JP3382908B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

冷蔵庫

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JP3382908B2
JP3382908B2 JP33864499A JP33864499A JP3382908B2 JP 3382908 B2 JP3382908 B2 JP 3382908B2 JP 33864499 A JP33864499 A JP 33864499A JP 33864499 A JP33864499 A JP 33864499A JP 3382908 B2 JP3382908 B2 JP 3382908B2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫に係り、特
に、冷蔵室蒸発器と冷凍室蒸発器とを連結する連結冷媒
管の外表面と凝縮器から延びたインタークーラー管の外
表面を接触させることにより熱交換が行われる冷蔵庫に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷蔵庫は凝縮器の一領域から引
き出された冷媒配管と蒸発器領域の冷媒配管により熱交
換が行われるインタークーラー冷却システムを備えてお
り、これにより凝縮器が過冷され圧縮器に流入される冷
媒の温度が上昇される。図５は従来のインタークーラー
冷凍システムを備えた冷蔵庫の構成図である。図示され
たように、従来の冷蔵庫の冷凍システムは、冷蔵庫の本
体の後方の下部に設けられた圧縮機５１と、本体の全領
域に掛けて配置された凝縮器配管５４で形成された凝縮
器５３と、冷媒を減圧膨脹させる毛細管５５と、冷媒を
蒸発させて冷蔵室及び冷凍室を冷却させる冷蔵室蒸発器
５８及び冷凍室蒸発器５７を含んでいる。
【０００３】冷凍室蒸発器５７と冷蔵室蒸発器５８は凝
縮器５３からの冷媒が冷凍室蒸発器５７に流入されるよ
うに順次的に直列連結されている。ここで、冷蔵室蒸発
器５８は、図６に図示されたように、一定間隔を開けて
多数の積層された伝熱フィン６３と、伝熱フィン６３を
貫通してジグザグに折り曲がった冷媒配管からなる。こ
こで、冷蔵室蒸発器５８の冷媒配管は、図７に図示され
たように、所定の小径を有する内管６０と、内管６０の
外側を囲む外管６２がアルミニウムの圧出成形により一
体に形成されている。冷凍室蒸発器５７に向かう外管６
２の入口側には冷凍室蒸発器５７と冷蔵室蒸発器５８を
連結する連結冷媒管５９が結合されており、外管６２の
出口側には圧縮機５１に延びた圧縮機配管６５が結合さ
れている。そして、内管６９の入口側の端部には凝縮器
５３から延びた凝縮器配管５４が結合されており、内管
６０の出口側端部には毛細管５５と連結される冷媒配管
が結合されている。
【０００４】従って、冷蔵室蒸発器５８の冷媒配管は、
冷凍室蒸発器５７からの冷媒が流動する外管６２と、凝
縮器５３から流入された冷媒が流動する内管６０が一体
に圧出成形されており、内管６０を流動する冷媒は外管
６２を流動する冷媒と逆方向に流動する。
【０００５】このような構成の冷凍システムを稼動する
と、圧縮機５１から圧縮された冷媒は凝縮器５３に流入
されて凝縮器配管５４に沿って流動しながら凝縮され、
凝縮器配管５４に沿って流動された冷媒は冷蔵室蒸発器
５８の冷媒配管の内管６０に流入される。内管６０に流
入された冷媒は外管６２に沿って流動する冷媒との熱交
換により過冷され、毛細管５５に連結された冷媒配管に
排出された後、毛細管５５を通り過ぎながら膨脹されて
冷凍室蒸発器５７に流入される。冷凍室蒸発器５７に流
入された冷媒は冷凍室内で熱交換されて冷媒の温度が上
昇され、連結冷媒管５９を通じて冷蔵室蒸発器５８の外
管６２に流入される。外管６２に沿って流動する冷媒は
内管６０に沿って流動する冷媒との熱交換により温度が
所定上昇した後、圧縮機配管６５に沿って圧縮機５１に
流入される。
【０００６】このような従来の冷凍システムは、冷蔵室
蒸発器５８の冷媒配管の内管６０と外管６２を流動する
冷媒同士間の相互熱交換により、内管６０を流動する冷
媒は温度が下降して冷媒の凝縮効率が向上され、外管６
２を流動する冷媒は温度が上昇して圧縮機５１に流入さ
れるので圧縮機５１の損傷が防止される。一方、従来の
冷蔵室蒸発器５８の内管６０と外管６２には、凝縮器配
管５４と連結冷媒管５９及び圧縮機配管６５が結合され
ており、内管６０と外管６２の直径は凝縮器配管５４と
連結冷媒管５９及び圧縮機配管６５の直径より小さい。
従って、内管６０と外管６２をそれぞれ対応する連結配
管に結合させるためには内管６０と外管６２の両端部を
各配管の直径と同じくなるよう拡径する必要がある。
【０００７】ところが、内管６０と外管６２とが一体に
圧出成形されているので、内管６０と外管６２を拡径さ
せることが容易なことではない。即ち、内管６０の両端
部と外管６２の両端部にそれぞれ一対の結合箇所がある
ので作業能率が低下され漏液の危険性が高くなるという
問題がある。
【０００８】冷却システムのエネルギーの保存及び効率
