(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを順次環状に接続して冷媒としてイソブタンを封入した冷却サイクルを有する断熱箱体からなり、前記蒸発器内の冷媒の圧力が負圧のときのみ前記圧縮機の運転を停止することを特徴とした冷蔵庫。
【請求項２】
蒸発器内の冷媒の圧力あるいは温度を検知するセンサーを設け、前記センサーが大気圧あるいは−１５℃以上を検知すると、圧縮機が運転することを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
蒸発器内の冷媒の圧力あるいは温度を検知するセンサーと、庫内の冷気を循環させるファンを備え、圧縮機の停止時に前記センサーが大気圧あるいは−１５℃以上を検知すると、前記ファンが回転し庫内の冷気によって前記蒸発器を冷却することを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
蒸発器と凝縮器の間に電磁弁を設け、前記電磁弁を、圧縮機の停止前に閉じることで前記蒸発器内の冷媒を排出することを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に可燃性のイソブタンを冷媒に使用した場合の冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化等の環境問題が注目されている。このような観点より、冷媒をハイドロフルオロカーボンから可燃性ではあるが地球温暖化への影響が極めて少ないハイドロカーボンへの転換が図られている。
【０００３】
従来、可燃性であるハイドロカーボンのイソブタンを冷媒として使用している冷蔵庫としては、１９９３年２月にベルギーで行われた１１Ｒ−１１ＦのコミッションＢ１／２の予稿集のＰ２８１〜Ｐ２９１に開示されている。
【０００４】
以下、図面を参照しながら、従来のイソブタンを冷媒に使用した冷蔵庫について説明する。
【０００５】
図６において、１は冷蔵庫本体、２は断熱箱体で、３はＡＢＳ樹脂やポリスチロール樹脂からなる内箱、４は銅板からなる外箱、５はウレタン等からなる断熱材で構成されている。６はドアで断熱箱体２に設けられている。本体１の背面下部には機械室７が設置されている。８は蒸発器で内箱４の内側に設置される。また、機械室７に圧縮機９が設置され、凝縮器１０、膨張機構１１と順次環状に接続し冷却サイクルを構成する。
【０００６】
そして、この冷却サイクルにはイソブタン１２が封入されており、電源コンセント１５から電気の供給を受けて運転を行う。内箱４の内側には内箱４の内側の温度により圧縮機９の運転停止を制御する庫内温度調節手段１３が設置される。１４はドアスイッチで庫内灯１５の点滅の制御を行う。
【０００７】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。まず、圧縮機９を運転すると、圧縮機９から吐出された高温高圧のイソブタン１２は、凝縮器１０で外気と熱交換して凝縮液化し、膨張機構１１に流入する。膨張機構１１でイソブタン１２は減圧され、蒸発器８で蒸発し内箱４の内側の空気と熱交換を行う。
【０００８】
ここで蒸発気化したイソブタン１２は圧縮機９へと戻る。また、内箱４の内側の温度変化に伴って、圧縮機９は庫内温度調節手段１３の制御によって運転，停止を繰り返す。ここで、蒸発器８の内容積、冷媒の封入量、冷却サイクルを構成する配管の径と長さ等によっては、圧縮機９の運転時は蒸発器８内の冷媒の圧力は負圧となっているが、停止時は蒸発器８内の冷媒の圧力は大気圧以上になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、圧縮機９の停止時は蒸発器８内のイソブタンの大気圧以上になっていることから、内箱４の内側に設けられた蒸発器８と膨張機構１１あるいは圧縮機９への戻り配管との接続部から可燃性のイソブタン１２が冷蔵庫の内箱４の内側に漏れる可能性がある。
【００１０】
