WO2018131156A1

WO2018131156A1 - 流路切替装置、冷凍サイクル回路及び冷蔵庫

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Publication number: WO2018131156A1
Application number: PCT/JP2017/001209
Authority: WO
Inventors: 孔明仲島; 雄亮田代
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2018-07-19
Also published as: CN110168295A; JP6695447B2; TWI624634B; CN110168295B; JPWO2018131156A1; TW201827769A

Abstract

本発明に係る流路切替装置は、圧縮機、放熱器及びキャピラリーチューブを有する冷凍サイクル回路において、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間に設けられる流路切替装置であって、前記圧縮機の吐出口から当該流路切替装置の流入口までの間に存在する冷媒の第１圧力と、前記キャピラリーチューブの流出口から前記圧縮機の吸入口までの間に存在する冷媒の第２圧力とが作用し、前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差によって動作する弁体を備え、前記弁体は、前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間の流路を閉塞する構成となっている。

Description

流路切替装置、冷凍サイクル回路及び冷蔵庫

　本発明は、例えば冷蔵庫等に用いられる冷凍サイクル回路に設けられる流路切替装置、該流路切替装置を備えた冷凍サイクル回路、及び、該冷凍サイクル回路を備えた冷蔵庫に関する発明である。

　従来、冷凍サイクル回路を備えた冷蔵庫が知られている。このような冷蔵庫に備えられた冷凍サイクル回路は、例えば、圧縮機、放熱器（凝縮器）、減圧機構であるキャピラリーチューブ、及び冷却器（蒸発器）を順次冷媒配管で接続することにより構成されている。また、冷凍サイクル回路を備えた従来の冷蔵庫には、放熱器とキャピラリーチューブとの間に、放熱器とキャピラリーチューブとの間の流路を開閉する開閉弁を設けた冷蔵庫も提案されている（特許文献１参照）。

　特許文献１に記載の冷蔵庫は、冷却器を除霜するために圧縮機を停止した際、除霜時間、温度センサーの検出温度又は圧力センサーの検出圧力に基づいて、放熱器とキャピラリーチューブとの間に設けられた開閉弁を閉じる。これにより、特許文献１に記載の冷蔵庫は、冷凍サイクル回路の高圧側の冷媒が低圧側に流入することを防止でき、冷凍サイクル回路の高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差を所定値以上に確保することができる。ここで、冷凍サイクル回路の高圧側とは、圧縮機の吐出口から開閉弁の流入口までの間の範囲である。また、冷凍サイクル回路の低圧側とは、キャピラリーチューブの流出口から圧縮機の吸入口までの間の範囲である。また、冷凍サイクル回路の高圧側の圧力とは、圧縮機の吐出口から開閉弁の流入口までの間に存在する冷媒の圧力である。また、冷凍サイクル回路の低圧側の圧力とは、キャピラリーチューブの流出口から圧縮機の吸入口までの間に存在する冷媒の圧力である。

　特許文献１に記載の冷蔵庫のように、圧縮機の停止中に冷凍サイクル回路の高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差を所定圧力差以上に保つことにより、圧縮機を再起動させた際、冷凍サイクル回路の動作が早く安定し、冷凍サイクル回路の消費電力を低減することが可能となる。

特開平８―１３６１１２号公報

　上述のように、特許文献１に記載の冷蔵庫は、除霜時間、温度センサーの検出温度又は圧力センサーの検出圧力に基づいて、放熱器とキャピラリーチューブとの間に設けられた開閉弁を閉じる。つまり、特許文献１に記載の冷蔵庫は、当該開閉弁を駆動するためのモーター又はコイル等が必要となる。さらに、特許文献１に記載の冷蔵庫は、開閉弁を駆動するためのモーター又はコイル等を制御する基板回路等も必要となってしまう。このため、特許文献１に記載の冷蔵庫は、該冷蔵庫（換言すると冷凍サイクル回路）の製造コストが多く掛かってしまうという課題があった。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、放熱器とキャピラリーチューブとの間に設けることによって圧縮機を再起動させた際に冷凍サイクル回路の動作を早く安定させることができ、冷凍サイクル回路のコストの増大を抑制することも可能な流路切替装置を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、この流路切替装置を備えた冷凍サイクル回路及び冷蔵庫を提供することを第２の目的とする。

　また、本発明に係る冷凍サイクル回路は、圧縮機と、放熱器と、キャピラリーチューブと、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間に設けられた本発明に係る流路切替装置と、を備えている。

　また、本発明に係る冷蔵庫は、本発明に係る冷凍サイクル回路と、該冷凍サイクル回路において、前記キャピラリーチューブと前記圧縮機との間に設けられた冷却器と、前記冷却器で冷却された空気が内部に供給される貯蔵室と、を備えている。

　本発明に係る流路切替装置は、冷凍サイクル回路の高圧側の圧力である第１圧力と冷凍サイクル回路の低圧側の圧力である第２圧力との圧力差が第１規定圧力差以下になった際、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間の流路を閉塞する。このため、本発明に係る流路切替装置を放熱器とキャピラリーチューブとの間に設けることにより、圧縮機の停止中に高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差を所定圧力差以上に保つことができる。このため、本発明に係る流路切替装置を放熱器とキャピラリーチューブとの間に設けることにより、圧縮機を起動させた際に冷凍サイクル回路の動作を早く安定させることができ、冷凍サイクル回路の消費電力を低減することができる。

　また、本発明に係る流路切替装置の弁体は、冷凍サイクル回路の高圧側の圧力である第１圧力と冷凍サイクル回路の低圧側の圧力である第２圧力との圧力差によって動作する。このため、本発明に係る流路切替装置は、弁体を駆動するためのモーター又はコイル等を必要とせず、これらを制御する基板回路等も必要としない。したがって、本発明に係る流路切替装置は、冷凍サイクル回路のコストの増大を抑制することもできる。

本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路を示す冷媒回路図である。本発明の実施の形態１に係る流路切替装置１０の断面模式図である（閉塞状態Ａ）。本発明の実施の形態１に係る流路切替装置１０の断面模式図である（連通状態Ｂ）。本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路の動作を示す説明図である。本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路を示す冷媒回路図である。本発明の実施の形態２に係る流路切替装置１０の断面模式図である（閉塞状態Ａ）。本発明の実施の形態２に係る流路切替装置１０の断面模式図である（第１連通状態Ｂ１）。本発明の実施の形態２に係る流路切替装置１０の断面模式図である（第２連通状態Ｂ２）。本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路の動作を示す説明図である。本発明の実施の形態３に係る流路切替装置１０の断面模式図である（閉塞状態Ａ）。本発明の実施の形態３に係る流路切替装置１０の断面模式図である（第１連通状態Ｂ１）。本発明の実施の形態３に係る流路切替装置１０の断面模式図である（第２連通状態Ｂ２）。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路を示す冷媒回路図である。
　冷蔵庫１００は、冷凍サイクル回路５０を備えている。この冷凍サイクル回路５０は、圧縮機１、放熱器２（凝縮器）、キャピラリーチューブ３及び冷却器４（蒸発器）を備えている。すなわち、冷凍サイクル回路５０は、圧縮機１、放熱器２、キャピラリーチューブ３及び冷却器４が順次冷媒配管で接続されることにより構成されている。

