JPS6049826B2 - 冷蔵庫の冷却サイクル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍室壁面を冷却器て構成する直冷式冷蔵庫に
係り、特にその冷凍室内への着霜が主と、 −Ａ、Ｊ−
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蔵庫の冷却サイクルに関する。従来冷凍室壁面を冷却器
て構成した直冷式冷蔵庫において、扉を開放すると冷凍
室内に多湿外気が侵入することて冷凍室内面、即ち冷却
器の内面全体に着霜が生ずることは良く知られている。
このため冷却器に除霜ヒータを添設してその除霜をさせ
るようにしているが、除霜時には熱あるいは除霜水によ
る食品の変質等の悪影響を防ぐため冷凍室内から食品を
取り除く必要がある。従つてタイマ方式等の採用で定期
的な自動除霜を行なうことも困難てあつた。本発明は上
記の欠点を除去すべくなされたもので、その目的は冷凍
室内に設定温度が異なる二つの冷却器を設けて、一方の
冷却器に着霜を集中させる構成とすることにより、冷却
効率の向上を図ると共に、併せて冷凍室に設けられた二
つの冷却器及ひ冷蔵室に設けられた他の冷却器への液冷
媒の分配を電磁弁を用いることなく行うことができて、
コストの低減化及び故障の無発生化を図るこｌとができ
る冷蔵庫の冷却サイクルを提供するにある。

以下本発明の一実施例を図面に基ついて説明する。ます
冷蔵庫の概略的な全体構成を示す第１図に・おいて、１
は冷蔵庫の断熱箱て、これは外箱２内に箱形の冷凍室用
冷却器３及び内箱４を収納して、これら相互間に断熱層
５を形成して成るもので、冷凍室用冷却器３内は冷凍室
６とされ、内箱４内は冷蔵室用冷却器たる冷却器７によ
り冷却される冷蔵室８とされている。

９はコンプレッサ、１０はコンデンサ、１１及び１２は
夫々冷凍室６及び冷蔵室８の扉である。

また、１３は冷凍室６及び冷蔵室８間を隔絶した仕切用
断熱層１４に貫通して設けられた排水管、１５は排水管
１３から流下する水を受けてこれを外方に案内する水受
樋てある。前記冷凍室用冷却器３は、食品を載せてこれ
を直接冷却すべく底面壁に設けられた補助冷却器として
の第一の冷却器１６と、上面壁及び背面壁に設けられ冷
凍室を冷却する冷却器としての第二の冷却器１７とから
構成され、第二の冷却器１７の天井面部１７ａは後方に
向かつて下降するように傾斜している。そして、第二の
冷却器１７の設定温度を第一の冷却器１６のそれよりも
低い状態にすることて第二の冷却器１７に霜を集中的に
付着させるための手段として、第二の冷却器１７に配設
された冷媒流路１９の内容積を第一の冷却器１６に配設
された冷媒流路２０の内容積よりも大きく設定しており
、その設定温度差を良好に維持すべく第一及び第二の冷
却器１６及び１７間には熱絶縁枠２１が介在されている
。また第３図に示す冷凍サイクル構成図において、２２
は気液分離器たるタンクで、これは前記第二の冷却器１
７の天井面部１７ａの後部上方に位置するようにして断
熱箱１の断熱層５内に埋設されている。

そして、前記コンプレッサ９の吐出口９ａをコンプレッ
サ１０、キャピラリチューブ２３、第二の冷却器１７を
順に介してバイブ２４に接続すると共に、該バイブ２４
の先端部をタンク２２内にその底部から所定長さ挿入し
て液密に固着し、以て第一の冷却路２５を構成している
。また、帰還路としてのサクションバイブ２６の一端を
タンク２２のガス溜め部即ちその上部に気密に固着する
と共に、他端部をコンプレッサ９の吸込口９ｂに接続し
、タンク２２内のガス冷媒を直接コンプレッサ９に戻す
ようにしている。更に、タンク２２の液溜り部即ちその
底部に第一及ひ第二の通路を構成する二本のバイブ２７
及び２８を液密に固着し、一方のバイブ２７を第一の冷
却器１６、バイブ２９を順に介してコンプレッサ９の吸
込口９ｂに接続して第二の冷却路３０を構成すると共に
、他方のバイブ２８を第三の冷却器７、バイブ３１を順
に介してコンプレッサ９の吸込口９ｂに接続して第三の
冷却路３２を構成している。前記二本のバイブ２７及び
２８は共に途中部分を逆Ｕ字状に曲成して、該逆Ｕ字状
部２７ａ及び２８ａをタンク２２内の液位よりも高所に
位置させるようにしており（第２図参照）、これによつ
てタンク２２に溜められた液冷媒がタンク２２・と第一
の冷却器１６、第三の冷却器７との高低差によつて自然
流出しないようにしている。３３及び３４はタンク２２
と第一の冷却器１６及び第三の冷却器７とを夫々連結す
るバイブ２７及び２８を各別に加熱する第一及び第二の
ヒータで、これらは夫々各バイブ２７，２８のタンク２
２から逆Ｕ字状部２７ａ，２８ａに至る立上り部２７ｂ
，２８ｂの途中を加熱するようになつている。

