(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、流路制御手段と、第一の減圧手段と、冷蔵室内に配設された第一の蒸発器と、第一の送風手段と、第二の減圧手段と、冷凍室内に配設された第二の蒸発器と、第二の送風手段と、逆止弁とを備え、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器とで冷蔵室側冷却回路を形成するとともに、前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器に並列となるように前記第二の減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とを接続し、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第二の減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とで冷凍室側冷却回路を形成し、前記流路制御手段により各冷却回路への冷媒の流れを切り替えることで前記冷蔵室と前記冷凍室の冷却を互いに独立して行うものであり、第一の蒸発器を構成する配管内の容量が第二の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小容量とすることで、前記冷蔵室を冷却するための前記冷蔵室冷却回路の必要冷媒量が前記冷凍室を冷却するための前記冷凍室側冷却回路の必要冷媒量と比較して少なくし、圧縮機は能力可変型であり、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ圧縮機を通常の回転数より高い回転数で運転することで、前記冷凍室の冷却から前記冷蔵室の冷却へ切り換わった時に、第二の蒸発器に滞留した冷媒の一部を第一の蒸発器に循環させて、前記冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
第一の減圧手段による減圧量が０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜ヒータを設け、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに通電することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜ヒータを設け、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに断続的に通電することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ第二の送風手段を運転することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
圧縮機は低圧容器型であり、冷却サイクルの冷媒に可燃性自然冷媒を用いたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍室と冷蔵室とを互いに独立に冷却を行う冷却システムの高効率化と冷媒量削減および安全性向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６に従来の冷却サイクル並びに冷蔵庫の一例として、特公昭６２−２２３９６号公報に開示されている冷蔵庫の冷却サイクル図を示す。
【０００３】
１は圧縮機、２は凝縮器、３は冷蔵室４内に配設された第一の蒸発器であり、５は冷凍室６内に配設された第二の蒸発器である。
【０００４】
７は冷蔵室冷却用である第一の蒸発器３の冷媒回路上流側に配設された第一のキャピラリであり、８は冷凍室冷却用である第二の蒸発器５の冷媒回路上流側に配設された第二のキャピラリであり、９は冷凍室冷却用の第二の蒸発器５の下流側に設けた逆止弁である。
【０００５】
１０は第一の蒸発器３の冷媒回路下流側に配設された第一の開閉弁であり、１１は第二のキャピラリ８の冷媒回路上流側に設けられた第二の開閉弁である。
【０００６】
以上のように構成された従来例の冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【０００７】
冷凍サイクルの運転は以下のように行われる。まず圧縮機１により圧縮された冷媒が凝縮器２で凝縮液化される。凝縮された冷媒は第一のキャピラリ７もしくは第二のキャピラリ８で減圧されて、それぞれ第一の蒸発器３、第二の蒸発器５へ流入，蒸発気化された後、再び圧縮機１へと吸入される。
【０００８】
冷媒が蒸発気化することにより比較的低温となった第一の蒸発器３、第二の蒸発器５と冷蔵室４，冷凍室６の空気が熱交換することにより各室が冷却される。
【０００９】
冷蔵庫の冷却運転は図示しない各室の温度検知手段と制御手段により以下のように行われる。
【００１０】
冷蔵室４，冷凍室６の各温度検知手段が所定値以上の温度手段を検知すると圧縮機１が起動し、冷凍サイクルの運転が行われる。冷蔵室４の温度検知手段が所定値以下となるまで第一の開閉弁１０が開放となり、第二の開閉弁１１は閉止となる。
【００１１】
これにより冷媒は第二の蒸発器５には流入することなく、第一の蒸発器３へのみ流れる。このときの冷凍サイクルの蒸発温度の設定は、冷蔵室４の温度設定が５℃程度に対して−５〜０℃であり、通常の−３０〜−２５℃の蒸発温度に対して２〜２．５倍の成績係数で圧縮機の運転が可能である。
【００１２】
冷蔵室４が冷却されて温度が低下し、温度検知手段が所定値以下を検知すると、第一の開閉弁１０が閉止し、第二の開閉弁１１が開放となる。
【００１３】
これにより冷媒は第二の蒸発器５へと流入し、冷凍室６の冷却が行われる。このときの冷凍サイクルの蒸発温度は冷凍室の温度設定が−１８℃程度に対し通常の蒸発温度（−３０〜−２５℃）で冷却される。
【００１４】
以上のように冷蔵室４と冷凍室６とを蒸発器への冷媒供給時間を分配して、交互に繰り返し冷却するので、冷蔵室４冷却時は独立的に冷媒を第一の蒸発器へと循環させることで低圧圧力調整弁が不要で高蒸発温度（−５〜０℃）が可能であり、圧縮機１の圧縮比を小さくでき、高い成績係数で運転を行い効率化を図るものである。
【００１５】
さらに、逆止弁９は冷蔵室４冷却中の蒸発温度が高いので、第二の蒸発器５に冷媒が流れ込むのを防止するものである。
【００１６】
