JPH08285387A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は圧縮機の低圧運転を防止し、速やか
に安定状態への移行を行うことで事で、圧縮機の信頼性
向上に寄与する冷蔵庫を提供するものである。 【構成】 高圧容器型の圧縮機１と、凝縮器２と、減圧
手段である毛細管３と、蒸発器４とを順次環状に接続し
てなる冷凍サイクルを設置し、凝縮器２と、圧縮機１の
吸入管部との間に絞りを有するバイパス回路１３と、凝
縮器２と、バイパス回路１３との接続部に電磁弁１５
と、電磁弁１５の開閉タイミング検知手段である吸入圧
力検知手段１８と、電磁弁１５の開閉を行う電磁弁制御
手段１６とを備えてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫に関し、特に除
霜後の圧縮機起動の過渡運転時に生じる低圧運転防止に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷蔵庫は、実開平３−８３７９１
号公報にて知られるような構成を持っている。以下、図
７を参考に従来の冷蔵庫の構成について説明を行う。

【０００３】１は高圧容器型の圧縮機、２は凝縮器、３
は減圧装置である毛細管、４は蒸発器であり、圧縮機
１、凝縮器２、毛細管３、蒸発器４は順次環状に接続
し、冷凍サイクルを形成している。５は冷蔵庫の本体で
内部を区画し、それぞれ冷凍室６と冷蔵室７の２室を形
成している。８は除霜用ヒータで、蒸発器４の近傍に設
けてある。

【０００４】９は除霜検知手段であらかじめ設定した時
間間隔や、蒸発器４の温度、着霜状態を検知し、また除
霜運転時には、除霜の終了を検知する。除霜検知手段９
の検知出力により図示しない除霜制御手段で、圧縮機１
の運転、停止、除霜用ヒータ８の運転停止を制御する。

【０００５】１０は除霜水を蒸発皿１１に導く水パイプ
であり、蒸発皿１１は機械室１２内にあって凝縮器２の
一部を蒸発皿１１に配設してある。凝縮器２の一部は蒸
発の効率向上のため圧縮機１の吐出に近い部分が通常使
われる。

【０００６】次に上記従来の構成の動作について説明す
る。圧縮機１の運転により、圧縮機１より吐出された高
温高圧の冷媒は、凝縮器２により凝縮液化し、さらに、
毛細管３にて減圧され、蒸発器４で蒸発気化し図示しな
い熱搬送手段により冷凍室６、冷蔵室７を冷却する。蒸
発器４で気化した冷媒は、再び、圧縮機１に吸入され
る。

【０００７】この様な冷却運転を行うことにより、冷凍
室６、冷蔵室７内の空気に含まれる水分が、蒸発器４で
熱交換される際に霜として、蒸発器４の表面に付着す
る。この着霜が進むと、蒸発器４の熱交換効率が減少
し、充分な冷却運転が不可能となってくる。

【０００８】この状態を除霜検知手段９が検知し、除霜
制御手段に除霜開始信号を出力する。この信号を受け除
霜検知手段は、除霜を開始する。除霜制御手段は、圧縮
機１を停止し除霜用ヒータ８を運転し、除霜を開始す
る。除霜用ヒータ８の運転により、蒸発器４の表面の霜
を発熱により融解する。

【０００９】蒸発器４の表面の霜が融解すると、除霜検
知手段９は除霜が完了したことを通常蒸発器４の温度が
所定温度（一般的には１０から２０℃）以上になること
で検知し、除霜制御手段へ除霜終了信号を出力する。除
霜制御手段はこの信号を受けて、除霜運転を終了するた
め、除霜用ヒータ８を停止し、その後、圧縮機１を起動
する。この操作により冷凍サイクルは再び冷却運転を開
始する。

【００１０】除霜により発生する除霜水は水パイプ１０
を通じて蒸発皿１１へと送られる。蒸発皿に一旦貯留さ
れた除霜水は圧縮機１が運転を始めると高温の凝縮器２
の一部分と熱交換することで徐々に蒸発していく。

【００１１】

【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、低周囲温度時において、除霜開始直前に蒸
発器４内に保持される冷媒に加え、圧縮機１停止と同時
に、凝縮器２及び圧縮機１の周囲温度と蒸発器４の周囲
温度の差から生じる冷媒の飽和圧力差により、圧縮機
１、凝縮器２から蒸発器４へ冷媒が移動を始める。

