(57)【要約】 【課題】  膨張機構の詰まりを自動解消する。【解決手段】  圧縮機１１の吐出口側からホットガスのバイパス管１８が分岐されて、膨張弁１３の出口付近に接続され、途中に電磁弁１９が設けられる。蒸発器１４の入口付近には冷媒の蒸発温度を検知する温度センサ２１が設けられ、電磁弁１９の開閉を制御する制御装置２０の入力側に接続される。冷却運転中に冷媒の蒸発温度が検知され、検知温度が所定温度以下になると、膨張弁１３に詰まりがあると判別され、電磁弁１９が所定時間開放される。これにより、圧縮機１１から吐出されたホットガスがバイパス管１８を通って膨張弁１３の出口側に流通し、膨張弁１３が加熱される。その結果、膨張弁１３内で堆積していたコンタミ、特に低温部で析出して現れるコンタミが冷媒中等に再溶解され、詰まりが除去される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えた冷凍装置において、
前記膨張機構を加熱するべく前記圧縮機から吐出されたホットガスを前記膨張機構付近に導入するホットガス導入手段と、
前記冷凍回路を流通する冷媒の状態から前記膨張機構に対する異物の詰まりの有無を判別する詰まり判別手段と、
この詰まり判別手段により詰まりがあると判別された場合に前記ホットガス導入手段を駆動する制御手段とを具備したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記ホットガス導入手段は、前記圧縮機の出口側と前記膨張機構の出口側との間がホットガスのバイパス管で接続され、このバイパス管に前記制御手段により開閉制御される開閉弁が設けられることで構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記バイパス管に減圧手段が介設されていることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記ホットガス導入手段は、前記圧縮機の出口側と前記凝縮器の入口側との間がホットガスのバイパス管で接続されて、このバイパス管の途中と前記膨張機構の出口側との間に熱交換部が形成されるとともに、前記バイパス管の分岐部分に前記制御手段により切換制御される切換弁が設けられることで構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記詰まり判別手段は、冷媒の蒸発温度または蒸発圧力を検知し、その検知値が所定値以下となった場合に詰まりがあるとの判別信号を出すようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷凍装置。
【請求項６】
圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えるとともに、この冷凍回路に介設した開閉弁を開閉することにより前記蒸発器への冷媒の供給と停止とを制御して冷却温度を一定に維持するようにした冷凍装置において、
前記冷凍回路による冷却状態を検知する冷却状態検知手段と、
この冷却状態検知手段による検知状態が予め定められた条件を満たしていない場合に、前記開閉弁に異物の詰まりがあると判別して判別信号を出す詰まり判別手段と、
この判別信号を受けた場合に前記開閉弁を繰り返し開閉動作させる弁駆動制御手段とを具備したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】
圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えるとともに、前記圧縮機の出口と前記蒸発器の入口との間に開閉弁を介設したホットガスのバイパス管を設け、この開閉弁を開放して前記蒸発器へホットガスを供給することで除霜を行うようにした冷凍装置において、
前記冷凍回路による冷却状態を検知する冷却状態検知手段と、
この冷却状態検知手段による検知状態が予め定められた条件を満たしていない場合に、前記開閉弁に異物の詰まりがあると判別して判別信号を出す詰まり判別手段と、
この判別信号を受けた場合に前記開閉弁を繰り返し開閉動作させる弁駆動制御手段とを具備したことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍回路における異物の除去機能を備えた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却貯蔵庫に装備される冷凍装置は一般に、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えており、蒸発器において低温・低圧の冷媒が蒸発することに伴って冷却作用を呈するようになっている。
ところで、この種の冷凍回路の冷媒中にはコンタミネーション（残留不純物、以下単にコンタミという）が混入している場合がある。このコンタミには、金属粉、冷凍機油とは別の油、及び油の添加剤等が挙げられる。これらのうち、油やその添加剤は、常温ではコンタミとして現れないが、低温部で析出してコンタミとなる場合があり、これらはドライヤ等に設けられたメッシュで除去されることなく、特に構造が複雑で狭い流路を持った膨張弁で堆積しやすく、詰まりを起こすおそれがある。そうすると、冷凍能力が低下したり、他の冷凍機の故障に繋がるという問題があった。  
