JP2011058686A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】食品収納室への送風を制御するダンパを備える冷蔵庫に係り、内容積効率や省エネルギー性の向上した冷蔵庫を得ることを目的とする。
【解決手段】冷蔵庫本体に区画形成されて夫々食品を収納する冷凍温度帯室及び冷蔵温度帯室と、前記冷凍温度帯室及び前記冷蔵温度帯室を冷却する冷気が熱交換される冷却器と、前記冷却器が設けられる冷却器収納室と、前記冷却器で熱交換された冷気を前記冷凍温度帯室及び前記冷蔵温度帯室に送風する庫内ファンと、該庫内ファンの前方を覆うように設けられ前記冷凍温度帯室又は前記冷蔵温度帯室と連通する開口を有するファンカバーと、該ファンカバーの開口に設けられ送風を制御するダンパと、を備え、前記ファンカバーは前記庫内ファンの回転方向に上流から下流に次第に拡大する風路を有し、該風路の下流に前記開口が設けられたことを特徴とする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

特許文献１には、冷却器で熱交換した冷気が送風機で送風され、冷凍室ダクトを介して、冷凍室の背面側に多段に設けられた吹き出し口から冷凍室に吹き出される構成が記載されている。

特開２００９−１４３２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷蔵庫は、送風機によって形成される冷気流れに対して十分な配慮がされていない。そのため、流れの損失が大きく、必要風量を得るための庫内ファン動力が大きくなる、という課題があった。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、冷気流れの損失を抑え、省エネルギー性の向上した冷蔵庫を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、冷蔵庫本体に区画形成されて夫々食品を収納する冷凍温度帯室及び冷蔵温度帯室と、前記冷凍温度帯室及び前記冷蔵温度帯室を冷却する冷気が熱交換される冷却器と、前記冷却器が設けられる冷却器収納室と、前記冷却器で熱交換された冷気を前記冷凍温度帯室及び前記冷蔵温度帯室に送風する庫内ファンと、該庫内ファンの前方を覆うように設けられ前記冷凍温度帯室又は前記冷蔵温度帯室と連通する開口を有するファンカバーと、該ファンカバーの開口に設けられ送風を制御する送風制御手段と、を備え、前記ファンカバーは前記庫内ファンの回転方向に上流から下流に次第に拡大する風路を有し、該風路の下流に前記開口が設けられたことを特徴とする。

また、前記風路は５度〜２０度の範囲で該風路を拡大する拡大角度を有することを特徴とする。

また、前記風路は上流から下流まで１８０度又は１８０度よりも大きい角度を有することを特徴とする。

また、前記ファンカバーは前記庫内ファンと対向する位置に窪みを有することを特徴とする。

また、前記開口は横長であって該開口の長手方向が前記風路の下流且つ前記庫内ファンの上方に位置することを特徴とする。

本発明によれば、冷気流れの損失を抑え、省エネルギー性の向上した冷蔵庫を得ることができる。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図。 図２の要部拡大説明図。 図３の要部拡大説明図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の制御を表すフローチャート。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の制御を表すタイムチャート。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の送風機周辺構造を表す正面図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の送風機周辺構造を表す縦断面図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷凍室ダンパを表す斜視図。 送風機の流量−静圧特性を表す図。 風路抵抗が小さい場合における送風機の入口速度と出口速度を表す図。 風路抵抗が大きい場合における送風機の入口速度と出口速度を表す図。 送風機周辺構造を背面側から見た分解斜視図。

本発明に係る冷蔵庫の実施形態を、図１から図１３を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の冷蔵庫１の正面外形図であり、図２は、冷蔵庫１の庫内の構成を表す図１におけるＸ−Ｘ縦断面図であり、図３は、冷蔵庫１の庫内の構成を表す正面図であり、冷気ダクトや吹き出し口の配置などを示す図であり、図４は図２の要部拡大説明図である。図５は図３の要部拡大説明図である。

図１に示すように、本実施形態の冷蔵庫１は、食品収納室として、上方から、冷蔵室２，製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６を備えている。なお、以下本明細書中では、製氷室３と上段冷凍室４と下段冷凍室５の総称として冷凍温度帯室６０、冷蔵室２と野菜室６の総称として冷蔵温度帯室６１と呼ぶことがある。

冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ，２ｂを備え、製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ，野菜室扉６ａを備えている。以下では、冷蔵室扉２ａ，２ｂ，製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ，野菜室扉６ａを単に扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａと称する。

また、冷蔵庫１は、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する図示しない扉センサと、扉開放状態と判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に、使用者に報知する図示しないアラーム、冷蔵室２や野菜室６の温度設定や冷凍温度帯室６０の温度設定をする図示しない温度設定器等を備えている。

図２に示すように、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０は真空断熱材２５を実装している。

庫内は、断熱仕切壁２８により冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とが隔てられている。

扉２ａ，２ｂ（図１参照）の庫内側には複数の扉ポケット３２が備えられている。また、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。

図２に示すように、上段冷凍室４，下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの室の前方に備えられた扉４ａ，５ａ，６ａと一体に引き出される、収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂがそれぞれ設けられており、扉４ａ，５ａ，６ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂが引き出せるようになっている。図１に示す製氷室３にも同様に、扉３ａと一体に、図示しない収納容器（図２中（３ｂ）で表示）が設けられ、扉３ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂが引き出せるようになっている。なお上段冷凍室４は、急速冷凍室として使用できる。急速冷凍性能の向上のために、上段冷凍室４の収納容器４ｂには図示しないアルミトレーが備えられており、冷凍速度が向上するようになっている。

図２に示すように（適宜図３〜図５参照）、冷却器７は下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に設けられており、冷却器７の上方に設けられた送風機９により冷却器７と熱交換して冷やされた空気（冷気、以下、冷却器７で冷やされてできた低温空気を冷気と称する）が冷蔵室ダクト１１，冷凍室ダクト１２を介して、冷蔵室２，上段冷凍室４，下段冷凍室５，製氷室３の各室へ送られる。各室への送風は冷蔵室ダンパ２０と冷凍室ダンパ５０の開閉により制御される。

ちなみに、冷蔵室ダクト１１，冷凍室ダクト１２は、図３に破線で示すように冷蔵庫１の各室の背面側に設けられている。

具体的には、冷蔵室ダンパ２０が開状態、冷凍室ダンパ５０が閉状態のときには、冷気は、冷蔵室ダクト１１を経て多段に設けられた吹き出し口２ｃから冷蔵室２に送られる。
冷気は、冷蔵室２の冷却を終えた後に、冷蔵室２の背面右側下部に備えられた冷蔵室戻り口２ｄ、から流入し、冷蔵室−野菜室連通ダクト１６を介して、野菜室６背面右側上部に設けられた野菜室吹き出し口６ｃから野菜室６に流入して野菜室６を冷却する。野菜室６を冷却した冷気は、断熱仕切壁２９の下部前方に設けられた、野菜室戻り口６ｄから、野菜室戻りダクト１８を介して、冷却器７の幅とほぼ等しい幅の野菜室戻り吹き出し口１８ａから流入する（図３または図５参照）。

図３では冷凍室ダンパ５０が省略されているが、冷凍室ダンパ５０が開状態のとき、冷却器７で熱交換された冷気が送風機９により昇圧され、冷凍室ダクト１２を経て吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃからそれぞれ製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５へ送風される。なお、図３に示すとおり、本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍温度帯室６０の吹き出し口３ｃ〜５ｃは、計７個備えられており、吹き出し口３ｃ〜５ｃの周長の合計は１２００mmである。

図４に示すように本実施形態の冷蔵庫１では、冷却器７の上方に送風機９を設け、送風機９の上方に冷凍室ダンパ５０を設けている。さらに、冷凍室ダンパ５０の上方に冷凍温度帯室６０の上段に位置する上段冷凍室４に冷気を送り出す上段冷凍室吹き出し口４ｃと製氷室吹き出し口３ｃ（図３参照）が備えられている。なお、上段冷凍室吹き出し口４ｃは、冷凍室の吹き出し口の中で最も開口面積が大きくなっている。

