特許 7351762 冷蔵庫

(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】

(24)【登録日】2023-09-19

(45)【発行日】2023-09-27

(54)【発明の名称】冷蔵庫

(51)【国際特許分類】

   F25D 17/06 20060101AFI20230920BHJP

   F25D 11/00 20060101ALI20230920BHJP

   F25D 21/04 20060101ALI20230920BHJP

【ＦＩ】

F25D17/06 313

F25D17/06 314

F25D11/00 101B

F25D17/06 304

F25D21/04 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020019298

(22)【出願日】2020-02-07

(65)【公開番号】P2021124259

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-03-03

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】石▲崎▼ 祐理

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 遵自

(72)【発明者】

【氏名】服部 圭介

【審査官】森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２２９８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２６４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２６４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３５２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００８６８８３（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９０６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０１０６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｄ １７／０６

Ｆ２５Ｄ １１／００

Ｆ２５Ｄ ２１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷気を供給する冷却器と、
冷蔵温度帯の貯蔵室と、
前記冷却器及び前記貯蔵室を繋ぐ送風路と、
貯蔵室ファンと、
前記貯蔵室及び前記冷却器を繋ぐ戻り風路と、を有し、
前記冷却器の温度が低下し、該冷却器の残留冷媒がある状態でその後上昇し、さらにその後低下する経過を示し、この間、前記貯蔵室ファンは、前記冷却器を含む経路で実質的に冷気を循環させ続けるとともに、
急速冷却運転指令の検知に応じ、前記冷却器の温度が低下し、その後上昇し、さらにその後低下する経過を示し、この間、前記貯蔵室ファンは、実質的に駆動し続ける、急速冷却運転制御を実行する冷蔵庫。

【請求項2】

前記冷却器と、前記冷却器への冷媒供給量を変更する冷媒切替弁と、を有する冷凍サイクルを備え、
前記冷媒切替弁のモードが変更して前記冷却器への冷媒供給量が減少又は遮断した後に前記冷却器の温度が上昇し、
前記冷媒切替弁のモードが変更して前記冷却器への冷媒供給量が増加した後に前記冷却器の温度が低下する請求項１に記載の冷蔵庫。

【請求項3】

冷気を供給する冷却器と、
冷蔵温度帯の貯蔵室と、
前記冷却器及び前記貯蔵室を繋ぐ送風路と、
貯蔵室ファンと、
前記貯蔵室及び前記冷却器を繋ぐ戻り風路と、を有し、
前記冷却器と、前記冷却器への冷媒供給量を変更する冷媒切替弁と、を有する冷凍サイクルを備え、
前記冷却器の温度が低下し、該冷却器の残留冷媒がある状態でその後上昇し、さらにその後低下する経過を示し、この間、前記貯蔵室ファンは、前記冷却器を含む経路で実質的に冷気を循環させ続けるとともに、
前記冷媒切替弁のモードが変更して前記冷却器への冷媒供給量が減少又は遮断した後に前記冷却器の温度が上昇し、
前記冷媒切替弁のモードが変更して前記冷却器への冷媒供給量が増加した後に前記冷却器の温度が低下する冷蔵庫。

【請求項4】

前記貯蔵室ファンは、前記冷却器及び前記貯蔵室を含む冷気のループ中、前記貯蔵室以外の場所に配されている請求項１～３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。

【請求項5】

前記貯蔵室ファンは、前記冷却器及び前記貯蔵室を含む冷気のループ中、前記貯蔵室に配されている請求項１～３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。

【請求項6】

冷蔵室に冷気を供給する冷蔵用冷却器と、
冷凍室に冷気を供給する冷凍用冷却器と、
前記冷蔵室と前記冷蔵用冷却器とを含む循環風路に冷気を送風する冷蔵用ファンと、
前記冷凍室と前記冷凍用冷却器とを含む循環風路に冷気を送風する冷凍用ファンと、を有し、
食品の急速冷却制御時に、
急速冷却でない時よりも高速で前記冷蔵用ファンを駆動して、冷媒が供給され温度が低下した前記冷蔵用冷却器による冷気を前記冷蔵室に送風する急冷ステップと、
前記冷蔵用ファンを駆動したまま、前記冷凍用冷却器に冷媒が供給されるために冷媒が供給されずに温度が上昇した残留冷媒がある状態の前記冷蔵用冷却器による冷気を前記冷蔵室に送風する緩冷ステップと、を実行する
ことを特徴とする冷蔵庫。

【請求項7】

前記冷蔵用ファンの駆動は、前記緩冷ステップにおいて、前記急冷ステップに比べて増速しない
ことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。

【請求項8】

前記緩冷ステップの実行時間は、タイマーにより所定の時間の経過を検知して制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は冷蔵庫に関する。

【背景技術】

【0002】

貯蔵室、例えば冷蔵温度帯の室内に入れられた食品を速く冷やす急速冷却機能の技術が提案されている。食品を緩慢に冷却するよりも急速に冷やす方が食品の保存性を向上できることが知られているところ、冷蔵温度帯で保存されるべき食品に大量の冷気を供給し続けると、特に、冷気が直接吹き付けられる食品や、そのような食品の一部分が凍結してしまうことが懸念される。

