(57)【要約】【課題】冷蔵庫において、冷蔵庫の各冷却室を効率良く冷却すると共に、冷凍サイクルの効率を向上し、熱負荷の増加を防止して消費電力量の低減を図る。【解決手段】圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、蒸発器４を順に直列に接続した冷媒回路５を有する冷凍サイクルと、前記蒸発器４によって冷却された冷気を冷却室に循環させる庫内循環ファン７を備え、冷気通風路６ａには、冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷気戻り風路６ｂには、冷凍室用戻りダンパ８ｂ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂを設け、異なる温度帯の冷却室に適した温度となるように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を制御する。【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、減圧装置と、蒸発器を順に直列に接続した冷媒回路を有する冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器によって冷却された冷気を、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に循環させる庫内循環ファンを備え、それらを制御する制御装置を備えた冷蔵庫において、前記蒸発器および前記庫内循環ファンを備えた冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路および冷気戻り風路それぞれについて開放あるいは遮断を選択できる送風ダンパおよび戻りダンパを設け、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した温度となるように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を制御する冷蔵庫。
【請求項２】
圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器を順に直列に接続した冷媒回路を有する冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器によって冷却された冷気を、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に循環させる庫内循環ファンを備え、それらを制御する制御装置を備えた冷蔵庫において、前記減圧装置として、冷媒回路の蒸発器側に一本のキャピラリーチューブと前記キャピラリーチューブに直列に設けた電動膨張弁とを備え、前記蒸発器および前記庫内循環ファンを備えた冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路および冷気戻り風路それぞれについて開放あるいは遮断を選択できる送風ダンパおよび戻りダンパを設け、前記電動膨張弁により減圧量を可変とし、前記蒸発器を異なる温度に変化させ異なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した温度の冷気を送風するように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を連動させるように制御する冷蔵庫。
【請求項３】
圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器を順に直列に接続した冷媒回路を有する冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器によって冷却された冷気を、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に循環させる庫内循環ファンを備え、それらを制御する制御装置を備えた冷蔵庫において、前記減圧装置として、冷媒回路の蒸発器側に少なくとも前記二つの異なる冷却室の数のキャピラリーチューブとこれらの前記キャピラリーチューブを選択する電動切換弁を設け、前記蒸発器および前記庫内循環ファンを備えた冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路および冷気戻り風路それぞれについて開放あるいは遮断を選択できる送風ダンパおよび戻りダンパを設け、前記キャピラリーチューブの選択により減圧量を可変とし、前記蒸発器を異なる温度に変化させ異なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した温度の冷気を送風するように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を連動させるように制御する冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に係り、特に温度帯の異なる冷蔵庫内の各冷却室を一つの蒸発器で冷却する冷蔵庫に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫としては、特開平０８−２９６９４２号公報に記されているものが有る。