JP7372186B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明は、冷蔵庫に関する。
特許文献1には、貯蔵室の温度をそれぞれ切替可能とする複数の切替貯蔵室に、温度を制御するためのサーミスタが設けられた冷蔵庫が記載されている。
特開2016-223752号公報
ところで、切替室の場合、冷凍温度に設定された場合と冷蔵温度に設定された場合とで、庫内と庫外の温度差が大きく変化する。切替室が冷凍温度帯の場合、温度差が非常に大きくなり、庫外から入る熱量が増え、より多くの冷気を送ることが必要になる。一方、切替室が冷蔵温度帯の場合、温度差が小さいので、より少ない風の量だったり、短時間で冷気を送るだけでよく、供給する冷気量が減る。
このように、冷気の供給状態が切替室の設定状態によって大きく変化する。冷気の供給状態に応じて、温度が上がり易い場所と、下がり易い場所が変化する。このため、特許文献1に記載の冷蔵庫のように、それぞれの切替貯蔵室に単一の温度センサを備えた冷蔵庫では、貯蔵室内の温度が、設定状態によって変わるのを適切に検知できなくなる。また、冷凍温度帯に合わせるか、冷蔵温度帯に合わせるか、どちらかを優先した場合、貯蔵室が冷え易くなったり、温度が上がり易くなる。一つの温度センサのみで検知すると、貯蔵室内の状態を十分に検知できず、貯蔵室内が冷え過ぎるという課題がある。
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、切替室内を適切な温度で制御可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。
本発明の冷蔵庫は、冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な切替室冷却器を収容する冷却器室と、前記切替室に冷気を吹出す吹出口と、前記冷却器室と前記吹出口とを繋ぐ風路と、前記吹出口の近傍に配置された切替室ダンパと、前記切替室に設けられる一の温度センサおよび他の温度センサと、前記他の温度センサおよび前記一の温度センサと接続される少なくとも一つの制御部と、を備え、前記一の温度センサは、前記他の温度センサよりも下方に位置し、かつ、前記切替室ダンパと前記吹出口との間に設けられ、前記切替室が冷凍温度帯に設定されている間、前記制御部は、前記他の温度センサが温度上昇を検知した場合、前記切替室への冷気の供給を増加させる
本発明によれば、切替室内を適切な温度で制御可能な冷蔵庫を提供できる。
本実施形態に係る冷蔵庫を示す正面図である。 図1のII-II線断面図である。 本実施形態に係る冷蔵庫の庫内背面内部の冷気の流れを示す正面図である。 本実施形態に係る冷蔵庫の庫内の冷気の流れを示す正面図である。 図4に示すV-V断面の要部拡大図である。 冷却空気の風路構造の概略図である。 本実施形態に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す構成図である。 切替室の背面側に設けられる断熱仕切壁を示す分解斜視図である。 ダンパダクトの内部構造を示す斜視図である。 ダンパ部材を示す斜視図である。 第1実施形態に係る第一切替室の温度センサの配置を示す概略図である。 図11のXII-XII線断面図である。 図11のXIII-XIII線断面図である。 第二切替室の温度センサの配置を示す概略図である。 第1実施形態に係る冷蔵庫の冷却運転制御を示すフローチャートである。 第1実施形態に係る第一切替室の温度制御を示すフローチャートである。 第1実施形態に係る各種部材の動作条件の一例を示す説明図である。 第一切替室が冷凍設定、第二切替室が冷凍設定の場合の第一切替室の温度制御を示すタイムチャートである。 第一切替室が冷蔵設定、第二切替室が冷凍設定の場合の第一切替室の温度制御を示すタイムチャートである。 第2実施形態に係る第一切替室の温度制御を示すフローチャートである。 第2実施形態に係る各種部材の動作条件の一例を示す説明図である。 第一切替室が冷蔵設定、第二切替室が冷凍設定の場合の第一切替室の温度制御を示すタイムチャートである。 第3実施形態に係る第一切替室の温度センサの配置を示す斜視図である。 図23のXXIV-XXIV線断面図である。 図23のXXV-XXV線断面図である。
以下、本発明を実施するための形態(本実施形態)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。また、以下では、図1および図2に示す方向を基準として説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る冷蔵庫を示す正面図である。なお、以下では、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は、冷蔵室2、製氷室3、冷凍室4、第一切替室5(切替室)および第二切替室6(切替室)を備えた断熱箱体10を有している。第一切替室5は、冷蔵温度帯(例えば、1℃~6℃)から冷凍温度帯(例えば、約-20℃~-18℃)まで温度帯を切り替えることができるようになっている。第二切替室6も同様に、冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで温度帯を切り替えることができるようになっている。冷蔵室2は、冷蔵温度帯(例えば、6℃)に設定され、製氷室3および冷凍室4は、冷凍温度帯(例えば、約-20℃)に設定される。
また、冷蔵庫1は、断熱箱体10の正面に、冷蔵室2を開閉する冷蔵室扉2a,2bと、製氷室3を開閉する製氷室扉3aと、冷凍室4を開閉する冷凍室扉4aと、第一切替室5を開閉する第一切替室扉5aと、第二切替室6を開閉する第二切替室扉6aと、を備えている。冷蔵室扉2a,2bは観音開き可能に構成されている。製氷室扉3a、冷凍室扉4a、第一切替室扉5a、および第二切替室扉6aは、手前方向に引き出し可能に構成されている。冷蔵室扉2a,2b、製氷室扉3a、冷凍室扉4a、第一切替室扉5aおよび第二切替室扉6aは、断熱扉である。また、冷蔵室扉2aの庫外側表面には、庫内の温度設定の操作を行う操作部26を設けている。
冷蔵室2と、冷凍室4および製氷室3とは断熱仕切壁28によって隔てられている。また、冷凍室4および製氷室3と、第一切替室5とは断熱仕切壁29によって隔てられ、第一切替室5と第二切替室6とは断熱仕切壁30によって隔てられている。
断熱箱体10の天面庫外側の手前側と、断熱仕切壁28の前縁には、断熱箱体10と扉2a、2bを固定するための扉ヒンジ(図示せず)を備えている。上部の扉ヒンジは、扉ヒンジカバー16で覆われている。
本実施形態の冷蔵庫1の第一切替室5および第二切替室6では、冷蔵温度(平均的に4℃程度に維持)と、冷凍温度(平均的に-18℃程度に維持)の何れかを選択することができる。具体的には、第一切替室5と第二切替室6がともに冷凍温度に設定される「FF」モード、第一切替室5と第二切替室6がそれぞれ冷蔵温度と冷凍温度に設定される「RF」モード、第一切替室5と第二切替室6がそれぞれ冷凍温度と冷蔵温度に設定される「FR」モード、第一切替室5と第二切替室6がともに冷蔵温度に設定される「RR」モードの中から選択することができる。
図2は、図1のII-II線断面図である。
図2に示すように、冷蔵庫1は、鋼板製の外箱10aと合成樹脂製(本実施形態ではABS樹脂)の内箱10bとの間に発泡断熱材93(本実施形態ではポリウレタンフォーム)を充填して形成される断熱箱体10により、庫外と庫内が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、発泡断熱材より熱伝導率が低い(断熱性能が高い)真空断熱材を外箱10aと内箱10bとの間に複数実装することで、内容積の低下を抑えて断熱性能を高めている。本実施形態の冷蔵庫1は、断熱箱体10の背面に真空断熱材25a、下面(底面)に真空断熱材25b、左側面に真空断熱材、右側面に真空断熱材を実装して、貯蔵室より温度が高い庫外からの熱の侵入を抑えて冷蔵庫1の断熱性能を高めている。同様に、本実施形態の冷蔵庫1は、第一切替室扉5aに真空断熱材25e、第二切替室扉6aに真空断熱材25fを実装することで、冷蔵庫1の断熱性能を高めている。
冷蔵室扉2a,2bは、庫内側に複数の扉ポケット33a,33b,33cを備えている。また、冷蔵室2内は、棚34a,34b,34c,34dによって複数の貯蔵スペースに区画されている。製氷室扉3a、冷凍室扉4a、第一切替室扉5aおよび第二切替室扉6aは、それぞれ一体に引き出される製氷室容器3b、冷凍室容器4b、第一切替室容器5b、第二切替室容器6bを備えている。
冷蔵室2の背部には、第一蒸発器14aが実装された第一蒸発器室8aを備えている。また、第一切替室5および第二切替室6の略背部には、第二蒸発器14b(冷却器)が実装された第二蒸発器室8b(冷却器室)を備えている。また、第一切替室5および第二切替室6と、第二蒸発器室8b、後述する第二ファン吐出風路12との間は、断熱仕切壁27によって隔てられている。
なお、断熱仕切壁27は、断熱箱体10、断熱仕切壁29および断熱仕切壁30とは別体であり、図示しないシール部材(一例として軟質ウレタンフォーム)を介して断熱箱体10、断熱仕切壁29および断熱仕切壁30と接触するように固定し、着脱可能としている。このように、断熱仕切壁27を別体で形成し着脱可能とすることで、第二蒸発器室8bに収納される第二蒸発器14bや後述する第二ファン(送風機)9b、第一切替室第一フラッパ411(第一切替室第一ダンパ)、第一切替室第二フラッパ412(第一切替室第二ダンパ)、第二切替室第一フラッパ421(第二切替室第一ダンパ)、第二切替室第二フラッパ422(第二切替室第二ダンパ)といった断熱仕切壁27により覆われる部品に不具合が生じた場合に、断熱仕切壁27を外して容易にメンテナンスが行えるようになる。
また、断熱仕切壁27,28の内部には、真空断熱材は実装せずに主たる断熱部材として発泡断熱材であるポリスチレンフォーム(発泡スチロール)を実装している。一方、断熱仕切壁29,30の内部には発泡断熱材であるポリスチレンフォームとともに、それぞれ真空断熱材25g,25hを実装することで断熱性能を高めている。真空断熱材25g,25hは、発泡断熱材より熱伝導率が低い(断熱性能が高い)ので、断熱仕切壁29,30の主たる断熱部材は真空断熱材となる。なお、断熱仕切壁27,28,29,30の内部に用いる発泡断熱材としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームを用いても良い。
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、それぞれ冷蔵室温度センサ41(図4参照)、冷凍室温度センサ42(図4参照)、第一切替室第一温度センサ(他の温度センサ)43a(図11参照)、第一切替室第二温度センサ(一の温度センサ)43b(図11参照)、第二切替室第一温度センサ44a(図14参照)、第二切替室第二温度センサ44b(図14参照)が設けられている。第一蒸発器14aの上部には第一蒸発器温度センサ40aが設けられている。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、第一蒸発器室8a、第一蒸発器14a、第二蒸発器室8b、および、第二蒸発器14bの温度を検知している。また、冷蔵庫1の天井部の扉ヒンジカバー16の内部には、外気温度センサ37と外気湿度センサ38が設けられ、外気(庫外空気)の温度と湿度を検知している。その他にも、扉センサ(図示せず)を設けることで、扉2a,2b,3a,4a,5a,6aの開閉状態をそれぞれ検知している。
次に、図3ないし図6および適宜図2を参照しながら庫内の風路構成について説明する。図3は、庫内背面内部の冷気の流れを示す正面図である。なお、図3は、図1の扉、容器、後述する断熱仕切壁27を外した状態の正面図である。
