JP3611447B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の冷蔵庫の大容量化に伴い、冷凍室と冷蔵室とを別個の蒸発器を用いて冷却する方式のものが出現している。すなわち、冷媒回路中で冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器とを直列に接続し、冷蔵用蒸発器の絞り開度を小さくするなどして冷凍サイクルを構成すると共に、冷凍室および冷蔵室のそれぞれに冷却ファン（送風機）を持ち、冷凍室および冷蔵室をそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却するのである。
【０００３】
ところで、このような冷蔵庫においても、冷凍室の冷凍用蒸発器には、冷却中に、庫内の食品・氷より昇華した水分、扉の開閉等により庫内に侵入した空気中の水分が着き（着霜）、その熱交換性能が時間とともに劣化する。そのため、定期的にその着霜を溶かすために冷凍用蒸発器に冷媒を流すのを停止し、冷凍用蒸発器近傍に設置したヒータに通電することにより除霜を行なわなければならないが、この除霜前に行なわれる冷凍室のプリクール運転は次のように行なわれる。すなわち、プリクール運転は、圧縮機、冷凍室ファンの回転数を許容最大回転数まで増大して冷却能力を最大に増大させ、冷凍室が下限温度に達するまで冷却、その後一定時間（例えば２０分）冷凍室冷却を最大冷却能力を継続して、冷凍室をプリクール状態にするのである。そして、その後は、圧縮機、冷凍室ファンを駆動停止し、除霜ヒータに通電して除霜を開始する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリクール運転およびそれに続く除霜の間、冷蔵室は無冷却状態であるため、冷蔵庫の周囲温度が高い場合あるいは頻繁に扉開閉された場合など所謂高負荷状態の場合には、冷凍室が下限温度に達するまでに時間がかかってしまう（例えば１時間３０分以上）ことにより、冷蔵室が上限温度を越えて高温度になってしまうおそれがある。また、例えば、冷凍用蒸発器の除霜が必要と判断されプリクール運転に入る時の冷凍室の温度が上限温度に近い場合などにおいても、冷凍室の冷却に時間がかかってしまい、これに伴って冷蔵室の無冷却時間も長くなり（例えば１時間以上）、冷蔵室が高温度になるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、プリクール状態を確実に達成するようにした冷蔵庫を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、この制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、冷凍室温度領域を前記温度範囲における冷凍室下限温度まで冷却させた後、冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を前記温度範囲における冷蔵室下限温度まで冷却させた後に冷凍室温度領域を当該冷凍室下限温度より低い除霜開始温度まで冷却させることを要旨とする。
【０００９】
本発明にあっては、冷蔵室温度領域を十分冷却した後に冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却している。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段が、冷凍室温度領域の除霜開始温度への冷却時間または冷凍室温度領域の冷凍室下限温度から除霜開始温度への冷却時間がそれぞれに設定された時間に達したときには、除霜を開始することを要旨とする。
【００１１】
本発明にあっては、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始する。
【００１２】
請求項３記載の本発明は、請求項１または２記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、直ちに冷却能力を上げることを要旨とする。
【００１３】
本発明では、除霜開始温度までの冷却を迅速にしている。
【００１４】
請求項４記載の本発明は、圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、この制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入するようにすると共に、冷蔵庫の周囲温度または通常運転時の冷却能力状態に基づいて決定される所定の割合で冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度まで冷却させた後、バイパス路を開けて冷凍用蒸発器にのみ冷媒が流入するようにして冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却させることを要旨とする。
【００１５】
本発明にあっては、プリクール運転中の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域の冷却効率を考慮して、冷凍室温度領域の温度を継続しつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却している。
【００１６】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の発明において、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入しトいるときには、冷蔵室温度領域の冷却能力を最大状態とはしないことを要旨とする。
【００１７】
本発明にあっては、冷凍室温度領域の温度も下げつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却している。
【００１８】
請求項６記載の本発明は、圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、この制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、前記冷凍室温度領域に設定されている温度範囲を低温側にシフトさせ、冷却能力を上げた状態で前記冷凍室温度領域をこのシフトさせた温度範囲の下限温度まで冷却させることを要旨とする。
【００１９】
本発明にあっては、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却している。
【００２０】
請求項７記載の本発明は、請求項６記載の発明において、前記制御手段が、前記下限温度への冷却時間が所定の時間に達したときには、除霜を開始することを要旨とする。
【００２１】
本発明にあっては、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始に必要な温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始する。
【００２２】
請求項８記載の本発明は、請求項６または７記載の発明において、前記制御手段が、冷凍室温度領域の温度範囲の低温側へのシフトを段階的に行なうことを要旨とする。
【００２３】
本発明にあっては、冷却系の運転状況の急激な変化を抑えながら、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却している。
【００２４】
請求項９記載の本発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器の除霜開始のために冷凍室温度領域を冷却した後、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入するようにし、冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を所定時間または冷蔵室下限温度まで冷却することを要旨とする。
【００２５】
本発明にあっては、除霜開始直前で再度冷蔵室温度領域を冷却している。
【００３０】
請求項１０記載の本発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器を除霜するときには、冷蔵用蒸発器の除霜を所定の頻度で同時に行なうことを要旨とする。
【００３１】
また、請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器を除霜するときの冷蔵用蒸発器の同時除霜の頻度を、冷蔵室温度領域の温度および／または冷蔵庫の周囲温度に基づいて決定することを要旨とする。
