(57)【要約】【課題】冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器を設けた冷蔵庫であっても、温度センサの数を削減し、コストの低減を図ることができると共に、庫内温度の調整と除霜運転を正確に行うことができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】Ｒ室３０に設け、その庫内温度を検出するＲセンサ１９と、Ｆエバ１２の近傍にあるアキュムレータ１６に設けられたＦ共有センサ１７によって温度を検出し、これら検出温度に基づいてＲ室３０とＦ室４０の庫内温度の調節及び除霜運転を行うものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器を接続して冷媒流路を構成し、
前記冷蔵用蒸発器近傍に冷蔵用送風機を設け、
前記冷凍用蒸発器近傍に冷凍用送風機を設け、
弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モード運転と、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モード運転とが実現できる冷蔵庫において、
前記冷蔵庫の制御手段と、
前記冷蔵室の庫内温度を検出する冷蔵室用温度センサと、
前記冷凍用蒸発器を除霜する除霜ヒータと、
前記冷凍用蒸発器近傍に配された冷凍用共有温度センサと、
を有し、
前記制御手段は、
前記除霜ヒータを加熱して前記冷凍用蒸発器の除霜を行う除霜運転を行っているときに前記冷凍用共有温度センサの検出温度が除霜終了温度に到達すると前記除霜運転を終了し、また、前記冷凍用共有温度センサの検出温度が冷凍開始温度に到達すると冷凍モード運転を行うと共に冷凍終了温度に到達すると冷凍運転モードを終了し、さらに、前記冷蔵室用温度センサの検出温度が冷蔵開始温度に到達すると前記冷蔵用送風機を回転させて冷蔵モード運転を行うと共に冷蔵終了温度に到達すると冷蔵運転モードを終了する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記冷凍用蒸発器の出口側であって、前記冷凍室用蒸発器の近傍にアキュムレータを配し、
前記冷凍用共有温度センサを前記アキュムレータに設ける
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷凍用蒸発器の出口側配管に前記冷凍用共有温度センサを設ける
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記圧縮機が能力可変型であり、
予め設定された前記冷凍開始温度を、可変された前記圧縮機の能力と、前記冷凍用送風機の回転数に応じて、その設定を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記制御手段が前記冷蔵用蒸発器の除霜運転を行う場合は、
冷凍モード運転中、または、前記圧縮機の停止中に前記冷蔵用送風機を回転させて除霜運転を開始し、
前記冷蔵室用温度センサの検出温度が除霜終了温度に到達すると除霜運転を終了する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記冷凍開始温度は、前記冷凍室の目標とする庫内温度より２℃〜３℃低く設定する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器と送風ファンを設けた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵室と冷凍室を独立した冷気で冷却する冷蔵庫は、各部屋毎に、それぞれ任意の口径のキャピラリチューブを介して冷蔵用蒸発器（以下、Ｒエバという）と冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）を配置し、冷媒流路を切替えて冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却している（特許文献１）。
【０００３】
そして、冷蔵室と冷凍室の庫内温度の調整は、各部屋に設けられた庫内温度センサによって庫内温度を検出し、庫内温度センサからの検出温度に基づいて冷却運転を切替える制御が行われている。
【０００４】
