JPH0626719A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、冷凍サイクルを構成する圧縮
機のモータ及びその断熱圧縮吐出ガス温度を低減すると
ともに冷凍能力及び排水蒸発能力の向上、更には冷蔵庫
外郭の触手温度の低い冷蔵庫を提供することにある。 【構成】冷蔵庫底面に薄板鋼板等に高温パイプを嵌着し
たラジエ−タ２と凝縮器４を適当な間隙を有して並設さ
せ、サイクル要素は圧縮機１、ラジエ−タ２、圧縮機
１、凝縮器４、凝縮器５、減圧器６、蒸発器７の順に環
状に接続されている。更に、ラジエ−タ２は凝縮器４の
上方に設置する、あるいは凝縮器４、ラジエ−タ２を冷
蔵庫背面側が高くなるように傾斜させて取付けている。
又、前記ラジエ−タ２と凝縮器４の間隙には除霜水蒸発
皿が装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫に係り、冷媒に
フロン１３４ａを用い、冷凍サイクルを構成する圧縮機
のモ−タおよびその断熱圧縮吐出ガス温度を低減した冷
蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷凍装置における冷凍サイクル
は、圧縮機，凝縮器，減圧器，および蒸発器等をパイプ
で接続して閉サイクルとした構成となっている。即ち、
圧縮機運転中は、圧縮機で断熱圧縮された高温高圧ガス
は、凝縮器で放熱，凝縮し、減圧器、例えばキャピラリ
−チュ−ブで減圧し、蒸発器で蒸発して熱交換が行なわ
れる。

【０００３】ここで、蒸発器と冷蔵庫の熱負荷との熱交
換は、蒸発器表面に直接接触し、熱伝導により行われる
直冷式、または、ファンによって強制循環する対流によ
り行なわれる間接冷却式に区別される。このようにし
て、この種の冷蔵庫、例えば冷凍冷蔵庫の各室は冷却さ
れる。そして各室が所要温度に保たれるように、冷凍室
内に設けられたサ−モスタットにより、圧縮機を運転，
停止させて制御されている。

【０００４】図２は、従来の冷蔵庫の冷凍サイクルを示
す系統図、図５は、従来の冷蔵庫の機械室を示す要部縦
断面図である。

【０００５】図２において、１はロ−タリ圧縮機、１ａ
は、その圧縮機シリンダ、９は、除霜水蒸発用の凝縮
器、５は、冷蔵庫の外郭を放熱器とした凝縮器、６は減
圧器（例えばキャピラリ−チュ−ブ）、７は、冷蔵庫の
冷却器を構成する蒸発器、３は吐出パイプ、８は、吸込
パイプである。

【０００６】図５において、１０は冷蔵庫本体、１１は
野菜室、１２は扉、１３は、冷蔵庫本体１０の区画壁内
に充填された断熱材、１５は、冷蔵庫本体１０の背面下
部に形成された機械室である。他の冷凍サイクルを構成
する部分は図２と同一符号をもって示す。

【０００７】ロ−タリ圧縮機１は、機械室１５に設置さ
れ、冷凍サイクルの吐出パイプ３、吸込パイプ８は図５
に示すように配設されている。

【０００８】また、ここには図示しないが、例えば特開
昭６０−２５１３７７号公報には、圧縮冷媒ガスを、圧
縮機構部のシリンダ部から予冷配管系を介して密閉容器
内に戻して圧縮機を予冷したのち、凝縮器，減圧器，蒸
発器を経て循環させる冷凍サイクルを有する冷蔵庫が開
示されている。

【０００９】ところで、現在、地球上の大気へ放出され
るフロン、特にＣＦＣ１１，ＣＦＣ１２，ＣＦＣ１１
３，ＣＦＣ１１４，ＣＦＣ１１５等はその冷媒の持つ特
有の性質からオゾン層を破壊し、紫外線の地球表面に到
達する量が増加するため、人類の医学上および環境上の
問題となっている。そこで、冷蔵庫の作動流体として従
来用いられてきたＣＦＣ１２の代替冷媒として、オゾン
層破壊係数ＯＤＰの低いフロン１３４ａ（ＨＦＣ１３４
ａ）が候補として挙げられ、開発が進められている。

