JP2018025323A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの蒸発器で冷蔵室と冷凍室とを個別に冷却する冷蔵庫において、仕切り部材への熱の移動を抑え、冷凍運転で冷却する熱量の割合を抑えることで省エネルギー性能を向上させた冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷蔵温度帯の第一の貯蔵室と、冷凍温度帯の第二の貯蔵室と、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを冷却する蒸発器と、該蒸発器を収納する蒸発器室と、該蒸発器室と前記第二の貯蔵室とを仕切る仕切り部材を備え、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを個別に冷却可能な冷蔵庫において、前記仕切り部材のうち前記蒸発器室側の壁面を構成する第一の部材の一部または全部が、単位体積あたりの熱容量が３００ｋＪ／（ｍ３・Ｋ）以下である。【選択図】図４

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１４−１３４３３２（特許文献１）がある。この公報には、「冷蔵室と冷凍室の個別冷却を行うことができる冷蔵庫」、「冷蔵庫は、１台のエバポレータに冷却された冷気を用いて行う１エバポレータタイプの冷蔵庫」が記載されている。また、「断熱部材は、Ｚ方向（上下方向）に沿って、冷却器の前方に配置され」、「断熱部材の前側部材と後側部材は、好ましくは形状を維持するためのプラスチック製のケース体」であると記載されている。

特開２０１４−１３４３３２号公報

特許文献１の冷蔵庫では、１つの蒸発器を用いて冷蔵室と冷凍室を個別に冷却している。蒸発器を収納する蒸発器室には、冷凍運転と冷蔵運転とで異なる温度帯の空気が流れるので、運転の切り換えに応じて蒸発器室内の空気温度は大きく変動する。

従って、冷凍室と蒸発器室の間に設けた仕切り部材（特許文献１の断熱部材）は、冷蔵運転中の蒸発器室から、より温度の低い冷凍室への熱移動を抑える断熱壁としての役割が求められる。冷蔵運転では蒸発器室に冷凍室よりも高温の冷蔵室の空気が流れるので、仕切り部材の断熱が不十分であると、冷凍室の温度が上昇し、例えば冷凍食品が解けるといった不具合を引き起こす可能性がある。

また、冷凍運転から冷蔵運転に切り換えると、冷凍運転中に低温になった仕切り部材は、蒸発器室を流れる冷凍室に比べ温度の高い冷蔵室の空気により加熱される。冷蔵運転中に仕切り部材に移動して蓄えられた熱は、その後の冷凍運転において熱負荷となるので、その分だけ冷却する熱量が増えることになる。

冷凍運転は蒸発温度を高くした冷蔵運転に比べて冷却効率が低いので、冷凍運転で冷却する熱量を抑えることにより省エネルギー性能を向上させることができる。しかしながら、特許文献１の冷蔵庫では、冷凍室と蒸発器室の間に設けた仕切り部材への熱移動に関する配慮が十分でなく、冷蔵運転中に、多くの熱量が仕切り部材に移動することになっていた。仕切り部材へ移動する熱量が多くなると、冷凍運転時に冷却する熱量が多くなるので、特許文献１の冷蔵庫は十分に省エネルギー性能が得られていなかった。

そこで本発明は、１つの蒸発器で冷蔵室と冷凍室とを個別に冷却する冷蔵庫において、仕切り部材への熱の移動を抑え、冷凍運転で冷却する熱量を抑えることで省エネルギー性能を向上させた冷蔵庫を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明は、冷蔵温度帯の第一の貯蔵室と、冷凍温度帯の第二の貯蔵室と、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを冷却する蒸発器と、該蒸発器を収納する蒸発器室と、該蒸発器室と前記第二の貯蔵室とを仕切る仕切り部材を備え、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを個別に冷却可能な冷蔵庫において、前記仕切り部材のうち前記蒸発器室側の壁面を構成する第一の部材の一部または全部が、単位体積あたりの熱容量が３００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下であることを特徴とする。

本発明によれば、１つの蒸発器で冷蔵室と冷凍室とを個別に冷却する冷蔵庫において、仕切り部材への熱の移動を抑え、冷凍運転で冷却する熱量の割合を抑えることで省エネルギー性能を向上させた冷蔵庫を提供することができる。

実施例１に関する冷蔵庫の正面図。 図１に示すＡ−Ａ断面図。 冷蔵庫の冷却運転の一実施形態例におけるタイムチャート。 図２に示す蒸発器室８周辺の拡大図。 周囲温度の変化に対する壁面の温度勾配の変化を示す図（単位体積当たりの熱容量が小さい場合）。 周囲温度の変化に対する壁面の温度勾配の変化を示す図（単位体積当たりの熱容量が大きい場合）。 図４に示す温度測定点Ｘ及びＹの温度変化を示すタイムチャート。 単位体積当たりの熱容量と冷蔵運転中に部材に流入する熱移動量の関係を示す解析結果。 実施例２に関する冷蔵庫の正面図。 図９に示すＢ−Ｂ断面図。

