JP2004125215A - 冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【課題】可燃性冷媒を用いた冷蔵庫の冷媒漏れ検知に関し、低コストで冷媒漏れを検知でき、サービス性もよく、誤動作によりお客様に迷惑をかけない、信頼性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、圧縮機1に通電される電流値を検知する電流値検知手段20と電流値がある所定の値を超えたことを検知した場合に圧縮機1を停止させる圧縮機保護制御手段21と圧縮機1の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段22を備え、圧縮機1への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、低圧配管側からの冷媒漏れを検知することにより、冷凍サイクルの低圧配管側からの冷媒漏れを正しく、すばやく判断することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、圧縮機1に通電される電流値を検知する電流値検知手段20と電流値がある所定の値を超えたことを検知した場合に圧縮機1を停止させる圧縮機保護制御手段21と圧縮機1の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段22を備え、圧縮機1への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、低圧配管側からの冷媒漏れを検知することにより、冷凍サイクルの低圧配管側からの冷媒漏れを正しく、すばやく判断することができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫の冷媒のリーク検知に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境への意識が高まり、地球温暖化抑制のため冷蔵庫に用いられる冷媒も代替フロンから可燃性冷媒への移行が進められており、可燃性冷媒の引火・爆発を防止する手段が冷蔵庫に設けられている。(例えば、特許文献1参照)
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【0003】
図4は、従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの概略構成図である。可燃性冷媒は、圧縮機1により圧縮され、高温・高圧の冷媒状冷媒となる。そしてこの冷媒状冷媒が凝縮器2により放熱し、中温・高圧の液状冷媒となる。続いて、この液状冷媒は減圧装置3により減圧された後、蒸発器4内で蒸発し、低温・低圧の冷媒冷媒となる。この冷媒を圧縮機1が吸入、再度圧縮することにより冷凍サイクルが形成されている。
【0004】
図5は、従来の冷蔵庫の基本電気回路図である。圧縮機1及び庫内ファン7は交流電源5に対して並列に接続されており、庫内温度センサ6によりON/OFF制御されている。図5の冷凍サイクルに設置される外部センサ8から得られた信号はマイクロコンピュ−タ9(以下、マイコンと称す)に伝達され、マイコン9はこの外部センサ8からの出力値と予め設定記憶された値とから冷媒漏れの有無を判断する。マイコン9は、リレー10をOFFにして交流電源5からの供給を遮断し、システムを停止させる。
【0005】
図6は温度センサが設置された蒸発器の斜視図である。ここでは、図6の外部センサ8の一実施例として、温度センサを用いる。図7に示すように、蒸発器4の入口パイプ11及び出口パイプ12に温度センサ13、14がそれぞれ取り付けられる。冷蔵庫が正常に運転している場合、蒸発器4の入口及び出口の温度はほぼ一致しているが、冷媒漏れが発生した場合は、冷媒が蒸発器内全体で蒸発するだけの量に足りなくなるため、蒸発器4の入口に対して出口の温度が高くなる。従って、蒸発器4の入口パイプ11及び出口パイプ12に温度センサ13、14を設置することにより、マイコンは温度センサ13、14から伝達される情報に基づいて、両者の温度差を監視することができ、その結果、冷媒漏れの有無を検知することができる。
【0006】
図7は、従来の冷蔵庫の防爆装置において冷却運転開始から冷媒漏れを検知しシステムを停止する時のフローチャートである。図7において、冷却運転が開始すると、通常の冷却運転の状態か否かを判断する(S1)。S1において、除霜等の原因により、マイコンが通常の冷却運転の状態でないと判断した場合(NO)、通常の運転モードへの復帰をまつ(S2)。一方、S1において、マイコンが通常の冷却運転の状態であると判断した場合(YES)、次にマイコンはサーモOFF点に達したか否かを判断する(S3)。サーモOFF点に達していないと判断した場合(NO)、冷却を続ける(S4)。しかし、S3において、マイコンがサーモOFF点に達したと判断した場合(YES)、外気温、運転状態等を考慮して、蒸発器の入口及び出口パイプに設置された温度センサからの出力値に基づいてマイコンは冷媒漏れの有無を判断する(S5)。そして、マイコンが温度センサにより検知された入口温度と出口温度との温度差と予め設定記憶された値との大小を比較し、冷媒漏れが発生したか否かを判断する(S6)。S6において、検知された温度差が予め設定記憶された値よりも大きいとマイコンが認識し、冷媒漏れが発生したと判断した場合(YES)、マイコンはリレーをOFFにして、電源供給を遮断し、システムを停止する(S7)。なお、マイコンが冷媒漏れの発生がないと判断した場合(NO)、S1に戻り上記フローを繰り返す。
【0007】
【特許文献1】
特開平9−14811号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の冷蔵庫は、温度センサ13、14のように冷媒漏れの検知のための部品を専用で設ける必要があり、コストが高くなるという課題がある。また、冷媒漏れが冷媒配管の高圧側と低圧側のどちらで発生しているのかが特定できないため、修理する場合に手間がかかるとともに、修理時に事故が起こる可能性も高いという課題がある。また、マイコン9が冷媒漏れを判断した場合、リレー10をOFFにして交流電源5からの供給を遮断し、システムを停止させるので、冷媒漏れの誤検知や誤判断をした場合に、冷蔵庫が冷えなくなりお客様からのクレームになるという課題がある。
