JP2005180874A

JP2005180874A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005180874A
Application number: JP2003425918A
Authority: JP
Inventors: Isahiro Yoshioka; 功博吉岡; Minoru Tenmyo; 稔天明; Hidetake Hayashi; 秀竹林
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07
Also published as: WO2005061976A1; TW200528675A; US20060179858A1; TWI266849B; CN1756932A; US7475557B2; KR20060113366A

Abstract

【課題】冷蔵室及び冷凍室共に効率的な冷却を行うことができる２段圧縮コンプレッサを有する冷蔵庫を提供する。
【解決手段】２段圧縮コンプレッサ１２の高圧側吐出口と凝縮器１４が接続され、凝縮器１４と三方弁１５が接続され、三方弁１５の第１の出口がＲキャピラリーチューブ１６、Ｒエバ１８を経て２段圧縮コンプレッサ１２の中間圧側吸込口と接続され、Ｆキャピラリーチューブ２４を経てＦエバ２６に接続され、Ｆエバが低圧サクションパイプ２８を経て２段圧縮コンプレッサ１２の低圧側吸込口に接続され、三方弁１５は同時冷却モードと冷凍モードとに切り替え可能で、同時冷却モード中に冷蔵室２の庫内温度が所定温度まで下降すると冷凍モードに切り替えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、２段圧縮コンプレッサを有する冷蔵庫に関するものである。

従来より、２段圧縮コンプレッサを用いて２つの蒸発器に冷媒を送る冷凍サイクルを有する冷蔵庫としては、下記のようなものが提案されている。

すなわち、凝縮器の出口に開閉弁を設け、この開閉弁の切り替えにより、冷媒を冷蔵用蒸発器（以下、Ｒエバという）、冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）の順番に流してＲエバとＦエバを同時に冷却する同時冷却モードを行うか、開閉弁からバイパス管を経て冷媒を冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）のみに流す冷凍モードを行うことができるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１４５９

上記のような冷蔵庫においては、冷蔵室と冷凍室を同時に冷却する同時冷却モードでは、Ｒエバの蒸発温度とＦエバの蒸発温度が同じになり、冷凍サイクルの効率を向上させることができないという問題点がある。

また、Ｒエバの蒸発温度の絶対値が低いため、冷蔵室内の相対湿度が低いという問題点がある。

更に、開閉弁の切り替えは冷凍室及び冷蔵室のそれぞれの部屋の冷却に必要なときに対して行うことにより、開閉弁のロスや交互冷却中の片側で待ち時間中に温度上昇が見られ、細かい温度設定ができず、各部屋の更なる恒温性を得ることができないという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、冷蔵室及び冷凍室共に効率的な冷却を行うことができる２段圧縮コンプレッサを有する冷蔵庫を提供するものである。

請求項１に係る発明は、２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、前記凝縮器と冷媒流路の切替手段が接続され、前記切替手段の第１の出口が高圧側キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、前記切替手段の第２の出口が低圧側キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、前記切替手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、前記同時冷却モード中に冷蔵室の庫内温度が所定温度まで下降すると、前記冷凍モードに切り替えるように前記切替手段を制御する制御手段を有することを特徴とする冷蔵庫である。

請求項２に係る発明は、前記制御手段は、前記冷蔵室の庫内温度が所定温度まで下降しなくても、前記同時冷却モードを開始してから所定時間経過後に前記冷凍モードに切り替えることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。

請求項３に係る発明は、前記制御手段は、前記冷蔵室の庫内温度が除霜終了温度まで上昇した場合に、前記冷凍モードから前記同時冷却モードに切り替えることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。

請求項４に係る発明は、前記制御手段は、前記冷凍モードの開始から所定時間経過後に前記同時冷却モードに切り替えることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。

請求項５に係る発明は、前記制御手段は、前記冷凍モード中に前記冷蔵用蒸発器の近傍に設けた冷蔵用送風機を回転させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。

請求項１に係る発明の冷蔵庫においては、冷凍室と冷蔵室の両方を冷却している同時冷却モード中に冷蔵室の庫内温度が所定温度まで下降すると、それ以上冷蔵室の温度を下げる必要がないため、制御手段が切替手段を用いて冷凍モードに切り替えるように制御する。これにより、冷蔵室が必要以上に冷却されることがない。

