JP5178642B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

従来、冷凍室に供給する冷気量を調整する冷蔵庫として、特許文献１から３に記載のものがある。

特許文献１には、冷凍室風路，切替室風路及び製氷室風路、並びに冷凍室ダンパ，切替室ダンパ及び製氷室ダンパを備えた冷蔵庫が記載されている。

特許文献２には、冷凍室後方に冷気調節装置を備えた冷蔵庫が記載されている。

特許文献３には、冷気ファンを経た冷気が上下に分流され、その一方は冷気ファンより下方の冷凍室用ダクトダンパ方向へ流れ、他方は冷気ファンよりも上方のツインダクトダンパ方向へ流れる構成が記載されている。

特開２００２−０３１４６６号公報 特開平１１−１１８３１７号公報 特開２００６−３０８２５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、風路構造が複雑になるとともに、ダンパを複数有することから、風路が大型化して内容積効率（冷蔵庫の外形容積に対する収納容積の割合）が減少する、という課題があった。

また、特許文献２に記載の構成では、送風ファンの前方に冷気調節装置が設けられており、冷凍室の容積が減少する、という課題があった。

また、特許文献３に記載の構成では、冷気ファンを経た冷気が異なる方向へ流れることで、冷気の流れ効率が減少し、省エネルギー効率を向上できない、という課題があった。

また、冷凍温度帯室を所定温度に制御するためには、時間あたりの冷気供給量をできるだけ多くする必要がある。すると、冷凍温度帯室への冷気通路やダンパ（冷気調節装置）が大型化することになり、当該冷気通路等の奥行き寸法が大きくなる。これにより、冷凍温度帯室等の貯蔵室が狭くなる、という課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、冷気通路の奥行き寸法の拡大を抑制しつつ、省エネルギー効率が向上する冷蔵庫を得ることを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体の上部から順に設けられた冷蔵室，製氷室，冷凍室と、前記冷凍室の後方に冷却器が配置される冷却器収納室を区画する仕切板と、を有する冷蔵庫において、前記冷却器の上方に設けられた庫内送風機と、該庫内送風機と前記仕切板との間に設けられ且つ前記庫内送風機の前方に対向する送風機カバーと、該送風機カバーの上部であって且つ前記庫内送風機より上方に設けられた開口と、該開口に設けられ前記冷凍室への冷気量を制御する冷凍室冷却ダンパと、前記冷蔵室の後方且つ該冷凍室冷却ダンパよりも上方に設けられて前記冷蔵室への冷気量を制御する冷蔵室冷却ダンパと、前記冷凍室冷却ダンパより上方であって且つ前記仕切板に設けられ前記製氷室へ冷気を吹き出す吹き出し口と、を有し、前記送風機カバーと前記仕切板との間に前記製氷室及び前記冷凍室へ夫々冷気を送風する冷気ダクトが設けられる。

また、冷蔵庫本体の上部に設けられた冷蔵室と、該冷蔵室の下方に設けられた製氷室と、該製氷室の下方に設けられた冷凍室と、該冷凍室の後方に冷却器が配置される冷却器収納室を区画する仕切板と、を有する冷蔵庫において、前記冷却器の上方に設けられた庫内送風機と、該庫内送風機と前記仕切板との間に設けられ且つ前記庫内送風機の前方に対向する送風機カバーと、該送風機カバーの上部且つ前記庫内送風機より上方に設けられて前記冷凍室への冷気量を制御する冷凍室冷却ダンパと、該冷凍室冷却ダンパより上方且つ前記仕切板に設けられ前記製氷室へ冷気を吹き出す吹き出し口と、を有し、前記送風機カバーと前記仕切板との間に前記製氷室及び前記冷凍室へ夫々冷気を送風する冷気ダクトが設けられる。

また、前記送風機カバーの前記庫内送風機が対向する位置に設けられて冷気を上方に流す整流部を有する。

また、前記庫内送風機は上部より下部が前記送風機カバーに近くなるように傾斜して設けられる。

本発明は、冷気通路の奥行き寸法の拡大を抑制しつつ、省エネルギー効率が向上する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である。 冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。 冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図である。 図２の要部拡大説明図である。 除霜モードを説明する図である。 除霜モード４における除霜時のタイムチャートである。

本発明に係る実施の形態の冷蔵庫を、図１から図４を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の冷蔵庫の正面外形図である。図２は、冷蔵庫の庫内の構成を表す図１におけるＸ−Ｘ縦断面図である。図３は、冷蔵庫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る。図４は、図２の要部拡大説明図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２，製氷室３及び上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６を有する。

冷蔵室２の前方開口には、左右に分割された観音開き式の冷蔵室扉２ａ，２ｂ（フレンチドア）を備える。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。

