(57)【要約】【課題】  複数の異なる温度帯の貯蔵室を有する、使い勝手に優れた貯蔵室のレイアウトの冷蔵庫において、消費電力量の低減、および、冷蔵室の高湿度保存を実現する。【解決手段】  最上段に冷蔵室を設け、その下部に貯氷室、および、冷凍温度まで切替え可能な切替室を並列に設け、その下部に野菜室を設け、最下段に冷凍室を設けた冷蔵庫において、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器および送風機とは別に、冷蔵室のみを冷却する冷蔵用冷却器および送風機を冷蔵室に設け、前記冷凍用冷却器からの戻り冷媒ガスを圧縮する低段圧縮部と、前記冷蔵用冷却器からの戻りガス冷媒と前記低段圧縮部からの吐出ガス冷媒の混合ガス冷媒を圧縮する高段圧縮部と、を有する圧縮機を用いる。【選択図】  図１
2005098605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵室などの所定温度以上の温度に設定される貯蔵室と冷凍室などの０℃前後以下の温度の貯蔵室が交互に混在して配置され送風機により冷気が循環して前記各貯蔵室が設定された温度に冷却される冷蔵庫本体と、主に０℃前後以下の温度の貯蔵室を冷却する冷凍用冷却器とは別に前記冷蔵室の近傍に設けられ、前記冷蔵室を冷却する冷蔵用冷却器と、前記冷凍用冷却器からの戻り冷媒を圧縮する低段圧縮部および前記冷蔵用冷却器からの戻り冷媒と前記低段圧縮部からの吐出冷媒の混合冷媒を圧縮する高段圧縮部を有する圧縮機と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記冷蔵庫本体の略中央付近に設けられる前記貯氷室へ供給される冷気の量を調整する貯氷室風量調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記低段圧縮部および前記高段圧縮部からの冷媒を膨張させ圧力を低下させる各膨張配管、および前記低段圧縮部および前記高段圧縮部ヘ吸入する各吸入配管の内の複数本を纏めて断熱材の中に配置したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
冷蔵室などの所定温度以上の貯蔵室と冷凍室、貯氷室などの０℃前後以下の温度帯の貯蔵室が混在して配置され送風機により冷気が循環して前記各貯蔵室が設定された温度に冷却される冷蔵庫本体と、主に前記冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器とは別に前記冷蔵室の近傍に設けられ冷蔵室冷却用に使用される冷蔵用冷却器と、前記冷蔵庫本体の略中央付近に設けられる前記貯氷室へ供給される冷気の量を調整する貯氷室風量調整手段と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項５】
前記貯氷室風量調整手段を調整して、前記貯氷室の温度を貯えられた氷を融解しない温度を上限とした温度に調整可能なことを特徴とする請求項２または４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記野菜室に貯蔵される食品は、温度調整が行われる前記貯氷室から前記冷凍用冷却器へ戻る冷気にて冷却することを特徴とする請求項1乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記貯蔵室として０℃前後の温度から冷凍室温度帯以下までの温度に設定可能な切換え室を設け、前記野菜室に貯蔵される食品は前記切替室から前記冷凍用冷却器へ戻る冷気にて冷却することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記圧縮機からの吐出冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した冷媒を減圧して前記冷凍用冷却器へ冷媒を供給する冷凍用膨張機構と、前記冷蔵用冷却器へ冷媒を供給する冷蔵用膨張機構と、を備え、前記凝縮器から出た冷媒を前記冷凍用膨張機構および前記冷蔵用膨張機構の少なくとも一方へ流すよう流路を切り換える流路切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記冷蔵庫本体は、最上段に冷蔵室を設け、最下段に冷凍室を設けた配置構成とし、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器からの冷気を循環させる冷凍用送風機と、主に前記冷蔵室を冷却する冷蔵用冷却器からの冷気を循環させる冷蔵用送風機とを別個に設け、前記冷凍室用送風機と前記冷蔵室用送風機を別々に制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項１０】
