JP5588785B2 - 食品保存庫 - Google Patents

Description

本発明は、業務用冷蔵庫や米保冷庫などの食品保存庫に関するものである。

この種の食品保存庫は、コンプレッサ、凝縮器（コンデンサ）、キャピラリーおよび蒸発器（エバポレータ）を有する冷凍サイクルが搭載されている。この冷凍サイクルは、冷媒をコンプレッサによって圧縮状態で吐出し、高温高圧ガス状となった冷媒を凝縮器で熱交換により冷却する。これにより高圧液状となった冷媒は、キャピラリーで低圧液状となり、蒸発器で吸気した空気を熱交換により冷却することにより低圧ガス状となる。その後、再びコンプレッサによって圧縮して吐出される。これを繰り返すことにより、収納庫内を一定の保冷温度に保持している。

この食品保存庫は、外気の温度が高くなるに従って冷凍サイクルの負荷が高くなる。よって、冷凍サイクルは、最も高負荷となる夏場を前提として、その要求能力に応じたコンプレッサが選択されている。しかし、業務用の食品保存庫は庫内容量が大きいため、コンプレッサに求められる能力（吐出容量）も高くなる。そして、このような高能力のコンプレッサは、需要が高い家庭用冷蔵庫に使用するコンプレッサと比較すると、高価である。

また、冷凍サイクルは、図１３に示すように、フル作動させる期間が夏場の僅か２ヶ月程度であり、その他の期間は２／３作動や１／３作動などの中・低負荷運転である。例えば図１４に示すように、フル作動時には、コンプレッサを１００％の出力でオンし続ける。２／３作動時では、コンプレッサを予め設定した周期中の２／３をオンし、残りの１／３をオフする周期を繰り返す。また、１／３作動時では、コンプレッサを予め設定した周期中の１／３をオンし、残りの２／３をオフする周期を繰り返す。しかし、このコンプレッサのオンオフ制御による間欠作動は、コンプレッサ自体の負担が大きいため使用可能な期間（寿命）への影響がある。

これらの問題を解消するには、２以上の冷凍サイクルを搭載することにより、１つの冷凍サイクルのコンプレッサが必要な能力を低くする。また、負荷の大きさに応じて所定の冷凍サイクルだけを作動させることが考えられる。しかし、この構成は、複数の凝縮器と蒸発器、そして、これらとコンプレッサを接続する配管が必要になるため、やはりコスト高になるとともに、食品保存庫自体が大型化するという問題がある。

特許文献１には、２つの冷凍サイクルを搭載した冷凍冷蔵庫が記載されている。しかし、この冷凍冷蔵庫は、一方の冷凍サイクルで冷蔵庫内を冷やし、他方の冷凍サイクルで冷凍庫内を冷やすものである。そのため、庫内の容量が大きくすると、前述と同様の問題が生じる。

特許文献２には、２つの冷凍サイクルを搭載した空気調和機が記載されている。この空気調和機は、室外機（コンデンサ）が１つの熱交換器によって構成されている。しかし、このシステムは、冷凍サイクルの数に応じて異なる２室を空調するものであり、１つの部屋（庫内）を効率的に保冷するものではない。

特開平１０−１５３３７５号公報 特開２００６−１５３３３３号公報

本発明は、生産コストの増大および全体の大型化を最小限に抑え、年間を通して効率的な運転が可能な食品保存庫を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明の食品保存庫は、食品を収納する開閉可能な収納庫と、この収納庫内と吸気口および給気口を通して連通した空気冷却室とを備え、前記収納庫内の空気を前記吸気口から前記空気冷却室内に吸気し、冷却した空気を前記給気口から前記収納庫内へ循環供給する食品保存庫において、前記収納庫および前記空気冷却室の外部に配設され、冷媒を圧縮して所定圧力で吐出する第１および第２コンプレッサと、前記収納庫および前記空気冷却室の外部に配設され、前記第１および第２コンプレッサを個別に接続する第１および第２冷媒通路を有する１個の凝縮器と、前記空気冷却室内に配設され、前記第１および第２コンプレッサと前記凝縮器の第１および第２冷媒通路を個別に接続する第１および第２冷媒通路を有する１個の蒸発器と、を備え、前記第１コンプレッサと前記凝縮器および前記蒸発器の第１冷媒通路とで第１冷凍サイクルを構成し、前記第２コンプレッサと前記凝縮器および前記蒸発器の第２冷媒通路とで第２冷凍サイクルを構成し、これら第１および第２冷凍サイクルを個別に制御することにより前記収納庫内を保冷するようにしており、前記第１および第２コンプレッサは、それぞれ吐出容量が同一であり、前記第１および第２冷凍サイクルによる保冷制御は、高負荷モード、中負荷モードおよび低負荷モードの少なくとも３つを備え、高負荷モードでは、前記第１および第２コンプレッサをフル作動またはオンオフ制御して間欠作動させ、中負荷モードでは、前記第１および第２コンプレッサのうち、一方だけをフル作動またはオンオフ制御して間欠作動させ、低負荷モードでは、前記第１および第２コンプレッサのうち、他方だけをオンオフ制御して中負荷モードより低作動率で間欠作動させる構成としている。

