WO2015182698A1 - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

　本発明は、１つの蒸発器と１つの庫内ファンを有する冷蔵庫であって、各貯蔵室の温度変動を抑制しつつ、消費電力量を低減することができる冷蔵庫を得ることを目的とする。　本発明の冷蔵庫（１００）は、庫内負荷が規定値以下の場合、規定時間（ＣＴ）の間に供給口（２）が開かれる時間を制御することにより冷蔵室（２２）への冷気供給量を制御し、庫内負荷が規定値よりも大きい場合、冷凍室（２１）の負荷が規定値よりも大きい際には供給口（２）が規定時間（ＣＴ）の間全閉となるように冷蔵室ダンパ（２３）を制御し、冷凍室（２１）以外の貯蔵室の負荷が規定値よりも大きい際には供給口（２）が規定時間（ＣＴ）の間全開となるように冷蔵室ダンパ（２３）を制御する。

Description

冷蔵庫

　本発明は、冷蔵庫に関するものであり、特に冷凍室及び該冷凍室以外の貯蔵室（冷蔵室等の冷凍室とは温度帯の異なる貯蔵室）を備えた冷蔵庫に関するものである。

　従来より、冷凍室及び該冷凍室以外の貯蔵室（冷蔵室等の冷凍室とは温度帯の異なる貯蔵室）を備えた冷蔵庫が知られている。このような従来の冷蔵庫は、各貯蔵室に連通する風路に冷凍サイクルの蒸発器（冷却器）と庫内ファンとを設置し、１つの蒸発器及び１つの庫内ファンを用いて各貯蔵室を冷却している。具体的には、冷凍室が設定温度よりも高くなった際、冷凍サイクルの圧縮機及び庫内ファンが駆動する。また、冷凍室以外の貯蔵室が設定温度よりも高くなった際、当該貯蔵室の冷気供給口に設けられたダンパを開き、当該貯蔵室を設定温度以下に低下させ、その後にダンパを閉じるという制御を行う。このため、冷凍室及び該冷凍室以外の貯蔵室を備えた従来の冷蔵庫は、庫内負荷が小さい状態においても、ダンパが開いているときには冷凍室への冷気の供給量が少なくなって冷凍室の温度変動が大きくなってしまい、冷凍室の温度を低下させるために圧縮機の駆動時間が長くなり、消費電力が増大してしまうという課題があった。

　そこで、冷凍室及び該冷凍室以外の貯蔵室を備えた従来の冷蔵庫には、冷凍室等の温度変動の抑制を図るため、「本体と、該本体に形成され、食品を冷蔵する冷蔵室と、前記本体後部側に形成された冷却室内に配置され、該冷却室を流通する空気を冷却して冷気を生成する冷却器と、前記冷蔵室奥側から前記冷蔵室内へ冷気を送り込むためのダクト部と、該ダクト部に冷気を送り込む送風ファンと、前記冷却室から前記ダクト部へ流れる冷気量を調整する冷蔵室用ダンパー装置と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記冷蔵室の庫内温度を検知する冷蔵室温度検知手段と、前記送風ファンの動作及び前記冷蔵室用ダンパー装置の開度制御を実施する制御装置と、を備え、該制御装置は、前記外気温度検知手段によって検知された外気温度である外気実測温度に基づいて、前記冷蔵室用ダンパー装置の開度について特定開度を設定し、前記送風ファンを駆動させた状態において、前記冷蔵室温度検知手段によって検知された前記冷蔵室の庫内温度である冷蔵室実測温度と、所定の第１冷蔵室設定温度とを比較し、その比較の結果、前記冷蔵室実測温度が前記第１冷蔵室設定温度よりも高い場合、前記冷蔵室用ダンパー装置の開度を全開状態にし、前記送風ファンを駆動させた状態において、前記冷蔵室実測温度と、前記第１冷蔵室設定温度よりも小さい所定の第２冷蔵室設定温度とを比較し、その比較の結果、前記冷蔵室実測温度が前記第２冷蔵室設定温度より低い場合、前記冷蔵室用ダンパー装置の開度を前記特定開度の状態にする」というものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５６３１２８４号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の冷蔵庫は、ダンパー装置の開き具合を調整して、冷蔵室への風量を調整する。つまり、特許文献１に記載の冷蔵庫は、ダンパー装置を冷蔵室風路の抵抗として動作させて、冷蔵室への風量自体を抑制する。その結果、特許文献１に記載の冷蔵庫は、例えば冷蔵室への風量を小さくする際、ダンパー装置の開き具合を小さくすることとなるので、つまり風路抵抗が大きくなるので、冷蔵室内の各位置で冷気が届かない領域が発生してしまう。このため、特許文献１に記載の冷蔵庫は、冷蔵室内に温度分布が発生し、特に冷蔵室扉部のポケット棚部分の冷却不足につながるといった課題があった。

　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、１つの蒸発器と１つの庫内ファンを有する冷蔵庫であって、各貯蔵室の温度変動を抑制しつつ、消費電力量を低減することができる冷蔵庫を得ることを目的とする。

