JP5981275B2

JP5981275B2 - 冷蔵庫および冷却機構

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Publication number: JP5981275B2
Application number: JP2012194310A
Authority: JP
Inventors: 福田　圭一; 圭一福田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: JP2014048037A

Description

本発明は、冷蔵庫および冷蔵庫に用いられる冷却機構に関する。

従来、冷媒を循環させる冷却機構を備えた冷蔵庫が、広く利用されている。このような冷蔵庫の冷却機構は、一般的に、圧縮機、凝縮器（コンデンサ）、キャピラリチューブ、蒸発器などを含む循環経路を有しており、冷媒を循環させることにより、冷蔵庫の貯蔵室内を継続的に冷却することが可能である。

また冷蔵庫の冷却機構には、冷媒の放熱を利用して冷蔵庫の結露を抑えるための結露防止配管（ＤＰコンデンサ）が設けられることがある。結露防止配管は、結露の生じ易い冷凍室の開口周縁部などに配設され、その中を冷媒が通ることにより結露が抑えられる。

但し結露防止配管に冷媒を通す場合には、冷媒の放熱の影響が貯蔵室に及び易くなるため、貯蔵室内の冷却効率は低下し易い。そのため結露防止配管を有する冷却機構は、結露防止配管に冷媒を通す状態とバイパスさせる状態の間での切替（以下、便宜的に「第１の状態切替」とする）が可能とされることがある。これにより、結露防止がより重視される状況では、冷媒が結露防止配管を通るようにし、貯蔵室内の冷却効率がより重視される状況では、冷媒が結露防止配管を通らないようにすることが出来る。

また冷蔵庫に設けられる圧縮機は、回転数（冷媒の送出流量）が広い範囲で可変となっていることがある。そのため冷蔵庫の冷却機構は、２本のキャピラリチューブが並列に設けられ、どのキャピラリチューブに冷媒を通すかの切替（以下、便宜的に「第２の状態切替」とする）が可能とされることがある。これにより、圧縮機の回転数等に応じて、冷媒の減圧の度合を調節することができる。

特開平８−１８９７５３号公報特開２０００−６５４６１号公報特開２００９−２７５９６４号公報特開２０１１−１５８２５１号公報

上述したように第１或いは第２の状態切替が可能であれば、冷蔵庫の冷却機構の状態を状況に応じて適切な状態とすることが出来る。また冷蔵庫の冷却機構には、第１の状態切替と第２の状態切替の両方の機能を設けることも可能である。

しかしながら、第１の状態切替と第２の状態切替の両方の機能を設けるようにする場合には、冷却機構の構造が複雑となり易い。例えば弁の個数に着目すると、第１の状態切替を行うための弁と第２の状態切替を行うための弁の二つの弁が必要となり、その分、冷却機構の構造が複雑となって、製造コストの増大等を招く虞がある。

本発明は上述した問題に鑑み、冷却機構の構造の複雑化を極力抑えつつ、冷却機構の状態を状況に応じて適切な状態とすることが可能となる冷蔵庫の提供を目的とする。またこのような冷蔵庫に適用可能な冷却機構の提供を目的とする。

本発明に係る冷蔵庫は、貯蔵室を有する冷蔵庫であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、前記減圧させた冷媒を気化させて前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、を含む前記冷媒の循環経路を備え、前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備えた構成とする。

本構成によれば、冷却機構の構造の複雑化を極力抑えつつ、冷却機構の状態を状況に応じて適切な状態とすることが可能となる。

また上記構成としてより具体的には、前記経路切替部は、第１経路と第２経路の各々に接続された三方弁を有し、前記三方弁の状態を切替えることにより、前記循環経路の状態を切替える構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記防露部は、前記貯蔵室の開口周縁部に配設された結露防止配管を有する構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、周囲の温度を検出する温度センサを備え、前記経路切替部は、前記周囲の温度に応じて、前記循環経路の状態を切替える構成としてもよい。周囲の温度は結露が生じ易い状況であるか否かに関係するため、本構成によれば、防露対策を適切に行うことが容易となる。

また上記構成としてより具体的には、周囲の湿度を検出する湿度センサを備え、前記経路切替部は、前記周囲の湿度に応じて、前記循環経路の状態を切替える構成としてもよい。周囲の湿度は結露が生じ易い状況であるか否かに関係するため、本構成によれば、防露対策を適切に行うことが容易となる。

