JPH0718606B2

JPH0718606B2 - 冷凍サイクル

Info

Publication number: JPH0718606B2
Application number: JP62017902A
Authority: JP
Inventors: 則秋阪本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1987-01-28
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS63187063A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、冷蔵庫等に用いられる冷凍サイクルに関す
る。

（従来の技術）従来の冷凍サイクルは、第６図に示すような構成であっ
た。すなわち、コンプレッサ１からコンデンサ３及びキ
ャピラリ５を順次介して冷却器７に至り、この冷却器７
からアキュムレータ９を介して前記コンプレッサ１に至
る冷媒流路を、パイプ11により構成した冷凍サイクルで
ある。

コンプレッサ１の運転を行うと、このコンプレッサの吐
出口からパイプ11に吐出されたガス冷媒は、コンデンサ
３を通る時に熱を奪われて凝縮し、液体となる。この液
冷媒は、キャピラリ５に導かれる。キャピラリ５の内径
は小さくなっているから、液冷媒は、これを通過する時
にその圧力と温度とが下がる。低温低圧となった液冷媒
は、冷却器７に供給され、ここで蒸発する時に外部から
熱を奪う。このときの冷却作用が、冷蔵庫に利用され
る。コンプレッサ１は、アキュムレータ９を通してガス
冷媒のみを吸入し、再びこれを吐出する。

以上のような冷凍サイクルを有する冷蔵庫では、庫内温
度に応じてコンプレッサ１の運転をし、又はその運転の
停止をするようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点）以上に説明した従来の冷凍サイクルを用いる場合におい
て、外気が高いときには、庫内温度が上昇しやすいため
にコンプレッサ１の運転時間が長くなる。このときに
は、多数の冷蔵庫に用いられている他のコンプレッサが
同時に運転され、さらに、他の機器の電力需要も加わる
ため、夏場の昼間、特に午後１時から３時の間には、電
力需要がピークに達していた。電力会社は、このピーク
電力を供給するのに十分な発電及び送配電設備を設けて
これに対処してきた。しかしながら、この設備の容量
は、前記電力需要のピーク時以外の時には、過剰なもの
となる。したがって、各機器での使用電力の平準化が大
きな社会的要求となっている。

そこで、本願の出願人は、未だ公知になっていない特願
昭61−203924号において、すでに、「冷却器と蓄冷器と
をコンプレッサに並列接続し、前記冷却器と前記蓄冷器
との間に別途伝熱経路を設け、この伝熱経路に弁を配し
て、前記蓄冷器を蓄放冷可能にした」冷凍サイクルを提
案している。ところが、この冷凍サイクルの構成要件の
ひとつである伝熱経路としてサーモサイホンを用いる場
合において、このサーモサイホンの配設方法によって
は、これを円滑に動作させて蓄冷器から安定的に放冷を
行うことができないこともあった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、
冷却器の他に蓄冷器を有し、例えば前記ピーク時以外の
電力需要の小さい時に予め蓄冷しておき、例えば前記ピ
ーク時等の電力需要の大きい時に必要に応じて前記蓄冷
器から冷却器を介して外部に円滑に放冷することによ
り、電力需要の大きい時に、冷蔵庫の機能を損なうこと
なくコンプレッサの運転を停止することができ、したが
ってこの際、冷却器への液冷媒供給のための電力を必要
としない冷凍サイクルを提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、冷蔵庫の冷凍サイクルであって、液冷媒が供
給される冷却器と、前記冷却器より高い位置にある冷蔵
庫の天井部において水平面に対し傾斜させて設け、蓄冷
剤を有し、液冷媒が供給され、前記蓄冷剤と前記液冷媒
との間で熱交換をすることができる蓄冷器と、冷媒が封
入され、交換部及び作用部においてそれぞれ前記冷却器
の外部及び前記蓄冷剤との間で熱交換をすることができ
るように配され、前記交換部の上端が前記作用部の上端
に接続され、前記作用部の下端が前記交換部の下端に接
続されて閉ループ状に設けられ、しかも前記作用部の上
端から前記作用部の下端を経て前記交換部の下端に至る
部分において、この方向に立上がり部分を有さないよう
に形成されサーモサイホンと、前記サーモサイホンのう
ち前記冷却器と前記蓄冷器との間の部分に設けられた開
閉可能な弁とからなるものである。

