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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5912746
(24)【登録日】2016年4月8日
(45)【発行日】2016年4月27日
(54)【発明の名称】冷蔵庫
(51)【国際特許分類】
F25D 17/08 20060101AFI20160414BHJP
F25D 17/06 20060101ALI20160414BHJP
【ＦＩ】
F25D17/08 306
F25D17/06 315
F25D17/06 304
【請求項の数】4
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2012-73114(P2012-73114)
(22)【出願日】2012年3月28日
(65)【公開番号】特開2013-204891(P2013-204891A)
(43)【公開日】2013年10月7日
【審査請求日】2014年9月16日
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】307036856
【氏名又は名称】アクア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147913
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 義敬
(72)【発明者】
【氏名】大湯 英樹
(72)【発明者】
【氏名】青木 均史
(72)【発明者】
【氏名】舘野 恭也
(72)【発明者】
【氏名】山口 竜彦
【審査官】
安島 智也
(56)【参考文献】
【文献】
特開平１０−２３２０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−１２０８０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２５０４７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−２０８９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第８０８７２６１（ＵＳ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ２５Ｄ １７／０８
Ｆ２５Ｄ １７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
貯蔵室と、前記貯蔵室に各々つながる送り開口部と戻り開口部とが形成された冷却室と、前記冷却室の内部に配設され前記戻り開口部から流入する空気を冷却する冷却器と、前記送り開口部に設けられる回転式のファンを有する送風機と、を備えた冷蔵庫において、前記送り開口部の前記冷却室外側に風向制御装置を設け、前記風向制御装置は、開閉自在な吐出開口部と、前記送り開口部に対向する板状の基体部と、前記基体部の周縁部に一辺が軸支されて前記送り開口部側に向かって立設され一部分が少なくとも前記ファンの回転軸方向に変位して前記吐出開口部を開閉する開閉蓋となる側壁と、を有し、前記送り開口部を塞ぐと共に、前記吐出開口部を開口して前記冷却された空気を流すことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項2】
前記貯蔵室は、複数の収納室に区分されており、前記風向制御装置は、各前記収納室に対応して開閉自在な複数の前記吐出開口部を有し、各前記収納室と各前記吐出開口部とは、風路によって各々つながっていることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項3】
前記送風機は、軸流送風機であり、前記吐出開口部は、前記送り開口部に対して前記ファンの回転半径方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項4】
前記冷却室の霜取りを行う除霜手段を備え、少なくとも前記除霜手段による霜取り中、前記吐出開口部を全て閉じることを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか一項記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、貯蔵室内に食品等を冷却保存する冷蔵庫に関し、特にダンパの個数を減らして冷却空気の流量を制御できる冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の冷蔵庫として、図１０に示す冷蔵庫１００が知られている。
【0003】
図１０は、冷蔵庫１００の風路構成を示す正面図である。係る従来技術の冷蔵庫１００では、冷却器で冷却された冷気を冷蔵室１１１へと送る冷気供給風路１０１にダンパ１０５を備え、該ダンパ１０５の開度を調整することにより、冷蔵室１１１へと流れる冷気の流量を調整している。また、同様に、切替室１１２、冷凍室１１３、製氷室１１４へと各々つながる冷却風路１０２、１０３、１０４に、夫々、ダンパ１０６、１０７、１０８を備え、これらのダンパ１０６、１０７、１０８の開度を調整することにより、各貯蔵室１１２、１１３、１１４へと供給される冷気の量を調整している（例えば、特許文献１）。
【0004】
また、他の従来技術の例として、図１１に示す冷蔵庫２００が知られている。
