JP2002195726A5 - - Google Patents
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Description
【書類名】 明細書
【発明の名称】 冷蔵庫
【特許請求の範囲】
【請求項１】 庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第二の蒸発器の上流に設けた第二の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】 庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】 冷媒流量制御装置の開度は、第一の蒸発器近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段で制御することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】 冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定時間内は変化させない制御手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】 冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】 冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段を有し、前記外気温度検知手段により、第一の蒸発器温度検知手段で制御する設定目標温度を変えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】 冷蔵室内に冷蔵室温度検知手段を有し、前記冷蔵室温度検知手段が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁を全閉することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項８】 冷媒流量制御装置である膨張弁の制御一定時間間隔を圧縮機の制御一定時間間隔より短い時間で行なうことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の冷却室を備え、複数の蒸発器を設けた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の庫内にそれぞれに蒸発器を設けて冷却する冷蔵庫が提案されている。
【０００３】
従来のこの種の冷蔵庫としては、特開平８−２１０７５３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蔵庫を説明する。
【０００５】
図７は従来例を示す冷蔵庫の概略的な構成を示した側断面図である。図８は従来例を示す冷凍サイクル図である。図９は従来例を示す運転制御回路のブロック図である。
【０００６】
図７において、１は冷蔵庫本体であり、相互間の冷気混合が起こらないように区画された冷凍室２と冷蔵室３に構成されている。冷凍室２には、第一の蒸発器４が設置されており冷蔵室３には第二の蒸発器５が設置されている。また、６は第一の蒸発器４と隣接して設けられた第一の送風機、７は第二の蒸発器５と隣接して設けられた第二の送風機である。８は冷蔵庫本体１の下部後方に設けられた圧縮機である。
【０００７】
また、図８において、９は凝縮器、１０は減圧器としてのキャピラリチューブ、１０は第一の蒸発器４と第二の蒸発器５を接続する冷媒管であり、圧縮機８、凝縮器９、キャピラリチューブ１０、第一の蒸発器４、冷媒管１１、第二の蒸発器５を順に接続して閉回路を構成している。
【０００８】
次に、図９において、制御部である制御手段１２は、入力端子に、冷凍室２の温度を設定する冷凍室温度調節器１３及び冷蔵室３の温度を設定する冷蔵室温度調節器１４と、冷凍室２の温度を検知する冷凍室温度検知手段１５と、冷蔵室３の温度を検知する冷蔵室温度検知手段１６とが接続され、出力端子には、第一のリレー１７と第二のリレー１８とが接続されている。
【０００９】
また、電源１９の端子の一方には、第一のリレー１７の動作に従ってオン／オフされる第一のスイッチ２０が接続され、第一のスイッチ２０の出力端には、圧縮機８と第二のスイッチ２１が接続されている。また、第二のスイッチ２１の接点ａには前述した第一の送風機６が、接点ｂには、前述した第二の送風機７が各々が接続されている。
【００１０】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００１１】
圧縮機８で圧縮、凝縮器９で放熱、液化された冷媒は、キャピラリチューブ１０にて減圧され第一の蒸発器４にて一部が蒸発し、第二の蒸発器５を通過しながら残りが蒸発してそれぞれ熱交換作用を行う。その後、ガス状態の冷媒は、圧縮機８に吸入される。このような冷凍サイクルは、圧縮機８が駆動されるに従って繰り返される。
【００１２】
また、第一の送風機６と、第二の送風機７の強制通風作用により、冷凍室２及び冷蔵室３の空気が第一の蒸発器４及び第二の蒸発器５において熱交換される。
【００１３】
ここで、冷凍室温度調節器１３の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段１５の温度が高い場合には、制御手段１２により第一のリレー１７が作動して第一のスイッチ２０がオンし、圧縮機８が運転される。さらに、冷蔵室温度調節器１４の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段１６の温度が高い場合には、制御手段１２により第二のリレー１８が作動して第二のスイッチ２１の接点ｂに接続され、第二の送風機７が運転される。この作用によって冷蔵室３が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１４】
一方、冷凍室温度調節器１３の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段１５の温度が高く、且つ、冷蔵室温度調節器１４の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段１６の温度が低い場合には、制御手段１２により第二のリレー１８が作動して第二のスイッチ２１の接点ａに接続され、第一の送風機６が運転される。この作用によって冷凍室２が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１５】
そして、冷凍室温度調節器１３の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段１５の温度が低い場合には、制御手段１２により第一のリレー１７が作動して第一のスイッチ２０がオフし、圧縮機８の運転が停止される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、第一の蒸発器４と第二の蒸発器５が減圧機能のない冷媒管１１で連結されているため、各蒸発器の蒸発温度がほぼ同一であり、且つ、冷凍室２、冷蔵室３の冷却制御を、第一の送風機６と第二の送風機７の運転制御で行っているため、特に、蒸発温度と庫内の温度差が大きい冷蔵室３において必要以上の低温度冷気による冷却で冷却効率が低下して無駄な電力を消費し、併せて室内の温度変動や湿度低下を招き、食品に温度ストレスがかかったり、乾燥が促進されて食品品質が低下するという欠点を有していた。
【００１７】
