(57)【要約】【課題】  二段圧縮機から吐出する冷媒を冷凍側および冷蔵側冷却器に効率的に流通させて冷凍サイクル効率を向上させた冷蔵庫を提供する。【解決手段】  低段側圧縮部９ａと高段側圧縮部９ｂを有する二段圧縮機９から吐出される冷媒の流路と流量を切替弁11で制御し、減圧装置12、13を介して冷凍用冷却器４および冷蔵用冷却器５を接続して冷凍用冷却器からの吸込み管15を低段側圧縮部の吸込み口に接続するとともに冷蔵用冷却器からの吸込み管17を圧縮機内に導入し、吸い込まれた冷媒ガスを低段側圧縮部の吐出口から吐出される冷媒ガスとともに圧縮機の高段側圧縮部に吸い込ませ、圧縮して吐出するようにした冷蔵庫において、冷凍側と冷蔵側個々の冷却対象条件に圧縮機の低段側と高段側それぞれの圧縮部の排除容積能力を合わせたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮要素が低段側圧縮部と高段側圧縮部により構成された二段圧縮機と、この圧縮機からの吐出ガスを受ける凝縮器の出口側に設けられた冷媒流路とともに流量を制御する切替弁と、この切替弁からそれぞれ減圧装置を介して接続された冷凍用冷却器および冷蔵用冷却器とからなり、前記冷凍用冷却器からの吸込み管を前記圧縮機に接続して冷媒ガスを前記低段側圧縮部の吸込み口に吸い込ませ、冷蔵用冷却器からの吸込み管を前記圧縮機内に導入して吸い込んだ冷媒ガスを前記低段側圧縮部の吐出口から吐出される冷媒ガスとともに前記圧縮機の高段側圧縮部に吸い込ませて圧縮し吐出するようにした冷蔵庫において、冷凍側と冷蔵側個々の冷却対象条件に圧縮機の低段側と高段側それぞれの圧縮部の排除容積能力を合わせたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
冷凍側と冷蔵側の各貯蔵空間の断熱仕様比率とそれぞれの圧縮部の排除容積能力とを所定関係に合わせたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
冷凍側と冷蔵側の各貯蔵容積の大きさとそれぞれの圧縮部の排除容積能力とを所定関係に合わせたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
冷凍側と冷蔵側の各冷却器の熱交換面積とそれぞれの圧縮部の排除容積能力とを所定関係に合わせたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項５】
冷凍側と冷蔵側冷却器への冷媒流量比率とそれぞれの圧縮部の排除容積能力とを所定関係に合わせたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項６】
冷凍側と冷蔵側への各毛細管の絞り度とそれぞれの圧縮部の排除容積能力とを所定関係に合わせたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項７】
冷凍側と冷蔵側冷気循環ファンの各回転数とそれぞれの圧縮部の排除容積能力とを所定関係に合わせたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二段圧縮式の冷媒圧縮機を用いた冷蔵庫に係り、特に冷凍および冷蔵用冷却器への冷媒流路と流量を制御する切替弁を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫については従来より、種々の構造や制御方法の改良により省電力化が進められ成果が得られているが、近年は資源環境の見地からも、ますます消費電力の低減を強く期待されているものであり、また、本来の機能である貯蔵食品の保存性能についてもより向上が求められている。
【０００３】
現在、市場に供されている冷凍冷蔵庫に用いられている冷媒圧縮機は、いわゆる一段圧縮方式であり、冷凍用冷却器および冷蔵用冷却器を設けて、各室を所定温度に冷却する方式であるが、圧縮機への吸込み圧力は低温の冷凍用冷却器の圧力に制限されることになって冷凍サイクルの効率は所定以上に高くできないものであった。
【０００４】
