(57)【要約】【課題】騒音を低減できる冷凍冷蔵庫を提供する。【解決手段】貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室２及び貯蔵物を冷凍保存する冷凍室４を形成した断熱箱体３を有する本体部と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクル１０を運転する第１圧縮機１１と、第１冷凍サイクル１０の低温部に配されて冷蔵室２を冷却する第１蒸発器１４と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクル２０を運転する第２圧縮機２１と、第２冷凍サイクル２０の低温部に配されて冷凍室４を冷却する第２蒸発器２４と、第１圧縮機１１が配される第１機械室５と、第２圧縮機２１が配される第２機械室６とを備え、第１、第２機械室５、６の一方を本体部の上部に配置するとともに、他方を本体部の下部に配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室及び貯蔵物を冷凍保存する冷凍室を形成した断熱箱体を有する本体部と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、第１冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷蔵室を冷却する第１蒸発器と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、第２冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷凍室を冷却する第２蒸発器と、第１圧縮機が配される第１機械室と、第２圧縮機が配される第２機械室とを備え、第１、第２機械室の一方を前記本体部の上部に配置するとともに、他方を前記本体部の下部に配置したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
第１蒸発器の後段に配される第１熱交換部と第２冷凍サイクルの高温部に配される第２熱交換部との間で熱交換を行う中間熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷蔵室及び前記冷凍室を上下に並設して第１、第２機械室をそれぞれ前記冷蔵室及び前記冷凍室の近傍に配置するとともに、前記冷蔵室及び前記冷凍室の背後にそれぞれ第１蒸発器及び第２蒸発器を配置し、前記中間熱交換器が第１圧縮機と第２圧縮機との間に配されて上下に延びて形成されるとともに、第１熱交換部及び第２熱交換部が上下方向に曲折し、第１機械室の近傍に第１、第２熱交換部の冷媒流入口及び冷媒流出口が設けられることを特徴とする請求項２に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項４】
第１冷凍サイクルの高温部に配される第１放熱器と、第１放熱器の後段に配される第１減圧装置と、第２冷凍サイクルの前記中間熱交換器の後段に配される第２減圧装置と、第２蒸発器から流出した第２冷媒と第１減圧装置との間で熱交換を行う上下に延びた第１熱回収部と、第２蒸発器から流出した第２冷媒と第２減圧装置との間で熱交換を行う上下に延びた第２熱回収部とを備え、第１減圧装置の冷媒流入側を第２圧縮機の近傍に設けるとともに、第２減圧装置の冷媒流入側を第１圧縮機の近傍に設けたことを特徴とする請求項３に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項５】
第１減圧装置に流入前の第１冷媒を脱湿する第１ドライヤを第２機械室に配置し、第２減圧装置に流入前の第２冷媒を脱湿する第２ドライヤを第１機械室に配置したことを特徴とする請求項４に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項６】
第２ドライヤが断熱材で覆われることを特徴とする請求項５に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項７】
前記中間熱交換器が内管を外管で覆う二重管から成り、前記内管を第１冷媒が流通して第１熱交換部を形成し、前記外管を第２冷媒が第１冷媒と逆方向に流通して第２熱交換部を形成することを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項８】
第２圧縮機と前記中間熱交換器との間に第２放熱器を設けたことを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項９】
第１、第２熱回収部を前記断熱箱体の背壁内に埋設するとともに、第２放熱器を前記本体部の背面に配置したことを特徴とする請求項８に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１０】
前記中間熱交換器を前記断熱箱体の背壁内に埋設したことを特徴とする請求項９に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１１】
