(57)【要約】【課題】簡便な構成により液バックの発生を抑えることができる冷凍サイクル装置及び冷蔵庫を提供する。【解決手段】機械室８内に配設された圧縮機９と、凝縮器２４と、絞り装置３４、４０と、冷却器４、５とを配管接続した冷凍サイクル装置２０において、冷却器４、５と圧縮機９とを接続するサクションパイプ４８が、機械室８内で高温側冷媒パイプ２２と熱交換可能に配置されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械室内に配設された圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、冷却器とを配管接続した冷凍サイクル装置において、前記冷却器と前記圧縮機とを接続するサクションパイプが、前記機械室内で高温側冷媒パイプと熱交換可能に配置されている冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記サクションパイプと前記高温側冷媒パイプとを連結する連結部材を備え、
前記サクションパイプが前記連結部材を介して前記高温側冷媒パイプと熱交換する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記サクションパイプが前記高温側冷媒パイプに接触して前記高温側冷媒パイプと熱交換する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
機械室内に配設された圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、冷却器とを配管接続した冷凍サイクル装置を備えた冷蔵庫において、前記冷却器と前記圧縮機とを接続するサクションパイプが、前記機械室内で高温側冷媒パイプと熱交換可能に配置されている冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置及び冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫や空気調和機などに用いられる冷凍サイクル装置は、機械室内に配設された圧縮機、凝縮器、絞り装置、及び冷却器を冷媒パイプによって順次接続して構成されている。冷凍サイクル装置では、サイクル内に封入された冷媒が、圧縮機で圧縮され高温高圧の気体状の冷媒に変化した後、凝縮器に流れ込み放熱しながら液体状の冷媒となる。液体状の冷媒は、絞り装置で減圧された後、冷却器で気化して周囲から熱を奪うことにより冷却器を冷温化する。冷却器を冷却した冷媒は、サクションパイプを経て圧縮機へ戻り、再び圧縮され高温高圧の気体状の冷媒となり、サイクル内で上記した循環を続ける。
【０００３】
このような冷凍サイクル装置では、冷却器で蒸発しきれなかった低温の液冷媒がサクションパイプを流れて圧縮機に吸い込まれる液バックという現象が生じると、圧縮機内の圧力が異常上昇し、圧縮機の圧縮効率が悪化したり圧縮機を破損するおそれがあることから、圧縮機の回転数やサイクル内に設けた調整弁の開度を制御することでサイクル内を流れる冷媒の流量を調整して、液バックを防止する対策がなされている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
また、サクションパイプには、圧縮機が配置された機械室内の温度に比べて低温の冷媒が流れるため、サクションパイプ表面に結露水が発生して機械室に垂れ落ちて水漏れのおそれがある（例えば、下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７７０６７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４２０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、サイクル内を流れる冷媒の流量を調整して液バックを防止する場合、制御構成が複雑となることに加え、あらゆる運転状況において冷却器から液体状の冷媒が流れ出ることがないようにするため、冷却器に供給する冷媒量を不足させてスーパーヒート状態にする必要があり冷却効率が悪化することがある。
【０００７】
そこで、簡便な構成により液バックの発生を抑えることができる冷凍サイクル装置及び冷蔵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】
【０００８】
