JP2007163002A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】回動仕切板に配設されたヒータへの通電をより適切に制御してヒータへの通電量を減らすことにより、回動仕切板の結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することである。
【解決手段】貯蔵室の前面開口部を閉塞する観音開き扉２、３と、観音開き扉２、３の少なくとも一方に設けられ、閉扉された状態で両扉の非枢支側の隙間を閉塞する回動仕切板２ａと、回動仕切板２ａに配設されたヒータ２ｂと、貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサ１４と、外気温を検出する外気温センサ４ａと、貯蔵室内温度センサ１４と外気温センサ４ａとにより検出された温度に基づいてヒータへの通電を制御する制御手段２１とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、両開きの扉を有する冷蔵庫に関する。

一般的に、観音開き扉は、左右の扉の非枢支側の隙間を回動仕切板により閉塞して、冷蔵室或いは冷凍室（以下、これらを合わせて「貯蔵室」という。）内（「貯蔵室内」のことを適宜「庫内」ともいう。）からの冷気漏れを防止している。

この回動仕切板の表面は庫内の冷気によって冷やされるため、回動仕切板表面に外気中の水分が結露することがある。そこで、従来よりこの回動仕切板には、アルミ箔ヒータなどを配設し、このヒータに通電することで回動仕切板への結露を防止していた。例えば、以下の特許文献１において提案されている発明は、庫内の温度設定に合わせてヒータへの通電率を変化させて回動仕切板表面への結露を防止する。
特開２００１−１３３１１９号公報

しかしながら、これまでは高温高湿の状態でも結露が発生しないように、ヒータの発熱量を設定していたため、、必要以上に回動仕切板を加熱して冷蔵庫の消費電力が多くなっていた。

また、回動仕切板表面への結露は、庫内の温度設定よりも冷蔵庫が設置されている場所の外気温度或いは湿度が大きく関係しており上記発明のように庫内の温度設定だけを基にしてヒータへの通電制御を行っていても、ヒータへの適切な通電制御を行うことができず、回動仕切板の表面に結露が生じることを防止することができない場合も生じる。そこでこのような場合であっても確実に結露防止を図るためにはヒータへの通電を多くする必要があり、ヒータに一定の通電をする場合と同様に冷蔵庫の消費電力が多くなる傾向が生じる。

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、回動仕切板に配設されたヒータへの通電をより適切に制御してヒータへの通電量を減らすことにより、回動仕切板の結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することである。

本発明の実施例に係る特徴は、冷蔵庫において、貯蔵室の前面開口部を閉塞する観音開き扉と、観音開き扉の少なくとも一方に設けられ、閉扉された状態で両扉の非枢支側の隙間を閉塞する回動仕切板と、回動仕切板に配設されたヒータと、貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、外気温を検出する外気温センサと、貯蔵室内温度センサと外気温センサとにより検出された温度に基づいてヒータへの通電を制御する制御手段とを備える。

本発明によれば、回動仕切板に配設されたヒータへの通電をより適切に制御してヒータへの通電量を減らすことにより、回動仕切板の結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係る冷蔵庫１の概略正面図である。冷蔵庫１は向かって左側に位置する左側扉２及び向かって右側に位置する右側扉３を有し、図１においては、左側扉２と右側扉３を閉扉させた状態を示している。領域Ａは両扉の非枢支側の隙間である右側扉３の下部には操作パネル４が設けられており、特に図１においては図示してはいないが、例えば、設定温度を調整する操作部、液晶表示部、並びに外気温を検出する外気温センサ４ａや外気の湿度を検出する外気湿度センサ４ｂ等が設けられている。左側扉２と右側扉３とが設けられている部分は冷蔵貯蔵室５の部分であり、左側扉２の下は製氷室６、さらに下は野菜室７、冷凍貯蔵室８とされている。右側扉３の下、製氷室６の向かって右隣には切替室９が設けられている。

図２は左側扉２と右側扉３を開扉させた状態を示した冷蔵庫１の概略正面図であり、左側扉２と右側扉３はそれぞれヒンジ部により枢支されて左側と右側に開くように構成されており、左側扉２の非枢支側のビード部には回動仕切板２ａを設けている。この回動仕切板２ａは、左側扉２の開閉動作に応じて回転し、閉扉された状態では、両扉の非枢支側の領域Ａをガスケットを介して閉塞して、冷蔵貯蔵室５内からの冷気漏れを防止している。また、この回動仕切板２ａは、外面を鋼板で形成し内部には断熱材を充填させており、両扉２，３と当接する鋼板の裏面側には、点線で示すようにヒータ２ｂ、ここではアルミ箔ヒータを貼着させている。なお、回動仕切板２ａは一方の扉だけでなく、他方の扉にも設けてもよい。

