JP5909426B2

JP5909426B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP5909426B2
Application number: JP2012183740A
Authority: JP
Inventors: 良二河井; 大平　昭義; 昭義大平; 慎一郎岡留; 暢志郎小池; 真也岩渕; 浩和中村
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2032-08-23
Also published as: JP2014040966A; CN103629877B; KR20140026243A; KR101445203B1; CN103629877A

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２０１２−２６６７７号公報（特許文献１）及び特開平１０−５４６４２号公報（特許文献２）がある。

特許文献１には、冷蔵室に奥側吹き出し風路と、天井側吹き出し風路と、風路を切り替えるツインダクトダンパを備え、奥側吹き出し風路の奥側温度センサと天井側吹き出し風路の天井側温度センサの検出温度に基づいてツインダクトダンパを制御して冷蔵室内の冷気量を制御する冷凍冷蔵庫が開示されている（特許文献１、第６図等）。

また、特許文献２には、各箇所毎に温度検出手段と各区画毎に冷風を送る開閉ダンパとダクトを設け、検出された温度によって冷風を送るか送らないかをコントロールした冷凍冷蔵庫が開示されている（特許文献２、第１図等）。

特開２０１２−２６６７７号公報特開平１０−５４６４２号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２のいずれに記載の冷蔵庫（冷凍冷蔵庫）であっても、風路の構成に対する配慮が十分なされておらず、冷却効率が十分高くならない場合があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、単一の貯蔵室に対する風路を切り替えて冷却する冷蔵庫において、高い冷却効率を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、貯蔵室と、冷却器と、前記冷却器と熱交換した冷気を送風する軸流送風機と、該軸流送風機で送風された冷気を前記貯蔵室へ導く送風経路と、前記貯蔵室に送風された冷気を前記冷却器に戻す戻り経路と、を備え、前記送風経路と前記戻り経路の少なくとも一方は、冷気の通過する経路が分岐した分岐経路を有し、該分岐経路の風路抵抗を制御する風路抵抗制御手段を備え、前記貯蔵室は、前記分岐経路のうちの一方の経路を通過する冷気によって冷却される第一の独立冷却領域と、前記分岐経路のうちの他方の経路を通過する冷気によって冷却される第二の独立冷却領域と、前記分岐経路のいずれの経路を通過する冷気によっても冷却される共通冷却領域とを有し、前記第一の独立冷却領域、前記第二の独立冷却領域及び前記共通冷却領域のいずれか１つ又は複数を組み合わせて冷却する複数の送風モードを有し、前記送風経路の最小流路断面積が、前記軸流送風機の吹き出し面積よりも小さく、前記戻り経路の最小流路断面積が、前記軸流送風機の吹き出し面積よりも小さく、前記複数の送風モードのいずれの場合でも前記軸流送風機は風量−静圧特性曲線の極小点より小風量側の動作点であることを特徴とする。

本発明によれば、単一の貯蔵室に対する風路を切り替えて冷却する冷蔵庫において、高い冷却効率を得ることができる。

本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す縦断面図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す正面図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の冷気循環経路を示す模式図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の庫内送風機を表す図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の冷蔵室ダンパを表す図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の真空断熱材を表す図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の真空断熱材の実装状態を表す図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫のダンパ開閉状態の組み合わせを表す図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の送風機の特性と動作点の説明図。本発明の第一の実施形態に係る冷蔵庫の送風機の吹き出し流れの説明図。本発明の第一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風量測定方法を示す図。本発明の第二の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す縦断面図。本発明の第二の実施形態に係る冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す正面図。本発明の第二の実施形態に係る冷蔵庫の冷気循環経路を示す模式図。本発明の第三の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す縦断面図。本発明の第三の実施形態に係る冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す正面図。本発明の第三の実施形態に係る冷蔵庫の冷気循環経路を示す模式図。本発明の第三の実施形態に係る冷蔵庫のダンパ開閉状態の組み合わせを表す図。

本発明に係る冷蔵庫の第一実施形態を、図１〜図１２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は本実施形態の冷蔵庫の庫内の構成を表す縦断面図である。図３は本実施形態の冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す正面図である。図４は本実施形態の冷蔵庫の風路構成を表す模式図である。図５は本実施形態の冷蔵庫の庫内送風機を表す図である。図６は本実施形態の冷蔵庫の冷凍室ダンパを表す図である。

図１に示すように本実施形態の冷蔵庫本体１は上方から、冷蔵室２、製氷室４及び上段冷凍室５、下段冷凍室６、野菜室８を備えている。なお、製氷室４と上段冷凍室５は、冷蔵室２と下段冷凍室６との間に左右に並べて設けている。冷蔵室２及び野菜室８は、一例として５℃程度の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室４、上段冷凍室５及び下段冷凍室６は、一例として−１８℃から−２０℃程度の冷凍温度帯の貯蔵室である（以下、製氷室４、上段冷凍室５、下段冷凍室６の総称を冷凍室７とする）。

冷蔵室２は、前方側に左右に分割された観音開き型の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。製氷室４、上段冷凍室５、下段冷凍室６、野菜室８は、それぞれ引き出し式の製氷室扉４ａ、上段冷凍室扉５ａ、下段冷凍室扉６ａ、野菜室扉８ａを備えている。

図２に示すように、本実施形態の冷蔵庫の庫外と庫内は、外箱１ａと内箱１ｂとの間に発泡断熱材（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５０により隔てられている。また、本実施形態の冷蔵庫は背面に真空断熱材６０を実装している（真空断熱材６０の実装状態については後述）。

冷蔵室扉２ａ、２ｂの貯蔵室内側には、複数の扉ポケット４７ａ〜４７ｃが備えられている。また、冷蔵室２内には複数の棚４６ａ〜４６ｆ（棚４６ａ、４６ｄは図３参照）を備えている。

また、製氷室４、上段冷凍室５、下段冷凍室６及び野菜室８は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉４ａ、５ａ、６ａ、８ａと一体に前後方向に移動する収納容器４ｂ、５ｂ、６ｂ、８ｂを備えている。扉４ａ、５ａ、６ａ、８ａは、それぞれ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、及び、８ｂが引き出せるようになっている。

本実施形態の冷蔵庫は、図２に示すように冷蔵室２と、上段冷凍室５及び製氷室４（図１参照）とが上側断熱仕切壁５１によって断熱的に隔てられ、下段冷凍室６と野菜室８とが下側断熱仕切壁５２によって断熱的に隔てられている。なお、棚４６ｆと上側断熱仕切壁５１の間には、一例として−１〜１℃程度に維持されるチルド室３を備えている。したがって、本実施形態の冷蔵庫では、上側断熱仕切壁５１の上方の貯蔵領域のうち、低温に維持されるチルド室３を除く領域が冷蔵温度帯の貯蔵室となる。なお、チルド室３を減圧状態に維持して食品の酸化を抑制する、減圧貯蔵室としてもよい。

本実施形態の冷蔵庫は、図２に示すように冷凍室７の背部に蒸発器収納室９を備え、蒸発器収納室９内には冷却手段として蒸発器２１（一例として、フィンチューブ型熱交換器）を備えている。また、蒸発器２１の上方には、送風手段として庫内送風機２２を備えている。

本実施形態の冷蔵庫の庫内送風機２２は、図５に示すように、外径が１１０ｍｍの羽根９１を中央のモータ収納部９２内のモータ（図示せず）により駆動する軸流送風機（プロペラファン）である。なお、モータ収納部９２は支持部９３によってハウジング９４と連結されている。また、吹き出し面積（π×[０．５×羽根外径]²）は一例として９５０３．３ｍｍ²である。