また上記構成としてより具体的には、前記圧縮機は回転数が可変であり、前記経路切替部は、前記圧縮機の回転数に応じて、前記循環経路の状態を切替える構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記回転数が所定の基準回転数を上回るときには、前記循環経路の状態を第３状態とする構成としてもよい。

また前記圧縮機の運転オン／オフの切替制御を行う上記構成の冷蔵庫については、前記圧縮機の運転オン期間における初期の期間および終期の期間の少なくとも一方を、加熱期間として設定し、前記加熱期間においては、前記循環経路が第１状態または第３状態となるようにし、前記加熱期間以外においては、前記循環経路が第２状態となるようにする構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、周囲の温度を検出する温度センサを備え、前記周囲の温度が所定の基準温度より高い場合には、前記初期の期間および前記終期の期間を前記加熱期間に設定し、前記周囲の温度が前記基準温度より低い場合には、前記初期の期間を前記加熱期間に設定する構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記蒸発器の霜取機能を備え、霜取終了後の少なくとも所定期間は、前記循環経路の状態を第３状態にする構成としてもよい。

また本発明に係る冷却機構は、冷蔵庫に設けられる冷却機構であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、前記減圧させた冷媒を気化させて前記冷蔵庫の貯蔵室を冷却する蒸発器と、を含む前記冷媒の循環経路を備え、前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備えた構成とする。

本発明に係る冷蔵庫によれば、冷却機構の構造の複雑化を極力抑えつつ、冷却機構の状態を状況に応じて適切な状態とすることが可能となる。また本発明に係る冷却機構によれば、本発明に係る冷蔵庫に適用可能となる。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の構成図である。本発明の実施形態に係る冷却機構の構成図である。第１状態Ｓｔ１である場合の冷却機構の構成に関する説明図である。第２状態Ｓｔ２である場合の冷却機構の構成に関する説明図である。第３状態Ｓｔ３である場合の冷却機構の構成に関する説明図である。循環経路の状態の制御に関するタイムチャートである。本発明の一実施形態に係るドライヤの断面図である。本発明の一実施形態に係るキャピラリチューブと蒸発器の溶接部Ｐを表わす図である。

本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。

［冷蔵庫および冷却機構の構成］
図１は、本実施形態に係る冷蔵庫１の側方視点による断面図（構成図）である。冷蔵庫１の外観部は、主に断熱箱体２と各断熱扉（１７ａ〜１７ｄ）によって構成されている。断熱箱体２は内部に貯蔵室として、冷蔵室３０、第１冷凍室３１、第２冷凍室３２、および野菜室３３を有している。

これらの貯蔵室（３０〜３３）は、各仕切（４０〜４２）が設けられることにより、別々に形成されている。また各断熱扉（１７ａ〜１７ｄ）は、各貯蔵室（３０〜３３）の前側を開閉するように設けられている。なお各断熱扉（１７ａ〜１７ｄ）にはドアパッキンが設けられており、断熱扉（１７ａ〜１７ｄ）が閉じられたときには、貯蔵室（３０〜３３）は略密閉状態となる。

また冷蔵庫１には、各貯蔵室（３０〜３３）を冷却するための冷却機構ＲＳが備えられている。これにより冷蔵庫１は、各貯蔵室（３０〜３３）に入れられた飲食物等を、冷却しながら貯蔵することが可能である。

図２は、冷却機構ＲＳの構成図である。本図に示すように冷却機構ＲＳは、圧縮機５、コンデンサ６、結露防止配管７、第１キャピラリチューブ８ａ、第２キャピラリチューブ８ｂ、蒸発器９、ドライヤ１０、サクションパイプ１１、および三方弁１３などを有している。冷却機構ＲＳは、これらの各部を含む冷媒の循環経路（以下、単に「循環経路」とする）を形成している。

圧縮機５（コンプレッサ）は、断熱箱体２の背面下方に形成された機械室１８に設けられており、冷媒を圧縮して高温高圧のガス状とし、コンデンサ６側へ送出する。なお圧縮機５は、機械室１８に設けられている制御装置１００によって、運転オン／オフ（運転と停止）の切替制御がなされる。