なお、この種の冷凍回路と、コンタミによる詰まりの問題は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１０８５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、庫内の冷却温度を制御する一形態として、冷凍回路に電磁弁を介設し、電磁弁の開閉により蒸発器への冷媒の供給と停止とを制御して冷却温度を一定に維持するものが知られている。このものでは、メッシュで除去できなかった小さな金属粉等が冷媒とともに流通すると、例えば電磁弁が閉じるときに、弁体と弁座との間に噛み込み、完全に閉じ切れないことがあり得る。そうすると、冷媒の供給の停止ができなくて、設定温度を超えてもなお冷却が継続されるという問題が生じる。
【０００４】
また業務用の冷蔵庫では、圧縮機の出口と蒸発器の入口との間に電磁弁を介設したホットガスのバイパス管を設け、この電磁弁を開放して蒸発器へホットガスを供給することで除霜を行うようにしたものが知られている。このようなものでは、同じく金属粉等が電磁弁に噛んで完全に閉じ切れない事態が生じると、通常の冷却運転に戻った際にも冷媒がリークするために、庫内の冷却速度が遅くなるという問題があった。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、冷凍回路中で異物による詰まりが生じた場合にこれを速やかに解消するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えた冷凍装置において、前記膨張機構を加熱するべく前記圧縮機から吐出されたホットガスを前記膨張機構付近に導入するホットガス導入手段と、前記冷凍回路を流通する冷媒の状態から前記膨張機構に対する異物の詰まりの有無を判別する詰まり判別手段と、この詰まり判別手段により詰まりがあると判別された場合に前記ホットガス導入手段を駆動する制御手段とを具備した構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ホットガス導入手段は、前記圧縮機の出口側と前記膨張機構の出口側との間がホットガスのバイパス管で接続され、このバイパス管に前記制御手段により開閉制御される開閉弁が設けられることで構成されているところに特徴を有する。  
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記バイパス管に減圧手段が介設されているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ホットガス導入手段は、前記圧縮機の出口側と前記凝縮器の入口側との間がホットガスのバイパス管で接続されて、このバイパス管の途中と前記膨張機構の出口側との間に熱交換部が形成されるとともに、前記バイパス管の分岐部分に前記制御手段により切換制御される切換弁が設けられることで構成されているところに特徴を有する。  
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記詰まり判別手段は、冷媒の蒸発温度または蒸発圧力を検知し、その検知値が所定値以下となった場合に詰まりがあるとの判別信号を出すようになっているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項６の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えるとともに、この冷凍回路に介設した開閉弁を開閉することにより前記蒸発器への冷媒の供給と停止とを制御して冷却温度を一定に維持するようにした冷凍装置において、前記冷凍回路による冷却状態を検知する冷却状態検知手段と、この冷却状態検知手段による検知状態が予め定められた条件を満たしていない場合に、前記開閉弁に異物の詰まりがあると判別して判別信号を出す詰まり判別手段と、この判別信号を受けた場合に前記開閉弁を繰り返し開閉動作させる弁駆動制御手段とを具備した構成としたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項７の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が冷媒配管により順次に接続されて冷媒の循環経路が形成された冷凍回路を備えるとともに、前記圧縮機の出口と前記蒸発器の入口との間に開閉弁を介設したホットガスのバイパス管を設け、この開閉弁を開放して前記蒸発器へホットガスを供給することで除霜を行うようにした冷凍装置において、前記冷凍回路による冷却状態を検知する冷却状態検知手段と、この冷却状態検知手段による検知状態が予め定められた条件を満たしていない場合に、前記開閉弁に異物の詰まりがあると判別して判別信号を出す詰まり判別手段と、この判別信号を受けた場合に前記開閉弁を繰り返し開閉動作させる弁駆動制御手段とを具備した構成としたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
＜請求項１の発明＞