【0009】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、低コストで冷媒漏れを検知でき、サービス性もよく、誤動作によりお客様に迷惑をかけない、信頼性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の冷蔵庫の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、前記圧縮機に通電される電流値を検知する電流値検知手段と前記電流値検知手段がある所定の電流値を超えたことを検知した場合に前記圧縮機を停止させる圧縮機保護制御手段と前記圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段を備え、前記圧縮機への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの低圧配管側から冷媒漏れが発生した場合、配管の破損部より空気が吸引され高圧圧力が異常に高くなり、前記圧縮機に通電される電流値も高くなる。これを、前記電流値検知手段が検知し冷媒洩れを判断することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、冷蔵庫の貯蔵室内温度を検知する庫内温度センサと蒸発器の温度を検知する蒸発器温度センサとを備え、前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサの検知した温度が所定の温度より高く、圧縮機運転検知手段が所定の時間以上連続で運転することを所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの高圧配管側から冷媒漏れが発生した場合、配管の破損部より冷媒冷媒が放出され、前記冷凍サイクル内を循環する冷媒が少なくなるので、冷却器の温度が上昇し、貯蔵室内の温度も上昇する。これを前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサが検知する。このとき、圧縮機は貯蔵室内が所定の温度に下がらないので連続運転を続ける。これを圧縮機運転検知手段が検知することにより高圧配管側からの冷媒洩れを判断する。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、貯蔵室内の空気を循環させる庫内ファンと凝縮器および圧縮機を冷却する機械室ファンとを備え、冷媒漏れを検知した場合に前記庫内ファンと前記機械室ファンを連続運転させるものであり、漏れた冷媒を拡散させるという作用を有する。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、冷媒漏れを検知した場合に圧縮機の運転を継続するものであり、万が一冷媒漏れが誤検知の場合でも冷蔵庫の冷却を維持でき、使用者に不具合が生じない。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、冷凍サイクルに冷媒流路制御手段を有する冷蔵庫において、冷媒漏れを判断する制御手段が動作中に、前記冷媒流路制御手段の初期化制御を行うものであり、冷媒流路制御手段の動作制御の不具合による冷凍サイクル冷媒漏れ検知の誤動作を防止することができる。
【0015】
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発明において、機械室ファンおよび外気温度センサを備え、外気温が所定の温度以下の場合、前記機械室ファンを圧縮機の停止中に所定時間運転させるものであり、低外気温時、機械室近傍で冷媒漏れが発生した場合に冷媒が高濃度になることを抑制することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷蔵庫の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0017】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による冷蔵庫の冷媒漏れ検知のフローチャートである。
【0018】
20は電流検知手段であり、圧縮機1に印加される電流値を検知するものである。21は圧縮機保護制御手段であり、電流検知手段20が圧縮機1に印加される電流値が所定の電流値I以上であることを検知した場合に、圧縮機1を所定の時間停止させるものである。22は圧縮機運転検知手段であり、圧縮機が運転指示制御に対して正常に起動し運転しているかどうかを検知するものである。23はカウンタであり、圧縮機運転検知手段22からの信号をカウントし、カウント値が所定の回数Yになったときに冷媒漏れ検知と判断する。
【0019】
次に、その動作について説明する。冷凍サイクルの低圧側、たとえば蒸発器4の冷媒配管が破損した場合、低圧側の可燃性冷媒の飽和圧力は大気圧よりも低いので、冷凍サイクル内に空気が吸引される。圧縮機1は、空気を圧縮するので高圧側の圧力は異常に上昇し、高低圧の圧力差も大きくなり、圧縮機1に多大の負荷がかかり圧縮機1に流れる電流値も大きくなる。電流値が所定の値Iを超えたことを電流検知手段20が検知すると、圧縮機保護制御手段21が作動し圧縮機1を所定の時間停止させる。所定の時間が経過すると圧縮機1に再び電流が流され圧縮機1は運転を始める。このとき圧縮機運転検知手段22が圧縮機1の運転を検知し、カウンタ23がカウントを行う。圧縮機1が運転を続けると再び高圧圧力が上昇するとともに電流値も上昇し、電流検知手段20が所定の値Iを超えたことを再び検知する。この動作を所定の回数繰り返しカウンタ23が所定の回数Yをカウントすると冷媒漏れ検知と判断する。
【0020】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、圧縮機保護のために設けた電流検知手段20および圧縮機保護制御手段21および圧縮機運転検知手段22の動作をカウントする制御により冷凍サイクルの低圧側の冷媒洩れを検知するものであり、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。
