CN102997558B - 冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冰箱,以消除切换制冷剂配管时发生的配管内残留制冷剂引起的制冷剂不足,降低消耗电力量为目的,且以降低制冷剂通过切换阀时产生的制冷剂流动音为目的。该冰箱具有将压缩机、散热机构、减压机构、冷却器顺次连接的制冷剂回路,散热机构包括进行向冰箱外的散热的第一散热机构、对储藏室的分隔部加热的第二散热机构,该冰箱包括:使被压缩机压缩后的制冷剂流过第一散热机构和第二散热机构的第一制冷剂流路;在第一散热机构中使制冷剂流通后,使第一制冷剂流路旁通的第二制冷剂流路;和切换第一制冷剂流路和第二制冷剂流路的流路切换机构,第一制冷剂流路和第二制冷剂流路的内容积比第一散热机构的内容积小。

Description

冰箱
技术领域
本发明涉及冰箱。
背景技术
作为现有的冰箱,已知在储藏室的开口边缘部配置有防止结露配管的冰箱。在构成冰箱主体的隔热箱体中,设置有多个储藏室,安装有开闭储藏室前方的开口的隔热性的门。开口与门的接触部、即储藏室的开口边缘部被箱内的冷空气冷却,其表面因与外部空气的温度差而容易发生结露。为了抑制该发生结露现象,利用制冷循环的散热管的防止结露配管,埋设在储藏室的开口边缘部。
专利文献1所记载的冰箱中,在分割为多个的冷凝器的途中设置切换阀,对防止结露配管高效率地加热,还具备不引起制冷循环的制冷剂不足现象而使防止结露配管旁通的机构,实现消费电力量的降低。
此外,记载了通过切换阀切换到使制冷剂在防止结露配管中流通的加热模式、和使防止结露配管旁通而使制冷剂流通的模式中的某一种的结构。停止对防止结露配管的制冷剂的流通时,因防止结露配管内残留的制冷剂而发生制冷循环整体的制冷剂不足。作为避免这一点的机构,专利文献1中,将防止结露配管连接在压缩机与冷凝器之间,使结露防止配管被气相区域的制冷剂充满,由此减少被封入防止结露配管中的制冷剂量。
专利文献1:日本特开2009-174767号公报
发明内容
专利文献1记载的冰箱中,以压缩机、第一冷凝器、防止结露配管、第二冷凝器、限流部、冷却器的顺序连接而构成制冷循环。防止结露配管中为了主要利用气相区域下的散热,在第一冷凝器与第二冷凝器之间设置有防止结露配管。从压缩机释放的制冷剂气体通过第一冷凝器、防止结露配管、第二冷凝器时,对外部散热,以过热气体区域(气相区域)、气液二相区域、液相区域的顺序进行相变化。
第一冷凝器是从冰箱背面一侧设置的散热管、第二冷凝器是从冰箱侧面上设置的散热管,通过各壁面向外部空气散热的方式。该结构中,例如,设置了第二冷凝器的冰箱侧壁附近放置有制暖器具(加热源)的情况下,第二冷凝器内的制冷剂吸收外部的热,制冷剂的一部分汽化成为气体(气相)。
流出第二冷凝器的制冷剂经过限流部流入冷却器,而由于冷却器出入口处的焓差减小,结果吸热量减少,箱内的冷却性能恶化,消耗电力量增加(参照图11)。
专利文献1中,关于上述课题的考虑是不充分的。
进而,在第一冷凝器与第二冷凝器之间配置了切换阀,而由于切换阀内部的制冷剂的状态成为气相区域或气液二相区域,通过切换阀时可能产生制冷剂流动音。
此外,通过切换阀切换防止结露配管和使防止结露配管旁通的配管,允许一定量的来自切换阀的制冷剂泄漏。因此,例如,将切换阀固定在防止结露配管一侧的情况下,存在由于制冷剂在防止结露配管的旁通一侧滞留,引起制冷剂不足的情况。此外,一般而言,制冷剂在制冷循环内的配管中滞留的情况下,在压缩机喷出侧通过具有全闭功能的切换阀成为全闭状态,对制冷循环的制冷剂进行回收。
但是,专利文献1记载的制冷循环的情况下,在每次通过切换装置切换时回收防止结露配管和使其旁通的配管内滞留的制冷剂,可能会因压缩机的效率降低而增加消耗电力量。
此处,使用可燃性制冷剂气体的强制循环方式的冰箱中的制冷剂封入量,在日本其上限值规定为100g。由于日本国内的冰箱电子部件多,此外除霜时使用电加热器(以玻璃管加热器为一例),所以使用可燃性制冷剂时制冷剂封入量的上限值抑制得低。
另一方面,欧洲的冰箱中冷空气自然对流式多,不使用电加热器地除霜的产品多,因此制冷剂封入量的上限值比日本国内的更多,按照欧洲的IEC规格为150g。
由于日本国内的内容积400~500L级别的冰箱中,制冷剂封入量为80~90g左右,所以即使为了消除切换冷凝器一侧的制冷循环的制冷剂不足,要增加制冷剂封入量也已经接近上限值,不容易消除制冷剂不足。
于是本发明鉴于以上问题,其目的在于消除切换制冷剂配管时发生的配管内的残留制冷剂引发的制冷剂不足,实现消耗电力量的降低。此外,目的在于降低制冷剂通过切换阀时产生的制冷剂流动音。
