JP2002162152A - Refrigerator - Google Patents

Refrigerator

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JP2002162152A
JP2002162152A JP2000360487A JP2000360487A JP2002162152A JP 2002162152 A JP2002162152 A JP 2002162152A JP 2000360487 A JP2000360487 A JP 2000360487A JP 2000360487 A JP2000360487 A JP 2000360487A JP 2002162152 A JP2002162152 A JP 2002162152A
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JP
Japan
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heat
refrigerator
heat exchanger
refrigeration
stirling
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000360487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Nishimoto
貴志 西本
I Chin
イ チン
Masaaki Masuda
雅昭 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JP2002162152A publication Critical patent/JP2002162152A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently cool in a Stirling freezer by alleviating a load to the freezer. SOLUTION: A refrigerator 1 comprises a freezing chamber 1a and a cold storage chamber 1b partitioned by a partition wall 4 in a heat insulation case 2, a freezing heat exchanger 10 for cooling in the chamber 1a, and a cold storage heat exchanger 11 for cooling in the chamber 1b. The refrigerator 1 further comprises the Stirling freezer 6 for absorbing a heat from a cold head 62 by utilizing an inverse Stirling cycle. In this case, the head 62 of the freezer 6 is mounted at the exchanger 10 to cool the exchanger 10. The head 62 heat exchanges the exchanger 10 via a heat pipe 13 to cool the exchanger 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、逆スターリングサ
イクルを用いたスターリング冷凍機を備えた冷蔵庫に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigerator provided with a Stirling refrigerator using a reverse Stirling cycle.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、家庭用冷蔵庫等の冷凍サイクル
装置では、冷媒にフロンを用いた蒸気圧縮式の冷凍サイ
クルが採用されている。このフロン冷媒は、オゾン破壊
係数が大きく、環境問題の点で世界的に使用が規制され
る趨勢にあることは周知の通りである。
2. Description of the Related Art In general, a refrigeration cycle device such as a home refrigerator employs a vapor compression refrigeration cycle using chlorofluorocarbon as a refrigerant. It is well known that this fluorocarbon refrigerant has a large ozone depletion potential and its use is being regulated worldwide in terms of environmental problems.

【0003】近年、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに代わる
新しい冷凍技術として、逆スターリングサイクルを利用
したスターリング冷凍機の研究が進められている。この
スターリング冷凍機は、作動媒体にヘリウム等の不活性
ガスを使用しているため、地球環境に悪い影響を及ぼす
ことなく、効率よく極低温を得ることができる。
In recent years, as a new refrigeration technology replacing the vapor compression refrigeration cycle, research on a Stirling refrigerator using an inverted Stirling cycle has been advanced. Since this Stirling refrigerator uses an inert gas such as helium as a working medium, it can efficiently obtain a cryogenic temperature without adversely affecting the global environment.

【0004】逆スターリングサイクルは、クランク機構
等の外部動力でピストン及びディスプレーサを所定の位
相差を維持してで反復運動させることにより、圧縮空間
内で圧縮された作動媒体を膨張空間側に移動させ、膨張
空間内で作動媒体が膨張される際に熱が吸熱される密閉
サイクルである。そして、このサイクルが繰り返される
ことにより、膨張空間の一端側に配されたコールドヘッ
ドが低温に冷却される。
[0004] In the reverse Stirling cycle, the working medium compressed in the compression space is moved to the expansion space side by repeatedly moving the piston and the displacer while maintaining a predetermined phase difference by external power such as a crank mechanism. This is a closed cycle in which heat is absorbed when the working medium is expanded in the expansion space. Then, by repeating this cycle, the cold head disposed at one end of the expansion space is cooled to a low temperature.

【0005】従来のスターリング冷凍機6を搭載した冷
蔵庫の一例を図5に示す。アルミ等の金属から成る熱交
換器30をコールドヘッド62に装着し、低温のコール
ドヘッド62で熱交換器30を冷却するようにしてい
る。そして、ファン33の回転によって庫内の空気は、
熱交換器30を通過する際に熱交換され、庫内を矢印の
ように循環して冷却する。
FIG. 5 shows an example of a refrigerator equipped with a conventional Stirling refrigerator 6. The heat exchanger 30 made of metal such as aluminum is mounted on the cold head 62, and the heat exchanger 30 is cooled by the cold head 62 at a low temperature. The rotation of the fan 33 causes the air in the refrigerator to
The heat is exchanged when passing through the heat exchanger 30, and circulates through the inside of the refrigerator as shown by the arrow to cool it.

【0006】ところで、熱交換器30の表面及び内部
は、低温になるコールドヘッド62の近傍では比較的温
度が低く、コールドヘッド62から遠ざかるにつれて温
度は高くなっており、熱交換器30の奥行き方向で温度
に格差が生じてしまう。従って、庫内の奥壁に近いとこ
ろを通る冷気f1は熱交換によって充分冷却されるのに
対し、ダクト32の仕切壁31に近いところを通る冷気
f2は熱交換されにくく、あまり冷却されない。
By the way, the surface and the inside of the heat exchanger 30 have a relatively low temperature near the cold head 62 where the temperature is low, and the temperature increases as the distance from the cold head 62 increases. Causes a temperature difference. Therefore, the cool air f1 passing near the inner wall in the refrigerator is sufficiently cooled by heat exchange, whereas the cool air f2 passing near the partition wall 31 of the duct 32 is hardly exchanged with heat and is not cooled much.

