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
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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
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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
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- 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
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- 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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- 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 |