　圧縮機１は、回転数可変の圧縮機である。圧縮機１の吐出口１ａは放熱器２の流入口に接続され、圧縮機１の吸入口１ｂは冷却器４の流出口に接続されている。放熱器２は、例えば空気熱交換器であり、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒から放熱させ、該ガス冷媒を高圧の液冷媒に凝縮する熱交換器である。放熱器２の流入口は上述のように圧縮機１の吐出口１ａに接続され、放熱器２の流出口はキャピラリーチューブ３の流入口３ｃに接続されている。なお、放熱器２を、冷蔵庫１００の壁面に沿って配置された例えば銅管等の冷媒配管で構成してもよい。ここで、後述のように、冷凍サイクル回路５０は、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けられた流路切替装置１０を備えている。このため、詳しくは、放熱器２の流出口は、流路切替装置１０を介して、キャピラリーチューブ３の流入口３ｃに接続されている。

　キャピラリーチューブ３は、放熱器２から流出した高圧の液冷媒を減圧し、該液冷媒を低温低圧の気液二相冷媒にする減圧器である。キャピラリーチューブ３の流入口３ｃは上述のように放熱器２の流出口に接続され、キャピラリーチューブ３の流出口３ｄは冷却器４の流入口に接続されている。冷却器４は、空気熱交換器であり、キャピラリーチューブ３から流出した低温低圧の気液二相冷媒によって周囲の空気を冷却する熱交換器である。冷却器４の流入口は上述のようにキャピラリーチューブ３の流出口３ｄと接続されており、冷却器４の流入口は上述のように圧縮機１の吸入口１ｂに接続されている。すなわち、冷却器４は、冷凍サイクル回路５０において、キャピラリーチューブ３の流出口３ｄから圧縮機１の吸入口１ｂまでの間に設けられている。なお、冷却器４を流れる気液二相冷媒は、周囲を空気の冷却する際に蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、冷却器４から流出し、圧縮機１に吸入されて再度圧縮されることとなる。

　上述の冷却器４は、冷却器室１０１に配置されている。この冷却器室１０１は、吹出口１０３を介して貯蔵室１０２と連通している。つまり、冷蔵庫１００は、冷却器室１０１に配置された送風機５が回転することにより、冷却器４で冷却された空気が吹出口１０３を介して貯蔵室１０２の内部に供給されることとなる。

　なお、図１に示すように、冷却器４の流出口と圧縮機１の吸入口１ｂとを接続する冷媒配管の一部を、キャピラリーチューブ３の近傍に設置してもよい（図１の破線部分を参照）。そして、キャピラリーチューブ３で冷媒を減圧する際、冷却器４の流出口と圧縮機１の吸入口１ｂとを接続する冷媒配管を流れる冷媒と、キャピラリーチューブ３を流れる冷媒との間で熱交換させてもよい。キャピラリーチューブ３を流れる冷媒は、冷却器４の流出口と圧縮機１の吸入口１ｂとを接続する冷媒配管を流れる冷媒よりも、温度が高い。このため、冷却器４の流出口と圧縮機１の吸入口１ｂとを接続する冷媒配管を流れる冷媒により、キャピラリーチューブ３を流れる冷媒が冷却されることとなる。したがって、キャピラリーチューブ３から流出する気液二相冷媒は、乾き度がゼロに近い状態となる。つまり、キャピラリーチューブ３から流出する気液二相冷媒は、液相部が多くなる。このため、冷却器４の流出口と圧縮機１の吸入口１ｂとを接続する冷媒配管を流れる冷媒と、キャピラリーチューブ３を流れる冷媒との間で熱交換させることにより、冷却器４の周囲の空気を冷却する能力を向上させることができる。

　ここで、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００の冷凍サイクル回路５０には、上述のように、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けられた流路切替装置１０を備えている。詳しくは、流路切替装置１０の流入口１６は放熱器２の流出口に接続されており、流路切替装置１０の流出口１７はキャピラリーチューブ３の流入口３ｃと接続されている。この流路切替装置１０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を利用して放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を開閉するものである。このため、流路切替装置１０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側に存在する冷媒を該流路切替装置１０内に導くため、接続口１８を備えている。また、流路切替装置１０は、冷凍サイクル回路５０の低圧側に存在する冷媒を該流路切替装置１０内に導くため、接続口１９を備えている。

　そして、接続口１８は、配管３１によって、冷凍サイクル回路５０の高圧側に接続されている。つまり、配管３１の一端が接続口１８に接続され、配管３１の他端が冷凍サイクル回路５０の高圧側に接続されている。本実施の形態１においては、配管３１の前記他端は、圧縮機１と放熱器２とを接続する冷媒配管に接続されている。また、接続口１９は、配管３２によって、冷凍サイクル回路５０の低圧側に接続されている。つまり、配管３２の一端が接続口１９に接続され、配管３２の他端が冷凍サイクル回路５０の低圧側に接続されている。本実施の形態１においては、配管３２の前記他端は、冷却器４と圧縮機１とを接続する冷媒配管に接続されている。

　なお、冷凍サイクル回路５０の高圧側とは、圧縮機１の吐出口１ａから流路切替装置１０の流入口１６までの間の範囲である。また、冷凍サイクル回路５０の低圧側とは、キャピラリーチューブ３の流出口３ｄから圧縮機１の吸入口１ｂまでの間の範囲である。また、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰとは、圧縮機１の吐出口１ａから流路切替装置１０の流入口１６までの間に存在する冷媒の圧力であり、本発明の第１圧力に相当する圧力である。また、冷凍サイクル回路５０の低圧側の圧力ＬＰとは、キャピラリーチューブ３の流出口３ｄから圧縮機１の吸入口１ｂまでの間に存在する冷媒の圧力であり、本発明の第２圧力に相当する圧力である。

