JP2005164070A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵室及び冷凍室共に効率的な冷却を行うことができる２段圧縮コンプレッサを有する冷蔵庫を提供する。
【解決手段】２段圧縮コンプレッサ１２の高圧側吐出口と凝縮器１４が接続され、凝縮器１４とＰＭＶ１５が接続され、ＰＭＶ１５の冷蔵側出口がＲキャピラリーチューブ１６、Ｒエバ１８を経て２段圧縮コンプレッサ１２の中間圧側吸込口と接続され、Ｆキャピラリーチューブ２４を経てＦエバ２６に接続され、Ｆエバが低圧サクションパイプ２８を経て２段圧縮コンプレッサ１２の低圧側吸込口に接続され、ＰＭＶ１５は同時冷却モードと冷凍モードとに切り替え可能で、同時冷却モード中にＲエバ１８に向かう冷媒流量をＰＭＶ１５により調整して、Ｒエバ１８の入口温度と出口の温度との差が設定温度差（例えば、４℃）になるように温度差制御を行うものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２段圧縮コンプレッサを有する冷蔵庫に関するものである。

従来より、２段圧縮コンプレッサを用いて２つの蒸発器に冷媒を送る冷凍サイクルを有する冷蔵庫としては、下記のようなものが提案されている。

すなわち、凝縮器の出口に開閉弁を設け、この開閉弁の切り替えにより、冷媒を冷蔵用蒸発器（以下、Ｒエバという）、冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）の順番に流してＲエバとＦエバを同時に冷却する同時冷却モードを行うか、開閉弁からバイパス管を経て冷媒を冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）のみに流す冷凍モードを行うことができるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１４５９

上記のような冷蔵庫においては、冷蔵室と冷凍室を同時に冷却する同時冷却モードでは、Ｒエバの蒸発温度とＦエバの蒸発温度が同じになり、冷凍サイクルの効率を向上させることができないという問題点がある。

また、Ｒエバの蒸発温度の絶対値が低いため、冷蔵室内の相対湿度が低いという問題点がある。

さらに、開閉弁の切り替えは冷凍室及び冷蔵室のそれぞれの部屋の冷却に必要なときに対して行うことにより、開閉弁のロスや交互冷却中の片側で待ち時間中に温度上昇が見られ、細かい温度設定ができず、各部屋の更なる恒温性を得ることができないという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、冷蔵室及び冷凍室共に効率的な冷却を行うことができる２段圧縮コンプレッサを有する冷蔵庫を提供するものである。

請求項１に係る発明は、２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、前記凝縮器と三方弁型の流量可変手段が接続され、前記流量可変手段の冷蔵側出口が冷蔵キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、前記流量可変手段の冷凍側出口が冷凍キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て前記２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、前記流量可変手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、前記同時冷却モード中に、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、前記流量可変手段により調整して、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行う制御手段を有することを特徴とする冷蔵庫である。

請求項２に係る発明は、２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、前記凝縮器と三方弁型の流量可変手段が接続され、前記流量可変手段の冷蔵側出口が冷蔵キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、前記流量可変手段の冷凍側出口が冷凍キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て前記２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、前記流量可変手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、前記同時冷却モード中に、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の近傍にある送風機の回転数により調整して、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行う制御手段を有することを特徴とする冷蔵庫である。

請求項３に係る発明は、２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、前記凝縮器と三方弁型の流量可変手段が接続され、前記流量可変手段の冷蔵側出口が冷蔵キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、前記流量可変手段の冷凍側出口が冷凍キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て前記２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、前記流量可変手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、前記同時冷却モード中に、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、前記流量可変手段により調整するか、または、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の近傍にある送風機の回転数により調整して、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行う制御手段を有することを特徴とする冷蔵庫である。

請求項４に係る発明は、前記冷蔵キャピラリーチューブの方が、前記冷凍キャピラリーチューブより冷媒が流れやすいことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫である。

請求項５に係る発明は、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れにくい方向にある蒸発器の下流側に、アキュムレータを設けることを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫である。

請求項６に係る発明は、前記冷媒が流れやすい方向にある蒸発器の入口と出口にそれぞれ温度センサーを設け、前記制御手段は、前記両温度センサーを用いて前記入口の温度と前記出口の温度とを測定することを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫である。