【００１２】そして、除霜の進行により蒸発器４の温度
が上昇し、圧縮機１、凝縮器２の周囲温度より蒸発器４
及びその周囲温度が高くなると、除霜運転初期とは逆
に、冷媒の飽和圧力が蒸発器４内の方が高くなり、冷媒
は蒸発器４から圧縮機１、凝縮器２へと移動を行う。

【００１３】除霜終了時においては蒸発器４内の冷媒は
ほとんどなくなり、冷凍サイクル中最も温度の低い凝縮
器２内で遍在して滞留する。特に低温の除霜水により冷
却される凝縮器の一部等に遍在する。

【００１４】このため、除霜後の圧縮機１起動時には、
通常の運転安定状態における凝縮器２内の冷媒分布状
態、つまり圧縮機１から毛細管３方向へと気相から液相
へといった状態でなく冷媒が滞留し、かつ蒸発器４内に
ほとんど冷媒がない。

【００１５】このため、圧縮機１が起動すると蒸発器４
内にほとんど冷媒が存在しないので吸込みガスの比体積
は小さく、十分に加圧する事ができない。と同時に凝縮
器２内で冷媒が遍在しているので、安定して毛細管３入
口部に液冷媒が到達せず、毛細管３に多量のガスが噛み
込み、冷媒の循環を阻害する。この悪循環によって、除
霜後の運転過渡期における冷凍サイクルのバランスが崩
れた低圧運転状態が起こる。

【００１６】起動過渡期に液戻り等により圧縮機１の摺
動部の油膜が切れた状態でさらに冷媒も、冷媒とともに
巡回している潤滑油も少ししか戻ってこない低圧運転が
続く圧縮機１の摺動部は乾燥摩擦となり異常磨耗が発生
する事があった。

【００１７】さらに、起動後冷凍サイクルが安定するま
で時間がかかり、運転時間の増加から、消費電力の増加
につながる。

【００１８】本発明の冷蔵庫は従来の課題を解決するも
ので、除霜後の圧縮機起動時における低圧運転を防止で
きる冷蔵庫を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の冷蔵庫は、高圧容器型の圧縮機と、凝縮器
と、毛細管と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍
サイクルを設置し、前記蒸発器近傍に設けた除霜用ヒー
タと、前記凝縮器と前記高圧容器型圧縮機の吸入管部と
の間に絞りを有するバイパス回路と、前記凝縮器と前記
バイパス回路との接続部に設けた電磁弁と、前記電磁弁
の開閉タイミング検知手段と、前記電磁弁の開閉を行う
電磁弁制御手段とを備えるものである。

【００２０】また、電磁弁の開閉タイミング検知手段が
前記高圧容器型圧縮機と前記蒸発器との接続部に設けた
吸入圧力検知手段であり、電磁弁制御手段がタイマーを
有し、前記吸入圧力検知手段の検知した吸入圧力が所定
の圧力以下となった時に前記電磁弁を開放し、次に前記
タイマーが所定の時間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖
することを備えるものである。

【００２１】また、電磁弁の開閉タイミング検知手段が
蒸発器近傍に設けた除霜検知手段であり、電磁弁制御手
段がタイマーを有し、前記除霜検知手段が除霜終了を検
知した時に前記電磁弁を開放し、前記タイマーが所定の
時間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖することを備える
ものである。

【００２２】また、さらに、電磁弁の開閉タイミング検
知手段が前記毛細管と前記蒸発器との接続部に設けた温
度検知手段であり、電磁弁制御手段がタイマーを有し、
前記温度検知手段の検知した温度が所定の温度以下とな
った時に前記電磁弁を開放し、前記タイマーが所定の時
間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖することを備えるも
のである。

【００２３】

【作用】上記構成により、本発明の冷蔵庫は、低圧運転
が生じると、電磁弁開閉タイミング検知手段である吸入
圧力検知手段により検知される圧力が所定の圧力以下と
なり、電磁弁制御手段によって信号が送られ、凝縮器と
バイパス回路との接続部に設けられた電磁弁が開放さ
れ、前記凝縮器から高圧容器型圧縮機の吸入管部へ直接
冷媒が循環し、吸入圧力が上昇し、さらには高圧圧力が
上昇する。

【００２４】高圧圧力の上昇によって冷媒の循環が促進
され、冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が修正され
る。

【００２５】前記電磁弁制御手段が有するタイマーが所
定時間を経過すると前記電磁弁が閉鎖されるので、低圧
運転が起こらず安定状態への移行がスムーズに行える。

【００２６】また、電磁弁開閉タイミング検知手段であ
る除霜検知手段が除霜終了を検知すると、電磁弁制御手
段によって信号が送られ、電磁弁が開放される。高圧容
器型圧縮機が起動すると、前記凝縮器から高圧容器型圧
縮機の吸入管部へ直接冷媒が循環し、吸入圧力が上昇
し、さらには高圧圧力が上昇する。

