专利名称：冰箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用斯特林发动机进行箱内的冷却的冰箱。“冰箱”的概念是为了保存食品和其他的物品而使被称为“箱内”的密闭空间的温度下降的所有装置，与“冰箱”“冷冻箱”“冷冻冰箱”等作为商品的名称无关。
背景技术：
在冰箱的冷冻循环中，使用特定氟氯化碳(CFCchlorofluorocarbon)或氢氟氯化碳(HCFChydrochlorofluorocarbon)作为制冷剂。若将这些制冷剂排放到大气中，根据程度的差别而带来臭氧层的破坏，所以其生产及使用成为国际的限制对象。
因此，作为制冷剂，不使用臭氧破坏物质的斯特林冷冻发动机受到注目。在斯特林冷冻发动机中，使用氦等惰性气体作为工作介质，由外部动力使活塞和置换剂工作，反复进行工作介质的压缩·膨胀，形成低温部(cold section)和高温部(warm section)，然后，由低温部从箱内吸热，由高温部向周围环境散热。使用了斯特林冷冻发动机的冰箱，可在特开平3-36468号公报中看到其例子。
斯特林冷冻发动机结构紧凑，与冷冻能力相比，低温部和高温部的表面积都小。因此，是否高效地进行吸热和散热，对冰箱的性能带来较大的影响。在专利文献1所述的冰箱中，在散热风扇形成气流的散热通路中，放置斯特林冷冻发动机的高温侧热交换器，用强制空冷，使热从高温侧热交换器逸出。
在如前述那样构成的强制空冷方式中，为了从传热面积较小的高温部夺取足够的热，而需要在高温部安装由多个风扇高密度配置成的散热器。另外，需要将大量的冷却空气吹到散热器上。对于这样的结构，会伴随产生下述问题污垢堵塞散热风扇之间、鼓风产生的噪音较大、或鼓风风扇消耗大量功率。
除此之外，空冷方式本来热阻力较大，不易夺取热。因此，产生下述问题高温部与周围环境之间的温度差不易缩小，斯特林冷冻发动机的COP(性能系数)不提高。
另外，在冰箱中，箱内的低温空气与设置于门上的衬垫、或衬垫包围的冰箱壁接触。因此，空气中的水分从衬垫的外面、或者在其周围面向箱外的冰箱壁夺取热而结露。结露后，垂下水滴，弄湿底面外，还在对钢板实施了涂装的冰箱壁产生锈。为防止这些问题，在以往的冰箱中，在衬垫附近的壁内，配置电气加热器，来防止结露，存在功率消耗变多的问题。
进而，在冰箱的箱内冷却用的热交换器上不可避免地结霜。结上霜后，冷却能力降低，所以需要经常除霜，恢复冷却能力。由于霜融化或其他原因产生的排水被排水盘接住。为了消除将排水盘一一取下，倒掉排水这一复杂过程，一般采用下述手法对排水盘加热，促进排水的蒸发。在用压缩机压缩制冷剂的以往类型的冰箱中，利用伴随制冷剂压缩产生的热，对排水盘加热。但是，使用斯特林冷冻发动机的冰箱，不具有相当于以往的压缩机的元件，所以需要使用电热加热器对排水盘加热，这又成为功率消耗变多的主要原因。
另外，以往，虽然使用电热加热器对箱内冷却用热交换器加热而除霜，但是相应地功率消耗变多。
发明内容
本发明是为解决上述问题作成的，其目的在于在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，提高斯特林冷冻发动机的散热效率，充分发挥斯特林冷冻发动机的冷冻能力。另外，可将斯特林冷冻发动机的高温部产生的热用于冰箱的功能提高上，同时减少功率消耗量。
为实现上述目的，本发明中如下述那样构成冰箱。即，在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，前述斯特林冷冻发动机的高温部的热传向气液二相的制冷剂，用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
根据该结构，由于斯特林冷冻发动机的高温部的热传向气液二相的制冷剂，用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种，所以可将斯特林冷冻发动机的高温部的散热有效地用于下述工作促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜。由此，可不必维护排水。另外，不必使用电热加热器，便可防止冰箱壁的结露，并进行箱内冷却用热交换器的除霜，可提高冰箱的功能或使用方便性，并且与利用电热加热器进行加热的情况相比，可抑制消耗功率。
另外，从排水、结露悬念部、或箱内冷却用热交换器回收比周围环境温度更低的低温热量，冷却斯特林冷冻发动机的高温部，所以提高散热系统整体的散热效率。可提高斯特林冷冻发动机的COP，降低冰箱的功率消耗量。
由于使用气液二相的制冷剂，所以通过将制冷剂的蒸发·凝结产生的潜热用于热交换，可抑制热阻力，提高散热效率。由此，可显著提高热交换效率，提高斯特林冷冻发动机的效率，降低消耗功率。
另外，本发明中如下述那样构成冰箱。即，在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，形成第1高温侧制冷剂循环回路，将前述斯特林冷冻发动机的高温部的热散发到箱外；第2高温侧制冷剂循环回路，将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
根据该结构，通过设置用于将斯特林冷冻发动机的高温部的热散发到箱外的第1高温侧制冷剂循环回路，可稳定地释放高温部的热。除此之外，由于设置第2高温侧制冷剂循环回路，所述第2高温侧制冷剂循环回路将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种，所以可将斯特林冷冻发动机的高温部的散热有效地用于下述工作促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜。由此，可不必维护排水。另外，不必使用电热加热器，便可防止冰箱壁的结露，并进行箱内冷却用热交换器的除霜，可提高冰箱的功能或使用方便性，并且与利用电热加热器进行加热的情况相比，可抑制消耗功率。
另外，从排水、结露悬念部、或箱内冷却用热交换器回收比周围环境温度更低的低温热量，冷却斯特林冷冻发动机的高温部，所以提高散热系统整体的散热效率。可提高斯特林冷冻发动机的COP，降低冰箱的功率消耗量。
另外，在如上述那样构成的冰箱中，使前述第1高温侧制冷剂循环回路与前述第2高温侧制冷剂循环回路相互独立。
根据该结构，由于使第1高温侧制冷剂循环回路与第2高温侧制冷剂循环回路相互独立，所以可通过第1高温侧制冷剂循环回路确保散热，并机动使用第2高温侧制冷剂循环回路，根据需要，实施促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、或箱内冷却用热交换器的除霜。这意味着，不必使第2高温侧制冷剂循环回路内的循环泵始终运转，只要在需要进行促进排水的蒸发或防止门周边的结霜作业时运转即可。由此，可节约循环泵的功率消耗，延长循环泵的工作寿命，由于不必对门周边进行需要以上较长时间地加热，所以可降低冰箱的热负载，抑制消耗功率。
另外，在如上述那样构成的冰箱中，在前述第1高温侧制冷剂循环回路中，通过自然循环使制冷剂循环，在前述第2高温侧制冷剂循环回路中，通过强制循环使制冷剂循环。
根据该结构，由于在第1高温侧制冷剂循环回路中，通过自然循环使制冷剂循环，在第2高温侧制冷剂循环回路中，通过强制循环使制冷剂循环，所以在第1高温侧制冷剂循环回路中，不必使用人工能量，便可始终散热。另一方面，在第2高温侧制冷剂循环回路中，需要时机动地使制冷剂强制循环，实现散热或低温热量的回收，由此，不需要消耗能量，便可高效地进行冷却。