すなわち、この冷蔵庫では、圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器を冷媒流路で接続して冷凍サイクルを構成し、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に通じる冷気通風路に庫内冷却ファンを備え、冷気通風路に、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路について開放もしくは遮断を選択できるダンパを設け、冷凍サイクル中の減圧器の減圧量を可変にし、蒸発器で異なる温度の冷気を作るとともに、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した異なる温度の冷気を吹き分けるようにダンパを連動するように制御させ、温度帯の低い冷却室を冷却するときは減圧器の抵抗を大きくし、庫内冷却ファンの回転数を低回転にし、温度帯の高い冷却室を冷却するときは減圧器の抵抗を小さくし、庫内冷却ファンの回転数を高回転にする事により、それぞれの温度帯に適合した蒸発温度で効率良く庫内を冷却する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷蔵庫においては、二つ以上の異なる温度帯の冷気送風路にのみダンパを設けている為、温度帯の低い冷却室を冷却する場合、蒸発温度が低くなっているため、低い温度の冷気が冷気戻り風路から逆流して、温度帯の高い冷却室にわずかな量が流入することがある。また、温度帯の高い冷却室を冷却する場合、蒸発温度が高くなっているため、高い温度の冷気が冷気戻り風路から逆流して、温度帯の低い冷却室にわずかな量が流入することがある。低い温度帯の冷却室に高い温度の冷気が流入すると低い温度帯の冷却室の温度を上昇させて熱負荷を増加させてしまうことになるため、結果的に余計に冷凍サイクルを運転する事となり、省電力には寄与しないという課題があった。
【０００４】
さらに、通常冷蔵庫では圧縮機を断続させて庫内の温度調節をする場合、圧縮機が停止したとき、冷凍サイクル内の圧力がバランスするのに伴い、凝縮器側の高温冷媒が蒸発器に流入し蒸発器が高温となるため、冷気戻り風路から高温蒸発器の自然対流によって、庫内温度が上昇して熱負荷を増加させてしまうことになるため、結果的に余計に冷凍サイクルを運転する事となり、省電力には寄与しないという課題もあった。そこで、凝縮器の高温冷媒が蒸発器に流れ込むのを防ぐために、蒸発器の入口側を圧縮機が停止した際に同時に閉鎖することが考えられるが、この場合には、圧縮機前後の圧力バランスが大きい状態が維持され、圧縮機の起動不能のおそれが生じるという課題があった。
【０００５】
さらに、蒸発器に付着した霜を除去する（除霜）手段として、ヒータ等を用いて蒸発器を加熱する方法も、同様に冷気戻り風路から高温蒸発器の自然対流によって、庫内温度を上昇させて熱負荷を増加させてしまうことになるため、結果的に余計に冷凍サイクルを運転する事となり、省電力には寄与しないという課題があった。
【０００６】
本発明の第１の目的は、二つ以上の異なる温度帯の冷却室を冷却する場合、それぞれの温度帯に合わせた蒸発器温度に制御し、冷凍サイクル上、効率良く各冷却室を冷却し、冷却速度を早くできると共に、高い温度帯の冷却室を冷却中の低い温度帯の冷却室への熱負荷の増加を防止でき、冷凍サイクルの効率を向上して消費電力量の低減を図ることができる冷蔵庫を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、二つ以上の異なる温度帯の冷却室を冷却する場合、それぞれの温度帯に合わせた蒸発器温度に制御し、冷凍サイクル上、効率良く各冷却室を冷却し、冷却速度を早くできると共に冷却運転停止時に熱負荷の増加を防止でき、冷凍サイクルの効率を向上して消費電力量の低減を図ることができ、しかも圧縮機の起動が容易な冷蔵庫を提供することにある。
【０００８】
本発明の第３の目的は、二つ以上の異なる温度帯の冷却室を冷却する場合、それぞれの温度帯に合わせた蒸発器温度に制御し、冷凍サイクル上、効率良く各冷却室を冷却し、冷却速度を早くできると共に蒸発器の除霜の際も熱負荷の増加を防止でき、冷凍サイクルの効率を向上して消費電力量の低減を図ることができ、しかも圧縮機の起動が容易な冷蔵庫を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器を順に直列に接続した冷媒回路を有する冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器によって冷却された冷気を、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に循環させる庫内循環ファンを備え、それらを制御する制御装置を備えた冷蔵庫において、前記蒸発器および前記庫内循環ファンを備えた冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路および冷気戻り風路それぞれについて開放あるいは遮断を選択できる送風ダンパおよび戻りダンパを設け、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した温度となるように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を制御する構成にすることで達成される。
