JP3954835B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫としては、特開平８−２１０７５３号公報に示されているものがある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００４】
図８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９は従来例を示す冷凍サイクル図である。図１０は従来例を示す運転制御回路のブロック図である。
【０００５】
図８において、７０１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蔵室７０２と冷凍室７０３に構成されている。冷蔵室７０２には、第一の蒸発器７０４が設置されており冷凍室７０３には第二の蒸発器７０５が設置されている。また、７０６は第一の蒸発器７０４と隣接して設けられた第一の送風機、７０７は第二の蒸発器７０５と隣接して設けられた第二の送風機である。７０８は冷蔵庫本体７０１の下部後方に設けられた圧縮機である。
【０００６】
また、図９において、８０１は凝縮器、８０２は減圧器としてのキャピラリチューブ、８０３は第一の蒸発器７０４と第二の蒸発器７０５を接続する冷媒管であり、圧縮機７０８、凝縮器８０１、キャピラリチューブ８０２、第一の蒸発器７０４、冷媒管８０３、第二の蒸発器７０５を順に接続して閉回路を構成している。
【０００７】
次に、図１０において、制御部である制御手段９０１は、入力端子に、冷凍室７０３の温度を設定する冷凍室温度調節器９０２及び冷蔵室７０２の温度を設定する冷蔵室温度調節器９０３と、冷凍室７０３の温度を検知する冷凍室温度検知手段９０４と、冷蔵室７０２の温度を検知する冷蔵室温度検知手段９０５とが接続され、出力端子には、第一のリレー９０６と第二のリレー９０７とが接続されている。
【０００８】
また、電源９０８の端子の一方には、第一のリレー９０６の動作に従ってオン／オフされる第一のスイッチ９０９が接続され、第一のスイッチ９０９の出力端には、圧縮機７０８と第二のスイッチ９１０が接続されている。また、第二のスイッチ９１０の接点ａには前述した第二の送風機７０７が、接点ｂには、前述した第一の送風機７０６が各々が接続されている。
【０００９】
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。
【００１０】
圧縮機７０８で圧縮し、凝縮器８０１で放熱し、液化された冷媒は、キャピラリチューブ８０２にて減圧され第一の蒸発器７０４にて一部が蒸発し、第二の蒸発器７０５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７０８に吸入される。このような冷凍サイクルは、圧縮機７０８が駆動されるに従って繰り返される。
【００１１】
また、第一の送風機７０６と、第二の送風機７０７の強制通風作用により、冷蔵室７０２及び冷凍室７０３の空気が第一の蒸発器７０４及び第二の蒸発器７０５において熱交換される。
【００１２】
ここで、冷凍室温度調節器９０２の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段９０４の温度が高い場合には、制御手段９０１により第一のリレー９０６が作動して第一のスイッチ９０９がオンし、圧縮機７０８が運転される。さらに、冷蔵室温度調節器９０３の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段９０５の温度が高い場合には、制御手段９０１により第二のリレー９０７が作動して第二のスイッチ９１０の接点ｂに接続され、第一の送風機７０６が運転される。この作用によって冷蔵室７０２が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１３】
一方、冷凍室温度調節器９０２の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段９０４の温度が高く、且つ、冷蔵室温度調節器９０３の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段９０５の温度が低い場合には、制御手段９０１により第二のリレー９０７が作動して第二のスイッチ９１０の接点ａに接続され、第二の送風機７０７が運転される。この作用によって冷凍室７０３が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１４】
そして、冷凍室温度調節器９０２の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段９０４の温度が低い場合には、制御手段９０１により第一のリレー９０６が作動して第一のスイッチ９０９がオフし、圧縮機７０８の運転が停止される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の冷蔵庫の構成では、第一の蒸発器７０４と第二の蒸発器７０５が直列にかつ閉回路に配列された単一冷凍サイクルであるため、第一の蒸発器７０４で冷却する冷蔵室７０２の温度が設定温度に到達しても過冷却するという欠点を有していた。
また、第一の蒸発器７０４と第二の蒸発器７０５が減圧機能のない冷媒管８０３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、冷蔵室７０２、冷凍室７０３の冷却制御を、第一の送風機７０６と第二の送風機７０７の運転制御で行っているため、特に、蒸発温度との温度差が大きい冷蔵室７０２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。
【００１６】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷凍室７０３を独立の冷凍サイクルにより分割して冷却することにより冷蔵室７０２の過冷却を改善し、また、各蒸発器の蒸発温度を各冷却室の設定温度に近づけることにより、冷却効率を高め、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。
【００１７】
また、上記従来の冷蔵庫構成では、圧縮機７０８の運転が停止する際に、凝縮器８０１で液化された高温高圧の冷媒が第一蒸発器７０４、第二蒸発器７０５に流入し、冷蔵室７０２の庫内温度及び冷凍室７０３の庫内温度が上昇し冷却効率が低下して無駄な電力を消費し、併せて庫内の温度変動を促進させる欠点を有していた。
【００１８】
本発明は従来の課題を解決するもので、圧縮機７０８が停止する際に冷媒回路を高圧と低圧に回路を分離することにより庫内温度の上昇を低減することにより冷却効率を上げ消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させることを目的とする。
【００１９】
また、上記従来の構成では、通常運転中の蒸発温度が第一蒸発器７０４、第二蒸発器７０５共に低いため着霜量が多くかつデフロスト時デフロストヒーターの熱源による昇温効果しかないため、デフロスト時間が長く冷蔵室７０２の庫内温度及び冷凍室７０３の庫内温度が上昇し冷却効率が低下して無駄な電力を消費し、併せて庫内の温度変動を促進させる欠点を有していた。
【００２０】
本発明は従来の課題を解決するもので、通常運転中第一蒸発器７０４の蒸発温度を高め、第二蒸発器７０５の蒸発温度を低く設定することで、デフロストの際に着霜量の少ない第一蒸発器７０４の熱源を利用し、冷媒回路を第二蒸発器７０５側に切り換えることにより、第二蒸発器７０５のデフロストを促進させることによりデフロスト時間を短縮し、庫内温度の上昇を低減し、冷却効率を上げ消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させることを目的とする。
【００２１】
