JP2023007618A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵温度帯の貯蔵室または外気の温度や、冷蔵温度帯の貯蔵室への送風の有無によらず、ファンによる強制対流を用いた蒸発器の除霜を効率的に行う冷蔵庫を提供する。【解決手段】貯蔵室と、前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、前記蒸発器を収納する蒸発器室と、ファンと、該ファンから前記貯蔵室へと送風する送風路と、前記貯蔵室から前記蒸発器室へと空気が流れる戻り風路と、前記貯蔵室への送風を制御可能な送風制御手段と、前記蒸発器室のうち前記蒸発器の空気流れの上流側である蒸発器室上流部に設けられて前記蒸発器を加熱する除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室を介すことなく前記除霜ヒータ、前記蒸発器、前記ファンを空気が循環できる連通部を設け、前記送風制御手段により前記貯蔵室への送風を抑制しつつ、前記ファンを駆動させながら前記除霜ヒータに通電して前記蒸発器を加熱する第１の除霜運転を行う。【選択図】図７

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

特許文献１には、「圧縮機停止時に、庫内送風機ＯＮ、冷蔵室ダンパ開、冷凍室ダンパ閉、除霜ヒータＯＮの状態で除霜を行う第２の除霜手段」を備えた冷蔵庫が記載され（要約）、第２の除霜手段による効果として「送風によって冷却器に冷蔵庫からの戻り空気を強制対流させているため、空気と霜との間の熱伝達効率が良く、霜が解けやすくなる」ことが示されている（段落０１１２）。

また、例えば特許文献２の冷蔵庫のように、冷凍温度帯の貯蔵室（製氷室、小冷凍室、冷凍室）のみを冷却する冷凍用冷却器を備えた冷蔵庫が開示されている（段落００４０、図１、図２等）。

特開２００９－２９３８９７号公報 特開２０１２－３２０１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷蔵庫では、例えば外気が低温などで冷蔵室が低温になりやすい場合は、第２の除霜手段中に冷蔵室の温度が低下し、食品が冷えすぎてしまう懸念がある。

また、特許文献２に記載の冷蔵庫では、冷凍用蒸発器（冷凍用冷却器）の除霜を行う際、冷蔵温度帯の貯蔵室に送風ができないため、除霜中に冷凍用蒸発器周辺の空気を強制対流とするためには、冷凍温度帯の貯蔵室を介して空気を循環させる必要が生じる。しかしながら、除霜中の高温の蒸発器を通過した空気を冷凍温度帯の貯蔵室に送風すると、冷凍温度帯の貯蔵室が加熱されてしまう。また、冷凍用蒸発器には冷凍温度帯の貯蔵室からの戻り空気が流れるため、冷凍用蒸発器に到達する空気の温度が低温となり除霜効率が悪くなる。従って、除霜ヒータＯＮの状態で庫内送風機（ファン）をＯＮとした空気の循環ができず、すなわち、強制対流による空気と霜との間の熱伝達効率の向上が行えず、霜を解けやすくすることができない。
本発明は、前記した課題に鑑みてなされたものであり、冷蔵温度帯の貯蔵室または外気の温度や、冷蔵温度帯の貯蔵室への送風の有無によらず、ファンによる強制対流を用いた蒸発器の除霜を効率的に行う冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明は、貯蔵室と、前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、前記蒸発器を収納する蒸発器室と、ファンと、該ファンから前記貯蔵室へと送風する送風路と、前記貯蔵室から前記蒸発器室へと空気が流れる戻り風路と、前記貯蔵室への送風を制御可能な送風制御手段と、前記蒸発器室のうち前記蒸発器の空気流れの上流側である蒸発器室上流部に設けられて前記蒸発器を加熱する除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室を介すことなく前記除霜ヒータ、前記蒸発器、前記ファンを空気が循環できる連通部を設け、前記送風制御手段により前記貯蔵室への送風を抑制しつつ、前記ファンを駆動させながら前記除霜ヒータに通電して前記蒸発器を加熱する第１の除霜運転を行う。

本発明によれば、冷蔵温度帯の貯蔵室または外気の温度や、冷蔵温度帯の貯蔵室への送風の有無によらず、ファンによる強制対流を用いた蒸発器の除霜を効率的に行う冷蔵庫を提供できる。

実施形態１に係る冷蔵庫を示す正面図 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図 実施形態１に係る冷蔵庫の風路構成を示す正面図 図３Ａの風路内部を示す図 実施形態１に係る冷蔵庫の風路構成を示す概略図 実施形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す構成図 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面の風路構成部材近傍を示す図 第一切替室と第二切替室の両方を冷凍モードにした時の除霜運転の温度チャートの一例 第一切替室と第二切替室の両方を冷凍モードにした時の除霜運転の制御フローチャートの一例 実施形態１に係る第一切替室と第二切替室の両方を冷凍モードにした時のダクト内循環ファン利用除霜中の空気の流れを示す図 第一切替室を冷蔵温度帯、第二切替室を冷凍温度帯にした時の貯蔵室循環ファン利用除霜中の空気の流れを示す図 第一切替室が冷蔵温度帯に設定され、第二切替室が冷凍温度帯に設定された場合の除霜運転中のフローチャート 実施形態２に係る第一切替室と第二切替室の両方を冷凍モードにした時のダクト内循環ファン利用除霜中の空気の流れを示す図

以下、本発明を実施するための形態（実施形態）を説明する。ただし、本実施形態は、以下の内容に何ら制限されず、本発明の要旨を損なわない範囲内で任意に変更して実施可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る冷蔵庫を示す正面図である。なお、以下の説明では、６ドアの冷蔵庫１を例に挙げて説明するが、６ドアに限定されるものではない。

図１に示すように、冷蔵庫１の断熱箱体１０は、上方から冷蔵室２、左右に併設された製氷室３と冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の順番で貯蔵室を有している。冷蔵庫１はそれぞれの貯蔵室の開口を開閉するドアを備えている。これらのドアは、冷蔵室２の開口を開閉する、左右に分割された回転式の冷蔵室ドア２ａ、２ｂと、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の開口をそれぞれ開閉する引き出し式の製氷室ドア３ａ、冷凍室ドア４ａ、第一切替室ドア５ａ、第二切替室ドア６ａである。

冷蔵室ドア２ａには代表的な庫内の設定や状態を示す表示部１９が設けられている。冷蔵室ドア２ａ、２ｂを冷蔵庫１に固定するために、ドアヒンジ（図示せず）が冷蔵室２上部及び下部に設けられている。

冷蔵室２は、庫内を冷蔵温度帯（０℃以上）の例えば平均的に４℃程度に設定された冷蔵貯蔵室である。製氷室３及び冷凍室４は、庫内を冷凍温度帯（０℃未満）の例えば平均的に－２０℃程度に設定された冷凍貯蔵室である。

第一切替室５及び第二切替室６は、庫内を冷凍温度帯もしくは冷蔵温度帯に設定可能な切替貯蔵室で、例えば、平均的に４℃程度にする冷蔵モードと、平均的に－２０℃程度にする冷凍モードと、に切り替えられる。本実施形態の冷蔵庫１では、さらに冷蔵モードと冷凍モードの間の温度となる強冷蔵モードや弱冷凍モード、冷凍モードよりも低温にする強冷凍モード、また冷蔵温度帯で野菜を貯蔵するのに適した野菜モードといった、複数の運転モードを設けており、これらの運転モードは、操作部１８（図２参照）によってユーザーが選択できる。なお、冷蔵庫１が無線通信回線等によりスマートフォン等と接続される場合には、スマートフォン等を介してユーザーが切替貯蔵室の温度帯を設定できるようにしてもよい。

図２は、実施形態１に係る冷蔵庫における図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図２に示すように、冷蔵庫１は、外箱１０ａ（鋼板製）と内箱１０ｂ（合成樹脂製）との間に発泡断熱材（例えば発泡ウレタン）を充填して形成される断熱箱体１０により、庫外と庫内は隔てられて構成されている。断熱箱体１０には、発泡断熱材に加えて、発泡断熱材よりも熱伝導率の低い真空断熱材２５を外箱１０ａと内箱１０ｂとの間に実装することで、食品収納容積を低下させることなく断熱性能を高めている。ここで、真空断熱材は、グラスウールやウレタン等の芯材を、外包材で包んで構成される。外包材はガスバリア性を確保するために金属層（例えばアルミニウム）を含む。また、設定によって第一切替室５と第二切替室６は比較的大きな冷凍貯蔵室になることから、第一切替室５のドア５ａと第二切替室６のドア６ａ、及び断熱箱体１０の下部にも断熱性能を高めるため真空断熱材２５を内挿している。

