【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ駆動圧縮機を搭載した冷蔵庫に関し、特に、圧縮機の運転回転数を可能な限り低速化させて運転することにより省電力化を図る冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用冷蔵庫に対する省電力化の訴求に伴い、従来からインバータ駆動圧縮機を搭載した冷蔵庫においては、常温時や庫内負荷の軽い時や扉の開閉頻度が少ない時などに、冷蔵庫の庫内温度を適正範囲に保持できるだけの必要最低限の圧縮機入力に抑えるために、最小限の圧縮機回転数まで低速化させて運転することにより、冷蔵庫の消費電力量をできるだけ低減するようにしている。
【０００３】
圧縮機の運転回転数を低速化させていくと、圧縮機構部への潤滑油の供給が減少していくため、従来の低速運転制御では、一定の運転回転数で圧縮機を連続して運転させた場合に圧縮機構部に潤滑油を継続して供給可能な最低回転数Ｎ１を定め、この給油可能な最低回転数Ｎ１以上の運転回転数で圧縮機を運転するように制御している。即ち、この回転数Ｎ１は圧縮機の給油における信頼性を保証できる限界回転数であり、この回転数Ｎ１よりも更に低速化させた回転数で圧縮機を連続的に運転させると、圧縮機構部に十分な潤滑油を供給することができなくなり、信頼性を低下させてしまう問題を抱えていた。
【０００４】
そこで、従来の冷蔵庫では、できるだけ省電力化を図るために、上記の回転数Ｎ１を少しでも下げるべく、圧縮機の給油構造を工夫して低速回転でも十分な潤滑油の供給ができるように対応してきた。このような従来の冷蔵庫に用いられる密閉形電動圧縮機として、特開２０００−３１４３８０号公報（特許文献１）に記載されたものが挙げられる。この密閉形電動圧縮機は、図５に示すように、クランクシャフト２４の縦穴内壁部２４ｂにコイルスプリング２６を設け、縦穴内壁部２４ｂとコイルスプリング２６との相対速度の差によって、低速運転時においても圧縮機構部２２に給油ができるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１４３８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に示された対応を含む圧縮機の圧縮機構部への給油構造の改良による低速化を図る対応では、十分に低速化を図ることが難しく、冷蔵庫の省電力化をさらに進めることが困難であった。従来の対応では、一定の運転回転数で圧縮機を連続して運転させた場合に圧縮機構部に潤滑油を継続して供給可能な最低回転数Ｎ１を限界最低回転数とするものであり、この回転数Ｎ１よりも更に回転数を下げてしまうと、圧縮機構部の信頼性を低下させる問題があるとして、冷蔵庫での圧縮機運転制御における最低回転数を回転数Ｎ１以上とするように制約しており、これが冷蔵庫の省電力化に対する制約となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、圧縮機構部の信頼性を確保しつつ省電力化が図れる冷蔵庫を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、制御装置により回転数を制御されるインバータ駆動圧縮機を搭載した冷蔵庫において、前記圧縮機の圧縮機構部に潤滑油を供給可能な最低回転数よりも低い回転数で前記圧縮機を運転すると共に、この運転中に間歇的に前記最低回転数以上の回転数に上げる運転を行うように、前記制御装置で制御する低速運転モードを備える構成にしたことにある。
【０００９】
また、本発明は、制御装置により回転数を制御されるインバータ駆動圧縮機、凝縮器、前記制御装置により流量抵抗を制御される減圧装置、蒸発器を順次接続して構成された冷凍サイクルを備える冷蔵庫において、前記圧縮機の圧縮機構部に潤滑油を供給可能な最低回転数よりも低い回転数で前記圧縮機を運転すると共に、この運転中に間歇的に前記最低回転数以上の回転数に上げる運転を行い、これらの運転中に前記減圧装置の流量抵抗を大きくするように、前記制御装置で制御する低速運転モードを備える構成にしたことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷蔵庫の複数の実施例について図を用いて説明する。尚、各実施例の図及び従来例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１１】
