JPH04335972A - 多重蒸発器型の蒸気圧縮冷凍サイクル用の過剰液体冷媒アキュムレータ - Google Patents
多重蒸発器型の蒸気圧縮冷凍サイクル用の過剰液体冷媒アキュムレータInfo
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- JPH04335972A JPH04335972A JP4051099A JP5109992A JPH04335972A JP H04335972 A JPH04335972 A JP H04335972A JP 4051099 A JP4051099 A JP 4051099A JP 5109992 A JP5109992 A JP 5109992A JP H04335972 A JPH04335972 A JP H04335972A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/006—Accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
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- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【関連出願の説明】本願は、1990年11月9日に提
出された、「毛管/吸引管の間の熱伝達を含む冷凍装置
」と称する同時係属米国特許出願第07/612051
号、1990年11月9日に提出された、「冷凍装置お
よびそれの冷媒制御装置」と称する同時係属米国特許出
願第07/612290号、並びに本願と同日に提出さ
れた、「複数の蒸発器を含む冷凍装置」と称する同時係
属米国特許出願第号(出願人控え番号RD−20712
)と関連するものである。これらの関連出願はいずれも
、本発明の場合と同じ譲受人に譲渡されている。
出された、「毛管/吸引管の間の熱伝達を含む冷凍装置
」と称する同時係属米国特許出願第07/612051
号、1990年11月9日に提出された、「冷凍装置お
よびそれの冷媒制御装置」と称する同時係属米国特許出
願第07/612290号、並びに本願と同日に提出さ
れた、「複数の蒸発器を含む冷凍装置」と称する同時係
属米国特許出願第号(出願人控え番号RD−20712
)と関連するものである。これらの関連出願はいずれも
、本発明の場合と同じ譲受人に譲渡されている。
【0002】
【発明の背景】本発明は冷凍装置に関するものであって
、更に詳しく言えば、それの効率を高めるため多重蒸発
器型の冷凍サイクル内にアキュムレータを配置する技術
に関する。家庭用冷蔵庫において使用されている通常の
冷凍装置は、単純な蒸気圧縮サイクルに基づいて動作す
る。かかるサイクルは圧縮機、凝縮器、膨張絞り弁およ
び蒸発器を直列に連結したものから成っていて、その中
には冷媒が充填されている。言うまでもないが、通常の
家庭用冷蔵庫は2つの食品貯蔵室(すなわち、冷凍室お
よび生鮮食品室)を有している。冷凍室は−10〜+1
5°Fの温度に維持されるのが通例であり、また生鮮食
品室は約+33〜+47°Fの温度に維持されることが
好ましい。これらの要求条件を満たすため、典型的な冷
凍装置の蒸発器は約−10°Fで運転される。冷凍効果
は蒸発器に空気を吹付けることによって得られる。かか
る空気の流れを制御することにより、それの一部分は冷
凍室内に導かれ、また残りの部分は生鮮食品室内に導か
れる。このように、冷凍サイクルは生鮮食品室にとって
必要な温度よりも低い冷凍室用の温度において冷凍効果
を生み出すのである。冷却温度が低くなるほど、より多
くの機械的エネルギーが必要であるから、上記のごとき
冷凍装置は2種の温度レベルにおいて冷却を行なう冷凍
装置よりも多くの機械的エネルギーを使用する。しかし
ながら、このような問題の解決策としては、2つの独立
した冷凍サイクル(すなわち、低い温度を有する冷凍室
用の冷凍サイクルおよびそれよりもやや高い温度を有す
る生鮮食品室用の冷凍サイクル)を使用するという公知
の技術は非常に多くの経費を必要とするものである。
、更に詳しく言えば、それの効率を高めるため多重蒸発
器型の冷凍サイクル内にアキュムレータを配置する技術
に関する。家庭用冷蔵庫において使用されている通常の
冷凍装置は、単純な蒸気圧縮サイクルに基づいて動作す
る。かかるサイクルは圧縮機、凝縮器、膨張絞り弁およ
び蒸発器を直列に連結したものから成っていて、その中
には冷媒が充填されている。言うまでもないが、通常の
家庭用冷蔵庫は2つの食品貯蔵室(すなわち、冷凍室お
よび生鮮食品室)を有している。冷凍室は−10〜+1
5°Fの温度に維持されるのが通例であり、また生鮮食
品室は約+33〜+47°Fの温度に維持されることが
