TWI334919B

TWI334919B -

Info

Publication number: TWI334919B
Application number: TW094115605A
Authority: TW
Inventors: Yoshito Kimura; Tetsuya Saitou; Tatsuya Kawasaki
Original assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2010-12-21
Also published as: JP2006003061A; WO2005111519A1; TW200540382A; JP4396504B2

Description

九、發明說明：【發明戶厅屬之枝術領域】技術領域機油往壓縮本發明係有關於-種提高冷祕環内冷;東機之回流性之冰箱。【先前技^】背景技術近年來冰箱隨著地球環境保護之觀點上要求節能化更有進展’同時也要求提高其使用性與收納性。習知之此種冰箱’採用將形成機械室之壓縮機等設置於冰箱本體之頂面或是冰箱本體之背面上部，從冰箱之庫内收納性看來，使用便利性相當差。如此之方法係揭露於，例如，特開平11-183014號公報中。第12圖係顯示特開平11-183014號公報中所揭露之f 知冰箱之構造。冰箱本體1從上面起為冷藏室2、蔬菜室3、冷凍室4之構造。冷藏室2具有旋轉門5，蔬菜室3具有蔬菜室拉出門6、冷凍室4具有冷凍室拉出門7。此構造申，由庫内風扇8與蒸發器9等構成之冷卻單元1〇設置於冷凍室之背面後部，並具有與形成收納部作為最低層之儲藏室之冷凍室4之開口部之高度尺寸大致相同高度。形成機械室11之壓縮機12等，從冰箱之庫内收納性看來，係設置於使用便利性不良之冷藏室2之頂面，或是冰箱本體之背面上部。藉此構造，可使機械室11之體積量從區隔冷藏室2與蔬 1334919

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20 菜室3之區隔壁從下側移動至上側，因此若各儲藏室之内容積一定則必然可使冷藏室2與蔬菜室3之區隔壁之位置向下方移動，且可輕易取出蔬菜室3内之收納物。然而，前述習知之構造中，由於將壓縮機配設於冰箱本體之頂面，蒸發器配設於冰箱本體之底面附近，使蒸發器出口與連接壓縮器之連接配管之垂直高度變長。另外，例如，由於構成冰箱本體之胺曱酸乙酯使傳熱率下降、使用真空隔熱材以提高冰箱本體之隔熱性能，而壓縮機之能力亦隨之降低，因此冷媒循環量大幅下降。同時，尚有配管内冷媒之流速下降、冷凍機油往壓縮機之回流量減少等問題。【發明内容】發明概要一種冰箱，包含有依序具有壓縮機、冷凝器、減壓器、蒸發器，並形成一連串之冷媒流路的冷凍循環，且前述壓縮機配置於前述蒸發器之上方，又前述冷凍循環中封裝有作為冷媒之碳氫化合物，作為冷凍機油之礦物油。圖式簡單說明第1圖係本發明之實施形態1之冰箱之截面圖。第2圖係本發明之實施形態1之冰箱之冷媒與冷凍機油之溶解度曲線圖。第3圖係本發明之實施形態2之冰箱從背面看之前視圖第4圖係本發明之實施形態2之冰箱從背面看之前視 6 第5圖係本發明之實施形態2之冰箱從背面看之前視圖。第6圖係本發明之實施形態3之冰箱從背面看之截面圖。第7圖係本發明之實施形態4之冰箱之截面圖。第8圖係本發明之實施形態4之冰箱之配管構造圖。第9圖係本發明之實施形態$之冰箱之截面圖。第10圖係本發明之實施形態5之時序圖。第11圖係本發明之實施形態6之時序圖。第12圖係習知之冰箱之截面圖。實施本發明之最佳形態為解決前述習知之問題，本發明之目的係提供一種提馬冷;東循環内冷凍機油往壓縮機之回流性，提高將壓縮機设於洛發器上方之冷凍循環可靠性之冰箱。為解決前述習知之問題，本發明之冰箱，具有冷凍循環，該冷凍循環依序具有壓縮機、冷凝器、減壓器、蒸發器，並形成一連串之冷媒流路，且前述壓縮機配置於前述洛發器之上方，前述冷凍循環中封裝有碳氫化合物作為a 媒’礦物油作為冷凍機油。 7 之冷;東此為確保同等藉由使用碳氫化合物作為冷媒，與習知之如作為代* 氟氣烷冷媒之R134a相比，因碳氫化合物每單位體積因能力與習知者相比’約減少至1/2的左右之冷束能力，壓縮機之氣筒容積可增大至約2倍左右，藉此’冷媒之體積流量會增大’増加壓縮機運轉時配管内之流速。藉由使用礦物油作為冷洗機油，與習知之R134a與略油之組合相比’其冷職於料心之簡度會增大。本發明之冰箱，藉由增力D壓縮機運轉時配管内之流速，可德冷賴油在垂直配管中上升充分之流速，且藉由增大冷雜油從蒸發機之喊量可提高冰箱之可靠性。力yr “ 1 / 用冷媒相對於冷核油溶解度較大之冷果增大™油從、 w1，可提高冰箱之可靠性。以下參考圖式斜太 — 發月之貫施形態進行說明。對背景技術之習知例或之前丁兄贫私 ^ ,SDIfe, 已，，二說明之實施形之相同構造者賦予相同之私號並省略詳細 " 千、，田之况明。另外，本發明並不因本實施形痣而党到任何之限制。 ’ (實施形態第1圖係本發明之每^ 只施形態1之冰箱之概略圖。第2圖係同貫冷媒與冷錢狀溶曲線圖。在冰葙本體1中 ^ ’相對高溫區域之冷藏室2配設於上方部，而相對低溫區域箱具有所謂的底康室4則配設於下方部，並且該冰如胺甲酸乙黯等^1=態。冷藏室2與冷;東室4為藉例等收納物之出人传透=周圍隔熱而構成者。另外，食品糸透過未圖示之隔熱門進行。為冷藏保存，冷藏室2通常設定為1〜5°c。然而，冷藏室2之溫度為提高保鮮性’有時會將溫度設於略低之溫度，例如_3〜〇°C，有時亦可由使用者因收納物而異，自由切換如前述之溫度設定。另外’為保持酒或根類蔬菜之新鮮度’ 有時冷藏室2亦可將溫度設定為略高之10°C左右。為冷凉保存，冷;東室4通常设疋為〜_ 18 C，有時為了提高保鮮性，會設定為更低之溫度，例如設定為-30〜 -25°C。冰箱本體1之上面構成有機械室11，且機械室11之底面與第1頂面部13及第2頂面部15構成階梯狀。該第2頂面部15 設於冰箱外箱之背面14側，比第1頂面部13低之位置。冷凝器16配設於第1頂面部13之上方空間部’壓縮機12配設於第 2頂面部15之上方空間部。機械室蓋17為覆蓋冷凝器16與壓縮機12之樹脂製蓋體，且由螺絲等固定於冰箱本體1。在此，由於蒸發器9配置於冷凍室4之後方，壓縮機12 與蒸發器9之高度關係係冰箱本體1之頂面之一部分配置有壓縮機12，而下部附近之一部分配置有蒸發器9之關係。因此，成為從蒸發器9往壓縮機12之冷凍循環内之冷媒返回通道在高度方向上有相當之垂直距離之關係。冷凍循環18依序具有壓縮機12、冷凝器16、減壓器之毛細管19 '蒸發器9，並形成一連串之冷媒流路。該壓縮機12為透過活塞在氣筒内反復運動以進行冷媒之壓縮之往復運動型壓縮機。另外’機械室11之區域由第1頂面部13、第2頂面部15 及機械室蓋17所構成。另外，冰箱本體1若具有使用彡向閥或切換閥之冷凍循環18時，其機能零件有時亦配設於機械室11内。另外’本實施形態中構成冷凍循環之減壓器雖然使用毛細管19 ’但有時會使用以脈衝馬達驅動且可自由控制流墨之電子膨脹閥。針對具有如上構造之冰箱，以下說明其操作與作用。藉由壓縮機12之操作所吐出之高溫高壓之冷媒，在冷凝器16與冰箱本體上方之空氣進行熱交換並放熱之同時，冷凝液化，到達毛細管19。之後，在毛細管19與吸入管線 20進行熱交換同時減壓到達蒸發器9。藉由冷卻用風扇（未圖示）之作用、热發器9内之冷媒之蒸發作用而變得相對低溫之冷空氣流入冷藏室2及冷康室4 中，進行各別儲藏室之冷卻。在蒸發器9内，與庫内之空氣進行熱交換之冷媒，之後通過吸入管線20，與冷;東機油_ 起被吸入壓縮機12中。如此之冷凍循環18,在為壓縮機12配設於蒸發器9之上方時’特別是如本實施形態般將壓縮機12配置於冰箱本體丄之頂面之一部分，而蒸發器配置於冰箱本體1之下部附近，從蒸發器9往壓縮機12之冷媒回流通道之垂直距離變大時’從壓縮機12與冷媒一起吐出至冷凍循環内且滯留於並未特別圖示之累積槽内之冷凍機油，如何通過吸引管線2〇返回壓縮機12便成為與壓縮機12可靠性相關之重點。另外’關於垂直配管内之冷凍機油之回流特性，雖然 1334919 需考慮冷凍機油黏度之影響’但與配管内冷媒流速之較大相關性亦是廣為人知的。然而，若加大壓缩機氟筒之容積以確保冷媒之流速，或增加壓縮機12之轉速等以透過增強冷凍能力來確保冷媒之流速，則會造成蒸發器9之蒸發溫度下降，且因墨縮美之壓縮比增.大而增大耗電耋’因此以該等方法解決是困難的。於是，本實施形態中冷凍循環18之冷媒，使用例如显丁烷之碳氫化合物類冷媒° ° 10 (表1)顯示異丁烷與習知之代替氟氣烷冷媒 R134a之-30°C之飽和液之物性值。之例之密度 (kg/m3) 蒸發熱 (kJ/kg) 異丁曱烷 1.360 382.91 R134a 4.426 219.52 C02 37.908 303.48 (表1) 每單位体積之冷灰 (密度X蒸發之f力