また、冷凍室６の冷却を行う場合、冷蔵室４の冷却中に比較して冷媒量が少なくてすむので、通常は冷媒量過多となる。しかしながら第一の開閉弁１０が第一の蒸発器３の下流側に設けてあり、これを閉止するので第一の蒸発器３に冷媒を溜め込むことが可能であり、冷媒量調節ができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の冷蔵庫にあっては、冷蔵室４と冷凍室６とを蒸発器への冷媒供給時間を分配して、交互に繰り返し冷却することで冷蔵室４冷却時の冷凍サイクルを圧縮機１の成績係数がよい比較的高蒸発温度（−５〜０℃）で運転することを可能としている。
【００１８】
しかし、冷凍室６内に配設された第二の蒸発器５の蒸発温度（−３０〜−２５℃）は、冷蔵室４内に配設された第一の蒸発器３の蒸発温度（−５〜０℃）と比較してかなり低い温度であり圧力も低い状態となっている。
【００１９】
また、冷蔵室４の冷却中は冷蔵室４内に配設された第一の蒸発器３の温度は−５〜０℃であるが、冷凍室６内の温度は例えば約−１８℃と低いために冷凍室６内に配設された第二の蒸発器５の温度も約−１８℃程度であり、第一の蒸発器３の温度と比較して第二の蒸発器５の温度がかなり低いため、圧力も低い状態となっているので、第二の蒸発器５に滞留した冷媒は第二の蒸発器５から流出しにくい。その結果、第一の蒸発器３に充分な冷媒が供給されず、冷媒循環量不足となり冷蔵室４の冷却効率が低下することとなる。
【００２０】
特に、冷蔵室４の冷却を行う場合の必要冷媒量が冷凍室６の冷却を行う場合の必要冷媒量と比較して多い場合は、冷蔵室４の冷却時において、冷凍室６内に配設された低温，低圧の第二の蒸発器５に滞留した冷媒を第一の蒸発器３から全て回収しなければならないため、第一の蒸発器３に充分な冷媒が供給されず、冷媒循環量不足となり冷蔵室４の冷却効率が低下する傾向は強くなる。
【００２１】
また、上記した冷蔵室４の冷却時の冷媒循環量不足による冷却効率低下を防止する施策として、第一の蒸発器３の出口側または第二の蒸発器５の出口側に冷媒貯留手段を設け、必要以上に冷媒を封入する方法が考えられるが、この方法では冷却サイクル内に存在する冷媒量が増大するため、可燃性自然冷媒を用いる場合には冷媒漏洩時の危険性が高く問題がある。
【００２２】
本発明は、以上のような従来の課題を解決するもので、冷蔵室と冷凍室の冷却を切り替えて行う冷却システムの効率向上を行うことで、省エネルギーが可能である冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００２３】
また、上記の結果より冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、流路制御手段と、第一の減圧手段と、冷蔵室内に配設された第一の蒸発器と、第一の送風手段と、第二の減圧手段と、冷凍室内に配設された第二の蒸発器と、第二の送風手段と、逆止弁とを備え、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器とで冷蔵室側冷却回路を形成するとともに、前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器に並列となるように前記第二の減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とを接続し、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第二の減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とで冷凍室側冷却回路を形成し、前記流路制御手段により各冷却回路への冷媒の流れを切り替えることで前記冷蔵室と前記冷凍室の冷却を互いに独立して行うものであり、第一の蒸発器を構成する配管内の容量が第二の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小容量とすることで、前記冷蔵室を冷却するための前記冷蔵室冷却回路の必要冷媒量が前記冷凍室を冷却するための前記冷凍室側冷却回路の必要冷媒量と比較して少なくし、圧縮機は能力可変型であり、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ圧縮機を通常の回転数より高い回転数で運転することで、前記冷凍室の冷却から前記冷蔵室の冷却へ切り換わった時に、第二の蒸発器に滞留した冷媒の一部を第一の蒸発器に循環させて、前記冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保したことを特徴とする。
【００２６】
また、第一の減圧手段による減圧量が０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００２８】
また、第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜ヒータを備え、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに通電することを特徴とする。
【００２９】
また、第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜ヒータを備え、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに断続的に通電することを特徴とする。
【００３０】
さらに、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ第二の送風手段を運転することを特徴とする。
【００３１】
また、圧縮機は低圧容器型であり、冷却サイクルの冷媒に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いたことを特徴とする。
【００３２】
この本発明によれば、冷蔵室と冷凍室の冷却を切り替えて行う冷却システムの冷媒量削減と効率向上を行うことで、省エネルギーが可能である冷蔵庫を提供することができる。
【００３３】
