(57)【要約】【課題】冷却器（熱交換器）を通過する空気中の水蒸気がフィンの表面に霜になって付着して冷却器を流れる空気の量が減少してしまいとフィンと空気の熱交換の量が低下するので冷却能力が低下してしまう問題があった。【解決手段】流入する空気との間で熱交換するフィンを設けた熱交換器と、前記熱交換器入口部近傍に入口部が配置されて熱交換器出口部近傍と接続したバイパス風路と、熱交換器風上部の前記フィンに発生した霜により熱交換器の入口部近傍と出口部近傍との間に生じた差圧に応じてバイパス風路を連続的に開閉するバイパス開閉部と、を備えたものである。【選択図】  図８
2011174651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィンが設けられるとともに、風上部から風下部に流入する空気が前記フィンと熱交換し冷却される熱交換器と、
前記熱交換器に流入した前記空気を前記フィンの間を通して庫内に送風し循環させるファンと、
前記熱交換器の空気流入側であって前記熱交換器と前記熱交換器を取り巻く壁面との間にバイパス入口部が配置されて、前記熱交換器の前記風上部と前記風下部の間の中央部から前記風下部にかけて前記フィンに前記空気を流入させるバイパス出口部が配置されたバイパス風路と、
前記バイパス風路の前記壁面に設けられ前記風上部の前記フィンに発生した霜により前記バイパス入口部と前記バイパス出口部との間に生じた差圧に応じて可働する可動機構により前記バイパス風路を開閉するバイパス開閉部と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記可動機構は前記バイパス開閉部の開閉機構を形成する開閉板と前記壁面の間に設けられた弾性材であって、前記差圧により連続的に前記バイパス風路を開閉することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記可動機構は前記バイパス入口部に設けられた回転体であって、前記バイパス開閉部の開閉機構は前記バイパス風路に流れる空気の流れに回転抵抗を与える前記回転体に設けられた複数の羽根であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記開閉板または前記羽根は樹脂製であって前記バイパス風路の入口部に設置され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】
前記フィンに発生した霜の量を検出する除霜運転開始手段と、前記開閉板を移動させる電磁コイルと、
前記バイパス風路に配置された前記開閉板の位置を検出する位置検知手段と、
前記位置検知手段からのあらかじめ設定した位置であるという信号により前記電磁コイルをオン制御して前記バイパス通路を開放するとともに、前記除霜運転開始手段からのあらかじめ設定した霜の量であるという信号により前記電磁コイルをオフ制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記回転体を駆動するモータと、前記モータの発生する回生電圧を検出する回生電圧検出手段と、前記モータの負荷を検出する負荷検出手段と、
前記回生電圧検出手段からのあらかじめ設定した再生電圧であるという信号により前記モータへ電源から一定電圧を供給制御するとともに、前記負荷検出手段からのあらかじめ設定した負荷であるという信号により前記モータへの供給電圧を遮断制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記回転体に設けられた羽根は横断流を発生するクロスフローファンであることを特徴とする請求項３または６に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記熱交換器の前記フィンに固定具を介して設けられ前記風上部の前記フィンに発生した霜により前記蒸発器の温度の低下に応じて変化する前記バイパス風路を開閉するバイパス開閉板を前記熱交換器の前記フィンに保持する弾性体と、を備え、前記蒸発器の温度が低下すると前記温度に応じて前記弾性体が変化して前記バイパス風路は前記開閉板により閉じた状態から連続的に開放されることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記蒸発器の前記冷媒の温度に応じて前記熱交換器の前記フィンに固定具を介して設けられた前記開閉板を移動させる形状記憶合金製の弾性体と、を備えたことを特徴とする請求項８記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷蔵庫および冷凍サイクル装置の構造に関するものである。この発明は、特に冷蔵庫や冷凍サイクル装置等の冷却器（熱交換器）のフィンに霜が付着しても、冷却器（熱交換器）の性能低下を防ぐ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫では、冷凍サイクルの運転により冷却器のフィンの温度はー30℃近くまで低下するために、冷却器を通過する空気中の水蒸気がフィンの表面に霜が発生し付着する（以下「着霜」という）。その結果冷却器に通過する空気の量が減少し、冷却器の冷却能力が低下する。そのため、冷蔵庫は冷却器の性能を維持するために、冷却器の背面若しくは前面、または冷却器周辺に空気の通るバイパス風路を設けて、冷却器の着霜した部分をバイパス風路で通過して、着霜していない冷却器のフィンで熱交換が出来るようにしていた。しかし、冷却器の着霜状況に関係なくバイパス風路を空気が通過できるようになっていると、本来冷却器のフィンに流れ込む空気の一部がバイパス風路を通過してフィンと熱交換しないので、冷却器の冷却能力を低下させていた（例えば、特許文献１参照）。
また、上記問題を解決するため冷却器の着霜量に応じてバイパス風路を開閉させ、冷却器へと流れる空気を減らさない技術がある（例えば、特許文献２参照）。この技術では、冷却器のフィンに着霜したときダンパーが開きバイパス風路に切換えて、空気を着霜していない冷却器のフィンに流している。しかし、この技術では、着霜が５０％を越えるまでダンパーが開かないので、ダンパーの開く前後では庫内に送る風量が変化する。また、冷蔵室の空気を冷却器のフィンの中央部だけに送り、冷却するので冷却器の能力を有効に生かしきれない。庫内さらに冷却器のバイパス回路に切換えるためにダンパー等の機構（ダンパーを動かすカム、モーター等）を必要とし、ダンパーの開閉を制御するためにフィンの着霜の状態を検知する霜センサーが必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７０３９１４号（第４図）