【0003】

このような中、特許文献１は、急速冷蔵運転中、設定温度Ｔｓから温度センサ１２が検知する庫内温度を引いた値が１ｄｅｇ以上あるときダンパを閉にし（ステップＳ５０４，５０５）、庫内温度から設定温度Ｔｓを引いた値が１ｄｅｇ以上あるとき、ダンパを開にする（ステップＳ５１１，５１２）ことを開示する（明細書第３頁右下欄、第６図）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６２－７３０７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のようにダンパの開閉で冷気供給を断続させると、ダンパを閉じている間は冷気の供給が停止するため、食品の冷却が停止する。また、貯蔵室内の空気の撹拌も停止するため、特に高温の食品が貯蔵室内に収納されている場合、その熱が高温食品周囲の食品を温めてしまうし、高温食品の冷却もほとんど行われない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記事情に鑑みてなされた本発明は、
冷気を供給する冷却器と、
冷蔵温度帯の貯蔵室と、
前記冷却器及び前記貯蔵室を繋ぐ送風路と、
貯蔵室ファンと、
前記貯蔵室及び前記冷却器を繋ぐ戻り風路と、を有し、
前記冷却器の温度が低下し、該冷却器の残留冷媒がある状態でその後上昇し、さらにその後低下する経過を示し、この間、前記貯蔵室ファンは、前記冷却器を含む経路で実質的に冷気を循環させ続けるとともに、
急速冷却運転指令の検知に応じ、前記冷却器の温度が低下し、その後上昇し、さらにその後低下する経過を示し、この間、前記貯蔵室ファンは、実質的に駆動し続ける、急速冷却運転制御を実行する冷蔵庫。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例の冷蔵庫の正面外観図

【図2】実施例の冷蔵庫の風路構成を表す模式図

【図3】図１のＡ－Ａ断面図

【図4】図３のＢ－Ｂ断面図

【図5】実施例の冷蔵庫の冷凍サイクルの概略図

【図6】実施例の冷蔵庫の非急速冷却運転時の安定状態のタイムチャート

【図7】急速冷却運転を実行している間を含むタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ説明する。
図１は実施例の冷蔵庫１の正面図である。
冷蔵庫１の断熱箱体１０は、前方に開口しており、複数の貯蔵室を有している。貯蔵室としては上方から、冷蔵室２（第一冷蔵温度帯室）、左右に並設された製氷室３と上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６（第二冷蔵温度帯室）を備える。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（冷凍温度帯室）と呼ぶ。

【0010】

冷蔵室２の前方の開口は、左右に分割された回転式の冷蔵室扉２ａ，２ｂにより開閉され、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６の前方の開口は、引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａによってそれぞれ開閉される。

【0011】

例えば扉２ａには、ユーザからの指令を受付けたりユーザへの報知をしたりできる操作部９９を設けている。操作部９９は、ユーザからの急速冷却指令を受付ける受付部として、急速冷却ボタンを有する。また、急速冷却運転の実行中は、その旨を報知する表示部として、例えば「急速冷却」と文字状に発光出力するＬＥＤや光透過部を有している。

【0012】

扉２ａには公知の回転仕切り９８を設け、回転仕切り９８内に回転仕切りヒータ６１を備えている。後述する冷蔵室吐出口１１ａから上方に向けて吹き出された冷却空気は、回転仕切り９８の庫内側表面を流れて冷却するため、回転仕切りの庫外表面に結露が発生する虞がある。特に、後述する急速冷却を実行するとその虞が大きい。このため、急速冷却時は、回転仕切りヒータ６１の出力を通常時と比べて高くするのが好ましい。

【0013】

図２は実施例の冷蔵庫１の風路構成を示す模式図である。
冷蔵用冷却器１４ａと熱交換して低温になった空気は、冷蔵用ファン９ａを駆動することにより、冷蔵室送風路１１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に送られた空気は、冷蔵室戻り風路１５から冷蔵用冷却器室８ａに戻る。

【0014】

冷凍用冷却器１４ｂと熱交換して低温になった空気は、冷凍用ファン９ｂを駆動することにより、冷凍室送風路１２を介して冷凍室７に送風され、冷凍室７内を冷却する。冷凍室７に送られた空気は、冷凍室戻り風路１７から冷凍用冷却器室８ｂに戻る。

【0015】

冷凍用冷却器１４ｂと熱交換して低温になった空気は、野菜室ダンパ１９が開放状態の場合には、冷凍室送風路１２に流入した冷却空気の一部が野菜室送風路１３を介して野菜室６に至り、野菜室６内を冷却する。野菜室６に送られた空気は、野菜室戻り風路１８を流れて冷凍用冷却器室８ｂに戻る。