冷蔵室２と、製氷室３及び冷凍室４とは、断熱仕切壁２８によって隔てられている。製氷室３及び冷凍室４と、第一切替室５とは、断熱仕切壁３０によって隔てられている。第一切替室５と、第二切替室６とは、断熱仕切壁２９によって隔てられている。断熱仕切壁２９、３０の内部には、真空断熱材２５が内挿され、比較的薄い断熱壁で高い断熱性能を確保している。また、製氷室３、冷凍室４間の前面側には、ドア３ａ、４ａの隙間から冷蔵庫１内の空気が庫外へ漏れないよう、また庫外の空気が各貯蔵室に侵入しないよう、断熱仕切壁３１が設けられている。なお、本実施形態では、第一切替室５及び第二切替室６が過度に低温にならないよう、仕切り部材２９の上部に第一切替室５を加熱する電気ヒータ４６ａを設け、また仕切り部材２９の下部に第二切替室６を加熱する電気ヒータ４６ｂを設けている。

また、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６には、それぞれドア３ａ、４ａ、５ａ、６ａと一体に引き出される製氷室容器３ｂ（図４参照）、冷凍室容器４ｂ、第一切替室容器５ｂ、第二切替室容器６ｂが設けられている。

冷蔵庫１は、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５及び第二切替室６を冷却する冷凍貯蔵室対応蒸発器である第一蒸発器１４ａを備えている。この第一蒸発器１４ａは、第一切替室５と第二切替室６の略背部に備えた第一蒸発器室８ａ内に収納されている。なお、第一蒸発器室８ａのうち、第一蒸発器１４ａの空気流れの上流側を第一蒸発器室上流部８ａ１、第一蒸発器１４ａの空気流れの下流側を第一蒸発器室下流部８ａ２と呼ぶことがある。第一蒸発器１４ａの上方には、第一蒸発器１４ａで冷却された空気を製氷室３、冷凍室４、第一切替室５及び第二切替室６に送風する第一ファン９ａが設けられている。第一切替室５及び第二切替室６と第一蒸発器室８ａは、貯蔵室（第一切替室５及び第二切替室６）側の壁面を構成する仕切り部材２０ａと、第一蒸発器室８ａ側を構成する仕切り部材２０ｂによって仕切られている。この仕切り部材２０ａと仕切り部材２０ｂは、第一蒸発器室８ａと各貯蔵室を仕切るとともに、内箱１０ｂ及び第一蒸発器用トイ２３ａとの組み合わせにより、第一蒸発器１４ａの風路空間を構成していることから、仕切り部材２０ａと仕切り部材２０ｂを合わせて風路構成部材２０と呼ぶ。風路構成部材２０が構成する具体的な風路としては、第一ファン９ａを通過した直後の空気が流れる空間であって各貯蔵室用の各ダンパ（後述）で区切られる上流共通送風路１２と、各貯蔵室（製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、及び第二切替室６）の戻り口から第一蒸発器室上流部８ａ１まで空気が流れる戻り風路１２ｄと、が含まれる。

仕切り部材２０ａは、例えば樹脂部材の一種であるポリプロピレン製で、厚さが１．５ｍｍである。仕切り部材２０ｂ（発泡断熱材）は、例えば発泡成形したポリスチレンフォーム（発泡スチロール）製である。また、仕切り部材２０ｂの厚さは、発泡時の成形性や冷蔵庫組込時の組立性、耐衝撃性を考慮しつつ、第一蒸発器室８ａによる第一切替室５及び第二切替室６への熱影響を抑制するため、３０ｍｍとしている。なお、第一ファン９ａの前方が、冷蔵温度帯にもなる貯蔵室（切替貯蔵室）のため、第一蒸発器室８ａ等との断熱が必要であり、風路が複雑になっていることから、第一ファン９ａは静圧に強い遠心ファンであるターボファンを用いている。

第一蒸発器室８ａの下部には、第一蒸発器１４ａを加熱する除霜ヒータ２１が設けられている。この除霜ヒータ２１は、例えば５０Ｗ～２００Ｗの電気ヒータで、冷蔵庫１内で最も発熱量の高いヒータであり、本実施形態では１２０Ｗのラジアントヒータとしている。第一蒸発器１４ａの除霜時に発生した除霜水（融解水）は、第一蒸発器室８ａの下部に設けた第一蒸発器用トイ２３ａに落下し、第一蒸発器用排水口２２ａ（図６参照）、第一蒸発器用排水管２７ａを介して圧縮機２４の上部に設けた蒸発皿３２に排出される。

冷蔵貯蔵室用蒸発器である第二蒸発器１４ｂは、冷蔵室２の略背部に備えた冷蔵用蒸発器室である第二蒸発器室８ｂ内に設けられている。第二蒸発器１４ｂと熱交換して低温になった空気は、第二蒸発器１４ｂの上方に設けた第二ファン９ｂにより、冷蔵室送風路１１、冷蔵室吐出口１１ａを介して冷蔵室２に送風され、冷蔵室２内を冷却する。冷蔵室２に送風された空気は、冷蔵室戻り口１５から冷蔵室戻り風路１７を介して第二蒸発器室８ｂに戻り、再び第二蒸発器１４ｂにより冷却される。

第二蒸発器１４ｂは、冷蔵室２の空気を循環させて、冷蔵室２の熱で除霜するオフサイクル除霜により除霜を行う。この第二蒸発器１４ｂの除霜時に発生した除霜水は、第二蒸発器室８ｂの下部に設けた第二蒸発器用トイ２３ｂに落下し、第二蒸発器用排水口（図示なし）、第二蒸発器用排水管（図示なし）を介して機械室３９に設けた蒸発皿３２に排出される。

冷蔵室２、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の庫内背面側には、それぞれ図３Ａにて示す冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ４３、第二切替室温度センサ４４が設けられている。また、第一蒸発器１４ａの上部には第一蒸発器温度センサ４０ａ、第二蒸発器１４ｂの上部には第二蒸発器温度センサ４０ｂが設けられている。これらのセンサにより、冷蔵室２、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６、第二蒸発器１４ｂ及び第一蒸発器１４ａの温度が検知される。また、冷蔵庫１の天井部のドアヒンジカバー１６の内部には、外気（庫外空気）の温度を検知する外気温度センサ３７と湿度を検知する外気湿度センサ３８が設けられている。その他のセンサとして、ドア２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの開閉状態をそれぞれ検知するドアセンサ４５（図３Ａ参照）や、後述する製氷皿３ｃ内の水（氷）の温度を検知する製氷室温度センサ（図示せず）等も設けられている。

冷蔵庫１の上部には、制御装置の一部であるＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御基板（制御装置、制御部）３３が配置されている。制御基板３３は、外気温度センサ３７、外気湿度センサ３８、冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ４３、第二切替室温度センサ４４、第一蒸発器温度センサ４０ａ、第二蒸発器温度センサ４０ｂ、ドアセンサ４５等と電気配線（図示せず）で接続されている。

また、制御基板３３では、各センサの出力値や操作部１８の設定、ＲＯＭに予め記録されたプログラム等に基づいて、後述する圧縮機２４、第一ファン９ａ、第二ファン９ｂや、ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂの制御を行っている。加えて、本実施形態の冷蔵庫１には、外部機器と接続できる通信基板（図示なし）が設けられている。この通信基板が設けられることで、冷蔵庫１の情報をスマートフォン等のモバイルデバイスやパーソナルコンピュータ等に提供することや、これらの操作により操作部１８（図２参照）と同様にモード等の設定変更も行うことができるようにしている。

図３Ａは、実施形態１に係る冷蔵庫の風路構成を示す正面図であり、図３Ｂは、図３Ａの風路内部を示す図である。なお、ドア３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、及び容器３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂは、省略している。図４は、実施形態１に係る冷蔵庫の風路構成を示す概略図である。

各貯蔵室３、４、５、６への冷気の送風は、送風制御手段であるダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂにより制御する。なお、ダンパ１０１ａ、１０１ｂは駆動部１０１ｃに設けた１つのモータにより制御し、ダンパ１０２ａ、１０２ｂも駆動部１０２ｃに設けた１つのモータにより制御するようにしており、ダンパ数に対してモータ数を抑えて低コスト化、省スペース化を図っている。また、各ダンパを通過した空気が各貯蔵室まで流れる風路を下流個別送風路と呼ぶことがある。

