JP6956900B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/04Preventing the formation of frost or condensate

Description

本発明は、霜付きを抑制した冷蔵庫に関するものである。
近年、冷蔵庫が設置される環境に合わせて最適な運転を実現させるために、温度センサおよび湿度センサなどが搭載される冷蔵庫が増えてきている。例えば、冷蔵室扉が左右に分割されていて、その冷蔵室扉間の仕切板にヒータなどが設置され、周囲の室温および湿度に合わせてヒータへの通電を時間割合で変化させたりすることで、仕切板の表面温度を調節して省エネルギー性を高めるような冷蔵庫がある。
また、冷蔵室扉間の仕切板はヒータなどによる加熱により露付きを防止しているが、冷蔵庫側面およびキャビネットフランジ部においては、凝縮配管および露付き防止配管を配置して露付きを防止している。ここで、一般的にヒータの発熱による電力消費効率は冷媒回路の電力消費効率よりも悪いため、ヒータで発熱させるよりも凝縮配管の熱を利用して冷蔵庫の外郭温度を上昇させる露付き対策を実施することが、冷蔵庫の省エネルギー性改善への近道となる。
そこで、従来、凝縮系配管の熱を利用してキャビネットフランジ部および部屋間仕切表面温度を上げる技術が報告されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
特許文献1では、四方弁を使用してキャビネットフランジ部および部屋間仕切部の表面内に設置される防露パイプの冷媒の流れ順序を切り替える技術が報告されている。これは、使用者が冷蔵庫表面に設置される設定操作部にて防露モードを切り替えることで、冷媒回路の冷媒の流れが変わるものである。具体的には、防露モード「弱」が選択された場合には、冷媒回路の冷媒の流れが、圧縮機→凝縮器→四方弁→放熱パイプ→防露パイプ→四方弁→キャピラリーチューブ→蒸発器→圧縮機の通常流れ状態となる。一方、防露モード「強」が選択された場合には、冷媒回路の流れが、圧縮機→凝縮器→四方弁→防露パイプ→放熱パイプ→四方弁→キャピラリーチューブ→蒸発器→圧縮機の逆流れ状態となり、防露を優先する流れとなる。
また、特許文献2では、四方弁を使用して箱体の開口縁に設けた結露抑制器の冷媒流れ方向を逆にする技術が報告されている。これは、減圧部による減圧量を大きくしたり、機械室ファンを高速運転させたりした場合に、結露抑制器の配管内を占める液比率が高まる。そのため、温度低下が大きくなり、減圧部に流入する冷媒の比エンタルピが低下するので、熱交換部で熱交換する冷媒のエンタルピ差を大きくすることができ、省エネルギー性を向上させることができるものである。
特開2012−17920号公報 特開2016−205669号公報
特許文献1は、防露モードの強弱によって放熱パイプと防露パイプとで冷媒が流れる順序を入れ替えるようにしている。しかしながら、凝縮器の下流側に四方弁が設けられているため、圧縮機の吐出側に接続されている凝縮器の下流側での順序の入れ替えであり、凝縮器で冷媒の温度を大きく下げた後で防露パイプに冷媒を入れる形となる。そのため、露付き耐力の改善に大きな効果は得られない。これは、モリエル線図からみればわかることであるが、凝縮器を出たあとの冷媒は気液二相領域に入り、この領域では冷媒の温度は一定であるためである。また、各室仕切表面においては温度改善が見られる程度であるが、扉表面の温度を改善するまでのものではなく、露付き耐力改善の効果も小さいと推定される。
また、特許文献2は、四方弁を使い箱体前面開口縁のキャビネットフランジ部に取り付けられる露付き防止配管(結露抑制器)内を流れる向きを逆向きに変更する。そして、温度の低い液冷媒が多く存在する部位を冷蔵庫のどの部屋の周りに流すかで省エネルギー性を高めるものであるが、露付き耐力の改善については言及していない。また、箱体の機械室、側面、天井面、および、背面に設けた放熱器(凝縮器)後の流し方を変えるだけである。そして、箱体の前面開口縁のキャビネットフランジにおいて、どこの部位の温度が高くなり、どこの部位の温度が低くなるかといった温度のバランスが変わるだけであると推測される。そのため、省エネルギー性の改善には効果があるが露付き耐力の改善には効果がない。
つまり、露付き性の改善に関して、特許文献1では、露付き防止配管の温度がそれほど高くならず、特許文献2では、露付き防止配管の温度を下げられるが上げられない。そのため、両方ともに、通常流れではモリエル線図の気液二相または液相(過冷却域)を使用して冷蔵庫前面開口縁のキャビネットフランジ部に設置される露付き防止配管の温度を下げて省エネルギー化を図っている。また、露付き対応時は流れを変えて露付き防止配管内の液相の度合いを減らすようにしている。しかしながら、露付き防止配管内は、気液二相レベルの温度にしか上げられなく、高温多湿、たとえば冷蔵庫周囲外気温度30℃以上、かつ、周囲相対湿度90%以上ではいっそうの露付き耐力改善は望めない。
以上のように、特許文献1および特許文献2では、露付き耐力改善にコストがかかっている割には、高温多湿時に露付き耐力をあまり改善できないという課題があった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、高温多湿時に露付き耐力を改善することができる冷蔵庫を提供することを目的としている。
本発明に係る冷蔵庫は、圧縮機、流路切替装置、機械室凝縮器、面凝縮配管、露付き防止配管、減圧装置、および、冷却器を備え、冷媒が循環する冷媒回路と、周囲の相対湿度を検知する周囲湿度センサと、前記流路切替装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記周囲湿度センサで検知した相対湿度があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は、前記圧縮機、前記流路切替装置、前記機械室凝縮器、前記面凝縮配管、前記露付き防止配管の順に冷媒が流れる通常流し状態となるように前記流路切替装置を切り替え、前記周囲湿度センサで検知した相対湿度が前記基準値以上の場合は、前記圧縮機、前記流路切替装置、前記露付き防止配管、前記面凝縮配管、前記機械室凝縮器の順に冷媒が流れる逆流し状態となるように前記流路切替装置を切り替えるものである。
本発明に係る冷蔵庫によれば、周囲湿度センサで検知した相対湿度が基準値以上の場合は、逆流し状態となるように流路切替装置を切り替えている。つまり、露付き防止配管の入口を圧縮機の次に接続できるように流路切替装置を制御することで、気相側の顕熱変化を利用できる。そのため、高い温度の冷媒を露付き防止配管へ流入させることが可能となり、露付き耐力を改善することができる。
