JPH11183007A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レシプロ式圧縮機を用いた冷蔵庫において、
断続運転によって生じる冷凍サイクルの熱損失を防止す
るとともに、円滑な再起動を行うことを可能とする。 【解決手段】 レシプロ式の圧縮機１、凝縮器２、キャ
ピラリチューブ５、６、蒸発器３、４を順次環状に接続
しこれに冷媒を流通させて成る冷凍サイクルを備える。
凝縮器２とキャピラリチューブ５、６との間の冷媒通路
１６、１７に、圧縮機１が運転されているときには開成
され、圧縮機１が停止されているときには閉成される電
磁弁８、９を設ける。凝縮器２の入口側と冷蔵室用電磁
弁８の出口側との間に、キャピラリチューブ７を介設し
たバイパス管１８を設ける。圧縮機１が運転されている
ときにはその吐出冷媒の流通先を凝縮器２側とし、圧縮
機１が停止されているときにはその吐出冷媒の流通先を
バイパス管１８側とする三方弁１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクル中に
レシプロ式の圧縮機を有する冷蔵庫に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は、前記のような冷蔵庫の従来例に
おける冷媒流路を、各装置の配置状態とともに示す図で
ある。

【０００３】この冷蔵庫は、互いに断熱された冷蔵室と
冷凍室とを備えて成るものである。同図に示すように圧
縮機４１の吐出側には、凝縮器４２、防露管４０、乾燥
器４９及び三方弁４８が、冷媒配管３８によって順次に
接続されている。そして前記三方弁４８の一方の出口側
には、冷蔵室用のキャピラリチューブ４５と冷蔵室用の
蒸発器４３とが順次に接続されている。また前記三方弁
４８の他方の出口側には、冷凍室用のキャピラリチュー
ブ４６と冷凍室用の蒸発器４４とが接続されている。そ
して前記冷蔵室用蒸発器４３の出口側が、前記冷凍室用
キャピラリチューブ４６の出口側、すなわち冷凍室用蒸
発器４４の入口側に接続されている。さらに冷凍室用蒸
発器４４の出口側は、吸入管４７によって圧縮機４１の
吸入側に接続されている。ここで前記圧縮機４１は、そ
の吸入側と吐出側との間を弁機構によって遮断するよう
にしたレシプロ式のものである。

【０００４】また同図に示すように、前記圧縮機４１は
冷蔵庫のキャビネット３９中に設けられた機械室５０に
配置され、前記キャビネット３９の底部に凝縮器４２が
配置されている。そして前記キャビネット３９の背面上
段に前記冷蔵庫用蒸発器４３が配置され、これよりも下
側に冷凍室用蒸発器４４が配置されている。さらに前記
防露管４０は、前記キャビネット３９の前面側に延設さ
れている。

【０００５】前記のような従来の冷蔵庫では、圧縮機４
１を運転することによって、この圧縮機４１の吐出冷媒
が凝縮器４２、キャピラリチューブ４５、４６、蒸発器
４３、４４を順次に流通する。このとき圧縮機４１から
吐出された冷媒は、高圧蒸気、高圧液、低圧液、低圧蒸
気と状態を順に変化させ、再び圧縮機４１に吸入される
のであるが、前記蒸発器４３、４４では、低圧液であっ
た冷媒がフィンを介して熱交換されて低圧蒸気に相変化
することになる。そしてこの熱交換によって冷却された
空気が、冷気循環用ファンによって庫内に圧送され、庫
内が冷却される。このような運転は庫内温度が低温側設
定温度になるまで継続され、庫内温度が低温側設定温度
になると圧縮機４１の運転を停止する。そしてその後、
庫内温度が上昇して高温側設定温度に達すると、前記圧
縮機４１の運転を再開する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような冷蔵庫で
は、冷凍サイクルのうち圧縮機４１から凝縮器４２を介
してキャピラリチューブ４５、４６に至る領域が高圧側
となり、またキャピラリチューブ４５、４６から蒸発器
４３、４４を介して圧縮機４１に戻る領域が低圧側とな
る。そして通常は、上述のようにキャピラリチューブ４
５、４６で減圧された低温低圧の冷媒が蒸発器４３、４
４に流入し、この冷媒が吸熱することで庫内の冷却が行
われるようになっている。しかしながら庫内温度が低温
側設定温度となって圧縮機４１の運転が停止すると、容
積の大きい凝縮器４２から高温高圧の冷媒が蒸発器４
３、４４に向って流れ込むという現象が生じる。このよ
うに高温高圧の冷媒が蒸発器４３、４４に多量に流入す
ると、蒸発器温度が上昇することによって庫内温度まで
上昇してしまうことになる。そしてこの庫内温度の上昇
により、断続運転を行う冷蔵庫に冷凍サイクルの熱損失
が生じるという問題があった。