好ましい。これらの要求条件を満たすため、典型的な冷
凍装置の蒸発器は約−10°Fで運転される。冷凍効果
は蒸発器に空気を吹付けることによって得られる。かか
る空気の流れを制御することにより、それの一部分は冷
凍室内に導かれ、また残りの部分は生鮮食品室内に導か
れる。このように、冷凍サイクルは生鮮食品室にとって
必要な温度よりも低い冷凍室用の温度において冷凍効果
を生み出すのである。冷却温度が低くなるほど、より多
くの機械的エネルギーが必要であるから、上記のごとき
冷凍装置は2種の温度レベルにおいて冷却を行なう冷凍
装置よりも多くの機械的エネルギーを使用する。しかし
ながら、このような問題の解決策としては、2つの独立
した冷凍サイクル(すなわち、低い温度を有する冷凍室
用の冷凍サイクルおよびそれよりもやや高い温度を有す
る生鮮食品室用の冷凍サイクル)を使用するという公知
の技術は非常に多くの経費を必要とするものである。
【0003】本発明の場合と同じ譲受人に譲渡された米
国特許第4910972号の明細書中には、改善された
熱力学的効率を有しかつ家庭用冷蔵庫において使用する
のに適した冷凍装置が記載されている。米国特許第49
10972号明細書中に開示された冷凍装置の一例が図
1に示されている。この冷凍装置は第1の膨張弁11、
第1の蒸発器13、第1の圧縮機15、第2の圧縮機1
7、凝縮器21、第2の膨張弁23および第2の蒸発器
25を含んでいて、それらの構成要素は冷媒が流通し得
るように導管26によって直列に連結されている。第2
の蒸発器25の出口には、それから二相冷媒を受入れる
ための相分離器27が連結されている。かかる相分離器
27は第1の膨張弁11に液体状の冷媒を供給すると共
に、第2の圧縮機17に飽和蒸気状の冷媒を供給する。 第1の蒸発器13は約−10°Fで運転されて冷凍室を
冷却する一方、第2の蒸発器25は約25°Fで運転さ
れて生鮮食品室を冷却する。このように2台の蒸発器を
含む二段サイクル型の冷凍装置において使用される機械
的エネルギーは、通常の単一蒸発器型冷凍装置の場合よ
りも遙かに少なくて済む。
国特許第4910972号の明細書中には、改善された
熱力学的効率を有しかつ家庭用冷蔵庫において使用する
のに適した冷凍装置が記載されている。米国特許第49
10972号明細書中に開示された冷凍装置の一例が図
1に示されている。この冷凍装置は第1の膨張弁11、
第1の蒸発器13、第1の圧縮機15、第2の圧縮機1
7、凝縮器21、第2の膨張弁23および第2の蒸発器
25を含んでいて、それらの構成要素は冷媒が流通し得
るように導管26によって直列に連結されている。第2
の蒸発器25の出口には、それから二相冷媒を受入れる
ための相分離器27が連結されている。かかる相分離器
27は第1の膨張弁11に液体状の冷媒を供給すると共
に、第2の圧縮機17に飽和蒸気状の冷媒を供給する。 第1の蒸発器13は約−10°Fで運転されて冷凍室を
冷却する一方、第2の蒸発器25は約25°Fで運転さ
れて生鮮食品室を冷却する。このように2台の蒸発器を
含む二段サイクル型の冷凍装置において使用される機械
的エネルギーは、通常の単一蒸発器型冷凍装置の場合よ
りも遙かに少なくて済む。
【0004】前述のごとき関連出願(すなわち、米国特
許出願第07/612051および07/612290
号)の明細書中には、改善された熱力学的効率を有する
別の冷凍装置が開示されている。これらの特許出願明細
書中に開示された冷凍装置の代表例が図2に示されてい
る。図2の冷凍装置は、ただ1つの相違点を除けば図1
の冷凍装置と同じである。その相違点とは、図2の冷凍
装置が多段圧縮機ユニットの代りに単一の圧縮機を使用
していることである。詳しく述べれば、図2の冷凍装置
は第1の膨張弁31、第1の蒸発器32、圧縮機33、
凝縮器34、第2の膨張弁35および第2の蒸発器36
を含んでいて、それらの構成要素は冷媒が流通し得るよ
うに導管37によって直列に連結されている。第2の蒸
発器36の出口には、それから二相冷媒を受入れるため
の相分離器38が連結されている。かかる相分離器38
は第1の膨張弁31に液体状の冷媒を供給すると共に、
冷媒流れ制御装置39に飽和蒸気状の冷媒を供給する。 第1の蒸発器32の出口および圧縮機33の入口にも連
結された制御装置39は、第1の蒸発器32からの冷媒
または相分離器38からの冷媒蒸気を圧縮機33に選択
的に流す。このような冷凍装置は、多段圧縮機ユニット
を使用することなしに効率の改善をもたらす。
許出願第07/612051および07/612290
号)の明細書中には、改善された熱力学的効率を有する
別の冷凍装置が開示されている。これらの特許出願明細
書中に開示された冷凍装置の代表例が図2に示されてい
る。図2の冷凍装置は、ただ1つの相違点を除けば図1
の冷凍装置と同じである。その相違点とは、図2の冷凍
