JP6752107B2

JP6752107B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP6752107B2
Application number: JP2016211203A
Authority: JP
Inventors: 良二河井; 慎一郎岡留; 晴樹額賀; 暢志郎小池
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: JP2018071874A

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，例えば特開２００６−２６６６１７号公報（特許文献１）及び特開２０１２―２５５５７２号公報（特許文献２）がある。

一般に冷蔵庫は、氷点以下の冷却器と庫内の空気が熱交換することで，貯蔵室を所望の温度に冷却する機器であり，冷却器の表面には霜が成長する。霜の成長は熱抵抗や通風抵抗の増加をもたらすため，霜が成長するにつれて冷却器における熱交換性能が低下する。よって，熱交換性能を回復するために霜を融解して除去する除霜運転が行われる。除霜運転は除霜ヒータによる加熱によって行われ，温度センサにより除霜の完了が判定される。

特許文献１に記載の冷蔵庫は，冷蔵庫の本体庫内において、内箱の冷却器後方の箇所に、温度センサである除霜判定センサを設けている。除霜動作の終了のタイミングは、除霜判定センサにより決定される。すなわち、除霜判定センサにより、その周囲が所定の温度まで上昇した時点で除霜が完了したと判定し、除霜ヒータへの通電を止めて除霜動作を終了する。

また，特許文献２に記載の冷蔵庫は，冷気を生成する冷却器と、冷却器を配して冷気が流通する冷気ダクトと、冷気ダクト内で冷却器の下方に配して冷却器を除霜する除霜ヒータと、冷却器の上方で，冷気ダクト内で冷却器の前後方向の略中央部に配置され，温度検知して除霜ヒータの停止時期を検出する温度センサと、冷気ダクトの前壁に設けられるとともに、温度センサを保持する保持部とを備え、保持部によって温度センサの上方を覆っている。除霜ヒータは温度センサの検知温度が所定温度になると停止される。

特開２００６−２６６６１７号公報特開２０１２―２５５５７２号公報

霜は，冷却器だけでなく，周辺の壁面にも成長することがある。特許文献１あるいは特許文献２に記載の従来技術では，冷却器や冷却器の周辺の壁面に成長した霜の融解状態を的確に検知できず，信頼性を確保するためには除霜の完了判定を霜（氷）の融点よりも十分高い温度に設定する必要があった。そのため，省エネルギー性能を十分高くできていなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり，冷却器や冷却器の周辺の壁面に成長した霜の融解状態を的確に検知することにより，信頼性を確保しつつ過熱を抑えた省エネルギー性能が高い冷蔵庫を提供す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，食品貯蔵室と，圧縮機と，該圧縮機で圧縮された冷媒と庫外の空気と熱交換する放熱器と，前記冷媒を減圧する減圧手段と，減圧された前記冷媒と前記食品貯蔵室内の空気と熱交換する冷却器と，該冷却器を収納する冷却器収納室と，該冷却器収納室から前記食品貯蔵室に至る送風路と，前記食品貯蔵室から前記冷却器収納室に至る戻り風路と，前記冷却器で熱交換した空気を前記食品貯蔵室に送風する庫内送風機とを備え，前記冷却器の温度を検知する第一の温度センサと，前記冷却器より下流側の前記冷却器収納室または前記送風路に第二の温度センサを配設したことを特徴とする。

本発明によれば，冷却器や冷却器の周辺の壁面に成長した霜の融解状態を的確に検知することにより，信頼性を確保しつつ過熱を抑えることで省エネルギー性能が高い冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の正面外形図。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の図１におけるＡ−Ａ矢視方向断面図。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の冷凍サイクル構成を表す図。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の冷却器付近の拡大断面図。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の図４におけるＢ−Ｂ矢視方向断面図。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の制御を表すフローチャート。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の制御を表すタイムチャート。本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の除霜開始条件が成立する条件を示す表。

本発明に係る冷蔵庫の実施形態例を，図１〜図８を参照しながら説明する。まず，本実施形態例の冷蔵庫の構成を，図１〜図５を参照しながら説明する。図１は本実施形態例の冷蔵庫の正面外形図，図２は本実施形態例の冷蔵庫の庫内の構成を表す断面図であり，図１中に示すＡ−Ａ断面を矢視方向に見た図である。図３は本実施形態例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成を表す図である。図４は本実施形態例の冷蔵庫の冷却器付近の構成を表す拡大断面図，図５は本実施形態例の冷蔵庫の冷却器付近の構成を表す拡大断面図であり，図４中に示すＢ−Ｂ断面を矢視方向に見た図である。

図１に示すように本実施形態例の冷蔵庫は、冷蔵庫本体１に上方から，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。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られている。冷蔵室２及び野菜室８は，４℃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，−１８℃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には，前方に左右に分割された観音開き型の冷蔵室扉２ａ，２ｂが備えられている。製氷室４，上段冷凍室５，下段冷凍室６，野菜室８には，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が備えられている。

図２に示すように，本実施形態例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，本実施形態例の冷蔵庫には，背面，両側面に真空断熱材６０が実装されている（両側面は不図示）。

冷蔵室扉２ａ，２ｂの貯蔵室内側には，複数の扉ポケット４７，冷蔵室２内には複数の棚４６が備えられている。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が備えられている。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，８ｂが引き出せるようになっている。