圧縮機５は基本的に、貯蔵室（特に冷凍室）の温度が所定の上限温度Ｔ_FHより高くなれば運転オン（運転状態）に制御され、貯蔵室の温度が所定の下限値Ｔ_FLより低くなれば運転オフ（停止状態）に制御される。これにより圧縮機５の状態は、基本的に運転オンと運転オフが交互に切替わることになる。

また圧縮機５は、例えばインバータコンプレッサとして形成されており、運転オン時の回転数が広い範囲で可変となっている。圧縮機５の回転数が高いほど消費電力は大きくなるが、冷媒の送出流量が多くなるため、冷却機構ＲＳの冷却能力は高くなる。圧縮機５の回転数は、例えば貯蔵室（３０〜３３）の温度、冷蔵庫周辺の温度、扉開閉の頻度等が考慮され、冷却をより強くする必要がある状況ではより高くなるように、制御装置１００によって制御される。

コンデンサ６（凝縮器）は、圧縮された冷媒を放熱させる。なおコンデンサ６としては、冷蔵庫１の背面側に配置されるバックコンデンサ６ａや、冷蔵庫１の左右両側に配置されるサイドコンデンサ６ｂ等が設けられている。冷媒は、コンデンサ６を通る過程で放熱しながら液化し、ドライヤ１０等を介して三方弁１３へ送られる。

なお冷却機構ＲＳにおいては、三方弁１３の前段側にストレーナ付きのドライヤ１０（図７に示される）が設けられていても良い。これにより、三方弁１３に異物が入ってゴミの噛み込みが生じること等を、より十分に抑えることが出来る。またドライヤは冷媒溜まりになり易いため、これを三方弁１３より後段側に設けると、三方弁１３を動作させた後に制御遅れ（弁を閉じた後も、しばらくキャピラリチューブ内を冷媒が通る状況）が生じ易い。ドライヤを三方弁１３より前段側に設けると、このような不具合が抑えられる。

三方弁１３は、入口１３ａ、第１出口１３ｂ１、および第２出口１３ｂ２を有している弁であり、機械室１８に設けられている。三方弁１３の状態は、例えばステッピングモータを利用して、入口１３ａが第１出口１３ｂ１だけに繋がる状態、入口１３ａが第２出口１３ｂ２だけに繋がる状態、および、入口１３ａが第１出口１３ｂ１と第２出口１３ｂ２の双方に繋がる状態の間で切替えられる。なお三方弁１３の状態は、閉止状態（冷媒を何れの出口からも流出させない状態）にも切替可能であるようにしておき、例えば圧縮機５が運転オフの状況では、閉止状態に切替られるようにしても良い。

このような三方弁１３の状態の切替は、制御装置１００によって制御される。コンデンサ６側から送られてきた冷媒は、入口１３ａへ流入するようになっている。また、第１出口１３ｂ１は結露防止配管７に繋がり、第２出口１３ｂ２は第２キャピラリチューブ８ｂに繋がっている。

結露防止配管７（ＤＰコンデンサ）は、冷媒の放熱を利用して冷蔵庫１の結露を抑える役割を果たす。結露防止配管７は、結露が発生しやすい第１冷凍室３１および第２冷凍室３２の開口周縁部、すなわち、仕切（４０〜４２）の前面および断熱箱体２の前面の一部に配設されている。結露防止配管７を通った冷媒は、第１キャピラリチューブ８ａへ送られる。

各キャピラリチューブ（８ａ、８ｂ）は、液化した冷媒を減圧させて、気化し易い状態とする。また各キャピラリチューブ（８ａ、８ｂ）から先の冷媒の経路は、図８に示すように溶接部Ｐにおいて一本化され、蒸発器９へと繋がっている。このように三方弁１３と溶接部Ｐの間においては、結露防止配管７と第１キャピラリチューブ８ａを通る第１経路Ｃ１、および、結露防止配管７を通らずに（バイパスして）第２キャピラリチューブ８ｂを通る第２経路Ｃ２が、並列に設けられている。

蒸発器９（冷却器）は、断熱箱体２の背面側に設けられており、減圧された冷媒を気化させて貯蔵室（３０〜３３）を冷却する役割を果たす。蒸発器９はサクションパイプ１１を介して圧縮機５に繋がっている。蒸発器９において気化した冷媒は、サクションパイプ１１を通って圧縮機５に戻り、再び圧縮されることになる。