一実施形態の冷凍サイクル装置は、機械室内に配設された圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、冷却器とを配管接続した冷凍サイクル装置において、前記冷却器と前記圧縮機とを接続するサクションパイプが、前記機械室内で高温側冷媒パイプと熱交換可能に配置されているである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】図１の冷蔵庫の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図３】背面から見た機械室の断面図である。
【図４】変更例の冷蔵庫における背面から見た機械室の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る冷蔵庫１は、鋼板製の外箱と合成樹脂製の内箱との間に形成された断熱空間に断熱材を設けたキャビネット１ａの内部に貯蔵空間を形成し、キャビネット１ａに組み込まれた冷凍サイクル装置２０によって貯蔵空間内を冷却するように構成されている。冷蔵庫１の貯蔵空間内部は、仕切壁によって冷蔵室や野菜室の冷蔵貯蔵室２と冷凍室や製氷室などの冷凍貯蔵室３に区分されている。
【００１２】
貯蔵空間の後部には、冷蔵貯蔵室２を冷却するための冷蔵冷却器４と、冷蔵貯蔵室２の冷気を循環するための冷蔵ファン６と、冷凍貯蔵室３を冷却するための冷凍冷却器５と、冷凍貯蔵室３の冷気を循環するための冷凍ファン７が設けられている。各貯蔵室は、冷蔵冷却器４及び冷凍冷却器５と、冷蔵ファン６及び冷凍ファン７によってそれぞれ所定の設定温度に冷却保持されるものであり、各冷却器４，５は、キャビネット背面下部の機械室８に設置した圧縮機９から供給される冷媒によって冷却される。
【００１３】
冷蔵庫１のキャビネット１ａに組み込まれた冷凍サイクル装置２０は、図２に示すように、高温高圧の冷媒ガスを吐出する圧縮機９の吐出側から順番に、デリベリパイプ（蒸発パイプ）２２、凝縮器２４、放熱パイプ２６、防露パイプ２８、ドライヤ３０、および三方弁３２の入口側が冷媒パイプにより接続されている。デリベリパイプ２２や、放熱パイプ２６や、防露パイプ２８や、ドライヤ３０と三方弁３２の入口側とを接続する冷媒パイプは、冷蔵キャピラリチューブ３４や冷凍キャピラリチューブ４０で冷媒が減圧される前の液体冷媒が流通する高温側冷媒パイプの一部を構成する。
【００１４】
三方弁３２の一方の出口には、絞り装置としての冷蔵キャピラリチューブ３４と、冷蔵冷却器４と、冷蔵アキュムレータ３６および冷蔵サクションパイプ３８が、冷媒パイプにより順に接続されている。三方弁３２の他方の出口には、絞り装置としての冷凍キャピラリチューブ４０、冷凍冷却器５、冷凍アキュムレータ４２、及び冷凍サクションパイプ４４が冷媒パイプにより順に接続されている。
【００１５】
冷蔵サクションパイプ３８及び冷凍サクションパイプ４４は、キャビネット１ａ内部から断熱空間を通って機械室８の天井面より機械室８内に進入しており、機械室８内で混合器４６によって１本のサクションパイプ４８となって圧縮機９の吸込側に接続されている。なお、符号５０は、冷凍サクションパイプ４４に設けられた逆止弁である。
【００１６】
サクションパイプ４８は、連結部材５２によってデリベリパイプ２２等の機械室８に配設された高温側冷媒パイプに連結されている。この連結部材５２は、例えば、金属板がサクションパイプ４８とデリベリパイプ２２とを一体的に挟持することで、サクションパイプ４８をデリベリパイプ２２と熱交換可能に連結する。なお、挟持されたサクションパイプ４８とデリベリパイプ２２はサクションパイプ４８がデリベリパイプ２２の下方に位置するように配設される。
【００１７】
三方弁３２は、凝縮器２４で液化した冷媒を、冷蔵冷却器４と冷凍冷却器５に対して交互に供給するように流路を切り替える切替弁であり、冷蔵キャピラリチューブ３４を介して低温の冷媒を冷蔵冷却器４に供給する冷蔵冷却運転の状態と、冷蔵冷却器４に供給せずに冷凍キャピラリチューブ４０を介して冷凍冷却器５に供給する冷凍冷却運転の状態とに、切り替える。
【００１８】
このような冷凍サイクル装置２０では、サイクル内に封入された冷媒が、圧縮機９で圧縮されて高温高圧の気体状の冷媒に変化し、デリベリパイプ２２を介して凝縮器２４に流れ込み放熱しながら凝縮器２４、放熱パイプ２６及び防露パイプ２８を流れる。
【００１９】
凝縮器２４、放熱パイプ２６及び防露パイプ２８を流れた液体状の冷媒は、三方弁３２によって冷蔵キャピラリチューブ３４又は冷凍キャピラリチューブ４０に送られ、各キャピラリチューブ３４，４０で気化し易いように減圧され、その後に冷蔵冷却器４又は冷凍冷却器５で気化し、周囲から熱を奪うことにより冷蔵冷却器４及び冷凍冷却器５を冷却し冷気が発生する。冷蔵冷却器４及び冷凍冷却器５を流れた冷媒は、各アキュムレータ３６、４２にそれぞれ流れ、各アキュムレータ３６、４２では気液混合体状の冷媒を気体状の冷媒と液体状の冷媒とにそれぞれ分離し、気体状の冷媒が各サクションパイプ３８，４４を経て混合器４６で合流した後、サクションパイプ４８を流れて圧縮機９へ戻り、再び圧縮され高温高圧の気体状の冷媒となる。