另外，在本发明中如下述那样构成冰箱。即，在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，具有高温侧热交换器，设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部；散热用热交换器，用于向箱外环境进行散热；作为环状热虹吸的第1高温侧制冷剂循环回路，形成于前述高温侧热交换器与散热用热交换器之间；第2高温侧制冷剂循环回路，将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种了；和循环泵，将前述高温侧热交换器内的制冷剂送出到前述第2高温侧制冷剂循环回路。
根据该结构，由于在设置于斯特林冷冻发动机的高温部上的高温侧热交换器、和用于对箱外环境进行散热的散热用热交换器之间形成作为环状热虹吸的第1高温侧制冷剂循环回路，所以利用高温侧热交换器，使用第1高温侧制冷剂循环回路，不必使用人工能量，便可汲出热。另一方面，在第2高温侧制冷剂循环回路中，通过循环泵输送制冷剂，可将前述高温部的热可靠地用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结霜。及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
另外，在本发明中如下述那样构成冰箱。即，在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，形成第1高温侧制冷剂循环回路，将前述斯特林冷冻发动机的高温部的热散发到箱外；第2高温侧制冷剂循环回路，将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种，并且，将前述第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路与设置于前述高温部上的共用的高温侧热交换器相互并联地连接。
根据该结构，由于形成第1高温侧制冷剂循环回路，将斯特林冷冻发动机的高温部的热散发到箱外；第2高温侧制冷剂循环回路，将高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种，并且，将第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路与设置于高温部上的共用的高温侧热交换器相互并联地连接，所以即使第1高温侧制冷剂循环回路与第2高温侧制冷剂循环回路中的一个由于某种原因，而使回路不能使用，也可利用另一回路，继续从高温部散热。因此，容易避免斯特林冷冻发动机因散热不良而损坏的情况。
另外，在本发明中，在如前述那样构成的冰箱中，设置多个前述高温侧热交换器，第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路分别与前述多个高温侧热交换器相互并联地连接。
从所有前述多个高温侧热交换器向第1高温侧制冷剂循环回路与第2高温侧制冷剂循环回路进行制冷剂的供给，另外，使制冷剂从第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路相对于所有多个高温侧热交换器回流。
进而，作为环状热虹吸而构成第1高温侧制冷剂循环回路，并且，相对于第2高温侧制冷剂循环回路设置循环泵，所述循环泵将高温侧热交换器内的制冷剂送出到第2高温侧制冷剂循环回路。
另外，在第2高温侧制冷剂循环回路的最上游部配置前述循环泵。
根据该结构，由于设置多个高温侧热交换器，并且将第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路分别相对于多个高温侧热交换器相互并联地连接，所以即使去掉哪个高温侧热交换器，也能确保多个高温侧制冷剂循环回路，容易避免因回路闭塞而导致地制冷剂循环停止的情况。
由于，从所有多个高温侧热交换器向第1高温侧制冷剂循环回路与第2高温侧制冷剂循环回路进行制冷剂的供给，使制冷剂从第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路相对于所有多个高温侧热交换器回流，所以可使多个高温侧热交换器都参与向外部的热供给。
进而，作为环状热虹吸而构成第1高温侧制冷剂循环回路，所以通过高温侧热交换器，使用第1高温侧制冷剂循环回路，不必使用人工能量，便可汲出热。另外，在第2高温侧制冷剂循环回路中，通过循环泵输送制冷剂，可将前述高温部的热可靠地用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结霜。及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
另外，由于循环泵配置在第2高温侧制冷剂循环回路的最上游部，所以从高温侧热交换器到循环泵的管路阻力较小，制冷剂顺利地流入循环泵。若向循环泵供给制冷剂的管路的阻力较大，则有时在循环泵的吸入侧产生气蚀，制冷剂不必要地蒸发，而损失循环效率，若将循环泵配置在第2高温侧制冷剂循环回路的最上游部，则可避免这样的事态。
另外，在本发明中，在如前述那样构成的冰箱中，前述第1高温侧制冷剂循环回路的流回用制冷剂配管与前述循环泵的吸入侧连接。
根据该结构，由于第1高温侧制冷剂循环回路的流回用制冷剂配管与前述循环泵的吸入侧连接，所以可使流过第1高温侧制冷剂循环流路的饱和温度的制冷剂与流过第2高温侧制冷剂循环回路的制冷剂合流，使流过第2高温侧制冷剂循环回路的制冷剂的总热量增大。由此，可提高斯特林冷冻发动机产生的热的利用效率。
另外，在本发明中，在如前述那样构成的冰箱中，前述第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路中的一个或两者使用气液二相形式的制冷剂。
根据该结构，由于第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路中的一个或两者使用气液二相形式的制冷剂，所以通过将制冷剂的蒸发·凝结产生的潜热用于热交换，可抑制热阻力，提高散热效率。由此，可显著提高热交换效率，提高斯特林冷冻发动机的效率，降低消耗功率。
另外，在本发明中如下述那样构成冰箱。即，在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，为促进排水的蒸发而设置的热交换部、和为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部并联连接，该并联连接结构与设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器串联连接，而形成高温侧制冷剂循环回路。
根据该结构，为促进排水的蒸发而设置的热交换部、和为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部并联连接，该并联连接结构与设置于斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器串联连接，而形成高温侧制冷剂循环回路，所以可不必维护排水。另外，不必使用电热加热器，便可防止冰箱壁的结露，可提高冰箱的功能或使用方便性，并且与利用电热加热器进行加热的情况相比，可抑制消耗功率。
通过将制冷剂的蒸发·凝结产生的潜热用于热交换，可抑制热阻力，提高散热效率。由此，可显著提高热交换效率，提高斯特林冷冻发动机的效率，降低消耗功率。
另外，从排水及结露悬念部回收比周围环境温度更低的低温热量，冷却斯特林冷冻发动机的高温部，所以提高散热系统整体的散热效率。可提高斯特林冷冻发动机的COP，降低冰箱的功率消耗量。
另外，由于为促进排水的蒸发而设置的热交换部、和为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部并联连接，所以可降低制冷剂的流动阻力。由于制冷剂的流动阻力较低，所以在使用循环泵时，可大幅度削减其消耗功率。