請求項７に係る発明は、前記制御手段は、前記冷凍モードにおいて前記２段圧縮コンプレッサの能力を調整して前記冷凍室用蒸発器の温度を制御することを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫である。

請求項８に係る発明は、前記制御手段は、前記同時冷却モードの開始一定時間後に前記温度差制御を行うことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫である。

請求項９に係る発明は、前記制御手段は、前記温度差制御の開始時には、前記流量調整手段の冷蔵側出口を全開状態とし、前記同時冷却モードの終了時には全閉状態とすることを特徴とする請求項１または３記載の冷蔵庫である。

請求項１０に係る発明は、前記制御手段は、前記入口の温度と前記出口の温度との差が所定温度差より大きいときは低速で、前記所定温度差より小さいときは高速で前記送風機を回転させることを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫である。

請求項１１に係る発明は、前記制御手段は、前記流量調整手段の流量調整と共に前記送風機の回転数を調整することを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫である。

請求項１２に係る発明は、前記制御手段は、前記流量調整手段の前記冷媒が流れやすい方向にある出口における冷媒の流量が所定量より少ないときは前記送風機の回転数を所定回転数より高くすることを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫である。

請求項１３に係る発明は、前記制御手段は、前記流量調整手段の前記冷媒が流れやすい方向にある出口における冷媒の流量が所定量より多いときは前記送風機の回転数を所定回転数より低くすることを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫である。

請求項１４に係る発明は、前記制御手段は、前記入口の温度と前記出口の温度との温度差が所定温度差より大きいときは前記流量可変手段により調整し、その温度差が前記所定温度差より小さいときは前記送風機で調整して前記温度差制御を行うことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫である。

請求項１に係る発明の冷蔵庫においては、同時冷却モード中に、冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、流量可変手段により調整して、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行っている。これにより、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器において、液冷媒が蒸発してガス冷媒となり、２段圧縮コンプレッサに液バックが起こることがない。また、液冷媒が蒸発することによりその蒸発器の冷却を確実に行うことができる。

請求項２に係る発明の冷蔵庫であると、流れやすい方向に向かう冷媒流路を、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の近傍にある送風機の回転数により調整して、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口との温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行っている。これにより、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器において、液冷媒が蒸発してガス冷媒となり、２段圧縮コンプレッサに液バックが起こることがない。また、液冷媒が蒸発することによりその蒸発器の冷却を確実に行うことができる。

請求項３に係る発明の冷蔵庫においては、冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、流量可変手段により調整するか、または、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の近傍にある送風機の回転数により調整して、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行っている。これにより、冷媒の流れやすい方向にある蒸発器において、液冷媒が蒸発してガス冷媒となり、２段圧縮コンプレッサに液バックが起こることがない。また、液冷媒が蒸発することによりその蒸発器の冷却を確実に行うことができる。

請求項４に係る発明の冷蔵庫においては、冷蔵キャピラリーチューブの方が冷凍キャピラリーチューブより冷媒が流れやすい構造にし、冷媒の流量調整により冷蔵用蒸発器の温度を制御する。これによって、冷蔵用蒸発器の温度を確実に制御することができる。また、冷蔵用蒸発器から２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口へ液バックが起こることがない。

請求項５に係る発明の冷蔵庫においては、流れにくい方向にある蒸発器の下流側にアキュムレータを設けることにより、この冷媒の流れにくい方向にある蒸発器から２段圧縮コンプレッサへ液バックが起こることがない。

請求項６に係る発明の冷蔵庫においては、冷媒が流れやすい方向にある蒸発器の入口と出口とにそれぞれ温度センサを設けることにより、その入口の温度と出口の温度とを確実に測定することができる。

請求項７に係る発明の冷蔵庫においては、冷凍モードにおいて２段圧縮コンプレッサの能力を調整して冷凍室用蒸発器の温度を制御することにより、冷凍室用蒸発器の温度を正確に制御することができる。

請求項８に係る発明の冷蔵庫においては、同時冷却モードの開始一定時間後に温度差制御を行うことにより、冷凍モードから同時冷却モードに切り替わった後、または、冷蔵庫が起動して同時冷却モードを開始し、その状態が安定した後に温度差制御を行うことができる。

