JP6366237B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、結露を防止する結露防止パイプを有する冷蔵庫に関するものである。

一般に、冷蔵庫は、前面部が開口した断熱箱体であるキャビネット部と、キャビネット部の内部空間を複数の貯蔵室に仕切るディバイダ部と、各貯蔵室の前面開口部を開閉自在に閉塞する断熱扉とを備えている。このような冷蔵庫において、キャビネット部及びディバイダ部と断熱扉との間に冷気が対流し、キャビネット部における前面の開口縁の表面温度が低くなっていく。そして、この表面温度が外気温度よりも低くなり、さらに露点温度以下になると結露が発生する。そこで、冷蔵庫の貯蔵室の開口部であるキャビネット部及びディバイダ部の前面側の縁に高圧冷媒が流れる結露防止パイプが設け、結露防止パイプを流れる冷媒の凝縮熱によりキャビネット部及びディバイダ部の前面側が加熱されることで結露の発生が抑制されるようになっている。

一方、結露防止パイプが必要以上に加熱されると、結露防止パイプから貯蔵室内に凝縮熱の一部が侵入し、冷蔵庫内の冷却負荷を増加させてしまう。このため、結露を防止しながら結露防止パイプを必要以上に加熱するのを防ぐために、結露防止パイプに流れる冷媒の流量又は冷媒の温度を調節する冷蔵庫が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１には、放熱コンデンサと結露防止コンデンサとの間に冷媒流量分配装置が配置されており、周囲温度と結露防止コンデンサの温度差に応じて冷媒流量分配装置において結露防止コンデンサとバイパス管とへの冷媒分配が行う冷蔵庫が開示されている。特許文献２には、凝縮器の前段と後段とにそれぞれ凝縮パイプを設けるとともに、凝縮器と後段の結露防止パイプとの間に調整可能な膨張弁を設け、膨張弁を調節することにより後段の結露防止パイプに流れる冷媒の温度を最適な温度に調整する冷蔵庫が開示されている。

特開平８−２８５４２６号公報（図１） 特開昭５４−２１６６０号公報（図５）

しかしながら、特許文献１の冷蔵庫では、結露防止パイプへの冷媒流量が変化するため、結露防止パイプへ流入させる冷媒の温度を目標温度にするために、結露防止パイプに流入させる冷媒の流量や圧力を精度良く検出する流量調節装置及び圧力検知装置が必要となる。このため、コストの増加を招いてしまうとともに、余分な圧縮機入力が必要となり、消費電力量が増加してしまう。また、特許文献２の冷蔵庫では、温度設定が異なる貯蔵室の開口縁の温度に応じた位置に結露防止パイプを配置する必要があり、結露防止パイプの取り回し及び配置構造が複雑となってしまう。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、安価で簡単な構造により結露防止パイプの熱による冷蔵庫内の冷却負荷の増加を抑制することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明の冷蔵庫は、内部空間を有するキャビネット部と、キャビネット部の内部空間を複数の貯蔵室に仕切るディバイダ部と、キャビネット部に収容され、圧縮機、凝縮パイプ、減圧装置、結露防止パイプ、キャピラリーチューブの順に直列に接続された冷凍サイクルと、キャビネット部の外部に設置され、外気温度を検出する外気温度センサと、冷凍サイクルの動作を制御する制御装置とを備え、制御装置は、異なる複数の減圧装置の流動抵抗が外気温度毎に関連付けて記憶され、かつ、流動抵抗毎に結露防止パイプに流れる冷媒の温度が予め記憶された設定テーブルと、外気温度センサにより検出された外気温度に基づいて、設定テーブルから、外気温度に関連づけた複数の流動抵抗を選択するとともに、結露防止パイプに流れる冷媒の平均温度が露点温度よりも大きくなるように、選択した複数の流動抵抗毎に、それぞれ運転時間を設定する運転条件設定手段と、運転条件設定手段において設定された流動抵抗及び運転時間による運転が行われるように、冷凍サイクルを制御する冷凍サイクル制御手段とを有するものである。

本発明の冷蔵庫によれば、外気温度に応じて減圧装置の流動抵抗とその運転時間を自動的に設定することにより、従来のように圧力検知装置もしくはバイパス配管を設けることなく、安価で簡単な構造により結露防止パイプの熱による消費電力の増加を抑制しながら結露の発生を防止することができる。

