JPS5915783A - 冷蔵庫のコンプレツサ冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はコンプレッサをその内部に貯留されたオイルを
冷やすことにより冷却する冷蔵庫のコンプレッサ冷却装
置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より１冷蔵庫のコンプレッサとしては冷却器から戻
って来る冷媒を−Ｈ密閉ケース内に流入させ、然る後シ
リンダ内に吸引して圧縮する密閉型が用いられている。

斯るコンプレッサでは運転中に発生する熱は冷却器から
戻る比較的低温度の冷媒により冷却させるため、特に冷
却装置を設けてはいない。しかしながら、冷媒はコンプ
レッサの発生する熱により加熱されることとなるため、
冷蔵庫の冷凍サイクルの効率が低下するという問題があ
った。このため、コンプレッサから吐出された冷媒金一
旦外部の放熱部で凝縮させ、これを再ヒコンフレツサ内
に貯留されているオイ）Ｖ中ＩＣ浸漬した吸熱部内に通
してコンプレッサを冷却した後、冷凍サイクルのコンデ
ンサに供給するように構成するいわゆるオイルコンデン
サ方式が考えられる。この方式は冷凍サイクル中のコン
プレッサとコンデンサとの間に前記放熱部及び吸熱部全
接続するため、冷凍サイクルの全長が長くなジ、封入冷
媒量が増加する。従って、この冷ｎ、全圧縮し液化させ
るにはコンプレッサの出力を大きくしなければならず、
消費電力が増加するという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的はコンプレッサの運転負荷の軽減と効率向
上により消費電力の軽減化を図り得る冷蔵庫のコンプレ
ッサ冷却装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、一本の閉ル−プパイプ及びこれの内部に例え
ば内容積の６０〜８０％の菫で充填された作動流体とか
ら構成されるサーモサイホンの吸熱部をコンプレッサ内
のオイル中ＶＣ，浸し、放熱部全冷蔵庫本体の背部又は
側部に設け、冷凍サイクｙの冷［’に利用することなく
コンプレッサの冷却全行うところに特徴全有する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第−夾施例全第１図乃至第６図に基づいて
説明する。第１図及び第２図において、１Ｆｓ、冷蔵庫
本体で、これは外箱２．内ｆｉ　３及び箱形の冷凍室用
冷却器４の相互間に断熱材５を充填して構成されており
、内箱６の内部を冷蔵室６とする一方、冷凍室用冷却器
４の内部全冷凍室７としている。８は冷蔵室乙の内部上
方に配設した冷蔵室用冷却器である。９は本体１の底部
に設けた機械室で、これの前面及び後面は通気性確保の
ために共に開放されている。１０は機械室９の後方部に
固定したコンプレッサ、１１は機械室９の前方部に配設
した蛇行状の第一の放熱管で、これの一端部に上記コン
プレッサ１０の吐出口（図示せず）に連結している。１
２は上記第一の放熱管１１の他端部に連なる第二の放熱
管で、これは外箱２の側面板及び上面板の内面に沿うよ
うに曲成して配置されている。１３は第二の放熱管１２
に連なる第一の防露管で、これは外箱２の前面側に冷蔵
室６及び冷凍室７の開口部周縁に沿うように曲成して配
置されている。１４は第一の防露管１３に連なる第二の
防露管で、これは第一の防露管１６のやや後側部位に略
矩形環状を成すように曲成して配置されている。斯かる
第−及び第二の放熱管１１及び１２、第−及び第二の防
露管１３及び１４ｉｊ、：１ンｙンサ１５會構成するも
ので、このコンデンサ１５の出口端側たる第二の防露管
１４の先端部全キャピラリチューブ（図示せず）を介し
て冷蔵室用冷却器８及び冷凍室用冷却器４に順に接続し
、冷凍室用冷却Ｍ４′ｆ、サクションパイプ（図示せず
）を介してコンプレッサ１０の吸入口（図示せず）に連
結し、以て冷凍サイクル１６を構成しでいる。

