JPS6229704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の温度の異なる保冷室をもつ冷蔵
庫などの冷却装置に関し、その目的とするところ
は圧縮機の成績係数を向上させ、冷却装置の運転
効率の向上を図る点にある。

従来温度の異なる複数の保冷室を１台の冷凍ユ
ニツトで冷却する形態の代表的なものに家庭用冷
凍冷蔵庫の冷却システムがあり、基本的には第１
図に示すような冷却システムを採用している。

第１図において、１は圧縮機で、この圧縮機１
から吐出され、凝縮器２で液化された冷媒液は、
第１毛細管３で減圧され、冷蔵室４内に配設され
た冷蔵用蒸発器５で一部分が蒸発し、その際に上
記冷蔵室４内の冷却作用を行なう。上記冷蔵用蒸
発器５を出た気液２相冷媒は、第２毛細管６で再
び減圧され、冷凍室７内に配設された冷凍用蒸発
器８で残りが蒸発し、その際に冷凍室７を冷却す
る。上記冷凍用蒸発器８を出た冷媒ガスはアキユ
ムレータ９を介して上記圧縮機１に吸い込まれ
る。各庫内の温度管理は、冷蔵室４から冷凍室７
のどちらかに配設された温度調節器（図示せず）
により、上記圧縮機１を発停させることにより行
なう。

以上のような構成の冷凍冷蔵庫においては、圧
縮機１の吸入圧力は非常に低圧な冷凍用蒸発器８
の蒸発圧力で決定してしまうため、冷蔵用蒸発器
５の蒸発圧力がいかに高くても、圧縮機１の成績
係数は非常に悪いものとなり、冷却システムとし
ても効率の悪い運転を余儀なくされていた。また
上述のように庫内温度調整がどちらか一方の庫内
温度によらざるを得ないため、他方の庫内温度は
成り行きとなつてしまう欠点があつた。

一方各庫内温度の独立コントロールを可能とす
るために、冷凍室７内に１台の蒸発器８を配設
し、それによつて冷蔵室４はダンパー制御によつ
て室内温度をコントロールし、冷凍室７の温度は
圧縮機１の発停によつて行なうという冷却システ
ムも近年一般的となつている。この方式は両室内
温度の独立コントロールは可能であるが、蒸発器
８の蒸発温度はやはり冷凍室７の温度に依存して
しまうため、圧縮機１の吸入圧力が低く冷却シス
テムの効率が非常に悪いことは変らない。またこ
の方式を用いた場合、冷蔵室４はダンパーを介し
て冷凍室７と連通しているため、冷蔵室４内の乾
燥過多の問題が生じ、さらに蒸発器８上への着露
量が大きくなり瀕繁な除霜が必要になるなどの欠
点があつた。

本発明は上記従来装置の諸欠点を改良するため
なされたもので保冷温度の異なる複数の冷却室
に、それぞれこの冷却室を冷却する蒸発器を配設
し、この各蒸発器を並列接続するとともに各蒸発
器に冷媒を流す時刻を別々にして同時に流すこと
ない構成にして圧縮機の成績係数を向上させ冷却
装置全体の効率向上を図るものである。

以下家庭用冷凍冷蔵庫を例に本発明の詳細につ
いて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す冷却システム
図であり、１は圧縮機、２は凝縮器、４は冷蔵
室、５はこの冷蔵室４内に配設された冷蔵用蒸発
器、７は冷凍室、８はこの冷凍室７内に配設され
た冷凍用蒸発器、９はアキユムレータである。１
０は上記冷蔵用蒸発器５の冷媒通路上流側に配設
された第１の毛細管、１１は上記冷凍用蒸発器８
の冷媒通路上流側に配設された第２の毛細管、１
２は同じく冷凍用蒸発器８の冷媒通路下流側に配
設された逆止弁、１３は上記第１の毛細管１０の
冷媒通路上流側に設けられた開閉弁である。そし
て開閉弁１３と第１の毛細管１０と冷蔵用蒸発器
５の冷却回路と第２の毛細管１１と冷凍用蒸発器
８および逆止弁１２の冷却回路とは上記凝縮器２
と上記アキユムレータ９との間に並列接続されて
いる。

