JP5198022B2

JP5198022B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP5198022B2
Application number: JP2007249636A
Authority: JP
Inventors: 正洋西山; 圭一福田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2027-09-26
Also published as: JP2009079837A

Description

この発明は冷蔵庫に関する。

一般に、冷蔵庫は、開口部を有する断熱箱体と、断熱箱体の開口部を開閉するための断熱扉とからなる冷蔵庫本体と、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器等を配管した冷凍サイクルから構成される。断熱箱体は、外箱と内箱の隙間と、内箱を複数の貯蔵室に仕切る仕切内部とに発泡ポリウレタン等の断熱材が充填されている。

冷凍サイクルを構成する装置のうち、凝縮器の一部は断熱箱体の開口部の前面周辺および仕切の前面に結露防止配管として配置される。このようにして、結露防止配管において冷媒を凝縮すると同時に、断熱箱体と断熱扉との接触部分を高温の冷媒により加温し、庫内外の温度差により断熱箱体と断熱扉との接触部分に結露が生じることを防止している。

しかし、このように構成された冷蔵庫では、例えば、冷蔵庫の設置される環境が低湿度の雰囲気である場合など、庫内外の温度差で結露しない場合にも冷凍サイクル駆動時に常に断熱箱体と断熱扉の接触部分を加温することになる。断熱箱体と断熱扉の接触部分は、特に熱漏洩量の多い部分であり、冷媒の熱が冷蔵庫内へ侵入しやすく、決して効率のよい構成であるとはいえなかった。

このような問題を解決するため、例えば、特開２０００−６５４６１号公報（特許文献１）には、断熱箱体と断熱扉の接触部に結露が発生する状況を検出し、結露が発生する状況では結露防止配管に凝縮器からの高温冷媒を導くように制御し、結露が発生しない状況では結露防止配管の少なくとも一部を迂回する迂回経路に凝縮器からの高温冷媒を導くように制御する冷蔵庫が開示されている。

特開２０００−６５４６１号公報（特許文献１）に記載されている冷蔵庫は、凝縮器と減圧器の間の配管の一部により、断熱箱体の断熱扉との接触部付近に設けられた結露防止配管を形成し、結露防止配管内に凝縮器からの高温冷媒を導くように構成すると同時に、結露防止配管の一部に、結露防止配管の少なくとも一部を迂回させて凝縮器からの高温冷媒を導くための迂回経路を設ける構成とし、結露状況に応じて冷媒の流れる経路を切り替える手段を備えたものである。
特開２０００−６５４６１号公報

しかしながら、上記のように、結露防止配管を主冷凍サイクルから分岐し、冷媒が結露防止配管を流れる流路と結露防止配管を迂回して流れる流路を状況に応じて切替可能とした冷蔵庫において、冷媒流路を結露防止配管から迂回経路に切替えると、結露防止配管の中の冷媒が閉じ込められてしまう。

ここで、例えば、凝縮部出口の温度が４０℃（周囲温度が３０℃程度のときに相当する）とすると、冷媒としてイソブタン冷媒を用いる場合には、凝縮部内部の圧力は０．５３１ＭＰａに相当する。０．５３１ＭＰａの飽和液の密度は５３１.２ｋｇ／ｍ^３、であり、飽和蒸気の密度は１３．７ｋｇ／ｍ^３となる。

結露防止配管の内径をφ３．１ｍｍ、長さを３ｍとした場合、結露防止配管の内容積は、π×（０．００３１ｍ／２）^２×３ｍ＝２．３×１０^−５ｍ^３となる。結露防止配管内部が１００％気体の場合、内部に含まれる冷媒は最大で、１３．７ｋｇ／ｍ^３×２．３×１０^−５ｍ^３＝０．０００３ｋｇ＝０．３ｇとなる。

一方、冷媒が全て液体の場合には、結露防止配管の内部に滞留する冷媒の量は、最大で、５３１．２ｋｇ／ｍ^３×２．３×１０^−５ｍ^３＝０．０１２ｋｇ＝１２ｇとなる。

したがって、凝縮部の下流側に結露防止配管を配置した場合、冷媒を結露防止配管に流通させるように冷媒流路を切り替えると、例えば、冷媒の乾き度が５０％のときは、結露防止配管の内部には約６ｇの冷媒が滞留すると考えられる。

家庭用冷蔵庫において冷凍サイクル内に封入される冷媒量は４０ｇ〜６０ｇ程度である。上記の場合、冷媒流路の切替によって、冷凍サイクル内の冷媒の量が１０％以上変動することとなり、不足冷媒現象に陥る可能性が十分に考えられる。