　続いて、本実施の形態１に係る流路切替装置１０の詳細について説明する。

　図２及び図３は、本発明の実施の形態１に係る流路切替装置１０の断面模式図である。なお、図２は、流路切替装置１０の弁体１２が閉塞位置となっている状態を示している。弁体１２の閉塞位置とは、弁体１２が放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を閉塞する位置のことである。換言すると、弁体１２の閉塞位置とは、弁体１２が流路切替装置１０の流入口１６と流出口１７との間の流路を閉塞する位置のことである。また、図３は、流路切替装置１０の弁体１２が連通位置となっている状態を示している。弁体１２の連通位置とは、弁体１２が放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を開いている状態の位置のことである。換言すると、弁体１２の閉塞位置とは、弁体１２に形成された後述の貫通孔１３が、流路切替装置１０の流入口１６及び流出口１７と連通する位置のことである。以下、弁体１２が閉塞位置となっている流路切替装置１０の状態を、閉塞状態Ａと称することとする。また、弁体１２が連通位置となっている流路切替装置１０の状態を、連通状態Ｂと称することとする。

　本実施の形態１に係る流路切替装置１０は、本体部１１及び弁体１２等を備えている。この本体部１１は、放熱器２に接続される流入口１６と、キャピラリーチューブ３に接続される流出口１７とを有している。また、本体部１１の内部には、弁体１２が設けられている。これにより、本体部１１の内部は、弁体１２によって、高圧室１４と低圧室１５に仕切られている。つまり、本体部１１の内部には、弁体１２の一端側に高圧室１４が形成され、弁体１２の他端側に低圧室１５が形成されている。換言すると、本体部１１は、高圧室１４及び低圧室１５を備えている。そして、本体部１１は、高圧室１４に上述の接続口１８を備え、低圧室１５に上述の接続口１９を備えている。換言すると、接続口１８は高圧室１４と連通しており、接続口１９は低圧室１５に連通している。また、本体部１１は、低圧室１５に、弁体１２を高圧室１４側に押圧するバネ２０も有している。
　ここで、高圧室１４が、本発明の第１室に相当する。低圧室１５が、本発明の第２室に相当する。接続口１８が、本発明の第１接続口に相当する。また、接続口１９が、本発明の第２接続口に相当する。

　上述のように、接続口１８は、配管３１によって、冷凍サイクル回路５０の高圧側に接続されている。また、接続口１９は、配管３２によって、冷凍サイクル回路５０の低圧側に接続されている。このため、高圧室１４には、配管３１及び接続口１８を介して、冷凍サイクル回路５０の高圧側の冷媒が流入する。そして、弁体１２の高圧室１４側の端部には、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰが作用する。また、低圧室１５には、配管３２及び接続口１９を介して、冷凍サイクル回路５０の低圧側の冷媒が流入する。そして、弁体１２の低圧室１５側の端部には、冷凍サイクル回路５０の低圧側の圧力ＬＰが作用する。したがって、弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差によって動作する。

　詳しくは、弁体１２の高圧室１４側の端部には、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰによる力が作用する。一方、弁体１２の低圧室１５側の端部には、冷凍サイクル回路５０の低圧側の圧力ＬＰによる力と、バネ２０の押圧力との合力が作用する。そして、弁体１２は、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う位置まで、高圧室１４側又は低圧室１５側へ移動する。すなわち、弁体１２は、高圧室１４側へ向かう方向及び低圧室１５側へ向かう方向に往復動自在に、本体部１１の内部に設けられている。

　さらに詳しくは、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、弁体１２が図２の閉塞位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、流路切替装置１０は、閉塞状態Ａとなる。ここで、弁体１２には、貫通孔１３が形成されている。冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、貫通孔１３は、流入口１６及び流出口１７と連通する位置よりも高圧室１４側に位置することとなる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、弁体１２によって、流入口１６及び流出口１７のうちの少なくとも一方が塞がれる。すなわち、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、弁体１２が放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を閉塞する。

　一方、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差よりも大きい状態においては、図２に示した状態よりも、弁体１２の高圧室１４側の端部に作用する力が大きくなる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差よりも大きい状態においては、弁体１２が閉塞位置よりも低圧室１５側に移動した図３の連通位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差よりも大きい状態においては、流路切替装置１０は、連通状態Ｂとなる。ここで、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差よりも大きい状態においては、貫通孔１３は、流入口１６及び流出口１７と連通する位置となる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差よりも大きい状態においては、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれる。したがって、図３に白抜き矢印で示すように、放熱器２から流出した冷媒は、流路切替装置１０の流入口１６、貫通孔１３及び流出口１７を通って、キャピラリーチューブ３へ流入していく。

　続いて、本実施の形態１に係る流路切替装置１０の動作について説明する。

　図４は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路の動作を示す説明図である。なお、図４の下段は、圧縮機１の停止及び駆動の状態を示している。図４の上段は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰ及び低圧側の圧力ＬＰの変遷を示している。また、図４は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態から圧縮機１を駆動した際の、冷凍サイクル回路５０の動作を示している。冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態とは、例えば、初めて冷凍サイクル回路５０を動作させる前の状態である。
　以下、この図４と上述の図２及び図３とを用いて、流路切替装置１０の動作について説明する。

　圧縮機１の起動直後は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態、つまり冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態となっている。このため、流路切替装置１０は、図２に示す閉塞状態Ａとなっている。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路は、閉塞された状態となっている。この状態から圧縮機１の駆動を継続すると、圧縮機１から吐出された冷媒が冷凍サイクル回路５０の高圧側に蓄えられ、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰが上昇していく。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が増大していく。また、当該圧力差が増大していくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、低圧室１５側へ徐々に移動していく。

　冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きい状態になると、流路切替装置１０は、図３に示す連通状態Ｂとなる。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれた状態となる。これにより、冷凍サイクル回路５０において流路切替装置１０の下流側にも冷媒が流れ始める。つまり、冷却器４によって、貯蔵室１０２に供給される空気の冷却が開始される。なお、第１規定圧力差Ｐ１は、低圧室１５に設けられたバネ２０の自然長及びバネ定数等によって決定する押圧力によって調節することができる。

　冷蔵庫１００は、貯蔵室１０２内の温度が設定温度以下になると、冷凍サイクル回路５０の圧縮機１を停止する。圧縮機１を停止しても、冷凍サイクル回路５０の高圧側と低圧側との圧力差により、冷凍サイクル回路５０の高圧側の冷媒は、キャピラリーチューブ３を通って、冷凍サイクル回路５０の低圧側へ流入していく。これにより、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が小さくなっていく。また、当該圧力差が小さくなっていくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、高圧室１４側へ徐々に移動していく。そして、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態になると、流路切替装置１０は、図２に示す閉塞状態Ａとなる。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が閉塞された状態となる。このため、冷蔵庫１００は、圧縮機１の停止中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を第１規定圧力差Ｐ１近傍の所定圧力差以上に保つことができる。

