(57)【要約】【課題】  冷蔵用蒸発器への冷媒流量を弁体の開度に応じて絞り調節する構成において、冷蔵用蒸発器に加えて冷凍用蒸発器への冷媒流量も適切に制御することができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】  制御装置は、冷凍室庫内温度センサ及び冷蔵室庫内温度センサの検出状態に基づいて冷凍サイクル装置を制御すると共に、冷蔵用蒸発器の出口温度と入口温度との差である過熱量が目標過熱量となるように調節弁の開度を制御することにより冷蔵用蒸発器への冷媒流量を絞り調節する。ここで、制御装置は、冷蔵用蒸発器の過熱量と冷凍用蒸発器の過熱量とを加えた総和過熱量を求めると共に（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）、実際の総和過熱量を求め（Ｓ２０４，２０５）、両方が一致するように圧縮機の回転数を制御する（Ｓ２０６〜２０８）。これにより、冷凍用蒸発器への冷媒流量も適切に調節できる。【選択図】  図１２
2006010216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出されるガス状冷媒を液化する凝縮器と、
この凝縮器から流入した冷媒が流出する２つの弁口を有し、それらの弁口を通じて流出する冷媒流量を当該弁口の全開時における冷媒流量に対する流量比率として弁体の開度に応じて調節可能な冷媒流量調節手段と、
この冷媒流量調節手段の各弁口から流出した冷媒がそれぞれ流入する冷凍用蒸発器及び冷蔵用蒸発器と、
これらの両方の蒸発器内の冷媒の蒸発状態を示す過熱量をそれぞれ求める過熱量検出手段と、
この過熱量検出手段が検出した過熱量を加算して両方の蒸発器の総和過熱量を求める総和過熱量演算手段と、
前記冷凍用蒸発器及び冷蔵用蒸発器により冷却される冷凍区画及び冷蔵区画の冷却状態に基づいて冷凍サイクル運転を実行すると共に、一方の蒸発器の過熱量に基づいて前記冷媒流量調節手段に対して一方の蒸発器への冷媒流量を絞り調節する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記総和過熱量検出手段が検出した総和過熱量が所定の目標総和過熱量となるように前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記過熱量検出手段は、一方の蒸発器の入口温度と出口温度を検出する温度センサからなり、
前記制御手段は、前記温度センサが検出した一方の蒸発器の出口温度と入口温度との差を過熱量とすることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記制御手段は、前記過熱量検出手段が検出した過熱量が目標総和過熱量よりも大きいときは前記圧縮機の回転数を上昇し、小さいときは前記圧縮機の回転数を下降させることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記制御手段は、前記一方の蒸発器に対応した区画の温度が設定温度よりも高いときは前記目標過熱量を大きく設定し、低いときは前記目標過熱量を小さく設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記制御手段は、前記一方の蒸発器に対応した区画の温度と設定温度との差が所定の設定値以下となったときは、前記圧縮機を停止することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記制御手段は、他方の蒸発器の過熱量が所定の設定値よりも小さくなった場合は、前記冷媒流量調節手段に対して両方の蒸発器への冷媒供給を停止するように制御することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記制御手段は、他方の蒸発器の過熱量が所定の設定値よりも小さくなった場合は、前記冷媒流量調節手段に対して前記一方の蒸発器のみに冷媒を供給するように制御することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記制御手段は、前記圧縮機の回転数を上昇した場合に総和過熱量が小さくならないときは、前記冷媒流量調節手段に対して少なくとも一方の蒸発器に冷媒が流れるように制御することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記制御手段は、前記圧縮機の回転数を上昇した場合に総和過熱量が小さくならないときは、前記冷媒流量調節手段に対して過熱量が大きな方の蒸発器のみに冷媒が流れるように制御することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍室用蒸発器及び冷蔵室用蒸発器に冷媒を同時に供給するタイプの冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用で普及している冷蔵庫は、冷凍温度帯の区画と冷蔵温度帯の区画を備えたものが一般的であり、一つの蒸発器で庫内を冷却するタイプの冷蔵庫では、冷凍区画及び冷蔵区画への冷気の分配をダンパ等で制御し、全体の負荷に応じて圧縮機のオン／オフを制御するようにしている。また、インバータにより圧縮機の回転数を制御するタイプでは、さらに回転数を細かく制御している。このような構成の冷蔵庫では、蒸発器の出口温度が冷凍区画の温度となるように冷媒を蒸発させている。
【０００３】
さらに、近年、冷凍区画及び冷蔵区画にそれぞれ冷凍蒸発器及び冷蔵蒸発器を有するタイプとして、冷蔵用蒸発器と冷凍用蒸発器とを直列に連結したものがある。このものは、冷凍区画と冷蔵区画の２つの区画を同時に冷却することが可能であるものの、圧縮機の吸込圧力は蒸発温度の低い冷凍用蒸発器の圧力に制限されるため、冷凍サイクルの効率を高めることが困難である。
【０００４】
これに対して、冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器を並列に連結し、交互に冷却するものでは、逆止弁等を付加することにより、冷蔵室を冷却する冷蔵用蒸発器の蒸発温度が高くなるように制御することにより、冷凍サイクルの効率を高めることができるものの、２つの温度帯の区画を同時に冷却することはできなかった。
【特許文献１】特開２００１−１２６３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７８９６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７８９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器を並列に連結した構成において、凝縮器から２つの蒸発器に供給される冷媒を分流すると共にその冷媒流量を調整可能な冷媒流量調節装置を備え、冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器に同時に冷媒を供給し、２つの温度帯の区画を同時に冷却するものが考えられている。
