JPH0755273A - 冷凍システム及び冷蔵庫 - Google Patents
冷凍システム及び冷蔵庫Info
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- JPH0755273A JPH0755273A JP9594294A JP9594294A JPH0755273A JP H0755273 A JPH0755273 A JP H0755273A JP 9594294 A JP9594294 A JP 9594294A JP 9594294 A JP9594294 A JP 9594294A JP H0755273 A JPH0755273 A JP H0755273A
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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
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/02—Evaporators
-
- 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
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- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
-
- 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
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
-
- 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
- F25B2400/13—Economisers
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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
- F25B2400/23—Separators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 システムの冷凍効率を改善すると共にシステ
ムのコストを下げることのできる冷凍システムを提供す
る。 【構成】 冷凍システムが効率の高い自由排出形蒸発器
108を有している。圧縮機によって圧縮され、凝縮器
によって凝縮された冷媒が、毛細管のような膨張手段を
介して蒸発器へ流れる。蒸発器108は、入口107が
出口109よりも高い高さの所に位置している導管を含
んでいる。導管は、蒸発器108から、蒸発器108の
下方に配置されている相分離器110へ流れる液相冷媒
の重力による自由な排出を抑制し得る障害物及び部分を
有していない。
ムのコストを下げることのできる冷凍システムを提供す
る。 【構成】 冷凍システムが効率の高い自由排出形蒸発器
108を有している。圧縮機によって圧縮され、凝縮器
によって凝縮された冷媒が、毛細管のような膨張手段を
介して蒸発器へ流れる。蒸発器108は、入口107が
出口109よりも高い高さの所に位置している導管を含
んでいる。導管は、蒸発器108から、蒸発器108の
下方に配置されている相分離器110へ流れる液相冷媒
の重力による自由な排出を抑制し得る障害物及び部分を
有していない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には冷凍システ
ムに関し、更に具体的に言えば、多重蒸発器冷凍システ
ムにおいて、その効率を高めるような自由排出形蒸発器
及び相分離器の配置に関する。
ムに関し、更に具体的に言えば、多重蒸発器冷凍システ
ムにおいて、その効率を高めるような自由排出形蒸発器
及び相分離器の配置に関する。
【0002】
【従来の技術】典型的な冷凍システムでは、冷媒が閉回
路内を連続的に循環している。本明細書で用いる「回
路」という用語は、物理的な装置を指し、これに対して
本明細書で用いる「サイクル」という用語は、回路の動
作、例えば冷凍回路における冷凍サイクルを指す。本明
細書で用いる「冷媒」という用語は、液体、蒸気及び/
又はガスの形若しくは相の冷媒を指す。閉回路の部品に
よって、冷媒は温度変化/圧力変化を受ける。冷媒の温
度変化/圧力変化により、エネルギの移転が行われる。
路内を連続的に循環している。本明細書で用いる「回
路」という用語は、物理的な装置を指し、これに対して
本明細書で用いる「サイクル」という用語は、回路の動
作、例えば冷凍回路における冷凍サイクルを指す。本明
細書で用いる「冷媒」という用語は、液体、蒸気及び/
又はガスの形若しくは相の冷媒を指す。閉回路の部品に
よって、冷媒は温度変化/圧力変化を受ける。冷媒の温
度変化/圧力変化により、エネルギの移転が行われる。
【0003】冷凍システムの典型的な部品は、例えば、
圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、膨張弁と、相分離器
と、制御弁と、接続配管とを含んでおり、これらすべて
は、冷媒が流れるように接続されている又は結合されて
いる。本明細書では、「結合」及び「接続」という用語
は、互換性をもって用いられている。2つの部品が結合
されているか又は接続されていると言うとき、これは、
結合されている又は接続されている部品の間に、(1つ
又は複数の)他の部品が配置されていたとしても、それ
らの部品が冷媒の流れについては何らかの形で直接的又
は間接的に結びついていることを意味する。例えば、相
分離器又は膨張弁のような他の部品が圧縮機と蒸発器と
の間のリンクに接続又は結合されていたとしても、圧縮
機と、蒸発器とは、やはり結合又は接続されている。
圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、膨張弁と、相分離器
と、制御弁と、接続配管とを含んでおり、これらすべて
は、冷媒が流れるように接続されている又は結合されて
いる。本明細書では、「結合」及び「接続」という用語
は、互換性をもって用いられている。2つの部品が結合
されているか又は接続されていると言うとき、これは、
結合されている又は接続されている部品の間に、(1つ
又は複数の)他の部品が配置されていたとしても、それ
らの部品が冷媒の流れについては何らかの形で直接的又
は間接的に結びついていることを意味する。例えば、相
分離器又は膨張弁のような他の部品が圧縮機と蒸発器と
の間のリンクに接続又は結合されていたとしても、圧縮
機と、蒸発器とは、やはり結合又は接続されている。
【0004】冷凍システムを用いている装置では、冷凍
する必要のある区域が2つ以上あり、少なくとも1つの
区域は他の1つの区域よりもより多くの冷凍を必要とす
る。典型的な家庭用冷蔵庫は、フリーザ区画と、新鮮食
品区画とを含んでいるが、このような装置の一例であ
る。フリーザ区画は−25℃〜−10℃に保たれている
ことが好ましく、新鮮食品区画は+1℃〜+10℃に保
たれていることが好ましい。
する必要のある区域が2つ以上あり、少なくとも1つの
区域は他の1つの区域よりもより多くの冷凍を必要とす
る。典型的な家庭用冷蔵庫は、フリーザ区画と、新鮮食
品区画とを含んでいるが、このような装置の一例であ
る。フリーザ区画は−25℃〜−10℃に保たれている
ことが好ましく、新鮮食品区画は+1℃〜+10℃に保
たれていることが好ましい。
【0005】この家庭用冷蔵庫の例は、例示のために挙
げたに過ぎない。家庭用冷蔵庫以外の多くの装置が、蒸
発器が実際に運転される必要のある温度よりも低い温度
で運転される蒸発器を含んでいるような冷凍システムを
利用している。このような温度条件を満たすために、本
出願人に譲渡された米国特許番号第4910972号に
記載されている典型的な効率の高い多重蒸発器冷凍シス
