JP2007132571A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】結露によるダンパーの氷結を防止して冷蔵庫内における冷気の適切な循環を確保することのできる冷蔵庫を提供することである。
【解決手段】貯蔵室を冷却する蒸発器１４と、蒸発器１４の除霜を行う除霜ヒータ３１と、蒸発器１４が除霜される場合は閉塞される貯蔵室内に流す蒸発器１４により生成された冷気の量を調整するダンパー４１と、蒸発器１４が除霜される場合にダンパー４１を加熱させるダンパーヒータ４２とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、貯蔵室に流す冷気の量を調整するダンパーを有する冷蔵庫に関する。

近年の家庭用の冷蔵庫においては、冷蔵庫内を循環する冷気の量を調節するためのダンパーが冷気循環経路に設けられている。この冷気は蒸発器により熱交換されて生成されるものであるが、冷気が循環すると貯蔵室内の水分が蒸発器に着霜し、冷却能力が低下することになるので、一定の時間、例えば圧縮機の運転積算時間が１０時間経過するごとに蒸発器に付着した霜を取り除く必要がある。

蒸発器の除霜を行うには、一旦、圧縮機の運転を止めて除霜ヒータに通電する。除霜ヒータが発熱することで、蒸発器の表面に付着した霜が除霜ヒータからの輻射熱や近傍の空気の対流等により融解する。このように除霜の際には、除霜ヒータに暖められた暖気が発生して、ダンパーを開放したままにしておくと、貯蔵室内に暖気が入り込むことになってしまう。そのため、蒸発器の除霜中はダンパーを閉塞しておくとする技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１２０１３０号公報

しかしながら、除霜中にダンパーを閉塞しておくと、例えば、暖気が上昇して滞留し、ダンパーを挟んで蒸発器側と貯蔵室側とで温度差が生じる。このような状態で、除霜終了後にダンパーを開放して通常の冷却運転を再開すると、貯蔵室側に設けられた比較的温度の低い部分、例えば、モータなどを配設した駆動部に結露が生ずる。

このように、ダンパーに結露が生じたまま冷却運転が継続されると、次第にこの結露が冷気により氷結し、ダンパーの開閉が困難となる恐れがある。そしてこのようにダンパーの開閉が困難となると、冷蔵庫内における冷気の循環が適切に行われなくなる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、結露によるダンパーの氷結を防止して冷蔵庫内における冷気の適切な循環を確保することのできる冷蔵庫を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、冷蔵庫において、貯蔵室を冷却する蒸発器と、蒸発器の除霜を行う除霜ヒータと、蒸発器が除霜される場合は閉塞される貯蔵室内に流す蒸発器により生成された冷気の量を調整するダンパーと、記蒸発器が除霜される場合にダンパーを加熱させるダンパーヒータとを備える。

本発明によれば、結露によるダンパーの氷結を防止して冷蔵庫内における冷気の適切な循環を確保することのできる冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る冷蔵庫１の概略断面図であり、向かって左側が冷蔵庫１の前面、向かって右側が背面になる。図１に示すように、冷蔵庫１は鉄板製の外箱２とプラスチック製の内箱３と、これらの間に発泡充填された、例えばウレタンフォームからなる断熱材４とから構成されている。冷蔵庫１内には、上から順に冷蔵貯蔵室５、製氷室６、野菜室７、冷凍貯蔵室８が設けられている。なお、製氷室６の隣（図１においては製氷室の手前側）には切替室（図示せず）が冷蔵庫１の前面から見て右横に並ぶように設けられている。また、冷蔵貯蔵室５と製氷室６との間、製氷室６と野菜室７との間、野菜室７と冷凍貯蔵室８との間は、それぞれ断熱仕切壁９ａ、９ｂによって仕切られている。

野菜室７の背後には、冷蔵貯蔵室５、野菜室７を冷却する蒸発器（以下、「第２の蒸発器」という。）１０が、製氷室６の背後には冷蔵室内に冷気を循環させる冷蔵室用冷気循環ファン（以下、「第２の冷却ファン」という。）１１が配置されている。第２の冷却ファン１１が駆動されると、第２の蒸発器１０により冷却された冷気が、矢印で示すように、冷蔵貯蔵室５の背後に設けられている第１の送風ダクト１２を介して冷蔵貯蔵室５内にくまなく供給され、さらに第２の送風ダクト１３を介して野菜室７に供給される。これにより、冷蔵貯蔵室５及び野菜室７が冷却される構成とされている。

第２の蒸発器１０の背後には、断熱仕切壁９ｃに仕切られてさらに冷凍貯蔵室８を冷却する蒸発器（以下、「第１の蒸発器」という。）１４が設けられている。第１の蒸発器１４により冷却された冷気は、図１では図示されていない冷凍室用冷気循環ファン（以下、「第１の冷却ファン」という。）３５により、矢印で示すように、製氷室６及び冷凍貯蔵室８に供給される。

