JP3462156B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

冷蔵庫

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JP3462156B2 JP2000212744A JP2000212744A JP3462156B2 JP 3462156 B2 JP3462156 B2 JP 3462156B2 JP 2000212744 A JP2000212744 A JP 2000212744A JP 2000212744 A JP2000212744 A JP 2000212744A JP 3462156 B2 JP3462156 B2 JP 3462156B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵室用蒸発器と
冷凍室用蒸発器を有する冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冷蔵庫には、冷蔵室と冷凍室が設けられ
ているが、最近の冷蔵庫においては、これら各部屋に専
用の蒸発器を設けたものがある。その冷凍サイクルを示
したものが図１３である。
【０００３】図１３の冷凍サイクル１００は、コンプレ
ッサ１０２の下流側に凝縮器１０３が接続され、凝縮器
１０３の下流側は２つに分岐し、一方には、冷蔵室用切
替弁（以下、Ｒ弁という）１０４と、冷蔵室用キャピラ
リチューブ（以下、Ｒキャピという）１０６と、冷蔵室
用蒸発器（以下、Ｒエバという）１０８が接続され、他
方には、冷凍室用切替弁（以下、Ｆ弁という）１１０
と、冷凍室用キャピラリチューブ（以下、Ｆキャピとい
う）１１２と、冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバという）
１１４と逆止弁１１６が接続されている。そして、逆止
弁１１６とＲエバ１０８からの流路は前記したコンプレ
ッサ１０２に循環している。
【０００４】また、Ｒエバ１０８で冷却された空気を冷
蔵室に送るためのＲファン１１８が設けられ、Ｆエバ１
１４にもＦファン１２０が設けられている。
【０００５】上記の冷凍サイクル１００において、従来
の制御方法を図１４に基づいて説明する。
【０００６】この制御方法は、冷蔵室を冷却する冷蔵運
転（以下、Ｒモードという）と、冷凍室を冷却する冷凍
運転（以下、Ｆモードという）を交互に行うものであ
り、具体的には、冷蔵室が所定温度に達するとＲ弁１０
４を閉じてＦ弁１１０を開け、Ｆエバ１１４に冷媒を流
してＦモードを行う。また、Ｆモード中に冷凍室が所定
温度に達するとＦ弁１１０を閉じてＲ弁１０４を開き、
Ｒエバ１０８に冷媒を流しＲモードを行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｒエバ１０
８とＦエバ１１４とでは蒸発温度が異なり、蒸発エンタ
ルピーの熱量に差がある。このため、Ｒエバ１０８とＦ
エバ１１４の必要冷却熱量を共に４０Ｗととすると、蒸
発エンタルピーの熱量による差から冷媒流量がＲエバ１
０８の方がＦエバ１１４の２倍になる。すなわち、蒸発
温度が低温から高温になると、コンプレッサ１０２の吸
込みの比容積の違いから必要冷媒流量が多くなるわけで
ある。
【０００８】このＲエバ１０８とＦエバ１１４の冷媒循
環量の違いにより、ＦモードからＲモードに変移したと
きに冷媒挙動の遅れが生じる。この理由は、第１に、Ｆ
モードにおいて、例えば、１の量で流れていた冷媒量
が、Ｒモードに切り替わって２の量を流す必要が出てく
るためと、第２に、Ｆモード中はコンプレッサ１０２の
圧縮比が大きいが、Ｒモードに変わると圧縮比が少なく
なり、この圧縮比の違いからＲエバ１０８に冷媒が流れ
にくくなるからである。
【０００９】そして、上記の冷媒挙動の遅れが引き金と
なって、図１３に示すように、Ｒエバ１０８の入口部分
しか冷えない状態が発生し、出口付近では必要な温度ま
で下がらず十分な冷却能力が出せないという問題点が発
生する。これは、冷却能力に影響を及ぼす。
【００１０】また、Ｆエバ１１４に溜まっている冷媒
も、圧力が高くなるＲモードになることでコンプレッサ
１０２側に流れることができなくなり、冷媒循環量の減
少して調整もできなくなる。そのため、冷凍サイクル１
００内の冷媒循環量が運転するたびに変わってしまう。
そして、これがさらに冷媒挙動の遅れを発生させる原因
ともなる。
【００１１】以上の問題点により、冷媒循環量の制御が
正しくできなくなり、冷却能力も正しく制御できなくな
るという問題点が発生する。
【００１２】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、冷媒
循環量を正しく制御し、かつ、冷媒挙動遅れを低減させ
ることができる冷蔵庫を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の冷蔵
庫は、コンプレッサ、凝縮器の順番に接続され、この凝
縮器の下流側に冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器とが並
列に接続されると共に、凝縮器からの冷媒の流路を冷蔵
室用蒸発器と冷凍室用蒸発器と切り替えるための切り替
え手段が凝縮器と両蒸発器の間に設けられ、また、凝縮
器を冷却する凝縮器用ファンと、冷蔵室用蒸発器の冷気
を冷蔵室へ送風する冷蔵室用冷気循環ファンと、冷凍室
用蒸発器の冷気を冷凍室へ送風する冷凍室用冷気循環フ
ァンとが設けられ、切り替え手段により冷媒の流路を切
り替えることにより、冷蔵室用蒸発器へ冷媒を送って冷
蔵室を冷却する冷蔵運転と、冷凍室用蒸発器へ冷媒を送
って冷凍室を冷却する冷凍運転をそれぞれ実行できる冷