このような構成のものでは、凝縮器と蒸発器とを連結するキャピラリチューブの流量抵抗により冷媒を冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器に分留しており、各蒸発器の状態によりキャピラリチューブに流れる冷媒流量を制御することは困難であることから、各蒸発器での冷却能力を制御することはできなかった。
【０００６】
そこで、本出願人は、冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器への冷媒流量比率（最大流量に対する割合）を弁体の開度に応じて調整可能な調節弁を開発し、その弁体の開度に応じて一方の蒸発器への冷媒流量を絞り調節することを考えている。つまり、冷蔵用蒸発器への冷媒流量を絞り調節（冷凍用蒸発器への冷媒流量は最大）することにより、冷凍用蒸発器及び冷蔵用蒸発器への同時流しを実現しようとするものである。
【０００７】
ところで、一方の蒸発器への冷媒流量を絞り調節する場合、温度変化の大きな冷蔵室を冷却するための冷凍用蒸発器への流路抵抗を冷凍用蒸発器への流路抵抗より小さくして、冷蔵用蒸発器に冷媒が流入しやく設け、その冷媒流量を絞り調節するのが望ましい。この場合、冷凍用蒸発器の冷媒蒸発温度は冷蔵用蒸発器の冷媒蒸発温度よりも低くなっていることから、冷蔵用蒸発器に冷媒を流れやすくするにしても、冷凍用蒸発器にも冷媒を確実に供給することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、このような運転では、一方の蒸発器への冷媒流量を制御することにより両方の蒸発器に冷媒を分配することができるものの、両方の蒸発器への絶対量の冷媒を制御することができないことから、他方の蒸発器への冷媒流量を制御することはできない。例えば、冷蔵用蒸発器の出入口温度差を８℃、冷凍用蒸発器の出入口温度を８℃に制御しようとした場合、冷蔵用蒸発器は温度制御可能であるものの、冷凍用蒸発器への冷媒流量は、圧縮機の回転数でしか制御できないと共の、冷蔵用蒸発器への冷媒流量の影響を受けるので、冷凍用蒸発器への冷媒流量を適切に制御することができず、冷凍用蒸発器に対して温度制御を適切に行うことはできなかった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、冷蔵用蒸発器への冷媒流量を弁体の開度に応じて絞り調節する構成において、冷蔵用蒸発器に加えて冷凍用蒸発器への冷媒流量も適切に制御することができる冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、圧縮機から吐出されるガス状冷媒を液化する凝縮器と、この凝縮器から流入した冷媒が流出する２つの弁口を有し、それらの弁口を通じて流出する冷媒流量を当該弁口の全開時における冷媒流量に対する流量比率として弁体の開度に応じて調節可能な冷媒流量調節手段と、この冷媒流量調節手段の各弁口から流出した冷媒がそれぞれ流入する冷凍用蒸発器及び冷蔵用蒸発器と、これらの両方の蒸発器内の冷媒の蒸発状態を示す過熱量をそれぞれ求める過熱量検出手段と、この過熱量検出手段が検出した過熱量を加算して両方の蒸発器の総和過熱量を求める総和過熱量演算手段と、前記冷凍用蒸発器及び冷蔵用蒸発器により冷却される冷凍区画及び冷蔵区画の冷却状態に基づいて冷凍サイクル運転を実行すると共に、一方の蒸発器の過熱量に基づいて前記冷媒流量調節手段に対して一方の蒸発器への冷媒流量を絞り調節する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記総和過熱量検出手段が検出した総和過熱量が所定の目標総和過熱量となるように前記圧縮機の回転数を制御するものである（請求項１）。
【００１１】
上記構成において、前記過熱量検出手段は、一方の蒸発器の入口温度と出口温度を検出する温度センサからなり、前記制御手段は、前記温度センサが検出した一方の蒸発器の出口温度と入口温度との差を過熱量とするようにしてもよい（請求項２）。
また、前記制御手段は、前記過熱量検出手段が検出した過熱量が目標総和過熱量よりも大きいときは前記圧縮機の回転数を上昇し、小さいときは前記圧縮機の回転数を下降させるようにしてもよい（請求項３）。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記一方の蒸発器に対応した区画の温度が設定温度よりも高いときは前記目標過熱量を大きく設定し、低いときは前記目標過熱量を小さく設定するようにしてもよい（請求項４）。
また、前記制御手段は、前記一方の蒸発器に対応した区画の温度と設定温度との差が所定の設定値以下となったときは、前記圧縮機を停止するようにしてもよい（請求項５）。
【００１３】
また、前記制御手段は、他方の蒸発器の過熱量が所定の設定値よりも小さくなった場合は、前記冷媒流量調節手段に対して両方の蒸発器への冷媒供給を停止するように制御するようにしてもよい（請求項６）。
また、前記制御手段は、他方の蒸発器の過熱量が所定の設定値よりも小さくなった場合は、前記冷媒流量調節手段に対して前記一方の蒸発器のみに冷媒を供給するように制御するようにしてもよい（請求項７）。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記圧縮機の回転数を上昇した場合に総和過熱量が小さくならないときは、前記冷媒流量調節手段に対して少なくとも一方の蒸発器に冷媒が流れるように制御するようにしてもよい（請求項８）。
また、前記制御手段は、前記圧縮機の回転数を上昇した場合に総和過熱量が小さくならないときは、前記冷媒流量調節手段に対して過熱量が大きな方の蒸発器のみに冷媒が流れるように制御するようにしてもよい（請求項９）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制御手段は、冷凍用蒸発器及び冷蔵用蒸発器により冷却される冷凍区画及び冷蔵区画の冷却状態に基づいて冷凍サイクル運転を実行する。また、制御手段は、冷媒流量調節手段に対して一方の蒸発器の過熱量に基づいて当該蒸発器への冷媒流量比率を制御するので、一方の蒸発器への冷媒流量を制御しながら、他方の蒸発器への冷媒供給も可能となる。
【００１６】
ここで、一方の蒸発器の冷媒流量が過剰の場合、過熱量が低下し、冷媒流量が不足の場合、過熱量が上昇するので、一方の蒸発器の過熱量が目標過熱量となるように一方の蒸発器への冷媒流量比率を適切に制御することができる。
このようにして、一方の蒸発器への冷媒流量は当該蒸発器の過熱量に基づいて制御することができると共に、他方の蒸発器への冷媒流量は、他方の蒸発器の過熱量に基づいて圧縮機の回転数を制御することにより可能となる。
【００１７】
しかしながら、他方の蒸発器の過熱量に基づいて圧縮機の回転数を制御したのでは、冷媒流量調節手段に対する絞り調節による一方の蒸発器への冷媒流量の制御と圧縮機の回転数の制御による両方の蒸発器への冷媒流量の制御とが相反することがあり、制御が不確実となる虞がある。
