JP3606943B2 - refrigerator - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷蔵庫に関し、特に除霜後の圧縮機起動の過渡運転時に生じる低圧運転防止に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫は、実開平3−83791号公報にて知られるような構成を持っている。以下、図7を参考に従来の冷蔵庫の構成について説明を行う。
【0003】
1は高圧容器型の圧縮機、2は凝縮器、3は減圧装置である毛細管、4は蒸発器であり、圧縮機1、凝縮器2、毛細管3、蒸発器4は順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成している。5は冷蔵庫の本体で内部を区画し、それぞれ冷凍室6と冷蔵室7の2室を形成している。8は除霜用ヒータで、蒸発器4の近傍に設けてある。
【0004】
9は除霜検知手段であらかじめ設定した時間間隔や、蒸発器4の温度、着霜状態を検知し、また除霜運転時には、除霜の終了を検知する。除霜検知手段9の検知出力により図示しない除霜制御手段で、圧縮機1の運転、停止、除霜用ヒータ8の運転停止を制御する。
【0005】
10は除霜水を蒸発皿11に導く水パイプであり、蒸発皿11は機械室12内にあって凝縮器2の一部を蒸発皿11に配設してある。凝縮器2の一部は蒸発の効率向上のため圧縮機1の吐出に近い部分が通常使われる。
【0006】
次に上記従来の構成の動作について説明する。
圧縮機1の運転により、圧縮機1より吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器2により凝縮液化し、さらに、毛細管3にて減圧され、蒸発器4で蒸発気化し図示しない熱搬送手段により冷凍室6、冷蔵室7を冷却する。蒸発器4で気化した冷媒は、再び、圧縮機1に吸入される。
【0007】
この様な冷却運転を行うことにより、冷凍室6、冷蔵室7内の空気に含まれる水分が、蒸発器4で熱交換される際に霜として、蒸発器4の表面に付着する。この着霜が進むと、蒸発器4の熱交換効率が減少し、充分な冷却運転が不可能となってくる。
【0008】
この状態を除霜検知手段9が検知し、除霜制御手段に除霜開始信号を出力する。この信号を受け除霜検知手段は、除霜を開始する。
【0009】
除霜制御手段は、圧縮機1を停止し除霜用ヒータ8を運転し、除霜を開始する。除霜用ヒータ8の運転により、蒸発器4の表面の霜を発熱により融解する。
【0010】
蒸発器4の表面の霜が融解すると、除霜検知手段9は除霜が完了したことを通常蒸発器4の温度が所定温度(一般的には10から20℃)以上になることで検知し、除霜制御手段へ除霜終了信号を出力する。除霜制御手段はこの信号を受けて、除霜運転を終了するため、除霜用ヒータ8を停止し、その後、圧縮機1を起動する。この操作により冷凍サイクルは再び冷却運転を開始する。
【0011】
除霜により発生する除霜水は水パイプ10を通じて蒸発皿11へと送られる。蒸発皿に一旦貯留された除霜水は圧縮機1が運転を始めると高温の凝縮器2の一部分と熱交換することで徐々に蒸発していく。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、低周囲温度時において、除霜開始直前に蒸発器4内に保持される冷媒に加え、圧縮機1停止と同時に、凝縮器2及び圧縮機1の周囲温度と蒸発器4の周囲温度の差から生じる冷媒の飽和圧力差により、圧縮機1、凝縮器2から蒸発器4へ冷媒が移動を始める。
【0013】
そして、除霜の進行により蒸発器4の温度が上昇し、圧縮機1、凝縮器2の周囲温度より蒸発器4及びその周囲温度が高くなると、除霜運転初期とは逆に、冷媒の飽和圧力が蒸発器4内の方が高くなり、冷媒は蒸発器4から圧縮機1、凝縮器2へと移動を行う。
【0014】
除霜終了時においては蒸発器4内の冷媒はほとんどなくなり、冷凍サイクル中最も温度の低い凝縮器2内で遍在して滞留する。特に低温の除霜水により冷却される凝縮器の一部等に遍在する。
【0015】
このため、除霜後の圧縮機1起動時には、通常の運転安定状態における凝縮器2内の冷媒分布状態、つまり圧縮機1から毛細管3方向へと気相から液相へといった状態でなく冷媒が滞留し、かつ蒸発器4内にほとんど冷媒がない。
【0016】
このため、圧縮機1が起動すると蒸発器4内にほとんど冷媒が存在しないので吸込みガスの比体積は小さく、十分に加圧する事ができない。と同時に凝縮器2内で冷媒が遍在しているので、安定して毛細管3入口部に液冷媒が到達せず、毛細管3に多量のガスが噛み込み、冷媒の循環を阻害する。
【0017】
この悪循環によって、除霜後の運転過渡期における冷凍サイクルのバランスが崩れた低圧運転状態が起こる。
【0018】
起動過渡期に液戻り等により圧縮機1の摺動部の油膜が切れた状態でさらに冷媒も、冷媒とともに巡回している潤滑油も少ししか戻ってこない低圧運転が続く圧縮機1の摺動部は乾燥摩擦となり異常磨耗が発生し圧縮機1の信頼性の面から非常に大きな課題であった。
【0019】
さらに、起動後冷凍サイクルが安定するまで時間がかかり、運転時間の増加から、消費電力の増加につながる。
【0020】
本発明の冷蔵庫は従来の課題を解決するもので、除霜後の圧縮機起動時における低圧運転を防止できる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、毛細管と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルを設置し、前記蒸発器近傍に除霜用ヒータと、前記凝縮器と前記蒸発器入口部との間に絞りを有するバイパス回路と、前記凝縮器と前記バイパス回路との接続部に配設した冷媒の流れを制御する開閉弁と、前記開閉弁の開閉タイミング検知手段と、前記開閉弁の開閉を行う開閉弁制御手段とを備え、開閉タイミング検知手段が蒸発器近傍に設けた除霜検知手段であり、開閉弁制御手段がタイマーを有し、前記除霜検知手段が除霜終了を検知した時に、除霜終了後の圧縮機起動過渡期に冷媒とともに潤滑油の戻りを促進するために前記開閉弁を開放し、前記タイマーが所定の時間を経過した時に前記開閉弁を閉鎖する開閉弁制御手段とを備えるものである。