のため、U.S.PATENT NO.5,243,837号には冷媒がピンチ
ューブ蒸発器のチューブより小さい管を通過する内部過
冷器により熱交換が行われるシステムが開示されてい
る。U.S.PATENT NO.5,406,805には、一つの圧縮機と二
つの蒸発器が直列に連結されたシステムにおいて、二つ
の蒸発器と一つの蒸発器ファンを共に作動させることに
より、二つ以上の冷却室を経済的であり、効率的に冷却
させることができる直列冷却システムが開示されてい
る。しかし、このような装置おいても、従来の作動能力
の低下及び冷媒の漏れの問題は残っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、冷凍システムの高効率を維持しながら、配管作業が
容易に行われ、漏液を防止することができる冷蔵庫を提
供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、圧縮機と、前記圧縮機からの冷媒を凝縮さ
せる凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒を蒸発させ相互直
列に連結されている複数の蒸発器と、を有している冷蔵
庫において、前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管
と、前記凝縮器から引き出されて前記連結冷媒管と熱交
換が行われるように前記連結冷媒管の外表面と接触され
て設けられるインタークーラー管と、を有することを特
徴とする冷蔵庫により達成される。
【００１１】ここで、前記インタークーラー管は前記連
結冷媒管に平行に接触されていることが好ましい。ここ
で、前記連結冷媒管の長さは、約1.4乃至約2.2mである
ことが好ましい。そして、前記インタークーラー管は、
前記凝縮器の流出端の領域から引き出されていることが
好ましい。また、前記インタークーラー管は前記凝縮器
の冷媒管より小径を有することが好ましい。そして、前
記インタークーラー管は前記連結冷媒管より小径を有す
ることが好ましい。
【００１２】一方、前記インタークーラー管は前記連結
冷媒管内の冷媒の流動方向と逆方向に冷媒が流動するよ
うに配置されていることが好ましい。ここで、前記イン
タークーラー管と前記連結冷媒管は発泡材により囲まれ
ていることが好ましい。また、前記インタークーラー管
は前記連結冷媒管の外表面を螺旋状に巻き付けるように
構成することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施例を詳しく説明する。図１は本発明によるイ
ンタークーラー冷凍システムを備えた冷蔵庫の構成図で
ある。本冷蔵庫の冷凍システムは、冷媒を高温高圧に圧
縮する圧縮機１と、本体の全ての領域に掛けて配置され
て冷媒を凝縮させる凝縮器配管４によって構成された凝
縮器３と、冷媒を減圧膨脹させる毛細管５と、冷媒を蒸
発させて冷蔵室及び冷凍室を冷却させる冷蔵室蒸発器８
と、冷凍室蒸発器７と、から構成されている。ここで、
冷蔵室蒸発器８と冷凍室蒸発器７は連結冷媒管９により
相互連結されており、冷蔵室蒸発器８と圧縮機１は圧縮
機配管１５により相互連結されている。
【００１４】一方、凝縮器配管４の一側には流出端から
連結冷媒管９に延長及び縮径されたインタークーラー管
１０が形成されており、このインタークーラー管１０は
連結冷媒管９の全区間と接触するように固定されてい
る。ここで、インタークーラー管１０と連結冷媒管９
は、図２及び図３に示されたように、熱交換が十分に行
われるように連結冷媒管９の長さが延びて設けられると
か、インタークーラー管１０がベンディングされて連結
冷媒管９の外表面を螺旋状に巻き付けるように設けるこ
とができる。インタークーラー管１０と連結冷媒管９が
平行に結合される場合、従来に約0.6-0.8m程度であった
連結冷媒管９の長さを約1.4-2.2m程度に延ばすことが好
ましい。一方、インタークーラー管１０と連結冷媒管９
は溶接等の方法により相互結合されているので熱交換が
直接に行われる。
【００１５】このようなインタークーラー管１０は、イ
ンタークーラー管１０を流動する冷媒が連結冷媒管９を
流動する冷媒と逆方向に流動するように、インタークー
ラー管１０の入口側が冷蔵室蒸発器８に隣接し、インタ
ークーラー管１０の出口側が冷凍室蒸発器７に隣接する
ように連結冷媒管９に固定されている。ここで、インタ
ークーラー管１０と連結冷媒管９が冷蔵庫の内箱と外箱
の間に一体に固定されるように発泡材が充填される。こ
のような構成の冷凍システムを稼動すると、圧縮機１は
冷媒を高温高圧に圧縮し、圧縮された冷媒は凝縮器３に
流入されて凝縮器配管４に沿って流動しながら凝縮され
る。そして、凝縮器配管４を経てインタークーラー管１
０を流動する冷媒は連結冷媒管９に沿って流動する冷媒
との相互熱交換により冷却される。
【００１６】その次、インタークーラー管１０を通り過
ぎた冷媒は冷媒配管を経てから、毛細管５を通りつつ減
圧膨脹される。減圧膨脹された冷媒は冷凍室蒸発器７に
流入されて冷凍室の庫内の空気と熱交換された後、連結
冷媒管９に沿って流動する。この時、連結冷媒管９に沿