【０００７】他方、この問題を解決するために凝縮器４
２の出口側に開閉弁を設け、圧縮機４１を停止させたと
きはにこの開閉弁を閉成し、これによって凝縮器４２か
ら高温高圧の冷媒が流出するのを阻止するという手法を
採用することも考えられる。しかしながらこのような手
法によれば、レシプロ式の圧縮機４１にはその吐出側と
吸入側との間で大きな圧力差を生じ、この圧力差のため
に再起動を行うことが極めて困難になるという問題があ
った。

【０００８】この発明は、前記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、レシプロ式圧
縮機を用いた冷蔵庫において、断続運転によって生じる
冷凍サイクルの熱損失を防止するとともに、円滑な再起
動を行うことを可能とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の冷蔵庫は、レ
シプロ式の圧縮機、凝縮器、絞り機構、蒸発器を順次環
状に接続しこれに冷媒を流通させて成る冷凍サイクルを
備えた冷蔵庫において、前記凝縮器と絞り機構との間の
冷媒通路に、前記圧縮機が運転されているときには開成
される一方、前記圧縮機が停止されているときには閉成
される流路開閉手段を設け、前記凝縮器の入口側と前記
流路開閉手段の出口側との間にバイパス通路を設け、前
記圧縮機が運転されているときには圧縮機の吐出冷媒の
流通先を前記凝縮器側とする一方、前記圧縮機が停止さ
れているときには前記吐出冷媒の流通先を前記バイパス
通路側とする流路切替手段を設けたものである。

【００１０】請求項１の冷蔵庫では、圧縮機を停止させ
たときには凝縮器を冷凍サイクルから遮断するととも
に、圧縮機の吐出側と絞り機構の入口側との間をバイパ
ス回路で連通させている。したがって凝縮器から多量の
高温高圧冷媒が蒸発器に流入するのを防止することが可
能になるとともに、圧縮機の吐出側から絞り機構、蒸発
器を介して再び圧縮機の吸入側に戻る回路が連通される
ので、圧縮機の吐出側と吸入側との間を低圧状態で均圧
化することが可能となる。

【００１１】また請求項２の冷蔵庫のように前記流路切
替手段を三方弁によって構成すると、その実施を容易と
することが可能となる。

【００１２】さらに請求項３の冷蔵庫は、前記バイパス
通路が絞り機能を有していることを特徴としている。こ
のようにすると、もし仮に前記流路切替手段に生じた不
具合等によって圧縮機運転中に冷媒がバイパス通路側に
漏出するようなことがあっても、バイパス通路の流通抵
抗があるので、冷媒の漏出を抑制することが可能とな
る。また、前記バイパス通路の流通抵抗を前記絞り機構
の有する流通抵抗と同程度かそれ以上にすれば、バイパ
ス通路への冷媒漏出防止作用はさらに有効となる。

【００１３】ところで圧縮機の起動瞬時においては、圧
縮機の吐出側から流路切替手段までの容積が小さいため
に、この部分の圧力が急激に高くなって圧縮機の円滑な
起動を阻害することも考えられる。そこで請求項４の冷
蔵庫は、前記圧縮機が圧縮能力可変に成され、その運転
開始時には、通常運転時よりも低い圧縮能力で運転を開
始することを特徴としている。したがって前記部分で急
激な圧力上昇が生じるのを回避することが可能となる。

【００１４】そして請求項５の冷蔵庫は、前記流路切替
手段が前記圧縮機の起動よりも遅れて吐出冷媒の流通先
をバイパス通路側から凝縮器側に切り替えることを特徴
としている。

【００１５】前記請求項５の冷蔵庫では、圧縮機の起動
瞬時において、高圧状態である凝縮器側ではなく圧縮機
の吐出側と同圧力であるバイパス回路へ冷媒を吐出する
ことになる。そのため圧縮機の起動負荷を確実に減少さ
せることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、この発明の冷蔵庫の具体的
な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