冷蔵庫１の底部には、機械室１５が形成されており、その内部には、冷媒を循環させる圧縮機１６等が配設されている。

図２は、本発明の実施の形態における冷蔵庫１の冷凍サイクル２０を示す図である。図２に示すように、圧縮機１６、凝縮器２１、切替弁２２、冷蔵室用キャピラリチューブ２３、第２の蒸発器１０、第２の冷却ファン１１、冷凍室用キャピラリチューブ２４、第１の蒸発器１４、第１の冷却ファン２５、アキュームレータ２６、逆止弁２７が順次接続されて冷凍サイクル２０が構成されている。

この構成によれば、切替弁２２により冷蔵室用キャピラリチューブ２３、第２の蒸発器１０を経由する冷蔵室の冷却運転と、冷凍室用キャピラリチューブ２４、第１の蒸発器１４、アキュームレータ２６、逆止弁２７を経由する冷凍室の冷却運転とに切り替えられ、冷蔵貯蔵室５等の冷蔵室系統と、冷凍貯蔵室８等の冷凍室系統との２つの系統を交互に冷却することが可能となる。

図３は、図１で示した第１の蒸発器１４付近の構造を示す部分拡大図である。野菜室７の背後に第２の蒸発器１０が設けられ、さらにその背後に第１の蒸発器１４が設けられている。冷気の流れを表わす矢印が示すように、冷気は第１の蒸発器１４の下方となる上流側から上方となる下流側へ流れ、第１の蒸発器１４を通ることで熱交換され、第１の冷却ファン２５の回転により製氷室６、冷凍貯蔵室８内を循環する。

除霜運転は、除霜ヒータ３１に通電して第１の蒸発器１４を加熱して行う。この場合、周りの空気は、加温され、昇華した霜の水分により、高湿度なものとなっている。除霜の終了は、第１の蒸発器１４に上方に設けられている除霜センサ３２により検出された温度が、予め設定されている温度、例えば８℃に到達したら、除霜が完了したと見做して、除霜ヒータ３１の通電を停止する。

さらにこの部分を拡大した図４の点線の矢印に示すように、第１の蒸発器１４により冷却された冷気は、第１の冷却ファン２５の製氷室６に近い領域（以下、「領域Ａ」という。）を通過して、領域Ａと製氷室６とをつなぐ領域（以下、「領域Ｂ」という。）に入り、製氷室６に流れる。ダンパー４１は領域Ａと領域Ｂとの境界にあり、製氷室６等を循環する冷気の量を調整する。

図４及び図５に示すように、ダンパー４１では、蓋４１ａ、４１ｂを矢印α方向に開閉させることでダンパー４１を通過する冷気の量を調整している。この蓋４１ａ、４１ｂの開閉は、例えば、ダンパー駆動部４１ｃに組み込まれたギア等により行われ、蓋４１ａ、４１ｂの開度は互いに独立して調整可能である。ダンパー４１の背面にはダンパーヒータ４２、ここではアルミ箔ヒータが設けられ、ダンパー４１に生じた結露が冷気によって氷結しないように加熱する。なお、このダンパーヒータ４２は、アルミ箔ヒータ以外に、パイプヒータ、或いはガラス管ヒータ等、いずれの種類のヒータであっても良い。

次に、第１の実施の形態におけるダンパーヒータ４２の通電のタイミングについて、図６及び図７を参照して説明する。なお、以下、冷蔵室とは冷蔵貯蔵室５または野菜室７を含むものであり、冷凍室とは、製氷室６または冷凍貯蔵室８を含むものである。

図６は、冷蔵庫１内の各センサが検出した温度に基づいて各駆動手段を制御する制御装置５０を示すブロック図であり、この制御装置５０が冷蔵庫１の運転全般を制御している。図６に示すように、制御装置５０内において具体的な制御を行う制御手段５１は、冷蔵室内の温度を検出する冷蔵室温度センサ５２、冷凍室内の温度を検出する冷凍室温度センサ５３、第１の蒸発器１４に設けられている冷凍除霜センサ３２が検出する各温度についての信号を受け取る。これらの各信号に基づいて、時間演算タイマ５４において演算される時間を加味しつつ駆動回路５５を介して、各駆動手段を駆動する。この駆動手段としては、本発明の実施の形態においては、例えば圧縮機１６、切替弁２２、第１の冷却ファン２５、第２の冷却ファン１１、ダンパー４１、ダンパーヒータ４２、除霜ヒータ３１が挙げられる。