如（表1)所示，相對於異丁烷單位體積之冷;東纟匕力 520_8kJ ’習知之代替氟氣烷冷媒Ri34a單位體積之々東处 !5 力為971.6kJ，異丁烷與R134a相比之下每單位體籍谓之冷;東能力約為1/2。因此，為使壓縮機12之冷凍能力與習去之 R134a具同等之冷凍能力，壓縮機12之氣筒容積約増大為2 倍左右，而壓縮機12每單位時間之活塞押出量也同樣約增大為2倍。換言之，因冷媒每單為時間之體積流量増大，^ 11 1334919 壓縮機12運轉時配管内之流速約增大達2倍左右。另外，自然冷媒C〇2每單位體積之冷凍能力為 11258.5kJ ’異丁烷與c〇2相比，每單位體積之冷凍能力約為1/20。因此，為使壓縮機12之冷凍能力與c〇2具同等之a 5凍能力，壓縮機12之氣筒容積約增大為20倍左右，而壓^ 機12每單位時間之活塞押出量也同樣約增大為2〇倍。換言之，因冷媒每單為時間之體積流量增大，故壓縮機12運轉時配管内之流速約增大達2〇倍左右。因此，即使將壓縮機12配設於蒸發器9之上方，仍可使 10滯留在洛發器9中之冷凍機油迅速地流回壓縮機12,減少因壓縮機12内冷凍機油之不足所造成之壓縮機12損壞等危險性。双另外，留在蒸發器9中之冷凍機油，在以除霜加熱器（未圖不）之作用對蒸發器9進行除霜時，亦可藉冷媒之熱虹吸 15效果與冷媒一起返回壓縮機12。然而，若冷媒於冷凍機油

中之溶解度小，則會有與冷媒一起運送回壓縮機12之冷凍機油之回流量減少之問題，特別是在將壓縮機12配設於蒸發器9之上方，垂直配管之吸入管線20之全長變長之情況下特別明顯。因此，冷凍循環18之冷凍機油使用與異丁烷之互溶性良好之礦物油。第2圖係比較習知之例如Rl34a與酯類油組合與本實施形恕之異丁烷與礦物油組合之溶解度曲線。橫軸為蒸發器9 内冷媒之溫度（蒸發溫度[〇C])，縱軸為溶解於冷凍機油内冷 12 媒之溶解度(溶解度