另外，在前述并联结构部中，由于为促进排水的蒸发而设置的热交换部、和为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部并联连接，所以在该时刻可使不需要流过制冷剂一侧的热交换器停止制冷剂的流动，通过减少循环泵的负载，可削减其消耗功率。另外，由于不必对门周边进行需要以上较长时间地加热，所以可降低冰箱的热负载，抑制消耗功率。
另外，在本发明中如下述那样构成冰箱。即，在通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却的冰箱中，设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器、为促进排水的蒸发而设置的热交换部、为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部串联连接，而形成高温侧制冷剂循环回路。
根据该结构，设置于斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器、为促进排水的蒸发而设置的热交换部、为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部串联连接，而形成高温侧制冷剂循环回路，所以可将斯特林冷冻发动机的高温部的散热有效地用于排水的蒸发促进、冰箱壁的结露防止。由此，可不必维护排水。另外，不必使用电热加热器，便可防止冰箱壁的结露，可提高冰箱的功能或使用方便性，并且与利用电热加热器进行加热的情况相比，可抑制消耗功率。
另外，由于设置于斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器、为促进排水的蒸发而设置的热交换部、为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部串联连接，所以配管结构简单，组装工序较少。
另外，在本发明中，在如前述那样构成的冰箱中，形成低温侧制冷剂循环回路，所述低温侧制冷剂循环回路包含设置于前述斯特林冷冻发动机的低温部的热交换器和箱内冷却用热交换器，并且，形成高温侧制冷剂循环回路，所述高温侧制冷剂循环回路相对于前述箱内冷却用热交换器设置除霜用热交换部，该高温侧制冷剂循环回路包括该除霜用热交换部和设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器。
根据该结构，由于形成低温侧制冷剂循环回路，所述低温侧制冷剂循环回路包含设置于斯特林冷冻发动机的低温部的热交换器和箱内冷却用热交换器，并且，形成高温侧制冷剂循环回路，所述高温侧制冷剂循环回路相对于箱内冷却用热交换器设置除霜用热交换部，该高温侧制冷剂循环回路包括该除霜用热交换部和设置于斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器，所以不必使用除霜用电热加热器，便可进行除霜。由于回收霜具有的低温热量来冷却高温部，所以可减轻散热系统的热负载，提高散热系统整体的散热效率。
另外，在本发明中，在如前述那样构成的冰箱中，在高温侧制冷剂循环回路中设置蓄热部，所述高温侧制冷剂循环回路包含前述除霜用热交换部与设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器。
根据该结构，由于在高温侧制冷剂循环回路中设置蓄热部，所述高温侧制冷剂循环回路包含除霜用热交换部与设置于斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器，所以即使停止斯特林冷冻发动机，也可用蓄积于蓄热部中的热进行除霜。将霜具有的低温热量回收于蓄热部中，用于在通常运转时冷却高温部，所以可减轻散热系统的热负载，提高散热系统整体的散热效率。由此，可提高斯特林冷冻机的工作COP，降低消耗功率。
图1是冰箱的剖视图。
图2是表示本发明冰箱的第1实施方式的配管构成图。
图3是表示本发明冰箱的第2实施方式的配管构成图。
图4是表示本发明冰箱的第3实施方式的配管构成图。
图5是表示本发明冰箱的第4实施方式的配管构成图。
图6是表示本发明冰箱的第5实施方式的配管构成图。
图7是表示本发明冰箱的第6实施方式的配管构成图。
图8是表示本发明冰箱的第7实施方式的配管构成图。
图9是表示本发明冰箱的第8实施方式的配管构成图。
图10是表示本发明冰箱的第9实施方式的配管构成图。
图11是表示本发明冰箱的第10实施方式的配管构成图。
图12是表示本发明冰箱的第11实施方式的配管构成图。
图13是表示本发明冰箱的第12实施方式的配管构成图。
图14是表示本发明冰箱的第13实施方式的配管构成图。
图15是表示本发明冰箱的第14实施方式的配管构成图。
图16是表示本发明冰箱的第15实施方式的配管构成图。
图17是表示本发明冰箱的第16实施方式的配管构成图。
具体实施例方式
下面，基于附图，说明本发明的实施方式。
图1表示冰箱的截面。冰箱1用于食品保存，具有隔热构造的壳体10。在壳体10上，设置有上下3层冷却室11、12、13。冷却室11、12、13在壳体10的正面侧(图1中左侧)分别具有开口部，开闭自如的隔热门14、15、16关闭其开口。在隔热门14、15、16的背面，安装有分别包围冷却室11、12、13的开口部的形状的衬垫17。在冷却室11、12、13的内部，适当设置有与收纳的食品种类相适合的搁板18。
在从壳体10的上面到背面、进而到下面的范围内，设置有以斯特林冷冻发动机为中心元件的冷冻系统及散热系统。图1(剖视图)及图2(配管构成图)所示的是其第1实施方式。
在壳体10的上面和背面的角上设置有收纳空间19，在收纳空间19中设置有斯特林冷冻发动机30。斯特林冷冻发动机30的一部分为低温部，在低温部上安装有低温侧热交换器41。在冷却室13的深处，设置有箱内冷却用热交换器42。低温侧热交换器41与箱内冷却用热交换器42由制冷剂配管连结，构成低温侧制冷剂循环回路40(参照图2)。在低温侧制冷剂循环回路40中，封入有CO2等自然制冷剂。在低温侧热交换器41的内部设置有多个风扇，与制冷剂之间可高效地进行热交换。
在壳体10的内部设置有导管20，所述导管20将由箱内冷却用热交换器42夺取了热的空气分配到冷却室11、12、13中。导管20在多处具有与冷却室11、12、13连通的冷气吹入口21。在导管20的内部，于多处设置有用于强制性输送冷气的送气风扇22。
虽未图示，但在壳体10中，也设置有用于从冷却室11、12、13回收空气的导管。该导管在箱内冷却用热交换器42的下方具有吹入口，如图1的虚线箭头所示，将用于冷却的空气供给到箱内冷却用热交换器42中。
在箱内冷却用热交换器42的下方，设置有排水承接槽25。排水承接槽25收集从箱内冷却用热交换器42滴落的排水，并流出到设置于壳体19的底面上的排水盘26中。
斯特林冷冻发动机30的另一部分为高温部，在高温部上安装有高温侧热交换器。在第1实施方式的情况下，高温侧热交换器包括半缺环形状的第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61。在第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61的内部分别设置有多个风扇，在与制冷剂间可高效地进行热交换。
若高温侧热交换器为单一环形状，则为了与斯特林冷冻发动机30的高温部牢靠地接触，而需要严格管理形状来确保配合精度。但是在本实施方式的情况下，由于第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61为半缺环的形状，所以，可通过调整两者间隔着斯特林冷冻发动机30的高温部进行紧固时的紧固压力，而控制与高温部之间的接触压力。即，很少出现下述状况由于形状误差而导致接触压力不充分，与高温部间的热传导率降低。进而，将环分成多块也一样。
以包含第1高温侧热交换器51的方式构成第1高温侧制冷剂循环回路50，以包含第2高温侧热交换器61的方式构成第2高温侧制冷剂循环回路60。