上記に対応するものとして、図６に示すように、密閉容器内にモーターと低段圧縮要素（39ａ）と高段圧縮要素（39ｂ）とを備えた二段圧縮機（39）を設け、高段圧縮要素（39ａ）からの吐出管（46）に接続した凝縮器（40）の出口側に中間圧用膨張装置（43）および中間圧用蒸発器（35）、中間圧用吸入パイプ（47）を接続し、低段側圧縮要素（39ａ）の吐出側ならびに高段側圧縮要素（39ｂ）の吸入側と中間圧用吸入パイプ（47）とを密閉容器（39）内に連通させるとともに凝縮器（40）の出口側と接続した低圧用膨張装置（42）と二段圧縮機の低段圧縮要素の吸入側（45）との間に低圧用蒸発器（34）を接続させることで庫内の温度制御の精度を高めるとともに庫内各部の温度の均一化や高効率化、低消費電力化をはかった二段圧縮冷凍冷蔵装置の思想が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、図７に示すように、低段側と高段側の二つの圧縮機（59ａ）（59ｂ）を有し、冷凍室用と冷蔵室用の蒸発器（54）（55）を設けてそれぞれのキャピラリー（62）（63）への冷媒流量を調整する低段側および高段側流量調節装置（51ｂ）（55ａ）を設けることで、冷凍冷蔵各室の冷凍能力比率を調節し、他方の室の冷凍能力が過剰になる無駄な運転な運転を防止でき、効率を高くした冷凍冷蔵庫の構成が出願され公開されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−７４３２５公報
【特許文献２】特開２００１−２０１２３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の二段圧縮による冷凍サイクルは、各冷却器（34）（35）への冷媒流は単なる分流思想のみであって、冷凍および冷蔵用冷却器へ同時に流れる冷媒流量や流量比率を調整することによって貯蔵空間の冷却性能や冷凍サイクル性能を適正にすることは考慮されていないものである。
【０００７】
また、特許文献２のように、冷凍室用と冷蔵室用の各蒸発器（54）（55）への冷媒入口回路のそれぞれに膨張弁（51ａ）（51ｂ）などの流量調節装置を設けたり、新たに本発明の出願人らの開発による二段圧縮式の冷凍サイクルとして、単一の切替弁による冷媒流路の切り替えと流量の制御とをおこなうことによって冷凍サイクル効率を向上させても、二段圧縮機における二つの圧縮部の排除容積の能力が小さいことによる効率の低さや、冷凍側と冷蔵側個々の貯蔵容積など冷却対象条件と冷媒流とが合致していないことから、現実的にも三方弁などの流路切替弁を用いても冷凍側と冷蔵側とに同時に流れる冷媒量は冷却運転サイクル中の６０％程度であり、冷凍用冷却器側のみの冷媒流は全体の２０％であった。
【０００８】
すなわち、冷凍用冷却器のみへ流す２０％の冷媒流制御時には、冷蔵用冷却器は仕事をしておらず、冷凍用冷却器のみの冷却のために圧縮機は駆動していることから、サイクル効率を向上させるためには、なお改善の余地があった。
【０００９】
本発明は上記点を考慮してなされたものであり、切替弁による冷媒分流とともに、二段圧縮機の低段側と高段側の圧縮部の排除容積能力を冷凍側または冷蔵側個々の冷却対象条件に合わせることで、冷媒を効率的に流通させ、サイクル効率を向上させた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、圧縮要素が低段側圧縮部と高段側圧縮部により構成された二段圧縮機と、この圧縮機からの吐出ガスを受ける凝縮器の出口側に設けられた冷媒流路とともに流量を制御する切替弁と、この切替弁からそれぞれ減圧装置を介して接続された冷凍用冷却器および冷蔵用冷却器とからなり、前記冷凍用冷却器からの吸込み管を前記圧縮機に接続して冷媒ガスを前記低段側圧縮部の吸込み口に吸い込ませ、冷蔵用冷却器からの吸込み管を前記圧縮機内に導入して吸い込んだ冷媒ガスを前記低段側圧縮部の吐出口から吐出される冷媒ガスとともに前記圧縮機の高段側圧縮部に吸い込ませて圧縮し吐出するようにした冷蔵庫において、冷凍側と冷蔵側個々の冷却対象条件に