内箱４の内側にはドアスイッチ１４や庫内灯１５等の接点機器があり、内箱４の内側にイソブタン１２が充満した状態でドアを開くとこれらの接点機器が着火源となり可燃性のイソブタン１２に引火し爆発するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、イソブタンが冷蔵庫の内側に漏れにくくすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫においては、蒸発器内の冷媒の圧力が負圧のときのみ圧縮機の運転を停止することを特徴としたものである。
【００１３】
この本発明によれば、イソブタンが冷蔵庫の内側に漏れることによって引火し爆発する可能性を低減できる冷蔵庫を得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを順次環状に接続して冷媒としてイソブタンを封入した冷却サイクルを有する断熱箱体からなり、前記蒸発器内の冷媒の圧力が負圧のときのみ前記圧縮機の運転を停止することを特徴とした冷蔵庫であり、圧縮機の停止時は蒸発器内のイソブタンの圧力は大気圧よりも低いので、冷蔵庫の内箱の内側に備えられた蒸発器の接続部から庫内へイソブタンが漏れないという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、蒸発器内の冷媒の圧力あるいは温度を検知するセンサーを設け、前記センサーが大気圧あるいは−１５℃以上を検知すると、圧縮機が運転することを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫であり、圧縮機の停止時に蒸発器よりも温度が高い凝縮器内のイソブタンが蒸発器内に流入し蒸発することで蒸発器内の冷媒の温度及び圧力が上昇し温度が−１５℃、圧力が大気圧に達したとき温度センサーあるいは圧力センサーの検知により圧縮機が運転することで蒸発器内のイソブタンが圧縮機へ戻るので蒸発器内のイソブタンの圧力は大気圧以上にはならないので、冷蔵庫の内箱の内側に備えられた蒸発器の接続部から庫内へイソブタンが漏れないという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、蒸発器内の冷媒の圧力あるいは温度を検知するセンサーと、庫内の冷気を循環させるファンを備え、圧縮機の停止時にセンサーが大気圧あるいは−１５℃以上を検知すると、前記ファンが回転し庫内の冷気によって前記蒸発器を冷却することを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫であり、蒸発器内の冷媒の温度及び圧力が上昇し温度が−１５℃、圧力が大気圧に達したとき温度センサーあるいは圧力センサーの検知により、ファンが回転することで庫内の冷気によって蒸発器は冷却され、蒸発器の温度上昇による蒸発器内のイソブタンの圧力上昇を軽減することで蒸発器内のイソブタンの圧力は大気圧以上にはならず、冷蔵庫の内箱の内側に備えられた蒸発器の接続部から庫内へイソブタンが漏れないという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、蒸発器と凝縮器の間に電磁弁を設け、前記電磁弁を、圧縮機の停止前に閉じることで前記蒸発器内の冷媒を排出することを特徴とした請求項１記載の冷蔵庫であり、圧縮機の停止前に電磁弁が閉じることで、凝縮器と蒸発器の間の冷媒の流路が遮断された状態で圧縮機の運転により蒸発器内の冷媒が圧縮機へ戻り蒸発器内の冷媒は排出されるため、圧縮機の停止時に蒸発器内の圧力は上昇せず、蒸発器の除霜によって蒸発器の温度が０℃以上になっても蒸発器内の圧力は上昇せず大気圧以上にはならないので、冷蔵庫の内箱の内側に備えられた蒸発器の接続部から庫内へのイソブタン漏れ防止をさらに向上するという作用を有する。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫の断面図を示し、図１において、８は蒸発器であり内箱４の内側に配設され、９は圧縮機であり機械室７内に設置され、凝縮器１０、膨張機構１１と順次環状に接続し冷却サイクルを構成し、断熱箱体２に設置されている。
【００２０】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下図１を用いてその動作を説明する。まず、圧縮機９を運転すると、圧縮機９から吐出された高温高圧のイソブタン１２は、凝縮器１０で外気と熱交換して凝縮液化し、膨張機構１１に流入する。膨張機構１１でイソブタン１２は減圧され、蒸発器８で蒸発し内箱４の内側の空気と熱交換を行う。
