(57)【要約】【課題】結露防止配管による加熱量、蒸発器への高温冷媒流入量、及び蒸発圧力を制御することで、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を提供する。【解決手段】断熱箱体１０の開口縁を加熱する結露防止配管４３を備え、圧縮機２４の吐出口から吐出される冷媒を、放熱手段４１，４２、結露防止配管４３、減圧手段４４、蒸発器７、圧縮機２４の吸込口の順に流す第一の冷媒流路Ａと、圧縮機２４の吐出口から吐出される冷媒を、放熱手段４１，４２、減圧手段４４、蒸発器７、圧縮機２４の吸込口の順に流す第二の冷媒流路Ｂと、を備え、放熱手段４１，４２と結露防止配管４３の間と、結露防止配管４３と蒸発器７の間に、冷媒流路制御手段１１０，１００を備え、該冷媒流路制御手段１１０，１００によって、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂの切換え、減圧手段４４の絞りの変更、及び結露防止配管４３と蒸発器７との間の冷媒流路の連通と閉塞の切換えを行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に開口を形成する開口縁を有する断熱箱体と、前記開口を開閉する扉と、該扉と前記断熱箱体によって形成された貯蔵室と、圧縮機と、放熱手段と、前記開口縁を加熱する結露防止配管と、減圧手段と、蒸発器とを備えた冷蔵庫において、
前記圧縮機の吐出口から吐出される前記冷媒を、前記放熱手段、前記結露防止配管、前記減圧手段、前記蒸発器、前記圧縮機の吸込口の順に流す第一の冷媒流路と、
前記圧縮機の吐出口から吐出される前記冷媒を、前記放熱手段、前記減圧手段、前記蒸発器、前記圧縮機の吸込口の順に流す第二の冷媒流路と、を備え、
前記放熱手段と前記結露防止配管の間と、前記結露防止配管と前記蒸発器の間に、冷媒流路制御手段を備え、
該冷媒流路制御手段によって、前記第一の冷媒流路と前記第二の冷媒流路の切換え、前記減圧手段の絞りの変更、及び前記結露防止配管と前記蒸発器との間の冷媒流路の連通と閉塞の切換えを行うことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記減圧手段は複数のキャピラリチューブにより構成され、前記冷媒流路制御手段により、前記複数のキャピラリチューブのうちの何れか１つのキャピラリチューブに冷媒を流す場合と、複数のキャピラリチューブに冷媒を流す場合とを切換えることで、絞りの変更を行うことを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記複数のキャピラリチューブはそれぞれ絞りが異なることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記減圧手段は、膨張弁と、キャピラリチューブとを組み合わせて構成することを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記冷媒流路制御手段は、前記結露防止配管から前記減圧手段の間の冷媒流路中であって、前記貯蔵室の外に配設されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【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】
本技術分野の背景技術として、特開２０００−６５４６１号公報（特許文献１）及び特開平８−１８９７５３号公報（特許文献２）がある。
【０００３】
特許文献１の要約欄には、内部に複数の貯蔵室を形成し、断熱扉を備えた断熱箱体に、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を取り付け、これらを配管により環状に接続して冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルにより発生される冷気により貯蔵室を冷却する冷蔵庫において、凝縮器と減圧器の間の配管により断熱箱体フランジ部と仕切りフランジ部に埋設された結露防止配管を形成し、凝縮器からの高温冷媒を導くように構成するとともに、結露防止配管への配管に、この結露防止配管を迂回させて高温冷媒を導くための電磁三方弁（冷媒流路制御手段）を設けたことが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２の要約欄には、ドライヤとキャピラリチューブ（減圧手段）を備えた防露パイプと、第２のドライヤと第２のキャピラリチューブを備えたバイパス管と、冷蔵室の一画の温度を検知する温度センサと、外気温センサと、防露パイプとバイパス管を温度センサの温度が外気温センサで割り出した露点温度で冷媒を振り分ける切り替え弁を有する冷凍サイクルを備えた冷蔵庫が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−６５４６１号公報
【特許文献２】特開平８−１８９７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載の冷蔵庫では、結露防止配管（防露パイプ）に冷媒を流す冷媒流路と、結露防止配管をバイパスさせる冷媒流路を設けている。この構成により、結露防止配管から放熱される熱を利用して断熱箱体に形成された貯蔵室の開口縁を加熱し、結露の発生を抑制している。しかしながら、同時に開口縁と隣接する貯蔵室内にもその熱の一部が侵入して加熱することになる。
【０００７】
従って、結露防止配管による開口縁の加熱は、冷凍サイクルで吸熱する貯蔵室内の熱を増やしてしまうので、省エネルギー性能の低下をもたらす要因の一つであった。そのため、結露防止配管を備える冷媒流路と、結露防止配管をバイパスさせる冷媒流路を、冷媒流路制御手段により切り換えて、結露防止配管による加熱量を適切に制御して、省エネルギー性能を高めている。
【０００８】
一方、結露防止配管以外にも、圧縮機停止時に放熱側との圧力差で蒸発器に流入する冷媒によって貯蔵室内に熱が侵入するが、従来はこの現象は考慮されていなかった。
【０００９】
また、従来の冷蔵庫では、蒸発圧力（蒸発温度）への配慮が不十分であった。蒸発圧力は冷媒が蒸発器で蒸発する際の圧力で、蒸発器で冷媒と熱交換する空気の温度に対して、適切な蒸発温度にすることが省エネルギー性能の向上につながる。例えば、貯蔵室内が十分に冷えている状態では、扉の開閉に伴って貯蔵室内に流入する外気の影響が大きくなるので、貯蔵室内の空気温度に応じた蒸発圧力の制御が望ましい。
【００１０】
複数の減圧手段を備えてこれらを切り換えることで、蒸発圧力を制御することが考えられる。特許文献２に記載の冷蔵庫では、キャピラリチューブ（減圧手段）を２つ備えているが、キャピラリチューブの切り換えによる蒸発圧力の制御については考慮されていなかった。なお、特許文献１には、減圧手段に関しての詳細な記述はなされていない。
【００１１】
以上から、本発明は、結露防止配管による加熱量、蒸発器への高温冷媒の流入量、及び蒸発圧力を制御することで、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】
【００１２】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、前方に開口を形成する開口縁を有する断熱箱体と、前記開口を開閉する扉と、該扉と前記断熱箱体によって形成された貯蔵室と、圧縮機と、放熱手段と、前記開口縁を加熱する結露防止配管と、減圧手段と、蒸発器とを備えた冷蔵庫において、前記圧縮機の吐出口から吐出される前記冷媒を、前記放熱手段、前記結露防止配管、前記減圧手段、前記蒸発器、前記圧縮機の吸込口の順に流す第一の冷媒流路と、前記圧縮機の吐出口から吐出される前記冷媒を、前記放熱手段、前記減圧手段、前記蒸発器、前記圧縮機の吸込口の順に流す第二の冷媒流路と、を備え、前記放熱手段と前記結露防止配管の間と、前記結露防止配管と前記蒸発器の間に、冷媒流路制御手段を備え、該冷媒流路制御手段によって、前記第一の冷媒流路と前記第二の冷媒流路の切り換え、前記減圧手段の絞りの変更、及び前記結露防止配管と前記蒸発器との間の冷媒流路の連通と閉塞の切り換えを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、結露防止配管による加熱量、蒸発器への高温冷媒の流入量、及び蒸発圧力を制御することで、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】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に関する冷蔵庫の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施例１に関する冷凍サイクル（冷媒流路）の構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１に関する機械室の内部を背面から見た場合の模式図である。
【図５】本発明の実施例１に関する壁面放熱配管と結露防止配管の配設位置を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に関する冷凍室間仕切り壁の断面拡大図である。
【図７】本発明の実施例１に関する熱交換部の概略を示す断面模式図である。
【図８】本発明の実施例１に関する冷凍サイクルの各部における冷媒の状態をモリエル線図上に示した図である。
【図９】本発明の実施例１に関する圧縮機からキャピラリチューブまでの配管内部の冷媒の状態を示した図である。
【図１０】本発明の実施例１に関する冷媒流路を切り換える時間割合と相対湿度の関係である。
【図１１ａ】本発明の実施例１に関する熱負荷が小さい場合の冷却運転の一例を示すタイムチャートである。
【図１１ｂ】本発明の実施例１に関する熱負荷が大きい場合の冷却運転の一例を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の実施例１に関する蒸発圧力が低下した場合の冷媒の状態をモリエル線図上に示した図である。
【図１３】本発明の実施例２に関する冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）の構成を説明する図である。
【図１４】本発明の実施例３に関する冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）の構成を説明する図である。
【図１５ａ】本発明の実施例３の変形例１であって四方弁と三方弁を用いた冷凍サイクルの構成を説明する図である。
