JP2013127345A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの蒸発器を用い、かつ冷蔵空間と冷凍空間の空気の混合を防ぎ、もって省エネ性能を向上させた冷蔵庫を提供する。
【解決手段】圧縮機と、凝縮機と、絞り装置と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルによって発生させた冷気を蒸発器ファンによって循環させ、ダンパの開閉によって冷蔵空間の冷却と冷凍空間の冷却を切り替える冷蔵庫において、内部に前記蒸発器が収納された蒸発器室を備え、前記冷気を前記蒸発器室から前記冷蔵空間へ吹出す流路と、前記冷蔵空間から前記蒸発器室へ吸込む流路と、前記蒸発器室から前記冷凍空間へ吹出す流路と、前記冷凍空間から前記蒸発器室へ吸込む流路に夫々ダンパを設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。

一般に、冷蔵庫において冷蔵空間と冷凍空間を冷却するために、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器からなる冷凍サイクルを用いる。圧縮機で加圧され高温・高圧の気体となった冷媒が、凝縮器で放熱し、高圧のまま外気温近くの温度まで下がり液化し、その後絞り装置で減圧されて沸点が下がり、蒸発器で気化するとともに吸熱する。該吸熱により発生した蒸発器周辺の冷気を冷蔵空間及び冷凍空間に送り、これらを冷却する。

冷蔵空間と冷凍空間は保持される温度が異なるため、冷蔵庫はこれら異なる温度の冷却を行うために、上記冷凍サイクルの中に蒸発温度の異なる、すなわち発生する冷気の温度が異なる２つの蒸発器を備え、切替弁にて冷媒流路を２つの蒸発器のうちいずれか１つへの流路へ切り替えることにより、２水準の温度のうち目的とする方の温度の冷気を発生させる（例えば特許文献１）。しかし、２つの蒸発器を用いた場合は蒸発器とファンが２つずつ必要なため、庫内スペース減少とコストアップの問題がある。

一方で、絞り量の異なる絞り機構に冷媒を切り換えて導入して蒸発器の蒸発温度を切り換えることで、１つの蒸発器で保持温度の異なる冷蔵空間及び冷凍空間に適切な温度の冷気を発生させ、これを冷蔵空間及び冷凍空間に導入してそれぞれの空間を冷却する方法が知られている（例えば特許文献２）。しかし、従来のこの方法では、発生した冷気を冷蔵空間又は冷凍空間へ吹出す流路にのみダンパを設け、冷蔵空間又は冷凍空間から吸込む流路にダンパを設けていない。そのため、冷蔵空間と冷凍空間の空気が蒸発器周辺の空間及び各吸込み流路を通じて混合され、例えば冷蔵空間を冷却する際に冷蔵空間の空気が冷凍室へ流入して、冷却効率が悪化するという問題があった。

特開２００９−７４７６９ 特開２００３−４２６２８

本発明が解決しようとする課題は、１つの蒸発器を用い、かつ冷蔵空間と冷凍空間の空気の混合を防ぎ、もって省エネ性能を向上させた冷蔵庫を提供することである。

上記の課題を解決する本発明の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮機と、絞り装置と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルによって発生させた冷気を蒸発器ファンによって循環させ、ダンパの開閉によって冷蔵空間の冷却と冷凍空間の冷却を切り替える冷蔵庫において、内部に前記蒸発器が収納された蒸発器室を備え、前記冷気を前記蒸発器室から前記冷蔵空間へ吹出す流路と、前記冷蔵空間から前記蒸発器室へ吸込む流路と、前記蒸発器室から前記冷凍空間へ吹出す流路と、前記冷凍空間から前記蒸発器室へ吸込む流路に夫々ダンパを設けたことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の断面図である。 図１に示す冷蔵庫の扉及び引き出しを省略した正面図である。 絞り装置としてキャピラリチューブを用いた冷凍サイクル図である。 絞り装置として膨張弁を用いた冷凍サイクル図である。

