〜T3)。
【0076】
所定時間経過後、三方弁11を第一のキャピラリ7側に開放し、第一の電動ファン13を作動して冷蔵室4冷却を開始する(T3)。
【0077】
冷媒は、三方弁11を経て第一のキャピラリ7に至る。その後、第一のキャピラリ7で第一のサクションライン18と熱交換しながら減圧されて第一の蒸発器3に至る。第一の電動ファン13の作動により冷蔵室4内の空気と積極的に熱交換されて冷媒は第一の蒸発器3内で蒸発気化し熱交換された空気は比較的低温の空気となって吐出され冷蔵室4を冷却する。気化した冷媒は、第一のサクションライン18を経て能力可変型圧縮機1に吸入される。
【0078】
なお、第二のサクションライン19の途中に逆止弁19を配設しているので第一のサクションライン18を経た冷媒が第二のサクションライン19を経て、第二の蒸発器5内に滞留することはない。
【0079】
冷蔵室4冷却中に冷凍室6の温度検知手段が予め設定された所定の温度(t2H)以上を検知すると、第一の電動ファン13を停止し、三方弁11を第二のキャピラリ8側に開放するとともに第二の電動ファン14を作動し、冷凍室6の冷却を開始する(T4)。
【0080】
以上の動作を繰り返し、三方弁11を用いて冷媒の流れを切り替えることにより、冷蔵室4と冷凍室6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段が共に予め設定された所定の温度(t1およびt2L)より低いことを検知すると、能力可変型圧縮機1を停止する(T5)。
【0081】
冷凍室6冷却終了後、三方弁11を所定時間全閉し冷媒の流れを完全に遮断した状態で能力可変型圧縮機1を運転させることにより能力可変型圧縮機1内の圧力が通常運転時と比較して低圧となるので、第二の蒸発器5内に滞留していた冷媒を第二の蒸発器5から能力可変型圧縮機1側へ追い出すことが可能となる。その結果、冷蔵室4冷却に切り替わった時に冷蔵室4を冷却するのに十分な冷媒が第一の蒸発器3に供給されるので冷媒循環量不足にならず、効率よく冷蔵室4を冷却することが可能となる。
【0082】
なお、冷蔵室4冷却から冷凍室6冷却に切り替わる時にも同様に、三方弁11を所定時間全閉し冷媒の流れを完全に遮断した状態で能力可変型圧縮機1を運転させることにより、速やかに第一の蒸発器3内に滞留している冷媒を能力可変型圧縮機1側へ追い出すことができるので効率よく冷凍室6冷却を行うことが可能となる。
【0083】
また、冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【0084】
また、冷媒の流路を切り替える手段として三方弁11を用いるので、従来のような二つの開放弁を用いた場合と比較して配管接続箇所を少なくでき、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【0085】
また、一つの三方弁11を用いて冷媒の流路を切り替えるので、従来のような二つの開放弁を用いた場合と比較して低コストであり、且つ省スペース化がはかれる。
【0086】
(実施例2)
図3は、本発明の実施例2における冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【0087】
11は機械室15内に配設された三方弁本体である。
【0088】
三方弁11は、三方弁入口管21と第一の吐出管22と第二の吐出管23で構成され、第一の吐出管22と第二の吐出管23とは、左右180度反対方向に振り分けられている。
【0089】
また、第一の吐出管22には第一のキャピラリ7が、第二の吐出管23には第二のキャピラリがそれぞれ接続されている。
【0090】
第一の吐出管22と第二の吐出管23が左右に振り分けられているので、三方弁11をコンパクトに機械室15内に収納することが可能となる。
【0091】
また、第一の吐出管22と第二の吐出管23の判別が容易となり、生産時に三方弁吐出管22,23とキャピラリ7,8の接続ミスを防止することが可能となる。
【0092】
なお、三方弁入口管21が第一の吐出管22もしくは第二の吐出管23と平行になるような構造とするとさらにコンパクトに三方弁11を機械室15内に収納することが可能となる。
【0093】
なお、図4に示すように、第一のサクションライン18と第二のサクションライン19を断熱材であるポリウレタンフォーム内で接続し、逆止弁9もポリウレタンフォーム内に配設し、1本の圧縮機吸入管16としてキャビネット24から機械室15内に出し能力可変型圧縮機1と接続すると機械室内15内で配管構造を簡略化でき、配管をさらにコンパクトに機械室15内に納めることが可能となる。
【0094】
なお、逆止弁9をポリウレタンフォーム内に配設するとしたが冷凍室5内に配設してもよい。
【0095】
(実施例3)
