JP2004085103A - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、庫内に貯蔵物を冷蔵する冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫は、庫内が冷凍サイクルの冷却器で冷却されており、この庫内に貯蔵物を貯蔵している。冷凍サイクルの冷媒は、一般的にはフロン系冷媒が用いられ、凝縮器で液化している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、フロン系冷媒の使用を削減する方向であり、冷蔵庫においても、フロン系冷媒以外の冷媒(たとえば、二酸化炭素など)の使用が検討されている。この様な冷媒を使用すると、冷凍サイクルの高圧側において、冷媒が超臨界域で状態変化し液化しないことがある。したがって、減圧装置における冷媒の膨張を大きくするために、減圧装置における減圧率やコンプレッサの圧縮比を高くしている。この様に、減圧装置における減圧率を大きくすると、減圧装置において大きな流路損失が必要で、1個の電動膨張弁では、所定の圧力まで減圧することが困難となる。また、高圧側の放熱を空冷熱交換で行う場合には、外気温度が高いと、高圧側の冷媒の圧力が高くなる。すると、膨張後の冷媒の圧力を所定の圧力まで減圧するには、圧力差が大きくなるので、キャピラリーチューブだけで行うと、消費電力が増大する。そこで、従来の冷蔵庫の構造、特に減圧装置を、超臨界域で状態変化し液化しない冷媒に最適なように改変する必要が生じる。
【0004】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、冷凍サイクルの高圧側において超臨界域で状態変化する冷媒を使用するのに最適な冷蔵庫を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫は、外郭が断熱箱体(1)で構成されるとともに、その前面開口が断熱扉で開閉可能に閉じられる冷蔵庫において、CO2 冷媒を圧縮するコンプレッサ(16)、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら空冷される空冷熱交換器(17)、減圧装置(22,23)および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器(24)を順次冷媒配管(21)で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルを備え、前記減圧装置が、キャピラリーチューブおよび電動膨張弁を直列に接続して構成されていることを特徴とする。
【0006】
また、前記断熱箱体の間口の露付を防止する露付防止パイプ(19)を備え、この露付防止パイプが、冷凍サイクルの空冷熱交換器から減圧装置への冷媒回路中に設けられていることがある。
【0007】
そして、前記電動膨張弁がキャピラリーチューブの下流側に配列されていることがある。
【0008】
さらに、前記超臨界域での膨張過程をキャピラリーチューブで行うとともに、二相域での膨張過程を電動膨張弁で行うべく前記キャピラリーチューブが電動膨張弁の上流側に配列されていることがある。
【0009】
また、正転すると前記電動膨張弁を開方向に回転させ、逆転すると電動膨張弁を閉方向に回転させる電動膨張弁の駆動装置としてのステッピングモータ(38)と、このステッピングモータを制御する制御装置(41)とを備え、前記電動膨張弁およびステッピングモータは、前記断熱箱体の内部空間である庫内または、断熱箱体の断熱壁内に設けられ、前記制御装置が、前記電動膨張弁の開度を変更する際には、ステッピングモータに通電して正転または逆転させ、かつ、前記電動膨張弁の開度の変更が終了すると、ステッピングモータへの通電を停止させる手段を具備することがある。
【0010】
そして、前記電動膨張弁が、庫内の冷却器収納部分に配置されていることがある。
【0011】
さらに、前記空冷熱交換器から電動膨張弁までの高圧側の冷媒回路に内部熱交換器(20)の高圧側配管(20a)を設けるとともに、前記冷却器からコンプレッサまでの低圧側の冷媒回路に、前記内部熱交換器の高圧側配管と熱交換をする内部熱交換器の低圧側配管(20b)を設け、かつ、この内部熱交換器が断熱箱体の断熱壁内に埋設されていることがある。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における冷蔵庫の実施の一形態を図1ないし図6を用いて説明する。図1は本発明にかかる冷蔵庫の実施の形態の冷媒回路の説明図である。図2は図1の冷蔵庫の冷媒回路の具体例の図である。図3は図2における露付防止パイプの図である。図4はキャピラリーチューブ、膨張弁および冷却器の正面図である。図5は制御装置の入出力図である。図6はステッピングモータの作動のフローチャートである。
【0013】
家庭用冷蔵庫は、その外郭が断熱箱体1で構成されている。この断熱箱体1の内部空間すなわち庫内は、設定温度の異なる複数の部屋(この実施の形態では4室)に仕切られており、上側から冷蔵室6、野菜室7、冷凍室8および冷凍室9となっている。各冷却室6〜9の前面は開口し、この前面開口は断熱扉(図示せず)で開閉自在に閉じられている。また、冷凍室9の奥側は、機械室11となっている。
【0014】