そこで、制御手段は、総和過熱量検出手段が検出した総和過熱量に基づいて圧縮機の回転数を制御するので、両方の蒸発器への冷媒流量の制御要素に一方の蒸発器の過熱量を反映させることができ、両方の制御が相反することを極力回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図１４を参照して説明する。
図２は、冷蔵庫の縦断面図を示している。この図２において、冷蔵庫本体１は、断熱箱体の内部に貯蔵区画を形成し、仕切壁により冷凍室や製氷室の冷凍区画２、冷蔵室や野菜室の冷蔵区画３など複数の貯蔵室に区分している。
【００１９】
各貯蔵室は、冷凍区画２や冷蔵区画３毎に配置した冷凍用蒸発器４や冷蔵用蒸発器５及び冷気循環ファン６，７によってそれぞれ所定の設定温度に冷却保持されるものであり、各蒸発器４，５は、本体背面下部の機械室８に設置した圧縮機９から供給される冷媒によって冷却される。
【００２０】
図１は、冷蔵庫における冷凍サイクル装置を示している。この図１において、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機９、凝縮器１１、冷媒流路の冷媒流量を調節するための調節弁（冷媒流量調節手段に相当）１２、及び並列に接続した冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５を環状に連結して構成されている。凝縮器１１は扁平形状をなしており、機械室８の前方における冷蔵庫本体１の外底面空間に配設されている。この凝縮器１１で液化した冷媒は調節弁１２を介してそれぞれ減圧手段である冷凍側キャピラリチューブ１５及び冷蔵側キャピラリチューブ１６を経由して冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５にそれぞれ供給される。各蒸発器４，５は、冷媒が蒸発することで低温化し、冷気循環ファン６，７による送風によって熱交換が行われることにより貯蔵室内を所定の空気温度に冷却するものである。冷凍用蒸発器４で気化した冷媒は、アキュムレータ１７を介して冷凍側サクションパイプ１８を経由して再び圧縮機９に戻り、冷蔵用蒸発器５で蒸発した冷媒は冷蔵側サクションパイプ１９を経由して圧縮機９に直接戻るように構成されている。
【００２１】
各蒸発器４，５に対応して除霜用ヒータ２０，２１が設けられており、所定時間が経過する毎に各ヒータ２０，２１に通電されることにより各蒸発器４，５に付着した霜を解凍するようにしている。
【００２２】
制御装置（総和過熱量検出手段、制御手段に相当）２２は、冷凍室庫内温度センサ２３及び冷蔵室庫内温度センサ２４の検出温度に基づいて上述した冷凍サイクル装置１０を制御するもので、通常の冷凍サイクル運転に加えて、冷凍用蒸発器４の出口パイプに取付けた過熱量検出手段としても機能する出口温度センサ２５、冷蔵用蒸発器５の出口パイプに取付けた出口温度センサ２６の検出温度に基づいて冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５に付着した霜を解凍する除霜運転を実行し、さらに冷凍用蒸発器４の入口パイプに取付けた入口温度センサ（過熱量検出手段に相当）５１の検出温度と出口温度センサ２５の検出温度の差、及び冷蔵用蒸発器５の入口パイプに取付けた入口温度センサ（過熱量検出手段に相当）２７の検出温度と出口温度センサ２６の検出温度の差に基づいて後述する冷蔵用蒸発器５の過熱量（スーパーヒート量）を求め、その過熱量に基づいて調節弁１２の冷蔵用蒸発器５への冷媒流量比率を制御するようになっており、斯様な制御が本実施例の特徴となっている。
【００２３】
図３は、圧縮機９の断面を示している。この図３において、圧縮機９は、圧縮要素が低圧段側圧縮部２８と高圧段側圧縮部２９により構成されたレシプロ式の二段圧縮機であり、密閉ケース３０内に収納した電動機３１の回転軸３２の回転に伴って偏心して回転する偏心軸３３によってコンロッド３４を図示横方向に往復運動させるよう構成している。
コンロッド３４の先端にはボールジョイント３５でピストン３６がかしめ固定されており、シリンダー３７内のピストン３６の往復運動によって低圧段側圧縮部２８と高圧段側圧縮部２９に対して交互に冷媒を吸い込み、圧縮して吐出するものであり、圧縮部へのポールジョイント３５の採用により、容積効率を向上させ、本来なら２つの圧縮部を必要とする２段圧縮機の外形スペースの拡大を抑制している。
【００２４】
低圧段側圧縮部２８の吸込口２８ａは、冷凍用蒸発器４からアキュムレータ１７を介して連結した冷凍側サクションパイプ１８の端部が接続され、低圧段側圧縮部２８の吐出口２８ｂは、圧縮したガス状冷媒を吐出するように密閉ケース３０内に開口している。また、高圧段側圧縮部２９の吸込口２９ａは、密閉ケース３０内のガス状冷媒を吸入するように密閉ケース３０内に開口し、高圧段側圧縮部２９の吐出口２９ｂは、凝縮器１１への吐出管に接続されている。
【００２５】
冷凍用蒸発器４の吐出側に接続されたアキュムレータ１７は、気液を分離し、冷凍用蒸発器４で蒸発しきれなかった液状冷媒を貯留してガス状冷媒のみを送り出し、圧縮機９のシリンダー３７に液冷媒が流入することによる支障を防止する作用をおこなうものであり、本実施例では、冷凍用蒸発器４の後段にのみ設けている。
冷蔵用蒸発器５からの冷蔵側サクションパイプ１９は圧縮機９の密閉ケース３０内の中圧段となる空間部に導入するよう接続している。したがって、冷蔵用蒸発器５からの吸込み冷媒は圧縮機９のシリンダー３７内に直接流入しないため、冷蔵用蒸発器５の後段にはアキュムレータを設ける必要は特になく、設置する場合は小形のものでよい。冷蔵用蒸発器５側の冷蔵側サクションパイプ１９から吸い込まれたガス状冷媒は、低圧段側圧縮部２８の吐出口２８ｂから密閉ケース３０内に吐出されるガス状冷媒とともに、連通する高圧段側圧縮部２９の吸込口２９ａに吸い込まれ圧縮される。
【００２６】
調節弁１２は、圧縮機９からの吐出ガスを受けて液化する凝縮器１１の出口側に設けられており、冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５への冷媒流路を切り替えるとともに、その冷媒流量比率（全開時に対する開口割合）を制御するもので、本実施例では、通常制御時においては、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量比率を制御すると共に冷凍用蒸発器４への冷媒流量比率を１００％（全開）に制御するようにしている。この場合、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を絞り調節している状態では、冷凍用蒸発器４へは十分な量の冷媒が供給されるようになっている。
【００２７】
図４は、調節弁１２の横断面を示している。この図４に示すように、弁ケース３８の底面に設けられた弁座３９に、凝縮器１１（実際にはドライヤ）からの冷媒の流入口４０が形成されていると共に、冷凍用蒸発器４側への冷媒流出口である冷凍側弁口４１と冷蔵用蒸発器５側への冷媒流出口である冷蔵側弁口４２とが形成されている。