図5は、本発明の実施例3における冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【0096】
11は機械室15内に配設された三方弁本体である。
【0097】
第一の吐出管22には第一のキャピラリ7が、第二の吐出管23には第二のキャピラリ8がそれぞれ接続されている。
【0098】
また、第一のキャピラリ7入口と第二のキャピラリ8入口が機械室15内で三方弁11を挟んで左右180度反対方向に振り分けられた配管構造となっている。
【0099】
これにより、キャビネット24から機械室15内に出ている第一のキャピラリ7と第二のキャピラリ8の判別が容易となり、生産時に三方弁吐出管22,23とキャピラリ7,8の接続ミスを防止することが可能となる。
【0100】
なお、三方弁11を、第一の吐出管22と第二の吐出管23を左右に振り分けた構造とするとさらに接続ミスを防止することが可能となる。
【0101】
(実施例4)
図6は、本発明の実施例4における冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【0102】
10はドライヤであり、9は冷蔵室4冷却中に冷凍室6が低温であるために冷媒が第二の蒸発器5内に流入するのを防止するための逆止弁9である。
【0103】
ドライヤ10と逆止弁9は機械室15内で平行となるように配設されている。
【0104】
ドライヤ10と逆止弁9は共に横長の部品であるために、機械室15のスペースにゆとりがない場合、平行となるように配設することにより配管をコンパクトに機械室15内に納めることが可能となる。
【0105】
(実施例5)
図7は、本発明の実施例5における冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【0106】
機械室15内において、三方弁入口管21がドライヤ10と水平になるように三方弁11を配設している。
【0107】
ドライヤ10から三方弁入口管21に至る配管経路にトラップがないために、凝縮器2にて放熱し液化した液冷媒を安定して第一のキャピラリ7および第二のキャピラリ8に供給できるので、冷却システムを効率よく運転することが可能となる。
【0108】
また、ドライヤ10から三方弁入口管21に至る配管経路での液溜まりを防止できるので少冷媒化が可能となり、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【0109】
(実施例6)
図8は、本発明の実施例6における冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【0110】
機械室15内において、三方弁入口管21がドライヤ10より下部になるように三方弁11を配設している。
【0111】
これにより、凝縮器2にて放熱し液化した液冷媒をより確実に安定して第一のキャピラリ7および第二のキャピラリ8に供給できるので、冷媒循環量低下の要因となるキャピラリ7,8入口部でのガスかみを防止でき、冷却システムを効率よく運転することが可能となる。
【0112】
なお、三方弁入口管21を三方弁11本体から水平より上向きに突き出る構造とするとさらに安定して液冷媒をキャピラリに供給することができ、冷却システムをさらに効率よく運転することが可能となる。
【0113】
(実施例7)
図9は、本発明の実施例7における冷蔵庫の横断面図である。
【0114】
20は冷蔵庫本体であり、15は機械室仕切り板30と金属製の機械室カバー26により構成された冷蔵庫本体20の下部後方に配設された機械室15である。
【0115】
27は冷蔵庫本体20の前面より機械室15内に空気を取り込む前部吸込口であり、機械室カバー26には冷蔵庫本体20の後方より機械室15内に空気を取り込む後部吸込口28と機械室15内を冷却した空気を排出する排出口29が設けられている。
【0116】
機械室15内には、能力可変型圧縮機1と凝縮器2と機械室ファン25が配設されており、三方弁11は三方弁仕切り板31により機械室15内に分離された区画に配設されている。
【0117】
また、三方弁仕切り板31と分離された区画をなす機械室カバー26には放熱口32が設けられている。
【0118】
機械室15内の空気の流れは以下のようになる。機械室ファン25の駆動により前部吸込口27および後部吸込口28より吸い込まれた空気は、機械室ファン25を通り凝縮器2および能力可変型圧縮機1の冷却を行う。凝縮器2および能力可変型圧縮機1の冷却により昇温した空気は、三方弁仕切り板31により仕切られた区画の外側を通り、排出口29より機械室15外へ排出される。
【0119】
能力可変型圧縮機1および凝縮器2の冷却により昇温した空気が三方弁11に当たることがないので凝縮器2で放熱し液化した液冷媒の再加熱によるフラッシュガスの発生を防止できるので、冷凍能力の低下を防ぐことが可能となる。
