(57)【要約】  【課題】  冷媒として二酸化炭素を循環させる冷凍装置において、ロータリ式圧縮機が停止したとき高温高圧ガスがこの圧縮機の吸い込み側から蒸発器へ逆流して、蒸発器の温度上昇を来たすのを防止するために逆止弁が用いられるが、インバータ制御によってロータリ式圧縮機を低速運転に移行した場合にも、チャタリング現象を生じることなく安定して開弁状態をとり、正規の制御が達成できる冷凍装置を提供する。  【解決手段】  逆止弁は、冷媒の入口（蒸発器側）を上方位置とし冷媒の出口（圧縮機側）を下方位置とするように設置して、その中の可動弁体は、その重力によって降下して弁が開くように作用する状態とする。これによって、ロータリ式圧縮機が運転中は、逆止弁中の可動弁体がその重力と冷媒圧力によって下方へ移動して弁を開き、圧縮機が停止したときは、高温高圧ガス圧力によって逆止弁の可動弁体が押し上げられて弁を閉じるようにする。【選択図】    図７
2007040654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、膨張装置を経て冷却庫内を冷却するための蒸発器（冷却器）で蒸発し、逆止弁を通って前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置されたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
冷凍室と冷蔵室を備えた冷凍冷蔵庫において、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、第１電動式膨張弁を通って冷凍室用蒸発器（冷却器）を流れる通路と、第２電動式膨張弁を通って冷蔵室用蒸発器（冷却器）を流れる通路との並列回路を通った後、逆止弁を経て前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記冷凍室用蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置されたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
冷凍室と冷蔵室を備えた冷凍冷蔵庫において、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、第１電動式膨張弁を通って冷凍室用蒸発器（冷却器）へ流れる通路と、第２電動式膨張弁を通って冷蔵室用蒸発器（冷却器）へ流れる通路との並列回路を経て前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記並列回路のうち前記冷凍室用蒸発器（冷却器）と前記冷蔵室用蒸発器（冷却器）との出口側が合流してから逆止弁を設け、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記冷凍室用蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置され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、二酸化炭素冷媒を圧縮機で圧縮する冷凍装置において、冷媒の逆流を防止する逆止弁に係る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリ式圧縮機で圧縮された冷媒が、凝縮器で凝縮し、キャピラリチューブで減圧されて蒸発器に入って蒸発器で蒸発し、サクションパイプを通ってロータリ式圧縮機へ帰還する循環の冷凍サイクルを備え、蒸発器とロータリ式圧縮機との間に逆止弁を設けて、ロータリ式圧縮機から蒸発器へ冷媒やオイルが逆流しないようにしたものがある。（例えば、特許文献１参照）。これにおいて、ロータリ式圧縮機の運転中は、逆止弁の入口側の圧力が出口側の圧力よりも大であるため、逆止弁が開いて冷媒が蒸発器からロータリ式圧縮機へ流れるが、ロータリ式圧縮機が停止すると、ロータリ式圧縮機の逆流によって、逆止弁の入口側の圧力よりも出口側の圧力が大きくなり、逆止弁が冷媒の逆流を阻止するように動作する。
【０００３】
また、二段圧縮式のロータリ式圧縮機において、ロータリ式圧縮機が停止したとき、このロータリ式圧縮機の密閉容器内の高温高圧ガスがシリンダ等の隙間から吸入管へ逆流し、これが蒸発器へ流入して冷蔵庫の温度上昇を来たすため、これの防止策として、吸入管と蒸発器との間の回路に逆止弁を設ける技術を開示したものがある。（例えば、特許文献２参照）。更に、二段圧縮式圧縮機、放熱器、膨張装置及び蒸発器（冷却器）を含む冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、冷媒として二酸化炭素を用い、膨張装置として電動式膨張弁を用いたものがある（例えば、特許文献３参照）。特許文献３では、圧縮機から蒸発器へ冷媒やオイルが逆流しないように逆止弁を設ける技術の開示はない。