また、ＲエバとＦエバの除霜運転を行い、その除霜運転を終了する場合には、ＲエバとＦエバの近傍に配された除霜温度センサが検出した温度が除霜終了温度に到達すれば、除霜運転が終了される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−８８４２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＲエバとＦエバをそれぞれ配置し、冷媒流路を切替えて冷蔵室と冷凍室を交互に冷却する冷蔵庫にあっては、各部屋毎にそれぞれの蒸発温度に適した温度で冷却できるため、高い冷凍サイクル効率を得ることができる。
【０００７】
ところが、除霜運転においても、ＲエバとＦエバ毎に温度管理が必要となるため、庫内温度センサ以外にも、除霜温度センサが必要となり、コストが上昇するという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、冷蔵室と冷凍室にそれぞれ蒸発器を設けた冷蔵庫であっても、温度センサの数を削減し、コストの低減を図ることができると共に、庫内温度の調整と除霜運転を正確に行うことができる冷蔵庫を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器を接続して冷媒流路を構成し、前記冷蔵用蒸発器近傍に冷蔵用送風機を設け、前記冷凍用蒸発器近傍に冷凍用送風機を設け、弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モード運転と、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モード運転とが実現できる冷蔵庫において、前記冷蔵庫の制御手段と、前記冷蔵室の庫内温度を検出する冷蔵室用温度センサと、前記冷凍用蒸発器を除霜する除霜ヒータと、前記冷凍用蒸発器近傍に配された冷凍用共有温度センサと、を有し、前記制御手段は、前記除霜ヒータを加熱して前記冷凍用蒸発器の除霜を行う除霜運転を行っているときに前記冷凍用共有温度センサの検出温度が除霜終了温度に到達すると前記除霜運転を終了し、また、前記冷凍用共有温度センサの検出温度が冷凍開始温度に到達すると冷凍モード運転を行うと共に冷凍終了温度に到達すると冷凍運転モードを終了し、さらに、前記冷蔵室用温度センサの検出温度が冷蔵開始温度に到達すると前記冷蔵用送風機を回転させて冷蔵モード運転を行うと共に冷蔵終了温度に到達すると冷蔵運転モードを終了することを特徴とする冷蔵庫である。
【００１０】
請求項２の発明は、前記冷凍用蒸発器の出口側であって、前記冷凍室用蒸発器の近傍にアキュムレータを配し、前記冷凍用共有温度センサを前記アキュムレータに設けることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記冷凍用蒸発器の出口側配管に前記冷凍用共有温度センサを設けることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記圧縮機が能力可変型であり、予め設定された前記冷凍開始温度を、可変された前記圧縮機の能力と、前記冷凍用送風機の回転数に応じて、その設定を変化させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１３】
請求項５の発明は、前記制御手段が前記冷蔵用蒸発器の除霜運転を行う場合は、冷凍モード運転中、または、前記圧縮機の停止中に前記冷蔵用送風機を回転させて除霜運転を開始し、前記冷蔵室用温度センサの検出温度が除霜終了温度に到達すると除霜運転を終了することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１４】
請求項６の発明は、前記冷凍開始温度は、前記冷凍室の目標とする庫内温度より２℃〜３℃低く設定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１５】
【作  用】
請求項１の発明であると、冷凍モード運転と冷蔵モード運転とは、それぞれ冷蔵室温度センサと冷凍用共有温度センサが検出した温度に基づいて行われるため、従来設けられていた冷凍室の庫内温度センサを廃止することができ、コストの低減を図ることができる。
【００１６】
請求項２の発明であると、アキュムレータに冷凍用共有温度センサを配置して温度を検出することにより、冷凍室の庫内温度調節を精度よく行うことがでると共に、冷凍用蒸発器の除霜も効率よく行うことができる。
