JP2004144364A - 冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【課題】除霜時の冷蔵室および冷凍室の昇温を最小限に抑え、且つ冷凍サイクルの低コスト化を図る。
【解決手段】冷蔵室内の内箱１５ａとウレタン１５ｃとの間に配設した直冷冷却器４と庫内冷却用ファン９と冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクト７により、冷蔵室５および冷凍室６を冷却するものであり、ヒータによる除霜の必要性がなく除霜による冷蔵室５および冷凍室６の温度上昇を低減できる。また、ファン９の運転による熱伝達率の向上により冷却効率を大幅に向上することが可能となり、従来の直冷冷却方式の課題であった庫内温度分布のばらつきも改善できる。
【選択図】 図１
【解決手段】冷蔵室内の内箱１５ａとウレタン１５ｃとの間に配設した直冷冷却器４と庫内冷却用ファン９と冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクト７により、冷蔵室５および冷凍室６を冷却するものであり、ヒータによる除霜の必要性がなく除霜による冷蔵室５および冷凍室６の温度上昇を低減できる。また、ファン９の運転による熱伝達率の向上により冷却効率を大幅に向上することが可能となり、従来の直冷冷却方式の課題であった庫内温度分布のばらつきも改善できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つの冷却器で冷蔵室と冷凍室を冷却する冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は従来の冷却サイクル並びに冷蔵庫の概略図である。
【０００３】
図において、１０１は冷蔵庫断熱箱で、内部は仕切壁１０２により冷凍室１０３と冷蔵室１０４とに上下に区分されており、そのうち冷凍室１０３内には直冷式のプレート状の第１の冷却器１０５が水平に配置されている。また、前記仕切壁１０２には空洞部１０８が形成されており、この空洞部１０８は冷凍室１０３および冷蔵室１０４の背面に形成されたダクト１０９および１１０と共に循環路１１１を構成している。前記循環路１１１の空洞部１０８内には第２の冷却器１１２および庫内冷却用ファン１１７が配設されている。１１８は第１の吸気口１１３を閉鎖する第１のダンパ装置、１１９は冷凍室１０３側のダクト１０９下端部を閉鎖することで第１の吐出口１１５を閉鎖する第２のダンパ装置であり、これら両ダンパ装置１１８および１１９は共に図示しない電磁石を作動源として閉動作するように構成されている。１２０は第２の吐出口１１６を閉鎖する第３のダンパ装置で同様に図示しない電磁石により作動するものであり、この電磁石は冷蔵室１０４内の温度を検知してＯＮ／ＯＦＦする図示しない冷蔵室温度検知スイッチにより通断電される。
【０００４】
１２１は圧縮機、１２２は凝縮器、１２３は凝縮器１２２とキャピラリ１２４との間に配設された電磁弁、１０５は前記第１の冷却器、１１２は前記第２の冷却器、１２５は逆止弁であり、それぞれ直列に接続している。上記電磁弁１２３は通電により開動作する構成のものであり、また第２の冷却器１１２には除霜用ヒータ１２６が付設されている。
【０００５】
以上のように構成された冷蔵庫において、冷凍室１０３内が所定の温度以上になると、図示しない冷凍室温度検知スイッチがＯＮするため、圧縮機１２１、電磁弁１２３、ファン１１７が通電され起動する。圧縮機１２１で圧縮され凝縮器１２２で液化したされた冷媒は、電磁弁１２３、キャピラリ１２４を経て第１の冷却器１０５および第２の冷却器１１２に流入し、逆止弁１２５を介して再び圧縮機１２１に吸い込まれ圧縮されるというように循環される。
【０００６】
また、第１のダンパ装置１１８、第３のダンパ装置１２０は共に断電されて開放状態であるために、ファン１１７の回転により冷凍室１０３および冷蔵室１０４内の空気が第１および第２の吸気口１１３および１１４から循環路１１１内に吸入され、第２の冷却器１１２によって冷却される。
【０００７】
圧縮機１２１の運転積算時間が８時間になると電磁弁１２５が断電されて閉塞し、この状態で圧縮機１２１が運転される。この運転により両冷却器１０５、１１２は凝縮器１２２側から冷媒を供給されることなく圧縮機１２１の吸引作用を受けるため内部の液冷媒が蒸発し且つ低圧状態になる。その後、所定時間（例えば２分）経過したことを検知すると圧縮機１２１、ファン１１７を停止すると共に、第１および第２のダンパ装置１１８および１１９を閉塞し、ヒータ１２６が通電される。両冷却器１０５、１１２内は液冷媒のない低圧状態にあるために、ヒータ１２８の発熱により冷却器１０５、１１２内のガス冷媒量が増加して高圧になるといったことはなく、第１の冷却器１０５で凝縮作用が行われて冷凍室１０３内に放熱されるといった問題も生じない。また第１および第２のダンパ装置１１８および１１９は通電され閉状態にあるから、空洞部１０８内の暖気が冷凍室１０３内に流入することもない。
【０００８】
これらにより、除霜時に伴う冷凍室１０３内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５９−１７３６７４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸込口１１４を通して第２の冷却器１１２と冷蔵室１０４が連通しているために除霜時の冷蔵室１０４の昇温が大きい。また、除霜前に電磁弁１２３を閉塞し冷却器１０５および１１２内の冷媒を吸引するものの完全には冷却器１０５、１１２から冷媒を吸引しきれないので、除霜時にサーモサイフォン効果による第１の冷却器１０５の温度上昇が生じ冷凍室１０３が昇温する。また、電磁弁１２３を閉塞して圧縮機１２１を運転することにより吸い込み圧力が異常低下し、圧縮機１２１を損傷する恐れがある。また、冷却器を２つ有するためコスト的に高くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するもので除霜時の冷蔵室および冷凍室の昇温を最小限に抑え、且つ冷凍サイクルの低コスト化を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室内の内箱とウレタンとの間に配設した直冷冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、冷蔵室内箱背面に付着した霜の除霜は圧縮機停止時に冷蔵室庫内温度により自然に行われるので、ヒータによる除霜の必要性がなく除霜による冷蔵室および冷凍室の温度上昇を低減できる。また、ファン運転による熱伝達率の向上により冷却効率を大幅に向上することが可能となり、従来の直冷冷却方式の課題であった庫内温度分布のばらつきも改善できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室庫内背面に直冷プレート型冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、前記冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、冷却器が冷蔵室庫内空気と直接接触するので冷却時においては熱伝導率が向上することにより冷却効率が向上し、圧縮機停止時に伴う冷却器の除霜時には、より確実に付着した霜を融解し除霜することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の分配を冷凍室側を大としたものであり、冷蔵室は冷却器による直接冷却と微量風量によるファン冷却により冷却し、冷凍室は多量風量によるファン冷却で冷却することにより、冷却負荷量の大きい冷凍室の冷却量を確保することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量を調整する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室温度検知手段で制御するものであり、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の風量分配を可変することにより冷凍室の庫内温度を自由に設定することが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室温度検知手段により冷蔵室庫内吐出風量を制御する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷凍室温度検知手段で制御するものであり、低外気温時から高外気温時までどの環境下においてもより確実に冷蔵室および冷凍室の庫内温度を一定に保つことが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、庫内の負荷変動に合わせて、庫内冷却用ファンの回転数を可変制御するものであり、冷蔵室温度検知手段もしくは冷凍室温度検知手段がある温度以上を検知すると冷却用ファンを高回転で運転することにより、速やかに庫内を冷却することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室側内箱のウレタン内壁面に除霜用ヒータを配設したものであり、ヒータを用いて除霜することにより、さらに確実に冷蔵室壁面に付着した霜の除霜が確実となる。また、ウレタン内にヒータを埋設しているのでヒータの熱影響による庫内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、除霜用ヒータの通電は、タイマーにより所定時間間隔毎の圧縮機停止時に行うものであり、除霜を周期的に行うことにより除霜に伴う庫内の温度変動を最小限に抑えるとともに省エネルギー化が可能となる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、冷蔵室側壁面の表面温度検知手段が設定温度以上を検知すると、除霜用ヒータ通電を終了するものであり、過度に除霜用ヒータを通電することを抑えることにより庫内の温度上昇を抑制でき、且つ省エネルギー化が可能となる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から４または請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、外気温を検知する温度検知手段により、外気温別に設定した通電率で冷蔵室ダクト内に配設した温調用ヒータの通電を行うものであり、温調用ヒータの役割は低外気温時に強制的に冷蔵室庫内に負荷を与えて圧縮機の運転率を上げ、冷凍室の庫内温度を確保することであるが、運転率が高い高外気温時に過度に温調用ヒータを通電することを抑えることにより省エネルギー化が可能となる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、冷却器と冷蔵庫外箱の間に真空断熱材を配設するものであり、外気と温度差が一番大きい場所に真空断熱材を配設することにより最もコストパフォーマンスよく冷蔵庫箱体の吸熱量を低減することができる。また、断熱性能向上により圧縮機の運転率が低下し省エネルギー化が可能となる。