機械室11には、庫内を冷却するための機器、すなわち、二段圧縮式のコンプレッサ16、空冷熱交換器17、空冷熱交換器用送風機18などが設けられている。コンプレッサ16および空冷熱交換器17などは、冷媒配管21で接続されて冷凍サイクルを構成し、冷凍サイクルの冷媒としては、CO2 (二酸化炭素)が用いられる。この冷凍サイクルは、図1に図示するように、コンプレッサ16の一段目の吐出口16aから空冷熱交換器17の一次空冷熱交換部17aを通ってコンプレッサ16の二段目の流入口16bに戻る一段目のサイクルと、コンプレッサ16の二段目の吐出口16cから、順次、空冷熱交換器17の二次空冷熱交換部17b、断熱箱体1の間口(前端面)に沿って配管されている露付防止パイプ19、内部熱交換器20の高圧側配管20a、キャピラリーチューブ22、電動膨張弁23、冷却器24および、内部熱交換器20の低圧側配管20bを通ってコンプレッサ16の一段目の流入口16dに戻る二段目のサイクルとを有している。キャピラリーチューブ22および電動膨張弁23が減圧装置を構成している。また、内部熱交換器20において、高圧側配管20aと低圧側配管20bとは密着しており、高圧側配管20aの比較的高温の冷媒と、低圧側配管20bの低温の冷媒とが熱交換をする。
【0015】
そして、冷却器24は低温となり、周囲の空気の温度を低下させる。この冷却器24は断熱箱体1の庫内のダクト内に収納されており、冷却器24の周囲の冷気は、庫内ファン28が庫内に送風して循環させ、庫内を冷却することができる。この様にして、冷却器24で庫内を冷却することができる。この冷却器24を収納しているダクト内には、電動膨張弁23およびその駆動装置であるステッピングモータ38が配置されている。
【0016】
また、コンプレッサ16の吐出口16cから電動膨張弁23までが冷凍サイクルの高圧側で、電動膨張弁23からコンプレッサ16の流入口16dまでが冷凍サイクルの低圧側となっている。そして、庫内温度(この実施の形態では冷却室である冷凍室8の温度)を検出する庫内温度センサ34および冷却器24の出口温度を検出する冷却器出口温度検出手段である冷却器出口温度センサ37が設けられている。電動膨張弁23は、ステッピングモータ38で駆動されており、ステッピングモータ38が正転すると、電動膨張弁23の開度は大きくなり、逆に、ステッピングモータ38が逆転すると、電動膨張弁23の開度は小さくなる。電動膨張弁23は冷媒により温度が低くなっているので、外気により温められないように、電動膨張弁23およびステッピングモータ38は、庫内または断熱箱体1の断熱壁内に設置されている。また、内部熱交換器20は、断熱箱体1の断熱壁内に設置され、外部からの吸熱や外部への放熱を極力抑えている。
【0017】
また、図5に図示するように、冷蔵庫には、制御装置41が設けられており、この制御装置41はマイコンなどで構成されている。そして、この制御装置41には、種々の電気部品が接続されているが、特にステッピングモータ38などの制御のための電気部品として、入力側に、冷却器出口温度センサ37および庫内温度センサ34などが接続され、一方、出力側に、ステッピングモータ38およびコンプレッサ16などが接続されている。なお、制御装置41の記憶部(ROMやRAMなど)には種々の設定値が記憶されるとともに、図示しないタイマを内蔵している。また、制御装置41は、ステッピングモータ38の制御以外に種々の制御(たとえば、庫内の温度制御など)を行っている。
【0018】
この様に構成されている実施の形態の冷蔵庫は、コンプレッサ16が稼働すると、ガス状の冷媒(CO2 )はコンプレッサ16の一段目で圧縮され、高温・高圧のガス状冷媒となり、空冷熱交換器17の一次空冷熱交換部17aにおいて、空冷熱交換器用送風機18からの空気で空冷されて温度が低下し、コンプレッサ16に戻る。
【0019】
そして、冷媒はコンプレッサ16の二段目でさらに圧縮され、高温・高圧のガス状冷媒となり、空冷熱交換器17の二次空冷熱交換部17bにおいて、空冷熱交換器用送風機18からの空気で空冷されて、超臨界域で状態変化しながら、冷媒の温度は大気温度(すなわち、冷蔵庫が設置されている部屋の温度である室温)付近まで低下する。この室温付近まで低下した冷媒は、露付防止パイプ19に流入する。この露付防止パイプ19は、前述のように、断熱箱体1の間口に沿って配管されているが、露付防止パイプ19内の冷媒は、漸次温度が低下するため、冷却室6〜9の結露し易い順(すなわち、冷却室6〜9の温度の低い順)に、その周囲を巡って配管されている。この実施の形態では、冷凍室8と冷凍室9とは略同じ温度で一番低く、ついで、冷蔵室6で、一番温度の高い冷却室が野菜室7となっている。したがって、露付防止パイプ19は、図3に図示するように、冷媒の流入側から順に、冷凍室8の右辺、冷凍室9の右辺、下辺、左辺、上辺、ついで、冷凍室8の下辺、左辺、上辺、そして、折り返して、野菜室7の下辺、左辺、冷蔵室6の左辺、上辺、右辺、下辺、ついで、折り返して、野菜室7の上辺、右辺を通り、内部熱交換器20に向かって流出している。この様にして、露付防止パイプ19は極力、冷凍室8,9を最初に、ついで、冷蔵室6を、その後、野菜室7の周囲を巡っている。
【0020】
ついで、露付防止パイプ19を出た冷媒は、内部熱交換器20で冷却器24からの戻りの冷媒で冷却され、その後、減圧装置であるキャピラリーチューブ22および電動膨張弁23を通って減圧され、温度が低下する。このキャピラリーチューブ22において、超臨界域での冷媒の膨張過程が行われ、また、電動膨張弁23において、気液の二相域での冷媒の膨張過程が行われる。そして、電動膨張弁23からの低温の冷媒は、冷却器24に流入し、冷却器24の周囲の空気の温度を低下させる。冷却器24により温度が低下した空気は、庫内ファン28により庫内を循環し、冷却室6〜9を冷却する。冷却器24から流れ出た冷媒は、内部熱交換器20で高圧側の冷媒と熱交換して、温度が上昇した後に、コンプレッサ16の流入口16dに戻る。
【0021】