また、図２に示す通り、蒸発器収納室９の下方には、除霜ヒータ５６が備えられている。蒸発器２１及びその周辺の蒸発器収納室９の壁に成長した霜は、除霜ヒータ５６に通電する除霜運転によって解かされる。霜が融解することで生じた除霜水は、蒸発器収納室９の下部に備えられた樋５７に流入した後に、排水管５８を介して機械室１０に配された蒸発皿５９に達する。蒸発皿５９内の除霜水は、機械室１０内に配設される圧縮機２３及び凝縮器（図示せず）の発熱により蒸発する。
本実施形態の冷蔵庫は、機械室１０内に配設された圧縮機２３と、凝縮器（一例として、フィンチューブ型熱交換器）と、外箱１ａと内箱１ｂの間であって外箱１ａ面に接するように配設された放熱パイプ（図示せず）と、断熱箱体１０の上部断熱仕切壁５１の前面や下部断熱仕切壁５２の前面等に配設された結露抑制パイプ（図示せず）と、冷媒中の水分を乾燥吸湿するためのドライヤ（図示せず）と、キャピラリチューブ（図示せず）と、蒸発器２１を冷媒管で順次接続することで冷凍サイクルを構成している。なお、冷媒はイソブタンである。

図３に示すように、冷蔵室２の背面には、略中央に下方から上方に向かって延在する冷蔵室第一送風ダクト１１ａ、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂを備えている。冷蔵室２背面左側の冷蔵室第一送風ダクト１１ａは、最上段の棚４６ａ，４６ｂより下方で、最下段の棚４６ｆより上方の領域２ｄ（図２及び図３参照）に冷気を吹き出す冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃを備えている。なお、冷蔵室吹き出し口３１ａの開口面積は１０００ｍｍ²、冷蔵室吹き出し口３１ｂの開口面積は５００ｍｍ２、冷蔵室吹き出し口３１ｃの開口面積は２００ｍｍ²である。また、冷蔵室２背面左側の冷蔵室第二送風ダクト１１ｂは、棚４６ａ、４６ｂの上方の領域２ｃ（図２及び図３参照）に吹き出す冷蔵室吹き出し口３１ｄ、３１ｅを備えている。なお、冷蔵室吹き出し口３１ｄの開口面積は５００ｍｍ²、３１ｅの開口面積は５００ｍｍ²である。また、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ及び冷蔵室第二送風ダクト１１ｂの最小流路断面積は、それぞれ１６４０ｍｍ²及び１１１０ｍｍ²である。

ちなみに、棚４６ａ〜４６ｅは所定範囲で高さ位置を変更できるようになっている（なお、棚４６ｆは固定）。したがって、領域２ｃ及び領域２ｄの大きさは変化するが、棚４６ａ及び棚４６ｂの可変範囲は、棚４６ａ及び棚４６ｂから上壁に至るそれぞれの距離（図３中に示す高さＨ１及び高さＨ２）が、棚４６ａ及び棚４６ｂのそれぞれの奥行寸法より小さくなるようにしている。また、棚４６ａ、４６ｂの設置高さを最も低くした状態における領域２ｃの容積は５０Ｌ、領域２ｄの容積は１４０Ｌ、扉ポケット４７ｂ，４７ｃや製氷水タンク５５が設置されている領域２ｅの容積は４０Ｌである。

冷蔵室２への送風を制御する冷蔵室ダンパ２４（風路抵抗制御手段）は、図３に示すように、上側断熱仕切壁５１の後方投影領域内に備えられている。これにより食品収納スペースの減少を抑えてダンパを実装できる。
また、図６に示すように、冷蔵室ダンパ２４は、モータ収納部８１の左右に開口８２ａ、８２ｂを備えている。開口８２ａと開口８２ｂは、開閉板８３ａ、８３ｂによって開閉される。具体的には、モータ収納部８１内に設置されたステッピングモータ（図示せず）によって開閉板８３ａ、８３ｂは、それぞれ開角度０度の全閉鎖状態から開角度９０度の全開放状態の範囲で制御できるようになっている。以下冷蔵室ダンパ２４の機能のうち、開口８２ａの開閉状態を制御する機能を冷蔵室第一ダンパ２４ａ、開口８２ｂの開閉状態を制御する機能を冷蔵室第二ダンパ２４ｂとする。

図３に示すように、冷蔵室第一ダンパ２４ａ及び冷蔵室第二ダンパ２４ｂは、それぞれ冷蔵室第一送風ダクト１１ａ、及び、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂの入口に備えられて、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ、及び、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂへの送風が制御される。

図２及び図３に示すように、最下段の棚４６ｆと下から二段目の棚４６ｄにより区画された領域の背部には、主として領域２ｄの負荷を検知する冷蔵室第一温度センサ４１ａ（温度検知手段）が備えられている。また、冷蔵室２の上壁には、主として領域２ｃの負荷を検知する冷蔵室第二温度センサ４１ｂ（温度検知手段）が備えられている。さらに、棚４６ｆと上側断熱仕切壁５１により区画された領域の背部（チルド室３の背部）には、チルド室温度センサ４２（温度検知手段）が備えられている。なお、冷蔵室第一温度センサ４１ａ、冷蔵室第二温度センサ４１ｂ、チルド室温度センサ４２は、比較的流速が高い冷気が直接当たらない場所に設置することで検知精度を高めている。

また、冷凍室７の背部と、野菜室８の背部には、それぞれ冷凍室温度センサ４３と、野菜室温度センサ４４が備えられている（図２参照）。

なお、棚４６ｆと上側断熱仕切壁５１により区画された領域の左端には製氷用の水を貯留する製氷水タンク５５が備えられている。製氷水タンク５５内の水は、ポンプ（図示せず）を駆動することにより、配管（図示せず）を介して製氷室４内に備えられた製氷皿（図示せず）に供給される。

図７は本実施形態の冷蔵庫に実装している真空断熱材を表す図である。図８は真空断熱材の実装状態を表す図（図２における領域Ａ近傍の拡大図）である。

図７に示すように真空断熱材６０は、芯材６１（一例としてグラスウール）を、吸着剤６２（一例として合成ゼオライト）と共に圧縮密閉し、外包材６４（アルミ蒸着フィルム層を含むラミネートフィルム）内に挿入し、真空引き後、端部を熱溶着することで製造される。したがって、真空断熱材の端部には、図７に示す熱溶着部６０ａが存在するが、本実施形態の冷蔵庫では図８に示すように熱溶着部６０ａを、庫内側（発泡断熱材側）に折り返して固定した後に、発泡断熱材を内箱１ｂと外箱１ａとの間に充填して、断熱箱体５０を形成している。したがって、真空断熱材６０は、外周に熱溶着部６０ａを折り返した折り返し部６０ｂを有する。なお、本実施例では真空断熱材６０を外箱１ａ内面にホットメルト等の接着剤によって貼付しているが、これに限るものではない。例えば、内箱１ｂ内面に貼付する構成や、内箱１ｂと外箱１ａに支持部材を介して配置する構成であってもよく、いずれの構成であっても、熱溶着部６０ａを庫内側（発泡断熱材側）に折り返して配置する。

なお、内袋６３（一例としてポリエチレン）内に芯材６１を収納して仮圧縮状態として外包材６４内に収納した後、内袋６３及び外包材６４内を圧縮密封する構成とすれば、芯材６１の取り扱い性が向上して、製造工程を効率化できる。

図３中に破線で示すように、真空断熱材６０は冷蔵庫の背面断熱壁内に実装されるが、外周には上述の折り返し部６０ｂ（内側の破線と外側の破線で囲まれる領域）を有する。
本実施形態の冷蔵庫では、図３に示す通り、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを後方の真空断熱材６０に投影した際に、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ端部から真空断熱材６０の端部に至る最短距離Ｌを１００ｍｍとしている。また、冷蔵室第一送風ダクト１１ａは真空断熱材６０の折り返し部６０ｂよりも内側に収まるようにしている。これにより、真空断熱材６０の外包材６４における金属層を通じて熱が伝わる、いわゆるヒートブリッジ現象による影響が、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに及ばないように抑制できる。詳細は後述する。