　以上、本実施の形態１に係る流路切替装置１０は、圧縮機１、放熱器２及びキャピラリーチューブ３を有する冷凍サイクル回路５０において、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けられる流路切替装置であって、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと、冷凍サイクル回路５０の低圧側の圧力ＬＰとが作用し、高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差によって動作する弁体１２を備えている。そして、弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態においては、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を閉塞する。

　例えば、本実施の形態１に係る流路切替装置１０は、放熱器２に接続される流入口１６及びキャピラリーチューブ３に接続される流出口１７を有し、内部に弁体１２が設けられた本体部１１を備えている。また、本体部１１は、弁体１２によって内部が高圧室１４と低圧室１５とに仕切られて。そして、本体部１１は、高圧室１４に、冷凍サイクル回路５０の高圧側と接続される接続口１８を有している。また、本体部１１は、低圧室１５に、冷凍サイクル回路５０の低圧側と接続される接続口１８、及び弁体１２を高圧室１４側に押圧するバネ２０を有している。また、弁体１２は、貫通孔１３が形成され、高圧室１４側へ向かう方向及び低圧室１５側へ向かう方向に往復動自在に、本体部１１の内部に設けられている。そして、弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態では、流入口１６及び流出口１７のうちの少なくとも一方を塞ぎ、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を閉塞する閉塞位置となる。また、弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きい状態では、閉塞位置よりも低圧室１５側に移動し、流入口１６及び流出口１７と貫通孔１３とが連通する連通位置となり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を開く。

　また、本実施の形態１に係る冷凍サイクル回路５０は、圧縮機１と、放熱器２と、キャピラリーチューブ３と、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けられた流路切替装置１０と、を備えている。

　また、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、冷凍サイクル回路５０と、該冷凍サイクル回路５０においてキャピラリーチューブ３と圧縮機１との間に設けられた冷却器４と、冷却器４で冷却された空気が内部に供給される貯蔵室１０２と、を備えている。

　本実施の形態１に係る流路切替装置１０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態においては、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を閉塞する。このため、流路切替装置１０を放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けることにより、圧縮機１の停止中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を第１規定圧力差Ｐ１近傍の所定圧力差以上に保つことができる。このため、流路切替装置１０を放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けることにより、圧縮機１を再起動させた際に冷凍サイクル回路５０の動作を早く安定させることができ、冷凍サイクル回路５０つまり冷蔵庫１００の消費電力を低減することができる。

　また、流路切替装置１０の弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差によって動作する。このため、流路切替装置１０は、弁体１２を駆動するためのモーター又はコイル等を必要とせず、これらを制御する基板回路等も必要としない。したがって、流路切替装置１０は、冷凍サイクル回路５０つまり冷蔵庫１００のコストの増大を抑制することもできる。

　また、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差によって流路切替装置１０の弁体１２を動作させることにより、冷凍サイクル回路５０の運転状態に合わせて即座に流路切替装置１０の弁体１２を動作させることができるという効果も得られる。

　なお、流路切替装置１０を備えた冷凍サイクル回路５０を、冷蔵庫１００以外の装置に用いてもよい。圧縮機１を再起動させた際に冷凍サイクル回路５０の動作を早く安定させることができ、冷凍サイクル回路５０を備えた装置のコストの増大を抑制することもできる。

実施の形態２．
　流路切替装置１０の構成は、実施の形態１で示した構成に限定されるものではない。例えば、本実施の形態２で示すように流路切替装置１０を構成してもよい。本実施の形態２のように流路切替装置１０を構成することにより、圧縮機１の再起動時に消費電力を低減できるという実施の形態１で示した効果に加え、冷凍サイクル回路５０の運転中の消費電力を低減できるという効果を得ることもできる。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

　図５は、本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路を示す冷媒回路図である。
　実施の形態１で示した流路切替装置１０は、流出口１７として１つの流出口を有していた。一方、本実施の形態２に係る流路切替装置１０は、流出口１７として、２つの流出口（第１流出口１７ａ、第２流出口１７ｂ）を有している。

　また、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、キャピラリーチューブ３として、流路切替装置１０の流出口に対応した数のキャピラリーチューブ（第１キャピラリーチューブ３ａ及び第２キャピラリーチューブ３ｂ）を備えている。第１キャピラリーチューブ３ａは、第２キャピラリーチューブ３ｂよりも、流量係数であるＣｖ値が小さいキャピラリーチューブである。また、第２キャピラリーチューブ３ｂは、第１キャピラリーチューブ３ａよりも、流量係数であるＣｖ値が大きいキャピラリーチューブである。これら第１キャピラリーチューブ３ａ及び第２キャピラリーチューブ３ｂは、互いに並列に設けられている。そして、第１キャピラリーチューブ３ａが流路切替装置１０の第１流出口１７ａと接続され、第２キャピラリーチューブ３ｂが流路切替装置１０の第２流出口１７ｂと接続されている。

　続いて、本実施の形態２に係る流路切替装置１０の詳細について説明する。

　図６～図８は、本発明の実施の形態２に係る流路切替装置１０の断面模式図である。なお、図６は、実施の形態１の図２と同様に、流路切替装置１０の弁体１２が閉塞位置となっている状態を示している。つまり、図６に示す流路切替装置１０は、弁体１２が流路切替装置１０の流入口１６と流出口１７との間の流路を閉塞する閉塞状態Ａとなっている。また、図７及び図８は、実施の形態１の図３と同様に、流路切替装置１０の弁体１２が連通位置となっている状態を示している。つまり、図７及び図８に示す流路切替装置１０は、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を開いている連通状態Ｂとなっている。

　ここで、図７に示す流路切替装置１０の弁体１２は、放熱器２と第１キャピラリーチューブ３ａとの間の流路を開いている状態となっている。本実施の形態２における以下の説明では、この弁体１２の状態を第１連通位置と称することとする。そして、弁体１２が第１連通位置となっている流路切替装置１０の状態を、第１連通状態Ｂ１と称することとする。また、図８に示す流路切替装置１０の弁体１２は、放熱器２と第２キャピラリーチューブ３ｂとの間の流路を開いている状態となっている。本実施の形態２における以下の説明では、この弁体１２の状態を第２連通位置と称することとする。そして、弁体１２が第２連通位置となっている流路切替装置１０の状態を、第２連通状態Ｂ２と称することとする。

