JP2007132563A

JP2007132563A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2007132563A
Application number: JP2005324612A
Authority: JP
Inventors: Isahiro Yoshioka; 功博吉岡; Tsutomu Sakuma; 勉佐久間; Yoshifumi Noguchi; 好文野口; Kazuhisa Taniguchi; 一寿谷口; Katsuhisa Tensho; 勝久天生; Norihiro Kikuchi; 宣博菊地
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: TWI319804B; TW200722695A; CN1963350A; JP4575281B2; CN100533015C

Abstract

【課題】冷蔵室冷却用の蒸発器に付いた霜を確実に取り除くことができる冷蔵庫を提供することである。
【解決手段】冷蔵室を冷却する第１の蒸発器１０と冷凍室を冷却する第２の蒸発器１４とを有して冷蔵室と冷凍室を交互に冷却する冷却運転を行う冷蔵庫１において、第１の蒸発器１０に付着した霜を取り除くヒータ２２と、冷凍室の冷却運転時に冷蔵室に冷気を循環させるとともに、ヒータ２２が第１の蒸発器１０を加熱する際にも駆動して第１の蒸発器１０に付着した霜を取り除く第１の冷却ファン１１とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷蔵室の冷却に冷却ファンを用いる冷蔵庫に関する。

近年冷蔵室冷却用の蒸発器（以下、「第１の蒸発器」という。）と冷凍室冷却用の蒸発器（以下、「第２の蒸発器」という。）とを備え、切替弁を用いて冷蔵庫内の冷蔵室と冷凍室に冷媒を循環させる冷凍サイクルをもち、冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように冷蔵室と冷凍室を交互に冷却することで、各蒸発器の蒸発温度を比較的高く設定することが可能となるため、冷凍サイクルの効率を良くすることができるとともに、省電力運転を行うことも可能となる。

この冷蔵庫においては、冷凍室を冷却しているときに、冷蔵用冷気循環ファンを回転させることで、第１の蒸発器に付着した霜を昇華させて除霜を行うとともに、その水分により冷蔵室内の湿度を高く維持するように構成している。この冷蔵用冷気循環ファンは、第１の蒸発器の除霜が完了したと見做せる所定温度、例えば３℃以上になるまで連続して回転し、冷凍室を冷却する際には必ず除霜を完了させるようになっており、この除霜が終了しなければ冷蔵室の冷却に移行しないようになっている。
特開２００２−３０３４７４号公報

しかしながら、例えば、冬場など冷蔵庫の据え付け場所が低温の場合には、冷蔵用冷気循環ファンの回転により第１の蒸発器の除霜を行っても、温度上昇が鈍いため、冷凍室の冷却から冷蔵室の冷却に移行するまでに長時間要してしまい、冷蔵室の温度が上昇してしまう恐れがあった。また、第１の蒸発器を比較的温度の低い第２の蒸発器や冷凍室と近接して配設されている形態においては、特に、第１の蒸発器の温度上昇が鈍くなるため、さらに冷蔵室への冷却が遅延して、冷蔵室が温度上昇し易くなり、貯蔵している食品に悪影響を及ぼす恐れがあった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、冷蔵室冷却用の蒸発器に付いた霜を確実に取り除くことができる冷蔵庫を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、冷蔵室を冷却する第１の蒸発器と冷凍室を冷却する第２の蒸発器とを有して冷蔵室と冷凍室を交互に冷却する冷却運転を行う冷蔵庫において、第１の蒸発器に付着した霜を取り除くヒータと、冷凍室の冷却運転時に冷蔵室に冷気を循環させるとともに、ヒータが第１の蒸発器を加熱する際にも駆動して第１の蒸発器に付着した霜を取り除く冷却ファンとを備える。

本発明によれば、冷蔵室冷却用の蒸発器に付いた霜を確実に取り除くことができる冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫１の概略断面図であり、向かって左側が冷蔵庫１の前面、向かって右側が背面になる。図１に示すように、冷蔵庫１は鉄板製の外箱２とプラスチック製の内箱３と、これらの間に発泡充填された、例えばウレタンフォームからなる断熱材４とから構成されている。冷蔵庫１内には、上から順に冷蔵貯蔵室５、切替室６、野菜室７、冷凍貯蔵室８が設けられている。なお、切替室６の隣（図１においては切替室の手前側）には製氷室（図示せず）が冷蔵庫１の前面から見て右横に並ぶように設けられている。また、冷蔵貯蔵室５と切替室６との間、切替室６と野菜室７との間、野菜室７と冷凍貯蔵室８との間は、それぞれ断熱仕切壁９ａ、９ｂによって仕切られている。

