JP2006138583A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵室、冷凍室にそれぞれ設けられた各蒸発器の効率のよい運転を可能とし、各庫内の温度変動幅を小さく抑えることのできる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】圧縮機１と凝縮器３と切替制御弁５とその切替制御弁５から並列に分岐され、一方は第１のキャピラリ７、冷蔵室蒸発器９、第１のサクションパイプ１１を介して前記圧縮機に接続される冷蔵用蒸発器回路１３と、他方は第２のキャピラリ１５、冷凍室蒸発器１７、第２のサクションパイプ１９を介して前記圧縮機１に接続される冷凍用蒸発器回路２１とからなる冷凍サイクルを備えた構成とし、前記冷蔵用蒸発器回路１３及び冷凍用蒸発器回路２１のいずれか一方、あるいは、両方同時に冷媒が流れることを可能とし、通常の運転モード時は両方同時に冷媒が流れるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器の外に並列に冷蔵室蒸発器、冷凍室蒸発器を備えた冷蔵庫に関する。

一般に冷蔵庫にあっては、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り装置、蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成し、例えば、冷蔵室及び冷凍室の各庫内を冷却するようになっている。その外に、冷却温度の異なる各庫内を専用の冷蔵室蒸発器及び冷凍室蒸発器によってそれぞれ独立して冷却を行なう冷凍サイクルを構成する冷媒回路が公知となっている。

この冷媒回路の概要は、圧縮機と凝縮器と切替弁とその切替弁から並列に分岐され、一方は第１のキャピラリ→冷蔵室蒸発器→第１のサクションパイプを介して前記圧縮機に接続される冷蔵室蒸発器回路と、他方は第２のキャピラリ→冷凍室蒸発器→第２のサクションパイプを介して前記圧縮機に接続される冷凍用蒸発器回路を備え、各蒸発器回路にはそれぞれ交互に冷媒が流れるようになっている。
特開２０００−２３０７６６号公報

交互に冷媒が流れる冷蔵用蒸発器回路及び冷凍用蒸発器回路の各蒸発器は、冷媒が流れる時、その流れた蒸発器側の庫内が冷却される。一方、冷媒が流れない他方の蒸発器側の庫内は冷却待機状態におかれる動作を交互に繰返すため、各庫内の庫内温度が安定せず食品にとって望ましくない。

また、各庫内に例えば、同時に大きな負荷が投入された時に冷蔵室蒸発器及び冷凍室蒸発器には交互にしか冷媒が流れないため両庫内を効率よく冷却することができず非効率な運転となる恐れがある。

そこで、本発明は各蒸発器の効率のよい運転を可能とし、安定した各庫内温度が得られる冷蔵庫を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明にあっては、圧縮機と凝縮器と切替制御弁とその切替制御弁から並列に分岐され、一方は第１のキャピラリ、冷蔵室蒸発器、第１のサクションパイプを介して前記圧縮機に接続される冷蔵用蒸発器回路と、他方は第２のキャピラリ、冷凍室蒸発器、第２のサクションパイプを介して前記圧縮機に接続される冷凍用蒸発器回路とからなる冷凍サイクルを備え、前記冷蔵用蒸発器回路及び冷凍用蒸発器回路は、そのいずれか一方、あるいは、両方同時に冷媒が流れることが可能で通常の運転モード時は両方同時に冷媒が流れることを特徴とする。

本発明の冷蔵庫によれば、通常の運転モード時にあっては、各蒸発器に対して両方同時に冷媒が流れる冷凍サイクルを構成できるため、各庫内は常に安定した庫内温度が得られるようになる。

また、例えば、各庫内に同時に大きな負荷が投入されたとしても各庫内の同時冷却が可能となり、効率のよい運転を行なうことができる。

第１には、前記冷蔵用蒸発器回路から冷凍用蒸発器回路、あるいは、冷凍用蒸発器回路から冷蔵用蒸発器回へ冷媒を切替える時、一方の蒸発器回路への冷媒の流れが停止する前に他方の蒸発器回路へ冷媒が流れるようタイムラグを有して冷媒の流れを切替えることで一方の蒸発器内に液冷媒が残るのを防ぎ、運転時の冷媒不足が起きないようにする。

