JP6975735B2

JP6975735B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP6975735B2
Application number: JP2019023119A
Authority: JP
Inventors: 智史小沼; 正康津布久; 拓人天坂; 圭介服部
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2039-02-13
Also published as: CN111561798B; JP2020133914A; CN111561798A

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

従来、冷蔵庫の冷凍サイクルは、圧縮機、放熱器、キャピラリチューブ、蒸発器、サクションパイプを順次流れた後、圧縮機に戻るように構成されている。一般的に、キャピラリチューブとサクションパイプは、ロウ付け又は半田付けされて互いに熱交換できるようにしてあるが、圧縮機に至るまでに外気温度相当に温度を上昇させるためには十分に熱交換長さを確保する必要がある。また、サクションパイプの一部の温度は蒸発器と同等となるため、壁面温度を低下させ、露付、霜付などの信頼性上の問題が発生する可能性がある。例えば特許文献１では、複数のサクションパイプを冷蔵庫隅部へ配することで庫内への熱影響の抑制を図っている。

特開２０１６−８８０９号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、サクションパイプを冷蔵庫背面の隅部に配した場合、冷蔵室において、低温の冷媒の影響を受けてサクションパイプ配設部に露や霜などが発生する可能性がある。

そこで、本発明の目的は、低温の冷媒の影響を受けて霜が成長してしまうのを防止可能な冷蔵庫を提供することにある。

上記課題を鑑みてなされた本発明は、外箱と内箱との間に発泡断熱材が充填して形成された断熱箱体であって、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室を有し、前記冷蔵温度帯室と前記冷凍温度帯室の間は断熱仕切壁で仕切られた断熱箱体と、冷媒を吐出する圧縮機と、冷媒の熱を外気に放熱する放熱器と、冷媒を減圧する第一の減圧装置と、前記冷蔵温度帯室内から吸熱する第一の冷却器と、前記第一の減圧装置と熱交換を行うように構成され前記断熱箱体の背面側の発泡断熱材に埋設した第一のサクションパイプと、を有する第一の冷却機構と、前記圧縮機と、前記放熱器と、冷媒を減圧する第二の減圧装置と、前記冷凍温度帯室内から吸熱する第二の冷却器と、前記第二の減圧装置と熱交換を行うように構成され前記断熱箱体の背面側の発泡断熱材に埋設した第二のサクションパイプと、を有する第二の冷却機構と、前記第一の冷却器からの冷気を前記冷蔵温度帯室へ送風するファンと、前記冷蔵温度帯室の背面に配置され前記冷蔵温度帯室の上部に吐出口を有する送風路と、を有する送風機構と、を備えた冷蔵庫において、前記第一のサクションパイプは前記第一の冷却器の背面の発泡断熱材に埋設され、前記第二のサクションパイプは前記冷凍温度帯室の背面の発泡断熱材に埋設され、前記第一のサクションパイプと前記第二のサクションパイプは前記第一の冷却器の背面に配置された冷媒合流部にて単一のサクションパイプとなり、前記単一のサクションパイプは前記冷蔵温度帯室の背面の発泡断熱材に埋設され、前記冷媒合流部から前記内箱の上部に至るように配置され、前記単一のサクションパイプの埋設部のうち前記冷媒合流部に近い箇所を、前記送風路の後方投影面に配する。

本発明によれば、低温の冷媒の影響を受けて霜が成長してしまうのを防止可能な冷蔵庫を提供することができる。

実施例に係わる冷蔵庫の正面図図１のＡ−Ａ断面図図２のＢ−Ｂ断面図実施例の冷蔵庫における断熱構造を示す正面図実施例の冷蔵庫における冷凍サイクル構成を示す概略図図２のＣ−Ｃ断面図実施例の冷蔵庫におけるサクションパイプの温度の例図２のＣ−Ｃ断面図にＢ-Ｂ断面図の冷蔵室風路を投影した概略図図１のＡ−Ａ断面の上部を詳細に示した図

以下、本発明の実施形態である。

図１は実施例に係わる冷蔵庫の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。冷蔵庫１の箱体１０は、上方から冷蔵室２、左右に併設された製氷室３と上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室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、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室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、上段冷凍室ドア４ａ、下段冷凍室ドア５ａ、野菜室ドア６ａである。以下では、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５は、まとめて冷凍室７と呼ぶ。