【0005】
図１１に示す従来技術の冷蔵庫２００では、冷却器２０６で冷やされた空気を冷蔵室２０１へと供給するためのダクト２０２に、冷気の流量を調整する冷気ダンパ２０３を備えている。また更に、ダクト２０２の各吐出口２０４に、風向調整装置２０５を備え、該風向調整装置２０５を夫々独立して開閉することにより、各吐出口２０４から吹出す冷気の風量を調節可能としている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００９−２５０４７６号公報（第６頁、第７図）
【特許文献2】特開２０１１−２０８９０６号公報（第８―９頁、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、冷却風路や風路の吹出口にダンパや風向調整装置等（以下、単に「ダンパ」という）を設けた従来技術の冷蔵庫では、各貯蔵室の温度を適切に制御するために多数のダンパを必要とするという問題点があった。即ち、図１０に示す従来技術の冷蔵庫１００では、各貯蔵室１１１、１１２、１１３、１１４に夫々対応するダンパ１０５、１０６、１０７、１０８を備えている。また、図１１に示す従来技術の冷蔵庫２００では、各吐出口２０４に各々風向調整装置２０５を備えている。そのため、従来技術の冷蔵庫では、各ダンパを取り付けるためのスペースが必要になり、風路をコンパクトに構成することが難しかった。
【0008】
また、冷却風路や風路の吹出口にダンパを設ける方法では、ダンパ取り付け部分の風路が狭くなり、併せてダンパ自体の流動抵抗も大きいため、冷却空気の圧力損失が増大するという問題点がある。
【0009】
また更に、冷却風路や風路の吹出口にダンパを設ける方法では、霜取り中の暖気が冷却風路内部に流入してしまうので、冷却風路が除霜暖気よって暖められてしまうという問題点もある。即ち、図１０に示す冷蔵庫１００では、冷気供給風路１０１、１０２、１０３、１０４のダンパ１０５、１０６、１０７、１０８上流側に除霜暖気が流入してしまう。
【0010】
また更に、多数のダンパを採用する場合には、ダンパ全体としてのシール箇所が多くなるので、密封性能が低下し、貯蔵室への除霜暖気の漏れが多くなってしまう。
【0011】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、貯蔵室の各収納室へと供給する冷気の流量を調節し、各収納室の温度を適切に制御することが可能であると共に、冷気の流量を調節する風量調整装置の個数を削減し、冷却風路を小型化することが可能な冷蔵庫を提供することにある。
【0012】
また、本発明の他の目的は、除霜時の暖気が貯蔵室へと流れ込むことを確実に防止すると共に、冷却風路の圧力損失を小さくし、冷却効率を向上させることができる冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の冷蔵庫は、貯蔵室と、前記貯蔵室に各々つながる送り開口部と戻り開口部とが形成された冷却室と、前記冷却室の内部に配設され前記戻り開口部から流入する空気を冷却する冷却器と、前記送り開口部に設けられる回転式のファンを有する送風機と、を備えた冷蔵庫において、前記送り開口部の前記冷却室外側に風向制御装置を設け、前記風向制御装置は、開閉自在な吐出開口部と、前記送り開口部に対向する板状の基体部と、前記基体部の周縁部に一辺が軸支されて前記送り開口部側に向かって立設され一部分が少なくとも前記ファンの回転軸方向に変位して前記吐出開口部を開閉する開閉蓋となる側壁と、を有し、前記送り開口部を塞ぐと共に、前記吐出開口部を開口して前記冷却された空気を流すことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明の冷蔵庫によれば、冷却室の送り開口部の外側に風向制御装置を設け、前記風向制御装置によって前記送り開口部を塞ぐと共に、その一部を開口して空気を流すので、冷却風路や風路の吹出口にダンパを設けることなく、貯蔵室へと供給する空気の流量を調節することができる。その結果、貯蔵室内を適切な温度に制御することができる。
【0015】
また、本発明に係る風向制御装置は、複数に区分された各収納室に対応して開閉自在な複数の吐出開口部を有するので、各収納室の負荷状況に応じて各吐出開口部を開閉することにより、各収納室へと送る冷気の流量を調節することができる。
【0016】
また、複数に区分された各収納室と対応する各吐出開口部とは、風路によって各々つながっているので、各収納室へと送る冷気の流量を各々独立して調節することができる。その結果、各収納室を各々好適な温度に維持することができる。
【0017】
また、本発明に係る冷蔵庫によれば、各冷却風路や風路の吹出口にダンパを設けることなく、各収納室の温度を適切に制御できるので、ダンパの個数を削減でき、冷却風路を小型化することができると共に、ダンパによる圧力損失を低減することができる。
【0018】
また更に、本発明に係る風向制御装置は、吐出開口部が冷却室の送り開口部に対してファンの回転半径方向外側に形成されているので、ファンの回転半径方向へと流れる送風機吐出側の空気を、小さい流動抵抗で、前記吐出開口部を通じて冷却風路内へと流すことができる。そのため、冷蔵庫内を循環する冷却空気の圧力損失を小さくして、冷却効率を向上させることができる。
【0019】
また、本発明に係る冷蔵庫によれば、霜取り中に風向制御装置の吐出開口部を全て閉じて冷却室の出口部を塞ぐので、除霜によって暖められた空気が冷却風路に流れ込むことを防止することができる。そのため、冷却風路が除霜暖気によって暖められてしまうことを防止できる。