【0021】
また、低圧側の可燃性冷媒の飽和圧力は大気圧よりも低く、冷凍サイクル内に空気が吸引された場合、圧縮機1の電流値の増加は顕著に現れ、冷媒洩れをすばやく検知することができる。
【0022】
また、冷媒洩れ検知が低圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0023】
また、カウンタ23により所定回数を検知した時に冷媒漏れ検知と判断することにより、誤検知(一時的な高負荷状態など)を防止することができる。
【0024】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2による冷蔵庫の冷媒漏れ検知のフローチャートである。
【0025】
24は温度判定手段であり、庫内温度センサ6で検知した貯蔵室内の温度と、除霜時の制御に用いる蒸発器温度センサ14aで検知した蒸発器の温度を所定の温度(Tf℃、Te℃)以上であるかどうかを判定するものである。25は圧縮機運転時間検知手段であり、圧縮機1が所定の時間連続で運転していることを検知するものである。26はカウンタであり、圧縮機運転時間検知手段25からの信号をカウントし、カウント値が所定の回数Zになったときに冷媒漏れ検知と判断する。
【0026】
次に、その動作について説明する。高圧側の冷媒配管、たとえば凝縮器が破損した場合、高圧側の可燃性冷媒の飽和圧力は大気圧よりも高いので、冷凍サイクル内から冷媒が空気中に放出される。冷凍サイクル内の冷媒量が減少すると蒸発器4に供給される冷媒が少なくなるので、蒸発器4の温度が上昇するとともに貯蔵室内の温度も上昇する。これを庫内温度センサ6と蒸発器温度センサ14aが検知する。貯蔵室内の温度は所定の温度以下に下がらないので圧縮機1は運転を停止せず連続で運転を続ける。ここで圧縮機運転時間検知手段25が圧縮機1が所定の時間以上運転していることを確認したら、カウンタ26がカウントを行う。このあと、回路は温度判定手段24に戻り、再び貯蔵室内温度と蒸発器温度の判定を行う。この動作を所定の回数繰り返しカウンタ26が所定の回数Zをカウントすると冷媒漏れ検知と判断する。
【0027】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、庫内温度センサ6および除霜時の制御に用いる蒸発器温度センサ14aを用いて、高圧側の冷媒配管からの冷媒漏れを検知するものであり、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。
【0028】
また、冷媒洩れ検知が高圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0029】
また、カウンタ26により所定回数を検知した時に冷媒漏れ検知と判断することにより、誤検知(一時的な高負荷状態など)を防止することができる。
【0030】
(実施の形態3)
本実施の形態の冷蔵庫において、庫内ファン7は、貯蔵室内の空気を循環させ蒸発器4で空気を熱交換させて冷却し貯蔵室内を冷却するものである。機械室ファン(図示せず)は、圧縮機1または凝縮器2の近傍に配設されており、圧縮機1または凝縮器2を空気で冷却するものである。
【0031】
上記構成において、実施の形態1または2で説明したような冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れと判断した場合、庫内ファン7と機械室ファンを外気温度や庫内温度によらず連続運転させる。庫内ファン7および機械室ファンの運転により、貯蔵室内および圧縮機1近傍または凝縮器2近傍の空気が攪拌され、冷凍サイクルから漏れた冷媒も拡散するので、冷媒濃度は低く保たれ可燃濃度域を形成しない。
【0032】
したがって、冷凍サイクルから冷媒漏れが発生しても、庫内ファン7と機械室ファンの運転により冷媒を拡散するので、不安全な状態にならない。
【0033】
本実施の形態においては、冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れと判断したあと各ファンを作動させると説明したが、実施の形態1または2のように所定の回数カウントを行う場合は、最初の1回目のカウント時に各ファンを連続運転させると、冷媒漏れの早期段階から安全を確保することができる。
【0034】
また、庫内ファン7と機械室ファンの連続運転は、実施の形態1または2のように冷媒漏れの箇所が高低圧のどちらかと判断できる場合は、個別に運転させてもよい。
【0035】
(実施の形態4)
従来の技術では、冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れが確定した場合、圧縮機1の運転を停止して、冷凍サイクルからの冷媒の漏洩量を少なくする方法が用いられるが、実施の形態1または2で説明したような冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れと判断した場合、本実施の形態では、圧縮機1の運転を継続させるものである。
【0036】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れを検知しても圧縮機1の運転を継続するので、万が一冷媒漏れが誤検知の場合でも冷蔵庫の冷却を維持でき、使用者に不具合が生じない。
【0037】
(実施の形態5)
本実施の形態の冷蔵庫において、圧縮機1の停止時に冷凍サイクルの高低圧を冷媒カットして消費電力量の低減を図ったり、複数の蒸発器を配設する場合に冷媒流路の切換を行うため等に、冷凍サイクルに冷媒流路切換手段(図示せず)を用いている。この冷媒流路切換手段が誤動作あるいはロックして、冷媒流路を閉塞する状態で停止してしまうと、冷媒漏れ時と同様な冷凍サイクルの挙動を示すことがあり、冷媒漏れを誤検知してしまう。この誤検知を防止するため。実施の形態1または2のような冷媒漏れ検知制御にあわせ、カウンタ23、26がカウントを行ったあとに、冷媒流路切換手段の初期化制御を行い、冷媒流路切換手段を強制的に開閉動作をさせる。
