JP2003106739A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発器の着霜量を直接的に判定することによ
り除霜運転を必要最小限だけ行うことを可能にし、これ
により消費電力の抑制を実現すること。 【解決手段】 送風機制御手段２５は、送風機１３の入
力電力を回転数計測手段２４が計測した回転数に基づい
て調整することにより、その送風機１３を常時において
目標回転数を維持するように駆動する。除霜ヒータ制御
手段２６は、送風機１３への入力電力に基づいてその送
風機１３による空気循環経路での圧力損失の変化を検知
すると共に、その検知結果に基づいて蒸発器の着霜量を
判定し、判定した着霜量が予め決められた除霜開始しき
い値以上となったときに除霜ヒータ１０による除霜運転
を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送風機による空気
循環経路中に庫内空気との熱交換を行う蒸発器を配置し
た冷蔵庫に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この種の冷蔵庫におい
ては、空気循環経路中に冷凍室や冷蔵室内から湿った空
気が流入するのに伴い、その空気中の水分が蒸発器によ
り冷却されて当該蒸発器表面に着霜する現象が発生す
る。この場合、霜は熱伝導率が小さいため、着霜量の増
大と共に蒸発器と空気との熱交換効率が低下して冷却能
力の悪化を招くことになる。また、蒸発器の着霜量が限
度以上に増えてしまうと、その除霜がきわめて困難にな
る。このため、例えば、蒸発器に設けられた除霜ヒータ
に対し適宜なタイミングで通電開始するという除霜運転
を行うようにしている。除霜ヒータに通電開始するタイ
ミングは、除霜運転の実行に伴う消費電力の増加量が、
着霜による熱交換効率の低下に伴う消費電力の増加量よ
り小さくなるように決定すれば良い。

【０００３】このように最適なタイミングで除霜運転を
開始するためには、蒸発器の着霜状態を認識する必要が
あるが、従来では、例えば特開平１０−２２７５５５号
公報に見られるように、蒸発器温度及び蒸発器周辺温度
などの間接的な値から着霜量を予測して除霜開始タイミ
ングを決定する手段が採用されている。しかしながら、
このように温度という間接的な値を利用する手段では、
除霜運転を必要最小限だけ行うことが難しいため、蒸発
器の除霜が確実に行われることを考慮して必要以上に除
霜運転を行っているのが実情であり、結果的に消費電力
が無駄に増加するという問題点があった。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、蒸発器の着霜量を直接的に判定でき
て除霜運転を必要最小限だけ行うことが可能になり、こ
れにより消費電力の抑制を実現できるようになる冷蔵庫
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するために、庫内空気をダクト状の送風
路及び貯蔵室を通じて循環させる送風機と、この送風機
による空気循環経路中に配置された熱交換用の蒸発器を
含む冷凍サイクルとを備えた冷蔵庫において、前記送風
機の回転数を計測する回転数計測手段と、この回転数計
測手段の計測出力に基づいて前記送風機の入力電力を調
整することにより当該送風機を目標回転数を維持するよ
うに駆動する送風機制御手段と、前記送風機への入力電
力に基づいて前記空気循環経路での圧力損失の変化を検
知すると共に、その検知結果に基づいて前記蒸発器の着
霜量を判定する着霜量判定手段とを備えた構成としたも
のである。

【０００６】この構成によれば、庫内空気をダクト状の
送風路及び貯蔵室を通じて循環させるための送風機は、
送風機制御手段により目標回転数を維持するように運転
される。このため、送風機による空気循環経路での圧力
損失が増大した場合には、送風機の負荷が増大するの
で、送風機を目標回転数に維持するために当該送風機の
入力電力が増大されることになる。一方、送風機による
空気循環経路での圧力損失は、蒸発器での着霜量の増大
に応じて増加するという特性があるから、その圧力損失
に基づいて蒸発器での着霜量を直接的に検知可能にな
る。この場合、上述したように、空気循環経路での圧力
損失と目標回転数で回転された状態の送風機の入力電力
との間には一定の関係があるから、結果的に、送風機へ
の入力電力に基づいて空気循環経路での圧力損失の変化
を検知する着霜量判定手段においては、その検知結果に
基づいて蒸発器の着霜量を精度良く判定できるようにな
る。従って、この判定結果に基づいて、蒸発器の除霜運
転を必要最小限だけ行うことが可能になり、これにより
消費電力の抑制を実現可能になる。

【０００７】この場合、請求項２記載の発明のように、
前記蒸発器の除霜運転を行うための除霜手段を備えた上
で、前記着霜量判定手段を、自身が判定した着霜量が予
め決められた除霜開始しきい値以上となったときに前記
除霜手段による除霜運転を開始させる構成とすることが
できる。この構成によれば、着霜量判定手段では、前述
したように蒸発器での着霜量が精度良く判定されるもの
であり、このように精度良く判定された着霜量が予め決
められた除霜開始しきい値以上となった時点で蒸発器の
除霜運転を確実に開始させることができる。これによ
り、除霜運転が無駄に行われることを効果的に防止でき
るものであり、結果的に冷蔵庫の省エネルギ化を図る上
で有益になる。

【０００８】このように、除霜運転の開始時期を除霜開
始しきい値を利用して決定する場合、請求項３記載の発
明のように、前記送風機制御手段は、前記送風機を前記
目標回転数で回転させるための初期設定入力電力を予め
記憶して成り、その初期設定入力電力と、前記蒸発器の
除霜運転が完了した直後において前記送風機を前記目標
回転数で回転させたときの前記送風機への入力電力との
差を、前記着霜量判定手段に対して前記除霜開始しきい
値の補正用データとして供する構成とすることができ
る。この構成によれば、送風機による空気循環経路での
通風抵抗が、経年変化に伴うダクト状の送風路の形状変
化などにより変動した場合、つまり、送風機が目標回転
数で運転された状態における空気循環経路での圧力損失
が初期状態から変動した場合でも、その変動分だけ除霜
開始しきい値を補正する動作を補正用データに基づいて
行うことが可能になるから、着霜量判定手段による着霜
量判定を長期に渡って精度良く行い得るようになる。
尚、ここでいう除霜開始しきい値の補正という概念は、
これの比較対象となる送風機への入力電力を示すデータ
を上記補正用データに基づいて補正することも含む概念
である。

