JP2008215638A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルにおける絞り装置の毛細管を吸込みパイプ内に配設し、且つ、管内から容易に引き出すことができるとともに圧縮機側とのサイクル配管の結合作業性を向上させることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷凍サイクルにおける蒸発器３と圧縮機４とを連結する吸込みパイプ10に毛細管９を熱交換的に添設するようにした冷蔵庫において、吸込みパイプの蒸発器側端部の近傍の管壁に毛細管を吸込みパイプ内に挿入する穴13を穿設し、吸込みパイプと連結する圧縮機からの接続パイプ11の延出端側近傍の吸込みパイプとの接続代から外れた管壁に吸込みパイプ内に挿入された毛細管の外部への引出し部15を設け、冷凍サイクル１の形成時には、蒸発器側から吸込みパイプ内に挿入した毛細管を外部に引き出した後に吸込みパイプと圧縮機の接続パイプとを接続させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷凍サイクルにおける圧縮機と蒸発器とを連結する吸込みパイプに絞り装置を形成する毛細管を熱交換的に添設するようにした冷蔵庫に関する。

近年、家庭用の冷蔵庫は、貯蔵空間の多様化とともにその収納容量も拡大し、冷凍能力の大きなものが主流になっているが、冷凍サイクル構成については、圧縮機による圧縮行程、凝縮器による凝縮行程、絞り装置による絞り行程、および蒸発器による蒸発行程からなるサイクル行程は従来と基本的に変わっておらず、サイクル効率を向上するため、図９に示すように、放熱させる必要のある絞り装置の毛細管（59）を低温状態で圧縮機に戻る吸込みパイプ（60）の外面に沿わせて一体にロー付け（64）し熱交換させる構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３４９６６２号公報

この毛細管と吸込みパイプとの添設による熱交換効率が向上すると蒸発器の入口側のエンタルピー（熱関数）が下がるため、冷凍サイクルの蒸発潜熱が増大し、冷凍能力を大きくすることができるが、上記の従来構成では、直径６ｍｍの吸込みパイプの外面に直径１．８ｍｍの毛細管が線接触に近い状態でロー付けされていることから双方の熱授受は充分とは言えなかった。

本発明は上記の点を考慮してなされたもので、冷凍サイクルにおける絞り装置の毛細管を吸込みパイプ内に配設し、且つ、管内から容易に引き出すことができるとともに圧縮機側とのサイクル配管の結合作業性を向上させることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器を環状に連結し内部に冷媒を封入して冷凍サイクルを形成し、前記蒸発器と圧縮機とを連結する吸込みパイプに前記絞り装置を形成する毛細管を熱交換的に添設するようにした冷蔵庫において、前記吸込みパイプの一端部近傍の管壁に前記毛細管を吸込みパイプ内に挿入する穴を穿設し、吸込みパイプの他端部と連結する接続パイプの延出端側近傍の前記吸込みパイプとの接続代から外れた管壁に前記吸込みパイプ内に挿入された毛細管の外部への引出し部を設けたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器を環状に連結し内部に冷媒を封入して冷凍サイクルを形成し、前記蒸発器と圧縮機とを連結する吸込みパイプに前記絞り装置を形成する毛細管を熱交換的に添設するようにした冷蔵庫において、前記吸込みパイプの蒸発器側端部の近傍の管壁に前記毛細管を吸込みパイプ内に挿入する穴を穿設し、吸込みパイプと連結する前記圧縮機からの接続パイプの延出端側近傍の前記吸込みパイプとの接続代から外れた管壁に前記吸込みパイプ内に挿入された毛細管の外部への引出し部を設け、冷凍サイクル形成時には、蒸発器側から吸込みパイプ内に挿入した毛細管を前記引出し部から外部に引き出した後に吸込みパイプと圧縮機の接続パイプとを接続させるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、冷凍サイクルにおける絞り装置の毛細管を吸込みパイプ内に配設して双方の熱交換効率を向上するとともに毛細管を吸込みパイプ内から容易に引き出すことができ、請求項２の発明によれば、さらに冷蔵庫機械室内のような多くの部品が配置された複雑で狭い空間であっても、圧縮機側とのサイクル配管の結合作業性を向上させることができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は、冷蔵庫における冷凍サイクル（１）の全体構成を示す斜視図であり、断熱箱体からなる冷蔵庫の本体（２）の内部に形成した貯蔵空間に、貯蔵空間を冷却する蒸発器（３）を設置し、これら蒸発器（３）に炭化水素（ＨＣ）系の冷媒を供給してこれを冷却する圧縮機（４）は、本体（２）の背面下方に設けた機械室（５）内に取り付けている。