さて、１７はサーモサイホンで、このサーモサイホン１
７は一本の閉ル−プパイプ及びこれの内部に充填した作
動流体としての冷媒とから構成されている。このサーモ
サイホン１７内の冷媒は冷凍サイクル１６内の冷媒と同
じもので、サーモサイホン１７内にその内容積の６０〜
８０％に和尚する分量だけ充填されている。斯かるサー
モサイホン１７の吸熱部１８全コンプレッサ１０内に導
入してその内部に貯留されたオイル（図示せず）中に浸
漬し、一方、放熱部１９を冷蔵庫本体１の背部たる外箱
２の背面板２＆内面に伝熱性の優れり例工ばアルミニウ
ム箔テープ２０により貼着している。尚、２１及び２２
は夫々冷凍室用及び冷蔵室用の扉、２６は第一の放熱管
１１上に載置しく５） た蒸発皿である。

次に上記構成の作用を説明する。冷蔵庫の運転時にあっ
ては、コンプレッサ１０の吐出口から吐出された高温高
圧のガス冷媒が第−及び第二の放熱管１１及び１２に順
に流入して、ここで放熱して次第に液化される。そして
、この冷媒は第−及び第二の防露管１６及び１４に順に
流入して、ここで更に放熱してその時全てが液化した状
態となった後、キャピラリチューブ全弁して冷蔵室用冷
却器８及び冷凍室用冷却器４に順に流入して、冷蔵室６
及び冷凍室７内を冷却する。この冷却作用により冷媒は
杓、びガス化し、サクションパイプを介してコンプレッ
サ１０の吸入口に帰還する。このような冷凍サイク）ｖ
１６中の冷媒の循環動作が繰返されて冷蔵室６及び冷凍
室７内が夫々設定温度に冷却される。

上記冷却運転中にコンプレッサ１０内においてにモータ
やシリンダ（図示せず）が発熱するが、これはオイルに
より冷却され、更にそのオイルはサーモサイホン１７に
より冷却される。即ち、第３図はす／６　　） −化サイホン１７の作用を概略的に説明したもので、冷
却運転中にコンプレッサ１０内のオイノンが加熱される
と、このオイノＶの熱によりこのオイル中に浸漬された
サーモサイホン１７の吸熱部１８も加熱される。すると
、この吸熱部１８内の冷媒が加熱されて即ちオイルの熱
を吸収して沸騰し、この冷媒中に気泡Ａが発生する。こ
の気泡の上昇とともに加熱された液冷媒がサーモサイホ
ン１７中を矢印Ｂで示す方向に上昇して上方の放熱部１
９で放熱するようになる。このとき、放熱部１９は背面
板２ａに伝熱的に添Ｈされているため、放熱１１ｓ１９
は背面板２ａｉ通して外部に熱を放出する。このように
して放熱部１９まで上昇した気泡Ａは上昇するに従って
次第に冷却され、放熱部１９を通過する頃にはその大部
分が凝縮して液化する。すると、この凝縮に↓り密度の
大きくなった冷媒は自重によって矢印Ｃで示す方向に下
降して再び吸熱部１８＆？：帰還する。このようなサー
モサイホン１７内の冷媒の自然循環に工って、吸熱部１
８でオイルの熱會吸収して放熱部１９でこれを放出する
という過程を繰り返し、オイルひいてはコンプレッサ１
０を冷却する。このサーモサイホン１７によるオイＩＶ
の冷却に冷媒の自然循環により行われているため、コン
プレッサ１０停止後もオイルが高温状態にある限ｐサー
モザイホン１７は冷媒を自然循環させてオイ）Ｖｋ冷却
し続ける。

このように構成したサーモサイホン１７の冷却能力全従
来の所謂オイルコンデンサ方式と称される冷却装置の冷
却能力と比較検討するために、発明者は両者についてコ
ンプレッサ温度全測定する試験を行った。その結果全表
ＩＫ示す。尚、この試験に用いたオイルコンデンサ方式
の放熱部はサーモサイホン１７の放熱部１９の配設部位
と略同一部位に配設した。また、試験は室温６５“Ｃの
室内で冷蔵庫全連続運転した場合の測定結果である。

表　　　１ この表１から明らかなように、サーモサイホン音用いた
ものはオイルコンデンサ方式に比べてコンプレッサ頂部
の温度全豹９゜２ｄｅｇモータの巻線温度を８，５ｄｅ
ｇ低くし、冷却性に優れている。このため、コンプレッ
サの故障率を低減して長寿命化を図ることができる。こ
のようにサーモサイホンがオイルコンデンサ方式に比べ
て有効な冷却手段であるという理由として下記の点があ
げられる。

