JPH08121939A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は除霜中の蒸発器から圧縮機への液戻
りを防止し圧縮機機械部の油膜を冷媒によって洗い流す
のを防ぐ。また除霜後の圧縮機起動時の液圧縮を防止す
る事で、圧縮機の信頼性向上に寄与する冷蔵庫を提供す
るものである。 【構成】 高圧密閉容器の圧縮機１と、凝縮器２と、減
圧手段３と、蒸発器入口部１４を蒸発器４の一方の端部
に他方の端部に蒸発器出口部１５を設け、蒸発器出口部
１５近傍に除霜用ヒータ８と、蒸発器入口部１４の近傍
に蒸発器４の除霜終了を検知する除霜終了検知手段２０
を設け、制御手段２１を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫に関し、特に蒸
発器除霜時の蒸発器から圧縮機に向けて移動する液冷媒
の移動防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷蔵庫は、特開昭６４−６７５８
３号公報にて知られるような構成を持っている。以下、
図６、図７を参考に従来の冷蔵庫の構成について説明を
行う。

【０００３】１は高圧密閉容器の圧縮機、２は凝縮器、
３はキャピラリチューブ等の減圧装置、４はフィンコイ
ル型の蒸発器であり、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置
３、蒸発器４は順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成
している。５は冷蔵庫の本体で内部を区画し、それぞれ
冷凍室６と冷蔵室７の２室を形成している。８は除霜用
ヒータで、蒸発器４の近傍に設けられている。

【０００４】９は除霜検知手段であらかじめ設定した時
間間隔や、蒸発器４の温度、着霜状態を検知し、また除
霜運転時には、除霜の終了を検知する。１０は除霜制御
手段で、除霜検知手段の検知出力により圧縮機の運転、
停止、除霜用ヒータの運転停止を制御する。

【０００５】次に上記従来の構成の動作について説明す
る。圧縮機１の運転により、圧縮機１より吐出された高
温高圧の冷媒は、凝縮器２により凝縮液化し、さらに、
キャピラリチューブ等の減圧装置３にて減圧され、蒸発
器４で蒸発気化し図示しない熱搬送手段により冷凍室
６、冷蔵室７を冷却する。蒸発器４で気化した冷媒は、
再び、圧縮機１に吸入される。

【０００６】この様な冷却運転を行うことにより、冷凍
室６、冷蔵室７内の空気に含まれる水分が、蒸発器４で
熱交換される際に霜として、蒸発器４の表面に付着す
る。この着霜が進むと、蒸発器４の熱交換効率が減少
し、充分な冷却運転が不可能となってくる。

【０００７】この状態を除霜検知手段９が検知し、除霜
制御手段１０に除霜開始信号を出力する。この信号を受
け除霜検知手段１０は、除霜を開始する。除霜制御手段
１０は、圧縮機１を停止し除霜用ヒータ８を運転し、除
霜を開始する。除霜用ヒータ８の運転により、蒸発器４
の表面の霜を発熱により融解する。蒸発器４の表面の霜
が融解すると、除霜検知手段９は除霜が完了したことを
通常蒸発器４の温度が所定温度（一般的には１０から２
０℃）以上になることで検知し、除霜制御手段１０へ除
霜終了信号を出力する。

【０００８】除霜制御手段１０は除霜運転を終了するた
め、除霜用ヒータ８を停止し、その後、圧縮機１を起動
する。この操作により冷凍サイクルは再び冷却運転を開
始する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、除霜開始直前に蒸発器４内に保持される冷
媒に加え、圧縮機１停止と同時に、凝縮器２及び圧縮機
１の周囲温度と蒸発器４の周囲温度の差によりその温度
における冷媒の飽和圧力差により、圧縮機１、凝縮器２
から蒸発器４へ冷媒が移動を始める。そして、除霜の進
行により蒸発器４の温度が上昇し、圧縮機１、凝縮器２
の周囲温度より蒸発器４及びその周囲温度が高くなる
と、除霜運転初期とは逆に、冷媒の飽和圧力が蒸発器内
の方が高くなり、冷媒は蒸発器４から圧縮機１、凝縮器
２へ移動を行う。

