JP2010196984A

JP2010196984A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2010196984A
Application number: JP2009042692A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Noguchi; 明裕野口; Jun Yamashita; 潤山下
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】構造を簡潔にすると共に直冷式蒸発器の冷却能力の制御を可能とする。
【解決手段】少なくとも１つ以上の貯蔵室３，５を有する冷蔵庫本体１と圧縮機２５から吐出された冷媒が凝縮器２７、絞り装置２９、第１、第２の蒸発器１９，２１を通り、再び圧縮機２５に戻る冷凍サイクルとを有する一方、前記第１の蒸発器１９を、ファン４１の回転により周囲の空気と熱交換して前記貯蔵室３を冷却する間接冷却式蒸発器にする。第２の蒸発器２１を、前記第１の蒸発器１９の下流に位置する直列配置として液冷媒を蓄えるアキュームレータ機能を備えた直接冷却式蒸発器とする。
【選択図】図１

Description

本発明は間冷式と直冷式の蒸発器を備えた冷蔵庫に関する。

一般に間冷式と呼ばれる蒸発器は、ファンによってフィンとフィンの間を空気が通過する時に冷媒管を流れる冷媒との間で熱交換が行なわれることで、庫内冷却用の冷却風となる手段となっている。

直冷式と呼ばれる蒸発器は、庫内壁面を構成する金属製の冷却面を備え、冷却面を介して庫内冷却が行なわれる手段となっていて、冷却風によって庫内を冷却する間冷式の蒸発器に比べて庫内乾燥が抑えられるメリットを有する。

間冷式の蒸発器と直冷式の蒸発器は、同じ冷凍サイクル内で組合せて使用する時に直列接続と並列接続がある。

直列接続の場合、例えば、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器，絞り装置，間冷式蒸発器，直冷式蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成するもので、これに近い手段として特許文献１が公知となっている。

一方、並列接続の場合、例えば、切替弁を切替えることで、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器，絞り装置，間冷式蒸発器を通り再び圧縮機に戻る冷凍サイクルと、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器，絞り装置，直冷式蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成するもので、これに近い手段として特許文献２が公知となっている。

特開２００４−１３２６１８号公報特開２００１−１５３５２９号公報

間冷式及び直冷式の各蒸発器の冷却能力は、例えば、内部を流れる冷媒流量によって左右され、適正な冷媒流量が求められる。各蒸発器は一緒に運転する組合せ運転時、あるいは、いずれか一方の単独運転時において冷媒流量の過不足が起こる。冷媒流量の過不足は適正な冷却運転時の阻害因子となるため、これを解消する一手段として液冷媒を一時的に貯留するアキュームレータが有効であるが、前者及び後者にあってはアキュームレータを独立して設ける手段を採用している。

前者及び後者はいずれもアキュームレータを独立して設ける技術手段となっているために冷媒配管が長くなることと、部品の増加につながる等配置構造の複雑化を招く。しかも、コスト面においても望ましくない。

そこで、本発明にあっては構造を簡潔にできると共に直冷式蒸発器の冷却能力の制御を可能とする冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明にあっては、少なくとも１つ以上の貯蔵室を有する冷蔵庫本体と圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り装置、第１、第２の蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルとを有し、前記第１の蒸発器を、ファンの回転により周囲の空気と熱交換して前記貯蔵室を冷却する間接冷却式蒸発器にすると共に、第２の蒸発器を、前記第１の蒸発器の下流に位置する直列配置として液冷媒を蓄えるアキュームレータ機能を備えた直接冷却式蒸発器とすることを特徴とする。

本発明を実施するにあたって、第１には、前記第１の蒸発器を、貯蔵室となる冷蔵室用として使用する一方、第２の蒸発器を、野菜室用として使用することが望ましい。

第２には、前記第２の蒸発器を、一方の面が冷却面となる金属板と金属板の間に形成された貯留部とその貯留部に設けられた冷媒配管の入口部及び出口部とを備えた形状とすることが望ましい。