【００２１】
ここで蒸発気化したイソブタン１２は圧縮機９へと戻る。また、内箱４の内側の温度変化に伴って、圧縮機９は庫内温度調節手段１３の制御によって運転，停止を繰り返す。
【００２２】
そして、圧縮機９の運転時は蒸発器８内のイソブタン１２の圧力は負圧となっている。圧縮機９の停止時には蒸発器８よりも温度が高い凝縮器１０内のイソブタン１２が膨張機構１１を通じて蒸発器８内に流入してくる。蒸発器８内に流入したイソブタン１２が蒸発することで蒸発器８内の圧力が次第に上昇する。
【００２３】
そして、蒸発器８内のイソブタン１２の圧力が大気圧に達したとき、圧縮機９は蒸発器８内の冷媒の圧力が負圧のときのみ運転を停止するので圧縮機９の運転は再開する。圧縮機９が運転を始めることで蒸発器８内のイソブタン１２は圧縮機へ戻り蒸発器８内のイソブタン１２の圧力は減少し大気圧以上にはならない。
【００２４】
したがって、冷蔵庫の内箱４の内側に備えられた蒸発器８の接続部から内箱４の内側の庫内へイソブタンが漏れることはない。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２による冷蔵庫の断面図を示し、図２において、１６は蒸発器内の冷媒の圧力を検知する圧力センサーであり、蒸発器８の入口の配管内に設けられている。
【００２６】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下図２を用いてその動作を説明する。まず、圧縮機９を運転すると、圧縮機９から吐出された高温高圧のイソブタン１２は、凝縮器１０で外気と熱交換して凝縮液化し、膨張機構１１に流入する。膨張機構１１でイソブタン１２は減圧され、蒸発器８で蒸発し内箱４の内側の空気と熱交換を行う。ここで蒸発気化したイソブタン１２は圧縮機９へと戻る。
【００２７】
また、内箱４の内側の温度変化に伴って、圧縮機９は庫内温度調節手段１３の制御によって運転，停止を繰り返す。ここで、圧縮機９の運転時は蒸発器８内のイソブタン１２の圧力は負圧となっている。圧縮機９の停止時には蒸発器８よりも温度が高い凝縮器１０内のイソブタン１２が膨張機構１１を通じて蒸発器８内に流入してくる。
【００２８】
蒸発器８内に流入したイソブタン１２は蒸発することで蒸発器８内の圧力が次第に上昇する。そして、蒸発器８内のイソブタン１２の圧力が大気圧に達したとき、圧力センサー１６の検知により圧縮機９が運転を再開する。圧縮機９が運転を始めることで蒸発器８内のイソブタン１２は圧縮機９へ戻り蒸発器８内のイソブタン１２の圧力は減少し大気圧以上にはならない。
【００２９】
したがって、冷蔵庫の内箱４の内側に備えられた蒸発器８の接続部から内箱４の内側の庫内へイソブタンが漏れることはない。
【００３０】
なお、以上の説明では圧力センサーの設置場所は蒸発器の入口部の配管としたが、膨張機構の出口から圧縮機の入口までの圧縮機の運転中に負圧となる冷却サイクルの配管であれば設置場所は特定されない。
【００３１】
また、センサーとして圧力センサーによる場合を説明したが、温度センサーを用いて温度センサーの検知温度が−１５℃に達したときに圧縮機が運転するように構成した場合も同様の効果が得られる。
【００３２】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３による冷蔵庫の断面図を示し、図３において、１７はファンであり蒸発器８の前面に設けられている。
【００３３】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下図３を用いてその動作を説明する。圧縮機９は庫内温度調節手段１３の制御によって運転，停止を繰り返して内箱４の内側の庫内温度の温調を行っている。ここで、圧縮機９の運転時は蒸発器８内のイソブタン１２の圧力は負圧となっている。
【００３４】
また、圧縮機９の停止時には蒸発器８よりも温度が高い凝縮器１０内のイソブタン１２が膨張機構１１を通じて蒸発器８内に流入してくる。蒸発器８内に流入した温度の高いイソブタン１２は蒸発することで蒸発器８内の温度及び圧力が次第に上昇する。そして、蒸発器８内のイソブタン１２の圧力が大気圧に達したとき、圧力センサー１６の検知によりファン１７が回転する。
【００３５】