【００１０】このため、圧縮機１の吸入管には、凝縮し
た液冷媒で満たされてしまう。高圧容器型の圧縮機では
吸入管は、直接圧縮機構に接続されているため、圧縮機
１内へ液冷媒が流入し、機械部に付着した冷凍器油を洗
い流してしまう。そして、この状態で除霜運転が終了
し、圧縮機１が起動すると圧縮機１の機械部に冷凍器油
による油膜が形成されない状態で運転を行うために、異
常な摩耗が発生することとなる。さらに、吸入管に液冷
媒が満たされているため、圧縮機１の起動と共に液冷媒
が吸入され液圧縮が発生することとなる。

【００１１】このようなことから、圧縮機信頼性の面か
ら非常に大きな課題であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の冷蔵庫
は、高圧密閉容器の圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、
エンドプレートとフィンとパスからなり蒸発器入口部を
エンドプレートの端部に設け、前記エンドプレートのも
う一方の端部に蒸発器出口部を設け、前記蒸発器入口部
から前記蒸発器出口部に向かい順次パスを配設するパス
パターンを有しているフィンコイル型の蒸発器とを順次
環状に接続してなる冷凍サイクルを設置し、前記蒸発器
出口部近傍に設けた除霜用ヒータと、前記蒸発器の除霜
終了を検知する除霜検知手段と、制御手段とを備えるも
のである。

【００１３】さらに、矩形の一辺を除霜用ヒータの近傍
に、対向する一辺を蒸発器入口部近傍に設けたヒータ導
熱部材を備えるものである。

【００１４】また、蒸発器を格納する第一の冷却室と冷
凍サイクルの蒸発器と圧縮機の間に設けられたアキュー
ムレータと、前記アキュームレータを配置する第二の冷
却室とを備えるものである。

【００１５】さらに、前記第二の冷却室が庫内風路の一
部であることを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成により、本発明の冷蔵庫は、除霜開始
直前に蒸発器内に保持される冷媒に加えて、圧縮機の停
止と同時に、凝縮器及び前記圧縮機の周囲温度と前記蒸
発器の周囲温度の差によりその温度における冷媒の飽和
圧力差が生じ、前記圧縮機、凝縮器から前記蒸発器へ冷
媒が移動を始める。そして、除霜の進行に従い、蒸発器
出口部の温度が最も早く上昇し、蒸発器入口部と温度差
が生じ、その飽和圧力差から前記蒸発器に保持されたほ
とんどの冷媒が前記蒸発器出口部から前記蒸発器入口部
へと移動し、さらには減圧装置を経由して前記凝縮器へ
と移動する。これにより除霜中に圧縮機機械部に液冷媒
が到達することが無くなり、停止中の前記圧縮機機械部
の油膜が洗浄されることがなくなる。

【００１７】また、これらの作用により、前記圧縮機起
動時に前記蒸発器から前記圧縮機に吸い込まれる液冷媒
は、著しく減少し、液圧縮の危険が非常に小さくなる。

【００１８】さらに、ヒータ導熱部材が除霜用ヒータの
熱を蒸発器入口部に搬送して霜の融解を補助するので前
記蒸発器出口と前記蒸発器入口との温度差が著しく離れ
ることがないので、前記蒸発器出口部と前記蒸発器入口
とが大きく離れている場合などに生じる前記蒸発器出口
部の極端な温度上昇による庫内温度の上昇を防止する。

【００１９】また、前記蒸発器出口部より前記圧縮機側
へと移動した冷媒が、除霜中においても低温を維持され
ている第二の冷却室にあるアキュームレータ内で再凝縮
し保持されるので前記圧縮機へと液冷媒が到達する事が
ない。

【００２０】さらに、除霜終了後に前記圧縮機が起動す
ると前記アキュームレータ内に液冷媒が存在するので温
度降下が生じる。アキュームレータが格納されている第
二の冷却室は庫内風路の一部であるので除霜終了後の庫
内温度の上昇を防止することができる。