テムは、約−25℃(典型的に使用される実際の範囲
は、約−35℃〜−20℃である。)で運転される第1
の蒸発器に結合されており、典型的な家庭用冷蔵庫のフ
リーザを冷却する第1の圧縮機と、約+5℃で運転され
る第2の蒸発器に結合されており、典型的な家庭用冷蔵
庫の新鮮食品区画を冷却する第2の圧縮機とを含んでい
る。2つの蒸発器の間に冷媒が流れるように接続されて
いる相分離器が、冷凍システムで用いられた冷媒の気相
を液相から分離すると共に、過剰の液体冷媒を在庫とし
て保管する。二重蒸発器2段サイクルを利用するこのよ
うなシステムは、典型的な単一蒸発器システムよりも、
利用する機械的なエネルギが一層少ない。
げたに過ぎない。家庭用冷蔵庫以外の多くの装置が、蒸
発器が実際に運転される必要のある温度よりも低い温度
で運転される蒸発器を含んでいるような冷凍システムを
利用している。このような温度条件を満たすために、本
出願人に譲渡された米国特許番号第4910972号に
記載されている典型的な効率の高い多重蒸発器冷凍シス
テムは、約−25℃(典型的に使用される実際の範囲
は、約−35℃〜−20℃である。)で運転される第1
の蒸発器に結合されており、典型的な家庭用冷蔵庫のフ
リーザを冷却する第1の圧縮機と、約+5℃で運転され
る第2の蒸発器に結合されており、典型的な家庭用冷蔵
庫の新鮮食品区画を冷却する第2の圧縮機とを含んでい
る。2つの蒸発器の間に冷媒が流れるように接続されて
いる相分離器が、冷凍システムで用いられた冷媒の気相
を液相から分離すると共に、過剰の液体冷媒を在庫とし
て保管する。二重蒸発器2段サイクルを利用するこのよ
うなシステムは、典型的な単一蒸発器システムよりも、
利用する機械的なエネルギが一層少ない。
【0006】多重蒸発器冷凍システムは、冷凍効率をか
なり改善するが、そのシステム内で用いられている蒸発
器に一般的に存在する液体冷媒の量を減少させることに
より、更に改善を施すことができる。液体冷媒は、蒸発
器内に過剰に存在するときに、冷蔵庫のそれぞれの区画
を必要とする設定値よりも更に冷却する。その上、蒸発
器内に保たれており、そのため、利用することができな
い液体冷媒の部分を補償するために、一般的に余分の装
入量の冷媒が用いられており、このため、冷凍システム
のコストは高くなる。更に、この余分の冷媒が存在する
ことは、圧縮機のような冷凍システムの部品の疲労及び
裂け目を増加させることに繋がる。
なり改善するが、そのシステム内で用いられている蒸発
器に一般的に存在する液体冷媒の量を減少させることに
より、更に改善を施すことができる。液体冷媒は、蒸発
器内に過剰に存在するときに、冷蔵庫のそれぞれの区画
を必要とする設定値よりも更に冷却する。その上、蒸発
器内に保たれており、そのため、利用することができな
い液体冷媒の部分を補償するために、一般的に余分の装
入量の冷媒が用いられており、このため、冷凍システム
のコストは高くなる。更に、この余分の冷媒が存在する
ことは、圧縮機のような冷凍システムの部品の疲労及び
裂け目を増加させることに繋がる。
【0007】過剰の液体冷媒を保管するために用いられ
るアキュムレータを有している1つの方式が、本出願人
に譲渡された米国特許番号第5134859号に記載さ
れている。このアキュムレータは、典型的な家庭用冷蔵
庫のフリーザ部を冷却するために用いられる蒸発器のよ
うな、温度が一層低い方の蒸発器の出口端に配置されて
いる。
るアキュムレータを有している1つの方式が、本出願人
に譲渡された米国特許番号第5134859号に記載さ
れている。このアキュムレータは、典型的な家庭用冷蔵
庫のフリーザ部を冷却するために用いられる蒸発器のよ
うな、温度が一層低い方の蒸発器の出口端に配置されて
いる。
【0008】
【発明の要約】本発明は、凝縮器に結合されている圧縮
機と、蒸発器と凝縮器とに結合されている相分離器とを
有している冷凍システムの改良に関する。この改良とし
て、蒸発器は、凝縮器から吐出された冷媒を受け取るよ
うに凝縮器に接続されている入口と、相分離器に接続さ
れている出口とを有している導管を備えており、相分離
器は、この導管の下方に配置されており、出口からの冷
媒の液相の実質的な部分を出口から相分離器へ重力によ
って排出している。入口は、出口よりも高い高さの所に
位置しており、導管には、液相の重力による排出を抑制
するような障害物又は部分がない。
機と、蒸発器と凝縮器とに結合されている相分離器とを
有している冷凍システムの改良に関する。この改良とし
て、蒸発器は、凝縮器から吐出された冷媒を受け取るよ
うに凝縮器に接続されている入口と、相分離器に接続さ
れている出口とを有している導管を備えており、相分離
器は、この導管の下方に配置されており、出口からの冷
媒の液相の実質的な部分を出口から相分離器へ重力によ
って排出している。入口は、出口よりも高い高さの所に
位置しており、導管には、液相の重力による排出を抑制
するような障害物又は部分がない。
【0009】本発明は、冷蔵庫をも提供する。この冷蔵
庫は、圧縮機手段と、圧縮機手段に対して冷媒が流れる
ように接続されており、圧縮機手段から吐出された冷媒
を凝縮する凝縮器手段と、新鮮食品区画と、新鮮食品区
画を冷凍する第1の蒸発器手段であって、凝縮器手段か
ら吐出された冷媒を受け取るように凝縮器手段に接続さ
れている入口と、第1の蒸発器手段の下方に配置されて
いる相分離器手段に接続されている出口であって、出口
からの冷媒の蒸発しなかった液相の実質的な部分を相分
離器手段へ重力によって排出する出口とを有しており、
冷媒の液相の重力による排出を抑制可能な部分が全くな
い導管を有している第1の蒸発器手段と、フリーザ区画
と、フリーザ区画を冷凍する第2の蒸発器手段であっ
て、相分離器手段から吐出された冷媒の少なくとも一部
を受け取るように接続されている第2の蒸発器手段と、
第1又は第2の蒸発器手段のいずれかからの冷媒を冷蔵
庫の圧縮機手段へ交代的に運ぶ冷媒流れ切り換え弁とを
備えている。
庫は、圧縮機手段と、圧縮機手段に対して冷媒が流れる
ように接続されており、圧縮機手段から吐出された冷媒
を凝縮する凝縮器手段と、新鮮食品区画と、新鮮食品区
画を冷凍する第1の蒸発器手段であって、凝縮器手段か
ら吐出された冷媒を受け取るように凝縮器手段に接続さ
れている入口と、第1の蒸発器手段の下方に配置されて
いる相分離器手段に接続されている出口であって、出口
からの冷媒の蒸発しなかった液相の実質的な部分を相分
離器手段へ重力によって排出する出口とを有しており、
冷媒の液相の重力による排出を抑制可能な部分が全くな
い導管を有している第1の蒸発器手段と、フリーザ区画
と、フリーザ区画を冷凍する第2の蒸発器手段であっ
て、相分離器手段から吐出された冷媒の少なくとも一部
を受け取るように接続されている第2の蒸発器手段と、
第1又は第2の蒸発器手段のいずれかからの冷媒を冷蔵
庫の圧縮機手段へ交代的に運ぶ冷媒流れ切り換え弁とを
備えている。
【0010】
【実施例】本発明は、冷凍システム、特に家庭用冷蔵庫
のフリーザにおいて最大の効用を有するものと考えられ
る。しかしながら、本発明は、多重空気調整ユニットの
制御のようなこの他の冷凍の用途にも効用がある。従っ
て、本明細書で用いる冷凍システムという用語は、冷蔵
庫/フリーザのみでなく、他の多くの種類の冷凍の用途
をも指す。
のフリーザにおいて最大の効用を有するものと考えられ
る。しかしながら、本発明は、多重空気調整ユニットの
制御のようなこの他の冷凍の用途にも効用がある。従っ
て、本明細書で用いる冷凍システムという用語は、冷蔵
庫/フリーザのみでなく、他の多くの種類の冷凍の用途
をも指す。
【0011】図1は、本発明の好ましい形式による冷凍
システム100を示す。冷凍システム100は、凝縮器
104に結合されている圧縮機ユニット102を含んで
おり、凝縮器104は、冷凍システム100で用いられ
る冷媒の実質的な部分を凝縮させる。毛細管106のよ
うな第1の膨張手段が、凝縮器104の出口と、高圧蒸
発器として知られている第1の蒸発器108の入口10
