(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内にモーターと低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備えた往復動式の二段圧縮機と、前記高段圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮器と、前記凝縮器の出口側と配管接続した中間圧用膨張装置と、入口側が前記中間圧用膨張装置と配管接続され、出口側が前記低段圧縮要素の吐出側ならびに前記高段圧縮要素の吸入側と共に前記密閉容器内空間に連通する中間圧用蒸発器と、前記凝縮器の出口側あるいは前記中間圧用膨張装置の出口側と配管接続した低圧用膨張装置と、前記低圧用膨張装置と前記低段圧縮要素の吸入側との間に配管接続された低圧用蒸発器と、前記凝縮器と前記中間圧用蒸発器との間に設けられた第一開閉弁、あるいは前記凝縮器と前記低圧用蒸発器との間に設けられた第二開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とからなる二段圧縮冷凍冷蔵装置。
【請求項２】
中間圧用蒸発器と高段圧縮要素との間に設けられた第三開閉弁、あるいは低圧用蒸発器と低段圧縮要素との間に設けられた第四開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とを備えた請求項１に記載の二段圧縮冷凍冷蔵装置。
【請求項３】
低段圧縮要素の吐出側と高段圧縮要素の吸入側とを連通する配管に設けられた第五開閉弁と、前記低段圧縮要素の吐出側と前記高段圧縮要素の吐出側とを連通する第一バイパス通路と、前記第一バイパス通路に設けられた第六開閉弁と、前記低段圧縮要素の吸入側と前記高段圧縮要素の吸入側とを連通する第二バイパス通路と、前記第二バイパス通路に設けられた第七開閉弁とを備えた請求項１または請求項２に記載の二段圧縮冷凍冷蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの圧縮要素を持つ二段圧縮機を備えた二段圧縮冷凍冷蔵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵室と冷凍室を備えた家庭用の冷凍冷蔵庫は、省エネルギーや各庫内の温度制御の精度向上が求められている。その中で、低段側圧縮部と高段側圧縮部により構成された圧縮機と、凝縮器、第一の膨張手段、冷蔵室用冷却器、第二の膨張手段及び冷凍室用冷却器とから構成された二段圧縮冷凍サイクルを備えている冷凍冷蔵庫が提案されている。
【０００３】
そのような冷凍冷蔵庫として、例えば特開平１１−２２３３９７号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷凍冷蔵庫を説明する。
【０００５】
図４は従来の冷凍冷蔵庫の冷媒回路図である。図４において、冷凍装置１を構成する圧縮機２の吐出管３は、配管４を経て凝縮器５の入口に接続され、この凝縮器５の出口側は二方に分岐し、一方は第一の膨張手段としてのキャピラリチューブ６に接続され、他方は分岐配管７となって冷蔵室用冷却器８内を熱交換的に通過した後、第二の膨張手段としてのキャピラリチューブ９に接続されている。そして、キャピラリチューブ６の出口は冷蔵室用冷却器８に接続される。この冷蔵室用冷却器８の出口側配管１０は合流器１１内に上方から挿入され、内部にて開口されている。また、キャピラリチューブ９の出口に冷凍室用冷却器１２が接続され、冷凍室用冷却器１２の出口に接続された配管１３は圧縮機２の吸入管１４に連通されている。圧縮機２は低段側圧縮部１５、高段側圧縮部１６を備え、低段側圧縮部１５の吐出側と高段側圧縮部１６の吸入側は配管１７、合流器１１、吸入管１８を介して接続されている。
【０００６】
以上のように構成された冷凍冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【０００７】