度31與與Ri34a與酯類油組合之習知在附著於蒸發器9之霜熔解凑9達l〇°c為止。此時，若比異丁炫*與礦物油組合之溶解之習知之溶解度32相比之下’約增大50%左右。 10 藉此，即使在將壓縮機12配設於蒸發器9之上方，垂直配管之吸入管線20之全長變長之情況下，仍可利用除霜時冷媒之熱虹吸效果，增加與冷媒一起從蒸發器9回流至壓縮機U之回流量。另外，若壓縮機係内部高壓型，則於密閉容器之内部 15空間中散布成霧狀之冷凍機油會與冷媒一起吐出至壓縮機外，因此本實施形態之壓缩機12使用内部低壓型，藉此，可抑制從歷縮機12吐出至冷凍循環18内之冷凍機油量。因此，可減低與冷凍機油回流性有關之冷媒配管中冷凍機油之滯留絕對量，更可減少因壓縮機12内冷凍機油之不足所〇造成之壓縮機12之損壞等危險性。又，亦可抑制冷媒配管中滯留冷凍機油縮造成之冷凝器16等熱交換器效率之降低。另外，例如以胺曱酸乙酯構成冰箱本體1降低熱傳導率，或使用真空隔熱材等增加冰箱本體1之隔熱性能，而產 13 生降低壓縮機12能力之必要性時，亦可如前述藉由異丁坑、礦物油與内部低壓型壓縮機12之組合，輕易地確保壓縮機12内必要之冷凍機油。 10 15 壓縮機12、冷凝器16、減壓器之毛細管19與蒸發器6並形成一連串之冷媒流路，即使將壓縮機12配置於蒸發器9之上方，仍可藉由在冷凍循環18中封裝碳氫化合物作為冷媒，礦物油作為冷凍機油，增大與尺13乜等相比下壓縮機之每單位時間之職量，增大冷媒每單位時間之體積流量，因此可確保從壓縮機12吐出之冷核油在配管内充分之之流速以返回壓㈣12’同時可增大冷媒對於冷;東機油之溶解度，並可藉由使冷媒溶解於冷雜油之内，降低冷康機油之黏度’更増加冷;東機油從蒸發器到壓縮機之回流量。一另外’藉由將如此之壓縮機配置於冰箱本體4之頂面之即使在從蒸發器9到壓縮機12之冷媒返回通道之莖配管内SC，仍可確保從壓縮機12吐出之冷康機油内充刀之奴速以返回壓縮機12 於冷;東機油之輯卢，W 冷媒針 20 如刖述，本發明之實施形之回泣-T-.又〇 v凍機油從蒸發器9到壓縮機12 之口机性，可確保冰箱之可靠性。 =’本實施縣巾，壓縮機採轉 =:::=:!復_機，-與旋轉間隙。因此，不須使用多Γ之精度管理活塞與氣筒間之封性，也可減少心媒―二冷賴油亦可確保充分之密起吐出之冷凍機油之量。因此， 14 1334919 可減少從壓縮機吐出之冷凍機油之量，更減少因壓縮機12 内冷凍機油之不足所造成之壓縮機12之損壞等危險性。另外，藉由前述異丁烷、礦物油與内部低壓型壓縮機之組合之效果，將壓縮機12配設於蒸發器9上方時，即使壓 5 縮機12與蒸發器9之距離遠，例如本實施形態中將壓縮機12 配置冰箱本體1之頂面之一部分，蒸發器9配置於冰箱本體1

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20 之下部附近，從蒸發器9到壓縮機12之冷媒返回通道之垂直距離大時，亦可確保冰箱充分之可靠性。藉此，在冰箱本體〗之中設有溫度帶相異之複數之儲藏室時’可將蒸發器9設於最上層之儲藏室以外之儲藏室，藉由使在壓縮機12運轉時會成為高溫之壓縮機12與冷凝器等遠離蒸發器9,減少來自高溫部之排熱影響造成之蒸發器 9之冷卻損失，可利用蒸發器9最大限度之冷凍能力，因此可減少耗電量。另外，如前述之壓縮機12，例如具有密閉容器與備於费閉容器内之電動元件（包含定子或轉+等所構成之馬達專）及屋縮元件（包含氣筒或活塞等）’藉由使密閉容器之内部空間為冷祕環中之低壓側，與密閉容ϋ之内部空間為冷;東循環巾之高壓側時㈣，可抑做壓職吐出至冷;東循環内冷祕油之量，且可減低關係冷錢油回流性之冷媒配管中冷練油之滞留絕對量，更減少因壓縮機12内: 康機油之不足所造成之壓賴12之娜等危險性。更可^ 制冷媒配管中滯留冷凍機油縮造成之冷凝器16等熱交換器 15 1334919 (實施形態2) 第3 ' 4、5圖係顯示本發明之實施形態2之冰箱之概略圖。另外，對於與貫施形態1相同之構造赋予相同之標號， I省略其詳細之說明。 5 另外，與前述之實施形態同樣地，冷媒使用碳氫化合物系之冷媒，例如使用異丁烷，並封裝有與異丁烷互溶性良好之礦物油。

