JP2014234967A

JP2014234967A - 冷蔵庫

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Publication number: JP2014234967A
Application number: JP2013117855A
Authority: JP
Inventors: 勝久天生; Katsuhisa Tensho; 林　秀竹; Hidetake Hayashi; 秀竹林
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-15

Abstract

【課題】冷却効率を向上させるとともに必要なときに高い冷却能力を得ることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫は、冷蔵温度帯の冷蔵室と、冷凍温度帯の冷凍室と、蒸発器及び圧縮機を有して構成された冷凍サイクルと、蒸発器で生成された冷気を冷蔵室又は冷凍室へ供給する送風機と、蒸発器が設けられた蒸発器室と冷蔵室との間を開閉する冷蔵側ダンパと、蒸発器室と冷凍室との間を開閉する冷凍側ダンパと、圧縮機と送風機と冷蔵室側ダンパと冷凍側ダンパとを制御する制御手段と、を備える。制御手段は、圧縮機の回転数が所定値未満である場合に冷凍サイクルの負荷状態が低負荷状態であると判定して冷凍側ダンパと冷蔵側ダンパとが同時に開状態になることを許可しない。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。

従来、一つの蒸発器によって冷蔵室と冷凍室との二つの温度帯の貯蔵室を冷却する冷蔵庫がある。このような冷蔵庫においては、蒸発器が設けられた蒸発器室と、冷蔵室及び冷凍室との間にそれぞれダンパが設けられており、これらダンパの開閉を制御することにより、蒸発器で生成された冷気の供給先を切り替えて冷蔵室及び冷凍室を冷却する。これにより、冷蔵室及び冷凍室を同時に冷却する場合に比べて高い冷却効率を得ることができる。
しかしながら、例えば冷蔵室及び冷凍室の温度が上昇して冷却負荷が増大した場合などにおいては、上記構成では必要な冷却能力が得られない場合があった。

特開２００５−１８０７１９号公報

そこで、冷却効率を向上させるとともに必要なときに高い冷却能力を得ることができる冷蔵庫を提供する。

実施形態の冷蔵庫は、冷蔵温度帯の冷蔵室と、冷凍温度帯の冷凍室と、蒸発器及び圧縮機を有して構成された冷凍サイクルと、前記蒸発器で生成された冷気を前記冷蔵室又は前記冷凍室へ供給する送風機と、前記蒸発器が設けられた蒸発器室と前記冷蔵室との間を開閉する冷蔵側ダンパと、前記蒸発器室と前記冷凍室との間を開閉する冷凍側ダンパと、前記圧縮機と前記送風機と前記冷蔵室側ダンパと前記冷凍側ダンパとを制御する制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記圧縮機の回転数が所定値未満である場合に前記冷凍サイクルの負荷状態が低負荷状態であると判定して前記冷凍側ダンパと前記冷蔵側ダンパとが同時に開状態になることを許可しない。

第一実施形態による冷蔵庫の概略構成を示す図制御系を示すブロック図冷蔵側ダンパ及び冷凍側ダンパの開閉の条件を示す図各冷却運転における圧縮機回転数の決定基準を示す図制御装置による制御内容を示すフローチャート負荷判定処理の制御内容を示すフローチャート第二実施形態による図６相当図第三実施形態による図６相当図第四実施形態による図６相当図第五実施形態による図６相当図第六実施形態による図６相当図

以下、複数の実施形態による冷蔵庫について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第一実施形態）
まず、第一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１に示すように、冷蔵庫１０は、前面が開口した縦長矩形箱状の断熱箱体１１内に、複数の貯蔵室を有して構成されている。以下、断熱箱体１１の開口側すなわち図１において左側を冷蔵庫１０の前側として説明する。

断熱箱体１１を構成する周囲の壁部内には、例えば発泡ウレタンや真空断熱パネルなどの断熱材が設けられている。冷蔵庫１０は、断熱箱体１１の内部にあって、上から順に冷蔵室１２及び冷凍室１３を備えている。冷蔵室１２と冷凍室１３との間は、断熱性を有する断熱仕切部１１１によって仕切られている。冷蔵室１２は、冷蔵温度帯の貯蔵室であって、１〜５℃程度のプラス温度帯に冷却される。冷凍室１３は、冷凍温度帯の貯蔵室であって、−１０〜−２０℃のマイナス温度帯に冷却される。

冷蔵庫１０は、冷蔵室扉１４及び冷凍室扉１５を備えている。冷蔵室扉１４は、断熱性を有するヒンジ開閉式の扉であって、冷蔵室１２の前側に設けられている。冷蔵室扉１４は、冷蔵室１２の前側の開口部分を開閉する。冷凍室扉１５は、断熱性を有する引出式の扉であって、冷凍室１３の前側に設けられている。冷凍室扉１５の冷凍室１３側には、収納容器１３１が取り付けられている。収納容器１３１は、冷凍室扉１５の前後方向への移動に伴って冷凍室１３内に対し出し入れされる。

冷蔵庫１０は、冷蔵室扉開閉検出器１６及び冷凍室扉開閉検出器１７を備えている。冷蔵室扉開閉検出器１６及び冷凍室扉開閉検出器１７は、接触式のリミットスイッチ、又は非接触式のリードスイッチや近接センサなどで構成されている。冷蔵室扉開閉検出器１６は、例えば冷蔵室１２の前側上部に設けられ、冷蔵室扉１４の開閉を検出する。冷凍室扉開閉検出器１７は、例えば冷凍室１３の前側上部に設けられ、冷凍室扉１５の開閉を検出する。

