DE69515268T2

DE69515268T2 - Kühlschrank und Temperaturregelungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69515268T2
Application number: DE69515268T
Authority: DE
Inventors: Yun-Seok Kang; Jae-In Kim; Hae-Jin Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1994-12-10
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2015-12-12
Also published as: DE69515268D1; EP0716278B1; KR960018466A; KR0182533B1; US5775124A; CN1104608C; CN1143737A; JPH08240373A; EP0716278A1; JP2686249B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Kühlschrank mit Gefrier- und Kühlgebläsen und insbesondere einen Kühlschrank, dessen Temperatur über Fuzzy- Schluß mit genetischem Algorithmus auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines derartigen Kühlschranks.
US-A-5 261 247 (Whirlpool Corp.) beschreibt einen Kühlschrank gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und den Einsatz von Fuzzy-Logik-Regeln zum Steuern der Funktion der Verdampfer eines derartigen Kühlschranks.
Fig. 1 ist eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht, die den Aufbau eines typischen Kühlschranks zeigt. Wie in der Zeichnung dargestellt, weist das Innere des Kühlschrankgehäuses 1 zwei Kammern auf, d. h. eine Gefrier- und eine Kühlkammer 2 und 3, die durch eine horizontale Trennwand voneinander getrennt sind. Ein Paar Türen 2a und 3a ist an dem Gehäuse 1 angelenkt, um die Gefrier- und die Kühlkammer 2 und 3 zu öffnen und zu schließen.
Ein Verdampfer 4 ist am unteren Abschnitt der Gefrierkammer 2 angebracht. Der genannte Verdampfer 4 absorbiert Wärme der angesaugten Luft durch die latente Wärme des Kühlmittels und erzeugt so die Kühlluft. Hinter dem genannten Verdampfer 4 befindet sich ein Kühlgebläse 5a. Das heißt, das Kühlgebläse 5a befindet sich auf der rechten Seite in Fig. 1. Das genannte Kühlgebläse 5a ist an der Ausgangswelle eines Gebläsemotors 5 angebracht und dreht sich durch die Drehkraft des Motors 5, so daß die von dem Verdampfer 4 erzeugte Kühlluft in die Gefrier- und die Kühlkammer 2 und 3 eingeleitet wird.
Im hinteren oberen Abschnitt der Kühlkammer 3 befindet sich eine Wärmedrossel 6. Die Wärmedrossel 6 mißt die Temperatur der Kühlkammer 3 und stellt die Menge an Kühlluft ein, die der Kammer 3 zugeführt wird. Die Innenräume der Gefrier- und der Kühlkammer 2 und 3 sind durch eine Vielzahl von Einschüben 9 in eine Vielzahl von Lebensmittelauf bewahrungsfächern unterteilt. Bei der obenstehenden Beschreibung umfaßt die Wärmedrossel 6 einen Temperatursensor und eine Drossel, mit der der Kühlluftkanal geöffnet oder geschlossen wird und gleichzeitig die Temperatur der Kühlkammer 3 gemessen wird.
Der Kühlschrank enthält des weiteren Leitungen 11 und 17, die die von dem Verdampfer 4 erzeugte Kühlluft in die Gefrier- bzw. die Kühlkammer 2 und 3 leiten, so daß die Kühlluft in den Kammern 2 und 3 zirkuliert. Die genannten Leitungen 11 und 17 sind in den hinteren Platten der Gefrier- bzw. der Kühlkammer 2 und 3 angeordnet. Die Leitungen 11 und 17 sind mit Kühlluftöffnungen 11a und 17a versehen, die die von dem Verdampfer 4 erzeugte Kühlluft in die Gefrier- bzw. die Kühlkammer 2 und 3 einleiten.
Ein Kompressor 7 befindet sich im unteren Abschnitt des Kühlschrankgehäuses 1. Der genannte Kompressor 7 verdichtet das gasförmige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das von dem Verdampfer 4 gekühlt wurde, so daß ein gasförmiges Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck entsteht. Eine Verdunsterschale 12 ist vor dem Kompressor 7 angeordnet. Das heißt, die Verdunsterschale 12 ist auf der linken Seite in Fig. 1 dargestellt. Die genannten Verdunsterschale 12 fängt die Feuchtigkeit bzw. das Abtauwasser auf, das von der Luft während des Wärmetauschvorgangs des Verdampfers 4 erzeugt wird und gibt das Abtauwasser nach außen aus dem Gehäuse 1 ab.
Der Kühlschrank enthält des weiteren einen Hauptkondensator 8, der gleichmäßig in Zickzackform an der hinteren und der oberen Platte 1a und 1b des Gehäuses 1 angeordnet ist. Der genannte Hauptkondensator 8 kühlt das gasförmige Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor 7 verdichtet wurde, entweder durch eine natürliche Konvektion mit Außenluft oder durch Zwangskonvektion. Der Kondensator 8 verflüssigt so das gasförmige Kühlmittel zu einem flüssigen Kühlmittel mit niedriger Temperatur und hohem Druck. Unter der Verdampferschale 12 befindet sich ein Unterkondensator 13, der das Abtauwasser verdampft, das von der Schale 12 aufgefangen wurde.
Eine Kapillarröhre 14 ist mit dem Kompressor 7 verbunden. Die genannte Kapillarröhre 14 führt zu schneller Ausdehnung des flüssigen Kühlmittels mit niedriger Temperatur und hohem Druck, das von dem Hauptkondensator 8 verflüssigt wurde, auf einen Verdampfungsdruck. So führt die genannte Röhre 14 zur Verringerung des Drucks des genannten flüssigen Kühlmittels, so daß ein atomisiertes Kühlmittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck entsteht. Im vorderen Abschnitt des Gehäuses 1 befindet sich ein Kondensationsverhinderungsrohr 15. Das genannte Rohr 15 verhindert, daß Kondensat entsteht, wenn die warme Außenluft mit der kühlen Innenluft des Gehäuses 1 in Kontakt kommt.
Bei dem oben beschriebenen typischen Kühlschrank ist der Innenraum der Kühlkammer 3 durch die Ablagen 9 in mehrere Fächer unterteilt. Jedem Fach der Kühlkammer 3 wird die von dem Verdampfer 4 gekühlte Kühlluft zugeführt.
Das heißt, die Leitung 17, die in der hinteren Platte der Kühlkammer 3 angeordnet ist, enthält eine Vielzahl von Kühlluftöffnungen 17a, die sich in den Fächern der I< ammer 3 befinden, wie dies am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Daher wird die von dem Verdampfer 4 erzeugte Kühlluft den Fächern der Kühlkammer 3 zugeführt.
Bei dem obenbeschriebenen Kühlschrank, bei dem die Kühlluft den Fächern der Kühlkammer 3 zugeführt wird, die durch die Ablagen 9 unterteilt sind, tritt die Kühlluft lediglich nach vorne über die Kühlluftöffnungen 17a aus. Daher unterscheidet sich die Temperatur des vorderen Abschnitts der Kammer 3 von der des hinteren Abschnitts. Des weiteren unterscheidet sich die Temperatur des linken Abschnitts der Kammer 3 von der des rechten Abschnitts. Es ist daher unmöglich, die Innentemperatur der Kühlkammer 3 des obenbeschriebenen Kühlschranks auf einer konstanten Temperatur zu halten.
Das heißt, die Kühlkammer 3 wird teilweise überkühlt, da der Kammer 3 teilweise eine große Menge an Kühlluft zugeführt wird. Hingegen wird einem Teil der Kühlkammer 3, so beispielsweise den Ecken, keine ausreichende Menge an Kühlluft zugeführt, so daß es entweder schwierig ist, die Lebensmittel frisch zu halten, oder die Lebensmittel verderben.
Um die genannten Probleme zu lösen, ist in jüngster Zeit ein Kühlschrank mit dreidimensionaler Kühlung vorgeschlagen worden und zum Einsatz gekommen. Die Kühlluft wird, wie in Fig. 3 dargestellt, in dem Kühlschrank mit dreidimensionaler Kühlung dem Innenraum der Kühlkammer 3 dreidimensional zugeführt, die durch die Ablagen in Fächer unterteilt ist.
Der genannte Kühlschrank mit dreidimensionaler Kühlung enthält Kühlluftöffnungen 17a und 23a, die an der hinteren und beiden seitlichen Platten der Kühlkammer 3 angebracht sind. Die Kühlluftöffnungen 17a sind mit der Leitung 17 verbunden, die in der hinteren Platte der Kammer 3 angeordnet ist, während die Kühlluftöffnungen 23a an leiden Seitenplatten 23 der Kammer 3 vorhanden sind. Aufgrund der genannten Kühlluftöffnungen 17a und 23a wird die Kühlluft bei dem obenbeschriebenen Kühlschrank mit dreidimensionaler Kühlung dreidimensional in die Kühlkammer 3 von der hinteren und beiden Seitenplatten der Kammer 3 aus eingeblasen.
Der obenbeschriebene Kühlschrank mit dreidimensionaler Kühlung weist jedoch dahingehend ein Problem auf, daß die Kühlluft in der Kühlkammer 3 nicht gleichmäßig verteilt ist, sondern lediglich in die Kammer 3 eingeblasen wird, auch wenn die Kühlluft über die Kühlluftöffnungen 17a und 23a, die an der hinteren und beiden seitlichen Platten vorhanden sind, dreidimensional in die Kühlkammer 3 eingeblasen wird. Dabei ist es nahezu unmöglich, die gleichmäßige Temperaturverteilung in der Kühlkammer 3 aufrechtzuerhalten. Das heißt, es besteht ein Unterschied zwischen der Temperatur der Abschnitte im Inneren der Kammer 3, denen die aus den Öffnungen 17a und 23a austretende Kühlluft direkt zugeführt wird, und der der anderen Abschnitte in der Kammer 3.
Des weiteren können weder die Kühlluft-Einblasrichtung noch die Menge der eingeblasenen Kühlluft bei dem obenbeschriebenen Kühlschrank mit dreidimensionaler Kühlung geregelt werden. Daher ist es unmöglich, einen Abschnitt im Inneren der Kühlkammer 3 des obenbeschriebenen Kühlschranks mit höherer Temperatur teilweise verstärkt zu kühlen, um die gleichmäßige Temperatur der Kammer 3 aufrechtzuerhalten, wenn entweder warme Lebensmittel in einem bestimmten Abschnitt, wie beispielsweise in oberen oder den unteren Ecken der Kühlkammer 3, aufbewahrt werden, oder Lebensmittel mit großem Volumen, durch die die Kühlluftzirkulation im Inneren der Kühlkammer gestört wird, in einem Abschnitt der Kammer 3 aufbewahrt werden.
Bei einem großen Kühlschrank mit größerer Breite ist es unmöglich, allen Teilen der Kühlkammer, einschließlich der Ecken, ausreichend Kühlluft zuzuführen, da beim norma len Kühlschrank weder die Kühlluft in der Kühlkammer verteilt wird, noch die Einblasrichtung und die Menge an Kühlluft reguliert werden. Daher wird in dem normalen Kühlschrank die Kühlkammer nicht gleichmäßig gekühlt. Des weiteren ist der beschriebene Kühlschrank nicht in der Lage, einen bestimmten Abschnitt der Kühlkammer teilweise verstärkt zu kühlen.
Bei dem normalen Kühlschrank wird die in dem Kühlluftkanal vorhandene Drossel betätigt, um das Gebläse anzutreiben und so die von dem Verdampfer erzeugte Kühlluft der Gefrier- und Kühlkammer zuzuführen, um sowohl die Gefrier- als auch die Kühlkammer gleichzeitig zu kühlen. Dabei wird der Verdichter des beschriebenen Kühlschranks kontinuierlich betrieben, um die Gefrierkammer auf eine vorgegebenen niedrige Temperatur zu kühlen, und zwar selbst dann, wenn die Kühlkammer ausreichend gekühlt ist.
Ein Ziel bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Temperaturregelungssystem und -verfahren zum Regeln der Temperatur von Kühlschränken zu schaffen, mit denen die oben aufgeführten Probleme gelöst oder verringert werden können, und die die Kühlluft der Gefrier- und Kühlkammer des Kühlschranks separat zuführen, indem Verdampfer und Gebläse separat in der Gefrier- und der Kühlkammer installiert werden, um so den Kühlwirkungsgrad des Kühlschranks zu verbessern.
Ein weiteres Ziel bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kühlschrank und ein Verfahren zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks zu schaffen, mit dem die Durchschnittstemperatur der Kühlkammer anhand der teilweise gemessenen Ausgangstemperaturen der Kühlkammer berechnet wird und die optimale Kühlluft-Einblasposition bestimmt wird, so daß die Zeit zum Herstellen einer gleichmäßigen Temperatur der Kühlkammer verringert wird und der Elektroenergieverbrauch des Kühlschranks verringert wird.
Ein weiteres Ziel bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kühlschrank und ein Verfahren zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks zu schaffen, mit dem die Kühlluft im Inneren der Kühlkammer im wesentlichen gleichmäßig verteilt wird, um so die Temperatur der Kühlkammer im wesentlichen gleichmäßig zu halten.
Ein weiteres Ziel bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kühlschrank und ein Verfahren zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks zu schaffen, mit dem die Einblaseinrichtung und die Menge an Kühlluft in der Kühlkammer eingestellt werden, um die Kühlluft verstärkt einem bestimmten Abschnitt der Kühlkammer zuzuführen und den bestimmten Abschnitt teilweise zu kühlen, in dem eine höhere Temperatur gemessen wird als in den anderen Abschnitten.
Ein weiteres Ziel bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kühlschrank und ein Verfahren zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks zu schaffen, mit dem verhindert wird, daß Feuchtigkeit und Kondensat in einen Gebläseantriebsmotor eindringen, wodurch verhindert werden kann, daß der Motor aufgrund von Feuchtigkeit und Kondensat ausfällt.
Ein weiteres Ziel bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kühlschrank und ein Verfahren zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks mit einer eine Kühlluft-Einblaseinrichtung zu schaffen, die die Kühlluft in die Kühlkammer einbläst und dabei die Kühlluft im Inneren der Kühlkammer im wesentlichen gleichmäßig und aktiv verteilt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlschrank geschaffen, der umfaßt:
eine Gefrier- und eine Kühlkammer zum Aufbewahren von Lebensmitteln;
einen ersten und einen zweiten Verdampfer, die in der Gefrier- bzw. der Kühlkammer angeordnet sind, wobei jeder Verdampfer Wärme aus zirkulierender Luft absorbiert und so Kühlluft erzeugt;
ein erstes und ein zweites Gebläse, die um den ersten und den zweiten Verdampfer herum angeordnet sind und eine Blaskraft erzeugen, mit der die von den Verdampfern gekühlte Kühlluft unter Druck der Gefrier- bzw. der Kühlkammer zugeführt wird; und
eine Einrichtung zum Einblasen der von dem zweiten Verdampfer gekühlten Kühlluft in die Kühlkammer, wobei die Kühlluft verteilt und die Kühlluft nach unten geleitet wird, wobei die Kühlluft-Einblaseinrichtung in der Kühlkammer vorhanden ist, gekennzeichnet durch:
eine Stelleinrichtung, die eine Soll-Kühlluft-Einblasrichtung bestimmt, und dadurch,
daß die Kühlluft-Einblasrichtung ein Drehgebläse umfaßt, das die Einblasrichtung der Kühlluft, die in die Kühlkammer eingeblasen wird, entsprechend der bestimmten Sollrichtung einstellt.
Die Kühlluft-Einblasrichtung enthält vorzugsweise:
ein Tragelement mit einem Kühlluftkanal;
ein Isolierelement, das hinter dem Tragelement angeordnet ist, um die Lufteinblaseinrichtung nach außen zu isolieren;
eine Abdichtplatte, die an der Rückseite des Isolierelementes angebracht ist;