また、冷蔵庫外箱の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱の結露を防止することが可能となる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１または請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、冷却器の冷蔵庫外箱側側面に真空断熱材を直接貼り付けるものであり、より確実に外気と温度差の大きい場所に真空断熱材を貼り付けることにより、さらに効率よく吸熱量を低減することができる。また、壁面冷却器に真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして冷蔵庫組み立て行程に入れることができるので工数の削減が可能となる。また、冷却器と真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして外販することもできる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として炭化水素を用いたものであり、冷却器をウレタン内に埋設しているので炭化水素漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。また、ドアスイッチ、ランプ等庫内の電気的接点も防爆対応しなくてよいので冷媒の炭化水素化によるコストＵＰを抑制することが可能となる。また、除霜は冷蔵室の庫内空気により自然に行われるので、ガラス管ヒータ等の高温発熱体による除霜の必要性がなく、さらに危険性を小さくすることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１４、および表１を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図である。
【００２７】
１５は冷蔵庫箱体で、内箱１５ａと外箱１５ｂと、内箱１５ａ、外箱１５ｂ間に設けたウレタン１５ｃからなり、冷蔵庫箱体１５の上方部に比較的高温の区画である冷蔵室５を、下方部に冷蔵室５と断熱仕切り１４で区切られた比較的低温の冷凍室６を配置している。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。
【００２８】
冷凍サイクル１６は圧縮機１と凝縮器２とキャピラリ３と冷却器４とを接続して構成され、冷却器４は直冷式とし、冷蔵室５の背面の内箱１５ａに接するようにウレタン１５ｃ側に配設されている。また、冷却器４の前面には一定の空間を有して冷蔵室ダクト７を設け、冷蔵室ダクト７の下部には冷蔵室吐出口１０を、上部には冷蔵室吸込口１１を設けている。また、冷凍室６奥面近傍には冷蔵室５内へと吐出する冷気と分流した冷気を循環させて庫内の冷却を行う冷凍室ダクト８が設けてあり、冷凍室ダクト８の上部には冷凍室吐出口１２を、下部には冷凍室吸込口１３を有している。また、冷蔵室５内には庫内の温度を検知する温度検知手段ＴＨ１を有している。また、冷蔵室５の背面で冷蔵室ダクト７と内箱１５ａの空間にはファン９を設けている。
【００２９】
また、圧縮機１は例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としている。
【００３０】
また、冷蔵室５には区画室内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１を設けてあり、圧縮機１とファン９とを制御する制御手段Ｃ１とを備えている。
【００３１】
また、冷媒としては炭化水素（例えばイソブタン）を用いている。
【００３２】
上記構成において、圧縮機１の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ３に至る。その後、キャピラリ３で図示しないサクションラインと熱交換しながら減圧されて、冷蔵室５側背面のウレタン内に配設された冷却器４に至り蒸発気化する。冷蔵室５奥面近傍には冷蔵室５の区画内空気を循環させて庫内の冷却を行うファン９および冷蔵室ダクト７が設けてある。冷却器４の作用で低温になった冷蔵室背面により輻射冷却された冷蔵室ダクト７内の冷気は、ファン９の作動により冷蔵室吐出口１０を介して冷蔵室５へ吐出され、庫内と熱交換した後、冷蔵室吸込口１１から冷蔵室ダクト７内へ流入する。また、冷凍室６奥面近傍には冷蔵室５内へと吐出する冷気と分流した冷気を循環させて庫内の冷却を行う冷凍室ダクト８が設けてあり、冷気は冷凍室吐出口１２を介して冷凍室６へ吐出された後、冷凍室吸込口１３から冷凍室ダクト８へ流入する。冷凍室ダクト８の戻り空気は、図示しない戻りダクトを通り、冷蔵室吸込口１１からの戻り空気と合流してファン９へと吸い込まれ、再び低温の冷気となって吐出される。そして、冷却器４にて蒸発気化した冷媒は、図示しないサクションラインを経て圧縮機１に吸入される。
【００３３】
また、圧縮機１は例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としているので、周囲温度に応じた冷凍能力を確保でき、高負荷時の冷却能力確保と低負荷時の省エネが可能となる。
【００３４】
そして、冷蔵室５は冷蔵保存のために通常１〜５℃で設定されているが、保鮮性向上のため若干低めの温度、例えば−３〜０℃で設定されることもあり、収納物によって、使用者が自由に上記のような温度設定を切り替えることを可能としている。また、ワインや根野菜等の保鮮のために、例えば１０℃前後の若干高めの温度設定とする場合もある。
【００３５】
冷凍室６は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、保鮮性向上のためより低温の温度、例えば−３０〜−２５℃で設定されることもある。
【００３６】
圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。そして、冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると圧縮機１、ファン９を停止する。
【００３７】
ここで、圧縮機１運転中に冷蔵室５内箱背面に付着した霜は、圧縮機１停止中に冷蔵室５庫内の空気により融解し、融解した除霜水は図示しない排水口により庫外に排水される。これにより、ヒータによる除霜の必要性がなく冷蔵室５および冷凍室６の温度上昇を低減できる。
【００３８】
なお、冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１を冷蔵室５内箱背面の表面に密着するように配設すると、さらに確実に付着した霜の除霜検知が確実となる。
【００３９】
また、除霜用ヒータを廃止することにより低コスト化が図れる。
【００４０】
なお、冷却器４を冷蔵室５側背面のウレタン内に配設するとしたが、冷蔵室５天面のウレタン内、もしくは断熱仕切り１４内に配設しても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、従来の直冷冷却方式では庫内の温度分布が悪いという欠点があったが、ファン冷却と組み合わせることにより庫内の均温化が図れる。
【００４２】
また、冷媒として炭化水素（例えばイソブタン）を用いているので、地球温暖化防止に貢献するとともに、冷却器４をウレタン内に埋設しているので炭化水素漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【００４３】
また、ドアスイッチ、ランプ等、庫内の電気的接点も防爆対応しなくてよいので冷媒の炭化水素化によるコストＵＰを抑制することが可能となる。
【００４４】
また、除霜は冷蔵室５庫内温度により自然に行われるので、ガラス管ヒータ等の高温発熱体による除霜の必要性がなく、さらに危険性を小さくすることが可能となる。
【００４５】
なお、冷却器４は２枚の金属板（例えば鉄もしくはアルミニウム）を接着して、その板の片面もしくは両面の一部に高圧のガスを注入して膨らませ、冷媒の流路を設けたロールボンド方式、銅管を冷蔵庫内箱のウレタン側壁面に例えばアルミ箔で貼り付けた方式、いずれの方式でも同様の効果が得られる。
【００４６】
（実施の形態２）
図２、図３は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００４７】
図において、直冷プレート型冷却器４は冷蔵室５庫内背面の内箱１５ａに接するように配設している。
【００４８】
上記構成により、冷却器４が冷蔵室５および冷凍室６の戻り空気と直接接触するので冷却時において熱交換効率が向上することにより、冷却効率が向上する。また、圧縮機１停止時に伴う冷却器４の除霜時には直接冷蔵室５内の空気と接触するので、さらに確実に付着した霜を融解し、除霜することが可能となる。
【００４９】
なお、図２においては冷却器４を冷蔵室５庫内内箱の背面に貼り付けた仕様としているが、図３に示すように、冷蔵室ダクト７内に冷却器４の側面両側を空気が通るように配設することにより、冷蔵室５および冷凍室６の戻り空気と直接接触する面積が増加するので冷却時においてさらに熱伝導率が向上することにより、さらに冷却効率があがる。また、圧縮機停止時に伴う冷却器の除霜時にも同様の理由により、さらに確実に付着した霜を融解し、除霜することが可能となる。
【００５０】
なお、図３では冷却器４の上方にファン９を配設しているが、冷却器４下方にファン９を配設しても同様の効果が得られる。
【００５１】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５２】
ファン９の働きにより冷蔵室ダクト７内を流れる冷気は、冷蔵室吐出口１０より冷蔵室５庫内に吐出される冷気と、冷蔵室吐出口１０と比較して開口面積が大きい冷蔵庫５背面内箱と断熱仕切り１４により形成される冷凍室ダクト開口部１７を通り冷凍室吐出口１２より冷凍室６庫内に吐出される冷気とに分流される。また、冷蔵室ダクト７内の冷気の流れに対して垂直方向に冷蔵室吐出口１０を、平行方向に冷凍室ダクト開口部１７を設けている。
【００５３】
上記構成により、冷蔵室５庫内吐出風量より冷凍室６庫内吐出風量を大きくすることができ、冷却負荷量の大きい冷凍室６の冷却量を確保することが可能となり、冷凍室６、冷蔵室５をそれぞれ所定の温度に冷却することができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５５】
冷蔵室ダクト７の冷蔵室吐出口１０に手動で吐出開口面積を調整できる例えばポリプロピレンで成型された左右、もしくは上下に手動で動かせるスライド式のシャッター１８を備えている。
【００５６】
上記構成において、例えばシャッター１８を開方向に動かし、冷蔵室吐出口１０の吐出開口面積を増加させると、冷蔵室吐出口１０より冷蔵室５へ吐出される冷気の風量が増加する。また、冷凍室ダクト開口部１７を通り冷凍室吐出口１２より冷凍室６へ吐出される冷気の風量が減少する。
【００５７】
また、実施の形態１同様に、冷蔵室５には区画室内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると圧縮機１、ファン９を停止し、圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００５８】