前記冷蔵用冷却器への冷媒供給を停止したときに、前記冷蔵用送風機を駆動することで、前記冷蔵用冷却器へ付着した霜を除去することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の異なる温度帯の貯蔵室を有しこれらの貯蔵室を複数の冷却器で冷却する冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば従来の冷蔵庫の構造および風路構成では、冷蔵庫本体の外箱と内箱の間に断熱材を発泡充填したり真空断熱材を充填して形成される庫内は複数の貯蔵室に仕切られ、各貯蔵室の温度は異なるものとなっている。このような冷蔵庫は上部に冷蔵室、この冷蔵室の下部に貯氷室が切替室と並列に設けられ、最下部の冷凍室と、並列に設けた貯氷室と切替室の間に野菜室を備えたものが知られている。使用頻度の高い貯氷室と切替室が目線よりやや下の最も使い易い位置に配置され、また冷凍室は冷蔵室や野菜室に比べて使用頻度が低いので、冷蔵庫の下方に配置され、使い勝手が良い貯蔵室のレイアウトとなっている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
冷蔵庫本体の背部の外箱と内箱の間に設けられた冷却器で冷却された冷気は送風機によって各貯蔵室に送り込まれる。冷蔵室および切替室に供給される冷気は、風路中に設けられた切替室ダンパによって量を制御され、よって庫内温度も制御されている。
【０００４】
また複数の貯蔵室を個別に冷却する冷却器を備え、２段圧縮の圧縮機によりそれぞれの冷却器に冷媒を循環させる技術が知られている。（例えば特許文献２、３参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６１８３４号公報（図２１、図２３参照）
【特許文献２】特開２００１−３３０３６０号公報（図１、図２、図１３参照）
【特許文献３】特開２００２−１０７０２７号公報（図２、図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の冷蔵庫では、以上のようなユーザーの使いやすさを第１に考えた構成となっているため、高い温度と低い温度の貯蔵室が交互に混在して風路構成や冷媒サイクルが複雑となり、したがって、風路での圧力損失が増大したり、冷媒サイクルの無駄な運転などによる消費電力量が増大してしまうという問題があった。また使い勝手の良い冷蔵庫では多くの温度帯の異なる独立した貯蔵室を有しプラスとマイナスの温度が隣接して配置される構造となり、各室間や風路間の省エネ対策のため複雑な構造になり貯蔵室のスペース確保に問題があった。
【０００７】
また、冷蔵庫全体から冷却器の蒸発温度は低めに設定される必要があり、かつ、必要な冷却能力を得るために冷却器の表面積を大きくする必要があり、したがって、運転中には多量の霜が冷却器表面に付着しやすく、結果として、貯蔵室内の湿度は低下しがちであり、食品の乾燥を誘引するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷蔵庫は、冷蔵室などの０℃以上の温度帯の貯蔵室と冷凍室などの０℃以下の温度帯の貯蔵室が混在して配置され送風機により冷気が循環して各貯蔵室が設定された温度に冷却される冷蔵庫本体と、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器とは別に冷蔵室の近傍に設けられ冷蔵室冷却用に使用される冷蔵用冷却器と、冷凍用冷却器からの戻り冷媒を圧縮する低段圧縮部および冷蔵用冷却器からの戻り冷媒と低段圧縮部からの吐出冷媒の混合冷媒を圧縮する高段圧縮部を有する圧縮機と、を備えたものである。
【０００９】
本発明に係る冷蔵庫は、冷蔵室などの０℃以上の温度帯の貯蔵室と冷凍室、貯氷室などの０℃以下の温度帯の貯蔵室が混在して配置され送風機により冷気が循環して各貯蔵室が設定された温度に冷却される冷蔵庫本体と、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器とは別に冷蔵室の近傍に設けられ冷蔵室冷却用に使用される冷蔵用冷却器と、冷蔵庫本体の略中央付近に設けられる貯氷室へ供給される冷気の量を調整する貯氷室風量調整手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る冷蔵庫は、ユーザーの使い勝手に優れた冷蔵庫において、消費電力量低減が実現され、冷蔵室の食品乾燥も防げるものである。
【００１１】
また、本発明に係る冷蔵庫は、貯氷室へ供給される冷気の量を調整する風量調整手段を設けたので、消費電力低減を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、添付の図面を用いながら説明する。図１は本発明の冷蔵庫の風路構成および冷媒回路を説明する構成図、図２は図１を側面から見た構造図である。図１において、冷蔵庫本体１は外箱と内箱の間に断熱材を充填された構造であり、冷蔵庫本体１の最上部に配置される０℃以上の様に所定温度以上の高い温度が設定される冷蔵室１００と、冷蔵室１００の下方に並列に配置される製氷された氷を貯蔵する０℃以下の様に低い温度が設定される貯氷室６００と冷蔵室温度帯から冷凍室温度帯以下の温度まで切換え可能な切替室３００と、貯氷室６００と切替室３００の下方に配置される冷蔵庫の中では最も高い温度が設定される野菜室４００と、最下段に配置される−１８℃以下の温度帯の最も低い温度に設定される冷凍室２００とで構成されている。
