JPH10111065A

JPH10111065A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JPH10111065A
Application number: JP8264043A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Isojima; 宣之磯島; Hiroaki Matsushima; 弘章松嶋; Hiroshi Iwata; 博岩田; Taichi Tanaami; 太一店網; Haruko Haruta; 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: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JP3733661B2

Abstract

(57)【要約】【課題】可燃性冷媒を含む混合冷媒、あるいは単一成分
の可燃性冷媒用いた冷蔵庫で、冷蔵庫内部への冷媒漏れ
量を少なくする。【解決手段】可燃性冷媒が封入された冷凍サイクルの蒸
発器の冷媒配管を２重構造の継ぎ目のない配管で構成
し、接続部を断熱材４内部もしくは冷蔵庫外部に設ける
とともに、断熱材内部の配管および接続部を有機材から
なる管で覆い、端部を冷蔵庫外部に連通するように設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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無い冷媒としては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
蔵庫用代替冷媒としては沸点の近いＨＦＣ−１３４ａが
挙げられる。

【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、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−１
２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
庫内部への冷媒漏れを防止し、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、爆発の危険性を回避できる冷蔵庫を提供すること
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、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凍サイクルを設置した冷蔵庫にお
いて、前記蒸発器の伝熱管を単一もしくは複数の金属で
構成された多層構造とするとともに、該伝熱管および配
管の接続部を断熱材内部もしくは冷蔵庫外部に設けるこ
とにより達成される。

【０００６】上記目的はまた、外箱と内箱の間に断熱材
を挿入してなる断熱箱体と、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
してなる冷凍サイクルを設置した冷蔵庫において、断熱
材内部に設置した配管および接続部を有機材からなる管
で覆い、該有機材からなる管の端面と冷蔵庫外部が連通
するように設けることによっても達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の実施の形態に係る冷蔵庫の構成
図、図２は本発明の実施の形態に係る蒸発器の詳細図、
図３は本発明の実施の形態に係る有機材配管の端部の要
部断面図、図４は本発明の実施の形態に係る蒸発器の伝
熱管と配管との接続部の要部断面図、図５は本発明の実
施の形態に係る冷蔵庫外部連通部の第１の要部断面図、
図６は本発明の実施の形態に係る冷蔵庫外部連通部の第
２の要部断面図である。

