JP6143458B2

JP6143458B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP6143458B2
Application number: JP2012287134A
Authority: JP
Inventors: 林　秀竹; 秀竹林; 野口　明裕; 明裕野口
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: JP2014129911A

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。

従来より、蒸発器で冷却された空気を冷蔵空間へ供給する流路と冷凍空間へ供給する流路とにそれぞれ冷蔵ダンパと冷凍ダンパを設けるとともに、冷蔵空間及び冷凍空間に蒸発器で冷却された空気を送風する蒸発器ファンを設け、冷蔵ダンパ及び冷凍ダンパの開閉や蒸発器ファンの回転を制御することで、１つの蒸発器で冷蔵空間と冷凍空間を冷却する冷蔵庫が知られている。

このような冷蔵庫では、蒸発器に付着した霜を溶かして除去するため、圧縮機の停止状態で蒸発器の近傍に設けた除霜ヒータを通電する除霜運転を実行している。そして、除霜運転の終了後、圧縮機を駆動するとともに、冷蔵ダンパ及び冷凍ダンパのいずれか一方のダンパを開放して、当該ダンパに連なる空間を冷却する（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１１−２１４１号

しかしながら、除霜運転の終了後、冷蔵ダンパ及び冷凍ダンパのいずれか一方のダンパを開放して冷却運転を開始すると、除霜運転中に発生した暖かく湿度の高い空気が開放した一方のダンパに当たって冷却され結露する。この結露水は、冷却に曝されるため凍結し当該ダンパの動作を妨げるおそれがある。

そこで、１つの蒸発器で冷却を行う冷蔵庫において、ダンパの可動部分が凍結することによるダンパの動作不良を抑えることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

実施形態に係る冷蔵庫は、冷蔵空間と、冷凍空間と、圧縮機と、前記圧縮機から吐出された冷媒が供給され空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷蔵空間及び前記冷凍空間に送風する蒸発器ファンと、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷蔵空間に供給する流路を開閉する冷蔵ダンパと、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷凍空間に供給する流路を開閉する冷凍ダンパと、前記蒸発器に付着した霜を加熱する除霜ヒータと、前記冷蔵ダンパ及び前記冷凍ダンパのいずれか一方のダンパを加熱するダンパヒータと、前記圧縮機、前記蒸発器ファン、前記冷蔵ダンパ、前記冷凍ダンパ、前記除霜ヒータ、及びダンパヒータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記除霜ヒータを通電状態とする除霜運転の終了後、前記ダンパヒータを設けない他方のダンパを閉じた状態で、前記ダンパヒータを設けた一方のダンパを開放して当該ダンパに連なる一方の空間を他方の空間より先に冷却することを特徴とする。

第１実施形態に係る冷蔵庫の断面図である。図１に示す冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。図１に示す冷蔵庫の電気構成を示すブロック図である。図１に示す冷蔵庫の制御を示すタイムチャートである。第２実施形態に係る冷蔵庫の制御を示すタイムチャートである。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。

本実施形態に係る冷蔵庫１０は、図１に示すように、外郭を形成する外箱と貯蔵空間を形成する内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体からなる冷蔵庫本体１１を備え、貯蔵空間を断熱仕切壁１２によって上方の冷蔵空間２０と下方の冷凍空間４０とに区画している。

冷蔵空間２０は、冷蔵温度（例えば、２〜３℃）に冷却される空間であって、内部が更に仕切板２１によって上下に区画され、上部空間に複数段の載置棚を設けた冷蔵室２２が設けられ、下部空間に引き出し式の収納容器２３を配置する野菜室２４が設けられている。

野菜室２４の下方に配置した冷凍空間４０は、冷凍温度（例えば、−１８℃以下）に冷却される空間であって、比較的小容積の自動製氷機を備えた製氷室と小型冷凍室４２とが左右に併設され、その下方に冷凍室４３が設けられている。

冷蔵室２２の開口部は、冷蔵庫本体１１の一側部の上下に設けられたヒンジにより回動自在に枢支された冷蔵室扉２５により閉塞されている。

野菜室２４、製氷室、小型冷凍室４２及び冷凍室４３の開口部は、引き出し式扉２６，４６，４７により閉塞されている。各引き出し式扉２６，４６，４７の裏面側に固着した左右一対の支持枠には、収納容器２３，４４，４５が保持されており、開扉動作とともに庫外に引き出されるように構成されている。

製氷室及び小型冷凍室４２の背部には、図２に示すような冷凍サイクル５０の一部を構成する１つの蒸発器５６と、蒸発器５６で冷却された空気を冷蔵空間２０及び冷凍空間４０に送風する蒸発器ファン３１とを収納する蒸発器室３０が配設されている。

