JP3712126B2 - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、地球環境に悪影響を与えることのない冷媒を用いた冷凍冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、冷凍冷蔵庫の冷媒には、物性が安定し、扱い易い所からフロン系の冷媒が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
フロン系の冷媒は、物性が安定し、扱い易い反面、オゾン層を破壊するといわれ、地球環境に悪影響を与える所から、準備期間を設けて将来は全面使用禁止となる。
【0004】
フロン系冷媒でも、HFC冷媒はオゾン層の破壊は全くないが、地球の温暖化を促進する性質があり、特に、環境問題に関心の高い欧州ではこの冷媒も使用を禁止しようとする動きがある。即ち、人工的に製造されたフロン系冷媒を使用禁止にし従来からある炭化水素のような自然冷媒を用いることがある。
【0005】
そこで、この発明は、代替冷媒として地球環境に悪影響を与えることのない可燃性冷媒を用いると共に、万一漏れても爆発につながることがなく、安全性を確保した冷凍冷蔵庫を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器とを通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断する冷気遮断手段と、前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧検知手段と、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、前記冷媒に可燃性冷媒を用いる一方、冷媒漏れ検知手段が冷媒漏れを検知した時に前記圧縮機の運転を停止し、前記吐出圧検知手段の検知した前記圧縮機の吐出圧が予め定めた設定値以下となった時に前記冷気遮断手段により前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断することを特徴とする。
【0007】
この場合、好適な冷媒漏れ検知手段の位置としては、送風機の下流側や冷凍サイクルを構成する冷媒経路の高圧側冷媒経路の配管接合部近傍がある。また、冷媒漏れ検知手段としては、冷凍サイクル内の酸素を検出するO2 センサがある。
【0008】
【作用】
かかる冷凍冷蔵庫によれば、圧縮機から吐出された冷媒は、凝縮器→絞り装置→蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成するようになる。この冷凍サイクル時において、蒸発器では、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷風は庫内冷却用送風機によって庫内へ送り込まれ庫内の冷却が行なわれる。
【0009】
この冷凍サイクル運転時に、例えば、冷媒が漏れると、その漏れた冷媒は冷媒漏れ冷気検知手段によって検知されることで、圧縮機の運転は停止する。この結果、冷媒が漏れ続けることがなくなると共に、凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路が冷気遮断手段によって遮断されることと相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となる。
【0010】
【実施例】
以下、図1乃至図29の図面を参照しながらこの発明の実施例を具体的に説明する。
【0011】
図2において、1は冷凍冷蔵庫3の冷蔵庫本体を示しており、前面は冷凍室用、冷蔵室用等の複数の開閉扉5となっている。
【0012】
冷蔵庫本体1の下部は図1に示す如く冷凍サイクルの仕切室7と機械室9となっている。
【0013】
機械室9側には凝縮器11と蒸発皿13と放熱用送風機15と圧縮機17の外にアキュームレータ19及び絞り装置21(キャピラリーチューブ)が配置されている。アキュームレータ19と絞り装置21は、独立した部屋23により取囲まれ、冷媒漏れが一番発生し易い配管接続部を仕切室7の外に配置するレイアウト構造となっている。
【0014】
仕切室7側には、蒸発器25と庫内冷却用送風機27と冷気出口29及び庫内空気戻り口31が配置されている。冷気出口29と庫内空気戻り口31は冷蔵庫本体1側の庫内冷気循環ダクト33と接続し、庫内冷気循環ダクト33を介して庫内35と連通している。
【0015】