（ｉ）サーモサイホンは冷媒の自然循環により冷却スる
ため、オイルコンデンサ方式のように冷媒全循環させる
ためのエネノＶギー即ちコンプレッサの動力を必要とし
ない。

ω）　サーモサイホンは潜熱全使用して冷却するため、
吸熱性の点でオイルコンデンサ方式よＶも優れている。

６Ｍ）　　オイルコンデンサは冷凍サイクルと同じ系に
あるため、このオイルコンデンサの内容積に相当する分
量の冷媒を余分に充填する必要がある。

このため、コンプレッサの出力？大きくする必要があｐ
、コンプレッサの発熱量も多くなる。

（助　　オイルコンデンサ方式ではコンプレッサの運転
中しか冷却しないが、サーモサイホンはコンプレッサ停
止後でも冷却作用金星する。

ところで、本実施例ではサーモサイホン１７の放熱部１
９葡外箱２の背面板２ａに添設したが、これ以外に第４
図に示すように冷蔵庫本体の前面部にサーモサイホン８
の放熱部を冷蔵室及び冷凍室の開口部に沿って配設し、
防露管として構成することが考えられる。しかしながら
、本実施例のように背面部に配設した方が、コンプレッ
サの省電力化等の点で優れている。このことは本発明者
が行った比較試験から明らかである。その試験結果を表
２に示す。尚、第４図において、Ｔ及びＵは外箱の側面
板及び上面板の内面に清うように曲成して配置した第−
及び第二の放熱管で、また図示はしないが機械室の前方
部には蛇行状の第三の放熱管全配置し、背面板の円面に
は蛇行状の第四の放熱管全配置し、これらの放熱管によ
りコンデンサ全構成している。また、試験は室温６５”
Ｃの室内で冷蔵庫？連続運転した場合の測定結果である
。

表　　　２ 尚、表２中、サーモサイホン温度のａ、ｂ、ｃ。

ｄの各測定点の位置は第２図及び第４図に同符号にて示
した。

この表２から明らかなように、背面部に設けたサーモサ
イホン１７は前面部に設けたサーモサイホンＳに比べて
凝縮温度全８゜５ｄｅｇ低減することができ、またコン
プレッサ１０の入力を６゜２Ｗ低減することができる。

従って、前面部よりも背面部に配設したサーモサイホン
１７の方が省電力になることが理解される。また、サー
モサイホン１７の省電力効果を明確にするため、同一条
件で測定した運転率及び消費電力量の試験結果を表３に
示す。これは１日の冷蔵庫の使用状態全モデル化して冷
凍室用及び冷蔵室用冷却器４及び８の運転率と冷蔵庫の
消費電力を測定したもので、態量の使用時間に相当する
１０時間は冷凍室及び冷蔵室用の扉２１．２２’ｅ間欠
的に開閉し、夜間に相当する１４時間は両扉２１．２２
を閉鎖したままの状態にして測定したものである。

（１１） 表　　　３ この表６から明らかなように、背面部に配設したサーモ
サイホン１７は前面部に配設したサーモサイホンＳに比
べて運転率を低下させて、消費電力量全３．８　ＫＷｈ
／月節約することができる。これは、サーモサイホンを
前面部に配設して防露用に使うと、勿論防露はできるが
、熱量が多すぎて、庫内（１２） 全温める割合が大きくなってしまい、これが運転率を高
める結果となっている。これに対して、サーモサイホン
１７を背面部に配設してコンデンサ１５の一部を防露用
に用いると、冷凍サイクル１６の冷＃Ｘは凝縮温度を低
くおさえることができ、従ってコンデンサ１５での放熱
量が防露作用に適当な放熱温度となり逆に庫内金温める
ことがなくなるため、運転率を低くさせることができる
ものである。

次に、サーモサイホン１７付の冷蔵庫において、サーモ
サイホン１７を作動させた場合と、作動させない場合と
についてＪＩＳ冷却スピード及び運転率全測定したので
、その測定結果全表４に示す。

