JP2002031459A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２段圧縮コンプレッサを用いて２つの蒸発器
に冷媒を送る冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、圧
縮機を停止することなく、冷蔵室用蒸発器の除霜を行な
うことができ、冷蔵室除霜中の冷凍室の冷却不足、庫内
温度上昇という不具合を解消する。 【解決手段】 Ｒエバ２４への冷媒をバイパスするバイ
パス管路４０を設け、冷媒の流れをＲエバ２４かバイパ
ス管路４０かを選択可能な開閉弁４２を設ける。Ｒエバ
２４の除霜を行なう場合は、バイパス管路４０の開閉弁
４２を開き、Ｒエバ２４に冷媒を流すことなく、Ｆエバ
３４のみに冷媒が流れるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２段圧縮コンプレ
ッサを用いて２つの蒸発器に冷媒を送る冷凍サイクルを
有する冷蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２段圧縮コンプレッサと２つの蒸発器を
持つ従来の冷凍サイクルの構成例を図７に示す。冷凍サ
イクルの機能は以下の通りである。２段圧縮コンプレッ
サ１２の高圧側吐出口から吐出された高圧ガス冷媒は、
凝縮器１８内で凝縮して２相冷媒となる。この高圧２相
冷媒は、高圧側キャピラリチューブ２２で減圧され中間
圧の２相冷媒となって冷蔵室用蒸発器（以下、Ｒエバと
いう）２４に入る。

【０００３】このＲエバ２４内で冷媒はファン２６によ
り循環する庫内空気を冷却するため、一部蒸発し、２相
状態で気液分離器２８に入り液冷媒とガス冷媒に分離さ
れる。このうちガス冷媒は、中間圧サクションパイプ３
０を経て２段圧縮コンプレッサ１２の中間圧側吸込口に
入る。

【０００４】また、気液分離器２８内で分離された液冷
媒は低圧側キャピラリチューブ３２で減圧され低圧の２
相冷媒となって冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバという）
３４に入る。Ｆエバ３４内でファン３６により循環する
庫内空気を冷却するため、冷媒は蒸発し、ガス冷媒とな
って、低圧サクションパイプ３８を経て２段圧縮コンプ
レッサ１２の低圧側吸込口に入る。このとき高圧側キャ
ピラリチューブ２２と低圧サクションパイプ３８を熱交
換させている。

【０００５】２段圧縮コンプレッサ１２の低圧側吸込口
から吸い込まれた低圧冷媒は、第１段圧縮室１４で中間
圧まで加圧され、中間圧側吸込口から吸い込まれた中間
圧冷媒と合流、混合し、第２段圧縮室１６で高圧まで加
圧され、高圧側吐出口から吐出される。

【０００６】このようにして構成された冷凍サイクルで
は、Ｒエバ２４とＦエバ３４とを、それぞれ冷蔵室と冷
凍室を冷却するのに適した温度で、しかも同時に（交互
運転ではなく）冷却させることができるという効果が奏
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような冷凍サイ
クルの場合、冷蔵庫内の温度を約２℃レベルに冷却する
ために、Ｒエバ２４の温度は約−３〜−５℃レベルとな
る。冷蔵室の空気は、外から流入する水分や保存する食
品から蒸発する水分によって高湿となるが、Ｒエバ２４
で急激に冷却されて水分が０℃以下に冷やされると、Ｒ
エバ２４の表面に凝固してしまう。これを霜といい、食
品の量にもよるが、多いときには１〜２日くらいでＲエ
バ２４全体が霜で覆われて、冷却能力が低下し、庫内温
度が上昇して冷却不良をきたす場合がある。

【０００８】よって、Ｒエバ２４の霜を融解して除霜す
るために、定期的に圧縮機（２段圧縮コンプレッサ１
２）の運転を停止して、ヒータ等でＲエバ２４を加熱す
る必要がある。もし、圧縮機の運転を停止しないでヒー
タ除霜を行なうと、Ｒエバ２４の中で冷媒が加熱されて
沸騰が生じ、冷媒流れの抵抗が増大して、冷媒がほとん
ど流れなくなるからである。そのため、圧縮機を停止し
て、ヒータ除霜を行なっている。