【特許文献１】特開２０００−１６１８３２号公報
【特許文献２】特開２００１−０５０１７９号公報
【特許文献３】特開２００４−０８５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような装置において、逆止弁は、圧縮機が停止したときは可動弁がその重力も加わって降下して閉じるように、冷媒の入口（蒸発器側）を下方位置とし冷媒の出口（圧縮機側）を上方位置とするように設置される。この設置状態では、圧縮機の運転中は、逆止弁中の可動弁体が冷媒圧力によって上方へ移動して弁が開き、冷媒循環が行われ、圧縮機が停止したとき、可動弁体が下方へ移動して逆止弁が閉じる。通常の冷凍装置においては、このような設置状態で安定した逆止弁動作が得られるが、二段圧縮式のロータリ式圧縮機によって二酸化炭素冷媒を圧縮する冷凍装置において、ロータリ式圧縮機がインバータ制御される場合は問題が生じる。
【０００５】
即ち、例えば、冷蔵庫の庫内温度や蒸発器の温度に応じて、庫内温度や蒸発器の温度が高い状態ではロータリ式圧縮機の高速運転を行って冷却促進を向上し、庫内温度や蒸発器の温度の低下に伴って、ロータリ式圧縮機を低速運転に移行する制御を行う冷凍装置とするインバータ制御の場合には、ロータリ式圧縮機を低速運転に移行した場合、逆止弁の冷媒入口（蒸発器側）の冷媒圧力が低下し、そのときの冷媒回路の冷媒圧力と逆止弁中の可動弁体の重力との関係によって、可動弁体が上下往復運動を行い、所謂、チャタリング現象を生じ、正規の制御が達成し難くなる。そして、この冷凍装置を組み込んだ冷蔵庫等では、その音が異常音として外部に聞こえ、甚だ好ましくない状態となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような問題解決のために、逆止弁は、冷媒の入口（蒸発器側）を上方位置とし冷媒の出口（圧縮機側）を下方位置とするように設置して、その中の可動弁体は、その重力によって降下して弁が開くように作用する状態とする。これによって、ロータリ式圧縮機が運転中は、逆止弁中の可動弁体がその重力と冷媒圧力によって下方へ移動し易くなるため、インバータ制御によってロータリ式圧縮機を低速運転に移行した場合にも、可動弁体が開弁状態をとりやすくなり、チャタリング現象を生じることなく、正規の制御が達成できる。そして、圧縮機が停止したときは、このロータリ式圧縮機の密閉容器内の高温高圧ガスが、シリンダ等の隙間からロータリ式圧縮機の吸い込み側へ掛かるため、この高温高圧ガスの大きな圧力によって逆止弁中の可動弁体が押し上げられ、逆止弁が安定して閉じる。
【０００７】
第１発明の冷凍装置は、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、膨張装置を経て冷却庫内を冷却するための蒸発器（冷却器）で蒸発し、逆止弁を通って前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置されたことを特徴とする。
【０００８】
第２発明の冷凍装置は、冷凍室と冷蔵室を備えた冷凍冷蔵庫において、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、第１電動式膨張弁を通って冷凍室用蒸発器（冷却器）を流れる通路と、第２電動式膨張弁を通って冷蔵室用蒸発器（冷却器）を流れる通路との並列回路を通った後、逆止弁を経て前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記冷凍室用蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置されたことを特徴とする。
【０００９】
第３発明の冷凍装置は、冷凍室と冷蔵室を備えた冷凍冷蔵庫において、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、第１電動式膨張弁を通って冷凍室用蒸発器（冷却器）へ流れる通路と、第２電動式膨張弁を通って冷蔵室用蒸発器（冷却器）へ流れる通路との並列回路を経て前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記並列回路のうち前記冷凍室用蒸発器（冷却器）と前記冷蔵室用蒸発器（冷却器）との出口側が合流してから逆止弁を設け、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記冷凍室用蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によって、圧縮機の運転中は、逆止弁中の可動弁がその重力と冷媒圧力によって下方へ移動し易くなるため、インバータ制御によって圧縮機を低速運転状態に移行した場合にも、可動弁体が開弁状態をとりやすくなり、チャタリング現象を生じることなく、正規の制御が達成できる。そして、圧縮機が停止したときは、この圧縮機の密閉容器内の高温高圧ガスの大きな圧力によって、逆止弁中の可動弁が押し上げられ、逆止弁が安定して閉じるため、蒸発器（冷却器）への冷媒の逆流を的確に防止できる。
