JPH0611232A - 蓄冷型冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の冷凍サイクルを用いて蓄冷器での蓄冷
と蓄冷エネルギーによる冷却を可能とする。 【構成】 冷凍サイクルで、蒸発器７と直列に蓄冷器６
を接続し、蓄冷器６を短絡するようにバイパス通路１３
を配設し、蒸発器７と蓄冷器６とで冷媒循環サイクルを
形成するように冷媒循環駆動装置１０を設ける。通常の
冷却運転のときには、庫内ファン１５は動作し、バイパ
ス通路１３を開き、従来の冷凍サイクルを形成して蒸発
器７で庫内の冷却を行なわせる。蓄冷器６での蓄冷の場
合には、バイパス通路１３を閉じ、庫内ファン１５を非
動作として低温の液冷媒を蓄冷器６に供給する。蓄冷器
６での蓄冷エネルギーで冷却を行なう場合には、バイパ
ス通路１３を閉じ、冷媒循環駆動装置１０を動作させて
冷媒循環サイクルを形成し、蓄冷エネルギーで冷却され
た液冷媒を蒸発器７に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄冷材の凍結や融解時
の潜熱の放出、吸収を利用して蓄冷または放冷を行なう
ようにした蓄冷型冷蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力の有効利用を図るため、蓄冷材を設
けてその凍結や融解時の潜熱の放出、吸収を利用し、深
夜等の電力料金が割安な時間帯に蓄冷材での蓄冷を行な
い、昼間等でこの蓄冷材の潜熱を放出して冷凍室、冷蔵
室の冷却を行なうようにした冷蔵庫、即ち蓄冷型冷蔵庫
が知られており、その一例が例えば特開昭６３−８３５
６６号公報に記載されている。

【０００３】かかる従来の蓄冷型冷蔵庫においては、圧
縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器からなる冷
凍サイクルのほかに、凝縮器、電磁弁、蒸発器（冷却
器）からなる閉ループサーモサイホンが設けられてお
り、蒸発器と凝縮器とが熱交換可能であるとともに、こ
れら蒸発器、凝縮器と熱交換可能に蓄冷材が取付けられ
ている。

【０００４】かかる構成において、通常の動作では、冷
凍サイクルと閉ループサーモサイホンとが動作し、冷凍
サイクルの蒸発器での液冷媒と閉ループサーモサイホン
の凝縮器での作動液体とで熱交換が行なわれ、冷却され
た作動液体が蒸発器に送られて蒸発器を冷却する。これ
によって庫内の空気が冷却され、庫内ファンが作動する
ことによって冷却された空気が庫内を循環する。

【０００５】深夜等の電力料金が割安な時間帯では、冷
凍サイクルのみを動作させ、閉ループサーモサイホンは
停止させておく。冷却されて液冷媒が蒸発器に送り込ま
れることにより、蒸発器と蓄冷材との間で熱交換が行な
われ、蓄冷材が冷却されて蓄冷が行なわれる。蓄冷材が
蓄冷状態にあるときに閉ループサーモサイホンを動作さ
せると、この蓄冷材と閉ループサーモサイホンの凝縮器
との間で熱交換が行なわれ、閉ループサーモサイホンの
作動液体が冷却されて蒸発器に送られる。これにより、
庫内の空気が冷却され、庫内ファンを作動させることに
よって冷却された空気が庫内を循環する。従って、この
場合には、冷凍サイクル、従って、圧縮機を作動させる
必要がなく、電力消費を低減させることができる。

【０００６】また、蓄冷型冷蔵庫の他の例としては、特
開平３ー７５４５４号公報に記載されるものがある。こ
れは冷凍サイクルに通常の蒸発器（第１の蒸発器）と蓄
冷材が設けられた蒸発器（第２の蒸発器）の２つの蒸発
器を並列に設けたものであり、これら蒸発器は冷蔵室と
冷凍室とに別々に配置されている。ここで、これら蒸発
器には液冷媒が選択的に供給できるようにしている。

【０００７】そこで、夜間運転では、夜間電源が使用さ
れ、通常、第２の蒸発器に液冷媒が送り込まれて蓄冷材
での蓄冷が行なわれるが、冷蔵室の温度が上昇すると、
この蓄冷材に対して送風機を動作させ、蓄冷材の蓄冷エ
ネルギーで冷蔵室内を冷却する。また、このとき冷凍室
の温度が上昇すると、第１の蒸発器に液冷媒が切り換え
られて冷凍室内が冷却される。昼間運転では、一般に、
昼間電源が使用され、第１の蒸発器に液冷媒が送られ
て、これによる冷凍室の冷気が冷蔵室にも送られて従来
と同様の運転が行なわれるようにするのであるが、夜間
電源から昼間電源に切り換ったときには、蓄冷材が蓄冷
状態にある限り、圧縮機は動作させず、蓄冷材での蓄冷
エネルギーによる冷蔵室の冷気を冷凍室に送り込むよう
にする。これにより、夜間での割安な電力を有効に利用
するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記前者の従来技術で
は、既存の冷凍サイクルとは別に、蓄冷材による冷却運
転のための閉ループサ−モサイフォンが用いられている
ため、構造が複雑になるばかりでなく、製作にも手間が
かかるし、また、收納スペ−スも大きくする必要がある
といった問題がある。