为了解决上述课题,例如采用权利要求的范围所记载的结构。本申请包括多种解决上述课题的方案,列举其中一例,其为一种冰箱,具有将压缩机、散热机构、减压机构、冷却器顺次连接的制冷剂回路,其特征在于:上述散热机构包括进行向冰箱外的散热的第一散热机构、对储藏室的分隔部加热的第二散热机构,该冰箱包括:使被上述压缩机压缩后的制冷剂流过上述第一散热机构和上述第二散热机构的第一制冷剂流路;在上述第一散热机构中使制冷剂流通后,使上述第一制冷剂流路旁通的第二制冷剂流路;和切换上述第一制冷剂流路和上述第二制冷剂流路的流路切换机构,上述第一制冷剂流路和上述第二制冷剂流路的内容积比上述第一散热机构的内容积小。
根据本发明,能够消除切换制冷剂配管时发生的配管内的残留制冷剂引发的制冷剂不足,实现消耗电力量的降低。此外,能够降低制冷剂通过切换阀时产生的制冷剂流动音。
附图说明
图1是本发明的实施方式的冰箱的正面外观图。
图2是本发明的实施方式的冰箱的箱内截面图。
图3是本发明的实施方式的冰箱的制冷循环的结构图。
图4是本发明的实施方式的冰箱的散热器的配置图。
图5是本发明的实施方式的冰箱的分隔壁的截面示意图。
图6是表示本发明的实施方式的冰箱的机械室的内部结构的示意图。
图7是在本发明的实施方式的冰箱的机械室中安装了机械室盖部的状态的外观图。
图8是说明切换防止结露配管的情况下的控制状况的示意图。
图9是表示本发明的实施方式的冰箱的冷却运转的一例的时序图。
图10a是示意地表示散热器配管内部的制冷剂的状态的示意图。
图10b是示意地表示本发明的实施方式的散热器配管内部的制冷剂的状态的示意图。
图11是表示本发明的实施方式的冰箱的运转状况的莫里尔线图。
图12a是示意地表示三通阀的内部的制冷剂的状态的示意图。
图12b是示意地表示三通阀的内部的制冷剂的状态的示意图。
图13是本发明的其他实施方式的冰箱的制冷循环的结构图。
图14是表示图13的其他实施方式的冷却运转的一例的流程图。
符号说明
1 冰箱
9 箱内送风机
20 冷藏室挡板
28、29、40 分隔壁
34 冷冻室挡板
41a、41b 第二散热器
42 第三散热器
43 第四散热器(防止结露配管)
45 箱外送风机(机械室风扇)
46 第一散热器
48 三通阀(流路切换机构)
49 二通阀(制冷剂流路开闭机构)
51、52、53、54、57、59、60、64、66 管
55 止回阀
56 汇流管
58 干燥器
61 限流部
65 热交换部
67、69 气相区域(气相成分)
68 液相区域(液相成分)
70、72 阀体
71 入口侧开口部
80 门铰链盖部
81 湿度传感器(检测机构)
82 温度传感器(检测机构)
83 基板盖部
84 分隔盖部
85、86 热流动
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是本发明的实施方式的冰箱的正面外观图。图2是本发明的实施方式的冰箱的箱内截面图。如图1所示,本实施方式的冰箱1从上方起由冷藏室2、制冰室3、上层冷冻室4、下层冷冻室5和蔬菜室6构成。其中,制冰室3、上层冷冻室4左右并列配置。冷藏室2具备左右分割的冷藏室门2a、2b,制冰室3、上层冷冻室4、下层冷冻室5和蔬菜室6分别具备抽出式的制冰室门3a、上层冷冻室门4a、下层冷冻室门5a和蔬菜室门6a。以下,有将冷藏室门2a、2b、制冰室门3a、上层冷冻室门4a、下层冷冻室门5a和蔬菜室门6a仅称为门的情况。此外,冰箱1中具备分别检测各门的开闭状态的门传感器(未图示)、判定为门打开状态的状态持续规定时间、例如1分钟以上的情况下通知用户的警报器(未图示)、和进行冷藏室2与冷冻室5的温度设定的温度设定器(未图示)等。将门2a、2b可旋转地固定在冰箱1的门铰链设置在冰箱上部,门铰链被门铰链盖部80覆盖。在各储藏室的各开口边缘、即图2中所示的具有隔热性的分隔部28、29、40中,埋设有防止结露配管43(参照图4、图5)。
本实施方式的冰箱1,通过上侧的分隔壁28将冷藏室2与上层冷冻室4和制冰室3(参照图1,图2中未图示制冰室3)隔热性地隔开,通过下侧的分隔壁29将下层冷冻室5与蔬菜室6隔热性地隔开。此外,如图2所示,在下层冷冻室5的上部具备分隔壁40。分隔壁40使制冰室3、上层冷冻室4与下层冷冻室5在上下方向上隔开。此外,在分隔壁40的上部,具备将制冰室3与上层冷冻室4之间在左右方向上隔开的纵向分隔部(未图示)。