【０００９】しかしながら、圧縮機の停止中は、冷蔵室
内の冷却が出来ないばかりか、Ｆエバ３４の着霜の有無
に関わらず、冷凍室の冷却も出来なくなるため、扉開閉
や負荷の投入が重なると、冷凍室の庫内温度の上昇が生
じるという食品保存上の不都合が生じることになる。

【００１０】そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、圧
縮機を停止することなく、冷蔵室用蒸発器の除霜を行な
うことができ、冷蔵室除霜中の冷凍室の冷却不足、庫内
温度上昇という不具合を解消するようにした冷蔵庫を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の冷蔵
庫は、２段圧縮コンプレッサ、凝縮器、冷蔵室用蒸発
器、冷凍室用蒸発器、気液分離手段を接続してなる冷凍
サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷蔵室用蒸発器
への冷媒をバイパスするバイパス管路を設け、冷媒の流
れを冷蔵室用蒸発器かバイパス管路かを選択可能な冷媒
制御装置を備えていることを特徴とする。

【００１２】請求項１の冷蔵庫では、冷蔵室用蒸発器の
除霜を行なう場合には、冷媒制御装置により冷媒をバイ
パス管路に流す。このように冷蔵室用蒸発器の除霜時に
は、冷媒は冷蔵室用蒸発器ではなくバイパス管路を介し
て流れるので、冷媒流れが沸騰によって妨げられること
がなく、冷凍室用蒸発器に十分な冷媒量が流れる。従っ
て、冷蔵室の除霜中にも冷凍室用蒸発器の冷却効果を持
続させることができる。

【００１３】請求項２の冷蔵庫は、請求項１において、
冷蔵室用蒸発器に加熱ヒータを備えていることを特徴と
する。

【００１４】請求項２の冷蔵庫であると、除霜時に加熱
ヒータに通電することで、冷蔵室用蒸発器内に滞留して
いる冷媒の蒸発が促進でき、そのため、庫内空気だけで
霜を融解するよりも早く除霜することができる。

【００１５】請求項３の冷蔵庫は、請求項１において、
気液分離手段と冷凍室用蒸発器との間には低圧側キャピ
ラリチューブが配管されており、この低圧側キャピラリ
チューブと気液分離手段との間に開閉弁を介設している
ことを特徴とする。

【００１６】請求項３の冷蔵庫であると、冷凍室用蒸発
器の除霜を行なう場合には、バイパス管路を閉じたまま
で、開閉弁を閉じる。これにより、冷凍室用蒸発器の除
霜時にも、冷蔵室用蒸発器の冷却効果を持続させて、冷
蔵室を冷却することができ、従って、冷蔵室と冷凍室の
いずれの除霜時にも、除霜していない側の部屋の温度上
昇を防止でき、冷却不足を解消できる。

【００１７】請求項４の冷蔵庫は、２段圧縮コンプレッ
サ、凝縮器、冷蔵室用蒸発器、冷凍室用蒸発器を接続し
てなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷蔵
室用蒸発器と冷凍室用蒸発器とを並列に配置し、冷蔵室
用蒸発器の上流側に冷媒流量制御手段を備え、この冷媒
流量制御手段に全閉機能を持たせていることを特徴とす
る。

【００１８】請求項４の冷蔵庫では、冷蔵室用蒸発器の
除霜を行なう場合には、冷媒流量制御手段を全閉とする
ことにより、冷蔵室用蒸発器に冷媒が流れなくして、冷
凍室用蒸発器のみに冷媒を流す。従って、冷蔵室の除霜
中にも冷凍室用蒸発器の冷却効果を持続させることがで
きる。

【００１９】請求項５の冷蔵庫は、請求項１〜４におい
て、冷媒として、炭化水素系冷媒を用いていることを特
徴とする。

【００２０】請求項５の冷蔵庫であると、炭化水素系冷
媒により地球の温暖化を防止することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２２】（第１の実施例）図１は本発明の第１の実
施例に係る冷蔵庫１の冷凍サイクルの構成図を示し、図
２は冷蔵庫１の縦断面図である。なお、従来例と同じ要
素には同じ番号を付して説明を省略する。

【００２３】先ず、冷蔵庫１の構造について図２に基づ
いて説明する。冷蔵庫内部は、上段から冷蔵室２、野菜
室３、製氷室４、冷凍室５が設けられている。冷凍室５
の背面にある機械室６には、２段圧縮コンプレッサ１２
が設けられている。また、製氷室４の背面には、製氷室
４と冷凍室５を冷却するためのＦエバ（冷凍室用蒸発
器）３４が設けられている。さらに、野菜室３の背面に
は、冷蔵室２と野菜室３を冷却するためのＲエバ２４
（冷蔵室用蒸発器）が設けられている。

