JP3357845B2 - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクル内を
炭化水素系冷媒が循環している冷却貯蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷凍冷蔵庫などの冷却貯蔵庫は、
冷媒としてフロン系冷媒を採用している。しかしなが
ら、オゾン層の破壊や地球温暖化などを防止するため
に、フロン系冷媒ではなく、イソブタン、ペンタンやプ
ロパンなどの炭化水素系冷媒すなわちＨＣ冷媒の採用が
検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、炭化水素系
冷媒は可燃性である。したがって、炭化水素系冷媒が、
冷却器などから漏れ、密閉空間である庫内に流入する
と、庫内における炭化水素の量や濃度などが上昇し、庫
内にある電装部品、例えば庫内灯スイッチの接点のオン
・オフ時におけるスパークで、発火する恐れがある。

【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、庫内に炭化水素系冷媒が漏れた際に、庫内
の炭化水素の量や濃度などを極力低下させることができ
る冷却貯蔵庫を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の冷却貯蔵庫は、
圧縮機（１６）、凝縮器（１７）、減圧装置（１８）及
び冷却器（１９）などを順次冷媒配管（２１）で接続し
て冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクル内を炭化水
素系冷媒が循環しているとともに、前記冷却器で庫内
（２）を冷却している。そして、請求項１記載の冷却貯
蔵庫は、ドレンパイプ（３１）から分岐して一端がタン
クに接続されている分岐パイプ（５２）と、ドレンパイ
プの分岐部に設けられ、庫内からの流体の流入先を蒸発
皿（３３）またはタンクの何れか一方に切り換えている
切換弁（５１）とを備えている。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明における冷却貯蔵庫
の実施の第１の形態を図１および図２を用いて説明す
る。図１は実施の第１の形態の冷却貯蔵庫の断面図であ
る。図２は実施の第１の形態の冷却貯蔵庫の冷媒回路図
である。

【０００９】冷却貯蔵庫である冷凍冷蔵庫の本体は、前
面が開口している断熱箱体１で構成されている。断熱箱
体１の内部空間すなわち庫内２は、略水平な２個の断熱
仕切り壁３，４で、３個の空間に仕切られ、上部空間が
冷蔵室６、中央部の空間が冷凍室７、また、下部空間が
野菜室８となっている。そして、冷蔵室６、冷凍室７お
よび野菜室８の前面開口は、断熱扉１１で開閉自在に閉
塞されている。

【００１０】また、図２に図示す冷凍冷蔵庫の冷凍サイ
クルは、圧縮機１６、凝縮器１７、減圧装置であるキャ
ピラリーチューブ１８、冷却器１９および気液分離器で
あるアキュムレーター２０などを、順次冷媒配管２１で
接続して構成されている。この冷凍サイクル内を循環し
ている冷媒としては、たとえば、イソブタン、ペンタン
やプロパンなどの炭化水素系冷媒すなわちＨＣ冷媒が採
用されている。そして、冷却器１９は、冷却器用送風機
２３とともに、庫内２に配置されており、冷却器１９で
冷却された冷気は、図１の矢印で図示するように循環し
て、庫内２を冷却している。

【００１１】また、圧縮機１６、凝縮器１７、キャピラ
リーチューブ１８およびアキュムレーター２０などは、
断熱箱体１の後部下側に形成されている機械室２７すな
わち庫外に配置されている。

【００１２】さらに、冷却器１９の下方には、霜取ヒー
ター２９が設けられ、霜取り時に、霜取ヒーター２９は
通電されて発熱し、冷却器１９などに付着した霜を溶か
している。ドレンパイプ３１が、断熱箱体１の断熱壁１
ａを貫通しており、庫内２（より正確には冷却器１９の
下方の空間２ａ）と、機械室２７とを連通させており、
このドレンパイプ３１は、庫内２のドレンを、機械室２
７に配備されている蒸発皿３３に導いている。また、機
械室２７にはタンク３６が設けられ、このタンク３６に
は、炭化水素系冷媒と相溶性のある液体（たとえば、鉱
油など）または、炭化水素系冷媒を吸着する吸着剤（た
とえば、活性炭やゼオライトなど）３７を収容してい
る。そして、ドレンパイプ３１とは別に設けられている
連通パイプ３８が、庫内２（より正確には冷却器１９の
下方の空間２ａ）と、タンク３６とを連通させている。
この連通パイプ３８には下端部に、開放弁として電磁弁
などからなる開閉弁３９が設けられている。この開閉弁
３９は、通常時すなわち冷媒が漏れていない時には、閉
じている。