第1高温侧制冷剂循环回路50具有第1高温侧热交换器51、设置于壳体10的上面的散热用热交换器52、将它们连接成闭环状的制冷剂配管。散热用热交换器52对箱外环境进行散热，设置有鼓风风扇53。在第1高温侧制冷剂循环回路50中，密封有水(包含水溶液)或烃类制冷剂。第1高温侧制冷剂循环回路50作为环状若虹吸起作用，制冷剂自然循环。
第2高温侧制冷剂循环回路60具有第2高温侧热交换器61、热交换部62、63、制冷剂强制循环用的循环泵64、将它们连接成闭环状的制冷剂配管。在第2高温侧制冷剂循环回路60中，封入有水等自然制冷剂。在本说明书中，将第2高温侧热交换器61的制冷剂排出侧称为第2高温侧制冷剂回路60的“最上游部”。循环泵64配置于该最上游部。
热交换部62单将配管的一部分作成锯齿形，配置于排水盘24的下方，用制冷剂具有的温热加热滞留于排水盘24中的排水，而起到促进排水的蒸发的作用。
热交换部63将配管的一部分回引到冷却室11、12、13的开口部，通过用制冷剂具有的温度对该部位的加热，而起到防止产生结露的作用。
接着，说明冰箱1的工作。
驱动斯特林冷冻发动机30后，其低温部冷却，高温部温度上升。低温侧热交换器41夺取热，内部的制冷剂以凝结状态通过低温侧制冷剂存环回路40，流入箱内冷却用热交换器42。
流入箱内冷却用热交换器42的制冷剂由箱内冷却用热交换器42蒸发，使箱内冷却用热交换器42的表面温度下降。通过箱内冷却用热交换器42的空气被夺去热而成为冷气，从导管20的冷气吹起口21出入冷却室11、12、13，使冷却室11、12、13的温度下降。其后，空气通过未图示的导管，流回箱内冷却用热交换器42内。
蒸发了的制冷剂通过低温侧制冷剂循环回路，流回低温侧热交换器41，热被夺去而凝结。然后再次流向箱内冷却用热交换器42。
由斯特林冷冻发动机30工作产生的热、或低温部从箱内回收的热被从高温部散出。由于该热，而对第1高温侧热交换器51及第2高温侧热交换器61加热。
第1高温侧热交换器51加热后，将内部的制冷剂蒸发，而使其流入散热用热交换器52。鼓风风扇53将空气吹到散热用热交换器52的表面，制冷剂被夺去热而凝结。凝结了的制冷剂流回第1高温侧热交换器51，而再次蒸发。这样，制冷剂反复进行下述循环从斯特林冷冻发动机30的高温部取得热而蒸发，由散热用热交换器52将热传向冷却用空气而凝结。
在第1高温侧制冷剂循环回路50中，使用气相和液相混合的气液二相形式的制冷剂。在伴随着气液二相的相变化的热交换中，使制冷剂蒸发/凝结，并利用潜热。由此，与不伴随相变化的热交换相比，显著提高热传递率。
对上述情况进行说明。用下式表示斯特林制冷剂发动机30的散热量Q。
Q＝h·A·ΔTm在此，h热传递率A传热面积ΔTm温度差因此，热传导率h越高，越能降低斯特林冷冻发动机30的高温部温度，可提高COP。
通常，在利用不伴随相变化的载冷剂方式的制冷剂的情况下，热传导率为几百～1000w/m2k。热传导率与使载冷剂循环用的泵所消耗的功率成比例。
与此相比，在伴随气液二相的相变化的热交换中，由于利用制冷剂的蒸发/凝结过程的潜热，而能得到3000～10000w/m2k的热传导率。其热传导率的值达到载冷剂方式的情况几倍～10几倍。
在第1高温侧制冷剂循环回路50中，由于使制冷剂以上述那样气液二相状态循环，所以可高效地进行热交换。热交换时产生的热阻力极低，即使在同样的条件(同等的环境温度、同等的散热量)下，也可将斯特林冷冻发动机30的高温部保持在更低的温度下。由此，可提高斯特林冷冻发动机30的工作COP，减少消耗功率。
第2高温侧热交换器61加热后，蒸发制冷剂。在此，使用气液二相形式的制冷剂。循环泵64将该气液二相的制冷剂向热交换部62、63送出。
制冷剂首先流过热交换部62，并向其上方的排水盘26传递热。由此，不必使用电热加热器，便可使排水盘26中的排水温度上升，促进其蒸发。因此，不需要进行去除滞留于排水盘26中的排水的操作，可不必维护排水。
接着，制冷剂流过热交换部63，对冷却室11、12、13的开口部周围进行加热。在衬垫17与壳体10接触处的部位、即箱内与向外的边界区域，容易产生结露，而这样，通过使制冷剂通过，确保将冰箱壁的与外部气体接触的部位的温度保持于露点温度以上，不必使用电热加热器，便可防止结露。
制冷剂由热交换部62从排水回收低温热量，由热交换部63从壳体10回收低温热量。这样，回收了低温热量的制冷剂，原来为气相的部分变成液相，以液相单向的方式流入第2高温侧热交换器61。通过与气相接触而使气相液化，蒸气压力降低，由此促进蒸发，再次恢复气液二相。这样，反复进行下述循环制冷剂从斯特林冷冻发动机30的高温部接受热而蒸发，由热交换部62、63凝结而散热，并回收低温热量。若循环泵64的运转停止，则该循环中断。
制冷剂向排水或冷却室11、12、13的开口部附近供给高温热量，而回收比环境温度还低的低温热量来冷却斯特林冷冻发动机30的高温部。由此，可降低散热系统的热负载，提高散热系统整体的散热效率，由此，可提高斯特林冷冻发动机30的工作COP，降低消耗功率。
第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60相互独立，且并联设置。由此，可使第1高温侧制冷剂循环回路50的散热与第2高温侧制冷剂循环回路60的散热不会相互依存，而独立地进行。这意味着根据冰箱1的热负载状态的个别运转控制变得可能。例如，不必使循环泵64始终运转，只在需要促进蒸发排水和防止门周边结露时运转。由此，可节约循环泵64的功率消耗，延长循环泵64的工作寿命。
另外，由于循环泵64配置在第2高温侧制冷剂循环回路60的最上游部，所以从第2高温侧热交换器61到循环泵64的管路阻力较小，制冷剂顺利地流入循环泵64。若向循环泵64供给制冷剂的管路的阻力较大，则在循环泵64的吸入侧产生气蚀，制冷剂不必要地蒸发，而损失循环效率，而这样，若将循环泵64配置在第2高温侧制冷剂循环回路60的最上游部，则可避免这样的事态。
关于气液二相，第2高温侧制冷剂循环回路60中，用热交换部62、63进行排水处理与结露防止时，制冷剂可以只为液相。在该制冷剂流回第2高温侧热交换器61后的时刻，发生该流回液与制冷剂蒸气的潜热热交换，所以在此得到高的热交换效率。
接着，基于图3后面的图，说明第2实施方式后面的实施方式。图3～图17都是配管构成图，在此所示的配管用于图1的冰箱1中。关于与第1实施方式共同的构成元件，使用原来在第1实施方式的说明中使用过的附图标记，省略说明。
图3表示本发明冰箱的第2实施方式。在此，将为促进排水的蒸发的热交换部62与为防止冰箱壁的结露的热交换部63并联连接，将该并联连接结构与第2高温侧热交换器61及循环泵64串联连接。在此，循环泵64也配置于第2高温侧制冷剂循环回路60的最上游部。在前述并联连接结构的内部，于热交换部62的上游侧串联连接阀65，于热交换部63的上游侧串联连接阀66。
根据上述结构，热交换部62、63处的制冷剂的流动阻力大约为第1实施方式的一半，可大幅度削减循环泵64的消耗功率。另外，由于使阀65、66与热交换部62、63组合，所以若不需要促进排水的蒸发或防止冰箱壁的结露的某一种，则可关闭不需要侧的阀，停止制冷剂的流动。通过减少循环泵的负载，可进一步削减循环泵64的消耗功率。
除为防止结露而需要时以外，若关闭阀66，则不必对门14、15、16的周边加热需要以上较长的时间。由此，可降低冷却室11、12、13的热负载，抑制消耗功率。
也可不必对热交换部62、63分别设置专用的阀，而设置共用的三通阀，通过该三通阀的切换操作，选择“向热交换部62、63的两者通过制冷剂”、“仅向热交换部62通过制冷剂”、“仅向热交换部63通过制冷剂”这3种状态。另外，为了使自动控制容易，阀也可预先作为电磁阀。
另外，流过第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60的制冷剂都为气液二相。
