(57)【要約】  冷凍機は、圧縮機（１）、凝縮器（２）、膨張装置（３）、および冷却器（４）が冷媒配管によって接続された冷媒回路と、冷却器（４）を通過した空気を第１の貯蔵室（１３）に送るファン（６）と、第１の貯蔵室（１３）の温度（Ｔｒ）を検出する第１温度センサ（７）と、冷却器（４）の温度（Ｔｅ）を検出する第２温度センサ（８）とを備える。膨張装置（３）は、圧縮機（１）の停止中には開度が全閉とされる。ファン（６）は、圧縮機（１）が停止中、かつ第１温度センサ（７）の検出温度と第２温度センサ（８）の検出温度との温度差が判定値よりも大きい状態から小さい状態に遷移すると運転を停止する。ファン（６）は、圧縮機（１）が運転中において、温度差が第２判定値よりも小さい状態から大きい状態に遷移すると、運転を開始する。
2019058450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張装置、および冷却器が冷媒配管によって接続された冷媒回路と、
冷却対象物を収容する第１の貯蔵室と、
前記冷却器を通過した空気を前記第１の貯蔵室に送るファンと、
前記第１の貯蔵室の温度を検出する第１温度センサと、
前記冷却器の温度を検出する第２温度センサとを備え、
前記膨張装置は、開度を全閉にすることが可能に構成され、前記圧縮機の停止中には開度が全閉とされ、
前記ファンは、前記圧縮機が停止中、かつ前記第１温度センサの検出温度から前記第２温度センサの検出温度を引いた温度差が第１判定値よりも大きい場合には、運転を継続し、
前記ファンは、前記圧縮機の停止中において、前記温度差が前記第１判定値よりも大きい状態から小さい状態に遷移すると運転を停止し、
前記ファンは、前記圧縮機が運転中、かつ前記温度差が第２判定値よりも小さい場合には、運転を停止し、
前記ファンは、前記圧縮機が運転中において、前記温度差が前記第２判定値よりも小さい状態から大きい状態に遷移すると、運転を開始する、冷凍機。
【請求項２】
前記冷凍機は、複数の貯蔵室を備え、
前記第１の貯蔵室は、前記複数の貯蔵室のうちの最も設定温度が低い貯蔵室である、請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
前記膨張装置は、開度が変更可能な膨張弁である、請求項１または２に記載の冷凍機。
【請求項４】
前記膨張装置は、
少なくとも１つのキャピラリチューブと、
前記キャピラリチューブに連通する冷媒配管を開閉可能な弁とを含む、請求項１または２に記載の冷凍機。
【請求項５】
前記膨張装置を通過する冷媒と、前記圧縮機の吸入配管との間で冷媒同士が熱交換を行なう熱交換器をさらに備える、請求項１または２に記載の冷凍機。
【請求項６】
前記膨張装置は、前記圧縮機の停止期間中に加えて、前記圧縮機が運転中において前記第１温度センサの検出温度が前記第２温度センサの検出温度より高い期間は全閉状態を継続する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍機に関し、特に、冷凍機を対象とした圧縮機起動時・停止時における冷却器用ファンと膨張弁の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−２７３２５号公報（特許文献１）には、貯蔵室を備えた冷凍機として、圧縮機停止時に冷却器用ファンを回転させ、貯蔵室の温度を制御するように構成された冷蔵庫が記載されている。【０００３】
特開２０１１−２７３２５号公報に記載の冷蔵庫は、圧縮機停止後に低温となっている冷却器を用いることによって、圧縮機の動力なしで貯蔵室を冷却できる。このため、貯蔵室の温度が上昇して圧縮機が再起動するまでの時間間隔を長くでき、冷蔵庫の運転中と停止中を含めた平均消費電力量を低減させる効果を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２７３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２０１１−２７３２５号公報に開示された冷蔵庫では、圧縮機の停止直後に、冷凍サイクル部の高圧冷媒と低圧冷媒が膨張装置を通じてすぐに混合するため、冷却器側の低圧冷媒の温度が急上昇する。このため、冷却器の温度と貯蔵室の温度の差が小さい場合、圧縮機の停止直後に、冷却器温度は貯蔵室温度以上となる。貯蔵室温度に比べ冷却器温度が高い状態で冷却器用ファンを駆動させると、貯蔵室温度より高い温度の空気が貯蔵室へ流入するので、貯蔵室温度が上昇する。