wobei die Kühlluft über das Drehgebläse in die Kühlkammer eingeblasen wird, nachdem sie den Kühlluftkanal des Tragelementes passiert hat; und
eine Gitterverkleidung, die das Drehgebläse abdeckt, um das Drehgebläse vor den Lebensmitteln zu schützen, die in der Kühlkammer aufbewahrt werden.
Das Isolierelement enthält vorzugsweise:
einen Luftleitkanal, der im oberen Abschnitt des Isolierelementes vorhanden ist;
eine erste bis dritte Kühlluftführung, die vertikal in dem Isolierelement angeordnet sind; und
einen ersten und einen zweiten Kühlluftkanal, die auf beiden Seiten der vertikal angeordneten ersten bis dritten Kühlluftführunge angeordnet sind und die Kühlluft durchleiten, die von dem zweiten Verdampfer gekühlt wird.
Vorzugsweise enthält die Kühlluft-Einblasrichtung eine erste bis dritte Kühlluftöffnung, die die Kühlluft in Fächer in der Kühlkammer einbläst, wobei die Fächer durch Unterteilung der Kühlkammer mit einer Vielzahl von Ablagen entstehen.
Der erste und der zweite Kühlluftkanal sind vorzugsweise jeweils mit dem Luftleitkanal an ihrem oberen Ende verbunden und erstreckt sich in ein Gemüsefach, das in der Kühlkammer an ihrem unteren Ende vorhanden ist.
Vorzugsweise sind die erste bis dritte Kühlluftführung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal angeordnet und leiten die Kühlluft, die durch den Luftleitkanal in die Lufteinblaseinrichtung eingeleitet wird, so, daß die Kühlluft eine erste bis dritte Luftöffnung des Isolierelementes passiert und dann aufgrund der Drehkraft des Drehgebläses eine erste bis vierte Luftöffnung der Gitterabdeckung passiert, bevor sie in die Kühlkammer eingeblasen wird.
Vorzugsweise sind die erste bis dritte Kühlluftführung jeweils mit einem Paar oberer Vorsprünge an ihren beiden Oberseiten versehen und die oberen Vorsprünge sind so abgesetzt, daß sie die Kühlluft, die in dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal strömt, zu einer ersten bis dritten Luftöffnung des Isolierelementes leiten und die Kühlluft dabei verteilen.
Die oberen Vorsprünge der zweiten Kühlluftführung stehen vorzugsweise weiter nach außen vor als die oberen Vorsprünge der ersten Kühlluftführung.
Vorzugsweise erstreckt sich ein Luftstrom-Beschränkungsvorsprung integral von jedem oberen Vorsprung der dritten Kühlluftführung aus, und der Luftstrom-Beschränkungsvorsprung beschränkt den Strom von Kühlluft für ein Gemüsefach der Kühlkammer, um die Menge an Kühlluft zu verringern, die in das Gemüsefach eingeleitet wird.
Vorzugsweise ist das Drehgebläse in einem Kühlluftkanal des Tragelementes der Kühlluft-Einblaseinrichtung angeordnet.
Das Drehgebläse umfaßt vorzugsweise eine erste bis vierte Gebläseeinheit sowie eine Vielzahl von Tragwellen, die sich zwischen der ersten bis vierten Gebläseeinheit erstrecken, und die Gebläseeinheiten tragen.
Vorzugsweise ist die Tragwelle, die sich vom oberen Ende der ersten Gebläseeinheit aus nach oben erstreckt, mit einem Bedienungshebel versehen, und mit dem Bedienungshebel wird ein Positionserfassungsschalter an- oder abgeschaltet, um die Position des Drehgebläses zu regulieren.
Jede Tragwelle kann einen rechteckigen Querschnitt haben.
Jede Gebläseeinheit des Drehgebläses umfaßt vorzugsweise:
einen Verteilungsteil, der eine obere, eine mittlere und eine untere Scheibe enthält, die gleichmäßig beabstandet sind;
ein Paar Verteilerflügel, die sich vertikal zwischen den Scheiben erstrecken; und
die Tragwellen, die sich von der oberen und der unteren Scheibe des Verteilerteils vertikal erstrecken, um die erste bis vierte Gebläseeinheit zu tragen.
Jeder Verteilerflügel hat vorzugsweise einen S-förmigen Querschnitt.
Die Richtung der Verteilerflügel der ersten Gebläseeinheit schneidet die Richtung der Verteilerflügel der zweiten Gebläseeinheit vorzugsweise im rechten Winkel.
Vorzugsweise wird eine Einrichtung zum Regeln der Temperatur des obenbeschriebenen Kühlschranks geschaffen, wobei die Einrichtung umfaßt:
ein Fuzzy-Steuerprogramm mit genetischem Algorithmus, das Regelpegel sowohl für die Kompressor-Antriebseinrichtung als auch die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung über Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus beim Empfang von Daten von der Temperaturmeßeinrichtung, der Temperaturschwankungsraten-Verarbeitungseinrichtung und dem Datenspeicher bestimmt;
ein Verarbeitungsprogramm zum Verarbeiten sowohl von Schluß-Ausgabedaten des Fuzzy-Steuerprogramms mit genetischem Algorithmus als auch Ausgangs-Positionsdaten des Drehgebläses, die von der Positionserfassungseinrichtung erfaßt werden;
sowie ein Lastregelprogramm zum Bestimmen von Regelpegeln für die Kompressor- Antriebseinrichtung, die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung und die Kühlluft-Einblasrichtungs-Stelleinrichtung beim Empfang der Verarbeitungs-Ausgabedaten des Verarbeitungsprogramms und der Schluß-Ausgabedaten des Fuzzy-Steuerprogramms mit genetischem Algorithmus.
Die Regeleinrichtung umfaßt vorzugsweise einen Mikroprozessor, der folgende Vorgänge ausführt:
ein Fuzzy-Steuerprogramm mit genetischem Algorithmus, das Regelpegel sowohl für die Kompressor-Antriebseinrichtung als auch die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung über Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus beim Empfang von Daten von der Temperaturmeßeinrichtung, der Temperaturschwankungsraten-Verarbeitungseinrichtung und dem Datenspeicher bestimmt;
ein Verarbeitungsprogramm zum Verarbeiten sowohl von Schluß-Ausgabedaten des Fuzzy-Steuerprogramms mit genetischem Algorithmus als auch Ausgangs-Positionsdaten des Drehgebläses, die von der Positionserfassungseinrichtung erfaßt werden;
sowie ein Lastregelprogramm zum Bestimmen von Regelpegeln für die Kompressor- Antriebseinrichtung, die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung und die Kühlluft-Einblasrichtungs-Stelleinrichtung beim Empfang der Verarbeitungs-Ausgabedaten des Verarbeitungsprogramms und der Schluß-Ausgabedaten des Fuzzy-Steuerprogramms mit genetischem Algorithmus.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Kühlschranks über Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt:
Messen einer Temperatur eines bestimmten Abschnitts einer Kühlkammer des Kühlschranks;
folgerndes Bestimmen von Temperaturen der anderen Abschnitte der Kühlkammer unter Verwendung der in dem Temperaturmeßschritt gemessenen Temperatur über den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus;
Berechnen einer Durchschnittstemperatur der Kühlkammer anhand der in dem Temperaturmeßschritt gemessenen Temperatur und der in dem Fuzzy-Schluß-Schritt mit genetischem Algorithmus bestimmten Temperaturen;
Feststellen, ob die Kühlkammer teilweise verstärkt gekühlt werden muß, wenn sowohl die gemessene Temperatur als auch die folgernd bestimmte Temperatur empfangen werden;
folgerndes Bestimmen einer Soll-Kühlluft-Einblasrichtung entsprechend der Durchschnittstemperatur und einer Solltemperatur der Kühlkammer über den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus vor der Bewegung eines Drehgebläses, um die Soll-Kühlluft- Einblasrichtung zu erreichen,
und Antreiben eines Kühlkammergebläses nach dem Bewegen des Drehgebläses, um die Soll-Kühlluft-Einblasrichtung zu erreichen und so die Temperatur der Kühlkammer gleichmäßig zu halten.
Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen, wie Ausführungen derselben umgesetzt werden können, wird im folgenden als Beispiel auf die beigefügten schematischen Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht ist, die den Aufbau eines typischen Kühlschranks zeigt;
Fig. 2 eine Ansicht ist, die das Innere des typischen Kühlschranks in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht ist, die das Innere eines typischen Kühlschranks mit dreidimensionaler Kühlung zeigt;
Fig. 4 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht ist, die den Aufbau eines Kühlschranks gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Ansicht ist, die das Innere des Kühlschranks in Fig. 4 zeigt;
Fig. 6 eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Kühlluft-Einblaseinrichtung ist, die die Kühlluft in die Kühlkammer des Kühlschranks in Fig. 4 und 5 einbläst, wobei die Kühlluft im Inneren der Kühlkammer erteilt wird;
Fig. 7 eine vergrößerte Vorderansicht der Kühlluft-Einblaseinrichtung in Fig. 6 ist;
Fig. 8 eine vergrößerte, als Schnitt ausgeführte Seitenansicht der Kühlluft-Einblaseinrichtung in Fig. 6 ist;
Fig. 9 eine perspektivische Hinteransicht der Kühlluft-Einblaseinrichtung in Fig. 6 ist;
Fig. 10A eine Perspektivansicht ist, die den Aufbau eines Drehgebläses der Kühlluft-Einblaseinrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10B eine Perspektivansicht ist, die den Aufbau eines Drehgebläses der Kühlluft-Einblaseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10C eine Perspektivansicht ist, die den Aufbau eines Drehgebläses der Kühlluft-Einblaseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht ist, die den Aufbau der Kühlluftführungen der Kühlluft-Einblaseinrichtungen in Fig. 9 zeigt;
Fig. 12 eine vergrößerte Perspektivansicht ist, die den Aufbau einer Gebläseeinheit des Drehgebläses in Fig. 10 zeigt;
Fig. 13 eine Perspektivansicht des Drehgebläses in Fig. 10A in dem Zustand ist, in dem der linke Abschnitt der Kühlkammer des Kühlschranks verstärkt gekühlt wird;
Fig. 14 eine Perspektivansicht des Drehgebläses in Fig. 10A in dem Zustand ist, in dem der mittlere Abschnitt der Kühlkammer des Kühlschranks verstärkt gekühlt wird;
Fig. 15 eine Perspektivansicht des Drehgebläses in Fig. 10A in dem Zustand ist, in dem der rechte Abschnitt der Kühlkammer des Kühlschranks verstärkt gekühlt wird;
Fig. 16A bis 16C Ansichten sind, die die Funktion eines Positionserfassungsschalters zum Einstellen der Drehstellung des Drehgebläses gemäß der Ausführungen der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 17 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau eines Temperaturregelungssystems eines Kühlschranks gemäß den Ausführungen der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 18 ein Blockschaltbild ist, das den Fuzzy-Regelvorgang mit genetischem Algorithmus zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks gemäß den Ausführungen der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 19 einen TSK(Takagi-Sugeno-Kang)-Vorgang zeigt, der ein Typ des Fuzzy- Schluß-Vorgangs mit genetischem Algorithmus ist;
Fig. 20 ein Diagramm ist, das im Vergleich die Temperaturschwankungen der Kühlkammer als Funktion der Kühlzeit zeigt, wenn die Kühlluft-Einblaseinrichtung gesteuert wird, indem die Position des Drehgebläses anhand des obenbeschriebenen Fuzzy-Schlusses mit genetischem Algorithmus gesteuert wird;
Fig. 21 eine schematische Perspektivansicht einer Vielzahl von Ablagen in der Kühlkammer ist, die eine Vielzahl von Temperaturmeßpunkten der Ablagen zum Überprüfen der Temperaturverteilung in der Kühlkammer zeigt;
Fig. 22 ein Diagramm ist, das die Temperaturen an den Temperaturmeßpunkten der Ablagen in Fig. 21 für den typischen Kühlschrank zeigt;
Fig. 23 ein Diagramm ist, das die Temperaturen an den Temperaturmeßpunkten der Ablagen in Fig. 21 für einen Kühlschrank zeigt, der mit dem Fuzzy- Schluß mit genetischem Algorithmus geregelt wird; und
Fig. 24 ein Flußdiagramm eines Temperaturregelvorgangs für den Kühlschrank gemäß den Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist.
Fig. 4 ist eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht, die den Aufbau eines Kühlschranks gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Innere des Kühlschrankgehäuses 100 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, in zwei Kammern unterteilt, d. h. eine Gefrier- und eine Kühlkammer 102 und 103, und zwar durch eine horizontale Trennwand 101. Ein Paar Türen 106 und 107 sind an dem Gehäuse 100 angelenkt, um die Gefrier- und die Kühlkammern 102 und 103 zu schließen und zu öffnen.
Die Gefrier- und die Kühlkammer 102 und 103, die oben beschrieben sind, sind Lebensmittelaufbewahrungskammern des Kühlschranks.
Ein Gefrierkammer-Verdampfer 112 ist am hinteren Abschnitt der Gefrierkammer 102 angebracht. Der genannte Gefrierkammer-Verdampfer 112 absorbiert Wärme der angesaugten Luft durch die latente Wärme des Kühlmittels und erzeugt so die Kühlluft. Über dem Verdampfer 112 ist ein Gefrierkammer-Gebläse 114 angeordnet. Das genannte Gebläse 114 ist auf der Ausgangswelle eines Gebläsemotors 113 angebracht und dreht sich durch die Drehkraft des Motors 113, so daß die von dem Verdampfer 112 erzeugte Kühlluft der Gefrierkammer 102 zugeführt wird.
Der Kühlschrank enthält des weiteren eine Gefrierkammerleitung 116, die die von dem obengenannten Verdampfer 112 erzeugte Kühlluft in die Gefrierkammer 102 leitet, so daß die Kühlluft in der Gefrierkammer 102 zirkuliert. Die genannte Gefrierkammerleitung 116 ist im hinteren Abschnitt der Gefrierkammer 102 so angeordnet, daß die Kühlluft durch die Blaskraft des Gebläses 114 in die Gefrierkammer 102 eingeblasen wird. Die Gefrierkammerleitung 116 ist mit einer Gefrierkammer-Kühlluftöffnung 116a versehen, die die von dem Verdampfer 112 erzeugte und von der Leitung 116 geleitete Kühlluft in die Gefrierkammer 102 einbläst.
Der Innenraum der Kühlkammer 103 ist durch eine Vielzahl von Ablagen 120 in eine Vielzahl von Lebensmittelaufbewahrungsfächern unterteilt. Im oberen Abschnitt der Kühlkammer 103 ist eine Frischhaltekammer 122 vorhanden, in der bestimmte Lebensmittel bei vorgegebenen Temperaturen aufbewahrt werden. Ein Gemüsefach 124 ist im unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 vorhanden.
