(57)【要約】  【課題】冷凍室、冷蔵室にそれぞれ蒸発器を有する冷蔵庫において、除霜時に発生する冷媒音を最小限に抑える。  【解決手段】除霜時には、三方弁３を全開とし、その全開状態は圧縮機１と冷蔵室用蒸発器５と冷凍室用蒸発器７が連通した状態となる。高圧側からの高温の冷媒は、減圧量の小さい冷蔵室用蒸発器５側に流入することになる。このように冷蔵室用蒸発器５側に積極的に冷媒を流入させることにより除霜時に冷凍室用蒸発器７内の冷媒量を減少させることができ、それによって冷凍室用蒸発器のアキュームレータに流入する冷媒を抑え、冷媒音を最小限に抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と凝縮器と流路切替手段である三方弁と第一のキャピラリと冷蔵室用蒸発器と第二のキャピラリと冷凍室用蒸発器と逆止弁と冷蔵室冷却用ファンと冷凍室冷却用ファンを備えた冷蔵室と冷凍室とで構成された冷蔵庫において、前記冷蔵室に前記冷蔵室用蒸発器を前記冷凍室に前記冷凍室用蒸発器をそれぞれ並列に配設し、前記三方弁により冷媒の流れを冷蔵室回路と冷凍室回路に切り替えることにより前記冷蔵室と前記冷凍室を交互に冷却するものであり、除霜時に前記圧縮機を停止すると共に前記三方弁を全開とし、その全開状態は除霜終了まで継続することを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵室と冷凍室を交互に独立して冷却するシステムの除霜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷凍室と冷蔵室にそれぞれ蒸発器を備えた冷蔵庫が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫について説明する。
【０００４】
図４は、従来の冷却サイクル並びに冷蔵庫の概略図である。
【０００５】
図において、１は圧縮機、２は凝縮器、切替弁３は機械室１２内に配設されており、冷蔵室用蒸発器５は冷蔵室１０内に、冷凍室用蒸発器７は冷凍室１1内に配設されている。第一のキャピラリ４は冷蔵室冷却用である冷蔵室用蒸発器５の上流側に配設され、第二のキャピラリ６は冷凍室冷却用である冷凍室用蒸発器７の上流側に配設され、アキュームレータ８は冷凍室用蒸発器７の下流側に設け、逆止弁９は冷凍室用蒸発器７の下流側に設けている。
【０００６】
以上のように構成された従来の冷蔵庫について、その動作を説明する。
【０００７】
圧縮機１が駆動された状態で、切替弁３により、圧縮機１から吐出される冷媒が冷蔵室用蒸発器５側に流れるように冷媒流路を切り替えた状態では、圧縮機１において圧縮された冷媒は、高温高圧ガスとなって凝縮器２に送られ、ここで放熱して液化されるようになる。液化された冷媒は、切替弁３により第一のキャピラリ４を通って冷蔵室用蒸発器５に送られ、ここで蒸発することに伴い周囲の熱を奪い、この結果周囲の空気を冷却する。ガス化した冷媒は再び圧縮機１において圧縮されるようになる。
【０００８】
このとき、冷蔵室用蒸発器５により冷却された冷気は冷蔵室用ファン１２の送風作用により冷蔵室１０に供給され庫内が冷却される。この場合、冷蔵室１０の温度は例えば＋２℃であるために、冷蔵室用蒸発器５による冷却温度が約−５℃となるように、圧縮機１の運転周波数が設定される。また、この時の冷蔵室用蒸発器５の圧力は例えば約０．２４ＭＰａである。このような冷却状態を冷蔵室冷却モードという。
【０００９】
また、圧縮機１が駆動された状態で、切替弁３により、圧縮機１から吐出される冷媒が冷凍室用蒸発器７側に流れるように冷媒流路を切り替えた状態では、圧縮機１において圧縮された冷媒は、高温高圧ガスとなって凝縮器２に送られ液化された冷媒は、切替弁３により第二のキャピラリ６を通って冷凍室用蒸発器７に送られ、ここで蒸発することに伴い周囲の熱を奪い、この結果周囲の空気を冷却する。ガス化した冷媒は逆止弁８を通り、再び圧縮機１において圧縮されるようになる。