　本発明に係る冷蔵庫は、冷凍室及び該冷凍室以外の少なくとも１つの貯蔵室と、圧縮機、凝縮器、膨張機構、及び１つの蒸発器を有する冷凍サイクルと、前記冷凍室及び該冷凍室以外の前記貯蔵室に連通し、前記蒸発器が配置された風路と、前記風路に設けられ、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷凍室及び該冷凍室以外の前記貯蔵室に供給する１つの庫内ファンと、前記風路における該冷凍室以外の前記貯蔵室の供給口に設けられ、該供給口を開閉するダンパと、庫内負荷に基づいて、少なくとも前記ダンパを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記庫内負荷を確認する庫内負荷確認部と、前記庫内負荷が規定値以下の場合、前記ダンパの制御間隔である規定時間の間に前記供給口を開く開時間を求める開時間取得部と、前記冷凍室の負荷及び前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きいか否かを判定する判定部と、前記庫内負荷が規定値以下の場合、前記規定時間の間に前記供給口が前記開時間だけ開くように、前記ダンパを制御し、前記庫内負荷が規定値よりも大きい場合、前記冷凍室の負荷が規定値よりも大きい際には前記供給口が前記規定時間の間全閉となるように前記ダンパを制御し、前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きい際には前記供給口が前記規定時間の間全開となるように前記ダンパを制御するダンパ制御部と、を備えたものである。

　本発明は、庫内負荷が規定値以下の場合（庫内負荷が小さい場合）、ダンパの制御間隔である規定時間の間に供給口が開く時間を調整することにより、冷凍室以外の貯蔵室の温度を設定温度に保つ。つまり、本発明は、冷凍室以外の貯蔵室に対して、規定時間内に、当該貯蔵室の温度を一定にする風量の冷気だけを送り、当該貯蔵室の温度変動を抑制する。このため、本発明は、庫内負荷が小さい場合、規定時間内での冷凍室への冷気の供給量を従来よりも増加させることができるので、冷凍室の冷却能力を増加できる。このため、圧縮機の駆動時間を従来よりも低減できるので、従来よりも消費電力を低減できる。このとき、本発明は、冷凍室以外の貯蔵室への風量を小さくする際、規定時間内において供給口が開いている時間を短くすればよい。このため、本発明は、冷凍室以外の貯蔵室への風量を小さくする際、風路抵抗が大きくならないので、冷凍室以外の貯蔵室内において冷気が届かない領域が発生してしまうことを防止でき、冷凍室以外の貯蔵室内に温度分布が発生することも防止できる。

　また、本発明は、庫内負荷が規定値よりも大きい場合（庫内負荷が大きい場合）、冷凍室の負荷が規定値よりも大きい際には供給口が規定時間の間全閉となるようにダンパを制御し、冷凍室以外の貯蔵室の負荷が規定値よりも大きい際には供給口が規定時間の間全開となるようにダンパを制御する。このため、本発明は、庫内負荷が規定値よりも大きい場合でも、各貯蔵室の温度変動を抑制することができる（安定化と冷却性能を維持することができる）。

本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００の冷凍サイクルの構成を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００の冷風回路を示した図である。 本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００における冷蔵室ダンパ２３の規定時間ＣＴを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００における冷蔵室ダンパ２３の規定時間内での開時間制御を実行するまでのフロー図である。

　以下、本発明に係る冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の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。

実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００の冷凍サイクルの構成を説明する図である。図１に基づいて、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの構成について説明する。
　この冷蔵庫１００は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して冷蔵庫１００の庫内を設定温度まで冷却するものである。この冷凍サイクルは、圧縮機１１と、凝縮器である凝縮パイプ１４及び結露防止パイプ１５と、ドライヤ１６と、減圧機構であるキャピラリーチューブ１７と、冷却器である１つの蒸発器１８とが、配管にて接続されて構成されている。また、冷蔵庫１００の冷凍サイクルには、キャピラリーチューブ１７を流れる冷媒と、蒸発器１８と圧縮機１１との間における配管（吸入パイプ）を流れる冷媒とで熱交換させる熱交換部分１９が設けられている。また、この冷凍サイクルには、蒸発器１８の入口側の冷媒温度を測定する例えばサーミスタ等の温度センサー１８ａと、蒸発器１８の出口側の冷媒温度を測定する例えばサーミスタ等の温度センサー１８ｂとが設けられている。

　圧縮機１１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１１は、冷媒を圧縮して高温・高圧の冷媒とするものであり、インバータで駆動され、状況に応じて運転容量が制御されるようになっている。

　凝縮パイプ１４は、冷蔵庫１００の天面、側面及び背面等に断熱材を介して埋設されている凝縮パイプを示す。また、凝縮パイプ１４は、ドレン蒸発のためのホットパイプも含む。