請求項２に係る発明の冷蔵庫においては、冷蔵室の庫内温度が所定温度まで下降しなくても、同時冷却モードを開始してから所定時間経過後に冷凍モードに切り替えるものである。これによって、同時冷却モードの時間が長くなり過ぎ、冷凍室の温度が必要以上に上昇するのを防止することができる。

請求項３に係る発明の冷蔵庫においては、冷凍モード中に冷蔵室の庫内温度が除霜終了温度まで上昇した場合には、除霜が終了したと判断して、冷蔵室の温度を下げるために、冷凍モードから同時冷却モードに切り替えて冷蔵室を冷却する。

請求項４に係る発明の冷蔵庫においては、冷凍モードの開始から所定時間経過後に同時冷却モードに切り替えることにより、冷蔵室の温度が必要以上に上昇するのを防止することができる。

請求項５に係る発明の冷蔵庫においては、冷凍モード中に冷蔵用蒸発器の近傍に設けた冷蔵用送風機を回転させて、冷蔵用蒸発器に付着している水分を冷蔵室に送風することにより、冷蔵室内の庫内温度の湿度を上昇させる、いわゆる潤い運転を行う。また、この潤い運転を行うことにより冷蔵用蒸発器の除霜も行うことができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１と図２は、本実施形態を示す冷蔵庫１の冷凍サイクルの構成図であり、図３は冷蔵庫１の縦断面図、図４は冷蔵庫１のブロック図である。

（１）冷蔵庫１の構造
まず、冷蔵庫１の構造について図３に基づいて説明する。

冷蔵庫１内部は、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。

冷凍室５の背面にある機械室６には、２段圧縮コンプレッサ（以下、単にコンプレッサという）１２が設けられている。

製氷室４の背面には、製氷室４と冷凍室５を冷却するための冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバという）２６が設けられている。

さらに、野菜室３の背面には、冷蔵室２と野菜室３を冷却するための冷蔵室用蒸発器（以下、Ｒエバという）１８が設けられている。

Ｆエバ２６の上方には、Ｆエバ２６によって冷却された冷気を製氷室４と冷凍室５に送風するための送風ファン（以下、Ｆファンという）２７が設けられている。

Ｒエバ１８の上方には、Ｒエバ１８で冷却された冷気を冷蔵室２と野菜室３に送風するための送風ファン（以下、Ｒファンという）１９が設けられている。

冷蔵庫１の天井部後方には、マイクロコンピューターよりなる制御部７が設けられている。

また、冷蔵室２には、庫内温度を測定するＲセンサ８が配され、冷凍室５には、庫内温度を測定するＦセンサ９が配されている。

（２）冷凍サイクル１０の構造
冷蔵庫１における冷凍サイクル１０の構造について図１に基づいて説明する。

コンプレッサ１２の高圧側吐出口には凝縮器１４が接続され、凝縮器１４には、三方弁１５が接続されている。三方弁１５の冷蔵用出口には、高圧側キャピラリーチューブ（以下、Ｒキャピラリーチューブという）１６、Ｒエバ１８が順番に接続されている。

Ｒエバ１８の出口側は、中間圧サクションパイプ２２を経てコンプレッサ１２の中間圧側吸込口に接続されている。

前記三方弁１５の冷凍用出口は、低圧側キャピラリーチューブ（以下、Ｆキャピラリーチューブという）２４を経てＦエバ２６に接続されている。Ｆエバ２６の出口側は低圧サクションパイプ２８を経てコンプレッサ１２の低圧側吸込口に接続されている。

また、Ｒキャピラリーチューブ１６と中間圧サクションパイプ２２とは近接して設けられ、熱交換が可能なようになっている。このようにＲキャピラリーチューブ１６から中間圧サクションパイプ２２に熱を与えることにより、中間圧サクションパイプ中の液冷媒を気化させることができ、コンプレッサ１２に液バックをするのを防止することができる。

更に、Ｆキャピラリーチューブ２４と低圧サクションパイプ２８も近接して熱交換が可能なようになっている。このようにＦキャピラリーチューブ２４から低圧サクションパイプ２８に熱を与えることにより液冷媒が気化してコンプレッサ１２への液バックを防止することができる。