そして、各ヒータ３３，３４が通電されて発熱すると、
各バイブ２７，２８の立上り部２７ｂ，２８ｂ内の液冷
媒（タンク２２内の液位と略同一液位）中に気泡が発生
し、この気泡により液冷媒が押上げられるようになつて
逆Ｕ字状部２７ａ，２８ａを乗越え、そして第一の冷却
器１６，第三の冷却器７に流入する。３５は第二の冷却
器１７に付設された除霜ヒータである。以上のように構
成された冷却サイクルを制御する制御回路は第４図に示
されている。この第４図において、３６は両端に母線３
７，３８を接続した交流電源で、一方の母線３７は冷凍
室６内の温度を検知してオン・オフされる冷凍室内検温
スイッチ３９（本実施例ては−２０′Ｃ以上てオン、−
２４゜Ｃ以下でオフ）、導線４０、リレー４１の常閉側
接点４２、導線４３、コンプレッサ９を駆動するコンプ
レッサモータ４４及び過負荷電流に応答してオフする過
電流保護スイッチ４５を介して他方の母線３８に接続さ
れている。４６は冷凍室６の第一の冷却器１６の近傍の
温度を検知しそれが上下の設定温度に達したときオン・
オフする第一冷却器検温スイッチて、その上下の設定温
度は上記冷凍室内検温スイッチ３９のそれらよりも高く
例えば−１５゜Ｃ以上でオンし、−２０゜Ｃ以下でオフ
するように定められており、斯る第一冷却器検温スイッ
チ４６と第一のヒータ３３との直列回路が導線４３と母
線３８との間に接続されている。

４７は冷蔵室８の温度を検知する冷蔵室温検知スイッチ
で、これは＋３．５℃以上でオンし、−８℃以下でオフ
するように設定されており、斯る冷蔵室温検知スイッチ
４７と第二のヒータ３４との直列回路が上記第一冷却器
検温スイッチ４６と第一のヒータ３３との直列回路と並
列に接続されている。

前記リレー４１の常開側接点４８は前記除霜ヒータ３５
、第二の冷却器１７の異常昇温時に断電する温度ヒュー
ズ４９及び該第二の冷却器１７の除霜完了に基づくその
温度上昇を検知してオフする除霜完了温度スイッチ５０
を介して母線３８に接続されている。５１はタイマスイ
ッチ５２を備え前記導線４０と母線３８との間に接続さ
れた除霜用タイマ、５３はリレーコイルで、このリレー
コイル５３の一端はリレー４１の常開側接点４８に接続
されてる共にタイマスイッチ５２を介して前記導線４０
に接続され、他端は除霜ヒータ３５と温度ヒューズ４９
との共通接続点に接続されている。

前記除霜用タイマ５１はタイマスイッチ５２を略２４時
間に一回短時間オンさせることを繰返す構成となつてい
る。尚前記して冷凍室内検温スイッチ３９の感熱部３９
ａは、冷凍室６の冷却器が構成していない側壁の裏面に
配設されているとともに、第一冷却器検温スイッチ４６
の感熱部４６ａは底面に形成した第一の冷却器１６の裏
面に配置させ特に冷凍室６内底面に製氷皿等を載置した
際この負荷熱による第一の冷却器１６の温度上昇を検知
し、この第一の冷却器１６への冷媒流通を促進させて急
速な製水等を行なわせしめるよう構成される。またさら
に冷蔵室温検知スイッチ４７の感熱部４７ａは第三の冷
却器７後方下部に配置させて冷蔵室８が適切な冷却運転
を行ないえるよう設定されている。次に上記構成の作用
について説明する。