【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、冷凍サイクルの高圧側に三方弁を有し、前記三方弁により第１蒸発器と第２蒸発器に分流する冷媒回路を備えた冷蔵庫において、前記第１蒸発器と前記第２蒸発器の上流にそれぞれ減圧器を接続し、前記第１蒸発器の下流に冷媒の流量を制御する冷媒流量可変装置を配置して前記第２蒸発器の上流に接続した後、前記第２蒸発器の下流側を圧縮機に接続したものであり、各冷却器の蒸発温度を各冷却室の庫内温度に近づけることができ、過冷却を改善して冷却効率を高め、庫内の乾燥を防止できる、という作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁を機械室に設置し、冷媒流量可変装置を冷凍室内に備えたものであり、高圧高温の冷媒を機械室にて分岐させるためフラッシュガスを防止し、冷凍温度室にて減圧するため熱ロスを低減する、という作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁に流路を閉じる全閉機能を有したものであり、高温高圧ガス冷媒の庫内への侵入を防止し、庫内温度の上昇を低減することで冷却効率を高める、という作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、圧縮機停止中に、三方弁を全閉させるものであり、冷媒回路を高圧と低圧に回路を分離することにより、圧縮機停止中に圧力差による庫内への高温ガス冷媒の侵入を防止し、停止中の蒸発器温度の上昇を低減することで冷却効率を高める、という作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止中に、高圧側に設けた三方弁により全閉回路とし一定時間経過後、前記三方弁を第１蒸発器側に開放し、前記冷媒流量可変装置を全閉としたものであり、高低圧力差を保持させることにより次回圧縮機の起動する際、冷凍サイクルの圧力バランスの即応性が良化し、かつ庫内温度の上昇を低減し、冷却効率を向上させる、という作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止時に前記冷媒流量可変装置を閉じ、三方弁を第１蒸発器側に開放して前記圧縮機停止時の間、冷媒を前記第１蒸発器に封じこめ、一定時間経過後、前記三方弁を第２蒸発器側に開放するものであり、第２蒸発器に滞留する冷媒量を減少させ冷媒流音を低減する、という作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は開閉のみの制御とし、前記冷媒流量可変装置が開時は、三方弁を第１蒸発器側に開放し、前記冷媒流量可変装置が閉時は第２蒸発器側に開放とし、第１蒸発器の蒸発温度を低く制御するものであり、冷蔵室内湿度が低湿に保たれ、乾物等の保存性を維持させる、という作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、第１の蒸発器と第２蒸発器のデフロストを同時に行う時、デフロスト中の一定時間、三方弁を第２蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を閉じるものであり、第１蒸発器のデフロスト時の熱源を第２蒸発器に送り込んで第２蒸発器のデフロストを促進させることによりデフロスト時間を短縮して、デフロスト効率を高める、という作用を有する。
【００２９】
【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。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷媒回路図である。図１において、冷蔵庫本体１０１は冷蔵室１０２，冷凍室１０３を備えており、第１の蒸発器１０４が冷蔵室１０２に、第２の蒸発器１０５が冷凍室１０３に設置されている。１０６は例えば電動式の膨張弁などの冷媒流量可変装置であり、第１の蒸発器１０４と第２の蒸発器１０５の間に設けられている。
【００３１】
１０７は圧縮機、１０８は凝縮器、１０９は例えば高圧側に設けた三方切換装置としての電動式の三方弁であり、１１０は第１蒸発器１０４のキャピラリチューブ、１１１は第２蒸発器１０５のキャピラリーチューブ、１１２は第２の蒸発器１０５と圧縮機１０７を接続するサクションパイプであり、三方弁１０９により第１の蒸発器１０４と第２の蒸発器１０５を直列に流れる第一冷凍サイクルと第二の蒸発器１０５のみに流れる第二冷凍サイクルに分岐する冷媒回路構成としている。
【００３２】
また、１１３は第１の蒸発器１０４と冷蔵室１０２の空気を強制的に熱交換させる第一の送風機であり、１１４は第２の蒸発器１０５と冷凍室１０３の空気を強制的に熱交換させる第二の送風機である。１１５は第１の蒸発器１０４の出口近傍に設けた第１の蒸発器温度検知手段、１１６は冷蔵室１０２の庫内の温度を検知する冷蔵室温度検知手段である。
【００３３】
１１７は第２の蒸発器１０５の出口近傍に設けた第２の蒸発器温度検知手段、１１８は冷凍室１０３の庫内の温度を検知する冷凍室温度検知手段である。
【００３４】
１１９は制御手段で、冷蔵室温度検知手段１１６、冷凍室温度検知手段１１８により三方弁１０９の開度により、第一の冷凍サイクルと第二の冷凍サイクルの切り換えを制御する。
【００３５】
１２０は制御手段で、第１の蒸発器温度検知手段１１５、冷蔵室温度検知手段１１６、第２の蒸発器温度検知手段１１７、冷凍室温度検知手段１１８により冷媒流量可変装置１０６の開度を制御する。
【００３６】
上記の構成の中で冷媒の流れを順に説明すると以下のようになる。圧縮機１０７で圧縮された冷媒は凝縮器１０８にて放熱、液化し、三方弁１０９の開度を制御手段１１９により切り換え制御し、第一の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリチューブ１１０により減圧され、第１の蒸発器１０４に入り蒸発し、冷媒流量可変装置１０６の絞り量（開度）に応じた圧力の飽和温度で第２の蒸発器１０５へ入りサクションパイプ１１２を経て圧縮機１０７へ戻る。
【００３７】
また、第二の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリーチューブ１１１により減圧され第２蒸発器１０５に入り蒸発しサクションパイプ１１２を経て圧縮機１０７へ戻る。
【００３８】
ここで、冷蔵室温度検知手段１１５の検知温度が目標設定温度より高くかつ冷凍室温度検知手段１１６の検知温度が目標設定温度より高い場合制御手段１１９は三方弁１０９を第一の冷凍サイクル側とし、冷蔵室１０２と冷凍室１０３を冷却する。
【００３９】
ここで、冷蔵室温度検知手段１１６の検知温度が目標設定温度に到達した瞬間、制御検知手段１１９により三方弁１０９を第二冷凍サイクル側へ切り換え、冷凍室１０３のみを冷却する。
【００４０】
従って、冷蔵室１０２と冷凍室１０３の庫内温度を独立して冷却することが出来るため、冷蔵室の庫内温度が過冷却することなく、冷却効率を向上させ、併せて室内の温度変動を低減し、食品品質を維持せることが出来る。
【００４１】
さらに、三方弁１０９を制御手段１１９により第一の冷凍サイクル側に設定されている場合、冷媒流量可変装置１０６により、冷蔵室１０２の庫内と第１の蒸発器１０４の温度差を小さくかつ一定に保つことが出来るため冷蔵室１０２の庫内を高湿に保持出来、冷蔵室１０２の庫内の温度変動を小さくすることができるため、冷却効率を向上させ、併せて室内の温度変動を低減し、食品品質をさらに長時間維持することが出来る。
【００４２】
（実施の形態２）
図１において、三方弁１０９を例えば全閉機能を有した電動式の三方弁とし、圧縮機１０７の停止時に全閉制御されるよう構成している。
【００４３】
このような構成において、圧縮機１０７が停止すると三方弁１０９が全閉し、冷媒回路を高圧と低圧に分離されることにより、高圧側の凝縮器１０８中に滞留した高温で高圧のガス冷媒が第１の蒸発器３０５と第２の蒸発器３０６に対して圧力差で侵入し、凝縮潜熱や顕熱を放出して庫内の熱負荷となることを防止できる。これにより、冷蔵室１０２と冷凍室１０３の庫内温度の上昇を低減でき、冷却効率を高めて消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させて食品の貯蔵品質を高めることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
図２は本発明による冷蔵庫の実施の形態３の断面図である。図２において、
冷蔵庫本体３０１は冷蔵室３０２，冷凍室３０３を備えており、第１の蒸発器３０５と第１蒸発器用除霜ヒータ３２２が冷蔵室３０２に、第２の蒸発器３０６と第２蒸発器用除霜ヒータ３２３が冷凍室３０３に設置されている。３０７は例えば電動式の膨張弁などの冷媒流量可変装置であり、第１の蒸発器３０５と第２の蒸発器３０６の間に設けられており、冷凍室３０３の庫内に設けられている。
【００４５】
３０８は圧縮機、３０９は凝縮器、３１０は三方弁であり、機械室３０４内に設けられている。３１１は第１蒸発器３０５のキャピラリチューブ、３１２は第２蒸発器３０６のキャピラリーチューブ、３１３は第２の蒸発器３０６と圧縮機３０８を接続するサクションパイプであり、三方弁３１０により第１の蒸発器３０５と第２の蒸発器３０６を直列に流れる第一冷凍サイクルと第２の蒸発器３０６のみに流れる第二冷凍サイクルに分岐する冷媒回路構成としている。
【００４６】
また、３１４は第１の蒸発器３０５と冷蔵室３０２の空気を強制的に熱交換させる第一の送風機であり、３１５は第２の蒸発器３０６と冷凍室３０３の空気を強制的に熱交換させる第二の送風機である。３１６は第１の蒸発器３０５の出口近傍に設けた第１の蒸発器温度検知手段、３１７は冷蔵室３０２の庫内の温度を検知する冷蔵室温度検知手段である。３１８は第２の蒸発器３０６の出口近傍に設けた第２の蒸発器温度検知手段、３１９は冷凍室３０３の庫内の温度を検知する冷凍室温度検知手段である。
【００４７】
３２０は制御手段で、冷蔵室温度検知手段３１７、冷凍室温度検知手段３１９により三方弁３１０の開度により、第一の冷凍サイクルと第二の冷凍サイクルの切り換えを制御する。
【００４８】
