(57)【要約】【課題】  庫内容量が大きく、かつ省エネルギー性能の高い冷蔵庫を提供する。【解決手段】  温度帯を冷凍温度から冷蔵温度まで切替え可能な第一の貯蔵室である切替室と、前記切替室の下方及び上方に備えられた、温度帯を冷凍温度にすることができる第二の貯蔵室及び第三の貯蔵室と、を備えた冷蔵庫において、前記切替室と前記第二の貯蔵室との間に設けられた第一の真空断熱材と、前記切替室と前記第三の貯蔵室との間に設けられた第二の真空断熱材と、を備えた。【選択図】図２
2020063880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度帯を冷凍温度から冷蔵温度まで切替え可能な第一の貯蔵室である切替室と、
前記切替室の上方および下方に備えられた、温度帯を冷凍温度にすることができる第二の貯蔵室および第三の貯蔵室と、を備えた冷蔵庫において、
前記切替室と前記第二の貯蔵室との間に設けられた第一の真空断熱材と、
前記切替室と前記第三の貯蔵室との間に設けられた第二の真空断熱材と、
を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
温度帯を冷凍温度から冷蔵温度まで切替え可能な第一の貯蔵室である切替室と、
前記切替室の上方および下方に備えられた、温度帯を冷凍温度にすることができる第二の貯蔵室および第三の貯蔵室と、を備えた冷蔵庫において、
前記切替室と前記第二の貯蔵室との間に設けられた第一の真空断熱材と、
前記切替室と前記第三の貯蔵室との間に設けられた第二の真空断熱材と、
前記切替室の後方であって、蒸発器の少なくとも一部の前方または、前記蒸発器の周辺風路の少なくとも一部の前方、に設けられた第三の真空断熱材と、
を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
前記切替室の前方に設けた切替室扉に第四の真空断熱材を設け、
前記切替室の側面を構成する壁面に第五の真空断熱材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記第三の貯蔵室の前方に設けた第三の貯蔵室扉は、前記切替室の前方に設けた切替室扉よりも断熱性能を高くしたことを特徴とする請求項２または３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記第三の貯蔵室の前方に設けた第三の貯蔵室扉に第六の真空断熱材を設け、
前記第六の真空断熱材の厚さを、前記第四の真空断熱材よりも厚くしたことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記切替室扉よりも、前記第三の貯蔵室扉の厚さを厚くしたことを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００６−９０６８６号公報）には、「圧縮機、凝縮器、減圧装置および冷蔵室専用冷却器と多温度室用冷却器を連結した冷凍サイクルと、前記各冷却器で生成された冷気を吐出するファンと、これらのファンからの冷気を導入し内部を冷却する複数の冷却貯蔵室とからなり、前記冷却貯蔵室は、本体上部に最も収納容積の大きい回転扉式の冷蔵室を配置し、冷蔵室の下方に比較的小容量の製氷貯氷室と第１の多温度切替室を併設し、さらにその下方に２段に亙って第２、第３の多温度切替室をそれぞれ引き出し扉方式で配設し、前記第２、第３の多温度切替室の冷却温度帯は少なくとも冷凍温度帯からチルド、冷蔵および野菜温度帯までの各温度帯に切替制御可能としたことを特徴」とした冷蔵庫が記載されている（特許文献１の請求項１）。また該特許文献１には、「上部には冷蔵室（２）およびその下方には製氷貯氷室（３）が固定状態で配置されており、製氷貯氷室（２）に併設されている第１温度切替室（４）は冷凍温度仕様に設定している。そして、第２温度切替室（５）は野菜温度仕様とし、最下部の第３温度切替室（６）は冷凍温度仕様に設定した」場合について記載されている（特許文献１の段落００２９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、切替室を区画する壁面の断熱性能に関して十分な配慮がなされていない。
【０００５】
例えば、特許文献１で第１温度切替室を冷凍温度仕様、第２温度切替室を野菜温度仕様、第３温度切替室を冷凍温度仕様に設定した場合は、野菜温度の第２温度切替室の上下の貯蔵室が冷凍温度となる。このため、野菜温度の第２温度切替室は、上面及び下面の仕切部を介して上下の冷凍温度の貯蔵室により冷却され、第２温度切替室が目標の貯蔵温度（野菜温度）より冷え過ぎてしまうことがある。これに対し、ヒータで加熱すると消費電力量が増加し、省エネルギー性能が低下する。また、上面及び下面の壁面を厚くして断熱性能を高めることも考えられるが、内容積の低下を招く。
【０００６】
一方、第２温度切替室に対する外気からの加熱を増やすることで、第２温度切替室の冷えすぎを防止する手段も考えられる。しかしながら、第２温度切替室は冷凍温度にもできる切替室であるため、外気からの加熱を増やすために庫外と庫内を仕切る断熱壁の断熱性能を過度に低下させると、冷凍温度仕様に設定した際に、外気と第２温度切替室との温度差により、外気側の壁面に結露が生じてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するもので、冷凍温度帯と冷蔵温度帯に設定可能な切替室と、その切替室の上下に、冷凍温度にすることができる貯蔵室を備えた冷蔵庫において、庫内容量が大きく、かつ省エネルギー性能の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を鑑みてなされた本発明は、温度帯を冷凍温度から冷蔵温度まで切替え可能な第一の貯蔵室である切替室と、前記切替室の下方及び上方に備えられた、温度帯を冷凍温度にすることができる第二の貯蔵室及び第三の貯蔵室と、を備えた冷蔵庫において、前記切替室と前記第二の貯蔵室との間に設けられた第一の真空断熱材と、前記切替室と前記第三の貯蔵室との間に設けられた第二の真空断熱材と、を備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷凍温度帯と冷蔵温度帯に設定可能な切替室と、その切替室の上下に、冷凍温度にすることができる貯蔵室を備えた冷蔵庫において、庫内容量が大きく、かつ省エネルギー性能の高い冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係わる冷蔵庫の正面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】（ａ）は図１のドア、容器、吐出口を外した状態の正面図、（ｂ）は図１のドア、容器を外した状態の正面図
【図４】実施例に係る第一間接冷却室を構成するケースの斜視図
【図５】実施例に係る製氷室、冷凍室、第一切替室、及び第二切替室の冷気の流れを示す風路構造の概略図
【図６】実施例に係る冷蔵庫の冷凍サイクルの構成図
【図７】第一切替室と第二切替室の何れも冷凍モードの場合において、断熱壁を通過する熱移動を示す図
【図８】第一切替室が冷蔵モード、第二切替室が冷凍モードの場合において、断熱壁を通過する熱移動を示す図
【図９】第一切替室が冷凍モード、第二切替室が冷蔵モードの場合において、断熱壁を通過する熱移動を示す図
【図１０】第一切替室と第二切替室の何れも冷蔵モードの場合において、断熱壁を通過する熱移動を示す図
【図１１】断熱壁の断熱性能と壁面の温度のイメージ図。
【図１２】必要な熱抵抗の第一切替室ドアを実現するための断熱構造令を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態である。
【００１２】
本発明に関する冷蔵庫の実施例について説明する。図１は実施例に係わる冷蔵庫の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
図１に示すように、冷蔵庫１の箱体１０は、上方から冷蔵室２、左右に併設された製氷室３と冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の順番で貯蔵室を有している。冷蔵庫１はそれぞれの貯蔵室の開口を開閉するドアを備えている。これらのドアは、冷蔵室２の開口を開閉する、左右に分割された回転式の冷蔵室ドア２ａ、２ｂと、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の開口をそれぞれ開閉する引き出し式の製氷室ドア３ａ、冷凍室ドア４ａ、第一切替室ドア５ａ、第二切替室ドア６ａである。これら複数のドアの内部材料は主にウレタンで構成されている。