図3は、冷媒にプロパン、イソブタン等の可燃性冷媒が用いられた冷凍サイクルを示している。即ち、圧縮機17から吐出された冷媒は、凝縮器11→絞り装置21→蒸発器25→を通り、再び圧縮機17に戻る冷凍サイクルを繰返すことで、蒸発器25において、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷却風は、庫内冷却用送風機27により冷気出口29から送り出されるようになる。
【0016】
圧縮機17と放熱用送風機15の各モータM1,M2は、図4に示す如く圧縮機駆動回路M1−1と、送風機駆動回路M2−2とによりオン・オフに制御される。
【0017】
圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1と、送風機駆動回路M2−2の接点R−2は、後述する制御部33によって開成、閉成されるようになる。図4においてS−1は、制御部34からの信号とは別に圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1を開成とするサーモスイッチを示している。
【0018】
制御部34は、各モータM1,M2の異常を検知する異常検知手段なるモータ異常検知センサS1,S2と、冷媒漏れ検知手段となる可燃性冷媒検知センサS3,S4からの検知信号に基づき演算処理し、指令信号を出力する。
【0019】
各モータM1,M2の異常を検知する異常検知としては、モータ電源の絶縁抵抗値による異常を検知する場合、モータの回転数による異常を検知する場合、巻線温度による異常を検知する場合とがある。各モータM1,M2の異常検知は、異常検知手段となる各モータM1,M2に設けられた圧縮機モータ異常検知センサS1又は送風機モータ異常検知センサS2により検知され、その検知信号は制御部34に入力される。これにより、制御部34は、圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1又は、送風機駆動回路M2−2の接点R2を開成するようになる。
【0020】
一方、凝縮器11を通過する通過風の下流側、又は蒸発器25を通過する通過風の下流側には前記した冷媒漏れ検知手段となる可燃性冷媒検知センサS3,S4がそれぞれ設けられている。
【0021】
可燃性冷媒検知センサS3,S4を配置する位置としては、前記の外に、高圧側冷媒経路となるアキュームレータ19等の配管接続部の近傍、圧縮機17を通過する通過風の下流側S5、冷気出口29の近傍S6等がある。
【0022】
可燃性冷媒検知センサS3,S4は、冷媒漏れを検知する一方、冷凍サイクル内を流れる冷媒内の酸素、即ち、冷媒が漏れた時に、冷凍サイクル内に侵入する酸素を検知するO2 センサであっても良く、その検知信号は制御部34に入力される。
【0023】
制御部34は、冷凍サイクル運転時において可燃性冷媒検知センサS3,S4から入力される検知信号に基づき前記圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1を開成とし、送風機駆動回路M2−2の接点R−2を閉成とする外に、別途設けられた警報装置37をオンとすると共に、庫内冷却用送風機27を停止させる一方、図3に示す如く、絞り装置21と蒸発器25との間と、蒸発器25と圧縮機17との間に設けられた冷媒回路遮断手段となる開閉弁a,bを閉とするよう機能する。
【0024】
また、冷凍サイクル運転停止時において、制御部34は、可燃性冷媒検知センサS3,S4から入力される検知信号に基づき送風機駆動回路M2−2の接点R−2を閉成すると共に警報装置37をオンとするよう機能する。この時の放熱用送風機の回転数は、冷媒の拡散が目的となるため、例えば、インバータ制御等の制御手段によって低速回転が与えられ、省エネ、騒音の低減が図られるようになる。
【0025】
図6,図7は開閉弁a,bの動きを説明するフローを示している。
【0026】
図7は高圧側となる凝縮器11側の実施例を示したフローで、可燃性冷媒検知センサS4により検知漏れを判断し(ステップ101)、冷媒漏れを検知すると、制御部34によって圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1を開成として圧縮機17を停止し(ステップ102)、圧縮機17の吐出側に設けられた吐出圧センサS7によって吐出圧Pdが設定値以下かどうかを判断する(ステップ103)。次に、設定値以下となった場合は、開閉弁a,bを閉成として冷媒回路を遮断する。
【0027】
これにより、発火源がなくなる。また、高圧側の圧力が下がって漏れが少なくなると共に、蒸発器25内の冷媒が閉じ込められるようになる(ステップ104)。
【0028】