図3に示すように、第一蒸発器14aの上方には第一ファン9aが設けられている。第一ファン9aによって送り出される冷却空気は、冷蔵室風路110、冷蔵室吐出口110aを介して冷蔵室2に送風され、冷蔵室2内を冷却する。ここで、第一ファン9aは、例えば、遠心ファンであるターボファン(後向きファン)によって構成され、回転速度を高速(1600min-1)と低速(1000min-1)に制御可能となっている。冷蔵室2に送風された空気は、冷蔵室戻り口110b(図2参照)および冷蔵室戻り口110cから第一蒸発器室8aへと戻り、再び第一蒸発器14aと熱交換する。
冷蔵室2の冷蔵室吐出口110aは、冷蔵室2の上部に設けられている。本実施形態では最上段の棚34aと二段目の棚34bの上方に空気が吐出するようになっている。また、冷蔵室戻り口110cは、冷蔵室2の棚34cと棚34dの間に形成される空間の背部に設けられている。冷蔵室戻り口110b(図2参照)は、冷蔵室2の棚34dと断熱仕切壁28の間に形成される空間の略背面に設けられている。
製氷室3の背面には、製氷室吐出口120aが設けられている。この製氷室吐出口120aは、製氷室3の上部に設けられている。冷凍室4の背面には、冷凍室吐出口120bが設けられている。この冷凍室吐出口120bは、冷凍室4の上部に設けられている。製氷室吐出口120aおよび冷凍室吐出口120bは、冷凍室風路130と連通している。第二ファン9bから送り出された冷気は、破線矢印で示すように、冷凍室風路130を通り、分岐して、実線矢印で示すように、製氷室吐出口120aと冷凍室吐出口120bから吐出される。
本実施形態の冷蔵庫1は、第一切替室5および第二切替室6への送風遮断手段として、第一切替室第一フラッパ411(第一切替室第一フラッパ)、第一切替室第二フラッパ412(第一切替室第二フラッパ)、第二切替室第一フラッパ421(第二切替室第一フラッパ)、第二切替室第二フラッパ422(第二切替室第二フラッパ)を備えている。第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412は、第一切替室5の背部の仕切に実装されている。第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422は、第二切替室6の背部に実装されている。ここで、第一切替室第一フラッパ411および第二切替室第一フラッパ421の開口面積は、第一切替室第二フラッパ412および第二切替室第二フラッパ422の開口面積よりも大きく形成されている。
第二蒸発器14bは、第一切替室5、第二切替室6および断熱仕切壁30の略背部の第二蒸発器室8b内に設けられている。第二蒸発器14bの上方には第二ファン9bが設けられている。第二ファン9bは、遠心ファンであるターボファン(後向きファン)であり、回転速度は高速(1800min-1)と低速(1200min-1)に制御可能となっている。製氷室3および冷凍室4を冷却した空気は、冷凍室戻り口120cから冷凍室戻り風路120dを介して、第二蒸発器室8b(第二蒸発器14bの下方)に戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
第一切替室5の背面下部には、第一切替室戻り口111cが形成されている。第一切替室5を冷却した後の冷気は、第一切替室戻り口111cから排出され、冷凍室戻り風路120dを介して、第二蒸発器室8b(第二蒸発器14bの下方)に戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
図4は、庫内の冷気の流れを示す正面図である。なお、図4は、図1の扉および容器を外した状態の正面図である。
図4に示すように、断熱仕切壁27には、第一切替室5内に冷気を吐出させる第一切替室第一吐出口111a,111aが設けられている。第一切替室第一吐出口111aは、幅方向(左右方区)に細長く形成され、幅方向中央よりも左側(第一切替室戻り口111cとは左右方向の反対側)に位置している。また、第一切替室第一吐出口111aは、庫内高さ方向の中央よりも上側に位置している。
また、断熱仕切壁27には、第一切替室5内に冷気を吐出させる第一切替室第二吐出口111bが形成されている。この第一切替室第二吐出口111bは、断熱仕切壁27の左側の側面に形成されている。これにより、第一切替室第二吐出口111bから吐出された冷気は、内箱10bの内壁面(左側面)に向けて吐出される。また、断熱仕切壁27には、第一切替室第二吐出口111bと第一切替室第二フラッパ412とを連通させる第一切替室連通路111dが形成されている。
また、断熱仕切壁27には、第二切替室6内に冷気を吐出させる第二切替室第一吐出口112a,112aが設けられている。第二切替室第一吐出口112aは、幅方向(左右方区)に細長く形成され、幅方向中央よりも左側(第二切替室戻り口112cとは左右方向の反対側)に位置している。また、第二切替室第一吐出口112aは、庫内高さ方向の中央よりも上側に位置している。
また、断熱仕切壁27には、第二切替室6内に冷気を吐出させる第二切替室第二吐出口112bが形成されている。この第二切替室第二吐出口112bは、断熱仕切壁27の左側の側面に形成されている。これにより、第二切替室第二吐出口112bから吐出された冷気は、内箱10bの内壁面(左側面)に向けて吐出される。また、断熱仕切壁27には、第二切替室第二吐出口112bと第二切替室第二フラッパ422とを連通させる第二切替室連通路112dが形成されている。
図5は、図4のV-V断面の要部拡大図である。
図5に示すように、第二切替室6は、背面上部に第二切替室戻り口112cを備えている。第二切替室戻り口112cから流入した空気は、第二切替室戻り口112cから下方に延伸する第二切替室戻り風路112eを流れ、第二切替室戻り口112cより高さ位置が低く形成された第二蒸発器室流入口112fに至り、第二蒸発器室8bに対して下方から流れ込む。
このように第二切替室戻り口112cから第二蒸発器室流入口112fに至る間に、下方に延伸する風路(第二切替室戻り風路112e)を備えることで、第二ファン9bが停止した際に、第二蒸発器室8b内の低温空気が第二切替室6内に逆流し難くなる。これにより、特に第二切替室6が冷蔵温度に設定された際に、第二切替室6が冷え過ぎるといった事態が生じにくい冷蔵庫1とすることができる。なお、第二切替室戻り口112cから第二蒸発器室流入口112fに至る間に、下方に延伸する風路があれば良いので、第二切替室戻り口112cから流入した空気が、上方に向けて流れた後に、下方に延伸する風路を流れるように構成することもできる。
図6は、冷却空気の風路構造の概略図である。
図6に示すように、冷凍室フラッパ431が開放状態に制御されている場合は、第二蒸発器14bと熱交換して低温になった空気は、第二ファン9bを駆動することにより、第二ファン吐出風路12、冷凍室風路130、製氷室吐出口120aおよび冷凍室吐出口120bを介して製氷室3および冷凍室4に送られ、製氷室3の製氷皿内の水、製氷室容器3b内の氷、冷凍室4内の冷凍室容器4bに収納された食品等を冷却する。製氷室3および冷凍室4を冷却した空気は、冷凍室戻り口120cから冷凍室戻り風路120dを介して、第二蒸発器室8b(図2参照)に戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
第一切替室第一フラッパ411が開放状態に制御されている場合は、第二ファン9bによって昇圧された空気は、第二ファン吐出風路12、第一切替室風路140、第一切替室第一フラッパ411、吐出口形成部材111(図4参照)に備えられた第一切替室第一吐出口111a,111aを介して、第一切替室5に設けた第一切替室容器5b内に直接送られて、第一切替室容器5b内の食品を直接冷却する。第一切替室5を冷却した空気は、第一切替室戻り口111c、冷凍室戻り風路120dを流れて、第二蒸発器室8bに戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。なお、直接冷却とは、収納された食品に冷気を直接に供給して冷却する方式である。
第一切替室第二フラッパ412が開放状態に制御されている場合は、第二ファン9bによって昇圧された空気は、第二ファン吐出風路12、第一切替室風路140、第一切替室第二フラッパ412、吐出口形成部材111(図4参照)に備えられた第一切替室第二吐出口111bから、第一切替室5の側壁に向けて吐出し、第一切替室容器5b内の食品を間接的に冷却する。第一切替室5を冷却した空気は、第一切替室戻り口111c、冷凍室戻り風路120dを流れて、第二蒸発器室8bに戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。なお、間接冷却とは、食品の乾燥を抑えるために、収納された食品に冷気が直接に当たらないように供給して冷却する方式である。
第二切替室第一フラッパ421が開放状態に制御されている場合は、第二ファン9bによって昇圧された空気は、第二ファン吐出風路12、第二切替室風路150、第二切替室第一フラッパ421、吐出口形成部材112(図4参照)に備えられた第二切替室第一吐出口112a,112aを介して、第二切替室6に設けた第二切替室容器6b内に直接送られて、第二切替室容器6b内の食品を冷却する。第二切替室6を冷却した空気は、第二切替室戻り口112c、第二切替室連通路112dを流れて、第二蒸発器室8bに戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
第二切替室第二フラッパ422が開放状態に制御されている場合は、第二ファン9bによって昇圧された空気は、第二ファン吐出風路12、第二切替室風路150、第二切替室第二フラッパ422、吐出口形成部材112(図4参照)に備えられた第二切替室第二吐出口112bから、第二切替室6の側壁に向けて吐出し、第二切替室容器6b内の食品を間接的に冷却する。第二切替室6を冷却した空気は、第二切替室戻り口112c、第二切替室連通路112dを流れて、第二蒸発器室8bに戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
なお、低温の蒸発器が収納される蒸発器室(本実施形態では第二蒸発器室8b)、蒸発器と熱交換して低温になった空気が流れる風路(本実施形態では、第二ファン吐出風路12、冷凍室風路130、第一切替室風路140、第二切替室風路150)、冷凍温度に維持される貯蔵室(本実施形態では製氷室3、冷凍室4、冷凍温度に設定された場合の第一切替室5、冷凍温度に設定された場合の第二切替室6)、冷凍温度に維持される貯蔵室からの戻り風路(本実施形態では、冷凍室戻り風路120d、冷凍温度に設定された場合の第二切替室連通路112d)は、冷凍温度になる空間であるため、以下では冷凍温度空間と呼ぶ。また、本実施形態では、第一切替室風路140と第二切替室風路150は、後記するダンパダクト部材350によって構成されている。
図7は、本実施形態に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す構成図である。
図7に示すように、本実施形態の冷蔵庫1は、圧縮機24、冷媒の放熱を行う放熱手段としての庫外放熱器50a、壁面放熱配管50b(外箱10aと内箱10bの間の領域の外箱10aの内面に配置)、断熱仕切壁28,29,30(図2参照)の前面部および断熱箱体10(図2参照)の前縁部近傍への結露を抑制する結露防止配管50c(断熱仕切壁28,29,30の内面に配置)、冷媒を減圧す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することで庫内の熱を吸熱する第一蒸発器14aと第二蒸発器14bを備えている。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と、液冷媒の圧縮機24への流入を抑制する気液分離器54a、54b、冷媒流路を制御する冷媒制御弁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。これらを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成している。冷媒は可燃性冷媒のイソブタンである。