冷凍室７は、基本的に庫内を冷凍温度帯（０℃未満）の例えば平均的にー１８℃程度にした貯蔵室であり、冷蔵室２及び野菜室は庫内を冷蔵温度帯（０℃以上）とし、例えば冷蔵室２は平均的に４℃程度、野菜室は平均的に７℃程度にした貯蔵室である。ドア２ａには庫内の温度設定の操作を行う操作部２６を設けている。冷蔵庫１とドア２ａ、２ｂを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てあり、上部のドアヒンジはドアヒンジカバー１６で覆われている。

図２に示すように、外箱１０ａと内箱１０ｂ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箱体１０により、冷蔵庫１の庫外と庫内は隔てられている。箱体１０には発泡断熱材に加えて複数の真空断熱材２５を、鋼板製の外箱１０ａと合成樹脂製の内箱１０ｂとの間に実装している。冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３は断熱仕切壁２８によって隔てられ、同様に下段冷凍室５と野菜室６は断熱仕切壁２９によって隔てられている。また、製氷室３、上段冷凍室４、及び下段冷凍室５の各貯蔵室の前面側には、ドア３ａ、４ａ、５ａの隙間から冷凍室７内の空気が庫外へ漏れ、庫外の空気が各貯蔵室に侵入しないよう、断熱仕切壁３０を設けている。冷蔵室２のドア２ａ、２ｂの庫内側には複数のドアポケット３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、複数の棚３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを設け、複数の貯蔵スペースに区画されている。冷凍室７及び野菜室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（図示せず）、上段冷凍室容器４ｂ、下段冷凍室容器５ｂ、野菜室容器６ｂを備えている断熱仕切壁２８の上方には、冷蔵室２の温度帯よりも低めに設定されたチルドルーム３５を設けている。本チルドルームは、例えば後述するＲ蒸発器１４ａとＲファン９ａの制御、及び断熱仕切壁２８内に設けたヒータ（図示せず）により、冷蔵温度帯の例えば約０〜３℃にするモードと冷凍温度帯の例えば約−３〜０℃にするモードに切換えることができる。

冷蔵用蒸発器であるＲ蒸発器１４ａは冷蔵室２の略背部に備えた冷蔵用蒸発器室であるＲ蒸発器室８ａ内に設けてある。Ｒ蒸発器１４ａと熱交換して低温になった空気は、Ｒ蒸発器１４ａの上方に設けた冷蔵用ファンであるＲファン９ａにより、冷蔵室風路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１５ａ及び１５ｂ（図３参照）からＲ蒸発器室８ａに戻り、再びＲ蒸発器１４ａにより冷却される。

冷凍用蒸発器であるＦ蒸発器１４ｂは冷凍室７の略背部に備えた冷凍用蒸発器室であるＦ蒸発器室８ｂ内に設けてある。Ｆ蒸発器１４ｂと熱交換して低温になった空気は、Ｆ蒸発器１４ｂの上方に設けた冷凍用ファンであるＦファン９ｂにより、冷凍室風路１２、冷凍室吐出口１２ａを介して冷凍室７に送風し、冷凍室７内を冷却する。冷凍室７に送風された空気は冷凍室戻り口１７からＦ蒸発器室８ｂに戻り、再びＦ蒸発器１４ｂにより冷却される。

本実施例の冷蔵庫１では、野菜室６もＦ蒸発器１４ｂで低温にした空気で冷却する。Ｆ蒸発器１４ｂで低温になったＦ蒸発器室８ｂの空気は、Ｆファン９ｂにより野菜室風路（図示せず）、野菜室ダンパ（図示せず）を介して野菜室６に送風し、野菜室６内を冷却する。野菜室６が低温の場合は、野菜室ダンパを閉じることで野菜室６の冷却を抑える。なお、野菜室６に送風された空気は断熱仕切壁２９の下部前方に設けた野菜室側の冷気戻り部１８ａから野菜室冷気戻りダクト１８を介してＦ蒸発器室８ｂの下部に戻る。

