JPH08296942A - 冷凍冷蔵庫およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍サイクル上、効率よく各冷却室を冷却
し、圧縮機停止時や除霜運転時に冷却室内が温まること
を最小限に抑制することにより、小さい冷凍サイクル
で、省電力運転の可能な冷凍冷蔵庫を提供する。 【構成】 圧縮機１、凝縮器２、減圧器、蒸発器５、庫
内冷却ファン７Ａからなる冷凍サイクルを備え、減圧器
として、一本のキャピラリチューブ４と直列に設けた電
動膨張弁３とを備え、冷気通風路６に、冷凍室用ダンパ
８、チルド室用ダンパ９、冷蔵室用ダンパ１０を設け、
電動膨張弁３により減圧量を可変とし、蒸発器５で異な
る温度の冷気を作るとともに、異なる温度帯の冷却室に
適した冷気を吹き分けるように前記ダンパを連動させる
制御装置を設けた冷凍冷蔵庫。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍冷蔵庫およびその
制御方法に係り、温度帯の異なる冷蔵庫内の各冷却室を
それぞれ効果的に冷却し、かつ、蒸発器の除霜を行う冷
凍冷蔵庫の冷凍サイクルに関するもので、消費電力量の
低減に寄与するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日一般に、主流となっている冷凍冷蔵
庫の冷凍サイクルは、凝縮器と蒸発器との間の冷媒流路
に、冷媒の減圧器としてキャピラリチューブ（細径管）
を使用しており、その絞り量は冷蔵庫の運転状況に関わ
り無く一定であった。そのため、温度帯の異なる冷却室
を冷却するにも関わらず、蒸発温度を一番低い冷却室
（例えば冷凍室）に合わせた温度で、温度帯の高い冷却
室（例えば冷蔵室）を冷却しており、冷凍サイクル上、
冷媒循環流量の低い、効率の悪い運転で温度帯の高い冷
却室も低い冷却室も冷却を行なっていた。

【０００３】また、上記の問題点を解決するために、例
えば、実開昭５３−１４４１７３号公報記載のように、
冷凍室および冷蔵室のいずれか一方にのみ開口するよう
に選択的に開閉するダンパを備え、冷却器と凝縮器との
間にキャピラリチューブを並列に接続し、これらキャピ
ラリチューブのうち一方に冷媒の流れを制御する電磁弁
を備え、この電磁弁の動作と上記ダンパとを連動させ
て、選択的に冷気を冷凍室，冷蔵室いずれか一方に流し
て冷却する方法が知られている。

【０００４】さらに、庫内を冷却するために庫内冷却用
ファンを設けている冷凍冷蔵庫では、通常冷凍室冷却用
の送風路にはその風路を遮断するためのダンパ等は設け
られていないため、圧縮機を断続させて庫内の温度調節
をする場合、圧縮機が停止したとき、冷凍サイクル内の
圧力がバランスしようとするのに伴い、高圧側の高温冷
媒が蒸発器に逆流し、高温蒸発器の自然対流で庫内温度
を上昇させるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による
と、冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルは凝縮器と蒸発器の間に
ある冷媒の減圧器としてキャピラリチューブ一本を使用
しており、その絞り量は冷蔵庫の運転状況に関わり無く
一定であった。そのため、温度帯の違う冷却室を冷却す
るにも関わらず、蒸発温度を一番低い冷却室（例えば冷
凍室）に合わせた温度で、温度帯の高い冷却室（例えば
冷蔵室）を冷却しており、冷凍サイクル上、冷媒循環流
量の低い、効率の悪い運転で温度帯の高い冷却室も低い
冷却室も冷却を行なっており、冷凍機の消費電力も大き
くなるという問題点があった。

【０００６】また、上記実開昭５３−１４４１７３号公
報に記載されているような方法で冷凍冷蔵庫を運転させ
ようとすると、冷凍室もしくは冷蔵室どちらかが温度上
昇するか設定温度より低くなるといった食品保存上の大
きな問題点を含んでいる。また、この問題点を解決する
ために閾値を小さく取ると、冷凍室冷却、冷蔵室冷却の
各モードを細かく切り換えることになって冷凍サイクル
が不安定になり、冷凍サイクルの時定数を考えると現実
的ではない。さらに、購入直後や停電復帰後等の、どの
冷却室も冷却されていない状況からの立ち上げ時の庫内
冷却速度が遅いという問題点もある。

【０００７】また、冷蔵室冷却運転を行うと、冷媒循環
量は増加するものの、熱交換器自体の空気側熱伝達率も
熱交換面積も冷凍室を冷却するときとなんら変化がない
ので、結局熱交換できない冷媒が余ってしまい、圧縮機
負荷のみが上がってしまう。さらに、冷気通風路を冷凍
室側、冷蔵室側両方を遮断するということができず、除
霜時および圧縮機停止時の高温蒸発器の自然対流で庫内
温度を上昇させるという問題があり、結局、省電力には
寄与しないという問題があった。

【０００８】さらに、上述のように、通常冷凍冷蔵庫で
は圧縮機を断続させて庫内の温度調節をする場合、圧縮
機が停止したとき、冷凍サイクル内の圧力がバランスし
ようとするのに伴い、高圧側の高温冷媒が蒸発器に逆流
し、高温蒸発器の自然対流で庫内温度を上昇させるとい
う問題があり、その問題点を解決すべく、高圧側と低圧
側の間に電動二方弁もしくは差圧弁等の部品と圧縮機吸
込みパイプ部に逆止弁等を追加することにより、高温冷
媒の蒸発器流入を防止するといった手段も用いられてい
た。

【０００９】さらに、蒸発器に付着した霜を取り除く
（除霜）手段として、圧縮機を停止させて霜を自然融解
させる方法も同様に高温蒸発器の自然対流で庫内温度を
上昇させるという問題があった。また、ヒータを用いた
除霜運転においてもさらに高温となった蒸発器の自然対
流で庫内温度を上昇させるという問題があった。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、冷凍サイクル上、効率よく各
冷却室を冷却し、圧縮機停止時や除霜運転時に冷却室内
が温まることを最小限に抑制することにより、冷凍サイ
クル機器を小形化でき、省電力運転の可能な冷凍冷蔵庫
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の冷凍冷蔵庫に係
る第１の発明の構成は、少なくとも圧縮機、凝縮器、減
圧器、蒸発器を冷媒流路で接続した冷凍サイクルを備
え、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に通じる冷気通風
路に庫内冷却フファンを備えた冷凍冷蔵庫において、冷
凍サイクル中の減圧器として、冷媒流路の蒸発器側に一
本のキャピラリチューブと該キャピラリチューブに直列
に設けた電動膨張弁とを備え、前記冷気通風路に、前記
二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路に
ついて開放もしくは遮断を選択できるダンパを設け、前
記電動膨張弁により減圧量を可変とし、前記蒸発器で異
なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上の異なる
温度帯の冷却室に適した異なる温度の冷気を吹き分ける
ように前記ダンパを連動させる制御装置を設けたもので
ある。

【００１２】本発明の冷凍冷蔵庫に係る第２の発明の構
成は、少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷
媒流路で接続した冷凍サイクルを備え、二つ以上の異な
る温度帯の冷却室に通じる冷気通風路に庫内冷却フファ
ンを備えた冷凍冷蔵庫において、冷凍サイクル中の減圧
器として、冷媒流路の蒸発器側に、少なくとも前記二つ
以上の異なる温度帯の冷却室の数のキャピラリチューブ
とこれらキャピラリチューブを選択する電磁弁とを備
え、前記冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の
冷却室に対する冷気送風路について開放もしくは遮断を
選択できるダンパを設け、前記キャピラリチューブの選
択により減圧量を可変とし、前記蒸発器で異なる温度の
冷気を作るとともに、前記二つ以上の異なる温度帯の冷
却室に適した異なる温度の冷気を吹き分けるように前記
ダンパを連動させる制御装置を設けたものである。