【特許文献２】特開昭６１−４４２７５号公報（第４１８頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の装置では、冷却器（熱交換器）を通過する空気中の水蒸気がフィンの表面に霜になって付着して冷却器を流れる空気の量が減少してしまいとフィンと空気の熱交換の量が低下するので冷却能力が低下してしまう問題があった。その結果、食品を冷却するという冷蔵庫本来の性能を低下させるという問題があった。また従来の装置では、冷却器の着霜状況に関わらず、冷却器へ流れ込む空気の一部がバイパス風路へ流れるため、冷却器の熱交換量が低下するという問題があった。また別の従来の装置では、ダンパーの開く前後では、庫内に送る風量が変化してしまい一定の風量を庫内に送ることが出来ないという問題があった。冷却器の着霜状況に応じたバイパス風路の開閉のためには、特別なセンサー（霜センサーなど）を設けなければならないという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却器（熱交換器）の着霜状況により生じる冷却器（熱交換器）入口部と出口部との間に生じた差圧に応じて、バイパス風路を開閉し、着霜時においても冷却器の冷却能力が低下しないで、ほぼ一定量の冷却された空気を庫内に送ることが出来る省エネルギー性の高い冷蔵庫、冷凍サイクル装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷蔵庫は、流入する空気との間で熱交換するフィンを設けた熱交換器と、前記熱交換器入口部にバイパス風路入口部が配置されて熱交換器入口部と風下部の間の中央部から風下部にかけて接続して空気を流入させるバイパス風路出口部が配置されたバイパス風路と、熱交換器風上部の前記フィンに発生した霜によりバイパス風路の入口部と出口部との間に生じた差圧に応じてバイパス風路を開閉するバイパス開閉部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、運転中に熱交換器風上部のフィンに発生した霜によりバイパス風路の入口部と出口部との間に生じた差圧に応じてバイパス風路をバイパス開閉部が開閉するので、バイパス風路を通って空気が熱交換器の中央部から風下部にかけて送られ冷却器全体を有効に利用でき、ほぼ一定量の冷却された空気が庫内に送られるので、着霜時にも冷却能力を低下せず、省エネルギー性の高い冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の全体外形、全体断面の構造を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の冷却器の斜視方向、冷却器正面、及び冷却器断面の構造を示した図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す冷却器が閉塞状態になる前後の空気流れを示した図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す冷却器の前後の圧力差の推移を示した図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す冷却器流入空気量の推移を示した図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す2台の冷蔵庫の庫内温度の推移を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１を示す冷却器温度の推移を示した図である。
【図８】この発明の実施の形態１を示す冷却器のフィンの位置と、フィンの着霜状態と、バイパス開閉機構を示した図である。
【図９】この発明の実施の形態１の別実施例を示す冷却器のフィンの位置と、フィンの着霜状態と、バイパス開閉機構を示した図である。
【図１０】この発明の実施の形態１の別実施例を示す冷却器のフィンの位置と、バイパス開閉機構を示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態１を示す冷却器のフィンの位置と、フィンの着霜状態と、バイパス開閉板機構を示した図である。
【図１２】この発明の実施の形態１を示すバイパス開閉板機構と電磁コイルと除霜運転を制御するブロック図を示した図である。
【図１３】この発明の実施の形態２を示す冷却器とバイパス風路に風路ファンを用いた構造を示した図である。
【図１４】この発明の実施の形態２を示すバイパス風路に配置された風路ファンと除霜運転を制御するブロック図を示した図である。
【図１５】この発明の実施の形態２を示す冷却器とバイパス風路とクロスローファンを用いた構造を示した図である。
【図１６】この発明の実施の形態４を示す冷却器とバイパス風路とバイパス開閉板と形状記憶弾性体を用いた構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態における冷蔵庫の構造図であり、（イ）は冷蔵庫の扉を前面から見た前面図、（ロ）は冷蔵庫の内部を説明する断面図を表す。冷蔵庫の庫内１１は扉部１２、断熱壁１３により庫外（外気）から断熱されている。冷蔵庫は、庫内１１のように冷蔵または、冷凍する個別の部屋を備えており、冷却器（熱交換器）１５からの冷却された空気を循環ファン１６により各庫内に送られ冷却される。庫内１１の各冷凍室、冷蔵室は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して、目標温度まで冷却される。冷蔵庫の扉部の開閉や断熱壁からも多少の熱侵入があるため、冷蔵庫の冷凍サイクルによる冷却する冷却運転を行うことで庫内温度を維持する。
【００１０】
冷蔵庫の冷凍サイクルは、イソブタンなどの冷媒を圧縮機１１で圧縮し高温高圧となって断熱壁１３に埋設されている配管へと流す。圧縮された冷媒は配管内で放熱し液冷媒となり、その後、キャピラリーチューブなどの膨張手段により膨張され気液二相の冷媒となる。冷却器１５で、膨張した冷媒は庫内１１から流れ込んだ空気と熱交換をして、冷媒に伝熱することで空気の吸熱を行い、その後冷媒は気体となって圧縮機へと戻る。冷却器１５により吸熱され温度の低下した空気は、循環ファン１６により庫内１１へと再度送られる。このように冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、庫内１１の空気を循環して冷却する冷却運転を行っている。
【００１１】
図２に冷却器（熱交換器）周辺の概略図を示す。図２の（イ）は冷却器周辺部斜視図および庫内１１を循環して冷却器１５入口部に流入する空気流れ２６を示した図、（ロ）は冷却器断面図および庫内１１を循環して冷却器１５入口部に流入する空気流れ２６を示した図、（ハ）は（ロ）の冷却器断面図Ａ−Ａ‘を表す。図中の矢印は、庫内１１を循環して冷却器１５に流入する空気流れ２６を示す。先にも述べたように冷蔵庫内を冷却して温度が上昇した空気流れ２６は、循環ファン１６（図２には、図示せず。位置のみ示す）によって、冷却器１５の入口部からフィン２３の間を流れ、フィン２３と熱交換を行い冷却され冷却器１５の出口部から循環ファン１６を通過して再度庫内へと戻し循環させる。冷却器１５は、一般的にはフィン２３と伝熱管２４とを持つフィンアンドチューブタイプを用いるが、コルゲートフィンタイプなども用いても良い。
【００１２】
次に冷却器１５と冷却器を流れる空気との熱交換の動作、および冷却器に着霜する動作について説明する。
上記のように構成された冷却器１５において、循環ファン１６が回転することにより、冷蔵庫内を循環した空気流れ２６が冷却器１５の入口部（下部）より冷却器１５内に入り冷却器風上側から風下側に流れる。冷却運転初期では冷却器１５の全体のフィン２３には着霜はない。冷却運転を継続すると、庫内を冷却してから冷却器１５に流入する空気は、冷却器風上部から風下部を通過しながらフィン２３と熱交換を行い、再度冷却されて冷却器１５の出口部（上部）から抜けて循環ファン１６を通り庫内へと戻る。このとき、流入する空気２６とフィン２３との熱交換は、主に流入する空気とフィンの温度差の大きい冷却器１５の風上部２５のフィン２３で行われ、冷却器１５を通過する。
【００１３】
着霜が発生するときは、冷却器１５のフィン２３の温度が−３０℃近くまで低下しているので、冷凍サイクル運転に伴い冷蔵庫内を循環して水蒸気を含んだ流入空気流れ２６の温度はフィンの表面温度と比較して高いため、流入空気流れ２６の水蒸気がフィン２３の表面で冷却され霜となってフィン２３の表面に着霜が生じる。着霜の発生の分布は、流入する空気の水蒸気量により、水蒸気量の多い風上部２５で先に着霜が生じやすく、空気の水蒸気量が冷却器のフィンを通過する間に減ってくるので風下部で着霜が生じにくい。風下部と風上部を比較すると風上部の方が着霜量は多く風路が閉塞され易い。そのため、着霜によって風上部２５のフィン２３間が霜により閉塞されると、フィン２３を通過する空気の量が減少し、冷却器の風上側２５以外の領域では着霜していなくとも冷却器を通過する空気量が減少するために熱交換の量が落ち、冷却器としての冷却性能が低下する。その結果、冷却器を通過した空気はあまり冷却されないまま循環ファン１６を通り庫内へと戻り、冷蔵庫の冷却性能が低下する。
