JP6952916B2

JP6952916B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP6952916B2
Application number: JP2020568896A
Authority: JP
Inventors: 松田　弘文; 弘文松田; 雄亮田代
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: WO2020157806A1; JPWO2020157806A1

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

特許第３４８５００６号には、圧縮機、凝縮器、絞り装置、冷却器としての蒸発器、および油分離器を含む冷媒回路と、該冷媒回路に接続されておりかつ電磁弁を含む返油路とを備える冷蔵庫が開示されている。

冷蔵庫に用いられる圧縮機では、一般的に冷媒を圧縮するための圧縮部が潤滑油によって潤滑されている。このような圧縮機では、一部の潤滑油が圧縮部によって圧縮された冷媒とともに冷媒回路に吐出される。このような場合、冷媒のみが冷媒回路を流れる場合と比べて、冷媒回路を流れる流体の圧力損失が大きくなり、また当該流体の伝熱性が低下し、冷蔵庫の冷却能力が低下する。

そこで、上記冷蔵庫では、油分離器が、圧縮機と凝縮器との間に配置され、圧縮機から吐出された冷媒から潤滑油を分離するように設けられている。返油路は、油分離器において分離された潤滑油を圧縮機の吸入口に返すように設けられており、その一端が冷媒回路において相対的に高圧な冷媒が流れる油分離器に接続され、その他端が冷媒回路において相対的に低圧な冷媒が流れる蒸発器と圧縮機の吸入口との間に接続されている。電磁弁は、返油路を開放または閉止するように設けられている。

これにより、油分離器により分離された潤滑油は、電磁弁によって返油路が開放されているときに、返油路の上記一端と上記他端との間の圧力差を受けて上記他端に運ばれる。

さらに、上記冷蔵庫では、返油路の上記他端から冷媒回路に返された潤滑油が蒸発器に流入することを防止するため、冷媒回路において返油路の上記他端との接続部と蒸発器との間に例えば逆止弁または電磁弁等の開閉弁が配置されている。

特許第３４８５００６号

しかしながら、上記冷蔵庫では、上記開閉弁でチャタリングが発生する場合がある。チャタリングが発生すると、チャタリング音が発生するという問題がある。

本発明の主たる目的は、返油路から冷媒回路に返された潤滑油が蒸発器に流入することを抑制でき、かつチャタリングが抑制された冷蔵庫を提供することにある。

本発明に係る冷蔵庫は、圧縮機、油分離器、凝縮器、絞り装置、および蒸発器を含み、冷媒が圧縮機、凝縮器、絞り装置、および蒸発器を順に循環する冷媒回路を備える。上記圧縮機は、蒸発器において蒸発した冷媒を吸入する吸入口と、油によって潤滑されており、吸入口から吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部で圧縮した冷媒を吐出する吐出口とを含む。上記冷媒回路は、蒸発器と吸入口との間を接続する第１冷媒流路を有している。上記油分離器は、吐出口から吐出された冷媒と油とを分離するように設けられている。上記冷蔵庫は、油分離器に接続された第１端と第１冷媒流路に接続された他端とを有し、圧縮機が駆動停止されたときに油分離器において分離された油を第１冷媒流路に返すように設けられた返油路をさらに備える。上記第１冷媒流路は、返油路に接続されている接続部と、接続部と蒸発器との間に配置されておりかつ上下方向に沿って延びる少なくとも１つの第１管部と、接続部と吸入口との間に配置されている管部とを有している。少なくとも１つの第１管部の内径が、返油路を構成する配管の内径よりも大きい。

本発明によれば、返油路から冷媒回路に返された潤滑油が蒸発器に流入することを抑制でき、かつチャタリングが抑制された冷蔵庫を提供することができる。

実施の形態１に係る冷蔵庫の冷媒回路および返油路を示す図である。図１に示される冷蔵庫の冷媒回路において立ち上がり管部の配置例を示す図である。図２に示される立ち上がり管部におけるゼロペネトレーション速度と該立ち上がり管部の内径との関係を示すグラフである。返油時に返油路の両端間に印加される圧力差と図２に示される立ち上がり管部の流速との関係を示すグラフである。実施の形態２に係る冷蔵庫の冷媒回路において立ち上がり管部の配置例を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