その結果、圧縮機再起動までの時間が短くなり、平均消費電力量が増加するという問題点があった。【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却器温度と貯蔵室温度の差が少ない状態においても、貯蔵室の温度上昇を抑制し、平均消費電力量を低下させることができる冷凍機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に関する冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張装置、および冷却器が冷媒配管によって接続された冷媒回路と、冷却対象物を収容する第１の貯蔵室と、冷却器を通過した空気を第１の貯蔵室に送るファンと、第１の貯蔵室の温度を検出する第１温度センサと、冷却器の温度を検出する第２温度センサとを備える。膨張装置は、開度を全閉にすることが可能に構成され、圧縮機の停止中には開度が全閉とされる。ファンは、圧縮機が停止中、かつ第１温度センサの検出温度から第２温度センサの検出温度を引いた温度差が第１判定値よりも大きい場合には、運転を継続する。ファンは、圧縮機の停止中において、温度差が第１判定値よりも大きい状態から小さい状態に遷移すると運転を停止する。ファンは、圧縮機が運転中、かつ温度差が第２判定値よりも小さい場合には、運転を停止する。ファンは、圧縮機が運転中において、温度差が第２判定値よりも小さい状態から大きい状態に遷移すると、運転を開始する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧縮機停止時の貯蔵室温度上昇を抑制できるため、圧縮機停止時間を長くすることができる。その結果、圧縮機ｏｎ−ｏｆｆを含めた平均消費電力量が削減された冷凍機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の冷凍機の冷凍サイクルの概略図である。
【図２】冷凍サイクルの第１変形例を示す図である。
【図３】貯蔵室が１つの冷凍機を示した概略図である。
【図４】通常運転モードの制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】膨張装置を開状態に固定した比較例の温度変化を示す波形図である。
【図６】図４の制御が実行された場合の温度変化を示す波形図である。
【図７】冷却器用ファンの停止条件と、冷却器用ファンの駆動条件について、センサばらつきを考慮した場合のフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートの制御が実行された場合の温度変化を示す波形図である。
【図９】２つの貯蔵室を有する実施の形態２の冷凍機の構成例を示す図である。
【図１０】貯蔵室が３つである冷凍機の変形例を示す図である。
【図１１】実施の形態３の冷凍機の冷凍サイクルの概略図である。
【図１２】流路切替弁９の外観を示す概略図である。
【図１３】流路切替弁９の切替え状態を示す図である。
【図１４】実施の形態４で実行される制御を示すフローチャートである。
【図１５】図１４のフローチャートの制御が実行された場合の温度変化を示す波形図である。
【図１６】実施の形態５の冷凍機の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の冷凍機の冷凍サイクルの概略図である。図１を参照して、冷凍機１００は、回転数可変の圧縮機１と、凝縮器２と、膨張装置３と、冷却器４と、凝縮器用ファン５と、冷却器用ファン６とを含む。圧縮機１、凝縮器２、膨張装置３、冷却器４が冷媒管によって連通され、冷凍サイクルが構成される。実施の形態１では、膨張装置３として、たとえば、開度を制御信号によって変更可能な電子膨張弁を使用することができる。
【００１２】
次に実施の形態１における冷凍機における冷凍サイクルの動作を図１で説明する。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、凝縮器２（例えば空気熱交換器）を通る。凝縮器２において冷媒は冷凍機１００の周囲の外気と熱交換し、放熱によって冷媒は凝縮する。凝縮した高圧液冷媒は、膨張装置３で減圧され低圧の二相冷媒となる。その後、冷媒は冷却器４へ流入する。冷却器４では、貯蔵室から循環してきた空気と冷媒が熱交換する。貯蔵室から循環してきた空気は冷媒によって冷却され、冷媒は低圧ガス冷媒となる。その後低圧ガスとなった冷媒は圧縮機１に流入し、再度加圧吐出される。