機械室（５）は、本体背面からの斜視図である図２に示すように、本体（２）の背面下部に凹成形されており、その一隅の底部に圧縮機（４）を防振機構を介して取り付け、これに隣接する本体背面には、蛇行状の冷媒パイプの両面に放熱ワイヤを固着した板状の凝縮器（６）を背面に沿って配設している。

図３のモリエル線図に示すように、圧縮機（４）での「圧縮行程」で高温高圧となったガス状の冷媒は、蒸発パイプ（７）や前記凝縮器（６）、さらには、本体（２）の前面開口部周縁に配されてこの部分をその保有する熱で加熱し、高温高湿時における本体外表面の露付きを防止するとともに冷媒の放熱を助長する防露パイプ（８）などからなる凝縮部に吐出され、外気への放熱により凝縮するものであり、この「凝縮行程」からさらに、絞り装置である毛細管（９）を経由する「絞り行程」を経て蒸発器（３）に移送され、「蒸発行程」による気化熱で蒸発器（３）を所定の低温度に冷却するものであり、気化後に吸込みパイプ（10）によって再び圧縮機（４）の戻る冷凍サイクル（１）を構成する。そして、前記モリエル線図における「蒸発行程」のゾーンが低温化した蒸発器による冷凍能力の大きさを表すことになる。

冷凍サイクル（１）において、前記蒸発器（３）と圧縮機（４）とを接続し、蒸発器（３）で蒸発して気化した冷媒を圧縮機（４）に戻す吸込みパイプ（10）は、蒸発器（３）の出口パイプと圧縮機（４）の接続パイプ（11）とにその両端部が接続されているが、同時に、サイクル効率向上のため、前記毛細管（９）と熱交換状態に添設されており、この熱交換部分は前記モリエル線図における「絞り工程」のＡと「蒸発工程」におけるＢのゾーンで表される。

また、凝縮器（６）から前面開口部の防露パイプ（８）を経た冷媒パイプは、本体（２）の断熱壁内部から前記機械室（５）内に延出されるものであり、機械室（５）内に配置したドライヤ（12）に前記毛細管（９）を接続し、その端部は、本体（１）の断熱壁を貫通して貯蔵空間における前記蒸発器（３）の入口パイプに接続されるものである。

このとき、前記毛細管（９）は、各蒸発器（３）から圧縮機（４）に戻る吸込みパイプ（10）と熱交換関係となるように、吸込みパイプ（10）の管内を通して実質的に一体化され、断熱壁を介して機械室（５）と貯蔵空間内の蒸発器（３）との間に配設される。

しかして、前記毛細管（９）と吸込みパイプ（10）とは、図４に示す構成により互いに接合され実質的に一体化される。まず、冷凍サイクル（１）を形成する接続行程前の段階で、蒸発器（３）側の吸込みパイプ（10）の管端部における蒸発器（３）近傍の管壁に直径２ｍｍ程度の挿入穴（13）を穿設し、この挿入穴（13）より直径１．８ｍｍで全長約３ｍの前記毛細管（９）を直径６ｍｍ、全長約３ｍの吸込みパイプ（10）内に挿入する。

圧縮機（４）の表面から延出する前記吸込みパイプ（10）と連結する接続パイプ（11）の延出端側には、これに挿入される吸込みパイプ（10）の管端の径分を接続長に亙って拡管した拡管部（11ａ）を形成するとともに、この拡管部（11ａ）の開口端から吸込みパイプ（10）との接続代分以上に圧縮機（４）側に外れた管壁には、吸込みパイプ（10）内部から毛細管（９）を引き出すための可能な限り小径とした２〜３ｍｍ程度の引出し穴（15）を前記挿入穴（13）と同様に穿設する。

そして、蒸発器（３）側から吸込みパイプ（10）内に挿入された毛細管（９）の管端部を前記引出し穴（15）から外部に引き出した後、吸込みパイプ（10）の他端部を圧縮機（４）の接続パイプの拡管部（11ａ）に嵌入してロー付け（14）することで接続するものであり、吸込みパイプ（10）の一端部は、蒸発器（３）の出口パイプ（16）にロー付けして接続される。

また、毛細管（９）の一端部は、貯蔵空間内の蒸発器（３）の入口パイプに接続され、他端は、機械室（５）内においてドライヤ（12）に接続される。ドライヤ（12）は、圧縮機（４）から蒸発パイプ（７）および凝縮器（６）、さらに凝縮器（６）に連なる防露パイプ（８）の本体（１）外への延出端部と機械室（４）内で接続することで環状の冷凍サイクル（１）が構成される。

以上のように構成することで、従来、吸込みパイプの外表面にロー付けされており、これが線接触に近い状態であることから吸込みパイプ温度との熱交換面積が大きくできなかった毛細管（９）を、吸込みパイプ（10）内に配置して、毛細管（９）の全周表面を吸込みパイプ（10）内を流れる冷媒と熱交換することができ、効果的な熱授受をおこなうことができるものである。