冷蔵室２、冷凍室７、野菜室６の庫内背面側には、それぞれ冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、野菜室温度センサ４３を設け、Ｒ蒸発器１４ａの上部にはＲ蒸発器温度センサ４０ａ、Ｆ蒸発器１４ｂの上部にはＦ蒸発器温度センサ４０ｂを設け、これらのセンサにより、冷蔵室２、冷凍室７、野菜室６、Ｒ蒸発器１４ａ、及びＦ蒸発器１４ｂの温度を検知している。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、湿度を検知する外気温度センサ３７を設けている。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（図示せず）や、後述する仕切部温度検知手段である仕切部温度センサ１００等も設けている。

図２及び図３に示すように、Ｆ蒸発器室８ｂの下部には、Ｆ蒸発器１４ｂを加熱する除霜ヒータ２１を設けている。除霜ヒータ２１は、例えば５０Ｗ〜２００Ｗの電気ヒータで、本実施例では１５０Ｗのラジアントヒータとしている。Ｆ蒸発器１４ｂの除霜時に発生した除霜水（融解水）はＦ蒸発器室８ｂの下部に設けたトイ２３ｂに落下し、排水口２２ｂ、Ｆ排水管２７ｂ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。

また、Ｒ蒸発器１４ａの除霜方法については図８を用いて後述するが、Ｒ蒸発器１４ａの除霜時に発生した除霜水は、Ｒ蒸発器室８ａの下部に設けたトイ２３ａに落下し、排水口２２ａ、Ｒ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。

図３に示すように、トイ２３ａにはトイ２３ａでの除霜水が凍結した際に除霜水を融解させるトイヒータ１０１を設けている。Ｒ排水管２７ａには排水管上部ヒータ１０２及び排水管下部ヒータ１０３を設けている。また、トイ２３ａの最終集水部には残水の有無を検知するためのトイ温度センサ４５が断熱材内部に埋設されている。トイセンサ４５は、発泡ウレタン断熱材に埋設することにより、水の滴下による耐久性低下を避けるように構成されている。また、トイセンサ４５は、トイ２３ａの最終集水部に配置することで、少量の残水に対して反応するように構成されている。残水に対する制御については後述する。トイヒータ１０１、配水管上部ヒータ１０２、或いは配水下部ヒータ１０３の通電を制御している。なお各ヒータ１０１、１０２，１０３は、例えば消費電力２０Ｗ以下と、除霜ヒータ２１よりも消費電力が低い電気ヒータであり、本実施例ではトイヒータ１０１が６Ｗ，排水管上部ヒータ１０２が３Ｗ、排水管下部ヒータ１０３が１Ｗのヒータとしている。

ここで、図２、図３に示すように、トイ２３ａにはＲファン９ａを駆動させると冷蔵室２から冷蔵室蒸発器１４ａへの戻り空気が流れる構成にしている。後述するＲ蒸発器１４ａの除霜運転時はＲファン９ａを駆動させるため、このプラス温度の戻り空気でトイ２３ａを加熱できる。これにより、トイ２３ａでの除霜水の凍結を抑制し、また凍結した場合も融解に必要なトイヒータ１０１の加熱量を抑制することができ省エネルギー性能を高めることができる。

また、排水管２７ａ下部（排水管下部ヒータ１０３を設けた箇所）は、冷凍室７及びＦ蒸発器室８ｂよりも外箱１０ａに近接させている。これにより、特に外気高温時、外箱１０ａを介して外気により加熱できるため、排水管２７ａ下部での凍結を抑制し、また凍結した場合も排水管下部ヒータ１０３の加熱量を抑制することができ省エネルギー性能を高めることができる。一方、外気が低温の場合は排水管下部ヒータ１０３を加熱して除霜水が確実に排出できるようにしている。加えて、Ｒ排水管２７ａは約０℃の除霜水が流れるため、Ｒ排水管２７ａに近接した外箱１０ａが除霜水により冷却され、露点温度よりも低温になる可能性があるが、排水管下部ヒータ１０３を設けたことで、外気が高湿の場合は後述するＲ第一除霜運転とＲ第二除霜運転時に排水管下部ヒータ１０３に通電して外箱１０ａの温度低下を抑え、外箱１０ａへの結露を抑制できる。

