(57)【要約】少なくとも２つの貯蔵区画（１０、１１）及び、圧縮機（１４）と、凝縮器（１５）と、弁手段（１８、１９）と、２つの蒸発器（１２、１３）とを備えた冷却回路を有する冷蔵庫である。圧縮機（１４）は可変容量圧縮機であり、弁手段は、蒸発器にそれぞれの絞り弁手段（１６、１７）を介して選択的に冷媒を供給するように一方向弁（１８）と流路切換え弁（１９）とから構成される。結果、顕著な省エネルギー効果が得られた。
2004515737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる温度で食品を格納し保存するようになっている少なくとも２つの貯蔵区画（１０、１１）及び、圧縮機（１４）と、凝縮器（１５）と、冷媒の流れを切換える弁手段（１８、１９）と、前記２つの区画のそれぞれに配設される蒸発器（１２、１３）とを備えた冷却回路を有し、前記蒸発器は互いに直列に連結されている、特に家庭用の冷蔵庫において、前記圧縮機（１４）は可変容量圧縮機であり、前記弁手段は、前記蒸発器にそれぞれの絞り弁手段（１６、１７）を介して選択的に冷媒を供給するように、一方向弁（１８）と流路切換え弁（１９）とから構成されることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記絞り弁手段（１６、１７）は流量が異なる毛管であり、冷蔵区画の前記蒸発器（１２）用の毛管（１６）は冷凍区画の前記蒸発器（１３）用の毛管（１７）より流量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記圧縮機（１４）は、前記２つの区画（１０、１１）の稼動比率と該区画の稼動時間との組合せに基づいて、最長の稼動時間を必要とする速度を優先しつつ、自動的に運転速度を選択するようになったそれ自体の自動制御ロジック・システムを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は冷蔵庫、特に相異なる温度で食物を格納し保存するための少なくとも２つの貯蔵区画を備えた家庭用冷蔵庫に関する。
【０００２】
冷蔵区画及び冷凍区画といった冷却貯蔵室を備えた冷蔵庫は公知である。このような冷蔵庫は、実際には２つの別個の、即ちそれぞれの区画に１個ずつ冷却回路を備えるか、又は２つの蒸発器を有する単一の冷却回路を備えている。後者の２つの蒸発器は、冷蔵庫の２つの区画が必要とする冷却量に適宜に対応すべく、弁によって冷媒の流れの方向を変えることにより選択的に冷媒が供給されるようになっている。勿論、前者の解決策の方が、回路及びこれに関連する構成要素を二組用意しなければならないので、より高コストである。一方、後者の解決策は効率の点で劣り、また効果の点で不満足である。
【０００３】
欧州特許出願公開第ＥＰ０２４６４６５号に開示される家庭用冷蔵庫用の冷却回路は基本的に、圧縮機、凝縮器、及び冷蔵区画と冷凍区画のそれぞれに直列に配設された２つの蒸発器を備える。圧縮機はロータリー型であり、高始動トルクを特徴とする。その結果、圧縮機が稼動していない時に回路の圧力が全体的に均衡化するのを防止するために、サーモスタットで制御される電磁弁がこの回路に付加されるが、この電磁弁は凝縮器からの入口と蒸発器への２つの出口を備えている。電磁弁の２つの出口は、圧縮機が稼動していない時はその両方が閉じられ、また反対に圧縮機が稼動している時は選択的に開放することができる。しかしながら、この特許出願の開示する解決策は、このような構成の電磁弁を実現するのが極めて困難であり、またいずれにしてもこれを作動させるにはエネルギ消費が増加するため、理論上の策であって実際には実現不可能なものであった。
【０００４】
より新しい特許明細書第ＷＯ００／４９３４４号に開示される解決法は、上述の特許出願公開第ＥＰ０２４６４６５号に開示されているものと類似しているが、使用する圧縮機の種類は明示せず、また弁の作動に関しての記載はあるが、その構成に関しては記載していない。
【０００５】
特に、蒸発器が直列に配設されている時に、Ｓ３の位置にある弁１がどのようにして蒸発器５ｂだけに冷媒を供給することができるのかを理解するのは実際不可能である（図１参照）。弁がこの位置にある時、殆ど全ての冷媒が蒸発器５ａ内にも流れ、従って両方の蒸発器内に冷媒が供給されることは実際に不可避と思われる。実際、この特許が開示する解決策は、冷却回路の最適化により省エネルギーの冷蔵庫を実現しようする単に理論上だけの企てである。
【０００６】
このような目的を達成するために本発明は、付属の請求の範囲に記述するように、新型の可変容量圧縮機（すなわち冷却能力又は冷却容量が可変の圧縮機）と新規の弁の構成とを組合わせて使用した。
【０００７】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面を参照に以下に記す詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【０００８】
上述したように最新の従来技術は図１に示されている。図では圧縮機２、凝縮器３、直列の２つの蒸発器５ａ、５ｂを備えた冷却回路が示されている。凝縮器３と蒸発器５ａ、５ｂの間には三方弁１が配設される。Ｓ１の位置にある時、弁は両方の蒸発器への冷媒の通路を遮断する。Ｓ２の位置にある時、弁は冷媒をまず蒸発器５ａ、次に蒸発器５ｂ内に流す。最後のＳ３の位置にある時、弁は蒸発器５ａへの通路Ｐ２を遮断して冷媒を蒸発器５ｂ内だけに流すべきである。しかしながら、図示のように弁１は通路Ｐ２を遮断できないので、この最後の状態は実に不可解である。また、異なる種類の弁によって回路のこのような作動状態を実現できるとしても、２つの蒸発器が必要とする冷却量は互いに大きく異なることから、この冷却回路が正しい均衡状態を保ち得ないのは明らかであろう。
【０００９】