【００１１】
第２発明および第３発明は、冷蔵室と冷凍室を冷却するために、冷蔵室用蒸発器（冷却器）と冷凍室用蒸発器（冷却器）を設けた冷凍冷蔵庫において、これらの蒸発器（冷却器）を流れる冷媒通路が並列に接続されている場合に、この並列回路を出た冷媒が逆止弁を経て圧縮機の圧縮部へ帰還する構成とするため、逆止弁は１個でもって、冷蔵室用蒸発器（冷却器）と冷凍室用蒸発器（冷却器）の両方への冷媒の逆流を防止できると共に、第１発明の効果と同様の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の冷凍装置は、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、膨張装置を経て冷却庫内を冷却するための蒸発器（冷却器）で蒸発し、逆止弁を通って前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成し、前記逆止弁は、その中の可動弁体が重力によって降下して弁が開く状態に前記蒸発器（冷却器）側となる冷媒の入口を上方位置とし前記圧縮機側となる冷媒の出口を下方位置となるように設置されたことを特徴とする。本発明の実施例を以下に記載する。
【実施例１】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は冷凍冷蔵庫の正面図、図２は冷凍冷蔵庫本体を正面から見た説明図、図３は冷凍冷蔵庫の縦断側面図、図４は冷凍装置の回路ブロック図、図５は冷媒流路の説明図、図６は二段圧縮式のロータリ式圧縮機の概略を示す断面図、図７は逆止弁の断面図である。
【００１４】
図１乃至図３において、１は本発明の冷却貯蔵庫の一つである冷凍冷蔵庫であり、前面開口の本体２内を区画して複数の貯蔵室を形成し、これら各貯蔵室の前面は扉で開閉できる構成である。冷凍冷蔵庫本体２は、外箱（外壁板）２Ａと内箱（内壁板）２Ｂとの間に発泡断熱材２Ｃを充填した断熱構造である。冷凍冷蔵庫本体２内には、上部に冷蔵室３、その下方に冷凍室５と製氷室６が横並びに設けられ、その下方に野菜室４が配置された構成である。
【００１５】
冷蔵室３内には冷蔵室３の側壁に形成した棚受けに載置した複数段の棚３Ａが設けられている。冷蔵室３の前面開口は、冷蔵庫本体２の一側部にヒンジ装置にて横方向に回動する回動式の冷蔵室扉１０にて開閉される。野菜室４の前面開口は、野菜室４内に設けた左右のレール１８Ａとローラ１８Ｂによる支持装置１８によって前後方向へ引き出し可能に支持した野菜容器１５と共に前方へ引き出される引き出し式扉１１にて閉塞されている。冷凍室５と製氷室６の前面開口は、冷蔵庫本体２の一側部にヒンジ装置にて横方向に回動する回動式の扉１２にて閉塞されているが、冷凍室５と製氷室６の前面開口は、それぞれ別個の扉１２Ａ、１２Ｂ（図示せず）で閉じられるように構成してもよい。この場合、冷凍室５は野菜室４と同様に、冷凍室５内に設けた左右のレールに対して、前後方向へ引き出し可能に支持した容器を扉１２Ａと共に前方へ引き出される引き出し式とし、また、製氷室６は野菜室４と同様に、製氷室６内に設けた左右のレールに対して、前後方向へ引き出し可能に支持した後述の貯氷容器を扉１２Ｂと共に前方へ引き出される引き出し式とする構成でもよい。
【００１６】
上部に位置する冷蔵室３と、その下部に位置する横並びの冷凍室５並びに製氷室６との間は断熱仕切り壁１７Ａにて区画されており、横並びの冷凍室５並びに製氷室６とその下方の野菜室４との間は断熱仕切り壁１７Ｂにて区画されている。４５は冷蔵庫本体２の背壁の前面側に配設した冷蔵室３の背壁部材であり、合成樹脂製背面板とその裏側に取り付けた発泡スチロール等の断熱材との組み合わせで構成され、冷蔵室３の背面側に上下方向の冷気通路（冷気ダクト）４３と、その左右両側に冷気通路（冷気ダクト）４３Ａ、４３Ｂを形成している。
【００１７】
冷凍室５と製氷室６は区画板４７Ａによって左側に冷凍温度に保たれる前面開口の製氷室６が、そして右側に冷凍温度に保たれる冷凍室５が区画形成され、製氷室６内には上部に自動製氷機７が配置され、その自動製氷機７の下方には上面開口の貯氷容器８が配置されている。貯氷容器８は、製氷室６の左右側壁に設けたレール６Ａに前後方向へ引き出し自在に支持されている。自動製氷機７は電動機構７Ａによって回転駆動される製氷皿７Ｂを備えており、製氷工程によって製氷皿７Ｂ内に作られた氷は、電動機構によって製氷皿７Ｂを捻りつつ反転させ、その中の氷を下方の貯氷容器８へ離脱させるように動作するものである。
【００１８】
