(57)【要約】      （修正有）【課題】省電力化を図ることのできる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】第１冷却空間と、第１冷却空間よりも低温の第２冷却空間と、圧縮機２１と、凝縮器２２と、凝縮器２２に接続した高温側切替部２７と、高温側切替部２７を介して並列に配される第１、第２膨張装置２３、３３と、第１冷却空間を冷却する第１蒸発器２４と、第２冷却空間を冷却する第２蒸発器３４と、第１蒸発器２４に接続される流入口と第２蒸発器３４に接続される吸引口と圧縮機２１に接続される流出口とを有するエジェクタ２６とを備え、高温側切替部２７の切り替えによって、第１蒸発器２４に冷媒が流通して第２蒸発器３４の冷媒流通を停止する第１冷却モードと、第２蒸発器３４に冷媒が流通して第１蒸発器２４の冷媒流通を停止する第２冷却モードと、第１蒸発器２４及び第２蒸発器３４に冷媒が流通する同時冷却モードとを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１冷却空間と、第１冷却空間よりも低温の第２冷却空間と、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器を流出後の冷媒の流路を切り替える高温側切替部と、前記高温側切替部を介して並列に配されるとともに冷媒を膨張させる第１膨張装置及び第２膨張装置と、第１膨張装置に接続して第１冷却空間を冷却する第１蒸発器と、第２膨張装置に接続して第２冷却空間を冷却する第２蒸発器と、第１蒸発器に接続される流入口と第２蒸発器に接続して前記流入口からの冷媒の流入によって冷媒が吸引される吸引口と前記圧縮機に接続される流出口とを有するエジェクタとを備え、前記高温側切替部の切り替えによって、第１蒸発器に冷媒が流通して第２蒸発器の冷媒流通を停止する第１冷却モードと、第２蒸発器に冷媒が流通して第１蒸発器の冷媒流通を停止する第２冷却モードと、第１蒸発器及び第２蒸発器に冷媒が流通する同時冷却モードとを有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
第１蒸発器と前記流入口との間または第２蒸発器と前記吸引口との間から前記流出口と前記圧縮機との間に接続されるバイパス通路と、第１蒸発器または第２蒸発器を流出した冷媒の流路を前記バイパス通路側と前記エジェクタ側とに択一的に切り替える低温側切替部とを備え、前記低温側切替部が第１冷却モード時または第２冷却モード時に前記バイパス通路側に切り替え、前記同時冷却モード時に前記エジェクタ側に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
第１蒸発器と前記流入口との間から前記流出口と前記圧縮機との間に接続される第１バイパス通路と、第２蒸発器と前記吸引口との間から前記流出口と前記圧縮機との間に接続される第２バイパス通路と、第１蒸発器を流出した冷媒の流路を第１バイパス通路側と前記エジェクタ側とに択一的に切り替える第１低温側切替部と、第２蒸発器を流出した冷媒の流路を第２バイパス通路側と前記エジェクタ側とに択一的に切り替える第２低温側切替部とを備え、
前記同時冷却モード時に第１低温側切替部及び第２低温側切替部が前記エジェクタ側に切り替え、第１冷却モード時に第１低温側切替部が第１バイパス通路側に切り替えるとともに、第２冷却モード時に第２低温側切替部が第２バイパス通路側に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
第１冷却空間及び第２冷却空間に対してそれぞれ独立に上限温度、下限温度及び前記上限温度と前記下限温度との間の判別温度が設定され、第１冷却空間及び第２冷却空間の一方が前記上限温度よりも高温になると前記圧縮機を駆動して、少なくとも一方が前記下限温度よりも降温されると前記圧縮機を停止し、第１冷却空間が前記上限温度よりも高温で第２冷却空間が前記判別温度よりも低温の場合に第１冷却モードを行うとともに、第２冷却空間が前記上限温度よりも高温で第１冷却空間が前記判別温度よりも低温の場合に第２冷却モードを行い、第１冷却空間及び第２冷却空間の一方が前記上限温度よりも高温で他方が前記判別温度よりも高温の場合に前記同時冷却モードを行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室と、前記冷蔵室よりも高温で貯蔵物を冷蔵保存する野菜室と、貯蔵物を冷凍保存する冷凍室とを備えるとともに、第１蒸発器が分割して並列または直列に接続される第１分割部及び第２分割部を有し、第１分割部により前記冷蔵室を冷却して第２分割部により前記野菜室を冷却するとともに、第２蒸発器により前記冷凍室を冷却し、第２分割部が前記野菜室内に配して冷熱を放出する金属板により形成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エジェクタを有した冷凍サイクルによって複数の冷却空間を冷却する冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エジェクタを含む冷凍サイクルを備えた従来の冷凍サイクル装置は特許文献１に開示されている。この冷凍サイクル装置は冷凍冷蔵庫等により構成され、複数の冷却空間を第１、第２蒸発器により冷却する。冷凍サイクルは冷媒を圧縮する圧縮機に接続した凝縮器の後段で分岐し、分岐した一方はエジェクタ、第１蒸発器を順に接続して圧縮機に戻る。また、凝縮器の後段で分岐した他方はキャピラリチューブ、第２蒸発器を順に接続してエジェクタで合流する。
【０００３】
エジェクタは駆動流が流入する流入口と、駆動流の流入によって冷媒が吸引される吸引口と、冷媒の流出口とを有している。流入口には凝縮器を流出した冷媒が流入し、吸引口には第２蒸発器を流出した冷媒が流入する。
【０００４】
