JPS5986881A - 冷却装置 - 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】 （イ）発明の分野 貯蔵室内に補助冷却器を設け、冷却器室内には主冷却器
を設け、通常の冷却運転では主冷却器で冷却した空気を
送風機にて貯蔵室内へ循環し、食品や製氷皿の水を速か
に冷凍す、る場合は補助冷却器と主冷却器とに冷媒を流
して急速冷却する方式の冷却装置に関する。

（ロ）背景技術及びその問題点 冷凍室と冷蔵室を備え両室間の冷却器室に収納した冷却
器で冷却した空気を送風機にて冷凍室力・ら冷蔵室へ循
環し、冷凍室の内壁に直冷式冷却器を設け、両冷却器に
冷媒が直列に流れるようにし、冷蔵室の温度で送風機の
運転を制御し冷凍室の温度で電動圧縮機も停止して冷蔵
庫の運転を停止する方式のものが実公昭５４−３８６１
８号公報で公知である。しかし、冷却運転状態では両冷
却器に冷媒が常に流れる方式であり、通常の冷却運転と
急速に食品等を凍結させたい急速冷凍運転とを区別して
使用することによる経済運転を行うようには構成されて
いない。

そこで本出願人は先に通常の冷却運転と急速冷却運転と
が選択できる装置を提案しており、それの一つとして第
１図及び第２図に冷蔵庫の構造及び冷媒回路を示してい
る。以下それを図面に於いて説明する。第１図において
（１）は例えば所謂二温度式冷蔵庫でそれの庫内は仕切
壁（２）にて冷凍温度に保たれる冷凍室（３）と氷点よ
りも高い温度に保たれる冷蔵室（４）とに区画形成され
ている。（５）は仕切壁（２）と間隔を保って上方に設
けられた冷凍室（３）の底壁で仕切壁（２）との間に形
成した冷却室（６）内には主冷却器（７）が設置されて
いる。（８）は主冷却器（７）で冷却した空気を冷凍室
（３）と冷蔵室（４）とに循環させる電動送風機で冷凍
室（３）へは送風機（８）の前方から直接冷気が吐出さ
れ、又冷蔵室（４）へはダクト（９）を通って降下した
冷気が送出されて矢印の如く循環する。ａ唱ま冷蔵室（
４）の温度に応じてダクト（９）の冷蔵室（４）への冷
気吐出口部分を開閉するダンパ装置である。（１１）は
電動圧縮機、０りは凝縮器、（１３１は例えば２枚の金
属板間に冷媒通路を形成した所謂ロールボンド式或いは
金属板に冷媒管を熱伝導的に配設した所謂チー−プオン
シート式の冷却器で構成される補助冷却器で本実施例で
は冷凍室（３）内に物品を載置する様棚状に設けられて
いる。

次に第２図の冷媒回路について説明する。凝縮器ａ２を
出た冷媒は第１キャピラ、リチーープαＤを通過した後
二方向に分岐し一方は第２キヤピラリチユーブａ樽を経
て主冷却器（カへ流入し、他方は流路制御装置としての
第に方弁Ｑ’ｌを経て補助冷却器α３）に流入する。さ
て補助冷却器＜１３１の出口側は再び二方向に分岐し一
方はバイパス管（２０）として主冷却器（７）の出口側
へ、他方は連絡管（２１）として主冷に接続される第２
二方弁である。この場合バイパス管（２のは主冷却器（
力の流路抵抗よりも十分大なる流路抵抗となる様管径を
小さくしておく必要がある。ここで第２二方弁（２２）
を用いずバイパス管も良いが実際には生産コストの面で
不都合が生じる為通常三方弁は用いられない。さて、こ
の構成であると通常は第１、第２二方弁αし　（２２）
を閉じておけば冷媒は主冷却器（７）に流入して庫内は
主冷却器（力による冷却が成され、主冷却器（力の除霜
時には第に方弁Ｈを開き、第２二方弁（２２）を閉じる
事によって第１キャビラリチー−ブαηを経た冷媒は補
助冷却器（１３）に流入しそこで蒸発してバイパス管（
２命からアキームレータＱ５１を経て圧縮へ・α１）に
戻る循環をする。即ち主冷却器（７）の除霜中にも冷凍
室（３）内は補助冷却器（１３によって冷却される。次
に食品や製氷皿内の水を急速に凍結させる必要がある時
にはそれらの物品を補助冷却器Ｑ３上に載置して第に方
弁（１１を開き、第２二方弁（２２）を開くことにより
、冷媒は第２キャピラリチー−プ顛の流路抵抗によって
補助冷却器（１３）に流入して一部蒸発した後、バイパ
ス管（２のの流路抵抗によって次に主冷却器（力に流入
しそこで蒸発する様になる。