次に図４と、適宜図２及び図３を参照しながら、本実施形態の冷蔵庫の冷気循環経路について説明する。

図４に示すように、蒸発器２１と熱交換した冷気は、庫内送風機２２によって昇圧され、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放状態では、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを流れて冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃから冷蔵室内の領域２ｄ（図２及び図３参照）に吹き出す。領域２ｄに吹き出した冷気は、扉ポケット４７ｂ、４７ｃや製氷水タンク５５が設置されている領域２ｅ（図２及び図３参照）、チルド室３を流れて、冷蔵室戻り口３５に至る。一方、冷蔵室第二ダンパ２４ｂが開放状態では、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂを流れて冷蔵室吹き出し口３１ｄ、３１ｅから冷蔵室内の領域２ｃ（図２及び図３参照）に吹き出す。
領域２ｃに吹き出した冷気は、扉ポケット４７ｂ、４７ｃや製氷水タンク５５が設置されている領域２ｅ（図２及び図３参照）、チルド室３を流れて、冷蔵室戻り口３５に至る。

領域２ｃ、２ｄ、２ｅ及びチルド室３を冷却した冷気は、冷蔵室戻り口３５から冷蔵室戻りダクト１５（一例として最小流路断面積１７００ｍｍ²）に入り、蒸発器収納室９に至って再び蒸発器２１と熱交換する。
次に、冷凍室ダンパ２６が開放状態では、庫内送風機２２によって昇圧された冷気は、冷凍室送風ダクト１３を流れて冷凍室吹き出し口３３ａ〜３３ｃ（図２参照）から冷凍室７に吹き出す。冷凍室７を冷却した冷気は、冷凍室戻り口３６から蒸発器収納室９に戻って再び蒸発器２１と熱交換する。

野菜室ダンパ２７が開放状態では、庫内送風機２２によって昇圧された冷気は、野菜室送風ダクト１４を流れて野菜室吹き出し口３４から野菜室８に吹き出す。野菜室８を冷却した冷気は、野菜室戻り口３７から野菜室戻りダクト１７に入り、蒸発器収納室９に至って再び蒸発器２１と熱交換する。

次に本実施形態の冷蔵庫の庫内送風機の特性と、庫内各風路の風路抵抗について図９〜図１１を参照しながら説明する。

図９はダンパの開閉状態の組み合わせを表す図であり、図１０は、庫内送風機２２の風量−静圧特性と動作点の関係を示す図である。また、図１１は庫内送風機２２から吹き出される空気の吹き出し流れを示す模式図である。

冷気循環経路の風路抵抗はダンパの開閉状態によって変化する。本実施形態の冷蔵庫は、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂ、冷凍室ダンパ２６、野菜室ダンパ２７を備え、それぞれが開放状態と閉鎖状態の２つの状態を取ることから、ダンパの開閉状態の組み合わせは１６通りとなる。図９は、これらのうち、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、または、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの少なくとも一方が開放状態で、冷蔵室２への送風が行われる状態となる組み合わせを示している。

図９に示すように、冷蔵室２への送風が行われる状態は状態１〜状態１２の１２通りあり、各状態における冷気循環経路の風路抵抗をＲ１〜Ｒ１２とする。なお、「風路抵抗の大きさ」欄は、Ｒ１〜Ｒ１２に関して、風路抵抗が小さい順に１〜１２の番号を付けている。すなわち、Ｒ１〜Ｒ１２の大小関係は、「Ｒ６＜Ｒ１２＜Ｒ４＜Ｒ１０＜Ｒ５＜Ｒ１１＜Ｒ３＜Ｒ９＜Ｒ１＜Ｒ７＜Ｒ２＜Ｒ８」となる。

図１０は、庫内送風機２２の風量−静圧特性と、図９中に示す状態１〜状態６とした際の動作点を示す図である。

庫内送風機２２の風量−静圧特性は、図１０中に示す通り、大風量側に勾配が上昇から下降に転じる極大点、小風量側に勾配が下降から上昇に転じる極小点を有する。これは一般的な軸流送風機に見られる特性であり、静圧が０の開放点から風量を減少させていくと、所定風量に到達した時点で羽根から流れが剥離する失速が生じる。失速が生じる点を失速点と呼び、一般には風量−静圧特性の極大点が失速点とみなされる。失速点より風量を減少させると、静圧が低下する領域（右上がり特性域）が現れ、極小点に至った後に再び遠心作用で静圧が上昇し、風量が０の締切点に至る。また、開放点から極大点に至るまでの大風量側では、図１１（ａ）中に矢印で示すように庫内送風機２２からの吹き出される空気は軸方向に流れ、極小点から締切点に至る小風量側では、図１１（ｂ）中に矢印で示すように庫内送風機２２からの吹き出される空気は径方向（遠心方向）に広がって流れる。したがって、以下では、開放点から極大点までを「軸流域」、極大点から極小点までを「右上がり特性域」、極小点から締切点までを「遠心流域」と呼ぶことにする。

図１０に示す状態１〜状態６における抵抗Ｒ１〜Ｒ６の抵抗曲線と、庫内送風機２２の風量−静圧特性曲線との交点が各状態における動作点となる。したがって、各ダンパを状態１〜状態６とした場合の風量は、図１０中に示すＱ１〜Ｑ６となり、何れの動作点も遠心流域となる。また、風量の大小関係は「Ｑ６＞Ｑ４＞Ｑ５＞Ｑ３＞Ｑ１＞Ｑ２」となる。ちなみに、図１０中では省略したが、抵抗Ｒ７〜Ｒ１２の風量をＱ７〜Ｑ１２として、風量の大小関係を示すと、「Ｑ６＞Ｑ１２＞Ｑ４＞Ｑ１０＞Ｑ５＞Ｑ１１＞Ｑ３＞Ｑ９＞Ｑ１＞Ｑ７＞Ｑ２＞Ｑ８」となる。すなわち、各状態の風路抵抗の大きさが小さい順に、風量が大きくなる傾向となる。

本実施形態の冷蔵庫は、冷蔵室２、チルド室３、冷凍室７や野菜室８の温度設定をする温度設定器等（図示せず）を備えており、冷蔵庫本体１の上壁の上部後方側には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４９が配置されている（図２参照）。制御基板４９は、前記した冷蔵室第一温度センサ４１ａ、冷蔵室第二温度センサ４１ｂ、チルド室温度センサ４２、冷凍室温度センサ４３、野菜室温度センサ４４、及び、冷蔵室扉２ａや庫内に設けられた温度設定器等と接続される。

圧縮機２３のＯＮ／ＯＦＦ、冷蔵室ダンパ２４、冷凍室ダンパ２６、及び野菜室ダンパ２７を稼動するそれぞれのアクチュエータ（図示せず）の制御、庫内送風機２２のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御は、ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより行われて、これらによって制御装置が構成される。

次に、本実施形態の冷蔵庫の制御について図１２を参照しながら説明する。

図１２は本実施形態の冷蔵庫の冷却運転中の制御を表す制御フローチャートである。本実施形態の冷蔵庫は、電源の投入により圧縮機２３が駆動して冷却運転が開始する（スタート）。ここでは、庫内が十分冷えるまでの制御状態については省略し、庫内が十分冷却され、圧縮機２３が停止している状態から圧縮機２３が駆動する条件が満足した時点から説明を開始する。圧縮機２３の駆動条件が満足した場合（圧縮機２３の駆動条件については後述）、圧縮機２３及び庫内送風機２２が駆動し（ステップＳ１０１）、冷蔵室第一ダンパ２４ａの開放条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１０２）。本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第一ダンパ２４ａの開放条件は、「圧縮機２３停止状態、冷蔵室第一温度センサ４１ａ検知温度がＴｒ１_ａ以上（本実施形態の冷蔵庫ではＴｒ１_ａ＝３℃）」、または、「圧縮機２３駆動状態、冷凍室ダンパ２６閉鎖状態、冷蔵室第一温度センサ４１ａ検知温度がＴｒ１_ａ以上」、または、「圧縮機２３駆動状態、冷凍室ダンパ２６開放状態、冷蔵室第一温度センサ４１ａ検知温度がＴｒ１_ｂ以上（本実施形態の冷蔵庫ではＴｒ１_ｂ＝７℃）」の場合に成立する。ステップＳ１０２が成立した場合（Ｙｅｓ）、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放され（ステップＳ１０３）、冷蔵室２内の領域２ｄ（図２または図３参照）に冷気が送られる。