弁座３９に対して円盤状の弁体４３が摺接するように回転軸４６で回動可能に支持してなり、基本的な構造は三方弁に類似している。この弁体４３の側面にはストッパー４４が取付けられており、そのストッパー４４が弁座に取付けられた規制部４５に当接することにより弁体４３の回転初期位置と回転終了位置が決められている。
【００２８】
弁体４３の下面（弁座３９との対向面）には厚肉段部４３ａが一体に膨出形成されており、その厚肉段部４３ａが冷凍側弁口４１及び冷蔵側弁口４２を全閉可能となっている。厚肉段部４３ａの裏面（弁座３９との摺接面）において各弁口４１，４２に対向する回転軌跡上には厚肉段部４３ａの端部から所定角度にわたって断面Ｖ字状の冷凍側溝部４７及び冷蔵側溝部４８が円弧状にそれぞれ形成されており、弁体４３が所定の回転範囲に位置した状態で、冷凍側溝部４７が冷凍側弁口４１に対向して連通すると共に、冷蔵側溝部４８が冷蔵側弁口４２に対向して連通する。
【００２９】
弁体４３は、弁ケース３８の上面に設けられた図示しないステッピングモータの回転と同期して回転するようにマグネットカップリングされており、ステッピングモータにより０〜８５のパルス位置にオープンループで回転制御されるものである。
尚、図４では、ストッパー４４が規制部４５に当接した初期位置を示しており、その初期位置でステッピングモータのパルス数が０パルスに設定される。
【００３０】
ステッピングモータは、制御装置２２からのパルス信号で弁体４３を図４に示した初期位置から矢印Ａ方向への回転させるものであり、所定のパルス位置で弁体４３の冷凍側溝部４７が冷凍側弁口４１と連通した場合には、流入口４０から弁ケース３８内に流入した冷媒が、冷凍側溝部４７と連通する冷凍側弁口４１から流出し、冷凍側キャピラリチューブ１５を経由して冷凍用蒸発器４に流入して蒸発することにより当該冷凍用蒸発器４の温度が低下する。
【００３１】
一方、同様に冷蔵側溝部４８と冷蔵側弁口４２とが連通した場合には、冷蔵側溝部４８に流入した冷媒が連通する冷蔵側弁口４２から冷蔵側キャピラリチューブ１６を経由して冷蔵用蒸発器５に流入して蒸発することにより当該冷蔵用蒸発器５の温度が低下する。
この場合、冷凍側弁口４１、冷蔵側弁口４２から流出する冷媒流量は、各弁口４１，４２に対向する冷凍側溝部４７、冷蔵側溝部４８の断面積の大きさによって変化し、その断面積が図５（ａ）〜（ｃ）に示すように大きくなるほど、冷媒流量は大となる。
【００３２】
ここで、冷凍側溝部４７の断面面積は、弁体４３の回転方向の部位にかかわらず始端部（弁体４３の回転方向の先端）から中間部まで一定となるように設定され、その中間部から終端部（厚肉断部４３ａの開放端縁）まで始端部側の断面積より大なる一定の断面積となるように設定されている。また、冷蔵側溝部４８の断面面積は、始端部から終端部となるにしたがって増大するように設定されており、特に、始端部から所定の中間部までは断面面積の増大度合が小さく設定され、その中間部から終端部までは増大度合いが大きく設定されている。さらに、冷蔵側溝部４８の始端部は、冷蔵側溝部４８の終端部と冷蔵側弁口４２とが連通開始した状態で、全閉状態から一気に所定の流量比率を確保するような形状に形成されている。
【００３３】
以上のような構成により、調節弁１２は、後述するように流路の切り替えや流量調整がきめ細かく制御できることから、ステッピングモータによる回転制御によって冷媒流量比率をリニアに変更することができる。
図６は、調節弁１２の弁体４３の回転位置と冷凍側弁口４１及び冷蔵側弁口４２の位置関係を示し、図７は、調節弁１２の弁体４３の回転位置と冷凍側弁口４１及び冷蔵側弁口４２の流量比率との関係を示している。
【００３４】
（ａ）４パルス位置（図６（ａ）、図７（ａ））
急速冷蔵運転時は、図中右回りに回転する弁体が４パルス位置にあり、冷蔵側溝部４８と冷蔵側弁口４２とが合致しており、冷媒が冷蔵用蒸発器５のみに流れ、冷蔵用蒸発器５のみ冷却作用が行われる
（ｂ）２０パルス位置（図６（ｂ）、図７（ｂ））
例えば、冷凍区画２及び冷蔵区画３とも所定の冷却温度状態にある場合は、弁体４３が２０パルスの位置にあり、冷凍側溝部４７と冷凍側弁口４１、及び冷蔵側溝部４８と冷蔵側弁口４２とは合致せず、冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５の双方への弁口４１，４２は弁体４３の厚肉段部４３ａによる全閉状態にあって冷媒は流れず冷却作用はおこなわれない。
【００３５】
（ｃ）２９パルス位置（図６（ｃ）、図７（ｃ））
冷凍運転停止状態での時間経過や冷凍室扉の開扉により、冷凍区画２の温度が上昇したことを冷凍室庫内温度センサ２３が検知した場合は、２９パルスの位置まで弁体４３が回転し、冷凍側溝部４７が冷凍側弁口４１に連通状態になるため、冷媒が冷凍用蒸発器４側へ全開時の２０％程度流れる。このとき冷蔵側溝部４８と冷蔵側弁口４２とは依然として連通関係はなく、冷蔵用蒸発器５に冷媒は供給されないものである。
【００３６】
（ｄ）４１パルス位置（図６（ｄ）、図７（ｄ））
急速冷凍運転時は、４１パルスの位置まで弁体４３が回転し、冷蔵側弁口４２が弁体４３の厚肉段部４３ａから完全に脱出し、冷蔵側弁口４２が全開するので、冷凍用蒸発器４、ひいては冷凍区画２を集中して冷却することができる。
（ｅ）４９パルス位置（図６（ｅ）、図７（ｅ））
冷蔵区画３の温度が上昇したような場合には、４９パルスの位置まで弁体４３が回転し、冷蔵側溝部４８の終端部が冷蔵側弁口４２と連通状態になるため、最小流量比率５％の冷媒流が生じ冷蔵用蒸発器５側の冷却作用が開始される。このときも冷凍用蒸発器４は全開により冷媒の流出状態を保持している。
【００３７】
（ｆ）６２パルス位置（図６（ｆ）、図７（ｆ））
弁体４３が６２パルス位置では、冷蔵側溝部４８の狭幅領域の中間位置が冷蔵側弁口４２と連通して冷蔵用蒸発器５への冷媒流量がリニアに増加している中間状態にあり、この間の滑らかな流量調整により冷蔵用蒸発器５の冷却能力を微調整することができる。
（ｇ）７１パルス位置（図６（ｇ）、図７（ｇ））
冷蔵側溝部４８の狭幅領域の終了位置が冷蔵側弁口４２と対向して冷蔵用蒸発器５への冷媒流量がリニアに増加する終了状態にある。
【００３８】
（ｈ）８２パルス位置（図６（ｈ）、図７（ｈ））
冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５を両方同時に冷却する必要を生じたときは、８２パルスの位置まで弁体４３が回転し、冷凍側溝部４７及び冷蔵側溝部４８とも弁体４３の厚肉段部４３ａから脱出し、双方の弁口４１，４２とも全開状態となって、冷凍用蒸発器４と冷蔵用蒸発器５には同時に冷媒が供給され冷却作用を呈する。
【００３９】