【００１７】
請求項３の発明であると、アキュムレータがない場合であっても、冷凍用蒸発器の出口側配管に冷凍用共有温度センサを設けて温度検出を行うことにより、冷凍室の庫内温度調節を精度よく行うことがでると共に、冷凍用蒸発器の除霜も効率よく行うことができる。
【００１８】
請求項４の発明であると、圧縮機の能力や冷凍用送風ファンの回転数の変化に伴って冷凍用蒸発器の蒸発温度が変化した場合であっても、予め設定された圧縮機の能力や冷凍用送風機の回転数に応じた設定を行い、安定した庫内温度調節が可能となる。
【００１９】
請求項５の発明であると、冷蔵用蒸発器における除霜センサも廃止することができるため、さらにコストの削減を図れることができる。
【００２０】
請求項６の発明であると、冷凍開始温度を冷凍室の目標とする庫内温度より２℃〜３℃低く設定することにより、実際の庫内温度に近い温度を検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の冷蔵庫について、図１から図５に基づいて説明する。
【００２２】
（１）冷蔵庫の構成
まず、図１に基づいて本実施形態の冷蔵庫の構成について説明する。
【００２３】
図１は、冷蔵庫の縦断面図である。
【００２４】
冷蔵庫のキャビネット１は、外箱である断熱箱体９と内箱８とで構成されている。この内部は断熱仕切壁２によって冷蔵温度帯（以下、Ｒ室という）３０と冷凍温度帯（以下、Ｆ室という）４０とに区画され、Ｒ室３０，Ｆ室４０の冷気は完全に独立し、各冷気が混合することがない。
【００２５】
Ｒ室３０は、冷蔵仕切板３によって上方から冷蔵室４と野菜室５とに仕切られている。また、Ｆ室４０は、第１冷凍室６と第２冷凍室７からなる。各部屋４，５，６，７はそれぞれ開閉扉５１，５２，５３，５４を有している。
【００２６】
野菜室５の背面には冷蔵用蒸発器（以下、単にＲエバという）１０と冷蔵用送風ファン（以下、単にＲファンという）１１が配され、Ｒファン１１は庫内温度変動や扉の開閉によって任意に運転される。冷蔵室４の背面は、冷気をＲ室３０内に供給するための冷気循環路１８となっている。
【００２７】
第１冷凍室６と第２冷凍室７の背面には冷凍用蒸発器（単に、Ｆエバという）１２と冷凍用送風ファン（以下、単にＦファンという）１３が配置され、冷気が循環することで第１冷凍室６と第２冷凍室７が冷却される。
【００２８】
また、第２冷凍室７の背面には機械室１４が設けられ、その内部にレシプロ型で能力が一定の圧縮機１５が載置されている。
【００２９】
野菜室５の背面板には庫内の冷気を検出するための冷蔵室用温度センサ（以下、単にＲセンサという）１９が配置されている。
【００３０】
後から説明する冷凍サイクルにおけるアキュムレータ１６が、Ｆエバ１２の上方であって、Ｆファン１３の下方に配置されている。そして、このアキュムレータ１６には、冷凍用共有センサ（以下、単にＦ共有センサという）１７が設けられている。
【００３１】
また、冷蔵室４の背面には、不図示のマイクロコンピュータよりなる制御部が設けられ、この制御部によって冷蔵庫の冷却制御が行われる。
【００３２】
（２）冷凍サイクルの構成
次に、上記構成の冷蔵庫における冷凍サイクルの構成について、図２に基づいて説明する。
【００３３】
圧縮機１５の吐出側配管には、凝縮器２１が接続され、凝縮器２１の出口側配管には３方弁２２が接続されている。
【００３４】
３方弁の一方の出口には、冷蔵用アキュムレータ２３とＲエバ１０が接続されている。
【００３５】
３方弁２２の他方の出口には、冷凍用アキュムレータ２４が接続され、その出口側配管はＲエバ１０の出口側配管と一つになり、Ｆエバ１２に接続されている。Ｆエバ１２の出口側配管にはアキュムレータ１６が接続され、圧縮機１５の吸引側入口に接続されている。
【００３６】
凝縮器２１には、この凝縮器２１自身を冷却するための凝縮器用送風ファン２５が設けられている。
【００３７】
（３）冷蔵庫の制御方法における前提の説明
本実施形態の冷蔵庫の制御方法の説明を行う前に、本出願人が行った実験結果について、図４及び図５に基づいて説明する。
【００３８】
（３−１）第１の実験結果
図４の第１の実験結果について説明する。
【００３９】