なお、製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５は、製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａをそれぞれ備えつつ、断熱的には区画せず、冷凍温度帯室として設け、当該冷凍温度帯室の一部に製氷部を設ける構成であってもよい。

また、冷蔵庫１は、上記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を備える。また、「扉開放」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、使用者に報知する図示しないアラームを備える。また、冷蔵室２，上段冷凍室４及び下段冷凍室５等の温度設定をする図示しない温度設定器を備える。

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）を充填して形成される断熱箱体１０によって隔てられる。また、冷蔵庫１の断熱箱体１０は、複数の真空断熱材２５を実装し、薄壁化を図っている。

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、断熱仕切壁２８により隔てられている。また、下段冷凍室５と野菜室６とが、断熱仕切壁２９により隔てられている。

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、上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ及び野菜室扉６ａとそれぞれ一体に前後に移動する、収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ及び野菜室扉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がそれぞれ引き出せるようになっている。同様に、製氷室３も製氷室扉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。

図２に示すように（適宜図３参照）、冷却器７は下段冷凍室５の後方に設けた冷却器収納室８内に設けられている。冷却器７の上方に設けられた庫内送風機９（送風機）により、冷却器７と熱交換して冷やされた空気（以下、「冷気」という）が冷蔵室送風ダクト１１，符号省略の野菜室送風ダクト（図３参照），上段冷凍室送風ダクト１２，冷気ダクト１３及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２，野菜室６，上段冷凍室４，下段冷凍室５及び製氷室３の各貯蔵室へ送られる。各貯蔵室への送風量は、冷蔵室冷却ダンパ２０と冷凍室冷却ダンパ５０の開閉により制御される。

ちなみに、冷蔵室２，製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５及び野菜室６への各送風ダクトは、図３に破線で示すように、冷蔵庫１の各貯蔵室の後方に設けられている。

具体的に、冷蔵室冷却ダンパ２０が開状態、冷凍室冷却ダンパ５０が閉状態の場合、冷気は、冷蔵室送風ダクト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。そして、冷蔵室送風ダクト１１から分岐した野菜室送風ダクト（図３参照）を経て、吹き出し口６ｃから野菜室６に送られる（第一の構成）。また、冷蔵室送風ダクト１１から分岐せずに、冷蔵室戻りダクト１６が野菜室６に連通することで、野菜室６に冷気を送る構成であってもよい（第二の構成）。また、上記第一の構成及び第二の構成を組み合わせた構成であってもよい。これは、野菜室６が他の貯蔵室に比べて高温高湿に制御されることによる。

次に、上記第一の構成の場合、冷蔵室２を冷却した冷気は、例えば、冷蔵室２の下面に設けられた冷蔵室戻り口２ｄから冷蔵室戻りダクト１６を経て、冷却器収納室８の正面から見て、右側下部に戻る。また、野菜室６からの戻り空気は、戻り口６ｄを経て、冷却器収納室８の下部に戻る。

図３では、冷凍室冷却ダンパ５０が省略されているが、冷凍室冷却ダンパ５０が開状態の場合、冷気が庫内送風機９により図示省略の製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト１２を経て吹き出し口３ｃ，４ｃからそれぞれ製氷室３，上段冷凍室４へ送風される。また、冷気ダクト１３を経て、吹き出し口５ｃから上段冷凍室４へ送風される。

また、上段冷凍室４，下段冷凍室５及び製氷室３をそれぞれ冷却した冷気は、下段冷凍室５の奥下方に設けられた冷凍室戻り口１７を介して、冷却器収納室８に戻る。

ここで、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃは、仕切板５４に設けられている。仕切板５４は、上段冷凍室４，下段冷凍室５及び製氷室３と、冷却器収納室８との間を区画する。

次に、庫内送風機９は送風機固定部５５に設けられている。送風機固定部５５は、冷却器収納室８と冷凍温度帯室との間を区画している。すなわち、冷却器７と仕切板５４との間に設けられている。そして、庫内送風機９は、この送風機固定部５５に取り付けられており、冷却器７の上方に設けられている。

次に、庫内送風機９の前方は、送風機カバー５６で覆われている。そして、送風機カバー５６の上部に開口５６ａが設けられ、該開口５６ａに冷凍室冷却ダンパ５０が設けられている。さらに、製氷室３への吹き出し口３ｃは、冷凍室冷却ダンパ５０よりも上方に設けられている。すなわち、下から上に向かって順に冷却器７，庫内送風機９，冷凍室冷却ダンパ５０，製氷室３への吹き出し口３ｃが重ならないように配置されている。これにより、冷却器７を通って熱交換した冷気は、庫内送風機９を運転することで、冷凍室冷却ダンパ５０及び吹き出し口３ｃを通って、製氷室３へスムーズに流れるようになる。