上述の説明から明らかである通り、三方弁１３は、第１経路Ｃ１を導通させ第２経路Ｃ２を遮断させた第１状態Ｓｔ１、第２経路Ｃ２を導通させ第１経路Ｃ１を遮断させた第２状態Ｓｔ２、および、第１経路Ｃ１と第２経路Ｃ２を導通させた第３状態Ｓｔ３の何れかに、冷媒の循環経路の状態を切替可能とする役割を果たす。

図３は、第１状態Ｓｔ１である冷却機構ＲＳの等価構成を示している。第１状態Ｓｔ１では、冷媒が結露防止配管７を通るため、結露防止の点で有利である。そのため第１状態Ｓｔ１は、結露防止が重要視される状況等に対して好適である。

図４は、第２状態Ｓｔ２である冷却機構ＲＳの等価構成を示している。第２状態Ｓｔ２では、冷媒が結露防止配管７を通らないため、貯蔵室（３０〜３３）の冷却効率の点で有利である。そのため第２状態Ｓｔ２は、結露防止よりも冷却効率や省電力が重要視される状況等に対して好適である。

図５は、第３状態Ｓｔ３である冷却機構ＲＳの等価構成を示している。第３状態Ｓｔ３は、第２状態Ｓｔ２や第３状態Ｓｔ３に比べて循環経路の抵抗（冷媒の流れに対する抵抗）が小さく、比較的多量の冷媒を循環させることが容易である。そのため第３状態Ｓｔ３は、第２状態Ｓｔ２や第３状態Ｓｔ３に比べて、多量の冷媒を循環させる状況（主に、圧縮機５の回転数が高い場合）等に対して好適である。なお比較的多量の冷媒を循環させるべき状況では、結露の防止が重要となることが多い。第３状態Ｓｔ３では、冷媒が結露防止配管７を通るため、結露防止の点で有利である。

なおキャピラリチューブによる冷媒の減圧の度合（絞り抵抗）は、キャピラリチューブの形状（主に断面積や長さ、キャピラリチューブとサクションパイプの半田付け長さ）等によって変わる。このことを利用して各キャピラリチューブ（８ａ、８ｂ）は、適切な減圧が実現されるように（例えば、圧縮機５での冷媒の送出流量に適合した減圧が実現されるように）、形状等が調節されている。また各キャピラリチューブ（８ａ、８ｂ）同士は、形状が同じとなっていても良く、冷媒の減圧の度合を変えるために形状が異なるようになっていても良い。

［循環経路の状態の切替制御］
上述した循環経路の状態を切替える制御の形態は、手動制御と自動制御の何れであっても良く、また、これらが組み合わさった形態であっても良い。手動制御の場合には、例えばユーザに操作されるスイッチが設けられ、制御装置１００は当該スイッチの操作に応じて、循環経路の状態を各状態（Ｓｔ１〜Ｓｔ３）の間で切替える。

この場合ユーザは、各状態（Ｓｔ１〜Ｓｔ３）の利点等を考慮し、循環経路を所望の状態に設定することができる。例えばユーザは、冷却効率や省電力を重視する場合には、循環経路を第２状態に設定し、結露防止を重視する場合には、循環経路を第１状態或いは第３状態に設定することができる。

また自動制御の場合には予め所定の制御条件が設定され、制御装置１００は、この制御条件に基づいて、循環経路を各状態（Ｓｔ１〜Ｓｔ３）の間で切替える。このような自動制御が行われる場合の制御形態の具体例として、第１制御例から第３制御例の各々を例に挙げ、これらについて順に説明する。

＜第１制御例＞
第１制御例では、冷蔵庫１の周囲の温度を検出する温度センサ、および、冷蔵庫１の周囲の湿度を検出する湿度センサが設けられる。制御装置１００は、これらのセンサの検出結果（周囲の温度および湿度）に基づいて、結露が生じ易い状況であるか否かを定期的に判別する。周囲の温度や湿度は結露の生じ易さとの相関性があるため、所定の判別条件を用いて、このような判別を行うことは可能である。

なお結露が生じ易い状況であるか否かの判別は、周囲の温度と湿度の両方ではなく、これらの一方だけに基づいて行われるようにしても構わない。また制御装置１００は、圧縮機５の回転数と所定の基準回転数Ｎとの比較をも実行する。

