(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器とを通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断する冷気遮断手段と、前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧検知手段と、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、前記冷媒に可燃性冷媒を用いる一方、冷媒漏れ検知手段が冷媒漏れを検知した時に前記圧縮機の運転を停止し、前記吐出圧検知手段の検知した前記圧縮機の吐出圧が予め定めた設定値以下となった時に前記冷気遮断手段により前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断することを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
冷媒漏れ検知手段は、前記凝縮器の放熱用送風機の下流側に設けることを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項３】
冷媒漏れ検知手段は、冷凍サイクルを構成する冷媒経路の高圧側冷媒経路の配管接合部近傍に配置することを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項４】
冷媒漏れ検知手段は、冷凍サイクル内のＯ2センサであることを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、地球環境に悪影響を与えることのない冷媒を用いた冷凍冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、冷凍冷蔵庫の冷媒には、物性が安定し、扱い易い所からフロン系の冷媒が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
フロン系の冷媒は、物性が安定し、扱い易い反面、オゾン層を破壊するといわれ、地球環境に悪影響を与える所から、準備期間を設けて将来は全面使用禁止となる。
【０００４】
フロン系冷媒でも、ＨＦＣ冷媒はオゾン層の破壊は全くないが、地球の温暖化を促進する性質があり、特に、環境問題に関心の高い欧州ではこの冷媒も使用を禁止しようとする動きがある。即ち、人工的に製造されたフロン系冷媒を使用禁止にし従来からある炭化水素のような自然冷媒を用いることがある。
【０００５】
そこで、この発明は、代替冷媒として地球環境に悪影響を与えることのない可燃性冷媒を用いると共に、万一漏れても爆発につながることがなく、安全性を確保した冷凍冷蔵庫を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器と絞り装置と蒸発器とを通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断する冷気遮断手段と、前記圧縮機の吐出圧を検知する吐出圧検知手段と、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、前記冷媒に可燃性冷媒を用いる一方、冷媒漏れ検知手段が冷媒漏れを検知した時に前記圧縮機の運転を停止し、前記吐出圧検知手段の検知した前記圧縮機の吐出圧が予め定めた設定値以下となった時に前記冷気遮断手段により前記凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路とを遮断することを特徴とする。
【０００７】
この場合、好適な冷媒漏れ検知手段の位置としては、送風機の下流側や冷凍サイクルを構成する冷媒経路の高圧側冷媒経路の配管接合部近傍がある。また、冷媒漏れ検知手段としては、冷凍サイクル内の酸素を検出するＯ2 センサがある。
【０００８】
【作用】
かかる冷凍冷蔵庫によれば、圧縮機から吐出された冷媒は、凝縮器→絞り装置→蒸発器を通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成するようになる。この冷凍サイクル時において、蒸発器では、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷風は庫内冷却用送風機によって庫内へ送り込まれ庫内の冷却が行なわれる。
【０００９】
この冷凍サイクル運転時に、例えば、冷媒が漏れると、その漏れた冷媒は冷媒漏れ冷気検知手段によって検知されることで、圧縮機の運転は停止する。この結果、冷媒が漏れ続けることがなくなると共に、凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路が冷気遮断手段によって遮断されることと相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、図１乃至図２９の図面を参照しながらこの発明の実施例を具体的に説明する。
【００１１】