【００１３】
図２は、冷凍サイクルの第１変形例を示す図である。図２のように、膨張装置３で冷媒を減圧させる際、冷却器４の出口の配管と熱交換させる内部熱交換器１１を設けてもよい。膨張装置３の入口の温度は圧縮機１の吸入配管の入口温度に比べて高いので、内部熱交換器１１を設けた場合、膨張装置３に導入された冷媒は圧縮機１の吸入配管を通過する冷媒によって冷却される。このため、冷却器４入口の乾き度は０に近い値を取るため、液相部が多くなり冷却器４を有効に使うことができる。
【００１４】
続いて貯蔵室と冷凍サイクルから構成される冷凍機について説明する。図３は、貯蔵室が１つの冷凍機を示した概略図である。実施の形態１における冷凍機の構造を図３で説明する。実施の形態１に係る冷凍機は図３のように、貯蔵室１３（野菜室、冷凍室、冷蔵室のいずれでも良い）と、上記冷凍サイクルと、貯蔵室１３、冷却器４にそれぞれ設置された温度センサ７，８とを含んで構成される。
【００１５】
図３のように温度センサ７，８からそれぞれ取得した貯蔵室温度Ｔｒおよび冷却器温度Ｔｅに基づいて後述の圧縮機１、冷却器用ファン６、膨張装置３の制御を行なう。この際、図３のセンサの設置箇所は一例であり、場所について限定したものではない。例えば、温度センサ７は貯蔵室１３内の温度を代表すればよく貯蔵室１３上部に設置しても構わない。また冷却器用の温度センサ８の位置は、冷却器温度を代表する箇所であれば、冷却器４の中央につけても構わない。
【００１６】
次に制御方法について説明する。本明細書では圧縮機１が駆動し、膨張装置３が開いており、冷却器用ファン６が駆動して、貯蔵室１３内を冷却している状態を“通常運転モード”とし、その点からの挙動を説明する。
【００１７】
図４は、通常運転モードの制御を説明するためのフローチャートである。図３、図４を参照して、圧縮機１が運転し、貯蔵室１３内を冷却していると、徐々に貯蔵室１３内の温度は低下する。貯蔵室１３の温度を設定値温度付近に維持させるため、圧縮機１を停止させる判定温度Ｔｏｆｆを設定する。制御装置２０は、貯蔵室温度ＴｒがＴｏｆｆより低くなれば、それ以上冷却する必要がなくなるため、圧縮機１を停止させる判断に移る（ステップＳ１でＹＥＳ）。
【００１８】
圧縮機１を停止させる際、冷凍サイクルの高圧部および低圧部の圧力を保持した状態で停止させることによって圧縮機１の再起動時の損失低減ができ、また低温となっている冷却器４を利用することによって消費電力量を削減することができる。そこで、制御装置２０は、膨張装置３を全閉とし（ステップＳ２）、圧縮機１を停止させる（ステップＳ３）。
【００１９】
圧縮機１が停止した状態では、冷凍サイクルによる低温を生み出せないので、外気からの伝熱によって貯蔵室１３の温度Ｔｒが徐々に上昇する。貯蔵室１３の温度Ｔｒを設定温度付近で維持させるため、圧縮機１が再起動する判定温度Ｔｏｎが設定されている。貯蔵室温度Ｔｒが判定温度Ｔｏｎ以上となった際（ステップＳ４でＹＥＳ）、冷却する必要があるため、制御装置２０は、圧縮機１を再起動させる運転に移る（ステップＳ８）。
【００２０】
貯蔵室温度ＴｒがＴｏｎ以下であれば（ステップＳ４でＮＯ）、制御装置２０は、圧縮機１を停止させ続け、貯蔵室１３内を保冷させる。圧縮機１を停止させ続ける場合、制御装置２０は、冷却器用ファン６を継続して運転するか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００２１】
貯蔵室温度Ｔｒに比べ、冷却器温度Ｔｅが低い場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、冷却器４が貯蔵室１３の冷却に利用できると判断できるため、制御装置２０は、冷却器用ファン６のみを運転させる（ステップＳ６）。一方、貯蔵室温度Ｔｒに比べ、冷却器温度Ｔｅが高い場合（ステップＳ５でＮＯ）、冷却器４が冷却に利用できないと判断できるため、制御装置２０は、冷却器用ファン６を停止させる（ステップＳ７）。ステップＳ６またはステップＳ７の処理が終わり、再びステップＳ２，Ｓ３の処理が実行された後、ステップＳ４において、制御装置２０は、圧縮機１を再起動させる否かを再度判断する。
【００２２】