また、上記の結果より冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能な冷蔵庫を提供することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、流路制御手段と、第一の減圧手段と、冷蔵室内に配設された第一の蒸発器と、第一の送風手段と、第二の減圧手段と、冷凍室内に配設された第二の蒸発器と、第二の送風手段と、逆止弁とを備え、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器とで冷蔵室側冷却回路を形成するとともに、前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器に並列となるように前記第二の減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とを接続し、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第二の減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とで冷凍室側冷却回路を形成し、前記流路制御手段により各冷却回路への冷媒の流れを切り替えることで前記冷蔵室と前記冷凍室の冷却を互いに独立して行うものであり、第一の蒸発器を構成する配管内の容量が第二の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小容量とすることで、前記冷蔵室を冷却するための前記冷蔵室冷却回路の必要冷媒量が前記冷凍室を冷却するための前記冷凍室側冷却回路の必要冷媒量と比較して少なくし、圧縮機は能力可変型であり、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ圧縮機を通常の回転数より高い回転数で運転することで、前記冷凍室の冷却から前記冷蔵室の冷却へ切り換わった時に、第二の蒸発器に滞留した冷媒の一部を第一の蒸発器に循環させて、前記冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保したことを特徴とする。
【００３５】
以上の構成により、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量が冷凍室を冷却するための必要冷媒量と比較して少ないことにより、冷蔵室の冷却を行う際に、低温，低圧の第二の蒸発器に滞留した冷媒の一部が第一の蒸発器に循環すれば、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保できるため、第一の蒸発器の循環量不足を解消し、冷蔵室の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【００３６】
また、上記の結果より冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
冷却システムにおいて蒸発器を構成する配管内の容量が小さいほど、必要冷媒量が減少する傾向があるため、第一の蒸発器を構成する配管内の容量が第二の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小容量である場合には、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量が冷凍室を冷却するための必要冷媒量と比較して少ない傾向となり、冷蔵室の冷却を行う際に、低温，低圧の第二の蒸発器に滞留した冷媒の一部が第二の蒸発器に循環すれば、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保できるため、第一の蒸発器の循環量不足を解消し、冷蔵室の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ圧縮機を通常の回転数より高い回転数で運転することにより、低温，低圧の第二の蒸発器に滞留した冷媒の回収能力を高めるとともに、冷媒を強い力で多量に第一の蒸発器に押し出すことができるため、冷媒循環量不足にならず、冷蔵室の冷却効率向上が可能となる。
【００３９】
請求項２に記載の発明は、第一の減圧手段による減圧量が０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００４０】
第一の減圧手段による減圧量を通常の減圧量（０．６ＭＰａ程度）より小さい０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下とすることで冷媒が第一の減圧手段を通過する際の抵抗が小さく、冷媒が流れ易くなり、冷蔵室の冷却を開始した際、冷媒が抵抗の小さい第一の減圧手段を介して第一の蒸発器に速やかに移動するため冷媒循環量不足にならず、冷蔵室の冷却効率向上が可能となる。
【００４３】
請求項３に記載の発明は、第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜ヒータを設け、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに通電することを特徴とする。
【００４４】
冷蔵室の冷却を行う際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに通電することにより、冷蔵室の冷却中に第二の蒸発器の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器に滞留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を短縮し、冷蔵室の冷却効率向上が可能となる。
【００４５】
請求項４に記載の発明は、第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜ヒータを設け、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに断続的に通電することを特徴とする。
【００４６】
冷蔵室の冷却を行う際に、除霜ヒータに通電することにより、冷蔵室の冷却中に第二の蒸発器の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器に滞留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を短縮することができるが、例えば冷凍室内及び冷蔵室内の温度差が小さい場合のように、負荷状態によってはポンプダウン後の冷蔵室の冷却時に所定時間のあいだ連続して通電しなくても、冷媒循環量不足の時間が充分に短い場合がある。このような場合には、ポンプダウン後の冷蔵室の冷却時の除霜ヒータの通電を、例えばデューティ制御等により断続的に行うことにより、除霜ヒータによる消費電力を低減することが可能となる。