次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。

本実施形態に係る冷蔵庫１０は、図１に示すように、外郭を形成する外箱と貯蔵空間を形成する内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体からなる冷蔵庫本体１１を備え、貯蔵空間を断熱仕切壁１２によって上方の冷蔵空間２０と下方の冷凍空間４０とに区画している。

冷蔵空間２０は、冷蔵温度（例えば、２〜３℃）に冷却される空間であって、内部がさらに仕切板２１によって上下に区画され、上部空間に複数段の載置棚を設けた冷蔵室２２が設けられ、下部空間に引き出し式の収納容器２５を配置する野菜室２４が設けられている。

野菜室２４の下方に配置した冷凍空間４０は、冷凍温度（例えば、−１８℃以下）に冷却される空間であって、比較的小容積の自動製氷機を備えた製氷室４２と小型冷凍室４４とが左右に併設され、その下方に冷凍室４６が設けられている。

冷蔵室２２の開口部は、冷蔵庫本体１１の一側部の上下に設けられたヒンジにより回動自在に枢支された冷蔵室扉２２ａにより閉塞されている。

野菜室２４、製氷室４２、小型冷凍室４４および冷凍室４６の開口部は、引き出し式扉２４ａ，４４ａ，４６ａにより閉塞されている。各引き出し式扉２４ａ，４４ａ，４６ａの裏面側に固着した左右一対の支持枠には、収納容器２５，４５，４７が保持されており、開扉動作とともに庫外に引き出されるように構成されている。

冷凍空間４０の背面下部にある機械室５７には、圧縮機５６と、圧縮機５６に連結された凝縮器５５が収納されている（図３、４参照）。凝縮器５５は絞り装置５０に連結され、絞り装置５０は蒸発器５３に連結され、蒸発器５３は圧縮機５６に連結されて、冷凍サイクル５４を構成する。蒸発器５３は、蒸発器ファン５８とともに冷凍空間４０背面に設けられた蒸発器室６１内に収納されている。

図3及び図４は冷凍サイクル５４を図示したものである。圧縮機５６で加圧され高温・高圧の気体となった冷媒が、凝縮器５５で放熱し、高圧のまま外気温近くの温度まで下がり液化する。高圧の冷媒は絞り装置５０を通過後に減圧され、沸点が下がり、蒸発器５３で気化するとともに吸熱し、蒸発器５３の周辺に冷気を発生させる。発生させた冷気は、蒸発器ファン５８によって冷凍空間４０及び冷蔵空間２０へ送風される。

蒸発器５３の蒸発温度は冷媒の絞り量により決定され、絞り量が大きいほど、すなわち絞りの径が小さいほど蒸発温度が低くなり、発生する空気の温度が低くなる。よって、冷蔵空間２０を冷却する場合は絞り量を小さく、すなわち絞り装置５０の絞りの径を大きくする。冷凍空間４０を冷却する場合は絞り量を大きく、すなわち絞り装置５０の絞りの径を小さくする。

ここで、蒸発温度の変更方法について２つの実施例を説明する。

１つ目の実施例の冷凍サイクルは図３の通りで、絞り装置として冷媒の絞り量が異なる２種類のキャピラリチューブ５２ａ、５２ｂを用いる。具体的には、一方のキャピラリチューブ５２ａは、冷蔵空間２０の冷却に適した蒸発温度とするための径に設定され、他方のキャピラリチューブ５２ｂは、一方のキャピラリチューブ５２ａより径が小さく、冷凍空間４０の冷却に適した蒸発温度とするための径に設定されている。冷蔵空間２０を冷却する場合は、切替弁５９により冷媒を前記キャピラリチューブ５２ａに流し、蒸発温度を冷蔵空間２０の冷却に適した温度とする。冷凍空間４０を冷却する場合は、切替弁５９により冷媒を前記キャピラリチューブ５２ｂに流し、冷凍空間４０を冷却するための冷気を発生させる。

２つ目の実施例の冷凍サイクルは図４の通りで、絞り装置５０として膨張弁を用いる。冷媒の絞り量の変更は、図示しないマイコン等の制御装置で膨張弁の弁開度を変更することにより行う。冷蔵空間２０を冷却する場合は弁開度を大きくして絞りの径を大きくし、冷凍空間４０を冷却する場合は弁開度を小さくして絞りの径を小さくする。

