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技術 冷蔵庫

出願人 株式会社東芝
発明者 佐久間勉本郷裕子山口久美子田子正人
出願日 1997年12月10日 (22年3ヶ月経過) 出願番号 1997-340377
公開日 1999年7月2日 (20年8ヶ月経過) 公開番号 1999-173729
状態 特許登録済
技術分野 冷凍機械と関連した装置 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械
主要キーワード 温度空間 各冷却室 込みパイプ 低温蒸発器 好条件 高温蒸発器 電動ダンパ アキュムレ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年7月2日)のものです。
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図面 (5)

課題

冷却温度に適した蒸発温度冷蔵室冷凍室を冷却することによって、冷凍サイクル効率の向上を図り、消費電力低減を図った冷蔵庫を提供する。

解決手段

冷蔵室蒸発器2と冷凍室蒸発器4にそれぞれ冷蔵室ファン3と冷凍室ファン5が配置され、各蒸発器がそれぞれ冷蔵キャピラリ19と冷凍キャピラリ18とを接続して並列に配置される。各蒸発器への冷媒流路を、電磁弁15と差圧弁16を用いて交互に切換えて、冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する。圧縮機13がインバータ電源によって回転数能力可変に構成され、冷媒流量を制御して、冷蔵室と冷凍室の各蒸発器の蒸発温度を制御する。冷蔵室と冷凍室にそれぞれ温度センサを備え、温度制御部によって、各温度センサ検出温度とあらかじめ設定された設定温度とから、それぞれ冷蔵室温度冷凍室温度に適した蒸発温度となるように、インバータ電源を制御して圧縮機の能力を可変制御する。

概要

背景

一般に、冷蔵庫圧縮機から吐出された冷媒凝縮器絞り弁蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成し、蒸発器と冷気循環ファンから成る一つの冷却システム冷蔵室および冷凍室の二つの温度空間を冷却している。蒸発器で熱交換された冷気は冷気循環ファンで冷気ダクト冷気流路切換用の電動ダンパを介して各部屋に供給され、それぞれの設定温度に冷却される。また、冷蔵室や野菜室に供給される冷気の温度は冷凍室に供給される冷気温度と同じであるため、冷蔵室や野菜室への冷気を供給する冷気ダクトには断熱を施す必要があった。そのため、この冷気ダクトや電動ダンパの容積が大きくなり、容積率冷蔵庫外寸法に対する内容積)の大幅な向上は望めず、現構成の冷蔵庫では容積率向上に限界があった。

このため、本出願人は特願平9−68453号を出願した。この構成は、二つの蒸発器を直列に接続して冷蔵室と冷凍室に配置し、圧縮機と冷却ファン回転数可変し、それぞれ独立した冷気流路で冷却する冷蔵庫が提案されている。この構成では冷蔵室と冷凍室が完全に独立しているためダクトダンパレスとすることができ高容積化が図れる。

また、前記特願平9−68453号と同様に、二つの蒸発器を並列に接続し、各冷却室をそれぞれ異なる温度に冷却する冷蔵庫としては、特公平7−72661号公報にて開示されたものがある。この構成は、3方弁冷媒流路切換え、−18℃程度の通常冷凍室と−30℃程度の深温冷凍室を構成するものである。通常冷凍室は第1のキャピラリに接続された第1蒸発器で冷却し、深温冷凍室は3方弁の切換えによって第1のキャピラリと第2のキャピラリが直列に接続された第2の蒸発器で冷却するものである。

同じく二つの蒸発器を並列に接続したサイクルを構成するものとして、特開平9−170832号公報に開示されたものがある。この構成では、高温蒸発器低温蒸発器を有し、3方バルブでいずれかの蒸発器へ冷媒が流れるよう冷媒流路を選択している。すなわち、凝縮圧力を低下して蒸発温度を上昇させ、冷凍サイクル効率向上を図ったものである。その構成は、凝縮器から流出された冷媒を蒸発器に誘導する冷媒管と、蒸発器から流出された冷媒を圧縮機に誘導する冷媒管とを熱交換させるものである。

また、同様に実開昭60−188982号公報に開示されたものは、冷蔵室冷却時の圧縮機回転数を、冷凍室冷却時の圧縮機回転数より低くなるよう制御し、蒸発温度を上げて省電力効果を得ようとするものである。