請求項９に係る発明の冷蔵庫においては、温度差制御の開始時には流量調整手段の冷媒側出口を全開状態とすることにより、温度差制御を確実に行うことができる。

請求項１０に係る発明の冷蔵庫においては、入口の温度と出口の温度との差が所定温度差より大きいときは低速で、所定温度差より小さいときは高速で回転させることにより、冷媒の量を適切に制御でき、冷媒が流れやすい方向にある蒸発器における冷媒の蒸発を確実に行うことができる。即ち、所定温度差より大きいときは低速で送風機を回転させて液冷媒の蒸発を抑制し、所定温度差より小さいときは高速で送風機を回転させて液冷媒の蒸発を促進させるものである。

請求項１１に係る発明の冷蔵庫においては、流量調整手段の流量調整と共に送風機の回転数を調整することにより、温度差制御を正確に行うことができる。

請求項１２に係る発明の冷蔵庫においては、流量調整手段の冷媒が流れやすい方向にある出口における冷媒の流量が所定量より少ないときは送風機の回転数を所定回転数より高くして液冷媒の蒸発を促進させる。これにより、冷媒が流れやすい方向にある蒸発器の内部の液冷媒の蒸発を確実に行うことができる。

請求項１３に係る発明の冷蔵庫においては、流量調整手段における冷媒が流れやすい方向にある出口の冷媒の流量が所定量より大きいときは送風機の回転数を所定回転数より低くして、液冷媒の蒸発を抑制する。これにより、冷媒が流れやすい方向にある蒸発器の内部の液冷媒の蒸発を確実に行うことができると共に、その蒸発器の冷却を確実に行うことができる。

請求項１４に係る発明の冷蔵庫においては、入口の温度と出口の温度との温度差が所定温度差より大きいときは流量可変手段により調整して設定温度差になるように温度差制御し、その温度差が所定温度差より小さいときは送風機で調整して温度差制御を行うことにより、確実に設定温度差に制御することができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。

（１）冷蔵庫１の構造
まず、冷蔵庫１の構造について図３に基づいて説明する。

冷蔵庫１内部は、上段から冷蔵室２、野菜室３、製氷室４、冷凍室５が設けられている。

冷凍室５の背面にある機械室６には、能力可変型の２段圧縮コンプレッサ（以下、単にコンプレッサという）１２が設けられている。

製氷室４の背面には、製氷室４と冷凍室５を冷却するための冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバという）２６が設けられている。

さらに、野菜室３の背面には、冷蔵室２と野菜室３を冷却するための冷蔵室用蒸発器（以下、Ｒエバという）１８が設けられている。

Ｆエバ２６の上方には、Ｆエバ２６によって冷却された冷気を製氷室４と冷凍室５に送風するための送風ファン（以下、Ｆファンという）２７が設けられている。

Ｒエバ１８の上方には、Ｒエバ１８で冷却された冷気を冷蔵室２と野菜室３に送風するための送風ファン（以下、Ｒファンという）１９が設けられている。

冷蔵庫１の天井部後方には、マイクロコンピューターよりなる制御部７が設けられている。

また、冷蔵室２には、庫内温度を測定するＲセンサ８が配され、冷凍室５には、庫内温度を測定するＦセンサ９が配されている。

（２）冷凍サイクル１０の構造
冷蔵庫１における冷凍サイクル１０の構造について図１と図２に基づいて説明する。

コンプレッサ１２の高圧側吐出口には凝縮器１４が接続され、凝縮器１４には、パルスモータバルブ（以下、ＰＭＶという）１５が接続されている。このＰＭＶ１５は、三方弁型であり、一つの入口に２つの出口がある。これら２つの出口、すなわち、冷蔵側出口と冷凍側出口から流れ出る冷媒の量は、両出口のバルブの開度をパルスモータによってそれぞれ調整することにより行う。この調整は、制御部７から前記パルスモータへ出力されるパルスの数によって決まり、図６に示すような関係となっている。このＰＭＶ１５であると、全開状態から全閉状態に調整する場合にパルスによりリニアにその開度を調整することができる。

