JP2018185054A - Cooling storage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷蔵庫、冷凍庫等の貯蔵室の内部を冷却する冷却庫であって、熱交換器の除霜を行うことができる冷却庫に関するものである。 The present invention relates to a refrigerator that cools the inside of a storage room such as a refrigerator or a freezer and that can defrost a heat exchanger.
従来の冷蔵庫には、上方から冷蔵室、製氷室、上段冷凍室、下段冷凍室、野菜室から構成されているものがある。従来の冷蔵庫は、下段冷凍室の略背部に備えた冷却器収納室内に冷却器が設けられている。冷却器の上方に設けた庫内ファンにより、冷却器と熱交換した冷気が冷蔵室冷気ダクト、上段冷凍室冷気ダクト、下段冷凍室送風ダクト、および製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室、上段冷凍室、下段冷凍室、製氷室の各貯蔵室へそれぞれ送られる。そして、冷蔵庫には、冷却器、およびその周辺部の冷却器収納室に成長した霜を解かす除霜ヒータが設けられている(例えば、特許文献1)。 Some conventional refrigerators include a refrigerator room, an ice making room, an upper freezer room, a lower freezer room, and a vegetable room from above. In the conventional refrigerator, a cooler is provided in a cooler housing chamber provided substantially at the back of the lower freezer compartment. The cooler that has exchanged heat with the cooler by the internal fan provided above the cooler passes through the refrigerator compartment, the upper freezer compartment cooler duct, the lower freezer compartment air duct, and the ice making compartment blower duct through the refrigerator compartment, upper stage It is sent to the freezer compartment, the lower freezer compartment, and the ice compartment. The refrigerator is provided with a cooler and a defrosting heater that defrosts the frost that has grown in the cooler storage chamber in the periphery thereof (for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の冷蔵庫では、冷却器と熱交換した冷気を発生させるための電力に加えて除霜ヒータを動作させるための電力も必要であり、省電力化が困難である。 However, in the conventional refrigerator, in addition to the electric power for generating the cold air exchanged with the cooler, the electric power for operating the defrost heater is also necessary, and it is difficult to save power.
そこで、本発明は上記のような課題を解決するものであり、消費電力の増加を抑えて冷却用の熱交換器に付着した霜を取り除くことができる冷却庫を提供することを目的とする。 Then, this invention solves the above subjects, and it aims at providing the refrigerator which can suppress the increase in power consumption and can remove the frost adhering to the heat exchanger for cooling.
本発明の例示的な実施形態は、圧縮機と、第1熱交換器と、上流側熱交換部と下流側熱交換部を含む第2熱交換器と、前記第1熱交換器と前記上流側熱交換部とに接続される第1膨張器と、前記上流側熱交換部と前記下流側熱交換部とに接続される第2膨張器と、切替部と、を備え、貯蔵室を前記第2熱交換器で冷却する冷却庫であって、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記第1膨張器、前記上流側熱交換部および前記下流側熱交換部により第1流路が構成され、前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記上流側熱交換部、前記第2膨張器および前記下流側熱交換部により第2流路が構成され、前記切替部が前記第1流路と前記第2流路とを切り替えることを特徴とする。 Exemplary embodiments of the present invention include a compressor, a first heat exchanger, a second heat exchanger including an upstream heat exchanger and a downstream heat exchanger, the first heat exchanger, and the upstream. A first expander connected to the side heat exchange unit, a second expander connected to the upstream heat exchange unit and the downstream heat exchange unit, and a switching unit. A refrigerator that is cooled by a second heat exchanger, wherein a first flow path is formed by the compressor, the first heat exchanger, the first expander, the upstream heat exchange unit, and the downstream heat exchange unit. And the compressor, the first heat exchanger, the upstream heat exchange unit, the second expander, and the downstream heat exchange unit form a second flow path, and the switching unit is the first flow A path and the second flow path are switched.
本発明の例示的な実施形態によると、前記切替部を切り替えるだけで、電気ヒータを用いることなく、第1流路のときに蒸発器として用いられる前記第2熱交換器の加熱を行うことができる。これにより、消費電力の増加を抑えて冷却用の熱交換器に付着した霜を取り除くことができる。 According to an exemplary embodiment of the present invention, heating the second heat exchanger used as an evaporator at the time of the first flow path can be performed only by switching the switching unit without using an electric heater. it can. Thereby, the increase in power consumption can be suppressed and the frost adhering to the heat exchanger for cooling can be removed.
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
<冷却庫の全体構成>
図1は、本発明にかかる冷却庫の断面図である。なお、以下の説明では、図1に示す冷却庫Rfの正面側(図1中左側)を前方とし、前後を定義する。また、図1に示す冷蔵庫Rfの前方に対して、左右を定義する。また、図1に示す冷蔵庫Rfに対して、冷凍室側を上方とし、上下方向を定義する。以下の説明では、この前後方向、左右方向および上下方向を用いて各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この方向の定義により、本発明にかかる冷却庫の向きを限定する意図はない。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Overall configuration of refrigerator>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a refrigerator according to the present invention. In the following description, the front side (left side in FIG. 1) of the refrigerator Rf shown in FIG. Moreover, right and left are defined with respect to the front of the refrigerator Rf shown in FIG. In addition, with respect to the refrigerator Rf shown in FIG. In the following description, the shape and positional relationship of each part will be described using the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction. However, the definition of this direction is not intended to limit the direction of the refrigerator according to the present invention.
図1に示す冷却庫Rfは、箱体1と冷却装置2を備えている。箱体1は、壁部に断熱材料が充填された断熱箱体である。箱体1は、正面側が開口している。冷却装置2は、箱体1の内部に配置されている。
The refrigerator Rf shown in FIG. 1 includes a