ステップＳ４においてＴｒ≧Ｔｏｎが成立した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、制御装置２０は、圧縮機１を駆動させ（ステップＳ８）、膨張装置３を開く（ステップＳ９）。その後、低圧部の圧力が徐々に下がっていく。ここで制御装置２０は、冷却器温度Ｔｅが貯蔵室温度Ｔｒに比べ高いか否かを判断する（ステップＳ１０）。冷却器温度Ｔｅが貯蔵室温度Ｔｒに比べ高い場合（Ｓ１０でＮＯ）、冷却器４が十分に冷えていないと判断できるため、ステップＳ８，Ｓ９の処理実行後、再びステップＳ１０の判断が行なわれる。冷却器温度Ｔｅが貯蔵室温度Ｔｒ以下である場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、冷却器４が十分に冷えたと判断できるため、制御装置２０は、これまで停止していた冷却器用ファン６を駆動させ、冷気を貯蔵室１３に再度送風する。
【００２３】
図５は、膨張装置を開状態に固定した比較例の温度変化を示す波形図である。比較例の制御では、膨張装置が開いているため、圧縮機１の停止直後、冷凍サイクル部の高圧冷媒と低圧冷媒が膨張装置３を通じてすぐに混合する。したがって、冷却器４側の低圧冷媒の温度Ｔｅが時刻ｔ２において急上昇する。このため、冷却器４の温度と貯蔵室１３の温度Ｔｒの差が小さい場合、圧縮機停止直後の時刻ｔ２〜ｔ３において、冷却器４温度Ｔｅは貯蔵室温度Ｔｒ以上となる。貯蔵室温度Ｔｒに比べ冷却器温度Ｔｅが高い状態で冷却器用ファンを駆動させると、貯蔵室温度Ｔｒより高い温度の空気が貯蔵室１３へ流入するので、貯蔵室温度Ｔｒが上昇する。その結果、冷却器用ファン６を圧縮機１の停止後すぐに停止する必要がある。このような制御の結果、冷凍サイクル部の高圧冷媒と低圧冷媒の混合により冷却源が失われ、圧縮機１の再起動までの時間が短くなり、平均消費電力量が増加するという問題点があった。
【００２４】
図６は、実施の形態１の図４の制御が実行された場合の温度変化を示す波形図である。
実施の形態１の制御では、圧縮機１が停止する場合、膨張装置３を全閉にする（時刻ｔ１１）。全閉にすることで高圧冷媒が低圧側に流入せず、低圧を保持することができる。このため、冷却器用ファン６を駆動させたままにしても、しばらくの間（時刻ｔ１１〜ｔ１２）は貯蔵室温度以上の空気が貯蔵室１３へ供給されることを防止できる。
【００２５】
膨張装置３を全閉にすると、冷却器温度Ｔｅは急上昇せず、時刻ｔ１１〜ｔ１２の間はＴｒ＞Ｔｅの状態が維持される。この間は冷却器用ファン６を駆動させて貯蔵室１３を冷却することができる。しかし冷却器用ファン６を回転させることによって、貯蔵室１３に置かれた食品および貯蔵室１３の周囲の外気によって暖められた貯蔵室１３内の空気が冷却器４に流入するため、液冷媒が蒸発し冷却器温度Ｔｅが徐々に上昇する（時刻ｔ１１〜ｔ１２）。この冷却器温度Ｔｅの温度上昇に伴い貯蔵室温度Ｔｒも共に上昇する。
【００２６】
圧縮機１を止め冷却器用ファン６のみ駆動すると、ある程度の時間が経過した後、冷却器温度Ｔｅと貯蔵室温度Ｔｒが一致する（時刻ｔ１２）。この状態となると、冷却器用ファン６を駆動させても貯蔵室１３が冷却できず、無駄な運転となってしまう。このため、Ｔｒ＜Ｔｅを満たした場合、冷却器用ファン６を停止させる（時刻ｔ１２〜ｔ１３）。
【００２７】
圧縮機１と冷却器用ファン６が停止した場合、冷却源が無くなるため、貯蔵室温度Ｔｒは上昇する。また冷却器４中に残っていた液冷媒が徐々に蒸発するので、管内の圧力が上昇し、冷却器温度Ｔｅも上昇する。このとき膨張装置３は全閉の状態とされる（時刻ｔ１２〜ｔ１３）。これは高圧・低圧両方の冷媒を混合させずに高圧・低圧を保持させ、圧縮機１の再起動時のｏｎ・ｏｆｆロスを低下させるためである。
【００２８】
貯蔵室温度Ｔｒが温度Ｔｏｎを超えた後、貯蔵室１３を冷却するため、制御装置２０は圧縮機１を再度起動させる。圧縮機１が再起動した場合、貯蔵室温度Ｔｒに比べ冷却器温度Ｔｅが高い場合、冷却器用ファン６は停止させたままとする（時刻ｔ１３〜ｔ１４）。そのようにすることで、冷却器温度Ｔｅが急低下する。
【００２９】
冷却器温度Ｔｅが急低下し、Ｔｅ≦Ｔｒを満たした場合、冷却器用ファン６を駆動させても確実に貯蔵室温度Ｔｒ以下の冷却器空気を貯蔵室１３の内部に送風できるので、貯蔵室温度Ｔｒを上げることなく冷気を送風することができる。
【００３０】
ここで、温度センサ７，８にばらつきがあり判定処理にその分の裕度（マージン）をもたせるほうが良い場合がある。たとえば、図４のステップＳ５の処理の判定条件はＴｒ≧Ｔｅに限ったものではなく、センサバラツキの影響を加味して、Ｔｒ−Ａ≧Ｔｅ（Ａは予め定めた数）としてもよい。また図４のステップＳ１０の冷却器用ファン６を動かす条件はＴｅ≦Ｔｒに限ったものではなく、センサのばらつきを考慮してＴｅ≦Ｔｒ−Ｂ（Ｂは予め定めた数）としてもよい。
