(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機の停止中、高温の冷媒が蒸発器に流入せず、しかも圧縮機の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれ、さらに使用される弁の数も少ない冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】圧縮機６２と、圧縮機６２の吐出側に接続された第１逆止弁６３と、第１逆止弁６３の下流側に接続された凝縮器６４と、凝縮器６４の下流側に接続された切替弁６５と、切替弁６５の下流側に接続された減圧装置６６と、減圧装置６６の下流側と圧縮機６２の吸い込み側とに接続された蒸発器６８とを備え、切替弁６５が、圧縮機６２と第１逆止弁６３との間に分岐配管７４で接続され、圧縮機６２の稼働中は凝縮器６４から減圧装置６６への流路を開き、圧縮機６２の停止中は分岐配管７４から減圧装置６６への流路を開く。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、前記圧縮機の吐出側に接続された第１逆止弁と、前記第１逆止弁の下流側に接続された凝縮器と、前記凝縮器の下流側に接続された切替弁と、前記切替弁の下流側に接続された減圧装置と、前記減圧装置の下流側と前記圧縮機の吸い込み側とに接続された蒸発器とを備え、
前記切替弁が、前記圧縮機と前記第１逆止弁との間に分岐配管で接続され、前記圧縮機の稼働中は前記凝縮器から前記減圧装置への流路を開き、前記圧縮機の停止中は前記分岐配管から前記減圧装置への流路を開く、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機と、前記圧縮機の吐出側に接続された第１逆止弁と、前記第１逆止弁の下流側に接続された凝縮器と、前記凝縮器の下流側に接続された切替弁と、前記切替弁の下流側に接続された減圧装置と、前記減圧装置の下流側に接続された蒸発器と、前記蒸発器の下流側と前記圧縮機の吸い込み側とに接続された第２逆止弁とを備え、
前記切替弁が、前記圧縮機と前記第１逆止弁との間に第１分岐配管で接続されるとともに、前記第２逆止弁と前記圧縮機との間に第２分岐配管で接続され、前記圧縮機の稼働中は前記凝縮器から前記減圧装置への流路を開き、前記圧縮機の停止中は前記凝縮器から前記減圧装置への流路を閉じ、前記圧縮機の停止中の少なくとも前記圧縮機の起動前の一定時間は前記第１分岐配管から前記第２分岐配管への流路を開く、冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記蒸発器と並列に少なくとももう１つの蒸発器が設けられ、前記圧縮機の稼働中は、前記切替弁又はその下流側に設けられたもう１つの切替弁が、前記凝縮器からこれらの蒸発器の中の１つへの流路を開く、請求項１又は２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】
本発明の実施形態は冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置３６０は、図７に示されているように、圧縮機３６２、凝縮器３６４、減圧装置３６６、蒸発器３６８がこの順で接続された構成となっている。図７のように減圧装置３６６及び蒸発器３６８と並列に第２減圧装置３６７及び第２蒸発器３６９が設けられていても良い。三方弁３６５が減圧装置３６６及び蒸発器３６８へ冷媒を流すように開いている状態で、圧縮機３６２が稼働すると、冷媒は、圧縮機３６２で高温・高圧の気体となった後、凝縮器３６４へ流入しそこで放熱して高圧のまま液化する。その後冷媒は、減圧装置３６６を通過して減圧され、蒸発器３６８へ流入してそこで気化するとともに吸熱する。
【０００３】