第3圖中，連接壓縮機12與蒸發器9之吸入警線2〇設有彎曲部21。若使彎曲部21之彎曲角度相對於垂直上方向為θ 10度，則吸入管線20内與從蒸發器9返回到麈縮機12之冷凍機油流動方向對向之冷;東機油重力因素之影響，會縮小乘以 cose之量。如此，蒸發器9與壓縮機12之連接配管之吸入管線20藉由具有如前述之彎曲部21，可缓和與從蒸發器9返回到壓縮機12之冷凍機油流動方向對向之冷凍機油重力因 15素之影響。因此，可更快速地使冷凍機油從蒸發器9回流至壓縮機12。另外，為增大冷凍循環18中蒸發器9内冷媒之熱焓，使吸入管線20與毛細管19透過例如焊接等接觸預定之距離，以進行熱交換。然而，藉由設有彎曲部21 ’可使吸入管線 20 2〇之距離增長，因此使與毛細管19間之熱交換距離容易增長，可增大蒸發器9之冷凍能力並減少耗電量。另外’若如第4圖所示，於吸入管線設有複數之背曲部21，使吸入管線2〇成為蛇行地朝向壓縮機12之構成，因為可更縮小彎曲角度Θ，而可更快速地使冷凍機油從蒸發器 16 9回流至壓縮機12。另外，因可使吸入管線20之距離更長，故可使與毛細管19之熱交換距離更長，可增大蒸發器9之冷凍能力並減少耗電量。 5 另外’若如第5圖所示，於吸入管線20設有向垂直下方 f曲之U字或S字形之截留部22，則在吸入管線2〇内流動之冷凍機油於彎曲部21向垂直下方落下’因此冷凍機油之流速可藉由重力加速度之影響增大。之後，經由截留部22，在流速增大之狀態下再度通過吸入管線2〇内垂直上升到達 10壓縮機12 ’因此可更確實地使冷凍機油從蒸發器9回流至壓縮機12。如此’藉由在蒸發器9與壓縮機12之連接配管之吸入管線20設有截留部22 ’使在吸入管線2〇内垂直上升之冷凍機油在截留部22之前向垂直下方落下，因此冷凍機油之流速 15可藉由重力加速度之影響增大，在流速增大之狀態下再度在吸入管線20内垂直上升，到達壓縮機12，因此可更確實地使冷凍機油從蒸發器9回流至壓縮機12。 (實施形態3) 第6圖係顯示本發明之實施形態3之冰箱之概略圖。另 20外，對於與實施形態1相同之構造賦予相同之標號，並省略其詳細之說明。另外’與前述之實施形態同樣地，冷媒使用碳氫化合物系之冷媒’例如使用異丁烷，並封裝有與異丁烷互溶性良好之鑛物油。 17 1334919 冰箱本體1中，將相對高溫之區域冷藏室2配設於上方部’相對低溫區域之冷凍室4配設於下方部。冷藏室2内例如於背面側配設有冷卻冷藏室2之冷藏室冷卻用蒸發器 23 ’冷凍室4内例如於背面側配設有冷卻冷凍室4之冷凍室

冷卻用蒸發器24。另外，在冷凍循環18内，冷藏室冷卻用条·發器23設於冷凍室冷卻用蒸發器24之上游側，冷藏室冷部用蒸發器23之出口部與冷凍室冷卻用蒸發器24之入口部以連接配管25相連接。藉由以專用之蒸發器進行儲藏室各別之冷卻，可防止氣味在儲藏室間移動’隨著冷藏室冷卻用蒸發器23之高蒸 fx/ja度化提馬壓縮機12之效率，減少耗電量，更可使冷藏室2内高濕度化。然而，由於會增加蒸發器之配管量，使滞留在蒸發器内之冷凍機油同樣增加，特別是在壓縮機12設 15 於各蒸發器之上方時，有壓縮機12内之冷凍機油不足之危險性。藉由在冷凍循環18内之上游側配設有冷藏室冷卻用蒸發器23，冷凍循環18内之下游側配設有冷凍室冷卻用蒸發器24，可使冷凍機油在不違反重力方向之下從冷藏室冷卻用.發器23送往冷凍室冷卻用蒸發器24。因此，可使冷康 20 機油迅速地回流至壓縮機12。另外，在前述構成之外，藉由使連接配管25為直管及彎曲角度Θ2為90度以上或180度以下，而不設有截留部，可將從壓縮機12吐出至冷凍擔環内，滯留於上游側蒸發器之冷藏室冷卻用蒸發器23，特別是出口部之冷凍機油，迅速 18 1334919

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地送往下游側蒸發器之冷凍室冷卻用蒸發器24，因此可更減少因壓縮機内冷凍機油之不足所造成之壓縮機之損壞等危險性。藉此，可將滯留於冷藏室冷卻用蒸發器23内之冷凍機油量抑制於最低限度，可更減少因壓縮機内冷凍機油之不足所造成之壓縮機之損壞等危險性。另外，本實施形態中雖然以最上層之儲藏室作為冷藏室2，但以冷凍室4為最上層之上層冷凍式冰箱中，亦可藉由將冷凍循環中冷凍室冷卻用蒸發器24配設於冷藏室冷卻用蒸發器23之上游側，且冷凍室冷卻用蒸發器24與冷藏室冷卻用蒸發器23之連接配管不設有截留部，得到同樣之效果。另外，若使冷藏室冷卻用蒸發器23及冷凍室冷卻用蒸發器24，為從入口部到出口部之通道中沒由垂直部而冷媒從上方往下方流動之配管構成，則蒸發器内與冷媒流動方向相對之冷;東機油之重力分量的影響會消失，可增加冷〉東機油之流速，使滞留於蒸發器内之冷凍機油更快速地回流至壓縮機12。 (實施形態4) 20 第7圖係顯示本發明之實施形態4之冰箱之概略圖。第8 圖係顯示該實施形態之配管構造之概略圖。另外，對於與實施形態1相同之構造賦予相同之標號，並省略其詳細之說明。第7及第8圖中之冰箱本體100，包含有以ABS等樹脂真空成形之内箱101及於使用預鍍鋼板之外箱102所構成之空 19 1334919 間中注入發泡填充之隔熱體103所構成之隔熱壁。隔熱體 103可使用如硬質胺甲酸乙酯發泡體、酚發泡體或苯乙烯發泡體等。發泡材若使用碳氮系之環戍烧，在防止溫暖化之觀點上更佳。 5 10 該冰箱之冰箱本體100區隔成複數之隔熱區域，上部為旋轉門式，下部為拉出式之構成。從上面開始為冷藏室 104、拉出式蔬菜室105及拉出式冷凍室1〇6。各隔熱區域分別隔著襯墊109設有隔熱門。從上面開始是冷藏室旋轉門 11〇、蔬菜室拉出門ill、冷凍室拉出門112。另外’冷藏室旋轉門110上設有門收納盒113作為收納空間，庫内設有複數之收納架（未圖示）。另外，冷藏室104之最下部設有儲藏盒 114。另外，冰箱本體1〇〇設有第1頂面部115及深部向下凹陷之第2頂面部116，構成機械室117。 15

2〇冷凍循環由以第2頂面部116彈性支持地配設之壓縮機 118、設於壓縮機118附近之機械室風扇U9、設於冰箱本體 100下部之冷凝器120、設於冷凝器12〇附近之冷凝器風扇 i2l、作為減壓器之毛細管122、進行除去水份之乾燥器（未圖斧）、設於蔬菜室1〇5及冷凍室106之背面，配置於冷卻風扇123附近之蒸發器124、及吸入配管125，環狀地連接所構成。另外，冷媒使用碳氫化合物系冷媒，例如異丁烷，壓缩機118内封裝有與異丁烧具互溶性之礦物油。機械至117 ’其機械至盖126以螺絲等固定，設於比第1 20 1334919