【００１７】図１は、上記冷蔵庫の冷媒回路図である。
同図に示すように圧縮機１の吐出側には第１ガス管１１
の一端側が接続されるとともに、この第１液管１１の他
端側には、三方弁（流路切替手段）１０の入口ポート１
０ａが接続されている。そしてこの三方弁１０の一方の
出口ポート１０ｂと凝縮器２の入口側とが第２液管１２
によって接続されている。

【００１８】また上記凝縮器２の出口側には第３液管１
３の一端側が接続されているが、この第３液管１３の他
端側は、さらに第１支管１６と第２支管１７とに分岐し
ている。これらの支管１６、１７のうち第１支管１６に
は冷蔵室用電磁弁（流路開閉手段）８、冷蔵室用キャピ
ラリチューブ（絞り機構）５及び冷蔵室用蒸発器３が介
設され、また第２支管１７には冷凍室用電磁弁（流路開
閉手段）９と冷凍室用キャピラリチューブ（絞り機構）
６とが介設されている。そしてこれら両支管１６、１７
は第１ガス管１４に合流し、この第１ガス管１４は冷凍
室用蒸発器４の入口側に接続されている。さらにこの冷
凍室用蒸発器４の出口側と上記圧縮機１の吸入側とが、
第２ガス管１５によって接続されている。

【００１９】また上記三方弁１０のうち残る出口ポート
１０ｃにはバイパス管１８の一端側が接続され、その他
端側が上記第１支管１６のうち冷蔵室用電磁弁８と冷蔵
室用キャピラリチューブ５との間に接続されて、冷凍サ
イクル中のバイパス通路を形成している。そしてこのバ
イパス管１８はキャピラリチューブ７を用いて構成さ
れ、これによって絞り機能を有するものとなっている。
さらにこのキャピラリチューブ７は、その内径が冷蔵室
用キャピラリチューブ５及び冷凍室用キャピラリチュー
ブ６よりも小さく成されている。

【００２０】この冷蔵庫に用いられている上記圧縮機１
は、上記従来例の冷蔵庫と同様に、その吸入側と吐出側
との間を弁機構によって遮断するようにしたレシプロ式
のものである。そしてこの圧縮機１は、通常運転と、こ
の通常運転時よりも駆動モータの回転数を低くして行う
低圧縮能力運転とが可能に構成されている。また上記図
１に図示はしないが、この冷蔵庫には、上記圧縮機１の
発停及び圧縮能力の制御、三方弁１０の切替制御、電磁
弁８、９の開閉制御等を行う制御部が設けられている。
この制御部は、例えばマイクロコンピュータを用いて構
成されたものである。

【００２１】図２は、上記冷蔵庫の内部構造を示す縦断
面図である。

【００２２】この冷蔵庫は、外箱と内箱からなる断熱キ
ャビネット２４中に断熱仕切２３を有し、これによって
断熱キャビネット２４中の上側に冷蔵室２１を形成する
とともに、その下側に冷凍室２２を形成している。

【００２３】そして、上記冷蔵室２１の背面側下部に
は、上記冷凍サイクルに設けられた冷蔵室用蒸発器３
と、この冷蔵室用蒸発器３で熱交換された冷気を上記冷
蔵室２１内へ圧送する冷蔵室用ファン１９とが配置され
ている。また上記冷凍室２２の背面側には、上記冷凍サ
イクルに設けられた冷凍室用蒸発器４と、この冷凍室用
蒸発器４で熱交換された冷気を上記冷凍室２２内へ圧送
する冷凍室用ファン２０とが配置されている。また同図
に図示はしていないが、上記断熱キャビネット２４中の
機械室２５に上記圧縮機１が配置され、上記断熱キャビ
ネット２４の底部に凝縮器２が配置されているのは、図
３に示す上記従来例の場合と同様である。

【００２４】上記冷蔵庫において庫内冷却動作を行う場
合には、上記三方弁１０を凝縮器２側に切り替えるとと
もに、冷凍室用電磁弁８及び冷蔵室用電磁弁９を開弁す
る。そして圧縮機１を駆動することにより、この圧縮機
１の吐出冷媒を凝縮器２、キャピラリチューブ５、６、
蒸発器３、４の順に流通させる。このとき圧縮機１から
吐出された冷媒は、上記従来例の場合と同様に高圧蒸
気、高圧液、低圧液、低圧蒸気と状態を順に変化させ、
再び圧縮機１に吸入される。蒸発器３、４では、低圧液
であった冷媒がフィンを介して熱交換され、低圧蒸気に
相変化する。そしてこの熱交換によって冷却された空気
が、ファン１９、２０によって冷蔵室２１及び冷凍室２
２に圧送され、それぞれの庫内が冷却される。