【0007】そして、これらの冷気f1,f2は熱交換
器30の下流側で合流した後、ファン33の回転によっ
て庫内に送り出されるので、庫内を充分に冷却するには
相当の時間を要し、熱交換器30から所望の熱交換性能
を得ることができなかった。
[0007] Since these cold airs f1 and f2 join at the downstream side of the heat exchanger 30 and are sent out into the refrigerator by the rotation of the fan 33, it takes a considerable time to sufficiently cool the refrigerator. However, the desired heat exchange performance could not be obtained from the heat exchanger 30.

【0008】また、特開平7−180921号公報に
は、図6に示すように、冷媒ガスが封入された複数のヒ
ートパイプ29の一端側をスターリング冷凍機6のコー
ルドヘッド62に埋設し、その他端側を庫内に延長配置
して熱交換器30を構成した冷蔵庫が開示されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-180921, as shown in FIG. 6, one end of a plurality of heat pipes 29 filled with a refrigerant gas is embedded in a cold head 62 of a Stirling refrigerator 6. A refrigerator is disclosed in which a heat exchanger 30 is configured with an end side extended in a refrigerator.

【0009】ヒートパイプ29の両端に温度差が存在す
ると、低温側の一端部で凝縮・液化した冷媒ガスが、高
温側の他端部で蒸発し、周辺の空気から気化熱を吸熱す
る。この冷蔵庫の場合は、コールドヘッド62側がヒー
トパイプ29の低温端となり、庫内側が高温端となる。
従って、ファン33の回転によって庫内の空気は熱交換
器30を通過する際に熱交換され、庫内を矢印のように
循環して冷却する。
If there is a temperature difference between both ends of the heat pipe 29, the refrigerant gas condensed and liquefied at one end on the low temperature side evaporates at the other end on the high temperature side, and absorbs heat of vaporization from the surrounding air. In the case of this refrigerator, the cold head 62 side is the low temperature end of the heat pipe 29, and the inside of the refrigerator is the high temperature end.
Therefore, the rotation of the fan 33 causes the air inside the refrigerator to exchange heat when passing through the heat exchanger 30, and circulates through the refrigerator as shown by the arrow to cool it.

【0010】しかしながら、ヒートパイプ29から所望
の熱交換性能を得るためには、ヒートパイプ29の両端
に相当の温度差が必要であるため、スターリング冷凍機
6への入力を上げて、コールドヘッド62を庫内の設定
温度よりかなり低温まで冷却してやる必要があり、スタ
ーリング冷凍機6の成績係数が低くなるという問題があ
った。
However, in order to obtain a desired heat exchange performance from the heat pipe 29, a considerable temperature difference is required at both ends of the heat pipe 29. Therefore, the input to the Stirling refrigerator 6 is increased and the cold head 62 Needs to be cooled to a temperature considerably lower than the set temperature in the refrigerator, and there is a problem that the coefficient of performance of the Stirling refrigerator 6 decreases.

【0011】このような問題点は、庫内空間が小さな小
型冷蔵庫であれば、庫内を循環させる空気も少ないの
で、格別大きな問題とはならない。しかしながら、庫内
容積の大きな大型冷蔵庫では、一台のスターリング冷凍
機6によって庫内全体の冷却を賄わねばならないため、
循環する庫内の空気から熱の吸熱を大きくすることが急
務である。
[0011] Such a problem does not become a particularly serious problem in a small refrigerator having a small space inside the refrigerator, since the amount of air circulating in the refrigerator is small. However, in a large refrigerator having a large volume in the refrigerator, one Stirling refrigerator 6 must cover the entire refrigerator.
There is an urgent need to increase the heat absorption of heat from the circulating air in the refrigerator.

【0012】本発明者らは、大型冷蔵庫の庫内空間を冷
凍室、冷蔵室又は野菜室等の設定温度の異なる複数の冷
却室に限界し、庫内を循環させる空気を各冷却室の容積
にまで分割すれば、熱交換器を増設することにより、ス
ターリング冷凍機への負荷を軽減できることに着目し、
本発明をなすに至った。
The present inventors have limited the space inside a refrigerator of a large refrigerator to a plurality of cooling rooms having different set temperatures, such as a freezer room, a refrigerator room, and a vegetable room, and set the air circulating in the refrigerator to the volume of each cooling room. Focusing on the fact that the load on the Stirling refrigerator can be reduced by increasing the number of heat exchangers,
The present invention has been made.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、断熱箱体
の内部に仕切壁を設けて仕切られて成る冷凍室及び冷蔵
室と、前記冷凍室内を冷却するための冷凍用熱交換器
と、前記冷蔵室内を冷却するための冷蔵用熱交換器とを
備えた冷蔵庫において、逆スターリングサイクルを利用
して吸熱部から熱を吸熱するスターリング冷凍機を備
え、前記スターリング冷凍機の前記吸熱部を前記冷凍用
熱交換器に装着して前記冷凍用熱交換器を冷却し、前記
スターリング冷凍機の前記吸熱部と前記冷蔵用熱交換器
とをヒートパイプを介して熱交換させることにより前記
冷蔵用熱交換器を冷却するようにしたことを特徴とす
る。
That is, the present invention relates to a freezing room and a refrigerating room partitioned by providing a partition wall inside a heat insulating box, and a refrigerating heat exchanger for cooling the freezing room. A refrigerator equipped with a refrigeration heat exchanger for cooling the refrigerator compartment, further comprising a Stirling refrigerator that absorbs heat from a heat absorption unit using a reverse Stirling cycle, wherein the heat absorption unit of the Stirling refrigerator is The refrigerating heat exchanger is mounted on the refrigerating heat exchanger to cool the refrigerating heat exchanger, and heat exchange is performed between the heat absorbing unit of the Stirling refrigerator and the refrigerating heat exchanger via a heat pipe to thereby cool the refrigerating heat exchanger. It is characterized in that the heat exchanger is cooled.