以上に示したように、冷蔵室５の庫内温度で圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦを制御するので、冷蔵室５の庫内温度は一定に保たれた状態で冷凍室６の風量が減少するので冷凍室６の冷却量は減少し、冷凍室６の温度を弱設定（例えばー１８℃）にすることが可能となる。
【００５９】
また、例えばシャッター１８を閉方向に動かし、冷蔵室吐出口１０の吐出開口面積を減少させると、冷蔵室吐出口１０より冷蔵室５へ吐出される冷気の風量が減少し、冷凍室ダクト開口部１７を通り冷凍室吐出口１２より冷凍室６へ吐出される冷気の風量が増加する。
【００６０】
同様に、冷蔵室５の庫内温調は圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦにより制御されるので、冷蔵室５の庫内温度は一定に保たれた状態で冷凍室６の風量が増加するので冷凍室６の冷却量は増加し、冷凍室６の温度は強設定（例えばー２２℃）にすることが可能となる。
【００６１】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５における冷蔵庫の庫内風路の概略図、図７は冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００６２】
冷蔵室ダクト７内には、例えばステッピングモータにより開閉されるダンパ１９が配設されている。また、冷蔵室５には区画室内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１を、冷凍室６には区画室内温度を検知する温度検知手段ＴＨ２を設けてあり、圧縮機１とファン９とダンパ１９を制御する制御手段Ｃ２とを備えている。
【００６３】
圧縮機１停止中に、冷凍室６の温度検知手段であるＴＨ２が、予め設定された所定の温度（例えば−１８℃）以上を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００６４】
この時、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、ダンパを開放する。冷蔵室ダクト７内の冷気は、ファン９の作動によりダンパを介して冷蔵室吐出口１０から冷蔵室５へ吐出される冷気と、冷凍室吐出口１２を介して冷凍室６へ吐出される冷気に分流し冷蔵室５、冷凍室６の冷却を行う。
【００６５】
圧縮機１運転中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば０℃）以下を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、ダンパ１９を閉塞して冷蔵室５への風路を遮断し、冷凍室６のみに冷気を送り込む。
【００６６】
冷凍室６のみの冷却中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると、前記同様にダンパを開放し冷蔵室５、冷凍室６の冷却を行う。
【００６７】
以上の動作を繰り返し、冷凍室６の温度検知手段であるＴＨ２が、予め設定された所定の温度（例えば−２２℃）以下を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を停止し冷却を終了する。
【００６８】
冷蔵室５の庫内温度はダンパ１９で制御し、冷凍室６の庫内温度は圧縮機のＯＮ／ＯＦＦで制御するので、冷蔵室５と冷凍室６の庫内温度を独立して制御することが可能となる。したがって、高外気温から低外気温に至るまで冷蔵室５、冷凍室６のそれぞれの庫内温度を所定の温度に一定に保つことが可能となる。
【００６９】
なお、ダンパ１９はガス封入式である機械式ダンパを用いても同様の効果が得られる。
【００７０】
（実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫のタイムチャートを示している。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７１】
圧縮機１運転中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が予め設定された所定の温度（ｔ１Ｈ）以下を検知すると、制御手段Ｃ１はこの信号を受けファン９の印加電圧を低速側のＶ１とする（Ｔ０）。ドア開閉等により、庫内温度が上昇し温度検知手段ＴＨ１が所定の温度（ｔ１Ｈ）以上を検知すると、制御手段Ｃ１はこの信号を受けファン９の印加電圧を高速側のＶ２とする（Ｔ１）。その後、庫内温度が低下し温度検知手段ＴＨ１が所定の温度（ｔ１Ｈ）以下を検知すると、制御手段Ｃ１はこの信号を受けファン９の印加電圧を低速側のＶ１とする（Ｔ２）。
【００７２】
以上により、庫内の温度上昇に対して迅速に冷却能力を上げることにより、ドア開閉時の庫内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【００７３】
また、電源投入時も同様に温度検知手段ＴＨ１が所定の温度（ｔ１Ｈ）以下を検知するまで、ファン９の印加電圧を高速側のＶ２とすることにより、庫内の冷却スピードを向上でき、例えば電源投入から１回目の製氷完了時間を短縮することが可能となる。
【００７４】
なお、実施の形態５においてはファン９の印加電圧の制御を冷凍室６の温度検知手段ＴＨ２で行うことにより、さらに効率よく冷蔵室５と冷凍室６の冷却を行うことが可能となる。
【００７５】
（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７６】
２０は、冷蔵室５側内箱のウレタン側壁面に接着した例えばアルミ箔ヒータである除霜用ヒータである。除霜用ヒータ２０は例えばアルミテープや両面テープにより冷蔵庫内箱に貼り付けられている。
【００７７】
冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると制御手段Ｃ３はこの信号を受け、圧縮機１、ファン９を停止し、除霜用ヒータ２０の通電を開始する。圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ３はこの信号を受け、除霜用ヒータ２０の通電を停止すると共に、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００７８】
ヒータを用いて除霜することにより、さらに確実に冷蔵室５壁面に付着した霜を融解することができ、除霜性能の向上が可能となる。
【００７９】
また、従来のファン冷却用冷却器の除霜は、庫内で熱容量の大きいガラス管ヒータを通電して行っていたため、除霜時の庫内の昇温が大きいという課題があったが、本実施の形態においては、ウレタン内に埋設した比較的低熱容量の除霜用ヒータ２０により除霜を行うことができるので、ヒータの熱影響による庫内の温度上昇を最小限に抑えることができ、例えばアイスクリームの融解を防止することが可能となる。
【００８０】
（実施の形態８）
図１０は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫のタイムチャートを示している。なお、実施の形態１、７と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８１】
除霜用ヒータ２０の通電は、図示しないタイマーにより前回通電終了時点から所定時間（Ｔ３）経過後（例えばＴ３＝１２時間）毎の圧縮機１停止時に行う。Ｔ３時間経過後が圧縮機１運転中の場合は、次回運転停止時に除霜用ヒータ２０の通電を行う（Ｔ４）。Ｔ３時間経過後が圧縮機１停止時の場合も同様に、次回運転停止時に除霜用ヒータ２０の通電を行う。
【００８２】
除霜を周期的に行うことにより除霜に伴う食品の温度変動を最小限に抑えるとともに、省エネルギー化が可能となる。
【００８３】
なお、タイマーによる除霜間隔Ｔ３を圧縮機１の運転の積算時間としても同様の効果が得られる。
【００８４】
（実施の形態９）
図１１は、本発明の実施の形態９における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１、７、８と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８５】
ＴＨ３は、冷蔵庫５背面に配設された壁面温度検知手段であり、圧縮機１停止中の除霜用ヒータ２０通電中にＴＨ３が設定温度（例えば２℃）以上を検知すると制御手段Ｃ４はこの信号を受け、除霜用ヒータ２０の通電を終了する。
【００８６】
これにより、過度の除霜用ヒータ２０の通電を抑えることにより、除霜に伴う食品の温度変動を最小限に抑えるとともに、省エネルギー化が可能となる。
【００８７】
（実施の形態１０）
図１２は、本発明の実施の形態１０における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８８】
ＴＨ４は、例えば冷蔵室５ドア側面部に配設された例えばサーミスタである外気温度検知手段であり、２２は冷蔵室ダクト７を構成する仕切り２１内に配設された、例えばアルミ箔ヒータである温調用ヒータである。
【００８９】
冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると制御手段Ｃ５は、この信号を受け、圧縮機１、ファン９を停止し、温調用ヒータ２２の通電を開始する。
【００９０】
この時、外気温度検知手段ＴＨ４の信号に対して（表１）に示すように温調用ヒータ２２の通電率を決定し、その通電率にて通電を行う。
【００９１】
【表１】
【００９２】
ＴＨ４がＡＴ１（例えば１５℃）以下であれば通電率Ｄ１％（例えば１００％）で通電を開始する。圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ５この信号を受け、温調ヒータ２２の通電を停止すると共に、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００９３】
また、ＡＴ２（例えば２５℃）≧ＡＴ１（例えば１５℃）であり、Ｄ１（例えば１００％）≧Ｄ２（例えば５０％）≧Ｄ３（例えば０％）である。すなわち外気温が高いほど温調用ヒータ２２の通電率を小さくする制御としている。
【００９４】
外気温が冷蔵室５の庫内温度に近い例えば５℃の場合、圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１で行うために圧縮機１の運転率が極端に低下する。その結果、冷凍室６の冷却負荷量が確保できず冷凍室６の温度維持ができなくなる。この場合、従来の直冷冷却方式の冷蔵庫においては圧縮機１停止時に温調用ヒータ２２を通電し、冷蔵室５庫内に強制的に熱負荷を与えることにより圧縮機１の運転率を確保し、冷凍室６の冷却負荷量を維持していた。ところが、運転率が比較的高く冷蔵室５庫内に熱負荷を強制的に与える必要性がない高外気温時にも温調用ヒータ２２の通電を行っていたために、無駄に運転率が大きくなり消費電力量が増加するという課題があったが、本実施の形態では、外気温が高いほど温調用ヒータ２２の通電率を小さくすることにより過度に温調用ヒータ２２を通電することを抑えることができ、省エネルギー化が可能となる。