【００１４】
図３は冷却器（熱交換器）のフィンの着霜前後の空気の流れを示した図で（イ）は着霜が発生していないとき、または着霜量が少ないときの冷却器の中を流れる空気の流れを表した図であり、（ロ）は着霜量が多いときの冷却器周辺の空気の流れを表した図である。冷却器を流れる空気の流れ３１は図３（イ）に示すように冷却器の入口部より入り冷却器のフィンの間を通過して、空気と熱交換をしながら風上部（下部）から風下部（上部）へと流れ冷却器の出口部より抜ける。フィン２３では前縁効果によりフィン前縁部分３２から着霜が始まる。着霜が進むと図３（ロ）に示すように前縁部３２の着霜が徐々にフィン２３間を閉塞させる。そのために、フィン間の風路の流入空気の流れは着霜が進むにつれてフィン間を徐々に通過できなくなるので、冷却器を流れる空気の流れは３４に示したように、フィン間の着霜量の増加による応じて冷却器の例えば前方、後方に配置されたバイパス風路への空気の流れが徐々に連続的に増加する。
【００１５】
前述したように、冷却器のフィンに着霜し、フィン間の空気の流れが変化した時に冷却器で生じる現象をデータで以下に説明する。
【００１６】
（１）冷却器前後の差圧の上昇
図４のグラフは、発明者らが冷却器の入口部と出口部の圧力差（差圧）を模擬試験にて測定した試験結果の１例を示すグラフで、冷却器入口部近傍と出口部近傍の圧力差と運転（経過）時間との関係を示している。縦軸は冷却器前後の圧力差で、横軸は運転時間であって、時間経過に伴う着霜によりフィン間の通風面積が縮小するので、圧力差が大きくなっていることを示す図ある。発明者らは、冷却器１５の風下側に設置された循環ファン１６で、庫内からの空気は冷却器を通して吸い込んでおり、冷却器１５のフィン間に着霜が生じると通風面積が縮小し風路が閉塞状態に近くなるので、時間の経過とともに冷却器出口部は入口部に比べて圧力差が増大して行くことを確認している。
【００１７】
（２）冷却器への流入空気量の低下
図５のグラフは、発明者らが実施した冷却器風上部に設置した風速計の値を模擬試験にて測定した試験結果の１例を示したグラフで、流入空気風速と運転（経過）時間との関係を示している。縦軸は流入空気風速であって、横軸は運転時間である。発明者らは、冷却器２１のフィン間が着霜し通風面積が縮小し風路が閉塞状態に近くなるので、冷却器流入空気風速（風量）は時間と共に低下することを確認している。
【００１８】
（３）冷却器能力の低下により庫内温度の上昇
図６のグラフは、発明者らが実施した２種類の冷蔵庫の冷蔵室に設置した温度計の値を測定した試験結果の１例を示したグラフで、冷蔵室温度と運転（経過）時間との関係を示している。縦軸は冷蔵室温度で、横軸は運転時間である。発明者らは、冷却器２１のフィン間が着霜し通風面積が縮小し風路が閉塞状態に近くなるので、図５に示したように風量が低下するために空気との熱交換の量が低下することを確認している。そのために、空気の温度は、冷却器に流入しても下がらなくなるので、結果として冷却能力が低下し、庫内温度は時間と共に上昇することを確認している。
【００１９】
（４）冷却器能力の低下による冷却器温度の低下
図７のグラフは、発明者らが実施した冷蔵庫実機の冷却器に設置した冷却器温度計の値を測定した試験結果の１例を示したグラフで、冷却器温度と運転（経過）時間との関係を示している。縦軸は冷却器温度で、横軸は運転時間である。発明者らは、冷却器２１は着霜することで、空気との熱交換の量が減りに、冷却器に流入する空気との熱交換量が低下するため冷却器の温度は時間と共に低下することを確認している。
【００２０】
以上の４つの現象が冷却器の着霜によって冷却器または冷蔵庫内に生じる現象である。図４のグラフに示したように、冷却器１５の風上部２５のフィン間の着霜により通風面積が縮小し風路が閉塞状態に近くなり、冷却器１５の入口部と出口部では差圧が生じる。風路が閉塞状態に近くなることにより、図５に示したように冷却器１５に流れる風量が低下するため、冷却器１５のフィンと空気との熱交換の量が低下する。そのために、空気の温度は、冷却器に流入しても下がらなくなるので、結果として冷却能力が低下するので図６に示したように冷蔵庫内の温度は上昇する。また、空調能力の低下は、図７に示したように着霜により空気と冷却器の熱交換性能が低下するので、冷却器の温度の低下に表れる。このように冷蔵庫は冷却能力が低下した時または定期的に、除霜運転を行いフィンに着いた霜を除き、冷却能力を回復させる必要がある。
【００２１】
上記の着霜によって生じる現象を利用して、冷却器風上部に着霜したときにバイパス風路の開閉板を冷却器の入口部と出口部の差圧および冷却器を通過できなくなって方向が変わった空気の流れによって、外部からの開閉動作信号等がなくとも連続的にバイパス風路に流れる風量が変化するように開閉させる。つまり、冷却器の入口部と出口部の差圧は、バイパス風路の入口部（バイパス入口部）とバイパス風路の出口部（バイパス出口部）との差圧となるので、バイパス風路開閉板が開閉することとなる。冷却器を流れる空気の量は、冷却器のフィンの風上部に着霜して冷却器のフィン間の閉塞が進むにつれて減少して、代わりにバイパス風路に流れる空気が増加し、冷却器の風上部と風下部の間の中央部から風下部にかけて送風されフィンとの熱交換を連続的に増加させることで、一定量の冷却空気を安定して冷蔵庫内に供給できる。また、冷却器全体を有効に熱交換に使用できるために冷却能力の低下を回避できる。さらに、特別な霜センサー、バイパス開閉板の駆動手段を持つ必要がない。その結果、冷却器全体に着霜するまで熱交換できるので冷却器を有効に使え除霜運転を開始するまでの時間を長くでき、不必要な除霜運転をしない省エネルギー特性の高い冷蔵庫を得られる。以下に各部の構成と動作を説明する。
【００２２】
図８における冷却器（熱交換器）のバイパス風路８１とバイパス開閉板の1実施例の可動機構の構造について説明する。図８は冷却器１５とバイパス風路８１、バイパス開閉板８２を説明するための断面を示した図で、（イ）は冷却器１５全体の断面、バイパス風路８１とバイパス開閉板８２の断面を表した図で、（ロ）は(イ)の破線で囲まれた冷却器フィン部分２３、バイパス風路８１とバイパス開閉板８２の断面を拡大した図である。（ハ）は、（ロ）の破線で囲まれたバイパス開閉部の構造断面をさらに拡大した図である。図８において、バイパス風路８１は冷却器１５の背面および前面に設けられており、冷却器１５の入口部と壁面との間にバイパス入口部が配置され、バイパス風路終端部（出口部）は冷却器風上部と風下部の間の中央部から風下部（冷却器中央部から風下側）まで設けられている。バイパス風路終端は、冷却器出口部外側には連通せずと途中で封鎖されているため、バイパス風路に流れる空気は必ず冷却器のフィンと熱交換を行う。なおバイパス風路８１は必ずしも冷却器１５と壁面の間の前面および背面に設けられている必要はなく、例えば冷却器１５と壁面の間の背面、前面のみに設置された場合、または横面など冷却器１５の周辺と壁面の間に設置されていても良いし、複数個所に設置されていても良い。バイパス風路８１の入口部には、バイパス開閉板８２が設けられており、このバイパス開閉板８２は可動部８３により壁面に取り付けられていて、可動部８３はバイパス風路８１の開閉を出来るようにバイパス開閉板８２を可動させる構造になっている。バイパス開閉板８２は、着霜が冷却器１５に発生しておらず、冷却器の中を空気の流れが通過していて冷却器の入口部と出口部で差圧が発生していない時は可動部８３と弾性体８６によって閉じられており、冷却器に流れる空気がバイパス風路に流れ込まないようにしている。また、バイパス開閉板８２とバイパス風路との間にばねなどの弾性体８６を設けているので、除霜運転後に図３（イ）に示すように冷却器のフィンの間を通過して流れるようになると、バイパス開閉板８２は元の位置（バイパス風路を閉じる位置）に戻る。さらに可動部８３にはベアリング等の回転軸を持ち、バイパス風路の風下部との圧力差により容易に開く機構になっている。なお開放部入口の開閉度は風上部に対する風下側の圧力の低下量（図３の差圧の値）に依存するため連続的な変化を行う。
