JP2005180719A

JP2005180719A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005180719A
Application number: JP2003417807A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Saito; 哲哉斎藤; Shuhei Sugimoto; 修平杉本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】冷蔵室冷却時の冷凍サイクルの効率を向上すること。
【解決手段】冷蔵室冷却用ダクト１３内に配設した冷蔵室用ダンパ８と、冷凍室冷却用ダクト１５内に配設した第一の冷凍室用ダンパ１７と、冷凍室吸い込みダクト１６内に配設した第二の冷凍室用ダンパ１８とを備え、冷蔵室用ダンパ８のみを開放して冷蔵室１のみを冷却するものであり、低温となる冷凍室２を完全に切り離した状態で冷蔵室１の冷却を行うことができるので、冷却器３に吸い込まれる空気を比較的高温である冷蔵室１内の空気のみとすることにより冷却器３を高蒸発温度化できるので冷凍サイクルの効率が向上し省エネルギー化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は冷却効率を向上した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫は地球環境保護の観点から更なる省エネルギー化が要求されており、従来の主流であった一つの冷却器で冷蔵室と冷凍室を冷却する冷却サイクルを備えた冷蔵庫から、冷蔵室と冷凍室にそれぞれ独立した冷却器を備え、冷蔵室と冷凍室を別々に冷却する冷蔵庫が主流となりつつある。しかしながら、上記冷蔵庫は冷却サイクルを構成する冷却器に代表されるような機能部品が増えることにより生産コストが大幅に上がるという欠点があり低コストでの高効率化が求められている。

一つの冷却器で冷却を行う冷蔵庫の高効率化に関しては、冷蔵室用ダンパと冷凍室用ダンパを用いて冷蔵室と冷凍室の冷却を制御する方法がとられていた（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の原理的な構成を示すものである。図３に示すように、断熱箱体からなる冷蔵庫本体内には、冷蔵室１および冷凍室２が仕切り形成されている。冷凍サイクルを構成する冷却器３は冷却器用ダクト４内に配設されており、この冷却器用ダクト４の出口側は、冷却用ファン５の吸い込み側に連通されており冷却用ファン５の吐出側は冷蔵室用ダクト６および冷凍室用ダクト７の各流入口に連通されている。

冷蔵室用ダクト６の流出口は、冷蔵室１内の上部に連通され、冷凍室ダクト７の流出口は、冷凍室２内の上部に連通されており、冷蔵室用ダクト６には、電動モータによって開閉される冷蔵室用ダンパ８が配設され、冷凍室ダクト７には、電動モータによって開閉される冷凍室用ダンパ９が配設されている。また、冷蔵室用ダクト６には、冷蔵室用ダンパ８をバイパスするようにして分岐ダクト１０が配設されており、この分岐ダクト１０は、流路抵抗が冷蔵室用ダクト６のそれよりも大となるように、断面積が冷蔵室用ダクト６のそれよりも小となるように設定されている。

また、冷蔵室１および冷凍室２内部にはそれぞれの庫内温度を検知する冷蔵室温度検知手段１１と冷凍室温度手段１２が配設されている。

図示しない制御手段により、冷蔵室温度手段１１が検出する温度および冷凍室温度検知手段１２が検知する温度がそれぞれに設定された上限温度以上を検知すると、図示しない圧縮機および冷却用ファン５を駆動させるとともに冷凍室用ダンパ９を開放して冷凍室２の冷却を開始する。このとき、冷蔵室用ダクト６よりも流路抵抗の大なる分岐ダクト１０を介して冷蔵室１にも冷気が供給される。

これにより、冷凍室２冷却時にも温度が高い冷蔵室１の空気を冷却器３は吸い込むので、冷凍室２冷却時の冷却器３の蒸発温度の低下を防止できる。冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）は蒸発温度が高ければ大きくなり、低ければ小さくなるという蒸発温度依存性があるので冷凍サイクルのＣＯＰの向上が可能となり消費電力量を低減できる。
特開平８−１００９７６号公報

しかしながら、上記従来の構成では冷凍室２の戻り風路が開放されているために冷蔵室１冷却時に冷凍室用ダンパを閉鎖するものの冷凍室２内の冷気（例えばー１８℃）を少量ではあるが冷却器３へ吸い込んでしまうために冷蔵室１冷却時の冷却器３の蒸発温度をー１８℃以上にあげることが困難でありＣＯＰの向上に限界があるという課題を有していた。