【００４７】
請求項５に記載の発明は、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ第二の送風手段を運転することを特徴とする。
【００４８】
冷蔵室の冷却を行う際に、所定時間のあいだ第二の送風手段を運転することにより、冷蔵室の冷却中に第二の蒸発器の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器に滞留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を短縮し、冷蔵室の冷却効率向上が可能な冷蔵庫を提供できる。
【００４９】
請求項６に記載の発明は、圧縮機は低圧容器型であり、冷却サイクルの冷媒に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いたことを特徴とする。
【００５０】
上記の結果より、冷凍室の冷却から冷蔵室の冷却に切り替わる際の第一の蒸発器の冷媒循環量不足を解消または緩和することにより、冷媒を効率よく利用できるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１５を用いて説明する。従来例と同一構成についてはその詳細な説明を省略し、同一符号を付す。
【００５２】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図２は同実施の形態による流路制御手段の概略断面図、図３は同実施の形態による第一の蒸発器の冷媒封入量特性図、図４は同実施の形態による第二の蒸発器の冷媒封入量特性図、図５は同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
【００５３】
圧縮機１と、凝縮器２と、流路制御手段１２と、第一の減圧手段７と、冷蔵室４内に配設された第一の蒸発器３と、第一の送風手段１３と、第二の減圧手段８と、冷凍室６内に配設された第二の蒸発器５と、第二の送風手段１４と、逆止弁９とを備え、圧縮機１と凝縮器２と第一の減圧手段７と第一の蒸発器３とで冷蔵室側冷却回路を形成するとともに、第一の減圧手段７と第一の蒸発器３に並列となるように第二の減圧手段８と第二の蒸発器５と逆止弁９とを接続し、圧縮機１と凝縮器２と第二の減圧手段８と第二の蒸発器５と逆止弁９とで冷凍室側冷却回路を形成している。
【００５４】
１５は冷蔵庫箱体であり、上方部に比較的高温の区画である冷蔵室４を、下方部に比較的低温の区画である冷凍室６を配置してあり、例えばウレタンのような断熱材で周囲と断熱して構成している。食品等の収納物の出し入れは図示しない断熱ドアを介して行われる。
【００５５】
圧縮機１と凝縮器２と流路制御手段１２は可燃性自然冷媒を使用した場合に安全性向上の面から冷蔵庫箱体１５内での配管接続箇所削減のために機械室１６に配設されている。
【００５６】
冷蔵室４と冷凍室６には区画内温度を検出する図示しない温度検出手段をそれぞれ設けてあり、圧縮機１と流路制御手段１２と第一の送風手段１３と第二の送風手段１４を制御する図示しない制御手段とを備えている。
【００５７】
図２に示すように、流路制御手段１２は三方弁であり、凝縮器２から第二の減圧手段８への冷媒の流れを遮断し、第一の減圧手段７への冷媒の流れを開放（第一の状態）し、冷蔵室側冷却回路を形成する第一の位置１７と、凝縮器２から第一の減圧手段７への冷媒の流れを遮断し、第二の減圧手段８への冷媒の流れを開放（第二の状態）し、冷凍室側冷却回路を形成する第二の位置１８と、凝縮器２の出口側を閉止することにより第一の減圧手段７と第二の減圧手段８への冷媒の流れをともに遮断し、冷却サイクルの高圧側と低圧側を遮断（第三の状態）する第三の位置１９とを備えている。回転軸２０に偏芯して固定されたシール部材２１がシリンダ２２内を回転移動し、第一，第二，第三の位置にそれぞれ停止することで各位置に接続された配管を閉止するものである。回転は図示しない駆動手段と伝達手段により行われる。各位置への位置決めは、例えばパルスモーターの駆動パルス数により制御される。
【００５８】
冷蔵室４を冷却するための冷蔵室側冷却回路の必要冷媒量について図３を用いて説明する。
【００５９】
図３は、例えば外気温度が３０℃程度において、流路制御手段１２を第一の状態とし、冷蔵室４を冷却するための冷蔵室側冷却回路を形成し、圧縮機１及び第一の送風手段１３を連続して運転させた状態で、冷蔵室側冷却回路に封入する冷媒量（冷媒封入量）を変化させた場合の安定時における第一の蒸発器３の冷媒入口温度，冷媒出口温度、及び冷蔵室４の庫内温度の関係を表す。
【００６０】
冷媒封入量が４０ｇの場合は、第一の蒸発器３の冷媒出口温度が冷媒入口温度と比較して高く、冷媒循環量が不足している状態であり、冷蔵室４の冷却効率が悪く、冷蔵室４の庫内温度も高い状態となっている。
【００６１】
冷媒封入量が５０ｇにおいて、第一の蒸発器３の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度となり、冷媒循環量が過不足のない状態であり、冷蔵室４の冷却効率が良く、冷蔵室４の庫内温度も低い状態となっている。
【００６２】
一般的には、圧縮機１の起動時等の過渡運転状態における圧縮機１への液バック現象を防止するために、第一の蒸発器３の冷媒出口側には冷媒貯留手段が設けられる。冷媒封入量が６０ｇ〜８０ｇのあいだは、冷媒封入量としては過封入の状態であるが、この冷媒貯留手段による貯留効果（余裕度）により、第一の蒸発器３の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度を保ち、冷蔵室４の冷却効率が良く、冷蔵室４の庫内温度も低い状態を保つ。冷媒封入量が９０ｇをこえると、冷媒貯留手段による貯留効果（余裕度）以上の冷媒が存在することになり、圧縮機１に液冷媒が吸入されるという液バック現象を起こし、第一の蒸発器３の蒸発温度は上昇し、冷蔵室４の冷却効率も悪化する。
【００６３】
冷蔵室４を冷却するための冷蔵室側冷却回路の冷媒循環量が過不足のない状態における冷媒封入量（この場合は５０ｇ）を冷蔵室４を冷却するための必要冷媒量とする。
【００６４】