【００２３】
次に動作を説明する。冷却器の着霜の発生は、冷却器１５のフィン２３を通過する空気の水蒸気量によるので、水蒸気量の多い風上部８４のフィンで先に着霜が生じやすく、空気の水蒸気量が冷却器のフィン２３を通過する間に減ってくるので風上部８４と風下部８５の間の中央部から風下部８５のフィンで着霜が生じにくい。そのため、風下部８４のフィンと風上部８４と風下部８５の間の中央部フィンから風上部８５のフィンを比較すると、風上部８４のフィンの方が着霜量は多く風路が閉塞された場合でも風上部８４と風下部８５の間の中央部フィン、風下部８５のフィンは着霜が少なく空気との熱交換量の低下は少ない。風上部８４のフィンに着霜が生じて冷却フィン２３間を空気が通過できなくなり図４のように差圧が生じ、具体的には図３（ロ）のような空気の流れ３４とバイパス風路入口とバイパス風路出口側で差圧が発生する。そのため、風上部８４の着霜が進行しフィン間の閉塞が進行すると、バイパス風路の着霜の状況に応じてバイパス開閉板８２は、バイパス風路の入り口を塞いでいた状態から外部からの開閉動作信号等がなくともバイパス風路側へ徐々に傾くので、バイパス風路８１の入り口は差圧の発生に応じて連続的に開く。差圧に応じてバイパス開閉部８２が開くので、着霜の閉塞の状態を検知して外部からの開閉動作信号等を用いてバイパス開閉板を開かせる構造の必要はなく、冷却器に流れていた空気の減少分が、バイパス風路８１を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に空気の増加分として連続的に流れる。つまり、冷却器１５を通過する空気の量は、冷却器の風上部８４、風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５を通って流れる空気の量とバイパス風路を通って冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５を通って流れる空気の量の総量は、ほぼ一定の風量を保ち冷蔵庫庫内に安定して冷却した空気を供給でき、冷却性能を保つことができる。即ち、風上部８４で着霜により徐々に風路閉塞が発生した際、図３（イ)のように冷却器１５の風上部８４を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れていた空気が風路閉塞によって発生した冷却器前後の差圧と風の流れる方向の変化によりバイパス開閉板を開くので、減少した分とほぼ同量の空気を増加分として徐々に連続的にバイパス風路８１で直接風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に直接送り込む。そのため、冷却器でのフィンとの熱交換は風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５で可能となり、風上部８４の着霜時の冷却器の性能低下を回避でき、風上部８４で冷却されていた空気量とほぼ同等の量の冷却された空気を着霜後も冷蔵庫に供給できる。配置されたバイパス風路には、全てバイパス開閉板が備えられている。
【００２４】
上記のように、風上部８４の着霜時にのみ発生した差圧に応じてバイパス開閉板８２が自動的に徐々に開き、着霜により風上部８４を流れなくなった空気量がバイパス風路８１を利用して連続的に増加して風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５へと空気を流す。そのため、着霜が進んでも冷却器１５で熱交換される風量はほぼ一定であるので、ほぼ一定量の冷却された空気を庫内に供給できる。さらに、連続的にバイパス開閉板が開くので、バイパス開閉板の開閉の前後の動きによる空気風量の変化なしに庫内に冷却された空気が供給されるので安定した冷却性能を維持できる。また冷却器全体を有効に使うことができ、冷却性能が低下することなく、冷蔵庫の冷却性能を維持することができる。そのため、着霜が冷却器に発生しても連続的にバイパス風路に流れる風量が増えるので、冷却器の着霜前後と比較してもバイパス風路の開閉前後の風量の増減がないので冷蔵庫庫内に安定した冷気を一定の風量で送付することができる。
さらに、従来のバイパス開閉板を動作させるためのフィンの着霜の状態を検知する霜センサー等も不要となる。また、着霜が発生していないとき、または着霜量が少ないときは、バイパス風路８１の入り口が閉じているので冷却器１５を通らないで流れる空気がなく、熱交換の量が低下しないので冷却性能の良い冷蔵庫を得ることができる。さらに、本実施の形態によれば、着霜の進行状況に応じて空気との熱交換の効率が落ちて冷却性能を低下することを遅らせることができるので、不必要な除霜運転を行うことなしに冷却性能を維持できるので、不必要なエネルギーの消費を抑え、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００２５】
他の実施例として  図９において、可動機構のバイパス開閉部の詳細を示す。図９の（イ）は冷却器フィン部分、バイパス風路とバイパス開閉板の断面図を表した図で、（ロ）は（イ）の破線で囲まれたバイパス開閉部の構造断面図をさらに拡大してバイパス開閉板の動作を示した図である。バイパス開閉部は、前述した実施例と同じようにバイパス風路８１入口部にバイパス開閉板９１が設けられており、このバイパス開閉板９１は可動部９２によって壁面に取り付けられていて、可動部９２はバイパス風路８１の開閉を出来るようにバイパス開閉板９１を可動させる構造になっている。バイパス開閉板９１は可動部９２と弾性体９４によって着霜が冷却器１５に発生していない時は閉じられており、冷却器に流れる空気がバイパス風路に流れ込まないようにしている。また、バイパス開閉板９１とバイパス風路との間にばねなどの弾性体９４を設けているので、除霜運転後に図３（イ）に示すように冷却器のフィンの間を通過して流れるようになると、バイパス開閉板９１は元の位置（バイパス風路を閉じる位置）に戻る。さらに可動部９２にはベアリング等の回転軸を持ち、バイパス風路の風下側との圧力差、およびバイパス風路に向かう風の流れにより容易に回転軸を中心に開く機構になっている。
【００２６】
バイパス開閉板９１は、冷却器風上部８４のフィンに着霜が生じて冷却フィン２３間を空気が通過できなくなり図３のように差圧が生じると、バイパス風路の入り口を塞いでいた状態から、図３（ロ）のような空気の流れと差圧の発生によりバイパス風路８１を塞いでいたバイパス開閉板９１は徐々に風下側へと押し上げられ、バイパス風路８１は連続的に開放される。