【図１５ｂ】本発明の実施例３の変形例２であって五方弁を用いた冷凍サイクルの構成を説明する図である。
【図１５ｃ】本発明の実施例３の変形例３であって四方弁と膨張弁を用いた冷凍サイクルの構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（実施例１）
本発明の実施例１に関する冷蔵庫を、図１から図１１を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に関する冷蔵庫の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。実施例１の冷蔵庫１は、貯蔵室として上方から冷蔵室２、製氷室３と上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６を備えている。製氷室３と上段冷凍室４は左右に配置されている。なお製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５は合わせて冷凍室６０と呼ぶ。冷蔵室２は前面側に左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ、２ｂを備え、製氷室３と、上段冷凍室４と、下段冷凍室５と、野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。
【００１８】
冷蔵庫１は、開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）や、冷蔵室２や野菜室６の温度設定や冷凍室６０の温度設定をする温度設定器（図示せず）等を備えている。冷蔵室扉２ａ、２ｂを回動可能にするために、冷蔵庫１に固定する扉ヒンジ（図示せず）が冷蔵庫１の本体上部に設けてあり、扉ヒンジは扉ヒンジカバー３９で覆われている。扉ヒンジカバー３９の内部には貯蔵室外の温度及び湿度を検知する外気温度センサ３７、外気湿度センサ３８を設けている。
【００１９】
冷蔵庫１の貯蔵室内と貯蔵室外は、外箱１ａと内箱１ｂの間に、一例として発泡ウレタンの発泡断熱材を充填することにより形成された断熱箱体１０によって隔てられている。なお、貯蔵室に連通する蒸発器収納室８も内部が外部に対して断熱箱体１０によって隔てられている。また、冷蔵庫１の断熱箱体１０の内部には真空断熱材２６を実装している。
【００２０】
冷蔵庫１の各貯蔵室は、冷蔵室−冷凍室仕切り壁２８により、冷蔵室２と冷凍室６０とが隔てられ、冷凍室−野菜室仕切り壁２９により、冷凍室６０と野菜室６とが隔てられている。製氷室３、上段冷凍室４、及び下段冷凍室５の各貯蔵室間を隔てる仕切りは設けられていないが、扉３ａ、４ａ、５ａの隙間から貯蔵室外への冷凍室６０内空気の漏れを防止する冷凍室間仕切り壁３０が備えられている。これらの仕切り壁２８、２９、３０により形成される冷凍室６０の開口縁と、扉３ａ、４ａ、５ａにより、冷凍室６０と貯蔵室外とを隔てている。
【００２１】
冷蔵室２には、扉２ａ、２ｂの貯蔵室側に設けられた扉ポケット３２と、冷蔵室２内を複数の貯蔵空間に区画する棚４０を、それぞれ複数備えている。また冷蔵室２の下部には、内部を減圧することにより食品の保存性を高めている減圧貯蔵室２０を備えている。
【００２２】
上段冷凍室４、下段冷凍室５及び野菜室６には、それぞれ各貯蔵室の前方に備えられた扉と一体に引き出される収納容器４ｂ、５ｂ、６ｂを設けており、各扉の取手部（図示せず）に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ、５ｂ、６ｂを引き出せるようになっている。製氷室３も同様に、製氷室扉３ａと一体に引き出される収納容器３ｂを設け、製氷室扉３ａの取手部（図示せず）に手を掛けて手前側に引き出せるようになっている。
【００２３】
後述する蒸発器７及び各貯蔵室の温度は、蒸発器７の上部に設けた蒸発器温度センサ３６、冷蔵室２に設けた冷蔵室温度センサ３３、野菜室６に設けた野菜室温度センサ３４、下段冷凍室５に設けた冷凍室温度センサ３５により検知している。さらに、前述のように、冷蔵庫１は貯蔵室外の温度と湿度を検知する外気温度センサ３７と外気湿度センサ３８も備えている。
【００２４】
冷蔵庫１の天井壁面には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装置の一例である制御基板３１を配置している。制御基板３１は、外気温度センサ３７、外気湿度センサ３８、蒸発器温度センサ３５、冷蔵室温度センサ３３、野菜室温度センサ３４、冷凍室温度センサ３５、各扉の開閉状態をそれぞれ検知する前述した扉センサ（図示せず）等と接続されている。前述のＣＰＵは、これらの出力値と前述のＲＯＭに予め記録したプログラムを基に、後述する圧縮機２４や貯蔵室内ファン９のＯＮ／ＯＦＦや回転速度（時間当たりの回転数）等の制御、三方弁１１０、二方弁１００の制御、冷蔵室ダンパ５０、野菜室ダンパ（図示せず）、及び冷凍室ダンパ５２を個別に開閉させるそれぞれのステッピングモータ（図示せず）の制御等を行っている。
【００２５】
冷蔵庫１内の空気を冷却する蒸発器７は、冷凍室６０と断熱箱体１０の背面壁との間に形成された蒸発器収納室８に備えられている。蒸発器７と熱交換して冷やされた空気は、蒸発器７の上方に設けられた貯蔵室内ファン９により、冷蔵室ダクト１１を介して冷蔵室２に送られ、野菜室ダクト（図示せず）を介して野菜室６に送られる。同様に、蒸発器７で冷やされた空気は、冷凍室ダクト１３を介して製氷室３と、上段冷凍室４と、下段冷凍室５の各貯蔵室へ送られる。各貯蔵室への送風は、各貯蔵室に設けた温度センサ３３、３４、３５と連動して、冷蔵室ダンパ５０、野菜室ダンパ（図示せず）、冷凍室ダンパ５２の開閉により制御されている。冷蔵室２、冷凍室６０、野菜室６を冷却した空気は、それぞれ冷蔵室戻りダクト（図示せず）、冷凍室戻りダクト１７、野菜室戻りダクト１８を介して蒸発器収納室８に戻り、再び蒸発器７で冷却される。
【００２６】
また、除霜運転時に蒸発器７に付着した霜を加熱する除霜ヒータ２２は、蒸発器７の下方に設置されている。除霜によって生じた除霜水は、蒸発器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入した後に、排水管２７を介して後述する機械室１９に配された蒸発皿２１に排出される。
【００２７】
次に本実施例の冷凍サイクル構成を示す。図３は、実施例１に関わる冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）の構成を説明する図である。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貯蔵室外放熱器４１と壁面放熱配管４２、仕切り壁２８、２９、３０の前面部、すなわち開口縁への結露を抑制する結露防止配管４３、冷媒を減圧させる減圧手段である第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂ、冷媒と貯蔵室内の空気を熱交換させて、貯蔵室内の熱を吸熱する蒸発器７とを備え、これらにより貯蔵室内を冷却している。また、冷凍サイクル中の水分を除去するドライヤ４５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４６を備え、さらに冷媒合流部２００と、冷媒流路を制御する二方弁１００、三方弁１１０も備えており、これらを接続配管７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０，８１，８２，８３，８４によりそれぞれ接続することで冷凍サイクルを構成している。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が、過度に低速で圧縮機２４を駆動させると、圧縮機２４内の潤滑油が流れ難くなるので、回転速度には下限を設けている。
【００２８】
本実施例の冷蔵庫１では、減圧手段として、断面積の小さい冷媒流路を通過させることで、冷媒と管内壁との間に生じる摩擦によって冷媒を減圧させる、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂの２つのキャピラリチューブを備えている。なお、これら第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂを合わせてキャピラリチューブ４４と称する。実施例１では、第一のキャピラリチューブ４４ａと、第二のキャピラリチューブ４４ｂ共に負荷が小さい場合に適した絞りの強さにしている。ここで、絞りの強さとは、減圧のし易さを示すもので、キャピラリチューブ４４では、管の内径が細いほど絞りが強く、また、長さが長いほど絞りが強くなる。
【００２９】
冷媒合流部２００は、３つの接続配管８０、８１、８２と接続し、この冷媒合流部２００に接続された３つの接続配管８０、８１、８２を常に連通状態とする部材である。
【００３０】
二方弁１００は、流路の開閉を切り換えることができる部材で、前後の接続配管７８，７９を連通させた状態を開モード、接続配管７８と接続配管７９の間を閉塞させた状態を閉モードとする。
【００３１】
三方弁１１０は、１１０ｉで示す流入口と、１１０ｏ＿Ａ、１１０ｏ＿Ｂで示す２つの流出口を備え、流入口１１０ｉと、２つの流出口１１０ｏ＿Ａ、１１０ｏ＿Ｂのうち何れか、又は両方とを連通させる部材である。なお、以下で記号ｉは流入口、記号ｏは流出口を表す。流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ａを連通とした状態をＡモード、流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ｂを連通とした状態をＢモードとし、流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ａ、１１０ｏ＿Ｂの両方の流出口とを連通させている状態をＯモードとする。
【００３２】
ここで、各構成部材と各接続配管は次のように配設している。接続配管７２は圧縮機２４の流出口と貯蔵室外放熱器４１を接続し、接続配管７３は貯蔵室外放熱器４１と壁面放熱配管４２を接続し、接続配管７４は壁面放熱配管４２とドライヤ４５を接続し、接続配管７５はドライヤ４５と三方弁１１０の流入口１１０ｉを接続している。三方弁１１０は、その他に、流出口１１０ｏ＿Ａを接続配管７６と接続し、流出口１１０ｏ＿Ｂを接続配管７７と接続している。
【００３３】