【００３１】
図７は、圧縮機１が停止している場合の冷却器用ファン６の停止条件と、圧縮機１が再起動した後に冷却器用ファン６の駆動条件について、センサばらつきを考慮した場合のフローチャートである。図７のフローチャートは、ステップＳ５，Ｓ１０に代えてステップＳ５Ａ、Ｓ１０Ａが実行される点が、図４のフローチャートと異なる。したがって以下にステップＳ５Ａ，Ｓ１０Ａに関する説明を行ない、他の部分は説明を繰り返さない。
【００３２】
ステップＳ５Ａでは、制御装置２０は、貯蔵室１３の温度Ｔｒと冷却器温度Ｔｅを比べ、冷却器用ファン６を運転するか停止するかを判断する。その際、温度センサのばらつきを考慮して裕度Ａを設ける。ステップＳ５Ａにおいて、Ｔｒ−Ａ≧Ｔｅを満たす場合（Ｓ５ＡでＹＥＳ）、ステップＳ６に処理が移行し、Ｔｒ−Ａ≧Ｔｅを満たさない場合（Ｓ５ＡでＮＯ）、ステップＳ７に処理が移行する。裕度Ａを考慮することによって、貯蔵室温度Ｔｒが冷却器温度Ｔｅに比べて高い状態になる前に、確実に冷却器用ファン６を停止することができる。
【００３３】
ステップＳ１０Ａでは圧縮機１の再起動後、制御装置２０は、貯蔵室温度Ｔｒと冷却器温度Ｔｅとを比較し、冷却器用ファン６を駆動するかどうか判断する。その際、温度センサ７，８のばらつきを考慮して裕度Ｂを設ける。Ｔｅ≦Ｔｒ−Ｂを満たさない場合（Ｓ１０ＡでＮＯ）、冷却器が十分に冷えていないと判断されるため、ステップＳ８へ移行し、制御装置２０は、冷却器用ファン６の停止状態を維持する。Ｔｅ≦Ｔｒ−Ｂを満たす場合、冷却器４が十分に冷えていると判断されるため、ステップＳ１１に処理が移行し、制御装置２０は、冷却器用ファン６を駆動して貯蔵室１３に冷気を送風する。
【００３４】
図８は、図７のフローチャートの制御が実行された場合の温度変化を示す波形図である。図８の波形図においては、図６の波形図と比べると、冷却器用ファン６を停止するタイミングである時刻ｔ１２Ａが時刻ｔ１１に近づいており、冷却器用ファン６を再駆動させるタイミングである時刻ｔ１４Ａが時刻ｔ１３から離れている。
【００３５】
このように裕度Ａ，Ｂを考慮することによって、冷却器温度Ｔｅが貯蔵室温度Ｔｒに比べて高い状態において冷却器用ファン６が駆動することを確実に防止できる。
【００３６】
実施の形態２．
以下、実施の形態２では、貯蔵室が２つある場合について説明する。実施の形態２の冷凍機の冷凍サイクルは、実施の形態１で説明した図１または図２に示したものと同様であるため説明を省略する。
【００３７】
実施の形態２の冷凍機は、異なる設定温度に設定可能な２つ以上の貯蔵室を持つ。図９は、２つの貯蔵室を有する実施の形態２の冷凍機の構成例を示す図である。図９では、貯蔵室１３Ａに比べて貯蔵室１３Ｂの温度が高いことを特徴としている。
【００３８】
貯蔵室１３Ａの温度は、冷却器４から貯蔵室１３Ａを繋ぐ風路の途中に設けられたダンパー１５によって制御されている。例えば、制御装置２０は、貯蔵室１３Ａの温度センサ７Ａの出力値に応じてダンパー１５を開閉する。ダンパー１５を開くことによって冷却空気が貯蔵室１３Ａへ流入するので、貯蔵室１３Ａの温度ＴｒＡは低下する。またダンパー１５を閉めることによって冷却空気が貯蔵室１３Ａへ流入することができないため、貯蔵室１３Ａの温度ＴｒＡは外気からの伝熱によって上昇する。このため制御装置２０は、温度センサ７Ａの出力値に基づいてダンパー１５を開閉することによって貯蔵室１３Ａの温度調整が可能となる。
【００３９】
冷却器４から貯蔵室１３Ｂまでの風路にはダンパーは設けない。貯蔵室１３Ｂの設定温度が低いので、常に冷却空気を流入させる必要があるからである。例えば、制御装置２０は、貯蔵室１３Ｂの温度センサ７Ｂの出力値に応じて、圧縮機１の周波数およびＯＮ−ＯＦＦの制御を行なうことによって、貯蔵室１３Ｂの温度を調整する。
【００４０】
また、制御フロー図（図４、図７）記載の貯蔵室温度Ｔｒを貯蔵室１３Ｂの温度ＴｒＢとして、貯蔵室が２つ以上ある場合の実施の形態２にも適用できる。制御フロー図（図４、図７）の貯蔵室温度Ｔｒを貯蔵室１３Ｂの温度ＴｒＢとすることによって、設定温度の低い貯蔵室１３Ｂの温度が、設定温度から大きく上昇してしまうことを防止できる。
【００４１】