圧縮機の低段側と高段側それぞれの圧縮部の排除容積能力を合わせたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この構成によって、冷凍用冷却器と冷蔵用冷却器の双方への冷媒流制御を単一の冷媒流路および流量切替弁によっておこなうことができ、各貯蔵空間の冷却に応じた蒸発温度とすることでサイクル効率を向上させることができるとともに、冷凍空間と冷蔵空間を同時に冷却することで各空間内の温度変動を抑制することができ、さらに、二段圧縮機におけるそれぞれの圧縮部の排除容積能力を冷凍側と冷蔵側個々の冷却対象条件に合わせたものとすることで、冷凍側および冷蔵側に同時に流す冷媒量を適正なものとすることができ、サイクル効率をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図２に縦断面図を示す冷蔵庫本体（１）は、断熱箱体の内部に貯蔵空間を形成し、仕切壁により冷凍室や製氷室の冷凍空間（２）、冷蔵室や野菜室の冷蔵空間（３）など複数の貯蔵室に区分している。
【００１３】
各貯蔵室は、冷凍空間や冷蔵空間毎に配置した冷凍用冷却器（４）や冷蔵用冷却器（５）および冷気循環ファン（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、各冷却器（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。
【００１４】
図１は、上記本発明の冷蔵庫における冷凍サイクルを示すものであり、前記圧縮機（９）、凝縮器（10）、冷媒流路の切替弁（11）、および並列に接続した前記冷凍用および冷蔵用冷却器（４）（５）を環状に連結している。前記凝縮器（10）は、平板状にして前記機械室（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おり、凝縮器（10）で液化した冷媒は切替弁（11）を介してそれぞれ減圧装置である毛細管（12）（13）を経由して冷凍用冷却器（４）あるいは冷蔵用冷却器（５）に供給され、蒸発することで冷却器を低温化し、冷気ファン（６）（７）による循環によって貯蔵室内を所定の空気温度に冷却するものであり、蒸発気化した冷媒は、アキュムレータ（14）を介して再び圧縮機（９）に戻るよう構成されている。
【００１５】
圧縮機（９）は、その詳細を図３に示すように、圧縮要素が低段側圧縮部（９ａ）と高段側圧縮部（９ｂ）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（９ｃ）内に収納した電動機構（９ｄ）の回転軸（９ｅ）の回転で偏心して回転する偏心軸（９ｆ）によってコンロッド（９ｇ）を往復運動させるよう構成している。
【００１６】
コンロッド（９ｇ）の先端にはボールジョイント（９ｈ）でピストン（９ｉ）が嵌め固定されており、シリンダー（９ｊ）内のピストン（９ｉ）の往復運動によって前記低段側圧縮部（９ａ）と高段側圧縮部（９ｂ）に対して交互に冷媒を吸い込み、圧縮して排除容積分を吐出するものであり、上記圧縮部へのボールジョイント（９ｈ）の採用により、ケース（９ｃ）内の容積効率を向上させ、２つの圧縮部（９ａ）（９ｂ）を必要とする２段圧縮機（９）の外形スペースの拡大を抑制している。
【００１７】
低段側圧縮部（９ａ）の吸込み口（９ｋ）には、前記冷凍用冷却器（４）からアキュムレータ（14）を介して連結した吸込み管（15）の端部を接続しており、圧縮した冷媒ガスを吐出する吐出口（９ｍ）をケース（９ｃ）内に開口させ、高段側圧縮部（９ｂ）の吐出口（９ｎ）は、凝縮器（10）への吐出管（16）に接続している。
【００１８】
前記アキュムレータ（14）は、気液を分離し、冷却器（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（９ｊ）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、冷凍用冷却器（４）の後段にのみ設けている。
【００１９】