これによって補助冷却器（１艶上の物品は補助冷却器α
３）からの直接冷却と、主冷却器（力からの冷風による
間接冷却により急速に冷却され、急速冷凍、急速製氷が
達成される。

然るに、上述の如き回路であると主冷却器（力の流路抵
抗はその冷却管長が長い為通常大きくなるので第２二方
弁（２，ｆ）を開いた時に冷媒を主冷却器（７）・＼流
す為にはバイパス管（２０）の流路抵抗は相当大きなも
のとしなければならない。又、その様にバイパス管（２
０）の流路抵抗を太・き（した場合、第２二方弁（２２
）が閉じている主冷却器（力の除霜中には補助冷却器（
１３）内の冷媒の蒸発圧力が高くなり、従って蒸発温度
も高くなる為、主冷却器（７）の除霜中の補助冷却器（
１３）の冷却効率が悪化する欠点を生じていた。また通
常の冷却運転サイクルでは電動圧縮機α１）が停止した
ときには、凝縮器α２で凝縮した高温冷媒が冷却器（７
）に流入して冷却器（７）の低温冷媒と混合するので冷
却器（力の温度を上昇する方向に作用し冷却運転率が悪
くなるよう作用する。

また冷却器（力内の液冷媒が増加していることにより箱
の融解に必要な熱量とこの液冷媒の蒸発潜熱を加えて除
屑用ヒータａ０の発熱量も大きくする必要が生じたり、
また除霜時間が長くなる欠点が生じる。

（ハ）発明の目的 貯蔵室内に補助冷却器を設けて急速冷凍運転と通常の冷
却運転とを達成する冷媒回路であって冷却運転効率を向
上した構成とし、更に除霜時間の延長を防止でき、また
は除霜ヒータの発熱量の増加の防止可能な構成とするも
のである。

に）発明の実施例 本発明の実施例の−っを第３図及び第４図に基づいて説
明する。第１図は本発明の実施例と同一であるためその
まま利用し、第２図と同一符号は同一名称部分を示すも
のとする。第３図において、（２３）（２４）（２５１
は電磁弁、（２６）（２ηはキャピラリチューブ、（２
８＋はアキ二ムレータ（１ωと電動圧縮機（１１）の吸
込側との間の冷媒通路に設けた逆止弁で電動圧縮機（１
１）の吸込み方向に対して冷媒通路を開きその逆向きの
冷媒の流れを阻止する。（２９）は補助冷却器（１３）
の出口側と主冷却器（７）の入口側を接続する連絡管で
補助冷却器α３）の出口側に近く立上ったダム部Ｃ３１
）を形成して冷媒の抵抗としている。例は補助冷却器０
３）の出口側と主冷却器（力の出口側とを連結したバイ
パス管で途中に電磁弁（ハ）を有する。キャピラリチー
−プ（２６）＠を除き連絡管Ｑ’４の内径は他の冷媒パ
イプよりも小径であり、ダム部Ｇυの抵抗と併せ後述の
如く主冷却器（力の除霜時の冷媒が主冷却器に流れない
様にしている。

第４図において、Ｇ２は温度調節器で実質的に冷凍室（
３）の温度制御をするように冷凍室（３）内の温度或い
は冷凍室（３）への循環冷気温度若しくは主冷却器（力
の温度を感知して接点を開閉する。（至）は除霜タイマ
で電動機（３３Ａ）の回転にて動作するカムスイッチ（
３３Ｂ）を有する。（ロ）は冷却器（力の除霜終了温度
検出用サーモスタットである。０→は除霜リレーでスイ
ッチ（３５ＡＸ３５ＢＸ３５ＣＸ３５ＤＸ３５Ｅ）を有
する。

Ｃ３６）は急冷タイマで電動機（３６Ａ）の回転で動作
するカムスイッチ（３６Ｂ）を有する。Ｇ７）は急冷指
令スイッチ、□□□）は急冷リレーでスイッチ（３８Ａ
）（３８Ｂ）（３８Ｃ）を有する。Ｃ３９）は急冷中止
スイッチ、（４０）は電源である。