制御装置１００は、循環経路が第１状態Ｓｔ１以外であるときに、『結露が生じ易い状況であり、かつ、圧縮機５の回転数が基準回転数Ｎ以下である』という判断条件が満たされれば、循環経路を第１状態Ｓｔ１に切替える。これにより冷媒が結露防止配管７を通るため、結露防止の点で有利となる。

一方で制御装置１００は、循環経路が第２状態Ｓｔ２以外であるときに、『結露が生じ易い状況ではない』という判断条件が満たされれば、循環経路を第２状態Ｓｔ２に切替える。これにより冷媒が結露防止配管７を通らないため、冷却効率や省電力の点で有利となる。なおこのようにしても、結露が生じやすい状況ではないことから、結露が問題となる可能性は低い。

また一方で制御装置１００は、循環経路が第３状態Ｓｔ３以外であるときに、『結露が生じ易い状況であり、かつ、圧縮機５の回転数が基準回転数Ｎを上回る』という判断条件が満たされれば、循環経路を第３状態Ｓｔ３に切替える。これにより、冷媒が結露防止配管７を通るため結露防止の点で有利になるとともに、圧縮機５の回転数が高いことに対応して、比較的多量の冷媒を循環させることが容易となる。

また圧縮機５が運転オフの状況において、結露が生じ易い状況であると判別された場合には、循環経路が第１状態Ｓｔ１或いは第３状態Ｓｔ３となるようにしても良い。これにより結露防止配管７の過冷却度を低減させ、結露を抑えることが可能となる。

このように制御装置１００は、周囲の温度、周囲の湿度、および圧縮機５の回転数に応じて、循環経路の状態を切替えるようになっている。なお制御装置１００は、圧縮機５の回転数が基準回転数Ｎを上回る場合には、周囲の温度や湿度に関わらず、循環経路を第３状態に固定するようにしても良い。

＜第２制御例＞
第２制御例では、冷蔵庫１の周囲の温度を検出する温度センサが設けられる。そして制御装置１００は、温度センサの検出結果（周囲の温度）と所定の判断条件に基づいて、循環経路の状態を切替える。なおこの例では、冷蔵庫１に設定される結露防止設定情報が、ユーザの指示に応じて「強」（防露指向が強い）と「弱」（防露指向が弱い）の間で切替可能となっている。

制御装置１００は、循環経路が第１状態Ｓｔ１以外であるときに、『周囲温度が１０〜３２℃であって圧縮機５の回転数が所定の基準回転数Ｎより低く、かつ、結露防止設定情報が「強」である』という判断条件が満たされれば、循環経路を第１状態Ｓｔ１に切替える。

一方で制御装置１００は、循環経路が第２状態Ｓｔ２以外であるときに、『周囲温度が１０〜３２℃であって圧縮機５の回転数が基準回転数Ｎより低く、かつ、結露防止設定情報が「弱」である』という判断条件が満たされれば、循環経路を第２状態Ｓｔ２に切替える。なお制御装置１００は、循環経路が第３状態Ｓｔ３以外であるときに、上述した何れの判断条件も満たされない場合には、循環経路を第３状態Ｓｔ３に切替える。

なお結露防止設定情報が「強」に設定されているときには、結露防止配管７に冷媒を通して結露を抑えるため、循環経路は常に第１状態Ｓｔ１または第３状態Ｓｔ３にされることが望ましい。これにより、ユーザの意図に沿った制御が実現される。

＜第３制御例＞
圧縮機５は、先述した通り、制御装置１００によって運転オン／オフが制御される。より具体的には、貯蔵室の温度が上限温度Ｔ_FHより高くなれば、制御装置１００は圧縮機５を運転オンさせ、下限温度Ｔ_FLより低くなれば、制御装置１００は圧縮機５を運転オフさせる。

第３制御例では、制御装置１００は、圧縮機５の運転オン期間における初期の期間Ｐ_Sおよび終期の期間Ｐ_Eを、加熱期間Ｐ_Hとして設定する。そして制御装置１００は、加熱期間Ｐ_Hにおいては、循環経路が第１状態Ｓｔ１となるように（つまり、冷媒が結露防止配管７を通るように）して、加熱期間Ｐ_H以外においては、循環経路が第２状態Ｓｔ２となるように（つまり、冷媒が結露防止配管７を通らないように）する。