本発明は従来の課題を解決するもので、前記複数の蒸発器に流入する冷媒量を制御し、蒸発器の蒸発温度を各貯蔵室の設定温度に近づけることにより、冷却効率が高く、食品の貯蔵品質が高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第二の蒸発器の上流に設けた第二の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制されるという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制されるという作用を有する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置の開度は、前記第一の蒸発器近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段で、制御するものであり、除霜用ヒータにより蒸発器に付着した霜を取り除くための制御手段の構成要素としての第一の蒸発器温度検知手段を兼用化することによって、特別に前記第一の蒸発器温度の検知手段を設ける必要がないので、冷蔵庫を構造的に簡素化することができ、また、安価に構成できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定時間内は変化させない制御手段を設けたものであり、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化に追従することなく、安定した運転状態を維持できるという作用を有する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御手段を設けたものであり、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化等により冷却システムが発散することなく、安定した運転状態を維持できるという作用を有する。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段を有し、前記外気温度検知手段により、第一の蒸発器温度検知手段で制御する設定目標温度を変えるものであり、外気温度に応じて冷蔵室内の温度を補正することができ、周囲温度によらず適正な庫内温度を確保することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵室内に冷蔵室温度検知手段を有し、前記冷蔵室温度検知手段が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁を全閉するものであり、冷蔵室内が過冷却し食品が凍結する等の問題を防ぐことができ、庫内を適正な温度にたもつことができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷媒流量制御装置である膨張弁の制御一定時間間隔を圧縮機の制御一定時間間隔より短い時間で行なうものであり、冷凍室よりも更に冷蔵室の庫内温度変動を小さく制御できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明による冷蔵庫の実施例１の冷凍サイクル図である。図２は同実施例の冷蔵庫の冷凍サイクルのモリエル線図である。図３は同実施例の冷蔵庫の基本制御動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図１において、２２は圧縮機、２３は凝縮器、２４は第一の蒸発器、２５は第二の蒸発器であり直列に接続されている。２６は第一のキャピラリチューブ（第一の減圧手段）で、凝縮器２３の出口と第一の蒸発器２４の入口に接続されている。２７は第一の蒸発器２４と第二の蒸発器２５の間に設けられた冷媒流量制御装置であり、冷凍室３２内に配置されている。冷媒流量制御装置２７は例えば電動式の膨張弁などが用いられ、パルスにより駆動され、開度をパルスに応じて制御するとともに全閉機能を有している。２８はサクションパイプで、第二の蒸発器２５の出口と圧縮機２２を接続している。そして、第一のキャピラリチューブ２６と第一の蒸発器２４との間から分岐し、第二のキャピラリチューブ（第二の減圧手段）３６を介し、冷媒流量制御装置２７と第二の蒸発器２５との間に合流するバイパス回路を有する冷凍サイクルから構成している。
【００２９】
第一の蒸発器２４は、冷蔵庫本体２９の冷蔵室３０内の、例えば奥面に配設されており、近傍には冷蔵室３０の区画内空気を第一の蒸発器２４に通過させて循環させる第一の送風機３１が設けてある。
【００３０】
第二の蒸発器２５は、冷凍室３２内の、例えば冷凍室３２の奥面に配設されており、近傍には冷凍室３２の区画内空気を第二の蒸発器２５に通過させて循環させる第二の送風機３３が設けてある。
【００３１】
３４は第一の蒸発器２４の出口近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段、３５は第二の蒸発器２５の出口近傍に設けた第二の蒸発器温度検知手段、３７は冷凍室３２内に設けた冷凍室温度検知手段、３８は冷蔵室３０内に設けた冷蔵室温度検知手段、３９は冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段である。なお圧縮機２２は、回転数可変型としている。
【００３２】
４０は制御手段で、第一の蒸発器温度検知手段３５により冷媒流量制御装置２７の開度を、冷凍室温度検知手段３７により圧縮機２２の回転数および運転を制御する。
【００３３】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００３４】
圧縮機２２で圧縮された冷媒は凝縮器２３にて放熱、液化しキャピラリチューブ２６に入る。そして減圧された液冷媒は第一の蒸発器２４に入り、冷媒流量制御装置２７の絞り量（開度）に応じた圧力の飽和温度で液冷媒の一部が蒸発する。第一の蒸発器２４の蒸発温度は、冷媒流量制御装置２７の開度が大きくなれば第二の蒸発器２５の蒸発圧力に近くなるため低くなる。逆に冷媒流量制御装置２７の開度を小さくすれば、第一の蒸発器２４内の圧力が高くなり蒸発温度も高くなる。
【００３５】
第一の蒸発器２４の蒸発温度の制御は、制御手段３６により、冷媒流量制御装置２７の開度を調節するで行うが、その判断情報は、第一の蒸発器温度検知手段３４である。
【００３６】
そして冷媒流量制御装置２７で減圧された冷媒の残りは第二の蒸発器２５において圧縮機２２の吸込み圧力（低圧）に相当する蒸発温度で蒸発し、サクションパイプ２８を通り圧縮機２２へ戻る。
【００３７】
また、冷蔵室３０が所定の温度に冷却されると冷媒流量制御装置２７を全閉とし、冷媒は第一の蒸発器２４をバイパスし、第二のキャピラリチューブ３６でさらに減圧され、第二の蒸発器２５に入る。
【００３８】
上記動作を、図２のモリエル線図で説明すれば、凝縮器２３によりＡ点からＢ点へ、第一のキャピラリチューブ２６によりＢ点からＣ点に減圧、Ｃ点で第一の蒸発器２４に入った冷媒はＰ１の圧力に飽和した温度で蒸発する。Ｄ点は冷媒流量制御装置２７の入口で、出口Ｅ点まで減圧され第二の蒸発器２５に入りＰ２の圧力に飽和した温度で蒸発する。そしてＦ点で圧縮機２２に吸込まれ、Ａ点まで圧縮される。
【００３９】
ここで、冷媒流量制御装置２７の開度を絞るとＣ点がＣ’点に、Ｄ点がＤ’点となり、Ｐ３の圧力まで上昇し第一の蒸発器２４の蒸発温度も上昇する。逆に冷媒流量制御装置２７の開度を開くとＣ点の圧力は下がり第一の蒸発器２４の蒸発温度も下がる。
【００４０】
以上の動作を図３のフローチャートで説明すると、制御をスタートすると、まずステップＳ１で冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ、以後ＦＣＣと言う）が所定温度Ｔｏｆｆよりも低いか高いか見る。高い場合（Ｎ）、ステップＳ２で第一の蒸発器温度検知手段３４（ＤＰＣ、以後ＤＰＣと言う）が所定温度Ｔ１より低いか高いか見る。低い場合（Ｎ）、ステップＳ３で冷媒流量制御装置としての膨張弁２７の弁を閉方向に一定の駆動パルスを送る。また、ステップＳ２でＤＰＣがＴ１より高い場合（Ｙ）、ステップＳ４で膨張弁２７の弁を開方向に一定の駆動パルスを送る。そしてステップＳ５に移行し、ＦＣＣが所定温度Ｔ２より低い場合（Ｎ）、ステップＳ６で圧縮機回転数を下げる。また、ステップＳ５でＦＣＣが所定温度Ｔ２より高い場合（Ｙ）、ステップＳ７で圧縮機回転数を上げる。そして、ステップＳ８でタイマーにより一定時間計測し、経過後ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１でＦＣＣがＴｏｆｆより低い場合（Ｙ）、ステップＳ９に移行し圧縮機２２を停止する。そしてステップＳ１０でＦＣＣがＴｏｎを超えた場合（Ｙ）、ステップＳ１１で圧縮機２２をＯＮし、ステップＳ１からステップＳ８のフローに戻る。
【００４１】
このようにして第一の蒸発器温度検知手段３４（ＤＰＣ）で膨張弁２７の開度制御を、冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ）で圧縮機回転数を制御するものである。
【００４２】
従って、比較的設定温度の高い冷蔵室３０は、例えば冷蔵温度（０〜５℃）に保つ場合、冷媒流量制御装置２７の開度を制御して第一の蒸発器２４の蒸発温度を高め、冷蔵室３０内と蒸発器の温度差を小さくすることにより、第一の送風機３１で送り込まれる冷気温度の過冷却が抑えられ冷蔵室３０内の温度変動を小さくし、除湿作用を抑えることができ、冷蔵室３０内を高湿度に保つことができる。
【００４３】
また、冷蔵室３０内が高負荷時や設置初期に、冷媒流量制御装置２７の開度を制御し冷媒循環量を増やして短時間で所定の温度にすることができる。逆に、冷蔵室の軽負荷時に、冷媒流量制御装置２７の開度を制御し冷媒循環量を減らしてシステム効率向上による省エネルギー化が図れる。