この食品保存庫は、個別に制御される第１および第２冷凍サイクルを備えているため、各冷凍サイクルの構成部品である第１および第２コンプレッサは、量産されている家庭用冷蔵庫に使用するコンプレッサを使用することができる。また、各冷凍サイクルは、第１および第２冷媒通路を有する各１個の凝縮器および蒸発器を用いている。よって、生産コストの増大を抑制できるとともに、全体の大型化を抑制できる。しかも、一方のコンプレッサが故障した場合に、他方のコンプレッサの作動により収納した食品の腐敗を防止することができる。

また、中負荷モード時および低負荷モード時には、一方のコンプレッサを作動させ、他方のコンプレッサを休止させることができる。よって、コンプレッサに加わる負担を軽減でき、寿命が短くなることを防止できる。しかも、中・低負荷モードで作動させるコンプレッサが異なるようにしているため、各コンプレッサを間欠作動させても、各コンプレッサの負担は軽減できる。また、凝縮器および蒸発器は、１つの冷凍サイクルだけに使用する熱交換器より大きいものであるため、一方の冷凍サイクルでの作動中には、約１．４倍の性能を得ることができる。よって、高ＣＯＰでの省エネ運転が可能となる。

また、前記凝縮器および前記蒸発器は、空気の通気方向に対して前記第１および第２冷媒通路が交互に位置するように設けられていることが好ましい。このようにすれば、凝縮器および蒸発器での第１および第２冷媒通路の配管経路に偏りが生じることがないため、熱交換効率を向上できる。

さらに、前記空気冷却室内に、前記収納庫内の空気を前記吸気口から吸気して前記給気口から供給するための循環ファンを配設し、この循環ファンの回転数を更に制御することが好ましい。このようにすれば、第１および第２冷凍サイクルによる効率を更に向上できる。しかも、各冷凍サイクルの作動状態に加え、循環ファンの回転数を制御することにより、庫内を冷却する作動率を細分化できる。よって、庫内を目的の保冷温度に確実に維持できる。

なお、前記第１および第２冷凍サイクルによる保冷制御は、前記収納庫内に配設した温度検出手段の検出値と予め設定したしきい値とに基づいて行うものである。このようにすれば、収納庫内を目的の保冷温度に保持できる。

本発明の食品保存庫では、第１および第２コンプレッサと各１個の凝縮器および蒸発器とを有する第１および第２冷凍サイクルを備えているため、生産コストの増大を抑制できるとともに、全体の大型化を抑制できる。また、低負荷モード時には、一方のコンプレッサだけを作動させるため、コンプレッサの負担を軽減し、寿命が短くなることを防止できる。

本発明の実施形態の食品保存庫を示す部分断面図である。 図１の要部断面図である。 第１および第２冷凍サイクルの構成を示す概略図である。 凝縮器および蒸発器を構成する熱交換器を示す斜視図である。 図４の正面図である。 マイコンによる保冷制御を示すグラフである。 マイコンによる保冷制御を示す図表である、 熱交換器の性能を示すグラフである。 冷凍サイクルのｐ−ｉ線図である。 マイコンによる保冷制御を示すフローチャートである。 図１０のモード変更判断を示すフローチャートである。 マイコンによる保冷制御の変形例を示す図表である。 １年を通した冷凍サイクルの作動状態を示すグラフである。 冷凍サイクルの作動状態に対するコンプレッサの作動状態を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係る食品保存庫を示す。この食品保存庫は、食品を収納する収納庫１０の上部に、収納庫１０内を所定温度に保冷するための冷凍サイクル配設部１４を設け、この冷凍サイクル配設部１４内に第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂを配設したものである。