（作用）以上に説明した本発明の冷凍サイクルの作用は、次の通
りである。

すなわち、サーモサイホンに設けられた弁を閉じておく
と、蓄冷器は、冷却器を介して外部との間で熱交換を行
うことができない。この状態では、従来と同様に冷却器
に液冷媒を供給すれば、この液冷媒が蒸発する時に外部
から熱を奪う。これに加えて、この状態では、蓄冷器に
液冷媒を供給することにより、この蓄冷器において液冷
媒が蒸発する時に蓄冷剤から熱を奪うため、この蓄冷器
に蓄冷が行なわれる。

このようにして予め蓄冷した後、サーモサイホンに設け
られた弁を開くと、このサーモサイホンに封入された冷
媒は、冷却器と蓄冷器との間に形成される閉ループ内を
次のようにして循環し、蓄冷器から冷却器を介して外部
へ放冷が行なわれる。

サーモサイホンに封入された冷媒は、交換部において外
部から熱を奪うことにより気化してガス冷媒となる。こ
のガス冷媒は、上昇気流となるため、交換部の下端から
出ることはなく、この交換部の上端から出て、サーモサ
イホン内を上昇し、作用部の上端に達する。ここに達し
た液冷媒は、作用部において、予め蓄冷した蓄冷剤と熱
交換して液冷媒となる。このとき、サーモサイホンは、
作用部の上端からこの作用部の下端を経て交換部の下端
に至る部分においては、蓄冷器が、水平面に対し傾斜す
るように設けられ、この方向に立上がり部分を有さない
ように形成されているため、作用部においてできた液冷
媒は、前記の部分において滞留したり逆流したりするこ
となく、重力の作用によって一定方向かつ円滑に移動す
る。すなわち、この液冷媒は、作用部内を下方に向って
移動して、この作用部の下端から流出し、さらにサーモ
サイホン内を降下して交換部の下端に至り、交換部内に
戻る。

つまり、蓄冷後にサーモサイホンに設けられた弁を開く
と、このサーモサイホン内において、冷媒は、交換部の
上端から作用部の上端に至る部分では、ガス冷媒の状態
で上昇する一方、作用部の下端から交換部の下端に至る
部分では、液冷媒の状態で降下するため、降下する液冷
媒と上昇するガス冷媒とが衝突して滞留や逆流を生じる
ことはなく、常に一定方向かつ円滑に循環し、蓄冷器か
ら冷却器を介して、この冷却器の外部に向けて放冷が円
滑に行なわれる。

そして、蓄冷器は、冷蔵庫の天井部に傾斜させて設けら
れているため、冷蔵庫を大型にしたりする必要がない。

（実施例）次に、本発明の冷蔵庫の冷凍サイクルの実施例について
説明する。

第１図は、本発明の実施例に係る冷凍サイクルの構成図
であり、まず、パイプ11によって次のように接続され
る。すなわち、コンプレッサ１の吐出口1aは、コンデン
サ３を介して三方電磁弁13の流入口13aに接続される。
さらに、この三方電磁弁13の第１の流出口13bは、キャ
ピラリ５、冷却器７及びアキュムレータ９を順次介して
前記コンプレッサ１の吸入口1bに接続される。この際、
パイプ11には、冷却器７を貫通した主交換部８が形成さ
れ、この冷却器の外部との間で熱交換を行うことができ
るように配されている。また、三方電磁弁13の第２の流
出口13cは、蓄冷器用キャピラリ17及び蓄冷器15を順次
介して、前記アキュムレータ９に接続される。蓄冷器15
は、冷却器７より高い位置に設けられ、内部に蓄冷剤28
を有する。そして、パイプ11には、蓄冷器15内の蓄冷剤
28を貫通した主作用部16が形成され、この蓄冷剤との間
で熱交換を行うことができるように配されている。これ
により、冷却器７と蓄冷器15とは、コンプレッサ１に対
して並列に接続される。