冷蔵庫１０は、冷蔵室温度センサ１８、冷凍室温度センサ１９、及び外気温度センサ２０を備えている。冷蔵室温度センサ１８、冷凍室温度センサ１９、及び外気温度センサ２０は、例えばサーミスタや熱電対などで構成されている。冷蔵室温度センサ１８は、例えば冷蔵室１２の後部に設けられ、冷蔵室１２内の温度を検出する。冷凍室温度センサ１９は、例えば冷凍室１３の後部に設けられ、冷凍室１３内の温度を検出する。外気温度センサ２０は、例えば冷蔵室扉１４の内部の前側に設けられ、外気温度すなわち断熱箱体１１の外部の温度を検出する。

冷蔵庫１０は、冷凍サイクル３０を備えている。冷凍サイクル３０は、圧縮機３１、凝縮器３２、減圧装置３３、及び蒸発器３４を有している。冷凍サイクル３０は、冷媒が流れる順に、圧縮機３１と、凝縮器３２と、減圧装置３３と、蒸発器３４とを環状に接続して構成されている。蒸発器３４は、冷蔵室１２及び冷凍室１３を冷却するための冷気を生成する。すなわち、冷蔵庫１０は、一つの蒸発器３４によって、二つの温度帯の貯蔵室である冷蔵室１２及び冷凍室１３を冷却する構成である。

断熱箱体１１の後部、この場合、冷凍室１３の後部には、蒸発器室１１２が形成されている。蒸発器３４は、蒸発器室１１２内に設けられている。蒸発器室１１２と冷蔵室１２とは、冷蔵側供給ダクト１１３及び冷蔵側戻りダクト１１４によって環状に接続されている。すなわち、冷蔵側供給ダクト１１３は、蒸発器室１１２を上流側とし冷蔵室１２を下流側とする形態で、蒸発器室１１２と冷蔵室１２とを接続している。冷蔵側戻りダクト１１４は、冷蔵室１２を上流側とし蒸発器室１１２を下流側とする形態で蒸発器室１１２と冷蔵室１２とを接続している。

蒸発器室１１２と冷凍室１３とは、冷凍側供給ダクト１１５及び冷凍側戻りダクト１１６によって環状に接続されている。すなわち、冷凍側供給ダクト１１５は、蒸発器室１１２を上流側とし冷凍室１３を下流側とする形態で、蒸発器室１１２と冷凍室１３とを接続している。冷凍側戻りダクト１１６は、冷凍室１３を上流側とし蒸発器室１１２を下流側とする形態で蒸発器室１１２と冷凍室１３とを接続している。

冷蔵庫１０は、送風機３５、冷蔵側ダンパ３６、及び冷凍側ダンパ３７を備えている。送風機３５は、蒸発器３４と、冷蔵室１２及び冷凍室１３との間に設けられている。この場合、送風機３５は、蒸発器室１１２内にあって、蒸発器３４と、冷蔵側供給ダクト１１３及び冷凍側供給ダクト１１５との間に設けられている。送風機３５は、蒸発器３４側の空気を冷蔵側供給ダクト１１３及び冷凍側供給ダクト１１５へ向かって送風する。

冷蔵側ダンパ３６は、蒸発器室１１２と冷蔵室１２との間、すなわち冷蔵側供給ダクト１１３の途中部分に設けられており、蒸発器室１１２と冷蔵室１２との間を開閉する。冷凍側ダンパ３７は、蒸発器室１１２と冷凍室１３との間、すなわち冷凍側供給ダクト１１５の途中部分に設けられており、蒸発器室１１２と冷凍室１３との間を開閉する。

冷蔵庫１０は、図２にも示すように、操作パネル４０、及び制御手段としての制御装置４１を備えている。操作パネル４０は、図１に示すように、冷蔵室扉１４の外側面に設けられており、図２に示すように、制御装置４１に接続されている。使用者は、操作パネル４０を操作することによって、冷蔵庫の運転に関する各種設定を行う。制御装置４１は、図示はしないマイコンや記憶装置等を有している。

制御装置４１には、図２に示すように、各種の入力機器として、冷蔵室扉開閉検出器１６、冷凍室扉開閉検出器１７、冷蔵室温度センサ１８、冷凍室温度センサ１９、及び外気温度センサ２０が接続されている。また、制御装置４１には、出力機器として、圧縮機３１、送風機３５、冷蔵側ダンパ３６、及び冷凍側ダンパ３７が接続されている。制御装置４１は、入力機器である冷蔵室扉開閉検出器１６、冷凍室扉開閉検出器１７、冷蔵室温度センサ１８、冷凍室温度センサ１９、及び外気温度センサ２０の検出結果などに基づいて、出力機器である圧縮機３１、送風機３５、冷蔵側ダンパ３６、及び冷凍側ダンパ３７の駆動を制御し、これにより冷却運転を行う。