蔵庫において、冷凍運転から冷蔵運転へ切り替える場合
に、冷凍運転が終了した時に、冷凍室用蒸発器へ流れる
冷媒を切り替え手段で遮断しながらコンプレッサを運転
し、かつ、凝縮器用ファンを運転して、冷凍室用蒸発器
からの冷媒を回収して凝縮器へ冷媒を送る冷媒回収運転
を行い、この冷媒回収運転を行った後、切り替え手段を
切り替えて冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送って冷蔵運転
を行うものである。
【００１４】請求項２の冷蔵庫は、請求項１のものにお
いて、冷媒回収運転を開始してから設定時間後に、切り
替え手段を切り替えて冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送っ
て冷蔵運転を行うものである。
【００１５】請求項３の冷蔵庫は、請求項１のものにお
いて、冷媒回収運転を開始してから冷凍室用蒸発器の温
度が設定温度に到達した後に、切り替え手段を切り替え
て冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送って冷蔵運転を行うも
のである。
【００１６】請求項４の冷蔵庫は、請求項１〜３のもの
において、切り替え手段を切り替えて冷蔵室用蒸発器に
のみ冷媒を送って冷蔵運転を行った後、冷蔵室用蒸発器
の温度が設定温度まで下降した時から冷蔵室用冷気循環
ファンを運転するものである。
【００１７】請求項５の冷蔵庫は、請求項１〜４のもの
において、冷凍運転、または、冷蔵運転からコンプレッ
サを停止させる場合に、切り替え手段を切り替えて冷凍
室用蒸発器、または、冷蔵室用蒸発器に送る冷媒を遮断
しながらコンプレッサを運転し、かつ、凝縮器用ファン
を低速で運転することにより、冷凍室用蒸発器、また
は、冷蔵室用蒸発器からの冷媒を回収して凝縮器へ冷媒
を送る停止準備運転を行い、この停止準備運転を行った
後、切り替え手段によって冷凍室用蒸発器、または、冷
蔵室用蒸発器に送る冷媒を遮断した状態でコンプレッサ
及び凝縮器用ファンを停止させるものである。
【００１８】請求項６の冷蔵庫は、請求項５のものにお
いて、停止準備運転を開始してから設定時間後に、切り
替え手段によって冷凍室用蒸発器、または、冷蔵室用蒸
発器に送る冷媒を遮断した状態でコンプレッサ及び凝縮
器用ファンを停止させるものである。
【００１９】請求項７の冷蔵庫は、請求項５のものにお
いて、停止準備運転を開始してからコンプレッサの駆動
電流値が設定値より低くなった後に、切り替え手段によ
って冷凍室用蒸発器、または、冷蔵室用蒸発器に送る冷
媒を遮断した状態でコンプレッサ及び凝縮器用ファンを
停止させるものである。
【００２０】請求項８の冷蔵庫は、請求項１から請求項
７記載のものにおいて、切り替え手段を２つの二方弁で
構成したものである。
【００２１】請求項９の冷蔵庫は、請求項１から請求項
７記載のものにおいて、切り替え手段を１つの三方弁で
構成したものである。
【００２２】請求項１０の発明は、コンプレッサ、凝縮
器の順番に接続され、この凝縮器の下流側に冷蔵室用蒸
発器と冷凍室用蒸発器とが並列に接続されると共に、凝
縮器からの冷媒の流路を冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発
器と切り替えるための切り替え手段が凝縮器と両蒸発器
の間に設けられ、また、凝縮器を冷却する凝縮器用ファ
ンと、冷蔵室用蒸発器の冷気を冷蔵室へ送風する冷蔵室
用冷気循環ファンと、冷凍室用蒸発器の冷気を冷凍室へ
送風する冷凍室用冷気循環ファンとが設けられ、切り替
え手段により冷媒の流路を切り替えることにより、冷蔵
室用蒸発器へ冷媒を送って冷蔵室を冷却する冷蔵運転
と、冷凍室用蒸発器へ冷媒を送って冷凍室を冷却する冷
凍運転をそれぞれ実行できる冷蔵庫において、冷蔵室用
蒸発器と冷凍室用蒸発器へ流れる冷媒を遮断する遮断手
段を有し、この遮断手段によって、冷蔵室用蒸発器と冷
凍室用蒸発器へ流れる冷媒を遮断しながらコンプレッサ
を運転し、かつ、凝縮器用ファンを運転して、冷媒を回
収して凝縮器へ冷媒を送る冷媒回収運転を行うことを特
徴とする冷蔵庫である。
【００２３】請求項１１の発明は、冷媒回収運転は、冷
蔵室用蒸発器、または、冷凍室用蒸発器において冷媒不
足状態であると判断した時、または、冷蔵運転と冷凍運
転とを交互運転するときの切替え時に行うことを特徴と
する請求項１０記載の冷蔵庫である。
【００２４】請求項１２の発明は、冷媒回収運転時のコ
ンプレッサの回転数は、この冷媒回収運転に移行する前
の冷蔵運転時、または、冷凍運転時に設定されたコンプ
レッサの回転数で継続して行うことを特徴とする請求項
１０記載の冷蔵庫である。
【００２５】請求項１３の発明は、冷媒回収運転の運転
時間は、コンプレッサの回転数が低い程長く設定するこ
とを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫である。
【００２６】請求項１４の発明は、冷媒回収運転の運転
時間は、外気温が低い程長く設定することを特徴とする
請求項１０記載の冷蔵庫である。
【００２７】請求項１５の発明は、冷蔵室用蒸発器の温
度、または、冷凍室用蒸発器の温度が、設定温度より低
くなったときに、冷媒回収運転は停止することを特徴と
する請求項１０記載の冷蔵庫である。
【００２８】請求項１６の発明は、冷蔵室用蒸発器の冷
媒の下流側にアキュムレータを有し、アキュムレータの
温度が、設定温度より低くなったときに、冷媒回収運転
は停止することを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫で
ある。
【００２９】請求項１７の発明は、冷媒回収運転時にお
いて、この冷媒回収運転に移行する前の冷蔵運転時の冷