概要

冷却温度に適した蒸発温度で冷蔵室と冷凍室を冷却することによって、冷凍サイクル効率の向上を図り、消費電力低減を図った冷蔵庫を提供する。

冷蔵室蒸発器2と冷凍室蒸発器4にそれぞれ冷蔵室ファン3と冷凍室ファン5が配置され、各蒸発器がそれぞれ冷蔵キャピラリ19と冷凍キャピラリ18とを接続して並列に配置される。各蒸発器への冷媒流路を、電磁弁15と差圧弁16を用いて交互に切換えて、冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する。圧縮機13がインバータ電源によって回転数(能力)可変に構成され、冷媒流量を制御して、冷蔵室と冷凍室の各蒸発器の蒸発温度を制御する。冷蔵室と冷凍室にそれぞれ温度センサを備え、温度制御部によって、各温度センサ検出温度とあらかじめ設定された設定温度とから、それぞれ冷蔵室温度冷凍室温度に適した蒸発温度となるように、インバータ電源を制御して圧縮機の能力を可変制御する。

目的

本発明は前記課題を解決するため、圧縮機から吐出された冷媒流路を切換え、冷凍負荷に応じて圧縮機や冷気循環ファンの回転数を制御して、冷却温度に適した蒸発温度で冷蔵室と冷凍室を冷却することによって、冷凍サイクル効率の向上を図り、消費電力低減を図った冷蔵庫を提供することを目的とする。

さらに本発明では、冷蔵室冷却時と冷凍室冷却時とで異なる冷媒循環量を適切に調整し、いずれか一方の蒸発器のみに冷媒を流して冷却するため、圧縮機の小型化を図るとともに、冷凍室冷却時は冷蔵室蒸発器の除霜も可能とすることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
8件

この技術が所属する分野

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請求項1

冷蔵室冷凍室にそれぞれ蒸発器および冷気循環ファンを配置し、各蒸発器がそれぞれキャピラリを接続して並列に配置され、各蒸発器への冷媒流路を交互に切換えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫において、前記冷凍室および前記冷蔵室の検出温度結果に基づいて圧縮機の回転数を制御し、冷蔵室と冷凍室が設定温度となるように各蒸発器の蒸発温度を制御するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。

請求項2

冷蔵室と冷凍室に配置した冷気循環ファンの回転数を可変することで、冷蔵室と冷凍室の冷気吹出温度を制御することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。

請求項3

冷凍室蒸発器の出ロに逆止弁液冷媒貯留する冷媒タンクを設け、冷媒タンク出口冷蔵室蒸発器出口とを接続することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。

請求項4

前記冷媒タンクは、冷蔵キャピラリと熱交換を行う構成とすることを特徴とする請求項3に記載の冷蔵庫。

請求項5

前記冷媒タンクに、冷蔵室冷却時に通電するヒータを設けることを特徴とする請求項3に記載の冷蔵庫。

請求項6

前記冷媒タンクは、冷蔵室に配置されることを特徴とする請求項3に記載の冷蔵庫。

請求項7

冷蔵室蒸発器の出口にアキュムレー夕を設け、このアキュムレータ冷凍キャピラリと熱交換を行う構成とすることを特徴とする清求項1に記載の冷蔵庫。

請求項8

前記アキュムレータに、冷凍室冷却時に通電するヒータを設けることを特徴とする請求項7に記載の冷蔵庫。

請求項9

冷蔵キャピラリと冷凍キャピラリが、圧縮機吸込パイプと熱交換するように一体的に構成されることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。

請求項10

冷媒流路の切換えを、三方弁で行うことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。

請求項11

冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器および冷気循環ファンを配置し、各蒸発器への冷媒流路を交互に切り換えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫において、冷蔵室蒸発器が冷凍キャピラリと熱交換を行う構成とすることを特徴とする冷蔵庫。

請求項12

冷蔵室蒸発器と熱交換する前の冷凍キャピラリは、冷蔵室蒸発器の出ロパイプと熱交換することを特徴とする請求項11に記載の冷蔵庫。

請求項13

冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器および冷気循環ファンを配置し、各蒸発器がそれぞれキャピラリを接続して並列に配置され、各蒸発器への冷媒流路を交互に切換えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫において、前記冷媒流路の切換えを、一方の蒸発器側流路に設けられた電磁弁と、他方の蒸発器側に設けられ、前記電磁弁下流側の圧力低下時に“開”となる差圧弁で行う構成とすることを特徴とする冷蔵庫。

