JP3045382B2 - 二つの蒸発温度を有する冷凍サイクル装置 - Google Patents

二つの蒸発温度を有する冷凍サイクル装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二つの蒸発温度を
有する冷凍サイクル装置に係るもので、詳しくは、相異
なる蒸発温度を有する二つの蒸発器を用いた冷凍サイク
ルにおいて、それら蒸発器及び凝縮器の大きさを増大せ
ずに、冷凍サイクルの効率を向上し得るようにした二つ
の蒸発温度を有する冷凍サイクル装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷凍サイクル装置においては、図
３に示したように、低温低圧の冷気状冷媒を高温高圧の
気体状冷媒に変化させる圧縮機１と、該圧縮機１の側方
に連結され該圧縮機１から吐出された高温高圧の気体状
冷媒を高温高圧の液体状冷媒に変化させる凝縮器２と、
該凝縮器２の側方に連結され液体状冷媒を低温低圧の液
体状冷媒に変化させる毛細管３と、該毛細管３と前記圧
縮機１間に連結され該毛細管３の液体状冷媒を低温低圧
の気体状冷媒に変化させて外部の熱を吸収し所望の冷凍
を行う蒸発器４と、それら毛細管３と凝縮器２間に連結
された乾燥器５と、を備え、外部の熱を吸収して冷房を
行い又は熱を外部に発散して暖房を行うようになってい
た。
【０００３】そして、このような冷凍サイクルを用いた
製品を例示すると、蒸発器を用いて冷蔵温度と冷凍温度
にする冷蔵庫がある。且つ、該冷蔵庫は、一つの蒸発器
４を用いる場合と、二つの蒸発器４を用いる場合とがあ
って、二つの蒸発器４を用いるときは、それら二つの蒸
発器４を一つの圧縮機１及び凝縮器２に夫々連結して冷
凍サイクルを構成している。
【０００４】即ち、前記圧縮機１から吐出された冷媒は
凝縮器２に流入され、毛細管３を通った後、ソレノイド
バルブ（図示されず）の調節により冷凍室内の蒸発器４
と冷蔵室内の蒸発器４とに夫々選択的に供給される。
【０００５】しかし、この場合、前記冷凍室の蒸発圧力
が、０．０７−０．１４６（kg／cm 2 ）、前記冷蔵室の
蒸発圧力は１．２７−１．５５（kg／cm2 ）の状態で運
転されるとき、エネルギーの効率が最適に維持される
が、従来の冷凍サイクル装置においては、冷蔵室に装着
された蒸発温度及び圧力の高い蒸発器４の冷凍能力が、
冷凍室に装着された蒸発温度及び圧力の低い蒸発器４の
冷凍能力よりも大きいため、充分な熱交換をさせようと
すると、冷蔵室の蒸発器４を大きくしなければならず、
冷蔵室の大きさに制限が加えられ已を得ず小さい蒸発器
４を用いると、冷蔵庫の冷蔵効率を向上することができ
なくなるという不都合な点があった。
【０００６】且つ、蒸発温度及び圧力の高い蒸発器４を
用いる場合、冷凍能力を向上させるとき凝縮熱量も増大
させるようになって凝縮器２の大きさが大きくなるが、
大きさに制限が加えられ已を得ず小さい蒸発器２を用い
ると、凝縮圧力及び温度が上昇して冷蔵庫の冷蔵効率を
向上することが不可能になるという不都合な点があっ
た。
【０００７】下記の表は、−２８℃の蒸発温度下で稼働
する場合の冷蔵庫の冷凍能力と、−１５℃の蒸発温度下
で稼働する場合の冷蔵庫の冷凍能力と、を比較したもの
である。
【０００８】
【表１】
【０００９】表に示したように、−１５℃の蒸発温度下
で稼働する場合の冷蔵庫の冷凍能力が、−２８℃の蒸発
温度下で稼働する場合の冷蔵庫の冷凍能力に比べ、約
１．８倍程度高いため、充分な熱交換をさせようとする
と蒸発器の大きさを増大すべきであるが、冷蔵庫の大き
さに制限が加えられて不可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来二つの蒸発温度を有する冷凍サイクル装置において
は、二つの蒸発器を一つの圧縮機及び凝縮器に夫々連結
して冷凍サイクルを構成しているため、それら二つの蒸
発器の蒸発温度及び圧力に差がある場合、充分な熱交換
が行われず、冷凍効率が向上されない不都合な点があっ
た。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、凝縮器
から流出された冷媒を蒸発器に誘導する冷媒管と、該蒸
発器から流出された冷媒を圧縮機に誘導する冷媒管と
に、夫々熱交換部を被覆形成して冷媒の熱交換を行い、
冷凍サイクルの効率を向上し得るようにした二つの蒸発
温度を有する冷凍サイクル装置を提供しようとするもの
である。