図6は、低圧側となる蒸発器25側の実施例を示したフローで、可燃性冷媒検知センサS3により検知漏れを判断し(ステップ201)、冷媒漏れと判断すると、制御部34によって庫内冷却用送風機27と、圧縮機17を停止させると共に、開閉弁a,bを閉成する(ステップ203,204)。これにより、庫内35へ冷媒が送り込まれることがなくなると共に発火源がなくなる。また、蒸発器25内の冷媒が閉じ込められるようになる。
【0029】
図8は冷気遮断手段の具体例を示したもので、冷気出口29と庫内空気戻り口31に、冷気遮断手段となるシャッタ39を設けた実施例である。
【0030】
シャッタ39は駆動モータ41によって駆動されるカム43により開閉自在に制御されるカムタイプとなっており、図9にその動作フローを示す。
【0031】
即ち、可燃性冷媒検知センサS3,S4により冷媒漏れの有無を検知し(ステップ301)、冷媒漏れがあると判断されると駆動モータ41をオンとし(ステップ302)、駆動モータ41によりシャッタ39を閉(ステップ303)にすると共に警報装置37をオンとする(ステップ304)。これにより、庫内35へ通じる通路が遮断されるようになる。
【0032】
なお、シャッタ39は、カムタイプに限定されない。例えば、図10に示す如く、シャッタ39を圧縮機17からの吐出圧で作動するベローズ45により、制御するベローズタイプであってもよい。図11にその動作フローを示す。
【0033】
即ち、可燃性冷媒検知センサS3,S4により冷媒漏れの有無を検知し(ステップ401)、冷媒漏れがあると判断されると圧縮機17を停止し(ステップ402)、ベローズ45を開としてシャッタ39を閉(ステップ403)にすると共に警報装置37をオンとする(ステップ405)。これにより庫内35へ通じる通路が遮断されるようになる。
【0034】
図12は冷媒漏れが発生した時に冷凍サイクル内の冷媒を回収する冷媒回収手段を示したものである。
【0035】
冷凍サイクルを構成する圧縮機17、凝縮器11、絞り装置21、蒸発器25において、圧縮機17の吐出側に、凝縮器17と並列に冷媒回収タンク47と、凝縮器11側への冷媒の流れを断・接する第1開閉弁cと、前記冷媒回収タンク47側への冷媒の流れを断・接する第2開閉弁dをそれぞれ設ける。冷媒回収タンク47を放熱用送風機15の下流側に配置し、冷媒回収タンク47を冷却することで冷媒の回収を可能とする。図14に冷媒回収タンク47の冷却方法の他の実施例を示している。
【0036】
冷媒回収タンク47は、断熱材51により取囲まれ、CO2 等の冷媒液53が封入された冷却タンク55内に収納されている。冷媒回収タンク47の外周には「開」とすることで大気に開放される開放弁eを有するキャピラリチューブ57が巻付けられている。
【0037】
開閉弁c,dと開放弁eの動作を図13のフローに基づき説明すると、可燃性冷媒検知センサS3,S4により冷媒漏れの有無を検知し(ステップ501)、冷媒漏れがあると判断されると開閉弁cを閉、開閉弁dを開とする(ステップ502)。圧縮機17からの冷媒は冷媒回収タンク47内へ送り込まれ、CO2 等の冷媒液がガス化し圧力が上がる。次に、開放弁eを開(ステップ503)とし、冷媒液の急激な膨脹により冷媒回収タンク47を冷却する。この時、冷媒回収タンク47内において、高温の冷媒ガスは液化し低圧となり、液化状態で冷媒回収タンク47内に溜るようになる。
【0038】
次に、圧縮機17の吐出側に設けられた圧力検知センサS7により吐出圧Pdが設定値かどうか判断され(ステップ504)、設定値以下の時、開閉弁dを閉とすると共に圧縮機17を停止する(ステップ505,506)。
【0039】
図15は、安全対策を実施した冷凍冷蔵庫の別の実施例を示したもので、開閉扉5に、開閉検知スイッチ59を設け、開閉検知スイッチ59からの検知信号によって庫内冷却用送風機27をオフとする構造となっている。
【0040】
開閉検知スイッチ59と庫内冷却用送風機27の関係を図16に示すフローに基づき具体的に説明すると、開閉検知スイッチ59がONかOFF、即ち、開閉扉5が開いているか閉じているかを判断(ステップ601)する。開閉扉5が開と判断され、開時間を管理する(ステップ602)。この時、開閉扉5の開時間が所定時間以上であると判断されると、庫内冷却用送風機27を停止するものである(ステップ603)。これにより、庫内35に冷媒漏れが発生した時、庫内冷却用送風機27により可燃濃度に達することがないよう拡散されると共に、開閉扉5の開によりすみやかに外へ排出されるようになる。
【0041】
なお、放熱用送風機15にあっては、凝縮器の温度又は外気温に対応して低速運転することも可能である。放熱用送風機15の通常運転時と低速運転時の制御フローを図17に示す。
【0042】