冷凍サイクル５０は、高温高圧の冷媒ガスを吐出する圧縮機５１と、該圧縮機５１から吐出される冷媒ガスを受けて放熱液化する凝縮器５２と、凝縮器５２からの冷媒を減圧するキャピラリーチューブ５４と、キャピラリーチューブ５４の下流側に接続され蒸発器５６とを配管接続して構成される。圧縮機５１から吐出された冷媒は、凝縮器５２、キャピラリーチューブ５４を介して蒸発器５６に供給され、これにより、蒸発器５６が低温化する。

蒸発器５６は、例えば、キャピラリーチューブ５４からの冷媒が流通する冷媒パイプに短冊状の多数のフィンを所定間隔で嵌着してなるフィンチューブ型の蒸発器である。蒸発器５６は、冷媒パイプの出口側が圧縮機５１の吸込側と接続され、蒸発器５６を流れた冷媒は再び圧縮機５１に取り込まれ冷凍サイクル５０を循環する。

蒸発器５６を構成する冷媒パイプの出口付近には、蒸発器５６の温度を検出する蒸発器温度センサ６２が設けられている。また、蒸発器５６の外周面には、パイプ内に電気ヒータを封入したパイプヒータからなる除霜ヒータ６３が配設されており、所定のタイミングで前記電気ヒータを通電し発熱させることで、蒸発器５６に付着した霜を融解除去する。

蒸発器室３０は、図１に示すように、冷蔵ダンパ３２が設けられた冷蔵ダクト３３によって冷蔵空間２０と接続されるとともに、冷凍ダンパ３５が設けられた冷凍ダクト３６によって冷凍空間４０と接続されている。

冷蔵ダンパ３２は、図１に示すように、空気の流れ方向に冷蔵ダクト３３を仕切るフレーム３２ａと、フレーム３２ａに設けられた貫通孔を閉塞するバッフル板３２ｂとを備え、不図示の駆動機構がバッフル板３２ｂを回動させることで冷蔵ダクト３３を開閉する。

冷凍ダンパ３５は、冷蔵ダンパ３２と同様、フレーム３５ａと、フレーム３５ａに設けられた貫通孔を閉塞するバッフル板３５ｂとを備え、不図示の駆動機構がバッフル板３５ｂを回動させることで冷凍ダクト３６を開閉する。

そして、冷蔵ダンパ３２及び冷凍ダンパ３５のいずれか一方のダンパ（例えば、冷凍ダンパ３５）は、ダンパヒータ３７が貫通孔を取り囲むようにフレーム３５ａに取り付けられており、このダンパヒータ３７によって加熱されるようになっている。

冷蔵室２２の背面には、冷蔵空間２０の庫内温度ＴＲを測定するための冷蔵温度センサ２７が設けられ、冷凍室４３の背面には、冷凍空間４０の庫内温度ＴＦを測定するための冷凍温度センサ４８が設けられている。

冷蔵庫本体１１の背面下部には、冷凍サイクル５０の一部を構成する圧縮機５１及び凝縮器５２を収納する機械室６０が配設されており、機械室６０の背面上部に制御部６１が設けられている。

制御部６１は、図３に示すように、冷蔵温度センサ２７、冷凍温度センサ４８、蒸発器温度センサ６２などの各種センサから入力される信号や、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記録媒体からなるメモリ６４に記憶された制御プログラムに基づいて、蒸発器ファン３１、冷蔵ダンパ３２、冷凍ダンパ３５、ダンパヒータ３７、圧縮機５１、及び除霜ヒータ６３の動作を制御する。

このような構成の冷蔵庫１０では、制御部６１が、冷蔵温度センサ２７及び冷凍温度センサ４８によって検出された庫内温度ＴＲ、ＴＦに基づいて、圧縮機５１及び蒸発器ファン３１の駆動と、冷蔵ダンパ３２及び冷凍ダンパ３５の開閉とを制御することで、冷蔵冷却運転と冷凍冷却運転とを切り替えて交互に実行する。そして、冷蔵冷却運転と冷凍冷却運転とを切り換えて交互に実行する中で、所定の除霜開始条件を満たすと、除霜運転を行い蒸発器５６に付着した霜を溶かして除去し、除霜運転が終了するとダンパヒータ３７を設けた冷凍ダンパ３５を開放して冷凍ダンパ３５に連なる冷凍空間４０を冷蔵空間２０に先だって冷却する。

詳細には、図４に示すように、冷蔵冷却運転では、冷凍サイクル５０に設けられた圧縮機５１を駆動することで蒸発器５６を低温化しつつ、冷蔵ダンパ３２を開放し、冷凍ダンパ３５を閉止した状態で蒸発器ファン３１を駆動する。