気液を分離するアキュームレータが、第２蒸発器の冷媒流出側に設置されるとともに第１蒸発器の冷媒流出側に設置されないことを特徴とする請求項２〜請求項１０のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１２】
前記冷蔵室と前記冷凍室とを仕切る断熱壁を、前記断熱箱体の周壁と同等レベルの断熱性能を持たせることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１３】
第１放熱器の放熱の一部を冷凍冷蔵庫のドレン水処理と発露防止に利用することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１４】
第１、第２冷却室を有する本体部と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、第１冷凍サイクルの低温部に配されて第１冷却室を冷却する第１蒸発器と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、第２冷凍サイクルの低温部に配されて第２冷却室を冷却する第２蒸発器と、第１圧縮機が配される第１機械室と、第２圧縮機が配される第２機械室とを備え、第１、第２機械室の一方を前記本体部の上部に配置するとともに、他方を前記本体部の下部に配置したことを特徴とする冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵室及び冷凍室をそれぞれ冷却する第１、第２圧縮機を備えた冷凍冷蔵庫に関する。また本発明は、温度の異なる第１、第２冷却室を備えた冷却庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍冷蔵庫は特許文献１に開示されている。この冷凍冷蔵庫は本体部の上部に冷凍室が配され、下部に冷蔵室が配される。冷蔵室の後方には機械室が設けられ、機械室内に第１、第２圧縮機が配される。第１圧縮機は第１冷凍サイクルを運転し、第１冷凍サイクルの低温部に配される蒸発器によって冷蔵室が冷却される。第２圧縮機は第２冷凍サイクルを運転し、第２冷凍サイクルの低温部に配される蒸発器によって冷凍室が冷却される。これにより、冷蔵室及び冷凍室を独立に冷却し、省電力化を図ることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５３３７５号公報（第３頁−第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の冷凍冷蔵庫によると、本体部下部に設けた機械室内に第１、第２圧縮機が配される。第１、第２圧縮機は点音源となるためそれぞれから発する音が重畳される。また、第１、第２圧縮機が同じ機械室内に近接されると各々から同位相で周波数の近い音が発生し易くなる。同位相の音が重畳されると音圧レベルが２倍になる。また、周波数の近い音によってうねり音が発生し易くなる。従って、冷凍冷蔵庫の騒音が大きくなる問題があった。
【０００５】
本発明は、騒音を低減できる冷凍冷蔵庫及び冷却庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の冷凍冷蔵庫は、貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室及び貯蔵物を冷凍保存する冷凍室を形成した断熱箱体を有する本体部と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、第１冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷蔵室を冷却する第１蒸発器と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、第２冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷凍室を冷却する第２蒸発器と、第１圧縮機が配される第１機械室と、第２圧縮機が配される第２機械室とを備え、第１、第２機械室の一方を前記本体部の上部に配置するとともに、他方を前記本体部の下部に配置したことを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、第１、第２圧縮機によって第１、第２冷凍サイクルが運転され、第１、第２冷媒がそれぞれ流通して第１、第２冷凍サイクルの低温部及び高温部が形成される。第１冷凍サイクルの低温部の第１蒸発器によって冷蔵室が冷却され、第２冷凍サイクルの低温部の第２蒸発器によって冷凍室が冷却される。第１、第２圧縮機は本体部に設けた第１、第２機械室にそれぞれ配される。例えば、第１機械室が本体部の上部に設けられ、第２機械室が本体部の下部に設けられる。これにより、第１、第２圧縮機が離れて配置される。
【０００８】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第１蒸発器の後段に配される第１熱交換部と第２冷凍サイクルの高温部に配される第２熱交換部との間で熱交換を行う中間熱交換器を備えたことを特徴としている。この構成によると、第１冷凍サイクルの低温部の第１熱交換部には低温低圧の第１冷媒が流入し、第２冷凍サイクルの高温部の第２熱交換部には高温高圧の第２冷媒が流入する。これにより、中間熱交換器で第２冷媒の熱が第１冷媒に吸熱される。