冷却運転には、冷蔵室１２を主に冷却するＲ冷却運転と、冷凍室１３を主に冷却するＦ冷却運転と、冷蔵室１２及び冷凍室１３を同時に冷却するＲＦ冷却運転との三態様がある。制御装置４１は、圧縮機３１及び送風機３５を駆動させて冷気を供給するととともに、冷蔵側ダンパ３６の開閉及び冷凍側ダンパ３７の開閉の組み合わせることによって、Ｒ冷却運転とＦ冷却運転とＲＦ冷却運転とを切り替える。

具体的には、図３にも示すように、制御装置４１は、Ｒ冷却運転を行う際、冷蔵側ダンパ３６を開状態にし、冷凍側ダンパ３７を閉状態にする。これにより、蒸発器３４によって生成された蒸発器室１１２内の冷気は、冷蔵側供給ダクト１１３を通って冷蔵室１２へ供給されて冷蔵室１２内を冷却する。そして、冷蔵室１２内を冷却した空気は、冷蔵側戻りダクト１１４を通って、蒸発器室１１２へ戻される。このように、Ｒ冷却運転においては、蒸発器室１１２と冷蔵室１２との間を冷気が循環することで、冷蔵室１２内の冷却が行われる。

制御装置４１は、Ｆ冷却運転を行う際、冷蔵側ダンパ３６を閉状態にし、冷凍側ダンパ３７を開状態にする。これにより、蒸発器３４によって生成された蒸発器室１１２内の冷気は、冷凍側供給ダクト１１５を通って冷凍室１３へ供給されて冷凍室１３内を冷却する。そして、冷凍室１３内を冷却した空気は、冷凍側戻りダクト１１６を通って、蒸発器室１１２へ戻される。このように、Ｆ冷却運転においては、蒸発器室１１２と冷凍室１３との間を冷気が循環することで、冷凍室１３内の冷却が行われる。

制御装置４１は、ＲＦ冷却運転を行う際、冷蔵側ダンパ３６及び冷凍側ダンパ３７を共に開状態にする。これにより、蒸発器室１１２内の冷気は、冷蔵側供給ダクト１１３を介して冷蔵室１２内へ供給されるとともに、冷凍側供給ダクト１１５を介して冷凍室１３内へ供給される。このように、ＲＦ冷却運転においては、蒸発器室１１２と冷蔵室１２との間、及び蒸発器室１１２と冷凍室１３との間を冷気が循環することで、冷蔵室１２及び冷凍室１３の冷却が同時に行われる。

ここで、一般に冷凍サイクルにおいては、蒸発器と凝縮器との温度差が小さいほど冷却効率が良い。換言すれば、凝縮器の温度が一定であれば、蒸発器の温度が高い方が消費電力は少ない。この場合、凝縮器の温度は、圧縮機の回転数や外気温度に応じて変化する。また、蒸発器の温度は、圧縮機の回転数が一定であれば、冷却対象となる貯蔵室の温度つまり蒸発器室に流入する空気の温度に応じて変化する。

すなわち、Ｒ冷却運転時において、蒸発器室１１２には、冷蔵室１２からの冷気が流入する。ＲＦ冷却運転時において、蒸発器室１１２には、冷蔵室１２からの冷気と、冷蔵室１２よりも低温となる冷凍室１３からの冷気とが混合されて流入する。Ｆ冷却運転時において、蒸発器室１１２には、冷凍室１３からの冷気が流入する。そのため、圧縮機４３の回転数及び外気温度が一定であって、凝縮器３２の温度が一定である場合について見ると、蒸発器室１１２内に流入する空気の温度は、温度が高い方から順に、Ｒ冷却運転時、ＲＦ冷却運転時、Ｆ冷却運転時となる。

したがって、Ｒ冷却運転時における凝縮器３２と蒸発器３４との温度差は、ＲＦ冷却運転時における凝縮器３２と蒸発器３４との温度差に比べて小さい。そのため、Ｒ冷却運転の冷却効率は、ＲＦ冷却運転の冷却効率に比べて良い。同様に、Ｒ冷却運転時における凝縮器３２と蒸発器３４との温度差は、Ｆ冷却運転時における凝縮器３２と蒸発器３４との温度差に比べて小さい。そのため、Ｒ冷却運転の冷却効率は、Ｆ冷却運転の冷却効率に比べて良い。

各冷却運転における圧縮機３１の駆動回転数Ｍは、冷却対象となる冷蔵室１２又は冷凍室１３の現在の温度と、その貯蔵室１２、１３の設定温度との差に基づいて、例えば２０〜６０Ｈｚの範囲内で決定される。すなわち、Ｒ冷却運転における圧縮機３１の駆動回転数Ｍは、冷蔵室１２の現在の温度と冷蔵室１２の設定温度との差に基づいて決定される。Ｆ冷却運転における圧縮機３１の駆動回転数Ｍは、冷凍室１３の現在の温度と冷凍室１３の設定温度との差に基づいて決定される。ＲＦ冷却運転における圧縮機３１の駆動回転数Ｍは、冷蔵室１２の現在の温度と冷蔵室１２の設定温度との差、及び冷凍室１３の現在の温度と冷凍室１３の設定温度との差に基づいて決定される。

この場合、冷蔵室１２の現在の温度は冷蔵室温度センサ１８の検出温度であり、冷凍室１３の現在の温度は冷凍室温度センサ１９の検出温度である。以下、冷蔵室温度センサ１８の検出温度と冷蔵室１２の設定温度との差を、冷蔵室１２の要冷却温度Ｒｔとする。また、冷凍室温度センサ１９の検出温度と冷凍室１３の設定温度との差を、冷凍室１３の要冷却温度Ｆｔとする。これら要冷却温度Ｒｔ、Ｆｔが大きいほど、冷却能力を必要とするため、圧縮機３１の回転数Ｍが大きくなる。