まず、本発明の第１実施例の冷蔵庫を図１から図４を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル及び制御装置を説明する図である。図１において、冷凍サイクル１は、インバータ駆動圧縮機２、凝縮器３、露付き防止バイプ４、ドライヤ５、減圧装置６、蒸発器７を順次環状に接続して構成されている。減圧装置６は、２本の流量抵抗の異なるキャピラリチューブ６ａ、６ｂと、これらキャピラリチューブ６ａ、６ｂの接続を切替える切替弁６ｃとを備えて構成されている。
【００１３】
制御装置８は、圧縮機２の運転回転数を高速から低速まで制御すると共に、流路切替弁６ｃの流路切替を制御するように構成されている。また、制御装置８は、運転制御モードとして、通常運転モードと低速運転モードとを切替制御する。低速運転モードへの切替は、常温時や庫内負荷の軽い時や扉の開閉頻度が少ない時などを検出した場合に行なわれる。
【００１４】
冷凍サイクル１に封入された冷媒（例えばＨＣ冷媒）は、圧縮機２で圧縮されて高温高圧とされ、凝縮器３で周囲空気に放熱され、減圧装置６で減圧され、蒸発器７で周囲空気から吸熱し、圧縮機２に戻される。この動作が繰返されることにより、冷凍サイクルによる冷蔵庫内の冷却が行なわれる。
【００１５】
キャピラリチューブ６ａ、６ｂの流量抵抗はキャピラリチューブ６ａ＜キャピラリチューブ６ｂとなるように設定されている。冷蔵庫の通常運転モード時には、常にキャピラリチューブ６ａの方を冷媒が流れるように制御装置８により流路切替弁６ｃが制御されると共に、キャピラリチューブ６ａの流量抵抗値が通常運転で適正な値になるように定められている。一方、低速運転モード時には、キャピラリチューブ６ｂの方を冷媒が流れるように制御装置８により流路切替弁６ｃが制御されると共に、キャピラリチューブ６ｂの流量抵抗値が低速運転モードで適正な値になるように定められている。この低速運転モード時に圧縮機１が超低速回転となって冷蔵庫の冷却能力が不足する場合に、冷媒がキャピラリチューブ６ａからキャピラリチューブ６ｂに流れるように流路切替弁６ｃを切替えて流量抵抗を増加させる。これによって、蒸発器７の温度を低下させて冷蔵庫の冷却能力の不足を補うことができる。係る流路切替弁６ｃの切替は冷蔵庫の冷却能力の不足を検出した場合に切替えるようにしている。尚、制御を簡単にするために低速運転モードへの切替と同期して流路切替弁６ｃを切替えるようにしてもよい。
【００１６】
次に、圧縮機２の詳細を図２を参照しながら説明する。図２は図１の冷蔵庫に用いる圧縮機の縦断面図である。
【００１７】
圧縮機２は、密閉容器２１内に、圧縮機構部２２及び電動機部２３を収納して構成されている。圧縮機構部２１と電動機部２３とは、給油路２４ａを有するクランクシャフト２４を介して連結されている。密閉容器２１の底部には潤滑油２５が貯留されている。
【００１８】
そして、電動機部２３が運転されると、クランクシャフト２４が回転され、これに伴って圧縮機構部２２が駆動される。圧縮機構部２２が駆動によって、密閉容器２１内の低圧の冷媒が圧縮機構部２２に吸込まれて圧縮され、吐出パイプ２２ａを通して密閉容器２１の外部（凝縮器３）に吐出される。また、クランクシャフト２４の回転によって、密閉容器２１の底部に貯留された潤滑油２５に給油路２４ａによる遠心力が加えられ、この潤滑油２５が給油路２４ａを通って圧縮機構部２２の軸受や摺動部などに供給される。この潤滑油２５の供給は給油路２４ａの遠心力によるものであるため、その供給量は圧縮機２の運転回転数（具体的にはクランクシャフト２４の運転回転数）に比例して低速になると低下する。
【００１９】
次に、低速運転モード時の動作について図３を参照しながら説明する。図３は図１の冷蔵庫の低速運転モード時における圧縮機回転数と時間との関係を示す図である。
【００２０】
図３において、回転数Ｎ１は一定の運転回転数で圧縮機２を連続して運転させた場合に圧縮機構部２２に潤滑油を継続して供給可能な最低回転数、即ち信頼性を保証する最低回転数である。回転数Ｎ２は回転数Ｎ１よりも更に低い回転数である。
【００２１】
室温が比較的高くない時（例えば室温が常温の時）や庫内温度負荷が軽い時や扉開閉動作の頻度が少ない時など、圧縮機２の冷力を回転数Ｎ１による運転時の冷力よりも低い冷力で運転しても庫内温度を適正な範囲に保持できる条件となった場合に、冷蔵庫２の適切な検出手段を用いてこの条件を検出する。制御装置８は、これに基づいて、それまでに運転していた回転数Ｎ１あるいはそれ以上の圧縮機回転数による通常運転モードから、図３に示す低速運転モードに切替制御する。この低速運転モードは、圧縮機回転数を回転数Ｎ１（またはそれ以上の回転数）と回転数Ｎ２とに交互に切替える繰返し運転を基本としている。