【００４４】
また、冷凍室３２は、第二の蒸発器２５および第二の送風機３３により、所定の温度、例えば冷凍温度（−２０℃）に保たれるが、冷凍室３２の負荷が大きくなった時には、冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ）で圧縮機２２の回転数を制御し、回転数を上げることで、冷媒循環量を多くし短い時間で所定の温度にすることができる。逆に冷却室の負荷が小さい時は、冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ）で圧縮機２２の回転数を制御し、回転数を下げることで、冷媒循環量を少なくすることによりシステム効率向上が図れ、省エネルギーとなる。
【００４５】
また、冷媒流量制御装置２７を制御するための第一の蒸発器温度検知手段３４として、第一の蒸発器２４の除霜時における検知手段として用いる冷蔵室用蒸発器除霜制御用センサを兼用するものであり、冷媒流量制御装置２７を制御するための特別なセンサ等を設ける必要がないので、冷蔵庫の構造上簡素化でき、また安価にシステムを構成することができる。
【００４６】
また、冷媒流量制御装置２７は、第一の蒸発器温度検知手段３４、例えば、冷蔵室蒸発器除霜用センサにて制御されるものであり、ステップＳ８でのタイマーの時間設定を任意に設定することで、蒸発器あるいは庫内温度の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度あるいは庫内温度を直接的かつ迅速に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動を抑制することができる。また、この時、冷媒流量制御装置２７の可変タイミングをステップＳ８でのタイマーにより適切な間隔（例えば、２分間に１回）に設定することで、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化による各蒸発器温度の変化に追従して、貯蔵室の過冷、不冷状態になるような誤った制御をすることなく、安定した運転状態を維持できる。
【００４７】
また、制御フローの中のステップＳ３あるいはステップＳ４での駆動パルス数を一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御とすることで、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化等により冷却システムが発散（冷却、不冷を繰り返すような現象）することなく、安定した運転状態を得ることができる。
【００４８】
また、冷媒流量制御装置２７の開度を制御する第一の蒸発器温度検知手段３４（ＤＰＣ）の設定温度Ｔ１を任意に設定することで、第一の蒸発器２４で冷却する庫内を冷蔵から冷凍の温度まで自由に設定することも可能である。
【００４９】
なお、本実施の形態での冷凍サイクルは、圧縮機２２と凝縮器２３と第一のキャピラリチューブ２６と第一の蒸発器２４と冷媒流量可変装置２７と第二の蒸発器２５を接続するとともに、第一のキャピラリチューブ２６の下流から分岐して第一の蒸発器２４をバイパスし、第二の蒸発器２５に接続する回路からなるもので説明したが、この構成に限定するものでなく、冷媒流量可変装置は冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器の下流に設けたものであれば良く、たとえば凝縮器出口から分岐し第一の減圧手段と第一の蒸発器と冷媒流量可変装置と第二の蒸発器を接続するとともに、前記分岐部から第一の蒸発器をバイパスし第二の減圧手段を介してバイパス回路を設けたものや、圧縮機と凝縮器と第一の減圧手段と第一の蒸発器と冷媒流量可変装置とを接続するとともに、凝縮器下流から分岐して第二の減圧手段と第二の蒸発器を並列に接続してなるものでも同様の効果を得られる。
【００５０】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態２による冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。
【００５１】
なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
図４において、ステップＳ８で一定時間計測後ステップＳ１２で、外気温度検知手段（ＡＴＣ、以後ＡＴＣと言う）が所定温度Ｔ３より高いか判断し、高い場合（Ｙ）、ステップＳ１５でＤＰＣ目標温度（Ｔ１）を所定温度（たとえば１℃）下げる。また、ステップＳ１２でＡＴＣがＴ３より低い場合（Ｎ）、ステップＳ１３に移行する。そして、ＡＴＣがＴ４より低いか判断し、低い場合（Ｙ）、ステップＳ１４に移行しＤＰＣ目標温度（Ｔ１）を所定温度（たとえば１℃）上げる。また、ステップＳ１３でＡＴＣがＴ４より高い場合（Ｎ）、Ｔ１は変えずにステップ１へ移行する。
【００５３】
以上説明した制御により、本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒流量制御装置２７により冷蔵室３０内を冷却する第一の蒸発器２４の蒸発温度を外気温度に応じて目標温度を補正することにより、たとえば周囲温度が比較的高い場合、蒸発温度を低めに設定することで庫内温度の上昇を抑えることができる。同様に、周囲温度が比較的低い場合、蒸発温度を高めに設定することで庫内温度の冷え過ぎを抑えることができる。したがって冷蔵庫の設置される周囲温度環境によらず適正な庫内温度を確保することができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図５は、本実施の形態３による冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。
【００５５】
なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
図５において、ステップＳ１でＦＣＣがＴｏｆｆ温度より高い場合（ｎ）、ステップＳ１６で冷蔵室温度検知手段（ＰＣＣ、以後ＰＣＣと言う）がＴ５より高いか判断する。高い場合（Ｙ）、ステップＳ２に移行し、ＤＰＣの温度による弁の開閉制御に進む。一方、ステップＳ１６でＰＣＣがＴ５より低い場合（Ｎ）ステップＳ１７に移行し、ＰＣＣがＴ５よりさらに低い温度であるＴ６より低いか判断する。低い場合（Ｙ）、ステップＳ１８へ移行し、膨張弁２７を全閉にするとともに第一の送風機３１をＯＮとする。そしてその後、ステップＳ５に移行し、一連の制御をする。また、ステップＳ１７でＰＣＣがＴ６より高い場合（Ｎ）は、ステップＳ２に移行し、ＤＰＣの温度による弁の開閉制御に進む。
【００５７】
以上説明した制御により、本実施の形態の冷蔵庫は、冷蔵室３０内に冷蔵室温度検知手段３８を有し、前記冷蔵室温度検知手段３８が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁２７を全閉するものであり、たとえば冷蔵庫の周囲温度が低くなり冷蔵室３０内の冷却が不要になった場合、冷媒を第一の蒸発器２４をバイパスさせることで、冷蔵室３０内が過冷却し食品が凍結する等の問題を防ぐことができる。さらに第一の送風機３１を運転することで第一の蒸発器２４の除霜も行なうことができ、オフサイクルデフロストにより冷蔵室３０内を高湿に保つことができる。
【００５８】
したがって、冷蔵庫の設置温度環境によらず冷蔵庫内を適正な温度に保つことができるとともに第一の蒸発器２４のオフサイクルデフロストによる省エネルギー効果、冷蔵室３０内を高湿に保つことことによる保鮮効果も得ることができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図６は、本実施の形態４による冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。
【００６０】
なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