【００２４】次に、図１の冷凍サイクルの構造及び動作
状態を説明していく。冷凍サイクルの基本構成は、上記
した従来の冷凍サイクルと同様であり、２段圧縮コンプ
レッサ１２の高圧側吐出口から吐出された冷媒が、凝縮
器１８、高圧側キャピラリチューブ２２、Ｒエバ２４を
経て気液分離器２８に流入し、この気液分離器２８で分
離されたガス冷媒が、中間圧サクションパイプ３０を経
て２段圧縮コンプレッサ１２の中間圧側吸込口から吸い
込まれ、上記気液分離器２８で分離された液冷媒が、絞
り手段である低圧側キャピラリチューブ３２、Ｆエバ３
４、低圧サクションパイプ３８を経て２段圧縮コンプレ
ッサ１２の低圧側吸込口から吸い込まれるようになって
いる。

【００２５】そして、この実施例では、図１に示すよう
に、高圧側キャピラリチューブ２２とＲエバ２４の間で
分岐し、Ｒエバ２４の出口管路で合流するバイパス管路
４０を設け、このバイパス管路４０に開閉弁４２を介設
している。

【００２６】この図１に示す冷凍サイクルで、Ｒエバ２
４の除霜を行なう場合は、前記バイパス管路４０の開閉
弁４２を開き、冷蔵用ファン２６を運転する。このファ
ン２６を運転することで、庫内空気との熱交換によって
霜を融解するようにしている。また、バイパス管路４０
の開閉弁４２を開くことで、それまでＲエバ２４を通過
していた冷媒は、管路の長さが短く、庫内の空気と熱交
換を行なわないため冷媒流れの抵抗が小さいバイパス管
路４０の方に、冷却中と同じように流れる。

【００２７】よって、Ｒエバ２４に付着した霜を庫内の
空気の顕熱で融解中も、冷媒はバイパス管路４０、気液
分離器２８、低圧側キャピラリチューブ３２を介してＦ
エバ３４に流れているので、冷媒流れが妨げられること
なくＦエバ３４に十分な冷媒量が流れ、Ｆエバ３４の冷
却効果を持続することができる。従って、Ｒエバ２４の
除霜中でも、冷凍室５内の冷却を停止することがなくな
り、冷凍室５内の冷却不足の不具合が解消される。

【００２８】なお、バイパス管路４０の制御は、開閉弁
４２の代わりに、高圧側キャピラリチューブ２２とＲエ
バ２４との間の管路に設けた分岐部に３方弁を設けるこ
とでも、上記と同様の効果がある。

【００２９】また、図１では高圧側キャピラリチューブ
２２の出口側でバイパス管路４０を分岐させていたが、
高圧側キャピラリチューブ２２の手前、即ち入口側でバ
イパス管路４０を分岐させるようにしても良い。但し、
図１のように出口側で分岐させた方が、バイパス管路４
０にキャピラリーチューブが不要となり、キャピラリー
チューブの共用化を図ることができるため、好ましい。

【００３０】さらに、図１ではバイパス管路４０をＲエ
バ２４の出口管路で合流させているが、バイパス管路４
０の合流部を気液分離器２８の出口パイプと低圧側キャ
ピラリチューブ３２の間に設けてもよい。この場合、中
間圧サクションパイプ３０への液冷媒の流入を防止する
ことができ、２段圧縮コンプレッサ１２での液圧縮を防
止することができる。

【００３１】（第２の実施例）図３は第２の実施例を示
し、バイパス管路４０に介設した開閉弁を第１の開閉弁
４２とし、気液分離器２８からの中間圧サクションパイ
プ３０に第２の開閉弁４４を介設したものである。

【００３２】すなわち、第１の実施例に第２の開閉弁４
４を追加することで、特に第１の開閉弁４２が「開」の
ときに、中間圧サクションパイプ３０への液冷媒の流入
を防止して、２段圧縮コンプレッサ１２での液圧縮を防
止することができる。

【００３３】（第３の実施例）第３の実施例を図４に示
す。この実施例は、第１の実施例に対してＲエバ２４に
除霜ヒータ４６を設けたものであり、除霜ヒータ４６に
はスイッチ４８を介して電源５０が印加されるようにな
っている。