図４は、例えば外気温度が３０℃程度において、流路制御手段１２を第二の状態とし、冷凍室６を冷却するための冷凍室側冷却回路を形成し、圧縮機１及び第二の送風手段１４を連続して運転させた状態で、冷凍室側冷却回路に封入する冷媒量（冷媒封入量）を変化させた場合の安定時における第二の蒸発器５の冷媒入口温度，冷媒出口温度、及び冷凍室６の庫内温度の関係を表す。
【００６５】
冷媒封入量が７０ｇの場合は、第二の蒸発器５の冷媒出口温度が冷媒入口温度と比較して高く、冷媒循環量が不足している状態であり、冷凍室５の冷却効率が悪く、冷凍室５の庫内温度も高い状態となっている。
【００６６】
冷媒封入量が８０ｇにおいて、第二の蒸発器５の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度となり、冷媒循環量が過不足のない状態であり、冷凍室６の冷却効率が良く、冷凍室６の庫内温度も低い状態となっている。
【００６７】
一般的には、圧縮機１の起動時等の過渡運転状態における圧縮機１への液バック現象を防止するために、第二の蒸発器５の冷媒出口側には冷媒貯留手段が設けられる。冷媒封入量が９０ｇ〜１１０ｇのあいだは、冷媒封入量としては過封入の状態であるが、この冷媒貯留手段による貯留効果（余裕度）により、第二の蒸発器５の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度を保ち、冷凍室６の冷却効率が良く、冷凍室６の庫内温度も低い状態を保つ。冷媒封入量が１２０ｇをこえると、冷媒貯留手段による貯留効果（余裕度）以上の冷媒が存在することになり、圧縮機１に液冷媒が吸入されるという液バック現象を起こし、第二の蒸発器５の蒸発温度は上昇し、冷凍室６の冷却効率も悪化する。
【００６８】
冷凍室６を冷却するための冷凍室側冷却回路の冷媒循環量が過不足のない状態における冷媒封入量（この場合は８０ｇ）を冷凍室６を冷却するための必要冷媒量とする。
【００６９】
上記したように、冷蔵室４を冷却するための必要冷媒量（この例では５０ｇ）が冷凍室６を冷却するための必要冷媒量（この例では８０ｇ）と比較して少ないことを特徴とする。
【００７０】
以上のように構成された冷蔵庫について、冷蔵室４と冷凍室６の冷却のタイミングについて図５のタイムチャートを元に説明する。
【００７１】
冷凍室６の冷却中は、流路制御手段１２は第二の状態であり、第二の蒸発器５へと冷媒が流れ、第二の送風手段１４は運転している。
【００７２】
圧縮機１の運転により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２により凝縮液化し、流路制御手段１２を経て第二の減圧手段８で減圧された後、第二の蒸発器５へと流入し、第二の送風手段１４の運転により、冷凍室６内の空気と熱交換することで、第二の蒸発器５内の冷媒は蒸発気化し、熱交換された空気は、より低温の空気となり冷凍室６の冷却を行う。
【００７３】
冷凍室６の冷却中に冷蔵室４の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第一の状態となり、第一の蒸発器３に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を運転し、第二の送風手段１４を停止する（Ｔ０１）。
【００７４】
冷媒は、圧縮機１，凝縮器２，流路制御手段１２を経て第一の減圧手段７で減圧された後、第一の蒸発器３へと流入し、第一の送風手段１３の運転により、冷蔵室４内の空気と熱交換することで、第一の蒸発器３内の冷媒は蒸発気化し、熱交換された空気は、より低温の空気となり冷蔵室４の冷却を行う。
【００７５】
冷蔵室４の冷却中に冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第二の状態となり第二の蒸発器５に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を停止し、第二の送風手段１４を運転し、冷凍室６の冷却を開始する（Ｔ０２）。
【００７６】
冷媒は、圧縮機１，凝縮器２，第二の開閉弁１１を経て第二の減圧手段８で減圧された後、第二の蒸発器５へと流入し、第二の送風ファン１４の運転により、冷凍室６内の空気と熱交換することで、第二の蒸発器５内の冷媒は蒸発気化し、熱交換された空気は、より低温の空気となり冷凍室６の冷却を行う。
【００７７】
以上の動作を繰り返し、流路制御手段１２により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室４と冷凍室６を交互に冷却し、冷蔵室４と冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度より低いことを検知すると、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段１３と第二の送風手段１４をともに停止し、圧縮機１を停止する（Ｔ０３）。
【００７８】
以上述べたように、冷蔵室４の冷却を行う際に、低温，低圧の第二の蒸発器５に滞留した冷媒の一部が第一の蒸発器３に循環すれば、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保できるため、第一の蒸発器３の循環量不足を解消し、冷蔵室４の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【００７９】
また、上記の結果より冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【００８０】
なお、流路制御手段１２は三方弁としたが、第一の減圧手段７，第二の減圧手段８の入口側にそれぞれ二方弁を設置しても同等の効果が得られる。
【００８１】
（実施の形態２）
図６（ａ）は他の実施の形態による第一の蒸発器の正面図、図６（ｂ）は同実施の形態による第二の蒸発器の正面図である。
【００８２】
図６に示すように、第一の蒸発器３を構成する配管の長さをＬ１、内径をＤ１、内容量をＶ１とし、第二の蒸発器５を構成する配管の長さをＬ２、内径をＤ２、内容量をＶ２とすると、第一の蒸発器３，第二の蒸発器５を構成する配管の内容量はそれぞれＶ１＝１／４πＤ１2Ｌ１，Ｖ２＝１／４πＤ２2Ｌ２であらわされ、第一の蒸発器３の配管の内容量Ｖ１と第二の蒸発器５の配管の内容量Ｖ２はＶ１＜Ｖ２となるように構成されている。
【００８３】