接続配管７６における流出口１１０ｏ＿Ａと接続された一端と反対側の他端は、結露防止配管４３と接続している。そして、接続配管７８により結露防止配管４３と二方弁１００を接続し、接続配管７９により二方弁１００と第一のキャピラリチューブ４４ａを接続し、接続配管８０により第一のキャピラリチューブ４４ａと冷媒合流部２００を接続している。また、三方弁１１０の流出口１１０ｏ＿Ｂと接続された接続配管７７は、他端を第二のキャピラリチューブ４４ｂと接続している。そして、接続配管８１により第二のキャピラリチューブ４４ｂと冷媒合流部２００が接続されている。
【００３４】
冷媒合流部２００は、前述の冷媒配管８０、８１と、冷媒配管８２に接続され、冷媒配管８２により蒸発器７に接続されている。そして、冷媒配管８３により蒸発器７と気液分離器４６を接続し、接続配管８４により気液分離器４６と圧縮機２４を接続している。
【００３５】
詳細は後述するが、蒸発器７の入口側に接続したキャピラリチューブ４４と、蒸発器７の出口側に接続した冷媒配管８４で構成される熱交換部４７を設けている。
【００３６】
次に、三方弁１１０の流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ａを連通状態（Ａモード）にして形成する、第一の冷媒流路Ａについて説明する。
【００３７】
圧縮機２４により高温高圧となった冷媒は、接続配管７２、７３を介して、貯蔵室外放熱器４１、壁面放熱配管４２に流入し、これらにより放熱する。その後、冷媒は接続配管７４、ドライヤ７５、接続配管７５を介して、三方弁１１０に流入する。三方弁１１０は、流入口１１０ｉと流出口１０１ｏ＿Ａを連通状態にしているので、接続配管７６を介して結露防止配管４３を流れ、結露防止配管４３においても放熱する。この結露防止配管４３からの放熱によって、仕切り壁２８、２９、３０の前面部である貯蔵室の開口縁（図２参照）が加熱される。その後、冷媒は接続配管７９、二方弁１００、接続配管８０を介して、第一のキャピラリチューブ４４ａに流入する。
【００３８】
冷媒は、この第一のキャピラリチューブ４４ａにより減圧されて低圧となり、また低圧となることで、一部の冷媒が蒸発して気化熱が奪われるため低温となる。低温低圧となった冷媒は、冷媒合流部２００、接続配管８２を介して流入した蒸発器７にて、貯蔵室内の空気から吸熱する。この冷媒の吸熱により、貯蔵室内の空気は冷却され、冷媒はさらに蒸発する。蒸発器７から流出した冷媒は、接続配管８３、気液分離器４６、接続配管８４を介して圧縮機２４に戻る。
【００３９】
次に、三方弁１１０の流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ｂを連通状態（Ｂモード）にして形成する、第二の冷媒流路Ｂについて説明する。
【００４０】
第一の冷媒流路Ａと同様に、圧縮機２４により高温高圧となった冷媒は、各接続配管７２，７３，７４，７５を介し貯蔵室外放熱器４１、壁面放熱配管４２において放熱し、三方弁１１０に流入する。三方弁１１０は流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ｂを連通状態にしているので、冷媒は接続配管７７を介して第二のキャピラリチューブ４４ｂに流れる。その後は第一の冷媒流路Ａと同様に、接続配管８１，８２，８３，８４を介して、蒸発器７、気液分離器４６に流入しながら、圧縮機２４に戻る。
【００４１】
次に、図３で示す冷凍サイクルを構成する各部材の設置箇所について説明する。
【００４２】
図４は、機械室の内部を背面から見た場合の模式図である。冷蔵庫１は、図２に示すように断熱箱体１０の外側で、冷蔵庫１の野菜室６背面下部、蒸発器収納室８の下部に機械室１９を備えている。機械室１９の両側面を構成する冷蔵庫１の壁面に機械室開口部１９ａ、１９ｂを形成しており、機械室１９内に設けた貯蔵室外ファン４１により、機械室開口部１９ａから外気が機械室１９内に流入し、機械室開口部１９ｂから流出できる構造になっている。機械室１９内には、図中の右から順に、機械室開口部１９ａ、貯蔵室外放熱器４１、貯蔵室外ファン４１ａ、圧縮機２４、三方弁１１０、二方弁１００、機械室開口部１９ｂが配設されている。また、ドライヤ４５は二方弁１００と三方弁１１０の上部位置に配設され、蒸発皿２１は圧縮機２４の上部で排水管２７の下部に配設されている。
【００４３】
冷却運転時、高温となる圧縮機２４及び貯蔵室外放熱器４１は、貯蔵室外ファン４１ａを駆動して機械室開口部１９ａから取り入れた外気と熱交換して放熱する。そのため、圧縮機２４や貯蔵室外放熱器４１の放熱量は、貯蔵室外ファン４１ａの回転速度や貯蔵室外ファン４１ａのＯＮ／ＯＦＦを変更することで調整可能である。圧縮機２４や貯蔵室外放熱器４１からの放熱により昇温された空気は、貯蔵室外ファン４１ａにより昇圧されているため、機械室開口部１９ｂから、比較的低圧な機械室１９の外部に排出される。また、除霜時に生じるドレン水は、排水管２７から蒸発皿２１に放出され、圧縮機２４や貯蔵室外放熱器４１からの熱によって蒸発される。
【００４４】
図５は、壁面放熱配管４２と結露防止配管４３の配設位置を示す図である。図３で示したように、壁面放熱配管４２及び結露防止配管４３は、高温高圧の冷媒が流れる部材である。
【００４５】
壁面放熱配管４２は、冷蔵庫１の外箱１ａと内箱１ｂとの間（図２参照）で、外箱１ａの外表面に接するように配設されている。外箱１ａは鋼板製であり、壁面放熱配管４２内の高温冷媒は、外箱１ａの外表面を介して貯蔵室外の空気に放熱する。また、結露防止配管４３は、冷蔵室−冷凍室仕切り壁２８、冷凍室−野菜室仕切り壁２９、冷凍室間仕切り壁３０の前方に配設されている（図５中の一点鎖線の部分）。各仕切り壁２８、２９、３０の前面部は、図１、２で示したように、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５の開口縁を形成している。
【００４６】
次に冷凍室間仕切り壁３０を代表に、結露防止配管４３近傍の詳細を説明する。
【００４７】
図６は、冷凍室間仕切り壁３０の断面拡大図である。冷凍室間仕切り壁３０の内部には、圧縮機２４で高温高圧となった冷媒が流れる結露防止配管４３が設けられている。この結露防止配管４３は、冷凍室間仕切り壁３０の前面部に設けた仕切りカバー３０ａの近傍に設けられている。なお、本実施例に関わる冷蔵庫１の仕切りカバー３０ａは鋼板製であるが、これに限定されず、熱伝導性の高い金属等の材料で構成すればよい。冷凍室間仕切り壁３０は、室内を冷凍温度帯（例えば約−１８℃）に維持している冷凍室６０に隣接しているので、加熱手段を備えていない場合、冷凍室間仕切り壁３０は冷凍室６０の低温空気により冷やされて、冷蔵庫１周囲の外気よりも低温となる。そのため、冷蔵庫１の周囲の外気が高湿であると、仕切りカバー３０ａの表面温度が露点温度を下回り易く、仕切りカバー３０ａ近傍の空気中の水分によって仕切りカバー３０ａの表面に結露が発生することがある。それに対して、図３で示したように、キャピラリチューブ４４で減圧される前の高温の冷媒が流れる結露防止配管４３を、仕切りカバー３０ａの近傍に設けることで、図中の熱の流れ９１で仕切りカバー３０ａを冷媒によって加熱して、仕切りカバー３０ａに発生する結露を抑制している。
【００４８】
なお、冷蔵室―冷凍室仕切り壁２８、冷凍室―野菜室仕切り壁２９の前面部も、冷凍室間仕切り壁３０と同様に冷凍室６０の開口縁を形成する部材であるので、図６で示した冷凍室間仕切り壁３０同様の構成で、各仕切り壁２８、２９の前面部に設けた仕切りカバー（図示せず）の近傍に結露防止配管４３を設けて、この結露防止配管４３により仕切りカバーを加熱している。
【００４９】
図７は、冷蔵庫の熱交換部４７の概略を示す断面模式図である。本実施例の冷蔵庫１には、冷媒配管８４の近傍に、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂを配設した、熱交換部４７を設けている。第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂは、冷媒配管８４を挟んでそれぞれ反対側に設けられている。なお、熱交換部４７は断熱箱体１０内部に形成されている。蒸発器７の出口側に接続された冷媒配管８４には低温冷媒が流入し、一方、キャピラリチューブ４４には放熱側からの高温冷媒が流入する。従って、第一のキャピラリチューブ４４ａを冷媒が流れる場合、第一のキャピラリチューブ４４ａから冷媒配管８４に向かって熱の流れ９３ａが発生して熱交換が行なわれる。同様に、第二のキャピラリチューブ４４ｂを冷媒が流れる場合、第二のキャピラリチューブ４４ｂから、冷媒配管８４に向かって熱の流れ９３ｂが発生する。
【００５０】
次に、この熱交換部４７の作用と、圧縮機２４からキャピラリチューブ４４に至るまでの、放熱側の冷媒の状態変化について図８、図９を用いて説明する。
【００５１】
図８は、冷凍サイクルの各部における冷媒の状態をモリエル線図上に示した図である。図９は、圧縮機２４からキャピラリチューブ４４までの配管内部の冷媒の状態を示した図である。なお、図８、図９では、第一の冷媒流路Ａ側を冷媒が循環している場合である。
【００５２】
図８の縦軸は冷媒の圧力、横軸は冷媒の比エンタルピーである。図８と図９に示す冷媒の状態ＢからＥ及びＨ、Ｉは、図８と図９で同一の状態を表す。
【００５３】
圧縮機２４に流入した状態Ａの冷媒は、圧縮機２４により圧縮されるので、冷媒の比エンタルピーはｈ１からｈ２、圧力はＰ１からＰ２に増加する（状態ＡからＢ）。圧縮されて高温高圧となった冷媒（状態Ｂ）は、貯蔵室外放熱器４１（状態ＢからＣ）、壁面放熱器４２（状態ＣからＤ）、結露防止配管４３（状態ＤからＥ）の順に放熱して、冷媒の比エンタルピーはｈ２からｈ３に減少する。状態Ｅに至った冷媒は、第一のキャピラリチューブ４４ａを通過する際に減圧されながら、熱交換部４７において接続配管８４内の冷媒と熱交換するので、比エンタルピーはｈ３からｈ４に減少し、冷媒の圧力はＰ２からＰ１に減少する（状態ＥからＦ）。その後、蒸発器７の入口部の冷媒（状態Ｆ）は、貯蔵室内の空気と熱交換することによって吸熱し、冷媒の比エンタルピーはｈ４からｈ５に増加する（状態ＦからＧ）。蒸発器７の出口部の冷媒（状態Ｇ）は、熱交換部４７において第一のキャピラリチューブ４４ａから移動する熱によって冷媒の比エンタルピーがｈ５からｈ１に増加した後、再び圧縮機２４に戻る（状態ＧからＡ）。モリエル線図上に示す、状態Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇの循環の間に、冷媒は大きく分けて気相域、気液二相域、液相域の３つの状態に変化する。
【００５４】