表　　　４ ここで、ＪＩＳ冷却スピードとは室温６０°Ｃの室内で
、冷凍室７會３０°Ｃから−５”Ｃに、冷蔵室６を５０
°Ｃから１０°Ｃに夫々冷却する時間である。

この表４から明らかなように、サーモサイホン１７を作
動させることによってＪＩＳ冷却スピードを冷凍室７に
ついては６分、冷蔵室６については５分速めることがで
きる上に、運転率全低下させることができ、総じて冷凍
能力を高めることができる。

また、サーモサイホン１７に充填する作動流体としては
冷凍サイクル１６と同じ冷１ｆｌｌ−用いているため、
製造性の点で有利である。ところで、サーモサイホン１
７内の冷媒の充填量が多すぎると、温度上昇による冷媒
の体積膨張に↓クサーモサイホン１７が破裂する虞れが
あり、逆に少なすぎると冷媒の循環が不安定になり充分
に熱輸送が行えない。そこで、発明者は最適充填量を求
めるべく試験を行ったので、その結果全表５に示す。

表　　　　に の表５からは、充填量が約４０〜８０％のときに良好な
る結果が得られるが、比較的充填量が少ない４０〜６０
％の間は冷却性能が不安定で瞬間的に温度上外を来すこ
とがある。従って、最適充填量は６０〜８０％になる。

ところで、本賽施例ではサーモサイホン１７内に真空引
きせずに冷媒を充填したため、冷却性能が低下するので
はないかという危惧會抱かされる。

そこで、発明者は真空引きしない場合と、真空引きした
場合の双方について試験したので、その結果を表６に示
す。

辰　　６ （１７） この表６から明らかなように、真空引きなしでも冷却性
能は劣化しない。このように冷却性能が劣化しない理由
は次のとおりである。

（ｉ）作動状態（作動温度は約６０°Ｃ）ではサーモサ
イホン１７内の圧力が１５　Ｋｓ／ｄｍ　ａｂｓ　　以
上になるため、空気の体積は１／１５以下に圧縮される
。

（ｉ）混入した空気が冷媒の流れに乗ってサーモサイホ
ン１７内を自然循環するため、サーモサイホン１７上部
に該空気が滞留して放熱効果を妨げることはない。

尚、もちろん真空引きしたパイプを使用しても良いこと
はいうまでもない。

以上説明したように上記構成によれば、サーモサイホン
１７の放熱部１９を背面板２ａに添設したので、前面部
にサーモサイホン２４を配設したものに比べて省電力に
することができる。その上、サーモサイホンを配設しな
いものに比べてコンプレッサ１０の温度を大幅に囲域す
ることができるため、コンプレッサ１０の故障率全欧減
して寿命全延長することができる。また、冷却スピード
を速くし、その上運転率を低下させることができる１と
ころで、サーモサイホン１７の代わ９にヒートパイプを
用いても原理的には上記諸効果を得ることができるもの
と考えられるが、ヒートパイプは内部に液化作動流体全
案内するためのウィックを設けなければならず、その構
成が複雑になり、高価なものとなってしまう。これに対
して、サーモサイホン１７は一本の閉ループパイプ内に
冷［’ｌｋ充填した簡単な構成のもので、しかもサーモ
サイホン１７内に冷媒全充填する作業は冷凍サイクル１
６と同じ方法で行なえ在来の装置ｔｋ活用できるので製
造コストヲ凹減できる。

第５図及び第６図は本発明の第二実施例全示すもので、
前記第一実施例と同一部分については同−符号上付して
説明全省略し、異なる部分についてのみ説明する。２４
は冷凍室７と冷蔵室６とを連通ずる略角筒状全成す排水
管で、この排水管２４は冷凍室７後部に設けたプラスチ
ック製の排水口２４ａと冷蔵室６上部に設けた先細テー
パ状を成すプラスチック製の受は口２４ｂとの間に連結
されている。２５は伝熱部材であり、これはアルシミニ
ウム製の長尺な帯状板を折曲して全体として略末広りの
枠状をなすように形成したもので、中央部に比較的長尺
な受熱部２５ａｉ有し、この受熱部２５ａの左右両側に
略「＾」字状の伝熱部２５ｂ、２５ｂ金有している。そ
して、この伝熱部材２５は伝熱部２５ｂ、２５ｂの先端
部を排水管２４の周側壁の左右両側に密着させておｐ１
受熱部２５ｂ全サーモザイホン１７の放熱部１９に接触
させている。