技術分野

0001

本発明は、庫内を複数の冷却室に分け、各冷却室にそれぞれ蒸発器冷気循環ファンとを設けた冷蔵庫に関する。

背景技術

0002

一般に、冷蔵庫は圧縮機から吐出された冷媒凝縮器絞り弁→蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成し、蒸発器と冷気循環ファンから成る一つの冷却システム冷蔵室および冷凍室の二つの温度空間を冷却している。蒸発器で熱交換された冷気は冷気循環ファンで冷気ダクト冷気流路切換用の電動ダンパを介して各部屋に供給され、それぞれの設定温度に冷却される。また、冷蔵室や野菜室に供給される冷気の温度は冷凍室に供給される冷気温度と同じであるため、冷蔵室や野菜室への冷気を供給する冷気ダクトには断熱を施す必要があった。そのため、この冷気ダクトや電動ダンパの容積が大きくなり、容積率冷蔵庫外寸法に対する内容積)の大幅な向上は望めず、現構成の冷蔵庫では容積率向上に限界があった。

0003

このため、本出願人は特願平9−68453号を出願した。この構成は、二つの蒸発器を直列に接続して冷蔵室と冷凍室に配置し、圧縮機と冷却ファン回転数可変し、それぞれ独立した冷気流路で冷却する冷蔵庫が提案されている。この構成では冷蔵室と冷凍室が完全に独立しているためダクトダンパレスとすることができ高容積化が図れる。

0004

また、前記特願平9−68453号と同様に、二つの蒸発器を並列に接続し、各冷却室をそれぞれ異なる温度に冷却する冷蔵庫としては、特公平7−72661号公報にて開示されたものがある。この構成は、3方弁冷媒流路切換え、−18℃程度の通常冷凍室と−30℃程度の深温冷凍室を構成するものである。通常冷凍室は第1のキャピラリに接続された第1蒸発器で冷却し、深温冷凍室は3方弁の切換えによって第1のキャピラリと第2のキャピラリが直列に接続された第2の蒸発器で冷却するものである。

0005

同じく二つの蒸発器を並列に接続したサイクルを構成するものとして、特開平9−170832号公報に開示されたものがある。この構成では、高温蒸発器低温蒸発器を有し、3方バルブでいずれかの蒸発器へ冷媒が流れるよう冷媒流路を選択している。すなわち、凝縮圧力を低下して蒸発温度を上昇させ、冷凍サイクル効率向上を図ったものである。その構成は、凝縮器から流出された冷媒を蒸発器に誘導する冷媒管と、蒸発器から流出された冷媒を圧縮機に誘導する冷媒管とを熱交換させるものである。

0006

また、同様に実開昭60−188982号公報に開示されたものは、冷蔵室冷却時の圧縮機回転数を、冷凍室冷却時の圧縮機回転数より低くなるよう制御し、蒸発温度を上げて省電力効果を得ようとするものである。

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、前記特公平7−72661号のように、二つの蒸発器を直列に接続したサイクルの冷蔵庫では、二つの蒸発器の内、いずれか一方の蒸発器に適した温度となるよう圧縮機回転数が制御されるため、他方の蒸発温度には適さない温度の冷媒が流れることになる。このため、例えば3〜5℃に保たれる冷蔵室の蒸発器は−10℃程度に制御されるが、この時−18℃に保たれる冷凍室の蒸発器も同じ温度の冷媒が流れる。また、着霜が進んだ一方の蒸発器の除霜を行う場合、圧縮機を停止しなければならず、除霜の必要のない他の冷却室までが温度上昇を招くという問題があった。

0008

一方、特開平9−170832号のように、二つの蒸発器を並列に接続したサイクルの冷蔵庫では、各冷却室に適した蒸発温度での冷却ができず、冷蔵冷凍の二つの温度帯を得るということは困難であった。また、各蒸発器へ流れる冷媒量の調整手段がないため、各蒸発器の大きさをほぼ同じにしないと小さい蒸発器側に冷媒が流れた場合に液バックが起こり、サイクル効率の低下を招くことになる。さらに低温側蒸発器から高温側蒸発器に冷媒流路が切り換わった直後には、低温側蒸発器に冷媒が滞留することから、高温側蒸発器への冷媒不足が起こることが考えられ、消費電力量の面で不利となる。