本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の正面模式図である。 図1のA−A断面矢視図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の圧縮機動作などの時間推移を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫内部の冷媒配管の第1の接続図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫内部の冷媒配管の第2の接続図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の上辺のキャビネットフランジ部の縦断面図(図1のB−B断面矢視図)である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の左右縦辺のキャビネットフランジ部の横断面図(図1のC−C断面矢視図)である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の製氷室および小型冷凍室と冷凍室との間の室間仕切部周辺の縦断面図(図1のD−D断面矢視図)である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷凍室と野菜室との間の室間仕切部周辺の縦断面図(図1のE−E断面矢視図)である。 図8に示す表面仕切板の裏面にブチルゴムを設けた縦断面図(図1のD−D断面矢視図)である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷蔵室左扉の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷蔵室右扉の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷凍室扉の構成を示す分解斜視図である。 図8に示す冷凍室扉に真空断熱材が設けられた様子を示す縦断面(図1のD−D断面矢視図)である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷媒回路の第1のブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷媒回路の第2のブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の冷媒回路の通常流し状態および逆流し状態でのモリエル線図である。 通常流し状態での図17の凝縮工程の拡大図である。 逆流し状態での図17の凝縮工程の拡大図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の通常流し状態での冷媒回路の各部の実機温度データを示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の逆流し状態での冷媒回路の各部の実機温度データを示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の通常流し状態と逆流し状態での各部の温度を比較した図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の相対湿度に対する扉取っ手部の温度を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の相対湿度に対する流路切替率を示す第1の図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の相対湿度に対する流路切替率を示す第2の図である。 図9に示す室間仕切部に注入穴を形成した縦断面図(図1のE−E断面矢視図)である。 本発明の実施の形態2に係る冷蔵庫の相対湿度に対する流路切替率を示す図である。 本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫の相対湿度に対する流路切替率を示す図である。 本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫の自動モード時の圧縮機回転速度などの時間推移を示す第1の図である。 本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫の露付き対策モード時の圧縮機回転速度などの時間推移を示す第1の図である。 本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫の自動モード時の圧縮機回転速度などの時間推移を示す第2の図である。 本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫の露付き対策モード時の圧縮機回転速度などの時間推移を示す第2の図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫の冷媒回路のブロック図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫に用いられる電磁膨張弁の構成を示す図である。 図34に示す電磁膨張弁の通常流し状態での弁体の位置を示す図である。 図34に示す電磁膨張弁の逆流し状態での弁体の位置を示す図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫の冷媒回路の通常流し状態での第1のモリエル線図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫の冷媒回路の通常流し状態での第2のモリエル線図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫の冷媒回路の逆流し状態でのモリエル線図である。 図37の凝縮工程の拡大図である。 図38の凝縮工程の拡大図である。 図39の凝縮工程の拡大図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫の相対湿度に対する流路切替率および穴径切替率を示す第1の図である。 本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫の相対湿度に対する流路切替率および穴径切替率を示す第2の図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、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。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の正面模式図である。図2は、図1のA−A断面矢視図である。
以下、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の構成について説明する。以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語、例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など、を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものではない。また、本実施の形態1では、冷蔵庫100を正面視した状態において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」などを使用する。
図1および図2に示すように、本実施の形態1に係る冷蔵庫100は、複数の貯蔵室を備えており、具体的には、冷蔵室1と、製氷室2と、小型冷凍室3と、冷凍室4と、野菜室5とを備えている。
冷蔵室1は、冷蔵庫100の最上段に設けられており、前面開口部が2枚の観音開き式扉で開閉自在に閉塞されている。この2枚の観音開き式扉は、冷蔵室左扉6と冷蔵室右扉7とで構成されており、冷蔵室左扉6と冷蔵室右扉7との間には、その間からの外気の浸入を防ぐ仕切板8が設けられている。
冷蔵室1の下方には、引き出し式扉である製氷室扉92および小型冷凍室扉93を引き出すと貯蔵室が使用者側に引き出される製氷室2および小型冷凍室3が並列に配置されている。また、冷蔵庫100の最下段には野菜室5が設けられており、野菜室5の上には冷凍室4が設けられている。この冷凍室4は、左右に並列に配置された製氷室2および小型冷凍室3の下方で、かつ、野菜室5の上方に設けられている。これら冷凍室4および野菜室5も、引き出し式扉である冷凍室扉94および野菜室扉95を引き出すと貯蔵室が使用者側に引き出される構成となっている。