【００１３】本発明の冷凍冷蔵庫に係る第３の発明の構
成は、前記第１、第２の発明の冷凍冷蔵庫において、特
に、前記冷気通風路に、少なくとも冷凍室に対する冷気
送風路について開放もしくは遮断を選択できるダンパを
設けたものである。

【００１４】本発明の冷凍冷蔵庫の制御方法に係る第１
の発明の構成は、上記の冷凍冷蔵庫において、減圧量を
調節して制御される温度帯をもつそれぞれの冷却室にお
ける設定温度値として、閾値２点を有する設定温度帯を
設定し、これら冷却室のうち一番設定温度の低い冷却室
のセンサには、その冷却室の設定温度帯よりさらに数度
高い設定値を持たせ、その設定値より冷却室のうち一番
設定温度帯の低い冷却室のセンサ温度が低いときには一
番設定温度帯の低い冷却室以外で、それぞれの冷却室の
もつ設定温度帯より温度の高い全ての冷却室のダンパを
開放し、そのダンパを開放した冷却室の中で一番高い温
度帯をもつ冷却室の減圧量になる減圧器を設定し、設定
温度帯の一番低い冷却室が、設定温度帯の一番低い冷却
室の設定温度帯よりさらに数度高く設定した設定温度よ
り高いときには、全ての冷却室に対してそれらのもつ設
定温度帯より温度の高い全ての冷却室のダンパを開放
し、そのダンパを開放した冷却室の中で一番高い温度帯
をもつ冷却室の減圧量になる減圧器を設定して、運転さ
せるようにしたものである。

【００１５】本発明の冷凍冷蔵庫の制御方法に係る第２
の発明の構成は、冷凍冷蔵庫の運転中に、ある冷却室を
冷却させる運転モードにあるときは、減圧量を調節して
制御される他の温度帯をもつ冷却室の温度が設定温度域
外に変化したとしても、現運転モードで冷却されている
冷却室の設定温度域以下となるまで現運転モードを続け
るようにしたものである。

【００１６】本発明の冷凍冷蔵庫の制御方法に係る第３
の発明の構成は、減圧量を調節して制御される温度帯を
もつそれぞれの冷却室の閾値の中間から閾値の低設定値
までの間に切り換え設定値を追加し、冷凍冷蔵庫の運転
中に、ある冷却室を冷却させる運転モードにあるとき
は、減圧量を調節して制御される他の温度帯をもつ冷却
室の温度が設定温度域外に変化したとき、現運転モード
で冷却されている冷却室のセンサ温度が、前記閾値の高
設定値と切り換え設定値との間にあるときは、現運転モ
ードで冷却されている冷却室の切り換え設定値まで現運
転モードのまま冷却を行い、切り換え設定値以下の場合
には、設定温度域以上に温度変化した冷却室を冷却させ
る運転を行うようにしたものである。

【００１７】本発明の冷凍冷蔵庫の制御方法に係る第４
の発明の構成は、蒸発器の入口温度および出口温度を温
度センサで検知し、回転数可変の庫内冷却ファンの回転
数を最適に制御するとともに、キャピラリチューブもし
くは膨張弁の絞り量を最適絞り量（最適冷媒減圧量）に
制御するようにしたものである。

【００１８】本発明の冷凍冷蔵庫の制御方法に係る第５
の発明の構成は、除霜運転時、あるいは圧縮機を断続さ
せて庫内の温度調節をする場合に、圧縮機が停止したと
き、前記キャピラリチューブもしくは膨張弁の絞り量を
最大に絞り（最大減圧）、かつ、前記ダンパを全て閉め
て冷気送風路を遮断するようにしたものである。

【００１９】

【作用】上記技術的手段による働きは次のとおりであ
る。本発明によると、冷蔵室，冷凍室など温度帯の異な
る庫内（各冷却室内）を選択的に冷却できるように、そ
れぞれ温度帯の異なる庫内に連通する冷気送風路を開放
もしくは遮断できるようにダンパを備え、かつ、それぞ
れ最適温度となるように蒸発温度を変化させることがで
きるように、冷凍サイクル中の減圧手段としてキャピラ
リチューブの数を、減圧量を調節して制御される温度帯
の異なる冷却室の数以上に設置するか、あるいは、蒸発
器側に一本のキャピラリチューブを配設し、そのキャピ
ラリチューブと直列に電動膨張弁を備えて減圧量を可変
できるようにしている。

【００２０】すなわち、温度帯の低い冷却室を冷却する
ときは減圧器の抵抗を大きくし、温度帯の高い冷却室を
冷却するときは減圧器の抵抗を小さくし、それぞれの温
度帯に適合した蒸発温度で効率良く庫内を冷却すること
ができ、従来の圧縮機の押し退け量より小さい圧縮機を
使用することができるものである。

【００２１】さらに、庫内冷却ファンの回転数を最適に
制御するために、蒸発器センサ、回転数可変の庫内冷却
ファンと制御装置を設けることにより、温度帯の低い冷
却室を冷却するときは、減圧器の抵抗を大きくし庫内冷
却ファンの回転数を低回転数にする。また、温度帯の高
い冷却室を冷却するときは、減圧器の抵抗を小さくし庫
内冷却ファンの回転数を高回転数にする。これにより、
それぞれの温度帯に適合した蒸発温度で効率良く庫内を
冷却することができ、冷媒を余剰にすることなく、さら
に効果を増大させることができる。

【００２２】また、除霜運転時や圧縮機を断続させて庫
内の温度調節をする場合、圧縮機が停止したとき、前記
キャピラリチューブもしくは膨張弁の絞り量を最大に絞
り（最大減圧）、かつ前記ダンパを全て閉めて冷気送風
路を遮断する制御とすることにより、圧縮機停止時およ
び除霜運転時、高温になった蒸発器からの自然対流で庫
内の温度が上昇することを最小限に抑えることができ
る。結局、本発明ではこれらの効果を総合することによ
り、同クラスの冷凍冷蔵庫に比べてサイズの小さい冷凍
サイクルで、省電力で運転することのできる冷凍冷蔵庫
を提供することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図２０
を参照して説明する。 〔実施例 １−１〕図１は、第１の発明の一実施例に係
る冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル系統図である。図１は、冷
媒の減圧量を調節して制御される３つの温度帯を持つ、
すなわち、冷凍室、冷蔵室、およびチルド室の各冷却室
を有し、庫内冷却ファンの回転数の制御を行う場合の冷
凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示したもので、１は圧縮機、
２は凝縮器、３は電動膨張弁、４はキャピラリチュー
ブ、５は蒸発器である。すなわち、冷凍サイクルの減圧
器として、冷媒流路１２の蒸発器５側に、電動膨張弁３
とキャピラリチューブ４とを直列に配設している。

【００２４】また、６は冷気通風路、７Ａは、冷気通風
路６に設けた回転数可変の庫内冷却ファン、８は冷凍室
用ダンパ、９はチルド室用ダンパ、１０は冷蔵室用ダン
パで、これらは、それぞれ冷凍室，チルド室，冷蔵室
（図示せず）へ選択的に冷気を送るためのダンパであ
る。１１は各冷却室からの冷気戻り口、２９Ａは蒸発器
入口温度センサ、２９Ｂは蒸発器出口温度センサを示し
ている。１８は、圧縮機１の冷媒吸込み側に設けた冷媒
逆止弁である。