この場合、図７に示すように、冷凍用蒸発器４への冷媒流量比率が２０％程度で一定となっている領域（図中に矢印Ｂで示す）を設けているのは、弁体４３が２９パルス位置で弁体４３の位置ずれにかかわらず冷凍用蒸発器４への冷媒流量比率が２０％程度となることを保証するためである。また、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量比率が７１パルスまでは弁体４３の回転の上昇に応じた流量比率の上昇は緩やかであるのに対して、パルス数７１を上回る回転位置では、弁体４３の回転の上昇に応じた流量比率は急激に上昇している。つまり、冷凍用蒸発器４への冷媒流量比率の制御では、調節弁１２の弁体４３がパルス数７１に位置したときに変曲点（図７中に矢印Ｃで示す）を有することを意味している。これは、より細かな冷媒流量の制御を行うには、図７に示す絞り領域（パルス数４５〜７１）のパルス数を増大して１パルス当たりの冷媒流量の調整量を少なくすればよいものの、弁体４３を１回転させるパルス数には制限があり、パルス数の増大は困難であるからである。
【００４０】
ここで、冷蔵用蒸発器５へのより細かな冷媒流量の調整を必要とするのは、冷媒流量が小さい範囲であることに着目し、弁体４３の流路を工夫することにより、弁体４３が４５〜７１パルスまでは弁体４３の１パルス当たりの冷媒流量の増大変化量を抑制し、７１〜８２パルスで１パルス当たりの冷媒流量の増大変化量を増大するようにしている。
また、調節弁１２の弁体４３の回転位置が４５〜５３パルスでは、冷蔵用蒸発器５への弁口面積は絞り領域の最小面積となっているものの、その最小面積は、例えば圧縮機９に設けられたストレーナを通過可能な異物の面積よりも大に設定されている。これは、冷凍サイクル中に異物、例えば冷媒パイプを切断したときの金属粉や溶接時のスケール等が含まれていた場合は、それらの異物が最小流路で詰まる虞があるものの、最小面積を、ストレーナを通過可能な異物よりも大に設定することにより、異物が調節弁１２の冷蔵用蒸発器５への冷蔵側弁口４２で詰まってしまうことを防止できるからである。
【００４１】
本実施例においては、図６に示すように、冷凍側弁口４１は全開あるいは全閉のいずれかにほぼ固定し、冷蔵側弁口４２への流量比率を冷蔵側溝部４８により変化させて冷媒流量をパルス４９〜７１の範囲でリニアに調整するようにしている。
尚、冷凍サイクル装置１０における冷凍側キャピラリチューブ１５及び冷蔵側キャピラリチューブ１６は、冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５での冷媒蒸発温度に温度差をつけるため、冷凍側キャピラリチューブ１５の絞りを強くしている結果、前述したように冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５双方へ冷媒を流す場合は必然的に流路抵抗の小さい冷蔵用蒸発器５に流れやすくなり、冷凍用蒸発器４へは流れにくくなる傾向にあって、極端な場合は冷凍用蒸発器４には冷媒が流れない状況が発生する。
【００４２】
これを改善するため調節弁１２においては、冷凍区画２及び冷蔵区画３の各冷却のための冷媒流制御とともに、いわゆる冷媒の片流れを防止するため、冷媒が流れやすく設けられた冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を紋るように制御を加えている。
また、調節弁１２に流入する冷媒は凝縮器１１で凝縮された冷媒で、気液が混合しており、調節弁１２に流入した段階で流速が低下することから、調節弁１２の下方に液冷媒が溜まりやすくなる。このため、調節弁１２の弁座が水平でない場合、下側に位置する弁口の方が冷媒の液比率が高くなることになる。本実施例では、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を制御することを基本にしていることから、冷蔵側弁口４２が冷凍側弁口４１よりも高い位置となると、流量を制御できないガス状冷媒が多くなり、弁体４３による冷媒分流の制御が不可能となる。
【００４３】
そこで、本実施例では、図８に示すように取付金具１３に対して調節弁本体１４が傾くように一体に設け、取付金具１３が水平位置に取付けられた状態で、冷蔵側弁口４２が冷凍側弁口４１よりも下方に位置するようにした。このような構成により、冷蔵側弁口４２に溜まる液冷媒の比率を冷凍側弁口４１よりも高めることができ、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量比率の制御が可能となる。
【００４４】
一方、調節弁１２における弁口の開口制御は、冷凍用蒸発器４と冷蔵用蒸発器５への弁流量比率を双方とも全開、或いは全閉したり、また、冷凍側弁口４１を絞ると共に冷蔵側弁口４２を全開したり、或いは冷蔵側弁口４２を紋ると共に冷凍側弁口４１を全開したりするなど種々のパターンを選択することができるが、本実施例では、冷凍用蒸発器４と冷蔵用蒸発器５とを並列に接続しており、通常制御では、冷凍側弁口４１を全開した状態で冷蔵側弁口４２を紋り調節するようにしている。
【００４５】
この場合、冷凍側弁口４１が全開の状態では、冷蔵側弁口４２の絞り調節による冷媒流量にほとんど影響されることなく冷凍用蒸発器４はほぼ所定の冷凍能力を得られることになり、冷蔵用蒸発器５の冷却能力についても、冷蔵側弁口４２の絞り調節、及び圧縮機９の回転数調節で所定の冷房能力を得ることができるものである。
つまり、冷凍側弁口４１から流出した冷媒は、冷凍区画２における冷却温度に即した蒸発温度になるよう設定した冷凍側キャピラリチューブ１５を通過する際に減圧され、冷凍用蒸発器４において例えば−２５℃程度で蒸発する。同様に、冷蔵側弁口４２から流出した冷媒は、冷蔵区画３での冷却温度に即した蒸発温度になるよう設定した冷蔵側キャピラリチューブ１６を通過する際に減圧され、冷蔵用蒸発器５において例えば−５℃程度で蒸発する。
【００４６】
次に冷凍サイクル装置１０の動作について図９を参照して説明する。電源投入によって圧縮機９が駆動されると、圧縮され高温高圧となったガス状冷媒は凝縮器１１に吐出されて液化されてから調節弁１２に至る。調節弁１２は前記のように種々のパターン設定が可能であるが、電源投入の際には、冷凍区画２、冷蔵区画３とも未冷却の状態であるので、両方の弁口４１，４２は全開状態になり、冷媒は冷凍側キャピラリチューブ１５及び冷蔵側キャピラリチューブ１６に流入して減圧され冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５にそれぞれ流入して各蒸発温度で蒸発し、各区画２，３を所定温度に冷却する。
【００４７】
このとき、前記のように蒸発温度差を形成するためのキャピラリチューブ１５，１６の流路抵抗の差による冷蔵用蒸発器５への冷媒の片流れをなくすため、調節弁１２は冷媒の流れやすい冷蔵用蒸発器５への冷媒流量をやや絞るようにして冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５への冷媒流量をバランスよく保持するように制御する。