分隔壁40对在分隔壁28前表面和左右侧壁前表面,以及下层冷冻室门5a的储藏室一侧的面上设置的密封部件(未图示)进行支承,抑制与下层冷冻室门5a之间的气体的移动。此外,制冰室门3a和上层冷冻室门4a的储藏室一侧的面上设置的密封部件(未图示),与分隔壁40、纵向分隔部、分隔壁28以及冰箱1的左右侧壁前表面接触,分别抑制各储藏室与各门之间的气体的移动(详细结构在之后叙述)。
其中,由于制冰室3、上层冷冻室4以及下层冷冻室5均为冷冻温度段,分隔壁40以及纵向分隔部为了支承各门的密封部件,至少位于冰箱的前侧即可(参照图2)。即,也可以为冷冻温度段的各储藏室之间可以存在气体的移动,不进行隔热划分的情况。另一方面,使上层冷冻室4为温度切换室的情况下,需要进行隔热划分,因此使分隔壁40和纵向分隔部从冰箱1的前侧延伸至后壁。
冰箱1的箱外和箱内被通过填充发泡隔热材料而形成的隔热箱体10隔开。在冰箱1的隔热箱体10中安装有多个真空隔热部件25。箱内通过分隔壁28将冷藏室2与上层冷冻室4和制冰室3隔开。通过分隔壁29将下层冷冻室5与蔬菜室6隔开。在门2a、2b的箱内侧具备多个门架32,冷藏室2被多个搁架36在纵向上划分为多个储藏空间。在上层冷冻室4与下层冷冻室5之间设置有分隔壁40。
如图1、图2所示,制冰室3、上层冷冻室4、下层冷冻室5以及蔬菜室6,分别设置有与各冷却室的前方具备的门3a、4a、5a、6a一体移动的收纳容器3b、4b、5b、6b,通过将各门4a、5a、6a向外侧抽出,而抽出收纳容器4b、5b、6b。
此外,检测箱外的湿度和温度的湿度传感器81、温度传感器82例如设置在冰箱1的顶壁上侧的门铰链盖部80的内部。本实施例中在门铰链盖部80的内部设置有湿度传感器81、温度传感器82,是为了不容易直接受到来自冰箱1主体的温度影响而检测周围湿度和周围温度。其中,湿度传感器81、温度传感器82的设置位置不限于此,只要是能够不直接受到来自冰箱1主体的温度影响而适当检测冰箱1设置环境的周围湿度和周围温度的场所即可。
冷却器7设置在下层冷冻室5的大致背部具备的冷却器收纳室8内,通过冷却器7的上方设置的箱内送风机9(以螺旋桨风扇为一例)与冷却器7进行热交换后的冷空气,通过冷藏室送风管路11、上层冷冻室送风管路12、下层冷冻室送风管路13、以及制冰室送风管路(未图示),输送至冷藏室2、上层冷冻室4、下层冷冻室5、制冰室3等各储藏室。
向各储藏室的送风通过冷藏室挡板20、和冷冻室挡板34的开闭而控制。具体而言,冷藏室挡板20为打开状态、冷冻室挡板34为关闭状态时,冷空气经过冷藏室送风管路11从多级设置的吹出口2c输送至冷藏室2。结束冷藏室2的冷却之后,冷空气流入冷藏室2下部设置的冷藏室返回口(未图示),之后返回冷却器7。关于蔬菜室6的冷却方法存在各种方法,例如,考虑使冷藏室2冷却后将冷空气直接输送至蔬菜室6的方法、使冷却器7中产生的冷空气不经由冷藏室2而单独输送至蔬菜室6的方法。该情况下,为了控制对蔬菜室6供给的冷空气,需要蔬菜室专用的挡板。本申请中,对蔬菜室6的冷气的供给方法为任意一种的情况均可。图2记载的例子中,流入蔬菜室6的冷空气从隔壁29的下部前方设置的蔬菜室返回口6d,通过蔬菜室返回管路18,从蔬菜室返回喷出口18a流入冷却器7。
被送入冷冻室的冷空气,使上层冷冻室4、下层冷冻室5以及制冰室3冷却后,从冷冻室返回口17返回冷却器7。在冷却器7的下部设置有除霜加热器22,使除霜时产生的排水暂时落下至流水槽23,通过排水孔27向压缩机24的上部设置的蒸发盘21释放。在冰箱1的顶壁上表面配置有作为搭载了存储器的接口电路的控制装置的控制基板33,根据控制基板33实施制冷循环以及送风系统的控制。控制基板33被基板盖部83覆盖。
接着,图3是本发明的实施方式的冰箱的制冷循环的结构图。压缩机24的喷出一侧的管66上,顺次连接了具备机械室风扇45(箱外送风机)的第一散热器46、第二散热器41a、41b和第三散热器42。与上述第三散热器42连接的管51的另一端,与三通阀48(流路切换机构)的C侧(流入一侧)连接。冷却运转时,上述三通阀48分支为作为其出口一侧的循环A侧和循环B侧这2个方向,能够流向其中1个方向,此外也能够根据需要关闭循环A侧和循环B侧双方的出口来阻止制冷剂的流动。进而,在制冷循环中封入制冷剂时,也能够打开上述三通阀48的循环A侧、循环B侧双方。
三通阀48的A侧与管52连接,管52的另一端上连接有第四散热器43、即防止结露配管。此外,三通阀48的B侧与管53、即防止结露配管旁通管连接。