【0025】
【作用】
上記構成により、本発明の冷蔵庫は、電磁弁開閉タイミング検知手段である除霜検知手段が除霜終了を検知すると、電磁弁制御手段によって信号が送られ、電磁弁が開放される。高圧容器型圧縮機が起動すると、前記凝縮器から前記蒸発器入口部へ直接冷媒が循環し、蒸発圧力が上昇するので吸入圧力も上昇し、さらには高圧圧力が上昇する。
【0026】
高圧圧力の上昇によって冷媒の循環が促進され、冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が修正される。
【0027】
前記開閉弁制御手段が有するタイマーが所定時間を経過すると前記開閉弁が閉鎖されるので、低圧運転が起こらず安定状態への移行がスムーズに行える。
【0033】
【実施例】
本発明による冷蔵庫の一実施例について図1〜図6を参考に説明する。但し、従来と同一構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0034】
1は高圧容器型の圧縮機、2は凝縮器、3は毛細管、4は蒸発器であり、圧縮機1、凝縮器2、毛細管3、蒸発器4は順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成している。
【0035】
13は絞り14を有するバイパス回路であり、凝縮器2と、蒸発器4の入口部とを接続してなる。バイパス回路13と凝縮器2の接続部に電磁弁15を設けてある。16はタイマー17を有する電磁弁制御手段であり、18は電磁弁の開閉タイミング検知手段である吸入圧力検知手段である。
【0036】
5は冷蔵庫の本体で内部を区画し、それぞれ少なくとも1室の冷凍室6と少なくとも1室の冷蔵室7により少なくとも2室を形成している。8は除霜用ヒータで、蒸発器4の近傍に設けてある。
【0037】
9は除霜検知手段であらかじめ設定した時間間隔や、蒸発器4の温度、着霜状態を検知し、また除霜運転時には、除霜の終了を検知する。除霜検知手段9の検知出力により図示しない除霜制御手段で、圧縮機1の運転、停止、除霜用ヒータ8の運転停止を制御する。
【0038】
次に上記従来の構成の動作について説明する。
圧縮機1の運転による冷却運転が行われ、蒸発器4で着霜が進む。これにより、蒸発器4の熱交換効率が減少し、充分な冷却運転が不可能となってくる。
【0039】
この状態を除霜検知手段9が検知し、除霜制御手段に除霜開始信号を出力する。この信号を受け除霜検知手段は、除霜を開始する。
【0040】
除霜制御手段は、圧縮機1を停止し除霜用ヒータ8を運転し、除霜を開始する。除霜用ヒータ8の運転により、蒸発器4の表面の霜を発熱により融解する。
【0041】
蒸発器4の表面の霜が融解すると、除霜検知手段9は除霜が完了したことを通常蒸発器4の温度が所定温度(一般的には10から20℃)以上になることで検知し、除霜制御手段へ除霜終了信号を出力する。除霜制御手段はこの信号を受けて、除霜運転を終了するため、除霜用ヒータ8を停止し、その後、圧縮機1を起動する。この操作により冷凍サイクルは再び冷却運転を開始する。
【0042】
低周囲温度時において、除霜中に蒸発器4の温度が上昇し、圧縮機1、凝縮器2の周囲温度より蒸発器4及びその周囲温度が高くなると、冷媒の飽和圧力が蒸発器4内の方が高くなり、冷媒は蒸発器4から圧縮機1、凝縮器2へと移動を行う。
【0043】
除霜終了時においては蒸発器4内の冷媒はほとんどなくなり、冷凍サイクル中最も温度の低い凝縮器2内で遍在して滞留する。
【0044】
このため、除霜後の圧縮機1起動時には、通常の運転安定状態における凝縮器2内の冷媒分布状態、つまり圧縮機1から毛細管3方向へと気相から液相へといった状態でなく冷媒が滞留し、かつ蒸発器4内にほとんど冷媒が存在しないので吸込みガスの比体積は小さく、十分に加圧する事ができない。
【0045】
同時に凝縮器2内で冷媒が遍在しているので、安定して毛細管3入口部に液冷媒が到達せず、毛細管3に多量のガスが噛み込み、冷媒の循環を阻害する。これにより圧縮機1の吸入圧力が低下する。
【0046】
図2に示すように、ステップ1で吸入圧力検知手段18により検知された圧力値が電磁弁制御手段16に入力され、ステップ2で検知圧力値が所定の圧力以下であるならば、ステップ3へ進みタイマー17をスタートさせ、高い場合はステップ1へと戻る。
【0047】
ステップ3でタイマー17をスタートさせた後、ステップ4で電磁弁15を開放する。そしてステップ5でタイマー17がカウントアップしているか調べ、カウントアップしていなければステップ4へ戻り、カウントアップしていればステップ6へ進み電磁弁15を閉鎖する。
【0048】
こうして圧縮機1の吸入圧力が低下すると、バイバス回路13が開放されて、凝縮器2内に偏在して存在する冷媒が絞り14を経て、蒸発器4の入口部へ吸入され、蒸発圧力が絞り14の絞り量に応じて上昇し、吸入圧力も上昇するので高圧圧力も同時に上昇する。
【0049】
電磁弁15が閉鎖されバイパス回路13が遮断されると、高圧圧力の上昇により、冷媒の循環が促進され、冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が修正される。
【0050】
起動過渡期に低圧運転がないので、冷媒とともに巡回している潤滑油が戻ってくるので圧縮機1の摺動部は乾燥摩擦とはならないので圧縮機1の摺動部異常磨耗が発生することなく圧縮機1の信頼性を確保することができる。
【0051】
