JP2001272147A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省エネルギを実現しつつ庫内湿度を高める。 【解決手段】 庫内温度が下限温度にまで下がったら、
圧縮機と冷却ファンとがともにオフとなる。ただし、冷
却ファンがオフとなるのは所定時間ｔのみであって、そ
ののちは圧縮機がオフであるにも拘わらず冷却ファンが
オンとなる。圧縮機の停止の直後では高温の液冷媒が流
入して蒸発器が早期に温度上昇する可能性があるが、冷
却ファンが停止していると、相対的に高温の庫内空気が
吹き付けられることがなくて、高温冷媒からの熱は蒸発
器に付着している霜を融解する潜熱として消費され、蒸
発器の温度上昇は少ない。また、庫内壁が不必要に冷却
されることがなくて庫内壁を通じた熱流入も小さくな
り、結果、庫内の温度上昇が鈍化される。一方、霜が完
全に溶けた状態となったら冷却ファンの回転が再開さ
れ、湿気を含んだ空気が冷蔵室内に吹き込まれて、庫内
が高湿度の傾向となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫に関し、特に
冷却ファンの駆動制御に改良を加えた冷蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫は一般に、冷蔵室の上部等に設け
られた蒸発器室内に冷凍装置の一部を構成する蒸発器が
設けられ、冷却ファンにより吸引された空気が蒸発器を
通過することで冷気が生成されて、これが冷蔵室内に吐
出されるといった循環流通がされることにより冷蔵室が
冷却され、また冷蔵室内等での検知温度に基づいて冷凍
装置の運転とその停止が制御されて、冷蔵室内が例えば
５℃以下のほぼ所定温度に維持されるようになってい
る。ここで冷却ファンは一般には、冷凍装置と連動して
オンオフ制御される。これは、冷凍装置がオフとなると
蒸発器付近で冷気が生成されることがなくて、冷却ファ
ンを回しても無駄であり、むしろモータからの発熱で庫
内温度が上昇することを防ぐためである。

【０００３】一方近年、冷凍装置が運転中（蒸発器への
冷媒の供給時）であるか否かに拘わらず、常時冷却ファ
ンを駆動することが一部で行われている。これは、蒸発
器への冷媒の供給が無いときに冷却ファンを駆動するこ
とが、庫内の湿度を高く維持することに有用であること
による。詳細には、冷媒供給時の蒸発器は庫内の空気温
度よりも１０℃程度低いのが普通であり、庫内温度が５
℃以下となる一般の冷蔵庫では、蒸発器は氷点下となる
ため霜付きが生ずる。これに伴い庫内の湿度は一気に低
下する。しかし、冷凍装置が停止したあとでも引き続い
て冷却ファンを運転すれば、庫内空気が吹き付けられる
ことで蒸発器は直ちに氷点下以上に上昇し、霜が昇華あ
るいは融解することにより庫内空気の含有水分を上昇さ
せ、すなわち庫内湿度を高く回復すること寄与し得る。
このように冷却ファンを連続運転すると、モータの発熱
や消費電力を増すことには繋がるものの、庫内湿度を高
く維持できて保存すべき食品の乾燥を防ぎ、また蒸発器
に霜が堆積しないから霜取り作業が不要にできるといっ
た利点を得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法では、モータの発熱分の影響以上に、冷凍装置の停止
時における庫内温度の上昇が早いという問題があること
が判明した。これは、冷媒流入停止の直後では、キャピ
ラリチューブを通して高圧側の比較的高温の冷媒が蒸発
器に流入して来る等により蒸発器の温度が急速に上昇す
ること、及び冷却ファンの運転によって蒸発器で冷やさ
れた冷気が庫内壁に吹き付けられており、庫内壁からの
熱流入が大きいままであることによると考えられる。庫
内温度の上昇が早いということは、それだけ冷凍装置を
再運転するタイミングが早まり、すなわち冷凍装置の停
止時間が短くなるのであって、上記したモータの消費電
力が増える分も含めて、消費電力が大幅に増加する不具
合があり、さらなる改良が切望されていた。本発明は上
記のような事情に基づいて完成されたものであって、そ
の目的は、省エネルギを実現しつつ庫内湿度を高めると
ころにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、請求項１の発明は、蒸発器室には、冷
凍装置の一部を構成する蒸発器と、冷蔵室から空気を吸
引して前記蒸発器を通過させたのち再び前記冷蔵室内に
向けて吐出するように循環させる冷却ファンとが装備さ
れるとともに、前記冷蔵室の温度に基づいて前記冷凍装
置の運転とその停止とが制御される冷蔵庫であって、前
記冷凍装置の運転中には前記冷却ファンが駆動される一
方、前記冷凍装置の停止中には、前記蒸発器に付着した
霜が溶けるまでの間前記冷却ファンの駆動を停止または
減速させ、その後に駆動を再開させるファン駆動制御装
置を備えている構成としたところに特徴を有する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
において、前記蒸発器の温度を検知する温度センサを備
え、この温度センサの検知温度が０℃または０℃近傍に
達したことを以て前記蒸発器に付着した霜が溶けたもの
と見なす構成としたところに特徴を有する。請求項３の
発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記冷凍装置
の停止後の経過時間を計測するタイマを備え、このタイ
マの計測時間が所定に達したことを以て前記蒸発器に付
着した霜が溶けたものと見なす構成としたところに特徴
を有する。請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載のものにおいて、前記ファン駆動制御
装置が、前記冷凍装置の停止中に冷却ファンが駆動され
る場合は、前記冷凍装置の運転中における冷却ファンと
は逆方向に回転させる機能を有しているところに特徴を
有する。