続いて、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの開放条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１０４）。本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの開放条件は、「圧縮機２３停止状態、冷蔵室第二温度センサ４１ｂ検知温度がＴｒ２_ａ以上（本実施形態の冷蔵庫ではＴｒ２_ａ＝４℃）」、または、「圧縮機２３駆動状態、冷凍室ダンパ２６閉鎖状態、冷蔵室第二温度センサ４１ｂ検知温度がＴｒ２_ａ以上」、または、「圧縮機２３駆動状態、冷凍室ダンパ２６開放状態、冷蔵室第二温度センサ４１ｂ検知温度がＴｒ２_ｂ以上（本実施形態の冷蔵庫ではＴｒ２_ｂ＝８℃）」の場合に成立する。ステップＳ１０４が成立した場合（Ｙｅｓ）、冷蔵室第二ダンパ２４ｂが開放され（ステップＳ１０５）、冷蔵室２内の領域２ｃ（図２または図３参照）に冷気が送られる。

次に、冷蔵室第一ダンパ２４ａの閉鎖条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１０６）。本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第一ダンパ２４ａの閉鎖条件は、「冷蔵室第一温度センサ４１ａ検知温度がＴｒ１_ｃ以下（本実施形態の冷蔵庫ではＴｒ１_ｃ＝２℃）」、または、「チルド室温度センサ４２検知温度がＴｃ_ａ以下（本実施形態の冷蔵庫ではＴｃ_ａ＝−１℃）」の場合に成立する。ステップＳ１０６が成立した場合（Ｙｅｓ）、冷蔵室第一ダンパ２４ａが閉鎖される（ステップＳ１０７）。

続いて、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの閉鎖条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１０８）。本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの閉鎖条件は、「冷蔵室第二温度センサ４１ｂ検知温度がＴｒ２_ｃ以下（本実施形態の冷蔵庫ではＴｒ２_ｃ＝３℃）」、または、「チルド室温度センサ４２検知温度がＴｃ_ａ以下」の場合に成立する。ステップＳ１０８が成立した場合（Ｙｅｓ）、冷蔵室第二ダンパ２４ｂが閉鎖される（ステップＳ１０９）。

次に、冷凍室ダンパ２６の開放条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１１０）。本実施形態の冷蔵庫では、冷凍室ダンパ２６の開放条件は、「圧縮機２３駆動状態、冷蔵室第一ダンパ２４ａ閉鎖状態、冷蔵室第二ダンパ２４ｂ閉鎖状態」、または、「圧縮機駆動状態、冷凍室温度センサ４３検知温度がＴｆ_ａ以上（本実施形態の冷蔵庫ではＴｆ_ａ＝−１４℃）」の場合に成立する。ステップＳ１１０が成立した場合（Ｙｅｓ）、冷凍室ダンパ２６が開放され、冷凍室７に冷気が送られる（ステップＳ１１１）。

続いて、庫内送風機２２の停止条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１１２）。本実施形態の冷蔵庫では、庫内送風機２２の停止条件は、「圧縮機２３停止状態、冷蔵室第一ダンパ２４ａ閉鎖状態、冷蔵室第二ダンパ２４ｂ閉鎖状態」の場合に成立する。ステップＳ１１２が成立した場合（Ｙｅｓ）、庫内送風機２２が停止される。

次に、圧縮機２３の停止条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１１４）。本実施形態の冷蔵庫では、圧縮機２３の停止条件は、「冷凍室温度センサ４３検知温度がＴｆ_ｂ以下（本実施形態の冷蔵庫ではＴｆ_ｂ＝−２０℃）」の場合に成立する。ステップＳ１１４が成立しない場合（Ｎｏ）、再びステップＳ１０２の判定に戻る。

ステップＳ１１４が成立した場合（Ｙｅｓ）、圧縮機２３が停止し、冷凍室ダンパ２６が閉鎖される（ステップＳ１１５）。続いて圧縮機２３の駆動条件が成立するか否かが判定される（ステップＳ１１６）。本実施形態の冷蔵庫では、圧縮機２３の駆動条件は、「冷凍室温度センサ４３検知温度がＴｆ_ｃ以上（本実施形態の冷蔵庫ではＴｆ_ｃ＝−１６℃）」の場合に成立する。ステップＳ１１６が成立しない場合（Ｎｏ）、再びステップＳ１０２の判定に戻る。また、ステップＳ１１６が成立した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１によって圧縮機２３、庫内送風２２が駆動して、ステップＳ１０２の判定に移る。

なお、以上の制御フローでは、野菜室ダンパ２６の動作の説明を省略したが、本実施形態の冷蔵庫において野菜室ダンパ２６は、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、または、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの開放と連動して開放され、野菜室温度センサ４４の検知温度が下限温度Ｔｖ（本実施形態の冷蔵庫ではＴｖ＝３℃）より低くなった場合に閉鎖される。

以上で、本実施形態の冷蔵庫の構成を説明したが、以下では、本実施形態の冷蔵庫の奏する効果について説明する。

本実施形態の冷蔵庫は、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、または、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの少なくとも一方が開放状態時には、動作点が庫内送風機２２の風量−静圧特性における極小点より小風量側（遠心流域）になるようにしている（図１０参照）。これにより、冷却効率の高い冷蔵庫を提供することができる。理由を以下で説明する。

本実施形態の冷蔵庫は、冷蔵室２への送風経路として独立した冷蔵室第一送風ダクト１１ａと第冷蔵室第二送風ダクト１１ｂを備えており、主に冷蔵室第一送風ダクト１１ａによって冷却される領域２ｄに温度を検知する冷蔵室第一温度センサ４１ａと、主に冷蔵室第二送風ダクト１１ｂによって冷却される領域２ｃに温度を検知する冷蔵室第二温度センサ４２ｂを備える。冷蔵室第一温度センサ４１ａと冷蔵室第二温度センサ４２ｂの検知温度に基づいて、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの開閉状態を制御している（図１２参照）。これによって、冷蔵室２内の領域２ｃと領域２ｄ（図２または図３参照）は、送風量が過大であれば、短時間で冷却が完了し、送風量が過小であれば、冷却時間は延びるが確実に所定値まで冷却できる。すなわち、領域２ｃ、領域２ｄに関しては、送風量によらず冷却の過不足がなくなるため高効率な冷却状態が得られる。一方で、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても共通に冷気が通過する領域２ｅは、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れか一方でも開放された状態であれば冷却されるため、送風状態を切り替えることで冷却の過不足を抑制することができない。例えば、領域２ｅへの送風量が過大になると、領域２ｃあるいは領域２ｄが十分冷却された時点で、領域２ｅは過剰に冷却された状態となり、送風量が過小になると領域２ｃあるいは領域２ｄが十分冷却された時点で、領域２ｅは冷却不足の状態となる。特に、本実施形態の冷蔵庫のように、製氷水タンク５５を共通に冷気が通過する領域２ｅに備える場合は、領域２ｅが過剰に冷却されると、製氷水タンク５５内の水が凍結する場合がある。したがって、製氷水タンク５５内の凍結を防止するためにヒータ等による加熱を要するため、その分熱負荷が増加して冷却効率が低下する。

そこで、共通に冷気が通過する領域２ｅを過不足なく冷却できる送風量となるように、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂを開放した状態における冷気循環経路の風路抵抗や庫内送風機２２の回転速度を調整することが求められる。

一般に、庫内送風機の風量−静圧特性と風路抵抗（図１０における抵抗曲線）により定まる動作点が安定していれば、送風量は庫内送風機の回転速度に比例するため、回転速度を変えることで容易に送風量を調整できる。

一方、動作点が大きく変化する場合は、庫内送風機の回転速度と送風量の関係が変化するため、所定の送風量を得ることが難しくなる。従来の冷蔵庫（例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載の冷蔵庫）では、以下に述べる理由により、冷気循環経路の動作点が大きく変化することがあり、それに伴う冷却効率の低下が問題となっていた。

軸流送風機は、一般に、失速点より大風量側の軸流域（図１０参照）で使用する送風機である。したがって、比較のために、まず、冷気循環経路の風路抵抗を小さく抑えて、動作点が軸流域となるように風路を構成する場合について説明する。