図５に示すように、冷蔵室２を冷却した冷気は、冷却器収納室８の側方に備えられた冷蔵室−野菜室連通ダクト１６を通って、野菜室６に流入する。野菜室６からの戻り冷気は、野菜室戻り口６ｄ（図２参照）から流入し、図４に示すように、断熱仕切壁２９の中に設けられた野菜室戻りダクト１８を通って、冷却器収納室８の下部前方に設けられた、冷却器７の幅とほぼ等しい幅寸法の野菜室戻り吹き出し口１８ａ（図５参照）から、冷却器収納室８に流入する。一方、冷凍温度帯室６０を冷却した冷気は、図４に示すように、冷却器収納室８と冷凍温度帯室６０を仕切る仕切板５４の下部に備えられた、冷却器７の幅とほぼ等しい幅寸法の冷凍室戻り口１７を介して冷却器収納室８に流入する。なお、冷却器収納室８の下方には、除霜ヒータ２２が備えられている。除霜ヒータ２２は、ガラス管ヒータであり、ガラス管の外周にはアルミニウム製の放熱フィン２２ａが備えられている。

除霜ヒータ２２の上方には、除霜水が除霜ヒータ２２に滴下することを防止するために、上部カバー５３が設けられている。また、図５に示すとおり、冷却器収納室８の下部前方には、冷却器７の除霜中の上昇気流が流入する空間である、暖気収納スペース２６が設けられている。この暖気収納スペース２６によって、除霜ヒータ２２に通電することによって実施される除霜運転中に生じる暖気（上昇気流）が、冷凍温度帯室６０に流入することを抑えることができる。

冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜は、除霜運転時に解かされ、その際に生じた除霜水は冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入した後に、排水管２７を介して後記する機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、圧縮機２４及び、機械室１９内に配設される図示しない凝縮器及び圧縮機２４の発熱により蒸発させられる。

また、冷却器７の正面から見て左上部には冷却器７に取り付けられた冷却器温度センサ３５，冷蔵室２には冷蔵室温度センサ３３，下段冷凍室５には冷凍室温度センサ３４がそれぞれ備えられており、それぞれ冷却器７の温度（以下、冷却器温度と称する）、冷蔵室２の温度（以下、冷蔵室温度と称する）、下段冷凍室５の温度（以下、冷凍室温度と称する）を検知できるようになっている。更に、冷蔵庫１は、庫外の温度を検知する図示しない外気温度センサを備えている。なお、野菜室６にも野菜室温度センサ３３ａが配置してある。

ちなみに、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約８０ｇと少量にしている。

冷蔵庫１の天井壁上面側にはＣＰＵ，ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御基板３１が配置されており（図２参照）、制御基板３１は、前記した外気温度センサ，冷却器温度センサ３５，冷蔵室温度センサ３３，野菜室温度センサ３３ａ，冷凍室温度センサ３４，扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する前記した扉センサ、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続し、前記ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機２４のＯＮ，ＯＦＦ等の制御、冷蔵室ダンパ２０及び冷凍室ダンパ５０を個別に駆動する図示省略のそれぞれのアクチュエータの制御、送風機のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、前記した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。

次に、本実施形態の冷蔵庫１の送風機９と冷凍室ダンパ５０周辺の詳細構造について図８〜図１０及び図１３を参照しながら説明する。

図８は、本実施形態の冷蔵庫１の送風機９と冷凍室ダンパ５０周辺の構造を正面から見た図、図９は、本実施形態の冷蔵庫１の送風機９と冷凍室ダンパ５０周辺の構造を側方から見た縦断面図である。また、図１０は本実施形態の冷蔵庫１の冷凍室ダンパ５０の斜視図、図１３は送風機９周辺構造を背面側から見た分解斜視図である。

本実施形態の冷蔵庫１で使用する冷凍室ダンパ５０は、図１０に示すとおり、開口１０２を一面に備えた、例えば樹脂製の一体成形された横長のフレーム１０３と、フレーム１０３の一端（長方形状の短手部）にモータや減速歯車などの駆動系を内蔵した駆動手段１００を備えるものである。開閉板１０４の一面には、例えば発泡ウレタンや発泡ポリエチレンといった柔軟な材料で成形された緩衝部材１０４ａを備えている。冷凍室ダンパ５０は、フレーム１０３の開口１０２近傍の内側の面（開閉板と対向する側の面）１０３ａに、緩衝部材１０４ａが押し付けられることにより閉状態となる。したがって、そのシール性能は、開口１０２の周長１０２ａに依存する。ここで、開口１０２にはフレーム１０３の上辺と下辺が連結する連結部１０３ｂが備えられているが、これは、変形抑制のために備えられるものであり、シール性能に直接寄与するものではない。したがって、冷凍室ダンパ５０のシール性能を考える際の、開口１０２の周長１０２ａには、シール性能に直接寄与しない連結部１０３ｂの長さは含まない。なお、本実施形態の冷蔵庫１で使用する冷凍室ダンパ５０の開口１０２の大きさは、１８０mm×３５mmであり、シール性能に寄与す
る周長１０２ａは４３０mmである。また、開口１０２の外周には、冷凍室ダンパ５０取り
付け時の位置合せと、開口１０２の補強を兼ねたリブ１０３ｃが備えられている。

図８中に示すように、本実施形態の冷蔵庫１の送風機は、ケーシング９ａの形状が略方形であり、ボス部にモータを備えたモータ一体型のプロペラファンである。送風機９の吐出側は、冷気を集約する冷気集約ダクト１３を形成すべくファンカバー７０が備えられている。ファンカバー７０は、送風機９の前方を覆うように設けられている。冷気集約ダクト１３の外周部１３ａは、送風機９の回転中心から外周部１３ａまでの距離が、最小となる位置（図８中に示した最小寸法位置）から、庫内ファン回転方向に上流から下流に向けて次第に拡大するように拡大風路１３ｂとなっている。

なお、冷気集約ダクト１３の外周部１３ａは、式（１）に基づいて、図８中に示した最小寸法位置から、拡大角γ₁で拡大するようになっている。

ここで、R_minは送風機９の回転中心から外周部１３ａまでの距離の最小寸法、γ₁は流路拡大角、γ₂は図８中に示した最小寸法位置から庫内ファン回転方向にとった角度である。具体的には本実施形態の冷蔵庫では、R_min＝１４０mm，γ₁＝１０度，γ₂＝２００度となっている。

また、本実施形態の冷蔵庫１では、冷気集約ダクト１３の拡大風路１３ｂは、庫内ファン回転中心から風路外周壁までの距離が、最小となる位置から、庫内ファン回転方向に１８０度以上有している。

すなわち、拡大風路１３ｂは、始端（上流）から終端（下流）まで１８０度又は１８０度よりも大きい角度を有する。また、出口開口１３ｃは、横長であって該出口開口１３ｃの長手方向が拡大風路１３ｂの終端（下流）に位置する。また、ファンカバー７０は、送風機９に対向する位置に窪み７０ａを有し、当該窪みの周囲に拡大風路１３ｂが設けられている。すなわち、拡大風路１３ｂを冷気が流れて整流されることで、出口開口１３ｂをスムーズに通過して、上段冷凍室４に流入する。これにより、上段冷凍室４の冷却効率を向上することができる。

また、図４に示すように、ファンカバー７０の前方を覆うように、冷凍室ダクト１２が設けられている。すなわち、冷却器収納室８と上段冷凍室４及び下段冷凍室５との間に、冷気集約ダクト１３及び冷凍室ダクト１２が配置される。これにより、空気断熱層が貯蔵空間の後方に形成されるため、上段冷凍室４及び下段冷凍室５が冷却器収納室８から受ける熱影響（例えば、冷却器７の除霜運転時の温度上昇等による影響）は抑制され、貯蔵空間の温度変化を抑制できる。