また、冷凍室２冷却時に分岐ダクト１０を通って冷蔵室１が冷却されるので冷蔵室１と冷凍室２の独立温調が困難であるといった課題や、除霜ヒータによる冷却器３の除霜時に冷凍室２内に冷凍室２の下流側から暖気が流入するので、除霜時の冷凍室２の温度上昇を防止できず、除霜後の消費電力量が増大するといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので冷蔵室冷却時の冷凍サイクルの効率向上および除霜時の冷凍室の温度上昇抑制により消費電力を低減できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷却器から冷却用ファンを通り冷凍室へ繋がる冷凍室冷却用ダクトと、冷凍室から冷却器へ繋がる冷凍室吸い込みダクト内にそれぞれ冷凍室用ダンパを配設したものである。

これによって、冷蔵室冷却時にはそれぞれの冷凍室ダンパを閉塞し、冷凍室および冷凍室周辺部のダクトを冷蔵室用ダクトから完全に切り離した状態で冷蔵室の冷却を行うことが可能となる。

本発明の冷蔵庫は、低温となる冷凍室および冷凍室周辺部のダクトを冷蔵室用ダクトから完全に切り離した状態で冷蔵室の冷却を行うことができるので、冷却器に吸い込まれる空気を比較的高温である冷蔵室内の空気のみとすることにより冷却器を高蒸発温度化できるので冷凍サイクルの成績係数が向上し省エネルギー化が図れる。

請求項１に記載の発明は、冷蔵室と、冷凍室と、前記冷蔵室と前記冷凍室とを冷却する冷却器と、冷却用ファンと、前記冷却器から前記冷却用ファンを通り前記冷蔵室へ繋がる冷蔵室冷却用ダクトと、前記冷蔵室から前記冷却器へ繋がる冷蔵室吸い込みダクトと、前記冷却器から前記冷却用ファンを通り前記冷凍室へ繋がる冷凍室冷却用ダクトと、前記冷凍室から前記冷却器へ繋がる冷凍室吸い込みダクトと、前記冷蔵室冷却用ダクト内に配設した冷蔵室用ダンパと、前記冷凍室冷却用ダクト内に配設した第一の冷凍室用ダンパと、前記冷凍室吸い込みダクト内に配設した第二の冷凍室用ダンパとを備えたことにより、冷蔵室と冷凍室をそれぞれ独立した冷却風路で冷却することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、冷蔵室用ダンパ開放時、第一の冷凍室用ダンパと第二の冷凍室用ダンパとを閉成して前記冷蔵室を冷却する制御手段を備えたことにより、低温となる冷凍室および冷凍室周辺部のダクトを冷蔵室用ダクトから完全に切り離した状態で冷蔵室の冷却を行うことができるので、冷却器に吸い込まれる空気を比較的高温である冷蔵室内の空気のみとすることにより冷却器を高蒸発温度化できるので冷凍サイクルの成績係数が向上し省エネルギー化が図れる。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記冷蔵室内に配設した冷蔵室温度検知手段と前記冷凍室内に配設した冷凍室温度検知手段がそれぞれ所定の温度以上を検知すると、前記冷蔵室用ダンパと前記第一の冷凍室用ダンパと前記第二の冷凍室用ダンパを開放し、前記冷蔵室と前記冷凍室を同時に冷却する制御手段を備えたことにより、冷蔵室と冷凍室の庫内負荷が小さい場合は各ダンパの作用により冷蔵室と冷凍室を切り替えて運転する省エネルギー運転を行い、冷蔵室と冷凍室の庫内負荷が共に大きい場合は同時冷却を行うことにより省エネルギー化と庫内食品の鮮度劣化抑制の両立化が図れる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記冷蔵室用ダンパと前記第一の冷凍室用ダンパを駆動するモータを一体型としたことにより、低コスト化およびダンパの小型化による庫内容積増が図れる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記冷却器を前記冷蔵室と前記冷凍室を構成する冷蔵庫内箱の前記冷蔵室側に配設したことにより、比較的低温である冷凍室の温度影響による冷却器温度の低下を防止することにより冷蔵室冷却時の冷却器を更に高蒸発温度化することができ省エネルギー化が図れる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記冷却器を除霜する除霜ヒータを備え、前記除霜ヒータ通電時には前記冷蔵室用ダンパと前記第一の冷凍室用ダンパと前記第二の冷凍室用ダンパをすべて閉鎖することにより、除霜時に冷凍室内に流入する暖気を完全に遮断できるので温度上昇による食品の鮮度劣化防止が可能となる。また、除霜後の圧縮機の仕事量を軽減できるので省エネルギー化も図れる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機停止中に、所定時間冷蔵室用ダンパのみを開放するとともに冷却用ファンを運転するものであり、圧縮機運転中に冷却器についた霜を冷蔵室庫内に還元することにより冷蔵室内を高湿度化することが可能となる。また、冷却器に付着する霜量を軽減した状態で冷却器の除霜が行えるので除霜時間の短縮が可能となり、食品の鮮度劣化抑制および省エネルギー化が図れる。また、圧縮機停止中に冷蔵室の比較的高温の空気で完全に冷却器に付着し霜を除霜することにより除霜ヒータの廃止が可能となり低コスト化が図れる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図１、図２において、比較的高温の区画である冷蔵室１は上方部に、比較的低温の区画である冷凍室２を下方部に配設されており、冷蔵室１および冷凍室２は例えばウレタンのような断熱材で周囲と断熱して構成されている。また、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。

