JP2002130893A - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍庫内の熱交換器からの冷熱を並設した冷
蔵庫にも循環して冷却を行なう冷凍冷蔵庫において、熱
交換器の除霜運転時に冷蔵庫の庫内温度上昇を防止でき
る冷凍冷蔵庫を提供すること。 【解決手段】 冷凍庫Ａ内の冷凍庫熱交換器５に霜が付
着したときには、電磁弁８を閉じるとともに電磁弁２
１、３２を開く。これによりバイパス配管２０を介して
高温高圧のガス状冷媒が冷凍庫熱交換器５に導かれ、放
熱して凝縮するときに除霜を行なう。そして凝縮した冷
媒は冷蔵庫Ｂ内の冷蔵庫熱交換器３１で蒸発して吸熱
し、冷蔵庫Ｂ内に配置された貯氷庫５０内に貯められた
ドレン水を冷却して凍結する。この凍結したドレン水に
より冷蔵庫Ｂの庫内温度の上昇を防止することができ
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、１台の熱交換器か
らの冷熱を、並設した冷凍庫と冷蔵庫とに分配供給する
冷凍冷蔵庫に関するものであり、特に車載用に用いて好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特開昭６２−４
９１７１号公報に開示された冷凍冷蔵庫がある。この冷
凍冷蔵庫は、冷凍庫と冷蔵庫とを並設し、冷風発生用の
熱交換器を冷凍庫内に配置し、冷凍庫と冷蔵庫の仕切壁
に設けられた冷風の出入口を通じて、冷凍庫内の冷気が
冷凍庫からの冷風出口に設けられた循環ファンにより冷
蔵庫内にも循環供給されるように構成されている。

【０００３】そして、冷凍庫内の熱交換器表面に霜が堆
積した場合には、循環ファンを停止するとともに、熱交
換器に高温高圧ガス状の冷媒を流す除霜運転を行ない、
熱交換器に付着した霜を取り除くようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、除霜運転を行なうと冷凍庫の庫内温度が
上昇する。このとき循環ファンは停止しているが、仕切
壁に設けられた冷風の出入口等を介して冷凍庫内の温度
上昇の影響を受け、冷蔵庫の庫内温度も上昇するという
問題がある。

【０００５】本発明は、上記点に鑑みてなされたもの
で、除霜運転時に冷蔵庫の庫内温度上昇を防止できる冷
凍冷蔵庫を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、冷凍庫（Ａ）内に設け
られ、冷媒と冷凍庫（Ａ）内の空気とを熱交換して、空
気を冷却する第１の熱交換器（５）と、冷凍庫（Ａ）内
の冷却された空気を冷凍庫（Ａ）に隣接して設けられた
冷蔵庫（Ｂ）内に循環供給するための冷気循環装置（６
０、６１、６２）とを備える冷凍冷蔵庫において、冷蔵
庫（Ｂ）は、内部に第２の熱交換器（３１）を有し、第
１の熱交換器（５）に高温高圧ガス状の冷媒を流し、こ
の高温高圧ガス状の冷媒と第１の熱交換器（５）に付着
した霜とを熱交換して、霜を融解して除霜を行なうとき
には、第１の熱交換器（５）で熱交換された後の冷媒を
第２の熱交換器（３１）で蒸発し、冷蔵庫（Ｂ）内を冷
却する構成であることを特徴としている。

【０００７】これによると、冷凍庫（Ａ）内の第１の熱
交換器（５）で除霜するために放熱して凝縮した冷媒
を、冷蔵庫（Ｂ）内の第２の熱交換器（３１）で蒸発し
て吸熱し、冷蔵庫（Ｂ）内を冷却することができる。従
って、第１の熱交換器（５）の除霜運転時に、冷蔵庫
（Ｂ）の庫内温度の上昇を防止することができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、冷蔵庫
（Ｂ）は内部に蓄冷剤を有し、第２の熱交換器（３１）
は、冷蔵庫（Ｂ）内を冷却するときに、蓄冷剤より吸熱
する構成であることを特徴としている。

【０００９】これによると、第１の熱交換器（５）の除
霜運転時、第２の熱交換器（３１）により、冷蔵庫
（Ｂ）内に設けられた蓄冷剤に蓄冷することができる。
従って、除霜運転時以外にも蓄冷剤により冷蔵庫（Ｂ）
内を冷却することが可能となり、冷凍サイクル（２０
０）運転停止時や冷蔵庫のドア（Ｄ１、Ｄ３）開閉時に
も冷蔵庫（Ｂ）の庫内温度の上昇を防止することができ
る。