製氷室３及び冷凍室４を冷却する際は、製氷室３及び冷凍室４への送風を制御するダンパ１００を開け、第一蒸発器１４ａの上方に設けた第一ファン９ａにより、第一蒸発器１４ａと熱交換して低温になった空気（冷気）を第一蒸発器室下流部８ａ２、上流共通送風路１２、冷凍室ダンパ１００、下流個別送風路（製氷・冷凍室風路１１０）、製氷室吐出口１２０ａ又は冷凍室吐出口１２０ｂを介して製氷室３又は冷凍室４に送風し、製氷室３の製氷皿３ｃ内の水、容器３ｂ内の氷、冷凍室４の容器４ｂ内の食品等を冷却する。なお、製氷皿３ｃの水は、図３Ｂに示す製氷タンク３６から製氷ポンプ（図示せず）により供給される。製氷室３又は冷凍室４を冷却した空気は、製氷・冷凍室戻り口１３０より戻り風路１２ｄを介して、第一蒸発器室上流部８ａ１に戻り、再び第一蒸発器１４ａにより冷却される。

第一切替室５は、冷凍モードと冷蔵モードとで冷気の送風を変えている。なお、前述した野菜モードは冷蔵モードの一部として説明する。第一切替室５が冷凍モードの際は、第一切替室５の直接冷却用ダンパであるダンパ１０１ａを開けて、間接冷却用ダンパであるダンパ１０１ｂを閉じる。第一蒸発器１４ａで冷却された空気は、第一蒸発器室下流部８ａ２、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、ダンパ１０１ａ、下流個別送風路（第一切替室直冷風路１１１ａ）、そして第一切替室５の直接冷却用吐出口である第一切替室直冷用吐出口１２１ａを介して、第一切替室５に設けた第一切替室容器５ｂ内に送風され、第一切替室容器５ｂ内の食品を冷却する。冷気は第一切替室容器５ｂ内の食品を直接冷却するため、比較的短時間で第一切替室容器５ｂ内の食品を冷却できる。第一切替室５が冷蔵モードの際は、ダンパ１０１ａを閉じて、第一切替室５の間接冷却用ダンパであるダンパ１０１ｂを開ける。第一蒸発器１４ａで冷却された空気は、第一蒸発器室下流部８ａ２、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、ダンパ１０１ｂ、下流個別送風路（第一切替室間冷風路１１１ｂ）、そして第一切替室５の間接冷却用吐出口である第一切替室間冷用吐出口１２１ｂを介して、第一切替室容器５ｂの外側（外周）に向けて送風される。冷気は第一切替室容器５ｂ内の食品に直接到達し難くなり、すなわち食品は第一切替室容器５ｂを介して間接冷却されるため、食品の乾燥を抑えつつ冷却できる。第一切替室直冷用吐出口１２１ａ又は第一切替室間冷用吐出口１２１ｂより吐出し、第一切替室５内を冷却した空気は、第一切替室戻り口１３１より戻り風路１２ｄを介して第一蒸発器室上流部８ａ１に戻り、再び第一蒸発器１４ａにより冷却される。

なお、冷凍モードの方が貯蔵室と外気との温度差が大きく冷却に必要な負荷が大きいため、主に冷蔵モードで利用するダンパ１０１ｂに比べ、主に冷凍モードで利用するダンパ１０１ａの方が開口面積を大きくして風量を高め、一方でダンパ１０１ｂは開口面積（サイズ）を小さくして貯蔵室内の内容積を極力大きくしている。

第二切替室６も、第一切替室５と同様に、運転モードによってダンパの開閉を変更している。第二切替室６が冷凍モードの際は、第二切替室６の直接冷却用ダンパであるダンパ１０２ａを開け、間接冷却用ダンパであるダンパ１０２ｂを閉じる。第一蒸発器１４ａで冷却された空気（冷気）は、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、ダンパ１０２ａ、下流個別送風路（第二切替室直冷風路１１２ａ）、そして第二切替室６の直接冷却用吐出口である第二切替室直冷用吐出口１２２ａを介して、第二切替室容器６ｂ内に送風され、第二切替室容器６ｂ上の食品を冷却する。冷気は第二切替室容器６ｂの食品を直接冷却するため、比較的短時間で第二切替室容器６ｂ内の食品を冷却できる。第二切替室６が冷蔵モードの際は、ダンパ１０２ａを閉じて、第二切替室６の間接冷却用ダンパであるダンパ１０２ｂを開ける。第一蒸発器１４ａで冷却された空気は、第一蒸発器室下流部８ａ２、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、ダンパ１０２ｂ、下流個別送風路（第二切替室間冷風路１１２ｂ）そして第二切替室６の間接冷却用吐出口である第二切替室間冷用吐出口１２２ｂを介して、第二切替室容器６ｂの外側（外周）に送風し、間接冷却として、食品の乾燥を抑えつつ冷却する。第二切替室６内を冷却した空気は、第二切替室戻り口１３２より第一蒸発器室上流部８ａ１に戻り、再び第一蒸発器１４ａにより冷却される。

なお、ダンパ１０１ａと１０１ｂと同様、主に冷蔵モードで利用するダンパ１０２ｂに比べ、主に冷凍モードで利用するダンパ１０２ａの方が開口面積を大きくしている。

また、冷蔵モード、特に野菜モード以外の冷蔵モードにおいて、庫内の温度が所定値よりも高い場合（例えば基準温度よりも１０℃以上高い場合）には、庫内を短時間で所定の温度まで冷却できるよう直接冷却用ダンパであるダンパ１０１ａ、１０２ａを開けるようにしてもよい。また冷凍モードにおいても庫内の温度が所定値よりも高い場合（例えば基準温度よりも１０℃以上高い場合）には、ダンパ１０１ａ、１０２ａに加えてダンパ１０１ｂ、１０２ｂも同時に開け、風量を増加させて、冷却量を高めるようにしてもよい。

図５は、実施形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す構成図である。図５に示すように、冷蔵庫１は、圧縮機２４、冷媒の放熱を行う放熱手段である庫外放熱器５０ａと壁面放熱配管５０ｂ、仕切り壁２８、２９、３０（図１、図２参照）の前面部への結露を抑制する結露防止配管５０ｃ、冷媒を減圧させる減圧手段である第一キャピラリチューブ５３ａと第二キャピラリチューブ５３ｂ、冷媒と庫内の空気を熱交換させて、庫内の熱を吸熱する第一蒸発器１４ａと第二蒸発器１４ｂを備える。

また、冷蔵庫１は、冷凍サイクル中の水分を除去するドライヤ５１、液冷媒が圧縮機２４に流入するのを防止する気液分離器５４ａ、５４ｂ、冷媒流路を制御する三方弁５２、逆止弁５６、冷媒流を接続する冷媒合流部５５を備えている。これらを冷媒配管により接続することで冷凍サイクルを構成している。

なお、冷蔵庫１は、可燃性冷媒のイソブタン８０ｇを冷媒として用いている。また、圧縮機２４は、インバータを備えて回転速度を変えることができる。三方弁５２は、２つの流出口５２ａ、５２ｂを備え、流出口５２ａ側に冷媒を流す冷凍運転と、流出口５２ｂ側に冷媒を流す冷蔵運転と、を切換えることができる部材である。また、三方弁５２は、流出口５２ａと流出口５２ｂの何れも冷媒が流れないようにする全閉のモードと、何れも冷媒が流れるようにする全開のモードと、を切換えることも可能である。

また、冷蔵庫１の冷媒は以下のように流れる。すなわち、圧縮機２４から吐出した冷媒は、庫外放熱器５０ａ、壁面放熱配管５０ｂ、結露防止配管５０ｃ、ドライヤ５１の順に流れ、三方弁５２に至る。三方弁５２の流出口５２ａは、冷媒配管を介して第一キャピラリチューブ５３ａと接続されている。三方弁５２の流出口５２ｂは、冷媒配管を介して第二キャピラリチューブ５３ｂと接続されている。