図１０は、貯蔵室が３つである冷凍機の変形例を示す図である。図１０に示す実施の形態２の変形例では、冷凍機の一例として一般的な冷蔵庫に近い構成について説明する。図１０に示す冷凍機は、貯蔵室１３Ａ〜１３Ｃを備える。たとえば、上段に配置される貯蔵室１３Ａは冷蔵室、中断に配置される貯蔵室１３Ｂは冷凍室、下段に配置される貯蔵室１３Ｃは野菜室である。貯蔵室１３Ｂの設定温度は、貯蔵室１３Ａおよび貯蔵室１３Ｃの設定温度よりも低く設定されている。圧縮機１および凝縮器２は、貯蔵室１３Ｃの底部背面に配置され、冷却器４および冷却器用ファン６は、貯蔵室１３Ｂの背面の風路に配置されている。
【００４２】
このような構成では、制御フロー図（図４、図７）記載の貯蔵室温度Ｔｒを貯蔵室１３Ｂの設定温度ＴｒＢとして同様な制御を適用することができる。
【００４３】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３の冷凍機の冷凍サイクルの概略図である。図１１を参照して、冷凍機１００Ｂは、回転数可変の圧縮機１と、凝縮器２と、膨張装置３Ｂと、冷却器４と、凝縮器用ファン５と、冷却器用ファン６とを含む。圧縮機１、凝縮器２、膨張装置３Ｂ、冷却器４が冷媒管によって連通され、冷凍サイクルが構成される。
【００４４】
膨張装置３Ｂは、流路切替弁９と、キャピラリチューブ３１，３２とを含む。膨張装置３Ｂは、細い径の配管で圧力差をつけるキャピラリチューブ３１，３２を用いている。キャピラリチューブ３１，３２の絞り量は固定である。流路切替弁９は、１つの入口側流路Ｐ１と２つの出口側流路Ｐ２，Ｐ３とを有する。
【００４５】
図１２は、流路切替弁９の外観を示す概略図である。図１３は、流路切替弁９の切替え状態を示す図である。なお、図１２、図１３には２つのキャピラリチューブ３１，３２を流路切替弁９の出口側流路Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ接続する例を示したが、キャピラリチューブの数は１または３以上でも良くその数は２つに限定されない。
【００４６】
流路切替弁９内の弁体を回転や移動させることで入口側と出口側流路それぞれ流通させて冷媒の流れ方を切り替えることができる。図１３には、入口側流路Ｐ１から２つの流路（Ｐ２＋Ｐ３）に冷媒を流す場合と、図４、図７の制御フロー図のステップＳ２の膨張装置全閉の状態と、入口側流路Ｐ１から出口側流路Ｐ３に冷媒を流す場合と、入口側流路Ｐ１から出口側流路Ｐ２に冷媒を流す場合とを記載している。
【００４７】
図１３に示す流路切替弁の場合、回転軸３５を中心に弁体３６を回転させることで、全閉や複数接続されているキャピラリチューブ３１，３２のいずれかを選択することができるため、冷媒の絞り量を変更することができる。すなわち、流路切替弁９とキャピラリチューブ３１，３２とが、膨張装置として機能する。
【００４８】
その他の構成や制御フロー図については、実施の形態３は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明は繰り返さない。
【００４９】
なお、図１１に示すように、膨張装置３で冷媒を減圧させる際、冷却器４の出口の配管（キャピラリチューブ３１，３２でも良い）に流れる冷媒と圧縮機１が吸入する冷媒との間で熱交換させる内部熱交換器１１Ｂを設けてもよい。
【００５０】
実施の形態４．
実施の形態４では、圧縮機１の停止後の動作において膨張装置３を閉じたまま、圧縮機１を駆動させる点が特徴である。このように圧縮機１と膨張装置３を制御することによって、低圧部の圧力を急速に下げることができるため、素早く冷却器用ファン６を駆動させることができる。
【００５１】
図１４は、実施の形態４で実行される制御を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、図４のフローチャートと比べて、ステップＳ９の膨張弁を開く処理が削除され、代わりにステップＳ２０の処理が追加されている。制御装置２０は、圧縮機１が再起動するＳ８の後、直ちにＳ１０において冷却器温度Ｔｅと貯蔵室温度Ｔｒとを比較する。ステップＳ１０において、Ｔｅ≦Ｔｒが成立した場合にステップＳ２０へ移行し、膨張装置３を開く。図１４のフローチャートの他の部分については、図４のフローチャートと同様であるので、説明は繰り返さない。
【００５２】
図１５は、図１４のフローチャートの制御が実行された場合の温度変化を示す波形図である。図１５の波形図では、時刻ｔ１３〜ｔ１４の間は圧縮機１が運転し、かつ膨張装置３が閉じた状態に制御されている。このように制御することによって圧縮機１の吸入側に接続された低圧部の圧力を素早く低下させることができる。
【００５３】
実施の形態５．