【０００７】

【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞冷凍装置の
運転が停止されると、冷却ファンが一旦停止または減速
され、その間に蒸発器の温度が急速に上昇して付着した
霜が溶かされる。霜が溶けると冷却ファンの駆動が再開
され、湿気を含んだ空気が冷蔵室内に吹き込まれて高湿
度に維持される。仮に、冷凍装置の停止後も冷却ファン
を定常運転速度で運転し続けていると、蒸発器は冷蔵庫
内からの熱と（冷蔵庫内の空気温度は蒸発器よりも高
い）、冷凍装置の停止直後に蒸発器内に流入する高温の
液冷媒からの熱とによって早期に温度上昇する可能性が
あるが、本発明では冷凍装置の停止直後は一時的に冷却
ファンの駆動が停止または減速されているから、高温冷
媒から流入する熱は蒸発器に付着している霜・氷を融解
させる潜熱として消費され、蒸発器の温度上昇は少な
い。また、冷却ファンが停止または減速しているため、
蒸発器で冷やされた冷気が庫内壁に吹き付けられること
がなくなって庫内壁が不必要に冷却されないから、庫内
壁を通じた熱流入が小さくなる。この結果、庫内温度の
上昇が遅れ、それだけ冷凍装置の停止時間が長く取れ
る。また、冷却ファン自体の稼働時間も短縮できる。こ
れにより、庫内を高湿度に維持した上で、大幅な省エネ
ルギを実現することができる。なお、冷凍装置の停止時
に冷却ファンを停止させることなく、減速させるように
した場合には、再起動の必要がないから、起動トルクが
低い安価なモータを使用することができ、また、リレー
等のスイッチング素子が不要になるから信頼性を向上さ
せることができる。

【０００８】＜請求項２の発明＞蒸発器の温度が０℃ま
たは０℃近傍に達したことを以て霜が溶けたと見なさ
れ、冷却ファンの駆動が再開される。 ＜請求項３の発明＞冷凍装置の停止から所定時間経過し
たことを以て霜が溶けたと見なされ、冷却ファンの駆動
が再開される。 ＜請求項４の発明＞冷却ファンを逆転駆動すると、冷却
ファンの配置構造等によっては、湿気を含んだ空気を保
存した食品に向けて直接に吹き付けることができ、食品
の表面の保湿を促すことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。 ＜第１実施形態＞図１ないし図３によって本発明の第１
実施形態を説明する。図１において、符号１０は、断熱
箱体からなる冷蔵庫本体であって、内部が冷蔵室１１と
されており、冷蔵室１１の前面に形成された出入口１２
には扉１３が開閉可能に装備されている。冷蔵室１１の
天井部には、エアダクト１５で仕切られることにより蒸
発器室１６が形成され、その中の奥側に蒸発器１７が収
容されている。この蒸発器１７は、冷蔵庫本体１０の上
面に設置された圧縮機１８、凝縮器１９及びキャピラリ
チューブ２０（膨張弁）と冷媒配管２１により循環接続
されて、冷凍装置２２が構成されている。

【００１０】エアダクト１５における出入口１２に近い
位置には、冷却ファン２４が設置されている。したがっ
て、冷凍装置２２と冷却ファン２４とを運転すると、冷
蔵室１１内の空気が蒸発器室１６内に吸引され、蒸発器
１７を通過する間に熱交換されて冷気が生成され、この
冷気がエアダクト１５の吐出口２５から冷蔵室１１の奥
壁に沿うように吐出されるといった循環流通が行われる
ことで、冷蔵室１１内が冷却される。また、冷蔵室１１
内に設置された温度センサ２７により庫内温度が検知さ
れ、後記するように検知温度に基づいて冷凍装置２２の
オンオフが制御されて、冷蔵室１１内がほぼ設定温度
（５℃程度）に維持されるようになっている。