まず冷凍室６及ひ冷蔵室８の各室温が設定値以上にある
場合は、冷凍室の各検温スイッチ３９及び４６が共にオ
ン、冷蔵室温検知スイッチ４７がオン、リレー４１の常
閉側接点４２がオンになつている。従つて、第一及び第
二のヒータ３３及び３４は通電状態にあつて夫々バイブ
２７及び２８の立上り部２７ｂ及び２８ｂを加熱してお
り、またコンプレッサモータ４４が運転されている。こ
の状態ではコンデンサ１０からの液冷媒がキャピラリチ
ューブ２３を介して第二の冷却器１７に流入し、ここで
一部がガス化して気液混合状態でタンク２２内に流入す
る。このようにしてタンク２２内に流入した冷媒はガス
と液に分離され、ガスはサクションバイブ２６を介して
コンプレッサ９に戻され、タンク２２の底方に溜まつた
液冷媒は両バイブ３７及び２８の立上り部２７ｂ及び２
８ｂにタンク２２の液位と略同一液位となるまで自然流
入する。而してバイブ２７及び２８の立上り部２７ｂ及
び２８ｂに流入した液冷媒は夫々第一及び第二のヒータ
３３及び３４に加熱されて一部ガス化し、その気泡によ
り押上けられて夫々逆Ｕ字状部２７ａ及び２８ａを乗越
えて第一の冷却器１６及び第三の冷却器７に流入し、こ
こでガス化してバイブ２９及び３１を介してコンプレッ
サ９に戻される。以上のようにして第一及び第二の冷却
器１６及び１７、第三の冷却器７は冷却作用を生じ、冷
凍室６及び冷蔵室８の室温が徐々に低下し、冷蔵室８が
設定温度まて冷却されると、冷蔵室温検知スイッチ４７
がオフして第二のヒータ３４への通電を断つ。するとタ
ンク２２から第三の冷却器７への液冷媒の供給が停止さ
れ、第一及び第二の冷却器１６及び１７による冷凍室６
の冷却のみが続行される状態となる。そして、冷凍室６
の第一の冷却器１６側の室温が下設定温度以下に達する
と、第一冷却器検温スイッチ４６がこれを検知して第一
のヒータ３３への通断を断ち、タンク２２から第一の冷
却器１６への液冷媒の競給を停止させ、以後第二の冷却
器１７のみによる冷凍室６の冷却が続行される状態にす
る。尚、この状態にお・いて、冷凍室６の第一の冷却器
１６に製氷皿を載せる等してその温度が上設定温度以上
になつた場合成は冷蔵室８の室温が土設定温度以上にな
つた場合には、これに応答して第一の冷却器検温スイッ
チ４６或は冷蔵室温検知スイッチ４７がオンし．て、第
一のヒータ３３或は第二のヒータ３４に通電して第一の
冷却器１６或は第三の冷却器７への液冷媒の供給を再関
する。而して、冷凍室６の第二の冷却器１７側の室温が
下設定温度以下に達すると、冷凍室内検温スイッチ３９
がこれを検知しノてオフし、コンプレッサモータ４４が
断電されてコンプレッサ９による一冷却サイクル動作が
完了する。そして、冷凍室６の第二の冷却器１７の側の
室温が上設定温度以上になると、冷凍室内検温スイッチ
３９がオンされるので、再びコンプレツサ９が運転され
、上記のような一冷却サイクル動作が開始される。この
ような冷却サイクル動作において、第二の冷却器１１は
コンプレッサ９の運転中絶えず液冷媒の供給を受けるこ
と、冷媒流路１９が第一の冷却器１６の冷媒流路２０よ
りも内容積大に敷設されていること、並びに冷凍室内検
温スイッチ３９のオン・オフの動作温度が第一冷却器検
温スイッチ４６のそれよりも低く設定されていること等
によつて、第一の冷却器１６よりも常に低い温度を呈す
るように設定されているから、扉１１の開放に伴い冷凍
室６内に多湿外気が侵入したときは、第一の冷却器１６
に対するよりもむしろ第二の冷却器１７に対してより多
くの着霜がなされるという現象を生じ、このとき第一の
冷却器１６にもわずかの着霜がなされても、その霜は昇
華現象によつて第二の冷却器１７に転移される。次に以
上のようにして第二の冷却器１７に付着された霜の溶解
除去について説明する。