ここで、製氷室３は、製氷時間の短縮，生成した氷の融解を防ぐ等の観点を考慮すると、冷蔵庫１全体の中で最も低温に維持する必要がある。すなわち、製氷室３への冷気流れがスムーズな送風ダクト構造とすることが重要となる。

しかし、庫内送風機９，冷凍室冷却ダンパ５０及び吹き出し口３ｃを、上下方向で重なるように、且つ庫内奥行き方向に配置した場合、製氷室３への冷気流れがスムーズになるが、貯蔵室の内容積が減少してしまう。

そこで、本実施の形態では、上記の如く、冷却器７，庫内送風機９，冷凍室冷却ダンパ５０，製氷室３への吹き出し口３ｃが冷蔵庫１の正面から見て重ならないように配置されている。これにより、製氷室３へスムーズに流れとともに、貯蔵室の内容積の減少を抑えることができる。

さらに、庫内送風機９は、上記の製氷室３への冷気流れがスムーズになるように、傾斜して設けられている。具体的に、庫内送風機９の上部が冷蔵庫１の正面から見て奥側に、下部が手前側に位置するように設けられている。すなわち、庫内送風機９は上部より下部が送風機カバー５６に近くなるように傾斜して設けられている。すると、冷却器７で熱交換した冷気は、庫内送風機９によって送風機カバー５６及び送風機固定部５５との間の空間に送風される。そして、冷気はこの空間を通って上方へ向かう流れとなり、その後、冷凍室冷却ダンパ５０を通り、製氷室３への吹き出し口３ｃに流れやすくなる。また、冷凍室冷却ダンパ５０が閉じている場合の冷気、或いは冷凍室冷却ダンパ５０が開いている場合の一部の冷気は、冷凍室冷却ダンパ５０を通過せず、そのまま上方の冷蔵室冷却ダンパ２０をとおり、冷蔵温度帯室へと送られる。

次に、送風機カバー５６と仕切板５４との間には、製氷室送風ダクト（図示なし）、上段冷凍室送風ダクト１２及び冷気ダクト１３が形成されている。製氷室送風ダクト，上段冷凍室送風ダクト１２及び冷気ダクト１３は、夫々製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５に冷気を送るダクトである。具体的に、冷凍室冷却ダンパ５０を通った冷気は、製氷室送風ダクト，上段冷凍室送風ダクト１２及び冷気ダクト１３を通って、仕切板５４に設けた吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃを通ってそれぞれ製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５に送られる。このように、製氷室送風ダクト，上段冷凍室送風ダクト１２及び冷気ダクト１３は、冷凍温度帯室である製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５と冷却器収納室８との間に設けられる構成である。この構成において、冷却器７の除霜運転中等、冷気が冷凍温度帯室へ送られない場合、製氷室送風ダクト，上段冷凍室送風ダクト１２及び冷気ダクト１３が空気断熱層の役割を果たす。これにより、除霜運転中等であっても除霜ヒータ２２からの高温の影響を受けることを抑制し、冷凍温度帯室の温度が低下することを抑制することができる。

また、送風機カバー５６は、冷凍室冷却ダンパ５０の下方であって且つ庫内送風機９の前方に整流部５６ｂを有する。具体的に、整流部５６ｂは、庫内送風機９の中心に発生しやすい渦を防止すべく、庫内送風機９の中心部に向かって窪む円錐形をなしている。整流部５６ｂは、庫内送風機９が吹き出す冷気が送風機カバー５６にあたることで起きる乱流を抑制して整流する。すなわち、整流部５６ｂ回りに旋回するような流れ、その後、上方（冷凍室冷却ダンパ５０及び冷蔵室冷却ダンパ２０が設けられた方向）に向かって流れる。これにより、冷気流れがスムーズとなり、騒音等の発生を抑制することができる。

図４に示すように、冷凍室冷却ダンパ５０を通過しない冷気は、冷蔵室ダクト１５を経由して冷蔵室冷却ダンパ２０側に流れる。冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室のいずれに向かう冷気も、庫内送風機９で送られた直後は同一方向となる。これにより、冷気の流れがスムーズになる。具体的に、冷凍室冷却ダンパ５０を閉じ、冷蔵室冷却ダンパ２０を開いた場合、冷凍室冷却ダンパ５０を開き、冷蔵室冷却ダンパ２０を閉じた場合、冷凍室冷却ダンパ５０及び冷蔵室冷却ダンパ２０を開いた場合のいずれにおいても、庫内送風機９で送られた直後の冷気の流れは同一方向となるので、冷気流れをスムーズにすることができる。