【0038】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒漏れを判定中に強制的に冷媒流路切換手段を動作させるので、冷媒流路切換手段の誤動作による、冷媒漏れの誤検知を防止することができ、冷媒漏れ検知制御の検知精度を向上することができる。
【0039】
(実施の形態6)
図3は本発明の実施の形態6による機械室ファン制御のタイムチャートである。
【0040】
機械室ファンは、主に凝縮器2の凝縮能力の確保と圧縮機1の耐久信頼性を確保するため温度上昇抑制を目的に装備・制御される。一般的な機械室ファンの制御仕様としては、外気温センサ(図示せず)の検知温度が所定の温度以上であれば、前述した目的のため圧縮機1と同期する運転制御を行い、所定の温度以下になると、凝縮器2の過凝縮による液封を防止するため、機械室ファンを停止する。つまり、外気温が所定の温度以下になると機械室ファンは全く運転を行わず、圧縮機1および凝縮器2の近傍は自然対流のみの空気の流れとなる。この時に冷媒漏れが発生すると、冷媒漏れを検知するまで機械室ファンは動作しないため、破損した冷媒配管の近傍で、高濃度の冷媒域が発生し不安全な状態になる可能性が生じる。しかし、本実施の形態の冷蔵庫は、外気温が所定の温度以下になった場合は、圧縮機1が停止しているときに機械室ファンを定期的に所定時間動作させる制御を行なうものである。
【0041】
したがって、本実施の形態の冷蔵庫は、外気温度が低い時においても機械室ファンを定期的に動作させるので、機械室近傍で冷媒漏れが発生した場合に冷媒が高濃度になることを抑制することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、前記圧縮機に通電される電流値を検知する電流値検知手段と前記電流値検知手段がある所定の電流値を超えたことを検知した場合に前記圧縮機を停止させる圧縮機保護制御手段と前記圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段を備え、前記圧縮機への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの低圧配管側からの冷媒漏れを正しく、すばやく判断することができる。また、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。また、冷媒洩れ検知が低圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0043】
また、請求項2に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、冷蔵庫の貯蔵室内温度を検知する庫内温度センサと蒸発器の温度を検知する蒸発器温度センサとを備え、前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサの検知した温度が所定の温度より高く、圧縮機運転検知手段が所定の時間以上連続で運転することを所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの高圧配管側から冷媒漏れを正しく判断することができる。また、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。また、冷媒洩れ検知が高圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0044】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、貯蔵室内の空気を循環させる庫内ファンと凝縮器および圧縮機を冷却する機械室ファンとを備え、冷媒漏れを検知した場合に前記庫内ファンと前記機械室ファンを連続運転させるものであり、漏れた冷媒を拡散させることで不安全な状態にならない。
【0045】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、冷媒漏れを検知した場合に圧縮機の運転を継続するものであり、万が一冷媒漏れが誤検知の場合でも冷蔵庫の冷却を維持でき、使用者に不具合が生じない。
【0046】
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、冷凍サイクルに冷媒流路制御手段を有する冷蔵庫において、冷媒漏れを判断する制御手段が動作中に、前記冷媒流路制御手段の初期化制御を行うものであり、冷媒流路制御手段の動作制御の不具合による冷凍サイクル冷媒漏れ検知の誤動作を防止することができ、冷媒漏れ検知制御の検知精度を向上することができる。
【0047】
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発明において、機械室ファンおよび外気温度センサを備え、外気温が所定の温度以下の場合、前記機械室ファンを圧縮機の停止中に所定時間運転させるものであり、低外気温時、機械室近傍で冷媒漏れが発生した場合に冷媒が高濃度になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷蔵庫の実施の形態1の冷媒漏れ検知のフローチャート
【図2】本発明による冷蔵庫の実施の形態2の冷媒漏れ検知のフローチャート
【図3】本発明による冷蔵庫の実施の形態6の機械室ファン制御タイムチャート
【図4】従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの概略構成図
【図5】従来の冷蔵庫の基本電気回路図
【図6】従来の冷蔵庫の蒸発器の斜視図
【図7】従来の冷蔵庫の冷媒漏れ検知制御のフローチャート
【符号の説明】
1 圧縮機
2 凝縮器
3 減圧装置
4 蒸発器
6 庫内温度センサ
7 庫内ファン
14a 蒸発器温度センサ
20 電流検知手段
21 圧縮機保護制御手段
22 圧縮機運転検知手段
23,26 カウンタ
24 温度判定手段
25 圧縮機運転時間検知手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫の冷媒のリーク検知に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境への意識が高まり、地球温暖化抑制のため冷蔵庫に用いられる冷媒も代替フロンから可燃性冷媒への移行が進められており、可燃性冷媒の引火・爆発を防止する手段が冷蔵庫に設けられている。(例えば、特許文献1参照)