【００１０】
上記第２の目的は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器を順に直列に接続した冷媒回路を有する冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器によって冷却された冷気を、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に循環させる庫内循環ファンを備え、それらを制御する制御装置を備えた冷蔵庫において、前記減圧装置として、冷媒回路の蒸発器側に一本のキャピラリーチューブと前記キャピラリーチューブに直列に設けた電動膨張弁とを備え、前記蒸発器および前記庫内循環ファンを備えた冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路および冷気戻り風路それぞれについて開放あるいは遮断を選択できる送風ダンパおよび戻りダンパを設け、前記電動膨張弁により減圧量を可変とし、前記蒸発器を異なる温度に変化させ異なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した温度の冷気を送風するように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を連動させるように制御する構成にすることで達成される。
【００１１】
上記第３の目的は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器を順に直列に接続した冷媒回路を有する冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器によって冷却された冷気を、二つ以上の異なる温度帯の冷却室に循環させる庫内循環ファンを備え、それらを制御する制御装置を備えた冷蔵庫において、前記減圧装置として、冷媒回路の蒸発器側に少なくとも前記二つの異なる冷却室の数のキャピラリーチューブとこれらの前記キャピラリーチューブを選択する電動切換弁を設け、前記蒸発器および前記庫内循環ファンを備えた冷気通風路に、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に対する冷気送風路および冷気戻り風路それぞれについて開放あるいは遮断を選択できる送風ダンパおよび戻りダンパを設け、前記キャピラリーチューブの選択により減圧量を可変とし、前記蒸発器を異なる温度に変化させ異なる温度の冷気を作るとともに、前記二つ以上の異なる温度帯の冷却室に適した温度の冷気を送風するように、前記送風ダンパおよび前記戻りダンパの開閉を連動させるように制御する構成することで達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図、図２は同冷蔵庫の風路構成図、図３は同冷蔵庫の動作例のタイムチャートである。
【００１３】
冷凍サイクルは、図１に示すように、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、蒸発器４を直列に接続した冷媒回路５、冷気の風量および冷却時間を調節して制御される２つの温度帯を持つ、すなわち、冷凍室、冷蔵室に冷気を通風させる冷気通風路６により構成されている。冷気通風路６は、蒸発器４、冷蔵庫内に冷気を循環させる回転数可変の庫内循環ファン７、冷凍室、冷蔵室（図示せず）へ選択的に冷気を送るため、冷気送風路６ａおよび冷気戻り風路６ｂそれぞれに設けられた冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂを有している。そして、図２に示すような構成で冷蔵庫に風路を構成している。
【００１４】
次に、かかる冷蔵庫の動作を図３を参照しながら説明する。
温度帯の低い冷却室（例えば冷凍室）が、ある設定温度以上になり、冷凍室のみを冷却する必要が生じた場合には、冷蔵庫の冷凍サイクルを稼動する為に、圧縮機１をオン（既に圧縮機１がオンしている場合はこの限りでない）すると共に、庫内循環ファン７をオンする。この場合、圧縮機１をオンしてから蒸発器４の温度が蒸発器４に取り付けた蒸発器温度センサ（図示せず）が検知した温度があらかじめ設定した温度以下になってから、庫内循環ファン７をオンしても良い。このとき庫内循環ファン７の回転数はあらかじめ設定された回転数、あるいは蒸発器温度センサの検知温度によって回転数を制御しても良い。あわせて、冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂを開口し、その他の温度帯用の冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂは閉じることにより、冷凍室のみを冷却する。図３においては冷凍室用送風ダンパ８ａおよび冷凍室用送風ダンパ９ａを、総称して冷凍室用ダンパ、冷蔵室用送風ダンパ８ｂおよび冷蔵室用戻りダンパ９ｂを、総称して冷蔵室ダンパと記している。