野菜室７の背後には、第１の蒸発器１０が、切替室６の背後には冷蔵室内に冷気を循環させる冷蔵室用冷気循環ファン（以下、「第１の冷却ファン」という。）１１が配置されている。第１の冷却ファン１１が駆動されると、第１の蒸発器１０により冷却された冷気が、矢印で示すように、冷蔵貯蔵室５の背後に設けられている第１の送風ダクト１２を介して冷蔵貯蔵室５内にくまなく供給され、さらに第２の送風ダクト１３を介して野菜室７に供給される。これにより、冷蔵貯蔵室５及び野菜室７が冷却される構成とされている。

第１の蒸発器１０の背後には、断熱仕切壁９ｃに仕切られてさらに第２の蒸発器１４が設けられている。第２の蒸発器１４により冷却された冷気は、図１では図示されていない冷凍室用冷気循環ファン（以下、「第２の冷却ファン」という。）３５により、矢印で示すように、冷凍貯蔵室８及び図示しない製氷室に供給される。

冷蔵貯蔵室５内の温度は、冷蔵貯蔵室５の壁面に設けられた冷蔵室センサ１５により検出される。冷凍貯蔵室８内の温度は、冷凍貯蔵室８の壁面に設けられた冷凍室センサ１６により検出される。これら検出された温度は、図示しない制御部に送信されて、冷蔵庫１の温度制御に利用される。なお、野菜室７の背面に設けられたＶセンサ１７は、野菜室７内の温度を検知し、野菜室７内が設定温度、ここでは例えば、５℃に維持されるように、図示しない底面ヒータの通電制御を行うようになっている。

冷蔵庫１の底部には、機械室１８が形成されており、その内部には、圧縮機１９、除霜水を受けて蒸発させる蒸発皿２０等が配設されている。この蒸発皿２０にて蒸発させるための除霜水は、第１の蒸発器１０と第２の蒸発器１４から蒸発皿２０に向けて設けられている樋２１ａ、排水ホース２１ｂを介して集められる。

第１の蒸発器１０と野菜室７との間には、第１の蒸発器１０を加熱することで第１の蒸発器１０に付着した霜を溶融して取り除くヒータ（以下、「Ｒヒータ」という。）２２、ここではアルミ箔ヒータが設けられている。第１の蒸発器１０により循環された空気は野菜室７を循環し、第１の蒸発器１０の下方となる上流側から上方となる下流側への流れる。このとき、このＲヒータ２２によって空気が加温されて第１の蒸発器１０の上流側から下流側へと流れるため、第１の蒸発器１０の除霜は促進される。第１の蒸発器１０の上部には冷蔵除霜センサ２３（以下、「ＲＤセンサ」という。）を設けており、この第１の蒸発器１０の配管温度を検出するようになっている。

また、樋２１ａには、樋２１ａの裏面に樋用ヒータ２４ａ、ここではアルミ箔ヒータを設けており、また、排水ホース２１ｂには、排水ホース２１ｂを囲むように排水ホース用ヒータ２４ｂ、ここではアルミ箔ヒータを巻回させており樋２１ａと排水ホース２１ｂを通る除霜水が凍らないようにされている。なお、前記Ｒヒータ２２はパイプヒータ、或いはガラス管ヒータ等、いずれの種類のヒータであっても良い。

図２は、本発明の実施の形態における冷蔵庫１の冷凍サイクル３０を示す図である。図２に示すように、圧縮機１９、凝縮器３１、切替弁３２、冷蔵室用キャピラリチューブ３３、第１の蒸発器１０、第１の冷却ファン１１、冷凍室用キャピラリチューブ３４、第２の蒸発器１４、第２の冷却ファン３５、アキュームレータ３６、逆止弁３７が順次接続されて冷凍サイクル３０が構成されている。

この構成によれば、切替弁３２により冷蔵室用キャピラリチューブ３３、第１の蒸発器１０を経由する冷蔵室の冷却運転と、冷凍室用キャピラリチューブ３４、第２の蒸発器１４、アキュームレータ３６、逆止弁３７を経由する冷凍室の冷却運転とに切り替えられ、冷蔵貯蔵室５等の冷蔵室系統と、冷凍貯蔵室８等の冷凍室系統との２つの系統を交互に冷却するように構成している。

図３は、本発明の実施の形態の冷蔵庫１における除霜の流れを示すフローチャートである。まず冷蔵室の除霜の大まかな流れを図３を用いて説明する。なお、ここで冷蔵室とは冷蔵貯蔵室５または野菜室７を含むものであり、冷凍室とは、切替室６または冷凍貯蔵室８を含むものである。