【００１３】
３０は冷凍用冷却器、２０は冷凍用送風機であり、冷凍用冷却器３０の冷気は冷凍用送風機２０にて冷凍室２００および貯氷室６００および切替室３００へ分配され送風される。３０ａは冷蔵室用冷却器であり、冷媒の蒸発温度は冷凍用冷却器３０よりも高めに設定されているものである。２０ａは冷蔵用送風機であり、冷蔵用冷却器３０ａの冷気は冷蔵用送風機２０ａにて送り出され、冷蔵室１００を冷却し、再び冷蔵用冷却器３０ａへ戻るよう風路構成されている。従って、従来の冷蔵庫では低めの蒸発温度の１つの冷却器に全貯蔵室の冷却を終えた冷気がもどるため、冷蔵室内の湿気も冷却器に霜として付着してしまい、冷蔵室内の乾燥を招いてしまいがちであったのに比べ、本発明の冷蔵庫の構成では、冷蔵室用冷却器は高めの蒸発温度に設定されているため、霜の付着量も少なく冷蔵室の乾燥を防げるものである。また、下段に位置する１個の冷却器から最上段の冷蔵室への吹出し風路、および、冷蔵室から野菜室を経由して冷却器へ至る戻り風路、といった従来の風路構成にくらべ、冷蔵室のみの風路構成となり簡素化できることで風路圧損を軽減でき、消費電力量の削減がなされるものである。
【００１４】
冷凍室２００に設けられた温度センサ７５による検出温度に基づき冷凍用冷却器３０への圧縮機からの冷媒供給や冷凍用送風機２０の運転状態（停止・運転・運転周波数）が制御され、冷蔵室１００に設けられた温度センサ７１による検出温度に基づき冷凍用冷却器３０ａへの冷媒供給や冷凍用送風機２０ａの運転状態（停止・運転・運転周波数）が制御されるものである。すなわち、最も使用頻度の高い冷蔵室の扉開閉による庫内温度上昇の影響が他の貯蔵室の温度上昇を招くことが従来の冷蔵庫に比べ軽減できるものである。
【００１５】
図１において７は冷媒を圧縮し吐出する圧縮機で、高段圧縮部８、低段圧縮部９からなり、冷媒回路を形成する凝縮器４、流路切換手段６である三方弁であり外部からの電気信号により少なくとも一方の流路を連通することができるものである、冷凍用膨張手段３１、冷凍用冷却器３０、冷蔵用膨張手段３１ａ、冷蔵用冷却器３０ａが順次接続されている。
【００１６】
次に動作について説明する。冷凍室２００および冷蔵室１００に設けられた温度センサ７５、７１の各検出温度が各設定温度よりも大きい場合は、流路切換手段６は冷凍用膨張機構３１と冷蔵用膨張機構３１ａへの両方への流路を開放連通し、圧縮機７を運転し、冷凍室と冷蔵室を同時に冷却する動作を行う。
【００１７】
冷凍室と冷蔵室を同時に冷却する場合の冷凍サイクルの動作について、図１および図３を用いて説明する。図３は冷凍室と冷蔵室を同時に冷却する場合のＰ−ｈ線図であり、図中の記号は図１の記号の位置と同じ場所を示す。図３は冷媒の特性を示し横軸はエンタルピ、縦軸は圧力である。圧縮機１の高段圧縮部８を吐出した高温高圧の蒸気冷媒（Ａ）は凝縮器４で放熱し凝縮液化する（Ｂ）。凝縮器４を通過した冷媒は流路切換手段６にて分流され、一方は冷蔵用膨張機構３１ａへ流れ込む。冷蔵用膨張機構３１ａにて冷媒は中温中圧の気液二相冷媒へ減圧・膨張する（Ｃ）。冷蔵用冷却器３０ａでは冷蔵室内の空気から熱を奪って蒸発気化し、冷蔵室を冷却する（Ｄ）。その後、中圧蒸気冷媒は圧縮機７の低段圧縮部９と高段圧縮部８を接続する配管に接続された吸入配管１０を介して圧縮機７に流れ込む（Ｅ）。
【００１８】
凝縮器４を通過した冷媒の内流路切換手段６にて分流された残りの一方は冷凍用膨張機構３１へ流れ込む。冷凍用膨張機構３１で冷媒は低温低圧の気液二相冷媒へ減圧・膨張する（Ｆ）。冷凍用冷却器３０では冷凍室内の空気から熱を奪って蒸発気化し、冷凍室内を冷却する（Ｇ）。その後、低圧蒸気冷媒は圧縮機７の低段圧縮部９へ接続された吸入配管１１を介して圧縮機７の低段圧縮部９へ流れ込む（Ｈ）。
【００１９】
冷凍用冷却器３０から流れ込んだ低圧蒸気冷媒は低段圧縮部９で中圧蒸気冷媒まで圧縮され吐出する（Ｉ）。吐出された中圧冷媒は冷蔵用冷却器３０ａから流れ込んできた中圧蒸気冷媒と合流し、高段圧縮部８に吸入される（Ｊ）。高段圧縮部８では中圧蒸気冷媒から高温高圧冷媒まで圧縮され、再び凝縮器４へと流れ込む。
【００２０】
図３に示した、冷凍室と冷蔵室を同時に冷却する場合のＰ−ｈ線図からもわかるように、各庫内設定温度に合わせて冷蔵用および冷凍用の各冷却器の蒸発温度を実現する。従って、従来の冷凍室の設定温度に合わせた蒸発温度相当の圧力から全ての冷媒を圧縮していた場合と比べて、本実施の形態のように、冷凍用冷却器と冷蔵用冷却器で冷媒の蒸発温度相当の圧力から冷媒を圧縮するため、冷蔵用冷却器を流れる冷媒の量に比例して圧縮機入力が低減されサイクル効率が向上する。