さらに、除霜後の起動後に、冷凍サイクルが速やかに安定するので、運転時間が短縮され、消費電力の低減となる。
【0052】
また、図3、図4に示すように、電磁弁の開閉タイミング検知手段である吸入圧力検知手段18の代わりに除霜検知手段9を用いて、ステップ1で除霜検知手段9から除霜終了の信号を取り込み、ステップ2で除霜が終了したならステップ3へ進み、未終了であるならステップ1へ戻る電磁弁制御手段16であっても良い。
【0053】
これにより圧力検知手段分の低コスト化が図れる。
さらに、また、図5、図6に示すように、電磁弁の開閉タイミング検知手段である吸入圧力検知手段18の代わりに毛細管3と蒸発器4との接続部に設けた温度検知手段19を用いて、ステップ1で例えばサーミスタである温度検知手段19から配管温度を取り込み、ステップ2で検知温度値が所定の温度以下であるならば、ステップ3へ進みタイマー17をスタートさせ、高い場合はステップ1へと戻る電磁弁制御手段16であっても良い。
【0054】
なお、温度検知手段19はバイメタルであっても同様の効果が得られる。
なお、電磁弁15は通電により閉鎖、停電により開放としても良いし、逆でもよいが、望ましくは大部分の時間をしめる通常の冷蔵庫運転時には閉鎖状態であるため電力消費量が低減できるため、通電により開放がよい。また、通電により開放状態と閉鎖状態を切り替えるもので有ればなお良い。
【0055】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、毛細管と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルを設置し、前記蒸発器近傍に除霜用ヒータと、前記凝縮器と前記蒸発器入口部との間に絞りを有するバイパス回路と、前記凝縮器と前記バイパス回路との接続部に配設した冷媒の流れを制御する開閉弁と、前記開閉弁の開閉タイミング検知手段と、前記開閉弁の開閉を行う開閉弁制御手段とを備え、開閉タイミング検知手段が蒸発器近傍に設けた除霜検知手段であり、開閉弁制御手段がタイマーを有し、前記除霜検知手段が除霜終了を検知した時に、除霜終了後の圧縮機起動過渡期に冷媒とともに潤滑油の戻りを促進するために前記開閉弁を開放し、前記タイマーが所定の時間を経過した時に前記開閉弁を閉鎖する開閉弁制御手段とを備えたので、除霜後に前記バイパス回路が開放され、所定時間経過後前記バイパス回路が閉鎖されるので低圧運転が起こらない。
【0059】
以上のように起動過渡期に低圧運転が起こらないので、冷媒とともに巡回している潤滑油がすぐに戻り、前記高圧容器型圧縮機の摺動部は乾燥摩擦とはならないので、前記高圧容器型圧縮機の摺動部異常磨耗が発生することなく前記高圧容器型圧縮機の信頼性を確保することができる。
【0060】
さらに、起動後前記冷凍サイクルのバランスの崩れた状態が続かないので、前記高圧容器型圧縮機の運転時間が短縮され、消費電力の低減となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷蔵庫の一実施例の断面図
【図2】本発明による冷蔵庫の一実施例の電磁弁の動作を示すフローチャート
【図3】本発明による冷蔵庫の一実施例の断面図
【図4】本発明による冷蔵庫の一実施例の電磁弁の動作を示すフローチャート
【図5】本発明による冷蔵庫の一実施例の断面図
【図6】本発明による冷蔵庫の一実施例の電磁弁の動作を示すフローチャート
【図7】従来の冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
1 圧縮機
2 凝縮器
3 毛細管
4 蒸発器
8 除霜用ヒータ
9 除霜検知手段
13 バイパス回路
15 電磁弁
16 電磁弁制御手段
17 タイマー
18 吸入圧力検知手段
19 温度検知手段[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a refrigerator, and more particularly to prevention of low-pressure operation that occurs during transient operation of starting a compressor after defrosting.
[0002]
[Prior art]
The conventional refrigerator has a structure as known in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-83791. Hereinafter, the configuration of a conventional refrigerator will be described with reference to FIG.
[0003]
1 is a high-pressure vessel type compressor, 2 is a condenser, 3 is a capillary tube as a decompression device, 4 is an evaporator, and the
[0004]
9 detects the time interval set in advance by the defrosting detecting means, the temperature of the
[0005]
[0006]
Next, the operation of the conventional configuration will be described.
The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
[0007]
By performing such a cooling operation, moisture contained in the air in the