【0016】

図３は図１のＡ－Ａ断面図である。図４は図３のＢ－Ｂ断面図である。
断熱箱体１０の外殻を形成する外箱１０ａと内箱１０ｂとの間には発泡断熱材や真空断熱材が充填されている。チルドルーム３５下部にはチルドルームの冷え過ぎを抑えるチルドルーム温度補償ヒータ６０を備えている。チルドルーム３５は、断熱仕切壁２８を介して冷凍温度帯にある製氷室３や上段冷凍室４に隣接するため、低温になり易い。後述する急速冷却運転を実行すると、チルドルーム３５内の食品が凍結しやすくなるため、急速冷却運転中はチルドルーム温度補償ヒータ６０の出力を通常時と比べて高くすると好ましい。

【0017】

冷蔵室２の略背部には冷蔵用冷却器室８ａを備えており、冷蔵用冷却器室８ａ内には、フィンチューブ式熱交換器である冷蔵用冷却器１４ａが収納されている。冷蔵用冷却器１４ａの上方には冷蔵用ファン９ａを備えている。また、冷蔵室２背部の幅方向の略中心には、冷却気質８ａと冷蔵室２とを繋ぐ冷蔵室送風路１１を備えている。冷蔵室送風路１１の上部には、吹き出す空気を上方に指向させる指向手段を備えた冷蔵室吐出口１１ａを備えている。

【0018】

冷蔵室吐出口１１ａから上方に向けて吹き出された冷却空気は、図２中に矢印で示すように冷蔵室２の天井面を沿って流れて冷蔵室２の前方の領域に到達し、棚３４ａ－３４ｃと扉ポケット３３ａ－３３ｃとの隙間を流れて下降し、チルドルーム３５の後方空間に入り、冷蔵用冷却器室８ａの下部に設けられた冷蔵室戻り風路１５ａから冷蔵用冷却器室８ａに戻る。

【0019】

冷凍室７の略背部には冷凍用冷却器室８ｂを備えており、冷凍用冷却器室８ｂ内には、フィンチューブ式熱交換器である冷凍用冷却器１４ｂが収納されている。冷凍用冷却器１４ｂの上方には冷凍用ファン９ｂを備えている。また、冷凍室７の背部には冷凍室送風路１２を備えており、冷凍用ファン９ｂの前方の冷凍室送風路１２には複数の冷凍室吐出口１２ａを備えている。冷凍室用冷却器室８ｂの下部前方には冷凍室７に送られた空気が戻る冷凍室戻り風路１７を備えている。

【0020】

野菜室６への風路となる野菜室送風路１３は、冷凍室送風路１２の右下方から分岐形成され、断熱仕切壁２９を通過している。野菜室送風路１３は、野菜室ダンパ１９を備えている。野菜室６と冷凍室７の間の断熱仕切壁２９の下部前方には、野菜室戻り流入口１８ａを備えており、断熱仕切壁２９内を通過する野菜室戻り風路１８を介して冷凍用冷却器室８ｂの下部前方に設けられた野菜室戻り流出口１８ｂに至る流路が形成されている。

【0021】

冷蔵室２、冷凍室７、野菜室６の例えば庫内背面側には、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を備え、それぞれ冷蔵室２、冷凍室７、野菜室６の温度を検知している。また、冷蔵室２の庫内天井部に冷蔵室上部温度センサ４４を備えており、冷蔵室２の上部の温度を検知している。また、冷蔵用冷却器１４ａの上部には冷蔵用冷却器温度センサ４０ａ、冷凍用冷却器１４ｂの上部には冷凍用冷却器温度センサ４０ｂを備え、冷蔵用冷却器１４ａ、及び冷凍用冷却器１４ｂの温度を検知している。冷蔵庫１の天井部の扉ヒンジカバー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湿度センサ３７を備えている。

【0022】

冷凍用冷却器室８ｂの下部には、冷凍用冷却器１４ｂを加熱する除霜ヒータ２１を備えている。除霜ヒータ２１は、例えば５０Ｗ～２００Ｗの電気ヒータである。冷凍用冷却器１４ｂの除霜時に発生した除霜水（融解水）は、冷凍用冷却器室８ｂの下部に備えた樋２３ｂに流下し、排水口２２ｂ、冷凍用排水管２７ｂを介して冷蔵庫１の後方（背面側）下部に設けられた機械室３９に至り、機械室３９内に設置された圧縮機２４の上部の蒸発皿３２に排出される。

【0023】

冷蔵庫１の天井部には、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、冷却器温度センサ４０ａ、４０ｂ等と接続され、前述のＣＰＵは、これらの出力値や操作部９９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や冷蔵用ファン９ａ、冷凍用ファン９ｂのＯＮ／ＯＦＦや回転速度制御、除霜ヒータ２１、樋ヒータ１０１、排水管上部ヒータ１０２、排水管下部ヒータ１０３、及び、後述する三方弁５２の制御等を行っている。