将压缩机24与三通阀48之间设置的第一散热器46、第二散热器41a、41b、第三散热器42总称为第一散热机构,将从压缩机24的喷出口至三通阀48的C侧(三通阀48入口)称为制冷剂流路配管a。向三通阀48的下游一侧分支设置,将第四散热器43一侧作为第二散热机构,将与三通阀48的A侧(三通阀48出口)连接的第四散热器43的出口侧管54的另一端汇流的汇流管56(第一制冷剂流路)、和与同三通阀48的B侧(三通阀48出口)连接的管53的另一端汇流的汇流管56(第二制冷剂流路)作为制冷剂流路配管b。
在第四散热器43与汇流管56之间设置有止回阀55。在汇流管56上连接管57,在管57的途中顺次设置干燥器58、二通阀49。二通阀49的另一端上连接管60,按照限流部61、具备库内送风机9的冷却器7的顺序连接。在冷却器7的出口一侧连接管64,在其途中设置与限流部61的热交换部65,管64的另一端与压缩机24的吸入一侧连接。由于第四散热器43的管埋设在分隔壁28、29、40(参照图2)中,所以因来自冷冻温度段室的影响而被冷却。通过三通阀48,第四散热器43(循环A侧)和管53(循环B侧)每规定的时间切换。管53(循环B侧)中流过制冷剂时,由于制冷剂不流过第四散热器43,第四散热器43的温度因来自冷冻室的影响而降低。从而,即使通过三通阀48固定为管53(循环B侧),也存在流过管53的制冷剂的一部分经由汇流管56逆流至第四散热器43,第四散热器43的管内残留制冷剂,在循环B侧进行运转的情况下引起制冷剂不足的可能性。从而,在第四散热器43与汇流管56之间设置止回阀55,使在循环B侧进行运转的情况下制冷剂不会流入第四散热器43的配管内。
图4是本发明的实施方式的冰箱的散热器的配置图。图5是本发明的实施方式的冰箱的隔热分隔壁的截面示意图。
第一散热器46设置在冰箱1的背面侧下部设置的机械室44内(参照图6)。第二散热器41a、41b埋设在冰箱1的侧面隔热壁内(图4中用虚线记载),第三散热器42埋设在冰箱1的背面隔热壁内(图4中用点线记载)。其中,第二散热器41a、41b以及第三散热器42以与形成冰箱1的外观的金属制的外板接触或接近地散热的方式配置。第四散热器43、即防止结露配管,被埋设在分割各储藏室的分隔壁28、29、40中(图4中用实线记载)。
图5是分隔壁28、29、40的截面示意图。以与分隔壁上设置的分隔盖部84(以高导热性的金属板为一例)接触或接近的方式,设置有第四散热器43的管。冰箱周围的温度例如为30℃的情况下,稳定运转时的第四散热器43的管温度为大约33℃,对于接近分隔壁28、29、40的大约-20℃的冷冻温度段室(制冰室3、上层冷冻室4、下层冷冻室5)形成大的温差。分隔盖部84的表面及其周围空气由于被冷冻温度段室冷却而温度降低,存在因分隔盖部84附近的空气中的水分而在分隔盖部84的表面发生结露的情况。为了避免该情况,使第四散热器43中流过制冷剂而对分隔盖部84加热(图5中符号86所示的热流动),而从第四散热器43释放的热对于温差大的冷冻温度段室也加热(图5中符号85所示的热流动),成为节能性的恶化、即消耗电力量增加的原因。
图6是表示本发明的实施方式的冰箱的机械室44的内部结构的示意图。图7是在本发明的实施方式的冰箱的机械室44中安装有机械室盖部87的状态的外观图。
在机械室44的机械室基部47上,从上风侧顺次配置有第一散热器46、机械室风扇45(箱外送风机)、压缩机24。在压缩机24的上部设置有接受冷却器7的霜融化时产生的排水的蒸发盘21。由于三通阀48、二通阀49分别预先固定在固定件50上,所以在机械室44内与管连接后也能够使阀的姿态大致保持垂直。由于机械室44中通常为安装有机械室盖部87(参照图7)的状态,因此利用机械室盖部87中设置的空气吸入口62、空气排出口63释放第一散热器46、压缩机24的热。此外,在机械室基部47上也设置有空气吸入口、排出口(未图示)。
图8是说明在本发明的实施方式的制冷循环中,以三通阀48切换第四散热器43(防止结露配管)的情况下的控制状态的示意图。
如上所述的说明,使防止结露配管、即第四散热器43中流过制冷剂,对分隔盖部84加热,防止空气中的水分在分隔盖部84的表面上结露。
以三通阀48切换到使制冷剂流过循环A侧、即第四散热器43的情况,或使制冷剂流过循环B侧、即使第四散热器43旁通并使制冷剂流过管53的情况中任一种的控制,根据由冰箱1上设置的箱外湿度传感器81、箱外温度传感器82获得的冰箱周围的温度和湿度进行控制。考虑在覆盖分隔壁28、29、40的表面的分隔盖部84上直接安装温度传感器和湿度传感器、即检测机构,根据其检测温度和湿度,通过三通阀48进行切换控制,从而使分隔盖部84的表面不会发生结露。但是,在分隔盖部84的表面或分隔壁内安装检测机构担心设置空间的问题、或与分隔盖部84接触的门密封条的干涉引起进热量增加。因此,实际上通过在冰箱1的顶面上设置的箱外湿度传感器81、箱外温度传感器82的检测温度和检测湿度,对循环A侧和循环B侧的切换时间根据预先确定的值控制。
