(57)【要約】  【課題】  冷却器の着霜均一化を、庫内スペースを犠牲にすることなく実現できる冷蔵庫構造を提供する。  【解決手段】  冷蔵庫１は、断熱筐体１０の中に冷蔵室２０、解凍室２５、及び冷凍室３０を備える。冷却ダクト８０の中に設置した冷却器７２により冷気を生成し、この冷気を冷却ダクト８１を通じて各室に分配し、所望の温度を得る。冷蔵室２０の中の空気は戻りダクト８７を通じて冷却器７２に戻され、解凍室２５の中の空気は戻りダクト８８を通じて冷却器７２に戻される。戻りダクト８７の出口８７ｂと戻りダクト８８の出口８８ｂは冷却器７２の異なる部位に向けられている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却器で生成した冷気を冷却ダクトを通じて冷蔵室に送気し、冷蔵室内の空気を戻りダクトを通じて前記冷却器に戻す冷蔵庫において、
前記冷蔵室に隣接して解凍室を設け、この解凍室には前記冷却ダクトからの冷気を必要に応じて取り入れるダンパと、内部の空気を前記冷却器に戻す戻りダクトを設けるとともに、前記冷蔵室からの戻りダクトの出口と前記解凍室からの戻りダクトの出口が、それぞれ前記冷却器の異なる部位に向けられていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記解凍室からの戻りダクトが、複数設けられた前記冷蔵室からの戻りダクトの一つを利用して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記解凍室が、冷蔵室又は冷凍室に切換え可能であることを特徴とする請求項１又は２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】
現在の冷蔵庫は、冷却器で空気を冷却し、この冷却空気（冷気）をファンで庫内の各区画に送ることとし、送られる冷気の多寡によりその区画に求められる温度を得る方式のものが大半となっている。各区画を冷却した冷気は戻しダクトを通じて冷却器に戻される。このような冷蔵庫の構造例を特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開平１１−１８３０１１号公報（第３頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
冷蔵室や野菜室からの戻り空気は湿気を多く含む。このような戻り空気が冷却器に触れると、戻り空気に含まれる水分が霜となる。戻り空気が冷却器の一方から流入すると、冷却器の一方に偏って霜がつき、目詰まりを生じて冷却性能の低下を招く。これを防ぐため、特許文献１に記載された冷蔵庫では、冷却器の下方に設置された霜取り用ヒータと、その更に下方に設置された露受け皿との間に案内板を設け、冷凍室からの戻り空気と冷蔵室からの戻り空気とを混合させた上で、冷却器下部に一様に戻り空気を吸い込ませるようにしている。
【０００４】
特許文献１に開示された着霜均一化の方策は冷蔵庫構造を複雑にする。また冷凍室からの戻り空気と冷蔵室からの戻り空気を混合するスペースが冷却器の下に必要となり、冷蔵庫の有効内容積を圧迫する。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、冷却器の着霜均一化を、庫内スペースを犠牲にすることなく実現できる冷蔵庫構造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】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために本発明は、冷却器で生成した冷気を冷却ダクトを通じて冷蔵室に送気し、冷蔵室内の空気を戻りダクトを通じて前記冷却器に戻す冷蔵庫において、前記冷蔵室に隣接して解凍室を設け、この解凍室には前記冷却ダクトからの冷気を必要に応じて取り入れるダンパと、内部の空気を前記冷却器に戻す戻りダクトを設けるとともに、前記冷蔵室からの戻りダクトの出口と前記解凍室からの戻りダクトの出口が、それぞれ前記冷却器の異なる部位に向けられていることを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、いずれも湿気発生源である冷蔵室及び解凍室からの戻り空気が冷却器の異なる部位に向けられているので、冷却器に偏った着霜が生じない。このため、冷却器の１箇所だけに厚く霜がついて目詰まりするといったことがなく、冷却器の性能が安定して維持される。