なお、各貯蔵室の配置は本実施の形態1に限定されるものではなく、観音開き式扉を備えた構成であれば、各貯蔵室の配置は問わない。また、冷蔵庫100には、周囲温度センサ34および周囲湿度センサ35が搭載されている。周囲温度センサ34は、冷蔵庫100の周囲の温度を検知するものである。周囲湿度センサ35は、冷蔵庫100の周囲の相対湿度を検知するものである。
なお、周囲温度センサ34および周囲湿度センサ35は、周囲温度および相対湿度を検知できる位置であれば設置場所は問わない。ただし、周囲温度センサ34および周囲湿度センサ35は、冷蔵庫100の運転、たとえば冷蔵庫側面内側に貼り付けられて固定された凝縮パイプ(図示せず)の温度影響などに影響されない位置に設置するのが望ましい。そのため、周囲温度センサ34および周囲湿度センサ35の設置場所は、例えば冷蔵室左扉6の上側ヒンジ部材(図示せず)であれば、その凝縮パイプなどの熱影響を受けないのでよい。
冷蔵庫100の背面側には、制御装置9が設けられている。この制御装置9は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、プロセッサともいう)で構成されている。
冷蔵室1内には、冷蔵室1の温度を検知するための冷蔵室温度センサ38が冷蔵室風路部品15の表面に設置されている。この冷蔵室温度センサ38は、冷蔵室1内の温度をおよそ見られる位置であれば設置位置は問わない。制御装置9は、冷蔵室温度センサ38で検知した冷蔵室1内の温度に基づいて、冷蔵室1への冷気の送風または遮断を、冷蔵室用ダンパー装置19のバッフル40を動作させることで行う。また、この冷蔵室温度センサ38は、温度補償用に冷蔵室1内に設置されたヒータ(図示せず)、および、仕切板8内に設置されたヒータ(図示せず)への通電制御等を行うために用いられる。
また、冷蔵室左扉6および冷蔵室右扉7の庫内側には、高さ方向に沿って3つのポケット14が取り付けられており、冷蔵室1内は、棚13によって複数に区画されている。
冷蔵室1内の最下段の棚13の下には、冷蔵室1の温度(約3℃)より低いチルド室17(約0℃)が設けられている。また、冷蔵室1の奥側には冷蔵室風路部品15が設けられており、棚13によって区画された各部分には、冷蔵室吹出し風路24から空気が吹出される吹出し口16が形成されている。また、庫内ファン23と冷蔵室吹出し風路24との間には、冷蔵室用ダンパー装置19が配置されている。また、内箱11と外箱12との間には、ウレタン発泡した断熱材10が充填されている。
図1に示すように、冷蔵室左扉6には、使用者が各室の温度設定およびモード設定を操作できる設定操作部20(破線部)が設置されている。使用者が設定操作部20を操作することで、たとえば冷蔵室1を弱(約6℃)〜中(約3℃)〜強(約0℃)の温度に設定することができ、冷凍室4の温度設定を弱(約−16℃)〜中(約―18℃)〜強(約−20℃)の温度に設定することができる。なお、他の部屋の温度設定についても同様に、使用者が設定操作部20を操作することで、行うことができる。
また、後述する省エネ優先モードおよび露付き対策モードの設定も、使用者が設定操作部20を操作することで可能となっている。本実施の形態1では、冷蔵室左扉6および冷蔵室右扉7の表面パネルがガラスであるため、冷蔵室左扉6の右横の穴部(図示せず)に設定操作部20として操作パネル50が挿入されている。そして、設定操作部20には、静電容量式センサが使用されているため、設定操作部20の表面を指で触ることにより、温度設定およびモード設定の操作を可能としている。
製氷室2の天井には、自動製氷器(図示せず)が設けられており、冷蔵室1に設置された給水タンク(図示せず)から水が供給され製氷できるようになっている。小型冷凍室3は、冷蔵庫100の奥側に設置されたファングリル22から冷気が吹出されて冷却されるようになっている。製氷室2および小型冷凍室3ともに引き出し式扉のため、氷を貯めるケース(図示せず)および食品を収納するケース25が備わっている。
冷凍室4は、冷蔵庫100の奥側に設置されたファングリル22から冷気が吹出され、時間平均で庫内を中温度設定で−18℃程度に冷却するようになっている。また、冷凍室4も引き出し式扉となっており、上段ケース27および下段ケース28が備わっている。また、ファングリル22には、冷凍室4の温度を検知するための冷凍室温度センサ39が取り付けられている。
図3は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の圧縮機36動作などの時間推移を示す図である。
ここで、横軸の時間に対する、縦軸の冷凍室温度センサ39の温度、冷蔵室温度センサ38の温度、および、圧縮機36の動作を、図3に示す。本実施の形態1では、圧縮機36の動作は、冷凍室温度センサ39の温度に基づいて制御される。図3に示すように、第1所定値まで冷凍室温度センサ39が冷却されると圧縮機36が停止(OFF点)し、そこから冷凍室温度センサ39が第2所定値まで上昇すると圧縮機36が運転開始(ON点)するディファレンシャル制御にて圧縮機36が駆動される。
冷凍室4の温度設定が中設定の場合には、冷凍室4の平均温度を約−18℃とするため、OFF点は−18℃より低く、ON点は−18℃よりも高く設定されている。制御装置9は、冷蔵室用ダンパー装置19のバッフル40を開点で開け、閉点で閉じる開閉を指示し、冷蔵室1の温度設定が中設定の場合には、冷蔵室1の平均温度を約3℃とするため、開点は3℃より高く、閉点は3℃より低く設定されている。
野菜室5は、冷蔵庫100の奥側の吹出し口から冷却され、温度設定が中設定の場合には6℃程度に冷却されるようになっている。また、野菜室5も引き出し式扉となっており、上段ケース32および下段ケース33が備わっている。
冷蔵庫100の庫内は、高さ方向に沿って室間仕切部21、26、31で仕切られている。各室間仕切部21、26、31は、その上下が樹脂製板状の成型品で構成され、その間はウレタン発泡による断熱材、または発泡スチロールなどの成型品で充填されており、上下がネジ固定されている。また、各室間仕切部21、26、31の前側面には板金製の仕切板(図示せず)が設けられており、扉に取り付けられた磁石入りのガスケット67と磁力で密着するようになっている。
図4は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100内部の冷媒配管の第1の接続図である。図5は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100内部の冷媒配管の第2の接続図である。
図4および図5に示すように、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の構成要素は、圧縮機36、流路切替装置42、フィンチューブ式の機械室凝縮器43、左側側面凝縮配管44、天井面凝縮配管45、背面凝縮配管46、右側側面凝縮配管54、露付き防止配管47、ドライヤ51、減圧装置である毛細管48、冷却器30、マフラー(液溜め)52、および、吸入配管53である。なお、流路切替装置42は、例えば四方弁であるが、それに限定されず、例えば二方弁と三方弁とを組み合わせて構成してもよい。
圧縮機36、流路切替装置42、機械室凝縮器43、および、ドライヤ51は、冷蔵庫100の背面側下部に設けられた機械室37に設置されている。天井面凝縮配管45は、左側側面の左側側面凝縮配管44から天井面へ延出しつながっているが、右側側面の右側側面凝縮配管54からつなげてもよい。なお、左側側面凝縮配管44、天井面凝縮配管45、背面凝縮配管46、および、右側側面凝縮配管54は、図示しないが外箱12の内面にアルミテープで固定されている。