制御装置41は、庫内温度センサ34の検出値である庫内温度(冷却室温度)が、制御装置41に設定された冷却室設定温度になったか否かを判定し、庫内温度が冷却室設定温度以下の場合にはコンプレッサ16を停止させ、一方、庫内温度が冷却室設定温度を越えた場合にはコンプレッサ16を稼働させて、冷却器24により庫内を冷却する。空冷熱交換器用送風機18および庫内ファン28は、制御装置41の制御により、コンプレッサ16と略連動して稼働しており、コンプレッサ16とともに稼働を開始し、コンプレッサ16が停止すると、少し遅延して停止している。
【0022】
ところで、電動膨張弁23がキャピラリーチューブ22の下流に配置されているため、電動膨張弁23の開度を調整することにより、冷却器24の出口温度をコントロールすることができる。この電動膨張弁23の開度は、ステッピングモータ38により変更される。
【0023】
そして、コンプレッサ16が稼働して定常(平衡)状態になった後は、冷却器出口温度センサ37の検出する冷却器24の出口温度が制御装置41の記憶部に予め設定されている設定値となるように、電動膨張弁23の開度は制御される。この際のステッピングモータ38の作動のフローを、図6のフローチャートに基づいて説明する。
【0024】
ステップ1において、制御装置41は、冷却器出口温度センサ37の検出値をサンプリング(入手)し、この検出値である冷却器出口温度と設定値とを比較し、冷却器出口温度が低い場合には、ステップ2に行く。そして、ステップ2において、制御装置41は、ステッピングモータ38に正転すべく通電して電動膨張弁23の開度を大きくして、ステップ1に戻る。
【0025】
一方、ステップ1において、冷却器出口温度が高い場合には、ステップ4に行く。そして、ステップ4において、制御装置41は、ステッピングモータ38に逆転すべく通電して電動膨張弁23の開度を小さくして、ステップ1に戻る。
【0026】
また、ステップ1において、冷却器出口温度が設定値に略等しくなった場合には、電動膨張弁23の開度の変更を終了し、ステップ3に行く。そして、ステップ3において、制御装置41は、ステッピングモータ38への通電を停止して、ステップ1に戻る。
【0027】
この様にして、(1)電動膨張弁23の開度を大きくする場合には、制御装置41は、ステッピングモータ38に正転すべく通電する。
(2)電動膨張弁23の開度を小さくする場合には、制御装置41は、ステッピングモータ38に逆転すべく通電する。
(3)電動膨張弁23の開度の変更が終了すると、制御装置41は、ステッピングモータ38への通電を停止する。なお、従来のステッピングモータ38では、電動膨張弁23の開度を維持している時においても通電されている。この様に、通電すると、この通電により発熱するため、ステッピングモータ38や電動膨張弁23の温度が高くなり、電動膨張弁23などを流れる冷媒が温められる。その結果、冷凍サイクルの冷却効率が低下する。また、電動膨張弁23の開度を変更している時間よりも、電動膨張弁23の開度を維持している時間の方が一般的に長いので、実施の形態の様に開度を維持している際に通電を停止させると、電動膨張弁23の消費電力を大きく削減することができ、かつ、庫内の温度上昇を抑えることができる。
【0028】
前述のように、実施の形態の冷蔵庫では、キャピラリーチューブ22および電動膨張弁23の両者で冷媒を大きく減圧することができる。しかも、電動膨張弁23がキャピラリーチューブ22の下流側に設けられているので、冷却器24の出口温度を的確にコントロールすることができる。
また、ステッピングモータ38や電動膨張弁23は、庫内や断熱箱体1の断熱壁内に設けられており、断熱箱体1の外部の熱に晒されることなく、温められることが減少する。しかも、電動膨張弁23の開度の変更が終了すると、ステッピングモータ38への通電が停止するため、電動膨張弁23の開度を維持している際における通電がなく、通電による加熱を防止することができる。また、電動膨張弁23の消費電力を大きく削減することができ、かつ、庫内の温度上昇を抑えることができる。
さらに、冷却器24を収納している冷却器収納部分に、電動膨張弁23が配置されているので、電動膨張弁23が故障した際の修理が容易であるとともに、リサイクルの際に、部品の回収が容易である。かつ、組み立て作業の効率が向上する。
【0029】
前述の様にして、制御装置41は、(1)電動膨張弁の開度を変更する際には、ステッピングモータに通電して正転または逆転させる手段、(2)電動膨張弁の開度の変更が終了すると、ステッピングモータへの通電を停止させる手段などを具備している。
この様に、制御装置41は、上記手段以外にも、実行される各作用に対応して各々作用を実行する手段を具備している。また、全ての手段を具備している必要は必ずしもない。
【0030】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(1)電動膨張弁はステッピングモータで駆動されているが、他の駆動装置で駆動されることも可能である。
【0031】
(2)冷蔵庫の形式や構造などは適宜選択可能であるが、好ましくは、家庭用であり、その庫内は少なくとも3温度帯(すなわち、冷蔵室、冷凍室および野菜室)に仕切られている。また、冷蔵庫は冷蔵室だけでなく、冷凍室も備えていることが可能である。
(3)キャピラリーチューブは電動膨張弁の上流側に配置されているが、電動膨張弁の下流側に配置することも可能である。
(4)この実施の形態では、コンプレッサは、二段圧縮式であるが、一段圧縮式でも可能である。なお、一段圧縮式の場合には、冷凍サイクルは一段目のサイクルがなくなり、二段目のサイクルのみとなる。
【0032】