第２には、前記冷凍用蒸発器回路から両方の蒸発器回路へ冷媒を流す時、片方の蒸発器回路へ冷媒を流すときよりも圧縮機の回転数を増加させて、冷媒流量の不足分を補い、蒸発器の蒸発温度変動幅を小さく抑え、安定した庫内温度を確保する。

第３には、前記冷蔵用蒸発器回路及び冷凍用蒸発器回路の両方からいずれか一方の蒸発器回路へ冷媒を流す時、各蒸発器回路の両方へ流すときよりも圧縮機の回転数を低下させて、過大となる冷媒流量を抑えて蒸発器の蒸発温度変動幅を小さく抑え安定した庫内温度を確保する。

第４には、前記第２のサクションパイプに、冷凍室蒸発器へ向かう冷媒の流れを阻止する逆止弁を設け、運転停止時や冷蔵室蒸発器に冷媒が流れる運転時に恒温の冷媒が冷凍室蒸発器内へ流れ込むのを阻止し、蒸発能力が低下するのを防ぐ。

第５には、前記切替制御弁により、少なくとも冷蔵室蒸発器の温度に対応して冷蔵用蒸発器回路に流れる冷媒流量を制御することで、例えば、設定された過熱度に対応して最適な冷媒流量を確保し、効率のよい冷凍サイクル運転を可能とする。

第６には、前記冷蔵室蒸発器の冷蔵用フアン及び冷凍室蒸発器の冷凍用フアンを、各蒸発器回路に同時に冷媒が流れる時といずれか一方に流れる時とでフアン回転数を変化させて、両方、あるいは、片方に流れる冷媒流量に対応して蒸発器の蒸発温度変動幅を小さく抑え、安定した庫内温度を確保する。

第７には、各蒸発器回路に両方同時に冷媒が流れる時、前記冷凍用フアンのフアン回転数を低下させて、蒸発器の蒸発温度変動幅を小さく抑え、各庫内の安定した庫内温度を確保する。

第８には、前記冷蔵用フアン及び冷凍用フアンと圧縮機を、各蒸発器回路に両方同時に冷媒を流す時に、フアン回転数と圧縮機の回転数を増加させることで、各蒸発器の発生温度変動幅を小さく抑え各庫内の安定した庫内温度を確保する。

第９には、前記冷蔵用フアン及び冷凍用フアンを、冷蔵室蒸発器及び冷凍室蒸発器の各蒸発器温度に対応してフアン回転数を変化させることで、各蒸発器の蒸発温度変動幅を小さく抑え、各庫内の安定した庫内温度を確保する。

以下、図１と図２の図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は本発明にかかる冷凍サイクルを構成する冷媒回路とその冷蔵庫の概要説明図を示している。

冷凍サイクルを構成する冷媒回路は、圧縮機１と凝縮器３と切替制御弁５とその切替制御弁５から並列に分岐され、一方は第１のキャピラリ７→冷蔵室蒸発器９→第１のサクションパイプ１１を介して前記圧縮機１に接続される冷蔵用蒸発器回路１３と、他方は第２のキャピラリ１５→冷凍室蒸発器１７→第２のサクションパイプ１９を介して前記圧縮機１に接続される冷凍用蒸発器回路２１とを備えている。

冷凍用蒸発器回路２１を構成する前記第２のサクションパイプ１９には逆止弁２３が設けられている。逆止弁２３は、運転停止時、あるいは、冷蔵用蒸発器回路に冷媒が流れる運転時に恒温の冷媒が冷凍室蒸発器１７内へ流れ込むのを阻止し蒸発能力が低下するのを防ぐようになっている。