膨張機構に異物が詰まると冷媒の流通量が減少するため、例えば冷媒の蒸発温度や蒸発圧力等の冷媒の状態が通常時から変化し、その変化が所定以上であると、詰まり判別手段が、膨張機構に対して異物の詰まりがあったと判別する。この判別に基づいてホットガス導入手段が駆動され、ホットガスが膨張機構付近に導入されることにより膨張機構が加熱されて異物が溶かされ、膨張機構の詰まりが解消される。  
特に、油やその添加剤等の低温部で析出するタイプのコンタミネーションにより膨張機構に詰まりが生じた場合に、詰まりを自動的に解消することができる。もって、所定の冷凍能力を確保することができる。
【００１１】
＜請求項２の発明＞
詰まりがあったと判別されると、開閉弁が開かれることで、ホットガスがバイパス管を通って膨張機構の出口側に流通し、膨張機構が加熱される。  
＜請求項３の発明＞
ホットガスが膨張機構の出口側に導入されると、冷凍回路における低圧側の圧力が急激に上昇する。ここで膨張機構が、内部均圧型温度式膨張弁であると、膨張弁の出口付近の低圧側の圧力ともバランスを取るため、膨張弁が誤作動を起こすおそれがある。  
その点この発明では、ホットガスは減圧されて膨張弁の出口側に導入されるから、低圧側の急激な圧力上昇が抑えられ、膨張弁の誤作動を防止できる。
【００１２】
＜請求項４の発明＞
詰まりがあったと判別されると、切換弁が切り換えられることでバイパス管にホットガスが流通し、膨張機構の出口側との間に設けられた熱交換部で熱交換されることにより、膨張機構が加熱される。  
＜請求項５の発明＞
膨張機構において異物の詰まりがあると、冷媒の流通量が減少するため、蒸発器における冷媒の蒸発温度あるいは蒸発圧力は減少する。そこで、冷媒の蒸発温度または蒸発圧力が検知され、検知値が所定値以下となったら、膨張機構に詰まりがあると見なされて判別信号が出される。
【００１３】
＜請求項６の発明＞
開閉弁に異物が詰まると、完全に閉じ切らないために、冷媒の供給の停止ができず、例えば庫内の設定温度を超えてもなお冷却が継続される等、冷却状態に異常を来す。そこで、庫内の冷却温度等の冷却状態を冷却状態検知手段で検知し、検知値が所定値を下回る等、定められた条件を満たしていない場合には、詰まり判別手段が、開閉弁に対して異物の詰まりがあったと判別して判別信号を出す。判別信号が出されると、弁駆動制御手段によって開閉弁が繰り返し開閉動作され、これにより異物が剥がれて、開閉弁の詰まりが解消される。  
特に、金属粉のようなコンタミネーションを噛んで開閉弁に詰まりが生じた場合に、詰まりを自動的に解消することができる。冷媒の供給の停止が確実に行え、ひいては冷え過ぎの事態が生じることが防止できる。
【００１４】
＜請求項７の発明＞
開閉弁に異物が詰まると、完全に閉じ切らないために、除霜運転から冷却運転に戻った際にも冷媒がバイパス管にリークし、冷却に供される冷媒に影響を及ぼし、例えば庫内の冷却速度が遅くなる等、冷却状態が変化する。そこで、当該冷凍回路による冷却速度等の冷却状態を冷却状態検知手段で検知し、その検知状態が定められた条件を満たしていない場合には、詰まり判別手段が、開閉弁に対して異物の詰まりがあったと判別して判別信号を出す。判別信号が出されると、弁駆動制御手段によって開閉弁が繰り返し開閉動作され、これにより異物が剥がれて、開閉弁の詰まりが解消される。  
同様に、金属粉のようなコンタミネーションを噛んで開閉弁に詰まりが生じた場合に、詰まりを自動的に解消することができる。冷却運転時において冷媒がバイパス管へのリークすることが防止でき、ひいては所定の冷凍能力を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。  
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図３によって説明する。本実施形態の冷凍装置は冷却貯蔵庫に装備されるものであって、その冷凍回路１０は、図１に示すように、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３及び蒸発器１４を冷媒配管１５で循環接続することによって構成されている。膨張弁１３は、図２に示すように、感温筒１３Ａによって検知された蒸発器１４の出口１４Ｙ側の温度に基づいて開度が調節される温度式膨張弁であり、かつ外部均圧型である。
【００１６】
冷凍回路１０の作動は、圧縮機１１によって高温・高圧の冷媒ガスが得られ、これが凝縮器１２で凝縮されて高温・高圧の冷媒液とされ、膨張弁１３へ送られる。膨張弁１３では高温・高圧の冷媒液が膨張して低温・低圧の冷媒液とされ、これが蒸発器１４内で蒸発してそのときの吸熱作用で所定の冷却作用が行われ、低温・低圧の冷媒ガスが圧縮機１１側に戻される。  
この冷凍回路１０において、圧縮機１１の吐出口１１Ｙと凝縮器１２の入口１２Ｘを接続した管路１６Ａと、膨張弁１３の出口１３Ｙと蒸発器１４の入口１４Ｘとを接続した管路１６Ｂとの間に、ホットガスのバイパス管１８が接続されている。特に、バイパス管１８の流出側は、図２に示すように、管路１６Ｂのうちの膨張弁１３にできるだけ近い箇所に配することが望ましい。このバイパス管１８の途中には、このバイパス管１８を開閉する電磁弁１９が設けられている。
【００１７】
この実施形態では、後記するように膨張弁１３に詰まりが生じると、膨張弁１３を流通する冷媒の流量が絞られることで、蒸発器１４における冷媒の蒸発温度が低下することに鑑み、冷媒の蒸発温度が所定温度α以下となった場合に、膨張弁１３に詰まりが生じたものと擬制している。この所定温度αは、機種ごとに正規の蒸発温度を勘案して設定される。  