(5)この実施の形態では、内部熱交換器20が設けられているが、キャピラリーチューブ22と、冷凍サイクルの低圧側の冷媒配管21とを密着させて、内部熱交換器20の機能を果たさせることも可能である。
(6)ステッピングモータの作動のフローは、適宜変更可能である。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、CO2 冷媒を使用しており、冷凍サイクルの高圧側の冷媒回路において、冷媒が超臨界域で状態変化する。そのため、減圧装置における減圧率が大きくなっているが、キャピラリーチューブおよび電動膨張弁を直列に接続することにより、確実に減圧することができるとともに、消費電力を削減することが可能となる。
【0034】
また、露付防止パイプが、冷凍サイクルの空冷熱交換器から減圧装置への冷媒回路中に設けられ、空冷熱交換器からの冷媒で断熱箱体の間口の露付を防止することができる。それとともに、露付防止パイプを流れる冷媒を庫内の冷熱で冷却することができ、冷凍サイクルの冷却効率を向上させることができる。
【0035】
そして、電動膨張弁がキャピラリーチューブの下流側に配列されており、キャピラリーチューブで減圧された冷媒を電動膨張弁によりコントロールしながら膨張させることができる。したがって、冷凍サイクルを適正な状態とすることができる。その結果、消費電力を削減することができる。
【0036】
さらに、電動膨張弁およびステッピングモータは、断熱箱体の内部空間である庫内または、断熱箱体の断熱壁内に設けられており、断熱箱体の外の熱で電動膨張弁を流れる冷媒が温められることを防止することができる。しかも、電動膨張弁の開度の変更が終了すると、ステッピングモータへの通電を停止させており、通電による加熱を極力防止することができる。その結果、電動膨張弁の開度を維持している際に、庫内や冷媒が、ステッピングモータの通電により、温度上昇することを極力防止することができる。かつ、電動膨張弁の消費電力を削減することができる。
【0037】
また、電動膨張弁が、庫内の冷却器収納部分に配置されているので、電動膨張弁の修理が容易であるとともに、リサイクルの際の部品の回収が容易となる。かつ、組み立て作業性が向上する。しかも、電動膨張弁を流れる冷媒が外部から温められることを極力防止することができる。
【0038】
そして、内部熱交換器が断熱箱体の断熱壁内に埋設されているので、外部からの吸熱や外部への放熱を極力抑えることができる。その結果、冷却能力が増大し、消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明にかかる冷蔵庫の実施の形態の冷媒回路の説明図である。
【図2】図2は図1の冷蔵庫の冷媒回路の具体例の図である。
【図3】図3は図2における露付防止パイプの図である。
【図4】図4はキャピラリーチューブ、膨張弁および冷却器の正面図である。
【図5】図5は制御装置の入出力図である。
【図6】図6はステッピングモータの作動のフローチャートである。
【符号の説明】
1 断熱箱体
16 コンプレッサ
17 空冷熱交換器
19 露付防止パイプ
20 内部熱交換器
20a 内部熱交換器の高圧側配管
20b 内部熱交換器の低圧側配管
21 冷媒配管
22 キャピラリーチューブ(減圧装置)
23 電動膨張弁(減圧装置)
24 冷却器
38 ステッピングモータ(電動膨張弁の駆動装置)
41 制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator for refrigerated storage in a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
In a conventional refrigerator, the inside of a refrigerator is cooled by a cooler of a refrigeration cycle, and stored items are stored in the refrigerator. The refrigerant of the refrigeration cycle is generally a CFC-based refrigerant, and is liquefied in a condenser.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, the use of chlorofluorocarbon-based refrigerants has been reduced, and the use of refrigerants other than chlorofluorocarbon-based refrigerants (for example, carbon dioxide) has also been studied in refrigerators. When such a refrigerant is used, the refrigerant may change its state in a supercritical region on the high pressure side of the refrigeration cycle and may not be liquefied. Therefore, in order to increase the expansion of the refrigerant in the pressure reducing device, the pressure reduction rate in the pressure