圧縮機１は、後述する制御部２５からの信号に基づき回転数が変化する可変タイプとなっていて、回転数に比例して冷媒の吐出量が増加するようになっている。

凝縮器３は、凝縮フアン２７によって空気が通過する。この時、冷媒は通過する空気に凝縮の潜熱を奪われて液化するようになり、その時の凝縮熱の凝縮量は前記凝縮フアン２７の回転数に比例して増加し、その回転数は制御部２５からの信号によって制御されるようになっている。

切替制御弁５は、入口ポートＰ０の外に第１ポートＰ１，第２ポートＰ２とを有し、入口ポートＰ０は前記凝縮器３と、第１ポートＰ１は前記冷蔵用蒸発器回路１３の第１のキャピラリチューブ７と、第２ポートＰ２は冷凍用蒸発器回路２１の第２のキャピラリチューブ１５とそれぞれ接続している。

切替制御弁５は、冷媒流量制御機能と、一方のポートの全閉前に他方のポートを開とする時にタイムラグを有して切替える切替機能とを備え、具体的には、図２に示すように第１ポートＰ１に第２ポートＰ２へ向かう弧状の制御溝３１を設けることで対応を図っている。

図２は切替制御弁５の弁２９との位置と冷蔵室蒸発器９へつづく第１ポートＰ１及び冷凍室蒸発器１７へつづく第２ポートＰ２との関係を示したものである。即ち、弁２９の位置がａの時、第１ポートＰ１は開度最大となり、第２ポートＰ２は全閉となる。また、弁２９の位置がｂの時、第１ポートＰ１は開度最小で、第２ポートＰ２は全開となり、切替え前に各ポートＰ１，Ｐ２にそれぞれ同時に冷媒が流れるようになっている。

以下、弁２９の位置、例えば、ｃの時は第１ポートＰ１は閉、第２ポートＰ２は開、ｄの時、第１、第２ポートＰ１，Ｐ２はそれぞれ全開、ｅの時、第１，第２ポートＰ１，Ｐ２はそれぞれ全開となるよう切替制御され、弁２９の各位置情報は制御部２５に入力されるようになっている。

一方、冷蔵用蒸発器回路１３の冷蔵室蒸発器９は、冷媒用フアン３３と共に冷蔵庫３５の冷蔵室３７内に、冷凍用蒸発器回路２１の冷凍室蒸発器１７は、冷凍用フアン３９と共に冷蔵庫３５の冷凍室４１内にそれぞれ配置されている。

各蒸発器９，１７は、各フアン３３，３９により通過する空気との間で熱交換が行なわれ、冷気が循環することで庫内冷却が行なわれるようになつている。

制御部２５は、各蒸発器９，１７の温度センサＳ１，Ｓ２からの蒸発温度情報及び切替制御弁５の弁２９の位置情報に基づいて圧縮機１を始めとして各フアン２７，３３，３９の回転数を制御するようになっている。

これは、各蒸発器９，１７に流れる冷媒流量が例えば、少なくなると蒸発温度が上昇して蒸発温度変動幅が大きくなることで冷却能力に悪影響が起きるところから、それを補うよう作用させるもので、具体的には、片方のポートから第１、第２ポートＰ１，Ｐ２の両方に冷媒を流す時は圧縮機１の回転数を増加させる。又は第１，第２ポートＰ１，Ｐ２から一方のポートへ冷媒を流す時は、圧縮機１の回転数を減少させて切替時の冷媒流量の過不足を補うようにする。

あるいは、片方から各ポートＰ１，Ｐ２へ同時に流す時は冷却フアン３３の回転数を下げるようにする。又は、凝縮フアン３９の回転数を増加させる。

または、冷蔵室蒸発器９の蒸発温度が上昇したときは冷蔵用フアン３３の回転数を増加させる回転制御を図ることで、冷媒流量の変化にともなう各蒸発器９，１７の蒸発温度変動幅を小さく抑えることが可能となっている。