冷却システムにおいて蒸発器を構成する配管内の容量が小さいほど、必要冷媒量が減少する傾向があるため、第一の蒸発器３を構成する配管内の容量が第二の蒸発器５を構成する配管内の容量と比較して小容量である場合には、冷蔵室４を冷却するための必要冷媒量が冷凍室６を冷却するための必要冷媒量と比較して少ない傾向となり、冷蔵室４の冷却を行う際に、低温，低圧の第二の蒸発器５に滞留した冷媒の一部を回収すれば、冷蔵室４を冷却するのに必要な冷媒量を確保できるため、凝縮器２の出口側流路を、流路制御手段１２により閉鎖した状態で圧縮機１を運転するポンプダウンによる冷媒回収効率を向上することができ、冷蔵室４の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【００８４】
また、上記の結果より冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【００８５】
（実施の形態３）
図７は本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図８は同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
【００８６】
図７に示すように、第一の減圧手段７による減圧量Ｒ１は０．２ＭＰａ〜０．５ＭＰａ、通常の減圧量である第二の減圧手段８による減圧量Ｒ２は０．６ＭＰａ程度でありＲ１＜Ｒ２という構成になっている。
【００８７】
冷蔵室４と冷凍室６の冷却のタイミングについて図８のタイムチャートを元に説明する。
【００８８】
冷凍室６の冷却中に冷蔵室４の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第一の状態となり、第一の蒸発器３に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を運転し、第二の送風手段１４を停止し、冷蔵室４の冷却を開始する（Ｔ１１）。
【００８９】
冷蔵室４の冷却中に冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第二の状態となり第二の蒸発器５に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を停止し、第二の送風手段１４を運転し、冷凍室６の冷却を開始する（Ｔ１２）。
【００９０】
以上の動作を繰り返し、流路制御手段１２により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室４と冷凍室６を交互に冷却し、冷蔵室４と冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度より低いことを検知すると、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段１３と第二の送風手段１４をともに停止し、圧縮機１を停止する（Ｔ１３）。
【００９１】
第一の減圧手段７による減圧量を第二の減圧手段８のような通常の減圧量（０．６ＭＰａ程度）より小さい０．２ＭＰａ〜０．５ＭＰａとすることで冷媒が第一の減圧手段７を通過する際の抵抗が小さく、冷媒が流れ易くなり、冷蔵室４の冷却を行う際に、冷媒が抵抗の小さい第一の減圧手段７を介して第一の蒸発器３に速やかに移動するため冷媒循環量不足にならず、冷蔵室４の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【００９２】
また、冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【００９３】
尚、ここでいう減圧手段の減圧量は、減圧手段の入口に窒素ガスにより１．２ＭＰａ（１２ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ）の圧力をかけた場合における減圧手段の入口と出口の圧力差（差圧）とする。
【００９４】
また、減圧量が０．２ＭＰａ〜０．５ＭＰａの状態では、減圧手段による窒素ガスの流量は１２Ｌ／ｍｉｎ〜３０Ｌ／ｍｉｎである。
【００９５】
（実施の形態４）
図９は本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図１０は同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
【００９６】
２３は能力可変型の圧縮機である。
【００９７】
冷蔵室４と冷凍室６の冷却のタイミングについて図１０のタイムチャートを元に説明する。
【００９８】
冷凍室６の冷却中に冷蔵室４の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第一の状態となり、第一の蒸発器３に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を運転し、第二の送風手段１４を停止し、冷蔵室４の冷却を開始する（Ｔ２１）。
【００９９】
冷蔵室の冷却を開始すると同時に、圧縮機１は通常の回転数より高い回転数で所定の時間（Ｔｂ０）のあいだ運転する。
【０１００】
冷蔵室４の冷却中に冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第二の状態となり第二の蒸発器５に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を停止し、第二の送風手段１４を運転し、冷凍室６の冷却を開始する（Ｔ２２）。
【０１０１】
以上の動作を繰り返し、流路制御手段１２により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室４と冷凍室６を交互に冷却し、冷蔵室４と冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度より低いことを検知すると、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段１３と第二の送風手段１４をともに停止し、圧縮機１を停止する（Ｔ２３）。
【０１０２】
冷蔵室４の冷却を行う際に、所定時間のあいだ圧縮機１を通常の回転数より高い回転数で運転することにより、冷媒を強い力で多量に第一の蒸発器３に押し出すことができるため、冷媒循環量不足にならず、冷蔵室４の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【０１０３】
また、冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【０１０４】