制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷の大小つまり負荷状態を判定する。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１例えば４０Ｈｚ以上であれば冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数が４０Ｈｚ未満であれば、冷凍サイクル３０が低負荷状態であると判定する。この場合、圧縮機３１は、冷凍サイクル３０の負荷状態を検出する負荷検出手段として機能する。そして、制御装置４１は、要冷却温度Ｒｔ、Ｆｔと、冷凍サイクル３０の負荷状態と、冷蔵側ダンパ３６及び冷凍側ダンパ３７のうち他方のダンパの開閉状態と、の三要素に基づいて、冷蔵側ダンパ３６及び冷凍側ダンパ３７の開閉を制御する。

すなわち、制御装置４１は、冷凍サイクル３０の負荷状態が低負荷状態であると判定した場合、冷蔵側ダンパ３６と冷凍側ダンパ３７とが同時に開状態になることを許可しない。つまり、冷凍サイクル３０の負荷状態が低負荷状態である場合、制御装置４１は、冷蔵側ダンパ３６と冷凍側ダンパ３７とが同時に開状態になることを禁止し、これによりＲＦ冷却運転を禁止する。一方、冷凍サイクル３０の負荷状態が高負荷状態であると判定した場合、制御装置４１は、冷蔵側ダンパ３６と冷凍側ダンパ３７とが同時に開状態になることを許可し、これによりＲＦ冷却運転を許可する。

具体的には、制御装置４１は、図４に示す第１〜第５条件に従って冷蔵側ダンパ３６及び冷凍側ダンパ３７の開閉を許可するか否かを決定する。制御装置４１は、第１〜第４条件のいずれか一つを満たした場合、Ｒ冷却運転又はＦ冷却運転のいずれか一方のみの運転を可能にする。制御装置４１は、第５条件を満たした場合、Ｒ冷却運転及びＦ冷却運転に加えてＲＦ冷却運転を実行可能にする。

すなわち、制御装置４１は、冷凍サイクル３０が低負荷状態であって、冷凍側ダンパ３７が閉状態である場合つまりＦ冷却運転が実行中でない場合、第１条件に該当するとして、冷蔵側ダンパ３６が開状態になることを許可する。これにより、Ｒ冷却運転が実行可能となる。一方、制御装置４１は、冷凍サイクル３０が低負荷状態であっても、冷凍側ダンパ３７が開状態である場合つまりＦ冷却運転が実行中である場合、第２条件に該当するとして、冷蔵側ダンパ３６が開状態になることを許可しない。この場合、Ｒ冷却運転を実行することができない。

制御装置４１は、冷凍サイクル３０が低負荷状態であって、冷蔵側ダンパ３６が閉状態である場合つまりＲ冷却運転が実行中でない場合、第３条件に該当するとして、冷凍側ダンパ３７が開状態になることを許可する。これにより、Ｆ冷却運転が実行可能となる。一方、制御装置４１は、冷凍サイクル３０が低負荷状態であっても。冷蔵側ダンパ３６が開状態である場合つまりＲ冷却運転が実行中である場合、第４条件に該当するとして、冷凍側ダンパ３７が開状態になることを許可しない。この場合、Ｆ冷却運転を実行することができない。

制御装置４１は、冷凍サイクル３０が高負荷状態である場合、第５条件に該当するとして、冷蔵側ダンパ３６又は冷凍側ダンパ３７が開状態であるか否かにかかわらず、冷蔵側ダンパ３６及び冷凍側ダンパ３７が同時に開状態になることを許可する。すなわち、制御装置４１は、冷凍サイクル３０が高負荷状態である場合には、Ｒ冷却運転又はＦ冷却運転を実行しているか否かにかかわらず、ＲＦ冷却運転を実行可能にする。

次に、図５及び図６も参照して、制御装置４１による冷却運転の詳細を説明する。
図５に示すように、制御装置４１は、冷蔵庫１０の冷却運転を開始すると（スタート）、ステップＳ１１において、冷凍サイクル３０の負荷状況についての負荷判定処理を行う。制御装置４１は、負荷判定処理を実行すると、図６に示すステップＳ３１へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ３１において、圧縮機３１の現在の回転数Ｍが、閾値Ｍ１、例えば４０Ｈｚ以上であるか否かを判定する。制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１以上である場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行して、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１未満である場合（ステップＳ３１でＮＯ）、ステップＳ３３へ移行して、冷凍サイクル３０が低負荷状態であると判定する。そして、制御装置４１は、ステップＳ３２又はステップＳ３３において冷凍サイクル３０の負荷状態を判定した後、図５に示すステップＳ１２へ移行する（リターン）。

次に、制御装置４１は、ステップＳ１２〜Ｓ１７において、冷蔵室１２の冷却運転に関する制御を行う。すなわち、制御装置４１は、ステップＳ１１で判定した負荷状態が低負荷状態であれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）ステップＳ１３へ移行し、低負荷状態でなければ（ステップＳ１２でＮＯ）ステップＳ１４へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ１３において、冷凍側ダンパ３７の開閉状況を判定し、冷凍側ダンパ３７が開状態であれば（ＮＯ）、冷蔵側ダンパ３６が開状態になることを許可することなく、ステップＳ１７へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ１７において、冷蔵側ダンパ３６が開状態であれば、閉状態にする。その後、制御装置４１は、ステップＳ１８へ移行する。