【００１０】ところが、従来の冷凍サイクルの冷蔵庫を
用いて、冷媒をＣＦＣ１２から代替冷媒である例えばＨ
ＦＣ１３４ａに変更した場合に、冷蔵庫の周囲温度が高
く、さらに遮蔽された状態で使用される場合には、圧縮
機のモ−タおよびその断熱圧縮吐出ガス温度がさらに上
昇するという結果になった。

【００１１】これは、ＣＦＣ１２に比べてＨＦＣ１３４
ａは同一温度，同一圧力下での比容積が大きいため、Ｃ
ＦＣ１２用と同一のシリンダ容積を有する圧縮機では冷
凍能力が低下する。したがって、シリンダおよびモ−タ
の容量を増大させる必要があり、その結果、熱エネルギ
−損失も増加し、上述のように温度が上昇する結果とな
った。この結果、圧縮機の絶縁材料の熱劣化あるいは摺
動部の摩耗増大、さらには冷凍サイクル部品および冷凍
機油の信頼性が低下する結果となった。

【００１２】例えば、ロ−タリ圧縮機を採用し、冷媒に
ＨＦＣ１３４ａを採用した冷凍冷蔵庫では、冷蔵庫の周
囲温度が高く、さらに遮蔽された状態で使用される場合
には、断熱圧縮吐出ガス温度が従来のＣＦＣ１２使用時
に比較して約１０〜２０℃上昇し、圧縮機モ−タ温度も
約１０℃上昇してしまうため、信頼性を確保する観点か
ら、断熱圧縮吐出ガス温度および圧縮機モ−タ温度をＣ
ＦＣ１２使用時と同レベル以下に低減する必要がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６０−２５
１３７７号公報に示される既存の冷蔵庫の冷凍サイクル
は、単にＣＦＣ１２の代替冷媒、例えばＨＦＣ１３４ａ
をそのまま採用しようとすると、圧縮機モ−タ温度およ
び断熱圧縮吐出ガス温度が上昇し、さらに冷凍能力が低
下することは勿論、冷凍サイクルの信頼性が低下し、製
品の寿命が短縮することについて配慮されていなかっ
た。

【００１４】更に前記した通り、圧縮機モータ温度およ
び吐出ガス温度が上昇する為に冷蔵庫の外郭を放熱器と
した凝縮器の温度も上昇し、冷蔵庫庫内側への熱漏洩量
の増加による冷凍能力の減少、冷蔵庫外郭の触手温度上
昇による使用者の不快感、安全性等配慮がされていなか
った。

【００１５】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、冷媒にＨＦＣ１３４ａを用い
た冷凍サイクルにおける、圧縮機モ−タ温度および断熱
圧縮吐出ガス温度を低減して冷凍サイクルの信頼性を向
上させるとともに、冷凍能力の向上及び冷蔵庫外郭温度
低下による安全性の優れた冷蔵庫を提供することを、そ
の目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に本発明に係る冷蔵庫の構成は、 冷媒にＣＦＣ１２の
代替冷媒（例えばＨＦＣ１３４ａ）を使用し、冷蔵庫底
面に薄板鋼板等に高温パイプを嵌着したラジエ−タと凝
縮器を適当な間隙を有して並設させ、ラジエ−タにより
冷却されたガス冷媒を圧縮機容器内に戻し入れ容器内温
度を低減するロ−タリ圧縮機、冷蔵庫外郭を放熱器とし
た凝縮器、減圧器、蒸発器を備え、上記サイクル要素を
圧縮機シリンダ部、ラジエ−タ、圧縮機密閉容器、底面
配設凝縮器、冷蔵庫外郭配設凝縮器、減圧器、蒸発器の
順に環状に接続したものである。