９は自動製氷機７へ供給する製氷用水を貯める給水容器（貯水容器ともいう）であり、横幅に比して奥行きが長い矩形状をなし、冷蔵室３内を区画壁４７Ｂで仕切って形成した小室４６に配置されており、冷蔵室３内の温度で冷却され、冷蔵室３の前面扉１０を開くことによって前方へ取り出すことができる。区画壁４７Ｂで仕切った小室４６の隣には、特定低温室１３が併設されている。
【００１９】
製氷用水は、ソレノイド式開閉弁装置５１Ａを所定時間開くことにより、給水容器９から自然落下方式によって給水路５１を介して自動製氷機７の製氷皿７Ｂへ供給される。製氷皿７Ｂは、長手方向を列方向として４個２列、５個２列、又は６個２列のように複数の製氷小室に区分されて８乃至１２個の角型氷が作られる合成樹脂製である。また、貯氷容器８は、白色、透明、半透明又はその他の色の合成樹脂製であり、奥行きが左右幅に比して長い上面開口の箱状である。
【００２０】
図３に示すように、冷凍冷蔵庫本体２の底部には機械室２８が形成され、この機械室２８には、本発明に係る冷凍装置の冷媒を圧縮する電動圧縮機２４、前記冷凍装置の冷媒の放熱器２５の一部である後述の放熱器２５Ａと放熱器２５Ｂと放熱器２５Ｃ、放熱器２５Ｂの熱によって後述の除霜水を蒸発させるための蒸発皿２６、送風機８１等が配置されている。機械室２８内の電動圧縮機２４、放熱器２５Ａ、放熱器２５Ｂを含む蒸発皿２６、及び放熱器２５Ｃは送風機８１からの風によって熱交換されて放熱する。２９、３０は冷却庫内を冷却するために設けた冷凍装置の冷媒の蒸発器（冷却器）である。３１は冷凍室用冷却器である第１蒸発器（冷却器）２９で冷却した冷気を冷却庫内、即ち冷凍室５と製氷室６へ循環する第１送風機である。３２は冷蔵室用冷却器である第２蒸発器（冷却器）３０で冷却した冷気を冷却庫内、即ち冷蔵室３、野菜室４及び特定低温室１３へ循環する第２送風機である。３３は第１蒸発器（冷却器）２９の除霜用ガラス管ヒータ、３４は、第２蒸発器（冷却器）３０の除霜用ガラス管ヒータである。第１蒸発器（冷却器）２９及び第２蒸発器（冷却器）３０の除霜水は排水管２３を通って蒸発皿２６へ導かれてそこで蒸発する。
【００２１】
本発明に係る冷凍装置は、冷媒として二酸化炭素冷媒を使用している。図６に示すように、圧縮機２４は、この冷媒を一段目の圧縮部２４Ａと二段目の圧縮部２４Ｂによって二段階圧縮するように構成され、密閉容器２４Ｄ内において電動機（モータ）２４Ｃによってそれぞれ回転するロータ２４Ａ１、２４Ｂ１を備えた公知の２シリンダの回転式圧縮機（ロータリ圧縮機という）である。この圧縮機２４において、一段目の圧縮部２４Ａで圧縮された冷媒は、吐出パイプ２４Ｅからマフラ７８を通り、そして放熱器２５Ａで放熱され、入口パイプ２４Ｆを通って二段目の圧縮部２４Ｂへ入り、ここで圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって密閉容器２４Ｄ内に吐出され、密閉容器２４Ｄ内を高圧状態とする。密閉容器２４Ｄ内に吐出された高温高圧ガス冷媒は、電動機（モータ）２４Ｃのロータとステータの間隙を通って、出口パイプ２４Ｈから密閉容器２４Ｄ外へ出て放熱器２５へ流入して放熱した後、後述のような循環によって逆止弁７７を出た冷媒は、吸入管２４Ｊを通って一段目の圧縮部２４Ａへ帰還し、再び圧縮される循環をする。２４Ｇは電動機（モータ）２４Ｃへの給電端子である。なお、圧縮機２４は冷媒を二段階圧縮する他の形態でもよく、また、一段圧縮の他の形態でもよい。
【００２２】
図４は冷凍装置の回路ブロック図を示し、図５は冷媒流路を示している。これらの図において、２５Ａ〜２５Ｅまでが冷媒の放熱器２５を構成しており、これらは空冷式であり、放熱器２５Ａは円筒形状をなすように冷媒パイプ（チューブ）が螺旋状に巻回されたループコンデンサと称する初段放熱器である。放熱器２５Ｂは蒸発皿２６内に導かれた除霜水中に没する配置であり、この除霜水を蒸発させるための冷媒パイプ（チューブ）である。放熱器２５Ｃは、略平板状の放熱板２５Ｃ１の上に蛇行状に配置された冷媒パイプ（チューブ）２５Ｃ２が取付けられた形態であり、蒸発皿２６の後方領域で機械室２８内の底部に水平状態に配置されている。放熱器２５Ｄは、冷媒パイプ（チューブ）２５Ｄ１の周りに放熱フィンとなるアルミニウムの箔板（薄板）２５Ｄ２が螺旋状に巻回されたものが蛇行状をなすフィンチューブ式のメイン放熱器であり、機械室２８内において送風機８１からの風によって熱交換されるように、放熱器２５Ｃの上に水平状態に配置している。放熱器２５Ｅは、冷凍冷蔵庫本体２の外箱（外壁板）２Ａを放熱板とするように、外箱（外壁板）２Ａの発泡断熱材２Ｃ側の面に取付けた冷媒パイプである。
【００２３】
放熱器２５Ｅは、主として冷凍冷蔵庫本体２の前面開口部の露着きを防止する露着き防止用として作用する放熱器であり、外箱（外壁板）２Ａを放熱板とするように外箱（外壁板）２Ａの発泡断熱材２Ｃ側の面に取付けた冷媒パイプであり、断熱仕切り壁１７Ａの前面を加温する冷媒パイプ２５Ｅ１と、断熱仕切り壁１７Ｂの前面を加温する冷媒パイプ２５Ｅ２と、野菜室４の底部前面を加温する冷媒パイプ２５Ｅ３とを含めて、冷蔵室３、冷凍室５と製氷室６、野菜室４の前面周辺を加温するように配置された構成である。