三方弁５２を流出口５２ａ側に冷媒が流れるようにした場合、流出口５２ａから流出した冷媒は、第一キャピラリチューブ５３ａ、第一蒸発器１４ａ、気液分離器５４ａ、逆止弁５６、冷媒合流部５５の順に流れた後、圧縮機２４に戻る。逆止弁５６は、気液分離器５４ａから冷媒合流部５５側には冷媒が流れ、冷媒合流部５５から気液分離器５４ｂ側へは流れないように配設されている。第一キャピラリチューブ５３ａで低圧低温になった冷媒が第一蒸発器１４ａを流れることで第一蒸発器１４ａが低温となり、第一蒸発器室８ａ（図２参照）の空気を冷却することができる。この空気を製氷室３、冷凍室４、第一切替室５及び第二切替室６に送風することで、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５及び第二切替室６が冷却される。

一方、三方弁５２を流出口５２ｂ側に冷媒が流れるようにした場合、流出口５２ｂから流出した冷媒は、第二キャピラリチューブ５３ｂ、第二蒸発器１４ｂ、気液分離器５４ｂ、冷媒合流部５５の順に流れた後、圧縮機２４に戻る。第二キャピラリチューブ５３ｂで低圧低温になった冷媒が第二蒸発器１４ｂを流れることで第二蒸発器１４ｂが低温となり、第二蒸発器室８ｂ（図２参照）の空気を冷却することができる。この空気を冷蔵室２に送風することで、冷蔵室２が冷却される。

図６は、実施形態１に係る風路構成部材２０の背面を示す図で、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面の風路構成部材２０近傍を示す図である。上流共通送風路１２の下部には、第一蒸発器室上流部８ａ１と連通する連通孔２００が設けられている。なお、前述したように、風路構成部材２０は、内箱１０ｂ及び第一蒸発器用トイ２３ａとの組み合わせにより、第一蒸発器１４ａの風路空間（第一蒸発器室８ａ、上流共通送風路１２、戻り風路１２ｄ）を構成している部材である。

実施形態１の冷蔵庫１では、第一蒸発器１４ａに付着した霜を解かすため、圧縮機２４を停止し、除霜ヒータ２１に通電して第一蒸発器１４ａを加熱する除霜運転が行われる。風路構成部材２０内部は、例えばこの除霜運転中に第一蒸発器１４ａを通過して高湿になった空気等により結露や着霜が発生することがある。これらにより生じた水が風路構成部材２０に残ると、水・氷による風路の閉塞や、第一ファン９ａ、ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂの氷結等により正常に冷却できなくなる恐れがあることから、適切に水を排出する必要がある。そこで、上流共通送風路１２の内壁で生じた水を集めるとともに、この水を風路構成部材２０から排出できるよう、風路構成部材２０の下部に、第一蒸発器室上流部８ａ１と連通した連通孔２００が設けられている。連通孔２００から排出された水は、第一蒸発器室上流部８ａ１の下部に設けた第一蒸発器用トイ２３ａに落下し、第一蒸発器１４ａの除霜水とともに、第一蒸発器用排水口２２ａ、第一蒸発器用排水管２７ａを介して蒸発皿３２（図２参照）に排出される。なお、本実施形態では、第一蒸発器１４ａを通過しないで第一ファン９ａに向かう空気を抑えるため、第一蒸発器１４ａの左右に連通抑制部材１４ｃが設けられており、その連通抑制部材１４ｃの下側（上流側）が第一蒸発器室上流部８ａ１、上側（下流側）が第一蒸発器室下流部８ａ２となる。

なお、本実施形態では、連通孔２００を排水口としても機能させるため、水が流れられるよう開口部の各辺の長さを５ｍｍ以上として連通孔２００が上流共通送風路１２の最下部に配置されている。また、冷却運転中に連通孔２００を流れる空気の量を抑えるため、他のダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂよりも小さく、具体的には開口部の各辺の長さを２０ｍｍ以下としている。連通孔２００の開口面積を比較的小さくすることで、冷却運転中に連通孔２００を流れる相対的な空気の量を抑え、ダンパ追加によるコスト増を抑えながら、冷却運転中に貯蔵室に送風される風量が低下して冷却能力が低下することを抑えている。

ここで、本実施形態の冷蔵庫１では、第一ファン９ａを駆動させると、空気が除霜ヒータ２１、第一蒸発器１４ａ、第一ファン９ａの順に流れる。また、第一ファン９ａの空気流れ下流の上流共通送風路１２と、除霜ヒータ２１の空気流れ上流の第一蒸発器室上流部８ａ１と、を連通させるように連通孔２００が設けられている。すなわち、連通孔２００は、第一ファン９ａを駆動させた際に、貯蔵室を介すことなく除霜ヒータ２１、第一蒸発器１４ａ、第一ファン９ａ間を空気が循環できる連通部として機能する。この連通部は、第一蒸発器１４ａの除霜運転時において特に有用であり、以下でこの除霜運転の制御と、その効果について説明していく。なお、以下の除霜運転は、第一蒸発器１４ａの除霜運転を表す。

図７は、第一切替室５と第二切替室６の両方を冷凍モードにした時の除霜運転の温度チャートの一例であり、図８は、第一切替室５と第二切替室６の両方を冷凍モードにした時の除霜運転の制御フローチャートの一例である。なお、図7及び図８では、第二蒸発器１４ｂに関する除霜運転の制御については省略し、冷凍温度帯の貯蔵室の代表として冷凍室温度センサ４２により検知する冷凍室温度Ｔ_Ｆのみを記している。

本実施形態の冷蔵庫１における除霜運転の開始条件は複数あるが、冷却運転中（制御Ｓ０）に例えば圧縮機２４の積算回転数が所定値になる（時刻Ｔ_ｄ０、制御Ｓ１）と、冷凍温度帯の貯蔵室である製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６を冷却するプリクール運転を開始する（制御Ｓ２）。プリクール運転は、例えば３０分或いは全ての貯蔵室が所定値に到達すると終了し（制御Ｓ３）、圧縮機２４を停止させ、除霜ヒータ２１に通電する第一蒸発器１４ａの除霜運転が開始される（時刻ｔ_ｄ１、制御Ｓ４）。本実施形態の除霜運転では、まずダンパ１００、１０１ａ、１０２ａが閉じ、ダンパ１０１ｂ、１０２ｂを開けた状態で、第一ファン９ａを停止させて除霜するファン停止除霜（第２の除霜運転）が行われる（制御Ｓ５）。この状態で、除霜時間が例えば５分の所定時間Δｔ_ｄ１経過する、または第一蒸発器温度センサ４０ａによって検知する第一蒸発器温度Ｔ_Ｅが例えば－１５℃の所定値Ｔ_ｄ１以上になる（制御Ｓ６）と、全てのダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂを閉じて第一ファン９ａを駆動させるダクト内循環ファン利用除霜（第１の除霜運転）に移行する（時刻ｔ_ｄ２、制御Ｓ７）。

図９は、ダクト内循環ファン利用除霜中の空気の流れ、すなわち全てのダンパを閉じて第一ファン９ａを駆動させた場合の空気の流れを図６に付記したものである。この時、除霜ヒータ２１によって加熱された空気は、第一蒸発器室上流部８ａ１、第一蒸発器１４ａ、第一蒸発器室下流部８ａ２、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、連通孔２００を流れ、第一蒸発器室上流部８ａ１に戻り、再び除霜ヒータ２１によって加熱される。

ダクト内循環ファン利用除霜に移行した後、第一蒸発器温度が０℃よりも高い、例えば８℃の所定温度Ｔ_{ｄ＿ｏｆｆ}以上になる（時刻ｔ_ｄ３、制御Ｓ８）と、除霜ヒータ２１への通電が停止する（制御Ｓ９；余熱運転）。この状態を例えば３分の所定時間ΔＴ_ｄ２続けると（時刻ｔ_ｄ４、制御Ｓ１０）、三方弁５２が流出口５２ａ側（第一蒸発器１４ａ側）に切換えられて圧縮機２４が駆動する（制御Ｓ１１；予冷運転）。この状態で第一蒸発器温度が０℃よりも低い所定温度Ｔ_ｄ2、例えば―１０℃以下に至ると（制御Ｓ１２、時刻ｔ_ｄ５）、除霜運転制御が終了する（制御Ｓ１３）。なお、本実施形態では、余熱運転、及び予冷運転においても、ダクト内循環ファン利用除霜と同じく、全てのダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂを閉じて第一ファン９ａを駆動させている。予冷運転（制御Ｓ１１、Ｓ１２）が終了すると、再び各ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂを適切に開閉して各貯蔵室を所定温度に制御する冷却運転（制御Ｓ１）に戻る。