蔵室用冷気循環ファン、または、冷凍運転時の冷凍室用
冷気循環ファンを継続して回転させることを特徴とする
請求項１０記載の冷蔵庫である。
【００３０】請求項１８の発明は、冷蔵室用冷気循環フ
ァン、または、冷凍室用冷気循環ファンを冷蔵室用蒸発
器の温度、冷凍室用蒸発器の温度が設定温度以上になっ
たときに停止させることを特徴とする請求項１７記載の
冷蔵庫である。
【００３１】請求項１〜３の冷蔵庫について説明する。
【００３２】冷凍運転から冷蔵運転に切り替える場合
に、冷凍運転が終了したときに、冷凍室用蒸発器へ流れ
る冷媒を切り替え手段で遮断しながらコンプレッサを運
転し、凝縮器用ファンも運転する。
【００３３】これにより、冷凍室用蒸発器からの冷媒を
回収して凝縮器へ冷媒を送り、この冷媒も凝縮器用ファ
ンの運転により液化させて、冷媒回収運転を終了する。
【００３４】冷媒回収運転が行われた後、切り替え手段
を切り替えて冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送って冷蔵運
転を行う。これにより、冷媒挙動遅れを防止することが
できる。
【００３５】冷媒回収運転の時間として、設定時間に基
づいて制御する場合と、冷凍室用蒸発器の温度が設定温
度に到達した場合に冷蔵運転を開始する場合がある。
【００３６】請求項４の冷蔵庫について説明する。
【００３７】請求項１〜３の冷蔵庫において、切り替え
手段を切り替えて冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送って冷
蔵運転を行った後、冷蔵室用蒸発器の温度が設定温度ま
で下降してから冷蔵室用冷気循環ファンを運転する。す
なわち、冷蔵運転の開始時には冷蔵室用冷気循環ファン
を停止させておく。すると、凝縮器に溜まっていた液冷
媒が、Ｒエバに流れやすくなる。
【００３８】請求項５〜７の冷蔵庫について説明する。
【００３９】冷凍運転、または、冷蔵運転からコンプレ
ッサを停止させる場合に、停止準備運転を行った後に、
切り替え手段によって各蒸発器への冷媒流路を遮断した
状態でコンプレッサ及び凝縮器用ファンを停止させる。
【００４０】これにより、冷凍室用蒸発器、または、冷
蔵室用蒸発器からの冷媒を回収して凝縮器へ冷媒を送
り、凝縮器用ファンを低速で運転することにより、冷媒
の液化を促進させることができる。
【００４１】このようにすることで、次回のコンプレッ
サの復帰時に冷媒が蒸発器に流れやすくなり、冷媒遅れ
を解消することができる。
【００４２】また、停止準備運転を行う時間を、設定時
間で制御する場合と、コンプレッサの駆動電流値が設定
値より低くなったときに終了する場合がある。
【００４３】さらに、切り替え手段は、２つの二方弁、
または、１つの三方弁で構成できる。
【００４４】請求項１０の発明であると、冷蔵室用蒸発
器と冷凍室用蒸発器に滞留する冷媒量のバランス調整が
可能となり、冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器へ適正な
冷媒量が供給できるため、効率のよい冷却ができ、無駄
な入力増加を抑えることができる。
【００４５】請求項１１の発明であると、冷凍室または
冷蔵室での冷媒不足状態と判断された場合、もしくは、
運転が切り替えられた後に発生する冷媒遅れが解消さ
れ、各蒸発器の性能を十分に生かした冷却ができ、効率
のよい冷却が可能となり、定常状態到達までの時間が短
縮できる。
【００４６】請求項１２の発明であると、制御が容易で
コンプレッサの回転数の煩雑な変動が抑えられ、異音の
発生が少なくなる。
【００４７】請求項１３の発明であると、簡単な制御で
概ね適正な冷媒量が回収できる。
【００４８】請求項１４の発明であると、外気温が変化
した場合であっても簡単な制御で適正な冷媒量が回収で
きる。
【００４９】請求項１５及び請求項１６の発明である
と、過剰な冷媒回収を防止でき、コンプレッサの信頼性
劣化を抑えることができる。
【００５０】請求項１７の発明であると、冷媒回収時に
吸熱によって温度が低下する蒸発器の冷熱を庫内に循環
でき、循環ファンの冷却効果を効果的にでき、恒常性に
も寄与できる。
【００５１】請求項１８の発明であると、過剰な循環フ
ァンの駆動による入力増加を抑え、より効率よく冷却す
ることができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】（第１の実施例）以下、本発明の
第１の実施例を図１〜図３に基づいて説明する。
【００５３】図１は、本実施例の冷蔵庫１における制御
状態を示すタイミングチャートであり、図２は冷蔵庫１
の縦断面図であり、図３は冷蔵庫１の冷凍サイクル１０
である。
【００５４】まず、図２に基づいて冷蔵庫１の構造を説
明する。
【００５５】冷蔵庫１は、上段から冷蔵室２、野菜室
３、製氷室４、冷凍室５が設けられている。
【００５６】冷凍室５の背面にある機械室６には、コン
プレッサ１２が設けられている。また、製氷室４の背面
には、Ｆエバ２４とＦファン３０が設けられている。さ
らに、野菜室３の背面にはＲエバ１８とＲファン２８が
設けられている。さらに、コンプレッサ６の近くには、
コンプレッサ１２と凝縮器１３とを冷却するための凝縮
器用ファン（以下、Ｃファンという）３２が設けられて
いる。
【００５７】なお、Ｆエバ２４で製氷室４と冷凍室５を
冷却し、Ｒエバ１８で冷蔵室２と野菜室３を冷却する。
【００５８】次に、図３に基づいて本実施例の冷凍サイ
クル１０の構造について説明する。
【００５９】コンプレッサ１２の下流側には凝縮器１３
が接続され、凝縮器１３の下流側は二つに分岐してい
る。一方の流路には二方弁よりなるＲ弁１４が接続さ
れ、以下、Ｒキャピ１６、Ｒエバ１８が接続されてい
る。また、他方の流路には二方弁よりなるＦ弁２０が接