圧縮機が運転されると、低段側圧縮部１５は吸入管１４から冷媒を吸引して圧縮（一段圧縮）し、配管１７に吐出する。配管１７に吐出された一段圧縮ガス冷媒は、合流器１１を経て吸入管１８から高段側圧縮部１６に吸引される。そこで圧縮（二段圧縮）された二段圧縮ガス冷媒は、吐出管３から配管４に吐出される。そして、凝縮器５に流入し、そこで放熱して凝縮された後、凝縮器５から流出して分流され、一方はキャピラリチューブ６にて減圧された後、冷蔵室用冷却器８内に流入して蒸発する。このときに周囲から熱を奪うことによって、冷蔵室用冷却器８は冷却作用を発揮し冷蔵室内は所定の温度に冷却される。尚、このときに蒸発する冷媒温度は−１０ ℃〜０ ℃の範囲となるようにキャピラリチューブ６の絞り量を選定している。そして、冷蔵室用冷却器８を出た低温ガス冷媒は出口側配管１０を通って合流器１１に流入する。そこで、後述する如く低段側圧縮部１５から吐出された一段圧縮ガス冷媒と合流した後、共に吸入管１８から高段側圧縮部１６に吸引され、再び圧縮されることになる。一方、凝縮器５から分岐配管７に流入した液冷媒は、冷蔵室用冷却器８内を通過する過程で過冷却された後、キャピラリチューブ９にて減圧されて、冷凍室用冷却器１２に流入し、そこで蒸発する。このときの蒸発温度は−２０ ℃以下となり、周囲から熱を奪うことによって冷凍室用冷却器１２は冷却作用を発揮し、冷凍室内は所定の温度に冷却される。そして、冷凍室用冷却器１２を出た低温ガス冷媒は配管１３を経て圧縮機２に帰還し、吸入管１４から低段側圧縮部１５に再び吸い込まれる。この低段側圧縮部１５から吐出された一段圧縮ガス冷媒は前述した如く合流器１１にて冷蔵室用冷却器８を出た低温ガス冷媒と合流した後、共に吸入管１８から高段側圧縮部１６に吸引され、再び圧縮されることになる。
【０００８】
尚、冷蔵室用冷却器８は図示しない冷凍冷蔵庫の冷蔵室内に設置されると共に、この冷蔵室用冷却器８と熱交換した冷気は例えば送風機によって冷蔵室内に循環される。また、冷凍室用冷却器１２は冷凍冷蔵庫の冷凍室内に設置されると共に、この冷凍室用冷却器１２と熱交換した冷気も例えば送風機によって冷凍室内に循環される。これらによって各室をそれぞれ各冷却器によって直接冷却するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、圧縮機運転中は冷凍室と冷蔵室を同時に冷却し、各室の冷凍能力の比率はほぼ一定に保たれるため、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったとき、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりして、各庫内を適正に冷却できなくなると共に、冷凍サイクルの効率が悪くなる可能性があるという欠点があった。  また、冷蔵室用冷却器８あるいは冷凍室用冷却器１２の片方だけの冷却ができないため、冷却器の性能低下を防止するために行う冷蔵室用冷却器８と冷凍室用冷却器１２における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の両冷却を停止しなければならないという欠点があった。
【００１０】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったときでも、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりすることを防止して、各庫内を適正に冷却できるようにすると共に、冷凍サイクルの効率を良くし、更に冷蔵室用冷却器（中間圧用蒸発器）と冷凍室用冷却器（低圧用蒸発器）における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができる二段圧縮冷凍冷蔵装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、上記従来の構成は、冷却器の性能低下を防止するために行う冷蔵室用冷却器と冷凍室用冷却器における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の両冷却を停止し、かつヒーター等の外部からの加熱手段を用いて行わなければならず消費電力が多くなる欠点があった。
【００１２】
本発明の他の目的は、冷蔵室用冷却器（中間圧用蒸発器）と冷凍室用冷却器（低圧用蒸発器）における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができ、更に外部からの加熱手段を用いずに霜取りを行うことができる消費電力が少ない二段圧縮冷凍冷蔵装置を提供することである。
【００１３】
また、上記従来の構成は、圧縮機２の低段側圧縮部１５と高段側圧縮部１６が直列接続であるため、並列接続を行う同一サイズの圧縮機と比べ圧縮機最大能力が小さくなり、ドアの開閉や庫内に入れる食品の違いによる冷凍室、あるいは冷蔵室庫内の冷凍負荷が著しく増大したときに対応できず庫内各部の温度が不均一になったり、庫内温度が上昇してしまう可能性があるという欠点があった。