そのため、蒸発器１４の例えば入口１４Ｘには、冷媒の蒸発温度を検知する温度センサ２１が装着されている。この温度センサ２１は制御装置２０の入力側に接続され、同制御装置２０の出力側には、上記したバイパス管１８の電磁弁１９が接続されている。制御装置２０には、マイクロコンピュータ、タイマ等が装備され、所定のプログラムに基づいて、電磁弁１９の開閉を制御するようになっている。
【００１８】
本実施形態の作動は以下のようである。冷凍回路１０において圧縮機１１が運転されると、冷媒が上記のように状態変化を繰り返しつつ冷媒配管１５を循環流通し、蒸発器１４の部分で所定の冷却作用を行う。ここで、冷媒中には各種コンタミネーション（以下単にコンタミという）が混入している場合があり、そのうち冷凍機油とは別の油や、その添加剤があると、それらは冷凍回路１０の低温部で析出してコンタミとして現れ、特に構造が複雑で狭い流路を持った膨張弁１３で堆積しやすく、詰まりを起こす可能性がある。  
このように膨張弁１３で詰まりが生ずると、蒸発器１４への冷媒の流通量が減ることから、蒸発器１４における冷媒の蒸発温度が低下するという現象を呈する。
【００１９】
そこで、蒸発器１４の入口１４Ｘに設けられた温度センサ２１により冷媒の蒸発温度が検知され、図３のフローチャートに示すように、検知温度が予め定められた所定温度α以下になると（ステップＳ１が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２において、バイパス管１８に介設された電磁弁１９が所定時間開放される。これにより、圧縮機１１から吐出されたホットガスがバイパス管１８を通って膨張弁１３の出口１３Ｙ側に流通し、膨張弁１３が加熱される。その結果、膨張弁１３内で堆積していたコンタミが冷媒中等に再溶解され、詰まりが除去される。
【００２０】
所定時間が経過すると電磁弁１９が閉じ（ステップＳ３）、膨張弁１３へのホットガスの供給が停止される。そののち、所定の待機時間が経過すると（ステップＳ４が「Ｙｅｓ」）、再度ステップＳ１において、冷媒の蒸発温度が回復したか否かが判別され、蒸発温度が回復していたら（ステップＳ１が「Ｎｏ」）、冷却運転が継続して行われる。一方、蒸発温度が未だ低くかったら（ステップＳ１が「Ｙｅｓ」）、未だ膨張弁１３に詰まりがあると見なされて、ホットガスによる膨張弁１３の加熱動作が行われる（ステップＳ２ないしステップＳ４）。  
なお、バイパス管１８の電磁弁１９の開放動作が、所定の時間内において複数回、例えば３回行われてもなお、蒸発温度の回復が見られなかったら、膨張弁１３の詰まりが加熱溶解可能なコンタミ以外によるものか、あるいは別の故障個所があるとも考えられるので、その旨をエラー表示するようにしてもよい。
【００２１】
以上のように本実施形態では、油やその添加剤等の低温部で析出するタイプのコンタミにより膨張弁１３に詰まりが生じた場合に、ホットガスを利用して膨張弁１３を加熱することにより、詰まりを自動的に解消することができる。もって、所定の冷凍能力を確保することができる。  
特に、詰まりが生じたと見なされたときにのみホットガスを膨張弁１３に供給するのであるから、冷却運転の中断を最小限に留めることができる。
【００２２】
＜実施形態２＞
図４は、本発明の実施形態２を示す。この実施形態２は、膨張弁２５が内部均圧型である場合に適するように改良を加えたものである。  
実施形態２の冷凍回路１０Ａでは、ホットガスのバイパス管１８のうちの電磁弁１９よりも下流側は、キャピラリチューブ２６とされている。端的には、電磁弁１９よりも上流側のバイパス管１８は、冷媒配管１５とほぼ同じ管径を有しているのに対して、キャピラリチューブ２６はそれよりも小さい管径となっている。その他の構造並びに制御手順については、上記実施形態１と同様である。
【００２３】
内部均圧型の温度式膨張弁２５は、蒸発器１４の入口１４Ｘ側、すなわち膨張弁２５の出口２５Ｙ付近の低圧側の圧力ともバランスを取る構造である。したがって、膨張弁２５を加熱するべくホットガスがバイパス管１８を急速に流通して膨張弁２５の出口２５Ｙ側に導入されると、冷凍回路１０Ａにおける低圧側の圧力が急激に上昇するため、膨張弁２５が誤作動を起こすおそれがある。  
その点この実施形態２では、キャピラリチューブ２６によりホットガスの流量が制限され、すなわち減圧されて膨張弁２５の出口２５Ｙ側に導入されるから、低圧側の急激な圧力上昇が抑えられ、膨張弁２５が誤作動することが未然に防止される。
【００２４】
＜実施形態３＞
図５及び図６は本発明の実施形態３を示す。この実施形態３の冷凍回路１０Ｂでは、実施形態１に示した冷凍回路において、圧縮機１１の吐出口１１Ｙと凝縮器１２の入口１２Ｘとの間に、循環経路を構成する管路１６Ａとは別に、ホットガスのバイパス管３０が配管されている。このバイパス管３０の途中位置の所定長さ部分が、図６に示すように、膨張弁１３の出口１３Ｙに接続された管路１６Ｂと密着され、これにより熱交換部３１が形成されている。一方、バイパス管３０の分岐部分には三方弁３３が設けられている。  