7とに結合されている。入口107は、第1の蒸発器1
08の出口109よりも高い高さの所に配置されてお
り、第1の蒸発器は、図示のように、すべての点で下向
きの勾配を有するように構成されていることが好まし
い。毛細管106及び第1の蒸発器108から出て来る
凝縮した冷媒又は液体冷媒の一部の膨張が、その中を流
れる冷媒に温度降下を生じさせる。この冷凍効果は、第
1の蒸発器108に空気を吹き付けて、家庭用冷蔵庫と
して使用されるときの冷凍システム100の新鮮食品区
画(図に示していない)に送り込むことによって獲得す
ることが好ましい。第1の蒸発器108は、その中を通
過する液相の冷媒の自由な流れを抑制するような障害物
及び部分がない導管を有している。
システム100を示す。冷凍システム100は、凝縮器
104に結合されている圧縮機ユニット102を含んで
おり、凝縮器104は、冷凍システム100で用いられ
る冷媒の実質的な部分を凝縮させる。毛細管106のよ
うな第1の膨張手段が、凝縮器104の出口と、高圧蒸
発器として知られている第1の蒸発器108の入口10
7とに結合されている。入口107は、第1の蒸発器1
08の出口109よりも高い高さの所に配置されてお
り、第1の蒸発器は、図示のように、すべての点で下向
きの勾配を有するように構成されていることが好まし
い。毛細管106及び第1の蒸発器108から出て来る
凝縮した冷媒又は液体冷媒の一部の膨張が、その中を流
れる冷媒に温度降下を生じさせる。この冷凍効果は、第
1の蒸発器108に空気を吹き付けて、家庭用冷蔵庫と
して使用されるときの冷凍システム100の新鮮食品区
画(図に示していない)に送り込むことによって獲得す
ることが好ましい。第1の蒸発器108は、その中を通
過する液相の冷媒の自由な流れを抑制するような障害物
及び部分がない導管を有している。
【0012】この後、第1の蒸発器108の出口109
が相分離器110の入口に結合されている。相分離器1
10は、出口109の下方に配置されており、液体冷媒
の実質的な部分を、第1の蒸発器108から相分離器1
10内へ重力によって容易に排出することができるよう
に構成されている。相分離器110は、相分離器110
の入口に隣接して配設されているスクリーン112と、
ガス又は蒸気相収容部114と、液相収容部116とを
含んでいる。スクリーン112は、その中を通過するご
み又は沈澱物を捕えることにより、冷凍システムの導管
が詰まるのを防止する。蒸気収容部114とか又は単に
蒸気部114と呼ぶときもあるが、相分離器110のこ
の部分内には、ガス及び/又は蒸気を入れておくことが
できることを承知されたい。
が相分離器110の入口に結合されている。相分離器1
10は、出口109の下方に配置されており、液体冷媒
の実質的な部分を、第1の蒸発器108から相分離器1
10内へ重力によって容易に排出することができるよう
に構成されている。相分離器110は、相分離器110
の入口に隣接して配設されているスクリーン112と、
ガス又は蒸気相収容部114と、液相収容部116とを
含んでいる。スクリーン112は、その中を通過するご
み又は沈澱物を捕えることにより、冷凍システムの導管
が詰まるのを防止する。蒸気収容部114とか又は単に
蒸気部114と呼ぶときもあるが、相分離器110のこ
の部分内には、ガス及び/又は蒸気を入れておくことが
できることを承知されたい。
【0013】蒸気部114は導管120によって、冷媒
流れ切り換え弁118に対する第1の入力として、高圧
冷媒を供給するように結合されている。特に、導管12
0の取り入れ口は、蒸気部114を通って液体収容部1
16へ通過する液体冷媒がこの取り入れ口に入らないよ
うに、蒸気部114内に位置決めされている。液体収容
部116の出口は、膨張弁又は毛細管のような第2の膨
張手段122に結合されている。第2の膨張手段122
は絞りと呼ぶこともある。低圧蒸発器として知られてい
る第2の蒸発器124の入口123が、第2の膨張手段
122の出口に結合されており、第2の蒸発器124の
出口125が、冷媒流れ切り換え弁118に対する第2
の入力として、低圧冷媒を供給するように結合されてい
る。
流れ切り換え弁118に対する第1の入力として、高圧
冷媒を供給するように結合されている。特に、導管12
0の取り入れ口は、蒸気部114を通って液体収容部1
16へ通過する液体冷媒がこの取り入れ口に入らないよ
うに、蒸気部114内に位置決めされている。液体収容
部116の出口は、膨張弁又は毛細管のような第2の膨
張手段122に結合されている。第2の膨張手段122
は絞りと呼ぶこともある。低圧蒸発器として知られてい
る第2の蒸発器124の入口123が、第2の膨張手段
122の出口に結合されており、第2の蒸発器124の
出口125が、冷媒流れ切り換え弁118に対する第2
の入力として、低圧冷媒を供給するように結合されてい
る。
【0014】第2の膨張手段122及び第2の蒸発器1
24内にある実質的にすべての凝縮した冷媒の膨張によ
り、その中を流れる冷媒に温度降下が生ずる。この冷凍
効果は、第2の蒸発器124に空気を吹き付けて、家庭
用冷蔵庫として使用されるときの冷凍システム100の
フリーザ区画(図に示していない)で獲得することが好
ましい。第2の蒸発器124は、第1の蒸発器108と
同じ物理的な構造を有していることが好ましい。
24内にある実質的にすべての凝縮した冷媒の膨張によ
り、その中を流れる冷媒に温度降下が生ずる。この冷凍
効果は、第2の蒸発器124に空気を吹き付けて、家庭
用冷蔵庫として使用されるときの冷凍システム100の
フリーザ区画(図に示していない)で獲得することが好
ましい。第2の蒸発器124は、第1の蒸発器108と
同じ物理的な構造を有していることが好ましい。
【0015】ユーザが調節自在であることが好ましいサ
ーモスタット127が、「電力入力」と記した外部電源
からの電流を受け取っており、圧縮機ユニット102に
接続されている。冷却を必要とするとき、サーモスタッ
ト127が供給する出力信号が、圧縮機ユニット102
を作動し、「冷凍サイクル・オン」状態にする。例えば
フリーザ区画内の所望の温度に達したとき、それ以上の
冷却は必要ではなく、サーモスタット127の発生する
出力信号が、圧縮機ユニット102を「冷凍サイクル・
オフ」状態に不作動にする。例えば家庭用冷蔵庫では、
サーモスタット127はフリーザ区画内に配置されてい
ることが好ましい。
ーモスタット127が、「電力入力」と記した外部電源
からの電流を受け取っており、圧縮機ユニット102に
接続されている。冷却を必要とするとき、サーモスタッ
ト127が供給する出力信号が、圧縮機ユニット102
を作動し、「冷凍サイクル・オン」状態にする。例えば
フリーザ区画内の所望の温度に達したとき、それ以上の
冷却は必要ではなく、サーモスタット127の発生する
出力信号が、圧縮機ユニット102を「冷凍サイクル・
オフ」状態に不作動にする。例えば家庭用冷蔵庫では、
サーモスタット127はフリーザ区画内に配置されてい
ることが好ましい。
【0016】毛細管106が導管120と熱接触状態に
あることが示されている。導管120は、相分離器の蒸
気部114を冷媒流れ切り換え弁118と接続してい
る。毛細管106は、第2の蒸発器124を冷媒流れ切
り換え弁118に結合している導管130とも熱接触状
態にある。熱接触は、例えば、毛細管106の外側、並
びに導管120及び130の外側の一部を横に並べて一
緒にはんだ付けすることによって達成される。図1の毛
細管106は、熱伝達関係を概略図で表すものとして、
導管120及び130の周りに巻き付けられているもの
として示されている。この熱伝達は向流形の構成で行わ
れる。即ち、毛細管106に流れる冷媒の進む方向は、
導管120及び130における冷媒の流れと反対向きで
ある。周知のように、向流熱交換装置は、流れが同じ方
向に進む熱交換装置に比べて、熱交換効率を向上させ
る。
あることが示されている。導管120は、相分離器の蒸
気部114を冷媒流れ切り換え弁118と接続してい