【0014】この構成によると、スターリング冷凍機の
駆動により吸熱部に装着された冷凍用熱交換器が冷却さ
れるとともに、ヒートパイプを介して吸熱部と熱交換さ
れることにより冷蔵用熱交換器が冷却される。
According to this configuration, the refrigeration heat exchanger mounted on the heat absorbing section is cooled by driving the Stirling refrigerator, and heat exchange is performed with the heat absorbing section via the heat pipe to thereby cool the heat exchanger. Is cooled.

【0015】また本発明は、断熱箱体の内部に仕切壁を
設けて仕切られて成る冷凍室及び冷蔵室と、前記冷凍室
内を冷却するための冷凍用熱交換器と、前記冷蔵室内を
冷却するための冷蔵用熱交換器とを備えた冷蔵庫におい
て、逆スターリングサイクルを利用して吸熱部から熱を
吸熱するスターリング冷凍機を備え、前記スターリング
冷凍機の前記吸熱部を前記冷凍用熱交換器に装着して前
記冷凍用熱交換器を冷却し、前記冷凍用熱交換器と前記
冷蔵用熱交換器とをヒートパイプを介して熱交換させる
ことにより前記冷蔵用熱交換器を冷却するようにしたこ
とを特徴とする。
The present invention also provides a freezing room and a refrigerating room partitioned by providing a partition wall inside the heat insulating box, a refrigerating heat exchanger for cooling the freezing room, and cooling the refrigerating room. A Stirling refrigerator that absorbs heat from a heat absorbing unit using a reverse Stirling cycle, and the heat absorbing unit of the Stirling refrigerator is connected to the refrigeration heat exchanger. To cool the refrigeration heat exchanger, and heat exchange the refrigeration heat exchanger and the refrigeration heat exchanger through a heat pipe so as to cool the refrigeration heat exchanger. It is characterized by having done.

【0016】この構成によると、スターリング冷凍機の
駆動により吸熱部に装着された冷凍用熱交換器が冷却さ
れるとともに、ヒートパイプを介して冷凍用熱交換器と
熱交換されることにより冷蔵用熱交換器が冷却される。
According to this configuration, the refrigeration heat exchanger mounted on the heat absorbing section is cooled by driving the Stirling refrigerator, and is exchanged with the refrigeration heat exchanger via the heat pipe to thereby cool the refrigeration. The heat exchanger is cooled.

【0017】この場合、前記ヒートパイプを複数設ける
と、前記冷蔵用熱交換器の冷却を効率よく行える。
In this case, if a plurality of the heat pipes are provided, the cooling heat exchanger can be efficiently cooled.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】<第1の実施形態>本発明の第1
の実施形態について図1〜図3を参照して説明する。図
1は、本発明に係る冷蔵庫の概略的な側面断面図、図2
は本実施形態に係る冷蔵庫における冷凍用熱交換器及び
冷蔵用熱交換器の配置関係を示す斜視図、図3はそのx
−x線断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> A first embodiment of the present invention
The embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic side sectional view of a refrigerator according to the present invention, FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an arrangement relationship between a freezing heat exchanger and a refrigerating heat exchanger in the refrigerator according to the present embodiment, and FIG.
It is a -x line sectional view.

【0019】冷蔵庫本体1の上部奥方の断熱材2で囲ま
れた機械室5内には、スターリング冷凍機6が配されて
いる。このスターリング冷凍機6のL字状に形成された
シリンダ21の内部は、ディスプレーサ23が設けられ
た膨張空間25と、ピストン22が設けられた圧縮空間
24として構成されている。
A Stirling refrigerator 6 is provided in a machine room 5 surrounded by a heat insulating material 2 at the upper back of the refrigerator body 1. The inside of the L-shaped cylinder 21 of the Stirling refrigerator 6 is configured as an expansion space 25 provided with a displacer 23 and a compression space 24 provided with a piston 22.

【0020】往復機構27は、駆動モータ(図示せず)
によって回転動力が与えられる回転体35に、所定角度
偏位したディスプレーサロッド37と、ピストンロッド
36とが連結されてなる。従って、ディスプレーサ23
とピストン22は往復機構27により所定の位相差で往
復運動される。
The reciprocating mechanism 27 includes a drive motor (not shown)
A displacer rod 37 deviated by a predetermined angle and a piston rod 36 are connected to a rotating body 35 to which rotational power is given by the rotation. Therefore, the displacer 23
And the piston 22 are reciprocated by the reciprocating mechanism 27 with a predetermined phase difference.