【０００９】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、前記冷蔵室及び前記冷凍室を上下に並設して第１、第２機械室をそれぞれ前記冷蔵室及び前記冷凍室の近傍に配置するとともに、前記冷蔵室及び前記冷凍室の背後にそれぞれ第１蒸発器及び第２蒸発器を配置し、前記中間熱交換器が第１圧縮機と第２圧縮機との間に配されて上下に延びて形成されるとともに、第１熱交換部及び第２熱交換部が上下方向に曲折し、第１機械室の近傍に第１、第２熱交換部の冷媒流入口及び冷媒流出口が設けられることを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、例えば、冷蔵室が本体部の上方に配されて第１圧縮機を有する第１機械室が本体部上部に配され、冷凍室が本体部の下方に配されて第２圧縮機を有する第２機械室が本体部下部に配される。また、第１蒸発器は本体部の上部に配され、第２蒸発器は本体部の下部に配される。中間熱交換器は本体部の上下に延びて設けられ、上下方向に曲折して形成される。第１、第２熱交換部の上端には冷媒流入口及び冷媒流出口が形成される。第１熱交換部は冷媒流入口が第１蒸発器に接続され、冷媒流出口が第１圧縮機に接続される。第２熱交換部は冷媒流入口が第２圧縮機側に配され、冷媒流出口が第２蒸発器側に配される。
【００１１】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第１冷凍サイクルの高温部に配される第１放熱器と、第１放熱器の後段に配される第１減圧装置と、第２冷凍サイクルの前記中間熱交換器の後段に配される第２減圧装置と、第２蒸発器から流出した第２冷媒と第１減圧装置との間で熱交換を行う上下に延びた第１熱回収部と、第２蒸発器から流出した第２冷媒と第２減圧装置との間で熱交換を行う上下に延びた第２熱回収部とを備え、第１減圧装置の冷媒流入側を第２圧縮機の近傍に設けるとともに、第２減圧装置の冷媒流入側を第１圧縮機の近傍に設けたことを特徴としている。
【００１２】
この構成によると、第１放熱器には高温高圧の第１冷媒が流入して放熱し、第１冷媒が凝縮される。第１減圧装置には第１放熱器で凝縮した第１冷媒が流入し、第１冷媒が減圧、膨張して乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。第２減圧装置には中間熱交換器で凝縮した第２冷媒が流入し、第２冷媒が減圧、膨張して乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。
【００１３】
第２蒸発器を流出した第２冷媒は第１熱回収部で第１減圧装置と熱交換して吸熱する。これにより、第１冷媒のエンタルピーが低下し、より冷却能力の高い第１冷媒が第１蒸発器に流入する。また、第２蒸発器を流出した第２冷媒は第２熱回収部で第２減圧装置と熱交換して吸熱する。これにより、第２冷媒のエンタルピーが低下し、より冷却能力の高い第２冷媒が第２蒸発器に流入する。
【００１４】
例えば、第１機械室が上部に配されると、第２熱回収部は上下に延びて設けられて第２減圧装置の冷媒流入側が本体部の上部に配される。第２減圧装置の冷媒流出側は下部に配された第２蒸発器に接続される。第１熱回収部は第２熱回収部の上端から連続して上下に延びて設けられる。第１減圧装置の冷媒流入側は本体部の下部に配され、第１減圧装置の冷媒流出側は上部に配された第１蒸発器に接続される。
【００１５】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第１減圧装置に流入前の第１冷媒を脱湿する第１ドライヤを第２機械室に配置し、第２減圧装置に流入前の第２冷媒を脱湿する第２ドライヤを第１機械室に配置したことを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、第１ドライヤで水分を除去された第１冷媒が第１減圧装置に流入し、第２ドライヤで水分を除去された第２冷媒が第２減圧装置に流入する。例えば、第１機械室が上部に配されると、第１ドライヤは本体部下部に配されて第１減圧装置の冷媒流入側に接続され、第２ドライヤは本体部上部に配されて第２減圧装置の冷媒流入側に接続される。
【００１７】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第２ドライヤが断熱材で覆われることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、前記中間熱交換器が内管を外管で覆う二重管から成り、前記内管を第１冷媒が流通して第１熱交換部を形成し、前記外管を第２冷媒が第１冷媒と逆方向に流通して第２熱交換部を形成することを特徴としている。この構成によると、内管を流通する第１冷媒と外管を流通する第２冷媒とが内管を介して熱交換する。