図４は、従来と同様に冷凍室に庫内温度センサを設けた場合において、その冷凍室庫内温度センサが検出する冷凍終了温度に対する冷凍室負荷温度と、アキュムレータ１６における温度の関係を示している。
【００４０】
図４に示すように、従来用いられている冷凍室の庫内温度センサの冷凍終了温度が上昇すると、冷凍室負荷も上昇している。一方、アキュムレータ１６の温度も、冷凍室負荷温度と同じように上昇し、両者は相関関係にある。
【００４１】
そのため、Ｆ共有センサ１７をアキュムレータ１６の温度を検知するように接触して設置することにより、冷凍室負荷温度を間接的に測定することとなる。
【００４２】
したがって、本実施形態では、Ｆ室３０の庫内センサを廃止し、Ｆ共有センサ１７の検出温度に基づいてＦ室４０の冷凍開始温度と冷凍終了温度の検知を行うものである。
【００４３】
（３−２）第２の実験結果
次に、図５の実験結果について説明する。
【００４４】
図５は、Ｒセンサ１９と、従来と同様にＲエバ１０の近傍に設けた除霜センサの検知温度との関係を示したものである。
【００４５】
図５のグラフが示すように、Ｒセンサ１９と、従来の除霜センサの検出温度との間には相関関係が維持されている。そのため、Ｒセンサ１９の温度を検出することにより、従来における除霜センサの検出温度を間接的に測定することができる。
【００４６】
したがって、本実施形態では、Ｒエバ１０用の除霜センサを廃止し、Ｒセンサ１９で除霜終了温度を検知することとした。
【００４７】
（４）交互冷却の説明
上記で説明した冷凍サイクルにおいて、Ｒ室３０とＦ室４０とを冷却する方法について説明する。
【００４８】
まず、Ｒ室３０を冷却する冷蔵モード運転（以下、単にＲ冷却という）においては、３方弁２２によって冷蔵用キャピラリチューブ２３にのみ冷媒が流れるようにし、他方の出口側には冷媒が流れないようにする。すると、Ｒエバ１０に冷媒が流れてＲファン１１によってその冷気がＲ室３０に送風される。Ｒエバ１０を流れた冷媒はＦエバ１２、アキュムレータ１６を通じて圧縮機１５に循環する。
【００４９】
Ｆ室４０を冷却する冷凍モード運転（以下、単にＦ冷却という）においては、３方弁２２を切替えて冷凍用キャピラリチューブ２４にのみ冷媒が流れるようにし、一方の出口側を閉じる。すると、Ｆエバ１２にのみ冷媒が流れ、アキュムレータ１６を介して圧縮機１５に冷媒が循環する。Ｆエバ１２が冷却されると、Ｆファン１３によってその冷気がＦ室４０に送風され冷却される。
【００５０】
（５）冷蔵庫の制御方法
図３に基づいて、冷蔵庫の第１の制御方法について説明する。
【００５１】
図３は、切替弁である３方弁２２の切替え状態と、Ｒエバ１０の温度とＦエバ１２の温度との関係を表したグラフである。
【００５２】
（５−１）電源投入直後等の制御方法
冷蔵庫の電源の投入直後、または、熱い食品等を収納して負荷の投入や煩雑な扉開閉によってＲ室３０とＦ室４０の庫内温度が高くなった場合には、Ｒセンサ１９とＦ共有センサ１７が共に予め設定された冷蔵開始温度と冷凍開始温度以上の状態が継続する。
【００５３】
このような状態の場合には、Ｆ冷却を４０分、Ｒ冷却を２０分というように予め設定された時間で交互に切替え運転を行う。つまり、図３のＦ冷却（１）とＲ冷却（１）のように最大冷却時間で交互冷却運転を繰り返し行い冷却する。なお、図３においてはＦ冷却（１）をＦ冷却（丸数字の１）と表現している。他の丸数字も同様である。
【００５４】
（５−２）通常運転の制御方法
上記のように冷却が進み、Ｒセンサ１９の検出温度が冷蔵開始温度と冷蔵終了温度範囲内になり、また、Ｆ共有センサ１７の検出温度が冷凍開始温度と冷凍終了温度の範囲内になると、設定された開始温度／終了温度に基づいて交互冷却を行う。
【００５５】
例えば、Ｆ室４０の冷凍開始温度を−１８℃とし、冷凍終了温度を−２２℃と設定し、Ｒ室３０の冷蔵開始温度を５℃とし、冷蔵終了温度を１℃に設定したとする。すると、Ｒ冷却中にＦ共有センサ１７が−１７℃の時で、Ｒセンサ１９の検出温度が１℃に達するとＦ冷却に切替わる。そして、Ｒセンサ１９とＦ共有センサ１７が共に冷凍開始温度及び冷蔵開始温度以下になると圧縮機１５が停止される。
【００５６】
Ｒ室３０にあっては、Ｒセンサ１９の検出温度に基づいて運転の切替えが行うことができる。一方、Ｆ室４０は、上記で説明した図４の温度データに基づいたＦ共有センサ１７の設定値でＦ冷却を停止し、切替えを行うことになる。
【００５７】