【００１４】
本発明の他の目的は、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に冷凍室と冷蔵室の冷凍負荷の著しい増大への対応と、急速冷却を選択的に行うことのできる効率的な二段圧縮冷凍冷蔵装置を提供することである。
【００１５】
【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は、密閉容器内にモーターと低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備えた往復動式の二段圧縮機と、前記高段圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮器と、前記凝縮器の出口側と配管接続した中間圧用膨張装置と、入口側が前記中間圧用膨張装置と配管接続され、出口側が前記低段圧縮要素の吐出側ならびに前記高段圧縮要素の吸入側と共に連通する中間圧用蒸発器と、前記凝縮器の出口側あるいは前記中間圧用膨張装置の出口側と配管接続した低圧用膨張装置と、前記低圧用膨張装置と前記低段圧縮要素の吸入側との間に配管接続された低圧用蒸発器と、前記凝縮器と前記中間圧用蒸発器との間に設けられた第一開閉弁、あるいは前記凝縮器と前記低圧用蒸発器との間に設けられた第二開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とからなる構成としたのである。
【００１６】
これにより、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったときでも、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりすることを防止して、各庫内を適正に冷却できるようにすると共に、冷凍サイクルの効率を良くする、更に中間圧用蒸発器（冷蔵庫用）と低圧用蒸発器（冷凍庫用）における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができる。
【００１７】
また、本発明は、更に中間圧用蒸発器と高段圧縮要素との間に設けられた第三開閉弁、あるいは低圧用蒸発器と低段圧縮要素との間に設けられた第四開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とを備えた構成としたのである。
【００１８】
これにより、中間圧用蒸発器（冷蔵庫用）と低圧用蒸発器（冷凍庫用）における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができ、更に外部からの加熱手段を用いずに霜取りを行うことができ、消費電力を小さくすることができる。
【００１９】
また、本発明は、更に低段圧縮要素の吐出側と高段圧縮要素の吸入側とを連通する配管に設けられた第五開閉弁と、前記低段圧縮要素の吐出側と高段圧縮要素の吐出側とを連通する第一バイパス通路と、前記第一バイパス通路に設けられた第六開閉弁と、前記低段圧縮要素の吸入側と前記高段圧縮要素の吸入側とを連通する第二バイパス通路と、前記第二バイパス通路に設けられた第七開閉弁とを備えた構成としたのである。
【００２０】
これにより、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に冷凍室と冷蔵室の冷却負荷の著しい増大への対応と、急速冷却を選択的に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内にモーターと低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備えた往復動式の二段圧縮機と、前記高段圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮器と、前記凝縮器の出口側と配管接続した中間圧用膨張装置と、入口側が前記中間圧用膨張装置と配管接続され、出口側が前記低段圧縮要素の吐出側ならびに前記高段圧縮要素の吸入側と共に連通する中間圧用蒸発器と、前記凝縮器の出口側あるいは前記中間圧用膨張装置の出口側と配管接続した低圧用膨張装置と、前記低圧用膨張装置と前記低段圧縮要素の吸入側との間に配管接続された低圧用蒸発器と、前記凝縮器と前記中間圧用蒸発器との間に設けられた第一開閉弁、あるいは前記凝縮器と前記低圧用蒸発器との間に設けられた第二開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とからなる構成としたものであり、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったとき、第一開閉弁を開け、第二開閉弁を閉じることにより冷蔵室片側の冷却を行うことができ、あるいは第二開閉弁を開け、第一開閉弁を閉じることにより冷凍室片側の冷却を行うことができる。