【００９５】
なお、温調用ヒータ２２は断熱仕切り１４内に配設しても同様の効果が得られる。
【００９６】
（実施の形態１１）
図１３は、本発明の実施の形態１１における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００９７】
２４は、冷却器４と冷蔵庫外箱２３の間に配設された、例えばシート状無機繊維集合体からなる芯材と前記芯材を覆うガスバリア性フィルムで構成される真空断熱材である。
【００９８】
冷蔵庫箱体１５の製造にあたっては、真空断熱材２４をあらかじめ例えば冷蔵庫外箱２３に直接的に接着固定したあと、硬質ウレタンフォームの原料を注入して一体発泡を行う。温度差が一番大きい、冷却器４と冷蔵庫外箱２３の間に配設することにより最もコストパフォーマンスよく冷蔵庫箱体の吸熱量を低減することが可能となる。また、断熱性能向上により圧縮機１の運転率が低下し省エネルギー化が可能となる。また、冷蔵庫外箱２３の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱２３の結露を防止することが可能となる。
【００９９】
なお、真空断熱材２４を冷蔵庫外箱２３に間接的に接着しても同様の効果が得られる。
【０１００】
（実施の形態１２）
図１４は、本発明の実施の形態１２における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１、１１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【０１０１】
真空断熱材２４は、冷却器４の冷蔵庫外箱２３側の側面に例えば両面テープにより直接貼り付けられている。
【０１０２】
確実に、外気と温度差の大きい部位に貼り付けることにより、さらに効率よく吸熱量を低減することができる。また、冷却器４に真空断熱材２４を貼り付けた部品をユニットとして冷蔵庫組み立て行程に入れることができるので工数の削減が可能となる。また、冷却器４と真空断熱材２４を貼り付けた部品をユニットとして外販することも可能となる。
【０１０３】
【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、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室内の内箱とウレタンとの間に配設した直冷冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、ヒータによる除霜の必要性がなく除霜による冷蔵室および冷凍室の温度上昇を低減できる。また、従来の直冷冷却方式の課題であった庫内温度分布のばらつきも改善できる。
【０１０４】
また、請求項２に記載の発明は、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室庫内背面に直冷プレート型冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、前記冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、さらに冷却効率が向上し、また、圧縮機停止時に伴う冷却器の除霜時には、より確実に付着した霜を融解し除霜することが可能となる。
【０１０５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の分配を冷凍室側を大としたものであり、冷却負荷量の大きい冷凍室の冷却量を確保することが可能となる。
【０１０６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量を調整する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室温度検知手段で制御するものであり、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の風量分配を可変することにより冷凍室の庫内温度を自由に設定することが可能となる。
【０１０７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室温度検知手段により冷蔵室庫内吐出風量を制御する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷凍室温度検知手段で制御するものであり、低外気温時から高外気温時までどの環境下においてもより確実に冷蔵室および冷凍室の庫内温度を一定に保つことが可能となる。
【０１０８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、庫内の負荷変動に合わせて、庫内冷却用ファンの回転数を可変制御するものであり、速やかに庫内を冷却することが可能となる。
【０１０９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室側内箱のウレタン内壁面に除霜用ヒータを配設したものであり、ヒータを用いて除霜することにより、さらに確実に冷蔵室壁面に付着した霜の除霜が確実となる。また、ウレタン内にヒータを埋設しているのでヒータの熱影響による庫内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【０１１０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、除霜用ヒータの通電は、タイマーにより所定時間間隔毎の圧縮機停止時に行うものであり、除霜に伴う庫内の温度変動を最小限に抑えるとともに省エネルギー化が可能となる。
【０１１１】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、冷蔵室側壁面の表面温度検知手段が設定温度以上を検知すると、除霜用ヒータ通電を終了するものであり、過度に除霜用ヒータを通電することを抑えることにより庫内の温度上昇を抑制でき、且つ省エネルギー化が可能となる。
【０１１２】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から４または請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、外気温を検知する温度検知手段により、外気温別に設定した通電率で冷蔵室ダクト内に配設した温調用ヒータの通電を行うものであり、運転率が高い高外気温時に過度に温調用ヒータを通電することを抑えることにより省エネルギー化が可能となる。
【０１１３】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、冷却器と冷蔵庫外箱の間に真空断熱材を配設するものであり、外気と温度差が一番大きい場所に真空断熱材を配設することにより最もコストパフォーマンスよく冷蔵庫箱体の吸熱量を低減することができる。また、断熱性能向上により圧縮機の運転率が低下し省エネルギー化が可能となる。また、冷蔵庫外箱の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱の結露を防止することが可能となる。
【０１１４】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１または請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、冷却器の冷蔵庫外箱側側面に真空断熱材を直接貼り付けるものであり、より確実に外気と温度差の大きい場所に真空断熱材を貼り付けることにより、さらに効率よく吸熱量を低減することができる。また、壁面冷却器に真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして冷蔵庫組み立て行程に入れることができるので工数の削減が可能となる。また、冷却器と真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして外販することもできる。
【０１１５】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として炭化水素を用いたものであり、地球温暖化防止に貢献するとともに、冷却器をウレタン内に埋設しているので炭化水素漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。また、ドアスイッチ、ランプ等庫内の電気的接点も防爆対応しなくてよいので冷媒の炭化水素化によるコストＵＰを抑制することが可能となる。また、除霜は冷蔵室の庫内空気により自然に行われるので、ガラス管ヒータ等の高温発熱体による除霜の必要性がなく、さらに危険性を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の断面図
【図２】本発明の実施の形態２の冷蔵庫の断面図
【図３】本発明の実施の形態２の冷蔵庫の断面図
【図４】本発明の実施の形態３の冷蔵庫の断面図
【図５】本発明の実施の形態４の冷蔵庫の断面図
【図６】本発明の実施の形態５の冷蔵庫の庫内風路概略図
【図７】本発明の実施の形態５の冷蔵庫の断面図
【図８】本発明の実施の形態６の冷蔵庫のタイムチャート
【図９】本発明の実施の形態７の冷蔵庫の断面図
【図１０】本発明の実施の形態８の冷蔵庫のタイムチャート
【図１１】本発明の実施の形態９の冷蔵庫の断面図
【図１２】本発明の実施の形態１０の冷蔵庫の断面図
【図１３】本発明の実施の形態１１の冷蔵庫の断面図
【図１４】本発明の実施の形態１２の冷蔵庫の断面図
【図１５】従来の冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
１ 圧縮機
４ 冷却器
５ 冷蔵室
６ 冷凍室
７ 冷蔵室ダクト
８ 冷凍室ダクト
９ ファン
１４ 断熱仕切り
１５ 冷蔵庫箱体
１５ａ 内箱
１５ｂ、２３ 外箱
１５ｃ ウレタン
１８ シャッター
１９ ダンパ
２０ 除霜用ヒータ
２２ 温調用ヒータ
２４ 真空断熱材
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５ 制御手段
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４ 温度検知手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つの冷却器で冷蔵室と冷凍室を冷却する冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は従来の冷却サイクル並びに冷蔵庫の概略図である。
【０００３】