≪実施例１≫
本発明に関する冷蔵庫の実施例１を、図１から図７を参照して説明する。
図１は実施例１に関する冷蔵庫の正面図、図２は図１に示すＡ−Ａ断面図である。冷蔵庫１は、貯蔵室として上方から順に、冷蔵室２、製氷室３と上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６を備えている。冷蔵室２及び野菜室６は冷蔵温度帯（０℃以上）の第一の貯蔵室である。冷凍室６０は、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５の総称で、冷凍温度帯（０℃以下）の第二の貯蔵室である。本実施の形態例では、冷蔵室２は約４℃、野菜室６は約７℃、冷凍室６０は約−２０℃になるように制御している。

冷蔵室２は前面側に左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えており、製氷室３と、上段冷凍室４と、下段冷凍室５と、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と呼ぶ。

冷蔵庫１の庫内と庫外は、内箱１ａと外箱１ｂの間に、例えば発泡ウレタンである発泡断熱材１０ａを充填することにより形成された断熱箱体１０と、前述の扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａによって隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０の内部には複数の真空断熱材２６を実装している。

冷凍室６０及び野菜室６には、それぞれ扉３ａ、４ａ、５ａ、６ａと一体に引き出される製氷室容器（図示せず）、上段冷凍室容器４ｂ、下段冷凍室容器５ｂ、野菜室容器６ｂを備えている。また、冷蔵室２には、冷蔵室２内を複数に区画する棚３９を設け、また扉２ａ、２ｂに複数のポケット３２を設けている。
冷蔵庫１の上部には、扉２ａ、２ｂを回動可能にするために、冷蔵庫１に固定する扉ヒンジ（図示せず）が設けられており、扉ヒンジは扉ヒンジカバー３８で覆われている。
冷蔵室２と冷凍室６０の間には仕切り壁２８を設け、冷凍室６０と野菜室６の間には仕切り壁２９を設けている。また、製氷室３、上段冷凍室４、及び下段冷凍室５の各貯蔵室の前面側には、扉３ａ、４ａ、５ａの隙間から冷凍室６０内の空気が庫外へ漏れないように、仕切り壁３０を設けている。

野菜室６の背面側には、圧縮機２４を備える機械室２０を設けている。また、冷凍室６０の背面側には蒸発器室８を設けている。蒸発器室８は、内箱１ａと、後述する樋２１、仕切り部材１０３、冷蔵室ダンパ５０、冷凍室ダンパ５１により形成されている。蒸発器室８には、冷媒と庫内の空気を熱交換させる蒸発器７と、蒸発器７により冷却された空気を、冷蔵室２、野菜室６、及び冷凍室６０の各貯蔵室に送風する庫内ファン９を備えている。また、蒸発器７の下部に、除霜運転時に蒸発器７に付着した霜を加熱する除霜ヒータ２７と、除霜ヒータ２７の加熱により解けて生じた除霜水を受ける樋２１を備えている。なお、樋２１に流入した除霜水は、排水管２２を介して機械室１９に配された蒸発皿２３に排出される。

冷蔵室２、冷凍室６０、冷凍室６の庫内背面側には、それぞれ冷蔵室温度センサ３３、冷凍室温度センサ３４、野菜室温度センサ３５を設け、蒸発器７の上部には蒸発器温度センサ３６を設け、これらのセンサにより、冷蔵室２、野菜室６、及び冷凍室６０及び蒸発器７の温度を検知している。また、冷蔵庫１には、扉ヒンジカバー３８の内部に設けた庫外の温度を検知する外気温度センサ３７や、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａの開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）も設けている。

冷蔵庫１の上部には、制御装置の一部である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を配置している。制御基板３１は、冷蔵室温度センサ３３、冷凍室温度センサ３４、野菜室温度センサ３５、蒸発器温度センサ３６等と接続され、前述のＣＰＵは、これらの出力値、及び温度設定器（図示せず）の設定と、前述のＲＯＭに予め記録されたプログラムを基に、圧縮機２４や庫内ファン９、各ダンパ５０、５１の制御等を行っている。

次に、風路構造を説明する。実施例１の冷蔵庫は、蒸発器７により冷却された空気を送風することで、冷蔵庫内の各貯蔵室である冷蔵室２、野菜室６、及び冷凍室６０を冷却する。冷蔵室２、野菜室６への送風は冷蔵室ダンパ５０によって制御され、冷凍室６０への送風は冷凍室ダンパ５１によって制御される。

冷蔵室２及び野菜室６を冷却する場合、冷蔵室ダンパ５０を開ける。蒸発器７により冷却された蒸発器室８の空気は、庫内ファン９により昇圧され、冷蔵室ダンパ５０から冷蔵室送風風路１１へと流れる。冷蔵室送風風路１１は、内箱１ａと冷蔵室風路構成部材８０により形成されている。冷蔵室送風風路１１に至った空気は、吐出口６１から冷蔵室２に吐出し、冷蔵室２を冷却する。冷蔵室２を冷却した空気は、冷蔵室-野菜室風路（図示せず）から野菜室６へと流れ、野菜室６を冷却する。野菜室６を冷却した空気は、野菜室戻り口６４から野菜室戻り風路１４を介して蒸発器室８に戻り、再び蒸発器７に冷却される。