続され、以下、Ｆキャピ２２、Ｆエバ２４が接続され、
Ｆエバ２４の下流側には逆止弁２６が接続されている。
そして、逆止弁２６からの流路とＲエバ１８からの流路
は１つとなってコンプレッサ１２に循環している。
【００６０】冷蔵庫１の動作状態を図１のタイムチャー
トに基づいて説明する。
【００６１】１．Ｆモード 製氷室４と冷凍室５を冷却するＦモードにおいては、Ｒ
弁１４を閉じ、Ｆ弁２０を開く。また、Ｒファン２８を
ＯＦＦとし、ＦファンをＯＮとする。さらに、Ｃファン
３２は普通の回転数で回転させる。
【００６２】すると、冷媒は、Ｒエバ１８には流れずＦ
エバ２４に流れて、Ｆエバ２４を冷却し、この冷却され
た空気はＦファン３０によって製氷室４や冷凍室５に送
られる。この場合のＦエバ２４の蒸発温度が約−２５℃
である。
【００６３】２．ＦモードからＲモードへの移行期 製氷室４や冷凍室５の庫内温度が所定温度まで低下し、
逆に冷蔵室２や野菜室３の庫内温度が所定温度まで上昇
した場合にはＦモードからＲモードに切り替える必要が
ある。この場合には、次の段階で移行していく。
【００６４】第１段階としては、Ｒ弁１４だけでなくＦ
弁２０も閉じる。また、Ｃファン３２も高速運転を行
う。この状態で、コンプレッサ１２を運転し続けて、Ｆ
エバ２４に溜まっている冷媒を吸い取って回収し、この
回収した冷媒を凝縮器１３に送る。凝縮器１３において
は、Ｃファン３２が高速運転しているため、凝縮が進
み、冷媒の液化が促進され、この液化された冷媒は凝縮
器１３に溜まる。
【００６５】この第１段階の運転を冷媒回収運転とい
う。そして、この冷媒回収運転をＦモードが終了してか
ら設定時間ｔ１（例えば、２分）だけ行う。
【００６６】第２段階としては、冷媒回収運転が終了す
るとＦ弁２０を閉じたままＲ弁１４を開き、凝縮器１３
の液冷媒をＲエバ１８に流す。
【００６７】このようにすることで、凝縮器１３に溜ま
っていた液冷媒が、Ｒエバ１８に流れやすくなり、Ｒエ
バ１８の入口の温度と出口の温度が殆ど同じになり、冷
媒遅れを解消することができる。
【００６８】（第２の実施例）第２の実施例を図４に基
づいて説明する。
【００６９】本実施例と第１の実施例の異なる点は、Ｆ
モードからＲモードへ移行するときの冷媒回収運転の終
了タイミングをＦエバ２４の出口温度で判断する点にあ
る。
【００７０】Ｆエバ２４は、Ｆモード中は約−２５℃で
運転しているが、ＦモードからＲモードに移行すると
き、第１の実施例で説明したようにＦ弁２０を閉じ、Ｆ
ファン３０は動かしたままでＣファン３２を高速運転さ
せる。
【００７１】こうすると、Ｆエバ２４内部に溜まってい
る冷媒が庫内温度で蒸発する。また、コンプレッサ１２
によって引いているためＦエバ２４内部は真空状態とな
る。それによって、Ｆエバ２４の温度は図４に示すよう
に次第に下がってくる。
【００７２】しかし、冷媒がなくなると熱交換するもの
がなくなるため、庫内温度は再び上昇し始める。この上
昇し始めたＦエバ２４の出口温度が、所定温度（例え
ば、−２５℃）より２℃または３℃高くなった場合に
は、冷媒回収運転が終了したとしてＲ弁１４を開く。
【００７３】このようにすることで、確実に冷媒回収運
転の終了タイミングを判断できる。
【００７４】（第３の実施例）第３の実施例を図５に基
づいて説明する。
【００７５】本実施例と第１の実施例の異なる点は、冷
媒回収運転が終了したときにＲモードへ切り替わるが、
この場合に直ちにＲファン２８を回転させるのでなく、
初めは停止させておく点が異なる。
【００７６】すなわち、冷媒回収運転からＲモードに切
り替えた後、最初はＲファン２８を止める。そして、こ
のＲファン２８の停止状態をＲエバ１８の出口温度が低
くなるまで続ける。なお、設定時間ｔ２だけＲファン２
８を停止させてもよい。
【００７７】このように運転する理由は、冷蔵室２や野
菜室３がＦモード中に高くなり、その状態で冷媒が流れ
てＲファン２８を回すと、すぐにＲエバ１８内で液冷媒
が蒸発して気化してしまう。このことでＲエバ１８の配
管内の圧力が高くなり、かつ、ガスの圧力損失が大きく
なるため、冷媒が流れにくくなる現象が発生するためで
ある。このため、この気化を抑えて冷媒をＲエバ１８の
出口までとにかく流して、Ｒエバ１８の温度を均一に下
げて冷却能力をいち早く確保させるためである。
【００７８】（第４の実施例）第４の実施例を図６に基
づいて説明する。
【００７９】本実施例は、第１〜第３の実施例とは異な
り、Ｆモードからコンプレッサ１２を停止させる場合の
制御状態を示すものである。なお、冷蔵庫１と冷凍サイ
クル１０の構造は第１の実施例と同様である。
【００８０】Ｆモードが終了すると、Ｒ弁１４のみなら
ずＦ弁２０も閉じる。そして、Ｒファン２８はＯＦＦ状
態で、Ｆファン３０はＯＮ状態を続ける。また、Ｃファ
ン３２も通常の回転数で回転させておく。この状態で、
コンプレッサ１２が運転しているため、Ｆエバ２４に溜
まっていた液冷媒が吸い取られて回収され、凝縮器１３
に送られる。凝縮器１３に吐出された冷媒は、Ｃファン
３２が回転しているため凝縮が進んで液化し、液冷媒の
状態で凝縮器１３に溜まる。以下、この運転状態を停止
準備運転という。
【００８１】この停止準備運転をＦモード終了時点から
設定時間ｔ３行った後にコンプレッサ１２を停止させ
る。
【００８２】この停止準備運転をすることで、次回のコ
ンプレッサ１２の運転復帰時に冷媒が蒸発器に流れやす
くなり、冷媒遅れが解消できる。また、コンプレッサ１
２の停止中にＦ弁２０とＲ弁１４とで凝縮器１３とＲエ
バ１８、Ｆエバ２４を遮断することで、凝縮器１３のホ
ットガスが両蒸発器内部に流れてこないため、蒸発器温
度が上昇しない。すなわち、冷蔵庫１の庫内温度が上昇
しないため復帰も早い。
【００８３】なお、上記実施例ではＦモードが終了した
ときにこの停止準備運転を行ったが、Ｒモードにおいて