【００２１】

【実施例】本発明の第一の実施例について図１から図３
を参考に説明する。但し、従来と同一構成については、
同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００２２】高圧密閉容器の圧縮機１と、凝縮器２と、
たとえばキャピラリーチューブである減圧手段３と、エ
ンドプレート１１とフィン１２とパス１３からなり蒸発
器入口部１４をエンドプレート１１の端部に設け、エン
ドプレート１１のもう一方の端部に蒸発器出口部１５を
設け、蒸発器入口部１４から蒸発器出口部１５に向かい
順次パス１３を配設するパスパターンを有しているフィ
ンコイル型の蒸発器４とを順次環状に接続してなる冷凍
サイクル１６を設置してある。

【００２３】５は冷蔵庫本体であり、少なくとも１室以
上の冷凍室６と少なくとも１室以上の冷蔵室７と、蒸発
器４を蒸発器入口部１４が上方となるよう配置してある
冷却室１７と冷却された空気を各室に導く庫内風路１８
とに冷蔵庫本体５を内部で区画してある。冷却室１７内
には蒸発器４近辺にファン１９と、蒸発器出口部１５近
傍に除霜用ヒータ８と、蒸発器入口部１４に近いパス１
３の近傍に蒸発器４の除霜終了を検知する除霜終了検知
手段２０とを設けてある。除霜終了検知手段２０は例え
ばサーミスタである温度センサーである。２１は圧縮機
１とファン１９と除霜用ヒータ８の運転、停止を行う制
御手段である。

【００２４】さらに、伝熱性の良い材料、例えば銅でで
きた矩形の一辺を除霜用ヒータ８の近傍に、対向する一
辺を蒸発器入口部１４近傍に設けたヒータ導熱部材２２
を備えた。

【００２５】次に上記構成の動作について説明する。冷
凍サイクル１６が冷却運転を行い、ファン１８が動作す
ることにより、冷凍室６、冷蔵室７の空気が庫内風路１
８を通じて冷却室１７に取り込まれ蒸発器４で熱交換す
る事で冷やされ再び庫内風路１８を通じて冷凍室６，冷
蔵室７へと送られる。空気が蒸発器４で熱交換される際
に冷蔵室７，冷凍室６内の水分を霜として付着してしま
う。この着霜が進むと、蒸発器４の熱交換効率が減少
し、充分な冷却運転が不可能となってくるので所定時間
毎の除霜が必要となる。

【００２６】例えば制御手段２１により所定時間経過毎
に除霜を行う。所定時間の冷却運転を行った後、制御手
段２１は、圧縮機１を停止し除霜用ヒータ８を通電し、
除霜を開始する。除霜初期段階における冷媒の移動は凝
縮器２及び圧縮機１の周囲温度と蒸発器４の周囲温度の
差によって生じる冷媒の飽和圧力差により、圧縮機１、
凝縮器２から蒸発器４へと移動するものである。

【００２７】除霜用ヒータ８の通電により、まず蒸発器
出口部１５の表面の霜が発熱により融解する。さらに除
霜用ヒータ８によって加熱すると蒸発器出口部１５の温
度がさらに上昇し、蒸発した冷媒が蒸発器入口部１４に
向かって移動する。

【００２８】除霜用ヒータの輻射熱と、この冷媒移動に
伴う熱搬送とにより順次蒸発器入口部１４側の表面に付
着した霜が融解していく。こうして蒸発器出口部１５と
蒸発器入口部１４とに温度差が生じ、その飽和圧力差か
ら蒸発器４に保持されたほとんどの冷媒が蒸発器出口部
１５から蒸発器入口部１４へと移動し、さらには減圧装
置３を経由して凝縮器２へと移動し、凝縮器２の中でも
比較的減圧装置３に近い部分で保持される。

【００２９】除霜終了検知手段２０が蒸発器入口部１４
に近いパス１３の近傍に設けてあるので、蒸発器４の霜
が完全に融解したことを除霜終了検知手段２０が検知
し、制御手段２１へ除霜停止信号を通信する。これを受
けて、制御手段２１により除霜用ヒータ８の通電が終了
となり除霜が終了する。その後、制御手段２１により圧
縮機１が再起動し冷却運転が再開される。