【0020】
また、本発明に係る冷蔵庫は、冷却室の出口部のみで除霜暖気の流れを止めるので、多数のダンパを使用する従来技術の方法に比べると、シール箇所が少なく、漏れの少ない確実な封止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外観図である。
【図2】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の概略構造を示す側面断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷却風路を説明するための正面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷却室部分の構造を示す側面断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の風向制御装置取り付け部周辺の構造を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の送風機及び風向制御装置の構造を示す斜視図である。（Ａ）は、風向制御装置の吐出開口部を全て閉じた状態、（Ｂ）は、冷蔵室用吐出開口部及び冷凍室用吐出開口部を開いた状態を示す。（Ｃ）は、全ての吐出開口部を開いた状態を示す。
【図7】軸流送風機周りの空気流れを解析した結果を示す説明図である。（Ａ）は、吐出側と吸入側との圧力差が１２Ｐａという条件における解析結果を示す。（Ｂ）は、圧力差が４Ｐａ、（Ｃ）は、２Ｐａという解析条件である。
【図8】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の風向制御装置の制御ブロック図である。
【図9】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の風量制御フローチャートである。
【図10】従来技術の冷蔵庫の例を示す正面図である。
【図11】他の従来技術の冷蔵庫の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態に係る冷蔵庫を図面に基づき詳細に説明する。
【0023】
図１は、本発明の実施形態に係る冷蔵庫１の概略構造を示す正面図である。図２は、冷蔵庫１の側面断面図である。図３は、冷蔵庫１の冷却風路構成を模式的に表した図である。図４は、冷蔵庫１の冷却室１３部分の構造を示す側面断面図である。図５は、冷蔵庫１の風向制御装置６０の取り付け部周辺構造を示す斜視図である。図６は、送風機５０及び風向制御装置６０の構造を示す斜視図である。図７は、軸流送風機５０周りの空気流れを解析した結果を示す説明図である。図８は、風向制御装置６０の制御ブロック図である。図９は、冷蔵庫１の風量制御フローチャートである。
【0024】
図１に示すように、本実施形態に係る冷蔵庫１は、本体としての断熱箱体２を備え、該断熱箱体２の内部に食品等を貯蔵する貯蔵室を形成している。貯蔵室の内部は、保存温度や用途に応じて複数の収納室に区分されている。各収納室の配置は、最上段が冷蔵室３、その下段は左右に区分けされており、左側が製氷室４で右側が上段冷凍室５、その下段が冷凍室６、最下段が野菜室７となっている。
【0025】
断熱箱体２の前面は開口しており、前記各収納室３、４、５、６、７に対応した前記開口部には、各々断熱扉８ａ、８ｂ、９、１０、１１、１２が開閉自在に設けられている。冷蔵室扉８ａ、８ｂは、冷蔵室３の前面を分割して塞ぐもので、冷蔵室扉８ａの左上下部及び冷蔵室扉８ｂの右上下部が断熱箱体２に回動自在に支持されている。また、製氷室扉９、上段冷凍室扉１０、冷凍室扉１１及び野菜室扉１２は、各々後述する収納容器と一体的に組み合わされ、冷蔵庫１の前方に引出自在に、断熱箱体２に支持されている。
【0026】
図２に示すように、冷蔵庫１の本体である断熱箱体２は、前面に開口部を有する鋼板製の外箱２ａと、該外箱２ａ内に間隙を持たせて配設され、前面に開口部を有する合成樹脂製の内箱２ｃと、前記外箱２ａと内箱２ｃとの間隙に充填発泡された発泡ポリウレタン製の断熱材２ｂと、から構成されている。また、断熱箱体２の背面壁部分には、真空断熱材２ｄを備えている。
【0027】
前述の通り、貯蔵室は複数の収納室に区分けされており、冷蔵室３と、その下段に位置する製氷室４及び上段冷凍室５との間は、断熱仕切壁３４によって仕切られている。また、製氷室４と上段冷凍室５との間は、仕切壁（図面に表れない）によって仕切られている。また更に、製氷室４及び上段冷凍室５と、その下段に設けられた冷凍室６との間は、仕切壁３５によって区分けされている。そして、冷凍室６と野菜室７との間は、断熱仕切壁３６によって区分けされている。
【0028】
また更に、冷蔵室３の内部には、食品等を収納するための棚４２や収納容器４３が配設されている。また、冷蔵室扉８ａ、８ｂの庫内側には、飲料容器等を収納する収納ポケット４４、４５が設けられている。そして、その他の各収納室４、５、６、７には、各断熱扉９、１０、１１、１２と一体となって引き出し可能な、収納容器４６、４７ａ、４７ｂ、４８が設けられている。尚、製氷室４に配設される収納容器は、図面に表れない。また、貯蔵室内の各収納室３、４、５、６、７は、図面に表れないその他の収納棚や収納容器等も備えており、例えば、冷蔵室３には、製氷用の水を貯える容器等も配置されている。
【0029】