図において、１０１は冷蔵庫断熱箱で、内部は仕切壁１０２により冷凍室１０３と冷蔵室１０４とに上下に区分されており、そのうち冷凍室１０３内には直冷式のプレート状の第１の冷却器１０５が水平に配置されている。また、前記仕切壁１０２には空洞部１０８が形成されており、この空洞部１０８は冷凍室１０３および冷蔵室１０４の背面に形成されたダクト１０９および１１０と共に循環路１１１を構成している。前記循環路１１１の空洞部１０８内には第２の冷却器１１２および庫内冷却用ファン１１７が配設されている。１１８は第１の吸気口１１３を閉鎖する第１のダンパ装置、１１９は冷凍室１０３側のダクト１０９下端部を閉鎖することで第１の吐出口１１５を閉鎖する第２のダンパ装置であり、これら両ダンパ装置１１８および１１９は共に図示しない電磁石を作動源として閉動作するように構成されている。１２０は第２の吐出口１１６を閉鎖する第３のダンパ装置で同様に図示しない電磁石により作動するものであり、この電磁石は冷蔵室１０４内の温度を検知してＯＮ／ＯＦＦする図示しない冷蔵室温度検知スイッチにより通断電される。
【０００４】
１２１は圧縮機、１２２は凝縮器、１２３は凝縮器１２２とキャピラリ１２４との間に配設された電磁弁、１０５は前記第１の冷却器、１１２は前記第２の冷却器、１２５は逆止弁であり、それぞれ直列に接続している。上記電磁弁１２３は通電により開動作する構成のものであり、また第２の冷却器１１２には除霜用ヒータ１２６が付設されている。
【０００５】
以上のように構成された冷蔵庫において、冷凍室１０３内が所定の温度以上になると、図示しない冷凍室温度検知スイッチがＯＮするため、圧縮機１２１、電磁弁１２３、ファン１１７が通電され起動する。圧縮機１２１で圧縮され凝縮器１２２で液化したされた冷媒は、電磁弁１２３、キャピラリ１２４を経て第１の冷却器１０５および第２の冷却器１１２に流入し、逆止弁１２５を介して再び圧縮機１２１に吸い込まれ圧縮されるというように循環される。
【０００６】
また、第１のダンパ装置１１８、第３のダンパ装置１２０は共に断電されて開放状態であるために、ファン１１７の回転により冷凍室１０３および冷蔵室１０４内の空気が第１および第２の吸気口１１３および１１４から循環路１１１内に吸入され、第２の冷却器１１２によって冷却される。
【０００７】
圧縮機１２１の運転積算時間が８時間になると電磁弁１２５が断電されて閉塞し、この状態で圧縮機１２１が運転される。この運転により両冷却器１０５、１１２は凝縮器１２２側から冷媒を供給されることなく圧縮機１２１の吸引作用を受けるため内部の液冷媒が蒸発し且つ低圧状態になる。その後、所定時間（例えば２分）経過したことを検知すると圧縮機１２１、ファン１１７を停止すると共に、第１および第２のダンパ装置１１８および１１９を閉塞し、ヒータ１２６が通電される。両冷却器１０５、１１２内は液冷媒のない低圧状態にあるために、ヒータ１２８の発熱により冷却器１０５、１１２内のガス冷媒量が増加して高圧になるといったことはなく、第１の冷却器１０５で凝縮作用が行われて冷凍室１０３内に放熱されるといった問題も生じない。また第１および第２のダンパ装置１１８および１１９は通電され閉状態にあるから、空洞部１０８内の暖気が冷凍室１０３内に流入することもない。
【０００８】
これらにより、除霜時に伴う冷凍室１０３内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５９−１７３６７４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸込口１１４を通して第２の冷却器１１２と冷蔵室１０４が連通しているために除霜時の冷蔵室１０４の昇温が大きい。また、除霜前に電磁弁１２３を閉塞し冷却器１０５および１１２内の冷媒を吸引するものの完全には冷却器１０５、１１２から冷媒を吸引しきれないので、除霜時にサーモサイフォン効果による第１の冷却器１０５の温度上昇が生じ冷凍室１０３が昇温する。また、電磁弁１２３を閉塞して圧縮機１２１を運転することにより吸い込み圧力が異常低下し、圧縮機１２１を損傷する恐れがある。また、冷却器を２つ有するためコスト的に高くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するもので除霜時の冷蔵室および冷凍室の昇温を最小限に抑え、且つ冷凍サイクルの低コスト化を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室内の内箱とウレタンとの間に配設した直冷冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、冷蔵室内箱背面に付着した霜の除霜は圧縮機停止時に冷蔵室庫内温度により自然に行われるので、ヒータによる除霜の必要性がなく除霜による冷蔵室および冷凍室の温度上昇を低減できる。また、ファン運転による熱伝達率の向上により冷却効率を大幅に向上することが可能となり、従来の直冷冷却方式の課題であった庫内温度分布のばらつきも改善できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室庫内背面に直冷プレート型冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、前記冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、冷却器が冷蔵室庫内空気と直接接触するので冷却時においては熱伝導率が向上することにより冷却効率が向上し、圧縮機停止時に伴う冷却器の除霜時には、より確実に付着した霜を融解し除霜することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の分配を冷凍室側を大としたものであり、冷蔵室は冷却器による直接冷却と微量風量によるファン冷却により冷却し、冷凍室は多量風量によるファン冷却で冷却することにより、冷却負荷量の大きい冷凍室の冷却量を確保することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量を調整する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室温度検知手段で制御するものであり、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の風量分配を可変することにより冷凍室の庫内温度を自由に設定することが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室温度検知手段により冷蔵室庫内吐出風量を制御する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷凍室温度検知手段で制御するものであり、低外気温時から高外気温時までどの環境下においてもより確実に冷蔵室および冷凍室の庫内温度を一定に保つことが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、庫内の負荷変動に合わせて、庫内冷却用ファンの回転数を可変制御するものであり、冷蔵室温度検知手段もしくは冷凍室温度検知手段がある温度以上を検知すると冷却用ファンを高回転で運転することにより、速やかに庫内を冷却することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室側内箱のウレタン内壁面に除霜用ヒータを配設したものであり、ヒータを用いて除霜することにより、さらに確実に冷蔵室壁面に付着した霜の除霜が確実となる。また、ウレタン内にヒータを埋設しているのでヒータの熱影響による庫内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、除霜用ヒータの通電は、タイマーにより所定時間間隔毎の圧縮機停止時に行うものであり、除霜を周期的に行うことにより除霜に伴う庫内の温度変動を最小限に抑えるとともに省エネルギー化が可能となる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、冷蔵室側壁面の表面温度検知手段が設定温度以上を検知すると、除霜用ヒータ通電を終了するものであり、過度に除霜用ヒータを通電することを抑えることにより庫内の温度上昇を抑制でき、且つ省エネルギー化が可能となる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から４または請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、外気温を検知する温度検知手段により、外気温別に設定した通電率で冷蔵室ダクト内に配設した温調用ヒータの通電を行うものであり、温調用ヒータの役割は低外気温時に強制的に冷蔵室庫内に負荷を与えて圧縮機の運転率を上げ、冷凍室の庫内温度を確保することであるが、運転率が高い高外気温時に過度に温調用ヒータを通電することを抑えることにより省エネルギー化が可能となる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、冷却器と冷蔵庫外箱の間に真空断熱材を配設するものであり、外気と温度差が一番大きい場所に真空断熱材を配設することにより最もコストパフォーマンスよく冷蔵庫箱体の吸熱量を低減することができる。また、断熱性能向上により圧縮機の運転率が低下し省エネルギー化が可能となる。また、冷蔵庫外箱の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱の結露を防止することが可能となる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１または請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、冷却器の冷蔵庫外箱側側面に真空断熱材を直接貼り付けるものであり、より確実に外気と温度差の大きい場所に真空断熱材を貼り付けることにより、さらに効率よく吸熱量を低減することができる。また、壁面冷却器に真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして冷蔵庫組み立て行程に入れることができるので工数の削減が可能となる。また、冷却器と真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして外販することもできる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として炭化水素を用いたものであり、冷却器をウレタン内に埋設しているので炭化水素漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。また、ドアスイッチ、ランプ等庫内の電気的接点も防爆対応しなくてよいので冷媒の炭化水素化によるコストＵＰを抑制することが可能となる。また、除霜は冷蔵室の庫内空気により自然に行われるので、ガラス管ヒータ等の高温発熱体による除霜の必要性がなく、さらに危険性を小さくすることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１４、および表１を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図である。
【００２７】
１５は冷蔵庫箱体で、内箱１５ａと外箱１５ｂと、内箱１５ａ、外箱１５ｂ間に設けたウレタン１５ｃからなり、冷蔵庫箱体１５の上方部に比較的高温の区画である冷蔵室５を、下方部に冷蔵室５と断熱仕切り１４で区切られた比較的低温の冷凍室６を配置している。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。