また、エジェクタ内にはノズル及びディフューザ部が設けられる。ノズルは流入口から流入した冷媒の流路を絞り、冷媒を膨張して高速流を形成する。ディフューザ部は流出口側を拡幅し、流入口及び吸引口から流入して混合された冷媒を昇圧する。これにより、圧縮機の圧縮仕事を低減し、冷凍サイクルの成績係数を向上することができる。
【０００５】
上記構成の冷凍サイクルにおいて、圧縮機の駆動によって圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器で放熱して凝縮する。凝縮器で凝縮した冷媒は一方の分岐通路を通り、流入口を介してエジェクタに流入する。流入口からエジェクタに流入した冷媒はノズルにより減圧、膨張して乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。
【０００６】
他方の分岐通路を流通する冷媒はキャピラリチューブで減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。低温の湿り蒸気は第２蒸発器に流入し、外部からの吸熱により蒸発する。蒸発器から流出した乾き度の高い冷媒は吸引口から吸引されてエジェクタに流入する。
【０００７】
エジェクタで合流した冷媒はディフューザ部で昇圧して流出口から流出し、外部からの吸熱により第１蒸発器で蒸発して圧縮機に戻る。第１蒸発器と熱交換した冷気は一の冷却空間（例えば、冷蔵室）を冷却するとともに、さらに第２蒸発器により冷却されて他の冷却空間（例えば、冷凍室）を冷却する。
【０００８】
また、特許文献２には他の冷凍サイクル装置が開示される。この冷凍サイクル装置は圧縮機に接続した凝縮器の後段で分岐し、分岐した一方は第１膨張装置、第１蒸発器、エジェクタを順に接続して圧縮機に戻る。凝縮器の後段で分岐した他方は第２膨張装置、第２蒸発器が順に接続され、エジェクタで合流する。エジェクタの流入口には第１蒸発器を流出した冷媒が流入し、吸引口には第２蒸発器を流出した冷媒が流入する。
【０００９】
上記構成の冷凍サイクルにおいて、圧縮機の駆動によって圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器で放熱して凝縮する。凝縮器で液化した冷媒は分岐して第１膨張装置及び第２膨張装置でそれぞれ減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。低温の湿り蒸気は第１蒸発器及び第２蒸発器にそれぞれ流入し、外部からの吸熱により蒸発する。
【００１０】
第１蒸発器を流出した冷媒は流入口を介してエジェクタに流入し、第２蒸発器を流出した冷媒は吸引口を介してエジェクタに流入する。エジェクタで合流した冷媒は圧縮機に戻る。これにより、第１蒸発器及び第２蒸発器により所定の冷却空間が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−３６６２１号公報（第８頁−第２１頁、第１図）
【特許文献２】特開２０１３−２０００５７号公報（第４頁−第７頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１、２の冷凍サイクル装置によると、エジェクタの流入口から流入してノズルから噴射される高速度の噴射冷媒によって、第２蒸発器を流出した冷媒を吸引口から吸引する。このため、第１蒸発器及び第２蒸発器を同時に運転する必要がある。
【００１３】
一方で、冷蔵室及び冷凍室等の異なる温度帯の冷却空間を備える冷凍サイクル装置の場合に、利便性や庫内容積の確保等のために各冷却空間を異なる蒸発器で独立して冷却することが考えられる。この時、上記特許文献１、２の冷凍サイクル装置では第１蒸発器及び第２蒸発器を個別に冷却することができないため、運転効率が悪く、消費電力が大きくなる問題があった。
【００１４】
本発明は、省電力化を図ることのできる冷凍サイクル装置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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、第１冷却空間と、第１冷却空間よりも低温の第２冷却空間と、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器を流出後の冷媒の流路を切り替える高温側切替部と、前記高温側切替部を介して並列に配されるとともに冷媒を膨張させる第１膨張装置及び第２膨張装置と、第１膨張装置に接続して第１冷却空間を冷却する第１蒸発器と、第２膨張装置に接続して第２冷却空間を冷却する第２蒸発器と、第１蒸発器に接続される流入口と第２蒸発器に接続して前記流入口からの冷媒の流入によって冷媒が吸引される吸引口と前記圧縮機に接続される流出口とを有するエジェクタとを備え、前記高温側切替部の切り替えによって、第１蒸発器に冷媒が流通して第２蒸発器の冷媒流通を停止する第１冷却モードと、第２蒸発器に冷媒が流通して第１蒸発器の冷媒流通を停止する第２冷却モードと、第１蒸発器及び第２蒸発器に冷媒が流通する同時冷却モードとを有することを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、同時冷却モードでは圧縮機が駆動されると冷媒が圧縮され、高温高圧の冷媒が凝縮器の放熱によって凝縮される。凝縮器で液化した冷媒はそれぞれ第１膨張装置及び第２膨張装置で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。第１膨張装置を流出した冷媒は第１蒸発器で第１冷却空間からの吸熱により蒸発する。第２膨張装置を流出した冷媒は第２蒸発器で第１冷却空間よりも低温の第２冷却空間からの吸熱により蒸発する。第１蒸発器を流出した冷媒は流入口を介してエジェクタに流入し、第２蒸発器を流出した冷媒は吸引口を介してエジェクタに流入する。そして、エジェクタで混合した冷媒が流出口を介して流出し、圧縮機に戻る。
【００１７】