また、図８中に示すとおり、送風機９は水平面から角度β１（本実施形態の冷蔵庫１ではβ１は１０度）だけ傾斜させて配設している。

図９に示すとおり、冷凍室ダンパ５０は、開口１０２が略前方に向くように配設しているが、その配設位置は、冷凍室ダンパ５０のリブ１０３ｃを、図８に示す冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃ（出口開口１３ｃは冷凍室ダンパ５０の開口１０２より大きい）に一致させることで容易に定まるようになっている。また、図９に示すとおり、冷凍室ダンパ５０は、回転軸１０１が、上側になるように配設してある。さらに、冷凍室ダンパ５０の開閉板１０４は、背面側に開き、その開角度θは、運転状態によって異なり、０度（全閉），６０度，９０度（全開）の状態で使用される（運転状態と開角度の関係の詳細は後述）。

図８に示すとおり、冷凍室ダンパ５０は、水平面から角度β２（本実施形態の冷蔵庫１ではβ２は６度）だけ傾斜させて設置するようにしている。また、図９に示すとおり、送風機９は、角度α１（本実施形態の冷蔵庫１ではα１は１３度）だけ後方に傾斜、冷凍室ダンパ５０は角度α２（本実施形態の冷蔵庫１ではα２は６度）だけ後方に傾斜して設置するようにしている。

なお、冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃの大きさは、１８８.５mm×４３mmであり
、その周長１３ｄは、４６３mmである。

ファンホールド７１には、冷気集約ダクト１３と、冷却器収納室８とが連通する連通孔７５が設けられている。なお、連通孔７５は、冷気集約ダクト１３内の下端に位置するように設けている。

また、冷気集約ダクト１３内（ファンカバー内面７０ａ）の送風機９の下部の領域には、ファンカバーヒータ７６が配設されている。なお、ファンカバーヒータ７６は、図９に示すとおり、冷気集約ダクト１３内から、連通孔７５を経て、冷却器室８内に延伸させた部分７６ａを有している。

なお、図１３に示すとおり、ファンカバー７０は仕切板５４と一体成型品となっている。また、送風機９を保持する部材（ファンホールド７１）は、ファンカバー７０とは別体となっており、図１３に示すようにファンカバーの背面側に組みつけられる。

次に、本実施形態の冷蔵庫１の冷却運転の制御について図６を参照しながら説明する。
図６は本実施形態の冷蔵庫１の基本的な制御を表す制御フローチャートである。制御は、制御基板３１（図２参照）のＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって行われる。

本実施形態の冷蔵庫１の冷却運転は、冷凍室運転，冷蔵室運転，冷蔵冷凍運転，霜冷却運転及びＯＦＦからなる。冷凍室運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ閉，冷凍室ダンパ開（開角度θ＝９０度（開角度の定義は図９参照）），圧縮機ＯＮ（高回転）」の状態で、冷凍温度帯室６０を冷却する運転であり、冷蔵室運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ閉（開角度θ＝０度），圧縮機ＯＮ（低回転）」の状態で、冷蔵温度帯室６１の冷却を実施する運転、冷蔵冷凍運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ開（開角度θ＝６０度），圧縮機ＯＮ（高回転）」の状態で、冷蔵温度帯室６１と冷凍温度帯室６０の両方を冷却する運転である。また、霜冷却運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ閉，圧縮機ＯＦＦ」の状態で、冷蔵温度帯室６１の冷却を実施する運転であり、ＯＦＦは、送風機も圧縮機も停止させ、冷却を行わない状態である。

図６に示すように、冷蔵庫１は電源投入により運転が開始され（スタート）、冷蔵庫１の庫内各室が冷却され、基本的な熱負荷が、庫外からの熱侵入のみとなった時点から、それ以降は、ユーザーが扉の開閉を行い熱負荷が増加する、あるいは、庫外温湿度環境が変化して熱侵入量が変化するといったことがなければ、一定の運転パターンを繰り返す（安定冷却運転）。図６では、この安定冷却運転状態に至るまでの制御過程は省略している。
なお、本実施形態の冷蔵庫１の安定した冷却運転時には、野菜室６の温度に基づく制御は行わないので、野菜室６に関する説明は省略する（以下の制御の説明では冷蔵室２の中に野菜室６も含む）。

安定冷却運転時は、一定の運転パターン（運転サイクル）を繰り返すが、ここでは冷凍室運転が実施されている状態から説明をする（ステップＳ１０１）。冷凍室運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ閉，冷凍室ダンパ開，圧縮機ＯＮ（高回転）」の状態で、冷凍温度帯室６０の冷却を実施する運転である。

冷凍室運転が実施されている状態で、冷蔵室扉２ａ、あるいは、２ｂの開閉を検知する冷蔵室扉センサによって冷蔵室扉２ａ、あるいは、２ｂの開閉が検知されると（ステップＳ１０２）、ステップＳ２０１に進む（ステップＳ２０１については後述）。冷蔵室扉２ａ、あるいは、２ｂの開閉がなければ、続いて、冷蔵室温度センサ３３によって検知される冷蔵室温度があらかじめ設定されている冷蔵室上限温度ＴＲ_２（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＲ_２＝６℃）より高いか否かが判定される（ステップＳ１０３）。

冷蔵室温度＞冷蔵室上限温度ＴＲ_２となっていない場合（Ｎｏ）（冷蔵室温度＞冷蔵室上限温度ＴＲ_２となっている場合（Ｙｅｓ）の制御は後述）、冷凍室温度センサ３４によって検知される冷凍室温度が、あらかじめ設定されている冷凍室下限温度ＴＦ_１（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＦ_１＝−２１℃）より低いかどうかが判定される（ステップＳ１０４）。なお、冷凍室温度＜冷凍室下限温度ＴＦ_１となっていない場合（Ｎｏ）は、再びステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０４で、冷凍室温度＜冷凍室下限温度ＴＦ_１となった場合（Ｙｅｓ）は、続いて、冷蔵室温度と、あらかじめ設定されている判定基準温度ＴＲ_ａ（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＲ_ａ＝５℃）、ＴＲ_ｂ（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＲ_ｂ＝４℃）との比較を行い、その比較結果に基づいて、冷却器温度センサ３５の検知温度に関する基
準温度Ｔｅｖｐの値を選択する。具体的には、冷蔵室温度＞ＴＲ_ａであればＴｅｖｐ＝Ｔｅｖｐ_１（本実施形態の冷蔵庫１ではＴｅｖｐ_１＝３℃）とし、ＴＲ_ａ≧冷蔵室温度＞ＴＲ_ｂであれば、Ｔｅｖｐ＝Ｔｅｖｐ_２（本実施形態の冷蔵庫１ではＴｅｖｐ_２
＝−１０℃）とし、ＴＲ_ｂ≧冷蔵室温度であれば、Ｔｅｖｐ＝Ｔｅｖｐ_３（本実施形態の冷蔵庫１ではＴｅｖｐ_２＝−１８℃）とする（ステップＳ１０５）。

したがって、Ｔｅｖｐの値は、外気温度が高く、冷蔵室温度が上昇しやすい場合には、Ｔｅｖｐ_１が選択され、外気温度が低く、冷蔵室温度が上昇し難い場合には、Ｔｅｖｐ_３が選択され、その間程度の外気温度であればＴｅｖｐ_２が選択される。また、例えば、食品かすなどを挟みこみ、冷蔵室扉２ａ、あるいは、２ｂにわずかな隙間が生じ、そのために定常的に熱負荷は増えるが、冷蔵室扉センサは隙間が小さいために扉は閉状態と認識して扉開放状態を知らせるアラームが鳴動しない状態となることがある。この場合には、外気温が比較的低くても、冷蔵室の温度が上昇しやすくなることがあり、Ｔｅｖｐの値は、Ｔｅｖｐ_２やＴｅｖｐ_１が選択されることもある。