【００１０】また、請求項３に記載の発明では、蓄冷剤
は、霜を融解した水であることを特徴としている。

【００１１】これによると、除霜運転時に発生する水を
蓄冷剤として利用できるため、蓄冷のために水等を外部
から供給する必要もなく、蓄冷剤コストが発生しない。

【００１２】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示す。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明を適用した冷凍冷蔵庫１０
０を搭載したトラックの透視図であって、冷凍冷蔵庫１
００はトラックのコンテナＣ内の車両前方側に搭載され
ている。Ａは冷凍庫、Ｂは冷蔵庫であり、両者は仕切壁
Ｅを共有する一体構造をなしている。そして冷凍庫Ａ内
は例えば−１８℃に、また冷蔵庫Ｂ内は例えば５℃とい
う具合にそれぞれ冷凍保管と冷蔵保管に適した温度に維
持される。

【００１５】冷凍庫Ａと冷蔵庫Ｂの上面には、コンテナ
Ｃ内から冷凍庫Ａ内または冷蔵庫Ｂ内に荷物を出し入れ
するための共通のドアＤ１を備えている。また、冷凍庫
Ａの車両右側側面には、車外から冷凍庫Ａ内に荷物を出
し入れするためのドアＤ２が、冷蔵庫Ｂの車両左側側面
には、車外から冷蔵庫Ｂ内に荷物を出し入れするための
ドアＤ３が備えられている。

【００１６】図２は、上記冷凍冷蔵庫１００の庫内の概
略の構造を示す車両後方側から見た縦断面図である。冷
凍庫Ａの壁面上部には、第１の熱交換器である冷凍庫熱
交換器５が配置されている。冷凍庫Ａと冷蔵庫Ｂとの仕
切壁Ｅには送風口６０が開口しており、送風口６０には
循環ファンである電動ファン６２が配設されている。そ
して、電動ファン６２が作動すると、冷凍庫熱交換器５
で冷却された冷凍庫Ａ内の冷気の一部が送風口６０から
冷蔵庫Ｂ内を循環し、後述するリターン口６１（図２に
は図示せず）から冷凍庫Ａ内に戻るようになっている。

【００１７】冷蔵庫Ｂ内の床板８０の下部には金属製
（本例ではアルミ合金製）タンク状の貯氷庫５０が配置
され、貯氷庫５０の内部には第２の熱交換器である冷蔵
庫熱交換器３１が配設されている。床板８０には複数の
通気口８１が設けられており、冷蔵庫熱交換器３１によ
り貯氷庫５０内で製氷が行なわれ貯氷庫５０内に氷が貯
えられると、この氷により冷却された空気が通気口８１
から冷蔵庫Ｂ内に拡散するようになっている。

【００１８】冷凍庫Ａ内の冷凍庫熱交換器５の下方には
ドレンパン４０が設けられ、ドレンパン４０と貯氷庫５
０とはドレン水導入管４１で接続されている。これによ
り、冷凍庫熱交換器５の除霜時に冷凍庫熱交換器５より
落下した水（以下ドレン水と呼ぶ）は、貯氷庫５０に導
入されるようになっている。また貯氷庫５０の側面上部
には排水管５１が接続しており、貯氷庫５０に導入され
たドレン水のオーバーフロー分を車外に排水するように
なっている。

【００１９】図３は、冷凍冷蔵庫１００の構成を概略的
に示す模式構成図である。冷凍サイクル２００（図３中
２点鎖線で囲んだ部分）は、各機能部材間を冷媒配管１
０で接続して構成され、冷凍庫Ａ内および冷蔵庫Ｂ内を
冷却する通常運転時には、圧縮機１→凝縮器２→レシー
バ３→膨張弁４→冷凍庫熱交換器５→電磁弁８→アキュ
ームレータ６→圧縮機１の順に冷媒を流通させて冷凍庫
Ａ内を冷却している。

【００２０】圧縮機１は、図示しないＶベルトとプーリ
を介して図示しないエンジンにより駆動されるようにな
っており、電磁クラッチ１ａのオンオフにより、駆動力
の伝達および遮断が行なわれるようになっている。

【００２１】冷凍庫Ａと冷蔵庫Ｂとの仕切壁Ｅには送風
口６０とリターン口６１が開口している。そして送風口
６０には冷凍庫Ａ側から冷蔵庫Ｂ側に向かって送風する
電動ファン６２が配置されている。これら構成６０、６
１および６２が本実施形態における冷気循環装置の主要
部分である。