【０００９】上記後者の従来技術では、上記第１の蒸発
器は通常の冷凍サイクル内のものであり、この第１の蒸
発器に並列に蓄冷材を有する蒸発器（第２の蒸発器）が
さらに配設された構成をなしているが、これらは、冷凍
室と冷蔵室という別々の室に配置されているから、特
に、昼間運転で第２の蒸発器での蓄冷エネルギーを用い
て冷却を行なう場合、次のような問題がある。即ち、こ
の場合には、上記のように、冷蔵室に配置された第２の
蒸発器の送風機が動作し、これによって冷蔵室が冷却さ
れるとともに、この冷蔵室の冷気が冷凍室に送られてこ
の冷凍室を冷却するのであるが、冷蔵室と冷凍室とが同
じ冷気で冷却されるから、冷蔵室内が規定の温度以下に
なったにも拘らず、冷凍室内の温度がその規定温度以下
とならない場合もあり得、このような場合には、第２の
蒸発器の送風機が停止して冷凍室の冷却が不充分とな
る。また、冷凍室内の温度がその規定温度以上になった
にも拘らず冷蔵室内の温度がその規定温度以下である場
合もある。このような場合にも第２の蒸発器の送風機は
停止したままであり、冷凍室の冷却が不充分となる。こ
のことは、換言すると、通常の冷凍サイクルの上記第１
の蒸発器が冷凍室に設けられているにも拘らず、この第
１の蒸発器が有効に働いていないことになる。

【００１０】これに対しては、冷凍サイクルで並列に配
設された蒸発器と蓄冷手段とに同時に液冷媒を送り込む
ようにすることが考えられるが、冷蔵庫のような液冷媒
流量が少ない場合には、液冷媒分流の制御が難しく、制
御技術に問題があるし、また、切換弁による切換え制御
では、蓄冷中冷蔵庫内の冷却は行なえない等の問題があ
る。

【００１１】また、冷凍サイクル中に蒸発器に直列に蓄
冷器を配設することが考えられるが、通常の圧縮機を用
いた冷却運転時においても蓄冷が行なわれ、割安な深夜
電力を使うことができない時間帯においても、不必要な
蓄冷が行なわれて効率が悪いという問題があった。

【００１２】さらに、蒸発器の除霜時においては、蒸発
器と蓄冷器との間にある冷媒管がサーモサイフォンのよ
うな作用をし、除霜ヒータによって加えられた熱が蓄冷
器内の冷熱エネルギーにとられてエネルギーを無駄にす
る可能性があった。

【００１３】さらにまた、蓄冷材中に配設された空気流
通パイプに直接空気を送り込むために、パイプに着霜し
て伝熱性能の低下もしくは詰りを起こす可能性があり、
その除霜も、蓄冷材が氷点以下にある限り、非常に困難
であり、しかも蓄冷エネルギーを失うこととなる。

【００１４】本発明の目的は、かかる問題を解消し、液
冷媒制御を容易にし、かつ蓄冷器を接続するための構造
を簡素化して小形かつ廉価な構造の蓄冷型冷蔵庫を提供
することにある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、冷凍サイクル
を構成する既存の装置を有効に利用し、消費電力やラン
ニングコストの低減や昼間電力ピークのピークカットを
行なうことができるようにした蓄冷型冷蔵庫を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、蓄冷材を備えた蓄冷器をバイパス弁を介
して冷凍サイクルの蒸発器と直列に配設し、かつ該バイ
パス弁を介して該蓄冷器に並列にバイパス通路を設け
る。

【００１７】また、本発明は、一方向弁と冷媒循環駆動
手段とからなり、上記蓄冷器の冷媒流出側から上記蒸発
器の液冷媒流入側に至る冷媒通路を設け、上記冷凍サイ
クルの圧縮機の停止時、該冷媒通路と前記蒸発器と前記
蓄冷器とで形成されるループで冷媒の循環路を形成する
ようにする。

【００１８】

【作用】冷凍サイクルの圧縮機の動作中、庫内ファンが
動作しているときには、液冷媒は蒸発器で蒸発し、蒸発
した冷媒は、バイパス弁により、バイパス通路を通って
蓄冷器をバイパスする。これにより、冷凍サイクルは通
常の動作を行なって冷却が行なわれる。また、庫内ファ
ンが動作していないときには、液冷媒は蒸発器で蒸発せ
ず、余剰冷力がある液冷媒が蒸発器から流出されて、バ
イパス弁により、蓄冷器に送り込まれる。これにより、
蓄冷器で蓄冷が行なわれる。