【００１３】庫内２たとえば、冷蔵室６の下部、冷凍室
７の下部、または冷却器１９の下方の空間２ａなどに、
冷媒漏れを検出する冷媒漏れセンサー４１が配置されて
いる。この冷媒漏れセンサー４１は、マイコンなどの制
御装置４４の入力側に接続されている。一方、制御装置
４４の出力側には、開閉弁３９、冷却器用送風機２３お
よび圧縮機１６などが接続されている。

【００１４】この様に構成されている冷凍冷蔵庫におい
て、圧縮機１６および冷却器用送風機２３が稼働する
と、圧縮機１６は気体状の炭化水素系冷媒を加圧して凝
縮器１７に吐出する。この凝縮器１７で冷媒は空冷され
て液化し、ついで、キャピラリーチューブ１８に流入し
て減圧された後に、冷却器１９に供給される。この冷却
器１９において、冷媒は周囲の熱を奪い、そして、アキ
ュムレーター２０に流入し、液体状の冷媒を分離して気
体状の冷媒のみが、再び、圧縮機１６に戻っている。こ
の様にして、冷却器１９は周囲の空気を冷却することが
でき、冷却器１９で冷却された冷気は、前述のように冷
却器用送風機２３で庫内２を循環している。

【００１５】また、時間の経過とともに、冷却器１９に
は霜が付着するので、霜取り運転が適宜行われている。
この霜取り運転時には、圧縮機１６および冷却器用送風
機２３を停止するとともに、霜取ヒーター２９に通電さ
れ、この霜取ヒーター２９の熱で冷却器１９の霜を溶か
している。この除霜水は、ドレンとなって、ドレンパイ
プ３１により蒸発皿３３に導かれている。

【００１６】ところで、冷却器１９などに孔が生じ、炭
化水素系冷媒が冷却器１９から庫内２に漏れると、この
炭化水素を冷媒漏れセンサー４１が検出し、検出信号を
制御装置４４に出力する。制御装置４４は、冷媒漏れセ
ンサー４１から検出信号が入力されると、冷媒が漏れた
と判断し、圧縮機１６および冷却器用送風機２３に停止
信号を出力して停止させるとともに、開閉弁３９に開信
号を出力して、開閉弁３９を開け、庫内２からタンク３
６への流れを許容している。

【００１７】したがって、庫内２の炭化水素を含んだ空
気は、タンク３６に流入し、タンク３６内の液体または
吸着剤３７に吸収されている。その結果、庫内２の炭化
水素量や濃度などを極力低下させることができる。

【００１８】なお、冷媒が漏れていない通常時は、冷媒
漏れセンサー４１は炭化水素を検出していないので、検
出信号を出力していない。そのため、制御装置４４は、
冷媒が漏れていないと判断し、開閉弁３９に閉信号を出
力しており、庫内２からタンク３６への流れを遮断して
いる。

【００１９】次に、本発明における冷却貯蔵庫の実施の
第２の形態について図３ないし図５を用いて説明する。
図３は実施の第２の形態の冷却貯蔵庫の断面図である。
図４は実施の第２の形態の冷却貯蔵庫の冷媒回路図であ
る。図５は図３の要部拡大図で、（ａ）が通常運転時の
図、（ｂ）が冷媒漏れ時の図である。なお、この実施の
第２の形態の説明において、前記実施の第１の形態の構
成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その
詳細な説明は省略する。