一方、制御装置４１は、ステップＳ１３において冷凍側ダンパ３７が閉状態であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１４へ移行して冷蔵側ダンパ３６が開状態になることを許可する。その後、制御装置４１は、ステップＳ１５において、冷蔵室１２の要冷却温度Ｒｔが閾値Ｒ１以上となっているか否かを判定する。制御装置４１は、要冷却温度Ｒｔが閾値Ｒ１未満である場合（ステップＳ１５でＮＯ）、冷蔵室１２内の冷却は不要と判定し、ステップＳ１７へ移行する。一方、制御装置４１は、要冷却温度Ｒｔが閾値Ｒ１以上である場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、冷蔵室１２内の冷却が必要と判定する。そして、制御装置４１は、ステップＳ１６へ移行し、冷蔵側ダンパ３６を開状態にする。これにより、冷蔵室１２内へ冷気が供給され、Ｒ冷却運転が開始される。

次に、制御装置４１は、ステップＳ１８〜Ｓ２３において、冷凍室１３の冷却運転に関する制御を行う。制御装置４１は、ステップＳ１１で判定した負荷状態が低負荷状態であれば（ステップＳ１８でＹＥＳ）ステップＳ１９へ移行し、低負荷状態でなければ（ステップＳ１８でＮＯ）ステップＳ２０へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ１９において、冷蔵側ダンパ３６の開閉状況を判定し、冷蔵側ダンパ３６が開状態であれば（ＮＯ）、冷凍側ダンパ３７が開状態になることを許可することなく、ステップＳ２３へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ２３において、冷凍側ダンパ３７が開状態であれば、閉状態にする。その後、制御装置４１は、ステップＳ２４へ移行する。

一方、制御装置４１は、ステップＳ１９において冷蔵側ダンパ３６が閉状態であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０へ移行して冷凍側ダンパ３７が開状態になることを許可する。その後、制御装置４１は、ステップＳ２１において、冷凍室１３の要冷却温度Ｆｔが閾値Ｆ１以上となっているか否かを判定する。制御装置４１は、要冷却温度Ｆｔが閾値Ｆ１未満である場合（ステップＳ２１でＮＯ）、冷凍室１３内の冷却は不要と判定し、ステップＳ２３へ移行する。一方、制御装置４１は、要冷却温度Ｆｔが閾値Ｒ１以上である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、冷凍室１３内の冷却が必要と判定する。そして、制御装置４１は、ステップＳ２２へ移行し、冷凍側ダンパ３７を開状態にする。これにより、冷凍室１３内へ冷気が供給され、Ｆ冷却運転が開始される。

その後、制御装置４１は、ステップＳ２４へ移行し、圧縮機３１の駆動回転数Ｍを決定する。図３に示すように、冷蔵側ダンパ３６が開状態であって冷凍側ダンパ３７が閉状態である場合、その運転態様はＲ冷却運転となっている。このＲ冷却運転において、制御装置４１は、圧縮機３１の駆動回転数Ｍを、冷蔵室１２の要冷却温度Ｒｔに基づいて決定する。冷蔵側ダンパ３６が閉状態であって冷凍側ダンパ３７が開状態である場合、その運転態様は、Ｆ冷却運転となっている。このＦ冷却運転において、制御装置４１は、圧縮機３１の駆動回転数Ｍを、冷凍室１３の要冷却温度Ｆｔに基づいて決定する。冷蔵側ダンパ３６及び冷凍側ダンパ３７が共に開状態である場合、その運転態様は、ＲＦ冷却運転となっている。このＲＦ冷却運転において、制御装置４１は、圧縮機３１の駆動回転数Ｍを、冷蔵室１２の要冷却温度Ｒｔと冷凍室１３の要冷却温度Ｆｔとに基づいて決定する。その後、制御装置４１は、ステップＳ１１へ移行し、ステップＳ１１〜Ｓ２４を繰り返すことにより、冷蔵室１２及び冷凍室１３の冷却を継続する。

これによれば、冷蔵室１２内及び冷凍室１３内の温度が比較的安定しており大きな冷却能力を必要としない場合、すなわち、冷凍サイクル３０の負荷状態が低負荷状態の場合、制御装置４１は、冷蔵室１２のみを冷却するＲ冷却運転と、冷凍室１３のみを冷却するＦ冷却運転とを交互に繰り返す交互冷却を行う。これにより、冷蔵室１２及び冷凍室１３の冷却温度に適した冷却運転を個別に行うことができるため、冷却効率を向上することができ、その結果、冷蔵庫１０について省エネ性能の向上を図ることができる。