収納庫１０は、断熱性を有する壁面によって区画された前面開口の箱体である。この収納庫１０の前面には、横方向にスライドさせることにより開閉可能とした透明な蓋体１１Ａ，１１Ｂが配設されている。収納庫１０の上壁面１０ａには、奥行きの方向へ延びる吸気口１２が設けられている。また、上壁面１０ａには、吸気口１２に対して所定間隔をもって平行に延びる給気口１３が設けられている。

冷凍サイクル配設部１４は、収納庫１０の上壁面１０ａ上に配設されている。この冷凍サイクル配設部１４は、外壁体１５とカバー２２とを備えている。外壁体１５は上端開口の箱体であり、中間位置には奥行き方向に延びるように仕切壁１６が設けられている。この仕切壁１６により外壁体１５の内部は、図１中左側に位置する空気冷却室１７と、図１中右側に位置する再生室１８とに区画されている。空気冷却室１７の底壁には、吸気口１２および給気口１３に連通する吸気口１９および給気口２０が設けられている。これにより空気冷却室１７は、吸気口１２，１９および給気口１３，２０を通して収納庫１０内と連通する。再生室１８には、再生ファン３７の送風方向下流側に位置するように、外壁体１５に排気口２１が設けられている。カバー２２は、外壁体１５の上端開口を閉塞するもので、再生室１８の再生ファン３７の上流側に位置するように外気取入口２３が設けられている。

第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂは、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂと、第１および第２冷媒通路３３Ａ１，３３Ｂ１を有する１個の凝縮器２６と、第１および第２キャピラリー２７Ａ，２７Ｂと、第１および第２冷媒通路３３Ａ２，３３Ｂ２を有する１個の蒸発器２８とを備えている。また、再生室１８には外気を取り入れるための再生ファン３７が配設され、空気冷却室１７には収納庫１０内の空気を吸い込んで循環供給するための循環ファン３８が配設されている。

第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂは、収納庫１０および空気冷却室１７の外部である再生室１８に配設されている。これらコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂは、冷媒を所定圧力に圧縮した高温高圧ガス状として吐出するものである。本実施形態のコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂは、家庭用冷蔵庫に使用される汎用コンプレッサと同一吐出容量（２００Ｗ）のものを用いている。

凝縮器２６は、外気取入口２３と排気口２１との間に位置するように再生室１８内に配設されている。この凝縮器２６は、外気取入口２３から吸い込んだ外気を通過させることにより、熱交換によって内部を通過する高温高圧ガス状の冷媒を高圧液状とする。また、熱交換により昇温された外気は、排気口２１から外部へ排気される。

第１および第２キャピラリー２７Ａ，２７Ｂは、膨張弁の役割をなす細い管である。これらキャピラリー２７Ａ，２７Ｂは、内部を通過する高圧液状の冷媒を低圧液状とする。

蒸発器２８は、吸気口１２と給気口１３の間に位置するように空気冷却室１７内に配設されている。この蒸発器２８は、吸気口１２から吸い込んだ収納庫１０内の空気を通過させることにより、熱交換によって内部を通過する低圧液状の冷媒を低圧ガス状とする。また、熱交換により冷却された空気は、給気口１３から収納庫１０へ循環供給される。

本実施形態の凝縮器２６および蒸発器２８は、図４および図５に示す同一のフィンアンドチューブ式の熱交換器を用いている。この熱交換器は、両端に位置する支持板２９Ａ，２９Ｂと、支持板２９Ａ，２９Ｂの間にかけて延びるように配設した複数の金属製チューブ３０と、支持板２９Ａ，２９Ｂの間に所定間隔をもって多数並設した金属製フィン３１を備えている。そのうち、金属製チューブ３０は６行４列の排列で設けられている。左側から第１，第３列目の金属製チューブ３０と、第２，第４列目の金属製チューブ３０とは、互いに上下に位相するように排列されている。各列の金属製チューブ３０は、支持板２９Ａの側で、上側から第２，第３行目の金属製チューブ３０，３０が接続チューブ３２Ａによって接続され、第４，第５行目の金属製チューブ３０，３０が接続チューブ３２Ａによって連結されている。また、支持板２９Ｂの側では、第１，第２行目の金属製チューブ３０，３０が接続チューブ３２Ａによって接続され、第３，第４行目の金属製チューブ３０，３０が接続チューブ３２Ａによって接続され、第５，第６行目の金属製チューブ３０，３０が接続チューブ３２Ａによって接続されている。さらに、支持板２９Ａの側では、第１列第６行目の金属製チューブ３０と第３列第６行目の金属製チューブ３０とが接続チューブ３２Ｂによって接続され、第２列第６行目の金属製チューブ３０と第４列第６行目の金属製チューブ３０とが接続チューブ３２Ｂによって接続されている。

