(57)【要約】【課題】確実に高い湿度を維持することができるようにしつつ間冷式と直冷式を併用することができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】コンプレッサ１８、凝縮器２４、第１キャピラリチューブ２６、Ｒエバ１０、冷蔵室２の壁面に埋設された壁面冷却パイプ２７の順番に接続して冷凍サイクルを構成し、壁面冷却パイプ２７の蒸発温度をＲエバ１０の蒸発温度より２℃から３℃低くするものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ、凝縮器、冷蔵用絞り手段、冷蔵室用送風機で送られる冷気を生成する冷蔵室用蒸発器、冷蔵室の壁面に埋設された壁面冷却パイプの順番に接続された冷凍サイクルを有し、
前記壁面冷却パイプにより冷却された前記冷蔵室の壁面温度と前記冷蔵室用蒸発器の表面温度が略同じである
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
コンプレッサ、凝縮器、冷蔵用絞り手段、冷蔵室用送風機で送られる冷気を生成する冷蔵室用蒸発器、冷蔵室の壁面に埋設された壁面冷却パイプの順番に接続された冷凍サイクルを有し、
前記壁面冷却パイプの冷媒の蒸発温度を前記冷蔵室用蒸発器の蒸発温度より２℃から３℃低くする
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷凍サイクルは、
前記冷蔵室用蒸発器と前記壁面冷却パイプとの間に中間絞り手段を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記冷蔵室用蒸発器で生成されて前記冷蔵室用送風機で送られる冷気の送風路の壁面に前記壁面冷却パイプが埋設されている
ことを特徴とする請求項１から３のうち一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記コンプレッサが、能力可変な２段圧縮コンプレッサであり、
前記冷凍サイクルは、さらに、冷凍室用蒸発器、気液分離手段、冷凍用絞り手段を有し、
前記コンプレッサの高圧側吐出口から吐出された冷媒が、前記凝縮器、前記冷蔵用絞り手段、前記冷蔵室用蒸発器、前記壁面冷却パイプを経て前記気液分離手段に流入し、
この前記気液分離手段で分離されたガス冷媒が中間圧サクションパイプを経て前記コンプレッサの中間圧側吸込口から吸い込まれ、
前記気液分離手段で分離された液冷媒が、前記冷凍用絞り手段、前記冷凍室用蒸発器、低圧サクションパイプを経て前記コンプレッサの低圧側吸込口から吸い込まれるように冷凍サイクルを構成し、
前記冷凍室用蒸発器からの冷気を冷凍室へ送る前記冷凍室用送風機と、
を有する
ことを特徴とする請求項１から４のうち一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記壁面冷却パイプの出口側配管に冷凍用絞り手段、冷凍室用蒸発器が接続され、
前記冷凍室用蒸発器からの冷気を冷凍室へ送る前記冷凍室用送風機を有する
ことを特徴とする請求項１から４のうち一項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記冷蔵室用蒸発器と前記壁面冷却パイプと並列に冷凍室用蒸発器が接続され、
前記冷凍室用蒸発器からの冷気を冷凍室へ送る前記冷凍室用送風機を有する