【００２８】
冷凍サイクル１６は圧縮機１と凝縮器２とキャピラリ３と冷却器４とを接続して構成され、冷却器４は直冷式とし、冷蔵室５の背面の内箱１５ａに接するようにウレタン１５ｃ側に配設されている。また、冷却器４の前面には一定の空間を有して冷蔵室ダクト７を設け、冷蔵室ダクト７の下部には冷蔵室吐出口１０を、上部には冷蔵室吸込口１１を設けている。また、冷凍室６奥面近傍には冷蔵室５内へと吐出する冷気と分流した冷気を循環させて庫内の冷却を行う冷凍室ダクト８が設けてあり、冷凍室ダクト８の上部には冷凍室吐出口１２を、下部には冷凍室吸込口１３を有している。また、冷蔵室５内には庫内の温度を検知する温度検知手段ＴＨ１を有している。また、冷蔵室５の背面で冷蔵室ダクト７と内箱１５ａの空間にはファン９を設けている。
【００２９】
また、圧縮機１は例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としている。
【００３０】
また、冷蔵室５には区画室内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１を設けてあり、圧縮機１とファン９とを制御する制御手段Ｃ１とを備えている。
【００３１】
また、冷媒としては炭化水素（例えばイソブタン）を用いている。
【００３２】
上記構成において、圧縮機１の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ３に至る。その後、キャピラリ３で図示しないサクションラインと熱交換しながら減圧されて、冷蔵室５側背面のウレタン内に配設された冷却器４に至り蒸発気化する。冷蔵室５奥面近傍には冷蔵室５の区画内空気を循環させて庫内の冷却を行うファン９および冷蔵室ダクト７が設けてある。冷却器４の作用で低温になった冷蔵室背面により輻射冷却された冷蔵室ダクト７内の冷気は、ファン９の作動により冷蔵室吐出口１０を介して冷蔵室５へ吐出され、庫内と熱交換した後、冷蔵室吸込口１１から冷蔵室ダクト７内へ流入する。また、冷凍室６奥面近傍には冷蔵室５内へと吐出する冷気と分流した冷気を循環させて庫内の冷却を行う冷凍室ダクト８が設けてあり、冷気は冷凍室吐出口１２を介して冷凍室６へ吐出された後、冷凍室吸込口１３から冷凍室ダクト８へ流入する。冷凍室ダクト８の戻り空気は、図示しない戻りダクトを通り、冷蔵室吸込口１１からの戻り空気と合流してファン９へと吸い込まれ、再び低温の冷気となって吐出される。そして、冷却器４にて蒸発気化した冷媒は、図示しないサクションラインを経て圧縮機１に吸入される。
【００３３】
また、圧縮機１は例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としているので、周囲温度に応じた冷凍能力を確保でき、高負荷時の冷却能力確保と低負荷時の省エネが可能となる。
【００３４】
そして、冷蔵室５は冷蔵保存のために通常１〜５℃で設定されているが、保鮮性向上のため若干低めの温度、例えば−３〜０℃で設定されることもあり、収納物によって、使用者が自由に上記のような温度設定を切り替えることを可能としている。また、ワインや根野菜等の保鮮のために、例えば１０℃前後の若干高めの温度設定とする場合もある。
【００３５】
冷凍室６は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、保鮮性向上のためより低温の温度、例えば−３０〜−２５℃で設定されることもある。
【００３６】
圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。そして、冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると圧縮機１、ファン９を停止する。
【００３７】
ここで、圧縮機１運転中に冷蔵室５内箱背面に付着した霜は、圧縮機１停止中に冷蔵室５庫内の空気により融解し、融解した除霜水は図示しない排水口により庫外に排水される。これにより、ヒータによる除霜の必要性がなく冷蔵室５および冷凍室６の温度上昇を低減できる。
【００３８】
なお、冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１を冷蔵室５内箱背面の表面に密着するように配設すると、さらに確実に付着した霜の除霜検知が確実となる。
【００３９】
また、除霜用ヒータを廃止することにより低コスト化が図れる。
【００４０】
なお、冷却器４を冷蔵室５側背面のウレタン内に配設するとしたが、冷蔵室５天面のウレタン内、もしくは断熱仕切り１４内に配設しても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、従来の直冷冷却方式では庫内の温度分布が悪いという欠点があったが、ファン冷却と組み合わせることにより庫内の均温化が図れる。
【００４２】
また、冷媒として炭化水素（例えばイソブタン）を用いているので、地球温暖化防止に貢献するとともに、冷却器４をウレタン内に埋設しているので炭化水素漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。
【００４３】
また、ドアスイッチ、ランプ等、庫内の電気的接点も防爆対応しなくてよいので冷媒の炭化水素化によるコストＵＰを抑制することが可能となる。
【００４４】
また、除霜は冷蔵室５庫内温度により自然に行われるので、ガラス管ヒータ等の高温発熱体による除霜の必要性がなく、さらに危険性を小さくすることが可能となる。
【００４５】
なお、冷却器４は２枚の金属板（例えば鉄もしくはアルミニウム）を接着して、その板の片面もしくは両面の一部に高圧のガスを注入して膨らませ、冷媒の流路を設けたロールボンド方式、銅管を冷蔵庫内箱のウレタン側壁面に例えばアルミ箔で貼り付けた方式、いずれの方式でも同様の効果が得られる。
【００４６】
（実施の形態２）
図２、図３は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００４７】
図において、直冷プレート型冷却器４は冷蔵室５庫内背面の内箱１５ａに接するように配設している。
【００４８】
上記構成により、冷却器４が冷蔵室５および冷凍室６の戻り空気と直接接触するので冷却時において熱交換効率が向上することにより、冷却効率が向上する。また、圧縮機１停止時に伴う冷却器４の除霜時には直接冷蔵室５内の空気と接触するので、さらに確実に付着した霜を融解し、除霜することが可能となる。
【００４９】
なお、図２においては冷却器４を冷蔵室５庫内内箱の背面に貼り付けた仕様としているが、図３に示すように、冷蔵室ダクト７内に冷却器４の側面両側を空気が通るように配設することにより、冷蔵室５および冷凍室６の戻り空気と直接接触する面積が増加するので冷却時においてさらに熱伝導率が向上することにより、さらに冷却効率があがる。また、圧縮機停止時に伴う冷却器の除霜時にも同様の理由により、さらに確実に付着した霜を融解し、除霜することが可能となる。
【００５０】
なお、図３では冷却器４の上方にファン９を配設しているが、冷却器４下方にファン９を配設しても同様の効果が得られる。
【００５１】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５２】
ファン９の働きにより冷蔵室ダクト７内を流れる冷気は、冷蔵室吐出口１０より冷蔵室５庫内に吐出される冷気と、冷蔵室吐出口１０と比較して開口面積が大きい冷蔵庫５背面内箱と断熱仕切り１４により形成される冷凍室ダクト開口部１７を通り冷凍室吐出口１２より冷凍室６庫内に吐出される冷気とに分流される。また、冷蔵室ダクト７内の冷気の流れに対して垂直方向に冷蔵室吐出口１０を、平行方向に冷凍室ダクト開口部１７を設けている。
【００５３】
上記構成により、冷蔵室５庫内吐出風量より冷凍室６庫内吐出風量を大きくすることができ、冷却負荷量の大きい冷凍室６の冷却量を確保することが可能となり、冷凍室６、冷蔵室５をそれぞれ所定の温度に冷却することができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５５】
冷蔵室ダクト７の冷蔵室吐出口１０に手動で吐出開口面積を調整できる例えばポリプロピレンで成型された左右、もしくは上下に手動で動かせるスライド式のシャッター１８を備えている。
【００５６】
上記構成において、例えばシャッター１８を開方向に動かし、冷蔵室吐出口１０の吐出開口面積を増加させると、冷蔵室吐出口１０より冷蔵室５へ吐出される冷気の風量が増加する。また、冷凍室ダクト開口部１７を通り冷凍室吐出口１２より冷凍室６へ吐出される冷気の風量が減少する。
【００５７】
また、実施の形態１同様に、冷蔵室５には区画室内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると圧縮機１、ファン９を停止し、圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００５８】
以上に示したように、冷蔵室５の庫内温度で圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦを制御するので、冷蔵室５の庫内温度は一定に保たれた状態で冷凍室６の風量が減少するので冷凍室６の冷却量は減少し、冷凍室６の温度を弱設定（例えばー１８℃）にすることが可能となる。
【００５９】
また、例えばシャッター１８を閉方向に動かし、冷蔵室吐出口１０の吐出開口面積を減少させると、冷蔵室吐出口１０より冷蔵室５へ吐出される冷気の風量が減少し、冷凍室ダクト開口部１７を通り冷凍室吐出口１２より冷凍室６へ吐出される冷気の風量が増加する。
【００６０】
同様に、冷蔵室５の庫内温調は圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦにより制御されるので、冷蔵室５の庫内温度は一定に保たれた状態で冷凍室６の風量が増加するので冷凍室６の冷却量は増加し、冷凍室６の温度は強設定（例えばー２２℃）にすることが可能となる。
【００６１】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５における冷蔵庫の庫内風路の概略図、図７は冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００６２】
冷蔵室ダクト７内には、例えばステッピングモータにより開閉されるダンパ１９が配設されている。また、冷蔵室５には区画室内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１を、冷凍室６には区画室内温度を検知する温度検知手段ＴＨ２を設けてあり、圧縮機１とファン９とダンパ１９を制御する制御手段Ｃ２とを備えている。
【００６３】
圧縮機１停止中に、冷凍室６の温度検知手段であるＴＨ２が、予め設定された所定の温度（例えば−１８℃）以上を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００６４】