【００１４】
ドア２ａには庫内の温度設定の操作を行う操作部２00を設けている。ドア２ａ、２ｂを冷蔵庫1に固定するために、ドアヒンジ（図示せず）が冷蔵室２上部及び下部に設けてあり、上部のドアヒンジはドアヒンジカバー１６で覆われている。
【００１５】
製氷室３及び冷凍室４は、庫内を冷凍温度帯（０℃未満）の例えば平均的に−１８℃程度にした冷凍貯蔵室であり、冷蔵室２は庫内を冷蔵温度帯（０℃以上）の例えば平均的に４℃程度にした冷蔵貯蔵室である。第一切替室５、及び第二切替室６は冷凍温度帯もしくは冷蔵温度帯に設定可能な切替貯蔵室で、例えば、平均的に４℃程度にする冷蔵モードと、平均的に−２０℃程度にする冷凍モードとを切り替えられる。なお、本実施例の冷蔵庫１では、さらに冷蔵モードと冷凍モードの間の温度となる強冷蔵モードや弱冷凍モード、また冷蔵モードよりも高温にする弱冷蔵モード、冷凍モードよりも低温にする強冷凍モードといった、複数の運転モードを設けており、これらの運転モードは操作部２00を操作することで選択できる。
【００１６】
図２に示すように、冷蔵庫1は、鋼板製の外箱１０ａと合成樹脂製の内箱１０ｂとの間に発泡断熱材（例えば発泡ウレタン）を充填して形成される箱体１０により、庫外と庫内は隔てられて構成されている。箱体１０には発泡断熱材に加えて、比較的熱伝導率の低い真空断熱材を外箱１０ａと内箱１０ｂとの間に実装することで、食品収納容積を低下させることなく断熱性能を高めている。ここで、真空断熱材は、グラスウールやウレタン等の芯材を、外包材で包んで構成される。外包材はガスバリア性を確保するために金属層（例えばアルミニウム）を含む。また、真空断熱材は製造性から一般的に各面形状が平面で形成される。
【００１７】
本実施例では、箱体１０の上部、下部に真空断熱材２５ｆ、２５ｇを、箱体１０の両側部に真空断熱材２５ｈ（図示せず）を設けることで、冷蔵庫1の断熱性能を高めている。
【００１８】
同様に、本実施例では、第一切替室ドア５ａ、第二切替室ドア６ａに真空断熱材２５ｄ、２５ｅを設けることで、冷蔵庫１の断熱性能を高めている。上記の断熱構成は、特に各切替室５、６を冷凍モードとし、庫外と切替室５、６との温度差が大きく、外気から侵入する熱量が多い場合に、省エネルギー性能を大きく向上できる。
【００１９】
冷蔵室２と、製氷室３及び冷蔵室４は断熱仕切壁２８によって隔てられている。また、製氷室３及び冷凍室４と、第一切替室５は断熱仕切壁２９によって隔てられ、第一切替室５と第二切替室６は断熱仕切壁３０によって隔てられている。本実施例の冷蔵庫１では断熱仕切壁２９の内部に真空断熱材２５ｂを、断熱仕切壁３０内部に真空断熱材２５ｃを設けることで、冷蔵庫１の断熱性能を高めている。
【００２０】
さらに、本実施例の冷蔵庫１では、後述するＦ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路（Ｆ蒸発器室８ｂ、冷凍室風路１２、及び冷凍室戻り風路１２ｄ）と、第一切替室５との間に断熱仕切壁２７を設けており、この断熱仕切壁２７にも真空断熱材２５ａを設けることで、冷蔵庫1の断熱性能を高めている。上記の断熱構成は、特に第一切替室５を冷蔵モードとし、第二切替室６を冷凍モードとした場合の冷蔵庫１の省エネルギー性能を向上できる。冷蔵温度帯の第一切替室５は、隣接する部屋が冷凍温度帯である上面（断熱仕切壁２９）、背面（断熱仕切壁２７）、さらに底面（断熱仕切壁３０）から吸熱され、第一切替室５が過度に冷却されるため、冷蔵温度帯を保つためにヒータ（図示せず）での加熱が必要となる場合がある。本実施例の冷蔵庫では、断熱仕切壁２７、２９、３０の内部に真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設け、第一切替室５の上面、背面、及び底面からの過度な吸熱を抑えることで、第一切替室５を冷蔵温度帯に保ちやすくなり、ヒータでの加熱を抑えて省エネルギー性能を向上している。
【００２１】
冷蔵室ドア２ａ、２ｂの庫内側には複数のドアポケット３３ａ、３３ｂ、３３ｃを設け、また棚３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを設けることで、冷蔵室２内は複数の貯蔵スペースに区画されている。製氷室ドア３ａ、冷凍室ドア４ａ、第一切替室ドア５ａ、第二切替室ドア６ａには、一体に引き出される製氷室容器３ｂ、冷凍室容器４ｂ、第一切替室容器５ｂ、第二切替室容器６ｂを備えている。
【００２２】
冷蔵室２、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の庫内背面側には、それぞれ冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ４３、第二切替室温度センサ４４を設け、Ｒ蒸発器１４ａの上部にはＲ蒸発器温度センサ４０ａ、Ｆ蒸発器１４ｂの上部にはＦ蒸発器温度センサ４０ｂを設け、これらのセンサにより、冷蔵室２、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６、Ｒ蒸発器１４ａ、及びＦ蒸発器１４ｂの温度を検知している。また、冷蔵庫１の天井部のドアヒンジカバー１６の内部には、外気温度センサ３７と外気湿度センサ３８を設け、外気（庫外空気）の温度と湿度を検知している。その他にも、ドアセンサ（図示せず）を設けることで、ドア２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの開閉状態をそれぞれ検知している。
【００２３】
冷蔵庫１の上部には、制御装置の一部である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３１を配置している。また、制御基板３１は、外気温度センサ３７、外気湿度センサ３８、冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ４３、第二切替室温度センサ４４、Ｒ蒸発器温度センサ４０ａ、Ｆ蒸発器温度センサ４０ｂ等と電気配線（図示せず）で接続されている。
【００２４】
制御基板３１では、各センサの出力値や操作部２６の設定、ＲＯＭに予め記録されたプログラム等を基に、後述する圧縮機２４やＲファン９ａ、Ｆファン９ｂ、ダンパ１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、冷媒制御弁５２の制御を行っている。
【００２５】
図３（ａ）は、図１のドア、容器、後述する吐出口を外した状態の正面図である。図２および図３（ａ）を用いて、冷蔵室２内の風路および冷気の流れを説明する。
【００２６】
図２および図３（ａ）に示すように、冷蔵用蒸発器であるＲ蒸発器１４ａは、冷蔵室２の背部にあるＲ蒸発器室８ａの内部に設けてある。Ｒ蒸発器１４ａと熱交換して低温になった空気（冷気）は、Ｒ蒸発器１４ａの上方に設けた冷蔵用ファンであるＲファン９ａにより、冷蔵室風路１１、冷蔵室吐出口１１ａを介して冷蔵室２に送風され、冷蔵室２内を冷却する。ここで、Ｒファン９ａの形態は、遠心型ファンであるターボファンとしている。冷蔵室２に送風された空気は冷蔵室戻り口１５ａ（図２参照）及び冷蔵室戻り口１５ｂ（図３（ａ）参照）からＲ蒸発器室８ａへと戻り、再びＲ蒸発器１４ａにより冷却される。冷蔵室戻り口１５ａ及び１５ｂには後述する排水口２２ａ及びＲ配水管２７ａの最小径よりも隙間が小さいスリット（図示せず）を設け、排水口２２ａ及びＲ配水管２７ａでの食品のつまりを防止している。
【００２７】
冷蔵室２の冷蔵室吐出口１１ａは冷蔵室２の上部に設けており、本実施例では最上段の棚３４ａと二段目の棚３４ｂの上方に空気が吐出するように設けている。また冷蔵室戻り口１５ａ、１５ｂは冷蔵室２の下部に設けており、本実施例では冷蔵室戻り口１５ｂは冷蔵室２の下から２番目の段（棚３４ｃと棚３４ｄの間）に設け、冷蔵室戻り口１５ａは冷蔵室２の最下段（棚３４ｄと断熱仕切壁２８の間）で後述する第二間接冷却室３６の略背部に設けている。
【００２８】