本発明の冷蔵庫の好ましい実施形態を示す平面図である。 図１の冷蔵庫における冷凍サイクルの一例を示す冷媒回路図である。 図１のキャビネット部に内蔵された結露防止パイプの一例を示す平面図である。 図１の冷蔵庫における制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図４の制御装置における設定テーブルの一例を示す図である。 図２の冷凍サイクルの稼働時における減圧装置の開度が制御される様子を示すグラフである。 図１の冷蔵庫の動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る冷蔵庫の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。図１は、本発明の実施形態に係る冷蔵庫の構造を説明する平面図である。なお、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面断面図、図１（ｃ）は扉を除いた状態の正面図をそれぞれ示している。図１の冷蔵庫１００は、冷蔵庫本体を構成するキャビネット部１及びディバイダ部（仕切り壁）２を備えている。

キャビネット部１は、前面側が開口した箱状のものであり、外郭を形成する外箱１１と、内壁を形成する内箱１２とを有し、外箱１１と内箱１２との間には例えばウレタン等の断熱材が設けられている。ディバイダ部２は、キャビネット部１の内部空間を複数の貯蔵室に仕切るものであって、キャビネット部１の内部空間を例えば冷蔵室３、製氷室４、切替室５、冷凍室６、野菜室７等の貯蔵室に仕切っている。

冷蔵室３は、冷蔵庫１００の最上部に設けられており、前面は断熱構造を有する両開き式の扉３１により開閉自在に覆われている。製氷室４及び切替室５は、冷蔵室３の下側の左右に並んで設けられており、それぞれの前面は断熱構造を有する引出し式の扉４１、扉５１により開閉自在に覆われる。冷凍室６は、製氷室４及び切替室５の下側に設けられており、前面は断熱構造を有する引出し式の扉６１により開閉自在に覆われる。野菜室７は、冷凍室６の下側、冷蔵庫１００の最下部に設けられており、前面は断熱構造を有する引出し式の扉７１により開閉自在に覆われる。なお、各貯蔵室３〜７の扉には、それぞれ開閉状態を検出する図示しない扉開閉センサが設けられている。

各貯蔵室３〜７は、設定可能な温度帯（設定温度帯）によって区別されており、例えば、冷蔵室３は約０℃〜４℃、野菜室７は約３℃〜１０℃、製氷室４は約−１８℃、冷凍室６は約−１６℃〜−２２℃にそれぞれ設定可能となっている。また、切替室５は、チルド（約０℃）やソフト冷凍（約−７℃）等の温度帯に切り替えることが可能である。このように、冷蔵室３及び野菜室７の設定温度帯は、製氷室４、切替室５及び冷凍室６より高い温度帯となるように設定されている。なお、各貯蔵室３〜７の設定温度はこれに限るものではなく、設置場所及び内容物に応じて適宜設定を変更することができる。また、各貯蔵室３〜７には、それぞれ当該貯蔵室の温度を検出するための図示しない庫内温度センサが設けられている。また、各吹出口３２、４２、５２、６２、７２の風路１４側には、図示しないダンパーが設けられている。

キャビネット部１は、各貯蔵室３〜７の背面側に背面壁１３を有している。内箱１２と背面壁１３の裏面との間には、風路１４及び冷却器室１５が形成されている。風路１４は、冷気を各貯蔵室に供給するための冷気の供給風路であって、例えば各貯蔵室３〜７の背面と対向する範囲に設けられている。冷却器室１５は、例えば冷凍室６の背面と対向する範囲に設けられており、冷凍サイクル２０の冷却器２８が収容されている。そして、冷却器２８により熱交換された冷気が冷却器室１５から風路１４に供給される。

キャビネット部１における各貯蔵室３〜７の背面には、風路１４を流れる冷気を各貯蔵室３〜７内に吹き出すための吹出口がそれぞれ開口している。具体的には、冷蔵室３には吹出口３２が開口しており、製氷室４には吹出口４２が開口しており、切替室５には吹出口５２が開口しており、冷凍室６には吹出口６２が開口しており、野菜室７には吹出口７２が開口している。なお、各吹出口３２、４２、５２、６２、７２には図示しないダンパーが設置されており、ダンパーの開閉により各貯蔵室３〜７の温度が管理される。