る。毛細管106は、第2の蒸発器124を冷媒流れ切
り換え弁118に結合している導管130とも熱接触状
態にある。熱接触は、例えば、毛細管106の外側、並
びに導管120及び130の外側の一部を横に並べて一
緒にはんだ付けすることによって達成される。図1の毛
細管106は、熱伝達関係を概略図で表すものとして、
導管120及び130の周りに巻き付けられているもの
として示されている。この熱伝達は向流形の構成で行わ
れる。即ち、毛細管106に流れる冷媒の進む方向は、
導管120及び130における冷媒の流れと反対向きで
ある。周知のように、向流熱交換装置は、流れが同じ方
向に進む熱交換装置に比べて、熱交換効率を向上させ
る。
【0017】動作を例について説明すると、第1の蒸発
器108は約−5℃の温度の冷媒を収容している。第2
の蒸発器124は約−25℃の温度の冷媒を収容してい
る。第2の膨張手段122は、辛うじて過熱された蒸気
の流れが第2の蒸発器124の出口に生ずるように調節
されている。第2の蒸発器124の出口125から出て
来るすべての冷媒は、ガス状であることが好ましい。
器108は約−5℃の温度の冷媒を収容している。第2
の蒸発器124は約−25℃の温度の冷媒を収容してい
る。第2の膨張手段122は、辛うじて過熱された蒸気
の流れが第2の蒸発器124の出口に生ずるように調節
されている。第2の蒸発器124の出口125から出て
来るすべての冷媒は、ガス状であることが好ましい。
【0018】切り換え弁118は、蒸発器108及び1
24をそれぞれ通って圧縮機ユニット102に至る冷媒
の流れを制御する。冷凍が要求されたときに、サーモス
タット127は圧縮機ユニット102を作動する。第2
の蒸発器124からの蒸気は、導管130及び132の
流れを連通させるように切り換え弁118が構成されて
いるときに、圧縮機ユニット102に入る。この代わり
に、導管120及び132の流れが連通するように切り
換え弁118が構成されているときに、相分離器110
からの蒸気は圧縮機ユニット102に入る。参照を容易
にするために、導管130及び132、又は同様に配設
されている導管の間で流れが連通するように切り換え弁
118が構成されているときに、この状態を以下状態1
と呼ぶ。導管120及び132、又は同様に配設されて
いる導管の間で流れが連通するように切り換え弁118
が構成されているときに、この状態を以下状態2と呼
ぶ。
24をそれぞれ通って圧縮機ユニット102に至る冷媒
の流れを制御する。冷凍が要求されたときに、サーモス
タット127は圧縮機ユニット102を作動する。第2
の蒸発器124からの蒸気は、導管130及び132の
流れを連通させるように切り換え弁118が構成されて
いるときに、圧縮機ユニット102に入る。この代わり
に、導管120及び132の流れが連通するように切り
換え弁118が構成されているときに、相分離器110
からの蒸気は圧縮機ユニット102に入る。参照を容易
にするために、導管130及び132、又は同様に配設
されている導管の間で流れが連通するように切り換え弁
118が構成されているときに、この状態を以下状態1
と呼ぶ。導管120及び132、又は同様に配設されて
いる導管の間で流れが連通するように切り換え弁118
が構成されているときに、この状態を以下状態2と呼
ぶ。
【0019】この動作例では、冷媒R−12(ジクロロ
ジフルオロメタン)を用いるとして、絶対値約1.4k
g/cm2 の冷媒が導管130及び131内に配設され
ており、絶対値約2.8kg/cm2 の冷媒が導管12
0及び121内に配設されている。圧縮機ユニット10
2に対する入口圧力は、切り換え弁118が状態1にあ
るときに約1.4kg/cm2 であり、切り換え弁11
8が状態2にあるときに約2.8kg/cm2 である。
切り換え弁118は、状態1と状態2との間のこの圧力
差を利用することによって作動されるが、いずれも本出
願人に譲渡された米国特許番号第5156016号及び
同第5184473号に更に詳しく記載されているの
で、参照されたい。
ジフルオロメタン)を用いるとして、絶対値約1.4k
g/cm2 の冷媒が導管130及び131内に配設され
ており、絶対値約2.8kg/cm2 の冷媒が導管12
0及び121内に配設されている。圧縮機ユニット10
2に対する入口圧力は、切り換え弁118が状態1にあ
るときに約1.4kg/cm2 であり、切り換え弁11
8が状態2にあるときに約2.8kg/cm2 である。
切り換え弁118は、状態1と状態2との間のこの圧力
差を利用することによって作動されるが、いずれも本出
願人に譲渡された米国特許番号第5156016号及び
同第5184473号に更に詳しく記載されているの
で、参照されたい。
【0020】具体的に言うと、フリーザ区画の温度があ
る所定の設定温度よりも高くなったときのように、サー
モスタット127が圧縮機ユニット102を作動すると
きに、圧縮機ユニット102から吐出された高温の高圧
ガスが凝縮器104で凝縮する。毛細管106は、凝縮
器104を出て行く液体のある程度の過冷却(サブクー
リング)が行われるような寸法であることが好ましい。
過冷却は、所定の流体をその飽和温度よりも低い温度ま
で冷却することと定義する。流体を過冷却にすることに
より、冷凍システムによってより多くの熱を除去するこ
とができる。毛細管106は一般的に、一定の長さで中
孔の小さな管である。毛細管106の管径が小さいた
め、毛細管の長さにわたって高い圧力降下が起こり、こ
うして、冷媒の圧力を飽和圧力に低下させる。若干の冷
媒は毛細管106内で蒸発し、少なくとも若干の冷媒は
第1の蒸発器108内で蒸発して、蒸気に変わる。毛細
管106は冷媒の流れを計量すると共に、凝縮器104
と第1の蒸発器108との間にある圧力差を維持する。
る所定の設定温度よりも高くなったときのように、サー
モスタット127が圧縮機ユニット102を作動すると
きに、圧縮機ユニット102から吐出された高温の高圧
ガスが凝縮器104で凝縮する。毛細管106は、凝縮
器104を出て行く液体のある程度の過冷却(サブクー
リング)が行われるような寸法であることが好ましい。
過冷却は、所定の流体をその飽和温度よりも低い温度ま
で冷却することと定義する。流体を過冷却にすることに
より、冷凍システムによってより多くの熱を除去するこ
とができる。毛細管106は一般的に、一定の長さで中
孔の小さな管である。毛細管106の管径が小さいた
め、毛細管の長さにわたって高い圧力降下が起こり、こ
うして、冷媒の圧力を飽和圧力に低下させる。若干の冷
媒は毛細管106内で蒸発し、少なくとも若干の冷媒は
第1の蒸発器108内で蒸発して、蒸気に変わる。毛細
管106は冷媒の流れを計量すると共に、凝縮器104
と第1の蒸発器108との間にある圧力差を維持する。
【0021】凝縮器104からの凝縮した温かい液体が
入り込む毛細管106の外側と、相分離器110からの
導管120の外側との間の直接接触により、温度が低い
方の導管120が温まり、毛細管106が冷却される。
毛細管106による加熱作用がないと、好ましい実施例
では、それぞれ状態1及び状態2における導管120及
び130の温度は、それぞれ約−25℃及び−5℃であ
る。更に、毛細管106による加熱作用がないと、室温
の空気の水分が導管120及び130の上で凝縮する。
このように凝縮した水分は滴り落ち、水が溢れる問題を
生ずる。毛細管106による導管の加熱作用は、凝縮を
回避する程度に導管120及び130を温めると共に、
毛細管106内を第1の蒸発器108へ流れる冷媒を冷
却する。導管120及び130にある冷媒を温めること
は、システムの効率に悪影響を及ぼすが、毛細管106
にある冷媒の冷却作用によって得られる有利な効果は、
このような効率の低下を補って余りあるものである。
入り込む毛細管106の外側と、相分離器110からの
導管120の外側との間の直接接触により、温度が低い
方の導管120が温まり、毛細管106が冷却される。
毛細管106による加熱作用がないと、好ましい実施例