そして、通常運転の場合、Ｆ冷却を停止している場合には、Ｆファン１３も停止しており、Ｆ室４０の庫内温度はアキュムレータ１６の温度に比べて２〜３℃低い相関関係にある。したがって、Ｆ冷却の開始時、すなわち冷凍開始温度は、Ｆ共有センサ１７の設定値を従来の目標とする冷凍開始温度より２〜３℃低く設定することで、目標の温度で冷凍開始を行うことができる。
【００５８】
（５−３）除霜運転の制御方法
次に、除霜運転を行う場合について説明する。
【００５９】
（５−３−１）Ｆエバ１２の除霜運転
圧縮機１５の積算運転時間が所定時間に到達したりして、所定の条件が具備された場合にはＦエバ１２の除霜運転が開始される。すなわち、除霜ヒータ２８を加熱しＦエバ１２の除霜を行う。
【００６０】
除霜運転の終了は、Ｆ共有センサ１７の検出温度が、除霜終了温度（例えば、２℃）に到達すると終了する。
【００６１】
（５−３−２）Ｒエバ１０の除霜運転
Ｒエバ１０の除霜運転は、除霜ヒータを加熱して行うのでなく、Ｆ冷却中やまたは圧縮機１５が停止している時にＲファン１１を運転する。そして、上記で説明したように図５の相関関係に基づいて、Ｒセンサ１９が検知した温度が除霜終了温度（例えば、４℃）に到達すると、除霜を終了する。
【００６２】
これにより、Ｒエバ１０に除霜センサを特別に設けることなく、Ｒエバ１０の除霜運転を従来通り終了することができる。
【００６３】
（５−４）その他
Ｒ冷却からＦ冷却に切替える場合や、圧縮機１５の停止からＦ冷却を行う場合は、上記したようにＦ共有センサ１７による冷凍開始温度で行う。この場合に、Ｆエバ１２には冷媒がなく、この状態でＦファン１３を運転することで、実際のＦ室４０に近い温度をＦ共有センサ１７によって検出することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、Ｆ共有センサ１７をアキュムレータ１６に設けてアキュムレータ１６の温度を検出したが、アキュムレータ１６のない冷凍サイクルにおいては、Ｆ共有センサ１７を、Ｆエバ１２の出口側配管に取り付けることによって、第１の実施形態と同様の制御を行うことができる。
【００６５】
（第３の実施形態）
第１の実施形態における圧縮機１５はレシプロ型で能力が一定であったが、インバータ制御によってモータの回転数を変化させて圧縮機の能力を可変型にすることができる能力可変型圧縮機を接続した冷凍サイクルについて説明する。
【００６６】
第３の実施形態では、能力可変型であるため、圧縮機１５の能力が高くなると蒸発温度が低下し、また、Ｆファン１３の回転数が増加すると蒸発温度は上昇する。
【００６７】
したがって、圧縮機１５の能力とＦファン１３の回転数に対応して、Ｆ共有センサ１７の検出する温度に対する選定温度をシフトさせるとより安定した庫内温度の調整をすることができる。
【００６８】
すなわち、圧縮機１５の能力が高くなると蒸発温度が下がるため、Ｆ共有センサ１７で検出される冷凍開始温度と冷凍終了温度を低い方に変化させる。また、Ｆファン１３の回転数が増加すると蒸発温度が上昇するため、冷凍開始温度と冷凍終了温度を高い方に変化させる。
【００６９】
【発明の効果】
以上により本発明であると、冷蔵室の庫内温度を検出する冷蔵室用温度センサと、冷凍用共有温度センサによって冷蔵室と冷凍室の庫内温度調節と除霜運転を行うことができるため、冷蔵庫のコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】同じく冷凍サイクルのブロック図である。
【図３】冷却制御中のＦエバ、Ｒエバなどの温度変化の様子を示したタイムチャートのグラフである。
【図４】第１の実験結果を示すグラフである。
【図５】第２の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
４  冷蔵室
５  野菜室
６  第１冷凍室
７  第２冷凍室
１０  Ｒエバ
１１  Ｒファン
１２  Ｆエバ
１３  Ｆファン
１５  圧縮機
１６  アキュムレータ
１７  Ｆ共有センサ
１９  Ｒセンサ
２２  ３方弁
２８  除霜ヒータ
【図１】
2004286381.tif 000003
【図２】
2004286381.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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