【００２０】実施の第１の形態においては、連通パイプ
３８および開閉弁３９が設けられていたが、実施の第２
の形態においては、連通パイプ３８の代わりに分岐パイ
プ５２が、また、開閉弁３９の代わりに電磁式の切換弁
５１が設けられている。分岐パイプ５２はドレンパイプ
３１の途中から分岐して、一端がタンク３６に接続され
ている。切換弁５１は、ドレンパイプ３１の分岐部に設
けられ、庫内２からの流れを、蒸発皿３３側またはタン
ク３６の何れか一方に向かうように切り換えている。

【００２１】冷媒が漏れていない通常時は、冷媒漏れセ
ンサー４１は炭化水素を検出していないので、検出信号
を出力していない。そのため、制御装置４４は、冷媒が
漏れていないと判断し、庫内２から蒸発皿３３へ流れる
様に、切換弁５１を図５（ａ）に図示する位置に切り換
えている。したがって、霜取り運転時には、除霜水は、
ドレンパイプ３１により蒸発皿３３に導かれている。

【００２２】一方、炭化水素系冷媒の漏れ時には、漏れ
た炭化水素を冷媒漏れセンサー４１が検出し、検出信号
を制御装置４４に出力する。制御装置４４は、冷媒漏れ
センサー４１から検出信号が入力されると、冷媒が漏れ
たと判断し、圧縮機１６および冷却器用送風機２３に停
止信号を出力して停止させるとともに、切換弁５１に切
換信号を出力して、庫内２からタンク３６へ流れる様
に、切換弁５１を図５（ｂ）に図示する位置に切り換え
ている。したがって、庫内２の炭化水素を含んだ空気
は、タンク３６に流入し、タンク３６内の液体または吸
着剤３７に吸収されている。その結果、庫内２の炭化水
素の量や濃度などを極力低下させることができる。

【００２３】前述のように、実施の第２の形態において
は、ドレンパイプ３１から分岐パイプ５２を分岐させて
タンク３６に接続しており、分岐パイプ５２の長さは、
実施の第１の形態の連通パイプ３８よりも比較的短くす
ることができる。その結果、材料コストを削減すること
ができる。また、冷媒漏れ時には、庫内２から蒸発皿３
３への流れが、切換弁５１により遮断されており、庫内
２の炭化水素がドレンパイプ３１を介して庫外に流出す
ることを極力防止することができる。

【００２４】次に、本発明における冷却貯蔵庫の実施の
第３の形態について図６および図７を用いて説明する。
図６は実施の第３の形態の冷却貯蔵庫の下部の背面図で
ある。図７は実施の第３の形態の冷却貯蔵庫の冷媒回路
図である。なお、この実施の第３の形態の説明におい
て、前記実施の第１の形態の構成要素に対応する構成要
素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００２５】実施の第３の形態においては、実施の第１
の形態の連通パイプ３８は設けられておらず、かつ、デ
ハイドレーター６１が凝縮器１７とキャピラリーチュー
ブ１８との間の冷媒配管２１に設けられている。このデ
ハイドレーター６１は、冷凍サイクルにおける炭化水素
系冷媒中の水分を除去している。そして、このデハイド
レーター６１には、分流パイプ６２の一端が接続されて
いるとともに、分流パイプ６２の他端がタンク３６に接
続されている。そして、分流パイプ６２には、実施の第
１の形態の連通パイプ３８の開閉弁３９と同様な開閉弁
６４が設けられ、この開閉弁６４が制御装置４４の出力
側に接続されている。他の構造は、実施の第１の形態と
略同じである。

【００２６】そして、炭化水素系冷媒が冷却器１９など
から庫内２に漏れると、この炭化水素を冷媒漏れセンサ
ー４１が検出し、検出信号を制御装置４４に出力する。
制御装置４４は、冷媒漏れセンサー４１から検出信号が
入力されると、冷媒が漏れたと判断し、圧縮機１６およ
び冷却器用送風機２３に停止信号を出力して停止させる
とともに、開閉弁６４に開信号を出力して、開閉弁６４
を開け、デハイドレーター６１からタンク３６への流れ
を許容している。