冷媒制御弁52は、流出口52a,52bを備えている。また、冷媒制御弁52は、流出口52aを開放し、流出口52bを閉鎖した「状態1」、流出口52aを閉鎖し、流出口52bを開放した「状態2」、流出口52aと流出口52bの何れも閉鎖した「状態3」、流出口52aと流出口52bの何れも開放した「状態4」の4つの状態に切換え可能な弁である。
次に本実施形態の冷蔵庫1の冷媒の流れについて説明する。圧縮機24から吐出した高温高圧冷媒は、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、冷媒制御弁52に至る。冷媒制御弁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。冷媒制御弁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。
第一蒸発器14aにより冷蔵室2を冷却する場合は、冷媒制御弁52を、流出口52a側に冷媒が流れる「状態1」に制御する。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により減圧されて低温低圧となり、第一蒸発器14aに入り庫内空気と熱交換した後に、気液分離機54a、第一キャピラリチューブ53a内の冷媒と熱交換する熱交換部57a、冷媒合流部55を流れ、圧縮機24に戻る。
第二蒸発器14bにより製氷室3、冷凍室4、第一切替室5、第二切替室6を冷却する場合は、冷媒制御弁52を、流出口52b側に冷媒が流れる「状態2」に制御する。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により減圧されて低温低圧となり、第二蒸発器14bに入り庫内空気と熱交換した後に、気液分離機54b、第二キャピラリチューブ53b内の冷媒と熱交換する熱交換部57b、逆止弁56、冷媒合流部55の順に流れ、圧縮機24に戻る。逆止弁56は冷媒合流部55から第二蒸発器14b側に向かう流れを阻止するように配設している。
図8は、切替室背面側に設けられる断熱仕切壁を示す分解斜視図である。なお、図8では、冷却器である第二蒸発器14bを含む部材も併せて図示している。
図8に示すように、断熱仕切ダクトプレート500は、断熱仕切壁27と、ダンパダクト部材350と、を備えて構成されている。
断熱仕切壁27は、前パネル210、後パネル220、発泡断熱材230を備えて構成されている。また、断熱仕切壁27は、第一切替室5(図2参照)と第二切替室6(図2参照)に跨るように配置される。なお、発泡断熱材230は、ポリスチレンフォーム(発泡スチロール)によって構成されたものであり、前パネル210と後パネル220との間に配設されている。
前パネル210は、合成樹脂製であって、正面視において略矩形状の板部211を有している。また、前パネル210には、上部に開口面積が大きく形成された矩形状の開口212が形成されている。また、前パネル210には、開口212の近傍に、内箱10b(図4参照)の内壁面に向けて開口212よりも開口面積の小さい開口213が形成されている。この開口213は、板部211に突出して形成された突出部211aの側面に形成されている。
また、前パネル210は、板部211の下部に開口面積が大きく形成された矩形状の開口214が形成されている。また、前パネル210には、開口214の近傍に、内箱10b(図4参照)の内壁面に向けて開口214よりも開口面積の小さい開口215が形成されている。この開口215は、板部211に突出して形成された突出部211bの側面に形成されている。
また、板部211には、下部の開口214の上方に、断熱仕切壁30が嵌合して取り付けられる溝部216が形成されている。この溝部216は、板部211の左右方向の一端から他端にかけて全体に形成されている。このように、断熱仕切壁27は、第一切替室5と第二切替室6とに跨るように切替室の背面に配置されている。
また、板部211には、溝部216の上方に、第一切替室戻り口111cが形成されている。また、板部211には、溝部216の下方に、第二切替室戻り口112cが形成されている。
また、板部211の前面には、開口212を覆うように吐出口形成部材111(図4参照)が取り付けられている。また、板部211の前面には、開口214を覆うように吐出形成部材112(図4参照)が取り付けられている。
後パネル220は、合成樹脂製であって、正面視において略矩形状の板部221を有している。また、後パネル220には、前パネル210の開口212と対向する位置に開口222が形成されている。また、後パネル220には、前パネル210の開口214に対向する位置に開口223が形成されている。また、後パネル220には、第一切替室戻り口111cと連通する戻り連通路224が形成されている。また、後パネル220には、第2切替室戻り口112cと連通する戻り連通路225が形成されている。
また、後パネル220には、前側から見て左端に、上下方向に延びる冷凍室戻り流路120dが形成されている。この冷凍室戻り流路120dは、戻り連通路224と連通している。また、後パネル220の上部には、冷凍室戻り流路120dと連通する冷凍室戻り口120cが形成されている。
ダンパダクト部材350は、第二蒸発器14bによって生成された冷気を第二ファン9b(図3参照)によって取り込み、開口212,213から第一切替室5に冷気を吐出させ、また開口214,215から第二切替室6に冷気を吐出させるように構成されている。また、ダンパダクト部材350は、上部から製氷室3および冷凍室4に冷気を導入するように構成されている。また、ダンパダクト部材350は、前面側に配置される前ケース310と、後面側(背面側)に配置される後ケース320と、が組み合わせて構成されている。
また、ダンパダクト部材350は、前面上部の、開口212に対応する位置に矩形の開口312a(吹出口)と、開口213に対応する位置に矩形の開口312b(吹出口)と、が形成されている。開口312aの開口面積は、開口312bの開口面積よりも大きく形成されている。
また、ダンパダクト部材350は、前面下部の、開口214に対応する位置に矩形の開口312a(吹出口)と、開口215に対応する位置に矩形の開口312b(吹出口)と、が形成されている。開口312aの開口面積は、開口312bの開口面積よりも大きく形成されている。
また、前パネル210には、第一切替室5に対応する側に面ヒータH10が設けられている。また、後パネル220には、冷凍室戻り風路120dの内壁に面ヒータH11が設けられている。これにより、戻り流路41b内に霜が付着するのを防止することができる。また、ダンパダクト部材350には、第二ファン9bに対向する内壁に、面ヒータH12が設けられている。これにより、ダンパダクト部材350に霜や水が溜るのを防止でき、さらに第二ファン9bに霜が成長するのを防止できる。
図9は、ダンパダクトの内部構造を示す斜視図である。
図9に示すように、ダンパダクト部材350の前ケース310内には、第二ファン9b、ダンパ部材410,420,430が取り付けられている。
ダンパ部材410は、第一切替室5(図3参照)に対応するものである。また、ダンパ部材410は、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412を備えたツインダンパである。また、ダンパ部材410は、第一切替室第一フラッパ411と第一切替室第二フラッパ412との間に設けられた一つの駆動部413によって、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412を開閉するようになっている。第一切替室第一フラッパ411は、第一切替室第二フラッパ412よりも大きく形成されている。また、第一切替室第一フラッパ411は、開口212(図8参照)を開閉できる大きさに対応している。また、第一切替室第二フラッパ412は、開口213(図8参照)を開閉できる大きさに対応している。
ダンパ部材420は、第二切替室6(図3参照)に対応するものであり、ダンパ部材410と同様のものである。また、ダンパ部材420は、第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422を備えたツインダンパである。また、ダンパ部材420は、第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422を駆動する駆動部413を備えている。第二切替室第一フラッパ421は、開口214(図8参照)を開閉できる大きさに対応している。第二切替室第二フラッパ422は、開口215(図8参照)を開閉できる大きさに対応している。
ダンパ部材430は、製氷室3(図3参照)および冷凍室4(図3参照)に対応するものである。また、ダンパ部材430は、冷凍室フラッパ431(図3参照)を備えたシングルダンパである。また、ダンパ部材430は、冷凍室フラッパ431(図3参照)を支持するダンパフレーム432と、冷凍室フラッパ431を駆動する駆動部433を備えている。
ダンパ部材410は、第二ファン9bの側方に配置されている。ダンパ部材420は、ダンパ部材410の下方に配置されている。ダンパ部材430は、第二ファン9bの上方に配置されている。
図10は、ダンパ部材を示す斜視図である。なお、図10は、前側(庫内側)から見た斜視図である。
図10に示すように、駆動部413は、四角箱型のボックス(筐体)413aを備え、ボックス413aの内部に、電動機(図示省略)やギア部材(図示省略)が組み合わされて収納されている。また、ボックス413aには、第一切替室第一フラッパ411に向けて延びるフラッパ支持部413bと、第一切替室第二フラッパ412に向けて延びるフラッパ支持部413cと、を備えている。フラッパ支持部413bには、第一切替室第一フラッパ411が回動自在に支持されている。フラッパ支持部413cには、第一切替室第二フラッパ412が回動自在に支持されている。
また、駆動部413は、第一切替室第一フラッパ411と第一切替室第二フラッパ412とを独立して開閉動作できるようにボックス413a内の駆動機構が構成されている。つまり、駆動部413は、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の双方を閉じたり、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の双方を開くことができるように構成されている。また、駆動部413は、第一切替室第一フラッパ411を開きかつ第一切替室第二フラッパ412を閉じ、また第一切替室第一フラッパ411を閉じかつ第一切替室第二フラッパ412を開くことができるように構成されている。
フラッパ支持部413bには、ダンパ部材410を前ケース310(図9参照)にねじ固定するためのねじ固定部413dが形成されている。フラッパ支持部413cには、ダンパ部材410を前ケース310(図9参照)にねじ固定するためのねじ固定部413eが形成されている。ボックス413aには、ダンパ部材410を前ケース310(図9参照)にねじ固定するためのねじ固定部413fが形成されている。
第一切替室第一フラッパ411は、合成樹脂製のベース材411a(図9参照)と、このベース材411aの表面に被覆されるシリコーンゴム製のシール材411bと、を備えて構成されている。また、ベース材411aには、爪411cが複数個所に突出して形成されている。第一切替室第一フラッパ411は、爪411cがシール材411bに形成された孔に挿入されることで、シール材411bがベース材411aに保持されている。
第一切替室第二フラッパ412は、合成樹脂製のベース材412a(図9参照)と、このベース材412aの表面に被覆されるシリコーンゴム製のシール材412bと、を備えて構成されている。また、ベース材412aには、爪412cが複数個所に突出して形成されている。第一切替室第二フラッパ412は、爪412cがシール材412bに形成された孔に挿入されることで、シール材412bがベース材412aに保持されている。
駆動部413は、第一切替室第一フラッパ411側に向く面413gと、第一切替室第二フラッパ412側に向く上側の面413hと、を有している。上側の面413gおよび下側の面413hは、それぞれ矩形状の平面である。また、第一切替室第一フラッパ411は、上下方向が左右方向よりも長い縦長形状である。第一切替室第二フラッパ412は、左右方向が上下方向よりも長い横長形状である。