３２１は制御手段で、第１の蒸発器温度検知手段３１６、冷蔵室温度検知手段３１７、第２の蒸発器温度検知手段３１８、冷凍室温度検知手段３１９により冷媒流量可変装置３０７の開度を制御する。
【００４９】
上記の構成の中で冷媒の流れを順に説明すると以下のようになる。
【００５０】
圧縮機３０８で圧縮された冷媒は凝縮器３０９にて放熱、液化し、機械室３０４内に設けられた三方弁３１０の開度を制御手段３２０により切り換え制御し、第一の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリチューブ３１１により減圧され、第１の蒸発器３０５に入り蒸発し、冷凍室３０３の庫内に設けられた冷媒流量可変装置３０７の絞り量（開度）に応じた圧力の飽和温度で第２の蒸発器３０６へ入りサクションパイプ３１３を経て圧縮機３０８へ戻る。
【００５１】
また、第二の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリーチューブ３１２により減圧され第２蒸発器３０６に入り蒸発しサクションパイプ３１３を経て圧縮機３０８へ戻る。
【００５２】
ここで、冷蔵室温度検知手段３１７の検知温度が目標設定温度より高くかつ冷凍室温度検知手段３１９の検知温度が目標設定温度より高い場合制御手段３２０は三方弁３１０を第一の冷凍サイクル側とし、冷蔵室３０２と冷凍室３０３を冷却する。
【００５３】
ここで、冷蔵室温度検知手段３１７の検知温度が目標設定温度に到達した瞬間、制御検知手段３２０により三方切り換え装置を第二冷凍サイクル側へ切り換え、冷凍室３０３のみを冷却する。
【００５４】
上記の冷媒回路構成において、三方弁３１０を機械室３０４に設けることにより高温高圧の冷媒を外気の温度以上の雰囲気の状態で分岐出来るため、フラッシュガスを防止することが出来る。
【００５５】
また、冷媒流量可変装置３０７を冷凍室３０３の庫内に設けることで、冷媒流量可変装置３０７により減圧された冷媒の飽和温度近傍の冷凍室３０３の庫内温度雰囲気において短配管にて第２蒸発器３０６へ運ぶことが出来るため、熱ロスを低減することが出来る。
【００５６】
（実施の形態４）
図３は本発明による冷蔵庫の実施の形態４のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。
【００５７】
以下その動作を図３のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００５８】
まずステップ１は、圧縮機３０８はＯＮしており、例えば三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ接続されている場合、冷蔵室検知温度手段３１７の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がり、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がって行く。
【００５９】
ステップ２は、冷蔵室検知温度手段３１７の温度は目標設定温度へ到達し、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度は目標設定温度へ到達すると、圧縮機３０８はＯＦＦし、三方弁３１０は全閉位置へ切り換わり、高低圧力が分離した状態となる。
【００６０】
ステップ３は、冷蔵室検知温度手段３１７の温度が冷却必要温度へ到達するか、あるいは、冷凍室検知温度手段３１９の温度が冷却必要温度へ到達すると三方弁３１０は第二冷凍サイクル側へ切り換わり、高低圧力をバランスさせる。ステップ４は、高低圧力のバランス後、三方弁３１０を例えば第一冷凍サイクル側へ切り換え、圧縮機３０８をＯＮする。
【００６１】
上記動作において、圧縮機３０８の停止中、三方弁３１０を全閉することにより高低圧力を分離するため冷蔵室及び冷凍室の庫内温度の上昇は極めて緩やかとなる。従って、庫内温度の上昇を低減することにより冷却効率を上げ消費電力を低減することにより電気代を低減し、併せて庫内の温度変動を抑制し、食品品質をさらに長時間維持せることが出来る。
【００６２】
（実施の形態５）
図４は本発明による冷蔵庫の実施の形態５のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。
【００６３】
以下その動作を図４のタイミングチャートをもとにして説明する。まずステップ１は、圧縮機３０８はＯＮしており、例えば三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ接続されている場合、冷蔵室検知温度手段３１７の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がり、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がって行く。
【００６４】
また、冷媒流量可変装置３０７の開度はある制御開度に設定されている。ステップ２は、冷蔵室検知温度手段３１７の温度は目標設定温度へ到達し、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度は目標設定温度へ到達すると、圧縮機３０８はＯＦＦし、三方弁３１０は全閉位置へ切り換わり、高低圧力が分離した状態となる。この状態を例えば1分間継続する。
【００６５】
ステップ３は、三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ切り換へ、冷媒流量可変装置３０７の開度は全閉とし、冷蔵室と冷凍室とで圧力が分離した状態となる。ステップ４は、冷凍室検知温度手段３１９の温度が冷却必要温度へ到達すると冷媒流量可変装置３０７の開度は全開となり、高低圧力をバランスさせる。ステップ５は、高低圧力のバランス後、圧縮機３０８をＯＮする。
【００６６】
上記動作において、圧縮機３０８の停止中、三方弁３１０を全閉することにより高低圧力を分離するため冷蔵室及び冷凍室の庫内温度の上昇は極めて緩やかとなる。
【００６７】
また、次に三方弁３１０を第一冷凍サイクルへ切り換え、冷媒流量可変装置３０７の開度を全閉することで高低圧力差を縮めて高圧と低圧の分離を保持することで、冷凍サイクルの圧力バランスを良化させ、次に圧縮機が起動する際の起動性が大きく良化する。
【００６８】
従って、庫内温度の上昇を低減することにより冷却効率を上げ消費電力を低減することにより電気代を低減し、併せて庫内の温度変動を抑制し、食品品質をさらに長時間維持せることが出来ると同時に圧縮機の起動性が大きく良化している。
【００６９】
（実施の形態６）
図５は本発明による実施の形態６のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。
【００７０】
以下その動作を図５のタイミングチャートをもとにして説明する。図５の場合ステップ１では圧縮機３０８はＯＮし、三方弁３１０は第１蒸発器３０５側に開放して第１冷凍サイクルを形成している。
【００７１】
ステップ２で圧縮機３０８がＯＦＦし、この間冷媒流量可変装置３０７は完全に閉じられ、圧縮機３０８のＯＦＦ後一定時間（実施例の場合１分間）三方弁３１０は第１蒸発器３０５側に開放し第１冷凍サイクルを形成する。
【００７２】
そして一定時間経過後ステップ３では、三方弁３１０は第２蒸発器３０６側に開放され第１蒸発器３０５内に冷媒を閉じ込めた状態で第２冷凍サイクルを形成する。そして冷凍室温度検知手段３１９の温度が冷却必要温度に達すると、圧縮機３０８がＯＮし、冷媒流量可変装置３０７が制御開度に応じて開放される。
【００７３】
このように一旦第１蒸発器３０５内に冷媒を封じこめ、その後第２冷凍サイクルを形成するので第２蒸発器３０６に滞留する冷媒量を減少させることができ、圧縮機３０８起動時の冷媒流音を低減できる。
【００７４】
また、起動時に圧縮機３０８にかかる負荷を低減することができるので消費電力を低減することができる。
【００７５】
（実施の形態７）
図６は、冷蔵庫の実施の形態７のモリエル線図である。
【００７６】
以下に冷媒回路構成は実施の形態３の図２を用いて説明し、その動作を図５のモリエル線図をもとに説明する。第一冷凍サイクルにて冷却する場合でかつ通常運転時の冷媒流量可変装置の開度における運転状態を順を追って説明する。
【００７７】
凝縮器３０９によりＡ点からＢ点へ、第１の蒸発器３０５のキャピラリチューブ３１１によりＢ点からＣ点に減圧、Ｃ点で第１の蒸発器３０５に入った冷媒はＰ１の圧力に飽和した温度で蒸発する。
【００７８】
Ｄ点は冷媒流量可変装置３０７の入口で、出口Ｅ点まで減圧され第２の蒸発器３０６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３０８に吸込まれ、Ａ点まで圧縮される。次に第一冷凍サイクルにて冷却する場合でかつ冷媒流量可変装置の開度が全開の場合における運転状態を順を追って説明する。
【００７９】
凝縮器３０９によりＡ点からＢ点へ、第１の蒸発器３０５のキャピラリチューブ３１１によりＢ点からＣ'点に減圧、Ｃ'点で第１の蒸発器３０５に入った冷媒はＰ３の圧力に飽和した温度で蒸発する。