冷媒回路102は、圧縮機36、流路切替装置42、凝縮系配管、流路切替装置42、ドライヤ51、毛細管48、冷却器30、および、マフラー52が順次接続されて構成されている。ここで、凝縮系配管は、機械室凝縮器43、左側側面凝縮配管44、天井面凝縮配管45、背面凝縮配管46、右側側面凝縮配管54、および、露付き防止配管47である。
また、冷蔵庫100には、機械室凝縮器43および圧縮機36を冷却する機械室冷却ファン(図示せず)と、庫内へ冷気を循環させる庫内ファン23(図2参照)とが設けられている。また、凝縮系配管を経過した後の流路切替装置42の下流側であれば、毛細管48を2本設置したり(その際は毛細管48の上流側に三方弁を設置する)、冷却器30を複数設置したりしてもよい。なお、機械室凝縮器43、天井面凝縮配管45、および、背面凝縮配管46は、左側側面凝縮配管44および右側側面凝縮配管54だけで凝縮能力が稼げるのであれば設けられていなくても問題ない。
図4および図5では、右手前側が冷蔵庫100の前側であり、露付き防止配管47は、キャビネットフランジ部55および各室間仕切部21、26、31に配置されている。また、露付き防止配管47は、右奥側下で右側側面凝縮配管54に接続され、冷蔵庫100の下側から各室間仕切部21、26、31などに配置され、冷蔵室1の周囲を囲む。その後、露付き防止配管47は、そのままキャビネットフランジ部55に沿って冷蔵庫100の下側に戻っていき、左側側面下を通って機械室37に配置された流路切替装置42に接続される。
なお、この露付き防止配管47の接続について、図5に示すように、露付き防止配管47の左右を逆につないでもよい。この場合、露付き防止配管47は、右奥側下で機械室37に配置された流路切替装置42に接続され、冷蔵庫100の下側から各室間仕切部21、26、31などに配置され、冷蔵室1の周囲を囲む。その後、露付き防止配管47は、そのままキャビネットフランジ部55に沿って冷蔵庫100の下側に戻っていき、左側側面下を通って左側側面凝縮配管44に接続される。
また、製氷室2と小型冷凍室3との間の室間仕切部56については、冷蔵室1と製氷室2とを仕切る室間仕切部21に配設された露付き防止配管47のターンが下側方向に1ターン延びる形で配設されている。しかし、製氷室2および小型冷凍室3と冷凍室4とを仕切る室間仕切部26に配設されたターンから上側に延ばす形で配設してもよい。
図6は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷蔵室1の上辺のキャビネットフランジ部55の縦断面図(図1のB−B断面矢視図)である。図7は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷凍室4の左右縦辺のキャビネットフランジ部55の横断面図(図1のC−C断面矢視図)である。
露付き防止配管47の設置に関して、冷蔵庫100の上辺および左右縦辺のキャビネットフランジ部55では、図6および図7に示すように設置される。板金製の外箱12が折り曲げられた内箱くわえ形状部58に、凹部59を持った内箱フランジ57が挿入されており、その凹部59に露付き防止配管47が設置されている。そして、凹部59にシール材60などを設置し、その上に設置される露付き防止配管47が外箱12に密着するように設けられている。ただし、凹部59の形状を調整することで、シール材60などを設けない構成としてもよい。また、ガスケット67には磁石68が設けられており、その磁力でガスケット67が板金製の外箱12に密着するようになっている。
図8は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の製氷室2および小型冷凍室3と冷凍室4との間の室間仕切部26周辺の縦断面図(図1のD−D断面矢視図)である。図9は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷凍室4と野菜室5との間の室間仕切部31周辺の縦断面図(図1のE−E断面矢視図)である。図10は、図8に示す表面仕切板61の裏面にブチルゴム66を設けた縦断面図(図1のD−D断面矢視図)である。なお、図8は、厳密には小型冷凍室3と冷凍室4との間の室間仕切部26周辺の縦断面図である。
各室間仕切部21、26、31の部品構成は基本的に同じである。そして、図8に示す室間仕切部26では、板金製の表面仕切板61が、上面62および下面63が樹脂板で構成されている樹脂製の仕切本体64とネジ固定されている。表面仕切板61は、上下端部が庫内側に折り曲げられることで強度を高めている。ただし、図示しないが製氷室2と小型冷凍室3との間に設けられている表面仕切板61は、左右端部が庫内側に折り曲げられている。
仕切本体64は、その上下端部が庫外側に延びていて、表面仕切板61の上下端部の折り曲げ部とラップしており、表面仕切板61と仕切本体64との間には空間が形成されている。その空間内にて、露付き防止配管47が表面仕切板61の内面に密着するように押し付けられている。室間仕切部26では、図8に示すように発泡成形した発泡スチロールなどの断熱材91によって裏から露付き防止配管47が庫外側に押し付けられている。また、室間仕切部31では、図9に示すように仕切本体64側に押し付けシール材65などを貼り付けることで、露付き防止配管47が庫外側に押し付けられている。
なお、室間仕切部26、31に関して、露付き防止配管47を庫外側に押し付けているのが、断熱材91と押し付けシール材65とで異なっているのは、冷蔵庫100の部品構成上によるものである。そのため、室間仕切部26に押し付けシール材65を適用し、室間仕切部31に断熱材91を適用しても問題ない。また、露付き防止配管47の裏からの押し付けだけではうまく表面仕切板61の裏に接触しない場合があり、そのような場合は露付き防止配管47の熱がうまく伝わらない。そこで、図10に示すように、表面仕切板61の裏面にブチルゴム66などを貼り付けて露付き防止配管47と表面仕切板61との接触面積を増やし、露付き防止配管47の熱を表面仕切板61に伝えるようにしてもよい。
また、図8および図9に示すように、ガスケット67内には磁石68が設けられており、磁力でガスケット67が表面仕切板61と密着するようになっている。また、扉取っ手部69は、引き出し式の扉であれば、扉の上下のキャップ70、71に備え付けられることが多く、樹脂で成形されることが多い。観音開き式の扉においては、その扉の下キャップに備え付けられることが多い。図8は小型冷凍室3と冷凍室4との間の縦断面であるので小型冷凍室扉93および冷凍室扉94はそれぞれ引き出し式のものであり、冷凍室扉94の上側のキャップ70に扉取っ手部69が備え付けられている。また、図9は冷凍室4と野菜室5との間の縦断面であるので冷凍室扉94および野菜室扉95はそれぞれ引き出し式のものであり、野菜室扉95の上側のキャップ70に扉取っ手部69が備え付けられている。
図11は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷蔵室左扉6の構成を示す分解斜視図である。図12は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷蔵室右扉7の構成を示す分解斜視図である。図13は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷凍室扉94の構成を示す分解斜視図である。
ここで、冷蔵庫100の観音開き式扉および引き出し式扉について説明する。なお、本実施の形態1では、製氷室2から野菜室5まで全て引き出し式扉であるが、いずれも構成部品はほぼ同じであるため、ここでは冷凍室扉94の構成について説明する。