図７のフローチャートに示すように、まず制御手段５１により第１の蒸発器１４において除霜が開始されたか否かが判断される（ＳＴ１）。この除霜の開始は、第１の蒸発器１４がおいて冷凍室の冷却が開始されてから、例えば８時間が経過したことを条件としている。この８時間という時間は、制御手段５１内に設けられている時間積算タイマ５４において計測されている。冷凍室の冷却運転が終了して除霜が開始されると、除霜ヒータ３１がＯＮされる。それと共に、ダンパー４１が閉塞され、ダンパーヒータ４２がＯＮされる（ＳＴ２）。ダンパー４１が閉塞されるのは、除霜ヒータ３１がＯＮされることにより第１の蒸発器１４に付着した霜が次第に昇華し、高湿度の暖気が冷凍室に入り込まないようにするためである。また、ダンパーヒータ４２が除霜ヒータ３１のＯＮと同時にＯＮされるのは、早い段階からダンパー４１を暖めておくことで除霜終了後にダンパーが開放されたとしても、比較的温まり難いモータ駆動部を含むダンパーを既に加温させてあるので、結露することを少なくすることができるからである。制御手段５１は、第１の蒸発器１４における除霜運転が行われた後、除霜が終了したか否かを判断し（ＳＴ３）、除霜が終了したと判断すると除霜ヒータ３１及びダンパーヒータ４２を同時にＯＦＦする（ＳＴ４）。

このように、ダンパーヒータ４２の運転時間を除霜ヒータ３１の運転時間に同期させてダンパー４１の蓋４１ａ、４１ｂ、またはダンパー駆動部４１ｃを加温させておくことで、蒸発器側と貯蔵室側に温度差が生じても、ダンパー４１に結露が生ずることを防止することができる。もって、ダンパー４１の軸部や開口部の氷結を防止することができ、開閉制御に支障を来すことを防止することで、冷蔵庫内における冷気の適切な循環を確保することのできる冷蔵庫を提供することができる。

なお、ダンパーヒータ４２の運転を除霜ヒータ３１がＯＮされるよりも前に開始するとより確実にダンパー４１を加熱させることができるため、上述の効果を奏することができるため、ダンパーヒータ４２をそのように運転しても良い。

（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第２の実施の形態においては、図８のフローチャートに示すように、除霜ヒータ３１がＯＦＦされてから所定の時間、例えば、５〜１０分経過後にダンパー４１が開放される点に特徴がある。

第２の実施の形態において、除霜ヒータ３１がＯＦＦされて（除霜運転が終了して）すぐにダンパー４１を開放しない（ＳＴ１４）のは、除霜終了直後は、図４に示す領域Ａに高湿度の暖気が滞留しているからである。このような暖気を除霜終了直後にダンパー４１を開放して循環させると、ダンパー４１に結露が生じ易いだけでなく、冷凍室の冷却速度を鈍化させることにもつながる。そこで、除霜終了直後はダンパー４１を閉塞しておき、第１の蒸発器１４が冷却運転を行うことで、暖気を熱交換してから冷凍室に送風することができ、もって冷凍室を効果的に冷却することができる。

また、除霜終了後、所定の時間Ｔ１、例えば６分が経過した後、圧縮機１６をＯＮする（ＳＴ１５）。第１の蒸発器１４において除霜が行われているときは圧縮機１６の運転は停止されている。除霜終了後は冷凍サイクル３０を構成する配管が高温高圧の状態となっているので、配管内の圧力バランスをとってから圧縮機１６を運転しないと圧縮機１６のシリンダー等に過度の負担をかけることになる。そのため所定の時間Ｔ１をおいてから圧縮機１６を運転する。そして、その後ダンパー４１が開放される（ＳＴ１６）。

このように制御手段５１によりダンパー４１の開放前に暖気の温度を低下させているため、暖気の単位当たりに含まれる水分量を低減させることにより、ダンパー４１の蓋４１ａ、４１ｂ、またはダンパー駆動部４１ｃへの結露の発生をより抑制することができる。もって、ダンパー４１の軸部や開口部の氷結を防止することができ、ダンパー４１の開閉制御に支障を来すことを防止することで、冷蔵庫内における冷気の適切な循環を確保することのできる冷蔵庫を提供することができる。

なお、第２の実施の形態においては、ダンパー４１の開放制御を行うことにより本発明の目的を達成しているので、ダンパーヒータ４２のＯＦＦのタイミングは、任意に決定することが可能である。

（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１或いは第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第３の実施の形態においては、図９のフローチャートに示すように、圧縮機１６をＯＮした後、さらに第１の冷却ファン２５を回転させ、その後にダンパー４１を開放する点に特徴がある。

