JPS5899679A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ２、一 本発明は、冷却システムの一部を成す圧縮機を０Ｎ−Ｏ
ＦＦ制御することにより、庫内温度制御を行なう冷凍装
置の改良に関する。

圧縮機には、レシプロ型圧縮機等の低圧容器タイプの圧
縮機と、ロータリ型圧縮機等の高圧容器タイプの圧縮機
があるが、本件では一例としてロータリ型圧縮機等の高
圧容器タイプの圧縮機を有する冷凍装置について説明す
る。

従来より、この種の冷凍装置を採用した冷蔵庫において
は、冷却システムの一部を成す圧縮機を０Ｎ−ＯＦＦ制
御することにより庫内温度制御を行なっている。周知の
ように圧縮機が停止する瞬間には凝縮器、及び圧縮機内
に多量の高温、高圧冷媒が滞溜しており、圧縮機の停止
と同時に、冷却システムの減圧装置であるキャピラリチ
ューブは本来の減圧の機能ではなく、高、低圧をバラン
スせしめる均圧管としての機能を有するため、凝縮器内
の高温高圧冷媒が蒸発器内に流入する。これと同時に、
ロータリ型圧縮機等、高圧容器タイプの圧縮機では運転
停止により、制圧側より低圧３ページ 側に、高圧高温冷媒が逆流する。従って、この高圧高温
冷媒は圧縮機吸込口より蒸発器出口へと逆流し、蒸発器
内へ流入する。

当然のことではあるが、このような高圧高温冷媒の蒸発
器への流入はそのまま冷蔵庫内の熱負荷の増加となり、
最終的には電気代の増加となる。

この種の欠点に対し、キャピラリチューブからの流入に
対し、凝縮器入口と蒸発器入口との間の一部に冷媒制御
弁を設けたものは特開昭５６−１６０６６号公報に示さ
れ、又実開昭６５−９６３７３号公報には、蒸発器出口
と圧縮機吸込口との閾に逆止弁を設けるものが知られて
いる。

しかし、前記冷媒制御弁としての電磁弁はその作動のだ
めの入力、及び難しいコントロール関係が必要となり、
コスト的に欠点を有していた。

かかる点に鑑み、本発明は前記冷媒制御、弁に電磁弁で
はなく、冷却システムの特性を活かし、凝縮器出口に存
在する液冷媒量の増減によりフロートを上下させ、弁部
を開閉するフロート弁を設けることにより、効果として
は全く電磁弁と同様で、かつ、電気入力が必要ない分だ
けさらに節電が可能となり、さらにフロート弁の動作を
安定化させるものである。

即ち、フロート弁を動作させるだめのフロート浮力は、
液冷媒の状況によって影響を受けるもので、例えば、凝
縮が不足ぎみのときは気液混合の状態となり浮力の変動
を生じる。従って、フロート内の冷却は出来るかぎり完
全液化の冷媒が望ましく本発明は、補助凝縮器の後流に
フロート弁を介在させて、７　ｏ　−ト弁動作の安定を
計るものである。

以下に本発明の一実施例について添付図面に従い説明す
る。

図において、１は冷蔵庫本体であり、断熱壁２より成る
キャビネット３の内部を上下に仕切る中仕切材４を設け
、上室を冷凍室５、下室を冷蔵室６に分割している。両
室５，６にはそれぞれ専用の冷凍室扉７、冷蔵室扉８を
有している。前記中仕切材４の内部には周知の冷却シス
テムの一部を成す蒸発器９と、庫内に冷気を送るファン
１ｏを備え、冷凍室用冷気吹出口１１、冷蔵室用冷気吹
６ページ 出口１２よりそれぞれの室６．６へ冷気を送り庫内を冷
却する。冷蔵室用冷気吹出口１２には冷蔵室６内の温度
を検出し、前記冷蔵室用冷気吹出口１２の開口面積を調
整するダンパ１３を備えている。このダンパ１３は従来
周知のダンパサーモスタットでよいので詳細な説明を省
略する。冷凍室５上面に冷凍室６内の温度を検出し、圧
縮機１４の運転を０Ｎ−ＯＦＦさせるサーモスタット１
６を備えている。冷却システムは、密閉容器内が高圧と
なるロータリー型の圧縮機１４．主凝縮器１６ａ、補助
凝縮器１ｅｂ、キャピラリチューブ１７、蒸発器９を順
次接続して構成し、蒸発器９の出口と圧縮機１４の吸込
口との間には逆止弁１８を設け、蒸発器９の出口と逆止
弁１８の入口とを第１のサクションパイプ１９、逆止弁
１８の出口と圧縮機１４の吸込口とを第２のサクション
パイプ２ｏでそれぞれ接続している。第１のサクション
パイプ１９は蒸発器９側の一部を中仕切材４中に配設し
、他は断熱壁２中に埋設して配管されている。