すなわち、従来の冷蔵庫においては、結露防止配管は凝縮器と減圧器の間に配置されているため、結露防止配管を流れる冷媒は、凝縮器で凝縮されて、湿り蒸気または飽和液の状態、すなわち液冷媒を少なからず含むと考えられる。そして、結露状況に応じて結露防止配管から迂回経路に冷媒流路を切り替えると、結露防止配管内に液冷媒が滞留して冷凍サイクルが冷媒不足になり、鈍冷状態になる可能性がある。

そこで、この発明の目的は、結露を防止しながら庫内への熱侵入を最低限に抑え、かつ、冷凍サイクルを安定して運転することが可能な冷蔵庫を提供することである。

この発明に従った冷蔵庫は、開口部を有する断熱箱体と、断熱箱体の内部を複数の貯蔵室に区切るための断熱仕切部と、断熱箱体の開口部を開閉するための断熱扉と、可燃性の冷媒を流通させる冷媒配管と、冷媒配管内を流通する冷媒を圧縮するための圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮するための凝縮部と、圧縮機で圧縮された冷媒を圧縮機から凝縮部まで流通させるための第一の流路とを備え、断熱仕切部は、断熱扉が開口部を閉塞している場合に断熱扉に対向する断熱仕切部前面を有し、さらに、圧縮機と凝縮部との間に配置され、断熱仕切部前面の周辺に冷媒を流通させるための第二の流路と、第一の流路のみに冷媒を流通させるか、または、圧縮機から第二の流路を経て凝縮部まで冷媒を流通させるかを切替えるための冷媒流路切替部とを備える。冷媒配管は、圧縮機と冷媒流路切替部との間に配置された補助放熱部を含む。補助放熱部は、冷媒の気相を維持するように放熱量を調整する。

本発明の冷蔵庫においては、凝縮部の下流側ではなく、圧縮機と凝縮部の間に第二の流路が備えられていることにより、第二の流路には、ほぼ蒸気状態の高温冷媒を、断熱箱体と断熱扉との接触部周辺の結露状況に応じて必要最小限の時間だけ流すことができるので、結露を防止しながら、貯蔵室内への熱侵入を最低限に抑えることができる。

凝縮部の下流側ではなく、圧縮機と凝縮部の間に、断熱仕切部前面の周辺に冷媒を導く第二の流路を配置することによって、冷媒は気液相になる前に、すなわち、過熱蒸気、あるいは乾き飽和蒸気、あるいは乾き飽和蒸気に極めて近い湿り蒸気の状態で第二の流路内を流れる。そのため、冷媒流路を、冷媒が第二の流路を流通する経路から、第二の流路を迂回する経路に切り替えた場合でも、第二の流路内に滞留する冷媒量を最小限にとどめることができるので、冷凍サイクルの冷媒不足を防止することができる。

なお、第二の流路内は、圧縮機から吐出された直後の圧縮された冷媒が流れるため高温となるが、適宜冷媒流路を第一の流路に切り替えることによって、断熱仕切部前面の周辺を加熱しすぎたり、冷蔵庫内への熱侵入が従来より増加したりすることもない。

このようにすることにより、結露を防止しながら庫内への熱侵入を最低限に抑え、かつ、冷凍サイクルを安定して運転することが可能な冷蔵庫を提供することができる。

この発明に従った冷蔵庫においては、冷媒流路切替部は、第一の流路のみに冷媒を流通させるか、または、第一の流路に冷媒を流通させかつ圧縮機から第二の流路を経て凝縮部まで冷媒を流通させるかを切替えるための冷媒流路切替部であることが好ましい。

このようにすることにより、冷媒流路切替部に不具合が生じ、第二の流路に冷媒が流れないような状況になっても、第一の流路は常に開放されているため、冷凍サイクル内の冷媒循環は維持され、冷蔵庫の冷却性能そのものに影響しない。さらに、例えば、冷媒流路切替部として開口度の低い弁を用いる場合でも、冷媒流路切替部を第二の流路に配置することができるので、第一の流路のみに冷媒が流れる際には冷媒が冷媒流路切替部を通過しないので圧力損失がなく、冷却効率の低下を抑制することができる。

以上のように、この発明によれば、結露を防止しながら庫内への熱侵入を最低限に抑え、かつ、冷凍サイクルを安定して運転することが可能な冷蔵庫を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態として、冷蔵庫の概略的な構成を示す側断面図である。図１においては、図の左側が冷蔵庫の正面、図の右側が冷蔵庫の背面である。