【００１９】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第２圧縮機と前記中間熱交換器との間に第２放熱器を設けたことを特徴としている。この構成によると、第２放熱器には高温高圧の第２冷媒が流入して放熱し、第２冷媒が降温される。第２放熱器で降温された第２冷媒は中間熱交換器で更に冷却されて凝縮する。
【００２０】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第１、第２熱回収部を前記断熱箱体の背壁内に埋設するとともに、第２放熱器を前記本体部の背面に配置したことを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、前記中間熱交換器を前記断熱箱体の背壁内に埋設したことを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、気液を分離するアキュームレータが、第２蒸発器の冷媒流出側に設置されるとともに第１蒸発器の冷媒流出側に設置されないことを特徴としている。この構成によると、第２蒸発器から流出する第２冷媒がアキュームレータで気液分離され、ガス冷媒が第２圧縮機に送られる。第１蒸発器から流出する気液混合した第１冷媒は中間熱交換器に流入し、第２冷凍サイクルの高温部との熱交換によって第１冷媒がガス冷媒となって第１圧縮機に送られる。
【００２３】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、前記冷蔵室と前記冷凍室とを仕切る断熱壁を、前記断熱箱体の周壁と同等レベルの断熱性能を持たせることことを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成の冷凍冷蔵庫において、第１放熱器の放熱の一部を冷凍冷蔵庫のドレン水処理と発露防止に利用することを特徴としている。
【００２５】
また本発明の冷却庫は、第１、第２冷却室を有する本体部と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、第１冷凍サイクルの低温部に配されて第１冷却室を冷却する第１蒸発器と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、第２冷凍サイクルの低温部に配されて第２冷却室を冷却する第２蒸発器と、第１圧縮機が配される第１機械室と、第２圧縮機が配される第２機械室とを備え、第１、第２機械室の一方を前記本体部の上部に配置するとともに、他方を前記本体部の下部に配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、冷蔵室と冷蔵室の温度に対応してそれぞれ第１、第２冷凍サイクルに設けた第１、第２蒸発器により冷却するため、従来と比べて冷凍冷蔵庫１の消費電力の大幅な削減を実現できる。
【００２７】
また、第１、第２圧縮機が配される第１、第２機械室の一方を本体部の上部に配置して他方を下部に配置するので、点音源となる第１、第２圧縮機が離れて配置される。点音源の音圧レベルは距離の増加に伴って減少するため、一方の音源に近づいた際に他方の音源から離れているため使用者が感じる騒音のレベルが小さくなる。また、第１、第２圧縮機が異なる室内に配置されるため同位相の音や同じ周波数の音が発生しにくくなる。これにより、第１、第２圧縮機の音を重畳した音圧が低下するとともにうねりの発生を低減することができる。従って、冷凍冷蔵庫の騒音を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の冷凍冷蔵庫を示す側面断面図である。冷凍冷蔵庫１の本体部は断熱箱体３を有している。断熱箱体３の上部には貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室２が配される。冷蔵室２の前面は回動式の断熱扉２ａにより開閉される。
【００２９】
冷蔵室２の下方には断熱壁７を介して貯蔵物を冷凍保存する冷凍室４が配される。冷凍室４は前部に配される仕切壁８によって仕切られ、収納ケース４ｃ、４ｄが上下に配される。冷凍室４の前面は収納ケース４ｃ、４ｄとそれぞれ一体の引き出し式の断熱扉４ａ、４ｂにより開閉される。
【００３０】
断熱壁７は断熱箱体３の周壁（上壁、底壁、側壁及び背壁）と同等レベルの断熱性能を持たせている。これにより、冷蔵室２と冷凍室４との間の熱交換が抑制される。
【００３１】
冷蔵室２の上部後方には第１圧縮機１１が配される第１機械室５が設けられる。冷凍室４の下部後方には第２圧縮機２１が配される第２機械室６が設けられる。第１、第２圧縮機１１、２１によって詳細を後述する第１、第２冷凍サイクル１０、２０（図２参照）がそれぞれ運転される。
【００３２】
冷蔵室２の背面には第１圧縮機１１に接続される第１蒸発器１４が配され、第１蒸発器１４の上方には冷蔵室送風機１５が配される。冷凍室４の背面には第２圧縮機２１に接続される第２蒸発器２４が配され、第２蒸発器２４の上方には冷凍室送風機２５が配される。
【００３３】