また、蒸発器１４の入口１４Ｘに設けられた温度センサ２１によって冷媒の蒸発温度を検知し、その検知温度が所定温度α以下となった場合に、膨張弁１３に詰まりが生じたものと擬制することは、上記実施形態１と同様であって、詰まりが生じたと判別されると、制御装置２０Ａからの信号によって、三方弁３３がバイパス管３０側に切り換えられるようになっている。
【００２５】
実施形態３の作動は以下のようである。温度センサ２１により、冷媒の蒸発温度が所定温度α以下になったことが検知されると、三方弁３３がバイパス管３０側に切り換えられ、圧縮機１１から吐出されたホットガスがバイパス管３０を流通し、熱交換部３１において管路１６Ｂが加熱され、ひいては膨張弁１３が加熱される。その結果、膨張弁１３内で堆積していたコンタミが冷媒中等に再溶解され、詰まりが除去される。所定時間が経過すると、三方弁３３が管路１６Ａ側に切り替わり、熱交換部３１へのホットガスの供給が停止される。引き続いて、冷却運転が行われる。  
なお、一度で詰まりが解消できなかったら、再度熱交換部３１にホットガスを供給して膨張弁１３の加熱動作を行うこと、また、所定の時間内において所定回数（例えば３回）の加熱動作が行われてもなお、蒸発温度の回復が見られなかったら、エラー表示することは、実施形態１と同様に適用可能である。  
実施形態３においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
＜関連技術＞
図７は、関連技術を示す。膨張弁１３を加熱する手段として、膨張弁１３の出口１３Ｙ付近にヒータ３５が設けられている。すなわち、膨張弁１３に詰まりが生じたと判別されたら、ヒータ３５に所定時間通電されることで、膨張弁１３が加熱され、膨張弁１３内で堆積していたコンタミが冷媒中等に再溶解され、詰まりが除去される。
【００２７】
＜実施形態４＞
本発明の実施形態４を図８ないし図１１によって説明する。この実施形態４では、冷凍回路に設けられた電磁弁の入切によって庫内温度を制御する形式の冷凍冷蔵庫において、電磁弁に詰まりが生じた場合に、これを自動的に解消する場合を例示している。  
本実施形態における冷凍回路４０は、図８に示すように、圧縮機４１の出口側に凝縮器ファン４２Ａ付きの凝縮器４２が接続され、その下流側にドライヤ４３が順次に接続されている。ドライヤ４３の下流側には、ライン弁として機能する電磁弁４５Ａ，４５Ｂと、キャピラリチューブ４６Ａ，４６Ｂと、蒸発器４７Ａ，４７Ｂとを直列接続した冷蔵側と冷凍側の冷媒流通配管４８Ａ，４８Ｂが並列に設けられ、圧縮機４１の入口側に還流接続されている。冷蔵側と冷凍側の蒸発器４７Ａ，４７Ｂは、それぞれ冷蔵室と冷凍室に配され、各蒸発器４７Ａ，４７Ｂには庫内ファン４９Ａ，４９Ｂが付設されている。また、各キャピラリチューブ４６Ａ，４６Ｂは、蒸発器４７Ａ，４７Ｂの出口側の冷媒配管との間で熱交換されるようになっている。
【００２８】
電磁弁４５Ａ，４５Ｂの構造は、図９に概略を示すように、常には付勢ばね５０のばね力により可動鉄心５１の先端に設けられた弁体５２が弁座５３に押し付けられて閉弁しており、コイル５４に通電して励磁すると、可動鉄心５１が付勢ばね５０のばね力に抗して固定鉄心５５側に吸引され、弁体５２が弁座５３から離間することで開弁されるようになっている。
【００２９】
冷却運転中は、以下のような制御が行われる。冷蔵室と冷凍室とには、それぞれ庫内温度を検知する温度センサ６１Ａ，６１Ｂ（図１０参照）が設けられている。冷蔵室と冷凍室とでそれぞれ庫内温度が検知され、庫内温度が予め定められた設定温度よりも高いと、対応する電磁弁４５Ａ，４５Ｂが開放されるとともに庫内ファン４９Ａ，４９Ｂが駆動される。電磁弁４５Ａ，４５Ｂのいずれか一方が開放されれば、圧縮機４１が駆動される。
冷蔵側の電磁弁４５Ａが開放されると、冷蔵側の冷媒流通配管４８Ａを通る循環路が形成され、凝縮器４２から吐出された液冷媒が電磁弁４５Ａからキャピラリチューブ４６Ａに流通し、膨張した液冷媒が蒸発器４７Ａで蒸発する。それに伴って生成された冷気が冷蔵室内に循環されることで冷却される。  
冷凍側の電磁弁４５Ｂが開放された場合も、同じように冷凍側の冷媒流通配管４８Ｂを通る循環路が形成され、液冷媒が電磁弁４５Ｂからキャピラリチューブ４６Ｂに流通し、膨張した液冷媒が蒸発器４７Ｂで蒸発し、それに伴って生成された冷気が冷凍室内に循環されることで冷却される。
【００３０】
冷蔵室と冷凍室において、それぞれ庫内温度が設定温度よりも低くなると、電磁弁４５Ａ，４５Ｂが閉じて冷媒の供給が停止するとともに庫内ファン４９Ａ，４９Ｂが停止することで冷却動作が停止される。両電磁弁４５Ａ，４５Ｂが閉じると、圧縮機４１の運転も停止される。  
端的には、冷蔵室と冷凍室では、庫内温度が設定温度よりも高いか低いかによって対応する電磁弁４５Ａ，４５Ｂが開閉制御され、各蒸発器４７Ａ，４７Ｂへの冷媒の供給と停止とが制御されることによって、それぞれほぼ設定温度に冷却されるようになっている。
【００３１】
この種の冷凍回路４０では、冷媒中に混じったコンタミのうち、例えばドライヤ４３等に付設されたメッシュで除去できなかった小さな金属粉が冷媒とともに流通すると、電磁弁４５Ａ，４５Ｂが閉じるときに、弁体５２と弁座５３との間に金属粉を噛み込み、電磁弁４５Ａ，４５Ｂが完全に閉じ切れないことがあり得る。  