（３）冷蔵庫１の電気的構成
次に、図４に基づいて、冷蔵庫１の電気的構成について説明する。

冷蔵庫１の制御を行う制御部７に、コンプレッサ１２のモータ、Ｒファン１９、Ｆファン２７、三方弁１５、Ｒセンサ８、Ｆセンサ９が接続されている。

制御部７は、予め記憶されたプログラム（下記で示す動作状態を実現するプログラム）に基づいてＲセンサ８によって検出した冷蔵室２の庫内温度（以下、Ｒ温度という）と冷凍室５の庫内温度（以下、Ｆ温度という）に基づいて、コンプレッサ１２、Ｒファン１９、Ｆファン２７及び三方弁１５を制御する。

（４）冷蔵庫１の動作状態
次に、制御部７に基づく冷蔵庫１の制御状態について説明する。

制御部７は、三方弁１５を切り替えることにより、冷蔵室２、野菜室３（以下、まとめて冷蔵室２という）と製氷室４と冷凍室５（以下、まとめて冷凍室５という）を同時に冷却する同時冷却モードと、冷凍室５のみを冷却する冷凍モードを行うことができる。

（４−１）同時冷却モード
同時冷却モードは、図１に示すように三方弁１５の２つの出口から同時に冷媒を流すことにより、Ｒエバ１８とＦエバ２６を冷却して、冷蔵室２と冷凍室５を同時に冷却するモードである。この同時冷却モードにおける冷媒の流れとしては、２つ存在する。第１の流れは、コンプレッサ１２から凝縮器１４に流れ、三方弁１５を経てＲキャピラリーチューブ１６、Ｒエバ１８、中間圧サクションパイプ２２を経てコンプレッサ１２に戻る経路である。第２の流れは、三方弁１５からＦキャピラリーチューブ２４を経て、Ｆエバ２６、低圧サクションパイプ２８を経てコンプレッサ１２に戻る経路である。この場合に、Ｆキャピラリーチューブ２４の径よりもＲキャピラリーチューブ１６の径を太くして、三方弁１５の二つの出口においては圧力差及び冷媒の流量抵抗によりＲエバ１８の方に流れ易い状態となっている。

また、Ｒエバ１８の内部における冷媒の状態としては、Ｒエバ１８の入口では液冷媒であって、Ｒエバ１８内部で液冷媒が蒸発して、出口直前ではガス冷媒となっている。これにより、中間圧サクションパイプ２２を経てコンプレッサ１２の中間圧側吸込口に液バックを起こすことがない。このように出口直前でガス冷媒とするために、Ｒエバ１８の入口付近と出口付近における温度をそれぞれ検出し、その入口温度と出口温度との差が４℃程度になるように、三方弁１５のＲエバ１８への冷媒の流量を調整する。

（４−２）冷凍モード
冷凍モードは、図２に示すように、三方弁１５のＲエバ１８側への出口を閉塞し、Ｆエバ２６側にのみ冷媒が流れるようにする。冷媒の流れとしては、コンプレッサ１２、凝縮器１４、三方弁１５、Ｆキャピラリーチューブ２４、Ｆエバ２６を経て低圧サクションパイプ２８を通りコンプレッサ１２に戻る経路である。

次に、両モードの切り替える条件について説明する。

（４−３）同時冷却モードから冷凍モードへの切り替え
同時冷却モードにおいては冷蔵室２と冷凍室５の両方が冷却されている。そして、冷蔵室２の庫内温度が下降しＲセンサ８の検出温度が冷蔵終了温度まで下降すると、制御部７は、同時冷却モードを終了し冷凍モードに切り替わる。

これにより、必要以上に冷蔵室２内部が冷却されることがなく効率よく両部屋を冷却することができる。

しかしながら、同時冷却モードを開始してから所定時間（例えば３０分）を経過しても冷蔵終了温度に下降しない場合には、強制的に同時冷却モードを終了し冷凍モードに切り替える。この理由は、同時冷却モードをあまり長時間行っていると、冷凍室５の冷却能力が低いため冷凍室５の庫内温度が上昇する可能性があり、これを防止するために所定時間以上同時冷却モードを行わず強制的に冷凍モードに切り替えるものである。

（４−４）冷凍モードから同時冷却モードへの切り替え
冷凍モードにおいては、冷蔵室２は冷却されず冷凍室５のみが冷却されている。そのためこの切り替える条件としては下記の２つの条件がある。