実施の形態１．
＜冷蔵庫の構成＞
図１に示されるように、実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、冷凍サイクルを構成している冷媒回路と、冷媒回路に接続されている返油路とを備える。

冷媒回路は、圧縮機１、凝縮器２、第１絞り装置３、蒸発器４、および油分離器５を含む。冷媒回路は、冷媒が、圧縮機１、油分離器５、凝縮器２、第１絞り装置３、および蒸発器４を順に循環するように設けられている。

圧縮機１は、冷媒を吸入する吸入口と、上記吸入口から吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、該圧縮部で圧縮した高温・高圧の気相冷媒を吐出する吐出口とを含む。上記圧縮部は、冷凍機油（以下、油）によって潤滑されている。圧縮機１は、冷媒および上記冷凍機油を吐出口から吐出する。さらに圧縮機１は、冷媒および上記油を吸入口から吸入する。圧縮機１の吐出口は、第２冷媒流路としての第１流路１１を介して油分離器５の流入口に接続されている。圧縮機１の吸入口は、第１冷媒流路としての第５流路１５および第６流路１６を介して蒸発器４の流出口に接続されている。さらに、圧縮機１の吸入口は、第６流路１６を介して返油路１７に接続されている。

油分離器５は、気相冷媒および油が流入する流入口と、気相冷媒が流出する第１流出口と、油が流出する第２流出口とを含む。油分離器５は、流入口から流入した気相冷媒および油を気相冷媒と油とに分離し、それぞれを第１流出口または第２流出口から流出するように設けられている。油分離器５の第１流出口は、第２流路１２を介して凝縮器２の流入口に接続されている。油分離器５の第２流出口は、返油路１７に接続されている。油分離器５が冷媒と油とを分離する方式としては、例えば遠心力を利用するサイクロン方式、または細かいメッシュを利用して油を濾すデミタス方式が挙げられるが、これらに限られるものではない。

凝縮器２は、油分離器５の第１流出口から流出した気相冷媒が流入する流入口と、液相冷媒が流出する流出口とを含む。凝縮器２は、流入口から流入した気相冷媒が外気と熱交換するように設けられている。これにより、気相冷媒は凝縮されて液相冷媒となる。凝縮器２の流出口は、第３流路１３を介して第１絞り装置３の流入口に接続されている。

第１絞り装置３は、凝縮器２において凝縮された液相冷媒が流入する流入口と、気液２冷媒が流出する流出口とを含む。第１絞り装置３は、流入口から流入した液相冷媒を減圧するように設けられている。これにより、液相冷媒は膨張して気液２相冷媒となる。第１絞り装置３は、例えばキャピラリーチューブとして設けられている。

蒸発器４は、第１絞り装置３において減圧された気液２相冷媒が流入する流入口と、気相冷媒が流出する流出口とを含む。蒸発器４は、流入口から流入した気液２相冷媒が冷蔵庫１００の貯蔵室内の空気と熱交換するように設けられている。これにより、気液２相冷媒は蒸発して気相冷媒となる。蒸発器４の流出口は、第５流路１５および第６流路１６を介して圧縮機１の吸入口に接続されている。さらに、蒸発器４の流出口は、第５流路１５を介して返油路１７に接続されている。

第５流路１５および第６流路１６は、蒸発器４の流出口と圧縮機１の吸入口とを接続している。冷媒の流通方向における第５流路１５の一端は、蒸発器４の流出口に接続されている。上記流通方向における第５流路１５の他端は、第６流路１６の一端に接続されている。第６流路１６の他端は、圧縮機１の吸入口に接続されている。さらに、第５流路１５の上記他端および第６流路１６の上記一端は、返油路１７に接続されている。冷蔵庫１００は、第５流路１５を開閉する開閉弁を備えていない。第５流路１５の一部と、第１絞り装置３とは、例えば熱交換器８を構成している。熱交換器８は、第１絞り装置３を流れる冷媒と第５流路１５を流れる冷媒とが熱交換するように設けられている。

返油路１７は、油分離器５の上記第２流出口に接続されている第１端と、第５流路１５の上記他端および第６流路１６の上記一端に接続されている第２端とを有している。返油路１７の上記第２端は、第５流路１５の上記他端と第６流路１６の上記一端との接続部１８に接続されている。返油路１７は、上記冷媒回路における凝縮器２、第１絞り装置３、および蒸発器４をバイパスして、油分離器５の第２流出口と圧縮機１の吸入口とを接続している。返油路１７は、油分離器５によって冷媒から分離された油を圧縮機１の吸入口に返すように設けられている。