冷凍サイクル２０は、キャビネット部１の背面側に配置されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル２０を利用して冷蔵庫１００の庫内を冷却する冷気を生成するものである。図２は、図１の冷蔵庫における冷凍サイクルの一例を示す冷媒回路図である。図２の冷蔵庫１００の冷凍サイクル２０は、圧縮機２１、凝縮パイプ２２、ストレーナ２３、減圧装置２４、結露防止パイプ２５、ドライヤ２６、キャピラリーチューブ２７、冷却器２８が配管により直列に接続されている。

圧縮機２１は、例えば冷蔵庫１００の背面下部に設けられた機械室内に配置されている。圧縮機２１は、冷媒を圧縮して高温・高圧の冷媒とするものであり、インバータ回路で駆動され、状況に応じて運転容量が制御される。凝縮パイプ２２は、圧縮機２１から吐出された冷媒と外気との熱交換を行うものであって、例えば、ドレン蒸発のためのホットパイプや圧縮機２１の設置空間に置かれた空冷凝縮器、冷蔵庫１００の側面や背面に断熱材を解して埋設されているパイプ等からなっている。ストレーナ２３は、凝縮パイプ２２から流出した冷媒からゴミや金属粉等を除去するフィルター等で構成されている。

減圧装置２４は、凝縮パイプ２２からストレーナ２３を介して流入する冷媒を減圧して膨張させるものであって、例えば電子式膨張弁等の開度が可変に制御することができるように構成されている。また、減圧装置２４には結露防止パイプ２５が直列に接続されており、凝縮パイプ２２及びストレーナ２３から減圧装置２４に流入した冷媒流れは、分岐されることなく結露防止パイプ２５に流入するようになっている。

結露防止パイプ２５は、減圧装置２４を介して凝縮パイプ２２に直列接続されたものであって、凝縮パイプ２２とともに凝縮器として機能するとともに、キャビネット部１及びディバイダ部２の結露を防止する機能を有している。ここで、図３は図１のキャビネット部１に内蔵された結露防止パイプ２５の一例を示す平面図である。結露防止パイプ２５は、キャビネット部１の前面開口の周縁部及びディバイダ部２の前面側の縁に折り曲げて収容されている。この結露防止パイプ２５は、ブチルゴム等の熱容量の大きい弾性部材を介してキャビネット部１及びディバイダ部２に設置されている。そして、結露防止パイプ２５に冷媒が流れることにより、冷蔵庫１００本体の前面部分における結露の発生が防止されるようになっている。

なお、図３において、結露防止パイプ２５は、キャビネット部１及びディバイダ部２の一部の前面側の縁に配置された場合について例示しているが、結露防止パイプ２５の配置は、これに限定されず、低温冷気が外部に漏れ出すことによる露付きを抑制可能な任意の場所に配置することができる。例えば、結露防止パイプ２５は、キャビネット部１及びディバイダ部２のすべての前面側の縁に配置されていてもよい。あるいは、結露防止パイプ２５は、製氷室４、切替室５及び冷凍室６に隣接するキャビネット部１及びディバイダ部２の前面側の縁（冷凍温度帯の冷気が漏れ出しうる領域）にのみ配置されていてもよい。この場合、結露防止パイプ２５の取り回し及び配置が複雑になることを防止することができる。

図２のドライヤ２６は、結露防止パイプ２５から流入した冷媒に含まれるゴミや金属粉等を圧縮機２１へ流入させないためのフィルターや冷凍サイクル内の水分を吸着する吸着部材等で構成されている。キャピラリーチューブ２７は、例えば銅製等の毛細管からなっており、ドライヤ２６を流れてきた冷媒を減圧し、冷却器２８側へ流出する減圧装置として作用するものである。

冷却器２８は、キャピラリーチューブ２７と冷媒間熱交換部２９の吸入パイプ側との間に接続されている。この冷却器２８は、冷却器室１５内に設けられ、冷却器室１５内を冷却して冷気を生成するものである。冷却器２８の上方には循環ファン１６が設けられており、この循環ファン１６により冷却器２８に空気が供給されるとともに、冷却器２８周辺で冷却された冷気が各貯蔵室３〜７へ送風される。

さらに、冷凍サイクル２０には、キャピラリーチューブ２７を流れる冷媒と、冷却器２８と圧縮機２１との間における配管（吸入パイプ）を流れる冷媒との間で熱交換を行う冷媒間熱交換部２９が設けられている。冷媒間熱交換部２９は、キャピラリーチューブ２７を流れる冷媒と圧縮機２１へ吸入する冷媒との間で熱交換を行う。