ことを特徴とする請求項１から４のうち一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直冷式と間冷式を組み合わせた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、直冷式と間冷式を組み合わせた冷蔵庫としては、コンプレッサと、冷蔵室の壁に埋設された壁面冷却パイプと、壁面冷却パイプの下流に配されて、かつ、冷蔵室へ冷気を供給するための冷蔵室用蒸発器（以下、単にＲエバという）と、壁面冷却パイプの上流に配した絞り機構と、冷却パイプとＲエバの間に配した絞り機構とからなる冷凍サイクルを有し、冷蔵室設定空気温度と冷蔵室空気温度の差と、冷蔵室設定壁温度と冷蔵室壁温度との差に基づいて、コンプレッサと冷蔵室用送風機（以下、単にＲファンという）の回転数を決定して、冷蔵室空気温度が冷蔵室設定空気温度になるように、また、冷蔵室壁温度が冷蔵室設定壁温度になるようにするものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４６５２０公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の冷蔵庫であると、庫内温度上昇時等にはＲエバとＲファンの効果によって急速冷却を行い、庫内温度が安定している時には自然対流及び輻射の効果により壁面冷却パイプによって食品保存に適した高い湿度に保つことが可能である。
【０００５】
しかし、壁面冷却パイプは冷蔵室の壁面に埋設されるため熱抵抗が大きくなり、Ｒエバから送風されてくる冷気の温度よりも高くなってしまう。そのため、壁面冷却パイプの冷却能力を維持するためには、Ｒエバの蒸発温度をその温度より更に下げる必要があり、高い湿度を維持する弊害となっている。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、より確実に高い湿度を維持することができるようにしつつ間冷式と直冷式を併用することができる冷蔵庫を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、コンプレッサ、凝縮器、冷蔵用絞り手段、冷蔵室用送風機で送られる冷気を生成する冷蔵室用蒸発器、冷蔵室の壁面に埋設された壁面冷却パイプの順番に接続された冷凍サイクルを有し、前記壁面冷却パイプにより冷却された前記冷蔵室の壁面温度と前記冷蔵室用蒸発器の表面温度が略同じであることを特徴とする冷蔵庫である。
【０００８】
請求項２の発明は、コンプレッサ、凝縮器、冷蔵用絞り手段、冷蔵室用送風機で送られる冷気を生成する冷蔵室用蒸発器、冷蔵室の壁面に埋設された壁面冷却パイプの順番に接続された冷凍サイクルを有し、前記壁面冷却パイプの冷媒の蒸発温度を前記冷蔵室用蒸発器の蒸発温度より２℃から３℃低くすることを特徴とする冷蔵庫である。
【０００９】
請求項３の発明は、前記冷凍サイクルは、前記冷蔵室用蒸発器と前記壁面冷却パイプとの間に中間絞り手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。
【００１０】
請求項４の発明は、前記冷蔵室用蒸発器で生成されて前記冷蔵室用送風機で送られる冷気の送風路の壁面に前記壁面冷却パイプが埋設されていることを特徴とする請求項１から３のうち一項に記載の冷蔵庫である。
【００１１】
請求項５の発明は、前記コンプレッサが、能力可変な２段圧縮コンプレッサであり、前記冷凍サイクルは、さらに、冷凍室用蒸発器、気液分離手段、冷凍用絞り手段を有し、前記コンプレッサの高圧側吐出口から吐出された冷媒が、前記凝縮器、前記冷蔵用絞り手段、前記冷蔵室用蒸発器、前記壁面冷却パイプを経て前記気液分離手段に流入し、この前記気液分離手段で分離されたガス冷媒が中間圧サクションパイプを経て前記コンプレッサの中間圧側吸込口から吸い込まれ、前記気液分離手段で分離された液冷媒が、前記冷凍用絞り手段、前記冷凍室用蒸発器、低圧サクションパイプを経て前記コンプレッサの低圧側吸込口から吸い込まれるように冷凍サイクルを構成し、前記冷凍室用蒸発器からの冷気を冷凍室へ送る前記冷凍室用送風機と、を有することを特徴とする請求項１から４のうち一項に記載の冷蔵庫である。