また、冷蔵庫１の下部奥側には、機械室４９が設けられている。機械室４９には、冷媒を圧縮する圧縮機３１や放熱器（図示せず）、放熱ファン（図示せず）等の部品を配置している。圧縮機３１と、放熱器と、減圧手段としての図示しないキャピラリーチューブと、冷却器３２とは、冷媒配管によって順次接続され、蒸気圧縮式の冷凍回路を構成している。尚、本実施形態に係る冷蔵庫１では、冷媒としてイソブタン（Ｒ６００ａ）を用いている。また、減圧手段としては、キャピラリーチューブに代えて、他の形式の減圧手段、例えば、温度式膨張弁、電子式膨張弁、定圧式膨張弁等を採用することも可能である。
【0030】
冷蔵室３の奥面及び天面には、冷却器３２で冷却された空気を冷蔵室３の内部へと導く冷気供給風路としての冷却風路１４が形成されている。冷却風路１４は、合成樹脂製の風路仕切壁３８と断熱箱体２の内箱２ｃとによって挟まれた空間である。また、風路仕切壁３８には、冷却風路１４内を流通してきた冷気を冷蔵室３の内部へと供給するための吹出口２１が形成されている。
【0031】
同じように、製氷室４及び上段冷凍室５の奥面及び天面には冷気供給風路としての冷却風路１５、１６が、また、冷凍室６の奥面には冷却風路１７が各々形成されている。冷却風路１５、１６、１７は、合成樹脂製の風路仕切壁３９によって各収納室４、５、６と仕切られている。そして、風路仕切壁３９には、製氷室４へと冷気を供給する吹出口２２と、上段冷凍室５へと冷気を供給する吹出口２３と、冷凍室６へと冷気を供給する吹出口２４とが形成されている。尚、各吹出口２２、２３、２４は、収納容器４６、４７ａ、４７ｂに収納した食品等に対して効率的に冷気を供給することができるような位置に配置されている。
【0032】
また、冷凍室６には、循環冷気を冷却室１３へと戻すための戻り口２９が、野菜室７には、同様の目的で戻り口３０が設けられている。
【0033】
また、後述する冷却室１３の送り開口部１３ａの吐出側には、風向制御装置６０が設けられている。そして、各冷却風路１４、１５、１６、１７と、冷却室１３とは、風向制御装置６０を介して連通するよう構成されている。
【0034】
図３に示すように、冷蔵室３へと冷気を供給する冷却風路１４は、冷蔵室３の中央部において冷気を最上部へと送り、その後に両脇から下降させるように構成されている。これにより、冷蔵室３の内部全体に効率的に冷気を供給することができる。
【0035】
また、本実施形態に係る冷蔵庫１は、循環冷気を冷蔵室３の内部から野菜室７へと流すための連結風路１８を備えている。連結風路１８の冷蔵室３側には、冷蔵室３からの冷気が流れ込む戻り口２６が形成されており、野菜室７側には、野菜室７へと冷気を供給する吹出口２５が設けられている。
【0036】
また、冷却風路１５と冷却風路１６とは、図面に表れない仕切り壁によって仕切られており、冷却風路１５は製氷室４の背面に、冷却風路１６は上段冷凍室５の背面に各々配置されている。そして、冷却風路１５は、吹出口２２を介して製氷室４に連通し、冷却風路１６は、吹出口２３を介して上段冷凍室５に連通している。
【0037】
また、製氷室４には、循環冷気を冷却室１３（図２参照）へと戻すための戻り口２７が設けられている。戻り口２７は、帰還風路１９につながっており、帰還風路１９は、冷却室１３の戻り開口部１３ｂ（図２参照）につながっている。
【0038】
同様に、上段冷凍室５には、帰還風路２０につながる戻り口２８が設けられている。そして、帰還風路２０は、冷却室１３の戻り開口部１３ｂにつながっている。即ち、帰還風路１９、２０を流れる製氷室４及び上段冷凍室５からの戻り冷気は、前述の冷凍室６の戻り口２９及び野菜室７の戻り口３０からの戻り冷気と合流し、冷却室１３へと流れることになる。
【0039】
また、各収納室３、４、５、６、７には、庫内の温度を検出するための温度検出器７３、７４、７５、７６、７７を備えている。本実施形態では、温度検出器７３、７４、７５、７６、７７として、サーミスタを採用しているが、例えば、これらに代えて、或いは追加して、赤外線式温度センサなど、他の種類のセンサを利用して良い。
【0040】
図４に示すように、冷却風路１５、１６と、冷却風路１４とは、風路仕切壁４０によって仕切られている。また、冷却風路１５、１６と、冷却風路１７とは、風路仕切壁４１によって仕切られている。これにより、各冷却風路１４、１５、１６、１７は、各々独立した空気流路を形成している。
【0041】
冷却室１３は、断熱箱体２の内部で、冷却風路１５、１６、１７の奥側に設けられている。そして、冷却室１３と、冷却風路１５、１６、１７又は冷凍室６とは、合成樹脂製の冷却室仕切壁３７によって仕切られている。
【0042】
冷却室１３の内部には、循環冷気を冷却するための冷却器３２が配設されている。本実施形態に係る冷却器３２は、伝熱管としての円管の内部を冷媒流路とし、管外を空気流路とする、所謂フィンアンドチューブ式の熱交換器である。冷却器３２では、前記伝熱管の内部で液冷媒が蒸発することにより、管外の循環空気を冷却している。尚、冷却器として、他の形式の熱交換器、例えば扁平多孔管や異形管を用いた熱交換器等、を採用することも勿論可能である。
【0043】
また、冷却器３２の下方には、冷却器３２に付着した霜を融かして除去する除霜手段として、除霜ヒータ３３が設けられている。除霜ヒータ３３は、電気抵抗加熱式のヒータである。尚、除霜手段として、例えば、電気ヒータを利用しないオフサイクルデフロストや、ホットガスデフロスト等のその他の除霜方式を採用することも可能である。