この熱交換器は、第１列目の金属製チューブ３０と第３列目の金属製チューブ３０が、第１コンプレッサ２５Ａに接続される第１冷媒通路３３Ａを構成する。第１冷媒通路３３Ａは、第１列第１行目の金属製チューブ３０の開口端が入口部３４Ａを構成し、第３列第１行目の金属製チューブ３０の開口端が出口部３５Ａを構成する。また、熱交換器は、第２列目の金属製チューブ３０と第４列目の金属製チューブ３０が、第２コンプレッサ２５Ｂに接続される第２冷媒通路３３Ｂを構成する。第２冷媒通路３３Ｂは、第２列第１行目の金属製チューブ３０の開口端が入口部３４Ｂを構成し、第４列第１行目の金属製チューブ３０の開口端が出口部３５Ｂを構成する。そして、これら冷媒通路３３Ａ，３３Ｂは、通気方向に対して交互に位置し、互いに混合することなく区画された状態をなす。なお、入口部３４Ａ，３４Ｂと出口部３５Ａ，３５Ｂとは、逆とすることも可能である。

第１冷凍サイクル２４Ａは、第１コンプレッサ２５Ａと、凝縮器２６の第１冷媒通路３３Ａ１と、第１キャピラリー２７Ａと、蒸発器２８の第１冷媒通路３３Ａ２とを、金属パイプ３６Ａで接続することにより構成される。また、第２冷凍サイクル２４Ｂは、第２コンプレッサ２５Ｂと、凝縮器２６の第２冷媒通路３３Ｂ１と、第２キャピラリー２７Ｂと、蒸発器２８の第２冷媒通路３３Ｂ２とを、金属パイプ３６Ｂで接続することにより構成される。これら金属パイプ３６Ａ，３６Ｂは、仕切壁１６を貫通させてシールすることにより、空気冷却室１７および再生室１８にかけて配管されている。

再生ファン３７は、凝縮器２６と外気取入口２３との間に配設されている。そして、外気取入口２３から再生室１８内に取り入れた外気を、凝縮器２６に向けて送風することにより凝縮器２６の金属製フィン３１，３１間を通過させて、排気口２１から再生室１８外に排気するものである。

循環ファン３８は、蒸発器２８と吸気口１２との間に配設されている。そして、吸気口１２から空気冷却室１７内に吸い込んだ収納庫１０内の空気を、蒸発器２８に向けて送風することにより蒸発器２８の金属製フィン３１，３１間を通過させて、給気口１３から収納庫１０内へ循環供給するものである。

図３に示すように、食品保存庫は、収納庫１０内に庫内温度を検出するための温度検出手段として温度センサ３９が配設される。そして、図示しない制御基板に実装した制御手段であるマイコン４０は、温度センサ３９の検出値と予め設定したしきい値とに基づいて、収納庫１０内が所定の保冷温度を維持するように、第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂを個別に制御する。

具体的には、図６および図７に示すように、第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂによる保冷制御は、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの両方を作動させる高負荷モード（フル運転）と、コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂのうち一方だけを作動させる中負荷モード（２／３運転）と、コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂのうち他方だけを作動させる低負荷モード（１／３運転）と、いずれのコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂも作動させない無負荷モード（運転停止）とを有する。そのうち、高負荷モードでは、第１コンプレッサ２５Ａをオンオフ制御して５０％の作動率で間欠作動させ、第２コンプレッサ２５Ｂを１００％の作動率でフル作動させる。中負荷モードでは、第１コンプレッサ２５Ａを１００％の作動率でフル作動させ、第２コンプレッサ２５Ｂを停止させる。低負荷モードでは、第１コンプレッサ２５Ａを停止させ、第２コンプレッサ２５Ｂを５０％の作動率で間欠作動させる。これにより、各コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの総合的な作動率が同一になるように構成している。

また、各負荷モードは、温度センサ３９による庫内温度によって変更される。本実施形態では、上限しきい値（１４℃）と下限しきい値（１０℃）を設定している。そして、上限しきい値を所定時間（１時間）継続して上回ると、負荷モードが高いモードへ移行し、逆に、下限しきい値を所定時間継続して下回ると、負荷モードが低いモードへ移行するように構成している。

