JPH01266471A - 冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔韮東上の利用分野〕 本発明は冷凍機に係り、特に広範囲の負荷変動に対応し
て十分な機能を来し５る冷凍庫のＩｖ休体イクルに関す
るものである。

〔従来の技術〕

冷凍庫において、例えば急速冷凍を行なうために圧縮機
の回転数を高（すると圧ａｍの発熱量が増大し、圧ｍ愼
からの放熱量が不足して圧、ａ機の温度か異常に尚くな
ることがある。

従来、？？凍サイクルの圧縮機の冷却方法としては、実
開昭５２−６０９０９号公報、実開昭５２−１１２０８
号公報などに示されているような圧縮機のシリンダ内に
液冷媒をインジエクシｌンする方法、あるいは実開昭５
１−５７５４６号公＠に示されているような冷媒な趙＃
１機の低圧配管に注入する方法などが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの方法はいずれも圧り愼冷却用に
使用される液冷媒は、本来使用されるべき耐賦庫内の冷
却のために使用されずに、そのまま圧縮機のシリンダに
吸込まれるため、全体と−しての冷媒循環量が増加し、
圧縮仕事量も増加するため消費電力が増大する問題があ
った。

本発明の目的は、圧縮機の冷却のために消費電力の増加
するのをおさえる冷凍サイクルを提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の冷凍サイクルにお
いては、凝縮器に、冷媒流路の途中に配設し冷媒の一部
を圧縮機冷却冷味とし１分流する分流部と、゛圧縮機を
冷却し戻った前記圧縮機冷却冷媒を前記冷媒流路九合流
させて戻すために前記分流路の下流側に配設した合流部
とＶ設げ、更に前記分流路から分流された前記圧縮機冷
却冷媒のｆＬｊｉ２！ｌの途中に配設し圧縮機の温度に
基づいて該流路を開閉路する開閉弁と該開閉弁を介して
得られる前記圧ａｍ冷却冷媒を用いて圧ａｍの冷却を行
なう熱交換器とから成る圧縮機冷却回路を備えるもので
ある。

〔作用〕

上記の構成において、圧＃Ｉ愼によりて圧縮されたガス
冷媒は凝縮器で冷却され＃ｌ！ｍ液化し液冷媒となり、
圧縮機冷却回路の開閉弁は圧縮機の温良が所定の温度に
達すると開となり、前記凝縮器に設けられた分流部は前
記液冷媒の一部を圧１Ｍ＋ＩＡ冷却冷媒として分流し前
記開閉弁を介して熱交換器ＩＬＭ４びき高温の圧縮機と
熱父侠する。熱又換器は圧縮機冷却冷媒の蒸発潜熱によ
り圧縮機を冷却し、合流部は蒸発しガス成分の多くなっ
た前記熱交換器からの前記圧縮機冷却冷媒を前記凝縮器
を流れる液化冷媒と合流させて、前記圧縮ａｌｔ？ｔ？
ｒ却冷媒は再び凝縮器で冷却液化する。

（！ｉｌ！施例〕 本発明による一実施例について図面を参照して説明する
。

第１−は、本発明による一実施例の冷凍サイクルを示す
１０７２図であり、纂２囚は動作を説明するためのモリ
ニル騰図である。なお纂２図のモリニル側御は見やすく
するため圧力、エンタルピとも目盛は不等間隔で示して
おり、また、煩雑になるのを避けるため各機器間におけ
る放熱、吸熱。