図１に示すように、冷蔵庫１は、開口部を有する断熱箱体１０１と、断熱箱体１０１の内部を複数の貯蔵室として冷蔵室１０２、第１冷凍室１０３、第２冷凍室１０４、野菜室１０５に区切るための断熱仕切部１１０と、断熱箱体１０１の開口部を開閉するための断熱扉１２０と、断熱箱体１０１の内部において冷蔵庫１の背面下部に形成されている機械室１０６と、冷凍サイクルを備える。機械室１０６の内部には、圧縮機１４１、制御部として制御装置１３０、冷媒流路切替部として電磁四方弁１５１等が配置されている。断熱箱体１０１の内部において冷蔵庫１の背面上部には、冷蔵庫１の周囲の温度と湿度を検知するための検知部として外気温・湿度センサ１６１が配置されている。断熱箱体１０１の内部には、他に、冷蔵庫１の運転状況として圧縮機１４１の始動状態を検知するための検知部としての圧縮機動作状態検知部と、冷気の通路の開閉を行うためのダンパ装置（図示せず）の動作状態を検知するための検知部としてのダンパ装置動作状態検知部等が配置されている。

断熱扉１２０の周辺部にはドアパッキン１２５が配置されている。断熱扉１２０によって断熱箱体１０１の開口部を閉塞すると、断熱扉１２０がドアパッキン１２５を介して開口部前面１０１ａと断熱仕切部前面１１０ａに接触する。断熱仕切部前面１１０ａの周辺には、仕切部結露防止配管１４３によって冷媒が流通させられる。開口部前面１０１ａの周辺には、開口部結露防止配管１４５によって冷媒が流通させられる。

図２は、冷蔵庫の配管の構成を示す透視図である。図２においては、説明のため、一部の配管・装置は冷蔵庫本体から突出させて表示している。図３は、冷蔵庫の冷凍サイクルの構成を示す構成図である。図中の一点鎖線の矢印は、冷媒の流れる方向を示す。

図２に示すように、冷蔵庫１は、断熱箱体１０１の内部に冷凍サイクル１４０と電磁四方弁１５１を備える。

図２と図３に示すように、冷蔵庫１の冷凍サイクル１４０は、圧縮機１４１と、補助放熱部として補助放熱器１４２と、第二の流路として仕切部結露防止配管１４３と、凝縮部として凝縮器１４４と、減圧器１４６と、蒸発器１４７とが環状に接続されて構成されている。凝縮器１４４の一部は、第三の流路として開口部結露防止配管１４５を形成している。開口部結露防止配管１４５は、開口部前面１０１ａから一定の距離を離して配置されている。凝縮器１４４と減圧器１４６との間には、ドライヤ１４８が配置されている。

補助放熱器１４２と凝縮器１４４との間には、電磁四方弁１５１が設けられている。電磁四方弁１５１は、第一の流路として圧縮機１４１から仕切部結露防止配管１４３を通さずに凝縮器１４４に冷媒を流通させるか、または、圧縮機１４１から仕切部結露防止配管１４３を経て凝縮器１４４まで冷媒を流通させるかを切替える。圧縮機１４１で圧縮され、補助放熱器１４２を通過した冷媒は、電磁四方弁１５１によって、仕切部結露防止配管１４３に流入するか、仕切部結露防止配管１４３に流入せずに、補助放熱器１４２から凝縮器１４４に流入するかを切り替えられる。

図３の（Ａ）に示すように、冷媒が圧縮機１４１から仕切部結露防止配管１４３を経ずに凝縮器１４４まで流通させられるように電磁四方弁１５１が切り替えられている場合には、冷媒は、圧縮機１４１、補助放熱器１４２、凝縮器１４４、減圧器１４６、蒸発器１４７の順に流れる。この場合には、冷媒は、仕切部結露防止配管１４３を流れない。

図３の（Ｂ）に示すように、圧縮機１４１から仕切部結露防止配管１４３を経て凝縮器１４４まで冷媒を流通させるように電磁四方弁１５１が切り替えられている場合には、冷媒は、圧縮機１４１、補助放熱器１４２、仕切部結露防止配管１４３、凝縮器１４４、減圧器１４６、蒸発器１４７の順に流れる。仕切部結露防止配管１４３は、断熱仕切部前面１１０ａ（図１）の周辺に配置されているので、仕切部結露防止配管１４３に高温の冷媒が流れることによって、仕切部結露防止配管１４３の温度が上昇し、断熱仕切部前面１１０ａ（図１）に接しているドアパッキン１２５（図１）の温度が上昇し、断熱仕切部前面１１０ａの温度が上昇して結露の発生を防止することができる。