【００１２】
請求項６の発明は、前記壁面冷却パイプの出口側配管に冷凍用絞り手段、冷凍室用蒸発器が接続され、前記冷凍室用蒸発器からの冷気を冷凍室へ送る前記冷凍室用送風機を有することを特徴とする請求項１から４のうち一項に記載の冷蔵庫である。
【００１３】
請求項７の発明は、前記冷蔵室用蒸発器と前記壁面冷却パイプと並列に冷凍室用蒸発器が接続され、前記冷凍室用蒸発器からの冷気を冷凍室へ送る前記冷凍室用送風機を有することを特徴とする請求項１から４のうち一項に記載の冷蔵庫である。
【００１４】
請求項１の冷蔵庫であると、冷蔵室用蒸発器の下流側に壁面冷却パイプが接続されているため、前記壁面冷却パイプにより冷却された前記冷蔵室の壁面温度と前記冷蔵室用蒸発器の表面温度が略同じに冷却することができる。
【００１５】
請求項２の冷蔵庫であると、冷蔵室用蒸発器の下流側に壁面冷却パイプが接続されているため、壁面冷却パイプの冷媒の蒸発温度が冷凍室用蒸発器の蒸発温度より２，３℃低くすることができるので、冷蔵室用蒸発器の蒸発温度を低くすることなく、壁面冷却パイプを冷却することができる。
【００１６】
請求項３の冷蔵庫であると、冷蔵室用蒸発器と壁面冷却パイプとの間に中間絞り手段を設けることにより、確実に冷蔵室用蒸発器の蒸発温度を壁面冷却パイプの蒸発温度より２，３℃低くすることができる。
【００１７】
冷蔵室用送風機で送られる冷気の送風路の壁面に壁面冷却パイプが埋設されていることにより、この壁面冷却パイプにより送風される冷気が冷却される。具体的な数値を挙げて説明すると、壁面冷却パイプの温度が−２℃であるとすると、冷蔵室の壁面の温度は約０℃となる。また、冷蔵室用蒸発器の温度が０℃とするとこの冷蔵室用蒸発器から送られる冷気の温度は１℃となる。そのため、前記の０℃の壁面を通ると１℃の冷気が冷却されて庫内吹き出し温度が低くなる。一方、庫内温度は２℃から３℃であり、壁面が０℃であるため結露が生じる。そしてこの生じた結露の部分に前記した１℃の冷気が通過するため、この通過した冷気が結露の水分を吸収して通過し、その吹き出した冷気は水分を含んでいるため、冷蔵室の庫内は高湿化することができる。その上、壁面に生じた結露が冷気によって取り除かれる効果もある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図１から図３に基づいて説明する。
【００１９】
（１）冷蔵庫１の構造
図２は、本実施例を示す冷蔵庫１の縦断面図である。
【００２０】
この冷蔵庫１は、上段から冷蔵室２、野菜室３、製氷室４、冷凍室５が設けられ、冷凍室５の背面には機械室６が設けられている。
【００２１】
そして、冷蔵室２と野菜室３とによって冷蔵空間７が形成され、製氷室４と冷凍室５とによって冷凍空間８が形成されている。この冷蔵空間７と冷凍空間８とは、断熱壁９によって仕切られている。
【００２２】
野菜室３の背面には、冷蔵空間７を冷却するための冷蔵室用蒸発器（以下、Ｒエバという）１０が配され、Ｒエバ１０の上方には、Ｒエバ１０の冷気を冷蔵空間７に送風するための冷蔵室用送風機（以下、Ｒファンという）１２が配されている。
【００２３】
製氷室４から冷凍室５の背面にかけては、冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバという）１４が配され、このＦエバ１４の上方にはＦエバ１４の冷気を冷凍空間８に送風する冷凍室用送風機（以下、Ｆファンという）１６が配されている。
【００２４】
機械室６には、２段圧縮コンプレッサ１８が配されている。
【００２５】
冷蔵室２の背面上部には、冷蔵庫１を制御するためのマイクロコンピュータよりなる制御装置２０が配されている。
【００２６】
（２）冷蔵室２の構造
冷蔵室２の構造について、図２に基づいて説明する。
