(57)【要約】【課題】着霜や結露することなく、冷蔵室内を食品貯蔵に適した温度変化の少ない低温度に保持するとともに高湿化をはかることで、食品の長期保存をおこなうようにした冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷媒圧縮機１３から凝縮器、流路切換装置を経て、第１の絞り装置、冷蔵用冷却器１５、１１、第２の絞り装置、冷凍用冷却器９を順に接続するとともに、前記流路切換装置より前記冷媒回路と並列に第３の絞り装置を介して冷凍用冷却器へ直接接続した冷凍サイクルを有し、前記冷蔵用冷却器を冷蔵室５を形成する壁面３に配設した直接冷却方式の冷却パイプ１５と冷蔵室５の背壁に配置したファンクール式の冷却器１１で構成したことを特徴とする。【選択図】　図１
2004011997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒圧縮機、凝縮器、流路切換装置、第１の絞り装置、冷蔵用冷却器、第２の絞り装置、冷凍用冷却器およびアキュムレータを順に接続するとともに、前記流路切換装置より前記冷媒回路と並列に第３の絞り装置を介して冷凍用冷却器へ直接接続した冷凍サイクルを有し、前記冷蔵用冷却器を、冷蔵室を形成する壁面に配設した直接冷却方式の冷却パイプと、冷蔵室の背壁に配置したファンクール式の冷却器で構成したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
冷媒圧縮機、凝縮器、流路切換装置、第１の絞り装置、冷蔵用冷却器、気液分離器、第２の絞り装置、冷凍用冷却器およびアキュムレータを順に接続し、前記流路切換装置より前記冷媒回路と並列に第３の絞り装置を介して冷凍用冷却器へ直接接続した回路を設けるとともに、前記気液分離器からのガス冷媒を前記冷媒圧縮機の中間圧吸込口へ戻すようにした冷凍サイクルを有し、冷却運転は冷蔵用冷却器への冷媒流しとしてほぼ連続的に運転するとともに、前記冷蔵用冷却器を、冷蔵室を形成する壁面に配設した直接冷却方式の冷却パイプと、冷蔵室の背壁に配置したファンクール式の冷却器で構成したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
冷蔵用冷却器の直接冷却方式の冷却パイプを冷蔵室の天井面および左右側面の裏面に設けた熱伝導板に固着し、ファンクール冷却器を冷蔵室背面の広範囲に亙って中央に配置するとともにその上部に冷気ファンを設けたことを特徴とする請求項１または２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、冷蔵用と冷凍用にそれぞれ冷却器を備えるとともに、冷蔵室を形成する壁面に冷蔵室内を直接冷却する冷却パイプを配設した冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫は、冷却貯蔵温度の多様化のみならず、冷蔵庫本来の目的機能である食品の長期保存の観点から恒温恒湿をはかる傾向にあり、食品の冷蔵温度についても、従来５℃程度に冷却制御していた冷蔵室内温度を２℃程度に低温化するとともに、室内の高湿度化がはかられている。
【０００３】
冷蔵室内を高湿度にすることについては、冷蔵専用に設けた冷蔵用冷却器の蒸発温度を上昇させて室内空気温度との差を少なくするとともに、除霜運転時に冷却器に付着した霜が融解した際の水分を冷蔵用ファンの回転により冷蔵室に流入させて還元することで実施されている。これにより、現状の室内湿度はコントロール運転平均で８０％程度となるが、冷蔵室内の設定空気温度の２℃に対して冷却器の蒸発温度は−１５℃程度であり、その温度差から依然として冷却器への霜の付着は防ぐことができず、着霜量に比例して冷蔵室内は乾燥することになっていた。
【０００４】