0009

また、同様に前記実開昭60−188982号のものでは、冷蔵室冷却時の圧縮機回転数を、冷凍室冷却時の圧縮機回転数より低くしたため、庫内温度の大幅な上昇に対し、急速冷凍など、短時間での対応ができなかった。

0010

本発明は前記課題を解決するため、圧縮機から吐出された冷媒流路を切換え、冷凍負荷に応じて圧縮機や冷気循環ファンの回転数を制御して、冷却温度に適した蒸発温度で冷蔵室と冷凍室を冷却することによって、冷凍サイクル効率の向上を図り、消費電力低減を図った冷蔵庫を提供することを目的とする。

0011

さらに本発明では、冷蔵室冷却時と冷凍室冷却時とで異なる冷媒循環量を適切に調整し、いずれか一方の蒸発器のみに冷媒を流して冷却するため、圧縮機の小型化を図るとともに、冷凍室冷却時は冷蔵室蒸発器の除霜も可能とすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

上述の課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器および冷気循環ファンを配置し、各蒸発器がそれぞれキャピラリを接続して並列に配置され、各蒸発器への冷媒流路を交互に切換えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫において、前記冷凍室および前記冷蔵室の検出温度結果に基づいて圧縮機の回転数を制御し、冷蔵室と冷凍室が設定温度となるように各蒸発器の蒸発温度を制御するようにしたことを要旨とする。

0013

この構成によって、冷蔵室蒸発器と冷凍室蒸発器への冷媒流路を交互に切換えて冷蔵室と冷凍室を冷却する際に、各蒸発器を各冷却室温度に適した蒸発温度で冷却できるため、冷凍サイクル効率が向上する。

0014

請求項2に記載の冷蔵庫は、請求項1に記載の冷蔵庫において、冷蔵室と冷凍室に配置した冷気循環ファンの回転数を可変することで、冷蔵室と冷凍室の冷気吹出温度を制御することを要旨とする。

0015

この構成によって、冷蔵室と冷凍室の冷気循環ファンの回転数を可変して、それぞれの冷気吹出温度を制御するので、冷蔵室蒸発器が庫内温度より低温の時には冷蔵室ファンを適切な回転数で駆動することによって、冷気の供給と庫内冷気の循環が行われ、冷蔵室庫内の温度分布を均一にできる。

0016

請求項3に記載の冷蔵庫は、請求項1に記載の冷蔵庫において、冷凍室蒸発器の出ロに逆止弁液冷媒貯留する冷媒タンクを設け、冷媒タンク出口と冷蔵室蒸発器出口とを接続することを要旨とする。

0017

この構成によって、冷蔵室冷却時に、冷凍室蒸発器内から冷媒が漏れ出ることなく低温状態で滞留するので、冷凍室冷却時には冷凍室冷却に切り換わった直後から迅速に冷却でき、冷凍サイクル損失を抑えることができる。

0018

請求項4に記載の冷蔵庫は、請求項3に記載の冷蔵庫において、前記冷媒タンクは、冷蔵キャピラリと熱交換を行う構成とすることを要旨とする。

0019

この構成によって、冷蔵室冷却時に冷蔵キャピラリで冷媒タンクを加熱し、冷媒タンクの圧力を高めることができるので、冷凍室蒸発器から低温冷媒が漏れ出ることを抑えることができる。

0020

請求項5に記載の冷蔵庫は、請求項3に記載の冷蔵庫において、前記冷媒タンクに、冷蔵室冷却時に通電するヒータを設けることを要旨とする。

0021

この構成によって、冷蔵室冷却時に冷媒タンクを加熱するので、冷蔵室冷却時の冷媒放出を促進することができる。

0022

請求項6に記載の冷蔵庫は、請求項3に記載の冷蔵庫において、前記冷媒タンクは、冷蔵室に配置されることを要旨とする。

0023

この構成によって、冷媒タンクが、冷蔵室冷却時に冷媒を放出しやすい温度帯に設置されるので、冷媒放出を促進することができる。

0024

請求項7に記載の冷蔵庫は、請求項1に記載の冷蔵庫において、冷蔵室蒸発器の出口にアキュムレー夕を設け、このアキュムレータが冷凍キャピラリと熱交換を行う構成とすることを要旨とする。