なお初期の期間Ｐ_Sとは、圧縮機５が運転オンとなった時点から、その運転オン期間中のある時点までの期間である。初期の期間Ｐ_Sの長さは、予め決められた一定時間（例えば１０分）、或いは、前回の運転オン期間の１／４の長さであっても良い。

また終期の期間Ｐ_Eとは、圧縮機５の運転オン期間中のある時点（少なくとも初期の期間Ｐ_Sが過ぎた後）から、その運転オン期間が終わる時点までの期間である。第３制御例では一例として、上限温度Ｔ_FHと下限温度Ｔ_FLの間に中間温度Ｔ_FMが設定されており、貯蔵室の温度が中間温度Ｔ_FMまで下がった時点が、終期の期間Ｐ_Eの始点であるとする。

また圧縮機５の運転オン期間の長さが予め判明している場合には、例えば、その長さの１／４ずつを、初期の期間Ｐ_Sと終期の期間Ｐ_Eに割当てるようにしても良い。初期の期間Ｐ_Sと終期の期間Ｐ_Eは、上述した手法を含め、様々な手法によって決定され得る。

図６は、第３制御例における圧縮機の運転状況、循環経路の状態、および貯蔵室の温度に関するタイムチャートである。本図に示すように、初期の期間Ｐ_Sおよび終期の期間Ｐ_Eにおいて冷媒が結露防止配管７を通るようにする（第１状態Ｓｔ１とする）ことにより、冷蔵庫１の温度が急変し易いときに結露防止配管７へ冷媒を流し、多くの場合に結露を効率良く防止することが可能となる。

但しこれだけでは、圧縮機５の運転オン期間が長くなるとき（例えば使用者が熱い食品を貯蔵室に入れたとき）に、結露が生じ易くなる。そのため第３制御例では、運転オン期間中に循環経路が第２状態Ｓｔ２に切替えられた後、ある決まった時間（例えば３０分）が経過した時点で中間温度Ｔ_FMに至っていない場合には、図６に示すように、その時点からの所定時間Ｐ_M（例えば１０分間）も加熱期間Ｐ_Hに設定される。

なお第３制御例では、周囲の温度に関わらず、初期の期間Ｐ_Sおよび終期の期間Ｐ_Eが加熱期間Ｐ_Hに設定される。但しこの代わりに、周囲の温度を検出する温度センサが備えられ、周囲の温度が所定の基準温度より高い場合には、初期の期間Ｐ_Sおよび終期の期間Ｐ_Eが加熱期間Ｐ_Hに設定されるが、周囲の温度がこの基準温度より低い場合には、初期の期間Ｐ_Sのみが加熱期間Ｐ_Hに設定されるようにしても良い。このように、周囲の温度から結露が生じ易いと考えられるときに加熱期間Ｐ_Hが増えるようすれば、結露をより効率良く抑えることが期待される。

また第３制御例においても、圧縮機５の回転数が考慮されるようにしても良い。例えば、圧縮機５の回転数が所定の基準回転数Ｎ以下である場合には、加熱期間Ｐ_Hにおいて第１状態Ｓｔ１となるように循環経路の状態が切替えられ、圧縮機５の回転数が基準回転数Ｎを上回る場合には、加熱期間Ｐ_Hにおいて第３状態Ｓｔ３となるように循環経路の状態が切替えられるようにしても良い。

［その他］
循環経路の状態を切替える制御の形態については、以上の通り幾つかの具体例を挙げて説明したが、これらの具体例に限られるものではなく、様々な形態とすることが可能である。また循環経路の状態を切替える制御に関しては、ある目的を達するため、ある特定の状況に限って所定の制御が行われるようにしても良い。

例えば、圧縮機５の運転オン期間の終期において冷媒が結露防止配管７を流れている場合（第１状態Ｓｔ１或いは第３状態Ｓｔ３の場合）等では、最後に三方弁１３を閉止状態としてから圧縮機５を所定期間運転させた後に、圧縮機５を運転オフとするようにしても良い。