【００１７】又、冷蔵庫底面に凝縮器と並設して取り付
けたラジエ−タが、凝縮器に対し上方になるように配設
したものである。

【００１８】更に、冷蔵庫底面に凝縮器と並設して取り
付けたラジエ−タと凝縮器の間隙に除霜水蒸発皿を装着
させた。

【００１９】又、冷蔵庫底面に設して取り付けたラジエ
−タと凝縮器を冷蔵庫背面側が前面側より上方の位置に
なるよう傾斜させて取付けたものである。

【００２０】

【作用】上記各技術的手段の働きは下記の通りである。

【００２１】本発明に係る第一の発明によれば、ロ−タ
リ圧縮機，冷蔵庫底面配設ラジエータ及び凝縮器，冷蔵
庫外郭配設凝縮器，減圧器，蒸発器で冷凍サイクルを構
成し、ＣＦＣ１２の代替冷媒にＨＦＣ１３４ａ等の塩素
を含まない冷媒を用いた冷蔵庫用冷凍サイクルにおい
て、ロ−タリ圧縮機から断熱圧縮ガス冷媒を冷蔵庫底面
に配設したラジエ−タに直接吐出し、ラジエータで冷却
された冷媒を再び圧縮機の密閉容器内（高圧容器）に戻
すように配設したので、圧縮機のモ−タ自体はラジエー
タで冷却されたガス冷媒により冷却され、モータの温度
は低下する。さらに、断熱圧縮吐出ガスの温度もそれに
伴い低下する。

【００２２】一旦圧縮機内に戻ったガス冷媒は再吐出さ
れ、前記した冷蔵庫底面に配したラジエータと並設した
放熱用凝縮器を流れ、加熱度が低減された後、冷蔵庫の
外郭を放熱器とした凝縮器に流れる。このとき、冷蔵庫
外郭に配した凝縮器内の冷媒温度は低く凝縮温度となっ
ており、従って、冷蔵庫庫内に漏洩する熱量も少なく、
冷蔵庫内の貯蔵温度も下がる。更に、冷蔵庫外郭部の温
度が下げられ、使用者が触れても安全であり不快感を与
えることはない。

【００２３】又、第２の発明によれば、前記した冷蔵庫
の底面に配設したラジエータと凝縮器の位置関係は、圧
縮機シリンダから直接吐出され、最も過熱度の高い高温
ガス冷媒が流れるラジエ−タ側を上方に配することによ
り、該ラジエ−タの放熱により発生する上昇暖気の影響
を下方側凝縮器に与える事がなく下方側凝縮器の熱交換
効率を向上できる。

【００２４】第３の発明は、前記した冷蔵庫底面に並設
したラジエータと凝縮器間に、蒸発器に付着した霜を一
定の周期で除霜を行なった際に庫外側に排水する除霜水
を貯溜する除霜水蒸発皿を挿入したものであり、蒸発皿
底面及び蒸発皿貯水空気側境界面を同時に暖められ、排
水蒸発能力が向上し、除霜水の蒸発性能が低いために除
霜水が蒸発皿内からオーバーフローし、冷蔵庫据付床面
を濡らすといったことがなく、信頼性の優れた冷蔵庫を
提供できる。

【００２５】第４の発明は、冷蔵庫底面に並設した前記
ラジエータ及び凝縮器の冷蔵庫背面側を前面側よりも上
方に位置するよう設置したものであり、冷蔵庫前面側か
ら背面側に流れるドラフト流がラジエータ及び凝縮器嵌
着板を傾斜させる事により効率良く放熱板面上を流れ、
ラジエータ及び凝縮器の温度境界層の厚さが薄くなり、
熱伝達率が自然対流の場合と比較して向上出来、ラジエ
ータ、凝縮器の熱交換量を従来以上に増加できる。

【００２６】そのほか、圧縮機の冷却にファンを使用し
ないことから、騒音（ファンの風切音等）の低減、ファ
ンロック時等の保護装置やフェイルセーフ機構制御回路
も不要となり、また、常に圧縮機が冷却されるようにな
っているため、冷蔵庫および冷凍サイクルの信頼性も向
上し効果が充分に得られる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図３，
４を参照して説明する。

【００２８】図１は本発明の一実施例に係る冷蔵庫の冷
凍サイクルの系統図、図３，４は冷蔵庫の機械室を示す
要部縦断面図である。図中、先の図２，５と同一符号の
ものは従来技術と同等部分を示す。