第３図は本実施例に用いられる開閉弁１３の詳
細を示すもので、１３ａはＬ字形のケーシング、
１３ｂはこのケーシング１３ａ内に直角にくり抜
かれた冷媒流路で１３ｃが流入口、１３ｄが流出
口であり、この流路１３ｂの折曲部にこの流路１
３ｂの開閉を行なうバブルボール１３ｅが設けら
れている。１３ｆはこのバルブボール１３ｅの流
入口１３ｃ側に当接された当金、１３ｇはこの当
金１３ｆに当接されたスプリングである。１３ｈ
は上記ケーシング１３ａの上部に設けられたダイ
ヤフラム筐体でこの内部はダイヤフラム１３ｉに
よつて２室に分割されており、このダイヤフラム
１３ｉの一面（下面側）には当金１３ｊが当接さ
れている。１３ｋはこの当金１３ｊと上記当金１
３ｆとを連結する連結ピン、１３ｌは上記筐体１
３ｈの上面に設けられた比較媒体の流入口でこの
先端には感温筒１３ｍが連結されている。

この感温筒１３ｍは冷蔵用蒸発器５の出口側冷
媒温度を感知し、その温度に対応して内部媒体の
圧力を変化させるものであり、この媒体圧力P₁が
流入口１３ｃから流入した冷媒圧力P₂、即ち凝縮
器２を出た冷媒圧力とスプリング１３ｇの付勢力
ΔＰを加えたものより大きいとき開放し、小さい
とき閉止するものである。そしてこの流路１３ｂ
が開放する媒体圧力は冷蔵室４が所定上限温度よ
り高い時の冷蔵用蒸発器５の出口側冷媒温度であ
り、閉止する媒体圧力は冷蔵室４が所定下限温度
より低い時の冷蔵用蒸発器５の出口側冷媒温度で
ある。

第４図は運転制御ブロツク図で、１４は冷蔵室
４内に配設された温度検出センサー、１５は冷凍
室７内に配設された温度検出センサー、１６は冷
蔵室用温度制御器で温度検出センサー１４からの
検出値が冷蔵室４の所定上限値以上の時はON信
号を、所定下限値以下の時はOFF信号を出力す
る。１７は冷凍室用温度制御器で温度検出センサ
ー１５からの検出値が冷凍室７の所定上限値以上
の時はON信号を、所定下限値以下の時はOFF信
号を出力する。１８はこの温度制御器１７のON
信号と、上記温度検出器１６のON信号の何れか
によりON信号を出力するORゲートである。また
１はこのORゲート１８のON信号により駆動され
る圧縮機である。

なお本実施例において冷蔵用蒸発器５は冷媒の
蒸発温度が０℃に、また冷凍用蒸発器８の冷媒蒸
発温度は−30℃に設定されている。

以上のように構成された家庭用冷凍冷蔵庫にあ
つて冷蔵室４と冷凍室７がともに所定上限温度よ
りも高いと温度検出センサー１４，１５により検
出された温度によつて両温度制御器１６，１７は
ON信号を出力する。そして温度制御器１６から
の出力がORゲート１８を介して圧縮機１に出力
し圧縮機１を駆動する。また開閉弁１３は冷蔵室
４が所定上限温度よりも高いので開放している。

このように圧縮機１が駆動され、開閉弁１３が
開放されると冷媒は第１の毛細管１０を介して冷
蔵用蒸発器５に流れ、冷蔵用蒸発器５で蒸発し、
冷蔵室４の冷却を行なう。一方第２の毛細管１１
は第１の毛細管１０に比べ流路抵抗が大きいた
め、冷媒は殆んど流れず、従つて冷凍用蒸発器８
には冷媒が流れないため冷凍室７は冷却動作が行
なわれない。冷蔵室４が冷却され所定下限値に達
すると温度制御器１６からの出力はOFF信号と
なるとともに開閉弁１３は閉止する。

一方冷凍室７は依然所定上限値よりも高いもの
で温度制御器１７からON信号が出ており、ORゲ
ート１８を介して圧縮機１は駆動したまゝであ
り、開閉弁１３が閉止されているので凝縮器２で
凝縮された液冷媒は第２の毛細管１１側に流れ、
冷凍用蒸発器８で蒸発し、冷凍室７の冷却動作を
行なう。