ここで、図９を用いて、冷凍サイクルの放熱側となる圧縮機２４の流出口（Ｂ）から、第一のキャピラリチューブ４４ａの入口（Ｅ）までの冷媒の状態を考える。気相域から気液二相域に変化する点をＨ、気液二相域から液相域に変化する点をＩとし、ガス冷媒を符号９４、液冷媒を符号９５として、ガス冷媒９４のみの気相域は区間ＢＨ、ガス冷媒９４と液冷媒９５が混在する気液二相域は区間ＨＩ、液冷媒９５のみの液相域は区間ＩＥで表す。
【００５５】
図９において、冷媒は記号ＢからＥに向かって流れ、圧縮機２４で圧縮されて高温高圧になったガス冷媒９４は、貯蔵室外放熱器４１、壁面放熱配管４２、結露防止配管４３の順に貯蔵室外に放熱し、気相域（区間ＢＨ）、気液二相域（区間ＨＩ）、液相域（区間ＩＥ）の順に冷媒の状態が変化する。本実施例の冷蔵庫１では、貯蔵室外放熱器４１の途中で気相域から気液二相域に至り、結露防止配管４３の途中で液相域に至る。そのため、貯蔵室外放熱器４１ではガス冷媒９４の割合が多く、結露防止配管４３では液冷媒９５の割合が多い。液冷媒９５はガス冷媒９４に比べて密度が高く、例えばイソブタンでは、凝縮温度３０℃においてガス冷媒９４と液冷媒９５の密度の比は約１：５０である。そのため、結露防止配管４３では液冷媒９５の割合が大きいので、配管内容積に対して、結露防止配管４３内に含まれる冷媒量は多い。
【００５６】
次に、図３、図７で示した熱交換部４７の作用について図８を用いて説明する。蒸発器７の入口部の冷媒（状態Ｆ）は、熱交換部４７によって比エンタルピーがｈ３からｈ４に減少し、蒸発器７での吸熱量（ｈ５-ｈ４）が増加することになる。蒸発器７での吸熱量の増加により、冷却効率（＝吸熱量（ｈ５-ｈ４）／消費エネルギー（ｈ２-ｈ１））が向上するので、本実施例の冷蔵庫１では、熱交換部４７を設けて省エネルギー性能を向上させている。
【００５７】
以上で、本実施例の冷蔵庫１の主要な構成について説明した。次に本実施例の冷蔵庫１における、三方弁１１０及び二方弁１００の制御方法について説明する。
【００５８】
図１０は、実施例１に関する冷蔵庫の第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂの時間割合と相対湿度の関係である。本実施例の冷蔵庫１では、前述した外気温度センサ３７と外気湿度センサ３８で得られた冷蔵庫１周囲の温度及び湿度によって、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂを切り換えている。図１０の横軸は相対湿度、縦軸は結露防止配管４３の加熱割合、すなわち、冷媒流路を第一の冷媒流路Ａ側に固定する時間の割合である。例えば、相対湿度が高いＲＨ２の場合、三方弁１１０をＡモードにして結露防止配管４３に冷媒を流す時間の割合（ｔＡ２）を長くし、Ｂモードにして結露防止配管４３をバイパスさせる時間の割合（ｔＢ２）を短くする。反対に相対湿度が低いＲＨ１の場合、三方弁１１０をＡモードにして結露防止配管４３に冷媒を流す時間の割合（ｔＡ１）を短くし、三方弁１１０をＢモードにして結露防止配管４３をバイパスさせる時間の割合（ｔＢ１）を長くしている。実際の冷却運転では、冷蔵庫１周囲の温度と湿度の状況に合わせて、仕切り壁２８、２９、３０の結露の発生を抑制するように第一の冷媒流路Ａ側、第二の冷媒流路Ｂ側の切り換え時間を予め決めておき、圧縮機２４がＯＮの時に、その予め決められた切り換え時間に従って、三方弁１１０のＡモードとＢモードを切り換えて運転する。冷媒流路を切り換える時間は冷蔵庫１によって異なるが、例えば本実施例の冷蔵庫１では、外気が３０℃、相対湿度が５０％の場合、Ａモードが１０分、Ｂモードが２０分で切り換えるようにし、外気が３０℃、相対湿度が７０％の場合は、結露が発生する可能性が高いため、Ａモードで仕切り壁２８、２９、３０を２０分加熱して、Ｂモードは１０分としている。
【００５９】
図１１ａは、熱負荷が小さい場合の実施例１に関する冷蔵庫１の冷却運転の一例を示すタイムチャートである。
【００６０】
熱負荷が小さい場合、冷蔵室２を冷却する冷蔵運転、冷凍室６０を冷却する冷凍運転、圧縮機２４を停止したＯＦＦからなる運転パターンを基本とし、外気の温度の変動や食品等の投入が行われない限り、これらの運転を繰り返す。具体的には、圧縮機２４の停止中に冷凍室温度センサ３４より得られる冷凍室温度がＴＦ１まで上昇した時に圧縮機２４がＯＮになり、冷蔵運転を実施する。冷蔵室温度が低下して冷蔵室温度センサ３３から得られる冷蔵室温度がＴＲ２になると冷蔵運転が終了し、引き続き冷凍室温度がＴＦ２になるまで冷凍運転を実施する。なお、冷凍運転中に冷蔵室温度が上昇し、温度ＴＲ１を超えた場合には、冷蔵・冷凍運転にして、冷蔵室２と冷凍室６０を同時に冷却する。また、圧縮機２４の回転速度は、後述する図１１ｂの時に比べて低速にしている。
【００６１】
この時の二方弁１００と三方弁１１０の制御を説明する。図１０に示したように、圧縮機２４が運転中の場合、温度及び湿度に応じて三方弁１１０のＡモードとＢモードの切り換え時間を予め決めておき、それに従って三方弁１１０を切り換える。また、三方弁１１０をＡモードにして第一の冷媒流路Ａに冷媒が流れるようにした場合には、二方弁１００を開モードとし、三方弁１１０をＢモードにして第二の冷媒流路Ｂに冷媒が流れるようにした場合には、二方弁１００を閉モードとする。
【００６２】
また、三方弁１１０は圧縮機２４が停止する前にＡモードにして、圧縮機２４の停止時まで第一の冷媒流路Ａに冷媒を流す。圧縮機２４の停止時には、三方弁１１０はＡモードのままであるが、二方弁１００は圧縮機２４を停止させた後に閉モードにする。また、冷凍室温度がＴＦ１となり、圧縮機２４を再び運転させる際には、三方弁１１０をＡモードで固定させたまま、冷媒が循環できるように二方弁１００を開モードにして、その後に圧縮機２４を駆動させる。
【００６３】
次に、図１１ｂは、熱負荷が大きい場合の実施例１に関する冷蔵庫の冷却運転の一例を示すタイムチャートである。
【００６４】
熱負荷が大きい場合として、冷蔵庫１を設置した際に最初に電源を入れる場合を想定する。貯蔵室内の温度は、外気温度ＴＯと等しい温度から冷却される。冷蔵室２及び冷凍室６０を同時に冷却し、圧縮機２４の回転速度は図１１ａに比べて高速にしている。二方弁１００は前後の接続配管７８，７９を連通させる開モードにして、三方弁１１０は流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ａ、１１０ｏ＿Ｂの両方の流出口とを連通させるＯモードにして運転する。冷蔵室温度がＴＲ２に到達した後は、冷凍室６０を単独で冷却するようになる。その後、冷凍室温度がＴＦ１に到達すると、冷蔵室温度もＴＲ１以下、冷凍室温度もＴＦ１以下になり、貯蔵室内の熱負荷は小さくなったと判断して、図１１ａと同様にＡモードとＢモードを切り換える運転に移行する。
【００６５】
以上、本実施例の冷蔵庫１の主要な構成と制御について説明した。次に、本実施例の冷蔵庫１の奏する効果を説明する。
【００６６】
本実施例の冷蔵庫１では、結露防止配管４３に冷媒が流れる第一の冷媒流路Ａと、結露防止配管４３をバイパスさせる第二の冷媒流路Ｂとを備え、この２つの流路を三方弁１１０で切り換えられるようにしている。これにより、結露防止配管４３による仕切り壁２８、２９、３０の加熱量を制御し、結露の発生を抑制しながら省エネルギー性能を向上させることができる。図６、図１０を用いて、この理由を説明する。
【００６７】
図６で示したように、本実施例の冷蔵庫１では、結露防止配管４３を流れる高温の冷媒により、熱の流れ９１で冷凍室間仕切り壁３０の前面部を加熱して、貯蔵室の開口縁への結露を防止している。しかしながら、冷凍室間仕切り壁３０に隣接した冷凍室６０に、結露防止配管４３から放熱される熱の一部（熱の流れ９２）が侵入し、貯蔵室内を加熱してしまう。貯蔵室内を所定の温度に維持するためには、冷蔵庫の貯蔵室外から侵入した熱に加えて、この結露防止配管４３から貯蔵室内に侵入した熱も冷凍サイクルによって吸熱する必要が生じる。すなわち、結露防止配管４３による冷凍室間仕切り壁３０の前面部の加熱は、貯蔵室内の熱負荷を増やすことになり、省エネルギー性能を低下させる要因となる。冷凍室間仕切り壁３０を用いて説明したが、仕切り壁２８、２９を結露防止配管４３で加熱する際にも同様の現象が発生する。
【００６８】
そこで、本実施例の冷蔵庫１では、結露防止配管４３に冷媒が流れる第一の冷媒流路Ａと、結露防止配管４３をバイパスさせる第二の冷媒流路Ｂを備え、冷蔵庫１周囲の温度と湿度に応じて第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂとを切り換えている。具体的には、図１０に示すように、冷凍室間仕切り壁３０の前面部に結露を生じ易い高湿時には、三方弁１１０をＡモードにする時間の割合（ｔＡ２）を大きくし、Ｂモードにする時間の割合（ｔＢ２）を小さくすることで、結露防止配管４３の加熱量を増加させて結露を防止する。一方、結露を生じ難い低湿時には、Ａモードの時間の割合（ｔＡ１）を小さくし、Ｂモードの時間の割合（ｔＡ２）を大きくすることで、結露防止配管４３による貯蔵室内の加熱量を減少させている。このように、本実施例の冷蔵庫１では、湿度に応じて結露防止配管４３による加熱量を調整することができるので、結露を防止しながら、結露防止配管４３による貯蔵室内の過度な加熱を抑えることができる。
【００６９】
以上のように、結露防止配管４３に冷媒が流れる第一の冷媒流路Ａと、結露防止配管４３をバイパスさせる第二の冷媒流路Ｂを適切に切り換えることで、結露防止配管４３による加熱量を制御して、結露を防止しながら省エネルギー性能を向上させることができる。
【００７０】
また、本実施例の冷蔵庫１では、壁面放熱配管４２と結露防止配管４３の間に、三方弁１１０を設けていることに加え、結露防止配管４３と第一のキャピラリチューブ４４ａの間に、二方弁１００を設けている。これにより、蒸発器への高温冷媒の流入を抑制して、省エネルギー性能を向上させることができる。図３、図８、図１１ａを用いて、この理由を説明する。
【００７１】
熱負荷が小さい場合、本実施例の冷蔵庫１では、圧縮機２４を低速で運転させることに加えて、貯蔵室内が冷え過ぎないように、圧縮機２４を停止させて貯蔵室内の冷却を止めることで、貯蔵室内を所定の温度（例えば冷蔵室では４℃）に維持している。
【００７２】