この実施形態では既述したように、電磁弁４５Ａ，４５Ｂに詰まり、すなわち金属粉の噛み込みが生じた場合に、これを自動解消することを目的としているが、以下の方法によって電磁弁４５Ａ，４５Ｂに噛み込みが生じたものと擬制している。すなわち、電磁弁４５Ａ，４５Ｂに金属粉が噛み込んで完全に閉じ切らないと、冷媒の供給の停止ができず、したがって設定温度を超えてもなお冷却が継続されることとなる。  
そこで、冷蔵室と冷凍室の庫内温度を検知し、その検知値が、所定値β１，β２を下回った場合に、電磁弁４５Ａ，４５Ｂに噛み込みがあったものと擬制している。この所定値β１，β２は、それぞれ冷蔵室、冷凍室の設定温度から一定値を差し引いた値である。
【００３２】
上記のように電磁弁４５Ａ，４５Ｂに噛み込みが生じたと判別されたら、当該電磁弁４５Ａ，４５Ｂに対する異物除去運転が実行され、そのための制御装置６０（図１０）が設けられている。制御装置６０には、マイクロコンピュータ、タイマ等が装備され、詳しくは後記する所定のプログラムが実行されるようになっている。制御装置６０の入力側には、既述した冷蔵室と冷凍室にそれぞれ装備された温度センサ６１Ａ，６１Ｂが接続されている一方、出力側には、異物除去運転を実行するべく弁駆動手段６２を介して電磁弁４５Ａ，４５Ｂが接続されている。異物除去運転とは、例えば電磁弁４５Ａ，４５Ｂを、Ａ秒間にＢ回連続して開閉する動作である。また、制御装置６０の出力側には、エラー表示部６３も併せて接続されている。
【００３３】
本実施形態の作動を図１１のフローチャートを参照して説明する。  
冷却運転中、例えば冷蔵側の電磁弁４５Ａに金属粉が噛み込むと、冷蔵室の庫内温度が設定温度よりも低くなって（ステップＳ１２が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１３で冷蔵側の電磁弁４５Ａが閉状態となっているにも拘わらず、冷媒が洩れて供給されるために、冷蔵室の庫内温度がさらに低下する。そして、検知温度が所定温度β１を下回ったら（ステップＳ１４が「Ｙｅｓ」）、電磁弁４５Ａに噛み込みがあったと判別され、３０分以内に異物除去運転をしていないことを条件に（ステップＳ１５が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１６において異物除去運転が所定時間行われる。すなわち、電磁弁４５Ａの開閉が短時間で繰り返し行われることによって、弁体５２や弁座５３に付着していた金属粉が払い落とされ、電磁弁４５Ａにおける噛み込みが解消される。
【００３４】
異物除去運転が終了したら、通常の冷却運転に戻る。そのとき、異物除去運転が終了してから３０分を経過してもなお、冷蔵室の検知温度が所定温度β１を下回っていたら、未だ電磁弁４５Ａに噛み込みがあると見なされて、再度異物除去運転が実行される。ただし、異物除去運転が３回立て続けに実行された場合は（ステップＳ１７が「Ｙｅｓ」）、金属粉が旨く払い落とせなかったり、あるいは別の故障個所があるとも考えられるので、ステップＳ１８において、その旨がエラー表示部６３によって表示される。
【００３５】
冷凍側の電磁弁４５Ｂに金属粉が噛み込んだ場合も同様に、冷凍室の庫内温度が設定温度よりも低くなって（ステップＳ１９が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２０で冷凍室側の電磁弁４５Ｂが閉状態となっているにも拘わらず、冷媒が洩れて供給されるために、冷凍室の庫内温度がさらに低下する。そして、検知温度が所定温度β２を下回ったら（ステップＳ２１が「Ｙｅｓ」）、電磁弁４５Ｂに噛み込みがあったと判別され、３０分以内に異物除去運転をしていないことを条件に（ステップＳ２２が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２３において異物除去運転が所定時間行われる。同様に電磁弁４５Ｂの開閉が短時間で繰り返し行われることによって、弁体５２や弁座５３に付着していた金属粉が払い落とされ、電磁弁４５Ｂの噛み込みが解消される。  
異物除去運転が終了してから３０分を経過してもなお、冷凍室の検知温度が所定温度β２を下回っていたら、再度異物除去運転が実行されること、また異物除去運転が３回立て続けに実行された場合は、エラー表示されることも冷蔵側と同様である。
【００３６】
以上のように本実施形態では、コンタミのうちでも特に金属粉を噛み込むことで電磁弁４５Ａ，４５Ｂに詰まりが生じた場合に、電磁弁４５Ａ，４５Ｂに対して異物除去運転、すなわち繰り返し開閉動作を行わせることにより金属粉を払い落とし、詰まりを自動的に解消することができる。その結果、蒸発器４７Ａ，４７Ｂ側への冷媒の供給が確実に停止され、ひいては冷え過ぎの事態が生じることが防止できる。
【００３７】
＜実施形態５＞
本発明の実施形態５を図１２ないし図１４によって説明する。この実施形態５では、圧縮機の出口と蒸発器の入口との間に電磁弁を介設したホットガスのバイパス管を設け、この電磁弁を開放して蒸発器へホットガスを供給することで除霜を行うようにした冷凍冷蔵庫において、電磁弁に詰まりが生じた場合に、これを自動的に解消する場合を例示している。
【００３８】