この構成において、通常の冷却運転状態ではリレー（ハ
）のスイッチ（３５Ａ）は閉じ（３５Ｂ）（３５ＣＸ３
５Ｄ）（３５Ｅ）は開いており、リレー（至）のスイッ
チ（３８Ａ）（３８Ｂ）（３８Ｃ）は開いており、タイ
マ（至）のスイッチ（３３Ｂ）は接点囚に閉じており、
サーモスタット内）は略０℃以下の温度にて閉じており
、スイッチ０７）は開き０ＬＩＩは閉じ、タイマ（至）
のスイッチ（３６Ｂ）は閉じている。このため温度調節
器０りが閉じているとき電動圧縮機（１１）と電動送風
機（８）が運転され電磁弁（ハ）が通電されて冷媒通路
を開き電磁弁０４）（２５１は非通電で冷媒通路を閉じ
ているため冷媒は電動圧縮機Ｑｌ）−凝縮器α２−キャ
ピラリチー−プ（２６）−電磁弁（２３）−キャビラリ
チー−プ（５）−主冷却器（カーアキームレータ（１５
）−逆止弁（至）−電動圧縮機０１）へ順次循環し冷凍
室（３）と冷蔵室（４）が冷却される。除霜用タイマ電
動機（３（５）は温度調節器Ｇツの閉路時間通電され積
算動作する。電動機（３（５）の抵抗値はヒータ（１６
）の抵抗値より十分大であるためヒータ（１６）は実質
上発熱しない状態である。温度調節器０２１が所定の下
限温度を検出すると開略し電動圧縮機α１）及び電動送
風機（８）は停止し電磁弁（ハ）は非通電となって冷媒
通路を閉じる。温度調節器Ｇ２が上限温度を検出すると
再び閉路し電動圧縮機α１）と電動送風機（８）に通電
し、また電磁弁（ハ）に通電して冷媒通路を開き再び冷
却運転が開始される。冷蔵室（４）の温度はダンパ装置
（１０にて一定の温度範囲に保たれる。

除霜用タイマ（へ）が所定の積算に達するとスイッチ（
３３Ｂ）が接点［Ｆ］）へ切換るためリレー０５１が励
磁してスイッチ（３５Ａ）を開き（３５ＢＸ３５ＣＸ３
５ＤＸ３５Ｅ）を閉じるため、電動送風機（８）は停止
し電磁弁（財）（ハ）は通電されて冷媒通路を開き電動
機（３３Ａ）は短終されて運転を停止し、電動圧縮機（
１１）は引き続き運転される。そしてキャピラリチュー
ブ（５）、ダム部ｃ３１）及び連絡管（２９）の流路抵
抗によって冷媒は電動圧縮機（１１）−凝縮器０２）−
キャピラリチューブ（支））−電磁弁（ハ）−電磁弁（
２４）−補助冷却器住３）−バイパス管（至））と電磁
弁（２５１−アキュムレータα■−逆止弁（ハ）−電動
圧縮機（１１）へ流れる循環を行い冷凍室（３）の温度
上昇は補助冷却器α３）にて抑制され所定の上限温度よ
りも低温に冷凍室は保たれる。そしてヒータ（１０に通
電して主冷却器（７）の除霜が行われる。除霜にて主冷
却器（力の温度が上昇し例えば１０℃になるとサーモス
タッ）Ｃ３４）が開くためリレーＧ９が非励磁となって
スイッｆ　（３５Ａ）が閉’Ｑ　（３５Ｂ）（３５Ｃ）
（３５Ｄ）（３５Ｅ）が開く。

温度調節器０つが閉じていると、スイッチ（３５Ｂ）に
よってタイマ電動機（３３Ａ）は短絡が解除されたため
通電され所定のタイムセーフの後にスイッチ（３３Ｂ）
は接点囚に復帰するので電動送風機（８）が始動する。

また電磁弁ａ４Ｊ（２５）が非通電となって冷媒通路を
　閉じると共に電磁弁ＣＩ’３）が通電されて冷媒通路
を開（。更に電動圧縮機（１１）が運転し補助冷却器Ｑ
３）には冷媒を流さず主冷却器（７）による冷却にて庫
内は冷却される。サーモスタフ）１３４）はこの冷却運
転にて低下した主冷却器（力の０℃程度の温度にて閉路
する。

次に自己復帰型の急冷指令スイッチ０７）を一時的に閉
じるとリレーＯＱが励磁してスイッチ（路〜（３８ＢＸ
３８Ｃ）が閉じリレー（至）は自己保持し急冷タイマ電
動機（謁〜に通電し、また温度調節器０りを短絡した連
続冷却運転回路を形成し、更に電磁弁ｆ２３）（ハ）に
通電して冷媒通路を開く。このため凝縮器α渇を出た冷
媒はキャピラリチー−ブ（ホ）−電磁弁（財）（財）−
補助冷却器＜１３１一連絡管（ハ）の通路を流れると共
にキャピラリチー−プ（ハ）をも並列に流れて主冷却器
（力を流れ電動圧縮機（１１）へ帰還する循環をする。