【００３２】
これらの発明にあっては、冷蔵庫に具備されている蒸発器の除霜を効率的に実現している。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
【００３４】
図１は、本発明が適用される冷蔵庫１０を扉を開けた状態で示す正面図である。冷蔵庫１０の本体であるキャビネット１２には、上段から冷蔵室１４、野菜室１６、温度切替室１８、冷凍室２２が設けられている。また温度切替室１８の左側には製氷室２０が設けられている。そして、野菜室１６と温度切替室１８、製氷室２０との間には断熱仕切体２４が配されている。
【００３５】
冷蔵室１４の下部には、約０℃付近で庫内温度を維持するチルド室２６が設けられている。野菜室１６には引出式の野菜室扉（図示せず）が設けられ、この扉と共に野菜容器２８が引き出し可能となっている。温度切替室１８には引出式の温度切替室扉（図示せず）が設けられ、この扉と共に温度切替室容器３０が引き出し可能となっている。冷凍室２２にも引出式の冷凍室扉（図示せず）が設けられ、この扉と共に冷凍容器３２が引き出し可能となっている。製氷室２０にはその天井部付近に製氷装置３４が設けられ、この下方には貯氷容器３６が設けられている。なお製氷装置３４に水を供給するタンク４４は、チルド室２６の左側に設けられている。
【００３６】
なお、ここで、基本的には、冷蔵室１４、野菜室１６、チルド室２６が冷蔵室温度領域を構成し、冷凍室２２、製氷室２０、温度切替室１８が冷凍室温度領域を構成する。
【００３７】
次に、前記図１、この冷蔵庫１０の縦断面図である図２、および冷凍サイクルの装置の配置を概説した図３に基づいて、冷蔵庫１０の冷凍サイクルの構造およびその配置について説明する。まず、圧縮機４６は、キャビネット１２の底部、すなわち冷凍室２２の後方下部に設けられた機械室４８に設けられている。冷蔵庫１０の蒸発器は冷蔵用と冷凍用の２つ存在し、冷蔵用蒸発器５０は野菜室１６の後方に配され、冷凍用蒸発器５２は冷凍室２２の後方上部に設けられている。また、冷蔵用蒸発器５０の上方には冷蔵用送風機５４が設けられ、冷凍用蒸発器５２の上方には冷凍用送風機５６が設けられている。また、冷凍用蒸発器５２の下方には除霜ヒータ９８が設けられている。
【００３８】
図４は、この冷蔵庫１０に設けられた冷媒回路を示す図である。以下、この図に基づいて冷媒の流れについて説明する。圧縮機４６から出た冷媒は、マフラー５８、放熱パイプ６０、凝縮器６２、防露パイプ６４、ドライヤー６６を経て三方弁（流路切替手段）６８に至る。三方弁６８において冷媒流路は分岐し、一方は冷蔵用キャピラリーチューブ（絞り装置）７０に向かい、他方はバイパス路を構成する冷媒支管１０３に介設された冷凍用キャピラリーチューブ（絞り装置）７２に向かう。冷蔵用キャピラリーチューブ７０から前記した冷蔵用蒸発器５０に至り、冷凍用キャピラリーチューブ７２の出口側と１つになり、前記した冷凍用蒸発器５２に至る。その後、アキュムレータ７４、サクションパイプ７６を通って圧縮機４６に戻る。
【００３９】
さらにこの冷蔵庫１０には、冷凍室２２の庫内温度ｔＦ を検知する冷凍室温度センサ１０１と、冷蔵室１４の庫内温度ｔＲ を検知する冷蔵室温度センサ１０２とが設けられ、さらに冷凍サイクルの制御を行なう図示しない制御部（制御手段）がマイクロコンピュータ等を用いて構成されている。そしてこの制御部により、前記三方弁６８を冷蔵用蒸発器５０側に切り替えると共に冷蔵用送風機５４を駆動する一方で冷凍用送風機５６を停止させて行なう冷蔵室冷却運転と、前記三方弁６８を冷媒支管１０３側に切り替えると共に冷凍用送風機５６を駆動する一方で冷蔵用送風機５４を停止させて行なう冷凍室冷却運転とが可能に構成されている。
【００４０】
次に、本実施の形態におけるプリクール運転の作用を図５を用いて説明する。
【００４１】
制御部による制御下において、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域がそれぞれ冷蔵室冷却運転および冷凍室冷却運転の交互冷却運転によって、それぞれに予め設定された温度範囲内となるように冷却されているときに（区間Ａ）、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要を判断すると（点Ｂ）、制御部は、プリクール運転を開始して、まず冷凍室温度領域を冷凍室下限温度ｔＦＬまで冷却する（区間Ｃ）。次に、制御部は、圧縮機４６および冷蔵用送風機５４を最大回転数で駆動させて冷蔵室温度領域の冷却能力を最大にした状態で、冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度ｔＲＬまで急速冷却する（区間Ｄ）。次に、制御部は、圧縮機４６および冷凍用送風機５６を最大回転数で駆動させて冷凍室温度領域の冷却能力を最大にした状態で、冷凍室温度領域を冷凍室下限温度ｔＦＬを越えて急速冷却する。そして、冷凍室温度領域の温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに対して一定温度（例えば２℃）だけ低い温度（除霜開始温度）まで冷却されたこと、または当該温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに達してから一定時間（例えば２０分）急速冷却されたことを検知すると、制御部は、プリクール状態に達したと判断して、圧縮機４６および冷凍用送風機５６を駆動停止して除霜を開始する（区間Ｅ，Ｆ）。すなわち、冷凍用蒸発器５２近傍の除霜ヒータ９８に通電して蒸発器５２を加熱し、蒸発器５２または蒸発器５２につながる配管に設置された図示しない除霜用温度センサの温度が蒸発器５２の霜が融けきったと判断できる温度、例えば＋１０℃に達した時点で除霜を終了するのである。
【００４２】
このプリクール運転においては、区間Ｄの冷却能力最大状態における冷蔵室温度領域の急速冷却により、一旦冷凍室下限温度ｔＦＬまで下がった冷凍室温度領域の温度ｔＦ が通常の冷却運転時（区間Ａ）に比べて上昇せずに済み、そしてまた、この温度状態から冷却能力最大状態での急速冷却が行なわれて冷凍室温度領域の温度ｔＦ が急速に下げられることから、一旦冷蔵室下限温度ｔＲＬまで下げられた冷蔵室温度領域の温度ｔＲ が通常の冷却運転時に比べて上昇しないうちに、除霜が開始されることになる。
【００４３】
したがって、本実施の形態によれば、冷蔵室温度領域の温度が予め設定された温度範囲外になることを確実に防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態において、冷凍室温度領域の急速冷却時（区間Ｅ，Ｆ）において、扉の頻繁な開閉等により冷凍室温度領域の温度ｔＦ が高くなっていて温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬになかなか達しない場合に対処するため、当該区間Ｅ，Ｆの急速冷却時間を監視して、一定時間（例えば４０分）に達したときにはプリクール運転を停止して除霜に入ることが好ましい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要性を判断したときの最初の冷凍室温度領域の冷凍室下限温度ｔＦＬまでの冷却を通常冷却能力で行なうようにしたが、図６に示す如く、当該最初の冷却から冷却能力最大状態で急速冷却を開始してもよく、プリクール運転時間の短縮となり、冷蔵室温度領域の温度上昇をより一層抑制することができる。
【００４６】
図７は、本発明の別の実施の形態に係る冷蔵庫のプリクール運転の状況を示す図である。冷蔵庫の構成は、図１乃至図４のものと同一である。
【００４７】
次に、本実施の形態におけるプリクール運転の作用を説明する。
【００４８】