前記冷蔵用冷却器（５）からの吸込み管（17）は密閉ケース（９ｃ）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、冷蔵用冷却器（５）からの吸込み冷媒は直接圧縮機のシリンダー内に流入しないため、冷蔵用冷却器（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。そして、冷蔵用冷却器側の吸込み管（17）から吸い込まれた冷媒ガスは、前記低段側圧縮部（９ａ）の吐出口（９ｍ）から吐出される冷媒ガスとともに連通する高段側圧縮部（９ｂ）の吸込み口（９ｐ）に吸い込まれ圧縮されるように構成している。
【００２０】
切替弁（11）は、圧縮機（９）からの吐出ガスを受ける凝縮器（10）の出口側に設けられて冷却器（４）（５）側への冷媒流路切り替えとともに流量を制御するものであり、図４に示すように、弁ケース（18）内に冷凍用冷却器（４）側への弁口Ａ（19ａ）と冷蔵側冷却器（５）への弁口Ｂ（19ｂ）とを形成した弁座（19）を設け、弁座（19）に対して弁体（20）をその上部に配置した三方弁である。
【００２１】
弁体（20）は、前記弁口Ａ（19ａ）およびＢ（19ｂ）と回転軌跡上でそれぞれ対応するように所定長さに亙って円弧状に延び、回転軸（20ｃ）の中心から回転移動半径を相違させた２箇所の断面Ｖ字状の凹溝Ａ（20ａ）および凹溝Ｂ（20ｂ）を所定の端縁形状に成形した厚肉段部（20ｄ）の下面に形成しており、弁座（19）の上面と弁体（20）を密接重合しつつ、上部に設けた図示しないステッピングモータによる０〜８５のパルスステップで回転駆動するものである。
【００２２】
この冷媒流制御切替弁である三方弁（11）は、冷凍サイクル制御信号によるパルス信号で弁体（20）を矢印方向への回転させるものであり、所定のパルス位置で前記弁体の回転半径外側の凹溝Ａ（20ａ）と弁口Ａ（19ａ）とが上下に重合し連通した場合には、流入弁口（21）から弁（11）内に流入した冷媒が、凹溝Ａ（20ａ）の前記厚肉段部（20ｄ）の開放端縁からＶ字状の凹溝Ａ（20ａ）内に進入し、凹溝Ａと連通する弁口Ａ（19ａ）から流出して冷凍側毛細管（12）に導入され、冷凍用冷却器（４）で蒸発気化する。
【００２３】
一方、同様に回転半径内側の凹溝Ｂ（20ｂ）と弁口Ｂ（19ｂ）とが連通した場合には、凹溝Ｂ（20ｂ）に流入した冷媒は連通する弁口Ｂ（19ｂ）から冷蔵側毛細管（13）に流入して冷蔵用冷却器（５）で蒸発するものである。
【００２４】
さらに、冷蔵側である凹溝Ｂ（20ｂ）は、Ｖ字状溝が回転先端から厚肉段部（20ｄ）の開放端に向かうにしたがってその断面積が随時拡大するように形成されており、弁体（20）と弁座（19）との重合部の断面図である図５に示すように、回転する弁体（20）が、例えば（ａ）で示す凹溝Ｂ（20ｂ）の回転始点である４９パルスの位置から、（ｂ）で示す凹溝の中間部である６２パルスの位置、および（ｃ）厚肉段部の開放端である７８パルス位置の間で最小から最大の流通開口面積となって弁口Ｂ（19ｂ）に連通するようにしており、流路の切り替えや流量調整はきめ細かく制御できることから、パルスによる回転制御によって冷媒流量を効率よくリニアに変更することができる。
【００２５】
切替弁（11）における弁の開放制御は、冷凍用冷却器（４）と冷蔵側冷却器（５）への弁開口度を双方とも全開、あるいは全閉、および冷凍側弁開口を絞って冷蔵側を全開したり、あるいは冷蔵側の弁開口を絞って冷凍側を全開するなど種々のパターンを選択できるが、本実施例では、冷凍用冷却器（４）と冷蔵用冷却器（５）とを並列に接続しており、冷却制御は冷凍冷蔵の同時冷却と冷凍側のみ冷却の２通りとしている。
【００２６】
そして、冷凍側の凹溝Ａ（20ａ）と弁口Ａ（19ａ）とが連通して全開であれば、冷蔵側の冷媒流状態にほとんど影響されることなく冷凍側冷却器（４）はほぼ所定の冷凍能力を得られることになり、冷蔵側の冷却能力についても、前記三方弁（11）の凹溝Ｂ（20ｂ）と弁口（19ｂ）との連通状態による閉から開の範囲、および圧縮機（９）の回転数変化できめ細かく制御できるものである。