【0021】また、膨張空間25と圧縮空間24とは蓄
冷器26を介して連通するとともに、作動媒体が充填さ
れた閉回路28を形成している。シリンダ21の膨張空
間25側の端部は吸熱して冷却されるコールドヘッド6
2で、一方、圧縮空間24側は放熱して熱を外部に逃が
すウォームヘッド61となっている。ウォームヘッド6
1には放熱を促進するためのフィンからなる高温側熱交
換器7が設けられいる。
The expansion space 25 and the compression space 24 communicate with each other via a regenerator 26, and form a closed circuit 28 filled with a working medium. The end of the cylinder 21 on the expansion space 25 side is cooled by a cold head 6 that absorbs heat.
On the other hand, the compression space 24 side is a worm head 61 for radiating heat and radiating heat to the outside. Warm head 6
1 is provided with a high-temperature side heat exchanger 7 composed of fins for promoting heat radiation.

【0022】以上のように構成されたスターリング冷凍
機6の往復機構27が駆動されると、ディスプレーサ2
3とピストン22が所定の位相差で往復運動し、膨張空
間25では作動媒体が膨張され、コールドヘッド62か
ら吸熱して後述する冷凍用熱交換器10を冷却する一
方、圧縮空間24では作動媒体が圧縮され、ウォームヘ
ッド61から温熱が放熱される。このようにディスプレ
ーサ23とピストン22の往復運動が繰り返されること
により、作動媒体は蓄冷器26にて蓄冷・熱回収を伴っ
て閉回路28内を循環することとなる。
When the reciprocating mechanism 27 of the Stirling refrigerator 6 configured as described above is driven, the displacer 2
3 and the piston 22 reciprocate at a predetermined phase difference, the working medium is expanded in the expansion space 25 and absorbs heat from the cold head 62 to cool the refrigeration heat exchanger 10 described later, while the working medium in the compression space 24 Is compressed, and heat is radiated from the worm head 61. As the reciprocating motion of the displacer 23 and the piston 22 is repeated in this manner, the working medium circulates in the closed circuit 28 with cold storage and heat recovery in the cold storage 26.

【0023】また、3は開閉扉、4は庫内空間を上方か
ら順に冷凍室1a、冷蔵室1b及び野菜室1cに仕切る
断熱材の充填された仕切板、5は本体1の上部に形成さ
れ本体1の外部と連通した機械室、6は機械室5の内部
に配設されたスターリング冷凍機である。また、スター
リング冷凍機6のウォームヘッド61には高温側交換器
7が取り付けられており、ウォームヘッド61で発生し
た温熱は、高温側熱交換器7を介して冷却ファン8によ
り冷蔵庫外へ強制的に排出されるようになっている。
Reference numeral 3 denotes an opening / closing door, 4 denotes a partition plate filled with a heat insulating material for partitioning the interior space into a freezing compartment 1a, a refrigerating compartment 1b and a vegetable compartment 1c in order from the top. A machine room 6 communicates with the outside of the main body 1 and a Stirling refrigerator 6 disposed inside the machine room 5. A high-temperature side exchanger 7 is attached to the worm head 61 of the Stirling refrigerator 6, and the heat generated by the worm head 61 is forced out of the refrigerator by the cooling fan 8 via the high-temperature side heat exchanger 7. Is to be discharged.

【0024】9a,9bは、それぞれ冷凍室1a,冷蔵
室1bの背面側に略平行な仕切壁9によって区画された
互いに独立な冷気ダクトである。10は冷気ダクト9a
内に配されスターリング冷凍機6のコールドヘッド62
に装着された冷凍用熱交換器であり、11は冷気ダクト
9b内に配された冷蔵用熱交換器である。尚、冷蔵室1
bと野菜室1cは仕切板4に設けた通風口14により一
部連通しており、冷蔵室1b内を循環する冷気の一部が
通風口14を通過して野菜室1c内に導入されるように
なっている。
Reference numerals 9a and 9b denote independent cold air ducts defined by partition walls 9 substantially parallel to the rear sides of the freezing compartment 1a and the refrigerating compartment 1b, respectively. 10 is a cold air duct 9a
The cold head 62 of the Stirling refrigerator 6
And 11 is a refrigeration heat exchanger arranged in the cool air duct 9b. In addition, refrigerator room 1
b and the vegetable compartment 1c are partially connected by a ventilation port 14 provided in the partition plate 4, and a part of the cool air circulating in the refrigerator compartment 1b passes through the ventilation port 14 and is introduced into the vegetable compartment 1c. It has become.

【0025】スターリング冷凍機6のコールドヘッド6
2は、断熱材2を貫通して冷気ダクト9a内に臨んでお
り、その先端には冷凍用熱交換器10が装着されてい
る。冷凍用熱交換器10周辺の構成を図2の斜視図に示
すと、冷凍用熱交換器10はアルミニウムや銅等の熱伝
導性に優れた材料からなる基板部101と、該基板部1
01の一方の面に取り付けられた複数枚のフィン102
とからなるものである。尚、冷蔵用熱交換器11につい
ても、基本的には冷凍用熱交換器10と同様の構成であ
り、基板部111と、複数枚のフィン112とからな
る。
Cold head 6 of Stirling refrigerator 6
Numeral 2 penetrates the heat insulating material 2 and faces the inside of the cool air duct 9a, and a refrigerating heat exchanger 10 is mounted at the end thereof. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration around the refrigeration heat exchanger 10. The refrigeration heat exchanger 10 includes a substrate portion 101 made of a material having excellent thermal conductivity such as aluminum and copper, and a substrate portion 1 made of the material.
01 fins 102 attached to one side of
It consists of: The refrigerating heat exchanger 11 has basically the same configuration as the refrigerating heat exchanger 10, and includes a substrate portion 111 and a plurality of fins 112.