冷蔵庫では、冷却運転中に蒸発器に霜が成長するため、風路抵抗は霜の成長に伴って次第に増加することが避けられない。このとき、動作点を軸流域とするために風路抵抗が小さく抑えられていると、蒸発器に成長した霜に起因する風路抵抗の増加度合いが大きくなり、霜の成長に伴って動作点が大きく小風量側に変化する。したがって、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても共通に冷気が通過する領域２ｅへの送風量が大きく変化して、冷却効率の低下を招く。

そこで、本実施形態の冷蔵庫のように、風路抵抗を比較的大きくして、動作点が遠心流域となるように風路を構成した場合、霜が成長しても、ベースとなる風路抵抗が比較的大きいために、霜の成長に起因する風路抵抗の増加度合いは相対的に小さくなる。したがって、風量の減少度合いは小さくなるため、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても共通に冷気が通過する領域２ｅの冷却効率の低下を抑制できる。

また、軸流域と遠心流域の間の右上がり特性域は動作が不安定となることがある。したがって、一般に、安定した送風量を得るためには避けることが望ましいが、動作点が軸流域となるように風路を構成した場合、霜の成長に伴って風路抵抗が増加して、右上がり特性域に動作点が入ることで領域２ｅへの安定した送風量が得られなくなる事態に至ることがある。

したがって、本実施形態の冷蔵庫のように、動作点が遠心流域となるようにすれば、霜の成長に伴って風路抵抗が増加しても、風量の減少度合いは小さく抑えられ、また、動作が不安定となることがある右上がり特性域に入ることも避けられるため、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても共通に冷気が通過する領域２ｅを過不足なく冷却できる冷却効率の高い冷蔵庫となる。

なお、動作点が遠心流域にあることは、例えば、以下のように判別すれば良い。

はじめに、庫内送風機単体の風量−静圧特性を、ＪＩＳＢ８３３０：２０００に則って測定する。次に、冷蔵庫の風量を測定する。図１３は本実施形態の冷蔵庫の冷蔵室戻り口３５を流れる風量を測定している状態を表す模式図である。

図１３に示すように、冷蔵室扉２ａ、２ｂを開放して、ダクト１００が冷蔵室戻り口３５を覆うように設置し、ダクト１００の内部の圧力と外部の圧力（大気圧）の差圧を測定する第一差圧計１０３と、上流側と下流側の差圧に基づいて風量を算出できるオリフィス１０２と、オリフィス１０２の上流側と下流側の差圧を測定する第二差圧計１０４と、オリフィスの上流側に送風機１０１によって構成される風量測定装置を用いて風量を測定する。具体的には、第一差圧計１０３の差圧がゼロになるように送風機１０１を調整して、その際の第二差圧計１０４に基づいて冷蔵室戻り口３５を流れる風量を測定することができる。なお、冷蔵室扉２ａ、２ｂは開放状態となるが、第一差圧計の差圧がゼロとなるように調整しているので、冷蔵室扉２ａ、２ｂを閉鎖した状態とほぼ同等の状態とみなせる。ちなみに、オリフィス１０２と、送風機１０１を図１３に記載の設置状態から反転させてダクト１００内の空気を吸い出すようにすることで、吹き出し口から吹き出される風量を測定することもできる。例えば、冷蔵室第一送風ダクト１１ａの吹き出し口３１ａ〜３１ｃからの送風を導くようにダクト１００を設置して、第一差圧計１０３の差圧がゼロになるように送風機１０１を調整すれば、第二差圧計１０４の差圧に基づいて冷蔵室第一送風ダクト１１ａからの吹き出し風量を測定することもできる。なお、ここでは、絞り機構による風量測定方法の一例を説明したが、例えば熱式流量計等の他の手段を用いて風量を測定しても良い。

以上の方法によって、送風機単体の風量−静圧特性と、冷蔵庫の動作風量とが明らかとなるので、両者から、動作点が遠心流域となるか否かを実用上十分な精度で判別することができる。

なお、軸流送風機の単体性能において、極大点と極小点が明確に現れなかった場合、次のようにして遠心流域であることを確認できる。

軸流送風機は、一般に、軸流域では軸方向に流れが吹き出し、遠心流域では径方向に流れが吹き出す（図１１参照）。したがって、極大点と極小点が明確に現れない風量−静圧特性を有する送風機の場合は、吹き出し流れの変化によって軸流域と遠心流域を判別できる。具体的には、図１１中に示すように、軸流送風機２２の羽根外周の前縁９１ａの前方から４５度傾斜した仮想面（円錐台面）を考え、面の内側（前方）を前方領域、面の外側を径方向領域として、前方領域に流れが吹き出す場合は動作点が軸流域にあり、径方向領域に流れが吹き出す場合には遠心流域に動作点があると判定する。したがって、例えば、送風機単体の風量−静圧特性の測定とともに、羽根外周の前縁９１ａから一定距離の子午面上の風速を測定して、風速の最大値を示す点が前方領域に入る場合は軸流域、径方向領域に入る場合は遠心流域と判定すればよい。ちなみに、送風機から吹き出される風速は、軸方向成分、径方向（遠心方向）成分、及び、周方向成分を有している。したがって、例えば無指向性の風速計で測定すると、これらの成分が合成された風速が計測されるが、軸方向に向かう流れが相対的に小さくなり、径方向に向かう流れが形成される遠心流域にあることは判別が可能である。

本実施形態の冷蔵庫は、背面断熱壁内に真空断熱材６０を備え、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを後方の真空断熱材６０に投影した際に、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ端部から真空断熱材６０の端部に至る最短距離Ｌを５０ｍｍ以上（本実施形態の冷蔵庫はＬ＝１００ｍｍ）離間させるようにしている。この状態で、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに送風する冷蔵室第一ダンパ２４ａを開放状態、冷蔵室第二送風ダクト１２ａに送風する冷蔵室第二ダンパ２４ｂを閉鎖状態とする運転モードを実施する（図３及び図１２参照）。これにより、冷却効率の高い冷蔵庫を提供することができる。理由を以下で説明する。

本実施形態の冷蔵庫の真空断熱材６０（図７参照）のように、熱伝導率が高い金属層を含む外包材（本実施形態の冷蔵庫ではアルミ蒸着フィルム層を含むラミネートフィルム）により覆われた真空断熱材は、外周から５０ｍｍ未満の領域は、外包材を介して熱が多く移動するために断熱性能が低くなる、いわゆるヒートブリッジ領域となる。したがって、ヒートブリッジ領域の前方にダクトを配設すると、熱損失が大きくなり冷却効率が低下する。したがって、ヒートブリッジ領域の前方にダクトを配設しないように配慮することが望ましい。しかしながら、冷蔵室内の冷却を良好に行うためには、所定位置までダクトで冷気を導くことが必要となる。特に、自然対流によって冷気が届き難くなる冷蔵室の上方の領域（本実施形態の冷蔵庫における領域２ｃ）に確実に冷気を届けるためには、ダクトを冷蔵室の上部にまで配置させる必要がある。これに伴って、ヒートブリッジ領域の前方にダクトが配設されることとなる。

そこで、本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを後方の真空断熱材６０に投影した際に、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ端部から真空断熱材６０の端部に至る最短距離Ｌを５０ｍｍ以上離間させるようにして、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを熱損失が小さい高断熱風路として、領域２ｃの冷却を行う必要がない状態では、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに送風する冷蔵室第一ダンパ２４ａを開放状態、冷蔵室第二送風ダクト１２ａに送風する冷蔵室第二ダンパ２４ｂを閉鎖状態とする運転モードを実施することで、ヒートブリッジによる熱損失を抑えた冷却効率が高い冷蔵庫となる。

また、背面断熱壁内に真空断熱材６０を備え、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを後方の真空断熱材６０に投影した際に、真空断熱材６０の折り返し部６０ｂの内側の領域に冷蔵室第一送風ダクト１１ａが収まるように構成して、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに送風する冷蔵室第一ダンパ２４ａを開放状態、冷蔵室第二送風ダクト１２ａに送風する冷蔵室第二ダンパ２４ｂを閉鎖状態とする運転モードを実施する（図２、図３、図８及び図１２参照）。真空断熱材の折り返し部は、外包材が重なるためにヒートブリッジの影響が大きくなる。そこで、本実施形態の冷蔵庫では上記構成を採用することで、折り返し部６０ｂに起因するヒートブリッジによる熱損失を抑えた冷却運転を実施することで、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを熱損失が小さい高断熱風路として、冷却効率を向上させている。

