專利名稱：冷藏庫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及已提高冷凍循環(huán)內(nèi)冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)中性能的冷藏庫。
背景技術(shù)：
近年來，從地球環(huán)境保護(hù)的觀點出發(fā)，在進(jìn)一步要求冷藏庫節(jié)能的同時，還力求提高其使用性能以及收容性能。
就現(xiàn)有的這種冷藏庫而言，其采用的方法是將形成機(jī)械室的壓縮機(jī)等設(shè)置于從冷藏庫的庫內(nèi)收容性角度出發(fā)使用便利性差的冷藏庫本體的頂面或者冷藏庫本體背面的上部。例如，在日本特開平11-183014號公報中揭示有這樣的方法。
圖12表示在日本特開平11-183014公報中所揭示的現(xiàn)有技術(shù)的冷藏庫的結(jié)構(gòu)。
冷藏庫本體1具有從上面開始由冷藏室2、蔬菜室3和冷凍室4構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。冷藏室2具有旋轉(zhuǎn)門5，蔬菜室3具有蔬菜室抽屜門6，冷凍室4具有冷凍室抽屜門7。在這樣的結(jié)構(gòu)中，由庫內(nèi)風(fēng)扇8和蒸發(fā)器9等構(gòu)成的冷卻單元10，被設(shè)置在冷凍室4的背面后部，使得其高度與形成收容部的作為最下面儲藏室的冷凍室4的開口部高度的尺寸大致相同。形成機(jī)械室11的壓縮機(jī)12等被設(shè)置在從冷藏庫的庫內(nèi)收容性角度出發(fā)使用便利性差的冷藏室2的頂面或者冷藏庫本體1背面的上部。
按照這樣的結(jié)構(gòu)，通過將機(jī)械室11的體積部分從區(qū)分冷藏室2和蔬菜室3的分隔壁的下側(cè)移向上側(cè)，就必然能夠在各儲藏室的內(nèi)部容積一定時，使冷藏室2和蔬菜室3的間隔壁的位置下降，使得蔬菜室3內(nèi)的收容物品容易取出。
但是，在上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，由于壓縮機(jī)被放置在冷藏庫本體的頂面上，蒸發(fā)器被放置在冷藏庫本體底面附近，使得連接蒸發(fā)器出口與壓縮機(jī)的連接管的立起高度變長。此外，由于通過降低例如構(gòu)成冷藏庫本體的聚氨酯的導(dǎo)熱率或者使用真空隔熱材料等能夠提高冷藏庫本體的隔熱性能，與此相應(yīng)能夠減小壓縮機(jī)的能力，使制冷劑的循環(huán)量大幅度降低。伴隨著這一點，管道內(nèi)制冷劑的流速降低，冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)中的量減少而成為問題。
此外，滯留在蒸發(fā)器中的冷凍機(jī)油，即使在壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)以外的階段，在蒸發(fā)器的除霜時通過制冷劑的熱對流(thermo siphon)效應(yīng)而與制冷劑一起返回到壓縮機(jī)中。但是，在冷凍機(jī)油中制冷劑的溶解度比較小的情況下，就難以與制冷劑一起運轉(zhuǎn)到壓縮機(jī)中，產(chǎn)生返回到壓縮機(jī)中的量減少的問題。
發(fā)明內(nèi)容
冷藏庫具有冷凍循環(huán)，該冷凍循環(huán)依次包括壓縮機(jī)、冷凝器、減壓器和蒸發(fā)器而形成有一系列制冷劑流路，壓縮機(jī)被配置在比上述蒸發(fā)器更上面的位置，在冷凍循環(huán)中封入有作為制冷劑的烴類和作為冷凍機(jī)油的礦物油。
圖1是在本發(fā)明實施方式1中的冷藏庫的截面圖。
圖2是在本發(fā)明實施方式1中的冷藏庫的制冷劑和冷凍機(jī)油的溶解度曲線圖。
圖3是在本發(fā)明實施方式2中的冷藏庫的從背面觀察的正面圖。
圖4是在本發(fā)明實施方式2中的冷藏庫的從背面觀察的正面圖。
圖5是在本發(fā)明實施方式2中的冷藏庫的從背面觀察的正面圖。
圖6是在本發(fā)明實施方式3中的冷藏庫的從背面觀察的正面圖。
圖7是在本發(fā)明實施方式4中的冷藏庫的截面圖。
圖8是在本發(fā)明實施方式4中的冷藏庫的管道結(jié)構(gòu)圖。
圖9是在本發(fā)明實施方式5中的冷藏庫的截面圖。
圖10是在本發(fā)明實施方式5中的冷藏庫的時序圖。
圖11是在本發(fā)明實施方式6中的冷藏庫的時序圖。
圖12是現(xiàn)有的冷藏庫的截面圖。
標(biāo)號說明1、100冷藏庫本體；2、104冷藏室；4、106冷凍室；9、124蒸發(fā)器；11、117機(jī)械室；12、118壓縮機(jī)；13、115第一頂部；14冷藏庫外箱背面；15、116第二頂部；16、120冷凝器；17機(jī)械室蓋；18冷凍循環(huán)；19、122毛細(xì)管；20吸入管；21彎曲部；22阱部；23冷藏室冷卻用蒸發(fā)器；24冷凍室冷卻用蒸發(fā)器；25連接管；105蔬菜室；119機(jī)械室風(fēng)扇；121冷凝器風(fēng)扇；123冷卻風(fēng)扇；126機(jī)械室蓋；132排氣容量可變型壓縮機(jī)(壓縮機(jī))；133排氣容量控制機(jī)構(gòu)；134冷藏庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)；135控制機(jī)構(gòu)；136a第一定時器；136b第二定時器。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有的問題而提供一種冷藏庫，能夠提高冷凍循環(huán)內(nèi)的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)的性能，提高將壓縮機(jī)放置在蒸發(fā)器上方的冷凍循環(huán)的可靠性。
為了解決上述問題，本發(fā)明的冷藏庫具有依次包括壓縮機(jī)、冷凝器、減壓器和蒸發(fā)器的冷凍循環(huán)，其中，壓縮機(jī)被設(shè)置在蒸發(fā)器的上方，在冷凍循環(huán)中封入有作為制冷劑的烴類和作為冷凍機(jī)油的礦物油。
通過使用烴類作為制冷劑，例如與現(xiàn)有的制冷劑是代替氟利昂制冷劑的R134a的情況相比，由于烴類的每單位體積冷凍能力與現(xiàn)有相比大約小1/2，因此，為了確保同樣的冷凍能力，需要使壓縮機(jī)氣缸的容積大約增大2倍左右，由此，使制冷劑的體積流量增加，使壓縮機(jī)運行時在管內(nèi)的流速增加。
此外，通過使用礦物油作為冷凍機(jī)油，與現(xiàn)有的R134a和酯油的組合相比，制冷劑相對于冷凍機(jī)油的溶解度增大。
本發(fā)明的冷藏庫，通過增大在壓縮機(jī)運行時的管內(nèi)的流速，而能夠確保冷凍機(jī)油在立起管道中上升時具有足夠的流速，能夠增大從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)的冷凍機(jī)油量，從而能夠提高冷藏庫的可靠性。
此外，由于使用的是制冷劑相對于冷凍機(jī)油的溶解度增大的冷凍機(jī)油，所以，在除霜過程中，利用熱對流(thermo siphon)效應(yīng)使得從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中的冷凍機(jī)油的量與制冷劑量一起變大，從而，能夠提高冷藏庫的可靠性。
下面，參照
本發(fā)明的實施方式。對于與在背景技術(shù)中的現(xiàn)有例和前面已經(jīng)說明過的實施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的符號，并省略其詳細(xì)說明。其中，本發(fā)明并不限于這樣的實施方式。
(實施方式1)圖1是本發(fā)明實施方式1中的冷藏庫的簡要圖。圖2是在該實施方式中的制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度的曲線圖。
在冷藏庫本體1中，在上方設(shè)置有作為相對高溫的區(qū)間的冷藏室2，而在下方放置有作為相對低溫的區(qū)間的冷凍室4，該冷藏庫具有所謂的下制冷式(bottom freezer)的形態(tài)。冷藏室2以及冷凍室4例如使用聚氨酯(urethane)之類的隔熱材料而與周圍隔熱。此外，放入或者取出食品等收納物的過程是通過圖中未顯示的隔熱門來進(jìn)行的。