　結露防止パイプ１５は、凝縮パイプ１４とドライヤ１６との間に接続されている。この結露防止パイプ１５は、冷蔵庫１００本体の前面部分における露付き防止用に設けられている。

　ドライヤ１６は、結露防止パイプ１５とキャピラリーチューブ１７との間に接続されている。このドライヤ１６は、冷蔵庫１００の冷凍サイクル内のゴミや金属粉等を圧縮機１１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１７は、ドライヤ１６と蒸発器１８との間に接続されている。このキャピラリーチューブ１７は、ドライヤ１６を流れてきた冷媒を減圧する減圧機構として作用する。

　蒸発器１８は、キャピラリーチューブ１７と熱交換部分１９の吸入パイプ側との間に接続されている。この蒸発器１８は、例えば冷蔵庫１００の背面側に設けられた蒸発器設置室にて、庫内空気を冷却するものである。蒸発器１８の上方には１つの庫内ファン２０が設けられており、庫内ファン２０により蒸発器１８から冷風が供給されるとともに、冷風は各貯蔵室へ送風される。

　熱交換部分１９は、キャピラリーチューブ１７を流れる冷媒と、圧縮機１１へ吸入する冷媒と、の間で熱交換を行わせる部分である。

　また、例えば冷蔵庫１００の例えば背面上部には、この冷蔵庫１００の運転を制御するマイコン等を備えた制御装置１０が設けられている。また、制御装置１０は、庫内負荷確認部１０ａ、開時間取得部１０ｂ、判定部１０ｃ、及びダンパ制御部１０ｄを備えている。庫内負荷確認部１０ａは、冷蔵庫１００の庫内負荷が規定値以下であるか否かを確認するものである。開時間取得部１０ｂは、庫内負荷が規定値以下の場合、冷蔵室ダンパ２３の制御間隔である規定時間の間に、冷蔵室２２の供給口２を開く開時間を求めるものである。なお、冷蔵室ダンパ２３及び冷蔵室２２の供給口２については、図２で後述する。判定部１０ｃは、冷凍室２１の負荷及び冷蔵室２２（冷凍室２１以外の貯蔵室）の負荷が規定値よりも大きいか否かを判定するものである。ダンパ制御部１０ｄは、冷蔵室ダンパ２３を制御するものである。

　このように構成される冷蔵庫１００において、圧縮機１１にて高温高圧となった冷媒は、凝縮パイプ１４、結露防止パイプ１５で外気（もしくは一部冷蔵庫内）に放熱する。十分に放熱した冷媒がキャピラリーチューブ１７にて減圧され低温低圧となり、蒸発器１８にて各貯蔵室からの戻り空気から吸熱し、再び圧縮機１１にて圧縮され高温・高圧となる。

　図２は、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００の冷風回路を示した図である。
　冷蔵庫１００は、冷凍室２１と、該冷凍室２１以外の貯蔵室として冷蔵室２２を備えている。なお、図２では冷凍室２１と冷蔵室２２の２つの貯蔵室のみを記載しているが、これに加え製氷室、野菜室及び切り替え室等が冷凍室２１と冷蔵室２２と並列に、もしくは冷蔵室２２に直列に設置されている（図示せず）場合もある。図２では冷蔵庫１００内で最も容積の大きい貯蔵室である冷蔵室２２と最も温度帯の低い冷凍室２１を記載し説明する。

　これら貯蔵室には、蒸発器１８及び庫内ファン２０が設けられた風路１が供給口を介して連通している。つまり、蒸発器１８によって冷却された冷気（冷却された空気）は、庫内ファン２０により各貯蔵室へ送風される。より詳しくは、庫内ファン２０からの冷気は各貯蔵室へ分岐され、全風量の一部が冷凍室２１に、他の一部が冷蔵室２２に供給され、再び蒸発器１８に戻る。

　風路１における冷蔵室２２の供給口２には、該供給口２を開閉する冷蔵室ダンパ２３が設けられている。この冷蔵室ダンパ２３は、制御装置１０によって、開閉が時間制御される構成となっている。つまり、制御装置１０は、冷蔵室ダンパ２３の開時間を制御することにより、規定時間ＣＴの間に供給口２が開く開時間を調整（制御）することができる。つまり、冷蔵室２２は、冷蔵室ダンパ２３の開時間の制御によって、規定時間ＣＴ内での冷風量が調整され冷蔵室温度を調整される。ここで、冷蔵室２２の温度は冷蔵室２２に設けられた例えばサーミスタ等の温度センサー２２ｂで測定される。そして、制御装置１０の開時間取得部１０ｂは、測定された温度に基づいて、冷蔵室ダンパ２３の規定時間ＣＴ内での必要開時間を求める（予測する）。つまり、規定時間ＣＴ内にどの程度の時間だけ供給口２を開けば、冷蔵室２２の温度を一定にすることができるかを求める（予測する）。また、制御装置１０のダンパ制御部１０ｄは、規定時間ＣＴの間に当該必要開時間だけ供給口２が開くように、冷蔵室ダンパ２３を制御する。ここで、上記必要開時間の予測は、例えばＰＩ制御（比例積分制御）などの予測技術を用いて行う。なお、開時間中、冷蔵室ダンパ２３による供給口２の開口率は、風路抵抗が大きくなって冷蔵室２２内において冷気が届かない領域が発生しない程度に設定する。冷蔵室ダンパ２３による供給口２の開口率は、例えば全開に設定される。