冷蔵室１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。

冷凍室６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。

冷却器３は冷媒の蒸発潜熱により冷蔵室１および冷凍室２を冷却する例えば銅管とアルミフィンにより構成された熱交換器であり、冷却器用ダクト４内に配設されている。冷却器用ダクト４の出口部は冷却用ファン５へと連結されている。冷却用ファン５は例えば回転数の変更により冷却風量を可変できる能力可変型としている場合もある。冷却用ファン５の出口部は、冷蔵室１へと連結されている冷蔵室冷却用ダクト１３および冷凍室２へ連結されている冷凍室冷却用ダクト１５とに分岐した構成となっている。

冷蔵室用ダンパ８は冷蔵室冷却用ダクト１３内に配設されており、例えばパルスモータで駆動する電動式ダンパである。冷蔵室１の出口部は、冷却器３への冷気の戻りダクトである冷蔵室吸い込みダクト１４へと連結されている。第一の冷凍室用ダンパ１７は冷凍室冷却用ダクト１５内に配設されており、例えばパルスモータで駆動する電動式ダンパである。冷凍室２の出口部は、冷却器３への冷気の戻りダクトである冷凍室吸い込みダクト１６へと連結されている。第二の冷凍室用ダンパ１８は冷凍室吸い込みダクト１６内に配設されており、例えばパルスモータで駆動する電動式ダンパである。

冷凍サイクルは、圧縮機１９と凝縮器２０とキャピラリ２１と冷却器３とから構成されている。圧縮機１９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場合もある。また、キャピラリ２１はパルスモータで駆動する冷媒の流量を自由に制御できる電子膨張弁としてある場合もある。また、冷蔵室１と冷凍室２には区画内温度を検知する、例えばサーミスタである冷蔵室温度検知手段１１と冷凍室温度検知手段１２が配設されている。また、冷蔵室温度検知手段１１と冷凍室温度検知手段１２からの信号を受け取り冷却用ファン５と冷蔵室用ダンパ８と第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８と圧縮機１９を制御する制御手段Ｃ１を備えている。

圧縮機１９停止中もしくは冷凍室２の冷却終了後に、例えば冷蔵室温度検知手段１１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はこの信号を受け取り、圧縮機１９と冷却用ファン５を作動し、冷蔵室用ダンパ８を開放するとともに第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８を閉鎖し冷蔵室１の冷却を開始する。

圧縮機１９の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２０にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ２１に至る。その後、キャピラリ２１で図示しないサクションラインと熱交換しながら減圧されて冷却器３に至る。

冷却用ファン５の作用により、冷却器３内の冷媒の蒸発作用より比較的低温となった冷気は冷蔵室用ダンパ８を開放しているので冷蔵室冷却用ダクト１３に流入し、冷蔵室１へ吐出され冷蔵室１は冷却される。冷蔵室１を冷却し比較的高温となった例えば５℃の空気は冷蔵室吸い込みダクト１４を通り冷却器３へ流入する。冷却器３へ流入した空気は冷却器３の作用により低温となり、再び冷蔵室１へ流入し冷蔵室１の冷却に寄与する。