【0024】

図５は、冷蔵庫１の冷凍サイクルの概略図である。冷蔵庫１は、冷媒を圧縮する圧縮機２４、圧縮機２４の下流に在り冷媒の放熱を行う庫外放熱器５０ａと壁面放熱配管５０ｂ、圧縮機２４の下流に在り冷媒の放熱を行いながら断熱仕切壁２８，２９，３０の前縁部への結露を抑制する結露抑制配管５０ｃ、放熱器５０ａ－５０ｃの下流に在る冷媒切替弁としての三方弁５２、三方弁５２の一方の流出口５２ａに接続していて冷媒を減圧させる冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ、三方弁５２の他方の流出口５２ｂに接続していて冷媒を減圧させる冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａの下流に在り冷媒の蒸発により吸熱する（冷気を供給する）冷蔵用冷却器１４ａ、及び、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂの下流に在り冷媒の蒸発により吸熱する冷凍用冷却器１４ｂを備えている。これら各種の構成要素は、冷媒配管によって環状に接続されている。

【0025】

その他三方弁５２の上流には、冷凍サイクル中の水分を除去するドライヤ５１を備えている。冷蔵用冷却器１４ａの下流と冷凍用冷却器１４ｂの下流それぞれには、液冷媒が圧縮機２４に流入するのを防止する冷蔵用気液分離器５４ａと冷凍用気液分離器５４ｂを備えている。冷凍用気液分離器５４ｂの下流かつキャピラリーチューブ５３ａ，５３ｂの下流の合流部分より上流には、逆止弁５６を備えている。

【0026】

冷蔵用冷却器１４ａの温度は、圧縮機２４、冷蔵用ファン９ａの回転速度によって調整できる。冷凍用冷却器１４ｂの温度は、圧縮機２４、冷凍用ファン９ｂの回転速度によって調整できる。

【0027】

三方弁５２は、流出口５２ａと、流出口５２ｂを備えており、次のモードが可能である。
流出口５２ａを開放状態、流出口５２ｂを閉鎖状態として、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ側に冷媒を流す冷蔵モード。
流出口５２ａを閉鎖状態、流出口５２ｂを開放状態として、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ側に冷媒を流す冷凍モード。
流出口５２ａ、５２ｂの何れも閉鎖状態とする全閉モード。

【0028】

三方弁５２が何れのモードであっても、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、結露抑制配管５０ｃを流れて放熱し、ドライヤ５１を介して三方弁５２に至る。

【0029】

冷蔵モードの場合、冷媒は冷蔵用キャピラリチューブ５３ａを流れて減圧され冷蔵用冷却器１４ａに至り、冷蔵室２の戻り空気と熱交換する。冷蔵用冷却器１４ａを出た冷媒は、冷蔵用気液分離器５４ａを通り、キャピラリチューブ５３ａとの接触部５７ａを流れることでキャピラリチューブ５３ａ内を流れる冷媒と熱交換した後に圧縮機２４に戻る。

【0030】

冷凍モードの場合、冷媒は冷凍用キャピラリチューブ５３ｂを流れて減圧され冷凍用冷却器１４ｂに至り、冷凍室７の戻り空気と熱交換する。野菜室ダンパ１９が開放状態の場合はさらに、野菜室６の戻り空気と熱交換する。冷凍用冷却器１４ｂを出た冷媒は、冷凍用気液分離器５４ｂを通り、キャピラリチューブ５３ｂとの接触部５７ｂを流れることでキャピラリチューブ５３ｂ内を流れる冷媒と熱交換した後に圧縮機２４に戻る。

【0031】

全閉モードの場合、圧縮機２４を駆動してもキャピラリチューブ５３ａ，５３ｂから冷媒が供給されない状態となるため、冷却器１４ａ，１４ｂ内の冷媒が圧縮機２４に吸い込まれて圧縮されてから吐出され、放熱器５０に回収される。

【0032】

本実施例の冷蔵庫は、次の運転が可能である。
三方弁５２を冷蔵モードに制御して冷蔵室２を冷却する「冷蔵運転」。
冷凍モードに制御して野菜室ダンパ１９を開とすることで冷凍室７と野菜室６を冷却する「冷凍野菜運転」。
冷凍モードに制御して野菜室ダンパ１９を閉とすることで冷凍室７を冷却する「冷凍運転」。
全閉モードに制御して圧縮機２４を駆動して、冷媒を放熱手段側に回収する「冷媒回収運転」。
全閉モードに制御して圧縮機２４を停止状態とする「運転停止」。
冷蔵冷却器１４ａに冷媒が流れない状態に制御して冷蔵用ファンを駆動状態として、冷蔵用冷却器１４ａの表面に成長した霜や冷却器自体の蓄冷熱で冷蔵室２を冷却しつつ冷蔵用冷却器１４ａの除霜を行う「冷蔵用冷却器除霜運転」。
全閉モードに制御して圧縮機２４を停止状態、冷凍用ファン９ｂを停止状態、除霜ヒータ２１を通電状態とすることで、冷凍用冷却器１４ｂの除霜を行う「冷凍用冷却器除霜運転」。