また、フラッパ支持部413b,413cは、ボックス413aの前寄りに位置している。第一切替室第一フラッパ411は、ボックス413aの面413gに沿って後方に向けて回動動作するように構成されている。第一切替室第二フラッパ412は、ボックス413aの面413hに沿って後方に向けて回動動作するように構成されている。
図11は、第1実施形態に係る第一切替室の温度センサの配置を示す概略図である。なお、図11は、第一切替室扉5aと第一切替室容器5bを外した状態で第一切替室5を前方から見た図である。
図11に示すように、第一切替室5には、第一切替室第一温度センサ43a(他の温度センサ)と第一切替室第二温度センサ43b(一の温度センサ)が設けられている。
第一切替室第一温度センサ43aは、庫内の背面に配置される断熱仕切壁27に設けられている。また、第一切替室第一温度センサ43aは、第一切替室5の背面上部に位置している。
第一切替室第二温度センサ43bは、断熱仕切壁27に設けられた吐出口形成部材111の内側に設けられている。また、第一切替室第二温度センサ43bは、第一切替室第一温度センサ43aよりも下方に位置している。
断熱仕切壁29および断熱仕切壁30の内部には、真空断熱材25gおよび真空断熱材25h(図2参照)が実装されている。また、図11において破線で示すように、本実施形態の冷蔵庫1は、第一切替室5の底面、すなわち、断熱仕切壁30の上面には、第一切替室5の下方からの加熱手段となる第一切替室第一ヒータ301を備えている。また、冷蔵庫1は、第一切替室5の背面、すなわち、断熱仕切壁27の前面に、第一切替室5の後方からの加熱手段となる第一切替室第二ヒータ302(面ヒータH10)を備えている。さらに、冷蔵庫1は、第一切替室5の左面と右面、すなわち、内箱10bの左面と右面に、第一切替室5の左側方からの加熱手段となる第一切替室第三ヒータ303と、第一切替室5の右側方からの加熱手段となる第一切替室第四ヒータ304を備えている。第一切替室第一ヒータ301、第一切替室第二ヒータ302、第一切替室第三ヒータ303および第一切替室第四ヒータ304は、図示しない配線により互いに並列に接続された電気ヒータであり、全てが同時に通電される。以下では、第一切替室5の加熱手段となるヒータ(第一切替室第一ヒータ301、第一切替室第二ヒータ302、第一切替室第三ヒータ303、第一切替室第四ヒータ304)の総称を、第一切替室ヒータ300(切替室ヒータ)とする。
第一切替室ヒータ300は、図示しない発熱線(一例としてシリコンコードヒータ)とアルミニウム箔を両面粘着テープの一面で固定し、両面粘着テープの他面を加熱面に貼付可能としたアルミ箔ヒータである。第一切替室第一ヒータ301は、断熱仕切壁30内の真空断熱材25h(図2参照)の上面の過半領域を覆うように配設されている。これにより、真空断熱材25hの断熱性能が劣化することで断熱仕切壁30の断熱性能が低下しても、断熱仕切壁30の上面を良好に加熱できるようにしている。
第一切替室第一ヒータ301、第一切替室第二ヒータ302、第一切替室第三ヒータ303、第一切替室第四ヒータ304の容量は、それぞれ11.3W、8.6W、3.1W、3.1Wであり、発熱密度(単位面積当たりの発熱量)はそれぞれ44.3W/m、79.8W/m、263.8W/m、263.8W/mである。発熱密度が高いと温度が上昇しやすくなるので、特に真空断熱材25hを備えた断熱仕切壁30に実装された加熱手段(第一切替室第一ヒータ301)の発熱密度は、100W/m以下の44.3W/mに抑えることで温度が上昇することによる真空断熱材25hの劣化が加速され難くしている(詳細は後述)。
また、本実施形態の冷蔵庫1のように、真空断熱材を備えていない断熱仕切壁27に実装された加熱手段(第一切替室第二ヒータ302)の発熱密度を、真空断熱材25hを備えた断熱仕切壁30に実装された加熱手段(第一切替室第一ヒータ302)より小さくすることで、真空断熱材25hを備えた断熱仕切壁30の劣化が加速されて、第一切替室5が冷え過ぎるといった事態が生じ難い冷蔵庫としている。
また、第一切替室ヒータ300の容量(第一切替室第一ヒータ301、第一切替室第二ヒータ302、第一切替室第三ヒータ303、第一切替室第四ヒータ304の総容量)を20W以上の26.1Wとしている。これにより、特に第一切替室5と第二切替室6がそれぞれ冷蔵温度と冷凍温度に設定される「RF」モードに設定されて、第一切替室5の3つの面が第一切替室5より低温の冷凍温度空間と隣接する状態になり、温度が下がりやすい貯蔵室となった場合でも第一切替室5を良好に加熱することができ、貯蔵室内が冷えすぎて所望の温度に維持できなくなる、あるいは、貯蔵室内の壁面に結露や着霜が生じるといった不具合が生じ難い冷蔵庫となる。
さらに,第一切替室5を下方から加熱する加熱手段(第一切替室第一ヒータ301)の容量(11.3W)を,第一切替室5を背面(後方)、または、左右側面から加熱する加熱手段(第一切替室第二ヒータ302、第一切替室第二ヒータ303、第一切替室第二ヒータ304)の何れの容量(8.6W,3.1W,3.1W)よりも大きくしている。加熱されて温度が上昇した空気は,貯蔵室内を上昇するので,このように下方からの加熱手段(第一切替室第一ヒータ301)の容量(11.3W)を大きくすることで効率的に第一切替室5内を加熱することができ,省エネルギー性能が高くなる。
なお、断熱仕切壁30および断熱仕切壁27は、表面が図示しない厚さ1.5mmの樹脂部材(本実施例ではポリプロピレン)により覆われている。第一切替室第一ヒータ301および第一切替室第二ヒータ302は、それぞれ断熱仕切壁30および断熱仕切壁27の樹脂部材の内側(内表面)に貼付されている。従って、断熱仕切壁30内の真空断熱材25hには、第一切替室第一ヒータ301を直接貼付していないが、両者の間には十分な空隙、または、断熱部材(具体的には10mm以上の空隙、または、10mm以上の厚さの断熱部材)が介在していないので、熱的に略接触した状態となる。
また、第一切替室第三ヒータ303および第一切替室第四ヒータ304は、何れも内箱10b(ABS樹脂)の内表面(庫外側表面)に貼付されている。図11に示すように、第一切替室5を加熱する第一切替室ヒータ300が配設される位置は、第一切替室扉5aと第一切替室容器5bを外すことで解体作業を伴わずにユーザーが触れることが可能な、貯蔵室の内壁面となる。そこで、上記のように第一切替室ヒータ300と第一切替室5の間に樹脂部材(断熱仕切壁27および断熱仕切壁30の表面樹脂部材または内箱10b)を介在させるように配設することで、ユーザーが清掃等のために第一切替室扉5aと容器5bを外して庫内壁面(断熱仕切壁27、断熱仕切壁30、内箱10bの表面)に触れても、ヒータが破損するといった事態が生じない信頼性の高い冷蔵庫としている。
図12は、図11のXII-XII線断面図である。図13は、図11のXIII-XIII線断面図である。なお、図12では、開口312aに氷が形成され、氷を第一切替室第一フラッパ411が挟み込んで、第一切替室第一フラッパ411が完全に閉状態にならず、漏れ冷気LAが生じている状態を示す。
図12に示すように、断熱仕切壁27には、開口312aが形成され、この開口312aの縁部に第一切替室第一フラッパ411が当接および離間するように回動自在に設けられている。また、断熱仕切壁27には、開口212が形成されるとともに、開口212の前面側を覆うように吐出口形成部材111が設けられている。この吐出口形成部材111は、断熱仕切壁27の前面に対して前方に膨らむように形成されている。そして、吐出口形成部材111の前面側には、第一切替室第一吐出口111a,111aが形成されている。これら第一切替室第一吐出口111a,111aは、上下に離間して形成されている。このように、本実施形態では、第二蒸発器室8bから第一切替室第一吐出口111a,111aまでを繋ぐ風路Rが形成されている。
吐出口形成部材111の上段に形成された第一切替室第一吐出口111aは、断熱仕切壁29の近傍(庫内のほぼ上端部)に位置し、上段の第一切替室容器5bの内部に冷気が供給されるようになっている。また、吐出口形成部材111の下段に形成された第一切替室第一吐出口111aは、下段の第一切替室容器5bの内部に冷気が供給される位置に形成されている。
また、吐出口形成部材111の内壁面111eには、第一切替室第二温度センサ43bが取り付けられている。この第一切替室第二温度センサ43bは、上側の第一切替室第一吐出口111aと下側の第一切替室第一吐出口111aとの間の高さに位置している。また、第一切替室第二温度センサ43bは、第一切替室第一フラッパ411の前方に位置している。このように、第一切替室第二温度センサ43bを第一切替室第一フラッパ411の近傍に配置することで、図中矢印で示すように、仮に第一切替室第一フラッパ411から冷気が漏れたときに、直ちに冷気漏れを検知することができる。
また、断熱仕切壁27には、第一切替室第一フラッパ411を加熱する第一切替室ダンパヒータ305(ダンパヒータ)が設けられている。この第一切替室ダンパヒータ305は、図12に示すように、第一切替室第一フラッパ411が氷を挟み込んだときに、または第一切替室第一フラッパ411の周囲に氷が発生したときに、氷を溶かす機能を有している。
図13に示すように、第一切替室第一温度センサ43aは、断熱仕切壁27の表面27a(前面)に形成された取付台27bに固定されている。この取付台27bは、第一切替室第一温度センサ43aが断熱仕切壁27の表面27aから距離L離れた位置となるように突出して構成されている。なお、距離Lは、例えば、10mm以上に設定される。このような位置関係にすることで、第一切替室第二ヒータ302の通電時の上昇気流の影響を受けにくくできる。
図14は、第二切替室の温度センサの配置を示す斜視図である。なお、図14は、第二切替室扉6aと第二切替室容器6bを外した状態で第二切替室6を前方から見た図である。
図14に示すように、第二切替室6には、第二切替室第一温度センサ44a(他の温度センサ)と第二切替室第二温度センサ44b(一の温度センサ)が設けられている。
第二切替室第一温度センサ44aは、庫内の背面に配置される断熱仕切壁27に設けられている。また、第二切替室第一温度センサ44aは、第二切替室6の背面上部に位置している。また、第二切替室第一温度センサ44aは、第二切替室戻り口112cの近傍に位置している。なお、第二切替室戻り口112cの近傍とは、第二切替室第一温度センサ44aと第二切替室戻り口112cとの間の距離よりも短い位置に設けられていることを意味する。
第二切替室第二温度センサ44bは、断熱仕切壁27に設けられた吐出口形成部材112の内側に設けられている。また、第二切替室第二温度センサ44bは、第二切替室第一温度センサ43aよりも下方に位置している。また、第二切替室第二温度センサ44bと第二切替室第二温度センサ44aとは、左右(幅方向)に離間している。
本実施形態の冷蔵庫1は、破線で示すように、第二切替室6の背面を形成する内箱10bに、第二切替室6の後方からの加熱手段となる第二切替室第一ヒータ401を備えている。また、断熱仕切壁30の下面30bには、第二切替室6の上方からの加熱手段となる第二切替室第二ヒータ402を備えている。第二切替室第一ヒータ401、第二切替室第二ヒータ402は、図示しない配線により互いに並列に接続され、同時に通電される。以下では、第二切替室6の加熱手段となるヒータ(第二切替室第一ヒータ401、第二切替室第二ヒータ402)の総称を、第二切替室ヒータ400とする。
第二切替室ヒータ400は、図示しない発熱線(一例としてシリコンコードヒータ)とアルミニウム箔を両面粘着テープの一面で固定し、両面粘着テープの他面を加熱面に貼付可能としたアルミ箔ヒータである。
第二切替室第一ヒータ401と第二切替室第二ヒータ402の有効加熱面積(アルミニウム箔面積)は、それぞれ40710mm、255200mmであり、ヒータ容量と発熱密度は、それぞれ4.0W、98.3W/m、10.9W、42.7W/mである。第二切替室第一ヒータ401は、内箱10b(ABS樹脂)の内表面(庫外側表面)に貼付されている。第二切替室第二ヒータ402は、断熱仕切壁30の樹脂部材内側(内表面)に貼付されている。