図３（ｂ）は、図１のドア及び容器を外した状態の正面図である。また、図４は、実施例１に係る第一間接冷却室３５を構成するケース３５ａの斜視図である。図３（ｂ）および図４を用いて、第一間接冷却室３５の構成および、そのまわりの冷気の流れを説明し、図２を用いて第二間接冷却室３６の構成および、そのまわりの冷気の流れを説明する。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、冷蔵室２の内にある棚３４ｄの上方には第一間接冷却室３５を設けている。第一間接冷却室３５は、ケース３５ａを備えており、また、第一間接冷却室３５に冷気を直接送風する吐出口を設けていない構成としている。
【００３０】
図４に示すように、ケース３５ａはケース前面壁１３５ａ、ケース背面壁１３５ｂ、ケース左面壁１３５ｃ、ケース右面壁１３５ｄ、ケース底面壁１３５ｅに覆われて構成されている。
【００３１】
図３（ｂ）と図４に示すように、第一間接冷却室３５は、前側をケース前面壁１３５ａ、背面側を内箱１０ｂ及びケース背面壁１３５ｂ、左側を内箱１０ｂ及びケース左面壁１３５ｃ、右側を仕切り壁３５ｂ及びケース右面壁１３５ｄにより覆われ、上側は棚３４ｃ、下側はケース底面壁１３５eにより覆われている。そのため、第一間接冷却室３５は、Ｒ蒸発器１４ａで生成した低温低湿な冷気が直接入らないようにした間接冷却構造となっており、第一間接冷却室３５内に設けた食品の乾燥が抑制され、野菜等の乾燥に弱い食品の保存性を向上できる。
【００３２】
なお、内箱１０ｂとケース左面壁１３５ｃとの間や、仕切り壁３５ｂとケース右面壁１３５ｄとの間、また棚３４ｃとケース前面壁１３５ａとの間など、ケース３５とその他壁面との間には約８ｍｍの隙間を設けており、これら隙間があることにより、ケース３５ａの出し入れを容易にしている。同様に、ケース３５に取手１３５ｆを設けることで、出し入れを容易にしている。
【００３３】
図２に示すように、冷蔵室２の内部である、断熱仕切壁２８の上方には第二間接冷却室３６を設けている。第二間接冷却室３６は、ドア３６ａと収納部３６ｂが接触して密閉される構造としている。これにより、低温低湿な空気が第二間接冷却室３６内の食品に直接入らないようにして、第二間接冷却室３６内の食品の乾燥を抑制している。さらに本実施例の冷蔵庫１の第二間接冷却室３６は、ドア３６ａを閉じると、例えばパッキングによりドア３６ａと収納部３６ｂが隙間なく接触し、密閉される構造としている。加えて、第二間接冷却室３６には、ポンプ（図示せず）が接続されており、ポンプを動作させることで、第二間接冷却室３６内部を、例えば０．８気圧に減圧し、第二間接冷却室３６内に設けた食品の酸化を抑制している。
【００３４】
第二間接冷却室３６は、断熱仕切壁２８を介して製氷室３及び冷凍室４と隣接させており、製氷室３及び冷凍室４による吸熱により、冷蔵室２よりも低温な氷温モード（例えば約−３〜０℃）にできるようにしている。また、断熱仕切り壁２８内にはヒータ（図示せず）を設けており、ヒータを動作させることで冷蔵室２の温度に近いチルドモード（例えば約０〜３℃）にも設定できる。なお、これらの運転モードは操作部２００を操作することで切替られる。
【００３５】
図５は、実施例に係る製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、及び第二切替室６の冷気の流れを示す風路構造の概略図である。図２および図５を用いて、冷蔵室２以外の庫内の風路構成と、冷気の流れを説明する。
【００３６】
図２および図５に示すように、冷凍用蒸発器であるＦ蒸発器１４ｂは第一切替室５、第二切替室６の背部のＦ蒸発器室８ｂ内に設けてある。Ｆ蒸発器１４ｂと熱交換して低温になった空気（冷気）は、Ｆ蒸発器１４ｂの上方に設けた冷凍用ファンであるＦファン９ｂにより、冷凍室風路１２、冷凍室吐出口１２ａ、１２ｂを介して製氷室３及び冷凍室４に送風され、製氷室３の製氷皿３ｃ内の水、容器３ｂ内の氷、冷凍室４の容器４ｂ内の食品等を冷却する。ここで、Ｒファン９ａの形態は、遠心型ファンであるターボファンとしている。製氷室３及び冷凍室４を冷却した空気は、冷凍室戻り口１２ｃより冷凍室戻り風路１２ｄを介して、Ｆ蒸発器室８ｂに戻り、再びＦ蒸発器１４ｂにより冷却される。
【００３７】
本実施例の冷蔵庫１では、第一切替室５、及び第二切替室６もＦ蒸発器１４ｂで低温にした空気（冷気）で冷却する。第一切替室５及び第二切替室６への冷気の送風は、送風制御部であるダンパ１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、及び１０２ｂにより制御する。
【００３８】
まず、第一切替室５への冷気の流れを説明する。第一切替室５の冷気の流れは、冷凍モードと冷蔵モードとで異なる。第一切替室５が冷凍モードの際は、ダンパ１０１ａを開けて、ダンパ１０１ｂを閉じる。Ｆ蒸発器１４ｂで冷却された空気は、Ｆファン９ｂ、冷凍室風路１２、ダンパ１０１ａ、そして第一切替室５の直接冷却用吐出口である第一切替室吐出口１１１ａを介して、第一切替室５に設けた第一切替室容器５ｂ内に送風され、第一切替室容器５ｂ内の食品を冷却する。冷気は第一切替室容器５ｂ内の食品を直接冷却するため、比較的短時間で第一切替室容器５ｂ内の食品を冷却できる。
【００３９】
第一切替室５が冷蔵モードの際は、ダンパ１０１ａを閉じて、ダンパ１０１ｂを開ける。Ｆ蒸発器１４ｂで冷却された空気は、Ｆファン９ｂ、冷凍室風路１２、ダンパ１０１ｂ、そして第一切替室５の間接冷却用吐出口である第一切替室吐出口１１１ｂを介して、第一切替室容器５ｂの外側（外周）に送風される。冷気は第一切替室容器５ｂ内の食品に直接到達し難くなり、すなわち食品は第一切替室容器５ｂを介して間接冷却されるため、食品の乾燥を抑えつつ冷却できる。第一切替室吐出口１１１ａ、又は第一切替室吐出口１１１ｂより吐出し、第一切替室５内を冷却した空気は、第一切替室戻り口１１１ｃより冷凍室戻り風路１２ｄを介してＦ蒸発器室８ｂに戻り、再びＦ蒸発器１４ｂにより冷却される。
【００４０】
次に、第二切替室６への冷気の流れを説明する。第二切替室６の構成は、第一切替室５と同様で、運転モードによってダンパの開閉を変更している。第二切替室６が冷凍モードの際は、ダンパ１０２ａを開け、ダンパ１０２ｂを閉じる。Ｆ蒸発器１４ｂで冷却された空気（冷気）は、Ｆファン９ｂ、冷凍室風路１２、ダンパ１０２ａ、そして第二切替室６の直接冷却用吐出口である第二切替室吐出口１１２ａを介して、第二切替室容器６ｂ内に送風され、第二切替室容器６ｂ上の食品を冷却する。冷気は第二切替室容器５ｂの食品を直接冷却するため、比較的短時間で第二切替室容器６ｂ内の食品を冷却できる。
【００４１】
第二切替室６が冷蔵モードの際は、ダンパ１０２ｂを開け、ダンパ１０２ａを閉じる。Ｆ蒸発器１４ｂで冷却された空気は、Ｆファン９ｂ、冷凍室風路１２、ダンパ１０２ｂ、そして第二切替室６の間接冷却用吐出口である第二切替室吐出口１１１ｂを介して、第二切替室容器６ｂの外側（外周）に送風し、間接冷却として、食品の乾燥を抑えつつ冷却する。第二切替室６内を冷却した空気は、第二切替室戻り口１１２ｃより冷凍室戻り風路１２ｄを介してＦ蒸発器室８ｂに戻り、再びＦ蒸発器１４ｂにより冷却される。
【００４２】
図６は、本実施例の冷蔵庫１の冷凍サイクルの構成図である。本実施例の冷蔵庫１では、圧縮機２４、冷媒の放熱を行う放熱手段である庫外放熱器５０ａと壁面放熱配管５０ｂ、仕切り壁２８、２９、３０の前面部への結露を抑制する結露防止配管５０ｃ、冷媒を減圧させる減圧手段である冷蔵用キャピラリチューブ５３ａと冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ、冷媒と庫内の空気を熱交換させて、庫内の熱を吸熱するＲ蒸発器１４ａとＦ蒸発器１４ｂを備え、これらにより庫内を冷却している。また、冷凍サイクル中の水分を除去するドライヤ５１と、液冷媒が圧縮機２４に流入するのを防止する気液分離器５４ａ、５４ｂを備え、さらに冷媒流路を制御する三方弁５２、逆止弁５６、冷媒流を接続する冷媒合流部５５も備えており、これらを冷媒配管５９により接続することで冷凍サイクルを構成している。
【００４３】
なお本実施例の冷蔵庫１は、冷媒にイソブタンを用いている。また、本実施例の圧縮機２４はインバータを備えて回転速度を変えることができる。
【００４４】
三方弁５２は、５２ａ、５２ｂで示す２つの流出口を備え、流出口５２ａ側に冷媒を流す冷蔵モードと、流出口５２ｂ側に冷媒を流す冷凍モードを備え、これらを切換えることができる部材である。また、本実施例の三方弁５２は、流出口５２ａと流出口５２ｂの何れも冷媒が流れないようにする全閉、また何れも冷媒が流れるようにする全開のモードも備え、これらにも切換え可能である。