図６において、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４による膨張弁のパルス駆動制御実行後、ステップＳ１９で圧縮機２２の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｃが所定時間経過したかを判断する。所定時間経過していない場合（Ｎ）、ステップＳ８に移行し、冷媒流量制御装置である膨張弁２７の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｖが所定時間経過後、ステップＳ１へ移行する。一方、ステップＳ１９でタイマーＴｃが所定時間経過した場合（Ｙ）、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７による圧縮機回転数制御を実行する。そして、ステップ８に移行するものである。ここで、冷媒流量制御装置である膨張弁２７の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｖの所定時間を、圧縮機の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｃの所定時間よりも短くしている。
【００６２】
以上説明した制御により、本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒流量制御装置である膨張弁２７の制御一定時間間隔を圧縮機２２の制御一定時間間隔より短い時間で行なうものであり、冷蔵室３０の負荷変動に対しすばやく対応でき、冷蔵室３０の庫内温度変動を小さく制御できるので、庫内食品を安定した温度で保鮮できる。
【００６３】
【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、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第二の蒸発器の上流に設けた第二の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり、複数の蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制される。
【００６４】
また、各貯蔵室の設定温度に近い温度に各蒸発器を冷却することで、冷凍サイクルの効率を高め省エネルギーを図ることができる。
【００６５】
また、冷却室内の高負荷時や設置初期に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を増やして短時間で所定の温度にすることができる。逆に、冷却室の軽負荷時に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を減らしてシステム効率向上による省エネルギー化が図れる。
【００６６】
また、冷媒流量制御装置の開度を制御し、各冷却室を冷蔵から冷凍の温度まで自由に設定することにより、使用者の利便性の高い冷蔵庫を提供できる。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり、複数の蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制される。
【００６７】
また、各貯蔵室の設定温度に近い温度に各蒸発器を冷却することで、冷凍サイクルの効率を高め省エネルギーを図ることができる。
【００６８】
また、冷却室内の高負荷時や設置初期に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を増やして短時間で所定の温度にすることができる。逆に、冷却室の軽負荷時に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を減らしてシステム効率向上による省エネルギー化が図れる。
【００６９】
また、冷媒流量制御装置の開度を制御し、各冷却室を冷蔵から冷凍の温度まで自由に設定することにより、使用者の利便性の高い冷蔵庫を提供できる。
【００７０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置の開度は、前記第一の蒸発器近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段で、制御するものであり、除霜用ヒータにより蒸発器に付着した霜を取り除くための制御手段の構成要素としての第一の蒸発器温度検知手段を兼用化することによって、特別に前記第一の蒸発器温度の検知手段を設ける必要がないので、冷蔵庫の構造的に簡素化することができ、また、安価に構成できる。
【００７１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定時間内は変化させない制御手段を設けたものであり、冷媒流量制御装置の制御において、検知タイミングを任意に設定することで、複数の蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を直接的にかつ迅速に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，省エネルギーに貢献することができ、また、貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動を抑制することができる。また、この時、冷媒流量制御装置２７の可変タイミングを適切な間隔（例えば、２分間に１回）に設定することで、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化による各蒸発器温度の変化に追従して、貯蔵室の過冷、不冷状態になるような誤った制御をすることなく、安定した運転状態を維持できる。
【００７２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御手段を設けたものであり、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化等により冷却システムが発散することなく、安定した運転状態を維持できる。
【００７３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段を有し、前記外気温度検知手段により、第一の蒸発器温度検知手段で制御する設定目標温度を変えるものであり、外気温度に応じて冷蔵室内の温度を補正することができ、周囲温度によらず適正な庫内温度を確保することができる。
【００７４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵室内に冷蔵室温度検知手段を有し、前記冷蔵室温度検知手段が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁を全閉するものであり、たとえば冷蔵庫の周囲温度が低くなり冷蔵室内の冷却が不要になった場合、冷媒を第一の蒸発器をバイパスさせることで、冷蔵室内が過冷却し食品が凍結する等の問題を防ぐことができる。さらに第一の送風機を運転することで第一の蒸発器の除霜も行なうことができ、オフサイクルデフロストにより冷蔵室内を高湿に保つことができる。したがって、冷蔵庫の設置温度環境によらず冷蔵庫内を適正な温度に保つことができるとともに第一の蒸発器のオフサイクルデフロストによる省エネルギー効果、冷蔵室内を高湿に保つことことによる保鮮効果も得ることができる。
【００７５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷媒流量制御装置である膨張弁の制御一定時間間隔を圧縮機の制御一定時間間隔より短い時間で行なうものであり、冷蔵室の負荷変動に対しすばやく対応でき、冷蔵室の庫内温度変動を小さく制御できるので、庫内食品を安定した温度で保鮮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷凍サイクル図
【図２】
同実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクルのモリエル線図
【図３】
同実施の形態の冷蔵庫の基本制御動作を示すフローチャート
【図４】
本発明による冷蔵庫の実施の形態２の制御動作を示すフローチャート
【図５】
本発明による冷蔵庫の実施の形態３の制御動作を示すフローチャート
【図６】
本発明による冷蔵庫の実施の形態４の制御動作を示すフローチャート
【図７】
従来例を示す冷蔵庫の断面図
【図８】
従来例を示す冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図９】
従来例を示す冷蔵庫の運転制御回路のブロック図
【符号の説明】
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 第一の蒸発器
２５ 第二の蒸発器
２６ 第一のキャピラリチューブ
２７ 冷媒流量制御装置
２９ 冷蔵庫本体
３０ 冷蔵室
３２ 冷凍室
３４ 第一の蒸発器温度検知手段
３６ 第二のキャピラリチューブ
３７ 冷凍室温度検知手段
３８ 冷蔵室温度検知手段
３９ 外気温度検知手段
４０ 制御手段
【発明の名称】 冷蔵庫