図２に示すように本実施形態例の冷蔵庫では，冷蔵室２と，上段冷凍室５及び製氷室４（図１参照）とが上部断熱仕切壁５１によって隔てられ，下段冷凍室６と野菜室８とが下部断熱仕切壁５２によって断熱的に隔てられている。なお，冷蔵室２の最下段（上側断熱仕切り壁５１の上部）には，−１〜＋１℃程度に維持されるチルド室３が備えられている。また、冷凍室７の背部に冷却器収納室９を備え，冷却器収納室９内には冷却手段として冷却器２１を備えている。また，冷却器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。冷蔵室２，冷凍室７，野菜室８への送風経路には，それぞれ冷蔵室ダンパ２４，冷凍室ダンパ２６，野菜室ダンパ（不図示）を備えており，各室への送風が制御される。

冷蔵室ダンパ２４が開放状態の場合，庫内送風機２２により昇圧された冷気は，冷蔵室送風ダクト１１を流れ，冷蔵室吐出口３１から冷蔵室２に吹き出す。冷蔵室２を冷却して温度が上昇した冷気は，冷蔵室戻り口（不図示），冷蔵室戻りダクト１２（図５参照）を介して冷却器収納室９に戻り，冷却器２１と熱交換して再び低温冷気となる。

冷凍室ダンパ２６が開放状態の場合，庫内送風機２２により昇圧された低温冷気は，冷凍室送風ダクト１３を流れ，冷凍室吐出口３３から冷凍室７に吹き出す。冷凍室７を冷却して温度が上昇した冷気は，冷凍室戻り口３６を介して冷却器収納室９に戻り，冷却器２１と熱交換して再び低温冷気となる。

野菜室ダンパ（不図示）が開放状態の場合，庫内送風機２２により昇圧された低温冷気は，野菜室送風ダクト（不図示）を流れ，野菜室吐出口（不図示）から野菜室８に吹き出す。野菜室８を冷却して温度が上昇した冷気は，野菜室戻り口３７，野菜室戻りダクト１７を介して冷却器収納室９に戻り，冷却器２１と熱交換して再び低温冷気となる。

冷蔵室２の背部，冷凍室７の背部，野菜室８の背部には，それぞれ冷蔵室温度センサ４１，冷凍室温度センサ４２，野菜室温度センサ４３が備えられており，各室の温度を検知できるようになっている。断熱箱体５０の天井面前方には，庫外の温湿度を検知する庫外温湿度センサ（不図示）が備えられている。また，冷蔵室扉２ａ，２ｂ，製氷室扉４ａ，上段冷凍室扉５ａ，下段冷凍室扉６ａ，野菜室扉８の各扉の開閉状態は，冷蔵室扉センサ（不図示），製氷室扉センサ（不図示），上段冷凍室扉センサ（不図示），下段冷凍室扉センサ（不図示），野菜室扉センサ（不図示）により検知できるようになっている。

なお，上部断熱仕切壁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（不図示）が備えられている。製氷水タンク内の水は，ポンプ（不図示）を駆動することにより，配管（不図示）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３に示すように，本実施形態例の冷蔵庫の冷凍サイクルは，圧縮機２３，放熱器７０（フィンチューブ型熱交換器），放熱パイプ７１，結露抑制パイプ７２，キャピラリチューブ７４（以下，放熱器７０，放熱パイプ７１，結露防止パイプ７２の総称として放熱手段７３と呼ぶことがある），冷却器２１が冷媒配管７７で接続されることで構成される。冷却器２１出口から圧縮機２３に向かう配管の一部７７ａはキャピラリチューブ７４と接触させて熱交換するようにしている。なお，放熱パイプ７１とは，外箱１ａと内箱１ｂの間であって外箱１ａ面に接するように備えられた冷媒管（図２中に不図示）である。また，結露抑制パイプ７２とは，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冷媒管（図２参照）であり，管内を流れる高温冷媒による加熱作用で結露を抑制するために配設されるものである。

圧縮機２３により昇圧された高温高圧冷媒は，放熱手段７３を流れて放熱し，減圧手段であるキャピラリチューブで減圧されることで低温低圧冷媒となる。低温低圧冷媒が冷却器２１に流れ，空気と熱交換して各貯蔵室を冷却するための低温冷気が生成される。なお，冷媒はイソブタンを例にして説明する。

図４に示すように，冷却器収納室９は，背面側の内箱１ｂ，前面側の前面仕切壁２７の間に形成される。冷却器収納室９に収納されている冷却器２１は流れ方向に７段で，高さ寸法Ｈより，奥行き寸法Ｄが小さいフィンチューブ型熱交換器である（本実施形態例の冷蔵庫ではＨ＝２１０ｍｍ、Ｄ＝７７ｍｍ）。このように高さ寸法Ｈより奥行き寸法Ｄを小さくすることで，冷却器収納室９の前方の貯蔵室（本実施形態例の冷蔵庫では冷凍室７）の有効内容積を大きくできる。

冷却器２１下部の前面側には前面仕切壁２７と冷却器２１の間にバイパス流路５５ａが，背面側には内箱１ｂと冷却器２１の間にバイパス流路５５ｂがそれぞれ設けられている。なお，本実施形態例の冷蔵庫１では，バイパス流路５５ａの流路幅Ｌ１＝５ｍｍ，バイパス流路５６ｂの流路幅Ｌ２＝７ｍｍである。このようにバイパス流路の流路幅を冷却器の奥行き寸法Ｄ（＝７７ｍｍ）の１０％以下の寸法にしているので、冷却器２１への着霜量が少ない状態において，多くの気流が冷却器２１をバイパスして流れることによる冷却効率低下を抑えられる。