【００８０】
Ｄ'点は冷媒流量可変装置３０７の入口で、出口Ｅ'点まで減圧され第２の蒸発器３０６に入りＰ４の圧力に飽和した温度で蒸発する。そしてＦ'点で圧縮機３０８に吸込まれ、Ａ点まで圧縮される。
【００８１】
従って、第１蒸発器の蒸発温度は、冷媒流量可変装置３０７の開度が通常運転時の開度ではＰ１の飽和温度で蒸発し、全開開度ではＰ３の飽和温度で蒸発する。蒸発圧力はＰ１＞Ｐ３であることから、冷媒流量可変装置３０７の開度が全開時は通常運転時の開度より低い蒸発温度で冷却出来る。
【００８２】
また、冷蔵室３０２の庫内温度が設定温度に到達すると、三方切り換え装置３１０を第二冷凍サイクル側へ切り換え、冷凍室３０３のみの冷却となる。このことから、冷媒流量調整装置３０７と三方切り換え装置３１０とにより冷蔵室３０２の庫内湿度を低湿に保持出来ることから、乾物等の保存性を維持させることが出来る。
【００８３】
（実施の形態８）
図７は、冷蔵庫の実施の形態８のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。以下その動作を図７のタイミングチャートをもとにして説明する。まずステップ１は、圧縮機３０８はＯＮしており、例えば三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ接続されている場合、冷蔵室検知温度手段３１７の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がり、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がって行く。
【００８４】
また、冷媒流量可変装置３０７の開度はある制御開度に設定されている。ステップ２は、第１蒸発器除霜信号３１６ａ、第２蒸発器除霜信号３１８ａを受け、圧縮機３０８をＯＦＦし、第１及び第２蒸発器用ヒータをＯＮし、三方弁３１０の開度を第一冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を全開としデフロストを開始する。第１蒸発器温度検知手段３１６、第２蒸発器温度検知手段３１８の温度は徐々に上昇する。
【００８５】
ステップ３は、第２蒸発器温度検知手段３１８の温度が制御温度Ａ（例えば２度）に到達すると、三方弁３１０の開度を第二冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を全閉とし、時間Ｔ（例えば２分間）だけ上記負荷動作を保持する。
【００８６】
ステップ４は、三方弁３１０の開度を第一冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を全開とする。ステップ５は、第１蒸発器温度検知手段３１６、第２蒸発器温度検知手段３１８の温度が共に除霜終了温度に到達すると、第１蒸発器除霜信号３１６ａ、第２蒸発器除霜信号３１８ａがＯＦＦし、第１及び第２蒸発器用ヒータをＯＦＦし、三方弁３１０の開度を例えば第一冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を通常の制御開度とし、圧縮機３０８をＯＮし通常運転に戻る。
【００８７】
上記動作において、デフロスト中に時間Ｔだけ蒸発温度の高い第１蒸発器３０５を封鎖してデフロストを促進し、時間Ｔの経過後、冷媒流量可変装置３０７の開度を全開とし三方弁３１０を第１蒸発器３０５側に切り替えて、第１蒸発器３０５内のデフロストによる加熱で温度上昇した冷媒を第２蒸発器３０６内に熱源として送り込む。
【００８８】
これにより、加熱冷媒を有効に活用して第２蒸発器３０６のデフロストを促進させることによりデフロスト時間を短縮し、庫内温度の上昇を低減し、冷却効率を上げ消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させることが出来る。
【００８９】
【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、冷凍サイクルの高圧側に備えた三方弁により第１蒸発器と第２蒸発器に分流する冷媒回路を備えて、第１蒸発器の下流に冷媒の流量を制御する冷媒流量可変装置を配置して第２蒸発器の上流に接続したので、適正な蒸発温度により過冷却を改善して冷却効率を高め、庫内高湿化して食品の貯蔵品質を高めることができる。
【００９０】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁を機械室に設置し、冷媒流量可変装置を冷凍室内に備えたので、フラッシュガスを防止し、熱ロスを低減できる。
【００９１】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁に流路を閉じる全閉機能を有したので、高温高圧ガス冷媒の庫内への侵入を防止し、冷却効率を高めて消費電力を低減できる。また、庫内の温度上昇を抑制して貯蔵品質を高めることができる。
【００９２】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、圧縮機停止中に、三方弁を全閉させるので、圧縮機停止中に圧力差による庫内への高温ガス冷媒の侵入を防止し、停止中の蒸発器温度の上昇を低減することで冷却効率を高めることができる。
【００９３】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止中に三方弁を全閉し一定時間経過後、三方弁を第１蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を全閉としたので、次回圧縮機の起動する際、冷凍サイクルの圧力バランスの即応性が良化し、冷却効率を向上でき、庫内温度の上昇を低減できる。
【００９４】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止時に冷媒流量可変装置を閉じ、三方弁を第１蒸発器側に開放して圧縮機停止時の間、冷媒を第１蒸発器に封じこめ、一定時間経過後、三方弁を第２蒸発器側に開放するので、第２蒸発器に滞留する冷媒量を減少させ冷媒流音を低減できる。
【００９５】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は開閉のみの制御とし、冷媒流量可変装置が開時は、三方弁を第１蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置が閉時は第２蒸発器側に開放とし、第１蒸発器の蒸発温度を低く制御するので、冷蔵室内湿度を低湿化でき、乾物等の保存性を向上できる。
【００９６】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、第１の蒸発器と第２蒸発器のデフロストを同時に行う時、デフロスト中の一定時間、三方弁を第２蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を閉じるので、デフロスト効率を高め、消費電力を低減できる。
【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の冷凍システム図
【図２】本発明による冷蔵庫の実施の形態３の側断面図
【図３】本発明による冷蔵庫の実施の形態４のタイミングチャート
【図４】本発明による冷蔵庫の実施の形態５のタイミングチャート
【図５】本発明による冷蔵庫の実施の形態６のタイミングチャート
【図６】本発明による冷蔵庫の実施の形態６のモリエル線図
【図７】本発明による冷蔵庫の実施の形態７のタイミングチャート
【図８】従来の冷凍装置の側断面図
【図９】従来の冷凍装置の冷凍システム図
【図１０】従来の運転制御回路のブロック図
【符号の説明】
１０４，３０５ 第１蒸発器
１０５，３０６ 第２蒸発器
１０６，３０７ 冷媒流量可変装置
１０７，３０８ 圧縮機
１０８，３０９ 凝縮器
１０９，３１０ 三方弁
１１０，３１１ 第１蒸発器用キャピラリーチーブ
１１１，３１２ 第２蒸発器用キャピラリーチーブ
１０３，３０３ 冷凍室
３０４ 機械室
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫としては、特開平８−２１０７５３号公報に示されているものがある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００４】
図８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９は従来例を示す冷凍サイクル図である。図１０は従来例を示す運転制御回路のブロック図である。
【０００５】
図８において、７０１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蔵室７０２と冷凍室７０３に構成されている。冷蔵室７０２には、第一の蒸発器７０４が設置されており冷凍室７０３には第二の蒸発器７０５が設置されている。また、７０６は第一の蒸発器７０４と隣接して設けられた第一の送風機、７０７は第二の蒸発器７０５と隣接して設けられた第二の送風機である。７０８は冷蔵庫本体７０１の下部後方に設けられた圧縮機である。