【００１９】除霜運転のときには、蒸発器内にある液冷
媒は直ちに加熱蒸発し、蒸発器で蒸発したこの冷媒はバ
イパス弁によって蓄冷器に送り込まれないようにする。
従って、蒸発した冷媒によって蓄冷材が溶融することな
く、除霜を行なうことができる。

【００２０】蓄冷器が蓄冷した状態で冷凍サイクルの圧
縮機を停止した状態とし、庫内ファン及び冷媒循環駆動
手段を動作させると、冷媒通路と前記蒸発器と前記蓄冷
器とで形成される循環路を冷媒が繰返し流れるが、この
とき、蓄冷器の蓄冷エネルギーにより冷媒が凝縮して液
冷媒となり、蒸発器に供給されて蒸発する。従って、蓄
冷器の蓄冷エネルギーを冷凍サイクルの既存の蒸発器で
庫内空気と熱交換することができ、蓄冷器の蓄冷エネル
ギーを用いて庫内の冷却を行なうにも、冷凍サイクルの
既存の蒸発器を有効に利用することができる。

【００２１】このようにして、従来の蒸発器、圧縮機を
そのまま用いて、通常の冷蔵庫の運転制御方法をそのま
ま効率良く用いることができるばかりでなく、深夜の割
安な電力で蓄冷器の蓄冷を行ない、この蓄冷エネルギー
を電力料金が割高な昼間での冷却運転に利用することも
でき、消費電力の低減にも有用である。

【００２２】

【実施例】まず、図２により、本発明の基本構成につい
て説明する。但し、３は圧縮機、４は凝縮器、５はキャ
ピラリチューブ、６は畜冷器（蓄冷材を備えた蓄冷用蒸
発器）、７は蒸発器、８は庫内ファンである。

【００２３】同図において、圧縮器３、凝縮器４、キャ
ピラリチューブ５及び蒸発器７が通常の冷蔵庫の冷凍サ
イクルを形成しており、圧縮機３で圧縮された冷媒は凝
縮器４及びキャピラリチューブ５で凝縮液化されて低温
の液冷媒となり、蒸発器７に送り込まれる。蒸発器７で
は、庫内ファン８を動作させることにより、供給されて
液冷媒と庫内の空気との間で熱交換が行なわれ、冷却さ
れた空気は庫内ファン８によって冷蔵庫内を循環し、冷
蔵庫内が冷却される。この熱交換によって蒸発した冷媒
は圧縮機３に戻り、圧縮されて再び凝縮器４に送られ
る。この循環が繰り返されることにより、蒸発器７で冷
媒に冷蔵庫内の熱が吸収され、凝縮器４でこの熱が外部
に放出されて、庫内温度が低下していく。

【００２４】かかる冷凍サイクルにおいて、図２におい
ては、蒸発器７と圧縮機３との間に蒸発器７に直列に蓄
冷材（図示せず）を備えた蓄冷用蒸発器、即ち、蓄冷器
６が設けられ、これをもって本発明での冷凍サイクルの
基本構成としている。この蓄冷器６は蒸発器７から送り
込まれる冷媒の余剰冷力を蓄冷するものである。圧縮機
３が作動しているときに、庫内ファン８が停止している
と、蒸発器７での液冷媒と庫内空気との熱交換はほとん
ど行なわれず、蒸発器７は低温度に保たれてこの蒸発器
７から流出される冷媒はほとんど液状の冷却されたまま
の状態にあり、従って、余剰冷力を持つ液冷媒が蓄冷器
６に送り込まれることになる。かかる液冷媒により、蓄
冷器６の蓄冷材は凍結され、蓄冷が行なわれる。蓄冷器
６で蓄冷されたこのエネルギーを蒸発器７で蒸発した冷
媒の冷却に利用することにより、圧縮機３の負担が軽減
し、それに費やされる電力消費量の低減が可能となる。

【００２５】従来では、深夜等の負荷の小さい時間帯に
冷蔵庫内が設定温度以下になったときには、圧縮機３を
停止させるのが一般的であるが、本発明では、図２で説
明したように、液冷媒の余剰冷力を得るために、深夜等
の負荷の小さい割安の時間帯でも圧縮機３を停止させ
ず、かつ庫内ファン８を停止させるようにし、蒸発器７
の温度を低く保って液冷媒の温度が上昇しないようにす
ればよい。これにより、深夜等の電力料金が割安なとき
に液冷媒の余剰冷力によって蓄冷しておき、これを電力
料金が割高な昼間の冷却運転に利用することができ、昼
間での電力消費量を少なくすることができる。

【００２６】以下、かかる基本構成に基づく本発明の実
施例を図面を用いて説明する。図１は本発明による蓄冷
型冷蔵庫の１実施例を示す構成図であって、１は冷蔵庫
本体、２は冷蔵室、６´は蓄冷用蒸発器、９はバイパス
用切換弁、１０は液冷媒循環駆動装置、１１はアキュム
レータ、１２ａ、１２ｂは一方向弁、１３はバイパス通
路、１４は液冷媒サイホン、１５は蓄冷材であり、図２
に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省
略する。