一方で、冷媒流路の制御手段を備えていない冷蔵庫では、圧縮機２４を停止させると、以下のような課題が生じる。圧縮機２４を駆動させている場合、図８で示したように、冷凍サイクルの放熱側、すなわち、貯蔵室外放熱器４１、壁面放熱配管４２、結露防止配管４３内の冷媒の圧力Ｐ２は、蒸発器７内の冷媒の圧力Ｐ１よりも高くなっている。一方、圧縮機２４を停止させた場合には、この放熱側の冷媒配管内の冷媒と蒸発器７内の冷媒との圧力差を解消するように、放熱側の冷媒配管内の冷媒が、蒸発器７内に流入することがある。冷蔵庫１の貯蔵室内に設置してある蒸発器７に、放熱側の高温の冷媒が流入すると、貯蔵室内を加熱するため、貯蔵室内の熱負荷が増えることになり、次の冷却運転でその熱を吸熱する必要が生じる。そのため、圧縮機２４を停止させると、放熱側の高温冷媒が蒸発器７に流入して熱負荷が増加し、省エネルギー性能が低下するといった課題があった。
【００７３】
そこで本実施例の冷蔵庫１では、図１１ａに示すように、圧縮機２４を停止中は、三方弁１１０をＡモード、二方弁１００を閉モードにすることで、結露防止配管４３と蒸発器７との間の冷媒流路を閉塞している（図３参照）。これにより、圧縮機２４から結露防止配管４３までに存在する高温冷媒が、蒸発器７に流入することがなくなるので、省エネルギー性能を向上させることができる。
【００７４】
また、本実施例の冷蔵庫１に設けた三方弁１１０は、流入口１１０ｉと、流出口１１０ｏ＿Ａ、１１０ｏ＿Ｂの何れかの流出口を連通させるＡモードとＢモードに加えて、流入口１１０ｉと、流出口１１０ｏ＿Ａ、１１０ｏ＿Ｂの両方の流出口を連通させるＯモードを備えている。三方弁１１０をＯモードにすると、２つのキャピラリチューブ４４ａ、４４ｂの両方に冷媒を流すことができる。これにより、蒸発圧力を制御して、省エネルギー性能を向上させることができる。図１１ａ、図１１ｂ、及び図１２を参照しながら、この理由を説明する。
【００７５】
まず、蒸発圧力と省エネルギー性能の関係について説明する。
【００７６】
図１２に、図８で示した冷凍サイクル（点線）よりも、蒸発圧力が低下した場合の状態をモリエル線図上に実線で示した。蒸発圧力Ｐ１がＰ１’に低下すると、凝縮圧力Ｐ２と蒸発圧力Ｐ１’の差は、蒸発圧力が低下する前のＰ２とＰ１の差に比べて大きくなる。そのため、圧縮機２４で消費するエネルギーは（ｈ２−ｈ１）から（ｈ２’−ｈ１）に増加する。そこで、熱負荷が大きい場合（図１１ｂ参照）、冷凍サイクルの絞りを弱くすることでＰ２とＰ１の差を小さくして、省エネルギー性能の高い運転を行う。
【００７７】
一方、蒸発温度を低くした（蒸発圧力を低くした）冷却運転が必要な場合がある。例えば、図１１ａで示したように熱負荷が小さく、貯蔵室内が十分に低温となっている場合には、貯蔵室内温度の低下に応じて蒸発温度を下げる必要がある。蒸発温度（蒸発圧力）を下げる手段としては、絞りを強くして冷媒の減圧量を大きくすることと、圧縮機２４の回転速度を高速にすることが考えられるが、絞りを強くして蒸発圧力を低くすると、圧縮機２４を低速で駆動でき、圧縮機２４の消費エネルギーを低減できるので、省エネルギー性能の高い運転が行える。
【００７８】
以上から、熱負荷に応じて冷凍サイクルの絞りの強さを変えることで、蒸発圧力を制御することが、省エネルギー性能の向上につながることがわかる。
【００７９】
本実施例の冷蔵庫１では、第一のキャピラリチューブ４４ａ及び第一のキャピラリチューブ４４ｂの絞りの強さを熱負荷の小さい条件に適する仕様のものを用い、後述する熱負荷の大きい場合に比べて強くている。これにより、熱負荷の小さい時には、何れか一方のキャピラリチューブ４４に冷媒を流すことで適切な絞りの強さとすることができ、省エネルギー性能の高い冷却運転を行うことができる。
【００８０】
また、本実施例の冷蔵庫１では、図１１ｂで示したように、熱負荷の大きい場合には三方弁１１０をＯモードにして、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂの両方に冷媒を流すようにしている。第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂ共に、断面積の小さい冷媒流路を通過させることで冷媒を減圧させているので、両方のキャピラリチューブに冷媒を流せば、冷媒流路断面積が増えて減圧量は少なくなる。そのため、熱負荷の大きい場合には、三方弁１１０をＯモードにして、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂに同時に冷媒を流すことで絞りを弱め、蒸発温度を高くして、省エネルギー性能の高い冷却運転を行う。
【００８１】
以上のように、減圧手段は複数のキャピラリチューブ４４により構成され、冷媒流路制御手段により、複数のキャピラリチューブ４４のうちの何れか１つのキャピラリチューブ４４に冷媒を流す場合と、複数のキャピラリチューブ４４に冷媒を流す場合とを切換えることで、絞りの変更を行う。すなわち、三方弁１１０が、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂの何れかに冷媒を流す、Ａ、Ｂモードと、両方同時に冷媒を流すＯモードを備えることで、熱負荷に応じた蒸発圧力の制御を行ない、省エネルギー性能を向上させることができる。
【００８２】
なお、圧縮機２４にインバータを備えた本実施例の冷蔵庫１では、さらに省エネルギー性能の向上に効果的である。図１１ｂのように、熱負荷が大きい場合には、貯蔵室内を素早く冷却できるように、圧縮機２４の回転速度を高速にするが、この場合、冷媒の蒸発圧力は低下してしまう。すなわち、省エネルギー性能が低下してしまう。それに対して、本実施例の冷蔵庫１では、絞りを弱くすることで、蒸発圧力の低下を抑えることができる。一方、図１１ａのように熱負荷が小さい場合は、省エネルギー性能の観点から、圧縮機２４の回転速度を低速にしているが、圧縮機２４を低速にすると蒸発温度が高くなって、貯蔵室内の熱を吸熱できなくなることがある。そのため、本実施例では、絞りを強くして蒸発圧力を低下させることで、圧縮機２４が低速でも庫内の熱を吸熱できるようにしている。
【００８３】
以上、これまでで示したように、本実施例は、前方に開口を形成する開口縁を有する断熱箱体１０と、開口を開閉可能な扉（２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ）と、扉と断熱箱体１０によって形成された貯蔵室（２，３，４，５，６）と、圧縮機２４と、放熱手段４１，４２と、開口縁を加熱する結露防止配管４３と、減圧手段４４と、蒸発器７とを備えた冷蔵庫１において、圧縮機２４の吐出口から吐出される冷媒を、放熱手段４１，４２、結露防止配管４３、減圧手段４４、蒸発器７、圧縮機２４の吸込口の順に流す第一の冷媒流路Ａと、圧縮機２４の吐出口から吐出される冷媒を、放熱手段４１，４２、減圧手段４４、蒸発器７、圧縮機２４の吸込口の順に流す第二の冷媒流路Ｂと、を備え、放熱手段４１，４２と結露防止配管４３の間と、結露防止配管４３と蒸発器７の間に、冷媒流路制御手段１１０，１００を備え、該冷媒流路制御手段１１０，１００によって、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂの切換え、減圧手段４４の絞りの変更、及び結露防止配管４３と蒸発器７との間の冷媒流路の連通と閉塞の切換えを行う。
【００８４】
すなわち、結露防止配管４３とそのバイパス流路、及び２つのキャピラリチューブを備え、さらに三方弁１１０と二方弁１００により冷媒流路を制御して、結露防止配管４３による加熱量の制御と、蒸発器７への高温冷媒流入の抑制と、蒸発圧力の制御を行うことで、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００８５】
以上の効果に加え、本実施例の冷蔵庫１には、様々な効果が得られるように工夫がなされており、以下に説明する。
【００８６】
前述したように、冷媒流路の制御手段を備えていない冷蔵庫では、圧縮機２４の停止時に、放熱側の高温冷媒が蒸発器７に流入して、省エネルギー性能が低下することがある。同様に、三方弁１１０をＢモードにした場合にも、三方弁１１０よりも下流（図３参照）にある結露防止配管４３内の高温冷媒が蒸発器７に流入して、省エネルギー性能を低下させることがある。図９で示したように、結露防止配管４３内の冷媒は密度の高い液冷媒９５の割合が多いので、配管内容積に対して、結露防止配管４３内の冷媒量は多い。そのため、結露防止配管４３に滞留した冷媒のみでも、蒸発器７に流入した際の熱負荷の増加による省エネルギー性能を低下させる影響は大きい。そこで、本実施例の冷蔵庫１では、三方弁１１０がＢモードの時には二方弁１００を閉モードにして、結露防止配管４３内の高温冷媒が蒸発器７に流入しないようにして、省エネルギー性能を向上させている。
【００８７】
次に、熱交換部４７の効果について説明する。図３で示したように、本実施例の冷蔵庫１では、熱交換部４７においてキャピラリチューブ４４と接続配管８４との間で熱交換させている。図８で示したように、キャピラリチューブ４４を流れる際に冷媒の比エンタルピーをｈ３からｈ４に減少させて、冷媒による吸熱量（ｈ５−ｈ４）を大きくすることで、冷却効率（＝吸熱量（ｈ５−ｈ４）／消費エネルギー（ｈ２−ｈ１））を向上させるためである。すなわち、キャピラリチューブ４４と接続配管８４とで熱交換させることで、省エネルギー性能を向上させている。
【００８８】
図７で示したように、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂとは、冷媒配管８４を挟むように離して設けている。例えば、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂを近接させて設け、第一のキャピラリチューブ４４ａのみに冷媒を流すと、第一のキャピラリチューブ４４ａ内を流れる冷媒は、接続配管８４に加えて冷媒が流れていない第二のキャピラリチューブ４４ｂとも熱交換を行う。第二のキャピラリチューブ４４ｂの上流側は三方弁１１０によって閉塞され、下流側は蒸発器７と連通されているので（図３参照）、第二のキャピラリチューブ４４ｂを加熱すると、その熱によって蒸発器７も加熱されてしまうことになる。また、第一のキャピラリチューブ４４ａ内の冷媒は、第二のキャピラリチューブ４４ｂと熱交換することで、接続配管８４と熱交換する熱量が少なくなってしまう。そのため、本実施例の冷蔵庫１では、第一のキャピラリチューブ４４ａと第二のキャピラリチューブ４４ｂを離して設けることで、キャピラリチューブ４４間での熱交換を抑えて、熱交換部４７による省エネルギー性能向上の効果を高めている。
【００８９】
次に、図１１ａで示した、圧縮機２４の停止前、停止中、運転再開後に、三方弁１１０をＡモードにしている理由とその効果を説明する。
