JP2012087947A - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、冷蔵庫に関するものである。 Embodiments of the present invention relate to refrigerators.
従来、冷蔵庫に用いられている冷凍サイクルに流れる冷媒流量の調整は、電磁弁とキャピラリチューブの内径で行っている。冷蔵庫に対する熱負荷の変動等によって、このキャピラリチューブの最適な径は理論上は変化するが、キャピラリチューブの内径は可変にできないため、低負荷運転時に最適なサイクル効率になるようにキャピラリチューブの内径は設計されている。そして、このキャピラリチューブに電磁弁を接続して、この電磁弁の弁出口の開度を調整することで、サイクル効率の最適化を行っている。 Conventionally, the flow rate of the refrigerant flowing in the refrigeration cycle used in the refrigerator is adjusted by the inner diameters of the solenoid valve and the capillary tube. Although the optimum diameter of this capillary tube theoretically changes due to fluctuations in the heat load on the refrigerator, etc., the inside diameter of the capillary tube cannot be made variable, so that the inside diameter of the capillary tube can be optimized for low cycle operation. Is designed. The cycle efficiency is optimized by connecting a solenoid valve to the capillary tube and adjusting the opening degree of the valve outlet of the solenoid valve.
しかし、キャピラリチューブの内径の断面積が、電磁弁の弁出口の最大開度の開口面積よりも小さい場合には、高負荷運転時において電磁弁の弁出口を最大開度にしてもキャピラリチューブの内径の断面積がその最大開度の開口面積より小さいため、冷媒流量の絞りに対して完全には最適な冷媒流量の調整を行うことができないという問題点があった。 However, if the cross-sectional area of the inner diameter of the capillary tube is smaller than the opening area of the maximum opening of the solenoid valve, even if the valve outlet of the solenoid valve is at the maximum opening during high load operation, the capillary tube Since the cross-sectional area of the inner diameter is smaller than the opening area of the maximum opening, there is a problem that it is not possible to completely adjust the refrigerant flow rate optimally for the throttle of the refrigerant flow rate.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、弁部材によって冷媒流量の調整を行うことでサイクル効率の最適化を行うことができる冷蔵庫を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a refrigerator capable of optimizing cycle efficiency by adjusting the refrigerant flow rate by a valve member.
本発明の実施形態は、コンプレッサと、コンデンサと、前記コンデンサから流れる冷媒流量を弁出口の開度に応じて調整できる弁部材と、前記弁部材の弁出口に接続されたキャピラリチューブと、前記キャピラリチューブに接続されたエバポレータと、を含む冷凍サイクルを有し、前記キャピラリチューブの内径の断面積が、前記弁部材の弁出口の最大開度の開口面積と同じか、又は、それ以上である、ことを特徴とする冷蔵庫である。 An embodiment of the present invention includes a compressor, a condenser, a valve member capable of adjusting a flow rate of refrigerant flowing from the condenser according to an opening degree of a valve outlet, a capillary tube connected to the valve outlet of the valve member, and the capillary An evaporator connected to the tube, and a cross-sectional area of the inner diameter of the capillary tube is equal to or larger than the opening area of the maximum opening of the valve outlet of the valve member, It is the refrigerator characterized by this.
以下、本発明の実施形態の冷蔵庫について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the refrigerator of embodiment of this invention is demonstrated based on drawing.