【０００８】図において、１は冷蔵庫本体で、外箱２と
内箱３の内部に断熱材４を挿入し断熱箱体を形成すると
ともに冷凍室５と冷蔵室６に区画されている。また、冷
凍室５、冷蔵室６には開閉できる冷凍室扉７、冷蔵室扉
８が設置されている。冷蔵庫１内部を冷却するための冷
凍サイクルは圧縮機９、凝縮器１０、開閉弁１１、減圧
装置としてのキャピラリチューブ１２、蒸発器１３、レ
シーバタンク１４、逆止弁１５から構成され、吐出配管
１６、液配管１７、ガス配管１８、吸い込み配管１９に
より接続される。さらに、各接続部はろう付けにより接
続され、接続部７５は断熱材内部に、その他の接続部は
冷蔵庫外部に配置され、配管内を可燃性の冷媒（例えば
プロパンとイソブタンの混合冷媒）が流れる構成となっ
ている。また、減圧装置であるキャピラリチューブ１２
とガス配管１８は熱交換可能に配置されている。液配管
１７、キャピラリチューブ１２と蒸発器１３の間の配管
７２、および蒸発器１３とレシーバタンク１４の間の配
管７３、ガス配管１８の各配管の断熱材内部にある部分
は、有機材からなる管８０で覆われている。有機材とし
て本実施の形態ではプラスチックを用いている。プラス
チック管８０の端面は図３に示すように冷蔵庫外に連通
する構造となっている。ただし、蒸発器１３前後でのプ
ラスチック管８０の端面は、配管と接着により密封し、
断熱材４内に設ける。７０および７１は、外箱２の外部
に設けた空間で、冷蔵庫外部と換気孔８４により連通し
ており、半密閉式の断熱材７６が内部にある配管、レシ
ーバタンク１４、接続部、減圧装置１２を覆っている。
半密閉式の断熱材７６として、粒状の断熱材７７を空間
７０、７１に満たして用いる。前記空間７０を該粒状断
熱材７７で満たした断面図を図５に示す。粒状断熱材７
７により配管の断熱ができるとともに、粒状断熱材７７
同士の間には、隙間があり、空間７０内に漏れた冷媒は
換気孔８４を経て冷蔵庫外部に流出できる。蒸発器１３
の冷媒配管４１は、アルミ製配管７８をアルミ製配管７
９が覆う２重構造となっている。蒸発器伝熱管４１と減
圧装置１２を経て導かれた配管７２との接続部７５は、
断熱材４の内部にあり、図４に示すように、２重になっ
ている伝熱管４１の外側の管７９の外側に配管７２が外
被した状態で、ろう付けされ、さらに外側をプラスチッ
ク管８０が覆って、管７９に接着により密封されてい
る。２０は冷蔵庫１上部に設けた電気品箱であり、内部
に除霜ヒータ５０近傍におかれた庫内冷媒漏れ検出器２
１、冷蔵庫下部におかれた外部冷媒漏れ検出器２２、蒸
発器温度検出器２３、冷凍室温度検出器２４、冷蔵室温
度検出器２５、除霜ヒータ温度検出器５１、冷凍室扉開
閉検出器６０及び冷蔵室扉開閉検出器６１からの検出値
を取り込む制御器２６と制御器２６からの信号により圧
縮機９を駆動する圧縮機駆動装置２７、除霜ヒータ５０
に通電するための除霜ヒータ制御装置２８が密閉されて
いる。冷凍室扉開閉検出器６０及び冷蔵室扉開閉検出器
６１は冷蔵庫１本体に設置され防爆構造として周囲を弾
性体で密閉したスイッチとなっており、冷凍室扉７、冷
蔵室扉８が閉になると弾性体を介してスイッチが接触し
開閉を検出する構造となっている。２９は冷媒漏れ検出
器２１、２２により冷媒漏れが検出されたときに冷蔵庫
１前面に冷媒漏れを表示する冷媒漏れ表示器、３０は断
熱箱体外部におかれ制御器２６からの信号によりファン
３１を駆動するファン駆動装置、３２は空気通路で、冷
凍室吸込み口３３、冷蔵室吸込み口３４、冷凍室吹き出
し口３５、冷蔵室吹き出し口３６から構成される。蒸発
器１３は伝熱面積拡大の独立フィン４２を設けた２重構
造の継ぎ目部分のない配管４１を折り曲げて構成されて
いる。

【０００９】以上のように構成した冷蔵庫の動作を説明
する。

【００１０】冷凍室扉開閉検出器６０及び冷蔵室扉開閉
検出器６１が冷凍室扉７及び冷蔵室扉８が閉になってい
ることを検出し、さらに冷凍室温度検出器２４により検
出された温度が第１の設定温度以上、あるいは冷蔵室温
度検出器２５により検出された温度が第２の設定温度以
上になると、制御器２６により開閉弁１１が開になり、
圧縮機駆動装置２７、ファン駆動装置３０を介して圧縮
機９、ファン３１が駆動される。圧縮機９で高温高圧に
なった冷媒は接続部が冷蔵庫外部に配置された吐出配管
１６、逆止弁１５を通り凝縮器１０に送られる。凝縮器
１０に入った冷媒は周囲の空気に放熱し、液冷媒となっ
て、接続部が冷蔵庫外部に配置された開閉弁１１から、
断熱材４内部に配置されプラスチック管に覆われた液配
管１７を通り、冷蔵庫外部の半密閉式断熱体に覆われた
キャピラリチューブ１２でガス配管１８内の冷媒と熱交
換しながら減圧され、断熱体４内に配置され、プラスチ
ック管で覆われた配管７２および接続部７５を通り、蒸
発器１３に送られる。蒸発器１３の２重構造の伝熱管４
１内を流れた冷媒はファン３１により送られた空気から
フィン４２を介して吸熱し、蒸発する。その後、冷蔵庫
外部の半密閉式断熱体に覆われた接続部およびレシーバ
ータンクを通り、レシーバタンク１４で未蒸発の液冷媒
を分離し、ガス冷媒のみがガス配管１８を通り、吸い込
み配管１９を通り圧縮機９に戻り冷凍サイクルを構成す
る。