返油路１７は、開閉弁６と、第２絞り装置７とを含む。開閉弁６は、返油路１７を開閉するように設けられている。第２絞り装置７は、返油路１７を流れる油を減圧するように設けられている。開閉弁６は、例えば電磁弁である。開閉弁６は、圧縮機１が駆動されているときに返油路１７を閉止し、圧縮機１が駆動停止されているときに返油路１７を開放するように制御される。第２絞り装置７は、例えばキャピラリーチューブである。

図２に示されるように、冷蔵庫１００は、少なくとも圧縮機１、油分離器５、第５流路１５の一部、第６流路１６、および返油路１７を内部に収容している機械室２１と、少なくとも蒸発器４および第５流路１５の残部を内部に収容している断熱部２２とを備えている。断熱部２２は、蒸発器４により冷却される図示しない貯蔵室を囲むように設けられている。断熱部２２は、機械室２１よりも上方に配置された部分を有している。

＜冷蔵庫の動作＞
冷蔵庫１００は、圧縮機１が駆動されており、冷媒が上記冷媒回路を循環している第１状態と、圧縮機１が駆動停止されており、冷媒が上記冷媒回路を循環していない第２状態とを切り替えるように設けられている。返油路１７は、第１状態において開閉弁６によって閉止され、第２状態において開閉弁６によって開放される。第５流路１５は、第１状態および第２状態において、開放されている。

上記第１状態において、冷媒は、圧縮機１、第１流路１１、油分離器５、第２流路１２、凝縮器２、第３流路１３、第１絞り装置３、第４流路１４、蒸発器４、第５流路１５、および第６流路１６を順に循環する。これにより、冷蔵庫１００は、貯蔵室内の空気を冷却できる。

上記第１状態から上記第２状態に切り替える時に、第１流路１１と第６流路１６との間の圧力差、すなわち返油路１７の両端間に印加される圧力差は、油分離器５において分離された油に作用する。上記第１状態において油分離器５において分離されていた油は、上記第２状態が実現された後、上記圧力差によって返油路１７を流通して接続部１８から第５流路１５および第６流路１６に返される。

上記第２状態における第５流路１５および第６流路１６には、上記第１状態において蒸発器４において蒸発した気相冷媒が貯留されている。上記圧力差は第５流路１５の気相冷媒および油にも作用する。上記第２状態において、第５流路１５の気相冷媒および油は、接続部１８から蒸発器４の上記流出口に向かう方向の圧力を受ける。これに対し、第５流路１５は、後述する第１立ち上がり管部３１を有している。第１立ち上がり管部３１は、上記第２状態において第１立ち上がり管部３１を流れる気相冷媒および油に、上記圧力と反対方向に向いた重力が作用するように設けられている。
＜第１立ち上がり管部の具体的構成＞
図２は、図１に示される冷蔵庫１００の第５流路１５、第６流路１６、および返油路１７の配置を説明するための図である。冷蔵庫１００は、図２に示されるＺ方向が上下方向に沿うように、配置される。なお、図２では、図１に示される第３流路１３、第１絞り装置３、および第４流路１４の図示が省略されている。

図２に示されるように、冷蔵庫１００では、蒸発器４が圧縮機１および油分離器５よりも上方に配置されている。第５流路１５は、上下方向に沿って伸びる第１立ち上がり管部３１を有している。第１立ち上がり管部３１の下方端は、例えば第５流路１５の上記他端を構成しており、第６流路１６の上記一端および返油路１７の上記第２端と接続されている。つまり、第１立ち上がり管部３１の下方端は、例えば接続部１８に接続されている。第１立ち上がり管部３１の上方端は、上記第５流路１５において第１立ち上がり管部３１の上記下方端よりも蒸発器４の流出口の近くに配置されている。第１立ち上がり管部３１の上方端は、第５流路１５において熱交換器８を構成している部分よりも接続部１８の近くに配置されている。