【0026】そして、冷凍用熱交換器10は、基板部1
01が鉛直方向となるような状態で冷気ダクト9a(図
1参照)内に配置されている。一方、冷蔵用熱交換器1
1は、基板部111が鉛直方向となるような状態で冷気
ダクト9b(図1参照)内に配置されている。冷却ファ
ン12a,12bはそれぞれ独立した制御が行われ、食
品を収容した冷凍室1a,冷蔵室1bの負荷状態に応じ
て適当な風量に調整される。
The refrigeration heat exchanger 10 is mounted on the substrate 1
01 is arranged in the cold air duct 9a (see FIG. 1) in a state where it is vertical. On the other hand, the refrigeration heat exchanger 1
Numeral 1 is arranged in the cool air duct 9b (see FIG. 1) in a state in which the substrate section 111 is in a vertical direction. The cooling fans 12a and 12b are independently controlled, and are adjusted to an appropriate air volume according to the load state of the freezing compartment 1a and the refrigerator compartment 1b containing the food.

【0027】基板部101のフィン102に相対する面
の二箇所にはネジ穴101a,101aが開けられてい
る。これらのネジ穴101a,101aの位置は、コー
ルドヘッド62の先端部の二箇所に設けたネジ固定部6
2a,62aに対応している。従って、コールドヘッド
62の先端面が充分な圧力を持って密着するようにネジ
固定部62a及びネジ穴101aを通したネジ16を締
め付けて冷凍用熱交換器10をスターリング冷凍機6に
固定できる。
Screw holes 101a, 101a are formed at two positions on the surface of the substrate portion 101 facing the fins 102. The positions of these screw holes 101a, 101a correspond to the screw fixing portions 6 provided at two positions at the tip of the cold head 62.
2a and 62a. Therefore, the refrigeration heat exchanger 10 can be fixed to the Stirling refrigerator 6 by tightening the screw 16 through the screw fixing portion 62a and the screw hole 101a so that the distal end surface of the cold head 62 is brought into close contact with sufficient pressure.

【0028】このとき、その接着面には熱伝導性に優れ
たシリコン油やシリコンゴムシート等からなる密着材1
5を介在させており、コールドヘッド62と基板部10
1との密着性をいっそう高めている。これにより、コー
ルドヘッド62からの吸熱が促進され、基板部101を
効率よく冷却することができる。
At this time, an adhesive material 1 made of silicone oil or silicone rubber sheet having excellent thermal conductivity is attached to the adhesive surface.
5, the cold head 62 and the substrate 10
The adhesion with 1 is further enhanced. Thereby, heat absorption from the cold head 62 is promoted, and the substrate unit 101 can be efficiently cooled.

【0029】また、コールドヘッド62の外周面の一部
には、シリンダ21の軸線に対し垂直な方向に略平行、
かつ、等間隔な複数の溝部62bが凹設されてりる。そ
して、図3に示すように、複数のヒートパイプ13の一
端側が溝部62bに圧入等の手段により圧接し、コール
ドヘッド62に巻き付けられている。
A part of the outer peripheral surface of the cold head 62 is substantially parallel to a direction perpendicular to the axis of the cylinder 21.
Further, a plurality of equally-spaced groove portions 62b are recessed. Then, as shown in FIG. 3, one end sides of the plurality of heat pipes 13 are pressed into the grooves 62 b by means such as press fitting, and are wound around the cold head 62.

【0030】一方、冷蔵用熱交換器11の基板部111
のフィン112に相対する面には、前記ヒートパイプ1
3の本数と等しい数の溝部111aが鉛直方向に延びて
略平行、かつ、等間隔に陥没形成されている。そして、
図2に示すように、ヒートパイプ13の他端側が仕切壁
4(図1参照)を貫通して溝部111aに圧入されてい
る。
On the other hand, the substrate portion 111 of the refrigeration heat exchanger 11
Of the heat pipe 1
The number of the grooves 111a, which is equal to the number of the three grooves, extends in the vertical direction and is substantially parallel and depressed at equal intervals. And
As shown in FIG. 2, the other end of the heat pipe 13 penetrates the partition wall 4 (see FIG. 1) and is press-fitted into the groove 111a.

【0031】尚、ヒートパイプ13の冷媒としては、冷
蔵庫に利用される0〜−40℃の範囲で有効であり、オ
ゾン層を破壊する心配がなく地球温暖化係数が低いこと
から、二酸化炭素等の炭酸ガス、プロパン、ブタン、ペ
ンタン等の炭化水素ガス、又はアンモニア等が採用され
る。
The refrigerant for the heat pipe 13 is effective in the range of 0 to -40 ° C. used in refrigerators and has a low global warming potential without destruction of the ozone layer. Carbon dioxide, propane, butane, pentane or other hydrocarbon gas, or ammonia or the like.