従って、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりすることを防止して、各庫内を適正に冷却できるようにすると共に、余分な圧縮機仕事を節約し、冷凍サイクルの効率を良くする。更に中間圧用蒸発器と低圧用蒸発器における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することにより、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷のバランスを保ちつつ霜取りを行い蒸発器の性能低下を防止するという作用を有する。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに、中間圧用蒸発器と高段圧縮要素との間に設けられた第三開閉弁、あるいは低圧用蒸発器と低段圧縮要素との間に設けられた第四開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とを備えた構成としたものであり、中間圧用蒸発器と低圧用蒸発器における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができ、更に二段圧縮機運転中に第一開閉弁を開き、第三開閉弁を閉じることにより、冷凍サイクルの高温冷媒が中間圧用蒸発器に流入し、外部からの加熱手段を用いずに中間圧用蒸発器の霜取りを行うことができ、第二開閉弁を開き、第四開閉弁を閉じることにより同様に外部からの加熱手段を用いずに冷凍サイクルの高温冷媒を用いて低圧用蒸発器の霜取りを行うことができるという作用を有する。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の発明に、さらに、低段圧縮要素の吐出側と高段圧縮要素の吸入側とを連通する配管に設けられた第五開閉弁と、前記低段圧縮要素の吐出側と前記高段圧縮要素の吐出側とを連通する第一バイパス通路と、前記第一バイパス通路に設けられた第六開閉弁と、前記低段圧縮要素の吸入側と前記高段圧縮要素の吸入側とを連通する第二バイパス通路と、前記第二バイパス通路に設けられた第七開閉弁とを備えた構成としたものであり、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に第四開閉弁、第六開閉弁、第七開閉弁を開き、第三開閉弁と第五開閉弁を閉じることにより、低段圧縮要素と高段圧縮要素の並列運転となり冷媒循環量が大きくなるため、冷凍室の急速冷却ができ、第三開閉弁、第六開閉弁、第七開閉弁を開き、第四開閉弁と第五開閉弁を閉じることにより、同様に低段圧縮要素と高段圧縮要素の並列運転となり、冷媒循環量が大きくなるため冷蔵室の急速冷却ができ、各庫内の冷却負荷の著しい増大への対応と、急速冷却を選択的に行うことができるという作用を有する。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明による二段圧縮冷凍冷蔵装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１による二段圧縮冷凍冷蔵装置の冷媒回路図を示す。
【００２６】
図１において、１９は、密閉容器２０内にモーター２１と低段圧縮要素２２と高段圧縮要素２３とを備えた二段圧縮機であり、２４は高段圧縮要素２３の吐出側と配管接続した凝縮器である。２５は凝縮器２４の出口側と配管接続した中間圧用膨張装置であり、２６は入口側が中間圧用膨張装置２５と配管接続され、出口側が低段圧縮要素２２の吐出側ならびに高段圧縮要素２３の吸入側と共に連通する中間圧用蒸発器であり、２７は凝縮器２４の出口側と配管接続した低圧用膨張装置である。２８は低圧用膨張装置２７と低段圧縮要素２２の吸入側との間に配管接続された低圧用蒸発器である。２９は凝縮器２４と中間圧用蒸発器２６との間に設けられた第一開閉弁２９であり、３０は凝縮器２４と低圧用蒸発器２８との間で低圧用膨張装置２７の入口側に設けられた第二開閉弁である。
【００２７】
以上のように構成された二段圧縮冷凍冷蔵装置について、以下その動作を説明する。
【００２８】