0025

この構成によって、冷蔵室冷却時にアキュムレータ内に滞留した冷媒を、冷凍室冷却時に冷凍キャピラリで加熱し、冷媒放出を促進させることができる。

0026

請求項8に記載の冷蔵庫は、請求項7に記載の冷蔵庫において、前記アキュムレータに、冷凍室冷却時に通電するヒータを設けることを要旨とする。

0027

この構成によって、冷凍室冷却時にアキュムレータを加熱するので、冷凍室冷却時の冷媒放出を促進することができる。

0028

請求項9に記載の冷蔵庫は、請求項1に記載の冷蔵庫において、冷蔵キャピラリと冷凍キャピラリが、圧縮機吸込パイプと熱交換するように一体的に構成されることを要旨とする。

0029

この構成によって、冷蔵キャピラリと冷凍キャピラリが、圧縮機吸込みパイプと一体的に構成されるので、製作時におけるキャピラリの屈折による亀裂などの問題を回避できると共に、熱交換によってサイクル効率を向上できる。

0030

請求項10に記載の冷蔵庫は、請求項1に記載の冷蔵庫において、冷媒流路の切換えを、三方弁で行うことを要旨とする。

0031

この構成によって、三方弁で冷媒流路を切換えるので、製作上、配管接続箇所が減り、コストを低減することができる。

0032

請求項11に記載の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器および冷気循環ファンを配置し、各蒸発器への冷媒流路を交互に切り換えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫において、冷蔵室蒸発器が冷凍キャピラリと熱交換を行う構成とすることを要旨とする。

0033

この構成によって、冷蔵室蒸発器が冷凍キャピラリと熱交換を行うので、冷凍室冷却時に冷凍キャピラリで冷蔵室蒸発器を加熱することになり、冷蔵室蒸発器の着霜に対して除霜を行うことができ、この除霜により冷蔵室庫内を高湿化に保つことができる。

0034

請求項12に記載の冷蔵庫は、請求項11に記載の冷蔵庫において、冷蔵室蒸発器と熱交換する前の冷凍キャピラリは、冷蔵室蒸発器の出ロパイプと熱交換することを要旨とする。

0035

この構成によって、冷凍キャピラリは、冷蔵室蒸発器の出ロパイプと熱交換してから、冷蔵室蒸発器と熱交換するので、除霜温度となる冷凍キャピラリの温度を下げることができ、冷蔵室蒸発器を必要以上に加熱することがなく、適正な温度で除霜ができる。

0036

請求項13に記載の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器および冷気循環ファンを配置し、各蒸発器がそれぞれキャピラリを接続して並列に配置され、各蒸発器への冷媒流路を交互に切換えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫において、前記冷媒流路の切換えを、一方の蒸発器側の流路に設けられた電磁弁と、他方の蒸発器側に設けられ、前記電磁弁下流側の圧力低下時に“開”となる差圧弁で行う構成とすることを要旨とする。

0037

この構成によって、冷媒流路の切換えを、電磁弁と差圧弁とを用いて行うので、コスト低減信頼性の向上を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0038

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

0039

図1は本発明の冷蔵庫に係る実施の形態を示す冷凍サイクル図である。図2は本実施の形態の配管構成図であり、破線はキャピラリを、実線はそれ以外の冷媒配管を表す。

0040

冷蔵室蒸発器2と冷凍室蒸発器4にそれぞれ冷蔵室ファン3と冷凍室ファン5が配置され、各蒸発器がそれぞれ冷蔵キャピラリ19と冷凍キャピラリ18とを接続して並列に配置されている。各蒸発器への冷媒流路を、電磁弁15と差圧弁16とを用いて交互に切換えて、冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する。本実施の形態では、圧縮機13がインバータ電源(図示せず)によって回転数(能力)可変に構成され、冷媒流量を制御して、冷蔵室と冷凍室の各蒸発器の蒸発温度を制御する。そして冷蔵室と冷凍室とにそれぞれ温度センサ(図示せず)を備え、マイクロコンピュータなどによって構成される温度制御部(図示せず)によって、冷凍室温度センサおよび冷蔵室温度センサ検出温度とあらかじめ設定された設定温度とから、それぞれ冷蔵室温度冷凍室温度に適した蒸発温度となるように、インバータ電源を制御して圧縮機の能力を可変制御する。