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装置(制御部)31(図2参照)が配置されている。この制御装置31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(図4参照)、冷凍室温度センサ42(図4参照)、第一切替室第一温度センサ43a、第一切替室第二温度センサ43b、第二切替室第一温度センサ44a、第二切替室第二温度センサ44b、第一蒸発器温度センサ40a、第二蒸発器温度センサ40b等と電気配線(図示せず)で接続されている。また、制御装置31では、各センサの出力値や操作部26の設定、ROMに予め記録されたプログラム等を基に、後述する圧縮機24や第一ファン9a、第二ファン9bのON/OFFや回転速度制御、第一切替室第一フラッパ411、第一切替室第二フラッパ412、第二切替室第一フラッパ421、第二切替室第二フラッパ422の開閉制御、第一切替室ヒータ300、第二切替室ヒータ400、後述する除霜ヒータ21の通電制御、冷媒制御弁52の流路切替制御を行っている。
続いて、本実施形態の冷蔵庫1の第一蒸発器14aおよび第二蒸発器14bの除霜運転について図2および図7を参照して説明する。第一蒸発器14aについては、圧縮機24が駆動状態で冷媒制御弁52を流出口52bに流れる「状態2」に制御した状態、または、圧縮機24が停止状態の何れかの状態に制御することで第一蒸発器14aに冷媒を流さない状態とし、第一ファン9aを駆動して冷蔵室2からの戻り空気による加熱作用で除霜する。第一蒸発器14aの除霜時に発生した除霜水は、第一蒸発器室8aの下部に設けた樋23a(図2参照)から、図示しない第一排水管を介して機械室39に設けた図示しない第一蒸発皿に排出され、圧縮機24からの放熱や、機械室39に設置された図示しない機械室ファンによる通風等の作用により蒸発する。このように第一蒸発器14aの除霜は、ヒータを用いず、第一ファン9aの駆動によって行うため省エネルギー性能が高い冷蔵庫となる。また、霜の水分の一部は除霜によって冷蔵室2に還元されるため、冷蔵室2をより高湿に保つことができる。
一方、第二蒸発器14bについては、圧縮機24が停止した状態で、第二蒸発器14bの下部に備えられた加熱手段である除霜ヒータ21(図2参照)に通電することで除霜する。除霜ヒータ21(ヒータ)は、例えば50W~200Wの電気ヒータを採用すれば良く、本実施例では150Wのラジアントヒータとしている。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の下部の樋23b(図2参照)から第二排水管23c(図2参照)を介して圧縮機24の上部に設けた第二蒸発皿32(図2参照)に排出され、圧縮機24からの放熱や、図示しない機械室ファンによる通風等の作用により蒸発する。
図15は、第1実施形態に係る冷蔵庫の冷却運転制御を示すフローチャートである。
図15に示すように、本実施形態の冷蔵庫1は、電源の投入により冷却運転が開始される(スタート)。電源投入から庫内の貯蔵室が所定の温度レベルに到達するまでのプルダウン運転の制御については省略し、安定運転状態に達した状態において第一蒸発器運転が開始される段階(ステップS101)から説明する。なお、安定運転状態とは、冷蔵庫1の扉2a,2b,3a,4a,5a,6a(図1参照)の開閉が行われない状態で、安定して周期的な冷却運転が行われる状態である(例えばJISC9801-3:2015に規定)。第一蒸発器運転とは、冷媒制御弁52を「状態1」に制御し、圧縮機24を駆動状態、第一ファン9aを駆動状態として、第一蒸発器14aに供給される低温冷媒で冷蔵室2を冷却する運転である。本実施形態の冷蔵庫1では、ステップS101により、冷媒制御弁52は「状態1」の状態に制御され、圧縮機24が駆動状態、第一ファン9aが駆動状態となり、冷蔵室2の冷却(第一蒸発器運転)が行われる。
ステップS101によって開始された第一蒸発器運転は、第一蒸発器運転終了条件(ステップS102)が成立するまで継続される。制御装置31は、冷蔵室温度センサ41が検知する冷蔵室温度が、第一蒸発器運転終了温度(本実施形態の冷蔵庫1では2℃)以下の場合、または、第一蒸発器運転開始からの経過時間が所定時間(本実施形態の冷蔵庫では50分)に到達した場合(S102、Yes)にステップS103に進む。また、制御装置31は、第一蒸発器運転終了条件が成立しない場合(S102、No)、ステップS102の処理を継続する。
ステップS102が成立した場合(ステップS102がYes)、制御装置31は、続いて冷媒回収運転を実行する(ステップS103)。冷媒回収運転とは、圧縮機24の駆動状態を継続し、冷媒制御弁52を「状態3(全閉)」として、第一蒸発器14a内の冷媒を放熱手段(庫外放熱器50a、壁面放熱配管50b、結露防止配管50c)側に回収する運転であり、本実施形態の冷蔵庫1では2分間継続する。
ステップS103の冷媒回収運転が終了すると、制御装置31は、続いて切替室の設定を読み込み(ステップS104)、第一切替室5、第二切替室6の設定に応じた第二蒸発器運転を開始する(ステップS105)。第二蒸発器運転とは、冷媒制御弁52が「状態2」、圧縮機24が駆動状態、第二ファン9bが駆動状態で、第二蒸発器14bに流れる冷媒で庫内が冷却される状態である。
ステップS106において、制御装置31は、冷凍室3、製氷室4の温度制御を実行する。例えば、冷凍室温度センサ42が検知する温度が、冷凍室ダンパ開温度より高い場合に冷凍室フラッパ431が開放され、冷凍室3、製氷室4が冷却される。また、冷凍室温度センサ42が検知する温度が冷凍室ダンパ閉温度より低くなった場合に冷凍室フラッパ431が閉鎖され、冷凍室3、製氷室4の冷却が終了することで、温度制御が行われる。
ステップS107において、制御装置31は、第一切替室第一温度センサ43aと、第一切替室第二温度センサ43bが検知する温度に基づいて、第一切替室5の温度制御を実行する。なお、詳細な動作については後述する。
ステップS108において、制御装置31は、第二切替室第一温度センサ44aと、第二切替室第二温度センサ44bが検知する温度に基づいて、第二切替室6の温度制御を実行する。
ステップS109において、制御装置31は、第二蒸発器運転終了条件が成立しているか否かを判定する。なお、第二蒸発器運転が終了する条件とは、第一切替室第一フラッパ411、第一切替室第二フラッパ412、第二切替室第一フラッパ421、第二切替室第二フラッパ422、冷凍室フラッパ431が全て閉鎖状態となった場合である(ステップS109、Yes)。また、制御装置31は、第二蒸発器運転終了条件が成立しない場合(ステップS109、No)は、ステップS106に戻る。
第二蒸発器運転終了条件が成立した場合(ステップS109、Yes)、制御装置31は、続いて冷媒回収運転を実行する(ステップS110)。ステップS110における冷媒回収運転は、圧縮機24を駆動状態に維持し、冷媒制御弁52を「状態3(全閉)」として、第二蒸発器14b内の冷媒を放熱手段側に回収する運転であり、本実施形態の冷蔵庫1では3分間継続する。
続いてステップS111において、制御装置31は、第一蒸発器運転開始条件が成立しているか否かを判定する。例えば、冷蔵室温度センサ41が検知する冷蔵室2の温度が第一蒸発器運転開始温度以上となった場合に成立し、ステップS101に戻り第一蒸発器運転が開始される。本実施形態の冷蔵庫1における第一蒸発器運転開始温度は6℃である。ステップS111が成立しない場合(ステップS111、No)、圧縮機24が停止(OFF)される(ステップS112)。
次にステップS113において、制御装置31は、第一蒸発器運転開始条件が成立しているか否かを判定する。ステップS113が成立する条件は、ステップS111が成立する条件と同様である。第一蒸発器運転開始条件が成立した場合(ステップS113、Yes)、ステップS101に戻り第一蒸発器運転が開始される。また、第一蒸発器運転開始条件が成立しない場合(ステップS113、No)、ステップS114の処理に進む。
ステップS114において、制御装置31は、第二蒸発器運転開始条件が成立しているか否かを判定する。第二蒸発器運転開始条件が成立する場合とは、冷凍室温度センサ42、第一切替室第一温度センサ43a、第一切替室第二温度センサ43b、および、第二切替室第一温度センサ44a、第二切替室第二温度センサ44bが検知する温度の少なくとも一つが第二蒸発器運転開始温度以上となった場合である。
本実施形態の冷蔵庫1では、冷凍室温度センサ42が検知する冷凍室4の温度が-12℃以上、第一切替室5が冷凍温度に設定されている場合は、第一切替室第一温度センサ43a、または、第一切替室第二温度センサ43bが検知する第一切替室5の温度が-12℃以上、第一切替室5が冷蔵温度に設定されている場合は、第一切替室第一温度センサ43a、または、第一切替室第二温度センサ43bが検知する第一切替室5の温度が9℃以上、第二切替室6が冷凍温度に設定されている場合は、第二切替室第一温度センサ44a、または、第二切替室第二温度センサ44bが検知する第一切替室5の温度が-12℃以上、第二切替室6が冷蔵温度に設定されている場合は、第二切替室第一温度センサ44a、または、第二切替室第二温度センサ44bが検知する第二切替室6の温度が9℃以上の少なくとも一つを満足した場合にステップS114が成立する。
制御装置31は、第二蒸発器運転開始条件が成立した場合(ステップS114、Yes)、ステップS104に移行し、第二蒸発器運転開始条件が成立しない場合(ステップS114、No)、ステップS113の判定に戻る。
図16は、第1実施形態に係る第一切替室の温度制御を示すフローチャートである。図17は、第1実施形態に係る各種部材の動作条件の一例を示す説明図である。なお、以下の図面では、第一切替室第一フラッパ、第一切替室第二フラッパ、第二切替室第一フラッパ、第二切替室第二フラッパを、第一切替室第一ダンパ、第一切替室第二ダンパ、第二切替室第一ダンパ、第二切替室第二ダンパとしている。
図16に示すように、ステップS201において、制御装置31は、第一切替室第一フラッパ411の開条件が成立しているか否かを判定する。第一切替室第一フラッパ411の開条件は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が-16℃以上、または、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度が-16℃以上の場合に成立する(図17参照)。また、第一切替室第一フラッパ411の開条件は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が9℃以上、または、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度が9℃以上の場合に成立する(図17参照)。
制御装置31は、第一切替室第一フラッパ411の開条件が成立した場合(ステップS201、Yes)、ステップS202の処理に進み、第一切替室第一フラッパ411を開にする。また、制御装置31は、第一切替室第一フラッパ411の開条件が成立しない場合(ステップS201、No)、ステップS203の処理に進む。
ステップS203において、制御装置31は、第一切替室第二フラッパ412の開条件が成立しているか否かを判定する。第一切替室第二フラッパ412の開条件は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が-16℃以上、または、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度が-16℃以上の場合に成立する(図17参照)。また、第一切替室第二フラッパ412の開条件は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が6℃以上の場合に成立する(図17参照)。