また、最上段の棚４６ａ、４６ｂより上方の領域２ｃに送風する冷蔵室第二送風ダクト１１ｂと、最上段の棚４６ａ、４６ｂより下方の領域２ｄに送風する冷蔵室第一送風ダクト１１ａを備え、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに送風する冷蔵室第一ダンパ２４ａを開放状態、冷蔵室第二送風ダクト１２ａに送風する冷蔵室第二ダンパ２４ｂを閉鎖状態とする運転モードを実施する（図２、図３及び図１２参照）。これにより、領域２ｃの冷却を行う必要がない状態では、最上段の棚４６ａ、４６ｂより上方の領域２ｃの空気層が、冷蔵室２の上壁からの熱影響が領域２ｄに及ぶことを抑制する断熱層として作用するので、効率の良い冷却が可能となる。

また、棚４６ａ及び棚４６ｂから上壁に至るそれぞれの距離（図３中に示すＨ１及びＨ２）が棚４６ａ及び棚４６ｂのそれぞれの奥行寸法より小さくなるようにしている。これにより、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに送風する冷蔵室第一ダンパ２４ａを開放状態、冷蔵室第二送風ダクト１２ａに送風する冷蔵室第二ダンパ２４ｂを閉鎖状態とする運転モードを実施して、領域２ｃの空気層を断熱層として作用させる際に、領域２ｃ内の対流が生じ難くなるので、領域２ｃによる断熱効果が高められ、より効率の良い冷却が可能となる。

また、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても共通に冷気が通過する領域の容積（領域２ｅの容積）が、冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの開閉状態によって独立に送風が制御される領域の容積（領域２ｃと領域２ｄを併せた容積）より小さくなるようにしている。これにより、霜の成長に伴って動作点がやや小風量側に変化しても、冷却効率の低下の影響が顕著に現れることを抑制できる。

また、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ及び冷蔵室第二送風ダクト１１ｂの最小流路断面積を、庫内送風機２２の吹き出し面積よりも小さくしている。これにより、ダクト占有体積を抑えつつ、冷蔵室２の冷気循環系路の風路抵抗を大きくしている。したがって、冷却効率とスペース効率が高い冷蔵庫となる。

また、冷蔵室戻りダクト１５の最小流路断面積を、庫内送風機２２の吹き出し面積よりも小さくしている。これによりダクト占有体積を抑えつつ、冷蔵室２の冷気循環系路の風路抵抗を大きくしている。したがって、冷却効率とスペース効率が高い冷蔵庫となる。

また、冷蔵室第一送風ダクト１１ａの最小流路断面積を、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂの最小流路断面積より大きくしている。これにより冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの双方が開放状態となった場合に、高断熱風路である冷蔵室第一送風ダクト１１ａにより多くの冷気が流れるので、熱損失を抑えた冷却効率が高い冷却運転を実施することができる。

また、冷蔵室第一送風ダクト１１ａから送風される冷気と、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂから送風される冷気が共通に流れる経路（領域２ｅ、チルド室３、冷蔵室戻り口３５、冷蔵室戻りダクト１５）に温度センサ（チルド室温度センサ４２）を備え、所定温度以下（Ｔｃ_ａ以下）にセンサ検知温度が低下した場合には、冷蔵室第一送風ダクト１１ａに送風する冷蔵室第一ダンパ２４ａ、冷蔵室第二送風ダクト１２ａに送風する冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れも閉鎖状態とするようにしている（図２、図３、図４及び図１２参照）。これにより、冷蔵室第一送風ダクト１１ａと冷蔵室第二送風ダクト１１ｂからの送風によって共通に冷却される領域（本実施形態の冷蔵庫の冷蔵室内の領域２ｅやチルド室３）が過度に冷却され、凍結に至るといった不具合が生じないようできる。

なお、本実施形態の冷蔵庫では、チルド室３は冷気の吹き出し口を備えなくても所定温度に冷却できるため、チルド室に吹き出す吹き出し口を備えていないが、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ、あるいは、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂにチルド室吹き出し口を備えても良い。また、チルド室吹き出し口からの送風を制御するためのチルド室ダンパを備えて、所定温度に維持し易い構成としても良い。

本発明に係る冷蔵庫の第二実施形態を、図１４〜図１６を参照しながら説明する。図１４は第二実施形態の冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す縦断面である。図１５は第二実施形態の冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す正面図である。図１６は第二実施形態の冷蔵庫の風路構成を表す模式図である。なお、図１４〜図１６に示す構成以外は、第一実施形態の冷蔵庫と同一であるため説明を省略する。また、図１４〜図１６において、第一実施形態の冷蔵庫と同一機能部品については、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の冷蔵庫は、冷蔵室２の背面に下方から上方に延伸する冷蔵室送風ダクト１１（最小流路断面積１７００ｍｍ²）を備えている（図１４及び図１５参照）。冷蔵室送風ダクト１１には冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃが備えられている（図１４参照）。冷蔵室送風ダクト１１の右側に隣接して冷蔵室第一戻りダクト１５ａ（最小流路断面積１６４０ｍｍ²）が配設されている。冷蔵室第一戻りダクト１５ａの上部には戻り口３５ａ、３５ｂが備えられている。また、チルド室背面には冷蔵室第二戻りダクト１５ｂ（最小流路断面積及び１４００ｍｍ²）が備えられており、冷蔵室第二戻りダクト１５ｂには戻り口３５ｃが備えられている（図１５参照）。冷蔵室第一戻りダクト１５ａと冷蔵室第二戻りダクト１５ｂへの戻り冷気の流入は、上側断熱仕切壁５１の後方投影領域内に配設された冷蔵室第一ダンパ２４ａ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂ（図１５参照）の開閉状態によって制御される。

次に図１６と、適宜図１４及び図１５を参照しながら、本実施形態の冷蔵庫の冷蔵室を冷却する冷気の循環経路について説明する。

図１６に示すように、蒸発器２１と熱交換した冷気は、庫内送風機２２によって昇圧され、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放状態では、冷蔵室送風ダクト１１を流れて冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃから冷蔵室内の最上段の棚４６ａ，４６ｂより下方で、最下段の棚４６ｆより上方の領域２ｄ（図１４及び図１５参照）に吹き出す。領域２ｄに吹き出した冷気は、扉ポケット４７ｂが設置されている領域２ｅ（図１４参照）を流れて、棚４６ａ、４６ｂより上方の領域２ｃ（図１４及び図１５参照）を経て、冷蔵室戻り口３５ａ、３５ｂ（図１５参照）に至る。冷蔵室戻り口３５ａ、３５ｂ（図１５参照）から冷蔵室第一戻りダクト１５ａ（図１５参照）に流入した冷気は、蒸発器収納室９に戻って再び蒸発器２１と熱交換する。

また、冷蔵室第二ダンパ２４ｂが開放状態では、冷気は、冷蔵室送風ダクト１１を流れて冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃから領域２ｄに吹き出す。領域２ｄに吹き出した冷気は、領域２ｅを流れて、扉ポケット４７ｃや製氷水タンク５５が設置されている領域２ｆ（図１４及び図１５参照）を経て、チルド室３を冷却して冷蔵室戻り口３５ｃ（図１５参照）に至る。冷蔵室戻り口３５ｃから冷蔵室第二戻りダクト１５ｂ（図１５参照）に流入した冷気は、蒸発器収納室９に戻って再び蒸発器２１と熱交換する。

また、本実施形態の冷蔵庫では、図１５に示す通り、冷蔵室送風ダクト１１を後方の真空断熱材６０に投影した際に、冷蔵室送風ダクト１１端部から真空断熱材６０の端部に至る最短距離Ｌを１００ｍｍとしている。また、冷蔵室第一送風ダクト１１ａは真空断熱材６０の折り返し部６０ｂの内側に収まるようにしている。