第６流路１６は、例えば上下方向に沿って伸びる第２立ち上がり管部３２を有している。第２立ち上がり管部３２の上方端は、例えば第６流路１６の上記一端を構成しており、第１立ち上がり管部３１の上記下方端および返油路１７の上記第２端と接続されている。第６流路１６を構成する配管の内径は、例えば返油路を構成する配管の内径に等しい。

第１流路１１は、例えば上下方向に沿って伸びる第３立ち上がり管部３３を有している。第３立ち上がり管部３３の上方端は、油分離器５の流入口に接続されている。第３立ち上がり管部３３の下方端は、圧縮機１の吐出口に接続されている。第３立ち上がり管部３３の内径は、例えば第２立ち上がり管部３２の内径に等しい。

図２に示されるように、第１立ち上がり管部３１は、例えば機械室２１の内部にのみ設けられている。第５流路１５は、例えば断熱部２２に囲まれており、かつ上下方向に沿って伸びる第４立ち上がり管部３４をさらに有している。第１立ち上がり管部３１の上端部は、例えば第４立ち上がり管部３４の下端部に接続されている。

第１立ち上がり管部３１（第１管部）の内径は、第２立ち上がり管部３２（第２管部）の内径よりも大きい。つまり、以下の関係式（１）で表される立ち上がり管部でのゼロペネトレーション速度Ｕg［単位：ｍ／ｓ］に関し、第１立ち上がり管部３１でのゼロペネトレーション速度Ｕgは、第２立ち上がり管部３２でのゼロペネトレーション速度Ｕgよりも速い。

なお、気相冷媒と油との混合流体が上昇する様相は気液２相冷媒のそれと同様とみなすことができる。そのため、ゼロペネトレーション速度Ｕgは、気液２相冷媒の上昇流において定義されるゼロペネトレーション速度を気相冷媒と油との混合流体の上昇流に適用したものである。関係式（１）において、Ｄには第１立ち上がり管部３１または第６流路１６の立ち上がり管部の内径［単位：ｍ］が代入される。また、関係式（１）において、ｇは重力加速度９．８［単位：ｍ／Ｓ²］、ρlは油密度［単位：ｋｇ／ｍ³］、ρgは冷媒ガス密度［単位：ｋｇ／ｍ³］であり、Ｕg'は定数である。なお、Ｕg'の算出方法は後述する。

第１立ち上がり管部３１の内径は、第３立ち上がり管部３３の内径よりも大きい。つまり、上記関係式（１）で表される立ち上がり管部でのゼロペネトレーション速度Ｕg［単位：ｍ／ｓ］に関し、第１立ち上がり管部３１でのゼロペネトレーション速度Ｕgは、第３立ち上がり管部３３でのゼロペネトレーション速度Ｕgよりも速い。

第１立ち上がり管部３１の内径は、第４立ち上がり管部３４の内径よりも大きい。つまり、上記関係式（１）で表される立ち上がり管部でのゼロペネトレーション速度Ｕg［単位：ｍ／ｓ］に関し、第１立ち上がり管部３１でのゼロペネトレーション速度Ｕgは、第４立ち上がり管部３４のそれよりも速い。

上下方向に沿って延びる立ち上がり管部でのゼロペネトレーション速度Ｕgは、上記返油時に、当該立ち上がり管部において油を上昇させるために必要とされる冷媒の最小流速である。つまり、第１立ち上がり管部３１でのゼロペネトレーション速度Ｕgは、第２立ち上がり管部３２でのゼロペネトレーション速度Ｕgよりも速い。

図３は、上記関係式（１）によって表される立ち上がり管部の内径Ｄとゼロペネトレーション速度Ｕg（ゼロペネ速度）との関係を示すグラフである。図３の横軸はゼロペネトレーション速度Ｕg（ゼロペネ速度）［単位：ｍ／ｓ］を示し、図３の縦軸は内径Ｄ［単位：ｍ］を示す。図３に示されるように、立ち上がり管部の内径Ｄが大きいほど、そこでのゼロペネトレーション速度が速くなる。

好ましくは、第１立ち上がり管部３１の内径Ｄ［単位：ｍ］は、上記関係式（１）に基づき算出される第１立ち上がり管部３１のゼロペネトレーション速度Ｕg［単位：ｍ／ｓ］が以下の関係式（２）に基づき算出される流速Ｕx［単位：ｍ／ｓ］よりも速くなるように設けられている。流速Ｕxは、上記返油時に上記圧力差によって接続部１８から蒸発器４の上記流出口に向かう方向に流れる冷媒の、蒸発器４の上記流出口での流速である。