箱体1では、内部の空間が断熱材料で充填された板状の仕切棚で上下に仕切られることで、冷凍室102および冷蔵室103が形成されている。冷凍室102の正面には、扉104が設けられる。冷蔵室103の正面には、扉105が設けられている。扉104および扉105の内部には、いずれも箱体1と同様に、断熱材料が充填されている。そして、扉104および扉105は正面側から見て、左右方向の左右一方の端部が回動可能に支持された片開きの扉である。扉104および扉105は、それぞれ冷凍室102および冷蔵室103を開閉する。
In the
なお、扉104、105の構成はこれに限定されるものではない。例えば、扉104、105の構成として、両端に回動可能な支持部を備え中央部分から左右両方に回動する扉や、前後方向にスライドする扉(いわゆる、スライド扉)を採用してもよい。さらに、扉104、105の構成としては、冷凍室102、冷蔵室103を開閉できる構成を広く採用することができる。
The configuration of the
冷凍室102は、貯蔵物を冷凍保存する(例えば、−18℃で保存する)ことができる貯蔵室である。冷蔵室103は貯蔵物を冷凍室102よりも高い温度(例えば、3℃〜5℃)で冷蔵保存する貯蔵室である。なお、各貯蔵室の温度はこれに限定されるものではなく、各貯蔵室に貯蔵される物品の劣化を抑制できる温度に設定されてもよい。また、使用者が必要に応じてあるいは好みに合わせて温度設定できるようになっていてもよい。
The
冷凍室102および冷蔵室103の後方側には、仕切壁106が設けられている。仕切壁106を挟んで冷凍室102の反対側には、第1ダクト107が、設けられている。冷蔵室103の反対側には、第2ダクト108が、設けられている。そして、第1ダクト107と第2ダクト108とは、連通されている。仕切棚101と同じ高さの位置には、第1ダンパ109が備えられている。第1ダンパ109は、軸周りに回動することで開閉する。第1ダンパ109が開状態のときには、第1ダクト107と第2ダクト108が連通状態になる。第1ダンパ109が閉状態のときには、第1ダクト107と第2ダクト108とが仕切られる。
A
仕切壁106には、吹出し口112、戻り口113および戻り口115が設けられている。吹出し口112および戻り口113は、冷凍室102と第1ダクト107とを連通する貫通孔である。吹出し口112は、冷凍室102の上部と連通する。戻り口113は、冷凍室102の下部と連通する。なお、第1ダンパ109が開状態のときに、第1ダンパ109によって戻り口113は閉じられる。戻り口115は、冷蔵室103と第2ダクト108とを連通する貫通孔であり、冷蔵室103の下部と連通する。
The
仕切棚101には、通風ダクト114および第2ダンパ111が設けられている。通風ダクト114は、冷凍室102と冷蔵室103とを連通するダクトである。第2ダンパ111は、通風ダクト114を開閉するダンパである。第2ダンパ111が開状態のときには、通風ダクト114を介して冷凍室102と冷蔵室103が連通状態になる。第2ダンパ11が閉状態のときには、冷凍室102と冷蔵室103とが仕切られる。
The
第1ダクト107の内部には、冷却装置2の後述する上流側熱交換部206と下流側熱交換部207を含む第2熱交換器205とが、配置されている。第2熱交換器205の上部には、ファン110が配置されている。ファン110は、第2熱交換器205の上部に配置される。ファン110は、第1ダクト107内部の上方を流れる気流を第2熱交換器205側に流す。なお、ファン110が第2熱交換器205の上方に配置されることで、後述する除霜運転時に発生する除霜水(すなわち、ドレン水)によるファン110の電装部分への浸水を、抑制することができる。さらに、ファン110の故障や破損を抑制できる。
Inside the
また、冷却装置2は、冷却庫Rfの背面側の下方においては、冷蔵室103と断熱壁(不図示)を挟んで形成される機械室116を備えている。機械室116の内部には、圧縮機201等の冷却装置2を構成する部材の一部が配置される。
In addition, the
<冷却庫の庫内冷却について>
次に冷凍室102および冷蔵室103の冷却について説明する。詳細は後述するが、冷却装置2は、冷凍室102のみあるいは冷凍室102および冷蔵室103の両方を冷却する冷却運転と、第2熱交換器205に付着した霜を取り除く除霜運転と、を行うことができる。ここでは、冷却装置2を冷却運転させ、冷凍室102および冷蔵室103を冷却する場合について説明する。
<About cooling the inside of the refrigerator>
Next, cooling of the
冷却庫Rfでは、第2熱交換器205が冷却器として用いられる。第2熱交換器205の内部には、低温の冷媒が流れている。冷媒が第2熱交換器205の外部の空気と熱交換することで外部の空気を冷却する。この冷却された空気(以下、冷気と称する場合がある)を流動させることで、冷凍室102と冷蔵室103とが、冷却される。冷却庫Rfでは、冷凍室102だけの冷却と、冷凍室102および冷蔵室103の冷却とが可能である。なお、以下の冷却の説明において、冷却装置2は第2熱交換器205を冷却器(すなわち、蒸発器)として用いる冷却運転を行っているものとする。
In the refrigerator Rf, the
冷凍室102だけを冷却する場合について説明する。冷凍室102だけに冷気を流動させるため、まず、第1ダンパ109および第2ダンパ111を閉状態にする。第1ダンパ109を閉状態にすることで、第1ダクト107と第2ダクト108とが仕切られるとともに、戻り口113が開かれる。また、第2ダンパ111を閉状態にすることで、冷凍室102と冷蔵室103とが仕切られる。この状態で、ファン110を駆動すると、第2熱交換器205で生成された冷気は、第1ダクト107を上昇して吹出し口112から冷凍室102に吹出す。
A case where only the
冷凍室102に流入した冷気は、冷凍室102の内部を流動する。このとき、流入した冷気は、冷凍室102の内部の空気および貯蔵物などから熱を奪い、冷凍室102の内部を冷却する。冷凍室102の内部を流動した冷気は、戻り口113から第1ダクトに戻る。冷気は冷凍室102の内部の空気および貯蔵物などを冷却するとき奪った熱で昇温しており、第2熱交換器205により再度冷却される。
The cold air that has flowed into the
以上示したように、冷却装置2は、第2熱交換器205を冷却器として運転するとともに、第1ダンパ109および第2ダンパ111を閉じてファン110を駆動することで、冷凍室102だけを冷却することができる。
As described above, the
冷凍室102および冷蔵室103を冷却する場合、第1ダンパ109および第2ダンパ111を開状態にする。第1ダンパ109を開状態にすることで、第1ダクト107と第2ダクト108とが連通状態になる。また、第1ダンパ109を開状態にすることで、戻り口113が閉じられる。第2ダンパ111を開状態にすることで、通風ダクト114が開き、冷凍室102と冷蔵室103とが連通状態になる。
When cooling the
この状態で、ファン110を駆動すると、第2熱交換器205で生成された冷気は、吹出し口112から冷凍室102の内部を流動して、冷凍室102の内部の空気や貯蔵物などを冷却する。そして、その冷気は、通風ダクト114を介して冷蔵室103に流入する。冷気は冷蔵室103を流動することで、冷蔵室103の内部の空気や貯蔵物などを冷却する。
When the
なお、冷凍室102だけの冷却と、冷凍室102および冷蔵室103の冷却との切替は、例えば、冷凍室102および冷蔵室103に設けられた温度センサで検出した室内温度や外気温、扉の開閉頻度等の情報に基づいて、行われる。しかしながら、冷凍室102だけの冷却と冷凍室102および冷蔵室103の両方の冷却との切替は、これに限定されない。
Note that switching between cooling of only the
冷凍室102および冷蔵室103には、扉104および扉105が設けられている。使用者が、冷凍室102、冷蔵室103の少なくともどちらか一方の内部に物品を貯蔵するとき、あるいは、冷凍室102、冷蔵室103の少なくともどちらか一方から貯蔵している物品を取り出すときに、扉104、扉105の少なくともどちらか一方が開閉される。扉104が開閉されると、冷凍室102の内部の空気よりも高温の空気が、冷凍室102に流入する。また、扉105が開閉されると、冷蔵室103の内部の空気よりも高温の空気が、冷蔵室103に流入する。一般的に空気は、温度が高いほど含有水蒸気量が多い。そのため、温度が高い外部の空気が冷凍室102、冷蔵室103の少なくともどちらか一方に流入すると、水分も一緒に流入して、冷凍室102および冷蔵室103の内部の空気の湿度(相対湿度)が上昇する。
The
湿度が高い空気が冷却運転時の第2熱交換器205に接触すると、空気に含まれる水分が第2熱交換器205に結露し、さらにその結露が冷却されて凍結して霜として第2熱交換器205に付着する。第2熱交換器205に霜が付着すると、第2熱交換器205の冷媒と周囲の空気と間で行われる熱交換の効率が低下する。そのため、冷却装置2は第2熱交換器205の霜を融かす除霜運転を行う。詳細は後述するが、冷却装置2において、除霜運転を行うときには、第2熱交換器205を冷媒の熱で加熱して霜を融解して取り除く。なお、冷却庫Rfの第2熱交換器205の下部には、排水部が設けられる(図示省略)。排水部は霜が融解したことで発生する除霜水(ドレン水)を箱体1の外部に排水する。
When air with high humidity comes into contact with the
(第1実施形態)
<冷却装置の構成について>
次に冷却庫Rfに備えられている冷却装置2について図面を参照して説明する。図2は本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置の冷却運転時の配管図である。冷却庫Rfは冷却装置2を有する。より詳細には、冷却装置2は、圧縮機201、第1熱交換器202、第2熱交換器205、第1膨張器203、第2膨張器204および切替部208を備える。冷却装置2は、圧縮機201、第1熱交換器202、第1膨張器203、第2膨張器204、第2熱交換器205および切替部208を配管で接続している。冷却装置2には、内部に冷媒が封入されており、冷媒を気体または液体に相変化させることで、冷熱を取り出す(すなわち、冷気を生成する)ヒートポンプである。
(First embodiment)
<Configuration of cooling device>
Next, the
第2熱交換器205は、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とを備えている。上流側熱交換部206および下流側熱交換部207の詳細な構造は後述する。図2に示すように、冷却装置2では、圧縮機201、第1熱交換器202、第1膨張器203、上流側熱交換部206、第2膨張器204および下流側熱交換部207がこの順に配管で直列に接続されている。すなわち、冷却庫Rfは、第1熱交換器202と上流側熱交換部206とに接続される第1膨張器203と、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とに接続される第2膨張器204とを備える。
The
切替部208は第1開閉弁209と第2開閉弁210とを備えている。そして、第1熱交換器202と第1膨張器203の間の配管には分岐b11が設けられている。第1膨張器203と上流側熱交換部206との間の配管には分岐b12が設けられている。これらの分岐b11、b12を繋ぐ、すなわち、第1膨張器203をバイパスする配管が設けられており、その配管を開閉するように第1開閉弁209が設けられている。