も同様の停止準備運転を行うことができる。
【００８４】（第５の実施例）第５の実施例を図７に基
づいて説明する。
【００８５】本実施例と第５の実施例の異なる点は、停
止準備運転を終了するタイミングを設定時間でなく、コ
ンプレッサ１２の駆動電流量によって判断するものであ
る。すなわち、Ｆモード中では、コンプレッサ１２は約
０．５Ａ（５０Ｗ）の駆動電流Ｉで運転しているが、停
止準備運転中には吐出圧力及び吸込み圧力の差がつき、
コンプレッサ１２に負荷がかかり、駆動電流Ｉの入力が
上昇する。
【００８６】しかし、吸込みの冷媒量が少なくなると、
コンプレッサ１２の負荷が低減し駆動電流Ｉの入力値が
低下する。この低下した時の下降値を検知して、この時
に冷媒を回収したと判断して、コンプレッサ１２を停止
させるものである。
【００８７】これにより、確実に冷媒を回収した時点で
停止準備運転を終了させることができる。
【００８８】（第６の実施例）第１から第５の実施例で
は、Ｒ弁１４とＦ弁２０とを別の二方弁で構成したが、
これに代えて２つの弁を一体化した三方弁で構成しても
よい。
【００８９】この三方弁は、入口が一つで、出口が２つ
あり、下記の３つの状態が実現できるものである。
【００９０】第１の状態は、第１の出口（Ｒエバ１８へ
の出口）が開で第２の出口（Ｆエバ２０への出口）が閉
の場合である。
【００９１】第２の状態は、第１の出口（Ｒエバ１８へ
の出口）が閉で第２の出口（Ｆエバ２０への出口）が開
の場合である。
【００９２】第３の状態は、第１の出口（Ｒエバ１８へ
の出口）が閉で第２の出口（Ｆエバ２０への出口）が閉
の場合である。
【００９３】（第７の実施例）第７の実施例について、
図８から図１１に基づいて説明する。
【００９４】図８は、本実施例の冷凍サイクル１０の構
造を示し、第１の実施例と異なる点は、Ｒ弁１４とＦ弁
２０の代わりに、三方弁３４を設けたものである。ま
た、Ｆエバ２４と逆止弁２６との間にはアキュムレータ
３６が設けられている。なお、三方弁３４は、Ｒエバ１
８に冷媒を流す場合とＦエバ２４に冷媒を流す場合と、
Ｒエバ１８とＦエバ２４とに冷媒を同時に流さないよう
にする３つの状態が可能な全閉型である。
【００９５】（１）従来の制御方法 まず、従来の制御方法について説明する。
【００９６】ＦモードとＲモードを交互に行う交互冷却
運転中のＲエバ１８とＦエバ２４の圧力状態と各蒸発器
の理想的な温度変化の様子を図９に示す。
【００９７】通常、Ｒモードにおいては、Ｒエバ１８の
圧力と温度は約０．２ＭＰａで−１０℃である。一方、
Ｆエバ２４の圧力と温度は約０．１ＭＰａ、−２６℃で
ある。
【００９８】すなわち、図９に示すようにＲモードにあ
っては、蒸発器内の圧力はＲエバ１８がＦエバ２４より
高く、この圧力差で逆止弁２６が閉じ、Ｆエバ２４には
低温の冷媒が貯留される。そして、この状態からＦモー
ドに切り替わると、低温冷媒を用いて冷却できることに
なり、Ｆモードにおいては冷媒遅れが生じることなく効
率のよい冷却ができる。
【００９９】次に、Ｆモードにあっては、Ｆエバ２４の
圧力と温度はおよそ０．１ＭＰａ、−２６℃で、Ｒエバ
１８の温度は０℃〜２℃であるが、圧力はＦエバ２４と
同じ０．１ＭＰａとなる。
【０１００】したがって、Ｆモードにあっては、Ｒエバ
１８の圧力が飽和圧力以下となるため、冷媒は蒸発し
て、乾いた状態（ドライアップ）となる。このような状
態から三方弁３４が切替わり、Ｒモードに移行した場合
は冷媒遅れが生じ、冷媒がＲエバ１８の出口側まで到達
するのに数分間要していた。この時の温度変化及び運転
状態の一例を示したものが図１０である。
【０１０１】図１０に示すように、Ｒエバ１８では冷媒
遅れが生じており、この状態ではＲエバ１０が有効に生
かされていないことになる。また、逆止弁２６から何ら
かの要因で逆流が起こるとＲエバ１８では冷媒不足状態
となる。
【０１０２】このような状態を回避するためコンプレッ
サ１２の回転数制御で対応をしようとすると、煩雑な回
転数の可変が生じて異音または騒音が発生し、コンプレ
ッサ１２の信頼性も低下することとなる。
【０１０３】また、定常状態においては冷媒は温度の低
い蒸発器側に滞留するが、電源投入直後のように冷蔵室
２と冷凍室５の庫内温度が外気温に近い場合、三方弁３
４を切り替えて交互に冷却する過程においては、Ｒエバ
１８内部に冷媒が多く滞留することもあり、Ｆモードに
あっても冷媒不足が発生することが考えられる。
【０１０４】そこで、以下に示す本実施例の制御方法を
実施することとなる。
【０１０５】（２）本制御方法 本制御方法について図１１に基づいて説明する。
【０１０６】図１１は、電源投入から定常状態に至る過
程のＲエバ１８とＦエバ２４の温度を示したものであ
る。
【０１０７】上記で説明したように、冷媒は温度の低い
蒸発器側に滞留するが、電源投入直後のような高負荷時
には低温側となる蒸発器は、Ｒエバ１８とＦエバ２４と
が交互に入れ替わる場合がある。
【０１０８】そこで、ＦモードからＲモードに切り替え
る前及びＲモードからＦモードに切り替える前に冷媒回
収運転を行う。この冷媒回収運転は、第１の実施例で説
明したのと同様に、三方弁３４を閉じて、Ｒエバ１８及
びＦエバ２４共に冷媒が流れないようにし、コンプレッ
サ１２を運転して冷媒を全て凝縮器１３に送り、凝縮器
１３ではＣファン３２を回転させて、凝縮器１３側に必
要な冷媒を全て回収する運転のことである。
【０１０９】具体的には、Ｒモード、冷媒回収運転、Ｆ
モード、冷媒回収運転、Ｒモードの工程を繰り返しなが
ら冷却を行う。
【０１１０】したがって、各モードの切り替え前は凝縮
器１３側に必要な冷媒を移動させることができるため、
切り替え後に各蒸発器で冷媒遅れが生じることがなく、
蒸発器の性能を生かした効率のよい冷却ができ、冷却時