【００３４】この実施例では、除霜開始と同時にスイッ
チ４８をオンして除霜ヒータ４６に通電することで、Ｒ
エバ２４内に滞留している冷媒の蒸発を促進でき、その
ため、庫内空気だけで霜を融解するよりも早く除霜する
ことができる。なお、庫内温度を検知して、除霜ヒータ
４６への通電を制御するようにして、庫内の空気の過熱
を防止するようにしても良い。

【００３５】（第４の実施例）図５は第４の実施例を示
し、第１の実施例の構成に、気液分離器２８と低圧側キ
ャピラリチューブ３２の間に第２の開閉弁５２を設け、
さらに、Ｆエバ３４に除霜ヒータ５４及び２段圧縮コン
プレッサ１２にはインバータ電源５６を設けたものであ
る。

【００３６】Ｆエバ３４の除霜を行なう時、第１の開閉
弁４２は閉じたままとし、第２の開閉弁５２も閉じ、２
段圧縮コンプレッサ１２のインバータ電源５６の周波数
を低くして、冷媒循環量を低下させることで、気液分離
器２８にほぼガス冷媒が通過するように制御しながら、
Ｆエバ３４に設けた除霜ヒータ５４を通電して、Ｆエバ
３４の除霜を行なう。この時、Ｆエバ３４用のファン３
６は停止させる。

【００３７】本実施例では、Ｒエバ２４の除霜時ばかり
でなく、Ｆエバ３４の除霜時にも、２段圧縮コンプレッ
サ１２を運転して、除霜の要求のない方の部屋を冷却で
きるため、２段圧縮コンプレッサ１２による所謂２ステ
ージ冷蔵庫の恒温運転が、格段に改善され、除霜による
２段圧縮コンプレッサ１２の停止に伴う、除霜をしてい
ない側の部屋の温度上昇を防止でき、冷却不足を解消す
ることができる。

【００３８】（第５の実施例）第５の実施例を図６に示
す。この実施例では、２段圧縮コンプレッサ１２の第２
段圧縮室１６の出口パイプを凝縮器１８と接続し、凝縮
器１８の下流に冷媒分流手段５８を設け、この冷媒分流
手段５８により２つに分岐して、一方は全閉機能付きの
冷媒流量制御手段である流量調整弁６０を経て高圧側キ
ャピラリチューブ２２を通り、冷蔵室冷却に必要な温度
まで低下して、Ｒエバ２４で庫内空気を冷却して、蒸発
し、中間圧サクションパイプ３０から２段圧縮コンプレ
ッサ１２の第２段圧縮室１６の吸い込み管に接続してい
る。

【００３９】冷媒分流手段５８で分岐した別の管路は、
低圧側キャピラリチューブ３２を通り、冷凍レベルの温
度まで冷却されてＦエバ３４で、冷凍室空気を冷却した
蒸発する。ガス化した冷媒は低圧サクションパイプ３８
を通って、２段圧縮コンプレッサ１２のケース内に戻
り、第１段圧縮室１４に吸い込まれて、そこで圧縮さ
れ、前記中間圧サクションパイプ３０からの冷媒と合流
されて、第２段圧縮室１６で更に圧縮されて、凝縮器１
８に排出される。

【００４０】Ｒエバ２４の除霜時には、前記流量調整弁
６０を全閉とすることにより、Ｒエバ２４には冷媒が流
れなくなり、ファン２６を送風することで、冷蔵室内空
気により霜を融解することができる。一方、２段圧縮コ
ンプレッサ１２を出た冷媒は凝縮器１８を通り、冷媒分
流手段５８を経て、低圧側キャピラリチューブ３２で低
温となり、通常冷却時と同様にＦエバ３４で蒸発され、
冷凍室空気の冷却を行なうことができる。従って、Ｒエ
バ２４の除霜中でも、Ｆエバ３４の冷却効果を持続する
ことができ、冷凍室５内の冷却不足の不具合が解消され
る。