【0044】
また、冷却室１３の上方前面、即ち冷却風路１５、１６側の面には、冷却器３２で冷却された冷気を送り出すための送り開口部１３ａが形成されている。他方、冷却室１３の下方には、貯蔵室からの帰還冷気を冷却室１３の内部へと吸入するための戻り開口部１３ｂが形成されている。
【0045】
そして、前記送り開口部１３ａには、冷気を循環させるための送風機５０が取り付けられている。また、冷却室１３の送り開口部１３ａの外側、即ち送風機５０の吐出側には、送り開口部１３ａを塞ぐように、風向制御装置６０が設けられている。
【0046】
送風機５０は、回転式のプロペラファン５１と、風洞５３ａが形成されたケーシング５３と、を備えている。ケーシング５３は、冷却室１３の送り開口部１３ａに取り付けられており、送風機５０の吸入側と吐出側との境界になる部品である。
【0047】
ケーシング５３に形成された風洞５３ａは、略円筒形状の開口であり、空気流路となるものである。また、風洞５３ａの吸入側は、該内径が端部に向かって大きくなる、所謂ベルマウス形状になっている。また、風洞５３ａの吐出側端部、即ち風洞５３ａと吐出側端面５３ｃとの交線部分、にも適当な丸み付け面取りが施されている。
【0048】
そして、風洞５３ａの内部には、風洞５３ａと同軸に、ファン５１が配設されている。尚、ファン５１の吐出側端部５１ａは、風洞５３ａの吐出側端部、即ちケーシング５３の吐出側端面５３ｃ、より外側、即ち吐出側、になるように配設されている。これにより、ファン５１の回転半径方向に流れ出る吐出空気に対する流動抵抗を小さくすることができる。
【0049】
また、風向制御装置６０は、冷却室１３に対向する面、即ち送風機５０に対向する面、が凹形状に成形されている。これにより、風向制御装置６０は、ケーシング５３よりも吐出側に突き出したファン５１と接触することなく、風洞５３ａの外側でケーシング５３に当接し、送り開口部１３ａを塞ぐことができる。
【0050】
また、風向制御装置６０の側壁６１、６４は、各々独立して開閉自在に構成されている。そして、側壁６１を開くことにより、冷却風路１４を通じて冷蔵室３へと冷気を流す冷蔵室用吐出開口部６１ａが形成される。他方、側壁６４を開くことにより、冷却風路１７を通じて冷凍室６へと冷気を流す冷凍室用吐出開口部６４ａが形成される。
【0051】
図５は、風向制御装置６０の取り付け部周辺を前方からみた斜視図である。図５に示すように、風向制御装置６０の側壁６２、６３も各々独立して開閉自在に構成されている。そして、各々の側壁６２、６３を開くことにより、冷却風路１５を通じて製氷室４へと冷気を流す製氷室用吐出開口部６２ａ及び冷却風路１６を通じて上段冷凍室５へと冷気を流す上段冷凍室用吐出開口部６３ａが形成される。
【0052】
尚、図５及び図６において、矢印Ｖ６１、Ｖ６２、Ｖ６３、Ｖ６４は、各々の吐出開口部６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａから、冷却風路１４、１５、１６、１７へと吐出される冷気の流れを模式的に示したものである。
【0053】
図６は、送風機５０及び風向制御装置６０の構造を示す斜視図である。図６（Ａ）は、風向制御装置６０の吐出開口部６１ａ〜６４ａを全て閉じた状態、（Ｂ）は、冷蔵室用吐出開口部６１ａ及び冷凍室用吐出開口部６４ａを開いた状態を示す。（Ｃ）は、全ての吐出開口部６１ａ〜６４ａを開いた状態を示している。
【0054】
図６（Ａ）に示すように、送風機５０は、ファン５１を回転駆動させるファンモータ５２を備えている。ファンモータ５２は、支持フレーム５４によってケーシング５３に固定されており、ファンモータ５２の回転軸にはファン５１が取り付けられている。
【0055】
また、図６（Ｂ）に示すように、ケーシング５３の吐出側端面５３ｃには、支柱６６が設けられている。そして、風向制御装置６０は、支柱６６によって、送風機５０のケーシング５３に固定されている。
【0056】
図６（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、風向制御装置６０は、略四角形板状の基体部６５と、前記基体部６５の周縁部に立設された側壁６１、６２、６３、６４と、から構成され、送風機５０に対向する側が凹部となる略箱形状を成している。各側壁６１〜６４は、該一辺が回動自在に基体部６５に支持されており、前述の通り、各々独立して開閉自在に構成されている。即ち、各側壁６１〜６４は、各吐出開口部６１ａ〜６４ａを各々独立して開閉する開閉蓋として機能する。そして、各側壁６１〜６４は、後述する駆動モータによって、開閉される。
【0057】
図６（Ａ）のごとく、風向制御装置６０の全ての側壁６１〜６４が閉じた状態では、各側壁６１〜６４の内側端部がケーシング５３の外周部５３ｂに当接し、送風機５０の空気流路を塞ぐことになる。即ち、風向制御装置６０によって、冷却室１３（図４参照）の送り開口部（図４参照）が塞がれ、空気流路が閉じた状態となる。
【0058】
また、図６（Ｂ）のごとく、側壁６１を開くと、冷蔵室用吐出開口部６１ａが開き、側壁６４を開くと、冷凍室用吐出開口部６４ａが開く。また、図６（Ｃ）のごとく、側壁６２を開くと、製氷室用吐出開口部６２ａが開き、側壁６３を開くと、上段冷凍室用吐出開口部６３ａが開く。尚、図６（Ａ）乃至（Ｃ）に示す状態に限らず、前述の通り、各側壁６１〜６４は、必要に応じて各々独立して開閉可能である。
【0059】
