JP4038830B2

JP4038830B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP4038830B2
Application number: JP26404496A
Authority: JP
Inventors: 宣之磯島; 弘章松嶋; 博岩田; 太一店網; はる子春田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JPH10111061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オゾン層保護の観点から、冷凍サイクルに使用されていた冷媒ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）−１２あるいはＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）−２２といった塩素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、オゾン層破壊能力のない冷媒に切り替える必要がある。オゾン層破壊能力のない冷媒としてはＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）が考えられ、例えばオゾン層保護対策産業協議会発行のオゾン層破壊物質使用削減マニュアル（１９９１年７月発行）の５４頁から５６頁に記載されているように、ＣＦＣ−１２が使用されていた冷蔵庫用の代替冷媒としては、沸点の近いＨＦＣ−１３４ａが第１候補に挙げられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来技術では、オゾン層保護の目的は達成できるが、地球温暖化防止の観点からは、冷媒としての冷凍サイクル効率が高く、かつ温暖化係数の小さい冷媒が望まれる。オゾン層破壊能力が無く温暖化係数の極めて小さい冷媒としては、ＨＣ（ハイドロカーボン）系の冷媒が考えられる。特にプロパンとイソブタンを混合した冷媒はＣＦＣ−１２に沸点が近く、プロパンが４０から６０質量％の混合冷媒では冷凍能力もＣＦＣ−１２に近い。しかし、ＨＣ系冷媒は可燃性を有し、特に冷蔵庫用の冷媒として使用する場合には、容積が小さい冷蔵庫内部へ冷媒が漏れた場合、少量の漏れでも爆発限界になる。このため、冷蔵庫内部へ冷媒が漏れた場合、爆発限界に達する前に対応措置をとり、安全性を確保する必要がある。
【０００４】
本発明の目的は、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫で、冷媒が庫内に漏れた場合に、出火さらには爆発の危険性を回避することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、外箱と内箱の間に断熱材を挿入してなる断熱箱体と、該断熱箱体を開閉できる扉と引き出しと、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器の構成要素を配管で接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からなる可燃性冷媒を封入してなる冷媒サイクルとを備えた冷蔵庫において、前記断熱箱体内に設けられた冷媒漏れ検知器と、この冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知したとき、前記扉と引き出しを開く駆動装置を備えた冷蔵庫により達成される。
【０００６】
また、前記引き出しおよび扉のポケット部分に換気孔を備えた冷蔵庫により達成される。
【０００７】
また、前記冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知したとき、警報を発する表示盤及び警報機と、対応の仕方を指示する指示手段とを備えた冷蔵庫により達成される。
【０００８】