また、第１冷却モードでは凝縮器から流出した後の冷媒が第１膨張装置で減圧、膨張し、第１蒸発器で第１冷却空間からの吸熱により蒸発する。第１蒸発器を流出した冷媒はエジェクタまたは他の経路を介して圧縮機に戻る。第２冷却モードでは凝縮器から流出した後の冷媒が第２膨張装置で減圧、膨張し、第２膨張装置を流出した冷媒は第２蒸発器で第２冷却空間からの吸熱により蒸発する。第２蒸発器を流出した冷媒はエジェクタまたは他の経路を介して圧縮機に戻る。
【００１８】
また本発明は、上記構成の冷凍サイクル装置において、第１蒸発器と前記流入口との間または第２蒸発器と前記吸引口との間から前記流出口と前記圧縮機との間に接続されるバイパス通路と、第１蒸発器または第２蒸発器を流出した冷媒の流路を前記バイパス通路側と前記エジェクタ側とに択一的に切り替える低温側切替部とを備え、前記低温側切替部が第１冷却モード時または第２冷却モード時に前記バイパス通路側に切り替え、前記同時冷却モード時に前記エジェクタ側に切り替えることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の冷凍サイクル装置において、第１蒸発器と前記流入口との間から前記流出口と前記圧縮機との間に接続される第１バイパス通路と、第２蒸発器と前記吸引口との間から前記流出口と前記圧縮機との間に接続される第２バイパス通路と、第１蒸発器を流出した冷媒の流路を第１バイパス通路側と前記エジェクタ側とに択一的に切り替える第１低温側切替部と、第２蒸発器を流出した冷媒の流路を第２バイパス通路側と前記エジェクタ側とに択一的に切り替える第２低温側切替部とを備え、
前記同時冷却モード時に第１低温側切替部及び第２低温側切替部が前記エジェクタ側に切り替え、第１冷却モード時に第１低温側切替部が第１バイパス通路側に切り替えるとともに、第２冷却モード時に第２低温側切替部が第２バイパス通路側に切り替えることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の冷凍サイクル装置において、第２蒸発器とエジェクタとを接続する冷媒管が第２膨張装置と熱交換することを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の冷凍サイクル装置において、第１冷却空間及び第２冷却空間に対してそれぞれ独立に上限温度、下限温度及び前記上限温度と前記下限温度との間の判別温度が設定され、第１冷却空間及び第２冷却空間の一方が前記上限温度よりも高温になると前記圧縮機を駆動して、少なくとも一方が前記下限温度よりも降温されると前記圧縮機を停止し、第１冷却空間が前記上限温度よりも高温で第２冷却空間が前記判別温度よりも低温の場合に第１冷却モードを行うとともに、第２冷却空間が前記上限温度よりも高温で第１冷却空間が前記判別温度よりも低温の場合に第２冷却モードを行い、第１冷却空間及び第２冷却空間の一方が前記上限温度よりも高温で他方が前記判別温度よりも高温の場合に前記同時冷却モードを行うことを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の冷凍サイクル装置において、貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室と、前記冷蔵室よりも低湿で貯蔵物を冷蔵保存する野菜室と、貯蔵物を冷凍保存する冷凍室とを備えるとともに、第１蒸発器が分割して並列または直列に接続される第１分割部及び第２分割部を有し、第１分割部により前記冷蔵室を冷却して第２分割部により前記野菜室を冷却するとともに、第２蒸発器により前記冷凍室を冷却し、第２分割部が前記野菜室内に配して冷熱を放出する金属板により形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、第１冷却空間を冷却する第１蒸発器をエジェクタの流入口に接続し、第１冷却空間よりも低温の第２冷却空間を冷却する第２蒸発器をエジェクタの吸引口に接続する。そして、第１蒸発器のみに冷媒が流通する第１冷却モード、第２蒸発器のみに冷媒が流通する第２冷却モード、第１蒸発器及び第２蒸発器に冷媒が流通する同時冷却モードが高温側切替部により切り替えられる。
【００２４】
このため、第１冷却モード、第２冷却モードによって第１冷却空間及び第２冷却空間を熱負荷の変動に応じて個別に冷却することができ、冷凍サイクル装置の運転効率が向上する。従って、冷凍サイクル装置の省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態の冷凍冷蔵庫の概略構成図
【図２】本発明の第１実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【図３】本発明の第１実施形態の冷凍冷蔵庫のエジェクタを示す詳細図
【図４】本発明の第１実施形態の冷凍冷蔵庫の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第１実施形態の冷凍冷蔵庫の圧縮機停止判別処理の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の第２実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【図７】本発明の第３実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【図８】本発明の第４実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【図９】本発明の第５実施形態の冷凍冷蔵庫の概略構成図
【図１０】本発明の第５実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【図１１】本発明の第６実施形態の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は第１実施形態の冷凍サイクル装置である冷凍冷蔵庫の概略構成図を示している。冷凍冷蔵庫１は発泡断熱材を充填したキャビネット２を備えている。