【００２７】高圧圧力の上昇によって冷媒の循環が促進
され、冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が修正され
る。

【００２８】前記電磁弁制御手段が有するタイマーが所
定時間を経過すると前記電磁弁が閉鎖されるので、低圧
運転が起こらず安定状態への移行がスムーズに行える。

【００２９】また、さらに、低圧運転が生じると、冷媒
の蒸発温度が低下し、蒸発器入口の配管温度が急激に低
下する。これにより電磁弁開閉タイミング検知手段であ
る毛細管と蒸発器との接続部に設けた温度検知手段の検
知する温度が所定温度以下となり、電磁弁が開放され、
前記凝縮器から高圧容器型圧縮機の吸入管部へ直接冷媒
が循環する。これによって吸入圧力が上昇し、さらには
高圧圧力が上昇する。

【００３０】高圧圧力の上昇によって冷媒の循環が促進
され、冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が修正され
る。前記電磁弁制御手段が有するタイマーが所定時間を
経過すると前記電磁弁が閉鎖されるので、低圧運転が起
こらず安定状態への移行がスムーズに行える。

【００３１】

【実施例】本発明による冷蔵庫の一実施例について図１
〜図６を参考に説明する。但し、従来と同一構成につい
ては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００３２】１は高圧容器型の圧縮機、２は凝縮器、３
は毛細管、４は蒸発器であり、圧縮機１、凝縮器２、毛
細管３、蒸発器４は順次環状に接続し、冷凍サイクルを
形成している。

【００３３】１３は絞り１４を有するバイパス回路であ
り、凝縮器２と、圧縮機１の吸入管部とを接続してな
る。バイパス回路１３と凝縮器２の接続部に電磁弁１５
を設けてある。１６はタイマー１７を有する電磁弁制御
手段であり、１８は電磁弁の開閉タイミング検知手段で
ある吸入圧力検知手段である。

【００３４】５は冷蔵庫の本体で内部を区画し、それぞ
れ少なくとも１室の冷凍室６と少なくとも１室の冷蔵室
７により少なくとも２室を形成している。８は除霜用ヒ
ータで、蒸発器４の近傍に設けてある。

【００３５】９は除霜検知手段であらかじめ設定した時
間間隔や、蒸発器４の温度、着霜状態を検知し、また除
霜運転時には、除霜の終了を検知する。除霜検知手段９
の検知出力により図示しない除霜制御手段で、圧縮機１
の運転、停止、除霜用ヒータ８の運転停止を制御する。

【００３６】次に上記従来の構成の動作について説明す
る。圧縮機１の運転による冷却運転が行われ、蒸発器４
で着霜が進む。これにより、蒸発器４の熱交換効率が減
少し、充分な冷却運転が不可能となってくる。

【００３７】この状態を除霜検知手段９が検知し、除霜
制御手段に除霜開始信号を出力する。この信号を受け除
霜検知手段は、除霜を開始する。

【００３８】除霜制御手段は、圧縮機１を停止し除霜用
ヒータ８を運転し、除霜を開始する。除霜用ヒータ８の
運転により、蒸発器４の表面の霜を発熱により融解す
る。

【００３９】蒸発器４の表面の霜が融解すると、除霜検
知手段９は除霜が完了したことを通常蒸発器４の温度が
所定温度（一般的には１０から２０℃）以上になること
で検知し、除霜制御手段へ除霜終了信号を出力する。

【００４０】除霜制御手段はこの信号を受けて、除霜運
転を終了するため、除霜用ヒータ８を停止し、その後、
圧縮機１を起動する。この操作により冷凍サイクルは再
び冷却運転を開始する。

【００４１】低周囲温度時において、除霜中に蒸発器４
の温度が上昇し、圧縮機１、凝縮器２の周囲温度より蒸
発器４及びその周囲温度が高くなると、冷媒の飽和圧力
が蒸発器４内の方が高くなり、冷媒は蒸発器４から圧縮
機１、凝縮器２へと移動を行う。

【００４２】除霜終了時においては蒸発器４内の冷媒は
ほとんどなくなり、冷凍サイクル中最も温度の低い凝縮
器２内で遍在して滞留する。

【００４３】このため、除霜後の圧縮機１起動時には、
通常の運転安定状態における凝縮器２内の冷媒分布状
態、つまり圧縮機１から毛細管３方向へと気相から液相
へといった状態でなく冷媒が滞留し、かつ蒸発器４内に
ほとんど冷媒が存在しないので吸込みガスの比体積は小
さく、十分に加圧する事ができない。