図５に示すように，本実施形態例の冷蔵庫１は，冷却器２１の下方に除霜ヒータ５６を備えている。ここで，除霜ヒータ５６の幅寸法Ｗ２を，冷却器２１のフィン設置部２１ａの幅寸法Ｗ１より長くしている（Ｗ２＞Ｗ１）。これにより冷却器２１の全体を効率良く加熱できるようにしている。なお，本実施形態の冷蔵庫１では，Ｗ１＝３３５ｍｍ，Ｗ２＝３５０ｍｍである。

除霜ヒータ５６は，抵抗線をガラス管５６ａで覆い，さらにガラス管５６ａの外周にアルミニウム製の放熱フィン５６ｂを配設することにより，除霜ヒータ通電中にガラス管表面温度がイソブタンの発火温度（約４６０℃）より低い温度に抑えるようにしている。

霜が融解することで生じた除霜水は，冷却器収納室９の下部に備えられた樋５７に流れ落ち，排水管５８（図２参照）を介して機械室１０（図２参照）に備えられた蒸発皿５９（図２参照）に達する。蒸発皿５９内の除霜水は，機械室１０内に備えられた圧縮機２３（図２参照）及び放熱器７０（図３参照）の放熱と，機械室１０内に備えられた庫外送風機（不図示）による通風作用により蒸発する。なお，除霜ヒータ５６の上部には上部カバー５３が備えられており，融解水や冷却器２１から離脱した霜が除霜ヒータ５６のガラス管５６ａに当たることを防いでいる。

冷却器２１の１段目（最上流の段）のフィンピッチは，２段目以降の段（２〜７段）のフィンピッチより大きくしている（本実施形態例の冷蔵庫１では１段目のフィンピッチは１０ｍｍ，２〜７段目のフィンピッチは５ｍｍ）。冷却器２１の１段目は，物質伝達率が高く，高湿な空気が流入することから霜が成長しやすいので，フィン間の隙間を２段目以降より大きくすることでフィン間の流路が閉塞し難くして，熱交換性能をより長い時間維持できるようにしている。なお，フィン間の流路が閉塞し難くするには，少なくとも，最上流の段（１段目）のフィンピッチを，最下流の段（本実施形態例の冷蔵庫１では７段目）のフィンピッチ以上とすれば良く，本実施形態例の構成に限定されるものではない。
キャピラリチューブ７４（図３参照）により減圧された低温低圧冷媒は，冷却器２１の背面側上部の配管から入り，冷却器２１の背面側に左右にわたって設けられた配管を上方から下方に順次流れ，１段目（最下段）において冷却器２１の前面側の配管に移る。続いて，冷却器２１の前面側に左右にわたって設けられた配管を下方から上方に順次流れて冷却器２１の前面側上部から流れ出る。なお，冷却器２１の出口配管には気液分離器２８が備えられており，液冷媒が圧縮機２３に吸い込まれて圧縮されることを防いでいる。

冷蔵室２からの戻り空気は，冷蔵室戻りダクト１２を流れ，冷蔵室戻りダクト開口１２ａを介して，冷却器２１の下部側方から冷却器収納室９に流入する。冷凍室７からの戻り空気は，冷却器２１の下部前方の冷凍室戻り口３６（図４参照）から冷却器収納室９に流入する。また，野菜室８からの戻り空気は野菜室戻りダクト１７（図２参照）を介して冷却器２１の下部前方右側（正面から見た場合は左側）の野菜室戻りダクト開口１７ａから冷却器収納室９に流入する。

本実施形態例の冷蔵庫１は，冷蔵温度帯の冷蔵室２と野菜室８への送風量と，冷凍温度帯の冷凍室７への送風量の比率は約３：７であり，低温に維持される冷凍室７への送風量が多くなるようにしている。また，冷凍室戻り口３６の開口幅寸法Ｗ３を，冷却器２１のフィン設置部２１ａの幅寸法Ｗ１よりも大きくすることで（Ｗ３＞Ｗ１），特に送風量が多い冷凍室７からの戻り空気が効率良く冷却器７で熱交換できるようにしている。

また，本実施形態例の冷蔵庫１は，冷蔵室戻りダクト開口１２ａを，冷却器２１の幅Ｗ１（フィン設置部幅）の中心面Ｓ１より右（正面から見た場合は左）に設け，野菜室戻りダクト開口１７ａを中心面Ｓ１より左（正面から見た場合は右）に設けている。これにより，冷却器２１に偏った着霜が生じることを抑制している。

冷却器２１上方には庫内送風機２２が設置され，その設置位置は，中心面Ｓ１に略一致するようにしている。具体的には冷却器の中心面Ｓ１が庫内送風機２２の翼幅Ｗ４の範囲を通過するようにしている。これにより，冷却器２１における冷気流れの偏りが生じ難くなる。

冷却器２１の両側には，戻り空気が冷却器２１のフィン設置部２１ａに流入せずに，冷却器２１の両側の配管ターン部２１ｂを流れたり，フィン設置部２１ａに流入した空気が配管ターン部２１ｂに漏れることを抑制するための冷却器流路仕切部材２１ｃ（アルミニウム製）を備えている。これにより，冷却器２１と空気の間の熱交換効率を高めている。