【０００６】
また、図９において、８０１は凝縮器、８０２は減圧器としてのキャピラリチューブ、８０３は第一の蒸発器７０４と第二の蒸発器７０５を接続する冷媒管であり、圧縮機７０８、凝縮器８０１、キャピラリチューブ８０２、第一の蒸発器７０４、冷媒管８０３、第二の蒸発器７０５を順に接続して閉回路を構成している。
【０００７】
次に、図１０において、制御部である制御手段９０１は、入力端子に、冷凍室７０３の温度を設定する冷凍室温度調節器９０２及び冷蔵室７０２の温度を設定する冷蔵室温度調節器９０３と、冷凍室７０３の温度を検知する冷凍室温度検知手段９０４と、冷蔵室７０２の温度を検知する冷蔵室温度検知手段９０５とが接続され、出力端子には、第一のリレー９０６と第二のリレー９０７とが接続されている。
【０００８】
また、電源９０８の端子の一方には、第一のリレー９０６の動作に従ってオン／オフされる第一のスイッチ９０９が接続され、第一のスイッチ９０９の出力端には、圧縮機７０８と第二のスイッチ９１０が接続されている。また、第二のスイッチ９１０の接点ａには前述した第二の送風機７０７が、接点ｂには、前述した第一の送風機７０６が各々が接続されている。
【０００９】
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。
【００１０】
圧縮機７０８で圧縮し、凝縮器８０１で放熱し、液化された冷媒は、キャピラリチューブ８０２にて減圧され第一の蒸発器７０４にて一部が蒸発し、第二の蒸発器７０５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７０８に吸入される。このような冷凍サイクルは、圧縮機７０８が駆動されるに従って繰り返される。
【００１１】
また、第一の送風機７０６と、第二の送風機７０７の強制通風作用により、冷蔵室７０２及び冷凍室７０３の空気が第一の蒸発器７０４及び第二の蒸発器７０５において熱交換される。
【００１２】
ここで、冷凍室温度調節器９０２の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段９０４の温度が高い場合には、制御手段９０１により第一のリレー９０６が作動して第一のスイッチ９０９がオンし、圧縮機７０８が運転される。さらに、冷蔵室温度調節器９０３の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段９０５の温度が高い場合には、制御手段９０１により第二のリレー９０７が作動して第二のスイッチ９１０の接点ｂに接続され、第一の送風機７０６が運転される。この作用によって冷蔵室７０２が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１３】
一方、冷凍室温度調節器９０２の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段９０４の温度が高く、且つ、冷蔵室温度調節器９０３の設定に基づいた設定温度より冷蔵室温度検知手段９０５の温度が低い場合には、制御手段９０１により第二のリレー９０７が作動して第二のスイッチ９１０の接点ａに接続され、第二の送風機７０７が運転される。この作用によって冷凍室７０３が選択的に冷却され、所定温度に制御される。
【００１４】
そして、冷凍室温度調節器９０２の設定に基づいた設定温度より冷凍室温度検知手段９０４の温度が低い場合には、制御手段９０１により第一のリレー９０６が作動して第一のスイッチ９０９がオフし、圧縮機７０８の運転が停止される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の冷蔵庫の構成では、第一の蒸発器７０４と第二の蒸発器７０５が直列にかつ閉回路に配列された単一冷凍サイクルであるため、第一の蒸発器７０４で冷却する冷蔵室７０２の温度が設定温度に到達しても過冷却するという欠点を有していた。
また、第一の蒸発器７０４と第二の蒸発器７０５が減圧機能のない冷媒管８０３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、冷蔵室７０２、冷凍室７０３の冷却制御を、第一の送風機７０６と第二の送風機７０７の運転制御で行っているため、特に、蒸発温度との温度差が大きい冷蔵室７０２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。
【００１６】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷凍室７０３を独立の冷凍サイクルにより分割して冷却することにより冷蔵室７０２の過冷却を改善し、また、各蒸発器の蒸発温度を各冷却室の設定温度に近づけることにより、冷却効率を高め、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。
【００１７】
また、上記従来の冷蔵庫構成では、圧縮機７０８の運転が停止する際に、凝縮器８０１で液化された高温高圧の冷媒が第一蒸発器７０４、第二蒸発器７０５に流入し、冷蔵室７０２の庫内温度及び冷凍室７０３の庫内温度が上昇し冷却効率が低下して無駄な電力を消費し、併せて庫内の温度変動を促進させる欠点を有していた。
【００１８】
本発明は従来の課題を解決するもので、圧縮機７０８が停止する際に冷媒回路を高圧と低圧に回路を分離することにより庫内温度の上昇を低減することにより冷却効率を上げ消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させることを目的とする。
【００１９】
また、上記従来の構成では、通常運転中の蒸発温度が第一蒸発器７０４、第二蒸発器７０５共に低いため着霜量が多くかつデフロスト時デフロストヒーターの熱源による昇温効果しかないため、デフロスト時間が長く冷蔵室７０２の庫内温度及び冷凍室７０３の庫内温度が上昇し冷却効率が低下して無駄な電力を消費し、併せて庫内の温度変動を促進させる欠点を有していた。
【００２０】
本発明は従来の課題を解決するもので、通常運転中第一蒸発器７０４の蒸発温度を高め、第二蒸発器７０５の蒸発温度を低く設定することで、デフロストの際に着霜量の少ない第一蒸発器７０４の熱源を利用し、冷媒回路を第二蒸発器７０５側に切り換えることにより、第二蒸発器７０５のデフロストを促進させることによりデフロスト時間を短縮し、庫内温度の上昇を低減し、冷却効率を上げ消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させることを目的とする。
【００２１】
【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、冷凍サイクルの高圧側に三方弁を有し、前記三方弁により第１蒸発器と第２蒸発器に分流する冷媒回路を備えた冷蔵庫において、前記第１蒸発器と前記第２蒸発器の上流にそれぞれ減圧器を接続し、前記第１蒸発器の下流に冷媒の流量を制御する冷媒流量可変装置を配置して前記第２蒸発器の上流に接続した後、前記第２蒸発器の下流側を圧縮機に接続したものであり、各冷却器の蒸発温度を各冷却室の庫内温度に近づけることができ、過冷却を改善して冷却効率を高め、庫内の乾燥を防止できる、という作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁を機械室に設置し、冷媒流量可変装置を冷凍室内に備えたものであり、高圧高温の冷媒を機械室にて分岐させるためフラッシュガスを防止し、冷凍温度室にて減圧するため熱ロスを低減する、という作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁に流路を閉じる全閉機能を有したものであり、高温高圧ガス冷媒の庫内への侵入を防止し、庫内温度の上昇を低減することで冷却効率を高める、という作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、圧縮機停止中に、三方弁を全閉させるものであり、冷媒回路を高圧と低圧に回路を分離することにより、圧縮機停止中に圧力差による庫内への高温ガス冷媒の侵入を防止し、停止中の蒸発器温度の上昇を低減することで冷却効率を高める、という作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止中に、高圧側に設けた三方弁により全閉回路とし一定時間経過後、前記三方弁を第１蒸発器側に開放し、前記冷媒流量可変装置を全閉としたものであり、高低圧力差を保持させることにより次回圧縮機の起動する際、冷凍サイクルの圧力バランスの即応性が良化し、かつ庫内温度の上昇を低減し、冷却効率を向上させる、という作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止時に前記冷媒流量可変装置を閉じ、三方弁を第１蒸発器側に開放して前記圧縮機停止時の間、冷媒を前記第１蒸発器に封じこめ、一定時間経過後、前記三方弁を第２蒸発器側に開放するものであり、第２蒸発器に滞留する冷媒量を減少させ冷媒流音を低減する、という作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は開閉のみの制御とし、前記冷媒流量可変装置が開時は、三方弁を第１蒸発器側に開放し、前記冷媒流量可変装置が閉時は第２蒸発器側に開放とし、第１蒸発器の蒸発温度を低く制御するものであり、冷蔵室内湿度が低湿に保たれ、乾物等の保存性を維持させる、という作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、第１の蒸発器と第２蒸発器のデフロストを同時に行う時、デフロスト中の一定時間、三方弁を第２蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を閉じるものであり、第１蒸発器のデフロスト時の熱源を第２蒸発器に送り込んで第２蒸発器のデフロストを促進させることによりデフロスト時間を短縮して、デフロスト効率を高める、という作用を有する。