以下、本発明の実施例1の冷蔵庫1について図1〜図5に基づいて説明する。
Hereinafter, the
(1)冷蔵庫1の構造
冷蔵庫1の構造について図1に基づいて説明する。
(1) Structure of
図1に示すように、冷蔵庫1のキャビネット100は、断熱箱体の内部に貯蔵空間を形成され、水平方向の断熱仕切壁により、貯蔵室である冷凍室201、製氷室202、小型冷凍室から構成される冷凍区画(以下、「F区画」という)2、冷蔵室301、野菜室302から構成される冷蔵区画(以下、「R区画」という)3など複数の貯蔵室に区分されている。なお、小型冷凍室は、製氷室202の横に配されている。
As shown in FIG. 1, the
冷蔵室301の前面には、ヒンジ式の扉301aが配され、野菜室302、冷凍室201、製氷室202、小型冷凍室には、それぞれ引き出し式の扉302a、201a、202aが配されている。
A hinge-type door 301a is arranged on the front surface of the
また、キャビネット100の背面には、制御部102を内蔵した制御基板が配され、冷蔵室301の扉301aの前面には、制御部102を操作するための複数のスイッチ、表示部、外気温センサ105を有した操作パネル104が設けられている。
In addition, a control board incorporating the
キャビネット100の後部には、F区画2を冷却するための冷凍用蒸発器である冷凍用エバポレータ(以下、「Fエバ」という)4と、F区画2の冷気を循環するための冷凍用送風ファン(以下、「Fファン」という)6と、R区画3を冷却するための冷蔵用蒸発器である冷蔵用エバポレータ(以下、「Rエバ」という)5と、R区画3の冷気を循環するための冷蔵用送風ファン(以下、「Rファン」という)7が設けられている。各貯蔵室は、Fエバ4、Rエバ5、Fファン6及びRファン7によってそれぞれ所定の設定温度に冷却保持されるものであり、Fエバ4、Rエバ5は、キャビネット100の背面下部の機械室8に設置したコンプレッサ(圧縮機)9から供給される冷媒によって冷却される。
At the rear of the
冷蔵室301の背面には、R区画3の庫内温度を検出するRセンサ106が配され、冷蔵室201の背面には、F区画2の庫内温度を検出するFセンサ108が配されている。
An
(2)冷凍サイクル50の構成
次に、冷蔵庫1の冷凍サイクル50の構成について図2に基づいて説明する。
(2) Configuration of
図2に示すように、冷凍サイクル50は、高温高圧の冷媒ガスを吐出するコンプレッサ9、このコンプレッサ9から吐出される冷媒ガスを受けて放熱液化するコンデンサ(凝縮器)10、このコンデンサ10の出口側に設けられて冷媒流路を切り替える三方弁11、Fエバ4、Rエバ5、Fエバ4とRエバ5のための絞り手段としての冷凍用キャピラリーチューブ(冷凍用減圧装置、以下、「Fキャピラリーチューブ」という)12及び冷蔵用キャピラリーチューブ(冷蔵用減圧装置、以下、「Rキャピラリーチューブ」という)13、逆止弁14とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
弁部材の一つである三方弁11は、コンデンサ10の出口側に設けられてFエバ4及びRエバ5への冷媒流路の切り替えと共に流量を絞り制御できる膨張弁としても機能する。コンプレッサ9とコンデンサ10と三方弁11とは、直列に接続され、三方弁11の冷凍側出口(以下、「F出口」という)にFキャピラリーチューブ12とFエバ4と逆止弁14とが直列に接続され、三方弁11の冷蔵側出口(以下、「R出口」という)にRキャピラリーチューブ13とRエバ5とが直列に接続されている。逆止弁14の出口側に接続された配管とRエバ5の出口側に接続された配管とが合流し、サクションパイプ(吸い込み管)15としてコンプレッサ9へ接続されている。したがって、三方弁11のF出口からFキャピラリーチューブ12を介して接続された低温側のFエバ4と、三方弁11のR出口からRキャピラリーチューブ13を介して接続された高温側のRエバ5とは、並列に接続されている。Fキャピラリーチューブ12とRキャピラリーチューブ13とは、サクションパイプ15と対向流熱交換器を構成するように半田付けした状態でキャビネット100を構成する断熱材(ウレタン)の中に埋設されている。
The three-
Fエバ4には、その温度を検出するFエバセンサ110が設けられ、Rエバ5には、その温度を検出するRエバセンサ112が設けられている。
The F EVA 4 is provided with an
(3)機械室8の構造
次に、機械室8の構造について図3に基づいて説明する。
(3) Structure of the machine room 8 Next, the structure of the machine room 8 is demonstrated based on FIG.