【0032】次に、以上のように構成される冷蔵庫の使
用形態について図1及び図2を参照して説明する。スタ
ーリング冷凍機6に入力を与えてピストン22及びディ
スプレーサ23を駆動させると、上記の原理に従ってコ
ールドヘッド62が低温に冷却される。更にコールドヘ
ッド62は冷凍用熱交換器10の基板部101を冷却
し、表面積の大きなフィン102を介して空気から熱を
吸熱して冷却する。
Next, a usage mode of the refrigerator configured as described above will be described with reference to FIGS. When an input is given to the Stirling refrigerator 6 to drive the piston 22 and the displacer 23, the cold head 62 is cooled to a low temperature according to the above principle. Further, the cold head 62 cools the substrate portion 101 of the refrigeration heat exchanger 10 and absorbs heat from the air through the fins 102 having a large surface area to cool it.

【0033】ファン12aの回転によってダクト9a内
に吸い込まれた空気は、フィン102を通過する際に熱
交換され、矢印のように冷凍室1a内に送出され、冷凍
室1a内を循環して冷却した後、再び冷気ダクト9a内
に吸い込まれ、冷凍用熱交換器10の上流側に戻ってい
く。そして、上記と同様に冷気が繰り返し循環すること
で冷凍室1a内が速やかに設定温度まで冷却される。
The air sucked into the duct 9a by the rotation of the fan 12a undergoes heat exchange when passing through the fins 102, is sent out into the freezing room 1a as shown by an arrow, and circulates in the freezing room 1a to cool. After that, it is sucked into the cool air duct 9a again and returns to the upstream side of the freezing heat exchanger 10. Then, the inside of the freezing compartment 1a is quickly cooled to the set temperature by repeatedly circulating the cool air as described above.

【0034】また、ヒートパイプ13の上端部でコール
ドヘッド62により冷却され液化したガス冷媒は、冷蔵
用熱交換器11の基板部111に接続された下端側に移
動し、表面積の大きなフィン112を介して空気から気
化熱を吸熱して冷却する。これにより、ガス冷媒は蒸発
して気体となり、ヒートパイプ13内を自然に上昇し、
上端のコールドヘッド62側へ移動し、再び液化して熱
交換に寄与することとなる。
Further, the gas refrigerant cooled and liquefied by the cold head 62 at the upper end of the heat pipe 13 moves to the lower end connected to the substrate 111 of the refrigeration heat exchanger 11, and fins 112 having a large surface area are formed. Absorbs heat of vaporization from the air through the air and cools it. As a result, the gas refrigerant evaporates and turns into a gas, which naturally rises inside the heat pipe 13,
It moves to the cold head 62 side at the upper end and is liquefied again to contribute to heat exchange.

【0035】ファン12bの回転によってダクト9b内
に吸い込まれた空気は、フィン112を通過する際に熱
交換されて、矢印のように冷蔵室1b内に送出され、冷
蔵室1b及び野菜室1c内を循環して冷却した後、再び
冷気ダクト9b内に吸い込まれ、冷蔵用熱交換器11の
上流側に戻っていく。そして、上記と同様に冷気が繰り
返し循環することで冷蔵室1b及び野菜室1c内が速や
かに設定温度まで冷却される。
The air sucked into the duct 9b by the rotation of the fan 12b undergoes heat exchange when passing through the fins 112, and is sent out into the refrigerator compartment 1b as shown by the arrows, and is sent into the refrigerator compartment 1b and the vegetable compartment 1c. After being circulated and cooled, it is sucked into the cool air duct 9b again and returns to the upstream side of the refrigeration heat exchanger 11. And the inside of the refrigerator compartment 1b and the vegetable compartment 1c is quickly cooled to the set temperature by repeatedly circulating the cool air in the same manner as described above.

【0036】これによると、庫内の空気から熱を吸熱す
る有効吸熱面積が増大し、冷凍室1a内を冷凍用熱交換
器10によって効率よく冷却できるとともに、コールド
ヘッド62と冷蔵室1bの温度差を利用してヒートパイ
プ13を作動させることで、冷蔵室1b内を冷蔵用熱交
換器11によって効率よく冷却できる。従って、冷凍用
熱交換器10のみによって庫内全体の空気と熱交換し
て、庫内を冷却する場合に比し、スターリング冷凍機6
への入力を削減でき、大幅な省エネが図られる。
According to this, the effective heat absorbing area for absorbing heat from the air in the refrigerator increases, and the inside of the freezing room 1a can be efficiently cooled by the freezing heat exchanger 10, and the temperature of the cold head 62 and the refrigerator room 1b can be reduced. By operating the heat pipe 13 using the difference, the inside of the refrigerator compartment 1b can be efficiently cooled by the refrigerator heat exchanger 11. Therefore, the Stirling refrigerator 6 is compared with the case where the inside of the refrigerator is cooled by exchanging heat with the air in the whole refrigerator only by the refrigeration heat exchanger 10.
Input can be reduced, resulting in significant energy savings.