【００１１】蒸発器１３で冷却された空気はファン３１
により、冷凍室温度検出器２４あるいは冷蔵室温度検出
器２５で検出された温度がそれぞれの設置値より高い
室、例えば、冷凍室温度検出器２４の検出温度が第１の
設定温度以上であると、冷凍室吹き出し口３５から冷凍
室５に吹出される。冷蔵室温度検出器２５の検出温度が
第２の設定温度以上であると、ダンパ（図示せず）の切
り替えにより冷蔵室吹き出し口３６より冷却された空気
が冷蔵室６に吹出され内部を冷却する。ここで、冷凍室
温度検出器２４あるいは冷蔵室温度検出器２５の検出温
度がそれぞれ第３の設定温度あるいは第４の設定温度以
下になると、制御器２６により、ファン３１が停止さ
れ、開閉弁１１が閉になる。圧縮機９は第１の設定時間
さらに運転が継続された後停止される。第１の設定時間
内に、開閉弁１１が閉になっているために蒸発器１３内
の圧力は低下し、滞留していた液冷媒が蒸発し、圧縮機
９から凝縮器１０に送られた後、凝縮して液冷媒として
凝縮器１０内に滞留する。その後圧縮機が停止しても開
閉弁１１と逆止弁１５により、凝縮器１０内に滞留した
冷媒が蒸発器１３に流れることはない。

【００１２】圧縮機９の積算運転時間が第３の設定時間
を超えると除霜運転を行う。庫内冷媒漏れセンサ２１が
冷媒漏れがないことを検出すると、制御器２６により除
霜ヒータ５０に通電され除霜ヒータ５０により蒸発器１
３が加熱され、フィン４１に付着した霜が融解する。蒸
発器温度センサ２３の検出温度が第５の設定温度以上に
なると除霜終了が検出され通常の運転に戻る。この時、
除霜ヒータ５０が何等かの異常により高温になり、除霜
ヒータ温度検出器５１で検出された温度が、プロパンの
発火温度４３２℃以下に設定された第６の設定温度に達
すると蒸発器温度センサ２３の検出温度によらず除霜ヒ
ータへの通電が遮断される。

【００１３】また、庫内冷媒漏れ検出器２１、庫外冷媒
漏れ検出器２２が冷媒漏れを検出すると、圧縮機９が運
転中あるいは停止中にかかわらず、制御器２６により開
閉弁１１が閉の後、圧縮機９が第１の設定時間運転する
とともに、冷媒漏れ表示器２９に冷媒漏れが発生したこ
とを表示する。圧縮機９を第１の設定時間運転し、凝縮
器１０内に冷媒を回収した後は、冷凍室温度検出器２
４、冷蔵室温度検出器２５の検出温度にかかわらず、全
ての電気品への通電は停止状態となる。

【００１４】以上のように本実施の形態では、冷蔵庫内
部の冷凍サイクルは２重構造の継ぎ目のない伝熱管で構
成された蒸発器のみであり、庫内への冷媒漏れの危険性
が極めて小さい。また、１ヶ所を除いて、配管接続部は
冷蔵庫外部にあり、１ヶ所の接続部も密閉された断熱材
内部で、しかもプラスチック管で覆われているために、
何等かの事故で接続部から冷媒漏れが生じても、プラス
チック管および断熱材を経て、冷蔵庫内部に漏れる量は
極めて少ない。また断熱材内部の配管は、全てプラスチ
ック管で覆われているため、外傷に強くなるとともに配
管が損傷してもプラスチック管が外部への漏れを無くす
ことができる。配管とプラスチック管の隙間を通って漏
れてきた冷媒は冷蔵庫外部にあるプラスチック管端部か
ら排出される。さらに、冷凍サイクル内の冷媒は停止
時、あるいは運転中に冷媒漏れが検出されると、冷媒は
逆止弁から開閉弁までの間に回収されるために、冷蔵庫
内部で配管破損等の原因で冷媒漏れが生じても、冷媒漏
れはほとんど生じない。また、何等かの理由で冷媒が庫
内に漏れた場合でも、冷媒漏れ検出器により冷媒漏れが
検出され、凝縮器側に回収されるために、冷蔵庫内に漏
れる量はわずかである。また、冷凍室扉開閉検出器、冷
蔵室扉開閉検出器、ファン駆動装置が庫外に設置、除霜
ヒータが冷媒漏れを検出しない場合にのみ通電さらに冷
媒の着火温度以上になると通電されない２重の安全装置
となっているために、冷媒漏れが生じても点火源がなく
爆発の危険性が回避できるとともに、冷媒漏れを検出す
ると、冷蔵庫表面に冷媒漏れを表示することにより使用
者に注意を喚起できる。