また、前記冷媒漏れ検知器は、検知精度の経時劣化を自己補正する機能と、故障した場合には故障を表示する機能とを有する冷蔵庫により達成される。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明の参考例、および第１、および第５の実施の形態に係わる冷蔵庫の要部構成図、図２は本発明の参考例の実施の形態に係わる冷蔵庫の換気装置の要部断面図、図３は本発明の参考例の実施の形態に係わる冷蔵庫の換気装置の換気状態の要部断面図、図４は本発明の第１の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉開状態の図、図５は本発明の第２の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉および引き出しを開ける機構の要部断面図、図６は本発明の第３の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉および引き出しを開ける機構の図、図７は本発明の第３の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉および引き出しが開いた状態の図、図８は本発明の第４の実施の形態に係わる冷蔵庫の断面図、図９は本発明の参考例、および第１から第６の実施の形態に係わる冷蔵庫の制御ブロック図である。
【００１０】
図１において、１は断熱箱体、２は扉である。圧縮機３と、凝縮器４と、減圧装置（キャピラリチューブ）５と、蒸発器６が接続され、冷凍サイクルが構成される。蒸発器６を通過して冷えた空気が、蒸発器ファン８により冷凍室１０，冷蔵室１１に送られる。１２は冷凍室１０に設けられた冷媒漏れ検知器、１３は機械室に設けられた冷媒漏れ検知器、１４は冷蔵室１１に設けられた冷媒漏れ検知器である。１５，１６は冷凍室１０に設けられた換気口蓋、１７，１９は冷蔵室１１に設けられた換気口蓋である。１８は換気ファンである。２０は扉２を開ける際に駆動する扉駆動装置、２２は表示器、２３は警報機、３４はパッキン、３５は前記パッキン３４内に設けられている磁石である。
【００１１】
図２において、１は冷蔵庫の断熱箱体で、１７は断熱機能を有する換気口蓋、３０は換気口蓋１７を駆動する換気口蓋駆動装置、１８は換気ファンである。
【００１２】
図３において、３７は前記換気口蓋１７が回転することでできた換気口である。
【００１３】
図４において、前記扉２にはパッキン３４が取り付けられており、このパッキン３４内には、磁石３５が設けられている。３６はソレノイドで、扉２を閉めた状態では、このソレノイド３６は、パッキン３５の一部と当接するように断熱箱体１内に埋め込まれている。
【００１４】
図５において、４１は断熱箱体１に設けられた穴、４２はバネ、４３はＵ字状の金属製の留め具、４４はソレノイド、４５は扉あるいは引き出し４６を押し開ける本体である。
【００１５】
図６において、４７はアルゴンガスのような不活性ガスあるいは窒素ガスを封入した容器、４８は開閉弁、４９は前記ガスを導く配管、５０，５１は前記ガスで膨らむ袋およびその収納空間、５２は引き出し底部に設けた換気孔である。
【００１６】
図７において、５３，５４はガスの供給を受けて膨らんだ状態の袋である。
【００１７】
図８において、５５はアルゴンガスのような不活性ガスあるいは窒素ガスを封入した容器、５６は開閉弁である。
【００１８】
図９において、２４は冷蔵庫の制御器であり、圧縮機３を駆動する圧縮機駆動装置２６と、凝縮器ファン９を駆動する凝縮器ファン駆動装置２７と、蒸発器ファン８を駆動する蒸発器ファン駆動装置２８に指令を出し、通常運用時の冷蔵庫の運転を制御する他、冷媒漏れ時には、冷凍室内冷媒漏れ検知器１２と、機械室内冷媒漏れ検知器１３と、冷蔵室内漏れ検知器１４からの信号を受け、換気ファン１８を駆動する換気ファン駆動装置２９と、換気口蓋１７を駆動する換気口蓋駆動装置３０と、扉２を駆動する扉駆動装置３１と、引き出し３９を駆動する引き出し駆動装置４０と、運転モード、冷媒漏れ、および冷媒漏れ時の対処の仕方を表示する表示器２２と、冷媒漏れ、および冷媒漏れ時の対処の仕方を知らせる警報機２３にそれぞれ指令を出す。３８は冷蔵庫の機能を停止する機能停止スイッチで、該スイッチからの信号を受け制御器２４は全機能を停止する指令を出す。
【００１９】
以上のように構成した冷蔵庫の、冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知した場合の動作について説明する。
【００２０】
参考例の形態では、冷蔵庫が運転中あるいは停止中にかかわらず、冷媒漏れ検知器１２あるいは１３が、冷媒漏れを検知すると、制御器２４は換気口蓋駆動装置３０と換気ファン駆動装置２９に換気開始の指令を送る。換気口蓋１７は断熱箱体１と接する面が円筒面あるいは球面となっている蓋であり、換気口蓋駆動装置３０が前記円筒面あるいは球面の中心となっている。換気開始の指令を受けると、図３に示すように、換気口蓋駆動装置３０は、自身を中心にして、換気口蓋１７を反時計回りに９０度回転させ、冷蔵庫内３２と冷蔵庫外３３を連通させる。それと同時に、換気ファン駆動装置２９は、ファン１８を起動させ、漏れた冷媒を庫外に排出する。
【００２１】