【００２７】
キャビネット２の上部には貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室３が配される。冷蔵室３の下方には冷蔵室３よりも高温で貯蔵物を冷蔵保存する野菜室４が仕切壁１１を介して配される。野菜室４の下方には貯蔵物を冷凍保存する冷凍室５が仕切壁１２を介して配される。冷凍室５の後方には機械室１３が設けられ、機械室１３内には後述する冷凍サイクル２０（図２参照）を運転する圧縮機２１が配される。
【００２８】
冷蔵室３の背面上には冷蔵室３内の温度を検知する温度センサ１４が設けられる。冷凍室５の背面上には冷凍室５内の温度を検知する温度センサ１５が設けられる。冷蔵室３及び野菜室４の後方には冷気通路６が設けられ、冷凍室５の後方には冷気通路７が設けられる。
【００２９】
冷気通路６内には蒸発器２４（第１蒸発器）が配され、蒸発器２４の上方には冷蔵室送風機８が配される。冷気通路７内には蒸発器３４（第２蒸発器）が配され、蒸発器３４の上方には冷凍室送風機９が配される。また、冷気通路６には冷蔵室３に臨む吐出口６ａ及び野菜室４に臨む戻り口６ｂが設けられる。冷気通路７には冷凍室５に臨む吐出口７ａ及び戻り口７ｂが設けられる。
【００３０】
蒸発器２４と熱交換して冷却された冷気は冷蔵室送風機８により冷気通路６を上昇し、吐出口６ａを介して冷蔵室３に吐出される。冷蔵室３に吐出された冷気は冷蔵室３内を流通した後、仕切壁１１に設けた連通口（不図示）を介して野菜室４に流入する。野菜室４に流入した冷気は野菜室４を流通し、戻り口６ｂを介して蒸発器２４に戻る。これにより、冷蔵室３及び野菜室４が冷却される。
【００３１】
蒸発器３４と熱交換して冷却された冷気は冷凍室送風機９により吐出口７ａから冷凍室５に吐出される。冷凍室５に吐出された冷気は冷凍室５内を流通し、戻り口７ｂを介して蒸発器３４に戻る。これにより、冷凍室５が冷却される。
【００３２】
図２は冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクルを示している。冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル２０は冷媒管により接続された冷媒通路３０をイソブタンや二酸化炭素等の冷媒が流通する。冷媒通路３０は圧縮機２１に接続した凝縮器２２の後段で切替弁２７（高温側切替部）を介して分岐路３０ａ、３１ｂに分岐する。
【００３３】
分岐路３０ａには膨張装置２３（第１膨張装置）及び蒸発器２４（第１蒸発装置）が順に接続して設けられ、エジェクタ２６に接続される。分岐路３０ｂには膨張装置３３（第２膨張装置）及び蒸発器３４（第２蒸発装置）が順に接続して設けられ、エジェクタ２６に接続される。また、分岐路３０ｂの冷媒管は蒸発器３４とエジェクタ２６との間で膨張装置３３に隣接し、膨張装置３３との間で熱交換する内部熱交換器３５が構成される。エジェクタ２６で合流した冷媒通路３０は圧縮機２１に接続される。
【００３４】
蒸発器２４とエジェクタ２６との間には切替弁２８（第１低温側切替部）が配され、蒸発器３４とエジェクタ２６との間には切替弁２９（第２低温側切替部）が配される。冷媒通路３０は切替弁２８で分岐してエジェクタ２６と圧縮機２１との間に接続されるバイパス通路３０ｃを有している。また、冷媒通路３０は切替弁２９で分岐してエジェクタ２６と圧縮機２１との間に接続されるバイパス通路３０ｄを有している。
【００３５】
圧縮機２１は冷媒を圧縮し、凝縮器２２は圧縮機２１で圧縮された冷媒を凝縮する。膨張装置２３及び膨張装置３３は膨張弁やキャピラリチューブにより形成され、凝縮器２２を流出後の冷媒を減圧、膨張させる。蒸発器２４は膨張装置２３で減圧した冷媒を冷気通路６内の冷気との熱交換により蒸発させる。蒸発器２４の蒸発温度は冷蔵室３及び野菜室４を冷却するために膨張装置２３により最適化される。蒸発器３４は膨張装置３３で減圧した冷媒を冷気通路７内の冷気との熱交換により蒸発させる。蒸発器３４の蒸発温度は冷凍室５を冷却するために膨張装置３３により最適化される。
【００３６】
図３はエジェクタ２６の詳細図を示している。エジェクタ２６は冷気通路６内または冷気通路７内に設置される。また、エジェクタ２６をキャビネット２の背壁内に埋設してもよい。エジェクタ２６は筒状に形成され、上流から順に吸引部２６ｄ、混合部２６ｅ、ディフューザ部２６ｆを有している。
【００３７】
吸引部２６ｄは一端に流入口２６ａを有するノズル２６ｇが内装され、周面に吸引口２６ｂが設けられる。流入口２６ａには蒸発器２４（図２参照）が接続され、吸引口２６ｂには蒸発器３４（図２参照）が接続される。流入口２６ａから流入する冷媒はノズル２６ｇにより膨張して高速流となる。ノズル２６ｇの出口の圧力が吸引口２６ｂに導入される冷媒よりも低圧になると、圧力差により吸引口２６ｂから冷媒が吸引されて吸引部２６ｄに流入する。
【００３８】
混合部２６ｅはノズル２６ｇの下流に配され、流入口２６ａ及び吸引口２６ｂから流入する冷媒を混合する。ディフューザ部２６ｆは圧縮機２１（図２参照）に接続される流出口２６ｃを端面に有して下流側を拡幅し、混合部２６ｅで混合した冷媒を昇圧する。これにより、流入口２６ａから流入する高圧の冷媒の圧力エネルギーを利用して吸引口２６ｂから冷媒を吸引し、蒸発器３４の蒸発圧力よりも高圧の冷媒が圧縮機２１に送られる。
【００３９】
図２において、切替弁２７は分岐路３０ａ及び分岐路３０ｂの一方または両方の３パターンに冷媒の流路を切り替えることができる。また、切替弁２８及び切替弁２９はエジェクタ２６側と圧縮機２１側とに択一的に冷媒の流路を切り替えることができる。
【００４０】
冷凍サイクル２０は切替弁２７、切替弁２８及び切替弁２９により切り替えられる同時冷却モード、冷蔵室冷却モード及び冷凍室冷却モードを有している。同時冷却モードは切替弁２７の切り替えにより分岐路３０ａ及び分岐路３０ｂに冷媒が流通し、切替弁２８及び切替弁２９がエジェクタ２６側に切り替えられる。