【００２５】このような冷凍サイクル構成にすることに
よって、次の制御を行う。温度帯の低い冷却室（例えば
冷凍室）が、ある設定温度以上になり、冷凍室のみを冷
却する必要が生じた場合には、電動膨張弁３を絞ること
により流路抵抗を大きくし、蒸発器温度センサ２９（２
９Ａ，２９Ｂの総称）が検知した温度から、庫内冷却フ
ァン７Ａの回転数を、蒸発器５の冷媒出口温度がスーパ
ーヒート（加熱蒸気域すなわちガス域）直後ほどの温度
（蒸発器の冷媒入口温度より１ないし３℃程度高い温度
というように、蒸発器の冷媒側圧損から起こる温度低下
を勘案して、予め任意に設定しておく）になるように庫
内冷却ファン７Ａの回転数を制御する。あわせて、冷凍
室用ダンパ８を開き、その他の温度帯用のチルド室用ダ
ンパ９、冷蔵室用ダンパ１０は閉じることにより、冷凍
室のみを冷却する。

【００２６】このとき、温度帯の高い冷却室（例えば冷
蔵室）を冷却するときより蒸発温度は低下し、冷媒循環
流量は少なくなるので、交換熱量を少なくさせるため
に、蒸発器５の空気側熱伝達率を低下させるように制御
する。したがって、庫内冷却ファン７Ａの回転数は、蒸
発器温度センサ２９が検知した温度に応じて自動的に低
回転数となる。

【００２７】一方、温度帯の高い冷却室（例えば冷蔵
室）が、ある設定温度以上になり、冷蔵室のみを冷却す
る必要が生じた場合には、電動膨張弁３を開くことによ
り流路抵抗を小さくし、蒸発器温度センサ２９が検知し
た温度から、庫内冷却ファン７Ａの回転数を蒸発器の冷
媒出口温度がスーパーヒート（加熱蒸気域）直後ほどの
温度（蒸発器の冷媒入り口温度より１ないし３℃程度高
い温度というように蒸発器の冷媒側圧損から起こる温度
低下を勘案して、予め任意に設定しておく）となるよう
に庫内冷却ファン７Ａの回転数を制御する。あわせて、
冷蔵室用ダンパ１０を開き、その他の温度帯用の冷凍室
用ダンパ８、チルド室用ダンパ９は閉じることにより、
冷蔵室のみを冷却する。

【００２８】このとき、温度帯の低い冷却室（例えば冷
凍室）を冷却するときより蒸発温度は上昇し、冷媒循環
流量が増大するので、蒸発器５の空気側熱伝達率を上昇
させ、交換熱量を大きくするために、庫内冷却ファン７
Ａの回転数は自動的に高回転数となる。

【００２９】また、これらの温度帯の中間に位置するチ
ルド室等のみを冷却するときも上記と同様に、電動膨張
弁３をその温度帯に最適な絞りに設定し、蒸発器温度セ
ンサ２９が検知した温度から、庫内冷却ファン７Ａの回
転数を蒸発器５の冷媒出口温度がスーパーヒート（加熱
蒸気域）直後ほどの温度（蒸発器の冷媒入り口温度より
１ないし３℃程度高い温度というように蒸発器の冷媒側
圧損から起こる温度低下を勘案して、予め任意に設定し
ておく）となるように庫内冷却ファン７Ａの回転数を制
御する。あわせて、チルド室用ダンパ９を開き、その他
の冷凍室用ダンパ８、冷蔵室用ダンパ１０は閉じること
により、チルド室のみを冷却する。このとき庫内冷却フ
ァンの回転数は自動的に冷蔵室を冷却するときと、冷凍
室を冷却するときとの中間の回転数となる。

【００３０】さらに、各温度帯の全室が設定温度以下ま
で冷却され、圧縮機が停止したときや除霜運転時には、
電動膨張弁３を全閉として高圧側の高温冷媒を蒸発器５
側に流れることを防ぐとともに、上記冷凍室用ダンパ
８、チルド室用ダンパ９、冷蔵室用ダンパ１０の全ての
ダンパを閉鎖することにより、高温になった蒸発器５か
ら自然対流により暖気が冷却室に浸入することを抑止す
ることができ、冷却室内の温度上昇を最小限に抑えるこ
とができる。

【００３１】また、冷蔵庫のように凝縮側と蒸発側との
温度差の大きい冷凍サイクルの場合、電動膨張弁だけで
冷媒の流路抵抗をつけようとすると、電動膨張弁前後の
比較的近い距離の間に温度差がついてしまい、熱伝導に
より、凝縮側の熱が庫内に入り込むことと蒸発側の冷熱
を庫外に放出してしまうことで効率が低下するという問
題点がある。しかし、図１に示したように蒸発器５側に
一本のキャピラリチューブ４を配設し、そのキャピラリ
チューブ４と直列に電動膨張弁３を配設することによ
り、電動膨張弁３はキャピラリチューブ４の前段階とし
て全体の減圧量に対して一部の減圧量を担うことにな
り、電動膨張弁の前後の温度差は小さくなり、上記した
効率低下を最小限に留めることができる。

【００３２】〔実施例 １−２〕図２は、第１の発明の
他の実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル系統図であ
る。図中、図１と同一符号のものは先の実施例と同等部
分であるから、その説明を省略する。図２は、図１と同
様に冷媒の減圧量を調節して制御される３つの温度帯を
持ち、庫内冷却ファン７Ｂの回転数の制御を行わない場
合の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示したもので、図１に
示した構成から蒸発器温度センサを無くしたものであ
る。庫内冷却ファン７Ｂは、その回転数を一定速回転数
で運転して、庫内を冷却するものである。

【００３３】図２に示す実施例は、各運転モードでの各
ダンパと減圧器の動作は前記図１に示したものと同様で
あるが、庫内冷却ファン７Ｂの回転数制御を行わないも
のであり、このような構成とすることによっても、図１
の実施例とほぼ同様の効果を安価に得ることができる。

【００３４】〔実施例 ２−１〕図３は、第２の発明の
一実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル系統図であ
る。図中、図１と同一符号のものは先の実施例と同等部
分であるから、その説明を省略する。図３は、図１と同
様に冷媒の減圧量を調節して制御される３つの温度帯を
持ち、庫内冷却ファン７Ａの回転数の制御を行う場合の
冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示したもので、冷媒流路の
減圧器の構成が図１，２の例と異なるものである。

【００３５】図３において、１３は冷蔵室運転電磁二方
弁、１４はチルド室運転電磁二方弁、１５は冷蔵室冷却
用キュピラリチューブ、１６はチルド室冷却用キュピラ
リチューブ、１７は冷凍室冷却用キュピラリチューブで
ある。すなわち、冷凍サイクルの減圧器として、冷媒流
路１２の蒸発器５側に、並列に冷凍室冷却用キャピラリ
チューブ１７、チルド室冷却用キャピラリチューブ１
６、冷蔵室冷却用キャピラリチューブ１５の３本のキャ
ピラリチューブを配設し、チルド室冷却用キャピラリチ
ューブ１６に直列にチルド室運転電磁二方弁１４と冷蔵
室冷却用キャピラリチューブ１５に直列に冷蔵室運転電
磁二方弁１３を配設している。

【００３６】各運転モードでの各ダンパと庫内ファンの
回転数の制御は図１に示したものと同様であるが、ま
ず、冷蔵室を冷却する場合、チルド室，冷蔵室運転電磁
二方弁１３，１４の両方を開けることにより、冷媒は冷
蔵室冷却用キャピラリチューブ１５，チルド室冷却用キ
ャピラリチューブ１６，冷凍室冷却用キャピラリチュー
ブ１７の３本ともに流れることになり、この３本の合成
抵抗となるため、絞り量が一番緩いモードとなり、蒸発
圧力を上昇させることができる。