【００４５】
本実施例の冷蔵庫１では、冷媒は以下のように流れる。圧縮機２４から吐出した冷媒は、庫外放熱器５０ａ、庫外放熱器５０ｂ、結露防止配管５０ｃ、ドライヤ５１の順に流れ、三方弁５２に至る。三方弁５２の流出口５２ａは冷媒配管を介して冷蔵用キャピラリチューブ５３ａと接続され、流出口５２ｂは冷媒配管を介して冷凍用キャピラリチューブ５３ｂと接続されている。
【００４６】
冷蔵室２を冷却する場合は、流出口５２ａ側に冷媒が流れるようにする。流出口５２ａから流出した冷媒は、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ、Ｒ蒸発器１４ａ、気液分離機５４ａ、冷媒合流部５５の順に流れた後、圧縮機２４に戻る。冷蔵用キャピラリチューブ５３ａで低圧低温になった冷媒がＲ蒸発器１４ａを流れることでＲ蒸発器１４ａが低温となり、このＲ蒸発器１４ｂにより冷却された空気をＲファン９ａ（図２参照）で送風することで冷蔵室２を冷却する。
【００４７】
製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６を冷却する際は、流出口５２ｂ側に冷媒が流れるようにする。流出口５２ｂから流出した冷媒は、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ、Ｆ蒸発器１４ｂ、気液分離機５４ｂ、逆止弁５６、冷媒合流部５５の順に流れた後、圧縮機２４に戻る。逆止弁５６は気液分離機５４ｂから冷媒合流部５５側には冷媒が流れ、冷媒合流部５５から気液分離機５４ｂ側へは流れないように配設している。冷凍用キャピラリチューブ５３ｂで低圧低温になった冷媒がＦ蒸発器１４ｂを流れることでＦ蒸発器１４ｂが低温となり、Ｆ蒸発器１４ｂにより冷却された空気をＦファン９ｂ（図２参照）で送風することで製氷室３、冷蔵室４、第一切替室５、第二切替室６を冷却するが、このような構成とすることで、本実施例の冷蔵庫では、冷蔵室２はＲ蒸発器１４ａを用いて冷却し、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６はＦ蒸発器１４ｂを用いて冷却する構成としている。
【００４８】
このような構成とすることで、Ｒ蒸発器１４ａとＦ蒸発器１４ｂのそれぞれに異なる蒸発器温度を設定できる。具体的には、冷凍温度帯である、又は冷凍温度帯に設定可能な製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６を冷却するＦ蒸発器１４ｂに冷媒を流す際は、これらの貯蔵室よりも低温な蒸発器温度（例えば−２５℃）とする。一方、冷蔵温度帯の冷蔵室２を冷却するＲ蒸発器１４ａに冷媒を流す際は、冷媒の蒸発器温度を比較的高くする（例えば−１０℃）。一般的に、蒸発器の温度が高いほど、冷凍サイクルの冷却効率を高めることができ、省エネルギー性能向上に有効である。また、蒸発器の温度が高いほど、空気が蒸発器を通過する際の空気中の水分の着霜が抑えられ、すなわち空気の除湿が抑えられ、庫内を高湿に保つことができる。従って、Ｒ蒸発器１４ａの温度が高い状態で冷蔵室２を冷却することで、冷凍温度帯の貯蔵室と共通の蒸発器で冷却する場合に比べ、冷蔵室２冷却時の省エネルギー性能を高められるとともに、冷蔵室２内を高湿に保つことができる。
【００４９】
また、冷蔵室２のみを冷却するＲ蒸発器１４ａと、その他の貯蔵室を冷却するＦ蒸発器１４ｂとを分けることで、Ｒ蒸発器１４ａの除霜方式をオフサイクル除霜とし、さらなる省エネルギー性能向上と、冷蔵室２の高湿化を図っている。
【００５０】
まず図２及び図３を用いてＦ蒸発器１４ｂの主な除霜方式について説明する。Ｆ蒸発器１４ｂの下部には、Ｆ蒸発器１４ｂを加熱する除霜ヒータ２１を設けている。除霜ヒータ２１は、例えば５０Ｗ〜２００Ｗの電気ヒータで、本実施例では１５０Ｗのラジアントヒータとしている。Ｆ蒸発器１４ｂの除霜時に発生した除霜水（融解水）はＦ蒸発器室８ｂの下部のＦトイ２３ｂからＦ排水管２６を介して圧縮機２４の上部に設けたＦ蒸発皿３２に排出される。
【００５１】
一方、Ｒ蒸発器１４ａの除霜にはオフサイクル除霜方式を採用しており、Ｒ蒸発器１４ａに冷媒を流さない状態で、Ｒファン９ａを駆動させる。Ｒファン９ａにより、冷蔵室２の空気が冷蔵室戻り口１５ａ、１５ｂを介してＲ蒸発器１４ａに流れ（図２、図３（ａ）参照）、霜の融点よりも高温の冷蔵温度（０℃以上）の冷蔵室２の空気によりＲ蒸発器１４ａの霜を加熱して除霜する。Ｒ蒸発器１４ａの除霜時に発生した除霜水は、Ｒ蒸発器室８ａの下部に設けたＲトイ２３ａ（図２参照）から、図示しないＲ排水管を介して機械室３９に設けた図示しないＲ蒸発皿に排出される。
【００５２】
オフサイクル除霜方式を用いると、電気ヒータ（約１５０Ｗ）を用いることなくファン（０．５〜３Ｗ）のみでＲ蒸発器１４ａの除霜が行えるため、電気ヒータを用いる除霜方式に比べ消費電力を抑えられる。また、オフサイクル除霜中に通過する空気（約４℃）は、低温なＲ蒸発器１４ａ及びＲ蒸発器１４ａに付着した霜（約０℃）により冷却されるため、Ｒ蒸発器１４ａを除霜すると同時に、冷蔵室２を冷却できる。従って省エネルギー性能の高い除霜方式である。さらに、オフサイクル除霜中はＲ蒸発器１４ａの温度が高いため、Ｒ蒸発器１４ａを通過する空気の除湿が抑えられ、或いは加湿されるため、冷蔵室２を高湿に保つ効果をさらに高めることができる。
【００５３】
このように、冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室２を冷却するＲ蒸発器１４ａを備え、冷蔵室２冷却時の蒸発器温度を高め、また、オフサイクル除霜方式を採用することで、省エネルギー性能を高め、また冷蔵室２を高湿にしている。
【００５４】
以上で示した効果により、さらに、冷蔵温度帯と冷凍温度帯を切替可能な第一切替室５及び第二切替室６を備えた本実施例では、収納の自由度を高める効果も得られ、特に冷凍食品が多い場合に第一切替室５と第二切替室６の両方を冷凍モードにしやすくできる。
【００５５】
第一切替室５と第二切替室６の両方を冷凍モードにする場合を考えると、冷蔵温度で保存したい食品を収納する部屋は冷蔵室２となるため、野菜などの乾燥により鮮度が低下する食品も冷蔵室２に設置することになる。
【００５６】
そこで本実施例の冷蔵室２には、冷気を直接内部の食品に流れないようにした第一間接冷却室３５、及び第二間接冷却室３６を設けている。第二間接冷却室３６は密閉されており、また、第一間接冷却室３５も第一間接冷却室３５内に送風する吐出口を設けておらず、何れも冷気による食品の乾燥が抑えられている。すなわち、第一間接冷却室３５や第二間接冷却室３６を設け、乾燥により鮮度が低下する食品をこれらの貯蔵空間に保存することで、第一切替室５と第二切替室６の両方を冷凍モードにしても野菜の乾燥を抑えた冷蔵庫を提供することができる。すなわち、第一切替室５と第二切替室６を冷凍モードにしやすくなり、収納の自由度を高めることができる。
【００５７】
ここで、第二間接冷却室３６は密閉構造とすることで、より確実に低温低湿空気の侵入を抑えることができる。さらに、本実施例の第二間接冷却室３６は減圧できるようにしており、これにより酸化に弱い食品の保存性を向上させることができる。
【００５８】
一方、第二間接冷却室３６に比べ、第一間接冷却室３５は減圧しないため、比較的簡易な構造体としている。すなわち、低温低湿空気の影響を抑えて間接冷却とすることができれば十分なため、例えば前後左右上下の壁間に１０ｍｍ程度の隙間を設けてもよく、また減圧した際に生じる応力も受けないため壁面の強度も比較的低くてもよく、比較的低コストな構造とすることができる。具体的には、本実施例の冷蔵庫１では、内箱１０ｂや棚３４ｃを用いて第一間接冷却室３５の壁面の一部を構成して６面を覆い、またケース３５ａも厚さ２ｍｍ程度の比較的薄い樹脂部材で、リブを設けない構成とし、ケース３５ａの材料費を抑えている。すなわち、間接冷却のための追加部品に用いるコストを抑えている。また、前述したように隙間を設けられることで、ケース３５ａを特別な機構を設けることなく、低コストでケース３５ａの出し入れを可能としている。
【００５９】
また、本実施例の冷蔵庫１では、前述した隙間からの第一間接冷却室３５への空気の侵入に対しても複数の配慮をしており、より確実に野菜の乾燥が抑えられる構造としている。
【００６０】