【００４４】同時に凝縮器２内で冷媒が遍在しているの
で、安定して毛細管３入口部に液冷媒が到達せず、毛細
管３に多量のガスが噛み込み、冷媒の循環を阻害する。
これにより圧縮機１の吸入圧力が低下する。

【００４５】図２に示すように、ステップ１で吸入圧力
検知手段１８により検知された圧力値が電磁弁制御手段
１６に入力され、ステップ２で検知圧力値が所定の圧力
以下であるならば、ステップ３へ進みタイマー１７をス
タートさせ、高い場合はステップ１へと戻る。

【００４６】ステップ３でタイマー１７をスタートさせ
た後、ステップ４で電磁弁１５を開放する。そしてステ
ップ５でタイマー１７がカウントアップしているか調
べ、カウントアップしていなければステップ４へ戻り、
カウントアップしていればステップ６へ進み電磁弁１５
を閉鎖する。

【００４７】こうして圧縮機１の吸入圧力が低下する
と、バイバス回路１３が開放されて、凝縮器２内に偏在
して存在する冷媒が絞り１４を経て、圧縮機１へ吸入さ
れ、吸入圧力が絞り１４の絞り量に応じて上昇し、高圧
圧力も同時に上昇する。

【００４８】電磁弁１５が閉鎖されバイパス回路１３が
遮断されると、高圧圧力の上昇により、冷媒の循環が促
進され、冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が修正さ
れる。

【００４９】起動過渡期に低圧運転がないので、冷媒と
ともに巡回している潤滑油が戻ってくるので圧縮機１の
摺動部は乾燥摩擦とはならないので圧縮機１の摺動部異
常磨耗が発生することなく圧縮機１の信頼性を確保する
ことができる。

【００５０】さらに、除霜後の起動後に、冷凍サイクル
が速やかに安定するので、運転時間が短縮され、消費電
力の低減となる。

【００５１】また、図３、図４に示すように、電磁弁の
開閉タイミング検知手段である吸入圧力検知手段１８の
代わりに除霜検知手段９を用いて、ステップ１で除霜検
知手段９から除霜終了の信号を取り込み、ステップ２で
除霜が終了したならステップ３へ進み、未終了であるな
らステップ１へ戻る電磁弁制御手段１６であっても良
い。

【００５２】これにより圧力検知手段分の低コスト化が
図れる。さらに、また、図５、図６に示すように、電磁
弁の開閉タイミング検知手段である吸入圧力検知手段１
８の代わりに毛細管３と蒸発器４との接続部に設けた温
度検知手段１９を用いて、ステップ１で例えばサーミス
タである温度検知手段１９から配管温度を取り込み、ス
テップ２で検知温度値が所定の温度以下であるならば、
ステップ３へ進みタイマー１７をスタートさせ、高い場
合はステップ１へと戻る電磁弁制御手段１６であっても
良い。

【００５３】なお、温度検知手段１９はバイメタルであ
っても同様の効果が得られる。なお、電磁弁１５は通電
により閉鎖、停電により開放としても良いし、逆でもよ
いが、望ましくは大部分の時間をしめる通常の冷蔵庫運
転時には閉鎖状態であるため電力消費量が低減できるた
め、通電により開放がよい。また、通電により開放状態
と閉鎖状態を切り替えるもので有ればなお良い。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
冷蔵庫は、高圧容器型の圧縮機と、凝縮器と、毛細管
と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルを
設置し、前記蒸発器近傍に設けた除霜用ヒータと、前記
凝縮器と前記高圧容器型圧縮機の吸入管部との間に絞り
を有するバイパス回路と、前記凝縮器と前記バイパス回
路との接続部に設けた電磁弁と、前記電磁弁の開閉タイ
ミング検知手段と、前記電磁弁の開閉を行う電磁弁制御
手段とを備えたので、前記高圧容器型圧縮機の吸入圧力
が所定の圧力以下となると、所定のタイミングで前記バ
イパス回路が開放となり、高圧圧力が上昇した後、バイ
パス回路が閉鎖するので、冷凍サイクルの安定状態への
移行がスムーズに行え、低圧運転が起こらない。