中心面Ｓ１より右側の冷却器２１の上部の吸込配管（正面から見た場合は左側）には冷却器温度センサ４４（第一除霜完了検知手段）が備えられており，冷却器の温度を検知できるようになっている。また，冷却器２１の下流の中心面Ｓ１より左側（正面から見た場合は右側）の前面仕切壁２７表面には，庫内送風機２２近傍の前面仕切壁の温度を検知する前面仕切壁温度センサ４５（第二除霜完了検知手段）が備えられている。なお，本実施形態例の冷蔵庫１では，後述する除霜完了（ヒータ通電終了）時の前面仕切壁温度センサ４５の検知温度と，庫内送風機２２のマウスリング２２ａの表面温度が３℃以内で一致する位置に前面仕切壁温度センサ４５を設けている。

本実施形態例の冷蔵庫１は，冷蔵室ダンパ２４（図２参照），野菜室ダンパ（不図示），冷凍室ダンパ２６（図２参照）の開閉状態によって冷蔵室２，野菜室８，冷凍室７への送風が制御され，冷蔵室のみに送風する「冷蔵室単独運転」，野菜室のみに送風する「野菜室単独運転」，冷凍室のみに送風する「冷凍室単独運転」，冷蔵室と野菜室に送風する「冷蔵野菜運転」，冷蔵室，野菜室，冷凍室の全てに送風する「冷蔵野菜冷凍運転」の５種類の冷却運転モードを備えている。冷蔵室２，野菜室８，冷凍室７の各室は，これらの５つの冷却運転モードを，冷蔵室温度センサ４１，野菜室温度センサ４３，冷凍室温度センサ４２の検知情報に基づいて適宜切り替えることで所望の温度帯に維持される。

本実施形態例の冷蔵庫は，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）を備えている。

また冷蔵庫本体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，前記した冷蔵室温度センサ４１，冷凍室温度センサ４２，野菜室温度センサ４３，庫外温湿度センサ，冷却器温度センサ４４，前面仕切壁温度センサ４５，及び，各扉センサ、冷蔵室扉２ａａ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や回転速度制御，冷蔵室ダンパ２４，冷凍室ダンパ２６，及び，野菜室ダンパ２７を個別に駆動するアクチュエータ（不図示）の制御，庫内送風機２２のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御，前記した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御は，前記ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより行われる。

次に，本実施形態例の冷蔵庫の制御について図６〜図８を参照しながら説明する。図６は本実施形態例の冷蔵庫の制御を表すフローチャート，図７は本実施形態例の冷蔵庫の制御を表すタイムチャートである。図８は除霜開始条件が成立する条件を示す表である。

図６に示すように，本実施形態例の冷蔵庫は，電源の投入により（スタート），圧縮機２３が駆動して冷却運転を開始する（ステップＳ１０１）。

本実施形態例の冷蔵庫の冷却運転は，冷蔵室温度センサ４１，冷凍室温度センサ４２，野菜室温度センサ４３及び庫外温湿度センサの検知情報に基づいて圧縮機２３，庫内送風機２２，庫外送風機のオン/オフ制御や回転速度制御と，冷蔵室ダンパ２４，冷凍室ダンパ２６，野菜室ダンパの開閉状態の制御によって，各室を設定温度（例えば，冷蔵室，野菜室は４℃程度，冷凍室は−１８℃程度）に維持する運転が行われる。

冷却運転中には，除霜開始条件の判別が行われる（ステップＳ１０２）。本実施形態例の冷蔵庫１では，図８に示す条件が満たされた場合に除霜開始条件が成立する（ステップＳ１０２がＹｅｓ）。ステップＳ１０２が不成立の場合，冷却運転が継続される（ステップＳ１０１に戻る）。

例えば，（ａ）庫外温度（Ｔｏｕｔ）がＴｏｕｔ＞３５℃，庫外湿度（相対湿度）（ＲＨｏｕｔ）がＲＨｏｕｔ≦５０％において，扉開閉累積時間（ｔ１）がｔ１≧２０分且つ冷却運転継続時間（ｔ２）（前回の除霜完了後からの経過時間，または，除霜運転未実施の場合の電源投入後からの経過時間）がｔ２≧１２時間の場合，または，冷却運転継続時間（ｔ２）がｔ２≧４８時間の何れかが満足された場合に除霜開始条件が成立する。他の成立条件は，（ｂ）Ｔｏｕｔ＞３５℃，５０＜ＲＨｏｕｔ≦８０％において，ｔ１≧１５分且つｔ２≧１２時間，または，ｔ２≧４８時間の何れかが満足された場合，（ｃ）Ｔｏｕｔ＞３５℃，ＲＨｏｕｔ＞８０％において，ｔ１≧１０分且つｔ３≧１２時間，または，ｔ２≧４８時間の何れかが満足された場合，（ｄ）２０℃＜Ｔｏｕｔ≦３５℃，ＲＨｏｕｔ≦５０％において，ｔ１≧２５分且つｔ２≧１２時間，または，ｔ２≧７２時間の何れかが満足された場合，（ｅ）２０℃＜Ｔｏｕｔ≦３５℃，５０＜ＲＨｏｕｔ≦８０％において，ｔ１≧２０分且つｔ３≧１２時間，または，ｔ２≧７２時間の何れかが満足された場合，（ｆ）２０℃＜Ｔｏｕｔ≦３５℃，ＲＨｏｕｔ＞８０％において，ｔ１≧１５分且つｔ３≧１２時間，または，ｔ２≧７２時間の何れかが満足された場合，（ｇ）Ｔｏｕｔ≦２０℃，ＲＨｏｕｔ≦５０％において，ｔ１≧５０分且つｔ３≧１２時間，または，ｔ２≧９６時間の何れかが満足された場合，（ｈ）Ｔｏｕｔ≦２０℃，５０＜ＲＨｏｕｔ≦８０％において，ｔ１≧４０分且つｔ３≧１２時間，または，ｔ２≧９６時間の何れかが満足された場合，（ｉ）Ｔｏｕｔ≦２０℃，ＲＨｏｕｔ＞８０％において，ｔ１≧３０分且つｔ３≧１２時間，または，ｔ２≧９６時間の何れかが満足された場合である。