第１蒸発器１４と熱交換して冷却された冷気は冷蔵室送風機１５により冷蔵室２に吐出される。該冷気は冷蔵室２内を流通し、第１蒸発器１４に戻る。これにより、冷蔵室２が冷却される。第２蒸発器２４と熱交換して冷却された冷気は冷凍室送風機２５により冷凍室４に吐出される。冷凍室４に吐出された冷気は冷凍室４内を流通し、第２蒸発器２４に戻る。これにより、冷凍室４が冷却される。
【００３４】
図２は冷凍冷蔵庫１の配管を示す背面斜視図である。また、図３は冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクルを示している。冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル３０は第１、第２冷凍サイクル１０、２０が中間熱交換器３１により連結されたカスケード式の二元冷凍サイクルになっている。尚、図２において第１冷凍サイクル１０を実線で示し、第２冷凍サイクル２０を破線で示している。
【００３５】
第１圧縮機１１により運転される第１冷凍サイクル１０は冷媒管１０ａにより接続される第１放熱器１２、第１ドライヤ１６、第１減圧装置１３、第１蒸発器１４を有している。冷媒管１０ａ内にはイソブタン等の第１冷媒が矢印Ｓ１の方向に流通する。即ち、第１冷媒は第１圧縮機１１、第１放熱器１２、第１ドライヤ１６、第１減圧装置１３、第１蒸発器１４、第１圧縮機１１の順に通って循環する。
【００３６】
第１放熱器１２は冷媒管１０ａを本体部の背面や側面を覆う金属板に固着して形成され、外気に放熱する。また、第１放熱器１２は前面部１２ａ及び蒸発部１２ｂを有している。前面部１２ａは仕切壁８等（図１参照）の前部に埋設され、放熱によって断熱扉４ａ、４ｂと接触する冷凍室４の開口周縁部における結露を防止する。蒸発部１２ｂは第１機械室６に配され、蒸発皿（不図示）に回収されるドレン水を放熱により蒸発させる。これにより、高温の第１冷凍サイクル１０の第１放熱器１２によって結露防止及びドレン水の蒸発を効率よく行うことができる。
【００３７】
第１ドライヤ１６は第２機械室６に配され、第１減圧装置１３に流入する第１冷媒を脱湿する。第１減圧装置１３はキャピラリチューブから成り、後述するように第１熱回収部３２を形成して第２蒸発器２４から流出した第２冷媒と熱交換を行う。
【００３８】
第２圧縮機２１により運転される第２冷凍サイクル２０は冷媒管２０ａにより接続される第２放熱器２２、第２ドライヤ２６、第２減圧装置２３、第２蒸発器２４を有している。冷媒管２０ａ内にはイソブタン等の第２冷媒が矢印Ｓ２の方向に流通する。即ち、第２冷媒が第２圧縮機２１、第２放熱器２２、第２ドライヤ２６、第２減圧装置２３、第２蒸発器２４、第２圧縮機２１の順に通って循環する。
【００３９】
第２放熱器２２は冷媒管２０ａを本体部の背面を覆う金属板に固着して形成され、外気に放熱する。第２ドライヤ２６は第１機械室５に配される。第２減圧装置２３はキャピラリチューブから成り、後述するように第２熱回収部３３を形成して第２蒸発器２４から流出した第２冷媒と熱交換を行う。また、第２蒸発器２４の冷媒流出側には気液を分離するアキュームレータ２８が設けられている。
【００４０】
中間熱交換器３１は第１冷凍サイクル１０に設けた第１熱交換部３１ａと第２冷凍サイクル２０に設けた第２熱交換部３１ｂとから成っている。第１熱交換部３１ａは第１蒸発器１４の後段に配され、第２熱交換部３１ｂは第２放熱器２２の後段に配される。第１、第２熱交換部３１ａ、３１ｂは隣接して形成され、互いに境界壁を介して熱交換可能に形成される。
【００４１】
中間熱交換器３１は断熱箱体３（図１参照）の背壁に埋設された内管と外管とを有する二重管から成り、上下方向に延びて下端で屈曲するＵ字管に形成される。二重管の内管を第１冷媒が流通して第１熱交換部３１ａを形成し、外管を第２冷媒が流通して第２熱交換部３１ｂを形成する。第１熱交換部３１ａは冷媒流入口３１ｃ及び冷媒流出口３１ｄが上端に形成される。第２熱交換部３１ｂも同様に冷媒流入口３１ｅ及び冷媒流出口３１ｆが上端に形成され、第１熱交換部３１ａと冷媒の流通方向が逆方向になっている。
【００４２】
また、第１、第２冷凍サイクル１０、２０には、第１、第２熱回収部３２、３３が設けられる。第１、第２熱回収部３２、３３は断熱箱体３（図１参照）の背壁に埋設される。第２熱回収部３３は第２減圧装置２３と第２冷凍サイクル２０に設けた熱交換部３３ｂとを隣接し、互いに境界壁を介して熱交換可能に形成される。本実施形態では減圧装置２３を形成するキャピラリチューブと熱交換部３３ｂを形成する冷媒管とを溶接して第２熱回収部３３が形成される。
【００４３】
熱交換部３３ｂは第２蒸発器２４の後段に配され、第２蒸発器２４から流出した低温の第２冷媒が流通する。第２減圧装置２３の冷媒流入側は第１圧縮機１１に近い本体部上部に設けられる。これにより、第２熱回収部３３は本体部の上部から第２蒸発器２４の配される下部に延びて形成され、熱交換長を長く確保することができる。
【００４４】
第１熱回収部３２は第１減圧装置１３と第２冷凍サイクル２０に設けた熱交換部３２ｂとを隣接し、互いに壁面を介して熱交換可能に形成される。本実施形態では減圧装置１３を形成するキャピラリチューブと熱交換部３２ｂを形成する冷媒管とを溶接して第１熱回収部３２が形成される。
【００４５】