【００１２】そして、このような本発明の目的は、高温
高圧の気体状冷媒を吐出する１つの圧縮機と、該圧縮機
から吐出された冷媒を液体状に変化させる１つの凝縮器
と、該凝縮器から流入される冷媒を低温低圧の気体状冷
媒に変化させ、外部の熱を吸収して流出し、複数個の蒸
発温度を有する複数個の蒸発器と、それら蒸発器中、蒸
発温度及び圧力の高い蒸発器から流出された冷媒を前記
圧縮機に案内する冷媒管と、前記凝縮器に連結された冷
媒管から分岐されて前記蒸発温度及び圧力の高い蒸発器
に連結された第１毛細管と、の接触部位に形成された第
１熱交換部と、前記複数個の蒸発器中、蒸発温度及び圧
力の低い蒸発器から流出された冷媒を前記圧縮機に案内
する冷媒管と、前記凝縮器に連結された冷媒管から分岐
されて前記蒸発温度及び圧力の低い蒸発器に連結された
第２毛細管と、の接触部位に形成された第２熱交換部
と、前記蒸発温度及び圧力の高い蒸発器から流出された
冷媒を前記第１熱交換部を経由して前記圧縮機に案内す
る冷媒管と、前記凝縮器に連結されて分岐される以前の
位置に形成された冷媒管と、の接触部位に形成された第
３熱交換部と、から構成することにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態に対し図
面を用いて説明する。本実施形態を説明するにおいて、
冷蔵室内に装着され蒸発温度及び圧力の高い蒸発器は高
温蒸発器と称し、冷凍室内に蒸着され蒸発温度及び圧力
の低い蒸発器は低温蒸発器と称した。本発明に係る二つ
の蒸発温度を有する冷凍サイクル装置においては、図１
に示したように、圧縮機１１に第１冷媒管２６を介して
凝縮器１２が連結され、該凝縮器１２に第５冷媒管３０
を介して乾燥器１５が連結され、該乾燥器１５に該乾燥
器１５を通過した冷媒を制御する３方向バルブ１６が連
結され、該３方向バルブ１６の一方側端は第１毛細管１
３ａを介して冷蔵室内の高温蒸発器１４ａに連結され、
該３方向バルブ１６の他方側端は第２毛細管１３ｂを介
して冷凍室内の低温蒸発器１４ｂに夫々連結されてい
る。
【００１４】且つ、前記高温蒸発器１４ａには前記第１
毛細管１３ａ及び前記第５冷媒管３０に接触するように
屈曲された後再び前記圧縮機１１方向に屈曲された第２
冷媒管２７の基端が連結され、前記低温蒸発器１４ｂに
は前記第２毛細管１３ｂに接触するように屈曲された後
前記圧縮機１１方向に屈曲された第３冷媒管２８の基端
が連結され、それら第２冷媒管２７及び第３冷媒管２８
の他方側端はＹ字管２０の両方側端に夫々連結され、該
Ｙ字管２０の基端は第４冷媒管２９を介して圧縮機１１
に連結されている。
【００１５】又、前記第１毛細管１３ａ及び第２冷媒管
２７の接触部位には第１熱交換部１７が被覆形成され、
前記第２毛細管１３ｂ及び第３冷媒管２８の接触部位に
は第２熱交換部１８が被覆形成され、前記第２冷媒管２
７及び第５冷媒管３０の接触部位には第３熱交換部１９
が夫々被覆形成されている。
【００１６】更に、前記Ｙ字管２０の一方側端に連結さ
れた第３冷媒管２８の該Ｙ字管２０近接部位には、冷媒
の逆流を防止して圧縮機１１側のみに流入させる一方向
バルブ２１が連結されている。
【００１７】即ち、本発明に係る二つの蒸発温度を有す
る冷凍サイクル装置においては、凝縮器１２から流出さ
れた冷媒を各蒸発器１４ａ，１４ｂに誘導する各毛細管
１３ａ，１３ｂ及び第５冷媒管３０と、各蒸発器１４
ａ，１４ｂから流出された冷媒を圧縮機１１に誘導する
第２及び第３冷媒管２７，２８と、に相互接触して熱交
換を行う熱交換部１７，１８が形成され、凝縮器１２か
ら流出された高温の冷媒と蒸発器１４ａ，１４ｂから流
出された低温の冷媒とが熱交換されるようになってい
る。
【００１８】以下、本発明に係る二つの蒸発温度を有す
る冷凍サイクル装置の動作を説明する。即ち、圧縮機１
１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは第１冷媒管２
６、凝縮器１２、第５冷媒管３０及び乾燥器１５を順次
通った後、３方向バルブ１６により選択的に調節され、
第１毛細管１３ａを通って高温蒸発器１４ａに流入さ
れ、又は第２毛細管１３ｂを通って低温蒸発器１４ｂに
流入される。
【００１９】次いで、それら高温蒸発器１４ａから第２
冷媒管２７を通って圧縮機１１に帰還され、低温蒸発器
１４ｂから第３冷媒管２８を通って圧縮機１１に夫々帰
還されるが、この場合、前記高温蒸発器１４ａから第２