【００３０】これらにより除霜中に圧縮機機械部に液冷
媒が到達することが無くなり、停止中の圧縮機機械部の
油膜が洗浄されることがなくなる。また、これらの作用
により、圧縮機起動時に蒸発器４から圧縮機１に吸い込
まれる液冷媒は、著しく減少し、液圧縮の危険が非常に
小さくなる。

【００３１】さらに凝縮器２の中でも比較的減圧装置３
に近い部分で保持されるので冷凍サイクルが再運転され
ると、凝縮器２内の液冷媒がすんなりと減圧装置に到着
できるので運転定常状態への復帰が早く、起動後の庫内
温度の上昇を防止できる。

【００３２】さらに、例えば蒸発器入口部１４と蒸発器
出口部１５が離れている場合など蒸発器出口部１５の温
度が著しく上昇する事が考えられるが、ヒータ導熱部材
が除霜用ヒータの熱を蒸発器入口部１４に搬送して霜の
融解を補助するので蒸発器出口部１５の著しい温度上昇
による庫内温度の上昇を防止できる。

【００３３】なお、冷却室１７内に蒸発器入口部１４が
上方となるように配置したが、蒸発器出口部１５が上方
となっても同様の効果が得られる。

【００３４】また、冷蔵室７の内部に冷凍室６、冷却室
１７、庫内風路１８が含まれるよう内部を区画した本体
５であっても同様の効果が得られる。

【００３５】また、除霜終了検知手段２０は例えばバイ
メタルを用いた温度検知装置や光センサーであっても良
いし、除霜開始を所定時間経過毎としたが例えば温度セ
ンサーや光センサーを用いた着霜検知手段により除霜開
始信号を出力しても同様の効果が得られる。

【００３６】また、減圧装置３は例えば膨張弁を用いて
も同様である。また、ヒータ導熱部材２２はアルミを用
いても同様であるし、矩形としたがコの字型であっても
良いし、コの字型の組み合わせであっても良い。

【００３７】次に本発明の第二の実施例について図４か
ら図５を参考に説明する。但し、従来と同一構成につい
ては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００３８】高圧密閉容器の圧縮機１と、凝縮器２と、
たとえばキャピラリーチューブである減圧手段３と、蒸
発器４とを順次環状に接続してなる冷凍サイクル１６を
設置してある。蒸発器４と圧縮機１の間に設けられたア
キュームレータ２３と、蒸発器４を配置する第一の冷却
室２４とアキュームレータ２３を格納する第二の冷却室
２５とを備えてある。

【００３９】５は冷蔵庫本体であり、少なくとも１室以
上の冷凍室６と少なくとも１室以上の冷蔵室７と、第一
の冷却室２４と第二の冷却室２５と冷却された空気を各
室に導く庫内風路１８とに冷蔵庫本体５を内部で区画し
てある。第一の冷却室２４内には蒸発器４近辺にファン
１９と、蒸発器４の下部に除霜用ヒータ８と、蒸発器上
方近傍に蒸発器４の除霜終了を検知する除霜終了検知手
段２０とを設けてある。除霜終了検知手段２０は例えば
サーミスタである温度センサーを用いる。２１は圧縮機
１とファン１９と除霜用ヒータ８の運転、停止を行う制
御手段である。

【００４０】さらに、第二の冷却室２５が庫内風路１８
の一部となっている。次に上記構成の動作について説明
する。

【００４１】冷凍サイクル１６が冷却運転を行い、ファ
ン１８が動作する事により、冷凍室６、冷蔵室７の空気
が庫内風路１８を通じて第一の冷却室２３に取り込まれ
蒸発器４で熱交換する事で冷やされ再び庫内風路１８を
通じて冷凍室６，冷蔵室７へと送られる。空気が蒸発器
４で熱交換される際に冷蔵室７，冷凍室６内の水分を霜
として付着してしまう。この着霜が進むと、蒸発器４の
熱交換効率が減少し、充分な冷却運転が不可能となって
くるので所定時間毎の除霜が必要となる。