【００２２】２０は、冷媒配管１０の凝縮器２の上流部
分と膨張弁４の下流部分とを接続するバイパス配管であ
り、バイパス配管２０にはこの経路を連通または遮断す
る電磁弁２１が設けられている。また、冷媒配管１０の
冷凍庫熱交換器５の冷媒出口近傍には、冷凍庫熱交換器
５より流出する冷媒の温度を検出する温度センサ７が設
けられており、冷媒の温度情報を後述する制御装置３０
０に出力するようになっている。

【００２３】冷媒配管１０の温度センサ７が設けられた
位置と電磁弁８が設けられた位置との間には、冷媒配管
３０の一端が接続している。そして、冷媒配管３０は冷
蔵庫Ｂ内を経由して冷媒配管３０の他端は、冷媒配管１
０の電磁弁８の下流部分に接続しており、電磁弁８が閉
じているときには、冷媒配管３０内を冷媒が流れるよう
になっている。冷媒配管３０は、貯氷庫５０内において
Ｕターンを繰り返し冷蔵庫熱交換器３１を構成してい
る。

【００２４】冷媒配管３０の冷蔵庫熱交換器３１より上
流側には、冷媒配管３０の経路を連通または遮断する電
磁弁３２が設けられ、電磁弁３２と冷蔵庫熱交換器３１
との間には膨張弁３３が設けられている。また、冷媒配
管３０の冷蔵庫熱交換器３１より下流側には逆止弁３４
が設けられており、通常運転時に配管３０内を冷媒が逆
流することを防止している。

【００２５】ここで冷媒配管１０、バイパス配管２０お
よび冷媒配管３０は金属製（本例では銅合金製）のチュ
ーブで構成されている。ただし、冷媒配管１０の圧縮機
１の吐出口近傍の一部と吸入口近傍の一部は、補強糸で
補強されたゴムホースで構成されており、圧縮機１の振
動を冷凍サイクル２００を構成する他の機能部材に伝達
し難くしている。

【００２６】図２においても説明したように、４０はド
レンパン、４１はドレン水導入管、５１は排出管であ
る。また、７０は車両運転席のコントロールパネルに設
けられた除霜スイッチであり、使用者が冷凍庫熱交換器
５に付着した霜を取り除きたいときに除霜スイッチ７０
をオンすると、オン信号を後述する制御装置３００に出
力するようになっている。

【００２７】上記冷凍冷蔵庫１００は、電子回路等から
なる制御手段である制御装置３００を有し、この制御装
置３００は、温度センサ７からの温度情報や除霜スイッ
チ７０からの信号等を入力し、電磁クラッチ１ａ、各電
磁弁８、２１、３２および電動ファン６２等を作動制御
するようになっている。

【００２８】次に、上記構成に基づき冷凍冷蔵庫１００
の作動を説明する。

【００２９】図４は、制御装置３００の概略の制御動作
を示すフローチャートである。車両のエンジンを始動
し、図示しない冷却運転スイッチをオンすると、制御装
置１００は、まず、電磁クラッチ１ａをオン状態とする
とともに、電磁弁８を開状態、電磁弁２１、３２を閉状
態とし、電動ファン６２をオン状態として、冷凍庫Ａ内
および冷蔵庫Ｂ内を冷却する通常運転を行なう（ステッ
プＳ１０１）。

【００３０】すると、圧縮機１から吐出された高温高圧
のガス冷媒は、凝縮器２で凝縮し、レシーバ３で気液分
離、膨張弁４で減圧され、冷凍庫熱交換器５で蒸発し冷
凍庫Ａ内の冷却を行なった後、電磁弁８を通りアキュー
ムレータ６に送られ、アキュームレータ６にて気液分離
され、圧縮機１に戻る。また、このとき冷凍庫熱交換器
５で冷却された冷凍庫Ａ内の冷気の一部は、電動ファン
６２により送風口６０から冷蔵庫Ｂ内に送られ、冷蔵庫
Ｂ内を循環して冷蔵庫Ｂ内を冷却した後、リターン口６
１より冷凍庫Ａ内に戻る。

【００３１】なお、ステップＳ１０１には図示していな
いが、冷凍庫Ａ内および冷蔵庫Ｂ内を冷却する通常運転
中、制御装置３００は冷蔵庫Ａ内の温度と冷蔵庫Ｂ内の
温度を制御する。制御装置３００は、図示しない設定温
度スイッチからの信号と冷凍庫Ａ内の図示しない温度検
出センサからの信号および冷蔵庫Ｂ内の図示しない温度
検出センサからの信号に応じて、冷凍庫Ａ内の温度を電
磁クラッチ１ａのオンオフにより、冷蔵庫Ｂ内の温度を
電動ファン６２のオンオフにより制御する。