上述したように、冷凍サイクル２０において、結露防止パイプ２５は、減圧装置２４を介して凝縮パイプ２２に直列接続されたものであって、凝縮器としての機能と結露の防止を行う機能とを有している。例えば必要な冷却能力が大きい場合、凝縮パイプ２２及び結露防止パイプ２５における放熱量も多くする必要がある。庫内負荷が小さく必要な冷却能力が少ない場合、凝縮パイプ２２及び結露防止パイプ２５における放熱量は少なくて済む。結露防止パイプ２５を流れる冷媒によりキャビネット部１及びディバイダ部２が必要以上に加熱された場合、結露防止パイプ２５からの熱が各貯蔵室３〜７に回り込み、各貯蔵室３〜７を冷却するための消費電力が増加してしまう。したがって、庫内負荷が小さい場合には、結露防止パイプ２５に流れる冷媒の温度が小さくなるように、減圧装置２４の開度を制御することが好ましい。

一方、結露防止の観点から、キャビネット部１やディバイダ部２において、表面温度が露点温度以下になると結露が発生する可能性がある。このため、結露防止パイプ２５の冷媒圧力を低下させ冷媒温度を上昇させることにより、冷媒の凝縮熱を用いてキャビネット部１及びディバイダ部２の表面温度を外気の露点温度以上に維持する必要がある。

そこで、冷蔵庫１００は、ユーザーからの入力等に従い、消費電力を抑えるための絞りモード（節電モード）を実施する機能を有するとともに、冷蔵庫１００の設置環境における外気温度に応じて、複数の絞りモードを切り替えて実施する機能を有している。

図４は図１の制御装置１０の一例を示す機能ブロック図である。図１及び図４の冷蔵庫１００は、操作装置８、外気温度センサ９ａ、湿度センサ９ｂ、制御装置１０を備えている。操作装置８は、ユーザーからの各種入力を受け付けるものであって、例えば冷蔵室３の扉３１の表面に設けられている。操作装置８は、各貯蔵室３〜７の温度等の設定を調節する操作スイッチと、各貯蔵室３〜７の温度を表示する液晶等から構成されている。また、操作装置８には、例えば絞りモードを選択するための操作スイッチが設けられており、ユーザーは操作装置８を操作することにより複数の絞りモードのうちいずれか１つの絞りモードを選択できるようになっている。

外気温度センサ９ａは、冷蔵庫１００が設置された設置環境の外気温度ＴＡを検出するものである。また、湿度センサ９ｂは、冷蔵庫１００が設置された設置環境における外気の湿度ＨＡを検出するものである。この外気温度センサ９ａ及び湿度センサ９ｂは、例えば操作装置８の場所に設置されている。なお、外気温度センサ９ａ及び湿度センサ９ｂは、操作装置８以外の場所（例えば冷蔵室３の扉３１とキャビネット部１の接続部周辺等）に設けてもよい。

図１の制御装置１０は、冷凍サイクル２０及び冷蔵庫１００全体の動作を制御するものであって、マイコン等から構成され冷蔵庫１００の背面上部に設置されている。そして、制御装置１０は、例えば各貯蔵室３〜７に配置された庫内温度の検出値が設定温度になるように、冷凍サイクル２０の運転及びダンパー開閉の動作を制御する。また、制御装置１０は、各扉開閉センサからの出力に基づいて各扉の開閉状態を検出し、例えば扉が長時間開放されたままの場合には、操作装置８や音声出力装置からその旨をユーザーに報知するように制御する。

特に、制御装置１０は、操作装置８の入力に応じて減圧装置２４の開度（流動抵抗）を制御することにより、結露防止パイプ２５内の冷媒圧力を調整する機能を有している。具体的には、制御装置１０は、設定テーブル１０Ａ、運転条件設定手段１０Ｂ、冷凍サイクル制御手段１０Ｃを備えている。