【００２７】
冷凍側弁口Ａ（19ａ）から流出した冷媒は、冷凍空間（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毛細管（12）を通過し減圧されて冷凍用冷却器（４）において−２５℃程度で蒸発し、冷蔵用弁口Ｂ（19ｂ）からも同様に、冷蔵空間（３）での冷却温度に近似する−５℃程度の蒸発温度になるよう設定した冷蔵用毛細管（13）を介して冷蔵用冷却器（５）に冷媒が送られる。
【００２８】
次に冷凍サイクルの動作について説明する。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冷媒ガスは吐出管（16）から凝縮器（10）に吐出されて切替弁（11）に至る。切替弁（11）は前記のように種々のパターン設定が可能であるが、前記電源投入の際には、冷凍、冷蔵空間（２）（３）とも未冷却の状態であるので、弁口Ａ（19ａ）、Ｂ（19ｂ）は全開状態になり、冷媒は冷凍用および冷蔵用毛細管（12）（13）に流入して減圧され冷凍用および冷蔵用冷却器（４）（５）にそれぞれ流入して各蒸発温度で蒸発し、各冷却器を所定温度に冷却する。
【００２９】
このとき、蒸発温度差のための毛細管抵抗による冷蔵用冷却器（５）への冷媒の片流れをなくすため、切替弁、すなわち三方弁（11）は冷媒の流れやすい冷蔵側への冷媒流量をやや絞るようにして冷凍冷蔵双方への冷媒流量をバランスよく保持するように制御する。
【００３０】
冷凍用冷却器（４）からの冷媒はアキュムレータ（14）に流入し、万一冷却器中で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（14）内部に貯留され、ガス冷媒のみが吸込み管（15）から圧縮機（９）の低段側圧縮部（９ａ）に吸い込まれる。また、冷蔵用冷却器（５）で蒸発した冷媒は吸込み管（17）を経由して前記圧縮機（９）の中間圧となっている密閉ケース（９ｃ）内に導入される。
【００３１】
冷凍用冷却器（４）から低段側圧縮部（９ａ）に吸い込まれ、圧縮されて吐出口（９ｍ）からケース（９ｃ）内に吐出された冷媒ガスと冷蔵用冷却器（５）から密閉ケース（９ｃ）の中圧段部に流入した冷媒ガスとは合流して吸込み口（９ｐ）から高段側圧縮部（９ｂ）に吸い込まれ、圧縮されて吐出口（９ｎ）から吐出管（17）に吐出され凝縮器（10）に導かれる冷凍サイクルを形成する。
【００３２】
したがって、上記冷凍サイクルによれば、冷凍および冷蔵空間（２）（３）の設定温度に合わせた蒸発温度になるような毛細管（12）（13）をそれぞれに備えた冷凍および冷蔵用冷却器（４）（５）を設置するので、従来の冷凍用冷却器の圧力に制限されて蒸発温度の差が設けられない場合に比べ、冷蔵用冷却器（５）からの吸込み管（17）を直接圧縮機ケース（９ｃ）内の中圧段部に接続させることで、冷蔵用冷却器（５）の蒸発温度を冷凍用冷却器（４）に対し室内冷却温度に即して高くすることができ、圧縮機入力が小さくなるのでサイクル効率を上げ、消費電力を低減することができる。
【００３３】
また、冷蔵用冷却器（５）の蒸発温度を上昇させて冷蔵空間との温度差を少なくすることで冷却器（５）に付着する霜量を少なくし、冷蔵空間内の乾燥を防いで庫内の湿度を高く保ち、食品鮮度を長期に亙って保持することができるものであり、さらに、冷凍用および冷蔵用冷却器（４）（５）の双方に同時に冷媒を流し冷却することができるため、従来の交互冷却方式に比べて各室内の温度変動を抑制することができる。
【００３４】
上記により冷凍冷蔵の各空間の冷却作用は同時に進行するが、例えば、冷蔵空間（３）が所定温度まで冷却されたが冷凍空間（２）は未だ所定温度まで冷却されていない場合は、前記切替弁である三方弁（11）は冷蔵側の弁口Ｂ（19ｂ）を閉じるとともに冷凍側を全開のまま圧縮機（９）の駆動を継続することになるものであり、上記とは逆に、冷凍空間（２）に対して冷蔵空間（３）が未冷却の場合は、冷凍側弁口Ａ（19ａ）を絞って冷蔵用冷却器（５）側へのみ冷媒を流すことになる。
【００３５】
