JPS6363832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷却システムの一部を成す圧縮機を
ON−OFF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
ON−OFF制御することにより庫内温度制御を行
なつている。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ヤピラリチユーブは
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、高圧側より低圧側
に、高圧高温冷媒が逆流する。従つて、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、キヤピラリチユーブからの
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55−96373号公報には、
蒸発器出口と圧縮機吸込口との間に逆止弁を設け
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
作動のための入力、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ためのフロート
浮力は、液冷媒の状況によつ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。従つて、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、フロー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
より成るキヤビネツト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アン１０を
備え、冷凍室用冷気吹出口１１、冷蔵室用冷気吹
出口１２よりそれぞれの室５，６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
タツ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５内の温度を検出し、圧縮機１４
の運転をON−OFFさせるサーモスタツト１５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１６
ａ、補助凝縮器１６ｂ、キヤピラリチユーブ１
７、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のサクシヨンパイプ１９、逆止弁１８の出口
と圧縮機１４の吸込口とを第２のサクシヨンパイ
プ２０でそれぞれ接続している。第１のサクシヨ
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。

補助凝縮器１６ｂ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１６
ａ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、キヤピラリチユーブ１
７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と前記サクシヨンパイプ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とボール弁２４からなり、浮子部２３はボー
弁２４の略半分をインサート発泡して成る。フロ
ート部２２下方には前記ボール弁２４にて閉鎖さ
れる弁座２５を形成し、フロート弁出口２６と連
通した冷媒通路２５ａが設けられている。冷媒通
路２５ａは、弁座２５側を小径に出口２６側を大
径にしており、前記小径は、キヤピラリチユーブ
１７の内径より小さく、長さは非常に短かく形成
し、出来るだけ弁座２５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、内径を前記キヤピラリチ
ユーブ１７の外径と略同一に作られた出口パイプ
２６ａを挿入、固定している。又、フロート弁入
口２８には、前記冷媒通路２５ａの小径より径の
小さいフイルター２８ａ，２８ｂと、モレキユラ
シーブ等の乾燥剤２８ｃ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
状のストツパー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
つて、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→凸状のストツパー２
７間の通路→フロート弁本体２１内周と浮子部２
３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２５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、フロート弁の出口パイプ２６ａは
キヤピラリチユーブ１７入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１３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、フアン１
０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５内に備えたサーモスタツト１５
により、冷凍室５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、フアン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
ヤピラリチユーブ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、垂直にとり付けられたフ
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２
５、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、冷媒がキヤ
ピラリチユーブ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
つてくると、浮子部２３の浮力作用によつてフロ
ート部２２が浮き上がり、冷媒液体がキヤピラリ
チユーブ１７へ流れる。浮子部２３の比重及び体
積の選択は、冷媒液体の比重と凝縮器１６内部の
高圧圧力と弁座２５側の冷媒通路面積とによつて
求められる。また第一のサクシヨンパイプ９によ
り第２のサクシヨンパイプ２０の圧力が低くなる
ため、逆止弁１８の冷媒通路も開始され、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１
６ｂ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、フロート弁本体２１内に安定して過冷却液
を流入させる。又サクシヨンチユーブ１９内を流
れる冷媒ガスにより、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ツサ
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
が行なわれる。

ここで、サーモスタツト１５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２
１内部にたまつていた液化冷媒は、フロート弁本
体２１内部の浮子部２３上面よりわずかに下がつ
た位置までキヤピラリーチユーブ１７を通つて流
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ヤピラ
リチユーブ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のサクシヨンパイプ２０へと逆流す
る。

これにより、第一のサクシヨンパイプ１９は第
２のサクシヨンパイプ２０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
径より小さいフイルター２８ａ，２８ｂ及び乾燥
材２８ｃを設けているためフロート弁本体２１内
に金属くず等が侵入することがなく冷媒通路２５
ａが閉路することはない。又冷媒通路２５ａの弁
座２５側の径をキヤピラリチユーブ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２５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、即ち弁座面積とボー
ル弁前後の圧力差の積を少さくできフロート部２
２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一として構成されている
ため、フロート部２２のガタツキ及びシール不良
等は発生しない。さらに、浮子部２３はクロロブ
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、キヤピラリチユーブ、蒸発器サクシヨンチ
ユーブ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
のON−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
行つ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ヨンチユーブの
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−′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５図は第４図
の要部の分解斜視図を示す。 １４……圧縮機、１６ａ……主凝縮器、１６ｂ
……補助凝縮器、１７……キヤピラリチユーブ、
１８……逆止弁、１９，２０……第１、第２のサ
クシヨンパイプ、２１……フロート弁本体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、主凝縮機、補助凝縮器、キヤピラリ
   チユーブ、蒸発器、サクシヨンチユーブを順次接
   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ON−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 前記フロート弁本体とサクシヨンチユーブを
   熱交換的に配設した前記特許請求の範囲第１項記
   載の冷凍装置。 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１項、または第２
   項記載の冷凍装置。