関係式（２）において、ΔＰは圧縮機１が駆動停止されているときの第１流路１１と第６流路１６との間の圧力差［単位：ＭＰａ］、ρgは冷媒ガス密度［単位：ｋｇ／ｍ³］、ｈは蒸発器４の上記流出口と接続部１８との間の上下方向の距離（高低差）［単位：ｍ］である。

図４は、上記関係式（２）によって表される上記圧力差ΔＰと上記流速Ｕxとの関係を示すグラフである。図４の横軸は上記圧力差ΔＰ［単位：ＭＰａ］を示し、図４の縦軸は流速Ｕx［単位：ｍ／ｓ］を示す。図４に示されるように、圧力差ΔＰが大きいほど、流速Ｕxが速くなる。

＜作用効果＞
冷蔵庫１００は、上記冷媒回路と、上記返油路１７とを備える。上記冷媒回路は、圧縮機１、油分離器５、凝縮器２、第１絞り装置３、および蒸発器４を含み、冷媒が圧縮機１、油分離器５、凝縮器２、第１絞り装置３、および蒸発器４を順に循環する。返油路１７は、油分離器５に接続されている第１端と、蒸発器４と圧縮機１の吸入口との間に接続されている第２端とを有し、油分離器５において分離された油を圧縮機１の吸入口に返すように設けられている。冷媒回路は、蒸発器４と圧縮機１との間を接続する第５流路１５を有している。第５流路１５は、返油路１７に接続されている接続部１８と、接続部１８よりも蒸発器４の近くに配置されておりかつ上下方向に沿って延びる第１立ち上がり管部３１を有している。第１立ち上がり管部３１の内径が、返油路１７を構成する配管の内径よりも大きい。

上記冷蔵庫１００では、上記冷媒回路の第５流路１５が第１立ち上がり管部３１を有していることにより、第１立ち上がり管部３１内の気相冷媒および油に作用する重力が、上記第１状態では冷媒が循環する方向に沿っている。一方、該重力は、上記第２状態では上記圧力差を受けて冷媒および油が流通する方向とは反対方向に作用する。そのため、冷蔵庫１００では、第５流路１５が第１立ち上がり管部３１を有していない従来の冷蔵庫と比べて、上記第２状態において冷媒および油が第１立ち上がり管部３１内を上昇しにくく、油が蒸発器４に到達しにくい。

さらに、上記冷蔵庫１００では、第１立ち上がり管部３１の内径が、第６流路１６および返油路１７を構成する管部の内径よりも大きいことにより、第１立ち上がり管部３１のゼロペネトレーション速度が、第６流路１６および返油路１７における立ち上がり管部、例えば第２立ち上がり管部３２、でのゼロペネトレーション速度Ｕgよりも速い。そのため、冷蔵庫１００では、第１立ち上がり管部３１の内径が第６流路１６および返油路１７を構成する管部の内径と同等とされている冷蔵庫と比べて、接続部１８よりも蒸発器４の近くに配置されている第１立ち上がり管部３１において油の上昇が効果的に抑制されている。

つまり、冷蔵庫１００は、第５流路１５を開閉する開閉弁を備えていなくても、上記第１立ち上がり管部３１を備えていることにより、返油路１７から第５流路１５に返された油が蒸発器４に流入することを抑制できる。さらに、冷蔵庫１００では、第５流路１５を開閉する開閉弁が不要とされているため、当該開閉弁を備える従来の冷蔵庫と比べて、チャタリングが抑制されており、さらに製造コストが低減されている。

また、上記冷蔵庫１００では、第１立ち上がり管部３１が機械室２１の内部にのみ配置されており、第１立ち上がり管部３１が断熱部２２に囲まれていない。そのため、上記冷蔵庫１００は、後述する冷蔵庫１０１のように、断熱部２２に囲まれている第４立ち上がり管部３４の内径が第６流路１６および返油路１７を構成する管部の内径よりも大きく設けられている場合と比べて、容易に製造され得る。