reducing device and the compression ratio of the compressor are increased. As described above, when the decompression rate in the decompression device is increased, a large flow path loss is required in the decompression device, and it is difficult for one electric expansion valve to reduce the pressure to a predetermined pressure. In the case where heat radiation on the high pressure side is performed by air-cooled heat exchange, the pressure of the high pressure side refrigerant increases when the outside air temperature is high. Then, in order to reduce the pressure of the refrigerant after expansion to a predetermined pressure, the pressure difference becomes large. Therefore, if only the capillary tube is used, power consumption increases. Therefore, it is necessary to modify the structure of the conventional refrigerator, particularly the decompression device, so as to be optimal for a refrigerant that changes state in the supercritical region and does not liquefy.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a refrigerator that is optimal for using a refrigerant that changes state in a supercritical region on a high pressure side of a refrigeration cycle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The refrigerator of the present invention comprises a compressor (16) for compressing a CO 2 refrigerant in a refrigerator whose outer shell is constituted by an insulating box (1) and whose front opening is opened and closed by an insulating door. An air-cooled heat exchanger (17), a decompression device (22, 23), in which the gaseous refrigerant that has become high temperature and high pressure is air-cooled while changing its state in a supercritical region, and is decompressed by this decompression device to a low temperature. A refrigeration cycle in which a cooler (24) for cooling the inside of the refrigerator with the cooled refrigerant is sequentially connected in an annular manner with a refrigerant pipe (21) and returns to the compressor. The decompression device connects a capillary tube and an electric expansion valve in series. It is characterized by comprising.
[0006]
Further, there is provided a dew-prevention pipe (19) for preventing dew at the frontage of the heat-insulating box, and the dew-prevention pipe is provided in a refrigerant circuit from the air-cooled heat exchanger of the refrigeration cycle to the pressure reducing device. May be.
[0007]
The electric expansion valve may be arranged downstream of the capillary tube.