【０００９】また、請求項４記載の発明のように、前記
送風機を前記目標回転数で回転させた状態にて前記蒸発
器が無着霜状態にあるときの前記送風機の入力電力と当
該蒸発器の着霜量が除霜運転を必要とする状態にあると
きの送風機の入力電力との差を予め実験的に求めて、そ
の入力電力差を基準入力電力値として記憶しておき、前
記着霜量判定手段は、前記蒸発器の運転が初めて行われ
る初期状態若しくは蒸発器の除霜運転が完了した直後に
おいて前記送風機を前記目標回転数で回転させたときの
前記送風機への入力電力を初期入力電力値として記憶す
ると共に、その初期入力電力値と前記基準入力電力値と
の和を前記除霜開始しきい値として決定する構成とする
こともできる。この構成によれば、蒸発器の運転が初め
て行われる初期状態若しくは蒸発器の除霜運転が完了し
た直後、つまり蒸発器が無着霜状態にあるときの送風機
への入力電力が抽出されて初期入力電力値として記憶さ
れ、この初期入力電力値に基づいて除霜開始しきい値が
補正されることになる。このため、冷蔵庫の各製品毎
に、送風機による空気循環経路の通風抵抗のばらつきや
送風機の特性のばらつきがあった場合、つまり、蒸発器
が無着霜状態にあるときの送風機の入力電力にばらつき
がある場合でも、そのばらつきを確実に吸収できるか
ら、蒸発器の着霜量判定をより正確に行うことができ
る。

【００１０】請求項５記載の発明のように、前記送風機
を前記目標回転数で回転させた状態にて前記蒸発器の着
霜量が除霜運転を必要とする状態にあるときの送風機の
入力電力を予め実験的に求めて、その入力電力を前記除
霜開始しきい値として記憶する構成としても良い。この
構成によれば、蒸発器の着霜量が実際に除霜運転を必要
とする状態になったときの送風機の入力電力が実験的に
求められ、このように求められた入力電力に基づいて除
霜開始しきい値が決定されるから、着霜量判定手段によ
る着霜量の判定精度を高め得るようになる。

【００１１】請求項６記載の発明のように、前記蒸発器
の着霜量と、庫内温度及び前記蒸発器温度の差或いは蒸
発器の冷媒流入口側温度及び冷媒流出高側温度の差など
の温度データとの関係を予め実験的に求めて、前記蒸発
器の着霜量が除霜運転を必要とする量になったときの温
度データを除霜運転開始判定値として記憶しておき、前
記着霜量判定手段は、前記温度データを測定すると共
に、その測定結果が前記除霜運転開始判定値に達したと
きに前記送風機制御手段を通じて前記送風機を一定時間
だけ目標回転数で回転させ、このときの送風機への入力
電力を前記除霜開始しきい値として決定する構成とする
こともできる。この構成によれば、蒸発器の着霜量が実
際に除霜運転を必要とする状態になったときの温度デー
タ（庫内温度及び蒸発器温度の差或いは蒸発器の冷媒流
入口側温度及び冷媒流出高側温度の差など）が除霜運転
開始判定値として実験的に求められて記憶されるように
なり、着霜量判定手段では、実際に上記のような温度デ
ータを測定した結果が、記憶した除霜運転開始判定値に
達したときに送風機を一定時間だけ目標回転数で回転さ
せ、このときの送風機への入力電力を前記除霜開始しき
い値として決定するようになる。この結果、冷蔵庫の各
製品毎に、送風機による空気循環経路の通風抵抗のばら
つきや送風機の特性のばらつきがあった場合でも、除霜
開始しきい値として、そのようなばらつきを吸収した状
態の値を設定できるから、蒸発器の着霜量判定をより正
確に行うことができる。

【００１２】請求項７記載の発明のように、前記蒸発器
の温度などに基づいて蒸発器の着霜量を検知する着霜検
知手段を備えた上で、この着霜検知手段による検知着霜
量が限度レベル以上となったときに前記除霜手段による
除霜運転を前記着霜量判定手段による着霜量判定機能と
は無関係に開始させる構成としても良い。この構成によ
れば、着霜量判定手段の着霜量判定機能の誤動作などに
より除霜手段による除霜運転が開始されなかったときに
は、その後に着霜検知手段による検知着霜量が限度レベ
ル以上となったときに除霜運転が開始されるから、蒸発
器の着霜量が不用意に増大して除霜不能になる事態を未
然に防止できるようになる。

【００１３】請求項８記載の発明のように、前記冷凍サ
イクルを運転するための圧縮機の稼動積算時間を測定す
る計時手段を備えた上で、この計時手段が測定した稼動
積算時間が限度レベル以上となったときに前記除霜手段
による除霜運転を前記着霜量判定手段による着霜量判定
機能とは無関係に開始させる構成としても良い。この構
成によれば、着霜量判定手段の着霜量判定機能の誤動作
などにより除霜手段による除霜運転が開始されなかった
ときには、その後に計時手段が測定した稼動積算時間が
限度レベル以上となったときに除霜運転が開始されるか
ら、蒸発器の着霜量が不用意に増大して除霜不能になる
事態を未然に防止できるようになる。

【００１４】上記請求項７または８記載の発明のように
着霜検知手段或いは計時手段による除霜運転に開始制御
が可能な構成となっている場合には、請求項９記載の発
明のように、前記着霜量判定手段の機能を選択的に有効
化する操作手段を設ける構成とすることができる。この
構成によれば、例えば冷蔵庫の扉が長期間に渡って開閉
されない状況、つまり送風機による空気循環経路での圧
力損失が蒸発器での着霜以外では増大しない状況にある
場合に、着霜量判定手段の機能を選択的に有効化してお
けば、着霜量判定手段による着霜量の判定精度がきわめ
て高くなるから、蒸発器の除霜運転が無駄に行われる事
態を確実に防止できて消費電力の抑制を図る上で有効に
なる。