以上の動作を繰り返し、冷蔵室温度検知手段１１が所定の温度以下を検知するか冷蔵室１の冷却を開始してから所定時間経過すると冷蔵室用ダンパ８を閉鎖し冷蔵室１の冷却を終了する。

圧縮機１９停止中もしくは冷蔵室１の冷却終了後に、例えば冷凍室温度検知手段１２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はこの信号を受け取り、圧縮機１９と冷却用ファン５を作動し、冷蔵室用ダンパ８を閉鎖するとともに第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８を開放し冷凍室２の冷却を開始する。

冷却用ファン５の作用により、冷却器３内の冷媒の蒸発作用より比較的低温となった冷気は第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８を開放しているので冷凍室冷却用ダクト１５に流入し、冷凍室２へ吐出され冷凍室２は冷却される。冷凍室２を冷却した例えばー１８℃の空気は冷凍室吸い込みダクト１６を通り冷却器３へ流入する。冷却器３へ流入した空気は冷却器３の作用により低温となり、再び冷凍室２へ流入し冷凍室２の冷却に寄与する。

以上の動作を繰り返し冷蔵室１と冷凍室２を交互に冷却する。冷蔵室１の冷却時に、第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８を閉鎖しているので冷凍室１と冷凍室冷却用ダクト１５と冷凍室吸い込みダクト１６内の例えばー１８℃の低温の冷気は完全に遮断されているので、冷却器３に流入することはない。

これにより、冷蔵室１の冷却時に冷却器３に流入する空気は比較的高温の冷蔵室１内の例えば５℃の空気のみとなるので、冷却器３の蒸発温度を例えばー１８℃以上の高温とするのとが可能となる。これにより冷凍サイクルの成績係数が向上し、冷蔵室１の冷却時の省エネルギー化が図れる。

なお、冷却用ファン５により冷蔵室１と冷凍室２の冷却を行うとしたが冷蔵室冷却用ダクト１３内と冷凍室冷却用ダクト１５内にそれぞれ冷蔵室１専用ファンと冷凍室２専用ファンを配設しそれぞれの冷却時に運転することにより、冷蔵室１と冷凍室２の冷却風量をそれぞれ大きくすることができるので更なる省エネルギー化が可能となる。

また、冷蔵庫の電源投入時や冷蔵室１と冷凍室２の頻繁な扉開閉により冷蔵室１と冷凍室２の温度が同時に極端に上昇し冷蔵室１と冷凍室２を共に速やかに冷却する必要がある場合である、冷蔵室温度検知手段１１と冷凍室温度検知手段１２がそれぞれ所定の温度以上（例えば１０℃とー１５℃）を同時に検知した場合は、冷蔵用ダンパ８と第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８をすべて開放する。冷却器３の作用になり低温となった冷気は、冷蔵室冷却用ダクト１３と冷凍室冷却用ダクト１５を通り冷蔵室１と冷凍室２に流入し各部屋を同時に冷却する。これにより、冷蔵室１と冷凍室２の各々の食品の温度上昇を最小限に留めることができ食品の鮮度劣化を抑制できる。

冷蔵室１と冷凍室２の庫内負荷が小さい場合は冷蔵室１と冷凍室２を切り替えて運転する省エネルギー運転を行い、冷蔵室１と冷凍室２の庫内負荷が共に大きい場合は同時冷却を行うことにより省エネルギー化と庫内食品の鮮度劣化抑制の両立化が図れる。

また、本実施の形態の冷蔵室用ダンパ８を駆動するパルスモータと第一の冷凍室用ダンパ１７を駆動するパルスモータを一体化することにより、パルスモータが一つとなるので低コスト化が図れる。また、パルスモータ１つ分の容積を確保できるので食品収納スペースを大きくすることが可能となる。

また、図２において、冷蔵室１と冷凍室２は冷蔵庫内箱２２内で例えばウレタンで構成された断熱仕切り２３により上下に配設されており、冷蔵室１側の冷蔵庫内箱２２と例えばポリスチレンで構成された冷蔵室ダクト仕切り２４の間に冷却器３を配設している。

冷却器３を冷蔵室１側に配設することにより、冷蔵室１の冷却時に比較的低温である冷凍室１の温度影響による冷却器３の温度の低下を防止することにより冷却器３を更に高蒸発温度化することができ省エネルギー化が図れる。