このため補助冷却器（１３）上に載置した食品等は補助
冷却器−−に゛よる直接冷却と主冷却器（７）を通る冷
風による間接冷却とにて短時間にて冷凍が促進される。

この急速冷凍はタイマ０６）で設定した時間桁われスイ
ッチ（３６Ｂ）が開いて終る。スイッチ（３６Ｂ）が開
くとリレー（９）の自己保持が解除されてスイッチ（３
８Ａ）（３８Ｂ）（３８Ｃ）カ開キ電磁弁ｃ２４）カ非
通電トナッテ補助冷却器（１３）への冷媒通路を閉じる
。この急速冷凍動作の終了後は通常の冷却運転状態とな
る。急速冷凍の途中の中止は自己復帰型のスイッチ０９
）を一時開（ことにより達成されろ。急冷タイマ（ト）
は設定時間の終了にて、またスイッチＧつの開路にて初
期状態に戻る。またキャピラリチー−ブ（２６）を第３
図のＰ点と電磁弁（２３）の間又はＰ点と補助冷却器（
１３）の間の冷媒通路に設けるようにしてもよい。また
逆止弁（ハ）は電動圧縮機（１１）がロータリ式の圧縮
機の場合は圧縮機の吐出側と吸込側が圧力分離され功゛
分離されるので省いてもよい。

上記において通常の冷却運転では電動圧縮機（ｌ］）が
停止している期間電磁弁（ハ）Ｃ２４）Ｃ２５）は閉じ
ているため冷媒回路の凝縮器と各冷却器は分離された状
態を保つ。このため凝縮器０２の高温冷媒が主冷却器（
力及び補助冷却器０３）へ流入して熱損失を生じること
がない。また急速冷凍状態では電磁弁（２３＋（２４）
が開いて両冷却器（力（１３）へ流入するので補助冷却
器（１３）上の食品等の急速冷凍が速かに行えるもので
ある。

本発明は冷凍庫に適用しても同様の作凧及び効果がある
。

（ホ）発明の効果 通常の冷却運転サイクルにおいて電動圧縮機が停止して
いるとき冷媒回路の凝縮器と冷却器が分離され凝縮器か
ら各冷却器への高温冷媒の流入がな（、高温冷媒が流入
した場合には冷却器の温度が上昇するように作用し所謂
熱損失となるがこれが防止でさ、また除霜動作における
除霜時間が延長されること或いは除霜ヒータの容量アッ
プの問題も解決できる。そして急速冷凍が達成できると
共に主冷却器の除霜動作における冷凍室の温度上昇によ
る保存温度のモイしも抑制でき冷凍室の機能アップと性
能アップに十分寄与できるものである。

また主冷却器（力の冷媒管長は長く冷媒の流路抵抗も比
較的太きいが本発明ではバ、イバス管の内径を小さくす
る必要がなく冷媒流路抵抗を小さくできるので、バイパ
ス管の抵抗が大きい場合に生じる補助冷却器の蒸発温度
の上昇による冷却不良も生じないので除霜動作における
冷凍室の温度上昇も防止でき所定の冷凍状態が維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍冷蔵庫の縦断側面図、第２図は背景技術の
冷媒回路図、第３図は本発明の一実施例の冷媒回路図、
第４図は第３図に対応した電気回路図である。 （力・・・主冷却器、　圓・・・電動圧縮機、　（ｌり
・・・凝縮器、　（１３）・・−補助冷却器、　（１６
）・・・除霜用ヒータ、（ハ）ＣＩ’４）（２５）・−
・電磁弁、　凶・・・逆止弁、　０９）・・・連絡管、
側−・−バイパス管。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷却室内に設けられた主冷却器で冷却した空気を送
   風機にて冷凍室へ循環して冷却するものにおいて、前記
   冷凍室内に食品等を直接冷却するように設けた補助冷却
   器と、凝縮器を出た後の冷媒通路に設けた第１電磁弁と
   、該第１電磁弁を出た冷媒が通常の冷却運転では前記主
   冷却器に流れる冷媒通路と、前記第１電磁弁を出た冷媒
   が前記主冷却器の除霜にて第２電磁弁、前記補助冷却器
   及び第３電磁弁を順次通って前記主冷却器をバイパスし
   て流れる冷媒回路と、急速冷凍にて前記第１電磁弁、前
   記第２電磁弁、前記補助冷却器及び前記主冷却器へ順次
   冷媒が流れる冷媒回路とを備え、前記第１、第２及び第
   ３電磁弁は電動圧縮機の運転停止中冷媒（９）路を閉じ
   るよう制御する装置を設けてなる冷却装置。