まず図11および図12に示す観音開き式扉について説明する。冷蔵室左扉6および冷蔵室右扉7は、上下左右が樹脂製のキャップ70、71、72、73で構成され、扉内面が樹脂製の内板74で構成され、扉表面がガラス製の扉表面パネル75で構成されている。また、冷蔵室左扉6および冷蔵室右扉7の内部には、ウレタン発泡の断熱材10が充填されている。また、冷蔵室左扉6には、冷蔵室右扉7との間を塞ぐための仕切板8が内板74の中央側側面に扉開閉時に回動するようヒンジ固定されている。
また、使用者が各貯蔵室の温度設定を操作したり、モード設定を操作したりできるような設定操作部20が冷蔵室左扉6に設けられている。なお、仕切板8および設定操作部20は、冷蔵室右扉7に設けられていてもよい。また、冷蔵室左扉6および冷蔵室右扉7の下側のキャップ71にはそれぞれ凹部71aが設けられており、これらが扉取っ手部となっている。なお、扉表面パネル75を板金パネルにしてもよく、その際は左右のキャップ72、73を廃止してもよい。
次に図13に示す引き出し式扉について説明する。冷凍室扉94は、上下左右表裏の6面に関しては観音開き式扉と同様の構成であるが、上段ケース27および下段ケース28を載せるフレーム77を取り付けるための保持部材78が内板74内部の左右に取り付けられており、フレーム77がネジ固定されている。なお、扉取っ手部69は冷凍室扉94の上下のどちらに設けられていてもよいが、本実施の形態1では上側のキャップ70に設けられている。
本実施の形態1に係る冷蔵庫100の観音開き式扉および引き出し式扉は上記のように構成されている。そして、図8および図9に示す扉取っ手部69は、各室間仕切部21、26、31に設けられた露付き防止配管47からの熱がガスケット67およびキャップ70、71を介して伝導することで温められる。その一方で、庫内に面する内板74からの熱が伝導することで冷やされる。そのため、扉取っ手部69の温度は、複雑な熱影響を受けて決まる。
図14は、図8に示す冷凍室扉94に真空断熱材76が設けられた様子を示す縦断面(図1のD−D断面矢視図)である。
また、冷凍室扉94の内部にウレタン発泡の断熱材10が充填されているが、図14に示すように扉取っ手部69と内板74の間に真空断熱材76が設けられた構成でもよい。真空断熱材76の熱伝導率はウレタン発泡の断熱材10の熱伝導率のおよそ1/10程度であるため、扉取っ手部69から内板74に侵入する熱量が減り、扉取っ手部69の温度を上げるのに有効である。
図15は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の第1のブロック図である。
図15は、通常流し状態の冷媒回路102を示したものである。冷媒回路102における通常流し状態での冷媒の流れは矢印のようになる。圧縮機36から出た冷媒はまず流路切替装置42に入り、凝縮系配管に至る。凝縮系配管では、機械室凝縮器43、左側側面凝縮配管44、天井面凝縮配管45、背面凝縮配管46、右側側面凝縮配管54、および、露付き防止配管47の順に流れ、流路切替装置42に至る。その後、ドライヤ51、毛細管48、冷却器30、マフラー52、および、吸入配管53を経て圧縮機36に戻る。このとき、露付き防止配管47の温度は、機械室凝縮器43に比べて低めとなる。
なお、以下において、左側側面凝縮配管44、天井面凝縮配管45、背面凝縮配管46、および、右側側面凝縮配管54の総称を、面凝縮配管と称する。
図16は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の第2のブロック図である。
図15は、逆流し状態の冷媒回路102を示したものである。冷媒回路102における逆流し状態での冷媒の流れは矢印のようになる。圧縮機36から出た冷媒はまず流路切替装置42に入り、凝縮系配管に至る。凝縮系配管では、露付き防止配管47、右側側面凝縮配管54、背面凝縮配管46、天井面凝縮配管45、左側側面凝縮配管44、および、機械室凝縮器43の順に流れ、流路切替装置42に至る。つまり、逆流し状態では、凝縮系配管内を通常流し状態とは逆方向に流れるようになる。このとき、圧縮機36から流路切替装置42を経過したのちにすぐ露付き防止配管47に入るので、露付き防止配管47の温度は下流側の機械室凝縮器43に比べて温度が高いものとなる。
図17は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の通常流し状態および逆流し状態でのモリエル線図である。図18は、通常流し状態での図17の凝縮工程の拡大図である。図19は、逆流し状態での図17の凝縮工程の拡大図である。
図17〜図19に示すように、通常流し状態では、露付き防止配管47内の冷媒状態は凝縮工程の後半となるため、気液二相状態〜液相状態となっている。一方、逆流し状態では、圧縮機36による圧縮工程の次の工程となるため、露付き防止配管47入口では気相状態、出口では気液二相状態となっている。
モリエル線図上において、気相領域では右側にあるほど冷媒の温度が高く、気液二相領域では等温変化となるため、露付き防止配管47に入る際の冷媒の温度は逆流し状態の方が通常流し状態よりも高くなる。そのため、逆流し状態では通常流し状態よりもキャビネットフランジ部55および扉取っ手部69での温度の上昇が可能となる。
本実施の形態1でのポイントは、露付き防止配管47の温度について、気相側の顕熱変化を使用することである。つまり、露付き防止配管47の入口を圧縮機36の次に接続できるように流路切替装置42を制御することで、気相側の顕熱変化を利用できる。そのため、本実施の形態1のように配管接続することで高い温度の冷媒を露付き防止配管47へ流入させることが可能となり、露付き耐力を改善することができる。
図20は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の通常流し状態での冷媒回路102の各部の実機温度データを示す図である。図21は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の逆流し状態での冷媒回路102の各部の実機温度データを示す図である。図22は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の通常流し状態と逆流し状態での各部の温度を比較した図である。ここで、図20〜図22に示すデータは、定格内容積が500Lクラスの冷蔵庫に流路切替装置42を取り付けて、冷蔵庫の周囲温度30℃、相対湿度50%時の実測データであり、流路切替装置42にて冷媒の流れを切り替えて通常流し状態と逆流し状態とにそれぞれ固定して測定したものである。
図22に示す各部の温度は冷蔵庫100の配管表面温度を計測したものであり、通常流し状態に比べて逆流し状態の方が露付き防止配管47の入口温度が32.3℃から35.2℃と3K程度高くなっていることがわかる。冷蔵庫100の部屋において、冷凍室温度が最も低いため、冷凍室周りの温度を確認すると、製氷室2および小型冷凍室3と冷凍室4とを仕切る室間仕切部26の仕切板表面温度および冷凍室取っ手の表面温度も逆流し状態の方が高くなっている。また、逆流し状態では通常流し状態に比べて消費電力量が3%ほど大きくなっているが、これは露付き防止配管47の温度が高くなり、仕切表面板金の上下端からの熱侵入が多くなっているためである。
図23は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する扉取っ手部69の温度を示す図である。なお、図23の横軸が相対湿度、縦軸が温度を示している。また、実線の曲線は冷蔵庫の周囲温度30℃時の露点温度を示している。また、扉取っ手部69の、通常流し状態での温度を第1破線で、逆流し状態での温度を第2破線でそれぞれ示す。