制御部による制御下において、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域がそれぞれ冷蔵室冷却運転および冷凍室冷却運転の交互冷却運転によって、それぞれに予め設定された温度範囲内で冷却されているときに（区間Ａ）、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要を判断すると（点Ｂ）、制御部は、まず三方弁６８の開度を制御して冷蔵用蒸発器５０および冷凍用蒸発器５２の双方に冷媒が流れるようにすると共に、圧縮機４６、冷蔵用送風機５４および冷凍用送風機５６を最大回転数で回転させて、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域の両者を同時冷却状態とする。この状態においては、冷蔵室温度領域が冷却能力最大状態で急速冷却される一方、冷蔵用蒸発器５０の冷媒出口と冷凍用蒸発器５２の冷媒入口との間には絞りが無いため、両蒸発器の温度は略等しくなり、蒸発温度に対し冷蔵室温度領域との温度差が大きいため、蒸発温度は冷凍室温度領域のみを冷却する場合より高くなる。このため、冷凍室温度領域と蒸発器の温度差は小さく、その冷却能力は小さくなることから、冷凍室温度領域の温度ｔＦ は下がらない（区間Ｃ）。そして、冷蔵室温度領域の温度ｔＲ が冷蔵室下限温度ｔＲＬに達したことを検知すると、制御部は、三方弁６８を制御し、冷蔵用蒸発器５０への冷媒の流入を停止して冷凍用蒸発器５２にのみ冷媒を流入させ、冷凍室温度領域の冷却能力最大状態での急速冷却を開始させる。そして、冷凍室温度領域の温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに対して一定温度（例えば２℃）だけ低い温度まで冷却されたこと、または当該温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに達してから一定時間（例えば２０分）急速冷却されたことを検知すると、制御部は、プリクール状態に達したと判断して、圧縮機４６および冷凍用送風機５６を駆動停止して除霜を開始する（区間Ｄ）。
【００４９】
このプリクール運転においては、まず、冷凍室温度領域の温度ｔＦ を上昇させることなく、冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度ｔＲＬまで急速冷却後、プリクール運転開始当初と略同じ温度状態から冷却能力最大状態での急速冷却が行なわれて冷凍室温度領域の温度ｔＦ が急速に下げられることから、一旦冷蔵室下限温度ｔＲＬまで下げられた冷蔵室温度領域の温度ｔＲ が通常の冷却運転時に比べて上昇しないうちに、除霜が開始されることになる。
【００５０】
したがって、本実施の形態によれば、冷蔵室温度領域の温度が予め設定された温度範囲外になることを確実に防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができる。
【００５１】
なお、上記実施の形態において、冷凍室温度領域の急速冷却時（区間Ｄ）において、扉の頻繁な開閉等により冷凍室温度領域の温度ｔＦ が高くなっていて当該温度ｔＦ が下限温度ｔＦＬになかなか達しない場合に対処するため、当該区間Ｄの急速冷却時間を監視して、一定時間（例えば４０分）に達したときにはプリクール運転を停止して除霜を開始することが好ましい。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、冷蔵室温度領域の急速冷却期間（図７の区間Ｃ）は冷凍室温度領域の温度ｔＦ をせいぜい維持するだけであったが、冷蔵用送風機５４の回転数を最大回転数とせず冷蔵用蒸発器５０における熱交換量を減らすことによって冷凍用蒸発器５２に流れ込む冷媒温度を低くすることで、図８の区間Ｃに示す如く、両領域を同時に冷却することができる。
【００５３】
図９は、本発明のさらに別の実施の形態に係る冷蔵庫のプリクール運転の状況を示す図である。冷蔵庫の構成は、図１乃至図４のものと同一である。
【００５４】
次に、本実施の形態におけるプリクール運転の作用を説明する。
【００５５】
制御部による制御下において、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域がそれぞれ冷蔵室冷却運転および冷凍室冷却運転の交互冷却運転によって、それぞれに予め設定された温度範囲内で冷却されているときに（区間Ａ）、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要を判断すると（点Ｂ）、制御部は、冷凍室上限温度ｔＦＨおよび冷凍室下限温度ｔＦＬを一定温度（例えば３℃）だけ下げてプリクール運転に入る。この後、冷凍室温度領域は、下げられた冷凍室下限温度ｔＦＬ′に向かって冷却されるが、通常の冷却能力では、当該冷凍室下限温度ｔＦＬ′に達する前に冷蔵室温度領域が冷蔵室上限温度ｔＲＨに達するため（区間Ｃ）、制御部としては、冷却能力が不足していると判断して、冷却能力を最大状態にした上で、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域を交互に数サイクル急速冷却する。これにより冷蔵室温度領域が上限温度ｔＲＨと下限温度ｔＲＬの範囲内に収まった状態で、冷凍室温度領域が当該冷凍室下限温度ｔＦＬ′というプリクール状態を達成して除霜運転に入る（区間Ｄ〜Ｇ）。
【００５６】
なお、冷蔵庫の熱的な負荷が大きい等により、一定サイクル数（例えば３）の急速冷却を経ても冷凍室温度領域の温度ｔＦ が当該冷凍室下限温度ｔＦＬ′に達しない場合、制御部は、この一定サイクル数の急速冷却後に除霜を開始する。また、１サイクルの急速冷却時間が一定時間（例えば２時間）を越える場合にも、制御部は、この一定時間経過後に除霜を開始する。
【００５７】
したがって、本実施の形態によれば、冷蔵室温度領域の温度が予め設定された温度範囲外になることを確実に防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができ、特に、冷蔵庫の熱的な負荷が軽い場合等には、より少ないサイクルでの急速冷却によりプリクール状態を達成して除霜に入ることも可能である。
【００５８】
なお、上記実施の形態では、冷凍室上限温度ｔＦＨおよび冷凍室下限温度ｔＦＬの温度シフトを一度に行なったが、図１０に示す如く、急速冷却のサイクルに合わせて段階的にシフトしていってもよい（区間Ｃ〜Ｇ）。すなわち、例えば３サイクルで３℃シフトするのであれば、１サイクルにつき１℃ずつシフトして行くのである。この場合には、直ちに冷凍能力最大状態で急速冷却に入る必要がなく、圧縮機４６、送風機５４，５６の回転数が急激に増加するようなことがなく、騒音低減に寄与し得る。
【００５９】
一方、上述した各実施の形態においては、原則として、プリクール状態に達した段階で直ちに除霜を開始するようにしているが、図１１に示す如く、除霜開始前の一定時間（例えば１０分程度）だけまたは冷凍室下限温度ｔＲＬに達するまで、再度冷蔵室温度領域を急速冷却するようにしてもよい（区間Ｇ）。これにより、冷蔵室温度領域を冷却するための冷媒蒸発温度は冷凍室温度領域冷却時の蒸発温度より高くなるため、プリクール運転で冷やし込まれた冷凍用蒸発器温度が高くなり、プリクール運転後にヒータにより冷凍用蒸発器温度を上げるための熱量を節約することが可能となる。さらに、冷凍用蒸発器５２での蒸発温度が冷凍室温度領域より低い場合は冷凍用送風機５６を運転し、冷凍室温度領域をさらに冷却することも可能である。なお、このような制御を行なう場合、最終段階で冷凍室温度領域の温度ｔＦ が上昇するため、それを想定して、冷凍室温度領域をより低い温度に冷却しておくことが好ましい。
【００６０】
また、上述した各実施の形態では、プリクール運転における冷却を、圧縮機４６、送風機５４，５６の回転数を許容最大まで上げて冷却能力最大状態で行なっているが、例えば冷蔵庫の周囲温度が低いような場合では冷蔵庫の熱的な負荷が小さいため、最大の回転数より低い回転数でも十分除霜前の冷却をすることができることから、プリクール運転における冷却時の能力を調整するようにしてもよい。具体的には、冷蔵庫の周囲温度によりプリクール運転時の圧縮機４６の回転数、送風機５４，５６の回転数を決定するテーブルを予め設定する方法、プリクール運転前の通常運転時からの回転数をある一定の割合で増加させる方法等が考えられる。より具体的には、例えば、前半の方法では、通常、圧縮機４６の回転数を３０ｒｐｓ〜６０ｒｐｓで運転している場合、周囲温度が２０℃以下の場合は５０ｒｐｓ、２０〜３０℃では６０ｒｐｓ、３０℃以上では７０ｒｐｓと変化させ、送風機５４，５６の回転数もそれに応じて増加させるのである。後半の方法では圧縮機４６・送風機５４，５６の回転数を複数の段階で制御している場合、プリクール運転時はプリクール運転以前のステップより何段階か上げるのである。したがって、これによれば、効率的なプリクール運転を実現することができる。
【００６１】