なお、冷蔵室１より比較的高温（例えば５℃〜１０℃）に設定された野菜室を備えた冷蔵庫において野菜室内に冷却器３を配設すると更に野菜室の温度影響により冷却器３を高蒸発温度化することができ省エネルギー化が図れる。

また、冷却器３に付着した霜を除霜する例えばニクロム線で構成された除霜ヒータ２５を備えた場合は、除霜ヒータ２５通電時には冷蔵室用ダンパ８と第一の冷凍室用ダンパ１７と第二の冷凍室用ダンパ１８をすべて閉鎖することにより、除霜時に冷凍室１内に流入する暖気を完全に遮断できるので温度上昇による食品の鮮度劣化防止が可能となる。
また、冷蔵室１の温度上昇も最小限に抑えることが可能となる。

また、除霜後の圧縮機１９の仕事量を軽減できるので省エネルギー化も図れる。

また、圧縮機１９の停止中に、所定時間冷蔵室用ダンパ８のみを開放するとともに冷却用ファン３を運転すると、圧縮機１９の運転中に冷却器３についた霜を冷蔵室１内に還元することにより冷蔵室１内を高湿度化することが可能となる。
また、冷却器に付着する霜量を軽減した状態で冷却器の除霜が行えるので除霜時間の短縮が可能となり、食品の鮮度劣化抑制および省エネルギー化が図れる。
また、圧縮機１９の停止中に冷蔵室１の比較的高温の空気で完全に冷却器３に付着し霜を除霜することにより除霜ヒータの廃止が可能となり低コスト化が図れる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、冷凍サイクルの成績係数が向上し省エネルギー化が図れるので、冷凍装置を有する機器等の用途にも適用できる。

本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷蔵庫の概略図本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷蔵庫の断面図従来の冷蔵庫の冷却ダクトの概略図

符号の説明

１３冷蔵室冷却用ダクト
１４冷蔵室吸い込みダクト
１５冷蔵室冷却用ダクト
１６冷凍室吸い込みダクト
１７第一の冷凍室用ダンパ
１８第二の冷凍室用ダンパ
１９圧縮機
２０凝縮器
２１キャピラリ
２２冷蔵庫内箱
２３断熱仕切り
２４冷蔵室ダクト仕切り
２５除霜ヒータ

Claims

冷蔵室と、冷凍室と、前記冷蔵室と前記冷凍室とを冷却する冷却器と、冷却用ファンと、前記冷却器から前記冷却用ファンを通り前記冷蔵室へ繋がる冷蔵室冷却用ダクトと、前記冷蔵室から前記冷却器へ繋がる冷蔵室吸い込みダクトと、前記冷却器から前記冷却用ファンを通り前記冷凍室へ繋がる冷凍室冷却用ダクトと、前記冷凍室から前記冷却器へ繋がる冷凍室吸い込みダクトと、前記冷蔵室冷却用ダクト内に配設した冷蔵室用ダンパと、前記冷凍室冷却用ダクト内に配設した第一の冷凍室用ダンパと、前記冷凍室吸い込みダクト内に配設した第二の冷凍室用ダンパとを備えた冷蔵庫。
冷蔵室用ダンパ開放時、第一の冷凍室用ダンパと第二の冷凍室用ダンパとを閉成して前記冷蔵室を冷却する制御手段を備えた請求項１に記載の冷蔵庫。
前記冷蔵室内に配設した冷蔵室温度検知手段と前記冷凍室内に配設した冷凍室温度検知手段がそれぞれ所定の温度以上を検知すると、前記冷蔵室用ダンパと前記第一の冷凍室用ダンパと前記第二の冷凍室用ダンパを開放し、前記冷蔵室と前記冷凍室を同時に冷却する制御手段を備えた請求項１に記載の冷蔵庫。
前記冷蔵室用ダンパと前記第一の冷凍室用ダンパを駆動するモータを一体型としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記冷却器を前記冷蔵室と前記冷凍室を構成する冷蔵庫内箱の前記冷蔵室側に配設したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記冷却器を除霜する除霜ヒータを備え、前記除霜ヒータ通電時には前記冷蔵室用ダンパと前記第一の冷凍室用ダンパと前記第二の冷凍室用ダンパをすべて閉鎖することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
圧縮機停止中に、所定時間前記冷蔵室用ダンパのみを開放するとともに前記冷却用ファンを運転することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。