図3に示すように、機械室8に設置されたコンプレッサ9は、キャビネット100の幅方向にわたって設けたコンプ台16の右側に弾性部材を介して取り付けられている。コンプ台16の左側には、放熱用の送風ファン(以下、「Cファン」という)18、コンデンサ10及び除霜水を蒸発させる蒸発皿19などが設置されている。Cファン18は、ファンケーシング20に取り付けられ、軸流が機械室8の前後方向となるように配置されている。ファンケーシング20の下端前方のコンプ台16には、図4に示すように、ファンケーシング20の幅に沿って外気の吸気口21が開口している。Cファン18の後方には、下端部をCファン18に対向させてコンデンサ10が配置されている。このコンデンサ10は、キャビネット100の背面に形成され機械室8より上方へ延出する凹部22に沿うように立設されている。
As shown in FIG. 3, the compressor 9 installed in the machine room 8 is attached to the right side of the
(4)三方弁11の構造
次に、冷凍サイクル50の三方弁11について図5に基づいて説明する。
(4) Structure of the three-
図4に示すように、三方弁11は、弁ケース31の底部に設けられた弁座32と、この弁座32の上部に配置される弁体33とを有している。
As shown in FIG. 4, the three-
弁座32には、Rエバ5側へ冷媒が流れ出るR出口32Rと、Fエバ4側へ冷媒が流れ出るF出口32Fと、コンデンサ10から冷媒が流れ込む流入口34とが形成されている。
The
弁体33は、弁座32に形成されたR出口32R及びF出口32Fを覆うように弁座32の上部に配置され、パルス制御されるステッピングモータ(不図示)によって角度制御可能に回動される。また、弁体33には、R溝33R及びF溝33Fが、互いに回転軸33aからの距離を相違させ、かつ、周方向の位置をずらして肉厚段部33bの下面に形成されている。
The
ステッピングモータによって弁体33が、所定方向(本実施例では図5における矢符Kで示す時計回りの方向)へ所定角度回動することで、R溝33R及びR出口32R、又は、F溝33F及びF出口32Fが上下に重なり連通したり、いずれのF溝33R,R溝33FもF出口32R,R出口32Fに重なり合わずF出口32R,F出口32Fが弁体33によって閉鎖されたりする。
The
R溝33RとR出口32Rとが連通すると、流入口34から弁ケース31内に流入した冷媒が、肉厚段部33bの開放端縁からR溝33Rの内に浸入し、R出口32Rから流出してRキャピラリーチューブ13及びRエバ5に導入される。
When the
F溝33FとF出口32Fとが連通すると、流入口34から弁ケース31内に流入した冷媒が、肉厚段部33bの開放端縁からF溝33Fの内に浸入し、F出口32Fから流出してFキャピラリーチューブ12及びFエバ4に導入される。
When the
F出口32F,R出口32Rが弁体33の肉厚段部33bによって閉鎖されるとFエバ4、Rエバ5への冷媒供給を遮断される。
When the
さらに、R溝33Rは、回転方向の前端から後端に向かうにしたがって断面積が漸次拡大するように形成されており、ステッピングモータによって弁体33の回動角度を制御することで、R溝33RとR出口32Rとが重なり合う面積を変更できる。これにより、R出口32Rの開度を調整してRエバ5に供給する冷媒流量を、全閉から全開まで絞り調整できる。
Further, the
また、F溝33Fについても、R溝33Rと同様、回転方向の前端から後端に向かうにしたがって断面積が漸次拡大するように形成されており、ステッピングモータによって弁体33の回動角度を制御することで、F出口32Fの開度を調整してFエバ4に供給する冷媒流量を、全閉から全開まで絞り調整できる。
Also, the
また、三方弁11のR出口32Fの最大開度の開口面積と、Rキャピラリチューブ13の内径の断面積とを比較した場合に、Rキャピラリチューブ13の内径の断面積が、R出口32Rの最大開度の開口面積よりも大きいか、又は、同じに形成されている。F出口32Fの最大開度の開口面積と、Fキャピラリチューブ12の内径の断面積とを比較した場合には、Fキャピラリチューブ12の内径の断面積が、F出口32Fの最大開度の開口面積よりも大きか、又は、同じに形成されている。また、Rキャピラリチューブ13の内径とFキャピラリチューブ12の内径とを比較した場合に、Rキャピラリチューブ13の内径が、Fキャピラリチューブ12の内径よりも大きく形成されている。
Further, when the opening area of the maximum opening of the
なお、三方弁11は、上記のようなステッピングモータによって動作する弁部材に限らず、電磁式に2つの弁出口の開度を制御する電磁弁でもよい。
The three-
(5)冷蔵庫1の電気的構成
次に、冷蔵庫1の電気的構成について、図5のブロック図に基づいて説明する。
(5) Electrical configuration of
図5に示すように、制御基板に設けられた制御部102は、マイクロコンピュータより構成され、コンプレッサ9のモータ、Rファン7、Fファン6、Cファン18が接続されている。また、冷蔵室301の扉301aに設けられた操作パネル104、操作パネル104に設けられた外気温センサ105、三方弁11のステッピングモータ、Rセンサ106、Fセンサ108、Rエバセンサ112、Fエバセンサ110も接続されている。
As shown in FIG. 5, the
(6)冷却モード
上記構成の冷蔵庫1では、制御部102が、F区画2やR区画3に設けられたRセンサ106、Fセンサ108の検知した庫内温度に基づいて、三方弁11のステッピングモータを回転させて、F出口32R,R出口32Fの開度を制御することにより、Rエバ5のみに冷媒を流すことでR区画3を冷却する冷蔵冷却モード(以下、「Rモード」いう)と、Fエバ4のみに冷媒を流すことでF区画2を冷却する冷凍冷却モード(以下、「Fモード」いう)を実行する。