【0033】

図６は、外気３２℃、相対湿度７０％の環境下に設置し、非急速冷却運転時の安定状態のタイムチャートである。圧縮機２４やファン９ａ，９ｂのＯＮ状態では、速度１から速度４に向けて回転数が大きくなる。

【0034】

ｔ０は冷蔵室２を冷却する冷蔵運転が開始された時刻である。三方弁５２が冷蔵モードに制御され、圧縮機２４が速度１で駆動されて冷蔵用冷却器１４ａに冷媒が供給されることで、冷蔵用冷却器１４ａの温度が低下している。冷蔵用ファン９ａが速度２で駆動されることで、冷蔵用冷却器１４ａを通過して低温になった空気が冷蔵室吐出口１１ａから冷蔵室２内に吹き出し、冷蔵室２が冷却されて温度が低下している。

【0035】

ここで、冷蔵運転中の冷蔵用冷却器１４ａの時間平均温度は－６℃であり、後述する冷凍運転中の冷凍用冷却器１４ｂの時間平均温度の－２４℃よりも高くしている。一般に冷却器温度（蒸発温度）が高い方が、冷凍サイクル成績係数（圧縮機２４の入力に対する吸熱量の割合）が高く、省エネルギー性能が高い。冷凍室７は冷凍温度に維持するために冷凍用冷却器１４ｂの温度を低温にする必要があるが、冷蔵室２は冷蔵温度に維持すれば良いので、冷蔵用冷却器１４ａの温度を高めるように冷蔵用ファン９ａ及び圧縮機２４の回転速度を制御して、省エネルギー性能を向上している。

【0036】

時刻ｔ１で冷蔵室温度センサ４１が検知する冷蔵室温度ＴＲが冷蔵運転終了温度ＴＲ＿ｏｆｆまで低下したことで、冷蔵運転は終了する。本実施例では、終了後、冷媒回収運転に切換わっている。冷媒回収運転では三方弁５２が全閉モードに制御され、圧縮機２４が速度１、冷蔵用ファン９ａが速度２で駆動されて、冷蔵用冷却器１４ａ内の冷媒が例えば２分間回収される（ΔＴＡ１＝２min）。これにより、冷凍用冷却器１４ｂに供給し得る冷媒量を確保し、続いて行う冷凍野菜運転又は冷凍運転での冷媒不足を抑制できる。なお、このとき冷蔵用ファン９ａが駆動されることで、冷蔵用冷却器１４ａ内の残留冷媒が冷蔵室２の冷却に活用されるとともに、冷蔵室２内の空気による加熱で、冷蔵用冷却器１４ａ内の圧力低下が緩和される。これにより、圧縮機２４の吸込冷媒の比体積増加が抑制され、比較的短い時間で多くの冷媒を回収できるようになり、冷却効率を高めることができる。

【0037】

時刻ｔ２は冷媒回収運転が終了した時刻である。冷蔵用冷却器除霜運転を実行するかが判定される。ここでは実行すると判定され、冷蔵用ファン９ａが速度１で駆動されて冷蔵用冷却器除霜運転が行われている。これにより冷蔵用冷却器１４ａの温度が上昇するとともに、霜や冷蔵用冷却器１４ａの蓄冷熱による冷却効果によって、冷蔵室２の温度上昇が緩和される。このように冷蔵用冷却器の除霜運転を行い、冷蔵用ファンを駆動するモードを備えることで、冷蔵用ファンの駆動時間は、後述する冷凍用ファンの駆動時間よりも長く、また、長時間冷蔵室内の空気を循環することとなり、冷蔵室庫内の均温化を図ることができる。

【0038】

また時刻ｔ２で冷凍室温度センサ４２が検知する冷凍室温度ＴＦが冷凍野菜運転開始温度ＴＦ_ｏｎ以上となっていることから冷凍野菜運転が開始され、野菜室６が冷却され野菜室温度ＴＶが低下している。冷凍野菜運転では、三方弁５２が冷凍モードに制御され、圧縮機２４が速度２で駆動されて冷凍用冷却器１４ｂに冷媒が供給されて、冷凍用冷却器１４ｂが低温になる。この状態で野菜室ダンパ１９が開放され、冷凍用ファン９ｂが速度１で駆動されることで、冷凍用冷却器１４ｂを通過して低温になった空気で冷凍室７と野菜室６が冷却される。