图8表示箱外湿度传感器81、箱外温度传感器82检测到的某一个周围温度的情况下三通阀切换控制的一例。横轴是相对湿度,纵轴是防止结露配管的加热比例。例如,相对湿度高的RH2的情况下,分隔盖部84的表面结露的可能性高,所以使制冷剂流过循环A侧的时间的比例(tA2)长,使制冷剂流过循环B侧的时间的比例(tB2)短。与之相反的湿度低的RH1的情况下,分隔盖部84的表面结露的可能性低,因此使制冷剂流过循环A侧的时间的比例(tA1)短,使制冷剂流过循环B侧的时间的比例(tB1)长即可。如利用图5进行的说明,通过对分隔盖部84的表面用制冷剂加热实现防止结露,而防止结露配管的加热比例、即循环A侧的时间的比例越长,对冷冻温度段室的进热越多,结果,存在节能性恶化的倾向。实际的冷却运转期间在压缩机24为ON(运转)时,预先确定循环A侧、循环B侧的时间,根据该时间由三通阀48切换制冷剂流路而运转。其中,由于在不具有三通阀48这样的流路切换机构的冰箱中总是为循环A侧,所以防止结露配管的加热比例为100%。
图9是表示本发明的实施方式的冰箱的冷却运转的一例的时序图。箱内到达规定的温度后的稳定状态下的冷却运转,以使冷藏温度段室冷却的冷藏运转、使冷冻温度段室冷却的冷冻运转、压缩机停止的OFF(停止)构成的运转模式为基础,只要不进行周围温度的变动和食品等的放入,就重复这些运转。即,压缩机停止期间上升至冷冻室温度TF1时压缩机24变为ON(运转)。冷藏室温度降低成为温度TR2时冷藏运转结束,接着实施冷冻运转直至冷冻室温度成为TF2。此处主要将三通阀48、二通阀49的动作关联压缩机24进行说明。压缩机24处于停止期间的情况下,由于散热器一侧、即第一散热器46至第四散热器43、以及管53内的制冷剂变得比冷却器7高温高压,因其压力差使得散热器一侧的制冷剂流入冷却器一侧。由此冷却器7的温度上升,箱内热负荷增加,因此关系到消耗电力量的增加。从而,压缩机停止期间,为了阻止该制冷剂的流动而使二通阀49关闭。此外,本实施例的冰箱中,使箱内送风机9为ON(运转),使冷藏室挡板20打开,冷冻室挡板34关闭,能够由冷却器7上增长的霜的潜热产生冷气使冷藏室2冷却,因此压缩机24停止期间使二通阀49关闭时,能够抑制冷却器7以及霜的温度上升,以霜作为制冷源的冷藏室2的冷却效率提高,有助于消耗电力量的降低。
压缩机24处于运转期间的情况下,三通阀48预先确定与图8所示的温度和湿度相应的循环A侧(第四散热器43;结露防止配管)和循环B侧(管53)的切换时间(tA、tB),根据其切换三通阀48。例如,湿度和温度高的RH2的情况下,使预先确定的循环A侧的时间的比例tA2、循环B侧的时间的比例tB2重复动作。切换时间根据冰箱而不同,例如,在外部空气30℃、相对湿度70%下,循环A侧为15分钟左右,循环B侧为30分钟左右。
图9所示的冷却运转期间,其中一例为,压缩机24停止前,将三通阀48固定为循环A侧。这是由于压缩机处于停止期间,第四散热器43的温度容易变为低温,为了在压缩机停止前通过第四散热器43提高分隔盖部84的表面温度进行防止结露。压缩机停止期间,在其之前将三通阀48固定为循环A侧,所以压缩机停止期间仍持续为循环A侧。
三通阀48根据循环A侧(第四散热器43;防止结露配管)和循环B侧(管53)的切换时间控制制冷剂的流动,而切换到循环B侧后制冷剂会在循环A侧滞留,或切换至循环A侧后制冷剂会在循环B侧滞留。
但是,为了消除切换循环后的制冷剂不足,对于切换循环前的管内滞留的制冷剂在每次循环切换时回收,因压缩机的效率降低结果导致消耗电力量的增加。从而,为了无需在每次切换循环时回收制冷剂就能消除制冷剂不足,优选减小第四散热器43、管53的管容积,减小液相区域的管容积。
于是,在本实施方式中,使制冷剂流路配管b的管容积与制冷剂流路配管a的管容积相比小。由此,被液相区域充满的管容积减小,能够在抑制消耗电力量的同时,消除制冷剂不足。
其中,由于蔬菜室的冷却方法与三通阀48、二通阀49的动作没有直接关系,因此未图示。