これにより、蒸発器５６で冷却された空気が冷蔵ダクト３３を介して冷蔵空間２０に送風され、冷蔵空間２０内を冷却する。冷蔵空間２０内を流れた空気は、冷蔵空間２０の下部を構成する野菜室２４の背面に設けられた吸込口から蒸発器室３０に取り込まれ、再び蒸発器５６と熱交換し冷却される。

制御部６１は、冷蔵空間２０の庫内温度ＴＲが所定温度ＴＲｏｆｆ（例えば、ＴＲｏｆｆ＝０℃）以下に到達するまで冷蔵冷却運転を実行し、所定温度ＴＲｏｆｆ以下に達すると冷蔵冷却運転を終了する。

冷凍冷却運転では、冷凍サイクル５０に設けられた圧縮機５１を駆動することで蒸発器５６を低温化しつつ、冷蔵ダンパ３２を閉止し、冷凍ダンパ３５を開放した状態で蒸発器ファン３１を駆動する。

これにより、蒸発器５６で冷却された空気が冷凍ダクト３６を介して冷凍空間４０に送風され、冷凍空間４０内を冷却する。冷凍空間４０内を流れた空気は、冷凍空間４０の下部を構成する冷凍室４３の背面に設けられた吸込口から蒸発器室３０に取り込まれ、再び蒸発器５６と熱交換し冷却される。

制御部６１は、冷凍空間４０の庫内温度ＴＦが所定温度ＴＦｏｆｆ（例えば、ＴＦｏｆｆ＝−２０℃）以下に到達するまで冷凍冷却運転を実行し、所定温度ＴＦｏｆｆ以下に達すると冷凍冷却運転を終了する。

そして、冷蔵冷却運転と冷凍冷却運転とを切り替えて交互に行う中で、冷凍冷却運転を実行した時間の積算値が８時間に達する等、所定の除霜開始条件を満たすと、制御部６１は、圧縮機５１を停止し、冷蔵ダンパ３２及び冷凍ダンパ３５を閉状態とし、蒸発器ファン３１を停止させつつ、除霜ヒータ６３を通電状態として蒸発器５６に付着した霜を溶かして除去する除霜運転を実行する。除霜運転を開始してから所定の除霜終了条件を満たすと、例えば、蒸発器温度センサ６２で検出される蒸発器５６の温度Ｔｅが所定温度Ｔｄ（例えば、Ｔｄ＝１０℃）に達すると、制御部６１は除霜運転を終了する。

そして、除霜運転が終了すると、制御部６１は、除霜ヒータ６３を通電状態から非通電状態へ変更するとともに、冷凍ダンパ３５を閉状態から開状態へ変更し、停止している圧縮機５１及び蒸発器ファン３１を駆動して上記した冷凍冷却運転を開始する。

そして、庫内温度ＴＦが所定温度ＴＦｏｆｆ以下に到達するまで冷凍空間４０を冷却する冷凍冷却運転を実行した後、冷蔵冷却運転を開始し、庫内温度ＴＲが所定温度ＴＲｏｆｆ以下に到達するまで冷蔵空間２０を冷却する。

以上のような本実施形態の冷蔵庫１０では、除霜ヒータ６３を通電状態とする除霜運転の終了後、冷蔵庫内を冷却するにあたり、ダンパヒータ３７を設けた冷凍ダンパ３５を開放して冷凍ダンパ３５に連なる冷凍空間４０を冷蔵空間２０より先に冷却する。これにより、除霜運転中に蒸発器室３０内で発生した暖かく湿度の高い空気が、冷凍ダンパ３５に当たって結露が生じ、冷凍ダンパ３５が凍結するが、冷凍ダンパ３５にはダンパヒータ３７が設けられているため、冷凍ダンパ３５の凍結をダンパヒータ３７によって融解することができ、冷凍ダンパ３５が凍結によって動作不良を起こすことがない。

また、本実施形態の冷蔵庫１０では、冷蔵ダンパ３２及び冷凍ダンパ３５のいずれか一方のダンパにダンパヒータを設けるだけで、除霜運転の終了後の冷却運転開始時に暖かく湿度の高い空気がダンパに当たりダンパが凍結することによる動作不良の問題を解消することができ、冷蔵ダンパ３２及び冷凍ダンパ３５の両方にダンパヒータを設ける必要がなくなり、部品点数を削減して製造コストを抑えることができる。

しかも、本実施形態の冷蔵庫１０では、庫内温度が低く凍結が生じやすい冷凍ダンパ３５にダンパヒータ３７が設けられているため、凍結によるダンパの動作不良の問題を効果的に解消することができる。