【００１０】
このとき、冷凍室用蒸発器７により冷却された冷気は冷凍室用ファン１３の送風作用により冷凍室１１に供給され庫内が冷却される。この場合、冷凍室１１の温度は例えば−１８℃であるために、冷凍室用蒸発器７による冷却温度が約−２８℃となるように、圧縮機１の運転周波数が設定される。また、この時の冷凍室用蒸発器７の圧力は例えば約０.０９ＭＰａである。このような冷却状態を冷凍室冷却モードという。
【００１１】
この冷蔵庫において、冷蔵室１０、冷凍室１１には図示しないがそれぞれ温度センサーが設けられていて、それら各温度センサーの検出信号はマイクロコンピューターを備えた制御回路に入力されるようになる。制御回路は、それらの検出信号と、予め備えた制御プログラムに従って、圧縮機１、切替弁３、冷蔵室ファン用ファン１２、冷凍室用ファン１３などを制御する。
【００１２】
この冷蔵庫の除霜時に圧縮機１を停止させる場合、冷凍室冷却モードで行う。冷凍室冷却モードにおいては、切替弁３としては圧縮機１と冷凍室用蒸発器７の入口とを連通した状態となっており、圧縮機１と冷蔵室用蒸発器５の入口との間は遮断されている。この状態で圧縮機１を停止させた場合、高圧側からの高温の冷媒が冷凍室用蒸発器７に流入することになる。このように冷凍室用蒸発器７に高温の冷媒を積極的に流入させることで、その冷凍用蒸発器７の温度上昇を促進させ、これにより冷凍室用蒸発器７の除霜時間の短縮が可能になる。
【特許文献１】特開２００１−９１１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成は圧縮機１を冷凍室冷却モードで停止させるので圧縮機１と冷蔵室用蒸発器５の入口との間は遮断されているために冷凍室用蒸発器７に高圧側から高温の冷媒が流入し温度上昇を促進させることはできるが、冷凍室用蒸発器７にアキュームレータ８がある場合、アキュームレータ８に高温の冷媒が断続的に流入することにより液冷媒の沸騰現象が発生し、除霜中に冷媒音が発生するという課題があった。
【００１４】
本発明は、従来の課題を解決するもので、除霜時に発生する冷媒音を最小限にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の冷蔵庫は、圧縮機と凝縮器と流路切替手段である三方弁と第一のキャピラリと冷蔵室用蒸発器と第二のキャピラリと冷凍室用蒸発器と逆止弁と冷蔵室冷却用ファンと冷凍室冷却用ファンを備えた冷蔵室と冷凍室とで構成された冷蔵庫において、前記冷蔵室に前記冷蔵室用蒸発器を前記冷凍室に前記冷凍室用蒸発器をそれぞれ並列に配設し、前記三方弁により冷媒の流れを冷蔵室回路と冷凍室回路に切り替えることにより前記冷蔵室と前記冷凍室を交互に冷却するものであり、除霜時に前記圧縮機を停止すると共に前記三方弁を全開とし、その全開状態は除霜終了まで継続するものであり、圧縮機と冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器が連通した状態で圧縮機を停止させた場合、高圧側からの高温の冷媒は、減圧量の小さい冷蔵室用蒸発器側に流入することになる。