上記により毛細管（９）と吸込みパイプ（10）との熱交換効率が向上すると、毛細管（９）内を流れる二層流冷媒の乾き度がより低下し、蒸発器（３）の入口部における冷媒の乾き度も低下して冷媒エンタルピーが下がることになる。これにより、前記図３のモリエル線図における「絞り行程」の終点が図中の左側へＱ矢印分移動することで「蒸発行程」の始点も左側へ移動するため、冷凍サイクル（１）の蒸発潜熱が増大するものであり、「蒸発行程」のゾーンが拡大して「冷凍能力」をＱ範囲分大きくすることができる。したがって、同じ消費電力量でより高い冷凍能力を発揮することができるものである。

また、上記構造において、蒸発器（３）側の吸込みパイプ（10）の挿入穴（13）から管内に挿入した毛細管（９）を管内に挿通した状態で、図５に示すように、吸込みパイプ（10）の一端側からその内部に位置決めジグ（17）を嵌入して毛細管（９）を位置決めするようにしてもよい。

毛細管（９）が吸込みパイプ（10）内にフリーな状態で位置する、例えば管断面の中心部に位置した場合は、毛細管（９）が管内を流れる冷媒流に対して抵抗となって冷媒がスムーズに流れなくなり、その結果冷却性能を劣化させる弊害を生じるが、前記位置決めジグ（17）は、図６に示すように、吸込みパイプの管断面の内径よりわずかに小径とした円柱体（17ａ）の一部の円弧面を切除して長手方向に亙る平面（17ｂ）形成しており、吸込みパイプ（10）内への嵌入により、吸込みパイプ（10）の内壁とジグ（17）の平面部によって毛細管（９）を吸込みパイプ（10）の内壁に押圧することで位置決めし、位置決めにより他端部から外部に引き出した毛細管（９）とともに吸込みパイプ（10）と圧縮機（４）からの接続パイプ（11）とをロー付け（14）することで、毛細管（９）を吸込みパイプ（10）の内壁に固定することができる。

すなわち、上記構成とすれば、吸込みパイプ（10）内における毛細管（９）を、吸込みパイプ（10）の長手方向に沿って管内壁に当接させた状態で密着保持することができるため、冷媒の流れを阻害せず良好な冷却性能を保持することができるとともに、位置決めによる毛細管（９）の引き出しや接続パイプ（11）と吸込みパイプ（10）との接合作業をより容易におこなうことができるものである。

なお、上記実施例においては、毛細管（９）の挿入側を吸込みパイプ（10）の蒸発器（３）側とし、引出し側を圧縮機（４）の接続パイプ（11）側として説明したが、関係を逆にして、圧縮機（４）側から吸込みパイプ（10）内に毛細管（９）を挿入し、蒸発器（９）側の吸込みパイプ（10）から引き出した後、蒸発器パイプと吸込みパイプ（10）とを接続するようにしてもよい。

次に、本発明の他の実施例につき、図７により説明する。本実施例は、前記実施例における圧縮機（４）からの延出端部に拡管部（11ａ）を形成した接続パイプ（11）の引出し穴（15）を、接続パイプ（11′）の拡管部（11ａ′）から外れた管壁および拡管部（11ａ′）に至る外方への傾斜部（11ｂ′）に亙る長穴（15′）としたものであり、長穴とすることによって、吸込みパイプ（10′）の内部を挿通してきた毛細管（９′）の外部への引き出し作業を容易におこないロー付け（14′）で確実に固定することができる。

また、図８に示すように、前記同様に、圧縮機（４）からの接続パイプ（11″）の延出端部に吸込みパイプ（10″）の端部と接続する拡管部（11ａ″）を形成し、吸込みパイプ（10″）内部に挿通した毛細管（９″）の引出し部を、切欠溝（15″）として前記接続パイプ（11″）の拡管部（11ａ″）の先端部に開口し、拡管部から外れた管壁にまで至るようにしたものである。

これにより、吸込みパイプ（10″）の内部から引き出した毛細管（９″）を、図中の２点鎖線で示すように、前記接続パイプ（11″）の拡管部（11ａ″）の先端開口部から切欠溝（15″）内に係合し、拡管部（11ａ″）から外れた圧縮機（４）側の管壁の切欠溝（15″）の端縁に当接させた状態で、接続パイプ（11″）の拡管部（11ａ″）に吸込みパイプ（10″）を嵌入し、同時にロー付け（14″）して接合させるものであり、このようにすれば、吸込みパイプ（10″）内から引き出した毛細管（９″）を、接続パイプ（11）（11′）の管内から前記の穴（15）や長穴（15′）を通して外部に引き出すのではなく、接続パイプ（11″）の管端縁の開口から切欠溝（15″）内を通り、溝の端縁から外気中に引き出されるものであって、その後、接続パイプ（11″）の拡管部（11ａ″）に吸込みパイプ（10″）の端部を嵌挿し、管内に通じている接合部の隙間をすべてロー付け（14″）することにより、圧縮機（４）の接続パイプ（11′）と吸込みパイプ（10″）、およびこれらと毛細管（９″）との隙間を容易に且つ確実に封止することができ、サイクル結合の作業性を大幅に向上することができる。