制御装置31は、第一切替室第二フラッパ412の開条件が成立した場合(ステップS203、Yes)、ステップS204の処理に進み、第一切替室第二フラッパ412を開にする。また、制御装置31は、第一切替室第二フラッパ412の開条件が成立しない場合(ステップS203、No)、ステップS205の処理に進む。
ステップS205において、制御装置31は、第一切替室第一フラッパ411の閉条件が成立しているか否かを判定する。第一切替室第一フラッパ411の閉条件は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が-20℃以下、または、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度が-20℃以下の場合に成立する(図17参照)。また、第一切替室第一フラッパ411の閉条件は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が4℃以下の場合に成立する(図17参照)。
制御装置31は、第一切替室第一フラッパ411の閉条件が成立した場合(ステップS205、Yes)、ステップS206の処理に進み、第一切替室第一フラッパ411を開にする。また、制御装置31は、第一切替室第一フラッパ411の開条件が成立しない場合(ステップS205、No)、ステップS207の処理に進む。
ステップS207において、制御装置31は、第一切替室第二フラッパ412の閉条件が成立しているか否かを判定する。第一切替室第二フラッパ412の閉条件は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が-20℃以下、または、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度が-20℃以下の場合に成立する(図17参照)。また、第一切替室第二フラッパ412の閉条件は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が2℃以下の場合に成立する(図17参照)。
制御装置31は、第一切替室第二フラッパ412の閉条件が成立した場合(ステップS203、Yes)、ステップS208の処理に進み、第一切替室第二フラッパ412を閉にする。また、制御装置31は、第一切替室第二フラッパ412の閉条件が成立しない場合(ステップS207、No)、ステップS209の処理に進む。
ステップS209において、制御装置31は、第一切替室ヒータ300のON条件(通電する条件)が成立しているか否かを判定する。この判定は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合のみである。第一切替室ヒータ300のON条件は、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が0℃以下の場合に成立する。また、第一切替室ヒータ300のON条件は、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度が、第一切替室第一フラッパ411を閉じて5分後に-1℃以下の場合に成立する。
制御装置31は、第一切替室ヒータ300のON条件が成立した場合(ステップS209、Yes)、ステップS210の処理に進み、第一切替室ヒータ300をONにする。また、制御装置31は、第一切替室ヒータ300のON条件が成立しない場合(ステップS209、No)、ステップS211の処理に進む。
ステップS211において、制御装置31は、第一切替室ヒータ300のOFF条件(通電停止する条件)が成立しているか否かを判定する。この判定は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合のみである。第一切替室ヒータ300のOFF条件は、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が5℃以上の場合に成立する。
制御装置31は、第一切替室ヒータ300のOFF条件が成立した場合(ステップS211、Yes)、ステップS212の処理に進み、第一切替室ヒータ300をOFFにする。また、制御装置31は、第一切替室ヒータ300のOFF条件が成立しない場合(ステップS211、No)、ステップS213の処理に進む。
ステップS213において、制御装置31は、圧縮機24の高速化条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている場合のみである。圧縮機24の高速化条件は、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が-6℃以上の場合に成立する。
制御装置31は、圧縮機24の高速化条件が成立した場合(ステップS213、Yes)、ステップS214の処理に進み、圧縮機24を高速運転する。また、制御装置31は、圧縮機24の高速化条件が成立しない場合(ステップS213、No)、ステップS215の処理に進む。
ステップS215において、制御装置31は、第二ファン9bの高速化条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている場合のみである。第二ファン9bの高速化条件は、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度が-6℃以上の場合に成立する。
制御装置31は、第二ファン9bの高速化条件が成立した場合(ステップS215、Yes)、ステップS216の処理に進み、第二ファン9bを高速運転する。また、制御装置31は、第二ファン9bの高速化条件が成立しない場合(ステップS215、No)、ステップS217の処理に進む。
ステップS217において、制御装置31は、ダンパ加熱制御実施条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合のみである。ダンパ加熱制御は、第一切替室ダンパヒータ305(図12参照)の加熱を行う制御であり、第一切替室第一フラッパ411が閉じてから5分後に-3℃以下の場合に成立する。
制御装置31は、ダンパ加熱制御実施条件が成立した場合(ステップS217、Yes)、ステップS218の処理に進み、ダンパ加熱制御実施条件が成立しない場合(ステップS217、No)、リターンする。
ステップS218において、制御装置31は、第二ファン9bをOFF(停止)、かつ、圧縮機24をOFF(停止)、かつ、第一切替室第一フラッパ411を閉、かつ、第一切替室第二フラッパ412を閉にしつつ、第一切替室ダンパヒータ305をONにする。なお、ステップS218では、第二ファン9bのOFFと第一切替室ダンパヒータ305のONは必須であるが、圧縮機24のOFF、第一切替室第一フラッパ411の閉、第一切替室第二フラッパの閉は、必須ではない。
ステップS219において、制御装置31は、ステップS218の処理を開始してから、所定時間が経過したか否かを判定する。なお、所定時間は、事前に試験によって適宜設定されるものであり、例えば20秒間に設定される。制御装置31は、所定時間が経過していない場合(ステップS219、No)、ステップS219の処理を繰り返し、所定時間が経過した場合(ステップS219、Yes)、リターンする。
図18は、第一切替室が冷凍設定(冷凍温度帯の設定)、第二切替室が冷凍設定(冷凍温度帯の設定)の場合の第一切替室の温度制御を示すタイムチャートである。なお、図18では、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度Taとともに、参考のため、第一切替室容器内の温度Tsも併せて図示している(実際に温度センサで検知しているわけではない)。また、上段の温度変化のグラフにおいて、縦軸の温度T1は、圧縮機24の高速化および第二ファン9bの高速化の判定温度である。温度T2は、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の開判定温度である。温度T3は、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の閉判定温度である。また、上段の温度変化のグラフにおいて、符号E1は第一蒸発器14aの運転を示し、符号E2は第二蒸発器14bの運転を示している。また、第二蒸発器運転E2から第一蒸発器運転E1に切り替わる場合、第一蒸発器運転E1から第二蒸発器運転E2に切り替わる場合、それぞれ冷媒回収運転Rが行われる。
また、タイムチャートに示す「a」は、圧縮機24の状態(ON(低速、高速)、OFF)を示している。「b」は、冷媒制御弁52の状態であり、状態1(流出口52a側、第一蒸発器14a側)、状態2(流出口52b側、第二蒸発器14b側)、状態3(全閉)を示している。「c」は、第二ファン9bの状態(ON(低速、高速)、OFF)を示している。「d」は、第一切替室第一フラッパ411の状態(開、閉)を示している。「e」は、第一切替室第二フラッパ412の状態(開、閉)を示している。「f」は、第一切替室ダンパヒータ305の状態(ON、OFF)を示している。「g」は、第一切替室ヒータ300の状態(ON、OFF)を示している。
図18に示すように、時刻t1においては、第一切替室第一温度センサの検知温度Taは、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の開温度T2と、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の閉温度T3との間に位置している。この時刻t1の状態では、圧縮機24は低速運転、冷媒制御弁52は状態2、第二ファン9bは低速運転、第一切替室第一フラッパ411は開、第一切替室第二フラッパ412は開となっている。また、第一切替室ダンパヒータ305はOFF、第一切替室ヒータ300はOFFとなっている。そして、検知温度Taが徐々に低下し、時刻t2の手前において、負荷が発生することで検知温度Taが上昇する。なお、負荷は、冷蔵庫1の扉5aが開閉された場合などである。そして、負荷が発生して、検知温度Taが上昇し、時刻t2において、検知温度Taが判定温度T1(例えば、-6℃)まで上昇すると、圧縮機24を低速運転から高速低速に切り替えられる。また、時刻t2において、第二ファン9bが低速運転から高速運転に切り替えられる。これによって、第二蒸発器14bによって生成された冷気が第一切替室5に供給され、第一切替室5の検知温度Taが再び低下する。
そして、時刻t3において、検知温度Taが判定温度T3(例えば、-20℃)まで低下すると、圧縮機24が高速運転から低速運転に切り替えられる。同様に、第二ファン9bが高速運転から低速運転に切り替えられる。また、冷媒制御弁52が状態2から状態3(全閉)に切り替えられる。これにより、第二蒸発器14bへの冷媒の供給が停止するので、冷気が生成されなくなり、第一切替室5への冷気の供給量が停止する。また、時刻t3から時刻t4までの所定時間の間、冷媒回収運転Rが行われ、冷媒回収運転Rが終了したら、冷媒制御弁52が状態3から状態1に切り替えられる。
なお、第一蒸発器運転E1の範囲では、検知温度Taが判定温度T2以上になった場合でも、a~gのいずれの制御も実行しない。そして、第一蒸発器運転E1を所定時間実行した後の時刻t5において、冷媒制御弁52を状態1から状態3に切り替え、冷媒回収運転を所定時間(時刻t5~t6)実行する。
図19は、第一切替室が冷蔵設定(冷蔵温度帯設定)、第二切替室が冷凍設定(冷凍温度帯設定)の場合の第一切替室の温度制御を示すタイムチャートである。なお、図19では、第一切替室第一温度センサ43aの検知温度Ta、第一切替室第二温度センサ43bの検知温度Tbとともに、参考のため、第一切替室ダンパの温度Tcも併せて図示している(実際に温度センサで検知しているわけではない)。