熱交換部３２ｂは第２熱回収部３３の熱交換部３３ｂの後段に配され、第２蒸発器２４を流出した後の低温の第２冷媒が流通する。第１減圧装置１３の冷媒流入側は第２圧縮機２１に近い本体部の下部に設けられる。これにより、第１熱回収部３２は本体部の下部から第１蒸発器１４の配される上部に延びて形成され、熱交換長を長く確保することができる。
【００４６】
上記構成の冷凍冷蔵庫１において、第１、第２圧縮機１１、２１の駆動によって冷媒管１０ａ、２０ａを第１、第２冷媒が流通する。第１、第２圧縮機１１、２１は第１、第２冷媒を圧縮して高温高圧にし、第１、第２減圧装置１３、２３は第１、第２冷媒を減圧、膨張して低温低圧にする。
【００４７】
従って、第１、第２冷媒が第１、第２圧縮機１１、２１を流出して第１、第２減圧装置１３、２３に流入するまでの間は第１、第２冷凍サイクル１０、２０の高温部となる。第１、第２冷媒が第１、第２減圧装置１３、２３を流出して第１、第２圧縮機１１、２１に流入するまでの間は第１、第２冷凍サイクル１０、２０の低温部となる。
【００４８】
第１圧縮機１１で圧縮された高温高圧の第１冷媒は第１放熱器１２で周囲空気に熱を奪われて凝縮する。第１放熱器１２で液化した第１冷媒は第１ドライヤ１６で脱湿され、水分が除去される。第１ドライヤ１６を流出した第１冷媒は第１減圧装置１３で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。この時、第１冷媒は第１熱回収部３２で第２冷凍サイクル２０の低温部の第２冷媒に熱を奪われて更に降温される。
【００４９】
低温の湿り蒸気となった第１冷媒は第１蒸発器１４に流入し、冷蔵室２の冷気から熱を奪って蒸発して更に乾き度の高い湿り蒸気となる。第１蒸発器１４から流出した湿り蒸気状態の第１冷媒は中間熱交換器３１に流入し、第２冷凍サイクルの高温部の第２冷媒から熱を奪いながら蒸発して過熱蒸気となる。過熱蒸気となった第１冷媒が第１圧縮機１１に戻る。これにより、第１冷媒が循環して第１冷凍サイクル１０が運転される。
【００５０】
第２圧縮機２１で圧縮された高温高圧の第２冷媒は第２放熱器２２で周囲空気に熱を奪われる。第２放熱器２２で降温された第２冷媒は中間熱交換器３１に流入し、第１冷凍サイクル１０の低温部の第１冷媒に熱を奪われて更に冷却されて凝縮する。第２放熱器２２及び中間熱交換器３１で液化した第２冷媒は第２ドライヤ２６で脱湿され、水分が除去される。
【００５１】
第２ドライヤ２６を流出した第２冷媒は第２減圧装置２３で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。この時、第２冷媒は第２熱回収部３２で第２冷凍サイクル２０の低温部の第２冷媒に熱を奪われて更に降温される。低温の湿り蒸気となった第２冷媒は第２蒸発器２４に流入し、冷凍室４の冷気から熱を奪って蒸発して湿り蒸気となる。
【００５２】
第２蒸発器２４から流出した湿り蒸気状態の第２冷媒は第２熱回収部３３及び第１熱回収部３２に導かれ、高温の第２冷媒及び第１冷媒から熱を奪って過熱蒸気となる。過熱蒸気となった第２冷媒は第２圧縮機２１に戻る。これにより、第２冷媒が循環して第２冷凍サイクル２０が運転される。
【００５３】
尚、インバータによって第１、第２圧縮機１１、２１の回転数が制御される。これにより、冷蔵室２と冷凍室４の温度にそれぞれ対応するように、第１蒸発器１４と第２蒸発器２４の温度レベルが制御される。
【００５４】
本実施形態によると、冷蔵室２と冷蔵室４の温度に対応してそれぞれ第１、第２冷凍サイクル１０、２０に設けた第１、第２蒸発器１４、２４により冷却するため、従来と比べて冷凍冷蔵庫１の消費電力の大幅な削減を実現できる。
【００５５】
また、第１圧縮機１１が配される第１機械室５を本体部の上部に配置して、第２圧縮機２１が配される第２機械室６を本体部の下部に配置するので、点音源となる第１、第２圧縮機１１、２１が離れて配置される。点音源の音圧レベルは距離の増加に伴って減少する。例えば、距離が２倍になると音圧レベルは約６ｄＢ減少する。このため、一方の音源に近づいた際に他方の音源から離れているため使用者が感じる騒音のレベルが小さくなる。
【００５６】
また、第１、第２圧縮機１１、２１が異なる室内に配置されるため同位相の音や同じ周波数の音が発生しにくくなる。これにより、第１、第２圧縮機１１、２１の音を重畳した音圧が低下するとともにうねりの発生を低減することができる。従って、冷凍冷蔵庫１の騒音を低下させることができる。
【００５７】
第１機械室５を本体部下部に配置して第２機械室６を本体部上部に配置しても同様に騒音を低下させることができる。
【００５８】
また、冷凍サイクル３０は第１、第２冷凍サイクル１０、２０が中間熱交換器３１により連結されたカスケード式の二元冷凍サイクルに構成され、第１蒸発器１４により冷蔵室２を冷却して第２蒸発器２４により冷凍室４を冷却する。このため、第１蒸発器１４と冷蔵室２との温度差を小さくできる。また、第１、第２圧縮機１１、２１の圧縮比が小さくなるためと高い効率で第１、第２圧縮機１１、２１を運転することができる。従って、冷凍サイクル３０のＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）が向上し、冷凍冷蔵庫１の消費電力を削減することができる。