次に、第１および第２冷媒通路３３Ａ２，３３Ｂ２を設けた蒸発器２８の性能特性について説明する。

本実施形態の蒸発器２８において、第１冷凍サイクル２４Ａだけを動作させた場合の性能はＱ_２Ａであり、第２冷凍サイクル２４Ｂだけを動作させた場合の性能はＱ_２Ｂである。そして、図８は、集積された金属製フィン３１を通る金属製チューブ３０を、できるだけ疎らかつ均等に間引きした場合のフィン効率を考慮して、性能低下率を実験により求めたものである。冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂのうち一方だけを動作させた場合、まさに金属製チューブ３０を５０％間引きした場合と同様である。その性能（Ｑ_２Ａ，Ｑ_２Ｂ）は、両方の冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂを動作させた場合の性能（Ｑ_Ｔ）を１００％とすると、７０％（０．７Ｑ_Ｔ）に相当する。

一方、本実施形態の蒸発器２８の１００％の性能（Ｑ_Ｔ）とは、１サイクルだけの熱交換に使用する従来の熱交換器の性能（Ｑ_１Ａ，Ｑ_１Ｂ）の２倍（Ｑ_Ｔ＝Ｑ_１Ａ＋Ｑ_１Ｂ）である。よって、本実施形態の蒸発器２８を用い、冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂの一方だけを動作させた場合には、従来の熱交換器を用いた場合と比較すると、熱交換器容量が１．４倍の性能（Ｑ_２Ａ＝１．４Ｑ_１Ａ，Ｑ_２Ｂ＝１．４Ｑ_１Ｂ）となる。

また、本実施形態の冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂのうち、一方だけを動作させた場合と両方を動作させた場合の冷却ｐ−ｉ線図（モリエル線図）を図９に示す。この図において、「ｑ」が蒸発器２８の能力、「ｈ」が凝縮器２６の能力を示す。両方の冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂを動作させた場合のＣＯＰ（Coefficient Of Performance）は、ｑ１／ｅ１（＝ＣＯＰ１）である。冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂのうち一方だけを動作させた場合のＣＯＰは、ｑ２／ｅ２（＝ＣＯＰ２）となる。これらは、明らかにＣＯＰ２＞ＣＯＰ１であり、エネルギー効率の良い運転が実現できると言える。

次に、マイコン４０による第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂを用いた保冷制御について具体的に説明する。なお、マイコン４０は、保冷制御と並行して、コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂが故障したか否かを検出する故障検出処理を実行する。

電力が供給されると、マイコン４０は、図１０に示すように、まず、ステップＳ１で、再生ファン３７および循環ファン３８をオンして動作させる。その後、ステップＳ２で、高負荷モード設定を実行し、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂを動作させる。

ついで、ステップＳ３で、モード変更判断を実行した後、ステップＳ４で、負荷減少判断をしたか否かを意味するフラグｆａに１が入力（負荷減少判断）されているか否かを判断する。そして、ｆａが１でない場合（ｆａ＝０）にはステップＳ５に進み、ｆａが１である場合にはステップＳ７に進む。

ステップＳ５では、負荷増大判断をしたか否かを意味するフラグｆｂに１が入力（負荷増大判断）されているか否かを判断する。そして、ｆｂが１でない場合（ｆｂ＝０）、即ち、負荷の減少も増大も必要ないと判断した場合にはステップＳ３に戻る。また、ｆｂが１である場合にはステップＳ６に進み、異常処理を実行してステップＳ３に戻る。なお、この異常処理は、蓋体１１Ａ，１１Ｂが開放状態であったり、何らかの原因で保冷能力が低下している場合にのみ実行される。そして、本実施形態では、その状況をユーザに知らせるために、ブザー音の出力や、ランプの表示などによる報知器４１を作動させる報知処理を実行する。