　詳しくは、実施の形態１で説明したように、弁体１２の高圧室１４側の端部には、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰによる力が作用する。一方、弁体１２の低圧室１５側の端部には、冷凍サイクル回路５０の低圧側の圧力ＬＰによる力と、バネ２０の押圧力との合力が作用する。そして、弁体１２は、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う位置まで、高圧室１４側又は低圧室１５側へ移動する。

　冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態においては、弁体１２が図６の閉塞位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態においては、流路切替装置１０は、閉塞状態Ａとなる。すなわち、弁体１２の貫通孔１３は、流入口１６及び流出口１７と連通する位置よりも高圧室１４側に位置することとなる。

　一方、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態においては、図６に示した状態よりも、弁体１２の高圧室１４側の端部に作用する力が大きくなる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態においては、弁体１２が閉塞位置よりも低圧室１５側に移動した図７の第１連通位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。

　つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態においては、流路切替装置１０は、第１連通状態Ｂ１となる。ここで、第１連通状態Ｂ１では、貫通孔１３は、流入口１６及び第１流出口１７ａと連通する位置となる。このため、第１連通状態Ｂ１では、放熱器２と第１キャピラリーチューブ３ａとの間の流路が開かれる。したがって、図７に白抜き矢印で示すように、放熱器２から流出した冷媒は、流路切替装置１０の流入口１６、貫通孔１３及び第１流出口１７ａを通って、第１キャピラリーチューブ３ａへ流入していく。

　また、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差よりも大きい状態においては、図７に示した状態よりも、弁体１２の高圧室１４側の端部に作用する力がさらに大きくなる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差よりも大きい状態においては、弁体１２が第１連通位置よりも低圧室１５側に移動した図８の第２通位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。

　つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差よりも大きい状態においては、流路切替装置１０は、第２連通状態Ｂ２となる。ここで、第２連通状態Ｂ２では、貫通孔１３は、流入口１６及び第２流出口１７ｂと連通する位置となる。このため、第２連通状態Ｂ２では、放熱器２と第２キャピラリーチューブ３ｂとの間の流路が開かれる。したがって、図８に白抜き矢印で示すように、放熱器２から流出した冷媒は、流路切替装置１０の流入口１６、貫通孔１３及び第２流出口１７ｂを通って、第２キャピラリーチューブ３ｂへ流入していく。

　続いて、本実施の形態２に係る流路切替装置１０の動作について説明する。

　図９は、本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の冷凍サイクル回路の動作を示す説明図である。なお、図９の下段は、圧縮機１の停止及び駆動の状態を示している。図９の上段は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰ及び低圧側の圧力ＬＰの変遷を示している。また、図９は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態から圧縮機１を駆動した際の、冷凍サイクル回路５０の動作を示している。冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態とは、例えば、初めて冷凍サイクル回路５０を動作させる前の状態である。
　以下、この図９と上述の図６～図８とを用いて、本実施の形態２に係る流路切替装置１０の動作について説明する。

　圧縮機１の起動直後は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態、つまり冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態となっている。このため、流路切替装置１０は、図６に示す閉塞状態Ａとなっている。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路は、閉塞された状態となっている。この状態から圧縮機１の駆動を継続すると、圧縮機１から吐出された冷媒が冷凍サイクル回路５０の高圧側に蓄えられ、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰが上昇していく。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が増大していく。また、当該圧力差が増大していくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、低圧室１５側へ徐々に移動していく。

　そして、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きい状態になると、流路切替装置１０は、図７に示す第１連通状態Ｂ１となる。つまり、放熱器２と第１キャピラリーチューブ３ａとの間の流路が開かれた状態となる。これにより、冷凍サイクル回路５０において流路切替装置１０の下流側にも冷媒が流れ始める。つまり、冷却器４によって、貯蔵室１０２に供給される空気の冷却が開始される。

　冷蔵庫１００の周囲の温度つまり放熱器２と熱交換する空気の温度が低い場合等のような低負荷運転時においては、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差は、あまり大きくならない。すなわち、低負荷運転時においては、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差は、第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差Ｐ２以下となる。このため、低負荷運転時においては、流路切替装置１０は第１連通状態Ｂ１の状態が継続されることとなる。つまり、低負荷運転時においては、冷凍サイクル回路５０は、第２キャピラリーチューブ３ｂよりもＣｖ値が小さい第１キャピラリーチューブ３ａを用いて運転されることとなる。

　ここで、低負荷運転時においては、冷凍サイクル回路のキャピラリーチューブに必要とされるＣｖ値は小さい。このため、Ｃｖ値が小さなキャピラリーチューブを用いて冷凍サイクル回路を構成することにより、冷凍サイクル回路を効率良く運転させることができ、冷凍サイクル回路の運転中の消費電力を低減できる。つまり、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、低負荷運転時、第２キャピラリーチューブ３ｂよりもＣｖ値が小さい第１キャピラリーチューブ３ａを用いた運転となるので、冷凍サイクル回路５０を効率良く運転させることができ、冷凍サイクル回路５０の運転中の消費電力を低減できる。

　冷蔵庫１００の周囲の温度つまり放熱器２と熱交換する空気の温度が高い場合等のような高負荷運転時においては、冷媒の凝縮温度が高くなるため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰも高くなる。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が大きくなる。また、また、当該圧力差が増大していくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、低圧室１５側へ移動していく。このため、流路切替装置１０が第１連通状態Ｂ１となっている冷凍サイクル回路５０の運転中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２よりも大きい状態になると、流路切替装置１０は、図８に示す第２連通状態Ｂ２となる。つまり、放熱器２と第２キャピラリーチューブ３ｂとの間の流路が開かれた状態となる。なお、第２規定圧力差Ｐ２は、低圧室１５に設けられたバネ２０の自然長及びバネ定数等によって決定する押圧力によって調節することができる。

　ここで、高負荷運転時においては、冷凍サイクル回路のキャピラリーチューブに必要とされるＣｖ値は大きい。このため、Ｃｖ値が大きなキャピラリーチューブを用いて冷凍サイクル回路を構成することにより、冷凍サイクル回路を効率良く運転させることができ、冷凍サイクル回路の運転中の消費電力を低減できる。つまり、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、高負荷運転時、第１キャピラリーチューブ３ａよりもＣｖ値が大きい第２キャピラリーチューブ３ｂを用いた運転となるので、冷凍サイクル回路５０を効率良く運転させることができ、冷凍サイクル回路５０の運転中の消費電力を低減できる。