本実施形態例の冷蔵庫１は，３つの除霜手段（除霜手段１、除霜手段２、除霜手段３）を備えている。１つ目の除霜手段（除霜手段１）は、庫内送風機２２を駆動することによって冷蔵室と野菜室を冷却しながら除霜するものであり、「圧縮機停止状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ閉鎖状態」にて霜を解かすものである。２つ目の除霜手段（除霜手段２）は、除霜ヒータ５６通電状態で庫内送風機２２を駆動し，冷蔵室と野菜室を冷却しながら除霜するものであり、「圧縮機停止状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍温室ダンパ閉鎖状態」にて霜を解かすものである。３つ目の除霜手段（除霜手段３）は、除霜ヒータ２２の通電のみによって除霜するものであり、「圧縮機停止状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ閉鎖状態、冷凍室ダンパ開放状態」にて霜を解かすものである。

本実施形態例の冷蔵庫１は，上記除霜手段１〜３を順次切り替える「省エネ除霜モード」と，除霜手段３のみによる「高信頼性除霜モード」の２つの除霜モードを備えており，図８の（ｄ）（ｅ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）が成立した場合には「省エネルギー除霜モード」，（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｆ）が成立した場合には「高信頼性除霜モード」が選択される。

「省エネ除霜モード」の場合（ステップＳ１０３がＮｏ），続いて「圧縮機駆動状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ閉鎖状態、野菜室ダンパ閉鎖状態，冷凍室ダンパ開放状態」で冷凍室プリクール運転が実施される（ステップＳ１０４）。これにより除霜中に冷却されない冷凍室７を事前に十分冷却することができ，除霜中に冷凍食品や氷が解けるといった不具合が生じ難くなる。

冷凍室プリクール運転を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では３０分）実施後，続いて除霜手段１（圧縮機停止状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ閉鎖状態）による除霜運転が実施される（ステップＳ１０５）。冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１が−３℃に到達すると（ステップＳ１０６），除霜手段２（圧縮機停止状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍温室ダンパ閉鎖状態）による除霜運転に移行する（ステップＳ１０７）。冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１が＋２℃に到達すると（ステップＳ１０８），さらに除霜手段３（圧縮機停止状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ閉鎖状態、冷凍室ダンパ開放状態）に移行する（ステップＳ１０９）。除霜手段３による除霜は，冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１が＋５℃以上，且つ，前面仕切壁温度センサ４５の検知温度ＴＤ２が＋３℃以上になった場合に除霜完了と判定し（ステップＳ１１０），冷却器収納室９内の融解水の排水を促すために「圧縮機停止状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ開放状態」とする「オフタイム」を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では３分間）確保する（ステップＳ１１１）。なお，除霜完了の判定は，「冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１と，前面仕切壁温度センサ４５の検知温度ＴＤ２の両者が０℃より高い」という条件を満足していれば良く，本実施形態例の冷蔵庫１とは異なる温度であっても良い。ただし，除霜ヒータ５６からの距離が遠い前面仕切壁温度センサ４５ＴＤ２の判定基準温度を，冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１より低くすることで，過熱を抑えることができ，省エネルギー性能を高くすることができる。

続いて貯蔵室に高温空気が送風されることを避けるために，庫内送風機２２停止状態で圧縮機を駆動し，「圧縮機停止駆動状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ開放状態」とすることで冷却器収納室９内の冷却を行う「庫内送風機停止運転」を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では２分間）（ステップＳ１１２）実施後，冷却運転を再開する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０３において「高信頼性除霜モード」が成立した場合（ステップＳ１０３がＹｅｓ），続いて，「圧縮機駆動状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ開放状態」で全室プリクール運転が実施される（ステップＳ２０１）。「高信頼性除霜モード」では，除霜運転中に貯蔵室の冷却は行われないが，全室プリクールにより除霜中に冷却されない冷凍室７を事前に十分冷却することができ，除霜中に各貯蔵室の温度が過度に上昇することを防ぐことができる。

全室プリクール運転を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では３０分）実施後，ステップＳ１０９に移行し，除霜手段３（圧縮機停止状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ開放状態）による除霜運転が実施される。以後は「省エネ除霜モード」と同様の制御ステップとなる。