好ましくは、第１立ち上がり管部３１でのゼロペネトレーション速度Ｕgが上記流速Ｕxよりも速くなるように、第１立ち上がり管部３１の内径が設けられている。このような冷蔵庫１００は、上記圧力差を受けた油が第１立ち上がり管部３１を経て蒸発器４に達することをより効果的に抑制できる。

なお、上記流速Ｕxは、上記返油時に上記圧力差によって接続部１８から蒸発器４の上記流出口に向かう方向に流れる冷媒の、第１立ち上がり管部３１の上記上方端での流速としてもよい。つまり、上記関係式（２）中のｈは、第１立ち上がり管部３１の上記上方端と接続部１８との間の上下方向の距離（高低差）であってもよい。第１立ち上がり管部３１の上記上方端と接続部１８との高低差は、蒸発器４の上記流出口と接続部１８との間の上下方向の距離（高低差）未満である。そのため、上記関係式（２）に基づいて、上記返油時に上記圧力差によって接続部１８から蒸発器４の上記流出口に向かう方向に流れる冷媒の第１立ち上がり管部３１の上記上方端での流速は、該冷媒の蒸発器４の上記流出口での流速よりも速くなる。第１立ち上がり管部３１のゼロペネトレーション速度が上記冷媒の第１立ち上がり管部３１の上記上方端での流速よりも速くなるように設けられていれば、油が蒸発器４にさらに到達しにくくなる。

実施の形態２．
図５に示されるように、実施の形態２に係る冷蔵庫１０１は、実施の形態１に係る冷蔵庫１００と基本的に同様の構成を備えるが、第５流路１５が複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０を含み、上記複数の立ち上がり管部の各内径が、第６流路１６および返油路１７を構成する管部の内径よりも大きく設けられている点で異なる。なお、図５では、図１に示される第３流路１３、第１絞り装置３、および第４流路１４の図示が省略されている。

第５流路１５は、例えば第１立ち上がり管部３１、第４立ち上がり管部３４、第５立ち上がり管部３５、第６立ち上がり管部３６、第７立ち上がり管部３７、第８立ち上がり管部３８、第９立ち上がり管部３９、および第１０立ち上がり管部４０を有している。第１立ち上がり管部３１、第４立ち上がり管部３４、第５立ち上がり管部３５、第６立ち上がり管部３６、第７立ち上がり管部３７、第８立ち上がり管部３８、第９立ち上がり管部３９、および第１０立ち上がり管部４０は、第５流路１５において接続部１８から蒸発器４の流出口に向かい方向に順に接続されている。

上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各々は、上下方向に沿って伸びている。第４立ち上がり管部３４、第５立ち上がり管部３５、第６立ち上がり管部３６、第７立ち上がり管部３７、第８立ち上がり管部３８、第９立ち上がり管部３９、および第１０立ち上がり管部４０は、機械室２１の上方に配置されて、断熱部２２に囲まれている。複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０のうちの少なくとも一部は、第５流路１５において熱交換器８を構成している部分よりも蒸発器４の近くに配置されている。

上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各内径は、第２立ち上がり管部３２の内径よりも大きい。上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各内径は、第３立ち上がり管部３３の内径よりも大きい。上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０での各ゼロペネトレーション速度Ｕgは、第２立ち上がり管部３２および第３立ち上がり管部３３のそれらよりも速い。

好ましくは、上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各々の内径Ｄ［単位：ｍ］は、上記関係式（１）に基づき算出される各ゼロペネトレーション速度Ｕg［単位：ｍ／ｓ］が上記関係式（２）に基づき算出される流速Ｕx［単位：ｍ／ｓ］よりも速くなるように設けられている。上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各内径は、例えば互いに等しい。

冷蔵庫１０１の第５流路１５は、例えば上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の他に、水平方向に延びる水平管部をさらに有している。上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各内径は、例えば上記水平管部の内径よりも大きい。なお、上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各内径は、例えば上記水平管部の内径に等しくてもよい。すなわち、第５流路１５の全体が、第２立ち上がり管部３２と比べて拡径された管部により構成されていてもよい。

冷蔵庫１０１は、冷蔵庫１００と基本的に同様の構成を備えているため、冷蔵庫１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、冷蔵庫１０１では、上記複数の立ち上がり管部３１，３４〜４０の各々の内径が第２立ち上がり管部３２の内径よりも大きく設けられているため、第１立ち上がり管部３１の内径のみが第２立ち上がり管部３２の内径よりも大きく設けられている冷蔵庫１００と比べて、上記圧力差を受けた油が第１立ち上がり管部３１を経て蒸発器４に達することをより効果的に抑制できる。