冷凍空間４０と、冷凍空間４０の背後上部にある蒸発器室６１は、壁６２により仕切られている。壁６２には、冷凍空間４０と蒸発器室６１とを連通する吹出流路３０ａ及び吸込流路３２ａが設けられている。吹出流路３０ａは蒸発器室６１で発生した冷気を冷凍空間４０に供給する流路である。吸込流路３２ａは冷凍空間４０の冷気を蒸発器室６１へ戻す流路である。吹出流路３０ａの冷凍空間４０側の端部、すなわち吹出口３０には、吹出口３０を開閉する吹出ダンパ３１が設けられている。吸込流路３２ａの冷凍空間４０側の端部、すなわち吸込口３２には、吸込口３２を開閉する吸込ダンパ３３が設けられている。図１に示す実施例では、壁６２の小型冷凍室４４および冷凍室４６の間の高さに位置する箇所に吹出口３０が設けられ、壁６２における冷凍室４６の高さ方向中央部に吸込口３２が設けられている。

ただし、吹出口３０と吸込口３２の位置は前記の位置に限られない。また、前記吹出ダンパ３１は、吹出流路３０ａの途中や、冷凍空間４０に開口する吹出流路３０ａの端部、すなわち吹出口３０など、蒸発器室６１から冷凍空間４０までの吹出流路３０ａ内であれば、いずれの箇所に設けられていても良い。また前記吸込ダンパ３３は、吸込流路３２ａの途中や、冷凍空間４０に開口する吸込流路３２ａの端部、すなわち吸込口３２など、冷凍空間４０から蒸発器室６１までの吸込流路３２ａ内であれば、いずれの箇所に設けられていても良い。

冷蔵空間２０と蒸発器室６１との間には、冷蔵空間２０と蒸発器室６１とを連通する吹出流路３４ａ及び吸込流路３６ａが設けられている。吹出流路３４ａは蒸発器室６１で発生した冷気を冷蔵空間２０に供給する流路である。吸込流路３６ａは冷蔵空間２０の冷気を蒸発器室６１へ戻す流路である。図１に示す実施例では、吹出流路３４ａの蒸発器室６１側の端部、すなわち蒸発器室６１から吹出流路３４ａへ冷気が吹き出す吹出口３４に、吹出口３４を開閉する吹出ダンパ３５が設けてある。なお、吹出流路３４ａは冷蔵空間２０の背面の一部に沿うように設けられていて、中途には複数の吹出口２７が設けてある。吹出口２７がダクトの中途に複数設けてあることにより、冷気を冷蔵空間２０に偏りなく供給することができる。吸込流路３６ａの冷蔵空間２０側の端部、すなわち吸込口３６には、吸込口３６を開閉する吸込ダンパ３７が設けられている。図２に示すように、吹出口３４の横の位置に吸込口３６が設けられており、吹出ダンパ３５と吸込ダンパ３７の位置関係は隣同士となる。そのため１つの駆動装置でこれらのダンパの開閉を行うことができる。

なお、吹出口３４と吸込口３６の位置は前記の位置に限られない。また、前記吹出ダンパ３５は、吹出流路３４ａの途中や、冷蔵空間２０に開口する吹出流路３４ａの端部、すなわち吹出口２７など、蒸発器室６１から冷蔵空間２０までの冷気の流路内であれば、いずれの箇所に設けられていても良い。また前記吸込ダンパ３７は、吸込流路３６ａの途中や、冷蔵空間２０に開口する吸込流路３６ａの端部、すなわち吸込口３６など、冷蔵空間２０から蒸発器室６１までの吸込流路３６ａ内であれば、いずれの箇所に設けられていても良い。