　具体的には、本実施の形態では、下記式（１）を用いて、冷蔵室ダンパ２３の規定時間ＣＴ内での必要開時間を求めている。
　ＭＶ＝Ｋｐ×［１＋｛１／（ＴＩ×Ｓ）｝］×ＥＶ…（１）
　ここで、ＭＶは、操作量であり、冷蔵室ダンパ２３の規定時間ＣＴ内での開時間である。ＥＶは、制御偏差であり、冷蔵室２２の設定温度と冷蔵室２２に設けられた温度センサー２２ｂの測定値との差である。また、Ｋｐは比例ゲインであり、ＴＩは積分時間であり、Ｓはラプラス演算子である。

　また、冷凍室２１の温度は、冷凍室２１に設けられた例えばサーミスタ等の温度センサー２１ｂで測定される。
　なお、風路１における冷凍室２１の供給口にダンパを有する場合も、本発明の効果を有することは可能である。

　次に、規定時間ＣＴについて説明する。規定時間ＣＴは、制御装置１０が冷蔵室ダンパ２３を制御する制御間隔の最少時間である。規定時間ＣＴが短いほど制御性は向上するが、規定時間ＣＴは、任意の時間とすることができる。

　図３は、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００における冷蔵室ダンパ２３の規定時間ＣＴを説明する図である。なお、図３の横軸は規定時間ＣＴを示しており、右側へ向かうに従って規定時間ＣＴが大きくなることを示している。また、図３の縦軸は入力（投入電力）を示しており、上側に向かうに従って入力が大きくなることを示している。

　図３に示すように、規定時間ＣＴが短い（つまり制御間隔が短い）ほど、冷蔵室ダンパ２３の駆動回数が増加するため、冷蔵室ダンパ２３の開閉に必要な入力（図３中のダンパ入力）が増加する。一方で、規定時間ＣＴが短いほど、各貯蔵室の温度変動を抑制でき、後述するように冷凍室２１への風量が増加するため、圧縮機１１の平均入力（図３中の圧縮機入力）は低下する。このため、図３に示すように、冷蔵室ダンパ２３等の駆動装置の入力及び圧縮機１１の入力等の総和である冷蔵庫１００全入力は、最小値を持つ。つまり、この全入力が最少となる規定時間ＣＴで冷蔵室ダンパ２３を動作させることにより、冷蔵庫１００の消費電力をより低減できる。このため、本実施の形態では、全入力が最少となる規定時間ＣＴを採用している。なお、この規定時間ＣＴは、冷蔵庫１００の運転条件、内容積及び断熱構造により異なる。冷蔵室ダンパ２３の駆動回数を考慮すると、規定時間ＣＴは、５分程度が望ましい。

　次に、冷蔵庫１００の安定時における規定時間ＣＴ内での供給口２の開時間について説明する。なお、冷蔵庫１００の安定時とは、後述する庫内負荷が規定値以下の状態、つまり庫内負荷が基準値に対して小さい状態である。

　冷蔵庫１００の制御装置１０は、冷凍室２１が設定温度以上となったときに圧縮機１１を起動し、設定温度以下に下がると停止する。冷蔵庫１００の消費電力量の低減には、全入力の大半を占める圧縮機１１を停止させることが必要である。そのため、冷凍室２１への冷却能力を増やす、つまり冷凍室２１への供給風量を極力増やすことで、短時間で冷凍室２１を設定温度以下にし、圧縮機１１の運転時間を抑制する。

　従来の冷蔵庫では、冷蔵室ダンパ２３の開閉において、冷蔵室ダンパ２３の開時に冷蔵室２２の温度を低下させるための風量Ｑｒａが冷蔵室２２に供給される。その際、冷凍室２１へは全風量ＱからＱｒａを引いたＱｆａ＝Ｑ－Ｑｒａだけ冷風が供給されるため、冷凍室２１の温度は一定若しくは上昇する。

　冷蔵室２２が設定温度まで冷却された後、冷蔵室ダンパ２３は閉となり、冷凍室２１に全風量Ｑが送風されるため、冷凍室２１は設定温度まで冷却され、その後圧縮機１１が停止する。