0041

図3は本発明の実施の形態の冷蔵庫の断面図であり、冷蔵室、冷凍室にそれぞれ蒸発器と冷気循環ファンを配置し、冷蔵室蒸発器と冷気循環ファンを冷蔵室の上部に配置した例を示す。

0042

冷蔵庫本体1は、断熱仕切壁6によって冷蔵室蒸発器2を配置した冷蔵温度帯(冷蔵室)40と、冷凍室蒸発器4を配置した冷凍温度帯(冷凍室)50に区画された構造となっている。このため、冷気は完全に独立して循環され、各冷気が混合することはない。さらに冷蔵温度帯40の庫内は冷蔵仕切板7によって冷蔵室8と野菜室9とに仕切られ、冷凍温度帯50の庫内は冷凍仕切板24によって第1冷凍室10および第2冷凍室11とに仕切られ、各室はそれぞれ開閉扉51〜54を有している。

0043

また、冷蔵室蒸発器2と冷蔵室ファン3は冷蔵室8の最上段奥に配置され、冷凍室蒸発器4と冷凍室ファン5は第1および第2冷凍室10、11の背壁内に配置されている。冷気循環ファン3,5は、回転数可変のモータ(図示せず)によって回転駆動され、温度制御部からの制御によって冷気循環ファンの回転数を可変して、冷蔵室と冷凍室の冷気吹出温度を制御する。

0044

冷蔵庫本体1の背壁下部の機械室12には、冷凍サイクルを構成する圧縮機13、凝縮器14がそれぞれ配置され、圧縮機13から吐出された冷媒は、凝縮器14を通った後、電磁弁15と差圧弁16からなる冷媒切換機構によって冷蔵用蒸発器2または冷凍用蒸発器4に入り、それぞれの蒸発温度で冷却した後、再び圧縮機13に戻る冷凍サイクルを構成する。

0045

次に、本実施の形態の制御動作について、各冷却室ごとの冷媒の流れと挙動を説明する。冷凍室50の冷却時は、電磁弁15を“開”とする。この時、差圧弁の信号圧ライン17は高圧となるため差圧弁16は“閉”となる。したがって、凝縮器14を出た冷媒は冷凍キャピラリ18を通って冷凍室蒸発器4に入り、ここで冷凍室50内の空気と熱交換を行う。その後、冷媒は逆止弁20、冷媒タンク21を通って再び圧縮機13に入って以後この過程を繰り返す。この時、冷蔵室蒸発器2、アキュムレータ22内に残留する冷媒は、冷凍室蒸発器4からの冷媒とともに圧縮機13に吸い込まれる。したがって、冷凍室50冷却時はサイクル内に充填された冷媒の大部分が循環することになり、冷凍室蒸発器4で熱交換した後の余剰冷媒は冷媒タンク21に液冷媒として貯留され、残りの冷媒が圧縮機13に戻ることになる。

0046

また、冷凍キャピラリ18と冷蔵室蒸発器2は一体に構成された二重管熱交換器となっており、冷凍室50冷却中は冷凍キャピラリ18と冷蔵室蒸発器2が熱交換する構成となっている。そのため、冷蔵室40冷却中に冷蔵室蒸発器2には着霜が起こるが、冷凍室50冷却時に冷凍キャピラリ18で加熱し、冷蔵室蒸発器2の除霜を行うことになる。したがって、冷蔵室40空間は食品保存好条件となる高湿度が保たれる。さらに、この時冷蔵室ファン3を任意に駆動することによって高湿度化と温度分布均一化が図れる。

0047

一方、冷蔵室40冷却時は電磁弁15が“閉”となり、差圧弁16の信号圧ライン17は低圧となるため差圧弁16が“開”となる。したがって、凝縮器14を出た冷媒は差圧弁16、冷蔵キャピラリ19を通って冷蔵室蒸発器2に入り、ここで冷蔵室40内の空気と熱交換を行う。その後冷媒はアキュムレータ22を通って再び圧縮機13に入り、以後この過程を繰り返す。

0048

次に、冷凍室50冷却から冷蔵室40冷却に切換えた時の冷媒挙動を詳細に説明する。前述したように、冷凍室50冷却時はサイクル内冷媒の大部分が循環するため、冷蔵室蒸発器2にはほとんど冷媒が存在しなくなる。この状態で、冷蔵室40冷却に切り換わった直後には、低温となっている冷凍室蒸発器4に冷媒が滞留することになり、冷蔵室蒸発器2では冷媒不足の状態が起こり、熱交換が十分に行われなくなる。つまり冷凍サイクルの効率低下を招くことになる。