バイパス風路８１の入り口が差圧の発生量に応じて外部からの開閉動作信号等がなくとも徐々に連続的に開くので、冷却器風上部８４を通過できなくなった空気は、ほぼ同量の空気がバイパス風路８１を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れる。そのため、風上部８４で着霜による風路閉塞が発生して冷却器を通過する空気量が減少した際、図３（イ)のように冷却器１５の風上部８４を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れていた空気を、バイパス風路８１で連続的に直接風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に直接送り込むことで、冷却器でのフィンとの熱交換は風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５で可能となり、風上部８４の着霜時の冷却器の性能低下を回避でき、ほぼ着霜前と同量の冷却空気を冷蔵庫内に送ることが出来る。なお開放部入口の開閉度は風上部に対する風下側の圧力の低下量（図３の差圧の値）に依存するため連続的な変化を行う。そのために、連続的にバイパス開閉板が開くので、バイパス開閉板の開閉の前後の動きによる空気風量の変化なしに庫内に冷却された空気が供給されるので安定した冷却性能を維持できる。
【００２７】
また前述した実施例のバイパス開閉板の可動部８３、９２の回転部に風路を閉じる方向にねじりバネ（図示せず）の巻き戻しによって回転抵抗を与えてある。そのため、バイパス開閉板は、短時間で開くが、閉じる時は開く時よりも時間をかけて閉じる構造になっている。持ち上がると元に戻り難い構造となる。またバイパス開閉板が開くことで風が流れるため、バイパス開閉板８２、９１は元には戻り難くなり、バイパス開閉板が一旦開けば、一定時間はバイパス風路の連通が確保され、冷却器の風下部での熱交換は維持される。この構造により、差圧の微少の変動によるバイパス開閉板のバタツキの発生も抑えられる。
【００２８】
また別の実施例として図１０に示したように、可動機構のバイパス開閉部としてバイパス風路に沿ったバイパス開閉板１０１によってバイパス風路８１の開閉を行っても良い。冷却器風上部に着霜すると図３（ロ）に示すように前縁部３２の着霜がフィン２３間を閉塞させるため、冷却器前後のバイパス風路側に空気の流れが変化する。変化した空気の流れにより、外部からの開閉動作信号等がなくとも徐々バイパス開閉板１０１が開閉板移動方向１０３のように動き、徐々にバイパス風路を連続的に開く。バイパス開閉板１０１とバイパス風路との間にばねなどの弾性体１０２を設けている。バイパス風路８１の入り口が差圧の発生量に応じた空気の流れにより、徐々に連続的に開くので、冷却器風上部８４を通過できなくなった空気は、ほぼ同量の空気がバイパス風路８１を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れる。そのため、風上部８４で着霜による風路閉塞が発生して冷却器を通過する空気量が減少した際、図３（イ)のように冷却器１５の風上部８４を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れていた空気を、バイパス風路８１で連続的に直接風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に直接送り込むことで、冷却器でのフィンとの熱交換は風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５で可能となり、風上部８４の着霜時の冷却器の性能低下を回避でき、ほぼ着霜前と同量の冷却空気を冷蔵庫内に送ることが出来る。なお開閉板の移動度は風上部に対する風下側の圧力の低下量（図３の差圧の値）に依存するため連続的な変化を行う。さらに、連続的にバイパス開閉板が開くので、バイパス開閉部の開閉の動きによる空気風量の変化なしに庫内に冷却された空気が供給されるので安定した冷却性能を維持できる。このときバイパス開閉板１０１とバイパス風路との間にばねなどの弾性体１０２を設けているので、除霜運転後に図３（イ）に示すように冷却器のフィンの間を通過して流れるようになると、バイパス開閉板１０１は元に位置に戻る。以上説明したバイパス開閉部に使用されているバイパス開閉板８２，９１，１０１の材料は、プラスチック、アクリル等の軽量の物質で、且つバイパス開閉板自体に着霜し難い素材（樹脂等）が選択されているので、差圧による可動性を確保している。また、この実施例ではバイパス風路が冷却器と壁面の間の前部、背面部にある構成で説明したが、前部のみ、背面部のみまたは冷却器の近傍にあればどこに配置されていても良い。配置されたバイパス風路の風路入口部には、全てバイパス開閉板が備えられている。
【００２９】
その他の実施例として、図１１における冷却器（熱交換器）１５のバイパス風路８１とバイパス風路を開閉するバイパス開閉板１１１の構造について説明する。図１２は冷却器１５、バイパス風路８１、バイパス開閉板１１１、バイパス開閉板ガイドレール部１１２、電磁コイル１１３、弾性体１１４、バイパス開閉板位置検知手段１１５を備える。この実施の形態では、バイパス回路８１が冷却器の背面のみにある例で説明する。
なお上記のバイパス開閉板１１１は、レール部１１２上に乗せ、バイパス開閉板１１１の一部を金属製にし、電磁コイル１１３ａ、１１３ｂでバイパス風路８１を開閉できるように動作する構造となっている。図１２は、制御装置１１６のブロック図である。バイパス開閉板位置検知部１１７、電磁コイル制御部１１８、除霜運転制御部１１９を備える。動作は後で詳述する。
次に動作を説明する。冷却器風上部８４に着霜すると図３（ロ）に示すように前縁部３２の着霜がフィン２３間を閉塞させるため、冷却器前後のバイパス風路側に空気の流れが変化する。変化した空気の流れ３４により、バイパス開閉板１１１が開閉板移動方向１１０のように動き、バイパス風路８１が開く。バイパス開閉板位置検知手段１１５が、着霜が生じたことをバイパス開閉板１１１の動きをバイパス開閉板位置検知部１１７で検知し、電磁コイル制御部１１８で、電磁コイル１１４を通電させ、バイパス開閉板１１１がレール部１１２上を動き、着霜の進行とともにバイパス風路８１を開ける方向１１０に動かす。そのため、電磁コイル１１３ａ、１１３ｂでバイパス開閉板１１１を開くので、風量の微少の変動によるバタツキの発生を抑えられる。バイパス風路８１から冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５へと空気が流れ、冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５においても再びフィンに着霜が生じ、風路閉塞が生じる。冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、冷却器の風下部８５の風路閉塞によりバイパス開閉板１１１にかかる空気の流れ３４はさらに大きくなる。そのため、バイパス開閉板１１１はさらに方向１１０に動くので、バイパス開閉板位置検知部１１７にて、この位置の動きを検知し、閾値を越えた時には、冷却器の風上部８４、風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５の略全体に着霜が発生しているとして除霜運転制御部１１９にて除霜運転に入る必要があると判断し、除霜運転を開始する。
除霜運転が開始し、一例として冷却器に設置されたヒーター（図示せず）で冷却器１５に発生した霜を除去する。なおヒーターの代わりに、冷媒の流れを制御することで除霜運転を行っても良い。例えば冷媒の流れを停止するオフサイクル方式や冷媒の流れを逆向きに変更するリバース式でも良い。除霜運転は、冷却器の着霜がなくなるまで一定時間経過するまで除霜運転を続ける。除霜運転中は、循環ファンが停止し、冷却されていない空気が冷蔵庫内に流れ込まないようにしている。一定時間除霜運転を行い冷却器１５の着霜がなくなると、除霜運転を停止する。除霜運転の停止時に電磁コイル制御部１１８は、電磁コイル１１３ａ、１１３ｂの通電を止め、弾性体１１４によってバイパス開閉板１１１を閉じる方向に動かすので、バイパス風路８１は閉じる。