冷凍室冷却ダンパ５０及び冷蔵室冷却ダンパ２０を開き、冷凍温度帯室と冷蔵温度帯室へ同時に冷気を送る場合、冷気量としては冷凍室冷却ダンパ５０側に多く送られるように構成される。冷気の分配量の制御は、一例として、冷凍室冷却ダンパ５０の開度を調整したり、冷凍室冷却ダンパ５０の開口を大きくしたりすることにより行う。

なお、冷蔵室冷却ダンパ２０は、図４に示す如く、冷蔵室２の後部に取り付けられている。

次に、冷却器７の下方に除霜ヒータ２２が設置されており、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。除霜ヒータ２２は、後記する制御基板３１によるデューティ制御により出力を可変できる。

冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜を融解することで生じた除霜水は、冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入する。その後、排水管２７を介して機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、凝縮器（図示なし）の熱により蒸発させる。

また、冷却器７の正面から見て右上部には、冷却器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いる。これら温度センサによって、それぞれ冷却器７の温度（以下、「冷却器温度」という）、冷蔵室２の温度（以下、「冷蔵室温度」という）、下段冷凍室５の温度（以下、「冷凍室温度」という）を検知できるようになっている。

さらに、冷蔵庫１は、庫外の温湿度環境（外気温度，外気湿度）を検知する図示しない外気温度センサと外気湿度センサを備えている。なお、野菜室６に野菜室温度センサ３３ａを配置してもよい。

断熱箱体１０の下部背面側には、機械室１９が設けられている。機械室１９には、圧縮機２４及び図示しない凝縮器が収納されており、図示しない庫外送風機により凝縮器の熱が除熱される。ちなみに、本実施の形態では、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が配置されている。制御基板３１は、前述の外気温度センサ，外気湿度センサ，冷却器温度センサ３５，冷蔵室温度センサ３３，冷凍室温度センサ３４，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及び野菜室扉６ａの開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器、下段冷凍室５内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続している。そして、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、冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ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、庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、前記庫外送風機のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御等の制御、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、冷蔵室冷却ダンパ２０が閉、且つ冷凍室冷却ダンパ５０が開で、冷凍温度帯室（製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５）のみの冷却が行われている場合、製氷室３に製氷室送風ダクトを介して送風された冷気及び上段冷凍室４に上段冷凍室送風ダクト１２（図２参照）を介して送風された冷気は、下段冷凍室５に下降する。そして、下段冷凍室５に冷気ダクト１３（図２参照）を介して送風された冷気と混合して、図４中に矢印ｃで示すように、下段冷凍室５の奥壁下部に配された冷凍室戻り口１７から冷却器収納室８に戻る。その後、下部前方から冷却器収納室８に流入し、冷却器配管７ａに多数のフィンが取り付けられて構成された冷却器７と熱交換する、いわゆる冷気循環構造である。ちなみに、冷凍室戻り口１７の横幅寸法は、冷却器７の幅寸法とほぼ等しい横幅である。

一方、冷蔵室冷却ダンパ２０が開、且つ冷凍室冷却ダンパ５０が閉で、冷蔵温度帯室（冷蔵室２及び野菜室６）のみの冷却が行われている場合、冷蔵室２からの戻り冷気は、図３中に矢印ｄで示すように、冷蔵室戻りダクト１６を介して、冷却器収納室８の側方下部から冷却器収納室８に流入し、冷却器７と熱交換する。

なお、野菜室６を冷却した冷気は、図４に示す如く、野菜室戻り口６ｄ（図４参照）を介して、冷却器収納室８の下部に流入する。野菜室戻り口６ｄからの風量は、冷凍温度帯室を循環する風量や冷蔵室２を循環する風量に比べて少ない。よって、冷却器収納室８内における冷気流れの状態を示す流れ場（以下、「流れ場」という）に与える影響が比較的小さいので、ここでは説明を省略する。

本実施の形態の冷蔵庫１の構成に限らず、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室を、共通の冷却器７によって冷却する冷気強制循環方式の冷蔵庫では、それぞれの戻り冷気の、冷却器収納室８への流入箇所、冷却器収納室８への流入方向（角度）、風量等が異なる。そのため、冷凍温度帯室からの戻り冷気と、冷蔵温度帯室からの戻り冷気とが形成する上記流れ場は、冷蔵温度帯室のみを冷却している場合、冷凍温度帯室のみを冷却している場合、冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室を同時に冷却している場合との間で、一般に異なる。

次に、冷蔵庫１の除霜方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、除霜モードを説明する図である。図６は、除霜モード４における除霜時のタイムチャートである。