圧縮機３６２が停止すると、冷凍サイクル装置３６０内の冷媒の圧力がバランスするように力が働くため、高温の冷媒が蒸発器３６８へ流入し、蒸発器３６８の温度が上昇する。その後圧縮機３６２が再稼働しても、温度上昇した蒸発器３６８が再び冷却されるまでに時間がかかり、エネルギーが無駄になる。
【０００４】
これに対し、圧縮機３６２の停止中に三方弁３６５を閉塞し三方弁３６５より下流へ冷媒が流れないようにすれば、凝縮器３６４の高温の冷媒が減圧装置３６６及び蒸発器３６８に流入せず、蒸発器３６８の温度が上昇しない。
【０００５】
しかしそのようにして冷凍サイクル装置３６０内の冷媒の流れを止めた場合、圧縮機３６２の停止中、冷凍サイクル装置３６０内の圧力分布が維持されるため、圧縮機３６２の吐出側が高圧、圧縮機３６２の吸い込み側が低圧に維持される。その状態で圧縮機３６２が起動すると、圧縮機３６２に負荷がかかり、起動不良が発生するおそれがある。
【０００６】
その対策として、例えば、弁を有するバイパス回路で圧縮機の吐出側と吸い込み側とを連結し、圧縮機の停止中は弁を開いて圧縮機の吐出側と吸い込み側の圧力バランスを取ろうとする特許文献１の方法等も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２０５６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしこのような冷凍サイクル装置は、使用される弁の数が多いため、構造が複雑化し製造コストがかかるおそれがある。
【０００９】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、圧縮機の停止中、高温の冷媒が蒸発器に流入せず、しかも圧縮機の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれ、さらに使用される弁の数も少ない冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、前記圧縮機の吐出側に接続された第１逆止弁と、前記第１逆止弁の下流側に接続された凝縮器と、前記凝縮器の下流側に接続された切替弁と、前記切替弁の下流側に接続された減圧装置と、前記減圧装置の下流側と前記圧縮機の吸い込み側とに接続された蒸発器とを備え、前記切替弁が、前記圧縮機と前記第１逆止弁との間に分岐配管で接続され、前記圧縮機の稼働中は前記凝縮器から前記減圧装置への流路を開き、前記圧縮機の停止中は前記分岐配管から前記減圧装置への流路を開く。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の冷蔵庫１０の断面図。
【図２】実施形態１の冷凍サイクル装置６０を示す図。
【図３】冷蔵庫１０のブロック図。
【図４】実施形態２の冷凍サイクル装置１６０を示す図。
【図５】実施形態３の冷凍サイクル装置２６０を示す図。
【図６】実施形態３の冷凍サイクル装置２６０の変更例を示す図。
【図７】従来の冷凍サイクル装置３６０を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態１に係る冷蔵庫１０は、図１に示すように、冷蔵庫１０の外郭を形成する外箱と、貯蔵空間が形成されている内箱とが組み合わさった冷蔵庫本体１２を備える。外箱と内箱との間には発泡断熱材等が充填されている。貯蔵空間は、上側の冷蔵空間２０と下側の冷凍空間４０とに区画されている。
【００１３】
冷蔵空間２０は、冷蔵温度（例えば、２〜３℃）に冷却される空間である。冷蔵空間２０の内部は、貯蔵室としての上側の冷蔵室２１と、同じく貯蔵室としての下側の野菜室２２とに区画されている。冷蔵室２１内の下部にはチルド室２３が設けられている。冷蔵室２１の開口部は、その片側の上下に設けられたヒンジにより回動自在に設けられた冷蔵室扉２４により閉塞されている。冷蔵室２１の上壁やチルド室２３の奥には庫内灯２８が設けられている。