図１６は、実施の形態５の冷凍機の構成を示す概略図である。実施の形態５は、店舗などに配置される食品ショーケースの例である。冷凍サイクルについては、図１、図２、図１１に示した構成を適用できる。このような食品ショーケースの場合でも、図４、図７、図１４の制御を行なうことによって、実施の形態１〜４と同様な効果を得ることができる。
【００５４】
（まとめ）
最後に、再び代表的な図を参照して実施の形態１〜５について総括する。図３を参照して、本開示に関する冷凍機は、圧縮機１、凝縮器２、膨張装置３、および冷却器４が冷媒配管によって接続された冷媒回路と、冷却対象物を収容する第１の貯蔵室１３と、冷却器４を通過した空気を第１の貯蔵室１３に送るファン６と、第１の貯蔵室１３の温度Ｔｒを検出する第１温度センサ７と、冷却器４の温度Ｔｅを検出する第２温度センサ８とを備える。膨張装置３は、開度を全閉にすることが可能に構成され、圧縮機１の停止中には開度が全閉とされる。図４のＳ５または図７のＳ５Ａに示すように、ファン６は、圧縮機１が停止中、かつ第１温度センサ７の検出温度Ｔｒから第２温度センサ８の検出温度Ｔｅを引いた温度差ΔＴが第１判定値（ゼロまたは裕度Ａ）よりも大きい場合には、運転を継続する。ファン６は、圧縮機１の停止中において、温度差ΔＴが第１判定値よりも大きい状態から小さい状態に遷移すると運転を停止する。図４のＳ１０または図７のＳ１０Ａに示すように、ファン６は、圧縮機１が運転中、かつ温度差ΔＴが第２判定値（ゼロまたは裕度Ｂ）よりも小さい場合には、運転を停止する。ファン６は、圧縮機１が運転中において、温度差ΔＴが第２判定値よりも小さい状態から大きい状態に遷移すると、運転を開始する。
【００５５】
好ましくは、図１０に示すように、冷凍機は、複数の貯蔵室１３Ａ〜１３Ｃを備える。第１の貯蔵室は、複数の貯蔵室のうちの最も設定温度が低い貯蔵室１３Ｂである。
【００５６】
好ましくは、図１、図２に示すように、膨張装置３は、開度が変更可能な膨張弁である。
【００５７】
好ましくは、図１１に示すように、膨張装置３Ｂは、キャピラリチューブ３１，３２と、キャピラリチューブ３１，３２に連通する冷媒配管（流路Ｐ２〜Ｐ３）を開閉可能な流路切替弁９とを含む。
【００５８】
好ましくは、図２、図１１に示すように、冷凍機は、膨張装置３，３Ｂを通過する冷媒と、圧縮機１の吸入配管との間で冷媒同士が熱交換を行なう内部熱交換器１１，１１Ｂをさらに備える。
【００５９】
好ましくは、図１４、図１５に示すように、膨張装置３または３Ｂは、圧縮機１の停止期間中に加えて、圧縮機１が運転中において第１温度センサ７の検出温度Ｔｒが第２温度センサ８の検出温度Ｔｅより高い期間は全閉状態を継続する。
（効果）
実施の形態１〜５に係る冷凍機は、圧縮機１の停止時の貯蔵室温度上昇を抑制できるため、圧縮機１の停止時間を長くすることができる。その結果、圧縮機１のｏｎ−ｏｆｆ時を含めた平均消費電力量を削減できる。
【００６０】
また、実施の形態１〜５に係る冷凍機は、圧縮機１の停止期間中に冷媒の高低圧差を保持しておくことができる。この結果、圧縮機１が再起動する際に、再度高低圧差を作る必要がないため、圧縮機１のｏｎ−ｏｆｆ時の冷凍サイクルのエネルギ損失を削減することができる。このため、冷凍機の消費電力量を削減することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態１〜５に係る冷凍機は、圧縮機１の再起動直後において冷却器４がまだ冷え切っていない状態で冷却器用ファン６を駆動させてしまい、貯蔵室温度Ｔｒ以上の空気を貯蔵室へ送風することを防止できる。この結果貯蔵室の温度Ｔｒの上昇を防止することができるので、貯蔵室に置かれている食品の温度上昇を防止できる。結果、食品の品質を確保することができる。
【００６２】
また実施の形態１〜５に係る冷凍機は、これまで説明した順序で冷却器用ファン６、膨張装置３および圧縮機１に一連の動作をさせることで、省エネ効果を生む。例えば図６のｔ１１〜ｔ１２または図８のｔ１１〜ｔ１２Ａの期間Ｐｄ２で冷却器用ファン６を運転させない場合、貯蔵室内の暖かい空気が冷却器４に触れないため、冷却器４の温度Ｔｅが貯蔵室温度Ｔｒを超えない。
【００６３】
また図６のｔ１１〜ｔ１２または図８のｔ１１〜ｔ１２Ａの期間Ｐｄ２で膨張装置３を全閉にしない場合、圧縮機１の停止直後高低圧がすぐに均圧するため、冷却器温度Ｔｅが貯蔵室温度Ｔｒ以上となる。このため、高低圧の均圧によるロスが発生するため、省エネ性は低下する。したがって、図６、図８、図１５の期間Ｐｄ１〜Ｐｄ５の順番で説明した一連の流れで圧縮機１、冷却器用ファン６、膨張装置３を制御することで、初めて省エネ性が発揮される。