では、それぞれ状態1及び状態2における導管120及
び130の温度は、それぞれ約−25℃及び−5℃であ
る。更に、毛細管106による加熱作用がないと、室温
の空気の水分が導管120及び130の上で凝縮する。
このように凝縮した水分は滴り落ち、水が溢れる問題を
生ずる。毛細管106による導管の加熱作用は、凝縮を
回避する程度に導管120及び130を温めると共に、
毛細管106内を第1の蒸発器108へ流れる冷媒を冷
却する。導管120及び130にある冷媒を温めること
は、システムの効率に悪影響を及ぼすが、毛細管106
にある冷媒の冷却作用によって得られる有利な効果は、
このような効率の低下を補って余りあるものである。
【0022】第1の蒸発器108にある液体冷媒の膨張
により、液体冷媒の一部が蒸発する。第1の蒸発器10
8を出て来る液相及び蒸気相の冷媒が、この後、相分離
器110に入る。液体冷媒は液体収容部116に溜ま
り、蒸気は相分離器110の蒸気部114に溜まる。第
1の蒸発器108から相分離器110への液体冷媒の重
力による排出作用によって、第1の蒸発器108の蒸発
しなかった液体ヘッドがかなり減少する。普通の冷凍シ
ステムの蒸発器には、このような液体ヘッドが存在する
のが典型的である。導管120は蒸気部114からの蒸
気を切り換え弁118に供給する。相分離器110から
の蒸気は一般的には、約−5℃である。
により、液体冷媒の一部が蒸発する。第1の蒸発器10
8を出て来る液相及び蒸気相の冷媒が、この後、相分離
器110に入る。液体冷媒は液体収容部116に溜ま
り、蒸気は相分離器110の蒸気部114に溜まる。第
1の蒸発器108から相分離器110への液体冷媒の重
力による排出作用によって、第1の蒸発器108の蒸発
しなかった液体ヘッドがかなり減少する。普通の冷凍シ
ステムの蒸発器には、このような液体ヘッドが存在する
のが典型的である。導管120は蒸気部114からの蒸
気を切り換え弁118に供給する。相分離器110から
の蒸気は一般的には、約−5℃である。
【0023】サーモスタット127が圧縮機ユニット1
02を作動し、弁118が状態1にあるとき、相分離器
110の液体収容部116からの液体は、絞り122を
通って第2の蒸発器124へ流れるときに蒸発する。こ
のため、絞り122から第2の蒸発器124に入る冷媒
の温度及び圧力はかなり低下し、残っている液体冷媒が
あるとしても、それは第2の蒸発器124内で蒸発し、
これによって第2の蒸発器124を約−25℃まで更に
冷却する。弁118が状態1にあるとき、前に述べたよ
うに、冷媒は、ゆっくりとであるが、第1の蒸発器10
8を流れる。典型的には、相分離器110内の液体冷媒
を所望の液位に保つのに十分な装入量の冷媒がシステム
100に供給される。しかしながら、第1の蒸発器10
8からの液相冷媒の重力による排出作用によって、同じ
冷凍効率を達成するのに必要な冷媒装入量は半分に減少
する。例えば、普通の蒸発器2台の冷凍システムは、約
570グラム〜650グラムの冷媒装入量を必要とす
る。これに比べて、本発明の2つの蒸発器を有している
冷凍システムは、約310グラムの冷媒しか必要としな
い。このように冷媒の装入量をかなり減少させたこと
が、システムの効率を改善すると共にシステムのコスト
を下げる。
02を作動し、弁118が状態1にあるとき、相分離器
110の液体収容部116からの液体は、絞り122を
通って第2の蒸発器124へ流れるときに蒸発する。こ
のため、絞り122から第2の蒸発器124に入る冷媒
の温度及び圧力はかなり低下し、残っている液体冷媒が
あるとしても、それは第2の蒸発器124内で蒸発し、
これによって第2の蒸発器124を約−25℃まで更に
冷却する。弁118が状態1にあるとき、前に述べたよ
うに、冷媒は、ゆっくりとであるが、第1の蒸発器10
8を流れる。典型的には、相分離器110内の液体冷媒
を所望の液位に保つのに十分な装入量の冷媒がシステム
100に供給される。しかしながら、第1の蒸発器10
8からの液相冷媒の重力による排出作用によって、同じ
冷凍効率を達成するのに必要な冷媒装入量は半分に減少
する。例えば、普通の蒸発器2台の冷凍システムは、約
570グラム〜650グラムの冷媒装入量を必要とす
る。これに比べて、本発明の2つの蒸発器を有している
冷凍システムは、約310グラムの冷媒しか必要としな
い。このように冷媒の装入量をかなり減少させたこと
が、システムの効率を改善すると共にシステムのコスト
を下げる。
【0024】弁118が状態1にあるときの圧縮機ユニ
ット102の入力における圧力は、冷媒が−25℃で2
相平衡する圧力によって決定される。弁118が状態2
にあるときの圧縮機ユニット102の圧力は、−5℃に
おける冷媒の飽和圧力によって決定される。凝縮器10
4が凝縮器として作用するためには、凝縮器104の温
度は周囲温度よりも高くなければならない。例えば、凝
縮器104内の冷媒は、+40℃であるようにすること
ができる。もちろん、凝縮器104内の冷媒の圧力は、
選択された冷媒に関係する。
ット102の入力における圧力は、冷媒が−25℃で2
相平衡する圧力によって決定される。弁118が状態2
にあるときの圧縮機ユニット102の圧力は、−5℃に
おける冷媒の飽和圧力によって決定される。凝縮器10
4が凝縮器として作用するためには、凝縮器104の温
度は周囲温度よりも高くなければならない。例えば、凝
縮器104内の冷媒は、+40℃であるようにすること
ができる。もちろん、凝縮器104内の冷媒の圧力は、
選択された冷媒に関係する。
【0025】圧縮機ユニット102は、圧縮された冷媒
出力を供給する任意の種類の圧縮機又は機構であっても
よい。例えば、圧縮機ユニット102は、1段圧縮機、
複数の圧縮機、複数の段を有している圧縮機、又はこれ
らの圧縮機の任意の組み合わせであってもよい。圧縮機
ユニット102は例えば、回転又は往復動形圧縮機であ
ってもよい。相異なる2つの圧力にあるガスが交互に圧
縮されるので、容積の小さい入口室を有している圧縮機
が好ましい。例えば、1立方インチの入口室の容積を有
しており、圧縮機の1回転ごとに4.6cm2 に圧縮さ
れる回転形圧縮機が満足し得るものである。大きな入口
室を有している圧縮機を用いる場合には、高圧冷媒が圧
縮機へ流れなくなるときと、圧力が一層低い冷媒を圧縮
し始めるくらいに圧縮機の入口圧力が低下するときとの
間に、実質的な遅延がある。大きな入口室を用いると、
システムの効率も低下する。
出力を供給する任意の種類の圧縮機又は機構であっても
よい。例えば、圧縮機ユニット102は、1段圧縮機、
複数の圧縮機、複数の段を有している圧縮機、又はこれ
らの圧縮機の任意の組み合わせであってもよい。圧縮機
ユニット102は例えば、回転又は往復動形圧縮機であ
ってもよい。相異なる2つの圧力にあるガスが交互に圧
縮されるので、容積の小さい入口室を有している圧縮機
が好ましい。例えば、1立方インチの入口室の容積を有
しており、圧縮機の1回転ごとに4.6cm2 に圧縮さ
れる回転形圧縮機が満足し得るものである。大きな入口
室を有している圧縮機を用いる場合には、高圧冷媒が圧
縮機へ流れなくなるときと、圧力が一層低い冷媒を圧縮
し始めるくらいに圧縮機の入口圧力が低下するときとの
間に、実質的な遅延がある。大きな入口室を用いると、
システムの効率も低下する。
【0026】図1に示す冷凍システム100は、同じ冷
却容量を有している蒸発器2台、圧縮機1台の回路より
も、必要とするエネルギが一層少ない。この効率の若干
の利点は、システム内で圧送する必要のある冷媒の量が
約半分に過ぎないことによるものである。更に、一旦第
1の蒸発器108がその平衡温度に達すると、液相冷媒
は、絶えず相分離器110内に排出され、こうして、第
2の蒸発器124を冷却するために利用できるようにな
り、「冷凍サイクル・オフ」状態の間、過剰のすべての
液相冷媒は相分離器110へ排出され、従来の蒸発器2
台の冷凍システムで起こることが不可避であった遅延を
生ぜずに、次の「冷凍サイクル・オン」状態の初めに、