図２において、１は冷凍冷蔵庫３の冷蔵庫本体を示しており、前面は冷凍室用、冷蔵室用等の複数の開閉扉５となっている。
【００１２】
冷蔵庫本体１の下部は図１に示す如く冷凍サイクルの仕切室７と機械室９となっている。
【００１３】
機械室９側には凝縮器１１と蒸発皿１３と放熱用送風機１５と圧縮機１７の外にアキュームレータ１９及び絞り装置２１（キャピラリーチューブ）が配置されている。アキュームレータ１９と絞り装置２１は、独立した部屋２３により取囲まれ、冷媒漏れが一番発生し易い配管接続部を仕切室７の外に配置するレイアウト構造となっている。
【００１４】
仕切室７側には、蒸発器２５と庫内冷却用送風機２７と冷気出口２９及び庫内空気戻り口３１が配置されている。冷気出口２９と庫内空気戻り口３１は冷蔵庫本体１側の庫内冷気循環ダクト３３と接続し、庫内冷気循環ダクト３３を介して庫内３５と連通している。
【００１５】
図３は、冷媒にプロパン、イソブタン等の可燃性冷媒が用いられた冷凍サイクルを示している。即ち、圧縮機１７から吐出された冷媒は、凝縮器１１→絞り装置２１→蒸発器２５→を通り、再び圧縮機１７に戻る冷凍サイクルを繰返すことで、蒸発器２５において、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷却風は、庫内冷却用送風機２７により冷気出口２９から送り出されるようになる。
【００１６】
圧縮機１７と放熱用送風機１５の各モータＭ１，Ｍ２は、図４に示す如く圧縮機駆動回路Ｍ１−１と、送風機駆動回路Ｍ２−２とによりオン・オフに制御される。
【００１７】
圧縮機駆動回路Ｍ１−１の接点Ｒ−１と、送風機駆動回路Ｍ２−２の接点Ｒ−２は、後述する制御部３３によって開成、閉成されるようになる。図４においてＳ−１は、制御部３４からの信号とは別に圧縮機駆動回路Ｍ１−１の接点Ｒ−１を開成とするサーモスイッチを示している。
【００１８】
制御部３４は、各モータＭ１，Ｍ２の異常を検知する異常検知手段なるモータ異常検知センサＳ１，Ｓ２と、冷媒漏れ検知手段となる可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４からの検知信号に基づき演算処理し、指令信号を出力する。
【００１９】
各モータＭ１，Ｍ２の異常を検知する異常検知としては、モータ電源の絶縁抵抗値による異常を検知する場合、モータの回転数による異常を検知する場合、巻線温度による異常を検知する場合とがある。各モータＭ１，Ｍ２の異常検知は、異常検知手段となる各モータＭ１，Ｍ２に設けられた圧縮機モータ異常検知センサＳ１又は送風機モータ異常検知センサＳ２により検知され、その検知信号は制御部３４に入力される。これにより、制御部３４は、圧縮機駆動回路Ｍ１−１の接点Ｒ−１又は、送風機駆動回路Ｍ２−２の接点Ｒ２を開成するようになる。
【００２０】
一方、凝縮器１１を通過する通過風の下流側、又は蒸発器２５を通過する通過風の下流側には前記した冷媒漏れ検知手段となる可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４がそれぞれ設けられている。
【００２１】
可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４を配置する位置としては、前記の外に、高圧側冷媒経路となるアキュームレータ１９等の配管接続部の近傍、圧縮機１７を通過する通過風の下流側Ｓ５、冷気出口２９の近傍Ｓ６等がある。
【００２２】
可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４は、冷媒漏れを検知する一方、冷凍サイクル内を流れる冷媒内の酸素、即ち、冷媒が漏れた時に、冷凍サイクル内に侵入する酸素を検知するＯ2 センサであっても良く、その検知信号は制御部３４に入力される。
【００２３】
制御部３４は、冷凍サイクル運転時において可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４から入力される検知信号に基づき前記圧縮機駆動回路Ｍ１−１の接点Ｒ−１を開成とし、送風機駆動回路Ｍ２−２の接点Ｒ−２を閉成とする外に、別途設けられた警報装置３７をオンとすると共に、庫内冷却用送風機２７を停止させる一方、図３に示す如く、絞り装置２１と蒸発器２５との間と、蒸発器２５と圧縮機１７との間に設けられた冷媒回路遮断手段となる開閉弁ａ，ｂを閉とするよう機能する。
【００２４】
また、冷凍サイクル運転停止時において、制御部３４は、可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４から入力される検知信号に基づき送風機駆動回路Ｍ２−２の接点Ｒ−２を閉成すると共に警報装置３７をオンとするよう機能する。この時の放熱用送風機の回転数は、冷媒の拡散が目的となるため、例えば、インバータ制御等の制御手段によって低速回転が与えられ、省エネ、騒音の低減が図られるようになる。
【００２５】
図６，図７は開閉弁ａ，ｂの動きを説明するフローを示している。
【００２６】