【0120】
また、三方弁11を囲む区画をなす機械室カバー26に放熱口32が設けられているので三方弁11の放熱を促進することが可能である。
【0121】
なお、図9では三方弁11を囲む区画を機械室ファン25下流に設けているが放熱口32を設けた機械室カバー26と区画を形成できる場所であれば機械室15内のどこに設けても同様の効果が得られる。
【0122】
また、図10に示すように機械室ファン25上流に放熱口32を備えた三方弁仕切り板31により仕切られた区画を形成し、その区画内に三方弁11を配設しても同様の効果が得られる。
【0123】
なお、前部吸込口27を備えた場合について説明したが前部吸込口27を備えず、機械室15が機械室仕切り板30により完全に分離され、吸込口が機械室カバー26に備えられた後部吸込口28のみである場合にも同様の効果が得られる。
【0124】
(実施例8)
図11は、本発明の実施例8における冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【0125】
20は冷蔵庫本体であり、例えばポリウレタンフォームのような断熱材で周囲と断熱して構成している。また、冷媒の流路を切り替える三方弁11は断熱材内に配設されている。
【0126】
これにより、能力可変型圧縮機1および凝縮器2の放熱による熱影響が三方弁11に及ぶのを確実に防止できるので三方弁11の加熱による過冷却度の低下を抑制できる。その結果、冷凍能力の低下を防ぐことができ、効率よく冷却システムを運転することが可能となる。
【0127】
また、三方弁11を断熱材内に納めることにより機械室15内の配管構造が簡略化でき機械室15をコンパクト化することが可能となる。
【0128】
なお、三方弁11を第一のサクションライン18と第二のサクションライン19の近傍に配設することにより、第一のサクションライン18もしくは第二のサクションライン19を流れる比較的低温の冷媒により三方弁11の放熱を促進することができるので、過冷却度を増加させることができ、さらに効率よく冷却システムを運転することが可能となる。
【0129】
(実施例9)
図12は、本発明の実施例9における三方弁の部分断面図である。
【0130】
D1は第一および第二の吐出管の内径であり、D2は第一および第二のキャピラリ7,8の外径である。第一の吐出管22に第一のキャピラリ7を、第二の吐出管23に第二のキャピラリ8をそれぞれ挿入できるように吐出管の内径D1は、キャピラリ7,8の外径D2より大きい構造となっている。
【0131】
これにより、三方弁11と第一および第二のキャピラリ7,8の溶接箇所を最小限の二箇所に抑えることが可能であり、生産性が向上する。
【0132】
また、可燃性冷媒を用いる場合には溶接箇所低減により冷媒漏洩の危険性を小さくすることが可能となる。
【0133】
(実施例10)
図13は、本発明の実施例10における三方弁の部分断面図である。また、冷凍サイクル図として図1を用いて説明する。
【0134】
三方弁入口管21にドライヤ10の出口部を直接接合した、ドライヤ10と三方弁11が一体化した構造となっている。
【0135】
ドライヤ10を三方弁11に直接接合しているのでドライヤ10と三方弁11の接続配管が不要となり低コスト化が図れ、且つ配管構造を簡略化できるので機械室15をコンパクト化することが可能となる。
【0136】
また、接続配管レスによる配管ボリューム低減により必要冷媒量を削減でき、且つ溶接箇所を低減できるので生産性が向上し、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を低減することが可能となる。
【0137】
また、ドライヤ10を三方弁11に直接接合しているので凝縮器2にて放熱し液化した液冷媒を安定して第一のキャピラリ7および第二のキャピラリ8に供給できるので、冷媒循環量低下の要因となるキャピラリ入口部でのガスかみを防止でき、冷却システムを効率よく運転することが可能となる。
【0138】
なお、ドライヤ10を三方弁入口管21に直接接合するとしたが三方弁入口管21自体を内部に吸水材と不純物をためる網状のフィルターを備えた構造とすると同様の効果が得られる。
【0139】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような状態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0140】
