JP2013061123A

JP2013061123A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2013061123A
Application number: JP2011200458A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Torimasu; 宏樹取枡
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2013-04-04

Abstract

【課題】密閉型圧縮機を用いた冷却装置において、密閉型圧縮機を始動させる際に必要なトルクを小さくし、より効率の高い冷却装置を提供する。
【解決手段】密閉型圧縮機１１５の吸入管１２１と蒸発器１１９との間に、キャピラリチューブ１２０ａと電磁弁１２０ｂを備えることで、密閉型圧縮機１１５の交流誘導電動機１０１の始動性能を向上させ、密閉型圧縮機１１５を始動させる際に必要なトルクを小さくし、より効率の高い冷却装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷蔵庫等のような密閉型圧縮機を用いた冷却装置に関するものである。

従来の密閉型圧縮機を用いた冷却装置については、冷媒を圧縮する密閉型圧縮機と、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を膨張させる膨張機構と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を用いた冷却装置を説明する。

図３は、従来の密閉型圧縮機を用いた冷却装置の冷凍サイクル図である。

図３において、交流誘導電動機１を駆動源とする密閉型圧縮機１５は、低温・低圧の冷媒ガス１２を圧縮し、高温・高圧の冷媒ガス１２を吐出して凝縮器１６に送る。凝縮器１６に送られた冷媒ガス１２は、その熱を空気中に放出しながら高温・高圧の冷媒液となり、乾燥器１７を経て、膨張機構１８（例えば、膨張弁またはキャピラリチューブ）に送られる。膨張機構１８を通過する高温・高圧の冷媒液は、絞り効果により低温・低圧の湿り蒸気となり、蒸発器１９へ送られる。蒸発器１９に入った湿り蒸気状の冷媒ガス１２は、周囲から熱を吸収して蒸発し、蒸発器１９を出た低温・低圧の冷媒ガス１２は、密閉型圧縮機１５に吸込まれ、以下同じサイクルが繰り返される。

また、従来の密閉型圧縮機を用いた冷却装置について、運転スイッチをオンにしてから短時間内に圧縮機を再始動できるようにした再始動方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−３３２９６４号公報特開２００２−２４３２８８号公報

しかしながら上記従来の構成では、密閉型圧縮機を始動させる際に、大きなトルクの交流誘導電動機が必要であり、通常運転時の交流誘導電動機の効率が悪くなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、密閉型圧縮機の吸入管と蒸発器との間に、キャピラリチューブと電磁弁を備えた冷却装置で、密閉型圧縮機の始動性能を向上させ、始動性能の良い冷却装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、密閉型圧縮機の吸入管と蒸発器との間に、キャピラリチューブと電磁弁を備えたもので、密閉型圧縮機を始動させる際に必要なトルクを小さくできるという作用を有する。

本発明の密閉型圧縮機を用いた冷却装置は、密閉型圧縮機の吸入管と蒸発器との間に、
キャピラリチューブと電磁弁を備えることで、密閉型圧縮機を始動させる際に必要なトルクを小さくすることができ、また、交流誘導電動機のトルクを小さくすることで、より効率の高い密閉型圧縮を提供することができる。

本発明の実施の形態１における冷却装置の冷凍サイクル図本発明の実施の形態２における冷却装置の冷凍サイクル図従来の密閉型圧縮機を用いた冷却装置の冷凍サイクル図

請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮する密閉型圧縮機と、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を膨張させる膨張機構と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍サイクルにおいて、前記密閉型圧縮機の吸入管と前記蒸発器との間に、キャピラリチューブと電磁弁を備えたものである。

かかる構成とすることにより、密閉型圧縮機を始動させる際に必要なトルクを小さくすることができ、始動性能の良い冷却装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、冷媒を圧縮する密閉型圧縮機と、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を膨張させる膨張機構と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍サイクルにおいて、前記密閉型圧縮機の吸入管と前記蒸発器との間に、圧力調整装置を備えたものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機を用いた冷却装置の冷凍サイクル図である。

図１において、交流誘導電動機１０１は、密閉容器１０２の内部にスプリング１０３により弾性支持されている。この交流誘導電動機１０１は、固定子１０４と回転子１０５とにより構成される。ブロック１０６は、固定子１０４に固定されている。ブロック１０６に支持されたクランク軸１０７は、回転子１０５の回転をブロック１０６に設けられたシリンダ１０８内を往復運動するピストン１０９にコンロッド１１０、ピストンピン１１１を介して伝達する。シリンダ１０８内で圧縮された冷媒ガス１１２は、吐出ライン１１３を通して、密閉容器１０２に設けられた吐出管１１４へ導かれ、密閉型圧縮機１１５外へ排出される。吐出管１１４より排出された冷媒ガス１１２は、冷凍サイクルを構成する凝縮器１１６、乾燥器１１７、膨張機構１１８、蒸発器１１９、キャピラリチューブ１２０ａと電磁弁１２０ｂを順次経由して密閉容器１０２に設けられた吸入管１２１に回収される。