【００２７】
冷蔵室２の下部右側には、チルド室６０があり、そのチルド室６０の左側には、製氷室４にある製氷皿４６に水を送る不図示の水タンクが設けられている。
【００２８】
冷蔵室２の天井面、右側面、左側面の内部には、壁面冷却パイプ２７が、これら各面の全てを冷却できるように折曲されて埋設されている。
【００２９】
冷蔵室２の背面には、冷蔵室２の庫内温度を検知するＲセンサ３８が配され、右側面には、壁面温度を検知する壁面センサ３６が配されている。
【００３０】
冷蔵室２の背面中央部には、Ｒエバ１０からＲファン１２によって送風された冷気を送り込むためのダクト６２が設けられ、ダクト６２の下部から上部にかけて冷気を吹き出すための冷気吹出し口６４が複数開口している。
【００３１】
冷蔵室２の天井面下方には、天井仕切り板６８が水平に設けられ、この天井仕切り板６８と天井面との間には、天井空間７０が設けられている。天井空間７０の背面には、ダクト６２の上端部が開口し、ダクト６２からの冷気が天井空間７０に送風される。また、天井空間７０の前面は開口し、天井空間７０から冷蔵室２の下面に向かって、冷気が吹き出される。
【００３２】
天井仕切り板６８の上面には、天井面に結露した露を受けるための蒸発皿７２が配されている。また、天井仕切り板６８の下面にはライト６６が配され、冷蔵室２内部を照明する。
【００３３】
（３）冷凍サイクル２２の構成
図１に基づいて冷蔵庫１の冷凍サイクル２２の構成及びその動作状態について説明する。
【００３４】
図１は、冷凍サイクル２２の構成図である。
【００３５】
（３−１）２段圧縮コンプレッサ１８の高圧側吐出口から吐出された高圧ガス冷媒は、凝縮器２４内部で凝縮され、ガス冷媒と液冷媒よりなる高圧の二相冷媒となる。
【００３６】
（３−２）この高圧二相冷媒は、第１キャピラリーチューブ２６で減圧され中間圧の二相冷媒となって、Ｒエバ１０、壁面冷却パイプ２７の順番に流れる。
【００３７】
（３−３）Ｒエバ１０、壁面冷却パイプ２７内部で冷媒は一部蒸発し、二相状態で気液分離器２８に入り、液冷媒とガス冷媒に分離される。
【００３８】
（３−４）気液分離器２８で分離されたガス冷媒は、中間圧サクションパイプ３０を経て２段圧縮コンプレッサ１８の中間圧側吸込口に戻る。
【００３９】
（３−５）気液分離器２８内部で分離された液冷媒は、第２キャピラリチューブ３２で減圧され、低圧の二相冷媒となってＦエバ１４に入る。
【００４０】
（３−６）Ｆエバ１４内部で冷媒は蒸発してガス冷媒となって、低圧サクションパイプ３４を経て２段圧縮コンプレッサ１８の低圧側吸込口に戻る。
【００４１】
（４）冷蔵庫１の電気系統の構成
図３は、冷凍サイクル２２における電気系統のブロック図である。
【００４２】
図３に示すように、制御装置２０には、２段圧縮コンプレッサ１８のモータ、Ｒファン１２のモータ、Ｆファン１６のモータが接続されている。
【００４３】
また、この制御装置２０には、冷蔵室２の壁面温度を検知するための壁面センサ３６、冷蔵室２の庫内温度（以下、Ｒ温度という）を検知するＲセンサ３８、冷凍室５の庫内温度（以下、Ｆ温度という）を検知するＦセンサ４０が接続されている。また、Ｒエバ１０の温度（以下、Ｒエバ温度という）を検知するＲエバセンサ４２、Ｆエバ１４の温度（以下、Ｆエバ温度という）を検知するＦエバセンサ４４も接続されている。
【００４４】
２段圧縮コンプレッサ１８は、制御装置２０によってインバータ制御が行われている。すなわち、制御装置２０が、２段圧縮コンプレッサ１８を回転させるモータ（例えば、ブラシレスＤＣモータ）を回転制御する駆動回路中の周波数を変化させることにより、この２段圧縮コンプレッサ１８の能力を上げたり下げたりする。
【００４５】
（４）冷蔵庫１の制御方法
上記構成の冷蔵庫１の制御方法について説明する。
【００４６】