さらに、冷却器７と蓄冷器15との間には、冷媒が封入さ
れた閉ループ形サーモサイホン19が、前記パイプ11とは
独立に次のように設けられる。このサーモサイホン19
は、交換部19a、作用部19b、ガス冷媒輸送部19c及び液
冷媒輸送部19dの４つの部分からなる。交換部19aは、冷
却器７を貫通しており、この冷却器の外部との間で熱交
換をすることができるように配される。作用部19bは、
蓄冷器15内において、蓄冷剤28を貫通しており、この蓄
冷剤との間で熱交換をすることができるように配され
る。そして、交換部19aの上端20aと作用部19bの上端と
の間は、ガス冷媒輸送部19cによって接続され、作用部1
9bの下端20cと交換部19aの下端20dとの間は、液冷媒輸
送部19dによって接続されている。しかも、作用部19bと
液冷媒輸送部19dとは、作用部19bの上端20bからその下
端20cを経て交換部19aの下端20dに至る方向において、
立上がり部分を有さないように形成されている。

さらにまた、サーモサイホン19のガス冷媒輸送部19cの
途中には、開閉可能な蓄冷器用電磁弁21が設けられてい
る。

さて、通常運転時には、三方電磁弁13のコイルが通電さ
れず、その流入口13aと第１の流出口すなわち冷却器側
流出口13bとの間の流通が選択され、蓄冷器側流出口13c
が閉じられる。したがって、コンプレッサ１からコンデ
ンサ３、三方電磁弁13及びキャピラリ５を順次介して冷
却器７内の主交換部８に至り、この主交換部８からアキ
ュムレータ９を介して前記コンプレッサ１る至る冷媒流
路が構成される。このとき、蓄冷器用電磁弁21は、閉じ
られている。

この通常運転時におけるコンプレッサ１を含む冷媒流路
の作用は、従来と同様であるので、その詳細な説明は省
略するが、冷却器７に低温低圧の液冷媒を供給すること
により、この液冷媒が主交換部８内において蒸発する時
に、外部から熱を奪うことができる。このとき、サーモ
サイホン19に封入された冷媒が交換部19aにおいて冷却
器７の外部と熱交換してガス冷媒となり、このガス冷媒
が交換部19aの上端20aから出てガス冷媒輸送部19c内を
上昇しようとしても、このガス冷媒輸送部19cに設けら
れた蓄冷器用電磁弁21が閉じられているので、このガス
冷媒は、作用部19bの上端20bに達することができない。
したがって、蓄冷器15は、冷却器７を介して外部との間
で熱交換を行うことができない。

蓄冷を行うときには、三方電磁弁13のコイルが通電さ
れ、その流入口13aと第２の流出口すなわち蓄冷器側流
出口13cとの間の流通が選択され、冷却器側流出口13bが
閉じられる。したがって、コンプレッサ１からコンデン
サ３、三方電磁弁13及び蓄冷器用キャピラリ17を順次介
して蓄冷器15内の主作用部16に至り、この主作用部16か
らアキュムレータ９を介して前記コンプレッサ１に至る
冷媒流路が構成される。このとき、蓄冷器用電磁弁21
は、閉じられたままである。

この蓄冷時には、コンデンサ３から供給される液冷媒
は、蓄冷器用キャピラリ17に送られる。液冷媒は、この
キャピラリを通過する時に、その圧力と温度とが下が
る。低温低圧となった液冷媒は、蓄冷器15内に供給され
る。この液冷媒が主作用部16内において蒸発する際に蓄
冷剤28が熱を奪われ、蓄冷器15は、蓄冷剤28内に蓄冷す
る。主作用部16内において気化されてできたガス冷媒
は、アキュムレータ９を通して前記コンプレッサ１によ
り吸入され、再び吐出される。このとき、蓄冷器用電磁
弁21が閉じられたままであるので、蓄冷器15が冷却器７
を介して外部との間で熱交換を行うことがないため、蓄
冷が円滑に行なわれる。

蓄冷器15内の蓄冷剤28に十分に蓄冷が行なわれると、三
方電磁弁13のコイルへの通電が解除され、その流入口13
aと冷却器側流出口13bとの間の流通が選択されて、再び
前記の通常運転を行うことができる。

このようにして予め蓄冷した後、蓄冷器用電磁弁21を開
くと、コンプレッサ１の運転を停止しても、サーモサイ
ホン19に封入された冷媒は、冷却器７と蓄冷器15との間
に形成される閉ループ内を次のようにして循環すること
ができ、蓄冷器15から冷却器７を介して外部へ放冷を行
うことができる。