【００５５】また、電磁弁の開閉タイミング検知手段が
前記高圧容器型圧縮機と前記蒸発器との接続部に設けた
吸入圧力検知手段であり、電磁弁制御手段がタイマーを
有し、前記吸入圧力検知手段の検知した吸入圧力が所定
の圧力以下となった時に前記電磁弁を開放し、次に前記
タイマーが所定の時間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖
することを備えたので、前記高圧容器型圧縮機の吸入圧
力が所定の圧力以下となると、前記バイパス回路が開放
され、所定時間経過後前記バイパス回路が閉鎖されるの
で低圧運転が回避される。

【００５６】また、電磁弁の開閉タイミング検知手段が
蒸発器近傍に設けた除霜検知手段であり、電磁弁制御手
段がタイマーを有し、前記除霜検知手段が除霜終了を検
知した時に前記電磁弁を開放し、前記タイマーが所定の
時間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖することを備えた
ので、除霜後に前記バイパス回路が開放され、所定時間
経過後前記バイパス回路が閉鎖されるので低圧運転が起
こらない。

【００５７】また、さらに、電磁弁の開閉タイミング検
知手段が前記毛細管と前記蒸発器との接続部に設けた温
度検知手段であり、電磁弁制御手段がタイマーを有し、
前記温度検知手段の検知した温度が所定の温度以下とな
った時に前記電磁弁を開放し、前記タイマーが所定の時
間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖することを備えたの
で、前記毛細管の冷媒流量量が低下して、蒸発器入口温
度が低下するのを検知し、所定の温度以下になった時に
バイパス回路が開放され、所定時間経過後前記バイパス
回路が閉鎖されるので低圧運転が回避される。

【００５８】以上のように起動過渡期に低圧運転が起こ
らないので、冷媒とともに巡回している潤滑油がすぐに
戻り、前記高圧容器型圧縮機の摺動部は乾燥摩擦とはな
らないので、前記高圧容器型圧縮機の摺動部異常磨耗が
発生することなく前記高圧容器型圧縮機の信頼性を確保
することができる。

【００５９】さらに、起動後前記冷凍サイクルのバラン
スの崩れた状態が続かないので、前記高圧容器型圧縮機
の運転時間が短縮され、消費電力の低減となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による冷蔵庫の一実施例の断面図

【図２】本発明による冷蔵庫の一実施例の電磁弁の動作
を示すフローチャート

【図３】本発明による冷蔵庫の一実施例の断面図

【図４】本発明による冷蔵庫の一実施例の電磁弁の動作
を示すフローチャート

【図５】本発明による冷蔵庫の一実施例の断面図

【図６】本発明による冷蔵庫の一実施例の電磁弁の動作
を示すフローチャート

【図７】従来の冷蔵庫の断面図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 毛細管 ４ 蒸発器 ８ 除霜用ヒータ ９ 除霜検知手段 １３ バイパス回路 １４ 絞り １５ 電磁弁 １６ 電磁弁制御手段 １７ タイマー １８ 吸入圧力検知手段 １９ 温度検知手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧容器型の圧縮機と、凝縮器と、毛細
   管と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイクル
   を設置し、前記蒸発器近傍に設けた除霜用ヒータと、前
   記凝縮器と前記高圧容器型圧縮機の吸入管部との間に絞
   りを有するバイパス回路と、前記凝縮器と前記バイパス
   回路との接続部に設けた電磁弁と、前記電磁弁の開閉タ
   イミング検知手段と、前記電磁弁の開閉を行う電磁弁制
   御手段とを備えた冷蔵庫。
2. 【請求項２】 電磁弁の開閉タイミング検知手段が高圧
   容器型圧縮機と蒸発器との接続部に設けた吸入圧力検知
   手段であり、電磁弁制御手段がタイマーを有し、前記吸
   入圧力検知手段の検知した吸入圧力が所定の圧力以下と
   なった時に前記電磁弁を開放し、次に前記タイマーが所
   定の時間を経過した時に前記電磁弁を閉鎖することを備
   えた請求項１記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 電磁弁の開閉タイミング検知手段が蒸発
   器近傍に設けた除霜検知手段であり、電磁弁制御手段が
   タイマーを有し、前記除霜検知手段が除霜終了を検知し
   た時に前記電磁弁を開放し、前記タイマーが所定の時間
   を経過した時に前記電磁弁を閉鎖することを備えた請求
   項１記載の冷蔵庫。
4. 【請求項４】 電磁弁の開閉タイミング検知手段が毛細
   管と蒸発器との接続部に設けた温度検知手段であり、電
   磁弁制御手段がタイマーを有し、前記温度検知手段の検
   知した温度が所定の温度以下となった時に前記電磁弁を
   開放し、前記タイマーが所定の時間を経過した時に前記
   電磁弁を閉鎖することを備えた請求項１記載の冷蔵庫。