図５は、図４の設定テーブル１０Ａの一例を示す図である。図４及び図５に示すように、設定テーブル１０Ａは、外気温度ＴＡ（絞りモード１〜３）毎に異なる流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３が関連付けて記憶されたものである。また、運転条件設定手段１０Ｂは、外気温度センサ９ａにより検出された外気温度ＴＡに基づいて設定テーブル１０Ａからいずれかの絞りモード１〜３を選択するものである。なお、図５においては、３段階の絞りモード１〜３が記憶されており、この絞りモード１〜３として外気温度ＴＡ毎に流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３が関連づけて記憶されている場合について例示している。具体的には、外気温度ＴＡが第１温度しきい値ＴＡｒｅｆ１以上である場合（絞りモード１）、外気温度ＴＡが第１温度しきい値ＴＡｒｅｆ１より小さく第２温度しきい値ＴＡｒｅｆ２よりも大きい場合（絞りモード２）、外気温度ＴＡが第２温度しきい値ＴＡｒｅｆ２以下である場合（絞りモード３）に分類されている。

そして、運転条件設定手段１０Ｂは、外気温度ＴＡ及び各外気温度しきい値ＴＡｒｅｆ１、ＴＡｒｅｆ２に基づいて、設定テーブル１０Ａから減圧装置２４の流動抵抗Ｒｆを選択する。図５において、第１流動抵抗Ｒｆ１は最小流動抵抗（全開状態）Ｒｆ０よりも大きく（Ｒｆ１＞Ｒｆ０）、第２流動抵抗Ｒｆ２は第１流動抵抗Ｒｆ１よりも大きく（Ｒｆ１＞Ｒｆ２）、第３流動抵抗Ｒｆ３は第２流動抵抗Ｒｆ２よりも大きい（Ｒｆ３＞Ｒｆ２）。なお、減圧装置２４の開度が大きくなればなるほど流動抵抗Ｒｆは小さくなるものであり、流動抵抗Ｒｆが小さくなればなるほど結露防止パイプ２５を流れる冷媒温度が高くなるものである。

特に、設定テーブル１０Ａにおいて、外気温度ＴＡ（絞りモード１〜３）毎に複数の異なる流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３が関連づけられている。例えば絞りモード１には最小流動抵抗Ｒｆ０と第１流動抵抗Ｒｆ１との組み合わせが関連付けされており、絞りモード２には最小流動抵抗Ｒｆ０と第２流動抵抗Ｒｆ２との組み合わせが関連付けられており、絞りモード３には最小流動抵抗Ｒｆ０と第３流動抵抗Ｒｆ３との組み合わせが関連付けられている。

また、運転条件設定手段１０Ｂは、流動抵抗Ｒｆを選択した後に、異なる流動抵抗Ｒｆ毎に運転時間ｔを設定する。具体的には、設定テーブル１０Ａには、流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３毎にそれぞれ結露防止パイプ２５に流れる冷媒の温度Ｔｍｐ０〜Ｔｍｐ３が予め記憶されている。そして、運転条件設定手段１０Ｂは、下記式（１）に示すように、結露防止パイプ２５に流れる冷媒の温度が露点温度Ｔｄ以上であって外気温度ＴＡ以下になるように、運転時間ｔ０、ｔ１を算出する。なお、下記式（１）においては、絞りモード１の場合であって、最小流動抵抗Ｒｆ０と第１流動抵抗Ｒｆ１との組み合わせが選択された場合について例示している。

式（１）中の露点温度Ｔｄは、運転条件設定手段１０Ｂにより外気温度センサ９ａにより検出された外気温度ＴＡ及び湿度センサ９ｂにより検出された湿度ＨＡに基づいて算出されたものであって、算出方法は種々の公知の手法を用いることができる。

つまり、式（１）は、最小流動抵抗Ｒｆ０の運転時間ｔ０と第１流動抵抗Ｒｆ１の運転時間ｔ１との割合を変化させることで、結露防止パイプ２５を流れる冷媒の温度の時間平均値が露点温度Ｔｄ以上であって外気温度ＴＡ以下となるように、減圧装置２４の流動抵抗Ｒｆが調整されることを意味している。この運転時間ｔ０、ｔ１は温度や湿度が異なる設置環境によって割合が変化するものであって、例えば露点温度Ｔｄが高くなればなるほど、最小流動抵抗Ｒｆ０の運転時間ｔ０は第１流動抵抗Ｒｆ１の運転時間ｔ１よりも短くなる。