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20 頂面部116高之位置，收納有壓縮機118及機械室風扇ι19 等。機械室蓋126具有開口部（未圖示），利用蓋體部與頂面高度之差，與第1頂面部116之上部相連通’構成放熱風路。配管構成在從壓縮機118吐出之後’於側面面板以鋁羯膠帶等可進行熱交換地配設，連接底部之冷凝器120。更在離開冷凝器120之後，經由冰箱本體1〇〇之開口前面周圍，返回配設於相反側面之機械室117，經由乾燥器（未圖示），連接毛細管122。毛細管122與吸入配管125，為長度大略相等之鋼管，保留端部並與中央部可進行熱交換地焊接。毛細管122為減壓而使用内部流動抵抗大之細徑銅管，其内徑為〇6111111到 1.0mm左右’設計成可藉由與長度配合以調節減壓量。吸入配管125為減少壓力損失’使用大口徑之銅管，其外徑為才示準之管尺寸’設計成低成本之6.35mm到7.94mm左右。另外’熱交換部為確保熱交換部之長度，使其蛇行以整理地較省空間，使蛇行部到達冷藏室1〇4之背面，且内箱 101與外相102之中間不接觸地配置，並埋設有隔熱體1〇3。毛細管122與吸入配管125，其中一端部連接從内箱ι〇ι之蔬采至105突出之蒸發器124,且另外一端部連接從機械室117 突出之壓縮機118等。另外，庫内藉由具有分配由蒸發器124冷卻之冷空氣之阻尼器127之風路128分配冷空器以進行溫度調節。蒸發器124之下方更設有除霜加熱器129，复下方咬有接收除霜水並排出至外部之排水扣冰箱本㈣〇之外 21 1334919 部’排水管130之下方’設有蒸發皿131，在除霜時收集排水。蒸發皿131配置於冷凝器120之後方。藉由冷凝器風扇 121使通過冷凝器120之向溫空氣通過蒸發皿131之表面，可 5 乾燥除霜水。

各室之溫度設定，以冷藏室104為冷藏保存而不會結凍的溫度為下限’通常设定為1〜5°C，而貯藏盒114為提高肉魚等之保鮮性’設定為相對較低之溫度，例如-3〜〇〇c。因貯藏盒配置於冷藏室104之室内下方，因此可透過冷卻風路 10 之開口面積以進行冷卻量之調節，輕易地使溫度比冷藏室 104低，亦不須使用專用之阻尼器。蔬菜室105之溫度大多設為與冷藏室1〇4同等或略高之 2°C〜7。(：。在不會結凍之溫度下越低溫越可以長期維持葉類蔬菜之新鮮度。另外，蔬菜室105可透過冷卻風路之開口 15 面積以進行冷卻量之調節，亦不須使用專用之阻尼器。冷殊室106為冷;東保存通常設定為_22〜-18°C，但為提尚冷冻保存狀態，有會设定為例如-30或-25。(3之低溫。對於具如上構造之冰箱，其操作、作用之說明如下。庫内之溫度依所設定之預定溫度，進行冷卻運轉。首 20先在壓縮機118之操作下吐出之高溫高壓之冷媒，藉由透過冷凝器風扇以冰箱本體100下方相對較低溫之空氣氣4之冷減器120及配设於冰：|自本體1 〇〇周圍之配管放熱之同時a 凝液化，到達毛細管122。之後，冷媒以毛細管22與吸入配管進行熱交換同時減壓後’低溫低壓之冷媒抵達蒸發器 22 124。 1334919 與因冷卻用風扇123之操作變得低溫低壓之蒸發器124 進行過熱交換之低溫冷空氣，藉由與庫内隔熱之冷卻導管 128及阻尼器127,從吐出口（未圖示）分配到各室中進行溫度 5 調節。吐出至庫内之冷空氣以返回風路（未圖示），再度被導引至蒸發器124，構成循環。

在蒸發器124中與庫内之空氣進行熱交換之冷媒，之後通過吸入配管125，被吸入壓縮機118中。此時，為確保壓縮機滑動部潤滑性而封裝於壓縮機118之内之冷凍機油與 10 冷媒具有互溶性，同時於配管内循環。因此，當壓縮機118 配設於冰箱本體上方時，確保冷凍機油之循環性成為與可靠性相關之重點，但透過使用異丁烷作為冷媒，可增加運轉時配管内氣體之流速，以提高冷凍機油之循環性。更以使用具互溶性之礦物油，藉由相變化，液體冷媒或二相冷 15 媒中都可以提高冷凍機油之循環性。更藉由將冷凝器120配置於遠離壓縮機120之處，可不受會變得高溫之壓縮機118之熱影響，可縮短配管長以小型化，藉此，可縮短冷凝器之配置管長，減少高壓配管内液冷媒之滯留量，減少高壓配管與液冷媒混合之冷凍機油量 20 之減少，提高冷凍機油之循環性。另外可更在遠離壓縮機118，於冰箱本體100之下部之底面配置冷凝器120，從一般室内溫度之分布來看，可與溫度比起室内上部相對地較低之室内下部之較低溫空氣進行熱交換，可進一步小型化。藉此，可更減少高壓配管中液 23 1334919 冷媒之滯留量，因此可減少高壓配管中與液冷媒混合之冷凍機油量，可提高冷凍機油之循環性。此係由於通常冰箱之設置空間亦有溫度之差異，越接近天花板溫度越高之故。而且，近年來氣密性高之住宅中， 5 這種溫度差異更加顯著。另外，通常設置冰箱之廚房環境也會在調理機器的影響之下，發生更顯著的溫度差異。