なお、以下の説明では、圧縮機２４が稼動している状態を「圧縮機ＯＮ」、圧縮機２４が停止している状態を「圧縮機ＯＦＦ」とする。また、庫内送風機９が稼動している状態を「庫内送風機ＯＮ」、庫内送風機９が停止している状態を「庫内送風機ＯＦＦ」とする。また、除霜ヒータ２２に通電している状態を「除霜ヒータＯＮ」、除霜ヒータ２２に通電していない状態を「除霜ヒータＯＦＦ」とする。また、冷蔵室冷却ダンパ２０が開状態で、冷蔵温度帯室への送風が可能な状態を「冷蔵室冷却ダンパ開」、冷蔵室冷却ダンパ２０が閉状態で、冷蔵温度帯室への送風が遮断された状態を「冷蔵室冷却ダンパ閉」とする。また、冷凍室冷却ダンパ５０が開状態で、冷凍温度帯室への送風が可能な状態を「冷凍室冷却ダンパ開」、冷凍室冷却ダンパ５０が閉状態で、冷凍温度帯室への送風が遮断された状態を「冷凍室冷却ダンパ閉」とする。

また、冷蔵庫１の通常冷却運転のモードとして、複数の冷却運転モードが用意されており、「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＦＦ」の状態を「冷蔵室冷却運転」モードと称する。

また、「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ閉，冷凍室冷却ダンパ開，除霜ヒータＯＦＦ」の状態を「冷凍室冷却運転」モードと称する。

また、「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ開，除霜ヒータＯＦＦ」の状態を「冷蔵室・冷凍室同時冷却運転」モードと称する。

ここで、通常冷却運転とは、冷蔵室温度センサ，冷凍室温度センサ及び外気温度センサが検知する温度に基づき、圧縮機２４と、庫内送風機９と、庫外送風機の制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御）と、冷蔵室冷却ダンパ２０，冷凍室冷却ダンパ５０の開閉状態の制御によって、各室を所定温度（例えば、冷蔵室は３℃程度、野菜室は５℃程度、冷凍室は−１８℃程度）に維持する運転である。

なお、以下の除霜方法の説明においては、野菜室６は、冷蔵室２の一部として扱い、野菜室６に関する説明は省略する。

図５に示すように、本実施の形態の冷蔵庫１は、除霜運転におけるモードとして除霜モード１〜６の６つのモードを備える。これらの除霜モードの中で、図５の表の下に示すように、「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＦＦ」の「庫内送風機による除霜」を行う除霜モード１は、「第１の除霜手段」と称する。

また、「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＮ」の「庫内送風機＋除霜ヒータによる除霜」を行う除霜モード３は、「第２の除霜手段」と称する。

また、「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＦＦ，冷蔵室冷却ダンパ閉，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＮ」の「除霜ヒータによる除霜」を行う除霜モード６は、請求項に記載の「第３の除霜手段」と称する。

また、「第４の除霜手段」は、前記第１の除霜手段，第２の除霜手段及び第３の除霜手段の１つまたは複数を組み合わせて除霜運転を実施する手段である。

そして、除霜モード２は、除霜モード１（第１の除霜手段）による除霜運転の後、引続いて除霜モード３（第２の除霜手段）による除霜運転を行うモードである。

また、除霜モード４は、除霜モード１（第１の除霜手段）による除霜運転の後に引続いて除霜モード３（第２の除霜手段），除霜モード６（第３の除霜手段）による除霜運転を行うモードである。

また、除霜モード５は、除霜モード３（第２の除霜手段）による除霜運転の後に引続いて除霜モード６（第３の除霜手段）による除霜運転を行うモードである。

このように、本実施の形態の冷蔵庫１における除霜運転のモードは、第１から第３の除霜手段の全て、または一部を組み合わせて除霜モードとしている。

図５の表の「除霜前条件」欄に示すように、除霜モード１〜６に対して適用される除霜運転開始前の冷蔵庫１の冷却運転モード，冷凍室温度や冷蔵室温度の温度に対する条件が異なっている。また、図５の表の「除霜手段の組み合せ」欄には、各除霜モードが分かり易いように、第１〜第３の除霜手段の組み合せを記載している。さらに、図５の表の「除霜完了判定条件」欄には、除霜モード１〜６が、どのような冷凍室温度や冷蔵室温度や冷却器温度の除霜完了判定温度の条件で、それぞれの除霜モードが完了するか示している。なお、一例として、冷凍室温度で判定する場合であっても、各モードで適用される温度数値が異なっている。なお、図５の表の「除霜完了判定条件」欄に示す冷却器温度の条件は、除霜完了判定温度に対応する。