図４は、この発明の第１実施形態に係る制御関連の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、外気温・湿度センサ１６１と、圧縮機動作状態検知部１６２と、ダンパ装置動作状態検知部１６３とは、制御装置１３０に制御信号を送信する。制御装置１３０は、外気温・湿度センサ１６１と、圧縮機動作状態検知部１６２と、ダンパ装置動作状態検知部１６３とから受信した制御信号に基づいて、開口部前面１０１ａと断熱仕切部前面１１０ａの結露の状態を判断し、電磁四方弁１５１に制御信号を送信する。このようにして、電磁四方弁１５１は、開口部前面１０１ａと断熱仕切部前面１１０ａの結露の状況に基づいて、制御装置１３０によって制御される。

制御装置１３０が開口部前面１０１ａと断熱仕切部前面１１０ａの結露の状況を判断し、仕切部結露防止配管１４３に冷媒を流すように電磁四方弁１５１を制御することによって、仕切部結露防止配管１４３内には、補助放熱器１４２から、室温よりも温度の高い冷媒が流れ込み、開口部前面１０１ａと、断熱仕切部前面１１０ａの結露を防止することができる。

一方、仕切部結露防止配管１４３に冷媒を流さないように電磁四方弁１５１を制御することによって、冷媒は、仕切部結露防止配管１４３を迂回して、補助放熱器１４２から凝縮器１４４へと流れ込む。このようにすることにより、仕切部結露防止配管１４３内には室温よりも高温の冷媒が流れなくなるので、結露の防止が不要な場合には断熱仕切部前面１１０ａから冷蔵庫１内への熱の進入を低減させることができる。

なお、電磁四方弁１５１などの弁を圧縮機１４１の直後に配置すると、圧縮機１４１の振動を直接、弁が受けてしまう。そこで、冷蔵庫１の断熱箱体１０１の背面に設けた補助放熱器１４２の下流側で冷媒配管を仕切部結露防止配管１４３に分岐させ、分岐点に電磁四方弁１５１を配置することで、圧縮機１４１の振動を弁に直接伝わらせず、品位の高い冷蔵庫１とすることができる。

ただし、仕切部結露防止配管１４３が圧縮機１４１の直後ではなく、補助放熱器１４２の下流側に配置されることによって、補助放熱器１４２において放熱した冷媒が仕切部結露防止配管１４３内に流入する。また、断熱箱体１０１の開口部前面１０１ａ及び断熱仕切部前面１１０ａは、冷蔵庫１内の冷気によって冷却されており、開口部前面１０１ａ及び断熱仕切部前面１１０ａの内部に位置する仕切部結露防止配管１４３では、冷媒は熱を奪われる。そのため、補助放熱器１４２の下流側に仕切部結露防止配管１４３を配置する場合には、補助放熱器１４２を備えず、圧縮機１４１の直後に電磁四方弁１５１を配置して仕切部結露防止配管１４３に冷媒を導く場合よりも、仕切部結露防止配管１４３を流れる冷媒の温度が低下する。そこで、この第１実施形態においては、電磁四方弁１５１が仕切部結露防止配管１４３に冷媒を導入するように制御されるとき（オン時）でも仕切部結露防止配管１４３の冷媒が気液２相域ではなく気相となるように、補助放熱器１４２と仕切部結露防止配管１４３と凝縮器１４４の放熱量を設定している。電磁四方弁１５１が切り替えられて、仕切部結露防止配管１４３に冷媒が導入されなくなる場合（オフ時）には、仕切部結露防止配管１４３の内部に冷媒が閉じ込められるが、気相となるようにしているので閉じ込められた冷媒の質量は少なく、冷凍サイクル１４０が不足冷媒となる恐れがない。

このように、冷蔵庫１は、開口部を有する断熱箱体１０１と、断熱箱体１０１の内部を冷蔵室１０２、第１冷凍室１０３、第２冷凍室１０４、野菜室１０５に区切るための断熱仕切部１１０と、断熱箱体１０１の開口部を開閉するための断熱扉１２０と、冷媒を流通させる冷媒配管と、冷媒配管内を流通する冷媒を圧縮するための圧縮機１４１と、圧縮機１４１で圧縮された冷媒を凝縮するための凝縮器１４４と、圧縮機１４１で圧縮された冷媒を圧縮機１４１から凝縮器１４４まで流通させるための第一の流路とを備え、断熱仕切部１１０は、断熱扉１２０が開口部を閉塞している場合に断熱扉１２０に対向する断熱仕切部前面１１０ａを有し、さらに、断熱仕切部前面１１０ａの周辺に冷媒を流通させるための仕切部結露防止配管１４３を備え、第一の流路のみに冷媒を流通させるか、または、圧縮機１４１から仕切部結露防止配管１４３を経て凝縮器１４４まで冷媒を流通させるかを切替えるための電磁四方弁１５１を備える。