次に、前記各ダンパの動作について説明する。

以上の構成からなる冷蔵庫において、冷蔵空間２０を冷却する時は、冷蔵空間２０の吹出ダンパ３５と吸込ダンパ３７を開き、冷凍空間４０の吹出ダンパ３１と吸込ダンパ３３を閉じる。これにより冷凍空間４０がダンパ３１、３３によって蒸発器室６１と遮断されるため、蒸発器ファン５８を駆動しても冷凍空間４０の冷気が冷蔵空間２０に混入すること無く、冷蔵空間２０を独立して冷却することが可能となる。その結果、冷蔵空間２０の過剰冷却を防止することができ、冷蔵庫の省エネ性能を向上させることができる。この時、前記のように冷凍サイクル５４の絞り装置５０の絞り量を変更することにより、蒸発温度を冷蔵空間２０を冷却するための最適な温度とする。ただし、蒸発温度を、冷凍空間４０を冷却するために最適な温度等、冷蔵空間２０を冷却するための最適な温度以外の温度とし、冷凍サイクル５４にて生成された冷気を冷蔵空間２０の吹出ダンパ３５と吸込ダンパ３７の開度や開放時間の調整によって適当に冷蔵空間２０に導入し、冷蔵空間２０を設定温度に保つことも可能である。

また、冷凍空間４０を冷却する時は、冷蔵空間２０の吹出ダンパ３５と吸込ダンパ３７を閉じ、冷凍空間４０の吹出ダンパ３１と吸込ダンパ３３を開く。これにより、冷蔵空間２０がダンパ３５、３７によって蒸発器室６１と遮断されるため、蒸発器ファン５８を駆動しても冷凍空間４０に比べて温度の高い冷蔵空間２０の空気が冷凍空間４０に混入することが無く、冷却効率を向上させることができ、冷蔵庫の省エネ性能を向上させることができる。この時、前記のように冷凍サイクル５４の絞り装置５０の絞り量を変更することにより、蒸発温度を冷凍空間４０を冷却するための最適な温度とする。

また、冷蔵空間２０と冷凍空間４０の両方を同時に冷却する時は全てのダンパを開く。これにより冷蔵空間２０と冷凍空間４０の両方を同時に冷却することができる。

また、冷凍サイクル５４の圧縮機５６を停止する場合は、圧縮機５６の停止中全てのダンパを閉じる。これにより圧縮機停止中に冷蔵空間２０と冷凍空間４０の冷気が混合することを防止し、冷凍空間４０の温度上昇を抑制できる。

冷凍サイクル５４を稼働させることにより蒸発器５３に霜が付着するので、これを取り除く除霜を適宜に行う必要がある。除霜は圧縮機５６の休止中に蒸発器５３付近に設けたヒータ（図示せず）を加熱させ、その熱で霜を溶かすことにより行われる。除霜中は全てのダンパを閉じる。これにより、除霜のために発生した暖気が冷蔵空間２０と冷凍空間４０に流入し冷蔵空間２０と冷凍空間４０の温度が上昇することを防ぐことができる。

停止していた圧縮機５６を起動する時は、圧縮機５６起動後所定時間遅延してダンパを開くことが望ましい。具体的には、圧縮機５６起動後に冷蔵空間２０を冷却する場合は、圧縮機５６起動後所定時間経過してから冷蔵空間２０への吹出ダンパ３５と冷蔵空間２０からの吸込ダンパ３７のみを開く。圧縮機５６起動後に冷凍空間４０を冷却する場合は、圧縮機５６起動後所定時間経過してから冷凍空間４０への吹出ダンパ３１と冷凍空間４０からの吸込ダンパ３３のみを開く。圧縮機５６起動後に冷蔵空間２０と冷凍空間４０の両方を冷却する場合は、圧縮機５６起動後所定時間経過してから全てのダンパ３１、３３、３５、３７、を開く。圧縮機５６起動後所定時間経過することによって蒸発器５３の温度が十分下がってからダンパを開くこととなり、冷却されていない空気が冷蔵空間２０と冷凍空間４０に流入することを防止し、冷蔵空間２０と冷凍空間４０の温度上昇を抑制できる。