【0037】<第2の実施形態>本発明の第2の実施形
態について図1及び図4を参照して説明する。尚、図4
において、図2に示す上記第1の実施形態に係る冷蔵庫
と共通の部材には同一の符号を附し、その詳細な説明を
省略する。
<Second Embodiment> A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
, Members common to those of the refrigerator according to the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0038】本実施形態に特徴的な構成は、冷凍用熱交
換器10の基板部101のフィン102に相対する面の
一部に鉛直方向に延びて略平行、かつ、等間隔な複数の
溝部101bを陥没形成するとともに、冷蔵用熱交換器
11の基板部111にも同様に、上記溝部101bに対
応した複数の溝部111aを形成し、複数本のヒートパ
イプをこれらの溝部101b,111a内に圧入したこ
とである。
A characteristic feature of the present embodiment is that a plurality of substantially parallel and equally spaced grooves extending vertically in a part of the surface of the substrate portion 101 of the refrigeration heat exchanger 10 facing the fins 102 are provided. In addition to the depression 101b, a plurality of grooves 111a corresponding to the grooves 101b are similarly formed in the substrate 111 of the refrigeration heat exchanger 11, and a plurality of heat pipes are inserted in these grooves 101b and 111a. It was press-fitted.

【0039】これによると、庫内の空気から熱を吸熱す
る有効吸熱面積が増大し、冷凍室1a内を冷凍用熱交換
器10によって効率よく冷却できるとともに、冷凍用熱
交換器10と冷蔵室1bの温度差を利用してヒートパイ
プ13を作動させることで、冷蔵室1b内を冷蔵用熱交
換器11によって効率よく冷却できる。従って、冷凍用
熱交換器10のみによって庫内全体の空気と熱交換し
て、庫内を冷却する場合に比し、スターリング冷凍機6
への入力を削減でき、大幅な省エネが図られる。
According to this, the effective heat absorbing area for absorbing heat from the air in the refrigerator increases, and the inside of the freezing room 1a can be efficiently cooled by the freezing heat exchanger 10, and the freezing heat exchanger 10 and the refrigerating room can be used. By operating the heat pipe 13 using the temperature difference of 1b, the inside of the refrigerating room 1b can be efficiently cooled by the refrigerating heat exchanger 11. Therefore, the Stirling refrigerator 6 is compared with the case where the inside of the refrigerator is cooled by exchanging heat with the air in the whole refrigerator only by the refrigeration heat exchanger 10.
Input can be reduced, resulting in significant energy savings.

【0040】更に、スターリング冷凍機6のコールドヘ
ッド62部分の構造が簡略化され、省スペース化及び冷
蔵庫のコストダウンが図られる。更に、ヒートパイプ1
3の高い熱拡散性により、基板部101及び111はそ
れぞれに均温化されるため、熱交換効率が向上する。
Further, the structure of the cold head 62 of the Stirling refrigerator 6 is simplified, so that space can be saved and the cost of the refrigerator can be reduced. Furthermore, heat pipe 1
Due to the high thermal diffusivity of the substrate 3, the substrate portions 101 and 111 are uniformly heated, so that the heat exchange efficiency is improved.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、ス
ターリング冷凍機の吸熱部を冷凍用熱交換器に装着して
前記冷凍用熱交換器を冷却し、前記吸熱部又は前記冷凍
用熱交換器と冷蔵用熱交換器とをヒートパイプを介して
熱交換させることにより前記冷蔵用熱交換器を冷却する
ようにしたことにより、庫内の空気から熱を吸熱する有
効吸熱面積が増大し、冷凍室内を冷凍用熱交換器によっ
て効率よく冷却できるとともに、前記吸熱部又は前記冷
凍用熱交換器と冷蔵室との温度差を利用してヒートパイ
プを作動させることで、冷蔵室内を冷蔵用熱交換器によ
って効率よく冷却できる。従って、冷凍用熱交換器のみ
によって庫内全体の空気と熱交換して、庫内を冷却する
場合に比し、スターリング冷凍機への入力を削減でき、
大幅な省エネが図られる。
As described above, according to the present invention, the heat absorbing portion of the Stirling refrigerator is attached to the freezing heat exchanger to cool the freezing heat exchanger, and the heat absorbing portion or the freezing heat exchange device is cooled. By exchanging heat through a heat pipe between the vessel and the refrigeration heat exchanger to cool the refrigeration heat exchanger, the effective heat absorption area that absorbs heat from the air in the refrigerator increases, The freezing chamber can be efficiently cooled by the freezing heat exchanger, and the heat pipe is operated by utilizing the temperature difference between the heat absorbing portion or the freezing heat exchanger and the cold room, so that the cold room can be cooled. It can be cooled efficiently by the exchanger. Therefore, compared with the case of cooling the inside of the refrigerator by exchanging heat with the air inside the refrigerator only by the refrigeration heat exchanger, the input to the Stirling refrigerator can be reduced,
Significant energy saving is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る冷蔵庫の概略的な側面断面図
である。
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a refrigerator according to the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態に係る冷蔵庫にお
ける冷凍用熱交換器及び冷蔵用熱交換器の配置関係を示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement relationship between a refrigerating heat exchanger and a refrigerating heat exchanger in the refrigerator according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 図2のx−x線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line xx of FIG. 2;

【図4】 本発明の第2の実施形態に係る冷蔵庫にお
ける冷凍用熱交換器及び冷蔵用熱交換器の配置関係を示
す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an arrangement relationship between a freezing heat exchanger and a refrigerating heat exchanger in a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 従来の冷蔵庫の一例の概略的な側面断面図
である。
FIG. 5 is a schematic side sectional view of an example of a conventional refrigerator.