Eine Kühlkammer-Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 ist, wie in Fig. 4 bis 8 dargestellt, im hinteren Abschnitt der Kühlkammer 103 vorhanden. Eine Frischhaltefachleitung 123 mit Kühlluftöffnungen 123a und 123b ist im hinteren Abschnitt des Frischhaltefachs 122 im oberen Abschnitt der Kühlkammer 103 vorhanden. Hinter der Frischhaltefachleitung 123 befindet sich ein Kühlkammerverdampfer 126. Der genannte Verdampfer 126 absorbiert Wärme von der warmen Luft, die über einen Luftleitkanal 125 in die Kühlkammer 103 eingeleitet wird. So erzeugt der Kühlkammerverdampfer 126 die Kühlluft, die der Kühlkammer 103 zugeführt wird. Des weiteren befindet sich ein Kühlkammergebläse 130 über dem Kühlkammerverdampfer 126. Das genannte Gebläse 130 ist an der Ausgangswelle eines Gebläsemotors 128 angebracht, und dreht sich durch die Drehkraft des Motors 128 und saugt so Luft aus der Kühlkammer ab und bewirkt, daß die von dem Verdampfer 126 erzeugte Kühlluft der Kühlkammer 103 und dem Frischhaltefach 122 zugeführt wird.
Ein oberer Abstandshalter 121, der aus einem wärmeisolierenden Material besteht, befindet sich zwischen dem Kühlkammerverdampfer 126 und der Frischhaltefachleitung 123. Der genannte obere Abstandshalter 121 ist mit einem Durchgangsloch 121a zum Einblasen der Kühlluft in das Frischhaltefach 122 mit der Blaskraft des Kühlkammergebläses 130 versehen. Zwischen der Frischhaltefachleitung 123 und der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 befindet sich unter dem Kühlkammerverdampfer 126 ein unterer Abstandshalter 129 mit L-förmigem Querschnitt. Der genannte untere Abstandshalter 129 verhindert nicht nur, daß Kondensat an der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 aufgrund der Kühlluft mit niedriger Temperatur entsteht, sondern verhindert auch, daß die Kühlluft in einen Antriebsmotor 150 eingeleitet wird, der weiter unten beschrieben ist, so daß sich sowohl der Motor 150 als auch ein Gebläse 146 ungehindert drehen.
Ein Maschinengehäuse (machine house) ist unter dem Gemüsefach 124 im unteren Abschnitt des Kühlschrankgehäuses 100 vorhanden. Das genannte Maschinengehäuse enthält einen Kompressor 132, der das gasförmige Kühlmittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das von dem Gefrier- und dem Kühlkammer-Verdampfer 112 und 126 gekühlt wird, verdichtet, so daß ein gasförmiges Kühlmittel mit hohem Druck und hoher Temperatur entsteht.
Das heißt, der obere Abschnitt der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 ist mit dem unteren Abschnitt der Frischhaltefachleitung 123 verbunden, während sich der untere Abschnitt der genannten Einrichtung 119 zu einem Abschnitt hinter dem Gemüsefach 124 erstreckt. Des weiteren ist die Höhe von der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 bis zu der Frischhaltefachleitung 123 im wesentlichen die gleiche wie die der Kühlkammer 103.
Ein erster und ein zweiter Temperatursensor 133 und 134 sind in der oberen bzw. der unteren Seitenplatte der Kühlkammer 103 vorhanden und messen die Temperatur in dem oberen und dem unteren Abschnitt der Kühlkammer 103. Der erste und der zweite Temperatursensor 133 und 134, die oben genannt sind, bilden eine Temperaturmeßeinrichtung 600 des Kühlschranks.
Die genannte Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 enthält, wie in Fig. 6 dargestellt, ein Tragelement 140. Ein Isolierelement 142 ist hinter dem Tragelement 140 angeordnet und isoliert die Einrichtung 119 gegenüber der Umgebung. Eine Abdichtplatte 144 ist an der Rückseite des Isolierelementes 142 angebracht. Die Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 enthält des weiteren ein Drehgebläse 146. Das Drehgebläse 146 steuert die Einblasrichtung der Kühlluft, die durch den Kühlluftkanal der Trageinrichtung 140 hindurchtritt, bevor sie in die Kühlkammer 103 eingeblasen wird. Die genannte Einrichtung 119 enthält des weiteren eine Gitterabdeckung 148, die das Drehgebläse 146 abdeckt und das Gebläse 146 vor den Lebensmitteln schützt, die in der Kühlkammer 103 aufbewahrt sind.
Das Drehgebläse 146 ist lösbar an dem Tragelement 140 angebracht. Der Antriebsmotor 150, der das genannte Drehgebläse 146 dreht, ist am oberen Ende des Drehgebläses 146 vorhanden. Der genannte Motor 150 wird von einer Motorhalterung 152 getragen. Ein Paar Lampen 134 sind auf beiden Seiten des genannten Antriebsmotors 150 vorhanden.
Bei der obenbeschriebenen Ausführung wird der Motor 150 von der Motorhalterung 152 am oberen Ende des Drehgebläses 146 getragen. So kann verhindert werden, daß die Feuchtigkeit der Kühlkammer 103 in den Antriebsmotor 150 eingeleitet wird. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Feuchtigkeit bzw. das Kondenswasser, das in der Kühlkammer 103 entsteht, nicht in den Antriebsmotor 150 eingeleitet wird, sondern aufgrund des eigenen Gewichtes nach unten fließt.
Des weiteren wird, da der Antriebsmotor 150 von der Motorhalterung 152 geschützt wird, die Feuchtigkeit kaum in den Antriebsmotor 150 eingeleitet. Dadurch wird der Antriebsmotor 150 nicht durch die Kühlluft unterkühlt, so daß die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 150 sich nicht verringert.
Wenn die Feuchtigkeit der Kühlkammer 103 in den Antriebsmotor 150 eingeleitet wird, wird die Feuchtigkeit durch die von den Lampen 154 erzeugten Wärme verdampft, die sich auf beiden Seiten des Antriebsmotors 150 befinden. So fällt der Motor 150 nicht aufgrund der Feuchtigkeit der Kühlkammer 103 aus. Das Drehgebläse 146 fällt ebenfalls aufgrund der Feuchtigkeit nicht aus und dreht sich unabhängig von der Feuchtigkeit der Kühlkammer 103 ungehindert.
Bei der obenbeschriebenen Ausführung kann für den Motor 150 ein Getriebemotor mit einer festen Drehzahl verwendet werden. Es versteht sich jedoch, daß für den Motor 150 ein Schrittmotor eingesetzt werden kann, der sich nicht nur rückwärts drehen kann, sondern auch die Umdrehungen des Drehgebläses 146 in geeigneter Weise steuert.
In Fig. 6 kennzeichnet das Bezugszeichen 156 eine Lampenabdeckung, die die Lampen 154 abdeckt, um die Lampen 154 zu schützen. Das Bezugszeichen 158 kennzeichnet einen Positionserfassungsschalter, der die Drehposition des Drehgebläses 146 einstellt. Der genannte Positionserfassungsschalter 158 wird mit einem Drehhebel 160 an- bzw. abgeschaltet, der am oberen Ende des Drehgebläses 146 vorhanden ist.
Das Trag- und das Isolierelement 140 und 142 der obenbeschriebenen Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 werden durch Kunststoff-Spritzgießen oder -Verschäumen zu einem Körper integriert. Bei der obenbeschriebenen bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Tragelement 140, das durch Kunststoff-Spritzgießen hergestellt wird, mit dem Isolierelement 142, das aus Polystyrol-Schaumstoff besteht, zu einem Körper integriert.
Das Drehgebläse 146 ist, wie in Fig. 10A und 12 dargestellt, in dem Kühlluftkanal angeordnet, der in dem Tragelement 140 angeordnet ist. Das genannte Gebläse 146 enthält vier Gebläseeinheiten, d. h. eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Gebläseeinheit 180, 190, 200 und 210.
Die erste bis vierte Gebläseeinheit 180 bis 210 des Drehgebläses 146 haben den gleichen Aufbau und gleiche Wirkung. Daher wird der Aufbau der ersten Gebläseeinheit 180 im folgenden als ein Beispiel unter Bezugnahme auf Fig. 10A beschrieben. Fig. 10A zeigt das Drehgebläse 146 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die genannte erste Gebläseeinheit 180 enthält einen Verteilerteil 170, der drei gleichmäßig beabstandete Scheiben 170a, 170b und 170c umfaßt. Ein Paar S-förmiger Verteilerflügel 171 und 172 sind vertikal zwischen den genannten drei Scheiben 170a und 170c angeordnet. Die genannten Verteilerflügel 171 und 172 verteilen die Kühlluft. Die genannte Gebläseeinheit 180 enthält des weiteren eine Tragwelle 174, die sich vertikal zwischen der dritten Scheibe 170c der ersten Gebläseeinheit 180 und der ersten Scheibe 170a der zweiten Gebläseeinheit 190 erstreckt. Die genannte Tragwelle 174 trägt sowohl das obere Ende der ersten Scheibe 170a als auch das untere Ende der dritten Scheibe 170c.
Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die erste bis vierte Gebläseeinheit 180, 190, 200 und 210 über Kunststoff-Spritzgießen zu einem Körper integriert. Die erste bis vierte Gebläseeinheit 180 bis 210 werden an den Tragwellen 174 so angebracht, daß sie gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Das heißt, die Gebläseeinheiten 180 bis 210 sind jeweils entsprechend den Fächern der Kühlkammer 103 angeordnet, die durch die Ablagen 120 unterteilt sind, so daß sie die Kühlluft den Fächern wie in Fig. 5 dargestellt, zuführen. Wenn die Höhe der Kühlkammer 130 bei der obenbeschriebenen bevorzugten Ausführung mit "H" angenommen wird, befindet sich die erste Gebläseeinheit 180 an einer Position 3H/4. Die zweite Gebläseeinheit 190 befindet sich an einer Position H/2, während die vierte Gebläseeinheit 210 an einer Position H/3 angeordnet ist. Die dritte Gebläseeinheit 200 befindet sich zwischen der zweiten und der vierten Gebläseeinheit 190 und 210.
Die Richtung der genannten Verteilerflügel 171 und 172 der ersten Gebläseeinheit 180 schneidet, wie in Fig. 10A dargestellt, die Richtung der Verteilerflügel 171a und 172a der zweiten Gebläseeinheit 190 im rechten Winkel. Aufgrund der obenbeschriebenen speziellen Anordnung der Verteilerflügel 171, 172, 171a und 172a der ersten und der zweiten Gebläseeinheit 180 und 190 ist es möglich, zu verhindern, daß der Gebläseantriebsmotor 150 überlastet wird, und des weiteren kann die Kühlluft wirkungsvoll in der Kühlkammer 103 verteilt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, schneidet die Richtung der Verteilerflügel 171 und 172 der ersten Gebläseeinheit 180 die Richtung der Verteilerflügel 171c und 172c der vierten Gebläseeinheit 210 in einem Winkel von 45º. Das heißt, die Richtung der Verteilerflügel 171a und 172a der zweiten Gebläseeinheit 190 schneidet die Richtung der Verteilerflügel 171c und 172c der vierten Gebläseeinheit 210 im rechten Winkel.
Die obenbeschriebene Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 ist ein zusammengesetzter Körper, der an der hinteren Platte der Kühlkammer 103 angebracht ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird die obenbeschriebene Einrichtung 119 vorzugsweise an der hinteren Platte 103 so angeordnet, daß die Gitterabdeckung 148 der Einrichtung 119 in der gleichen Ebene liegt wie die hintere Platte der Kühlkammer 103. Das heißt, das Tragelement 140 wird mit dem Isolierelement 142 zu einem Körper zusammengesetzt, bevor die Abdichtplatte 144 an der Rückseite des Isolierelementes 142 angebracht wird. Nachdem die Abdeckplatte 144 an dem Isolierelement 142 angebracht ist, werden sowohl das Drehgebläse 146 als auch die Gitterabdeckung 148 an dem Tragelement 140 angebracht, das auch den Gebläseantriebsmotor 150 und die Lampen 154 aufnimmt, so daß die zusammengesetzte Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 entsteht. Die zusammengesetzte Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 wird anschließend an der hinteren Platte der Kühlkammer 103 angebracht.
Wenn die Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 an der hinteren Platte der Kühlkammer 103 angebracht wird, nachdem die Elemente der Einrichtung 119, wie oben beschrieben, zu einem einzelnen Körper zusammengesetzt worden sind, ist es einfacher, die Kühlluft- Einblaseinrichtung 119 an der Kammer 103 anzubringen, als wenn die Elemente der Einrichtung 119 separat an der Kühlkammer 103 angebracht werden.
Die Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 für die Kühlkammer 103 enthält, wie in Fig. 9 und 11 dargestellt, des weiteren einen ersten und einen zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b, die in dem Isolierelement 142 ausgebildet sind. Die genannten Kühlluftkanäle 232a und 232b leiten die Kühlluft, die von dem Kühlkammerverdampfer 126 gekühlt wurde, zu der Kühlkammer 103. Das genannte Isolierelement 142 enthält des weiteren drei Luftöffnungen, d. h. eine erste bis dritte Luftöffnung 135, 136 und 137, die mit dem Luftleitkanal 125 des Isolierelementes 142 verbunden sind. Der erste und der zweite Kühlluftkanal 232a und 232b, die in dem Isolierelement 142 auf beiden Seiten der ersten bis dritten Luftöffnung 135, 136 und 137 angeordnet sind, bilden eine Kühlluft-Kanaleinrichtung der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119.
Der erste und der zweite Kühlluftkanal 232a und 232b der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 sind an ihren oberen Enden mit dem Luftleitkanal 125 verbunden. Die unteren Enden der genannten Kanäle 232a und 232b erstrecken sich zu dem Gemüsefach 124 im Inneren der Kühlkammer 103. Daher leiten die genannten Kühlluftkanäle 232a und 232b die von dem Verdampfer 126 gekühlte Kühlluft zu der ersten, der zweiten und der dritten Luftöffnung 135, 136 und 137 und blasen so die Kühlluft über die Luftöffnungen 135, 136 und 137 in die Kühlkammer 103 ein.
Eine erste bis dritte Kühlluftführung 242, 244 und 246 sind zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b in dem Isolierelement 142 ausgebildet. Die genannten Kühlluftführungen 242, 244 und 246 sind vertikal nach unten gerichtet in dem Isolierelement 142 in der Reihenfolge erste, zweite und dritte Führung 242, 244 und 246 angeordnet. Die Kühlluftführungen 242, 244 und 246 leiten die Kühlluft, die über den Luftleitkanal 125 eingeleitet wird, so daß die Kühlluft die erste bis dritte Luftöffnung 135, 136 und 137 passiert und zu vierten Luftöffnungen 148a, 148b, 148c und 148d der Gitterabdeckung 148 aufgrund der Drehkraft des Drehgebläses 146 strömt. Die Kühlluft wird so in die Kühlkammer 103 eingeblasen.
Bei der obenbeschriebenen Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 kann eine größere Menge an Kühlluft in den unteren Abschnitt der Kühlkammer eingeblasen werden, während eine geringere Menge an Kühlluft in den oberen Abschnitt der Kammer 103 eingeblasen werden kann, wodurch ein Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 bewirkt wird. Um den genannten Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 zu verhindern, steht ein Paar oberer Vorsprünge 242b und 242c der ersten Kühlluftführung 242 weniger nach außen vor als ein Paar oberer Vorsprünge 244b und 244c der zweiten Kühlluftführung 244, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Auf gleiche Weise stehen die oberen Vorsprünge 244b und 244c der zweiten Kühlluftführung 244 weniger nach außen vor als ein Paar oberer Vorsprünge 246b und 246c der dritten Kühlluftführung 246. Die genannte Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 muß die Menge an Kühlluft, die in das Gemüsefach 124 eingeleitet wird, verringern, so daß das Gemüsefach 124 eine höhere Temperatur hat als die Kühlkammer 103. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die dritte Kühlluftführung 246 mit einem Paar Luftstrom-Begrenzungsvorsprüngen 246a versehen, die sich integral von den oberen Vorsprüngen 246b bzw. 246c aus erstrecken. Die genannten Vorsprünge 246a beschränken den Strom von Kühlluft zu dem Gemüsefach 124.