冷凍用蒸発器４からの冷媒はアキュムレータ１７に流入し、冷凍用蒸発器４からの冷媒中に蒸発しきれなかった液冷媒が残っている場合はアキュムレータ１７内部に貯留され、ガス状冷媒のみが冷凍側サクションパイプ１８から圧縮機９の低圧段側圧縮部２８に吸い込まれる。また、冷蔵用蒸発器５で蒸発したガス状冷媒は冷蔵側サクションパイプ１９を経由して圧縮機９の中間圧となっている密閉ケース３０内に導入される。
【００４８】
冷凍用蒸発器４から圧縮機９の低圧段側圧縮部２８に吸い込まれ、圧縮されて密閉ケース３０内に吐出されたガス状冷媒は、冷蔵用蒸発器５から密閉ケース３０の中圧空間部に流入したガス状冷媒と合流して高圧段側圧縮部２９に吸い込まれ、圧縮されて凝縮器１１に吐出されることにより冷凍サイクルを形成する。
したがって、上記構成の冷凍サイクル装置１０によれば、冷凍区画２及び冷蔵区画３の設定温度に合わせた蒸発温度になるようなキャピラリチューブ１５，１６をそれぞれに備えた冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５を設置するので、一段の圧縮機を用いることにより冷凍用蒸発器４の圧力に制限されて蒸発温度の差を設けることが困難な構成に比べ、冷蔵用蒸発器５からの冷蔵側サクションパイプ１９を圧縮機９の密閉ケース３０内の中圧空間部に接続させることで、冷蔵用蒸発器５の蒸発温度を冷凍用蒸発器４に対し庫内冷却温度に即して高くすることができると共に、圧縮機９の入力負荷が小さくなるので、冷凍サイクル効率を上げ、消費電力を低減することができる。
【００４９】
ここで、冷媒流量の分配については、冷蔵用蒸発器５の出口パイプと入口パイプに取付けられた出口温度センサ２６，２７の検出温度の差を求めることで行うようにしている。
つまり、負荷が大きい場合は、熱交換量が大きくなって冷蔵用蒸発器５に流れてくる冷媒流量が少なくなり、冷蔵用蒸発器５中ですべての冷媒が蒸発してしまい、冷蔵用蒸発器５の出口パイプにおける冷媒状態はガス冷媒のみで液冷媒のない過熱状態（スーパーヒート状態）となるため、冷蔵用蒸発器５の出入口の温度差が大きくなる。
【００５０】
そこで、冷蔵用蒸発器５の出口と入口の温度の差（以下、過熱量と称する）が所定温度、例えば４℃になるように調節弁１２の開度を制御して所定の過熱量とすることで、圧縮機９への液バックを防止しながら、冷凍サイクル中の冷媒分布の適正化を図ることができる。そして、過熱量が例えば５℃より大きくなった場合は、冷蔵用蒸発器５の過熱状態は過度であると判定し、冷蔵用蒸発器５への冷媒配分を大きくして流量を増やし、冷蔵用蒸発器５内の冷媒を気液の二相状態にすることで冷蔵用蒸発器５における熱交換性能を保持することが可能となる。また、過熱量が例えば３℃以下となった場合は、冷蔵用蒸発器５の過熱状態は不足していると判定し、冷蔵用蒸発器５への冷媒配分を小さくして流量を減らし、冷蔵用蒸発器５内の冷媒を気液の二相状態にすることで、圧縮機９への液バックを防止することができる。
【００５１】
次に、制御装置２２の動作を示すに、制御装置２２は、通常の冷凍サイクル運転の制御を実行するのに加えて、本実施例に関連したスーパーヒート制御を実行すると共に、その他の制御を同時に実行するようになっており、それらの制御をフローチャート或はタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００５２】
（スーパーヒート制御（冷蔵用蒸発器５用））
図１０は、制御装置２２によるスーパーヒート制御の基本を概略的に示している。この図１０に示すように、制御装置２２は、１分が経過したときは（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、冷蔵用蒸発器５の出入口温度データを取込み（Ｓ１０２）、それらの温度差（出口温度−入口温度）から過熱量を求めると共に、その過熱量と過熱目標温度（本実施例では４℃に設定）との差ΔＴを求める（Ｓ１０３）。そして、斯様にして求めたΔＴが、誤差を見込んで目標過熱量よりも１℃高い５℃以上か（Ｓ１０４）、目標過熱量よりも１℃低い３℃以下かを判断する（Ｓ１０５）。ここで、過熱量が３℃〜５℃の場合は、冷蔵用蒸発器５の過熱量は適切であると判断して何もすることなくステップ１０１に戻る。これに対して、過熱量が５℃以上の場合は（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、冷蔵用蒸発器５の過熱量は大きく冷媒流量が不足していると判断し、調節弁１２の弁体４３の回転位置を１パルス上昇する（Ｓ１０６、図１１参照）。これにより、調節弁１２における冷蔵用蒸発器５への流量比率が増大するので、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が増大する。
【００５３】
このような冷媒流量を増大する制御は、過熱量が５℃以上の状態で１分毎に行われ、斯様な制御状態では、調節弁１２の冷蔵側弁口４２が徐々に開口して冷媒流量が徐々に増大するものの、弁体４３の回転位置が６０パルスに達したときは、上限リミット処理（Ｓ１０７）により冷媒供給量は上限であると判断し、過熱量が５℃以上であってもパルスの上昇を禁止する。
【００５４】
以上の動作により、図１１に示すように過熱量の上昇が抑制されると共に低下するようになり、遂には過熱量が５℃未満となり、調節弁１２に対する制御が停止する。この場合、過熱量が３〜５℃の通常状態では、調節弁１２の弁体の回転位置を通常では６０パルスにして冷蔵用蒸発器５に対する冷媒供給を絞り領域の最大にしていることから、図１１に示すように過熱量が３℃以下となる。
【００５５】
ここで、調節弁１２の弁体４３の回転位置を６０パルスの上限としているのは、上述したように冷蔵用蒸発器の過熱量が大きい場合、調節弁１２の弁体の開度を上昇して冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を高めることにより過熱量が小さくするように制御しているものの、冷凍サイクルの特性として、冷媒が流れ始めた初期には冷蔵用蒸発器５の温度が高いため、冷蔵用蒸発器５に流入した冷媒が入口付近で蒸発してしまう。このため、冷蔵用蒸発器５の過熱量が大きな状態が継続し、その後に過熱量が小さくなるという挙動を示す。つまり、冷凍サイクルの応答が遅いため、調節弁１２の弁体４３の開度を上昇するにしても過熱量の大きな状態が継続するため、さらに弁体４３の開度を上昇するという動作を継続する。このような状態では、冷凍用蒸発器４の過熱量が小さくなり、次に弁体４３の開度を降下した場合に、弁体４３の開度が過度に大きいことから、冷凍用蒸発器４への冷媒の供給を抑制するのに時間を生じたり、冷凍用蒸発器４から冷媒が液体のまま流出したりするなどの不具合を生じる。このため、調節弁１２の弁体の開度に上限を設けて、過熱量が過度にオーバーシュートしてしまうことを防止しているのである。
【００５６】
一方、制御装置２２は、過熱量が３℃以下となったときは（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、調節弁１２の弁体４３を１パルス降下する（Ｓ１０８、図１１参照）。これにより、調節弁１２における冷蔵用蒸発器５への流量比率が減少するので、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が減少する。