ステップＳ７では、中負荷モード設定を実行し、第１コンプレッサ２５Ａだけを動作させた後、ステップＳ８で、モード変更判断を実行する。その後、ステップＳ９で、ｆｂに１が入力されているか否かを判断し、ｆｂが１（負荷増大判断）である場合にはステップＳ２に戻り、ｆｂが１でない場合にはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ｆａに１が入力されているか否かを判断し、ｆａが１でない場合にはステップＳ８に戻り、ｆａが１（負荷減少判断）である場合にはステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、低負荷モード設定を実行し、第２コンプレッサ２５Ｂだけを動作させた後、ステップＳ１２で、モード変更判断を実行する。その後、ステップＳ１３で、ｆｂに１が入力されているか否かを判断し、ｆｂが１（負荷増大判断）である場合にはステップＳ７に戻り、ｆｂが１でない場合にはステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、ｆａに１が入力されているか否かを判断し、ｆａが１でない場合にはステップＳ１２に戻り、ｆａが１（負荷減少判断）である場合にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、無負荷モード設定を実行し、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂを停止させた後、ステップＳ１６で、モード変更判断を実行する。その後、ステップＳ１７で、ｆｂに１が入力されているか否かを判断し、ｆｂが１（負荷増大判断）である場合にはステップＳ１１に戻り、ｆｂが１でない場合にはステップＳ１６に戻る。

次に、ステップＳ３，８，１２，１６のモード変更判断について具体的に説明する。

このモード変更判断では、マイコン４０は、図１１に示すように、まず、ステップＳ２０で、温度センサ３９によって庫内温度を検出するための温度検出タイマが所定時間（５分）経過しているか否かを判断する。そして、所定時間経過していない場合にはそのままリターンし、所定時間経過している場合にはステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、温度センサ３９によって庫内温度Ｔを検出した後、ステップＳ２２で、温度検出タイマをリセットして再スタートする。

ついで、ステップＳ２３で、検出した庫内温度Ｔが下限しきい値（１０℃）未満であるか否かを判断する。そして、庫内温度Ｔが下限しきい値未満である場合にはステップＳ２４に進み、庫内温度Ｔが下限しきい値以上である場合にはステップＳ３１に進む。

ステップＳ２４では、負荷を減少させるか否かを判断するための変更判断タイマが動作しているか否かを意味するフラグｆａ１に１が入力されているかを判断する。そして、ｆａ１が０である場合（非動作中）にはステップＳ２５に進み、変更判断タイマをリセットして再スタートした後、ステップＳ２６で、ｆａ１に１を入力するとともにｆｂ１に０を入力してステップＳ２７に進む。一方、ｆａ１が１である場合（動作中）には、ステップＳ２５，Ｓ２６をスキップしてステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、変更判断タイマによる判断時間（１時間）が経過したか否かを判断する。そして、判断時間が経過した場合にはステップＳ２８に進み、変更判断タイマをストップした後、ステップＳ２９で、ｆａ１に０を入力し、ステップＳ３０で、負荷減少判断をしたことを指示するためにｆａに１を入力してリターンする。一方、変更判断タイマによる判断時間が経過していない場合には、ステップＳ２８〜Ｓ３０をスキップしてリターンする。

また、ステップＳ３１では、検出した庫内温度Ｔが上限しきい値（１４℃）を上回るか否かを判断する。そして、庫内温度Ｔが上限しきい値以下である場合にはステップＳ３２に進み、負荷減少判断および負荷増大判断のいずれも必要ないことを指示するためにｆａ，ｆｂに０を入力するとともに、ｆａ１，ｆｂ１に０を入力してリターンする。一方、庫内温度Ｔが上限しきい値を上回る場合にはステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、負荷を増加させるか否かを判断するための変更判断タイマが動作しているか否かを意味するフラグｆｂ１に１が入力されているかを判断する。そして、ｆｂ１が０である場合（非動作中）にはステップＳ３４に進み、変更判断タイマをリセットして再スタートした後、ステップＳ３５で、ｆｂ１に１を入力するとともにｆａ１に０を入力してステップＳ３６に進む。一方、ｆｂ１が１である場合（動作中）には、ステップＳ３４，Ｓ３５をスキップしてステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、変更判断タイマによる判断時間（１時間）が経過したか否かを判断する。そして、判断時間が経過した場合にはステップＳ３７に進み、変更判断タイマをストップした後、ステップＳ３８で、ｆｂ１に０を入力し、ステップＳ３９で、負荷増大判断をしたことを意味するフラグｆｂに１を入力してリターンする。一方、変更判断タイマによる判断時間が経過していない場合には、ステップＳ３７〜Ｓ３９をスキップしてリターンする。

なお、この保冷制御と並行処理される故障検出処理は、故障検出手段であるオーバーロードプロテクタ４２Ａ，４２Ｂによって各コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂへの過電流や温度上昇を検出することにより判断する。そして、この故障状態を報知器４１を作動させるよってユーザに知らせる。そして、一方のコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂが故障により停止した場合には、故障していない他方のコンプレッサ２５Ｂ，２５Ａによって保冷状態を最低限で維持し、収納した食品の腐敗を防止する。