[0008]
This state is detected by the defrost detection means 9 and outputs a defrost start signal to the defrost control means. Upon receiving this signal, the defrost detection means starts defrosting.
[0009]
The defrosting control means stops the
[0010]
When the frost on the surface of the
[0011]
The defrost water generated by the defrosting is sent to the evaporating dish 11 through the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional configuration, at the low ambient temperature, in addition to the refrigerant held in the
[0013]
When the temperature of the
[0014]
At the end of defrosting, the refrigerant in the
[0015]
For this reason, at the time of starting the
[0016]
For this reason, when the
[0017]
Due to this vicious cycle, a low-pressure operation state occurs in which the balance of the refrigeration cycle is lost in the operation transition period after defrosting.
[0018]
The sliding of the
[0019]
Furthermore, it takes time until the refrigeration cycle is stabilized after startup, leading to an increase in power consumption due to an increase in operating time.
[0020]
The refrigerator of this invention solves the conventional subject, and it aims at providing the refrigerator which can prevent the low voltage | pressure operation at the time of the compressor starting after a defrost.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the refrigerator of the present invention is provided with a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, a capillary tube, and an evaporator are sequentially connected in an annular manner, and a defrosting heater is provided in the vicinity of the evaporator. A bypass circuit having a throttle between the condenser and the evaporator inlet, an on-off valve for controlling a refrigerant flow disposed at a connection portion between the condenser and the bypass circuit, and the on- off valve Open / close timing detection means and an open / close valve control means for opening and closing the open / close valve, the open / close timing detection means is a defrost detection means provided in the vicinity of the evaporator, and the open / close valve control means has a timer, When the defrosting detecting means detects the end of defrosting, the on-off valve is opened in order to promote the return of the lubricating oil together with the refrigerant in the compressor startup transition period after the end of the defrosting, and the timer sets a predetermined time. Close the on-off valve when it has elapsed In which and a closing valve control means.