冷蔵室２を冷却する方法としては、Ｒエバ１０と、壁面冷却パイプ２７によって冷却される。この場合に、Ｒエバ１０の中を流れる冷媒の蒸発温度を、壁面冷却パイプ２７の中を流れる冷媒の蒸発温度よりも２℃から３℃高くする。即ち、Ｒエバ１０の下流側に壁面冷却パイプ２７を設けることにより、Ｒエバ１０の蒸発温度より壁面冷却パイプ２７の蒸発温度を２℃から３℃低くすることができる。そして、例えばＲエバ１０の蒸発温度が０℃の場合には、Ｒファン１２によって、Ｒエバ１０の冷却パイプの表面温度（すなわち、送風される冷気の温度）は約１℃となる。また、壁面冷却パイプ２７の温度が、Ｒエバ１０の蒸発温度より２℃から３℃低い約−２℃となる。そのため、冷蔵室２内部に張り巡らされた壁面冷却パイプ２７によって、冷蔵室２の壁面温度は約０℃となる。この差は、壁面の熱抵抗によるものである。これによって、Ｒエバ１０の冷却パイプの表面温度が約１℃であり、冷蔵室２の壁面温度は約０℃となり、両者の温度が略同じとなる。
【００４７】
また、ダクト６２の上端から吹き出された約１℃の冷気は、天井空間を通過する。この場合に、天井面は壁面冷却パイプ２７によって約０℃に冷却されているため、この壁面によって通過する冷気が更に冷却され、庫内に吹き出される冷気は約０．５℃位まで下げることができる。一方、天井面の壁温度は０℃であり庫内温度がそれ以上であるため、この天井面には結露が生じている可能性がある。しかし、通過する約１℃の冷気がこの露を蒸発させて吸収して高湿化した冷気となり、庫内に吹き出されることとなる。そのため、庫内を高湿化で保持することができる。
【００４８】
冷蔵室の庫内温度は２℃から３℃に維持する必要があるため、壁面温度が約０℃で、冷気吹出し口から吹き出される冷気の温度が０．５〜１℃であるため、両者の温度は略同じであり、また、庫内を２〜３℃に十分に冷却できる。
【００４９】
そして、Ｒセンサ３８が検知したＲ温度が２℃から３℃以下になれば、２段圧縮コンプレッサ１８を停止させる。逆に、Ｒ温度が３℃以上になれば２段圧縮コンプレッサ１８を始動させる。
【００５０】
なお、Ｒエバ温度をＲエバセンサ４２で検知し、冷蔵室２の壁面温度を壁面センサ３６で検知することにより、Ｒエバ１０の蒸発温度が壁面冷却パイプ２７の蒸発温度より２℃から３℃常に低くなるように、２段圧縮コンプレッサ１８を制御装置２０によってインバータ制御する。
【００５１】
冷凍室５の庫内温度を制御する場合には、Ｆセンサ４０によって検知されたＦ温度が−１８℃から−２０℃になるように、２段圧縮コンプレッサ１８を制御装置２０によってインバータ制御する。
【００５２】
（第２の実施例）
第２の実施例の冷凍サイクル２２について図４に基づいて説明する。
【００５３】
第１の実施例では、Ｒエバ１０と壁面冷却パイプ２７とを直接接続したが、第２の実施例では、図４に示すように、Ｒエバ１０と壁面冷却パイプ２７との間に、中間キャピラリチューブ２９を接続し、壁面冷却パイプ２７の蒸発温度をこの中間キャピラリチューブ２９によって確実にＲエバ１０の蒸発温度より２℃から３℃低くする。
【００５４】
（第３の実施例）
第３の実施例の冷凍サイクル２２について図５に基づいて説明する。
【００５５】
第１の実施例では、２段圧縮コンプレッサ１８を用いて、Ｒエバ１０、壁面冷却パイプ２７、Ｆエバ１４を略直列に接続したが、本実施例では、図５に示すように、一段圧縮コンプレッサ１７を用いて、Ｒエバ１０と壁面冷却パイプ２７を直列に接続し、この直列に接続した両者に対し、Ｆエバ１４を並列に接続している。
【００５６】
具体的には、図５に示すように、一段圧縮コンプレッサ１７に凝縮器２４を接続し、凝縮器２４の出口側に三方弁７４を設け、この三方弁７４の一方の出口にはＲエバ１０に繋がる第１キャピラリチューブ２６を設け、他方の出口にはＦエバ１４に繋がる第２キャピラリチューブ３２を接続する。