即ち、第１コンプレッサ２５Ａが故障した場合、無負荷モードでは通常通りの保冷が行われる。低負荷モードに移行すると、第２コンプレッサ２５Ｂが作動されるため、通常通りの保冷が行われる。中負荷モードに移行すると、第１コンプレッサ２５Ａが作動しないため、必要保冷能力を満足せず、高負荷モードに移行することになる。高負荷モードに移行すると、第１コンプレッサ２５Ａは作動しないが、第２コンプレッサ２５Ｂが作動するため、最低限（２０℃）の保冷能力は得ることができる。

また、第２コンプレッサ２５Ｂが故障した場合、無負荷モードでは通常通りの保冷が行われる。低負荷モードに移行すると、第２コンプレッサ２５Ｂが作動しないため、必要保冷能力を満足せず、中負荷モードに移行することになる。中負荷モードに移行すると、第１コンプレッサ２５Ａが作動されるため、通常通りの保冷が行われる。高負荷モードに移行すると、第１コンプレッサ２５Ａが作動されるため、最低限（２０℃）の保冷能力は得ることができる。

なお、高負荷モードでの第１コンプレッサ２５Ａは、作動率５０％の間欠作動であるため、保冷能力が少ない。よって、ステップＳ６の異常処理では、一方のコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂが故障している場合、他方のコンプレッサ２５Ｂ，２５Ａを常に１００％のフル作動させてもよい。

このように、本発明の食品保存庫は、個別に制御される第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂを備えている。そのため、各冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂのコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂは、量産されている家庭用冷蔵庫に使用する汎用コンプレッサを使用することができる。また、各冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂは、第１および第２冷媒通路３３Ａ，３３Ｂを有する各１個の凝縮器２６および蒸発器２８を用いている。よって、生産コストの増大を抑制できるとともに、全体の大型化を抑制できる。しかも、一方のコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂが故障した場合には、他方のコンプレッサ２５Ｂ，２５Ａの作動により収納した食品の腐敗をできる。

また、第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂによる保冷制御は、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの両方を作動させる高負荷モードと、一方だけを作動させる低負荷モードとを備えている。そのため、一方のコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂだけを作動させる低負荷モード時には、他方のコンプレッサ２５Ｂ，２５Ａを休止させることができる。しかも、中・低負荷モードで作動させるコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂを異なるようにしているため、各コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂを間欠作動させても、各コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの負担は軽減できる。よって、コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂに加わる負担を軽減でき、寿命が短くなることを防止できる。また、凝縮器２６および蒸発器２８は、１つの冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂだけに使用する熱交換器より大きいものであるため、一方の冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂでの作動中には、約１．４倍の性能を得ることができる。よって、高ＣＯＰでの省エネ運転が可能となる。

さらに、凝縮器２６および蒸発器２８を構成する熱交換器は、空気の通気方向に対して前記第１および第２冷媒通路３３Ａ，３３Ｂが交互に位置するように設けているため、熱交換効率を向上できる。さらにまた、空気冷却室１７内には循環ファン３８を配設しているため、第１および第２冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂによる効率を更に向上できる。。

なお、本発明の食品保存庫は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの作動率を調整することにより、高・中・低負荷モードを調整したが、図１２に示すように、循環ファン３８の回転数を制御することにより調整する構成としてもよい。具体的には、高負荷モードでは第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂをフル作動させ、循環ファン３８は停止する。中負荷モードでは、第１コンプレッサ２５Ａをフル作動させ、循環ファン３８を高回転数でフル作動させる。低負荷モードでは、第２コンプレッサ２５Ｂをフル作動させ、循環ファン３８を低回転数で１／２作動させる。無負荷モードでは、コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂおよび循環ファン３８を停止する。このようにしても、前記と同様の作用および効果を得ることができる。

また、コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの作動率の調整と、循環ファン３８の作動率の調整とを組み合わせてもよい。このようにすれば、庫内を冷却する全体の作動率を細分化できる。よって、庫内を目的の保冷温度に確実に維持できる。