装置が多段圧縮機ユニットの代りに単一の圧縮機を使用
していることである。詳しく述べれば、図2の冷凍装置
は第1の膨張弁31、第1の蒸発器32、圧縮機33、
凝縮器34、第2の膨張弁35および第2の蒸発器36
を含んでいて、それらの構成要素は冷媒が流通し得るよ
うに導管37によって直列に連結されている。第2の蒸
発器36の出口には、それから二相冷媒を受入れるため
の相分離器38が連結されている。かかる相分離器38
は第1の膨張弁31に液体状の冷媒を供給すると共に、
冷媒流れ制御装置39に飽和蒸気状の冷媒を供給する。 第1の蒸発器32の出口および圧縮機33の入口にも連
結された制御装置39は、第1の蒸発器32からの冷媒
または相分離器38からの冷媒蒸気を圧縮機33に選択
的に流す。このような冷凍装置は、多段圧縮機ユニット
を使用することなしに効率の改善をもたらす。
【0005】上記のごとき多重蒸発器型の冷凍装置にお
いては、過剰の冷媒は相分離器内に蓄積されるのが通例
である。液体状の冷媒は、相分離器から膨張絞り弁を通
して最低温の蒸発器に供給される。かかる冷媒は蒸発器
内において完全に気化するのが理想である。しかしなが
ら、熱負荷の減少または庫内設定温度の低下のために最
低温の蒸発器が設計温度よりも低い温度下で動作する場
合には、冷媒が完全には気化せず、従って一部の冷媒は
液体のままで蒸発器から排出される。かかる液体冷媒は
、実際上、最低温の蒸発器と圧縮機ユニットとの間の吸
入管内に貯蔵される。なお、吸入管への液体冷媒の排出
は冷却能力の損失を意味する。なぜなら、吸入管内にお
ける冷媒の蒸発によって生み出される冷却効果は庫内で
はなく外界に放出されるからである。最低温の蒸発器か
らの液体冷媒の排出はまた、実質的に液体状の冷媒を相
分離器から吸入管に移送することになる。遂には、相分
離器は液体状の冷媒の代りに二相冷媒を排出するように
なる。その結果、膨張絞り弁を通る流量は減少するので
ある。
いては、過剰の冷媒は相分離器内に蓄積されるのが通例
である。液体状の冷媒は、相分離器から膨張絞り弁を通
して最低温の蒸発器に供給される。かかる冷媒は蒸発器
内において完全に気化するのが理想である。しかしなが
ら、熱負荷の減少または庫内設定温度の低下のために最
低温の蒸発器が設計温度よりも低い温度下で動作する場
合には、冷媒が完全には気化せず、従って一部の冷媒は
液体のままで蒸発器から排出される。かかる液体冷媒は
、実際上、最低温の蒸発器と圧縮機ユニットとの間の吸
入管内に貯蔵される。なお、吸入管への液体冷媒の排出
は冷却能力の損失を意味する。なぜなら、吸入管内にお
ける冷媒の蒸発によって生み出される冷却効果は庫内で
はなく外界に放出されるからである。最低温の蒸発器か
らの液体冷媒の排出はまた、実質的に液体状の冷媒を相
分離器から吸入管に移送することになる。遂には、相分
離器は液体状の冷媒の代りに二相冷媒を排出するように
なる。その結果、膨張絞り弁を通る流量は減少するので
ある。
【0006】
【発明の概要】本発明の目的は、失われた冷却能力を回
復するための手段を具備した多重蒸発器型の冷凍装置を
提供することにある。上記およびその他の目的は、本発
明に従えば、相異なる温度に維持される複数の貯蔵室を
有する冷蔵庫において使用するための多重蒸発器型冷凍
装置を提供することによって達成される。かかる冷凍装
置においては、過剰液体冷媒アキュムレータのごとき冷
却能力回復装置が最低温の蒸発器からの冷媒を受入れる
ようにして最低温の貯蔵室内に配置されている。上記の
アキュムレータは、下部に液体状の冷媒を蓄積しかつ上
部に気体状の冷媒を蓄積するための容器から成っている
。かかる容器は最低温の蒸発器から冷媒を受入れるため
の開口を頂部に有すると共に、気体状の冷媒を圧縮機ユ
ニットに供給するための出口をも有している。かかる出
口は、容器の頂部付近の位置から底部の開口を通して伸
びる管から成っている。本発明においては、複数の蒸発
器を有する冷凍装置を使用することができる。圧縮機ユ
ニットは蒸発器の数に等しい数の圧縮機から成っていて
もよいし、あるいは図2の冷凍装置に関連して上記に記
載されたごとくに単一の圧縮機および冷媒流れ制御装置
から成っていてもよい。
復するための手段を具備した多重蒸発器型の冷凍装置を
提供することにある。上記およびその他の目的は、本発
明に従えば、相異なる温度に維持される複数の貯蔵室を
有する冷蔵庫において使用するための多重蒸発器型冷凍
装置を提供することによって達成される。かかる冷凍装
置においては、過剰液体冷媒アキュムレータのごとき冷
却能力回復装置が最低温の蒸発器からの冷媒を受入れる
ようにして最低温の貯蔵室内に配置されている。上記の
アキュムレータは、下部に液体状の冷媒を蓄積しかつ上
部に気体状の冷媒を蓄積するための容器から成っている