第３には、前記第２の蒸発器内に蓄えられる冷媒液面を、前記第１の蒸発器のファン回転数に対応して上下動させるようにすることが望ましい。

本発明によれば、アキュームレータ機能を備えた第２の蒸発器によって独立したアキュームレータが不用となりその分、構造を簡潔にできる。

一方、運転モード時において第１の蒸発器により熱交換された冷気により貯蔵室内の庫内冷却を行なうことができる。また、第２の蒸発器により熱交換された冷気により貯蔵室内の庫内冷却を行なうことができる。しかも、各蒸発器を一緒に運転する組合せ運転時、あるいは、いずれか一方の運転モード時に循環冷媒量に過不足が起きても液冷媒を蓄えるアキュームレータ機能を備えた第２の蒸発器によって過不足のない正常な冷媒循環量を得ることができる。さらに、貯留される冷媒液面が高い時は潜熱の熱エネルギー総量も大となり大きい冷却能力の向上につなげることができる。

また、冷媒液面が低い時は潜熱の熱エネルギー総量も小となり小さい冷却能力となる等冷媒液面の上下動によって冷却能力の制御が可能となる。

本発明にかかる冷蔵庫の冷凍サイクルの概要構成図。直接冷却式蒸発器となる第２の蒸発器の概要説明図。冷蔵庫の概要切断側面図。間接冷却式蒸発器となる第１、第３の蒸発器の一部分の具体的な構造を示した概要説明図。冷凍室用の第３の蒸発器が省略された図１と同様の冷凍サイクルの概要構成図。

以下、図１乃至図４の図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は本発明にかかる冷蔵庫の冷凍サイクルの概要構成図、図２は第２の蒸発器の概要説明図、図３は本発明にかかる冷蔵庫の概要切断側面図をそれぞれ示している。

図３において冷蔵庫本体１は、上から順に貯蔵室となる冷蔵室３、野菜室５、第１、第２の冷凍室７、９となっている。

冷蔵室３の前方はヒンジ（図示していない）を支点として開閉する開閉扉１１となっていて、開閉扉１１を開けることで食品等の出し入れが可能となる。

野菜室５と第１、第２の冷凍室７、９の前方は引き出し式の引き出し扉１３、１５、１７となっていて、各引き出し扉１３、１５、１７を引き出すことで野菜や冷凍食品等の出し入れが可能となる。

冷蔵室３の後には第１の蒸発器１９が、野菜室５の後には第２の蒸発器２１が、第２の冷凍室９の後には第３の蒸発器２３がそれぞれ設けられ、図１に示す如く圧縮機２５、凝縮器２７、キャピラリチューブを採用した各絞り装置２９、３１とによって冷凍サイクルを構成している。

第３の蒸発器２３は所定の間隔に配置されたフィンとフィンの間を貫通した冷媒が流れる冷媒配管（いずれも図示していない）とにより構成され、冷凍用のファン３３の回転によりフィンとフィンの間を空気が通過する時に熱交換が行なわれ冷気となった冷却風が庫内へ吹き出される冷凍室７、９用の間接冷却式蒸発器となっている。

したがって、第３の蒸発器２３にあっては切替弁３５を切替えることで矢印点線で示す如く圧縮機２５から吐出された冷媒は凝縮器２７、絞り装置２９、第３の蒸発器２３を通り、再び圧縮機２５に戻る冷凍サイクルが構成される。

一方、第１の蒸発器１９は、図４に示す如く所定の間隔に配置されたフィン３７とフィン３７の間を貫通した冷媒が流れる冷媒配管３９とファン４１とを有している。

第１の蒸発器１９は、ファン４１の回転によってフィン３７とフィン３７の間を空気が通過する時に熱交換が行なわれ冷気となった冷却風が庫内へ吹き出される冷蔵室３用の間接冷却式蒸発器となっている。

ファン４１は、庫内に設けられた検知センサ４３からの検知信号及び運転モードに対応して切替える制御パネル（図示していない）からの運転信号に基づいて高速から低速までの回転制御が可能となる。

ファン４１の高速回転時は冷媒の蒸発が促進され第１の蒸発器１９において液冷媒に比べてガス冷媒の比率が大となる。

また、低速回転時は冷媒の蒸発はあまり促進されずガス冷媒に比べて液冷媒の比率が大となり、液冷媒の比率の大、小に対応して下流に配置された第２の蒸発器２１に流れる冷媒流量も変化するようになっている。

第２の蒸発器２１は、冷却面となる庫内壁面を介して庫内冷却が行なわれる直接冷却式蒸発器となっている。

具体的には、図２及び図３に示す如く第２の蒸発器２１は野菜室５の後方壁面を構成する冷却面となる一方の金属板４５と他方の金属板４７の間に形成された貯留部４９とその貯留部４９に対向して設けられた冷媒配管３７の入口部３７ａと出口部３７ｂとを備えた形状となっている。