これに対して最近では、特開２０００−２６６４４９に示されるように、冷蔵室を形成する壁面に冷却パイプを配設するとともに、室内天井部に設けたファンによって強制循環させる庫内冷却パイプを設けて冷蔵室内を冷却するものが提案されている。この構成は、冷蔵室の内壁面を冷却パイプで冷却しつつ、この壁面冷却部より温度の低いファン冷却パイプを室内に露出させることにより、壁面で冷却しながら低温の冷却露出パイプに冷蔵室内の結露を集中させ、壁面に結露することなく室内を所定温度に冷却しようとしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の場合においても、表面温度が比較的高温の壁面冷却パイプおよび天井面のファンクールによる冷却パイプのみでは、近年の冷蔵庫として主流の収納容積の大きな冷蔵室内に対しての冷却力は不足するものであり、低温のファン冷却パイプに集中した結露により乾燥を防ぐことは困難であることから、室内を高湿度に冷却維持することは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記を考慮してなされたものであり、着霜や結露することなく、冷蔵室内を食品貯蔵に適した温度変化の少ない低温度に保持するとともに高湿化をはかることで、食品の長期保存をおこなうようにした冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の冷蔵庫は、冷媒圧縮機、凝縮器、流路切換装置、第１の絞り装置、冷蔵用冷却器、第２の絞り装置、冷凍用冷却器およびアキュムレータを順に接続するとともに、前記流路切換装置より前記冷媒回路と並列に第３の絞り装置を介して冷凍用冷却器へ直接接続した冷凍サイクルを有し、前記冷蔵用冷却器を、冷蔵室を形成する壁面に配設した直接冷却方式の冷却パイプと、冷蔵室の背壁に配置したファンクール式の冷却器で構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
この構成により、直冷式の壁面冷却器とファンクール冷却器の冷却表面積を大きくすることができ、室内空気温度と冷却器の蒸発温度との温度差を小さくすることで、冷却器への着霜や内箱壁面に結露することなく冷蔵室内を所定温度に冷却できるとともに、高湿度雰囲気に保持することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、冷媒圧縮機、凝縮器、流路切換装置、第１の絞り装置、冷蔵用冷却器、気液分離器、第２の絞り装置、冷凍用冷却器およびアキュムレータを順に接続し、前記流路切換装置より前記冷媒回路と並列に第３の絞り装置を介して冷凍用冷却器へ直接接続した回路を設けるとともに、前記気液分離器からのガス冷媒を前記冷媒圧縮機の中間圧吸込口へ戻すようにした冷凍サイクルを有し、冷却運転は冷蔵用冷却器への冷媒流しとしてほぼ連続的に運転するとともに、前記冷蔵用冷却器を、冷蔵室を形成する壁面に配設した直接冷却方式の冷却パイプと、冷蔵室の背壁に配置したファンクール式の冷却器で構成したことを特徴としたものであり、２段圧縮冷凍サイクルによる冷蔵用冷却器の連続運転によって、冷凍サイクルを効率的に運転でき、冷蔵空間の室内温度変化を少なくして貯蔵食品を長期保存することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、冷蔵用冷却器の直接冷却方式の冷却パイプを冷蔵室の天井面および両側面の裏面に設けた熱伝導板に固着し、ファンクール冷却器を冷蔵室背面の広範囲を覆って中央に配置するとともにその上部に冷気ファンを設けたことを特徴とするものであり、冷却器を効率的に、且つ外観よく冷蔵室壁面に配設できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。図１は、冷蔵庫の縦断面図であり、外箱（２）と内箱（３）との間隙に発泡断熱材（４）を充填した断熱箱体である冷蔵庫本体（１）の内部を貯蔵空間として最上部に冷蔵室（５）、その下方に野菜室（６）、最下部には冷凍室（７）をそれぞれ独立して配置し、この野菜室（６）と冷凍室（７）との間には断熱仕切壁を介して自動製氷室（８）と、図示しない多温度切替室とを左右に併置しており、各貯蔵室の前面開口には各々専用の扉を設けて開閉自在に閉塞している。
【００１２】
冷凍室（７）の後部には、冷却器室を設けて冷凍室や製氷室用の冷凍用冷却器（９）および冷却ファン（１０）を配置しており、冷蔵室（５）の背面には冷蔵室と野菜室（６）とを冷却する冷蔵温度用の冷却器（１１）および冷却ファン（１２）を設けて、本体下部の機械室に設置した冷媒圧縮機（１３）の駆動により、前記冷却器（９）（１１）で冷却された冷気を冷却ファン（１０）（１２）の回転で各室に送風してそれぞれの貯蔵室を所定温度に冷却制御するものである。
【００１３】
冷蔵室（５）は、前記冷却器（１１）と冷却ファン（１２）による強制循環冷却と併せて、冷蔵室を形成する内箱（３）の天井壁や両側壁裏面の断熱材（４）側に配置した冷却板（１５）によって内箱（３）の壁面より直接冷却される。