0049

そこで、図2に示した配管図のように、冷媒タンク21は冷蔵キャピラリ19と熱交換するように構成される。すなわち、冷蔵室40冷却時には冷蔵キャピラリ19で冷媒タンク21を加熱し、冷媒タンク21内に貯留された冷媒によって速やかに冷媒が供給できる構成となっている。

0050

この時冷凍室蒸発器4内には低温の冷媒が残っているが、冷媒タンク21の加熱によって逆止弁20の下流側は上流側に比べて高圧となり、冷凍室蒸発器4内には低温状態の冷媒が、冷媒タンク21側に漏れることなく貯留される。したがって、冷凍室50冷却に切り換わった直後でも冷凍室蒸発器4はすぐに設定された蒸発温度で冷却できることになる。

0051

本実施の形態では、冷蔵キャピラリ19と冷凍キャピラリ18が圧縮機13の吸い込みパイプ23と一体構成された第1熱交換部25を設け、製作時にキャピラリの屈折による亀裂発生などの事故を低減できるとともに、熱交換による冷凍サイクルの効率向上が得られる構成となっている。

0052

さらに冷蔵室蒸発器2と熱交換する前の冷凍キャピラリ18と冷蔵室蒸発器2の出口配管27とを熱交換する第2熱交換部26を設けている。これによって、冷凍室50冷却時に冷凍キャピラリの温度を低下させることで、冷蔵室蒸発器2の除霜温度を下げ、除霜温度の最適化を図ることで、除霜時の熱による冷蔵室40の温度上昇を低く抑えることができる。

0053

次に、図4は本発明の他の実施の形態の冷蔵庫の断面図であり、冷蔵室、冷凍室にそれぞれ蒸発器と冷気循環ファンを配置し、冷蔵室蒸発器と冷気循環ファンを冷蔵室の下部に配置した例である。冷凍サイクルの制御動作については、上記実施の形態と同様である。

0054

以上の構成によって、本発明の冷蔵庫は、圧縮機13の回転数、冷気循環ファン3,5の回転数を可変して冷蔵室40と冷凍室50を交互に冷却し、それぞれの温度帯に合った蒸発器温度としてそれぞれの冷却時に高い冷凍サイクル効率が得られる。そして、いずれか一方の蒸発器のみに冷媒を流して冷却するため、圧縮機の小型化が図れ、高い能力が必要な時は圧縮機回転数を上げることによって対応できる。

0055

また、冷蔵室40冷却時と冷凍室50冷却時で異なる冷媒循環量を適切に調整でき、冷凍室50冷却時は冷蔵室蒸発器2の除霜も可能で、冷蔵室40は食品保存に好条件である高湿度に保つことができる。

0056

さらに、冷凍室は、主に水分を発生する冷蔵室との冷気混合がないため冷凍室蒸発器4への着霜量が抑えられ、各蒸発器はそれぞれ適した頻度で除霜できため、無駄な除霜を回避できる。したがって、着霜が多くなる冷蔵室は、冷凍室に温度上昇の影響を与えることなく、こまめに除霜でき、食品に好条件となる高湿化が図れるとともに、消費電力量を抑えることが可能となる。

発明の効果

0057

以上説明した通り、本発明の請求項1に記載の冷蔵庫は、冷蔵室蒸発器と冷凍室蒸発器への冷媒流路を交互に切換えて冷蔵室と冷凍室を冷却する際に、各蒸発器を各冷却室温度に適した蒸発温度で冷却でき、冷凍サイクル効率の向上が図れる。また、各蒸発器の容量を小さくできるため、圧縮機の小型化が図れ、消費電力量とコストの低減に寄与できる。

0058

請求項2に記載の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室の冷気循環ファンの回転数を可変して、それぞれの冷気吹出温度を制御するので、冷蔵室蒸発器が庫内温度より低温の時には冷蔵室ファンを適切な回転数で駆動することによって、冷気の供給と庫内冷気の循環が行われ、冷蔵室庫内の温度分布均一化が図れる。さらに、冷凍室冷却中に冷蔵室内冷気循環を行うことで、冷蔵室蒸発器の除霜が行われ、早い温度変化にも対応可能となる。