図７は，冷蔵庫を３２℃，相対湿度７０％の室内に設置した際の制御状態と庫内要部の温度変化を表すタイムチャートである。

図７に示すように，経過時間t_ａにおいて除霜開始条件が満足され（ここでは冷却運転継続時間ｔ２が４８ｈに達し，除霜運転開始条件が成立している（図８の（ｅ）の条件により図５のステップ１０２がＹｅｓ）。図８の（ｄ）（ｅ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）が成立した場合には「省エネルギー除霜モード」が選択されるので（図６ステップＳ１０３がＮｏ），続いて「圧縮機駆動状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ閉鎖状態、野菜室ダンパ閉鎖状態，冷凍室ダンパ開放状態」で冷凍室プリクール運転が実施される（図６のステップＳ１０４）。これにより冷凍室７が冷却されて温度が下がり，冷却されない冷蔵室２，野菜室８の温度が上昇する。

経過時間ｔｂにおいて冷凍室プリクール運転継続時間（３０分）が経過し，除霜手段１（圧縮機停止状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ閉鎖状態）による除霜運転が実施される（図６のステップＳ１０５）。除霜手段１による除霜では，主に霜の顕熱と熱交換した空気で冷蔵室２，野菜室８を冷却するように庫内送風機２２を制御（具体的には１５００ｍｉｎ^-1で駆動）するので，除霜手段１による除霜中の冷蔵室２，野菜室８の温度は低下している。これは，ヒータを用いずに庫内の熱負荷で霜を加熱している状態となるため省エネルギー性能が高い除霜となる。

経過時間ｔｃにおいて，冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１が−３℃に到達し（図６のステップＳ１０６がＹｅｓ），除霜手段２（圧縮機停止状態、庫内送風機駆動状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍温室ダンパ閉鎖状態）による除霜に移行している（図６のステップＳ１０７）。除霜手段２による除霜では，除霜ヒータ５６に通電することにより除霜を加速しつつ，主に霜の潜熱（冷却器温度（霜温度）が０℃でほぼ一定）と熱交換した空気で冷蔵室２，野菜室８を冷却するように除霜ヒータと庫内送風機２２を制御（具体的には除霜ヒータ通電量を１５０Ｗ，庫内送風機回転数を１２００ｍｉｎ^-1で駆動）するので，除霜手段２による除霜中の冷蔵室２，野菜室８の温度は維持されている。除霜手段２による除霜中の冷蔵室２，野菜室８は冷却されることで維持されている。これは，ヒータに通電しながら庫内の熱負荷も利用して霜を加熱している状態となるため省エネルギー性能が高く，また，比較的短い時間で霜の融解に必要な熱量を与えることが可能となる。

経過時間ｔｄにおいて，冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１が＋２℃に到達し（図６のステップＳ１０８がＹｅｓ），除霜手段３（圧縮機停止状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ通電状態、冷蔵室ダンパ閉鎖状態、冷凍室ダンパ開放状態）による除霜に移行している（図６のステップＳ１０９）。除霜手段２は除霜ヒータ５６への通電のみによる除霜となるため，冷蔵室２，野菜室８，冷凍室７は冷却されず温度は上昇する。また，冷却器温度は除霜ヒータ５６により加熱されるので温度が上昇する。また，前面仕切壁温度センサ４５の検知温度ＴＤ２は，経過時間ｔｄにおいては約０℃となっているが，除霜手段３による除霜運転中にプラス温度に上昇しはじめている。

経過時間ｔｅにおいて，冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１が＋６℃，前面仕切壁温度センサ４５の検知温度ＴＤ２が＋３℃に到達し（図６のステップＳ１１０がＹｅｓ），除霜ヒータ５６への通電が停止され，「オフタイム（圧縮機停止状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ開放状態）」に移行している（図６のステップＳ１１１）。

さらに経過時間ｔｆにおいて，「オフタイム」の設定時間（３分）が経過したことにより，庫内送風機２２停止状態で圧縮機２３が駆動される「庫内送風機停止運転（圧縮機停止駆動状態、庫内送風機停止状態，除霜ヒータ停止状態、冷蔵室ダンパ開放状態、野菜室ダンパ開放状態，冷凍室ダンパ開放状態）」に移行している（図６のステップＳ１１２）。

冷蔵室２，野菜室８，冷凍室７は「オフタイム」から「庫内送風機停止運転」の間は，冷却されないため温度が上昇している。一方，冷却器温度と前面仕切壁表面温度は「オフタイム」中に上昇するが，「庫内送風機停止運転」では，冷却器に低温冷媒が流れるため，冷却器温度や前面仕切壁表面温度は低下している。

経過時間ｔｇにおいて，「庫内送風機停止運転」の設定時間（２分）が経過したことにより，庫内送風機２２が駆動され，冷却運転（冷凍運転）が再開されている（図６のステップＳ１０１）。

以上のように本実施形態例の冷蔵庫では，冷却器２１の下流流路の庫内側の仕切壁表面の温度を検知する温度センサ（前面仕切壁温度センサ４５）を備えており，その検知情報に基づいて除霜完了の判定を行っている。冷気流路を形成する壁面のうち庫外側に位置する壁面（例えば本実施形態例の冷蔵庫１における冷却器収納室９の背面）は，除霜運転中に庫外からの熱侵入により温度上昇しやすいが，庫内側に位置する壁面（貯蔵室や風路との境界を形成する壁面）は，低温の貯蔵室の影響で温度が上昇し難い。一般に冷蔵庫における除霜運転では，冷却器及びその周辺部の霜が融解したと推定される場合に除霜完了と判定されるため，除霜完了検知手段（温度センサ）の設置位置は，霜が解け難い箇所に設置することが望ましい。本実施形態例の冷蔵庫では，温度が上昇し難い冷却器２１の下流の庫内側の仕切壁表面の温度を検知する温度センサ（前面仕切壁温度センサ４５）を備え，その検知情報に基づいて除霜完了の判定を行う。これにより，霜が解け難い箇所の温度を検知できるので，過度に余裕度を持った除霜完了判定基準温度にすることなく，除霜運転を行うことができる。したがって，省エネルギー性能と信頼性がともに高い冷蔵庫を提供することができる。