この時、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、ダンパを開放する。冷蔵室ダクト７内の冷気は、ファン９の作動によりダンパを介して冷蔵室吐出口１０から冷蔵室５へ吐出される冷気と、冷凍室吐出口１２を介して冷凍室６へ吐出される冷気に分流し冷蔵室５、冷凍室６の冷却を行う。
【００６５】
圧縮機１運転中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば０℃）以下を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、ダンパ１９を閉塞して冷蔵室５への風路を遮断し、冷凍室６のみに冷気を送り込む。
【００６６】
冷凍室６のみの冷却中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると、前記同様にダンパを開放し冷蔵室５、冷凍室６の冷却を行う。
【００６７】
以上の動作を繰り返し、冷凍室６の温度検知手段であるＴＨ２が、予め設定された所定の温度（例えば−２２℃）以下を検知すると制御手段Ｃ２はこの信号を受け、圧縮機１とファン９を停止し冷却を終了する。
【００６８】
冷蔵室５の庫内温度はダンパ１９で制御し、冷凍室６の庫内温度は圧縮機のＯＮ／ＯＦＦで制御するので、冷蔵室５と冷凍室６の庫内温度を独立して制御することが可能となる。したがって、高外気温から低外気温に至るまで冷蔵室５、冷凍室６のそれぞれの庫内温度を所定の温度に一定に保つことが可能となる。
【００６９】
なお、ダンパ１９はガス封入式である機械式ダンパを用いても同様の効果が得られる。
【００７０】
（実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫のタイムチャートを示している。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７１】
圧縮機１運転中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が予め設定された所定の温度（ｔ１Ｈ）以下を検知すると、制御手段Ｃ１はこの信号を受けファン９の印加電圧を低速側のＶ１とする（Ｔ０）。ドア開閉等により、庫内温度が上昇し温度検知手段ＴＨ１が所定の温度（ｔ１Ｈ）以上を検知すると、制御手段Ｃ１はこの信号を受けファン９の印加電圧を高速側のＶ２とする（Ｔ１）。その後、庫内温度が低下し温度検知手段ＴＨ１が所定の温度（ｔ１Ｈ）以下を検知すると、制御手段Ｃ１はこの信号を受けファン９の印加電圧を低速側のＶ１とする（Ｔ２）。
【００７２】
以上により、庫内の温度上昇に対して迅速に冷却能力を上げることにより、ドア開閉時の庫内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【００７３】
また、電源投入時も同様に温度検知手段ＴＨ１が所定の温度（ｔ１Ｈ）以下を検知するまで、ファン９の印加電圧を高速側のＶ２とすることにより、庫内の冷却スピードを向上でき、例えば電源投入から１回目の製氷完了時間を短縮することが可能となる。
【００７４】
なお、実施の形態５においてはファン９の印加電圧の制御を冷凍室６の温度検知手段ＴＨ２で行うことにより、さらに効率よく冷蔵室５と冷凍室６の冷却を行うことが可能となる。
【００７５】
（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７６】
２０は、冷蔵室５側内箱のウレタン側壁面に接着した例えばアルミ箔ヒータである除霜用ヒータである。除霜用ヒータ２０は例えばアルミテープや両面テープにより冷蔵庫内箱に貼り付けられている。
【００７７】
冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると制御手段Ｃ３はこの信号を受け、圧縮機１、ファン９を停止し、除霜用ヒータ２０の通電を開始する。圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ３はこの信号を受け、除霜用ヒータ２０の通電を停止すると共に、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００７８】
ヒータを用いて除霜することにより、さらに確実に冷蔵室５壁面に付着した霜を融解することができ、除霜性能の向上が可能となる。
【００７９】
また、従来のファン冷却用冷却器の除霜は、庫内で熱容量の大きいガラス管ヒータを通電して行っていたため、除霜時の庫内の昇温が大きいという課題があったが、本実施の形態においては、ウレタン内に埋設した比較的低熱容量の除霜用ヒータ２０により除霜を行うことができるので、ヒータの熱影響による庫内の温度上昇を最小限に抑えることができ、例えばアイスクリームの融解を防止することが可能となる。
【００８０】
（実施の形態８）
図１０は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫のタイムチャートを示している。なお、実施の形態１、７と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８１】
除霜用ヒータ２０の通電は、図示しないタイマーにより前回通電終了時点から所定時間（Ｔ３）経過後（例えばＴ３＝１２時間）毎の圧縮機１停止時に行う。Ｔ３時間経過後が圧縮機１運転中の場合は、次回運転停止時に除霜用ヒータ２０の通電を行う（Ｔ４）。Ｔ３時間経過後が圧縮機１停止時の場合も同様に、次回運転停止時に除霜用ヒータ２０の通電を行う。
【００８２】
除霜を周期的に行うことにより除霜に伴う食品の温度変動を最小限に抑えるとともに、省エネルギー化が可能となる。
【００８３】
なお、タイマーによる除霜間隔Ｔ３を圧縮機１の運転の積算時間としても同様の効果が得られる。
【００８４】
（実施の形態９）
図１１は、本発明の実施の形態９における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１、７、８と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８５】
ＴＨ３は、冷蔵庫５背面に配設された壁面温度検知手段であり、圧縮機１停止中の除霜用ヒータ２０通電中にＴＨ３が設定温度（例えば２℃）以上を検知すると制御手段Ｃ４はこの信号を受け、除霜用ヒータ２０の通電を終了する。
【００８６】
これにより、過度の除霜用ヒータ２０の通電を抑えることにより、除霜に伴う食品の温度変動を最小限に抑えるとともに、省エネルギー化が可能となる。
【００８７】
（実施の形態１０）
図１２は、本発明の実施の形態１０における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８８】
ＴＨ４は、例えば冷蔵室５ドア側面部に配設された例えばサーミスタである外気温度検知手段であり、２２は冷蔵室ダクト７を構成する仕切り２１内に配設された、例えばアルミ箔ヒータである温調用ヒータである。
【００８９】
冷蔵室５の温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（例えば０℃）より低いことを検知すると制御手段Ｃ５は、この信号を受け、圧縮機１、ファン９を停止し、温調用ヒータ２２の通電を開始する。
【００９０】
この時、外気温度検知手段ＴＨ４の信号に対して（表１）に示すように温調用ヒータ２２の通電率を決定し、その通電率にて通電を行う。
【００９１】
【表１】
ＴＨ４がＡＴ１（例えば１５℃）以下であれば通電率Ｄ１％（例えば１００％）で通電を開始する。圧縮機１停止中に、冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１が、予め設定された所定の温度（例えば５℃）以上を検知すると制御手段Ｃ５この信号を受け、温調ヒータ２２の通電を停止すると共に、圧縮機１とファン９を作動し冷却を開始する。
【００９３】
また、ＡＴ２（例えば２５℃）≧ＡＴ１（例えば１５℃）であり、Ｄ１（例えば１００％）≧Ｄ２（例えば５０％）≧Ｄ３（例えば０％）である。すなわち外気温が高いほど温調用ヒータ２２の通電率を小さくする制御としている。
【００９４】
外気温が冷蔵室５の庫内温度に近い例えば５℃の場合、圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室５の温度検知手段であるＴＨ１で行うために圧縮機１の運転率が極端に低下する。その結果、冷凍室６の冷却負荷量が確保できず冷凍室６の温度維持ができなくなる。この場合、従来の直冷冷却方式の冷蔵庫においては圧縮機１停止時に温調用ヒータ２２を通電し、冷蔵室５庫内に強制的に熱負荷を与えることにより圧縮機１の運転率を確保し、冷凍室６の冷却負荷量を維持していた。ところが、運転率が比較的高く冷蔵室５庫内に熱負荷を強制的に与える必要性がない高外気温時にも温調用ヒータ２２の通電を行っていたために、無駄に運転率が大きくなり消費電力量が増加するという課題があったが、本実施の形態では、外気温が高いほど温調用ヒータ２２の通電率を小さくすることにより過度に温調用ヒータ２２を通電することを抑えることができ、省エネルギー化が可能となる。
【００９５】
なお、温調用ヒータ２２は断熱仕切り１４内に配設しても同様の効果が得られる。
【００９６】
（実施の形態１１）
図１３は、本発明の実施の形態１１における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００９７】
２４は、冷却器４と冷蔵庫外箱２３の間に配設された、例えばシート状無機繊維集合体からなる芯材と前記芯材を覆うガスバリア性フィルムで構成される真空断熱材である。
【００９８】
冷蔵庫箱体１５の製造にあたっては、真空断熱材２４をあらかじめ例えば冷蔵庫外箱２３に直接的に接着固定したあと、硬質ウレタンフォームの原料を注入して一体発泡を行う。温度差が一番大きい、冷却器４と冷蔵庫外箱２３の間に配設することにより最もコストパフォーマンスよく冷蔵庫箱体の吸熱量を低減することが可能となる。また、断熱性能向上により圧縮機１の運転率が低下し省エネルギー化が可能となる。また、冷蔵庫外箱２３の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱２３の結露を防止することが可能となる。
【００９９】
なお、真空断熱材２４を冷蔵庫外箱２３に間接的に接着しても同様の効果が得られる。
【０１００】
（実施の形態１２）
図１４は、本発明の実施の形態１２における冷蔵庫の断面図である。なお、実施の形態１、１１と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【０１０１】
真空断熱材２４は、冷却器４の冷蔵庫外箱２３側の側面に例えば両面テープにより直接貼り付けられている。
【０１０２】
確実に、外気と温度差の大きい部位に貼り付けることにより、さらに効率よく吸熱量を低減することができる。また、冷却器４に真空断熱材２４を貼り付けた部品をユニットとして冷蔵庫組み立て行程に入れることができるので工数の削減が可能となる。また、冷却器４と真空断熱材２４を貼り付けた部品をユニットとして外販することも可能となる。
【０１０３】