【００１５】なお、本実施の形態では，外箱２の外部
に設けた空間７０および７１内で、配管を覆っている半
密閉式の断熱材７６として、図５に示す粒状断熱材７７
を空間７０、７１に満たして用いているが、通気孔８６
を複数個設けた断熱チューブ８５で空間７０、７１内の
配管、レシーバタンク１４、減圧装置１２を覆っても同
様の効果が得られる。図６に空間７０内の配管７３、レ
シーバタンク１４を断熱チューブで覆った断面図を示
す。通気孔８６は断熱チューブ８５ないで連通した構造
となっている。断熱チューブ８５により配管の断熱がで
きるとともに、断熱チューブ８５内で冷媒が漏れた場
合、通気孔８６および換気孔８４を経て、冷蔵庫外部に
流出できる。

【００１６】また，本実施の形態では，除霜ヒータの異
常検出に除霜ヒータ温度検出器を用いて設定温度以上に
なると通電を停止したが、除霜ヒータの特性に、一定温
度以上になると急激に抵抗が増加し、電流が流れなくな
るＰＴＣヒータを用いても同様の効果を有する。また、
冷凍室扉及び冷蔵室扉の開閉検出器は防爆型の検出器で
あればよい。

【００１７】さらに、本実施の形態では可燃性冷媒とし
てプロパンとイソブタンの混合冷媒を例に取り説明した
が、プロパン単一冷媒あるいはＨＦＣ−１５２ａのよう
な可燃性冷媒であれば同様の効果を得る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、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
る冷凍サイクルを設置した冷蔵庫において、蒸発器の伝
熱管を複数の金属で構成された多層構造とするととも
に、蒸発器と配管の接続部を断熱材内部もしくは冷蔵庫
外部に設けることにより、冷蔵庫内部への冷媒漏れを防
止できる。さらに、断熱材内部に設置した配管を有機材
からなる管で覆い、管の端面と冷蔵庫外部が連通するよ
うに設けることにより、断熱材内部への冷媒漏れを防止
でき、その結果、冷蔵庫内部への冷媒漏れを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る冷蔵庫の構成図。

【図２】本発明の実施の形態に係る蒸発器の詳細図。

【図３】本発明の実施の形態に係る有機材配管の端部
の要部断面図。

【図４】本発明の実施の形態に係る蒸発器の伝熱管と
配管との接続部の要部断面図。

【図５】本発明の実施の形態に係る粒状断熱体による
半密閉断熱機構図。

【図６】本発明の実施の形態に係る断熱チューブによ
る半密閉断熱機構図。

【符号の説明】

１…冷蔵庫、４…断熱材、５…冷凍室、６…冷蔵室、９
…圧縮機、１０…凝縮器、１１…開閉弁、１２…キャピ
ラリチューブ、１３…蒸発器、１５…逆止弁、２１…庫
内冷媒漏れ検出器、２６…制御器、３０…ファン駆動装
置、３１…ファン、４２…ダンパ、５０…除霜ヒータ、
５１…除霜ヒータ温度検出器、６０…冷凍室扉開閉検出
器、６１…冷蔵室扉開閉検出器、７５…配管接続部、７
７…粒状断熱材、８０…プラスチック管、８２…配管、
８４…換気孔、８５…断熱チューブ、８６…通気孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者店網太一栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者春田はる子栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外箱と内箱の間に断熱材を挿入してなる断
熱箱体と、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凍サイク
ルを設置した冷蔵庫において、前記蒸発器の伝熱管を単
一もしくは複数の金属で構成された多層構造とするとと
もに、該伝熱管および配管との接続部を断熱材内部もし
くは冷蔵庫外部に設けたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】外箱と内箱の間に断熱材を挿入してなる断
熱箱体と、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凍サイク
ルを設置した冷蔵庫において、断熱材内部に設置した配
管および接続部を有機材からなる管で覆い、該有機材か
らなる管の端面と冷蔵庫外部が連通するように設けたこ
とを特徴とする冷蔵庫。