本発明の冷蔵庫１においては、凝縮器１４４の下流側ではなく、圧縮機１４１と凝縮器１４４の間に仕切部結露防止配管１４３が備えられていることにより、仕切部結露防止配管１４３には、ほぼ蒸気状態の高温冷媒を、断熱箱体１０１と断熱扉１２０との接触部周辺の結露状況に応じて必要最小限の時間だけ流すことができるので、結露を防止しながら、貯蔵室内への熱侵入を最低限に抑えることができる。

凝縮器１４４の下流側ではなく、圧縮機１４１と凝縮器１４４の間に、断熱仕切部前面１１０ａの周辺に冷媒を導く仕切部結露防止配管１４３を配置することによって、冷媒は気液相になる前に、すなわち、過熱蒸気、あるいは乾き飽和蒸気、あるいは乾き飽和蒸気に極めて近い湿り蒸気の状態で仕切部結露防止配管１４３内を流れる。そのため、冷媒流路を、冷媒が仕切部結露防止配管１４３を流通する経路から、仕切部結露防止配管１４３を迂回する経路に切り替えた場合でも、仕切部結露防止配管１４３内に滞留する冷媒量を最小限にとどめることができるので、冷凍サイクル１４０の冷媒不足を防止することができる。

なお、仕切部結露防止配管１４３内は、圧縮機１４１から吐出された直後の圧縮された冷媒が流れるため高温となるが、適宜冷媒流路を第一の流路に切り替えることによって、断熱仕切部１１０の前面周辺を加熱しすぎたり、冷蔵庫１内への熱侵入が従来より増加したりすることもない。

このようにすることにより、結露を防止しながら庫内への熱侵入を最低限に抑え、かつ、冷凍サイクル１４０を安定して運転することが可能な冷蔵庫１を提供することができる。

またこのように、第１実施形態の冷蔵庫１は、圧縮機１４１と凝縮器１４４との間に配置されて冷媒を放熱させるための補助放熱器１４２を備え、補助放熱器１４２は、圧縮機１４１と電磁四方弁１５１との間に配置されている。

このようにすることにより、圧縮機１４１の運転、停止等により生じる振動が電磁四方弁１５１に直接伝わることなく補助放熱器１４２にて吸収されるため、冷蔵庫１運転時の騒音を低減することができる。

また、補助放熱器１４２では冷媒はほとんど凝縮することがないので、仕切部結露防止配管１４３内を流れる冷媒は過熱蒸気、あるいは乾き飽和蒸気、あるいは乾き飽和蒸気に極めて近い湿り蒸気の状態であり、冷媒流路を第一の流路に切り替えた場合でも、仕切部結露防止配管１４３内に滞留する冷媒量は最小限にとどめることができ、冷凍サイクル１４０の冷媒不足を防止できる。

なお、冷媒流路は、適宜、仕切部結露防止配管１４３もしくは第一の流路に切り替えられることによって、断熱仕切部前面１１０ａ周辺を加熱しすぎたり、冷蔵庫１内への熱侵入が従来より増加したりすることはない。

またこのように、第１実施形態の冷蔵庫１においては、断熱箱体１０１は、断熱扉１２０が開口部を閉塞する場合に断熱扉１２０に対向する開口部前面１０１ａを有し、凝縮部は、開口部前面１０１ａの周辺に配置されている断熱箱体１０１の壁面に冷媒を流通させるための開口部結露防止配管１４５を含む。

断熱箱体１０１と断熱扉１２０との接触部である箱体開口部前面１０１ａおよび断熱仕切部前面１１０ａのうち、特に冷蔵庫１の内外に温度差が生じて結露しやすい断熱仕切部前面１１０ａには仕切部結露防止配管１４３を備え、断熱仕切部前面１１０ａほど庫内外に温度差が生じず結露しにくい箱体開口部前面１０１ａには開口部結露防止配管１４５を配置せず、箱体開口部前面１０１ａの周辺の箱体壁面に凝縮器１４４の一部として開口部結露防止配管１４５を備えることによって、断熱箱体１０１開口部前面１０１ａを過度に加温することがなくなり、冷蔵庫１内への熱侵入を低減することができる。