【００３７】次に、冷凍室を冷却する場合、チルド室，
冷蔵室運転電磁二方弁１３，１４の両方を閉じることに
より、冷媒は、冷凍室冷却用キャピラリチューブ１７に
だけ流れることになり、絞り量が一番絞られたモードと
なり、蒸発圧力を下降させることができる。

【００３８】次に、チルド室運転を行う場合には、冷蔵
室運転電磁二方弁１３のみ開けることにより、冷媒はチ
ルド室冷却用キャピラリチューブ１６，冷凍室冷却用キ
ャピラリチューブ１７の２本に流れることになり、この
２本の合成抵抗となるため、冷蔵室冷却運転と冷凍室冷
却運転との間の蒸発圧力を得ることができる。その結
果、この構成とした場合にも、圧縮機運転中においては
図１で示した実施例より簡単な制御と低コストで図１の
実施例と同様の効果を得ることができる。

【００３９】さらに、各温度帯の全室が設定温度以下ま
で冷却され、圧縮機が停止したときや除霜運転時には、
チルド室，冷蔵室運転電磁二方弁１３，１４の両方を閉
じ、高圧側の高温冷媒が蒸発器側に流れることを低下さ
せることができ、蒸発器の温度上昇を抑えることができ
る。

【００４０】〔実施例 ２−２〕図４は、第２の発明の
他の実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル系統図であ
る。図中、図４と同一符号のものは先の実施例と同等部
分であるから、その説明を省略する。図４の実施例は、
図３の実施例と同様に、減圧量を調節して制御される３
つの温度帯を持ち、庫内冷却ファンの回転数の制御を行
わない場合の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示したもので
あり、図３の実施例から蒸発器温度センサを無くし、庫
内冷却ファン７Ｂが回転しているときは、その回転数を
一定速回転数で運転して庫内を冷却するものである。

【００４１】図４の実施例は、各運転モードでの各ダン
パと減圧器の動作は前記図３に示したものと同様である
が、庫内冷却ファン７Ｂの回転数制御を行わないもので
あるが、このような構成とすることによっても、図３の
実施例とほぼ同様の効果を安価に得ることができる。な
お、図１および図３で示した蒸発器温度センサ２９は除
霜運転時の除霜終了を検知するためのセンサとしても活
用できる。

【００４２】図５は、本発明の一実施例に係る冷凍サイ
クル運転の圧力−エンタルピ線図、図６は、本発明の一
実施例に係る圧縮機運転率と冷凍能力との関係を従来サ
イクルと比較した説明図、図６は、図２もしくは図４の
実施例で温度帯が２温度（例えば冷蔵室と冷凍室）の場
合、従来圧縮機より７０％程度能力を落した圧縮機を用
いたときの圧縮機運転率と冷凍能力との関係を従来サイ
クルと比較したものを示した図である。図５は、横軸に
エンタルピｉ、すなわち冷媒の状態変化による熱の吸
収，放出、縦軸に冷媒の蒸発圧力Ｐを取ったモリエル線
図上に本発明による実施例の運転を示したものである。

【００４３】Ｓは飽和蒸気線で、Ｅより左をＳＬ、右を
ＳＧとすると、飽和蒸気線ＳＬ，ＳＧで囲まれた領域は
気液混合状態、図５で飽和蒸気線ＳＬより左は液状態、
飽和蒸気線ＳＧより右はガス状態である。ＡＢＣＤは冷
凍室運転における冷媒の変化を示す。ＡＢは圧縮機によ
る冷媒ガスの圧縮、ＢＣは凝縮器による熱の放出で、冷
媒はガス状態から気液混合状態となる。ＣＤは減圧器に
よる減圧、ＤＡは蒸発器による熱の吸収、すなわち冷凍
室の冷却であり、冷媒は気液混合状態からガス化する。
線ｖｆは、冷凍室冷却における圧縮機吸込時の冷媒の比
容積、線ｖｒは冷蔵室冷却における圧縮機吸込時の冷媒
の比容積、ｖｃはチルド室冷却における圧縮機吸込時の
冷媒の比容積を示す。

【００４４】一般に、冷媒の吸熱量Ｑは次式で表され
る。

【数１】Ｑ＝ＧΔｉ ここに、Ｇ：冷媒の循環流量で Ｇ＝Ｖ／ｖ・Ｒ Δｉ：エンタルピ差 Ｖ：圧縮機押しのけ量 ｖ：冷媒の比容積 Ｒ：比例定数 図５からわかるように、図２および図４の実施例のよう
な構成とすることにより、温度帯の高い冷却室である冷
蔵室を冷却するときには蒸発圧力Ｐも上昇し、冷媒の比
容積ｖは小さくなりｖ＝ｖｒとなる。その結果、冷媒の
循環量が増加する。そのため、従来の冷凍冷蔵庫より大
きな冷凍能力と成績係数を得ることができる。その結
果、高い成績係数で、かつ短い運転時間によって温度帯
の高い冷却室を冷却することができる。

【００４５】図６は、横軸に圧縮機運転率、縦軸に冷凍
能力（従来サイクルを１．０とした割合）をとり、従来
サイクルの場合を破線、本実施例の場合を実線で示す。
上述の結果、図６に示したように、圧縮機を従来のもの
より７０％程度能力を落した圧縮機を用いたとしても、
温度帯の高い冷却室（ここでは冷蔵室）を冷却する場
合、従来圧縮機の冷凍能力の約１．４倍の冷凍能力を得
ることができる。一方、温度帯の低い冷却室（例えば冷
凍室）を冷却する際には減圧器で絞りをきつくするた
め、従来の冷凍サイクルに近い運転となるが、熱負荷が
冷凍室のみのため、従来の冷凍サイクルより蒸発圧力を
上げて冷凍室を冷却できるため、冷凍能力的には圧縮機
を７０％程度能力を落しているにも係らず、８０％程度
の冷凍能力ダウンですむ。

【００４６】上記の理由から結果的に、図６に示したよ
うに同一条件下では冷凍室を運転するときには８０％程
度の冷凍能力ダウンで運転時間が伸びるが、冷蔵室運転
が短縮するために圧縮機を７０％程度能力を落している
にも係らず、従来冷凍サイクルとほぼ同等の圧縮機運転
率が実現し、総消費電力量で約２０％の省電力が可能と
なる。

【００４７】〔実施例 ３〕次に、上記各実施例の冷凍
サイクルにおける制御操作の詳細を説明する。図７は、
図１ないし図４に示した実施例の制御の一実施例を各冷
却室温度に対する運転モードの関係で示した説明図、図
８は、図１および図３に示した実施例の各運転モードと
部品動作を示した説明図、図９は、図２および図４に示
した実施例の各運転モードと部品動作を示した説明図で
ある。図７に示す図は、図１ないし図４の実施例におけ
る、温度帯が２温度（ここでは冷蔵室と冷凍室）で、庫
内冷却ファンの回転数制御を除いた場合の各冷却室のセ
ンサ温度が変化した際の運転モードに対して、その変更
モードを示している。

【００４８】また、図８に示す図は、図１もしくは図２
の実施例の各運転モードに対して、各冷却室ダンパ、二
方電磁弁、圧縮機の動作を示したもので、図９に示す図
は、図３もしくは図４の実施例の各運転モードに対し
て、各冷却室ダンパ、電動膨張弁、圧縮機の動作を示し
たものである。ここで、各冷却室ダンパのうち、ダンパ
Ｆは冷凍室用ダンパ、ダンパＲは冷蔵室用ダンパの略称
である。また、冷蔵室の設定温度帯の閾値は、Ｔｒｏｎ
からＴｒｏｆの間の温度、冷凍室の設定温度帯の閾値
は、ＴｆｏｎからＴｆｏｆの間の温度となる。温度の大
小関係は、Ｔｒｏｎ＞Ｔｒｏｆ、Ｔｆｏｎ＞Ｔｆｏｆで
ある。