この冷凍室７の冷却運転中、再び冷蔵室４の温
度が所定上限値より上昇すると温度制御器１６か
らのON信号により縮機１は運転を続けるととも
に開閉弁１３を開放し、第１の毛細管１０側に冷
媒が流れ、冷蔵室４を冷却し、冷凍室７の冷却運
転は中止する。そして冷蔵室４の温度が所定下限
値以下になると再び冷凍室７側の冷却運転に切り
換り、冷蔵室４、冷凍室７双方の温度が所定下限
値以下になれば温度制御器１６，１７は各々の
OFF信号を出力し圧縮機１を停止するとともに
開閉弁１３を閉止する。

以上の動作を具体的数値によつてさらに説明す
る。通常、家庭用冷凍冷蔵庫の冷凍室７の保冷温
度は−18℃程度で、その室内温度を実現するため
には−25〜−30℃の蒸発温度が必要であり、冷蔵
室４の保冷温度は５℃程度であり蒸発温度は０〜
−５℃である。また両者の冷却負荷比率は４：６
程度で冷蔵室４の負荷の方が大きい。加えて圧縮
機１の成績係数、つまり運転効率を−25〜−30℃
と０〜−５℃の両蒸発温度で比較した場合、後者
は前者の２〜2.5倍である。

このように本発明の実施例による家庭用冷凍冷
蔵庫の場合、６割を占める冷蔵室の冷却負荷を従
来の２倍以上の圧縮機の運転効率で吸収すること
ができ大きな省エネルギー効果が図れる。

また逆止弁１２は冷凍用蒸発器８内の圧力が冷
蔵用蒸発器５内の圧力に比べ低圧であるため冷蔵
室４の冷却運転中、冷蔵用蒸発器５を出た冷媒が
冷凍用蒸発器８内に流れ込むのを防止するもので
ある。

なお上記実施例においては家庭用冷凍冷蔵庫に
ついて述べたがこれに限ぎられるものではない。

本発明は以上述べてきたように、冷媒を蒸発圧
力の異なる蒸発器に時系列的に分配することによ
り圧縮機および冷却装置全体の運転効率を向上さ
せることができ、加えて各冷却室内温度の独立制
御が可能なこと、また高温側保冷室の冷却が適正
な高い蒸発温度で行なわれるため、高温側保冷室
の乾燥などの問題も生じないものである。

さらに従来の蒸発器を並列接続した冷凍システ
ムは冷媒を同時に両蒸発器に流しているので両蒸
発器の蒸発後圧力を同一の吸入圧力に整合させる
ための圧力調整部が高温側蒸発器８の後に必要で
あつたが本発明ではこれが不要となる。

さらにまた開閉弁に高温蒸発器の冷媒出口温度
を検出し、この温度が所定値以上のとき開放し、
所定値以下のとき閉止する構造としているので冷
媒切替が自動的に行われ、冷媒切替用電磁弁等を
用いる必要がなく電磁弁を動作させるための入力
が不要となるもである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の家庭用冷凍冷蔵庫の冷却システ
ム図、第２図は本発明の一実施例を示す家庭用冷
凍冷蔵庫の冷却システム図、第３図は開閉弁１３
の構成を示す断面図、第４図は第２図の運転制御
ブロツク図である。 図中同一符号は同一または相当部分を示し、１
は圧縮機、２は凝縮器、４は冷蔵室、５は冷蔵用
蒸発器、７は冷凍室、８は冷凍用蒸発器、１０は
第１の毛細管、１１は第２の毛細管、１２は逆止
弁、１３は開閉弁、１４，１５は温度検出センサ
ー、１６，１７は温度制御器、１８はORゲート
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 保冷温度の異る２個の冷却室、この低温側冷
   却室を冷却する冷媒流方向に順次直列接続された
   減圧用毛細管と蒸発器と逆止弁の冷却回路、上記
   高温側冷却室を冷却する冷媒流方向に順次直列接
   続された開閉弁と減圧用毛細管と蒸発器の冷却回
   路、この両冷却回路が並列接続されて１台の圧縮
   機と凝縮器に直列接続されてなり、上記開閉弁が
   高温蒸発器の冷媒出口温度を検出し、この温度が
   所定値以上のときは開放し、所定値以下のとき閉
   止する構成とするとともに上記各冷却室温度を検
   出してその値が所定値以下のとき上記圧縮機を駆
   動する温度制御器を備えてなることを特徴とする
   冷却装置。