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【0003】
図4は、従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの概略構成図である。可燃性冷媒は、圧縮機1により圧縮され、高温・高圧の冷媒状冷媒となる。そしてこの冷媒状冷媒が凝縮器2により放熱し、中温・高圧の液状冷媒となる。続いて、この液状冷媒は減圧装置3により減圧された後、蒸発器4内で蒸発し、低温・低圧の冷媒冷媒となる。この冷媒を圧縮機1が吸入、再度圧縮することにより冷凍サイクルが形成されている。
【0004】
図5は、従来の冷蔵庫の基本電気回路図である。圧縮機1及び庫内ファン7は交流電源5に対して並列に接続されており、庫内温度センサ6によりON/OFF制御されている。図5の冷凍サイクルに設置される外部センサ8から得られた信号はマイクロコンピュ−タ9(以下、マイコンと称す)に伝達され、マイコン9はこの外部センサ8からの出力値と予め設定記憶された値とから冷媒漏れの有無を判断する。マイコン9は、リレー10をOFFにして交流電源5からの供給を遮断し、システムを停止させる。
【0005】
図6は温度センサが設置された蒸発器の斜視図である。ここでは、図6の外部センサ8の一実施例として、温度センサを用いる。図7に示すように、蒸発器4の入口パイプ11及び出口パイプ12に温度センサ13、14がそれぞれ取り付けられる。冷蔵庫が正常に運転している場合、蒸発器4の入口及び出口の温度はほぼ一致しているが、冷媒漏れが発生した場合は、冷媒が蒸発器内全体で蒸発するだけの量に足りなくなるため、蒸発器4の入口に対して出口の温度が高くなる。従って、蒸発器4の入口パイプ11及び出口パイプ12に温度センサ13、14を設置することにより、マイコンは温度センサ13、14から伝達される情報に基づいて、両者の温度差を監視することができ、その結果、冷媒漏れの有無を検知することができる。
【0006】
図7は、従来の冷蔵庫の防爆装置において冷却運転開始から冷媒漏れを検知しシステムを停止する時のフローチャートである。図7において、冷却運転が開始すると、通常の冷却運転の状態か否かを判断する(S1)。S1において、除霜等の原因により、マイコンが通常の冷却運転の状態でないと判断した場合(NO)、通常の運転モードへの復帰をまつ(S2)。一方、S1において、マイコンが通常の冷却運転の状態であると判断した場合(YES)、次にマイコンはサーモOFF点に達したか否かを判断する(S3)。サーモOFF点に達していないと判断した場合(NO)、冷却を続ける(S4)。しかし、S3において、マイコンがサーモOFF点に達したと判断した場合(YES)、外気温、運転状態等を考慮して、蒸発器の入口及び出口パイプに設置された温度センサからの出力値に基づいてマイコンは冷媒漏れの有無を判断する(S5)。そして、マイコンが温度センサにより検知された入口温度と出口温度との温度差と予め設定記憶された値との大小を比較し、冷媒漏れが発生したか否かを判断する(S6)。S6において、検知された温度差が予め設定記憶された値よりも大きいとマイコンが認識し、冷媒漏れが発生したと判断した場合(YES)、マイコンはリレーをOFFにして、電源供給を遮断し、システムを停止する(S7)。なお、マイコンが冷媒漏れの発生がないと判断した場合(NO)、S1に戻り上記フローを繰り返す。
【0007】
【特許文献1】
特開平9−14811号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の冷蔵庫は、温度センサ13、14のように冷媒漏れの検知のための部品を専用で設ける必要があり、コストが高くなるという課題がある。また、冷媒漏れが冷媒配管の高圧側と低圧側のどちらで発生しているのかが特定できないため、修理する場合に手間がかかるとともに、修理時に事故が起こる可能性も高いという課題がある。また、マイコン9が冷媒漏れを判断した場合、リレー10をOFFにして交流電源5からの供給を遮断し、システムを停止させるので、冷媒漏れの誤検知や誤判断をした場合に、冷蔵庫が冷えなくなりお客様からのクレームになるという課題がある。
【0009】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、低コストで冷媒漏れを検知でき、サービス性もよく、誤動作によりお客様に迷惑をかけない、信頼性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の冷蔵庫の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、前記圧縮機に通電される電流値を検知する電流値検知手段と前記電流値検知手段がある所定の電流値を超えたことを検知した場合に前記圧縮機を停止させる圧縮機保護制御手段と前記圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段を備え、前記圧縮機への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの低圧配管側から冷媒漏れが発生した場合、配管の破損部より空気が吸引され高圧圧力が異常に高くなり、前記圧縮機に通電される電流値も高くなる。これを、前記電流値検知手段が検知し冷媒洩れを判断することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、冷蔵庫の貯蔵室内温度を検知する庫内温度センサと蒸発器の温度を検知する蒸発器温度センサとを備え、前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサの検知した温度が所定の温度より高く、圧縮機運転検知手段が所定の時間以上連続で運転することを所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの高圧配管側から冷媒漏れが発生した場合、配管の破損部より冷媒冷媒が放出され、前記冷凍サイクル内を循環する冷媒が少なくなるので、冷却器の温度が上昇し、貯蔵室内の温度も上昇する。