なお、運転条件設定手段１０Ｂは、露点温度Ｔｄを算出し上記式（１）を用いて運転時間ｔを算出する場合について例示しているが、これに限らず、冷媒の温度が露点温度Ｔｄよりも大きくなるように制御するものであればよい。例えば運転条件設定手段１０Ｂは、結露防止パイプ２５を流れる冷媒の平均温度が外気温度ＴＡになるように、もしくは外気温度ＴＡから所定温度（たとえば５℃）だけ低くなるように、各運転時間ｔ０、ｔ１を算出するようにしてもよい。すると、露点温度Ｔｄを算出するための湿度センサ９ｂが不要になり、結露の発生を確実に防止しながら、安価な構成で結露防止パイプ２５の熱による冷蔵庫１００内の消費電力を抑制することができる。

また、運転時間ｔ０、ｔ１が式（１）を用いて算出される場合について例示しているが、各流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３毎の運転時間ｔ０〜ｔ３も予め設定テーブル１０Ａに記憶しておき、外気温度ＴＡに応じて設定テーブル１０Ａに記憶された流動抵抗Ｒｆ及び運転時間ｔの設定を行うようにしてもよい。

さらに、ユーザーが操作装置８を介して絞りモード１〜３の３段階の選択した場合、運転条件設定手段１０Ｂは、設定テーブル１０Ａの中からユーザーが選択された絞りモード１〜３に合致した流動抵抗Ｒｆを選択する機能を有している。このように、自動的に絞りモードへ移行する場合のみならず、ユーザーからの要望により手動でも結露防止対策を行うことができる。この場合、運転時間ｔは式（１）により算出されたものであってもよいし、設定テーブル１０Ａに予め記憶されたものであってもよい。

冷凍サイクル制御手段１０Ｃは、運転条件設定手段１０Ｂにおいて設定された絞りモード１〜３（流動抵抗Ｒｆ及び運転時間ｔ）による絞りモード（節電運転）が行われるように冷凍サイクル２０を制御するものである。具体的には、冷凍サイクル制御手段１０Ｃは、圧縮機２１の駆動を開始し、減圧装置２４の各流動抵抗Ｒｆ０、Ｒｆ１及びその運転時間ｔ０、ｔ１になるように、冷凍サイクル２０を制御する。

図６は、図２の冷凍サイクル２０の稼働時における減圧装置２４の開度が制御される様子を示すグラフである。図６に示すように、冷凍サイクル制御手段１０Ｃは、最小流動抵抗Ｒｆ０による運転時間ｔ０と、第１流動抵抗Ｒｆ１による運転時間ｔ１とが交互に切り替えるように減圧装置２４を制御する。すると、最小流動抵抗Ｒｆ０による運転時間ｔ０の期間においては、結露防止パイプ２５を流れる冷媒の温度はＴｍｐ０になり、第１流動抵抗Ｒｆ１による運転時間ｔ０の期間においては、冷媒の温度はＴｍｐ１（＜Ｔｍｐ０）になる。そして、期間（ｔ０＋ｔ１）に結露防止パイプ２５に流れる冷媒の温度の時間平均値は上記式（１）のようになる。

さらに、冷凍サイクル制御手段１０Ｃは、庫内負荷に応じて絞りモード１〜３を強制的に解除するようにしてもよい。例えば庫内負荷が所定のしきい値以上になった場合、冷凍サイクル制御手段１０Ｃは、冷却不足に陥るのを防止するために絞りモードの実施を解除し、もしくは絞りモードの設定を不可になるように制御してもよい。

図７は、図１の冷蔵庫の動作例を示すフローチャートであり、図１から図７を参照して冷蔵庫１００の動作例について説明する。なお、初期状態として、冷蔵庫１００はいずれの絞りモードにも設定されておらず、減圧装置２４が冷媒圧力を調節しない全開状態、つまり減圧装置２４での冷媒圧力の損失量が極力小さくなるような状態に設定されているものとする。

まず、ユーザーの操作により操作装置８に絞りモード１〜３への移行の可否が入力される（ステップＳＴ１）。操作装置８に絞りモード１〜３への移行が不可である旨の入力がなされた場合、冷凍サイクル制御手段１０Ｃにおいて減圧装置２４が全開状態（最小流動抵抗Ｒｆ０）になるように設定される（ステップＳＴ２）。すると、冷蔵庫１００の冷却能力が最大になる状態で運転が行われることになる（ステップＳＴ８）。