【００２１】
また、冷凍室に設けられた温度センサの検出温度が設定温度よりも大きく、冷蔵室に設けられた温度センサの検出温度が設定温度よりも小さい場合は、流路切換手段６は冷凍用膨張機構３１への流路のみ開放連通し、圧縮機７を運転し、冷凍室のみを冷却する動作を行う。冷凍室のみを冷却する場合の冷凍サイクルの動作について、図１および図４を用いて説明する。図４は冷凍室のみを冷却する場合のＰ−ｈ線図であり、図中の記号は、図１中の記号の位置と同じ場所を示す。圧縮機７の高段圧縮部８を吐出した高温高圧の蒸気冷媒（Ａ）は凝縮器４で放熱し凝縮液化する（Ｂ）。凝縮器４を通過した冷媒は流路切換手段6にて冷凍用膨張機構３１へのみ流れ込む。冷凍用膨張機構３１で、冷媒は低温低圧の気液二相冷媒へ減圧・膨張する（Ｆ）。冷凍用冷却器３０では冷凍室内の空気から熱を奪って蒸発液化し、冷凍室内を冷却する（Ｇ）。その後、低温蒸気冷媒は圧縮機７の低段圧縮部９へ接続された吸入配管１１を介して低段圧縮部９へ流れ込む（Ｈ）。冷凍用冷却器から流れ込んだ低圧蒸気冷媒は低段圧縮部９で多少圧縮して吐出される。吐出された低圧冷媒は高段圧縮部８に吸入され、高段圧縮部８では低圧蒸気冷媒から高温高圧の蒸気冷媒まで圧縮され、再び凝縮器４へと流れ込む。
【００２２】
また、冷凍室に設けられた温度センサの検出温度が設定温度よりも小さく、冷蔵室に設けられた温度センサの検出温度が設定温度よりも大きい場合は、まず、冷蔵用送風機を運転し、冷蔵用冷却器に付着している霜の融解熱により庫内を冷却する。予め設定された一定時間経過後、流路切換手段６は冷凍用膨張機構３１と冷蔵用膨張機構３１ａへの両方への流路を開放連通し、圧縮機７を運転し、冷凍室と冷蔵室を同時に冷却する動作を行う。冷凍サイクルの動作は前述した冷凍室と冷蔵室の同時運転であるため説明は省略する。
【００２３】
このように本実施の形態では、冷蔵庫の冷却に二段圧縮サイクルを応用しているため、冷凍室と冷蔵室の同時冷却運転を行う場合において、冷凍サイクルの効率が飛躍的に上昇するため圧縮機の入力を大幅に低減でき、消費電力量も大幅に低減できるものである。また更に上記の説明では冷凍室と冷蔵室の同時運転や霜取り運転時の例で切換え手段と送風機運転を説明したが、霜取りが必要でない場合でも、冷蔵庫のピーク負荷を下げるために冷凍室と冷蔵室のどちらか一方ずつに切換えて運転を行うことが出来る。流路切換え手段６の切換えとともに、この切換え時に一定時間圧縮機の運転を行わないこととと冷蔵用送風機２０ａ、冷凍用送風機２０の運転を温度検出手段７１、７５の検出温度が予め設定された温度範囲内かどうかの判断により、同時に行わない様に調整することで、比較的短時間の電力調整を実現することが出来る。即ち冷蔵庫に収納された食品の冷却を貯蔵室毎に時間差を置いて確実に冷却するとともに冷蔵庫トータルの瞬時毎の電力を低減して発電され送電されてくる電力量を下げるものである。このピーク負荷防止運転は例えば電力会社と取り決められた外部からの電力線信号やインターネット接続などの伝送信号に基づき、あるいは、携帯などへの連絡によるリモコン操作による節電スイッチの動作で自動的に行うことが出来る。
【００２４】
図２は図１を側面から見た構造図で、冷蔵室１００は図示の様に独立した扉にて開閉される室内に冷蔵室とともにケースで密閉されたスライドチルド室６０３が設けられている。スライドチルド室６０３は０℃以下ではあるが−３度以上であって、最大氷結晶性生態の温度より高く半冷凍状態にて食品を収納できる。この程度の温度であれば冷蔵室を区分けすれば良く、専用風路が必要無く簡単な構造で実現できるため図の破線より上部に付いては冷蔵用冷却器からの冷気を送風して実現している。即ち冷蔵用冷却器３０ａで冷却された冷気は冷蔵用送風機２０ａにて図１に図示してある風路を通して冷蔵室へ吹出される。冷蔵用送風機２０ａは厚み方向幅を押さえ冷蔵室奥部の風路に収めるため羽根の中央にモーターを置いた四角の薄型ＢＯＸ形状のファンを斜めに設置としており、奥に冷却器３０ａを横長に配置し冷却器からの冷気の伝達を良好にしているスライドチルド室６０３よりも冷蔵室奥行きを確保でき食品収納スペースが取れるようにしている。
【００２５】
また冷却器３０ａの霜取り対策として霜取り時に動作させるヒータであるコードヒータ６０１を断熱材側に設け、下部の冷凍用冷却器の冷気循環風路から引き離して消費電力の増加を押さえる構造にしている。ドレンパイプ６０２は内箱と外箱の間の断熱材の隙間を通して冷蔵用冷却器から出るドレンと冷凍用冷却器から出るドレンをともに冷蔵庫本体下部底面側に設けた排水皿に集めている。
【００２６】