　冷蔵庫１００は、貯蔵室１０２内の温度が設定温度以下になると、冷凍サイクル回路５０の圧縮機１を停止する。圧縮機１を停止しても、冷凍サイクル回路５０の高圧側と低圧側との圧力差により、冷凍サイクル回路５０の高圧側の冷媒は、キャピラリーチューブ３を通って、冷凍サイクル回路５０の低圧側へ流入していく。これにより、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が小さくなっていく。また、当該圧力差が小さくなっていくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、高圧室１４側へ徐々に移動していく。そして、流路切替装置１０が図８に示す第２連通状態Ｂ２となっていた場合、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２以下の状態になると、流路切替装置１０は図７に示す第１連通状態Ｂ１となる。また、流路切替装置１０が図７に示す第１連通状態Ｂ１となっていた場合、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態になると、流路切替装置１０は図６に示す閉塞状態Ａとなる。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が閉塞された状態となる。このため、冷蔵庫１００は、圧縮機１の停止中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を第１規定圧力差Ｐ１近傍の所定圧力差以上に保つことができる。

　以上、本実施の形態２に係る流路切替装置１０は、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、圧縮機１の停止中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を第１規定圧力差Ｐ１近傍の所定圧力差以上に保つことができる。このため、本実施の形態２に係る流路切替装置１０を放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けることにより、圧縮機１を起動させた際に冷凍サイクル回路５０の動作を早く安定させることができ、冷凍サイクル回路５０つまり冷蔵庫１００の消費電力を低減することができる。

　また、本実施の形態２に係る流路切替装置１０においても、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差によって動作する。このため、本実施の形態２に係る流路切替装置１０は、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、弁体１２を駆動するためのモーター又はコイル等を必要とせず、これらを制御する基板回路等も必要としない。したがって、本実施の形態２に係る流路切替装置１０は、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、冷凍サイクル回路５０つまり冷蔵庫１００のコストの増大を抑制することもできる。

　また、本実施の形態２に係る流路切替装置１０においては、本体部１１は、流出口１７として第１流出口１７ａ及び第２流出口１７ｂを有している。そして、本実施の形態２に係る流路切替装置１０の弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ該第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差Ｐ２以下になっている状態では、閉塞位置よりも低圧室１５側に移動し、流入口１６及び第１流出口１７ａと貫通孔１３とが連通する第１連通位置となる。また、本実施の形態２に係る流路切替装置１０の弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２よりも大きい状態では、第１連通位置よりも低圧室１５側に移動し、流入口１６及び第２流出口１７ｂと貫通孔１３とが連通する第２連通位置となる。

　また、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、キャピラリーチューブ３として、第１キャピラリーチューブ３ａと、該第１キャピラリーチューブ３ａよりも流量係数（Ｃｖ値）が大きな第２キャピラリーチューブ３ｂとが並列に設けられている。そして、第１キャピラリーチューブ３ａが流路切替装置１０の第１流出口１７ａと接続され、第２キャピラリーチューブ３ｂが流路切替装置１０の第２流出口１７ｂと接続されている。

　このため、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ該第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差Ｐ２以下になっている状態では、放熱器２と、第２キャピラリーチューブ３ｂよりも流量係数（Ｃｖ値）が小さい第１キャピラリーチューブ３ａとの間の流路が開かれる。また、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２よりも大きい状態では、放熱器２と、第１キャピラリーチューブ３ａよりも流量係数（Ｃｖ値）が大きい第２キャピラリーチューブ３ｂとの間の流路が開かれる。したがって、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差に応じて、つまり冷凍サイクル回路５０の負荷に応じて、好適な流量係数（Ｃｖ値）のキャピラリーチューブを用いた流路となることができる。したがって、本実施の形態２に係る冷凍サイクル回路５０は、冷凍サイクル回路５０の運転中の消費電力も低減することができる。

実施の形態３．
　流路切替装置１０の構成は、実施の形態１及び実施の形態２で示した構成に限定されるものではない。例えば、本実施の形態３で示すように流路切替装置１０を構成してもよい。本実施の形態３のように流路切替装置１０を構成することにより、実施の形態２と同様に、圧縮機１の再起動時に消費電力を低減できるという実施の形態１で示した効果に加え、冷凍サイクル回路５０の運転中の消費電力を低減できるという効果を得ることもできる。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

　本実施の形態３に係る冷凍サイクル回路５０は、実施の形態１の図１で示した冷凍サイクル回路５０と同じである。実施の形態１と実施の形態３とで異なる点は、流路切替装置１０の構成である。以下、図１０～図１２を用いて、本実施の形態３に係る流路切替装置１０の詳細について説明する。

　図１０～図１２は、本発明の実施の形態３に係る流路切替装置１０の断面模式図である。なお、図１０は、実施の形態１の図２と同様に、流路切替装置１０の弁体１２が閉塞位置となっている状態を示している。つまり、図１０に示す流路切替装置１０は、弁体１２が流路切替装置１０の流入口１６と流出口１７との間の流路を閉塞する閉塞状態Ａとなっている。また、図１１及び図１２は、実施の形態１の図３と同様に、流路切替装置１０の弁体１２が連通位置となっている状態を示している。つまり、図１１及び図１２に示す流路切替装置１０は、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路を開いている連通状態Ｂとなっている。

　ここで、実施の形態１で示した流路切替装置１０の弁体１２は、貫通孔１３として１つの貫通孔を有していた。一方、本実施の形態３に係る流路切替装置１０の弁体１２は、貫通孔１３として、２つの貫通孔（第１貫通孔１３ａ、第２貫通孔１３ｂ）を有している。第２貫通孔１３ｂは、第１貫通孔１３ａよりも、流量係数であるＣｖ値が大きい貫通孔である。図１１に示す流路切替装置１０の弁体１２は、流入口１６及び流出口１７と第１貫通孔１３ａとが連通する状態となっている。本実施の形態３における以下の説明では、この弁体１２の状態を第１連通位置と称することとする。そして、弁体１２が第１連通位置となっている流路切替装置１０の状態を、第１連通状態Ｂ１と称することとする。また、図１２に示す流路切替装置１０の弁体１２は、流入口１６及び流出口１７と第２貫通孔１３ｂとが連通する状態となっている。本実施の形態３における以下の説明では、この弁体１２の状態を第２連通位置と称することとする。そして、弁体１２が第２連通位置となっている流路切替装置１０の状態を、第２連通状態Ｂ２と称することとする。

　冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態においては、弁体１２が図１０の閉塞位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態においては、流路切替装置１０は、閉塞状態Ａとなる。すなわち、弁体１２の第１貫通孔１３ａ及び第２貫通孔１３ｂは、流入口１６及び流出口１７と連通する位置よりも高圧室１４側に位置することとなる。

　一方、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態においては、図１０に示した状態よりも、弁体１２の高圧室１４側の端部に作用する力が大きくなる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態においては、弁体１２が閉塞位置よりも低圧室１５側に移動した図１１の第１連通位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。

　つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態においては、流路切替装置１０は、第１連通状態Ｂ１となる。ここで、第１連通状態Ｂ１では、第１貫通孔１３ａが、流入口１６及び流出口１７と連通する位置となる。このため、第１連通状態Ｂ１では、第１貫通孔１３ａを介して、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれる。したがって、図１１に白抜き矢印で示すように、放熱器２から流出した冷媒は、流路切替装置１０の流入口１６、第１貫通孔１３ａ及び流出口１７を通って、キャピラリーチューブ３へ流入していく。

　また、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差よりも大きい状態においては、図１１に示した状態よりも、弁体１２の高圧室１４側の端部に作用する力がさらに大きくなる。このため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差よりも大きい状態においては、弁体１２が第１連通位置よりも低圧室１５側に移動した図１２の第２通位置となった状態で、高圧室１４側の端部に作用する力と低圧室１５側の端部に作用する合力とが釣り合う。

　つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差よりも大きい状態においては、流路切替装置１０は、第２連通状態Ｂ２となる。ここで、第２連通状態Ｂ２では、第２貫通孔１３ｂが、流入口１６及び流出口１７と連通する位置となる。このため、第２連通状態Ｂ２では、第２貫通孔１３ｂを介して、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれる。したがって、図１２に白抜き矢印で示すように、放熱器２から流出した冷媒は、流路切替装置１０の流入口１６、第２貫通孔１３ｂ及び流出口１７を通って、キャピラリーチューブ３へ流入していく。

　続いて、本実施の形態３に係る流路切替装置１０の動作について説明する。本実施の形態３に係る冷蔵庫１００の冷凍サイクル回路５０の動作は、実施の形態２で示した図９と同じである。このため、以下では、この図９と上述の図１０～図１２とを用いて、本実施の形態３に係る流路切替装置１０の動作について説明する。

　図９に示すように、圧縮機１の起動直後は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が無い状態、つまり冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態となっている。このため、流路切替装置１０は、図１０に示す閉塞状態Ａとなっている。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路は、閉塞された状態となっている。この状態から圧縮機１の駆動を継続すると、圧縮機１から吐出された冷媒が冷凍サイクル回路５０の高圧側に蓄えられ、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰが上昇していく。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が増大していく。また、当該圧力差が増大していくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、低圧室１５側へ徐々に移動していく。

　そして、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きい状態になると、流路切替装置１０は、図１１に示す第１連通状態Ｂ１となる。つまり、第２貫通孔１３ｂよりもＣｖ値が小さい第１貫通孔１３ａを介して、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれた状態となる。これにより、冷凍サイクル回路５０において流路切替装置１０の下流側にも冷媒が流れ始める。つまり、冷却器４によって、貯蔵室１０２に供給される空気の冷却が開始される。

　冷蔵庫１００の周囲の温度つまり放熱器２と熱交換する空気の温度が低い場合等のような低負荷運転時においては、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差は、あまり大きくならない。すなわち、低負荷運転時においては、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差は、第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差Ｐ２以下となる。このため、低負荷運転時においては、流路切替装置１０は第１連通状態Ｂ１の状態が継続されることとなる。

　冷蔵庫１００の周囲の温度つまり放熱器２と熱交換する空気の温度が高い場合等のような高負荷運転時においては、冷媒の凝縮温度が高くなるため、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰも高くなる。つまり、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が大きくなる。また、また、当該圧力差が増大していくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、低圧室１５側へ移動していく。このため、流路切替装置１０が第１連通状態Ｂ１となっている冷凍サイクル回路５０の運転中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２よりも大きい状態になると、流路切替装置１０は、図１２に示す第２連通状態Ｂ２となる。つまり、第１貫通孔１３ａよりもＣｖ値が大きい第２貫通孔１３ｂを介して、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれた状態となる。なお、第２規定圧力差Ｐ２は、低圧室１５に設けられたバネ２０の自然長及びバネ定数等によって決定する押圧力によって調節することができる。

　冷蔵庫１００は、貯蔵室１０２内の温度が設定温度以下になると、冷凍サイクル回路５０の圧縮機１を停止する。圧縮機１を停止しても、冷凍サイクル回路５０の高圧側と低圧側との圧力差により、冷凍サイクル回路５０の高圧側の冷媒は、キャピラリーチューブ３を通って、冷凍サイクル回路５０の低圧側へ流入していく。これにより、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が小さくなっていく。また、当該圧力差が小さくなっていくにしたがって、流路切替装置１０の弁体１２は、高圧室１４側へ徐々に移動していく。そして、流路切替装置１０が図１２に示す第２連通状態Ｂ２となっていた場合、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２以下の状態になると、流路切替装置１０は図１１に示す第１連通状態Ｂ１となる。また、流路切替装置１０が図１１に示す第１連通状態Ｂ１となっていた場合、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１以下の状態になると、流路切替装置１０は図１０に示す閉塞状態Ａとなる。つまり、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が閉塞された状態となる。このため、冷蔵庫１００は、圧縮機１の停止中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を第１規定圧力差Ｐ１近傍の所定圧力差以上に保つことができる。

　以上、本実施の形態３に係る流路切替装置１０は、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、圧縮機１の停止中、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差を第１規定圧力差Ｐ１近傍の所定圧力差以上に保つことができる。このため、本実施の形態３に係る流路切替装置１０を放熱器２とキャピラリーチューブ３との間に設けることにより、圧縮機１を起動させた際に冷凍サイクル回路５０の動作を早く安定させることができ、冷凍サイクル回路５０つまり冷蔵庫１００の消費電力を低減することができる。

　また、本実施の形態３に係る流路切替装置１０においても、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差によって動作する。このため、本実施の形態３に係る流路切替装置１０は、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、弁体１２を駆動するためのモーター又はコイル等を必要とせず、これらを制御する基板回路等も必要としない。したがって、本実施の形態３に係る流路切替装置１０は、実施の形態１で示した流路切替装置１０と同様に、冷凍サイクル回路５０つまり冷蔵庫１００のコストの増大を抑制することもできる。

　また、本実施の形態３に係る流路切替装置１０においては、弁体１２は、貫通孔１３として、第１貫通孔１３ａと、該第１貫通孔１３ａよりも流量係数（Ｃｖ値）が大きな第２貫通孔１３ｂとを有している。そして、本実施の形態３に係る流路切替装置１０の弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ該第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差Ｐ２以下になっている状態では、閉塞位置よりも低圧室１５側に移動し、流入口１６及び流出口１７と第１貫通孔１３ａとが連通する第１連通位置となる。また、本実施の形態３に係る流路切替装置１０の弁体１２は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２よりも大きい状態では、第１連通位置よりも低圧室１５側に移動し、流入口１６及び流出口１７と第２貫通孔１３ｂとが連通する第２連通位置となる。