【特許請求の範囲】
【請求項１】 庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第二の蒸発器の上流に設けた第二の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】 庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】 冷媒流量制御装置の開度は、第一の蒸発器近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段で制御することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】 冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定時間内は変化させない制御手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】 冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】 冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段を有し、前記外気温度検知手段により、第一の蒸発器温度検知手段で制御する設定目標温度を変えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】 冷蔵室内に冷蔵室温度検知手段を有し、前記冷蔵室温度検知手段が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁を全閉することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項８】 冷媒流量制御装置である膨張弁の制御一定時間間隔を圧縮機の制御一定時間間隔より短い時間で行なうことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の冷却室を備え、複数の蒸発器を設けた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の庫内にそれぞれに蒸発器を設けて冷却する冷蔵庫が提案されている。
【０００３】
従来のこの種の冷蔵庫としては、特開平８−２１０７５３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蔵庫を説明する。
【０００５】
図７は従来例を示す冷蔵庫の概略的な構成を示した側断面図である。図８は従来例を示す冷凍サイクル図である。図９は従来例を示す運転制御回路のブロック図である。
【０００６】
図７において、１は冷蔵庫本体であり、相互間の冷気混合が起こらないように区画された冷凍室２と冷蔵室３に構成されている。冷凍室２には、第一の蒸発器４が設置されており冷蔵室３には第二の蒸発器５が設置されている。また、６は第一の蒸発器４と隣接して設けられた第一の送風機、７は第二の蒸発器５と隣接して設けられた第二の送風機である。８は冷蔵庫本体１の下部後方に設けられた圧縮機である。
【０００７】
また、図８において、９は凝縮器、１０は減圧器としてのキャピラリチューブ、１０は第一の蒸発器４と第二の蒸発器５を接続する冷媒管であり、圧縮機８、凝縮器９、キャピラリチューブ１０、第一の蒸発器４、冷媒管１１、第二の蒸発器５を順に接続して閉回路を構成している。
【０００８】
次に、図９において、制御部である制御手段１２は、入力端子に、冷凍室２の温度を設定する冷凍室温度調節器１３及び冷蔵室３の温度を設定する冷蔵室温度調節器１４と、冷凍室２の温度を検知する冷凍室温度検知手段１５と、冷蔵室３の温度を検知する冷蔵室温度検知手段１６とが接続され、出力端子には、第一のリレー１７と第二のリレー１８とが接続されている。
【０００９】
また、電源１９の端子の一方には、第一のリレー１７の動作に従ってオン／オフされる第一のスイッチ２０が接続され、第一のスイッチ２０の出力端には、圧縮機８と第二のスイッチ２１が接続されている。また、第二のスイッチ２１の接点ａには前述した第一の送風機６が、接点ｂには、前述した第二の送風機７が各々が接続されている。
【００１０】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００１１】
圧縮機８で圧縮、凝縮器９で放熱、液化された冷媒は、キャピラリチューブ１０にて減圧され第一の蒸発器４にて一部が蒸発し、第二の蒸発器５を通過しながら残りが蒸発してそれぞれ熱交換作用を行う。その後、ガス状態の冷媒は、圧縮機８に吸入される。このような冷凍サイクルは、圧縮機８が駆動されるに従って繰り返される。
【００１２】
また、第一の送風機６と、第二の送風機７の強制通風作用により、冷凍室２及び冷蔵室３の空気が第一の蒸発器４及び第二の蒸発器５において熱交換される。
【００１３】
ここで、冷凍室温度調節器１３の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段１５の温度が高い場合には、制御手段１２により第一のリレー１７が作動して第一のスイッチ２０がオンし、圧縮機８が運転される。さらに、冷蔵室温度調節器１４の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段１６の温度が高い場合には、制御手段１２により第二のリレー１８が作動して第二のスイッチ２１の接点ｂに接続され、第二の送風機７が運転される。この作用によって冷蔵室３が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１４】
一方、冷凍室温度調節器１３の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段１５の温度が高く、且つ、冷蔵室温度調節器１４の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段１６の温度が低い場合には、制御手段１２により第二のリレー１８が作動して第二のスイッチ２１の接点ａに接続され、第一の送風機６が運転される。この作用によって冷凍室２が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１５】
そして、冷凍室温度調節器１３の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段１５の温度が低い場合には、制御手段１２により第一のリレー１７が作動して第一のスイッチ２０がオフし、圧縮機８の運転が停止される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、第一の蒸発器４と第二の蒸発器５が減圧機能のない冷媒管１１で連結されているため、各蒸発器の蒸発温度がほぼ同一であり、且つ、冷凍室２、冷蔵室３の冷却制御を、第一の送風機６と第二の送風機７の運転制御で行っているため、特に、蒸発温度と庫内の温度差が大きい冷蔵室３において必要以上の低温度冷気による冷却で冷却効率が低下して無駄な電力を消費し、併せて室内の温度変動や湿度低下を招き、食品に温度ストレスがかかったり、乾燥が促進されて食品品質が低下するという欠点を有していた。
【００１７】
本発明は従来の課題を解決するもので、前記複数の蒸発器に流入する冷媒量を制御し、蒸発器の蒸発温度を各貯蔵室の設定温度に近づけることにより、冷却効率が高く、食品の貯蔵品質が高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第二の蒸発器の上流に設けた第二の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制されるという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制されるという作用を有する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置の開度は、前記第一の蒸発器近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段で、制御するものであり、除霜用ヒータにより蒸発器に付着した霜を取り除くための制御手段の構成要素としての第一の蒸発器温度検知手段を兼用化することによって、特別に前記第一の蒸発器温度の検知手段を設ける必要がないので、冷蔵庫を構造的に簡素化することができ、また、安価に構成できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定時間内は変化させない制御手段を設けたものであり、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化に追従することなく、安定した運転状態を維持できるという作用を有する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御手段を設けたものであり、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化等により冷却システムが発散することなく、安定した運転状態を維持できるという作用を有する。