【００２７】したがって、冷凍サイクル内の炭化水素系
冷媒は、タンク３６に流入し、タンク３６内の液体また
は吸着剤３７に吸収されている。したがって、冷凍サイ
クル内の炭化水素系冷媒は減少し、炭化水素系冷媒が冷
凍サイクルから庫内２に漏れることが減少する。

【００２８】なお、冷媒が漏れていない通常時は、冷媒
漏れセンサー４１は検出信号を出力していないため、制
御装置４４は、冷媒が漏れていないと判断し、開閉弁６
４に閉信号を出力しており、デハイドレーター６１から
タンク３６への流れを遮断している。

【００２９】この様に、冷凍サイクルから分流する分流
パイプ６２の先端は、炭化水素を吸収する液体または吸
着剤３７が収容されているタンク３６に接続されている
とともに、この分流パイプ６２には、遮断されている分
流パイプ６２内の流れを開放する開閉弁６４が設けられ
ている。そして、冷媒漏れ時には、開放弁としての開閉
弁６４を開放して、冷凍サイクル内の炭化水素系冷媒を
タンク３６に導いている。その結果、冷凍サイクル内の
炭化水素系冷媒の圧力が低下し、炭化水素系冷媒が冷凍
サイクルから庫内２に漏れることが減少する。

【００３０】以上、本発明の実施の形態を詳述したが、
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、
種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を
下記に例示する。 （１）実施の形態においては、冷却貯蔵庫は、冷凍冷蔵
庫であるが、他の形式の冷却貯蔵庫でも可能である。た
とえば、冷凍庫や冷蔵庫などでも可能である。また、実
施の形態においては、冷却器が庫内に設置されている
が、冷却器が断熱壁に埋設されている直冷式でも可能で
ある。なお、この直冷式の冷却貯蔵庫の場合にも、冷却
器から漏れた炭化水素系冷媒は、断熱壁を通過して庫内
に侵入することがある。さらに、実施の形態において
は、冷却器用送風機が設けられ、冷気が強制循環してい
るが、冷却器用送風機が設けられていない自然対流式で
も可能である。

【００３１】（２）実施の形態においては、減圧装置は
キャピラリーチューブであるが、減圧装置は膨張弁でも
可能である。 （３）実施の形態においては、冷媒漏れセンサーは冷却
器１９の下方などに配置されているが、冷凍サイクルか
ら庫内への冷媒漏れを検出することができるならば、冷
媒漏れセンサーの数量や配置は適宜変更可能である。た
だし、炭化水素は、空気よりも比重が大きいので、炭化
水素の溜まり易い部分たとえば冷却器の下方に設置する
ことが好ましい。

【００３２】（４）制御装置の出力側に、警報装置など
を接続し、冷媒漏れセンサーが冷媒の漏れの信号を制御
装置に出力した際に、制御装置が、警報装置に作動信号
を出力することも可能である。この様にして、冷媒が漏
れた際に、警報装置を作動させることができる。 （５）実施の形態においては、開放弁として開閉弁３
９，６４が設けられているが、この開放弁は、閉じた状
態から開くことができるならば、必ずしも開閉可能であ
る必要はない。すなわち、開放後、閉じることができな
い構造の弁でも可能である。たとえば、連通パイプ３８
の先端を溶着などで密封しておき、冷媒漏れの際に、連
通パイプ３８の先端を切断して開けることも可能であ
る。ただし、開放弁として開閉弁を採用したほうが、開
放後の開放弁を再利用し易い。

【００３３】（６）実施の第１の形態および実施の第２
の形態においては、冷媒漏れ時には、冷却器用送風機２
３を停止しているが、冷却器用送風機２３を稼働して、
冷却器１９からタンク３６に向けて送風することも可能
である。たとえば、実施の第１の形態および実施の第２
の形態の場合には、冷却器用送風機２３を反転して稼働
させる。 （７）実施の第１の形態および実施の第２の形態におい
ては、デハイドレーターが図示されていないが、冷凍サ
イクルにデハイドレーターを設けることは適宜行うこと
ができる。また、実施の第３の形態において、デハイド
レーターを設けないことも可能である。さらに、デハイ
ドレーターの配置位置は適宜変更可能である。