本実施例の冷蔵庫１では、第一間接冷却室３５内へ直接送風する吐出口を設けないことに加え、第一間接冷却室３５を設ける棚３４ｃと棚３４ｄの間にも吐出口を設けないようにしている。これにより、蒸発器１４ａからの低温低湿空気が第一間接冷却室３５内により侵入し難い構成としており、食品の乾燥がより確実に抑えられる。
【００６１】
また、図６等を用いて説明したように、冷蔵温度帯の冷蔵室２を冷却するＲ蒸発器１４ａを備えることで、蒸発器の温度を比較的高くし、またオフサイクル除霜方式を採用し、これらにより冷蔵室２内の空気を高湿にしている。従って、第一間接冷却室３５に周囲の冷蔵室２内の空気が流入したとしても、高湿な空気であるため、第一間接冷却室３５内の食品の乾燥が抑えられる。
【００６２】
従って、第一間接冷却室３５は密閉構造を採用することなく、野菜の乾燥を十分に抑えられるため、第一間接冷却室３５に野菜を設けられ、第一切替室５と第二切替室６を冷凍モードにしやすくなり、収納の自由度を高めることができる。
【００６３】
また、本実施例の冷蔵庫１では、冷蔵モードにした際の第一切替室５及び第二切替室６に設けられる食品（野菜）に対しても乾燥に配慮している。
【００６４】
代表して第一切替室５の場合について示す。図５を用いて説明したように、第一切替室５に冷気を送風する吐出口は、第一切替室容器５ｂの中に向けて吐出する第一切替室吐出口１１１ａと、外に向けて吐出する第一切替室吐出口１１１ｂを設けている。そして、第一切替室５が冷蔵モードの時は、ダンパ１０１ａを閉、ダンパ１０１ｂを開として、第一切替室容器５ｂの外に向けて吐出する第一切替室吐出口１１１ｂから冷気を吐出するようにしている。これにより、第一切替室容器５ｂ内は直接冷気が送風されない間接冷却空間となり、すなわち第一切替室容器５ｂの中に向けて吐出する第一切替室吐出口１１１ａにより送風する場合に比べ、野菜の乾燥が抑制される。一方、第一切替室５が冷凍モードの場合は、ダンパ１０１ａを開、ダンパ１０１ｂを閉として、第一切替室容器５ｂの中に向けて吐出する第一切替室吐出口１１１ａから送風することで、食品に直接冷気が到達し、間接冷却の場合に比べて高い冷却性能が得られ、冷凍モードとしても十分に高い性能を得られる。
【００６５】
なお、主に冷凍モード時に用いる第一切替室吐出口１１１ａ及びダンパ１０１ａのそれぞれの開口面積は、主に冷蔵モード時に用いる第一切替室吐出口１１１ｂ及びダンパ１０１ｂのそれぞれの開口面積よりも大きくしている。これにより、高い冷却性能が求められる冷凍モードにおいて、高い風量が得られるようにしている。また、本実施例の冷蔵庫１では、第一切替室５が高温の場合等、第一切替室吐出口１１１ａと第一切替室吐出口１１１ｂを両方同時に開ける。これにより、第一切替室５に送風する風量を高め、さらに高い冷却性能を得ることができる。
【００６６】
以上のように、第一切替室５、第二切替室６に、それぞれ容器５ｂ、６ｂ内への送風と、容器５ｂ、６ｂの外への冷気送風とを切り替えられるようにしたことで、第一切替室５、第二切替室６が冷凍モードの際に高い冷却性能が得られることに加え、冷蔵モードの際は食品の乾燥が抑えられるため野菜を設置しやすくなっている。すなわち、野菜の収納量が多い場合には、第一切替室５、第二切替室６を冷蔵モードにすることで対応でき、収納の自由度を高めることができる。
【００６７】
また、本実施例の冷蔵庫１では、Ｒファン９ａの形態として、遠心ファンであるターボファンを略鉛直に配置している。また、Ｒファン９ａの前面側端部は、Ｒ蒸発器１４ａの前面側端部よりも背面側に位置する。そして、Ｒファン９ａの鉛直投影とＲ蒸発器１４ａの鉛直投影とは少なくとも一部が重なっており、本実施例では、Ｒファン９ａの鉛直投影はＲ蒸発器１４ａの鉛直投影内に含まれる配置となっている。
【００６８】
ターボファンをはじめとする遠心型ファンでは、軸方向に吸込んだ流れを径方向に吹出す特性を有するため、本実施例では、Ｒファン９ａ吸込口側（冷蔵庫の前面側）には空間が必要であるが、Ｒファン９ａの背面側に風路空間を設ける必要がない。そのため、Ｒファン９ａ周辺の送風路の奥行き寸法を、Ｒ蒸発器１４ａの奥行き寸法と同等あるいは同等以下にできるため、食品収納容積の拡大に寄与できる。ここでの「同等」とは、Ｒファン９ａ周辺の送風路の奥行き寸法が、Ｒ蒸発器１４ａの奥行寸法に対して、±２０％以内、望ましくは±１０％以内のことを指す。
【００６９】
したがって、冷蔵室２内の高湿化のために冷蔵室２専用のＲ蒸発器１４ａを設けた場合でも、遠心型ファンであるＲファン９ａを、Ｒ蒸発器１４ａの上方に配置するとともに、互いの鉛直投影の少なくとも一部が重なるように配置することで、風路構造をコンパクトにできるため、野菜を保存するための第一間接冷却室３５のスペースを大きく確保し易くなる。
【００７０】
さらに、本実施例では、冷蔵室２の背面に位置する真空断熱材２５ｆの厚さを、冷蔵室２の背面の真空断熱材２５ｆを設けた箇所における発泡断熱材の厚さと比べて、厚くすることで、内箱１０ｂの壁を厚くせずに断熱性能を確保しているため、冷蔵庫の外形寸法に対して広い第一間接冷却室３５を確保できる。したがって、第一間接冷却室３５に収納可能な野菜の量を極力大きくすることが可能となっている。
【００７１】
次に、各モードにおける熱の移動について説明する。図７から図１０は第一切替室５と第二切替室６における、断熱壁を通過する熱移動を示しており、図７は第一切替室５と第二切替室６の何れも冷凍モード（以下、ＦＦ設定）、図８は第一切替室５が冷蔵、第二切替室６が冷凍モード（以下、ＲＦ設定）、図９は第一切替室５が冷凍、第二切替室６が冷蔵モード（以下、ＦＲ設定）、図１０は何れも冷蔵モード（以下、ＲＲ設定）の場合である。矢印は第一冷凍室５及び第二切替室６に関する高温側から低温側への熱移動を示している。尚、温度差が小さい部屋間での熱移動は影響が小さいため省略する。
【００７２】
外気から第一切替室５及び第二切替室６への熱移動は図７から図９の何れのモードでも生じ、第一切替室５には前面（ドア５ａ）を介した熱移動、第二切替室６には前面（ドア６ａ）、下面（断熱箱体１０の底面）、及び背面の下側（機械室３９と断熱箱体１０を介して面する箇所）を介した熱移動により、外気から熱が侵入する。また、図示していないが左右の側面からも外気の熱が侵入する。
【００７３】
ここで、図７に示す第一切替室５及び第二切替室６を冷凍モードとしたＦＦ設定の場合は、第一切替室５、第二切替室６、Ｆ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路（Ｆ蒸発器室８ｂ、冷凍室風路１２、冷凍室戻り風路１２ｄ）は、何れも冷凍温度帯で温度差が小さく、第一切替室５、第二切替室６への主な熱移動は、前述の外気からの熱移動である。
【００７４】
一方、図８から図１０で示す場合は、外気からの熱移動に加え、冷蔵庫１内での熱移動が生じる。図８に示す第一切替室５を冷蔵モードとし、第二切替室６を冷凍モードとしたＲＦ設定の場合では、第一切替室５に対し、外気からの熱移動による加熱に加え、上面（断熱仕切壁２９）、下面（断熱仕切壁３０）、及び背面（断熱仕切壁２７）を介した製氷室３及び冷凍室４、第二切替室６、Ｆ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路への熱移動が生じる。すなわち第一切替室５は上面、下面、背面から冷却される。またこの熱移動により、第二切替室６は加熱される。
【００７５】
図９に示す第一切替室５を冷凍モードとし、第二切替室６を冷蔵モードとしたＦＲ設定の場合は、第一切替室５に対し、外気からの熱移動に加え、下面（断熱仕切壁３０）を介した冷蔵温度帯の第二切替室６側からの熱移動が生じ、これにより第一切替室５は加熱される。また、第二切替室６に対し、外気からの熱移動（加熱）に加え、上面（断熱仕切壁３０）を介した冷凍温度帯の第一切替室５への熱移動（冷却）と、背面の上側を介したＦ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路への熱移動（冷却）が生じる。
【００７６】
図１０に示す第一切替室５及び第二切替室６を冷蔵モードで使用するＲＲ設定の場合では、外気からの熱移動に加え、第一切替室５に対しては上面（断熱仕切壁２９）、背面（断熱仕切壁２７）を介した製氷室３、冷凍室４、Ｆ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路への熱移動による冷却が生じる。第二切替室６に対しては背面の上側（断熱仕切壁２７）を介したＦ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路への熱移動による冷却が生じる。