【００１４】
野菜室２２の開口部は引き出し式扉２５により閉塞されている。引き出し式扉２５の裏側には野菜容器２６が保持されている。この野菜容器２６は、引き出し式扉２５と一体となって引き出されるように構成されている。
【００１５】
冷蔵空間２０の背後には蒸発器室が設けられている。蒸発器室内には冷気を発生させる冷蔵用蒸発器６８が収納されている。冷蔵用蒸発器６８で発生した冷気は、ファン２７により冷蔵空間２０へ送られ、冷蔵空間２０内を冷却する。冷蔵用蒸発器６８で発生した冷気の流路には脱臭装置が設けられていても良い。
【００１６】
冷凍空間４０は、冷凍温度（例えば、−１８℃以下）に冷却される空間である。冷凍空間４０内の上部には製氷室４１が設けられている。製氷室４１内には貯氷容器４５が設けられている。貯氷容器４５は製氷室４１の開口部を閉塞する引き出し式扉４６と一体となって引き出されるように構成されている。冷凍空間４０内の下部には冷凍室４２が設けられている。冷凍室４２の開口部は引き出し式扉４３により閉塞されている。引き出し式扉４３の裏側には収納容器４４が保持されている。この収納容器４４は、引き出し式扉４３と一体となって引き出されるように構成されている。収納容器４４の上方にさらに別の収納容器が設けられていても良い。冷凍空間４０の背後には蒸発器室が設けられている。蒸発器室内には冷気を発生させる冷凍用蒸発器６９が収納されている。冷凍用蒸発器６９で発生した冷気は、ファン４７により冷凍空間４０へ送られ、冷凍空間４０内を冷却する。
【００１７】
冷蔵庫１０は図２に示す冷凍サイクル装置６０を備えている。冷凍サイクル装置６０は、圧縮機６２と、圧縮機６２の下流側に接続された凝縮器６４と、凝縮器６４の下流側に接続された減圧装置６６と、減圧装置６６の下流側と圧縮機６２の吸い込み側とに接続された蒸発器とを備える。なお下流とは冷媒の流れの下流のことである。図２での蒸発器は冷蔵用蒸発器６８とするが、冷凍用蒸発器６９であっても良い。また減圧装置６６は例えばキャピラリチューブや膨張弁からなる。さらに、冷凍サイクル装置６０は、圧縮機６２の冷媒の吐出側にあたる圧縮機６２と凝縮器６４との間に、第１逆止弁６３を備える。第１逆止弁６３は、圧縮機６２から凝縮器６４へ向かう冷媒を通すが、その逆へは冷媒を通さない。
【００１８】
さらに、冷凍サイクル装置６０は、凝縮器６４の下流側かつ減圧装置６６の上流側に、切替弁としての三方弁６５を備える。三方弁６５は、凝縮器６４及び減圧装置６６に接続されている他、圧縮機６２と第１逆止弁６３とを接続する吐出配管７２にも接続されている。三方弁６５と吐出配管７２とは分岐配管７４で接続されている。三方弁６５は、凝縮器６４から減圧装置６６への流路と、吐出配管７２から減圧装置６６への流路とを切替えることができる。分岐配管７４は、少なくともその一部の内径が吐出配管７２の内径よりも小さくなるように径が絞ってあり、減圧装置となっていることが望ましい。
【００１９】
冷蔵庫本体１２の後壁には制御部１４を有する電源基板が設けられている。図３のブロック図に示されているように、制御部１４は、圧縮機６２、三方弁６５、ファン２７、ファン４７等と電気的に接続されており、これらの機器を制御する。
【００２０】
以上の構造の冷蔵庫１０において、制御部１４は、圧縮機６２の稼働中は、三方弁６５を制御し、凝縮器６４から減圧装置６６への冷媒の流路を開き、分岐配管７４から減圧装置６６への冷媒の流路を閉じている。その間冷凍サイクル装置６０の中を冷媒が循環する。詳細には、冷媒は、圧縮機６２で加圧され高温・高圧の気体となった後、凝縮器６４へ流入し凝縮器６４で放熱して高圧のまま液化する。その後冷媒は、減圧装置６６を通過して減圧されて沸点が下がり、冷蔵用蒸発器６８へ流入して冷蔵用蒸発器６８で気化するとともに吸熱する。そのため冷蔵用蒸発器６８の周辺に冷気が発生する。この冷気がファン２７により冷蔵空間２０へ送られ、冷蔵空間２０が冷却される。