このように除霜運転の開始を冷却器１５への空気の流れの変化で制御できるので、着霜が冷却器全体に発生した時だけに除霜運転を行うことができる。そのため、除霜が必要な時に除霜運転をするので、除霜タイマー等で定期的に除霜運転をする場合と違い、除霜運転の必要時にタイムリーに除霜運転を行うので必要最小限の時間で除霜運転を行い、冷却性能が高く省エネルギー性の高い冷蔵庫が得られる。さらに、空気の流れで除霜運転の開始ができるので、除霜運転のタイマーや霜センサーが必要ない冷蔵庫が得られる。またこの実施例では、バイパス開閉部１１１を電磁コイル１１３ａ、１１３ｂを同時に通電する例を説明したが、電磁コイル１１３ａ、１１３ｂを別々に通電させてバイパス風路８１の開閉面積を調整しても良い。この実施例では、電磁コイルが２個の例で説明したが、電磁コイルの数は１個以上あればいくつでも良い。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態では、風上部８４の着霜時にのみ発生した差圧に応じてバイパス開閉板８２、９２、１０１，１１１が徐々に開き、着霜により風上部８４を流れなくなった空気量がバイパス風路８１を利用して連続的に増加して風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５へと空気を流す。そのため、着霜が進んでも冷却器１５で熱交換される風量はほぼ一定であるので、ほぼ一定量の冷却された空気をバイパス開閉板の動きによる冷却された空気風量の増減なしに庫内に供給されるので安定した冷却性能を維持できる。また冷却器全体を有効に使うことができ、冷却性能が低下することなく、冷蔵庫の冷却性能を維持することができる。そのため、着霜が冷却器に発生しても連続的にバイパス風路に流れる風量が増えるので、冷却器の着霜前後と比較してもバイパス風路の開閉前後の風量の増減がないので冷蔵庫庫内に安定した冷気を一定の風量で送付することができる。また、連続的にバイパス開閉板が開くので、バイパス開閉板の開閉の動きによる空気風量の変化なしに庫内に冷却された空気が供給されるので安定した冷却性能を維持できる。さらに、従来のバイパス開閉板を動作させるためのフィンの着霜の状態を検知する霜センサー等も不要となる。また、着霜が発生していないとき、または着霜量が少ないときは、バイパス風路８１の入り口が弾性体８６、９４、１０２、１１４で閉じているので冷却器１５を通らないで流れる空気がなく、熱交換の量が低下しないので冷却性能の良い冷蔵庫を得ることができる。さらに、本実施の形態によれば、着霜の進行状況に応じて空気との熱交換の効率が落ちることによる冷却性能を低下することを遅らせることができるので、不必要な除霜運転を行うことなしに冷却性能を維持できるため、不必要なエネルギーの消費を抑え、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、図４に示した着霜によって生じる冷却器前後の差圧を利用してバイパス風路の開閉を行うようにしたが、差圧に加えて図５に示した着霜によって生じる空気量または空気流れの変化を利用してバイパス風路空気を流す構造の実施の形態を示す。
【００３２】
図１３にて、本実施の形態の可動機構の構造と動作を説明する。図１３（イ）は冷却器（熱交換器）のフィン部分２３、バイパス風路８１と風路ファン１２１の断面図を表した図で、（ロ）は（イ）の破線で囲まれたバイパス風路入口部、風路ファン１２１周辺のバイパス開閉部の拡大図である。バイパス風路の風路入口部に風路ファン１２１を持つ。バイパス開閉部として、風路ファン１２１を回転させるモータ１２４、駆動手段を制御する制御装置１２５を持つ。冷却器１２５に図３（イ）のように空気が流れているときはバイパス風路８１の入口部にある風路ファン１２１による通風抵抗にてバイパス風路には空気が流れにくくなっている。この風路ファン１２１を回転させるのに必要な空気風量（風速）は、図３（イ）に示した冷却器の中を流れる空気量が着霜によって減少して、図５に示した冷却器１５への流入空気風量の減少に表われ、この減少で増加した図３（ロ）に示した空気の流れ３４による。図１４は、制御装置１２５のブロック図である。風路ファン１２１の回転によって発生するファンモータ回生電圧検知部１２６、ファンモータ回転時間制御部１２７、ファンモータ負荷検知部１２８、除霜運転制御部１２９を備える。動作は後で詳述する。図１５は、クロスフローファンを用いた構造を示した図である。クロスフローファンは円筒状に配置された羽により流れる空気は横断流となり、冷却器のほぼ全幅方向の軸長を有しモータで駆動可能に設けられている。このようにバイパス回路をほぼ塞ぐ位置に配置されるのでプロペラファンよりも風路を塞ぐ効果が大きく風上側のフィンにおける熱交換性能が高いことになる。風路ファンは、風の流れにより回転し、羽を有する回転体であればどのような形状のファンを用いても良い。
【００３３】
冷却器１５の風上部８４に着霜すると冷却器を流れていた空気がバイパス風路入口部に空気３４が流れ込むと（図３（イ）から(ロ)）、風路ファン１２１が回転し、バイパス風路へと空気は流れ冷却器１５の風下部８５に送られる。バイパス部へと空気が流れれば、風路ファンは回転し回生電圧が生じ、この電圧をファンモータ回生電圧検知部１２６にて検知し、ファンモータ回転時間制御部１２７にて風路ファン１２１に電圧を一定時間供給することで、風路ファン１２１は連続して回転しバイパス風路８１へ空気の流れは継続され、冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５での熱交換が維持される。そのために風量の微少の変動による風路ファンの煩雑な回転・停止を繰返す不安定な動作の発生も抑えられる。
【００３４】
風路ファン１２１が回転し、バイパス風路８１から冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５へと空気が流れ、冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５においても再びフィンに着霜が生じ、風路閉塞が生じる。冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５の風路閉塞により風路ファン１２１にかかる負荷は大きくなる。ファンモータ負荷検知部１２８にて、この負荷を検知し、閾値を越えた時には、冷却器の風上部８４、風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５の略全体に着霜が発生しているとして除霜運転制御部１２９にて除霜運転に入る必要があると判断し、除霜運転を開始する。除霜運転が開始し、一例として冷却器に設置されたヒーター（図示せず）で冷却器１５に発生した霜を除去する。なおヒーターの代わりに、冷媒の流れを制御することで除霜運転を行っても良い。例えば冷媒の流れを停止するオフサイクル方式や冷媒の流れを逆向きに変更するリバース式でも良い。除霜運転は、冷却器の着霜がなくなるまで一定時間経過するまで除霜運転を続ける。除霜運転中は、循環ファンが停止し、冷却されていない空気が冷蔵庫内に流れ込まないようにしている。除霜運転を行い冷却器１５の着霜がなくなると、除霜運転を停止する。
冷却器１５の着霜がなくなると、除霜運転が終了し、循環ファン１６が回転し、バイパス風路入口部に流れ込んでいた空気が冷却器１５に流れるように（図３（ロ）から(イ)）なる。このように除霜運転の開始を冷却器１５への空気の流れの変化で制御できるので、着霜が冷却器全体に発生した時だけに除霜運転を行うことができる。そのため、除霜が必要な時に除霜運転をするので、除霜タイマー等で定期的に除霜運転をする場合と違い、必要最小限の時間で除霜運転を行い、冷却性能が高く省エネルギー性の高い冷蔵庫が得られる。さらに、空気の流れで除霜運転の開始ができるので、除霜タイマーや霜センサーが必要ない冷蔵庫が得られる。