【００１５】
一方、温度帯の高い冷却室（例えば冷蔵室）がある設定温度以上になり、冷蔵室のみを冷却する必要が生じた場合には、冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂを開口し、その他の温度帯用の冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂは閉じることにより、冷蔵室のみを冷却する。このとき庫内循環ファン７の回転数はあらかじめ設定された回転数、あるいは蒸発器温度センサの検知温度によって回転数を制御しても良い。
【００１６】
こうすることにより、温度帯の高い冷蔵室を冷却する際に、温度帯の低い冷凍室への温度帯の高い冷気の流入を防止することができ、冷凍室の温度上昇を最小限に抑える事ができる。
【００１７】
次に、本発明の別の実施例を図４および図６を用いて説明する。
図４は本発明の一実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。図中、図１と同一符号のものは先の実施例と同等部分であるから、その説明を省略する。図４は図１と同様に２つの温度帯を持ち、それぞれの温度は冷媒の減圧量、冷気の風量および冷却時間を調節して制御される。図１に示したものと異なるところは、減圧装置３を、キャピラリーチューブ３ａと電動膨張弁３ｂを直列に接続した構成としたところにある。
【００１８】
次に、かかる冷蔵庫の動作を図６を参照しながら説明する。
温度帯の低い冷却室（例えば冷凍室）が、ある設定温度以上になり、冷凍室のみを冷却する必要が生じた場合には、電動膨張弁３ｂを絞ることにより流路抵抗を大きくし、また、流路抵抗を大きくするのと同時または前後で冷蔵庫の冷凍サイクルを稼動する為に、圧縮機１をオン（既に圧縮機１がオンしている場合はこの限りでない）すると共に、庫内循環ファン７をオンする。この場合、圧縮機１をオンしてから蒸発器４の温度が蒸発器４に取り付けた蒸発器温度センサ（図示せず）が検知した温度があらかじめ設定した温度以下になってから、庫内循環ファン７をオンしても良い。このとき庫内循環ファン７の回転数はあらかじめ設定された回転数、あるいは蒸発器温度センサの検知温度によって回転数を制御しても良い。また、電動膨張弁３ｂの絞りも蒸発機温度センサの検知温度、あるいは冷凍室温度検知センサ（図示せず）の温度によって絞りを調整しても良い。あわせて、冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂを開口し、その他の温度帯用の冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂは閉じることにより、冷凍室のみを冷却する。
【００１９】
一方、温度帯の高い冷却室（例えば冷蔵室）がある設定温度以上になり、冷蔵室のみを冷却する必要が生じた場合には、電動膨張弁３ｂを開くことにより流路抵抗を小さくし、冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂを開口し、その他の温度帯用の冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂは閉じることにより、冷蔵室のみを冷却する。このとき庫内循環ファン７の回転数はあらかじめ設定された回転数、あるいは蒸発器温度センサの検知温度によって回転数を制御しても良い。また、電動膨張弁３ｂの絞りも蒸発機温度センサの検知温度、あるいは冷蔵室温度検知センサ（図示せず）の温度によって絞りを調整しても良い。
【００２０】
こうすることにより、温度帯の高い冷蔵室を冷却する際に、温度帯の低い冷凍室への温度帯の高い冷気の流入を防止することができ、冷凍室の温度上昇を最小限に抑える事ができる。また、温度帯の異なる冷却室の温度にあわせて蒸発器温度を変化できるので、冷凍サイクル上効率の良い運転ができるので、消費電力量の低減を図る事ができる。
【００２１】
次に、本発明の別の実施例を図５および図６を用いて説明する。
図５は本発明の別の実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。図中、図１と同一符号のものは先の実施例と同等部分であるから、その説明を省略する。図５は図１と同様に２つの温度帯を持ち、それぞれの温度は冷媒の減圧量、冷気の風量および冷却時間を調節して制御される。図１に示したものと異なるところは、減圧装置３を冷凍室用キャピラリーチューブ３ｃと冷蔵室用キャピラリーチューブ３ｄを並列に、また、冷媒の流れを冷凍室用キャピラリーチューブ３ｃ、あるいは、冷蔵室用キャピラリーチューブ３ｄ、あるいは両方と、切換えることが可能な電動切換弁１０を接続した構成としたところにある。
