JPS6050245B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍装置にかかり、特に冷凍室と冷蔵室のよう
な２つまたはそれ以上の異なつた温度の室を有し、それ
らの各室をそれぞれ独立して冷却し得るようにした冷蔵
庫の如き冷凍装置に関す゛る。

一般に、上述のようにそれぞれ異なつた温度に冷却する
必要がある冷凍室および冷蔵室を有する冷蔵庫において
は、上記各室をそれぞれ別個に冷却するため、各室にそ
れぞれ専用の冷凍室用蒸発門器或は冷蔵室用蒸発器を設
け、それらを結ぶ配管中に設けられた電磁弁の開閉によ
つて上記両蒸発器に冷媒を流したり或はその一方のみに
冷媒を流す等の制御を行なつている。

ところが、このようなものにおいては電磁弁のフような
機械的な可動部を有する弁装置を必要とし、しかもそれ
らの弁装置は断熱壁中に埋設する関係上、一旦組立てた
後はその保守点検が不可能であり、冷蔵庫としての寿命
と信頼性が必ずしも十分でない等の問題点があり、また
構造上からも高価なものとなる等の不都合がある。

そこで、最近機械的可動部分がなく、簡単な構造で冷媒
の流れに対して弁作用を行なわせる気泡ポンプを使用し
た冷蔵庫が提案されている。

本発明は上記気泡ポンプによつて冷媒の切換えを行なう
ようにしたものにおいて、その切換が確実に行なわれ不
作動中の蒸気器への冷媒の洩出が確実に防止されるよう
にした冷凍装置を提供することを目的とする。以下、添
付図面を参照して本発明の一実施例について説明する。

第１図において、符号１は圧縮機であつて、その圧縮機
１で圧縮された冷媒の高温ガスはコンデンサ２で凝縮さ
れキャピラリチューブ等からなる圧力調整器３を経て液
体タンク４に溜められる。

上記液体タンク４内には、第３図に示すように、Ｕ字状
導管５の一端が底壁を貫通して適宜高さまで突設されて
おり、そのＵ字状導管５の他端はアキュムレータ６の底
部に開口せしめられている。上記アキュムレータ６には
さらにその底壁を貫通し所定高さ位置て開口する導管７
が装着されており、その導管７がキャピラリチューブの
如き圧力調整器８を経て冷蔵室用蒸発器９に連接されて
いる（第１図）。上記冷蔵室用蒸発器９にはさらに連結
管１０を介して冷凍室用蒸発器１１が連接され、この冷
凍室用蒸発器１１が前記圧縮機１の吸込側に接続され一
つの閉サイクルが構成されている。前記液体タンク４に
は、さらにもう一つのＵ字状の導管１２の一端がその底
部に開口せしめられており、そのＵ字状の導管１２の他
端側垂直立上り部１２ａは前記アキュムレータ６に連接
された導管７の頂端より上方まで延び、そこで逆Ｕ字状
．に屈曲され、管継手１３を介して導管１４に接続され
ている。

その導管１４にはその途中にキャピラリチューブの如き
圧力調整器１５が設けられており、さらにその導管１４
は前記冷蔵室用蒸発器９と冷凍室用蒸発器１１とを結ぶ
連結管１０の途・中に接続されている。ところで、上記
Ｕ字状の導管１２の管継手１３側垂直立上り部１２ａの
下方部外周には気泡ポンプヒータ１６が巻装されており
、さらに前記アキュムレータ６および管継手１３はそれ
ぞれ均圧管１７，１８を介して液体タンク４に接続され
ている。

第２図は上記装置の電気制御回路図であつて、除霜スイ
ッチ２０が接点ａ側に接し、かつ冷凍室コントロールス
イッチ２１が０Ｎ状態の場合に圧縮機１が駆動され、冷
蔵室の温度が所定温度以下になり冷蔵室コントロールス
イッチ２２が０Ｎ状態になると気泡ポンプヒータ１６、
連結管ヒータノ２３、樋ヒータ２４に通電され、冷凍室
が所定温度に冷却され冷凍室コントロールスイッチ２１
がＯＦＦとなると、圧縮機１の駆動が停止される。

また、除霜スイッチ２０を接点ｂ側に切り換えると従来
の冷蔵庫と全く同様に除霜ヒータ２５およ．び除霜感熱
管ヒータ２６に通電される。なお、図中符号２７は除霜
検知バイメタル、２８はドアスイッチ、２９は庫内灯、
３０は排水口ヒータ、３１は冷凍室コントロールスイッ
チヒータ、３２はヒューズである。しかして、冷蔵室お
よび冷凍室の両室がそれぞれ所定の温度に達せず、所定
の温度以上の場合には冷凍室コントロールスイッチ２１
が０Ｎとなり、冷蔵室コントロールスイッチ２２が０Ｆ
Ｆ状態にある。