この実施例では、プロペラファンの実施例で説明したが、他の形状のファンを用いても良い。風路ファンの数は、冷却器の大きさ（幅）に合うように1つ以上の複数の風路ファンを用いても良い。
【００３５】
また、バイパス風路８１の大きさ（幅）は、冷却器の大きさ（幅）と略同じにできるために、風路ファンの形状はクロスフローファン１２２でも良い（図１５）。クロスフローファン１２２を用いても、前述したように図３（イ）に示したように冷却器全体に空気が流れているときは、バイパス風路８１の入口部にあるクロスフローファン１２２による通風抵抗にてバイパス風路は空気が流れにくくなっている。動作も前述したように、制御装置１２５で冷却器上流側の着霜により空気の流れがバイパス風路に向かいクロスフローファン１２２が回転し始め回転数が一定値に達しこのときクロスフローファンモーター１２３に発生する電圧を検出するとクロスフローファンを強制的にまわすことになる。そのために風量の微少の変動によるクロスフローファンの煩雑な回転・停止を繰返す不安定な動作の発生も抑えられる。この結果、バイパス風路８１の入り口のクロスフローファン１２２が回転を開始し、強制的に回転させられた時から所定の風量を冷却器下流側に供給する。当実施例では、風路ファンの回転は時間で制御する例を説明したが、時間の制御とともに、回転数も制御して風路ファン回転時間内で風量を変化させても良い。例えば、冷却器の風上部が着霜し始めて、風路ファンが回転し出したときには回転数を抑え風量を少なく回転を始め、着霜がさらに進み冷却器の風上部が閉塞状態になった時には、所定の風量を供給するため回転数を上げる。この制御により、常に一定の風量を供給しなくても、必要量に応じた風量を供給することにより、風路ファンの供給電力を抑えることができるので、さらに省エネルギー性の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００３６】
以上のように本実施の形態では、着霜時の風流れの変化を利用することで冷却器の着霜に対応してバイパス風路へと風を流すことが可能となり、冷却器の冷却性能を維持することが可能となる。
冷却器１５の風上部８４の着霜時にのみ風路ファン１２１を用いてバイパス風路８１で風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５へと空気を流すことで、着霜が進むにつれて冷却性能が低下することなく、冷却性能を維持する冷蔵庫を得ることができる。また、着霜が発生していないとき、または着霜量が少ないときは、バイパス風路８１の入り口に風路ファンの風路抵抗があるので、冷却器１５を通らないでバイパス風路を流れる空気が少なく、熱交換の量が低下しないので冷却性能の良い冷蔵庫を得ることができ、着霜による冷却性能を低下することを遅らせることができる。さらに、風路ファンの負荷を検知することにより、冷却器１５の着霜状態を把握できるので、必要時に除霜運転を行い、不必要な除霜運転のない、エネルギーの消費を抑えた省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００３７】
実施の形態３．
以上の実施の形態１、２では、図３や図４に示した冷却器の着霜により生じる差圧や風速変化（風量変化）を利用してバイパス風路入口部の開閉を行うものであるが、図５に示した冷却器の着霜によって生じる庫内の温度変化を利用することで、図１１を用いてバイパス風路へ流れる風量の調整を行う手法を以下に説明する。
【００３８】
図５に示したように冷却器（熱交換器）に着霜が進み風量低下により冷却能力が低下すると、冷蔵庫内では温度上昇が生じる。ある庫内温度に対して、冷蔵庫扉の開放等により温度上昇が発生した際に、扉が閉められた後の温度低下速度を設置されている庫内温度計測器にて計測し、所定温度までの低下時間が一定の時間以上であれば、冷却器に着霜が生じていると判断できる。また扉を開閉した後一定時間経過後の庫内温度が安定値に至った際に、その温度が設定値より上昇していれば冷却能力が低下つまり冷却器に着霜が生じていると判断できる。なお冷蔵庫の扉には、扉閉め忘れ防止のため開閉を検知する機構が設けられているので、扉閉め忘れによる温度上昇とは区別して判断できる。
【００３９】
次に動作を説明する。上記庫内温度の設定値より上昇した場合、または庫内温度の設定値へ回帰時間遅延により、冷却器の着霜が確認された際に、電磁コイル１１３ａ、１１３ｂに通電することにより、あらかじめバイパス部を閉じているように弾性体１１４で設置された移動板１１１を開放方向１１５へ移動板ガイドレール部１１２に沿って移動させることで、バイパス風路８１が開き冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に空気を送り込むことができ、冷却器風上部８４に着霜時の冷却性能を維持できる。
【００４０】
冷却器に過大な着霜が生じた場合は、除霜運転に必要となる時間も長くなり、除霜運転中は庫内温度の上昇が生じるため、長時間の除霜運転は庫内食品の劣化を発生させる。その場合は、除霜運転時間で上昇する庫内温度をあらかじめ予測してバイパス風路を開閉する時間を設定しておくことで、除霜運転時間を考慮したバイパス風路の利用できる。
【００４１】
実施の形態４．
以上の実施の形態１、２では、図３や図４に示した冷却器の着霜により生じる差圧や風速変化（風量変化）を利用してバイパス風路入口部の開閉を行うものである。実施の形態３では図５に示した庫内温度の変化を利用してバイパス部の開閉を行う手法である。図６に示した着霜による冷却器の冷媒温度の変化を利用して、図１６を用いてバイパス風路の開閉を行う手法を説明する。
【００４２】
図１６は冷却器（熱交換器）周辺を示した図であるが、冷却器風上部８４が着霜し風路閉塞が生じると、冷却器１５に流入する空気量が減少する。この風量低下により冷却器内を流れる冷媒温度は、冷却器内を流れる空気との熱交換が行われずに熱交換量が低下するためさらに低下し、結果として冷却器１５の温度も図７に示したように低下する。
【００４３】
図１６にはこの冷媒温度の低下によりバイパス風路８１の開閉を行う移動板１３２が設置されている。移動板１３２は、冷却器１５の複数のフィンと接触して取付けられた固定具１３５と形状記憶合金製の弾性体１３３でバイパス風路内に固定されている。固定具１３５の冷却器１５に取付けられている位置は、風上部８４よりも風下側に取付けられ、風上部に着霜した場合でも固定具１３５および弾性体１３３には、着霜量が少ない。冷却器１５に着霜が発生していない時は、移動板１３２は、バイパス風路８１の入口部を閉じている位置にある。
【００４４】
次に動作を説明する。前述したように冷却器風上部８４が着霜し風路閉塞が生じると、冷却器内を流れる空気との熱交換が行われずに熱交換量が低下するためさらに冷媒温度が低下する。そのため、冷却器１５の複数のフィンと接触して取付けられた固定具１３５に直接固定されている形状記憶合金製の弾性体１３３は、熱伝導によりさらに温度が低下し、冷媒温度の低下と共に徐々に膨張する変化が起きる。この変化により移動板１３２が移動板移動方向１３４に動くことでバイパス風路８１が徐々に連続的に開く。
【００４５】