通常冷却運転には、前述の３種類の冷却運転モードがある。そのため、通常冷却運転を継続する場合、「冷凍室冷却運転」モードを継続する以外に、冷蔵室温度，冷凍室温度に基づいて、「冷凍室冷却運転」モード以外の他の２種類の冷却運転モード（「冷蔵室冷却運転」モード，「冷蔵室・冷凍室同時冷却運転」モード）に切り替わる場合もある。

例えば、使用者が冷蔵室２に温度の比較的高い食品を入れる等があった場合、「冷凍室冷却運転」モードから「冷蔵室冷却運転」モードに切り替わり、冷蔵室２を素早く所定温度まで冷却した後に再び「冷凍室冷却運転」モードに移行する。

次に、図６を参照しながら図５の除霜モード４の作用効果について説明する。なお、図６に示す制御は次のとおりである。すなわち、除霜モード４が選択されて、「冷凍室冷却運転」の区間、「第１の除霜手段」による除霜運転の区間、「第２の除霜手段」による除霜運転の区間ＴＢ、「第３の除霜手段」による除霜運転の区間ＴＣ、除霜運転完了後の経過の区間ＴＤ，ＴＥ、「通常冷却運転」の区間に分けられ、その間の冷蔵室温度，冷凍室温度及び冷却器温度の推移、除霜ヒータ２２のＯＮ状態（１６０Ｗ）／ＯＮ状態（８０Ｗ）／ＯＦＦ状態，庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ状態，冷蔵室冷却ダンパ２０の開状態／閉状態，庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ状態，冷凍室冷却ダンパ５０の開状態／閉状態，圧縮機２４のＯＮ状態／ＯＦＦ状態が示されている。

図６に示すように、除霜モード４が選択されると、除霜モード４による除霜運転に入る前に、冷蔵室温度が５℃を超えるまで冷凍室冷却運転を実施し、冷蔵室温度が５℃を超えたら、第１の除霜手段による除霜運転（「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＦＦ」）が行われる。

これは、庫内送風機９によって冷蔵室２に送風することで霜を解かす場合、冷蔵室２の温度はなるべく高い温度であった方が、冷却器７に付いた霜と熱交換しやすいため、予め冷蔵室２の温度を高くしておくものであり、これにより省エネルギー効果が高まる。また、冷蔵室２が庫外からの熱侵入により温度上昇するのを待つ間は、冷凍室冷却運転が実施されているため、除霜時に庫外からの熱侵入で温度上昇しやすい冷凍室を除霜前に十分冷やしておくことができ、除霜時に、冷凍食品が解けるといった不具合の可能性を小さくする効果もある。

除霜モード４における第１段階として、第１の除霜手段による除霜運転が実施されると、図６中の区間ＴＡに示すように、冷蔵室温度は霜の冷熱によって冷却され、一方、冷却器温度（霜温度）は冷蔵室の熱負荷によって上昇し、次第に冷蔵室と冷却器温度との差が小さくなる。冷蔵室温度と冷却器温度との温度差が小さくなると、熱交換し難くなるため、そのまま第１の除霜手段による除霜運転を継続した場合、除霜時間が長くなってしまう。一方、図６中に示すように、除霜中、冷凍室温度は上昇し続ける。

したがって、除霜時間が長いと、冷凍食品が解けるといった不具合が生じる可能性があり望ましくないので、冷蔵室温度と冷却器温度との温度差が小さくなったと判断された場合（（冷蔵室温度−冷却器温度）≦２℃が満足された場合）除霜時間が長引かないように、除霜ヒータ２２をＯＮとすることで、冷蔵室２からの戻り空気を加熱し、除霜しやすくする。この「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＮ」の状態が、図６中の区間ＴＢにおける第２の除霜手段による除霜運転、「庫内送風機＋除霜ヒータによる除霜」が実施されている状態である。第２の除霜手段における除霜ヒータ２２の出力は８０Ｗであり、この出力は、冷却器７に霜が残っている状態であれば、冷却器７を通過後の空気が冷蔵室２の冷却が可能な０〜４℃程度の温度となる出力である。

なお、この時の冷却器７自体の温度は冷却器７内にある液状冷媒の蒸発により約−１０℃以下となっている。換言すると、上記図６中区間ＴＢは冷却器７を構成するフィン表面に付いた霜を含めた温度である。また、本願の場合、区間ＴＢの終了は先の冷却器温度センサ３５によって行われる。