冷凍機油１２２は、密閉容器１０２の底部に貯溜されており、密閉型圧縮機１１５の各摺動部を潤滑する。

電源１２３は、交流誘導電動機１０１に電気を供給し、密閉型圧縮機１１５を運転させる。

制御装置１２４は、電磁弁１２０ｂと電源１２３を制御し、オン・オフの切り替えを行う。

以上のように構成された冷却装置について、以下その動作、作用を説明する。

交流誘導電動機１０１に電源１２３から電気が供給されると、回転子１０５が回転し、クランク軸１０７は回転駆動される。このとき、クランク軸１０７の偏芯回転運動が、コンロッド１１０を介してピストン１０９に伝わることで、ピストン１０９はシリンダ１０８内を往復運動する。

ピストン１０９の往復運動に伴って密閉容器１０２内の冷媒ガス１１２がシリンダ１０８内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒ガス１１２が冷却サイクルから吸入管１１２を通って密閉容器１０２内に流入する。

シリンダ１０８内へ吸入された冷媒ガス１１２は、ピストン１０９の往復運動によって圧縮され、吐出ライン１１３を通って吐出管１１４から凝縮器１１６へ吐出される。

凝縮器１１６に送られた冷媒ガス１１２は、その熱を空気中に放出しながら高温・高圧の冷媒液となり、乾燥器１１７を経て、膨張機構１１８（例えば、膨張弁またはキャピラリチューブ）に送られる。膨張機構１１８を通過する高温・高圧の冷媒液は、絞り効果により低温・低圧の湿り蒸気となり蒸発器１１９へ送られる。蒸発器１１９に入った湿り蒸気状の冷媒ガス１１２は、周囲から熱を吸収して蒸発し、蒸発器１１９を出た低温・低圧の冷媒ガス１１２は、密閉型圧縮機１１５が始動する際には、キャピラリチューブ１２０ａを経由し、密閉型圧縮機１１５が通常運転する際には、キャピラリチューブ１２０ａと電磁弁１２０ｂを経由して密閉型圧縮機１１５に吸込まれ、以下同じサイクルが繰り返される。

ここで、制御装置１２４は、電磁弁１２０ｂのオン・オフの切り替えを行い、密閉型圧縮機１１５が始動する際には、一定時間閉じ、密閉型圧縮機１１５が通常運転する際には、開いている。

従って、密閉型圧縮機１１５が始動する際には、冷媒ガス１１２はキャピラリチューブ１２０ａのみを経由し、キャピラリチューブ１２０ａは、冷媒ガス１１２が流れる際の抵抗が大きい為、密閉型圧縮機１１５に流れ込む冷媒ガス１１２の量を制限することができる。その結果、密閉型圧縮機１１５に作用する負荷が小さくなり、密閉型圧縮機１１５の始動時に必要な交流誘導電動機１０１のトルクを小さくすることができ、始動性能の良い冷却装置を提供することができる。

なお、密閉型圧縮機１１５が通常運転する際には、電磁弁１２０ｂが開いているので、冷媒ガス１１２はキャピラリチューブ１２０ａと電磁弁１２０ｂを経由することができ、冷却に必要な冷媒ガス１１２を流すことができる。

さらに、密閉型圧縮機１１５の始動時に必要な交流誘導電動機１０１のトルクを小さくすることができた分の交流誘導電動機１０１のトルクを、従来よりも小さくすることにより、より効率の高い冷却装置を提供することができる。

また、密閉型圧縮機１１５の始動時に必要な交流誘導電動機１０１のトルクを小さくすることができ、始動性能が良くなった分の密閉型圧縮機１１５の運転保証電圧範囲を大きくすることにより、電源安定性の悪い地域に対して、より使用性の高い冷却装置を提供す
ることができる。

さらに、制御装置１２４が電源１２３の電圧が低くなった場合に、密閉型圧縮機１１５に流れ込む冷媒ガス１１２の量を制限することで、密閉型圧縮機１１５が通常運転中に異常停止することを防止することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機を用いた冷却装置の冷凍サイクル図である。