直ちに第2の蒸発器124に利用できるようになる。冷
凍効率におけるもう1つの改善は、「冷凍サイクル・オ
フ」状態の間、第1の蒸発器108で液相冷媒の蒸発が
存在しないことに由るものである。このような蒸発があ
ると、それが必要でもないときに又はシステムの制御に
要求もされていないときに、第1の蒸発器108の冷却
作用を不必要に増加させる。
却容量を有している蒸発器2台、圧縮機1台の回路より
も、必要とするエネルギが一層少ない。この効率の若干
の利点は、システム内で圧送する必要のある冷媒の量が
約半分に過ぎないことによるものである。更に、一旦第
1の蒸発器108がその平衡温度に達すると、液相冷媒
は、絶えず相分離器110内に排出され、こうして、第
2の蒸発器124を冷却するために利用できるようにな
り、「冷凍サイクル・オフ」状態の間、過剰のすべての
液相冷媒は相分離器110へ排出され、従来の蒸発器2
台の冷凍システムで起こることが不可避であった遅延を
生ぜずに、次の「冷凍サイクル・オン」状態の初めに、
直ちに第2の蒸発器124に利用できるようになる。冷
凍効率におけるもう1つの改善は、「冷凍サイクル・オ
フ」状態の間、第1の蒸発器108で液相冷媒の蒸発が
存在しないことに由るものである。このような蒸発があ
ると、それが必要でもないときに又はシステムの制御に
要求もされていないときに、第1の蒸発器108の冷却
作用を不必要に増加させる。
【0027】図2には、図1について説明した多重蒸発
器冷凍システムに用いられた本発明の好ましい実施例を
更に詳しく示しており、同じ構成要素には同じ参照番号
を用いている。図2について説明すると、入口107
と、蒸発器108よりも下方に配置されている相分離器
110に結合されている出口109とを有している蒸発
器108を備えた蒸発器/相分離器アセンブリ200が
示されている。蒸発器108は、図2に「上」及び
「下」の矢印で示すような向きになっており、出口10
9は入口107よりも高さの低い所に配置されており、
実質的に垂直の向きにすることが好ましい。
器冷凍システムに用いられた本発明の好ましい実施例を
更に詳しく示しており、同じ構成要素には同じ参照番号
を用いている。図2について説明すると、入口107
と、蒸発器108よりも下方に配置されている相分離器
110に結合されている出口109とを有している蒸発
器108を備えた蒸発器/相分離器アセンブリ200が
示されている。蒸発器108は、図2に「上」及び
「下」の矢印で示すような向きになっており、出口10
9は入口107よりも高さの低い所に配置されており、
実質的に垂直の向きにすることが好ましい。
【0028】蒸発器108は、この蒸発器内を流れる実
質的にすべての液相冷媒が重力によって自由に排出され
るのを抑制する障害物又は部分を全く有していない。蒸
発器108は、図示のように、入口107から出口10
9まで連続的な勾配をつけた導管で構成されていること
が好ましい。導管のうち、入口107と点216との間
の蒸発器108を形成している横部分212は、入口1
07を点216よりも高い高さの所、又は同じ高さの所
に位置決めするような形状を成している。同様に、弯曲
部218上のどの点も、横部分219上のどの点よりも
高さが高くなっている。この幾何学的な関係により、液
相冷媒が底部に溜まるおそれのあるような障害物及び部
分がない導管が得られる。このような幾何学的な関係
は、蒸発器108の横部分全体にわたって繰り返されて
いる。蒸発器108の導管の下流側の任意の点は、上流
側に隣接するどの点よりも下方にあることが好ましい。
質的にすべての液相冷媒が重力によって自由に排出され
るのを抑制する障害物又は部分を全く有していない。蒸
発器108は、図示のように、入口107から出口10
9まで連続的な勾配をつけた導管で構成されていること
が好ましい。導管のうち、入口107と点216との間
の蒸発器108を形成している横部分212は、入口1
07を点216よりも高い高さの所、又は同じ高さの所
に位置決めするような形状を成している。同様に、弯曲
部218上のどの点も、横部分219上のどの点よりも
高さが高くなっている。この幾何学的な関係により、液
相冷媒が底部に溜まるおそれのあるような障害物及び部
分がない導管が得られる。このような幾何学的な関係
は、蒸発器108の横部分全体にわたって繰り返されて
いる。蒸発器108の導管の下流側の任意の点は、上流
側に隣接するどの点よりも下方にあることが好ましい。
【0029】図3は、前に述べた新鮮食品区画304及
びフリーザ区画306を形成している絶縁壁302を含
んでいる家庭用冷蔵庫300のブロック図である。図3
に示すものは例示のためだけであり、特に相異なる温度
での冷凍作用を必要とする実質的に別個の区画を有して
いる装置を示すものである。家庭用冷蔵庫では、新鮮食
品区画304及びフリーザ区画306は典型的には、そ
れぞれ約+1℃〜+10℃、及び−25℃〜−10℃に
維持される。
びフリーザ区画306を形成している絶縁壁302を含
んでいる家庭用冷蔵庫300のブロック図である。図3
に示すものは例示のためだけであり、特に相異なる温度
での冷凍作用を必要とする実質的に別個の区画を有して
いる装置を示すものである。家庭用冷蔵庫では、新鮮食
品区画304及びフリーザ区画306は典型的には、そ
れぞれ約+1℃〜+10℃、及び−25℃〜−10℃に
維持される。
【0030】本発明によれば、第1の蒸発器108(高
圧蒸発器)が新鮮食品区画304内に配置されており、
第2の蒸発器124(低圧蒸発器)がフリーザ区画30
6内に配置されていることが示されている。相分離器1
10は第1の蒸発器108の下方に配置されている。図
3に示す蒸発器の配置は例示に過ぎず、わかり易くする
ためである。本発明は、第1の蒸発器108からの液体
冷媒の相分離器110への自由な排出を達成するよう
に、第1の蒸発器108が配置されていれば、蒸発器の
物理的な位置に制約されるものではない。蒸発器108
及び124は、冷蔵庫内の任意の場所に配置してもよい
し、又は冷蔵庫の外側に配置して、各々の蒸発器からの
蒸発器によって冷却された空気を導管、じゃま板等を通
じて、適当な区画に送り込むことも考えられる。
圧蒸発器)が新鮮食品区画304内に配置されており、
第2の蒸発器124(低圧蒸発器)がフリーザ区画30
6内に配置されていることが示されている。相分離器1
10は第1の蒸発器108の下方に配置されている。図
3に示す蒸発器の配置は例示に過ぎず、わかり易くする
ためである。本発明は、第1の蒸発器108からの液体
冷媒の相分離器110への自由な排出を達成するよう
に、第1の蒸発器108が配置されていれば、蒸発器の
物理的な位置に制約されるものではない。蒸発器108
及び124は、冷蔵庫内の任意の場所に配置してもよい
し、又は冷蔵庫の外側に配置して、各々の蒸発器からの
蒸発器によって冷却された空気を導管、じゃま板等を通
じて、適当な区画に送り込むことも考えられる。
【0031】第1及び第2の蒸発器108及び124
は、圧縮機/凝縮器区画316内に配置されていること
を示した圧縮機ユニット102及び凝縮器104によっ
て、それぞれ駆動される。制御つまみ318が新鮮食品
区画304に配置されており、温度センサ320がフリ
ーザ区画306に配設されている。制御つまみ318は
区画304内の温度を制御し、所望の温度目盛を読み取
れるように較正することができる。制御つまみ318の
動作上の特徴は、前に引用した米国特許番号第5156
016号及び同第5184473号に記載されている。
温度センサ320は圧縮機312に信号を送り、その設
定値に従って運転又は停止させる。第1の蒸発器308
は約−10℃〜0℃で、そして第2の蒸発器310は約
−35℃〜約−20℃で運転されて、新鮮食品区画30
4を約+1℃〜+10℃に、そしてフリーザ区画306
を約−25℃〜−10℃に維持するのが典型的である。
は、圧縮機/凝縮器区画316内に配置されていること
を示した圧縮機ユニット102及び凝縮器104によっ