これを前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサが検知する。このとき、圧縮機は貯蔵室内が所定の温度に下がらないので連続運転を続ける。これを圧縮機運転検知手段が検知することにより高圧配管側からの冷媒洩れを判断する。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、貯蔵室内の空気を循環させる庫内ファンと凝縮器および圧縮機を冷却する機械室ファンとを備え、冷媒漏れを検知した場合に前記庫内ファンと前記機械室ファンを連続運転させるものであり、漏れた冷媒を拡散させるという作用を有する。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、冷媒漏れを検知した場合に圧縮機の運転を継続するものであり、万が一冷媒漏れが誤検知の場合でも冷蔵庫の冷却を維持でき、使用者に不具合が生じない。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、冷凍サイクルに冷媒流路制御手段を有する冷蔵庫において、冷媒漏れを判断する制御手段が動作中に、前記冷媒流路制御手段の初期化制御を行うものであり、冷媒流路制御手段の動作制御の不具合による冷凍サイクル冷媒漏れ検知の誤動作を防止することができる。
【0015】
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発明において、機械室ファンおよび外気温度センサを備え、外気温が所定の温度以下の場合、前記機械室ファンを圧縮機の停止中に所定時間運転させるものであり、低外気温時、機械室近傍で冷媒漏れが発生した場合に冷媒が高濃度になることを抑制することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷蔵庫の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0017】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による冷蔵庫の冷媒漏れ検知のフローチャートである。
【0018】
20は電流検知手段であり、圧縮機1に印加される電流値を検知するものである。21は圧縮機保護制御手段であり、電流検知手段20が圧縮機1に印加される電流値が所定の電流値I以上であることを検知した場合に、圧縮機1を所定の時間停止させるものである。22は圧縮機運転検知手段であり、圧縮機が運転指示制御に対して正常に起動し運転しているかどうかを検知するものである。23はカウンタであり、圧縮機運転検知手段22からの信号をカウントし、カウント値が所定の回数Yになったときに冷媒漏れ検知と判断する。
【0019】
次に、その動作について説明する。冷凍サイクルの低圧側、たとえば蒸発器4の冷媒配管が破損した場合、低圧側の可燃性冷媒の飽和圧力は大気圧よりも低いので、冷凍サイクル内に空気が吸引される。圧縮機1は、空気を圧縮するので高圧側の圧力は異常に上昇し、高低圧の圧力差も大きくなり、圧縮機1に多大の負荷がかかり圧縮機1に流れる電流値も大きくなる。電流値が所定の値Iを超えたことを電流検知手段20が検知すると、圧縮機保護制御手段21が作動し圧縮機1を所定の時間停止させる。所定の時間が経過すると圧縮機1に再び電流が流され圧縮機1は運転を始める。このとき圧縮機運転検知手段22が圧縮機1の運転を検知し、カウンタ23がカウントを行う。圧縮機1が運転を続けると再び高圧圧力が上昇するとともに電流値も上昇し、電流検知手段20が所定の値Iを超えたことを再び検知する。この動作を所定の回数繰り返しカウンタ23が所定の回数Yをカウントすると冷媒漏れ検知と判断する。
【0020】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、圧縮機保護のために設けた電流検知手段20および圧縮機保護制御手段21および圧縮機運転検知手段22の動作をカウントする制御により冷凍サイクルの低圧側の冷媒洩れを検知するものであり、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。
【0021】
また、低圧側の可燃性冷媒の飽和圧力は大気圧よりも低く、冷凍サイクル内に空気が吸引された場合、圧縮機1の電流値の増加は顕著に現れ、冷媒洩れをすばやく検知することができる。
【0022】
また、冷媒洩れ検知が低圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0023】
また、カウンタ23により所定回数を検知した時に冷媒漏れ検知と判断することにより、誤検知(一時的な高負荷状態など)を防止することができる。
【0024】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2による冷蔵庫の冷媒漏れ検知のフローチャートである。
【0025】
24は温度判定手段であり、庫内温度センサ6で検知した貯蔵室内の温度と、除霜時の制御に用いる蒸発器温度センサ14aで検知した蒸発器の温度を所定の温度(Tf℃、Te℃)以上であるかどうかを判定するものである。25は圧縮機運転時間検知手段であり、圧縮機1が所定の時間連続で運転していることを検知するものである。26はカウンタであり、圧縮機運転時間検知手段25からの信号をカウントし、カウント値が所定の回数Zになったときに冷媒漏れ検知と判断する。
【0026】
次に、その動作について説明する。高圧側の冷媒配管、たとえば凝縮器が破損した場合、高圧側の可燃性冷媒の飽和圧力は大気圧よりも高いので、冷凍サイクル内から冷媒が空気中に放出される。冷凍サイクル内の冷媒量が減少すると蒸発器4に供給される冷媒が少なくなるので、蒸発器4の温度が上昇するとともに貯蔵室内の温度も上昇する。これを庫内温度センサ6と蒸発器温度センサ14aが検知する。貯蔵室内の温度は所定の温度以下に下がらないので圧縮機1は運転を停止せず連続で運転を続ける。ここで圧縮機運転時間検知手段25が圧縮機1が所定の時間以上運転していることを確認したら、カウンタ26がカウントを行う。このあと、回路は温度判定手段24に戻り、再び貯蔵室内温度と蒸発器温度の判定を行う。この動作を所定の回数繰り返しカウンタ26が所定の回数Zをカウントすると冷媒漏れ検知と判断する。