Der linke und der rechte obere Vorsprung 242b und 242c der ersten Kühlluftführung 242 sind abgesetzt und exzentrisch zueinander angeordnet. Durch den beschriebenen Aufbau der oberen Vorsprünge 242b und 242c der ersten Führung 242 wird die Kühlluft, die in dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b strömt, zu der ersten Luftöffnung 135 geleitet, wobei sie von selbst und wirkungsvoll durch die oberen Vorsprünge 242b und 242c verteilt wird. In diesem Fall strömt die Kühlluft durch die Dreh kraft des Drehgebläses 146 in entgegengesetzte Richtungen. Auf die gleiche Weise sind der rechte und der linke obere Vorsprung 244b und 244c der zweiten Kühlluftführung 244 abgesetzt und exzentrisch zueinander angeordnet. Daher wird die Kühlluft, die von dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b geleitet wird, zu der zweiten Luftöffnung 136 geleitet, wobei sie von selbst und wirkungsvoll durch die oberen Vorsprünge 244b und 244c verteilt wird und aufgrund der Drehkraft des Drehgebläses 146 in entgegengesetzte Richtungen strömt. Auf die gleiche Weise sind der rechte und der linke obere Vorsprung 246b und 246c der dritten Kühlluftführung 246 abgesetzt und Exzentrisch zueinander angeordnet, so daß die Kühlluft, die von dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b geleitet wird, zu der dritten Luftöffnung 137 geleitet wird, wobei sie von selbst und wirkungsvoll verteilt wird und aufgrund der Drehkraft des Drehgebläses 146 in entgegengesetzte Richtungen strömt.
Die erste Luftöffnung 135 ist hinter der ersten Gebläseeinheit 180 des Drehgebläses 146 angeordnet, während die zweite Luftöffnung 136 hinter der zweiten Gebläseeinheit 190 des Drehgebläses 146 angeordnet ist. Auf die gleiche Weise ist die dritte Luftöffnung 136 hinter der vierten Gebläseeinheit 210 des Drehgebläses 146 angeordnet. Der erste und der zweite Kühlluftkanal 232a und 232b sind, wie oben beschrieben, auf beiden Seiten der genannten ersten bis dritten Luftöffnungen 135, 136 und 137 angeordnet. Um die Dicke der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 zu verringern, ist die erste Gebläseeinheit 180 des Drehgebläses 146 in der ersten Luftöffnung 135 aufgenommen. Auf die gleiche Weise ist die zweite Gebläseeinheit 190 des Drehgebläses 146 in der zweiten Luftöffnung 136 aufgenommen, während die vierte Gebläseeinheit 210 des Drehgebläses 146 in der dritten Luftöffnung 137 aufgenommen ist. Des weiteren ist die dritte Gebläseeinheit 200 des Drehgebläses 146 in einer Öffnung 244a der zweiten Kühlluftführung 244 aufgenommen, wobei dies weiter unten beschrieben wird.
Fig. 10B und 10C zeigen Drehgebläse 246 und 646 gemäß anderer Ausführungen der vorliegenden Erfindung. Die meisten der Elemente des Drehgebläses 546, das in Fig. 10B dargestellt ist, sind die gleichen wie die des in Fig. 10A dargestellten Drehgebläses 146. Der konstruktive Unterschied zwischen den genannten Drehgebläsen 146 und 546 steht darin, daß die Tragwelle 174 mit rechtwinkligem Querschnitt, die sich zwischen der zweiten und der dritten Gebläseeinheit 190 und 200 des Gebläses 546 erstreckt, eine separate Welle ist.
Der konstruktive Unterschied zwischen den Drehgebläsen 146 und 646 in Fig. 10A und 10C besteht darin, daß die dritte Gebläseeinheit 200 bei dem Gebläse 646 in Fig. 10C wegfällt. Des weiteren ist die Tragwelle 174 mit rechtwinkligem Querschnitt, die sich zwischen der zweiten und der dritten Gebläseeinheit 190 und 210 des Gebläses 646 erstreckt, eine separate Welle.
Die Kühlluft-Verteilerflügel 171 und 172 sind, wie in Fig. 12 dargestellt, symmetrisch in bezug auf die zweite Scheibe 170b jeder Gebläseeinheit angeordnet. Jeder Flügel 171 bzw. 172 ist durchgehend gekrümmt, so daß konkave und konvexe Teile 170b und 170s entstehen und ein S-förmiger Querschnitt vorliegt. Aufgrund des S-förmigen Querschnitts bewirkt jeder Flügel 171 bzw. 172 nicht nur, daß die Kühlluft störungsfrei über den Flügel strömt, sondern er verteilt auch die über den ersten und den zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b eingeleitete Kühlluft.
Fig. 13 bis 15 zeigen die Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146, deren Winkel so eingestellt sind, daß der linke Raum, der mittlere Raum bzw. der rechte Raum der Kühlkammer 103 verstärkt gekühlt werden. Um festzustellen, welcher Abschnitt der Kühlkammer 103 durch die Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 verstärkt gekühlt wird, ist ein linker Temperatursensor (erster Temperatursensor) 133 am oberen Mittelabschnitt der linken Platte der Kühlkammer 103 angebracht, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Des weiteren ist ein rechter Temperatursensor (zweiter Temperatursensor) 134 am unteren Mittelabschnitt der rechten Plattte der Kühlkammer 103 angebracht.
Fig. 16A bis 16C zeigen den Aufbau und die Funktion des Positionserfassungsschalters 158 und des Drehhebels 160 der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119. Der genannte Positionserfassungsschalter 158 stellt die Bezugsposition des Drehgebläses 146 zum teilweise verstärkten Kühlen der Kühlkammer 103 ein, während der Drehhebel 160 den genannten Schalter 158 betätigt.
Der genannte Drehhebel 160 dreht sich zusammen mit dem Drehgebläse 146 im Uhrzeigersinn und wird so in die in Fig. 16A, 16B und 16C dargestellten Positionen gebracht. Bei der obenbeschriebenen bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Bezugspositi on des Drehgebläses 146 zu dem Zeitpunkt eingestellt, zu dem der Kontakt des Schalters 158 mit dem Hebel 160 gelöst wird. Des weiteren ist der Kontaktteil des Drehhebels 160 leicht abgerundet, um zu verhindern, daß beim plötzlichen Lösen des Kontaktes mit dem Positionserfassungsschalter 158 Funktionsgeräusche zum Zeitpunkt des Lösens des Kontaktes entstehen.
Die Funktionsweise des oben beschriebenen Kühlschranks der vorliegenden Erfindung wird im folgenden ausführlich beschrieben.
Wenn der Kompressor 132 und die Verdampfer 112 sowie 126 für die Gefrier- und die Kühlkammer 102 und 103 betrieben werden, absorbieren die Verdampfer 112 und 126 Wärme aus der Luft, die über den Luftleitkanal 125 eingeleitet wurde, so daß Kühlluft erzeugt wurde, die der Gefrier- und Kühlkammer 102 und 103 zugeleitet wird.
Das heißt, aufgrund der Blaskraft des Gefrierkammergebläses 114 strömt die von dem Gefrierkammerverdampfer 112 erzeugte Kühlluft in die Gefrierkammerleitung 116, bevor sie über die Luftöffnung 116a der Leitung 116 in die Gefrierkammer 102 eingeblasen wird, wie dies mit den Pfeilen in Fig. 4 dargestellt ist. Die in die Gefrierkammer 102 eingeleitete Kühlluft führt zum Gefrieren der in der Gefrierkammer 102 aufbewahrten Lebensmittel.
Ein Teil der von dem Kühlkammerverdampfer 126 erzeugten Kühlluft strömt aufgrund der Blaskraft des Kühlkammergebläses 130 über das Durchgangsloch 121a des Abstandhalters 121 und strömt dann in die Frischhaltefachleitung 123, bevor er über die Luftöffnung 123a der genannten Leitung 123 in das Frischhaltefach 122 eingeblasen wird, wie dies mit den Pfeilen in Fig. 4 dargestellt ist. Der andere Teil der Kühlluft passiert den ersten und den zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b und dann die erste bis dritte Luftöffnung 135, 136 und 137, wie dies in Fig. 4 bis 9 dargestellt ist. Die Kühlluft, die aus den Luftöffnungen 135, 136 und 137 austritt, wird dann sowohl in die Kühlkammer 103 als auch das Gemüsefach 124 eingeblasen, und zwar über die erste bis vierte Luftöffnung 148a bis 148d der Gitterabdeckung 148, wobei sie durch die Blaskraft des Drehgebläses 146 gleichmäßig und aktiv nach links und rechts verteilt wird.
In dem oben beschriebenen Zustand sind die rechten und linken oberen Vorsprünge 242b, 242c, 244b, 244c, 246b und 246c der ersten bis dritten Kühlluftführung 242, 244 und 246 der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119, da sie nach oben vorstehen, der Strömungsrichtung der Kühlluft entgegengesetzt und gleichzeitig abgesetzt und exzentrisch zueinander angeordnet. Aufgrund der genannten speziellen Form der rechten und der linken oberen Vorsprünge der ersten bis dritten Kühlluftführungen 242, 244 und 246 wird die Kühlluft wirkungsvoll nach rechts und nach links verteilt. Die Kühlluft wird weiterhin durch die Drehkraft des Drehgebläses 146 wirkungsvoll verteilt, während sie in die Kühlkammer 103 eingeblasen wird, so daß das Innere der Kühlkammer 103 gleichmäßig gekühlt wird.
So bestimmt beispielsweise der obere S-förmige Verteilerflügel 171, der zwischen der ersten und der zweiten Scheibe 170a und 170b jeder Gebläseeinheit 180, 190, 200 bzw. 210 des Drehgebläses 146 angeordnet ist, die Strömungsrichtung der Kühlluft, die in den Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Scheibe 170a und 170b geleitet wird. Der untere S-förmige Verteilerflügel 172, der zwischen der zweiten und der dritten Scheibe 170b und 170c jeder Gebläseeinheit 180, 190, 200 bzw. 210 angeordnet ist, bestimmt die Strömungsrichtung der Kühlluft, die in den Zwischenraum zwischen der zweiten und der dritten Scheibe 170b und 170c geleitet wird. So wird die Kühlluft von selbst und wirkungsvoll verteilt, wenn sie in die Kühlkammer 103 eingeblasen wird.
Des weiteren stehen die oberen Vorsprünge 244b und 244c der zweiten Kühlluftführung 244 weiter nach außen vor als die oberen Vorsprünge 242b und 242c der ersten Kühlluftführung 242, wie dies oben beschrieben ist. Daher ist die Menge an Kühlluft, die in dem unteren Abschnitt des ersten und des zweiten Kühlluftkanals 232a und 232b strömt, größer als die, die in dem oberen Abschnitt der Kanäle 232a und 232b strömt. Gie Menge an Kühlluft, die über die zweite Luftöffnung 136 austritt, ist daher größer als die, die über die erste Luftöffnung 135 austritt, wobei die Menge an Kühlluft, die über die dritte Luftöffnung 136 austritt, größer ist als die über die zweite Luftöffnung 136 austritt. Das heißt, die Menge an Kühlluft, die in den unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 eingeblasen wird, ist größer als die in den oberen Abschnitt der Kammer 103 eingeblasene, so daß sich der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 verringert und das Innere der Kammer 103 gleichmäßig gekühlt wird.
Dabei kann es, wenn entweder eine große Menge an Lebensmitteln oder warme Lebensmittel in einem bestimmten Abschnitt der Kühlkammer 103 aufbewahrt werden, unmöglich sein, den gleichmäßigen Kühlzustand der Kammer 103 aufrecht zu erhalten, und zwar auch dann, wenn die Kühlluft gleichmäßig in die Kühlkammer 103 eingeblasen und dabei, wie oben beschrieben, wirkungsvoll verteilt wird. So kann das Drehgebläse 146 die Kühlkammer 103 nicht gleichmäßig kühlen.
In dem obenbeschriebenen Fall muß der bestimmte Abschnitt der Kühlkammer 103, in dem sich entweder eine große Menge an Lebensmitteln oder warme Lebensmittel befinden, teilweise verstärkt gekühlt werden. Der verstärkte Kühlvorgang des vorliegenden Kühlschranks zum Erreichen des genannten Ziels wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 13 bis 15 ausführlich beschrieben.
Um den linken Abschnitt der Kühlkammer 103 teilweise verstärkt zu kühlen, wird die Kühlluft in dem Zustand in die Kühlkammer 103 eingeblasen, in dem das Drehgebläse 146 so gedreht ist, daß die Kühlluft verstärkt in den linken Abschnitt der Kammer 103 eingeblasen wird, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. In dem obenbeschriebenen Zustand sind die Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146 so angeordnet, daß sie in einem Bereich eines 90º-Winkels nahezu nach links gerichtet sind. So bewirkt das Drehgebläse 146 in dem beschriebenen Zustand, daß die Kühlluft verstärkt in den linken Abschnitt der Kammer 103 strömt.
Wenn der mittlere Abschnitt der Kühlkammer 103 teilweise verstärkt gekühlt werden soll, wird die Luft in der Kühlkammer 103 in dem Zustand eingeblasen, in dem das Drehgebläse 146 so gedreht ist, daß die Kühlluft verstärkt in den mittleren Abschnitt der Kammer 103 eingeblasen wird, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist. In dem oben beschriebenen Zustand sind die Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146 so angeordnet, daß sie in einem Bereich eines Winkels von nahezu 90º auf den mittleren Abschnitt gerichtet sind. Das Drehgebläse 146 bewirkt in dem obenbeschriebenen Zustand, daß die Kühlluft verstärkt in den mittleren Abschnitt der Kammer 103 strömt.
Um den rechten Abschnitt der Kühlkammer 103 teilweise verstärkt zu kühlen, wird die Kühlluft in dem Zustand in die Kühlkammer 103 eingeblasen, in dem das Drehgebläse 146 so gedreht ist, daß die Kühlluft verstärkt in den rechten Abschnitt der Kammer 103 eingeblasen wird, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist. In dem obenbeschriebenen Zustand sind die Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146 so angeordnet, daß sie in einen Bereich eines Winkels von nahezu 90º nach rechts gerichtet sind. Das Drehgebläse 146 bewirkt in dem obenbeschriebenen Zustand, daß die Kühlluft verstärkt in den rechten Abschnitt der Kammer 103 strömt.
Die Positionseinstellung des Drehgebläses 146 zum teilweisen verstärkten Kühlen der Kühlkammer 103 wird von dem Positionserfassungsschalter 158 und einem Temperaturregelungssystem ausgeführt, das weiter unten beschrieben wird. Der Positionserfassungsschalter 158 wird durch die Drehbewegung des Drehhebels 160, der an dem oberen Ende der Tragwelle 174 des Drehgebläses 146 angeordnet ist, an- bzw. abgeschaltet. Bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Bezugsposition des Drehgebläses 146 zu dem Zeitpunkt eingestellt, zu dem der Kontakt des Positionserfassungsschalters 158 mit dem Hebel 160 gelöst wird. In dem genannten Zustand dreht das Temperaturregelungssystem das Drehgebläse 146 und überprüft die Zeit, um so den Drehwinkel des Gebläses 146 einzustellen.