【００１５】請求項１０記載の発明のように、前記着霜
量判定手段は、前記温度センサによる検知温度が設定温
度以上ある期間は前記除霜手段による除霜運転の開始を
強制的に禁止する構成であっても良い。この構成によれ
ば、温度センサによる検知温度が設定温度以上ある期
間、つまり前回の除霜運転が終了した時点からの経過時
間が少なくて蒸発器での着霜量が比較的少ない期間にお
いて、何らかの原因で送風機の入力電力が一時的に増大
する現象が発生した場合に、着霜量判定手段による除霜
運転が不要に開始される事態を未然に防止できる。

【００１６】請求項１１記載の発明のように、前記着霜
量判定手段は、前記蒸発器の除霜運転が終了した後の一
定期間は前記除霜手段により除霜運転の開始を強制的に
禁止する構成であっても良い。この構成によれば、蒸発
器の除霜運転が終了した後の一定期間、つまり前回の除
霜運転が終了した時点からの経過時間が少なくて蒸発器
での着霜量が比較的少ない期間において、何らかの原因
で送風機の入力電力が一時的に増大する現象が発生した
場合に、着霜量判定手段により除霜運転が不要に開始さ
れる事態を未然に防止できる。

【００１７】請求項１２記載の発明のように、前記空気
循環経路中に位置した前記貯蔵室には、貯蔵物を収納す
るための貯蔵容器が設けられ、その空気循環経路におけ
る当該貯蔵容器での圧力損失が、貯蔵物の有無に伴う圧
力損失の変動よりも支配的となるように構成しても良
い。この構成によれば、送風機による空気循環経路での
圧力損失に対して、庫内に収納されている貯蔵物の量の
変化が及ぼす影響がきわめて小さくなるから、着霜量判
定手段では、その圧力損失に対応した送風機の入力電力
に基づいて蒸発器での着霜量を高い精度で検知可能とな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１ないし
図６には本発明の第１実施例が示されており、以下これ
について説明する。図４には本実施例に係る冷蔵庫の下
半部の概略的な縦断面図が示されている。この図４にお
いて、冷蔵庫本体を構成する断熱箱体１内は、当該断熱
箱体１と一体の断熱仕切壁２により互いに温度帯が異な
る冷蔵区画Ａと冷凍区画Ｂとに上下に区分されている。
冷凍区画Ｂは、独立した形状の断熱仕切壁３により上下
に二分されており、上方の区画は切替室４（貯蔵室に相
当）、下方の区画は冷凍室５（貯蔵室に相当）となって
おり、これら切替室４及び冷凍室５には引き出し式の断
熱扉４ａ及び５ａが設けられている。切替室４内には、
貯蔵容器４ｂが断熱扉４ａの裏面側に連結された状態
（連結部は図示せず）で出し入れ可能に設けられ、冷凍
室５内には、貯蔵容器５ｂが断熱扉４ａの裏面側に連結
された状態（連結部は図示せず）で出し入れ可能に設け
られていると共に、その貯蔵容器５ｂの上方に位置され
た補助貯蔵容器５ｃが前後方向にスライド可能に設けら
れている。

【００１９】尚、図４には示されていないが、切替室４
の側方には専用の引き出し式断熱扉を備えた製氷室（貯
蔵室に相当）が設けられており、この製氷室内には、自
動製氷装置及び上記断熱扉の裏面側に固定された貯氷容
器などが設置されている。また、冷蔵区画Ｂは、上方の
図示しない冷蔵室と下方の野菜室６とに区分されるもの
であり、図４には野菜室６用の引き出し式断熱扉６ａが
図示されている。

【００２０】冷凍区画Ｂの背面には、プラスチック製の
板状カバー部材７によって区画されたダクト状の蒸発器
室８（送風路に相当）が形成されており、その蒸発器室
８内には、冷凍区画Ｂ専用の蒸発器９、除霜ヒータ１０
（除霜手段に相当）が図示のように配置されている。カ
バー部材７の下部には、冷凍区画Ｂ内の空気を蒸発器室
８内に吸い込むための吸込口１１が形成されており、ま
た、カバー部材７の上部には吹出口１２が形成されてい
る。この吹出口１２にはＤＣモータ一体型の送風機１３
が設けられていると共に、カバー部材７の前面側には送
風機１３により吹き出された空気を切替室４、冷凍室５
及び図示しない製氷室内へ流入させるための送風ダクト
１４（送風路に相当）が設けられている。尚、送風機１
３は、本願発明の出願人に係る特許出願である特願２０
０１−６３４０５に記載されたような斜流ファンにより
構成されている。

【００２１】これにより、送風機１３が運転された状態
では、冷凍区画Ｂ内の空気（庫内空気）が吸込口１１か
ら蒸発器室８内に吸い込まれた後に、吹出口１２から送
風ダクト１４を通じて冷凍区画Ｂ内（特には切替室４、
冷凍室５及び図示しない製氷室の各内部）へ吹き出され
るという空気循環経路が形成されるものであり、このよ
うな空気循環経路を循環する空気が蒸発器９と熱交換さ
れるのに応じて冷凍区画Ｂの冷却運転が行われる。

【００２２】断熱箱体１の底部外側には、機械室１５が
形成されており、この機械室１５内には、モータを駆動
源とした圧縮機１６及び除霜水を受けるための蒸発皿１
７などが配設されている。尚、断熱箱体１における蒸発
器室８の底部と対応した部位には、除霜水を排出するた
めの排水樋１８が設けられており、ここから排出された
除霜水は蒸発皿１７内に導かれるようになっている。