って流動する冷媒はインタークーラー管１０に沿って流
動する冷媒と熱交換が行われる。インタークーラー管１
０との熱交換により温度が上昇した冷媒は冷蔵室蒸発器
８に流入されて冷蔵室の庫内の空気と熱交換されてか
ら、圧縮機配管１５に沿って流動しつつ圧縮機１に流入
される。
【００１７】これにより、従来の如く、冷蔵室蒸発器８
に内管と外管を形成せず、凝縮器配管４の一部を蒸発器
側の連結冷媒管９と接触させることにより、連結冷媒管
９とインタークーラー管１０に沿って流動する冷媒同士
間の相互熱交換が行われ、従来の冷凍システムに比較
し、凝縮器３の凝縮効率は向上され、圧縮機１の損傷さ
れることを防止することができる。
【００１８】また、従来の冷蔵室蒸発器８においては、
内管と外管とが拡管されることにより、内管と外管を当
該冷媒配管と結合させる作業が容易でなかったが、本発
明においては、冷蔵室蒸発器８が一つの通路からなった
冷媒配管を有するので、冷媒配管に連結冷媒管９と圧縮
機配管１５を結合させる作業が容易に行われる。そし
て、冷蔵室蒸発器８の冷媒配管と連結冷媒管９及び圧縮
機配管１５との結合箇所が減少することにより冷媒が漏
れることが防止される。
【００１９】一方、図４の表は、本発明と従来の冷凍シ
ステムのエネルギー効率を比較した比較表である。ここ
で、本発明の実施例は、連結冷媒管９の長さが約1.8m程
度に形成されており、インタークーラー管１０と連結冷
媒管９を平行に溶着させた状態のエネルギー効率を試し
た結果である。
【００２０】図４に記載されたように、従来の冷凍シス
テムは圧縮機１の運転時間が24.9分であり、圧縮機１の
停止時間が16.6分であって、全てのサイクル時間は41.5
分である。一方、本発明による冷凍システムは圧縮機１
の運転時間が23.2分であり、圧縮機１の停止時間が16.9
であって、全てのサイクル時間は40.1分である。従っ
て、従来の冷凍システムにおいては全てのサイクル時間
に対する圧縮機１の運転時間の比率を示したRrが60.1%
であり、本発明による冷凍システムのRrが57.9%であっ
て、従来より圧縮機１の運転時間が縮まることにより運
転効率が向上される。
【００２１】また、消費電力量において、本発明による
冷凍システムの月平均消費電力量は41.9kWであって、従
来の冷凍システムの月平均消費電力量である43.1kWと比
較すると、約2.9%の電力が節約される。このように、本
発明による冷凍システムにおいては、凝縮器配管４から
延びたインタークーラー管１０を連結冷媒管９と接触さ
せることにより、従来の冷凍システムのエネルギー効率
はそのまま維持しつつ、冷凍システムの配管作業の容易
化により、漏液の防止効果がある。
【００２２】上述した実施例においては、凝縮器３を通
過しながら凝縮された冷媒が冷凍室蒸発器７に流入され
るように冷凍システムが構成されているが、凝縮器３か
らの冷媒が冷蔵室蒸発器８に流入されるように冷凍シス
テムを構成することもできる。
【００２３】
【発明の効果】前述したように、本発明によると、配管
の連結作業が容易に行われ、漏液が防止される冷凍シス
テムを備えた冷蔵庫を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるインタークーラー冷凍システム
を備えた冷蔵庫の構成図である。
【図２】 図１の一実施例による連結冷媒管の部分平面
図である。
【図３】 図１の他の実施例による連結冷媒管の部分平
面図である。
【図４】 本発明と従来の発明の冷凍システムのエネル
ギーの効率を比べた表である。
【図５】 従来のインタークーラー冷凍システムを備え
た冷蔵庫の構成図である。
【図６】 図５の蒸発器の断面図である。
【図７】 図６の蒸発器の冷媒配管の断面図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機 ３ 凝縮器 ４ 凝縮器配管 ５ 毛細管 ７ 冷凍室蒸発器 ８ 冷蔵室蒸発器 ９ 連結冷媒管 １０ インタークーラー管 １５ 圧縮機配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−19418（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−125470（ＪＰ，Ｕ) 特表 平７−504490（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−508580（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25D 19/00 510 F25D 11/02

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管に平行に接触
    され、 前記連結冷媒管の長さは、約1.4乃至約2.2mであること
    を特徴とする冷蔵庫。
  2. 【請求項２】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管に平行に接触
    され、 前記インタークーラー管は前記凝縮器の流出端の領域か