圧力損失は無視して示している。藁３図は、冷蔵庫１０
０に組込んだ冷凍サイクルの略図で、冷蔵庫１００の外
形を２点鎖蛾で示し背面からの斜視図である。

以下、纂１図と帛２図とにより冷媒の流れに旧って説明
する。

圧縮機１にエンタルピＡ１ａ（以下、ルはエンタルピを
示し、添字１ｂはＩＬｌｌｉＶに示す７ａツク麿上のポ
イントと対応する）の状態で吸込まれた冷媒は、Ａｌｂ
の状態で圧縮１から吐出され、吐出管３を経てＡ２αで
ｌｌｌ１縮器２に入る。冷媒は凝縮器２で冷却され、一
部分液化された状態で圧縮機冷却回路入口ｆ＠５１０（
分流部）に達する。圧縮機１の温度が冷却を必要とする
程度に高い場合には、開閉弁１５が開となうているため
九一部の冷媒（圧縮機冷却冷媒）が接続管１２から開閉
弁１５を経て圧動懺冷却用熱交換器９（熱交換器）にＡ
９α（ＡｉＱ　）の状態で入り、圧ａ機１を冷却するた
めに一部が蒸発しｓ　Ａ９にの状態で出てゆき、圧縮機
冷却回路出口部１１（合流部）で凝縮器２を流れてきた
冷媒（Ａ２ｂ　）と合流しＡ１１の状態となり、再び凝
縮器２で更に冷却され過冷却の１２ｃの状態で接続管５
を通り絞り４に送られ、減圧されてＡｉＱで艦枕管７を
通り蒸発器６に入り冷蔵庫１００内を冷却することによ
り、冷媒は蒸発し、１６ｂで蒸発器６を出て再び圧縮機
１に吸込まれる。

このような接続管１２　、１３と開閉弁１５と圧縮機冷
却用熱交換器とからなる圧縮機冷却回路１４を有する冷
凍サイクルとすることにより、圧縮４！＊１を冷却する
ため部分的に蒸発した冷媒も再び凝縮器２で畝線し、二
ンタルどの十分低い状態で蒸発器６へ送られるために冷
蔵庫１００の冷却力は減少することがな（、圧縮４％ｔ
１を冷却したために消費電力が増大することはなくなる
。

次６１ｉｔ１部の構造例について、以下に説明する。

！＠４図は圧縮機冷却回路入口部１０の縦断面歯、第５
図は第４図のＡ−Ａ臆断面図を示す図である。

圧縮機冷却回路入口部１０は、はぼ水平に設置して接続
管１２が下方となるように設置し、必４！！に応じて内
部に金網等のセパレータ１６を設けることにより、液溜
り部１０αから液成分の多い冷媒を圧縮機冷却回路への
接続管１２に送ることができ、より少量の冷却用冷媒で
十分な冷却機能を果すことができる。

１ｊ１６図と第７図は、開閉弁１５の断面図で１ｉｉＫ
６図は開閉弁が閉の状態を示し、１ｉ４４７因は開の状
態を示している。開閉弁１５とし℃は、一般的には圧縮
機温度を温度センナで検出し、この信号に基づいて制御
される′ＩＩＬｓ弁が考えられるが、本夾施例で示すも
のは、電磁弁方式より低コスト化の計れる形状記憶金属
を用いたものである。

開閉弁１５は、接続管１２と圧縮機冷却用熱交換器９と
のそれぞれの接続部を有し、内部に弁素子１９と弁素子
１９を躯動する形状記憶金属製バネ２０を収納したボデ
ィ１７と、バネ押え２１から成っている。内部に形状記
憶金属製バネ２０が収納されている側のボディ１７を熱
伝導の良い金属で、圧縮機１０表面あるいは圧＋ｆｌ！
愼１の温度に追随し℃変化する吐出管３の表面＆Ｃ取付
けることにより、所定の温度より高（なったとき、形状
記憶金属製バネ２０は収縮して第７因に示したように弁
素子１９とシート面１８との間の通路を開（。所定の温
度より低くなったときは、形状記憶金属製バネ２ｏが伸
びることにより、第６図に示したように弁素子１９とシ
ート面１８が接触して閉じられる。このようにして、電
磁弁のように電気回路を必賛とせずに、接続管１２と圧
縮機冷却用熱交換器９どのそれぞれの接続部を結ぶ流路
の開閉ができる。なお第１図においては、開閉弁１５を
接続管１２と圧縮機冷却用熱交換器９どの間に設けてい
るが、開閉弁１５の位置は圧ｗｉ機冷却用熱交換器９と
接続管１３との間のいずれでも艮い。