【０００８】
また、戻り空気を混合したり冷却器に一様に吸い込ませたりするための構造物を冷却器の下に配置する必要がなく、構造が単純化されるとともに、庫内のスペース効率も向上する。
【０００９】
（２）また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記解凍室からの戻りダクトが、複数設けられた前記冷蔵室からの戻りダクトの一つを利用して設けられていることを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、解凍室専用に戻りダクトを用意する必要がなく、冷蔵庫の構造が複雑さを増すことがない。
【００１１】
（３）また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記解凍室が、冷蔵室又は冷凍室に切換え可能であることを特徴としている。
【００１２】
この構成によると、解凍の用途がない時には解凍室を冷蔵室又は冷凍室として用いることができ、庫内に無駄なスペースが生じない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、冷蔵室及び解凍室からの戻り空気が冷却器の異なる部位に向けられているので、冷却器の１箇所だけに厚く霜がついて目詰まりするといったことがなく、冷却器の性能が安定して維持される。解凍室からの戻りダクトを、複数設けられた前記冷蔵室からの戻りダクトの一つを利用して設ければ、冷蔵庫の構造の複雑さを増すことなく実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図１−５に基づき説明する。図１は冷蔵庫の垂直断面図、図２は冷却サイクルの概略構成図、図３は二次冷媒の流れ方の説明図、図４は冷気の流れ方の説明図、図５は解凍室の機能を説明する概略構成図である。
【００１５】
冷蔵庫１は食品保存用であり、断熱筐体１０が本体を構成する。断熱筐体１０の内部は水平仕切壁１１によって上下２段に仕切られており、上段は冷蔵室２０及び解凍室２５、下段は冷凍室３０という設定になっている。冷蔵室２０及び解凍室２５と、冷凍室３０とは、共に正面（図１において左側）が食品を出し入れするための開口部となっており、この開口部を断熱扉２１、３１が閉ざす。
【００１６】
冷蔵室２０の内部には複数の棚板２２が設けられている。冷蔵室２０の最下部に隣接して断熱構造の解凍室２５がある。解凍室２５は、冷蔵室２０と断熱扉２１を共有する他、独自の断熱扉２６も備えている。
【００１７】
解凍室２５は、冷凍食品を解凍するため、温度と湿度をコントロールする機能を備えている。その機能は図５に示す要素によって達成される。すなわち解凍室２５の奥の壁の外側には空気循環ダクト１００が設けられる。空気循環ダクト１００は解凍室２５の下部に入口部１００ａ、上部に出口部１００ｂを有する。空気循環ダクト１００の内部には循環気流を生成するための送風機１０１が設置される。送風機１０１の下流にはヒータ１０２が設置され、さらにその下流には加湿皿１０３が設置される。加湿皿１０３には空気循環ダクト１００の外側に配置された水タンク１０４から給水部１０５を通じて水が滴下される。この水を加湿皿１０３の底部に設置されたヒータ１０６で熱し、水蒸気を発生させるものである。給水部１０５はポンプや弁により構成される。
【００１８】
解凍室２５の底面にはアルミニウムなど熱伝導の良い金属からなる熱伝導プレート１０７が設置される。また解凍室２５の天井には解凍すべき食品の表面温度を監視する温度センサ１０８が設置される。温度センサ１０８としては、例えば赤外線センサを用いることができる。また解凍室２５の下には結露水や水タンク１０４からの給水管からの排水などを受けるドレン皿１０９が設置されている。