。かかる容器は最低温の蒸発器から冷媒を受入れるため
の開口を頂部に有すると共に、気体状の冷媒を圧縮機ユ
ニットに供給するための出口をも有している。かかる出
口は、容器の頂部付近の位置から底部の開口を通して伸
びる管から成っている。本発明においては、複数の蒸発
器を有する冷凍装置を使用することができる。圧縮機ユ
ニットは蒸発器の数に等しい数の圧縮機から成っていて
もよいし、あるいは図2の冷凍装置に関連して上記に記
載されたごとくに単一の圧縮機および冷媒流れ制御装置
から成っていてもよい。
【0007】本発明のその他の目的および利点は、添付
の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば自ら明
らかとなろう。本発明の内容は、前記特許請求の範囲中
に詳細かつ明確に記載されている。とは言え、添付の図
面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによって
最も良く理解されるはずである。
の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば自ら明
らかとなろう。本発明の内容は、前記特許請求の範囲中
に詳細かつ明確に記載されている。とは言え、添付の図
面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによって
最も良く理解されるはずである。
【0008】
【実施例の記載】本明細書中に記載されているごとく、
本発明は家庭冷蔵庫において最も有用なものであると考
えられる。とは言え、本発明は空気調和のごとき他の冷
却用途においても有用である。それ故、本明細書中にお
いて使用される「冷凍装置」という用語は冷蔵庫および
冷凍機に関連するもののみを意味するわけではなく、そ
の他の様々な冷却用途に関連するものをも包括すること
を理解すべきである。
本発明は家庭冷蔵庫において最も有用なものであると考
えられる。とは言え、本発明は空気調和のごとき他の冷
却用途においても有用である。それ故、本明細書中にお
いて使用される「冷凍装置」という用語は冷蔵庫および
冷凍機に関連するもののみを意味するわけではなく、そ
の他の様々な冷却用途に関連するものをも包括すること
を理解すべきである。
【0009】ここで図3を見ると、本発明の好適な実施
の態様に基づく冷凍装置が示されている。かかる冷凍装
置は第1の膨張絞り手段40、第1の蒸発器42、圧縮
機ユニット44、凝縮器46、第2の膨張絞り手段48
および第2の蒸発器50を含んでいて、それらの構成要
素は冷媒が流通し得るように導管52によって記載の順
序で直列に連結されている。ここで言う「膨張絞り手段
」とは通過する冷媒の圧力を低下させる任意の装置を意
味するのであって、その実例としてはオリフィス、膨張
弁および毛管が挙げられる。図示されてはいないが、吸
入管との熱交換が可能となるようにして一方または両方
の膨張絞り手段を配置することもできる。また、密閉容
器から成る相分離器54が設置されている。かかる相分
離器54は、第2の蒸発器50から液体状および気体状
の冷媒を受入れるための入口を有している。相分離器5
4を構成する容器は液体状の冷媒を下部に蓄積すると共
に、気体状の冷媒を上部に蓄積する。容器の底部に設け
られた第1の出口は、導管52および第1の膨張絞り手
段40を通して液体状の冷媒を第1の蒸発器42に供給
するために役立つ。相分離器54はまた、圧縮機ユニッ
ト44に冷媒蒸気を供給するための第2の出口をも有し
ている。かかる第2の出口は、容器の上部の内部から外
部に伸びる導管55によって構成されている。かかる導
管55は容器の上部に連通していると共に、液体状の冷
媒がそれの開放端に侵入しないように形成されている。
の態様に基づく冷凍装置が示されている。かかる冷凍装
置は第1の膨張絞り手段40、第1の蒸発器42、圧縮
機ユニット44、凝縮器46、第2の膨張絞り手段48
および第2の蒸発器50を含んでいて、それらの構成要
素は冷媒が流通し得るように導管52によって記載の順
序で直列に連結されている。ここで言う「膨張絞り手段
」とは通過する冷媒の圧力を低下させる任意の装置を意
味するのであって、その実例としてはオリフィス、膨張
弁および毛管が挙げられる。図示されてはいないが、吸
入管との熱交換が可能となるようにして一方または両方
の膨張絞り手段を配置することもできる。また、密閉容
器から成る相分離器54が設置されている。かかる相分
離器54は、第2の蒸発器50から液体状および気体状
の冷媒を受入れるための入口を有している。相分離器5
4を構成する容器は液体状の冷媒を下部に蓄積すると共
に、気体状の冷媒を上部に蓄積する。容器の底部に設け
られた第1の出口は、導管52および第1の膨張絞り手
段40を通して液体状の冷媒を第1の蒸発器42に供給
