JPS6050253B2 - 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等におい
ては、上記各室をそれぞれ別個に冷却するため、各室に
専用の冷凍室用蒸発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ノであり、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
の流れに対して切換弁としての作用を行なわせる気泡ポ
ンプを使用した冷凍装置が提案されている。

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る
とともに、その構成が簡単であり且つ冷凍サイクルの効
率をも向上し得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３および冷媒供給導管４を経て液
体タンク５に供給される。

上記冷媒供給導管４の先端は、液体タンク５の頂壁を貫
通して液体タンク５内の所定高さ位置に開口しており、
さらに上記液体タンク５には、その頂壁を貫通して液体
タンク５内に延び上記冷媒供給導管４の開口位置より上
方位置で開口する導管６が装着されている。上記導管６
の他端はキャピラリチューブ７を介して冷蔵室用蒸発器
８に連接されており、その冷蔵室用蒸発器８にはさらに
連結管９を介して冷凍室用蒸発器１０が連接され、この
冷凍室用蒸発器１０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。一方、上記液体タ
ンク５の底部には、Ｕ字状の導管１１の一端が開口せし
められており、そのＵ字状の導管１１の他端側立上り管
部１１ａは前記液体タンク５の頂部より上方まで延び、
そこて逆Ｕ字状に屈曲され、その屈曲部１１ｂの下端も
上．記液体タンク５の頂壁を貫通しその内部まで突入せ
しめられている。

さらに、液体タンク５にはその底壁を貫通して液体タン
ク５の頂壁近傍部（前記導管６の下端開口部の上方部）
まで延びる導管１２が突設されており、その導管１２の
頂端開口．内に前記立上り管部１１ａの上部に形成され
た屈曲部１１ｂの下端が第２図および第３図に明瞭に示
すように互いに環状間隙１３が形成されるように挿入さ
れている。また、上記導管１２の下端部はキャピラリチ
ューブ１４を介して前記冷蔵室用・蒸発器８と冷凍室用
蒸発器１０とを結ぶ連結管９の途中に接続されている。
ところで、上記Ｕ字状の導管１１の立上り管部１１ａの
下方部外周には気泡ポンプヒータ１５が巻装されており
、また上記立上り管部１１ａの内面には、上記気泡ポン
プヒータ１５取付部の下半部のみに凹凸１６が形成され
ている。

さらに、上記Ｕ字状の導管１１の前記液体タンク５の底
部に接続されている方の立上り管部１１ｃは、その立上
り管部１１ｃが前記気泡ポンプヒータ１５取付部から所
定距離（例えば８０７ｖｔ）だけ離間するように屈曲せ
しめられている。第４図は、上記装置の電気制御回路図
てあつノて、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、例えば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１５、・連結管ヒータ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０ＦＦとなると、圧縮
機１の駆動が停止される。

また、除霜ヌイツチ２０を接点ｂ側に切り換えると、従
来の冷蔵庫と同様に除霜ヒー”夕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、３
０は排水口ヒータ、３１は冷凍室コントロールスイッチ
、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す、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０ＦＦ状態
にある。

したがつて、気泡ポンプヒータ１５が０ＦＦ状態のまま
圧縮機が駆動される。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５内に流入する
。液体タンク５に液冷媒が溜まり、その液面が上昇し導
管６の下端開口部よりわずかに上方位置までくると、液
体タンク５内の液面上に加わる圧力および冷蔵室用蒸発
器８側の負圧とによつて、上記液冷媒が導管６内を上昇
し、キャピラリチューブ７を経て冷蔵室用蒸発器８内に
流入し、さらに冷凍室用蒸発器１０を順次流通して両蒸
発器８，１０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（第２図）。この状態においては、液体
タンク５の底部に接続されたＵ字状の導管１１内にも液
冷媒は流入するが、立上り管部１１ａの頂部に形成され
た逆Ｕ字状の屈曲部１１ｂの下端が導管１２との間に環
状間隙１３を形成するように上記導管１２に一部挿入さ
れているので、立上り管部１１ａと液体タンク５内上部
とが連通し均圧化されており、立上．り管部１１ａ内の
液冷媒の液面は液体タンク５内の液面と同一面に保持さ
れ、液冷媒が屈曲部１１ｂを経て導管１２側へ流入する
ことはない。

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１５に通電される。したがつて、上記気泡ポン
プヒータ１５によつて立上り管部１１ａが加熱され、こ
れによつて立上り管部１１ａ内部の液冷媒が沸騰せしめ
られ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（第３図）、立
上り管部１１ａの頂部から導管１２内に流入し、さらに
その液冷媒がキャピラリチューブ１４を経て冷凍室用蒸
発器１０に流入し、冷凍室の冷却作用が行なわれる。な
お、立上り管部１１ａには気泡ポンプヒータ１５が取り
付けられている範囲の下半部のみに、その内面に凹凸１
６が形成されているので、その凹凸１６部によつて気泡
が比較的速くかつ激しく発生し、それにもとずいて液冷
媒の汲み上げ作用が促進される。しかも、上記気泡ポン
プヒータ１５の取付部の上半部においては管内面が平滑
になつているので、当該部分ではなめらかに気泡が発生
し、かつ管抵抗も小さいので、前記下半部で発生した気
泡は何ら阻害されることなく上昇し、これによつてポン
プ効率が大幅に向上される。また、Ｕ字状導管１１の液
体タンク５側の立上り管部１１ｃが上記気泡ポンプヒー
タ１５の巻付部から所定距離だけ遠ざかるように屈曲さ
れているため、気泡ポンプヒータ１５の取付作業も比較
的楽に行なうことができその作業性を向上せしめること
ができ、また上記気泡ポンプヒータ１５の熱が前記立上
り管部１１ｃにまで伝わり当該管部内で気泡が発生し、
ポンプ効率が低下せしめられるようなこともない。一方
、このとき液体タンク５内の液冷媒は上述のように気泡
ポンプ作用によつて導管１２側に送給されるため、液体
タンク５内の液面が下がり、導管６の下端開口部が液体
タンク５内の気相部に開放され、しかも冷媒供給導管４
の下端開口部が前記導管６の開口位置より下方にあるの
で、冷媒供給導管から噴出する液冷媒が直接導管６内に
流入することもなく、液冷媒の冷蔵室用蒸発器８への流
通は完全に止まり、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導
管６を経て両蒸発器８，１０を順に流れ、冷蔵室および
冷凍室の冷却作用が行なわれる。