【００１９】
冷凍室３０には計４個の冷凍容器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが上下に重なる形で収納されている。冷凍容器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはそれぞれ両側縁部によって冷凍室１４の内面に支持されており、前方にスライドさせて引き出すことができる。
【００２０】
断熱筐体１０の背面部には機械室４０が形成される。機械室４０は板金製の部品を組み合わせて構成された直方体形状の構造物であり、背面側が開口している。この機械室４０の中にスターリング冷凍機５０が収納される。
【００２１】
スターリング冷凍機５０を設置した後、機械室４０の背面側開口を蓋４４で閉ざす。蓋４４には、後述する高温側凝縮器を冷却する空気を取り入れるための通風口４５と、後述する空冷ダクトの出口を接続するための開口４７が形成されている。
【００２２】
スターリング冷凍機５０の一部は放熱部５１となり、ここに高温側蒸発器６１が取り付けられる（図２参照）。スターリング冷凍機５０の上には高温側凝縮器６２が設置される。高温側蒸発器６１と高温側凝縮器６２とは二次冷媒配管で接続され、高温側の二次冷媒循環回路６０を構成する。二次冷媒循環回路６０には水（水溶液を含む）あるいは炭化水素系の冷媒を密封する。高温側蒸発器６１は二つに割った中空リングを合わせた形状であり、半割のリングのそれぞれの内部は互いに独立した蒸発室６１ａとなっている（図３参照）。
【００２３】
スターリング冷凍機５０の他の一部は吸熱部５２となり、ここに低温側凝縮器７１が取り付けられる（図２参照）。冷凍室３０の奥には低温側蒸発器である冷却器７２が設置される。低温側凝縮器７１と冷却器７２とは二次冷媒配管で接続され、低温側の二次冷媒循環回路７０を構成する。二次冷媒循環回路７０にはＣＯ2などの自然冷媒を封入する。低温側凝縮器７１は単一の中空リング形状であり、内部は凝縮室７１ａとなっている（図３参照）。
【００２４】
高温側蒸発器６１が単一リングの形状であると、スターリング冷凍機５０の放熱部５１にしっかり接触させるためには、形状を厳しく管理してはめ合い精度を確保することが必要になる。しかしながら本実施形態の場合、高温側蒸発器６１は中空リングを半割にした形状なので、半割リング間にスターリング冷凍機５０の放熱部５１を挟んで締め付けるときの締付圧を調節することにより、接触圧のコントロールが可能である。すなわち形状誤差により接触圧が不十分となり、放熱部５１との間の熱伝達率が低下するといった事態に陥ることが少ない。リングをさらに多くのブロックに分割しても同じことが言える。
【００２５】
高温側凝縮器６２は、銅や銅合金、アルミなど熱伝導の良い金属からなるパイプを折り曲げ、これに、同じく熱伝導の良い金属からなる多数の放熱フィン６３を取り付けた構造である。冷却器７２も同様に、銅や銅合金、アルミなど熱伝導の良い金属からなるパイプを折り曲げたうえで熱伝導の良い金属からなる多数の吸熱フィン７３を取り付けた構造である。
【００２６】
図３に見られるように、高温側蒸発器６１の２個の蒸発室６１ａからはそれぞれ往路側二次冷媒配管６４が導出される。２本の往路側二次冷媒配管６４は高温側蒸発器６１の外で合流し、１本のパイプとなって高温側凝縮器６２に接続される。高温側凝縮器６２からは復路側二次冷媒配管６５が戻ってくるが、この復路側二次冷媒配管６５も高温側蒸発器６１の手前で分岐して２本のパイプとなり、そのパイプが１本ずつ蒸発室６１ａに接続する。
【００２７】
断熱筐体１０の内部には、背面側の内壁に沿って垂直方向に延びる冷却ダクト８０、８１が設けられる。冷却ダクト８０は奥側に位置し、冷却ダクト８１はその手前側に位置する。冷却ダクト８０は冷蔵室２０の途中までの高さで終わるが、ダクト８１は冷蔵室２０の天井まで続く。
【００２８】