て、それぞれ駆動される。制御つまみ318が新鮮食品
区画304に配置されており、温度センサ320がフリ
ーザ区画306に配設されている。制御つまみ318は
区画304内の温度を制御し、所望の温度目盛を読み取
れるように較正することができる。制御つまみ318の
動作上の特徴は、前に引用した米国特許番号第5156
016号及び同第5184473号に記載されている。
温度センサ320は圧縮機312に信号を送り、その設
定値に従って運転又は停止させる。第1の蒸発器308
は約−10℃〜0℃で、そして第2の蒸発器310は約
−35℃〜約−20℃で運転されて、新鮮食品区画30
4を約+1℃〜+10℃に、そしてフリーザ区画306
を約−25℃〜−10℃に維持するのが典型的である。
【0032】例について動作を説明すると、容量が0.
54m3 の典型的な家庭用冷蔵庫の制御つまみ318が
新鮮食品区画304内が+3℃になるように設定された
とき、この設定値は、第1の蒸発器308内で、約−4
℃の冷媒温度及び絶対値約3.2kg/cm2 の圧力に
対応する。圧縮機ユニット102が第1の蒸発器108
を真空に引くと、蒸発器108内に存在する冷媒の一部
が沸騰し、こうして、第1の蒸発器108内に存在する
冷媒の圧力及び温度を絶対値約2.5kg/cm2 及び
−6℃にそれぞれ下げる。
54m3 の典型的な家庭用冷蔵庫の制御つまみ318が
新鮮食品区画304内が+3℃になるように設定された
とき、この設定値は、第1の蒸発器308内で、約−4
℃の冷媒温度及び絶対値約3.2kg/cm2 の圧力に
対応する。圧縮機ユニット102が第1の蒸発器108
を真空に引くと、蒸発器108内に存在する冷媒の一部
が沸騰し、こうして、第1の蒸発器108内に存在する
冷媒の圧力及び温度を絶対値約2.5kg/cm2 及び
−6℃にそれぞれ下げる。
【0033】上に述べた例の冷蔵庫の条件の下で、約2
1秒の典型的なサイクルの間、蒸発器108からの高圧
冷媒は約5秒の間、弁118によって圧縮機ユニット1
02に運ばれ、蒸発器124からの低圧冷媒は約16秒
の間、圧縮機ユニット102に運ばれる。圧縮機ユニッ
ト102に対して高圧及び低圧冷媒を運ぶ時間の割合
は、第1の蒸発器108及び第2の蒸発器124の冷却
容量の関数である。上に述べた冷蔵庫の場合、第1の蒸
発器108と第2の蒸発器124との間の容量比は、約
3:1である。容量比は、第1の蒸発器108の毎時キ
ロカロリで表した熱を除去する容量と、第2の蒸発器1
24の毎時キロカロリで表した熱を除去する容量との比
で定義される。フリーザ区画306にあるサーモスタッ
ト320に設定された温度に達するまで、弁118のサ
イクル動作が続けられる。そうなったとき、圧縮機ユニ
ット102は、サーモスタット320からの他の要求信
号を受け取るまで、運転を停止する。
1秒の典型的なサイクルの間、蒸発器108からの高圧
冷媒は約5秒の間、弁118によって圧縮機ユニット1
02に運ばれ、蒸発器124からの低圧冷媒は約16秒
の間、圧縮機ユニット102に運ばれる。圧縮機ユニッ
ト102に対して高圧及び低圧冷媒を運ぶ時間の割合
は、第1の蒸発器108及び第2の蒸発器124の冷却
容量の関数である。上に述べた冷蔵庫の場合、第1の蒸
発器108と第2の蒸発器124との間の容量比は、約
3:1である。容量比は、第1の蒸発器108の毎時キ
ロカロリで表した熱を除去する容量と、第2の蒸発器1
24の毎時キロカロリで表した熱を除去する容量との比
で定義される。フリーザ区画306にあるサーモスタッ
ト320に設定された温度に達するまで、弁118のサ
イクル動作が続けられる。そうなったとき、圧縮機ユニ
ット102は、サーモスタット320からの他の要求信
号を受け取るまで、運転を停止する。
【0034】制御つまみ318及びセンサ320は、ユ
ーザが調節可能であって、各々の蒸発器を作動させる及
び不作動にする温度又は温度範囲をユーザが選択するこ
とができるようにすることが好ましい。こうして、シス
テムの運転がユーザによって調節される。図3に示すよ
うに、この例の冷凍システムは、所望の冷凍温度で動作
するように選択された2つの蒸発器を含んでいる。しか
しながら、本発明は、2つよりも多くの蒸発器を用いて
もよい。複数の蒸発器を利用することにより、エネルギ
使用量が減少する。
ーザが調節可能であって、各々の蒸発器を作動させる及
び不作動にする温度又は温度範囲をユーザが選択するこ
とができるようにすることが好ましい。こうして、シス
テムの運転がユーザによって調節される。図3に示すよ
うに、この例の冷凍システムは、所望の冷凍温度で動作
するように選択された2つの蒸発器を含んでいる。しか
しながら、本発明は、2つよりも多くの蒸発器を用いて
もよい。複数の蒸発器を利用することにより、エネルギ
使用量が減少する。
【0035】ある冷凍システムでは、本発明によって得
られるエネルギ効率及びコスト減少のすべてが厳密に必
要でないことがあると考えられる。このため、本発明
は、前述の実施例に関する効率及びコストを変えるよう
に変更することができる。例えば、図2の参照番号21
2又は219に示すような、本発明で用いられている蒸
発器手段の横部分の数は、冷凍システムの条件に従って
増減させることができる。更に、横部分は一列又は多数
の列にすることが考えられる。
られるエネルギ効率及びコスト減少のすべてが厳密に必
要でないことがあると考えられる。このため、本発明
は、前述の実施例に関する効率及びコストを変えるよう
に変更することができる。例えば、図2の参照番号21
2又は219に示すような、本発明で用いられている蒸
発器手段の横部分の数は、冷凍システムの条件に従って
増減させることができる。更に、横部分は一列又は多数
の列にすることが考えられる。
【図1】本発明の自由排出形蒸発器を組み込んだ冷凍シ
ステムの概略図である。
ステムの概略図である。
【図2】好ましい実施例の自由排出形蒸発器を示す図で
ある。
ある。
【図3】自由排出形の新鮮食品用蒸発器と、フリーザ用
蒸発器とを有している冷凍システムを組み込んだ家庭用
冷蔵庫のブロック図である。
蒸発器とを有している冷凍システムを組み込んだ家庭用
冷蔵庫のブロック図である。
100 冷凍システム 102 圧縮機ユニット 104 凝縮器 106 毛細管 107 入口 108、124 蒸発器 109、125 出口 110 相分離器 118 冷媒流れ切り換え弁 120、130、131、132 導管 200 蒸発器/相分離器アセンブリ
Claims (13)
- 【請求項1】 凝縮器に結合されている圧縮機と、蒸発
器と前記凝縮器に結合されている相分離器とを有してい
る冷凍システムであって、 前記蒸発器は、前記凝縮器から吐出された冷媒を受け取
るように該凝縮器に接続されている入口と、前記相分離
器に接続されている出口とを有している導管を含んでお
り、 前記相分離器は、前記出口からの冷媒の蒸発しなかった
液相の実質的な部分を前記相分離器内に重力により排出
するように前記導管の下方に配置されており、 前記入口は、前記出口よりも高い高さの所に位置してお
り、 前記導管は、前記液相の重力による排出を抑制し得る障
害物及び部分を有していない冷凍システム。 - 【請求項2】 前記蒸発器は、多重蒸発器システム内の
1つの蒸発器である請求項1に記載の冷凍システム。 - 【請求項3】 前記導管は、前記入口から前記出口まで
連続的な勾配がつけられている請求項2に記載の冷凍シ
ステム。 - 【請求項4】 前記導管は、連続的な勾配がつけられて
いる筒形構造を有している請求項2に記載の冷凍システ
ム。 - 【請求項5】 圧縮機手段と、 該圧縮機手段に対して冷媒が流れるように接続されてお
り、前記圧縮機手段から吐出された冷媒を凝縮する凝縮
器手段と、 新鮮食品区画と、 該新鮮食品区画を冷却する第1の蒸発器手段であって、
前記凝縮器手段から吐出された冷媒を受け取るように前
記凝縮器手段に接続されている入口と、該第1の蒸発器
手段の下方に配置されている相分離器手段に接続されて
いる出口であって、該出口からの冷媒の蒸発しなかった