【００２２】
冷蔵庫の庫内温度の変化に応じて、上記低速運転モードは運転率１００％の連続運転となる場合もあれば、図３に示すような断続運転（庫内温度が十分冷えていれば圧縮機２を停止する運転）となる場合もある。以下では断続運転をする場合について詳細に説明する。
【００２３】
回転数Ｎ１および回転数Ｎ２の繰返し運転において、回転数Ｎ２での運転時間が長くなると、圧縮機構部２２への給油が不足し、圧縮機構部２２へのストレスが付加されて圧縮機２の入力が上昇する傾向となると共に、圧縮機２の信頼性も確保できなくなるため、図３に示すように、回転数Ｎ２で所定時間（予め定められた第１の時間）Ｔ２運転したら、回転数Ｎ１に切替えて所定時間（予め定められた第２の時間）Ｔ１運転するようにしている。尚、時間Ｔ１＜時間Ｔ２と設定されている。このような構成によって、回転数Ｎ１及び時間Ｔ１で示される圧縮機構部２２への給油が間歇的に行なわれ、低速運転モードを継続した場合でも圧縮機２の積算入力の増加や給油不足による摩耗などが起らないようにすることができる。特に、時間Ｔ２を時間Ｔ１の２倍以上にすることにより、その効果をより一段と向上することができる。
【００２４】
ここで、圧縮機２の積算入力の増加と給油不足による摩耗の防止を両立させて最適になるように、回転数Ｎ１、Ｎ２及び時間Ｔ１、Ｔ２の値を定めることが必要である。回転数Ｎ１、Ｎ２及び時間Ｔ１、Ｔ２の具体的な設定方法を図４の方法と比較して説明する。図４は通常運転モードで低速運転を行った場合の圧縮機回転数と時間との関係を示す図である。
【００２５】
図４の低速運転時の運転パターンは、回転数Ｎ１を一定として与えられて、圧縮機２の運転／停止の断続運転を行うものである。この図４の運転パターンの場合は、図３の低速運転モードの運転パターンに対し、圧縮機２の冷力をより高く保持して運転することになる。このため、図４の運転パターンでは、図３の運転パターンに比較して、回転数Ｎ１で運転している時の圧縮機２の消費電力が大きくなるが、運転率が減少することによって圧縮機２の消費電力が小さくなる。換言すれば、図３の運転パターンでは、図４の運転パターンに比較して、回転数Ｎ１、Ｎ２の繰り返しで運転している時の圧縮機２の消費電力が小さくなるが、運転率が増加することによって圧縮機２の消費電力が大きくなる。
【００２６】
従って、図３の運転パターンの消費電力量を図４の運転パターンの消費電力量より小さくするには、圧縮機２の消費電力量の増加分を減少分が上回ることが必要である。具体的には、以下に説明する考え方に基づいて回転数Ｎ１、Ｎ２、時間Ｔ１、Ｔ２の値を定める。即ち、回転数Ｎ２を少しでも低く設定すれば切替え直後の圧縮機入力はより低減できるが、前述したように回転数を低下するほど給油不足のストレスが増加するため、入力の上昇度合いが大きくなり、時間Ｔ２を長く保持することはできなくなる。また、間歇的に設ける回転数Ｎ１については、高い値にすれば給油がし易くなるので、時間Ｔ１は短くても十分な給油ができる。このような回転数、保持時間、給油状態の相互作用の関係を考慮して、回転数Ｎ１、Ｎ２、時間Ｔ１、Ｔ２の値を適切な組合せに設定することにより、低速運転モードの運転率が従来運転よりも大きくなった場合でも、消費電力量の積算値を従来運転時よりも低減することが可能となる。
【００２７】
また、低速運転モードで圧縮機２が断続する場合に、圧縮機２への給油を十分に確保するための手段として、圧縮機２の始動開始時に、始動開始回転数Ｎ３から直ぐに回転数Ｎ２になるように制御せずに、一定時間ｔ１の間、まず回転数Ｎ１（またはそれ以上の回転数）で運転して給油路２４ｂ及び圧縮機構部２２への給油を確保してから、回転数Ｎ２の運転に切替えるように制御している。さらには、圧縮機２の停止直前に、回転数Ｎ２から回転数Ｎ１（またはそれ以上の回転数）に切替えて一定時間ｔ２の間、給油運転させてから圧縮機を停止させるように制御している。これにより、次に圧縮機２が始動するときに、圧縮機構部２２への給油切れを生じさせないようにすることができる。
【００２８】
回転数Ｎ１の範囲を１４００ｍｉｎ−１〜１６００ｍｉｎ−１とし、回転数Ｎ２の範囲を１２００ｍｉｎ−１〜１４００ｍｉｎ−１とし、時間Ｔ１の範囲を３０秒〜２分未満とし、時間Ｔ２の範囲を２分〜１０分とすることにより、圧縮機構部２２へのストレスを発生させることなく、圧縮機２の信頼性の確保をした上で、低入力運転が実現できて冷蔵庫の消費電力量を従来よりも低減できることが確認できた。