間の短縮を図ることができる。
【０１１１】（第８の実施例）次に、図１２に基づい
て、第８の実施例を説明する。本実施例は第７の実施例
における制御方法の変更例である。
【０１１２】（１）第１の制御方法 第１の制御方法について説明する。
【０１１３】冷媒回収運転はＲモードで有効となるた
め、Ｒモードにおいて説明する。
【０１１４】図１２において、Ｒモード（１）では冷却
中にＲエバ１８の入口温度と出口温度の温度差が大きく
なり、冷媒不足状態が発生したとする。具体的には、Ｒ
エバ１８の入口側と出口側にはそれぞれ温度センサが設
けられ、この温度センサが検出した温度に温度差がある
と前記したように冷媒不足状態であると判断される。そ
して、コンプレッサ１２とＣファン３２の運転を継続し
ながら三方弁３４を全閉状態とし、冷媒回収運転（２）
へ移行する。
【０１１５】そして、この冷媒回収運転（２）を例えば
１分間継続した後、再び冷媒回収運転移行前のＲモード
（１）を行う。
【０１１６】このようにすれば、Ｒモード（１）におい
て逆止弁２６から徐々に冷媒漏れが発生し、Ｒエバ１８
からＦエバ２４に冷媒が流れて、冷媒不足となっても冷
媒回収を行うことで再びＲエバ１８の性能を生かした冷
却ができると共に冷媒量のバランスを保つことができ
る。
【０１１７】なお、上記では冷媒不足の判断は蒸発器の
入口温度と出口温度で判断したが、これに代えて庫内へ
の吹出し空気温度が上昇したときに、冷媒不足と判断し
てもよい。
【０１１８】（２）第２の制御方法 第２の制御方法について説明する。
【０１１９】交互冷却運転を時分割または庫内の温度状
態により交互に切り替える場合に、冷媒遅れが生じやす
いＲモードにおいては、冷媒回収運転（１）、（３）、
（４）のようにＦモードからＲモードへ移行する前に冷
媒回収運転を行う。
【０１２０】つまり、三方弁３４がＦエバ２４側に連通
した状態（Ｆモード）において、一定時間または庫内温
度によって、Ｒモードへ切り替え指令があると、コンプ
レッサ１２とＣファン３２の運転を継続しながら三方弁
３４は、全閉状態とする。すると、Ｆエバ２４内部ある
いはアキュムレータ３６内部に滞留する多くの冷媒は凝
縮器１３側へ移動して液化される。
【０１２１】このような冷媒回収運転を例えば１分間行
った後、三方弁３４がＲエバ１８側に連通するように切
り替えてＲモード行う。
【０１２２】この制御を行うことにより、庫内温度が設
定温度に近い安定時に冷媒遅れが生じやすいＲモードに
おいては、Ｒエバ１８の性能を十分に生かしながら効率
のよい冷却ができ、高い冷凍能力が得られる。
【０１２３】（３）第３の制御方法 冷媒回収運転による回収冷媒量は、コンプレッサ１２の
回転数に依存されるため、コンプレッサ１２の回転数に
比例させた運転時間で冷媒回収運転を行うことが望まし
い。
【０１２４】図１２では、Ｆモード（２）は回転数５０
Ｈｚで冷却中にＲモード（２）に移行している。この時
にコンプレッサ１２の回転数は移行前のＦモードにおい
て設定された回転数５０Ｈｚを継続する。この時の回収
時間ｔ３は例えば１分とする。
【０１２５】次に、Ｆモード（３）は３０Ｈｚで冷却中
であり、上記と同様にＲモードへ切り替える際に３０Ｈ
ｚを継続しながら冷媒回収運転（４）へ移行する。
【０１２６】この時の回収時間ｔ４は、５０Ｈｚで冷媒
回収を行ったｔ３の１分より長く３分と設定される。
【０１２７】つまり、コンプレッサ１２の回転数が低い
ときの冷媒回収時間は、回転数が高いときより長く設定
することで適切な冷媒量が回収できる。
【０１２８】（４）第４の制御方法 冷媒回収運転では、回収冷媒量は上記で説明したコンプ
レッサ１２の回転数以外に、冷蔵庫１が置かれている外
気温にも依存される。
【０１２９】そこで、外気温に対応させて冷媒回収運転
の運転時間を設定し、外気温が低いときはその運転時間
を長くし、外気温が高いときは短く設定する。
【０１３０】（５）第５の制御方法 冷媒回収運転においては、冷媒が回収されている側の蒸
発器あるいはアキュムレータ３６は冷媒の蒸発によって
温度が低下する。このとき、その蒸発器に対応するＲフ
ァン２８またはＦファン３０を回転させることで冷気が
循環され、庫内温度の恒温化にも寄与できる。
【０１３１】つまり、図１２の冷媒回収運転（４）の時
のＲエバ１８の温度の低下以上にＦエバ２４では温度が
低下する。このとき、Ｆファン３０を回すことで冷媒回
収運転中も冷凍室５の冷却が可能となる。
【０１３２】この時のＦファンを停止させるタイミング
は、次のように行う。
【０１３３】Ｆファン３０またはＲファン２８の運転時
間は１〜２分程度で、これ以上ではファン入力増加とこ
れに伴う庫内温度の上昇を招くこととなる。
【０１３４】そのため、Ｆエバ２４の温度上昇を検出
し、例えば−２０℃以上になればＦファン３０を停止さ
せる。
【０１３５】
【発明の効果】以上により請求項１〜４の冷蔵庫である
と、ＦモードからＲモードへ切り替える場合に冷媒の遅
れを防止することができ、冷媒循環量を正しく制御し、
冷却能力を最大限に引き出すことができる。
【０１３６】請求項５〜７の冷蔵庫であると、Ｆモード
またはＲモードから運転を停止する場合に、次回の運転
復帰時の冷媒遅れを防止することができるものである。
【０１３７】請求項１０の発明であると、必要に応じて
各蒸発器に滞留する冷媒量のバランス調整が可能となる
ため、各蒸発器へ適正な冷媒量が供給でき、効率のよい
冷却ができる。
【０１３８】請求項１１の発明であると、冷蔵室用蒸発
器から冷凍室用蒸発器へ冷媒が逆流して冷蔵室用蒸発器
で冷媒不足状態を判断した場合、あるいは冷媒遅れが発
生しやすい冷凍運転から冷蔵運転へ切り替わるときに冷
媒回収を行うことで、各蒸発器の性能を十分に生かした
効率のよい冷却が可能となる。
【０１３９】請求項１２の発明であると、冷媒回収時の