【００４９】また、図７において、Ｔｒは冷蔵室の温
度、Ｔｆは冷凍室の温度をそれぞれのセンサ温度で示し
ているものである。さらに、ＴｆｈはＴｆｏｎより高い
温度に設定された冷凍室温度センサの設定温度で、Ｔｆ
ｈ＞Ｔｆｏｎの関係にある。ここで、図８，９に示すよ
うに、Ｆ運転は冷凍室冷却運転で、圧縮機を運転させ、
冷蔵室ダンパを閉、冷凍室ダンパを開とし、二方電磁弁
を閉めるか電動膨張弁を絞って冷凍室のみを冷却する運
転である。また、Ｒ運転は冷蔵室冷却運転で、圧縮機を
運転させ、冷蔵室ダンパを開、冷凍室ダンパを閉とし、
二方電磁弁もしくは電動膨張弁を開けて冷蔵室のみを冷
却する運転である。

【００５０】また、Ｆ＆Ｒ運転は、圧縮機を運転させ、
両方のダンパを開とし、二方電磁弁もしくは電動膨張弁
を開けることにより、両方の冷却室を冷却する運転であ
る。ＯＦＦ運転は、各冷却室のダンパは全て閉で、二方
電磁弁もしくは電動膨張弁を閉め、圧縮機も停止させる
ものである。

【００５１】まず、冷蔵室、冷凍室温度共に設定温度帯
内に入っているときはモード１となり、現状の運転モー
ドを継続させて運転させ、各部品の動作は変わらない。
次に、冷蔵室のみ設定温度帯以上の温度になったときに
はモード２もしくはモード３となり、変更運転モードは
モード２もしくはモード３のセンサ温度になる直前の運
転モードにより決まる。ここで現状運転モードがＦ運転
の場合はそのままＦ運転を行うモード２となり、現状運
転モードがＦ運転以外のときには、冷蔵室のみの冷却を
行うＲ運転で、モード３となる。

【００５２】また、冷蔵室温度が設定温度帯内で、冷凍
室が設定温度帯以上であり、かつ、Ｔｆｈより低い場合
にはモード４もしくはモード５となり、変更運転モード
はモード４もしくはモード５のセンサ温度になる直前の
運転モードにより決まる。ここで現状運転モードがＲ運
転もしくはＦ＆Ｒ運転の場合はモード４となりＲ運転を
行う。現状運転モードがＯＦＦ運転の場合はモード５と
なり、Ｆ運転を行う。このようにモード２から５の運転
モードは、現状モードを優先して各冷却室の冷却を行
う。

【００５３】次に、冷蔵室が設定温度帯以上で、冷凍室
も設定温度帯以上でかつ、Ｔｆｈより低い場合には現状
運転モードに関わらず、モード６となりＲ運転を行う。
次に、冷蔵室が設定温度帯内で、冷凍室がＴｆｈより高
い温度となった場合にも、現状運転モードに関わらず、
モード７となり圧縮機を運転させ、両方のダンパを開と
し、二方電磁弁もしくは電動膨張弁を開けることによ
り、両方の冷却室を冷却するＦ＆Ｒ運転を行う。

【００５４】次に、冷蔵室が設定温度帯以上で、冷凍室
もＴｆｈより高い温度の場合にも、現状運転モードに関
わらず、モード８となりＦ＆Ｒ運転を行う。モード９か
らモード１７まではいずれかの冷却室が設定温度帯以下
（閾値低設定温度ＴｒｏｆもしくはＴｆｏｆ）になった
ときのモードを示している。ここで冷蔵室のみ設定温度
帯以下の温度で、冷凍室が設定温度帯内にあるときは、
モード９もしくはモード１０となり、変更運転モードは
モード９もしくはモード１０のセンサ温度になる直前の
運転モードにより決まる。ここで現状運転モードがＦ運
転の場合はそのままＦ運転を行うモード９となり、現状
運転モードがＦ運転以外のときには、ＯＦＦ運転とな
り、各冷却室のダンパは全て閉で、二方電磁弁もしくは
電動膨張弁を閉め、圧縮機も停止させる。

【００５５】次に、冷凍室のみ設定温度帯以下の温度
で、冷蔵室が設定温度帯内にあるときは、モード１１、
モード１２、モード１３のいずれかになり、直前の運転
モードにより決まる。ここで現状運転モードがＲ運転も
しくはＦ＆Ｒ運転の場合はＲ運転を行うモード１１とな
り、現状運転モードがＯＦＦ運転の場合には、そのまま
ＯＦＦ運転を行い、現状運転モードがＦ運転の場合には
冷凍室は設定温度帯以下となっているのでＲ運転を行
う。

【００５６】次に、両方の冷却室が設定温度帯以下（閾
値低設定温度ＴｒｏｆとＴｆｏｆ）の場合は両方共冷却
されているので、現状運転モードに関わりなくＯＦＦ運
転のモード１４となる。次に、冷蔵室温度が設定値以上
になり、冷凍室が設定温度帯以下の場合にも現状運転に
関わりなく、モード１５のＲ運転となる。

【００５７】また、冷蔵室が設定温度帯以下で、冷凍室
が設定温度帯以上でかつ、Ｔｆｈより低い場合にも現状
運転に関わりなく、モード１６のＦ運転となる。また、
冷蔵室が設定温度帯以下で、冷凍室がＴｆｈより高い場
合にも現状運転に関わりなく、モード１７のＦ運転とな
る。さらに、除霜運転時のモード１８では、現状運転モ
ードに関わらず、ＯＦＦ運転となり、各冷却室のダンパ
は全て閉で、二方電磁弁もしくは電動膨張弁を閉め、圧
縮機も停止させる。

【００５８】これら図７に示した制御を行うことによ
り、購入後の電源投入直後や停電復帰後等の、どの冷却
室も冷却されていない状況からの庫内冷却が通常の従来
形冷凍冷蔵庫と較べても同等並みの冷却速度を得ること
ができる。

【００５９】次に、図１０は、図７に示した実施例の温
度−タイムチャートで、冷凍室冷却運転中に冷蔵室温度
が高くなったときの温度−タイムチャート、図１１は、
図７に示した実施例の温度−タイムチャートで、冷蔵室
冷却運転中に冷凍室温度が高くなったときの温度−タイ
ムチャートである。図中の符号は前述の図７に示した符
号と同じである。図１０，図１１では、いずれも横軸に
時間、縦軸に温度をとって、図７の実施例における冷蔵
室、冷凍室それぞれのセンサ温度のタイムチャートを実
線で、設定温度のみで制御させた場合を破線で示す。

【００６０】ここで破線のように、各冷却室の設定温度
のみでモードを変更して制御させた場合は、Ｆ室運転時
はＲ室温度が上がり、Ｒ室運転時はＦ室温度が上がるた
めＦ運転，Ｒ運転等を短いサイクルで繰り返すこととな
り冷凍サイクル自体の冷却速度における時定数を考える
と現実的ではない。図７の実施例に示したように、各冷
却室の温度と、変更する直前の現状モードも取り込んで
マイコンに判断させる制御（図１０、図１１の実線に示
したタイムチャート）とすることにより、図１０に示し
たようなＦ運転，Ｒ運転等を短いサイクルで繰り返すこ
とがなくなる。