【００４１】なお、この実施例においては、冷媒分流手
段５８として、通常は気液分離器に用いられるタンクを
用い、該タンクの上部に凝縮器１８からの管路を接続
し、該タンクの底部に２本の管路を接続することによ
り、Ｒエバ２４とＦエバ３４に冷媒を流す管路を分岐し
ている。これは、Ｆエバ３４とＲエバ２４に送る冷媒を
均質化するためである。但し、冷媒分流手段５８として
は、単に管路を分岐させるようなＹ字型の分岐部とする
こともできる。

【００４２】また、この実施例においては、Ｒエバ２４
に除霜ヒータを設けてもよい。このようにＲエバ２４の
除霜にヒータを補助的に備えることでも、同様の効果が
得られる。

【００４３】また、Ｆエバ３４の上流側に全閉機能を備
える冷媒流量制御手段を設けてもよく、これにより、冷
凍室除霜時にも、２段圧縮コンプレッサ１２を停止する
ことなく、冷蔵室の食品保存性を向上することができ
る。

【００４４】さらに、キャピラリチューブとサクション
パイプとを熱交換することも、更なる性能向上に繋が
る。その場合、高圧側キャピラリチューブ２２を低圧サ
クションパイプ３８と熱交換し、低圧側キャピラリチュ
ーブ３２と中間圧サクションパイプ３０とを熱交換する
ことにより、同時冷却時の片流れ防止が図られる。

【００４５】ここで、上記各実施例においては、冷媒と
して炭化水素系冷媒を用いている。この冷媒を使用する
ことで、現在問題となっている地球の温暖化を防止する
ことができる。

【００４６】また、上記各実施例において、気液分離器
２８は気体と液体とを１００％分離するものに限られな
いものである。

【００４７】

【発明の効果】以上により本発明によれば、冷蔵室用蒸
発器の除霜時に、冷蔵室用蒸発器を通らないで冷凍室用
蒸発器に冷媒を導くことができるので、圧縮機を停止す
ることなく、冷蔵室用蒸発器の除霜を行なうことがで
き、冷蔵室除霜中の冷凍室の冷却不足、庫内温度上昇と
いう不具合を解消することができ、恒温性に優れる食品
保存に適した冷蔵庫を提供することできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す冷凍サイクルの説
明図である。

【図２】冷蔵庫の縦断面図である。

【図３】第２の実施例の冷凍サイクルの説明図である。

【図４】第３の実施例の冷凍サイクルの説明図である。

【図５】第４の実施例の冷凍サイクルの説明図である。

【図６】第５の実施例の冷凍サイクルの説明図である。

【図７】従来例の冷凍サイクルの説明図である。

【符号の説明】

１ 冷蔵庫 １２ ２段圧縮コンプレッサ １４ 第１段圧縮室 １６ 第２段圧縮室 １８ 凝縮器 ２２ 高圧側キャピラリチューブ ２４ 冷蔵室用蒸発器（Ｒエバ） ２８ 気液分離器 ３０ 中間圧サクションパイプ ３２ 低圧側キャピラリチューブ ３４ 冷凍室用蒸発器（Ｆエバ） ３８ 低圧サクションパイプ ４０ バイパス管路 ４２ 開閉弁 ４６ 除霜ヒータ ５２ 第２の開閉弁 ６０ 流量調整弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２段圧縮コンプレッサ、凝縮器、冷蔵室用
   蒸発器、冷凍室用蒸発器、気液分離手段を接続してなる
   冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、 前記冷蔵室用蒸発器への冷媒をバイパスするバイパス管
   路を設け、 冷媒の流れを冷蔵室用蒸発器かバイパス管路かを選択可
   能な冷媒制御装置を備えていることを特徴とする冷蔵
   庫。
2. 【請求項２】冷蔵室用蒸発器に加熱ヒータを備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】気液分離手段と冷凍室用蒸発器との間には
   低圧側キャピラリチューブが配管されており、 この低圧側キャピラリチューブと気液分離手段との間に
   開閉弁を介設していることを特徴とする請求項１記載の
   冷蔵庫。
4. 【請求項４】２段圧縮コンプレッサ、凝縮器、冷蔵室用
   蒸発器、冷凍室用蒸発器を接続してなる冷凍サイクルを
   有する冷蔵庫において、 前記冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器とを並列に配置
   し、冷蔵室用蒸発器の上流側に冷媒流量制御手段を備
   え、 この冷媒流量制御手段に全閉機能を持たせていることを
   特徴とする冷蔵庫。
5. 【請求項５】冷媒として、炭化水素系冷媒を用いている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷蔵
   庫。