另外，如本實施形態之將冷凍室配置於冰箱本體100 下部之所謂底層冷凍式冰箱之冷藏庫，因為冷凍室106與冷凝器120鄰接，底面因導熱而溫度降低，故冷凝器120亦可 10 小型化。藉由使冷凝器120之配管長小型化，可減少高壓配管中液冷媒之滯留量，因此可減少高壓配管中與液冷媒混合之冷凍機油量，可提高冷凍機油之循環性。另外，前述之内容是基於藉由使冷凝器120小型化，使 15 冷凍機油循環性因滯留冷凍機油之絕對量下降而提高之觀點來說明。然而，將主要之冷凝器120特別設置於冰箱本體 100之底面，使其配置地成比蒸發器124低，且使其他冷凝配管（例如，在冰箱本體外圍防止凝結之配管等）之路徑變長，並且大量使用垂直配管時，在外圍空氣溫度較低之冬 20 季或夜間等條件下，可能會出現液冷媒量增加，混合之冷凍機油之黏度增大，因相乘效果而使循環性降低之狀況。然而，即使在如此之條件重疊之下，藉由使用碳氫化合物之異丁烷等，可大幅增加運轉時配管内之流速，配合該流速之增強可確保與冷媒混合之作為冷凍機油之礦物油之流 24 1334919 速。

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20 另外，本實施例雖然針對3門式之構造進行敘述，但即使是4門或5門等多門式，亦可得到同樣之效果。另外，冷凝器120可使用鰭片盤管、螺旋鰭片盤管或板式盤管等中之任一者。 (實施形態5) 第9圖顯示本發明之實施形態5之冰箱之概略圖。第10 圖係該實施形態之時序圖。另外，與背景技術相同者賦予同一標號，並省略其詳細說明。壓縮機132使用内部保持低壓之排器容量可變方式之往復式變流器。另外，與前述之實施形態同樣地，冷媒使用碳氫化合物系之冷媒，例如使用異丁烧，並封裝有與異丁烧互溶性良好之礦物油。排氣容量可變方式除了以變流器控制轉速之往復式之外，其他還有使用旋轉、渦捲等之壓縮方式、進行衝程控制之直線壓縮方式等，透過排氣容量控制裝置133，以控制改變排氣容量（冷卻能力）者。本實施形態中則特別使用反轉往復方式者，且因壓縮機132内部之壓力低，故冷媒不易溶入所封裝之冷凍機油中，可減少冷媒量，且因不是滑動部隨轉速變化之油封式，故在低轉速下效率仍佳，對於靜音化與節能化最有效益。另外，在低轉速時隨著冷媒循環量下降，冷凍機油之吐出量也會下降，因此可防止壓縮機132 内冷凍機油之減少。 25 1334919 各室中設有熱阻器等溫度檢測裝置134,並透過控制裂置135進行溫度調節。接著，第10圖顯示庫内溫度檢測裝置134所檢出之溫度 141、壓縮機132之轉速142、第一計時器136a之計數值143、 5 及第二計時器136b之計數值144。另外，橫向之箭頭顯示時間的推移。第10圖之時序圖中，在冷卻運轉穩定時熱阻器或紅外線感測器等庫内溫度檢測裝置13 4會以預定間隔檢測庫内溫度’將資訊傳達至控制裝置135。 10 15 20 控制裝置135對於庫内溫度，具有開始冷卻運轉之庫内上限溫度設定（high)及停止冷卻運轉之庫内下限溫度設定 (low)’控制裝置丨35在溫度上升超過庫内上限溫度設定時控制壓縮機132啟動，若溫度下降超過設定庫内下限溫度設定時則控制壓縮機132停止。在壓縮機132停止時，庫内溫度上升，在時刻（T1)時庫内溫度檢測裝置134檢測出超過庫内上限溫度設定。控制裝置135會依該訊號啟動壓縮機132。排氣容量控制裝置133會以變流器改變頻率地控制排氣量，換言之，係可改變冷凍能力地控制，為了節能化’以儘可能低之轉速使壓縮機132 運轉。排氣容量控制裝置133首先使壓縮機132以低轉速開始運轉，在預定之時點改變轉速。轉速之變化時點包含，例如，在庫内上限溫度設定與下限溫度設定之範圍内具有預定之溫度範圍，且以對應各個溫度範圍之動作運轉，或者 26 1334919 依溫度之變化量設定運轉之轉速等方法。這些方法負載均大’且推測冷凍能力為超過或不足之狀態，以進行轉速之增減以配合冷凍能力。在時刻（T1)時，設於控制裝置135之第一計時器136a開 5 始計數(Count)。第一計時器丨36a在壓縮機丨32之操作中進行計數，壓縮機若停止則中斷(Stop)。在時刻（T2)時，第一計時器136a累積計算經過預定時間之資訊，以計數訊號傳達至控制裝置135。控制裝置135依該訊號強制地使容量控制裝置133增加轉速。另外，第二計時器13615開始計數，累積 10計蔡經過另外之預定時間後將計數訊號送出至控制裝置 135，為時刻（T3)。在時刻（T3)時，將由排氣容量控裝置強制地增加之壓縮機132之轉速恢復成原本之狀態，回到通常控制。隨著壓縮機132之運轉，庫内溫度下降，庫内溫度檢測裝置134檢測出超過庫内下限溫度設定之時刻（Τ4)，而控 15 制裝置則停止壓縮機132。