即ち、圧縮機17が運転中か停止中かを判断し(ステップ701)、停止中(NO)にあっては、送風機停止時間を積算する(ステップ702)。この時、送風機が一定時間に達したかどうかを判断し(ステップ703)、NOの場合にはステップ702に戻る循環を繰返す。ステップ703において、YESの場合は一定時間送風機を低速運転する(ステップ704)。
【0043】
一方、圧縮機17が運転中にあると判断され、凝縮器温度が一定温度以下かどうかを判断し(ステップ705)、一定温度以上の時、通常運転を行なう(ステップ706)。また、凝縮器温度が一定温度以下で、さらに外気温が一定温度以下かどうかを判断し(ステップ707)、外気温が一定温度以下の時は低速運転を行なう(ステップ708)。この場合、ステップ707において、外気温が一定温度以上の時は、通常運転を行なうものである。
【0044】
このように構成された冷凍冷蔵庫によれば、圧縮機17から吐出された冷媒は、凝縮器11→絞り装置21→蒸発器25を通り、再び圧縮機17に戻る冷凍サイクルを構成するようになる。この冷凍サイクル時において蒸発器25では、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷風は庫内冷却用送風機27によって庫内35へ送り込まれ庫内35の冷却が行なわれる。
【0045】
この冷凍サイクル運転時に、例えば、冷媒が漏れると、その漏れた冷媒は冷媒漏れ検知手段となる可能性冷媒検知センサS3,S4によって検知されることで、圧縮機17の運転は停止する。この結果、冷媒が漏れ続けることがなくなる。と同時に、前記吐出圧検出手段となる吐出圧センサS7で検知された前記圧縮機17の吐出圧が予め定められた設定値以下となった時に冷気遮断手段となるシャッタ39が働き、その作動によって凝縮器11側冷媒回路と蒸発器25側冷媒経路が遮断されるため、前記圧縮機17の停止と相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となり、安全が確保される。
【0046】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段によって圧縮機の運転を停止し、冷媒が漏れ続けるのを回避することができると共に、凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路の遮断と相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となり、安全が確保されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の配置を示した概要平面図。
【図2】この発明を実施した冷凍冷蔵庫の切断側面図。
【図3】冷凍サイクルを示した説明図。
【図4】圧縮機駆動回路と放熱用駆動回路を示した説明図。
【図5】冷気出口と庫内空気戻り口に冷気遮断手段を設けた説明図。
【図6】蒸発器側の漏れ検知の動作を示すフロー図。
【図7】蒸発器側の漏れ検知の動作を示すフロー図。
【図8】冷気遮断手段となるシャッタをカムで駆動するカムタイプの説明図。
【図9】図8の動作を示すフロー図。
【図10】冷気遮断手段となるシャッタをベローズで駆動するベローズタイプの説明図。
【図11】図10の動作を示すフロー図。
【図12】冷媒回収手段を示した説明回路図。
【図13】図12の動作を示すフロー図。
【図14】冷媒回収装置の具体例を示した説明図。
【図15】冷蔵庫本体の開閉扉に開閉検知スイッチを設けた切断側面図。
【図16】図15の開閉検知スイッチの動作を示すフロー図。
【図17】放熱用送風機の通常運転と低速運転を示す制御フロー図。
【符号の説明】
11…凝縮器
17…圧縮機
21…絞り装置
25…蒸発器
39…シャッタ(冷気遮断手段)
S4…可燃性冷媒検知センサ(冷媒漏れ検知手段)
S7…吐出圧センサ(吐出圧検知手段)
【産業上の利用分野】
この発明は、地球環境に悪影響を与えることのない冷媒を用いた冷凍冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、冷凍冷蔵庫の冷媒には、物性が安定し、扱い易い所からフロン系の冷媒が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
フロン系の冷媒は、物性が安定し、扱い易い反面、オゾン層を破壊するといわれ、地球環境に悪影響を与える所から、準備期間を設けて将来は全面使用禁止となる。
【0004】