【００２９】図１において、１はロータリ圧縮機、２は
冷蔵庫底面に配設したラジエータ、２ａはラジエータ吐
出配管、２ｂはラジエータ吸込配管、３は吐出パイプ、
４は冷蔵庫底面に配設した除霜水蒸発用の凝縮器、５は
冷蔵庫の外郭を放熱器とした凝縮器、６は減圧器、８は
吸込パイプである。

【００３０】本実施例におけるロータリ圧縮機１は、密
閉容器１ｄ内に、冷媒を圧縮する圧縮機シリンダ１ａ
と、この圧縮機シリンダ１ａを回転軸１ｃを介して駆動
する電動機部１ｂとを収納したものである。

【００３１】これらの冷凍サイクルには、ＣＦＣ１２の
代替冷媒として、例えばＨＦＣ１３４ａが封入されてい
る。

【００３２】図３、４において、１４は除霜水蒸発皿、
１０は冷蔵庫本体、１１は野菜室、１２は扉、１３は冷
蔵庫本体９の区画壁内に充填された断熱材、１５は、冷
蔵庫本体９の背面下部に形成された機械室である。他の
冷凍サイクルを構成する部分は図１と同一符号をもって
示す。

【００３３】ロータリ圧縮機１は、機械室１５内に設置
され、冷蔵庫底面に配設したラジエータ２が冷蔵庫底面
の凝縮器４に対して上方になるように図３、４に示すよ
うに適当な間隙を有して並設されている。

【００３４】ロータリ圧縮機１で圧縮された冷媒は、一
旦ラジエータ吐出配管２ａを通ってラジエータ２内を流
れ、配管２ｂを通ってロータリ圧縮機１の密閉容器１ｄ
内に戻り、電動機部１ｂおよび圧縮機構部１ａを冷却
し、その後吐出パイプ３内を通って、冷蔵庫底面の凝縮
器４、さらに冷蔵庫の外郭を放熱器とした凝縮器５に流
入する。

【００３５】ここで、冷蔵庫底面に並設しているラジエ
ータ２と凝縮器４の位置関係は圧縮機シリンダ１ａから
直接吐出され最も過熱度が高い高温ガス冷媒が流れるラ
ジエータ２側を、再吐出の冷媒が流れる凝縮器４の上方
に配設することにより、放熱により上昇する暖気１６に
よる並設された放熱器の上方側放熱器への熱影響による
熱交換率低下を少なくでき、冷凍サイクルを構成するラ
ジエ−タ２、凝縮器４のト−タル熱交換効率を向上でき
る。

【００３６】本実施例によれば、ＣＦＣ１２の代替冷媒
として考えられているＨＦＣ１３４ａを使った場合で
も、圧縮機モータ温度および断熱圧縮吐出ガス温度を低
減でき、圧縮機、冷凍機油、冷凍サイクルの信頼性を向
上できる。

【００３７】又、圧縮機の温度を低減したことにより、
圧縮機構部の容積効率が向上するため冷凍能力が増加
し、冷蔵庫の消費電力量を低減する効果を発揮する。

【００３８】更に上述の通り一旦圧縮機内に戻ったガス
冷媒は再吐出され、前記した冷蔵庫底面に配設した放熱
用凝縮器を流れ過熱度が低減された後冷蔵庫外郭を放熱
器とした凝縮器に流れるものであるからガス冷媒が冷蔵
庫外郭に配設した凝縮器に至るまでには充分温度が低く
なり、使用者が冷蔵庫外郭に触手しても不快感を覚える
ことがなく安全性に優れている。

【００３９】又、図３は冷蔵庫底面に並設したラジエー
タ２と凝縮器４間に蒸発器７に付着した霜を一定の周期
で除霜を行なった際に庫外側に排水する除霜水を貯溜す
る除霜水蒸発皿１４を挿入したものであり、蒸発皿底面
及び蒸発皿貯水空気側境界面を同時に暖められるため排
水蒸発能力が向上し、除霜水の蒸発性能が低いために除
霜水が蒸発皿内１４からオーバーフローし、冷蔵庫据付
床面を濡らすといったことがなく、信頼性の優れた冷蔵
庫を提供できる。