以上のように、本実施形態の冷蔵庫は、冷蔵室送風ダクト１１と、冷蔵室第一戻りダクト１５ａと、冷蔵室第二戻りダクト１５ｂを備えて、冷蔵室送風ダクト１１を後方の真空断熱材６０に投影した際に、冷蔵室送風ダクト１１端部から真空断熱材６０の端部に至る最短距離Ｌを５０ｍｍ以上としている。また、冷蔵室送風ダクト１１を後方の真空断熱材６０に投影した際に、真空断熱材６０の折り返し部６０ｂの内側の領域に冷蔵室送風ダクトが収まるようにしている。これにより、低温の冷気が流れる冷蔵室送風ダクト１１をヒートブリッジによる熱損失を抑えた位置に配設することで、冷却効率の高い冷蔵庫とすることができる。

また、本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第二ダンパ２４ｂの開閉状態によって製氷水タンク５５設置部周辺（領域２ｆ）への送風を制御できるようにしている。すなわち、冷蔵室第一ダンパ２４ａ及び冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れが開放状態であっても共通に冷気が通過する領域（領域２ｄ、２ｆ）に製氷水タンク５５を設置していない。これにより、製氷水タンク５５周辺が過剰に冷却され難くなり、製氷水タンク５５内の水が凍結することを防止するためのヒータ等による加熱を抑えられるので、冷却効率が高い冷蔵庫となる。

本発明に係る冷蔵庫の第三実施形態を、図１７〜図２０を参照しながら説明する。図１７は第三実施形態の冷蔵庫の庫内の構成を表す縦断面図、図１８は第三実施形態の冷蔵庫の冷蔵室の構成を表す正面図、図１９は第三実施形態の冷蔵庫の風路構成を表す模式図である。また、図２０は第三実施形態の冷蔵庫のダンパの開閉状態の組み合わせを表す図である。なお、図１７〜図２０において、第一実施形態の冷蔵庫と同一機能部品については、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の冷蔵庫は、図１８に示すように、冷蔵室２の背面略中央に、冷蔵室２の下方から上方に延伸する冷蔵室第一送風ダクト１１ａと、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ（最小流路断面積１４００ｍｍ²）の上部に冷蔵室第二送風ダクト１１ｂ（最小流路断面積１４００ｍｍ²）を備えており、冷蔵室第一送風ダクト１１ａ及び冷蔵室第二送風ダクト１１ｂの入口部にはそれぞれ冷蔵室第一ダンパ２４ａ、及び、冷蔵室第二ダンパ２４ｂを備えている。なお、図１７及び図１８に示すように、冷蔵室第一ダンパ２４ａは、上側断熱仕切壁５１の後方投影領域内に配設され、冷蔵室第二ダンパ２４ｂは、及び、冷蔵室棚４６冷蔵室第一ダンパ２４ｂは棚４６ａの略背部（棚４６ａの高さ位置を下端にした場合）に配設されている。

次に図１９と、適宜図１７及び図１８を参照しながら、本実施形態の冷蔵庫の冷気循環経路について説明する。

図１９に示すように、蒸発器２１と熱交換した冷気は、庫内送風機２２によって昇圧され、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放状態で、冷蔵室第二ダンパ２４ｂが閉鎖状態では、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを流れて冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃ（図１８参照）から冷蔵室内の領域２ｄ（図１７及び図１８参照）のみに吹き出す。領域２ｄに吹き出した冷気は、扉ポケット４７ｂ、４７ｃが設置されている領域２ｅ（図１７参照）、チルド室３を流れて、冷蔵室戻り口３５に至る。また、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放状態で、且つ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂが開放状態では、冷気は、冷蔵室第一送風ダクト１１ａを流れて冷蔵室吹き出し口３１ａ〜３１ｃから領域２ｄに吹き出すとともに、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂを流れて冷蔵室吹き出し口３１ｄ、３１ｅから冷蔵室内の領域２ｃ（図１７及び図１８参照）に吹き出す。領域２ｃに吹き出した冷気は、扉ポケット４７ｂ、４７ｃや製氷水タンク５５が設置されている領域２ｅ、チルド室３を流れて、冷蔵室戻り口３５に至る。

領域２ｃ、２ｄ、２ｅ及びチルド室３を冷却した冷気は、冷蔵室戻り口３５から冷蔵室戻りダクト１５（最小流路断面積１７００ｍｍ²）に入り、蒸発器収納室９に至って再び蒸発器２１と熱交換する。

なお、本実施形態の冷蔵庫においても、冷蔵室第一ダンパ２４ａ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂ、冷凍室ダンパ２６、野菜室ダンパ２７を備え、それぞれが開放状態と閉鎖状態の２つの状態を取ることから、ダンパの開閉状態の組み合わせは１６通りとなるが、冷蔵室第二ダンパ２４ｂは冷蔵室第一ダンパ２４ａの下流に位置するため、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放状態の場合のみ、冷蔵室第二ダンパ２４ｂを開放して冷蔵室第二送風ダクト１１ｂを介した送風が可能となる。

図２０は、冷蔵室第一ダンパ２４ａが開放状態で、冷蔵室２への送風が行われる状態となる組み合わせを示している。図２０に示すように、冷蔵室２への送風が行われる状態は状態１〜状態８の８通りあり、各状態における冷気循環経路の風路抵抗をＲ１〜Ｒ８とする。なお、「風路抵抗の大きさ」欄は、Ｒ１〜Ｒ８に関して、風路抵抗が小さい順に１〜８の番号を付けている。すなわち、Ｒ１〜Ｒ８の大小関係は、「Ｒ４＜Ｒ８＜Ｒ３＜Ｒ７＜Ｒ２＜Ｒ６＜Ｒ１＜Ｒ５」となる。本実施形態の冷蔵庫では、状態１〜状態８における抵抗Ｒ１〜Ｒ８の抵抗曲線と、庫内送風機２２の風量−静圧特性曲線との交点により定まる動作点は、何れも遠心流域となる。
以上のように本実施形態の冷蔵庫では、冷蔵室第二ダンパ２４ｂは冷蔵室第一ダンパ２４ａの下流に位置するため、冷蔵室第一送風ダクト１１ａと冷蔵室第二送風ダクト１１ｂを併設する必要がなくなる。したがって、冷蔵室送風ダクトをコンパクトに配設できるので食品収納スペースの減少を抑えた冷蔵庫となる。

以上より、本発明の各実施例は以下の効果を奏することができる。

すなわち、貯蔵室（冷蔵室２、チルド室３）と、冷却器２１と、冷却器２１と熱交換した冷気を送風する軸流送風機２２と、軸流送風機２２で送風された冷気を貯蔵室へ導く送風経路１１と、貯蔵室に送風された冷気を冷却器２１に戻す戻り経路１５と、を備え、送風経路１１と戻り経路１５の少なくとも一方は、冷気の通過する経路が分岐した分岐経路（冷蔵室第一送風ダクト１１ａ、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂ）を有し、分岐経路の風路抵抗を制御する風路抵抗制御手段２４を備え、貯蔵室は、分岐経路のうちの一方の経路（冷蔵室第一送風ダクト１１ａ）を通過する冷気によって冷却される第一の独立冷却領域２ｄと、分岐経路のうちの他方の経路（冷蔵室第二送風ダクト１１ｂ）を通過する冷気によって冷却される第二の独立冷却領域２ｃと、分岐経路のいずれの経路を通過する冷気によっても冷却される共通冷却領域２ｅとを有し、第一の独立冷却領域２ｄ、第二の独立冷却領域２ｃ及び共通冷却領域２ｅのいずれか１つ又は複数を組み合わせて冷却する複数の送風モードを有し、該複数の送風モードのいずれの場合でも軸流送風機２２は風量−静圧特性曲線の極小点より小風量側の動作点となるように制御する。

これにより、風量の減少度合いは小さくなるため、複数の送風モードのいずれの場合でも（冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても）、共通に冷気が通過する領域２ｅの冷却効率の低下を抑制できる。