Wenn das Drehgebläse 146 von der Bezugszeit ausgehend beispielsweise 10 Sekunden lang gedreht wird, und die Drehgeschwindigkeit des Gebläses 146 6 Umdrehungen pro Minute beträgt, führt das Gebläse 146 eine Drehung aus.
Die Temperatur des obenbeschriebenen Kühlschranks wird wie folgt geregelt.
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau des Temperaturregelungssystems des Kühlschranks gemäß der Erfindung zeigt.
Das Temperaturregelungssystem enthält, wie in Fig. 17 dargestellt, die Temperaturmeßeinrichtung, die mit dem Eingangsanschluß einer Stelleinrichtung 606 verbunden ist. Die Temperaturmeßeinrichtung 600 umfaßt Temperatursensoren, die die Temperatur der Kühlkammer 103 messen. Das heißt, die genannte Temperaturmeßeinrichtung 600 enthält den ersten und den zweiten Temperatursensor 133 und 134. Der erste Temperatursensor 133 mißt in dem linken oberen Abschnitt der Kühlkammer 103, während der zweite Temperatursensor 134 in dem rechten unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 mißt.
Das Temperaturregelungssystem enthält des weiteren eine Einrichtung 602 zum Berechnen der Temperaturschwankungsrate. Der genannten Temperaturschwankungsraten-Berechnungseinrichtung 602 werden die Temperaturdaten, die von der Meßeinrichtung 600 ausgegeben werden, zugeführt, um die Temperaturschwankungsrate der Kühlkammer 103 zu berechnen. Ein Datenspeicher 604 ist mit der Stelleinrichtung 606 verbunden und speichert die Temperaturschwankungsdaten, die von der Meßeinrichtung 600 entsprechend der Kühlluft-Einblasrichtung gemessen werden.
Die genannte Stelleinrichtung 606 enthält einen Mikroprozessor, der den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus entsprechend der Temperatur der Kühlkammer 103, die von der Temperaturmeßeinrichtung 600 gemessen wird, ausführt, um die Vorgänge des gleichmäßigen und des verstärkten Kühlens zu steuern. Der Vorgang des gleichmäßigen Kühlens dient der gleichmäßigen Kühlung der Kühlkammer 103, während der Vorgang des verstärkten Kühlens dazu dient, einen bestimmten Abschnitt der Kühlkammer 103 teilweise verstärkt zu kühlen. Der genannte Mikroprozessor regelt auch die Funktionen des Kühlschranks.
Das Temperaturregelungssystem enthält darüber hinaus eine Kompressorantriebseinrichtung 612. Die Kompressorantriebseinrichtung 612 treibt den Kompressor 132 in Reaktion auf ein Stellsignal an, das von der Stelleinrichtung 606 an die Antriebseinrichtung 612 entsprechend der Differenz zwischen der Solltemperatur, die von dem Benutzer eingestellt wird und der Ausgangstemperatur der Kühlkammer 103, die von der Temperaturmeßeinrichtung 600 gemessen wird, angelegt wird.
Das Temperaturregelungssystem enthält des weiteren eine Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 614. Die genannte Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 614 treibt die Gebläsemotoren 113 und 128 in Reaktion auf ein Stellsignal an, das von der Stelleinrichtung 606 an die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 614 angelegt wird. Die Gebläsemotoren 113 und 128 bewirken so zwangsweise Zirkulation der von dem Gefrier- und dem Kühlkammerverdampfer 112 und 126 erzeugten Kühlluft, so daß die Temperaturen der Gefrier- und der Kühlkammer 102 und 103 auf den Solltemperaturen gehalten werden, die von dem Benutzer eingestellt worden sind. Die genannte Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 614 enthält ein Paar Gebläsemotor-Antriebsteile, d. h. Gefrier- und Kühlkammer-Gebläsemotor-Antriebsteile 616 und 618. Der Gefrierkammer-Gebläsemotor-Antriebsteil 616 treibt den Gefrierkammer-Gebläsemotor 113 in Reaktion auf ein Steuersignal an, das von der Regeleinrichtung 606 an den Teil 616 angelegt wird, so daß der Gebläsemotor 113 zwangsweise Zirkulation der von dem Gefrierkammerverdampfer 112 erzeugten Kühlluft bewirkt und die gewünschte Temperatur Tf der Gefrierkammer 102 auf einer Solltemperatur hält, die von dem Benutzer eingestellt wird. Auf die gleiche Weise treibt der Kühlkammer-Gebläsemotor-Antriebsteil 618 den Kühlkammer-Gebläsemotor 128 in Reaktion auf ein Stellsignal an, das von der Stelleinrichtung 606 an den Teil 618 angelegt wird, so daß der Gebläsemotor 128 zwangsweise Zirkulation der von dem Kühlkammerverdampfer 126 erzeugten Kühlluft bewirkt und die gewünschte Temperatur Tr der Kühlkammer 103 auf einer Solltemperatur hält, die von dem Benutzer eingestellt wird.
Das Temperaturregelungssystem enthält eine Motorantriebseinrichtung 620. Die genannte Motorantriebseinrichtung 620 steuert den Antriebsmotor 150 so, daß das Drehgebläse 146 der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 entsprechend der Kühlluft-Einblasrichtung angetrieben wird, die von der Stelleinrichtung 606 bestimmt wird, und so die Einblasrichtung der Kühlluft eingestellt wird. Die Positionserfassungseinrichtung gehört zu dem Temperatursteuersystem. Die genannte Positionserfassungseinrichtung ist der Positionssensor 158, der die Positionsdaten des Drehgebläses 146 erfaßt und so die Drehposition der Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146 einstellt, das von der Motorantriebseinrichtung 620 gedreht wird.
Die obengenannte Regeleinrichtung führt ein Fuzzy-Stellprogramm 608, ein Verarbeitungsprogramm 610 sowie ein Lastregelprogramm 609 mit genetischem Algorithmus aus. In dem Fuzzy-Steuerprogramm 608 mit genetischem Algorithmus werden die Daten von der Temperaturmeßeinrichtung 600, der Temperaturschwankungsraten-Verarbeitungseinrichtung 602 sowie dem Datenspeicher 604 an die Stelleinrichtung 606 angelegt, die die Regelpegel sowohl für die Kompressor-Antriebseinrichtung 612 als auch die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 614 über den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus bestimmt. In dem genannten Verarbeitungsprogramm 610 verarbeitet die Stelleinrichtung 606 die Ausgabedaten des Fuzzy-Regelprogramms 608 mit genetischem Al- Algorithmus und die Positionsausgabedaten des Drehgebläses 146, die von der Positionserfassungseinrichtung 158 erfaßt werden. In dem genannten Lastregelprogramm 609 bestimmt die Stelleinrichtung 606 die Regelpegel für die Kompressor-Antriebseinrichtung 612, die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 614 sowie die Motorantriebseinrichtung 620 in Reaktion sowohl auf die Verarbeitungs-Ausgangsdaten des Verarbeitungsprogramms 610 als auch die Schluß-Ausgangsdaten des Fuzzy-Steuerprogramms 608 mit genetischem Algorithmus. Die obengenannten Programme 608, 609 und 610, die von der Stelleinrichtung 606 ausgeführt werden, werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 18 ausführlich beschrieben.
Fig. 18 ist ein Blockschaltbild, das die Fuzzy-Steuerung mit genetischem Algorithmus zeigt, die von der Stelleinrichtung 606 ausgeführt wird. Das heißt, Fig. 18 ist ein Flußdiagramm, das den Fuzzy-Steuervorgang mit genetischem Algorithmus zeigt, der in dem Fuzzy-Steuerprogramm 608 mit genetischem Algorithmus von der Stelleinrichtung 606 in Fig. 17 ausgeführt wird.
In dem genannten Fuzzy-Steuervorgang mit genetischem Algorithmus werden die Temperaturen des linken oberen Abschnitts und des rechten unteren Abschnitts der Kühlkammer 103 von der Temperaturmeßeinrichtung 103 gemessen. Anschließend wird die optimale Kühlluft-Einblasrichtung unter Verwendung einer Fuzzy-Funktion mit genetischem Algorithmus bestimmt.
In dem Blockschaltbild in Fig. 18 kennzeichnet der Wert "Tr" die Daten, die in dem Datenspeicher 604 in Reaktion auf Schwankungen der Temperatur des linken oberen Abschnitts und des rechten unteren Abschnitts der Kühlkammer 103 entsprechend der Kühlluft-Einblasrichtung gespeichert werden. Die genannten Daten Tr sind die Bezugs- Lerndaten, die die Temperaturmusterdaten aufgrund der Kühlluft-Einblasrichtungen darstellen.
Das heißt, die genannten Bezugs-Lerndaten werden in verschiedenen Experimenten für die äußeren Temperaturänderungen, die Temperaturverteilung und die Temperaturschwankungsrate der in der Kühlkammer 103 aufbewahrten Lebensmittel bestimmt.
Die Steileinrichtung 606 des Temperaturregelungssystems enthält einen Fuzzy-Modell- Diskriminator 622 sowie einen genetischen Algorithmus 624 zum Ausführen des Fuzzy- Schlusses mit genetischem Algorithmus. Der genannte Fuzzy-Modell-Diskriminator 622 und der genetische Algorithmus 624 sind mit einer Fuzzy-Element-Funktion mit genetischem Algorithmus versehen, die bestimmte Temperaturzustände von in der Kühlkammer 103 enthaltener Last bzw. Lebensmittel, wie beispielsweise heiß, warm, lau oder kalt bestimmt, die nicht auf die beiden Werte 1 und 0 beschränkt sind.
Das heißt, die genannte Fuzzy-Funktion mit genetischem Algorithmus wird wie folgt dargestellt.
W1 = MIN [1, MAX {0, (2,13-R1)/1,33}]
W2 = MIN [1, MAX {0, (3,21-R2)11,9}]
optimale Position = W1 · P1 + (1-W1) P2 + W2 · P3 + (1-W2) · P4
wobei
P1 = 5,4 + 0,42R1 - 0,27T&sub1; + 0,45T&sub2; + 0,52R2
P2 = 2,7 + 0,21 R1 - 0,27T&sub2; + 0,33T&sub2; + 0,03R2
P3 = 7,7 + 0,29R1 - 0,32T&sub3; + 0,29T&sub4; + 0,22R2
P4 = 1,4 + 3,7R1 - 0,36T&sub1; + 0,19T&sub4; + 2,65R2.
In der obengenannten Fuzzy-Funktion mit genetischem Algorithmus steht W für das Gewicht entsprechend der Position der Kühlkammer 103, P1, P2, P3 und P4 stehen für die Positionen des Drehgebläses 146 der Kaltluft-Einblaseinrichtung 119, die durch den genetischen Algorithmus bestimmt werden, der weiter unten beschrieben wird. Die genannte Fuzzy-Funktion mit genetischem Algorithmus wird in dem Bearbeitungsvorgang zum Bestimmen der optimalen Position des Drehgebläses 146 verwendet, wie dies in dem Flußdiagramm in Fig. 24 dargestellt ist.
Der genetische Algorithmus [Takagi-Sugeno-Kang(TSK)-Prozeß] verwendet bestimmte Temperaturen der Kühlkammer 103 als Zielfunktion, die die Maximalkorrelation (Relation zwischen den Experimental- und den Schlußwerten) aufweist, um eine Temperatur der Kühlkammer 103 nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit zu bestimmen. Der obengenannte genetische Algorithmus (TSK-Prozeß) wird mit einem einfachen Vorgang zum Herstellen einer Lösungsmenge ausgeführt. Der genannte Vorgang umfaßt WENN- und DANN-Klauseln auf die gleiche Weise wie der typische Schlußvorgang zum Bestimmen der Evolution, Kreuzung, Mutation und Regeneration in einem Ökosystem. In der vorliegenden Erfindung wird der genannte genetische Algorithmus durch die folgende Funktion dargestellt.
Li = WENN x1 ist A1i, x2 ist A2i, ..................... xm ist Ami
DANN yi = C0 + C1i · x1 + C2i · x2 + ............ + Cmi · xm.
In der obenstehenden Funktion ist Li die i-te Fuzzy-Regel, x1 bis xm sind verschiedene bedingte Variablen, wie beispielsweise gemessene Temperaturen (R1, R2) der Kühlkammer 103, Außentemperatur, Temperatur der in der Kühlkammer 103 aufbewahrten Lebensmittel, A1 bis Am sind bedingte Werte entsprechend den obengenannten bedingten Variablen (x1 bis xm). Die genannten bedingten Werte (A1 bis Am) werden mit einer allgemeinen Fuzzy-Formel mit genetischem Algorithmus bestimmt, wie sie in dem TSK- Prozeß in Fig. 19 dargestellt ist, bei dem es sich um eine Art Schlußprozeß mit genetischem Algorithmus handelt.
Des weiteren ist yi die Zielfunktion und kann beispielsweise der Positionswert des Drehgebläses 146 sein. C0 bis Cm sind Koeffizienten, die das Gewicht entsprechend der bedingten Erfüllung der Variablen x1 bis xm darstellen. Bei der vorliegenden Erfindung können die gemessenen Temperaturen (R1, R2) der Kühlkammer 103 für die obengenannten Variablen x1 bis xm eingesetzt werden.
Die Temperaturverteilung des Kühlschranks für den Fall der Verwendung des oben beschriebenen Fuzzy-Schlusses mit genetischem Algorithmus wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 20 bis 23 beschrieben.
Fig. 20 ist ein Diagramm, das einen Vergleich der Temperaturschwankungen der Kühlkammer 103 als Funktion der Kühlzeit beim Einstellen der Kühlluft-Einblasrichtung durch Einstellung der Position des Drehgebläses 146 über den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung mit den Temperaturschwankungen der Kühlkammer 103 als Funktion der Kühlzeit beim einfachen Drehen des Drehgebläses nach dem Stand der Technik zeigt.
In dem Diagramm in Fig. 20 sind die Kennlinien a, b, c und d die Temperaturschwankungskurven, die sich ergeben, wenn die Kühlkammer 103 lediglich durch Drehen des Drehgebläses 146 nach dem Stand der Technik gekühlt wird. Die Kurve "a" steht für die niedrigste Temperaturverteilung um die obere Ablage im Inneren der Kühlkammer 103 herum, während die Kurve "b" für die höchste Temperaturverteilung um die obere Ablage im Inneren der Kammer 103 herum steht. Des weiteren steht die Kurve "c" für die niedrigste Temperaturverteilung um die untere Ablage im Inneren der Kammer 103 herum, während die Kurve "d" für die höchste Temperaturverteilung um die untere Ablage im Inneren der Kammer 103 herum steht.
Die Kennlinien a', b', c' und d' in dem Diagramm in Fig. 20 hingegen sind die Temperaturschwankungskurven, die sich ergeben, wenn die Kühlkammer 103 durch Einstellen der Kühlluft-Einblasrichtung mittels Einstellung der Positionen des Drehgebläses 146 über den Fuzzy-Funktions-Schluß mit genetischem Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung gekühlt wird. Auf die gleiche Weise wie für die obengenannten Kurven a, b, c und d beschrieben, stehen die Kurven a' und b' für die niedrigste bzw. höchste Temperaturverteilung um die obere Ablage im Inneren der Kühlkammer 103 herum, während die Kurven c' und d' für die niedrigste bzw. höchste Temperaturverteilung um die untere Ablage im Inneren der Kammer 103 herum stehen.