図３に示すように、第１の蒸発器１０に付着した霜を取り除くためには、まず冷蔵室の冷却運転から冷凍室の冷却運転に移行したか否かが判断される（ＳＴ１）。この判断は、例えば、冷凍室が−１８℃以上になったか、或いは、冷蔵室の冷却が２０分以上行われてたか否か、等の条件により行われる。

図４は、上から冷蔵室センサ（以下、「Ｒセンサ」という。）１５の検出温度、ＲＤセンサ２３の検出温度、冷凍室センサ（以下、「Ｆせンサ」という。）１６の検出温度の動き及び、第１の冷却ファン１１及びＲヒータ２２のＯＮ及びＯＦＦを示すタイムチャートである。なお、各センサが検出した温度は、各センサの項目の中で上方が高温、下方が低温であることを示している。例えば、ＲＤセンサ２３の項において、最左欄は温度が下降していることを示している。

また、図４においては、向かって左から右に向けて時間が経過していることを示している。点線の縦軸で区切られる部分（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、冷蔵室の冷却運転時間或いは冷凍室の冷却運転時間を示しており、例えば、図４ではＢの部分は冷凍室について冷却運転が行われていることを示している。

一方、Ｒセンサの欄に描かれている横軸の点線αは、Ｒヒータ２２の通電開始温度が、冷蔵室の冷却運転が開始されるＲｏｎ温度と現時点での冷蔵室内の温度（Ｒセンサ１５の検出温度）との差を示している。この差は例えば、０．５℃に設定されており、この温度を超えると後述のようにＲヒータ２２に通電される。なお、この時点を示す縦軸の二重線をａとする。ＲＤセンサ２３の欄に描かれている横軸の一点鎖線βは３℃を示す線である。この３℃は除霜が終了したと見做せる温度であり、Ｒヒータ２２をＯＦＦする条件として設定されているものである。

図４に示すように、Ａの欄においてＲセンサ１５及びＲＤセンサ２３の検出温度が下降しているのは、冷蔵室を冷却する運転が行われていることを示し、一方、この状態では冷凍室の冷却運転は行われていないので、Ｆセンサ１６は冷凍室内の温度が上昇していることを示している。冷蔵室の冷却運転の際には、第１の冷却ファン１１がＯＮとなり第１の蒸発器１０からの冷気を冷蔵室に循環させることで冷蔵室の冷却を行う。

上述したような冷凍室の冷却運転への移行条件を満たすと、第１の冷却ファン１１は低速運転に切り替わり、冷凍室の冷却運転へが始まる（ＳＴ２）。ここに言う低速運転とは、例えば通常の回転数が１９００ｒｐｍである場合に、例えば１６００から１７００ｒｐｍに回転数を落として運転される状態を指す。このように冷凍室の冷却運転時でも第１の冷却ファン１１が運転されることにより、図４の矢印γで表わされるように第１の蒸発器１０に付着した霜を昇華させて、併せて冷蔵室の湿度を高めることが可能となる（「うるおい運転」）。この状態では、Ｆセンサ１６に示されているように冷凍室内の温度は徐々に低下していき、一方冷蔵室内の温度が次第に上昇する様子をＲセンサ１５及びＲＤセンサ２３が検出する。なお、図４以下、便宜上「第１の冷却ファン１１」を「Ｒファン」と記載する。

次に、第１の冷却ファン１１が２０分以上低速運転を行ったか否かを判断する（ＳＴ３）。この判断基準となる２０分は、第１の蒸発器１０の除霜に最低限必要な時間である。２０分経過していなければ引き続き第１の冷却ファン１１が低速で運転される。２０分経過した場合は、冷蔵室の冷却運転が開始されるＲｏｎ温度（例えば、４℃）と現時点での冷蔵室内の温度（Ｒセンサ１５の検出温度）との差が、Ｒヒータ２２の通電開始温度（例えば、０．５℃）よりも大きいか否かを判断する（ＳＴ４）。この時点でＲｏｎ温度とＲセンサ１５との差がＲヒータ２２の通電開始温度よりも大きい場合、すなわち冷蔵室内の温度が低い場合には、第１の冷却ファンを回転させても熱交換させる空気温度が低いため第１の蒸発器１０の温度上昇が鈍くなり、冷蔵室の冷却運転への移行に長時間要してしまう恐れがある。そこで、Ｒヒータ２２をＯＮさせることで第１の蒸発器１０を加熱し、除霜を促進させる（ＳＴ５）。すなわち、図４の最下段に記載されているＲヒータ２２のタイムチャートを見ると、二重線ａの部分を境にＲヒータ２２がＯＮされている。この場合、冷凍室の冷却運転当初からＲヒータ２２をＯＮさせないことにより、不用意に冷蔵室の温度が上昇することを防止することができる。また、温度上昇が鈍化するときは、外気温度が低く比較的冷蔵室内の温度が例えば、１℃以上に上昇してからであるため、所定時間後にＲヒータ２２に通電することで、効果的に蒸発器を加温することができると共に、消費電力を低減させることができる。