图10a是示意地表示散热器配管内部的制冷剂的状态的示意图。说明了与压缩机24的喷出侧管66连接的由第一散热器46(区间ac)、第二散热器41a、41b以及第三散热器42(区间cd)、第四散热器43以及管53(区间df)构成的散热器的配管内部的制冷剂状态。本实施例的冰箱中,将第一散热器46、第二散热器41a、41b、第三散热器42总称为第一散热机构(制冷剂流路配管a),将设置有制冷剂流路切换机构的第四散热器43一侧称为第二散热机构。此外,以与同三通阀48的A侧(三通阀48出口)连接的第四散热器43的出口侧管54的另一端汇流的汇流管56(第一制冷剂流路)、与同三通阀48的B侧(三通阀48出口)连接的管53的另一端汇流的汇流管56(第二制冷剂流路)作为制冷剂流路配管b。
被压缩机24压缩成为高温高压的气体制冷剂按照第一散热器46、第二散热器41a、41b、第三散热器42的顺序向箱外散热,制冷剂的状态按照气相区域、相变化中的气液二相区域、液相区域而变化。设气相区域(气相成分)为符号67,液相区域(液相成分)为符号68时,气相区域67为区间ab,气液二相区域(气相67与液相68)为区间be,液相区域68为区间ef。将切换第四散热器43或管53中任一个的三通阀48设置在图中位置d的情况下,区间de中成为存在气相成分69的气液二相区域。
图10b是示意地表示本发明的实施方式的散热器配管内部的制冷剂的状态的示意图。在由三通阀48切换的制冷剂流路、即第四散热器43、管53的区域中,制冷剂的状态大部分是液相区域68(参照图11),因此每次由三通阀48切换时液体制冷剂容易在第四散热器43、或管53中残留。即,减小图10a所示的通过三通阀48分支的第四散热器43、管53的各管容积时,每次通过三通阀48进行切换控制时管内会残留液体制冷剂。由此,不会残留第四散热器43、或管53的制冷剂的气相区域(图10a的气相69),能够被液相区域68充满。
作为减小第四散热器43、管53的管容积的方法,例如有减小管径和缩短管长。使第四散热器43、管53的管内径从ф4.0mm减小至ф3.6mm时能够减小大约20%体积。如图10b所示,通过使第二散热机构,即第四散热器43、或管53的区域df用液相区域68充满,不依赖于制冷循环的运转状况,第二散热机构中残留的液体制冷剂量不会再增加。在具有切换第二散热机构的机构的冰箱中,通过使蓄积液体制冷剂的第二散热机构的管容积比构成第一散热机构的管容积小,不依赖于制冷循环的运转状况,即使切换第二散热机构也不容易发生制冷剂不足。
如上所述,由于第四散热器43、管53的配管内被液相区域充满,例如,使三通阀48切换至图3所示的循环A侧时,循环B侧的管53内为液封状态,可能因剧烈的温度变化而使管破损。为了避免这样的情况,在将三通阀48固定为循环A侧的情况下允许向循环B侧的制冷剂泄漏量,固定为循环B侧的情况下允许向循环A侧的制冷剂泄漏量。
图11是表示本发明的实施方式的冰箱的运转状况的莫里尔线图。由此在莫里尔线图上说明图10a、图10b说明的散热一侧、即第一至第四散热器的制冷剂的状态。被压缩机24压缩后的制冷剂顺次流过与管66连接的第一散热器46、第二散热器41a、41b、第三散热器42、第四散热器43(将三通阀48固定为循环A侧的情况),其间,管内的制冷剂为了向外部空气散热,状态按照气相区域(区间ab)、气液二相区域(区间be)、液相区域(区间ef,或区间df)的顺序变化。从第四散热器43流出的制冷剂在限流部61中被减压并流入冷却器7。通过冷却器7时制冷剂吸收来自箱内空气的热,箱内的空气被冷却,冷却能力能够以冷却器7的出入口的焓差表示。从而,制冷剂从状态f减压流入冷却器7的情况下的冷却能力能够以Δh1表示。
另一方面,专利文献1所示的制冷循环的结构的情况下,公开了在防止结露配管(本发明中为第四散热器43)的下游一侧,埋设在冰箱的侧壁面中连接其他散热器的结构。通常,按照防止结露配管、防止结露配管的下游一侧设置的散热器的顺序向箱外的空气散热。但是,在防止结露配管的下游一侧的散热器附近例如放置有制暖器具的情况下,存在制冷剂被制暖器具加热,配管内的制冷剂蒸发,因此状态f的制冷剂变化为气液二相区域即状态g的情况。该情况下,因为上述散热器的下游一侧未设置其他散热器,所以从状态g减压。从而,冷却器7的冷却能力为Δh2,冷却能力可能降低。由于防止结露配管通常被埋设在储藏室开口边缘部,所以无需担心该部分从外部被加热,具备多个散热器的冰箱的情况下,为了避免上述现象,优选配置防止结露配管的顺序为最后。