【0027】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、庫内温度センサ6および除霜時の制御に用いる蒸発器温度センサ14aを用いて、高圧側の冷媒配管からの冷媒漏れを検知するものであり、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。
【0028】
また、冷媒洩れ検知が高圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0029】
また、カウンタ26により所定回数を検知した時に冷媒漏れ検知と判断することにより、誤検知(一時的な高負荷状態など)を防止することができる。
【0030】
(実施の形態3)
本実施の形態の冷蔵庫において、庫内ファン7は、貯蔵室内の空気を循環させ蒸発器4で空気を熱交換させて冷却し貯蔵室内を冷却するものである。機械室ファン(図示せず)は、圧縮機1または凝縮器2の近傍に配設されており、圧縮機1または凝縮器2を空気で冷却するものである。
【0031】
上記構成において、実施の形態1または2で説明したような冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れと判断した場合、庫内ファン7と機械室ファンを外気温度や庫内温度によらず連続運転させる。庫内ファン7および機械室ファンの運転により、貯蔵室内および圧縮機1近傍または凝縮器2近傍の空気が攪拌され、冷凍サイクルから漏れた冷媒も拡散するので、冷媒濃度は低く保たれ可燃濃度域を形成しない。
【0032】
したがって、冷凍サイクルから冷媒漏れが発生しても、庫内ファン7と機械室ファンの運転により冷媒を拡散するので、不安全な状態にならない。
【0033】
本実施の形態においては、冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れと判断したあと各ファンを作動させると説明したが、実施の形態1または2のように所定の回数カウントを行う場合は、最初の1回目のカウント時に各ファンを連続運転させると、冷媒漏れの早期段階から安全を確保することができる。
【0034】
また、庫内ファン7と機械室ファンの連続運転は、実施の形態1または2のように冷媒漏れの箇所が高低圧のどちらかと判断できる場合は、個別に運転させてもよい。
【0035】
(実施の形態4)
従来の技術では、冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れが確定した場合、圧縮機1の運転を停止して、冷凍サイクルからの冷媒の漏洩量を少なくする方法が用いられるが、実施の形態1または2で説明したような冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れと判断した場合、本実施の形態では、圧縮機1の運転を継続させるものである。
【0036】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒漏れ検知手段により冷媒漏れを検知しても圧縮機1の運転を継続するので、万が一冷媒漏れが誤検知の場合でも冷蔵庫の冷却を維持でき、使用者に不具合が生じない。
【0037】
(実施の形態5)
本実施の形態の冷蔵庫において、圧縮機1の停止時に冷凍サイクルの高低圧を冷媒カットして消費電力量の低減を図ったり、複数の蒸発器を配設する場合に冷媒流路の切換を行うため等に、冷凍サイクルに冷媒流路切換手段(図示せず)を用いている。この冷媒流路切換手段が誤動作あるいはロックして、冷媒流路を閉塞する状態で停止してしまうと、冷媒漏れ時と同様な冷凍サイクルの挙動を示すことがあり、冷媒漏れを誤検知してしまう。この誤検知を防止するため。実施の形態1または2のような冷媒漏れ検知制御にあわせ、カウンタ23、26がカウントを行ったあとに、冷媒流路切換手段の初期化制御を行い、冷媒流路切換手段を強制的に開閉動作をさせる。
【0038】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、冷媒漏れを判定中に強制的に冷媒流路切換手段を動作させるので、冷媒流路切換手段の誤動作による、冷媒漏れの誤検知を防止することができ、冷媒漏れ検知制御の検知精度を向上することができる。
【0039】
(実施の形態6)
図3は本発明の実施の形態6による機械室ファン制御のタイムチャートである。
【0040】
機械室ファンは、主に凝縮器2の凝縮能力の確保と圧縮機1の耐久信頼性を確保するため温度上昇抑制を目的に装備・制御される。一般的な機械室ファンの制御仕様としては、外気温センサ(図示せず)の検知温度が所定の温度以上であれば、前述した目的のため圧縮機1と同期する運転制御を行い、所定の温度以下になると、凝縮器2の過凝縮による液封を防止するため、機械室ファンを停止する。つまり、外気温が所定の温度以下になると機械室ファンは全く運転を行わず、圧縮機1および凝縮器2の近傍は自然対流のみの空気の流れとなる。この時に冷媒漏れが発生すると、冷媒漏れを検知するまで機械室ファンは動作しないため、破損した冷媒配管の近傍で、高濃度の冷媒域が発生し不安全な状態になる可能性が生じる。しかし、本実施の形態の冷蔵庫は、外気温が所定の温度以下になった場合は、圧縮機1が停止しているときに機械室ファンを定期的に所定時間動作させる制御を行なうものである。
【0041】
したがって、本実施の形態の冷蔵庫は、外気温度が低い時においても機械室ファンを定期的に動作させるので、機械室近傍で冷媒漏れが発生した場合に冷媒が高濃度になることを抑制することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、前記圧縮機に通電される電流値を検知する電流値検知手段と前記電流値検知手段がある所定の電流値を超えたことを検知した場合に前記圧縮機を停止させる圧縮機保護制御手段と前記圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段を備え、前記圧縮機への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの低圧配管側からの冷媒漏れを正しく、すばやく判断することができる。また、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。また、冷媒洩れ検知が低圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0043】