続いて霜冷却運転が実施される（ステップＳ１０６）。霜冷却運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開、冷凍室ダンパ閉、圧縮機ＯＦＦ」の状態で冷蔵温度帯室６１が冷却される運転である。霜冷却運転が実施されている状態では、冷蔵室温度があらかじめ設定されている冷蔵室下限温度ＴＲ_１（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＲ_１＝１.５℃）より低いか否か（ステップＳ１０７）、冷却器温度がステップＳ１０５で設定された基準温
度Ｔｅｖｐより高いか否か（ステップＳ１０８）が判定され、冷蔵室温度＜冷蔵室下限温度ＴＲ_１を満足せず（Ｎｏ）、また、冷却器温度＞基準温度Ｔｅｖｐを満足しない場合（Ｎｏ）には、冷凍室温度が、あらかじめ設定されている圧縮機ＯＮ温度ＴＦ_２（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＦ_２＝−１９℃）より高いか否かが判定され（ステップＳ１０９）、冷凍室温度＞圧縮機ＯＮ温度ＴＦ_２が満足されない場合（Ｎｏ）には、再びステップＳ１０７に戻る。

ステップＳ１０９において、冷凍室温度＞圧縮機ＯＮ温度ＴＦ_２となっている（Ｙｅｓ）と判定された場合は、続いて圧縮機がＯＮされて、低回転（本実施形態の冷蔵庫１ではこのときの圧縮機回転数は１２００min^-1）で運転される冷蔵室運転となる（ステップＳ１１０）。すなわち、冷蔵室運転とは、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ閉，圧縮機ＯＮ（低回転）」の状態で、冷蔵温度帯室６１の冷却を実施する運転である。

冷蔵室運転が実施されている状態では、冷凍室温度があらかじめ設定されている冷凍室上限温度ＴＦ_３（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＦ_３＝−１６℃）より高いか否かが判定され、（ステップＳ１１１）、冷凍室温度＞冷凍室上限温度ＴＦ_３が満足されない（Ｎｏ）と判定された場合には（冷凍室温度＞冷凍室上限温度ＴＦ_３が満足される場合（Ｙｅｓ）の制御は後述）、冷蔵室温度＜冷蔵室下限温度ＴＲ_１の判定に移る（ステップＳ１１２）。冷蔵室温度＜冷蔵室下限温度ＴＲ_１が満足されない場合（Ｎｏ）には、再びステップＳ１１１に戻る。

ステップＳ１１２において、冷蔵室温度＜冷蔵室下限温度ＴＲ_１が満足された場合（Ｙｅｓ）、「冷凍室ダンパ開、冷蔵室ダンパ閉」となり（ステップＳ１１３）、続いて、圧縮機２４が高回転（本実施形態の冷蔵庫１ではこのときの圧縮機回転数は１９００min^-1）になるとともに、送風機９が停止される（ステップＳ１１４）。所定時間（本実施形態の冷蔵庫１では３０秒）経過後（ステップＳ１１５）、送風機９が稼動され、冷凍室運転が開始される（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６の冷凍室運転は、ステップＳ１０１で説明した冷凍室運転の状態であるので、以上が本実施形態の冷蔵庫１の安定冷却運転時の運転サイクルとなる。

なお、一般に冷蔵庫では、扉開閉や、比較的温度が高い食品を収納するといったことがあると、熱負荷が一時的に増すことになる。以下では、本実施形態の冷蔵庫１の熱負荷が一時的に増した場合の制御について説明する。

本実施形態の冷蔵庫１では、ステップＳ１０２において、冷蔵室扉２ａ、あるいは、２ｂの開閉の有無を判定しており、冷蔵室扉２ａ、あるいは、２ｂの扉開閉があった場合、ステップＳ２０１に進むようになっている。ステップＳ２０１では、冷蔵室上限温度ＴＲ_２がＴＲ_２′に置き換わる（本実施形態の冷蔵庫１ではＴＲ_２＝６℃がＴＲ_２′＝８℃になる）。冷蔵室上限温度ＴＲ_２を、ＴＲ_２′と上書きしたらステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０１に戻ると、扉が既に閉じられていれば（ステップＳ１０２がＮｏと判定されれば）、続いてステップＳ１０３において、冷蔵室温度＞冷蔵室上限温度ＴＲ_２の判定が行われる。ここでは、ステップＳ２０１において、冷蔵室上限温度ＴＲ_２がＴＲ_２′で上書きされているため、冷蔵室上限温度が高くなっている。したがって、冷蔵室２の扉開閉がない場合よりも、ステップＳ１０３における冷蔵室温度＞冷蔵室上限温度ＴＲ_２は満足され難くなる。ステップＳ１０３における冷蔵室温度＞冷蔵室上限温度ＴＲ_２が満足された場合（Ｙｅｓ）は、冷蔵室２の冷却が必須な状態とみなし、冷蔵室ダンパ２０を開状態として、冷蔵冷凍運転、すなわち、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ開，圧縮機ＯＮ（高回転）」の運転として、冷蔵温度帯室６１と冷凍温度帯室６０の両方が冷却される（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１により冷蔵冷凍運転が開始された後には、ステップＳ１１２に移る。なお、冷蔵室上限温度ＴＲ_２は、所定時間（本実施形態の冷蔵庫１では３０分）経過後にＴＲ_２′（＝８℃）から再び元の値のＴＲ_２（＝６℃）に戻るようになっている。

また、ステップＳ１１２によって冷蔵室運転中に冷凍室温度＞冷凍室上限温度ＴＦ_３の判定が行われる。冷凍室温度＞冷凍室上限温度ＴＦ_３が満足された場合（Ｙｅｓ）、冷凍温度帯室６０の冷却が必須な状態とみなし、圧縮機２４を高回転とし、冷凍室ダンパ５０を開状態として、冷蔵冷凍運転、すなわち、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ開，圧縮機ＯＮ（高回転）」の運転として、冷蔵温度帯室６１と冷凍温度帯室６０の両方が冷却される（ステップＳ３０１）。ステップＳ５０１により冷蔵冷凍運転が開始された後には、ステップＳ１１２に移る。

また、ステップＳ１０７（冷蔵室温度＜冷蔵室下限温度ＴＲ_１）、または、ステップＳ１０８（冷却器温度＞Ｔｅｖｐ（ステップＳ１０５で設定された基準温度））の何れかが満足される（Ｙｅｓ）と、霜冷却運転中に庫内ファンが停止され（ステップＳ４０１）、ステップＳ１０９に移る。

図７は、本実施形態の冷蔵庫１を、外気温度が３０℃、相対湿度７０％の環境に設置し、安定冷却運転の状態になった際の庫内の温度変化と、送風機９，冷蔵室ダンパ２０，冷凍室ダンパ５０及び圧縮機２４の制御状態を表すタイムチャートである。なお、詳細な測定条件はＪＩＳＣ９８０１：２００６に則っている。

図７に示すように、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ閉，冷凍室ダンパ開，圧縮機ＯＮ（高回転）」の状態で実施される冷凍室運転は、経過時間ｔａにおいて、冷凍室温度が冷凍室下限温度ＴＦ_１に達したため（図６におけるステップＳ１０４）、続いて、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ閉，冷凍室ダンパ開，圧縮機ＯＦＦ」の状態で実施される霜冷却運転となっている（図６におけるステップＳ１０６）。なお、図６におけるステップＳ１０５によって、冷蔵室温度＞ＴＲ_ａ（ＴＲ_ａ＝５℃）となったため、Ｔｅｖｐは、Ｔｅｖｐ＝Ｔｅｖｐ_１（Ｔｅｖｐ_１＝３℃）となっている。霜冷却運転の実施中は、冷凍温度帯室６０の冷却は行われていないので、冷凍室温度は上昇し、経過時間ｔｂで圧縮機ＯＮ温度ＴＦ_２に達している（図６におけるステップＳ１０９）ので、続いて、圧縮機２４が低回転で稼動し、「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ閉，圧縮機ＯＮ（低回転）」の冷蔵室運転となる（図６のステップＳ１１０）。経過時間ｔｂまでは、圧縮機２４が稼動しない霜冷却であったのに対して、経過時間ｔｂからは圧縮機２４が稼動する冷蔵室運転となったことで、冷蔵温度帯室６１の冷却が加速され、経過時間ｔｃで、冷蔵室下限温度ＴＲ_１に達している（図６におけるステップＳ１１２）。したがって、次に、冷凍室運転（「庫内ファンＯＮ，冷蔵室ダンパ閉，冷凍室ダンパ開，圧縮機ＯＮ（高回転）」）に移るが、冷凍室運転開始時には、所定時間Δｔ（Δｔ＝３０秒間）の間、送風機９が停止され（図６におけるステップＳ１１３〜ステップＳ１１５）、所定時間Δｔ経過後に、送風機９が稼動され冷却が開始される（図６におけるステップＳ１１６）。