【００２４】
７０は冷媒の湿気を除去する乾燥剤を封入したデハイドレータある。７１、７２は膨張装置としての電動式膨張弁であり、７３、７４はデハイドレータ７０を通過した冷媒の導入パイプであり、７５、７６はそれぞれ冷媒の導入パイプ７３、７４に接続した冷媒パイプであり、その冷媒パイプ７５、７６の途中に、それぞれ電動式膨張弁７１、７２が接続されている。７７は逆止弁であり、７８は消音装置としてのマフラである。図４において矢印は冷媒の流れ方向を示しており、図５の矢印も冷媒の流れ方向を示している。
【００２５】
圧縮機２4、送風機３１、送風機３２、送風機８１が運転（ＯＮ）されると、圧縮機２４の一段目の圧縮部２４Ａで圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、マフラ７８を通って放熱器２５Ａで放熱され、圧縮機２４の二段目の圧縮部２４Ｂへ入ってそこで圧縮される。二段目の圧縮部２４Ｂで圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、放熱器２５Ｂにおいて蒸発皿２６内の除霜水を蒸発させる。放熱器２５Ｂを出た冷媒ガスは、放熱器２５Ｃから放熱器２５Ｄにおいて、送風機８１からの空気によって冷却されて、冷媒温度が冷凍冷蔵庫１の周囲温度より若干高めの温度まで低下する。この冷媒は更に２５Ｅへ流入して、冷凍冷蔵庫本体２の前面開口部が加温され、その部分への露付きを防止するように作用する。
【００２６】
放熱器２５Ｅを出た冷媒は、デハイドレータ７０を通って導入パイプ７３、７４に分岐して、それぞれ第１冷媒パイプ７５と電動式膨張弁７１の回路と、第２冷媒パイプ７６と電動式膨張弁７２の回路を通って減圧されて温度が低下し、それぞれ冷凍室用蒸発器（冷却器）２９と冷蔵室用蒸発器（冷却器）３０へ流入する。第１蒸発器（冷却器）２９と第２蒸発器（冷却器）３０へ流入した液冷媒は、そこで蒸発して周囲の空気を冷却する。第１蒸発器（冷却器）２９で蒸発したガス冷媒は、出口パイプ７９から逆止弁７７を通って圧縮機２４の一段目の圧縮部２４Ａの吸い込み側へ流入して圧縮される。また、第２蒸発器（冷却器）３０で蒸発したガス冷媒は、出口パイプ８０から逆止弁７７を通って圧縮機２４の一段目の圧縮部２４Ａの吸い込み側へ流入して圧縮される。このような冷凍サイクルによって第１蒸発器（冷却器）２９と第２蒸発器（冷却器）３０が冷却され、それによって後述のように冷凍冷蔵庫本体２内の各室が冷却される。
【００２７】
上記の構成において、電動式膨張弁７１に関しては、入口通路が冷媒パイプ７５の入口側７５Ａが接続され、出口通路が冷媒パイプ７５の出口側７５Ｂが接続されている。電動式膨張弁７２に関しては、入口通路が冷媒パイプ７６の入口側７６Ａが接続され、出口通路が冷媒パイプ７６の出口側７６Ｂが接続されている。
【００２８】
電動式膨張弁７１と７２は、同様の構成であり、コイルを備えたステータと永久磁石のロータからなるステッピングモータと、ステッピングモータのロータの回転に伴って回転して冷媒通路を開閉する駆動弁とから構成されている。このステッピングモータのステータコイルへ供給される一方向パルスによって、ステッピングモータのロータが一方向回転して駆動弁が冷媒通路を閉じ、ステッピングモータのステータコイルへ供給される逆方向パルスによって、ステッピングモータのロータが逆方向回転して駆動弁が冷媒通路を開くように動作する。
【００２９】
上記の冷凍装置において、電動式膨張弁７１は、制御回路装置（図示せず）からの制御信号によって正転と逆転の動作をする前記ステッピングモータによって前記駆動弁が動作してその弁開度が調節されるものであり、蒸発器（冷却器）２９の出口温度又は冷凍室５の温度に応じて前記制御回路装置に設定したデータに基づき、前記ステッピングモータが正転又は逆転して前記駆動弁が動作してその弁開度が調節され、適正な冷媒膨張が行われるように制御される。また、電動式膨張弁７２は、制御信号によって正転と逆転の動作をする前記ステッピングモータによって前記駆動弁が動作してその弁開度が調節されるものであり、蒸発器（冷却器）３０の出口温度に応じて制御回路装置（図示せず）に設定したデータに基づき、前記ステッピングモータが正転又は逆転して前記駆動弁が動作してその弁開度が調節され、適正な冷媒膨張が行われるように制御される。
【００３０】