ＰＭＶ１５の冷蔵側出口には、冷蔵キャピラリーチューブ（以下、Ｒキャピラリーチューブという）１６、Ｒエバ１８が順番に接続されている。

Ｒエバ１８の出口側は、中間圧サクションパイプ２２を経てコンプレッサ１２の中間圧側吸込口に接続されている。

前記ＰＭＶ１５の冷凍側出口は、冷凍キャピラリーチューブ（以下、Ｆキャピラリーチューブという）２４を経てＦエバ２６に接続されている。Ｆエバ２６の出口側は低圧サクションパイプ２８を経てコンプレッサ１２の低圧側吸込口に接続されている。また、低圧サクションパイプ２８の経路中には、アキュムレータが設けられている。

Ｒキャピラリーチューブ１６と中間圧サクションパイプ２２とは近接して設けられ、熱交換が可能なようになっている。このようにＲキャピラリーチューブ１６から中間圧サクションパイプ２２に熱を与えることにより、中間圧サクションパイプ中の液冷媒を気化させることができ、コンプレッサ１２に液バックをするのを防止することができる。

Ｆキャピラリーチューブ２４と低圧サクションパイプ２８も近接して熱交換が可能なようになっている。このようにＦキャピラリーチューブ２４から低圧サクションパイプ２８に熱を与えることにより液冷媒が気化してコンプレッサ１２への液バックを防止することができる。

また、Ｒエバ１５の入口には、Ｒエバ１５へ流入する冷媒の温度を測定する入口センサ３２が設けられ、出口にはＲエバ１５から流出する冷媒の温度を測定する出口センサ３４が設けられている。

（３）冷蔵庫１の電気的構成
次に、図４に基づいて、冷蔵庫１の電気的構成について説明する。

冷蔵庫１の制御を行う制御部７に、コンプレッサ１２のモータ、Ｒファン１９、Ｆファン２７、ＰＭＶ１５、Ｒセンサ８、Ｆセンサ９、入口センサ３２、出口センサ３４が接続されている。

制御部７は、予め記憶されたプログラム（下記で示す動作状態を実現するプログラム）に基づいて、Ｒセンサ８によって検出した冷蔵室２の庫内温度（以下、Ｒ温度という）と冷凍室５の庫内温度（以下、Ｆ温度という）と入口センサ３２と出口センサ３４の検出温度に基づいて、コンプレッサ１２、Ｒファン１９、Ｆファン２７及びＰＭＶ１５を制御する。

（４）冷蔵庫１の動作状態
次に、制御部７に基づく冷蔵庫１の制御状態について説明する。

制御部７は、ＰＭＶ１５にパルスを出力することにより、冷蔵室２、野菜室３（以下、まとめて冷蔵室２という）と製氷室４と冷凍室５（以下、まとめて冷凍室５という）を同時に冷却する同時冷却モードと、冷凍室５のみを冷却する冷凍モードを行うことができる。

（４−１）冷凍モード
まず、冷凍モードについて説明する。

冷凍モードは、図２に示すように、ＰＭＶ１５の冷蔵側出口を閉塞し、冷凍側出口にのみ冷媒が流れるようにする。冷媒の流れとしては、コンプレッサ１２、凝縮器１４、ＰＭＶ１５、Ｆキャピラリーチューブ２４、Ｆエバ２６を経て低圧サクションパイプ２８を通りコンプレッサ１２に戻る経路である。

そして、コンプレッサ１２を動作させることにより、Ｆエバ２６が冷却され、冷凍室５が冷却される。

図６に示すように、冷凍モードにおいて制御部７がＰＭＶ１５に出力するパルス数は６１パルスである。すると、ＰＭＶ１５の冷蔵側出口を閉塞し、冷凍側出口にのみ冷媒が流れる。

また、冷凍室５の庫内温度の調整は、Ｆセンサ９で検出した温度に基づいて、コンプレッサ１２を能力を可変させることにより行う。例えば、庫内温度が上昇したときはコンプレッサ１２のモータの運転周波数を上げる。

（４−２）同時冷却モード
次に、同時冷却モードについて説明する。

同時冷却モードは、図１に示すようにＰＭＶ１５の２つの出口から同時に冷媒を流すことにより、Ｒエバ１８とＦエバ２６を同時に冷却して、冷蔵室２と冷凍室５を同時に冷却するモードである。