一方、例えば冷蔵室１２内及び冷凍室１３内の温度が上昇するなどして大きな冷却能力が必要となった場合、すなわち、冷凍サイクル３０の負荷状態が高負荷状態となった場合、制御装置４１は、冷蔵室１２と冷凍室１３とを同時に冷却することができるＲＦ冷却運転の実行を可能にする。これにより、例えば冷蔵室１２及び冷凍室１３の温度が共に上昇し、冷蔵室１２及び冷凍室１３の同時冷却が必要になった場合には、冷却能力を優先することで、冷蔵室１２及び冷凍室１３を素早く冷却することができる。このように、制御装置４１は、冷凍サイクル３０の負荷に応じて、Ｒ冷却運転とＦ冷却運転とＲＦ冷却運転とを適宜選択することで、冷却効率を向上させるとともに必要なときに高い冷却能力を得ることができる。

また、制御装置４１は、冷凍サイクル３０が高負荷状態になった場合、冷蔵室１２及び冷凍室１３を同時に冷却するＲＦ冷却運転の実行を可能にするが、必ずしもＲＦ冷却運転を実行する必要はない。例えば、冷蔵室１２内の温度は比較的安定しているが、冷凍室１３内の温度が上昇し高負荷状態となった場合、Ｒ冷却運転とＦ冷却運転とを交互に行う構成では、冷凍室１３内の温度が安定するまで、冷蔵室１２内の冷却は行えず、冷蔵室１２内の温度上昇を招いてしまうことになる。しかし、本願構成では、冷凍サイクル３０が高負荷状態になった場合、ＲＦ冷却運転を可能にする。すなわち、冷凍室１３内を冷却している場合であっても、冷蔵室１２内の冷却も適宜行うことができ、冷蔵室１２内の温度上昇を抑制することができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について図７を参照して説明する。
第二実施形態では、図５のステップＳ１１における負荷判定処理の内容が上記第一実施形態と異なる。第二実施形態において、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍ及び扉１４、１５の開放時間Ｓに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態を判定する。この場合、扉開閉検出器１６、１７は、冷凍サイクル３０の負荷状態を検出する負荷検出手段として機能する。開放時間Ｓは、直前の一定時間中例えば１分間中に、冷蔵室扉１４又は冷凍室扉１５が開放されていた合計時間である。開放時間Ｓは、冷蔵室扉開閉検出器１６及び冷凍室扉開閉検出器１７の検出結果に基づいて算出される。開放時間Ｓが長い程、冷凍サイクル３０の負荷の増大が想定される。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上となった場合、又は扉１４、１５の開放時間Ｓが所定時間Ｓ１以上となった場合に、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定し、それ以外の場合は低負荷状態であると判定する。

すなわち、制御装置４１は、図５のステップＳ１１において負荷判定処理を実行すると、図７に示すステップＳ３１へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ３１において、図６のステップＳ３１と同様に、圧縮機３１の現在の回転数Ｍが、閾値Ｍ１以上であるか否かを判定する。制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１以上である場合は（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行して、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１未満である場合（ステップＳ３１でＮＯ）、ステップＳ４１へ移行する。

制御装置４１は、ステップＳ４１において、開放時間Ｓが所定時間Ｓ１例えば３０秒以上である場合（ＹＥＳ）、冷凍サイクル３０の負荷状態は高負荷状態になると判定し、ステップＳ３２へ移行し、高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、ステップＳ４１において、開放時間Ｓが所定時間Ｓ１未満である場合（ＮＯ）、冷凍サイクル３０の負荷状態は低負荷状態で維持できると判定し、ステップＳ３３へ移行し、低負荷状態であると判定する。その後、制御装置４１は、図５に示すステップＳ１２へ移行し（リターン）、上記第一実施形態と同様の処理が行われる。

これによれば、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍに加えて、扉１４、１５の開放時間Ｓに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態の判定を行う。そのため、冷凍サイクル３０の負荷状態の判定をより正確なものとすることができる。したがって、冷却効率をより向上させることができるとともに、より適切な時期に高い冷却能力を得ることができる。この結果、冷却能力を犠牲にすることなく高い省エネ性能を実現することができる。

（第三実施形態）
次に、第三実施形態について図８を参照して説明する。
第三実施形態において、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍ及び外気温度Ｔに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態を判定する。外気温度Ｔは、外気温度センサ２０の検出結果である。この場合、外気温度センサ２０は、冷凍サイクル３０の負荷状態を検出する負荷検出手段として機能する。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上となり、かつ、外気温度Ｔが閾値Ｔ１以上となった場合に、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定し、それ以外の場合は低負荷状態であると判定する。

すなわち、制御装置４１は、図５のステップＳ１１において負荷判定処理を実行すると、図８に示すステップＳ３１へ移行する。制御装置４１は、図６のステップＳ３１と同様に、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１未満である場合（ステップＳ３１でＮＯ）、スッテップＳ３３へ移行し、低負荷状態であると判定する。一方、圧縮機の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上である場合は（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ５１へ移行する。

制御装置４１は、ステップＳ５１において、外気温度Ｔが閾値Ｔ１以上であるか否かを判定する。外気温度Ｔが閾値Ｔ１以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行し、冷凍サイクル３０の負荷状態が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、ステップＳ５１において、外気温度Ｔが閾値Ｔ１未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ３３へ移行し、冷凍サイクル３０の負荷状態が高負荷状態であると判定する。その後、制御装置４１は、図５に示すステップＳ１２へ移行し（リターン）、上記各実施形態と同様の処理が行われる。

これによれば、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍに加えて、外気温度Ｔに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態の判定を行う。そのため、冷凍サイクル３０の負荷状態の判定をより正確なものとすることができる。したがって、冷却効率をより向上させることができるとともに、より適切な時期に高い冷却能力を得ることができる。この結果、冷却能力を犠牲にすることなく高い省エネ性能を実現することができる。