また、請求項2に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、冷蔵庫の貯蔵室内温度を検知する庫内温度センサと蒸発器の温度を検知する蒸発器温度センサとを備え、前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサの検知した温度が所定の温度より高く、圧縮機運転検知手段が所定の時間以上連続で運転することを所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有するものであり、冷凍サイクルの高圧配管側から冷媒漏れを正しく判断することができる。また、洩れ検知のための特別な部品を必要とせず低コストで冷媒漏れを検知することができる。また、冷媒洩れ検知が高圧側で生じていることをマイコンの表示機能でサービスマンに知らせることも可能であり、修理時の安全確保および時間短縮を図ることができる。
【0044】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、貯蔵室内の空気を循環させる庫内ファンと凝縮器および圧縮機を冷却する機械室ファンとを備え、冷媒漏れを検知した場合に前記庫内ファンと前記機械室ファンを連続運転させるものであり、漏れた冷媒を拡散させることで不安全な状態にならない。
【0045】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、冷媒漏れを検知した場合に圧縮機の運転を継続するものであり、万が一冷媒漏れが誤検知の場合でも冷蔵庫の冷却を維持でき、使用者に不具合が生じない。
【0046】
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、冷凍サイクルに冷媒流路制御手段を有する冷蔵庫において、冷媒漏れを判断する制御手段が動作中に、前記冷媒流路制御手段の初期化制御を行うものであり、冷媒流路制御手段の動作制御の不具合による冷凍サイクル冷媒漏れ検知の誤動作を防止することができ、冷媒漏れ検知制御の検知精度を向上することができる。
【0047】
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発明において、機械室ファンおよび外気温度センサを備え、外気温が所定の温度以下の場合、前記機械室ファンを圧縮機の停止中に所定時間運転させるものであり、低外気温時、機械室近傍で冷媒漏れが発生した場合に冷媒が高濃度になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷蔵庫の実施の形態1の冷媒漏れ検知のフローチャート
【図2】本発明による冷蔵庫の実施の形態2の冷媒漏れ検知のフローチャート
【図3】本発明による冷蔵庫の実施の形態6の機械室ファン制御タイムチャート
【図4】従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの概略構成図
【図5】従来の冷蔵庫の基本電気回路図
【図6】従来の冷蔵庫の蒸発器の斜視図
【図7】従来の冷蔵庫の冷媒漏れ検知制御のフローチャート
【符号の説明】
1 圧縮機
2 凝縮器
3 減圧装置
4 蒸発器
6 庫内温度センサ
7 庫内ファン
14a 蒸発器温度センサ
20 電流検知手段
21 圧縮機保護制御手段
22 圧縮機運転検知手段
23,26 カウンタ
24 温度判定手段
25 圧縮機運転時間検知手段
Claims (6)
- 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、前記圧縮機に通電される電流値を検知する電流値検知手段と前記電流値検知手段がある所定の電流値を超えたことを検知した場合に前記圧縮機を停止させる圧縮機保護制御手段と前記圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転検知手段を備え、前記圧縮機への過電流印加による保護停止と停止解除後の運転を所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有することを特徴とする冷蔵庫。
- 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルを有し、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入する冷蔵庫において、冷蔵庫の貯蔵室内温度を検知する庫内温度センサと蒸発器の温度を検知する蒸発器温度センサとを備え、前記庫内温度センサと前記蒸発器温度センサの検知した温度が所定の温度より高く、圧縮機運転検知手段が所定の時間以上連続で運転することを所定の回数繰り返した場合に、前記冷凍サイクルの冷媒漏れと判断する制御手段を有することを特徴とする冷蔵庫。
- 貯蔵室内の空気を循環させる庫内ファンと凝縮器および圧縮機を冷却する機械室ファンとを備え、冷媒漏れを検知した場合に前記庫内ファンと前記機械室ファンを連続運転させることを特徴とする請求項1または2に記載の冷蔵庫。
- 冷媒漏れを検知した場合に圧縮機の運転を継続することを特徴とする請求項3に記載の冷蔵庫。
- 冷凍サイクルに冷媒流路制御手段を有する冷蔵庫において、冷媒漏れを判断する制御手段が動作中に、前記冷媒流路制御手段の初期化制御を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 機械室ファンおよび外気温度センサを備え、外気温が所定の温度以下の場合、前記機械室ファンを圧縮機の停止中に所定時間運転させることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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