この除霜運転制御により得られる効果を説明する。

除霜運転中、第一蒸発器１４ａは、除霜ヒータ２１による輻射とともに、除霜ヒータ２１によって上昇した空気の対流によって加熱される。ここで、第一ファン９ａを停止していると、対流は自然対流となるため、熱伝達が弱くなる。これに対し、第一ファン９ａを駆動させると、強制対流となり熱伝達が向上し、第一蒸発器１４ａの加熱効率を向上させることができる。すなわち第一蒸発器１４ａについた霜を短時間で、少ないエネルギーで解かすことができ、省エネルギー性能を向上させることができる。

また、第一ファン９ａを駆動させない自然対流条件で除霜ヒータ２１を駆動させていた場合、除霜ヒータ２１で加熱された空気が第一蒸発器１４ａとは異なる方向（例えば戻り風路１２ｄや第一切替室戻り口１３１、第二切替室戻り口１３２）へ対流してしまい、加熱効率が低下する可能性がある。一方、ダクト内循環ファン利用除霜では、図９で示したように、第一ファン９ａによる強制対流によって、より確実に除霜ヒータ２１から第一蒸発器１４ａに向かって空気が流れるため、この加熱効率の低下を抑制する効果も得られる。

ここで、第一ファン９ａを通過した空気が、適切に除霜ヒータ２１に戻らないと、空気が循環できず、前述の流れ場は形成できない。特に、第一切替室５と第二切替室６の両方を冷凍モードにすると、第一蒸発器１４ａにより冷却する全ての貯蔵室（製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６）が冷凍温度帯に設定された貯蔵室になるため、除霜運転で温度が上昇した第一蒸発器室８ａの空気を貯蔵室に送風すると、食品温度が上がり、例えば氷や冷凍食品が解けるなどの課題が生じる。これに対し、上流共通送風路１２と第一蒸発器室上流部８ａ１とを連通させるように連通孔２００を設けることで、ダンパ１００、１０１ａ、１００ｂ、１０２ａ、１０２ｂにより、第一蒸発器室８ａで冷却する全ての貯蔵室への送風を抑制しながら、図９で示した空気流れを形成でき、前述のダクト内循環ファン利用除霜の効果を得ることができる。すなわち、第一蒸発器１４ａにより冷却される全ての貯蔵室が冷凍温度帯であっても、ファンによる強制対流を用いた除霜運転の効率向上効果が得られる冷蔵庫を提供することができる。

また、本実施形態の冷蔵庫１では、ダクト内循環ファン利用除霜を、第一蒸発器温度が０℃よりも高い温度（８℃以上）になるまで実施している（制御Ｓ８）。これにより、第一蒸発器１４ａよりも下流側、すなわち第一ファン９ａ、上流共通送風路１２の壁面、上流共通送風路１２を各下流個別送風路と区切るように配された各ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ、連通孔２００にも０℃を超える空気が流れ、これらの箇所に霜や氷を解かすことができる。

なお、この効果は特に、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂにとって重要である。本実施形態の冷蔵庫１では、図６等に示すように、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂが、第一ファン９ａよりも下方、かつ、連通孔２００より上方に設けられていることから、ダクト内循環ファン利用除霜を行うことで、このダンパ１０２ａ及び１０２ｂの加熱効率も高めることができる。基本的に自然対流では上部に向かって暖気が流れるため、第一ファン９ａに到達した除霜ヒータ２１で加熱された空気は、第一ファン９ａよりも下部に配されたダンパ１０２ａ及び１０２ｂへと流れ難く、自然対流のみで除霜を行う冷蔵庫では、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂの霜を解かすためのヒータが必要になりやすい。これに対し、ダクト内循環ファン利用除霜を行い、図９に示す流れ場を形成することで、除霜ヒータ２１で加熱された空気が、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂの上流共通送風路１２側に沿って流れ、連通孔２００に到るようになる。その結果、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂの加熱効率を高めることができ、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂの霜を解かすために必要なヒータの消費電力量を低減する、或いはヒータ配設を不要にして低コスト化することができる。ここで、除霜運転開始直後から、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂの温度を効率よく上げることができるが、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂに付着した霜や氷を融解させるためには、ダンパ１０２ａ及び１０２ｂを０℃以上に加熱する必要があることから、特に第一蒸発器温度が霜や氷の融解温度の０℃以上において有効である。すなわち、第一蒸発器１４ａよりも下流側の霜や氷を解かすためには、第一蒸発器温度を通過した空気が０℃以上になっている時間（図７の時刻ｔ_ｄ６～ｔ_ｄ５）のうちに０℃超に加熱する必要があり、この時間帯における本制御による加熱効率向上効果が重要となる。

また、本実施形態の冷蔵庫１は、除霜ヒータ２１通電終了後の所定時間（Δｔ_ｄ２；時刻ｔ_ｄ３～ｔ_ｄ４）、圧縮機２４を駆動させることなく、第一ファン９ａを駆動させて図９で示した流れ場の余熱運転を行うことで、除霜ヒータ２１による加熱を抑えながら、第一蒸発器１４ａよりも下流側に０℃よりも高い空気を流し、より確実に第一蒸発器１４ａよりも下流側の霜や氷を解かすことができる。加えて、除霜運転中に解けた除霜水が第一蒸発器用排水口２２ａに到達するまでの時間を確保するためにも、第一蒸発器１４ａ及び第一蒸発器室８ａが０℃を超えた状態を維持させる余熱運転は有効である。なお、ダクト内循環ファン利用除霜を第一蒸発器温度が０℃よりも高い温度に到達した後、所定時間経過（例えば８℃以上を３分経過）するまで実施するようにしてもよい。ただし、０℃よりも高い温度に到達した後、余熱運転に移行する本制御の方が除霜ヒータ２１の通電時間、すなわち消費電力量を抑えられるため、省エネルギー性能を高めることができる。

さらに、本実施形態の冷蔵庫１では、余熱運転の後、第一ファン９ａを駆動させたまま、三方弁５２を流出口５２ａ側（第一蒸発器１４ａ側）にして圧縮機２４を駆動させ、第一蒸発器温度が０℃よりも低い－１０℃以下になるまで、各ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂを閉じ、各貯蔵室への送風を抑制した予冷運転を行う。これにより、除霜運転中で温度上昇した第一蒸発器室８ａ内の暖気による冷凍温度帯の貯蔵室の加熱を抑制している。なお、予冷運転中、各ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂを閉じる代わりに、第一ファン９ａを停止しておくことで第一蒸発器１４ａが低温になってから送風を開始することでも類似の効果が得られるが、本実施形態のように、予冷運転中に第一ファン９ａを駆動させて図９に示した流れを形成することで、第一蒸発器１４ａに加えて、第一蒸発器１４ａから各ダンパまでの風路及び構造物、すなわち第一蒸発器室８ａ、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２及び各ダンパを低温にした状態で各貯蔵室への送風を開始することができ、より確実に冷凍温度帯の貯蔵室への暖気の侵入を抑制することができる。

本実施形態の冷蔵庫１では、ダクト内循環ファン利用除霜（第１の除霜運転）に加え、ダンパ１００、１０１ａ及び１０２ａを閉じ、ダンパ１０１ｂ及び１０２ｂを開けた状態で、第一ファン９ａを停止させておくファン停止除霜（第２の除霜運転）を行う。ファン停止除霜では、第一ファン９ａを駆動させている場合に比べて対流の影響が弱いことから除霜ヒータ２１の温度が高く、輻射の影響が強くなる。よって、強制対流で加熱し難い除霜ヒータ２１よりも空気流れ上流側に位置する第一蒸発器用トイ２３ａや第一蒸発器用排水口２２ａ等の加熱を促進することができる。第一蒸発器用排水口２２ａより除霜水の排水が行われるため、これらの箇所は除霜運転中に凍結しないよう配慮する必要がある。従って、除霜ヒータ２１の空気流れ下流側で、最も霜が成長する第一蒸発器１４ａの除霜効率をダクト内循環ファン利用除霜で向上させるとともに、除霜ヒータ２１よりも空気流れの上流側の霜や氷も解け易くすることができ、すなわち第一蒸発器用トイ２３ａや第一蒸発器用排水口２２ａ等の凍結をより確実に抑制することができる。なお、ファン停止除霜中にダンパ１０１ｂ及び１０２ｂを開けているのは、冷媒に可燃性のイソブタンを用いていることから除霜ヒータ２１の温度が上がりすぎないよう、比較的開口面積の小さいダンパを開けることで貯蔵室への暖気の侵入を抑えつつ、自然対流の循環流れ場を形成するためである。