さらに、前記実施形態では、第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂを同一の吐出容量のものを用いたが、異なる吐出容量のものを用いてもよい。即ち、第１コンプレッサ２５Ａの吐出容量（２５０Ｗ）を、第２コンプレッサ２５Ｂの吐出容量（１４０Ｗ）より大きくしてもよい。この場合、図１２に示す変形例と同様に、高負荷モードでは第１および第２コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂをフル作動させ、中負荷モードでは第１コンプレッサ２５Ａだけをフル作動させ、低負荷モードでは第２コンプレッサ２５Ｂだけをフル作動させる。勿論、循環ファン３８の回転数調整を組み合わせることも可能である。このようにすれば、各コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂのオンオフ制御を大幅に無くすことができるため、各コンプレッサ２５Ａ，２５Ｂの負担を更に軽減できる。よって、食品保存庫の長寿命化を図ることができる。

そして、前記実施形態では、２個のコンプレッサ２５Ａ，２５Ｂを用いた２系統の冷凍サイクル２４Ａ，２４Ｂで構成したが、３以上のコンプレッサを用いて３系統以上の冷凍サイクルで構成してもよい。即ち、本発明は、２以上のコンプレッサを用いて２系統以上の冷凍サイクルを構成し、必要に応じて１以上の冷凍サイクルを作動させて、庫内を冷却する構成とすればよい。

１０…収納庫
１２…吸気口
１３…給気口
１４…冷凍サイクル配設部
１７…空気冷却室
１８…再生室
２４Ａ，２４Ｂ…冷凍サイクル
２５Ａ，２５Ｂ…コンプレッサ
２６…凝縮器
２７Ａ，２７Ｂ…キャピラリー
２８…蒸発器
３３Ａ，３３Ｂ…冷媒通路
３７…再生ファン
３８…循環ファン
３９…温度センサ（温度検出手段）
４０…マイコン（制御手段）
４１…報知器（報知手段）
４２Ａ，４２Ｂ…オーバーロードプロテクタ（故障検出手段）

Claims (5)

1. 食品を収納する開閉可能な収納庫と、この収納庫内と吸気口および給気口を通して連通した空気冷却室とを備え、前記収納庫内の空気を前記吸気口から前記空気冷却室内に吸気し、冷却した空気を前記給気口から前記収納庫内へ循環供給する食品保存庫において、
   前記収納庫および前記空気冷却室の外部に配設され、冷媒を圧縮して所定圧力で吐出する第１および第２コンプレッサと、
   前記収納庫および前記空気冷却室の外部に配設され、前記第１および第２コンプレッサを個別に接続する第１および第２冷媒通路を有する１個の凝縮器と、
   前記空気冷却室内に配設され、前記第１および第２コンプレッサと前記凝縮器の第１および第２冷媒通路を個別に接続する第１および第２冷媒通路を有する１個の蒸発器と、
   を備え、前記第１コンプレッサと前記凝縮器および前記蒸発器の第１冷媒通路とで第１冷凍サイクルを構成し、前記第２コンプレッサと前記凝縮器および前記蒸発器の第２冷媒通路とで第２冷凍サイクルを構成し、これら第１および第２冷凍サイクルを個別に制御することにより前記収納庫内を保冷するようにしており、
   前記第１および第２コンプレッサは、それぞれ吐出容量が同一であり、前記第１および第２冷凍サイクルによる保冷制御は、高負荷モード、中負荷モードおよび低負荷モードの少なくとも３つを備え、
   高負荷モードでは、前記第１および第２コンプレッサをフル作動またはオンオフ制御して間欠作動させ、
   中負荷モードでは、前記第１および第２コンプレッサのうち、一方だけをフル作動またはオンオフ制御して間欠作動させ、
   低負荷モードでは、前記第１および第２コンプレッサのうち、他方だけをオンオフ制御して中負荷モードより低作動率で間欠作動させる
   ことを特徴とする食品保存庫。
2. 前記高負荷モードでは、前記第１コンプレッサを間欠作動させるとともに、前記第２コンプレッサをフル作動させ、
   前記中負荷モードでは、前記第１コンプレッサをフル作動させるとともに、前記第２コンプレッサを停止させ、
   前記低負荷モードでは、前記第１コンプレッサを停止させるとともに、前記第２コンプレッサを間欠作動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の食品保存庫。
3. 前記凝縮器および前記蒸発器は、空気の通気方向に対して前記第１および第２冷媒通路が交互に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の食品保存庫。
4. 前記空気冷却室内に、前記収納庫内の空気を前記吸気口から吸気して前記給気口から供給するための循環ファンを配設し、この循環ファンの回転数を更に制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の食品保存庫。
5. 前記第１および第２冷凍サイクルによる保冷制御は、前記収納庫内に配設した温度検出手段の検出値と予め設定したしきい値とに基づいて行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の食品保存庫。

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