JPH01314871A - 冷凍装置 - 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】 発明の背景 周知の冷凍装置は、閉じた直列の流れとなる様に、蒸発
器、該蒸発器から冷媒を引出す圧縮機、該圧縮機によっ
て圧縮された冷媒を凝縮させる復水器、及び普通は毛細
管と呼ばれていて、蒸発器、に対する冷媒の流れを制御
する管状限流手段を含んでいる。毛細管が、その中を通
る冷媒の流れを制限することにより、復水器と蒸発器の
間に所望の差圧を保ち、この目的の為、その内径は蒸発
器の入口側の端を形成する導管の内径より大幅に小さい
。毛細管と蒸発器の入口側の端との間の直径の差の為、
毛細管と蒸発器の入口側の端の中間にあって、その各々
に結合されて、渡り区間として作用するジャンパ・チュ
ーブを設けるのが普通である。ジャンパ・チューブを毛
細管に結合する時の１つの問題は、それらを漏れが全く
ない様に結合しなければならないことであり、毛細管の
直径が非常に小さい為、ろう付けの様な金属結合作業は
、２つの管を結合する為にろう付は作業に使われる合金
又は融剤が、毛細管の開口を詰まらせたり、或いは冷凍
装置の中に合金又は融剤を持込まない様にしなければな
らない。

毛細管から出て来る冷媒は液体又はガス又は両者の混合
物の形をしていることがある。冷媒が毛細管から出て来
る時、その一部分は、蒸発器内の一層低い圧力状態で蒸
発するのが普通である。この蒸発によって起る沸騰性の
乱流並びに音速に近い様な冷媒の出口速度が、冷凍装置
を運転する時の主な騒音源になる。冷蔵庫にある様な冷
凍装置の運転では、この騒音が非常にうるさいことがあ
る。特に、冷凍装置の運転を停止した後、冷凍装置の圧
力が等化しつ＼ある時に発生される騒音がうるさい。そ
の時間の間、圧縮機及びファンはオフになっており、そ
の為、騒音を隠す助けにならない。

この発明では、毛細管を出て行く冷媒によって生ずる騒
音を抑圧する構造装置を提供する。この構造装置は、毛
細管とジャンパ・チューブの間の金属結合作業の間、毛
細管の出口側の端が詰まることをも防止する。

発明の要約 復水器、管状の入口を持つ蒸発器、及び復水器から蒸発
器への冷媒の流れを制御すると共に、復水器と蒸発器の
間に所望の範囲の差圧を保つのに十分な限流部を持つ毛
細管形限流装置を有する冷凍装置に於て、毛細管の出口
側の端を復水器の入口に接続するジャンパ・チューブを
設ける。ジャンパ・チューブは少なくとも５つの順次の
管状区間で構成され、その中には、毛細管の外径よりも
僅かに大きい内径を持つ第１の区間が含まれる。

ジャンパ・チューブの第２の区間は円錐形であって、第
１の区間と流体の流れが連通し、第１の区間から遠ざか
る向きに増加する直径を持っている。

ジャンパ・チューブの第３の区間が、第２の区間と流体
の流れが連通し、毛細管の外径よりも大幅に大きい内径
を持っている。ジャンパ・チューブの第４の区間は円錐
形であって、第３の区間と流体の流れが連通し、第３の
区間から遠ざかる向きに増加する直径を持っている。ジ
ャンパ・チューブの第５の区間が第４の区間と流体の流
れが連通し、第３の区間より大きい直径を持っている。

毛細管がジャンパ・チューブの第１及び第２の区間を通
抜けて、第３の区間の長さの１２乃至８８％の距離だけ
第３の区間に入り込み、適当な手段、普通は金属結合作
業により、ジャンパ・チューブの第１の区間に固定され
る。

上に述べた構成を用いると、圧力を徐々に低下させるこ
とにより、冷媒の膨張が制御されると共に、毛細管の端
の振動が減少するが、その両方が騒音を抑圧するのに寄
与する。更に、金属結合作業の間、毛細管の出口が詰ま
らず、冷凍装置は金属結合作業に使われる材料によって
汚染されない。

好ましい実施例の説明 第１図には、圧縮機１、復水器２、毛細管３の様な管状
限流装置、この発明の改良された接続手段又はジャンパ
・チューブ４、及び蒸発器５を閉じた直列の流れとなる
様に接続して構成される冷凍装置が図式的に示されてい
る。この装置を運転する時、圧縮機１が蒸発器５から冷
媒蒸気を吸込み、圧縮された冷媒を復水器２に吐出する
。復水器２内で凝縮した高圧の冷媒が毛細管３を通って
蒸発器５へ通過する。毛細管３が、蒸発器への液体冷媒
の流れを大幅に制限し、こうして復水器と蒸発器の間に
所望の範囲の差圧を保つが、これは周知である。