图4表示本发明冰箱的第3实施方式。在温度较高的环境中，必须不停地促进排水的蒸发和防止冰箱壁的结露，第3实施方式的配管结构适用于该情况。
在第3实施方式中，在斯特林冷冻发动机30的高温部安装有单一型高温侧热交换器71。与第1高温侧热交换器51及第2高温侧热交换器61一样，在高温侧热交换器71的内部设置有多个风扇，可与制冷剂之间高效地进行热交换。在高温侧热交换器71上以构成串联回路的方式从制冷剂的流动的上游侧依次连接有循环泵64、促进排水的蒸发用的热交换部62、防止冰箱壁的结露用的热交换部63、及散热用热交换器52，构成高温侧制冷剂循环回路70。
驱动斯特林冷冻发动机30后，高温侧热交换器71被加热。高温侧热交换器71被加热后，制冷剂蒸发，成为气相和液相混合的气液二相形式。利用配置于高温侧制冷剂循环回路70的最上游部的循环泵64，将气液二相的制冷剂送出到热交换部62。
气液二相的制冷剂流过热交换部62，向排水盘26传递热，促进排水的蒸发。接着，冷媒流过热交换部63，向与冰箱壁的外部气体接触的部位传递热，使该部位的温度保持于露点温度以上。
使由热交换部62从排水回收了低温热量、由热交换部63从壳体10回收了低温热量的制冷剂，在气相的制冷剂大部分回到液相的状态下，流入散热用热交换器52。鼓风风扇53将空气吹到散热用热交换器52的表面，所以制冷剂进一步被夺去热，继续液化，以大致液相的单相形式流回高温侧热交换器71。一部分蒸发，在此恢复气液二相。这样，反复进行下述循环制冷剂从斯特林冷冻发动机30的高温部夺去热而蒸发，由热交换部62、63凝结而散热，并回收低温热量。若停止循环泵64的运转，则该循环中断。
根据上述结构，具有下述优点高温侧制冷剂循环回路70的配管结构简单，组装工序较少。
也可使热交换部62、63的位置颠倒，首先加热冰箱壁，接着加热排水盘26。另外，希望利用气液二相的制冷剂进行热输送，但也可采用只利用液相的载冷剂方式进行热输送。
图5表示本发明冰箱的第4实施方式。在第4实施方式中，也在斯特林冷冻发动机30的高温部安装有单一型的高温侧热交换器71。在高温侧热交换器71的内部设置有多个风扇，可在与制冷剂之间高效地进行热交换。在高温侧热交换器71的下游侧连接有循环泵64，在上游侧连接有散热用热交换器52。
在循环泵64与散热用热交换器52之间配置有排水的蒸发促进用的热交换部62与冰箱壁的结露防止用的热交换部63。热交换部62、63不是如第3实施方式那样串联连接，而是与第2实施方式一样并联连接。将该并联连接结构与高温侧热交换器71与循环泵64串联连接。在前述并联连接结构的内部，阀65热交换部62的上游侧串联连接，阀66与热交换部63的上游侧串联连接。这样，构成高温侧制冷剂循环回路70。
驱动斯特林冷冻发动机30后，高温侧热交换器71被加热。高温侧热交换器71被加热后，内部的制冷剂的一部分蒸发，制冷剂成为气液二相形式。利用配置于高温侧制冷剂循环回路70的最上游部的循环泵64，将气液二相的制冷剂送出到热交换部62、63。
制冷剂分流，流过热交换部62、63，向排水盘26传递热，促进排水的蒸发，另外，向与冰箱壁的外部气体接触的部位传递热，使该部位的温度保持于露点温度以上。
使由热交换部62从排水回收了低温热量、由热交换部63从壳体10回收了低温热量的制冷剂，在气相的制冷剂大部分回到液相的状态下，流入散热用热交换器52。鼓风风扇53将空气吹到散热用热交换器52的表面，所以制冷剂进一步被夺去热，继续液化，以大致液相的单相形式流回高温侧热交换器71。一部分蒸发，在此恢复气液二相。这样，反复进行下述循环制冷剂从斯特林冷冻发动机30的高温部获取热而蒸发，由热交换部62、63凝结而散热，并回收低温热量。若停止循环泵64的运转，则该循环中断。
图6表示本发明冰箱的第5实施方式。与第2实施方式一样，并联连接有促进排水的蒸发用的热交换部62与防止冰箱壁的结露用的热交换部63，该并联连接结构与第2高温侧热交换器61及循环泵64串联连接。在前述并联连接结构的内部，于热交换器62的上游侧串联连接有阀65，于热交换部63的上游侧串联连接有阀66。
在第5实施方式中，除霜用制冷剂循环回路80与热交换部62、63的并联连接结构并联连接。除霜用制冷剂循环回路80包括除霜用热交换器81、和与其上游侧及下游侧连接的阀82、83。除霜用热交换器81通过热传导或对流，将热传递向箱内冷却用热交换器42。也可在除霜用热交换器81与箱内冷却用热交换器42之间产生由鼓风风扇的引起的强制对流。也可划分箱内冷却用热交换器42的一部分，构成除霜用热交换器81。
冷却室11、12、13的冷却在阀65、66打开、阀82、83关闭的状态下进行。斯特林冷冻发动机30驱动后，低温侧热交换器41被夺去热，内部的制冷剂以凝结的状态通过低温侧制冷剂循环回路40，流入箱内冷却用热交换器42。
流入箱内冷却用热交换器42后的制冷剂因通过箱内冷却用热交换器42的空气的热而蒸发，使箱内冷却用热交换器42的表面温度降低。通过箱内冷却用热交换器42的空气被夺去热量而成为冷气，从导管20的冷气吹出口42向冷却室11、12、13吹出，使冷却室11、12、13的温度降低。此后，空气通过未图示的导管而流回箱内冷却用热交换器42。
由斯特林冷冻发动机30工作产生的热、或低温部从箱内回收的热被从高温部散出。由于该热，而对第1高温侧热交换器51及第2高温侧热交换器61加热。
第1高温侧热交换器51加热后，内部的制冷剂的一部分蒸发，制冷剂以气相形式流入散热用热交换器52。鼓风风扇53将空气吹到散热用热交换器52的表面，气相的制冷剂被夺去热而凝结。凝结并成为液相后的制冷剂流回第1高温侧热交换器51，再次蒸发。这样，制冷剂反复进行下述循环从斯特林冷冻发动机30的高温部取得热而蒸发，由散热用热交换器52将热传向冷却用空气而凝结。
第2高温侧热交换器61加热后，内部的制冷剂的一部分蒸发，制冷剂成为气液二相形式。气液二相的制冷剂借助配置于第2高温侧制冷剂循环回路60的最上游部的循环泵64，而向热交换部62、63送出。制冷剂分流，流过热交换部62、63，向排水盘26传递热，促进排水的蒸发，另外，向与冰箱壁的外部气体接触的部位传递热，使该部位的温度保持于露点温度以上。
使由热交换部62从排水回收了低温热量、由热交换部63从壳体10回收了低温热量的制冷剂，气相的制冷剂继续液化，以大致液相的单向方式流回第2高温侧热交换器61。一部分蒸发，再次恢复气液二相。这样，反复进行下述循环制冷剂从斯特林冷冻发动机30的高温部接受热而蒸发，由热交换部62、63凝结而散热，并回收低温热量。由于阀82、83关闭，所以制冷剂具有的高温热量不会向箱内冷却用热交换器42传递。若循环泵64的运转停止，则该循环中断。
箱内冷却用热交换器42的表面温度降低后，通过箱内冷却用热交换器42的空气被夺去热而成为冷气。同时，包含于空气中的水分、即浸入到冷却室11、12、13中的水分、和从冷却室的贮藏食品夺取的水分成为霜，附着于箱内冷却用热交换器42上。结上霜后，由于霜的隔热作用，箱内冷却用热交换器42与空气间的热交换效率降低。另外，霜夹在箱内冷却用热交换器42的风扇的间隙中，使通风量降低。由此，冷却能力进一步降低。
鉴于此，在适当的时刻打开阀82、83，从第2高温侧热交换器61出来的制冷剂流入除霜用热交换器81。结果，制冷剂具有的高温热量传导箱内冷却用热交换器42中，融化附着于箱内冷却用热交换器42上的霜。融化了的霜成为排水流入排水盘26。
箱内冷却用热交换器42具有的低温热量，主要是霜具有的低温热量被回收到制冷剂中。回收了低温热量、温度降低、发生液化的制冷剂流回第2高温侧热交换器61，再次成为气液二相。为了提高除霜效率，缩短除霜时间，也可在除霜期间关闭阀65、66，使制冷剂集中流入除霜用热交换器81。
根据该结构，不必设置除霜用电热加热器，便可进行箱内冷却用热交换器42的除霜。另外，由于回收霜具有的低温热量，冷却斯特林冷冻发动机30的高温部，所以减轻散热系统的热负载，并且也提高散热系统整体的散热效率。