この冷凍冷蔵庫１の冷却運転を説明する。この冷凍冷蔵庫１では、冷却運転は、冷凍室５の温度によって開始される。冷凍室５の温度が所定の上限設定温度に上昇すると、制御回路装置は冷却運転を開始する。この開始時に、制御回路装置は、冷蔵室３の温度を検知し、この冷蔵室３の温度が所定の上限設定温度を超えている場合は、冷蔵室３の冷却を冷凍室５の冷却より先に行い、この冷蔵室３の温度が所定の上限設定温度を超えていない場合は、冷凍室５の冷却を行う。ここで、冷蔵室３の温度が所定の上限設定温度を超えているとする。したがって、制御回路装置は、まず冷蔵室３の冷却を行う。制御回路装置は、圧縮機２４を運転（ＯＮ）し、電動式膨張弁７２を前回の冷蔵室冷却時の開度まで開け、第２送風機３２を運転（ＯＮ）する。そして、冷蔵室３が所定の下限設定温度まで低下すると、冷蔵室３の冷却から冷凍室５の冷却に切り替わる。制御回路装置は、この時の電動式膨張弁７２の開度の値を格納すると共に、電動式膨張弁７２を全閉し、第２送風機３２を停止（ＯＦＦ）し、電動式膨張弁７１を前回の冷凍室冷却時の開度まで開け、第１送風機３１を運転（ＯＮ）する。これにより、冷凍室５が冷却される。冷凍室５が所定の下限設定温度まで低下すると、冷凍運転を終了する。制御回路装置は、この時の電動式膨張弁７１の開度の値を格納すると共に、電動式膨張弁７１を全閉し、第１送風機３１を停止（ＯＦＦ）し、圧縮機２４を停止（ＯＦＦ）する。
【００３１】
次に、図２及び図３を参照して冷気の循環について説明する。３５は第２蒸発器（冷却器）３０で冷却された冷気が第２送風機３２から導かれる冷気ダクトであり、冷蔵室３の上壁に沿って幅広く配置され、その前端は冷蔵室３の前面開口部の上面に形成した冷気吹き出し口３６へ連通している。この冷気吹き出し口３６から吹き出す冷気は、冷蔵室３の前面開口部を矢印のように上から下へ流れる冷気カーテン３７を形成する。
第１蒸発器（冷却器）２９で冷却した冷気と第２蒸発器（冷却器）３０で冷却した冷気は、夫々第１送風機３１及び第２送風機３２によって矢印のように循環して各室を所定温度に冷却する。
【００３２】
第２蒸発器（冷却器）３０で冷却した冷気を第２送風機３２によって冷蔵室３と野菜室４とに循環させる冷気循環経路の形成に関し、冷蔵室３の背面部には、冷気通路（冷気ダクト）４３が形成され、この左右両側に冷気通路（冷気ダクト）４３Ａ、４３Ｂが形成され、冷気供給通路（冷気ダクト）４３には第２蒸発器（冷却器）３０が収納されて冷却器室を構成している。また、第２蒸発器（冷却器）３０から上方へ延びて電動式膨張弁７２が冷気供給通路（冷気ダクト）４３の背面の窪みにゴム製カバー９０で覆われた状態でネジにて取付けられている。
【００３３】
第２蒸発器（冷却器）３０で冷却した冷気は、第２送風機３２によって冷蔵室３とその一部分である特定低温室１３とに循環される。その経路は、第２送風機３２を通過した冷気は、一部が冷気ダクト３５を通って冷気吹き出し口３６から吹き出す。第２送風機３２を通過した冷気の他の部分は、冷蔵室３の背面板４５の裏側の左右の冷気通路４３Ａ、４３Ｂを通って、冷蔵室３の背面板４５に形成した冷気吹き出し口３９から冷蔵室３へ吹き出し、冷気通路４３Ｂを更に下方へ流れた冷気が冷気吹き出し口３９Ａから特定低温室１３へ吹き出す。冷蔵室３と特定低温室１３へ流入した冷気は、冷蔵室３の下部の吸い込み口５０、即ち小室４６と特定低温室１３の背壁に形成した吸い込み口５０から吸込まれ、冷気通路（冷気ダクト）４３の第２蒸発器（冷却器）３０の下部の冷気吸い込み側に流入し、再び第２蒸発器（冷却器）３０で冷却される循環をする。
【００３４】
一方、冷蔵室３へ流入した冷気に一部は、野菜室４へ循環する構成である。図２及び図３では、特定低温室１３へ流入した冷気の一部が、特定低温室１３の背壁に形成した吸い込み口４０から吸込まれ、冷凍冷蔵庫本体２の背壁に形成した冷気通路（冷気ダクト）４１Ａを通って吹き出し口４２Ａから野菜室４へ流出する。野菜室４へ流入した冷気は、野菜室４を流れて野菜室４の天井壁に近接した背壁に形成した冷気吸い込み口４２Ｂから冷気帰還通路（冷気帰還ダクト）４１Ｂを通って、冷気通路（冷気ダクト）４３の第２蒸発器（冷却器）３０の下部の冷気吸い込み側に流入し、再び第２蒸発器（冷却器）３０で冷却される循環をする。
【００３５】
第１蒸発器（冷却器）２９で冷却した冷気を第１送風機３１によって冷凍室５へ循環させる冷気循環経路の形成に関し、冷凍室５の背面部には、冷気通路（冷気ダクト）４８が形成され、この冷気供給通路（冷気ダクト）４８には第１蒸発器（冷却器）２９が収納されて冷却器室を構成している。また、第１蒸発器（冷却器）２９から上方へ延びて電動式膨張弁７１が冷気供給通路（冷気ダクト）４８の背面の窪みにゴム製カバー９１で覆われた状態でネジにて取付けられている。
【００３６】
第１蒸発器（冷却器）２９で冷却した冷気は、第１送風機３１によって冷気吹き出し口３７Ａから冷凍室５へ供給され、冷気吹き出し口３７Ｂから製氷室６へ供給され、それぞれ吸い込み口３８から吸込まれて、第１蒸発器（冷却器）２９の下部の冷気吸い込み側に流入し、再び第１蒸発器（冷却器）２９で冷却される循環をする。
【００３７】