サーモサイホン19に封入された冷媒は、交換部19aにお
いて外部から熱を奪うことにより、気化したガス冷媒と
なる。このガス冷媒は、上昇気流となるため、交換部19
aの下方に接続された液冷媒輸送部19d内に出ることはな
く、この交換部19aの上端20aから出てガス冷媒輸送部19
c内を上昇し、作用部19bの上端20bに達する。ここに達
したガス冷媒は、作用部19bにおいて、予め蓄冷した蓄
冷剤28と熱交換して液冷媒となる。このとき、サーモサ
イホン19は、作用部19bと液冷媒輸送部19dとが、作用部
19bの上端20bからその下端20cを経て交換部19aの下端20
dに至る方向において、立上がり部分を有さないように
形成されているため、作用部19bにおいてできた液冷媒
は、前記の部分において滞留したり逆流したりすること
なく、重力の作用によって一定方向かつ円滑に移動す
る。すなわち、この液冷媒は、作用部19b内を下方に向
かって移動して、この作用部の下端20cから流出し、さ
らに液冷媒輸送部19d内を降下して交換部19aの下端20d
に至り、交換部19a内に戻る。

つまり、蓄冷後に蓄冷器用電磁弁21を開くと、サーモサ
イホン19内において、冷媒は、ガス冷媒輸送部19c中で
は、ガス冷媒の状態で上昇する一方、液冷媒輸送部19d
では、液冷媒の状態で降下するため、降下する液冷媒と
上昇するガス冷媒とが衝突して滞留や逆流を生じること
はなく、常に一定方向かつ円滑に循環し、蓄冷器15から
冷却器７を介して、この冷却器の外部に向けて放冷が円
滑に行なわれる。したがって、冷蔵庫の機能を損うこと
なく、コンプレッサ１の運転を停止して、冷却器７への
液冷媒の供給を停止することができ、この冷媒供給のた
めの電力が不要となる。この際、サーモサイホン19内の
冷媒は、冷却器７の外部と蓄冷器15内の蓄冷剤28との間
の温度差によって循環するから、サーモサイホン19内の
冷媒の循環ために外部から電力を供給する必要もない。

次に、冷却器７、蓄冷器15、サーモサイホン19及び蓄冷
器用電磁弁21の実際の配設状態を説明する。第２図は、
この実際の配設状態を示す斜視図である。なお、同図に
おいては、前記コンプレッサ１から供給される液冷媒が
通過するパイプ11は、主交換部８及び主作用部16の両部
分を含めて、全体が省略されている。

冷却器７は、フィンチューブ式であって、長辺が鉛直方
向に立てられ互いに平行に配された多数の短形薄板状の
冷却器用フィン22を有し、パイプ状のサーモサイホン19
の交換部19aが、順次Ｕ字状に屈曲して、これらフィン
を貫通するように設けられている。すなわち、交換部19
aは、下端20dから、この冷却器用フィン22を水平に貫通
し、この貫通が終了した位置において屈曲して立上がっ
た後、再び冷却器用フィン22を貫通して水平方向に戻
り、また屈曲して立上がる。この交換部19aは、以上の
貫通及び屈曲を繰返した後、上端20aに至る。この交換
部19aの両側には、これに沿って、同図には図示しない
前記主交換部８が配される。なお、24は、この主交換部
８の取付位置を示す。

冷却器７の上方には、底面15aが水平面23に対して傾斜
角θを有するように、蓄冷器15が配される。この傾斜角
θは、小さな角度でも十分であって、同図においては、
これを５°としている。なお、この傾斜角θは、大きく
てもよく、これを90°としてもよい。前記交換部19aの
上端20aは、蓄冷器用電磁弁21を介して、サーモサイホ
ン19のガス冷媒輸送部19cによって、蓄冷器15まで導か
れる。また、この蓄冷器15から液冷媒輸送部19cが出て
おり、この輸送部19cは、前記交換部19aの下端20dに接
続されている。なお、ガス冷媒を円滑かつ一方向に上昇
させるためには、ガス冷媒輸送部19cは、交換部19aの上
端20aから蓄冷器15に至る方向において、立下がり部を
有さないように形成されることが望ましいが、少々の傾
斜であれば、立下がり部を有していてもガス冷媒の前記
上昇の妨げとなることはない。これに対して、液冷媒輸
送部19dは、交換部19aの下端20dから蓄冷器15に至る方
向において、立上がり部を有さないように形成されるこ
とが必要である。