為了進(jìn)行冷藏保存，將冷藏室2的溫度通常設(shè)定在1～5℃。但是，為了提高保鮮的性能，冷藏室2的溫度有時也被設(shè)定在稍低的溫度，例如被設(shè)定在-3～0℃，根據(jù)收納物品的不同，使用者有時可以在上述范圍內(nèi)自由地切換設(shè)定溫度。此外，為了保鮮葡萄酒或者根類蔬菜等，有時也可以將冷藏室2的溫度例如設(shè)定在10℃左右。
為了冷凍保存，冷凍室4的溫度通常被設(shè)定在-22～-18℃，但是，為了提高保鮮性能，有時也將其溫度設(shè)定在更低的溫度，例如-30～-25℃。
在冷藏庫本體1的上面構(gòu)成有機(jī)械室11。機(jī)械室11的底面通過第一頂面部13和設(shè)置在冷藏庫外箱的背面14側(cè)的比第一頂面部13更低位置處的第二頂面部15而構(gòu)成為階梯狀。冷凝器16被設(shè)置在第一頂面部13上方的空間部內(nèi)，壓縮機(jī)12被設(shè)置在第二頂面部15上方的空間部內(nèi)。作為覆蓋冷凝器16和壓縮機(jī)12的樹脂制的蓋體的機(jī)械室蓋17，其利用螺絲等而被固定在冷藏庫本體1上。
在此，由于蒸發(fā)器9被設(shè)置在冷凍室4的后面，所以壓縮機(jī)12和蒸發(fā)器9在高度方向上的關(guān)系如下所述，即，在冷藏庫本體1的部分頂面上配置壓縮機(jī)12，在下部附近的部分位置上配置蒸發(fā)器9。因此，在從蒸發(fā)器9到壓縮機(jī)12的冷凍循環(huán)內(nèi)，制冷劑的返回通道在高度的方向上具有相當(dāng)于立起(直立)距離的關(guān)系。
冷凍循環(huán)18形成依次包括壓縮機(jī)12、冷凝器16、作為減壓器的毛細(xì)管19和蒸發(fā)器9的一連串制冷劑流路。
該壓縮機(jī)12是通過活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運動對制冷劑進(jìn)行壓縮的往復(fù)移動型壓縮機(jī)。
此外，機(jī)械室11的區(qū)間是由第一頂面13、第二頂面15和機(jī)械室蓋17所構(gòu)成。
其中，在冷藏庫本體1中，在使用三通閥或者切換閥的冷凍循環(huán)18的情況下，這些功能部件有時也被放置在機(jī)械室11內(nèi)。
此外，在本實施方式中，作為構(gòu)成冷凍循環(huán)18的減壓器是毛細(xì)管19，但是，有時也可以是能夠自由地控制由脈沖電機(jī)驅(qū)動的制冷劑流量的電子膨脹閥。
下面，說明在如上結(jié)構(gòu)的冷藏庫中的動作和作用。
利用壓縮機(jī)12的動作而排出的高溫高壓制冷劑，在冷凝器16中，在與冷藏庫本體1上方的空氣進(jìn)行熱交換以進(jìn)行放熱的同時而被冷凝液化，并到達(dá)毛細(xì)管19。隨后，在毛細(xì)管19中，一邊與吸入管(suctionline)20進(jìn)行熱交換一邊被減壓并到達(dá)蒸發(fā)器9。
通過冷卻用風(fēng)扇(圖中未顯示)的作用，并利用蒸發(fā)器9內(nèi)的制冷劑的蒸發(fā)作用，使溫度變成低溫的冷氣流入到冷藏室2和冷凍室4中，從而分別對各自室內(nèi)進(jìn)行冷卻。在蒸發(fā)器9內(nèi)，與庫內(nèi)的空氣進(jìn)行完熱交換的制冷劑隨后通過吸入管20而與冷凍機(jī)油一起被吸入到壓縮機(jī)12中。
這樣冷凍循環(huán)8構(gòu)成為將壓縮機(jī)12配置在蒸發(fā)器9的上方，在這種情況下，特別是如本實施方式那樣將壓縮機(jī)12配置在冷藏庫本體1的部分頂面上，而蒸發(fā)器則被配置在靠近冷藏庫本體1的下部附近，從蒸發(fā)器9到壓縮機(jī)12的制冷劑返回通道立起的距離比較大的情況下，對于從壓縮機(jī)12與制冷劑一起排放到冷凍循環(huán)18中并滯留在蒸發(fā)器9內(nèi)、特別是滯留在圖中未顯示的儲罐中的冷凍機(jī)油，是否通過吸入管20而返回到壓縮機(jī)12中就成為關(guān)系到壓縮機(jī)12的可靠性的重要問題。
此外，對于立起管道內(nèi)的冷凍機(jī)油的返回特性，可以考慮冷凍機(jī)油粘度的影響，而更為依賴的是管道內(nèi)制冷劑的流速這一點是廣為人知的。
但是，為了確保制冷劑的流速，需要一邊擴(kuò)大壓縮機(jī)12的氣缸容積，同時還要提高壓縮機(jī)12的轉(zhuǎn)速，在通過增大冷凍能力確保制冷劑的流速時，會導(dǎo)致蒸發(fā)器9的蒸發(fā)溫度的降低，由于壓縮機(jī)12的壓縮比的增大會導(dǎo)致消耗的電力增大，所以，是難以用這些手段來解決問題的。
因此，在本實施方式中，作為冷凍循環(huán)18的制冷劑使用的烴類制冷劑的例子，使用的是異丁烷(isobutane)。
表1表示的是異丁烷和作為現(xiàn)有氟利昂替代品的例如R134a在-30℃時的飽和溶液中的物理性能值。
表1
如表1所示，與異丁烷每單位體積的冷凍能力是520.8kJ的情況相反，現(xiàn)有的代替氟利昂制冷劑的R134a的每單位體積冷凍能力是971.6kJ，異丁烷與R134a相比，其每單位體積的冷凍能力大約為1/2。因此，為了使壓縮機(jī)12的冷凍能力與現(xiàn)有的R134a相等，而需要使壓縮機(jī)12的氣缸容積增大至大約兩倍左右，壓縮機(jī)12在每單位時間內(nèi)的活塞推壓量同樣也需要增大到大約兩倍左右。這就是說，由于單位時間內(nèi)制冷劑的體積流量增大，因此，當(dāng)壓縮機(jī)12運轉(zhuǎn)時，管內(nèi)的流速會增大到兩倍左右。
此外，作為自然制冷劑的CO2每單位體積的冷凍能力為11258.5kJ，若異丁烷與CO2相比，則每單位體積的冷凍能力大約為其1/20。因此，為了使壓縮機(jī)12的冷凍能力與CO2相等，需要使壓縮機(jī)12的氣缸容積增大至大約20倍左右，壓縮機(jī)12的每單位時間的活塞按壓量也要增大到大約20倍左右。即，由于制冷劑每單位時間內(nèi)的體積流量增大，所以使得壓縮機(jī)12在運轉(zhuǎn)時在管內(nèi)的流速要增大到20倍左右。
由此，在將壓縮機(jī)12放置在蒸發(fā)器9上方的情況下，在蒸發(fā)器9內(nèi)滯留的冷凍機(jī)油能夠迅速地返回到壓縮機(jī)12中，由此，降低了由于壓縮機(jī)12內(nèi)冷凍機(jī)油不足所引起的壓縮機(jī)12損傷等的危險性。
此外，滯留在蒸發(fā)器9內(nèi)的制冷劑，即便是在利用除霜加熱器(圖中未顯示)的作用對蒸發(fā)器9進(jìn)行除霜時，由于制冷劑的熱對流效應(yīng)，其也能夠與制冷劑一起返回到壓縮機(jī)12中。但是，在壓縮機(jī)12放置在蒸發(fā)器9的上方，特別是在作為立起管的吸入管20的全長過長的情況下，當(dāng)制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度比較小時，也會有運轉(zhuǎn)的冷凍機(jī)油與制冷劑一起返回到壓縮機(jī)12中的量減少的問題。
在此，作為冷凍循環(huán)18的冷凍機(jī)油，使用與異丁烷相溶性良好的礦物油。
圖2是在本實施方式中的異丁烷和礦物油組合的情況下與在現(xiàn)有的例如R134a和酯油的組合的情況下溶解度曲線的比較的圖。橫坐標(biāo)表示的是蒸發(fā)器9內(nèi)的制冷劑溫度(蒸發(fā)溫度(℃))，縱坐標(biāo)表示在冷凍機(jī)油中溶解的制冷劑的溶解度(溶解度(質(zhì)量％))。在圖2中，實線31表示的在異丁烷和礦物油組合情況下的溶解度曲線，而虛線32表示的是在R134a和酯油的組合的情況下的溶解度曲線。按照圖2，伴隨著蒸發(fā)器9內(nèi)蒸發(fā)溫度的上升，兩種情況下的溶解度都要增大，但是，可以看出，蒸發(fā)溫度越高，則其差別就越大。通常蒸發(fā)器9的除霜是在附著于蒸發(fā)器9上的霜融化之后，進(jìn)行到預(yù)期蒸發(fā)器9到達(dá)比較安全的大約10℃左右。在此，當(dāng)在蒸發(fā)器9的溫度為10℃的點進(jìn)行比較時，在異丁烷和礦物油組合情況下的溶解度31與在R134a和酯油組合的現(xiàn)有情況下溶解度32相比，要高出大約50％左右。