【００２７】図１において、圧縮機３、凝縮器４、キャ
ピラリチュ−ブ５、蓄冷材１５を備えた蓄冷用蒸発器６
´、即ち蓄冷器６及び蒸発器７が、図２に示したこの実
施例の基本冷凍サイクルを形成しており、蓄冷用蒸発器
６´と圧縮機３との間に液冷媒サイホン１４、一方向弁
１２ｂ、アキュムレータ１１が設けられている。そし
て、蓄冷器６、液冷媒サイホン１４及び一方向弁１２ｂ
を短絡するように、バイパス用切換弁９を有するバイパ
ス通路１３が配設されている。また、蒸発器７と蓄冷器
６とを短絡するように、液冷媒循環駆動装置１０（例え
ば、機械式液冷媒ポンプや気泡ポンプ等）と一方向弁１
２ａとを備えた液冷媒通路も設けられている。

【００２８】この蓄冷用蒸発器６´は液冷媒配管に伝熱
促進板であるフィンを具備したものであって、これに蒸
発器７からの余剰冷力を持つ液冷媒で蓄冷される蓄冷材
１５が設けられて蓄冷器６を形成している。液冷媒サイ
ホン１４は液冷媒管が蓄冷用蒸発器６´より高い位置に
立ちあげることによって形成されており、蓄冷材１５の
蓄冷の放冷運転時に凝縮した液冷媒がアキュムレータ１
１側に自然流下していくのを防ぐ役割を果たす。一方向
弁１２ａ、ｂは重力やバネ力を利用したものであって、
外部入力は必要としない弁である。さらに、蓄冷運転と
蓄冷材１５の蓄冷エネルギーを用いた運転を切換えるた
めの他の切換弁は必要としない。これにより、余剰冷力
を蓄冷した蓄冷器６による冷却運転が実用的に可能とな
る。

【００２９】かかる実施例での液冷媒回路を図３に示
す。同図から明らかなように、この実施例は、図２に示
した基本構成に液冷媒循環駆動装置１０と一方向弁１２
ａとを備えた液冷媒通路を設けたものである。

【００３０】次に、この実施例の動作を図１、図３を用
いて説明する。通常の動作の場合には、圧縮機３が動作
し、この圧縮機３から凝縮器４、キャピラリチューブ５
を介して液冷媒が送られ、この液冷媒によって自動的に
一方向弁１２ａが閉じる。このとき、液冷媒循環駆動装
置１０は動作していない。この液冷媒は蒸発器７に送り
込まれるが、バイパス用切換弁９により、蒸発器７から
流出される冷媒はバイパス通路１３を介して圧縮機３に
戻る。このとき、庫内ファン８が作動しており、これに
より、蒸発器７で液冷媒と庫内の空気とで熱変換が行な
われて庫内が冷却される。

【００３１】なお、このときにバイパス通路１３を通っ
た蒸発した冷媒が液冷媒サイホン１４を介して蓄冷器６
に逆流しないようにするために、一方向弁１２ｂが設け
られているのである。このように、蒸発した高温の冷媒
が蓄冷器６に送り込まれることが禁止され、従って、か
かる冷媒の熱によって蓄冷材１５が溶けてしまうのが防
止できる。

【００３２】蓄冷材１５に蓄冷する場合には、圧縮機３
を動作させ、バイパス用切換弁９を切り換えるととも
に、庫内ファン８を非作動状態にする。これより、蒸発
器７に供給された液冷媒は庫内の空気と熱変換が行なわ
れず、余剰冷力を持つ液冷媒として蓄冷器６に送られ
る。この蓄冷器６では、蓄冷用蒸発器６´に液冷媒が流
れることにより、その余剰冷力分蓄冷材１５から熱を吸
収して蓄冷材１５を凍結させる。これにより、蓄冷材１
５が蓄冷することになる。この蓄冷によって蒸発した冷
媒は冷媒サイホン１４、一方向弁１２ｂ、アキュムレー
タ１１を介して圧縮機３に戻る。液冷媒のかかる循環に
よって蓄冷材１５での蓄冷が進む。

【００３３】蓄冷材１５での蓄冷によるエネルギーを使
用して冷却を行なう場合には、圧縮機３を停止状態にし
て液冷媒循環駆動装置１０を作動状態にする。また、庫
内ファン８も作動状態にする。これにより、一方向弁１
２ａでの液冷媒の移動方向が上記とは反対となり、従っ
て、一方向弁１２ａが開く。そこで、液冷媒は、液冷媒
循環駆動装置１０により、一方向弁１２ａ、蒸発器７、
バイパス用切換弁９、蓄冷用冷却器６及び液冷媒循環駆
動装置１０からなる液冷媒ル−プ回路を循環する。そし
て、蓄冷材１５が蓄冷状態にあるかぎり、蓄冷材１５の
蓄冷エネルギーによって蓄冷用蒸発器６´で蒸発器７か
らの冷媒が凝縮冷却され、庫内ファン８が作動状態にあ
ることにより、蒸発器７でその液冷媒と庫内の空気との
間で効率よく熱変換が行なわれて冷蔵庫内が冷却され
る。