このように冷蔵室用蒸発器側に積極的に冷媒を流入させることにより除霜時に冷凍室用蒸発器内の冷媒量を減少させることができ、それによって冷凍室用蒸発器のアキュームレータに流入する冷媒を抑え、冷媒音を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の冷蔵庫は、圧縮機と凝縮器と流路切替手段である三方弁と第一のキャピラリと冷蔵室用蒸発器と第二のキャピラリと冷凍室用蒸発器と逆止弁と冷蔵室冷却用ファンと冷凍室冷却用ファンを備えた冷蔵室と冷凍室とで構成された冷蔵庫において、前記冷蔵室に前記冷蔵室用蒸発器を前記冷凍室に前記冷凍室用蒸発器をそれぞれ並列に配設し、前記三方弁により冷媒の流れを冷蔵室回路と冷凍室回路に切り替えることにより前記冷蔵室と前記冷凍室を交互に冷却するものであり、除霜時に前記圧縮機を停止すると共に前記三方弁を全開とし、その全開状態は除霜終了まで継続することにより、冷凍室用蒸発器のアキュームレータに流入する冷媒を抑え、冷媒音を最小限に抑えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機と凝縮器と流路切替手段である三方弁と第一のキャピラリと冷蔵室用蒸発器と第二のキャピラリと冷凍室用蒸発器と逆止弁と冷蔵室冷却用ファンと冷凍室冷却用ファンを備えた冷蔵室と冷凍室とで構成された冷蔵庫において、前記冷蔵室に前記冷蔵室用蒸発器を前記冷凍室に前記冷凍室用蒸発器をそれぞれ並列に配設し、前記三方弁により冷媒の流れを冷蔵室回路と冷凍室回路に切り替えることにより前記冷蔵室と前記冷凍室を交互に冷却するものであり、除霜時に前記圧縮機を停止すると共に前記三方弁を全開とし、その全開状態は除霜終了まで継続するものであり、圧縮機と冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器が連通した状態で圧縮機を停止させた場合、高圧側からの高温の冷媒は、減圧量の小さい冷蔵室用蒸発器側に流入することになる。このように冷蔵室用蒸発器側に積極的に冷媒を流入させることにより除霜時に冷凍室用蒸発器内の冷媒量を減少させることができ、それによって冷凍室用蒸発器のアキュームレータに流入する冷媒を抑え、冷媒音を最小限に抑えることができる。
【００１８】
以下、本発明の冷蔵庫の実施の形態について説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図である。
【００２０】
図において、１９は冷蔵庫箱体であり、上方部に比較的高温の区画である冷蔵室１０を、下方部に比較的低温の冷凍室１１を配置しており、例えばウレタンのような断熱材で周囲と断熱して構成している。食品等の収納物の出し入れは図示しない断熱ドアを介して行われる。
【００２１】
冷蔵室９は冷蔵保存のために通常１〜５℃で設定されているが、保鮮性向上のため若干低めの温度、例えば−３〜０℃で設定されることもあり、収納物によって、使用者が自由に上記のような温度設定を切り替えることを可能としている場合もある。また、ワインや根野菜等の保鮮のために、例えば１０℃前後の若干高めの温度設定とする場合もある。
【００２２】
冷凍室１１は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、保鮮性向上のためより低温の温度、例えば−３０〜−２５℃で設定されることもある。
【００２３】
冷凍サイクル２０は圧縮機１と凝縮器２と流路切替手段である三方弁３と第一のキャピラリ４と冷蔵室用蒸発器５と冷蔵室用蒸発器用アキュームレータ８と第一のサクションライン１４を順次接続し、三方弁３を介して第一のキャピラリ４と冷蔵室用蒸発器５と第一のサクションライン１４と並列になるように第ニのキャピラリ６と冷凍室用蒸発器７と冷凍室用蒸発器用アキュームレータ８と第二のサクションライン１５と第二のサクションライン１５途中に逆止弁９を接続してある。
【００２４】
圧縮機１と凝縮器２と三方弁３と逆止弁９は可燃性冷媒を用いた場合の安全性向上の面から冷蔵庫箱体１９内での配管溶接箇所低減のため機械室１８内に配設してある。
【００２５】
また、各蒸発器から戻ってくる冷媒は圧縮機吸込管１６を通って圧縮機１内空間へ放出された後、圧縮機吐出管１７を通じて吐出される構成である。
【００２６】