また、図19に示す上段の温度変化のグラフにおいて、縦軸の温度T10は、第一切替室第一フラッパ411の開判定温度である。温度T11は、第一切替室第二フラッパ412の開判定温度である。温度T12は、第一切替室ヒータ300のOFF判定温度である。温度T13は、第一切替室第一フラッパ411の閉判定温度である。温度T14は、第一切替室第二フラッパ412の閉判定温度である。温度T15は、第一切替室ヒータ300のON判定温度である。温度T16は、第一切替室ダンパヒータ305を実施(ON状態に)する判定温度である。
図19に示すように、時刻t10の前では、「a」で示す圧縮機24が低速運転、「b」で示す冷媒制御弁52が状態1、「c」で示す第二ファン9bがOFF、「d」で示す第一切替室第一フラッパ411が閉、「e」で示す第一切替室第二フラッパ412が閉、「f」で示す第一切替室ダンパヒータ305がOFF、「g」で示す第一切替室ヒータ300がOFFの状態で、第一蒸発器運転E1が行われている。
時刻t10において、第一蒸発器運転E1が終了し、冷媒制御弁52が状態1から状態3に切り替えられ、所定時間(t10~t11)の間、冷媒回収運転Rが行われる。そして、時刻t11において、検知温度Taが判定温度T10を超えていることから、第一切替室第一フラッパ411が閉から開に切り替えられ、検知温度Tbが判定温度T11を超えていることから、第一切替室第二フラッパ412が閉から開に切り替えられる。また、冷媒制御弁52が状態3から状態2に切り替えられ、第二ファン9bが停止状態から低速運転に切り替えられて、第二蒸発器運転E2が行われる。これにより、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412から第一切替室5に冷気が導入され、検知温度Ta,Tbが低下する。
そして、時刻t12において、検知温度Taが判定温度T13に低下すると、第一切替室第一フラッパ411が開から閉に切り替えられる。このとき、第一切替室第一フラッパ411が閉じることで、検知温度Tbの低下が停止する。そして、第一切替室第一フラッパ411が閉じてから5分後の時刻t13においても、検知温度Tbが判定温度T16以下である場合には、第一切替室第二フラッパ412が開から閉に切り替えられる。また、時刻t13において、圧縮機24を低速運転からOFF(停止)し、第二ファン9bを低速運転からOFF(停止)する。さらに、時刻t13において、第一切替室ダンパヒータ305がON(通電)され、第一切替室ヒータ300がON(通電)される。これにより、検知温度Ta,Tbが上昇する。
そして、検知温度Taが判定温度T12まで上昇したら、第一切替室ヒータ300をOFF(停止)する。また、時刻t13から所定時間(例えば、20分間)経過後の時刻t15において、圧縮機24をOFFから低速運転に切り替え、第二ファン9bをOFFから低速運転に切り替える。また、時刻t15において、第一切替室ダンパヒータ305をOFFする。
そして、時刻t16において、検知温度Taが判定温度T11まで上昇したら、第一切替室第二フラッパ412を開にする。これにより、検知温度Ta,Tbが低下する。
そして、時刻t17において、検知温度Taが判定温度T14まで低下したら、第一切替室第二フラッパ412を閉にする。
以上説明したように、第1実施形態の冷蔵庫1は、冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な第一切替室5および第二切替室6を備える。第一切替室5は、第一切替室第一温度センサ43aと第一切替室第二温度センサ43bとを備える(図11参照)。第二切替室6は、第二切替室第一温度センサ44aと第二切替室第二温度センサ44bとを備える(図14参照)。これによれば、冷気供給状態が異なる冷蔵設定時と冷凍設定時のいずれにおいても、代表的な温度を検知することができるので、庫内温度を適切に管理することが可能になる。
また、第1実施形態は、第二蒸発器14bを収容する第二蒸発器室8bと、第一切替室5に冷気を吹出す第一切替室第一吐出口111aと、第二蒸発器室8bと第一切替室第一吐出口111aとを繋ぐ風路Rと、第一切替室第一吐出口111aの近傍に配置された第一切替室第一フラッパ411と、を備える。第一切替室第二温度センサ43bは、第一切替室第一フラッパ411と第一切替室第一吐出口111aとの間に設けられている。これによれば、冷蔵設定時の過度な冷却の要因となる風路Rにおける冷気の漏出を検知することができる。
また、第1実施形態は、第一切替室第二温度センサ43bは、第一切替室第一温度センサ43aよりも下方に位置している。これによれば、冷蔵設定時に低温になり易い下方の領域の温度をより確実に検知することができる。
また、第1実施形態は、第一切替室第一温度センサ43aおよび第一切替室第二温度センサ43bと接続される制御装置31を備える。第一切替室第一温度センサ43aは、冷凍温度帯の第一切替室5の温度上昇を検知して制御装置31に通知する。第一切替室第二温度センサ43bは、冷蔵温度帯の第一切替室5の温度低下を検知して制御装置31に通知する。これによれば、冷凍設定時の冷気供給状態において重要となる過度な温度上昇を検知するとともに、冷蔵設定時の冷気供給状態において重要となる過度な温度低下を検知することができる。
また、第1実施形態は、第一切替室5が冷凍温度帯に設定されている間、制御装置31は、第一切替室第一温度センサ43a(検知温度Ta)が温度上昇を検知した場合、第一切替室5への冷気の供給を増加させる(図16のステップS213でYes、ステップS215でYes、図18の時刻t2)。これによれば、第一切替室5の過度な温度上昇を抑えることができる。
また、第1実施形態は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている間、制御装置31は、第一切替室第二温度センサ43bが温度低下を検知した場合、第一切替室5への冷気の供給を停止する(図16のステップS218、図19の時刻t13)。これによれば、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている場合、第一切替室5の過度な温度低下を抑えることができる。
また、第1実施形態は、第二蒸発器14bで生成された冷気を第二蒸発器室8bに送る第二ファン9bと、第一切替室第一フラッパ411の近傍に配置された第一切替室ダンパヒータ305と、を備える。制御装置31は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている際、第一切替室第二温度センサ43bが所定温度以下に低下したことを検知した場合、第二ファン9bを停止し、かつ、第一切替室ダンパヒータ305を通電する(図16のS217でYes、S218)。なお、ここでの所定温度以下とは、第一切替室第一フラッパ411を閉じて5分後に-3℃以下の場合である。これによれば、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定された場合の過度な温度低下を抑えることができる。
また、第1実施形態は、第一切替室5を加熱する第一切替室ヒータ300を備える。制御装置31は、第一切替室第二温度センサ43bが検知する温度の低下に応じて、第一切替室ヒータ300を通電する。これによれば、第一切替室5内の温度を上げることで、第一切替室5が冷え過ぎるのを抑制できる。
(第2実施形態)
図20は、第2実施形態に係る第一切替室の温度制御を示すフローチャートである。図21は、第2実施形態に係る各種部材の動作条件の一例を示す説明図である。なお、図20に示すフローチャートと図16に示すフローチャートとの異なる点は、図16のステップS218を図20のステップS318に変更したものである。その他の構成については、図16と同様であり、以下では、異なる部分について説明する。
図20に示すように、制御装置31は、ダンパ加熱制御実施条件が成立した場合(ステップS217、Yes)、ステップS318に進み、圧縮機24をOFF(停止)、かつ、第一切替室第一フラッパ411を閉、かつ、第一切替室第二フラッパ412を閉、かつ、第二切替室ダンパを閉、除霜ヒータ21をONにする。なお、第二切替室ダンパを閉にするとは、第二切替室第一フラッパ421と第二切替室第二フラッパ422の双方を閉にすることである。
なお、ステップS318では、圧縮機24をOFFにせず、冷媒制御弁52を状態1に切り替えて、第二蒸発器14bに冷媒が流れないようにしてもよい。また、冷凍設定の切替室(冷凍室フラッパ431、冷凍設定の切替室ダンパ)は閉じることが必須だが、冷凍設定の切替室ダンパを閉じることは必須ではない(第二切替室6が冷蔵設定の場合は、第二切替室ダンパを閉じなくてもよい)。
図22は、第一切替室が冷蔵設定、第二切替室が冷凍設定の場合の第一切替室の温度制御を示すタイムチャートである。なお、図22において、「a」は、圧縮機24の状態(ON、OFF)を示している。「b」は、冷媒制御弁52の状態であり、状態1(流出口52a側、第一蒸発器14a側)、状態2(流出口52b側、第二蒸発器14b側)、状態3(全閉)を示している。「c」は、第二ファン9bの状態(ON、OFF)を示している。「d」は、第一切替室第一フラッパ411の状態(開、閉)を示している。「e」は、第一切替室第二フラッパ412の状態(開、閉)を示している。「f」は、第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422(まとめて第二切替室ダンパ)の状態(開、閉)を示している。「g」は、冷凍室フラッパ431の状態(開、閉)を示している。「h」は、除霜ヒータ21の状態(ON、OFF)を示している。「i」は、第一切替室ヒータ300の状態(ON、OFF)を示している。
図22に示すように、時刻t21の前では、検知温度Taが判定温度T10と判定温度T13との間にある。また、時刻t21の前では、検知温度Tbが判定温度T11と判定温度T14との間にある。また、時刻t10の前では、「a」で示す圧縮機24がON、「b」で示す冷媒制御弁52が状態2、「c」で示す第二ファン9bがON、「d」で示す第一切替室第一フラッパ411が閉、「e」で示す第一切替室第二フラッパ412が閉、「f」で示す第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422が開、「g」で示す冷凍室フラッパ431が閉、「h」で示す除霜ヒータ21がOFF、「i」で示す第一切替室ヒータ300がOFFである。
時刻t21において、検知温度Taが判定温度T10を超えると、第一切替室第一フラッパ411が閉から開に切り替えられる。また、検知温度Tbが判定温度T11を超えると、第一切替室第二フラッパ412が閉から開に切り替えられる。これにより、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412から第一切替室5に冷気が導入され、検知温度Ta,Tbが低下する。
そして、時刻t22において、検知温度Taが判定温度T13に低下すると、第一切替室第一フラッパ411が開から閉に切り替えられる。
そして、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412が閉じてから5分後の時刻t23において、検知温度Tbが判定温度T16以下である場合には、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412の双方が閉から開に切り替えられる。ここでは第一切替室第二フラッパ412は時刻t23において開放状態となっているので、その状態が維持される。また、時刻t23において、第二切替室ダンパ(第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422)が開から閉に切り替えられ、冷凍室フラッパ431が開から閉に切り替えられる。また、時刻t23において、圧縮機24および第二ファン9bがOFFに切り替えられ、冷媒制御弁52が状態2から状態3に切り替えられ、除霜ヒータ21がON(通電)される。さらに、時刻t23において、検知温度Tbが判定温度T15以下であるため、第一切替室ヒータ300がON(通電)される。これにより、検知温度Ta,Tbが上昇する。