　一方、本実施の形態に係る冷蔵庫１００では、制御装置１０は、冷蔵室ダンパ２３を制御することにより、規定時間ＣＴの間に供給口２が開く開時間を制御する。つまり、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、規定時間ＣＴの間、冷蔵室２２の温度を一定に保つだけの風量Ｑｒｂの冷気を冷蔵室２２に供給する。冷蔵室２２の温度低下量から明らかなように、Ｑｒｂ＜Ｑｒａで、その結果、本実施の形態では冷凍室２１への風量はＱｆｂ＝Ｑ－Ｑｒｂで、Ｑｆｂ＞Ｑｆａとなる。このため、冷凍室２１の温度は、従来の冷凍室２１の温度変化に対して早く低下する。このため、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、圧縮機１１の運転と停止の比率を示す運転率が、従来より改善する結果を発明者らは得ている。なお、この低減率は、冷蔵庫１００の運転条件や内容積、断熱構造により異なる。

　ここで、本実施の形態に係る冷蔵庫１００では、冷蔵室２２への冷気の供給量（風量）を小さくする際、規定時間ＣＴ内において供給口２が開いている時間を短くすればよい。このため、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、冷蔵室２２への風量を小さくする際、風路抵抗が大きくならないので、冷蔵室２２内において冷気が届かない領域が発生してしまうことを防止でき、冷蔵室２２内に温度分布が発生することも防止できる。

　上述のように、規定時間ＣＴが短ければ短いほど冷蔵室２２の温度一定制御が可能だが、その分、冷蔵室ダンパ２３の動作回数が増える。このため、冷蔵室ダンパ２３の駆動入力が増加し、冷蔵室ダンパ２３が寿命等により壊れる可能性が増加する。また、冷蔵室ダンパ２３の動作回数が増加すると、冷蔵室ダンパ２３を動作させるモータの発熱量も増加して庫内負荷となり、冷蔵庫１００の消費電力量が増加する。このため、冷蔵庫１００の全入力が最少となる規定時間ＣＴを採用することにより、さらなる消費電力量の削減が可能となる。また、発明者らは前述した冷蔵室２２以外の貯蔵室に対しても同様の制御を行うことで、一層の改善結果を得ている。

　以上から、安定時には冷凍室２１を除く冷蔵室２２を含む各貯蔵室に対し、規定時間ＣＴの間に供給口２が開く開時間を制御し、冷凍室２１への風量を増加させることで消費電力量の削減が可能となる。

　なお、上記では冷蔵室２２のダンパ制御を記載したが、複数の貯蔵室が同時に上記ダンパ制御を行う場合、他の貯蔵室のダンパ制御時の外乱を受け、貯蔵室の温度制御性が悪化する可能性がある。そのため、設定温度が高い貯蔵室の供給口（冷気供給口）に設けられたダンパから順に、制御を開始すること望ましい。これは、設定温度が高い貯蔵室ほど、蒸発器１８（冷却器）への流入空気温度が高くなり、蒸発器１８（冷却器）より供給される冷風温度に与える影響が大きく、外乱となりやすいためである。

　この際、冷蔵室２２は最大の内容量を持つ貯蔵室であるため、まず冷蔵室２２の供給口２に設けられた冷蔵室ダンパ２３の制御を開始し、その後、設定温度が高い貯蔵室の供給口（冷気供給口）に設けられたダンパから順に制御を開始してもよい。一例として、冷蔵室２２、製氷室、切替室、冷凍室２１、野菜室を有する冷蔵庫にて、制御対象の順位を記載する。一般的に最も設定温度が高い貯蔵室は野菜室であるが、貯蔵室の容積は冷蔵室２２が最大である。そのため、優先順位は、冷蔵室２２を最優先とする。次は設定温度の高い野菜室である。製氷室と切替室はユーザーの設定により任意温度に調整できるので、設定温度にて順位を決めるが、製氷室は一般的に冷凍室とほぼ近い温度のため、優先順位は低い。