またこのように、第１実施形態の冷蔵庫１は、当該冷蔵庫１の運転状況、断熱箱体１０１の内部の温度、開口部前面１０１ａの周辺の温度、断熱仕切部前面１１０ａの周辺の温度、当該冷蔵庫１の周囲の温度、および、当該冷蔵庫１の周囲の湿度のうち、当該冷蔵庫１の周囲の温度、および、当該冷蔵庫１の周囲の湿度を検知するための外気温・湿度センサ１６１と、当該冷蔵庫１の運転状況として圧縮機の動作状態を検知するための圧縮機動作状態検知部１６２と、当該冷蔵庫１の運転状況としてダンパ装置の状態を検知するためのダンパ装置動作状態検知部１６３と、外気温・湿度センサ１６１と圧縮機動作状態検知部１６２とダンパ装置動作状態検知部１６３の検知結果に基づいて、断熱箱体１０１と断熱扉１２０との接触部分の周辺の結露の状態に基づいて、電磁四方弁１５１を制御するように構成されている制御装置１３０とを備える。

このようにすることにより、断熱箱体１０１と断熱扉１２０の接触部分周辺が結露する状況においてのみ断熱仕切部前面１１０ａに冷媒を流すことができるため、必要以上に断熱箱体１０１と断熱扉１２０の接触部周辺を加温することがなく、庫内への熱侵入を最低限に抑えることができる。

（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態として、冷蔵庫の配管の構成を示す透視図である。図５においては、説明のため、一部の配管・装置は冷蔵庫本体から突出させて表示している。図６は、冷蔵庫の冷凍サイクルの構成を示す構成図である。図中の一点鎖線の矢印は、冷媒の流れる方向を示す。

図５に示すように、第２実施形態の冷蔵庫２は、断熱箱体１０１の内部に冷凍サイクル２４０と電磁弁２５１と冷媒逆流防止弁２５２を備える。第２実施形態の冷蔵庫２は、図１に示す第１実施形態の冷蔵庫１と同様に、断熱扉、ドアパッキン、機械室等を備える。

図５と図６に示すように、冷蔵庫２の冷凍サイクル２４０は、圧縮機２４１と、補助放熱部として補助放熱器２４２と、第二の流路として仕切部結露防止配管２４３を含む仕切部結露防止経路２４０ｂと、仕切部結露防止配管２４３を含まない迂回経路２４０ａと、凝縮部として凝縮器２４４と、減圧器２４６と、蒸発器２４７とが環状に接続されて構成されている。凝縮器２４４の一部は、第三の流路として開口部結露防止配管２４５を形成している。開口部結露防止配管２４５は、開口部前面１０１ａから一定の距離を離して配置されている。凝縮器２４４と減圧器２４６との間には、ドライヤ２４８が配置されている。仕切部結露防止経路２４０ｂにおいて仕切部結露防止配管２４３の下流側には、冷媒逆流防止弁２５２が配置されている。冷媒逆流防止弁２５２は、仕切部結露防止経路２４０ｂを流れる冷媒が逆流することを防ぐ。

仕切部結露防止経路２４０ｂには、電磁弁２５１が設けられている。電磁弁２５１は、圧縮機２４１から仕切部結露防止配管２４３を経て凝縮器２４４まで冷媒を流通させる仕切部結露防止配管２４３に冷媒を流通させるかどうかを切替える。圧縮機２４１で圧縮され、補助放熱器２４２を通過した冷媒は、電磁弁２５１によって、補助放熱器２４２から仕切部結露防止経路２４０ｂに流入するか、仕切部結露防止経路２４０ｂに流入せずに、補助放熱器２４２から迂回経路２４０ａを通って凝縮器２４４に流入する第一の流路を流通するかを切り替えられる。

冷媒が圧縮機２４１から仕切部結露防止経路２４０ｂを経ずに凝縮器２４４まで流通させられるように電磁弁２５１が切り替えられている場合には、冷媒は、圧縮機２４１、補助放熱器２４２、迂回経路２４０ａ、凝縮器２４４、減圧器２４６、蒸発器２４７の順に流れる。この場合には、冷媒は、仕切部結露防止配管２４３を流れない。