隨著壓縮機132之停jL，庫内溫度會慢慢上升，庫内溫度檢測裝置134會檢測出超過庫内上限溫度設定之時刻 (T5) 〇藉由重複如上之操作，庫内溫度會被調節為預定之溫 20度。另外’各室之溫度調節，有時會藉由阻尼器127之操作，配合溫度檢測裝置進行冷空氣量之調節。如上所述，透過使用排氣量可變型壓縮機132，可使壓縮機132低轉速化’並藉由降級以同時達到節能與確保壓縮機之冷康機油循環量。換言之，在低排氣量控制時在壓縮 27 10 15 20 機吐出冷媒之同時減少冷束機油之吐出量，且對於吐出至冷束循環中之—部分之冷㈣油，藉由冷媒之碳氫化合物化以增強冷媒流速’並使用y- .. 使用具互〉谷性之礦物油，可提高對壓縮機之回流性。另外，若併用第一計睹哭 τ矸裔136a與第二計時器136b，即可合理化。另外，前述之觀點為藉由控告壓縮機132之排氣量以減低冷媒土出里W減5冷;東機油從壓縮機m中吐出之量。但是’若料《之冷媒配管長❹垂直配管時，在久季等周圍溫度下降，液冷媒增加或冷賴油之黏度增大有影響時專條件下’若進行減少壓縮機132排氣量控制之運轉，而不考慮到冷媒流速，料隨著冷侧環量之下降，使從壓縮機132中吐出之—部分冷核油之回流性下降。對此’在本實施形態中，如前所述，冷媒使用碳氫化合物系冷丁燒，可在低排氣量條件下，與習知者相比下配s中仍;，，;、可確保使吐出之冷;東機油回流壓縮機⑶ 之充分流速。同時’藉由使冷媒對於冷«油之溶解度增加，可藉由冷媒溶解於冷;束機油内，減少冷絲油之黏度曰，增加冷凍機油從蒸發器134往壓縮機132之之回流量。換言之’對於需要依條件不同改善冷;東循環中與冷媒 -起吐出之冷雜油之回流性之狀況，藉冷媒之碳氯化合物化使冷媒流速增大與使用具有互溶性之礦物油可發揮效果。 ^ 如上所述，在進行壓縮機132之低排氣量控制時，有隨 28 著減低冷媒吐出而使冷凍機油吐出減少之效果，及在一部分條件之下吐出後之冷凍機油之回流性下降共存之兩難。但是’藉冷媒之碳氫化合物化及使用具有互溶性之礦物油之植合’並使用密閉容器内低壓型之壓縮機132作為同時解 5決這兩個問題之手段是有效之手段。換言之’本發明首先使用密閉容器内低壓型之壓縮機 132 ’並進行低排氣量控制並減少隨著冷媒從壓縮機132中吐出之冷凍機油吐出量，且對於在冷凍循環中吐出之一部刀冷/東機油，可利用藉碳氫化合物化來增強冷媒流速與使 1〇用具互溶性之礦物油，提高往壓縮機132之回流性。藉此，可減低從壓縮機132吐出之冷凍機油量，並且更減少因壓縮機132内冷凍機油不足所造成之壓縮機132之損壞等危險性。 (實施形態6) 第11圖係顯示本發明之實施形態6之時序圖。另外，與背景技術相同者賦予同一標號，並省略其詳細說明。另外，與前述之實施形態同樣地，冷媒使用碳氫化合物系之冷媒’例如使用異丁垸，並封裝有與異丁烧互溶性良好之鑛物油。第11圖顯示庫内溫度檢測裝置134所檢出之溫度145、壓縮機132之轉速146、及第一計時器13如之計數值147。另外，橫向之箭頭顯示時間的推移。在庫内溫度檢測裝置134檢測出庫内溫度上限設定之時刻（ΤΙ)Β^· ’设於控制裝置135之第—計時開始計數 29 1334919

(Count)。排器容量控制裝置133使變流器壓縮機132以最高轉速之操作轉速開始運轉。第一計時器136a在進行預先今定之預定時間計數之時刻（T2)時，將資訊以計數訊號傳達至控制裝置135。控制裝置135依該訊號使排氣容量控制裝 5置133進行通常運轉控制，使轉速減速。庫内溫度檢測裝置在時刻（T3)或時刻（T4)時檢測出預先設定之溫度，控制壓縮機132之轉速以兼顧節能與冷卻能力。庫内溫度檢測裝置 134在時刻（T5)時檢測出達庫内下限溫度設定，則控制裴置 135停止壓縮機132。當庫内溫度上升再度超過庫内上限溫 10度設定’庫内溫度檢測裝置134在時刻（T6)時檢測出來。透過重複如上之操作，進行庫内之溫度調節。藉此，因壓縮機132在啟動時以高轉速啟動，冷减機油溶解進停止中之冷媒，因此吐出油量也最多，且在供油條件最差之滑動開始時，透過確實地確保配管内冷媒之流速，可確保冷 15 束機油之循環性。更因在停止中冷凉·機油在溶入冷媒之狀態下滯留於蒸發器124中，藉由在啟動時確保配管内冷媒之流速’可使更多之冷凍機油往壓縮機132回流。另外，雖然使用最大排氣容量以確實地使冷凍機油進行循環，但只要電源頻率為50rps以上之轉速，即可得到同 20樣之效果。另外’透過排氣容量控制裝置133，在壓縮機啟動時，強制地以比通常控制時大之排氣容量運轉預定時間，可使壓縮機在啟動時以高轉速啟動，因此冷凍機油溶解進停止中之冷媒，因此吐出油量也最多，且在供油條件最差之滑 30 1334919 動開始時’ ^過確實地確保配管内冷狀流速，可確保冷凍機油之循環性。 7 伙如上之說明可知，本發明與R134a等相比，壓縮機之每單位時間之排氣量增大，冷媒之每單位時間之體積流量會增大’因此可確保從壓縮機中吐出之冷;東機油往壓縮機回抓充77之配f内流速。同時’藉由使冷媒對於冷康機油之溶解度增大’可藉由冷媒溶解進冷;東機油中以降低冷康機油之黏度’更增加從蒸發器往壓縮機之回流量。 10 _另外’本發明即使在冷媒從蒸發器往壓縮機之返回路徑之垂直㈣大時，仍可確保從壓縮機中吐出之往壓縮機回流充分之配管内流速。同時藉由使冷獅於冷 =，度增大，可改善冷編從蒸發器往壓縮機之回流性，確保冰箱之可靠性。 15 壓側L外’本發明與密閉容^之内部空間為冷如《之高 =叫目比，可抑制從壓賴往冷純如吐出冷;東機油里，可減少與冷錢油回流性相關之冷媒配 ==對滯留量，減少因壓縮機内冷;東機油不Μ之昼縮機之損壞等危險性。 20 另外，本發明藉由於吸入管線設有前述f曲部，可縮小與冷床機油及冷媒流動方向相反之重力因素之作用因此’可更祕地使冷祕油從蒸發㈣流域縮機。另外， 2管之吸人管線相比’可使吸人管線之長度増加，增加 ”毛細管之熱交換㈣’提高熱交換能力，因此可增大冷凍能力，並減少耗電量。 0 31 1334919 媒混合之冷凍機油量，可增加冷凍機油之循環性。另外，本發明藉由將冷凝器配設於冰箱本體之下部，從一般室内溫度之分布來看，可與溫度比起室内上部相對地較低之室内下部之較低溫空氣進行熱交換，可進一步小型化。藉此，可更減少高壓配管中液冷媒之滞留量因此可減少高壓配管中與液冷媒混合之冷賴油量，可提高冷;東機油之循環性。

另外本發明具有控制裝置，該控初裝置具有可改變壓縮機之排氣谷里的排氣容量控制機構’且壓縮機之排氣 10容量可#由前述排氣容量控制機構來改變，藉此，在低排氣量控制時可減少隨著冷媒自壓縮機吐出之冷耗油量。且對於吐出至冷; 東循環中之一部分之冷来機油藉由冷媒之碳氫化㈣切增強冷雜速與❹具轉性之礦物油，可知尚對壓縮機之回流性。 15