　次に、冷蔵庫１００の庫内負荷の検出例を説明する。

（１－１）圧縮機の運転状態に基づく庫内負荷の検出
　本実施の形態の圧縮機１１は、冷凍室２１の温度センサー２１ｂによって検出される温度に基づいて、運転／停止を制御されるとともに、運転中においては、冷凍室２１の温度と設定温度との乖離状態及び運転時間に応じて、その回転数が制御される。このため、圧縮機１１の運転状態は、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の１つであるといえる。そこで、庫内負荷として、圧縮機１１の回転数ｆ、又は圧縮機１１への入力電力Ｗを用いることができる。圧縮機１１の回転数ｆが所定の閾値より大きい場合（入力電力Ｗが大きい場合）には、庫内負荷が高い状態であり、圧縮機１１の回転数が所定の閾値より小さい場合（入力電力Ｗが小さい場合）には、庫内負荷が低い状態である。制御装置１０は、圧縮機１１の運転を制御する際に取得する回転数ｆ又は入力電力Ｗを取得し、その値と予めマイコンに記憶された閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かを判定する。この庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－２）蒸発器の出入り口温度差に基づく庫内負荷の検出
　本実施の形態に係る蒸発器１８への流入空気温度が高いということは、庫内負荷が大きい状態であることを示しており、この場合には、蒸発器１８の出口側と入口側の冷媒で温度差ΔＴｅが生じる。このため、蒸発器１８の出口側と入口側の温度差ΔＴｅは、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の１つであるといえる。そこで、庫内負荷として、蒸発器１８の出口側と入口側の温度差ΔＴｅを用いることができる。制御装置１０は、蒸発器１８の入口側に設けられた温度センサー１８ａと出口側に設けられた温度センサー１８ｂからの出力を取得し、これらの温度差ΔＴｅと、予めマイコンに記憶された閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Ｑａ以下であるか否かを判定する。温度センサー１８ａ，１８ｂを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－３）冷蔵室の扉開閉回数Ｒｒに基づく庫内負荷の検出
　冷蔵室２２の扉２２ａを開放すると、外気が冷蔵室２２に流入するとともに冷気が外部へと流出し、冷蔵室２２の温度が上昇して冷却負荷が大きくなる。冷蔵室２２は冷蔵庫１００内で最も容積が大きい領域であり、冷蔵室２２を所定の温度に冷却するために必要な冷風量も多くなる。このため、冷蔵室２２の扉開閉回数Ｒｒは、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の１つであるといえる。そこで、庫内負荷として、単位時間当たりの扉開閉回数Ｒｒを用いることができる。制御装置１０は、冷蔵室２２の扉開閉センサー２２ｃからの出力を受けて単位時間当たりの扉開閉回数Ｒｒをカウントし、予めマイコンに記憶された所定の閾値と扉開閉回数Ｒｒとを比較することにより、庫内負荷が閾値Ｑａ以下であるか否かを判断する。冷蔵室２２の扉開閉センサー２２ｃを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－４）冷凍室の扉開閉回数Ｒｆに基づく庫内負荷の検出
　同様にして、冷凍室２１の扉２１ａの扉開閉回数Ｒｆも、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の１つであるといえる。つまり、先にも述べたように、本実施の形態の圧縮機１１は、冷凍室２１の温度センサー２１ｂによって検出される温度に基づいて、運転及び停止が制御される。そこで、冷蔵室２２における扉開閉回数Ｒｒと同様にして、庫内負荷として、単位時間当たりの扉開閉回数Ｒｆを用いることができる。冷凍室２１に設けられた扉開閉センサー２１ｃを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－５）冷蔵室の扉開放時間τｒに基づく庫内負荷の検出
　前述のように、冷蔵室２２の扉２２ａを開放すると、冷蔵室２２の温度が上昇して冷却負荷が大きくなる。このため、冷蔵室２２の扉開放時間τｒ（単位時間当たりに扉２２ａが開放されていた時間の累積時間）は、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の１つであるといえる。そこで、庫内負荷として、冷蔵室２２の扉開放時間τｒを用いることができる。制御装置１０は、扉開閉センサー２２ｃからの出力を受けて、扉２２ａが開放されている時間をカウントし、累積する。そして、単位時間当たりの扉開放時間τｒと、予めマイコンに記憶された所定の閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Ｑａ以下であるか否かを判断する。冷蔵室２２に設けられた扉開閉センサー２２ｃを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－６）冷凍室の扉開放時間τｆに基づく庫内負荷の検出
　同様にして、冷凍室２１の扉２１ａの扉開放時間τｆも、冷蔵庫１００の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の１つであるといえる。そこで、冷蔵室２２における扉開放時間τｒと同様にして、庫内負荷として、単位時間当たりの扉開放時間τｆを用いることができる。冷凍室２１に設けられた扉開閉センサー２１ｃを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－７）冷蔵室温度Ｔｒに基づく庫内負荷の検出
　冷蔵室２２に設けられた温度センサー２２ｂの検出温度が高温であるほど、冷蔵室２２の庫内負荷が大きい状態であるといえる。そこで、庫内負荷として、冷蔵室温度Ｔｒを用いることができる。制御装置１０は、冷蔵室２２の温度センサー２２ｂからの出力を受けて、冷蔵室温度Ｔｒと、予めマイコンに記憶された所定の閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Ｑａ以下であるか否かを判断する。冷蔵室２２に設けられた温度センサー２２ｂを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

（１－８）冷凍室の温度低下量に基づく庫内負荷の検出
　冷凍室２１に、比較的温度が高くて大きな食材が投入されている場合には、冷凍室２１の温度低下の速度は遅くなる傾向にある。このような場合には、冷凍室２１における冷却負荷が大きい状態であるといえる。そこで、庫内負荷として、単位時間当たりの冷凍室２１の温度低下量を用いることができる。制御装置１０は、冷凍室２１の温度センサー２１ｂからの出力を受けて単位時間当たりの温度低下量を算出し、その温度低下量と、予めマイコンに記憶された所定の閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Ｑａ以下であるか否かを判断する。冷凍室２１に設けられた温度センサー２１ｂを用いての庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部１０ａが行う。