The
また、上流側熱交換部206と第2膨張器204の間の配管には分岐b21が設けられている。第2膨張器204と圧縮機201との間の配管には分岐b22が設けられている。これらの分岐b21、b22を繋ぐ、すなわち、第2膨張器204をバイパスする配管が設けられており、その配管を開閉するように第2開閉弁210が設けられている。詳細は後述するが、切替部208が第1流路Cp1と第2流路Cp2を切り替える冷却庫Rfである。
Further, a branch b <b> 21 is provided in the pipe between the upstream
圧縮機201は電動機を備えており、冷媒を圧縮し、配管で直列に接続された第1熱交換器202に送る。圧縮機201は、機械室116の内部に配置されている。第1熱交換器202は、凝縮器として利用される。すなわち、第1熱交換器202は、圧縮機201から送られてきた冷媒を外部の空気と熱交換することで、冷却して液化(すなわち、凝縮)する。第1熱交換器202は、冷却庫Rfの箱体1の側壁の外面に面して引き回された配管で構成される。この配管を冷媒が通過することにより、冷媒の熱が冷却庫Rfの外部に排出される。
The
このような構成とすることで、冷却庫Rfの壁面の結露を防止することができる。また、第1熱交換器202は、好ましくは、熱伝導率の高い銅等の金属で形成されている。これにより、第1熱交換器202において、冷媒と外部の空気との間で行われる熱交換の効率を高めることができる。また、第1熱交換器202に用いられる金属としては、銅以外にも、アルミニウム(合金)等の熱伝導率が高い金属が用いられてもよい。なお、第1熱交換器202の構成としては、この構成に限定されるものではなく、空冷式または水冷式の熱交換器であってもよい。
By setting it as such a structure, the dew condensation on the wall surface of the refrigerator Rf can be prevented. The
第1膨張器203および第2膨張器204は、液体の冷媒を断熱膨張させる。本実施形態において、第1膨張器203および第2膨張器204としては、キャピラリーチューブが使用されている。しかしながら、第1膨張器203および第2膨張器204は、これに限定されるものではなく、膨張弁が用いられてもよいし、その他、冷媒を膨張させることができる機器が使用されてもよい。なお、第1膨張器203と第2膨張器204とは、ともに同じ構成(例えば、同じ絞り量を有する構成)であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。
The
例えば、第1膨張器203は主に貯蔵室の冷却時に用いるものであり、冷媒に対して大きな圧力差を発生させることができるもの、すなわち、大きな絞り量を有するものが好ましい。また、第2膨張器204は、圧縮機201に戻る冷媒を蒸発(すなわち、気化)させることができるために必要な圧力差を発生させることができればよい。第1膨張器203よりも冷媒に対する圧力差が小さくてもよい。言い換えると、第2膨張器204の絞り量が第1膨張器203の絞り量よりも少ないものであってもよい。キャピラリーチューブでは、膨張能力の調整を行う方法として、内径を変更する、長さを変更する等を挙げることができるがこれに限定されない。
For example, the
切替部208について説明する。なお、以下の説明における図においては、白抜きの開閉弁が開である状態を示し、黒い塗りつぶしの開閉弁が閉である状態を示している。すなわち、図2に示す冷却装置Rfは、黒い塗りつぶしの第1開閉弁209が閉状態で、白抜きの第2開閉弁210が開状態である。
The
第1開閉弁209が閉じているときには、第1開閉弁209に冷媒は流れない。第1開閉弁209は第1膨張器203よりも流路抵抗(すなわち、冷媒が流れる流路の圧力損失)が小さく、第1開閉弁209が開いているときには冷媒が第1開閉弁209を流れる。つまり、第1開閉弁209が閉じられていると、冷媒は分岐b11から第1膨張器203に流入する。一方、第1開閉弁209が開かれていると、全てあるいはほとんどの冷媒は分岐b11から流路抵抗が小さい第1開閉弁209に流入する。すなわち、第1開閉弁209を開閉させることで、第1熱交換器202から冷媒を第1膨張器203に流入させる制御か、または、第1膨張器203をバイパスして上流側熱交換部206に流入させる制御ができる。
When the first on-off
同様に、第2開閉弁210が閉じているときには、第2開閉弁210に冷媒は流れない。第2開閉弁210は第2膨張器204よりも流路抵抗(すなわち、冷媒が流れる流路の圧力損失)が小さく、第2開閉弁210が開いているときには冷媒が第2開閉弁210を流れる。つまり、第2開閉弁210が閉じられていると、冷媒は分岐b21から第2膨張器204に流入する。一方、第2開閉弁210が開かれていると、全てあるいはほとんどの冷媒は分岐b21から流路抵抗が小さい第2開閉弁210に流入する。すなわち、第2開閉弁210を開閉させることで、上流側熱交換部206から冷媒を第2膨張器204に流入させる制御か、または、第2膨張器204をバイパスして下流側熱交換部207に流入させる制御ができる。
Similarly, when the second on-off
また、冷却庫Rfにおいて、切替部208は、第1膨張器203と並列に配置されて開状態のときに、第1膨張器203よりも流路抵抗が低い第1開閉弁209と、第2膨張器204と並列に配置されて開状態のときに、第2膨張器204よりも流路抵抗が低い第2開閉弁210とを備えている。
Further, in the refrigerator Rf, the
なお、第1開閉弁209および第2開閉弁210の開閉制御は、図示を省略している制御回路からの制御信号に基づいて行われる。
The opening / closing control of the first opening /
<第2熱交換器の構成>
次に第2熱交換器の詳細について説明する。図2に示すように、本発明にかかる冷却装置2では、第2熱交換器205が、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とを組み合わせた構成となっている。ここで、第2熱交換器205について、図面を参照して説明する。図3は、本発明にかかる冷却装置に用いられる第2熱交換器の一例の概略斜視図である。図4は、図3に示す第2熱交換器に備えられた上流側熱交換部の一例の概略側面図である。
<Configuration of second heat exchanger>
Next, the details of the second heat exchanger will be described. As shown in FIG. 2, in the
図3に示すように、第2熱交換器205は、上流側熱交換部206と、上流側熱交換部206の上方に配置される下流側熱交換部207と、を備えている。すなわち、下流側熱交換部207が、上流側熱交換部206よりも上方に配置されている。本実施形態の冷却装置2において、上流側熱交換部206の構成が、下流側熱交換部207の構成と同じである。ここでは、代表して上流側熱交換部206の説明を行う。なお、上流側熱交換部206の大きさは、下流側熱交換部207の大きさと、同じであってもよく、異なっていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、上流側熱交換部206は、プレートフィンチューブ型の熱交換器である。上流側熱交換部206は、冷媒管260と、互いに平行であるとともに鉛直方向(図中V方向)に伸びる複数枚のフィン261と、を備えている。冷媒管260は、直線部分と曲線部分とを有する。冷媒管260は、直線部分と曲線部分とを組わせた形状、すなわち、蛇行形状となっている。このように、冷媒管260の形状が、蛇行形状であるため、冷媒管260における冷媒が流入する容積を大きくすることができる。
As shown in FIG. 4, the upstream
そして、冷媒管260は、直線部分でフィン261を貫通するとともに、フィン261と固着されている。冷媒管260およびフィン261は、熱伝導率が高い材料(例えば、銅、アルミニウムあるいはそれらの合金)で形成されている。冷媒管260の形状が蛇行形状であるため、冷媒管260がフィン261と固着する部分の面積(すなわち、接触する面積)を広く確保することができる。これにより、冷媒管260とフィン261の間の伝熱量を増やすことができ、冷媒管260およびフィン261は同じまたは略同じ温度になる。
The
そのため、冷媒管260内の冷媒と外部の空気との間で熱交換を行うときに、空気は、冷媒管260と接触する部分だけでなく、フィン261と接触している部分でも熱交換(すなわち、冷却)される。これらのことから、上流側熱交換部206では、空気と接触する面積を大きくすることができ、上流側熱交換部206の内部を流れる冷媒と外部の空気との間で行われる熱交換を効率よく行うことができる。すなわち、冷却装置2の冷却運転時において、上流側熱交換部206では多くの冷気を生成することが可能である。
Therefore, when heat exchange is performed between the refrigerant in the
冷媒管260は、冷媒が流入する流入口262と、冷媒が流出する流出口263と、を備えている。図3、図4に示すように、上流側熱交換部206において、流入口262は上流側熱交換部206の下部に設けられている。また、流出口263は上流側熱交換部206の上部に設けられている。
The
なお、上流側熱交換部206は、この形状に限定されるものではない。例えば、冷媒管206は、流入口および流出口の両方が、冷媒管206の上部に設けられており、冷媒管206の下部で折り返す部位を有する構成であってもよい。熱交換器は、冷媒を用いて効果的に熱交換できる構造ならば、特に限定されるものではない。
Note that the upstream
下流側熱交換部207の構成は、上流側熱交換部206の構成と同じである。詳細は省略するが、図3に示すように、下流側熱交換部207は、冷媒管(不図示)と、複数枚のフィン271と、流入口272と、流出口273とを備えている。
The configuration of the downstream
<冷却装置の運転について>
冷却装置2の冷却運転および除霜運転について図面を参照して説明する。図5は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置の除霜運転時の配管図である。冷却装置2は、冷却庫Rfの冷凍室102および冷蔵室103を冷却するときの冷却運転と、第2熱交換器205に付着した霜を取り除く除霜運転と、を切り替えて行う。
<Operation of cooling device>
The cooling operation and defrosting operation of the
まず、冷却運転について説明する。冷却装置2を冷却運転するときには、図2に示すように、冷却装置2では、第1開閉弁209を閉じ、第2開閉弁210を開く。これにより、冷却装置2では、実質的に、圧縮機201、第1熱交換器202、第1膨張器203、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207を順に配管で接続した、第1流路Cp1が構成される。なお、この実施形態において、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207は、それぞれ、蒸発器である。