フロン系冷媒でも、HFC冷媒はオゾン層の破壊は全くないが、地球の温暖化を促進する性質があり、特に、環境問題に関心の高い欧州ではこの冷媒も使用を禁止しようとする動きがある。即ち、人工的に製造されたフロン系冷媒を使用禁止にし従来からある炭化水素のような自然冷媒を用いることがある。
【0005】
そこで、この発明は、代替冷媒として地球環境に悪影響を与えることのない可燃性冷媒を用いると共に、万一漏れても爆発につながることがなく、安全性を確保した冷凍冷蔵庫を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器とを通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断する冷気遮断手段と、前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧検知手段と、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、前記冷媒に可燃性冷媒を用いる一方、冷媒漏れ検知手段が冷媒漏れを検知した時に前記圧縮機の運転を停止し、前記吐出圧検知手段の検知した前記圧縮機の吐出圧が予め定めた設定値以下となった時に前記冷気遮断手段により前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断することを特徴とする。
【0007】
この場合、好適な冷媒漏れ検知手段の位置としては、送風機の下流側や冷凍サイクルを構成する冷媒経路の高圧側冷媒経路の配管接合部近傍がある。また、冷媒漏れ検知手段としては、冷凍サイクル内の酸素を検出するO2 センサがある。
【0008】
【作用】
かかる冷凍冷蔵庫によれば、圧縮機から吐出された冷媒は、凝縮器→絞り装置→蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成するようになる。この冷凍サイクル時において、蒸発器では、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷風は庫内冷却用送風機によって庫内へ送り込まれ庫内の冷却が行なわれる。
【0009】
この冷凍サイクル運転時に、例えば、冷媒が漏れると、その漏れた冷媒は冷媒漏れ冷気検知手段によって検知されることで、圧縮機の運転は停止する。この結果、冷媒が漏れ続けることがなくなると共に、凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路が冷気遮断手段によって遮断されることと相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となる。
【0010】
【実施例】
以下、図1乃至図29の図面を参照しながらこの発明の実施例を具体的に説明する。
【0011】
図2において、1は冷凍冷蔵庫3の冷蔵庫本体を示しており、前面は冷凍室用、冷蔵室用等の複数の開閉扉5となっている。
【0012】
冷蔵庫本体1の下部は図1に示す如く冷凍サイクルの仕切室7と機械室9となっている。
【0013】
機械室9側には凝縮器11と蒸発皿13と放熱用送風機15と圧縮機17の外にアキュームレータ19及び絞り装置21(キャピラリーチューブ)が配置されている。アキュームレータ19と絞り装置21は、独立した部屋23により取囲まれ、冷媒漏れが一番発生し易い配管接続部を仕切室7の外に配置するレイアウト構造となっている。
【0014】
仕切室7側には、蒸発器25と庫内冷却用送風機27と冷気出口29及び庫内空気戻り口31が配置されている。冷気出口29と庫内空気戻り口31は冷蔵庫本体1側の庫内冷気循環ダクト33と接続し、庫内冷気循環ダクト33を介して庫内35と連通している。
【0015】
図3は、冷媒にプロパン、イソブタン等の可燃性冷媒が用いられた冷凍サイクルを示している。即ち、圧縮機17から吐出された冷媒は、凝縮器11→絞り装置21→蒸発器25→を通り、再び圧縮機17に戻る冷凍サイクルを繰返すことで、蒸発器25において、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷却風は、庫内冷却用送風機27により冷気出口29から送り出されるようになる。
【0016】
圧縮機17と放熱用送風機15の各モータM1,M2は、図4に示す如く圧縮機駆動回路M1−1と、送風機駆動回路M2−2とによりオン・オフに制御される。
【0017】
圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1と、送風機駆動回路M2−2の接点R−2は、後述する制御部33によって開成、閉成されるようになる。図4においてS−1は、制御部34からの信号とは別に圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1を開成とするサーモスイッチを示している。