圧縮機５の運転停止に先立ち、コンデンサ６と蒸発器９の間の三方弁１３を閉じると、高温・高圧の冷媒が蒸発器９に流入するということがなく、これによる貯蔵室の温度上昇が防がれる。また三方弁１３を閉じた状態で圧縮機５の運転が継続されることにより、蒸発器９内部の冷媒圧力が一層低下する。このように冷媒圧力を一段と下げてから圧縮機５の運転を停止させると、蒸発器９内部に気相の冷媒と液相の冷媒（液冷媒）が混在する場合、気圧が上昇し平衡状態に達するまでの時間がそれだけ長くなり、蒸発器９はより長い時間液冷媒の潜熱で庫内空気から熱を奪い続ける。このため、冷却能力が向上し、消費電力量も削減される。

また例えば、圧縮機５の運転オン期間の終期において第２経路Ｃ２が遮断されている場合（第１状態Ｓｔ１の場合）では、最後に第２経路Ｃ２が導通する状態（第２状態Ｓｔ２或いは第３状態Ｓｔ３）として圧縮機５を所定期間運転させた後に、圧縮機５を運転オフとするようにしても良い。これにより、第２経路Ｃ２に滞留している冷媒が、圧縮機５の停止後に蒸発器９内部に入ってくることは防がれる。

また例えば、冷蔵庫１が除霜の動作を行う場合、除霜後において、循環経路が第３状態Ｓｔ３となるようにしても良い。これにより、除霜後に鈍冷となることが防止される。また、除霜には数十分〜１時間前後（蒸発器に霜が多く付いている場合）の時間がかかる。除霜中は、圧縮機５が停止しているため、結露防止配管７で加熱しない期間が長くなるので、除霜終了後に第３状態とすることで、結露防止配管７で加熱が行われ、結露が防止できる。

また例えば、冷蔵庫１の電源投入直後には、三方弁１３が両方開状態（第３状態Ｓｔ３）となるようにしても良い。これにより、三方弁１３における異物の詰まりが抑えられるとともに、作業員が冷却機構ＲＳの修理を行う場合等において、真空引きを行うことが容易となる。なお電源投入直後には貯蔵室が冷えていない場合が多く、圧縮機５をより十分に運転させる必要があるため、このように三方弁１３を両方開状態として冷媒の減圧量を小さくすることは望ましい。

これまでに説明した通り、本実施形態の冷蔵庫１には冷却機構ＲＳが設けられている。冷却機構ＲＳは、冷媒を圧縮する圧縮機５と、圧縮した冷媒を放熱させる機能部（凝縮部）と、放熱させた冷媒を減圧させる各キャピラリチューブ（８ａ、８ｂ）と、減圧させた冷媒を気化させて冷蔵庫１の貯蔵室を冷却する蒸発器９と、を含む冷媒の循環経路を備えている。

また当該循環経路の一部として、冷媒の放熱を利用して冷蔵庫１の結露を抑える結露防止配管７（防露部）と第１キャピラリチューブ８ａを通る第１経路Ｃ１、および、結露防止配管７を通らずに第２キャピラリチューブ８ｂを通る第２経路Ｃ２が並列に設けられている。また冷却機構ＲＳは、第１経路Ｃ１を導通させ第２経路Ｃ２を遮断させた第１状態Ｓｔ１、第２経路Ｃ２を導通させ第１経路Ｃ１を遮断させた第２状態Ｓｔ２、および、第１経路Ｃ１と第２経路Ｃ２を導通させた第３状態Ｓｔ３、を含む各状態の間において、循環経路の状態を切替えるようになっている。

そのため本実施形態の冷蔵庫１によれば、冷却機構ＲＳの構造の複雑化を極力抑えつつ、冷却機構ＲＳの状態を状況に応じて適切な状態とすることが可能となっている。例えば循環経路の状態の切替に関わる弁の個数に着目すると、冷蔵庫１によれば一つの弁（三方弁１３）を有するだけで良く、二つ以上の弁が必要となる場合に比べて冷却機構の構造が簡素化が可能であり、製造コスト等の観点から有利である。

なお冷蔵庫１における循環経路の状態を切替える機能部（経路切替部）は、制御部１００および三方弁１３等により構成されている。経路切替部は、三方弁１３の状態を切替えることにより、循環経路の状態を切替えるようになっている。