由此，即使是在將壓縮機(jī)12配置在蒸發(fā)器9的上方，并且作為立管的吸入管20的全長比較長的情況下，也能夠在除霜時，利用制冷劑的熱對流效應(yīng)，增加與制冷劑一起而從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12中的冷凍機(jī)油的量。
其中，在壓縮機(jī)是內(nèi)部高壓型的情況下，由于在密閉容器的內(nèi)部空間中以霧狀散布的冷凍機(jī)油與排出的制冷劑一起排放到壓縮機(jī)外，而本實施方式的壓縮機(jī)12是內(nèi)部低壓型，所以，能夠限制從壓縮機(jī)12排放到冷凍循環(huán)18中的冷凍機(jī)油的量。為此，能夠降低與冷凍機(jī)油返回特性有關(guān)的制冷劑管道中冷凍機(jī)油的絕對滯留量，降低因壓縮機(jī)12內(nèi)的冷凍機(jī)油不足而造成壓縮機(jī)12損傷的危險性。而且，還能夠抑制由于制冷劑管道中滯留的冷凍機(jī)油所造成的蒸發(fā)器9或者冷凝器16等換熱器效率降低。
此外，通過降低構(gòu)成冷藏庫本體1的例如聚氨酯的導(dǎo)熱率或者使用真空隔熱材料等而能夠提高冷藏庫本體1的隔熱性能，即使在出現(xiàn)使壓縮機(jī)12的能力降低必要性的情況下，如上所述，通過異丁烷、礦物油和內(nèi)部低壓型壓縮機(jī)12的組合，而能夠很容易確保壓縮機(jī)12內(nèi)必需的冷凍機(jī)油。
如上所述，在本實施方式中具有依次包括壓縮機(jī)12、冷凝器16、作為減壓器的毛細(xì)管19和蒸發(fā)器9的一連串制冷劑流路形成的冷凍循環(huán)18，即使在壓縮機(jī)12被放置在蒸發(fā)器9上方的情況下，在冷凍循環(huán)18中封入有作為制冷劑的烴類和作為冷凍機(jī)油的礦物油，使壓縮機(jī)每單位時間的排氣量比R134a等增大，由于每單位時間內(nèi)制冷劑的流量增大，雖然從壓縮機(jī)12排出的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)12中，還是能夠確保在管道中有足夠的流速，同時，由于制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度增大，而能夠使制冷劑溶解于冷凍機(jī)油內(nèi)以降低冷凍機(jī)油的粘度，能夠進(jìn)一步增加從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中冷凍機(jī)油的量。
此外，通過將壓縮機(jī)12放置在冷藏庫本體1的部分頂面上，即使從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12的制冷劑流路立起的距離增大的情況下，雖然從壓縮機(jī)12排放出的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)12中，也還是能夠確保在管道中有足夠的流速，同時，由于制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度加大，而能夠改善冷凍機(jī)油從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12中的性能，確保冷藏庫的可靠性。
此外，在本實施方式中，由于壓縮機(jī)使用的是使活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動對制冷劑進(jìn)行壓縮的往復(fù)式壓縮機(jī)，與旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)相比，能夠以比較高的精度對活塞和氣缸之間的間隙(clearance)進(jìn)行管理。由此，為了在活塞和氣缸之間進(jìn)行密封，不用大量的冷凍機(jī)油，也能夠確保足夠的密封性，與經(jīng)由氣缸排出的制冷劑一起排出的冷凍機(jī)油的量也能夠降低到最低。因此，能夠降低從壓縮機(jī)排出的冷凍機(jī)油的量，降低因壓縮機(jī)12內(nèi)冷凍機(jī)油不足造成損傷壓縮機(jī)12等的危險性。
其中，由于通過異丁烷、礦物油和內(nèi)部低壓型壓縮機(jī)的組合而帶來的上述效果，在將壓縮機(jī)12配置在蒸發(fā)器9上方的情況下，即使壓縮機(jī)12和蒸發(fā)器9的距離比較遠(yuǎn)，例如，如本實施方式那樣，在將壓縮機(jī)12配置在冷藏庫本體的部分頂面上，而將蒸發(fā)器配置在冷藏庫本體1的下部附近，從蒸發(fā)器9到壓縮機(jī)12的制冷劑返回流路的立管距離比較大的情況下，也能夠充分地確保冷藏庫的可靠性。
由此，在冷藏庫本體1中設(shè)置有溫度帶不同的多個貯藏室的情況下，可以在最上面的貯藏室以外的貯藏室中設(shè)置蒸發(fā)器9，通過使蒸發(fā)器9離開在壓縮機(jī)12運轉(zhuǎn)時溫度升高的壓縮機(jī)12以及冷凝器16等，而能夠減少由于從高溫部排熱影響所造成的蒸發(fā)器9的冷卻損失，由于能夠以最大的限度利用蒸發(fā)器9的冷凍能力，所以能夠降低電力的消耗。
其中，如上所述的壓縮機(jī)12，具有例如密閉容器、包括在密閉容器中的電動要素(包括由定子、轉(zhuǎn)子等構(gòu)成的電動機(jī)等)以及壓縮要素(包括氣缸、活塞等)，密閉容器的內(nèi)部空間為冷凍循環(huán)中的低壓側(cè)，與密閉容器的內(nèi)部空間為在冷凍循環(huán)中的高壓側(cè)的情況相比，能夠限制從壓縮機(jī)排出到冷凍循環(huán)中的冷凍機(jī)油的量，降低與冷凍機(jī)油返回性能有關(guān)的冷凍機(jī)油在制冷劑管道中的絕對滯留量，從而能夠降低由于壓縮機(jī)內(nèi)冷凍機(jī)油不足所引起壓縮機(jī)損傷的危險性。
(實施方式2)圖3、圖4、圖5表示在本發(fā)明實施方式2中的冷藏庫大致情況的圖。其中，對與實施方式1同樣的結(jié)構(gòu)標(biāo)注同樣的符號，并省略其詳細(xì)說明。
其中，與上述實施方式相同，作為制冷劑使用烴類的制冷劑，例如異丁烷，而對于冷凍機(jī)油則封入有與異丁烷具有相溶性的礦物油。
在圖3中，在連接壓縮機(jī)12和蒸發(fā)器9的吸入管20中設(shè)置有彎曲部21。當(dāng)彎曲部21的彎曲角度相對于垂直方向成角度θ°時，與吸入管20中從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12的制冷劑的流向相反的冷凍機(jī)油的重力分量的影響變小，需要乘以一個cosθ。如此，由于作為連接蒸發(fā)器9和壓縮機(jī)12的吸入管具有如上所述的彎曲部21，所以使得與從蒸發(fā)器9向壓縮機(jī)12流動的制冷劑流向相反的冷凍機(jī)油的重力分量的影響能夠得到緩和。為此，冷凍機(jī)油就能夠更快地從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12中。
此外，在冷凍循環(huán)18中的目的是增大蒸發(fā)器9內(nèi)制冷劑的焓(enthalpy)，吸入管20和毛細(xì)管19例如構(gòu)成為由焊錫等使之在規(guī)定距離內(nèi)接觸，以進(jìn)行熱交換。由于通過設(shè)置彎曲部21能夠使吸入管20的距離延長，所以使得與毛細(xì)管19進(jìn)行熱交換的距離也容易延長，這樣就能夠降低增大蒸發(fā)器9冷凍能力所消耗的電力。
其中，如圖4所示，當(dāng)在吸入管20上設(shè)置有多個彎曲部21，使吸入管20構(gòu)成向著壓縮機(jī)12方向的蛇行(蜿蜒曲折)管時，由于能夠進(jìn)一步使彎曲角θ變小，而能夠使冷凍機(jī)油更快地從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12中。
此外，由于能夠使吸入管20的距離更長，也能夠使得與毛細(xì)管19進(jìn)行熱交換的距離更長，所以，能夠降低增大蒸發(fā)器9的冷凍能力所消耗的電力。
其中，如圖5所示，當(dāng)在吸入管20中設(shè)置有使垂直向下的一部分管道彎曲為U字或者S字狀的阱部(trap)22時，由于在吸入管20內(nèi)流動的冷凍機(jī)油，在彎曲部21中沿著垂直方向落下，由重力加速度的影響使冷凍機(jī)油的流速加大。然后，經(jīng)過阱部22，由于在流速增大的狀態(tài)下再在吸入管20內(nèi)上升直到壓縮機(jī)12，而能夠使冷凍機(jī)油更可靠地從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12中。