【００２３】上記圧縮機１６は、冷凍区画Ｂ用の蒸発器
９及び冷蔵区画Ａ用の図示しない蒸発器に冷媒を供給す
るためのものであり、図５には、上記圧縮機１６を含む
冷凍サイクルのうち、冷凍区画Ｂ用の蒸発器９のための
基本構成が送風機１３と関連付けた状態で概略的に示さ
れている。即ち、図５において、冷凍区画Ｂ用の冷凍サ
イクルは、圧縮機１６の吐出口及び吸入口間に、凝縮器
１９、減圧手段である膨張機構２０及び蒸発器９を、こ
の順に直列接続して構成されている。尚、図示しない
が、実際には、冷凍サイクル中に例えば三方弁が設けら
れ、この三方弁の切替状態により、圧縮機１６から吐出
された冷媒が凝縮器１９から膨張機構２０を介して蒸発
器９に供給される状態と、その冷媒が凝縮器１９から図
示しない膨張機構を介して冷蔵区画用の蒸発器（図示せ
ず）に供給される状態とに切替えられる構成となってい
る。また、図５中には、蒸発器室８及び送風ダクト１４
を含むダクト状の送風経路２１を模式的に示した。

【００２４】図１には、本実施例の冷蔵庫における電気
的構成が機能ブロックの組合わせにより概略的に示され
ている。即ち、図１において、ＤＣモータ一体型の送風
機１３に給電するための駆動電源装置２２は、送風機入
力指令手段２３による入力指令値に応じた電力を得るた
めの駆動電圧を発生して送風機１３に与える構成となっ
ている。また、送風機１３の回転数は、回転数計測手段
２４により常時において計測されるようになっている。
送風機制御手段２５は、送風機入力指令手段２３から出
力される入力指令値を決定する機能を備えたもので、回
転数計測手段２４が計測した送風機１３の実際の回転数
に基づいて当該送風機１３が予め設定された目標回転数
ＲＴで回転するように上記入力指令値を決定する構成と
なっている。

【００２５】具体的には、送風機制御手段２５による制
御内容は図３に示す通りである。尚、目標回転数ＲＴに
は微小幅のディファレンシャルが設定されている（上限
値ＲＴmax 、下限値ＲＴmin ）。即ち、図３において、
送風機制御手段２５は、回転数計測手段２４からの出力
に基づいて送風機１３の回転数を検知し（ステップＢ
１）、その検知回転数が目標回転数ＲＴの下限値ＲＴmi
n 以上か否かを判断する（ステップＢ２）。検知回転数
が目標回転数ＲＴの下限値ＲＴmin 未満の場合には、入
力指令値を所定量だけ増大させ（ステップＢ３）、この
後にステップＢ１へ戻る。また、検知回転数が目標回転
数ＲＴの下限値ＲＴmin 以上あった場合には、検知回転
数が目標回転数ＲＴの上限値ＲＴmaxm以下か否かを判断
する（ステップＢ４）。検知回転数が目標回転数ＲＴの
上限値ＲＴmax を越えている場合には、入力指令値を所
定量だけ減少させ（ステップＢ５）、この後にステップ
Ｂ１へ戻る。これに対して、検知回転数が目標回転数Ｒ
Ｔの上限値ＲＴmax 以下の場合には、そのままステップ
Ｂ１へ戻る。この結果、ＲＴmax ＞目標回転数＞ＲＴmi
n の状態にある期間、つまり送風機１３の回転数が、微
小幅のディファレンシャルが設定された目標回転数ＲＴ
に制御されている状態では、入力指令値が変化されるこ
とはない。

【００２６】このようにして送風機制御手段２５におい
て決定された入力指令値は、上記送風機入力指令手段２
３の他に、マイクロコンピュータを主体に構成された除
霜ヒータ制御手段２６（着霜量判定手段に相当）にもリ
アルタイムで与えられる構成となっている。この除霜ヒ
ータ制御手段２６は、除霜ヒータ１０に対する通電制御
（つまり除霜運転）を除霜ヒータ通電手段２７を通じて
実行するためのもので、その通電制御は、当該ヒータ制
御手段２６に予め記憶されたプログラム、上記送風機制
御手段２５からの入力指令値、蒸発器９の表面温度を検
知するための温度センサ２８及び圧縮機１６の積算稼動
時間を測定する圧縮機稼動積算時間記録手段２９（計時
手段に相当）からの出力に基づいて実行される構成とな
っている。

【００２７】ここで、送風機１３による送風経路、つま
り、蒸発器室８、送風ダクト１４及び冷凍区画Ｂを介し
た空気循環経路での圧力損失は、図６（ａ）に示すよう
に、時間の経過（つまり、蒸発器９での着霜量の増大）
に応じて増加するという特性がある。従って、上記空気
循環経路中での他の要因（冷凍室４や切替室５内での貯
蔵物の量の変化など）による圧力損失の変動が小さい場
合には、当該空気循環経路の圧力損失に基づいて蒸発器
９での着霜量を直接的に検知できるものである。この場
合、本実施例では、冷凍室４や切替室５内に、貯蔵容器
４ｂ、５ｂ及び補助貯蔵容器５ｃを設けた構造となって
いるから（図示しない製氷室内には貯氷容器が設けられ
ている）、貯蔵物による圧力損失の変動よりも、容器に
よる圧力損失の方が支配的である。このため、空気循環
経路での圧力損失に対して、貯蔵物の量の変化が及ぼす
影響がきわめて小さくなるから、その圧力損失に基づい
て蒸発器９での着霜量を直接的に且つ高い精度で検知可
能となる。

【００２８】また、蒸発器室８などを介した空気循環経
路での圧力損失が時間の経過と共に増大した場合（つま
り、蒸発器９での着霜量が増大した場合）には、送風機
１３の負荷が増大するので、送風機１３を目標回転数Ｒ
Ｔで回転させるためには、送風機入力指令手段２３を通
じて駆動電源装置２２に与える入力指令値を増大させる
必要がある。この場合、本実施例では、送風機制御手段
２５により送風機１３を常時において目標回転数ＲＴで
回転させる制御（図３参照）が行われているから、結果
的に、図６（ｂ）に示すように、時間の経過（着霜量の
増大）に応じて入力指令値が自動的に増大されることに
なり、この入力指令値の大小に基づいて着霜量を直接的
に判断できるようになる。