(6) Cooling mode In the
制御部102が、Fモードを実行する場合は、例えば、冷凍室201内部に食品を入れて、Fセンサ108が検知した庫内温度が、所定温度以上になった場合に、Fモードを実行する。また、冷蔵室301に食品を入れて、Rセンサ106の検知した庫内温度が所定温度以上になったときにRモードを実行する。制御部102は、Rエバセンサ112、Fエバセンサ110の検知温度によっても、Rモード、又は、Fモードの実行を行う。
When the
制御部102がRモードにおいてR出口32Rを最大開度にして冷媒を流した場合、Rキャピラリチューブ13の内径の断面積が、R出口32Rの最大開度の開口面積と同じ、又は、それ以上であるため、Rキャピラリチューブ13によって冷媒流量が制限されることなく、R出口32Rの開度のみに冷媒流量を依存させることができ、冷凍サイクル50のサイクル効率の最適化を三方弁11の調整のみで行うことができる。
When the
また、制御部102がFモードにおいてF出口32Fを最大開度にして冷媒を流した場合、Fキャピラリチューブ12の内径の断面積が、F出口32Fの最大開度の開口面積と同じ、又は、それ以上であるため、Fキャピラリチューブ12によって冷媒流量が制限されることなく、F出口32Fの開度のみによって冷媒流量を調整できる。
Further, when the
そのため、制御部102が三方弁11の2つの弁出口32R、32Fの開度を、Rセンサ106、Fセンサ108、Rエバセンサ112及びFエバセンサ110によって検知した庫内温度によってリアルタイムに制御することにより、サイクル効率をリアルタイムに調整でき、最適化を行うことができる。
Therefore, the
(7)効果
上記構成の冷蔵庫1であると、Rキャピラリチューブ13の内径の断面積がR出口32Rの最大開度の開口面積と同じ、又は、それ以上であるため、また、F出口32Fの最大開度の開口面積がFキャピラリチューブ12の内径の断面積と同じ、又は、それ以上であるため、R出口32RとF出口32Fの開度を調整することによって、冷凍サイクル50のサイクル効率の最適化を行うことができる。
(7) Effect Since the cross-sectional area of the inner diameter of the
また、Rセンサ106、Fセンサ108、Rエバセンサ112、Fエバセンサ110によって検知した庫内温度によって冷蔵庫1の温度変動に対してリアルタイムに調整することで、サイクル効率の最適化もリアルタイムで行うことができる。
Further, by adjusting in real time the temperature fluctuation of the
また、Rキャピラリチューブ13の内径がFキャピラリチューブ12の内径よりも大きいため、Rエバ5に対し、Fエバよりも多くの冷媒流量を流すことができる。
Further, since the inner diameter of the
本発明の実施例2の冷蔵庫1について図6に基づいて説明する。
The
実施例1では、Fエバ4とRエバ5の2台のエバポレータを設けた冷凍サイクル50で説明したが、本実施例においては、1台のエバポレータ(以下、単に「エバ」という)52を有する場合である。
In the first embodiment, the
図6に示すように、本実施例の冷凍サイクル50は、コンプレッサ9、コンデンサ10、冷媒流量調整装置である弁部材の一つである電磁弁54、キャピラリチューブ56、エバ52が接続され、コンプレッサ9に冷媒が循環する。
As shown in FIG. 6, the
この場合に、キャピラリチューブ56の内径の断面積が、電磁弁54の弁出口の最大開度の開口面積と同じ、又は、それ以上で設計されている。
In this case, the cross-sectional area of the inner diameter of the
そのため、エバ52を冷却する場合に、電磁弁54の弁出口を最大開度にして冷媒を流しても、キャピラリチューブ56によって制限されることなく、電磁弁54のみによってサイクル効率の最適化を図ることができる。
Therefore, when the
請求項1に係る実施形態の冷蔵庫であると、キャピラリチューブの内径の断面積が、弁部材の弁出口の最大開度の開口面積と同じ、又は、それ以上であるため、弁部材の弁出口の開度のみによって冷媒流量を調整でき、冷凍サイクルのサイクル効率の最適化を図ることができる。
In the refrigerator of the embodiment according to
請求項2に係る実施形態の冷蔵庫であると、2つのキャピラリチューブの内径の断面積が、三方弁における各弁出口の最大開度の開口面積よりも同じ、又は、それ以上であるため、三方弁の制御によってのみ冷媒流量を調整でき、冷凍サイクルのサイクル効率を図ることができる。
In the refrigerator of the embodiment according to
請求項3に係る実施形態の冷蔵庫であると、冷蔵用キャピラリチューブの内径が冷凍用キャピラリチューブの内径以上であるため、冷蔵用エバポレータへ冷凍用エバポレータよりも多くの冷媒流量を流すことができる。 In the refrigerator according to the embodiment of the third aspect, since the inner diameter of the refrigeration capillary tube is equal to or larger than the inner diameter of the refrigeration capillary tube, a larger refrigerant flow rate can flow to the refrigeration evaporator than the refrigeration evaporator.