この差圧を保つ為、毛細管３の内径は、蒸発器５の入口
側の端６を含む冷凍装置の残りの流体通路よりも大幅に
小さい。特に家庭用冷蔵庫に使われる様なこう云う形式
の従来公知の冷凍装置では、毛細管３の出口側の端は、
毛細管の外面と蒸発器の入口の内面の間の空間を詰める
適当な手段・を用いて、蒸発器の入口側の端６に直接的
に、又は蒸発器の管又は導管と略同じ直径を持つ適当な
制限作用のない管状接続部に接続していた。この様な直
接接続を用いると、比較的細い毛細管の出口側の端から
、音速に近い比較的高い速度で、液体又はガス又はその
混合物の形をした冷媒が出て来る。

更にこの冷媒が毛細管から、圧縮機の吸込み圧力で動作
する蒸発器の直径の一層大きい導管へ出て来る時、液体
冷媒の若干がこの一層低い圧力でフラッシュ作用によっ
てガスになり、蒸発器の入口に乱流性の、騒音を発生す
る流れを生ずる。この騒音は咀える様な音と云うことが
出来、場合によっては、毛細管に対してガス及び液体の
塊を交代的に供給する復水器を使うことによって起ると
考えられるが、ポツプ・コーンと同様な比較的大きな跳
ねる音を伴う。

この様な咀える騒音及び跳ねる音をなくす１つの手段が
、米国特許第３，５３１，９４７号に記載されている。

この場合、毛細管の出口と蒸発器の入口９間の接続体は
、複数個の入れ子の管状セグメント又は区間で構成され
ている。然し、この米国特許に記載される発明は、金属
結合作業に使われる材料によって、毛細管の端が詰まる
惧れを伴わずに、入れ子の管状セグメントの第１の区間
に毛細管３を結合するにはどうするかと云う問題を取上
げたものではない。この米国特許では、毛細管が、毛細
管の外径と略同じ一定の直径を持つ区間の中に挿入され
、毛細管は第１の入れ子の区間の長さに比べて、短かな
距離だけ挿入されていることが認められよう。おそらく
毛細管ははんだ付は又はろう付けによって第１の区間に
結合される。この米国特許に記載される様な装置では、
金属結合作業に使われる材料によって、毛細管の出口を
詰まらせる惧れがある。

次に特に第２図及び第３図について説明すると、この発
明のジャンパ・チューブ４の形が詳しく示されている。

ジャンパ・チューブは少なくとも５つの順次の管状区間
で構成され、第３図の垂直線Ａ及びＢの間に示す第１の
区間１０は、毛細管３の外径よりも若干大きい内径を持
っており、この為毛細管と第１の区間１０の間が事実上
書なはめ合せになっている。ジャンパ・チューブの第２
の区間１２は円錐形であって、第１の区間１０と流体の
流れが連通し、第１の区間から遠ざかる向きに長さ方向
に直径が増加する。第２の区間が第３図の垂直線Ｂ及び
Ｃの間に示されている。第３の区間１４が垂直線Ｃ及び
Ｄの間に配置されていて、第２の区間１２と流体の流れ
が連通し、毛細管の外径より大幅に大きい内径を持って
いる。垂直線り及びＥの間の第４の区間１６は円錐形で
あって、第３の区間１４と流体の流れが連通し、第３の
区間１４から遠ざかる向きに長さ方向に直径が増加する
。第５の区間１８が第４の区間１６と流体の流れが連通
し、第３の区間１４よりも大きい直径を持ち、垂直線Ｅ
及びＦの間を伸びている。この様なジャンパφチューブ
を製造する時、例えばその一部分を第３図に示す様な一
層小さい直径にスェージすることにより、１本の管から
各セグメントを形成するのが有利である。

この発明では、毛細管３の前側末端２０、即ち毛細管の
出口開口を、第３の区間の長さの１２％乃至８８％の距
離だけ、ジャンパ・チューブ４の第３の区間１４の中に
挿入してから、毛細管３をジャンパ・チューブ４の第１
の区間１０に結合することが重要であることが判った。

その理由は、こう云う範囲内に挿入すると、騒音が減少
し、金属結合作業に使われる材料が毛細管を詰まらせる
ことがないことが判ったからである。金属結合手段は普
通はろう付は又ははんだ付は作業であり、これは毛細管
とジャンパ・チューブの間の接触区域を加熱し、金属合
金を加え、それが溶融して面を濡らし又はそれと合金化
し、その後その場所で凍結して継目を形成する。結合作
業が、冷凍装置に悪影響を持つ様な漏れを継目に全く作
らないこ、とが重要である。この目的の為、普通は両方
とも銅であるが、毛細管及びジャンパ・チューブの金属
が結合用の金属合金を容易に受入れて漏れのない継目を
作る様に、接触区域にある毛細管及びジャンパ・チュー
ブの面を準備する融剤を使うのが普通である。毛細管の
末端２Ｇの出口直径が非常に小さい為、金属結合作業に
使われる材料が誤って末端２０に到達して、毛細管の端
を詰まらせたり又は部分的にも詰まらせることがない様
にすることが重要である。従って、毛細管３の末端２０
は、毛細管の外径より大幅に大きい直径を持つジャンパ
・チューブの第３の区間の中まで、十分に挿入すること
が重要である。この構成により、金属結合作業の何れか
の材料が、第１の区間１０を越えてジャンパ・チューブ
の中に入り込んでも、それは単に毛細管の周りの第２の
区間１２の中、おそらくは、第３図に示す様に、毛細管
の末端２０と垂直線Ｃの間にある第３の区間１４の最初
の部分に溜まるに過ぎない。毛細管の末端２０を挿入す
るのが、第３の区間１４の長さの１２％未満である場合
、金属結合作業の材料によって毛細管が詰まる可能性が
幾分あることが判った。他方、毛細管の末端２０が第３
の区間１４の長さの８８％を越えて入り込むと、毛細管
の支持されていない端が過度に振動して、騒音の原因に
なる為、騒音の減少、の点でそれ程の効果がないことが
判った。