また、通常冷却運転時の庫内送風機９の回転速度は約１６００min^-1であり、区間ＴＢにおける第２の除霜手段による除霜運転中は約１４００min^-1としている。このように、第２の除霜手段による除霜運転時に庫内送風機９の回転速度を通常冷却運転時のそれから変えるのは、冷蔵室２の冷却が可能な０〜４℃程度の空気温度が得られるように調節するためである。

このように、本実施の形態の冷蔵庫１の第２の除霜手段による除霜運転は、冷蔵室２の冷却が可能な０〜４℃程度の空気温度が得られるように調節されるので、特許文献２や特許文献３に開示されている加湿を目的として「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室冷却ダンパ開，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＮ」とした場合に生じていた、「利用可能な霜の冷熱を冷蔵室の冷却に再利用できていないため、その分省エネルギー性能は低くなる」という問題点を解決でき、省エネルギー性能が高くできている。

もし、「庫内送風機＋除霜ヒータによる除霜」の除霜運転における除霜ヒータ２２の出力が過剰であるとすると、冷蔵室２で保つべき温度より高い冷却器を通過後の空気温度となり、冷蔵室２を暖めてしまうため好ましくない。また、第２の除霜手段による除霜運転は、除霜時間の短縮によって冷凍室温度の上昇を抑制することが目的であるため、除霜ヒータ２２の出力が過小だと、この目的が達成されない。したがって、第２の除霜手段における除霜ヒータ２２の出力は適切なものでなければならない。第２の除霜手段の効果としては、冷凍室温度の上昇抑制とともに、除霜ヒータ２２をＯＮとしているものの、冷蔵室２を冷やしながら霜を解かしている（冷蔵室２の熱負荷を使って霜を解かしている）ので、冷蔵室２の熱負荷を利用した分だけ、除霜のための外部からのエネルギー投入量が少なくて済み、省エネルギー効果が得られる。更に、送風によって冷却器７に冷蔵庫からの戻り空気を強制対流させているため、空気と霜との間の熱伝達効率が良く、霜が解けやすくなることによる省エネルギー効果もある。

このように、第１の除霜手段による除霜運転の後に第２の除霜手段による除霜運転を組み合わせることにより、除霜時間を短くしながらも除霜運転時の省エネルギー効果を得ることができる。

続いて、冷蔵室温度が冷却器温度以下になった時点で「庫内送風機ＯＦＦ，冷蔵室冷却ダンパ閉」となり、除霜ヒータ２２の出力は８０Ｗから１６０Ｗに変わることにより図６の区間ＴＣでは、第３の除霜手段による除霜運転、「除霜ヒータによる除霜」が実施される。冷蔵室温度が冷却器温度以下になると冷却器７が持つ冷熱では、冷蔵室２を冷却する能力はなく、それ以上送風を継続すると冷蔵室２を暖めてしまうことになるために、送風を停止、「除霜ヒータによる除霜」を行うことで冷蔵室２を暖めてしまうことを防ぐとともに、冷却器７に霜の解け残りがないようにする。

除霜モード４は、霜の解け残りがないようにしなければならないが、前記のとおり、「庫内送風機ＯＮ」状態での第１の除霜手段または第２の除霜手段による除霜運転のみでは、霜が解け難い箇所が生じてしまい、霜の解け残りが生じることがあった。そこで、第１の除霜手段及び第２の除霜手段の「庫内送風機ＯＮ状態」での除霜の後に、図６の区間ＴＣに示すように「除霜ヒータによる除霜」を実施し、霜の解け残りがないようにしている。

なお、本実施形態では、第３の除霜手段による除霜運転では、除霜ヒータ２２の出力を８０Ｗから１６０Ｗに上げている。これにより、第３の除霜手段による除霜運転の区間ＴＣを短くでき、その間の冷蔵室温度及び冷凍室温度の上昇を小さく抑えることができる。

また、第３の除霜手段による除霜運転は、送風状態での除霜に比べて冷却器収納室８内の空気と霜との自然対流による熱伝達効率が悪く、省エネルギー性能が低い除霜手段ではある。しかし、プラス温度に保たれる冷蔵室温度よりも冷却器温度の方が高いという、ほぼ全ての霜が解けたといえる状態から第３の除霜手段による除霜運転が実施されるので、除霜手段による除霜運転を行うことによる省エネルギー性能の低下の影響は比較的小さい。

このように、除霜モード４では、第１から第３の除霜手段による除霜運転を組み合わせることにより、柔軟で省エネルギー効果のある、確実な除霜を行え、除霜時間の短縮化も図ってその間に冷凍室温度が上昇するのを抑制している。