冷凍側と冷蔵側空間の双方とも所定温度まで冷却された場合は、圧縮機（９）の駆動を停止するとともに、三方弁（11）は冷凍側弁口Ａ（19ａ）および冷蔵側弁口Ｂ（19ｂ）を遮断する。この遮断により、冷凍サイクルの高圧側の凝縮器（10）や毛細管（12）（13）中にあった比較的温度の高い液冷媒が低圧側である冷凍および冷蔵用冷却器（４）（５）に流入することを防止し、流入による貯蔵空間の温度上昇で食品に悪影響を与えることを防ぐことができるものであり、また、この三方弁（11）を上記のように冷媒の流量を制御する弁としてだけではなく冷媒膨張弁として使用し、前記毛細管（12）（13）と併せて冷媒を減圧するようにしてもよい。
【００３６】
以上説明した冷凍サイクルでは、冷凍および冷蔵用冷却器（４）（５）への冷媒流を双方同時に流す制御ができることにより、従来の２つの冷却器に交互に冷媒を流す制御に比べて、一方の冷却器に冷媒が偏ることがなく、冷凍サイクルに必要とされる冷媒量が必要以上に増大することはない。したがって、炭化水素系冷媒など可燃性冷媒を採用した場合も冷媒充填量を少なくすることができるので、安全性が向上する。
【００３７】
なお、上記実施例における二段圧縮機（９）は、圧縮機ケース（９ｃ）内の圧力を中間圧としたもので説明したが、これに限らず、低圧ケースや高圧ケースのものに適用してもよい。
【００３８】
しかして、本発明においては、前記二段圧縮機（９）の低段側および高段側圧縮部（９ａ）（９ｂ）の排除容積の能力を、冷凍側と冷蔵側個々の冷却対象条件に合わせて設定している。
【００３９】
すなわち、冷蔵庫における冷却対象は大きく−１８℃以下に冷却貯蔵される冷凍温度空間（２）と３℃前後に冷却される冷蔵温度空間（３）に区分されるため、この両者の対象条件である各貯蔵空間を形成する断熱仕様比率や各貯蔵容積の大きさに沿って、冷凍用冷却器（４）からの帰還冷媒を受ける低段側圧縮部（９ａ）のシリンダー（９ｊ）の排除容積の能力を、例えば、６ｃｃとし、この低段側圧縮部からの吐出冷媒と冷蔵用冷却器（５）からの蒸発冷媒とを合流させて圧縮し吐出する高段側圧縮部（９ｂ）のシリンダー（９ｊ）の排除容積能力を１１ｃｃとしている。
【００４０】
この設定により、低段側圧縮部（９ａ）は、冷凍用冷却器（４）から吸い込まれる冷媒量に合致した排除容積能力により吸入冷媒を圧縮して吐出し、高段側圧縮部（９ｂ）は、５ｃｃに相当する高温空間側の冷蔵用冷却器（５）からの帰還冷媒と前記低段側圧縮部（９ａ）からの吐出冷媒とを、合流量に合致する排除容積能力により圧縮し、双方の冷却器（４）（５）側へ吐出することになるため、冷凍サイクル中に循環する冷媒量を適正なものとしてサイクル効率を向上することができるものである。
【００４１】
そして、排除容積を設定するための対象条件には、上記のほか、各貯蔵空間（２）（３）を冷却するための必要冷却力を供給する冷凍用冷蔵用それぞれの冷却器（４）（５）の熱交換面積や冷媒流量比率、前記各冷却器の蒸発温度を決定する毛細管（12）（13）の絞り度、さらには、冷凍空間（２）や冷蔵空間（３）へ冷気を循環させる各冷気循環ファン（６）（７）の各回転数や駆動時間があり、前記各比率にとそれぞれの圧縮部（９ａ）（９ｂ）の排除容積能力を所定関係に合わせることで冷凍サイクルにおける効率的な冷媒流を得ることができる。
【００４２】
なお、前記実施例においては、冷凍冷蔵の各冷却条件に合わせて低段側圧縮部（９ａ）と高段側圧縮部（９ｂ）の排除容積能力を設定するものであったが、これを逆にして、あらかじめ設定した排除容積の能力に合わせて冷却諸条件を設定してもよい。すなわち、冷媒の流量に合わせて冷凍側の断熱壁厚を厚くしたりするものであり、また内容積を保持することが条件であれば、断熱壁厚を変えないために、断熱性能の優れた真空断熱パネルを断熱材として使用するなどして、冷媒の排除容積の能力に合わせた断熱キャビネットの熱漏洩量を設定するようにしてもよい。
【００４３】
また、各圧縮部の排除容積能力の設定に際して、その都度貯蔵空間内における冷却負荷や、庫外の雰囲気温度などの諸条件を加味すればさらに精度の高い冷凍冷蔵側同時冷却制御状態が得られ、よりサイクル効率を向上させることができる。