【００６４】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６５】
１  圧縮機、２  凝縮器、３，３Ｂ  膨張装置、４  冷却器、５  凝縮器用ファン、６  冷却器用ファン、７，７Ａ，７Ｂ，８  温度センサ、９  流路切替弁、１１，１１Ｂ  内部熱交換器、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  貯蔵室、１５  ダンパー、２０  制御装置、３１，３２  キャピラリチューブ、３５  回転軸、３６  弁体、１００，１００Ｂ  冷凍機、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  流路、Ｐｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，Ｐｄ５  期間。
【図１】
2019058450.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019058450.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2019058450.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019058450.tif 000016
【図１５】
2019058450.tif 000017
【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月19日(2020.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張装置、および冷却器が冷媒配管によって接続された冷媒回路と、
冷却対象物を収容する第１の貯蔵室と、
前記冷却器を通過した空気を前記第１の貯蔵室に送るファンと、
前記第１の貯蔵室の温度を検出する第１温度センサと、
前記冷却器の温度を検出する第２温度センサとを備え、
前記膨張装置は、開度を全閉にすることが可能に構成され、前記圧縮機の停止中には開度が全閉とされ、
前記ファンは、前記圧縮機が停止中、かつ前記第１温度センサの検出温度から前記第２温度センサの検出温度を引いた温度差が第１判定値よりも大きい場合には、運転を継続し、
前記ファンは、前記圧縮機の停止中において、前記温度差が前記第１判定値よりも大きい状態から小さい状態に遷移すると運転を停止し、
前記ファンは、前記圧縮機が運転中、かつ前記温度差が第２判定値よりも小さい場合には、運転を停止し、
前記ファンは、前記圧縮機が運転中において、前記温度差が前記第２判定値よりも小さい状態から大きい状態に遷移すると、運転を開始し、
前記膨張装置は、
少なくとも１つのキャピラリチューブと、
前記キャピラリチューブに連通する冷媒配管を開閉可能な弁とを含む、冷凍機。
【請求項２】
前記冷凍機は、複数の貯蔵室を備え、
前記第１の貯蔵室は、前記複数の貯蔵室のうちの最も設定温度が低い貯蔵室である、請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
前記膨張装置を通過する冷媒と、前記圧縮機の吸入配管との間で冷媒同士が熱交換を行なう熱交換器をさらに備える、請求項１または２に記載の冷凍機。
【請求項４】
前記膨張装置は、前記圧縮機の停止期間中に加えて、前記圧縮機が運転中において前記第１温度センサの検出温度が前記第２温度センサの検出温度より高い期間は全閉状態を継続する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
実施の形態２の冷凍機は、異なる設定温度に設定可能な２つ以上の貯蔵室を持つ。図９は、２つの貯蔵室を有する実施の形態２の冷凍機の構成例を示す図である。図９では、貯蔵室１３Ａに比べて貯蔵室１３Ｂの温度が低いことを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
なお、図１１に示すように、膨張装置３で冷媒を減圧させる際、冷却器４の入口の配管（キャピラリチューブ３１，３２でも良い）に流れる冷媒と圧縮機１が吸入する冷媒との間で熱交換させる内部熱交換器１１Ｂを設けてもよい。
【国際調査報告】
2019058450.tif 000019
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