图12a、12b分别是示意地表示三通阀48内部的制冷剂的状态的示意图。省略了使三通阀48内部设置的阀体70、72驱动的步进电机等。入口侧开口部71与管51(C侧)连接,出口侧与管52(A侧:循环A侧)、管53(B侧:循环B侧)连接。为了控制管52和管53的开闭而设置有阀体70、72,使制冷剂流过管52(A侧:循环A侧)时打开阀体70,关闭阀体72,使制冷剂流过管53(B侧:循环B侧)时关闭阀体70,打开阀体72。能够在管52、管53中均不流过制冷剂的情况关闭阀体70、72,管52、管53中均流过制冷剂的情况下打开阀体70、72,该控制通过控制基板33上设置的存储电路进行。
如图10a所示,由于将三通阀48设置在散热器的途中、即第四散热器43的上游一侧,所以三通阀48内部的制冷剂存在如图12a所示成为气液二相流(气相区域67、液相区域68)的情况。气相区域67与液相区域68复杂地混合并通过三通阀48的阀体70、72、入口侧开口部71的情况下,由于三通阀48的内部一般存在比与三通阀48连接的管51、52、53直径更小的流路,所以存在因制冷剂流路的缩小和扩大产生制冷剂流动音的情况。从而,如图10b所说明,对于作为第一散热机构的散热器的管容积,使作为第二散热机构的第四散热器43、或管53的管容积小,使液相区域扩大至三通阀48的设置场所时,由于如图12b所示三通阀48的内部被液相区域68充满,因此能够减小制冷剂通过阀体70、72、入口侧开口部71时的制冷剂流动音。
取决于制冷循环的运转状况,也可能存在通过三通阀48内的制冷剂为气液二相区域的情况。万一成为这样的状态的情况下,使从管51流入的制冷剂,在比管51的内径更大的三通阀48的内部暂时扩大,使气相区域67和液相区域68相对于重力方向上下分割为二部分后,使制冷剂从三通阀48下表面设置的阀体70(A侧:循环A侧)、或阀体72(B侧:循环B侧)流出即可。为了将气相区域67与液相区域68上下分割为二部分(参照图12a),使三通阀48的下表面设置的阀体70、72、入口侧开口部71一侧成为液相区域,安装到机械室44的内部时的三通阀48的姿态,能够通过预先将三通阀48安装到固定具50上,惟一决定安装到机械室时的姿态。
根据以上所述,使得作为由流路切换机构使该流路切换机构的尾流一侧的散热机构分支后,到再次汇流之间形成的第二散热机构的散热器的管容积,比作为在压缩机与制冷剂流路切换机构之间形成的第一散热机构的散热器的管容积更小,从而使液相区域扩大至三通阀48的设置场所,能够减少通过三通阀48时产生的制冷剂流动音,进而根据三通阀48的安装姿态,还能够实现抑制了通过三通阀48时产生的制冷剂流动音的冷却运转。
图13是本发明的其他实施方式的冰箱的制冷循环的结构图。
对于图3所示的制冷循环,为不在限流部61附近设置二通阀,而是通过具有全闭功能的三通阀48,切换作为第二散热机构的第四散热器43和管53为特征的制冷循环。二通阀49、三通阀48的设置场所如图6所示例如在机械室44内,而冰箱1的宽度小的情况下,存在难以确保设置二通阀49和三通阀48双方的空间的情况,因此也能够仅用三通阀48进行切换作为第二散热机构的第四散热器43、和管53的控制。
图14是表示图13的其他实施方式的冷却运转的一例的流程图。即,是关于图13所示的制冷循环,切换第四散热器43和管3的控制。与图9所示的控制同样地,箱内到达规定的温度、在稳定状态下的冰箱的运转以由冷藏运转、冷冻运转、压缩机OFF(停止)构成的运转为基础,只要不进行周围温度的变动和食品等的放入,就重复这些运转。此处主要将三通阀48的动作关联压缩机24进行说明。
压缩机24处于停止期间的情况下,散热器一侧、即从第一散热器46至第四散热器43、以及管53内的制冷剂,变得比冷却器7高温高压,所以散热器一侧的制冷剂因其压力差而流入冷却器一侧。由此通过冷却器7增加了对箱内的热负荷,关系到消耗电力量的增加。从而,为了阻止压缩机停止期间产生的制冷剂的流动,在压缩机24停止前回收散热器一侧的制冷剂。在三通阀48中除了固定为第四散热器43的循环A侧、和固定为管53一侧的循环B侧之外,还能够使循环A侧与循环B侧双方为关闭状态,或使双方为打开状态。按照各自规定的时间固定为循环A侧、或循环B侧使冰箱运转时,制冷剂分别在相对于冷却器7为高温高压一侧的循环A侧和循环B侧残留。压缩机停止期间,为了使该制冷剂不流入冷却器7,在停止压缩机24之前对于使三通阀48全闭而使制冷剂移动至第一散热器46、第二散热器41a、41b、第三散热器42内的制冷剂回收仅运转实施时间tclose。制冷剂回收时间为3、4分钟左右,压缩机停止期间三通阀48也继续为关闭状态。