また、各側壁６１〜６４の開閉機構は、本実施の形態に限定されるものではなく、例えば、各側壁６１〜６４のケーシング５３側の辺を回動自在に支持し、基体部６５側を開閉させるよう構成しても良い。また、スライド式の開閉機構を採用することも可能である。
【0060】
次に、図７を参照して、送風機５０周りの空気流れについて、更に詳しく説明する。図７は、軸流送風機５０周りの空気流れを解析した結果を示す説明図である。図７（Ａ）は、吐出側と吸入側との圧力差が１２Ｐａという条件における解析結果であり、（Ｂ）は、圧力差が４Ｐａ、（Ｃ）は、２Ｐａという条件における解析結果である。図７（Ａ）乃至（Ｃ）において、符号Ｖは、ケーシング５３の吐出側端面５３ｃ（図４又は図６（Ｂ）参照）における風速ベクトル分布である。また、符号Ｖ１は、吸入側（紙面右側）にある面Ｓ１における風速ベクトル分布を表し、符合Ｖ２は、吐出側（紙面左側）にある面Ｓ２における風速ベクトル分布を表している。各風速ベクトルＶ、Ｖ１、Ｖ２は、矢印の方向を各流れの方向とし、矢印の長さを各流れの速さに比例する長さとして表現されている。尚、各図において、ファン５１の上下に描かれた横線Ｍは、計算上使用したものであって、解析結果の説明には用いないので無視してよい。
【0061】
図７（Ｃ）に示すように、送風機５０の吐出側と吸入側との圧力差が２Ｐａの場合には、送風機５０の吐出側における風速ベクトルＶは、図の上下方向にやや斜めではあるが、略左側を向いていることが分かる。また、吐出側の面Ｓ２における風速ベクトルＶ２も、左側に突き出ている。即ち、圧力差２Ｐａの条件においては、送風機５０吐出側の空気流れは、ファン５１の回転軸方向Ｚの速度が大きく、回転半径方向Ｒの速度が小さいことが分かる。換言すれば、送風機５０によって吐出された空気は、主に、送風機５０の前方へと流れて行く。
【0062】
ところが、図７（Ｂ）に示すように、送風機５０の吐出側と吸入側との圧力差が４Ｐａになると、送風機５０吐出側における風速ベクトルＶは、図の上下方向への広がりがやや大きくなり、吐出側の面Ｓ２における風速ベクトルＶ２は短くなっている。即ち、圧力差が４Ｐａと大きくなると、送風機５０吐出側の空気流れは、ファン５１の回転半径方向Ｒの速度が大きくなってくる。
【0063】
更に、図７（Ａ）に示すように、圧力差が更に大きくなり１２Ｐａになると、送風機５０の吐出側における風速ベクトルＶは、図の略上下方向を向くようになる。また、吐出側の面Ｓ２における風速ベクトルＶ２は、非常に短くなっている。即ち、圧力差が１２Ｐａの条件では、送風機５０から吐出された空気の流れは、ファン５１の回転軸方向Ｚの速度が非常に小さく、回転半径方向Ｒの速度が大きくなることが分かる。換言すれば、送風機５０から吐出された空気は、送風機５０の前方、即ちＺ方向、に向かって流れずに、回転半径方向Ｒに向かって流れ出ることになる。
【0064】
尚、図７（Ａ）乃至（Ｃ）何れの条件においても、送風機５０吐出側の空気流れは、ファン５１の回転軸を中心とした旋回流を形成している。
【0065】
以上、軸流送風機５０の特性について説明したが、本実施形態に係る冷蔵庫１のように、閉回路内で冷気を強制循環させる冷蔵庫においては、送風機５０の吐出側と吸入側との圧力差は１０〜１２Ｐａ程度である。つまり、図７（Ａ）に示すように、送風機５０によって吐出された冷気は、ファン５１の回転半径方向Ｒに広がって流れて行くのである。
【0066】
そこで、図４及び図６に示すように、本実施形態に係る風向制御装置６０は、各側壁６１〜６４を開き、基体部６５と冷却室１３との間に、冷気が流れるための吐出開口部６１ａ〜６４ａを形成する。即ち、送り開口部１３ａに対してファン５１の回転半径方向Ｒ外側に、吐出開口部６１ａ〜６４ａを形成している。それにより、前述の通り、回転半径方向Ｒの流れ速度が大きい送風機５０吐出側の空気流れを妨げることなく、吐出開口部６１ａ〜６４ａを通じて冷却風路１４〜１７内へと空気を流すことができる。
【0067】
このとき、送風機５０から前面方向へと流れる空気は、図７（Ａ）に示すように、当初から非常に少ないので、風向制御装置６０を取り付けたとしても、風向制御装置６０が風路抵抗へ及ぼす影響は、非常に小さなものとなる。
【0068】
図７（Ａ）に示す吐出側の面Ｓ３は、風向制御装置６０の基体部の位置を示している。同図より、面Ｓ３の位置まで吐出開口部６１ａ〜６４ａを確保すれば、殆どの空気流れは妨げられずに該開口部を通過可能なことが分かる。
【0069】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る冷蔵庫１の主に風量制御に関連する制御機器の構成について説明する。冷蔵庫１は、所定の演算処理を実行して各機器を制御するコントローラ７０を備えている。そして、各収納室３、４、５、６、７に設けられた温度検出器７３、７４、７５、７６、７７、及び冷却室１３に設けられた温度検出器７８は、コントローラ７０に入力信号を送るように接続されている。
【0070】
また、コントローラ７０には、各収納室の保冷温度を設定するための設定入力器７１、及び各収納室の設定温度や検出温度を表示するための表示器７２が接続されている。これにより、収納室毎に、貯蔵する食品等に応じて好適な温度を設定し、また、保冷温度を確認することができる。
【0071】
また、風向制御装置６０の開閉蓋となる各側壁６１、６２、６３、６４には、各々駆動モータ６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６４ｂが取り付けられている。そして、駆動モータ６１ｂ〜６４ｂは、コントローラ７０に接続されており、コントローラ７０からの出力信号を受けて、各側壁６１〜６４を各々独立して開閉する。