【００４４】
そしてまた、前記切替三方弁（11）の冷凍側および冷蔵側への冷媒分流比率を冷凍側と冷蔵側個々の冷却対象条件に合わせてほぼ固定させるようにしてもよい。例えば、冷凍側と冷蔵側冷却器への分流比を単純に５０：５０に区分固定するのではなく、前述の圧縮部の排除容積能力の場合のように、個々の冷蔵庫によって相違する冷却形態や容量差による冷凍側と冷蔵側各貯蔵空間（２）（３）の断熱厚や使用している断熱材による熱漏洩量の差などの冷却対象条件の仕様差に合わせて分流比率を設定するものである。
【００４５】
これにより、標準使用状態では、圧縮機（９）から凝縮器（10）を経た吐出冷媒が三方弁（11）に至り、凹溝Ａ（20ａ）から弁口Ａ（19ａ）あるいは凹溝Ｂ（20ｂ）から弁口Ｂ（19ｂ）によって冷凍側と冷蔵側とに所定の比率で分流され、それぞれの毛細管（12）（13）でそれぞれに減圧されて各冷却器（４）（５）で所定の蒸発温度で蒸発するものである。
【００４６】
そして、三方弁（11）で分流された冷媒流量とこの冷媒の蒸発による冷却作用は、前記したごとく、冷却対象である冷凍側と冷蔵側の貯蔵容積など諸条件比率に合わせているため、結果として、冷凍側と冷蔵側との貯蔵空間（２）（３）の冷却速度はほぼ同一となって、ほぼ同時期に所定の冷却温度に達することになり、これによって、従来は冷凍サイクル運転中の２０％にとどまっていた冷凍側冷却器のみの冷却などの片流れ状態を大幅に少なくし、その分、冷凍側と冷蔵側とに同時に冷媒を流す割合を多くすることでサイクル効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、二段圧縮式冷凍サイクル構成によりサイクル効率を向上した冷蔵庫に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【図２】図１の冷凍サイクルを搭載した冷蔵庫の概略縦断面図である。
【図３】図１における二段圧縮機の詳細を示す縦断面図である。
【図４】図１における三方弁の要部の詳細を示す平面図である。
【図５】三方弁における冷蔵側の弁体と弁座との部分重合断面図であり、（ａ）はＶ字状溝の幅狭部、（ｂ）は、溝中間部、（ｃ）は幅広部の冷媒流路の連通状態を示す。
【図６】従来の冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【図７】従来の他の冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  冷蔵庫本体            ２  冷凍空間            ３  冷蔵空間
４  冷凍用冷却器          ５  冷蔵用冷却器        ６、７  冷却ファン
８  機械室                ９  二段圧縮機          ９ａ  低段側圧縮部
９ｂ  高段側圧縮部        ９ｃ  ケース            ９ｉ  ピストン
９ｊ  シリンダー          10  凝縮器              11  切替弁
12  冷凍用毛細管          13  冷蔵用毛細管        14  アキュムレータ
15  冷凍側吸込み管        16  吐出管              17  冷蔵側吸込み管
18  弁ケース              19  弁座                19ａ  冷凍側弁口Ａ
19ｂ  冷蔵側弁口Ｂ        20  弁体                20ａ  冷凍側凹溝Ａ
20ｂ  冷蔵側凹溝Ｂ        20ｃ  回転軸            20ｄ  厚肉段部
21  流入弁口
【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】
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【図７】
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