また、上述した各実施の形態では、冷凍用蒸発器５２の除霜について説明したが、除霜中は冷凍サイクルが停止するため、冷蔵用送風機５４を駆動させておよび／またはヒータを駆動させて、冷蔵用蒸発器５０の除霜を冷凍用蒸発器５２の除霜と同時に行なってもよい。この場合、冷凍室温度領域の冷却に比べ、冷蔵室温度領域の冷却の時間が短いため、冷蔵用蒸発器５０の除霜の頻度は冷凍用蒸発器５２の頻度に比べ少なくて済むことから、当該同時除霜は、冷凍用蒸発器５２の除霜の数回（例えば３回）に１回の頻度で行なうことが可能である。また、冷蔵室温度領域の温度ｔＲ の高低によって冷蔵用蒸発器５０の除霜効果も変わることから、冷蔵室温度領域の温度設定が低い場合には冷凍用蒸発器５２の除霜と同時に除霜を行ない、高い場合にはその高さに応じて数回に１回の頻度で行なうことも可能である。さらに、冷蔵庫の周囲温度が低い場合、高い場合に比べて冷蔵室温度領域の冷却の割合が冷凍室温度領域の冷却の割合に比べて低くなるため、冷蔵用蒸発器５０の除霜の必要性の頻度が冷凍用蒸発器５２のそれに比べて低くなる。このため、周囲温度が高い場合（例えば３０℃以上）では冷凍用蒸発器５２と毎回同時に、低い場合（例えば１０℃以下）の場合は数回（例えば３回）に１回というように変えることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、冷蔵室温度領域を十分冷却した後に冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却するようにしたので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができる。
【００６４】
請求項２記載の発明によれば、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始するようにしたので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、的確な除霜を行なうことができる。
【００６５】
請求項３記載の発明によれば、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、直ちに冷却能力を上げるようにしたので、除霜開始温度までの冷却を迅速に行なうことができる。
【００６６】
請求項４記載の発明によれば、冷蔵庫の周囲温度または冷却能力を上げた状態に入る前の冷却能力状態に基づいて決定された所定の割合で冷却能力を上げた状態で冷凍室温度領域の温度を維持しつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却するようにしたので、プリクール運転中の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域の冷却効率を考慮しつつ確実且つ迅速に行なうことができ、また請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００６７】
請求項５記載の発明によれば、冷凍室温度領域の温度も下げつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却するようにしたので、請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００６８】
請求項６記載の発明によれば、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却しているので、請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００６９】
請求項７記載の発明によれば、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始に必要な温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始するようにしたので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、的確な除霜を行なうことができる。
【００７０】
請求項８記載の発明によれば、冷却系の運転状況の急激な変化を抑えながら、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却しているので、請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００７１】
請求項９記載の発明によれば、除霜開始直前で再度冷蔵室温度領域を冷却しているので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを確実に防止することができる。
【００７４】
請求項１０および１１記載の発明によれば、冷凍用蒸発器の除霜と同時に冷蔵用蒸発器の除霜も行なうようにしたので、冷蔵庫に具備されている蒸発器の除霜を効率的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される冷蔵庫について、そのキャビネット内部を示す正面図である。
【図２】上記冷蔵庫の縦断面図である。
【図３】上記冷蔵庫の冷凍サイクルを構成する各装置の配置図である。
【図４】上記冷蔵庫の冷媒回路図である。
【図５】本発明の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図６】図５の実施の形態の変形の作用を説明するための図である。
【図７】本発明の別の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図８】図７の実施の形態の変形の作用を説明するための図である。
【図９】本発明のさらに別の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図１０】図９の実施の形態の変形の作用を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 冷蔵庫
１２ キャビネット
１４ 冷蔵室
１６ 野菜室
１８ 温度切替室
２０ 製氷室
２２ 冷凍室
２４ 断熱仕切板
２６ チルド室
２８ 野菜容器
３０ 温度切替室容器
３２ 冷凍容器
３４ 製氷装置
３６ 貯氷容器
４４ タンク
４６ 圧縮機
４８ 機械室
５０ 冷蔵用蒸発器
５２ 冷凍用蒸発器
５４ 冷蔵用送風機
５６ 冷凍用送風機
５８ マフラー
６０ 放熱パイプ
６２ 凝縮器
６４ 防露パイプ
６６ ドライヤー
６８ 三方弁
７０ 冷蔵用キャピラリーチューブ
７２ 冷凍用キャピラリーチューブ
７４ アキュムレータ
７６ サクションパイプ
９８ 除霜ヒータ
１０１ 冷凍室温度センサ
１０２ 冷蔵室温度センサ
１０３ 冷媒支管
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の冷蔵庫の大容量化に伴い、冷凍室と冷蔵室とを別個の蒸発器を用いて冷却する方式のものが出現している。すなわち、冷媒回路中で冷凍用蒸発器と冷蔵用蒸発器とを直列に接続し、冷蔵用蒸発器の絞り開度を小さくするなどして冷凍サイクルを構成すると共に、冷凍室および冷蔵室のそれぞれに冷却ファン（送風機）を持ち、冷凍室および冷蔵室をそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却するのである。
【０００３】
ところで、このような冷蔵庫においても、冷凍室の冷凍用蒸発器には、冷却中に、庫内の食品・氷より昇華した水分、扉の開閉等により庫内に侵入した空気中の水分が着き（着霜）、その熱交換性能が時間とともに劣化する。そのため、定期的にその着霜を溶かすために冷凍用蒸発器に冷媒を流すのを停止し、冷凍用蒸発器近傍に設置したヒータに通電することにより除霜を行なわなければならないが、この除霜前に行なわれる冷凍室のプリクール運転は次のように行なわれる。すなわち、プリクール運転は、圧縮機、冷凍室ファンの回転数を許容最大回転数まで増大して冷却能力を最大に増大させ、冷凍室が下限温度に達するまで冷却、その後一定時間（例えば２０分）冷凍室冷却を最大冷却能力を継続して、冷凍室をプリクール状態にするのである。そして、その後は、圧縮機、冷凍室ファンを駆動停止し、除霜ヒータに通電して除霜を開始する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリクール運転およびそれに続く除霜の間、冷蔵室は無冷却状態であるため、冷蔵庫の周囲温度が高い場合あるいは頻繁に扉開閉された場合など所謂高負荷状態の場合には、冷凍室が下限温度に達するまでに時間がかかってしまう（例えば１時間３０分以上）ことにより、冷蔵室が上限温度を越えて高温度になってしまうおそれがある。また、例えば、冷凍用蒸発器の除霜が必要と判断されプリクール運転に入る時の冷凍室の温度が上限温度に近い場合などにおいても、冷凍室の冷却に時間がかかってしまい、これに伴って冷蔵室の無冷却時間も長くなり（例えば１時間以上）、冷蔵室が高温度になるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、プリクール状態を確実に達成するようにした冷蔵庫を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、この制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、冷凍室温度領域を前記温度範囲における冷凍室下限温度まで冷却させた後、冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を前記温度範囲における冷蔵室下限温度まで冷却させた後に冷凍室温度領域を当該冷凍室下限温度より低い除霜開始温度まで冷却させることを要旨とする。