[0008]
Further, the capillary tube may be arranged upstream of the electric expansion valve so that the expansion process in the supercritical region is performed by the capillary tube and the expansion process in the two-phase region is performed by the electric expansion valve.
[0009]
Also, a stepping motor (38) as a driving device for the electric expansion valve, which rotates the electric expansion valve in the opening direction when rotated in the forward direction and rotates the electric expansion valve in the closing direction when rotated in the reverse direction, and a control device for controlling the stepping motor. (41), wherein the motor-operated expansion valve and the stepping motor are provided in a storage, which is an internal space of the heat-insulated box, or in a heat-insulated wall of the heat-insulated box, and the control device is configured to control the motor-operated expansion valve. When the opening is changed, the stepping motor may be provided with means for energizing the stepping motor to perform normal rotation or reverse rotation, and when the change of the opening of the electric expansion valve is completed, stopping the energization to the stepping motor. is there.
[0010]
And the said electric expansion valve may be arrange | positioned at the cooler accommodating part in a storage | storage.
[0011]
Further, a high pressure side pipe (20a) of the internal heat exchanger (20) is provided in a high pressure side refrigerant circuit from the air cooling heat exchanger to the electric expansion valve, and a low pressure side refrigerant circuit from the cooler to the compressor is provided. A low-pressure side pipe (20b) of the internal heat exchanger that exchanges heat with the high-pressure side pipe of the internal heat exchanger, and the internal heat exchanger is embedded in the heat insulating wall of the heat insulating box. There is.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a refrigerator according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of a refrigerant circuit of a refrigerator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram of a specific example of a refrigerant circuit of the refrigerator of FIG. FIG. 3 is a view of the anti-dew pipe in FIG. FIG. 4 is a front view of a capillary tube, an expansion valve, and a cooler. FIG. 5 is an input / output diagram of the control device. FIG. 6 is a flowchart of the operation of the stepping motor.