本実施形態では冷蔵側と冷凍側の冷凍回路７０Ａ，７０Ｂが個別に備えられており、図１２に示すように、それぞれ、圧縮機７１Ａ，７１Ｂ、凝縮器７２Ａ，７２Ｂ、ドライヤ７３Ａ，７３Ｂ、キャピラリチューブ７４Ａ，７４Ｂ及び蒸発器７５Ａ，７５Ｂを冷媒配管７６Ａ，７６Ｂで循環接続することによって構成されている。ただし、両凝縮器７２Ａ，７２Ｂは並んで設けられ、凝縮器ファン７７が兼用されている。また、各キャピラリチューブ７４Ａ，７４Ｂは、蒸発器７５Ａ，７５Ｂの出口側の冷媒配管７６Ａ，７６Ｂとの間で熱交換されるようになっている。冷凍側の高圧部には、高圧側が異常に上昇した場合に圧縮機７１Ｂを停止するように機能する高圧スイッチ７８が接続されている。
【００３９】
一方除霜用として、冷蔵側と冷凍側の各冷凍回路７０Ａ，７０Ｂにおいて、圧縮機７１Ａ，７１Ｂの出口と蒸発器７５Ａ，７５Ｂの入口との間にホットガスのバイパス管８０Ａ，８０Ｂが配管され、途中に電磁弁８１Ａ，８１Ｂが介設されている。この電磁弁８１Ａ，８１Ｂの構造は、上記実施形態４に示した電磁弁４５Ａ，４５Ｂと同様である。また、各蒸発器７５Ａ，７５Ｂには、蒸発器７５Ａ，７５Ｂの温度を検知して除霜の完了の有無を判別するための除霜センサ８３Ａ，８３Ｂが装備されている。
【００４０】
冷却運転中は、以下のような制御が行われる。各冷凍回路７０Ａ，７０Ｂにおいて、圧縮機７１Ａ，７１Ｂが駆動されると、蒸発器７５Ａ，７５Ｂにおいて低温低圧の液冷媒が蒸発して冷却作用を呈することで冷気が生成され、その冷気が冷蔵室または冷凍室に循環されて冷却される。冷蔵室と冷凍室とには、それぞれ庫内温度を検知する温度センサ８６Ａ，８６Ｂ（図１３参照）が設けられていて、冷蔵室と冷凍室とでそれぞれ庫内温度が検知され、庫内温度が予め定められた設定温度よりも低くなると、対応する圧縮機７１Ａ，７１Ｂの駆動が停止され、設定温度よりも高くなると圧縮機７１Ａ，７１Ｂが再駆動され、その繰り返しによって、冷蔵室と冷凍室はそれぞれの設定温度にほぼ冷却される。
【００４１】
一方除霜運転に切り替わると、各バイパス管８０Ａ，８０Ｂに設けられた電磁弁８１Ａ，８１Ｂが開放され、ホットガスがバイパス管８０Ａ，８０Ｂを通って蒸発器７５Ａ，７５Ｂに導入されることで蒸発器７５Ａ，７５Ｂが加熱され、蒸発器７５Ａ，７５Ｂ等に付着した霜が溶融除去され、すなわち除霜される。この間、除霜センサ８３Ａ，８３Ｂによって蒸発器７５Ａ，７５Ｂの温度が検知され、検知温度が所定以上となると、除霜が完了したと見なされて、対応する電磁弁８１Ａ，８１Ｂが閉鎖され、冷却運転が再開されるようになっている。
【００４２】
ここで、冷媒中において小さな金属粉等のコンタミが混じり、除霜運転の際に、ホットガスとともにバイパス管８０Ａ，８０Ｂを流通し、除霜運転が終了して電磁弁８１Ａ，８１Ｂが閉じるときに、弁体５２と弁座５３との間に金属粉を噛み込み、電磁弁８１Ａ，８１Ｂが完全に閉じ切れないことがあり得る。  
この実施形態では既述したように、ホットガス弁として機能する電磁弁８１Ａ，８１Ｂに詰まり、すなわち金属粉の噛み込みが生じた場合に、これを自動解消することを目的としているが、以下の方法によって電磁弁８１Ａ，８１Ｂに噛み込みが生じたものと擬制している。電磁弁８１Ａ，８１Ｂに金属粉が噛み込んで完全に閉じ切らないと、冷却運転に戻った際にも、ホットガスが蒸発器７５Ａ，７５Ｂ側にリークするために、所定の冷媒の蒸発機能、すなわち所定の冷凍機能が発揮されなくて、庫内の冷却速度が遅くなることになる。  
そこで例えば、冷蔵室と冷凍室においてそれぞれ庫内温度を検知し、庫内温度がＸ℃からＹ℃に下がるのにＺ時間以上掛かったか否かを見ていて、Ｚ時間以上掛かった場合に、電磁弁８１Ａ，８１Ｂに噛み込みがあったとものと擬制している。Ｙ℃は例えば、冷蔵室、冷凍室の設定温度であり、Ｘ℃は各設定温度に一定温度を加えた値である。
【００４３】
上記のように電磁弁８１Ａ，８１Ｂに噛み込みが生じたと判別されたら、当該電磁弁８１Ａ，８１Ｂに対する異物除去運転が実行され、そのための制御装置８５が設けられている（図１３）。制御装置８５には、マイクロコンピュータ、タイマ等が装備され、詳しくは後記する所定のプログラムが実行されるようになっている。制御装置８５の入力側には、既述した冷蔵室と冷凍室にそれぞれ装備された温度センサ８６Ａ，８６Ｂが接続されている一方、出力側には、異物除去運転を実行するべく弁駆動手段８７を介して電磁弁８１Ａ，８１Ｂが接続されている。異物除去運転とは、例えば電磁弁８１Ａ，８１Ｂを、Ａ秒間にＢ回連続して開閉する動作である。また、制御装置８５の出力側には、エラー表示部８８も併せて接続されている。
【００４４】
本実施形態の作動を図１４のフローチャートを参照して説明する。  
冷蔵側で冷却運転が行われる場合は、ステップＳ３１〜ステップＳ３６に示すように、冷蔵側の電磁弁８１Ａが閉じられた状態において、冷蔵室の庫内温度が設定値を超えると圧縮機７１Ａが駆動され、設定値を下回ると圧縮機７１Ａの駆動が停止されることが繰り返されて、冷蔵室がほぼ設定温度に維持される。  
ここで、電磁弁８１Ａに噛み込みが生じていると、ホットガスがリークするために所定の冷凍能力が得られず、いわゆる冷えが悪いという状態となる。そして、冷蔵室の庫内温度がＸ℃からＹ℃に下がるのにＺ時間以上掛かると（ステップＳ３７「Ｙｅｓ」）、電磁弁８１Ａに噛み込みがあったと判別され、Ｚ時間以内に異物除去運転をしていないことを条件に（ステップＳ３８が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ３９において異物除去運転が所定時間行われる。すなわち電磁弁８１Ａの開閉が短時間で繰り返し行われることによって、弁体５２や弁座５３に付着していた金属粉が払い落とされ、電磁弁８１Ａにおける噛み込みが解消される。