以上、本実施形態の冷蔵庫１の構造及び基本的な制御方式を説明したが、以下では本実施形態の冷蔵庫１の奏する効果を説明する。

本実施形態の冷蔵庫１は、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）へ向かう冷気を集約すべく冷気集約ダクト１３を備え、冷気集約ダクト１３は、送風機９の前方に位置する冷凍温度帯室６０と連通する冷気集約ダクト出口開口１３ｃを備え、ファンカバー出口開口７０ａに、冷凍温度帯室６０への送風を制御すべくダンパ（冷凍室ダンパ５０）を備え、冷凍温度帯室６０への送風は、冷凍室ダンパ５０の開口を介してのみ行うようにしている。また、冷気集約ダクト１３は、冷気集約ダクト流路断面が最小となる位置（図８中に示す最小寸法位置）から、庫内ファン回転方向に順次拡大する拡大風路１３ｂを備えている。

これにより、省エネルギー性が向上する。以下で図１１，図１２Ａ及び図１２Ｂを参照しながら理由を説明する。

本実施形態の冷蔵庫は、送風機９と、この送風機９の前方に備えられた複数の吹き出し口を備えた室（冷凍室６０）との間に、送風機９の前方に備えられた室へ向かう流れを集約する冷気集約ダクト１３を備え、この冷気集約ダクト１３は、冷気集約ダクト流路断面が最小となる位置（図８中に示す最小寸法位置）から、前記庫内ファン回転方向に順次拡大する拡大風路１３ｂを備えている。

これにより、省エネルギー性が向上する。以下で図１１〜図１３を参照しながら理由を説明する。

冷蔵庫の冷却器は、一般にマイナス温度となるため、着霜が生じる。そして、冷却器に霜が成長した場合、風路抵抗が増加する。また、冷蔵庫は、食品を貯蔵することを目的とするため、食品収納スペースを極力大きくとることが望ましい。すなわち、食品を収納できないスペースである冷気ダクトをできるだけコンパクトにすることが望ましい。

ここで、冷蔵庫では、一般に送風機として軸流ファンであるプロペラファンが用いられる。図１１は回転数を一定とした場合のプロペラファンの一般的な風量−静圧特性図である。図１１中に示すように、一定回転数の場合、風路抵抗が小さいと、風量Ｑ１が得られ、風路抵抗が小さいと風量Ｑ２となる。ここで、Ｑ１＞Ｑ２の関係である。

次に、図１２Ａ及び図１２Ｂは、プロペラファンの翼９０の入口と出口の間の速度変化（速度三角形）を表す図であり、図１２Ａは風路抵抗が小さい場合、図１２Ｂは風路抵抗が大きい場合を示す。図１２Ａ中のｃ₁は入口絶対速度、ｕ₁は入口周速度（回転速度）、ｗ₁は入口相対速度（翼に対する相対速度）、ｃ₂は出口絶対速度、ｃ_m2は出口絶対速度の軸方向成分、ｃ_θ2は出口絶対速度の周方向成分、ｕ₂は出口周速度、ｗ₂は出口相対速度を表す。図１１の風量−静圧特性における風量が多い場合（例えば図１１の風量Ｑ１の状態）、すなわち図１２Ａにおいては、入口周速度ｕ₁（あるいは出口周速度ｕ₂）に対して、軸方向の速度成分（ｃ₁（＝ｃ_m2））が、相対的に大きくなる。また、図１１に示すとおり、風量が多い場合は静圧が低くなる。これは、翼の入口相対速度ｗ₁と出口相対速度ｗ₂の間の減速が小さいことを意味する。したがって、風量が多い場合は、おおよそ図１２Ａに示すような速度三角形となる。一方、風量が少ない場合（例えば図１１の風量Ｑ２の状態）、図１２Ｂに示すような速度三角形となる。

一定回転数の場合、図１２Ａと図１２Ｂで周速度は等しく、ｕ₁＝ｕ₁′（ｕ₂＝ｕ₂′）となる。このことから、一定回転数の場合、風路抵抗が小さい場合（図１２）に比べて風路抵抗が大きい場合（図１３）では、出口絶対速度の周方向成分が大きいことがわかる（ｃ_θ2＜ｃ_θ2′）。

以上説明したとおり、風路抵抗が大きい場合、プロペラファンの吹き出し領域には、周方向成分ｃ_θ2に起因する強い旋回流れが形成される。この旋回流れのエネルギーは、冷却に有効に使われることなく損失となる。したがって、着霜によって風路抵抗が増加した場合、損失となっている強い旋回流れを有効に利用することで、省エネルギー性を向上させることができる。

本実施形態の冷蔵庫は、冷気集約ダクト１３を備えており、冷気集約ダクト１３は、冷気集約ダクト流路断面が最小となる位置から、送風機９の回転方向に順次拡大する拡大風路１３ｂを備えている。これにより、上記旋回流れは、拡大風路１３ｂに流入し、順次流路断面が拡大することで、旋回流れを圧力回復させることができる。すなわち、従来損失となっていた旋回流れを圧力として有効利用できるようにしているので、必要な風量を得るためのファン動力を抑えることができ、省エネルギー性が向上する。

また、冷気集約ダクト１３の外周面１３ａと送風機９の回転中心の距離が、冷気集約ダクト流路断面が最小となる位置から、送風機９の回転方向に順次拡大するように形成されている。送風機９から吹き出される流れは、主として送風機９の周方向に吹き出される。これにより、周方向に広がるように吹き出される旋回流れをスムーズに圧力回復させることができるので、省エネルギー性が高くなる。

また、冷気集約ダクト１３の拡大風路１３ｂの風路拡大角は１０度としてあり、圧力回復に有効で、且つ、省スペース設置ができる５度以上２０度以下の拡大角としている。これにより、省エネルギー性が高く、拡大風路１３ｂをコンパクトにできる。

また、冷気集約ダクト１３の拡大風路１３ｂを庫内ファン回転方向に１８０度以上（２００度）備えている。旋回流れを圧力回復させるためには距離が長いほうが有利であるが、これにより拡大風路１３ｂが十分な距離となり、旋回流れを効果的に圧力回復させることができるので、省エネルギー性が高くなる。

また、冷気集約ダクト１３は、拡大風路１３ｂを経て流出する流れを上方に向けるべく、上方に開口している。これにより庫内ファン前方の室（冷凍室６０）を良好に冷却することができるとともに、省エネルギー性も高くなる。以下でその理由を説明する。

一般に、周囲温度に対して低温の冷気は上方から下方に向かう下降流を形成する。そのため、冷気を貯蔵室の上方により多く供給することで、貯蔵室内を良好に冷却できる。従来の冷蔵庫では、下段側の冷凍室吹き出し口の開口面積を小さくして、この下段側の冷凍室吹き出し口から吹き出す風量を相対的に下げて、上段側の冷凍室吹き出し口の吹き出し風量を相対的に上げるようにしていた。すなわち、庫内ファンの下方に旋回流れが吹き出されて、庫内ファンの下方に向かう流れが生じる。そのため、下段側の冷凍室吹き出し口の開口面積が大きいと、そのまま多くの風量が下段側の冷凍室吹き出し口から吹き出される。そして、相対的に上段側の冷凍室吹き出し口との吹き出し量のバランスが崩れてしまう。したがって、下段側の冷凍室吹き出し口の開口面積を小さくして抵抗をつけることで、下段側の冷凍室吹き出し口からの噴出し風量を調整していた。