【００２０】
以上のような本実施形態では、冷蔵冷却器４及び冷凍冷却器５と圧縮機９とを接続するサクションパイプ４８が、機械室８内でデリベリパイプ２２などの高温側冷媒パイプと熱交換可能に配置されており、高温側冷媒パイプの熱によりサクションパイプ４８が加熱されるため、サクションパイプ４８表面に生じる結露を抑えることができるとともに、万一、冷却器４、５で蒸発しきれなかった低温の液冷媒がサクションパイプ４８に流れ込んでも、高温側冷媒パイプからの熱を受けて気化し、圧縮機９に液冷媒が吸い込まれることがない。
【００２１】
本実施形態では、サクションパイプ４８が連結部材５２を介してデリベリパイプ２２と熱交換可能に連結されているため、機械室８内においてデリベリパイプ２２及びサクションパイプ４８の配管作業が容易となる。
【００２２】
なお、上記した実施形態では、連結部材５２を介してサクションパイプ４８を高温側冷媒パイプと熱交換させたが、例えば、図４に示すように、サクションパイプ４８を高温側冷媒パイプにロウ付けしたり、あるいは、サクションパイプ４８を高温側冷媒パイプに接触させた状態でブチルゴムテープなどのテープ状緩衝材を巻き付けて固定したりすることで、サクションパイプ４８を前記高温側冷媒パイプと熱交換させてもよい。
【００２３】
また、上記した実施形態では、混合器４６の下流側に設けられたサクションパイプ４８を高温側冷媒パイプと熱交換させたが、混合器４６の上流側に設けられた冷蔵サクションパイプ３８や冷凍サクションパイプ４４を高温側冷媒パイプと熱交換させてもよく、その場合、冷凍サクションパイプ４４に比べ冷蔵サクションパイプ３８は、冷却器で蒸発しきれなかった低温の液冷媒が流れ込みやすいため、冷凍サクションパイプ４４より冷蔵サクションパイプ３８を優先させて高温側冷媒パイプと熱交換させることが好ましい。
【００２４】
また、上記した実施形態では、冷凍サイクル装置２０が２つの冷却器４，５を備える場合について説明したが、１つの冷却器を備える冷凍サイクル装置の場合も同様、機械室において当該冷却器の出口側と圧縮機の吸込側と接続するサクションパイプを、キャピラリチューブで冷媒が減圧される前の高温の液体冷媒が流通する高温側冷媒パイプと熱交換可能に配置することで、サクションパイプ表面に生じる結露を抑えることができるとともに、圧縮機に液冷媒が吸い込まれるのを防ぐことができる。
【００２５】
また、サクションパイプ４８の上方に高温冷媒パイプが位置するため、温度の上昇した高温冷媒パイプ周りの空気は、サクションパイプ４８のない上方へと移動するため、サクションパイプ４８内の冷媒が高温になり過ぎることを防ぐことができる。
【００２６】
なお、サクションパイプ４８の温度をより上昇させたい場合には高温冷媒パイプをサクションパイプ４８の下方に位置させ、高温冷媒パイプ周りの温度の上昇した空気をサクションパイプにより積極的に接触させるようにしても良い。
【００２７】
また、サクションパイプ４８と高温冷媒パイプの位置関係は上下方向に限られず、左右方向に並べて配置しても良い。これによれば、サクションパイプ４８と高温冷媒配管とを好みの位置関係で近接させることができるため、機械室８内の限られた空間を有効に活用することで機械室８を小型化し、庫内容積を拡大することができる。
【００２８】
なお、上記した実施形態では、冷凍サイクル装置を家庭用の冷蔵庫に適用する場合について説明したが、それに限定されず、業務用の冷蔵庫や、冷凍倉庫、自動販売機、空気調和機など他の装置への適用が可能である。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１…冷蔵庫、１ａ…キャビネット、４…冷蔵冷却器、５…冷凍冷却器、８…機械室、９…圧縮機、２０…冷凍サイクル、２２…デリベリパイプ、２４…凝縮器、２６…放熱パイプ、２８…防露パイプ、３０…ドライヤ、３２…三方弁、３４…冷蔵キャピラリチューブ、３６…冷蔵アキュムレータ、３８…冷蔵サクションパイプ、４０…冷凍キャピラリチューブ、４２…冷凍アキュムレータ、４４…冷凍サクションパイプ、４６…混合器、４８…サクションパイプ、５０…逆止弁、５２…連結部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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