一方、操作装置８から絞りモード１〜３への移行が可能である旨が入力された場合、さらに運転条件設定手段１０Ｂにおいて、操作装置８から絞りモード１〜３の選択を自動で行う旨の入力が行われたか否かが判断される（ステップＳＴ３）。操作装置８から絞りモード１〜３を自動的に行う旨の入力が行われた場合、運転条件設定手段１０Ｂにおいて外気温度センサ９ａにより検出された外気温度ＴＡが取得される（ステップＳＴ４）。その後、運転条件設定手段１０Ｂにおいて外気温度ＴＡに基づき設定テーブル１０Ａから絞りモード１〜３（流動抵抗Ｒｆ）が選択される（ステップＳＴ５）。さらに、式（１）等に基づき、流動抵抗Ｒｆ毎の運転時間ｔが設定される（ステップＳＴ６）。その後、圧縮機２１の運転が開始され（ステップＳＴ８）、設定された流動抵抗Ｒｆ及び運転時間による減圧装置２４の駆動が制御される。これにより、結露防止パイプ２５の冷媒温度（冷媒圧力）が露点温度Ｔｄ以上、さらには外気温度以下になるように制御される（図６参照）。

一方、操作装置８にいずれかの絞りモードの選択が自動で行われずにユーザーにより直接入力された場合、運転条件設定手段１０Ｂにおいて、操作装置８に入力された絞りモード１〜３に関連付けされた流動抵抗Ｒｆが設定されるとともに（ステップＳＴ７）、運転時間ｔが設定される。この際、運転時間ｔの設定は、上述したように、式（１）を用いて算出しても良いし、流動抵抗Ｒｆに関連づけて予め記憶されている運転時間ｔを用いてもよい。その後、圧縮機２１の運転が開始される（ステップＳＴ８）。

以上のように、本実施形態によれば、冷蔵庫１００の節電運転を行う際に、設定テーブル１０Ａを用いて流動抵抗Ｒｆを設定し、設定した流動抵抗Ｒｆによる運転時間ｔを設定することにより、結露防止パイプ２５を流れる冷媒の温度を露点温度Ｔｄ以上に確保することができる。したがって、外気が高湿度（たとえばＲＨ９０％以上）、低湿度（たとえばＲＨ５０％以上）の場合、高外気（たとえば３０℃）の場合、もしくは低外気（たとえば１５℃）の場合等のどのような外気温度ＴＡであっても、消費電力を抑えながらも外気環境下を問わず確実に結露の発生を防止することができる。

特に、設定テーブル１０Ａを用いて結露防止パイプ２５を流れる冷媒の温度を制御するため、従来のように冷凍サイクル２０を流れる冷媒の状態を監視し、それに追従して減圧装置２４の開度を変化させる等の制御を行う必要がない。このように、流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３に応じて結露防止パイプ２５を流れる冷媒の温度が変化することを利用し、冷媒温度を所定の冷媒温度になるように制御することができる。このため、冷媒温度センサや冷媒圧力センサ等を設置し冷媒の状態を監視することなく、安価に設置環境に合致した結露の防止を行うことができる。

また、制御装置１０は、操作装置８に絞りモードの実施が可能である旨の入力を受け付けた場合に絞りモード１〜３を実施する場合、例えば庫内負荷が高い場合等の絞りモードに入れない場合には、減圧装置２４を全開として結露防止パイプ２５を凝縮器として使用し凝縮パイプ２２に加えて結露防止パイプ２５において冷媒を凝縮させることができるため、必要な凝縮熱量を確保した状態で冷却し続けることができる。

さらに、選択された絞りモード１〜３に対応する流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３毎に運転時間ｔ０〜ｔ３を設定する場合、精度の高い冷媒温度の制御が可能になり、どのような設置環境に置かれた場合であっても結露の発生を確実に防止することができる。

本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されない。たとえば、図４において、外気温度ＴＡが３つの領域に分類されている場合について例示しているが、２以上の温度しきい値ＴＡｒｅｆ１、Ｔｒｅｆ２が規定し複数の分類に区分するものであればよい。また、図４の設定テーブル１０Ａにおいて、最小流動抵抗Ｒｆ０と各流動抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆ３との組み合わせが記憶されている場合について例示しているが、この組み合わせに限らず、各流動抵抗Ｒｆ０〜Ｒｆ３のどの組み合わせが記憶されていてもよい。さらには、２つの流動抵抗の組み合わせではなく、１つの流動抵抗が記憶されていてもよいし、３以上の異なる流動抵抗の組み合わせが記憶されていてもよい。