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段を有し、前記外気温度検知手段により、第一の蒸発器温度検知手段で制御する設定目標温度を変えるものであり、外気温度に応じて冷蔵室内の温度を補正することができ、周囲温度によらず適正な庫内温度を確保することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵室内に冷蔵室温度検知手段を有し、前記冷蔵室温度検知手段が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁を全閉するものであり、冷蔵室内が過冷却し食品が凍結する等の問題を防ぐことができ、庫内を適正な温度にたもつことができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷媒流量制御装置である膨張弁の制御一定時間間隔を圧縮機の制御一定時間間隔より短い時間で行なうものであり、冷凍室よりも更に冷蔵室の庫内温度変動を小さく制御できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明による冷蔵庫の実施例１の冷凍サイクル図である。図２は同実施例の冷蔵庫の冷凍サイクルのモリエル線図である。図３は同実施例の冷蔵庫の基本制御動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図１において、２２は圧縮機、２３は凝縮器、２４は第一の蒸発器、２５は第二の蒸発器であり直列に接続されている。２６は第一のキャピラリチューブ（第一の減圧手段）で、凝縮器２３の出口と第一の蒸発器２４の入口に接続されている。２７は第一の蒸発器２４と第二の蒸発器２５の間に設けられた冷媒流量制御装置であり、冷凍室３２内に配置されている。冷媒流量制御装置２７は例えば電動式の膨張弁などが用いられ、パルスにより駆動され、開度をパルスに応じて制御するとともに全閉機能を有している。２８はサクションパイプで、第二の蒸発器２５の出口と圧縮機２２を接続している。そして、第一のキャピラリチューブ２６と第一の蒸発器２４との間から分岐し、第二のキャピラリチューブ（第二の減圧手段）３６を介し、冷媒流量制御装置２７と第二の蒸発器２５との間に合流するバイパス回路を有する冷凍サイクルから構成している。
【００２９】
第一の蒸発器２４は、冷蔵庫本体２９の冷蔵室３０内の、例えば奥面に配設されており、近傍には冷蔵室３０の区画内空気を第一の蒸発器２４に通過させて循環させる第一の送風機３１が設けてある。
【００３０】
第二の蒸発器２５は、冷凍室３２内の、例えば冷凍室３２の奥面に配設されており、近傍には冷凍室３２の区画内空気を第二の蒸発器２５に通過させて循環させる第二の送風機３３が設けてある。
【００３１】
３４は第一の蒸発器２４の出口近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段、３５は第二の蒸発器２５の出口近傍に設けた第二の蒸発器温度検知手段、３７は冷凍室３２内に設けた冷凍室温度検知手段、３８は冷蔵室３０内に設けた冷蔵室温度検知手段、３９は冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段である。なお圧縮機２２は、回転数可変型としている。
【００３２】
４０は制御手段で、第一の蒸発器温度検知手段３５により冷媒流量制御装置２７の開度を、冷凍室温度検知手段３７により圧縮機２２の回転数および運転を制御する。
【００３３】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００３４】
圧縮機２２で圧縮された冷媒は凝縮器２３にて放熱、液化しキャピラリチューブ２６に入る。そして減圧された液冷媒は第一の蒸発器２４に入り、冷媒流量制御装置２７の絞り量（開度）に応じた圧力の飽和温度で液冷媒の一部が蒸発する。第一の蒸発器２４の蒸発温度は、冷媒流量制御装置２７の開度が大きくなれば第二の蒸発器２５の蒸発圧力に近くなるため低くなる。逆に冷媒流量制御装置２７の開度を小さくすれば、第一の蒸発器２４内の圧力が高くなり蒸発温度も高くなる。
【００３５】
第一の蒸発器２４の蒸発温度の制御は、制御手段３６により、冷媒流量制御装置２７の開度を調節するで行うが、その判断情報は、第一の蒸発器温度検知手段３４である。
【００３６】
そして冷媒流量制御装置２７で減圧された冷媒の残りは第二の蒸発器２５において圧縮機２２の吸込み圧力（低圧）に相当する蒸発温度で蒸発し、サクションパイプ２８を通り圧縮機２２へ戻る。
【００３７】
また、冷蔵室３０が所定の温度に冷却されると冷媒流量制御装置２７を全閉とし、冷媒は第一の蒸発器２４をバイパスし、第二のキャピラリチューブ３６でさらに減圧され、第二の蒸発器２５に入る。
【００３８】
上記動作を、図２のモリエル線図で説明すれば、凝縮器２３によりＡ点からＢ点へ、第一のキャピラリチューブ２６によりＢ点からＣ点に減圧、Ｃ点で第一の蒸発器２４に入った冷媒はＰ１の圧力に飽和した温度で蒸発する。Ｄ点は冷媒流量制御装置２７の入口で、出口Ｅ点まで減圧され第二の蒸発器２５に入りＰ２の圧力に飽和した温度で蒸発する。そしてＦ点で圧縮機２２に吸込まれ、Ａ点まで圧縮される。
【００３９】
ここで、冷媒流量制御装置２７の開度を絞るとＣ点がＣ’点に、Ｄ点がＤ’点となり、Ｐ３の圧力まで上昇し第一の蒸発器２４の蒸発温度も上昇する。逆に冷媒流量制御装置２７の開度を開くとＣ点の圧力は下がり第一の蒸発器２４の蒸発温度も下がる。
【００４０】
以上の動作を図３のフローチャートで説明すると、制御をスタートすると、まずステップＳ１で冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ、以後ＦＣＣと言う）が所定温度Ｔｏｆｆよりも低いか高いか見る。高い場合（Ｎ）、ステップＳ２で第一の蒸発器温度検知手段３４（ＤＰＣ、以後ＤＰＣと言う）が所定温度Ｔ１より低いか高いか見る。低い場合（Ｎ）、ステップＳ３で冷媒流量制御装置としての膨張弁２７の弁を閉方向に一定の駆動パルスを送る。また、ステップＳ２でＤＰＣがＴ１より高い場合（Ｙ）、ステップＳ４で膨張弁２７の弁を開方向に一定の駆動パルスを送る。そしてステップＳ５に移行し、ＦＣＣが所定温度Ｔ２より低い場合（Ｎ）、ステップＳ６で圧縮機回転数を下げる。また、ステップＳ５でＦＣＣが所定温度Ｔ２より高い場合（Ｙ）、ステップＳ７で圧縮機回転数を上げる。そして、ステップＳ８でタイマーにより一定時間計測し、経過後ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１でＦＣＣがＴｏｆｆより低い場合（Ｙ）、ステップＳ９に移行し圧縮機２２を停止する。そしてステップＳ１０でＦＣＣがＴｏｎを超えた場合（Ｙ）、ステップＳ１１で圧縮機２２をＯＮし、ステップＳ１からステップＳ８のフローに戻る。
【００４１】
このようにして第一の蒸発器温度検知手段３４（ＤＰＣ）で膨張弁２７の開度制御を、冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ）で圧縮機回転数を制御するものである。
【００４２】
従って、比較的設定温度の高い冷蔵室３０は、例えば冷蔵温度（０〜５℃）に保つ場合、冷媒流量制御装置２７の開度を制御して第一の蒸発器２４の蒸発温度を高め、冷蔵室３０内と蒸発器の温度差を小さくすることにより、第一の送風機３１で送り込まれる冷気温度の過冷却が抑えられ冷蔵室３０内の温度変動を小さくし、除湿作用を抑えることができ、冷蔵室３０内を高湿度に保つことができる。
【００４３】
また、冷蔵室３０内が高負荷時や設置初期に、冷媒流量制御装置２７の開度を制御し冷媒循環量を増やして短時間で所定の温度にすることができる。逆に、冷蔵室の軽負荷時に、冷媒流量制御装置２７の開度を制御し冷媒循環量を減らしてシステム効率向上による省エネルギー化が図れる。
【００４４】