しかし、この構成では結果として風路抵抗が増加することになり、必要風量を得るための庫内ファン回転数を上げることが必要となる。すなわち、省エネルギー性を悪化させる要因となっていた。

そこで、本実施形態の冷蔵庫では、冷気集約ダクト１３は、拡大風路１３ｂを経て流出する流れを上方に向けるべく、上方に開口しているので、従来の冷蔵庫に見られたような、送風機９の下方へ向かう旋回流れを、拡大風路１３ｂにより圧力回復させて、上方に向かう流れにしている。これにより、庫内ファン前方の室（冷凍温度帯室６０）を良好に冷却することができるとともに、省エネルギー性を向上できる。

また、冷気集約ダクト１３を形成するファンカバー７０の内面は、送風機９の回転軸を延長した線との交点近傍に、滑らかな曲面で形成された窪み７０ａを設けている。既述のとおり、送風機９の吹き出し流れは、周方向に向かう流れが強いが、軸方向成分も残っている。この窪み７０ａにより、軸方向成分を周方向にスムーズに向けることができるので、転向の際の損失が少なくなる。したがって省エネルギー性が高くなる。

また、送風機９の前方に備えられた複数の吹き出し口を備えた室（冷凍温度帯室６０）への送風を開閉制御するダンパ（冷凍室ダンパ５０）を、冷気集約ダクト１３の拡大風路１３ｂの出口部に備えている。このように、拡大風路１３ｂを備えて空気流れを効率よく集約できる。これにより、送風機９の前方に備えられた複数の吹き出し口を備えた室への送風制御手段（冷凍室ダンパ５０）を小型化することができ、省スペース化を図ることができる。

なお、本実施形態の冷蔵庫は、送風機９としてプロペラファンを用いているが、例えば、翼の形状を遠心型の翼にした場合（遠心ファンを採用した場合）であっても、ファン吹き出し流れに周方向に向かう流れ（旋回流れ）が生じるので、同様の効果が得られる。

また、本実施形態の冷蔵庫１では、送風機９から、送風機９の前方に備えられた複数の吹き出し口を備えた食品収納室（冷凍温度帯室６０）に至る風路中に、冷気集約ダクト１３を備え、冷気集約ダクト１３は、送風機９の前方に位置する冷凍温度帯室６０と連通する冷気集約ダクト出口開口１３ｃを備え、冷気集約ダクト出口開口１３ｃに、冷凍温度帯室６０への送風を制御すべくダンパ（冷凍室ダンパ５０）を備え、冷凍温度帯室６０への送風は、冷凍室ダンパ５０の開口を介してのみ行うようにしている。このように冷気集約ダクト１３を形成することで、送風機９の前方に備えられた複数の吹き出し口を備えた室への送風を、確実に冷気集約ダクト出口開口１３ｃに誘導できるので、冷気集約ダクト出口開口１３ｃに設置できる程度の大きさのダンパで、冷凍温度帯室６０に向かう冷気の全量を制御可能となる。したがって、庫内ファン吐出空間全体を閉塞するような大型のダンパ９０を設置する必要がなくなるため、スペース効率がよく、また、コスト増加を抑えた冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷凍室ダンパ５０を備えるべく冷気集約ダクト１３の出口開口１３ａの数を、送風機９の前方に位置する冷凍温度帯室６０の複数の吹き出し口３ｃ〜５ｃより少数としている。これにより、スペース効率がよく、低コストの冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷凍室ダンパ５０を備えるべく冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃの周長１３ｄを、送風機９の前方に位置する冷凍温度帯室６０の複数の吹き出し口３ｃ〜５ｃの総周長より短くしている。また、冷凍室ダンパ５０の開口１０２の周長１０２ａを、送風機９の前方に位置する冷凍温度帯室６０の複数の吹き出し口３ｃ〜５ｃの総周長より短くしている。これらにより信頼性の高い冷蔵庫となる。理由を以下で説明する。

一般に、ダンパを設置する目的は、閉時に冷気を遮断することである。したがって、ダンパが備えられた風路であっても、確実に冷気が遮断されないと、所望の性能が出ないといったことが起こるため、信頼性が低下する。一方で、構造物と構造物の接触部には、一般に微小な隙間が生じるため、例えば、冷凍室ダンパ５０が閉状態であっても開閉板１０４（より正確には開閉板１０４に備えられた緩衝部材１０４ａ）とフレーム１０３間に生じる微小な隙間から微量の冷気が漏れ出す。また、図９に示すとおり、冷凍室ダンパ５０は、冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃ部に設置されるが、この出口開口１３ｃと、冷凍室ダンパ５０間にも微小な隙間が生じ、微量の冷気が漏れ出す。この冷気漏れの問題を軽減し、信頼性の高い冷蔵庫とするためには、冷気が漏れ出すシール部の長さを短くすることが有効となる。例えば、各吹き出し口３ｃ〜５ｃそれぞれにダンパを設置するといったことを考えた場合、一見、確実に冷凍温度帯室６０への送風を遮断できるように見えるが、ダンパ自体のシール部、また、ダンパと吹き出し口３ｃ〜５ｃ形成部材とのシール部の長さ（それぞれほぼ吹き出し口の周長に等しい）は長くなってしまい、冷気が漏れ出しやすくなってしまう。一方で、本実施形態の冷蔵庫１では、冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃの周長１３ｄを４６３mmとして、送風機９の前方に位置する冷凍温度帯室６０の複数の吹き出し口３ｃ〜５ｃの総周長１２００mmより十分短くしている。また、冷凍室ダンパ５０の開口１０２の周長１０２ａを４３０mmとして、冷凍温度帯室６０の複数の吹き出し口３ｃ〜５ｃの総周長１２００mmより十分短くしている。これにより、冷凍室ダンパ５０を閉状態とした際の冷気漏れの影響を少なくできるので、信頼性が高い冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパの開口面積より、冷凍室ダンパ５０を備えるべく冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃの面積を大きくしている。冷凍室ダンパ５０の開口面積と冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃの面積が一致している場合、組み立て作業者のスキルの影響などによって、冷凍室ダンパ５０の取り付け位置が若干ずれるといったことが起きた場合、冷凍室ダンパ５０を通過する冷気が流れる風路断面が小さくなってしまい、通風抵抗が大きくなるといった不具合が生じることがある。本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパの開口面積６３００mm²より、冷凍室ダンパ５０を備えるべく冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃの面積を８１０５.５mm²と大きくしている。したがって、組み立て作業者のスキルの影響などによって、通風抵抗が変化するといった不具合が生じにくい、信頼性が高い冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃに単一のダンパ（冷凍室ダンパ５０）を配設している。一般に、本実施形態のような冷蔵庫では、ダンパの開閉制御は予め搭載されたプログラムにより実施されるが、プログラムにはバグが伴う（バグを伴わないプログラムの作成は極めて困難）。このことを考慮すると、冷凍温度帯室６０への送風を制御すべく冷凍室ダンパ５０を複数個備えた場合、制御プログラムがより複雑化するので、バグによる意図しない動作が起きる確率が高くなる。したがって、本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパ５０を単一とすることで、スペース効率がよく、低コストであるだけでなく、バグによる誤作動が起きにくい信頼性が高い冷蔵庫になっている。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷却器７の上方に送風機９を備え、送風機９の上方に冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃを備えている。これにより、省エネ性に優れた冷蔵庫となる。理由を以下で説明する。