【0018】
制御部34は、各モータM1,M2の異常を検知する異常検知手段なるモータ異常検知センサS1,S2と、冷媒漏れ検知手段となる可燃性冷媒検知センサS3,S4からの検知信号に基づき演算処理し、指令信号を出力する。
【0019】
各モータM1,M2の異常を検知する異常検知としては、モータ電源の絶縁抵抗値による異常を検知する場合、モータの回転数による異常を検知する場合、巻線温度による異常を検知する場合とがある。各モータM1,M2の異常検知は、異常検知手段となる各モータM1,M2に設けられた圧縮機モータ異常検知センサS1又は送風機モータ異常検知センサS2により検知され、その検知信号は制御部34に入力される。これにより、制御部34は、圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1又は、送風機駆動回路M2−2の接点R2を開成するようになる。
【0020】
一方、凝縮器11を通過する通過風の下流側、又は蒸発器25を通過する通過風の下流側には前記した冷媒漏れ検知手段となる可燃性冷媒検知センサS3,S4がそれぞれ設けられている。
【0021】
可燃性冷媒検知センサS3,S4を配置する位置としては、前記の外に、高圧側冷媒経路となるアキュームレータ19等の配管接続部の近傍、圧縮機17を通過する通過風の下流側S5、冷気出口29の近傍S6等がある。
【0022】
可燃性冷媒検知センサS3,S4は、冷媒漏れを検知する一方、冷凍サイクル内を流れる冷媒内の酸素、即ち、冷媒が漏れた時に、冷凍サイクル内に侵入する酸素を検知するO2 センサであっても良く、その検知信号は制御部34に入力される。
【0023】
制御部34は、冷凍サイクル運転時において可燃性冷媒検知センサS3,S4から入力される検知信号に基づき前記圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1を開成とし、送風機駆動回路M2−2の接点R−2を閉成とする外に、別途設けられた警報装置37をオンとすると共に、庫内冷却用送風機27を停止させる一方、図3に示す如く、絞り装置21と蒸発器25との間と、蒸発器25と圧縮機17との間に設けられた冷媒回路遮断手段となる開閉弁a,bを閉とするよう機能する。
【0024】
また、冷凍サイクル運転停止時において、制御部34は、可燃性冷媒検知センサS3,S4から入力される検知信号に基づき送風機駆動回路M2−2の接点R−2を閉成すると共に警報装置37をオンとするよう機能する。この時の放熱用送風機の回転数は、冷媒の拡散が目的となるため、例えば、インバータ制御等の制御手段によって低速回転が与えられ、省エネ、騒音の低減が図られるようになる。
【0025】
図6,図7は開閉弁a,bの動きを説明するフローを示している。
【0026】
図7は高圧側となる凝縮器11側の実施例を示したフローで、可燃性冷媒検知センサS4により検知漏れを判断し(ステップ101)、冷媒漏れを検知すると、制御部34によって圧縮機駆動回路M1−1の接点R−1を開成として圧縮機17を停止し(ステップ102)、圧縮機17の吐出側に設けられた吐出圧センサS7によって吐出圧Pdが設定値以下かどうかを判断する(ステップ103)。次に、設定値以下となった場合は、開閉弁a,bを閉成として冷媒回路を遮断する。
【0027】
これにより、発火源がなくなる。また、高圧側の圧力が下がって漏れが少なくなると共に、蒸発器25内の冷媒が閉じ込められるようになる(ステップ104)。
【0028】
図6は、低圧側となる蒸発器25側の実施例を示したフローで、可燃性冷媒検知センサS3により検知漏れを判断し(ステップ201)、冷媒漏れと判断すると、制御部34によって庫内冷却用送風機27と、圧縮機17を停止させると共に、開閉弁a,bを閉成する(ステップ203,204)。これにより、庫内35へ冷媒が送り込まれることがなくなると共に発火源がなくなる。また、蒸発器25内の冷媒が閉じ込められるようになる。
【0029】
図8は冷気遮断手段の具体例を示したもので、冷気出口29と庫内空気戻り口31に、冷気遮断手段となるシャッタ39を設けた実施例である。
【0030】
シャッタ39は駆動モータ41によって駆動されるカム43により開閉自在に制御されるカムタイプとなっており、図9にその動作フローを示す。
【0031】
即ち、可燃性冷媒検知センサS3,S4により冷媒漏れの有無を検知し(ステップ301)、冷媒漏れがあると判断されると駆動モータ41をオンとし(ステップ302)、駆動モータ41によりシャッタ39を閉(ステップ303)にすると共に警報装置37をオンとする(ステップ304)。これにより、庫内35へ通じる通路が遮断されるようになる。