【００２１】
また、制御部１４は、圧縮機６２の停止中は、三方弁６５を制御し、分岐配管７４から減圧装置６６への冷媒の流路を開き、凝縮器６４から減圧装置６６への冷媒の流路を閉じている。すると、冷凍サイクル装置６０内の冷媒の流路は、圧縮機６２から出た冷媒が分岐配管７４、減圧装置６６、冷蔵用蒸発器６８を通って圧縮機６２に戻る冷媒の小回路と、凝縮器６４を含む第１逆止弁６３から三方弁６５までの流路とに分けられる。そして凝縮器６４側の高温の冷媒は、第１逆止弁６３から三方弁６５までの前記流路に留まることになり、冷蔵用蒸発器６８へ流入しない。また、圧縮機６２、分岐配管７４、減圧装置６６、冷蔵用蒸発器６８を備える前記小回路内で冷媒が移動する結果、圧縮機６２の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれる。
【００２２】
圧縮機６２が起動したり停止したりする度に三方弁６５の切替えが行われ、以上のように冷媒の流路が開かれる。圧縮機６２の起動と三方弁６５の切替えとは、同時に行われても良いし、いずれか一方が僅かに早く行われても良い。
【００２３】
このように実施形態１の冷凍サイクル装置６０では、使用されている弁が三方弁６５の１つしかないにもかかわらず、圧縮機６２の停止中、高温の冷媒が冷蔵用蒸発器６８に流入せず、しかも圧縮機６２の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれる。そのため圧縮機６２の停止中も冷蔵用蒸発器６８が低温に保持され、圧縮機６２の再稼働後の冷蔵用蒸発器６８の冷却に時間がかからず、エネルギーが無駄にならない。しかも圧縮機６２の起動不良が発生しにくい。
【００２４】
また、三方弁６５と吐出配管７２との間の分岐配管７４の径が絞ってある場合、その径が絞られていない場合と比較して、圧縮機６２の稼働中に分岐配管７４内に溜まる冷媒が少ない。そのため圧縮機６２が停止して分岐配管７４から減圧装置６６への流路が開かれた時に分岐配管７４から冷蔵用蒸発器６８へ流入する高温の冷媒が少ない。よって圧縮機６２の停止中の冷蔵用蒸発器６８の温度上昇が抑えられる。
【００２５】
実施形態２の冷凍サイクル装置１６０を図４に示す。図４に示されている機器等のうち図２にも示されているものには、図２と同じ符号が付されている。冷凍サイクル装置１６０では、冷蔵用蒸発器６８の下流側と圧縮機６２の吸い込み側との間に第２逆止弁１８０が接続されている。第２逆止弁１８０は、冷蔵用蒸発器６８から圧縮機６２へ向かう冷媒を通すが、その逆へは冷媒を通さない。また、冷凍サイクル装置１６０は、凝縮器６４の下流側かつ減圧装置６６の上流側に、切替弁としての四方弁１６５を備える。四方弁１６５は、凝縮器６４及び減圧装置６６にそれぞれ接続されている他、圧縮機６２と第１逆止弁６３とを接続する吐出配管７２と、第２逆止弁１８０と圧縮機６２とを接続する吸い込み配管１８１にも接続されている。四方弁１６５と吐出配管７２とは第１分岐配管１７４で接続されている。第１分岐配管１７４は、少なくともその一部の内径が吐出配管７２の内径よりも小さくなるように径が絞ってあり、減圧装置となっていることが望ましい。また四方弁１６５と吸い込み配管１８１とは第２分岐配管１７５で接続されている。第２分岐配管１７５と吸い込み配管１８１とが交わる部分を合流部１８２とする。四方弁１６５は、４つの冷媒の出入口をそれぞれ独立して開閉可能で、開いている出入口が２つ以上ある場合にそれらを通じさせるものか、４つの冷媒の出入口のうち２つのみを開口させこの２つを通じさせるものである。
【００２６】