このように構成しても前記第一実施例と同様の効果全得
ることができる。その上、サーモサイホン１７の放熱部
１９で放熱される熱の一部は伝熱部材２５を介して排水
管２４に伝えられる工うになるため、排水管２４内に除
霜水等が氷結することを防止し得て、冷凍室７で生じた
除霜水等を確実に排出することができる。第７図は本発
明の第三実施例を示すもので、前記第一実施例と同一部
分には同−符号上付して説明全省略し、異なる部分につ
いてのみ説明する。２６は冷蔵室用及び冷凍室用冷却器
８．４間を接続する連通管で、この連通管２６の途中部
は屈曲されてサーモサイホン１７の放熱部１９に対し近
接している。２７は連結管２６の途中部外周に装着した
筒状のスペーサで、このスペーサ２７は連通管２６とサ
ーモサイホン１７との間に介在されており、これにて両
者間の振動吸収を図っている。

このように構成しても前記第一実施例と同様の効果全得
ることができる。ところで、従来構造のものでは連結管
の外表面の氷結防止装置として、連通管の外周囲に巻装
した電気ヒータ全屈いていたため、消費電力量が増加す
るという問題があった。しかしながら、本第三寅施例で
は連通管２６がサーモサイホン１７の放熱部１９に近接
しているため、連通管２６の外表面は放熱部１９から放
熱される熱によって暖められて氷結を生ずることはない
。従って、本第三火施例によれば電気ヒータ全般けずと
も氷結全防止することができるため、さらに電力消費量
を少なくできる。

（２１） 尚、前記各実施例においては、サーモサイホン１７の放
熱部１９を背面板２ａに添設したが、本発明はこれに限
らず、外箱２の側面部の後方側に設けるようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は以上の説明から明らかなように、コンプレッサ
の冷却装置としてサーモサイホン１１いたので、従来の
所謂オイＩＶコンデンサ方式のものとは異なり、コンプ
レッサ吐出圧力の低減と凝縮温度の低減をはかれる。冷
凍サイクツＶは冷媒封入量全減少させて効率向上がはか
れる。しかも、サーモサイホンの放熱部全冷蔵庫本体の
背部又は側部に設けたので、庫内への熱的影豐全なくし
、コンデンサの放熱効果音高めることができコンプレッ
サの消費電力の軽減化を図ることができる。更に、サー
モサイホンはパイプを閉ループ状に曲成して内部に作動
流体全封入するだけの簡単な構成であるから、安価に構
成できる。冷蔵庫本体の設置場所も、最も温度の高いコ
ンプレッサ、サーモサイホンが背面付近に形成し、コン
デンサへの熱的影響がないので壁面までのすき間を小さ
くすることができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第一実施例を示すもので、
第１図は冷蔵庫の縦断面図、第２図はサーモサイホン及
びコンデンサの配設部位を示す斜視図であり、第３図は
サーモサイホンの作用を説明するためのサーモサイホン
の原理図であり、第４図は本発明との比較を行うべくサ
ーモサイホン全冷蔵庫の前面部に配設した場合の第２図
相当図、第５図及び第６図は本発明の第三実施例を示す
もので、第５図は第２図相当図、第６図は要部の縦断面
図であり、第７図は本発明の第三実施例を示す第２図相
当図である。 図中、１は冷蔵庫本体、１０はコンプレッサ、１５はコ
ンデンサ、１７はサーモサイホン、１８は吸熱部、１９
は放熱部、２０はアルミニウム箔テープ、２４は排水管
、２５は伝熱部材、２６は連通管、２７はスペーサであ
る。 （２６） 出願人　東京芝浦電気株式会社 （２４） 第　１　図 ５ 第　２　図 第　５　凹 −４３８− 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　コンプレッサを冷却する装置において、サーモサ
   イホンの吸熱部全前記コンプレッサ内に貯留されたオイ
   ル中に浸し、放熱部全冷蔵庫本体の背部又は側部に設け
   たこと全特徴とする冷蔵庫のコンプレッサ冷却装置。 ２　サーモサイホンの冷媒充填量をパイプ内容積の６０
   〜８０％としたこと全特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の冷蔵庫のコンプレッサ冷却装置。