ここで、ファン停止除霜は輻射の影響が大きいことから、本実施形態の冷蔵庫１では、ダクト内循環ファン利用除霜を行う前に、このファン停止除霜を行うようにしている。第一蒸発器１４ａの着霜量が多く、第一蒸発器１４ａの通風抵抗が大きい状態でダクト内循環ファン利用除霜を行うと、第一ファン９ａを駆動させても、例えば連通抑制部材１４ｃの周囲の隙間等、第一蒸発器１４ａ以外から除霜ヒータ２１で加熱された空気が流れてしまい、除霜ヒータ２１の熱が第一蒸発器１４ａに到達し難くなる。一方、第一蒸発器１４ａの着霜量が多い場合は、除霜ヒータ２１の輻射の影響を受ける第一蒸発器１４ａに付着した霜の面積が大きいため、輻射の影響が大きいファン停止除霜中も比較的加熱され易い。従って、本実施形態では、ファン停止除霜をダクト内循環ファン利用除霜の前に行うことで、第一蒸発器１４ａの通風抵抗が大きく除霜ヒータ２１の輻射の影響を受けやすい初期の状態（着霜量が多い状態）ではファン停止除霜を行い、通風抵抗が小さくなった後にダクト内循環ファン利用除霜を行うようにして、前述の強制対流による除霜効率の向上効果を高めている。

なお、例えば前回の除霜運転から次の除霜運転を開始するまでの扉開閉の累積時間や周囲湿度等によって、第一蒸発器１４ａの着霜量が少ない、或いは第一蒸発器１４ａの通風抵抗が小さいと判断できる場合は、ファン停止除霜を行わない、或いは時間を短くしてもよい。本実施形態では、外気湿度センサ３８により検知する湿度が例えば８０％ＲＨ以下で、扉開閉の累積時間が例えば５分程度と短い場合、第一蒸発器１４ａの着霜量が少ないと判断して、ファン停止除霜を省略してダクト内循環ファン利用除霜に移行する。除霜運転初期から第一蒸発器１４ａの通風抵抗が小さく、除霜初期からダクト内循環ファン利用除霜の強制対流による除霜効率の向上効果を得られ、より省エネルギー性能を高めることができる。

ただし、本実施形態の冷蔵庫１では、このファン停止除霜を抑制した除霜運転が、例えば２回続けて実施された場合、次の除霜運転では必ず通常（図７、図８で示した制御）、或いはそれよりも長時間のファン停止除霜を実施する。第一蒸発器１４ａの着霜量が少ないファン停止除霜を抑制した除霜運転中は、第一蒸発器用排水口２２ａから排水する必要のある水量も少ないため第一蒸発器用トイ２３ａから１回の除霜運転で除霜水が溢れる可能性は低い。一方、第一蒸発器用トイ２３ａに貯まり続けることがないよう、３回に１回は第一蒸発器用排水口２２ａの加熱を促進するファン停止除霜が実施し、その際に、第一蒸発器用排水口２２ａの凍結を確実に解除することで、第一蒸発器用トイ２３ａに貯まっていた除霜水を確実に排水するようにしている。

次に、第一蒸発器１４ａで冷却する貯蔵室に冷蔵温度帯の貯蔵室が含まれている場合、一例として以下では第一切替室５が冷蔵温度帯に設定され、第二切替室６が冷凍温度帯に設定された場合について説明する。

図１０は、第一切替室５が冷蔵温度帯に設定され、第二切替室６が冷凍温度帯に設定された場合の貯蔵室循環ファン利用除霜中の空気の流れである。冷蔵温度帯の貯蔵室が含まれている場合、冷蔵温度帯の貯蔵室に送風しながら除霜を行う貯蔵室循環ファン利用除霜（第３の除霜運転）が行える。貯蔵室循環ファン利用除霜では、冷蔵温度帯の第一切替室５の送風を制御するダンパ１０１ｂを開け、その他のダンパを閉じた状態で除霜ヒータ２１に通電し、第一ファン９ａを駆動させる。ダンパ１０１ｂを開けて第一ファン９ａを駆動させることで、第一蒸発器１４ａを通過した空気は第一蒸発器室下流部８ａ２、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、ダンパ１０１ｂ、下流個別送風路（第一切替室間冷風路１１１ｂ）、第一切替室間冷用吐出口１２１ｂを介して第一切替室５へと流れ、また第一切替室５の空気は第一切替室戻り口１３１より戻り風路１２ｄ、第一蒸発器室上流部８ａ１を介して第一蒸発器１４ａへと戻る。この空気の循環により、ダクト内循環ファン利用除霜と同じく、強制対流による除霜運転の効率向上効果が得られるとともに、第一切替室５と第一蒸発器１４ａ間で熱交換が生じ、冷蔵温度帯（０℃以上）の第一切替室５の空気により、第一蒸発器１４ａの霜（融解温度の０℃以下）を加熱することができ、除霜ヒータ２１の加熱量をさらに抑えることができる。加えて、第一蒸発器１４ａで低温になった空気により冷蔵温度帯の第一切替室５の冷却も可能なため、省エネルギー性能の高い除霜運転となる。

貯蔵室循環ファン利用除霜は、このように冷凍温度帯の貯蔵室に除霜中の暖気を送風することなく、第一ファン９ａを用いた除霜運転の効率向上効果が得られ、加えて第一切替室５を冷却することができる。ただし、冷蔵温度帯の貯蔵室に収納された食品が冷え過ぎてしまうと、食品が凍結することや、例えば野菜などでは低温障害などで食品の品質が低下することがあるため、冷蔵温度帯に設定した貯蔵室の過度な冷却は抑える必要がある。具体的には、外気が低温で冷却負荷が小さく冷えやすい場合、除霜運転開始直後で第一蒸発器１４ａが低温の場合、野菜の保存を前提とした貯蔵室（本実施形態の野菜モードに設定した場合や野菜室表記の貯蔵室）の場合などに、冷え過ぎによる食品の品質低下や、冷え過ぎを抑制するための電気ヒータの加熱による省エネルギー性能の悪化に配慮する必要がある。なお、貯蔵室循環ファン利用除霜中にダンパ１０１ａでなく間接冷却用ダンパであるダンパ１０１ｂを開けているのは、特に除霜運転の開始直後で低温な第一蒸発器１４ａの空気が直接食品を冷却しないようにするためで、特に野菜の収納を前提とした貯蔵室（第一切替室５が野菜モード）では、低温で低湿な空気による食品の保鮮性低下を抑えるために有効である。

図１１は、第一切替室５が冷蔵温度帯に設定され、第二切替室６が冷凍温度帯に設定された場合の除霜運転中のフローチャートである。除霜運転が開始し、除霜ヒータ２１に通電されると、図７、８で説明した何れも冷凍温度帯の場合と同様、まずダンパ１００、１０１ａ及び１０２ａが閉じ、ダンパ１０１ｂ及び１０２ｂが開いた状態で、第一ファン９ａを停止させておくファン停止除霜が行われる（制御Ｓ０～Ｓ５）。この状態で、除霜時間が例えば５分の所定時間Δｔ_ｄ１以上経過する、または、第一蒸発器温度センサ４０ａによって検知する第一蒸発器温度Ｔ_Ｅが例えば－１５℃の所定温度Ｔ_ｄ１以上になる（制御Ｓ６）と、ダクト内循環ファン利用除霜するか、貯蔵室循環ファン利用除霜するか、を判別する制御Ｓ３０が行われる。