即ち、除霜用タイマ５１は冷凍室内検温スイッチ３９の
オン期間だけ通電されるから、常にコンプレッサ９の運
転時間を積算しており、その合計時間が所定時間に達す
る都度、タイマスイッチ５２を短時間オンさせる。尚こ
の動作周期は季節により多少の差はあるが、年間を通じ
平均２？間に１回程度となるよう設定される。タイマス
イッチ５２がオンするとリレーコイル５３が通電されて
その常開側接点４８がオンになるので、以後この状態に
リレー４１が自己保持され且つコンプレッサモータ４４
が断電される。この結果、除霜ヒータ３５が通．電され
て第二の冷却器１７の除霜が行われ、その除霜水は第二
の冷却器１７の傾斜せる天井面部１７ａに沿つて途中で
落水することなく背面部１７ｂまて流下され、排水管１
３を介して水受樋１５に導かれる。このようにして第二
の冷却器１７の．付着霜が除去されると、第二の冷却器
１７の表面温度は急激に上昇するのて、その表面温度を
検知する除霜完了温度スイッチ５０がオフし、従つてリ
レー４１は自己保持が解除されて復帰し、除霜ヒータ３
５が断電され、冷却サイクルは通常の動・作に戻される
。本発明は以上の説明から理解されるように、冷凍室内
に食品を載せてこれを直接冷却する捕助冷却器としての
第一の冷却器及ひこれよりも低温度に設定され冷凍室を
冷却する主冷却器としての第二の冷却器を設けると共に
、冷蔵室内に第三の冷却器を設け、コンデンサから吐出
される冷媒を第二の冷却器を介して気液分離器に流入さ
せ、そして気液分離器の液溜め部と第一の冷却器とを連
結する第一の通路及ひ気液分離器の液溜め部と第三の冷
却器とを連結する第二の通路を夫々第一のヒータ及び第
二のヒータによつて各別に加熱することにより、気液分
離器内の液冷媒を第一の冷却器・及び第三の冷却器に分
配する構成とした点に特徴を有するもので、この結果、
冷凍室内に多湿空気が侵入しても、第一及び第二の冷却
器のうち、低温側の第二の冷却器に着霜が集中されて第
一の冷却器への着霜は皆無に近い状態となるので、冷凍
室に対する冷却効率が向上し、しかも除霜時に霜の融解
水に食品が濡らされることがなく、また気液分離器から
第一及び第三の冷却器への液冷媒の分配を第一及び第二
の通路を第一及び第二のヒータによつて加熱することに
より行うので、電磁弁を用いる構成のものに比べて、気
液分離器の液冷媒を冷蔵室の温度に応じて第三の冷却器
に供給したり、或は第一の冷却器に製氷皿を載せる等し
てその熱負荷が大きくなつた場合には第一の冷却器に供
給したりすることで、冷凍室と冷蔵室とを適切に冷却で
きるよう合理的に制御でき、しかもその制御のための部
分コストの低減化を図り得ると共に、可動部分がないか
ら故障の虞れがなく信頼性が向上するという優れた効果
を奏する冷蔵庫の冷却サイクルを提供し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は冷蔵庫の縦断
側面図、第２図は要部の拡大縦暖面図、第３図は冷却サ
イクル構成図、第４図は制御回路の結線図である。 図中、１は断熱箱、３は冷凍室用冷却器、６は冷凍室、
７は第三の冷却器、８は冷蔵室、９はコンプレッサ、１
６は第一の冷却器、１７は第二の冷却器、２２はタンク
（気液分離器）、２７及び２８はバイブ（第一及び第二
の通路）、３３及び３４は第一及ひ第二のヒータ、３５
は除霜ヒータ、３９は冷凍室内検温スイッチ、４１はリ
レー、４４はコンプレッサモータ、４６は第一冷却器検
温スイッチ、４７は冷蔵室温検知スイッチ、５０は除霜
完了温度スイッチ、５１は除霜用タイマである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断熱箱に設けられた冷凍室及び冷蔵室のうち、冷凍
   室内に食品を載せてこれを直接冷却する補助冷却器とし
   ての第一の冷却器及び霜を集中的に付着させるべくこの
   第一の冷却器よりも低温に設定され冷凍室を冷却する主
   冷却器としての第一の冷却器を設けると共に、冷蔵室内
   に第三の冷却器を設け、コンプレッサの吐出口をコンデ
   ンサ及び前記第二の冷却器を介して気液分離器に連結し
   該気液分離器のガス溜め部及び液溜め部のうち、ガス溜
   め部を前記コンプレッサの吸込口に連結し、液溜め部を
   第一のヒータにより加熱される第一の通路を介して前記
   第一の冷却器に及び第二のヒータにより加熱される第二
   の通路を介して前記第三の冷却器に夫々連結し且つこれ
   ら第一及び第三の冷却器を前記コンプレッサの吸込口に
   連結し、前記第一及び第二のヒータにより前記第一及び
   第二の通路を加熱して、これら各通路内の液冷媒中に気
   泡を発生させることによつて、液冷媒を第一の冷却器及
   び第三の冷却器に供給するようにして成る冷蔵庫の冷却
   サイクル。