【００２９】上記のような送風機１３の回転数制御を行
うために送風機制御手段２５において決定された入力指
令値は、前述したように除霜ヒータ制御手段２６にもリ
アルタイムで与えられる構成となっており、当該制御手
段２６にあっては、上記入力指令値に基づいて図２に示
すような制御を行う構成となっている。

【００３０】即ち、図２において、除霜ヒータ制御手段
２６は、送風機制御手段２５からの入力指令値（送風機
１３の入力電力を示す値）を読み込み（ステップＡ
１）、その入力指令値が予め設定された除霜開始しきい
値以上か否かを判断する（ステップＡ２）。ここで、上
記除霜開始しきい値は、例えば、冷蔵庫の製造段階にお
いて、送風機１３を目標回転数ＲＴで回転させた状態に
て、蒸発器９の着霜量が除霜運転を必要とする状態（着
霜は代替物で模擬的に作ることが可能）にあるときの送
風機１３の入力電力を予め実験的に求めたときの値であ
り、除霜ヒータ制御手段２６に予め記憶される。

【００３１】ステップＡ２で「ＹＥＳ」と判断したと
き、つまり、入力指令値が除霜開始しきい値以上となっ
たとき（蒸発器９での着霜量が予め決められた量以上と
なったとき）には、前回の除霜運転が終了した後に一定
期間が経過したか否かを判断する（ステップＡ３）。一
定期間が経過していない場合にはステップＡ１へ戻る
が、経過していた場合には除霜ヒータ通電手段２７を介
して除霜ヒータ１０へ通電開始する（ステップＡ４）。
これにより蒸発器９の除霜運転が開始される。除霜ヒー
タ１０への通電開始後には、温度センサ２８による検知
温度が予め設定された除霜終了温度になるまで待機し
（ステップＡ５）、除霜終了温度になったときには除霜
ヒータ１０を断電するステップＡ６を実行した後にステ
ップＡ１へ戻る。これにより、蒸発器９の除霜運転が終
了される。

【００３２】また、前記ステップＡ２で「ＮＯ」と判断
したとき、つまり、入力指令値が除霜開始しきい値未満
のとき（蒸発器９での着霜量が予め決められた量未満の
とき）には、圧縮機稼動積算時間記録手段２９が記録し
ている圧縮機１６の稼動積算時間が限度レベル以上か否
かを判断する（ステップＡ７）。稼動積算時間が限度レ
ベル未満のときには、そのままステップＡ１へ戻るが、
限度レベル以上のときには、ステップＡ４へ移行する。
従って、入力指令値が除霜開始しきい値未満のときで
も、圧縮機１６の稼動積算時間が限度レベル以上となっ
たときには、蒸発器９の除霜運転が開始されることにな
る。

【００３３】要するに、上記した本実施例によれば以下
に述べるような効果を奏することができる。即ち、本実
施例において、除霜運転の開始タイミングを制御するた
めの除霜ヒータ制御手段２６は、蒸発器９での着霜量
を、送風機１３による空気循環経路での圧力損失に基づ
いて直接的に検知する構成、特にはその圧力損失と一定
の関係がある送風機１３に対する入力指令値（入力電
力）に基づいて検知する構成となっている。この結果、
蒸発器９の着霜量を精度良く判定できるものであり、こ
のように精度良く判定された着霜量が予め決められた除
霜開始しきい値以上となった時点で蒸発器９の除霜運転
を確実に開始させることができるから、除霜運転が無駄
に行われることを効果的に防止できて、除霜運転回数を
必要最小限にできるものであり、結果的に冷蔵庫の省エ
ネルギ化を図る上で有益になる。

【００３４】また、除霜運転開始タイミングの基準とな
る上記除霜開始しきい値は、冷蔵庫の製造段階で、送風
機１３を目標回転数ＲＴで回転させた状態にて、蒸発器
９の着霜量が除霜運転を必要とする状態にあるときの送
風機１３に対する入力指令値に基づいて決定される構
成、つまり、蒸発器９の着霜量が実際に除霜運転を必要
とする状態になったときの送風機１３に対する入力指令
値に基づいて除霜開始しきい値が決定される構成である
から、除霜ヒータ制御手段２６による着霜量の判定精度
を高め得るようになる。

【００３５】さらに、圧縮機稼動積算時間記録手段２９
が測定した圧縮機１６の稼動積算時間が限度レベル以上
となったときに蒸発器９の除霜運転を除霜ヒータ制御手
段２６による着霜量の判定動作とは無関係に開始させる
構成となっているから、除霜ヒータ制御手段２６の誤動
作などにより除霜運転が開始されなかったときには、そ
の後に上記稼動積算時間が限度レベル以上となったとき
に除霜運転が開始される。この結果、蒸発器９の着霜量
が不用意に増大して除霜不能になる事態を未然に防止で
きることになる。

【００３６】しかも、除霜ヒータ制御手段２６は、蒸発
器９の除霜運転が終了した後の一定期間は除霜運転の開
始を強制的に禁止する構成となっているから、前回の除
霜運転が終了した時点からの経過時間が少なくて蒸発器
９での着霜量が比較的少ない期間において、何らかの原
因（例えば、切替室４や冷凍室５への空気吹出部分付近
に大きな貯蔵部が収納されたときなど）により送風機１
３に対する入力指令値が一時的に増大する現象が発生し
た場合に、除霜ヒータ制御手段２６により除霜運転が不
要に開始される事態を未然に防止できる。