First, the cooling operation will be described. When the
冷却装置2において、第1流路Cp1が構成されているときに、気体である冷媒は、圧縮機201で圧縮されて、高温高圧のガス状の冷媒(気体)となる。高温高圧のガス状の冷媒は、第1熱交換器202に流入する。第1熱交換器202は、凝縮器として機能するものである。第1熱交換器202は、高温高圧のガス状の冷媒を、冷却して凝縮する。言い換えると、第1熱交換器202は、冷媒の熱を外部の空気と熱交換を行い、ガス状の冷媒を凝縮する。第1熱交換器202では、冷媒の熱を冷却庫Rfの外部に放出する。
In the
上述したように、第1開閉弁209が閉じられているので、第1熱交換器202で凝縮された高圧の液状の冷媒は、分岐b11から第1膨張器203に流入する。第1膨張器203は、キャピラリーチューブを使用している。第1膨張器203において、高圧の液状の冷媒は、減圧されて低圧の液状の冷媒となる。第1膨張器203内において、冷媒は、急激に膨張されるのに伴い、急激に減圧される。そして、減圧された液状の冷媒は、流入口262から上流側熱交換部206に流入する。
As described above, since the first on-off
減圧された液状の冷媒は、上流側熱交換部206の内部で蒸発(すなわち、気化)する。つまり、冷却装置2において第1流路Cp1が構成されているときには、上流側熱交換部206は、蒸発器(すなわち、冷却器)として機能する。液状の冷媒は、上流側熱交換部206で蒸発(すなわち、気化)するときに周囲の空気から気化熱を奪う、すなわち、冷媒は、上流熱交換器206の周囲の空気と熱交換を行う。これにより、上流側熱交換部206で冷気が生成される。そして、ファン110で気流を発生させることで、上流側熱交換部206に連続して空気を送ることができる。その結果、安定して且つ連続して、冷気が生成される。以上のことから、第2熱交換器205で生成された冷気が貯蔵室に入り、貯蔵庫が冷やされる。すなわち、第2熱交換器205により貯蔵室が冷却される。
The decompressed liquid refrigerant evaporates (that is, vaporizes) inside the upstream
第1膨張器203の絞り量と、上流側熱交換部206の冷凍能力との少なくともどちらか一方を調整することで、上流側熱交換部206で生成された冷気の温度が、冷凍室102の冷却が可能な温度となる。なお、冷凍室102の冷却が可能な温度は、冷凍室102の冷凍温度(例えば、−18℃)よりも、低い温度(例えば、−25℃)である。
By adjusting at least one of the throttle amount of the
上述したように、第2開閉弁210が開いている。そのため、流出口263を開して上流側熱交換部206から流出した全てあるいはほとんどの冷媒は、分岐b21から、第2膨張器204よりも、流路抵抗(すなわち、冷媒が流れる流路の圧力損失)が小さい第2開閉弁210を通過して、流入口272から下流側熱交換部207内へ流入する。そして、上流側熱交換部206で蒸発したガス状の冷媒は、下流側熱交換部207を通過して、流出口273から圧縮機201に戻る。
As described above, the second on-off
上流側熱交換部206で蒸発しなかった減圧された液状の冷媒が、下流側熱交換部207に流入する場合もある。流入した減圧された液状の冷媒は、下流側熱交換部207で蒸発する。液状の冷媒が下流側熱交換部207で蒸発するときも、上流側熱交換部206と同様、冷媒は、下流側熱交換部207の周囲の空気と熱交換する。言い換えると、下流側熱交換部207の周囲の空気から熱を奪う。これにより、下流側熱交換部207において、冷気が生成される。
The decompressed liquid refrigerant that has not evaporated in the upstream
なお、下流側熱交換部207に流入する冷媒のガス状の冷媒と液状の冷媒の割合は、上流側熱交換部206の冷凍能力(例えば、容量、フィンの大きさ、フィンの数など)によって変化する。ガス状の冷媒と液状の冷媒のいずれの割合が多い場合であっても、下流側熱交換部207は流出口273からガス状の冷媒を圧縮機201に戻すことができる蒸発能力を有する。
The ratio of the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant flowing into the downstream
冷却装置2において、第1流路Cp1が構成されているときに、第2熱交換器205は、蒸発器、言い換えると、冷却器として機能する。すなわち、上流側熱交換部206あるいは上流側熱交換部206および下流側熱交換部207は、蒸発器(言い換えると、冷却器)として機能する。すなわち、冷却装置2では、第1開閉弁209が閉じられおよび第2開閉弁210が開かれて第1流路Cp1が構成されているときに、圧縮機201が駆動されることで冷却運転になる。
In the
冷却運転時において、第2熱交換器205のフィン261、271の間に空気を流すことで、第2熱交換器205の内部を流れる冷媒と外部の空気との間で行われる熱交換(すなわち、空気の冷却)が効率よく行われる。言い換えると、第2熱交換器205において、フィン261、271の間に空気を流すことで冷気が効率よく生成される。
During the cooling operation, air is passed between the
次に、除霜運転について説明する。上述したように冷却庫Rfでは、扉104および扉105の開閉による外気の流入や貯蔵物からの蒸発などにより、冷却庫Rf内における空気中の湿度が上昇する。そして、冷却庫Rfの運転期間が長くなると、空気中の水分が第2熱交換器205に霜として付着する(すなわち、着霜する)。
Next, the defrosting operation will be described. As described above, in the refrigerator Rf, the humidity in the air in the refrigerator Rf increases due to the inflow of outside air due to the opening and closing of the
しかし、第2熱交換205に着霜するとフィン261、271が目詰まりし、フィン261、271の間に流れる空気の量が減少する。フィン261、271の間に流れる空気の量が減少すると、冷媒と外部の空気との間で行われる熱交換(すなわち、空気の冷却)が効率よく行われにくくなる。つまり、第2熱交換器205で冷気が生成されにくくなる。
However, when the
そのため、冷却装置2は、第2熱交換器205に付着した霜を取り除く除霜運転を行うことができる。なお、着霜は上流側熱交換部206で主に発生するが、下流側熱交換部207でも発生する場合もある。
Therefore, the
冷却装置2を除霜運転するときには、図5に示すように、第1開閉弁209を開き、第2開閉弁210を閉じる。これにより、冷却装置2では、実質的に、圧縮機201、第1熱交換器202、上流側熱交換部206、第2膨張器204および下流側熱交換部207を順に直列に配管で接続した第2流路Cp2が構成される。冷却装置2において、第2流路Cp2が構成されているときには、ファン110は停止され、第1ダクト107および冷房ダクト108にはファン110による気流は発生しない。
When the
冷却装置2において、第2流路Cp2が構成されているときに、圧縮機201から第1熱交換器202までの流路は、冷媒流路2に第1流路Cp1が構成されているときの構成と、同じである。すなわち、圧縮機201で圧縮された高温高圧のガス状の冷媒は第1熱交換器202に流入する。第1熱交換器202において、高温高圧のガス状の冷媒は、熱交換により凝縮され、液状の冷媒となる。
In the
冷却装置2において、第2流路Cp2が構成されているときには、第1開閉弁209が開いている。そのため、全てあるいはほとんどの冷媒が、分岐b11から第1開閉弁209に流入する。そして、冷媒は、液状のまま、上流側熱交換部206に流入する。上流側熱交換部206に流入する液状の冷媒は、膨張器を通過していないため高圧である。そのため、液状の冷媒は、上流側熱交換部206に流入しても蒸発しない。また、冷媒は第1熱交換器202で冷却され、凝縮される。しかしながら、冷媒の温度は、水の融点よりも高い。
In the
液状の冷媒が、第1熱交換器202から第1開閉弁209を介して直接、上流側熱交換部206に供給される。これにより、液状の冷媒は、上流側熱交換部206の冷媒管260およびフィン261に付着している霜と熱交換を行い、すなわち、霜を加熱して、霜を融解する。
Liquid refrigerant is supplied directly from the
つまり、冷却庫Rfは、冷却時に第1流路Cp1が構成され、除霜時に第2流路Cp2が構成される。そして、第1流路Cp1が構成されるときに第1開閉弁209が閉じられて第2開閉弁210が開かれる。また、第2流路Cp2が構成されるときに第1開閉弁209が開かれて第2開閉弁210が閉じられる。
That is, in the refrigerator Rf, the first flow path Cp1 is configured during cooling, and the second flow path Cp2 is configured during defrosting. When the first flow path Cp1 is configured, the first on-off
上流側熱交換部206の冷媒管260、フィン261では、霜融けによる除霜水(すなわち、ドレン水)が発生する。上側熱交換器206では、フィン261が鉛直方向に伸びる状態で水平方向に平行に配列されている。そのため、ドレン水は、フィン261に沿って下方に流れる。上流側熱交換部206の下方には、不図示の排水部が設けられている。ドレン水は排水部を介して冷却庫Rfの外部に排出される。
In the
また、上流側熱交換部206において、液状の冷媒は、冷媒管260およびフィン261に付着した霜と熱交換を行うとともに、外部の空気とも熱交換を行う。これにより、上流側熱交換部206の周囲の空気は、加熱される。上流側熱交換部206で加熱された空気は、ファン110を停止していても、上方に向かって流動する。この加熱された空気が上方へ流動する場合であっても、フィン261は空気の流れの邪魔になりにくい。なお、加熱された空気(高温の空気)は、上流側熱交換部206の上方に配置された下流側熱交換部207に向けて、流れる。
Further, in the upstream
下流側熱交換部207では、高温の空気が、フィン271の間を流通するときに、付着した霜を加熱して霜を融かす。このときに発生するドレン水も、フィン271を伝って下方に流れる。なお、下流側熱交換部207において生じるドレン水は、上流側熱交換部206のフィン261を更に伝って排水部に流入するようになっていてもよいし、あるいは、別の構造により直接排水部に流入するようになっていてもよい。
In the downstream
下流側熱交換部207に流入した高温の空気は霜を融かすときに熱が奪われて、温度が低くなる。これにより、下流側熱交換部207において、空気のさらなる上昇が抑制される。そして、空気が吹出し口112から冷凍室102に流入するのが抑制される。
The high-temperature air that has flowed into the downstream