一般に、流路内を流れる流れを転向させると通風抵抗が増し、その度合いは、流れる流量が多いほど大きい。本実施形態の冷蔵庫１は、冷凍室運転を実施するが、冷凍室運転時には、冷却器７を通過した後に送風機９で昇圧された冷気は、冷気集約ダクト１３によって全て冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃに向かって（冷凍室ダンパ５０に向かって）分流することなく流れる。したがって、多くの流れが冷凍室ダンパ５０に向かうため、冷却器７を通り、送風機９で昇圧された冷気を、冷凍室ダンパ５０に向かわせるために転向させると通風抵抗が大きくなる。本実施形態の冷蔵庫１では、上述のとおり、冷却器７の上方に送風機９を備え、送風機９の上方に冷凍室ダンパ５０が設置される冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃを備える構造としているので、冷却器７を通った後に、送風機９で昇圧された冷気が、冷凍室ダンパ５０に向かう際の転向を抑えることで通風抵抗が大きくならないようにしている。これにより、所定風量を得るためのファン動力を抑えられるので省エネ性が高い冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１では、図９中に示すとおり、送風機９は、鉛直面から角度α１だけ冷却器収納室８側（背面側）に傾斜させて配設している。これにより、冷却器７を通った流れをスムーズに冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃ（冷凍室ダンパ５０）に向かわせることができるため、必要風量を送る際のファン動力を抑えられ、省エネ性が向上する。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷却器７の上方に送風機９を、送風機９の上方に冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃを、冷気集約ダクト出口開口１３ｃの上方に、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）の主たる冷却風を吹き出すべく吹き出し口（上段冷凍室吹き出し口４ｃ）を備えている。これにより、省エネ性が高い冷蔵庫となっている。理由を以下で説明する。

一般に、冷却器７で熱交換され周囲温度に対して低温となった冷気は、食品収納室に吹き出した後は、上方から下方に向かう下降流を形成するので、冷気を室の上方により多く供給することで、室内を良好に冷却できる。したがって、上段冷凍室吹き出し口４ｃには多くの吐出風量が必要であり、そのために本実施形態の冷蔵庫１では、上段冷凍室吹き出し口４ｃを、冷凍温度帯室６０の吹き出し口の中で最も大きな開口面積としているが、多くの吐出風量を得るためには、開口面積の大小だけでなく、吹き出し口に至るまでの経路における通風抵抗も問題となる。本実施形態の冷蔵庫１では、上述のとおり、冷却器７の上方に送風機９を、送風機９の上方に冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃ（冷凍室ダンパ５０）を、冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃ（冷凍室ダンパ５０）の上方に上段冷凍室吹き出し口４ｃを備えているので、冷気は、多くの吐出風量を要する上段冷凍室吹き出し口４ｃに向かってスムーズに流れる。これにより、必要風量を送る際のファン動力を抑えられるので、省エネ性が向上する。

本実施形態の冷蔵庫１は、図９に示すとおり、冷凍室ダンパ５０の開口１０２を、鉛直面から前記庫内ファン側に角度α２だけ傾斜させている。これにより、冷気は、多くの吐出風量を要する上段冷凍室吹き出し口４ｃに向かってスムーズに流れるようになり、必要風量を送る際のファン動力を抑えられるので、省エネ性が向上する。

本実施形態の冷蔵庫１は、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）の上方に、別の食品収納室（冷蔵室２）を設けている。本実施形態の冷蔵庫１は、冷却器７の上方に送風機９を、送風機９の上方に冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃを、備える構造となっており、上方にスムーズに冷気が流れる構造である。したがって、別の食品収納室をさらに上方に設ければ、スムーズに冷気を送り込むことができるため、別の食品収納室（冷蔵室２）へ必要風量を送る際のファン動力を抑えられるので、省エネ性が向上する。

本実施形態の冷蔵庫１は、庫内ファンの前方に位置する食品収納室が、冷凍温度帯に維持される冷凍温度帯室６０となっている。これにより、省エネ性が高い冷蔵庫となる。以下で理由を説明する。

一般に、冷却器で冷却された冷気を、庫内ファンによって昇圧して庫内に循環させることで庫内を冷却する冷蔵庫においては、庫内ファン吐出領域近傍では、冷却器で冷却された冷気が温度上昇していないために、もっとも低温になりやすい。したがって、送風機９の前方に位置する食品収納室を、例えば、冷蔵温度帯に維持する冷蔵室や野菜室にすると、冷蔵温度帯以下の温度（マイナス温度）にまで冷却されてしまい食品が凍結するといった不具合が生じることがある。そのような事態を避けるためには、ヒータにより加温して、冷蔵温度帯に維持しなければならない。したがって、庫内を冷却しながら、温度補償のためにヒータ加温を行うための電力が新たに必要となるために、省エネ性は低い。一方、本実施形態の冷蔵庫１のように、送風機９の前方に位置する食品収納室として、冷凍温度帯に維持される室（冷凍温度帯室６０）とした場合は、低温になりやすい性質を有効利用することができるので、省エネ性は高い。

また、送風機９の前方に位置する食品収納室を冷凍温度帯室６０とする場合にも、冷凍室ダンパ５０が閉状態であっても冷凍室ダンパ５０の開閉板１０４とフレーム１０３間に生じる微小な隙間、あるいは、冷凍室ダンパ５０が設置される冷気集約ダクト１３の出口開口１３ｃと、冷凍室ダンパ５０間に生じる微小な隙間から、冷気漏れが生じる。送風機９の前方に位置する食品収納室が冷凍温度帯室６０の場合、この冷気漏れによって、著しい信頼性の低下、省エネ性の低下が生じることがある。理由を以下で説明する。

本実施形態の冷蔵庫は、既述のとおり、冷凍室ダンパ５０を閉状態として、冷蔵室運転、霜冷却運転を実施する。この運転モードでは、送風されるのは冷蔵温度帯室６１のみであるため、比較的温度が高い冷気が循環する。したがって、これらの運転モードにおいて、比較的温度の高い冷気が冷凍温度帯室６０に漏れ出すと、冷凍温度帯室６０を暖めてしまうことになり、冷凍食品が解けるといった問題が発生することがある。また、冷凍温度帯室６０を暖めてしまうことは、冷凍温度帯室６０を冷却する際の熱負荷が増えることになる。冷凍温度帯室６０を冷却するためには、冷凍温度帯室温度以下の例えば−２５℃といった低い冷却器温度とする必要があるが、一般に、冷却器温度を低温とする冷凍室運転は効率が低い（成績係数が低く）。したがって、冷気が漏れて冷凍温度帯室６０を暖めてしまうと、冷凍室運転時の負荷を増やしてしまうことになり省エネ性が低下する。以上のように、冷凍室ダンパ５０閉状態で実施する、冷蔵室運転や霜冷却運転の際に、冷凍温度帯室６０への冷気漏れがあると、冷凍食品が解けるといった信頼性の問題や、省エネ性が低下するといった問題が発生する。したがって、送風機９の前方に位置する食品収納室が冷凍温度帯室６０の場合、特に既述の冷気漏れ低減のための構造が有効となる。

本実施形態の冷蔵庫１は、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）の上方に冷蔵温度帯に維持される冷蔵室２を備えている。既述のとおり、上方に向かう流れを利用して効率よく冷やすために、別の食品収納室をさらに上方に設けることが有利となる。ただし、送風機９からの距離が遠くなる（風路が長くなる）こと、また、低温冷気は、密度が大きく下向きの力が働くことともあるため、風量は送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）に比べて少なくなる。したがって、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）の上方に、低温に維持するために多くの冷気（風量）を必要とする冷凍温度帯に維持される室を配設することは望ましくない。すなわち、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）の上方には、冷蔵温度帯に維持する室を配設することが望ましい。

本実施形態の冷蔵庫１は、送風機９の前方に位置する食品収納室（冷凍温度帯室６０）の上方に冷蔵室２、下方に野菜室６を備えている。これにより冷蔵室，野菜室を適温に保持しやすくなる。理由を以下で説明する。