また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、各種の冷蔵庫に利用することができる。

１冷蔵庫
２断熱箱体
５圧縮機
６コンデンサ
７結露防止配管（防露部）
８ａ第１キャピラリチューブ
８ｂ第２キャピラリチューブ
９蒸発器
１０ドライヤ
１１サクションパイプ
１３三方弁（経路切替部）
１３ａ入口
１３ｂ１第１出口
１３ｂ２第２出口
１７ａ〜１７ｄ断熱扉
１８機械室
３１〜３３貯蔵室
４０〜４２仕切
１００制御装置（経路切替部）
Ｃ１第１経路
Ｃ２第２経路
ＲＳ冷却機構
Ｓｔ１第１状態
Ｓｔ２第２状態
Ｓｔ３第３状態

Claims

貯蔵室を有する冷蔵庫であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
周囲の温度を検出する温度センサを有し、
前記経路切替部は、
前記周囲の温度に応じて、前記循環経路の状態を切替えることを特徴とする冷蔵庫。
貯蔵室を有する冷蔵庫であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
周囲の湿度を検出する湿度センサを有し、
前記経路切替部は、
前記周囲の湿度に応じて、前記循環経路の状態を切替えることを特徴とする冷蔵庫。
貯蔵室を有する冷蔵庫であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
前記圧縮機は回転数が可変であり、
前記経路切替部は、
前記圧縮機の回転数に応じて、前記循環経路の状態を切替えることを特徴とする冷蔵庫。
前記回転数が所定の基準回転数を上回るときには、前記循環経路の状態を第３状態とすることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
貯蔵室を有する冷蔵庫であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
前記圧縮機の運転オン／オフの切替制御を行うとともに、
前記圧縮機の運転オン期間における初期の期間および終期の期間の少なくとも一方を、加熱期間として設定し、
前記加熱期間においては、前記循環経路が第１状態または第３状態となるようにし、
前記加熱期間以外においては、前記循環経路が第２状態となるようにすることを特徴とする冷蔵庫。
周囲の温度を検出する温度センサを備え、
前記周囲の温度が所定の基準温度より高い場合には、前記初期の期間および前記終期の期間を前記加熱期間に設定し、
前記周囲の温度が前記基準温度より低い場合には、前記初期の期間を前記加熱期間に設定することを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫。
貯蔵室を有する冷蔵庫であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
前記蒸発器の霜取機能を有し、霜取終了後の少なくとも所定期間は、前記循環経路の状態を第３状態にすることを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫に設けられる冷却機構であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記冷蔵庫の貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
周囲の温度を検出する温度センサを有し、
前記経路切替部は、
前記周囲の温度に応じて、前記循環経路の状態を切替えることを特徴とする冷却機構。
冷蔵庫に設けられる冷却機構であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記冷蔵庫の貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
周囲の湿度を検出する湿度センサを有し、
前記経路切替部は、
前記周囲の湿度に応じて、前記循環経路の状態を切替えることを特徴とする冷却機構。
冷蔵庫に設けられる冷却機構であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記冷蔵庫の貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
前記圧縮機は回転数が可変であり、
前記経路切替部は、
前記圧縮機の回転数に応じて、前記循環経路の状態を切替えることを特徴とする冷却機構。
冷蔵庫に設けられる冷却機構であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記冷蔵庫の貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
前記圧縮機の運転オン／オフの切替制御を行うとともに、
前記圧縮機の運転オン期間における初期の期間および終期の期間の少なくとも一方を、加熱期間として設定し、
前記加熱期間においては、前記循環経路が第１状態または第３状態となるようにし、
前記加熱期間以外においては、前記循環経路が第２状態となるようにする冷却機構。
冷蔵庫に設けられる冷却機構であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮した冷媒を放熱させる凝縮部と、
前記放熱させた冷媒を減圧させる第１キャピラリチューブおよび第２キャピラリチューブと、
前記減圧させた冷媒を気化させて前記冷蔵庫の貯蔵室を冷却する蒸発器と、
を含む前記冷媒の循環経路を備え、
前記循環経路の一部として、前記放熱を利用して結露を抑える防露部と第１キャピラリチューブを通る第１経路、および、前記防露部を通らずに第２キャピラリチューブを通る第２経路が並列に設けられ、
第１経路を導通させ第２経路を遮断させた第１状態、第２経路を導通させ第１経路を遮断させた第２状態、および、第１経路と第２経路を導通させた第３状態、を含む各状態の間において、前記循環経路の状態を切替える経路切替部を備え、
前記蒸発器の霜取機能を有し、霜取終了後の少なくとも所定期間は、前記循環経路の状態を第３状態にすることを特徴とする冷却機構。