【００２９】
また、時間ｔ１の範囲を１分以上とし、時間ｔ２の範囲を１分以上とすることにより、圧縮機２の断続運転の運転開始時の十分な給油確保できることが確認できた。
【００３０】
そして、回転数Ｎ１、Ｎ２、時間Ｔ１、Ｔ２、ｔ１、ｔ２の値は、冷蔵庫の庫内温度を適正範囲に確保し、且つ圧縮機２の圧縮機構部２２に信頼性上のダメージを与えない条件を満足させる値に設定されている。また、回転数Ｎ１、Ｎ２の繰返し運転による各圧縮機運転時間（圧縮機起動開始から停止までの時間）は、冷蔵庫の庫内温度を適正範囲に確保し、且つ圧縮機２の圧縮機構部２２に信頼性上のダメージを与えない条件を満足させる値に設定されている。
【００３１】
尚、図３における低速運転モードにて、間歇的に設ける回転数Ｎ１は、消費電力量の低減ができる運転パターンとして成立することができれば、回転数Ｎ１以上の値に置き換えても良い。
【００３２】
本実施例によれば、低速化制御モードを設けて圧縮機２を運転させることにより、冷蔵庫の庫内温度を適正範囲に確保し、且つ圧縮機２の圧縮機構部２２に信頼性上のダメージを与えずに、従来決められている圧縮機の信頼性保証最低回転数よりも更に回転数を下げて冷蔵庫を運転することが可能となり、従来よりも更なる省電力化を図ることができる。
【００３３】
次に、本発明の第２実施例を図５を用いて説明する。図５は本発明の第２実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル及び制御装置を説明する図である。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３４】
この第２実施例では、減圧装置６の構成を１本のキャピラリチューブ６ａと膨張弁６ｄの直列接続に置き換えたものである。制御装置８は膨張弁６ｄの開度を制御するようになっている。係る構成において、第１実施例と同様な考え方に基づき、通常運転モードに対して低速運転モードに切り替わるときに、膨張弁６ｄの開度を小さくして減圧装置６全体の流量抵抗を増加させることにより、冷蔵庫の冷却性能が不足する問題を解消して、常に庫内温度を適正な範囲に保持することができるようになっている。
【００３５】
尚、本発明の低速運転モードを行う冷蔵庫の冷凍サイクルとしては、上述した実施例に限らず、低速化運転時に適正な冷力を保持できる冷蔵庫であれば、減圧装置６を１本のキャピラリチューブで与えて通常運転時と低速運転モード時の流量抵抗を同じくした一般的な冷凍サイクル構成に置き換えたものであっても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮機構部の信頼性を確保しつつ省電力化が図れる冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル及び制御装置を説明する図である。
【図２】図１の冷蔵庫に用いる圧縮機の縦断面図である。
【図３】図１の冷蔵庫の低速運転モード時における圧縮機回転数と時間との関係を示す図である。
【図４】通常運転モードで低速運転を行った場合の圧縮機回転数と時間との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル及び制御装置を説明する図である。
【図６】従来の冷蔵庫における圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
Ｎ１、Ｎ２…回転数、Ｔ１、Ｔ２、ｔ１、ｔ２…時間、１…冷凍サイクル、２…圧縮機、３…凝縮器、４…露付防止パイプ、５…ドライヤ、６…減圧装置、６ａ、６ｂ…キャピラリチューブ、６ｃ…流路切替弁、６ｄ…膨張弁、７…蒸発器、８…制御装置、２１…密閉容器、２２…圧縮機構部、２２ａ…吐出管、２３…電動機部、２４…クランクシャフト、２４ａ…給油路、２４ｂ…縦穴内壁部、２５…潤滑油、２６…コイルスプリング。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator equipped with an inverter-driven compressor, and more particularly to a refrigerator that saves power by operating the compressor at an operation speed as low as possible.