【0032】
なお、シャッタ39は、カムタイプに限定されない。例えば、図10に示す如く、シャッタ39を圧縮機17からの吐出圧で作動するベローズ45により、制御するベローズタイプであってもよい。図11にその動作フローを示す。
【0033】
即ち、可燃性冷媒検知センサS3,S4により冷媒漏れの有無を検知し(ステップ401)、冷媒漏れがあると判断されると圧縮機17を停止し(ステップ402)、ベローズ45を開としてシャッタ39を閉(ステップ403)にすると共に警報装置37をオンとする(ステップ405)。これにより庫内35へ通じる通路が遮断されるようになる。
【0034】
図12は冷媒漏れが発生した時に冷凍サイクル内の冷媒を回収する冷媒回収手段を示したものである。
【0035】
冷凍サイクルを構成する圧縮機17、凝縮器11、絞り装置21、蒸発器25において、圧縮機17の吐出側に、凝縮器17と並列に冷媒回収タンク47と、凝縮器11側への冷媒の流れを断・接する第1開閉弁cと、前記冷媒回収タンク47側への冷媒の流れを断・接する第2開閉弁dをそれぞれ設ける。冷媒回収タンク47を放熱用送風機15の下流側に配置し、冷媒回収タンク47を冷却することで冷媒の回収を可能とする。図14に冷媒回収タンク47の冷却方法の他の実施例を示している。
【0036】
冷媒回収タンク47は、断熱材51により取囲まれ、CO2 等の冷媒液53が封入された冷却タンク55内に収納されている。冷媒回収タンク47の外周には「開」とすることで大気に開放される開放弁eを有するキャピラリチューブ57が巻付けられている。
【0037】
開閉弁c,dと開放弁eの動作を図13のフローに基づき説明すると、可燃性冷媒検知センサS3,S4により冷媒漏れの有無を検知し(ステップ501)、冷媒漏れがあると判断されると開閉弁cを閉、開閉弁dを開とする(ステップ502)。圧縮機17からの冷媒は冷媒回収タンク47内へ送り込まれ、CO2 等の冷媒液がガス化し圧力が上がる。次に、開放弁eを開(ステップ503)とし、冷媒液の急激な膨脹により冷媒回収タンク47を冷却する。この時、冷媒回収タンク47内において、高温の冷媒ガスは液化し低圧となり、液化状態で冷媒回収タンク47内に溜るようになる。
【0038】
次に、圧縮機17の吐出側に設けられた圧力検知センサS7により吐出圧Pdが設定値かどうか判断され(ステップ504)、設定値以下の時、開閉弁dを閉とすると共に圧縮機17を停止する(ステップ505,506)。
【0039】
図15は、安全対策を実施した冷凍冷蔵庫の別の実施例を示したもので、開閉扉5に、開閉検知スイッチ59を設け、開閉検知スイッチ59からの検知信号によって庫内冷却用送風機27をオフとする構造となっている。
【0040】
開閉検知スイッチ59と庫内冷却用送風機27の関係を図16に示すフローに基づき具体的に説明すると、開閉検知スイッチ59がONかOFF、即ち、開閉扉5が開いているか閉じているかを判断(ステップ601)する。開閉扉5が開と判断され、開時間を管理する(ステップ602)。この時、開閉扉5の開時間が所定時間以上であると判断されると、庫内冷却用送風機27を停止するものである(ステップ603)。これにより、庫内35に冷媒漏れが発生した時、庫内冷却用送風機27により可燃濃度に達することがないよう拡散されると共に、開閉扉5の開によりすみやかに外へ排出されるようになる。
【0041】
なお、放熱用送風機15にあっては、凝縮器の温度又は外気温に対応して低速運転することも可能である。放熱用送風機15の通常運転時と低速運転時の制御フローを図17に示す。
【0042】
即ち、圧縮機17が運転中か停止中かを判断し(ステップ701)、停止中(NO)にあっては、送風機停止時間を積算する(ステップ702)。この時、送風機が一定時間に達したかどうかを判断し(ステップ703)、NOの場合にはステップ702に戻る循環を繰返す。ステップ703において、YESの場合は一定時間送風機を低速運転する(ステップ704)。
【0043】
一方、圧縮機17が運転中にあると判断され、凝縮器温度が一定温度以下かどうかを判断し(ステップ705)、一定温度以上の時、通常運転を行なう(ステップ706)。また、凝縮器温度が一定温度以下で、さらに外気温が一定温度以下かどうかを判断し(ステップ707)、外気温が一定温度以下の時は低速運転を行なう(ステップ708)。この場合、ステップ707において、外気温が一定温度以上の時は、通常運転を行なうものである。
【0044】