したがつて、気泡ポンプヒータ１６がオフ状態のまま圧
縮機１が駆動される。このようにして圧縮機が駆動され
ると、この圧縮機によつて圧縮され、その後コンデンサ
２によつて凝縮された冷媒が液体タンク４内に溜まる。
液体タンク４に液冷媒が溜まりその液面が上昇すると、
その液冷媒がＵ字状導管５を経てアキュムレータ６内に
流入し、さらに導管７および圧力調整器８を経て冷蔵室
用蒸発器９および冷凍室用蒸発器１１を順次流通し、上
記両蒸発器９，１１によつてそれぞれ冷蔵室および冷凍
室の冷却が行なわれる。この状態においては、他方のＵ
字状の導管１２にも液冷媒は流入するが、液体タンク４
、アキュムレータ６および管継手１３はそれぞれ均圧管
１７，１８によつて連通されており、液体タンク４、ア
キュムレータ６およびＵ字状の導管１２内の液面は同一
となつており、しかもＵ字状の導管１２の垂直立上り部
１２ａの頂部が前記アキュムレータ６に開口された導管
７の開口部より上方まで延びているので、液冷媒が管継
手１３を経て導管１４側へ流入することはない（第３図
）。ここで、冷蔵室が所定温度まで冷却されると、冷蔵
室コントロールスイッチ２２が０Ｎ側に切り換り、気泡
ポンプヒータ１６に通電される。気泡ポンプヒータ１６
に通電され立上り管部１２ａが加熱されると、立上り管
部１２ａ内部の液状冷媒が沸騰して冷媒蒸気からなる気
泡が発生し、その気泡によるポンプ作用によつて液冷媒
が押し上げられ、立上り管部１２ａの頂部から管継手１
３に溢流し、その溢流した液冷媒が導管１４、圧力調整
器１５を経て冷凍室用蒸発器１１に流入し、冷凍室の冷
却作用が行なわれる（第４図）。一方このとき、液体タ
ンク４内の液冷媒は気泡ポンプ作用によつて冷凍室用蒸
発器１１側に流れるため、液体タンク４内の液面が下が
り、アキュムレータ６側への液冷媒の流れが止まり、冷
蔵室用蒸発器９へ液冷媒が流れることはなく、冷蔵室の
冷却は中断される。

以後、冷凍室の温度の上下に応じて圧縮機１の駆動停止
が繰り返され、その間冷蔵室の温度が所定以上になると
、冷蔵室コントロールスイッチ２２が０ＦＦ側に切り換
り、気泡ポンプの作動が停止し、前述のように液冷媒は
アキュムレータ６を経て冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発
器を順次流れ両室の冷却作用を行なう。

ところで、上記気泡ポンプの作動中に液冷媒がアキュム
レータ６内に流入し、これがさらに導管７を経て冷蔵室
用蒸発器９内に流入すると、その冷蔵室用蒸発器９の入
口部においてその液冷媒が蒸発し、当該入口部が冷却さ
れることとなる。

特に、冷凍室用蒸発器のみの冷却開始時には液冷媒が多
量に液体タンク４に流れ込むにもかかわらず、気泡ポン
プが未だ十分その能力を発揮していない気泡ポンプのポ
ンプ能力を上回り、一時的に液冷媒が冷蔵室側蒸発器９
の方に流入する可能性がある。しかして、この場合第５
図の実線で示すように、冷凍室用蒸発器の作動開始と同
時にその都度一時的に冷蔵室用蒸発器の入口部の温度が
低下し、それによつて当該部に氷結を生じ、場合によつ
ては冷蔵室内に収納されている野菜等が凍結することも
ある。しかしながら、本発明においては前述のように液
体タンク４に対してＵ字管５によつてアキュムレータ６
を接続し、そのアキュムレータ６を介して冷媒が冷蔵室
用蒸発器９の方に流れるようにしてあるため、冷凍室用
蒸発器１１のみの作動開始時に一時的にアキュムレータ
６に冷媒が流入するけれども、これが導管７を経て冷蔵
室用蒸発器９に流入するようになる迄には比較的時間が
かかり、その間には気泡ポンプ作用が十分働らくように
なり、上記アキュムレータ６に流入した液冷媒がそのま
ま冷蔵室用蒸発器９に流入するようなことは確実に防止
される。

さらに、本発明においては上記アキュムレータ６と液体
タンク４とを均圧管１７によつて接続したので、常に両
者の液面が同一となり、気泡ポンプ作用時にアキュムレ
ータ６内の液面が異常に上昇して冷蔵室用蒸発器側に流
れるようなことも確実に防止される。