図２の破線より下は冷凍冷却器による冷却エリアとして破線より上の冷蔵用冷却器による冷却エリアとは断熱材による仕切りで区分けしており、貯氷室６００、野菜室４００、冷凍室２００等は冷凍用冷却器３０で冷却された冷気を循環して冷却している。冷凍用送風機２０にて冷気を切替室３００、貯氷室６００、冷凍室２００へ吹出すとともに野菜室には間接的に冷却する様に切替室３００または貯氷室６００から、あるいは両方からの戻り冷気を野菜室４００の上面の壁や側壁などの壁面の中を通して熱伝達で冷却させている。但し、野菜などの食品をケースに収納する場合は直接野菜室内へ吹出させケースの外から熱伝達により冷却させても良い。特に本発明のように０℃以下のより低い温度で冷却する場合は氷結の恐れが無い様に壁面からの輻射によることが有効であるし、さらに温度調整が行われる貯氷室６００からの戻り冷気や、あるいは温度の設定が大幅に変化する切換え室からの戻り冷気による冷却を考えるとケースへ吹きつけるよりも壁から間接的に輻射させる冷却が温度変化が少なく低温になりにくいためより好ましいといえる。いずれにしろ間接冷却であり、野菜室からの水分は冷凍用冷却器に霜として付着することが防止できる。
【００２７】
冷凍冷却器は野菜室の奥部に縦長に配置され食品貯蔵室のスペースを確保している。冷凍冷却器に対する霜取りヒータは熱漏れの影響が少ない冷却器下部に設ければ良く、冷蔵用と冷凍用の両方の冷却器の長手方向がスペースを生かす様に異なるだけでなく、ヒータの取りつけ方向も異なることになる。また各貯蔵室とこの奥に設けられた冷却器や風路などとの仕切りは特別な工具無しに簡単に分解でき、冷蔵庫の使用期限がすぎた後での廃却時のリサイクルに役に立つ様にしてある。また冷凍室の冷却風路は冷却器から吹出し、吸込む戻り風路も図示の様に経路が出来るだけ短くなる様に他の貯蔵室とは無関係にしてある。
【００２８】
また、本発明の冷媒回路については、例えば図５に示す如く、冷蔵用膨張機構３１ａと冷蔵用冷却器３０ａと冷凍用膨張機構３１および冷凍用冷却器３０を直列に配置し、冷蔵用冷却器３０ａと冷凍用膨張機構３１の間に気液分離器４０を設け、分離された冷媒ガスのみを高段圧縮部８へ吸入される構成としたものでも良く、安価に冷媒回路を構成できるものである。
【００２９】
また、他の例の冷媒回路については、図６に示す如く、図１の例の冷媒回路に、冷蔵用冷却器３０ａから高段圧縮部８への吸入配管１０と、冷凍用冷却器３０から低段圧縮部９への吸入配管１１とを連通するバイパス管５０を付加したもので、バイパス管５０の途中に開閉弁５１ａ、および、冷蔵用冷却器３０ａから高段圧縮部８への吸入配管のバイパス管５０への分岐より下流の位置に開閉弁５１ｂを配置したものであっても良い。図６の例によれば、冷凍室に設けられた温度センサの検出温度が設定温度よりも小さく、冷蔵室に設けられた温度センサの検出温度が設定温度よりも大きい場合は、流路切換手段６は冷蔵用膨張機構３１ａおよび冷蔵用冷却器３０ａへの流路のみを開放し、開閉弁５１ａを開放、開閉弁５１ｂを閉塞するよう動作することで、冷蔵室のみを冷却する運転を二段圧縮サイクルで実現することができ、冷蔵室の冷却能力が向上できるものである。多量の食品が冷蔵室へ投入された場合など、冷蔵室のみを急速冷却できる等、冷蔵室の冷却性能が向上できるものある。また、図７に示す如く、開閉弁５１ａおよび５１ｂの替わりに、三方弁５２を用い、同様の動作を実現してもよい。なおこの例では冷蔵室を急速冷却する制御を示したが、冷凍室側を急速冷凍することも行えることは当然である。
【００３０】
また、他の冷媒回路については、図８に示す如く、冷凍用膨張機構３１を複数設け、切替可能としたものでも良い。図８の例によれば、例えば外気温度が高い、庫内食品が多いときなどの高負荷時と、外気温度が低い、庫内食品が少ないなどの低負荷時で、膨張機構の絞り量を自動的に選択することが可能となり、高負荷時の冷却能力不足や、逆に低付加時に庫内を冷やしすぎることによる消費電力量の無駄な増大を防ぐことができる。さらに、図９に示す如く、冷蔵用膨張機構３１ａも複数設けた冷媒回路構成としても良い。また、膨張機構としては、例えば毛細管などの絞り量一定のものを複数設ける例を図示しているが、膨張機構として流路開度調節機能を付加した弁を用い、絞り量の調整を行っても良い。さらに、前述の図６におけるバイパス管５０、および開閉弁５１ａ、５１ｂを付加し、冷蔵室の冷却性能を向上させても良い。
【００３１】
図５乃至図９の各冷媒回路を使用することにより、外部負荷などに応じた消費電力低減の為の木目細かな運転が可能になるとともに、屋外から携帯電話などの操作で温度設定値を変えたときにも最も消費電力の低減の運転回路が選択できたり、ピーク負荷カット対策にも利用できるなどフレキシブルな使用方法が可能になり環境対策に適した冷蔵庫が得られる。なお冷媒回路における配管数が増えたとしても冷蔵庫本体の内箱と外箱の間に纏めて配置することが可能である。例えば毛細管同士や毛細管と吸入管を括ったとしても冷蔵用冷凍用合計で増加される能力は変わらないため何ら悪影響が無くそのまま一まとめにしておくことが出来るので組立が容易となる。
【００３２】