【００２５】上記のような運転は、冷蔵室２１内の温度
と冷凍室２２内の温度との双方がそれぞれの低温側設定
温度になるまで継続され、両温度が共にそれぞれの低温
側設定温度になると、圧縮機１の運転が停止される。そ
してこのように圧縮機１が停止される場合においては、
上記制御部は、圧縮機１を停止させるとともに上記三方
弁１０をバイパス管１８側に切り替え、さらに両電磁弁
８、９を閉弁する。

【００２６】次に、圧縮機１が停止して時間が経過し、
冷蔵室２１及び冷凍室２２の庫内温度が次第に上昇して
いずれかの温度が高温側設定温度に達すると、上記制御
部は、圧縮機１を再起動してこれを低圧縮能力で運転す
る。そしてこのときの圧縮機１の再起動にいくらか遅れ
て、上記三方弁１０を凝縮器２側に切り替える。そして
さらに三方弁１０を凝縮器２側に切り替えた後に、上記
圧縮機１の駆動モータの回転数を上昇させ、その運転を
通常運転に切り替える。

【００２７】上記冷蔵庫では、冷蔵室２１内の温度と冷
凍室２２内の温度との双方がそれぞれ低温側設定温度と
なって圧縮機１の運転が停止されるときには、上記三方
弁１０をバイパス管１８側に切り替え、さらに両電磁弁
８、９を閉弁している。従って凝縮器２中の冷媒はこの
凝縮器２中に封止されることとなり、高温高圧の冷媒が
蒸発器３、４に流入するのを防止することができる。そ
のため高温高圧冷媒の流入によって蒸発器３、４の温度
が上昇することも回避され、冷凍サイクルに生じる熱損
失を大幅に低減することができる。そして三方弁１０に
よって冷媒流路を切り替えるようにしているので、機器
の構成を簡素なものとすることができる。

【００２８】また圧縮機１の停止時には、その吐出側と
吸入側とがキャピラリチューブ７の介設されたバイパス
管１８によって連通される。従って圧縮機１の停止状態
では、上記圧縮機１の吐出側から吸入側までに至る回路
が、高圧側となる凝縮器２から切り離されて低圧状態に
均圧化される。そのため圧縮機１の再起動を円滑に行う
ことができ、機器の信頼性を確保することができる。

【００２９】さらにバイパス管１８に設けたキャピラリ
チューブ７の内径を、冷蔵室用キャピラリチューブ５及
び冷凍室用キャピラリチューブ６よりも小さくしてい
る。従って冷媒に対する流通抵抗は、冷蔵室用キャピラ
リチューブ５や冷凍室用キャピラリチューブ６よりもバ
イパス管１８用のキャピラリチューブ７の方が大きくな
る。従ってもし仮に上記三方弁１０に不具合が生じ、こ
れによって圧縮機１の駆動時にその吐出側とバイパス管
１８側とが多少連通するようなことがあっても、圧縮機
１の吐出冷媒がバイパス管１８側に漏出することを十分
に抑制することができる。

【００３０】そして上記冷蔵庫では、圧縮機１を再起動
する際にこれを低圧縮能力運転としている。圧縮機１の
吐出側から三方弁１０までの部分の容積は比較的に小さ
いが、圧縮機１を低圧縮能力運転で再起動することによ
り、上記部分での急激な圧力の上昇を回避して圧縮機１
の一段と円滑な再起動を行うことができる。さらに上記
三方弁１０は、圧縮機１を再起動するのにいくらか遅れ
て凝縮器２側に切り替えるようにしている。従って圧縮
機１の起動瞬時においては、高圧状態である凝縮器２側
にではなくバイパス管１８側に冷媒を吐出することとな
る。そのため圧縮機１の起動負荷は確実に減少し、圧縮
機１の再起動をさらに一段と円滑なものとすることがで
きる。

【００３１】（変 更 例）以上にこの発明の具体的な
実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に
限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更
して実施することができる。

【００３２】上記冷蔵庫は冷蔵室用蒸発器３と冷凍室用
蒸発器４とがそれぞれ別に設けられているが、単一の蒸
発器を有する冷蔵庫にも本発明は適用できる。このとき
冷蔵室又は冷凍室のいずれか一方だけを備えた冷蔵庫で
あってもよいのは勿論である。