因此，通過在作為蒸發(fā)器9和壓縮機(jī)12的連接管道的吸入管20內(nèi)設(shè)置阱部22，使得在吸入管20內(nèi)立起的冷凍機(jī)油在阱部22正前沿垂直方向下落，從而，通過加速度的影響增大冷凍機(jī)油的流速，在流速增大的狀態(tài)下至壓縮機(jī)12為止再次在吸入管20內(nèi)立起，能夠更可靠地使冷凍機(jī)油從蒸發(fā)器9返回到壓縮機(jī)12。
(實施方式3)圖6表示的是在本發(fā)明實施方式3中的冷藏庫的簡要圖。其中，對與實施方式1相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的符號，并省略其詳細(xì)說明。
其中，與如上所述的實施方式相同，作為制冷劑使用烴類制冷劑，例如異丁烷，對于冷凍機(jī)油則封入有與異丁烷具有一定相溶性的礦物油。
在冷藏庫本體1中，將作為溫度較高區(qū)間的冷藏室2配置在上部，將作為溫度較低區(qū)間的冷凍室4配置在下部。在冷藏室2內(nèi)的例如背面?zhèn)龋渲糜欣洳厥依鋮s用蒸發(fā)器23，以對冷藏室2進(jìn)行冷卻，在冷凍室4內(nèi)的例如背面?zhèn)?，配置有冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24，以對冷凍室4進(jìn)行冷卻。此外，在冷凍循環(huán)18內(nèi)，冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23被配置在冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24的上游側(cè)，在冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23的出口部和冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24的入口部之間連接有連接管25。
通過用專用的蒸發(fā)器分別對貯藏室進(jìn)行冷卻，而可以防止在貯藏室之間發(fā)生味道轉(zhuǎn)移，由于伴隨著冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23的高蒸發(fā)溫度化的壓縮機(jī)12的效率提高而降低了電力消耗，也使冷藏室2內(nèi)的濕度提高。但是，由于蒸發(fā)器管道的容積增大，使得滯留在蒸發(fā)器內(nèi)的冷凍機(jī)油也增加，特別是在將壓縮機(jī)12配置在各蒸發(fā)器上方的情況下，會有壓縮機(jī)12內(nèi)的冷凍機(jī)油不足的危險。
通過在冷藏庫本體1內(nèi)、將位于冷凍循環(huán)18內(nèi)上游側(cè)的冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23配置在位于冷凍循環(huán)18內(nèi)下游側(cè)的冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24的上方，而能夠使冷凍機(jī)油不需要逆著重力方向而從冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23送到冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24中。因此，能夠使冷凍機(jī)油更快地返回到壓縮機(jī)12中。
此外，除了上述結(jié)構(gòu)以外，在連接管25中沒有設(shè)置阱部，通過將與直管彎曲的角度θ2設(shè)定在90°以上且180°以下，使得從壓縮機(jī)12內(nèi)排放到冷凍循環(huán)18內(nèi)并滯留在作為上游蒸發(fā)器的冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23特別在出口部分的冷凍機(jī)油，得以被迅速地送到作為下游蒸發(fā)器的冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24中，從而降低了由于壓縮機(jī)內(nèi)的冷凍機(jī)油不足造成的壓縮機(jī)損傷等的危險性。
由此，能夠?qū)粼诶洳厥依鋮s用蒸發(fā)器23內(nèi)的冷凍機(jī)油的量限制在其最小的限度，能夠降低由于壓縮機(jī)12內(nèi)的冷凍機(jī)油不足而造成的壓縮機(jī)12損傷等危險性。
其中，在本實施方式中，是將最上面的貯藏室作為冷藏室2，但是，在以冷凍室4作為最上面的上制冷式(top freezer)冷藏庫中，也可以在冷凍循環(huán)18內(nèi)將冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24配置在冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23的上游，通過采用在連接冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24和冷藏室冷卻用蒸發(fā)器23的連接管中不設(shè)置阱部的結(jié)構(gòu)也能夠得到同樣的效果。
此外，若管道構(gòu)成為能夠?qū)⒗洳厥依鋮s用蒸發(fā)器23和冷凍室冷卻用蒸發(fā)器24，在從入口部到出口部的通道中不使用立管而使制冷劑從上向下流動，則由于不存在與蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的流向相反的冷凍機(jī)油的重力影響，而能夠提高冷凍機(jī)油的流速，還能夠使在各蒸發(fā)器中滯留的冷凍機(jī)油迅速地返回到壓縮機(jī)12中。
(實施方式4)圖7是表示在本發(fā)明實施方式4中的冷藏庫的概要圖。圖8是在該實施方式中的管道結(jié)構(gòu)的概要圖。其中，對于與在背景技術(shù)中所述的相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號，并對其詳細(xì)的說明予以省略。
在圖7和圖8中的冷藏庫本體100，包括在由利用ABS等樹脂通過真空成形制成的內(nèi)箱101和使用預(yù)涂敷鋼板等金屬材料的外箱102所構(gòu)成的空間中，注入發(fā)泡填充的隔熱體103構(gòu)成的隔熱壁。隔熱體103例如使用聚氨酯(polyurethane)硬泡沫或者酚泡沫(phenol foam)或者聚苯乙烯泡沫(styrene foam)。當(dāng)使用烴類的環(huán)戊烷(cyclopentane)作為發(fā)泡劑時，從防止溫室效應(yīng)的觀點出發(fā)是特別優(yōu)選的。
該冷藏庫的結(jié)構(gòu)如下所述，即，冷藏庫本體100被分割成多個隔熱區(qū)，上部是旋轉(zhuǎn)門式，下部是抽屜式。從上面開始由冷藏室104、抽屜式的蔬菜室105和抽屜式的冷凍室106構(gòu)成。在各個隔熱區(qū)域內(nèi)分別通過墊圈109而設(shè)置有隔熱門。從上面開始是冷藏室旋轉(zhuǎn)門110、蔬菜室抽屜門111和冷凍室抽屜門112。在冷藏室旋轉(zhuǎn)門110上設(shè)置有門套(door pocket)111，作為收容物品的空間，在庫內(nèi)設(shè)有多個收容架113。此外，在冷藏室104的最下面設(shè)置有貯藏箱114。
此外，冷藏庫本體100設(shè)置有第一頂面115和在深處部分降低凹陷的第二頂面116，構(gòu)成機(jī)械室117。
冷凍循環(huán)由在第二頂面116上以彈性支持著的壓縮機(jī)118、設(shè)置在壓縮機(jī)118附近的機(jī)械室風(fēng)扇119、設(shè)置在冷藏庫本體100下部的冷凝器120、設(shè)置在冷凝器120旁邊的冷凝器風(fēng)扇121、作為減壓器的毛細(xì)管122、用來除去水分的干燥器(圖中未顯示)、設(shè)置在蔬菜室105和冷凍室106的背面，在冷卻風(fēng)扇123旁邊的蒸發(fā)器124、以及吸入管125連接成環(huán)狀而構(gòu)成。
此外，制冷劑使用的是烴類制冷劑，例如異丁烷，在壓縮機(jī)118內(nèi)封入有與異丁烷具有相溶性的礦物油。