【００２２】
次に、かかる冷蔵庫の動作を図６を参照しながら説明する。
温度帯の低い冷却室（例えば冷凍室）が、ある設定温度以上になり、冷凍室のみを冷却する必要が生じた場合には、電動切換弁１０を冷凍室用キャピラリーチューブ３ｃ側に切換えることにより流路抵抗を大きくし、また、流路抵抗を大きくするのと同時、または前後で冷蔵庫の冷凍サイクルを稼動する為に、圧縮機１をオン（既に圧縮機１がオンしている場合はこの限りでない）すると共に、庫内循環ファン７をオンする。この場合、圧縮機１をオンしてから蒸発器４の温度が蒸発器４に取り付けた蒸発器温度センサ（図示せず）が検知した温度があらかじめ設定した温度以下になってから、庫内循環ファン７をオンしても良い。このとき庫内循環ファン７の回転数はあらかじめ設定された回転数、あるいは蒸発器温度センサの検知温度によって回転数を制御しても良い。あわせて、冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂを開口し、その他の温度帯用の冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂは閉じることにより、冷凍室のみを冷却する。
【００２３】
一方、温度帯の高い冷却室（例えば冷蔵室）がある設定温度以上になり、冷蔵室のみを冷却する必要が生じた場合には、電動切換弁１０を冷蔵室用キャピラリーチューブ３ｄ側に切換えることにより流路抵抗を小さくし、冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂを開口し、その他の温度帯用の冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂは閉じることにより、冷蔵室のみを冷却する。このとき庫内循環ファン７の回転数はあらかじめ設定された回転数、あるいは蒸発器温度センサの検知温度によって回転数を制御しても良い。また、電動切換弁１０を蒸発機温度センサの検知温度、あるいは冷蔵室温度検知センサ（図示せず）の温度によって、冷凍室用キャピラリーチューブ３ｃおよび冷蔵室用キャピラリーチューブ３ｄの両方に流れるようにし、流路抵抗を小さく調整しても良い。
【００２４】
こうすることにより、温度帯の高い冷蔵室を冷却する際に、温度帯の低い冷凍室への温度帯の高い冷気の流入を防止することができ、冷凍室の温度上昇を最小限に抑える事ができる。また、温度帯の異なる冷却室の温度にあわせて蒸発器温度を変化できるので、冷凍サイクル上効率の良い運転ができるので、消費電力量の低減を図る事ができる。
【００２５】
以上の実施例において、さらに、各温度帯の全室が設定温度以下まで冷却され、圧縮機が停止したときは、前記冷凍室用送風ダンパ８ａ、冷凍室用戻りダンパ８ｂ、冷蔵室用送風ダンパ９ａ、冷蔵室用戻りダンパ９ｂの全てのダンパを閉鎖することにより、圧縮機停止後の、冷凍サイクル内の圧力がバランスするのに伴い、凝縮器側の高温冷媒が蒸発器に流入することによる蒸発器の高温化、または、除霜運転時の蒸発器の高温化によって発生する、高温蒸発器からのの自然対流によって、暖気が冷却室に流入することを防止することができ、冷却室内の温度上昇を最小限に押さえる事ができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、二つ以上の異なる温度帯の冷却室を冷却する場合、それぞれの温度帯に合わせた蒸発器温度に制御し、冷凍サイクル上、効率良く各冷却室を冷却し、冷却速度を早くできると共に、高い温度帯の冷却室を冷却中の低い温度帯の冷却室への熱負荷の増加を防止でき、冷凍サイクルの効率を向上して消費電力量の低減を図ることができる冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。
【図２】図１に示した冷蔵庫の風路構成図である。
【図３】図１に示した冷蔵庫の動作例のタイムチャート図である。
【図４】本発明の第２実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。
【図５】本発明の第３実施例の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。
【図６】図４ないし図５に示した冷蔵庫の動作例のタイムチャート図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…凝縮器、３…減圧装置、３ａ…キャピラリーチューブ、３ｂ…電動膨張弁、３ｃ…冷凍室用キャピラリーチューブ、３ｄ…冷蔵室用キャピラリーチューブ、４…蒸発器、５…冷媒回路、６…冷気通風路、６ａ…冷気送風路、６ｂ…冷気戻り風路、７…庫内循環ファン、８ａ…冷凍室用送風ダンパ、８ｂ…冷蔵室用送風ダンパ、９ａ…冷凍室用戻りダンパ、９ｂ…冷蔵室用戻りダンパ、１０…電動切換弁
【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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