コンプレッサの回転数は冷媒回収運転に移行する前の回
転数を継続するため、制御が容易で回転数の煩雑な変動
を防止でき、異音発生を少なくすることができる。
【０１４０】請求項１３の発明であると、冷媒回収運転
の運転時間はコンプレッサの回転数が低いときほど長く
設定することで簡単な制御で適正な冷媒回収量が得られ
る。
【０１４１】請求項１４の発明であると、冷媒回収運転
の運転時間は外気温が低いときほど長く設定することで
簡単な制御で適正な冷媒回収量が得られる。
【０１４２】請求項１５及び１６の発明であると、各蒸
発器の出口温度またはアキュムレータの温度を検出し、
検出した温度が設定温度より低くなった場合には冷媒回
収運転を停止する。したがって、任意の時間の冷媒回収
運転中であっても、過剰な冷媒回収を防止でき、コンプ
レッサの信頼性劣化を抑えることができる。
【０１４３】請求項１７の発明であると、冷媒回収運転
時においては、その移行前の循環ファンを任意の回転数
で一定時間運転することによって、冷媒蒸発による冷熱
を庫内に循環でき、循環ファン駆動側の部屋を効率的に
冷却でき、恒温性にも寄与することができる。
【０１４４】請求項１８の発明であると、冷媒蒸発によ
る冷熱効果を効果的に庫内に循環でき、過剰な循環ファ
ンの駆動による入力増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の冷蔵庫の制御状態を示
すタイミングチャートである。
【図２】冷蔵庫の縦断面図である。
【図３】冷蔵庫の冷凍サイクルの図である。
【図４】第２の実施例のＦエバの出口温度と運転状態を
示すグラフである。
【図５】第３の実施例の制御状態を示すタイミングチャ
ートである。
【図６】第４の実施例の制御状態を示すタイミングチャ
ートである。
【図７】第５の実施例を示すコンプレッサの駆動電流と
運転状態を示すグラフである。
【図８】第７の実施例を示す冷凍サイクルの図である。
【図９】Ｒエバの温度とＦエバの温度の理想的な状態を
示すタイミングチャートである。
【図１０】現実のＲエバとコンプレッサの回転数を示す
タイミングチャートである。
【図１１】第７の実施例の制御方法を示すタイミングチ
ャートである。
【図１２】第８の実施例を示すタイミングチャートであ
る。
【図１３】従来の冷凍サイクルの説明図である。
【図１４】従来の制御状態を示すタイミングチャートで
ある。
【符号の説明】
１ 冷蔵庫 １０ 冷凍サイクル １２ コンプレッサ １３ 凝縮器 １４ Ｒ弁 １６ Ｒキャピ １８ Ｒエバ ２０ Ｆ弁 ２２ Ｆキャピ ２４ Ｆエバ ２６ 逆止弁 ２８ Ｒファン ３０ Ｆファン ３２ Ｃファン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田子 正人 大阪府茨木市太田東芝町１番６号 株式 会社東芝 大阪工場内 (72)発明者 鹿島 弘次 大阪府茨木市太田東芝町１番６号 株式 会社東芝 大阪工場内 (56)参考文献 特開2001−355954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108377（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−43262（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−311467（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25D 11/02 F25B 5/02 530

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コンプレッサ、凝縮器の順番に接続され、 この凝縮器の下流側に冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器
    とが並列に接続されると共に、凝縮器からの冷媒の流路
    を冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器と切り替えるための
    切り替え手段が凝縮器と両蒸発器の間に設けられ、 また、凝縮器を冷却する凝縮器用ファンと、冷蔵室用蒸
    発器の冷気を冷蔵室へ送風する冷蔵室用冷気循環ファン
    と、冷凍室用蒸発器の冷気を冷凍室へ送風する冷凍室用
    冷気循環ファンとが設けられ、 切り替え手段により冷媒の流路を切り替えることによ
    り、冷蔵室用蒸発器へ冷媒を送って冷蔵室を冷却する冷
    蔵運転と、冷凍室用蒸発器へ冷媒を送って冷凍室を冷却
    する冷凍運転をそれぞれ実行できる冷蔵庫において、 冷凍運転から冷蔵運転へ切り替える場合に、 冷凍運転が終了した時に、冷凍室用蒸発器へ流れる冷媒
    を切り替え手段で遮断しながらコンプレッサを運転し、
    かつ、凝縮器用ファンを運転して、冷凍室用蒸発器から
    の冷媒を回収して凝縮器へ冷媒を送る冷媒回収運転を行
    い、 この冷媒回収運転を行った後、切り替え手段を切り替え
    て冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送って冷蔵運転を行うこ
    とを特徴とする冷蔵庫。
  2. 【請求項２】冷媒回収運転を開始してから設定時間後
    に、切り替え手段を切り替えて冷蔵室用蒸発器にのみ冷
    媒を送って冷蔵運転を行うことを特徴とする請求項１記
    載の冷蔵庫。
  3. 【請求項３】冷媒回収運転を開始してから冷凍室用蒸発
    器の温度が設定温度に到達した後に、切り替え手段を切
    り替えて冷蔵室用蒸発器にのみ冷媒を送って冷蔵運転を