このような冷媒流量を減少する制御は、目標過熱量が３℃以下の状態で１分毎に行われ、斯様な制御状態では、調節弁１２の冷蔵側弁口４２が全閉して冷媒流量が徐々に減少することから、冷蔵用蒸発器５による冷媒の蒸発が促進されることにより過熱量が上昇するようになる。
【００５７】
以上のような制御により、過熱量と目標過熱量である４℃との差に基づいて冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が制御装置２２により絞り調節されるので、過熱量が目標過熱量である４℃を挟んで変動するようになり、冷蔵用蒸発器５の過熱量を適切に調節することができる。
また、冷凍サイクル装置１０の運転状態は周囲環境に大きく影響を受けることから、周囲環境によっては、調節弁１２の弁体が４９パルスの下限位置まで制御されることがあり、弁体４３の回転位置が４９パルスに達したときは、下限リミッタ制御（Ｓ１０９）により過熱量が３℃以下であってもパルスの降下を禁止する。
【００５８】
ところで、上述のような冷蔵用蒸発器５の過熱量に基づくスーパーヒート制御により、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を適切に制御することができるものの、冷凍用蒸発器４の過熱量は監視していないことから、冷凍用蒸発器４への冷媒流量が過不足する虞がある。この場合、冷凍用蒸発器４に関しても、冷蔵用蒸発器５と同様に、冷凍用蒸発器４の出入口温度差により過熱量を求め、その過熱量が目標値となるように圧縮機９の回転数をフィードバック制御することが考えられるものの、それでは冷蔵用蒸発器５の過熱量に基づく冷蔵用蒸発器５への冷媒流量のスーパーヒート制御と冷凍用蒸発器４の過熱量に基づく冷凍用蒸発器４への冷媒流量のフィードバック制御が並列して行われることになり、例えば冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が不足すると共に冷凍用蒸発器４への冷媒流量が過多であると判断した場合は、制御装置２２は、調節弁１２に対して冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を増大するように絞り調節する一方で、圧縮機９の回転数を下降してしまうという相反する制御を実行することになり、冷媒流量の制御を適切に実行できない虞がある。
【００５９】
また、例えば冷蔵区画３の温度と設定温度との差が大きい場合に、冷蔵用蒸発器５の過熱量を目標過熱量に一律に制御したのでは、冷蔵区画３を素早く冷却できない虞がある。
そこで、本実施例では、次のようにして各蒸発器４，５への冷媒流量を適切に制御しながら、各冷却対象区画を素早く冷却できるようにした。
【００６０】
（スーパーヒート制御（冷凍用蒸発器４用）
図１２は、冷凍用蒸発器４の冷媒流量を制御対象とした制御装置２２のフローチャートである。この図１２において、制御装置２２は、目標過熱量決定制御により冷凍用蒸発器４の目標過熱量（ＳＨ Ｆ）を決定すると共に（Ｓ２０１）、同じく目標過熱量決定制御により冷凍用蒸発器４の目標過熱量（ＳＨ Ｒ）を決定する（Ｓ２０２）。
【００６１】
図１３は、制御装置２２の目標過熱量決定制御を示している。この図１３において、制御装置２２は、１分経過したときは（Ｓ３０１）、庫内温度を読み込み（Ｓ３０２）、ΔＴ＝庫内温度−設定温度を演算し（Ｓ３０３）、ΔＴにより目標過熱量を次の関係に基づいて算出する（Ｓ３０４）。
図１４は、制御装置２２が記憶しているΔＴと目標過熱量との関係を示している。この図１４において、ΔＴが０のときは、目標過熱量は上述した目標過熱量の４℃となる。ΔＴが−５℃〜５℃のときは、目標過熱量は、−５℃が２℃、５℃が６℃となる比例関係にある。そして、目標過熱量は、ΔＴが２℃以下では２℃に固定され、６℃以上では６℃に固定される。
【００６２】
このようして各蒸発器４，５の目標過熱量を求めたときは、両方の蒸発器４，５の出入口温度差により目標総和過熱量（ＳＨ Ｋ＝ＳＨ Ｆ＋ＳＨ Ｒ）を演算する（Ｓ２０３）。
次に、両方の蒸発器４，５の出入口温度差により実際の過熱量（ＳＨ ＦＫ，ＳＨ ＲＫ）を検出してから（Ｓ２０４）、それらの過熱量に基づいて実際の総和過熱量（ＳＨ ＫＫ＝ＳＨ ＦＫ＋ＳＨ ＲＫ）を演算する（Ｓ２０５）。
【００６３】
そして、上述のＳＨ ＫとＳＨ ＫＫとを比較し、その比較結果に基づいて次のように圧縮機９の回転数を制御する（Ｓ２０６）。即ち、ＳＨ Ｋ＝ＳＨ ＫＫのときは、何の制御を実行することなく圧縮機９の回転数を維持する。ＳＨ Ｋ＞ＳＨ ＫＫのときは、総和過熱量が不足していると判断し、圧縮機９の回転数を下降することにより各蒸発器４，５への冷媒流量を減少する（Ｓ２０７）。ＳＨ Ｋ＜ＳＨ ＫＫのときは、総和過熱量が過多であると判断し、圧縮機９の回転数を上昇することにより各蒸発器４，５への冷媒流量を増大する（Ｓ２０８）。ここで、回転数上昇／下降については５Ｈｚ毎に上昇／下降する。また、フローチャートには示していないが、圧縮機９の最大回転数は約６０Ｈｚであるため、６０Ｈｚとなったときは上昇を停止する。さらに、圧縮機９の回転数が２５Ｈｚ以下となると、圧縮機９内の潤滑油が流れなくなるため、圧縮機９を停止する。
【００６４】
以上のような動作により、冷蔵用蒸発器５の過熱量に基づいてスーパーヒート制御（冷蔵用蒸発器５用）が行われることにより冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が絞り調節されると同時に、冷凍用蒸発器４及び冷蔵用蒸発器５の総和過熱量に基づいてスーパーヒート制御（冷凍用蒸発器４用）が行われることにより両方の蒸発器４，５への絶対的な総和冷媒流量が調節されることになる。つまり、スーパーヒート制御（冷凍用蒸発器４用）には、冷凍用蒸発器４の過熱量に加えて冷蔵用蒸発器５の過熱量が反映されることになり、冷蔵用蒸発器５の過熱量に基づく冷蔵用蒸発器５に対する冷媒流量の制御と総和過熱量に基づく絶対量の総和冷媒流量の制御の内容が相反してしまうことを極力回避することができる。
【００６５】
このような実施例によれば、制御装置２２は、冷蔵用蒸発器５の過熱量に基づいて冷蔵用蒸発器５への冷媒流量を制御すると共に、各蒸発器４，５の総和過熱量に基づいて両方の蒸発器４，５への冷媒流量を制御するようにしたので、絶対的な冷媒流量の制御に冷蔵用蒸発器の過熱量を反映させることができる。従って、冷凍用蒸発器４の過熱量のみで各蒸発器４，５への総和冷媒流量を制御する構成に比較して、お互いの制御の内容が相反することを極力回避することができるので、各蒸発器４，５の過熱量を適切に制御することができる。
【００６６】
しかも、冷却対象区間の設定温度と実際の温度との差が大きいほど、各蒸発器４，５の目標過熱量が大きくなるように変更したので、圧縮機９の回転数を高めて各蒸発器４，５への冷媒流量を高め、制御の迅速化を図ることができる。