機(jī)械室117在比第一頂面116更高的位置處設(shè)置有用螺絲等固定的機(jī)械室蓋126，在機(jī)械室內(nèi)收納有壓縮機(jī)118和機(jī)械室風(fēng)扇119。利用蓋部和頂面高度之差，在機(jī)械室蓋126上設(shè)置有與第一頂面116的上部相連通的開口部(圖中未顯示)而構(gòu)成散熱風(fēng)道。
管道的結(jié)構(gòu)是從壓縮機(jī)118排出之后，能夠利用鋁帶(aluminumtape)等進(jìn)行熱交換而安裝在側(cè)面板上，與底部的冷凝器120連接。而且，經(jīng)由干燥器(圖中未顯示)連接著毛細(xì)管122，使得排出冷凝器120之后能夠經(jīng)由冷藏庫本體100前面開口的周圍返回到設(shè)置在后側(cè)面的機(jī)械室117。
毛細(xì)管122和吸入管125均為同樣長度的銅管，以留有端部并且中心部位能夠進(jìn)行熱交換的方式而被焊接。毛細(xì)管122使用內(nèi)部流動阻力比較大的細(xì)口徑的銅管以用來減壓，其內(nèi)徑為0.6～1.0mm，設(shè)計不同長度組合以調(diào)節(jié)減壓量。為了減少壓力損失，吸入管125使用大口徑的銅管，為降低成本而設(shè)計成其外徑為標(biāo)準(zhǔn)管道尺寸的6.35～7.94mm。
此外，為了確保熱交換部的長度，而使熱交換部蛇行且緊湊地盤繞，使得在冷藏室104的背面形成蛇行部，并埋入在隔熱體103中，使得內(nèi)箱101和外箱102的中間不接觸。毛細(xì)管122和吸入管125，其一端從內(nèi)箱101的蔬菜室105后邊突出而連接到蒸發(fā)器124上，此外，另一端在機(jī)械室117中突出而連接到壓縮機(jī)118等上。
此外，庫內(nèi)是由包括擋板127的風(fēng)道128對被蒸發(fā)器124冷卻的冷氣進(jìn)行分配，從而進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
而且，在蒸發(fā)器124的下面設(shè)置有除霜加熱器129，在其下面設(shè)置有排水器(drain)130，接收除霜的水并將其排出。在冷藏庫本體100的外部，在排水器130的下面設(shè)置有蒸發(fā)皿131，用來收集除霜時所排出的水。
蒸發(fā)皿131被配置在冷凝器120的后面。通過冷凝器風(fēng)扇121將經(jīng)過冷凝器120的高溫空氣吹過蒸發(fā)皿131的表面，而可以將除霜的水干燥。
各室的溫度設(shè)定如下所述那樣進(jìn)行，即，通常將冷藏室104為了進(jìn)行冷藏保存而不被凍結(jié)的溫度下限設(shè)定為1～5℃，貯存箱114為了提高魚肉等的保鮮性能，其溫度被設(shè)定在較低溫度，例如-3～0℃。由于貯藏箱設(shè)置在冷藏室104的下面，所以，在用冷卻風(fēng)道的開口面積調(diào)節(jié)冷卻量時很容易得到比冷藏室104更低的溫度，因此可以不用專門的擋板(damper)。
蔬菜室105設(shè)定在與冷藏室104相同或者稍高的溫度，經(jīng)常被設(shè)定為2～7℃。在不凍結(jié)的情況下，溫度越低則越能夠長時間保持蔬菜的新鮮度。此外，蔬菜室105能夠利用冷卻風(fēng)道的開口面積來調(diào)節(jié)冷卻量，因此也無須設(shè)置專用的擋板。
冷凍室106被設(shè)定在用于冷凍保存的溫度，通常是-22～-18℃，但是，為了提高冷凍保存的狀態(tài)，有時也設(shè)定在-30℃或者-25℃的低溫。
在如上結(jié)構(gòu)的冷藏庫中，說明其動作和作用。
根據(jù)使庫內(nèi)溫度設(shè)定在規(guī)定的溫度來運行冷卻的進(jìn)程。首先，通過壓縮機(jī)118的動作排放出的高溫高壓制冷劑，通過利用冷凝器風(fēng)扇121由冷藏庫本體100下面溫度比較低的空氣冷卻的冷凝器120和設(shè)置在冷藏庫本體100周圍的管道而放熱并同時被冷凝液化，并到達(dá)毛細(xì)管122。然后，制冷劑在毛細(xì)管122中和吸入管125進(jìn)行熱交換，同時減壓成為低溫低壓的制冷劑而到達(dá)蒸發(fā)器124中。
通過冷卻用風(fēng)扇123的動作，使得與低溫的蒸發(fā)器124進(jìn)行熱交換的低溫冷氣，利用與庫內(nèi)隔熱的冷卻管道128和擋板127而從排出口(圖中未顯示)分配到各室來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。排放到庫內(nèi)的冷氣，在返回風(fēng)道(圖中未顯示)中再次被導(dǎo)入蒸發(fā)器124中而構(gòu)成循環(huán)。
在蒸發(fā)器124中，與庫內(nèi)的空氣已進(jìn)行熱交換的制冷劑，隨后通過吸入管125而被吸入到壓縮機(jī)118中。此時，為了確保壓縮機(jī)滑動部件潤滑性而被封入到壓縮機(jī)118中的冷凍機(jī)油，具有與制冷劑的相溶性，從而一起在管道中循環(huán)。因此，在壓縮機(jī)118被設(shè)置在冷藏庫本體上方的情況下，確保冷凍機(jī)油的循環(huán)性就成為涉及可靠性的重要因素，但是，通過使用異丁烷作為制冷劑，就能夠在運轉(zhuǎn)時增加管內(nèi)氣體流速，從而提高冷凍機(jī)油的循環(huán)性。特別是通過使用具有相溶性的礦物油，即使由于相變產(chǎn)生液體制冷劑或者兩相制冷劑的情況下，也能夠提高冷凍機(jī)油的循環(huán)性。
而且，通過在離開壓縮機(jī)118的場所設(shè)置冷凝器120，使得由于不受到成為高溫的壓縮機(jī)118的熱影響，而能夠使管道的長度縮短以實現(xiàn)小型化。由此，由于能夠縮短冷凝器管道的長度，并能夠減少冷凍機(jī)油在高壓管道中的滯留量，所以，能夠減少在高壓管道中與液體制冷劑混合的冷凍機(jī)油的量，從而提高冷凍機(jī)油的循環(huán)性能。
此外，通過在離開壓縮機(jī)118并且在作為冷藏庫本體100下部的底面上設(shè)置冷凝器120，從一般室內(nèi)溫度的分布來看，能夠與相對地比室內(nèi)上部溫度低的室內(nèi)下部的低溫空氣進(jìn)行熱交換，從而能夠進(jìn)一步實現(xiàn)小型化。由此，因為能夠進(jìn)一步減少在高壓管道中液體制冷劑的滯留量，所以能夠降低在高壓管道中與液體制冷劑混合的冷凍機(jī)油量，從而，能夠提高冷凍機(jī)油的循環(huán)性。
這是由于在冷藏庫的設(shè)置空間中，通常也有溫度偏差，越靠近天井處則溫度越高。此外，近年來在氣密性很高的住宅中，該溫差就會變得更加顯著。在通常設(shè)置冷藏庫的廚房環(huán)境中，由于處理機(jī)器的影響，會產(chǎn)生更加顯著的溫差。
此外，如本實施方式，在冷凍室106配置在冷藏庫本體100下部的所謂的下冷凍型冷藏庫中，由于冷凍室106和冷凝器120相鄰，所以，即使因熱傳導(dǎo)而使底面溫度降低，冷凝器120的小型化也是可能。
由于通過冷凝器120的管道長度小型化，能夠降低液體制冷劑在高壓管道中的滯留量，所以能夠減少與高壓管道中液體制冷劑混合的冷凍機(jī)油的量，從而能夠提高冷凍機(jī)油的循環(huán)性。
其中，上述內(nèi)容是在通過冷凝器120的小型化使滯留的冷凍機(jī)油絕對量降低而提高冷凍機(jī)油循環(huán)性的觀點敘述的。也可以考慮到如下的情況，即，由于特別是主冷凝器120設(shè)置在冷藏庫本體100的底面上，且比蒸發(fā)器124更低的位置上，其它的冷凝管道(例如防止冷藏庫本體外殼結(jié)露的管道等)所經(jīng)過的路徑比較長，而且在多用直立管道的情況下，在外部氣溫比較低的冬季或者夜間的條件下，液體制冷劑的量會增大，混合的冷凍機(jī)油的粘度也會相應(yīng)增大，使循環(huán)性降低。但是，在這樣的條件重疊的情況下，由于通過使用烴類的異丁烷等作為制冷劑，能夠極大地增強(qiáng)運轉(zhuǎn)時管道內(nèi)的流速，所以與此流速增強(qiáng)的同時，能夠確保冷凍機(jī)油的循環(huán)性。
其中，這次敘述的是3門型的布局，對于4門或5門等多門型的布局也得到同樣的效果。
此外，冷凝器120也可以是細(xì)的盤管、螺旋型細(xì)盤管或平板型盤管等任何一種。
(實施方式5)圖9是本發(fā)明實施方式5的冷藏庫的簡要圖。圖10是同一個實施方式的時序圖。其中，對與背景技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注同樣的符號，對其詳細(xì)的說明予以省略。
在壓縮機(jī)132中，使用了其內(nèi)部保持低壓的可變排氣容量方式的往復(fù)式變頻壓縮機(jī)。
與上述實施方式同樣，使用了烴類制冷劑，例如異丁烷作為制冷劑，在冷凍機(jī)油中封入了與異丁烷有一定相溶性的礦物油。
可變排氣容量的方式，除了使用變頻器控制轉(zhuǎn)速的往復(fù)式以外，也使用轉(zhuǎn)子、渦輪等壓縮方式或進(jìn)行行程控制的線性壓縮方式，通過排氣容量控制機(jī)構(gòu)133進(jìn)行控制而使排氣容量(冷卻能力)發(fā)生變化，但在本實施方式中，特別使用了低壓容器型的變頻往復(fù)方式，由于壓縮機(jī)132內(nèi)部的壓力比較低，封入的冷凍機(jī)油中不容易溶解制冷劑，致使制冷劑的量削減，由于滑動部的油封(oil seal)與轉(zhuǎn)速無關(guān)，在低轉(zhuǎn)速時效率也很好，具有靜音和節(jié)能的優(yōu)點。此外，由于在低轉(zhuǎn)速時，在減少制冷劑循環(huán)量的同時，還能夠減少冷凍機(jī)油的排出量，所以，能夠防止壓縮機(jī)132內(nèi)冷凍機(jī)油的減少。
在各室中設(shè)置有溫度計等溫度檢測機(jī)構(gòu)134，由控制機(jī)構(gòu)135進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
下面，圖10表示的是由冷藏庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測的溫度141、壓縮機(jī)132的轉(zhuǎn)速142、第一定時器136a的計數(shù)值143和第二定時器136b的計數(shù)值144。橫向的箭頭表示時間的推移。
在圖10的時序圖中，在冷卻運行穩(wěn)定時，熱敏電阻(thermistor)或者紅外傳感器等庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134以規(guī)定間隔檢測庫內(nèi)溫度，并將信息傳遞給控制機(jī)構(gòu)135。
控制機(jī)構(gòu)135相對于庫內(nèi)溫度，具有開始冷卻運行的庫內(nèi)上限溫度設(shè)定(high)和停止冷卻運行的庫內(nèi)下限溫度設(shè)定(low)，在溫度上升并超過庫內(nèi)上限溫度設(shè)定時而動作。此外，溫度降低超過庫內(nèi)下限溫度設(shè)定的情況下，控制機(jī)構(gòu)135進(jìn)行控制以使壓縮機(jī)132停止。
在壓縮機(jī)132停止期間，庫內(nèi)溫度上升，在時間(T1)，庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測出超過庫內(nèi)上限溫度設(shè)定。通過此信號控制機(jī)構(gòu)135使壓縮機(jī)132動作。排氣容量控制機(jī)構(gòu)133由變頻器以可變頻率控制排氣量，即進(jìn)行冷凍能力的可變控制，為了節(jié)能而可以只在低轉(zhuǎn)速下運行壓縮機(jī)132。
排氣容量控制機(jī)構(gòu)133首先在低轉(zhuǎn)速下開始運行壓縮機(jī)132，在規(guī)定時間變化轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的變化定時是具有規(guī)定溫度范圍，例如庫內(nèi)上限溫度設(shè)定和下限溫度設(shè)定的范圍，根據(jù)各自溫度范圍以動作轉(zhuǎn)速進(jìn)行運轉(zhuǎn)，根據(jù)溫度變化量來設(shè)定運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速等的方法。只要負(fù)荷加大，就說明冷凍能力過量或者不足，應(yīng)該進(jìn)行增加或減少使其與冷凍能力相匹配。
在時間(T1)，設(shè)置在控制機(jī)構(gòu)135中的第一定時器136a開始計數(shù)。第一定時器136a在壓縮機(jī)132的動作中進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)壓縮機(jī)132停止時則中斷計數(shù)。在時間(T2)，第一定時器136a將累積計算經(jīng)過規(guī)定時間的結(jié)果以計數(shù)完了(count up)的信號傳遞給控制機(jī)構(gòu)135。控制機(jī)構(gòu)135基于此信號強(qiáng)制排氣容量控制機(jī)構(gòu)133增加轉(zhuǎn)速。此外，第二定時器136b開始計數(shù)，經(jīng)過另外途徑累積計算經(jīng)過規(guī)定時間時，在時間(T3)向控制機(jī)構(gòu)135發(fā)出計數(shù)完了的信號。在時間(T3)，排氣容量控制機(jī)構(gòu)133使強(qiáng)制增加的壓縮機(jī)132的轉(zhuǎn)速恢復(fù)到原來狀態(tài)，并返回到通常的控制。伴隨著壓縮機(jī)132的運轉(zhuǎn)，庫內(nèi)溫度降低，當(dāng)在時間(T4)庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測到庫內(nèi)溫度已經(jīng)低于庫內(nèi)下限溫度設(shè)定時，控制機(jī)構(gòu)135使壓縮機(jī)132停止。
伴隨著壓縮機(jī)132停止，庫內(nèi)溫度緩慢上升，庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134在時間(T5)再次檢測到超過庫內(nèi)上限溫度設(shè)定。
通過重復(fù)以上的動作，使庫內(nèi)溫度被調(diào)節(jié)在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。此外，各室的溫度調(diào)節(jié)有時是根據(jù)溫度檢測機(jī)構(gòu)并利用擋板127的動作調(diào)節(jié)冷卻量來進(jìn)行的。
如上所述，使用可變排氣量型的壓縮機(jī)132，能夠使壓縮機(jī)132實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、實現(xiàn)通過降檔(rank down)而節(jié)能和確保冷凍機(jī)油的循環(huán)量。這就是說，在控制低排氣量時，伴隨著從壓縮機(jī)排出制冷劑而降低冷凍機(jī)油的攜帶量，而且對在冷凍循環(huán)中夾帶的一部分冷凍機(jī)油，通過使用烴類制冷劑使制冷劑流速增強(qiáng)和使用具有相溶性的礦物油，都能夠提高返回壓縮機(jī)的性能。
此外，如果同時使用第一定時器136a和第二定時器136b則能夠做到合理化。
其中，上述的觀點是通過控制降低壓縮機(jī)132的排氣量來降低制冷劑的排出量，從而實現(xiàn)降低從壓縮機(jī)132中夾帶的冷凍機(jī)油的量。但是，在冷凍循環(huán)的制冷劑管道比較長的情況下或在多使用立管的情況下，在冬季等外界氣溫降低而具有使液體制冷劑增加或者冷凍機(jī)油粘度增大的影響的情況下，當(dāng)通過控制降低壓縮機(jī)132的排氣量進(jìn)行運轉(zhuǎn)時，和不考慮制冷劑流速時，可認(rèn)為伴隨著制冷劑循環(huán)量的降低，從壓縮機(jī)132夾帶的一部分冷凍機(jī)油的返回性能有所降低。
與此相反，在本實施方式中，如上所述使用烴類制冷劑異丁烷作為制冷劑，即使是在低排氣量的條件下，與現(xiàn)有相比，也能夠充分確保從壓縮機(jī)132排出的冷凍機(jī)油為返回到壓縮機(jī)132中而在管道中的流速。與此同時，增大了制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度，將制冷劑溶解于冷凍機(jī)油內(nèi)能夠降低冷凍機(jī)油的粘度，能夠進(jìn)一步增加從蒸發(fā)器124返回到壓縮機(jī)132中的冷凍機(jī)油的量。
這就是說，與根據(jù)不同的條件而通過控制低排氣量來改善在冷凍循環(huán)中與制冷劑一起排出的冷凍機(jī)油的返回性能的情況相反，通過使用烴類制冷劑增強(qiáng)了制冷劑流速和使用具有相溶性的礦物油就發(fā)揮了效力。
如上所述，在控制壓縮機(jī)132低排氣量的情況下，降低伴隨著制冷劑排出而夾帶冷凍機(jī)油的效果和在一部分條件下對夾帶后的冷凍機(jī)油返回性能有降低的影響，這是共存的互相矛盾的問題。但是，作為同時解決這兩個問題的手段，除了組合使用烴類制冷劑和具有相溶性的礦物油以外，使用密閉容器內(nèi)低壓型壓縮機(jī)132也是有效的手段。
這就是說，本發(fā)明首先在使壓縮機(jī)132的密閉容器成為低壓型之外，進(jìn)行低排氣量的控制，降低從壓縮機(jī)132中排出制冷劑所伴隨的冷凍機(jī)油夾帶量，而且對于在冷凍循環(huán)中夾帶的一部分冷凍機(jī)油通過使用烴類制冷劑增強(qiáng)制冷劑流速和使用具有相溶性的礦物油，就提高了返回壓縮機(jī)132的性能。由此能夠降低從壓縮機(jī)132排出的冷凍機(jī)油的量，特別降低了由于壓縮機(jī)132內(nèi)冷凍機(jī)油不足造成損傷壓縮機(jī)132的危險性。
(實施方式6)圖11表示在本發(fā)明的實施方式6中的時序圖。其中，對于與背景技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的符號，并省略其詳細(xì)說明。
其中，與上述實施方式同樣，使用烴類制冷劑，例如異丁烷作為制冷劑，在冷凍機(jī)油中封入有與異丁烷具有相溶性的礦物油。
圖11表示用庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測的溫度145、壓縮機(jī)132的轉(zhuǎn)速146和第一定時器136a的計數(shù)值147。此外，橫向的箭頭表示時間的推移。
在庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測出庫內(nèi)溫度上限設(shè)定的時間(T1)，設(shè)置在控制機(jī)構(gòu)135中的第一定時器136a開始計數(shù)(Count)。排氣容量控制機(jī)構(gòu)133將變頻壓縮機(jī)132的動作轉(zhuǎn)速作為最大轉(zhuǎn)速開始運轉(zhuǎn)。第一定時器136a在計數(shù)到預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時間(T2)時，第一定時器136a向控制機(jī)構(gòu)135發(fā)出計數(shù)完了的信號?？刂茩C(jī)構(gòu)135，基于此信號對排氣容量控制機(jī)構(gòu)133進(jìn)行通常的運轉(zhuǎn)控制降低其轉(zhuǎn)速。在庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測出預(yù)先設(shè)定溫度的時間T3或時間T4，就對壓縮機(jī)132的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，同時實現(xiàn)節(jié)能和冷卻能力兩者。當(dāng)庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測出庫內(nèi)溫度下限設(shè)定的時間T5時，由控制機(jī)構(gòu)135使壓縮機(jī)132停止。在時間T6庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)134檢測出庫內(nèi)溫度再次超過庫內(nèi)上限溫度設(shè)定。
通過重復(fù)以上的動作，進(jìn)行庫內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。由此，由于在壓縮機(jī)132啟動時是在高轉(zhuǎn)速下啟動的，在停止時溶解于制冷劑中的冷凍機(jī)油使排出的油量最多，而且可靠地確保了在給油條件最差的開始滑動時管內(nèi)制冷劑的流速，就能夠確保冷凍機(jī)油的循環(huán)性。而且，由于在停止時在溶解于制冷劑中狀態(tài)下的冷凍機(jī)油滯留在蒸發(fā)器124中，在啟動時確保了管內(nèi)制冷劑的流速，就能夠使更多的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)132中。
其中，使用最大排氣容量能夠進(jìn)行可靠的冷凍機(jī)油循環(huán)，而如果轉(zhuǎn)速在作為電源頻率的50rps以上，也能夠得到同樣的效果。
此外，由排氣容量控制機(jī)構(gòu)133使在壓縮機(jī)啟動時，在規(guī)定時間強(qiáng)制地以比通?？刂茣r更大的排氣量進(jìn)行運轉(zhuǎn)，由此，使壓縮機(jī)在啟動時是以高轉(zhuǎn)速啟動的，在停止時由于溶解于制冷劑中的冷凍機(jī)油使排出的油量最多，而且確保了在給油條件最差的開始滑動時管內(nèi)有可靠的制冷劑流速，就能夠確保冷凍機(jī)油的循環(huán)性。
按照上面的說明可以看出，與R134a等相比，本發(fā)明增大了壓縮機(jī)在每單位時間的排氣量，增大了制冷劑在每單位時間的體積流量，所以能夠確保使從壓縮機(jī)排出的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)中所必需的管道內(nèi)流速。與此同時，加大了制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度，制冷劑溶解在冷凍機(jī)油中可使冷凍機(jī)油的粘度降低，能夠進(jìn)一步增加從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中冷凍機(jī)油的量。
此外，本發(fā)明即使在制冷劑從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)的通道中直立距離比較大的情況下，也能夠確保從壓縮機(jī)排出的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)中所必需的管道內(nèi)流速。與此同時，制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度加大，改善了冷凍機(jī)油從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中的性能，能夠確保冷藏庫的可靠性。
此外，本發(fā)明與密閉容器的內(nèi)部空間在冷凍循環(huán)的高壓側(cè)的情況相比，能夠壓制從壓縮機(jī)向冷凍循環(huán)內(nèi)排出的冷凍機(jī)油的量，能夠降低有關(guān)冷凍機(jī)油返回性能的冷凍機(jī)油在制冷劑管道中的絕對滯留量，從而，能夠降低由于壓縮機(jī)內(nèi)冷凍機(jī)油不足所造成的損傷壓縮機(jī)的危險性。
此外，本發(fā)明在吸入管中設(shè)置有上述彎曲部，由于減小了與冷凍機(jī)油和制冷劑的流動方向相反作用的重力成分，而能夠使冷凍機(jī)油更快地從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中。此外，與吸入管是直管的情況相比，由于可以延長吸入管的長度，所以能夠增大與毛細(xì)管的熱交換距離，并提高了熱交換能力，從而能夠增大冷凍能力降低消耗的電力。
此外，本發(fā)明在作為連接蒸發(fā)器和壓縮機(jī)的連接管的吸入管中設(shè)置有阱部，由于在吸入管內(nèi)豎立的冷凍機(jī)油在阱部前面按垂直方向落下，由于重力加速度的影響使冷凍機(jī)油的流速增大，在增大了流速的狀態(tài)下在吸入管內(nèi)向上再到壓縮機(jī)中，所以能夠使冷凍機(jī)油更可靠地從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中。
此外，本發(fā)明通過使在壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)時呈現(xiàn)高溫的壓縮機(jī)和冷凝器離開蒸發(fā)器，而能夠降低由高溫部分散熱影響造成的蒸發(fā)器的冷卻損失，能夠最大限度地利用蒸發(fā)器的冷凍能力，減少消耗的電力。
此外，本發(fā)明在冷凍循環(huán)內(nèi)設(shè)置有串聯(lián)連接的多個蒸發(fā)器，在冷凍循環(huán)內(nèi)從上游的蒸發(fā)器開始，依次從冷藏庫本體的上方向下方排列，由于能夠使冷凍機(jī)油不逆著重力方向而從上游的蒸發(fā)器送到下游的蒸發(fā)器中，從而能夠使冷凍機(jī)油更快地返回到壓縮機(jī)中。
此外，本發(fā)明通過使連接多個蒸發(fā)器的連接管大致呈直管或者具有90°以上且180°以下的彎曲部，使得滯留在上游蒸發(fā)器出口部的冷凍機(jī)油被迅速地送到下游蒸發(fā)器中，所以能夠降低由于壓縮機(jī)內(nèi)冷凍機(jī)油不足造成的壓縮機(jī)損傷的危險性。
此外，本發(fā)明通過在離開壓縮機(jī)的區(qū)域設(shè)置冷凝器，使得不受呈高溫的壓縮機(jī)散熱的影響，所以能夠使管道的長度變短而實現(xiàn)小型化。由此能夠縮短冷凝器管道的長度，減少在高壓管道中滯留的液體制冷劑的滯留量，所以能夠減少在高壓管道中與液體制冷劑混合的冷凍機(jī)油的量，提高了冷凍機(jī)油的循環(huán)性能。
此外，本發(fā)明通過在冷藏庫本體的下部設(shè)置冷凝器，從一般室內(nèi)的溫度分布來看，能夠與相對地比室內(nèi)上部溫度更低的室內(nèi)下部的低溫空氣進(jìn)行熱交換，能夠進(jìn)一步實現(xiàn)小型化。由此，因為能夠減少在高壓管道中液體制冷劑的滯留量，所以能夠減少與高壓管道中液體制冷劑混合的冷凍機(jī)油量，提高冷凍機(jī)油的循環(huán)性能。
此外，本發(fā)明的使壓縮機(jī)的排氣容量發(fā)生變化的控制機(jī)構(gòu)具有排氣容量控制機(jī)構(gòu)，由此排氣容量控制機(jī)構(gòu)使壓縮機(jī)的排氣量成為可變，在控制低排氣量時，能夠減少伴隨著從壓縮機(jī)排出制冷劑夾帶的冷凍機(jī)油量。而且對于在冷凍循環(huán)中夾帶的一部分冷凍機(jī)油，由于使用烴類制冷劑增強(qiáng)了制冷劑流速，使用了具有相溶性的礦物油，而能夠提高向壓縮機(jī)的返回性能。
此外，本發(fā)明通過由庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測的信息，在規(guī)定的時間對上述壓縮機(jī)的排氣容量進(jìn)行控制，以增大冷凍循環(huán)的制冷劑循環(huán)流速，而能夠在必要時同時確保冷凍機(jī)油的循環(huán)性能。
此外，本發(fā)明通過排氣容量控制機(jī)構(gòu)，在壓縮機(jī)啟動時，在規(guī)定的時間強(qiáng)制地以比通常的控制更大的排氣容量進(jìn)行運轉(zhuǎn)，使壓縮機(jī)在啟動時以高轉(zhuǎn)速啟動，所以在停止時由于制冷劑溶解于冷凍機(jī)油使得排出的油量最多。而且即使在給油條件最差的開始滑動時，也確保在管道內(nèi)可靠的制冷劑流速，就能夠確保冷凍機(jī)油的循環(huán)性能。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的冷藏庫，在具有壓縮機(jī)配置在蒸發(fā)器上方的冷凍循環(huán)的情況下，由于提高了冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)內(nèi)的性能，而能夠降低壓縮機(jī)內(nèi)冷凍機(jī)油不足的危險性，不僅可用于家用冷藏庫，而且作為構(gòu)成包括商用冷藏庫、自動售貨機(jī)、其它冷卻機(jī)器的貯藏庫的冷凍循環(huán)的結(jié)構(gòu)是有用的。
權(quán)利要求
1.一種冷藏庫，其特征在于具有依次包括壓縮機(jī)、冷凝器、減壓器和蒸發(fā)器而形成一連串制冷劑流路的冷凍循環(huán)，其中，所述壓縮機(jī)配置在所述蒸發(fā)器的上方，在所述冷凍循環(huán)中封入有作為制冷劑的烴類和作為冷凍機(jī)油的礦物油。
2.如權(quán)利要求1中所述的冷藏庫，其特征在于所述壓縮機(jī)配置在冷藏庫本體的一部分頂面上。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的冷藏庫，其特征在于所述壓縮機(jī)具有密閉容器和在所述密閉容器內(nèi)所包括的電動要素以及壓縮要素，所述密閉容器的內(nèi)部空間為所述冷凍循環(huán)中的低壓側(cè)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于作為所述蒸發(fā)器和所述壓縮機(jī)的連接管道的吸入管具有彎曲部，該彎曲部具有彎曲角度，能夠緩和與所述制冷劑從所述蒸發(fā)器流向所述壓縮機(jī)的流向相對的所述冷凍機(jī)油重力成分的影響。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于作為所述蒸發(fā)器和所述壓縮機(jī)的連接管道的吸入管具有阱部。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于在所述冷藏庫本體中還具有溫度帶不同的多個貯藏室，所述蒸發(fā)器配置在所述多個貯藏室中的最上部以外的貯藏室中。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于所述蒸發(fā)器是在所述冷凍循環(huán)內(nèi)串聯(lián)連接的多個蒸發(fā)器，所述多個蒸發(fā)器，在所述冷凍循環(huán)內(nèi)從構(gòu)成上游側(cè)的蒸發(fā)器開始，依次從所述冷藏庫本體的上方到下方配置。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于連接所述多個蒸發(fā)器的連接管是直管或者具有彎曲角度90°以上且180°以下的彎曲部。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于所述冷凝器被設(shè)置在離開所述壓縮機(jī)的區(qū)域內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9中所述的冷藏庫，其特征在于所述冷凝器被設(shè)置在冷藏庫本體的下部。
11.如權(quán)利要求1～10中任一項中所述的冷藏庫，其特征在于還包括控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)具有使所述壓縮機(jī)的排氣容量發(fā)生變化的排氣容量控制機(jī)構(gòu)，由所述排氣容量控制機(jī)構(gòu)使所述壓縮機(jī)的排氣量成為可變。
12.如權(quán)利要求11中所述的冷藏庫，其特征在于該冷藏庫還包括庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述庫內(nèi)溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測的信息，以規(guī)定的時間對所述壓縮機(jī)的排氣容量進(jìn)行控制，由此增加冷凍循環(huán)的制冷劑循環(huán)流速。
13.如權(quán)利要求11或12中所述的冷藏庫，其特征在于利用所述排氣容量控制機(jī)構(gòu)，在壓縮機(jī)啟動時，在規(guī)定時間強(qiáng)制地以大于通?？刂茣r的排氣容量進(jìn)行運轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種已提高冷凍機(jī)油返回壓縮機(jī)內(nèi)性能的冷藏庫。本發(fā)明的冷藏庫，在冷藏庫本體的頂面或者背面上部具有壓縮機(jī)，具有使用烴類作為制冷劑、使用礦物油作為冷凍機(jī)油的冷凍循環(huán)，由此，由于在增大管道內(nèi)流速的同時使制冷劑在冷凍機(jī)油中的溶解度加大，而能夠增加冷凍機(jī)油從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)內(nèi)的量。此外，通過壓制從壓縮機(jī)排出到冷凍循環(huán)內(nèi)的制冷劑量，能夠降低由于壓縮機(jī)內(nèi)冷凍機(jī)油不足而造成損傷壓縮機(jī)的危險性。
文檔編號F25B1/00GK1954183SQ20058001588
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者木村義人, 齋藤哲哉, 川崎竜也 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社