図23に示すように、通常流し状態では相対湿度が80%付近までは扉取っ手部69の温度が露点温度を上回っているが、それよりも相対湿度が高くなると扉取っ手部69の温度が露点温度を下回り、扉取っ手部69に露が付く可能性が出てくる。実際には使用者の扉開閉などによる庫内温度上昇があり、その分、扉取っ手部69の温度は高くなる。そのため、相対湿度が80%付近となったら確実に露が付くわけではないが、露が付くリスクは高まってくる。また、逆流し状態では露付き防止配管47の温度が高まるため、扉取っ手部69の温度も高まり、相対湿度が90%付近までは扉取っ手部69の温度が露点温度を下回ることがなくなる。
そこで、本実施の形態1では、制御装置9が、周囲湿度センサ35が検知した相対湿度に応じて通常流し状態と逆流し状態との時間割合(これを流路切替率とする)が変わるように流路切替装置42を切り替える。
図24は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する流路切替率を示す第1の図である。図25は、本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する流路切替率を示す第2の図である。
本実施の形態1では、通常流し状態と逆流し状態との時間割合を流路切替率とし、通常流し状態を流路切替率0%とし、逆流し状態を流路切替率100%とすると、横軸を相対湿度、縦軸を流路切替率とした図24のようになる。例えば、制御装置9は、相対湿度80%を検知したら10分の運転のうち7分を通常流し状態とし、残り3分を逆流し状態とする。このときの流路切替率は30%となる。今回試験した冷蔵庫においては、周囲の相対湿度が75%までは扉取っ手部69の温度よりも露点温度が低いため、通常流し状態(流路切替率は0%)で設定される。また、周囲の相対湿度が75%よりも高く、露点温度が扉取っ手部69の温度を上回るところから流路切替率を大きくしていき、相対湿度90%を検知するところで流路切替率100%として常に逆流し状態となるように流路切替装置42を制御するものである。
図24に示すように流路切替率を相対湿度に対してリニアに上げていくことが消費電力量的には最もロスがないが、図25に示すように制御を簡便にするために、扉取っ手部69の温度が常に露点温度以上となるようにして、段階的に流路切替率を設定してもよい。このとき、このような流路切替率の設定を周囲温度段階で分けて設定する。ここで、周囲温度段階とは、周囲温度を〜10℃、10℃〜20℃、20℃〜30℃、30℃〜というように、冷蔵庫100の周囲温度を段階的に捉えたものである。そして、それぞれの周囲温度段階にて、図24および図25に示すような相対湿度に対する流路切替率の設定を、制御装置9にプログラミングしておく。そうすることで、周囲温度および相対湿度に応じて自動で流路切替率を変更することができ、高温高湿時にも露付きが発生しない冷蔵庫100を提供することができる。
ここで、従来であれば、扉内面において扉表面パネル75と扉取っ手部69とにかかるようにアルミテープなどを貼り付けることで熱的な補助を受けていた。しかし、本実施の形態1に係る冷蔵庫100によれば、上記制御により露付き防止配管47の温度を大きく上げることができるので、アルミテープなどの貼り付けを実施しなくて済み、コスト低減を図ることもできる。
図26は、図9に示す室間仕切部31に注入穴98を形成した縦断面図(図1のE−E断面矢視図)である。
なお、表面仕切板61と仕切本体64とで囲われる空間に、ウレタン発泡の断熱材10を充填してもよい。そして、図26に示すように、仕切本体64内部をウレタン発泡の断熱材10で発泡する際に、この表面仕切板61と仕切本体64とで囲われる空間に断熱材10がまわるように、仕切本体64側に注入穴98を形成する。また、発泡時に空気が溜まらないように空気抜き穴97を仕切本体64の下面前部(この空間の下面)に形成し、その表面を発泡後にシール材60で覆う。このようにすることで、露付き防止配管47の庫内への熱侵入が抑制されるため、流路切替率を下げることができ、かつ省エネルギー性を高めることができる。
以上、本実施の形態1に係る冷蔵庫100は、圧縮機36、流路切替装置42、機械室凝縮器43、面凝縮配管、露付き防止配管47、減圧装置、および、冷却器30を備え、冷媒が循環する冷媒回路102と、周囲の相対湿度を検知する周囲湿度センサ35と、流路切替装置42を制御する制御装置9と、を備え、制御装置9は、周囲湿度センサ35で検知した相対湿度があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は、圧縮機36、流路切替装置42、機械室凝縮器43、面凝縮配管、露付き防止配管47の順に冷媒が流れる通常流し状態となるように流路切替装置42を切り替え、周囲湿度センサ35で検知した相対湿度が基準値以上の場合は、圧縮機36、流路切替装置42、露付き防止配管47、面凝縮配管、機械室凝縮器43の順に冷媒が流れる逆流し状態となるように流路切替装置42を切り替えるものである。
本実施の形態1に係る冷蔵庫100によれば、周囲湿度センサ35で検知した相対湿度が基準値以上の場合は、逆流し状態となるように流路切替装置42を切り替えている。つまり、露付き防止配管47の入口を圧縮機36の次に接続できるように流路切替装置42を制御することで、気相側の顕熱変化を利用できる。そのため、高い温度の冷媒を露付き防止配管47へ流入させることが可能となり、露付き耐力を改善することができる。
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2について説明するが、実施の形態1と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
本実施の形態2に係る冷蔵庫100に関して、その部品構成は実施の形態1と同じである。本実施の形態2に係る冷蔵庫100は、使用者が選択する冷凍室4の温度設定に応じて流路切替率をシフトさせるものである。
図27は、本発明の実施の形態2に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する流路切替率を示す図である。
本実施の形態2に係る冷蔵庫100では、冷蔵室左扉6に設けられた設定操作部20により、冷凍室4の温度を強温度(約−20℃)、中温度(約−18℃)、弱温度(約−16℃)というように使用者が設定できるようにしている。図27において、冷凍室4の強温度設定時は破線、中温度設定時は実線、弱温度設定時は一点鎖線という形で流路切替率をシフトさせ、冷凍室4の設定温度が低ければ低いほど流路切替率が高くなるように設定される。これは、冷凍室4の温度が低ければそれだけ扉が冷やされて扉取っ手部69などの露付きリスクが高まるためであり、設定温度が低ければ低いほど同じ相対湿度における流路切替率が高く設定されるようにしている。
なお、冷凍室4だけに限らず他の貯蔵室でも設定温度に応じて流路切替率がシフトするようにしてもよい。しかし、冷蔵庫100の中で最も温度が低く設定される貯蔵室は冷凍室4であり、他の貯蔵室での設定温度に応じた流路切替率のシフト量は冷凍室4の設定温度に応じた流路切替率のシフト量よりは小さく設定するのがよい。そして、冷凍室4の設定温度に応じた流路切替率は、他の貯蔵室に設定される流路切替率を比べて最も高い流路切替率を選定してもよい。
このようにすることで、使用者が冷凍室4の温度を低めで使用したいときにも自動で露付き防止を図ることができる。
実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3について説明するが、実施の形態1および2と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1および2と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