【0039】

時刻ｔ３で野菜室温度センサ４３が検知する野菜室温度TＶが野菜室冷却終了温度ＴＶ＿ｏｆｆに到達したことにより、野菜室ダンパ１９が閉鎖され、冷凍運転に移行する。

【0040】

時刻ｔ４で冷凍室温度センサ４２が検知する冷凍室温度ＴＦが冷凍運転終了温度ＴＦ＿ｏｆｆに到達し、冷凍運転が終了する。このとき冷蔵室温度センサ４１が検知する冷蔵室温度ＴＲが冷蔵運転開始温度ＴＲ＿ｏｎ以上に達していることから、冷蔵運転開始条件が成立し、冷媒回収運転が行われる。冷媒回収運転では、三方弁５２が全閉モードに制御され、圧縮機２４が速度２、冷凍用ファン９ｂが速度１で駆動されて、冷凍用冷却器１４ｂ内の冷媒が例えば１．５分間回収される（ΔｔＢ１＝１．５min）。これにより、次の冷蔵運転での冷媒不足による冷却効率低下を抑制できる。なお、このとき冷凍用ファン９ｂを駆動することで、冷凍用冷却器１４ｂ内の残留冷媒を冷凍室７の冷却に活用するとともに、冷凍室７内の空気による加熱で、冷凍用冷却器１４ｂ内の圧力低下が緩和される。これにより圧縮機２４の吸込冷媒の比体積増加が抑制され、比較的短い時間で多くの冷媒を回収できるようになり、冷却効率を高めることができる。

【0041】

冷凍室７が冷却される運転は、冷凍野菜運転（ｔ２～ｔ３）、冷凍運転（ｔ３～ｔ４）、冷媒回収運転（ｔ４～ｔ５）であり、これらの運転が行われている間の冷凍用冷却器１４ｂの時間平均温度は約－２４℃となるように、冷凍用ファン９ｂ及び圧縮機２４が制御されている。また、冷蔵用ファン９ａが駆動状態となっている冷凍運転と冷蔵用冷却器除霜運転が行われている間の冷蔵室吐出空気温度の時間平均値は、－１.５℃であり、冷凍室維持温度ＴＦ＿ｋｅｅｐ（４℃）と冷蔵室維持温度ＴＲ＿ｋｅｅｐ（－２０℃）の算術平均値（－８℃）より高い温度となっている。

【0042】

冷媒回収運転が終了した時刻間ｔ５より再び、冷蔵運転が開始され、以後周期的に上述の運転が繰り返され、冷蔵室２は約４℃、冷凍室７は約－２０℃、野菜室は約７℃に維持される。

【0043】

図７は急速冷却運転のタイムチャートである。急速冷却運転は上述のように、ユーザによる操作スイッチの押下など明示的な指令により開始してもよいし、急速冷却に適した領域及びこの領域に食品等が載置されたことを検知する食品センサを設けておいて、センサ検知によって自動的に開始してもよい。

【0044】

ユーザが急速冷却で冷やしたい食品の温度を「負荷温度」という。貯蔵室に投入された初期の負荷温度は、貯蔵室温度（本実施例では冷蔵室温度ＴＲ）及び冷蔵室２内の他の食品の温度よりも高温であることを想定する。

【0045】

ユーザが急冷したい高温の食品が冷蔵室２内に入れられ、操作部９９の急速冷却ボタンが押され、急冷指令を受付けると急速冷却制御が開始され、好ましくは急速冷却ＬＥＤを点灯させてユーザに急速冷却が開始したことを報知する。

【0046】

本実施例の急速冷却制御を、説明の便利のため、三つの段階（フェーズ１、フェーズ２、フェーズ３）に分けて説明する。各フェーズの終了条件はタイマーまたは冷蔵室温度センサ４１及び／若しくは冷蔵室上部温度センサ４４の検知温度で制御されている。ユーザの操作によって途中で急速冷却指令が解除された場合は、その時点で全フェーズを終了させて急速冷却制御を終了し、急速冷却ＬＥＤを消灯して通常の運転制御に戻る。

【0047】

急速冷却制御が開始すると、まずフェーズ１（急冷ステップ）が開始される。フェーズ１では、三方弁５２が冷蔵モードに制御され、圧縮機２４が運転することで冷蔵用冷却器１４ａに冷媒が供給され、冷蔵用ファン９ａが駆動する。すなわち、冷蔵用冷却器１４ａに冷媒が循環して冷蔵用冷却器１４ａの温度が低下し、冷蔵用ファン９ａが駆動（好ましくは非急速冷却制御よりも高速、又は非急速冷却制御で実行され得る速度の中で高速である速度２又は速度３。）するから、冷蔵室冷却器１４ａと熱交換された低温の冷気が冷蔵室送風路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が温度低下する。タイムチャートでは冷蔵モードに制御されたと同時に冷蔵室２の温度が低下し始めているように見えるが、実際は、冷蔵モードに制御された後に冷蔵用冷却器１４ａが温度低下し、冷蔵室２が冷却されるため、三方弁５２の制御から冷却器１４ａや冷蔵室２の温度低下までには、やや遅れ時間が存在する。

【0048】

急冷ステップにおいては、本実施例のように冷蔵室２全体を温度低下させてもよいし、集中的に冷気を供給する領域を冷蔵室２一部に設定して、この領域を中心に温度低下させてもよい。

【0049】

その後、所定の時間が経過する又は冷蔵室温度センサ４１及び／若しくは冷蔵室上部温度センサ４４の検知温度が、それぞれ所定の値以下になった場合、フェーズ１が終了する。フェーズ１終了を判定する冷蔵室温度センサ４１の温度閾値は、通常時の冷蔵運転終了温度ＴＲ＿ｏｆｆよりも低く設定されていると好ましい。