【００３７】また、本実施例では、送風機１３による空
気循環経路中に位置した切替室４及び冷凍室５（並びに
図示しない製氷室）には、貯蔵容器４ｂ、５ｂ及び補助
貯蔵容器５ｃ（並びに図示しない貯氷容器）を設け、そ
の空気循環経路における当該貯蔵容器４ｂ、５ｂ、補助
貯留容器５ｃなどでの圧力損失が、貯蔵物の有無に伴う
圧力損失の変動よりも支配的となるように構成してい
る。この結果、送風機１３による空気循環経路での圧力
損失に対して、庫内に収納されている貯蔵物の量の変化
が及ぼす影響がきわめて小さくなるから、除霜ヒータ制
御手段２６では、その圧力損失に対応した送風機１３に
対する入力指令値に基づいて蒸発器９での着霜量を高い
精度で検知可能となる。

【００３８】（第２の実施の形態）図７及び図８には第
１実施例と同様の効果を奏する本発明の第２実施例が示
されており、以下これについて第１実施例と異なる部分
のみ説明する。即ち、第１実施例においては、除霜運転
開始タイミングの基準となる除霜開始しきい値が実験的
に求めた絶対値であるため、送風機１３の特性やその送
風機１３による空気循環経路の通風抵抗などが冷蔵庫の
各製品毎にばらついた場合には、除霜ヒータ制御手段２
６による着霜量の判定精度が低下する恐れが出てくる。
本実施例では、このような冷蔵庫の製品毎に生ずるばら
つきに起因した着霜量の判定精度の低下を防止すること
が目的となっている。

【００３９】本実施例では、冷蔵庫の製造段階におい
て、送風機１３を目標回転数ＲＴで回転させた状態に
て、蒸発器９が無着霜状態にあるときの送風機１３の入
力電力と、当該蒸発器９の着霜量が除霜運転を必要とす
る状態（着霜は代替物で模擬的に作ることが可能）にあ
るときの送風機１３の入力電力との差を予め実験的に求
めて、その入力電力差を基準入力電力値ΔＰとして除霜
ヒータ制御手段２６に記憶しておく。そして、除霜ヒー
タ制御手段２６にあっては、図７に示すような制御を行
う。

【００４０】この図７において、除霜ヒータ１０を断電
するステップＡ６の実行後には、その時点での入力指令
値（つまり、蒸発器９に着霜がない状態での送風機１３
の入力電力に相当）を初期入力電力値Ｐ0 として記憶し
（ステップＡ８）、その初期入力電力値Ｐ0 と前記基準
入力電力値ΔＰとを加算した結果を除霜開始しきい値と
して記憶する（ステップＡ９）。尚、図７では示してい
ないが、冷蔵庫の電源が初めて投入されたときにおいて
も、上記ステップＡ８及びＡ９と同じ制御ステップが実
行される構成となっている。

【００４１】この結果、図８に示すように、蒸発器９の
除霜運転が完了した直後（及び蒸発器９の運転が初めて
行われる初期状態）において蒸発器９が無着霜状態にあ
るときの送風機１３に対する入力指令値が初期入力電力
値Ｐ0 として記憶され、その後に冷却運転の進行による
着霜量の増大により入力指令値がＰ0 ＋ΔＰとなったと
きに、除霜運転が開始されることになる。つまり、初期
入力電力値Ｐ0 に基づいて除霜開始しきい値が補正され
ることになる。このため、冷蔵庫の各製品毎に、送風機
１３による空気循環経路の通風抵抗のばらつきや送風機
１３の特性のばらつきがあった場合、つまり、蒸発器９
が着霜がない状態において送風機１３に対する入力指令
値（入力電力）が冷蔵庫毎にばらつく場合でも、そのば
らつきを確実に吸収できるから、蒸発器９の着霜量判定
を正確に行うことができる。

【００４２】（第３の実施の形態）図９には第１実施例
と同様の効果を奏する本発明の第３実施例が示されてお
り、以下これについて第１実施例と異なる部分のみ説明
する。即ち、この実施例では、冷蔵庫の製造段階におい
て、蒸発器９の着霜量と、庫内温度（特には冷凍区画Ｂ
の温度）と蒸発器９の表面温度との差を示す温度データ
との関係を予め実験的に求めて、蒸発器９の着霜量が除
霜運転を必要とする量になったときの温度データを除霜
運転開始判定値Ｔ1 として除霜ヒータ制御手段２６に記
憶しておく。そして、除霜ヒータ制御手段２６にあって
は、図示しない温度センサにより検出した冷凍区画Ｂの
温度と温度センサ２８により検出した蒸発器９の表面温
度との差を示す温度データを測定すると共に、その測定
結果が除霜運転開始判定値Ｔ1 に達したときに、送風機
制御手段２５を通じて送風機１３を一定時間だけ目標回
転数で回転させ、このときの送風機１３に対する入力指
令値（入力電力）Ｐ1 を除霜開始しきい値として記憶す
る構成となっている。

【００４３】この構成によれば、蒸発器９の着霜量が実
際に除霜運転を必要とする状態になったときの温度デー
タ（冷凍区画Ｂの温度及び蒸発器９の温度の差）を、除
霜運転開始判定値Ｔ1 として予め実験的に求めておき、
除霜ヒータ制御手段２６においては、図９（ａ）、
（ｂ）に示すように、実際に冷凍区画Ｂの温度及び蒸発
器９の温度の差（温度データ）を測定した結果が、記憶
した除霜運転開始判定値Ｔ1 に達したときに、送風機１
３を一定時間だけ目標回転数で回転させ、このときの送
風機１３に対する入力指令値Ｐ1 を除霜開始しきい値と
して決定するようになる。この結果、冷蔵庫の各製品毎
に、送風機１３による空気循環経路の通風抵抗のばらつ
きや送風機１３の特性のばらつきがあった場合でも、除
霜開始しきい値として、そのようなばらつきを吸収した
状態の値を設定できるから、蒸発器９の着霜量判定をよ
り正確に行い得るようになる。尚、温度データとして
は、蒸発器９の冷媒流入口側温度及び冷媒流出高側温度
の差などを使用することもできる。