一般に、冷蔵室と野菜室は、ともに冷蔵温度帯に保持される室であるが、野菜室は、ユーザーが低温に弱い食材（低温障害をおこす食材）を収納することもあるため、冷蔵室に対してやや高めの温度に保持することが望ましい（例えば、冷蔵室は３℃、野菜室は５℃など）。したがって、野菜室が冷えすぎる冷蔵庫であった場合、野菜室にヒータを配設して、ヒータ加温によって所定温度に維持することが必要となる。このような冷蔵庫の場合、ヒータ電力の分だけ省エネ性が悪化することになる。このような事態を避けるためには、野菜室は、冷蔵室よりも低い冷却能力で冷やすことが必要となる。すなわち、野菜室６には、冷蔵室２に送る冷気よりも高めの温度の冷気を送る、あるいは、同じ温度なら冷蔵室２よりも少量の冷気を送ることが有効となる。本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍温度帯室６０の上方に冷蔵室２を、冷凍温度帯室６０の下方に野菜室６を備えているが、これにより、本実施形態の冷蔵庫１のように、冷蔵室２と野菜室６が直列に配される場合は、冷蔵室２を冷やすことで温度が上昇した冷気を野菜室６に送ることができるため、風量は同じでも、冷蔵室２に送る冷気よりも高めの温度の冷気を野菜室６に送ることができ、冷蔵室２と野菜室６を適温に保ちやすくなる。

また、別の実施形態として、冷蔵室２と野菜室６が並列に配される場合も考えられる。
この場合、既述のとおり、上方の冷蔵室２に向かいやすくしてある送風機９からの冷気を、強制的に下方に転向させて、野菜室６に向かわせることになるため、特に配慮せずとも野菜室６に向かう風路の通風抵抗は大きくなる。したがって、この場合、冷蔵室２と野菜室６に同程度の温度の冷気が到達するが、野菜室６への風量は容易に低く抑えることができ、冷蔵室２と野菜室６を適温に保ちやすくなる。

以上の理由により、冷凍温度帯室６０の上方に冷蔵室２を、冷凍温度帯室６０の下方に野菜室６を配設することで冷蔵室２と野菜室６を適温に保ちやすくなる。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷凍室ダンパ５０を形成する主たる面（フレーム１０３を形成する面）が、水平面からβ２だけ傾斜するように配設している。除霜運転時などに、冷凍室ダンパ５０に水が滴下した場合であっても、これにより、水は冷凍室ダンパ５０から流下するため、冷凍室ダンパ５０に水が滞留して、その後凍結するといった不良事故を防止でき、信頼性の高い冷蔵庫となる。また、β２を６度としているが、β２を６度以上とすることで、水が流下しやすくなり、滞留した水が凍結することが原因となる不良事故する確率を十分低くでき、信頼性が高い冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパ５０は、開口１０２を備え、開口１０２の一辺の近傍に回転軸１０１を備え、回転軸１０１の回転動作に連動する開閉板１０４を備えるものであって、開閉板１０４の回転軸１０１まわりの角度位置により、開口１０２の開閉制御がなされるダンパとしている。開閉板１０４の回転運動を利用することで、簡単な機構によって、開閉板１０４を、開閉板１０４と対向する開口１０２の面１０２ａに押し付けることができ、確実に開口１０２の閉状態を形成できる。これにより低コストで、且つ、信頼性の高いダンパとなる。

本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパ５０の回転軸１０１が上側になるように冷凍室ダンパ５０を配設している。これにより回転軸１０１付近に水が滞留して凍結することで冷凍室ダンパ５０が回動不能となるといった不良事故が起きにくい信頼性の高い冷蔵庫となる。

本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパ５０の開閉板１０４を、冷気集約ダクト１３側に開くように配設している。冷凍室ダンパ５０の閉状態を考えた場合、例えば、逆に冷凍温度帯室６０側に開くように配設した場合を考えると、冷気集約ダクト１３側、すなわち、送風機９の吐出領域側は圧力が高く、冷凍温度帯室６０側は圧力が低くなるため、開閉板１０４が開く方向に力が加わることになる。一方で、開閉板１０４を冷気集約ダクト１３側に開くようにすれば、密閉度が増す方向に力が加わることになる。したがって、本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパ５０の開閉板１０４を、冷気集約ダクト１３側に開くように配設することで、冷凍室ダンパ５０のシール部１０２ａからの漏れが起こりにくくなり、信頼性が高い冷蔵庫となっている。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷蔵冷凍運転時には、冷凍室ダンパ５０の開角度θを６０度としている。これは、図９に示すとおり、冷凍室ダンパ５０の開角度によって、冷蔵室ダクト１１の流入部の閉塞度合を制御して、冷蔵温度帯室６１への冷気の送風量を適量にするためである。冷蔵冷凍運転時に例えば、冷凍室ダンパ５０の開角度θをより大きくする（例えば９０度）と、冷蔵室ダクト１１の流入部の閉塞度合が大きくなるので、冷蔵室ダクト１１の通風抵抗が大きくなり、冷蔵温度帯室６１への風量が減少する。したがって冷蔵温度帯室６１の冷却が抑えめとなる。一方、冷凍室ダンパ５０の開角度θをより小さくする（例えば４５度）と、冷蔵室ダクト１１の通風抵抗が小さくなり、より冷蔵温度帯室６１が冷える。なお、冷凍室ダンパ５０の開角度を６０度より小さくした場合、冷蔵温度帯室６１へ向かう流れの通風抵抗が減少すると同時に、冷凍温度帯室６０へ向かう流れの通風抵抗が大きくなる。したがって冷凍温度帯室６０の冷却を実施しつつ、冷蔵温度帯室６１に重点を置いた冷却が実施できる。つまり本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍室ダンパ５０の開角度θによって、冷凍温度帯室６０と冷蔵温度帯室６１の風量を調整することができ、各室を適温にしやすくなっている。

本実施形態の冷蔵庫１は、冷凍室ダンパ５０に熱的に接触するヒータを配設している。
これにより、万が一冷凍室ダンパ５０が凍結して回動不能となった場合でも、ヒータによって融解させることができるので、信頼性が高い冷蔵庫となる。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
３ 製氷室
４ 上段冷凍室
５ 下段冷凍室
６ 野菜室
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 送風機
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室ダクト
１２ 冷凍室ダクト
１３ 冷気集約ダクト
１６ 冷蔵室−野菜室連通ダクト
１７ 冷凍室戻り口
１８ 野菜室戻りダクト
１８ａ 野菜室戻り吹き出し口
１９ 機械室
２０ 冷蔵室ダンパ
２１ 蒸発皿
２２ 除霜ヒータ
２３ 樋
２４ 圧縮機
２６ 暖気収納スペース
３１ 制御基板
３３ 冷蔵室温度センサ
３３ａ 野菜室温度センサ
３４ 冷凍室温度センサ
３５ 冷却器温度センサ
５０ 冷凍室ダンパ
５３ 上部カバー
５４ 仕切板
６０ 冷凍温度帯室
６１ 冷蔵温度帯室
７０ ファンカバー
７１ ファンホールド
７５ 連通孔
１００ 駆動手段
１０１ 回転軸
１０２ 開口
１０３ フレーム
１０４ 開閉板

Claims (5)

1. 冷蔵庫本体に区画形成されて夫々食品を収納する冷凍温度帯室及び冷蔵温度帯室と、
   前記冷凍温度帯室及び前記冷蔵温度帯室を冷却する冷気が熱交換される冷却器と、
   前記冷却器が設けられる冷却器収納室と、
   前記冷却器で熱交換された冷気を前記冷凍温度帯室及び前記冷蔵温度帯室に送風する庫内ファンと、
   該庫内ファンの前方を覆うように設けられ前記冷凍温度帯室又は前記冷蔵温度帯室と連通する開口を有するファンカバーと、
   該ファンカバーの開口に設けられ送風を制御する送風制御手段と、を備え、
   前記ファンカバーは前記庫内ファンの回転方向に上流から下流に次第に拡大する風路を有し、該風路の下流に前記開口が設けられたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、前記風路は５度〜２０度の範囲で該風路を拡大する拡大角度を有することを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１において、前記風路は上流から下流まで１８０度又は１８０度よりも大きい角度を有することを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項１において、前記ファンカバーは前記庫内ファンと対向する位置に窪みを有することを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記開口は横長であって該開口の長手方向が前記風路の下流且つ前記庫内ファンの上方に位置することを特徴とする冷蔵庫。

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