【００３２】上述のように、ステップＳ１０１が実行さ
れると、制御装置３００は、除霜スイッチ７０がオン状
態にあるかどうか判断する（ステップＳ１０２）。ステ
ップＳ１０２で除霜スイッチ７０がオン状態にあると判
断すると、ステップＳ１０４にて除霜運転を実行する。
ステップＳ１０２で除霜スイッチ７０がオン状態でない
場合には、冷凍庫Ａ内および冷蔵庫Ｂ内を冷却する通常
運転開始後１時間以上経過したかどうか判断する（ステ
ップＳ１０３）。

【００３３】ステップＳ１０３で１時間以上経過してい
る場合には、ステップＳ１０４にて除霜運転を実行し、
１時間未満の場合には、ステップＳ１０１にリターンす
る。すなわち、冷凍庫Ａ内および冷蔵庫Ｂ内を冷却する
通常運転中に除霜スイッチ７０がオンされるか、通常運
転が１時間以上行なわれると、ステップＳ１０４を実行
する。

【００３４】制御装置３００は、電磁クラッチ１ａをオ
ン状態とする（既にオン状態であればオン状態を継続す
る）とともに、電磁弁８を閉状態、電磁弁２１、３２を
開状態とし、電動ファン６２をオフ状態として、除霜運
転を行なう（ステップＳ１０４）。

【００３５】すると、圧縮機１から吐出された高温高圧
のガス冷媒の大部分は、バイパス配管２０を流れ、冷凍
庫熱交換器５で熱交換して凝縮し冷凍庫熱交換器５に付
着した霜を融解する。バイパス配管２０を通過せず凝縮
機２方向に流れる冷媒もあるが、膨張弁４の抵抗により
極僅かである。霜が融解したドレン水は、ドレンパン４
０に受け止められドレン水導入管４１を通って貯氷庫５
０に送られる。

【００３６】冷凍庫熱交換器５で凝縮した冷媒は、冷媒
配管３０に流れ込み、電磁弁３２を通過して膨張弁３３
で減圧され、冷蔵庫熱交換器３１で蒸発し貯氷庫５０内
に貯まったドレン水を冷却し凍結させた後、逆止弁３４
を通りアキュームレータ６に送られ、アキュームレータ
６にて気液分離され、圧縮機１に戻る。

【００３７】また、このとき電動ファン６２は停止して
いるので、冷凍庫Ａ内の空気は冷蔵庫Ｂ内を循環するこ
とはない。従って、貯氷庫５０内で凍結したドレン水に
より冷却された空気は、図２に示す床板８０に設けられ
た通気口８１から冷蔵庫Ｂ内に拡散し、冷蔵庫Ｂ内を冷
却する。

【００３８】上述のように、ステップＳ１０４が実行さ
れると、制御装置３００は、温度センサ７からの温度情
報により、冷凍室熱交換器５の出口の冷媒温度が５℃以
上であるかどうか判断する（ステップＳ１０５）。冷媒
温度が５℃以上である場合には、除霜が完了したとみな
しステップＳ１０１にリターンして、冷凍庫Ａ内および
冷蔵庫Ｂ内を冷却する通常運転を再開する。冷媒温度が
５℃未満の場合には、ステップＳ１０４にリターンし、
除霜運転を継続する。

【００３９】上記のフローによると、除霜運転時に、送
風口６０およびリターン口６１等を介して冷凍庫熱交換
器５の放熱の影響を受けたとしても、貯氷庫５０内で凍
結したドレン水の冷却効果により、冷蔵庫Ｂの庫内温度
上昇を防止することができる。

【００４０】また、除霜運転時以外では冷蔵庫熱交換器
３１は吸熱を行なうことができないが、貯氷庫５０内に
は凍結したドレン水が貯えられるため、この氷が吸熱で
きる間は、冷蔵庫Ｂ内を冷却することができる。従っ
て、冷凍サイクル２００運転停止時や冷蔵庫ＢのドアＤ
１もしくはＤ３の開閉時にも冷蔵庫Ｂの庫内温度上昇を
防止することができる。また、貯氷庫５０内には冷凍庫
熱交換器５からのドレン水を導入しているので、外部か
ら水等を供給する必要もない。

【００４１】なお、本実施形態における１時間、５℃等
の実数値は例示であって、冷凍冷蔵庫の特性等に応じて
適宜設定し得る。

【００４２】（他の実施形態）上記一実施形態では、冷
蔵庫熱交換器３１は、チューブ状の冷媒配管をＵターン
を繰り返す形状に形成して構成していたが、チューブ状
の冷媒配管にフィン等を有する構成のものであってもよ
い。