【００１１】この実施形態では、冷却ファン２４の駆動
の制御に特徴を有している。そのため、図２に示すよう
に、タイマ３１を備えた制御装置３０が備えられ、上記
の冷蔵室１１に備えられた温度センサ２７からの信号等
に基づいて、冷凍装置２２（圧縮機１８）と冷却ファン
２４の駆動とその停止が制御されるようになっている。
続いて、制御装置３０の機能を、図３のグラフに基づい
て説明する。庫内温度が上限温度に達したら（タイミン
グａ）、圧縮機１８がオンされ、低温の冷媒が蒸発器１
７に順次に供給されることで冷却される。このとき冷却
ファン２４が駆動されているから、庫内空気が蒸発器室
１６側に吸引されて蒸発器１７を通過する間に冷気が生
成され、この冷気が冷蔵室１１側に吐出されることで庫
内温度が次第に低下する。冷凍装置２２の運転中では、
蒸発器１７の表面温度は、庫内温度より最大で１０℃程
度低くなるから、途中で蒸発器１７が氷点下となり、表
面に霜付きが生じる。その結果、冷蔵室１１内が低湿度
の傾向となる。

【００１２】庫内温度が下限温度にまで下がったら（タ
イミングｂ）、圧縮機１８がオフとされる。それととも
に、冷却ファン２４もオフとされる。ただし、冷却ファ
ン２４がオフとされるのは、圧縮機１８がオフとなった
のち所定時間ｔのみであってタイマ３１により制御さ
れ、所定時間ｔが経過したのちは、圧縮機１８がオフで
あるにも拘わらず冷却ファン２４がオンとなる。圧縮機
１８の停止の直後では、キャピラリチューブ２０を通し
て高圧側の比較的高温の冷媒が蒸発器１７に流入して来
る等により、蒸発器１７に外部から熱が与えられるが、
その侵入した熱は蒸発器１７に付着している霜・氷を溶
解させる潜熱として吸収される。また、このとき冷却フ
ァン２４は停止しているから、蒸発器１７よりは温度が
高い庫内空気が蒸発器１７に吹き付けられることがない
から、上記潜熱の大部分は蒸発器１７に流入する高温冷
媒の温度を下げることに消費される。さらには、冷却フ
ァン２４が停止しているため、蒸発器１７で冷やされた
冷気が庫内壁に吹き付けられることがなくなって庫内壁
が不必要に冷却されないから、庫内壁を通じた冷蔵室１
１内への熱流入が小さくなる。これにより、庫内の温度
上昇が鈍化される。

【００１３】一方、蒸発器１７の温度上昇に伴い、その
表面にできた霜も次第に溶かされる（図３の領域Ｘ）。
そして、蒸発器１７が０℃を越えて霜が完全に溶けた状
態となったら（タイミングｃ）、冷却ファン２４の回転
が再開される。したがって、冷却ファン２４を停止する
時間ｔは、逆に言うと、蒸発器１７の表面の霜が完全に
溶けるまでの時間と言うことができる。なお、冷却ファ
ン２４の運転を再開するタイミングは、蒸発器１７の近
くに温度センサを取付け、これが０℃を越えたとき、或
いは０℃を越えてから所定の時間が経過したときとして
もよい。このように、霜が溶けた後で冷却ファン２４が
回転されると、湿気を含んだ空気が冷蔵室１１内に吹き
込まれ、庫内が高湿度の傾向となる。

【００１４】以上説明したように本実施形態によれば、
蒸発器１７の霜が溶けた状態で冷却ファン２４を回すこ
とで、湿気を含んだ空気が冷蔵室１１内に吹き込まれ、
庫内を高湿度に維持することができる。しかも、冷凍装
置２２の停止直後には冷却ファン２４の駆動を停止して
いるから、庫内温度の上昇が遅れ、それだけ冷凍装置２
２の停止時間が長く取れる。また、冷却ファン２４自体
の稼働時間も短縮できる。これにより、庫内を高湿度に
維持した上で、大幅な省エネルギを実現することができ
る。

【００１５】＜第２実施形態＞この第２実施形態では、
上記の図３の領域Ｙに示すように、冷凍装置２２（圧縮
機１８）の停止中において冷却ファン２４が駆動される
場合は、その回転数が、冷凍装置２２の運転中における
冷却ファン２４の回転数よりも低く設定されている。冷
凍装置２２の停止中の冷却ファン２４は、冷凍装置２２
の運転中のように多くの熱交換性能を必要としないか
ら、流量を少なくしてもほとんど支障はない。これによ
り、冷却ファン２４の発熱や電力消費を抑えることがで
きる。