次に、冷却器温度が８℃を超えたとき、除霜ヒータ２２をＯＦＦし除霜モード４による除霜運転は終了し、図６の区間ＴＤで示すように、「圧縮機ＯＦＦ，庫内送風機ＯＦＦ，冷蔵室冷却ダンパ閉，冷凍室冷却ダンパ閉，除霜ヒータＯＦＦ」の状態で５分間待つ。この経過の区間ＴＤによって、除霜水の冷却器７，上部カバー５３（図５参照）から樋２３への滴下時間が確保され、滴下途中で通常冷却運転が再開されて再び氷結し、冷却器収納室８の一部を閉塞するといった事態が起こり難くなる。

また、冷却器温度が８℃を超えたときに第３の除霜手段による除霜運転を終了するように、図６に示す第３の除霜手段による除霜運転を含まない他の除霜モードの除霜完了判定温度（冷却器温度＞０.５℃）よりも比較的高い温度に設定しているので、略完全な除霜ができる。

経過の区間ＴＤの５分が経過した後、区間ＴＥに進む、この区間ＴＥではまず圧縮機２４のみをＯＮし（「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＦＦ，除霜ヒータＯＦＦ，冷蔵室冷却ダンパ閉，冷凍室冷却ダンパ閉」）、２分間待ち、その後、通常冷却運転を再開する。この２分間の待ち時間は、除霜モード４による除霜運転が終了した時点で温度が高くなっている冷却器７とその周辺の空気が、そのまま庫内各室に送られて、庫内各室を暖めてしまうという問題が生じ難くするためのものであり、通常冷却運転再開前に、冷却器収納室８内を冷却するために設けられている。

本発明は以上説明した如き構成を有するものであるから、冷気通路の奥行き寸法の拡大を抑制しつつ、冷凍室の温度制御を行うことで省エネルギー効率が向上する冷蔵庫を得ることができる。また、冷蔵庫内の食品を所定温度範囲に維持しながら省エネルギー性能を確保し、食品の貯蔵温度維持ができる冷蔵庫を得ることができる。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 庫内送風機（送風機）
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 冷気ダクト
１５ 冷蔵室ダクト
１７ 冷凍室戻り口
２０ 冷蔵室冷却ダンパ
５０ 冷凍室冷却ダンパ
５３ 上部カバー
５４ 仕切板
５５ 送風機固定部
５６ 送風機カバー
５６ａ 開口
５６ｂ 整流部

Claims (4)

1. 冷蔵庫本体の上部から順に設けられた冷蔵室，製氷室，冷凍室と、前記冷凍室の後方に冷却器が配置される冷却器収納室を区画する仕切板と、を有する冷蔵庫において、
   前記冷却器の上方に設けられた庫内送風機と、
   該庫内送風機と前記仕切板との間に設けられ且つ前記庫内送風機の前方に対向する送風機カバーと、
   該送風機カバーの上部であって且つ前記庫内送風機より上方に設けられた開口と、
   該開口に設けられ前記冷凍室への冷気量を制御する冷凍室冷却ダンパと、
   前記冷蔵室の後方且つ該冷凍室冷却ダンパよりも上方に設けられて前記冷蔵室への冷気量を制御する冷蔵室冷却ダンパと、
   前記冷凍室冷却ダンパより上方であって且つ前記仕切板に設けられ前記製氷室へ冷気を吹き出す吹き出し口と、を有し、
   前記送風機カバーと前記仕切板との間に前記製氷室及び前記冷凍室へ夫々冷気を送風する冷気ダクトが設けられた冷蔵庫。
2. 冷蔵庫本体の上部に設けられた冷蔵室と、該冷蔵室の下方に設けられた製氷室と、該製氷室の下方に設けられた冷凍室と、該冷凍室の後方に冷却器が配置される冷却器収納室を区画する仕切板と、を有する冷蔵庫において、
   前記冷却器の上方に設けられた庫内送風機と、
   該庫内送風機と前記仕切板との間に設けられ且つ前記庫内送風機の前方に対向する送風機カバーと、
   該送風機カバーの上部且つ前記庫内送風機より上方に設けられて前記冷凍室への冷気量を制御する冷凍室冷却ダンパと、
   該冷凍室冷却ダンパより上方且つ前記仕切板に設けられ前記製氷室へ冷気を吹き出す吹き出し口と、を有し、
   前記送風機カバーと前記仕切板との間に前記製氷室及び前記冷凍室へ夫々冷気を送風する冷気ダクトが設けられた冷蔵庫。
3. 請求項１又は２において、前記送風機カバーの前記庫内送風機が対向する位置に設けられて冷気を上方に流す整流部を有する冷蔵庫。
4. 請求項１又は２において、前記庫内送風機は上部より下部が前記送風機カバーに近くなるように傾斜して設けられた冷蔵庫。

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