【００５９】
尚、中間熱交換器３１は第１蒸発器１４と並列に配置してもよい。しかし、中間熱交換器３１を第１蒸発器１４の後段に直列に配置すると、第１冷媒が第１蒸発器１４で冷蔵室２の空気から熱を奪った後、中間熱交換器３１を流通する。従って、中間熱交換器３１は第１熱交換部３１ａの流出口寄りの部分で第１冷媒の顕熱と第２冷媒の顕熱との熱交換が行われ、熱交換効率を向上することができる。
【００６０】
また、第１機械室５及び冷蔵室２を本体部上部に設けて第１蒸発器１４が冷蔵室２の背後に配され、第２機械室６及び冷凍室４を本体部下部に設けて第２蒸発器２４が冷凍室４の背後に配される。そして、中間熱交換器３１が上下に延びて第１圧縮機１１から離れた位置で上下方向に曲折され、第１機械室５の近傍の本体部上部に冷媒流入口３１ｃ、３１ｅ及び冷媒流出口３１ｄ、３１ｆが設けられる。
【００６１】
これにより、第１蒸発器１４、中間熱交換器３１及び第１圧縮機１１の接続長さが短縮される。従って、第１冷凍サイクル１０の配管長を短縮し、第１冷凍サイクル１０の冷却効率をより向上することができる。
【００６２】
尚、第１機械室５及び冷蔵室２を本体部下部に配して第２機械室６及び冷凍室４を本体部上部に配してもよい。この時、中間熱交換器３１は上端で屈曲し、下端に冷媒流入口３１ｃ、３１ｅ及び冷媒流出口３１ｄ、３１ｆを設けるとよい。即ち、冷蔵室２及び冷凍室４を上下に並設して第１、第２機械室５、６をそれぞれ冷蔵室２及び冷凍室４の近傍に配置する。そして、中間熱交換器３１が第１圧縮機１１から離れた位置で屈曲し、第１機械室５の近傍に冷媒流入口３１ｃ、３１ｅ及び冷媒流出口３１ｄ、３１ｆが設けられていればよい。
【００６３】
また、第１減圧装置１３と第２蒸発器２４を流出した低温の第２冷媒との間で熱交換を行う第１熱回収部３２を設けたので、第１蒸発器１４に流入する第１冷媒のエンタルピーを低下させることができる。従って、第１蒸発器１４に流入する第１冷媒の冷却能力をさらに向上することができる。
【００６４】
同様に、第２減圧装置２３と第２蒸発器２４を流出した低温の第２冷媒との間で熱交換を行う第２熱回収部３３を設けたので、第２蒸発器２４に流入する第２冷媒のエンタルピーを低下させることができる。従って、第２蒸発器２４に流入する第２冷媒の冷却能力をさらに向上することができる。
【００６５】
この時、第１減圧装置１３の冷媒流入側が本体部下部に配されて第１熱回収部３２が上方に延びて第１蒸発器１４に接続される。また、第２減圧装置２３の冷媒流入側が本体部上部に配されて第１熱回収部３２が下方に延びて第２蒸発器１４に接続される。これにより、第１、第２熱回収部３２、３３の熱交換長を長くでき、第１、第２蒸発器１４、２４に流入する第１、第２冷媒のエンタルピーを確実に低下させることができる。
【００６６】
尚、第１圧縮機１１及び第１蒸発器１４が本体部下部に配されて、第２圧縮機２１及び第２蒸発器２４が本体部上部に配される場合は、第１減圧装置１３の冷媒流入側を本体部上部に設けて第２減圧装置２３の冷媒流入側を本体部下部に設けるとよい。即ち、第１減圧装置１３の冷媒流入側を第２圧縮機２１の近傍に設け、第２減圧装置２３の冷媒流入側を第１圧縮機１１の近傍に設けるとよい。
【００６７】
また、中間熱交換器３１の第２熱交換部３１ｂの冷媒流出口３１ｆが本体部上部に設けられるので、中間熱交換器３１と第２減圧装置２３との接続を短縮して第２冷凍サイクル２０の冷却効率をより向上することができる。第２圧縮機２１及び第２蒸発器２４が本体部上部に配される場合は、第２熱交換部３１ｂの冷媒流出口３１ｆを本体部下部に設けるとよい。即ち、第２熱交換部３１ｂの冷媒流出口３１ｆを第１圧縮機１１の近傍に設けるとよい。
【００６８】
尚、第１機械室５及び冷凍室４を本体部下部に配して第２機械室６及び冷蔵室２を本体部上部に配してもよい。
【００６９】
また、第１ドライヤ１６を第２機械室６に配置し、第２ドライヤ２６を第１機械室５に配置したので、第１ドライヤ１６と第１熱回収部３２との配管を短縮できるとともに第２ドライヤ２６と中間熱交換器３１との配管を短縮できる。
【００７０】
また、第２ドライヤ２６が断熱材２７で覆われるので、第１機械室５からの熱侵入による低温の第２冷凍サイクル２０の第２冷媒の昇温を防止することができる。
【００７１】
また、中間熱交換器３１が二重管から成り、内管を第１冷媒が流通して外管を第２冷媒が流通するので、第１冷媒が熱交換面となる内管と接触し易くなる。これにより、第１冷媒の蒸発を促進して第１冷媒を第１圧縮機１１に戻すことができる。この時、第２冷媒は内管及び外管と接触して放熱により凝縮する。また、内管及び外管を流通する第１、第２冷媒の流通方向を逆方向にしたので、蒸発後の第１冷媒による顕熱を流入側の第２冷媒に効率よく伝えることができる。従って、冷凍サイクル３０の冷却効率を向上することができる。
【００７２】