【００４４】（その他の実施の形態）本発明は上記した
実施例に限定されるものではなく、次のような変形また
は拡張が可能である。蒸発器９の温度或いは蒸発器９の
温度と冷凍区画Ｂ内の温度との差などに基づいて蒸発器
９の着霜量を検知する着霜検知手段を設け、この着霜検
知手段による検知着霜量が限度レベル以上となったとき
に除霜ヒータ１０による除霜運転を除霜ヒータ制御手段
２６の動作とは無関係に開始させる構成としても良い。
この構成によれば、除霜ヒータ制御手段２６の誤動作な
どにより除霜運転が開始されなかったときには、その後
に着霜検知手段による検知着霜量が限度レベル以上とな
ったときに除霜運転が開始されるから、蒸発器９の着霜
量が不用意に増大して除霜不能になる事態を未然に防止
できる。

【００４５】上記各実施例では、蒸発器９の除霜運転が
終了した後の一定期間は除霜運転の開始を強制的に禁止
する構成としたが、温度センサ２８による検知温度が設
定温度以上ある期間は除霜ヒータ１０による除霜運転の
開始を強制的に禁止する構成としても良い。この構成に
よれば、温度センサ２８による検知温度が設定温度以上
ある期間、つまり前回の除霜運転が終了した時点からの
経過時間が少なくて蒸発器９での着霜量が比較的少ない
期間において、何らかの原因で送風機１３の入力電力が
一時的に増大する現象が発生した場合に、除霜ヒータ制
御手段２６により除霜運転が不要に開始される事態を未
然に防止できるようになる。

【００４６】除霜運転の開始時期を除霜開始しきい値を
利用して決定する場合、送風機制御手段２５に対して、
送風機１３を目標回転数ＲＴで回転させるための初期設
定入力指令値を予め記憶しておき、その初期設定入力指
令値と、蒸発器９の除霜運転が完了した直後において送
風機１３を目標回転数ＲＴで回転させたときの送風機１
３への入力指令値との差を、除霜ヒータ制御手段２６に
対し除霜開始しきい値の補正用データとして供する構成
とすることができる。この構成によれば、送風機１３に
よる空気循環経路での通風抵抗が、経年変化に伴うダク
ト状の送風路の形状変化などにより変動した場合、つま
り、送風機１３が目標回転数ＲＴで運転された状態にお
ける空気循環経路での圧力損失が初期状態から変動した
場合でも、その変動分だけ除霜開始しきい値を補正する
動作を補正用データに基づいて行うことが可能になるか
ら、除霜ヒータ制御手段２６による着霜量判定を長期に
渡って精度良く行い得るようになる。尚、ここでいう除
霜開始しきい値の補正という概念は、これの比較対象と
なる送風機１３への入力指令値（入力電力を示すデー
タ）を上記補正用データに基づいて補正することも含む
概念である。

【００４７】また、例えば冷蔵庫の扉（特には最上部に
位置する冷蔵室用扉）の前面に、除霜ヒータ制御手段２
６の機能を選択的に有効化する操作手段（例えば操作ス
イッチ）を設ける構成とすることができる。この構成に
よれば、断熱扉４ａ、５ａ或いは図示しない製氷室用断
熱扉が長期間に渡って開閉されない状況、つまり送風機
１３による空気循環経路での圧力損失が蒸発器９での着
霜以外では増大しない状況にある場合に、除霜ヒータ制
御手段２６の機能を選択的に有効化しておけば、その除
霜ヒータ制御手段２６による着霜量の判定精度がきわめ
て高くなるから、蒸発器９の除霜運転が無駄に行われる
事態を確実に防止できて消費電力の抑制を図る上で有効
になる。

【００４８】除霜手段として除霜ヒータ１０を設ける構
成としたが、蒸発器９に圧縮機１６からのホットガスを
流す手段或いは他の手段を除霜手段として設けても良
い。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、庫内空気をダクト状の送風路及び貯蔵室を
通じて循環させる送風機と、この送風機による空気循環
経路中に配置された熱交換用の蒸発器を含む冷凍サイク
ルとを備えた冷蔵庫において、送風機の入力電力をその
実際の回転数に基づいて調整することにより当該送風機
を常時において目標回転数を維持するように駆動する送
風機制御手段と、送風機への入力電力に基づいて前記空
気循環経路での圧力損失の変化を検知すると共に、その
検知結果に基づいて前記蒸発器の着霜量を判定する着霜
量判定手段とを備えた構成としたから、蒸発器の着霜量
を直接的に検知できるようになって、その着霜量の判定
を精度良く行い得るようになる。この結果、蒸発器の除
霜運転を必要最小限だけ行うことが可能になり、これに
より消費電力の抑制を実現できるという有益な効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における電気的構成を概略
的に示す機能ブロック図

【図２】除霜ヒータ制御手段による制御内容を示すフロ
ーチャート

【図３】送風機制御手段による制御内容を示すフローチ
ャート

【図４】冷蔵庫の下半部の概略的な縦断面図

【図５】冷凍サイクルの要部の概略的配管図

【図６】（ａ）冷蔵庫の運転時間と空気循環経路での圧
力損失との関係を示す特性図、（ｂ）冷蔵庫の運転時間
と入力指令値との関係を示す特性図

【図７】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図８】冷蔵庫の運転時間と入力指令値との関係を示す
特性図

【図９】本発明の第３実施例を示すもので、（ａ）冷蔵
庫の運転時間と庫内温度及び蒸発器表面温度の差との関
係を示す特性図、（ｂ）冷蔵庫の運転時間と入力指令値
との関係を示す特性図

【符号の説明】

１は断熱箱体、Ａは冷蔵区画、Ｂは冷凍区画、４は切替
室（貯蔵室）、５は冷凍室（貯蔵室）、８は蒸発器室
（送風路）、９は蒸発器、１０は除霜ヒータ（除霜手
段）、１１は吸込口、１２は吹出口、１３は送風機、１
４は送風ダクト（送風路）、１６は圧縮機、２１は送風
経路、２４は回転数計測手段、２５は送風機制御手段、
２６は除霜ヒータ制御手段（着霜量判定手段）、２８は
温度センサ、２９は圧縮機稼動積算時間記録手段（計時
手段）を示す。