換気口蓋は複数設けてよく、図１に示すように、排気用に換気口蓋１７を用い、吸気用にファンの付いていない換気口蓋１９を設置して換気の効率を上げてもよい。また、冷蔵室用に換気口蓋１７，１９を、冷凍室用に換気口蓋１５，１６をそれぞれ設けてもよい。また、排気用にファン１８を特別に設けるのではなく、図１に示すように、蒸発器ファン８を換気用ファンとして用いる構成としても良い。さらに、図には示さないが、凝縮器ファン９を換気に用いる構成としても良い。これらの場合、換気口蓋駆動装置を新たに設け、制御器２４から指令を受けて駆動する構成とする。
【００２２】
また、冷蔵庫の下部あるいは底部の換気装置については、冷媒が空気より重いため、換気口を開けておけば自然に庫外に流出することを利用して、ファン１８を設けない構成としてもよい。
【００２３】
冷蔵庫の通常運用時には、断熱箱体１と換気口蓋１７は円筒面あるいは球面を介して密着するので、冷気が庫外に漏れることはない。
【００２４】
第１の実施の形態では、冷蔵庫が運転中あるいは停止中にかかわらず、冷媒漏れ検知器１２あるいは１３が、冷媒漏れを検知すると、制御器２４は扉駆動装置３１および引き出し駆動装置４０に指令を送り、図４に示すように断熱箱体１に埋め込んだソレノイド３６を用いる機構で扉および引き出しを開き、庫内の換気を行う。図１において、扉２を閉めた状態では、断熱箱体１とのシールを行うパッキン３４内の磁石３５と断熱箱体１の鋼板が磁力により引きつけ合うことで、扉２および引き出しが閉められている。制御器２４から指令を受けると、ソレノイド３６とパッキン３４内の磁石３５との当接面に、当接面で磁石３５が有する極と同極の磁界を発生するように前記ソレノイド３６に電流を流し、当接面で発生する反発力を利用して扉２および引き出しを開く。扉２が開くと、冷媒は空気より重いため、自然に、庫外へと流出する。引き出しについては、図６に示すように、引き出しの底部に換気用の孔を設けておき、引き出し内部の冷媒を自然に庫外に流出するようにする。また、前記換気用の孔はダンパーを用いて、開閉可能とし、換気時のみ孔を開く構造としてもよい。
【００２５】
扉駆動装置は、冷凍室１０だけでなく、冷凍室１１にも設けてよく、１つの扉に対して、それぞれ複数の扉駆動装置を設けて扉を開ける構成としてもよい。各扉駆動装置は、制御器２４から指令を受けて駆動する構成とする。
【００２６】
また、図には示さないが、扉２にスイッチあるいはセンサを設け、制御器２４に接続し、冷蔵庫の通常運用時には、扉２を開ける際にスイッチをオンにする、あるいは使用者が扉２を開けようとする行動を該センサが感知し、信号を発することで、制御器２４を通じて、前記扉駆動装置３１を作動させ、扉２を自動的に開く、あるいは扉の駆動力を冷媒漏れ時よりは弱くして、扉２を開く際に必要な力を補助する構成としてもよい。
【００２７】
第２の実施の形態では、冷蔵庫が運転中あるいは停止中にかかわらず、冷媒漏れ検知器１２あるいは１３が、冷媒漏れを検知すると、制御器２４は扉駆動装置３１および引き出し駆動装置４０に指令を送り、図５に示すように断熱箱体１に埋め込んだバネの反発力を用いる機構で扉および引き出しを開き、庫内の換気を行う。図５において、断熱箱体１に設けられた穴４１内にバネ４２が縮められた状態で収納されている。Ｕ字状の止め金具４３の端部が断熱箱体１に設けられた溝にはまっていることで、バネが伸びようとする力をロックしている。冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知すると、制御器２４が指令を出し、ソレノイド４４が励磁すると、止め金具４３の端部はソレノイド４４に引き寄せられ、ロックが解除され、バネ４２が伸び、本体４５が押し出され、扉あるいは引き出し４６を断熱箱体１から押し開く。扉２が開くと、冷媒は空気より重いため、自然に、庫外へと流出する。引き出しについては、図６に示すように、引き出しの底部に換気用の孔を設けておき、引き出し内部の冷媒を自然に庫外に流出するようにする。また、前記換気用の孔はダンパーを用いて、開閉可能として、換気時のみ孔を開く構造としてもよい。
【００２８】