’本發明藉由在依庫内溫度檢測裝置之檢測資訊’在預定之時點進行壓縮機之排氣容量控制，以増加〆凍循核中冷媒循環流速，藉此 7 之循環性。糾了確保冷康機油刀，I· 20 ㈣排氣容量控制裝且，營维機制地以_諸㈣大之戰容量财㈣，可^ 縮機在啟動時以高轉速啟動，因此冷;東機油溶人查冷媒’因此吐出油量也最多，且在供油條件::二:確實地確保配管内冷媒之流速，可確= 33 1334919 產業上之利用可能性 5

10 本發明之冰箱，由於在具有壓縮機配設於蒸發器之上方之冷凍循環時，可增加冷凍機油往壓縮機之回流性，可減少因壓縮機内冷凍機油之不足之危險性，適合構成家庭用冰箱、業務用冰箱、自動販賣機、及其它具有冷凍機器之儲藏庫之冷凍循環，相當有用。【圖式簡單說明3 第1圖係本發明之實施形態1之冰箱之截面圖。第2圖係本發明之實施形態1之冰箱之冷媒與冷凍機油之溶解度曲線圖。第3圖係本發明之實施形態2之冰箱從背面看之前視圖。第4圖係本發明之實施形態2之冰箱從背面看之前視圖。 15 第5圖係本發明之實施形態2之冰箱從背面看之前視圖。

第6圖係本發明之實施形態3之冰箱從背面看之截面圖。第7圖係本發明之實施形態4之冰箱之截面圖。 20 第8圖係本發明之實施形態4之冰箱之配管構造圖。第9圖係本發明之實施形態5之冰箱之截面圖。第10圖係本發明之實施形態5之時序圖。第11圖係本發明之實施形態6之時序圖。第12圖係習知之冰箱之戴面圖。 34 1334919

【主要元件符號說明】 1、100...冰箱本體 106...拉出式冷凍室 2...冷藏室 109···襯塾 4...冷凍室 110...冷藏室旋轉門 9...蒸發器 111...蔬菜室拉出門 11、117...機械室 112...冷凍室拉出門 12、118、132...壓縮機 113…收納盒 13、115...第1頂面部 114...儲藏盒 14…背面 119...機械室風扇 15、116…第2頂面部 121...冷凝器風扇 16、120...冷凝器 123...冷卻風扇 17、126...機械室蓋 124…蒸發器 18...冷凍循環 125...吸入配管 19、122...毛細管 127...阻尼器 20...吸入管線 128...風路 21...彎曲部 129…除霜加熱器 22...截留部 130...排水管 23...冷藏室冷卻用蒸發器 131...蒸發皿 24...冷凍室冷卻用蒸發器 133...排氣容量控制裝置 25...連接配管 134...溫度檢測裝置 101...内箱 135…控制裝置 102...外箱 136a...第一計時器 104.. .冷藏室 105.. .拉出式蔬菜室 136b...第二計時器 35

Claims

第94115605號專利申請案申請專利範圍替換本 2010年7月十、申請專利範圍：辨^曰修(曼}正替换頁 1. 一種冰箱，包含有：依序具有壓縮機、冷凝器、減壓器、蒸發器，並形成一連串之冷媒流路的冷凍循環，且前述壓縮機配置於前述蒸發器之上方，為前述蒸發器與前述壓縮機之連接配管的吸入管線具有截留部，又，前述冷凍循環中封裝有作為冷媒之碳氫化合物，及作為冷床機油之礦物油。 2. 如申請專利範圍第1項之冰箱，其中前述壓縮機配置於冰箱本體之頂面之一部分。 3. 如申請專利範圍第1或2項之冰箱，其中：前述壓縮機具有密閉容器及設置於前述密閉容器内之電動元件及壓縮元件，且前述密閉容器之内部空間係前述冷凍循環中之低壓側。 4. 一種冰箱，包含有：依序具有壓縮機' 冷凝器、減壓器、蒸發器，並形成一連串之冷媒流路的冷凍循環，且前述壓縮機配置於前述蒸發器之上方，其中為前述蒸發器與前述壓縮機之連接配管的吸入管線具有彎曲部，且該彎曲部之彎曲角度，可緩和與前述冷媒從前述蒸發器往前述壓縮機之流動方向相對之前述冷;東機油之重力分量的影響， 1334919 _ . 又，前述冷;東循環中封裝有作為冷媒之碳氫化合物，及作為冷;東機油之礦物油。 5.如申請專利範圍第1或4項之冰箱，其中：於前述冰箱本體更具有溫度帶相異之複數儲藏室， 5 且前述蒸發器配設於前述複數儲藏室中最上部以外之儲藏室。 - 6.如申請專利範圍第5項之冰箱，其中： . 前述蒸發器係於前述冷凍循環t串聯連接之複數 ^ 蒸發器， 10 且前述複數蒸發器係於前述冷凍循環中從成為上游側之蒸發器開始依序從前述冰箱本體之上方向下方配設。 7.如申請專利範圍第6項之冰箱，其中連接前述複數蒸發器之連接配管係直管，或者具有彎曲角度90度以上且 15 180度以下之彎曲部。 ^ 8.如申請專利範圍第1或4項之冰箱，其中前述冷凝器配設於遠離前述壓縮機之區域。 9.如申請專利範圍第8項之冰箱，其中前述冷凝器配設於冰箱本體之下部。 20 10.如申請專利範圍第1或4項之冰箱，更具有：控制裝置，具有可改變前述壓縮機之排氣容量的排氣容量控制機構，且前述壓縮機之排氣容量可藉由前述排氣容量控制機構來改變。 37 1334919 |辨?月“唯b正替換頁j 11. 如申請專利範圍第10項之冰箱，更具有：庫内溫度檢測裝置，且該冰箱可依前述庫内溫度檢測裝置之檢測資訊，在預定之時點進行前述壓縮機之排氣容量控制，以 5 增加冷凍循環中冷媒循環流速。 12. 如申請專利範圍第10項之冰箱，係藉由前述排氣容量控制裝置，在壓縮機啟動時，強制地以比通常控制時大之排氣容量運轉預定時間。

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