この同時冷却モードにおける冷媒の流れとしては、２つ存在する。

第１の流れは、コンプレッサ１２から凝縮器１４に流れ、ＰＭＶ１５を経てＲキャピラリーチューブ１６、Ｒエバ１８、中間圧サクションパイプ２２を経てコンプレッサ１２に戻る経路である。第２の流れは、ＰＭＶ１５からＦキャピラリーチューブ２４を経て、Ｆエバ２６、低圧サクションパイプ２８を経てコンプレッサ１２に戻る経路である。

この場合に、Ｆキャピラリーチューブ２４の径よりもＲキャピラリーチューブ１６の径を太くして冷媒の流量抵抗を小さくして、Ｆキャピラリーチューブ２４よりもＲキャピラリーチューブ１６の方に冷媒が流れ易い状態となっている。

図６に示すように、同時冷却モードにおいて制御部７がＰＭＶ１５に出力するパルス数は７０〜８１パルスである。すると、ＰＭＶ１５の冷凍側出口は全開であり、冷蔵側出口の開度を調整して冷媒の流量調整ができる。

また、Ｒエバ１８の内部における冷媒の状態としては、Ｒエバ１８の入口では液冷媒であって、Ｒエバ１８内部で液冷媒が蒸発して、出口直前ではガス冷媒となっている。これにより、中間圧サクションパイプ２２を経てコンプレッサ１２の中間圧側吸込口に液バックを起こすことがない。このように出口直前でガス冷媒とするために、Ｒエバ１８の入口付近と出口付近における温度を入口センサ３２、出口センサ３４でそれぞれ測定し、その測定した入口温度と出口温度との差が設定温度差になるように、ＰＭＶ１５のＲエバ１８への冷媒の流量を調整する。この設定温度差としては、１℃から５℃であり、好適には２℃から４℃である。

この温度差制御方法について下記で説明する。

（４−３）第１の温度差制御方法
第１の温度差制御方法について、図５のフローチャートに基づいて説明する。

冷凍モードから同時冷却モードに切り替わると図５における同時冷却モードにおける第１の温度差制御方法を行う。

ステップ１において、ＰＭＶ１５に制御部７が７５パルスを出力する。すると、ＰＭＶ１５は冷蔵側出口を半開き状態とし、冷凍側出口を全開状態とする。

ステップ２において、この状態を１分間維持する。これによって、冷凍サイクル１０内部に冷媒が行き渡り冷凍サイクル１０も状態が安定する。

ステップ３において、入口センサ３２と出口センサ３４の検出した温度の差が何℃であるかを判断する。ここで、上記した設定温度差を４℃とする。そして、設定温度差が４℃であれば、Ｒエバ１８内部における液冷媒が出口直前で全て蒸発してガス冷媒となり、Ｒエバ１８を目的の温度に冷却し、コンプレッサ１２へも液バックが起こることがない状態となっている。そのため、設定温度差が４℃の場合にはステップ２に戻り、この状態を１分間維持し再びステップ３に進む。

ステップ３における温度差が３℃以下の場合には、設定温度差よりも低いため、液冷媒がＲエバ１８内部で全て蒸発せず液バックを起こそうとしている状態になるため、ステップ４において、ＰＭＶ１５の開度を少し絞るため、制御部７はＰＭＶ１５に−１パルスの信号を出力する。これにより、ＰＭＶ１５はその１パルス分だけ冷蔵側出口を閉めて、Ｒエバ１８への液冷媒の流量を減少させる。そして、温度差が縮まらないときは、ステップ５を経げ１パルスづつ冷蔵側出口を順番に閉めて、Ｒエバ１８への液冷媒の流量を減少させる。パルス数が７０となると冷蔵側出口が全閉状態になり、冷媒は流れなくなる。

ステップ５においては、ＰＭＶ１５の冷蔵側出口が全閉状態になっているか否かを判断する。ＰＭＶ１５は全閉状態でなければステップ２に戻り、１分間その状態を維持してＲエバ１８内部の液冷媒が全て蒸発するか否かを判断する。そして、１分間維持した後に再びステップ３に進み、入口温度と出口温度との差を測定する。一方、全閉状態のときはステップ６に進む。