冷蔵室用蒸発器５は冷蔵室１０内の、例えば冷蔵室１０奥面に配設されており、近傍には冷蔵室１０の区画内空気を冷蔵室用蒸発器５に通過させて循環させる冷蔵室用ファン１２が設けてある。
【００２７】
また、冷凍室用蒸発器７は冷凍室１１内の、例えば冷凍室１１奥面に配設されており、近傍には冷凍室１１の区画内空気を冷凍室用蒸発器７を通過させて循環させる冷凍室用ファン１３が設けてある。
【００２８】
また、圧縮機１は例えばインバーターによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としてある。
【００２９】
また、三方弁３は例えばパルスモータにより作動するものであり開閉の動作中のみ通電されるものである。
【００３０】
また、冷蔵室１０と冷凍室１１には区画内温度を検知する、例えばサーミスタである温度検知手段ＴＨ１、ＴＨ２を設けてあり、圧縮機１と三方弁３と冷蔵室用ファン１２と冷凍室用ファン１３とを制御する制御手段Ｃ１とを備えている。
【００３１】
以上のように構成された冷蔵庫について、冷蔵室１０と冷凍室１１の冷却タイミングについて図２のタイムチャートを元に説明する。
【００３２】
圧縮機１停止中に、冷蔵室９および冷凍室１１の温度検知手段であるＴＨ１もしくはＴＨ２のうちいずれか一方が、予め設定された所定の温度以上を検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け、例えば冷蔵室１０の温度検知手段が予め設定された所定の温度（ｔ１Ｈ）以上を検知すると圧縮機１と冷蔵室用ファン１２を作動し、三方弁３を第一のキャピラリ４側に開放し冷蔵室１０冷却を開始する（Ｔ１）。
【００３３】
圧縮機１の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２にて放熱して凝縮液化し、三方弁３を経て第一のキャピラリ４に至る。その後、第一のキャピラリ４で第一のサクションライン１４と熱交換しながら減圧されて冷蔵室用蒸発器５に至る。冷蔵室用ファン１２の作動により冷蔵室１０内の空気と積極的に熱交換した冷媒は冷蔵室用蒸発器５内で蒸発気化し、熱交換した空気はより低温の空気となって吐出され冷蔵室１０を冷却する。気化した冷媒は、第一のサクションライン１４を経て圧縮機１に吸入される。
【００３４】
なお、第二のサクションライン１５の途中に逆止弁９を配設しているので第一のサクションライン１４を経た冷媒が第二のサクションライン１５を経て冷凍室用蒸発器７内に流入することはない。
【００３５】
冷蔵室１０冷却中に冷蔵室温度検知手段ＴＨ１が予め設定された所定の温度（ｔ１Ｌ）以下且つ冷凍室温度検知手段であるＴＨ２が予め設定された所定の温度（ｔ２Ｌ）以上を検知以下すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け冷蔵室用ファン１２を停止するとともに冷凍室用ファン１３を作動し、三方弁３を第ニのキャピラリ６側に開放し冷凍室１１の冷却を開始する（Ｔ２）。
【００３６】
圧縮機１の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２にて放熱して凝縮液化し、三方弁３を経て第ニのキャピラリ６に至る。その後、第ニのキャピラリ６で第ニのサクションライン１５と熱交換しながら減圧されて冷凍室用蒸発器７に至る。冷凍室用ファン１３の作動により冷凍室１１内の空気と積極的に熱交換した冷媒は冷凍室用蒸発器７内で蒸発気化し、熱交換した空気はより低温の空気となって吐出され冷凍室１１を冷却する。気化した冷媒は、第ニのサクションライン１５および逆止弁８を経て圧縮機１に吸入される。
【００３７】
冷凍室１１冷却中に冷凍室温度検知手段ＴＨ２が予め設定された所定の温度（ｔ２Ｌ）以下且つ冷蔵室温度検知手段であるＴＨ１が予め設定された所定の温度（ｔ１Ｈ）以上を