【００７７】
なお、温度差が大きいほど、熱移動により生じる加熱量及び冷却量も大きくなるため、例えば庫内が低温な図７のＦＦモードの場合の方が、庫内温度が比較的高い図１０のＲＲ設定に比べて、外気との温度差が大きく、外気から冷蔵庫１に移動する熱量（加熱量）は多くなる。
【００７８】
このように、モード設定毎に熱の移動方向が異なり、また移動する熱量も異なる。また、第一切替室５と第二切替室６は同様の切替室であるが、これらを区画する面のうち、外気から加熱される面と、庫内での熱交換が生じる面が異なる。従って、夫々の条件に適した断熱を検討することが内容積と省エネルギー性能の観点でよい。
【００７９】
具体的には、図８と図９に示した設定は、何れも片方を冷凍モード、片方を冷蔵モードにしている類似の条件であるが、図８に示すＲＦ設定時は、冷蔵モードの第一切替室５は前面と両側面の三面から外気により加熱され、上面、下面、背面の三面から庫内の熱移動により冷却されるのに対し、図９に示すＦＲ設定時に冷蔵モードとなる第二切替室６は、前面、両側面、底面、及び背面下部から外気により加熱され、上面と背面上部のみから庫内の熱移動により冷却される。このため、加熱される面に対する冷却される面（面積）の割合が、ＲＦ設定の第一切替室５の方がＦＲ設定の第二切替室６よりも多く、ＲＦ設定の第一切替室５は低温になり易い。冷蔵モードの貯蔵室が、過度に低温になりマイナス温度になると、ユーザーの意図しない食品の凍結を招く。そのため、本実施例の冷蔵庫１では、図示しないヒータにより加熱量を高める手段を備えているが、ヒータ等での加熱は省エネルギー性能低下を招くため、ヒータ入力は極力抑えることが望ましい。なお、図１０に示したＲＲ設定も第一切替室５は冷蔵モードであるが、この場合は下面の冷却がないので、ＲＦ設定時の方が低温になり易い条件である。従って、第一切替室５は、ＲＦ設定で低温になり過ぎないような断熱構造とすることが省エネルギー性能向上に有効である。
【００８０】
一方、図７に示したＦＦ設定を考えた場合、第一切替室５と第二切替室６は同条件であるが、加熱される面が多い第二切替室６の方が高温になり易い。従って、何れも目標とする冷凍温度（ＪＩＳで定められたスリースター及びフォースターとする場合は−１８℃以下、本実施例では約−２０℃）を維持するために、特に高温になり易い第二切替室６に対して、外気からの加熱を抑える断熱構造とすることが省エネルギー性能向上に有効である。
【００８１】
これに対し、まず本実施例の冷蔵庫１において、第一切替室５特有の断熱構造とその効果について説明する。
【００８２】
本実施例の冷蔵庫１では、図８に示す第一切替室５を冷蔵モードとし、第二切替室６を冷凍モードとした場合を考え、断熱仕切壁２７、２９、３０に真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けている。これにより、内容積の低下を抑えながら断熱性能を高め、庫内での冷却量を低減している。すなわち、第一切替室５に対する、第一切替室５の上面（断熱仕切壁２９）を介した製氷室３、冷凍室４からの冷却を真空断熱材２５ｂにより抑え、下面（断熱仕切壁３０）を介した冷凍温度帯の第二切替室６からの冷却を真空断熱材２５ｃにより抑え、さらに背面（断熱仕切壁２７）を介したＦ蒸発器１４とその周辺風路からの冷却を真空断熱材２５ａにより抑え、冷蔵温度帯を保つためのヒータでの加熱を抑えて省エネルギー性能を高めている。なお、断熱仕切壁３０に真空断熱材２５ｃを設けることで、第一切替室５と第二切替室６間での熱移動も抑えられ、図９に示した第一切替室５を冷凍、第二切替室６を冷蔵モードにしたＦＲ設定時における第二切替室６の温度維持（ヒータ抑制）にも有効となる。
【００８３】
以上のように、本実施例の冷蔵庫１では、断熱仕切壁２７、２９、３０に真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けることで、内容積低下を抑えながら断熱仕切壁２７、２９、３０の断熱性能を高め、特に第一切替室５を冷蔵モードにした時の省エネルギー性能を高めることができる。すなわち、庫内容量が大きく、省エネルギー性能の高い冷蔵庫が得られる。
【００８４】
なお、上記の実施例では、第一切替室５の上面、下面、背面（および左右側面）に真空断熱材を配置しているが、上面と下面（および左右側面）だけに真空断熱材を配置し、背面の断熱仕切り壁２７には真空断熱材２５ａを配置しないような構成であっても、一定の効果が期待できる。特に、複数の切替室が隣接する本実施例の冷蔵庫では、第一の切替室５と第二の切替室６間の仕切壁（断熱仕切壁３０）に真空断熱材２５ｃを設けることが、前述したようにＦＲ設定時における省エネルギー性能向上効果（第二切替室６のヒータ抑制）も得られることから有効である。
【００８５】
一方、背面の断熱仕切壁２７に真空断熱材２５ａを配置すれば、R設定時の第一切替室５との温度差が最も大きく、熱交換量が大きくなり易い、最も低温なＦ蒸発器１４とその周辺風路からの冷却が抑えられる。すなわち、背面（断熱仕切壁２７）のみに真空断熱材２５ａを配置しても、比較的高い省エネルギー性能向上効果が期待できる。なお、本実施例ではＦ蒸発器１４の一部を第一切替室５の略背面に設けた構成であるが、Ｆ蒸発器１４ｂの周辺風路（Ｆ蒸発器室８ｂ、冷凍室風路１２、及び冷凍室戻り風路１２ｄ）、特にＦ蒸発器室８ｂ、冷凍室風路１２が第一切替室５の略背面に含まれていれば、前述の効果が得られる。冷凍室戻り風路１２ｄは冷凍温度の戻り空気が流れ、さらにＦ蒸発器室８ｂ及び冷凍室風路１２はＦ蒸発器１４により冷やされた直後の特に低温な空気が流れるため、第一切替室５の背面にＦ蒸発器１４が設けられていない場合も、これらの風路から第一切替室５は冷却されるため、断熱仕切壁２７に真空断熱材２５ａを設けてこの冷却を抑えることで前述の効果が得られる。加えて、本実施例のようにＦ蒸発器１４ｂが第一切替室５の略背面に設けられた構成では、断熱仕切壁２７が直接Ｆ蒸発器１４ｂに冷却され、また第一切替室５の略背面の比較的広い範囲を低温空気が流れるため、特に効果的である。
【００８６】
また、本実施例は、第一切替室５の前面（ドア５ａ）と側面（断熱箱体１０）に真空断熱材２５ｄ、２５ｈ（２５ｈは図示なし）を設けている場合に、特に有効である。真空断熱材２５ｄ、２５ｈを前面、側面に設けることで、外気から冷蔵庫１に侵入する熱量を抑え冷凍サイクルで冷却する熱量が抑えられ、省エネルギー性能を向上させることができる。特に第一切替室５が低温で庫外との温度差が大きいことから、図７のＦＦモード及び図９のＦＲモードにおいて、前面、側面による外気から侵入する熱量を抑えることが省エネルギー性能向上に有効である。一方、ＲＦ設定時には、外気からの加熱を抑えることで上面、下面、背面からの冷却による影響を受けやすく、第一切替室５が低温になり易いが、断熱仕切壁２７、２９、３０の内部にも真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けたことで、上面、下面、背面の断熱性能を高めて冷却量を抑え、外気からの加熱を抑えながら、ヒータの加熱も抑えている。すなわち、特に第一切替室５が冷凍モードの時の冷凍サイクルで冷却する熱量を抑えつつ、加えて第一切替室５が冷蔵モードの時のヒータの加熱量も抑えられ、何れのモードにおいても省エネルギー性能の高い冷蔵庫となる。
【００８７】
また、断熱仕切壁２７、２９、３０に真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けることは、庫内の結露や着霜に対しても有効である。
【００８８】
図１１は断熱壁の断熱性能と壁面の温度のイメージを示す図であり、（ａ）が断熱性能が低い場合、（ｂ）が断熱性能が高い場合のイメージである。なお、（ａ）（ｂ）ともに熱伝達率ｈ１、ｈ２と断熱壁の厚さＬは同じとする。図１１（ａ）、（ｂ）は、ともに温度Ｔａ１の高温側空気と温度Ｔａ２の低温側空気を断熱壁により遮断しており、温度Ｔａ１の方が高温のため、図中左から右側への熱移動が生じている。図１１に示すように、温度Ｔａ１の高温側空気と接する高温側壁面の温度Ｔｗ１は、空気温度Ｔａ１よりも低温となる。壁面温度が空気の露点温度を下回ると、結露或いは着霜が生じるため、高温側空気が高湿で空気の露点温度が高く、壁面温度Ｔｗ１が過度に低温になると、壁面温度Ｔｗ１が露点温度を下回り、高温側壁面に結露或いは着霜が生じる。
【００８９】