【０００９】
本発明にあっては、冷蔵室温度領域を十分冷却した後に冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却している。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段が、冷凍室温度領域の除霜開始温度への冷却時間または冷凍室温度領域の冷凍室下限温度から除霜開始温度への冷却時間がそれぞれに設定された時間に達したときには、除霜を開始することを要旨とする。
【００１１】
本発明にあっては、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始する。
【００１２】
請求項３記載の本発明は、請求項１または２記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、直ちに冷却能力を上げることを要旨とする。
【００１３】
本発明では、除霜開始温度までの冷却を迅速にしている。
【００１４】
請求項４記載の本発明は、圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、この制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入するようにすると共に、冷蔵庫の周囲温度または通常運転時の冷却能力状態に基づいて決定される所定の割合で冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度まで冷却させた後、バイパス路を開けて冷凍用蒸発器にのみ冷媒が流入するようにして冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却させることを要旨とする。
【００１５】
本発明にあっては、プリクール運転中の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域の冷却効率を考慮して、冷凍室温度領域の温度を継続しつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却している。
【００１６】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の発明において、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入しトいるときには、冷蔵室温度領域の冷却能力を最大状態とはしないことを要旨とする。
【００１７】
本発明にあっては、冷凍室温度領域の温度も下げつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却している。
【００１８】
請求項６記載の本発明は、圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、この制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、前記冷凍室温度領域に設定されている温度範囲を低温側にシフトさせ、冷却能力を上げた状態で前記冷凍室温度領域をこのシフトさせた温度範囲の下限温度まで冷却させることを要旨とする。
【００１９】
本発明にあっては、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却している。
【００２０】
請求項７記載の本発明は、請求項６記載の発明において、前記制御手段が、前記下限温度への冷却時間が所定の時間に達したときには、除霜を開始することを要旨とする。
【００２１】
本発明にあっては、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始に必要な温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始する。
【００２２】
請求項８記載の本発明は、請求項６または７記載の発明において、前記制御手段が、冷凍室温度領域の温度範囲の低温側へのシフトを段階的に行なうことを要旨とする。
【００２３】
本発明にあっては、冷却系の運転状況の急激な変化を抑えながら、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却している。
【００２４】
請求項９記載の本発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器の除霜開始のために冷凍室温度領域を冷却した後、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入するようにし、冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を所定時間または冷蔵室下限温度まで冷却することを要旨とする。
【００２５】
本発明にあっては、除霜開始直前で再度冷蔵室温度領域を冷却している。
【００３０】
請求項１０記載の本発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器を除霜するときには、冷蔵用蒸発器の除霜を所定の頻度で同時に行なうことを要旨とする。
【００３１】
また、請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の発明において、前記制御手段が、冷凍用蒸発器を除霜するときの冷蔵用蒸発器の同時除霜の頻度を、冷蔵室温度領域の温度および／または冷蔵庫の周囲温度に基づいて決定することを要旨とする。
【００３２】
これらの発明にあっては、冷蔵庫に具備されている蒸発器の除霜を効率的に実現している。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
【００３４】
図１は、本発明が適用される冷蔵庫１０を扉を開けた状態で示す正面図である。冷蔵庫１０の本体であるキャビネット１２には、上段から冷蔵室１４、野菜室１６、温度切替室１８、冷凍室２２が設けられている。また温度切替室１８の左側には製氷室２０が設けられている。そして、野菜室１６と温度切替室１８、製氷室２０との間には断熱仕切体２４が配されている。
【００３５】
冷蔵室１４の下部には、約０℃付近で庫内温度を維持するチルド室２６が設けられている。野菜室１６には引出式の野菜室扉（図示せず）が設けられ、この扉と共に野菜容器２８が引き出し可能となっている。温度切替室１８には引出式の温度切替室扉（図示せず）が設けられ、この扉と共に温度切替室容器３０が引き出し可能となっている。冷凍室２２にも引出式の冷凍室扉（図示せず）が設けられ、この扉と共に冷凍容器３２が引き出し可能となっている。製氷室２０にはその天井部付近に製氷装置３４が設けられ、この下方には貯氷容器３６が設けられている。なお製氷装置３４に水を供給するタンク４４は、チルド室２６の左側に設けられている。
【００３６】
なお、ここで、基本的には、冷蔵室１４、野菜室１６、チルド室２６が冷蔵室温度領域を構成し、冷凍室２２、製氷室２０、温度切替室１８が冷凍室温度領域を構成する。
【００３７】
次に、前記図１、この冷蔵庫１０の縦断面図である図２、および冷凍サイクルの装置の配置を概説した図３に基づいて、冷蔵庫１０の冷凍サイクルの構造およびその配置について説明する。まず、圧縮機４６は、キャビネット１２の底部、すなわち冷凍室２２の後方下部に設けられた機械室４８に設けられている。冷蔵庫１０の蒸発器は冷蔵用と冷凍用の２つ存在し、冷蔵用蒸発器５０は野菜室１６の後方に配され、冷凍用蒸発器５２は冷凍室２２の後方上部に設けられている。また、冷蔵用蒸発器５０の上方には冷蔵用送風機５４が設けられ、冷凍用蒸発器５２の上方には冷凍用送風機５６が設けられている。また、冷凍用蒸発器５２の下方には除霜ヒータ９８が設けられている。