なお、上記各実施形態においては、吸込みパイプ（10）（10′）（10″）と毛細管（９）（９′）（９″）とがそれぞれ１本の場合について説明したが、近年は蒸発器が冷蔵用と冷凍用の２つが設けられることも多いことから、吸込みパイプと毛細管とを２本ずつとしてそれぞれを上記のように構成してもよく、また吸込みパイプ内への毛細管の配設を複数本として、毛細管が増加した分、吸込みパイプの断面積を大きくして対応させるようにしてもよい。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の冷凍サイクルの概略を示す斜視図である。 図１における冷蔵庫の背面下部の機械室部を示す斜視図である。 炭化水素系冷媒を使用した冷凍サイクルのモリエル線図である。 図１における吸込みパイプ内に毛細管を挿通させた状態を示す斜視図である。 図４における吸込みパイプと毛細管との配設工程を示す断面図である。 図５における位置決めジグの斜視図である。 本発明の他の実施例を示す図４と同一部分の斜視図である。 本発明のさらに他の実施例を示す図４と同一部分の斜視図である。 従来の吸込みパイプと毛細管との接合状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 冷凍サイクル
２ 冷蔵庫本体
３ 蒸発器
４ 圧縮機
５ 機械室
６ 凝縮器
９、９′、９″ 毛細管
10、10′、10″ 吸込みパイプ
11、11′、11″ 接続パイプ
11ａ、11ａ′、11ａ″ 拡管部
11ｂ′ 傾斜部
12 ドライヤ
13 挿入穴
14、14′、14″ ロー付け部
15 引出し穴
15′ 長穴
15″ 切欠溝
16 出口パイプ
17 位置決めジグ

Claims (6)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器を環状に連結し内部に冷媒を封入して冷凍サイクルを形成し、前記蒸発器と圧縮機とを連結する吸込みパイプに前記絞り装置を形成する毛細管を熱交換的に添設するようにした冷蔵庫において、前記吸込みパイプの一端部近傍の管壁に前記毛細管を吸込みパイプ内に挿入する穴を穿設し、吸込みパイプの他端部と連結する接続パイプの延出端側近傍の前記吸込みパイプとの接続代から外れた管壁に前記吸込みパイプ内に挿入された毛細管の外部への引出し部を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器を環状に連結し内部に冷媒を封入して冷凍サイクルを形成し、前記蒸発器と圧縮機とを連結する吸込みパイプに前記絞り装置を形成する毛細管を熱交換的に添設するようにした冷蔵庫において、前記吸込みパイプの蒸発器側端部の近傍の管壁に前記毛細管を吸込みパイプ内に挿入する穴を穿設し、吸込みパイプと連結する前記圧縮機からの接続パイプの延出端側近傍の前記吸込みパイプとの接続代から外れた管壁に前記吸込みパイプ内に挿入された毛細管の外部への引出し部を設け、冷凍サイクル形成時には、蒸発器側から吸込みパイプ内に挿入した毛細管を前記引出し部から外部に引き出した後に吸込みパイプと圧縮機の接続パイプとを接続させるようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
3. 接続パイプの延出端部に吸込みパイプの端部と接続する拡管部を形成し、吸込みパイプ内部からの毛細管の引出し穴を、前記接続パイプの拡管部から外れた管壁に穿設したことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
4. 接続パイプにおける毛細管の引出し穴を、接続パイプの拡管部から外れた管壁および拡管部に至る外方への傾斜部に亙って形成した長穴としたことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
5. 接続パイプの延出端部に吸込みパイプの端部と接続する拡管部を形成し、吸込みパイプ内部からの毛細管の引出し部を、前記接続パイプの拡管部の先端部に開口し拡管部から外れた管壁に至る切欠溝としたことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
6. 吸込みパイプの一端部近傍の管壁に穿設した挿入口から毛細管を管内に挿入するとともに、前記吸込みパイプの一端側から吸込みパイプの内径よりわずかに小径とした円柱体の一部の円弧面を切除して長手方向に亙る平面とした位置決め用のジグを嵌入し、前記吸込みパイプの内壁と前記ジグの平面部によって毛細管を吸込みパイプの内壁に保持させた状態で、吸込みパイプの他端部から外部に引き出した毛細管とともに吸込みパイプと接続パイプとをロー付けして固定するようにしたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。

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