検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け冷凍室用ファン１３を停止するとともに冷蔵室用ファン１２を作動し、三方弁３を第一のキャピラリ４側に開放し冷蔵室１０の冷却を開始する（Ｔ３）。
【００３８】
以上の動作を繰り返し、三方弁３を用いて冷媒の流れを切り替えることにより、冷蔵室１０と冷凍室１１を交互に冷却し、冷蔵室１０と冷凍室１１の温度検知手段が共に予め設定された所定の温度（ｔ１Ｈおよびｔ２Ｌ）より低いことを検知すると三方弁３を第一のキャピラリ４側流路および第ニのキャピラリ６側流路ともに閉とし圧縮機１、冷蔵室用ファン１２、冷凍室用ファン１３を停止する（Ｔ４）。
【００３９】
圧縮機１停止中に、冷蔵室１０および冷凍室１１の温度検知手段であるＴＨ１もしくはＴＨ２のうちいずれか一方が、予め設定された所定の温度以上を検知すると制御手段Ｃ１はこの信号を受け、例えば冷蔵室１０の温度検知手段が予め設定された所定の温度（ｔ１Ｈ）以上を検知すると圧縮機１と冷蔵室用ファン１２を作動し、三方弁３を第一のキャピラリ４側に開放し冷蔵室１０冷却を開始する（Ｔ５）。
【００４０】
次に除霜する場合について図３のタイムチャートを元に説明する。
【００４１】
冷凍室用蒸発器７を除霜ヒータ２１により除霜する際は、３方弁３は全開とし、除霜終了まで継続するものである。
【００４２】
制御手段Ｃ1から除霜開始の信号を受けると、圧縮機１、冷蔵室用ファン１１、冷凍室用ファン１２を停止し三方弁３を全開するとともに除霜ヒータの通電を行い冷凍室用蒸発器７の除霜を開始する。（Ｔ６）
除霜中に冷凍室用蒸発器７の配管もしくはフィンに取り付けた温度検知手段ＴＨ３が設定温度（t３Ｈ）を検知すると除霜ヒータ２１の通電を停止し除霜を終了する。（Ｔ７）。
【００４３】
除霜終了後、圧縮機１と冷凍室用ファン１３を作動し、三方弁３を冷凍室用蒸発器７側に開放し冷凍室１１の冷却を開始する。
【００４４】
三方弁３を全開にすると、圧縮機１と冷蔵室用蒸発器５と冷凍室用蒸発器７が連通した状態となっている。この状態で圧縮機１を停止させた場合、高圧側からの高温の冷媒は、減圧量の小さい第一のキャピラリーを通って冷蔵室用蒸発器５側に流入することになる。このように冷蔵室用蒸発器５側に積極的に冷媒を流入させることにより冷凍室用蒸発器７内の冷媒量を減少させることができ除霜時に冷凍室用蒸発器７のアキュームレータ８に流入する冷媒を抑え、冷媒音を最小限に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明にかかる冷蔵庫は、アキュームレータに流入する冷媒を抑え、冷媒音を最小限に抑えることが可能になり、冷蔵庫に限らず同様の冷凍サイクルを備えた冷却機器の技術分野において幅広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の断面図
【図２】同実施の形態の冷蔵庫のタイムチャート
【図３】同実施の形態の冷蔵庫のタイムチャート
【図４】従来の冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
【００４７】
１    圧縮機
２    凝縮器
３    三方弁
４    第一のキャピラリ
５    冷蔵室用蒸発器
６    第二のキャピラリ
７    冷凍室用蒸発器
１０  冷蔵室
１１  冷凍室
１２  冷蔵室用ファン
１３  冷凍室用ファン
１９  冷蔵庫箱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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