【0050】

最初の段階であるフェーズ１で急冷ステップを実行することによって、急速冷却の開始直後から食品を冷やすことができる。もし、急速冷却制御の途中で食品が取り出されたり、急速冷却指令が解除されたりした場合でも、ユーザが急冷したい食品は、冷蔵用ファン９ａが高速駆動していれば通常運転時よりも速く冷えており、短時間でもユーザが急速冷却の効果を享受できる。

【0051】

フェーズ２（緩冷ステップ）では、冷蔵室ファン９ａは駆動（好ましくは高速駆動）しながら、冷蔵用冷却器１４ａへの冷媒供給が減少又は遮断される。本実施例では、三方弁５２が冷凍モードに制御され「冷凍運転」又は「冷凍野菜運転」を実行する。三方弁５２を全閉モード且つ圧縮機２４を停止状態に制御してもよい。冷蔵用冷却器１４ａの温度は冷媒供給の減少又は遮断により上昇するため、冷蔵室ファン９ａを駆動させると、冷蔵室２には急冷ステップよりも高温の空気が循環する。緩冷ステップでは冷蔵室２を循環する空気の温度が高いため、冷蔵室２内の食品の凍結を防止できる。

【0052】

タイムチャートでは冷凍モードに制御されたと同時に冷蔵室２の温度が上昇し始めているように見えるが、実際は、冷凍モードに制御されて冷媒供給が遮断された後も、多少は残留冷媒による冷却が可能であるから、冷蔵用冷却器１４ａの温度上昇までにはやや遅れ時間が存在する。

【0053】

本タイムチャートでは、緩冷ステップの実行には三方弁５２を冷凍モード又は全閉モードにするが、冷蔵室２の外側、例えば冷蔵用冷却器室８ａに配されている冷蔵室ファンに代えて又は追加して、冷蔵室２内に冷蔵室ファン（特に区別する必要がある場合は、冷蔵室循環ファンという。）を設けることができる。この場合、三方弁５２の状態に拘わらず緩冷ステップを実行できる。具体的には、冷蔵室循環ファンを駆動することで冷蔵室２内で冷気を循環させることができるから、局所的に温度低下して凍結が懸念される食品の部分を温度上昇させ、他の部分や他の食品については冷蔵室２の冷気が接触するから温度上昇を抑制できる。なお、この場合、冷蔵室循環ファンの駆動中、必要に応じて冷却器室８ａ側の冷蔵室ファンを停止させることができる。また、冷蔵室２と冷蔵用冷却器室８ａとの間（送風路でも戻り風路でもよい。）に冷蔵室ダンパを設けて、冷蔵室循環ファンの駆動中にこれを閉にしてもよい。

【0054】

緩冷ステップでは、急冷されやすい食品の温度が既に循環空気温度より低ければ、循環空気によって温度上昇するから凍結が抑制される。また、緩冷ステップでは、対象貯蔵室内の食品のうち循環空気温度より高いものは、循環空気によって冷却される。このため、フェーズ１からフェーズ２への移行のタイミングを厳密に判定する必要性も下がる。よって、食品温度を検知するセンサを別途設けずに、フェーズ１（急冷ステップ）を実行する時間をあらかじめ定めておき、これをタイマで計時してもよい。

【0055】

また、フェーズ２中に圧縮機２４を停止させると、圧縮機２４を運転させるよりも消費電力量を小さく抑えながら上記の急冷効果を得ることができるため、省エネな急速冷却を実行できる。圧縮機２４を運転させるかどうかは、フェーズ２に移行した時点での他貯蔵室の温度、即ち冷凍室温度センサ４２や野菜室温度センサ４３の検知温度によって判断することができる。それらの温度が十分低いようであれば、圧縮機２４を停止させて消費電力量の低減を図ることが好ましい。フェーズ２の開始時に圧縮機２４を停止させた場合であっても、フェーズ２の途中で他貯蔵室の温度が上昇したときは、フェーズ２の途中から圧縮機２４を運転させて「冷凍運転」又は「冷凍野菜運転」を実行することで、消費電力量を低く抑えつつ、食品貯蔵温度を適正に保つことができる。 フェーズ２は、タイマにより所定の時間の経過を検知した場合、又は、冷蔵室温度センサ４１及び／若しくは冷蔵室上部温度センサ４４の検知した温度が、それぞれ所定の値以上になった場合に終了する。冷蔵室温度センサ４１，４４の温度変動で凍結が懸念される領域の温度上昇を検知することは容易ではないため、タイマによる判定が好ましい。