また、上流側熱交換部206において、液状の冷媒は蒸発せずに、液状の冷媒のまま流出口263から上流側熱交換部206の外部へと流出する。上述したように、第2開閉弁210が閉じているため、冷媒は、分岐b21から第2膨張器204に流入する。第2膨張器204は、キャピラリーチューブを用いている。液状の冷媒は、第2膨張器204において膨張されるのに伴い、減圧される。このとき、液状の冷媒は、減圧された液状の冷媒となり、流入口272から下流側熱交換部207に流入する。減圧された冷媒は、下流側熱交換部207に流入し、熱交換が行われることで蒸発(すなわち、気化)してガス状の冷媒になる。そして、下流側熱交換部207で蒸発したガス状の冷媒は、流出口273から配管を通じて、圧縮機201に戻る。
Further, in the upstream
上流側熱交換部206の上方には、下流側熱交換部207が配置されている。除霜運転時にも下流側熱交換部207において、で冷媒は蒸発(すなわち、気化)している。下流側熱交換部207の冷凍能力は、上流側熱交換部206の冷凍能力に比べて、低い。
A downstream
また、下流側熱交換部207には、上流側熱交換部206で加熱された高温の空気が流入する。下流側熱交換部207では、蒸発した冷媒と流入した高温の空気のとの熱交換(すなわち、流入した空気の冷却)が行われる。下流側熱交換部207で冷却された空気の温度は、水の凝固点よりも高い。すなわち、第2膨張器204の絞り量および下流側熱交換部207の冷凍能力では、冷却された空気の温度が水の凝固点よりも低くならない。これにより、除霜運転時において、下流側熱交換部207内部で冷媒が蒸発しても、下流側熱交換部207での着霜が抑制される。
In addition, high-temperature air heated by the upstream
そして、下流側熱交換部207では、上流側熱交換部206からの高温の空気が冷却されて、空気の温度が下がる。このとき、ファン110が停止しているため、第1ダクト107の内部では、空気の対流が発生する。これにより、除霜運転を行っているときでも、除霜運転で発生する加熱された空気が冷凍室102に流入するのを抑制することができる。このことから、冷却庫Rfの冷却効率の低下や冷凍室102や冷蔵室103などの温度上昇による貯蔵物の劣化を抑制することができる。
And in the downstream
すなわち、冷却装置2では、除霜運転時に、第2膨張器204で冷媒を減圧し、下流側熱交換部207で減圧された冷媒が蒸発する。このとき、第2膨張器204の絞り量は、第1膨張器203の絞り量よりも小さく、下流側熱交換部207の冷凍能力は、上流側熱交換部206の冷凍能力よりも小さい。これにより、下流側熱交換部207において発生する冷気の温度は、下流側熱交換器207に着霜させない温度である。また、下流側熱交換部207で発生する冷気によって、上流側熱交換部206で暖められた空気を冷却する。
That is, in the
冷却庫Rfには、図示を省略した制御回路が含まれている。制御回路は、冷却装置2の冷却運転の開始および停止のタイミングや、除霜運転の開始および停止タイミングなどを制御している。なお、冷却運転の開始および停止のタイミングは、例えば、冷凍室102および冷蔵室103に備えられた温度センサで検出された庫内温度に基づいて行われる。また、除霜運転の開始および停止のタイミングは、例えば、前回の除霜運転の終了からの時間、外気温およびドアの開閉回数等に基づいて制御される。なお、制御回路は、第1開閉弁209および第2開閉弁210の開閉を制御することで、冷却運転(第1流路Cp1)と除霜運転(第2流路Cp2)とを切り替える。
The refrigerator Rf includes a control circuit (not shown). The control circuit controls the start and stop timings of the cooling operation of the
上記構成の冷却装置2を用いることで、ヒータを用いることなく除霜運転を行うことが可能である。また、圧縮機201に液状の冷媒が流入するのを抑制することができ、圧縮機201の故障および破損などを抑制することができる。
By using the
<変形例1>
第2熱交換器の変形例について図面を参照して説明する。図6は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置に用いられる第2熱交換器の他の例の斜視図である。図6において、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207の構成は、図3に示す上流側熱交換部206および下流側熱交換部207の構成と同じであり、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。なお、以下の説明において、水平方向をH方向、鉛直方向をV方向として説明する場合がある。
<
A modification of the second heat exchanger will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a perspective view of another example of the second heat exchanger used in the cooling device provided in the refrigerator according to the present invention. 6, the configurations of the upstream
図6に示すように、第2熱交換器205bは、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とが水平方向(H方向)に並べて配置されている。このような場合、空気の対流だけでは、上流側熱交換部206で温めた空気を下流側熱交換部207に流入させることが困難である。そこで、ファン110を配置することにより、水平方向(H方向)に上流側熱交換部206から下流側熱交換部207に気流を流すことができる。
As shown in FIG. 6, in the
また、第2熱交換器205bでは、上流側熱交換部206のフィン261と下流側熱交換部207のフィン271とを連結する連結部材264が設けられている。すなわち、第2熱交換器205bは、冷媒管に固着される複数のフィン261、271を有し、上流側熱交換部206のフィン261と下流側熱交換部207のフィン271とを連結する連結部材264を設けている。
In the
連結部材264は、熱伝導率が高い部材(例えば、フィン261、フィン271と同じ材料)で形成された板状の部材である。連結部材264は、除霜運転時に上流側熱交換部206で加熱されたフィン261の熱を、下流側熱交換部207のフィン271に伝達することができる。
The connecting
ファン110の駆動により生じた気流により、上流側熱交換部206で加熱された空気が、下流側熱交換部207に流れる。すなわち、第2熱交換器205bは、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207に対して送風するファン110を備えており、下流側熱交換部207は上流側熱交換部206に対してファン110で発生する気流の下流側に配置されている。
The air heated by the upstream
また、連結部材264がフィン261とフィン271とを連結することにより、フィン261の熱をフィン271に伝達することができる。これにより、除霜時に下流側熱交換部207を加熱することができ、上流側熱交換部206の除霜を行うときに、下流側熱交換部207を効率よく除霜することが可能である。
Further, the connecting
なお、ファン110の回転を制御し、除霜運転時には、冷却運転時よりも、気流の流量をすくなくしてもよい。これにより、除霜運転時に冷凍室102に高温の空気が流れるのを抑制することができる。また、連結部材264は、フィン261とフィン271との平面を連結しているが、これに限定されるものではない。連結部材264は、例えば、上面あるいは下面を連結する部材であってもよい。さらに、フィン261とフィン271との全てが連結部材により連結されてもよく、1組または数組のフィン261とフィン271とが連結部材により連結されてもよい。
Note that the rotation of the
<変形例2>
第2熱交換器の別の変形例について図面を参照して説明する。図7は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置に用いられる第2熱交換器における、さらに他の例を示す斜視図である。図7に示す第2熱交換器205cは、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とが水平方向(H方向)に配列され、フィン261とフィン271とが接触する。すなわち、第2熱交換器205cは、冷媒管に固着される複数のフィン261、271を有し、上流側熱交換部206のフィン261と、下流側熱交換部207のフィン271と、が接触している。このように配置されていることで、除霜運転時の上流側熱交換部206のフィン261の熱を、効率よく下流側熱交換部207のフィン271に効率よく伝達できる。
<
Another modification of the second heat exchanger will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a perspective view showing still another example of the second heat exchanger used in the cooling device provided in the refrigerator according to the present invention. In the
このように、フィン261とフィン271とが接触している構成であるため、除霜運転時にファン110を駆動しなくても、効率よく下流側熱交換部207の除霜を行うことができる。なお、第2熱交換器205bと同様に、除霜時にもファン110を回転させてもよい。
Thus, since it is the structure which the
なお、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とを鉛直方向(V方向)に配置され、フィン同士が接触してもよい。このときも、上流側熱交換部206が下流側熱交換部207よりも下方に配置される。
The upstream
<変形例3>
第2熱交換器のさらに別の変形例について図面を参照して説明する。図8は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置に用いられる第2熱交換器における、さらに他の例を示す斜視図である。図8に示す第2熱交換器220は、上流側熱交換部221と下流側熱交換部222とが上下に配列されている。第2熱交換器220は、共通のフィン223を備えている。すなわち、第2熱交換器220は、冷媒管に固着される複数のフィンを有し、上流側熱交換部221と下流側熱交換部222とが共通のフィン223を有している。
<