[0025]
[Action]
With the configuration described above, in the refrigerator of the present invention, when the defrosting detection means that is the electromagnetic valve opening / closing timing detection means detects the end of the defrosting, a signal is sent by the electromagnetic valve control means, and the electromagnetic valve is opened. When the high-pressure vessel compressor is activated, the refrigerant circulates directly from the condenser to the evaporator inlet, and the evaporation pressure rises, so that the suction pressure rises, and further, the high-pressure pressure rises.
[0026]
The circulation of the refrigerant is promoted by the increase of the high pressure, and the state where the balance of the refrigeration cycle is lost is corrected.
[0027]
Since the on- off valve is closed when the timer of the on- off valve control means passes a predetermined time, the low-pressure operation does not occur and the transition to the stable state can be performed smoothly.
[0033]
【Example】
An embodiment of a refrigerator according to the present invention will be described with reference to FIGS. However, the same reference numerals are given to the same components as those in the prior art, and detailed description thereof is omitted.
[0034]
1 is a high-pressure vessel type compressor, 2 is a condenser, 3 is a capillary tube, and 4 is an evaporator. The
[0035]
[0036]
[0037]
9 detects the time interval set in advance by the defrosting detecting means, the temperature of the
[0038]
Next, the operation of the conventional configuration will be described.
The cooling operation by the operation of the
[0039]
This state is detected by the defrost detection means 9 and outputs a defrost start signal to the defrost control means. Upon receiving this signal, the defrost detection means starts defrosting.
[0040]
The defrosting control means stops the
[0041]
When the frost on the surface of the
[0042]
When the temperature of the
[0043]
At the end of defrosting, the refrigerant in the
[0044]
For this reason, at the time of starting the
[0045]
At the same time, since the refrigerant is ubiquitous in the
[0046]
As shown in FIG. 2, if the pressure value detected by the suction pressure detecting means 18 in
[0047]
After starting the
[0048]
When the suction pressure of the
[0049]
When the
[0050]
Since there is no low-pressure operation in the start-up transition period, the lubricating oil circulating with the refrigerant returns, so the sliding portion of the
[0051]
Furthermore, since the refrigeration cycle is quickly stabilized after activation after defrosting, the operation time is shortened and power consumption is reduced.
[0052]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the defrosting detection means 9 is used instead of the suction pressure detection means 18 which is a solenoid valve opening / closing timing detection means, and the defrosting detection means 9 is completed in
[0053]
This can reduce the cost for the pressure detecting means.
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a temperature detection means 19 provided at the connection portion between the
[0054]
The same effect can be obtained even if the
The
[0055]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the refrigerator of the present invention is provided with a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, a capillary tube, and an evaporator are sequentially connected in an annular manner, and is used for defrosting in the vicinity of the evaporator. A heater, a bypass circuit having a throttle between the condenser and the evaporator inlet, an on-off valve for controlling the flow of refrigerant disposed at a connection between the condenser and the bypass circuit, and the opening / closing A valve opening / closing timing detection means and an opening / closing valve control means for opening / closing the opening / closing valve, wherein the opening / closing timing detection means is a defrost detection means provided in the vicinity of the evaporator, and the opening / closing valve control means has a timer. When the defrosting detecting means detects the end of defrosting, the on-off valve is opened to promote the return of the lubricating oil together with the refrigerant in the compressor startup transition period after the end of the defrosting, and the timer is set for a predetermined time. The on-off valve is closed when Since a closing valve control means for said after defrosting bypass circuit is opened, it does not occur a low-pressure operation because after a predetermined time the bypass circuit is closed.
[0059]
As described above, since the low-pressure operation does not occur during the start-up transition period, the lubricating oil circulating with the refrigerant immediately returns, and the sliding portion of the high-pressure vessel compressor does not become dry friction. The reliability of the high-pressure vessel compressor can be ensured without causing abnormal wear of the sliding portion of the compressor.
[0060]
Furthermore, since the balance of the refrigeration cycle is not lost after the start-up, the operation time of the high-pressure vessel compressor is shortened and the power consumption is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a refrigerator according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of a solenoid valve of the embodiment of the refrigerator according to the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of an electromagnetic valve of an embodiment of a refrigerator according to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment of the refrigerator of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional refrigerator.
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Claims (1)
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- 1995-04-19 JP JP09332295A patent/JP3606943B2/en not_active Expired - Fee Related
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