第一開閉弁２９と第二開閉弁３０が開いた状態で二段圧縮機１９を運転させると従来例と同様に二段圧縮サイクルが形成される。そして、二段圧縮機１９の運転中に、第一開閉弁２９を開け、第二開閉弁３０を閉じると、凝縮器２４から流出した冷媒は第一開閉弁２９の方にのみ流れて、中間圧用膨張装置２５にて減圧された後、中間圧用蒸発器２６内に流入して蒸発し、冷蔵室のみの冷却を行う。そして、中間圧用蒸発器２６を出た低温ガス冷媒は高段圧縮要素２３に吸引され、圧縮されて凝縮器２４へと送られる。一方、低段圧縮要素２２は冷媒を吸引して、密閉容器２０内に吐出するため、低圧用蒸発器２８内は真空に近くなる。このように冷蔵室のみの冷却運転となる。
【００２９】
また、二段圧縮機１９の運転中に、第二開閉弁３０を開け、第一開閉弁２９を閉じると、凝縮器２４から流出した冷媒は第二開閉弁３０の方にのみ流れて、低圧用膨張装置２７にて減圧された後、低圧用蒸発器２８内に流入して蒸発し、冷凍室のみの冷却を行う。そして、低圧用蒸発器２８を出た低温ガス冷媒は低段圧縮要素２２に吸引され、密閉容器２０内に吐出する。高段圧縮要素２３は密閉容器２０内の冷媒を吸引して、圧縮し凝縮器２４に送る。このように冷凍室のみの冷却運転となる。
【００３０】
このように第一開閉弁、第二開閉弁の制御を冷凍室と冷蔵室の負荷に応じて行うことにより、各庫内を適正に冷却でき、かつ消費電力を小さくすることができる。また、冷凍室側あるいは冷蔵室側どちらかのみの運転をしているときに、運転していない蒸発器の霜取りを行うことができる。
【００３１】
以上のように本実施例の二段圧縮冷凍冷蔵装置は、密閉容器２０内にモーター２１と低段圧縮要素２２と高段圧縮要素２３とを備えた二段圧縮機１９と、高段圧縮要素２３の吐出側と配管接続した凝縮器２４と、凝縮器２４の出口側と配管接続した中間圧用膨張装置２５と、入口側が中間圧用膨張装置２５と配管接続され、出口側が低段圧縮要素２２の吐出側ならびに高段圧縮要素２３の吸入側と共に連通する中間圧用蒸発器２６と、凝縮器２４の出口側と配管接続した低圧用膨張装置２７と、低圧用膨張装置２７と低段圧縮要素２２の吸入側との間に配管接続された低圧用蒸発器２８と、凝縮器２４と中間圧用蒸発器２６との間に設けられた第一開閉弁２９と、凝縮器２４と低圧用蒸発器２８との間に設けられた第二開閉弁３０とを備えているので、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったときでも、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりすることを防止して、各庫内を適正に冷却できるようにすると共に、冷凍サイクルの効率を良くする、更に中間圧用冷却器と低圧用冷却器における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができる。
【００３２】
尚、本実施例では、第二開閉弁３０は凝縮器２４と低圧用蒸発器２８との間で低圧用膨張装置２７の入口側に設けたが、第二開閉弁３０を凝縮器２４と低圧用蒸発器２８との間であればどこに設けても、同様の効果が得られる。
【００３３】
尚、本実施例では、低圧用膨張装置２７は凝縮器２４の出口側と配管接続され、第一開閉弁２９は凝縮器２４と中間圧用蒸発器２６との間に設けられ、第二開閉弁３０は凝縮器２４の出口側と低圧用蒸発器２８との間で低圧用膨張装置２７の入口側に設けたが、低圧用膨張装置２７は中間圧用膨張装置２５の出口側と配管接続され、第一開閉弁２９は中間圧用膨張装置２５の出口側と中間圧用蒸発器２６との間に設けられ、第二開閉弁３０は凝縮器２４と低圧用蒸発器２８との間で中間圧用膨張装置２５の出口側と低圧用蒸発器２８との間であればどこに設けてもよい。低圧用膨張装置２７は中間圧用膨張装置２５の出口側と配管接続され、第一開閉弁２９は中間圧用膨張装置２５の出口側と中間圧用蒸発器２６との間に設けられ、第二開閉弁３０は凝縮器２４と低圧用蒸発器２８との間で中間圧用膨張装置２５の出口側と低圧用蒸発器２８との間に設けると同様の効果が得られる。
【００３４】
尚、本実施例では、密閉容器２０内にモーター２１と低段圧縮要素２２と高段圧縮要素２３とを備えた二段圧縮機１９としたが、低段圧縮要素２２を備えた圧縮機と、高段圧縮要素２３を備えた圧縮機の２つの圧縮機で構成しても同様の効果が得られる。
【００３５】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２による二段圧縮冷凍冷蔵装置の冷媒回路図を示す。尚、実施例１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３６】