するために役立つ。相分離器54はまた、圧縮機ユニッ
ト44に冷媒蒸気を供給するための第2の出口をも有し
ている。かかる第2の出口は、容器の上部の内部から外
部に伸びる導管55によって構成されている。かかる導
管55は容器の上部に連通していると共に、液体状の冷
媒がそれの開放端に侵入しないように形成されている。
【0010】第1の蒸発器42は冷凍室56内に配置さ
れており、また第2の蒸発器50は生鮮食品室58内に
配置されている。運転に際しては、第1の蒸発器42は
約−10°Fの温度を有する冷媒を含んでいて、それに
より冷凍室56を冷却する。また、第2の蒸発器50は
約25°Fの温度を有する冷媒を含んでいて、それによ
り生鮮食品室58を冷却する。
れており、また第2の蒸発器50は生鮮食品室58内に
配置されている。運転に際しては、第1の蒸発器42は
約−10°Fの温度を有する冷媒を含んでいて、それに
より冷凍室56を冷却する。また、第2の蒸発器50は
約25°Fの温度を有する冷媒を含んでいて、それによ
り生鮮食品室58を冷却する。
【0011】圧縮機ユニット44は、前述の米国特許第
4910972号明細書中に開示されているごとくに2
台の圧縮機から成っていてもよいし、あるいは前述の米
国特許出願第07/612051および07/6122
90号明細書中に開示されているごとくに1台の圧縮機
および冷媒流れ制御装置から成っていてもよい。2台の
圧縮機を使用する場合には、導管55を通して供給され
る冷媒蒸気は第1段の圧縮機から流出する冷媒と混合さ
れ、そしてかかる混合物が第2段の圧縮機に供給される
。1台の圧縮機および冷媒流れ制御装置を使用する場合
には、導管55を通して供給される冷媒蒸気は冷媒流れ
制御装置に供給され、そしてかかる制御装置が導管55
を通して供給される冷媒蒸気および第1の蒸発器42か
ら流出する冷媒を選択的に圧縮機に供給する。
4910972号明細書中に開示されているごとくに2
台の圧縮機から成っていてもよいし、あるいは前述の米
国特許出願第07/612051および07/6122
90号明細書中に開示されているごとくに1台の圧縮機
および冷媒流れ制御装置から成っていてもよい。2台の
圧縮機を使用する場合には、導管55を通して供給され
る冷媒蒸気は第1段の圧縮機から流出する冷媒と混合さ
れ、そしてかかる混合物が第2段の圧縮機に供給される
。1台の圧縮機および冷媒流れ制御装置を使用する場合
には、導管55を通して供給される冷媒蒸気は冷媒流れ
制御装置に供給され、そしてかかる制御装置が導管55
を通して供給される冷媒蒸気および第1の蒸発器42か
ら流出する冷媒を選択的に圧縮機に供給する。
【0012】これまでに説明した限りにおいては、本発
明の冷凍装置は前述のごとき従来の冷凍装置に類似して
いる。前述のごとく、従来の冷凍装置は最低温の蒸発器
から液体状の冷媒が排出されることがあるという問題を
含んでいる。詳しく述べれば、通常は蒸発器内において
冷媒が完全に気化する。しかしながら、熱負荷の減少ま
たは庫内設定温度の低下のために最低温の蒸発器が設計
温度よりも低い温度下で動作する場合には、冷媒が完全
には気化せず、従って一部の冷媒は液体のままで蒸発器
から排出される。このような吸入管への液体冷媒の排出
は冷却能力の損失を意味する。なぜなら、吸入管内にお
ける冷媒の蒸発によって生み出される冷却効果は庫内で
はなく外界に放出されるからである。
明の冷凍装置は前述のごとき従来の冷凍装置に類似して
いる。前述のごとく、従来の冷凍装置は最低温の蒸発器
から液体状の冷媒が排出されることがあるという問題を
含んでいる。詳しく述べれば、通常は蒸発器内において
冷媒が完全に気化する。しかしながら、熱負荷の減少ま
たは庫内設定温度の低下のために最低温の蒸発器が設計
温度よりも低い温度下で動作する場合には、冷媒が完全
には気化せず、従って一部の冷媒は液体のままで蒸発器
から排出される。このような吸入管への液体冷媒の排出
は冷却能力の損失を意味する。なぜなら、吸入管内にお
ける冷媒の蒸発によって生み出される冷却効果は庫内で
はなく外界に放出されるからである。
【0013】このようにして失われる冷却能力を回復す
るため、本発明に従えば、過剰液体冷媒アキュムレータ
60から成る冷却能力回復装置が冷凍装置に付加される
。かかるアキュムレータ60は第1の蒸発器42の出口
に連結されると共に、冷凍室56内に配置される。図4
に示されるごとく、アキュムレータ60は密閉容器62
を含んでいる。容器62は、運転条件下で冷凍サイクル
内に存在する全ての過剰液体冷媒を収容するのに十分な
大きさを有していなければならない。容器62は、それ
の頂部に設けられた入口を通し、第1の蒸発器42から
排出された冷媒を受入れる。かかる入口は、アキュムレ
ータ60と第1の蒸発器42とを連結する導管52の端