    行うことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
  4. 【請求項４】切り替え手段を切り替えて冷蔵室用蒸発器
    にのみ冷媒を送って冷蔵運転を行った後、冷蔵室用蒸発
    器の温度が設定温度まで下降した時から冷蔵室用冷気循
    環ファンを運転することを特徴とする請求項１から請求
    項３記載の冷蔵庫。
  5. 【請求項５】冷凍運転、または、冷蔵運転からコンプレ
    ッサを停止させる場合に、 切り替え手段を切り替えて冷凍室用蒸発器、または、冷
    蔵室用蒸発器に送る冷媒を遮断しながらコンプレッサを
    運転し、かつ、凝縮器用ファンを低速で運転することに
    より、冷凍室用蒸発器、または、冷蔵室用蒸発器からの
    冷媒を回収して凝縮器へ冷媒を送る停止準備運転を行
    い、 この停止準備運転を行った後、切り替え手段によって冷
    凍室用蒸発器、または、冷蔵室用蒸発器に送る冷媒を遮
    断した状態でコンプレッサ及び凝縮器用ファンを停止さ
    せることを特徴とする請求項１から請求項４記載の冷蔵
    庫。
  6. 【請求項６】停止準備運転を開始してから設定時間後
    に、切り替え手段によって冷凍室用蒸発器、または、冷
    蔵室用蒸発器に送る冷媒を遮断した状態でコンプレッサ
    及び凝縮器用ファンを停止させることを特徴とする請求
    項５記載の冷蔵庫。
  7. 【請求項７】停止準備運転を開始してからコンプレッサ
    の駆動電流値が設定値より低くなった後に、切り替え手
    段によって冷凍室用蒸発器、または、冷蔵室用蒸発器に
    送る冷媒を遮断した状態でコンプレッサ及び凝縮器用フ
    ァンを停止させることを特徴とする請求項５記載の冷蔵
    庫。
  8. 【請求項８】切り替え手段を２つの二方弁で構成したこ
    とを特徴とする請求項１から請求項７記載の冷蔵庫。
  9. 【請求項９】切り替え手段を１つの三方弁で構成したこ
    とを特徴とする請求項１から請求項７記載の冷蔵庫。
  10. 【請求項１０】コンプレッサ、凝縮器の順番に接続さ
    れ、 この凝縮器の下流側に冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器
    とが並列に接続されると共に、凝縮器からの冷媒の流路
    を冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器と切り替えるための
    切り替え手段が凝縮器と両蒸発器の間に設けられ、 また、凝縮器を冷却する凝縮器用ファンと、冷蔵室用蒸
    発器の冷気を冷蔵室へ送風する冷蔵室用冷気循環ファン
    と、冷凍室用蒸発器の冷気を冷凍室へ送風する冷凍室用
    冷気循環ファンとが設けられ、 切り替え手段により冷媒の流路を切り替えることによ
    り、冷蔵室用蒸発器へ冷媒を送って冷蔵室を冷却する冷
    蔵運転と、冷凍室用蒸発器へ冷媒を送って冷凍室を冷却
    する冷凍運転をそれぞれ実行できる冷蔵庫において、 冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器へ流れる冷媒を遮断す
    る遮断手段を有し、 この遮断手段によって、冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発
    器へ流れる冷媒を遮断しながらコンプレッサを運転し、
    かつ、凝縮器用ファンを運転して、冷媒を回収して凝縮
    器へ冷媒を送る冷媒回収運転を行うことを特徴とする冷
    蔵庫。
  11. 【請求項１１】冷媒回収運転は、冷蔵室用蒸発器、また
    は、冷凍室用蒸発器において冷媒不足状態であると判断
    した時、または、冷蔵運転と冷凍運転とを交互運転する
    ときの切替え時に行うことを特徴とする請求項１０記載
    の冷蔵庫。
  12. 【請求項１２】冷媒回収運転時のコンプレッサの回転数
    は、 この冷媒回収運転に移行する前の冷蔵運転時、または、
    冷凍運転時に設定されたコンプレッサの回転数で継続し
    て行うことを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫。
  13. 【請求項１３】冷媒回収運転の運転時間は、 コンプレッサの回転数が低い程長く設定することを特徴
    とする請求項１０記載の冷蔵庫。
  14. 【請求項１４】冷媒回収運転の運転時間は、 外気温が低い程長く設定することを特徴とする請求項１
    ０記載の冷蔵庫。
  15. 【請求項１５】冷蔵室用蒸発器の温度、または、冷凍室
    用蒸発器の温度が、設定温度より低くなったときに、冷
    媒回収運転は停止することを特徴とする請求項１０記載
    の冷蔵庫。
  16. 【請求項１６】冷蔵室用蒸発器の冷媒の下流側にアキュ
    ムレータを有し、 アキュムレータの温度が、設定温度より低くなったとき
    に、冷媒回収運転は停止することを特徴とする請求項１
    ０記載の冷蔵庫。
  17. 【請求項１７】冷媒回収運転時において、 この冷媒回収運転に移行する前の冷蔵運転時の冷蔵室用
    冷気循環ファン、または、冷凍運転時の冷凍室用冷気循
    環ファンを継続して回転させることを特徴とする請求項
    １０記載の冷蔵庫。
  18. 【請求項１８】冷蔵室用冷気循環ファン、または、冷凍
    室用冷気循環ファンを冷蔵室用蒸発器の温度、冷凍室用
    蒸発器の温度が設定温度以上になったときに停止させる
    ことを特徴とする請求項１７記載の冷蔵庫。
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