また、冷凍室３２は、第二の蒸発器２５および第二の送風機３３により、所定の温度、例えば冷凍温度（−２０℃）に保たれるが、冷凍室３２の負荷が大きくなった時には、冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ）で圧縮機２２の回転数を制御し、回転数を上げることで、冷媒循環量を多くし短い時間で所定の温度にすることができる。逆に冷却室の負荷が小さい時は、冷凍室温度検知手段３７（ＦＣＣ）で圧縮機２２の回転数を制御し、回転数を下げることで、冷媒循環量を少なくすることによりシステム効率向上が図れ、省エネルギーとなる。
【００４５】
また、冷媒流量制御装置２７を制御するための第一の蒸発器温度検知手段３４として、第一の蒸発器２４の除霜時における検知手段として用いる冷蔵室用蒸発器除霜制御用センサを兼用するものであり、冷媒流量制御装置２７を制御するための特別なセンサ等を設ける必要がないので、冷蔵庫の構造上簡素化でき、また安価にシステムを構成することができる。
【００４６】
また、冷媒流量制御装置２７は、第一の蒸発器温度検知手段３４、例えば、冷蔵室蒸発器除霜用センサにて制御されるものであり、ステップＳ８でのタイマーの時間設定を任意に設定することで、蒸発器あるいは庫内温度の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度あるいは庫内温度を直接的かつ迅速に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動を抑制することができる。また、この時、冷媒流量制御装置２７の可変タイミングをステップＳ８でのタイマーにより適切な間隔（例えば、２分間に１回）に設定することで、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化による各蒸発器温度の変化に追従して、貯蔵室の過冷、不冷状態になるような誤った制御をすることなく、安定した運転状態を維持できる。
【００４７】
また、制御フローの中のステップＳ３あるいはステップＳ４での駆動パルス数を一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御とすることで、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化等により冷却システムが発散（冷却、不冷を繰り返すような現象）することなく、安定した運転状態を得ることができる。
【００４８】
また、冷媒流量制御装置２７の開度を制御する第一の蒸発器温度検知手段３４（ＤＰＣ）の設定温度Ｔ１を任意に設定することで、第一の蒸発器２４で冷却する庫内を冷蔵から冷凍の温度まで自由に設定することも可能である。
【００４９】
なお、本実施の形態での冷凍サイクルは、圧縮機２２と凝縮器２３と第一のキャピラリチューブ２６と第一の蒸発器２４と冷媒流量可変装置２７と第二の蒸発器２５を接続するとともに、第一のキャピラリチューブ２６の下流から分岐して第一の蒸発器２４をバイパスし、第二の蒸発器２５に接続する回路からなるもので説明したが、この構成に限定するものでなく、冷媒流量可変装置は冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器の下流に設けたものであれば良く、たとえば凝縮器出口から分岐し第一の減圧手段と第一の蒸発器と冷媒流量可変装置と第二の蒸発器を接続するとともに、前記分岐部から第一の蒸発器をバイパスし第二の減圧手段を介してバイパス回路を設けたものや、圧縮機と凝縮器と第一の減圧手段と第一の蒸発器と冷媒流量可変装置とを接続するとともに、凝縮器下流から分岐して第二の減圧手段と第二の蒸発器を並列に接続してなるものでも同様の効果を得られる。
【００５０】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態２による冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。
【００５１】
なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
図４において、ステップＳ８で一定時間計測後ステップＳ１２で、外気温度検知手段（ＡＴＣ、以後ＡＴＣと言う）が所定温度Ｔ３より高いか判断し、高い場合（Ｙ）、ステップＳ１５でＤＰＣ目標温度（Ｔ１）を所定温度（たとえば１℃）下げる。また、ステップＳ１２でＡＴＣがＴ３より低い場合（Ｎ）、ステップＳ１３に移行する。そして、ＡＴＣがＴ４より低いか判断し、低い場合（Ｙ）、ステップＳ１４に移行しＤＰＣ目標温度（Ｔ１）を所定温度（たとえば１℃）上げる。また、ステップＳ１３でＡＴＣがＴ４より高い場合（Ｎ）、Ｔ１は変えずにステップ１へ移行する。
【００５３】
以上説明した制御により、本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒流量制御装置２７により冷蔵室３０内を冷却する第一の蒸発器２４の蒸発温度を外気温度に応じて目標温度を補正することにより、たとえば周囲温度が比較的高い場合、蒸発温度を低めに設定することで庫内温度の上昇を抑えることができる。同様に、周囲温度が比較的低い場合、蒸発温度を高めに設定することで庫内温度の冷え過ぎを抑えることができる。したがって冷蔵庫の設置される周囲温度環境によらず適正な庫内温度を確保することができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図５は、本実施の形態３による冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。
【００５５】
なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
図５において、ステップＳ１でＦＣＣがＴｏｆｆ温度より高い場合（ｎ）、ステップＳ１６で冷蔵室温度検知手段（ＰＣＣ、以後ＰＣＣと言う）がＴ５より高いか判断する。高い場合（Ｙ）、ステップＳ２に移行し、ＤＰＣの温度による弁の開閉制御に進む。一方、ステップＳ１６でＰＣＣがＴ５より低い場合（Ｎ）ステップＳ１７に移行し、ＰＣＣがＴ５よりさらに低い温度であるＴ６より低いか判断する。低い場合（Ｙ）、ステップＳ１８へ移行し、膨張弁２７を全閉にするとともに第一の送風機３１をＯＮとする。そしてその後、ステップＳ５に移行し、一連の制御をする。また、ステップＳ１７でＰＣＣがＴ６より高い場合（Ｎ）は、ステップＳ２に移行し、ＤＰＣの温度による弁の開閉制御に進む。
【００５７】
以上説明した制御により、本実施の形態の冷蔵庫は、冷蔵室３０内に冷蔵室温度検知手段３８を有し、前記冷蔵室温度検知手段３８が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁２７を全閉するものであり、たとえば冷蔵庫の周囲温度が低くなり冷蔵室３０内の冷却が不要になった場合、冷媒を第一の蒸発器２４をバイパスさせることで、冷蔵室３０内が過冷却し食品が凍結する等の問題を防ぐことができる。さらに第一の送風機３１を運転することで第一の蒸発器２４の除霜も行なうことができ、オフサイクルデフロストにより冷蔵室３０内を高湿に保つことができる。
【００５８】
したがって、冷蔵庫の設置温度環境によらず冷蔵庫内を適正な温度に保つことができるとともに第一の蒸発器２４のオフサイクルデフロストによる省エネルギー効果、冷蔵室３０内を高湿に保つことことによる保鮮効果も得ることができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図６は、本実施の形態４による冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。
【００６０】
なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
図６において、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４による膨張弁のパルス駆動制御実行後、ステップＳ１９で圧縮機２２の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｃが所定時間経過したかを判断する。所定時間経過していない場合（Ｎ）、ステップＳ８に移行し、冷媒流量制御装置である膨張弁２７の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｖが所定時間経過後、ステップＳ１へ移行する。一方、ステップＳ１９でタイマーＴｃが所定時間経過した場合（Ｙ）、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７による圧縮機回転数制御を実行する。そして、ステップ８に移行するものである。ここで、冷媒流量制御装置である膨張弁２７の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｖの所定時間を、圧縮機の制御一定時間間隔を決めるタイマーＴｃの所定時間よりも短くしている。