第３の実施の形態では、冷蔵庫が運転中あるいは停止中にかかわらず、冷媒漏れ検知器１２あるいは１３が、冷媒漏れを検知すると、制御器２４は扉駆動装置３１および引き出し駆動装置４０に指令を送り、図６および図７に示すように断熱箱体と扉および引き出しとの当接部に不活性ガスあるいは窒素ガスを用いて袋を膨らませる機構で扉および引き出しを開き、庫内の換気を行う。図６および図７において、冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知すると、制御器２４が開閉弁４８を開くように指令を出す。開閉弁４８が開くと容器４７に封入されていた不活性ガスあるいは窒素ガスが配管４９を経て袋５０および５１に導かれ、袋５０および５１が図７に示すように展開し、扉および引き出しを開く。扉２が開くと、冷媒は空気より重いため、自然に、庫外へと流出する。引き出しについては、図６に示すように、引き出しの底部に換気用の孔を設けておき、引き出し内部の冷媒を自然に庫外に流出するようにする。また、前記換気用の孔はダンパーを用いて、開閉可能として、換気時のみ孔を開く構造としてもよい。
【００２９】
第４の実施の形態では、冷蔵庫が運転中あるいは停止中にかかわらず、冷媒漏れ検知器１２あるいは１３が、冷媒漏れを検知すると、制御器２４は扉駆動装置３１および引き出し駆動装置４０に指令を送り、図８に示すように庫内に不活性ガスあるいは窒素ガスを噴出させ、庫内の内圧を上昇させる機構で扉および引き出しを開き、庫内の換気を行う。図８において、冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知すると、制御器２４が開閉弁５６を開くように指令を出す。開閉弁５６が開くと容器５５に封入されていた不活性ガスあるいは窒素ガスが、庫内に噴出し、庫内の内圧が上昇する。すると、自然に扉あるいは引き出しが開く。扉２が開くと、冷媒は空気より重いため、自然に、庫外へと流出する。引き出しについては、図６に示すように、引き出しの底部に換気用の孔を設けておき、引き出し内部の冷媒を自然に庫外に流出するようにする。また、前記換気用の孔はダンパーを用いて、開閉可能として、換気時のみ孔を開く構造としてもよい。
【００３０】
第５の実施の形態では、冷蔵庫が運転中あるいは停止中にかかわらず、冷媒漏れ検知器１２、あるいは１３、あるいは１４が、冷媒漏れを検知すると、制御器２４は表示器２２および警報機２３に指令を送り、冷媒漏れを表示、警告する。それとともに、使用者に対して、火気厳禁、周囲の火気の消火要請、室内の窓、ドアを開ける換気要請および安全上の禁止事項を、表示および警告する。冷蔵庫が表示、警告する対応の仕方に従って使用者が適切な措置を取ることで、漏れた冷媒が、冷蔵庫以外の周囲の点火源により、出火さらには爆発する危険を回避する。表示器２２には液晶ディスプレイを、警報機２３には音声出力を用いてもよい。
【００３１】
また、参考例の形態と組み合わせて、火気厳禁、周囲の火気の消火要請の表示、警告を発して、前記作業に必要となる一定時間の経過後、庫内の換気装置を作動させる構成としてもよい。また、第１から第４の実施の形態と組み合わせて、火気厳禁、周囲の火気の消火要請の表示、警告を発して、前記作業に必要となる一定時間の経過後、扉を開く構成としてもよい。
【００３２】
第６の実施の形態では、参考例、及び第１から第５の実施の形態の冷蔵庫において、一連の冷媒漏れに対応する動作の後、安全が確保された後、安全対応の動作を終了するとともに、冷媒が漏れた後の状態で冷蔵庫を再起動することがないように、図９に示す機能停止スイッチをオンにすることで、制御器２４から各装置に機能停止の指令を出す。
【００３３】
第７の実施の形態では、冷媒漏れ検知器１２，１３，１４に、検知精度の経時劣化を自己補正する機能と、故障した場合には故障を表示する機能を有する冷媒漏れ検知器を用いる。冷媒漏れ検知器には、ガス検知用感ガス部と、感ガス部を加熱するヒータ部とを有した半導体式ガスセンサに、感ガス部の動作温度を制御するヒータ制御部を設ける。冷蔵庫運用期間中、随時、前記センサを前記ヒータにより加熱することで冷媒漏れを模擬し、前記センサの抵抗値から、冷媒漏れ検知精度の経時劣化を判別し、必要であれば冷媒漏れ検知の基準となる抵抗値を変化させることで性能劣化に対し、冷媒漏れ検知器の自己補正を行う。さらに、補正不能の状態となった場合、あるいは明らかに異常な抵抗値を示した場合には、冷媒漏れ検知器の故障を表示し、検知器の故障によって冷媒漏れが検出できなくなる危険を回避する。したがって、長期に渡り、信頼性の高い冷媒漏れの検知ができるため、安全性の高い冷蔵庫を提供することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、第１に、冷蔵庫に庫内冷媒漏れ検知器と、換気装置を設けることで、庫内に冷媒が漏れた場合、漏れた冷媒を庫外に排出するので、庫内に漏出した冷媒の濃度が爆発限界に至らなくなり、出火さらには爆発の危険を回避できる。第２に、冷蔵庫に冷媒漏れ検知器と、扉駆動装置と引き出し駆動装置を設けることで、庫内に冷媒が漏れた場合、扉および引き出しを開き、また引き出し底部に設けた孔から庫内の換気を行うことで、庫内に漏出した冷媒の濃度が爆発限界に至らなくなり、出火さらには爆発の危険を回避できる。