【００９０】
圧縮機２４の停止中は冷媒が循環していないので、結露防止配管４３による仕切り壁２８、２９、３０の前面部の加熱ができない。そのため、仕切り壁２８、２９、３０の前面部の温度が低下して、仕切り壁２８、２９、３０の前面部に結露が生じ易くなる。そこで、圧縮機２４の停止前に三方弁１１０をＡモードで運転して、仕切り壁２８、２９、３０の前面部の温度が高い状態で圧縮機２４を停止させて、停止中に前面部の温度が低下しても比較的高い温度を維持できるようにしている。また、圧縮機２４を停止させる際には、三方弁１１０をＡモードにしたまま二方弁１００を閉モードにしている。これにより、結露防止配管４３の下流の冷媒流路が塞がれるので（図３参照）、圧縮機２４停止中にも結露防止配管４３内に高温の冷媒が残ったままとなる。さらに、結露防止配管４３内の冷媒は、隣接する冷凍室６０により冷やされて温度が低下しやすいが、温度が下がると圧力も下がるので、圧力差により三方弁１１１よりも上流側の高温の冷媒が結露防止配管４３内に流れてくる。そのため、結露防止配管４３内には比較的高温な冷媒が維持され易くなるので、仕切り壁２８、２９、３０の前面部の温度低下を抑えることができる。さらに圧縮機２４の運転再開後には三方弁１１０をＡモードで冷媒を循環させて、結露防止配管４３に冷媒を流すことで、仕切り壁２８、２９、３０の前面部を素早く加熱し、それ以上温度が低下しないようにしている。
【００９１】
さらに本実施例の冷蔵庫１では、二方弁１００の設置箇所に関しても配慮している。図３で示したように、本実施例の冷蔵庫１では結露防止配管４３と第一のキャピラリチューブ４４ａの間の冷媒流路中に二方弁１００を設けているが、例えば、第一のキャピラリチューブ４４ａよりも下流の接続配管８０中に二方弁１００を設けても、これまで述べた効果と同様の効果は得られる。
【００９２】
一方、第一のキャピラリチューブ４４ａを通過した冷媒は低温低圧となっているので、この冷媒が流入する二方弁１００も低温になる。高温の機械室１９や、冷蔵室２、野菜室６に二方弁１００を設けると、低温になった二方弁１００に結露が生じる可能性があるので、二方弁１００に防露対策が必要となる。さらに、二方弁１００を機械室１９内に設けると、低温冷媒と機械室１９の空気とで熱交換してしまい、冷凍サイクルで貯蔵室外の空気を吸熱してしまうことになるので、省エネルギー性能の低下も招く。
【００９３】
一方で、低温の冷凍室６０や蒸発器７の周辺に配設すると、周囲が低温でも正常に動作する二方弁が必要となるので、信頼性に対する要求は高いものとなる。そのため、本実施例の冷蔵庫１では、二方弁１００は高温冷媒が流れる結露防止配管４３と、第一のキャピラリチューブ４４ａの間の冷媒流路途中に設けている。
【００９４】
また、本実施例のように二方弁１００内を高温の冷媒が流れる場合、二方弁１００を各貯蔵室に設けると、二方弁１００の容積による貯蔵室内の収納スペースの減少といった課題とともに、低温の貯蔵室内の空気と高温冷媒とで熱交換して貯蔵室内を加熱してしまうといった課題が生じる。貯蔵室内の加熱は省エネルギー性能の低下を招くため、本実施例の冷蔵庫１では、断熱箱体１０の外の機械室１９に二方弁１００を設置している。すなわち、冷媒流路制御手段の一種である二方弁１００は、結露防止配管４３から減圧手段の一種であるキャピラリチューブ４４の間の冷媒流路中であって、貯蔵室の外に配設されている。
【００９５】
（実施例２）
次に、実施例２の冷蔵庫１の冷媒流路構成に関し、図１３を参照しながら説明する。実施例２の冷蔵庫１は、実施例１の二方弁１００の代わりに、絞りの強さを制御できる膨張弁１２０により、第一の冷媒流路Ａの絞りの強さを変えられる冷蔵庫である。なお、実施例１と同一の部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図１３は、実施例２に関する冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）構成を説明する図である。実施例１の冷蔵庫に対して実施例２の冷蔵庫では、第一のキャピラリチューブ４４ａの代わりに第三のキャピラリチューブ４４ｃ、二方弁１００の代わりに膨張弁１２０を設けている。また実施例１の冷蔵庫１に設けていたＡ、Ｂ、Ｏの３つのモードを備えた三方弁１１０の代わりに、実施例２の冷蔵庫では、流入口１１１ｉと流出口１１１ｏ＿Ａを連通させるＡモード、流入口１１０ｉと流出口１１０ｏ＿Ｂを連通させるＢモードの、２つのモードを備えた三方弁１１１を設けている。
【００９７】
結露防止配管４３を備える第一の冷媒流路Ａと、結露防止配管４３をバイパスさせる第二の冷媒流路Ｂは、この三方弁１１１により切り換える。第一の冷媒流路Ａでは、三方弁１１１の流出口１１１ｏ＿Ａを通過した後、冷媒配管７６、結露防止配管４３、冷媒配管７８を介して膨張弁１２０に流れ、膨張弁１２０から冷媒配管７９を介して第三のキャピラリチューブ４４ｃに流れ、第三のキャピラリチューブ４４ｃから冷媒配管８０を介して冷媒合流部２００に冷媒が流れるように構成している。すなわち、減圧手段は、膨張弁１２０と、キャピラリチューブ４４とを組み合わせて構成する。その他の冷凍サイクルの構成は実施例１と同様である。
【００９８】
第三のキャピラリチューブ４４ｃは、第二のキャピラリチューブ４４ｂよりも絞りが弱く、熱負荷の大きい場合に適した絞りにしている。すなわち、複数のキャピラリチューブ４４はそれぞれ絞りが異なる。膨張弁１２０は、実施例１の二方弁１００と同様に冷媒流路の開閉を制御する冷媒流路制御手段であるとともに、冷媒を減圧させる減圧手段でもある。本実施例の膨張弁１２０には、冷媒配管７９と冷媒配管８０の間での減圧を極力抑えて連通させる開モードと、膨張弁１２０内に備えた弁体（図示せず）によって膨張弁１２０の流出口（図示せず）の一部を閉塞して、冷媒流路の断面積を小さくすることで減圧させる減圧モードを備えている。減圧モードには複数の段階を設けており、絞りの強さを細かく調整することができる。さらに、膨張弁１２０は冷媒流路を閉塞させる閉モードも備えている。
【００９９】
以上で示した実施例２の冷蔵庫１の構成により得られる効果を以下で説明する。
【０１００】
実施例２の冷蔵庫１では、膨張弁１２０を開モードにして、第三のキャピラリチューブ４４ｃのみで冷媒を減圧させるモードと、膨張弁１２０を減圧モードにして、膨張弁１２０と第三のキャピラリチューブ４４ｃの両方で冷媒を減圧させるモードを切り換えることで、絞りの強さを切り換えている。これにより、熱負荷の小さい場合と、大きい場合のそれぞれで最適な絞りの強さとなるように調整することができる。具体的には、熱負荷の大きい場合に最適な絞りの強さとなるように第三のキャピラリチューブ４４ｃの仕様を決定した後に、膨張弁１２０内の冷媒流路の断面積が熱負荷の小さい場合に最適な絞りの強さとなるように、減圧モードの時の、膨張弁１２０内の弁体（図示せず）の位置を決定する。これにより、熱負荷の小さい場合は膨張弁１２０を減圧モードにすることで、熱負荷の大きい場合は膨張弁１２０を開モードにすることで、何れの場合も最適な絞りの強さとすることができる。すなわち、実施例２の冷蔵庫１では、熱負荷の大きい場合と小さい場合の両方で、最適な蒸発圧力となるように絞りの強さを調整することができるので、実施例１の冷蔵庫１より省エネルギー性能の高い冷蔵庫とすることができる。
【０１０１】
また、実施例２の膨張弁１２０は、減圧モードに複数の段階を備えており、設定できる絞りの強さを開モードと減圧モードの２段階ではなく、細かく調整できるようにしている。そのため、本実施例の冷蔵庫１は、貯蔵室内の熱負荷に応じてより柔軟に絞りの強さを調整することができ、より多くの条件で最適な蒸発圧力に制御することができる。
【０１０２】
次に、実施例２の冷蔵庫１では、第一の冷媒流路Ａにおいて、膨張弁１２０のみでなく、膨張弁１２０と第三のキャピラリチューブ４４ｃの２つの減圧手段によって冷媒を減圧させている理由を説明する。
【０１０３】
キャピラリチューブ４４は、減圧手段としての機能と共に、冷媒配管８４の冷媒と熱交換する熱交換部４７としての機能も備えている。実施例１で図８を用いて説明したように、熱交換部４７を設けることによって蒸発器７での吸熱量が増え、省エネルギー性能が向上する。そのため、実施例２の冷蔵庫１は、膨張弁１２０に加えて第三のキャピラリチューブ４４ｃを設けることで、熱交換部４７による省エネルギー性能向上効果を得ることができる。
【０１０４】
次に、結露防止配管４３に冷媒が流れる第一の冷媒流路Ａ側に、膨張弁１２０を設けた理由を以下で説明する。
【０１０５】
これまでに述べてきたように、熱負荷の大きい場合よりも熱負荷が小さい場合の絞りを強くするようにして、さらに、冷蔵庫１周囲の温度と湿度に応じて第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂを交互に切り換えることが省エネルギー性能の向上に有効である。そのため、熱負荷の小さい場合は、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂのどちらも強い絞りにして、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂを交互に切り換える方が良い。ここで、本実施例のように、冷媒流路の一方のみに膨張弁１２０を設けると、その冷媒流路のみが冷凍サイクルの絞りの強さを変えられる構成となるので、他方の流路における冷凍サイクルの絞りは、熱負荷の小さい場合に合わせた強い絞りの状態で固定される。すなわち、絞りを弱められる冷媒流路は、膨張弁１２０を通る側の冷媒流路のみとなる。そのため、熱負荷が大きく、絞りを弱めたい時には、膨張弁１２０を通る側の冷媒流路に冷媒を流す必要がある。仮に膨張弁１２０を第二の冷媒流路Ｂ側のみに設けた場合、絞りを弱めるためには常に第二の冷媒流路Ｂ側に冷媒を流すことになる。第二の冷媒流路Ｂに冷媒を流し続けると結露防止配管４３により結露を抑制している仕切り壁２８、２９、３０が加熱されず、これらの壁面に結露が生じる可能性が高まる。
【０１０６】
それに対して、本実施例のように、結露防止配管４３を設けている第一の冷媒流路Ａ側に膨張弁１２０を設けると、絞りを弱める場合には第一の冷媒流路Ａ側に固定されるので、冷蔵庫１の貯蔵室内の熱負荷が大きく、冷蔵庫１の周囲の湿度も高い場合であっても結露を抑制することができる。
【０１０７】