なお、上記アキュムレータの容量に対する冷蔵室用蒸発
器入口部の温度低下量および冷蔵室用蒸発器冷媒循環遅
れ時間は実験の結果、第６図に示すようになり、その容
量が小さいと冷蔵室用蒸発器側への冷媒洩れが生じ、そ
れが大きすぎると冷蔵室用蒸発器９への冷媒循環遅れが
大きくなる。

このような関係から、上記アキュムレータの容量は５〜
２０ｃｃの範囲に選定すべきである。第７図は、本発明
の他の実施例を示す図であり、この場合液体タンク４と
アキュムレータ６とを連結するＵ字状導管５の内径が、
気泡ポンプ側のＵ字状の導管１２や均圧管１７の内径よ
り小さくしてある。しかして、圧縮機１の始動によつて
液冷媒が液体タンク４内に流入し、Ｕ字状導管５および
１２ノに流入するが、Ｕ字状導管５の方が他方よりその
内径が小さく抵抗が大きくしてあるため、液冷媒が両導
管５，１２に流入した後しばらくの間はＵ字状導管５の
液面が他方の導管１２の液面より低くなり、その分アキ
ュムレータ６に流入するまで夕にやや時間を要する。

したがつて、その間に気泡ポンプも十分作動するように
なり、前記実施例と同様に気泡ポンプ作用時に液冷媒が
冷蔵室用蒸発器側に流入することが防止される。なお、
Ｕ字状導管５の径を必要以上に小さくすクると、本来冷
蔵室側蒸発器９に流れ込むべきときにも、全く冷媒がそ
の蒸発器に供給されないことになり、Ｕ字状導管５の径
はＵ字状の導管１２、均圧管１７、圧力調整器８，１５
の寸法によつて適正に決定されるものであるが、Ｕ字状
導管１２、均圧管１７の径が４〜９ｗｍの時には、圧力
調整器８，１５の寸法にはあまり関係なく、２〜３蘭が
最も効果がある。

また、Ｕ字状導管１２等の径が上述の値のとき、Ｕ字状
導管５を１．５？以下にすると、本来冷蔵室用蒸発器の
方に冷媒が供給されるべきときにもそれが不可能となる
。

なお、上記実施例においては気泡ポンプ作用時に冷凍室
用蒸発器のみに冷媒が流れるようにしたものを示したが
、逆に冷蔵室用および冷凍室用の両蒸発器に冷媒を流す
場合に気泡ポンプを作用せしめるようにしてもよい。

本発明は上記のように構成したので、気泡ポンプ作用の
オン・オフによつて冷媒の切換を行なうものにおいても
確実にその切換を行なうことができ、不作動中の蒸発器
への冷媒の漏洩を確実に防止てき、その蒸発器による不
必要な冷却作用を防止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷凍装置の冷媒サイクルを示す図、第
２図はその電気制御回路図、第３図および第４図は気泡
ポンプ構成部の拡大図であり、第３図は気泡ポンプ不作
用時、第４図は気泡ポンプ作用時を示す説明図、第５図
は冷蔵室用蒸発器入口部、冷蔵室温度および冷凍室用蒸
発器の温度変化図、第６図はアキュムレータ容量に対す
る冷蔵室用蒸発器入口温度低下、冷蔵室用蒸発器冷媒循
環遅れを示す関係線図、第７図は本発明の他の実施例を
示す冷凍サイクル図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・コンデンサ、４
・・・・・・液体タンク、６・・・・・・アキュムレー
タ、８，１５・・・・・・圧力調整器、９・・・・・・
冷蔵室用蒸発器、１１・・・・・・冷凍室用蒸発器、１
６・・・・・・気泡ポンプヒータ、１７，１８・・・・
・・均圧管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の蒸発器と、圧縮機から吐出されたコンデン
   サによつて凝縮せしめられた液冷媒を貯留する液体タン
   クと、上記液体タンクに接続され、ヒータの作動時に上
   記液体タンク内の液冷媒を所定の蒸発器側に送給する気
   泡ポンプ装置と、一端が上記液体タンク内の上部に開口
   し他端が他方の蒸発器に接続され、上記ヒータの非作動
   時に上記液体タンク内の液冷媒を他方の蒸発器側に送給
   する導管とを設けた冷凍装置において、上記ヒータの非
   作動時に冷媒が送給される導管の途中に、液体タンクと
   ほぼ同一水準位置に設けられたアキュムレータを介在せ
   しめるとともに、上記他方の蒸発器に連接されている側
   の導管を、上記アキュムレータ内の所定高さ位置で開口
   せしめたことを特徴とする、冷凍装置。 ２ アキュムレータの容積を５〜２０ｃｃとしたことを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置。 ３ アキュムレータは均圧管によつて液体タンクに連通
   せしめられていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載の冷凍装置。 ４ 液体タンクとアキュムレータとを連接する導管は、
   気泡ポンプへの冷媒供給導管より抵抗が大きな導管であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装
   置。