このように開閉弁１５は、以下のような効果がある。冷
蔵庫１００の運転状態におい工例えば、周囲温度が非常
に低い場合には、圧縮機の吐出圧か低くなって圧縮仕事
量が減少しまた冷蔵庫の負荷としても減少するため圧縮
機１に戻る冷媒が液成分を含んだ湿り状態となることな
どにより、圧縮機１の温度がその圧力における飽昭温度
以下になる機会がある。このようになると圧ｍ愼１内で
冷媒が凝縮し、潤滑油を稀釈し、信頼性の点で好ましく
ない状態となる。圧縮機冷却回路１４に設けた開閉弁１
５は所定の温度により開閉を行なうので上述した不具合
を解消することかできる。

第８図は、第５図に示したように圧ｆｌｌ慎１の密閉容
器の外９１１１に圧縮機冷却用熱交換器９をろうづけな
どにより取付けたときの詳細部を示した図である。本芙
施例においては、圧＃＠１を外倶１１から冷却している
か、圧側１の密閉容器内の＠滑油のなかに圧縮機冷却用
熱交換器９を設直し、潤滑油を？ｇ却してその冷却した
＠滑油で圧縮機１の内部を効率よ（冷却することもでき
る。

第９図は、圧縮機冷却回路入口部１１の断面図である。

凝縮器２側の通路を圧倒の少くないように滑らかに紋り
、のど部１１ｂに圧縮機冷却用熱交換器９からの接続管
１５を接続ｊることにより圧縮機冷却回路１４の冷媒流
量を十分とることができる。

次に圧縮機冷却回路入口部１０と圧縮機冷却回路入口部
１１の高さ方向の位置関係について説明する。

接続管１２　、１３の少な（とも圧ａ機１の近傍は、圧
縮ａ１の振動を冷Ｉ１．庫１００本体に伝導しにく（す
るために出来る眠り細い径の管を使用するのが好ましい
。しかし細い径の管では管内を訛れる冷妹の抵抗が増え
、圧縮機１を冷却するのに十分な量の冷媒が流れ難（な
る傾向となる。このため本５Ｊ！施例では、第５図に示
すように、圧＃Ｉ愼耐冷却回路入口部０を圧縮機冷却回
路出口部１１よりｄだけ高い位１ｉ１Ｋｋ：、置する。

このようにすることにより入口部１０と出口部１１との
圧力差が、接続管１２円には凝縮器２内に比較して液成
分の多い冷媒が流れているためにその比重差Δｒとｄと
の積だけ太き（なり圧＃Ｉ愼＃ｆｉｇ回路１４の冷媒流
量な大きくすることが出来る。

また、第３図に示すように圧縮機冷却用熱交換器９ので
きるだけ上流側の位置が、圧縮機冷却用熱交換器９を取
付る際に最下点Ｈ，となるようにする。このようにする
ことにより、圧ａ機冷却用熱交換器９内で熱央換により
発生じたガス冷媒は、比重差により上方、すなわち圧縮
機冷却用熱交換器９の下流の方向に向い、圧ｌｌ１ｉ１
慎冷却回路１４の冷媒流量を増加させる気泡ポンプとし
て作用する効果がある。

〔発明の効果〕 本発明は、以上説明したように栴成されているので、以
下に配植するような幼果を讐する。

繞水項１の？’（採機においＣは、圧縮機１を冷却する
ために使用する冷媒を再び凝縮器２へ民し冷却してから
＃を発器６へ流入させることができるので、圧Ｍ憎１の
冷却のための消＊電力菫のＮ加をおさえ、開閉弁１５を
設けることで圧縮＋ｆｉ１か冷却な必要とする所定の温
反のときにのみ圧縮機冷却回路１４を動作させることが
できるといった後れた効果がある。