図７は高圧側となる凝縮器１１側の実施例を示したフローで、可燃性冷媒検知センサＳ４により検知漏れを判断し（ステップ１０１）、冷媒漏れを検知すると、制御部３４によって圧縮機駆動回路Ｍ１−１の接点Ｒ−１を開成として圧縮機１７を停止し（ステップ１０２）、圧縮機１７の吐出側に設けられた吐出圧センサＳ７によって吐出圧Ｐｄが設定値以下かどうかを判断する（ステップ１０３）。次に、設定値以下となった場合は、開閉弁ａ，ｂを閉成として冷媒回路を遮断する。
【００２７】
これにより、発火源がなくなる。また、高圧側の圧力が下がって漏れが少なくなると共に、蒸発器２５内の冷媒が閉じ込められるようになる（ステップ１０４）。
【００２８】
図６は、低圧側となる蒸発器２５側の実施例を示したフローで、可燃性冷媒検知センサＳ３により検知漏れを判断し（ステップ２０１）、冷媒漏れと判断すると、制御部３４によって庫内冷却用送風機２７と、圧縮機１７を停止させると共に、開閉弁ａ，ｂを閉成する（ステップ２０３，２０４）。これにより、庫内３５へ冷媒が送り込まれることがなくなると共に発火源がなくなる。また、蒸発器２５内の冷媒が閉じ込められるようになる。
【００２９】
図８は冷気遮断手段の具体例を示したもので、冷気出口２９と庫内空気戻り口３１に、冷気遮断手段となるシャッタ３９を設けた実施例である。
【００３０】
シャッタ３９は駆動モータ４１によって駆動されるカム４３により開閉自在に制御されるカムタイプとなっており、図９にその動作フローを示す。
【００３１】
即ち、可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４により冷媒漏れの有無を検知し（ステップ３０１）、冷媒漏れがあると判断されると駆動モータ４１をオンとし（ステップ３０２）、駆動モータ４１によりシャッタ３９を閉（ステップ３０３）にすると共に警報装置３７をオンとする（ステップ３０４）。これにより、庫内３５へ通じる通路が遮断されるようになる。
【００３２】
なお、シャッタ３９は、カムタイプに限定されない。例えば、図１０に示す如く、シャッタ３９を圧縮機１７からの吐出圧で作動するベローズ４５により、制御するベローズタイプであってもよい。図１１にその動作フローを示す。
【００３３】
即ち、可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４により冷媒漏れの有無を検知し（ステップ４０１）、冷媒漏れがあると判断されると圧縮機１７を停止し（ステップ４０２）、ベローズ４５を開としてシャッタ３９を閉（ステップ４０３）にすると共に警報装置３７をオンとする（ステップ４０５）。これにより庫内３５へ通じる通路が遮断されるようになる。
【００３４】
図１２は冷媒漏れが発生した時に冷凍サイクル内の冷媒を回収する冷媒回収手段を示したものである。
【００３５】
冷凍サイクルを構成する圧縮機１７、凝縮器１１、絞り装置２１、蒸発器２５において、圧縮機１７の吐出側に、凝縮器１７と並列に冷媒回収タンク４７と、凝縮器１１側への冷媒の流れを断・接する第１開閉弁ｃと、前記冷媒回収タンク４７側への冷媒の流れを断・接する第２開閉弁ｄをそれぞれ設ける。冷媒回収タンク４７を放熱用送風機１５の下流側に配置し、冷媒回収タンク４７を冷却することで冷媒の回収を可能とする。図１４に冷媒回収タンク４７の冷却方法の他の実施例を示している。
【００３６】
冷媒回収タンク４７は、断熱材５１により取囲まれ、ＣＯ2 等の冷媒液５３が封入された冷却タンク５５内に収納されている。冷媒回収タンク４７の外周には「開」とすることで大気に開放される開放弁ｅを有するキャピラリチューブ５７が巻付けられている。
【００３７】
開閉弁ｃ，ｄと開放弁ｅの動作を図１３のフローに基づき説明すると、可燃性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４により冷媒漏れの有無を検知し（ステップ５０１）、冷媒漏れがあると判断されると開閉弁ｃを閉、開閉弁ｄを開とする（ステップ５０２）。圧縮機１７からの冷媒は冷媒回収タンク４７内へ送り込まれ、ＣＯ2 等の冷媒液がガス化し圧力が上がる。次に、開放弁ｅを開（ステップ５０３）とし、冷媒液の急激な膨脹により冷媒回収タンク４７を冷却する。この時、冷媒回収タンク４７内において、高温の冷媒ガスは液化し低圧となり、液化状態で冷媒回収タンク４７内に溜るようになる。
【００３８】
次に、圧縮機１７の吐出側に設けられた圧力検知センサＳ７により吐出圧Ｐｄが設定値かどうか判断され（ステップ５０４）、設定値以下の時、開閉弁ｄを閉とすると共に圧縮機１７を停止する（ステップ５０５，５０６）。
【００３９】
図１５は、安全対策を実施した冷凍冷蔵庫の別の実施例を示したもので、開閉扉５に、開閉検知スイッチ５９を設け、開閉検知スイッチ５９からの検知信号によって庫内冷却用送風機２７をオフとする構造となっている。
【００４０】