Still another modification of the second heat exchanger will be described with reference to the drawings. FIG. 8: is a perspective view which shows the further another example in the 2nd heat exchanger used for the cooling device with which the refrigerator concerning this invention is equipped. As for the
上流側熱交換部221では、配列された複数枚のフィン223の下部に冷媒管が固着されている。上流側熱交換部221は、流入口224と流出口225とを備えている。また、下流側熱交換部222は配列された複数枚のフィン223の上部に冷媒管が固着されている。下流側熱交換部222は、流入口226と流出口227とを備えている。なお、第2熱交換器220は、図3に示す第2熱交換器205と同じく、上部にファンが取り付けられる。
In the upstream
上流側熱交換部221と下流側熱交換部222とで共通のフィン223が用いられることにより、除霜運転時に、上流側熱交部221の熱を素早く下流側熱交換部222に伝達させることが可能である。これにより、下流側熱交換部222の除霜を素早く行うことが可能である。
By using the
このような構成とすることで、第2熱交換器220の除霜運転を短時間で行うことが可能であるため、冷凍室102や冷蔵室103などに高温の空気が流入されることを抑制することが可能である。また、上流側熱交換部221と下流側熱交換部222とに共通のフィン223を用いることで、第2熱交換器220を一体化することができる。さらには、冷却装置の製造時の搬送や組み付けなどの手間を省くことが可能である。また、上流側熱交換部と下流側熱交換部とを分離する構成に比べて、第2熱交換器220の外形を小型化することが可能である。
By adopting such a configuration, the defrosting operation of the
なお、第2熱交換器220では、全てのフィンを共通のフィン223としているが、これに限定されるものではない。一部(少なくとも一つでもよい)に共通のフィン223が用いられていれば、残りのフィンは、上流側熱交換部221と下流側熱交換部222とで独立したフィン(例えば、図3に示す第2熱交換器のフィン261、271参照)が用いられてもよい。多くのフィンを共通のフィン223とすることにより、伝熱効果を高めることができるとともに、第2熱交換器220の強度を高めることができる。
In the
<変形例4>
第2熱交換器のさらに別の変形例について図面を参照して説明する。図9は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置に用いられる第2熱交換器における、さらに他の例を示す斜視図である。図9に示す第2熱交換器230は、上流側熱交換部231と下流側熱交換部232とが水平方向(H方向)に配列されている。第2熱交換器233は、共通のフィン233を備えている。
<Modification 4>
Still another modification of the second heat exchanger will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a perspective view showing still another example of the second heat exchanger used in the cooling device provided in the refrigerator according to the present invention. In the
上流側熱交換部231では、配列された複数枚のフィン233の気流の流れ方向上流側に冷媒管が固着されている。上流側熱交換部231は、流入口234と流出口235とを備えている。また、下流側熱交換部232では、配列された複数枚のフィン233の気流の流れ方向下流側に冷媒管が固着されている。下流側熱交換部232は、流入口236と流出口237とを備えている。なお、第2熱交換器230には、図7に示す第2熱交換器205cと同じく、側部にファン110が取り付けられる。
In the
上流側熱交換部231と下流側熱交換部232とで共通のフィン233が用いられることで、除霜運転時に上流側熱交部231の熱を素早く下流側熱交換部232に伝達させることが可能である。これにより、下流側熱交換部232の除霜を素早く行うことが可能である。
By using the
このような構成とすることで、第2熱交換器230の除霜運転を短時間で行うことが可能であるため、冷凍室102や冷蔵室103に高温の空気が流入することを抑制することが可能である。また、上流側熱交換部231と下流側熱交換部232とで共通のフィン233が用いられることで、第2熱交換器230を一体化することができ、冷却装置の製造時の搬送や組み付けの手間を省くことが可能である。
By adopting such a configuration, it is possible to perform the defrosting operation of the
なお、第2熱交換器230では、全てのフィンが共通のフィン233とされているが、これに限定されるものではない。一部(少なくとも一つでもよい)に共通のフィン233が用いられていれば、残りのフィンは、上流側熱交換部231と下流側熱交換部232とで独立したフィン(例えば、図7の第2熱交換器205cのフィン261、フィン271参照)が用いられてもよい。多くのフィンを共通のフィン233とすることにより、伝熱効果を高めることができ、第2熱交換器230の強度を高めることができる。
In the
以上変形例として、第2熱交換器の構成を複数種類(4種類)挙げて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明にかかる第2熱交換器は、上流側熱交換部で発生した高温の空気(すなわち、温風)の流動方向の下流側に下流側熱交換部が設けられている構成であれば、特に限定されるものではない。また、本発明にかかる第2熱交換器は、上述の構成に加えて、除霜時に上流側熱交換部の熱が素早く下流側熱交換部に伝達される構成(例えば、上述した、連結部材や共通のフィン)を有していてもよい。なお、以下の冷却装置の他の実施形態の説明には、図3に示す第2熱交換器205を用いたものを想定して説明するが、上述の変形例1〜変形例4に示す第2冷却器が用いられてもよい。
As described above, the configuration of the second heat exchanger has been described with a plurality of types (four types), but the present invention is not limited to these. If the 2nd heat exchanger concerning the present invention is the composition by which the downstream heat exchange part is provided in the downstream of the flow direction of the high temperature air (namely, warm air) which occurred in the upstream heat exchange part, It is not particularly limited. In addition to the above-described configuration, the second heat exchanger according to the present invention has a configuration in which the heat of the upstream heat exchange unit is quickly transferred to the downstream heat exchange unit during defrosting (for example, the connecting member described above) Or a common fin). In the following description of other embodiments of the cooling device, the description will be made assuming that the
(第2実施形態)
本発明にかかる冷却庫の他の例について図面を参照して説明する。図10は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置の他の例の冷却運転時の配管図である。図11は、図10に示す冷却装置の除霜運転時の配管図である。なお、本実施形態の冷却庫では、冷却装置2に替えて冷却装置2Bが用いられている。そして、冷却装置2Bの構成は切替部211が切替部208と異なる以外、冷却装置2の構成と同じである。冷却装置以外の部分は同じ構成であり、詳細な説明は省略する。また、冷却装置2Bの説明においても切替部211以外の部分には同じ符号を付すとともに、上記と同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Another example of the refrigerator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a piping diagram during cooling operation of another example of the cooling device provided in the refrigerator according to the present invention. FIG. 11 is a piping diagram during the defrosting operation of the cooling device shown in FIG. 10. In addition, in the refrigerator of this embodiment, it replaces with the
図10に示すように、冷却装置2Bでは、配管の分岐b11と分岐b12とを繋ぐ第1バイパス配管212が設けられており、分岐b21と分岐b22とを繋ぐ第2バイパス配管214が設けられている。すなわち、本発明にかかる冷却庫は、第1膨張器203をバイパスする第1バイパス流路212と、第2膨張器204をバイパスする第2バイパス流路214とを備えている。そして、切替部211は、分岐b11に設けられた第1切替弁213と、分岐b21に設けられた第2切替弁215と、を備えている。
As shown in FIG. 10, in the
第1切替弁213は、第1熱交換器202からの冷媒が流れる方向を、第1膨張器203または第1バイパス配管212のいずれか一方に切り替える切替弁である。また、第2切替弁215は、上流側熱交換部206からの冷媒が流れる方向を、第2膨張器204または第2バイパス配管214のいずれか一方に切り替える切替弁である。なお、図10または図11において、黒い塗りつぶしの三角が接続されている配管に冷媒が流れないことを示している。
The
すなわち、本発明にかかる冷却庫において、切替部211は第1熱交換器202からの冷媒を第1膨張器203または第1バイパス流路212のいずれか一方に流す第1切替弁214と、上流側熱交換部206からの冷媒を第2膨張器204または第2バイパス流路214のいずれか一方に流す第2切替弁215とを有している。