縛累狽２０分流部と合流部との配置とすることにより、
位置の一低差から生じる圧力差により圧ａ１慎耐冷却路
１４の冷媒流量を大きくすることかできるといった効果
がある。

ＭＸ項３による熱交換器９の配置とすることにより、熱
交換で発生したカス１ｖ妹は比重差により上方、すなわ
ち熱交換器の上流側から下流側へ向う冷媒流蓋を増加さ
せる気泡ポンプとじで劾（といりた効果がある。

請累狽４の形状記憶金鵬襄バネ２０を開閉駆動力とする
開閉弁１５により、複雑な制御回路を必要とせず低コス
ト化が計れるといった効果がある。

謂ＸＪＪ５の分流部の構造とすること罠より、圧縮機冷
却冷媒として液成分の多い冷媒を取出すことができるの
で冷却効果があがるといった効果がある。

請求項６０合流部の構造とすることにより、合流部がエ
ゼエクタとして働くため圧ＩＢ機冷却回路１４の冷媒流
量を大きくすることができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

ｗＪｌ−は本発明の実施例の冷凍サイクルを示すブロッ
ク図、第２図は纂１図の動作を示すモリニル線図、第３
図は冷蔵庫に組込んだ冷凍サイクル略図、第４図は圧縮
機冷却回路入口部の断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線
断面図、第６図及び昆７図は開閉弁の断面図、ｉ＠８図
は圧ｆｉＩ愼冷却用熱交換器の取付図、ＷＪ９図は圧縮
機冷却回路出口部の断面図である。 １・・・圧縮機　　　　　　２・・・凝縮器６・・・蒸
発器 ９・・・圧縮機冷却用熱交換器 １０・・・圧縮機冷却回路入口部 １１・・・圧縮機冷却回路出口部 １４・・・圧縮機冷却回路 １５・・・開閉弁 ２０・・・形状記憶金属製バネ １００・・・冷蔵庫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒を冷
   却凝縮する凝縮器と、凝縮液化された前記冷媒を蒸発し
   蒸発潜熱により冷却を行なう蒸発器と、を備えた冷凍機
   において、前記凝縮器の冷媒流路の途中に配設し前記冷
   媒の一部を圧縮機冷却冷媒とし分流する分流部と、分流
   された該圧縮機冷却冷媒の流路の途中に配設し、圧縮機
   の温度に基づいて該流路を開閉路する開閉弁と該開閉弁
   を介して得られた前記圧縮機冷却冷媒を用いて前記圧縮
   機の冷却を行なう熱交換器とから成る圧縮機冷却回路と
   、前記凝縮器の冷媒流路の途中であって前記分流部の下
   流側に配設し前記熱交換器からの前記圧縮機冷却冷媒を
   合流させる合流部と、を備えたことを特徴とする冷凍機
   。 ２、前記分流部を、前記合流部より高い位置に配設した
   ことを特徴とする請求項１記載の冷凍機。 ３、前記熱交換器を、前記圧縮機冷却冷媒の流路が上流
   側を下方に下流側を上方とする配設としたことを特徴と
   する請求項１記載の冷凍機。 ４、前記開閉弁が、開閉の駆動力として形状記憶金属製
   バネを用いたことを特徴とする請求項１記載の冷凍機。 ５、前記分流部の構造が、前記圧縮機冷却冷媒の流路と
   接続する部分を前記冷媒流路の液溜り部に設けたことを
   特徴とする請求項１記載の冷凍機。 ６、前記合流部の構造が、前記冷媒流路に絞り部を有し
   絞りのど部に前記圧縮機冷却冷媒の流路を接続したこと
   を特徴とする請求項１記載の冷凍機。