このとき、蒸発器８内のイソブタン１２の温度は−１５℃になっているのに対し内箱４内の内側の庫内温度は高くても−１８℃であることから、ファン１７の回転によって冷気が循環し蒸発器８は熱交換し冷却され、蒸発器８内のイソブタン１２の温度は低下するとともに蒸発器８内のイソブタン１２の圧力は低下する。
【００３６】
したがって、冷蔵庫の内箱４の内側に備えられた蒸発器８の接続部から、内箱４の内側の庫内へイソブタンが漏れることはない。
【００３７】
なお、以上の説明ではファン１７を蒸発器８の前面に設置したが、蒸発器８の前面に設置しても同様の効果が得られる。また、ファンの吹き出し方向についても前方、後方のどちらか特定しない。
【００３８】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４による冷蔵庫の断面図を示し、図４において、１８は電磁弁であり、蒸発器８の入口部の配管に設けられている。また、図５に電磁弁１８と圧縮機９の動作関係図を示す。
【００３９】
以下図４及び図５を用いてその動作を説明する。圧縮機９は庫内温度調節手段１３の制御によって運転，停止を繰り返して内箱４の内側の庫内温度の温調を行っている。ここで、図５に示すように電磁弁１８は圧縮機９が停止する前に閉じるように制御されており、電磁弁１８が閉じると蒸発器８と膨張機構１１の間の冷媒流路が遮断されることから、電磁弁１８が閉じた後は、蒸発器８へはイソブタン１２が流入しない。
【００４０】
そして、蒸発器８内のイソブタン１２は、圧縮機９が運転されることで圧縮機９内へ戻り排出される。この後、圧縮機９は停止し内箱４の内側の庫内温度が上昇すると、庫内温度調節手段１３の検知によって圧縮機９の運転が再開する。また、電磁弁１８は圧縮機９の運転が再開する前に開くため圧縮機９の起動時に冷媒不足によって冷凍能力が低下することはない。
【００４１】
したがって、圧縮機９の停止時に蒸発器８が内箱４の内側の庫内との熱交換によって温度上昇しても蒸発器８内にはイソブタン１２は存在しないことから、蒸発器８内の圧力は上昇せず大気圧以上になることはない。また、蒸発器８のヒータ加熱による除霜を行う場合、蒸発器８の温度は０℃以上になるが蒸発器８内の圧力は上昇せず大気圧以上になることはない。
【００４２】
したがって、冷蔵庫の内箱４の内側に備えられた蒸発器８の接続部から内箱４の内側へのイソブタンの漏れ防止をさらに向上することができる。
【００４３】
なお、以上の説明では電磁弁１８は蒸発器８の入口部の配管に設けたが、内箱４の外側の凝縮器１０の出口の配管に設けても良い。蒸発器８内へ流入するイソブタンの液の量を軽減するには蒸発器８に近い箇所がよい。庫内容積の有効化、生産性を考慮すると凝縮器１０に近い箇所がよい。
【００４４】
以上のように、本発明の実施の形態３によれば、イソブタンが冷蔵庫の内側に漏れることによって引火し爆発する可能性をさらに低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、蒸発器内の冷媒の圧力が負圧のときのみ圧縮機の運転を停止するので、蒸発器内のイソブタンの圧力は大気圧以上にならないことから、内箱の内側に備えられた蒸発器の接続部から内箱の内側の庫内へイソブタンが漏れにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による冷蔵庫の断面図
【図２】本発明の実施の形態２による冷蔵庫の断面図
【図３】本発明の実施の形態３による冷蔵庫の断面図
【図４】本発明の実施の形態４による冷蔵庫の断面図
【図５】本発明の実施の形態４による冷蔵庫の電磁弁と圧縮機の動作関係図
【図６】従来の冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
２  断熱箱体
８  蒸発器
９  圧縮機
１０  凝縮器
１１  膨張機構
１２  イソブタン
１６  圧力センサー
１７  ファン
１８  電磁弁
【図１】
0004200249.tif 000002
【図２】
0004200249.tif 000003
【図３】
0004200249.tif 000004
【図４】
0004200249.tif 000005
【図５】
0004200249.tif 000006
【図６】
0004200249.tif 000007