【００１４】
この冷却板（１５）は薄鋼板から形成されており、図２のように、扁平管状の断面をなして蛇行状に曲げ成形した冷却パイプ（１６）を良熱伝導体であるアルミ箔（１７）によって薄鋼板面に固着したものであり、ＡＢＳ樹脂からなる内箱壁面（３）の断熱材（４）側に、図３に示すように、内箱（３）の天井面、左右壁面に亙ってこれを覆うように広範囲に配置し、断熱材（４）を充填する際の発泡圧力によって内箱（３）に押圧固定されることで、パイプ（１６）内を流れる冷媒の蒸発による気化熱で冷却板（１５）および内箱壁面（３）を冷却し、冷気の自然流下による直接冷却力で冷蔵室（５）内を冷却するものである。また、（１７）は野菜室（６）の両側壁面に配設した冷却板であり、冷蔵室（５）と同様に直接冷却で室内を冷却している。
【００１５】
前記各貯蔵室は、図４に概略図で示すように、高温高圧の冷媒ガスを吐出する能力可変圧縮機（１３）、冷媒ガスを放熱液化する凝縮器（１９）、冷媒流路の切換装置である三方弁（２０）から、第１の絞り装置（２１）と内箱（３）壁の裏面に配設した冷却パイプ（１６）、高温側である冷蔵用冷却器（１１）、気液分離器（２２）、第２の絞り装置（２３）と低温側の冷凍用冷却器（９）、アキュムレータ（２４）および圧縮機への吸入管（２５）を順に連結し、前記流路切換用の三方弁（２０）より前記冷媒回路と並列に第３の絞り装置（２６）を介して前記冷凍用冷却器（９）へ直接接続した回路を設けるとともに、前記気液分離器（２２）からのガス冷媒を前記冷媒圧縮機（１３）の中間圧吸込口（２７）へ戻すようにした冷凍サイクル（１８）によって冷却制御されている。
【００１６】
この冷凍サイクル（１８）の各配管は、前記機械室内においてそれぞれを接続してサイクルを形成するとともに、冷媒としてはオゾン層の破壊がなく地球温暖化係数も低いイソブタンなどの炭化水素系の冷媒を封入している。また冷媒圧縮機（１３）は２段圧縮タイプであり、高圧側吐出口（２８）と低圧側吸込口（２９）、そして前記気液分離器（２２）からのガス冷媒を吸い込む中間圧吸込口（２７）を有し、冷媒を低圧から中間圧まで加圧する第１段圧縮室（１３ａ）と中間圧から高圧までを加圧する第２段圧縮室（１３ｂ）とを備えている。
【００１７】
そして、通常の冷却運転に際しては、冷蔵室（５）や冷凍室（７）に設けた図示しない温度センサーによる検知温度と、冷蔵および冷凍室それぞれの室内設定温度と、その時点の圧縮機（１３）や冷却ファン（１０）（１２）の回転数などの運転状態とから補正計算をおこない、貯蔵室内の熱負荷によって圧縮機の冷凍能力を可変させることにより、冷凍サイクルを連続運転状態で、高温側である冷蔵室（５）や野菜室（６）などの冷蔵室空間、および低温側である冷凍室（７）や自動製氷室（８）など冷凍室空間の各々を独立して所定の設定温度に冷却保持するものである。
【００１８】
次に冷凍サイクル（１８）の動作について説明する。圧縮機（１３）の吐出口（２８）から吐出された高圧のガス冷媒は、凝縮器（１９）で放熱して三方弁（２０）に至り、第１の絞り装置（２１）によって減圧液化し、壁面冷却パイプ（１６）、冷蔵用冷却器（１１）に流入することで−１℃で蒸発し、壁面冷却パイプ（１６）によっては直接的に、冷蔵用冷却器（１１）については冷却ファン（１２）の回転による冷気の送風によって周囲の空気を１℃程度に冷却する。
【００１９】
冷蔵用冷却器（１１）で周辺空気との熱交換により一部蒸発した冷媒は、気液分離器（２２）でガス冷媒と液冷媒に分離される。ガス冷媒は、中間吸入管（３０）を介して圧縮機（１３）の中間圧吸込口（２７）に戻り、再び加圧して吐出口（２８）から吐出するサイクルを形成することで、冷凍サイクルの効率化による省エネルギーおよび静音化をはかっている。
【００２０】
一方、液冷媒は、第１の絞り装置（２１）より絞り率の大きな第２の絞り装置（２３）を経て冷凍用冷却器（９）に至り、−３０℃程度の低温度で蒸発して冷却ファン（１０）によって冷凍空間を−１８℃以下の冷凍温度に冷却するとともに、アキュムレータ（２４）を経たガス冷媒を圧縮機の低圧側吸込口（２９）へ戻すことで一連の冷凍サイクルを構成する。
【００２１】
通常の冷却運転については上記の通りであるが、急速冷凍をおこなう場合や冷凍室（７）の負荷が急激に大きくなったような場合には、前記三方弁（２０）が自動、あるいは任意方式で流路を切り換え、冷媒を第３の絞り装置（２６）へ流すように制御する。これにより、冷媒は壁面冷却パイプ（１６）や冷蔵用冷却器（１１）には流れず冷凍用冷却器（９）側にのみに流れることになり、所定時間冷凍空間のみを冷却する。