冷蔵庫１の上部（図２参照）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３１を配置している。制御基板３１は、冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、野菜室温度センサ４３、蒸発器温度センサ４０ａ、４０ｂ等と接続され、前述のＣＰＵは、これらの出力値や操作部２６の設定、前述のＲＯＭに予め記録されたプログラム等を基に、圧縮機２４やＲファン９ａ、冷蔵用ファン９ｂ、前述の各ヒータ２１、１０１、１０２、１０３、及び後述する冷媒制御弁５２の制御等を行っている。

図４は、実施例に関わる冷蔵庫の断熱構造を示す正面図である。冷蔵庫１は、内箱８３と、外箱８４と、内箱８３と外箱８４との間に配置された真空断熱材８７と、を有している。本実施形態においては、真空断熱材８７は外箱８４側に両面テープやホットメルトなどの接着剤を介して配設されており、真空断熱材８７と内箱８３との隙間にはウレタン断熱材８８が注入発泡され、内箱８３と接着あるいは固定されるものである。なお、真空断熱材８７は、内箱３側、あるいは内箱８３と外箱８４の中間、に配置してもよく、そのような場合は、真空断熱材８７と外箱８４との隙間、あるいは真空断熱材８７と内箱８３との隙間および真空断熱材８７と外箱８４との隙間、にウレタン断熱材８８が充填される。断熱箱体の断熱性能はウレタン断熱材と真空断熱材が担っており、特に断熱性能の観点では、真空断熱材８７の充填比率を高めることが望ましい。

図５は、実施例に関わる冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）構成を示す概略図である。本実施例の冷蔵庫１では、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、断熱仕切壁２８、２９、３０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冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１、５３ａ２と冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ１、５３ｂ２、冷媒と庫内の空気を熱交換させて、庫内の熱を吸熱するＲ蒸発器１４ａとＦ蒸発器１４ｂ、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ２と熱交換を行う冷蔵用サクションパイプ５５ａ、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ２と熱交換を行う冷凍用サクションパイプ５５ｂ、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１および冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ１と熱交換を行う共用サクションパイプ５５ａbを備え、これらにより庫内を冷却している。また、冷凍サイクル中の水分を除去するドライヤ５１と、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を備え、さらに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５７も備えており、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。

なお本実施例の冷蔵庫１は、冷媒に可燃性冷媒のイソブタンを用いている。また、本実施例の圧縮機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、５２ａ、５２ｂで示す２つの流出口を備え、流出口５２ａ側に冷媒を流す冷蔵モードと、流出口５２ｂ側に冷媒を流す冷凍モードを備え、これらを切換えることができる部材である。また、本実施例の三方弁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、また何れも冷媒が流れるようにする全開のモードも備え、これらにも切換え可能である。

本実施例の冷蔵庫１では、冷媒は以下のように流れる。圧縮機２４から吐出した冷媒は、庫外放熱器５０ａ、庫外放熱器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冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１と接続され、流出口５２ｂは冷媒配管を介して冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ１と接続されている。

流出口５２ａ側に冷媒が流れるようにすると、流出口５２ａから流出した冷媒は、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１、５３ａ２、Ｒ蒸発器１４ａ、気液分離器５４ａ、冷蔵用サクションパイプ５５ａ、冷媒合流部５７、共用サクションパイプ５５ａｂの順に流れた後、圧縮機２４に戻る。冷蔵用キャピラリチューブ５３ａで低圧低温になった冷媒がＲ蒸発器１４ａを流れることでＲ蒸発器１４ａが低温となり、Ｒ蒸発器室８ａの空気を冷却することができ、すなわち冷蔵室２を冷却することができる。このとき、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１は必ずしもキャピラリチューブである必要はなく、製造上の容易さや冷媒音の対策のために段階的な冷媒の圧力状態の変化を与えたい意図からφ３程度のパイプを用いるのが有効である。このように、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１、５３ａ２の内径を、Ｒ蒸発器１４ａから遠い側から近い側にかけて徐々に小さくなるように形成することで、圧力の急拡大箇所がなくなり、冷媒音の低下につながる。また、冷蔵用サクションパイプ５５ａは、熱交換のために冷蔵用キャピラリチューブ５３a２とロウ付けや半田付けで接着するなどして併設されているが、冷蔵用サクションパイプの熱交換長さが十分に足りている場合、必ずしも接着する必要はない。