冷凍室６０を冷却する場合、冷凍室ダンパ５１を開ける。蒸発器７により冷却された蒸発器室８の空気は、庫内ファン９により昇圧され、冷凍室ダンパ５１から冷凍室送風風路１２へと流れる。冷凍室送風風路１２は、後述する仕切り部材１０２と仕切り部材１０３により形成されている。冷凍室送風風路１２に至った空気は、仕切り部材１０２に形成された吐出口６２から冷凍室６０に吐出し、冷凍室６０を冷却する。冷凍室６０を冷却した空気は冷凍室戻り風路１７から蒸発器室８に戻り、再び蒸発器７に冷却される。

以上のように、実施例１の冷蔵庫は、冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室２及び野菜室６と、冷凍温度帯の貯蔵室である冷凍室６０の何れの温度帯の貯蔵室も、蒸発器７で冷却された空気により冷却する。よって、蒸発器７を備える蒸発器室８は、冷蔵温度帯の空気と、冷凍温度帯の空気の何れも循環する。

図３は、冷蔵庫の冷却運転の一実施形態例におけるタイムチャートである。冷蔵室２と野菜室６は風路が直列に配置されて連動して冷却されるため、野菜室６の制御は省略する。本冷蔵庫の冷却運転は、圧縮機２４が駆動状態で冷蔵室２を冷却する冷蔵運転、冷凍室６０を冷却する冷凍運転と、圧縮機２４が停止状態で冷蔵室２を冷却する送風運転からなる運転パターンを基本とする。

圧縮機２４が送風運転中に冷凍室温度ＴＦ１まで上昇すると、圧縮機２４がＯＮになり、冷蔵運転を実施する。冷蔵運転では、冷蔵室ダンパ５０を開け、庫内ファン９を運転することで、低温の蒸発器７を通過した空気により冷蔵室２を冷却し、冷蔵室温度を温度ＴＲまで低下させる。冷蔵室温度が温度ＴＲに到達すると、次に冷蔵室ダンパ５０を閉じて冷凍室ダンパ５１を開ける冷凍運転を実施する。冷凍室温度がＴＦ２に到達すると冷凍運転は終了し、圧縮機２４を停止させる。送風運転中は、冷蔵運転と同様、冷蔵室ダンパ５０を開け、庫内ファン９を運転することで、蒸発器７に成長した霜で冷却された空気を用いて冷蔵室２を冷却する。これらの運転により、冷蔵室２、冷凍室６を冷却して所定の温度に維持している。なお、本実施の形態例では送風運転と冷蔵運転を合せて冷蔵冷却運転と呼ぶ。

図４は、図２に示す蒸発器室８周辺の拡大図である。

冷凍室６０と蒸発器室８は、仕切り部材１０２及び仕切り部材１０３によって仕切られている。冷凍室６０側の壁面を構成する第二の部材である仕切り部材１０２は、例えば樹脂部材の一種であるポリプロピレン製で、厚さが１．５ｍｍである。蒸発器室８の壁面を構成する第一の部材である仕切り部材１０３は、例えば発泡成形したポリスチレンフォーム（発泡スチロール）製である。仕切り部材１０３の厚さは、発泡時の成形性や冷蔵庫組込時の組立性、耐衝撃性、また後述する冷凍室６０の温度変動抑制を考慮して１０ｍｍとしている。ポリプロピレンは密度が約９１０ｋｇ／ｍ^３、比熱が約１．７ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）で、単位体積当たりの熱容量（比熱と密度の積）は約１５００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）であり、ポリスチレンフォームは密度が約４０ｋｇ／ｍ^３、比熱が約１．８ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）で、単位体積当たりの熱容量は約７０ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）である。
このように、発泡成形したポリスチレンフォーム（仕切り部材１０３）は、ポリプロピレン（仕切り部材１０２）に比べて密度が低く、単位体積当たりの熱容量が小さい。単位体積当たりの熱容量が小さいと、少ない熱量で温度が変化する。

図５と図６は、周囲温度の変化に対する壁面の温度勾配の変化を示す図である。図５は壁面を構成する断熱部材の単位体積当たりの熱容量が小さい場合、図６は単位体積当たりの熱容量が大きい場合である。断熱部材の厚さ、熱伝導率、壁面表面の熱伝達率は図５、図６ともに同じとする。

ここで、壁面近傍の空気温度Ｔ_ａが、低温から高温に急激に変わった場合を考える。図５（ａ１）、図６（ａ２）に示す温度勾配は、壁面近傍の空気を長時間低温にし、壁面も十分に冷えた状態である。この空気温度Ｔ_{ａ（ａ１）}、Ｔ_{ａ（ａ２）}及び壁面温度Ｔ_{ｗ（ａ１）、}Ｔ_{ｗ（ａ２）}が、何れも低温の状態を初期条件とする。

図５（ｂ１）、図６（ｂ２）は、初期条件に対し、空気の温度を急激に高くした状態である。壁面温度Ｔ_{ｗ（ｂ１）}、Ｔ_{ｗ（ｂ２）}を低温のＴ_{ｗ（ａ１）、}Ｔ_{ｗ（ｂ１）}のまま、空気温度Ｔ_{ａ（ｂ１）}、Ｔ_{ａ（ｂ２）}を高くするため、空気と壁面間に温度差ΔＴ_（ｂ１）、ΔＴ_（ｂ２）が生じる。この温度差により壁面は加熱されるので、Δｔ分後（例えば１０分後）における図５（ｃ１）、図６（ｃ２）の壁面温度Ｔ_{ｗ（ｃ１）、}Ｔ_{ｗ（ｃ２）}は、図５（ｂ１）、図６（ｂ２）のＴ_{ｗ（ｂ１）、}Ｔ_{ｗ（ｂ２）}よりも高くなる。