一方、液体タンク内に底壁を貫通して突設された導管の
頂端開口部と、その開口部内に挿入される立上り管部の
上部先端部とによつて形成される間隙１３の面積は、液
体タンク５内と垂直立上り管部１１ａ内との間に十分な
均圧効果をもたせるためには少なくとも１０ｉ以上とす
る必要がある。

したがつて、上記実施例の場合には液体タンク５内に配
設された導管１２の外径が必要以上に大きくなる場合が
あり、その分液体タンク５を大型化しなければならない
ことがある。第５図はこのような点に鑑み導管１２の外
径を必要以上に大きくする必要がないようにした一実施
例であつて、この場合垂直立上り管部１１ａの頂部に形
成された屈曲部先端部が、例えばスエージング加工によ
つて小径とされ、その小径先端部１１ｄが前記導管１２
の頂端開口部内に挿入され、前記間隙１３の面積を確保
するように構成しｌてある。

しかして、この場合には立上り管の先端部を小径化する
だけで、液体タンク５内と立上り管部１１ａ内との間に
均圧作用を行なうのに十分な開口面積を確保でき、しか
もそれに応じて導管１２の７外径を必要最低限に維持で
き、所定のタンク内容積を確保する場合でも上記液体タ
ンクの大きさを小型化することができる。

なお、この場合小径先端部１１ｄの内径を小さくしすぎ
ると、気泡ポンプ作用で上昇してきた液冷媒が上記小径
先端部にフ溜つてしまい、逆流して導管１２側への供給
が阻止されることがある。そのため、上記小径先端部１
１ｄの開口面積は実験の結果３７ｎ！ｉ以上とする必要
がある。なお、上記実施例においては立上り管部１１ａ
の先端部を小径としたものを示したが、導管１２の頂部
のみを所定量だけ拡管してもよい。

なお、上記実施例においては気泡ポンプの作動時には冷
凍室用蒸発器にのみ液冷媒を流すようにしたものを示し
たが、気泡ポンプが作動した場合には冷蔵室用および冷
凍室用の両蒸発器に液冷媒が流入するようにしてもよい
。

また、上記実施例では冷蔵庫について説明したが、その
他の冷凍装置についても適用できる。以上説明したよう
に、本発明においては気泡ポンプを構成する立上り管部
の頂端部を逆Ｕ字状に屈曲し、その先端部を液体タンク
内に挿入するとともに、その先端部を、基端が所定の蒸
発器側に接続され頂端が上記液体タンク内上部に開口す
る導管の頂部開口内に互いに間隙を有するように挿入連
通せしめたので、上記間隙を通じて液体タンク内と立上
り管部内とが連通せしめられ、気泡ポンプ不作動時には
液体タンク内と立上り管部内との間に均圧作用が働らき
、両者の液面はほぼ同一面に維持され、液冷媒が立上り
管部を上昇して導，管側に移動せしめられることがない
。

したがつて、液体タンクと立上り管部との間に均圧管を
設ける必要がなく、その構成を簡素化することができる
。また、上述のように均圧管を設ける必要がないので、
当然その部分の溶接等の必要がなくなり、作業性がよく
なるばかりか故障発生の可能性が少なくなり、信頼性を
向上せしめることが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凍サイクルの概略図、第
２図および第３図は気泡ポンプ部の拡大図であり、第２
図は気泡ポンプ不作動時、第３図は気泡ポンプ作動時を
示す説明図、第４図は電気制御回路図、第５図は本発明
の他の実施例を示す部分図である。

１・・・・・・圧縮機、５・・・・・・液体タンク、６
・・・・・・導管、８・・・・・・冷蔵室用蒸発器、１
０・・・・・・冷凍室用蒸発器、１１・・・・・・Ｕ字
状導管、１１ａ・・・・・・立上り管部、１１ｄ・・・
・・・小径先端部、１２・・・・・導管、１５・・・・
・気泡ポンプヒータ。

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コンデンサ
   によつて凝縮せしめられた液冷媒を貯溜する液体タンク
   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
   に上記液体タンク中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、気泡ポンプを構成
   する立上り管部の頂端部を逆Ｕ字状に屈曲し、その先端
   部を液体タンク内に挿入するとともに、その先端部を、
   基端が所定の蒸発器側に接続され頂端が上記液体タンク
   内上部に開口する導管の頂端開口部内に互いに間隙を有
   するように挿入連通せしめたことを特徴とする、冷凍装
   置。 ２ 気泡ポンプを構成する立上り管部の頂端部に形成さ
   れた屈曲部の先端部を小径化せしめ、その小径先端部を
   導管の頂端開口部内に挿入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 基端が所定の蒸発器側に接続された導管の頂端開口
   部を拡管し、その導管内に挿入される立上り管部の頂部
   先端部外面との間に間隙を生ぜしめ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。