また、三方弁５２を流出口５２ｂ側に冷媒が流れるようにした場合は、流出口５２ｂから流出した冷媒は、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ１、５３ｂ２、Ｆ蒸発器１４ｂ、気液分離器５４ｂ、冷凍用サクションパイプ５５ｂ、逆止弁５６、冷媒合流部５７、共用サクションパイプ５５ａｂの順に流れた後、圧縮機２４に戻る。逆止弁５６は気液分離器５４ｂから冷媒合流部５７側には冷媒が流れ、冷媒合流部５７から気液分離器５４ｂ側へは流れないように配設している。冷凍用キャピラリチューブ５３ｂで低圧低温になった冷媒がＦ蒸発器１４ｂを流れることでＦ蒸発器１４ｂが低温となり、Ｒ蒸発器室８ａの空気を冷却することができ、すなわち冷凍室７を冷却することができる。このとき、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ１は必ずしもキャピラリチューブである必要はなく、製造上の容易さや冷媒音の対策のために段階的な冷媒の圧力状態の変化を与えたい意図からφ３程度のパイプを用いるのが有効である。このように、冷蔵用キャピラリチューブ５３ｂ１、５３ｂ２の内径を、Ｆ蒸発器１４ｂから遠い側から近い側にかけて徐々に小さくなるように形成することで、圧力の急拡大箇所がなくなり、冷媒音の低下につながる。また、冷凍用サクションパイプ５５ｂは、熱交換のために冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ２とロウ付けや半田付けで接着するなどして併設されているが、冷凍用サクションパイプの熱交換長さが十分に足りている場合、必ずしも接着する必要はない。

また、共用サクションパイプ５５ａｂと冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ１、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ１は、ロウ付けや半田付けで接着するなどして併設されており、共用サクションパイプ５５ａｂと各キャピラリチューブとの間で熱交換が行われる。ここで、共用サクションパイプ５５ａｂと各キャピラリチューブとの熱交換長さは必ずしも同じである必要はない。また、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ２、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ２の配置は、共用サクションパイプ５５ａｂの円を中心に対称にすることで曲げ加工が容易になる一方、同一方向にすることで加工が容易になるため、どうちらを選択してもよい。

なお、共用化されていない部分の冷蔵用サクションパイプ５５ａ，冷凍用サクションパイプ５５ｂのうち、特に冷凍用サクションパイプ５５ｂについては、冷媒の温度がより低いので、冷媒合流部５７に至る前に冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ２によって予め熱交換させて、冷媒の温度を低下させておくことが、庫内の霜付き等の抑制に効果的である。

本実施例のように、冷蔵用サクションパイプの一部と冷凍用サクションパイプの一部とを一体に構成して共用化することで、サクションパイプが冷蔵庫背面に占める割合を減らすことができる。その結果、冷蔵庫への熱影響が抑制されるだけでなく、断熱部材として発泡注入されるウレタンの流動性も高めることが可能となる。

特に、ウレタン発泡断熱材の厚さが真空断熱材の厚さよりも小さくすることで薄壁化した冷蔵庫においては、サクションパイプの配置によりウレタンの流動性が悪化するが、本実施例のような構成とすれば、ウレタンが注入し易くなる。

図６は、図２のＣ−Ｃ断面図であり、実施例に関わる冷蔵庫のサクションパイプ５５ａ、５５ｂ、５５ａｂ、逆止弁５６、冷媒合流部５７と、各貯蔵室２、６、７、断熱仕切り２８、２９の位置関係を示している。

冷蔵用蒸発器１４ａに接続された冷蔵用サクションパイプ５５ａは、Ｒ蒸発器１４ａ背面の発泡材に埋設され、略水平方向の冷媒合流部５７に至る。Ｆ蒸発器１４ｂに接続された冷凍用サクションパイプ５５ｂは、断熱仕切壁２８の下面に向かって発泡材内に埋設される。次に断熱仕切壁２８の背面にて逆止弁５６に接続され、その後、冷媒合流部５７に至る。