さらに、ＲＤセンサ２３の検出温度が３℃以上となった場合には、除霜が完了したと見做して（ＳＴ６）、Ｒヒータ２２をＯＦＦにする（ＳＴ７）。図４における点線ｂがその判断がなされる時点を示すものである。つまり、Ｒヒータ２２は二重線ａと点線ｂとの間の時間ΔだけＯＮされていることになる。そして、この時間Δの間だけＲヒータ２２がＯＮされることで、冷蔵除霜センサであるＲＤセンサ２３が検出する温度は急激に高くなり、点線ｂを越えた付近で３℃を超えることになり、第１の蒸発器１０に付着した霜は確実に昇華される。

ＲＤセンサ２３の検出温度が３℃以上に達すると、冷凍室の冷却運転から冷蔵室の冷却運転に移行したか否かが判断される（ＳＴ８）。この判断は、例えば、冷蔵室の冷却運転が開始されるＲｏｎ温度となっているか、或いは、冷凍庫内の冷却が４０分以上行われているか否か、等の条件により行われる。冷蔵室の冷却運転に移行したと判断された場合には、これまで低速運転されていた第１の冷却ファン１１は通常運転に戻り（ＳＴ９）、再び冷蔵室の冷却運転が行われる。このようにして冷蔵室の冷却運転と冷凍室の冷却運転が交互に繰り返される。

一方、冷蔵室の冷却運転に移行していないと判断された場合には、第１の冷却ファン１１をさらに所定時間（例えば、１分間）低速で運転させる（ＳＴ１０）。これは、所定時間第１の冷却ファンを回転させることで、余熱を分散させて蒸発器の温度を均一にさせるためである。。但し、所定時間が経過していない間も冷蔵室の冷却運転の要求があれば、冷蔵室の冷却を優先させる。所定の時間経過後は、これ以上第１の冷却ファンを回転させる必要はないため、第１の冷却ファン１１を停止して（ＳＴ１１）、再度冷蔵室の冷却運転に移行したか否かが判断される（ＳＴ１２）。判断の基準はステップ８の場合と同様である。冷蔵室の冷却運転に移行したと判断された場合には、これまで低速運転されていた第１の冷却ファン１１は通常運転に戻る（ＳＴ９）。

図５は、冷凍室の冷却運転中の冷蔵室に、例えば熱い料理がそのまま入れられ、冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合の各センサの温度変化及び第１の冷却ファン１１、ＲヒータのＯＮ、ＯＦＦを示すタイムチャートである。

例えば、図５に示すｃの時点で冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合、Ｒセンサ１５が反応し、Ｒヒータ２２がＯＮされる。この場合、Ｒセンサ１５が検出した冷蔵室内の温度の変化にＲＤセンサ２３の検出温度が追随していないことがわかる。但し、Ｒヒータ２２がＯＮされ、かつ、第１の冷却ファン１１が運転を継続していることで第１の蒸発器１０に付着している霜は早期に昇華し、ＲＤセンサ２３の温度が３℃以上となると、これまでの冷凍室の冷却運転から冷蔵室の冷却運転に移行する。このようにすることで、冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合であっても早期に冷蔵室の冷却運転に移行することができるというきめ細かな対応が可能となり、冷蔵庫内に保存されている食品等の劣化を防ぐことができる。

図６は、第１の冷却ファン１１が低速運転（「うるおい運転」）された直後に扉５ａが開閉されたり、或いは、例えば熱い料理がそのまま入れられ、冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合の各センサの温度変化及び第１の冷却ファン１１、ＲヒータのＯＮ、ＯＦＦを示すタイムチャートである。

この場合、冷蔵室内の温度が上昇してしまうことから、その後のＲセンサ１５、ＲＤセンサ２３が検出する温度上昇を考慮してＲヒータ２２のＯＮ時間を短縮させる必要がある。そこで、Ｒヒータ２２がＯＮされるタイミングを遅らせて（Ｒヒータ２２の通電を待機させて）、その後短時間のみＲヒータ２２を通電させることで、図３に示すフローチャートにおけるステップ４ないしステップ７までを短時間で終了させることが可能となる。このようにすることで、冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合であっても早期に冷蔵室の冷却運転に移行することができるというきめ細かな対応が可能となり、冷蔵庫内に保存されている食品等の劣化を防ぐことができる。