冷却ダクト８０の下端には冷凍室３０から庫内空気を吸い込む吸気口８２が設けられる。吸気口８２の上方には冷却器７２が設置され、さらにその上方には、冷却ダクト８１に空気を吹き出す送風機８３が設けられる。
【００２９】
解凍室２５は、冷凍食品の解凍に用いられるだけでなく、冷蔵室や冷凍室にも切換え使用可能である。このため解凍室２５は、ダンパ８６（図１参照）を介して冷却ダクト８１に連通しており、冷蔵室として使用するときは冷蔵温度を得るのに必要な量の冷気を冷却ダクト８１から受け入れ、冷凍室として使用するときは冷凍温度を得るのに必要な量の冷気を冷却ダクト８１から受け入れる仕組みになっている。
【００３０】
冷蔵室２０及び解凍室２５から空気を回収するための戻りダクトが断熱筐体１０に設けられている。図４に戻りダクトの配置構成を示す。２本の戻りダクト８７、８８が存在する。冷蔵庫１の正面から見て右側の戻りダクト８７は冷蔵室２０の中の空気を冷却器７２に戻すためのものであり、冷蔵室２０の中に入口８７ａを有し、出口８７ｂを冷却器７２の右下コーナー部（冷蔵庫正面から見て）に向けている。左側の戻りダクト８８は解凍室２５の中の空気を冷却器７２に戻すためのものであり、解凍室２５の中に入口８８ａを有し、出口８８ｂを冷却器７２の左下コーナー部に向けている。
【００３１】
戻りダクト８７、８８の入口８７ａ、８８ａにはそれぞれ格子状のグリルが設けられている。なお、戻りダクト８８を戻りダクト８７と同じく冷蔵室２０からの戻りダクトとし、その途中に解凍室２５からの空気入口を設ける構成とすることもできる。
【００３２】
高温側凝縮器６２からの凝縮熱の放出を効率良く行い、スターリング冷凍機５０の運転効率を向上させるため、空冷ダクト９０が高温側凝縮器６２に組み合わせられる。空冷ダクト９０は通風路の断面が矩形となった合成樹脂成型品であり、その入口部は高温側凝縮器６２の上面にあてがわれ、出口部は蓋４４の開口４７にあてがわれる。側面方向から見ると、空冷ダクト９０は入口部から出口部まで、水平に対し４５゜の角度をなして斜め上方に延びる形になっている。
【００３３】
空冷ダクト９０の中には送風機９１を挿入する。送風機９１はプロペラファンを２個、図１の奥行き方向に並べたものであり、送風方向は空冷ダクト９０の軸線に一致する。送風機９１は空冷ダクト９０の出口部から出し入れ可能であり、空冷ダクト９０の内面からダクト軸線と直交する形で突出する取付突部９３に図示しないビスで固定される。
【００３４】
送風機９１を運転すると、蓋４４の通風口４５から外部の空気が吸い込まれる。機械室４０に入った空気は高温側凝縮器６２を通り、高温側凝縮器６２が放出する凝縮熱を奪う。熱を奪った空気は空冷ダクト９０に吸い込まれ、さらに送風機９１に吸い込まれ、そこから機外へと斜め上方に向けて排出される。
【００３５】
機械室４０の蓋４４は単なる平板ではなく、中央が背面側に突き出し、その四周は斜面となった形状を有している。これらの斜面部のうち、斜め上を向いた斜面部に空冷ダクト９０の出口が開口する。このため、空冷ダクト９０の出口と部屋の壁面との間に一定以上の隙間が生じ、空気がスムーズに流れる。高温側凝縮器６２を空冷するためには大量の空気が必要であるが、その空気の排出経路がこのように確保されることにより、スターリング冷凍機５０を常に効率良く運転することができる。
【００３６】
続いて冷蔵庫１の動作を説明する。スターリング冷凍機５０を運転すると、放熱部５１は高温となり、吸熱部５２は低温となる。放熱部５１の熱は二次冷媒循環回路６０を介して高温側凝縮器６２に伝えられる。吸熱部５２の冷熱は二次冷媒循環回路７０を介して冷却器７２に伝えられる。
【００３７】
ここで送風機８３を運転すると、冷却ダクト８０の下端の吸気口８２から冷凍室３０の中の空気が吸い込まれ、冷却器７２を通過する。また戻りダクト８７、８８を通じ、冷蔵室２０及び解凍室２５の中の空気が冷却ダクト８０に吸い込まれ、同じく冷却器７２を通過する。冷却器７２を通過する空気は冷却されて冷気となる。
【００３８】