この構造の冷蔵庫１０において、制御部１４は、圧縮機６２の稼働中は、四方弁１６５を制御して、凝縮器６４から減圧装置６６への冷媒の流路を開き、それ以外の流路を閉じている。その間、実施形態１の場合と同様に、冷蔵用蒸発器６８の周辺に冷気が発生し、その冷気がファン２７により冷蔵空間２０へ送られ、冷蔵空間２０が冷却される。
【００２７】
また、制御部１４は、圧縮機６２の停止中は、四方弁１６５を制御して、第１分岐配管１７４から第２分岐配管１７５への流路を開き、それ以外の流路を閉じている。すると、冷凍サイクル装置１６０内の冷媒の流路は、圧縮機６２から出た冷媒が第１分岐配管１７４を通って四方弁１６５へ到達し四方弁１６５から第２分岐配管１７５を通って圧縮機６２へ戻る小回路と、凝縮器６４を含む第１逆止弁６３から四方弁１６５までの第１流路と、減圧装置６６及び冷蔵用蒸発器６８を含む四方弁１６５から吸い込み配管１８１の合流部１８２までの第２流路とに分けられる。そして凝縮器６４側の高温の冷媒は、第１逆止弁６３から四方弁１６５までの前記第１流路に留まることになり、冷蔵用蒸発器６８へ流入しない。また、冷蔵用蒸発器６８側の低温の冷媒は四方弁１６５から吸い込み配管１８１の合流部１８２までの前記第２流路に留まることになる。また、圧縮機６２等を備える前記小回路内で冷媒が移動する結果、圧縮機６２の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれる。
【００２８】
圧縮機６２が起動したり停止したりする度に四方弁１６５の切替えが行われ、以上のように冷媒の流路が開かれる。圧縮機６２の起動と四方弁１６５の切替えは、同時に行われても良いし、いずれか一方が僅かに早く行われても良い。
【００２９】
なお、制御部１４は、圧縮機６２の停止後しばらくは四方弁１６５の全ての出入口を閉じるか、いずれか１つの出入口（例えば減圧装置６６側）のみを開口させておき、圧縮機６２の起動の一定時間（時間の長さは限定されない）前になった時に、第１分岐配管１７４から第２分岐配管１７５への流路を開いても良い。このように、圧縮機６２の停止中の少なくとも圧縮機６２の起動前の一定時間、第１分岐配管１７４から第２分岐配管１７５への流路を開くことにより、圧縮機６２等を備える前記小回路内で冷媒が移動し、圧縮機６２の起動時までに圧縮機６２の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好になる。この場合も、凝縮器６４側の高温の冷媒は、圧縮機６２の停止中は第１逆止弁６３から四方弁１６５までの前記第１流路に留まることになり、冷蔵用蒸発器６８へ流入しない。
【００３０】
このように実施形態２の冷凍サイクル装置１６０では、使用されている弁が四方弁１６５の１つしかないにもかかわらず、圧縮機６２の停止中、高温の冷媒が冷蔵用蒸発器６８に流入せず、しかも圧縮機６２の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれる。そのため圧縮機６２の停止中も冷蔵用蒸発器６８が低温に保持され、圧縮機６２の再稼働後の冷蔵用蒸発器６８の冷却に時間がかからず、エネルギーが無駄にならない。しかも圧縮機６２の起動不良が発生しにくい。
【００３１】
実施形態３の冷凍サイクル装置２６０を図５に示す。図５に示されている機器等のうち図２にも示されているものには、図２と同じ符号が付されている。冷凍サイクル装置２６０は、実施形態１の冷凍サイクル装置６０に対して、減圧装置６６及び冷蔵用蒸発器６８と並列に、減圧装置２６６及び冷凍用蒸発器６９が設けられたものである。冷凍サイクル装置２６０は、凝縮器６４の下流側かつ減圧装置６６及び減圧装置２６６の上流側に、切替弁としての四方弁２６５を備える。四方弁２６５は、凝縮器６４、減圧装置６６、分岐配管７４に接続されている他、減圧装置２６６にも接続されている。四方弁２６５も、４つの冷媒の出入口をそれぞれ独立して開閉可能で、開いている出入口が２つ以上ある場合にそれらを通じさせるものか、４つの冷媒の出入口のうち２つのみを開口させこの２つを通じさせるものである。冷蔵用蒸発器６８側の流路と冷凍用蒸発器６９側の流路とは圧縮機６２の吸い込み側において合流している。