開閉検知スイッチ５９と庫内冷却用送風機２７の関係を図１６に示すフローに基づき具体的に説明すると、開閉検知スイッチ５９がＯＮかＯＦＦ、即ち、開閉扉５が開いているか閉じているかを判断（ステップ６０１）する。開閉扉５が開と判断され、開時間を管理する（ステップ６０２）。この時、開閉扉５の開時間が所定時間以上であると判断されると、庫内冷却用送風機２７を停止するものである（ステップ６０３）。これにより、庫内３５に冷媒漏れが発生した時、庫内冷却用送風機２７により可燃濃度に達することがないよう拡散されると共に、開閉扉５の開によりすみやかに外へ排出されるようになる。
【００４１】
なお、放熱用送風機１５にあっては、凝縮器の温度又は外気温に対応して低速運転することも可能である。放熱用送風機１５の通常運転時と低速運転時の制御フローを図１７に示す。
【００４２】
即ち、圧縮機１７が運転中か停止中かを判断し（ステップ７０１）、停止中（ＮＯ）にあっては、送風機停止時間を積算する（ステップ７０２）。この時、送風機が一定時間に達したかどうかを判断し（ステップ７０３）、ＮＯの場合にはステップ７０２に戻る循環を繰返す。ステップ７０３において、ＹＥＳの場合は一定時間送風機を低速運転する（ステップ７０４）。
【００４３】
一方、圧縮機１７が運転中にあると判断され、凝縮器温度が一定温度以下かどうかを判断し（ステップ７０５）、一定温度以上の時、通常運転を行なう（ステップ７０６）。また、凝縮器温度が一定温度以下で、さらに外気温が一定温度以下かどうかを判断し（ステップ７０７）、外気温が一定温度以下の時は低速運転を行なう（ステップ７０８）。この場合、ステップ７０７において、外気温が一定温度以上の時は、通常運転を行なうものである。
【００４４】
このように構成された冷凍冷蔵庫によれば、圧縮機１７から吐出された冷媒は、凝縮器１１→絞り装置２１→蒸発器２５を通り、再び圧縮機１７に戻る冷凍サイクルを構成するようになる。この冷凍サイクル時において蒸発器２５では、周囲の空気からフィンを通して蒸発の潜熱を奪い空気を冷却して冷風とし、冷風は庫内冷却用送風機２７によって庫内３５へ送り込まれ庫内３５の冷却が行なわれる。
【００４５】
この冷凍サイクル運転時に、例えば、冷媒が漏れると、その漏れた冷媒は冷媒漏れ検知手段となる可能性冷媒検知センサＳ３，Ｓ４によって検知されることで、圧縮機１７の運転は停止する。この結果、冷媒が漏れ続けることがなくなる。と同時に、前記吐出圧検出手段となる吐出圧センサＳ７で検知された前記圧縮機１７の吐出圧が予め定められた設定値以下となった時に冷気遮断手段となるシャッタ３９が働き、その作動によって凝縮器１１側冷媒回路と蒸発器２５側冷媒経路が遮断されるため、前記圧縮機１７の停止と相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となり、安全が確保される。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知手段によって圧縮機の運転を停止し、冷媒が漏れ続けるのを回避することができると共に、凝縮器側冷媒経路と蒸発器側冷媒経路の遮断と相俟って爆発する可燃濃度に達するのを確実に阻止することが可能となり、安全が確保されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の配置を示した概要平面図。
【図２】この発明を実施した冷凍冷蔵庫の切断側面図。
【図３】冷凍サイクルを示した説明図。
【図４】圧縮機駆動回路と放熱用駆動回路を示した説明図。
【図５】冷気出口と庫内空気戻り口に冷気遮断手段を設けた説明図。
【図６】蒸発器側の漏れ検知の動作を示すフロー図。
【図７】蒸発器側の漏れ検知の動作を示すフロー図。
【図８】冷気遮断手段となるシャッタをカムで駆動するカムタイプの説明図。
【図９】図８の動作を示すフロー図。
【図１０】冷気遮断手段となるシャッタをベローズで駆動するベローズタイプの説明図。
【図１１】図１０の動作を示すフロー図。
【図１２】冷媒回収手段を示した説明回路図。
【図１３】図１２の動作を示すフロー図。
【図１４】冷媒回収装置の具体例を示した説明図。
【図１５】冷蔵庫本体の開閉扉に開閉検知スイッチを設けた切断側面図。
【図１６】図１５の開閉検知スイッチの動作を示すフロー図。
【図１７】放熱用送風機の通常運転と低速運転を示す制御フロー図。
【符号の説明】
１１…凝縮器
１７…圧縮機
２１…絞り装置
２５…蒸発器
３９…シャッタ（冷気遮断手段）
Ｓ４…可燃性冷媒検知センサ（冷媒漏れ検知手段）
Ｓ７…吐出圧センサ（吐出圧検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003712126.tif 000012
【図１２】
0003712126.tif 000013
【図１３】
0003712126.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003712126.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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