（第四実施形態）
次に、第四実施形態について図９を参照して説明する。
第四実施形態において、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍ及び外気温度Ｔに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態を判定する。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上となった場合、又は、外気温度Ｔが閾値Ｔ１以上となった場合に、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定し、それ以外の場合は低負荷状態であると判定する。この場合、外気温度センサ２０は、冷凍サイクル３０の負荷状態を検出する負荷検出手段として機能する。

すなわち、制御装置４１は、図５のステップＳ１１において負荷判定処理を実行すると、図９に示すステップＳ３１へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ３１において、図６のステップＳ３１と同様に、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１未満である場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行して、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１未満である場合（ステップＳ３１でＮＯ）、ステップＳ６１へ移行する。

制御装置４１は、ステップＳ６１において、外気温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行し、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、ステップＳ６１において、外気温度Ｔが閾値Ｔ１未満である場合（ＮＯ）、ステップＳ３３へ移行し、冷凍サイクル３０が低負荷状態であると判定する。その後、制御装置４１は、図５に示すステップＳ１２へ移行し（リターン）、上記各実施形態と同様の処理が行われる。

（第五実施形態）
次に、第五実施形態について図１０を参照して説明する。
第五実施形態において、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍ、外気温度Ｔ、及び扉１４、１５の開放時間Ｓに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態を判定する。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上となり、かつ、外気温度Ｔが閾値Ｔ２以上となった場合、又は扉１４、１５の開放時間Ｓが所定時間Ｓ１以上となった場合に、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定し、それ以外の場合は低負荷状態であると判定する。

閾値Ｔ２は、第三実施形態における閾値Ｔ１よりも高い温度に設定されている。つまりＴ２＞Ｔ１となっている。閾値Ｔ２とした場合には、閾値Ｔ１とした場合に比べて、制御装置４１により冷凍サイクル３０が低負荷状態であると判断される範囲は広くなり、他方、高負荷状態であると判断される範囲は狭くなる。したがって、制御装置４１により冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判断される機会が低減され、その結果、ＲＦ冷却運転が実行される機会が低減される。この場合、扉開閉検出器１６、１７、及び外気温度センサ２０は、冷凍サイクル３０の負荷状態を検出する負荷検出手段として機能する。

すなわち、制御装置４１は、図５のステップＳ１１において負荷判定処理を実行すると、図１０に示すステップＳ３１へ移行する。制御装置４１は、図６のステップＳ３１と同様に、圧縮機３１の現在の回転数Ｍが、閾値Ｍ１以上であるか否かを判定する。制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１以上である場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ７１へ移行する。制御装置４１は、ステップＳ７１において、外気温度Ｔが閾値Ｔ２以上であるか否かを判定する。制御装置４１は、外気温度Ｔが閾値Ｔ２以上であれば（ステップＳ７１でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行し、冷凍サイクル３０の負荷状態が高負荷状態であると判定する。

一方、制御装置４１は、回転数Ｍが閾値Ｍ１未満である場合（ステップＳ３１でＮＯ）、又は外気温度Ｔが閾値Ｔ２未満である場合（ステップＳ７１でＮＯ）、ステップＳ７２へ移行する。制御装置４１は、開放時間Ｓが所定時間Ｓ１以上である場合（ステップＳ７２でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行し、冷凍サイクル３０の負荷状態が高負荷状態であると判定する。また、制御装置４１は、開放時間Ｓが所定時間Ｓ１未満である場合（ステップＳ７２でＮＯ）、ステップＳ３３へ移行し、冷凍サイクル３０の負荷状態が低負荷状態であると判定する。その後、制御装置４１は、図５に示すステップＳ１２へ移行し（リターン）、上記各実施形態と同様の処理が行われる。

これによれば、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍに加えて、扉１４、１５の開放時間Ｓ及び外気温度Ｔに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態の判定を行う。そのため、冷凍サイクル３０の負荷状態の判定をより正確なものとすることができる。したがって、冷却効率をより向上させることができるとともに、より適切な時期に高い冷却能力を得ることができる。この結果、冷却能力を犠牲にすることなく高い省エネ性能を実現することができる。

（第六実施形態）
次に、第六実施形態について図１１を参照して説明する。
第六実施形態において、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍ、外気温度Ｔ、及び扉１４、１５の開放時間Ｓに基づいて、冷凍サイクル３０の負荷状態を判定する。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上となった場合、外気温度Ｔが閾値Ｔ２以上となった場合、扉１４、１５の開放時間Ｓが所定時間Ｓ２以上となった場合のいずれかの場合に、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定し、それ以外の場合は低負荷状態であると判定する。

所定時間Ｓ２は、第三実施形態における所定時間Ｓ１よりも長時間に設定されている。つまりＳ２＞Ｓ１となっている。所定時間Ｓ２とした場合には、所定時間Ｓ１とした場合に比べて、制御装置４１により冷凍サイクル３０が低負荷状態であると判断される範囲は広くなり、他方、高負荷状態であると判断される範囲は狭くなる。したがって、制御装置４１により冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判断される機会が低減され、その結果、ＲＦ冷却運転が実行される機会が低減される。この場合、扉開閉検出器１６、１７、及び外気温度センサ２０は、冷凍サイクル３０の負荷状態を検出する負荷検出手段として機能する。