なお、冷蔵室２、チルド室３に限らず、その他の貯蔵室にも上記構成を適用することで、同様に高い冷却効率を得ることができる。

また、貯蔵室（冷蔵室２、チルド室３）と、冷却器２１と、冷却器２１と熱交換した冷気を送風する軸流送風機２２と、軸流送風機２２で送風された冷気を貯蔵室へ導く送風経路１１と、貯蔵室に送風された冷気を冷却器２１に戻す戻り経路１５と、を備え、送風経路１１と戻り経路１５の少なくとも一方は、冷気の通過する経路が分岐した分岐経路（冷蔵室第一送風ダクト１１ａ、冷蔵室第二送風ダクト１１ｂ）を有し、分岐経路の風路抵抗を制御する風路抵抗制御手段２４を備え、貯蔵室は、分岐経路のうちの一方の経路（冷蔵室第一送風ダクト１１ａ）を通過する冷気によって冷却される第一の独立冷却領域２ｄと、分岐経路のうちの他方の経路（冷蔵室第二送風ダクト１１ｂ）を通過する冷気によって冷却される第二の独立冷却領域２ｃと、分岐経路のいずれの経路を通過する冷気によっても冷却される共通冷却領域２ｅとを有し、第一の独立冷却領域２ｄ、第二の独立冷却領域２ｃ及び共通冷却領域２ｅのいずれか１つ又は複数を組み合わせて冷却する複数の送風モードを有し、該複数の送風モードのいずれの場合でも軸流送風機２２の吹き出し流れが遠心流域となる動作点とする。

これにより、動作点が遠心流域となるようにすれば、霜の成長に伴って風路抵抗が増加しても、風量の減少度合いは小さく抑えられ、また、動作が不安定となることがある右上がり特性域に入ることも避けられるため、複数の送風モードのいずれの場合でも（冷蔵室第一ダンパ２４ａと冷蔵室第二ダンパ２４ｂの何れを開放状態としても）、共通に冷気が通過する領域２ｅを過不足なく冷却できる冷却効率の高い冷蔵庫となる。

また、共通冷却領域２ｅの容積が、第一の独立冷却領域２ｄ及び第二の独立冷却領域２ｃの容積より小さくなるようにした。これにより、霜の成長に伴って動作点がやや小風量側に変化しても、冷却効率の低下の影響が顕著に現れることを抑制できる。

また、共通冷却領域２ｅ、又は複数の送風モードのいずれの場合でも共通に冷気が流れる戻り経路１５の領域に温度検知手段４２を備え、温度検知手段４２により検知される温度が所定温度以下になった場合、貯蔵室への送風を停止する。これにより、共通冷却領域２ｅ、又は複数の送風モードのいずれの場合でも共通に冷気が流れる戻り経路１５の領域を過度に冷却して凍結することを防止でき、冷却効率を向上できる。

なお、本発明は上記した各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、軸流送風機の風量−静圧特性と風路抵抗により定まる動作点が遠心流域となれば、使用する軸流送風機の風量−静圧特性に基づいて風路構成を定めても良いし、風路構成を定めた後に、動作点が遠心流域となる軸流送風機を設計あるいは選定しても良い。あるいは、動作点が遠心流域とならないダンパの開閉状態の組み合わせが生じる場合は、その組み合わせの使用を回避するように制御したり、ダンパを半開状態（例えば開角度４５゜）として、軸流域や右上がり特性域の動作点を遠心流域となるように調整しても良い。
また、送風ダクトや戻りダクトの分割数を増しても良い。また、温度検知手段として、サーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）、熱電対、半導体温度センサ、デジタル温度センサ、アナログ温度センサ等、公知の温度センサを適用することができる。また、光センサ、赤外線センサ等の貯蔵物を検知する手段を備え、検知した貯蔵物の配置と温度検知手段の検知温度とを組み合わせることで、これらに基いてダンパの開閉や送風を制御する構成としてもよい。
すなわち、上記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。

１冷蔵庫本体
２冷蔵室
２ｃ領域（第二の独立冷却領域）
２ｄ領域（第一の独立冷却領域）
２ｅ領域（共通冷却領域）
３チルド室
７冷凍室
９蒸発器収納室
１１冷蔵室送風ダクト（送風経路）
１１ａ冷蔵室第一送風ダクト（分岐経路）
１１ｂ冷蔵室第二送風ダクト（分岐経路）
１５冷蔵室戻りダクト（戻り経路）
２１蒸発器（冷却器）
２２庫内送風機（軸流送風機）
２４冷蔵室ダンパ（風路抵抗制御手段）
２４ａ冷蔵室第一ダンパ
２４ｂ冷蔵室第二ダンパ
３１冷蔵室吹き出し口
３５冷蔵室戻り口
４１ａ冷蔵室第一温度センサ（温度検知手段）
４１ｂ冷蔵室第二温度センサ（温度検知手段）
４２チルド室温度センサ（温度検知手段）
４６棚
４７扉ポケット
４９制御基板
５０断熱箱体
５１上側断熱仕切壁（仕切部）
５２下側断熱仕切壁（仕切部）
５５製氷水タンク
６０真空断熱材

Claims

貯蔵室と、冷却器と、前記冷却器と熱交換した冷気を送風する軸流送風機と、該軸流送風機で送風された冷気を前記貯蔵室へ導く送風経路と、前記貯蔵室に送風された冷気を前記冷却器に戻す戻り経路と、を備え、
前記送風経路と前記戻り経路の少なくとも一方は、冷気の通過する経路が分岐した分岐経路を有し、
該分岐経路の風路抵抗を制御する風路抵抗制御手段を備え、
前記貯蔵室は、前記分岐経路のうちの一方の経路を通過する冷気によって冷却される第一の独立冷却領域と、前記分岐経路のうちの他方の経路を通過する冷気によって冷却される第二の独立冷却領域と、前記分岐経路のいずれの経路を通過する冷気によっても冷却される共通冷却領域とを有し、
前記第一の独立冷却領域、前記第二の独立冷却領域及び前記共通冷却領域のいずれか１つ又は複数を組み合わせて冷却する複数の送風モードを有し、
前記送風経路の最小流路断面積が、前記軸流送風機の吹き出し面積よりも小さく、
前記戻り経路の最小流路断面積が、前記軸流送風機の吹き出し面積よりも小さく、
前記複数の送風モードのいずれの場合でも前記軸流送風機は風量−静圧特性曲線の極小点より小風量側の動作点であることを特徴とする冷蔵庫。
貯蔵室と、冷却器と、前記冷却器と熱交換した冷気を送風する軸流送風機と、該軸流送風機で送風された冷気を前記貯蔵室へ導く送風経路と、前記貯蔵室に送風された冷気を前記冷却器に戻す戻り経路と、を備え、
前記送風経路と前記戻り経路の少なくとも一方は、冷気の通過する経路が分岐した分岐経路を有し、
該分岐経路の風路抵抗を制御する風路抵抗制御手段を備え、
前記貯蔵室は、前記分岐経路のうちの一方の経路を通過する冷気によって冷却される第一の独立冷却領域と、前記分岐経路のうちの他方の経路を通過する冷気によって冷却される第二の独立冷却領域と、前記分岐経路のいずれの経路を通過する冷気によっても冷却される共通冷却領域とを有し、
前記第一の独立冷却領域、前記第二の独立冷却領域及び前記共通冷却領域のいずれか１つ又は複数を組み合わせて冷却する複数の送風モードを有し、
前記送風経路の最小流路断面積が、前記軸流送風機の吹き出し面積よりも小さく、
前記戻り経路の最小流路断面積が、前記軸流送風機の吹き出し面積よりも小さく、
前記複数の送風モードのいずれの場合でも前記軸流送風機の吹き出し流れが遠心流域となる動作点であることを特徴とする冷蔵庫。
前記共通冷却領域の容積が、前記第一の独立冷却領域及び前記第二の独立冷却領域の容積より小さくなるようにしたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記共通冷却領域、又は前記複数の送風モードのいずれの場合でも共通に冷気が流れる前記戻り経路の領域に温度検知手段を備え、前記温度検知手段により検知される温度が所定温度以下になった場合、前記貯蔵室への送風を停止することを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷蔵庫。