【００４１】
冷蔵室冷却モード（第１冷却モード）は切替弁２７により分岐路３０ａに冷媒が流通して分岐路３０ｂの冷媒流通を停止し、切替弁２８が圧縮機２１側に切り替えられる。この時、分岐路３０ｂに冷媒が流通しないため切替弁２９の切り替え制御は行われない。冷凍室冷却モード（第２冷却モード）は切替弁２７により分岐路３０ｂに冷媒が流通して分岐路３０ａの冷媒流通を停止し、切替弁２９が圧縮機２１側に切り替えられる。この時、分岐路３０ａに冷媒が流通しないため切替弁２８の切り替え制御は行われない。
【００４２】
上記構成の冷凍冷蔵庫１において、同時冷却モード時に冷媒は矢印Ｓ０（図２において、白抜きで示す）に示すように流通する。圧縮機２１の駆動によって圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器２２で放熱して凝縮する。この時、冷媒に二酸化炭素等を用いた超臨界冷凍サイクルの場合は凝縮器２２で降温される。凝縮器２２で放熱した冷媒は分岐して膨張装置２３及び膨張装置３３に流入する。冷媒は膨張装置２３、３３で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。
【００４３】
膨張装置２３を流出した冷媒は蒸発器２４に流入し、冷蔵室３の冷気通路６を流通する冷気との熱交換により蒸発して乾き度が高くなる。これにより、気相冷媒または乾き度の高い気液二相冷媒が高圧側の流入口２６ａを介してエジェクタ２６に流入する。
【００４４】
膨張装置３３を流出した冷媒は蒸発器３４に流入し、冷凍室５の冷気通路７を流通する冷気との熱交換により蒸発して乾き度が高くなる。蒸発器３４を流出した冷媒は内部熱交換器３５により更に蒸発し、乾き度がより高くなる。これにより、低圧の気相冷媒または乾き度の高い気液二相冷媒が吸引口２６ｂから吸引されてエジェクタ２６に流入する。流入口２６ａ及び吸引口２６ｂからエジェクタ２６に流入した冷媒は混合され、流出口２６ｃから流出して圧縮機２１に戻る。
【００４５】
冷蔵室冷却モードでは冷媒は切替弁２７の下流で矢印Ｓ１（図２において、ハッチングで示す）に示すように流通する。凝縮器２２で放熱した冷媒は膨張装置２３で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。膨張装置２３を流出した冷媒は蒸発器２４に流入し、冷気通路６を流通する冷気との熱交換により蒸発して乾き度が高くなる。蒸発器２４を流出した冷媒はバイパス通路３０ｃを介して圧縮機２１に戻る。
【００４６】
冷凍室冷却モードでは冷媒は切替弁２７の下流で矢印Ｓ２（図２において、黒色で示す）に示すように流通する。凝縮器２２で放熱した冷媒は膨張装置３３で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。膨張装置３３を流出した冷媒は蒸発器３４に流入し、冷気通路７を流通する冷気との熱交換により蒸発して乾き度が高くなる。蒸発器２４を流出した冷媒は内部熱交換器３５により更に蒸発し、乾き度がより高くなる。そして、冷媒はバイパス通路３０ｄを介して圧縮機２１に戻る。
【００４７】
図４は冷凍冷蔵庫１の動作を示すフローチャートである。冷凍冷蔵庫１は温度センサ１４、１５により所定周期で検知される冷蔵室３及び冷凍室５の温度ｔｒ、ｔｆに応じて圧縮機２１の駆動及び停止が行われる。このため、冷凍冷蔵庫１には冷蔵室３に対して所定の上限温度ｔｒ１、下限温度ｔｒ３及び上限温度ｔｒ１と下限温度ｔｒ３との間の判別温度ｔｒ２が設定される。また、冷凍室５に対しても同様に冷蔵室３の各温度に対して独立に所定の上限温度ｔｆ１、下限温度ｔｆ３及び上限温度ｔｆ１と下限温度ｔｆ３との間の判別温度ｔｆ２が予め設定される。
【００４８】
冷凍冷蔵庫１の動作が開始されると、ステップ＃１１で温度センサ１４、１５による検知時期になるまで待機する。温度センサ１４、１５の検知時期になると、ステップ＃１２で温度センサ１４、１５により冷蔵室３の温度ｔｒ及び冷凍室５の温度ｔｆが検知される。ステップ＃１３では圧縮機２１が駆動状態か否かが判断される。圧縮機２１が駆動状態の場合はステップ＃２１に移行し、後述する圧縮機停止判別処理が行われる。
【００４９】
圧縮機２１が停止状態の場合はステップ＃１４で冷蔵室３の温度ｔｒが上限温度ｔｒ１以上か否かが判断される。冷蔵室３の温度ｔｒが上限温度ｔｒ１以上でない場合はステップ＃１５で冷凍室５の温度ｔｆが上限温度ｔｆ１以上か否かが判断される。冷凍室５の温度ｔｆが上限温度ｔｆ１以上でない場合はステップ＃１１に戻り、ステップ＃１１〜＃１５が繰り返される。
【００５０】
ステップ＃１１〜＃１５を繰り返して冷蔵室３の温度ｔｒが上限温度ｔｒ１以上になるとステップ＃１４の判断でステップ＃１８に移行する。また、冷凍室５の温度ｔｆが上限温度ｔｆ１以上になるとステップ＃１５の判断でステップ＃１６に移行する。
【００５１】
ステップ＃１８では冷凍室５の温度ｔｆが判別温度ｔｆ２以上か否かが判断される。冷凍室５の温度ｔｆが判別温度ｔｆ２以上の場合はステップ＃１９に移行する。ステップ＃１９では圧縮機２１を駆動して同時冷却モードを行い、ステップ＃１１に戻る。冷凍室５の温度ｔｆが判別温度ｔｆ２以上でない場合はステップ＃２０に移行する。ステップ＃２０では圧縮機２１を駆動して冷蔵室冷却モードを行い、ステップ＃１１に戻る。
【００５２】
ステップ＃１６では冷蔵室３の温度ｔｒが判別温度ｔｒ２以上か否かが判断される。冷蔵室３の温度ｔｒが判別温度ｔｒ２以上の場合はステップ＃１９に移行して同時冷却モードが行われる。冷蔵室３の温度ｔｒが判別温度ｔｒ２以上でない場合はステップ＃１７に移行する。ステップ＃１７では圧縮機２１を駆動して冷凍室冷却モードを行い、ステップ＃１１に戻る。
【００５３】