冷気は送風機８３により冷却ダクト８１に吹き込まれ、ダクト８１の上方部分（水平仕切壁１１より上の部分）に設けられた吹出口８４を通じて冷蔵室２０に、また冷却ダクト８１の下方部分（水平仕切壁１１より下の部分）に設けられた吹出口８５を通じて冷凍室３０に、それぞれ送り込まれる。ダンパ８６が開いていれば解凍室２５にも冷気が送り込まれる。このようにして冷蔵室２０、解凍室２５、及び冷凍室３０にはそれぞれ必要量の冷気が送り込まれ（または送り込まれず）、冷蔵室２０、解凍室２５、及び冷凍室３０はそれぞれ所定の温度に冷却される。図示しない制御部が上記の運転制御を司る。
【００３９】
冷凍食品の解凍を行うときは、解凍室２５の断熱扉２６を開け、熱伝導プレート１０７の上に図５のように食品Ｆを置く。そして冷蔵庫１の操作パネル（図示せず）より、食品Ｆの種類や量など必要な情報を入力し、解凍キーを押す。これにより解凍がスタートする。
【００４０】
制御部は送風機１０１を駆動し、解凍室２５から空気循環ダクト１００を経て解凍室２５に戻る循環気流を形成する。循環気流の空気はヒータ１０２で加熱される。この加熱された空気に加湿皿１０３で生成された水蒸気が加わることに、解凍室２５内の空気は解凍に適した温度（２５℃）及び湿度（９０％）となる。なお図５に描かれている小円は水蒸気をシンボライズしたものである。
【００４１】
水蒸気は食品Ｆの表面に接触すると凝縮し、食品Ｆに凝縮熱を与える。これにより、解凍が促進される。水蒸気によって与えられる水分は食品Ｆの乾燥を防ぐ役目もする。また食品Ｆの下に敷かれた熱伝導プレート１０７は空気中の熱エネルギーを集めて食品Ｆに伝え、底面側からの解凍を促進する働きをする。
【００４２】
温度センサ１０８は食品Ｆの表面温度の変化を監視し、そのデータを制御部に伝える。制御部はこれに基づき送風、加熱、加湿などの諸要素をコントロールし、解凍が最適条件で遂行されるようにする。
【００４３】
さて、解凍室２５から戻りダクト８８に流入する空気は当然のことながら湿気を含む。また冷蔵室２０から戻りダクト８７に流入する空気も湿気を含んでいる。これらの湿気を含んだ空気は、冷蔵室２０に由来するものは冷却器７２の右下コーナー部に、解凍室２５に由来するものは冷却器７２の左下コーナー部にと、冷却器７２の異なる部位に吹き付けられる。このため、冷蔵室２０に由来する水分は冷却器７２のおおよそ右半分を着霜領域とし、解凍室２５に由来する水分は冷却器７２のおおよそ左半分を着霜領域とすることになる。
【００４４】
このように、湿気が冷却器７２の左右に分配されるので、片側だけに厚く霜がついて目詰まりするということがなく、冷却器７２の性能が安定して維持される。しかもこれは戻りダクト８７、８８の出口８７ｂ、８８ｂを冷却器７２の異なる部位に向けるだけで実現でき、戻り空気を混合したり冷却器に一様に吸い込ませたりするための構造物を冷却器７２の下に設ける必要がなく、庫内スペースを圧迫しない。
【００４５】
また冷却器７２の下に霜取り用ヒータを配置する場合、戻りダクト８７の側と戻りダクト８８の側との着霜量の差に見合うよう、発熱量の分布に変化をつけることにより、均一な霜取りを実現できる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は家庭用又は業務用の冷蔵庫に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷蔵庫の垂直断面図
【図２】冷却サイクルの概略構成図
【図３】二次冷媒の流れ方の説明図
【図４】冷気の流れ方の説明図
【図５】解凍室の機能を説明する概略構成図
【符号の説明】
【００４９】
１    冷蔵庫
１０  断熱筐体
２０  冷蔵室
２５  解凍室
３０  冷凍室
４０  機械室
５０  スターリング冷凍機
７２  冷却器
８０、８１  冷却ダクト
８７、８８  戻りダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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