部を容器62の頂部に設けられた開口64内に挿入固定
したものから成っている。導管52の開放端66は容器
62の頂部から僅かな距離だけ内方に位置している。 また、容器62からの出口も設けられている。かかる出
口は、容器62の底部に設けられた開口68と、開口6
8を通して容器62の内部から外部に伸びる流出管70
とから成っている。容器62内に位置する流出管70の
末端は、容器62の頂部付近に位置する開放端72を成
している。容器62の外部においては、流出管70は圧
縮機ユニット44に通じる部分の導管52に連結されて
いる。なお、この部分の導管52は吸入管としても知ら
れている。
るため、本発明に従えば、過剰液体冷媒アキュムレータ
60から成る冷却能力回復装置が冷凍装置に付加される
。かかるアキュムレータ60は第1の蒸発器42の出口
に連結されると共に、冷凍室56内に配置される。図4
に示されるごとく、アキュムレータ60は密閉容器62
を含んでいる。容器62は、運転条件下で冷凍サイクル
内に存在する全ての過剰液体冷媒を収容するのに十分な
大きさを有していなければならない。容器62は、それ
の頂部に設けられた入口を通し、第1の蒸発器42から
排出された冷媒を受入れる。かかる入口は、アキュムレ
ータ60と第1の蒸発器42とを連結する導管52の端
部を容器62の頂部に設けられた開口64内に挿入固定
したものから成っている。導管52の開放端66は容器
62の頂部から僅かな距離だけ内方に位置している。 また、容器62からの出口も設けられている。かかる出
口は、容器62の底部に設けられた開口68と、開口6
8を通して容器62の内部から外部に伸びる流出管70
とから成っている。容器62内に位置する流出管70の
末端は、容器62の頂部付近に位置する開放端72を成
している。容器62の外部においては、流出管70は圧
縮機ユニット44に通じる部分の導管52に連結されて
いる。なお、この部分の導管52は吸入管としても知ら
れている。
【0014】運転に際しては、第1の蒸発器42から排
出された冷媒は入口を通して容器62内に流入する。第
1の蒸発器42が設計温度よりも低い温度下で動作する
場合には、容器62内には液体状の冷媒および気体状の
冷媒が流入する。液体状の冷媒は容器62の下部74に
蓄積する一方、気体状の冷媒は容器62の上部76を占
拠する。流出管70の開放端72は容器62の頂部付近
に位置しているため、流出管70内には気体状の冷媒の
みが流入する。すなわち、液体状の冷媒は吸入管内に流
入しないから、第1の蒸発器42から排出された全ての
過剰液体冷媒は吸入管内ではなくアキュムレータ60内
に貯蔵されることになる。アキュムレータ60は冷凍室
56内に配置されているから、過剰の液体冷媒が冷凍室
の外部において蒸発することはなく、従って第1の蒸発
器42からの液体冷媒の排出に原因する冷凍能力の損失
は起こらないのである。
出された冷媒は入口を通して容器62内に流入する。第
1の蒸発器42が設計温度よりも低い温度下で動作する
場合には、容器62内には液体状の冷媒および気体状の
冷媒が流入する。液体状の冷媒は容器62の下部74に
蓄積する一方、気体状の冷媒は容器62の上部76を占
拠する。流出管70の開放端72は容器62の頂部付近
に位置しているため、流出管70内には気体状の冷媒の
みが流入する。すなわち、液体状の冷媒は吸入管内に流
入しないから、第1の蒸発器42から排出された全ての
過剰液体冷媒は吸入管内ではなくアキュムレータ60内
に貯蔵されることになる。アキュムレータ60は冷凍室
56内に配置されているから、過剰の液体冷媒が冷凍室
の外部において蒸発することはなく、従って第1の蒸発
器42からの液体冷媒の排出に原因する冷凍能力の損失
は起こらないのである。
【0015】上記のごときアキュムレータ60は、第1
の蒸発器42から液体状の冷媒が排出される場合に有用
なものである。しかるに、正常な運転条件下では、第1
の蒸発器42から過熱蒸気のみが排出される。その結果
、アキュムレータ60内に貯蔵された液体状の冷媒は蒸
発し、従ってアキュムレータ60からは液体状の冷媒が
完全に消失することになる。(かかる条件下では、全て
の過剰液体冷媒は相分離器54内に収容される。)なお
、このような場合においてアキュムレータ60内に冷媒
が停滞するのを防止するため、容器62の底部付近の部
位において流出管72に放出孔78が設けられている。
の蒸発器42から液体状の冷媒が排出される場合に有用
なものである。しかるに、正常な運転条件下では、第1
の蒸発器42から過熱蒸気のみが排出される。その結果
、アキュムレータ60内に貯蔵された液体状の冷媒は蒸
発し、従ってアキュムレータ60からは液体状の冷媒が
完全に消失することになる。(かかる条件下では、全て
の過剰液体冷媒は相分離器54内に収容される。)なお