そして、時刻t23から所定時間(例えば、20分間)経過後の時刻t24において、圧縮機24をOFFからONに切り替え、冷媒制御弁52が状態3から状態2に切り替えられる。また、時刻t24において、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412が開から閉に切り替えられ、第二切替室ダンパ(第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422)が閉から開に切り替えられ、冷凍室フラッパ431が閉から開に切り替えられる。また、時刻t24において、除霜ヒータ21および第一切替室ヒータ300がONからOFFに切り替えられる。
そして、時刻t25において、検知温度Taが判定温度T11を超えると、第一切替室第二フラッパ412が開き、検知温度Taが低下する。
そして、時刻t26において、検知温度Taが判定温度T14まで低下すると、第一切替室第二フラッパ412が閉じる。
以上説明したように、第2実施形態の冷蔵庫は、第二蒸発器14bで生成された冷気を第一切替室5に送る第二ファン9bと、第一切替室第一吐出口111aを開閉する第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412と、第二蒸発器14bおよび/または第二蒸発器室8bを加熱する除霜ヒータ21と、を備える。制御装置31は、第一切替室5が冷蔵温度帯に設定されている際、第一切替室第二温度センサ43bが検知する温度の増加に応じて、第二ファン9bの駆動を継続し、かつ、第二蒸発器14bへの冷媒供給を停止し、かつ、除霜ヒータ21の通電を開始する(図20のステップS318、図22の時刻t23)。これによれば、風路Rの開閉機構部品である第一切替室第一フラッパ411に挟み込んだ霜や氷粒を溶かすことで、冷気漏出状態を解消し、冷蔵温度帯の第一切替室5が冷え過ぎるのを抑制することができる。
なお、第二ファン9bがOFFの場合には、第二ファン9bの駆動を開始する。また、冷媒制御弁52を状態3から状態1にして、第二蒸発器14bへの冷媒を停止させたり、冷媒の供給を減少させるようにしてもよい。また、除霜ヒータ21が通常している場合には、除霜ヒータ21の通電を継続しつつ、除霜ヒータ21の出力を減少させるようにしてもよい。
(第3実施形態)
図23は、第3実施形態に係る第一切替室の温度センサの配置を示す斜視図である。図24は、図23のXXIV-XXIV線断面図である。図25は、図23のXXV-XXV線断面図である。
図23に示すように、第3実施形態の冷蔵庫は、第一切替室5に、第一切替室第一温度センサ43aと、第一切替室第二温度センサ43cと、冷気を誘導する誘導板45と、を備えて構成されている。なお、第一切替室第一温度センサ43aは、第1実施形態と同様の位置である。
第一切替室第二温度センサ43cは、第一切替室第一温度センサ43aの鉛直方向の下方に位置している。これによれば、冷蔵設定時に温度が下がりすぎることを効果的に抑制できる。理由を以下で説明する。
切替室の場合、冷凍温度に設定された場合と冷蔵温度に設定された場合とで、庫内と庫外の温度差が大きく変化する。冷凍温度に設定された場合は庫外から入る熱量が増えるために、より多くの冷気が送られ、冷蔵温度に設定された場合は、庫外から入る熱量が少なくなるため、より少ない風の量だったり、短時間で冷気を送るだけでよく、供給する冷気量が減る。このとき、特に冷気量が減る冷蔵設定においては、ファン(第二ファン9b)による送風の影響が減るため、貯蔵室(第一切替室5)内において自然対流が生じ、温度が高い空気は上方に向かい、温度が低い低温は下方に集まる。したがって、冷蔵設定時の温度低下を検知する第一切替室第二温度センサ43cを、第一切替室第一温度センサ43aの鉛直方向の下方に配置することで、第一切替室5を冷蔵設定にした場合の冷え過ぎた状態をより正確に検知できるので、冷蔵設定時に温度が下がりすぎることを抑制できる。
また、第一切替室第二温度センサ43cは、第一切替室戻り口111cの近傍に位置している。第一切替室戻り口111cは、低温の冷気を生成する蒸発器(第二蒸発器14b)が収納された第二蒸発器室8bと連通し、常に開放状態にあるため、第二蒸発器室8bの冷気の影響によって第一切替室戻り口111cの近傍が低温になる場合がある。この問題に対して、第一切替室第二温度センサ43cを、第一切替室戻り口111cの近傍に配置することで、切替室(第一切替室5)を冷蔵設定にした場合の冷え過ぎた状態をより正確に検知できるようになるため、冷蔵設定時に温度が下がりすぎることを抑制できる。
誘導板45は、細長い板状のものであり、断熱仕切壁27の下部に設けられ、第一切替室第一吐出口111a(図示左側)から第一切替室戻り口111cに向けて下るように傾斜して配置されている。この誘導板45の下端に位置する上部に、第一切替室第二温度センサ43cが位置している。
また、吐出口形成部材111には、第1実施形態の第一切替室第一吐出口111aとは別に、第一切替室第三吹出口111fが形成されている。よって、第3実施形態では、2つの第一切替室第一吐出口111aと新たに設けられた第一切替室第三吹出口111fから冷気が第一切替室5に吹き出すように構成されている。
図24に示すように、第一切替室第三吹出口111fは、吐出口形成部材111の下面に形成され、冷気が下方に向けて(断熱仕切壁27の表面を下方に向けて)吐出するようになっている。第一切替室第三吹出口111fから吐出された冷気は、誘導板45(図23参照)に当たり、誘導板45の上面に沿って第一切替室5の下方に向けて流れる。
図25に示すように、第一切替室第二温度センサ43cは、誘導板45の端部の上部に位置しているので、誘導板45に沿って流れ落ちてきた冷気の温度を検知することができる。これによって、図24のように、第一切替室第一フラッパ411から冷気が漏れた場合でも、冷気が下方に向けて流れるので、第一切替室第二温度センサ43cによる温度検知によって、冷気漏れを直ちに検知することができ、その後の漏れを抑える制御を迅速に行うことが可能になる。
以上、本実施形態について図面を参照しながら説明したが、本実施形態は前記の内容に何ら限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。前記した実施形態では、2つの温度センサである第一切替室第一温度センサ43aと第一切替室第二温度センサ43b(43c)を例に挙げて説明したが、3つ以上の温度センサを用いて、冷蔵温度帯と冷凍温度帯で適切に温度管理するようにしてもよい。
1 冷蔵庫
5 第一切替室(切替室)
6 第二切替室(切替室)
8b 第二蒸発器室(冷却器室)
9b 第二ファン(送風機)
10 断熱箱体
14b 第二蒸発器(冷却器)
21 除霜ヒータ(ヒータ)
24 圧縮機
27 断熱仕切壁
31 制御装置(制御部)
43a 第一切替室第一温度センサ(他の温度センサ)
43b,43c 第一切替室第二温度センサ(一の温度センサ)
45 誘導板
111a 第一切替室第一吐出口(吹出口)
111f 第一切替室第三吐出口(吹出口)
300 第一切替室ヒータ(切替室ヒータ)
305 第一切替室ダンパヒータ(ダンパヒータ)
410,420 ダンパ部材(切替室ダンパ)
411 第一切替室第一フラッパ
412 第一切替室第二フラッパ
421 第二切替室第一フラッパ
422 第二切替室第二フラッパ
R 風路

Claims (5)

  1. 冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な切替室
    冷却器を収容する冷却器室と、
    前記切替室に冷気を吹出す吹出口と、
    前記冷却器室と前記吹出口とを繋ぐ風路と、
    前記吹出口の近傍に配置された切替室ダンパと、
    前記切替室に設けられる一の温度センサおよび他の温度センサと、
    前記他の温度センサおよび前記一の温度センサと接続される少なくとも一つの制御部と、を備え
    前記一の温度センサは、前記他の温度センサよりも下方に位置し、かつ、前記切替室ダンパと前記吹出口との間に設けられ、
    前記切替室が冷凍温度帯に設定されている間、前記制御部は、前記他の温度センサが温度上昇を検知した場合、前記切替室への冷気の供給を増加させることを特徴とする冷蔵庫。
  2. 冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な切替室
    冷却器を収容する冷却器室と、
    前記切替室に冷気を吹出す吹出口と、
    前記冷却器室と前記吹出口とを繋ぐ風路と、
    前記吹出口の近傍に配置された切替室ダンパと、
    前記切替室に設けられる一の温度センサおよび他の温度センサと、
    前記他の温度センサおよび前記一の温度センサと接続される少なくとも一つの制御部と、を備え
    前記一の温度センサは、前記他の温度センサよりも下方に位置し、かつ、前記切替室ダンパと前記吹出口との間に設けられ、
    前記切替室が冷蔵温度帯に設定されている間、前記制御部は、前記一の温度センサが温度低下を検知した場合、前記切替室への冷気の供給を減少または停止することを特徴とする冷蔵庫。
  3. 冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な切替室
    冷却器を収容する冷却器室と、
    前記切替室に冷気を吹出す吹出口と、
    前記冷却器室と前記吹出口とを繋ぐ風路と、
    前記吹出口の近傍に配置された切替室ダンパと、
    前記切替室に設けられる一の温度センサおよび他の温度センサと、
    前記冷却器で生成された冷気を前記切替室に送る送風機と、
    前記切替室ダンパの近傍に配置されたダンパヒータと、
    前記他の温度センサおよび前記一の温度センサと接続される少なくとも一つの制御部と、を備え
    前記一の温度センサは、前記他の温度センサよりも下方に位置し、かつ、前記切替室ダンパと前記吹出口との間に設けられ、
    前記制御部は、前記一の温度センサが所定温度以下に低下したことを検知した場合、前記送風機を停止し、かつ、前記ダンパヒータを通電することを特徴とする冷蔵庫。
  4. 冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な切替室
    冷却器を収容する冷却器室と、
    前記切替室に冷気を吹出す吹出口と、
    前記冷却器室と前記吹出口とを繋ぐ風路と、
    前記吹出口の近傍に配置された切替室ダンパと、
    前記切替室に設けられる一の温度センサおよび他の温度センサと、
    前記冷却器で生成された冷気を前記切替室に送る送風機と、
    前記吹出口を開閉する切替室ダンパと、
    前記冷却器および/または前記冷却器室を加熱するヒータと、
    前記他の温度センサおよび前記一の温度センサと接続される少なくとも一つの制御部と、を備え
    前記一の温度センサは、前記他の温度センサよりも下方に位置し、かつ、前記切替室ダンパと前記吹出口との間に設けられ、
    前記制御部は、前記一の温度センサが検知する温度の増加に応じて、前記送風機を駆動開始または継続し、かつ、前記冷却器への冷媒供給を停止または減少させ、かつ、前記ヒータを通電開始または通電継続することを特徴とする冷蔵庫。
  5. 冷蔵温度帯と冷凍温度帯とに切替可能な切替室
    冷却器を収容する冷却器室と、
    前記切替室に冷気を吹出す吹出口と、
    前記冷却器室と前記吹出口とを繋ぐ風路と、
    前記吹出口の近傍に配置された切替室ダンパと、
    前記切替室に設けられる一の温度センサおよび他の温度センサと、
    前記切替室を加熱する切替室ヒータと、
    前記他の温度センサおよび前記一の温度センサと接続される少なくとも一つの制御部と、を備え
    前記一の温度センサは、前記他の温度センサよりも下方に位置し、かつ、前記切替室ダンパと前記吹出口との間に設けられ、
    前記制御部は、前記一の温度センサが検知する温度の低下に応じて、前記切替室ヒータの発熱量を増加させることを特徴とする冷蔵庫。
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