本実施形態例の冷蔵庫では，冷却器温度を検知する温度センサ（冷却器温度センサ４４）と，冷却器２１の下流流路の温度を検知する温度センサ（前面仕切壁温度センサ４５）を備えており，これらのセンサの検知情報に基づいて除霜完了の判定を行っている。具体的には，冷却器温度センサ４４の検知温度ＴＤ１と，前面仕切壁温度センサ４５の検知温度ＴＤ２の両者が０℃より高い所定温度に到達した場合に，除霜完了と判定する。なお，冷却器温度センサ４４（第一除霜完了検知手段）と，前面仕切壁温度センサ４５（第二除霜完了検知手段）を備えており，第一除霜完了検知手段の表面温度と，第二除霜完了検知手段の表面温度がともに０℃より高い所定温度になった場合に除霜運転（ヒータ通電）を終了すれば，第一除霜完了検知手段の検知温度と，第二除霜完了検知手段の検知温度の検知情報に基づく制御とみなすことができる。

これにより，霜が成長しやすい冷却器と，温度が上昇し難い冷却器の下流流路の両方について，除霜完了判定基準値に過度な余裕度を持つ必要がなくなり，過熱を抑えることができる。よって，省エネルギー性能と信頼性がともに高い冷蔵庫を提供することができる。

一般に，冷蔵庫の冷却器や冷却器の周辺への着霜の状態は，冷蔵庫の運転履歴，庫内に収納される食品の種類や量，扉開閉頻度等により多様に変化するため，冷却器への着霜量の多少，冷却器下流流路への着霜量の多少は一定にはならない。よって，従来の冷蔵庫では，冷却器の除霜状態を検知する単一の除霜完了検知手段で除霜完了を判定するために，信頼性上で最も厳しい条件，すなわち，冷却器の温度が上昇しやすく，冷却器下流流路に霜が残りやすい条件を想定して判定基準値を定めることが必要になっていた。

冷却器の温度が上昇しやすく，冷却器下流流路に霜が残りやすいのは，冷却器への着霜が比較的少なくて，冷却器下流流路に多くの着霜が生じている場合であり，冷却器温度センサ４４のみによって除霜完了を判定する場合は，冷却器の下流流路に多量の着霜が生じていても十分に融解させることができる判定基準値として，例えば１０℃程度とする必要があった。一方で，本実施形態例の冷蔵庫では，第一除霜完了検知手段の検知温度と，第二除霜完了検知手段の検知温度の検知情報に基づいて除霜完了を判定するので，冷却器への着霜が比較的少なくて，冷却器下流流路に多くの着霜が生じている最も厳しい条件以外の条件，例えば，冷却器への着霜が多く，冷却器下流流路への着霜が少ない，あるいは，冷却器と冷却器下流流路への着霜がともに少ない条件等で冷却器の過熱が抑えられる。例えば，本実施形態例の冷蔵庫では，冷却器下流流路の除霜が完了したと判定していた時点（前面仕切壁温度センサ４５の検知温度が３℃）で，冷却器温度（冷却器温度センサ４４の検知温度）は６℃であり，冷却器の過熱が抑えられていることがわかる。本実施形態例の冷蔵庫では，冷却器温度を検知する温度センサ（冷却器温度センサ４４）と，冷却器２１の下流流路の温度を検知する温度センサ（前面仕切壁温度センサ４５）を備えており，冷却器２１の幅方向の中心面を基準に分けられる領域の双方に少なくとも１つの温度検知手段を配設している。

これにより，冷却器収納室９内において，霜が成長しやすい冷却器と，温度が上昇し難い冷却器の下流流路の双方の除霜状態を効率良く検知することができる。

本実施形態例の冷蔵庫では，冷却器２１の下流流路の中に設置されている可動部品（庫内送風機２２）の近傍温度を仕切壁表面の温度を検知する温度センサ（前面仕切壁温度センサ４５）により検知している。これにより，温度が上昇し難い冷却器の下流流路の特に可動部品（庫内送風機２２）の近傍に霜の解け残りが生じるリスクを抑えることができるので，除霜完了判定基準値に過度な余裕度を持つ必要がなくなり，過熱を抑えることができる。

よって，省エネルギー性と信頼性がともに高い冷蔵庫を提供することができる。

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，冷却器２１の温度を検知する温度センサや，冷却器２１の下流流路の温度を検知する温度センサを複数配設しても良い。また，本実施形態例の冷蔵庫１では、冷却器２１の下流流路における可動部品として庫内送風機２２の温度を検知しているが、冷却器２１の下流流路にある他の可動部品として例えばダンパ温度（ダンパの近傍温度）を検知する温度センサを配設しても良い。さらに，冷却器２１の下流流路の庫内側に位置する壁面に保持される稼働部品に直接温度センサを配設して可動部品の温度を測定する構成としたり、可動部品や、温度が上昇し難い箇所に補助ヒータを配設して，除霜運転時に加熱するようにしても良い。また，本実施形態例の冷蔵庫１は「冷蔵室単独運転」，「野菜室単独運転」，「冷凍室単独運転」，「冷蔵野菜運転」，「冷蔵野菜冷凍運転」の５種類の冷却運転モードを備えた冷蔵庫だが，これら全てを備えていなくてもよい。