【００４０】図４は、冷蔵庫底面に並設した前記ラジエ
ータ２及び凝縮器４の冷蔵庫背面側を前面側よりも上方
に位置するよう設置した実施例であり、冷蔵庫前面側か
ら背面側に流れるドラフト流がラジエータ及び凝縮器嵌
着板を傾斜させる事により効率良く放熱板面上を流れ、
ラジエータ及び凝縮器の温度境界層の厚さが薄くなり、
熱伝達率が自然対流の場合と比較して向上出来、ラジエ
ータ、凝縮器の熱交換量を従来以上に増加できる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、冷媒にＨＦＣ１３４ａを用いた冷凍サイクルにお
いても、圧縮機モータ温度および断熱圧縮吐出ガス温度
を低減でき冷凍サイクルの信頼性及び冷凍能力を向上し
た冷蔵庫を提供することができる。更に圧縮機からの再
吐出部と冷蔵庫外郭を放熱器とした凝縮器間に放熱用凝
縮器を介して冷蔵庫外郭温度を触手温度（約４０℃前
後）以下になるように設定したので安全性が向上でき、
使用者に不快感を与える事がない。

【００４２】又、除霜水蒸発皿の上下に放熱器を設置し
たものに於いては蒸発皿の排水蒸発能力を向上でき、信
頼性を向上した冷蔵庫を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る冷蔵庫の冷凍サイクル
の系統図である。

【図２】従来の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す系統図であ
る。

【図３】本発明の１実施例に係る冷蔵庫の機械室を示す
要部縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る冷蔵庫の機械室を示
す要部縦断面図である。

【図５】従来の冷蔵庫の機械室を示す要部縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ロータリ圧縮機、１ａ…圧縮機シリンダ、１ｂ…圧
縮機電動機部、１ｃ…圧縮機回転軸、１ｄ…密閉容器、
２…ラジエータ、２ａ…ラジエータ吐出パイプ ２ｂ…ラジエータ吸込パイプ、３…吐出パイプ、４…冷
蔵庫底面に配設した凝縮器、５…冷蔵庫外郭を放熱器と
した凝縮器、６…減圧器、７…蒸発器、８…吸込パイ
プ、９…除霜水蒸発用凝縮器、１０…冷蔵庫本体、１１
…野菜室、１２…扉 １３…断熱材、１４…除霜水蒸発皿、１５…機械室、１
６…暖気。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤島 昇 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 権守 仁彦 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 関谷 三樹 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所栃木工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒にＣＦＣ１２の代替冷媒（例えばＨＦ
   Ｃ１３４ａ）を使用し、冷蔵庫底面に薄板鋼板等に高温
   パイプを嵌着したラジエ−タと凝縮器を適当な間隙を有
   して並設させ、ラジエ−タにより冷却されたガス冷媒を
   圧縮機容器内に戻し入れ容器内温度を低減するロ−タリ
   圧縮機、冷蔵庫外郭を放熱器とした凝縮器、減圧器、蒸
   発器を備え、 上記サイクル要素を圧縮機シリンダ部、ラジエ−タ、圧
   縮機密閉容器、底面配設凝縮器、冷蔵庫外郭配設凝縮
   器、減圧器、蒸発器の順に環状に接続した事を特徴とす
   る冷蔵庫。
2. 【請求項２】冷蔵庫底面に凝縮器と並設して取り付けた
   ラジエ−タを、ラジエ−タが凝縮器に対し、上方になる
   ように配設したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵
   庫。
3. 【請求項３】冷蔵庫底面に並設して取り付けたラジエ−
   タと凝縮器の間隙に除霜水蒸発皿を装着させたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の冷蔵庫。
4. 【請求項４】冷蔵庫底面に並設して取り付けたラジエ−
   タと凝縮器を冷蔵庫背面側が前面側より上方の位置にな
   るよう傾斜させて取付けたことを特徴とする請求項１又
   は２記載の冷蔵庫。