（実施の形態５）
図１１は本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図１２は同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
【０１０５】
２４は第二の蒸発器５の除霜を定期的に行う除霜ヒータである。
【０１０６】
冷蔵室４と冷凍室６の冷却のタイミングについて図１２のタイムチャートを元に説明する。
【０１０７】
冷凍室６の冷却中に冷蔵室４の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第一の状態となり、第一の蒸発器３に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を運転し、第二の送風手段１４を停止し、冷蔵室４の冷却を開始する（Ｔ３１）。
【０１０８】
冷蔵室の冷却を開始すると同時に、除霜ヒータ２４を所定の時間（Ｔｂ１）のあいだ通電する。
【０１０９】
冷蔵室４の冷却中に冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第二の状態となり第二の蒸発器５に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を停止し、第二の送風手段１４を運転し、冷凍室６の冷却を開始する（Ｔ３２）。
【０１１０】
以上の動作を繰り返し、流路制御手段１２により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室４と冷凍室６を交互に冷却し、冷蔵室４と冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度より低いことを検知すると、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段１３と第二の送風手段１４をともに停止し、圧縮機１を停止する（Ｔ３３）。
【０１１１】
冷蔵室４の冷却を行う際、所定時間のあいだ除霜ヒータ２４に通電することにより、冷蔵室４の冷却中に第二の蒸発器５の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器５に滞留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第一の蒸発器３の冷媒循環量不足の時間を短縮し、冷蔵室４の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【０１１２】
また、冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【０１１３】
（実施の形態６）
図１３は本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
【０１１４】
冷蔵室４と冷凍室６の冷却のタイミングについて図１３のタイムチャートを元に説明する。
【０１１５】
冷凍室６の冷却中に冷蔵室４の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第一の状態となり、第一の蒸発器３に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を運転し、第二の送風手段１４を停止し、冷蔵室４の冷却を開始する（Ｔ４１）。
【０１１６】
冷蔵室の冷却を開始すると同時に、除霜ヒータ２４を所定の時間（Ｔｂ２）のあいだデューティ制御等により断続的に通電する。
【０１１７】
冷蔵室４の冷却中に冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第二の状態となり第二の蒸発器５に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を停止し、第二の送風手段１４を運転し、冷凍室６の冷却を開始する（Ｔ４２）。
【０１１８】
以上の動作を繰り返し、流路制御手段１２により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室４と冷凍室６を交互に冷却し、冷蔵室４と冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度より低いことを検知すると、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段１３と第二の送風手段１４をともに停止し、圧縮機１を停止する（Ｔ４３）。
【０１１９】
冷蔵室４の冷却を行う際に、除霜ヒータ２４に通電することにより、冷蔵室４の冷却中に第二の蒸発器５の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器５に滞留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を短縮することができるが、例えば冷凍室６内及び冷蔵室４内の温度差が小さい場合のように、負荷状態によっては冷蔵室４の冷却時に所定時間のあいだ連続して通電しなくても、冷媒循環量不足の時間が充分に短い場合がある。このような場合には、ポンプダウン後の冷蔵室４の冷却時の除霜ヒータ２３の通電を、例えばデューティ制御等により断続的に行うことにより、除霜ヒータ２３による消費電力を低減することが可能となる。
【０１２０】
また、冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【０１２１】
（実施の形態７）
図１４は本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
【０１２２】
冷蔵室４と冷凍室６の冷却のタイミングについて図１４のタイムチャートを元に説明する。
【０１２３】
冷凍室６の冷却中に冷蔵室４の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第一の状態となり、第一の蒸発器３に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を運転し、冷蔵室４の冷却を開始する（Ｔ５１）。
【０１２４】
冷蔵室の冷却を開始後、所定の時間（Ｔｂ３）のあいだ第二の送風手段１４は運転する。
【０１２５】