図２において、交流誘導電動機２０１は、密閉容器２０２の内部にスプリング２０３により弾性支持されている。この交流誘導電動機２０１は、固定子２０４と回転子２０５とにより構成される。ブロック２０６は、固定子２０４に固定されている。ブロック２０６に支持されたクランク軸２０７は、回転子２０５の回転をブロック２０６に設けられたシリンダ２０８内を往復運動するピストン２０９にコンロッド２１０、ピストンピン２１１を介して伝達する。シリンダ２０８内で圧縮された冷媒ガス２１２は、吐出ライン２１３を通して、密閉容器２０２に設けられた吐出管２１４へ導かれ、密閉型圧縮機２１５外へ排出される。吐出管２１４より排出された冷媒ガス２１２は、冷凍サイクルを構成する凝縮器２１６、乾燥器２１７、膨張機構２１８、蒸発器２１９、圧力調整装置２２０を順次経由して密閉容器２０２に設けられた吸入管２２１に回収される。

冷凍機油２２２は、密閉容器２０２の底部に貯溜されており、密閉型圧縮機２１５の各摺動部を潤滑する。

電源２２３は、交流誘導電動機２０１に電気を供給し、密閉型圧縮機２１５を運転させる。

制御装置２２４は、圧力調整装置２２０と電源１２３を制御し、オン・オフの切り替えを行う。

交流誘導電動機２０１に電源２２３から電気が供給されると、回転子２０５が回転し、クランク軸２０７は回転駆動される。このとき、クランク軸２０７の偏芯回転運動が、コンロッド２１０を介してピストン２０９に伝わることで、ピストン２０９はシリンダ２０８内を往復運動する。

ピストン２０９の往復運動に伴って密閉容器２０２内の冷媒ガス２１２がシリンダ２０８内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒ガス２１２が冷却サイクルから吸入管２１２を通って密閉容器２０２内に流入する。

シリンダ２０８内へ吸入された冷媒ガス２１２は、ピストン２０９の往復運動によって圧縮され、吐出ライン２１３を通って吐出管２１４から凝縮器２１６へ吐出される。

凝縮器２１６に送られた冷媒ガス２１２は、その熱を空気中に放出しながら高温・高圧の冷媒液となり、乾燥器２１７を経て、膨張機構２１８（例えば、膨張弁またはキャピラリチューブ）に送られる。膨張機構２１８を通過する高温・高圧の冷媒液は、絞り効果により低温・低圧の湿り蒸気となり蒸発器２１９へ送られる。蒸発器２１９に入った湿り蒸気状の冷媒ガス２１２は、周囲から熱を吸収して蒸発し、蒸発器２１９を出た低温・低圧の冷媒ガス２１２は、圧力調整装置２２０（例えば、電子式膨張弁またはレギュレーター
）を経由して密閉型圧縮機２１５に吸込まれ、以下同じサイクルが繰り返される。

ここで、制御装置２２４は、圧力調整装置２２０のオン・オフの切り替えを行うが、圧力調整装置２２０は、一定以上の圧力の冷媒ガス２１２を通過させないため、密閉型圧縮機２１５に流れ込む冷媒ガス２１２の量を制限することができる。その結果、密閉型圧縮機２１５に作用する負荷が小さくなり、密閉型圧縮機２１５の始動時に必要な交流誘導電動機２０１のトルクを小さくすることができ、始動性能の良い冷却装置を提供することができる。

さらに、密閉型圧縮機２１５の始動時に必要な交流誘導電動機２０１のトルクを小さくすることができた分の交流誘導電動機２０１のトルクを、従来よりも小さくすることにより、より効率の高い冷却装置を提供することができる。

また、密閉型圧縮機２１５の始動時に必要な交流誘導電動機２０１のトルクを小さくすることができ、始動性能が良くなった分の密閉型圧縮機２１５の運転保証電圧範囲を大きくすることにより、電源安定性の悪い地域に対して、より使用性の高い冷却装置を提供することができる。

以上のように、本発明の冷却装置は、密閉型圧縮機を始動させる際に必要なトルクを小さくでき、また、交流誘導電動機のトルクを小さくすることで、より効率の高い密閉型圧縮機を用いた冷却装置を提供することができる。そのため、家庭用冷蔵庫を初めとして、除湿機やショーケース、自販機等の冷凍サイクルを用いたあらゆる用途にも適用することができる。

１１５、２１５密閉型圧縮機
１１６、２１６凝縮器
１１８、２１８膨張機構
１１９、２１９蒸発器
１２０ａキャピラリチューブ
１２０ｂ電磁弁
２２０圧力調整装置
１２１、２２１吸入管

Claims

冷媒を圧縮する密閉型圧縮機と、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を膨張させる膨張機構と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍サイクルにおいて、前記密閉型圧縮機の吸入管と前記蒸発器との間に、キャピラリチューブと電磁弁を備えた冷却装置。
冷媒を圧縮する密閉型圧縮機と、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を膨張させる膨張機構と、前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍サイクルにおいて、前記密閉型圧縮機の吸入管と前記蒸発器との間に、圧力調整装置を備えた冷却装置。