すなわち、制御装置４１は、図５のステップＳ１１において負荷判定処理を実行すると、図１１に示すステップＳ３１へ移行する。制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１以上である場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、又は外気温度Ｔが閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ８１でＹＥＳ）、又は扉１４、１５の開放時間Ｓが所定時間Ｓ１以上である場合（ステップＳ８２でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ移行し、冷凍サイクル３０が高負荷状態であると判定する。一方、制御装置４１は、圧縮機３１の回転数Ｍが閾値Ｍ１未満であって（ステップＳ３１でＮＯ）、外気温度Ｔが閾値Ｔ１未満であって（ステップＳ８１でＮＯ）、開放時間Ｓが所定時間Ｓ１未満である場合（ステップＳ８２でＮＯ）、ステップＳ３３へ移行し、冷凍サイクル３０が低負荷状態であると判定する。その後、制御装置４１は、図５に示すステップＳ１２へ移行し（リターン）、上記各実施形態と同様の処理が行われる。

なお、冷蔵室１２及び冷凍室１３の数や配置は、上記各実施形態の構成に限られない。例えば、冷蔵庫１０は、二以上の冷蔵温度帯の貯蔵室又は二以上の冷凍温度帯の貯蔵室を備えるものであってもよい。
圧縮機３１や蒸発器３４の配置も、上記各実施形態の構成に限られない。例えば、圧縮機３１を、断熱箱体１１の上部後ろ側寄り部分に設けてもよい。蒸発器３４を、冷蔵室１２の後部に設けてもよい。

以上説明した実施形態によれば、制御手段は、圧縮機の回転数が所定値未満である場合に冷凍サイクルの負荷状態が低負荷状態であると判定し、この場合、冷凍側ダンパと冷蔵側ダンパとが同時に開状態になることを許可しない。一方、制御手段は、圧縮機の回転数が所定値以上である場合に冷凍サイクルの負荷状態が高負荷状態であると判定して冷凍側ダンパと冷蔵側ダンパとが同時に開状態になることを許可する。

これによれば、冷蔵側ダンパを開状態にするとともに冷凍側ダンパを閉状態にして冷蔵室のみを冷却するＲ冷却運転と、冷蔵側ダンパを閉状態にするとともに冷凍側ダンパを開状態にして冷凍室のみを冷却するＦ冷却運転と、冷蔵側ダンパ及び冷凍側ダンパを共に開状態にして冷蔵室及び冷凍室を共に冷却するＲＦ冷却運転とを、冷凍サイクルの負荷に応じて適宜選択することができる。したがって、冷却効率を向上させるとともに必要なときに高い冷却能力を得ることができる。その結果、冷却能力を犠牲にすることなく省エネ性能を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

図面中、１０は冷蔵庫、１１２は蒸発器室、１２は冷蔵室、１３は冷凍室、１６は冷蔵室扉開閉検出器（負荷検出手段）、１７は冷凍室扉開閉検出器（負荷検出手段）、２０は外気温度センサ（負荷検出手段）、３０は冷凍サイクル、３１は圧縮機、３４は蒸発器、３５は送風機、３６は冷蔵側ダンパ、３７は冷凍側ダンパ、４１は制御装置（制御手段）を示す。

Claims

冷蔵温度帯の冷蔵室と、
冷凍温度帯の冷凍室と、
蒸発器及び圧縮機を有して構成された冷凍サイクルと、
前記蒸発器で生成された冷気を前記冷蔵室又は前記冷凍室へ供給する送風機と、
前記蒸発器が設けられた蒸発器室と前記冷蔵室との間を開閉する冷蔵側ダンパと、
前記蒸発器室と前記冷凍室との間を開閉する冷凍側ダンパと、
前記圧縮機と前記送風機と前記冷蔵室側ダンパと前記冷凍側ダンパとを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の回転数が所定値未満である場合に前記冷凍サイクルの負荷状態が低負荷状態であると判定して前記冷凍側ダンパと前記冷蔵側ダンパとが同時に開状態になることを許可しない冷蔵庫。
前記冷凍サイクルの負荷を検出する負荷検出手段として外気温度を検出する外気温度センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記外気温度センサの検出結果に基づいて前記負荷状態が低負荷状態であるか高負荷状態であるかを判定する請求項１に記載の冷蔵庫。
前記冷凍サイクルの負荷を検出する負荷検出手段として前記冷蔵室の扉の開閉を検出する冷蔵室扉開閉検出器と前記冷凍室の扉の開閉を検出する冷凍室扉開閉検出器とをさらに備え、
前記制御手段は、前記冷蔵室扉開閉検出器及び冷凍室扉開閉検出器の検出結果に基づいて前記負荷状態が低負荷状態であるか高負荷状態であるかを判定する請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記制御手段は、前記負荷状態が高負荷状態であることを前記負荷検出手段が検出した場合に前記冷凍側ダンパと前記冷蔵側ダンパとが同時に開状態となることを許可する請求項２又は３に記載の冷蔵庫。
前記制御手段は、前記圧縮機の回転数が所定値以上である場合に前記冷凍サイクルの負荷状態が高負荷状態であると判定して前記冷凍側ダンパと前記冷蔵側ダンパとが同時に開状態になることを許可する請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。