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
３チルド室
４製氷室
５上段冷凍室
６下段冷凍室
７冷凍室
８野菜室
９冷却器収納室
１０機械室
１１冷蔵室送風ダクト
１２冷蔵室戻りダクト
１３冷凍室送風ダクト
１７野菜室戻りダクト
２１冷却器
２２庫内送風機
２３圧縮機
２４冷蔵室ダンパ
２６冷凍室ダンパ
２７前面仕切壁
２８気液分離器
３１冷蔵室吹き出し口
３３冷凍室吹き出し口
３６冷凍室戻り口
３７野菜室戻り口
４１冷蔵室温度センサ
４２冷凍室温度センサ
４３野菜室温度センサ
４４冷却器温度センサ
４５前面仕切壁温度センサ
４６棚
４７扉ポケット
４９制御基板
５０断熱箱体
５１上部断熱仕切壁（仕切部）
５２下部断熱仕切壁（仕切部）
５５ａａ，５５ｂバイパス流路
５６除霜ヒータ
５７樋
５８排水管
５９蒸発皿
６０真空断熱材
７０放熱手段
７１放熱器
７２放熱パイプ
７３結露抑制パイプ
７４キャピラリチューブ
７７冷媒配管

Claims

食品貯蔵室と，圧縮機と，該圧縮機で圧縮された冷媒と庫外の空気と熱交換する放熱器と，前記冷媒を減圧する減圧手段と，減圧された前記冷媒と前記食品貯蔵室内の空気と熱交換する冷却器と，該冷却器を収納する冷却器収納室と，該冷却器収納室から前記食品貯蔵室に至る送風路と，前記食品貯蔵室から前記冷却器収納室に至る戻り風路と，前記冷却器で熱交換した空気を前記食品貯蔵室に送風する庫内送風機と、前記冷却器の上流又は下方に配された除霜ヒータとを備え，前記冷却器の温度を検知する第一の温度センサと，前記冷却器より下流又は上方の前記冷却器収納室または前記送風路であって庫内側の壁面の温度を検知する第二の温度センサを配設し、
前記第一の温度センサの検知情報及び前記第二の温度センサの検知情報に基づいて前記除霜ヒータの通電を停止することを特徴とする冷蔵庫。
食品貯蔵室と，圧縮機と，該圧縮機で圧縮された冷媒と庫外の空気と熱交換する放熱器と，前記冷媒を減圧する減圧手段と，減圧された前記冷媒と前記食品貯蔵室内の空気と熱交換する冷却器と，該冷却器を収納する冷却器収納室と，該冷却器収納室から前記食品貯蔵室に至る送風路と，前記食品貯蔵室から前記冷却器収納室に至る戻り風路と，前記冷却器で熱交換した空気を前記食品貯蔵室に送風する庫内送風機と、前記冷却器の上流又は下方に配された除霜ヒータとを備え，前記冷却器の温度を検知する第一の温度センサと，前記冷却器より下流又は上方の前記冷却器収納室または前記送風路であって庫内側の壁面の温度を検知する第二の温度センサを配設し、
前記第一の温度センサと前記第二の温度センサがともに０℃以上の所定温度に到達した場合に前記除霜ヒータの通電を終了し、該所定温度は前記第一の温度センサと前記第二の温度センサとで互いに異なり、前記第一の温度センサの所定温度より前記第二の温度センサの所定温度の方が低い冷蔵庫。
前記除霜ヒータに通電し、かつ前記庫内送風機を駆動させる制御を実行し、その後、
前記第一の温度センサの検知温度上昇に応じて前記庫内送風機を停止させ、かつ前記除霜ヒータに通電する制御を実行し、その後、
前記第一の温度センサ及び前記第二の温度センサの検知温度上昇に応じて前記除霜ヒータへの通電を停止する制御を実行する請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記第二の温度センサの近傍には、前記除霜ヒータ及びその他の除霜ヒータが配されていない請求項１乃至３何れか一項に記載の冷蔵庫。
冷却器と、
該冷却器を収納する冷却器収納室と、
前記冷却器の上流又は下方に配された除霜ヒータと、
前記冷却器近傍に配された第一の温度センサと、
前記冷却器より下流若しくは上方の前記冷却器収納室若しくは送風路であって前記第一の温度センサが配された場所よりも温度が上昇しにくい若しくは霜が解けにくい場所、又は前記冷却器より下流若しくは上方の前記冷却器収納室若しくは前記送風路であって庫内側の壁面に配された第二の温度センサと、を備え、
前記第一の温度センサと前記第二の温度センサがともに０℃以上の所定温度に到達した場合に前記除霜ヒータの通電を終了し、該所定温度は前記第一の温度センサと前記第二の温度センサとで互いに異なり、前記第一の温度センサの所定温度より前記第二の温度センサの所定温度の方が低い冷蔵庫。