ステップ６において、パルス数を７０としてＰＭＶ１５を全閉状態に維持し、ステップ２に戻る。

以上のステップ２からステップ３、ステップ４、ステップ５、ステップ６の流れにより、液冷媒がＲエバ１８内部で全て蒸発しない場合でも、冷蔵側出口を徐々に閉めていくことにより液冷媒の量が少なくなり、Ｒエバ１８内部で確実に全ての液冷媒が蒸発するようにすることができる。そのため、コンプレッサ１２への液バックを防止することができる。

次に、ステップ３において、入口温度と出口温度との差が設定温度差より大きい場合、即ち、５℃以上の場合には、制御部７は、ステップ７に示すようにＰＭＶ１５へのパルスを１パルス増加させて、ＰＭＶ１５の冷蔵側出口の開度を開き冷媒流量を増やす。これは、設定温度差以上に温度差がある場合には、液冷媒がＲエバ１８内部で流れる量が少なくＲエバ１８が十分に冷却されてないことを意味するため、冷媒流量を増加させてＲエバ１８を冷却するものである。この制御を全開状態になるまで続ける。

ステップ８において、ＰＭＶ１５が全開状態（パルス数が８１）であるか否かを判断し、全開状態でなければステップ２に戻る。

ステップ８において、ＰＭＶが全開状態（即ちパルス数が８１）になっている場合には、ステップ９においてその状態を維持しステップ２に戻る。

以上により、ＰＭＶ１５によってＲエバ１８に流れる冷媒の流量を調整して、Ｒエバ１８を確実に冷却することができると共に、コンプレッサ１２への液バックを防止することができる。

なお、第１の制御方法においてＰＭＶ１５の開度を中央、即ちパルス数を７５としているのは、中央にすると全開状態または全閉状態どちらの方向にも制御しやすいためである。

（４−４）第２の温度差制御方法
次に、第２の温度差制御方法について説明する。

上記の第１の制御方法においては、ＰＭＶ１５のみによって冷媒流量を調整したが、本制御方法ではこれに加えてＲファン１９の回転数も制御して冷媒流量を調整するものである。

この第２の制御方法としては次のような２つの制御方法がある。

（４−４−１）第２−１の温度差制御方法
第２−１の温度差制御方法は、Ｒファン１９の回転数とＰＭＶ１５のバルブの開度とを対応させ、ＰＭＶ１５のバルブの開度が閉まりそうになるとき、または全閉状態のときにはＲファン１９の回転数を所定回転数より高くする。また、逆に全開または全開状態になるときはＲファン１９の回転数を所定回転数より低くする。

この制御方法を行うのは、Ｒファン１９の回転数を高速にすると液冷媒の蒸発が促進され、液バックの防止をより確実にすることができる。一方、回転数を低速にすると液冷媒から蒸発する冷媒を抑制することができ、Ｒファン１９の冷却を確実にすることができる。

（４−４−２）第２−２の温度差制御方法
第２−２の温度差制御方法としては、入口温度と出口温度との差が小さいときはＲファン１９の回転数のみによって冷媒流量を調整し、温度差が大きいときにはＲファン１９の回転数ではなくＰＭＶ１５の開度により冷媒流量を調整する。

この制御方法を行うのは、ＰＭＶ１５においては冷媒流量を大きく変化させて調整するものであり、Ｒファン１９においては冷媒の流量を微妙に調整することができるため、その使い分けを行っている。

（４−５）第３の温度差制御方法
第１の制御方法及び第２の制御方法においてはＰＭＶ１５によって流量を調整したが、本制御方法ではＰＭＶ１５ではなく、Ｒファン１９のみによって流量制御を行うものである。

この場合には、入口温度と出口温度の差が大きい場合にはＲファン１９の回転数を低速とし、温度差が小さいときは高速にすることによりその流量制御を行うことができる。

本発明は、家庭用冷蔵庫または業務用冷蔵庫に好適である。

本発明の一実施形態を示す冷凍サイクルの構成図であり、同時冷却モードにおける状態である。 同じく冷凍サイクルの冷凍モードにおける状態である。 本実施形態の冷蔵庫の縦断面図である。 冷蔵庫のブロック図である。 同時冷却モードにおけるフローチャートである。 ＰＭＶにおけるパルス数と開度の状態を示す表である。