    ら引き出されていることを特徴とする冷蔵庫。
  3. 【請求項３】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管に平行に接触
    され、 前記インタークーラー管は前記凝縮器の冷媒管より小径
    を有することを特徴とする冷蔵庫。
  4. 【請求項４】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷
    媒を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒
    を蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の
    順に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管に平行に接触
    され、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管より小径を有
    することを特徴とする冷蔵庫。
  5. 【請求項５】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管に平行に接触
    され、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管内の冷媒の流
    動方向と逆方向に冷媒が流動するように配置されている
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  6. 【請求項６】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管に平行に接触
    され、 前記インタークーラー管と前記連結冷媒管は発泡材によ
    り囲まれていることを特徴とする冷蔵庫。
  7. 【請求項７】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管の外表面を螺
    旋状に巻き付けられ、前記インタークーラー管は前記凝
    縮器の流出端の領域から引き出されていることを特徴と
    する冷蔵庫。
  8. 【請求項８】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管の外表面を螺
    旋状に巻き付けられ、前記インタークーラー管は前記凝
    縮器の冷媒管より小径を有することを特徴とする冷蔵
    庫。
  9. 【請求項９】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷媒
    を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒を
    蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の順
    に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管の外表面を螺
    旋状に巻き付けられ、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管より小径を有
    することを特徴とする冷蔵庫。
  10. 【請求項１０】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷
    媒を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒
    を蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の
    順に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管の外表面を螺
    旋状に巻き付けられ、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管内の冷媒の流
    動方向と逆方向に冷媒が流動するように配置されている
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  11. 【請求項１１】 冷媒が、圧縮機、前記圧縮機からの冷
    媒を凝縮させる凝縮器、毛細管、前記凝縮器からの冷媒
    を蒸発させ相互直列に連結されている複数の蒸発器、の
    順に順次循環する冷蔵庫において、 前記複数の蒸発器を連結する連結冷媒管と、前記凝縮器と毛細管との間に設けられ、 前記凝縮器から
    引き出されて前記連結冷媒管と熱交換が行われるように
    前記連結冷媒管の外表面と接触されて設けられるインタ
    ークーラー管と、 を有し、 前記インタークーラー管は前記連結冷媒管の外表面を螺
    旋状に巻き付けられ、 前記インタークーラー管と前記連結冷媒管は発泡材によ
    り囲まれていることを特徴とする冷蔵庫。
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