【００４３】また、上記一実施形態では、冷蔵庫熱交換
器３１での吸熱によりドレン水を凍結させる構成であっ
たが、除霜運転時のみに冷蔵庫Ｂの庫内温度上昇を目的
とするものであれば、貯氷庫５０を設けず、冷蔵庫熱交
換器３１で直接冷蔵庫Ｂの庫内空気を冷却するものであ
ってもよい。

【００４４】また、上記一実施形態では、貯氷庫５０は
内部にドレン水を貯える構成であったが、外部からの水
を貯える構成であってもよいし、水以外の蓄冷剤を貯え
る構成であってもよい。

【００４５】また、上記一実施形態では、冷媒配管１０
に電磁弁８を設け、冷媒配管３０に電磁弁３２を設ける
構成であったが、冷媒配管１０と冷媒配管３０との分岐
点に三方弁を設ける構成であってもよい。

【００４６】また、上記一実施形態では、除霜運転の終
了は、冷凍室熱交換器５の出口冷媒温度により判断して
いたが、除霜運転時間で判断するものであってもよい。

【００４７】また、上記一実施形態では、コンテナＣ内
に冷凍冷蔵庫１００を搭載する構成であったが、コンテ
ナＣ全体が冷凍庫Ａと冷蔵庫Ｂとからなる構成であって
もよい。

【００４８】また、上記一実施形態では、冷凍冷蔵庫１
００は車両に搭載していたが、車載用以外にも適用でき
ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における冷凍冷蔵庫１００
を搭載したトラックの透視図である。

【図２】本発明の一実施形態における冷凍冷蔵庫１００
の庫内の概略の構造を示す車両後方側から見た縦断面図
である。

【図３】本発明の一実施形態における冷凍冷蔵庫１００
の構成を概略的に示す模式構成図である。

【図４】本発明の一実施形態における制御装置３００の
概略の制御動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 圧縮機 １ａ 電磁クラッチ ５ 冷凍庫熱交換器（第１の熱交換器） ７ 温度センサ ８、２１、３２ 電磁弁 １０、３０ 冷媒配管 ２０ バイパス配管 ３１ 冷蔵庫熱交換器（第２の熱交換器） ４０ ドレンパン ５０ 貯氷庫 ６０ 送風口（冷気循環装置の一部） ６１ リターン口（冷気循環装置の一部） ６２ 電動ファン（冷気循環装置の一部、循環ファン） ７０ 除霜スイッチ １００ 冷凍冷蔵庫 ２００ 冷凍サイクル ３００ 制御装置 Ａ 冷凍庫 Ｂ 冷蔵庫 Ｅ 仕切壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L045 AA01 AA02 AA03 BA02 BA10 CA02 DA02 EA01 FA02 HA02 HA06 JA03 JA14 KA16 LA14 MA02 MA12 NA17 PA02 PA03 PA04 PA05 3L046 AA01 AA02 AA03 BA01 CA03 GA01 GA05 GB01 GB05 JA03 JA15 MA02 MA03 MA04 MA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍庫（Ａ）と、 この冷凍庫（Ａ）内に設けられ、冷媒と前記冷凍庫
   （Ａ）内の空気とを熱交換して、前記空気を冷却する第
   １の熱交換器（５）と前記冷凍庫（Ａ）に隣接して設け
   られた冷蔵庫（Ｂ）と、 前記冷凍庫（Ａ）内の冷却された前記空気を前記冷蔵庫
   （Ｂ）内に循環供給するための冷気循環装置（６０、６
   １、６２）とを備える冷凍冷蔵庫において、 前記冷蔵庫（Ｂ）は、内部に第２の熱交換器（３１）を
   有し、 前記第１の熱交換器（５）に高温高圧ガス状の前記冷媒
   を流し、この高温高圧ガス状の前記冷媒と前記第１の熱
   交換器（５）に付着した霜とを熱交換して、前記霜を融
   解して除霜を行なうときには、前記第１の熱交換器
   （５）で熱交換された後の前記冷媒を前記第２の熱交換
   器（３１）で蒸発し、前記冷蔵庫（Ｂ）内を冷却する構
   成であることを特徴とする冷凍冷蔵庫。
2. 【請求項２】 前記冷蔵庫（Ｂ）は内部に蓄冷剤を有
   し、 前記第２の熱交換器（３１）は、前記冷蔵庫（Ｂ）内を
   冷却するときに、前記蓄冷剤より吸熱する構成であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵庫。
3. 【請求項３】 前記蓄冷剤は、前記霜を融解した水であ
   ることを特徴とする請求項２に記載の冷凍冷蔵庫。