符号の説明

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
３ 野菜室
４ 製氷室
５ 冷凍室
６ 機械室
７ 制御部
８ Ｒセンサ
９ Ｆセンサ
１０ 冷凍サイクル
１２ コンプレッサ
１４ 凝縮器
１５ ＰＭＶ
１６ Ｒキャピラリーチューブ
１８ Ｒエバ
１９ Ｒファン
２２ 中間圧サクションパイプ
２４ Ｆキャピラリーチューブ
２６ Ｆエバ
２７ Ｆファン
２８ 低圧サクションパイプ
３０ アキュムレータ
３２ 入口センサ
３４ 出口センサ

Claims (14)

1. ２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、
   前記凝縮器と三方弁型の流量可変手段が接続され、
   前記流量可変手段の冷蔵側出口が冷蔵キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、
   前記流量可変手段の冷凍側出口が冷凍キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、
   前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て前記２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、
   前記流量可変手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、
   前記同時冷却モード中に、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、前記流量可変手段により調整して、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行う制御手段を有する
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. ２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、
   前記凝縮器と三方弁型の流量可変手段が接続され、
   前記流量可変手段の冷蔵側出口が冷蔵キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、
   前記流量可変手段の冷凍側出口が冷凍キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、
   前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て前記２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、
   前記流量可変手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、
   前記同時冷却モード中に、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の近傍にある送風機の回転数により調整して、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行う制御手段を有する
   ことを特徴とする冷蔵庫。
3. ２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、
   前記凝縮器と三方弁型の流量可変手段が接続され、
   前記流量可変手段の冷蔵側出口が冷蔵キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、
   前記流量可変手段の冷凍側出口が冷凍キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、
   前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て前記２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、
   前記流量可変手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、
   前記同時冷却モード中に、前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れやすい方向に向かう冷媒流量を、
   前記流量可変手段により調整するか、または、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の近傍にある送風機の回転数により調整して、前記冷媒の流れやすい方向にある蒸発器の入口の温度と出口の温度との差が設定温度差になるように温度差制御を行う制御手段を有する
   ことを特徴とする冷蔵庫。
4. 前記冷蔵キャピラリーチューブの方が、前記冷凍キャピラリーチューブより冷媒が流れやすい
   ことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記冷蔵キャピラリーチューブまたは前記冷凍キャピラリーチューブのどちらか一方の冷媒の流れにくい方向にある蒸発器の下流側に、アキュムレータを設ける
   ことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫。
6. 前記冷媒が流れやすい方向にある蒸発器の入口と出口にそれぞれ温度センサーを設け、
   前記制御手段は、前記両温度センサーを用いて前記入口の温度と前記出口の温度とを測定する
   ことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫。
7. 前記制御手段は、前記冷凍モードにおいて前記２段圧縮コンプレッサの能力を調整して前記冷凍室用蒸発器の温度を制御する
   ことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫。
8. 前記制御手段は、前記同時冷却モードの開始一定時間後に前記温度差制御を行う
   ことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の冷蔵庫。
9. 前記制御手段は、前記温度差制御の開始時には、前記流量調整手段の冷蔵側出口を全開状態とし、前記同時冷却モードの終了時には全閉状態とする
   ことを特徴とする請求項１または３記載の冷蔵庫。
10. 前記制御手段は、前記入口の温度と前記出口の温度との差が所定温度差より大きいときは低速で、前記所定温度差より小さいときは高速で前記送風機を回転させる
    ことを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
11. 前記制御手段は、前記流量調整手段の流量調整と共に前記送風機の回転数を調整する
    ことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
12. 前記制御手段は、前記流量調整手段の前記冷媒が流れやすい方向にある出口における冷媒の流量が所定量より少ないときは前記送風機の回転数を所定回転数より高くする
    ことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
13. 前記制御手段は、前記流量調整手段の前記冷媒が流れやすい方向にある出口における冷媒の流量が所定量より多いときは前記送風機の回転数を所定回転数より低くする
    ことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
14. 前記制御手段は、前記入口の温度と前記出口の温度との温度差が所定温度差より大きいときは前記流量可変手段により調整し、その温度差が前記所定温度差より小さいときは前記送風機で調整して前記温度差制御を行う
    ことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
    

Images