、このような場合においてアキュムレータ60内に冷媒
が停滞するのを防止するため、容器62の底部付近の部
位において流出管72に放出孔78が設けられている。
【0016】家庭用冷蔵庫は2つの食品貯蔵室を有する
のが通例であるが、3つの食品貯蔵室を有する冷蔵庫の
製造にも関心が集まっている。その場合には、3台の蒸
発器が必要とされる。それ以外にも、3台の独立した蒸
発器を必要とする冷却用途は存在する。次の図5には、
3台の蒸発器を含むような本発明の冷凍装置の具体例が
示されている。第3の膨張絞り手段80、中間温度の貯
蔵室84を冷却するために役立つ第3の蒸発器82、お
よび第2の相分離器86が追加されている点を除けば、
図5の冷凍装置は図3の冷凍装置と実質的に同じもので
ある。この場合の圧縮機ユニット44は、3台の圧縮機
から成るか、あるいは1台の圧縮機および三方冷媒流れ
制御装置から成っている。
のが通例であるが、3つの食品貯蔵室を有する冷蔵庫の
製造にも関心が集まっている。その場合には、3台の蒸
発器が必要とされる。それ以外にも、3台の独立した蒸
発器を必要とする冷却用途は存在する。次の図5には、
3台の蒸発器を含むような本発明の冷凍装置の具体例が
示されている。第3の膨張絞り手段80、中間温度の貯
蔵室84を冷却するために役立つ第3の蒸発器82、お
よび第2の相分離器86が追加されている点を除けば、
図5の冷凍装置は図3の冷凍装置と実質的に同じもので
ある。この場合の圧縮機ユニット44は、3台の圧縮機
から成るか、あるいは1台の圧縮機および三方冷媒流れ
制御装置から成っている。
【0017】図3に示された冷凍装置の場合と同じく、
アキュムレータ60は第1の蒸発器42の出口に連結さ
れると共に、冷凍室56内に配置されている。過剰の液
体冷媒を冷凍室56内に保持することにより、アキュム
レータ60は最低温の蒸発器からの液体冷媒の排出に原
因する冷却能力の損失を防止する。上記のごとく、失わ
れるべき冷却能力を回復するための手段を設けることに
よって改善された熱力学的効率を有する多重蒸発器型の
冷却装置が開示された。本明細書中には、2台または3
台の蒸発器を含む冷凍装置が記載されている。とは言え
、4台以上の蒸発器を含む冷凍装置も可能である。また
、単段もしくは多段の圧縮機ユニットを使用することも
できる。
アキュムレータ60は第1の蒸発器42の出口に連結さ
れると共に、冷凍室56内に配置されている。過剰の液
体冷媒を冷凍室56内に保持することにより、アキュム
レータ60は最低温の蒸発器からの液体冷媒の排出に原
因する冷却能力の損失を防止する。上記のごとく、失わ
れるべき冷却能力を回復するための手段を設けることに
よって改善された熱力学的効率を有する多重蒸発器型の
冷却装置が開示された。本明細書中には、2台または3
台の蒸発器を含む冷凍装置が記載されている。とは言え
、4台以上の蒸発器を含む冷凍装置も可能である。また
、単段もしくは多段の圧縮機ユニットを使用することも
できる。
【0018】以上、特定の実施の態様に関連して本発明
を説明したが、前記特許請求の範囲によって規定される
本発明の範囲から逸脱することなしに様々な変更態様が
可能であることは当業者にとって自明であろう。
を説明したが、前記特許請求の範囲によって規定される
本発明の範囲から逸脱することなしに様々な変更態様が
可能であることは当業者にとって自明であろう。
【図1】先行技術に基づく冷凍装置の略図である。
【図2】先行技術に基づく別の冷凍装置の略図である。
【図3】本発明に基づく過剰液体冷媒アキュムレータを
含む多重蒸発器型の冷凍装置の好適な具体例を示す略図
である。
含む多重蒸発器型の冷凍装置の好適な具体例を示す略図
である。
【図4】本発明に基づく過剰液体冷媒アキュムレータの
略図である。
略図である。
【図5】本発明に基づく過剰液体冷媒アキュムレータを
含む多重蒸発器型の冷凍装置の別の好適な具体例を示す
略図である。
含む多重蒸発器型の冷凍装置の別の好適な具体例を示す
略図である。
40 第1の膨張絞り手段
42 第1の蒸発器
44 圧縮機ユニット
46 凝縮器
48 第2の膨張絞り手段
50 第2の蒸発器
52 導管
54 相分離器
55 導管
56 冷凍室
58 生鮮食品室
60 過剰冷媒アキュムレータ
62 容器
64 開口
68 開口
70 流出管
78 放出孔
Claims (16)
- 【請求項1】 最低温の貯蔵室および前記最低温の貯
蔵室内に配置された第1の蒸発器を有する多重蒸発器型
の冷凍装置において、前記第1の蒸発器の出口に連結さ
れかつ前記最低温の貯蔵室内に配置されている過剰液体
冷媒アキュムレータ。 - 【請求項2】 下部に液体状の冷媒を蓄積しかつ上部
に気体状の冷媒を蓄積するための容器から成る請求項1
記載のアキュムレータ。 - 【請求項3】 少なくとも1台の圧縮機、低温の貯蔵