本実施例では、冷媒合流部５７の配置位置を冷蔵室２の背面にしているが、冷媒合流部５７が氷点下以下の冷媒温度であることから、断熱仕切壁２８の背面や冷凍室７の背面に配置した方が、庫内の霜付等のリスクが低減することができる。

サクションパイプは、冷媒合流部５７に到達後、略垂直方向に配置され、内箱８３の上部に至り、略水平方向に配置される。このとき、略水平方向のサクションパイプの一部には、内箱８３との間に距離をとるためのスペーサ部材を用いることで、庫内露つきの問題を抑制できる。その後、略垂直方向の断熱仕切壁２９に向かって配置される。このとき、断熱仕切壁２８の背面にてサクションパイプを略水平方向に延ばす構成にすることで、熱交換性能を調整することができる。次に、断熱仕切壁２８の背面、或いは野菜室６の背面に、サクションパイプが略水平方向に配置される。このとき、サクションパイプは、冷凍室７の背面に配置しない方がよく、サクションパイプの温度は後流になるに従い外気温度に近づくため、冷蔵庫１の内部との温度差が小さい箇所に配置するほうが有効である。

また、サクションパイプの垂直方向と水平方向の接続部は傾斜があってもよい。この傾斜は、発泡材の注入口を避けることや、真空断熱材８７の冷蔵庫１の背面側から内箱８３側への投影面にサクションパイプを収めることを目的として設けられている。その後、サクションパイプは、略垂直方向に機械室３９へ向けて配置され、圧縮機２４に至る。

図７は、サクションパイプ５５ａ、５５ｂの相対的な長さ（蒸発器出口からの長さ／蒸発器出口から圧縮機までの全長）とサクションパイプ５５ａ、５５ｂの温度の関係を示している。尚、図６の冷蔵庫運転条件は無負荷状態であり、外気温度は３０℃である。サクションパイプ５５ａ、５５ｂの温度は、キャピラリチューブ５３ａ、５３ｂとの熱交換により蒸発器出口から下流に流れるほど上昇し、冷媒合流部５７に到達すると、キャピラリチューブ５３ａ、５３ｂの入口温度、すなわち外気温度に近い温度帯となる。そのため、断熱材内部に埋設されたサクションパイプ５５ａ、５５ｂは、冷却された冷蔵庫１に放熱してしまうため、冷凍室７の背面部、特にＦ蒸発器１４ｂの背面を避けるのが有効である。一方で、そのような配置をしようとするとサクションパイプ５５ａ、５５ｂの熱交換長さを十分にとれず、冷却力を損ない省エネ性の悪化につながることがある。そこで、断熱仕切壁２８、２９の背面側でサクションパイプ５５ａ、５５ｂの長さを稼ぐことで、有効に冷蔵庫及びサクションパイプの性能を向上できる。尚、冷蔵庫の性能とは冷却能力及び省エネ性能であり、サクションパイプの性能とは完全に断熱されている状態での熱交換能力と実際の熱交換能力の比を指している。

図５に示すように冷蔵用サクションパイプ５５ａは、Ｒ蒸発器１４ａの温度（例えば−１０℃）がＦ蒸発器１４ｂ（例えば−２５℃）と比較して高温であるため、入口から出口までの全ての箇所において低温部を避けることが有効である。一方で、蒸発器１４ａ、１４ｂから圧縮機までの長さの中心から圧縮機側のサクションパイプ５５ａ、５５ｂの温度は１５℃程度と高温になっているため、可能な限り冷凍室背面及びF蒸発器１４ｂ背面を避けて構成するのが効果的である。特にR蒸発器１４ａから圧縮機までの長さの中心から圧縮機側の冷蔵用サクションパイプ５５ａのうち、冷凍温度帯室の背面を通る長さより、断熱仕切壁の背面及び冷蔵室の背面を通る長さの方が長いので、より高い効果が得られる。更に、この高温部を、F蒸発器１４ｂの除霜水を排水するトイ２３ｂやＦ排水管２７ｂの背面に埋設することにより、常時加熱し、排水管凍結の抑制に利用してもよい。