第３図は、蓄冷器15の内部構造の例を示す前図のIII−I
II拡大断面図である。なお、同図においては、主作用部
16が省略されずに描かれている。

蓄冷器15は、断熱材製容器26中において、フィンチュー
ブ式の蓄冷器用冷却器27が配されるとともに、例えば塩
類水溶液からなる蓄冷剤28が充填される。蓄冷器用冷却
器27は、前記冷却器と同様に、鉛直方向に立てられ互い
に平行に配された多数の短形薄板状の蓄冷器用フィン29
を有する。この蓄冷器用フィン29は、長辺が蓄冷器15の
底面15aに対して平行に配される。このフィン29には、
３段のパイプが、前記冷却器７の場合と同様に順次Ｕ字
状に屈曲してこれを貫通するように設けられる。各段の
パイプは、これが屈曲によって形成する面が蓄冷器用フ
ィン29の長辺に対して平行になるように配される。した
がって、いずれのパイプも水平部分と屈曲した一方向の
傾斜部とを有する。これらの３段のパイプのうち、上段
及び中段のパイプは、前記主作用部16として用いられ、
上段と中段とは互いに連結される。下段のパイプは、サ
ーモサイホン19の作用部19bとして用いられる。

以上の説明においては、主作用部16及び作用部19bは、
ともに水平部分を有し、屈曲部において傾斜するように
形成されているので、蓄冷器用の各フィン29は、同一形
状のものを製作すればよく、このフィンの孔あけ加工が
容易である。この事情は、前記主交換部８及び交換部19
aと冷却器用フィン22との関係においても同様であっ
て、前記のような配設状態とすることにより、冷却器用
フィン22の孔あけ加工が容易になる。なお、ガス冷媒を
円滑かつ一方向に上昇させるためには、交換部19aは、
下端20dから上端20aに至る方向において常に立上がるよ
うに前記水平部分を傾斜させてもよいし、また少々の傾
斜であれば下向きに傾斜していてもガス冷媒の前記の上
昇の妨げとなることはない。

また、蓄冷器15については、サーモサイホン19の作用部
19bが、その上端20bから下端20cに至る方向において、
立上がり部を有しないように配されていればよく、例え
ば蓄冷器15全体は傾斜させることなく、その底面15aを
水平に配する一方、作用部19bを構成するパイプが屈曲
によって形成する面が水平面23に対して傾斜角θを有す
るように、このパイプをフィン29に取付けてもよい。ま
た、蓄冷器用フィン29を貫通する３段のパイプのうち、
上段又は中段のパイプをサーモサイホン19の作用部19b
として用いてもよい。

なお、冷却器用フィン22及び蓄冷器用フィン29は、周囲
との接触面積を大きくすることによって、熱交換効率を
良くするために設けられる。

さて、第４図は、以上に説明した冷凍サイクルを冷蔵庫
に配した例を示す断面図である。

この冷蔵庫の天井部、背面部等は、外箱33と内箱35との
二重構造となっている。また、内部は、水平に配された
中間仕切壁37により上部の冷凍室39と下部の冷蔵室41と
の２室に仕切られ、それぞれの室の前方には、ガスケッ
ト43を介して冷凍室扉45と冷蔵室扉47が設けられてい
る。

冷却器７は、冷凍室39の奥の内箱35の前方に配され、そ
の上方には、蓄冷器15が、冷蔵庫天井部の外箱33と内箱
35との間に配される。この際、蓄冷器15を載置する台が
水平面に対して傾斜角θを有するように、この台を形成
しておくだけで、蓄冷器15に前記の所定の傾斜を与える
ことができ、サーモサイホン19の作用部19bを傾斜させ
ることできる。このサーモサイホンのガス冷媒輸送部19
c及び液冷媒輸送部19dは、冷蔵庫背面部の前記外箱33と
内箱35との間を通るように配され、ガス冷媒輸送部19c
の途中には、この外箱33と内箱35との間において蓄冷器
用電磁弁21が設けられる。冷却器７は、前記のように冷
却器用フィンの長辺が鉛直方向に立てられているので、
この冷却器を冷凍室39の後方に配しても、この冷凍室の
奥行を大幅に狭めることはない。また、水平面に対する
蓄冷器15の底面の傾斜角θは、これを大きい角度とせ
ず、５°としているため、この蓄冷器を冷凍室39の上方
に配しても、この冷凍室の高さを大幅に狭めることはな
い。外箱33と内箱35との間には、断熱材49が充填され、
冷凍室39及び冷蔵室41の保冷を実現するとともに、蓄冷
器15及びサーモサイホン19を断熱し、かつこれらへの着
霜を防止している。