この冷凍冷蔵庫１では、第１、第２蒸発器（冷却器）２９、３０の除霜は同時に行っている。冷却運転終了時点における圧縮機２４の運転積算時間が所定値を超えていると、冷凍冷蔵庫１は除霜モードとなる。除霜用ガラス管ヒータ３３、３４に通電して発熱し、それぞれ対応する第１、第２蒸発器（冷却器）２９、３０が加温されて、着霜が融解される。除霜の終了は、第１、第２蒸発器（冷却器）２９、３０にそれぞれ設けられた除霜終了検知温度センサが、除霜終了温度（例えば８℃）を感知したときに、その感知した蒸発器（冷却器）に対応した除霜用ガラス管ヒータの一方への通電を停止（ＯＦＦ）する。残りの蒸発器（冷却器）についても、除霜終了検知温度センサが、除霜終了温度（例えば８℃）を感知したときに、残りの除霜用ガラス管ヒータの一方への通電を停止（ＯＦＦ）する。このように、両方の蒸発器（冷却器）の除霜が終了すると、冷凍冷蔵庫１は通常モードに復帰する。このとき通常は、冷凍室５と冷蔵室３は共に温度上昇しているので、除霜モードの終了と同時に冷却運転が開始される。
【００３８】
このような構成において、各室の温度は、冷蔵室３が約３〜４℃、野菜室４が約３〜６℃に保たれ、冷凍室５製氷室７が約−１８℃〜−２０℃である。また、冷蔵室扉１０の内側に設けた貯蔵棚上は５〜８℃である。特定低温室１３は、０℃よりも高い約１℃のチルド室であったり、０℃よりも低く食品の凍結温度よりも高い約０〜−１℃の氷温室であったり、また、食品の表面に薄い氷の層が形成される程度の約−４℃の部分凍結室であったりする。このように特定低温室１３は、食品を特定の温度領域内で冷却保存するためのものであり、他の室に比して厳しい温度制御が要求される。
【００３９】
上記のような冷凍回路において、ロータリ式圧縮機２４が停止したとき、このロータリ式圧縮機２４の密閉容器２４Ｄ内の高温高圧ガスが、シリンダ等の隙間から吸入管２４Ｊへ入り、これが低圧側である第１蒸発器（冷却器）２９と第２蒸発器（冷却器）３０へ流入しようとするが、吸入管２４Ｊには逆止弁７７を設けているため、密閉容器２４Ｄ内の高温高圧ガスが、第１蒸発器（冷却器）２９と第２蒸発器（冷却器）３０へ逆流するのが阻止される。
【００４０】
本発明では、冷凍冷蔵庫１の庫内温度や蒸発器の温度に応じて、庫内温度や蒸発器の温度が高い状態ではロータリ式圧縮機２４の高速運転を行って冷却促進を向上し、庫内温度や蒸発器の温度の低下に伴って、ロータリ式圧縮機２４を低速運転に移行する制御を行う冷凍装置とするインバータ制御を行う場合にも、逆止弁７７がチャタリング現象を生じることなく、安定した逆止弁の動作が得られるようにするものである。このため、逆止弁７７は、冷媒の入口（蒸発器側）７７Ｐを上方位置とし冷媒の出口（圧縮機側）７７Ｑを下方位置とするように設置して、その中の可動弁体７７Ｓは、その重力によって降下して弁が開くように作用する状態とする。
【００４１】
ここで逆止弁７７の構成を図７に基づき説明する。この逆止弁７７は、銅等の金属製パイプの本体７７Ａの内には、冷媒の入口（蒸発器側）７７Ｐ側に、カシメ部７７Ｂによって真鍮等の弁座部材７７Ｃが取付けられ、冷媒の出口（圧縮機側）７７Ｑ側には、カシメ部７７Ｆによって真鍮等のストッパ７７Ｇが取付けられている。そして、弁座部材７７Ｃとストッパ７７Ｇとの間には、可動弁体７７Ｓが往復動するように収納されている。可動弁体７７Ｓは、ＳＵＳ等の金属製ホルダ７７Ｄの先端にボール状の弁７７Ｅが保持された構成である。ホルダ７７Ｄは、その外面が六角形のような多角形状をなすため、本体７７Ａとホルダ７７との間には、ホルダ７７を通過して冷媒が流れる冷媒流通路７７Ｒが形成されることとなる。このような逆止弁７７は、冷媒の入口（蒸発器２９、３０側）７７Ｐが上方位置となり、冷媒の出口（圧縮機２４側）７７Ｑが下方位置となるように、略垂直状態を保つように冷媒回路に接続されて配置される。
【００４２】
このように配置された逆止弁７７は、冷媒の入口（蒸発器側）７７Ｐ側と冷媒の出口（圧縮機側）７７Ｑ側が、同じ圧力であれば、その中の可動弁体７７Ｓはその重力によって降下して、弁ホルダ７７Ｄの下端がストッパ７７Ｇに当接して停止する状態となる構成である。これは、弁７７Ｅが弁座部材７７Ｃの冷媒通路７７Ｃ１を開いた、所謂、弁が開いた状態である。この弁が開いた状態で、ストッパ７７Ｇを通過して冷媒が流れるようにするために、ストッパ７７Ｇの上端には、円周方向に間隔を保って複数のリブ７７Ｈが形成されており、弁ホルダ７７Ｄの下端がリブ７７Ｈに当接した状態で、このリブ７７Ｈ相互間に冷媒が通過する冷媒通路７７Ｒ２が形成される。
【００４３】
このような逆止弁７７を上記のように冷媒回路に組み込んだ状態において、ロータリ式圧縮機２４の運転中は、逆止弁７７の冷媒の入口（蒸発器２９、３０側）７７Ｐ側の圧力が冷媒の出口（圧縮機２４側）７７Ｑ側の圧力よりも高いので、その圧力差によって可動弁体７７Ｓは降下して、弁７７Ｅが弁座部材７７Ｃの冷媒通路７７Ｃ１を開くと共に、弁ホルダ７７Ｄの下端がストッパ７７Ｇのリブ７７Ｈに当接して停止し、所謂、弁が開いた状態となる。このため、蒸発器（冷却器）２９、３０を出た冷媒は冷媒の入口（蒸発器２９、３０側）７７Ｐ側から流入して、冷媒通路７７Ｃ１、冷媒通路７７Ｒ１、冷媒通路７７Ｒ２を順調に流れて、冷媒の出口（圧縮機２４側）７７Ｑ側へ至り、ここから吸入管２４Ｊを経てロータリ式圧縮機２４の一段目の圧縮部２４Ａへ吸入される。