第1高温侧制冷剂循环回路50是环状热虹吸，利用第1高温侧热交换器51，不必使用人工能量，便可汲出热。另一方面，在第2高温侧制冷剂循环回路60中，通过循环泵64输送制冷剂，能够可靠地将高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
也可实现下述结构将除霜用热交换器81与热交换部62、63的并联连接结构串联连接。此时，不需要阀82、83。若打开阀65、66，使循环泵64运转，则可同时进行促进排水的蒸发、冰箱壁的加热、及除霜。若关闭阀65，则促进排水的蒸发成为停止状态，若关闭阀66，则冰箱壁的加热成为停止状态。若停止循环泵64，则热交换部62、63、及除霜用热交换器81的工作全部停止。
图7表示本发明冰箱的第6实施方式。第6实施方式在第5实施方式上追加下述元件。即，在热交换部62、热交换部63、除霜用热交换器81的并联连接结构与第2高温侧热交换器61之间，设置有热交换器型的蓄热部90。
在阀65、66打开、阀82、83关闭的状态下，驱动斯特林冷冻发动机30后，低温侧热交换器41被夺去热，内部的制冷剂在凝结状态下流入箱内冷却用热交换器42。流入箱内冷却用热交换器42中的制冷剂蒸发，而使箱内冷却用热交换器42的表面温度降低。由此，进行冷却室11、12、13的冷却。
另一方面，第1高温侧热交换器51及第2高温侧热交换器61被加热。第1高温侧热交换器51被加热后，蒸发内部的制冷剂的一部分，制冷剂以气相的形式流入散热用热交换器52。鼓风风扇5将空气吹到散热用热交换器52的表面，气相的制冷剂被夺去热而凝结。凝结而成为液相的制冷剂流回第1高温侧热交换器51，再次蒸发。这样，反复进行下述循环制冷剂从斯特林冷冻发动机30的高温部获取热而蒸发，由散热用热交换器52将热传向冷却用空气而凝结。
第2高温侧热交换器61被加热后，内部的制冷剂的一部分蒸发，制冷剂成为气液二相的形式。气液二相的制冷剂通过配置于第2高温侧制冷剂循环回路60的最上游侧的循环泵64，向热交换部62、63送出。制冷剂分流，流过热交换部62、63，向排水盘26传递热，促进排水的蒸发，另外，向与冰箱壁的外部气体接触的部位传递热，使该部位的温度保持于露点温度以上。
从热交换部62、63流出的制冷剂通过蓄热部90。由热交换部62、63散热后的余热蓄积到蓄热部90中。对蓄热部90赋予余热的制冷剂中，原本气相的制冷剂发生液化，以大致液相的形式流回第2高温侧热交换器61。一部分蒸发，再次恢复气液二相。这样，反复进行下述循环制冷剂在高温部接受热而蒸发，在热交换部62、63、及蓄热部90凝结而散热，并回收低温热量。由于阀82、83关闭，所以制冷剂具有的低温热量不会传向箱内冷却用热交换器42。若循环泵64的运转停止，则该循环中断。
在进行箱内冷却用热交换器42的除霜的情况下，打开阀82、83，从第2高温侧热交换器61流出的制冷剂流入除霜用热交换器81。这样，制冷剂具有的高温热量传向箱内冷却用热交换器42，融化附着于箱内冷却用热交换器42上的霜。融化了的霜成为排水而流出到排水盘26。
箱内冷却用热交换器42具有的低温热量，主要是霜具有的低温热量被回收到制冷剂中。回收了低温热量而温度降低了的制冷剂在通过蓄热部90时，与蓄热部90发生热交换。放出低温热量并从蓄热部90带走高温热量而温度上升后的制冷剂流回第2高温侧热交换器61，再次成为气液二相。为了提高除霜效率，缩短除霜时间，也可在除霜期间关闭阀65、66，使制冷剂集中流入除霜用热交换器81。
这样，除霜工序中，来自霜的低温热量蓄积到蓄热部90中。除霜工序结束，返回通常运转后，蓄热部90向通过的制冷剂传递低温热量，使斯特林冷冻发动机30的高温部冷却。相对地，蓄热部90蓄积来自高温部的热，用于下次除霜工序。
根据该结构，不必设置除霜用的电热加热器，便可进行箱内冷却用热交换器42的除霜。即使停止斯特林冷冻发动机30，只要驱动循环泵64，便可用蓄积于蓄热部90中的高温热量对制冷剂加热，进行除霜。
与第5实施方式一样，回收霜具有的低温热量，冷却斯特林冷冻发动机30的高温部，所以减轻散热系统的热负载，也提高散热系统整体的散热效率。由此，提高斯特林冷冻发动机30的工作COP，可降低消耗功率。
也可实现下述结构将除霜用热交换器81与热交换部62、63的并联连接结构串联连接。此时，不需要阀82、83。若打开阀65、66，使循环泵64运转，则可同时进行促进排水的蒸发、冰箱壁的加热、及除霜。若关闭阀65，则促进排水的蒸发成为停止状态，若关闭阀66，则冰箱壁的加热成为停止状态。若停止循环泵64，则热交换部62、63、及除霜用热交换器81的工作全部停止。
图8表示本发明冰箱的第7实施方式。第7实施方式相对于第2实施方式的不同点在于高温侧热交换器为单一型。即，在本实施方式中，在斯特林冷冻发动机30的高温部，安装有单一型的高温侧热交换器71。在高温侧热交换器71的内部设置有多个风扇，与制冷剂之间可高效地进行热交换。
以包含该高温侧热交换器71的形式，构成第高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60。即，高温侧热交换器71为第1高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60两者共用的高温侧热交换器，第1高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60与该共用的高温侧热交换器71相互并联地连接。
图9表示本发明冰箱的第8实施方式。在湿度较高的环境中，必须不停地进行促进排水的蒸发和防止冰箱壁的结露，而第8实施方式的配管结构适于这样的结构。
第8实施方式相对于第1实施方式的不同点在于高温侧热交换器为单一型。即，在本实施方式中，在斯特林冷冻发动机30的高温部，安装有单一型的高温侧热交换器71。在高温侧热交换器71的内部设置有多个风扇，与制冷剂之间可高效地进行热交换。
以包含该高温侧热交换器71的形式，构成第高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60。即，高温侧热交换器71为第1高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60两者共用的高温侧热交换器，第1高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60与该共用的高温侧热交换器71相互并联地连接。
根据上述结构，具有下述优点第2高温侧制冷剂循环回路60的配管结构简单，组装工序较少。
也可使热交换部62、63的位置颠倒，首先加热冰箱壁，接着加热排水盘26。
图10表示本发明冰箱的第9实施方式。第9实施方式具有与第8实施方式大致相同的结构，而下述方面与第8实施方式不同。即，在第8实施方式情况下，第1高温侧制冷剂循环回路50中，起到使制冷剂流回高温侧热交换器71中的作用的流回用制冷剂配管与高温侧热交换器71连接，而在第9实施方式中，该流回用制冷剂配管与循环泵64的吸入侧连接。
根据该结构，以自然循环的方式从高温侧热交换器71流入散热用热交换器52中的制冷剂从散热用热交换器52流回时，不会直接进入高温侧热交换器71，而与流过第2高温侧制冷剂循环回路60的制冷剂合流。由此，在从高温侧热交换器71流出到第2高温侧制冷剂循环回路60中的制冷剂具有的热量的基础上，加上从散热用热交换器52流回的饱和温度的制冷剂具有的热量，使得流过第2高温侧制冷剂循环回路60的制冷剂的总热量增大。由此，对促进排水的蒸发用的热交换部62和防止冰箱壁的接霜用热交换部63的热量增大，可提高斯特林冷冻发动机30产生的热的利用效率。