一方、圧縮機２４１から仕切部結露防止経路２４０ｂを経て凝縮器２４４まで冷媒を流通させるように電磁弁２５１が開かれている場合には、冷媒の一部は、迂回経路２４０ａを通って、仕切部結露防止配管２４３を通らずに補助放熱器２４２から凝縮器２４４まで流れる。残りの冷媒は、圧縮機２４１、補助放熱器２４２、仕切部結露防止経路２４０ｂの仕切部結露防止配管２４３、凝縮器２４４、減圧器２４６、蒸発器２４７の順に流れる。仕切部結露防止配管２４３は、断熱仕切部前面の周辺に配置されているので、仕切部結露防止配管２４３に冷媒が流れることによって、仕切部結露防止配管２４３の温度が上昇し、断熱仕切部前面１１０ａに接しているドアパッキンの温度が上昇し、断熱仕切部前面１１０ａの温度が上昇して結露の発生を防止することができる。

図７は、この発明の第２実施形態に係る制御関連の構成を示すブロック図である。

図７に示すように、外気温・湿度センサ２６１と、圧縮機動作状態検知部２６２と、ダンパ装置動作状態検知部２６３とは、制御装置２３０に制御信号を送信する。制御装置２３０は、外気温・湿度センサ２６１と、圧縮機動作状態検知部２６２と、ダンパ装置動作状態検知部２６３とから受信した制御信号に基づいて、開口部前面１０１ａ（図５）と断熱仕切部前面１１０ａ（図５）の結露の状態を判断し、電磁弁２５１に制御信号を送信する。このように、電磁弁２５１は、開口部前面１０１ａと断熱仕切部前面１１０ａの結露の状況に基づいて、制御装置２３０によって制御される。

制御装置２３０が開口部前面１０１ａと断熱仕切部前面１１０ａの結露の状況を判断し、仕切部結露防止配管２４３に冷媒を流すように、電磁弁２５１を開くように制御することによって、仕切部結露防止配管２４３内には、補助放熱器２４２から、室温よりも温度の高い冷媒が流れ込み、開口部前面１０１ａと、断熱仕切部前面１１０ａの結露を防止することができる。

一方、仕切部結露防止経路２４０ｂに冷媒を流さないように、電磁弁２５１を閉じるように制御することによって、冷媒は、仕切部結露防止配管２４３を迂回して、補助放熱器２４２から迂回経路２４０ａを通って凝縮器２４４へと流れ込む。このようにすることにより、仕切部結露防止配管２４３内には室温よりも高温の冷媒が流れなくなるので、結露の防止が不要な場合には断熱仕切部前面１１０ａから冷蔵庫２内への熱の進入を低減させることができる。

なお、電磁弁２５１などの弁を圧縮機２４１の直後に配置すると、圧縮機２４１の振動を直接、弁が受けてしまう。そこで、冷蔵庫２の断熱箱体１０１の背面に設けた補助放熱器２４２の下流側で冷媒配管を分岐させることで、圧縮機２４１の振動を弁に直接伝わらせず、品位の高い冷蔵庫２とすることができる。

ただし、仕切部結露防止経路２４０ｂが圧縮機２４１の直後ではなく、補助放熱器２４２の下流側に配置されることによって、補助放熱器２４２において放熱した冷媒が仕切部結露防止経路２４０ｂ内に流入する。また、断熱箱体１０１の開口部前面１０１ａ及び断熱仕切部前面１１０ａは、冷蔵庫２内の冷気によって冷却されており、開口部前面１０１ａ及び断熱仕切部前面１１０ａの内部に位置する仕切部結露防止経路２４０ｂでは、冷媒は熱を奪われる。そのため、補助放熱器２４２の下流側に仕切部結露防止経路２４０ｂを配置する場合には、補助放熱器２４２を備えず、圧縮機２４１の直後に電磁弁２５１を配置して仕切部結露防止経路２４０ｂに冷媒を導く場合よりも、仕切部結露防止経路２４０ｂを流れる冷媒の温度が低下する。そこで、この第２実施形態においては、電磁弁２５１が仕切部結露防止経路２４０ｂに冷媒を導入するように制御されるとき（オン時）でも仕切部結露防止経路２４０ｂの冷媒が気液２相域ではなく気相となるように、補助放熱器２４２と仕切部結露防止経路２４０ｂと凝縮器２４４の放熱量を設定している。電磁弁２５１が切り替えられて、仕切部結露防止経路２４０ｂに冷媒が導入されなくなる場合（オフ時）には、仕切部結露防止経路２４０ｂの内部に冷媒が閉じ込められるが、気相となるようにしているので閉じ込められた冷媒の質量は少なく、冷凍サイクル２４０が不足冷媒となる恐れがない。