【００３４】かかる蓄冷を行なうための蓄冷運転は、夜
間に行なわれる。また、蓄冷材１５の蓄冷を利用した庫
内の冷却は昼間に行なわれる。この昼間運転の場合、圧
縮機３を停止させておくことにより、大部分の液冷媒は
図３での点線よりも右側に示す低温側に凝縮し、切換弁
なしで蓄冷器６と蒸発器７との間で液冷媒ル−プ回路が
形成され、圧縮機３の代わりにそれよりもはるかに小さ
い消費電力で運転可能な液冷媒循環駆動装置１０の運転
により、液冷媒がこの液冷媒ループ回路を循環する。従
って、夜間の割安の電力を昼間に有効に利用することが
できる。

【００３５】また、切換弁としてはバイパス用切換弁９
が追加されただけであり、液冷媒ル−プ回路の形成、解
除は一方向弁１２ａによって自動的に行なわれるから、
単にバイパス用切換弁９の制御が加わるだけで、通常の
運転制御方法をそのまま効率よく用いることができる。

【００３６】図４は本発明による蓄冷型冷蔵庫の他の実
施例の液冷媒回路を示す構成図であって、１６は一方向
弁、１７はバイパス通路、１８はバイパス用３方弁であ
り、図１、図３に対応する部分には同一符号をつけて重
複する説明を省略する。

【００３７】同図において、この実施例は、図１、図３
に示した実施例に一方向弁１６、バイパス通路１７及び
バイパス用３方弁１８を追加したものである。即ち、蒸
発器７と蓄冷器６との間にバイパス用３方弁１８を、蓄
冷器６の冷媒流出側の液冷媒通路の分岐点と圧縮機３と
の間に一方向弁１６を夫々設け、さらに、バイパス用３
方弁１８から蓄冷器６と一方向弁１６とを短絡させるよ
うに、バイパス通路１７を設けたものである。

【００３８】かかる構成において、蓄冷運転時及び蓄冷
材の蓄冷エネルギーを用いた放冷運転時においては、バ
イパス用三方弁１８が蓄冷器６側に開いてバイパス通路
１７は使用されず、図１、図３に示した実施例と同様、
蒸発器７と蓄冷器６とを含む冷媒の通路が形成される。
勿論、蓄冷運転時には、一方向弁１２ａは閉じており、
蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた放冷運転時には、一方
向弁１２ａは開いて液冷媒循環駆動装置１０が動作す
る。

【００３９】一方、蓄冷器６内の蓄冷材の凍結終了後も
しくは放冷終了後、夜間電力料金時間帯でない場合に
は、バイパス用三方弁１８がバイパス通路１７側に開い
て蓄冷器６を短絡し、これに液冷媒が流れないようにし
て、通常の冷蔵庫における冷凍サイクルと同じ液冷媒回
路とする。なお、一方向弁１６は、この場合に冷媒が蓄
冷器６の冷媒流出側に逆流しないようにするためのもの
である。従って、夜間電力料金時間帯以外の割高な電力
料金時間帯では、蓄冷運転を行わず、蓄冷材の蓄冷エネ
ルギーを用いた放冷運転か通常の冷蔵庫と同様な運転し
か行わず、電力料金の節減に有用である。また、除霜運
転を行なう場合にも、バイパス用三方弁１８がバイパス
通路１７側を開き、除霜ヒータによって温められた蒸発
器７内の液冷媒が蓄冷器６内に入らないようにする。こ
れにより、蓄冷器６内に入った液冷媒が再凝縮して蒸発
器７に戻ったり、蓄冷器６内の蓄冷材が融解することを
防ぐことができる。

【００４０】バイパス用三方弁１８は電磁コイルと、そ
の中を通るプランジャ−とを有しており、電子制御回路
から送られてきた制御信号によって電磁弁の電磁コイル
に電流が流れると、この電磁コイルが励磁されて電磁力
が生じ、これによってプランジャ−が移動する。その移
動によって三方弁の各弁の開閉が制御される。

【００４１】なお、かかるバイパス用三方弁１８の代り
に、図５に示すように、２つのバイパス用二方弁１９
ａ、１９ｂを用いるようにしてもよいし、また、図６に
示すように、バイパス通路１７側にバイパス用二方弁２
０を、蓄冷器６側にキャピラリチューブ２１を夫々設け
るようにしてもよい。ここで、この図６に示す実施例で
のバイパス通路１７の分岐点を図７によってさらに具体
的に説明する。