上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・冷蔵庫、2・・・F区画、3・・・R区画、4・・・Fエバ、5・・・Rエバ、6・・・Fファン、7・・・Rファン、8・・・機械室、9・・・コンプレッサ、11・・・三方弁、12・・・Fキャピラリチューブ、13・・・Rキャピラリチューブ、32R・・・R出口、32F・・・F出口、50・・・冷凍サイクル 1 ... Refrigerator, 2 ... F compartment, 3 ... R compartment, 4 ... F EVA, 5 ... R EVA, 6 ... F fan, 7 ... R fan, 8. .. Machine room, 9 ... Compressor, 11 ... 3-way valve, 12 ... F capillary tube, 13 ... R capillary tube, 32R ... R outlet, 32F ... F outlet, 50 ..Refrigeration cycle
Claims (3)
コンデンサと、
前記コンデンサから流れる冷媒流量を弁出口の開度に応じて調整できる弁部材と、
前記弁部材の弁出口に接続されたキャピラリチューブと、
前記キャピラリチューブに接続されたエバポレータと、
を含む冷凍サイクルを有し、
前記キャピラリチューブの内径の断面積が、前記弁部材の弁出口の最大開度の開口面積と同じか、又は、それ以上である、
ことを特徴とする冷蔵庫。 A compressor,
A capacitor,
A valve member capable of adjusting the flow rate of refrigerant flowing from the condenser according to the opening degree of the valve outlet;
A capillary tube connected to the valve outlet of the valve member;
An evaporator connected to the capillary tube;
Having a refrigeration cycle comprising
The cross-sectional area of the inner diameter of the capillary tube is equal to or larger than the opening area of the maximum opening of the valve outlet of the valve member,
A refrigerator characterized by that.
前記本体の冷凍区画を冷却する冷凍用エバポレータが、冷凍用キャピラリチューブに接続され、
前記弁部材が三方弁であって、前記三方弁の第1の弁出口に前記冷蔵用キャピラリチューブが接続され、前記三方弁の第2の弁出口に前記冷凍用キャピラリチューブが接続され、
前記冷蔵用キャピラリチューブの内径の断面積と前記冷凍用キャピラリチューブの内径の断面積が、前記三方弁の各弁出口のそれぞれの最大開度の開口面積と同じか、又は、それ以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。 A refrigeration evaporator for cooling the refrigeration compartment of the main body of the refrigerator is connected to the refrigeration capillary tube,
A freezing evaporator for cooling the freezing compartment of the main body is connected to the freezing capillary tube,
The valve member is a three-way valve, the refrigeration capillary tube is connected to a first valve outlet of the three-way valve, and the refrigeration capillary tube is connected to a second valve outlet of the three-way valve;
The cross-sectional area of the inner diameter of the capillary tube for refrigeration and the cross-sectional area of the inner diameter of the capillary tube for refrigeration are equal to or larger than the opening area of each maximum opening of each valve outlet of the three-way valve,
The refrigerator according to claim 1.
ことを特徴とした請求項2記載の冷蔵庫。 An inner diameter of the refrigeration capillary tube is formed larger than an inner diameter of the refrigeration capillary tube.
The refrigerator of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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KR20140113077A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-24 | 엘지전자 주식회사 | Refrigerator |
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