液相を前記相分離器手段に重力により排出する出口とを
有しており、冷媒の前記液相の重力による排出を抑制し
得る障害物及び部分を有していない導管を含んでいる第
1の蒸発器手段と、 フリーザ区画と、 該フリーザ区画を冷却する第2の蒸発器手段であって、
前記相分離器手段から吐出された冷媒の少なくとも一部
を受け取るように接続されている第2の蒸発器手段と、 前記第1又は前記第2の蒸発器手段のいずれかからの冷
媒を当該冷蔵庫の前記圧縮機手段に交互に運ぶ冷媒流れ
切り換え弁とを備えた冷蔵庫。 - 【請求項6】 前記蒸発器は、多重蒸発器システム内に
ある1つの蒸発器である請求項5に記載の冷蔵庫。 - 【請求項7】 前記第1の蒸発器手段は、連続的な勾配
を有しているコイルを含んでおり、該コイルは、銅と、
真鍮と、アルミニウムと、ステンレス鋼とから成ってい
る群から選択された材料から形成されている請求項6に
記載の冷蔵庫。 - 【請求項8】 前記導管は、前記入口から前記出口まで
連続的に勾配がつけられている請求項6に記載の冷蔵
庫。 - 【請求項9】 前記凝縮器手段及び前記第1の蒸発器手
段に対して冷媒が流れるように配置されている第1の膨
張手段と、 前記相分離器手段及び前記第2の蒸発器手段に対して冷
媒が流れるように配置されている第2の膨張手段とを更
に含んでいる請求項6に記載の冷蔵庫。 - 【請求項10】 前記相分離器手段は、液相の冷媒を前
記第2の膨張手段へ運ぶように構成されている請求項9
に記載の冷蔵庫。 - 【請求項11】 前記新鮮食品区画は、前記フリーザ区
画よりも温かい温度に維持されている請求項6に記載の
冷蔵庫。 - 【請求項12】 前記第1の蒸発器手段は、前記新鮮食
品区画を約+1℃〜約+10℃に維持するように作用し
ており、前記第2の蒸発器手段は、前記フリーザ区画を
約−25℃〜約−10℃に維持するように作用している
請求項6に記載の冷蔵庫。 - 【請求項13】 前記第1の蒸発器手段は、約−10℃
〜約0℃で運転されており、前記第2の蒸発器手段は、
約−35℃〜約−20℃で運転されている請求項6に記
載の冷蔵庫。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US5884793A | 1993-05-10 | 1993-05-10 | |
US058847 | 1993-05-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0755273A true JPH0755273A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=22019268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9594294A Withdrawn JPH0755273A (ja) | 1993-05-10 | 1994-05-10 | 冷凍システム及び冷蔵庫 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0624763A1 (ja) |
JP (1) | JPH0755273A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11108483A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Hitachi Ltd | 空気調和機 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5857347A (en) * | 1997-03-04 | 1999-01-12 | Frigoscandia Equipment Ab | Refrigeration system and a separator therefor |
DE10145139A1 (de) * | 2001-09-13 | 2003-04-03 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Kältegerät mit zwei Verdampfern |
FR2864212A1 (fr) * | 2003-12-19 | 2005-06-24 | Armines Ass Pour La Rech Et Le | Systeme thermodynamique a evaporation etagee et a sous refroidissement renforce adapte a des melanges a grand glissement de temperature |
EP1593918B1 (de) * | 2004-05-06 | 2013-03-13 | Air Liquide Deutschland GmbH | Indirekte Kühlung bei Kühlfahrzeugen |
BR112015006703A2 (pt) * | 2012-09-28 | 2017-07-04 | Electrolux Home Products Corp Nv | refrigerador |
US9228762B2 (en) | 2013-02-28 | 2016-01-05 | Whirlpool Corporation | Refrigeration system having dual suction port compressor |
US9441866B2 (en) | 2013-09-04 | 2016-09-13 | Whirlpool Corporation | Variable expansion device with thermal choking for a refrigeration system |
CN103994596A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-20 | 合肥美的电冰箱有限公司 | 制冷设备和制冷系统 |
CA3061617A1 (en) | 2017-05-02 | 2018-11-08 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Method and apparatus for isothermal cooling |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR971034A (ja) * | 1951-01-11 | |||
US602371A (en) * | 1898-04-12 | Hydraulic lubricator | ||
US1853724A (en) * | 1928-07-24 | 1932-04-12 | Chicago Pneumatic Tool Co | Evaporating process and apparatus |
EP0485147B1 (en) * | 1990-11-09 | 1996-06-19 | General Electric Company | Refrigeration system |
-
1994
- 1994-05-03 EP EP94303202A patent/EP0624763A1/en not_active Withdrawn
- 1994-05-10 JP JP9594294A patent/JPH0755273A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11108483A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Hitachi Ltd | 空気調和機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0624763A1 (en) | 1994-11-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |