JP2001201194A

JP2001201194A - 冷凍冷蔵装置

Info

Publication number: JP2001201194A
Application number: JP2000008914A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Tsuboi; 康祐坪井; Hironari Akashi; 浩業明石; 国新 ▲ゆ▼; Kokushin Yu
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍冷蔵装置に関し、圧縮部において全断熱
効率の向上により低消費電力化を図り、さらに冷凍、冷
蔵各庫内の負荷変動に対応すると共に庫内各部の温度の
均一化、ならびに蒸発器の効率的な霜取り方法の確立を
図る。【解決手段】第一圧縮要素と、凝縮器と、第一膨張装
置と、低温用蒸発器と、第二圧縮要素と、第二膨張装置
と、高温用蒸発器と、第一膨張装置に流入する冷媒、ま
たは、第一膨張装置を通る冷媒を高温用蒸発器と熱交換
させることを特徴とする構成としたので、第一圧縮要素
において全断熱効率を向上させ、さらに、高温用蒸発器
で熱交換することにより、低温用蒸発器へ流入する冷媒
の過冷却度を大きくすることができ、冷凍サイクルの効
率を良くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの圧縮要素を
持つ圧縮機を備えた冷凍冷蔵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵室と冷凍室を備えた家庭用の
冷凍冷蔵庫は、省エネルギーや各庫内の温度制御の精度
向上が求められている。その中で、低段側圧縮部と高段
側圧縮部により構成された圧縮機と、凝縮器、第一の膨
張手段、冷蔵室用冷却器、第二の膨張手段及び冷凍室用
冷却器とから構成された二段圧縮冷凍サイクルを備えて
いる冷凍冷蔵庫が提案されている。

【０００３】そのような冷凍冷蔵庫として、例えば特開
平１１−２２３３９７号公報に示されているものがあ
る。

【０００４】以下、図面を参照しながら上記従来の冷凍
冷蔵庫を説明する。

【０００５】図５は従来の冷凍冷蔵庫の冷媒回路図であ
る。図５において、冷凍装置１を構成する圧縮機２の吐
出管３は、配管４を経て凝縮器５の入口に接続され、こ
の凝縮器５の出口側は二方に分岐し、一方は第一の膨張
手段としてのキャピラリチューブ６に接続され、他方は
分岐配管７となって冷蔵室用冷却器８内を熱交換的に通
過した後、第二の膨張手段としてのキャピラリチューブ
９に接続されている。そして、キャピラリチューブ６の
出口は冷蔵室用冷却器８に接続される。この冷蔵室用冷
却器８の出口側配管１０は合流器１１内に上方から挿入
され、内部にて開口されている。また、キャピラリチュ
ーブ９の出口に冷凍室用冷却器１２が接続され、冷凍室
用冷却器１２の出口に接続された配管１３は圧縮機２の
吸入管１４に連通されている。圧縮機２は低段側圧縮部
１５、高段側圧縮部１６を備え、低段側圧縮部１５の吐
出側と高段側圧縮部１６の吸入側は配管１７、合流器１
１、吸入管１８を介して接続されている。

【０００６】以上のように構成された冷凍冷蔵庫につい
て、以下にその動作を説明する。

【０００７】圧縮機が運転されると、低段側圧縮部１５
は吸入管１４から冷媒を吸引して圧縮（一段圧縮）し、
配管１７に吐出する。配管１７に吐出された一段圧縮ガ
ス冷媒は、合流器１１を経て吸入管１８から高段側圧縮
部１６に吸引される。そこで圧縮（二段圧縮）された二
段圧縮ガス冷媒は、吐出管３から配管４に吐出される。
そして、凝縮器５に流入し、そこで放熱して凝縮された
後、凝縮器５から流出して分流され、一方はキャピラリ
チューブ６にて減圧された後、冷蔵室用冷却器８内に流
入して蒸発する。このときに周囲から熱を奪うことによ
って、冷蔵室用冷却器８は冷却作用を発揮し冷蔵室内は
所定の温度に冷却される。尚、このときに蒸発する冷媒
温度は−１０ ℃〜０ ℃の範囲となるようにキャピラリ
チューブ６の絞り量を選定している。そして、冷蔵室用
冷却器８を出た低温ガス冷媒は出口側配管１０を通って
合流器１１に流入する。そこで、後述する如く低段側圧
縮部１５から吐出された一段圧縮ガス冷媒と合流した
後、共に吸入管１８から高段側圧縮部１６に吸引され、
再び圧縮されることになる。一方、凝縮器５から分岐配
管７に流入した液冷媒は、冷蔵室用冷却器８内を通過す
る過程で過冷却された後、キャピラリチューブ９にて減
圧されて、冷凍室用冷却器１２に流入し、そこで蒸発す
る。このときの蒸発温度は−２０ ℃以下となり、周囲
から熱を奪うことによって冷凍室用冷却器１２は冷却作
用を発揮し、冷凍室内は所定の温度に冷却される。そし
て、冷凍室用冷却器１２を出た低温ガス冷媒は配管１３
を経て圧縮機２に帰還し、吸入管１４から低段側圧縮部
１５に再び吸い込まれる。この低段側圧縮部１５から吐
出された一段圧縮ガス冷媒は前述した如く合流器１１に
て冷蔵室用冷却器８を出た低温ガス冷媒と合流した後、
共に吸入管１８から高段側圧縮部１６に吸引され、再び
圧縮されることになる。

【０００８】尚、冷蔵室用冷却器８は図示しない冷凍冷
蔵庫の冷蔵室内に設置されると共に、この冷蔵室用冷却
器８と熱交換した冷気は例えば送風機によって冷蔵室内
に循環される。また、冷凍室用冷却器１２は冷凍冷蔵庫
の冷凍室内に設置されると共に、この冷凍室用冷却器１
２と熱交換した冷気も例えば送風機によって冷凍室内に
循環される。これらによって各室をそれぞれ各冷却器に
よって直接冷却するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、低段側圧縮部１５は圧縮比が小さいため、
理論圧縮動力は小さいが、実際に必要となる軸動力は、
固定的に発生する摺動損失等のためにかなり大きくな
る。すなわち軸動力に対する理論圧縮動力の比である全
断熱効率が悪くなるため、実際の冷凍サイクルの効率が
悪くなる可能性があるという欠点があった。本発明は従
来の課題を解決するもので、圧縮部において全断熱効率
が悪くなることを防止して、実際の冷凍サイクルの効率
が悪くなることを防止し、効率の高い冷凍冷蔵装置を提
供することを目的とする。また、上記従来の構成は、低
段側圧縮部１５の全断熱効率が悪くなるため、凝縮器５
から分岐配管７に流入した液冷媒が、冷蔵室用冷却器８
内を通過する過程で過冷却されても、わずかにしか冷凍
サイクルの効率が良くならない可能性があるという欠点
があった。本発明の他の目的は、圧縮部において全断熱
効率が悪くなることを防止して、凝縮器５から分岐配管
７に流入した液冷媒が、冷蔵室用冷却器８内を通過する
過程での過冷却を有効にし、冷凍サイクルの効率が悪く
なることを防止できる冷凍冷蔵装置を提供することであ
る。また、上記従来の構成は、起動時等の圧力変化の大
きい時に冷蔵室用冷却器８側のサイクルと冷凍室用冷却
器１２側のサイクルの圧力バランスが崩れ、過圧縮等に
より冷凍サイクルの効率が悪くなる可能性があるという
欠点があった。本発明の他の目的は、起動時等に冷蔵室
用冷却器８側のサイクルと冷凍室用冷却器１２側のサイ
クルの圧力バランスが崩れた場合でも、サイクル効率が
悪くなることを防止できる冷凍冷蔵装置を提供すること
である。また、上記従来の構成は、圧縮機２運転中は冷
凍室と冷蔵室を同時に冷却し、各室の冷凍能力の比率は
ほぼ一定に保たれるため、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷が
アンバランスになったとき、片方の庫内が冷凍能力不足
になったり、冷凍能力過剰になったりして、各庫内を適
正に冷却できなくなると共に、冷凍サイクルの効率が悪
くなる可能性があるという欠点があった。また、冷蔵室
用冷却器８あるいは冷凍室用冷却器１２の片方だけの冷
却ができないため、冷却器の性能低下を防止するために
行う冷蔵室用冷却器８と冷凍室用冷却器１２における霜
取りにおいて冷凍室と冷蔵室の両冷却を停止しなければ
ならないという欠点があった。本発明の他の目的は、冷
凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったときで
も、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過
剰になったりすることを防止して、各庫内を適正に冷却
できるようにすると共に、冷凍サイクルの効率を良く
し、更に冷蔵室用冷却器８（高温用蒸発器）と冷凍室用
冷却器１２（低温用蒸発器）における霜取りにおいて冷
凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができる冷
凍冷蔵装置を提供することである。また、上記従来の構
成は、圧縮機２の低段側圧縮部１５と高段側圧縮部１６
が直列接続であるため、並列接続を行う同一サイズの圧
縮機と比べ圧縮機最大能力が小さくなり、ドアの開閉や
庫内に入れる食品の違いによる冷凍室、あるいは冷蔵室
庫内の冷凍負荷が著しく増大したときに対応できず庫内
各部の温度が不均一になったり、庫内温度が上昇してし
まう可能性があるという欠点があった。

【００１０】本発明の他の目的は、冷凍室、冷蔵室庫内
の冷却負荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図
れ、更に冷凍室と冷蔵室の冷凍負荷の著しい増大への対
応と、急速冷却を選択的に行うことのできる効率的な冷
凍冷蔵装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、第一圧縮要素と第二圧縮要素からなる圧縮
機と、前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一凝
縮器と、前記第一凝縮器の出口側と配管接続した第一膨
張装置と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続され、
出口側が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸
発器と、前記第二圧縮要素の吐出側と配管接続した第二
凝縮器と、前記第二凝縮器の出口側と配管接続した第二
膨張装置と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続さ
れ、出口側が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高温
用蒸発器とからなる構成としたのである。

【００１２】これにより、圧縮要素において全断熱効率
が悪くなることを防止して、実際の冷凍サイクルの効率
が悪くなることを防止することができる。

【００１３】また、本発明は、第一圧縮要素と、前記第
一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一凝縮器と、前記
第一凝縮器の出口側と配管接続した第一膨張装置と、入
口側が前記第一膨張装置と配管接続され、出口側が前記
第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸発器と、第二
圧縮要素と、前記第二圧縮要素の吐出側と配管接続した
第二凝縮器と、前記第二凝縮器の出口側と配管接続した
第二膨張装置と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続
され、出口側が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高
温用蒸発器とからなり、前記第一凝縮器から流出する冷
媒を前記高温用蒸発器と熱交換させることを特徴とする
構成としたのである。

【００１４】これにより、圧縮要素において全断熱効率
が悪くなることを防止して、第一凝縮器から流出した液
冷媒が、高温用蒸発器内を通過する過程での過冷却を有
効にし、冷凍サイクルの効率が悪くなることを防止でき
る。

【００１５】また、本発明は、第一圧縮要素の吐出側か
ら第一膨張装置の間と第二圧縮要素の吐出側から第二膨
張装置との間とを連通するバイパス通路と、前記バイパ
ス通路に設けられた第一開閉弁とを備えた構成としたの
である。

【００１６】これにより、起動時等に高温用蒸発器側の
サイクルと低温用蒸発器側のサイクルの圧力バランスが
崩れた場合でも、冷凍サイクルの効率が悪くなることを
防止できる。また、本発明は、第一圧縮要素と、前記第
一圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮器と、前記凝縮
器の出口側と配管接続した第一膨張装置と、入口側が前
記第一膨張装置と配管接続され、出口側が前記第一圧縮
要素の吸入側と接続した低温用蒸発器と、吐出側が前記
凝縮器と配管接続した第二圧縮要素と、前記凝縮器の出
口側と配管接続した第二膨張装置と、入口側が前記第二
膨張装置と配管接続され、出口側が前記第二圧縮要素の
吸入側と接続した高温用蒸発器とからなり、前記第一膨
張装置に流入する冷媒、または、第一膨張装置を通る冷
媒を前記高温用蒸発器と熱交換させることを特徴とする
構成としたのである。これにより、圧縮要素において全
断熱効率が悪くなることを防止して、第一膨張装置に流
入する冷媒、または、第一膨張装置を通る液冷媒が、高
温用蒸発器内を通過する過程での過冷却を有効にし、冷
凍サイクルの効率が悪くなることを防止できる。さら
に、凝縮器を２つ有するサイクルに比べ、凝縮器の共用
化により小型化、低コスト化を図ることができる。ま
た、本発明は、凝縮器と低温用蒸発器との間に設けられ
た第二開閉弁と、前記凝縮器と高温用蒸発器との間に設
けられた第三開閉弁とを備えた構成としたのである。こ
れにより、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスに
なったときでも、片方の庫内が冷凍能力不足になった
り、冷凍能力過剰になったりすることを防止して、各庫
内を適正に冷却できるようにすると共に、冷凍サイクル
の効率を良くする、更に高温用蒸発器（冷蔵庫用）と低
温用蒸発器（冷凍庫用）における霜取りにおいて冷凍室
と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができる。

【００１７】また、本発明は、第一圧縮要素の吸入側と
第二圧縮要素の吸入側とを連通するバイパス通路と、前
記バイパス通路に設けられた第四開閉弁とを備えた構成
としたのである。

【００１８】これにより、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負
荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に
冷凍室と冷蔵室の冷却負荷の著しい増大への対応と、急
速冷却を選択的に行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、第一圧縮要素と第二圧縮要素からなる圧縮機と、前
記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一凝縮器と、
前記第一凝縮器の出口側と配管接続した第一膨張装置
と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続され、出口側
が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸発器
と、前記第二圧縮要素の吐出側と配管接続した第二凝縮
器と、前記第二凝縮器の出口側と配管接続した第二膨張
装置と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続され、出
口側が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高温用蒸発
器とからなる構成としたものであり、高温用回路と低温
用回路をそれぞれ別々の一段圧縮サイクルとして形成
し、極端な低圧縮比にならない適正な圧力条件で運転す
ることにより、各圧縮要素の全断熱効率が悪くなること
を防止できる。従って、冷凍サイクルの効率を良くする
という作用を有する。

【００２０】請求項２に記載の発明は、第一圧縮要素
と、前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一凝縮
器と、前記第一凝縮器の出口側と配管接続した第一膨張
装置と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続され、出
口側が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸発
器と、第二圧縮要素と、前記第二圧縮要素の吐出側と配
管接続した第二凝縮器と、前記第二凝縮器の出口側と配
管接続した第二膨張装置と、入口側が前記第二膨張装置
と配管接続され、出口側が前記第二圧縮要素の吸入側と
接続した高温用蒸発器とからなり、前記第一凝縮器から
流出する冷媒を前記高温用蒸発器と熱交換させることを
特徴とする構成としたものであり、第一圧縮要素におい
て全断熱効率が悪くなることを防止して、さらに高温用
蒸発器で熱交換することにより、低温用蒸発器へ流入す
る冷媒の過冷却度を大きくすることができる。従って、
冷凍サイクルの効率を良くするという作用を有する。

【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項１あるい
は請求項２に記載の発明に、さらに、第一圧縮要素の吐
出側から第一膨張装置の間と第二圧縮要素の吐出側から
第二膨張装置との間とを連通するバイパス通路と、前記
バイパス通路に設けられた第一開閉弁とを備えた構成と
したのであり、起動時等に高温用蒸発器側と低温用蒸発
器側の圧力バランスが崩れた場合でも、第一開閉弁を開
閉することにより、高温用蒸発器側のサイクルと低温用
蒸発器側のサイクルの圧力バランスを保ち、過圧縮等を
防止して、サイクル効率が悪くなることを防止できると
いう作用を有する。

【００２２】請求項４に記載の発明は、第一圧縮要素
と、前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮器
と、前記凝縮器の出口側と配管接続した第一膨張装置
と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続され、出口側
が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸発器
と、吐出側が前記凝縮器と配管接続した第二圧縮要素
と、前記凝縮器の出口側と配管接続した第二膨張装置
と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続され、出口側
が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高温用蒸発器と
からなり、前記第一膨張装置に流入する冷媒、または、
第一膨張装置を通る冷媒を前記高温用蒸発器と熱交換さ
せることを特徴とする構成としたものであり、第一圧縮
要素において全断熱効率が悪くなることを防止して、高
温用蒸発器で熱交換することにより、低温用蒸発器へ流
入する冷媒の過冷却度を大きくすることができる。従っ
て、冷凍サイクルの効率を良くする作用を有する。さら
に凝縮器を２つ有するサイクルと比べ凝縮器の共用化に
より小型化、低コスト化が図れるという作用を有する。

【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明に、さらに、凝縮器と低温用蒸発器との間に設け
られた第二開閉弁と、前記凝縮器と高温用蒸発器との間
に設けられた第三開閉弁とを備えた構成としたものであ
り、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになった
とき、第二開閉弁を開け、第三開閉弁を閉じることによ
り冷凍室片側の冷却を行うことができ、あるいは第三開
閉弁を開け、第二開閉弁を閉じることにより冷蔵室片側
の冷却を行うことができる。従って、片方の庫内が冷凍
能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりすること
を防止して、各庫内を適正に冷却できるようにすると共
に、余分な圧縮機仕事を節約し、冷凍サイクルの効率を
良くする。更に高温用蒸発器と低温用蒸発器における霜
取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止する
ことにより、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷のバランスを保
ちつつ霜取りを行い蒸発器の性能低下を防止するという
作用を有する。

【００２４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明に、さらに、第一圧縮要素の吸入側と第二圧縮要
素の吸入側とを連通するバイパス通路と、前記バイパス
通路に設けられた第四開閉弁とを備えた構成としたもの
であり、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負荷の変化に対応し
庫内各部の温度の均一化が図れ、更に、第二開閉弁、第
四開閉弁を開き、第三開閉弁を閉じることにより、第一
圧縮要素と第二圧縮要素の並列運転となり冷媒循環量が
大きくなるため、冷凍室の急速冷却ができ、第三開閉
弁、第四開閉弁を開き、第二開閉弁を閉じることによ
り、同様に第一圧縮要素と第二圧縮要素の並列運転とな
り、冷媒循環量が大きくなるため冷蔵室の急速冷却がで
き、各庫内の冷却負荷の著しい増大への対応と、急速冷
却を選択的に行うことができるという作用を有する。

【００２５】

【実施例】以下、本発明による冷凍冷蔵装置の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。尚、従来と同一
構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００２６】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
る冷凍冷蔵装置の冷媒回路図を示す。図２は同実施例の
冷凍冷蔵装置における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ
線図である。図１、図２において、１９は、密閉容器２
０内にモーター２１と第一圧縮要素２２と第二圧縮要素
２３とを備えた圧縮機であり、２４は第一圧縮要素２２
の吐出側と配管接続した第一凝縮器である。２５は第一
凝縮器２４の出口側と配管接続した第一膨張装置であ
り、２６は入口側が第一膨張装置２５と配管接続され、
出口側が第二圧縮要素２２の吸入側に接続された低温用
蒸発器であり、２７は第二圧縮要素２３と配管接続した
第二凝縮器であり、２８は第二凝縮器の出口側と配管接
続した第二膨張装置である。２９は第二膨張装置２８と
第二圧縮要素２３の吸入側との間に配管接続された高温
用蒸発器である。３０は第一圧縮要素の吐出側と第二圧
縮要素の吐出側とを連通するバイパス通路であり、３１
はバイパス通路３０の間に設けられた第一開閉弁であ
る。高温用蒸発器２９は、第一凝縮器２４から流出する
冷媒と熱交換する構造である。以上のように構成された
冷凍冷蔵装置について、以下その動作を説明する。モー
ター２１によって駆動されることにより、第一圧縮要素
２２は、低温用蒸発器２６から冷媒ガスを吸入した後、
圧縮して吐出する。吐出された冷媒ガスは、第一凝縮器
２４に送られる。第一凝縮器２４で冷媒ガスは放熱して
凝縮されて液冷媒になった後、高温用蒸発器２９で過冷
却され、第一膨張装置２５に流れて減圧される。そし
て、低温用蒸発器２６に流入して蒸発する。低温用蒸発
器２６を出た冷媒ガスは圧縮機１９に帰還する。一方の
第二圧縮要素２３により圧縮された冷媒は、第二凝縮器
２７に送られる。第二凝縮器２７で冷媒ガスは放熱して
凝縮されて液冷媒になった後、第二膨張装置２８に流れ
て減圧され、高温用蒸発器２９に流入して蒸発する。こ
のときに周囲から熱を奪うことによって高温用蒸発器２
９は冷却作用を発揮する。そして、高温用蒸発器２９を
出た冷媒ガスは圧縮機１９に帰還し、再び第二圧縮要素
２３に吸入される。このように高温用回路と低温用回路
をそれぞれ別々の一段圧縮サイクルとして形成すること
により、二段圧縮サイクルの低段側のように極端な低圧
縮比になることなく、各圧縮要素は適正な圧縮比で運転
される。これより各圧縮要素の全断熱効率の悪化を防止
して、実際の冷凍サイクルの効率を良くすることができ
る。

【００２７】さらに、高温用蒸発器２９と第一凝縮器２
４から流出する冷媒とを熱交換することにより、低温用
蒸発器２６に流入する冷媒の過冷却度を大きくして、冷
凍サイクルの効率を良くし、消費電力を節約することが
できる。また、起動する際、低温用蒸発器２６側のサイ
クルと高温用蒸発器２９側のサイクルの高圧圧力がアン
バランスになったとき、第一開閉弁３１を開くことによ
り低温用蒸発器２６側から高温用蒸発器２９側へ、また
は逆方向に冷媒が流れ、高圧圧力がバランスする。これ
により、過圧縮等を防止して、起動時等のサイクル効率
を良くすることができる。以上のように本実施例の冷凍
冷蔵装置は、第一圧縮要素２２と、前記第一圧縮要素２
２の吐出側と配管接続した第一凝縮器２４と、前記第一
凝縮器２４の出口側と配管接続した第一膨張装置２５
と、入口側が前記第一膨張装置２５と配管接続され、出
口側が前記第一圧縮要素２８の吸入側と接続した低温用
蒸発器２６と、第二圧縮要素２３と、前記第二圧縮要素
２３の吐出側と配管接続した第二凝縮器２７と、前記第
二凝縮器２７の出口側と配管接続した第二膨張装置２８
と、入口側が前記第二膨張装置２８と配管接続され、出
口側が前記第二圧縮要素２８の吸入側と接続した高温用
蒸発器２９とからなり、前記第一凝縮器２４から流出す
る冷媒を前記高温用蒸発器２９と熱交換させることを特
徴とし、第一圧縮要素２２の吐出側から第一膨張装置２
５の間と第二圧縮要素２３の吐出側から第二膨張装置２
８との間とを連通するバイパス通路３０と、前記バイパ
ス通路３０に設けられた第一開閉弁３１とを備えたの
で、第一圧縮要素２２において全断熱効率を良くして、
冷凍サイクルの効率が悪くなることを防止することがで
きる。

【００２８】さらに、低温用蒸発器２６に流入する冷媒
の過冷却度を大きくして、冷凍サイクルの効率を良く
し、消費電力を節約することができる。

【００２９】さらに、起動時等に高温用蒸発器２９側と
低温用蒸発器２６側の圧力バランスが崩れた場合でも、
サイクル効率が悪くなることを防止できる。（実施例２）図３は本発明の実施例２による冷凍冷蔵装
置の冷媒回路図を示す。尚、実施例１と同一構成につい
ては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。図３に
おいて、３２は入口側を第一圧縮要素２２の吐出側と第
二圧縮要素２３の吐出側と配管接続し、出口側を第一膨
張装置２５と第二膨張装置２８に配管接続した凝縮器で
ある。以上のように構成された冷凍冷蔵装置について、
以下その動作を説明する。モーター２１によって駆動さ
れることにより、第一圧縮要素２２は、低温用蒸発器２
６から冷媒ガスを吸入した後、圧縮して吐出する。吐出
された冷媒ガスは、第二圧縮要素２３により圧縮、吐出
された冷媒と合流して、凝縮器３２に送られる。凝縮器
３２で冷媒ガスは放熱して凝縮されて液冷媒になる。凝
縮器３２から出た冷媒は分流して、一方は第二膨張装置
２８を経て高温用蒸発器２９に、他方は高温用蒸発器２
９で熱交換し、第一膨張装置２５へ送られる。このよう
に高温用回路と低温用回路を構成し、第一圧縮要素２２
において全断熱効率を良くして、冷凍サイクルの効率が
悪くなることを防止することができる。

【００３０】さらに、低温用蒸発器２６に流入する冷媒
の過冷却度を大きくして、冷凍サイクルの効率を良く
し、消費電力を節約することができる。さらに、凝縮器
を２つ有するサイクルと比べ凝縮器の共用化により小型
化、低コスト化を図ることができる。以上のように第一
圧縮要素２２と、前記第一圧縮要素２２の吐出側と配管
接続した凝縮器３２と、前記凝縮器３２の出口側と配管
接続した第一膨張装置２５と、入口側が前記第一膨張装
置２５と配管接続され、出口側が前記第一圧縮要素２５
の吸入側と接続した低温用蒸発器２６と、吐出側が前記
凝縮器３２と配管接続した第二圧縮要素２３と、前記凝
縮器３２の出口側と配管接続した第二膨張装置２８と、
入口側が前記第二膨張装置２８と配管接続され、出口側
が前記第二圧縮要素２８の吸入側と接続した高温用蒸発
器２９とからなり、前記第一膨張装置２５に流入する冷
媒、または、第一膨張装置２５を通る冷媒を前記高温用
蒸発器２９と熱交換させることを特徴としたので、第一
圧縮要素２２において全断熱効率を良くして、冷凍サイ
クルの効率が悪くなることを防止することができる。さ
らに、高温用蒸発器２９で熱交換することにより、低温
用蒸発器２６に流入する冷媒の過冷却度を大きくして、
冷凍サイクルの効率を良くし、消費電力を節約すること
ができる。さらに、凝縮器を２つ有するサイクルと比べ
凝縮器の共用化により小型化、低コスト化が図れる。（実施例３）図４は本発明の実施例３による冷凍冷蔵装
置の冷媒回路図を示す。尚、実施例１、２と同一構成に
ついては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。図
４において、３３は凝縮器３２の出口側と低温用蒸発器
２６の間に設けられた第二開閉弁である。３４は凝縮器
３２の出口側と高温用蒸発器２９の間に設けられた第三
開閉弁であり、３５は第一圧縮要素２２の吸入側と第二
圧縮要素２３の吸入側とを連通するバイパス通路であ
り、３６はバイパス通路３５に設けられた第四開閉弁で
ある。以上のように構成されたサイクルについて、以下
その動作を説明する。第四開閉弁３６を閉じ、第二開閉
弁３３と第三開閉弁３４が開いた状態で圧縮機１９を運
転させると、実施例２と同様な冷凍冷蔵装置が形成され
る。そして圧縮機１９の運転中に、第三開閉弁３４を開
き、第二開閉弁３３、第四開閉弁３６を閉じると、凝縮
器３２から流出した冷媒は第三開閉弁３４の方にのみ流
れて、第二膨張装置２８にて減圧された後、高温用蒸発
器２９内に流入して蒸発し、冷蔵室のみの冷却を行う。
そして、高温用蒸発器２９を出た低温ガス冷媒は、第二
圧縮要素２３に吸引され、圧縮されて凝縮器３２へと送
られる。このように、冷蔵室のみの冷却運転となる。ま
た、圧縮機１９の運転中に、第二開閉弁３３を開き、第
三開閉弁３４、第四開閉弁３６を閉じると、凝縮器３２
から流出した冷媒は第二開閉弁３３の方にのみ流れて、
第一膨張装置２５にて減圧された後、低温用蒸発器２６
内に流入して蒸発し、冷凍室のみの冷却を行う。そし
て、低温用蒸発器２６を出た低温ガス冷媒は、第一圧縮
要素２２に吸引され、圧縮されて凝縮器２４へと送られ
る。この様に、冷凍室のみの冷却運転となる。また、圧
縮機１９の運転中に、第三開閉弁３４、第四開閉弁３６
を開き、第二開閉弁３３を閉じると、高温用蒸発器２９
を出た低温ガス冷媒は、第一圧縮要素２２と第二圧縮要
素２３に吸引されるため冷媒循環量が多くなる。そして
冷媒は圧縮されて凝縮器３２へと送られ、凝縮器３２か
ら流出した冷媒は第三開閉弁３４の方にのみ流れて、第
二膨張装置２８にて減圧された後、高温用蒸発器２９内
に流入して蒸発し、冷蔵室のみの急速冷却を行う。ま
た、圧縮機１９の運転中に、第二開閉弁３３、第四開閉
弁３６を開らき、第三開閉弁３４を閉じると、低温用蒸
発器２６を出た低温ガス冷媒は、第一圧縮要素２２と第
二圧縮要素２３に吸引されるため冷媒循環量が多くな
る。そして冷媒は圧縮されて凝縮器３２へと送られ、凝
縮器３２から流出した冷媒は第二開閉弁３３の方にのみ
流れて、第一膨張装置２５にて減圧された後、低温用蒸
発器２６内に流入して蒸発し、冷凍室のみの急速冷却を
行う。このように第二開閉弁３３、第三開閉弁３４、第
四開閉弁３６の制御を冷凍室と冷蔵室の負荷に応じて行
うことにより、各庫内を選択的に冷却および急速冷却で
き、かつ消費電力を小さくすることができる。また、冷
凍室側あるいは冷蔵室側どちらかのみの運転をしている
ときに、運転していない蒸発器の霜取りを行うことがで
きる。

【００３１】以上のように本実施例の冷凍冷蔵装置は、
凝縮器３２と低温用蒸発器２６との間に設けられた第二
開閉弁３３と、凝縮器３２と高温用蒸発器２９との間に
設けられた第三開閉弁３４と、第一圧縮要素２２の吸
入側と第二圧縮要素２３の吸入側とを連通するバイパス
通路３５と、バイパス通路３５に設けられた第四開閉弁
３６とを備えているので、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負
荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に
冷凍室と冷蔵室の冷却負荷の著しい増大への対応と、冷
却および急速冷却を選択的に行うことができる。また、
冷凍室側あるいは冷蔵室側どちらかのみの運転をしてい
るときに、運転していない蒸発器の霜取りを行うことが
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、第一圧縮要素と第二圧縮要素からなる圧縮機と、
前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一凝縮器
と、前記第一凝縮器の出口側と配管接続した第一膨張装
置と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続され、出口
側が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸発器
と、前記第二圧縮要素の吐出側と配管接続した第二凝縮
器と、前記第二凝縮器の出口側と配管接続した第二膨張
装置と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続され、出
口側が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高温用蒸発
器とからなる構成としたので、各圧縮要素において全断
熱効率が悪くなることを防止でき、冷凍サイクルの効率
を良くすることができる。

【００３３】また、請求項２に記載の発明は、第一圧縮
要素と、前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一
凝縮器と、前記第一凝縮器の出口側と配管接続した第一
膨張装置と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続さ
れ、出口側が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温
用蒸発器と、第二圧縮要素と、前記第二圧縮要素の吐出
側と配管接続した第二凝縮器と、前記第二凝縮器の出口
側と配管接続した第二膨張装置と、入口側が前記第二膨
張装置と配管接続され、出口側が前記第二圧縮要素の吸
入側と接続した高温用蒸発器とからなり、前記第一凝縮
器から流出する冷媒を前記高温用蒸発器と熱交換させる
ことを特徴とする構成としたので、第一圧縮要素におい
て全断熱効率が悪くなることを防止して、さらに高温用
蒸発器で熱交換することにより、低温用蒸発器へ流入す
る冷媒の過冷却度を大きくすることができ、冷凍サイク
ルの効率を良くすることができる。

【００３４】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
あるいは請求項２に記載の発明に、第一圧縮要素の吐出
側から第一膨張装置の間と第二圧縮要素の吐出側から第
二膨張装置との間とを連通するバイパス通路と、前記バ
イパス通路に設けられた第一開閉弁とを備えた構成とし
たので、第一圧縮要素において全断熱効率が悪くなるこ
とを防止して、さらに高温用蒸発器で熱交換することに
より、低温用蒸発器へ流入する冷媒の過冷却度を大きく
することができ、冷凍サイクルの効率を良くすることが
できる。さらに高温用蒸発器側のサイクルと低温用蒸発
器側のサイクルの圧力バランスを保ち、過圧縮等を防止
してサイクル効率が悪くなることを防止できる。

【００３５】また、請求項４に記載の発明は、第一圧縮
要素と、前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮
器と、前記凝縮器の出口側と配管接続した第一膨張装置
と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続され、出口側
が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温用蒸発器
と、吐出側が前記凝縮器と配管接続した第二圧縮要素
と、前記凝縮器の出口側と配管接続した第二膨張装置
と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続され、出口側
が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高温用蒸発器と
からなり、前記第一膨張装置に流入する冷媒、または、
第一膨張装置を通る冷媒を前記高温用蒸発器と熱交換さ
せることを特徴とする構成としたので、第一圧縮要素に
おいて全断熱効率が悪くなることを防止して、高温用蒸
発器で熱交換することにより、低温用蒸発器へ流入する
冷媒の過冷却度を大きくすることができ、冷凍サイクル
の効率を良くすることができる。さらに、凝縮器を２つ
有するサイクルと比べ凝縮器の共用化により小型化、低
コスト化を図ることができる。

【００３６】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の発明に、さらに、凝縮器と低温用蒸発器との間
に設けられた第二開閉弁と、前記凝縮器と高温用蒸発器
との間に設けられた第三開閉弁とを備えた構成としたの
で、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになった
ときでも、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍
能力過剰になったりすることを防止して、各庫内を適正
に冷却できるようにすると共に、冷凍サイクルの効率を
良くする、更に中間圧用蒸発器と低圧用蒸発器における
霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止す
ることができる。

【００３７】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載の発明に、さらに、第一圧縮要素の吸入側と第二
圧縮要素の吸入側とを連通するバイパス通路と、前記バ
イパス通路に設けられた第四開閉弁とを備えた構成とし
たので、冷凍室、冷蔵室庫内の冷凍負荷の変化に対応し
庫内各部の温度の均一化が図れ、更に冷凍室と冷蔵室の
冷凍負荷の著しい増大への対応と、急速冷却を選択的に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による冷凍冷蔵装置の実施例１の冷媒回
路図

【図２】同実施例の冷凍冷蔵装置における冷凍サイクル
の圧力−エンタルピ線図

【図３】本発明による冷凍冷蔵装置の実施例２の冷媒回
路図

【図４】本発明による冷凍冷蔵装置の実施例３の冷媒回
路図

【図５】従来の二段圧縮機を使用した冷蔵冷凍庫の配管
系統図

【符号の説明】

１９圧縮機２２第一圧縮要素２３第二圧縮要素２４第一凝縮器２５第一膨張装置２６低温用蒸発器２７第二凝縮器２８第二膨張装置２９高温用蒸発器３０バイパス通路３１第一開閉弁３２凝縮器３３第二開閉弁３４第三開閉弁３５バイパス通路３６第四開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲ゆ▼ 国新大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内Ｆターム(参考） 3L045 AA03 BA01 CA02 DA02 HA02 HA07 HA09 JA04 JA14 PA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一圧縮要素と第二圧縮要素からなる圧
縮機と、前記第一圧縮要素の吐出側と配管接続した第一
凝縮器と、前記第一凝縮器の出口側と配管接続した第一
膨張装置と、入口側が前記第一膨張装置と配管接続さ
れ、出口側が前記第一圧縮要素の吸入側と接続した低温
用蒸発器と、前記第二圧縮要素の吐出側と配管接続した
第二凝縮器と、前記第二凝縮器の出口側と配管接続した
第二膨張装置と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続
され、出口側が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高
温用蒸発器とからなる冷凍冷蔵装置。
【請求項２】第一圧縮要素と、前記第一圧縮要素の吐
出側と配管接続した第一凝縮器と、前記第一凝縮器の出
口側と配管接続した第一膨張装置と、入口側が前記第一
膨張装置と配管接続され、出口側が前記第一圧縮要素の
吸入側と接続した低温用蒸発器と、第二圧縮要素と、前
記第二圧縮要素の吐出側と配管接続した第二凝縮器と、
前記第二凝縮器の出口側と配管接続した第二膨張装置
と、入口側が前記第二膨張装置と配管接続され、出口側
が前記第二圧縮要素の吸入側と接続した高温用蒸発器と
からなり、前記第一凝縮器から流出する冷媒を前記高温
用蒸発器と熱交換させることを特徴とする冷凍冷蔵装
置。
【請求項３】第一圧縮要素の吐出側から第一膨張装置
の間と第二圧縮要素の吐出側から第二膨張装置との間と
を連通するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けら
れた第一開閉弁とを備えた請求項１または請求項２に記
載の冷凍冷蔵装置。
【請求項４】第一圧縮要素と、前記第一圧縮要素の吐
出側と配管接続した凝縮器と、前記凝縮器の出口側と配
管接続した第一膨張装置と、入口側が前記第一膨張装置
と配管接続され、出口側が前記第一圧縮要素の吸入側と
接続した低温用蒸発器と、吐出側が前記凝縮器と配管接
続した第二圧縮要素と、前記凝縮器の出口側と配管接続
した第二膨張装置と、入口側が前記第二膨張装置と配管
接続され、出口側が前記第二圧縮要素の吸入側と接続し
た高温用蒸発器とからなり、前記第一膨張装置に流入す
る冷媒、または、第一膨張装置を通る冷媒を前記高温用
蒸発器と熱交換させることを特徴とする冷凍冷蔵装置。
【請求項５】凝縮器と低温用蒸発器との間に設けられ
た第二開閉弁と、前記凝縮器と高温用蒸発器との間に設
けられた第三開閉弁とを備えた請求項４に記載の冷凍冷
蔵装置。
【請求項６】第一圧縮要素の吸入側と第二圧縮要素の
吸入側とを連通するバイパス通路と、前記バイパス通路
に設けられた第四開閉弁とを備えた請求項５に記載の冷
凍冷蔵装置。