Die Kühlkammer 103 des Kühlschranks der vorliegenden Erfindung wird gekühlt, indem die Kühlluft-Einblasrichtung durch Regulieren der Position des Drehgebläses 106 mittels des Fuzzy-Schlusses mit genetischem Algorithmus eingestellt wird. Wenn die Kammer 103 wie oben beschrieben gekühlt wird, besteht eine zu vernachlässigende Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur 103 nach Ablauf einer Zeit, wie dies in dem Diagramm in der Fig. 20 dargestellt ist. Des weiteren zeigt das genannte Diagramm, daß mit der vorliegenden Erfindung die Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 erheblich verringert wird.
Fig. 21 ist eine schematische Perspektivansicht der in der Kühlkammer 103 vorhandenen Ablagen, die eine Vielzahl von Temperaturmeßpunkten der Ablagen zum Prüfen der Temperaturverteilung der Kühlkammer 103 beim Einstellen der Kühlluft-Einblasrichtung der Lufteinblaseinrichtung 119 über Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus zeigt. Fig. 22 ist ein Diagramm, das die Temperaturen an den Temperaturmeßpunkten der Ablagen in Fig. 21 für den Fall eines Kühlschranks zeigt, der mit einem typischen Fuzzy- Schluß mit genetischem Algorithmus geregelt wird. Fig. 23 hingegen ist ein Diagramm, das die Temperaturen an den Temperaturmeßpunkten der Ablagen in Fig. 21 für einen Kühlschrank zeigt, der mit dem Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung geregelt wird.
Die Temperaturen der Kühlkammer 103 werden in einem Ofen mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit mit einer Temperatur von 30ºC und einer Feuchtigkeit von 75% gemessen.
Wie in dem Diagramm in Fig. 22 dargestellt, beträgt die Temperaturabweichung ΔT der Kühlkammer, die gekühlt wird, indem die Kühlluft-Einblasrichtung nach dem Stand der Technik eingestellt wird, 2,5ºC. Hingegen beträgt die Temperaturabweichung ΔT der Kühlkammer 103, die gekühlt wird, indem die Kühlluft-Einblasrichtung gemäß dem Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus der Erfindung eingestellt wird, 0,9ºC, wie dies in dem Diagramm in Fig. 23 dargestellt ist. Es ist also klar, daß die bei den Ausführungen der vorliegenden Erfindung auftretende Temperaturabweichung erheblich geringer ist als die nach dem Stand der Technik.
Der Funktionsablauf des Temperaturregelungsprozesses zum Ausführen der Vorgänge des einheitlichen und teilweise verstärkten Kühlens der Kühlkammer 103 bei dem vorliegenden Kühlschrank wird im folgenden beschrieben. Der Temperaturregelungsprozeß der vorliegenden Erfindung wird entsprechend dem obenerwähnten Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus ausgeführt.
Fig. 24 ist ein Flußdiagramm des Temperaturregelungsprozesses für den Kühlschrank gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem Flußdiagramm in Fig. 24 kennzeichnen die Buchstaben S die Schritte des Prozesses.
Die Stelleinrichtung 606 des Temperaturregelungssystems initialisiert, wie in Fig. 24 dargestellt, den Kühlschrank in Schritt S1, wenn der Kühlschrank angeschaltet wird. In Schritt S2 messen der erste und der zweite Temperatursensor 133 und 134 der Temperaturmeßeinrichtung 600 die Temperatur R1 und R2 um den linken oberen bzw. den rechten unteren Abschnitt der Kühlkammer 103 herum. Die genannten Sensoren 133 und 134 wiederum geben Temperatursignale an die Stelleinrichtung 606 ab.
Beim Empfang der Temperatursignale der Sensoren 133 und 134 führt die Stelleinrichtung 606 in Schritt S3 den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus aus, um die Temperaturen T1 und T2 um den linken oberen und den rechten unteren Abschritt der Kühlkammer 103 herum unter Verwendung der Temperaturen R1 und R2 zu bestimmen, die von den Sensoren 133 und 134 gemessen wurden. In Schritt S4 berechnet die Stelleinrichtung 606 die durchschnittliche Temperatur der Kühlkammer 103 anhand der beiden gemessenen Temperaturen R1 und R2 und der bestimmten Temperaturen T1 und T2 des linken oberen und des rechten unteren Abschnitts der Kühlkammer 103.
In Schritt S5 prüft die Stelleinrichtung 606, ob sich die Kühlkammer 103 im Abtauzustand befindet. Das Prüfergebnis von Schritt S5 wird durch die Gesamtbetriebszeit des Kompressors 132 beeinflußt.
Wenn die Antwort in Schritt S5 NEIN ist, d. h., wenn festgestellt wird, daß sich die Kammer 103 nicht im Abtauzustand befindet, prüft die Stelleinrichtung 606 in Schritt S6, ob die Kammer 103 teilweise verstärkt gekühlt werden muß. Wenn festgestellt wird, daß die Kammer 103 nicht teilweise verstärkt gekühlt werden muß, prüft die Stelleinrichtung 606 in Schritt S7, ob die Solltemperatur der Kammer 103 niedriger ist als die in Schritt S4 errechnete Durchschnittstemperatur.
Die Solltemperatur der Kühlkammer 103 bezeichnet die Temperatur, die aufrechterhalten werden sollte, um die in der Kammer 103 aufbewahrten Lebensmittel angemessen zu kühlen. Die genannte Solltemperatur ist auf ungefähr 3ºC voreingestellt.
Wenn festgestellt wird, daß die Solltemperatur der Kammer 103 niedriger ist als die Durchschnittstemperatur, führt die Stelleinrichtung 606 in Schritt S5 den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus aus, um die optimale Kühlluft-Einblasposition des Drehgebläses 146 zu bestimmen und so die Kühlluft-Einblasrichtung des Drehgebläses 146 der Kühlluft-Einblaseinrichtung 119 für die Kühlkammer 103 zu bestimmen. In Schritt S9 gibt die Stelleinrichtung 606 ein Stellsignal an die Motorantriebseinrichtung 620 aus, um die Position des Drehgebläses 146 zu regulieren und die optimale Lufteinblasposition des Gebläses 146 herzustellen, die in Schritt S8 bestimmt wurde.
In Reaktion auf das Stellsignal der Stelleinrichtung 606 betätigt die Motorantriebseinrichtung 620 den Antriebsmotor 150 entsprechend der optimalen Lufteinblasposition, die von der Stelleinrichtung 606 bestimmt wurde, um so die Position des Drehgebläses 146 einzustellen.
Nachdem die Position des Drehgebläses 146 eingestellt wurde, gibt die Stelleinrichtung 606 in Schritt S10 ein Stellsignal an die Kühlkammer-Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 618 aus, um die Temperatur der Kühlkammer 103 so zu verringern, daß sie nicht über der Solltemperatur liegt.
Beim Empfang des Stellsignals der Stelleinrichtung 606 treibt die Kühlkammer-Gebläsemotor-Antriebseinrichtung 618 das Kühlkammergebläse 128 an und dreht das Kühlkammergebläse 130, das an der Ausgangswelle des genannten Gebläsemotors 128 angebracht ist. Wenn sich das Gebläse 130 wie oben beschrieben dreht, wird die Kühlluft, die über den Luftleitkanal 125 eingeleitet und von dem Kühlkammerverdampfer 126 gekühlt wurde, durch die Blaskraft des Gebläses 130 in die Kühlkammer 103 eingeblasen.
In dem genannten Zustand tritt ein Teil der Kühlluft, die von dem Kühlkammerverdampfer 126 erzeugt wurde, aufgrund der Blaskraft des Gebläses 130 durch das Durchgangsloch 121a des Abstandshalters 121 hindurch und strömt dann in die Frischhaltefachleitung 123, bevor er über die Luftöffnung 123a der genannten Leitung 123 in das Frischhaltefach 122 eingeblasen wird, wie dies in Fig. 4 mit den Pfeilen dargestellt ist. Der andere Teil der Kühlluft tritt durch den ersten und den zweiten Kühlluftkanal 232a und 232b hindurch und passiert die erste bis dritte Luftöffnung 135, 136 und 137, wie dies in Fig. 4 bis 9 dargestellt ist. Die Kühlluft, die aus den Luftöffnungen 135, 136 und 137 austritt, wird dann über die erste bis vierte Luftöffnung 148a bis 148d der Gitterabdeckung 148 sowohl in die Kühlkammer 103 als auch in das Gemüsefach 124 eingeblasen, wobei sie durch die Blaskraft des Drehgebläses 146 gleichmäßig und aktiver verteilt wird.
Wenn hingegen in Schritt S5 festgestellt wird, daß sich die Kühlkammer 103 in dem Abtauzustand befindet, führt die Stelleinrichtung 606 Schritt S51 aus. In Schritt S51 bewegt die Stelleinrichtung 606 das Drehgebläse 146, bevor der Abtauvorgang für die Kühlkammer 103 beginnt. In diesem Schritt wird die Position des Gebläses 146 so reguliert, daß die Verteilerflügel 171c und 172c der vierten Gebläseeinheit 210 des Gebläses 146 in einem Winkel von 90º ausgerichtet sind, und die Verteilerflügel 171a und 172a der zweiten Gebläseeinheit 190 in einem Winkel von 0º ausgerichtet sind. Die vierte Gebläseeinheit 210 wird, wie oben beschrieben, in eine Position H/3 gebracht, während die zweite Gebläseeinheit 190 in eine Position H/2 gebracht wird, wenn angenommen wird, daß die Höhe der Kühlkammer 103 H beträgt.
Wenn in Schritt S6 festgestellt wird, daß die Kühlkammer 103 teilweise verstärkt gekühlt werden muß, führt die Stelleinrichtung 606 Schritt S61 aus. In Schritt S61 prüft die Stelleinrichtung 606, ob die Temperatur des rechten Abschnitts der Kühlkammer 103 höher ist als die des linken Abschnittes der Kühlkammer 103. Wenn festgestellt wird, daß die Temperatur des rechten Abschnitts der Kammer 103 nicht höher ist als die des linken Abschnitts, führt die Stelleinrichtung 606 Schritt S62 aus, um zu prüfen, ob die Temperatur des linken Abschnitts der Kammer 103 höher ist als die des rechten Abschnitts. Wenn die Antwort in Schritt S62 Ja lautet, d. h., wenn festgestellt wird, daß die Temperatur des linken Abschnitts der Kammer 103 höher ist als die des rechten Abschnitts, führt die Stelleinrichtung 606 Schritt S63 aus. In Schritt S63 bewegt die Stelleinrichtung 606 das Drehgebläse 146 so, daß der linke Abschnitt der Kammer 103 verstärkt gekühlt wird. Anschließend kehrt der Prozeß zu Schritt S10 zurück, um die auf Schritt S10 folgenden Schritte zu wiederholen.
Der Vorgang zum verstärkten Kühlen des linken Abschnitts der Kühlkammer 103 wird ausgeführt, indem die Position eines Paars der Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146 so eingestellt werden, daß die Kühluft in den linken Abschnitt der Kammer 103 gerichtet wird.
So dreht die Stelleinrichtung 606, wenn beispielsweise der linke Abschnitt verstärkt gekühlt werden muß und die konstante Drehgeschwindigkeit des Drehgebläses 146 6 U/min beträgt, das Gebläse 146 vom Bezugszeitpunkt an 1,25 Sekunden lang und dreht das Gebläse 146 so um einen Winkel von 45º.
Wenn die Antwort in Schritt S61 Ja lautet, d. h., wenn festgestellt wird, daß die Temperatur des rechten Abschnitts der Kammer 103 höher ist als die des linken Abschnitts, führt die Stelleinrichtung 606 Schritt S64 aus. In Schritt S64 bewegt die Stelleinrichtung 606 das Drehgebläse 146 so, daß der rechte Abschnitt der Kammer 103 verstärkt gekühlt wird. Anschließend kehrt der Prozeß zu Schritt S10 zurück und wiederholt die auf Schritt S10 folgenden Schritte.
Der Vorgang zum verstärkten Kühlen des rechten Abschnitts der Kühlkammer 103 wird ausgeführt, indem die Position eines Paars der Verteilerflügel 171, 172, 171a, 172a, 171b, 172b, 171c und 172c des Drehgebläses 146 so verstellt wird, daß die Kühlluft in den rechten Abschnitt der Kammer 103 gerichtet wird.
Wenn beispielsweise der rechte Abschnitt verstärkt gekühlt werden muß und die konstante Drehgeschwindigkeit des Gebläses 146 6 U/min beträgt, dreht die Stelleinrichtung 606 das Gebläse 146 von dem Bezugszeitpunkt an 3,75 Sekunden lang und dreht das Gebläse 146 um einen Winkel von 135º.
Mit Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden, wie oben beschrieben, ein Kühlschrank und ein Prozeß zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks über Fuzzy- Schluß mit genetischem Algorithmus geschaffen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kühlluft der Gefrier- und der Kühlkammer des Kühlschranks separat zugeführt, indem separat Verdampfer und Gebläse in der Gefrier- und der Kühlkammer installiert werden, wodurch der Kühlwirkungsgrad des Kühlschranks verbessert wird. Des weiteren kann die durchschnittliche Temperatur der Kühlkammer anhand der teilweise gemessenen Ausgabe-Temperaturen der Kühlkammer errechnet werden, um so die optimale Kühlluft-Einblas-Position zu bestimmen und die Zeit zu verkürzen, die erforderlich ist, um die Temperatur der Kühlkammer einheitlich zu halten, wodurch der Elektroenergieverbrauch des Kühlschranks verringert wird. Die Kühlluft wird gleichmäßig in der Kühlkammer verteilt, so daß in der Kühlkammer eine einheitliche Temperatur herrscht. Des weiteren können sowohl die Einblasrichtung als auch die Menge der Kühlluft in der Kühlkammer eingestellt werden. Dabei kann die Kühlluft verstärkt einem bestimmten Abschnitt der Kühlkammer zugeführt werden, um so den bestimmten Abschnitt teilweise verstärkt zu kühlen, in dem eine höhere Temperatur als in den anderen Abschnitten gemessen wird. Bei den Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann verhindert werden, daß Feuchtigkeit und Kondensat in den Gebläse-Antriebsmotor eindringen, wodurch verhindert wird, daß der Motor aufgrund von Feuchtigkeit und Kondensat ausfällt. Der Kühlschrank enthält des weiteren eine Kühlluft-Einblas-Einrichtung, die mit einer ersten bis dritten Kühlluft-Führung versehen ist, die die Kühlluft für die Kühlkammer leiten. Mit der genannten ersten bis dritten Luftführung wird nur ein Teil der Kühlluft in den unteren Abschnitt der Kühlkammer geleitet, und zwar selbst dann, wenn sich das Drehgebläse mit einer niedrigeren Geschwindigkeit dreht. So kann die Kühlluft in verschiedene Abschnitte der Kühlkammer eingeblasen werden, um einheitliche Temperatur der Kühlkammer herzustellen.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf ihre gegenwärtig bevorzugte Ausführung beschrieben wurde, bei der das Drehgebläse in Position gebracht wird, um so das Kühlkammergetriebe anzutreiben, liegt auf der Hand, daß dieses Merkmal nicht als einschränkend zu verstehen ist. Viele Abwandlungen und Veränderungen sind innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung möglich. So können, um ein anderes Beispiel zu nennen, das Drehgebläse und das Kühlkammergebläse beispielsweise gleichzeitig angetrieben werden, oder zuerst kann das Kühlkammergebläse angetrieben werden, um anschließend eine Positionierbewegung des Drehgebläses auszuführen, wobei dies möglich ist, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben sind, versteht sich, daß die Erfindung nicht genau auf diese Ausführungen beschränkt ist, und daß verschiedene Veränderungen und Abwandlungen daran vom Fachmann vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Kühlschrank, der umfaßt:

eine Gefrier- und eine Kühlkammer (102, 103) zum Aufbewahren von Lebensmitteln;

einen ersten und einen zweiten Verdampfer (112, 126), die in der Gefrier- bzw. der Kühlkammer (102, 103) angeordnet sind, wobei jeder Verdampfer (112, 126) Wärme aus zirkulierender Luft absorbiert und so Kühlluft erzeugt;

ein erstes und ein zweites Gebläse (114, 130), die um den ersten und den zweiten Verdampfer (112, 126) herum angeordnet sind und eine Blaskraft erzeugen, mit der die von den Verdampfern (112, 126) gekühlte Kühlluft unter Druck der Gefrier- bzw. der Kühlkammer (102, 103) zugeführt wird; und

eine Einrichtung (119) zum Einblasen der von dem zweiten Verdampfer (126) gekühlten Kühlluft in die Kühlkammer (103), wobei die Kühlluft verteilt und die Kühlluft nach unten geleitet wird, wobei die Kühlluft-Einblaseinrichtung (119) in der Kühlkammer (103) vorhanden ist, gekennzeichnet durch:

eine Stelleinrichtung (606), die eine Soll-Kühlluft-Einblasrichtung bestimmt, und dadurch,

daß die Kühlluft-Einblaseinrichtung (119) ein Drehgebläse (146) umfaßt, das die Einblasrichtung der Kühlluft, die in die Kühlkammer (103) eingeblasen wird, entsprechend der bestimmten Sollrichtung einstellt.