图11表示本发明冰箱的第10实施方式。第10实施方式与第5实施方式的结构相同，而与第5实施方式的不同点在于高温侧热交换器为单一型。通过该结构，与第5实施方式一样，不必设置除霜用电热加热器，便可进行箱内冷却用热交换器42的除霜。另外，由于回收霜具有的低温热量，来冷却斯特林冷冻机30的高温部，所以减轻散热系统的热负载，提高散热系统整体的散热效率。
图12表示本发明冰箱的第11实施方式。第11实施方式与第6实施方式的结构相同，而与第6实施方式的不同点在于高温侧热交换器为单一型。通过该结构，与第6实施方式一样，不必设置除霜用电热加热器，便可进行箱内冷却用热交换器42的除霜，另外，即使停止斯特林冷冻发动机30，只要驱动循环泵64，便可用蓄积于蓄热部90中的高温热量加热制冷剂，进行除霜。
图13表示本发明冰箱的第12实施方式。第12实施方式将第2实施方式的结构进行下述变更。即，在第2实施方式的情况下，第1高温侧热交换器51专属于第1高温侧制冷剂循环回路50，第2高温侧热交换器61专属于第2高温侧制冷剂循环回路60。在第12实施方式中，在第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60中共同使用第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者。
如图13所示，第1高温侧制冷剂循环回路50的制冷剂配管从第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者并联出来，中途合流，进入散热用热交换器52。从散热用热交换器52出来的制冷剂配管中途分路，并联返回第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61。
第2高温侧制冷剂循环回路60的制冷剂配管从第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者并联出来，中途合流进行循环泵64。从用于排水的蒸发促进的热交换部62与用于冰箱壁的结露防止的热交换部63的并联连接结构出来的制冷剂配管中途分路，并联返回第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61。
换言之，第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60分别相对于第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61，相互并联地连接。
根据上述结构，从第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61两者向第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60进行制冷剂的供给。另外，制冷剂相对于第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者，从第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60流回。
根据该结构，第1高温侧制冷剂循环回路50和第2高温侧制冷剂循环回路60分别相对于第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61，相互并联地连接，所以即使去掉第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61中的某一个，也可确保多个高温侧制冷剂循环回路。由此，容易避免下述状况回路不能使用，制冷剂循环停止，结果导致斯特林冷冻发动机30因散热不良而损坏。
再者，在第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器51两者中，相对于第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60，进行制冷剂的供给及流回，可使第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者参与向外部的热供给和从外部的低温热量回收。
图14表示本发明冰箱的第13实施方式。第13实施方式，将第8实施方式的结构进行下述变更。即，在第8实施方式中，使用了单一型的高温侧热交换器71，而在第13实施方式中，使用分体型高温侧热交换器、即第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61。
如图14所示，第1高温侧制冷剂循环回路50的制冷剂配管从第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者并联出来，中途合流，进入散热用热交换器52。从散热用热交换器52出来的制冷剂配管中途分路，并联返回第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61。
第2高温侧制冷剂循环回路60的制冷剂配管从第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者并联出来，中途合流进行循环泵64。经过用于促进排水的蒸发的热交换部62后，从用于防止冰箱壁的结露的热交换部63出来的制冷剂配管中途分路，并联返回第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61。
换言之，第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60分别相对于第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61相互并联地连接。
根据上述结构，从第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61两者向第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60进行制冷剂的供给。另外，制冷剂相对于第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者，从第1高温侧制冷剂循环回路50与第2高温侧制冷剂循环回路60流回。
图15表示本发明冰箱的第14实施方式。第14实施方式，将第9实施方式的结构进行下述变更。即，在第9实施方式中，使用了单一型的高温侧热交换器71，而在第13实施方式中，使用分体型高温侧热交换器、即第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61。
如图15所示，第1高温侧制冷剂循环回路50的制冷剂配管从第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者并联出来，中途合流，进入散热用热交换器52。从散热用热交换器52出来的制冷剂配管从散热用热交换器52出来的流回用制冷剂配管与循环泵64的吸入侧连接。
第2高温侧制冷剂循环回路60的制冷剂配管从第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61两者并联出来，中途合流进行循环泵64。经过用于促进排水的蒸发的热交换部62后，从流出用于防止冰箱壁的结露的热交换部63的制冷剂配管中途分路，并联返回第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61。
当然，在第1高温侧制冷剂循环回路50闭塞的情况下，可由第2高温侧制冷剂循环回路60继续第1高温侧热交换器51与第2高温侧热交换器61的制冷剂循环，相反，即使在循环泵64发生故障，不从循环泵64向前输送制冷剂的情况下，第1高温侧制冷剂配管50的制冷剂循环也以使从第1高温侧热交换器51和第2高温侧热交换器61朝向循环泵64的制冷剂配管逆流的方式继续。由此，容易避免下述状况回路不能使用，制冷剂循环停止，结果导致斯特林冷冻发动机30因散热不良而损坏。