【００５７】
本実施例であっても、Ｒエバ１０の下流側に壁面冷却パイプ２７が接続されているため、壁面冷却パイプ２７の蒸発温度をＲエバ１０の蒸発温度より２℃から３℃低くすることができる。
【００５８】
（第４の実施例）
第４の実施例の冷凍サイクル２２について図６に基づいて説明する。
【００５９】
第４の実施例の冷凍サイクル２２では、一段圧縮コンプレッサ１７に凝縮器２４を接続し、凝縮器２４の出口側に三方弁７６を接続し、三方弁７６の一方の出口に第１キャピラリチューブ２６、Ｒエバ１０、壁面冷却パイプ２７、第２キャピラリチューブ３２、Ｆエバ１４を直列に接続し、三方弁７６の他方の出口に第２キャピラリチューブ３２に繋がるバイパスパイプ７８を接続する。
【００６０】
これによって、三方弁７６を切り替えることにより、Ｒエバ１０と壁面冷却パイプ２７と、Ｆエバ１４とに冷媒が流れる冷蔵モードと、Ｆエバ１４にのみ冷媒が流れる冷凍モードとに切り替えることができる。そして、冷蔵モードにおいて、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（第５の実施例）
第５の実施例の冷凍サイクル２２について図７に基づいて説明する。
【００６２】
本実施例では、第１から第４の実施例と異なりＦエバ１４を設けておらず、Ｒエバ１０と壁面冷却パイプ２７にのみによって構成される最も簡単な冷凍サイクルの例である。
【００６３】
即ち、一段圧縮コンプレッサ１７に凝縮器２４を接続し、凝縮器２４、第１キャピラリチューブ２６、Ｒエバ１０、壁面冷却パイプ２７を経て圧縮機１７に戻るものである。
【００６４】
この冷凍サイクル２２であると、冷凍室を有さない冷蔵室のみの冷蔵庫において、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上により本発明の冷蔵庫であると、冷蔵室用蒸発器の下流側に壁面冷却パイプを接続することにより、壁面冷却パイプの冷媒の蒸発温度を冷蔵室用蒸発器の蒸発温度より２℃から３℃低くすることができ、冷蔵室の壁面温度と、冷蔵室用蒸発器から送られてくる冷気の温度を略同じにすることができ、冷蔵室内部を高湿の状態で冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の冷凍サイクルの構成図である。
【図２】本実施例の冷蔵庫の縦断面図である。
【図３】冷蔵庫の電気系統のブロック図である。
【図４】第２の実施例の冷凍サイクルの構成図である。
【図５】第３の実施例の冷凍サイクルの構成図である。
【図６】第４の実施例の冷凍サイクルの構成図である。
【図７】第５の実施例の冷凍サイクルの構成図である。
【符号の説明】
１　冷蔵庫
２　冷蔵室
３　野菜室
４　製氷室
５　冷凍室
６　機械室
１０　Ｒエバ
１２　Ｒファン
１４　Ｆエバ
１６　Ｆファン
１８　２段圧縮コンプレッサ
２０　制御装置
２２　冷凍サイクル
２４　凝縮器
２６　第１キャピラリーチューブ
２７　壁面冷却パイプ
２８　気液分離器
２９　中間キャピラリーチューブ
３２　第２キャピラリーチューブ
３６　壁面センサ
３８　Ｒセンサ
４０　Ｆセンサ
４２　Ｒエバセンサ
４４　Ｆエバセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004132618.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004132618.tif 000007
【図６】
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【図７】
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