【００４２】図７において、バイパス通路１７の分岐点
では、蒸発器７から流出した液冷媒が自然にこのバイパ
ス通路１７に流下するように、勾配が付けられて配設さ
れ、キャピラリチューブ２１の直前の分岐点では、冷媒
配管が直立状態で配設されている。かかる構成におい
て、蓄冷運転時及び蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた放
冷運転時においては、バイパス用二方弁２０が閉じて
も、圧縮機３もしくは液冷媒循環駆動装置１０によって
冷媒が吸引されるので、液冷媒は直立状態に配設された
キャピラリチューブ２１を通って蓄冷器６内に流れる。

【００４３】しかしながら、蓄冷器６内の蓄冷材が凍結
終了後もしくは放冷終了後、夜間電力料金時間帯でない
場合は、バイパス用二方弁２０が開き、キャピラリチュ
ーブ２１の流路抵抗とバイパス通路１７が自然流下する
ように配設していることにより、液冷媒の大部分はバイ
パス通路１７に流れ込む。この結果、夜間電力料金時間
帯以外の割高な電力料金時間帯には蓄冷運転が行なわれ
ず、蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた放冷運転もしくは
通常の冷蔵庫と同様な運転しか行なわれず、電力料金の
節減に有用である。

【００４４】また、除霜運転を行なう場合にも、バイパ
ス用二方弁２０がバイパス通路１７側に開き、除霜ヒー
タによって温められた蒸発器７内の液冷媒の大部分が蓄
冷器６に送り込まれなくなる。これにより、蓄冷器６内
に入った液冷媒が再凝縮して蒸発器７に戻ったり、蓄冷
器６内の蓄冷材１５が溶解するようなことを防ぐことが
できる。

【００４５】図８は以上説明した蓄冷器６の冷蔵庫本体
での配置の一具体例を示す斜視図であって、２２は冷蔵
庫本体、２３は蓄冷容器外箱、２４は蓄冷容器内箱、２
５は冷媒配管、２６は冷媒循環駆動装置／バイパス弁で
ある。

【００４６】外部に液冷媒配管と、それに具備された伝
熱促進板である金属フィンを蓄冷材に沈めた構造の蓄冷
器を設置した実施例の一つを示す。

【００４７】同図において、蓄冷容器外箱２３には、断
熱材で埋め込むようにして蓄冷容器内箱２４と冷媒配管
２５とが内蔵されており、この蓄冷容器外箱２３が従来
の構成をなす冷蔵庫本体２２の上部に別置きされる。蓄
冷容器内箱２４には、伝熱促進板である金属フィンを蓄
冷材に沈めた構造の蓄冷器６が内蔵されており、蓄冷容
器内箱２４と冷蔵庫本体２２内に配設された蒸発器７と
の間に、図３〜図６で示したように冷媒配管が配設され
ている。また、蓄冷容器内箱２４と蒸発器７との間に配
設された１つの冷媒配管は冷媒循環駆動装置１０と一方
向弁１２ａとからなる冷媒循環駆動装置／一方向弁２６
によって液冷媒通路を形成している。

【００４８】これによると、蓄冷容器外箱２３を含めた
冷蔵庫自体の外径寸法は大きくなるが、冷蔵庫自体の内
容量を減らすことなく、従来の冷蔵庫の大部分をそのま
ま利用することができて、蓄冷器を追加することができ
る。しかも、多くの蓄冷材を使うことができるから、蓄
冷材での蓄冷量を非常に大きくすることができて、割高
な電力料金時間帯に蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた冷
却運転が長時間可能となり、電力料金の大幅な節減が可
能となる。

【００４９】図９は冷蔵庫本体２２の冷凍室２７内に液
冷媒配管とそれに具備された伝熱促進板である金属フィ
ンを蓄冷材に沈めた構造の蓄冷器２８を設置した具体例
を示すものである。この具体例では、蓄冷器２８に断熱
材を取り付けることも必要ないし、また、蓄冷容器外箱
２３も不要となるので、冷蔵庫全体の外形寸法を大きく
取る必要がなく、外形寸法と内容積の比を大きく取るこ
とができる。

【００５０】図１０に図１に示した実施例での冷凍サイ
クルの制御回路の一具体例を示す回路図であって、２９
は電源、３０は庫内ファンモータ、３１は制御装置、３
２、３３はスイッチ、３４は庫内温度センサ、３５は蓄
冷材温度センサ、３６はタイマであり、図１に対応する
部分には同一符号をつけている。

【００５１】上記実施例における主要運転モードは、夜
間電力料金時間帯での蓄冷運転、蓄冷材が凍結終了後も
しくは放冷終了後の夜間電力料金時間帯でない場合の通
常冷却運転（蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いない通常の
放冷運転）、蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた放冷運転
及び除霜運転の４つであり、これらの運転モード毎に制
御回路の動作を説明する。