図５は圧縮機停止判定処理の動作を示すフローチャートである。ステップ＃１３（図４参照）の判断で圧縮機２１が駆動状態であるとステップ＃２１（図４参照）で圧縮機停止判定処理に移行する。圧縮機停止判定処理のステップ＃３１では実行中の運転モードが判別される。運転モードが同時冷却モードの場合はステップ＃３２に移行する。運転モードが冷凍室冷却モードの場合はステップ＃３５に移行する。運転モードが冷蔵室冷却モードの場合はステップ＃３６に移行する。
【００５４】
同時冷却モードの場合にステップ＃３２では冷蔵室３の温度ｔｒが下限温度ｔｒ３以下か否かが判断される。冷蔵室３の温度ｔｒが下限温度ｔｒ３以下の場合はステップ＃３４に移行し、冷蔵室３の温度ｔｒが下限温度ｔｒ３以下でない場合はステップ＃３３に移行する。
【００５５】
ステップ＃３３では冷凍室５の温度ｔｆが下限温度ｔｆ３以下か否かが判断される。冷凍室５の温度ｔｆが下限温度ｔｆ３以下でない場合は図４のステップ＃１１に戻る。冷凍室５の温度ｔｆが下限温度ｔｆ３以下の場合はステップ＃３４に移行する。ステップ＃３４では圧縮機２１が停止され、図４のステップ＃１１に戻る。
【００５６】
尚、冷蔵室３及び冷凍室５の一方が下限温度ｔｒ３、ｔｆ３よりも降温されると圧縮機２１を停止しているが、両方が下限温度ｔｒ３、ｔｆ３よりも降温された際に圧縮機２１を停止してもよい。
【００５７】
冷凍室冷却モードの場合にステップ＃３５では冷蔵室３の温度ｔｒが上限温度ｔｒ１以上か否かが判断される。冷蔵室３の温度ｔｒが上限温度ｔｒ１以上の場合は図４のステップ＃１８に移行する。これにより、同時冷却モードまたは冷蔵室冷却モードに切り替えられる。冷蔵室３の温度ｔｒが上限温度ｔｒ１以上でない場合はステップ＃３３に移行し、ステップ＃３３によって圧縮機２１の停止判定が行われる。
【００５８】
冷蔵室冷却モードの場合にステップ＃３６では冷凍室５の温度ｔｆが上限温度ｔｆ１以上か否かが判断される。冷凍室５の温度ｔｆが上限温度ｔｆ１以上の場合は図４のステップ＃１６に移行する。これにより、同時冷却モードまたは冷凍室冷却モードに切り替えられる。
【００５９】
冷凍室５の温度ｔｆが上限温度ｔｆ１以上でない場合はステップ＃３７に移行する。ステップ＃３７では冷蔵室３の温度ｔｒが下限温度ｔｒ３以下か否かが判断される。冷蔵室３の温度ｔｒが下限温度ｔｒ３以下でない場合は図４のステップ＃１１に戻る。冷蔵室３の温度ｔｒが下限温度ｔｒ３以下の場合はステップ＃３４に移行し、圧縮機２１を停止して図４のステップ＃１１に戻る。
【００６０】
本実施形態によると、冷蔵室３（第１冷却空間）を冷却する蒸発器２４（第１蒸発器）をエジェクタ２６の流入口２６ａに接続し、冷蔵室３よりも低温の冷凍室５（第２冷却空間）を冷却する蒸発器３４（第２蒸発器）をエジェクタ２６の吸引口２６ｂに接続する。そして、蒸発器２４のみに冷媒が流通する冷蔵室冷却モード（第１冷却モード）、蒸発器３４のみに冷媒が流通する冷凍室冷却モード（第２冷却モード）、蒸発器２４及び蒸発器３４に冷媒が流通する同時冷却モードが切替弁２７（高温側切替部）により切り替えられる。
【００６１】
このため、同時冷却モード時には流入口２６ａから流入する冷媒を駆動源とした吸引口２６ｂに生じる吸引力によって蒸発器２４及び蒸発器３４に冷媒が流通し、冷蔵室３（第１冷却空間）及び冷凍室５（第２冷却空間）を同時に冷却することができる。一方で、冷蔵室冷却モード及び冷凍室冷却モードでは冷蔵室３（第１冷却空間）及び冷凍室５（第２冷却空間）を熱負荷の変動に応じて個別に冷却することができ、冷凍冷蔵庫１の運転効率が向上する。従って、冷凍冷蔵庫１の省電力化を図ることができる。
【００６２】
また、同時冷却モード時にエジェクタ２６の流入口２６ａには蒸発器２４での熱交換により蒸発した後の気相冷媒または乾き度の高い気液二相冷媒が流入する。吸引口２６ｂには蒸発器３４での熱交換により蒸発した後の気相冷媒または乾き度の高い気液二相冷媒が流入する。これにより、吸引口２６ｂに生じる吸引力を高くでき、冷媒をより高い圧力まで昇圧して圧縮機２１の圧縮仕事を低減できる。更に、エジェクタ２６のディフューザ部２６ｆにおける冷媒の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換する変換効率を向上できる。このため、冷凍サイクル２０の成績係数を向上できる。
【００６３】
また、同時冷却モード時に切替弁２８（第１低温側切替部）及び切替弁２９（第２低温側切替部）は冷媒の流路をエジェクタ２６側に切り替える。冷蔵室冷却モード時に切替弁２８は冷媒の流路をバイパス通路３０ｃ（第１バイパス通路）側に切り替える。冷凍室冷却モード時に切替弁２９は冷媒の流路をバイパス通路３０ｄ（第２バイパス通路）側に切り替える。
【００６４】
冷蔵室冷却モード時及び冷凍室冷却モード時ではエジェクタ２６に冷媒を流通させるとエジェクタ２６により冷媒の流通が阻害される。エジェクタ２６に流入する冷媒が気相である場合にはとりわけ大きな圧力損失となるため、冷蔵室冷却モード時及び冷凍室冷却モード時における冷凍サイクル２０の効率低下の要因となりやすい。
【００６５】
そこで、冷蔵室冷却モード時及び冷凍室冷却モード時では、上述のようにバイパス通路３０ｃ、３０ｄに冷媒の流路を切り替えることにより冷媒がエジェクタ２６を通過しない。このため、流入口２６ａ及び吸引口２６ｂの一方のみからエジェクタ２６内に冷媒が流入した際に生じる圧力損失を防止できる。従って、同時冷却モード時だけでなく、冷蔵室冷却モード時及び冷凍室冷却モード時であっても冷凍サイクル２０の成績係数がより向上し、冷凍冷蔵庫１の省電力化をより図ることができる。
【００６６】
また、蒸発器３４とエジェクタ２６とを接続する冷媒管が膨張装置３３と熱交換する内部熱交換器３５を形成するので、吸引口２６ｂからより乾き度の高い冷媒を流入させることができる。
【００６７】
また、冷蔵室３が上限温度ｔｒ１よりも高温で冷凍室５が判別温度ｔｆ２よりも低温の場合に冷蔵室冷却モードが行われる。冷凍室５が上限温度ｔｆ１よりも高温で冷蔵室３が判別温度ｔｒ２よりも低温の場合に冷凍室冷却モードが行われる。冷蔵室３及び冷凍室５の一方が上限温度ｔｒ１、ｔｆ１よりも高温で他方が判別温度ｔｒ２、ｔｆ２よりも高温の場合に同時冷却モードが行われる。