図８は、図２のＣ−Ｃ断面図に図２のＢ−Ｂ断面図の冷蔵室風路１１、冷蔵室ファン９ａを投影させた図であり、実施例に関わる冷蔵庫の熱交換式サクションパイプ５５ａｂと、冷蔵室風路１１、冷蔵用ファン９ａの位置関係を示している。

図８に示すように、共用サクションパイプ５５ａｂの埋設部のうち冷媒合流部５７に近い箇所は、冷蔵室風路１１の後方投影面上になるように配置されている。

図７に示すように共用サクションパイプ５５ａｂの冷媒合流部５７に近い箇所のパイプ温度は、Ｒ蒸発器１４ａの冷媒温度（例えば−１０℃）、あるいはＦ蒸発器１４ｂの冷媒温度（例えば−２５℃）の影響を受けて低温になるため、共用サクションパイプ５５ａｂが埋設されている箇所の、特に冷媒合流部５７に近い箇所のパイプが埋設されている箇所の庫内側表面温度も、冷却運転中には氷点下の状態になる場合がある。更に、冷蔵室２の温度は４℃程度になるように調整しているため、顧客の使用状況により冷蔵室２の相対湿度が高い場合、冷蔵室内の壁面部には霜が発生する。霜の成長は、空気温度が壁面温度に対して高く、絶対湿度が高いと成長方向となり、空気温度が壁面温度に対して低く、絶対湿度が低いと昇華方向になる。また、空気流速が高いほど物質伝達率が高くなり、霜の成長、あるいは昇華速度が増加するが、一方で空気流速が高いと空気温度と壁面温度の差が小さくなるため、冷蔵室２では、霜から露となる。そこで、図８に示すように、共用サクションパイプ５５ａｂの埋設部のうち冷媒合流部５７に近い箇所を冷蔵室風路１１に曝すことにより、発生する霜を露にし、排水することが可能になる。さらに、冷蔵室２の冷却運転中は、空気温度を低温とすることで、昇華させることも可能になる。また、非風路部材（断熱部材）７０の冷蔵室２背面側と共用サクションパイプ５５ａｂとの間のうち、少なくとも冷蔵室２の背面側の表面温度が氷点下温度帯となる領域に空気が流入すると必ず霜が成長するため、空気の進入を防止する部材を貼り付けることが望ましいが、除霜・排水が可能であればこの限りではない。

図９は、図１のＡ−Ａ断面の上部を詳細に示した図であり、実施例に関わる冷蔵庫の共用サクションパイプ５５ａｂと、冷蔵室風路１１、内箱凸部８９の位置関係を示している。

図９に示すとおり、冷蔵室風路１１の吐出口は、上方に向けて開口するように形成されている。また、冷蔵室２の背面上方の天井角部には内箱凸部８９が設けられており、この内箱凸部８９に吐出口からの冷気が当たるようになっている。本実施例では、この内箱凸部８９を設けることで、共用サクションパイプ５５ａｂと内箱８３の間の距離を長くし、断熱性能を向上させている。これは、Ｒ蒸発器１４ａの除霜を行うために、Ｒ蒸発器１４ａに冷媒を流していない状態で、Ｒファン９ａにより空気を循環させる際に、壁面温度よりも空気温度が高い状態になることがあり、その際の霜付、露付きの量を最小限にするためである。また、図３に示すように、制御基板３１の配置位置の凹部の断熱性能を向上するために、略水平方向に長く内箱凸部８９を配置してもよい。更に、冷蔵室風路１１と非風路部材７０の天面側投影上に内箱凸部８８を設けることで、断熱性能の向上と意匠性を両立することができるが、この限りではない。

以上が、本実施の形態例を示す実施例である。なお、本発明は前述した実施例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、蒸発器が２つの冷蔵庫に限らず、蒸発器が１つの冷蔵庫であっても構わない。