[0013]
The outer shell of the household refrigerator is constituted by the
[0014]
The machine room 11 is provided with equipment for cooling the inside of the refrigerator, that is, a two-stage
[0015]
Then, the cooler 24 has a low temperature, and lowers the temperature of the surrounding air. The cooler 24 is housed in a duct in the refrigerator of the
[0016]
Further, the area from the discharge port 16c of the
[0017]
Further, as shown in FIG. 5, the refrigerator is provided with a
[0018]
In the refrigerator according to the embodiment configured as described above, when the
[0019]
Then, the refrigerant is further compressed in the second stage of the
[0020]
Next, the refrigerant that has exited the dew-
[0021]
The
[0022]
By the way, since the
[0023]
Then, after the
[0024]
In
[0025]
On the other hand, if the cooler outlet temperature is high in
[0026]
When the cooler outlet temperature becomes substantially equal to the set value in
[0027]
In this manner, (1) when increasing the opening of the
(2) When reducing the degree of opening of the
(3) When the change of the opening degree of the
[0028]
As described above, in the refrigerator of the embodiment, the refrigerant can be largely reduced in pressure by both the
In addition, the stepping
Further, since the
[0029]
As described above, the control device 41 (1) means for energizing the stepping motor to rotate forward or reverse when changing the opening of the electric expansion valve, and (2) controlling the opening of the electric expansion valve. When the change is completed, a means for stopping the current supply to the stepping motor is provided.
As described above, the
[0030]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. It is possible to do. Modification examples of the present invention are exemplified below.
(1) The electric expansion valve is driven by a stepping motor, but may be driven by another driving device.
[0031]
(2) The type and structure of the refrigerator can be appropriately selected, but it is preferably for household use, and the interior of the refrigerator is partitioned into at least three temperature zones (that is, a refrigerator room, a freezer room, and a vegetable room). . Further, the refrigerator can include not only a refrigerator but also a freezer.
(3) Although the capillary tube is arranged on the upstream side of the electric expansion valve, it can be arranged on the downstream side of the electric expansion valve.
(4) In this embodiment, the compressor is of a two-stage compression type, but may be of a one-stage compression type. In the case of the single-stage compression type, the refrigeration cycle does not include the first-stage cycle but only the second-stage cycle.
[0032]
(5) Although the
(6) The operation flow of the stepping motor can be changed as appropriate.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, we use CO 2 refrigerant, the refrigerant circuit of the high-pressure side of the refrigeration cycle, the refrigerant is changed condition in the supercritical region. Therefore, although the decompression rate in the decompression device is large, by connecting the capillary tube and the electric expansion valve in series, the pressure can be surely reduced and the power consumption can be reduced.
[0034]
In addition, the dew-prevention pipe is provided in the refrigerant circuit from the air-cooled heat exchanger of the refrigeration cycle to the decompression device, so that the refrigerant from the air-cooled heat exchanger can prevent the front opening of the heat insulating box from being exposed. At the same time, the refrigerant flowing through the dew-prevention pipe can be cooled by the cold heat in the refrigerator, and the cooling efficiency of the refrigeration cycle can be improved.
[0035]
The electric expansion valve is arranged on the downstream side of the capillary tube, so that the refrigerant decompressed by the capillary tube can be expanded while being controlled by the electric expansion valve. Therefore, the refrigeration cycle can be brought into an appropriate state. As a result, power consumption can be reduced.
[0036]
Further, the electric expansion valve and the stepping motor are provided in a storage, which is the internal space of the heat-insulating box, or in the heat-insulating wall of the heat-insulating box, and the refrigerant flowing through the electric expansion valve due to heat outside the heat-insulating box. It can be prevented from being heated. In addition, when the change of the opening degree of the electric expansion valve is completed, the power supply to the stepping motor is stopped, and the heating by the power supply can be prevented as much as possible. As a result, when the opening degree of the electric expansion valve is maintained, it is possible to prevent the temperature of the inside of the refrigerator and the refrigerant from rising as much as possible by the energization of the stepping motor. In addition, power consumption of the electric expansion valve can be reduced.
[0037]
Further, since the electric expansion valve is disposed in the cooler storage portion in the refrigerator, the electric expansion valve can be easily repaired, and the parts can be easily collected at the time of recycling. Moreover, assembling workability is improved. In addition, it is possible to prevent the refrigerant flowing through the electric expansion valve from being heated from the outside as much as possible.