【図6】 従来の冷蔵庫の他の例の概略的な側面断面
図である。
FIG. 6 is a schematic side sectional view of another example of the conventional refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷蔵庫本体 1a 冷凍室 1b 冷蔵室 1c 野菜室 3 開閉扉 4 仕切板 5 機械室 6 スターリング冷凍機 7 高温側熱交換器 8 冷却ファン 9 仕切壁 9a,9b 冷気ダクト 10 冷凍用熱交換器 11 冷蔵用熱交換器 12a、12b ファン 13 ヒートパイプ 14 通風口 15 密着材 16 ネジ 21 シリンダ 22 ピストン 23 ディスプレーサ 24 圧縮空間 25 膨張空間 27 往復機構 61 ウォームヘッド 62 コールドヘッド 101,111 基板部 102,112 フィン 62b,101b,111a 溝部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerator main body 1a Freezer room 1b Refrigerator room 1c Vegetable room 3 Opening door 4 Partition plate 5 Machine room 6 Stirling refrigerator 7 High temperature side heat exchanger 8 Cooling fan 9 Partition wall 9a, 9b Cold air duct 10 Refrigeration heat exchanger 11 Refrigerator Heat exchangers 12a, 12b Fans 13 Heat pipes 14 Ventilation holes 15 Adhesive materials 16 Screws 21 Cylinders 22 Pistons 23 Displacers 24 Compression spaces 25 Expansion spaces 27 Reciprocating mechanisms 61 Warm heads 62 Cold heads 101, 111 Substrate portions 102, 112 Fins 62b , 101b, 111a Groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 雅昭 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 3L045 AA01 AA06 BA01 CA02 CA03 DA01 EA01 FA01 GA05 HA02 PA04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Masaaki Masuda 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka F-term (reference) 3L045 AA01 AA06 BA01 CA02 CA03 DA01 EA01 FA01 GA05 HA02 PA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断熱箱体の内部に仕切壁を設けて仕切ら
れて成る冷凍室及び冷蔵室と、前記冷凍室内を冷却する
ための冷凍用熱交換器と、前記冷蔵室内を冷却するため
の冷蔵用熱交換器とを備えた冷蔵庫において、 逆スターリングサイクルを利用して吸熱部から熱を吸熱
するスターリング冷凍機を備え、 前記スターリング冷凍機の前記吸熱部を前記冷凍用熱交
換器に装着して前記冷凍用熱交換器を冷却し、 前記スターリング冷凍機の前記吸熱部と前記冷蔵用熱交
換器とをヒートパイプを介して熱交換させることにより
前記冷蔵用熱交換器を冷却するようにしたことを特徴と
する冷蔵庫。
1. A freezing room and a refrigerating room partitioned by providing a partition wall inside an insulated box, a refrigerating heat exchanger for cooling the freezing room, and a cooling unit for cooling the refrigerating room. A refrigerator equipped with a refrigeration heat exchanger, comprising: a Stirling refrigerator that absorbs heat from the heat absorbing portion using an inverse Stirling cycle; and mounting the heat absorbing portion of the Stirling refrigerator to the freezing heat exchanger. The refrigeration heat exchanger is cooled by exchanging heat between the heat absorbing portion of the Stirling refrigerator and the refrigeration heat exchanger via a heat pipe to cool the refrigeration heat exchanger. A refrigerator characterized by that:
【請求項2】 断熱箱体の内部に仕切壁を設けて仕切ら
れて成る冷凍室及び冷蔵室と、前記冷凍室内を冷却する
ための冷凍用熱交換器と、前記冷蔵室内を冷却するため
の冷蔵用熱交換器とを備えた冷蔵庫において、 逆スターリングサイクルを利用して吸熱部から熱を吸熱
するスターリング冷凍機を備え、 前記スターリング冷凍機の前記吸熱部を前記冷凍用熱交
換器に装着して前記冷凍用熱交換器を冷却し、 前記冷凍用熱交換器と前記冷蔵用熱交換器とをヒートパ
イプを介して熱交換させることにより前記冷蔵用熱交換
器を冷却するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
2. A freezing room and a refrigerating room partitioned by providing a partition wall inside the heat insulating box, a refrigerating heat exchanger for cooling the freezing room, and a cooling unit for cooling the refrigerating room. A refrigerator equipped with a refrigeration heat exchanger, comprising: a Stirling refrigerator that absorbs heat from the heat absorbing portion using an inverse Stirling cycle; and mounting the heat absorbing portion of the Stirling refrigerator to the freezing heat exchanger. Cooling the refrigeration heat exchanger, and exchanging heat between the refrigeration heat exchanger and the refrigeration heat exchanger via a heat pipe to cool the refrigeration heat exchanger. Refrigerator to feature.
【請求項3】 前記ヒートパイプを複数設けたことを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷蔵庫。
3. The refrigerator according to claim 1, wherein a plurality of the heat pipes are provided.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014031962A (en) * 2012-08-03 2014-02-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat exchanger, heat exchange module, and heating device for automobile
CN104596179A (en) * 2015-01-09 2015-05-06 中国科学技术大学 Refrigerator capable of improving loss of refrigerating capacity of freezing chamber

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JP2014031962A (en) * 2012-08-03 2014-02-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat exchanger, heat exchange module, and heating device for automobile
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