ここで、壁面温度Ｔｗ１は、図１１のように熱移動を一次元的に扱うと以下により求められる。高温側空気の熱伝達率をｈ１（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））、低温側空気の熱伝達率をｈ２（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））とし、断熱壁の熱伝導率をλ（Ｗ／（ｍＫ））、断熱壁の厚さをＬ（ｍ）とする。また、図１１におけるＴａ１からＴａ２への総括熱抵抗Ｒ（Ｋ・ｍ２／Ｗ）を次の（数１）と定義する。
【００９０】
【数１】
2020063880.tif 000003
【００９１】
この総括熱抵抗Ｒを用いて、図１１における単位面積当たりの伝熱量、すなわち熱流束ｑ（Ｗ／ｍ２）は次の（数２）として求められる。
【００９２】
【数２】
2020063880.tif 000004
【００９３】
ここで、一次元では熱流束ｑは位置によらず一定となるため、高温側空気Ｔａ１から高温側壁面温度Ｔｗ１への熱流速もｑであるため、熱流束ｑは次の（数３）としても表すことができる。
【００９４】
【数３】
2020063880.tif 000005
【００９５】
これにより、高温側壁面温度Ｔｗ１は次の（数４）として求めることができる。
【００９６】
【数４】
2020063880.tif 000006
【００９７】
なお、図１１（ａ）の場合は（数１）（数２）（数３）（数４）のλ、Ｒ、ｑ、Ｔｗ１をそれぞれλａ、Ｒａ、ｑａ、Ｔｗ１ａ、図１１（ｂ）の場合はそれぞれλｂ、Ｒｂ、ｑｂ、Ｔｗ１ｂと置き換える。この時、図１１（ｂ）の方が図１１（ａ）よりも断熱壁の断熱性能が高く、すなわち熱伝導率が低い（λａ＞λｂ）ため、（数１）からＲａ＜Ｒｂとなり、（数２）からｑａ＞ｑｂとなり、（数４）からＴｗ１ａ＜Ｔｗ１ｂとなることが分かる。すなわち断熱性能を高くすることで、壁面温度Ｔｗ１は高くなる。
【００９８】
加えて、（数２）から高温側空気温度Ｔａ１と低温側空気温度Ｔａ２が低いと熱流束ｑは多くなり、（数４）からＴｗ１が低下することが分かる。すなわち、断熱壁を挟んだ空気の温度差が大きいと壁面温度Ｔｗ１が低くなる。
【００９９】
従って、図８に示す第一切替室５を冷蔵モードとし、第二切替室６を冷凍モードとした場合、上面、下面、背面（断熱仕切壁２７、２９、３０）において、壁面を挟んだ貯蔵室間、或いは貯蔵室と風路間の温度差が大きくなるため、第一切替室５側（高温側）の壁面の温度Ｔｗ１が低下しやすいが、断熱仕切壁２７、２９、３０に真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けて断熱性能を高めることで壁面温度Ｔｗ１を高くし、結露を抑制している。なお、第一切替室５が冷蔵モードの時に野菜の収納を許容する冷蔵庫の場合、野菜から蒸発して発生する水分により第一切替室５内が高湿で露点温度が高くなり易く、すなわち壁面温度Ｔｗ１が低いと結露し易くなるため、断熱仕切壁２７、２９、３０に真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けて断熱性能を向上させることが特に有効となる。
【０１００】
以上のように、本実施例の冷蔵庫１は、第一切替室５に対する庫内の熱移動（冷却）を抑えることで、省エネルギー性能を高めながら、庫内の結露も抑制している。また、庫内の熱移動を抑える手段として、断熱仕切壁２７、２９、３０に断熱性能の高い真空断熱材２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けて実現することで、内容積の減少を抑えながら上記の効果が得られるようにしている。
【０１０１】
次に、本実施例の冷蔵庫１の第一切替室５と第二切替室６の断熱構造について、この２つを比較しながらその効果について説明する。
【０１０２】
前述したように、同じ冷蔵モード又は冷凍モードで比較すると、第一切替室５に比べ第二切替室６の方が外気から加熱されやすく、特に第二切替室６に対して、外気からの加熱を抑える断熱構造とすることが有効である。そこで、第二切替室ドア６ａを第一切替室ドア５ａよりも厚くしたり、第二切替室ドア６ａの真空断熱材２５ｅを第一切替室ドア５ａの真空断熱材２５ｄよりも厚くしたりして、第一切替室ドア５ａに比べ第二切替室ドア６ａの断熱性能を高くしている。具体的に、本実施例の冷蔵庫１では、第一切替室ドア５ａの厚さを２０ｍｍ、第二切替室ドア６ａは厚さを３５ｍｍとし、第一切替室ドア５ａ内には６ｍｍの真空断熱材２５ｄを、第二切替室ドア６ｂ内には真空断熱材２５ｄよりも厚い１５ｍｍの真空断熱材２５ｅを設けた。断熱性能を高めるために何れもドア全体、又は真空断熱材の厚さを厚くする場合に比べ、加熱を抑える効果の大きい第二切替室６の方を優先して断熱性能を高めることで、内容積の減少を抑え、又は真空断熱材によるコストの増加を抑えながら、特に図７に示したＦＦモードにおける省エネルギー性能を高めることができる。
【０１０３】
加えて、第一切替室５の場合は、前述したように外気からの熱の侵入を抑えると、冷蔵モードの第一切替室５が低温になり易く、すなわちＲＦ設定でヒータ加熱が必要になり易いことから、他のモードを考慮しても省エネルギー性能低下が生じ難い第二切替室ドア６ａを優先してドア全体、又は真空断熱材の厚さを厚くすることで、効率よく省エネルギー性能を高めることができる。
【０１０４】
なお、本効果は、例えば第一切替室５よりも第二切替室６の側面（第一切替室５と第二切替室６と接する断熱箱体１０）の断熱性能を高めることでも得られる。この場合、第一切替室５と第二切替室６のドア５ａ、６ａに同一のものを採用することができ、生産効率を高めることができる。一方、本実施例の冷蔵庫１のようにドアの断熱性能を異なる仕様にすることで、冷蔵庫の製造において、変更を行い難い断熱箱体１０を変更することなく、内容積、省エネルギー性能、コストの観点で断熱性能を調整できるため、仕様変更が容易となる。
【０１０５】
一方、第二切替室ドア６ａに比べ、第一切替室ドア５ａの断熱性能は低くしているが、本実施例の冷蔵庫１では結露に対して配慮し、第一切替室ドア５ａは、全体の厚さを２０ｍｍとし、内部に６ｍｍの真空断熱材２５ｄを設け、何れの条件でも第一切替室ドア５ａに結露が生じないようにしている。以下で詳細を説明する。
【０１０６】
図１１を用いて説明した冷蔵庫内の結露及び着霜と同様に、第一切替室ドア５ａの断熱壁の断熱性能を過度に低下させると、壁面温度が低下し、表面に結露又は着霜が生じる危険性がある。特に本実施例の冷蔵庫１は、第一切替室５が切替室であるため、第一切替室５が冷蔵モードの場合のみでなく、第一切替室５を冷凍温度帯とした冷凍モードの場合も考慮する必要がある。すなわち第一切替室ドア５ａを挟んで冷蔵庫外（外気）と冷蔵庫内（冷凍温度帯の第一切替室５）で温度差が大きくなり、第一切替室ドア５ａの庫外側表面が低温になり易く、このような条件に対しても考慮する必要がある。なお、本実施例の冷蔵庫１では冷凍モード時にスリースター又はフォースター冷凍室となるよう−１８℃以下の−２０℃程度になるようにしている。そのため、第二切替室ドア６ａに比べて第一切替室ドア５ａの断熱性能を低くしているが、第一切替室ドア５ａの表面に結露が生じないように、適切な範囲に抑えている。
【０１０７】
ここで、第一切替室ドア５ａ内の各部材の熱伝導率をλｉ、厚さをＬｉとすると、ドアの熱抵抗Ｒｗは次の（数５）と定義できる。
【０１０８】
【数５】
2020063880.tif 000007
【０１０９】
図１１を用いて示した（数１）の総括熱抵抗Ｒを次の（数６）として置き換えると、（数２）から（数４）を用いて、第一切替室ドア５ａの表面温度Ｔｗ１が求められる。
【０１１０】
【数６】
2020063880.tif 000008
【０１１１】