ここで、図５では、断熱部材の単位体積当たりの熱容量が小さく、少ない熱量で温度が変化するので、Δｔ分間での温度上昇（Ｔ_{ｗ（ｃ１）}−Ｔ_{ｗ（ｂ１）}）が大きい。従って、図５（ｃ１）における空気と壁面との温度差ΔＴ_（ｃ１）は小さくなる。一方、図６の断熱部材は、単位体積当たりの熱容量が大きく、温度が変化し難いので、Δｔ分後の図６（ｃ２）においても、壁面と空気との温度差ΔＴ_（ｃ２）はΔＴ_（ｃ１）よりも大きい。

なお、空気が高温の状態で長時間維持（例えば数時間）した場合である、図５（ｄ１）、図６（ｄ２）では、定常の温度勾配になり、壁面と空気との温度差ΔＴ_（ｄ１）、ΔＴ_（ｄ２）は何れも小さく、また熱容量によらず同じ（ΔＴ_（ｄ１）＝ΔＴ_（ｄ２））になる。

以上から、単位体積当たりの熱容量が小さい部材を用いると、壁面温度が上昇しやすいので、短い時間で定常に近い温度勾配になり、すなわち壁面と空気との温度差が小さい状態になる。従って、仕切り部材１０３に単位体積当たりの熱容量が小さい部材を用いた本実施の形態例では、蒸発器室８内の空気温度が変化しても、仕切り部材１０３の蒸発器室８側の壁面と空気との温度差を小さくすることができる。これにより得られる効果を以下で説明する。

図７は、図４に示す温度測定点Ｘ及びＹの温度変化を示すタイムチャートである。図４に示すように、温度測定点Ｘは仕切り部材１０３の蒸発器室８側の壁面、温度測定点Ｙは蒸発器室８内の蒸発器７付近の空気中に設けている。図７は、実線で温度測定点Ｙ、破線で温度測定点Ｘの温度を示しており、また、点線で仕切り部材１０３の単位体積当たりの熱容量が大きい場合、例えば仕切り部材１０３に仕切り部材１０２と同じくポリプロピレンを用いた場合の温度測定点Ｘの温度を示している。

図３で示したように、本実施の形態例の冷蔵庫１は、冷蔵室ダンパ５０と冷凍室ダンパ５１を設けることで、冷凍室６０の空気が循環する冷凍運転と、冷蔵室２の空気が循環する冷蔵送風運転を備え、この２つの運転を適宜切り換えて冷蔵室２と冷凍室６０とを個別に冷却する。それぞれの運転で異なる温度帯の空気が流れるので、蒸発器室８内の空気温度は大きく変化する。例えば、蒸発器室８の温度測定点Ｙの温度は、冷凍運転中に冷却され、冷凍運転終了時にＴＹ１（例えば約−２５℃）となる。一方、冷蔵冷却運転中は冷蔵温度帯の冷蔵室２の空気が流入するので、温度測定点Ｙの温度は上昇し、例えば送風運転にして５分後に、ＴＹ１より高温のＴＹ２（例えば約−１０℃）になる。この温度変動により、温度測定点Ｙに隣接する温度測定点Ｘは、冷凍運転中には温度測定点Ｙ周辺の低温の空気により冷却され、次の冷蔵冷却運転では温度測定点Ｙ周辺の比較的高温の空気により加熱される。すなわち、冷蔵冷却運転中に、蒸発器室８の空気から仕切り部材１０３へ熱が移動する。

この仕切り部材１０３への熱移動により空気が冷却されるので、その移動した熱量分、冷蔵冷却運転中に蒸発器７で冷却される熱量は減る。一方、仕切り部材１０３に移動した熱量は次の冷凍運転で冷却される。従って、蒸発器７において冷凍運転と冷蔵冷却運転で冷却される熱量の合計は一定であるが、冷凍運転で冷却する熱量の割合は大きくなる。

一方、蒸発器７で冷却する熱量が同じであっても、冷凍運転で冷却する熱量の割合を小さくすることで高い省エネルギー性能が得られる。これは、図３に示すように、冷蔵運転の方が冷凍運転に比べ蒸発器７の温度が高く、冷却効率（消費電力量に対する冷却する熱量の割合）が高いためである。すなわち、効率の高い冷蔵運転で冷却する熱量の割合を大きくすることで、運転全体における平均的な冷却効率を高めることができる。以上から、仕切り部材１０３への熱移動を抑制し、冷凍運転で冷却する熱量の割合を小さく、冷蔵運転で冷却する熱量の割合を大きくすることで、省エネルギー性能が向上することが分かる。