【００６８】
これにより、例えば、冷蔵室３が上限温度ｔｒ１よりも高温で冷凍室５が上限温度ｔｆ１と判別温度ｔｆ２と間の場合に同時冷却モードが行われる。このため、冷凍サイクル２０の運転によって冷蔵室３だけでなく冷凍室５も降温され、冷凍冷蔵庫１の運転効率を向上できる。冷凍室５が判別温度ｔｆ２よりも低温時に同時冷却モードを行うと冷蔵室３が上限温度ｔｒ１近傍の時にも冷凍室５が下限温度ｔｆ３に到達する可能性があるため、判別温度ｔｆ２よりも高温時に同時冷却モードを行うことが好ましい。
【００６９】
＜第２実施形態＞
次に、図６は第２実施形態の冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル２０を示している。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は第１実施形態に対して切替弁２９（図２参照）及びバイパス通路３０ｄ（図２参照）が省かれる。その他の部分は第１実施形態と同一である。
【００７０】
同時冷却モードでは第１実施形態と同様に、蒸発器２４を流出した冷媒は流入口２６ａ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。また、蒸発器３４を流出した冷媒は吸引口２６ｂ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流出した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００７１】
冷蔵室冷却モードでは第１実施形態と同様に、蒸発器２４を流出した冷媒は切替弁２８（低温側切替部）の切り替えによりバイパス通路３０ｃを流通して圧縮機２１に戻る。
【００７２】
冷凍室冷却モードでは切替弁２９（図２参照）が設けられないため、蒸発器３４を流出した冷媒は吸引口２６ｂ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流通した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００７３】
本実施形態によると、第１実施形態と同様に、冷蔵室冷却モード及び冷凍室冷却モードによって冷蔵室３及び冷凍室５を熱負荷の変動に応じて個別に冷却することができ、冷凍冷蔵庫１の運転効率が向上する。また、同時冷却モード時に圧縮機２１の圧縮仕事を低減できるとともにエジェクタ２６における圧力エネルギーの変換効率を向上できる。
【００７４】
また、切替弁２９を省いたので冷凍室冷却モード時にエジェクタ２６による圧力損失が生じるが、切替弁２８（低温側切替部）によって冷蔵室冷却モード時にエジェクタ２６による圧力損失を防止できる。従って、本実施形態は例えば、冷凍室５の容積が冷蔵室３に比べて小さい場合等の、冷凍室冷却モードでの運転時間が少ない冷凍サイクル装置に適用することが好ましい。
【００７５】
＜第３実施形態＞
次に、図７は第３実施形態の冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル２０を示している。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は第１実施形態に対して切替弁２８（図２参照）及びバイパス通路３０ｃ（図２参照）が省かれる。その他の部分は第１実施形態と同一である。
【００７６】
同時冷却モードでは第１実施形態と同様に、蒸発器２４を流出した冷媒は流入口２６ａ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。また、蒸発器３４を流出した冷媒は吸引口２６ｂ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流出した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００７７】
冷蔵室冷却モードでは切替弁２８（図２参照）が設けられないため、蒸発器２４を流出した冷媒は流入口２６ａ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流通した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００７８】
冷凍室冷却モードでは第１実施形態と同様に、蒸発器３４を流出した冷媒は切替弁２９（低温側切替部）の切り替えによりバイパス通路３０ｄを流通して圧縮機２１に戻る。
【００７９】
本実施形態によると、第１実施形態と同様に、冷蔵室冷却モード及び冷凍室冷却モードによって冷蔵室３及び冷凍室５を熱負荷の変動に応じて個別に冷却することができ、冷凍冷蔵庫１の運転効率が向上する。また、同時冷却モード時に圧縮機２１の圧縮仕事を低減できるとともにエジェクタ２６における圧力エネルギーの変換効率を向上できる。
【００８０】
また、切替弁２８を省いたので冷蔵室冷却モード時にエジェクタ２６による圧力損失が生じるが、切替弁２９（低温側切替部）によって冷凍室冷却モード時にエジェクタ２６による圧力損失を防止できる。従って、本実施形態は例えば、冷蔵室３の設定温度が比較的高温である場合等の、冷蔵室冷却モードでの運転時間が少ない冷凍サイクル装置に適用することが好ましい。
【００８１】
＜第４実施形態＞
次に、図８は第４実施形態の冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル２０を示している。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は第１実施形態に対して切替弁２８、２９（図２参照）及びバイパス通路３０ｃ、３０ｄ（図２参照）が省かれる。その他の部分は第１実施形態と同一である。
【００８２】