【００４２】例えば制御手段２１により所定時間経過毎
に除霜を行う。所定時間の冷却運転を行った後、制御手
段２１は、圧縮機１を停止し除霜用ヒータ８を通電し、
除霜を開始する。除霜初期段階における冷媒の移動は凝
縮器２及び圧縮機１の周囲温度と蒸発器４の周囲温度の
差によって生じる冷媒の飽和圧力差により、圧縮機１、
凝縮器２から蒸発器４へと移動するものである。

【００４３】除霜用ヒータ８の通電により、蒸発器の表
面の霜が発熱により融解していくが同時に蒸発器４の温
度も上昇する。さらに除霜の進行により蒸発器４の温度
が上昇し、圧縮機１、凝縮器２の周囲温度より蒸発器４
及びその周囲温度が高くなると、除霜初期段階とは逆
に、冷媒の飽和圧力が蒸発器４内の方が高くなり、冷媒
は蒸発器４から圧縮機１、凝縮器２へと向かい移動を行
う。しかし蒸発器４から流出した冷媒は第二の冷却室２
５内にあるアキュームレータ２３へ進むと、第二の冷却
室２５は除霜用ヒータ８の加熱を直接受けないので室内
が低温に保たれているのでアキュームレータ２３内で凝
縮し液冷媒となって保持される。

【００４４】蒸発器４の霜が完全に融解したことを除霜
終了検知手段２０が検知し、制御手段２１へ除霜停止信
号を通信する。これを受けて、制御手段２１により除霜
用ヒータ８の通電が終了となり除霜が終了する。その
後、制御手段２１により圧縮機１が再起動し冷却運転が
再開される。

【００４５】これらにより除霜中に圧縮機機械部に液冷
媒が到達することが無くなり、停止中の圧縮機機械部の
油膜が洗浄されることがなくなる。また、吸込配管中に
液冷媒が滞留しないので圧縮機起動時に圧縮機１に吸い
込まれる液冷媒は、著しく減少し、液圧縮の危険が非常
に小さくなる。

【００４６】さらに、第二の冷却室２５が庫内風路１８
の一部であるので圧縮機１の起動後に熱交換を行うこと
で庫内温度の上昇を防止できる。

【００４７】なお、冷蔵室７の内部に冷凍室６、第一の
冷却室２４、第二の冷却室２５、庫内風路１８が含まれ
るよう内部を区画した本体５であっても同様の効果が得
られる。

【００４８】またなお、除霜終了検知手段２０は例えば
バイメタルを用いた温度検知装置や光センサーであって
も良いし、除霜開始を所定時間経過毎としたが例えば温
度センサーや光センサーを用いた着霜検知手段により除
霜開始信号を出力しても同様の効果が得られる。

【００４９】またなお、減圧装置３は例えば膨張弁を用
いても同様である。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
冷蔵庫は、高圧密閉容器の圧縮機と、凝縮器と、減圧手
段と、エンドプレートとフィンとパスからなり蒸発器入
口部を前記エンドプレートの端部に設け、前記エンドプ
レートのもう一方の端部に蒸発器出口部を設け、前記蒸
発器入口部から前記蒸発器出口部に向かい順次前記パス
を配設するパスパターンを有しているフィンコイル型の
蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルを設置
し、前記蒸発器出口部近傍に設けた除霜用ヒータと、前
記蒸発器の除霜終了を検知する除霜検知手段と、制御手
段とを備えたので、除霜中に冷媒が前記蒸発器出口部側
から前記蒸発器入口部側へと移動し、前記減圧装置を経
由して前記凝縮器に保持されるので圧縮機機械部の油膜
が洗い流されることが無く潤滑不良が無くなる。

【００５１】また、起動時に圧縮機吸込配管に液冷媒が
滞留する事が無くなり、前記圧縮機の除霜後の起動時に
液圧縮が起こらないので、圧縮機の信頼性の上で多大な
効果を有する。