本実施の形態3に係る冷蔵庫100では、自動モードと省エネ優先モードと露付き対策モードとからなる三つのモードを搭載しており、それらのモードは冷蔵室左扉6に設けられた設定操作部20にて使用者が選択できるようにしている。冷蔵庫100が設置される、周囲温度および相対湿度などの環境は、住宅の断熱性と気密性、設置される場所、エアコンなどの空調機器の影響、および、窓開放などによる空気の入れ替えなどで大きく左右される。そして、環境によっては、住宅の外では高温多湿であっても住宅の中ではそれほど温度も湿度も高くなかったり、また、逆に住宅の外と同じように高温多湿であったりする。
図28は、本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する流路切替率を示す図である。
本実施の形態3では、冷蔵庫100の設置環境に合わせて使用者がモードを選択することを可能とし、図28に示すように流路切替率をモードに応じてシフトさせるものである。図28において実線は自動モードであり、冷蔵庫100の周囲温度および相対湿度に応じて制御装置9によって流路切替率が自動で設定されるモードである。また、一点鎖線は省エネ優先モードであり、自動モードよりも流路切替率が低く設定されたモードであり、通常流し状態の時間割合が増えることで消費電力量上昇の抑制を図っている。この省エネ優先モードは、冷蔵庫100の設置環境として、比較的周囲温度および相対湿度が低めの場合に向いている。また、破線は露付き対策モードであり、自動モードよりも流路切替率が高く設定されたモードであり、露付き抑制を図っている。
なお、本実施の形態3では、通常流し状態に固定した省エネ優先モードである第2省エネ優先モードと、逆流し状態に固定した露付き対策モードである第2露付き対策モードとを搭載してもよい。
また、露付き対策モード設定に併せて、冷凍室4の温度を1K程度上げてもよい。これは、冷蔵庫100の貯蔵室の中で露付きリスクが最も高いのは温度が最も低い冷凍室4まわりのためである。
図29は、本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の自動モード時の圧縮機36回転速度などの時間推移を示す第1の図である。図30は、本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の露付き対策モード時の圧縮機36回転速度などの時間推移を示す第1の図である。
また、露付き対策モード時では、図30の白抜き矢印で示す圧縮機36のON点とOFF点との差、つまりディファレンシャルが、図29に示す自動モード時のディファレンシャルよりも小さくなるようにしてもよい。ここで、圧縮機36のON/OFFは、冷凍室4の奥側に設置された冷凍室温度センサ39を用いて制御されている。具体的には、制御装置9は、冷凍室温度センサ39がON点まで上昇したら圧縮機36を運転させ、OFF点まで冷えたら圧縮機36を停止させている。
そして、露付き対策モード時での圧縮機36のON点とOFF点との差を、自動モード時よりも小さくし、露付き対策モード時に自動モード時よりも小さいディファレンシャルとなるようにする。そうすることで、圧縮機36の停止時間を短くでき、露付き防止配管47に冷媒が流れていない時間を短くできる。そのため、露付き防止配管47の温度低下を小さく抑えることができる。また、圧縮機36の運転中の回転速度はV1rpsと同じとしているため、運転中の露付き防止配管47の温度は露付き対策モード時と自動運転モード時とで変わらない。そのため、扉取っ手部69などの平均温度は上がる傾向となる。
図31は、本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の自動モード時の圧縮機36回転速度などの時間推移を示す第2の図である。図32は、本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の露付き対策モード時の圧縮機36回転速度などの時間推移を示す第2の図である。
また、露付き対策モード時では、図32の黒抜き矢印で示すように、圧縮機36が停止中に冷蔵室用ダンパー装置19のバッフル40を開けて庫内ファン23を運転させて、冷蔵室1を冷却してもよい。このようにすると、冷蔵室1の戻り空気が入ってくるため、圧縮機36が停止中の冷却器30の温度上昇が早くなる。また、図32の白抜き矢印で示すように、比較的温度の高い冷気が冷凍室4に流れることで冷凍室温度センサ39の温度を早く上昇させることになり、圧縮機36のON点に早く到達するようになる。
そのため、圧縮機36の停止時間を短くでき、露付き防止配管47に冷媒が流れていない時間を短くすることができ、露付き防止配管47の温度低下を小さく抑えることができる。また、圧縮機36の運転中の回転速度はV1rpsと同じとしているため、運転中の露付き防止配管47の温度は露付き対策モード時と自動運転モード時とで変わらない。そのため、扉取っ手部69などの平均温度は上がる傾向となる。
実施の形態4.
以下、本発明の実施の形態4について説明するが、実施の形態1〜3と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1〜3と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
本実施の形態4では、冷媒回路103において、露付き防止配管47の温度を下げることを目的として、露付き防止配管47と右側側面凝縮配管54との間に膨張装置79が設けられている。そうすることで、相対湿度が低い場合には扉取っ手部69の温度をより露点温度に近づけられる構成としている。
図33は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100の冷媒回路103のブロック図である。図34は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100に用いられる電磁膨張弁80の構成を示す図である。図35は、図34に示す電磁膨張弁80の通常流し状態での弁体84の位置を示す図である。図36は、図34に示す電磁膨張弁80の逆流し状態での弁体84の位置を示す図である。
図33に示す冷媒回路103に用いられる膨張装置79としては、図34に示す電磁膨張弁80が用いられる。図34〜図36に示すように電磁膨張弁80は、制御装置9からの指示により、コイル部82内側の樹脂ロータ部83およびシャフト81と一体固定され、細穴88および太穴89を有する弁体84を回転させて流路を切り替えるものである。また、弁体84の下方には弁座85が設けられており、この弁座85には入口パイプ部86および出口パイプ部87が接続されている。
電磁膨張弁80は、図35に示すように通常流し状態では、穴径が細い細穴88が出口パイプ部87につながるように弁体84を回転し、減圧させて冷媒流量を落とすことで露付き防止配管47に入る前の冷媒温度を低下させる。一方、電磁膨張弁80は、図36に示すように逆流し状態では、穴径が太い太穴89が出口パイプ部87につながるように弁体84が回転する。
このように、電磁膨張弁80は、流路切替装置42の流路切替と併せて動作するものであり、通常流し状態では露付き防止配管47の上流側で電磁膨張弁80によって流路が絞られることにより、露付き防止配管47の温度は低下する。