第１の条件は、次の通りである。

冷凍モードを開始してから所定時間（例えば、１時間）を経過すると、冷凍モードから同時冷却モードに切り替える。これにより、冷蔵室２の庫内温度が必要以上に上昇することがない。

第２の条件は、次の通りである。

冷凍モード中にＲエバ１８の近傍に設けたＲファン１９を回転させ、Ｒエバ１８の水分を冷蔵室２内部に送りその内部の相対湿度を上昇させ潤い運転を行い、また、同時にＲエバ１８の除霜を行っているものとする。そして、Ｒセンサ８が検出した温度、または、不図示ではあるがＲエバ１８の温度を検出するセンサの検出温度が除霜終了温度に到達すると、冷凍モードから同時冷却モードに切り替えるものである。

この第２の条件においては、除霜が終了すると同時冷却モードに切り替わるため、確実に除霜終了後に冷蔵室２の冷却を行うことができ、また、必要以上に冷蔵室２の庫内温度が上昇することがない。

（５）本実施形態の効果
以上により本実施形態の冷蔵庫１であると、同時冷却モードから冷凍モードへの切り替えが冷蔵室２の庫内温度を中心に行うため、冷蔵室２が必要以上に冷却されることがない。また、同時冷却モードを所定時間行った場合には、強制的に冷凍モードに切り替わるため冷凍室５の庫内温度も必要以上に上昇することがない。

冷凍モードから同時冷却モードに切り替える場合には、冷凍モードを開始してから所定時間後に切り替えるため、冷蔵室２の庫内温度が必要以上に上昇することがない。更に、冷蔵室２の除霜終了温度に到達したときに同時冷却モードに切り替えることにより、冷蔵室２の庫内温度が必要以上に上昇することがない。

（変更例）
上記実施形態では、潤い運転によって除霜を行っていたがこれに代えてＲエバ１８の近傍に除霜ヒータを設けて除霜を行ってもよい。

本発明は、家庭用冷蔵庫または業務用冷蔵庫に好適である。

本発明の一実施形態を示す冷凍サイクルの構成図であり、同時冷却モードにおける状態である。同じく冷凍サイクルの冷凍モードにおける状態である。本実施形態の冷蔵庫の縦断面図である。冷蔵庫のブロック図である。

符号の説明

１冷蔵庫
２冷蔵室
３野菜室
４製氷室
５冷凍室
６機械室
７制御部
８Ｒセンサ
９Ｆセンサ
１０冷凍サイクル
１２コンプレッサ
１４凝縮器
１５三方弁
１６Ｒキャピラリーチューブ
１８Ｒエバ
１９Ｒファン
２２中間圧サクションパイプ
２４Ｆキャピラリーチューブ
２６Ｆエバ
２７Ｆファン
２８低圧サクションパイプ

Claims

２段圧縮コンプレッサの高圧側吐出口と凝縮器が接続され、
前記凝縮器と冷媒流路の切替手段が接続され、
前記切替手段の第１の出口が高圧側キャピラリーチューブ、冷蔵室用蒸発器を経て前記２段圧縮コンプレッサの中間圧側吸込口と接続され、
前記切替手段の第２の出口が低圧側キャピラリーチューブを経て冷凍室用蒸発器に接続され、
前記冷凍室用蒸発器が低圧サクションパイプを経て２段圧縮コンプレッサの低圧側吸込口に接続された冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、
前記切替手段により前記冷蔵室用蒸発器と前記冷凍室用蒸発器に冷媒を同時に流す同時冷却モードと、前記冷凍室用蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍モードとに切り替え可能であり、
前記同時冷却モード中に冷蔵室の庫内温度が所定温度まで下降すると、前記冷凍モードに切り替えるように前記切替手段を制御する制御手段を有する
ことを特徴とする冷蔵庫。
前記制御手段は、
前記冷蔵室の庫内温度が所定温度まで下降しなくても、前記同時冷却モードを開始してから所定時間経過後に前記冷凍モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
前記制御手段は、
前記冷蔵室の庫内温度が除霜終了温度まで上昇した場合に、前記冷凍モードから前記同時冷却モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
前記制御手段は、
前記冷凍モードの開始から所定時間経過後に前記同時冷却モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
前記制御手段は、
前記冷凍モード中に前記冷蔵用蒸発器の近傍に設けた冷蔵用送風機を回転させる
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。