[0002]
[Prior art]
Along with the demand for power saving in home refrigerators, refrigerators equipped with inverter-driven compressors have been used to reduce the refrigerator's internal In order to suppress the compressor input to the minimum necessary for maintaining the compressor in an appropriate range, the refrigerator is operated at a reduced speed to the minimum number of revolutions of the compressor to reduce the power consumption of the refrigerator as much as possible.
[0003]
When the operating speed of the compressor is reduced, the supply of lubricating oil to the compression mechanism decreases, so the conventional low-speed operation control operates the compressor continuously at a constant operating speed. In this case, the minimum rotational speed N1 at which lubricating oil can be continuously supplied to the compression mechanism is determined, and the compressor is controlled to operate at an operating rotational speed equal to or higher than the minimum rotational speed N1 at which lubricating oil can be supplied. That is, the rotation speed N1 is a limit rotation speed at which the reliability of refueling of the compressor can be guaranteed. If the compressor is continuously operated at a rotation speed lower than the rotation speed N1, the compression mechanism unit Supply of sufficient lubricating oil cannot be performed, and the reliability is reduced.
[0004]
In order to reduce power consumption as much as possible, conventional refrigerators have been devised to reduce the rotation speed N1 as much as possible so that the lubrication structure of the compressor can be improved so that sufficient lubricating oil can be supplied even at low rotation speeds. I've been. An example of a hermetic electric compressor used in such a conventional refrigerator is described in JP-A-2000-314380 (Patent Document 1). As shown in FIG. 5, this hermetic electric compressor is provided with a coil spring 26 on an inner wall portion 24b of a vertical hole of a crankshaft 24, and a difference in the relative speed between the inner wall portion 24b of the vertical hole and the coil spring 26 at low speed operation. Also, oil can be supplied to the compression mechanism 22.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-314380 A
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to reduce the speed sufficiently by improving the oil supply structure to the compression mechanism of the compressor, including the measures disclosed in Patent Document 1, and it is difficult to sufficiently reduce the speed, and further promote the power saving of the refrigerator. It was difficult. According to the conventional measures, when the compressor is continuously operated at a constant operation speed, the minimum speed N1 at which the lubricating oil can be continuously supplied to the compression mechanism portion is set as a minimum speed limit. If the number of rotations is further reduced from the number of rotations N1, there is a problem that the reliability of the compression mechanism is reduced. Therefore, the minimum number of rotations in the compressor operation control in the refrigerator is limited to the number of rotations N1 or more. This has been a constraint on the power saving of refrigerators.
[0007]
An object of the present invention is to provide a refrigerator capable of saving power while ensuring the reliability of a compression mechanism.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerator equipped with an inverter-driven compressor whose rotation speed is controlled by a control device, the rotation speed being lower than a minimum rotation speed at which lubricating oil can be supplied to a compression mechanism of the compressor. The compressor has a low-speed operation mode controlled by the control device so as to operate the compressor at a low rotation speed and to intermittently increase the rotation speed to the minimum rotation speed or more during the operation. It is in.
[0009]
The present invention also includes a refrigeration cycle configured by sequentially connecting an inverter-driven compressor whose number of revolutions is controlled by a control device, a condenser, a pressure reducing device whose flow resistance is controlled by the control device, and an evaporator. In the refrigerator, the compressor is operated at a rotation speed lower than the minimum rotation speed capable of supplying the lubricating oil to the compression mechanism of the compressor, and the rotation speed is intermittently increased to the rotation speed equal to or higher than the minimum rotation speed during the operation. The present invention is configured to include a low-speed operation mode controlled by the control device so as to increase the flow resistance of the pressure reducing device during these operations.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of embodiments of the refrigerator of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings of the respective embodiments and the drawings of the conventional example indicate the same or corresponding components.