【００２２】
しかして、通常運転時における冷蔵空間は、冷蔵室（５）を形成する内箱（３）の天井面、左右の壁面の裏面に冷却パイプ（１６）を固着した冷却板（１５）が広範囲に亙って配設されていることから、あたかも内箱（３）の壁面全体を冷却面として大きな冷却作用をおこなうとともに、前述のごとく、冷却運転はほぼ連続的におこなわれるため、−１℃程度の比較的高い冷却温度でも壁面冷却板（１６）による直接的な冷却によって、冷蔵室（５）内をプラス１℃に冷却することができる。
【００２３】
このとき、冷却体である壁面と室内空気との温度差は２度程度ときわめて小さく設定していることから、内箱壁面（３）は露点温度とならず結露を生じることを防止するとともに、室内空気の乾燥を防止するため、室内を９０％以上の高湿度に保つことができる。
【００２４】
さらに、冷蔵用冷却器（１１）についても、表面積を大きく奥行き寸法を薄くした形状にして冷蔵室（５）の背面に配設し、その上部に設けた冷却ファン（１２）の比較的低い回転によりダクト（１４）を介して背面から冷蔵室（５）や低温室に吹き出すことでトータル的に冷却力を補うとともに、冷蔵室（５）内空気の攪拌により室内の温度差をなくすようにしており、冷却温度や湿度変動の少ない恒温恒湿の雰囲気を達成できる。
【００２５】
前記冷蔵用冷却器（１１）は、従来は野菜室（６）の背面に配置する場合が多かったが、本発明では、野菜室ではなく、その上部に位置する冷蔵室（５）背面に配置したことにより、冷却器（１１）から被冷却空間までの距離を短くして冷蔵室（５）に導入するための風路損失をなくすことができるとともに、前記のごとく、天井面に設けた冷却板（１５）からの直冷式による冷気の自然流下と相俟って、冷却器と室内空気温度との少ない温度差によって、比較的高温度の冷却器温度であっても結露することなく室内冷却に寄与させることができる。
【００２６】
また、前述した他の従来例のように、冷蔵用冷却器を冷蔵室の天井部に配置した場合は、冷蔵庫本体の高さに比較して室内天井面の高さが低いという印象を使用者に与え、また天井部分に設置した冷却器が使用者の視角に入るため外観的によくないものであったが、冷蔵室（５）の背面に設置することにより天井部を含めた室内意匠をすっきりさせ向上することができる。
【００２７】
さらに、冷蔵用冷却器（１１）や壁面冷却部（１５）には着霜や結露が殆ど発生しないため、定期的な除霜を不要とするとともに、露付きによって貯蔵食品が濡れることによる劣化を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の冷蔵庫によれば、直冷式の壁面冷却器とファンクール冷却器の冷却表面積を大きくすることができ、室内空気温度と冷却器の蒸発温度との温度差を小さくすることで、冷却器への着霜や内箱壁面に結露することなく冷蔵室内を所定温度に冷却できるとともに、高湿度雰囲気に保持し、且つ外観よく冷蔵室壁面に配設できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】図１における壁面冷却板の１実施例を示す縦断面図である。
【図３】壁面冷却板の内箱への設置状態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の冷蔵庫における冷凍サイクル概略図である。
【符号の説明】
１…冷蔵庫本体　　　３…内箱　　　　　　　４…断熱材
５…冷蔵室　　　　　６…野菜室　　　　　　７…冷凍室
９…冷凍用冷却器　　　１０、１２…冷却ファン　　１１…冷蔵用冷却器
１３…圧縮機　　　　　　１３ａ…第１段圧縮室　　１３ｂ…第２段圧縮室
１４…ダクト　　　　　１５…壁面冷却パイプ　　１６…壁面冷却板
１７…アルミ箔　　　　　１８…冷凍サイクル　　　１９…凝縮器
２０…流路切換弁　　　　２１…第１の絞り装置　　２２…気液分離器
２３…第２の絞り装置　　２４…アキュムレータ　　２５…吸入管
２６…第３の絞り装置　　２７…中間圧吸込口　　　２８…吐出口
２９…低圧側吸込口　　　３０…中間吸入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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