【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、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室内の内箱とウレタンとの間に配設した直冷冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、ヒータによる除霜の必要性がなく除霜による冷蔵室および冷凍室の温度上昇を低減できる。また、従来の直冷冷却方式の課題であった庫内温度分布のばらつきも改善できる。
【０１０４】
また、請求項２に記載の発明は、内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室庫内背面に直冷プレート型冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、前記冷蔵室および冷凍室を冷却するものであり、さらに冷却効率が向上し、また、圧縮機停止時に伴う冷却器の除霜時には、より確実に付着した霜を融解し除霜することが可能となる。
【０１０５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の分配を冷凍室側を大としたものであり、冷却負荷量の大きい冷凍室の冷却量を確保することが可能となる。
【０１０６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室庫内吐出風量を調整する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室温度検知手段で制御するものであり、冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の風量分配を可変することにより冷凍室の庫内温度を自由に設定することが可能となる。
【０１０７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室温度検知手段により冷蔵室庫内吐出風量を制御する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷凍室温度検知手段で制御するものであり、低外気温時から高外気温時までどの環境下においてもより確実に冷蔵室および冷凍室の庫内温度を一定に保つことが可能となる。
【０１０８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、庫内の負荷変動に合わせて、庫内冷却用ファンの回転数を可変制御するものであり、速やかに庫内を冷却することが可能となる。
【０１０９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵室側内箱のウレタン内壁面に除霜用ヒータを配設したものであり、ヒータを用いて除霜することにより、さらに確実に冷蔵室壁面に付着した霜の除霜が確実となる。また、ウレタン内にヒータを埋設しているのでヒータの熱影響による庫内の温度上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【０１１０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、除霜用ヒータの通電は、タイマーにより所定時間間隔毎の圧縮機停止時に行うものであり、除霜に伴う庫内の温度変動を最小限に抑えるとともに省エネルギー化が可能となる。
【０１１１】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、冷蔵室側壁面の表面温度検知手段が設定温度以上を検知すると、除霜用ヒータ通電を終了するものであり、過度に除霜用ヒータを通電することを抑えることにより庫内の温度上昇を抑制でき、且つ省エネルギー化が可能となる。
【０１１２】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から４または請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、外気温を検知する温度検知手段により、外気温別に設定した通電率で冷蔵室ダクト内に配設した温調用ヒータの通電を行うものであり、運転率が高い高外気温時に過度に温調用ヒータを通電することを抑えることにより省エネルギー化が可能となる。
【０１１３】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、冷却器と冷蔵庫外箱の間に真空断熱材を配設するものであり、外気と温度差が一番大きい場所に真空断熱材を配設することにより最もコストパフォーマンスよく冷蔵庫箱体の吸熱量を低減することができる。また、断熱性能向上により圧縮機の運転率が低下し省エネルギー化が可能となる。また、冷蔵庫外箱の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱の結露を防止することが可能となる。
【０１１４】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１または請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、冷却器の冷蔵庫外箱側側面に真空断熱材を直接貼り付けるものであり、より確実に外気と温度差の大きい場所に真空断熱材を貼り付けることにより、さらに効率よく吸熱量を低減することができる。また、壁面冷却器に真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして冷蔵庫組み立て行程に入れることができるので工数の削減が可能となる。また、冷却器と真空断熱材を貼り付けた部品をユニットとして外販することもできる。
【０１１５】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として炭化水素を用いたものであり、地球温暖化防止に貢献するとともに、冷却器をウレタン内に埋設しているので炭化水素漏洩時の危険性を小さくすることが可能となる。また、ドアスイッチ、ランプ等庫内の電気的接点も防爆対応しなくてよいので冷媒の炭化水素化によるコストＵＰを抑制することが可能となる。また、除霜は冷蔵室の庫内空気により自然に行われるので、ガラス管ヒータ等の高温発熱体による除霜の必要性がなく、さらに危険性を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の断面図
【図２】本発明の実施の形態２の冷蔵庫の断面図
【図３】本発明の実施の形態２の冷蔵庫の断面図
【図４】本発明の実施の形態３の冷蔵庫の断面図
【図５】本発明の実施の形態４の冷蔵庫の断面図
【図６】本発明の実施の形態５の冷蔵庫の庫内風路概略図
【図７】本発明の実施の形態５の冷蔵庫の断面図
【図８】本発明の実施の形態６の冷蔵庫のタイムチャート
【図９】本発明の実施の形態７の冷蔵庫の断面図
【図１０】本発明の実施の形態８の冷蔵庫のタイムチャート
【図１１】本発明の実施の形態９の冷蔵庫の断面図
【図１２】本発明の実施の形態１０の冷蔵庫の断面図
【図１３】本発明の実施の形態１１の冷蔵庫の断面図
【図１４】本発明の実施の形態１２の冷蔵庫の断面図
【図１５】従来の冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
１ 圧縮機
４ 冷却器
５ 冷蔵室
６ 冷凍室
７ 冷蔵室ダクト
８ 冷凍室ダクト
９ ファン
１４ 断熱仕切り
１５ 冷蔵庫箱体
１５ａ 内箱
１５ｂ、２３ 外箱
１５ｃ ウレタン
１８ シャッター
１９ ダンパ
２０ 除霜用ヒータ
２２ 温調用ヒータ
２４ 真空断熱材
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５ 制御手段
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４ 温度検知手段
Claims (13)
- 内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室内の内箱とウレタンとの間に配設した直冷冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、冷蔵室および冷凍室を冷却することを特徴とする冷蔵庫。
- 内箱と外箱と、内箱、外箱間に設けたウレタンからなる断熱箱体を複数に区画し、上部に冷蔵室、下部に冷凍室を有する冷蔵庫において、冷蔵室庫内背面に直冷プレート型冷却器と庫内冷却用ファンと冷蔵庫壁面部に沿って冷気が流れるように構成したダクトにより、前記冷蔵室および冷凍室を冷却することを特徴とする冷蔵庫。
- 冷蔵室庫内吐出風量と冷凍室庫内吐出風量の分配を冷凍室側を大としたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
- 冷蔵室庫内吐出風量を調整する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷蔵室温度検知手段で制御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。
- 冷蔵室温度検知手段により冷蔵室庫内吐出風量を制御する機構を設け、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦは冷凍室温度検知手段で制御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。
- 庫内の負荷変動に合わせて、庫内冷却用ファンの回転数を可変制御する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。
- 冷蔵室側内箱のウレタン内壁面に除霜用ヒータを配設したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 除霜用ヒータの通電は、タイマーにより所定時間間隔毎の圧縮機停止時に行うことを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
- 冷蔵室側壁面の表面温度検知手段が設定温度以上を検知すると、除霜用ヒータ通電を終了することを特徴とする請求項７または８に記載の冷蔵庫。
- 外気温を検知する温度検知手段により、外気温別に設定した通電率で冷蔵室ダクト内に配設した温調用ヒータの通電を行うことを特徴とする請求項１から４または請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 冷却器と冷蔵庫外箱の間に真空断熱材を配設することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 冷却器の冷蔵庫外箱側側面に真空断熱材を直接貼り付けることを特徴とする請求項１または請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 冷媒として炭化水素を用いたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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