【００６１】〔実施例 ４〕次に、図１２は、図１ない
し図４に示した実施例の制御の他の実施例を各冷却室温
度に対する運転モードの関係で示した説明図である。図
１２に示す図は、図１ないし図４の実施例における、温
度帯が２温度（ここでは冷蔵室と冷凍室）の場合で、各
冷却室のセンサ温度に対して、庫内冷却ファンの回転数
制御を除いた場合において、閾値の中間から閾値の低設
定値（Ｔｒｏｆ、Ｔｆｏｆ）の間に切り換え設定値（冷
蔵室はＴｒｃ、冷凍室はＴｆｃ）を追加した場合の実施
例における冷蔵室、冷凍室それぞれのセンサ温度が変化
した際の運転モードの変更モードを示している。

【００６２】また、各運転モードに対する各冷却室ダン
パ、二方電磁弁、電動膨張弁、圧縮機の動作は図８およ
び図９に示したとおりである。温度の大小関係は、Ｔｒ
ｏｎ＞Ｔｒｃ＞Ｔｒｏｆ、Ｔｆｈ＞Ｔｆｏｎ＞Ｔｆｃ＞
Ｔｆｏｆである。ここで、モード２−１，２−２，４−
１，４−２以外は図７に示した実施例と全く同じである
が、図７に示したモード２，４がそれぞれ２−１，２−
２，４−１，４−２の二つに分かれる。

【００６３】ここで、モード２は冷凍室センサ温度の温
度が切り換え設定値（Ｔｆｃ）と閾値の高設定値（Ｔｆ
ｏｎ）の間にあり、冷蔵室センサ温度が設定温度帯以上
の場合で現状運転モードがＦ運転の場合は、モード２−
１となりそのままＦ運転を行う。また、冷凍室センサ温
度の温度が切り換え設定値（Ｔｆｃ）と閾値の低設定値
（Ｔｆｏｆ）の間にあり、冷蔵室センサ温度が設定温度
帯以上の場合で現状運転モードがＦ運転であっても、モ
ード２−２となりＲ運転を行う。

【００６４】次に、モード４は冷蔵室センサ温度の温度
が切り換え設定値（Ｔｒｃ）と閾値の高設定値（Ｔｒｏ
ｎ）の間にあり、冷凍室センサ温度が設定温度帯以上
で、かつ、Ｔｆｈより低い場合で、現状運転モードがＲ
運転もしくはＲ＆Ｆ運転の場合はモード４−１となりＲ
運転を行う。また、冷蔵室センサ温度の温度が切り換え
設定値（Ｔｒｃ）と閾値の低設定値（Ｔｒｏｆ）の間に
あり、冷凍室センサ温度が設定温度帯以上で、かつ、Ｔ
ｆｈより低い場合で、現状運転モードがＲ運転もしくは
Ｒ＆Ｆ運転の場合はモード４−２となりＦ運転を行う。

【００６５】このようにモード２−１，３，４−１，
５，９の運転モードは、現状モードを優先して各冷却室
の冷却を行い、モード２−２，４−２のようにいずれか
の冷却室が設定温度帯内にあっても、切り換え設定値以
下の場合には、その他の冷却室を優先して冷却を行う。
このような制御とすることにより、図７に示した制御よ
り、さらに細かく冷蔵室および冷凍室の温度管理を行う
ことができる。

【００６６】図１３は、図１２に示した実施例の温度−
タイムチャートであり、切り換え設定値を設けた場合の
温度−タイムチャートでる。図中の符号は図１２の実施
例に示したものと同じであり、図７の実施例の説明で定
義したとおりである。図１３には、図１２の実施例にお
ける冷蔵室、冷凍室それぞれのセンサ温度タイムチャー
トを実線で、現状モードを優先させず、設定温度のみで
制御させた場合を破線で示している。

【００６７】次に、図１４は、庫内冷却ファンを回転数
可変とした場合の制御フローチャート、図１５は、庫内
冷却ファンの回転数と蒸発器の空気側熱伝達率との関係
を示した線図である。ファンの制御は上記図１０，図１
１，図１３に示したタイムチャートの制御とは独立に図
１４に従って行われる。ここで、Ｔｅｉは蒸発器入口セ
ンサ温度で、Ｔｅｏは蒸発器出口温度である。

【００６８】図１４のフローチャートに従ってファンの
回転数の制御を説明すると、まず圧縮機が運転するかど
うかを判断させる（実際には圧縮機が運転した際に、同
時に庫内冷却ファンの電源をＯＮさせれば良い）。その
次に蒸発器入口センサ温度Ｔｅｉと蒸発器出口センサ温
度Ｔｅｏとの温度差が１ないし３℃となるように回転数
を変更して、図１４のフローチャートに従って制御を行
う。また、ＯＮ，ＯＦＦ制御でなく、ＰＩＤ制御等を用
いて庫内冷却ファンの回転数をリニアに制御することも
できる。

【００６９】なお、ここでは、実施例の一つとして、蒸
発器入口センサ温度Ｔｅｉと蒸発器出口センサ温度Ｔｅ
ｏとの温度差が１ないし３℃としているが、蒸発器が大
形化して管内圧力損失が無視できなくなるような場合
は、５ないし８℃程度等に設定を予め設定変更すること
が可能であり、ここでの目的は蒸発器の出口付近がスー
パーヒート直後の状態にすることであり、この温度帯は
各冷凍サイクルによって任意に予め設定することができ
る。

【００７０】また、図１および図３のような構成とする
ことにより、温度帯の高い冷却室である冷蔵室を冷却す
るときには蒸発圧力Ｐも上昇し、冷媒の比容積ｖｒは小
さくなり冷媒の循環量が増加する。さらに、この増加し
た循環冷媒を全て庫内の冷却へ効率的に使うため、庫内
冷却ファンの回転数を制御し、庫内を冷却するため、従
来の冷凍冷蔵庫より大きな冷凍能力と成績係数を得るこ
とができる。すなわち、図１５からわかるように、庫内
冷却ファンの回転数が高回転となるため蒸発器の空気側
熱伝達率が上昇する。それにより交換熱量が増加し、増
加した冷媒循環量を全て蒸発させることができる。

【００７１】上記図１および図３のような構成と、図１
０、図１１もしくは図１３に示したタイムチャートの制
御に庫内ファンの回転数制御を加えることにより、さら
に高い成績係数で、かつ、短い運転時間によって温度帯
の高い冷却室を冷却することができ、図２および図４の
構成としたものより、小さい蒸発器を用いて高効率の冷
凍冷蔵庫用冷凍サイクルを得ることができる。

【００７２】〔実施例 ５〕上記各実施例で説明した制
御を適用した冷凍冷蔵庫の例を図１６ないし図２０を参
照して説明する。図１６は、本発明を適用した冷凍冷蔵
庫の風路構成図である。図１６に示す実施例は、図１な
いし図４の実施例における温度帯が２温度（ここでは冷
蔵室と冷凍室）の場合で、冷凍室が中段に設けられた冷
凍冷蔵庫の風路構成を示したものである。図中、図１な
いし図４と同一符号のものは同等部品を示している。図
１６において、５は蒸発器、７は庫内冷却ファン、８は
冷凍室用ダンパ、１０は冷蔵室用ダンパである。

【００７３】また、図１６において、２０は冷凍冷蔵庫
本体、２１は冷蔵室、２２は冷凍室、２３は、冷蔵室の
一部である野菜室、２４は冷蔵室冷却用ダクト、２５は
冷凍室冷却用ダクト、２６は野菜室冷却用ダクト、３１
は冷凍室温度センサ、３２は冷蔵室温度センサである。
ここで、庫内冷却ファン７から吐出された冷気は、一旦
上部のダンパ部に送られ、ここで冷気は冷蔵室用ダンパ
１０もしくは冷凍室用ダンパ８により、選択的に冷蔵
室、冷凍室へ送られることにより各冷却室を冷却するこ
とができる。