That is, in the refrigerator according to the present invention, the
冷却装置2Bにおいて、第1切替弁213が切り替わると、第1熱交換器202からの冷媒を第1膨張器203に流すことができる。また、第2切替弁215が切り替わると、上流側熱交換部206からの冷媒を第2バイパス配管214を介して、下流側熱交換部207に流入させることができる。以上のように、第1切替弁213と第2切替弁215とが切り替わることで、冷却装置2Bでは、実質上、圧縮機201、第1熱交換器202、第1膨張器203、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207が順に配管で直列に接続された、第1流路Cp11が構成される。
In the
すなわち、本発明にかかる冷却庫では、第1流路Cp11が構成されるときに、第1切替弁213が第1熱交換器202からの冷媒を第1膨張器203に流すとともに、第2切替弁215が上流側熱交換部206からの冷媒を第2バイパス流路214に流している。
That is, in the refrigerator according to the present invention, when the first flow path Cp11 is configured, the
冷却装置2Bにおいて、第1流路Cp11が構成されているときに、圧縮機201を駆動することで、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207を含む第2熱交換器205が蒸発器、すなわち、冷却器としての役割を果たす。冷却装置2Bでは、冷却運転が行われる。
In the
また、冷却装置2Bにおいて、第1切替弁213が切り替わると、第1熱交換器202からの冷媒を、第1バイパス配管212を介して、上流側熱交換部206に流すことができる。また、第2切替弁215が切り替わると、上流側熱交換部206からの冷媒を、第2膨張器204に流入させることができる。以上のように、第1切替弁213と第2切替弁215とを切り替えることで、冷却装置2Bでは、実質上、圧縮機201、第1熱交換器202、上流側熱交換部206、第2膨張器204および下流側熱交換部207が順に配管で直列に接続された第2流路Cp21が構成される。
In the
すなわち、本発明にかかる冷却庫では、第2流路Cp21が構成されるときに、第1切替弁213が第1熱交換器202からの冷媒を第1バイパス流路212に流すとともに、第2切替弁215が上流側熱交換部206からの冷媒を第2膨張器204に流している。
That is, in the refrigerator according to the present invention, when the second flow path Cp21 is configured, the
冷却装置2Bにおいて第2流路Cp21が構成されているときに、圧縮機201を駆動することで、上流側熱交換部206に第1熱交換器202から流出した高圧の液状の冷媒が流入する。流入した高圧の液状の冷媒は、上流側熱交換部206において、霜と熱交換を行う。また、上流側熱交換部206から流出した冷媒を第2膨張器204で減圧し下流側熱交換部207に流入させることで、冷媒は下流側熱交換部207で蒸発し、ガス状の冷媒として圧縮機に戻る。これにより、冷却装置2Bは付着した霜を融かして、除く、除霜運転が行われる。
When the second flow path Cp21 is configured in the
冷却装置2Bのように、流路を切り替えることができる弁(第1切替弁213、第2切替弁215など)を用いることで、冷媒をバイパス側に流すときに、冷媒の一部が第1膨張器203または第2膨張器204に流入するのを抑制することができる。これにより、冷却装置において、冷却または除霜を効率よく行うことができる。これにより、冷却庫Rfの消費電力を低減することができる。
By using a valve (such as the
冷却装置2Bの構造以外の特徴は、第1実施形態と同じ構成である。
Features other than the structure of the
(第3実施形態)
本発明にかかる冷却庫のさらに他の例について図面を参照して説明する。図12は、本発明にかかる冷却庫に備えられている冷却装置のさらに他の例の冷却運転時の配管図である。図13は、図12に示す冷却装置の除霜運転時の配管図である。なお、本実施形態の冷却庫では、冷却装置2に替えて冷却装置2Cが用いられる。そして、冷却装置2Cは、切替部208と異なる切替部216を有し、第1膨張器217が第2膨張器を兼ねる構成を有している。冷却装置以外の部分は同じ構成であり、詳細な説明は省略する。また、冷却装置2Cの説明においても、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、上記と同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Still another example of the refrigerator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a piping diagram during the cooling operation of still another example of the cooling device provided in the refrigerator according to the present invention. FIG. 13 is a piping diagram during the defrosting operation of the cooling device shown in FIG. 12. In addition, in the refrigerator of this embodiment, it replaces with the
図12に示すように、冷却装置2Cでは、切替部216として四方弁(方向制御弁)が用いられている。また、冷却装置2Cは、第2膨張器を兼ねる第1膨張器217を備えている。そして、第1膨張器217と上流側熱交換部206(すなわち、上流側熱交換部206の流入口262)が、直列に接続されている。また、下流側熱交換部207(すなわち、下流側熱交換部207の流出口273)が、圧縮機201と直列に接続されている。
As shown in FIG. 12, in the
本実施形態にかかる冷却庫では、第1膨張器217が第2膨張器を兼ねるとともに、第1膨張器217と上流側熱交換部とが直列に接続されている。また、切替部216は方向制御弁(四方弁)を有している。
In the refrigerator according to the present embodiment, the
切替部216は4個の接続口を備えている。以下の説明においては、便宜上、4個の接続口に、1−4の番号を付けて説明する。切替部216の1番の接続口には、第1熱交換器202からの配管が接続されている。また、2番の接続口には、第1膨張器217の上流側熱交換部206と接続されている配管と反対側に位置する配管が接続される。3番の接続口には、上流側熱交換部206の第1膨張器217と接続している配管と反対側に位置する(すなわち、流出口263と接続している)配管が接続される。また、4番の接続口には、下流側熱交換部207の圧縮機201と接続している配管と反対側に位置する(すなわち、流入口272と接続している)配管が接続される。
The
本実施形態にかかる冷却庫では、切替部216の方向制御弁には、第1熱交換器202と、第1膨張器217と、上流側熱交換部206と、下流側熱交換部207とが接続されている。
In the refrigerator according to the present embodiment, the direction control valve of the
そして、切替部216は、1番と2番の接続口を接続するとともに3番と4番の接続口を接続する第1の接続状態(図12の状態)と、1番と4番の接続口を接続するとともに2番と3番の接続口を接続する第2の接続状態(図13の状態)と、に切り替わる。
The
図12に示すように、切替部216が第1の接続状態のとき、冷却装置2Cでは、実質上、圧縮機201、第1熱交換器202、第1膨張器217、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207が順に配管で直列に接続されて第1流路Cp12が構成される。すなわち、本発明にかかる冷却庫では、第1流路Cp12が構成されるときに、方向制御弁が第1熱交換器202と第1膨張器217とを連通させるとともに、上流側熱交換部206と下流側熱交換部207とを連通させている。
As shown in FIG. 12, when the
冷却装置2Cにおいて、第1流路Cp12が構成されているときに、圧縮機201を駆動することで、上流側熱交換部206および下流側熱交換部207を含む第2熱交換器205が蒸発器、すなわち、冷却器としての役割を果たす。冷却装置2Cでは冷却運転が行われる。
In the
図13に示すように、切替部216が第2の接続状態のとき、冷却装置2Cでは、実質上、圧縮機201、第1熱交換器202、上流側熱交換部206、第1膨張器217および下流側熱交換部207が順に配管で直列に接続されて第2流路Cp22が構成される。すなわち、本発明にかかる冷却庫では、第2流路Cp22が構成されるときに、方向制御弁が第1熱交換器202と上流側熱交換部206とを連通させるとともに、第1膨張器217と下流側熱交換部207とを連通させている。
As shown in FIG. 13, when the
冷却装置2Cにおいて、第2流路Cp22が構成されているときに、圧縮機201を駆動することで、上流側熱交換部206に第1熱交換器202から流出した高圧の液状の冷媒が流入する。高圧の液状の冷媒は、上流側熱交換部206において、霜と熱交換を行う。また、上流側熱交換部206から流出した冷媒は、第1膨張器217にて減圧され、下流側熱交換部207に流入する。これにより、減圧された冷媒は下流側熱交換部207で蒸発し、ガス状の冷媒として圧縮機に戻る。その結果、冷却装置2Cは付着した霜を融かして除く除霜運転を行うことができる。
In the
以上のように、切替部216として四方弁(方向制御弁)を用いることで、切替部の構成を簡略化することができる。また、第2膨張器を省略して膨張器が第1膨張器217の1個とすることができるため、配管を簡略化することができ冷却装置2Cの構成を簡略化することができる。また、冷却装置2Cのレイアウトの自由度を高めることが可能である。
As described above, by using a four-way valve (direction control valve) as the
なお、冷却装置2Cの構成は、上述した構成以外は、第1実施形態および第2実施形態と同じ構成であり、その説明を省略する。
The configuration of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
本発明の冷却庫は、貯蔵庫(冷蔵室および冷凍室)の内部の冷却効率の低下を抑制することができる冷却庫として利用することが可能である。 The refrigerator of this invention can be utilized as a refrigerator which can suppress the fall of the cooling efficiency inside a storage (refrigeration room and freezer compartment).