なお、同図中には図示を省略しているが、第１図と同様
に、コンプレッサ１からコンデンサ３を経て供給された
液冷媒は、三方電磁弁13の流入口13aに至る。この三方
電磁弁13の冷却器側流出口13bは、キャピラリ５を介し
て冷却器７に接続される。また、三方電磁弁13の蓄冷器
側流出口13cは、蓄冷器用キャピラリ17を介して蓄冷器1
5に接続される。そして、冷却器７と蓄冷器15との出力
配管は、ともにアキュムレータ９を経て、前記コンプレ
ッサに至る。

さらに、冷凍室39の奥の前記冷却器７の直上には、冷却
ファン51が配され、冷却器７の前方に設けられた冷凍室
上部吹出口53及び冷凍室下部吹出口55から冷気を送出す
ることができるようにしている。前記中間仕切壁37の冷
凍室側前方には、冷凍室吸込口57が設けられ、ここから
冷却器７に至る冷凍室中間ダクト59が水平に形成されて
いる。

また、冷却器７の奥には、冷蔵庫背面部の内箱35に沿っ
て、冷却ファン51から冷蔵室吹出口61に至る冷蔵室ダク
ト63が垂直に設けられている。この冷蔵室吹出口61は、
ダンパー65により、開閉可能としている。前記中間仕切
壁37の冷蔵室側前方には、冷蔵室吸込口67が設けられ、
ここから前記冷却器７に至る冷蔵室中間ダクト69が水平
に形成されている。この冷蔵室中間ダクト69の出口に
は、ガラス管ヒータ71が配され、その上方に配されてい
る冷却器７の除霜を可能としている。

三方電磁弁13及び蓄冷器用電磁弁21は、図示しないタイ
マーの作用により、開閉される。このタイマーは、例え
ば夏場以外にはセットされず、三方電磁弁13の冷却器側
流出口13bは開いたままであり、その蓄冷器側流出口13c
と蓄冷器用電磁弁21とが閉じられて、冷蔵庫は通常運転
をし、冷却器７によって冷凍室39内及び冷蔵室41内を冷
却する。

ところが、例えば夏場にはタイマーがセットされ、この
タイマーの作用により、夜間には、三方電磁弁13の冷却
器側流出口13bが閉じられ、その蓄冷器側流出口13cが開
かれる。蓄冷器用電磁弁21は閉じられたままである。し
たがって、液冷媒が、三方電磁弁13の蓄冷器側流出口13
cを通して蓄冷器15に供給されるから、蓄冷が行われ
る。このようにして、液冷媒を蓄冷器15に供給すると、
冷却器７に液冷媒が供給されなくなり、庫内の温度が上
昇する。蓄冷をする夜間は冷蔵庫の扉の開閉回数が少な
いため、この温度上昇はわずかであるが、設定温度以上
に達した場合には、電磁弁13を切換えて、液冷媒を冷却
器７に供給する。

一方、電力需要のピーク時すなわち例えば外気温が高い
夏場の午後１時から３時の間には、このタイマーの作用
により、コンプレッサ１が強制的に運転を停止されると
ともに、蓄冷器用電磁弁21が開かれ、蓄冷器15から冷却
器７を介して冷凍室39内及び冷蔵室41内に対して放冷が
行われる。

すなわち、通常運転時には、前記のように、キャピラリ
５から冷却器７に供給される低温低圧の液冷媒が、冷却
器７において蒸発する時に、外部から熱を奪う。すなわ
ち、冷凍室吸込口57から冷凍室中間ダクト59を通して取
入れられた空気は、冷却器７と熱交換して冷却された
後、冷却ファン51によって、冷凍室上部吹出口53及び冷
凍室下部吹出口55を通して冷凍室39に送出され、その室
内に収納された食品等と熱交換した後、再び冷凍室吸込
口57から取入れられる。すなわち、ここに冷凍室空気循
環流が形成される。また、ダンパー65が開放されている
ときは、冷却器７によって冷やされた空気の一部は、冷
蔵室ダクト63及び冷蔵室吹出口61を順次通して冷蔵室41
に流れ込み、その室内に収納された食品等と熱交換した
後、冷蔵室吸込口67から冷蔵室中間ダクト69を通して冷
却器７に至って、再び冷却される。すなわち、ここに冷
蔵室空気循環流が形成される。