図２において、３１は中間圧用蒸発器２６と二段圧縮機１９との間に設けられた第三開閉弁であり、３２は低圧用蒸発器２８と二段圧縮機１９との間に設けられた第四開閉弁である。
【００３７】
以上のように構成された二段圧縮冷凍冷蔵装置について、以下その動作を説明する。
【００３８】
第三開閉弁３１と第四開閉弁３２が開いた状態で二段圧縮機１９を運転させると実施例１と同様な二段圧縮冷凍装置が形成される。そして、二段圧縮機１９の運転中に、第一開閉弁２９を開き、第三開閉弁３１を閉じることにより、凝縮器２４から出た高温冷媒が中間圧用蒸発器２６に流入し、中間圧用蒸発器２６の霜取りが行われる。
【００３９】
また、第二開閉弁３０を開き、第四開閉弁３２を閉じることにより、凝縮器２４から出た高温冷媒が低圧用蒸発器２８に流入し、低圧用蒸発器２８の霜取りが行われる。
【００４０】
このように第一開閉弁、第二開閉弁、第三開閉弁、第四開閉弁の制御を中間圧用蒸発器あるいは低圧用蒸発器の霜取りに応じて行うことにより、外部からの加熱手段を用いずに中間圧用蒸発器あるいは低圧用蒸発器の霜取りを行うことができ、かつ消費電力を小さくすることができる。
【００４１】
以上のように本実施例の二段圧縮冷凍冷蔵装置は、中間圧用蒸発器２６と二段圧縮機１９との間に設けられた第三開閉弁３１と、低圧用蒸発器２８と二段圧縮機１９との間に設けられた第四開閉弁３２とを備えているので、実施例１の効果に加えて、外部からの加熱手段を用いずに霜取りを行うことができ、かつ消費電力を小さくすることができる。
【００４２】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３による二段圧縮冷凍冷蔵装置の冷媒回路図を示す。尚、実施例１、実施例２と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
図３において、３３は低段圧縮要素２２の吐出側と高段圧縮要素２３の吸入側とを連通する配管３４に設けられた第五開閉弁である。３５は低段圧縮要素２２の吐出側と高段圧縮要素２３の吐出側とを連通する第一バイパス通路であり、３６は第一バイパス通路３５に設けられた第六開閉弁である。３７は低段圧縮要素２２の吸入側と高段圧縮要素２３の吸入側とを連通する第二バイパス通路であり、３８は第二バイパス通路３７に設けられた第七開閉弁である。
【００４４】
以上のように構成された二段圧縮冷凍冷蔵装置について、以下その動作を説明する。
【００４５】
第五開閉弁３３と第六開閉弁３６と第七開閉弁３８が閉じた状態で二段圧縮機１９を運転させると実施例１および実施例２と同様な二段圧縮冷凍冷蔵装置が形成される。そして二段圧縮機１９の運転中に、第三開閉弁３１、第六開閉弁３６、第七開閉弁３８を開らき、第四開閉弁３２と第五開閉弁３３を閉じると、凝縮器２４から流出した冷媒は第一開閉弁２９の方にのみ流れて、中間圧用膨張装置２５にて減圧された後、中間圧用蒸発器２６内に流入して蒸発し、冷蔵室のみの急速冷却を行う。そして、中間圧用蒸発器２６を出た低温ガス冷媒は分岐される。一方は高段圧縮要素２３に吸引され、圧縮されて凝縮器２４へと送られる。また他方は第二バイパス通路３７を経て、低段圧縮要素２２に吸引され、圧縮されて第一バイパス通路３５に吐出される。そして凝縮器２４へ送られる。このように低段圧縮要素２２と高段圧縮要素２３の並列接続を使った冷蔵室のみの急速冷却運転となる。
【００４６】
また、二段圧縮機１９の運転中に、第四開閉弁３２、第六開閉弁３６、第七開閉弁３８を開らき、第三開閉弁３１と第五開閉弁３３を閉じると、凝縮器２４から流出した冷媒は第二開閉弁３０の方にのみ流れて、低圧用膨張装置２７にて減圧された後、低圧用蒸発器２８内に流入して蒸発し、冷凍室のみの急速冷却を行う。そして、低圧用蒸発器２８を出た低温ガス冷媒は分岐される。他方は第二バイパス通路３７を経て、高段側圧縮要素２２に吸引され、圧縮されて凝縮器２４へと送られる。また他方は、低段圧縮要素２２に吸引され、圧縮されて第一バイパス通路３５に吐出される。そして凝縮器２４へ送られる。このように低段圧縮要素２２と高段圧縮要素２３の並列接続を使った冷凍室のみの急速冷却運転となる。
【００４７】
このように第五開閉弁、第六開閉弁、第七開閉弁の制御を冷凍室と冷蔵室の負荷に応じて行うことにより、各庫内を選択的に急速冷却でき、かつ消費電力を小さくすることができる。
【００４８】