【００３４】（８）実施の第３の形態においては、分流
パイプ６２はデハイドレーター６１から分流している
が、冷凍サイクルの他の場所から分流することも可能で
ある。ただし、圧縮機１６からキャピラリーチューブ１
８までの間が、炭化水素系冷媒の圧力が高圧であるの
で、分流パイプ６２を接続するのに適している。特に、
デハイドレーター６１には、流出入口が３個設けられて
いるので、従来使用していなかった流出入口を用いて簡
単に接続することができる。

【００３５】

【発明の効果】本出願の請求項１記載の発明によれば、
ドレンパイプから分岐パイプが分岐し、この分岐パイプ
の一端がタンクに接続されている。そして、このドレン
パイプの分岐部には切換弁が設けられ、この切換弁が、
庫内からの流体の流入先を蒸発皿またはタンクの何れか
一方に切り換えている。したがって、庫内に炭化水素系
冷媒が漏れていない際には、切換弁により、庫内からの
流体の流入先を蒸発皿に切り換え、庫内のドレンを蒸発
皿に導いている。一方、庫内に炭化水素系冷媒が漏れた
際には、切換弁により、庫内からの流体の流入先をタン
クに切り換え、庫内の炭化水素をタンクに導き、炭化水
素系冷媒と相溶性のある液体または、炭化水素系冷媒を
吸着する吸着剤に吸収させることができる。その結果、
庫内の炭化水素の量や濃度などを極力低下させることが
できる。また、ドレンパイプから分岐パイプを分岐させ
ており、炭化水素を導く際にドレンパイプを有効利用し
ているので、材料コストを削減することができる。しか
も、冷媒漏れの際に、ドレンパイプを切換弁で閉じるこ
とができるので、不用意に炭化水素が庫外に漏れること
を極力防止することができる。

【００３６】

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施の第１の形態の冷却貯蔵庫の断面図
である。

【図２】図２は実施の第１の形態の冷却貯蔵庫の冷媒回
路図である。

【図３】図３は実施の第２の形態の冷却貯蔵庫の断面図
である。

【図４】図４は実施の第２の形態の冷却貯蔵庫の冷媒回
路図である。

【図５】図５は図３の要部拡大図で、（ａ）が通常運転
時の図、（ｂ）が冷媒漏れ時の図である。

【図６】図６は実施の第３の形態の冷却貯蔵庫の下部の
背面図である。

【図７】図７は実施の第３の形態の冷却貯蔵庫の冷媒回
路図である。

【符号の説明】

２ 庫内 １６ 圧縮機 １７ 凝縮器 １８ キャピラリーチューブ（減圧装置） １９ 冷却器 ２１ 冷媒配管 ３１ ドレンパイプ ３３ 蒸発皿 ３６ タンク ３７ 炭化水素系冷媒と相溶性のある液体または吸着剤 ３８ 連通パイプ ３９ 開閉弁（開放弁） ５１ 切換弁 ５２ 分岐パイプ ６２ 分流パイプ ６４ 開閉弁（開放弁）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 11/00 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び冷却器な
   どを順次冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、こ
   の冷凍サイクル内を炭化水素系冷媒が循環しているとと
   もに、前記冷却器で庫内を冷却している冷却貯蔵庫にお
   いて、 炭化水素系冷媒と相溶性のある液体または、炭化水素系
   冷媒を吸着する吸着剤を収容しているとともに、庫外に
   設置されているタンクと、 庫外に配備されている蒸発皿に、庫内のドレンを導くド
   レンパイプと、 このドレンパイプから分岐して、一端が前記タンクに接
   続されている分岐パイプと、 ドレンパイプの分岐部に設けられ、庫内からの流体の流
   入先を蒸発皿またはタンクの何れか一方に切り換えてい
   る切換弁とを 備えていることを特徴としている冷却貯蔵
   庫。