【００４５】
異物除去運転が終了したら、通常の冷却運転に戻る。そのとき、異物除去運転が終了してからＺ時間を経過してもなお、庫内温度がＸ℃からＹ℃に下がるのにＺ時間以上掛かる状態にあると、未だ電磁弁８１Ａに噛み込みがあると見なされて、再度異物除去運転が実行される。ただし、異物除去運転が３回立て続けに実行された場合は（ステップＳ４０が「Ｙｅｓ」）、金属粉が旨く払い落とせなかったり、あるいは別の故障個所があるとも考えられるので、ステップＳ４１において、その旨がエラー表示部８８によって表示される。  
なお、冷凍室側でも、冷蔵室側と同じ制御が実行される。
【００４６】
以上のように本実施形態では、ホットガス弁として機能する電磁弁８１Ａ，８１Ｂが、コンタミのうちでも特に金属粉を噛み込むことで詰まりが生じた場合に、電磁弁８１Ａ，８１Ｂに対して異物除去運転、すなわち繰り返し開閉動作を行わせることにより金属粉を払い落とし、詰まりを自動的に解消することができる。その結果、冷却運転時において冷媒（ホットガス）がバイパス管８０Ａ，８０Ｂ側へリークすることが防止でき、ひいては所定の冷凍能力を発揮することができる。
【００４７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。  
（１）実施形態１ないし３において、膨張弁に詰まりが生じたか否かを判別するのに、冷媒の蒸発圧力を検知するようにしてもよい。蒸発圧力の検知値は、蒸発温度から演算してもよいし、圧力センサにより直接検知してもよい。  
（２）冷媒の蒸発温度または蒸発圧力を検知する場所は、蒸発器の出口側等、入口側以外の場所でもよい。
【００４８】
（３）実施形態１または３において、温度式膨張弁に代えてキャピラリチューブ等の他の形式の膨張機構を用いたもの、逆に実施形態４または５において、キャピラリチューブに代えて温度式膨張弁を用いたものにも、本発明は同様に適用可能である。  
（４）実施形態４または５で示した電磁弁の詰まり解消の技術は、同実施形態に例示した冷凍冷蔵庫に限らず、例えばほぼ同じ冷却温度帯を持った複数の冷蔵室を個別に温度制御する形式のものにも適用可能である。  
（５）さらに本発明は、冷蔵庫や冷凍冷蔵庫に限らず、製氷機や飲料機器等の他の冷凍機器に搭載される冷凍装置全般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態１に係る冷凍回路の回路構成図
【図２】膨張弁付近の概略断面図
【図３】実施形態１の詰まり解消制御のフローチャート
【図４】実施形態２の冷凍回路の回路構成図
【図５】実施形態３の冷凍回路の回路構成図
【図６】膨張弁付近の概略断面図
【図７】関連技術の冷凍回路の回路構成図
【図８】本発明の実施形態４に係る冷凍回路の回路構成図
【図９】電磁弁の概略断面図
【図１０】実施形態４の詰まり解消の制御系統を示すブロック図
【図１１】同制御のフローチャート
【図１２】本発明の実施形態５に係る冷凍回路の回路構成図
【図１３】実施形態５の詰まり解消の制御系統を示すブロック図
【図１４】同制御のフローチャート
【符号の説明】
【００５０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…冷凍回路  １１…圧縮機  １２…凝縮器  １３…膨張弁（膨張機構）  １４…蒸発器  １５…冷媒配管  １８…バイパス管  １９…電磁弁（開閉弁）  ２０，２０Ａ…制御装置  ２１…温度センサ  ２５…膨張弁（膨張機構）  ２６…キャピラリチューブ（減圧手段）  ３０…バイパス管  ３１…熱交換部  ３３…三方弁（切換弁）  ４０…冷凍回路  ４１…圧縮機  ４２…凝縮器  ４５Ａ，４５Ｂ…電磁弁（開閉弁）  ４６Ａ，４６Ｂ…キャピラリチューブ（膨張機構）  ４７Ａ，４７Ｂ…蒸発器  ６０…制御装置  ６１Ａ，６１Ｂ…（庫内）温度センサ  ６２…弁駆動手段  ７０Ａ，７０Ｂ…冷凍回路  ７１Ａ，７１Ｂ…圧縮機  ７２Ａ，７２Ｂ…凝縮器  ７４Ａ，７４Ｂ…キャピラリチューブ（膨張機構）  ７５Ａ，７５Ｂ…蒸発器  ７６Ａ，７６Ｂ…冷媒配管  ８０Ａ，８０Ｂ…バイパス管  ８１Ａ，８１Ｂ…電磁弁（開閉弁）  ８５…制御装置  ８６Ａ，８６Ｂ…（庫内）温度センサ  ８６…弁駆動手段
【図１】
2005331183.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】
2005331183.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005331183.tif 000011
【図１０】
2005331183.tif 000012
【図１１】
2005331183.tif 000013
【図１２】
2005331183.tif 000014
【図１３】
2005331183.tif 000015
【図１４】
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