１ キャビネット部、２ ディバイダ部、３ 冷蔵室、４ 製氷室、５ 切替室、６ 冷凍室、７ 野菜室、８ 操作装置、９ａ 外気温度センサ、９ｂ 湿度センサ、１０ 制御装置、１０Ａ 設定テーブル、１０Ｂ 運転条件設定手段、１０Ｃ 冷凍サイクル制御手段、１１ 外箱、１２ 内箱、１３ 背面壁、１４ 風路、１５ 冷却器室、１６ 循環ファン、２０ 冷凍サイクル、２１ 圧縮機、２２ 凝縮パイプ、２３ ストレーナ、２４ 減圧装置、２５ 結露防止パイプ、２６ ドライヤ、２７ キャピラリーチューブ、２８ 冷却器、２９ 冷媒間熱交換部、３１、４１、５１、６１、７１ 扉、３２、４２、５２、６２、７２ 吹出口、１００ 冷蔵庫、ＨＡ 湿度、Ｒｆ 流動抵抗、Ｒｆ０ 最小流動抵抗、Ｒｆ１ 第１流動抵抗、Ｒｆ２ 第２流動抵抗、Ｒｆ３ 第３流動抵抗、ｔ、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３ 運転時間、ＴＡ 外気温度、ＴＡｒｅｆ１ 第１温度しきい値、ＴＡｒｅｆ２ 第２温度しきい値、Ｔｄ 露点温度、Ｔｍｐ０、Ｔｍｐ１、Ｔｍｐ２、Ｔｍｐ３ 冷媒の温度。

Claims (8)

1. 内部空間を有するキャビネット部と、
   前記キャビネット部の内部空間を複数の貯蔵室に仕切るディバイダ部と、
   前記キャビネット部に収容され、圧縮機、凝縮パイプ、減圧装置、結露防止パイプ、キャピラリーチューブの順に直列に接続された冷凍サイクルと、
   前記キャビネット部の外部に設置され、外気温度を検出する外気温度センサと、
   前記冷凍サイクルの動作を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   異なる複数の前記減圧装置の流動抵抗が前記外気温度毎に関連付けて記憶され、かつ、前記流動抵抗毎に前記結露防止パイプに流れる冷媒の温度が予め記憶された設定テーブルと、
   前記外気温度センサにより検出された前記外気温度に基づいて、前記設定テーブルから、前記外気温度に関連づけた複数の前記流動抵抗を選択するとともに、前記結露防止パイプに流れる冷媒の平均温度が露点温度よりも大きくなるように、選択した前記複数の流動抵抗毎に、それぞれ運転時間を設定する運転条件設定手段と、
   前記運転条件設定手段において設定された前記流動抵抗及び前記運転時間による運転が行われるように、前記冷凍サイクルを制御する冷凍サイクル制御手段と
   を有する冷蔵庫。
2. 前記流動抵抗の調整の可否を受け付ける操作装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記操作装置に前記流動抵抗の選択が可能である旨の入力を受け付けた場合に、前記冷凍サイクルの前記流動抵抗の選択及び前記運転時間の設定を行うものである請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記操作装置は、前記設定テーブルからの前記流動抵抗の選択を直接入力するための操作スイッチを備えたものであり、
   前記運転条件設定手段は、前記操作装置から入力された前記流動抵抗を選択する機能を有する請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記運転条件設定手段は、前記結露防止パイプを流れる冷媒の平均温度が前記外気温度になるように、異なる前記流動抵抗毎にそれぞれ前記運転時間を設定するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記運転条件設定手段は、前記結露防止パイプを流れる冷媒の平均温度が前記外気温度から所定温度だけ低くなるように、異なる前記流動抵抗毎にそれぞれ前記運転時間を設定するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
6. 外気の湿度を検出する湿度センサをさらに備え、
   前記運転条件設定手段は、前記湿度センサにより検出された前記湿度及び前記外気温度から前記露点温度を算出し、前記結露防止パイプを流れる冷媒の温度が前記露点温度より大きくなるように、異なる前記流動抵抗毎にそれぞれ前記運転時間を設定するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
7. 前記設定テーブルには、前記外気温度が３つに分類されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
8. 前記結露防止パイプは、前記キャビネット部及び前記ディバイダ部の前面側の縁の少なくとも一部に収容されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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