【００２９】
【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。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷媒回路図である。図１において、冷蔵庫本体１０１は冷蔵室１０２，冷凍室１０３を備えており、第１の蒸発器１０４が冷蔵室１０２に、第２の蒸発器１０５が冷凍室１０３に設置されている。１０６は例えば電動式の膨張弁などの冷媒流量可変装置であり、第１の蒸発器１０４と第２の蒸発器１０５の間に設けられている。
【００３１】
１０７は圧縮機、１０８は凝縮器、１０９は例えば高圧側に設けた三方切換装置としての電動式の三方弁であり、１１０は第１蒸発器１０４のキャピラリチューブ、１１１は第２蒸発器１０５のキャピラリーチューブ、１１２は第２の蒸発器１０５と圧縮機１０７を接続するサクションパイプであり、三方弁１０９により第１の蒸発器１０４と第２の蒸発器１０５を直列に流れる第一冷凍サイクルと第二の蒸発器１０５のみに流れる第二冷凍サイクルに分岐する冷媒回路構成としている。
【００３２】
また、１１３は第１の蒸発器１０４と冷蔵室１０２の空気を強制的に熱交換させる第一の送風機であり、１１４は第２の蒸発器１０５と冷凍室１０３の空気を強制的に熱交換させる第二の送風機である。１１５は第１の蒸発器１０４の出口近傍に設けた第１の蒸発器温度検知手段、１１６は冷蔵室１０２の庫内の温度を検知する冷蔵室温度検知手段である。
【００３３】
１１７は第２の蒸発器１０５の出口近傍に設けた第２の蒸発器温度検知手段、１１８は冷凍室１０３の庫内の温度を検知する冷凍室温度検知手段である。
【００３４】
１１９は制御手段で、冷蔵室温度検知手段１１６、冷凍室温度検知手段１１８により三方弁１０９の開度により、第一の冷凍サイクルと第二の冷凍サイクルの切り換えを制御する。
【００３５】
１２０は制御手段で、第１の蒸発器温度検知手段１１５、冷蔵室温度検知手段１１６、第２の蒸発器温度検知手段１１７、冷凍室温度検知手段１１８により冷媒流量可変装置１０６の開度を制御する。
【００３６】
上記の構成の中で冷媒の流れを順に説明すると以下のようになる。圧縮機１０７で圧縮された冷媒は凝縮器１０８にて放熱、液化し、三方弁１０９の開度を制御手段１１９により切り換え制御し、第一の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリチューブ１１０により減圧され、第１の蒸発器１０４に入り蒸発し、冷媒流量可変装置１０６の絞り量（開度）に応じた圧力の飽和温度で第２の蒸発器１０５へ入りサクションパイプ１１２を経て圧縮機１０７へ戻る。
【００３７】
また、第二の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリーチューブ１１１により減圧され第２蒸発器１０５に入り蒸発しサクションパイプ１１２を経て圧縮機１０７へ戻る。
【００３８】
ここで、冷蔵室温度検知手段１１５の検知温度が目標設定温度より高くかつ冷凍室温度検知手段１１６の検知温度が目標設定温度より高い場合制御手段１１９は三方弁１０９を第一の冷凍サイクル側とし、冷蔵室１０２と冷凍室１０３を冷却する。
【００３９】
ここで、冷蔵室温度検知手段１１６の検知温度が目標設定温度に到達した瞬間、制御検知手段１１９により三方弁１０９を第二冷凍サイクル側へ切り換え、冷凍室１０３のみを冷却する。
【００４０】
従って、冷蔵室１０２と冷凍室１０３の庫内温度を独立して冷却することが出来るため、冷蔵室の庫内温度が過冷却することなく、冷却効率を向上させ、併せて室内の温度変動を低減し、食品品質を維持せることが出来る。
【００４１】
さらに、三方弁１０９を制御手段１１９により第一の冷凍サイクル側に設定されている場合、冷媒流量可変装置１０６により、冷蔵室１０２の庫内と第１の蒸発器１０４の温度差を小さくかつ一定に保つことが出来るため冷蔵室１０２の庫内を高湿に保持出来、冷蔵室１０２の庫内の温度変動を小さくすることができるため、冷却効率を向上させ、併せて室内の温度変動を低減し、食品品質をさらに長時間維持することが出来る。
【００４２】
（実施の形態２）
図１において、三方弁１０９を例えば全閉機能を有した電動式の三方弁とし、圧縮機１０７の停止時に全閉制御されるよう構成している。
【００４３】
このような構成において、圧縮機１０７が停止すると三方弁１０９が全閉し、冷媒回路を高圧と低圧に分離されることにより、高圧側の凝縮器１０８中に滞留した高温で高圧のガス冷媒が第１の蒸発器３０５と第２の蒸発器３０６に対して圧力差で侵入し、凝縮潜熱や顕熱を放出して庫内の熱負荷となることを防止できる。これにより、冷蔵室１０２と冷凍室１０３の庫内温度の上昇を低減でき、冷却効率を高めて消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させて食品の貯蔵品質を高めることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
図２は本発明による冷蔵庫の実施の形態３の断面図である。図２において、
冷蔵庫本体３０１は冷蔵室３０２，冷凍室３０３を備えており、第１の蒸発器３０５と第１蒸発器用除霜ヒータ３２２が冷蔵室３０２に、第２の蒸発器３０６と第２蒸発器用除霜ヒータ３２３が冷凍室３０３に設置されている。３０７は例えば電動式の膨張弁などの冷媒流量可変装置であり、第１の蒸発器３０５と第２の蒸発器３０６の間に設けられており、冷凍室３０３の庫内に設けられている。
【００４５】
３０８は圧縮機、３０９は凝縮器、３１０は三方弁であり、機械室３０４内に設けられている。３１１は第１蒸発器３０５のキャピラリチューブ、３１２は第２蒸発器３０６のキャピラリーチューブ、３１３は第２の蒸発器３０６と圧縮機３０８を接続するサクションパイプであり、三方弁３１０により第１の蒸発器３０５と第２の蒸発器３０６を直列に流れる第一冷凍サイクルと第２の蒸発器３０６のみに流れる第二冷凍サイクルに分岐する冷媒回路構成としている。
【００４６】
また、３１４は第１の蒸発器３０５と冷蔵室３０２の空気を強制的に熱交換させる第一の送風機であり、３１５は第２の蒸発器３０６と冷凍室３０３の空気を強制的に熱交換させる第二の送風機である。３１６は第１の蒸発器３０５の出口近傍に設けた第１の蒸発器温度検知手段、３１７は冷蔵室３０２の庫内の温度を検知する冷蔵室温度検知手段である。３１８は第２の蒸発器３０６の出口近傍に設けた第２の蒸発器温度検知手段、３１９は冷凍室３０３の庫内の温度を検知する冷凍室温度検知手段である。
【００４７】
３２０は制御手段で、冷蔵室温度検知手段３１７、冷凍室温度検知手段３１９により三方弁３１０の開度により、第一の冷凍サイクルと第二の冷凍サイクルの切り換えを制御する。
【００４８】
３２１は制御手段で、第１の蒸発器温度検知手段３１６、冷蔵室温度検知手段３１７、第２の蒸発器温度検知手段３１８、冷凍室温度検知手段３１９により冷媒流量可変装置３０７の開度を制御する。
【００４９】
上記の構成の中で冷媒の流れを順に説明すると以下のようになる。
【００５０】
圧縮機３０８で圧縮された冷媒は凝縮器３０９にて放熱、液化し、機械室３０４内に設けられた三方弁３１０の開度を制御手段３２０により切り換え制御し、第一の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリチューブ３１１により減圧され、第１の蒸発器３０５に入り蒸発し、冷凍室３０３の庫内に設けられた冷媒流量可変装置３０７の絞り量（開度）に応じた圧力の飽和温度で第２の蒸発器３０６へ入りサクションパイプ３１３を経て圧縮機３０８へ戻る。
【００５１】
また、第二の冷凍サイクルへ切り換えた場合は、キャピラリーチューブ３１２により減圧され第２蒸発器３０６に入り蒸発しサクションパイプ３１３を経て圧縮機３０８へ戻る。
【００５２】