图16表示本发明冰箱的第15实施方式。第15实施方式与第5实施方式及第10实施方式一样，在热交换部62、63的并联连接结构上并联连接有除霜用制冷剂循环回路80。除霜用制冷剂循环回路80包括除霜用热交换器81、和与其上游侧及下游侧连接的阀82、83。除霜用热交换器81通过热传导或对流、或者由鼓风风扇的引起的强制对流将热传递向箱内冷却用热交换器42。
根据该结构，不必设置除霜用电热加热器，便可进行箱内冷却用热交换器42的除霜。另外，由于回收霜具有的低温热量，冷却斯特林冷冻发动机30的高温部，所以减轻散热系统的热负载，并且也提高散热系统整体的散热效率。由此，可提高斯特林冷冻发动机30的工作COP，减少消耗功率。
图17表示本发明冰箱的第16实施方式。第16实施方式在第15实施方式上追加下述元件。即，在热交换部62、热交换部63、除霜用热交换器81的并联连接结构与第2高温侧热交换器61之间，与第6实施方式及第11实施方式一样，设置有热交换器型的蓄热部90。
根据该结构，不必设置除霜用的电热加热器，便可进行箱内冷却用热交换器42的除霜，另外，即使停止斯特林冷冻发动机30，只要驱动循环泵64，便可用蓄积于蓄热部90中的高温热量对制冷剂加热，进行除霜。
以上，就本发明的各实施方式进行了说明，而本发明的范围并不限于差，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可施加各种变更来实施。
工业上的可利用性本发明是家庭用或业务用冰箱，可用于以斯特林冷冻机为低温热源的所有产品。
权利要求
1.一种冰箱，通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却，其特征在于，前述斯特林冷冻发动机的高温部的热传向气液二相的制冷剂，用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
2.一种冰箱，通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却，其特征在于，形成第1高温侧制冷剂循环回路，将前述斯特林冷冻发动机的高温部的热散发到箱外；第2高温侧制冷剂循环回路，将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种。
3.如权利要求2所述的冰箱，其特征在于，使前述第1高温侧制冷剂循环回路与前述第2高温侧制冷剂循环回路相互独立。
4.如权利要求3所述的冰箱，其特征在于，在前述第1高温侧制冷剂循环回路中，通过自然循环使制冷剂循环，在前述第2高温侧制冷剂循环回路中，通过强制循环使制冷剂循环。
5.一种冰箱，通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却，其特征在于，具有高温侧热交换器，设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部；散热用热交换器，用于向箱外环境进行散热；作为环状热虹吸的第1高温侧制冷剂循环回路，形成于前述高温侧热交换器与散热用热交换器之间；第2高温侧制冷剂循环回路，将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种；和循环泵，将前述高温侧热交换器内的制冷剂送出到前述第2高温侧制冷剂循环回路。
6.一种冰箱，通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却，其特征在于，形成第1高温侧制冷剂循环回路，将前述斯特林冷冻发动机的高温部的热散发到箱外；第2高温侧制冷剂循环回路，将前述高温部的热用于促进排水的蒸发、防止冰箱壁的结露、及箱内冷却用热交换器的除霜中的至少一种，并且，将前述第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路与设置于前述高温部上的共用的高温侧热交换器相互并联地连接。
7.如权利要求6所述的冰箱，其特征在于，设置多个前述高温侧热交换器，第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路分别与前述多个高温侧热交换器相互并联地连接。
8.如权利要求5所述的冰箱，其特征在于，前述第1高温侧制冷剂循环回路的流回用制冷剂配管与前述循环泵的吸入侧连接。
9.如权利要求2～8中任一项所述的冰箱，其特征在于，前述第1高温侧制冷剂循环回路和第2高温侧制冷剂循环回路中的一个或两者使用气液二相形式的制冷剂。
10.一种冰箱，通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却，其特征在于，为促进排水的蒸发而设置的热交换部、和为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部并联连接，该并联连接结构与设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器串联连接，而形成高温侧制冷剂循环回路。
11.一种冰箱，通过斯特林冷冻发动机进行箱内冷却，其特征在于，设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器、为促进排水的蒸发而设置的热交换部、为防止冰箱壁的结霜而设置的热交换部串联连接，而形成高温侧制冷剂循环回路。
12.如权利要求1～8、10、11中任一项所述的冰箱，其特征在于，形成低温侧制冷剂循环回路，所述低温侧制冷剂循环回路包含设置于前述斯特林冷冻发动机的低温部的热交换器和箱内冷却用热交换器，并且，形成高温侧制冷剂循环回路，所述高温侧制冷剂循环回路相对于前述箱内冷却用热交换器设置除霜用热交换部，该高温侧制冷剂循环回路包括该除霜用热交换部和设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器。
13.如权利要求12所述的冰箱，其特征在于，在高温侧制冷剂循环回路中设置蓄热部，所述高温侧制冷剂循环回路包含前述除霜用热交换部与设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器。
14.如权利要求9所述的冰箱，其特征在于，形成低温侧制冷剂循环回路，所述低温侧制冷剂循环回路包含设置于前述斯特林冷冻发动机的低温部的热交换器和箱内冷却用热交换器，并且，形成高温侧制冷剂循环回路，所述高温侧制冷剂循环回路相对于前述箱内冷却用热交换器设置除霜用热交换部，该高温侧制冷剂循环回路包括该除霜用热交换部和设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器。
15.如权利要求14所述的冰箱，其特征在于，在高温侧制冷剂循环回路中设置蓄热部，所述高温侧制冷剂循环回路包含前述除霜用热交换部与设置于前述斯特林冷冻发动机的高温部的热交换器。
全文摘要
本发明的冰箱，箱内冷却用热交换器与安装于斯特林冷冻发动机的低温部上的低温侧热交换器连接，形成低温侧制冷剂循环回路。在斯特林冷冻发动机的高温部上，安装有第1高温侧热交换器和第2高温侧入热交换器。在第1高温侧热交换器上连接有散热用热交换器，形成第1高温侧制冷剂循环回路，在第2高温侧热交换器上，连接有促进排水的蒸发的热交换部和防止冰箱壁的结露用的热交换部，形成第2高温侧制冷剂循环回路。
文档编号F25D21/06GK1878995SQ20038011081
公开日2006年12月13日 申请日期2003年12月22日 优先权日2003年12月10日
发明者陈炜, 张恒良, 米田哲也, 增田雅昭 申请人:夏普株式会社