【００７４】図１７は、図１に示した冷凍冷蔵庫の制御
回路構成を示すブロック図、図１８は、図３に示した冷
凍冷蔵庫の制御回路構成を示すブロック図、図１９は、
図２に示した冷凍冷蔵庫の制御回路構成を示すブロック
図、図２０は、図４に示した冷凍冷蔵庫の制御回路構成
を示すブロック図である。図１７ないし図２０の各ブロ
ックの符号は、図１ないし図４および図１６の各部品の
符号に合わせている。

【００７５】図１７，図１８の制御回路構成ともそれぞ
れ、冷凍室温度センサ３１、チルド室温度センサ３３、
冷蔵室温度センサ３２、蒸発器温度センサ２９からの情
報により制御装置に係るマイコン３０によって演算さ
れ、図１の実施例の場合は電動膨張弁３、図２の実施例
の場合は二方電磁弁１３，１４を、また各実施例とも、
共通に圧縮機１、冷凍室用ダンパ８、チルド室用ダンパ
９、冷蔵室用ダンパ１０、庫内冷却ファン７Ａを制御す
る。

【００７６】また、図１９，図２０の制御回路構成とも
それぞれ、図１７，図１８の実施例を、庫内冷却ファン
を一定速度にした場合の実施例であり、蒸発器温度セン
サからの情報を除いている。これらの実施例では、冷凍
室センサ３１、チルド室センサ３３、冷蔵室センサ３２
からの情報によりマイコン３０によって演算され、図２
の実施例の場合は電動膨張弁３、図４の実施例の場合は
二方電磁弁１３，１４を、また両実施例とも、共通に圧
縮機１、冷凍室用ダンパ８、チルド室用ダンパ９、冷蔵
室用ダンパ１０、庫内冷却ファン７Ｂを制御する。

【００７７】上記各実施例では、冷蔵室、冷凍室等温度
帯の違う庫内を選択的に冷却できるように、それぞれ温
度帯の違う庫内を選択的かつ冷気送風路を開放もしくは
遮断できるようにダンパを備え、それぞれ最適温度とな
るように蒸発温度を変化させることができるように、冷
凍サイクル中の減圧器として、キャピラリチューブを少
なくとも温度帯の違う冷却室の数設置するか、もしくは
蒸発器側に一本のキャピラリチューブを配設し、そのキ
ャピラリチューブと直列に電動膨張弁を備えて減圧量を
可変できるようにし、さらに、庫内冷却ファンの回転数
を最適に制御するために蒸発器センサ、回転数可変の庫
内冷却ファンと制御装置を設けるようにした。

【００７８】これらの構成とすることにより、温度帯の
低い冷却室を冷却するときは減圧器の抵抗を大きくし、
庫内冷却ファンの回転数を低回転数にし、温度帯の高い
冷却室を冷却するときは減圧器の抵抗を小さくし、庫内
冷却ファンの回転数を高回転数にすることにより、それ
ぞれの温度帯に適合した蒸発温度で効率良く庫内を冷却
することができ、従来の圧縮機の押し退け量より小さい
圧縮機を使用することができる。また除霜運転時や圧縮
機を断続させて庫内の温度調節をする場合、圧縮機が停
止したとき前記キャピラリチューブもしくは膨張弁の絞
り量を最大に絞り（最大減圧）、かつ前記ダンパを全て
閉めて冷気送風路を遮断する制御とすることにより、圧
縮機停止時及び除霜運転時、高温になった蒸発器より自
然対流で庫内の温度上昇を最小限に抑えることができ
る。

【００７９】本発明では、これらの効果を総合すること
により同クラスの冷凍冷蔵庫に比べて、冷凍サイクル機
器の小さい、所謂サイズの小さい冷凍サイクルによっ
て、省電力で運転することのできる冷凍冷蔵庫を提供す
ることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、冷凍サイクル上、効率よく各冷却室を冷却し、圧
縮機停止時や除霜運転時に冷却室内が温まることを最小
限に抑制することにより、冷凍サイクル機器を小形化で
き、省電力運転の可能な冷凍冷蔵庫を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷凍
サイクル系統図である。

【図２】第１の発明の他の実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷
凍サイクル系統図である。

【図３】第２の発明の一実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷凍
サイクル系統図である。

【図４】第２の発明の他の実施例に係る冷凍冷蔵庫の冷
凍サイクル系統図である。

【図５】本発明の一実施例に係る冷凍サイクル運転の圧
力−エンタルピ線図である。

【図６】本発明の一実施例に係る圧縮機運転率と冷凍能
力との関係を従来サイクルと比較した説明図である。

【図７】図１ないし図４に示した実施例の制御の一実施
例を各冷却室温度に対する運転モードの関係で示した説
明図である。

【図８】図１および図３に示した実施例の各運転モード
と部品動作を示した説明図である。

【図９】図２および図４に示した実施例の各運転モード
と部品動作を示した説明図である。

【図１０】図７に示した実施例の温度−タイムチャート
である。

【図１１】図７に示した実施例の温度−タイムチャート
である。

【図１２】図１ないし図４に示した実施例の制御の他の
実施例を各冷却室温度に対する運転モードの関係で示し
た説明図である。

【図１３】図１２に示した実施例の温度−タイムチャー
トである。

【図１４】庫内冷却ファンを回転数可変とした場合の制
御フローチャートである。

【図１５】庫内冷却ファンの回転数と蒸発器の空気側熱
伝達率との関係を示した線図である。

【図１６】本発明を適用した冷凍冷蔵庫の風路構成図で
ある。

【図１７】図１に示した冷凍冷蔵庫の制御回路構成を示
すブロック図である。

【図１８】図３に示した冷凍冷蔵庫の制御回路構成を示
すブロック図である。

【図１９】図２に示した冷凍冷蔵庫の制御回路構成を示
すブロック図である。

【図２０】図４に示した冷凍冷蔵庫の制御回路構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…凝縮器、３…電動膨張弁、４…キャピ
ラリチューブ、５…蒸発器、６…冷気通風路、７Ａ…可
変回転数の庫内冷却ファン、７Ｂ…一定速回転数の庫内
冷却ファン、８…冷凍室用ダンパ、９…チルド室用ダン
パ、１０…冷蔵室用ダンパ、１１…冷気戻り口、１２冷
媒流路、１３…冷蔵室運転電磁二方弁、１４…チルド室
運転電磁二方弁、１５…冷蔵室冷却用キャピラリチュー
ブ、１６…チルド室冷却用キャピラリチューブ、１７…
冷凍室冷却用キャピラリチューブ、２０…冷凍冷蔵庫本
体、２１…冷蔵室、２２…冷凍室、２３…野菜室、２４
…冷蔵室冷却用ダクト、２５…冷凍室冷却用ダクト、２
６…野菜室冷却用ダクト、２９…蒸発器温度センサ、２
９Ａ…蒸発器入口温度センサ、２９Ｂ…蒸発器出口温度
センサ、３０…マイコン、３１…冷凍室温度センサ、３
２…冷蔵室温度センサ、３３…チルド室温度センサ。