[0011]
First, a refrigerator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
FIG. 1 is a diagram illustrating a refrigeration cycle and a control device of a refrigerator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a refrigeration cycle 1 is configured by sequentially connecting an inverter-driven compressor 2, a condenser 3, a dew-prevention pipe 4, a dryer 5, a decompression device 6, and an evaporator 7 in a ring shape. The decompression device 6 includes two capillary tubes 6a and 6b having different flow resistances, and a switching valve 6c for switching the connection between the capillary tubes 6a and 6b.
[0013]
The control device 8 is configured to control the operation speed of the compressor 2 from a high speed to a low speed, and to control the flow path switching of the flow path switching valve 6c. In addition, the control device 8 controls switching between the normal operation mode and the low-speed operation mode as the operation control mode. Switching to the low-speed operation mode is performed when normal temperature, when the load in the refrigerator is light, or when the frequency of opening and closing of the door is low is detected.
[0014]
The refrigerant (for example, HC refrigerant) sealed in the refrigeration cycle 1 is compressed by the compressor 2 to high temperature and high pressure, radiated to the ambient air by the condenser 3, decompressed by the decompression device 6, and decompressed by the evaporator 7. And is returned to the compressor 2. By repeating this operation, the inside of the refrigerator is cooled by the refrigeration cycle.
[0015]
The flow resistance of the capillary tubes 6a and 6b is set so that the capillary tube 6a <the capillary tube 6b. In the normal operation mode of the refrigerator, the flow path switching valve 6c is controlled by the control device 8 so that the refrigerant always flows through the capillary tube 6a, and the flow resistance value of the capillary tube 6a becomes an appropriate value in the normal operation. It is determined as follows. On the other hand, in the low-speed operation mode, the controller 8 controls the flow path switching valve 6c so that the refrigerant flows through the capillary tube 6b, and the flow resistance value of the capillary tube 6b becomes an appropriate value in the low-speed operation mode. It is determined as follows. In the low-speed operation mode, when the compressor 1 is rotated at an extremely low speed and the cooling capacity of the refrigerator is insufficient, the flow path switching valve 6c is switched so that the refrigerant flows from the capillary tube 6a to the capillary tube 6b to increase the flow resistance. Let it. As a result, the temperature of the evaporator 7 can be reduced to compensate for the lack of cooling capacity of the refrigerator. The switching of the flow path switching valve 6c is performed when the shortage of the cooling capacity of the refrigerator is detected. Incidentally, in order to simplify the control, the flow path switching valve 6c may be switched in synchronization with the switching to the low-speed operation mode.
[0016]
Next, details of the compressor 2 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a compressor used in the refrigerator of FIG.
[0017]
The compressor 2 is configured such that a compression mechanism 22 and an electric motor 23 are housed in a closed container 21. The compression mechanism 21 and the electric motor 23 are connected via a crankshaft 24 having an oil supply passage 24a. A lubricating oil 25 is stored at the bottom of the sealed container 21.
[0018]
When the electric motor 23 is operated, the crankshaft 24 is rotated, and the compression mechanism 22 is driven accordingly. When the compression mechanism 22 is driven, the low-pressure refrigerant in the closed vessel 21 is sucked into the compression mechanism 22 and compressed, and is discharged to the outside of the closed vessel 21 (the condenser 3) through the discharge pipe 22a. In addition, the rotation of the crankshaft 24 applies a centrifugal force to the lubricating oil 25 stored in the bottom of the sealed container 21 by the oil supply passage 24a. Supplied to sliding parts. Since the supply of the lubricating oil 25 is based on the centrifugal force of the oil supply passage 24a, the amount of the supply of the lubricating oil 25 decreases in proportion to the operating speed of the compressor 2 (specifically, the operating speed of the crankshaft 24). descend.
[0019]
Next, the operation in the low-speed operation mode will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the number of rotations of the compressor and time in the low-speed operation mode of the refrigerator of FIG.
[0020]
In FIG. 3, the rotation speed N1 is the minimum rotation speed at which the compressor 2 can be continuously supplied with the lubricating oil when the compressor 2 is continuously operated at a constant operation rotation speed, that is, the reliability is guaranteed. This is the minimum rotation speed. The rotation speed N2 is a rotation speed even lower than the rotation speed N1.