なお、冷蔵庫１００，１０１において、第１立ち上がり管部３１の上記下方端は接続部１８に接続されているが、これに限られるものではない。第５流路１５は、第１立ち上がり管部３１の下方端と接続部１８との間を接続する他の管部をさらに有していてもよい。この場合、当該他の管部は、任意の方向に沿って延びていればよく、例えば上下方向に沿って延びていてもよい。当該他の管部の内径は、任意の長さであればよく、例えば第２立ち上がり管部３２の内径と等しくてもよい。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

１圧縮機、２凝縮器、３第１絞り装置、４蒸発器、５油分離器、６開閉弁、７第２絞り装置、１１第１流路、１２第２流路、１３第３流路、１４第４流路、１５第５流路、１６第６流路、１７返油路、１８接続部、２１機械室、２２断熱部、３１第１立ち上がり管部、３２第２立ち上がり管部、３３第３立ち上がり管部、３４第４立ち上がり管部、３５第５立ち上がり管部、３６第６立ち上がり管部、３７第７立ち上がり管部、３８第８立ち上がり管部、３９第９立ち上がり管部、１００，１０１冷蔵庫。

Claims

圧縮機、油分離器、凝縮器、絞り装置、および蒸発器を含み、冷媒が前記圧縮機、前記油分離器、前記凝縮器、前記絞り装置、および前記蒸発器を順に循環する冷媒回路を備え、
前記圧縮機は、吸入口および吐出口とを含み、冷凍機油によって潤滑されており、
前記冷媒回路は、前記蒸発器と前記吸入口との間を接続する第１冷媒流路を有し、
前記油分離器は、前記吐出口から吐出された冷媒と冷凍機油とを分離するように設けられており、
前記油分離器に接続された第１端と前記第１冷媒流路に接続された第２端とを有し、前記圧縮機が駆動を停止したときに前記油分離器において分離された冷凍機油を前記第１冷媒流路に返すように設けられた返油路をさらに備え、
前記第１冷媒流路は、前記返油路の前記第２端に接続されている接続部と、前記接続部と前記蒸発器との間に配置されておりかつ上下方向に沿って延びる少なくとも１つの第１管部と、前記接続部と前記吸入口との間に配置されている第２管部とを有し、
前記少なくとも１つの第１管部の内径は、前記第２管部の内径よりも大きい、冷蔵庫。
前記少なくとも１つの第１管部の下方端は、前記接続部に接続されている、請求項１に記載の冷蔵庫。
少なくとも前記圧縮機、前記油分離器、および前記返油路を内部に収容する機械室をさらに備え、
前記少なくとも１つの第１管部は、前記機械室の内部にのみ配置されている、請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記少なくとも１つの第１管部は、複数の第１管部を有し、
前記複数の第１管部の各内径は、前記第２管部の内径よりも大きい、請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記冷媒回路は、前記吐出口と前記油分離器との間を接続する第２冷媒流路を有し、
前記第２冷媒流路は、前記上下方向に沿って延びる第３管部を有し、
前記少なくとも１つの第１管部の内径は、前記第３管部の内径よりも大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
前記返油路は、開閉弁を含み、
前記開閉弁は、前記圧縮機が駆動しているときに前記返油路を閉止し、前記圧縮機が駆動停止されたときに前記返油路を開放するように設けられており、
前記蒸発器は、前記接続部よりも上方に配置されており、
前記少なくとも１つの第１管部の前記内径をＤ、重力加速度をｇ、前記冷媒の密度をρg、前記冷凍機油の密度をρl、定数Ｕg'、前記返油路が開放されている状態において前記返油路の前記第１端と前記第２端との間に作用する圧力差をΔＰ、前記蒸発器と前記接続部との間の前記上下方向の距離をｈ、としたときに、
以下の関係式（１）に基づいて算出される前記少なくとも１つの第１管部でのゼロペネトレーション速度Ｕgが以下の関係式（２）に基づいて算出される流速Ｕxよりも速くなるように、前記少なくとも１つの第１管部の前記内径Ｄが設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷蔵庫。