【0072】
また、コントローラ７０の出力端子には、圧縮機３１、ファンモータ５２及び除霜ヒータ３１が接続されている。尚、コントローラ７０には、各種センサ、照明、結露防止ヒータ等、その他の図示しない入力機器や出力機器も接続されている。
【0073】
次に、本実施形態に係る冷蔵庫１の動作について説明する。先ず、貯蔵室を冷却する冷却運転の基本的な動作について説明する。冷却運転では、前述の蒸気圧縮式冷凍回路によって、貯蔵室内を循環する冷却空気を冷却する。即ち、図２に示す圧縮機３１で低温低圧の冷媒蒸気を高温高圧の状態に圧縮し、図示しない放熱器で放熱させる。そして、放熱器において熱を奪われ凝縮した液冷媒を、減圧手段としての図示しないキャピラリーチューブで絞り膨張させ、冷却器３２へと流す。冷却器３２において、低温低圧の液冷媒は、循環空気と熱交換して蒸発する。その結果、循環空気は、冷媒の蒸発潜熱によって冷却されることになる。冷却器３２で蒸発した蒸気冷媒は、再び圧縮機３１に吸入され、圧縮されることになる。以上説明の動作を連続的に繰り返し、冷凍回路の冷却器３２による循環空気の冷却が行われる。
【0074】
図２乃至図５に示すように、冷却器３２によって冷却された空気は、送風機５０によって押し出され、冷却室１３の送り開口部１３ａ及び風向制御装置６０の各吐出開口部６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａを介して、各冷却風路１４、１５、１６、１７へと流れる。
【0075】
そして、吐出開口部６１ａ及び冷却風路１４を介して冷蔵室３の内部に供給された循環冷気は、戻り口２６から連結風路１８へと流れ、吹出口２５から野菜室７へと供給される。そして、野菜室７を循環した冷気は、戻り口３０から冷却室１３の戻り開口部１３ｂを経て、冷却室１３の内部へと戻る。そこで、再び冷却器３２によって冷却されることになる。
【0076】
他方、吐出開口部６２ａを介して冷却風路１５に吐出された冷却空気は、吹出口２２を通り、製氷室４へと供給される。そして、その循環冷気は、戻り口２７から帰還風路１９へと流れ、冷却室１３の戻り開口部１３ｂを経て、冷却室１３の内部へと戻る。
【0077】
また、吐出開口部６３ａを介して冷却風路１６に吐出された冷却空気は、吹出口２３を通り、上段冷凍室５へと供給される。そして、その循環冷気は、戻り口２８から帰還風路２０へと流れ、冷却室１３の戻り開口部１３ｂを経て、冷却室１３の内部へと戻る。
【0078】
また更に、吐出開口部６４ａを介して冷却風路１７へと吐出された冷却空気は、吹出口２４から冷凍室６へと供給される。そして冷凍室６内部の空気は、戻り口２９を通り、冷却室１３の戻り開口部１３ｂを介して、冷却室１３の内部へと流れる。以上説明の通り、冷却器３２で冷却された冷気が貯蔵室内を循環し、食品等の冷却保存が行われる。
【0079】
ここで、風向制御装置６０は、各収納室３、４、５、６の冷却負荷に対応して、各吐出開口部６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａを各々独立して開閉し、各収納室３〜６へと供給される冷却空気の流量を調整している。
【0080】
次に、図９に示す制御フローチャートを参照して、風向制御装置６０の制御動作について詳細に説明する。ここでは、例として、冷蔵室用吐出開口部６１ａの開閉制御について説明する。先ず、コントローラ７０（図８参照）は、ステップＳ１０で、除霜運転中であるか否かを判別し、除霜運転中である場合には（ＹＥＳ）、駆動モータ６１ｂ（図８参照）を駆動して側壁６１（図４乃至図６参照）を閉じ、冷蔵室用吐出開口部６１ａを閉じる（ステップＳ２０）。
【0081】
他方、コントローラ７０は、ステップＳ１０において、除霜運転中ではないと判断すれば（ＮＯ）、ステップＳ３０へと進み、設定温度Ｔ０、即ち目標とする庫内冷却温度Ｔ０を読み込む。尚、設定温度Ｔ０は、予め定められた所定の値又は設定入力器７１（図８参照）によって入力された値である。
【0082】
次に、コントローラ７０は、ステップＳ４０で、冷蔵室温度検出器７３（図３及び図８参照）から検出された庫内温度Ｔを読み込む。そして、コントローラ７０は、ステップＳ５０で、庫内温度Ｔと、設定温度Ｔ０に所定のディファレンシャル値Ｄ（不感帯Ｄ）を足した値と、を比較し、庫内温度Ｔが高ければ（ＹＥＳ）、吐出開口部６１ａを開く（ステップＳ６０）。
【0083】
他方、コントローラ７０は、ステップＳ５０において、庫内温度Ｔがディファレンシャル値Ｄを考慮した設定温度Ｔ０よりも低ければ（ＮＯ）、吐出開口部６１ａの開閉動作を行わずステップ７０へと進む。即ち、吐出開口部６１ａが開いた状態であれば開いたまま、閉じた状態であれば閉じたまま、次ぎのステップへと進む。
【0084】
コントローラ７０は、ステップＳ７０で、庫内温度Ｔと設定温度Ｔ０との比較を行い、庫内温度Ｔが低ければ（ＹＥＳ）、ステップＳ８０へと移り、吐出開口部６１ａを閉じる制御を行う。
【0085】
他方、コントローラ７０は、ステップＳ７０において、庫内温度Ｔが設定温度Ｔ０よりも高ければ（ＮＯ）、吐出開口部６１ａの開閉動作を行わずステップ７０へと進む。即ち、吐出開口部６１ａが開いた状態であれば開いたまま、閉じた状態であれば閉じたまま、次ぎのステップへと進む。
【0086】