本発明に係る解決策を図２に模式的に示す。図示の冷蔵庫は冷蔵区画１０と冷凍区画１１とを備え、これらの区画はそれぞれ蒸発器１２、１３を備える。２つの蒸発器は冷却回路内で直列に接続され、この冷却回路にはまた圧縮機１４と凝縮器１５が備えられている。各蒸発器は更にそれぞれ絞り弁、即ち毛管１６、１７に連結される。
【００１０】
この発明によれば、圧縮機１４は、可変容量圧縮機、即ち冷凍能力可変式圧縮機であり、回路内の冷媒の流れは、凝縮器１５と毛管１６、１７の間に配設される弁手段の働きで調節される。詳細には、このような弁手段は一方向弁１８と流路切換え弁１９とから構成することができ、この両方の弁はそれぞれ区画１０と１１に配設される２つのサーモスタット（図示せず）により制御される。弁１８は蒸発器への冷媒の通路を開閉することができる。弁１９は、両方の蒸発器に直列に冷媒を供給するか、又は冷凍区画の蒸発器１３だけに供給するようにすることができる。勿論、これら２つの弁１８、１９は、作動の信頼性及び低エネルギー消費が確保できれば、単一の三方弁に代替可能である。
【００１１】
冷却回路の適正な均衡化つまりバランスは、毛管１６、１７を適宜の寸法にすることにより、詳細には毛管１６の流量を毛管１７の流量より大きくすることにより達成される。
【００１２】
従って、ここに提案する解決策の主目的である実際の省エネルギー効果は、種々の要素の組合わせにより達成される。
【００１３】
これらの要素の主たるものは、自動制御ロジック・システムを備えた可変容量圧縮機１４の使用で実現されるが、この自動制御ロジック・システムは、冷蔵庫の２つの区画の稼動率すなわち運転時間の比率と通電時間（すなわち稼動時間）との組合せ（例えば相加平均値）に基づいて、最長の稼動時間を必要とする速度を優先することにより、自動的に運転速度（即ち必要な冷却能力）を選択するようになっている。
【００１４】
図３は（それぞれ横軸と縦軸に示されるように）冷蔵区画と冷凍区画の所要冷却量、つまり必要な熱除去量と温度変化との関係を示すグラフである。Ａ〜Ｈは圧縮機の様々な速度の稼動域を表す（Ａは最低速度、Ｈは最高速度を示す）。矩形は、異なる室温（Ｔａ）における冷蔵庫の調節又は設定領域を表す。圧縮機１４の自動制御ロジックのアルゴリズムは例えば次の稼動データに基づいて規定することができる。
【００１５】
【表１】
2004515737.tif 000003
ここに、ＲＴは冷蔵装置の稼動時間比率であり、ＯＮは同装置の運転時間である。
【００１６】
実際の省エネルギー効果を達成する他の要素はパルス制御弁１８、１９の使用である。これらの弁が作動することにより冷蔵庫が稼動していない時には回路は閉じられ、熱くなった冷媒が凝縮器１５から蒸発器１２、１３に流れるのが防止される。更に、弁１９は実際に、冷蔵庫の各区画の冷却必要量、つまり熱除去に必要な量に従って選択的に蒸発器に冷媒を供給することができる。
【００１７】
更に、毛管１６、１７の流量容量の差により、２つの区画の独立的な使用とその状態（室温、サーモスタット設定値、ドアの開閉等）の相違との両方に関連した冷蔵庫の熱負荷に実際に合致する冷却容量を実現できるので、冷却回路の柔軟性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第ＷＯ００／４９３４４号に開示される直近の従来技術による解決法を模式的に示す図である。
【図２】
本発明に係る冷却回路を備えた冷蔵庫を図式的に示す断面図である。
【図３】
図１に示す冷蔵庫の冷蔵区画と冷凍区画の冷却必要量と温度変化の関係を示すグラフである。
【図１】
2004515737.tif 000004
【図３】
2004515737.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004515737.tif 000006
2004515737.tif 000007
2004515737.tif 000008
2004515737.tif 000009
2004515737.tif 000010
2004515737.tif 000011
2004515737.tif 000012
2004515737.tif 000013
2004515737.tif 000014
2004515737.tif 000015
2004515737.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月9日(2003.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる温度で食品を格納し保存するようになった少なくとも２つの貯蔵区画（１０、１１）及び、可変容量圧縮機（１４）と、凝縮器（１５）と、冷媒の流れを切換える弁手段（１８、１９）と、前記２つの区画のそれぞれに配設される蒸発器（１２、１３）とを備えた冷却回路を有し、前記蒸発器は互いに直列に連結されている、特に家庭用の冷蔵庫において、前記弁手段は、前記蒸発器にそれぞれの絞り弁手段（１６、１７）を介して選択的に冷媒を供給するように、流路切換え弁（１９）の上流に配置された一方向弁（１８）によって構成されることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記絞り弁手段（１６、１７）は流量が異なる毛管であり、冷蔵区画の前記蒸発器（１２）用の毛管（１６）は冷凍区画の前記蒸発器（１３）用の毛管（１７）より流量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記圧縮機（１４）は、前記２つの区画（１０、１１）の稼動比率と該区画の稼動時間との組合せに基づいて、最長の稼動時間を必要とする速度を優先しつつ、自動的に運転速度を選択するようになったそれ自体の自動制御ロジック・システムを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【国際調査報告】
2004515737.tif 000017
2004515737.tif 000018
2004515737.tif 000019