フロントページの続き (72)発明者 江碕 猛 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内 Ｆターム(参考） 3L045 AA00 AA02 BA01 CA02 DA02 EA01 LA14 MA08 MA20 NA03 NA22 PA01 PA02 PA03 PA04 3L046 AA02 BA03 CA07 FB03 FB04 JA10 LA02 MA01 MA02 MA03 MA04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 庫内空気をダクト状の送風路及び貯蔵室
   を通じて循環させる送風機と、この送風機による空気循
   環経路中に配置された熱交換用の蒸発器を含む冷凍サイ
   クルとを備えた冷蔵庫において、 前記送風機の回転数を計測する回転数計測手段と、 この回転数計測手段の計測出力に基づいて前記送風機の
   入力電力を調整することにより当該送風機を目標回転数
   を維持するように駆動する送風機制御手段と、 前記送風機への入力電力に基づいて前記空気循環経路で
   の圧力損失の変化を検知すると共に、その検知結果に基
   づいて前記蒸発器の着霜量を判定する着霜量判定手段と
   を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 【請求項２】 前記蒸発器の除霜運転を行うための除霜
   手段を備え、 前記着霜量判定手段は、自身が判定した着霜量が予め決
   められた除霜開始しきい値以上となったときに前記除霜
   手段による除霜運転を開始させることを特徴とする請求
   項１記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 請求項２記載の冷蔵庫において、 前記送風機制御手段は、前記送風機を前記目標回転数で
   回転させるための初期設定入力電力を予め記憶して成
   り、その初期設定入力電力と、前記蒸発器の除霜運転が
   完了した直後において前記送風機を前記目標回転数で回
   転させたときの前記送風機への入力電力との差を、前記
   着霜量判定手段に対して前記除霜開始しきい値の補正用
   データとして供することを特徴とする冷蔵庫。
4. 【請求項４】 請求項２記載の冷蔵庫において、 前記送風機を前記目標回転数で回転させた状態にて前記
   蒸発器が無着霜状態にあるときの前記送風機の入力電力
   と当該蒸発器の着霜量が除霜運転を必要とする状態にあ
   るときの送風機の入力電力との差を予め実験的に求め
   て、その入力電力差を基準入力電力値として記憶してお
   き、 前記着霜量判定手段は、前記蒸発器の運転が初めて行わ
   れる初期状態若しくは蒸発器の除霜運転が完了した直後
   において前記送風機を前記目標回転数で回転させたとき
   の前記送風機への入力電力を初期入力電力値として記憶
   すると共に、その初期入力電力値と前記基準入力電力値
   との和を前記除霜開始しきい値として決定することを特
   徴とする冷蔵庫。
5. 【請求項５】 請求項２または３記載の冷蔵庫におい
   て、 前記送風機を前記目標回転数で回転させた状態にて前記
   蒸発器の着霜量が除霜運転を必要とする状態にあるとき
   の送風機の入力電力を予め実験的に求めて、その入力電
   力を前記除霜開始しきい値として記憶したことを特徴と
   する冷蔵庫。
6. 【請求項６】 請求項２または３記載の冷蔵庫におい
   て、 前記蒸発器の着霜量と、庫内温度及び前記蒸発器温度の
   差或いは蒸発器の冷媒流入口側温度及び冷媒流出高側温
   度の差などの温度データとの関係を予め実験的に求め
   て、前記蒸発器の着霜量が除霜運転を必要とする量にな
   ったときの温度データを除霜運転開始判定値として記憶
   しておき、 前記着霜量判定手段は、前記温度データを測定すると共
   に、その測定結果が前記除霜運転開始判定値に達したと
   きに前記送風機制御手段を通じて前記送風機を一定時間
   だけ目標回転数で回転させ、このときの送風機への入力
   電力を前記除霜開始しきい値として決定することを特徴
   とする冷蔵庫。
7. 【請求項７】 蒸発器温度などに基づいて蒸発器の着霜
   量を検知する着霜検知手段を備え、 この着霜検知手段による検知着霜量が限度レベル以上と
   なったときに前記除霜手段による除霜運転を前記着霜量
   判定手段による着霜量判定機能とは無関係に開始させる
   ことを特徴とする請求項２ないし６の何れかに記載の冷
   蔵庫。
8. 【請求項８】 前記冷凍サイクルを運転するための圧縮
   機の稼動積算時間を測定する計時手段を備え、 この計時手段が測定した稼動積算時間が限度レベル以上
   となったときに前記除霜手段による除霜運転を前記着霜
   量判定手段による着霜量判定機能とは無関係に開始させ
   ることを特徴とする請求項２ないし６の何れかに記載の
   冷蔵庫。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の冷蔵庫におい
   て、 前記着霜量判定手段の機能を選択的に有効化する操作手
   段を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
10. 【請求項１０】 前記蒸発器の温度を検知する温度セン
    サを備え、 前記着霜量判定手段は、前記温度センサによる検知温度
    が設定温度以上ある期間は前記除霜手段による除霜運転
    の開始を強制的に禁止することを特徴とする請求項２な
    いし９の何れかに記載の冷蔵庫。
11. 【請求項１１】 前記着霜量判定手段は、前記蒸発器の
    除霜運転が終了した後の一定期間は前記除霜手段による
    除霜運転の開始を強制的に禁止することを特徴とする請
    求項２ないし１０の何れかに記載の冷蔵庫。
12. 【請求項１２】 前記空気循環経路中に位置した前記貯
    蔵室には、貯蔵物を収納するための貯蔵容器が設けら
    れ、その空気循環経路における当該貯蔵容器での圧力損
    失が、貯蔵物の有無に伴う圧力損失の変動よりも支配的
    となるように構成されていることを特徴とする請求項１
    ないし１１の何れかに記載の冷蔵庫。