Rf・・・冷却庫、1・・・外箱、101・・・仕切棚、102・・・冷凍室、103・・・冷蔵室、104・・・扉、105・・・扉、106・・・仕切壁、107・・・第1ダクト、108・・・第2ダクト、109・・・第1ダンパ、110・・・ファン、111・・・第2ダンパ、112・・・吹出し口、113・・・戻り口、114・・・連通ダクト、115・・・戻り口、116・・・機械室、2,2B,2C・・・冷却装置、201・・・圧縮機、202・・・第1熱交換器(凝縮器)、203・・・第1膨張器、204・・・第2膨張器、205,205b,205c・・・第2熱交換器、206・・・上流側熱交換部、260・・・冷媒管、261・・・フィン、262・・・流入口、263・・・流出口、264・・・連結部材、207・・・下流側熱交換部、271・・・フィン、272・・・流入口、273・・・流出口、208・・・切替部、209・・・第1開閉弁、210・・・第2開閉弁、211・・・切替部、212・・・第1バイパス配管、213・・・第1切替弁、214・・・第2バイパス配管、215・・・第2切替弁、b11・・・分岐、b12・・・分岐、b21・・・分岐、b22・・・分岐、216・・・切替部、217・・・第1膨張器、220・・・第2熱交換器、221・・・上流側熱交換部、222・・・下流側熱交換部、223・・・フィン、224・・・流入口、225・・・流出口、226・・・流入口、227・・・流出口、230・・・第2熱交換器、231・・・上流側熱交換部、232・・・下流側熱交換部、233・・・フィン、234・・・流入口、235・・・流出口、236・・・流入口、237・・・流出口、Cp1,Cp11,Cp12・・・第1流路、Cp2,Cp21,Cp22・・・第2流路
Rf ... refrigerator, 1 ... outer box, 101 ... partition shelf, 102 ... freezer compartment, 103 ... refrigerator compartment, 104 ... door, 105 ... door, 106 ...
Claims (11)
第1熱交換器と、
上流側熱交換部と下流側熱交換部を含む第2熱交換器と、
前記第1熱交換器と前記上流側熱交換部とに接続される第1膨張器と、
前記上流側熱交換部と前記下流側熱交換部とに接続される第2膨張器と、
切替部と、を備え、貯蔵室を前記第2熱交換器で冷却する冷却庫であって、
前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記第1膨張器、前記上流側熱交換部および前記下流側熱交換部により第1流路が構成され、
前記圧縮機、前記第1熱交換器、前記上流側熱交換部、前記第2膨張器および前記下流側熱交換部により第2流路が構成され、
前記切替部が前記第1流路と前記第2流路とを切り替える冷却庫。 A compressor,
A first heat exchanger;
A second heat exchanger including an upstream heat exchange section and a downstream heat exchange section;
A first expander connected to the first heat exchanger and the upstream heat exchange unit;
A second expander connected to the upstream heat exchange section and the downstream heat exchange section;
A cooler that cools the storage chamber with the second heat exchanger,
A first flow path is constituted by the compressor, the first heat exchanger, the first expander, the upstream heat exchange unit, and the downstream heat exchange unit,
A second flow path is constituted by the compressor, the first heat exchanger, the upstream heat exchange unit, the second expander, and the downstream heat exchange unit,
A refrigerator in which the switching unit switches between the first flow path and the second flow path.
前記第1流路が構成されるときに前記第1開閉弁が閉じられて前記第2開閉弁が開かれ、
前記第2流路が構成されるときに前記第1開閉弁が開かれて前記第2開閉弁が閉じられる請求項1または請求項2に記載の冷却庫。 The switching unit is disposed in parallel with the first expander, and is disposed in parallel with the first on-off valve having a flow path resistance lower than that of the first expander and the second expander when in the open state. A second on-off valve having a flow path resistance lower than that of the second expander in the open state;
When the first flow path is configured, the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened,
The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein when the second flow path is configured, the first on-off valve is opened and the second on-off valve is closed.
前記切替部が前記第1熱交換器からの冷媒を前記第1膨張器または前記第1バイパス流路のいずれか一方に流す第1切替弁と、前記上流側熱交換部からの冷媒を前記第2膨張器または前記第2バイパス流路のいずれか一方に流す第2切替弁とを有し、
前記第1流路が構成されるときに前記第1切替弁が前記第1熱交換器からの冷媒を前記第1膨張器に流すとともに前記第2切替弁が前記上流側熱交換部からの冷媒を前記第2バイパス流路に流し、
前記第2流路が構成されるときに前記第1切替弁が前記第1熱交換器からの冷媒を前記第1バイパス流路に流すとともに前記第2切替弁が前記上流側熱交換部からの冷媒を前記第2膨張器に流す請求項1または請求項2に記載の冷却庫。 A first bypass channel that bypasses the first expander; and a second bypass channel that bypasses the second expander;
A first switching valve that causes the switching unit to flow the refrigerant from the first heat exchanger to either the first expander or the first bypass flow path; and the refrigerant from the upstream heat exchange unit to the first A second switching valve that flows to either one of the two expanders or the second bypass flow path,
When the first flow path is configured, the first switching valve causes the refrigerant from the first heat exchanger to flow to the first expander, and the second switching valve is a refrigerant from the upstream heat exchange unit. To the second bypass flow path,
When the second flow path is configured, the first switching valve causes the refrigerant from the first heat exchanger to flow into the first bypass flow path, and the second switching valve from the upstream heat exchange section. The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein a refrigerant is allowed to flow through the second expander.
前記切替部は方向制御弁を有し、
前記方向制御弁には、前記第1熱交換器と、前記第1膨張器と、前記上流側熱交換部と、前記下流側熱交換部とが接続されており、
前記第1流路が構成されるときに前記方向制御弁が前記第1熱交換器と前記第1膨張器とを連通させるとともに前記上流側熱交換部と前記下流側熱交換部とを連通させ、
前記第2流路が構成されるときに前記方向制御弁が前記第1熱交換器と前記上流側熱交換部とを連通させるとともに前記第1膨張器と前記下流側熱交換部とを連通させる請求項1または請求項2に記載の冷却庫。 The first expander also serves as the second expander, and the first expander and the upstream heat exchange unit are connected in series,
The switching unit has a directional control valve,
The directional control valve is connected to the first heat exchanger, the first expander, the upstream heat exchange unit, and the downstream heat exchange unit,
When the first flow path is configured, the directional control valve allows the first heat exchanger and the first expander to communicate with each other, and allows the upstream heat exchange unit and the downstream heat exchange unit to communicate with each other. ,
When the second flow path is configured, the directional control valve communicates the first heat exchanger and the upstream heat exchange unit, and communicates the first expander and the downstream heat exchange unit. The refrigerator according to claim 1 or claim 2.
前記上流側熱交換部のフィンと前記下流側熱交換部のフィンとが接触している請求項1から請求項7のいずれかに記載の冷却庫。 The second heat exchanger has a plurality of fins fixed to the refrigerant pipe,
The refrigerator according to any one of claims 1 to 7, wherein the fin of the upstream heat exchange section and the fin of the downstream heat exchange section are in contact with each other.
前記上流側熱交換部のフィンと前記下流側熱交換部のフィンとを連結する連結部材を設けた請求項1から請求項7のいずれかに記載の冷却庫。 The second heat exchanger has a plurality of fins fixed to the refrigerant pipe,
The refrigerator in any one of Claims 1-7 which provided the connection member which connects the fin of the said upstream heat exchange part, and the fin of the said downstream heat exchange part.
前記上流側熱交換部と前記下流側熱交換部とが共通のフィンを有する請求項1から請求項7のいずれかに記載の冷却庫。 The second heat exchanger has a plurality of fins fixed to the refrigerant pipe,
The refrigerator according to any one of claims 1 to 7, wherein the upstream heat exchange section and the downstream heat exchange section have a common fin.
前記下流側熱交換部は前記上流側熱交換部に対して前記ファンで発生する気流の下流側に配置されている請求項1から請求項10のいずれかに記載の冷却庫。 A fan for blowing air to the upstream heat exchange section and the downstream heat exchange section,
The said downstream heat exchange part is a refrigerator in any one of Claims 1-10 arrange | positioned with respect to the said upstream heat exchange part in the downstream of the airflow which generate | occur | produces with the said fan.
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