このように構成された冷凍冷蔵庫によれば、圧縮機17から吐出された冷媒は、凝縮器11→絞り装置21→蒸発器25を通り、再び圧縮機17に戻る冷凍サイクルを構成するようになる。この冷凍サイクル時において蒸発器25では、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷風は庫内冷却用送風機27によって庫内35へ送り込まれ庫内35の冷却が行なわれる。
【0045】
この冷凍サイクル運転時に、例えば、冷媒が漏れると、その漏れた冷媒は冷媒漏れ検知手段となる可能性冷媒検知センサS3,S4によって検知されることで、圧縮機17の運転は停止する。この結果、冷媒が漏れ続けることがなくなる。と同時に、前記吐出圧検出手段となる吐出圧センサS7で検知された前記圧縮機17の吐出圧が予め定められた設定値以下となった時に冷気遮断手段となるシャッタ39が働き、その作動によって凝縮器11側冷媒回路と蒸発器25側冷媒経路が遮断されるため、前記圧縮機17の停止と相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となり、安全が確保される。
【0046】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段によって圧縮機の運転を停止し、冷媒が漏れ続けるのを回避することができると共に、凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路の遮断と相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となり、安全が確保されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の配置を示した概要平面図。
【図2】この発明を実施した冷凍冷蔵庫の切断側面図。
【図3】冷凍サイクルを示した説明図。
【図4】圧縮機駆動回路と放熱用駆動回路を示した説明図。
【図5】冷気出口と庫内空気戻り口に冷気遮断手段を設けた説明図。
【図6】蒸発器側の漏れ検知の動作を示すフロー図。
【図7】蒸発器側の漏れ検知の動作を示すフロー図。
【図8】冷気遮断手段となるシャッタをカムで駆動するカムタイプの説明図。
【図9】図8の動作を示すフロー図。
【図10】冷気遮断手段となるシャッタをベローズで駆動するベローズタイプの説明図。
【図11】図10の動作を示すフロー図。
【図12】冷媒回収手段を示した説明回路図。
【図13】図12の動作を示すフロー図。
【図14】冷媒回収装置の具体例を示した説明図。
【図15】冷蔵庫本体の開閉扉に開閉検知スイッチを設けた切断側面図。
【図16】図15の開閉検知スイッチの動作を示すフロー図。
【図17】放熱用送風機の通常運転と低速運転を示す制御フロー図。
【符号の説明】
11…凝縮器
17…圧縮機
21…絞り装置
25…蒸発器
39…シャッタ(冷気遮断手段)
S4…可燃性冷媒検知センサ(冷媒漏れ検知手段)
S7…吐出圧センサ(吐出圧検知手段)
Claims (4)
- 圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器とを通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断する冷気遮断手段と、前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧検知手段と、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、前記冷媒に可燃性冷媒を用いる一方、冷媒漏れ検知手段が冷媒漏れを検知した時に前記圧縮機の運転を停止し、前記吐出圧検知手段の検知した前記圧縮機の吐出圧が予め定めた設定値以下となった時に前記冷気遮断手段により前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断することを特徴とする冷凍冷蔵庫。
- 冷媒漏れ検知手段は、前記凝縮器の放熱用送風機の下流側に設けることを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。
- 冷媒漏れ検知手段は、冷凍サイクルを構成する冷媒経路の高圧側冷媒経路の配管接合部近傍に配置することを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。
- 冷媒漏れ検知手段は、冷凍サイクル内のO2センサであることを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。
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