【0056】

フェーズ２が終了した後、フェーズ３（急冷ステップ）に移る。フェーズ３はフェーズ１と同一の制御にしてもよいし、タイマで実行時間を設定している場合は、実行時間を短くするなど、変更点を与えてもよい。
少なくともフェーズ３では再び、冷蔵用冷却器１４ａに冷媒を供給する冷蔵モードに制御するとともに冷蔵室ファン９ａを駆動させる。フェーズ２の緩冷ステップによって冷蔵室２内の温度が均温化されると共に、冷蔵室２内の平均温度が上昇させられているため、再び急冷ステップを実行することで冷蔵室２の温度を降下させる。

【0057】

フェーズ３が終了すると本実施例では急速冷却制御を終了し、急速冷却ＬＥＤを消灯して通常の運転制御に復帰する。必要であれば再びフェーズ２に移行し、フェーズ２，３を繰り返してもよい。

【0058】

このように、本実施例では、急冷ステップと緩冷ステップを交互に実行することで食品の凍結を抑えつつ、冷却速度を向上できる。例えば温かい弁当を冷蔵室２内に収納して急速冷却を実行すると、急速冷却運転中は冷蔵室ファン９ａが実質的に駆動し続けるため、弁当の周囲の空気が循環し続ける。これにより、弁当の周囲空気が温められたまま滞留することを抑制できるから、特に弁当周囲の他の食品の温度上昇を抑えて、食品のいわゆる老化を抑制できる。

【0059】

一般的に低温空気は下方へ集まり易く、冷蔵室内でも上部より下部の方が低温化される傾向にあるが、本実施例によれば、急速冷却運転中、冷蔵室の上部と下部の温度を均一化できるから、急速冷却運転実行に際して収納する高温食品の収納場所を、冷蔵室の下部のみならず上部にすることもできる。冷蔵室２の中央より下方に冷蔵室温度センサ４１を、庫内天井部に冷蔵室上部温度センサ４４をそれぞれ備えているため、急速冷却実行中に冷蔵室の上部と下部の温度をそれぞれ検知できる。このため、例えば冷蔵吐出口１１ａを好ましくは複数設け、それぞれから吐出される冷気を開放及び閉塞切替可能なダンパや、冷気の吐出方向を切替可能なルーバを設ければ、これら上部と下部の検知温度に応じて制御することで、均温化を容易にすることができる。
なお、本実施例の急速冷却運転は、冷却器が１つだけのいわゆるシングル冷却方式の冷蔵庫でも実行し得る。また、冷蔵室に限らず野菜室や氷点以上のチルド室などその他の非冷凍温度帯の貯蔵室でも実行し得る。

【0060】

本実施例では、冷蔵室ファン９ａを駆動させつつ冷却器の温度を変動させることで凍結を抑制したが、冷蔵室２に供給する冷気の吹き出す場所や方向を変更することで凍結を抑制してもよい。例えばフェーズ２で吹き出す場所や方向を変え、フェーズ３で戻してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
２ａ、２ｂ 冷蔵室扉
３ 製氷室
４ 上段冷凍室
５ 下段冷凍室冷凍室
３ａ、４ａ、５ａ 冷凍室扉
６ 野菜室
６ａ 野菜室扉
７ 冷凍室
８ａ 冷蔵用冷却器室
８ｂ 冷凍用冷却器室
９ａ 冷蔵用ファン
９ｂ 冷凍用ファン
１０ 断熱箱体
１０ａ 外箱
１０ｂ 内箱
１１ 冷蔵室送風路
１１ａ 冷蔵室吐出口
１２ 冷凍室送風路
１２ａ 冷凍室吐出口
１３ 野菜室送風路
１３ａ 野菜室吐出口
１４ａ 冷蔵用冷却器（冷蔵用蒸発器）
１４ｂ 冷凍用冷却器（冷凍用蒸発器）
１５ａ、１５ｂ １５ｃ 冷蔵室戻り風路
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
１９ 野菜室ダンパ
２１ ラジアントヒータ
２２ａ、２２ｂ 排水口
２３ａ、２３ｂ 樋
２４ 圧縮機
２５ 風路
２６ 庫外ファン
２７ａ 冷蔵用排水管
２７ｂ 冷凍用排水管
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
４０ａ 冷蔵用冷却器温度センサ
４０ｂ 冷凍用冷却器温度センサ
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
４４ 冷蔵室上部温度センサ
５０ａ、５０ｂ 庫外放熱器（放熱器）
５０ｃ 結露抑制配管（放熱器）
５１ ドライヤ
５２ 三方弁（冷媒切替弁）
５３ａ 冷蔵用キャピラリチューブ（減圧部）
５３ｂ 冷凍用キャピラリチューブ（減圧部）
５４a 冷蔵用気液分離器
５４ｂ 冷凍用気液分離器
５５ａ、５５ｂ 熱交換部
５６ 逆止弁
６０ チルドルーム温度補償ヒータ
６１ 回転仕切りヒータ
９１ 脱臭部材
９５a、９５ｂ 冷蔵室パッキン
９６a、９６ｂ、９６ｃ 冷凍室パッキン
９７ 野菜室パッキン
９８ 回転仕切り
１０１ 樋部ヒータ
１０２ 排水管上部ヒータ
１０３ 排水管下部ヒータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】