同時冷却モードでは第１実施形態と同様に、蒸発器２４を流出した冷媒は流入口２６ａ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。また、蒸発器３４を流出した冷媒は吸引口２６ｂ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流出した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００８３】
冷蔵室冷却モードでは切替弁２８（図２参照）が設けられないため、蒸発器２４を流出した冷媒は流入口２６ａ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流通した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００８４】
冷凍室冷却モードでは切替弁２９（図２参照）が設けられないため、蒸発器３４を流出した冷媒は吸引口２６ｂ（図３参照）を介してエジェクタ２６に流入する。エジェクタ２６を流通した冷媒は圧縮機２１に戻る。
【００８５】
本実施形態によると、第１実施形態と同様に、冷蔵室冷却モード及び冷凍室冷却モードによって冷蔵室３及び冷凍室５を熱負荷の変動に応じて個別に冷却することができ、冷凍冷蔵庫１の運転効率が向上する。また、同時冷却モード時に圧縮機２１の圧縮仕事を低減できるとともにエジェクタ２６における圧力エネルギーの変換効率を向上できる。
【００８６】
＜第５実施形態＞
次に、図９は第５実施形態の冷凍冷蔵庫１の概略構成図を示し、図１０は冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル２０を示している。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は第１実施形態に対して野菜室４及び冷凍室５の配置が異なり、蒸発器２４が分割部２４ａ、２４ｂに分割される。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００８７】
キャビネット２の上部には冷蔵室３が配され、冷蔵室３の下方には仕切壁１１を介して冷凍室５が配される。冷凍室５の下方には仕切壁１２を介して野菜室４が配される。冷気通路６は冷蔵室３の後方に配され、冷気通路６の下部には冷蔵室３に臨む戻り口６ｂが設けられる。
【００８８】
蒸発器２４は直列に接続される分割部２４ａ及び分割部２４ｂに分割される。分割部２４ａ（第１分割部）は冷気通路６内に配され、冷気通路６を流通する気流と熱交換する。これにより、冷蔵室３は分割部２４ａと熱交換した冷気が吐出口６ａから吐出され、冷蔵室３内を流通した後に戻り口６ｂを介して分割部２４ａに戻る。
【００８９】
分割部２４ｂ（第２分割部）は金属板により形成され、野菜室４の上部に配される。これにより、野菜室４は分割部２４ｂから放出される冷熱によって冷却される。従って、野菜室４内の貯蔵物の乾燥を抑制することができる。
【００９０】
本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、蒸発器２４を直列に接続される分割部２４ａ、２４ｂに分割し、金属板から成る分割部２４ｂを野菜室４内に配したので、野菜室４内の貯蔵物の乾燥を抑制することができる。
【００９１】
＜第６実施形態＞
次に、図１１は第６実施形態の冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル２０を示している。説明の便宜上、前述の図９、図１０に示す第５実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は蒸発器２４が並列に接続される分割部２４ａ、２４ｂに分割される。その他の部分は第５実施形態と同一である。
【００９２】
本実施形態によると、第５実施形態と同様に、蒸発器２４を並列に接続される分割部２４ａ、２４ｂに分割し、金属板から成る分割部２４ｂを野菜室４内に配したので、野菜室４内の貯蔵物の乾燥を抑制することができる。
【００９３】
第１〜第６実施形態おいて、冷凍サイクル２０を備えた冷凍サイクル装置が冷凍冷蔵庫１から成るが、温度の異なる第１、第２冷却空間を異なる蒸発器２４、３４により冷却する冷凍サイクル装置であれば冷凍車両等の他の機器であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明によると、エジェクタを有した冷凍サイクルによって複数の冷却空間を冷却する冷凍冷蔵庫、冷凍車両等に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１    冷凍冷蔵庫
２    キャビネット
３    冷蔵室
４    野菜室
５    冷凍室
６、７  冷気通路
８    冷蔵室送風機
９    冷凍室送風機
１１、１２  仕切壁
１３    機械室
２０    冷凍サイクル
２１    圧縮機
２２    凝縮器
２３、３３  膨張装置
２４、３４  蒸発器
２４ａ、２４ｂ  分割部
２６    エジェクタ
２６ａ  流入口
２６ｂ  吸引口
２６ｃ  流出口
２６ｄ  吸引部
２６ｅ  混合部
２６ｆ  ディフューザ部
２６ｇ  ノズル
２７、２８、２９  切替弁
３０    冷媒通路
３０ａ、３０ｂ  分岐路
３０ｃ、３０ｄ  バイパス通路
３５    内部熱交換器
【図１】
2016061472.tif 000003
【図２】
2016061472.tif 000004
【図３】
2016061472.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016061472.tif 000009
【図８】
2016061472.tif 000010
【図９】
2016061472.tif 000011
【図１０】
2016061472.tif 000012
【図１１】
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