また、風路構成について、図１において、５ａは切替室用ダンパであり、切替室への吹出し風路途中に設けられ風量を調節することで、切替室３００の温度を調整できるものである。６０は貯氷室６００からの戻り風路であり、野菜室４００の冷却に使われてから冷凍用冷却器３０へ戻るよう風路が構成されている。冷凍温度帯でほぼ一定に保たれる貯氷室の戻り冷気を利用するため、野菜室保温ヒーター７０は外気温度によって入力（通電率）を制御すれば、野菜室の均温性が確保できるものである。野菜室保温ヒーターは図１においては、野菜室床面に配置されているが、野菜室奥の壁面に配置し、風路の氷結防止の役割を兼ねても良い。また、野菜室床面と奥の壁面の両方に配置されても良い。また、戻り風路６０は野菜室内に冷気を送り出さずに、野菜室天井面、あるいは、野菜室奥壁面に、適当に断熱区画された風路を構成させ、その熱漏洩によって野菜室内を冷却する方式とすれば、野菜室内の乾燥を防ぎ、食品の保存性が向上する。
【００３３】
また、冷蔵用冷却器３０ａは前述のとおり、冷蔵室の冷却のみ行うものであるから蒸発温度を高めに設定でき、したがって、霜の付着量も少なくなる。本発明の冷蔵庫では、冷蔵用冷却器３０ａへの冷媒供給が停止された場合でも、冷蔵用送風機２０ａを駆動させることで冷蔵用冷却器３０ａへ付着した霜の除去を行うものであり、従来のヒーター加熱方式にくらべ庫内温度上昇を抑えることができ、かつ、消費電力量低減が図れるものである。ただし、高湿度時や冷蔵室扉閉め忘れ時などに、冷蔵用冷却器が霜によって目詰まりを起こすことを防止するため、図２のようにヒーター６０１を配置して、加熱による除霜も実施しても良く、よって、冷蔵庫の信頼性向上を実現できるものである。
【００３４】
また、本実施の形態で用いられる冷媒について特に明示していないが、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２やＲ１５２ａなど地球温暖化係数の小さなＨＦＣ系フロン冷媒、あるいはそれらの混合冷媒でもよい。またＲ６００ａ（イソブタン）などの炭化水素系冷媒でもよく、この場合、サイクル効率が従来の冷蔵庫より大幅に良いため、従来の冷蔵庫と同等の性能を保ちながら冷凍用冷却器と冷蔵用冷却器を小型化することが可能であり、可燃性のＲ６００ａなどを用いても冷媒充填量を削減することが可能となり、安全性が一層向上する。
【００３５】
また、圧縮機の圧縮機構について特に明示していないが、レシプロ式、ロータリー式、スクロール式などで、圧縮部が２ヶ所以上あれば良く、また、図１などでは、圧縮機内の圧力を低圧に保持した低圧シェルタイプの例が示されているが、圧縮機内の圧力を高圧に保持した高圧シェルタイプ、もしくは、圧縮機内の圧力を中間圧に保持した中間圧シェルタイプの何れのタイプでも良い。また、圧縮機の電動機についても特に明示していないが、インバーター駆動させることで、さらなる消費電力低減が実現可能となる。
【００３６】
以下、本発明の別の例を、添付の図面を用いながら説明する。図１０は本発明の冷蔵庫の風路構成図である。図１０において、１は冷蔵庫本体であり、冷蔵庫本体１の最上部に配置される冷蔵室１００と、冷蔵室１００の下方に並列に配置される貯氷室６００と切替室３００と、貯氷室６００と切替室３００の下方に配置される野菜室４００と、最下段に配置される冷凍室２００とで構成される。
【００３７】
５ｂは貯氷室ダンパであり、貯氷室への吹出し風路途中に設けられ風量を調節することで、貯氷室６００の温度を調整できるよう構成されたものである。６０は貯氷室６００からの戻り風路であり、野菜室４００の冷却に使われてから冷凍用冷却器３０へ戻るよう風路が構成されている。野菜室保温ヒーター７０は、貯氷室温度センサ７２の検出温度によって入力（通電率）を制御し、野菜室の温度制御を行うものである。例えば、貯氷室６００内に保存しうる最大数の氷が保存されているとき、保存されている氷が融解しない程度まで貯氷室６００の温度を上げるよう、貯氷室ダンパ５ｂを制御することで、消費電力量低減がなされ、さらには、保存されている氷の昇華を最小限に抑えることできる。また、ユーザーが自動製氷機能を必要としない場合、貯氷室６００内を任意の温度に設定することができ、冷蔵庫の使い勝手が向上するものである。
【００３８】
この様に冷凍室と同時同温度で温度制御していた貯氷室を温度調整可能にしたので更に電力消費を低減することが出来る。貯氷室の温度の上限は理論上は凍りの融点、０℃未満なら良いが保存された氷の利用を考えると−３度以下程度が望ましい。更にこの貯氷室の温度を上げる調整は満氷時製氷を停止するための製氷レバーにて貯氷量を測る貯氷量検知装置の信号で行うことが出来る。これにより長期的に氷が使用されていないときに省エネルギーを図り開け閉めして氷を使用しているときは氷を確実に確保できる様にすることが出来る。あるいは貯氷室の扉が開放された後はより低い温度にし一定時間経過したら温度を上げる制御でも省エネルギーを図ることが出来る。また、冷媒回路については、先に述べた例と同様に、圧縮部を２ヶ有する圧縮機を用いて、図１あるいは図５から図９のいずれかに示す如く冷媒回路構成としている。
【００３９】