なお、上記した本実施形態では、冷凍ダンパ３５にダンパヒータ３７を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、冷蔵ダンパ３２にダンパヒータを設け、除霜運転が終了するとダンパヒータを設けた冷蔵ダンパ３２を開放して冷蔵ダンパ３２に連なる冷蔵空間２０を冷凍空間４０に先だって冷却してもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図５を参照して説明する。

上記した第１実施形態では、除霜運転が終了すると直ちにダンパヒータ３７を設けた冷凍ダンパ３５を開放して冷凍空間４０を冷却する場合について説明したが、本実施形態では、除霜運転が終了すると予備冷却運転を行い、その後、ダンパヒータ３７を設けた冷凍ダンパ３５を開放して冷凍空間４０を冷蔵空間２０に先だって冷却する。

具体的には、図５に示すように、上記した第１実施形態と同様、冷蔵冷却運転と冷凍冷却運転とを切り替えて交互に実行する中で、所定の除霜開始条件を満たすと除霜運転を開始する。除霜運転を開始してから所定の除霜終了条件を満たすと、制御部６１は除霜運転を終了する。

そして、除霜運転が終了すると、制御部６１は、蒸発器ファン３１を停止状態で維持し、冷蔵ダンパ３２及び冷凍ダンパ３５を閉状態で維持しつつ、除霜ヒータ６３を非通電状態とし、圧縮機５１を駆動して予備冷却運転を開始する。この予備冷却運転では、圧縮機５１を駆動することで低温の冷媒が蒸発器５６に流れ込み除霜運転時に除霜ヒータ６３により加熱された蒸発器５６を低温化する。予備冷却運転を開始してから所定の終了条件、例えば、予備冷却運転を開始してから所定時間（例えば、２分間）が経過する、あるいは、蒸発器温度センサ６２で検出される蒸発器５６の温度Ｔｅが所定温度（例えば、−２０°）以下に到達すると、制御部６１は予備冷却運転を終了する。

そして、予備冷却運転が終了すると、制御部６１は、圧縮機５１を駆動させたまま、冷凍ダンパ３５を閉状態から開状態へ変更するとともに停止している蒸発器ファン３１を駆動して冷凍空間４０を冷却する冷凍冷却運転を開始する。庫内温度ＴＦが所定温度ＴＦｏｆｆ以下に到達するまで冷凍冷却運転を実行した後、冷蔵冷却運転を開始し、庫内温度ＴＲが所定温度ＴＲｏｆｆ以下に到達するまで冷蔵空間２０を冷却する。

本実施形態では、除霜運転の終了後、予備冷却運転を実行することで、除霜運転時に高温に加熱された蒸発器５６を低温化してから冷凍冷却運転を実行することができ、冷凍冷却運転の開始時に冷凍空間４０内の温度が上昇するのを抑えることができる。

なお、その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様であり、説明は省略する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…冷蔵庫１１…冷蔵庫本体１２…断熱仕切壁
２０…冷蔵空間２２…冷蔵室２４…野菜室
３１…蒸発器ファン３２…冷蔵ダンパ３３…冷蔵ダクト
３５…冷凍ダンパ３６…冷凍ダクト３７…ダンパヒータ
４０…冷凍空間４２…小型冷凍室４３…冷凍室
５０…冷凍サイクル５１…圧縮機５２…凝縮器
５６…蒸発器６０…機械室６１…制御部
６２…蒸発器温度センサ６３…除霜ヒータ

Claims

冷蔵空間と、冷凍空間と、圧縮機と、前記圧縮機から吐出された冷媒が供給され空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷蔵空間及び前記冷凍空間に送風する蒸発器ファンと、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷蔵空間に供給する流路を開閉する冷蔵ダンパと、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷凍空間に供給する流路を開閉する冷凍ダンパと、前記蒸発器に付着した霜を加熱する除霜ヒータと、前記冷蔵ダンパ及び前記冷凍ダンパのいずれか一方のダンパを加熱するダンパヒータと、前記圧縮機、前記蒸発器ファン、前記冷蔵ダンパ、前記冷凍ダンパ、前記除霜ヒータ、及びダンパヒータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記除霜ヒータを通電状態とする除霜運転の終了後、前記ダンパヒータを設けない他方のダンパを閉じた状態で、前記ダンパヒータを設けた一方のダンパを開放して当該ダンパに連なる一方の空間を他方の空間より先に冷却することを特徴とする冷蔵庫。
前記制御部は、前記除霜運転の終了後、前記圧縮機を駆動し、前記送風機を停止し、前記冷蔵ダンパ及び前記冷凍ダンパを閉状態とする予備冷却運転を実行してから前記一方の空間を冷却することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記ダンパヒータを設ける前記一方のダンパが、前記冷凍ダンパであることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。