【００３３】また上記ではキャピラリチューブ５、６、
７を用いて冷凍サイクルの絞り機構を構成し、またバイ
パス管１８に絞り機能を与えているが、これは例えばオ
リフィスを有する膨張弁等を用いてもよい。

【００３４】また上記では電磁弁８、９を用いて冷凍サ
イクル中の流路開閉手段を構成したが、開閉制御可能で
あれば、電磁弁として構成されたものに限らず種々の手
段を用いることができる。

【００３５】また上記では三方弁１０を用いて圧縮機１
の吐出冷媒の流路を切り替えているが、２つの開閉弁を
用いて吐出冷媒の流路を切り替えるようにしてもよい。

【００３６】さらに上記ではバイパス管１８に設けたキ
ャピラリチューブ７の内径を冷蔵室用キャピラリチュー
ブ５及び冷凍室用キャピラリチューブ６よりも小さいも
のとしたが、ほぼ同程度の内径であっても圧縮機１の吐
出冷媒がバイパス管１８側に漏出することを十分に抑制
することができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１又は請求項２の冷蔵庫では、多
量の高温高圧冷媒が凝縮器から蒸発器に流入するのを防
止することができる。従って蒸発器の温度が上昇するこ
とが回避され、冷凍サイクルに生じるサイクルロスを大
幅に低減することが可能となる。また圧縮機から絞り機
構、蒸発器を介して再び圧縮機に戻る回路が連通される
ので、圧縮機の吐出側と吸入側との間の均圧化を図るこ
とができ、しかもこれが低圧状態となるので、圧縮機の
再起動を円滑に行って機器の信頼性を確保することが可
能となる。

【００３８】請求項３の冷蔵庫では、もし仮に上記流路
切替手段に生じた不具合等によって圧縮機運転中に冷媒
がバイパス通路側に漏出するようなことがあっても、バ
イパス通路の流通抵抗を十分なものとすることによって
冷媒の漏出を確実に抑制することができる。従って冷凍
サイクルの効率が低下するのを防止することが可能とな
る。

【００３９】請求項４の冷蔵庫では、圧縮機の運転開始
時に圧縮機の吐出側から流路切替手段までの部分で急激
な圧力上昇が生じるのを回避することができるので、圧
縮機の一段と円滑な再起動を行うことが可能となる。

【００４０】請求項５の冷蔵庫では、圧縮機の起動負荷
を確実に減少させることができるので、圧縮機の再起動
をさらに一段と円滑なものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の冷蔵庫に設けられた冷
媒回路を示す図である。

【図２】上記冷蔵庫の縦断面図である。

【図３】従来例の冷蔵庫の冷媒回路を各装置の配置状態
とともに示す図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 冷蔵室用蒸発器 ４ 冷凍室用蒸発器 ５ 冷蔵室用キャピラリチューブ ６ 冷凍室用キャピラリチューブ ７ キャピラリチューブ ８ 冷蔵室用電磁弁 ９ 冷凍室用電磁弁 １０ 三方弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レシプロ式の圧縮機、凝縮器、絞り機構、
   蒸発器を順次環状に接続しこれに冷媒を流通させて成る
   冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、 前記凝縮器と絞り機構との間の冷媒通路に、前記圧縮機
   が運転されているときには開成される一方、前記圧縮機
   が停止されているときには閉成される流路開閉手段を設
   け、 前記凝縮器の入口側と前記流路開閉手段の出口側との間
   にバイパス通路を設け、 前記圧縮機が運転されているときには圧縮機の吐出冷媒
   の流通先を前記凝縮器側とする一方、前記圧縮機が停止
   されているときには前記吐出冷媒の流通先を前記バイパ
   ス通路側とする流路切替手段を設けたことを特徴とする
   冷蔵庫。
2. 【請求項２】前記流路切替手段は三方弁を用いて構成さ
   れていることを特徴とする請求項１の冷蔵庫。
3. 【請求項３】前記バイパス通路は、絞り機能を有してい
   ることを特徴とする請求項１の冷蔵庫。
4. 【請求項４】前記圧縮機は圧縮能力可変に成され、その
   運転開始時には、通常運転時よりも低い圧縮能力で運転
   を開始することを特徴とする請求項１の冷蔵庫。
5. 【請求項５】前記流路切替手段は、前記圧縮機の運転開
   始時には、圧縮機の起動よりも遅れて吐出冷媒の流通先
   をバイパス通路側から凝縮器側に切り替えることを特徴
   とする請求項１の冷蔵庫。