フロントページの続き (72)発明者 竹本 明伸 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部栃木本部内 (72)発明者 吉田 秀樹 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部栃木本部内 (72)発明者 印南 民雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸
   発器を冷媒流路で接続した冷凍サイクルを備え、二つ以
   上の異なる温度帯の冷却室に通じる冷気通風路に庫内冷
   却ファンを備えた冷凍冷蔵庫において、 冷凍サイクル中の減圧器として、冷媒流路の蒸発器側に
   一本のキャピラリチューブと該キャピラリチューブに直
   列に設けた電動膨張弁とを備え、 前記冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却
   室に対する冷気送風路について開放もしくは遮断を選択
   できるダンパを設け、 前記電動膨張弁により減圧量を可変とし、前記蒸発器で
   異なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上の異な
   る温度帯の冷却室に適した異なる温度の冷気を吹き分け
   るように前記ダンパを連動させる制御装置を設けたこと
   を特徴とする冷凍冷蔵庫。
2. 【請求項２】 少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸
   発器を冷媒流路で接続した冷凍サイクルを備え、二つ以
   上の異なる温度帯の冷却室に通じる冷気通風路に庫内冷
   却ファンを備えた冷凍冷蔵庫において、 冷凍サイクル中の減圧器として、冷媒流路の蒸発器側
   に、少なくとも前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室の
   数のキャピラリチューブとこれらキャピラリチューブを
   選択する電磁弁とを備え、 前記冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却
   室に対する冷気送風路について開放もしくは遮断を選択
   できるダンパを設け、 前記キャピラリチューブの選択により減圧量を可変と
   し、前記蒸発器で異なる温度の冷気を作るとともに、前
   記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した異なる温度
   の冷気を吹き分けるように前記ダンパを連動させる制御
   装置を設けたことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のいずれかの冷凍
   冷蔵庫において、 前記冷気通風路に、少なくとも冷凍室に対する冷気送風
   路について開放もしくは遮断を選択できるダンパを設け
   たことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
4. 【請求項４】 少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸
   発器を冷媒流路で接続した冷凍サイクルを備え、二つ以
   上の異なる温度帯の冷却室に通じる冷気通風路に庫内冷
   却ファンを備え、前記減圧器として、冷媒流路の蒸発器
   側に一本のキャピラリチューブと該キャピラリチューブ
   に直列に設けた電動膨張弁とを備え、前記冷気通風路
   に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気
   送風路について開放もしくは遮断を選択できるダンパを
   設け、前記電動膨張弁により減圧量を可変とし、前記蒸
   発器で異なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上
   の異なる温度帯の冷却室に適した異なる温度の冷気を吹
   き分けるように前記ダンパを連動させる冷凍冷蔵庫の制
   御方法であって、 減圧量を調節して制御される温度帯をもつそれぞれの冷
   却室における設定温度値として、閾値２点を有する設定
   温度帯を設定し、 これら冷却室のうち一番設定温度の低い冷却室のセンサ
   には、その冷却室の設定温度帯よりさらに数度高い設定
   値を持たせ、その設定値より冷却室のうち一番設定温度
   帯の低い冷却室のセンサ温度が低いときには一番設定温
   度帯の低い冷却室以外で、それぞれの冷却室のもつ設定
   温度帯より温度の高い全ての冷却室のダンパを開放し、 そのダンパを開放した冷却室の中で一番高い温度帯をも
   つ冷却室の減圧量になる減圧器を設定し、 設定温度帯の一番低い冷却室が、設定温度帯の一番低い
   冷却室の設定温度帯よりさらに数度高く設定した設定温
   度より高いときには、全ての冷却室に対してそれらのも
   つ設定温度帯より温度の高い全ての冷却室のダンパを開
   放し、 そのダンパを開放した冷却室の中で一番高い温度帯をも
   つ冷却室の減圧量になる減圧器を設定して、運転させる
   ことを特徴とする冷凍冷蔵庫の制御方法。
5. 【請求項５】 少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸
   発器を冷媒流路で接続した冷凍サイクルを備え、二つ以
   上の異なる温度帯の冷却室に通じる冷気通風路に庫内冷
   却ファンを備えた冷凍冷蔵庫において、前記減圧器とし
   て、冷媒流路の蒸発器側に、少なくとも前記二つ以上の
   異なる温度帯の冷却室の数のキャピラリチューブとこれ
   らキャピラリチューブを選択する電磁弁とを備え、前記
   冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に
   対する冷気送風路について開放もしくは遮断を選択でき
   るダンパを設け、前記キャピラリチューブの選択により
   減圧量を可変とし、前記蒸発器で異なる温度の冷気を作
   るとともに、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適
   した異なる温度の冷気を吹き分けるように前記ダンパを
   連動させる冷凍冷蔵庫の制御方法であって、 減圧量を調節して制御される温度帯をもつそれぞれの冷
   却室における設定温度値として、閾値２点を有する設定
   温度帯を設定し、 これら冷却室のうち一番設定温度の低い冷却室のセンサ
   には、その冷却室の設定温度帯よりさらに数度高い設定
   値を持たせ、その設定値より冷却室のうち一番設定温度
   帯の低い冷却室のセンサ温度が低いときには一番設定温
   度帯の低い冷却室以外で、それぞれの冷却室のもつ設定
   温度帯より温度の高い全ての冷却室のダンパを開放し、 そのダンパを開放した冷却室の中で一番高い温度帯をも
   つ冷却室の減圧量になる減圧器を設定し、 設定温度帯の一番低い冷却室が、設定温度帯の一番低い
   冷却室の設定温度帯よりさらに数度高く設定した設定温
   度より高いときには、全ての冷却室に対してそれらのも
   つ設定温度帯より温度の高い全ての冷却室のダンパを開
   放し、 そのダンパを開放した冷却室の中で一番高い温度帯をも
   つ冷却室の減圧量になる減圧器を設定して、運転させる
   ことを特徴とする冷凍冷蔵庫の制御方法。
6. 【請求項６】 冷凍冷蔵庫の運転中に、ある冷却室を冷
   却させる運転モードにあるときは、減圧量を調節して制
   御される他の温度帯をもつ冷却室の温度が設定温度域外
   に変化したとしても、現運転モードで冷却されている冷
   却室の設定温度域以下となるまで現運転モードを続ける
   ことを特徴とする請求項４または５記載のいずれかの冷
   凍冷蔵庫の制御方法。
7. 【請求項７】 減圧量を調節して制御される温度帯をも
   つそれぞれの冷却室の閾値の中間から閾値の低設定値ま
   での間に切り換え設定値を追加し、 冷凍冷蔵庫の運転中に、ある冷却室を冷却させる運転モ
   ードにあるときは、減圧量を調節して制御される他の温
   度帯をもつ冷却室の温度が設定温度域外に変化したと
   き、現運転モードで冷却されている冷却室のセンサ温度
   が、前記閾値の高設定値と切り換え設定値との間にある
   ときは、現運転モードで冷却されている冷却室の切り換
   え設定値まで現運転モードのまま冷却を行い、 切り換え設定値以下の場合には、設定温度域以上に温度
   変化した冷却室を冷却させる運転を行うことを特徴とす
   る請求項４または５記載のいずれかの冷凍冷蔵庫の制御
   方法。
8. 【請求項８】 蒸発器の入口温度および出口温度を温度
   センサで検知し、回転数可変の庫内冷却ファンの回転数
   を最適に制御するとともに、 キャピラリチューブもしくは膨張弁の絞り量を最適絞り
   量に制御することを特徴とする請求項４または５記載の
   いずれかの冷凍冷蔵庫の制御方法。
9. 【請求項９】 除霜運転時、あるいは圧縮機を断続させ
   て庫内の温度調節をする場合に、圧縮機が停止したと
   き、前記キャピラリチューブもしくは膨張弁の絞り量を
   最大に絞り、かつ、前記ダンパを全て閉めて冷気送風路
   を遮断することを特徴とする請求項４または５記載のい
   ずれかの冷凍冷蔵庫の制御方法。