このように、第２実施形態の冷蔵庫２によれば、冷凍サイクル２４０を構成する配管は、迂回経路２４０ａのみに冷媒を流す流路と、仕切部結露防止経路２４０ｂと迂回経路２４０ａの両方に冷媒を流す流路を切り換えることができる。

このように、第２実施形態の冷蔵庫２においては、電磁弁２５１は、迂回経路２４０ａのみに冷媒を流通させるか、または、迂回経路２４０ａに冷媒を流通させかつ圧縮機２４１から仕切部結露防止経路２４０ｂを経て凝縮器２４４まで冷媒を流通させるかを切替えるための電磁弁２５１である。

このようにすることにより、電磁弁２５１に不具合が生じ、仕切部結露防止経路２４０ｂに冷媒が流れないような状況になっても、迂回経路２４０ａは常に開放されているため、冷凍サイクル２４０内の冷媒循環は維持され、冷蔵庫２の冷却性能そのものに影響しない。さらに、電磁弁２５１を仕切部結露防止経路２４０ｂに配置することができるので、電磁弁２５１として開口度の低い弁を用いる場合でも、迂回経路２４０ａのみに冷媒が流れる際には冷媒が電磁弁２５１を通過しないので圧力損失がなく、冷却効率の低下を抑制することができる。

また、このように、第２実施形態の冷蔵庫２においては、仕切部結露防止経路２４０ｂが、冷媒の逆流を防ぐための冷媒逆流防止弁２５２を有する。

このようにすることにより、仕切部結露防止経路２４０ｂと迂回経路２４０ａのうち、冷媒を流す必要がない方の流路内に冷媒が逆流したり滞留したりして冷媒不足になることがなく、安定した冷凍サイクル２４０の運転を行うことができる。

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。

この発明の第１実施形態として、冷蔵庫の概略的な構成を示す側断面図である。冷蔵庫の配管の構成を示す透視図である。冷蔵庫の冷凍サイクルの構成を示す構成図である。この発明の第１実施形態に係る制御関連の構成を示すブロック図である。この発明の第２実施形態として、冷蔵庫の配管の構成を示す透視図である。冷蔵庫の冷凍サイクルの構成を示す構成図である。この発明の第２実施形態に係る制御関連の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，２：冷蔵庫、１０１：断熱箱体、１０１ａ：開口部前面、１０２：冷蔵室、１０３：第１冷凍室、１０４：第２冷凍室、１０５：野菜室、１１０：断熱仕切部、１１０ａ：断熱仕切部前面、１２０：断熱扉、１３０，２３０：制御装置、２４０ａ：迂回経路、２４０ｂ：仕切部結露防止経路、１４１，２４１：圧縮機、１４２，２４２：補助放熱器、１４３，２４３：仕切部結露防止配管、１４４，２４４：凝縮器、１４５，２４５：開口部結露防止配管、１４６，２４６：減圧器、１４７，２４７：蒸発器、１５１：電磁四方弁、２５１：電磁弁、２５２：冷媒逆流防止弁、１６１，２６１：外気温・湿度センサ、１６２，２６２：圧縮機動作状態検知部、１６３，２５３：ダンパ装置動作状態検知部。

Claims

開口部を有する断熱箱体と、
前記断熱箱体の内部を複数の貯蔵室に区切るための断熱仕切部と、
前記断熱箱体の前記開口部を開閉するための断熱扉と、
可燃性の冷媒を流通させる冷媒配管と、
前記冷媒配管内を流通する冷媒を圧縮するための圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮するための凝縮部と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記圧縮機から前記凝縮部まで流通させるための第一の流路とを備え、
前記断熱仕切部は、前記断熱扉が前記開口部を閉塞している場合に前記断熱扉に対向する断熱仕切部前面を有し、
さらに、前記圧縮機と前記凝縮部との間に配置され、前記断熱仕切部前面の周辺に冷媒を流通させるための第二の流路と、
前記第一の流路のみに冷媒を流通させるか、または、前記圧縮機から前記第二の流路を経て前記凝縮部まで冷媒を流通させるかを切替えるための冷媒流路切替部とを備え、
前記冷媒配管が、前記圧縮機と前記冷媒流路切替部との間に配置された補助放熱部を含み、
前記補助放熱部は、冷媒の気相を維持するように放熱量を調整する、冷蔵庫。
前記冷媒流路切替部は、前記第一の流路のみに冷媒を流通させるか、または、前記第一の流路に冷媒を流通させかつ前記圧縮機から前記第二の流路を経て前記凝縮部まで冷媒を流通させるかを切替えるための冷媒流路切替部である、請求項１に記載の冷蔵庫。