６１．−・・ 補助凝縮器１８ｂは、本体１の前面開口縁３ａに熱交換
的に配設し、外気より温度の低い前面開口縁３ａの発汗
を防止すると共に、主凝縮器１６ａにて凝縮する冷媒を
更に過冷却する。２１は補助凝縮器１６ｂの出口と、キ
ャピラリチューブ１アとの間に設けたフロート弁本体で
あり、フロート弁本体２１と前記サクションパイプ１９
を熱交換的に接触せしめ、断熱壁２中に埋設し、フロー
ト弁本体２１内の冷媒の過冷却を促進させると共に、外
気からの加熱により過冷却液が、ガス化するのを防止し
ている。

前記フロート弁本体２１の内部にはフロート部２２を収
納し、該フロート部２２はクロロプレン、ニトリルゴム
等の発泡性材料からなる浮子部２３とポール弁２４から
なり、浮子部２３はポール弁２４の略半分をインサート
発泡して成る。フロート部２２下方には前記ポール弁２
４にて閉鎖される弁座２５を形成し、フロート弁出口２
６と連通した冷媒通路２５ａが設けられている。冷媒通
路２６ａは、弁座２６側を小径に出口２６側を大径にし
て７ページ おり、前記小径は、キャピラリチューブ１７の内径より
小さく、長さは非常に短かぐ形成し、出来るだけ弁座２
６での圧損が少なくかつ、ボール弁２４の開放時に小さ
な開放力即ちわずかな浮力にて動作するようになしフロ
ート部２２の浮子部２３が小型化できる様にしている。

又、フロート弁出口２６には、内径を前記キャピラリチ
ューブ１７の外径と略同−に作られた出口バイブ２６ａ
を挿入、固定している。又、フロート弁人口２８には、
前記冷媒通路２５ａの小径より径の小さいフィルター２
８ａ　、２８ｂと、モレキュラシープ等の乾燥剤２８ａ
を設けており、冷却システム内の水分を吸着するととも
に、フロート弁本体２１内に、金属くず等が侵入するの
を防止している。

また、フロート弁本体２１は円筒に形成される一方、前
記浮子部２３の外周は略六角に形成し、その対角長を前
記フロート弁本体２１の内径より若干小さく形成されて
いる。

さらに、浮子部２３上面の外縁部には複数の凸状のスト
ッパー２７．２７・・・・・・が一体に形成され、フロ
ート弁入口２８を形成したフロート弁本体上面２１ａと
当り、前記フロート部２２の過度の動きを防止する寸法
関係に構成されている。従って、フロート弁本体２１内
に液冷媒が存在する状態では浮子部２３の浮力によりフ
ロート部２２はフロート弁本体上面２１ａに押付けられ
る。この時、フロート弁入口２８−凸状のストツノＺ−
２７間の通路−フロート弁本体２１内周と浮子部２３の
外周六角部との間隙−フロート弁出口２６と冷媒流路が
形成されている。逆に、フロート弁本体２１内の液冷媒
量が減少すると浮子部２３の浮力が減少し、フロート部
２２の自重により降下し、ボール弁２４により弁座２６
を閉路する。

またフロート弁入口２８は補助凝縮器１６ｂ出口に接続
され、フロート弁の出ロノくイブ２６＆はキャピラリチ
ューブ１７人口に接続されている。

次に上記構成による動作について説明する。

冷蔵室６内の冷蔵室用冷気吹出口１２に設けたダンパ１
３により、冷蔵室用冷気吹出口１２の開口部を調整し、
蒸発器９にて冷却され、７７％０９ベーソ にて送られる冷気の冷蔵室６内への送風量を制御し、冷
蔵室６を所定・の温度に冷却する。

また、冷凍室６内に備えたサーモスタット１６により、
冷凍室６の温度を検出し、温度が所定の温度以上であれ
ば、圧縮機１４．ファン７を運転し、所定の温度に制御
する。冷却運転中は、圧縮機１４．主凝縮器１６ａ、補
助凝縮器１６ｂ、キャピラリチューブ１７．蒸発器９に
より正規の冷却システムを構成しており、圧縮機１４を
運転し、冷媒が主凝縮器１６ａ、補助凝縮器１６ｂで凝
縮液化しはじめると、垂直に・七り付けられたフロート
弁本体２１内部に冷媒液体がたまりはじめる。

この時フロート弁本体２１内部では、弁座２６゜ボール
弁２４は、圧縮機１４で圧縮された高圧冷媒がフロート
部２２を押し下げ、冷媒がキャピラリチューブ１７に流
れない様にシールされている。

冷媒液体がフロート部２２上面にまでたまってくると、
浮子部２３の浮力作用によってフロート部２２が浮き上
がり、冷媒液体がキャピラリチューブ１７へ流れる。浮
子部２３の比重及び体積の選１゜ 択は、冷媒液体の比重と凝縮器１６内部の高圧圧力と弁
座２６側の冷媒通路面積とによって求められる。また纂
−のサクションパイプ９によす第２のサクションパイプ
２ｏの圧力が低くなるため、逆止弁１８の冷媒通路も開
路され、冷却運転がされる。冷却運転が続き冷蔵庫本体
１内が冷却され、温度が低下してくると、本体１の前面
開口部３ａと熱交換的に配設している補助凝縮器１６ｂ
内の冷媒が前面開口部３ａと熱交換し、前面開口部３ａ
の温度を上昇させると共に、補助凝縮器１６ｂ内の冷媒
の温度を低下せしめ過冷却を促進し、フロにより、フロ
ート弁本体２１を冷却し、フロート弁本体２１内の冷媒
を更に過冷却する。