これに対し、本実施の形態例の仕切り部材１０３は、ポリスチレンフォームを用い、少ない熱量で温度が変化するよう、単位体積当たりの熱容量を小さくしている。温度変化しやすいので、仕切り部材１０３の温度測定点Ｘは、温度測定点Ｙ（蒸発器室８の空気）の温度が大きく変化しても、常に温度測定点Ｙに近い温度を維持する。よって、冷蔵冷却運転中の温度測定点Ｘと温度測定点Ｙの温度差は、仕切り部材１０３の単位体積当たりの熱容量が大きい場合（点線）に比べて小さくなる。蒸発器室８の空気と仕切り部材１０３間の熱移動は、蒸発器室８の空気と、仕切り部材１０３の蒸発器室８側壁面の温度差により生じることから、空気と壁面との温度差が小さい本実施の形態例では、蒸発器室８から仕切り部材１０３への熱移動も小さくなる。

従って、蒸発器室８側の壁面を構成する仕切り部材１０３に、密度が低く、単位体積当たりの熱容量の小さいポリスチレンフォームを用いることで、蒸発器室８から仕切り部材１０３への熱移動を抑え、冷凍運転で冷却する熱量を抑えることができる。これにより、冷凍運転に比べて効率の高い冷蔵運転で冷却する熱量の割合が大きくなり、高い省エネルギー性能を得ることができる。

また、本構成により、冷凍室６０の温度変動を小さく抑える効果も得られる。

前述したように、冷蔵冷却運転中における、仕切り部材１０３への熱移動を少なく抑えていることから、仕切り部材１０３を介した蒸発器室８から仕切り部材１０２への熱移動も小さく抑えやすい。

加えて、冷凍室６０側の壁面を構成する仕切り部材１０２は、仕切り部材１０３に比べ、密度が高く、単位体積当たりの熱容量の大きいポリプロピレンを用いている。単位体積当たりの熱容量が大きいと、移動する熱量が同じであっても温度変化を小さく抑えることができる。従って、蒸発器室８から仕切り部材１０３を介した仕切り部材１０２への熱移動が生じても、仕切り部材１０２は温度変化し難く低温を維持することができる。これにより、仕切り部材１０２から冷凍室６０への熱移動を抑えることができ、冷凍室６０の温度変動をさらに小さく抑えることができる。

また、例えば冷凍室扉５ａの開閉などで冷凍室６０内の空気温度が急に上昇した場合、熱容量の大きい仕切り部材１０２は蓄冷材として働き、低温の仕切り部材１０２により冷凍室６０の空気を冷却することができる。よって、冷凍室６０をより短い時間で低温にすることができるので、その点でも冷凍室６０の温度変動を抑える効果が得られる。

以上から、仕切り部材１０２に単位体積当たりの熱容量が大きい部材を用い、仕切り部材１０３に単位体積当たりの熱容量が小さい部材を用いることで、冷凍室６０の温度変動を抑えながら、冷蔵運転中の蒸発器室８から仕切り部材１０３への熱移動を抑え、高い省エネルギー性能を得ることができる。

なお、上記の効果はそれぞれ仕切り部材１０２がポリプロピレン、仕切り部材１０３がポリスチレンフォームの場合に限られるものではなく、仕切り部材１０２に熱容量の大きい材料を用い、仕切り部材１０３に単位体積当たりの熱容量の小さい材料を用いればよい。例えば、仕切り部材１０２には、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレンプラスチック）やポリスチレンなどの樹脂素材や、金属素材を用いてもよい。これらは密度が一般的に８００ｋｇ／ｍ^３以上と高く、そのため単位体積当たりの熱容量も一般的に１０００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以上と大きい。なお、仕切り部材１０２は例えば下段冷凍室扉５を開けて下段冷凍室容器５ｂを引き出した際、使用者が直接触れることができる部材であることから、触れた際の壊れ難さからも樹脂部材や金属部材を用いることが有効である。

また、例えば、仕切り部材１０３には、ポリスチレンフォームと同様、発泡により成形した発泡ポリエチレンや発泡ウレタン、あるいは綿状の素材であるグラスウールなどを用いてもよい。これらは、内部に隙間（ガス空間等）が設けられているため、密度は一般的に１００ｋｇ／ｍ^３以下と低く、そのため単位体積当たりの熱容量も一般的に１００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下と小さい。

図８は単位体積当たりの熱容量と冷蔵運転中に部材に流入する熱移動量の関係を示す解析結果の一例である。実線は仕切り部材１０３相当の厚さ１０ｍｍの場合、破線は仕切り部材１０２相当の厚さ１．５ｍｍの場合である。縦軸は熱移動量を無次元化した値で、厚さ１．５ｍｍ、単位体積あたりの熱容量が１０００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）の時に生じる熱移動量を１としている。なお、熱伝導率は一定としている。

ここで、厚さ１０ｍｍの場合、単位体積あたりの熱容量３００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）の時に熱移動量が１となる。よって、単位体積あたりの熱容量３００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下とすれば、厚さ１０ｍｍにおいても、厚さ１．５ｍｍ、単位体積あたりの熱容量が１０００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）の時と同等以下の熱移動量になる。すなわち、単位体積あたりの熱容量が１０００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以上である樹脂部材を用いる場合よりも熱移動量を抑えることができる。