　以上説明した庫内負荷検出手段の検出例は、いずれも、追加部品を設けることなく実現可能なものであり、冷蔵庫１００の部品点数を増加させることもない。

　次に、上記の庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）よりも大きい状態における冷蔵室ダンパ２３の制御について記す。庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）よりも大きい状態を検知した際、冷蔵庫１００の制御装置１０は、図４に示すフローに従って冷蔵室ダンパ２３を制御する。なお、図４は、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１００における安定時の冷蔵室ダンパ２３の規定時間ＣＴ内での開時間制御を実行するまでのフロー図であるが、冷蔵室以外の貯蔵室に対しても同様の判定を行うことで、本実施の形態に係る冷蔵庫１００における安定時の開時間制御が成り立つ。

　制御装置１０は、庫内負荷が閾値Ｑａ（規定値）よりも大きい場合（ステップＳ１）、冷蔵室２２の冷蔵室温度Ｔｒと設定温度Ｔｒｍとを比較する（ステップＳ２）。この比較は、制御装置１０の判定部１０ｃが行う。Ｔｒ≦Ｔｒｍのとき、庫内負荷は冷蔵室２２ではなく冷凍室２１のため、つまり、冷凍室２１の負荷が規定値よりも大きい状態であるため、制御装置１０のダンパ制御部１０ｄは、冷蔵室ダンパ２３を制御して、規定時間ＣＴの間、常に供給口２を閉（全閉）とする（ステップＳ３）。これにより、冷蔵庫１００の庫内ファン２０からのほぼ全風量を冷凍室２１に供給でき、負荷に対して早急に対処し冷凍室２１を設定温度まで冷却できる。なおこの際、庫内ファン２０及び圧縮機１１のうちの少なくとも一方の回転数を上げることを同時に行い冷却速度を高めても良い（ステップＳ４のＮｏからステップＳ５）。

　冷凍室２１が設定温度まで冷却された後（ステップＳ４のＹｅｓ）、制御装置１０のダンパ制御部１０ｄは、冷蔵室ダンパ２３に対して安定時と同等の制御を行う（ステップＳ６）。

　一方、ステップＳ２においてＴｒ＞Ｔｒｍのとき、庫内負荷は冷蔵室２２のため、つまり、冷蔵室２２の負荷が規定値よりも大きい状態であるため、制御装置１０のダンパ制御部１０ｄは、冷蔵室ダンパ２３を制御して、供給口２を規定時間ＣＴの間、常に全開とする（ステップＳ１１）。これにより冷蔵室２２の負荷に対する対処を行い、冷蔵室２２が設定温度まで冷却される。この際、庫内ファン２０及び圧縮機１１のうちの少なくとも一方の回転数を上げることを同時に行い冷却速度を高めても良い（ステップＳ１２のＮｏからステップＳ１３）。冷凍室２１が設定温度まで冷却された後（ステップＳ１２のＹｅｓ）、制御装置１０のダンパ制御部１０ｄは、冷蔵室ダンパ２３に対して安定時と同等の制御を行う（ステップＳ１４）。

　以上のように、本実施の形態に係る冷蔵庫１００においては、庫内負荷が規定値以下の場合（庫内負荷が小さい場合）、ダンパの制御間隔である規定時間の間に供給口が開く時間を調整することにより、冷凍室２１以外の貯蔵室の供給口が設定温度によって開閉される従来構造とは異なるようにして、冷凍室２１以外の貯蔵室の温度を設定温度に保つ。つまり、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、冷凍室２１以外の貯蔵室に対して、規定時間ＣＴの間、当該貯蔵室の温度を一定にする風量の冷気だけを送り、当該貯蔵室の温度変動を抑制する。このため、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、庫内負荷が小さい場合、冷凍室２１への冷気の供給量を従来よりも増加させることができるので、冷凍室２１の温度変動を抑制できる。このため、圧縮機１１の駆動時間が従来よりも低減できるので、従来よりも消費電力を低減できる。

　このとき、本実施の形態に係る冷蔵庫１００においては、冷凍室２１以外の貯蔵室への風量を小さくする際、規定時間ＣＴ内において供給口が開いている時間を短くすればよい。このため、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、冷凍室２１以外の貯蔵室への風量を小さくする際、風路抵抗が大きくならないので、冷凍室２１以外の貯蔵室内において冷気が届かない領域が発生してしまうことを防止でき、冷凍室２１以外の貯蔵室内に温度分布が発生することも防止できる。

　また、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、庫内負荷が規定値よりも大きい場合（庫内負荷が大きい場合）、冷凍室２１の負荷が規定値よりも大きい際には供給口が規定時間の間全閉となるようにダンパを制御し、冷凍室２１以外の貯蔵室の負荷が規定値よりも大きい際には供給口が規定時間の間全開となるようにダンパを制御する。このため、本実施の形態に係る冷蔵庫１００は、庫内負荷が規定値よりも大きい場合でも、各貯蔵室の温度変動を抑制することができる（安定化と冷却性能を維持することができる）。