【００３８】
図４は、この冷蔵庫１０に設けられた冷媒回路を示す図である。以下、この図に基づいて冷媒の流れについて説明する。圧縮機４６から出た冷媒は、マフラー５８、放熱パイプ６０、凝縮器６２、防露パイプ６４、ドライヤー６６を経て三方弁（流路切替手段）６８に至る。三方弁６８において冷媒流路は分岐し、一方は冷蔵用キャピラリーチューブ（絞り装置）７０に向かい、他方はバイパス路を構成する冷媒支管１０３に介設された冷凍用キャピラリーチューブ（絞り装置）７２に向かう。冷蔵用キャピラリーチューブ７０から前記した冷蔵用蒸発器５０に至り、冷凍用キャピラリーチューブ７２の出口側と１つになり、前記した冷凍用蒸発器５２に至る。その後、アキュムレータ７４、サクションパイプ７６を通って圧縮機４６に戻る。
【００３９】
さらにこの冷蔵庫１０には、冷凍室２２の庫内温度ｔＦ を検知する冷凍室温度センサ１０１と、冷蔵室１４の庫内温度ｔＲ を検知する冷蔵室温度センサ１０２とが設けられ、さらに冷凍サイクルの制御を行なう図示しない制御部（制御手段）がマイクロコンピュータ等を用いて構成されている。そしてこの制御部により、前記三方弁６８を冷蔵用蒸発器５０側に切り替えると共に冷蔵用送風機５４を駆動する一方で冷凍用送風機５６を停止させて行なう冷蔵室冷却運転と、前記三方弁６８を冷媒支管１０３側に切り替えると共に冷凍用送風機５６を駆動する一方で冷蔵用送風機５４を停止させて行なう冷凍室冷却運転とが可能に構成されている。
【００４０】
次に、本実施の形態におけるプリクール運転の作用を図５を用いて説明する。
【００４１】
制御部による制御下において、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域がそれぞれ冷蔵室冷却運転および冷凍室冷却運転の交互冷却運転によって、それぞれに予め設定された温度範囲内となるように冷却されているときに（区間Ａ）、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要を判断すると（点Ｂ）、制御部は、プリクール運転を開始して、まず冷凍室温度領域を冷凍室下限温度ｔＦＬまで冷却する（区間Ｃ）。次に、制御部は、圧縮機４６および冷蔵用送風機５４を最大回転数で駆動させて冷蔵室温度領域の冷却能力を最大にした状態で、冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度ｔＲＬまで急速冷却する（区間Ｄ）。次に、制御部は、圧縮機４６および冷凍用送風機５６を最大回転数で駆動させて冷凍室温度領域の冷却能力を最大にした状態で、冷凍室温度領域を冷凍室下限温度ｔＦＬを越えて急速冷却する。そして、冷凍室温度領域の温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに対して一定温度（例えば２℃）だけ低い温度（除霜開始温度）まで冷却されたこと、または当該温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに達してから一定時間（例えば２０分）急速冷却されたことを検知すると、制御部は、プリクール状態に達したと判断して、圧縮機４６および冷凍用送風機５６を駆動停止して除霜を開始する（区間Ｅ，Ｆ）。すなわち、冷凍用蒸発器５２近傍の除霜ヒータ９８に通電して蒸発器５２を加熱し、蒸発器５２または蒸発器５２につながる配管に設置された図示しない除霜用温度センサの温度が蒸発器５２の霜が融けきったと判断できる温度、例えば＋１０℃に達した時点で除霜を終了するのである。
【００４２】
このプリクール運転においては、区間Ｄの冷却能力最大状態における冷蔵室温度領域の急速冷却により、一旦冷凍室下限温度ｔＦＬまで下がった冷凍室温度領域の温度ｔＦ が通常の冷却運転時（区間Ａ）に比べて上昇せずに済み、そしてまた、この温度状態から冷却能力最大状態での急速冷却が行なわれて冷凍室温度領域の温度ｔＦ が急速に下げられることから、一旦冷蔵室下限温度ｔＲＬまで下げられた冷蔵室温度領域の温度ｔＲ が通常の冷却運転時に比べて上昇しないうちに、除霜が開始されることになる。
【００４３】
したがって、本実施の形態によれば、冷蔵室温度領域の温度が予め設定された温度範囲外になることを確実に防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態において、冷凍室温度領域の急速冷却時（区間Ｅ，Ｆ）において、扉の頻繁な開閉等により冷凍室温度領域の温度ｔＦ が高くなっていて温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬになかなか達しない場合に対処するため、当該区間Ｅ，Ｆの急速冷却時間を監視して、一定時間（例えば４０分）に達したときにはプリクール運転を停止して除霜に入ることが好ましい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要性を判断したときの最初の冷凍室温度領域の冷凍室下限温度ｔＦＬまでの冷却を通常冷却能力で行なうようにしたが、図６に示す如く、当該最初の冷却から冷却能力最大状態で急速冷却を開始してもよく、プリクール運転時間の短縮となり、冷蔵室温度領域の温度上昇をより一層抑制することができる。
【００４６】
図７は、本発明の別の実施の形態に係る冷蔵庫のプリクール運転の状況を示す図である。冷蔵庫の構成は、図１乃至図４のものと同一である。
【００４７】
次に、本実施の形態におけるプリクール運転の作用を説明する。
【００４８】
制御部による制御下において、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域がそれぞれ冷蔵室冷却運転および冷凍室冷却運転の交互冷却運転によって、それぞれに予め設定された温度範囲内で冷却されているときに（区間Ａ）、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要を判断すると（点Ｂ）、制御部は、まず三方弁６８の開度を制御して冷蔵用蒸発器５０および冷凍用蒸発器５２の双方に冷媒が流れるようにすると共に、圧縮機４６、冷蔵用送風機５４および冷凍用送風機５６を最大回転数で回転させて、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域の両者を同時冷却状態とする。この状態においては、冷蔵室温度領域が冷却能力最大状態で急速冷却される一方、冷蔵用蒸発器５０の冷媒出口と冷凍用蒸発器５２の冷媒入口との間には絞りが無いため、両蒸発器の温度は略等しくなり、蒸発温度に対し冷蔵室温度領域との温度差が大きいため、蒸発温度は冷凍室温度領域のみを冷却する場合より高くなる。このため、冷凍室温度領域と蒸発器の温度差は小さく、その冷却能力は小さくなることから、冷凍室温度領域の温度ｔＦ は下がらない（区間Ｃ）。そして、冷蔵室温度領域の温度ｔＲ が冷蔵室下限温度ｔＲＬに達したことを検知すると、制御部は、三方弁６８を制御し、冷蔵用蒸発器５０への冷媒の流入を停止して冷凍用蒸発器５２にのみ冷媒を流入させ、冷凍室温度領域の冷却能力最大状態での急速冷却を開始させる。そして、冷凍室温度領域の温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに対して一定温度（例えば２℃）だけ低い温度まで冷却されたこと、または当該温度ｔＦ が冷凍室下限温度ｔＦＬに達してから一定時間（例えば２０分）急速冷却されたことを検知すると、制御部は、プリクール状態に達したと判断して、圧縮機４６および冷凍用送風機５６を駆動停止して除霜を開始する（区間Ｄ）。
【００４９】
このプリクール運転においては、まず、冷凍室温度領域の温度ｔＦ を上昇させることなく、冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度ｔＲＬまで急速冷却後、プリクール運転開始当初と略同じ温度状態から冷却能力最大状態での急速冷却が行なわれて冷凍室温度領域の温度ｔＦ が急速に下げられることから、一旦冷蔵室下限温度ｔＲＬまで下げられた冷蔵室温度領域の温度ｔＲ が通常の冷却運転時に比べて上昇しないうちに、除霜が開始されることになる。
【００５０】
したがって、本実施の形態によれば、冷蔵室温度領域の温度が予め設定された温度範囲外になることを確実に防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができる。
【００５１】