ここで、冷蔵室温度検知手段３１７の検知温度が目標設定温度より高くかつ冷凍室温度検知手段３１９の検知温度が目標設定温度より高い場合制御手段３２０は三方弁３１０を第一の冷凍サイクル側とし、冷蔵室３０２と冷凍室３０３を冷却する。
【００５３】
ここで、冷蔵室温度検知手段３１７の検知温度が目標設定温度に到達した瞬間、制御検知手段３２０により三方切り換え装置を第二冷凍サイクル側へ切り換え、冷凍室３０３のみを冷却する。
【００５４】
上記の冷媒回路構成において、三方弁３１０を機械室３０４に設けることにより高温高圧の冷媒を外気の温度以上の雰囲気の状態で分岐出来るため、フラッシュガスを防止することが出来る。
【００５５】
また、冷媒流量可変装置３０７を冷凍室３０３の庫内に設けることで、冷媒流量可変装置３０７により減圧された冷媒の飽和温度近傍の冷凍室３０３の庫内温度雰囲気において短配管にて第２蒸発器３０６へ運ぶことが出来るため、熱ロスを低減することが出来る。
【００５６】
（実施の形態４）
図３は本発明による冷蔵庫の実施の形態４のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。
【００５７】
以下その動作を図３のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００５８】
まずステップ１は、圧縮機３０８はＯＮしており、例えば三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ接続されている場合、冷蔵室検知温度手段３１７の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がり、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がって行く。
【００５９】
ステップ２は、冷蔵室検知温度手段３１７の温度は目標設定温度へ到達し、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度は目標設定温度へ到達すると、圧縮機３０８はＯＦＦし、三方弁３１０は全閉位置へ切り換わり、高低圧力が分離した状態となる。
【００６０】
ステップ３は、冷蔵室検知温度手段３１７の温度が冷却必要温度へ到達するか、あるいは、冷凍室検知温度手段３１９の温度が冷却必要温度へ到達すると三方弁３１０は第二冷凍サイクル側へ切り換わり、高低圧力をバランスさせる。ステップ４は、高低圧力のバランス後、三方弁３１０を例えば第一冷凍サイクル側へ切り換え、圧縮機３０８をＯＮする。
【００６１】
上記動作において、圧縮機３０８の停止中、三方弁３１０を全閉することにより高低圧力を分離するため冷蔵室及び冷凍室の庫内温度の上昇は極めて緩やかとなる。従って、庫内温度の上昇を低減することにより冷却効率を上げ消費電力を低減することにより電気代を低減し、併せて庫内の温度変動を抑制し、食品品質をさらに長時間維持せることが出来る。
【００６２】
（実施の形態５）
図４は本発明による冷蔵庫の実施の形態５のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。
【００６３】
以下その動作を図４のタイミングチャートをもとにして説明する。まずステップ１は、圧縮機３０８はＯＮしており、例えば三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ接続されている場合、冷蔵室検知温度手段３１７の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がり、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がって行く。
【００６４】
また、冷媒流量可変装置３０７の開度はある制御開度に設定されている。ステップ２は、冷蔵室検知温度手段３１７の温度は目標設定温度へ到達し、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度は目標設定温度へ到達すると、圧縮機３０８はＯＦＦし、三方弁３１０は全閉位置へ切り換わり、高低圧力が分離した状態となる。この状態を例えば1分間継続する。
【００６５】
ステップ３は、三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ切り換へ、冷媒流量可変装置３０７の開度は全閉とし、冷蔵室と冷凍室とで圧力が分離した状態となる。ステップ４は、冷凍室検知温度手段３１９の温度が冷却必要温度へ到達すると冷媒流量可変装置３０７の開度は全開となり、高低圧力をバランスさせる。ステップ５は、高低圧力のバランス後、圧縮機３０８をＯＮする。
【００６６】
上記動作において、圧縮機３０８の停止中、三方弁３１０を全閉することにより高低圧力を分離するため冷蔵室及び冷凍室の庫内温度の上昇は極めて緩やかとなる。
【００６７】
また、次に三方弁３１０を第一冷凍サイクルへ切り換え、冷媒流量可変装置３０７の開度を全閉することで高低圧力差を縮めて高圧と低圧の分離を保持することで、冷凍サイクルの圧力バランスを良化させ、次に圧縮機が起動する際の起動性が大きく良化する。
【００６８】
従って、庫内温度の上昇を低減することにより冷却効率を上げ消費電力を低減することにより電気代を低減し、併せて庫内の温度変動を抑制し、食品品質をさらに長時間維持せることが出来ると同時に圧縮機の起動性が大きく良化している。
【００６９】
（実施の形態６）
図５は本発明による実施の形態６のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。
【００７０】
以下その動作を図５のタイミングチャートをもとにして説明する。図５の場合ステップ１では圧縮機３０８はＯＮし、三方弁３１０は第１蒸発器３０５側に開放して第１冷凍サイクルを形成している。
【００７１】
ステップ２で圧縮機３０８がＯＦＦし、この間冷媒流量可変装置３０７は完全に閉じられ、圧縮機３０８のＯＦＦ後一定時間（実施例の場合１分間）三方弁３１０は第１蒸発器３０５側に開放し第１冷凍サイクルを形成する。
【００７２】
そして一定時間経過後ステップ３では、三方弁３１０は第２蒸発器３０６側に開放され第１蒸発器３０５内に冷媒を閉じ込めた状態で第２冷凍サイクルを形成する。そして冷凍室温度検知手段３１９の温度が冷却必要温度に達すると、圧縮機３０８がＯＮし、冷媒流量可変装置３０７が制御開度に応じて開放される。
【００７３】
このように一旦第１蒸発器３０５内に冷媒を封じこめ、その後第２冷凍サイクルを形成するので第２蒸発器３０６に滞留する冷媒量を減少させることができ、圧縮機３０８起動時の冷媒流音を低減できる。
【００７４】
また、起動時に圧縮機３０８にかかる負荷を低減することができるので消費電力を低減することができる。
【００７５】
（実施の形態７）
図６は、冷蔵庫の実施の形態７のモリエル線図である。
【００７６】
以下に冷媒回路構成は実施の形態３の図２を用いて説明し、その動作を図５のモリエル線図をもとに説明する。第一冷凍サイクルにて冷却する場合でかつ通常運転時の冷媒流量可変装置の開度における運転状態を順を追って説明する。
【００７７】
凝縮器３０９によりＡ点からＢ点へ、第１の蒸発器３０５のキャピラリチューブ３１１によりＢ点からＣ点に減圧、Ｃ点で第１の蒸発器３０５に入った冷媒はＰ１の圧力に飽和した温度で蒸発する。
【００７８】
Ｄ点は冷媒流量可変装置３０７の入口で、出口Ｅ点まで減圧され第２の蒸発器３０６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３０８に吸込まれ、Ａ点まで圧縮される。次に第一冷凍サイクルにて冷却する場合でかつ冷媒流量可変装置の開度が全開の場合における運転状態を順を追って説明する。
【００７９】
凝縮器３０９によりＡ点からＢ点へ、第１の蒸発器３０５のキャピラリチューブ３１１によりＢ点からＣ'点に減圧、Ｃ'点で第１の蒸発器３０５に入った冷媒はＰ３の圧力に飽和した温度で蒸発する。
【００８０】
Ｄ'点は冷媒流量可変装置３０７の入口で、出口Ｅ'点まで減圧され第２の蒸発器３０６に入りＰ４の圧力に飽和した温度で蒸発する。そしてＦ'点で圧縮機３０８に吸込まれ、Ａ点まで圧縮される。
【００８１】
従って、第１蒸発器の蒸発温度は、冷媒流量可変装置３０７の開度が通常運転時の開度ではＰ１の飽和温度で蒸発し、全開開度ではＰ３の飽和温度で蒸発する。蒸発圧力はＰ１＞Ｐ３であることから、冷媒流量可変装置３０７の開度が全開時は通常運転時の開度より低い蒸発温度で冷却出来る。
【００８２】
また、冷蔵室３０２の庫内温度が設定温度に到達すると、三方切り換え装置３１０を第二冷凍サイクル側へ切り換え、冷凍室３０３のみの冷却となる。このことから、冷媒流量調整装置３０７と三方切り換え装置３１０とにより冷蔵室３０２の庫内湿度を低湿に保持出来ることから、乾物等の保存性を維持させることが出来る。
【００８３】
（実施の形態８）