また、第一の冷媒流路Ａ側に膨張弁１２０を設け、さらに膨張弁１２０に閉モードを備えることで、実施例１の二方弁１００の役割も兼ねることができる。すなわち、閉モードを備えた膨張弁１２０を結露防止配管４３と第三のキャピラリチューブ４４ｃの間に設けて、圧縮機２４停止時等に、膨張弁１２０を閉モードにすることで、放熱側から蒸発器７への高温冷媒の流入を抑制して、省エネルギー性能を向上させる効果も得られる。
【０１０８】
（実施例３）
次に、実施例３の冷蔵庫１の冷媒流路構成に関し、図１４、図１５ａ、図１５ｂ、図１５ｃを参照して説明する。実施例３の冷蔵庫１は、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂの何れにおいても、絞りの強さを変えられる冷蔵庫である。なお、実施例１と同一の部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
図１４は、実施例３に関する冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）の構成を説明する図である。本実施例の冷蔵庫１は、実施例２と同様の第一の三方弁１１１により第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂを切り換え、後述する第二の三方弁１１２により第四のキャピラリチューブ４４ｄと第五のキャピラリチューブ４４ｅを切り換える冷蔵庫である。第四のキャピラリチューブ４４ｄは、実施例１の第一のキャピラリチューブ４４ａ及び第二のキャピラリチューブ４４ｂと同様に、熱負荷が小さい状態で適切な絞りの強さとなるように調整されている。第五のキャピラリチューブ４４ｅは熱負荷が大きい状態で適切な絞りの強さとなるように調整されたもので、第四のキャピラリチューブ４４ｄに比べて絞りの強さを弱くしている。
【０１１０】
第一の三方弁１１１は、流入口１１１ｉと流出口１１１ｏ＿Ａとを連通させるＡモードと、流入口１１１ｉと流出口１１１ｏ＿Ｂとを連通させるＢモードの２つのモードを切り換える。一方、第二の三方弁１１２は、流入口１１２ｉと流出口１１２ｏ＿Ｄとを連通させるＤモードと、流入口１１２ｉと流出口１１２ｏ＿Ｅとを連通させるＥモードと、さらに、三方弁１１２の流出口１１２ｏ＿Ｄ、流出口１１２ｏ＿Ｅのどちらも閉塞させるＸモードの３つのモードを備える。また、実施例３の冷蔵庫１は逆止弁２１０と冷媒合流部２０１を備えている。逆止弁２１０は、一方向のみ冷媒を通過させることができる部材である。冷媒合流部２０１は冷媒合流部２００と同様に、３つの冷媒配管と接続し、それらを常に連通状態とする部材である。
【０１１１】
次に、各構成部材と各接続配管の関係について説明する。実施例１と同様の構造は省略する。壁面放熱配管４２と接続された接続配管７４の他端は、第一の三方弁１１１の流入口１１１ｉと接続されている。第一の三方弁１１１の流出口１１１ｏ＿Ａは接続配管７６と、流出口１１０ｏ＿Ｂは接続配管７７と接続されている。
【０１１２】
接続配管７６は、結露防止配管４３と接続されており、結露防止配管４３の他端は接続配管７８により逆止弁２１０と接続されている。そして、接続配管８５により逆止弁２１０と冷媒合流部２０１が接続されている。また、第一の三方弁の流出口１１１ｏ＿Ｂと接続された接続配管７７の他端も冷媒合流部２０１と接続されている。冷媒合流部２０１は、前述の冷媒配管８５、７７とともに冷媒配管８６に接続されている。冷媒配管８６の他端はドライヤ４５と接続され、冷媒配管８７によりこのドライヤ４５と第二の三方弁１１２の流入口１１２ｉとが接続されている。第二の三方弁１１２の流出口１１２ｏ＿Ｄは、接続配管８８により第四のキャピラリチューブ４４ｄと接続され、流出口１１２ｏ＿Ｅは接続配管８９により第五のキャピラリチューブ４４ｅと接続されている。その他の構成は実施例１と同様である。
【０１１３】
第一の三方弁１１１の制御については、図１０に示した実施例１の三方弁１１０と同様に、冷蔵庫1の周囲の温度と湿度に応じて第一の三方弁１１１のＡモードとＢモードを切り換えて、適切な加熱量にすることで、結露防止配管４３内の冷媒によって結露を抑制しつつ、加熱のし過ぎを抑えて省エネルギー性能の高い冷却運転を行う。第二の三方弁１１２は熱負荷の変化に応じて切り換えるもので、熱負荷の低い場合にはＤモードにして、絞りの強い第四のキャピラリチューブ４４ｄに冷媒が流れるようにし、熱負荷の高い場合にはＥモードにして、絞りの弱い第五のキャピラリチューブ４４ｅに冷媒が流れるようにしている。また、圧縮機２４停止時には、実施例１の二方弁１００の代わりに第二の三方弁１１２をＸモードとし、第一の三方弁１１１はＡモードにする。
【０１１４】
以上に示した実施例３の冷蔵庫１により得られる効果を以下で説明する。
【０１１５】
実施例３の冷蔵庫１では、第一の三方弁１１１により冷蔵庫１の周囲の温度と湿度に応じて結露防止配管４３の加熱量を制御し、また、第二の三方弁１１２により熱負荷に応じて蒸発圧力を制御するので、加熱量と蒸発圧力を別々に制御することができる。そのため、熱負荷に影響されることなく、結露防止配管４３による過度な加熱を抑えて省エネルギー性能を高めることができる。
【０１１６】
また、実施例３の冷蔵庫１では、２つのキャピラリチューブ４４を熱負荷に応じて切り換えることができるので、第四のキャピラリチューブ４４ｄの仕様は、熱負荷の小さい場合に適した絞りの強さにし、第５のキャピラリチューブ４４ｅの仕様は、熱負荷の大きい場合に適した絞りの強さにしている。そのため、熱負荷の大きい場合や小さい場合でも、どちらも最適な蒸発圧力になるように絞りの強さを調整することができる。
【０１１７】
次に、第二の三方弁１１２の流出口１１２ｏ＿Ｄ、流出口１１２ｏ＿Ｅのどちらも閉塞させるＸモードを設けた理由を説明する。第二の三方弁１１２は、結露防止配管４３とキャピラリチューブ４４の間に設けられており、圧縮機２４停止時には第二の三方弁１１２をＸモードにする。流出口１１２ｏ＿Ｄ、流出口１１２ｏ＿Ｅのどちらも閉塞されるので、第二の三方弁１１２よりも上流側と下流側の冷媒流路を閉塞することができる。そのため、圧縮機２４から結露防止配管４３までの高温冷媒が、圧縮機２４停止時に蒸発器７に流入できなくなり、高温冷媒による貯蔵室内の熱負荷の増加を抑えることができる。すなわち、Ｘモードを備えた第二の三方弁１１２を使用することで、新たな弁を用いることなく、実施例１の二方弁１００と同等の効果を得られる。機械室１９のサイズは，基本的には冷蔵庫１の幅によって決まり，機械室１９には弁の他に圧縮機２４や貯蔵室外放熱器４１等も設置するため，弁は２個以内が望ましい。また、弁の増加によって生じるコストの増加も抑えることができる。
【０１１８】
また、本実施例の冷蔵庫１では、結露防止配管４３と冷媒合流部２０１の間に、逆止弁２１０を備えている。第一の冷媒流路Ａに冷媒を流す場合と、第二の冷媒流路Ｂに冷媒を流す場合の放熱量を比較すると、結露防止配管４３で放熱も行う第一の冷媒流路Ａの方が放熱量は多く、凝縮圧力が低くなり易い。そのため、第一の三方弁１１１をＡモードからＢモードに切り換えると、第一の冷媒流路Ａの時の、比較的低い凝縮圧力になっている結露防止配管４３に対し、冷媒が流れる冷媒合流部２０１内の圧力は、第二の冷媒流路Ｂの時の比較的高い凝縮圧力となる。また、結露防止配管４３に冷媒を流さない場合には、結露防止配管４３内に滞留する冷媒の温度は、隣接する冷凍室６０によって低温となるので、さらに圧力が低下していく。そのため、逆止弁２１０を備えていないと、冷媒合流部２０１から、圧力の低い結露防止配管４３側に冷媒が流れ、結露防止配管４３に滞留する冷媒量が増えてしまう。その結果、循環できる冷媒が不足して冷却能力が低下するので、逆止弁２１０を備えて結露防止配管４３に冷媒が流れ込まないようにしている。
【０１１９】
以上が図１４に示した実施例３の冷蔵庫が有する効果である。次に、この効果と同様な効果が得られる冷凍サイクルの構成（冷媒流路）の変形例を図１５ａ、図１５ｂ、図１５ｃに示す。
【０１２０】
（変形例１）
図１５ａは、四方弁１３０と三方弁１１３を用いた、実施例３の変形例１に関する冷凍サイクルを説明する図である。図１５ａに示す冷蔵庫１では、実施例３の冷蔵庫の第一の三方弁１１１と逆止弁１２０の代わりに四方弁１３０を設け、第二の三方弁１１２の代わりに三方弁１１３を設けている。四方弁１３０は流入口１３０＿ｉと、流出口１３０＿Ａ１、流入口１３０＿Ａ２、流出口１３０＿Ｃを備えている。四方弁１３０は３つのモードを備え、流入口１３０＿ｉと流出口１３０＿Ａ１とを連通させ、流入口１３０＿Ａ２と流出口１３０＿Ｃとを連通させるＡモード、流出口１３０＿Ａ１と流入口１３０＿Ａ２とを閉塞させ、流入口１３０＿ｉと流出口１３０＿Ｃとを連通させるＢモード、流出口１３０＿Ａ１と流入口１３０＿Ａ２の両方、又は何れか一方を流入口１１０ｉと連通させ、流出口１３０＿Ｃを閉塞させたＸモードを備えている。流入口１３０＿ｉは冷媒配管７４により壁面放熱管７２と接続されている。流出口１３０＿Ａ１は冷媒配管９０により結露防止配管４３と接続され、流入口１３０＿Ａ２は冷媒配管９１により結露防止配管４３の他端と接続されている。流出口１３０＿Ｃは冷媒配管８６によりドライヤ４５と接続されている。三方弁１１３は、流入口１１３ｉと、流出口１１３ｏ＿Ｄと、流出口１１３ｏ＿Ｅを備えており、流入口１１３ｉと流出口１１３ｏ＿Ｄとを連通させるＤモードと、流入口１１３ｉと流出口１１３ｏ＿Ｅとを連通させるＥモードの２つのモードを備えている。
【０１２１】
四方弁１３０をＡモードで運転する場合、流入口１３０＿ｉから四方弁１３０に入った冷媒は、流出口１３０＿Ａ１から冷媒配管９０を介して結露防止配管４３に流れ、結露防止配管４３から冷媒配管９１を介して流入口１３０＿Ａ２、流出口１３０＿Ｃの順に流れていく。一方、四方弁１３０をＢモードで運転する場合、流入口１３０＿ｉから四方弁１３０に入った冷媒は、流出口１３０＿Ｃに直接流れ、結露防止配管４３側には冷媒が流れない。
【０１２２】
以上の構成により、図１５ａに示す冷蔵庫では、結露防止配管４３に冷媒を流す第一の冷媒流路Ａと結露防止配管４３をバイパスさせる第二の冷媒流路Ｂの切り換えを、四方弁１３０のＡモードとＢモードの切り換えにより実現している。また、Ｂモード時には流出口１３０＿Ａ１と流入口１３０＿Ａ２とを閉塞させることで、実施例３の逆止弁２１０と同様に、結露防止配管４３に冷媒が滞留することによる冷媒不足を防いでいる。
【０１２３】
さらに、四方弁１３０はＸモードを備え、圧縮機２４を停止した時には、四方弁１３０をＸモードにしている。これにより、実施例１における二方弁１１０の閉モードや、実施例３における三方弁１１２のＸモードと同様に、結露防止配管４３とキャピラリチューブ４４間の冷媒流路を閉塞できるので、放熱側の高温冷媒が、圧縮機２４を停止した時に蒸発器７に流れることを抑える効果も得られる。