冷蔵室と冷凍室を内部に有する冷蔵庫本体と、冷蔵庫本体の一部に区画された機械室とからなり、能力可変型圧縮機と凝縮器とドライヤと2方向に流路を切り替え可能であり且つ全閉機能付きの三方弁と第一のキャピラリと第一の蒸発器と第二のキャピラリと第二の蒸発器と第一のサクションラインと第二のサクションラインと逆止弁を備え、能力可変型圧縮機と凝縮器とドライヤと三方弁を順次直列に接続し、三方弁を介して第一のキャピラリと第一の蒸発器と第一のサクションラインと並列になるように、第二のキャピラリと第二の蒸発器と第二のサクションラインと逆止弁を接続し、三方弁の流路を切り替える前に、冷凍室冷却終了後、三方弁を所定時間全閉した状態で能力可変型圧縮機を運転させることにより第二の蒸発器内に滞留していた冷媒を第二の蒸発器から能力可変型圧縮機側へ追い出すとともに、前記逆止弁で前記冷媒の戻りを防止し、最小の冷媒量で必要な蒸発器に十分な冷媒を供給し、冷蔵室と冷凍室を交互に冷却するものである。
【0141】
この発明によれば、冷媒の流路を切り替える手段として三方弁を用いるので二つの開放弁を用いた場合と比較して低コストであり、且つ省スペース化がはかれる。
【0142】
また、第一の吐出管出口と第二の吐出管出口がそれぞれ左右に振り分けられている三方弁を用いたものであり、キャピラリと接続される第一および第二の吐出管が同一平面上であるので機械室内に三方弁をコンパクトに納めることが可能となる。
【0143】
また、第一のキャピラリ入口と、第二のキャピラリの入口が機械室内で三方弁を挟んで左右に振り分けられているものであり、生産時に第一のキャピラリと第二のキャピラリの判別が容易となり三方弁吐出管とキャピラリとの接続ミスを防止することが可能となる。
【0144】
また、機械室内でドライヤと逆止弁を平行に配設することを特徴とするものであり、ドライヤと逆止弁は共に横長の部品であるために平行になるように配設することにより配管構造の複雑化を緩和することが可能となる。
【0145】
また、三方弁入口管がドライヤと水平になるように三方弁を配設することを特徴とするものであり、キャピラリに安定して冷媒を供給することができるので冷却システムを効率よく運転することができ、ドライヤから三方弁に至る配管においてトラップがないために液溜まりを防止できるので少冷媒化が可能となり、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【0146】
また、三方弁入口管がドライヤより下部になるように三方弁を配設するものであり、安定して液冷媒をキャピラリに供給することができ、冷媒循環量低下の要因となるガスかみを防止することができるのでさらに効率よく冷却システムを運転することが可能となる。
【0147】
また、冷蔵庫本体の一部に区画された機械室を有し、機械室内に能力可変型圧縮機と凝縮器と凝縮器とキャピラリの間に配設された冷媒の流路制御を行う三方弁と機械室内を冷却する機械室ファンを配設し、機械室は機械室ファンの運転により外気を機械室内に取り込む吸込口と、機械室内を冷却した空気を機械室外へ導く排出口とから機械室風路を構成し、機械室内に機械室風路と分離した放熱口を備えた区画を備え、区画内に三方弁を配設することにより、能力可変型圧縮機および凝縮器の冷却により昇温した空気が三方弁に当たることがないので凝縮器で放熱し液化した液冷媒の再加熱によるフラッシュガスの発生を防止でき、冷凍能力の低下を防ぐことが可能となり、三方弁を囲む区画には放熱口が設けられているので三方弁の放熱を促進することが可能である。
【0148】
また、三方弁を断熱材内に配設することにより、能力可変型圧縮機および凝縮器の放熱による熱影響が三方弁に及ぶのを確実に防止できるので三方弁の加熱による過冷却度の低下を抑制でき、さらに効率よく冷却システムを運転することが可能となる。
【0149】
また、三方弁の第一の吐出管に第一のキャピラリを、第二の吐出管に第二のキャピラリをそれぞれ挿入できるように三方弁の吐出管の内径をキャピラリの外径より大きくすることにより、溶接箇所を最小限に押さえることができ生産性が向上し、可燃性冷媒を用いる場合には溶接箇所低減により冷媒漏洩の危険性を小さくすることが可能となる。
【0150】
また、ドライヤと一体化した三方弁を用いることにより、機械室内の配管構造を簡略化でき機械室をコンパクト化することが可能となり、且つ溶接箇所を低減できるので生産性が向上し、可燃性冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図2】本発明の請求項1の実施例における冷蔵庫のタイムチャート
【図3】本発明の請求項2の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図4】本発明の請求項2の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図5】本発明の請求項3の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図6】本発明の請求項4の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図7】本発明の請求項5の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図8】本発明の請求項6の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図9】本発明の請求項7の実施例における冷蔵庫の横断面図