冷媒管２７に流出された冷媒ガスは第１熱交換部１７及
び第３熱交換部１９により熱交換が行われた後、該交換
された熱量は凝縮器１２の放熱に活用され、前記低温蒸
発器１４ｂから第３冷媒管２８に流出された冷媒ガスは
第２熱交換部１８により熱交換が行われ、該交換された
熱量は凝縮器１２の放熱に活用される。
【００２０】従って、本発明に係る二つの蒸発温度を有
する冷凍サイクル装置においては、図２に示したよう
に、図４に示した従来のｐ−ｈ線図比べ、冷媒の凝縮温
度ｈと圧力ｐとが低下され、各蒸発器１４ａ，１４ｂの
有効冷凍能力Δｈ２が増加（Δｈ２＞Δｈ１）して、圧
縮比が低下し、圧縮機１１の能力が向上される。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る二つ
の蒸発温度を有する冷凍サイクル装置においては、圧縮
機に帰還する冷媒が熱交換部により熱交換された後、該
交換された熱量が凝縮器の放熱に活用されるようになっ
ているため、蒸発器及び凝縮器の大きさを増大せずに、
凝縮圧力を低下して蒸発温度を上昇させ、冷凍サイクル
の効率を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二つの蒸発温度を有する冷凍サイ
クル装置の構成を示した配管図である。
【図２】本発明に係る冷媒の凝縮温度及び圧力を示した
ｐｈ線グラフである。
【図３】従来の二つの蒸発温度を有する冷凍サイクル装
置の構成を示した配管図である。
【図４】従来の冷媒の凝縮温度及び圧力を示したｐｈ線
グラフである。
【符号の説明】
１１…圧縮機 １２…凝縮器 １３ａ…第１毛細管 １３ｂ…第２毛細管 １４ａ…高温蒸発器 １４ｂ…低温蒸発器 １７…第１熱交換部 １８…第２熱交換部 １９…第３熱交換部 ２０…Ｙ字管 ２１…一方向バルブ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−223368（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−197476（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−90038（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 5/02 530 F25B 5/02 510 F25D 11/00 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高温高圧の気体状冷媒を吐出する１つの
    圧縮機と、 該圧縮機から吐出された冷媒を液体状に変化させる１つ
    の凝縮器と、 該凝縮器から流入される冷媒を低温低圧の気体状冷媒に
    変化させ、外部の熱を吸収して流出し、複数個の蒸発温
    度を有する複数個の蒸発器と、それら蒸発器中、蒸発温度及び圧力の高い蒸発器から流
    出された冷媒を前記圧縮機に案内する冷媒管と、前記凝
    縮器に連結された冷媒管から分岐されて前記蒸発温度及
    び圧力の高い蒸発器に連結された第１毛細管と、の接触
    部位に形成された第１熱交換部と、 前記複数個の蒸発器中、蒸発温度及び圧力の低い蒸発器
    から流出された冷媒を前記圧縮機に案内する冷媒管と、
    前記凝縮器に連結された冷媒管から分岐されて前記蒸発
    温度及び圧力の低い蒸発器に連結された第２毛細管と、
    の接触部位に形成された第２熱交換部と、 前記蒸発温度及び圧力の高い蒸発器から流出された冷媒
    を前記第１熱交換部を経由して前記圧縮機に案内する冷
    媒管と、前記凝縮器に連結されて分岐される以前の位置
    に形成された冷媒管と、の接触部位に形成された第３熱
    交換部と、を備えて 構成されることを特徴とする二つの
    蒸発温度を有する冷凍サイクル装置。
  2. 【請求項２】 前記蒸発温度及び圧力の低い蒸発器から
    流出された冷媒を前記圧縮機に案内する冷媒管の所定部
    位には、一方向バルブが連結されて冷媒の逆流を防止す
    ることを特徴とする請求項１記載の二つの蒸発温度を有
    する冷凍サイクル装置。
  3. 【請求項３】 前記一方向バルブは、チェックバルブで
    ある請求項２記載の二つの蒸発温度を有する冷凍サイク
    ル装置。
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