１冷蔵庫
２冷蔵室
２ａ、２ｂ冷蔵室ドア
３製氷室
４上段冷凍室
５下段冷凍室冷凍室
３ａ，４ａ、５ａ冷凍室ドア
６野菜室
６ａ野菜室ドア
７冷凍室（３、４、５の総称）
８ａＲ蒸発器室（冷蔵用蒸発器室）
８ｂＦ蒸発器室（冷凍用蒸発器室）
９ａＲファン（冷蔵用ファン）
９ｂＦファン（冷凍用ファン）
１０断熱箱体
１０ａ外箱
１０ｂ内箱
１１冷蔵室風路
１１ａ冷蔵室吐出口
１２冷凍室風路
１２ａ冷凍室吐出口
１４ａＲ蒸発器（冷蔵用蒸発器）
１４ｂＦ蒸発器（冷凍用蒸発器）
１５ａ、ｂ冷蔵室戻り口
１６ヒンジカバー
１７冷凍室戻り口
１８野菜室戻り風路
１８ａ野菜室戻り口
２１ラジアントヒータ
２２ａ、２２ｂ排水口
２３ａ、２３ｂトイ
２４圧縮機
２７ａＲ排水管
２７ｂＦ排水管
２８、２９、３０断熱仕切壁
３１制御基板
３２蒸発皿
３５チルドルーム
３９機械室
４０ａＲ蒸発器温度センサ
４０ｂＦ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野菜室温度センサ
４５トイ温度センサ
５０ａ、５０ｂ放熱器
５１結露抑制パイプ
５２三方弁（冷媒制御手段）
５３ａ冷蔵用キャピラリチューブ（減圧手段）
５３ｂ冷凍用キャピラリチューブ（減圧手段）
５４ａ冷蔵用気液分離器
５４ｂ冷凍用気液分離器
５５ａ冷蔵用サクションパイプ
５５ｂ冷凍用サクションパイプ
５５ａｂ共用サクションパイプ
５６逆止弁
５７冷媒合流部
５８野菜室冷却風路
７０非風路部材
８３内箱
８４外箱
８７真空断熱材
８８発泡材
８９内箱凸部
１０１トイ部ヒータ
１０２排水管上部ヒータ
１０３排水管下部ヒータ

Claims

外箱と内箱との間に発泡断熱材が充填して形成された断熱箱体であって、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室を有し、前記冷蔵温度帯室と前記冷凍温度帯室の間は断熱仕切壁で仕切られた断熱箱体と、
冷媒を吐出する圧縮機と、冷媒の熱を外気に放熱する放熱器と、冷媒を減圧する第一の減圧装置と、前記冷蔵温度帯室内から吸熱する第一の冷却器と、前記第一の減圧装置と熱交換を行うように構成され前記断熱箱体の背面側の発泡断熱材に埋設した第一のサクションパイプと、を有する第一の冷却機構と、
前記圧縮機と、前記放熱器と、冷媒を減圧する第二の減圧装置と、前記冷凍温度帯室内から吸熱する第二の冷却器と、前記第二の減圧装置と熱交換を行うように構成され前記断熱箱体の背面側の発泡断熱材に埋設した第二のサクションパイプと、を有する第二の冷却機構と、
前記第一の冷却器からの冷気を前記冷蔵温度帯室へ送風するファンと、前記冷蔵温度帯室の背面に配置され前記冷蔵温度帯室の上部に吐出口を有する送風路と、を有する送風機構と、
を備えた冷蔵庫において、
前記第一のサクションパイプは前記第一の冷却器の背面の発泡断熱材に埋設され、
前記第二のサクションパイプは前記冷凍温度帯室の背面の発泡断熱材に埋設され、
前記第一のサクションパイプと前記第二のサクションパイプは前記第一の冷却器の背面に配置された冷媒合流部にて単一のサクションパイプとなり、
前記単一のサクションパイプは前記冷蔵温度帯室の背面の発泡断熱材に埋設され、前記冷媒合流部から前記内箱の上部に至るように配置され、前記単一のサクションパイプの埋設部のうち前記冷媒合流部に近い箇所が、前記送風路の後方投影面に配されることを特徴とする冷蔵庫。
請求項１記載の冷蔵庫において、
前記単一のサクションパイプに対して前記第一の減圧装置と前記第二の減圧装置が配されることで、いずれの減圧装置に対しても熱交換する機構を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
請求項１記載の冷蔵庫において、
前記単一のサクションパイプは前記内箱の上部に至った後、略水平方向に配置され、
前記送風路の吐出口が、上方に向けて開口するように形成されており、前記吐出口からの冷気が天井角部に設けられた凸部に当たることを特徴とする冷蔵庫。