2. Kühlschrank nach Anspruch 1, wobei die Kühlluft-Einblaseinrichtung (119) enthält:

ein Tragelement (140) mit einem Kühlluftkanal;

ein Isolierelement (142), das hinter dem Tragelement (140) angeordnet ist, um die Lufteinblaseinrichtung nach außen zu isolieren;

eine Abdichtplatte (144), die an der Rückseite des Isolierelementes (142) angebracht ist;

wobei die Kühlluft über das Drehgebläse (146) in die Kühlkammer (103) eingeblasen wird, nachdem sie den Kühlluftkanal des Tragelementes (140) passiert hat; und

eine Gitterverkleidung (148), die das Drehgebläse (146) abdeckt, um das Drehgebläse (146) vor den Lebensmitteln zu schützen, die in der Kühlkammer (103) aufbewahrt werden.

3. Kühlschrank nach Anspruch 2, wobei das Isolierelement (142) enthält:

einen Luftleitkanal (125), der im oberen Abschnitt des Isolierelementes (142) vorhanden ist;

eine erste bis dritte Kühlluftführung (242, 244, 246), die vertikal in dem Isolierelement (142) angeordnet sind; und

einen ersten und einen zweiten Kühlluftkanal (232a, 232b), die auf beiden Seiten der vertikal angeordneten ersten bis dritten Kühlluftführung (242, 244, 246) angeordnet sind und die Kühlluft durchleiten, die von dem zweiten Verdampfer (126) gekühlt wird.

4. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der des weiteren einen Antriebsmotor (150) umfaßt, der das Drehgebläse (146) antreibt.

5. Kühlschrank nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kühlluft-Einblaseinrichtung (119) eine erste bis dritte Kühlluftöffnung (135, 136, 137) enthält, die die Kühlluft in Fächer der Kühlkammer (103) einbläst, wobei die Fächer durch Unterteilung der Kühlkammer mit einer Vielzahl von Ablagen (120) entstehen.

6. Kühlschrank nach Anspruch 3, Anspruch 4 oder Anspruch 5, wenn abhängig davon, wobei der erste und der zweite Kühlluftkanal (232a, 232b) jeweils mit dem Luftleitkanal (125) an seinem oberen Ende verbunden sind und sich in ein Gemüsefach (124) erstrecken, das in der Kühlkammer (103) an ihrem unteren Ende vorhanden ist.

7. Kühlschrank nach Anspruch 3, bzw. einem der Ansprüche 4 bis 6, wenn davon abhängig, wobei die erste bis dritte Kühlluftführung (242, 244, 246) zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal (232a, 232b) angeordnet sind und die Kühlluft leiten, die durch den Luftleitkanal (125) in die Lufteinblaseinrichtung eingeleitet wird, so daß die Kühlluft eine erste bis dritte Luftöffnung (135, 136, 137) des Isolierelementes (142) passiert und dann aufgrund der Drehkraft des Drehgebläses (146) eine erste bis vierte Luftöffnung (148a-148d) der Gitterabdeckung (148) passiert, bevor sie in die Kühlkammer (103) eingeblasen wird.

8. Kühlschrank nach Anspruch 3 bzw. einem der Ansprüche 4 bis 7, wenn davon abhängig, wobei die erste bis dritte Kühlluftführung (242, 244, 246) jeweils mit einem Paar oberer Vorsprünge (242b, 242c, 244b, 244c, 246b, 246c) an ihren beiden Oberseiten versehen sind, und die oberen Vorsprünge so abgesetzt sind, daß sie die Kühlluft, die in dem ersten und dem zweiten Kühlluftkanal (232a, 232b) strömt, zu einer ersten bis dritten Luftöffnung (135, 137) des Isolierelementes (142) leiten und die Kühlluft dabei verteilen.

9. Kühlschrank nach Anspruch 8, wobei die oberen Vorsprünge (244b, 244c) der zweiten Kühlluftführung (244) weiter nach außen vorstehen als die oberen Vorsprünge (242b, 242c) der ersten Kühlluftführung (242).

10. Kühlschrank nach Anspruch 8 oder 9, wobei sich ein Luftstrom-Begrenzungsvorsprung (246a) integral von jedem oberen Vorsprung (246b, 246c) der dritten Kühlluftführung (246) aus erstreckt und der Luftstrom-Begrenzungsvorsprung (246a) den Strom der Kühlluft für ein Gemüsefach (124) der Kühlkammer (103) beschränkt, um die Menge an Kühlluft zu verringern, die in das Gemüsefach (124) eingeleitet wird.

11. Kühlschrank nach Anspruch 2, wobei das Drehgebläse (146) in einem Kühlluftkanal des Tragelementes (140) der Kühlluft-Einblaseinrichtung (119) angeordnet ist.

12. Kühlschrank nach Anspruch 1, 2 oder 11, wobei das Drehgebläse (146) eine erste bis vierte Gebläseeinheit (180, 190, 200, 210) sowie eine Vielzahl von Tragwellen (174) umfaßt, die sich zwischen der ersten bis vierten Gebläseeinheit (180, 190, 200, 210) erstrecken und die Gebläseeinheiten tragen.

13. Kühlschrank nach Anspruch 12, wobei die Tragwelle (174), die sich vorn oberen Ende der ersten Gebläseeinheit (180) aus nach oben erstreckt, mit einem Bedienungshebel (160) versehen ist und mit dem Bedienungshebel ein Positionserfassungsschalter (158) an- oder abgeschaltet wird, um die Position des Drehgebläses (146) zu regulieren.

14. Kühlschrank nach Anspruch 12 oder 13, wobei jede Tragweile (174) einen rechtwinkligen Querschnitt hat.

15. Kühlschrank nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei jede Gebläseeinheit (180, 190, 200, 210) des Drehgebläses (146) umfaßt:

einen Verteilungsteil (170), der eine obere, eine mittlere und eine untere Scheibe (170a, 170b, 170c) enthält, die gleichmäßig beabstandet sind;

ein Paar Verteilerflügel (171, 172), die sich vertikal zwischen den Scheiben erstrecken; und

die Tragwellen (174), die sich von der oberen und der unteren Scheibe des Verteilerteils aus vertikal erstrecken und die erste bis vierte Gebläseeinheit (180, 190, 200, 210) tragen.

16. Kühlschrank nach Anspruch 15, wobei jeder Verteilerflügel (171, 172) einen S-förmigen Querschnitt hat.

17. Kühlschrank nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Richtung der Verteilerflügel (171, 172) der ersten Gebläseeinheit (180) die Richtung der Verteilerflügel der zweiten Gebläseeinheit (190) im rechten Winkel schneidet.

18. Kühlschrank nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei die Richtung der Verteilerflügel der ersten Gebläseeinheit (180) die Richtung der Verteilerflügel der dritten Gebläseeinheit (200) in einem Winkel von 45º schneidet.

19. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Richtung der Verteilerflügel der zweiten Gebläseeinheit (190) die Richtung der Verteilerflügel der dritten Gebläseeinheit (200) im rechten Winkel schneidet.

20. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 19, der umfaßt:

eine Temperatursensoreinrichtung (600), die in der Kühlkammer (103) vorhanden ist, um einen Temperaturwert in vorgegebenen Abschnitten der Kühlkammer zu erfassen; und

eine Stelleinheit (606), die einen Antriebsmotor (150) so einstellt, daß das Drehgebläse (146) so angetrieben wird, daß die Kühlluft in einen Abschnitt des Kühlschranks gerichtet wird, in dem entsprechend einem Signal von dem Temperatursensor ein höchster Temperaturwert unter den erfaßten Temperaturwerten registriert wird.

21. Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 19, der eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur des Kühlschranks umfaßt, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Einrichtung (600), die die Temperatur der Kühlkammer (103) des Kühlschranks mißt;

eine Einrichtung (602), die die Temperaturschwankungsrate der Kühlkammer (103) beim Empfang von Daten berechnet, die für die Temperaturschwankungen der Kühlkammer (103) stehen und von der Temperaturmeßeinrichtung (600) ausgegeben werden;

einen Datenspeicher (604), der die Temperaturschwankungsdaten, die von der Temperaturmeßeinrichtung (600) gemessen und ausgegeben werden, entsprechend der Kühlluft-Einblasrichtung speichert, die von dem Drehgebläse (146) der Kühlluft-Einblaseinrichtung (119) bestimmt wird;

eine Stelleinrichtung (606), die Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus ausführt, um die Temperatur der Kühlkammer (103) beim Empfang von Daten einzustellen, die von der Temperaturmeßeinrichtung (600), der Temperaturschwankungsraten-Berechnungseinrichtung (602) und dem Datenspeicher (604) ausgegeben werden;

eine Einrichtung (612), die einen Kompressor (132) des Kühlschranks entsprechend der Temperatur der Kühlkammer (103) antreibt, die von der Temperaturmeßeinrichtung (600) gemessen wird;

eine Einrichtung (614), die einen Gebläsemotor (113, 128) des ersten und/oder zweiten Gebläses (114, 130) von der Stelleinrichtung (606) gesteuert antreibt, um Kühlluft in dem Kühlschrank zirkulieren zu lassen;

eine Einrichtung (620), die die Kühlluft-Einblasrichtung einstellt, indem sie das Drehgebläse (146) entsprechend der Soll-Kühlluft-Einblaseinrichtung antreibt, die von der Steileinrichtung (606) bestimmt wird; und

eine Einrichtung, die die Position des Drehgebläses (146) erfaßt, das von der Kühlluft-Einblasrichtungs-Stelleinrichtung (620) gesteuert wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Stelleinrichtung (606) einen Mikroprozessor umfaßt, der ausführt:

ein Fuzzy-Steuerprogramm mit genetischem Algorithmus (608), das Regelpegel sowohl für die Kompressor-Antriebseinrichtung (612) als auch die Gebläsemotor- Antriebseinrichtung (614) über Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus beim Empfang von Daten von der Temperaturmeßeinrichtung (600), der Temperatur schwankungsraten-Verarbeitungseinrichtung (602) und dem Datenspeicher (604) bestimmt;

ein Verarbeitungsprogramm zum Verarbeiten sowohl von Schluß-Ausgabedaten des Fuzzy-Steuerprogramms mit genetischem Algorithmus als auch Ausgangs- Positionsdaten des Drehgebläses, die von der Positionserfassungseinrichtung erfaßt werden;

ein Lastregelprogramm (609) zum Bestimmen von Regelpegeln für die Kompressor-Antriebseinrichtung (612), die Gebläsemotor-Antriebseinrichtung (614) und die Kühlluft-Einblasrichtungs-Stelleinrichtung (620) beim Empfang der Verarbeitungs- Ausgabedaten des Verarbeitungsprogramms (610) und der Schluß-Ausgabedaten des Fuzzy-Steuerprogramms mit genetischem Algorithmus (608).

23. Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Kühlschranks über Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus, das die folgenden Schritte umfaßt:

Messen einer Temperatur eines bestimmten Abschnitts einer Kühlkammer des Kühlschranks (S2);

folgerndes Bestimmen von Temperaturen der anderen Abschnitte der Kühlkammer unter Verwendung der in dem Temperaturmeßschritt gemessenen Temperatur über den Fuzzy-Schluß mit genetischem Algorithmus (S3);

Berechnen einer Durchschnittstemperatur der Kühlkammer anhand der in dem Temperaturmeßschritt gemessenen Temperatur und der in dem Fuzzy-Schluß- Schritt mit genetischem Algorithmus bestimmten Temperaturen (S4);

Feststellen, ob die Kühlkammer teilweise verstärkt gekühlt werden muß, wenn sowohl die gemessene Temperatur als auch die folgernd bestimmte Temperatur empfangen werden;

folgerndes Bestimmen einer Soll-Kühlluft-Einblasrichtung entsprechend der Durchschnittstemperatur und einer Solltemperatur der Kühlkammer über den Fuzzy- Schluß mit genetischem Algorithmus vor der Bewegung eines Drehgebläses, um die Soll-Kühlluft-Einblasrichtung zu erreichen (S7, S8);

und Antreiben eines Kühlkammergebläses nach dem Bewegen des Drehgebläses, um die Soll-Kühlluft-Einblasrichtung zu erreichen, und so die Temperatur der Kühlkammer gleichmäßig zu halten (S9, S10).