図７は、例えば冷蔵庫１の外部環境が低室温にあることで、Ｒセンサ１５が検出する冷蔵室内の温度がなかなか上昇しない場合の各センサの温度変化及び第１の冷却ファン１１、ＲヒータのＯＮ、ＯＦＦを示すタイムチャートである。

この場合、Ｒセンサ１５が検出する冷蔵室内の温度が上昇しにくい状態にあると、ＲＤセンサ２３の温度上昇も緩慢になり、第１の蒸発器１０に霜が多く付着することから第１の蒸発器１０の冷却性能が低下する可能性がある。そこで、所定の時間（例えば、１８０分）というように時間を区切って冷凍室の冷却運転から冷蔵室の冷却運転に移行することとしたものである。図３に示すフローチャートにおけるＲヒータ２２の通電開始温度が、冷蔵室の冷却運転が開始されるＲｏｎ温度と現時点での冷蔵室内の温度（Ｒセンサ１５の検出温度）との差よりも大きいかの判断（ＳＴ４）時点では、未だ冷蔵室の冷却運転が開始されるＲｏｎ温度と現時点での冷蔵室内の温度との差よりもＲヒータ２２の通電開始温度の方が小さいことから、さらに所定の時間（例えば、１８０分）を経過したか否かを判断した上で（ＳＴ１３）、経過していた場合には強制的にＲヒータ２２をＯＮする。

このようにすることで、冷蔵室冷却用の蒸発器（第１の蒸発器）１０や樋２１に付いた霜を確実に取り除くことができる冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る冷蔵庫の概略断面図である。本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。本発明の実施の形態の冷蔵庫における除霜の流れを示すフローチャートである。各センサの検出温度の動き及び、第１の冷却ファン及びＲヒータのＯＮ及びＯＦＦを示すタイムチャートである。冷凍室の冷却運転中の冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合の各センサの温度変化及び第１の冷却ファン、ＲヒータのＯＮ、ＯＦＦを示すタイムチャートである。第１の冷却ファンが低速運転された直後に冷蔵室内の温度が急激に上昇した場合の各センサの温度変化及び第１の冷却ファン、ＲヒータのＯＮ、ＯＦＦを示すタイムチャートである。冷蔵室内の温度が上昇しにくい状態にある場合の各センサの温度変化及び第１の冷却ファン、ＲヒータのＯＮ、ＯＦＦを示すタイムチャートである。

符号の説明

１冷蔵庫
１０第１の蒸発器
１１第１の冷却ファン
１５冷蔵室センサ（Ｒセンサ）
１６冷凍室センサ（Ｆセンサ）
２２Ｒヒータ
２３ＲＤセンサ

Claims

冷蔵室を冷却する第１の蒸発器と冷凍室を冷却する第２の蒸発器とを有して冷蔵室と冷凍室を交互に冷却する冷却運転を行う冷蔵庫において、
前記第１の蒸発器に付着した霜を取り除くヒータと、
冷凍室の冷却運転時に冷蔵室に冷気を循環させるとともに、前記ヒータが前記第１の蒸発器を加熱する際にも駆動して前記第１の蒸発器に付着した霜を取り除く冷蔵室用冷気循環ファンと、
を備えることを特徴とする冷蔵庫。
前記冷蔵室用冷気循環ファンは、冷蔵室の冷却運転時の駆動と、冷凍室の冷却運転時に冷蔵室に冷気を循環させる場合の駆動及び前記ヒータが前記第１の蒸発器を加熱する場合の駆動とで回転数が異なることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記ヒータは、前記冷凍室の冷却運転後所定の時間が経過した後にＯＮされることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記ヒータは、前記第１の蒸発器が特定の温度となった場合にＯＦＦされ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。
前記ヒータは、所定の時間経過後ＯＦＦされることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記冷蔵室用冷気循環ファンは、前記ヒータがＯＦＦされた後も駆動されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記ヒータがＯＮされたときに、前記第１の蒸発器及び前記第１の蒸発器から出た除霜水が通る樋を加熱する樋ヒータを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記ヒータがＯＮされたときに、前記第１の蒸発器及び前記第１の蒸発器から出た除霜水が通る排水ホースを加熱する排水ホースヒータを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の冷蔵庫。