さらに、仕切り部材１０３に用いる発泡ポリエチレン、発泡ウレタン、グラスウールように、単位体積あたりの熱容量が１００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下であれば、図８に示すように、厚さ１．５ｍｍと１０ｍｍとで熱移動量の違いは５％（＝（０．６８／０．６５）−１）以下になる。すなわち、厚みによらず熱移動量を小さく抑えることができることから、熱移動の抑制に、単位体積あたりの熱容量が１００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下の部材が特に有効である。本実施の形態例では、仕切り部材１０３に、単位体積あたりの熱容量が７０ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）、すなわち１００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下のポリスチレンフォームを用いているので、より省エネルギー性能を向上することができる。加えて、これら、ポリスチレンフォーム、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン、グラスウールは、一般的に熱伝導率が樹脂素材や金属素材に比べて低い。例えばポリプロピレンでは熱伝導率が約０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるのに対し、ポリスチレンフォームは約０．０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。よって、単位体積当たりの熱容量によって温度差を小さくした効果に加え、熱伝導率を抑えた効果による熱移動抑制効果も得られるので、さらに高い省エネルギー性能が得られる。

なお、仕切り部材１０３の壁面のうち、蒸発器７の略前面に位置する箇所（例えば温度測定点Ｘ）は、蒸発器７により直接冷却されるので、冷凍運転中に特に低温になりやすい。よって、仕切り部材１０３の蒸発器７略前面の壁面は、冷蔵冷却運転における蒸発器室８の空気との温度差が特に大きくなりやすい。従って、温度差に起因する熱移動を抑えるため、仕切り部材１０３のうち、特に蒸発器７の略前面に、単位体積当たりの熱容量の小さい部材を設けることが効果的である。

また、前述したように仕切り部材１０２に比べ仕切り部材１０３を厚くすることで、仕切り部材１０３全体の熱容量（ｋＪ／Ｋ）を大きくする効果も得られる。全体の熱容量が大きくなることで仕切り部材１０３全体の平均温度は上昇し難くなるので、冷蔵冷却運転中に仕切り部材１０３の蒸発器室８側の壁面温度が高くなっても、仕切り部材１０３の冷凍室側（仕切り部材１０２側）の温度は上がり難くなる。すなわち、仕切り部材１０３を厚くすることで、仕切り部材１０２を介した冷凍室６０の温度変動をさらに抑制することができる。

また、この仕切り部材１０３の蒸発器室８側の表面には、厚さ０．１ｍｍのアルミ製の防水シート１０４を貼付している。例えば蒸発器の除霜時に除霜水が生じるが、仕切り部材１０３内部に水が浸入すると単位体積当たりの熱容量が増加してしまうので、防水シート１０４を設けることで仕切り部材１０３内部への水の浸入を抑えている。なお、厚さを０．５ｍｍ以下、本実施の形態例では０．１ｍｍと薄いシートを用いることで、仕切り部材１０３と蒸発器室８間での熱移動に対する防水シート１０４の影響を抑えている。

水侵入による単位体積当たりの熱容量の増加を抑制する手段として、仕切り部材１０３に吸水率の低い材料を用いることも効果的である。

仕切り部材１０３内部に侵入した水は、冷却運転時には氷の状態となり、容易に排水されない。氷は密度が約９２０ｋｇ／ｍ^３、比熱が約２．１ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）で、単位体積当たりの熱容量は約１９００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）であり、単位体積当たりの熱容量がポリプロピレンよりも大きい。

例えば、単位体積あたりの熱容量が３００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）の部材に、７ｖｏｌ％の水が吸水されると、冷却運転時には部材の単位体積あたりの熱容量は約１４０ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）増加し、約４４０ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）となる。

図８に示すように、厚さ１０ｍｍ、単位体積あたりの熱容量が４４０ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）の時に生じる熱移動量は、厚さ１．５ｍｍ、単位体積あたりの熱容量がポリプロピレン同等の１５００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）の時に生じる熱移動量と同程度であり、すなわち省エネルギー性能向上の効果をほとんど得られない。

したがって、部材の吸水率は７ｖｏｌ％未満とすることが望ましく、部材の吸水率が低いほど、水が浸入したときの省エネルギー性能向上効果の目減りは小さく抑えられる。

吸水率の低い発泡成形部材としては、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、またはそれらの共重合発泡体などが挙げられる。

また、発泡成形部材は、一般的に、気泡の形状によって、各気泡が個別に密閉されている「独立気泡」型と、気泡同士が繋がっている「連続気泡」型に分けられるが、独立気泡で構成された部材は各気泡が密閉されているため、気泡内に水が浸入しにくく、吸水率が低い特徴がある。

また、発泡成形部材は一般的に、発泡倍率が低く密度が高いほど、吸水率が低くなることが知られている。発泡倍率が高く密度が小さいほど、単位体積当たりの熱容量は小さくなるが、一方で吸水率は増加する傾向にあるため、発泡倍率は１５〜５０倍程度が適切である。

本実施の形態例では、仕切り部材１０３に、独立気泡のポリスチレンフォームを用いており、すなわち吸水率の低い構成となっている。吸水率は１ｖｏｌ％以下であり、水が浸入したとしても、高い省エネ効果を得ることが可能である。

≪実施例２≫
以下、本発明の実施例２を説明する。本実施例の構成は、以下の点を除いて実施例１と同様にできる。実施例２は、野菜室６を中段に、冷凍室６０を下段に配した冷蔵庫の例である。