なお、上記実施の形態において、冷凍室温度領域の急速冷却時（区間Ｄ）において、扉の頻繁な開閉等により冷凍室温度領域の温度ｔＦ が高くなっていて当該温度ｔＦ が下限温度ｔＦＬになかなか達しない場合に対処するため、当該区間Ｄの急速冷却時間を監視して、一定時間（例えば４０分）に達したときにはプリクール運転を停止して除霜を開始することが好ましい。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、冷蔵室温度領域の急速冷却期間（図７の区間Ｃ）は冷凍室温度領域の温度ｔＦ をせいぜい維持するだけであったが、冷蔵用送風機５４の回転数を最大回転数とせず冷蔵用蒸発器５０における熱交換量を減らすことによって冷凍用蒸発器５２に流れ込む冷媒温度を低くすることで、図８の区間Ｃに示す如く、両領域を同時に冷却することができる。
【００５３】
図９は、本発明のさらに別の実施の形態に係る冷蔵庫のプリクール運転の状況を示す図である。冷蔵庫の構成は、図１乃至図４のものと同一である。
【００５４】
次に、本実施の形態におけるプリクール運転の作用を説明する。
【００５５】
制御部による制御下において、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域がそれぞれ冷蔵室冷却運転および冷凍室冷却運転の交互冷却運転によって、それぞれに予め設定された温度範囲内で冷却されているときに（区間Ａ）、制御部が冷凍用蒸発器５２の除霜の必要を判断すると（点Ｂ）、制御部は、冷凍室上限温度ｔＦＨおよび冷凍室下限温度ｔＦＬを一定温度（例えば３℃）だけ下げてプリクール運転に入る。この後、冷凍室温度領域は、下げられた冷凍室下限温度ｔＦＬ′に向かって冷却されるが、通常の冷却能力では、当該冷凍室下限温度ｔＦＬ′に達する前に冷蔵室温度領域が冷蔵室上限温度ｔＲＨに達するため（区間Ｃ）、制御部としては、冷却能力が不足していると判断して、冷却能力を最大状態にした上で、冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域を交互に数サイクル急速冷却する。これにより冷蔵室温度領域が上限温度ｔＲＨと下限温度ｔＲＬの範囲内に収まった状態で、冷凍室温度領域が当該冷凍室下限温度ｔＦＬ′というプリクール状態を達成して除霜運転に入る（区間Ｄ〜Ｇ）。
【００５６】
なお、冷蔵庫の熱的な負荷が大きい等により、一定サイクル数（例えば３）の急速冷却を経ても冷凍室温度領域の温度ｔＦ が当該冷凍室下限温度ｔＦＬ′に達しない場合、制御部は、この一定サイクル数の急速冷却後に除霜を開始する。また、１サイクルの急速冷却時間が一定時間（例えば２時間）を越える場合にも、制御部は、この一定時間経過後に除霜を開始する。
【００５７】
したがって、本実施の形態によれば、冷蔵室温度領域の温度が予め設定された温度範囲外になることを確実に防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができ、特に、冷蔵庫の熱的な負荷が軽い場合等には、より少ないサイクルでの急速冷却によりプリクール状態を達成して除霜に入ることも可能である。
【００５８】
なお、上記実施の形態では、冷凍室上限温度ｔＦＨおよび冷凍室下限温度ｔＦＬの温度シフトを一度に行なったが、図１０に示す如く、急速冷却のサイクルに合わせて段階的にシフトしていってもよい（区間Ｃ〜Ｇ）。すなわち、例えば３サイクルで３℃シフトするのであれば、１サイクルにつき１℃ずつシフトして行くのである。この場合には、直ちに冷凍能力最大状態で急速冷却に入る必要がなく、圧縮機４６、送風機５４，５６の回転数が急激に増加するようなことがなく、騒音低減に寄与し得る。
【００５９】
一方、上述した各実施の形態においては、原則として、プリクール状態に達した段階で直ちに除霜を開始するようにしているが、図１１に示す如く、除霜開始前の一定時間（例えば１０分程度）だけまたは冷凍室下限温度ｔＲＬに達するまで、再度冷蔵室温度領域を急速冷却するようにしてもよい（区間Ｇ）。これにより、冷蔵室温度領域を冷却するための冷媒蒸発温度は冷凍室温度領域冷却時の蒸発温度より高くなるため、プリクール運転で冷やし込まれた冷凍用蒸発器温度が高くなり、プリクール運転後にヒータにより冷凍用蒸発器温度を上げるための熱量を節約することが可能となる。さらに、冷凍用蒸発器５２での蒸発温度が冷凍室温度領域より低い場合は冷凍用送風機５６を運転し、冷凍室温度領域をさらに冷却することも可能である。なお、このような制御を行なう場合、最終段階で冷凍室温度領域の温度ｔＦ が上昇するため、それを想定して、冷凍室温度領域をより低い温度に冷却しておくことが好ましい。
【００６０】
また、上述した各実施の形態では、プリクール運転における冷却を、圧縮機４６、送風機５４，５６の回転数を許容最大まで上げて冷却能力最大状態で行なっているが、例えば冷蔵庫の周囲温度が低いような場合では冷蔵庫の熱的な負荷が小さいため、最大の回転数より低い回転数でも十分除霜前の冷却をすることができることから、プリクール運転における冷却時の能力を調整するようにしてもよい。具体的には、冷蔵庫の周囲温度によりプリクール運転時の圧縮機４６の回転数、送風機５４，５６の回転数を決定するテーブルを予め設定する方法、プリクール運転前の通常運転時からの回転数をある一定の割合で増加させる方法等が考えられる。より具体的には、例えば、前半の方法では、通常、圧縮機４６の回転数を３０ｒｐｓ〜６０ｒｐｓで運転している場合、周囲温度が２０℃以下の場合は５０ｒｐｓ、２０〜３０℃では６０ｒｐｓ、３０℃以上では７０ｒｐｓと変化させ、送風機５４，５６の回転数もそれに応じて増加させるのである。後半の方法では圧縮機４６・送風機５４，５６の回転数を複数の段階で制御している場合、プリクール運転時はプリクール運転以前のステップより何段階か上げるのである。したがって、これによれば、効率的なプリクール運転を実現することができる。
【００６１】
また、上述した各実施の形態では、冷凍用蒸発器５２の除霜について説明したが、除霜中は冷凍サイクルが停止するため、冷蔵用送風機５４を駆動させておよび／またはヒータを駆動させて、冷蔵用蒸発器５０の除霜を冷凍用蒸発器５２の除霜と同時に行なってもよい。この場合、冷凍室温度領域の冷却に比べ、冷蔵室温度領域の冷却の時間が短いため、冷蔵用蒸発器５０の除霜の頻度は冷凍用蒸発器５２の頻度に比べ少なくて済むことから、当該同時除霜は、冷凍用蒸発器５２の除霜の数回（例えば３回）に１回の頻度で行なうことが可能である。また、冷蔵室温度領域の温度ｔＲ の高低によって冷蔵用蒸発器５０の除霜効果も変わることから、冷蔵室温度領域の温度設定が低い場合には冷凍用蒸発器５２の除霜と同時に除霜を行ない、高い場合にはその高さに応じて数回に１回の頻度で行なうことも可能である。さらに、冷蔵庫の周囲温度が低い場合、高い場合に比べて冷蔵室温度領域の冷却の割合が冷凍室温度領域の冷却の割合に比べて低くなるため、冷蔵用蒸発器５０の除霜の必要性の頻度が冷凍用蒸発器５２のそれに比べて低くなる。このため、周囲温度が高い場合（例えば３０℃以上）では冷凍用蒸発器５２と毎回同時に、低い場合（例えば１０℃以下）の場合は数回（例えば３回）に１回というように変えることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、冷蔵室温度領域を十分冷却した後に冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却するようにしたので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、プリクール状態を確実に達成することができる。
【００６４】
請求項２記載の発明によれば、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始するようにしたので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、的確な除霜を行なうことができる。
【００６５】
請求項３記載の発明によれば、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、直ちに冷却能力を上げるようにしたので、除霜開始温度までの冷却を迅速に行なうことができる。
【００６６】
請求項４記載の発明によれば、冷蔵庫の周囲温度または冷却能力を上げた状態に入る前の冷却能力状態に基づいて決定された所定の割合で冷却能力を上げた状態で冷凍室温度領域の温度を維持しつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却するようにしたので、プリクール運転中の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域の冷却効率を考慮しつつ確実且つ迅速に行なうことができ、また請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００６７】