以上のように本実施例の二段圧縮冷凍冷蔵装置は、低段圧縮要素２２の吐出側と高段圧縮要素２３の吸入側とを連通する配管３４に設けられた第五開閉弁３３と、低段圧縮要素２２の吐出側と高段圧縮要素２３の吐出側とを連通する第一バイパス通路３５と、第一バイパス通路３５に設けられた第六開閉弁３６と、低段圧縮要素２２の吸入側と高段圧縮要素２３の吸入側とを連通する第二バイパス通路３７と、第二バイパス通路３８に設けられた第七開閉弁３８とを備えているので、冷凍室、冷蔵室庫内の冷却負荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に冷凍室と冷蔵室の冷却負荷の著しい増大への対応と、急速冷却を選択的に行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、密閉容器内にモーターと低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備えた往復動式の二段圧縮機と、前記高段圧縮要素の吐出側と配管接続した凝縮器と、前記凝縮器の出口側と配管接続した中間圧用膨張装置と、入口側が前記中間圧用膨張装置と配管接続され、出口側が前記低段圧縮要素の吐出側ならびに前記高段圧縮要素の吸入側と共に連通する中間圧用蒸発器と、前記凝縮器の出口側あるいは前記中間圧用膨張装置の出口側と配管接続した低圧用膨張装置と、前記低圧用膨張装置と前記低段圧縮要素の吸入側との間に配管接続された低圧用蒸発器と、前記凝縮器と前記中間圧用蒸発器との間に設けられた第一開閉弁、あるいは前記凝縮器と前記低圧用蒸発器との間に設けられた第二開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とからなる構成としたので、冷凍室と冷蔵室の冷却負荷がアンバランスになったときでも、片方の庫内が冷凍能力不足になったり、冷凍能力過剰になったりすることを防止して、各庫内を適正に冷却できるようにすると共に、冷凍サイクルの効率を良くする、更に中間圧用蒸発器と低圧用蒸発器における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができる。
【００５０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに、中間圧用蒸発器と高段圧縮要素との間に設けられた第三開閉弁、あるいは低圧用蒸発器と低段圧縮要素との間に設けられた第四開閉弁との少なくともどちらか一方の開閉弁とを備えた構成としたので、中間圧用蒸発器と低圧用蒸発器における霜取りにおいて冷凍室と冷蔵室の片側のみ冷却を停止することができ、更に外部からの加熱手段を用いずに霜取りを行うことができ、消費電力を小さくすることができる。
【００５１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の発明に、さらに、低段圧縮要素の吐出側と高段圧縮要素の吸入側とを連通する配管に設けられた第五開閉弁と、前記低段圧縮要素の吐出側と前記高段圧縮要素の吐出側とを連通する第一バイパス通路と、前記第一バイパス通路に設けられた第六開閉弁と、前記低段圧縮要素の吸入側と前記高段圧縮要素の吸入側とを連通する第二バイパス通路と、前記第二バイパス通路に設けられた第七開閉弁とを備えた構成としたので、冷凍室、冷蔵室庫内の冷凍負荷の変化に対応し庫内各部の温度の均一化が図れ、更に冷凍室と冷蔵室の冷凍負荷の著しい増大への対応と、急速冷却を選択的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による二段圧縮冷凍冷蔵装置の実施例１の冷媒回路図
【図２】本発明による二段圧縮冷凍冷蔵装置の実施例２の冷媒回路図
【図３】本発明による二段圧縮冷凍冷蔵装置の実施例３の冷媒回路図
【図４】従来の二段圧縮機を使用した冷蔵冷凍庫の配管系統図
【符号の説明】
１９  二段圧縮機
２０  密閉容器
２１  モータ
２２  低段圧縮要素
２３  高段圧縮要素
２４  凝縮器
２５  中間圧用膨張装置
２６  中間圧用蒸発器
２７  低圧用膨張装置
２８  低圧用蒸発器
２９  第一開閉弁
３０  第二開閉弁
３１  第三開閉弁
３２  第四開閉弁
３３  第五開閉弁
３４  配管
３５  第一バイパス通路
３６  第六開閉弁
３７  第二バイパス通路
３８  第七開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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