[0021]
When the room temperature is not relatively high (for example, when the room temperature is room temperature), when the temperature load in the refrigerator is light, or when the frequency of the door opening / closing operation is low, the cooling power of the compressor 2 during the operation at the rotation speed N1 is used. When the condition that the inside temperature of the refrigerator can be maintained in an appropriate range even when the refrigerator is operated at a lower cooling power is used, the condition is detected by using an appropriate detection unit of the refrigerator 2. Based on this, the control device 8 controls to switch from the normal operation mode with the compressor speed of N1 or higher which has been operating up to that time to the low-speed operation mode shown in FIG. This low-speed operation mode is based on a repetitive operation in which the compressor speed is alternately switched between a speed N1 (or a higher speed) and a speed N2.
[0022]
Depending on the change in the refrigerator internal temperature, the low-speed operation mode may be a continuous operation at an operation rate of 100%, or may be an intermittent operation as shown in FIG. 3 (if the internal temperature is sufficiently low, the compressor 2 operation). Hereinafter, the case of the intermittent operation will be described in detail.
[0023]
In the repetitive operation of the rotation speed N1 and the rotation speed N2, if the operation time at the rotation speed N2 becomes longer, the oil supply to the compression mechanism 22 becomes insufficient, stress is applied to the compression mechanism 22 and the input of the compressor 2 is increased. And the reliability of the compressor 2 cannot be ensured. Therefore, as shown in FIG. 3, after the operation at the rotation speed N2 for a predetermined time (a first predetermined time) T2, the rotation speed N1 And the operation is performed for a predetermined time (a second predetermined time) T1. Note that time T1 <time T2 is set. With such a configuration, oil supply to the compression mechanism 22 indicated by the rotation speed N1 and the time T1 is intermittently performed, and even when the low-speed operation mode is continued, an increase in the integrated input of the compressor 2 or wear due to insufficient oil supply. Can be prevented from occurring. In particular, by setting the time T2 to be twice or more the time T1, the effect can be further improved.
[0024]
Here, it is necessary to determine the values of the rotation speeds N1 and N2 and the times T1 and T2 so as to achieve both optimization of the increase in the integrated input of the compressor 2 and prevention of wear due to insufficient oil supply. A specific method of setting the rotational speeds N1, N2 and the times T1, T2 will be described in comparison with the method of FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the compressor speed and time when low-speed operation is performed in the normal operation mode.
[0025]
The operation pattern at the time of the low-speed operation in FIG. 4 is that an intermittent operation of the operation / stop of the compressor 2 is performed while the rotation speed N1 is given constant. In the case of the operation pattern of FIG. 4, the compressor 2 is operated with the cooling power kept higher than the operation pattern of the low-speed operation mode of FIG. For this reason, in the operation pattern of FIG. 4, the power consumption of the compressor 2 when operating at the rotation speed N1 is larger than that of the operation pattern of FIG. 2 consumes less power. In other words, in the operation pattern of FIG. 3, compared to the operation pattern of FIG. 4, the power consumption of the compressor 2 when operating at the repetition of the rotation speeds N1 and N2 is smaller, but the operation rate is increased. By doing so, the power consumption of the compressor 2 increases.
[0026]
Therefore, in order to make the power consumption of the operation pattern of FIG. 3 smaller than the power consumption of the operation pattern of FIG. 4, it is necessary that the increase in the power consumption of the compressor 2 is greater than the decrease in the power consumption. Specifically, the values of the rotation speeds N1, N2 and the times T1, T2 are determined based on the concept described below. That is, the compressor input immediately after switching can be further reduced by setting the rotational speed N2 as low as possible. However, as described above, the lower the rotational speed, the more the oil shortage stress increases. , The time T2 cannot be kept long. In addition, if the intermittent rotation speed N1 is set to a high value, refueling becomes easy, so that sufficient refueling can be performed even if the time T1 is short. By setting the values of the rotation speeds N1 and N2 and the times T1 and T2 to an appropriate combination in consideration of the interaction between the rotation speed, the holding time, and the refueling state, the operation rate in the low-speed operation mode is reduced. Even when it becomes larger than the conventional operation, the integrated value of the power consumption can be reduced as compared with the conventional operation.