【００５２】さらに、矩形の一辺を前記除霜用ヒータの
近傍に、対向する一辺を前記蒸発器入口部近傍に設けた
ヒータ導熱部材を備えたので、ヒータ導熱部材が除霜用
ヒータの熱を蒸発器入口部に搬送して霜の融解を補助す
ることで前記蒸発器出口部の極端な温度上昇を抑止する
事ができ、除霜中の冷凍室、冷蔵室の温度上昇を抑える
ので除霜後の再冷却も効率的に行え、圧縮機の信頼性の
向上とともに食品保鮮の面で多大な効果を有する。

【００５３】また、高圧密閉容器の圧縮機と、凝縮器
と、減圧手段と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷
凍サイクルを設置し、前記蒸発器下部に設けた除霜用ヒ
ータと、前記蒸発器の除霜終了を検知する除霜検知手段
と、蒸発器を格納する第一の冷却室と、前記蒸発器と前
記圧縮機の間に設けられたアキュームレータと、前記ア
キュームレータを配置する第二の冷却室と、制御手段と
を備えたので、除霜中に冷媒が前記蒸発器から流出して
も低温に維持された前記アキュームレータ内で凝縮し、
保持されるので前記圧縮機へと到達することがないので
圧縮機機械部の油膜が洗い流されることが無く潤滑不良
が無くなる。また、起動時に圧縮機吸込配管に液冷媒が
滞留する事が無くなり、前記圧縮機の除霜後の起動時に
液圧縮が起こらないので、圧縮機の信頼性の上で多大な
効果を有する。

【００５４】さらに、アキュームレータを配置する第二
の冷却室が庫内風路の一部であるので除霜終了後の起動
時に冷凍室、冷蔵室の循環空気が前記アキュームレータ
内の冷媒と熱交換することで冷凍室、冷蔵室の再冷却が
効率的に行え、圧縮機の信頼性の向上とともに食品保鮮
の面で多大な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の冷蔵庫の立面断面図

【図２】同実施例の冷蔵庫の蒸発器の断面図

【図３】同実施例の冷蔵庫の蒸発器部の要部拡大図

【図４】本発明の第二の実施例の冷蔵庫の立面断面図

【図５】同実施例の冷蔵庫の立面断面図

【図６】従来の冷蔵庫の冷凍サイクル図

【図７】従来の冷蔵庫の電気回路のブロック図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 減圧装置 ４ 蒸発器 ８ 除霜用ヒータ ９ 除霜検知手段 １０ 除霜制御手段 １４ 蒸発器入口部 １５ 蒸発器出口部 １８ 庫内風路 ２２ ヒータ導熱部材 ２３ アキュームレータ ２４ 第一の冷却室 ２５ 第二の冷却室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧密閉容器の圧縮機と、凝縮器と、減
   圧手段と、エンドプレートとフィンとパスからなり蒸発
   器入口部を前記エンドプレートの端部に設け、前記エン
   ドプレートのもう一方の端部に蒸発器出口部を設け、前
   記蒸発器入口部から前記蒸発器出口部に向かい順次前記
   パスを配設するパスパターンを有しているフィンコイル
   型の蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルを
   設置し、前記蒸発器出口部近傍に設けた除霜用ヒータ
   と、前記蒸発器の除霜終了を検知する除霜検知手段と、
   制御手段とを備えた冷蔵庫。
2. 【請求項２】 矩形の一辺を除霜用ヒータの近傍に、対
   向する一辺を蒸発器入口部近傍に設けたヒータ導熱部材
   を備えた請求項１記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 高圧密閉容器の圧縮機と、凝縮器と、減
   圧手段と、蒸発器とを順次環状に接続してなる冷凍サイ
   クルを設置し、前記蒸発器下部に設けた除霜用ヒータ
   と、前記蒸発器の除霜終了を検知する除霜検知手段と、
   蒸発器を格納する第一の冷却室と、前記蒸発器と前記圧
   縮機の間に設けられたアキュームレータと、前記アキュ
   ームレータを配置する第二の冷却室と、制御手段とを備
   えた冷蔵庫。
4. 【請求項４】 アキュームレータを配置する第二の冷却
   室が庫内風路の一部である請求項３記載の冷蔵庫。