制御Ｓ３０では、第一切替室５が冷蔵モードのときは、外気温度センサ３７で検知する冷蔵庫１周囲の外気温度Ｔ_ｏｕｔが例えば１５℃のＴ_{ｏｕｔ＿ｈ}以下の場合、または、第一切替室温度センサ４３で検知する第一切替室温度Ｔ_Ｓ１が例えば２℃のＴ_Ｓ１＿ｈ以下の場合、制御Ｓ３１のダクト内循環ファン利用除霜に移行し、それ以外の場合は制御３３の貯蔵室循環ファン利用除霜に移行する。ここで、制御Ｓ３０で、ダクト内循環ファン利用除霜に移行した場合も、第一蒸発器温度Ｔ_Ｅが例えば－２℃の所定温度Ｔ_ｄ２以上になると食品の凍結リスクは少ないと考え、制御Ｓ３３の貯蔵室循環ファン利用除霜に移行する（制御Ｓ３２）を行う。ただし、貯蔵室循環ファン利用除霜中、第一切替室温度Ｔ_Ｓ１が所定温度Ｔ_Ｓ１＿Ｌ、例えば冷蔵モードの場合は０℃以下、第一切替室温度が野菜モードの場合は４℃以下になると、凍結、低温障害を防止するためダクト内循環ファン利用除霜に移行する（制御Ｓ３４）。以上のように、食品鮮度に影響のない範囲で省エネルギー性能の最も高い貯蔵室循環ファン利用除霜（第３の除霜運転）を有効に使い、また冷え過ぎが懸念される場合は、ファン停止除霜よりも省エネルギー性能の高い（除霜効率の高い）ダクト内循環ファン利用除霜（第１の除霜運転）を行うことで、食品の劣化を抑えながら、省エネルギー性能の高い除霜運転を行うことができる。

次に、第一蒸発器温度が霜や氷の融解温度の０℃よりも高い所定温度、例えば３℃の所定温度Ｔ_ｄ３以上になると、制御Ｓ７のダクト内循環ファン利用除霜に移行する（制御Ｓ３４）。この除霜運転の切り替えにより、第一切替室５に第一切替室５よりも高い空気を送風して加熱してしまうことを抑えつつ、上流共通送風路１２に霜の融解温度以上の空気を強制対流で流すことができ、上流共通送風路１２内、及び上流共通送風路１２の境界に配したダンパ１００、１０１a、１０１b、１０２ａ及び１０２bの霜や氷を効率よく解かすことができる。なお、その後（制御Ｓ７～Ｓ１２）は、図７、図８で示した制御と同じである。

ここで、冷蔵温度帯の貯蔵室が低温になり易い冷蔵庫の場合、貯蔵室内を所定の温度に保つために電気ヒータ等による貯蔵室の加熱が必要になる。本実施形態の冷蔵庫では、特に第一切替室５が冷蔵温度帯、第二切替室６が冷凍温度帯のとき、第一切替室５の上下が冷凍温度帯の貯蔵室（製氷室３及び冷凍室４、第二切替室６）で、背面が第一蒸発器室８ａのため、冷蔵温度帯の貯蔵室が周囲からの熱伝導等で冷やされてしまうことから、周囲が低温の場合、或いは第一切替室温度が低温になった場合、電気ヒータ４６ａで加熱を行う必要がある。したがって、第一蒸発器１４ａが低温の状態で貯蔵室循環ファン利用除霜を行うと、第一切替室温度が冷却されてしまうために電気ヒータ４６ａの加熱量が増えてしまう。しかし、本実施形態のように、外気温度や庫内温度で貯蔵室循環ファン利用除霜を抑制することで所定温度を保つために必要な電気ヒータ４６ａの消費電力量が抑えられ、加えてこの際にダクト内循環ファン利用除霜を使うことで、ファン停止除霜を行った場合に比べて強制対流による除霜効率向上効果が得られ、総合的に最も省エネルギー性能の高い除霜運転となる。また、冷蔵温度帯の中でも設定温度が高い場合（本実施形態では野菜モード）において、電気ヒータ４６ａによる加熱が必要になりやすいことから、この効果は特に設定温度が高い場合（野菜モード）において有効となる。

なお、本実施形態の冷蔵庫では、排水口でもある連通孔２００を連通部として使用し、ダクト内循環ファン利用除霜中に除霜ヒータ２１の空気を循環させているが、排水の機能を有しない連通部として、連通孔２００を上流共通送風路１２の最下部以外の位置に配置してもよい。また、本実施形態の各ダンパ（送風制御手段）は、風路を完全に塞ぐことのできるものが望ましいが、例えば、ダクト内循環ファン利用除霜中の開口の面積が、ダンパが設置される部分の風路の開口面積に対して１０分の１以下の面積となるまで塞ぎ、送風を一定程度抑制するものであってもよい。

（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２を説明する。本実施形態の構成は、以下の点を除いて実施形態１と同様にできる。実施形態２は、貯蔵室を介すことなく除霜ヒータ２１、第一蒸発器１４ａ、第一ファン９ａ間を空気が循環できる連通部として、上流共通送風路１２と戻り風路１２ｄを連通させる連通風路を有し、その連通風路への送風を制御するダンパを備えた冷蔵庫の例である。

図１２は、実施形態２に係る風路構成部材２０の背面を示す図に、実施形態２に係る第一切替室と第二切替室の両方を冷凍モードにした時のダクト内循環ファン利用除霜中の空気の流れを矢印で示したものである。実施形態２の冷蔵庫１は、第一ファン９ａを通過した空気が流れる上流共通送風路１２と、主に製氷室３、冷凍室４を冷やした戻り空気が流れる戻り風路１２ｄと、の間を連通する連通風路２１０が設けられている。この連通風路２１０は、上流共通送風路１２からの流入側にダンパ２１１を備え、冷却運転中は連通風路２１０に空気が流れないようにしている。なお、ダンパ２１１は、ダンパ１００と同じ駆動部１００ｃに設けた１つのモータにより制御するようにしており、実施形態１に比べてダンパ数が増加しているが、モータ数の増加を抑えて低コスト化、省スペース化を図っている。なお、ダンパ２１１の開口面積や、連通風路２１０と戻り風路１２ｄを接続する開口２１２の開口面積は、連通孔２００よりも大きくしている。

実施形態２の冷蔵庫では、ダクト内循環ファン利用除霜（ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂを閉じた状態で第一ファン９ａを駆動させて行う除霜運転）中にダンパ２１１を開ける。これにより、連通孔２００と同様、連通風路２１０により、上流共通送風路１２と、除霜ヒータ２１の空気流れ上流側と、が連通され、除霜ヒータ２１、第一蒸発器１４ａ、第一ファン９ａを循環できる流路が形成される。具体的には、図９で示した空気流れに加え、除霜ヒータ２１が設けられている第一蒸発器室上流部８ａ１から、第一蒸発器１４ａ、第一蒸発器室下流部８ａ２、第一ファン９ａ、上流共通送風路１２、ダンパ２１１、連通風路２１０、開口２１２、戻り風路１２ｄ、第一蒸発器室上流部８ａ１の順に流れる空気流れが形成される。

ここで、実施形態２の冷蔵庫は、ダンパ２１１を備え、連通風路２１０の流入出部の開口（ダンパ２１１及び開口２１２）を比較的大きく（連通孔２００よりも大きく）することで、ダクト内循環ファン利用除霜による第一蒸発器１４ａの除霜効率をさらに高めている。実施形態１の冷蔵庫１では、連通孔２００によってダクト内循環ファン利用除霜中に除霜ヒータ２１の空気を循環させているが、連通孔２００はダンパを設けないため、冷却運転中に連通孔２００を流れる空気の量を抑えるために、過度に大きくできない。一方、実施形態２は、連通孔２００より開口面積の大きな連通風路２１０を設けつつ、ダンパ２１１を設けることで、冷却運転中はダンパ２１１を閉じて冷却運転への影響を抑えつつ、ダクト内循環ファン利用除霜時はダンパ２１１を開いて比較的高い風量、風速で除霜ヒータ２１から第一蒸発器１４ａへの対流熱伝達が行えるため、冷却運転、除霜運転ともに高い効率で実施でき、省エネルギー性能を高めることができる。

なお、本実施形態では、ダンパ１００等と同じく開閉を制御基板３３により制御可能な電動式のダンパ２１１を用いたが、少量であれば冷却運転中に連通風路２１０に空気が流れても影響は小さいことから、例えばばね等を用いて圧力が上がった場合に開度が上がるダンパ２１１ａ（図示無し）を用いてもよい。通常の冷却運転中はダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂのいずれかのダンパが開いているのに対し、ダクト内循環ファン利用除霜中は全てのダンパ（１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ）が閉じているため、ダクト内循環ファン利用除霜中は第一ファン９ａにより昇圧された上流共通送風路１２内の静圧が高くなる。そのためダンパ２１１ａ（図示無し）にかかる圧力が高くなり、これにより開度が上がるようにすることで、モータレスでダクト内循環ファン利用除霜時のみダンパが開く（開度が大きくなる）構造を実現できる。このように、連通風路２１０に設けられる送風抑制手段は、冷却運転中は開口面積を小さく、ダクト内循環ファン利用除霜中は開口面積を大きくするようなものであればよい。また、連通風路２１０に設けられる送風抑制手段が送風を抑制できる能力は、貯蔵室への送風を制御する送風制御手段（ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ）と比べて小さくてよいため、例えばダクト内循環ファン利用除霜時の送風抑制手段の開口面積が、全開時の送風制御手段の開口面積の５分の1以下で、貯蔵室への送風を制御する送風制御手段（ダンパ１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ）の開口面積未満となるようなものであれば十分である。