図７は、冷蔵庫の実施の形態８のタイミングチャートである。冷媒回路構成は実施の形態２と同一とする。以下その動作を図７のタイミングチャートをもとにして説明する。まずステップ１は、圧縮機３０８はＯＮしており、例えば三方弁３１０は第一冷凍サイクル側へ接続されている場合、冷蔵室検知温度手段３１７の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がり、かつ冷凍室検知温度手段３１９の温度挙動は目標設定温度へ向かい下がって行く。
【００８４】
また、冷媒流量可変装置３０７の開度はある制御開度に設定されている。ステップ２は、第１蒸発器除霜信号３１６ａ、第２蒸発器除霜信号３１８ａを受け、圧縮機３０８をＯＦＦし、第１及び第２蒸発器用ヒータをＯＮし、三方弁３１０の開度を第一冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を全開としデフロストを開始する。第１蒸発器温度検知手段３１６、第２蒸発器温度検知手段３１８の温度は徐々に上昇する。
【００８５】
ステップ３は、第２蒸発器温度検知手段３１８の温度が制御温度Ａ（例えば２度）に到達すると、三方弁３１０の開度を第二冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を全閉とし、時間Ｔ（例えば２分間）だけ上記負荷動作を保持する。
【００８６】
ステップ４は、三方弁３１０の開度を第一冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を全開とする。ステップ５は、第１蒸発器温度検知手段３１６、第２蒸発器温度検知手段３１８の温度が共に除霜終了温度に到達すると、第１蒸発器除霜信号３１６ａ、第２蒸発器除霜信号３１８ａがＯＦＦし、第１及び第２蒸発器用ヒータをＯＦＦし、三方弁３１０の開度を例えば第一冷凍サイクル側へ、冷媒流量可変装置３０７の開度を通常の制御開度とし、圧縮機３０８をＯＮし通常運転に戻る。
【００８７】
上記動作において、デフロスト中に時間Ｔだけ蒸発温度の高い第１蒸発器３０５を封鎖してデフロストを促進し、時間Ｔの経過後、冷媒流量可変装置３０７の開度を全開とし三方弁３１０を第１蒸発器３０５側に切り替えて、第１蒸発器３０５内のデフロストによる加熱で温度上昇した冷媒を第２蒸発器３０６内に熱源として送り込む。
【００８８】
これにより、加熱冷媒を有効に活用して第２蒸発器３０６のデフロストを促進させることによりデフロスト時間を短縮し、庫内温度の上昇を低減し、冷却効率を上げ消費電力を低減し、併せて庫内の温度変動を低減させることが出来る。
【００８９】
【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、冷凍サイクルの高圧側に備えた三方弁により第１蒸発器と第２蒸発器に分流する冷媒回路を備えて、第１蒸発器の下流に冷媒の流量を制御する冷媒流量可変装置を配置して第２蒸発器の上流に接続したので、適正な蒸発温度により過冷却を改善して冷却効率を高め、庫内高湿化して食品の貯蔵品質を高めることができる。
【００９０】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁を機械室に設置し、冷媒流量可変装置を冷凍室内に備えたので、フラッシュガスを防止し、熱ロスを低減できる。
【００９１】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁に流路を閉じる全閉機能を有したので、高温高圧ガス冷媒の庫内への侵入を防止し、冷却効率を高めて消費電力を低減できる。また、庫内の温度上昇を抑制して貯蔵品質を高めることができる。
【００９２】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、圧縮機停止中に、三方弁を全閉させるので、圧縮機停止中に圧力差による庫内への高温ガス冷媒の侵入を防止し、停止中の蒸発器温度の上昇を低減することで冷却効率を高めることができる。
【００９３】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止中に三方弁を全閉し一定時間経過後、三方弁を第１蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を全閉としたので、次回圧縮機の起動する際、冷凍サイクルの圧力バランスの即応性が良化し、冷却効率を向上でき、庫内温度の上昇を低減できる。
【００９４】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止時に冷媒流量可変装置を閉じ、三方弁を第１蒸発器側に開放して圧縮機停止時の間、冷媒を第１蒸発器に封じこめ、一定時間経過後、三方弁を第２蒸発器側に開放するので、第２蒸発器に滞留する冷媒量を減少させ冷媒流音を低減できる。
【００９５】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷媒流量可変装置は開閉のみの制御とし、冷媒流量可変装置が開時は、三方弁を第１蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置が閉時は第２蒸発器側に開放とし、第１蒸発器の蒸発温度を低く制御するので、冷蔵室内湿度を低湿化でき、乾物等の保存性を向上できる。
【００９６】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、第１の蒸発器と第２蒸発器のデフロストを同時に行う時、デフロスト中の一定時間、三方弁を第２蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を閉じるので、デフロスト効率を高め、消費電力を低減できる。
【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の冷凍システム図
【図２】本発明による冷蔵庫の実施の形態３の側断面図
【図３】本発明による冷蔵庫の実施の形態４のタイミングチャート
【図４】本発明による冷蔵庫の実施の形態５のタイミングチャート
【図５】本発明による冷蔵庫の実施の形態６のタイミングチャート
【図６】本発明による冷蔵庫の実施の形態６のモリエル線図
【図７】本発明による冷蔵庫の実施の形態７のタイミングチャート
【図８】従来の冷凍装置の側断面図
【図９】従来の冷凍装置の冷凍システム図
【図１０】従来の運転制御回路のブロック図
【符号の説明】
１０４，３０５ 第１蒸発器
１０５，３０６ 第２蒸発器
１０６，３０７ 冷媒流量可変装置
１０７，３０８ 圧縮機
１０８，３０９ 凝縮器
１０９，３１０ 三方弁
１１０，３１１ 第１蒸発器用キャピラリーチーブ
１１１，３１２ 第２蒸発器用キャピラリーチーブ
１０３，３０３ 冷凍室
３０４ 機械室
Claims (8)
- 冷凍サイクルの高圧側に三方弁を有し、前記三方弁により第１蒸発器と第２蒸発器に分流する冷媒回路を備えた冷蔵庫において、前記第１蒸発器と前記第２蒸発器の上流にそれぞれ減圧器を接続し、前記第１蒸発器の下流に冷媒の流量を制御する冷媒流量可変装置を配置して前記第２蒸発器の上流に接続した後、前記第２蒸発器の下流側を圧縮機に接続したことを特徴とする冷蔵庫。
- 三方弁を機械室に設置し、冷媒流量可変装置を冷凍室内に備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
- 三方弁に流路を閉じる全閉機能を有したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
- 圧縮機停止中に、三方弁を全閉させることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
- 冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止中に、高圧側に設けた三方弁により全閉回路とし一定時間経過後、前記三方弁を第１蒸発器側に開放し、前記冷媒流量可変装置を全閉としたことを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫。
- 冷媒流量可変装置は全閉機能を有した膨張弁とし、圧縮機停止時に前記冷媒流量可変装置を閉じ、三方弁を第１蒸発器側に開放して前記圧縮機停止時の間、冷媒を前記第１蒸発器に封じこめ、一定時間経過後、前記三方弁を第２蒸発器側に開放することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
- 冷媒流量可変装置は開閉のみの制御とし、前記冷媒流量可変装置が開時は、三方弁を第１蒸発器側に開放し、前記冷媒流量可変装置が閉時は第２蒸発器側に開放とし、第１蒸発器の蒸発温度を低く制御することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
- 第１の蒸発器と第２蒸発器のデフロストを同時に行う時、デフロスト中の一定時間、三方弁を第２蒸発器側に開放し、冷媒流量可変装置を閉じることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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