【図10】本発明の請求項7の実施例における冷蔵庫の横断面図
【図11】本発明の請求項8の実施例における冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図12】本発明の請求項9の実施例における三方弁の部分断面図
【図13】本発明の請求項10の実施例における三方弁の部分断面図
【図14】従来の冷蔵庫の冷凍サイクル図
【符号の説明】
1 能力可変型圧縮機
2 凝縮器
3 第一の蒸発器
4 冷蔵室
5 第二の蒸発器
6 冷凍室
7 第一のキャピラリ
8 第二のキャピラリ
9 逆止弁
10 ドライヤ
11 三方弁
12 冷凍サイクル
13 第一の電動ファン
14 第二の電動ファン
15 機械室
16 圧縮機吸込管
17 圧縮機吐出管
18 第一のサクションライン
19 第二のサクションライン
20 冷蔵庫本体
Claims (10)
- 冷蔵室と冷凍室を内部に有する冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体の一部に区画された機械室とからなり、能力可変型圧縮機と凝縮器とドライヤと2方向に流路を切り替え可能であり且つ全閉機能付きの三方弁と第一のキャピラリと第一の蒸発器と第二のキャピラリと第二の蒸発器と第一のサクションラインと第二のサクションラインと逆止弁を備え、前記能力可変型圧縮機と前記凝縮器と前記ドライヤと前記三方弁を順次直列に接続し、前記三方弁を介して前記第一のキャピラリと前記第一の蒸発器と前記第一のサクションラインと並列になるように、前記第二のキャピラリと前記第二の蒸発器と前記第二のサクションラインと前記逆止弁を接続し、前記三方弁の流路を切り替える前に、冷凍室冷却終了後、三方弁を所定時間全閉した状態で能力可変型圧縮機を運転させることにより第二の蒸発器内に滞留していた冷媒を第二の蒸発器から能力可変型圧縮機側へ追い出すとともに、前記逆止弁で前記冷媒の戻りを防止し、最小の冷媒量で必要な蒸発器に十分な冷媒を供給し、前記冷蔵室と前記冷凍室を交互に冷却することを特徴とする冷蔵庫。
- 第一の吐出管出口と第二の吐出管出口がそれぞれ左右に振り分けられている三方弁を用いたことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
- 第一のキャピラリ入口と、第二のキャピラリの入口が機械室内で三方弁を挟んで左右に振り分けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷蔵庫。
- 機械室内で、ドライヤと逆止弁を平行に配設することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 三方弁入口管がドライヤと水平になるように三方弁を配設することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 三方弁入口管がドライヤより下部になるように三方弁を配設することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 冷蔵庫本体の一部に区画された機械室を有し、前記機械室内に能力可変型圧縮機と凝縮器と前記凝縮器とキャピラリの間に配設された冷媒の流路制御を行う三方弁と機械室内を冷却する機械室ファンを配設し、前記機械室は前記機械室ファンの運転により外気を前記機械室内に取り込む吸込口と、前記機械室内を冷却した空気を前記機械室外へ導く排出口とから機械室風路を構成し、前記機械室内に機械室風路と分離した放熱口を備えた区画を備え、前記区画内に三方弁を配設することを特徴とする請求項1記載の冷蔵庫。
- 三方弁を断熱材内に配設することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
- 三方弁の第一の吐出管に第一のキャピラリを、第二の吐出管に第二のキャピラリをそれぞれ挿入できるように三方弁の吐出管の内径をキャピラリの外径より大きくしたことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- ドライヤと一体化した三方弁を備えたことを特徴とする請求項1から4または請求項9に記載の冷蔵庫。
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