【００４４】
そして、ロータリ式圧縮機２４が停止したときは、ロータリ式圧縮機２４の密閉容器２４Ｄ内の高温高圧ガスが、シリンダ等の隙間から吸入管２４Ｊへ入り、これが逆止弁７７の冷媒の出口（圧縮機２４側）７７Ｑ側を通って弁ホルダ７７Ｄを押し上げる。この押し上げられた弁ホルダ７７Ｄによって、弁７７Ｅが弁座部材７７Ｃの下端に当接して、冷媒通路７７Ｃ１を閉じ、これによって、所謂、弁が閉じた状態となる。これによって、第１蒸発器（冷却器）２９と第２蒸発器（冷却器）３０への冷媒の逆流が阻止される。
【００４５】
上記のような構成によって、ロータリ式圧縮機２４が運転中は、逆止弁７７の可動弁体７７Ｓがその重力と冷媒圧力によって下方へ移動し易くなるため、インバータ制御によってロータリ式圧縮機２４を低速運転に移行した場合にも、可動弁体７７Ｓが開弁状態をとりやすくなり、チャタリング現象を生じることなく、正規の制御が達成できる。そして、圧縮機２４が停止したときは、この圧縮機２４の密閉容器２４Ｄ内の高温高圧ガスが、シリンダ等の隙間から圧縮機２４の吸い込み側へ掛かるため、この高温高圧ガスの大きな圧力によって逆止弁７７の可動弁体７７Ｓが押し上げられ、逆止弁７７が安定して閉じることができる。
【００４６】
上記の構成では、冷凍室用の第１蒸発器（冷却器）２９と、冷蔵室用の第２蒸発器（冷却器）３０を設けた構成であるが、冷蔵室用の第２蒸発器（冷却器）３０を設けず、蒸発器（冷却器）を冷凍室用の第１蒸発器（冷却器）２９のみとし、これで冷却した冷気を送風機３１でもって冷凍室５と冷蔵室３へ循環するように構成した冷凍冷蔵庫にも、本発明が適用できる。この場合、逆止弁７７は上記同様に冷媒回路を構成し、冷凍室用の第１蒸発器（冷却器）２９を出た冷媒が、逆止弁７７へ上方の冷媒の入口（蒸発器２９側）７７Ｐ側から流入して、冷媒通路７７Ｃ１、冷媒通路７７Ｒ１、冷媒通路７７Ｒ２を順次に流れて、冷媒の出口（圧縮機２４側）７７Ｑ側へ至り、ここから吸入管２４Ｊを経てロータリ式圧縮機２４の一段目の圧縮部２４Ａへ吸入されるようにする。これによって、上記同様に作用と効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
上記の各実施例は、冷蔵室３、冷凍室５、野菜室６等を有する冷凍冷蔵庫であるが、本発明は種々の形態の冷蔵庫に適用できるものであり、冷蔵庫の形態はこれに限らず、本発明の技術範囲において種々の冷蔵庫に適用して効果あるものである。上記から明らかなように、本発明の技術は、圧縮機で圧縮された二酸化炭素冷媒が、放熱器で放熱された後、電動式膨張弁で減圧され、冷却領域を冷却するための蒸発器（冷却器）で蒸発し、逆止弁を通って前記圧縮機の圧縮部へ帰還する冷媒回路を構成する冷凍装置に適用して効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明冷凍冷蔵庫の正面図である。（実施例１）
【図２】本発明の冷凍冷蔵庫本体を正面から見た説明図である。（実施例１）
【図３】本発明冷凍冷蔵庫の縦断側面図である。（実施例１）
【図４】本発明に係る冷凍装置の回路ブロック図である。（実施例１）
【図５】本発明に係る冷媒流路の説明図である。（実施例１）
【図６】本発明に係る二段圧縮式のロータリ式圧縮機の概略を示す断面図である。（実施例１）
【図７】本発明に係る逆止弁の断面図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００４９】
１・・・冷凍冷蔵庫
２・・・冷凍冷蔵庫本体
３・・・冷蔵室
４・・・野菜室
５・・・冷凍室
６・・・製氷室
７・・・自動製氷機
９・・・給水容器
２４・・電動圧縮機
２４Ａ・・一段目の圧縮部
２４Ｂ・・二段目の圧縮部
２５・・放熱器
２９・・第１蒸発器（冷却器）
３０・・第２蒸発器（冷却器）
３１・・第１送風機
３２・・第２送風機
４３・・冷気通路（冷気ダクト）
４８・・冷気通路（冷気ダクト）
７０・・デハイドレータ
７１・・第１電動式膨張弁
７２・・第２電動式膨張弁
７５・・第１冷媒パイプ
７６・・第２冷媒パイプ
７７・・逆止弁
７７Ｍ、７７Ｎ・・・逆止弁
７７Ａ・・逆止弁本体
７７Ｃ・・弁座部材
７７Ｄ・・弁ホルダ
７７Ｅ・・弁
７７Ｇ・・ストッパ
７７Ｐ・・冷媒の入口
７７Ｑ・・冷媒の出口
７７Ｓ・・可動弁体
【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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