冷蔵室４の冷却中に冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知すると、流路制御手段１２は第二の状態となり第二の蒸発器５に冷媒が流れ、第一の送風手段１３を停止し、第二の送風手段１４を運転し、冷凍室６の冷却を開始する（Ｔ５２）。
【０１２６】
以上の動作を繰り返し、流路制御手段１２により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室４と冷凍室６を交互に冷却し、冷蔵室４と冷凍室６の温度検知手段が予め設定された所定の温度より低いことを検知すると、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段１３と第二の送風手段１４をともに停止し、圧縮機１を停止する（Ｔ５３）。
【０１２７】
冷蔵室４の冷却を行う際に、所定時間のあいだ第二の送風手段１４を運転することにより、冷蔵室４の冷却中に第二の蒸発器５の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器５に滞留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第一の蒸発器５の冷媒循環量不足の時間を短縮し、冷蔵室４の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
【０１２８】
また、冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【０１２９】
（実施の形態８）
図１５は本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル概略図である。
【０１３０】
２５は低圧容器型の圧縮機である。
【０１３１】
冷却サイクルの冷媒に図示しない可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いている。
【０１３２】
冷蔵室４の冷却時における冷媒循環量不足を解消することにより、冷蔵室４の冷却効率を向上することで、冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、冷蔵室と冷凍室の冷却を切り替えて行う冷却システムの冷媒量削減と効率向上を行うことで、省エネルギーが可能である冷蔵庫を提供することができる。
【０１３４】
また、上記の結果より冷媒を効率よく利用することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒（イソブタン，プロパン等）を用いる場合には、その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能な冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図
【図２】同実施の形態による流路制御手段の概略断面図
【図３】同実施の形態による第一の蒸発器の冷媒封入量特性図
【図４】同実施の形態による第二の蒸発器の冷媒封入量特性図
【図５】同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャート
【図６】本発明の他の実施の形態による第一，第二の蒸発器の正面図
【図７】本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図
【図８】同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャート
【図９】本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図
【図１０】同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャート
【図１１】本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図
【図１２】同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャート
【図１３】本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャート
【図１４】本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャート
【図１５】本発明の他の実施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図
【図１６】従来の冷蔵庫の冷却サイクル図
【符号の説明】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  第一の蒸発器
４  冷蔵室
５  第二の蒸発器
６  冷凍室
７  第一の減圧手段
８  第二の減圧手段
９  逆止弁
１０  第一の開閉弁
１１  第二の開閉弁
１２  流路制御手段
１３  第一の送風手段
１４  第二の送風手段
１５  冷蔵庫箱体
１６  機械室
１７  第一の位置
１８  第二の位置
１９  第三の位置
２０  回転軸
２１  シール部材
２２  シリンダ
２３  能力可変型の圧縮機
２４  除霜ヒータ
２５  低圧容器型の圧縮機
【図１】
0004284789.tif 000002
【図２】
0004284789.tif 000003
【図３】
0004284789.tif 000004
【図４】
0004284789.tif 000005
【図５】
0004284789.tif 000006
【図６】
0004284789.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004284789.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004284789.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004284789.tif 000013
【図１３】
0004284789.tif 000014
【図１４】
0004284789.tif 000015
【図１５】
0004284789.tif 000016
【図１６】
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