図９は実施例２に関する冷蔵庫の正面図、図１０は図９に示すＢ−Ｂ断面図である。実施例２の冷蔵庫１は、貯蔵室として上方から順に、冷蔵室２、野菜室６、冷凍室６０（製氷室３と上段冷凍室４、下段冷凍室５）を備えている。冷蔵室２と野菜室６の間には仕切り壁２８ａを設け、野菜室６と冷凍室６０の間には仕切り壁２９ａを設けている。なお、野菜室６が冷え過ぎた場合には、仕切り壁２９ａの上部に設けた野菜室ヒータ２０４によって野菜室６を加熱し、所定の温度に保持する。

貯蔵室及び風路の配置は異なるが、基本的な空気の流れは実施例１と同様である。冷蔵室２及び野菜室６を冷却する場合は、冷蔵室ダンパ５０を開けて庫内ファン９を駆動させる。蒸発器７により冷却された蒸発器室８の空気は、庫内ファン９、冷蔵室ダンパ５０、冷蔵室送風風路１１、吐出口６１、冷蔵室２、冷蔵室-野菜室風路１３、野菜室６、野菜室戻り口（図示せず）、野菜室戻り風路（図示せず）、蒸発器室８の順に流れ、再び蒸発器７で冷却される。冷凍室６０を冷却する場合、冷凍室ダンパ５１を開けて庫内ファン９を駆動させる。蒸発器７により冷却された蒸発器室８の空気は、庫内ファン９、冷凍室ダンパ５１、冷凍室送風風路１２、吐出口６２、冷凍室６０、冷凍室戻り風路１７、蒸発器室８の順に流れ、再び蒸発器７で冷却される。

実施例２の冷蔵庫では、蒸発器室８は、野菜室６及び冷凍室６０の背面側に設けられ、内箱１ａと、樋２１、仕切り部材２０３ａ、２０３ｂ、冷蔵室ダンパ５０、冷凍室ダンパ５１により形成されている。発器室８と冷凍室６０は、冷凍室側の仕切り部材２０２ａと蒸発器室８側の仕切り部材２０３ａにより仕切られ、蒸発器室８と野菜室６は、野菜室６側の仕切り部材２０２ｂと蒸発器室８側の仕切り部材２０３ｂにより仕切られている。野菜室６の壁面を構成する第三の部材である仕切り部材２０２ａ、及び冷凍室６０側の壁面を構成する第二の部材である２０２ｂはポリプロピレン製であり、蒸発器室８側の壁面を構成する第一の部材である仕切り部材２０３ａ、２０３ｂはポリスチレンフォーム製である。また仕切り部材２０２ａ、２０２ｂは厚さが１．５ｍｍであり、仕切り部材２０３ａ、２０３ｂは１０ｍｍである。

実施例１と同様、蒸発器室８側の壁面を構成する仕切り部材２０３ａ及び２０３ｂを、仕切り部材２０２ａ及び２０２ｂに比べ、密度が低く、単位体積当たりの熱容量の小さい部材にしている。これにより、実施例１の仕切り部材１０３同様、仕切り部材２０３ａ、２０３ｂの蒸発器室８側壁面と蒸発器室８の空気との温度差を小さく抑えることができる。すなわち、冷蔵冷却運転中の仕切り部材２０３ａ、２０３ｂへの熱移動が抑えられ、冷凍運転に比べて効率の高い冷蔵運転で冷却する熱量の割合が大きくなり、高い省エネルギー性能を得ることができる。

また、冷凍室６０側の壁面を構成する仕切り部材２０２ａを、単位体積当たりの熱容量の大きい部材にすることで、実施例１の仕切り部材１０２と同様、仕切り部材２０２ａの温度変動が抑えられ、仕切り部材２０２ａが面する冷凍室６０の温度変動を抑えることができる。

加えて、実施例２の構成では、仕切り部材２０２ｂに単位体積当たりの熱容量の大きい部材を用いることで、野菜室６の温度変動も抑制している。野菜室６は基本的に野菜から蒸発する水分などにより高湿であるが、温度変動が生じると空気中の水分が凝縮（結露）して、低湿になりやすい。野菜室６が低湿であると、野菜からより多くの水分が蒸発して、乾燥しやすいので、本構成で野菜室６の温度変動を抑制することで、食品の保存性を向上させることができる。

また、仕切り部材２０３ｂは、仕切り部材２０２ｂのポリプロピレンに比べ熱伝導率が低いポリスチレンフォームを用い、仕切り部材２０２ｂよりも厚い１０ｍｍとしている。野菜室６は冷蔵温度帯であるのに対し、蒸発器室８は基本的に冷凍温度帯であるので、仕切り部材２０２ｂ、２０３ｂを介した、野菜室６から蒸発器室８への熱移動が生じる。これに対し、仕切り部材２０３ｂに、熱伝導率が低く、かつ厚みのある部材を用いることで、この熱移動も抑えている。

野菜室６の熱は基本的に冷蔵冷却運転により冷却されるが、冷凍運転中に野菜室６から蒸発器室８に熱が移動すると、冷凍運転で低温になっている蒸発器７によりその熱は冷却される。よって、野菜室６から蒸発器室８への熱移動を抑えることで、冷凍運転で冷却する熱量の割合を小さく抑えることができる。すなわち、効率の高い冷蔵運転で冷却する熱量の割合が大きくなり、高い省エネルギー性能が得られる。