【００６７】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例を図１５に基づいて説明するに、第１実施例と同一符号には同一符号を付して説明を省略する。この第２実施例は、冷蔵用蒸発器５の過熱量が異常を示した場合に対処するようにしたことを特徴とする。
第１実施例では、冷蔵用蒸発器５の冷媒流量を適切に調節することを基本としながら、圧縮機９の回転数を制御することにより各蒸発器４，５への総和冷媒流量を制御する構成であることから、圧縮機９の回転数を上昇することにより各蒸発器４，５への冷媒流量を高めた際に、冷蔵用蒸発器５に流れなかった全ての冷媒は冷凍用蒸発器４に流れることになる。このため、制御結果によっては、冷凍用蒸発器４への冷媒流量が過多となり、冷凍用蒸発器４内に冷媒が滞留する虞がある。このような状態が継続した場合は、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が不足してしまう事態を招来する虞がある。
【００６８】
そこで、本実施例では、図１５に示すように冷凍用蒸発器４の過熱量が設定値である１℃よりも小さい場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、つまり冷凍用蒸発器４内が冷媒で満たされた場合は、調節弁１２を全閉する（Ｓ４０２）。この全閉とは、図７に示す弁体４３の開度を２０パルスに制御するもので、両方の蒸発器４，５への冷媒供給が停止することになる。これにより、冷凍用蒸発器４への冷媒供給が直ちに停止するので、冷凍用蒸発器４内の冷媒を回収することができる。
【００６９】
そして、冷凍用蒸発器４内の冷媒の回収が進行し、冷凍用蒸発器４の過熱量が設定値以上となったときは（Ｓ４０１：ＮＯ）、通常制御に移行する。
このような実施例によれば、制御装置２２は、冷凍用蒸発器４の過熱量が設定値よりも小さい場合は、調節弁１２に対する制御により各蒸発器４，５への冷媒供給を停止するようにしたので、冷凍用蒸発器４内に冷媒が満たされた状態を短時間で解消することができ、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が不足してしまう事態を解消することができる。
【００７０】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について図１６を参照して説明する。この第３実施例は、第２実施例と同様に、冷凍用蒸発器４内に冷媒が満たされた状態を短時間で解消するものである。
即ち、図１６に示すように冷凍用蒸発器の過熱量が設定値よりも小さいときは（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、調節弁１２に対する制御により冷凍用蒸発器４への冷媒供給を停止する（Ｓ５０１）。つまり、図７に示す弁体の開度を３パルスに制御するもので、冷蔵用蒸発器５のみに冷媒供給が行われることになる。これにより、冷凍用蒸発器４への冷媒供給を直ちに停止する一方で冷蔵用蒸発器５へ冷媒供給を継続することができるので、冷凍用蒸発器４内の冷媒回収を促進することができる。
【００７１】
このような実施例によれば、制御装置２２は、冷凍用蒸発器４の過熱量が設定値よりも小さい場合は、調節弁１２に対する制御により冷蔵用蒸発器５への冷媒供給のみを行うことにより冷凍用蒸発器４内の滞留した冷媒の回収を促進するようにしたので、冷蔵用蒸発器５への冷媒流量が不足してしまう事態を一層短時間で解消することができる。
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
【００７２】
総和過熱量が過多であるために圧縮機９の回転数を上昇させるにしても、総和過熱量が小さくならない場合は、凝縮器１１で冷媒が滞留して制御不能に陥っている虞があることから、このような場合は、制御不能を防止するために冷凍用蒸発器４または冷蔵用蒸発器５の何れか或いは両方に冷媒を強制的に流したり、過熱量が大きな方の蒸発器４，５に冷媒を強制的に流したりするようにしてもよい。
【００７３】
冷蔵用蒸発器５への冷媒を絞り調節するのに代えて、冷凍用蒸発器４への冷媒を絞り調節するようにしてもよく、この場合、冷凍用蒸発器４から流出する冷媒を貯留するアキュムレータを設ける必要がある。
冷媒として可燃性冷媒の例えばイソブタンを用いた冷凍サイクルに適用するようにしてもよい。この場合、２つの蒸発器４，５の冷媒流量を制御することにより、一方の蒸発器に冷媒が偏り、冷凍サイクルに必要とされる冷媒流量が増大してしまうことを抑制することができるので、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルに適用するにしても、必要とされる可燃性冷媒流量を最小とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施例における冷凍システムを示す概略図
【図２】冷蔵庫の縦断面図
【図３】圧縮機の縦断面図
【図４】調節弁の横断面図
【図５】調節弁の弁体の溝部と弁口との連通状態を示す要部の断面図
【図６−１】調節弁の弁体の開度に応じた溝部と弁口との位置関係を示す図４相当図（その１）
【図６−２】調節弁の弁体の開度に応じた溝部と弁口との位置関係を示す図４相当図（その２）
【図７】調節弁の開度と冷媒の流量比率との関係を示す図
【図８】調節弁の（ａ）正面図、（ｂ）側面図
【図９】冷凍サイクルの冷媒の流れを示す模式図
【図１０】制御装置のスーパーヒート制御（冷蔵用蒸発器用）を示すフローチャート
【図１１】調節弁の開度と冷蔵用蒸発器の過熱量との関係を示す図
【図１２】制御装置のスーパーヒート制御（冷凍用蒸発器用）を示すフローチャート
【図１３】制御装置の目標過熱量決定制御を示すフローチャート
【図１４】ΔＴと目標過熱量との関係を示す図
【図１５】本発明の第２実施例を示す図１２相当図
【図１６】本発明の第３実施例を示す図１２相当図
【符号の説明】
【００７５】
図面中、２は冷凍区画、３は冷蔵区画、４は冷凍用蒸発器、５は冷蔵用蒸発器、９は圧縮機、１１は凝縮器、１２は調節弁（冷媒流量調節手段）、２２は制御装置（総和過熱量演算手段、制御手段）、２３は冷凍室庫内温度センサ、２４は冷蔵室庫内温度センサ、２５は出口温度センサ（過熱量検出手段）、２６は出口温度センサ（過熱量検出手段）、２７は入口温度センサ（過熱量検出手段）、４１は冷凍側弁口、４２は冷蔵側弁口、４３は弁体、５１は入口温度センサ（過熱量検出手段）である。
【図１】
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【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６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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