0059

請求項3に記載の冷蔵庫は、冷蔵室冷却時に、冷凍室内から冷媒が漏れ出ることなく低温状態で滞留するので、冷凍室冷却時には冷凍室冷却に切り換わった直後から迅速に冷却でき、冷凍サイクル損失を抑えることができる。さらに、冷凍室冷却時に余剰冷媒を冷媒タンクに貯留し、この貯留冷媒を冷蔵室冷却時に放出して冷蔵室冷却直後の冷媒不足状態を回避し、効率向上を図ることができる。

0060

請求項4に記載の冷蔵庫は、冷蔵室冷却時に冷蔵キャピラリで冷媒タンクを加熱し、冷媒タンクの圧力を高めることができるので、冷凍室蒸発器から低温冷媒が漏れ出ることを抑える。さらに、冷凍室冷却時に冷媒タンクに貯留された冷媒を放出し、この冷媒を冷蔵室冷却時に早く利用できるため、冷蔵室冷却直後の冷媒不足状態を回避できる。

0061

請求項5に記載の冷蔵庫は、冷蔵室冷却時に冷媒タンクを加熱するので、冷蔵室冷却時の冷媒放出を促進する。

0062

請求項6に記載の冷蔵庫は、冷媒タンクが、冷蔵室冷却時に冷媒を放出しやすい温度帯に設置されるので、冷媒放出を促進する。

0063

請求項7に記載の冷蔵庫は、冷蔵室冷却時にアキュムレータ内に滞留した冷媒を、冷凍室冷却時に冷凍キャピラリで加熱して冷媒を放出させ、冷却を行うので、各冷凍サイクルに合わせて冷媒放出を促進させることができる。

0064

請求項8に記載の冷蔵庫は、冷凍室冷却時にアキュムレータを加熱するので、冷凍室冷却時の冷媒放出を促進する。

0065

請求項9に記載の冷蔵庫は、冷蔵キャピラリと冷凍キャピラリが、圧縮機吸込みパイプと一体的に構成されるので、製作時におけるキャピラリの屈折による亀裂などの問題を回避でき、しかも熱交換によって冷凍サイクルの効率向上にも寄与できる。

0066

請求項10に記載の冷蔵庫は、三方弁で冷媒流路を切換えるので、製作上、配管接続箇所を低減でき、コストも低減できる。

0067

請求項11に記載の冷蔵庫は、冷蔵室蒸発器が冷凍キャピラリと熱交換を行うので、冷凍室冷却時に冷凍キャピラリで冷蔵室蒸発器を加熱することになり、冷蔵室蒸発器の着霜に対して除霜を行うことができ、この除霜によって冷蔵室庫内は高湿化が保たれ、食品にとって好条件となる。

0068

請求項12に記載の冷蔵庫は、冷凍キャピラリが、冷蔵室蒸発器の出ロパイプと熱交換してから、冷蔵室蒸発器と熱交換するので、除霜温度となる冷凍キャピラリの温度を下げることができ、冷蔵室蒸発器を必要以上に加熱することなく、適切な温度で除霜できる。

0069

請求項13に記載の冷蔵庫は、冷媒流路の切換えを、電磁弁と差圧弁とを用いて行うので、コスト低減と信頼性の向上を図れる。

図面の簡単な説明

0070

図1本発明の冷蔵庫に係る実施の形態を示す冷凍サイクル図である。
図2本発明の冷蔵庫に係る実施の形態の配管構成図である。
図3本発明の実施の形態の冷蔵庫の断面図である。
図4本発明の他の実施の形態の冷蔵庫の断面図である。

--

0071

1…冷蔵庫本体,2…冷蔵室蒸発器,3…冷蔵室ファン,4…冷凍室蒸発器,5…冷凍室ファン,6…断熱仕切壁,7…冷蔵仕切板,8…冷蔵室,9…野菜室,10…第1冷凍室,11…第2冷凍室,12…機械室,13…圧縮機,14…凝縮器,15…電磁弁,16…差圧弁,17…差圧弁信号ライン,18…冷凍キャピラリ,19…冷蔵キャピラリ,20…逆止弁,21…冷媒タンク,22…アキュムレータ,23…吸込パイプ,24…冷凍仕切板,25…第1熱交換部,26…第2熱交換部,27…蒸発器出ロパイプ,40…冷蔵温度帯空間(冷蔵室),50…冷凍温度帯空間(冷凍室),51〜54…扉。

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