また、野菜室６から蒸発器室８への熱移動が生じると、野菜室６は冷却されて低温になるが、この熱移動を抑えたことで、野菜室６の冷え過ぎを抑制することができる。野菜室６が冷え過ぎると、野菜室６を所定の温度に保持するために野菜室ヒータ２０４により加熱するが、野菜室ヒータ２０４による加熱を行うと消費電力量が増加する。従って、野菜室６から蒸発器室８への熱移動を抑え、野菜室６の冷え過ぎを抑えたことで、野菜室ヒータ２０４の消費電力量の抑制による省エネルギー性能向上効果も得られる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、冷蔵温度帯の貯蔵室として、本実施の形態例では冷蔵室２と野菜室６を備えているが、冷蔵温度帯の貯蔵室は何れか１つでも構わない。また、冷蔵室２と野菜室６の風路を並列にして、何れか一方のみに送風できるように構成しても構わない。また、仕切り部材２０２ａと２０２ｂ、及び仕切り部材２０３ａ、２０３ｂはそれぞれ一体成形品でもよい。また、同様の特性の部材であれば、仕切り部材２０２ａと２０２ｂ、及び仕切り部材２０３ａ、２０３ｂを、それぞれ別の材料で構成してもよい。

１ 冷蔵庫
１ａ 内箱
１ｂ 外箱
２ 冷蔵室（第一の貯蔵室）
３ 製氷室（第二の貯蔵室）
４ 上段冷凍室（第二の貯蔵室）
５ 下段冷凍室（第二の貯蔵室）
６ 野菜室（第一の貯蔵室）
７ 蒸発器
８ 蒸発器室
９ 冷蔵室側ファン
１０ 断熱箱体
１０ａ 発泡断熱材
１１ 冷蔵室送風風路
１２ 冷凍室送風風路
１３ 冷蔵室-野菜室風路
１４ 野菜室戻り風路
１７ 冷凍室戻り風路
２０ 機械室
２１ 樋
２２ 排水管
２３ 蒸発皿
２４ 圧縮機
２６ 真空断熱材
２７ 除霜ヒータ
２８、２８ａ、２９、２９ａ、３０ 仕切り壁
３１ 制御基板
３２ ポケット
３３ 冷蔵室温度センサ
３４ 冷凍室温度センサ
３５ 野菜室温度センサ
３６ 蒸発器温度センサ
３７ 外気温度センサ
３８ 扉ヒンジカバー
３９ 棚
５０ 冷蔵室ダンパ
５１ 冷凍室ダンパ
６０ 冷凍室（第二の貯蔵室）
６１ 冷蔵室吐出口
６４ 野菜室戻り口
６５ 冷凍室吐出口
８０ 冷蔵室風路構成部材
１０２、２０２ａ 仕切り部材（第二の貯蔵室側の壁面を構成する第二の部材）
２０２ｂ 仕切り部材（第一の貯蔵室側の壁面を構成する第三の部材）
１０３、２０３ａ、２０３ｂ 仕切り部材（蒸発器室側の壁面を構成する第一の部材）
１０４ 防水シート
２０４ 野菜室ヒータ

Claims (9)

1. 冷蔵温度帯の第一の貯蔵室と、冷凍温度帯の第二の貯蔵室と、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを冷却する蒸発器と、該蒸発器を収納する蒸発器室と、該蒸発器室と前記第二の貯蔵室とを仕切る仕切り部材を備え、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを個別に冷却可能な冷蔵庫において、
   前記仕切り部材のうち前記蒸発器室側の壁面を構成する第一の部材の一部または全部が、単位体積あたりの熱容量が３００ｋＪ／（ｍ^３・Ｋ）以下であることを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷蔵温度帯の第一の貯蔵室と、冷凍温度帯の第二の貯蔵室と、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを冷却する蒸発器と、該蒸発器を収納する蒸発器室と、該蒸発器室と前記第二の貯蔵室とを仕切る仕切り部材を備え、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを個別に冷却が可能な冷蔵庫において、
   前記仕切り部材は複数の部材で構成され、前記仕切り部材のうち前記蒸発器室側の壁面を構成する第一の部材の一部または全部が、前記仕切り部材のうち前記第二の貯蔵室側の壁面を構成する第二の部材よりも、単位体積あたりの熱容量が小さいことを特徴とする冷蔵庫。
3. 前記第一の部材は、前記第二の部材よりも厚いことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 冷蔵温度帯の第一の貯蔵室と、冷凍温度帯の第二の貯蔵室と、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを冷却する蒸発器と、該蒸発器を収納する蒸発器室と、該蒸発器室と前記第二の貯蔵室とを仕切る仕切り部材を備え、前記第一の貯蔵室と前記第二の貯蔵室とを個別に冷却可能な冷蔵庫において、
   前記仕切り部材のうち前記蒸発器室側の壁面を構成する第一の部材が吸水率７ｖｏｌ％未満であることを特徴とする冷蔵庫。
5. 前記第一の部材が、前記蒸発器の略前面投影面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の冷蔵庫。
6. 前記第一の部材が、発泡成形部材であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の冷蔵庫。
7. 前記発泡成形部材の気泡形状が、独立気泡であることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
8. 前記発泡成形部材が、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、またはそれらの共重合発泡体のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
9. 前記発泡成形部材が、発泡倍率50倍以下であることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。

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