蓄冷をするときには、液冷媒を蓄冷器15に供給する。

前記電力需要のピーク時には、蓄冷器用電磁弁21が開か
れ、図示しないコンプレッサ１の運転が停止される。こ
のときにも、上記の空気循環流は、冷却器７と熱交換し
て冷却される。すなわち、このときには、サーモサイホ
ン19を通して、蓄冷器15から冷却器７に液冷媒が供給さ
れる。したがって、その液冷媒が蒸発する時に空気循環
流から熱を奪う。

さて、以上の実施例では、三方電磁弁13を用いていた。
しかしながら、この代りに二つの二方電磁弁を配するよ
うにしてもよい。すなわち、第５図は、このような本発
明の他の実施例を示す冷凍サイクルの構成図であり、二
つの二方電磁弁80,81が配されている。このうち、一つ
の二方電磁弁80の流入口80a及び流出口80bは、それぞれ
コンデンサ３及びキャピラリ５に接続され、他の二方電
磁弁81の流入口81a及び流出口81bは、それぞれ前記コン
デンサ３及び蓄冷器用キャピラリ17に接続される。この
冷凍サイクルの他の接続及び冷蔵庫への配設は、前記と
同様であるので、その説明は省略する。

第５図において、通常運転時には、二方電磁弁80の流出
口80bが開かれ、二方電磁弁81の流出口81bが閉じられ
て、液冷媒が冷却器７に供給される。蓄冷時には、二方
電磁弁80の流出口80bが閉じられ、二方電磁弁81の流出
口81bが開かれて、液冷媒が蓄冷器15に供給される。蓄
冷器用電磁弁21は、以上の時には閉じられているが、放
冷時には開かれ、蓄冷器15から放冷が行なわれる。な
お、蓄冷時において、冷却器７に液冷媒が供給されなく
なるために、庫内の温度が上昇したときには、二方電磁
弁80の流出口80bと二方電磁弁81の流出口81bとをともに
開くことにより、蓄冷と同時に庫内の冷却をすることが
できる。このとき、例えば蓄冷器用キャピラリ17の絞り
による抵抗を、キャピラリ５の絞りによる抵抗の６倍以
上の大きさにすれば、冷却器７の冷凍能力が、通常運転
時に比べてほとんど低下しないようにすることができ、
庫内を速やかに冷却することができる。

なお、以上の説明では、一つの冷却器７と一つの蓄冷器
15とを配していたが、複数の冷却器を配したり、複数の
蓄冷器を配してもよい。

［発明の効果］以上に説明したように、本発明においては、液冷媒が供
給される冷却器を有しているので、この冷却器によって
冷蔵庫能を実現することが可能であるばかりでなく、液
冷媒が供給される蓄冷器が蓄冷剤を有し、この液冷媒と
蓄冷剤との間で熱交換をすることができるので、この蓄
冷器に蓄冷を行うことができる。さらに、この冷却器と
蓄冷器との間に、冷媒が封入されたサーモサイホンが閉
ループ状に設けられ、このサーモサイホンは、交換部及
び作用部においてそれぞれ冷却器の外部及び蓄冷剤との
間で熱交換をすることができるように配されるから、予
め蓄冷された蓄冷器から冷却器を介して外部に放冷する
ことができる。しかも、このサーモサイホンのうち冷却
器と蓄冷器との間の部分に、開閉可能な弁を設けている
ので、冷却器と蓄冷器との間の熱交換を制御することが
できるから、前記蓄冷を効率よく行うことができるとと
もに、前記放冷の開始及び停止を容易に行うことができ
る。

さらに、蓄冷器は、冷却器より高い位置に設けられ、サ
ーモサイホンは、作用部の上端からこの作用部の下端を
経て交換部に至る部分において、蓄冷器が水平面に対し
傾斜するように設けられ、この方向に立上がり部分を有
さないように形成されているので、作用部においてでき
た液冷媒は、重力の作用によって一定方向かつ円滑に移
動して、容易に交換部に達することができる。また、こ
のサーモサイホンは、交換部の上端が作用部の上端に接
続され、作用部の下端が交換部の下端に接続されている
ため、交換部においてできたガス冷媒は、この交換部の
上端から出て作用部の上端に達することができ、このガ
ス冷媒が交換部の下端から出て作用部に達することはな
い。つまり、このガス冷媒が上昇する部分と前記液冷媒
が降下する部分とが区別されるため、上昇するガス冷媒
と降下する液冷媒とが衝突して滞留や逆流を生じること
はない。