【００６２】
以上説明した制御により、本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒流量制御装置である膨張弁２７の制御一定時間間隔を圧縮機２２の制御一定時間間隔より短い時間で行なうものであり、冷蔵室３０の負荷変動に対しすばやく対応でき、冷蔵室３０の庫内温度変動を小さく制御できるので、庫内食品を安定した温度で保鮮できる。
【００６３】
【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、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第二の蒸発器の上流に設けた第二の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり、複数の蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制される。
【００６４】
また、各貯蔵室の設定温度に近い温度に各蒸発器を冷却することで、冷凍サイクルの効率を高め省エネルギーを図ることができる。
【００６５】
また、冷却室内の高負荷時や設置初期に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を増やして短時間で所定の温度にすることができる。逆に、冷却室の軽負荷時に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を減らしてシステム効率向上による省エネルギー化が図れる。
【００６６】
また、冷媒流量制御装置の開度を制御し、各冷却室を冷蔵から冷凍の温度まで自由に設定することにより、使用者の利便性の高い冷蔵庫を提供できる。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、庫内を冷蔵温度領域と冷凍温度領域に区画し、圧縮機と、凝縮器と、前記冷蔵温度領域に設けた第一の蒸発器と、前記冷凍温度領域に設けた第二の蒸発器と、前記第一の蒸発器の上流に設けた第一の減圧手段と、前記第一の蒸発器の下流に設けた冷媒流量を可変制御する冷媒流量制御装置とよりなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫において、前記冷媒流量制御装置を前記第一の蒸発器温度で、前記圧縮機を前記冷凍室温度で制御するものであり、複数の蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を任意に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動が抑制される。
【００６７】
また、各貯蔵室の設定温度に近い温度に各蒸発器を冷却することで、冷凍サイクルの効率を高め省エネルギーを図ることができる。
【００６８】
また、冷却室内の高負荷時や設置初期に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を増やして短時間で所定の温度にすることができる。逆に、冷却室の軽負荷時に、冷媒流量制御装置の開度を制御し冷媒循環量を減らしてシステム効率向上による省エネルギー化が図れる。
【００６９】
また、冷媒流量制御装置の開度を制御し、各冷却室を冷蔵から冷凍の温度まで自由に設定することにより、使用者の利便性の高い冷蔵庫を提供できる。
【００７０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置の開度は、前記第一の蒸発器近傍に設けた第一の蒸発器温度検知手段で、制御するものであり、除霜用ヒータにより蒸発器に付着した霜を取り除くための制御手段の構成要素としての第一の蒸発器温度検知手段を兼用化することによって、特別に前記第一の蒸発器温度の検知手段を設ける必要がないので、冷蔵庫の構造的に簡素化することができ、また、安価に構成できる。
【００７１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定時間内は変化させない制御手段を設けたものであり、冷媒流量制御装置の制御において、検知タイミングを任意に設定することで、複数の蒸発器の時間的変動に対して、各蒸発器の蒸発温度を直接的にかつ迅速に可変・制御することが可能であり、冷凍サイクルの効率が高まり，省エネルギーに貢献することができ、また、貯蔵室の設定温度と冷気温度との差が縮小し、貯蔵室内温度の変動を抑制することができる。また、この時、冷媒流量制御装置２７の可変タイミングを適切な間隔（例えば、２分間に１回）に設定することで、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化による各蒸発器温度の変化に追従して、貯蔵室の過冷、不冷状態になるような誤った制御をすることなく、安定した運転状態を維持できる。
【００７２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の発明において、前記冷媒流量制御装置である膨張弁の絞り量は、一定パルス数以上開動作あるいは閉動作させない制御手段を設けたものであり、扉開閉等による庫内負荷の一時的な変化等により冷却システムが発散することなく、安定した運転状態を維持できる。
【００７３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温度検知手段を有し、前記外気温度検知手段により、第一の蒸発器温度検知手段で制御する設定目標温度を変えるものであり、外気温度に応じて冷蔵室内の温度を補正することができ、周囲温度によらず適正な庫内温度を確保することができる。
【００７４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷蔵室内に冷蔵室温度検知手段を有し、前記冷蔵室温度検知手段が所定温度以下の時、冷媒流量制御装置である膨張弁を全閉するものであり、たとえば冷蔵庫の周囲温度が低くなり冷蔵室内の冷却が不要になった場合、冷媒を第一の蒸発器をバイパスさせることで、冷蔵室内が過冷却し食品が凍結する等の問題を防ぐことができる。さらに第一の送風機を運転することで第一の蒸発器の除霜も行なうことができ、オフサイクルデフロストにより冷蔵室内を高湿に保つことができる。したがって、冷蔵庫の設置温度環境によらず冷蔵庫内を適正な温度に保つことができるとともに第一の蒸発器のオフサイクルデフロストによる省エネルギー効果、冷蔵室内を高湿に保つことことによる保鮮効果も得ることができる。
【００７５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の発明において、冷媒流量制御装置である膨張弁の制御一定時間間隔を圧縮機の制御一定時間間隔より短い時間で行なうものであり、冷蔵室の負荷変動に対しすばやく対応でき、冷蔵室の庫内温度変動を小さく制御できるので、庫内食品を安定した温度で保鮮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷凍サイクル図
【図２】
同実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクルのモリエル線図
【図３】
同実施の形態の冷蔵庫の基本制御動作を示すフローチャート
【図４】
本発明による冷蔵庫の実施の形態２の制御動作を示すフローチャート
【図５】
本発明による冷蔵庫の実施の形態３の制御動作を示すフローチャート
【図６】
本発明による冷蔵庫の実施の形態４の制御動作を示すフローチャート
【図７】
従来例を示す冷蔵庫の断面図
【図８】
従来例を示す冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図９】
従来例を示す冷蔵庫の運転制御回路のブロック図
【符号の説明】
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 第一の蒸発器
２５ 第二の蒸発器
２６ 第一のキャピラリチューブ
２７ 冷媒流量制御装置
２９ 冷蔵庫本体
３０ 冷蔵室
３２ 冷凍室
３４ 第一の蒸発器温度検知手段
３６ 第二のキャピラリチューブ
３７ 冷凍室温度検知手段
３８ 冷蔵室温度検知手段
３９ 外気温度検知手段
４０ 制御手段
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