【０１２４】
また、四方弁１３０は、Ｘモードの時に、流出口１３０＿Ａ１と流入口１３０＿Ａ２の両方又は何れか一方を流入口１３０＿ｉと連通するように構成している。これにより、実施例３の冷蔵庫で、圧縮機２４停止時に三方弁１１１をＡモードにしているのと同様の効果を得ている。すなわち、結露防止配管４３が低温になると、結露防止配管４３内に四方弁１３０よりも上流側の高温の冷媒が流れてくることにより、結露を抑制し易くしている。
【０１２５】
なお四方弁１３０にＸモードを備えない場合でも、三方弁１１３を図１４で示した三方弁１１２と同様のＸモードを備える三方弁とすれば、圧縮機２４停止時に四方弁１３０をＡモード、三方弁１１３をＸモードとすることで同様の効果が得られる。
【０１２６】
（変形例２）
次に図１５ｂの冷凍サイクル構成について説明する。図１５ｂは、五方弁１４０を用いた、実施例３の変形例２に関する冷凍サイクルの構成を説明する図である。図１５ｂに示す冷蔵庫では、図１４に示した実施例３の冷蔵庫における第一の三方弁１１１、逆止弁１２０、第二の三方弁１１２の代わりに、五方弁１４０を備えている。五方弁１４０は流入口１４０＿ｉと、流出口１４０＿Ａ１、流入口１４０＿Ａ２、流出口１４０＿Ｄ、流出口１４０＿Ｅを備えている。
【０１２７】
五方弁１４０は、Ａ−Ｄモード、Ａ−Ｅモード、Ｂ−Ｄモード、Ｂ−Ｅモード、さらにＸモードの５つのモードを備えている。Ａ−Ｄモードでは、流入口１４０＿ｉと流出口１４０＿Ａ１とを連通させ、流入口１４０＿Ａ２と流出口１４０＿Ｄとを連通させている。Ａ−Ｅモードでは、流入口１４０＿ｉと流出口１４０＿Ａ１とを連通させ、流入口１４０＿Ａ２と流出口１４０＿Ｅとを連通させている。Ｂ−Ｄモードでは流入口１４０＿ｉと流出口１４０＿Ｄとを連通させ、Ｂ−Ｅモードでは流入口１４０＿ｉと流出口１４０＿Ｅとを連通させ、流出口１４０＿Ａ１と流出口１４０＿Ａ２はＢ−Ｄモード、Ｂ−Ｅモードのどちらのモードにおいても閉塞させている。またＸモードは流出口１４０＿Ａ１と流入口１４０＿Ａ２の両方又は何れか一方を流入口１４０＿ｉと連通させ、流出口１４０＿Ｄと流出口１４０＿Ｅは閉塞させている。
【０１２８】
流入口１４０＿ｉは、冷媒配管７５によりドライヤ４５と接続されている。流出口１４０＿Ａ１は、冷媒配管９０により結露防止配管４３と接続されており、流入口１４０＿Ａ２は冷媒配管９１により、同じく結露防止配管４３と接続されている。流出口１４０＿Ｄは冷媒配管８８により第四のキャピラリチューブ４４ｄと接続され、流出口１４０＿Ｅは冷媒配管８９により第五のキャピラリチューブ４４ｅと接続されている。その他は、図１４と同様である。
【０１２９】
五方弁１４０をＡ−Ｄモード及びＡ−Ｅモードとした場合、流入口１４０＿ｉから五方弁１４０内に流入した冷媒は、流出口１４０＿Ａ１から冷媒配管９０を介して結露防止配管４３に流れ、結露防止配管４３から冷媒配管９１を介して流入口１４０＿Ａ２から五方弁１４０内に再び流入する。そして、Ａ−Ｄモードでは流出口１４０＿Ｄから第四のキャピラリチューブ４４ｄに流れ、Ａ−Ｅモードでは流出口１４０＿Ｅから第五のキャピラリチューブ４４ｅに流れていく。
【０１３０】
一方、五方弁１４０をＢ−Ｄモードとした場合、流入口１４０＿ｉから五方弁１４０内に流入した冷媒は、流出口１４０＿Ｄを介して直接第四のキャピラリチューブ４４ｄに流れ、Ｂ−Ｅモードでは流入口１４０＿ｉから流入した冷媒が流出口１４０＿Ｅから直接第五のキャピラリチューブ４４ｅに流れるので、Ｂ−Ｄモード及びＢ−Ｅモードでは結露防止配管４３側に冷媒が流れない。
【０１３１】
以上の構成から、図１５ｂの五方弁１４０は、一つの冷媒流路制御手段で、[Ａ−Ｄモード又はＡ−Ｅモード]と、[Ｂ−Ｄモード又はＢ−Ｅモード]を切り換えることで、第一の冷媒流路Ａと第二の冷媒流路Ｂを切り換える。また、[Ａ−Ｄモード又はＢ−Ｄモード]と、[Ａ−Ｅモード又はＢ−Ｅモード]を切り換えることで、絞りの異なる第四のキャピラリチューブ４４ｄと第五のキャピラリチューブ４４ｅを切り換える。これにより、加熱量と蒸発圧力を制御することができる。また、五方弁１４０にＸモードを設けることで、結露防止配管４３から蒸発器７への冷媒流路を閉塞することができるので、圧縮機２４を停止した時には五方弁１４０をＸモードにして、圧縮機２４から結露防止配管４３までの高温の冷媒が蒸発器７に流れないようにしている。したがって、五方弁１４０により、結露防止配管による加熱量の制御と、蒸発器への高温冷媒の流入抑制と、蒸発圧力の制御を行うことができ、図１４に示した冷蔵庫と同様に、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得られる。
【０１３２】
（変形例３）
次に、図１５ｃの冷凍サイクル構成について説明する。図１５ｃは、四方弁１３０と膨張弁１２１を用いた、実施例３の変形例３に関する冷凍サイクルの構成を説明する図である。図１５ｃに示す冷蔵庫では、図１４に示した冷蔵庫における第一の三方弁１１１と逆止弁１２０の代わりに、四方弁１３０を備え、第二の三方弁１１２と第四のキャピラリチューブ４４ｄ、第五のキャピラリチューブ４４ｅの代わりに、膨張弁１２１と第三のキャピラリチューブ４４ｃを備えている。膨張弁１２１は冷媒配管８７と冷媒配管７９によりドライヤ４５と第三のキャピラリチューブ４４ｃに接続され、第三のキャピラリチューブ４４ｃの他端は冷媒配管８２により蒸発器７と接続されている。その他の配管の接続と、四方弁１３０は図１５ａと同様のもので、説明は省略する。
【０１３３】
本実施例の膨張弁１２１は、冷媒配管８７と冷媒配管７９との間での減圧を極力抑えて連通させる開モードと、冷媒流路を縮小させて冷媒配管７９と冷媒配管８０の間で減圧させる減圧モードを備えている。また、減圧モードには複数の段階を設けており、膨張弁１２１の絞りの強さを細かく調整することができる。第三のキャピラリチューブ４４ｃの絞りの強さは熱負荷の大きい場合に適切な減圧量を得られるように調整されている。熱負荷が小さい場合には膨張弁１２１を減圧モードにして、膨張弁１２１と第三のキャピラリチューブ４４ｃの二つの減圧手段で、適切な蒸発圧力になるようにしている。
【０１３４】
以上の構成から、結露防止配管４３による加熱量を四方弁１３０のＡモードとＢモードの切り換えにより制御し、膨張弁１２１により冷媒の蒸発圧力を制御することができる。さらに、図１５ｃに示す冷蔵庫は、四方弁１３０がＸモードを備えており、圧縮機２４を停止した時に四方弁１３０をＸモードとすることで、圧縮機２４から結露防止配管４３までの高温の冷媒が、圧縮機２４を停止した時に蒸発器７へと流入することを抑制することができる。すなわち、結露防止配管による加熱量の制御と、蒸発器への高温冷媒の流入抑制と、蒸発圧力の制御を行うことができ、図１４に示した冷蔵庫と同様に、省エネルギー性能の高い冷蔵庫を得られる。なお、四方弁１３０がＸモードを備えていない場合においても、膨張弁１２１に冷媒流路を閉鎖させる閉モードを設けて、圧縮機２４停止時に四方弁１３０をＡモード、膨張弁１２１を閉モードとすることで、同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
以上が、実施例１から３の冷蔵庫である。
【０１３６】
なお、本発明は前述した各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、前述した各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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各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。
【０１３７】
また、本明細書中で記載した実施例では、冷媒流路制御手段を２個以内と比較的少ない個数で前述の効果を得られる冷媒流路を形成している。同様の冷媒流路を形成できれば、必ずしもこの冷媒流路制御手段の個数、形態に限定するものではないが、冷媒流路制御手段を設置するスペースやコストなどを考えると、本実施例のように、できる限り少ない冷媒流路制御手段にすることが望ましい。また、逆止弁は二方弁等の冷媒流路制御手段で代用してもよい。また各実施例における各冷媒流路制御手段が備えるモードは、最小限のみを記載しており、例えば図１３に示した実施例２の三方弁１１１は、Ａモード、Ｂモード、２つのモードのみを備えているが、図３で示した三方弁１１０のＯモードや、図１４で示した三方弁１１２のＸモードを備えていても構わない。
【符号の説明】
【０１３８】
１      冷蔵庫
２      冷蔵室（貯蔵室）
３      製氷室（貯蔵室）
４      上段冷凍室（貯蔵室）
５      下段冷凍室（貯蔵室）
６      野菜室（貯蔵室）
７      蒸発器
９      貯蔵室内ファン
１０    断熱箱体
２４    圧縮機
２８    冷蔵室−冷凍室仕切り壁（仕切部）
２９    冷凍室−野菜室仕切り壁（仕切部）
３０    冷凍室間仕切り壁（仕切部）
３３    冷蔵室温度センサ
３４    野菜室温度センサ
３５    冷凍室温度センサ
３６    蒸発器温度センサ
３７    外気温度センサ
３８    外気湿度センサ
４１    貯蔵室外放熱器（放熱手段）
４１ａ  貯蔵室外ファン
４２    壁面放熱配管（放熱手段）
４３    結露防止配管
４４    キャピラリチューブ（減圧手段）
４４ａ  第一のキャピラリチューブ
４４ｂ  第二のキャピラリチューブ
４４ｃ  第三のキャピラリチューブ
４４ｄ  第四のキャピラリチューブ
４４ｅ  第五のキャピラリチューブ
４５    ドライヤ
４６    気液分離器
４７    熱交換部
５０    冷蔵室ダンパ
５２    冷凍室ダンパ
６０    冷凍室
１００  二方弁（冷媒流路制御手段）
１１０、１１１、１１２、１１３  三方弁（冷媒流路制御手段）
１２０、１２１  膨張弁（絞り量制御手段  兼  冷媒流路制御手段）
１３０  四方弁（冷媒流路制御手段）
１４０  五方弁（冷媒流路制御手段）
２００、２０１  冷媒合流部
２１０  逆止弁（逆流防止手段）
【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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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