【００５２】夜間電力料金時間帯での蓄冷運転：夜間電
力料金時間帯はタイマ３６が例えば午後１１時から午前
７時までの時間を示す信号を制御装置３１に送っている
時間帯である。この時間帯では、蓄冷材温度センサ３５
によって蓄冷材８（図１）が凍結温度に達していないこ
とが検知され、庫内温度センサ３４によって庫内が設定
温度以下であることが検知されている場合には、これら
センサの検知出力により、制御装置３２はスイッチ３２
を閉じてスイッチ３３を開き、圧縮機３を動作させると
ともに、ファンモータ３０を停止させてバイパス用切換
弁９を閉じてバイパス通路１３（図１）に液冷媒が流れ
ないようにする。ここで、以下では、「バイパス用切換
弁９を閉じる」とはバイパス通路１３を閉じて蓄冷器６
側の通路を開くことを意味し、「バイパス用切換弁９を
開く」とはバイパス通路１３を開いて蓄冷器６側の通路
を閉じることを意味する。かかる制御動作により、蒸発
器７の温度は低下し、余剰冷力の液冷媒が蓄冷器６に導
かれ、蓄冷材が凍結させることになる。

【００５３】ここで、庫内温度センサ３４によって庫内
が設定温度以上になったことが検知された場合には、ス
イッチ３２が閉じたままスイッチ３３が閉じ、バイパス
用切換弁９を開いて、庫内ファンモータ３１を運転開始
させて庫内の冷却を始める。

【００５４】蓄冷材温度センサ３５によって蓄冷材８が
凍結温度に達したことが検知され、かつ庫内温度センサ
３４によって庫内が設定温度以下であることが検知され
る場合には、スイッチ３２、３３がともに開き、バイパ
ス用切換弁９を開く。これにより、通常の冷蔵庫におけ
る冷凍サイクルと同じ液冷媒回路が形成され、圧縮機３
が停止した状態となる。そして、庫内温度センサ３４に
よって検知される庫内温度が設定温度以下か否かに応じ
て、スイッチ３２、３３が夫々開閉制御され、庫内温度
の調整制御が行なわれる。

【００５５】このようにして、庫内温度を上記設定温度
以下に保ちながら、蓄冷器６での蓄冷が行なわれる。

【００５６】蓄冷材８が凍結終了後もしくは放冷終了後
の夜間電力料金時間帯でない場合の通常冷却運転（蓄冷
材８の蓄冷エネルギーを用いない通常の放冷運転）：こ
れは、タイマ３６が上記時間帯以外の時間帯、例えば午
前７時から午後１１時までの時間を示す信号を制御装置
３１に送っているが、蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた
放冷運転を行なうように設定された時間帯（なお、この
時間帯は、蓄冷材８の量や外気温の違い等により放冷す
る時間も変わるため、任意もしくは外気温センサを用い
て自動的に設定することができる）にない場合、あるい
はこの放冷運転を行なうべき時間帯であるが、蓄冷材８
の蓄冷エネルギーが使いつくされて放冷が終了した場合
である。

【００５７】この場合には、バイパス用切換弁９を開い
て通常の冷蔵庫における冷凍サイクルと同じ液冷媒回路
を形成し、庫内温度センサ３４の検知結果に応じてスイ
ッチ３２、３３の開閉を同時に制御することにより、庫
内温度を調整制御する。

【００５８】蓄冷材の蓄冷エネルギーを用いた放冷運
転：タイマ３６が放冷運転の設定時間帯を示す信号を制
御装置３１に送ると、バイパス通路１３に液冷媒が流れ
ないようにバイパス用切換弁９を閉じるとともに、スイ
ッチ３２を開いて圧縮機３を停止状態とし、スイッチ３
３を閉じて庫内ファンモータ３１を動作させ、さらに液
冷媒循環駆動装置１０の運転を開始させる。これによ
り、蓄冷材８に蓄えられた冷熱を液冷媒を介して蒸発器
７に移動して、庫内ファン１５（図１）によって蒸発器
７で熱交換が行なわれ、庫内が冷却される。

【００５９】かかる放冷運転中に庫内温度センサ３４に
よって庫内が設定温度以下になったことが検知される
と、スイッチ３３を開いて庫内ファンモータ３０を停止
させ、液冷媒循環駆動装置１０の運転を止めるか運転速
度を遅くする。かかる制御により、庫内温度を一定に保
つことができる。

【００６０】その後、夜間電力料金時間帯になる前（午
後１１時以前）に、蓄冷材温度センサ３５によって蓄冷
材８が凍結温度以上になったことが検知されると、液冷
媒循環駆動装置１０の運転を止めるか運転速度を遅くし
て、バイパス用切換弁９を開く。これにより、通常の冷
蔵庫における冷凍サイクルと同じ液冷媒回路が形成さ
れ、スイッチ３２、３３を庫内温度センサ３４の検知結
果に応じて開閉制御し、庫内温度を調整制御する。

【００６１】除霜運転：この場合には、制御装置３１に
より、バイパス用切換弁９が開き、通常の冷蔵庫におけ
る冷凍サイクルと同じ液冷媒回路が形成され、除霜ヒー
タ（図示せず）による熱が蓄冷器６に入らないようにす
る。