また、第２圧縮機２１と中間熱交換器３１との間に第２放熱器２２を設けたので、第１、第２冷凍サイクル１０、２０全体の放熱温度をより低くすることができる。加えて、中間熱交換器３１によって第１冷媒に熱を奪われる前に第２冷媒が第２放熱器２２を流通する。これにより、第２放熱器２２で熱交換して放熱した後の第２冷媒が中間熱交換器３１で冷却されるので、より効率的に熱交換を行うことができる。
【００７３】
また、第１、第２熱回収部３２、３３を断熱箱体３の背壁内に埋設し、第２放熱器２２を本体部の背面に配置したので、複雑な配管を背面に集中させることができる。これにより、断熱箱体３内に真空断熱材を容易に配置することができ、断熱箱体３の断熱性能を向上できる。
【００７４】
また、中間熱交換器３１を断熱箱体３の背壁内に埋設したので、比較的低温の中間熱交換器３１、第２放熱器２２及び第１、第２熱回収部３２、３３が背面に集中して配置される。従って、冷凍冷蔵庫１の熱損失を低減することができる。
【００７５】
また、アキュームレータ２８が第２蒸発器２４の冷媒流出側に設置され、第１蒸発器１４の冷媒流出側にアキュームレータが設置されない。第１蒸発器１４の後段には中間熱交換器３１が配されるため確実に第１冷媒を蒸発させることができる。このため、アキュームレータを省いても第１圧縮機１１への液冷媒の侵入を防止することができる。従って、コストを削減することができる。
【００７６】
また、冷蔵室２と冷凍室４とを仕切る断熱壁７を断熱箱体３の周壁（上壁、底壁、側壁及び背壁）と同等レベルの断熱性能を持たせたので、冷蔵室２から冷凍室４への熱侵入を確実に防止することができる。これにより、第２冷凍サイクル２０により冷却される低温の冷気を冷凍室４の冷却にのみ用いることができる。従って、冷凍冷蔵庫１の消費電力をより削減することができる。
【００７７】
また、第１放熱器１２の放熱の一部を前面部１２ａによって発露防止に利用し、蒸発部１２ｂによって冷凍冷蔵庫１のドレン水処理に利用するので、高温の第１冷凍サイクル１０の第１放熱器１２によって効率よく発露防止及びドレン水処理を行うことができる。
【００７８】
本実施形態において、第１、第２冷媒にイソブタン等の同じ冷媒を用いて説明しているが、異なる冷媒を用いてもよい。この時、第１冷媒の沸点を第２冷媒の沸点よりも高くするとよい。これにより、第２冷媒が第１冷媒よりも蒸気密度が高くなり、第２冷凍サイクル２０の性能をより向上することができるのでさらに好ましい。
【００７９】
例えば、第１冷媒としてイソブタン（沸点−１２℃）を用い、第２冷媒としてプロパン（沸点−４０．０９℃）または二酸化炭素（沸点−７８．５℃）を用いると容易に実現することができる。これらの冷媒はいずれも自然界に大量に存在する物質を利用する自然冷媒である。従って、自然冷媒を用いる冷凍サイクルの冷却効率を高めることにより、冷凍冷蔵庫１の環境負荷のさらなる低減を実現することができる。
【００８０】
尚、中間熱交換器３１を省いて独立に第１、第２冷凍サイクル１０、２０を第１、第２圧縮機１１、２１により運転する冷凍冷蔵庫において、第１、第２機械室５、６を本体部の上部と下部に分散して配置することによって騒音を低減することができる。
【００８１】
また、室内温度の異なる第１、第２冷却室にそれぞれ第１、第２蒸発器１４、２４を配置して第１、第２圧縮機１１、２１により第１、第２冷凍サイクル１０、２０を運転する冷却庫であればどのようなものにも同様に適用が可能である。即ち、家庭用の冷凍冷蔵庫１を中心とする冷凍サイクル応用機器に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によると、冷蔵室及び冷凍室をそれぞれ冷却する第１、第２圧縮機を備えた冷凍冷蔵庫に利用することができる。また、温度の異なる第１、第２冷却室を備えた冷却庫に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫を示す側面断面図
【図２】本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の配管を示す背面斜視図
【図３】本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【符号の説明】
【００８４】
１    冷凍冷蔵庫
２    冷蔵室
３    断熱箱体
４    冷凍室
５    第１機械室
６    第２機械室
７    断熱壁
１０    第１冷凍サイクル
１０ａ、２０ａ  冷媒管
１１    第１圧縮機
１２    第１放熱器
１２ａ  前面部
１２ｂ  蒸発部
１３    第１減圧装置
１４    第１蒸発器
１５    冷蔵室送風機
１６    第１ドライヤ
２０    第２冷凍サイクル
２１    第２圧縮機
２２    第２放熱器
２３    第２減圧装置
２４    第２蒸発器
２５    冷凍室送風機
２６    第２ドライヤ
２７    断熱材
２８    アキュームレータ
３０    冷凍サイクル
３１    中間熱交換器
３２    第１熱回収部
３３    第２熱回収部
【図１】
2010060146.tif 000003
【図２】
2010060146.tif 000004
【図３】
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