したがって、前記の放冷を効率よく円滑に行うことがで
きるばかりでなく、この放冷時には、冷蔵庫の機能を損
うことなく、冷却器への液冷媒の供給を停止することが
でき、このための電力が不要となる。この際、サーモサ
イホン内の冷媒は、冷却器の外部と蓄冷器内の蓄冷剤と
の間の温度差によって循環するから、サーモサイホン内
の冷媒の循環ために外部から電力を供給する必要もな
い。

つまり、本発明によれば、冷却器を用いた従来と同様の
通常運転を行うことができるばかりでなく、以上のよう
にして蓄冷及び放冷を効率よく円滑かつ容易に行うこと
ができるため、例えば、電力需要の小さい時に予め蓄冷
しておき、電力需要の大きい時に必要に応じて蓄冷器か
ら冷却器を介して外部に放冷することにより、電力需要
の大きい時に、冷蔵庫の機能を損うことなくコンプレッ
サの運転を停止することができ、したがってこの際、冷
却器への液冷媒供給のための電力を必要としない冷凍サ
イクルを提供することができる。さらに、本発明の冷凍
サイクルを使用した冷蔵庫の使用電力の平準化が可能に
なるため、電力会社の電力供給量の平準化が計られ、深
夜電力料金制度や産業用蓄熱契約制度の採用により、冷
蔵庫等のランニングコストのうち使用電力料金を低減す
ることができる効果がある。

さらに、蓄冷器は、冷蔵庫の天井部に傾斜させて設けら
れているため、冷蔵庫が大型化することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る冷凍サイクルの構成図、
第２図は前図の冷凍サイクルに用いられる冷却器、蓄冷
器、サーモサイホン及び蓄冷器用電磁弁の実際の配設状
態を示す斜視図、第３図は、蓄冷器の内部構造の例を示
す前図のIII−III拡大断面図、第４図は本発明の冷凍サ
イクルを冷蔵庫に配した例を示す断面図、第５図は本発
明の他の実施例を示す冷凍サイクルの構成図、第６図は
従来の冷凍サイクルの構成図である。符号の説明１……コンプレッサ、３……コンデンサ、５……キャピ
ラリ、７……冷却器、８……主交換部、９……アキュム
レータ、11……パイプ、13……三方電磁弁、15……蓄冷
器、16……主作用部、17……蓄冷器用キャピラリ、19…
…サーモサイホン、19a……交換部、19b……作用部、19
c……ガス冷媒輸送部、19d……液冷媒輸送部、20a……
交換部の上端、20b……作用部の上端、20c……作用部の
下端、20d……交換部の下端、21……蓄冷器用電磁弁、2
2……冷却器用フィン、23……水平面、26……断熱材製
容器、27……蓄冷器用冷却器、28……蓄冷材、29……蓄
冷器用フィン、51……冷却ファン、39……冷凍室、41…
…冷蔵室、80,81……二方電磁弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷蔵庫の冷凍サイクルであって、液冷媒が供給される冷却器と、前記冷却器より高い位置である冷蔵庫の天井部において
水平面に対し傾斜させて設け、蓄冷剤を有し、液冷媒が
供給され、前記蓄冷剤と前記液冷媒との間で熱交換をす
ることができる蓄冷器と、冷媒が封入され、交換部及び作用部においてそれぞれ前
記冷却器の外部及び前記蓄冷剤との間で熱交換をするこ
とができるように配され、前記交換部の上端が前記作用
部の上端に接続され、前記作用部の下端が前記交換部の
下端に接続されて閉ループ状に設けられ、しかも前記作
用部の上端から前記作用部の下端を経て前記交換部の下
端に至る部分において、この方向に立上がり部分を有さ
ないように形成されサーモサイホンと、前記サーモサイホンのうち前記冷却器と前記蓄冷器との
間の部分に設けられた開閉可能な弁とからなることを特徴とする冷凍サイクル。