【００６２】以上のような制御を行なうことにより、電
力料金が安価な深夜電力時間帯に効率良く蓄冷を行な
い、そのエネルギーを無駄なく電力料金の割高な昼間時
間帯に放冷するようにすることができ、消費電力を最小
限に抑えて、ランニングコストの低減と昼間電力ピーク
のピークカットを行なうことが容易に実現可能となる。
因みに、電気使用料金としては、昼間の電力料金が深夜
電力料金の約５倍とすると、消費電力７７ｋＷｈ／月の
冷蔵庫であれば、夜間８時間運転として、年間約１０,
０００円電気代が安くなる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常の冷凍サイクル中に蓄冷器を設けるという簡単な構
成と簡単な制御でもって該蓄冷器での蓄冷と庫内温度の
調整とを行なうことができ、従って、小形で廉価な蓄冷
型冷蔵庫を提供することができる。

【００６４】また、本発明によると、蓄冷器での蓄冷エ
ネルギーを通常の冷凍サイクルでの蒸発器で熱交換で
き、通常の冷凍サイクルを有効に利用して該蓄冷器での
蓄冷エネルギーを用いた庫内の冷却を行なうことがで
き、除霜ヒータも通常のヒータをそのまま使用すること
ができる。従って、この点からも従来の蓄冷型冷蔵庫に
比べて付加部品を低減でき、小形で廉価な蓄冷型冷蔵庫
を提供することができる。

【００６５】さらに、本発明によれば、蓄冷器用の冷媒
回路を、特にメインとなる冷凍サイクルとは別に設ける
必要がなく上に、制御も、三方弁等のバイパス用切換弁
の切換技術や蓄冷材温度センサによる制御のほかは、従
来冷蔵庫と同様の技術で可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蓄冷型冷蔵庫の一実施例を示す構
成図である。

【図２】本発明による蓄冷型冷蔵庫の冷凍サイクルの基
本構成を示す回路図である。

【図３】図１に示した実施例の液冷媒回路を示す回路図
である。

【図４】本発明による蓄冷型冷蔵庫の他の実施例での液
冷媒回路を示す回路図である。

【図５】本発明による蓄冷型冷蔵庫のさらに他の実施例
での液冷媒回路を示す回路図である。

【図６】本発明による蓄冷型冷蔵庫のさらに他の実施例
での液冷媒回路を示す回路図である。

【図７】図６におけるバイパス用切換弁部の拡大図であ
る。

【図８】図３に示した液冷媒回路の冷蔵庫本体への一取
付け例を示す外観図である。

【図９】図３に示した液冷媒回路の冷蔵庫本体への他の
取付け例を示す外観図である。

【図１０】図３に示した液冷媒回路の制御回路の一具体
例を示す回路図である。

【符号の説明】 ３ 圧縮機 ４ 凝縮器 ６ 蓄冷用冷却器 ６´ 蓄冷器 ７ 蒸発器 ８ 蓄冷材 ９ バイパス用切換弁 １０ 冷媒循環駆動装置 １２ 一方向弁 １３ バイパス通路 １５ 庫内ファン １７ バイパス通路 １８ バイパス用三方弁 １９ａ、１９ｂ バイパス用二方弁 ２０ 一方向弁 ２１ キャピラリチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴山 昌幸 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 力久 勝利 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九州電力株式会社内 (72)発明者 矢川 政人 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九州電力株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄冷材を有する蓄冷器を備えた蓄冷型冷
   蔵庫において、 該蓄冷器をバイパス弁を介して冷凍サイクルの蒸発器と
   直列に配設し、かつ該バイパス弁を介して該蓄冷器に並
   列にバイパス通路を設けたことを特徴とする蓄冷型冷蔵
   庫。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記冷凍サイクルの圧縮機の動作時前記蒸発器に対して
   取り付けられた庫内ファンを停止状態に設定可能とする
   手段を設け、 前記冷凍サイクルの圧縮機を動作状態、該庫内ファンを
   停止状態とし、前記バイパス弁を介して前記蒸発器から
   前記蓄冷器に冷媒を送り込むことにより、前記蓄冷器で
   の蓄冷を可能に構成したことを特徴とする蓄冷型冷蔵
   庫。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 一方向弁と冷媒循環駆動手段とからなり、前記蓄冷器の
   冷媒流出側から前記蒸発器の液冷媒流入側に至る冷媒通
   路を設け、 前記冷凍サイクルの圧縮機の停止時、該冷媒通路と前記
   蒸発器と前記蓄冷器とで形成されるループで冷媒の循環
   を可能に構成したことを特徴とする蓄冷型冷蔵庫。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記一方向弁は、前記冷凍サイクルの凝縮器から液冷媒
   の供給の有無に応じて開閉動作することを特徴とする蓄
   冷型冷蔵庫。