ここで、ＩＥＣ  ６２５５２−２：２０１５  Ａｎｎｅｘ  Ｄには、Ｃｌａｓｓ  ＳＮ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｅ）及びＣｌａｓｓ  Ｎ（ｔｅｍｐｅｒａｔｅ）に属する冷蔵庫は、周囲温度Ｔａ１＝２５℃で、露点温度１９±０．５℃でＷａｔｅｒ  ｖａｐｅｒ  Ｃｏｎｄｅｎｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔを行い、壁面の結露を評価することが記載されている。ここで庫外側の熱伝達率ｈ１を５Ｗ／（ｍ２・Ｋ）、庫内側の熱伝達率ｈ２を１０Ｗ／（ｍ２・Ｋ）とし、Ｔａ２を−２０℃とすると、熱抵抗Ｒｗ＝１．３４（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上であれば、Ｔａ１＝２５℃において、Ｔｗ１が露点温度の１９．５℃よりも高い温度となる。すなわち、Ｃｌａｓｓ  ＳＮ及びＣｌａｓｓ  Ｎの冷蔵庫は、熱抵抗Ｒ＝１．３４（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上とすることで、Ｗａｔｅｒ  ｖａｐｅｒ  Ｃｏｎｄｅｎｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔ中の壁面の結露を抑えることができる。なお、日本国内の冷蔵庫はＣｌａｓｓ  Ｎであり、ＪＩＳ  Ｃ９８０１−２：２０１５の附属書Ｄには、上記と同等の条件で結露試験を行うことが記載されている。すなわち、熱抵抗Ｒｗ＝１．３４（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上とすることで、ＪＩＳ  Ｃ９８０１−２：２０１５記載の結露試験中の結露が抑えられる。
【０１１２】
また、ＩＥＣ  ６２５５２−２：２０１５  Ａｎｎｅｘ  Ｄには、Ｃｌａｓｓ  ＳＴ（Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ）及びＣｌａｓｓ  Ｔ（ｔｒｏｐｉｃａｌ）に属する冷蔵庫は、Ｔａ１＝３２℃、露点温度２７±０．５℃でＷａｔｅｒ  ｖａｐｅｒ  Ｃｏｎｄｅｎｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔを行い、壁面の結露を評価することが記載されている。この場合では、上記と同様、ｈ１＝５Ｗ／（ｍ２・Ｋ）、ｈ２＝１０Ｗ／（ｍ２・Ｋ）、Ｔａ２を−２０℃とすると、熱抵抗Ｒｗ＝２．０１（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上にすることで、Ｔａ１＝３２℃において、Ｔｗ１が露点温度の２７．５℃よりも高い温度とすることができ、結露試験中の結露を抑えることができる。
【０１１３】
従って、熱抵抗Ｒｗ＝２．０１（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上にすることで、ＩＥＣ  ６２５５２−２：２０１５及びＪＩＳ  Ｃ９８０１−２：２０１５の何れの条件においても結露を抑えた冷蔵庫とすることができる。
【０１１４】
図１２は必要な熱抵抗Ｒｗの第一切替室ドア５ａを実現するために必要な断熱構造例を示すグラフである。横軸は断熱厚さＬ、縦軸は熱抵抗Ｒｗで、真空断熱材２５ｄの厚さごとにまとめている。第一切替室ドア５ａ内に充填された発泡断熱材を発泡ウレタンとし、発泡断熱材の熱伝導率λ１を０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、厚さをＬ１とし、第一切替室ドア５ａ内に設けられた真空断熱材２５ｄの熱伝導率λ２を０．００３Ｗ／（ｍ・Ｋ）、厚さをＬ２とし、合計の断熱厚さをＬ（＝Ｌ１＋Ｌ２）として、断熱厚さＬと熱抵抗Ｒｗ（＝（Ｌ−Ｌ２）／０．００２＋Ｌ２／０．００３）をまとめたものである。なお、発泡断熱材と真空断熱材２５ｄ以外の構成部材は、断熱性能への影響が小さいため無視している。
【０１１５】
前述の条件で、何れも結露が発生しないようドアの熱抵抗Ｒｗを２．０１（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上にするには、例えば第一切替室ドア５ａの内部に４ｍｍの真空断熱材２５ｄを設け、第一切替室ドア５ａの厚さＬを１７．６ｍｍ以上にすることで実現できる。また真空断熱材２５ｄを設けない場合も、厚さＬを４０．１ｍｍ以上設けることで熱抵抗Ｒｗ＝２．０１（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上を実現でき、また真空断熱材２５ｄを６．１ｍｍ以上の断熱厚としても熱抵抗Ｒｗ＝２．０１（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上を実現できる。
【０１１６】
なお、本実施例の冷蔵庫１では、冷凍モードよりも低温に庫内温度を維持する強冷凍モードを備えており、加えて一時的にさらに低温にする急速冷凍モードも備えていることから、ＩＥＣ  ６２５５２−２：２０１５のＣｌａｓｓ  ＳＴ及びＴ条件である、Ｔａ１＝３２℃、露点温度２７±０．５℃で、第一切替室５の温度Ｔａ２が冷凍モードよりも低温な−３０℃の場合であっても結露が生じないよう、熱抵抗Ｒｗ＝２．４６（ｍ２・Ｋ）／Ｗ以上となるように設計している。すなわち、前述したように第一切替室ドア５ａは厚さＬを２０ｍｍとし、Ｌ２＝６ｍｍの真空断熱材２５ｄを内装することで、熱抵抗Ｒｗ＝２．７０（ｍ２・Ｋ）／Ｗとしている。これにより、さまざまな運転条件においても結露が生じないようにしている。
【０１１７】
以上が、本実施の形態例を示す実施例である。なお、本発明は前述した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、前述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。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  冷蔵庫
２  冷蔵室
２ａ、２ｂ  冷蔵室ドア
３  製氷室
３ａ  製氷室ドア
３ｂ  製氷室容器
３ｃ  製氷皿
４  冷凍室
４ａ  冷凍室ドア
４ｂ  冷凍室容器
５  第一切替室
５ａ  第一切替室ドア
５ｂ  第一切替室容器
６  第二切替室
６ａ  第二切替室ドア
６ｂ  第二切替室容器
８ａ  Ｒ蒸発器室（冷蔵用蒸発器室）
８ｂ  Ｆ蒸発器室（冷凍用蒸発器室）
９ａ  Ｒファン（冷蔵用ファン）
９ｂ  Ｆファン（冷凍用ファン）
１０  断熱箱体
１０ａ  外箱
１０ｂ  内箱
１１  冷蔵室風路
１１ａ  冷蔵室吐出口
１２  冷凍室風路
１２ａ  製氷室吐出口
１２ｂ  冷凍室吐出口
１２ｃ  冷凍室戻り口
１２ｄ  冷凍室戻り風路
１４ａ  Ｒ蒸発器（冷蔵用蒸発器）
１４ｂ  Ｆ蒸発器（冷凍用蒸発器）
１５ａ、ｂ  冷蔵室戻り口
１６  ヒンジカバー
２１  ラジアントヒータ
２３ａ  Ｒトイ
２３ｂ  Ｆトイ
２４  圧縮機
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ、２５ｈ  真空断熱材
２６  Ｆ排水管
２７、２８、２９、３０  断熱仕切壁
３１  制御基板
３２ａ  Ｒ蒸発皿
３２ｂ  Ｆ蒸発皿
３４ａ  Ｒ棚最上段
３４ｂ  Ｒ棚２段目
３４ｃ  Ｒ棚３段目
３４ｄ  Ｒ棚最下段
３５  第一間接冷却室
３６  第二間接冷却室
３７  製氷タンク
３９  機械室
４０ａ  Ｒ蒸発器温度センサ
４０ｂ  Ｆ蒸発器温度センサ
４１  冷蔵室温度センサ
４２  冷凍室温度センサ
４３  第一切替室温度センサ
４４  第二切替室温度センサ
４５  トイ温度センサ
５０ａ、５０ｂ  放熱器
５１  ドライヤ
５２  三方弁（冷媒制御手段）
５３ａ  冷蔵用キャピラリチューブ（減圧手段）
５３ｂ  冷凍用キャピラリチューブ（減圧手段）
５４ｂ  冷蔵用気液分離器
５４ｂ  冷凍用気液分離器
５５  冷媒合流部
５６  逆止弁
５７ａ、５７ｂ  熱交換部
１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ  ダンパ（送風制御部）
１１１ａ、１１１ｂ  第一切替室吐出口
１１１ｃ  第一切替室戻り口
１１２ａ、１１２ｂ  第二切替室吐出口
１１２ｃ  第二切替室戻り口
２００  操作部
【図１】
2020063880.tif 000009
【図２】
2020063880.tif 000010
【図３】
2020063880.tif 000011
【図４】
2020063880.tif 000012
【図５】
2020063880.tif 000013
【図６】
2020063880.tif 000014
【図７】
2020063880.tif 000015
【図８】
2020063880.tif 000016
【図９】
2020063880.tif 000017
【図１０】
2020063880.tif 000018
【図１１】
2020063880.tif 000019
【図１２】
2020063880.tif 000020