如以上所述,即使不存在二通阀的情况下,通过应用三通阀48的全闭功能,也能够抑制压缩机停止时向冷却器7的制冷剂流入,而如果使构成第二散热机构的第四散热器43、或管53的管容积小,使液相区域的管容积小,则还能够缩短制冷剂回收时间,进行减小了消费电力量的冰箱运转。
根据以上所述,本发明的冰箱具有将压缩机、散热机构、减压机构、冷却器顺次连接的制冷剂回路,上述散热机构包括进行向冰箱外的散热的第一散热机构、对储藏室的分隔部加热的第二散热机构,该冰箱包括:使被上述压缩机压缩后的制冷剂流过上述第一散热机构和上述第二散热机构的第一制冷剂流路;在上述第一散热机构中使制冷剂流通后,使上述第一制冷剂流路旁通的第二制冷剂流路;和切换上述第一制冷剂流路和上述第二制冷剂流路的流路切换机构,上述第一制冷剂流路和上述第二制冷剂流路的内容积比上述第一散热机构的内容积小。即,使制冷剂流路配管b(参照图3)的内容积比制冷剂流路配管a(参照图3)的内容积小,减少第二散热机构的配管内部残留的制冷剂量。从而,能够避免因制冷剂不足引起的冷却性能的恶化,实施降低消耗电力量的冷却运转。
此外,特征在于,流过上述第一散热机构的上述制冷剂,以其温度在规定范围内不发生变化地流过后,具有温度开始逐渐降低的拐点的方式流过。由此,能够使液相区域扩大至流路切换机构(三通阀48)的设置场所,减少通过流路切换机构时产生的制冷剂流动音。
此外,包括使制冷剂流过上述第一制冷剂流路的第一模式、使制冷剂流过上述第二制冷剂流路的第二模式、和使制冷剂在上述第一制冷剂流路和第二制冷剂流路中均不流过的第三模式,在上述第一模式或上述第二模式中的至少任一者已实施了规定时间的情况下,在上述压缩机运转状态下实施上述第三模式。由此,由于实施了将制冷剂流路配管b(参照图3)的配管内残留的制冷剂回收到压缩机的运转,能够避免因制冷剂不足引起的冷却性能的恶化,实现消耗电力量的降低。
此外,具备检测温度和湿度的检测机构,根据该检测机构检测到的温度和湿度使上述第一模式的时间和上述第二模式的时间变化。由此,能够根据预先规定的值对模式的切换时间进行控制。
此外,在比上述第一制冷剂流路与上述第二制冷剂流路汇流的位置更下游、并且在上述减压机构的上游,设置有制冷剂流路开闭机构。由此,能够抑制压缩机停止时对冷却器的制冷剂流入。
此外,上述流路切换机构是设置在上述冰箱的储藏室外的三通阀,其配置成该三通阀的开闭出口部位于下部。由此,根据三通阀的安装姿态,还能够实现抑制了通过三通阀时产生的制冷剂流动音的冷却运转。

Claims (6)

1.一种冰箱,其具有将压缩机、散热机构、减压机构、冷却器顺次连接的制冷剂回路,多个储藏室,以及将所述多个储藏室分别隔开的分隔壁,其特征在于:
所述散热机构包括进行向冰箱外的散热的第一散热机构、对所述分隔壁加热的第二散热机构、和在所述第一散热机构的下游切换制冷剂流通的流路切换机构,
被所述压缩机压缩后的所述制冷剂流过所述第一散热机构,
所述流路切换机构以使得流过所述第二散热机构的第一制冷剂流路和使所述第一制冷剂流路旁通的第二制冷剂流路中的任一个流通的方式进行切换,且允许制冷剂泄漏量,
所述第一制冷剂流路和所述第二制冷剂流路的内容积比所述第一散热机构的内容积小。
2.如权利要求1所述的冰箱,其特征在于:
流过所述第一散热机构的所述制冷剂,以其温度在规定范围内不发生变化地流过后,具有温度开始逐渐降低的拐点的方式流过。
3.如权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于:
包括使制冷剂流过所述第一制冷剂流路的第一模式、使制冷剂流过所述第二制冷剂流路的第二模式、和使制冷剂在所述第一制冷剂流路和第二制冷剂流路中均不流过的第三模式,
在所述第一模式或所述第二模式中的至少任一者已实施了规定时间的情况下,在所述压缩机运转状态下实施所述第三模式。
4.如权利要求3所述的冰箱,其特征在于:
具备检测温度和湿度的检测机构,根据该检测机构检测到的温度和湿度使所述第一模式的时间和所述第二模式的时间变化。
5.如权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于:
在比所述第一制冷剂流路与所述第二制冷剂流路汇流的位置更下游、并且在所述减压机构的上游,设置有制冷剂流路开闭机构。
6.如权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于:
所述流路切换机构是设置在所述冰箱的储藏室外的三通阀,其配置成该三通阀的开闭出口部位于下部。
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