制御手段５１は、圧縮機１６をＯＮした後（ＳＴ１５）、所定の時間Ｔ２経過後第１の冷却ファン２５を回転させる。この回転はまず第１の冷却ファン２５を正転させた（ＳＴ２６）後、逆転させる（ＳＴ２７）。第１の蒸発器１４において除霜が終了すると、冷凍室の冷却運転が開始される。除霜終了直後は上述のように、高湿度の暖気が送風ダクト内にあり、冷凍室の冷却運転を行うことからすれば第１の冷却ファン２５を回転させることは必要であるが、ここで第１の冷却ファン２５を正転させると、これらの冷気が領域Ａ付近に集まってきてしまうことになり、ダンパー４１への結露を誘発することにもなる。

そこで、第１の冷却ファン２５を逆転させることで領域Ａ付近に集まった高湿度の暖気を第１の蒸発器１４付近に一旦降ろして第１の蒸発器１４と熱交換させることで、暖気の温度を低下させてから、再度循環させるようにする。そしてその後ダンパー４１を開放すると共に、ダンパーヒータ４２をＯＦＦする（ＳＴ２８）。

このように第１の冷却ファン２５を回転させた後、ダンパー４１の開放し、或いは同時にダンパーヒータ４２をＯＦＦにすることで、暖気の温度を低下、すなわち暖気に含まれる水分量を低減させてからダンパー４１を開放するため、ダンパー４１の蓋４１ａ、４１ｂ、またはダンパー駆動部４１ｃに結露が生ずることを、さらに抑制することができる。もって、ダンパー４１軸部や開口部などの氷結を抑制して開閉制御に支障を来すことを防止することで、冷蔵庫内における冷気の適切な循環を確保することのできる冷蔵庫を提供することができる。

（第４の実施の形態）
次に本発明における第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態においては、第１の蒸発器１４について除霜が行われているときに、制御手段５１によりダンパー４１を開閉させることとしている。

領域Ａと領域Ｂの温度差が大きい場合には、ダンパー４１だけでなく、領域Ｂのダンパー４１周辺の部分も低温であるため、この部分にも結露が発生し易く、この発生した露はダンパー４１に垂れて氷結する可能性が大きい。

このため、上記した構成によれば、暖気を徐々に領域Ｂにも送り出すことで領域Ａと領域Ｂにおける温度差は小さくすることができ、もって、除霜終了前に、ダンパー４１およびその周辺部分も加温することができるで、ダンパー４１の解放後による結露および氷結を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る冷蔵庫の概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態における冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。 本発明の第１の実施の形態の冷蔵庫における第１の蒸発器付近の構造を示す部分拡大図である。 図３の部分拡大図である。 ダンパー及びダンパーヒータの構造を示す斜視図である。 制御装置を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるダンパーヒータの通電のタイミングを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるダンパーヒータの通電のタイミングを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態におけるダンパーヒータの通電のタイミングを示すフローチャートである。

符号の説明

６ 製氷室
８ 冷凍貯蔵室
１０ 第２の蒸発器
１４ 第１の蒸発器
２５ 第１の冷却ファン
３１ 除霜ヒータ
３２ 除霜センサ
４１ ダンパー
４２ ダンパーヒータ

Claims (11)

1. 貯蔵室を冷却する蒸発器と、
   前記蒸発器の除霜を行う除霜ヒータと、
   前記蒸発器が除霜される場合は閉塞される前記貯蔵室内に流す前記蒸発器により生成された冷気の量を調整するダンパーと、
   前記蒸発器が除霜される場合に前記ダンパーを加熱させるダンパーヒータと
   を備えることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記除霜ヒータの通電と同時に前記ダンパーを閉塞させるとともに前記ダンパーヒータに通電させて前記ダンパーを加熱させることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記除霜ヒータの通電が終了すると同時に前記ダンパーヒータの通電を停止させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の冷蔵庫。
4. 前記除霜ヒータの通電が終了し、所定の時間が経過した後前記ダンパーを開放させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。
5. 前記蒸発器の除霜中は運転を停止する圧縮機を前記蒸発器の除霜が終了した後起動し、前記ダンパーを前記圧縮機が起動した後に開放させることを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫。
6. 前記圧縮機を起動し、前記蒸発器により生成された冷気を前記貯蔵室に循環させる冷却ファンを回転させた後、前記ダンパーを開放させることを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫。
7. 前記冷却ファンは、正回転を行った後に逆回転を所定の時間行うことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
8. 前記圧縮機を起動し、前記冷却ファンを回転させた後、前記蒸発器が所定温度まで低下したことを条件に前記ダンパーを開放させることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
9. 前記ダンパーヒータは、前記ダンパーが開放されるまで継続して通電されていることを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれかに記載の冷蔵庫。
10. 前記ダンパーヒータは、前記除霜ヒータに通電され前記蒸発器の除霜を行う前より通電されていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
11. 前記除霜ヒータにより前記蒸発器が除霜されている際に、前記ダンパーを開閉させることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の冷蔵庫。

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