[0038]
Since the internal heat exchanger is embedded in the heat insulating wall of the heat insulating box, heat absorption from the outside and heat radiation to the outside can be suppressed as much as possible. As a result, the cooling capacity increases, and the power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a refrigerant circuit of a refrigerator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram of a specific example of a refrigerant circuit of the refrigerator of FIG.
FIG. 3 is a view of a dew-prevention pipe in FIG. 2;
FIG. 4 is a front view of a capillary tube, an expansion valve, and a cooler.
FIG. 5 is an input / output diagram of a control device.
FIG. 6 is a flowchart of the operation of the stepping motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
23 Electric expansion valve (pressure reducing device)
24 cooler 38 stepping motor (drive device for electric expansion valve)
41 Control device
Claims (7)
CO2 冷媒を圧縮するコンプレッサ、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧となったガス状冷媒が超臨界域で状態変化しながら空冷される空冷熱交換器、減圧装置および、この減圧装置により減圧されて低温となった冷媒で庫内を冷却する冷却器を順次冷媒配管で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルを備え、
前記減圧装置が、キャピラリーチューブおよび電動膨張弁を直列に接続して構成されていることを特徴とする冷蔵庫。In a refrigerator in which the outer shell is formed of an insulated box and the front opening of which is opened and closed by an insulated door,
A compressor that compresses the CO 2 refrigerant, an air-cooled heat exchanger in which the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed by the compressor is air-cooled while changing its state in the supercritical region, a decompression device, and decompressed by the decompression device A refrigeration cycle that connects a cooler that cools the inside of the refrigerator with refrigerant that has become low temperature in order through a refrigerant pipe and returns to the compressor,
The refrigerator, wherein the pressure reducing device is configured by connecting a capillary tube and an electric expansion valve in series.
前記露付防止パイプが、冷凍サイクルの空冷熱交換器から減圧装置への冷媒回路中に設けられていることを特徴とする請求項1記載の冷蔵庫。A dew-prevention pipe for preventing dew at the frontage of the heat-insulating box,
The refrigerator according to claim 1, wherein the dew-prevention pipe is provided in a refrigerant circuit from an air-cooled heat exchanger of a refrigeration cycle to a pressure reducing device.
このステッピングモータを制御する制御装置とを備え、
前記電動膨張弁およびステッピングモータは、前記断熱箱体の内部空間である庫内または、断熱箱体の断熱壁内に設けられ、
前記制御装置は、前記電動膨張弁の開度を変更する際には、ステッピングモータに通電して正転または逆転させ、かつ、前記電動膨張弁の開度の変更が終了すると、ステッピングモータへの通電を停止させる手段を具備することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項記載の冷蔵庫。A stepping motor as a drive device of the electric expansion valve, which rotates the electric expansion valve in the opening direction when rotated forward and rotates the electric expansion valve in the closing direction when rotated reversely;
And a control device for controlling the stepping motor,
The motor-operated expansion valve and the stepping motor are provided in a chamber that is an internal space of the heat-insulating box, or provided in an insulating wall of the heat-insulating box.
When changing the opening of the electric expansion valve, the control device energizes the stepping motor to perform normal rotation or reverse rotation, and when the change of the opening of the electric expansion valve is completed, The refrigerator according to any one of claims 1 to 4, further comprising: means for stopping energization.
かつ、この内部熱交換器が断熱箱体の断熱壁内に埋設されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項記載の冷蔵庫。The high-pressure side pipe of the internal heat exchanger is provided in the high-pressure side refrigerant circuit from the air-cooled heat exchanger to the electric expansion valve, and the high-pressure side of the internal heat exchanger is provided in the low-pressure side refrigerant circuit from the cooler to the compressor. Provide the low pressure side pipe of the internal heat exchanger that exchanges heat with the side pipe,
The refrigerator according to any one of claims 1 to 6, wherein the internal heat exchanger is embedded in a heat insulating wall of the heat insulating box.
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