また庫内に不活性ガスあるいは窒素ガスを噴出させる場合には、噴出したガスにより漏出した可燃性冷媒の濃度を下げ、爆発限界に至らなくすることができる。第３に、冷蔵庫に冷媒漏れ検知器と、表示器と、警報機を設け、冷媒が漏れた場合、表示器と警報機を使って、冷媒の漏れを表示、警告するだけでなく、その後の対応の仕方を使用者に伝えることで、使用者は適切な安全対応をとることができ、出火さらには爆発の危険を回避できる。第４に、冷蔵庫に機能停止スイッチを設けることで、冷媒漏れ後、安全措置を取った後の冷蔵庫を再起動できなくし、冷媒切れの状態で運転して、圧縮機の焼き付きなどの障害が起きることを防止できる。第５に、冷蔵庫に、検知精度の経時劣化を自己補正する機能と、故障した場合には故障を表示する機能を有する冷媒漏れ検知器を設けることで、検知器の検知精度の経時変化と故障に左右されることなく、長期間の冷蔵庫の運用期間に渡って、冷媒漏れ検知器の検知精度を、メンテナンスの必要なく保つことができ、安全な冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例、および第１、および第５の実施の形態に係わる冷蔵庫の要部構成図。
【図２】本発明の参考例の形態に係わる冷蔵庫の換気装置の要部断面図。
【図３】本発明の参考例の形態に係わる冷蔵庫の換気装置の換気状態の要部断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉開状態の図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉および引き出しを開ける機構の要部断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉および引き出しを開ける機構の図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる冷蔵庫の扉および引き出しが開いた状態の図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係わる冷蔵庫の断面図。
【図９】本発明の参考例および第１から第６の実施の形態に係わる冷蔵庫の制御ブロック図。
【符号の説明】
１…断熱箱体、２…扉、３…圧縮機、４…凝縮器、５…減圧装置、６…蒸発器、８…蒸発器ファン、９…凝縮器ファン、１０…冷凍室、１１…冷蔵室、１２…冷凍室１０に設けられた冷媒漏れ検知器、１３…機械室に設けられた冷媒漏れ検知器、１４…冷蔵室１１に設けられた冷媒漏れ検知器、１５…冷凍室１０に設けられた換気口蓋、１６…冷凍室１０に設けられた換気口蓋、１７…冷蔵室１１に設けられた換気口蓋、１８…換気用ファン、１９…冷蔵室１１に設けられた換気口蓋、２０…冷凍室用扉駆動装置、２１…冷蔵室用扉駆動装置、２２…表示器、２３…警報機、２４…制御器、２６…圧縮機駆動装置、２７…凝縮器ファン駆動装置、２８…蒸発器ファン駆動装置、２９…換気ファン駆動装置、３０…換気口蓋駆動装置、３１…扉駆動装置、３２…冷蔵庫内、３３…冷蔵庫外、３４…パッキン、３５…磁石、３６…ソレノイド、３７…換気口、３８…機能停止スイッチ、３９…引き出し、４０…引き出し駆動装置、４２…ばね、４３…止め金具、４４…ソレノイド、４６…扉あるいは引き出し、４７…容器、４８…開閉弁、５３…袋、５５…容器、５６…開閉弁。

Claims

外箱と内箱の間に断熱材を挿入してなる断熱箱体と、該断熱箱体を開閉できる扉と引き出しと、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器の構成要素を配管で接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からなる可燃性冷媒を封入してなる冷媒サイクルとを備えた冷蔵庫において、前記断熱箱体内に設けられた冷媒漏れ検知器と、この冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知したとき、前記扉と引き出しを開く駆動装置を備えた冷蔵庫。
請求項１において、前記引き出しおよび扉のポケット部分に換気孔を備えた冷蔵庫。
請求項１または２において、前記冷媒漏れ検知器が冷媒漏れを検知したとき、警報を発する表示盤及び警報機と、対応の仕方を指示する指示手段とを備えた冷蔵庫。
請求項１または２において、前記冷媒漏れ検知器は、検知精度の経時劣化を自己補正する機能と、故障した場合には故障を表示する機能とを有する冷蔵庫。