また、実施形態２の冷蔵庫では、戻り風路１２ｄの高効率な加熱も可能となる。戻り風路１２ｄは、冷凍温度帯で基本的に絶対湿度が低い製氷室３、冷凍室４の戻り空気が流れるため、霜は成長し難いが、例えば製氷室ドア３ａ、冷凍室ドア４ａの開閉等によって製氷室３、冷凍室４に高湿な空気が流入し、戻り風路１２ｄで霜が成長する可能性はある。一方、実施形態１のダクト内循環ファン利用除霜では、除霜ヒータ２１で加熱された空気が戻り風路１２ｄに到達し難く（図９参照）、また戻り風路１２ｄは除霜ヒータ２１の投影面上の上部に設けられていないため、自然対流や輻射で加熱するファン停止除霜時も加熱し難い箇所で、霜成長が懸念される場合は、戻り風路１２ｄ専用の加熱ヒータを設け、このヒータで加熱する必要がある。これに対し、実施形態２の冷蔵庫では、除霜ヒータ２１で加熱された空気が戻り風路１２ｄへと流れ、かつ強制対流で熱伝達の高い状態で熱交換するため、戻り風路１２ｄを高効率で加熱でき、戻り風路１２ｄ専用の加熱ヒータの加熱量を抑える、或いは専用ヒータの配設を抑制することができる。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態では、送風制御手段としてダンパが、送風路（上流共通送風路１２と下流個別送風路の接続部分）に設けられているが、空気の循環を抑制することで結果的に貯蔵室への送風が抑制できるものであれば、蒸発器室へ戻る風路（各貯蔵室の戻り口の前後や戻り風路１２ｄ）に設けられてもよい。さらに、送風路と戻りの風路の両方にダンパを設けて、ダクト内循環ファン利用除霜時の空気の循環を確実に抑制することも考えられる。

また、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、前記した実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、前記した実施形態の冷蔵庫では切替室（第一切替室５と第二切替室６）を設けているが、冷凍室や野菜室を備えた構成や一つの切替室を備えた構成であってもよい。また、複数の蒸発器（第一蒸発器１４ａと第二蒸発器１４ｂ）を備えたものを例に挙げて説明したが、１つの蒸発器で全ての貯蔵室を冷却する構成であってもよい。

１：冷蔵庫、２：冷蔵室、３：製氷室、４：冷凍室、５：第一切替室、５ｂ：第一切替室容器、６：第二切替室、６ｂ：第二切替室容器、８ａ：第一蒸発器室、８ａ１：第一蒸発器室上流部、８ａ２：第一蒸発器室下流部、８ｂ：第二蒸発器室、９ａ：第一ファン、９ｂ：第二ファン、１２：上流共通送風路、１２ｄ：戻り風路、１４ａ：第一蒸発器、１４ｂ：第二蒸発器、１４ｃ：連通抑制部材、２０：風路構成部材、２１：除霜ヒータ、２４：圧縮機、３３：制御基板（制御部）、４０ａ：第一蒸発器温度センサ、４０ｂ：第二蒸発器温度センサ、４１：冷蔵室温度センサ、４２：冷凍室温度センサ、４３：第一切替室温度センサ、４４：第二切替室温度センサ、５２：三方弁、１００：冷凍室ダンパ（送風制御手段）、１００ｃ：駆動部、１０１ａ：第一切替室ダンパ（冷凍モード用送風制御手段）、１０１ｂ：第一切替室ダンパ（冷蔵モード用送風制御手段）、１０２ａ：第二切替室ダンパ（冷凍モード用送風制御手段）、１０２ｂ：第二切替室ダンパ（冷蔵モード用送風制御手段）、１１０：製氷・冷凍室風路（下流個別送風路）、１１１ａ：第一切替室直冷風路（下流個別送風路）、１１１ｂ：第一切替室間冷風路（下流個別送風路）、１１２ａ：第二切替室直冷風路（下流個別送風路）、１１２ｂ：第二切替室間冷風路（下流個別送風路）、１２０ａ：製氷室吐出口、１２０ｂ：冷凍室吐出口、１２１ａ：第一切替室直冷用吐出口、１２１ｂ：第一切替室間冷用吐出口、１２２ａ：第二切替室直冷用吐出口、１２２ｂ：第二切替室間冷用吐出口、１３０：製氷・冷凍室戻り口、１３１：第一切替室戻り口、１３２：第二切替室戻り口、２００：連通孔、２１０：連通風路、２１１：送風制御ダンパ、２１２：開口

Claims (12)

1. 貯蔵室と、前記貯蔵室を冷却する蒸発器と、前記蒸発器を収納する蒸発器室と、ファンと、該ファンから前記貯蔵室へと送風する送風路と、前記貯蔵室から前記蒸発器室へと空気が流れる戻り風路と、前記貯蔵室への送風を制御可能な送風制御手段と、前記蒸発器室のうち前記蒸発器の空気流れの上流側である蒸発器室上流部に設けられて前記蒸発器を加熱する除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、
   前記貯蔵室を介すことなく前記除霜ヒータ、前記蒸発器、前記ファンを空気が循環できる連通部を設け、
   前記送風制御手段により前記貯蔵室への送風を抑制しつつ、前記ファンを駆動させながら前記除霜ヒータに通電して前記蒸発器を加熱する第１の除霜運転を行うことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記送風路は、前記ファンを通過した空気が流れる空間であって前記送風制御手段で区切られる上流送風路と、前記送風制御手段を通過した空気が前記貯蔵室まで流れる下流送風路と、を有し、
   前記連通部は、前記上流送風路と、前記蒸発器室上流部と、を連通することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記連通部が、前記上流送風路の最下部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記送風制御手段が、前記ファンより下方、かつ、前記連通部より上方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
5. 前記第１の除霜運転を行っているときに、前記送風制御手段の前記上流送風路側に沿って空気が流れ、前記連通部に至ることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
6. 前記蒸発器により冷却される複数の前記貯蔵室が全て冷凍温度帯に設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
7. 前記蒸発器により冷却される複数の前記貯蔵室が全て冷凍温度帯に設定された場合に、前記送風制御手段により何れの前記貯蔵室への送風も抑制しつつ、前記第１の除霜運転を行うことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
8. 前記蒸発器により冷却される複数の前記貯蔵室のうち、少なくとも１つ以上が冷蔵温度帯に設定され、冷蔵温度帯に設定された前記貯蔵室への送風を制御する前記送風制御手段を開けた状態で前記ファンを駆動させながら前記除霜ヒータに通電して前記蒸発器を加熱する第３の除霜運転と，
   外気の温度を検知する外気温度センサと、冷蔵温度帯に設定された前記貯蔵室の温度を検知する貯蔵室温度センサと，前記蒸発器の温度を検知する蒸発器温度センサと、をさらに備え、
   前記外気温度センサにより検出される温度が所定の温度より低温の場合、または、前記貯蔵室温度センサにより検出される温度が所定の温度より低温の場合、または、前記蒸発器温度センサにより検知される温度が所定の温度より低温の場合、前記第１の除霜運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
9. 前記ファンを停止しながら前記除霜ヒータに通電する第２の除霜運転をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
10. 前記第２の除霜運転を、前記第１の除霜運転の前に行うことを特徴とする請求項９に記載の冷蔵庫。
11. 前記連通部の送風を抑制可能な送風抑制手段を備え、該送風抑制手段により、前記貯蔵室を冷却する冷却運転中は前記連通部の開口面積が小さくなり、前記第１の除霜運転中は前記連通部の開口面積が大きくなることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
12. 前記送風路は、前記ファンを通過した空気が流れる空間であって前記送風制御手段で区切られる上流送風路と、前記送風制御手段を通過した空気が前記貯蔵室まで流れる下流送風路と、を有し、
    前記連通部は、前記上流送風路と、前記戻り風路と、を連通することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。

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