請求項５記載の発明によれば、冷凍室温度領域の温度も下げつつ冷蔵室温度領域を十分冷却した後に、冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却するようにしたので、請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００６８】
請求項６記載の発明によれば、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却しているので、請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００６９】
請求項７記載の発明によれば、扉の開閉が頻繁に行なわれる等により冷凍室温度領域が除霜開始に必要な温度になかなか達しないときには、所定の時間経過後に強制的に除霜を開始するようにしたので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを防止しつつ、的確な除霜を行なうことができる。
【００７０】
請求項８記載の発明によれば、冷却系の運転状況の急激な変化を抑えながら、冷蔵室温度領域を予め設定されている温度範囲内に冷却制御しつつ、冷凍室温度領域を除霜開始に必要な温度まで冷却しているので、請求項１と同じ効果を達成することができる。
【００７１】
請求項９記載の発明によれば、除霜開始直前で再度冷蔵室温度領域を冷却しているので、プリクール運転により冷蔵室温度領域が予め設定された温度範囲外となることを確実に防止することができる。
【００７４】
請求項１０および１１記載の発明によれば、冷凍用蒸発器の除霜と同時に冷蔵用蒸発器の除霜も行なうようにしたので、冷蔵庫に具備されている蒸発器の除霜を効率的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される冷蔵庫について、そのキャビネット内部を示す正面図である。
【図２】上記冷蔵庫の縦断面図である。
【図３】上記冷蔵庫の冷凍サイクルを構成する各装置の配置図である。
【図４】上記冷蔵庫の冷媒回路図である。
【図５】本発明の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図６】図５の実施の形態の変形の作用を説明するための図である。
【図７】本発明の別の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図８】図７の実施の形態の変形の作用を説明するための図である。
【図９】本発明のさらに別の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図１０】図９の実施の形態の変形の作用を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 冷蔵庫
１２ キャビネット
１４ 冷蔵室
１６ 野菜室
１８ 温度切替室
２０ 製氷室
２２ 冷凍室
２４ 断熱仕切板
２６ チルド室
２８ 野菜容器
３０ 温度切替室容器
３２ 冷凍容器
３４ 製氷装置
３６ 貯氷容器
４４ タンク
４６ 圧縮機
４８ 機械室
５０ 冷蔵用蒸発器
５２ 冷凍用蒸発器
５４ 冷蔵用送風機
５６ 冷凍用送風機
５８ マフラー
６０ 放熱パイプ
６２ 凝縮器
６４ 防露パイプ
６６ ドライヤー
６８ 三方弁
７０ 冷蔵用キャピラリーチューブ
７２ 冷凍用キャピラリーチューブ
７４ アキュムレータ
７６ サクションパイプ
９８ 除霜ヒータ
１０１ 冷凍室温度センサ
１０２ 冷蔵室温度センサ
１０３ 冷媒支管
Claims (11)
- 圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、
冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、
この制御手段は、
冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、冷凍室温度領域を前記温度範囲における冷凍室下限温度まで冷却させた後、冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を前記温度範囲における冷蔵室下限温度まで冷却させた後に冷凍室温度領域を当該所定の冷凍室下限温度より低い除霜開始温度まで冷却させることを特徴とする冷蔵庫。 - 前記制御手段は、冷凍室温度領域の除霜開始温度への冷却時間または冷凍室温度領域の冷凍室下限温度から除霜開始温度への冷却時間がそれぞれに設定された時間に達したときには、除霜を開始することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
- 前記制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、直ちに冷却能力を上げることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
- 圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、
冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、
この制御手段は、
冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入するようにすると共に、冷蔵庫の周囲温度または通常運転時の冷却能力状態に基づいて決定される所定の割合で冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を冷蔵室下限温度まで冷却させた後、バイパス路を開けて冷凍用蒸発器にのみ冷媒が流入するようにして冷凍室温度領域を除霜開始温度まで冷却させることを特徴とする冷蔵庫。 - 請求項４記載の冷蔵庫において、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入しているときには、冷蔵室温度領域の冷却能力を最大状態とはしないことを特徴とする冷蔵庫。
- 圧縮機に対して冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器が直列に接続されると共に当該冷蔵用蒸発器への冷媒の流入をバイパスして当該冷凍用蒸発器にのみ冷媒を流入させるバイパス路を有する冷凍サイクルにより、庫内の冷蔵室温度領域および冷凍室温度領域のいずれかをそれぞれに設定された温度範囲内となるように冷却する冷蔵庫において、
冷蔵室温度センサと、冷凍室温度センサと、制御手段とを備え、
この制御手段は、
冷凍用蒸発器の除霜の開始に当たり、前記冷凍室温度領域に設定されている温度範囲を低温側にシフトさせ、冷却能力を上げた状態で前記冷凍室温度領域をこのシフトさせた温度範囲の下限温度まで冷却させることを特徴とする冷蔵庫。 - 前記制御手段は、前記下限温度への冷却時間が所定の時間に達したときには、除霜を開始することを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
- 前記制御手段は、冷凍室温度領域の温度範囲の低温側へのシフトを段階的に行なうことを特徴とする請求項６または７記載の冷蔵庫。
- 前記制御手段は、冷凍用蒸発器の除霜開始のために冷凍室温度領域を冷却した後、バイパス路を閉じて冷蔵用蒸発器および冷凍用蒸発器に冷媒が流入するようにし、冷却能力を上げた状態で冷蔵室温度領域を所定時間または冷蔵室下限温度まで冷却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。
- 前記制御手段は、冷凍用蒸発器を除霜するときには、冷蔵用蒸発器の除霜を所定の頻度で同時に行なう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。
- 前記制御手段は、冷凍用蒸発器を除霜するときの冷蔵用蒸発器の同時除霜の頻度を、冷蔵室温度領域の温度および／または冷蔵庫の周囲温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
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