公称距離が第３図の垂直線Ｎとして示されている。

これは第３の区間１４の長さの１２乃至８８％の範囲の
中央を表わす。第３の区間１４に対する最適の挿入距離
は、最小値１２％として示した垂直線と第３図の垂直線
Ｎの間である。上に述べた騒音の抑圧及び毛細管が詰ま
らないこと＼云う望ましい特性を達成する為には、ジャ
ンパ・チューブ４の第３の区間１４の内径に対する毛細
管３の外径の比が一定にとソまることが重要である。更
に、ジャンパ・チューブの区間２及び３の合計の長さに
対する毛細管の外径の比も一定にとソまるべきであるこ
とが判った。

この発明を実施する為のジャンパΦチューブ及び毛細管
の好ましい組合せの典型的な例が、第３図に示されてい
る。ジャンパ・チューブは、騒音の抑圧作用が最適にな
ると共に、金属結合作業に使われる材料によって毛細管
３の末端２０が詰まることを防止する様に設計されてい
る。図示の構成では、毛細管３の外径が０．０８１吋で
あり、内径が０．０３１吋である。第１の区間の長さが
０．２５吋である。第３の区間１４は内径が０゜１５０
吋で、区間２及び３の合計の長さが１．２５吋である。

区間５は外径が０．２９０吋、内径が０．２３４吋であ
る。従って、上に述べた比を使うと、ジャンパ・チュー
ブの第３の区間１４の内径は、毛細管３の外径の大体１
，８倍の大きさにすべきである。更に、ジャンパ・チュ
ーブ４の区間２及び３の合計の長さは、毛細管３の外径
の約１５倍にすべきである。

この発明の好ましい実施例と考えられるものを特許法に
従って記載したが、当業者であれば、この発明の範囲内
で種々の変更を加えることが出来ることは明らかであろ
う。従って、特許請求の範囲の記載は、この発明の範囲
内に属するこの様な全ての変更を包括するものであるこ
とを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を用いた閉冷凍装置の略図、第２図は
第１図の冷凍装置の一部分を形成する接続手段の一部分
を断面で示した拡大斜視図、第３図は第１図の冷凍装置
の一部分を形成する接続手段を著しく拡大した断面図で
ある。 主な符号の説明 ２：復水器 ３：毛細管 ４：ジャンバΦチューブ ５：蒸発器 ６：入口 １０乃至１６：第１乃至第５の区間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、復水器、管状入口を持つ蒸発器、及び前記復水器か
   ら前記蒸発器への冷媒の流れを制御し、前記復水器及び
   前記蒸発器の間に所望の範囲の差圧を保つのに十分な限
   流部を持つ毛細管限流装置を持つ冷凍装置に於て、 前記毛細管の出口側の端を前記蒸発器の入口に接続する
   ジャンパ・チューブを有し、該ジャンパ・チューブは、
   前記毛細管の外径より若干大きい内径を持つ第１の区間
   、円錐形であって、前記第１の区間と流体の流れが連通
   し、前記第１の区間から遠ざかる向きに直径が増加する
   第２の区間、該第２の区間と流体の流れが連通し、前記
   毛細管の外径より大幅に大きい内径を持つ第３の区間、
   円錐形であって、前記第３の区間と流体の流れが連通し
   、該第３の区間から遠ざかる向きに直径が増加する第４
   の区間、及び該第４の区間と流体の流れが連通し、前記
   第３の区間よりも大きい直径を持つ第５の区間を含む少
   なくとも５つの順次の管状区間を有し、 前記毛細管が前記ジャンパ・チューブの第１及び第２の
   区間を通抜けて、該第３の区間の長さの１２％乃至８８
   ％の距離にわたって前記第３の区間に入り込み、適当な
   手段によって前記ジャンパ・チューブの第１の区間に固
   定されている冷凍装置。 ２、前記ジャンパ・チューブの第３の区間の内径が前記
   毛細管の外径の大体１．８倍である請求項１記載の冷凍
   装置。 ３、前記毛細管が、２つの管を濡らし、その後凍結させ
   て両者を一緒に結合する金属合金を加熱すること等の金
   属結合手段によってジャンパ・チューブに固定されてい
   る請求項１記載の冷凍装置。 ４、前記ジャンパ・チューブの第２及び第３の区間の合
   計の長さが前記毛細管の外径の大体１５倍である請求項
   １記載の冷凍装置。