【００１６】＜第３実施形態＞この第３実施形態では、
同じく上記の図３の領域Ｙに示すように、冷凍装置２２
の停止中に冷却ファン２４が駆動される場合は、冷凍装
置２２の運転中における冷却ファン２４とは逆方向に回
転されるようになっている。冷却ファン２４が逆方向に
回転されると、冷蔵室１１内の空気は奥壁に沿って立ち
上がるようにして蒸発器室１６内に吸引され、蒸発器１
７を逆向きに通過したのち冷却ファン２４の位置から吹
き出される。

【００１７】したがって、蒸発器１７の霜が溶けた状態
で冷却ファン２４が逆転駆動されると、湿気を含んだ空
気を冷蔵室１１内において棚網等に載置されて保存され
た食品に向けて直接に吹き付けることができ、食品の表
面の保湿を促すことができる。なお、冷却ファン２４を
逆転駆動する前に、積極的に停止時間を設けても良い
し、駆動を切り換えたときに必然的に冷却ファン２４は
停止されるから、それを停止時間として利用してもよ
い。また逆転駆動する際に、上記第２実施形態と同様
に、冷却ファン２４の回転数を下げるようにしてもよ
い。

【００１８】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）上記各実施形態では冷凍装置２２が停止したとき
に冷却ファン２４を停止するようにしたが、これに代え
て、冷却ファン２４を定常運転の回転数より低い低速回
転に減速するようにしてもよい。そのためには、冷却フ
ァン２４のモータへの印加電圧が低くなるように回路を
切り換えたり、モータをインバータ駆動としてその出力
周波数を低くしたりすればよい。この構成では、モータ
をオンオフする場合に必要なリレーが不要となるから信
頼性が向上し、また、モータのオンオフを考慮して起動
トルクが大きなモータを使用しなくてもよいから、安価
なモータで済むという利点がある。 （２）冷凍装置の運転中と停止中とで、庫内空気の循環
の向きを変える手段として、ダンパや風の向きの変更板
を用いてもよい。 （３）冷凍冷蔵庫において、圧縮機を共通として冷凍用
と冷蔵用に個別に蒸発器を備え、冷蔵用蒸発器に冷媒を
流したり止めたりして実質的に冷凍装置のオンオフ制御
を行うようにしたものにも、本発明は同様に適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る冷蔵庫の部分断面
図

【図２】 冷却ファンの制御部分のブロック図

【図３】 温度特性のグラフと駆動制御のタイムチャー
ト

【符号の説明】

１１…冷蔵室 １６…蒸発器室 １７…蒸発器 １８…
圧縮機 ２２…冷凍装置 ２４…冷却ファン ２７…温
度センサ ３０…制御装置 ３１…タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 聴 愛知県豊明市栄町南館３番の16 ホシザキ 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 EA01 GA07 HA01 LA05 LA09 MA02 MA04 PA01 PA02 PA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器室には、冷凍装置の一部を構成す
   る蒸発器と、冷蔵室から空気を吸引して前記蒸発器を通
   過させたのち再び前記冷蔵室内に向けて吐出するように
   循環させる冷却ファンとが装備されるとともに、前記冷
   蔵室の温度に基づいて前記冷凍装置の運転とその停止と
   が制御される冷蔵庫であって、 前記冷凍装置の運転中には前記冷却ファンが駆動される
   一方、前記冷凍装置の停止中には、前記蒸発器に付着し
   た霜が溶けるまでの間前記冷却ファンの駆動を停止また
   は減速させ、その後に駆動を再開させるファン駆動制御
   装置を備えていることを特徴とする冷蔵庫。
2. 【請求項２】 前記蒸発器の温度を検知する温度センサ
   を備え、この温度センサの検知温度が０℃または０℃近
   傍に達したことを以て前記蒸発器に付着した霜が溶けた
   ものと見なす構成としたことを特徴とする請求項１記載
   の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 前記冷凍装置の停止後の経過時間を計測
   するタイマを備え、このタイマの計測時間が所定に達し
   たことを以て前記蒸発器に付着した霜が溶けたものと見
   なす構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵
   庫。
4. 【請求項４】 前記ファン駆動制御装置が、前記冷凍装
   置の停止中に冷却ファンが駆動される場合は、前記冷凍
   装置の運転中における冷却ファンとは逆方向に回転させ
   る機能を有していることを特徴とする請求項１ないし請
   求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。