また、冷媒回路については、圧縮部を１ヶのみ有する圧縮機を用い、図１１に示す如く、冷蔵用膨張機構３１ａと冷蔵用冷却器３０ａおよび冷凍用膨張機構３１と冷凍用冷却器３０を直列に接続した冷媒回路としてもよい。
【００４０】
また、冷媒回路については、圧縮部を１ヶのみ有する圧縮機をもちい、図１２に示す如く、冷蔵用膨張機構３１ａと冷蔵用冷却器３０ａおよび冷凍用膨張機構３１と冷凍用冷却器３０を直列に接続し、冷蔵用膨張機構３１ａおよび冷蔵用冷却器３１ａを通過せずに冷凍用膨張機構３１へ流れ込むバイパス管５５を設け、凝縮器４の出口に設けられた流路切換手段６によって流路選択可能とした冷媒回路としてもよい。
【００４１】
また、冷媒回路については、圧縮部を１ヶのみ有する圧縮機をもちい、図１３に示す如く、冷蔵用膨張機構３１ａと冷蔵用冷却器３０ａを通過する流路、および、冷凍用膨張機構３１と冷凍用冷却器３０を通過する流路を並列に配置し、凝縮器４の出口に設けられた流路切換手段６によって、冷蔵用膨張機構３１ａと冷凍用膨張機構３１の何れか、あるいは、両方へ冷媒を流すよう、流路選択可能とした冷媒回路としてもよい。
【００４２】
また、本実施の形態で用いられる冷媒について特に明示していないが、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２やＲ１５２ａなど地球温暖化係数の小さなＨＦＣ系フロン冷媒、あるいはそれらの混合冷媒でもよい。またＲ６００ａ（イソブタン）などの炭化水素系冷媒でもよい。
【００４３】
また、実施の形態で用いられる圧縮機について特に明示していないが、圧縮機構はレシプロ式、ロータリー式、スクロール式などで、圧縮部を１ヶ有するものであり、圧縮機内の圧力を低圧に保持した低圧シェルタイプ、もしくは、圧縮機内の圧力を高圧に保持した高圧シェルタイプの何れのタイプでも良い。また、圧縮機の電動機についても特に明示していないが、インバーター駆動させることで、さらなる消費電力低減が実現可能となる。
【００４４】
以下、本発明の別の例について、添付の図面を用いながら説明する。図１４は本発明の冷蔵庫の風路構成図である。図１４において、１は冷蔵庫本体であり、冷蔵庫本体１の最上部に配置される冷蔵室１００と、冷蔵室１００の下方に並列に配置される貯氷室６００と切替室３００と、貯氷室６００と切替室３００の下方に配置される野菜室４００と、最下段に配置される冷凍室２００とで構成される。
【００４５】
５ａは切替室用ダンパであり、切替室への吹出し風路途中に設けられ風量を調節することで、切替室３００の温度を調整できるものである。６１は切替室３００からの戻り風路であり、野菜室４００の冷却に使われてから冷凍用冷却器３０へ戻るよう風路が構成されている。野菜室保温ヒーター７０は、切替室温度センサ７３の検出温度によって入力（通電率）を制御し、野菜室の温度制御を行うものである。すなわち、切替室を冷蔵温度設定とすれば、野菜室保温ヒーターの入力が低減され、消費電力削減がなされるものである。
【００４６】
また、図１０あるいは図１４に示すごとく野菜室温度センサー７４を設け、野菜室温度センサ７４の検出温度によって、野菜室保温ヒーター７０の入力（通電率）を制御しても良く、この場合、より木目細かな野菜室温度制御が可能となり、食品の保存性が向上する。
【００４７】
また、冷媒回路については、先に述べた例と同様に、圧縮部を２ヶ有する圧縮機を用いて、図１あるいは図５から図９のいずれかに示す如く冷媒回路構成、あるいは、圧縮部を１ヶのみ有する圧縮機を用いて、図１１から図１３のいずれかに示す如く冷媒回路構成としているものである。なお冷媒回路図では凝縮器４を１個の例えば空冷凝縮器のようなもので説明しているが、これは便宜状であって、冷蔵庫に使用されている分布した配管からの熱放出を行う凝縮器であっても良いことは当然である。ドレンパイプからのドレン水を集める蒸発板に設けられた凝縮器に接続され冷蔵庫側面や場合によっては天面から庫外に熱を放出する配管を本体外箱内側の断熱材の中に設けても良い。
【００４８】
本発明に係る冷蔵庫は、最上段に冷蔵室を設け、その下部に貯氷室、および、冷凍温度まで切替え可能な切替室を並列に設け、その下部に野菜室を設け、最下段に冷凍室を設けた冷蔵庫において、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器および送風機とは別に、冷蔵室のみを冷却する冷蔵用冷却器および送風機を冷蔵室に設け、前記冷凍用冷却器からの戻り冷媒ガスを圧縮する低段圧縮部と、前記冷蔵用冷却器からの戻りガス冷媒と前記低段圧縮部からの吐出ガス冷媒の混合ガス冷媒を圧縮する高段圧縮部と、を有する圧縮機を用いたので、ユーザーの使い勝手に優れた冷蔵庫において、消費電力量低減が実現され、冷蔵室の食品乾燥も防げるものである。
【００４９】
また、貯氷室へ供給される冷気の量を調整する風量調整手段を設けたものであり、ユーザーの使い勝手が向上し、消費電力低減を実現できるものである。また、野菜室は、貯氷室から冷凍用冷却器へ戻る冷気にて冷却するものであり、野菜室の恒温化がなされ、消費電力低減を実現できるものである。また、野菜室は、切替室から冷凍用冷却器へ戻る冷気にて冷却することを特徴とするものであり、消費電力低減を実現できる。