室、および前記低温の貯蔵室を冷却するための低温の蒸
発器を有する冷凍装置において、下部に液体状の冷媒を
蓄積しかつ上部に気体状の冷媒を蓄積するための過剰冷
媒容器と、前記低温の蒸発器から冷媒を受入れるための
入口手段と、および前記少なくとも1台の圧縮機に気体
状の冷媒を供給するための出口手段とを含む冷却能力回
復装置。 - 【請求項4】 前記過剰冷媒容器が前記低温の貯蔵室
内に配置されている請求項3記載の冷却能力回復装置。 - 【請求項5】 前記入口手段が前記容器の頂部に設け
られた開口から成り、かつ前記出口手段が前記容器の上
部の一点から前記容器の底部の開口を通って伸びる管か
ら成る請求項3記載の冷却能力回復装置。 - 【請求項6】 前記容器の底部付近において前記管に
設けられた放出孔が追加包含される請求項5記載の冷却
能力回復装置。 - 【請求項7】 相異なる温度に維持される複数の貯蔵
室を有する冷蔵庫用の冷凍装置において、(a) 前記
複数の貯蔵室のうちの最低温の貯蔵室を冷却するために
役立つ第1の蒸発器と、(b) 冷媒が流通し得るよう
にして前記第1の蒸発器に連結された少なくとも1台の
圧縮機と、および(c) 前記第1の蒸発器の出口に連
結されかつ前記最低温の貯蔵室内に配置された過剰液体
冷媒アキュムレータとを含む冷凍装置。 - 【請求項8】 前記アキュムレータが下部に液体状の
冷媒を蓄積しかつ上部に気体状の冷媒を蓄積するための
容器から成る請求項7記載の冷凍装置。 - 【請求項9】 前記複数の貯蔵室のうちの第2の貯蔵
室を冷却するために役立つ第2の蒸発器が追加包含され
る請求項7記載の冷凍装置。 - 【請求項10】 前記複数の貯蔵室のうちの第3の貯
蔵室を冷却するために役立つ第3の蒸発器が追加包含さ
れる請求項9記載の冷凍装置。 - 【請求項11】 相異なる温度に維持される複数の貯
蔵室を有する冷蔵庫用の冷凍装置において、(a) 前
記複数の貯蔵室のうちの最低温の貯蔵室を冷却する第1
の蒸発器と、(b) 冷媒が流通し得るように前記第1
の蒸発器に連結された少なくとも1台の圧縮機と、並び
に(c) 下部に液体状の冷媒を蓄積しかつ上部に気体
状の冷媒を蓄積するための過剰冷媒容器、前記第1の蒸
発器から冷媒を受入れるための入口手段、および前記圧
縮機に気体状の冷媒を供給するための出口手段を有する
冷却能力回復装置とを含む冷凍装置。 - 【請求項12】 前記過剰冷媒容器が前記最低温の貯
蔵室内に配置されている請求項11記載の冷凍装置。 - 【請求項13】 前記入口手段が前記容器の頂部に設
けられた開口から成り、かつ前記出口手段が前記容器の
上部の一点から前記容器の底部の開口を通って伸びる管
から成る請求項11記載の冷凍装置。 - 【請求項14】 前記容器の底部付近において前記管
に設けられた放出孔が追加包含される請求項13記載の
冷凍装置。 - 【請求項15】 前記複数の貯蔵室のうちの第2の貯
蔵室を冷却するために役立つ第2の蒸発器が追加包含さ
れる請求項11記載の冷凍装置。 - 【請求項16】 前記複数の貯蔵室のうちの第3の貯
蔵室を冷却するために役立つ第3の蒸発器が追加包含さ
れる請求項15記載の冷凍装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/677,075 US5134859A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Excess refrigerant accumulator for multievaporator vapor compression refrigeration cycles |
US677075 | 1991-03-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04335972A true JPH04335972A (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=24717213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4051099A Withdrawn JPH04335972A (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-10 | 多重蒸発器型の蒸気圧縮冷凍サイクル用の過剰液体冷媒アキュムレータ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5134859A (ja) |
EP (1) | EP0506365A1 (ja) |
JP (1) | JPH04335972A (ja) |
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