[0027]
In addition, when the compressor 2 is interrupted in the low-speed operation mode, as a means for ensuring sufficient oil supply to the compressor 2, at the start of the start of the compressor 2, the rotational speed N2 is immediately changed from the start rotational speed N3. Without the control, during the fixed time t1, the operation is performed at the rotation speed N1 (or higher rotation speed) to secure the oil supply to the oil supply passage 24b and the compression mechanism 22, and then the rotation speed N2 It is controlled to switch to the operation of. Further, immediately before the compressor 2 is stopped, the rotation speed is switched from the rotation speed N2 to the rotation speed N1 (or a higher rotation speed), the oil supply operation is performed for a certain time t2, and then the compressor is stopped. I have. Thus, when the compressor 2 starts next, it is possible to prevent the compression mechanism 22 from running out of oil.
[0028]
The range of the rotation speed N1 and 1400min -1 ~1600min -1, the range of the rotation speed N2 and 1200min -1 ~1400min -1, the range of time T1 is 30 seconds less than 2 minutes, 2 minutes a time range T2 By setting the time to 10 minutes, the reliability of the compressor 2 is ensured without generating stress on the compression mechanism section 22, and a low input operation can be realized, thereby reducing the power consumption of the refrigerator as compared with the conventional case. It was confirmed that it could be reduced.
[0029]
Further, it was confirmed that by setting the range of the time t1 to 1 minute or more and the range of the time t2 to 1 minute or more, sufficient refueling at the start of the intermittent operation of the compressor 2 could be secured.
[0030]
The values of the rotation speeds N1 and N2 and the times T1, T2, t1, and t2 ensure the refrigerator internal temperature in an appropriate range and do not damage the compression mechanism 22 of the compressor 2 in reliability. It is set to a value that satisfies the conditions. In addition, the compressor operation time (time from the start to the stop of the compressor) by the repetitive operation of the rotation speeds N1 and N2 ensures the temperature in the refrigerator to be within an appropriate range, and the compression mechanism 22 of the compressor 2 Is set to a value that satisfies the condition that does not cause reliability damage.
[0031]
In the low-speed operation mode in FIG. 3, the intermittent rotation speed N1 may be replaced with a value equal to or higher than the rotation speed N1 as long as the driving pattern can reduce the power consumption.
[0032]
According to the present embodiment, by operating the compressor 2 with the low-speed control mode, the temperature inside the refrigerator is secured in an appropriate range, and the compression mechanism 22 of the compressor 2 is damaged in reliability. , It is possible to operate the refrigerator at a lower rotation speed than the conventionally guaranteed minimum rotation speed of the compressor which guarantees reliability, thereby achieving further power saving compared to the conventional case.
[0033]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a refrigeration cycle and a control device of a refrigerator according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment as described below, and the other points are basically the same as the first embodiment.
[0034]
In the second embodiment, the configuration of the pressure reducing device 6 is replaced with a single capillary tube 6a and an expansion valve 6d connected in series. The control device 8 controls the degree of opening of the expansion valve 6d. In such a configuration, based on the same concept as in the first embodiment, when switching from the normal operation mode to the low-speed operation mode, the opening degree of the expansion valve 6d is reduced to increase the flow resistance of the entire decompression device 6. Thereby, the problem that the cooling performance of the refrigerator is insufficient can be solved, and the internal temperature can always be maintained in an appropriate range.
[0035]
The refrigerating cycle of the refrigerator that performs the low-speed operation mode of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any refrigerator that can maintain appropriate cooling power during the low-speed operation can be configured by using a single capillary tube. May be replaced with a general refrigeration cycle configuration having the same flow resistance in the normal operation and the low-speed operation mode.
[0036]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the refrigerator which can achieve power saving while ensuring the reliability of a compression mechanism part can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a refrigeration cycle and a control device of a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a compressor used in the refrigerator of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a compressor rotation speed and time in a low-speed operation mode of the refrigerator of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a compressor speed and time when a low-speed operation is performed in a normal operation mode.
FIG. 5 is a diagram illustrating a refrigeration cycle and a control device of a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a compressor in a conventional refrigerator.
[Explanation of symbols]
N1, N2: rotation speed, T1, T2, t1, t2: time, 1: refrigeration cycle, 2: compressor, 3: condenser, 4: anti-dew pipe, 5: dryer, 6: decompression device, 6a, 6b: Capillary tube, 6c: Flow path switching valve, 6d: Expansion valve, 7: Evaporator, 8: Control device, 21: Sealed container, 22: Compression mechanism, 22a: Discharge tube, 23: Electric motor, 24 ... Crankshaft, 24a: oil supply path, 24b: inner wall of vertical hole, 25: lubricating oil, 26: coil spring.