又、フロート弁本体２１は断熱材２中に埋設している為
、一度過冷却された冷媒がコンプレッｆ′１４の熱影響
等によりガス化することはなく、高外気温、過負荷条件
に於いても過冷却を安定して保持することが可能であり
、効率の良い冷却運転が行’１１　　Ａニー＝：’ なわれる。

ここで、サーモスタット１６により圧縮機１４が停止す
ると、凝縮器１６及びフロート弁本体２１内部にたまっ
ていた液化冷媒は、フロート弁本体２１内部の浮子部２
３上面よりわずかに下がった位置までキャピラリチュー
ブ１７を通って流れると、浮力が冷媒ガス圧力に比して
低下して弁座２５がボール弁２４によりシールされキャ
ピラリチューブ１７から蒸発器９内へ冷媒が流れ込むこ
とはなくなる。

また、同時に圧縮機１４内のオイルによる高・低圧の気
密が破壊され、圧縮機１４内部の高圧高温冷媒は第２の
サクションパイプ２ｏへと逆流する。

これにより、第一のサクションパイプ１９は第２のサク
ションパイプ２ｏより低圧となるため、逆止弁１８はそ
の冷媒通路が閉路する。

尚、フロート弁入口２８部に冷媒通路２５ａの径より小
さいフィルター２８ａ、２８ｂ及び乾燥材２８０を設け
ているためフロート弁本体２１内特開昭５８−９９６７
に４） に金属くず等が侵入することがなく冷媒通路２６ａが閉
路することはない。又冷媒通路２５ａの弁座２６側の径
をキャピラリチューブ１７の内径より小さくかつ、長さ
は非常に短かくしているので弁座２６での圧損は少なく
、かつ、ボール弁２４の開放時における弁吸着力、即ち
弁座面積とポール弁前後の圧力差の積を少さくできフロ
ート部２２の浮子部２３を小型化することができる。

また前記フロート弁本体２１内周と浮子部２３の六角部
の対角長は略同−として構成されているため、フロート
部２２のガタッキ及びシール不良等は発生しない。さら
に、浮子部２３はクロロプレン、ニトリルゴム等の発泡
材料から構成されているので、フロンガス等の冷媒には
膨潤作用もない。

以上の説明からも、明らかであるように、本発明による
冷凍装置は、圧縮機、主凝縮器、補助凝縮器、キャピラ
リチューブ、蒸発器サクションチー−プを順次接続して
構成する冷却システムにより冷蔵庫の庫内を冷却すると
ともに、前記圧縮機１３　ページ の０Ｎ−ＯＦＦ運転により庫内温度を制御せしめ、かつ
冷蔵庫本体の前面開口縁に前記補助凝縮器を熱交換的に
配設し、前記補助凝縮器の下流側に内部に存在する液冷
媒の増減により開閉するフロー弁を設けたものであるた
め、冷媒流れを制御するフロート弁本体内のフロート部
に浮力を生じさせる冷媒を補助凝縮器により過冷却即ち
完全液化を行った液冷媒にて作動することができ、フロ
ート弁内の冷媒状態の不安定な状態即ち気液混合状態を
減少し、安定した制御を行なえるものである。

更に、フロート弁本体とサクションチューブの熱交換、
あるいはフロート弁本体を断熱材中に埋設することによ
り、フロート弁本体内での気化を減少し一層安定した動
作を行なえ、低ランニングコストの冷凍装置をえること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を応用した冷蔵庫の断面
図、第２図は第１図のｎ−ｕ’線における要部断面図、
第３図は冷却システム配管図、第４図はフロート弁本体
の断面図、第６図は第４図の１４　−　・ 要部の分解斜視図を示す。 １４・・・・・・圧縮機、１６ａ・・・・・・主凝縮器
、１ｅｂ・・・・・補助凝縮器、１７・・・・・・キャ
ピラリチューブ、１８−・・・・ｅ逆止弁、１９．２０
・−・・・・第１．第２のサクションノーイブ、２１　
・・・・・・フロート弁本体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
図 １１２図 １９　　１３２０ 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、主凝縮機、補助凝縮器、キャピラリチュ
   ーブ、蒸発器、サクションチューブを順次接続して構成
   する冷却システムにより、断熱材により断熱された庫内
   を冷却するとともに、前記圧縮機の０Ｎ−ＯＦＦ運転に
   より庫内温度を制御せしめ、かつ本体の前面開口縁に、
   前記補助凝縮器を熱交換的に配設し、更に前記補助凝縮
   器の下流側に、内部に存在する液冷媒の増減により開閉
   するフロート弁本体を設けた冷凍装置。
2. （２）前記フロート弁本体とサクションチューブを熱交
   換的に配設した前記特許請求の範囲第一１項記載の冷凍
   装置。
3. （３）前記フロート弁本体を、前記断熱材中に埋設して
   なる前記特許請求の範囲第一／−項、または第２項記載
   の冷凍装置。