図37は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の通常流し状態での第1のモリエル線図である。図38は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の通常流し状態での第2のモリエル線図である。図39は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100の冷媒回路102の逆流し状態でのモリエル線図である。図40は、図37の凝縮工程の拡大図である。図41は、図38の凝縮工程の拡大図である。図42は、図39の凝縮工程の拡大図である。
周囲湿度センサ35により検知される相対湿度が所定の閾値よりも低い場合には、電磁膨張弁80の弁体84を時間割合で動かすようにしている。そのため、通常流し状態におけるモリエル線図は、図37および図40に示す弁体84の細穴88使用時と、図38および図41に示す弁体84の太穴89使用時との二通りになる。また、逆流し状態におけるモリエル線図は、弁体84は太穴89固定となるので、図39および図42に示す一通りになる。
図37および図40に示すように、通常流し状態において露付き防止配管47の上流側に設置された電磁膨張弁80により、弁体84にて細穴88使用時は減圧されるため、露付き防止配管47に入る冷媒の温度は低下することがモリエル線図からわかる。
図43は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する流路切替率および穴径切替率を示す第1の図である。
次に、相対湿度に対する流路切替率と電磁膨張弁80の穴径切替率とを図40を用いて説明する。ここで、電磁膨張弁80の弁体84の太穴89使用時と細穴88使用時との時間割合を穴径切替率とし、電磁膨張弁80の弁体84の細穴88使用時を0%とし、電磁膨張弁80の弁体84の太穴89使用時を100%とする。
実施の形態1では、流路切替装置42を通常流し状態のままとしていても、扉取っ手部69の温度は比較的高いものとなっており、相対湿度50%では温度にまだ余裕がある。そのため、周囲湿度センサ35で検知した相対湿度が所定の値を下回る場合には、通常流し状態において電磁膨張弁80の弁体84を時間割合で太穴89と細穴88とを切り替える。
そうすることで、絞り量を見かけ上相対湿度に対してリニアに設定し、露付き防止配管47入口の冷媒温度、および、扉取っ手部69の温度をリニアに下げることが可能となる。そのため、低湿度時にこれらの温度を下げて庫内への熱侵入を減らし、省エネルギー性を高めることができる。
逆に相対湿度が所定の相対湿度よりも高い場合には、電磁膨張弁80の弁体84は太穴89で固定して、その後で膨張しないようにして、冷媒を逆に流すこととしている。このような構成とすることで、省エネルギー性を高めつつ露付き対策も高めた冷蔵庫100を提供することができる。
図44は、本発明の実施の形態4に係る冷蔵庫100の相対湿度に対する流路切替率および穴径切替率を示す第2の図である。
また、前述した省エネ優先モードおよび露付き対策モードを組みあわせて流路切替率および穴径切替率を設定してもよい。図44に一例を示すが、自動モードを実線として、通常流し状態が固定となる所定の相対湿度のポイントPをシフトさせる。また、省エネ優先モード(一点鎖線)ではそのポイントPを高め、つまり高湿度側(図44の右側)にシフトさせ、露付き対策モード(破線)ではそのポイントPを低め、つまり低湿度側(図44の左側の)にシフトさせるようにしている。
1 冷蔵室、2 製氷室、3 小型冷凍室、4 冷凍室、5 野菜室、6 冷蔵室左扉、7 冷蔵室右扉、8 仕切板、9 制御装置、10 断熱材、11 内箱、12 外箱、13 棚、14 ポケット、15 冷蔵室風路部品、16 吹出し口、17 チルド室、19 冷蔵室用ダンパー装置、20 設定操作部、21 室間仕切部、22 ファングリル、23 庫内ファン、24 冷蔵室吹出し風路、25 ケース、26 室間仕切部、27 上段ケース、28 下段ケース、30 冷却器、31 室間仕切部、32 上段ケース、33 下段ケース、34 周囲温度センサ、35 周囲湿度センサ、36 圧縮機、37 機械室、38 冷蔵室温度センサ、39 冷凍室温度センサ、40 バッフル、42 流路切替装置、43 機械室凝縮器、44 左側側面凝縮配管、45 天井面凝縮配管、46 背面凝縮配管、47 露付き防止配管、48 毛細管、50 操作パネル、51 ドライヤ、52 マフラー、53 吸入配管、54 右側側面凝縮配管、55 キャビネットフランジ部、56 室間仕切部、57 内箱フランジ、58 内箱くわえ形状部、59 凹部、60 シール材、61 表面仕切板、62 上面、63 下面、64 仕切本体、65 押し付けシール材、66 ブチルゴム、67 ガスケット、68 磁石、69 扉取っ手部、70 キャップ、71 キャップ、71a 凹部、72 キャップ、73 キャップ、74 内板、75 扉表面パネル、76 真空断熱材、77 フレーム、78 保持部材、79 膨張装置、80 電磁膨張弁、81 シャフト、82 コイル部、83 樹脂ロータ部、84 弁体、85 弁座、86 入口パイプ部、87 出口パイプ部、88 細穴、89 太穴、91 断熱材、92 製氷室扉、93 小型冷凍室扉、94 冷凍室扉、95 野菜室扉、97 空気抜き穴、98 注入穴、100 冷蔵庫、102 冷媒回路、103 冷媒回路。

Claims (6)

  1. 圧縮機、流路切替装置、機械室凝縮器、面凝縮配管、露付き防止配管、減圧装置、および、冷却器を備え、冷媒が循環する冷媒回路と、
    周囲の相対湿度を検知する周囲湿度センサと、
    前記流路切替装置を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記周囲湿度センサで検知した相対湿度があらかじめ設定された基準値よりも小さい場合は、
    前記圧縮機、前記流路切替装置、前記機械室凝縮器、前記面凝縮配管、前記露付き防止配管の順に冷媒が流れる通常流し状態となるように前記流路切替装置を切り替え、
    前記周囲湿度センサで検知した相対湿度が前記基準値以上の場合は、
    前記圧縮機、前記流路切替装置、前記露付き防止配管、前記面凝縮配管、前記機械室凝縮器の順に冷媒が流れる逆流し状態となるように前記流路切替装置を切り替える
    冷蔵庫。
  2. 前記制御装置は、
    前記周囲湿度センサで検知した相対湿度に応じて前記通常流し状態と前記逆流し状態との流路切替率を変更する
    請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 周囲温度を検知する周囲温度センサを備え、
    前記制御装置は、
    前記周囲湿度センサで検知した相対湿度、および、前記周囲温度センサで検知した周囲温度に応じて前記通常流し状態と前記逆流し状態との流路切替率を変更する
    請求項1に記載の冷蔵庫。
  4. 使用者が貯蔵室の温度設定を操作できる設定操作部を備え、
    前記制御装置は、
    前記設定操作部で設定された前記貯蔵室の温度に応じて前記通常流し状態と前記逆流し状態との流路切替率を変更する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  5. 使用者がモード設定を操作できる設定操作部を備え、
    前記制御装置は、
    前記設定操作部で設定されたモードに応じて前記通常流し状態と前記逆流し状態との流路切替率を変更する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  6. 前記冷媒回路において、前記面凝縮配管と前記露付き防止配管との間に膨張装置を備えた
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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