そして、コントローラ７０は、ステップ９０では、運転を継続すべきか否かを判別し、特に機器を停止すべき異常等が発生していなければ（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へと戻り、以上説明の制御を繰り返す。
【0087】
尚、吐出開口部６１ａの制御は、開く状態と閉じる状態との２つの状態で行うものとして説明したが、庫内温度Ｔと設定温度Ｔ０との偏差に基づき所定の開度に制御する、所謂比例制御を採用することも可能である。
【0088】
このように、本実施形態に係る冷蔵庫１は、各収納室３〜６の冷却負荷に応じて、供給する冷気の流量を各々独立して調節できるので、貯蔵室の内部に貯蔵された食品等を適切な温度で冷却保存することができる。
【0089】
また、本実施形態に係る冷蔵庫１によれば、各冷却風路１４〜１７や風路の吹出口２１〜２４にダンパを設けることなく、各収納室３〜６の温度を適切に制御できるので、ダンパの個数を削減でき、冷却風路を小型化することができると共に、ダンパによる圧力損失を低減することができる。
【0090】
次に、図２、図４、図６及び図９を参照して、除霜運転時の動作について説明する。冷却運転を継続すると、冷却器３２の空気側伝熱面に霜が付着し、伝熱を妨げ、空気流路を塞ぐことになる。そこで、冷媒蒸発温度の低下等から着霜を判断し、或いは除霜タイマー等によって判断し、冷却器３２に付着した霜を取るための除霜運転を開始する。
【0091】
除霜運転を行う場合、圧縮機３１の運転を停止し、送風機５０を停止する。そして、前述の通り、風向制御装置６０は、図９のステップＳ１０、Ｓ２０に示す制御動作により、図６（Ａ）に示すように、全ての吐出開口部６１ａ〜６４ａを閉じた状態となる。そして、除霜ヒータ３３に通電する。
【0092】
そうすると、除霜ヒータ３３の発熱によって冷却器３２や冷却室１３内に付着した霜が融かされる。霜を融かした後の水は、冷却室１３の下方に設けられた図示しない排水管を介して、機械室４９内に設けられた図示しない蒸発皿へと流れ落ちる。そして、該水は、前記蒸発皿において圧縮器３１等からの熱により蒸発する。
【0093】
除霜ヒータ３３によって発生した熱は、冷却室１３内の空気を暖めることになるが、本実施形態に係る冷蔵庫１では、前述の通り、風向制御装置６０で冷却室１３の送り開口部１３ａを塞ぐので、暖気が冷却風路１４〜１７へと流れ出ることを防止できる。そのため、冷却風路１４〜１７内が除霜暖気によって暖められてしまうことを防止できる。その結果、冷蔵庫１の冷却効率を向上させることができる。
【0094】
また、本実施形態に係る冷蔵庫１は、冷却室１３の送り開口部１３ａのみで除霜暖気の流れを止めるので、シール箇所が少なく、漏れの少ない、確実な封止が可能となる。
【0095】
冷却器３２の霜取りが完了すると、除霜ヒータ３３の通電を止め、圧縮機３１を起動し、冷凍回路による冷却を開始する。そして、冷却器３２及び冷却室１３が所定の温度まで冷却されたことを検出した後、或いはタイマー等で所定の時間が経過した後、送風機５０の運転を開始し、貯蔵室の冷却負荷に応じて風向制御装置６０の各吐出開口部６１ａ〜６４ａを開く。これにより、除霜熱による影響を出来るだけ小さく抑え、冷却運転を再開することができる。
【0096】
以上説明の通り、本実施形態に係る冷蔵庫１では、霜取り中に、風向制御装置６０で冷却室１３の送り開口部１３ａを塞ぐので、各冷却風路１４〜１７にダンパを設けることなく、霜取り時の暖気が貯蔵室に流れ込むことを防止することができる。
【0097】
尚、本実施形態の風向制御装置６０は、４つの開閉自在な吐出開口部６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａを有するものとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。吐出開口部は、貯蔵室の区分に応じて適当な個数設けることができる。
【0098】
また同様に、風向制御装置６０の形状についても、本実施形態に限定されるものではない。例えば、基体部６５の形状は、四角形状に限らず、多角形や円形状でも構わない。また、風向制御装置６０の全体形状を半球形状に構成しても構わない。
【0099】
また、各吐出開口部６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａと、冷却風路１４、１５、１６、１７とは、一対一で対応するものとして説明したが、複数の吐出開口部が一つの冷却風路につながるよう構成しても良い。
【0100】
また更に、本実施形態に係る冷蔵庫１では、冷蔵室３へ供給された冷気が連結風路１８を介して野菜室７へと流れる構成であったが、冷蔵室３を経由せずに、吐出開口部から直接野菜室７へと冷気を流す風路構成を採用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0101】
１・・・冷蔵庫２・・・断熱箱体
３・・・冷蔵室
４・・・製氷室
５・・・上段冷凍室
６・・・冷凍室
７・・・野菜室
１３・・・冷却室
１３ａ・・・送り開口部
１３ｂ・・・戻り開口部
１４、１５、１６、１７・・・冷却風路
３２・・・冷却器
３３・・・除霜ヒータ
５０・・・送風機
５１・・・ファン
５３・・・ケーシング
６０・・・風向制御装置
６１、６２、６３、６４・・・風向制御装置の側壁
６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ・・・吐出開口部
６５・・・風向制御装置の基体部