　すなわち、本実施の形態３に係る冷凍サイクル回路５０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第１規定圧力差Ｐ１よりも大きく、且つ該第１規定圧力差Ｐ１よりも大きな圧力差である第２規定圧力差Ｐ２以下になっている状態では、第２貫通孔１３ｂよりも流量係数（Ｃｖ値）が小さい第１貫通孔１３ａを介して、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれた状態となる。この状態の冷凍サイクル回路５０は、実施の形態２の図７に示したような流量係数（Ｃｖ値）が小さいキャピラリーチューブを用いた冷凍サイクル回路と同様に機能する。また、本実施の形態３に係る冷凍サイクル回路５０は、冷凍サイクル回路５０の高圧側の圧力ＨＰと低圧側の圧力ＬＰとの圧力差が第２規定圧力差Ｐ２よりも大きい状態では、第１貫通孔１３ａよりも流量係数（Ｃｖ値）が大きい第２貫通孔１３ｂを介して、放熱器２とキャピラリーチューブ３との間の流路が開かれた状態となる。この状態の冷凍サイクル回路５０は、実施の形態２の図８に示したような流量係数（Ｃｖ値）が大きいキャピラリーチューブを用いた冷凍サイクル回路と同様に機能する。したがって、本実施の形態３に係る冷凍サイクル回路５０は、実施の形態２と同様に、冷凍サイクル回路５０の運転中の消費電力も低減することができる。

　１　圧縮機、１ａ　吐出口、１ｂ　吸入口、２　放熱器、３　キャピラリーチューブ、３ａ　第１キャピラリーチューブ、３ｂ　第２キャピラリーチューブ、３ｃ　流入口、３ｄ　流出口、４　冷却器、５　送風機、１０　流路切替装置、１１　本体部、１２　弁体、１３　貫通孔、１３ａ　第１貫通孔、１３ｂ　第２貫通孔、１４　高圧室、１５　低圧室、１６　流入口、１７　流出口、１７ａ　第１流出口、１７ｂ　第２流出口、１８　接続口、１９　接続口、２０　バネ、３１　配管、３２　配管、５０　冷凍サイクル回路、１００　冷蔵庫、１０１　冷却器室、１０２　貯蔵室、１０３　吹出口。

Claims

　圧縮機、放熱器及びキャピラリーチューブを有する冷凍サイクル回路において、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間に設けられる流路切替装置であって、
　前記圧縮機の吐出口から当該流路切替装置の流入口までの間に存在する冷媒の第１圧力と、前記キャピラリーチューブの流出口から前記圧縮機の吸入口までの間に存在する冷媒の第２圧力とが作用し、前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差によって動作する弁体を備え、
　前記弁体は、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が第１規定圧力差以下の状態においては、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間の流路を閉塞する構成である流路切替装置。
　前記放熱器に接続される当該流路切替装置の流入口、及び、前記キャピラリーチューブに接続される当該流路切替装置の流出口を有し、内部に前記弁体が設けられた本体部を備え、
　前記本体部は、
　前記弁体によって内部が第１室と第２室とに仕切られており、
　前記第１室に、前記圧縮機の吐出口から当該流路切替装置の流入口までの間と接続される第１接続口を有し、
　前記第２室に、前記キャピラリーチューブの流出口から前記圧縮機の吸入口までの間と接続される第２接続口、及び、前記弁体を前記第１室側に押圧するバネを有し、
　前記弁体は、
　貫通孔が形成され、前記第１室側へ向かう方向及び前記第２室側へ向かう方向に往復動自在に、前記本体部の内部に設けられており、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が第１規定圧力差以下の状態では、当該流路切替装置の流入口及び当該流路切替装置の流出口うちの少なくとも一方を塞ぎ、前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間の流路を閉塞する閉塞位置となり、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が第１規定圧力差よりも大きい状態では、前記閉塞位置よりも前記第２室側に移動し、当該流路切替装置の流入口及び当該流路切替装置の流出口と前記貫通孔とが連通する連通位置となる構成である請求項１に記載の流路切替装置。
　前記弁体は、
　前記貫通孔として、第１貫通孔と、該第１貫通孔よりも流量係数が大きな第２貫通孔とを有し、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が前記第１規定圧力差よりも大きく、且つ該第１規定圧力差よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態では、前記閉塞位置よりも前記第２室側に移動し、当該流路切替装置の流入口及び当該流路切替装置の流出口と前記第１貫通孔とが連通する第１連通位置となり、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が前記第２規定圧力差よりも大きい状態では、前記第１連通位置よりも前記第２室側に移動し、当該流路切替装置の流入口及び当該流路切替装置の流出口と前記第２貫通孔とが連通する第２連通位置となる構成である請求項２に記載の流路切替装置。
　前記本体部は、当該流路切替装置の流出口として第１流出口及び第２流出口を有し、
　前記弁体は、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が前記第１規定圧力差よりも大きく、且つ該第１規定圧力差よりも大きな圧力差である第２規定圧力差以下になっている状態では、前記閉塞位置よりも前記第２室側に移動し、当該流路切替装置の流入口及び前記第１流出口と前記貫通孔とが連通する第１連通位置となり、
　前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差が前記第２規定圧力差よりも大きい状態では、前記第１連通位置よりも前記第２室側に移動し、当該流路切替装置の流入口及び前記第２流出口と前記貫通孔とが連通する第２連通位置となる構成である請求項２に記載の流路切替装置。
　圧縮機と、
　放熱器と、
　キャピラリーチューブと、
　前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間に設けられた請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の流路切替装置と、
　を備えた冷凍サイクル回路。
　圧縮機と、
　放熱器と、
　キャピラリーチューブと、
　前記放熱器と前記キャピラリーチューブとの間に設けられた請求項４に記載の流路切替装置と、
　を備え、
　前記キャピラリーチューブとして、第１キャピラリーチューブと、該第１キャピラリーチューブよりも流量係数が大きな第２キャピラリーチューブとが並列に設けられており、
　前記第１キャピラリーチューブが前記第１流出口と接続され、前記第２キャピラリーチューブが前記第２流出口と接続されている冷凍サイクル回路。
　請求項５又は請求項６に記載の冷凍サイクル回路と、
　該冷凍サイクル回路において、前記キャピラリーチューブと前記圧縮機との間に設けられた冷却器と、
　前記冷却器で冷却された空気が内部に供給される貯蔵室と、
　を備えた冷蔵庫。