バイパス風路８１の入り口が冷媒温度の低下に応じて、徐々に連続的に開くので、冷却器風上部８４を通過できなくなった空気は、ほぼ同量の空気がバイパス風路８１を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れる。そのため、風上部８４で着霜による風路閉塞が発生して冷却器を通過する空気量が減少した際、図３（イ)のように冷却器１５の風上部８４を通って風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に流れていた空気を、バイパス風路８１で連続的に直接風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５に直接送り込むことで、冷却器でのフィンとの熱交換は風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５で可能となり、風上部８４の着霜時の冷却器の性能低下を回避でき、ほぼ着霜前と同量の冷却空気を冷蔵庫内に送ることが出来る。なお開閉板の移動度は冷媒温度の低下量に依存するため連続的な変化を行う。さらに、連続的にバイパス開閉板が開くので、バイパス開閉板の開閉の動きによる空気風量の変化なしに庫内に冷却された空気が供給されるので安定した冷却性能を維持できる。この実施例では、形状記憶合金製の弾性体１３３は、バネ状の弾性体で説明したが、形状記憶合金製の弾性体は、温度の変化による変化により移動板１３２を動かせる形状であれば、どのような形状でも良い。
【００４６】
バイパス風路８１から冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５へと空気が流れ、冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５においても再びフィンに着霜が生じ、風路閉塞が生じる。冷却器の風上部８４と風下部８５の間の中央部、冷却器の風下部８５の風路閉塞により、冷却器内を流れる空気との熱交換が行われなくなるため熱交換量が低下してさらに冷媒温度が低下する。
そのため、形状記憶合金製の弾性体１３３によって移動板１３３はさらに方向１３４に動くので、移動板位置検知部（図示せず）にて、この位置の動きを検知し、閾値を越えた時には、冷却器の風上部８４、風上部８４と風下部８５の間の中央部、風下部８５の略全体に着霜が発生しているとして除霜運転に入る必要があると判断し、除霜運転を開始する。
除霜運転が開始し、一例として冷却器に設置されたヒーター（図示せず）で冷却器１５に発生した霜を除去する。なおヒーターの代わりに、冷媒の流れを制御することで除霜運転を行っても良い。例えば冷媒の流れを停止するオフサイクル方式や冷媒の流れを逆向きに変更するリバース式でも良い。除霜運転は、冷却器の着霜がなくなるまで一定時間経過するまで除霜運転を続ける。除霜運転中は、循環ファンが停止し、冷却されていない空気が冷蔵庫内に流れ込まないようにしている。除霜運転を行い冷却器１５の着霜がなくなると、除霜運転を停止する。除霜運転が停止すると形状記憶合金製の弾性体１３３は、
冷却器内を流れる空気との熱交換が開始され熱交換量が上がるため冷媒温度が上昇する。そこで冷却器１５に固定された形状記憶合金製の弾性体１３３の温度がも上昇して収縮ので、移動板１３２は、再びバイパス風路８１を閉じる。
そのため、着霜が発生していないとき、または着霜量が少ないときは、バイパス風路８１の入り口が閉じているので冷却器１５を通らないで流れる空気がなく、熱交換の量が低下しないので冷却性能の良い冷蔵庫を得ることができる。さらに、本実施の形態によれば、着霜による冷却性能を低下することを遅らせることができるので、不必要な除霜運転を行うことなしに冷却性能を維持できるため、不必要なエネルギーの消費を抑え、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００４７】
以上冷却器への着霜によって生ずる４つの現象に対して冷却器のバイパス風路を利用し循環させる冷気を増加させて冷蔵庫の冷却能力の低下を抑える構造を説明してきたが、冷却器前後の差圧以外の現象は冷却器の着霜以外の原因でも起こりえる。例えば、循環ファン１６の回転数異常により冷却器流入空気量の低下を引き起こすこともありうる。また、冷気が循環する庫内を含めた風路が詰まるなどにより、庫内温度が上昇したり、冷却能力を上げようとして冷却器温度が低下することもありうる。このような場合でもバイパス風路を徐々に開いて冷気の循環量を増やすことにより冷蔵庫の性能低下を抑える良い効果がある。
【００４８】
本発明は、熱源から熱が伝熱されるとともに略平行に設けられた間の空間に空気等の媒体を通過させて前記熱を前記媒体と熱交換する冷却器の周辺に設置されるバイパス風路入口部に、前記冷却器前後の差圧によって開閉する装置を有するバイパス風路である。
【００４９】
本発明は、熱源から熱が伝熱されるとともに略平行に設けられた間の空間に空気等の媒体を通過させて前記熱を前記媒体と熱交換する冷却器の周辺に設置されるバイパス風路入口部に空気が流れることで回転する媒体と、その回転を検知して積極的にバイパス部へと風を流す装置を有するバイパス風路である。
【００５０】
本発明は、熱源から熱が伝熱されるとともに略平行に設けられた間の空間に空気等の媒体を通過させて前記熱を前記媒体と熱交換する冷却器の周辺に設置されるバイパス風路入口部に、冷凍対象部の温度を検知し、その温度の変化から風路入口部を開閉するバイパス風路である。
【００５１】
本発明は、熱源から熱が伝熱されるとともに略平行に設けられた間の空間に空気等の媒体を通過させて前記熱を前記媒体と熱交換する冷却器の周辺に設置されるバイパス風路の入口部に、前記冷却器の冷媒温度の低下により形状が変化する冷媒温度検出媒体を有し、前記媒体の変化により開閉を行うバイパス風路である。
【００５２】
なお、この発明は冷蔵庫の冷却器のバイパス風路について説明したが、熱交換の冷却器を備えるものであれば、冷凍機やユニットクーラーなどの冷却室を備えた冷凍サイクル装置にも使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、冷蔵庫及び冷凍装置やユニットクーラーなどに利用される。これら装置において、冷却器（熱交換器）の着霜が生じていない部分へと空気を流すバイパス風路を持ち、冷却器の着霜量に応じて、バイパス風路へ流す空気量を調節し、風上側の着霜で熱交換ができなくても冷却性能低下を回避し、冷却性能を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１１  庫内
１２  壁
１３  断熱壁
１４  圧縮機
１５  冷却器
１６  循環ファン
２３  フィン
２４  伝熱管
２５  風上部
２６  空気流れ
３１  冷却器を流れる空気の流れ
３２  フィン前縁部分
３４  空気の流れ（バイパス風路方向）
８１  バイパス風路
８２  バイパス開閉板
８３  可動部
８４  冷却器風上部
８５  冷却器風下部
８６  弾性体
９１  バイパス開閉板
９２  可動部９３  開閉板回転方向
９４  弾性体
１０１  バイパス開閉板
１０２  弾性体
１０３  開閉板移動方向
１１０  開閉板移動方向
１１１  バイパス開閉板
１１２  バイパス開閉板ガイドレール部
１１３  電磁コイル
１１４  弾性体
１１５  バイパス開閉板位置検知手段
１１６  制御装置
１１７  バイパス開閉板位置検知部
１１８  電磁コイル制御部
１１９  除霜運転制御部
１２１  風路ファン
１２２  クロスフローファン
１２３  クロスフローファンモーター１２４  モータ
１２５  制御装置
１２６  ファンモータ回生電圧検知部
１２７  ファンモータ回転制御部
１２８  ファンモータ負荷制御部
１２９  除霜運転制御部
１３２  移動板
１３３  形状記憶合金製の弾性体
１３４  移動板移動方向
１３５  固定具
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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