【００３２】
この構造の冷蔵庫１０において、制御部１４は、圧縮機６２の稼働中は、四方弁２６５を制御して、凝縮器６４から減圧装置６６又は減圧装置２６６のいずれか一方への流路を開き、それ以外の流路を閉じている。通常は、制御部１４は、圧縮機６２が稼働している間、凝縮器６４から減圧装置６６への流路と、凝縮器６４から減圧装置２６６への流路を、交互に開く。凝縮器６４から減圧装置６６への流路が開かれている間、実施形態１の場合と同様に、冷蔵用蒸発器６８の周辺に冷気が発生し、その冷気がファン２７により冷蔵空間２０へ送られ、冷蔵空間２０が冷却される。また凝縮器６４から減圧装置２６６への流路が開かれている間は、冷凍用蒸発器６９の周辺に冷気が発生し、その冷気がファン４７により冷凍空間４０へ送られ、冷凍空間４０が冷却される。
【００３３】
また、制御部１４は、圧縮機６２の停止中は、四方弁２６５を制御して、分岐配管７４から減圧装置６６又は減圧装置２６６のいずれか一方への流路を開き、それ以外の流路を閉じている。すると実施形態１の場合と同様に、凝縮器６４側の高温の冷媒は冷蔵用蒸発器６８及び冷凍用蒸発器６９へ流入せず、また圧縮機６２の吐出側と吸い込み側の圧力バランスが良好に保たれる。そのため圧縮機６２の停止中も冷蔵用蒸発器６８が低温に保持され、圧縮機６２の再稼働後の冷蔵用蒸発器６８の冷却に時間がかからず、エネルギーが無駄にならない。また圧縮機６２の起動不良が発生しにくい。
【００３４】
なお、図６に示されているように、凝縮器６４と分岐配管７４とが交わる部分に三方弁６５が設けられ、三方弁６５の下流側にもう１つの切替弁２６７が設けられ、この切替弁２６７が冷蔵用蒸発器６８又は冷凍用蒸発器６９への冷媒の流れを切り替えても良い。
【００３５】
また、実施形態２の冷凍サイクル装置１６０に対して、減圧装置６６及び冷蔵用蒸発器６８と並列に、減圧装置及び冷凍用蒸発器６９が設けられていても良い。
【００３６】
以上の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれに限定されない。以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。以上の実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…冷蔵庫、１２…冷蔵庫本体、１４…制御部、２０…冷蔵空間、２１…冷蔵室、２２…野菜室、２３…チルド室、２４…冷蔵室扉、２５…引き出し式扉、２６…野菜容器、２７…ファン、２８…庫内灯、４０…冷凍空間、４１…製氷室、４２…冷凍室、４３…引き出し式扉、４４…収納容器、４５…貯氷容器、４６…引き出し式扉、４７…ファン、６０…冷凍サイクル装置、６２…圧縮機、６３…第１逆止弁、６４…凝縮器、６５…三方弁、６６…減圧装置、６８…冷蔵用蒸発器、６９…冷凍用蒸発器、７２…吐出配管、７４…分岐配管、１６０…冷凍サイクル装置、１６５…四方弁、１７４…第１分岐配管、１７５…第２分岐配管、１８０…第２逆止弁、１８１…吸い込み配管、１８２…合流部、２６０…冷凍サイクル装置、２６５…四方弁、２６６…減圧装置、２６７…切替弁、３６０…冷凍サイクル装置、３６２…圧縮機、３６４…凝縮器、３６５…三方弁、３６６…減圧装置、３６７…第２減圧装置、３６８…蒸発器、３６９…第２蒸発器
【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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