【００５０】
また、最上段に冷蔵室を設け、その下部に貯氷室、および、冷凍温度まで切替え可能な切替室を並列に設け、その下部に野菜室を設け、最下段に冷凍室を設けた冷蔵庫において、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器および送風機とは別に、冷蔵室のみを冷却する冷蔵用冷却器および送風機を冷蔵室に設け、貯氷室へ供給される冷気の量を調整する風量調整手段を設けたものであり、消費電力低減を実現できる。
【００５１】
また、最上段に冷蔵室を設け、その下部に貯氷室、および、冷凍温度まで切替え可能な切替室を並列に設け、その下部に野菜室を設け、最下段に冷凍室を設けた冷蔵庫において、主に冷凍室を冷却するための冷凍用冷却器および送風機とは別に、冷蔵室のみを冷却する冷蔵用冷却器および送風機を冷蔵室に設け、野菜室は、切替室から冷凍用冷却器へ戻る冷気にて冷却することを特徴とする冷蔵庫であり、消費電力低減を実現できる。
【００５２】
また、圧縮機からの吐出ガス冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧して冷凍用冷却器へ冷媒を供給する冷凍用膨張機構と、冷蔵用冷却器へ冷媒を供給する冷蔵用膨張機構と、を備え、凝縮器から出た冷媒を冷凍用膨張機構および冷蔵用膨張機構の少なくとも一方へ流すよう流路を切り換える流路切換手段と、を備えたものであり、冷凍サイクル効率が向上され消費電力量のさらなる低減がなされるものである。
【００５３】
また、冷蔵用冷却器への冷媒供給を停止したときに、冷蔵用送風機を駆動することで、冷蔵用冷却器へ付着した霜を除去するものであり、冷蔵室の乾燥を防ぎ、消費電力量低減を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の風路構成、および、冷媒回路を説明する構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の風路構成を説明する構造図である。
【図３】本発明による実施の形態１の冷蔵庫の冷凍サイクルのＰ−ｈ線図である。
【図４】本発明による実施の形態１の冷蔵庫の冷凍サイクルのＰ−ｈ線図である。
【図５】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図６】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図７】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図８】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図９】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図１０】本発明による実施の形態１の冷蔵庫の風路構成図である。
【図１１】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図１２】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図１３】本発明による実施の形態１のその他の冷媒回路図である。
【図１４】本発明による実施の形態１の冷蔵庫の風路構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  冷蔵庫本体、  ２  送風機、  ３  冷却器、  ４  凝縮器、  ５ａ  切替室ダンパ、  ５ｂ  貯氷室ダンパ、  ６  流路切換手段、  ７  圧縮機、  ８  高段圧縮部、  ９  低段圧縮部、  １０  高段側吸入配管、  １１  低段側吸入配管、  ２０  冷凍用送風機、  ３０  冷凍用冷却器、  ３１  冷凍用膨張機構、  ２０ａ  冷蔵用送風機、  ３０ａ  冷蔵用冷却器、  ３１ａ  冷蔵用膨張機構、  ４０  気液分離器、  ５０  吸入バイパス管、  ５１ａ  開閉弁、  ５１ｂ  開閉弁、  ５２  三方弁、  ５５  バイパス管、  ６０  貯氷室戻り風路、  ６１  切替室戻り風路、  ７０  野菜室保温ヒーター、  ７１  冷蔵室温度センサ、  ７２  貯氷室温度センサ、  ７３  切替室温度センサ、  ７４  野菜室温度センサ、  ７５  冷凍室温度センサ、  １００  冷蔵室、  ２００  冷凍室、  ３００  切替室、  ４００  野菜室、  ６００  貯氷室、  ６０１  コードヒータ、  ６０２  ドレンパイプ、  ６０３  スライドチルド室。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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