したがって、第２の蒸発器２１にあっては切替弁３５を切替えることで矢印実線で示す如く圧縮機２５から吐出された冷媒は凝縮器２７、絞り装置２９、第１の蒸発器１９、続いて第２の蒸発器２１、第３の蒸発器２３を通り、再び圧縮機２５に戻る冷凍サイクルが構成される。

なお、第２の蒸発器２１は金属板と金属板の間に冷媒管入口部と出口部とをセットし周囲を接着した後、内部に空気を入れて膨らませ貯留部を形成するロールボンド熱交換器とすることも可能である。

一方の金属板４５が冷却面となる貯留部４９は液冷媒を貯留するアキュームレータ機能を有し、運転モードに対応して冷媒液面Ｐは上下動する。

冷媒液面Ｐは冷却能力に関係する潜熱の熱エネルギー総量につながり、冷媒液面Ｐが高いＨ時は潜熱の熱エネルギー総量は大、冷媒液面Ｐが低いＬ時は潜熱の熱エネルギー総量は小となる。

貯留部４９内の冷媒液面Ｐは、例えば、第１の蒸発器１９のファン４１の回転数に対応した冷媒の蒸発量によって左右され、高速回転時の冷媒液面Ｐは「低」、低速回転時の冷媒液面Ｐは「高」となる。

このように構成された本発明によれば、冷蔵室３及び野菜室５の運転モード時において冷媒は間接冷却式蒸発器となる第１の蒸発器１９、直接冷却式蒸発器となる第２の蒸発器２１を通過する冷凍サイクルによって、冷蔵室３、野菜室５の冷却が行なえる。この時、乾燥を嫌う野菜室５内は庫内壁面となる冷却面を介して冷却される直接冷却となるため乾燥を抑えた庫内冷却を行なえる。しかも、第２の蒸発器２１によって独立したアキュームレータが不用となるため構造が簡潔となる。

一方、運転モード時において循環冷媒量に過不足が起きても液冷媒を蓄えるアキュームレータ機能を備えた第２の蒸発器２１によって過不足のない正常な冷媒循環量が得られる。

さらに、貯留される冷媒液面Ｐが高い時は潜熱の熱エネルギー総量も大となり大きい冷却能力が、また、冷媒液面Ｐが低い時は潜熱の熱エネルギー総量も小となり小さい冷却能力が確保され、冷媒液面Ｐの上下動によって冷却能力の制御が可能となる。

なお、本発明を実施するにあたって図５に示す如く冷凍室が省略された冷蔵室３と野菜室５とを備えた冷蔵庫に適用することも可能である。この実施形態の場合には切替弁３５と併せて独立したアキュームレータが不用となるため構造をさらに簡潔にできるメリットが得られる。

１冷蔵庫本体
３冷蔵室（貯蔵室）
５野菜室（貯蔵室）
７、９冷凍室（貯蔵室）
１９第１の蒸発器
２１第２の蒸発器
２３第３の蒸発器
２５圧縮機
２７凝縮器
２９、３１絞り装置
３５切替弁
３７冷媒配管
３７ａ入口部
３７ｂ出口部
４１ファン
４５、４７金属板
４９貯留部
Ｐ冷媒液面

Claims

少なくとも１つ以上の貯蔵室を有する冷蔵庫本体と圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、絞り装置、第１、第２の蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルとを有し、
前記第１の蒸発器を、ファンの回転により周囲の空気と熱交換して前記貯蔵室を冷却する間接冷却式蒸発器にすると共に、第２の蒸発器を、前記第１の蒸発器の下流に位置する直列配置として液冷媒を蓄えるアキュームレータ機能を備えた直接冷却式蒸発器とすることを特徴とする冷蔵庫。
前記第１の蒸発器は、貯蔵室となる冷蔵室用及び野菜室用として使用する一方、第２の蒸発器は、冷凍室用として使用することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
前記第２の蒸発器は、一方の面が冷却面となる金属板と金属板の間に形成された貯留部とその貯留部に設けられた冷媒配管の入口部及び出口部とを備えた形状となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の冷蔵庫。
前記第２の蒸発器内に蓄えられる冷媒液面は、前記第１の蒸発器のファン回転数に対応して上下動することを特徴とする請求項１、２、３いずれかに記載の冷蔵庫。