　１　風路、２　供給口、１０　制御装置、１０ａ　庫内負荷確認部、１０ｂ　開時間取得部、１０ｃ　判定部、１０ｄ　ダンパ制御部、１１　圧縮機、１４　凝縮パイプ、１５　結露防止パイプ、１６　ドライヤ、１７　キャピラリーチューブ、１８　蒸発器、１８ａ　温度センサー、１８ｂ　温度センサー、１９　熱交換部分、２０　庫内ファン、２１　冷凍室、２１ａ　扉、２１ｂ　温度センサー、２１ｃ　扉開閉センサー、２２　冷蔵室、２２ａ　扉、２２ｂ　温度センサー、２２ｃ　扉開閉センサー、２３　冷蔵室ダンパ、１００　冷蔵庫。

Claims (13)

1. 　冷凍室及び該冷凍室以外の少なくとも１つの貯蔵室と、
   　圧縮機、凝縮器、膨張機構、及び１つの蒸発器を有する冷凍サイクルと、
   　前記冷凍室及び該冷凍室以外の前記貯蔵室に連通し、前記蒸発器が配置された風路と、
   　前記風路に設けられ、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷凍室及び該冷凍室以外の前記貯蔵室に供給する１つの庫内ファンと、
   　前記風路における該冷凍室以外の前記貯蔵室の供給口に設けられ、該供給口を開閉するダンパと、
   　庫内負荷に基づいて、少なくとも前記ダンパを制御する制御装置と、
   　を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記庫内負荷を確認する庫内負荷確認部と、
   　前記庫内負荷が規定値以下の場合、前記ダンパの制御間隔である規定時間の間に前記供給口を開く開時間を求める開時間取得部と、
   　前記冷凍室の負荷及び前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
   　前記庫内負荷が規定値以下の場合、前記規定時間の間に前記供給口が前記開時間だけ開くように、前記ダンパを制御し、
   　前記庫内負荷が規定値よりも大きい場合、前記冷凍室の負荷が規定値よりも大きい際には前記供給口が前記規定時間の間全閉となるように前記ダンパを制御し、前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きい際には前記供給口が前記規定時間の間全開となるように前記ダンパを制御するダンパ制御部と、
   　を備えた冷蔵庫。
2. 　請求項１に記載の冷蔵庫であって、
   　前記規定時間は、当該冷蔵庫の全入力が最小となる時間である冷蔵庫。
3. 　前記冷凍室以外の前記貯蔵室及び前記ダンパを複数備え、
   　前記冷凍室以外の前記貯蔵室は、冷蔵室と、該冷蔵室とは異なる少なくとも１つ貯蔵室とであり、
   　前記ダンパ制御部は、
   　始めに前記冷蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパの制御を開始し、その後に前記冷蔵室とは異なる前記貯蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパの制御を開始する構成である請求項１又は請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 　前記冷蔵室とは異なる前記貯蔵室を複数備え、
   　前記ダンパ制御部は、
   　これらの前記貯蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパを制御する際、設定温度の高い前記貯蔵室に対応する前記ダンパから順に、制御を開始する構成である請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 　前記冷凍室以外の前記貯蔵室及び前記ダンパを複数備え、
   　前記ダンパ制御部は、設定温度の高い前記貯蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパから順に、制御を開始する構成である請求項１又は請求項２に記載の冷蔵庫。
6. 　前記冷凍室以外の前記貯蔵室の温度を検出する温度センサーを備え、
   　前記判定部は、
   　前記庫内負荷が規定値よりも大きい状態において、前記温度センサーの検出温度と規定値とを比較し、
   　前記温度センサーの検出温度が規定値以下の場合、前記冷凍室の負荷が規定値よりも大きいと判定し、
   　前記温度センサーの検出温度が規定値よりも大きい場合、前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きいと判定する構成である請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
7. 　前記庫内負荷確認部は、前記圧縮機の回転数又は前記圧縮機の入力電力に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
8. 　前記蒸発器の出口側の冷媒温度を測定する温度センサーと、
   　前記蒸発器の出口側の冷媒温度を測定する温度センサーと、
   　を備え、
   　前記庫内負荷確認部は、前記蒸発器の出口側の冷媒と入口側の冷媒との温度差に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
9. 　前記貯蔵室の扉の開閉状態を検出する扉開閉センサーを備え、
   　前記庫内負荷確認部は、前記扉の単位時間当たりの開閉回数に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
10. 　前記貯蔵室の扉の開閉状態を検出する扉開閉センサーを備え、
    　前記庫内負荷確認部は、前記扉の単位時間当たりの累積開放時間に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
11. 　前記冷凍室以外の前記貯蔵室の温度を検出する温度センサーを備え、
    　前記庫内負荷確認部は、前記貯蔵室の温度に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
12. 　前記冷凍室の温度を検出する冷凍室温度センサーを備え、
    　前記庫内負荷確認部は、前記冷凍室の単位時間当たりの温度低下量に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
13. 　前記制御装置は、
    　前記庫内負荷が規定値よりも大きい場合、前記圧縮機及び前記庫内ファンのうちの少なくとも一方の回転数を増加させる構成である請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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