このように構成された冷蔵庫によれば、通常の運転モード時において、各蒸発器９，１７に対して両方同時に冷媒が流れる冷凍サイクルを構成できるため、例えば、各庫内に大きな負荷が投入された場合でも、各庫内の同時冷却が可能となり、効率のよい運転が行なえる。

一方、片方から両方へ両方から片方への各ポートＰ１，Ｐ２への切替時に、例えば、冷媒流量不足による蒸発温度上昇は、圧縮機１及び各フアン２７，３３，３９の回転数制御によって蒸発温度が低下し蒸発温度変動幅を小さく抑えることが可能となる。この結果、冷蔵室３７及び冷凍室４の安定した庫内温度が得られるようになる。

本発明にかかる冷凍サイクルを構成する冷媒回路と冷蔵庫の概要説明図。 切替制御弁の動作説明図。

符号の説明

１ 圧縮機
３ 凝縮器
５ 切替制御弁
７ 第１のキャピラリチューブ
９ 冷蔵室蒸発器
１１ 第１のサクションパイプ
１３ 冷蔵用蒸発器回路
１５ 第２のキャピラリチューブ
１７ 冷凍室蒸発器
１９ 第２のサクションパイプ
２１ 冷凍用蒸発器回路
２３ 逆止弁
２５ 制御部
２７ 凝縮用フアン
２９ 弁
３１ 制御溝
３３ 冷蔵用フアン
３５ 冷蔵庫
３７ 冷蔵室
３９ 冷凍用フアン
４１ 冷凍室

Claims (10)

1. 圧縮機と凝縮器と切替制御弁とその切替制御弁から並列に分岐され、一方は第１のキャピラリ、冷蔵室蒸発器、第１のサクションパイプを介して前記圧縮機に接続される冷蔵用蒸発器回路と、他方は第２のキャピラリ、冷凍室蒸発器、第２のサクションパイプを介して前記圧縮機に接続される冷凍用蒸発器回路とからなる冷凍サイクルを備え、前記冷蔵用蒸発器回路及び冷凍用蒸発器回路は、そのいずれか一方、あるいは、両方同時に冷媒が流れることが可能で通常の運転モード時は両方同時に冷媒が流れることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記冷蔵用蒸発器回路から冷凍用蒸発器回路、あるいは、冷凍用蒸発器回路から冷蔵用蒸発器回へ冷媒を切替える時、一方の蒸発器回路への冷媒の流れが停止する前に他方の蒸発器回路へ冷媒が流れるようタイムラグを有して冷媒の流れが切替えられることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 片方となる前記冷凍用蒸発器回路から両方の各蒸発器回路へ冷媒を流す時、片方の蒸発器回路へ冷媒を流すときよりも圧縮機の回転数を増加させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
4. 前記冷蔵用蒸発器回路及び冷凍用蒸発器回路の両方からいずれか一方の蒸発器回路へ冷媒を流す時、各蒸発器回路の両方へ流すときよりも圧縮機の回転数を低下させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
5. 前記第２のサクションパイプには、冷凍室蒸発器へ向かう冷媒の流れを阻止する逆止弁を設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
6. 前記切替制御弁は、少なくとも冷凍室蒸発器の温度に対応して冷蔵用蒸発器回路へ流れる冷媒流量の制御が可能であることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
7. 前記冷蔵室蒸発器の冷蔵用フアン及び冷凍室蒸発器の冷凍用フアンは、各蒸発器回路に同時に冷媒が流れる時といずれか一方に流れる時とでフアン回転数が変化することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
8. 前記冷凍用フアンは、各蒸発器回路に両方同時に冷媒が流れる時、フアン回転数が低下することを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫。
9. 前記冷蔵用フアン及び冷凍用フアンと圧縮機は、片方から各蒸発器回路両方同時に冷媒が流れる時、フアン回転数及び圧縮機の回転数が増加することを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫。
10. 前記冷蔵用フアン及び冷凍用フアンは、冷蔵室蒸発器及び冷凍室蒸発器の各蒸発器温度に対応してフアン回転数が変化することを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫。

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