ここで、圧縮機５６起動時は圧縮機５６起動後所定時間遅延して蒸発器ファン５８を運転することが望ましい。蒸発器５３の温度が十分下がってから蒸発器ファン５８を運転することによって、冷却されていない空気が冷蔵空間２０と冷凍空間４０に流入することを防止し、冷蔵空間２０と冷凍空間４０の温度上昇を抑制できる。

以上の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれに限定されない。以上の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。以上の実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…冷蔵庫、１１…冷蔵庫本体、１２…断熱仕切壁、２０…冷蔵空間、２１…仕切板、２２…冷蔵室、２２ａ…冷蔵室扉、２４…野菜室、２４ａ…引き出し式扉、２５…収納容器、２６…ダクト、２７…吹出口、３０…冷凍空間への吹出口、３０ａ…冷凍空間への吹出流路、３１…吹出ダンパ、３２…冷凍空間からの吸込口、３２ａ…冷凍空間からの吸込流路、３３…吸込ダンパ、３４…蒸発器からの吹出口、３４ａ…冷蔵空間への吹出流路、３５…吹出ダンパ、３６…冷蔵空間からの吸込口、３６ａ…冷蔵空間からの吸込流路、３７…吸込ダンパ、４０…冷凍空間、４２…製氷室、４４…小型冷凍室、４４ａ…引き出し式扉、４５…収納容器、４６…冷凍室、４６ａ…引き出し式扉、４７…収納容器、５０…絞り装置、５２ａ…キャピラリチューブ、５２ｂ…キャピラリチューブ、５３…蒸発器、５４…冷凍サイクル、５５…凝縮器、５６…圧縮機、５７…機械室、５８…蒸発器ファン、５９…切替弁、６１…蒸発器室、６２…壁

Claims (9)

1. 圧縮機と、凝縮機と、絞り装置と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルを有し、
   前記冷凍サイクルによって発生させた冷気を蒸発器ファンによって循環させ、ダンパの開閉によって冷蔵空間の冷却と冷凍空間の冷却を切り替える冷蔵庫において、
   内部に前記蒸発器が収納された蒸発器室を備え、
   前記冷気を前記蒸発器室から前記冷蔵空間へ吹出す流路と、前記冷蔵空間から前記蒸発器室へ吸込む流路と、前記蒸発器室から前記冷凍空間へ吹出す流路と、前記冷凍空間から前記蒸発器室へ吸込む流路に夫々ダンパを設けたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記冷蔵空間を冷却する時は、前記蒸発器室から前記冷蔵空間へ冷気を吹出す流路に設けられた吹出ダンパと前記冷蔵空間から前記蒸発器室へ冷気を吸込む流路に設けられた吸込ダンパを開き、前記蒸発器室から前記冷凍空間へ冷気を吹出す流路に設けられた吹出ダンパと前記冷凍空間から前記蒸発器室へ冷気を吸込む流路に設けられた吸込ダンパを閉じることを特徴とする請求項１の冷蔵庫。
3. 前記冷凍空間を冷却する時は、前記蒸発器室から前記冷蔵空間へ冷気を吹出す流路に設けられた吹出ダンパと前記冷蔵空間から前記蒸発器室へ冷気を吸込む流路に設けられた吸込ダンパを閉じ、前記蒸発器室から前記冷凍空間へ冷気を吹出す流路に設けられた吹出ダンパと前記冷凍空間から前記蒸発器室へ冷気を吸込む流路に設けられた吸込ダンパを開くことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
4. 前記冷蔵空間と前記冷凍空間の両方を同時に冷却する時は全てのダンパを開くことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
5. 前記圧縮機の停止中は全てのダンパを閉じることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
6. 蒸発器の除霜の時は全てのダンパを閉じることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
7. 前記圧縮機起動時は、前記圧縮機起動直後に開くダンパを、前記圧縮機起動後所定時間遅延して開くことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
8. 前記圧縮機起動時は前記圧縮機起動後所定時間遅延して前記蒸発器ファンを運転することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
9. 前記冷蔵空間を冷却する時は冷媒の絞り量を小さくし、前記冷凍空間を冷却する時は冷媒の絞り量を大きくすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷蔵庫。

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