図３は、本発明の第１の実施例に係る冷蔵庫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３に示すように、野菜室７の背後には、冷蔵貯蔵室５、野菜室７を冷却する冷蔵用蒸発器１０が、製氷室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１１が配置されている。冷蔵室用冷気循環ファン１１が駆動されると、矢印で示すように、冷蔵用蒸発器１０により冷却された冷気が冷蔵貯蔵室５の背後に設けられている送風ダクト１２を介して冷蔵貯蔵室５内にくまなく供給され、さらに野菜室７にも供給される。但し、冷蔵貯蔵室５等に供給される冷気の量は、冷蔵室用冷気循環ファン１１の近傍であって送風ダクト１２の根元付近に設けられているダンパー１３によって調節される。これにより、冷蔵貯蔵室５内及び野菜室７内が適切に冷却される構成とされている。冷蔵貯蔵室５の壁面には冷蔵貯蔵室５内の温度を検出するための庫内温度センサ１４が設けられている。

冷蔵用蒸発器１０の背後には、冷凍貯蔵室８を冷却する冷凍用蒸発器１５が設けられている。冷凍用蒸発器１５により冷却された冷気は、図３では図示されていない冷凍室用冷気循環ファンにより、矢印で示すように、製氷室６及び冷凍貯蔵室８に供給される。

冷蔵庫１の底部には、機械室１６が形成されており、その内部には、冷媒を循環させる圧縮機１７等が配設されている。

図４は、冷蔵庫１内に設けられている各センサが検出した温度或いは湿度に基づいて各駆動手段を制御する制御装置２０を示すブロック図であり、この制御装置２０が冷蔵庫１の運転全般を制御している。図４に示すように、制御装置２０内において具体的な制御を行う制御手段２１は、庫内の温度を検出する庫内温度センサ１４、外気の温度を検出する外気温センサ４ａ、外気湿度センサ４ｂが検出する各温度或いは湿度についての信号を受け取る。制御手段２１内には、これらの各信号から庫内及び外気温或いは湿度との関係を判断し、さらに外気温と庫内温度との関係から予め決められているヒータへの通電率を格納したテーブル２２内の情報に基づいてどのくらいの通電率でヒータへ通電を行うかを判断する判断手段２３が設けられている。駆動回路２４は、判断手段２３からの指示に従って回動仕切板２ａに設けられているヒータ２ｂに通電する。なお、その他の駆動手段としては、本発明の実施例においては、例えば圧縮機１７、冷蔵室用冷気循環ファン１１、ダンパー１３が挙げられる。

図５は、回動仕切板２ａに配設されたヒータ２ｂに通電することで回動仕切板２ａを加熱し結露を防ぐことを説明したグラフである。このグラフでは、横軸は左から庫内、回動仕切板２ａ、庫外を示し、縦軸は各部分における温度を示している。以下、このグラフを用いて庫内の温度が５℃、庫外の温度３０℃の場合における通電制御について説明する。

庫内の温度が５℃である場合、熱伝導により回動仕切板２ａの各部の温度は実線のようになる。このときの外気の湿度が８０％であるとすると、その露点温度は２６．２℃である。ところが、回動仕切板２ａが外気と接する部分の温度αは、実線と回動仕切板２ａが外気と接する部分を示す線との交点に示すようにこの露点温度よりも低いため、回動仕切板２ａの表面は結露することになる。そこで、ヒータ２ｂに通電することで回動仕切板２ａを加熱して点線で示すように回動仕切板２ａ全体の温度を上げる。当然のことながら、回動仕切板２ａの温度は、ヒータ２ｂへの通電率が大きければ大きいほど上がる。このようにすることで、回動仕切板２ａが外気と接する部分の温度をβとすると、ヒータ２ｂへ通電して点線と回動仕切板２ａが外気と接する部分を示す線との交点（温度）をαからβへと上げることで回動仕切板２ａが結露することを防止する。

次に、実施例１のヒータ２ｂの通電制御について、図６のフローチャートを参照して説明する。実施例１では、ヒータ２ｂを所定時間、例えば１分間毎に通電率を変更させるため、この所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ１）。なお、この所定時間は任意に設定することが可能である。所定時間経過して、通電率を変更するタイミングに至ると外気温及び庫内の温度を検出する（ＳＴ２）。第１の実施例においては、外気温は外気温センサ４ａで、庫内の温度は庫内温度センサ１４にてそれぞれ検出される。それぞれの温度が検出されると、制御手段２１内に設けられている判断手段２３が外気温と庫内温度との関係に合った通電率をテーブル２２に参照する。制御手段２１はテーブル２２に格納されている通電率に従って、駆動回路を介してヒータ２ａを制御する（ＳＴ３）。そして、所定時間内は決められた通電率で制御され、再度、ＳＴ１に戻り所定時間毎にヒータ２ａの通電を制御する。

図７は、外気温と庫内温度との関係によって定められ予めテーブル２２に格納されている通電率を示す表である。例えば、外気温が２５℃以上あり、庫内温度が２℃以上５℃未満である場合には、通電率は９０％である。また、外気温が１０℃未満で庫内温度が５℃以上の場合は２０％の通電率である。ここで、本実施例の通電率とは、ヒータ２ａに対して１所定時間のうちどのくらいの時間通電するか否かの割合を示すものであり、例えば、５０％の通電率であれば３０秒間ヒータ２ａに通電される。従って、９０％の通電率であれば５４秒、２０％の通電率であれば１２秒それぞれヒータ２ａに通電される。この通電率は、外気温と庫内温度との関係に従って予め決められてテーブル２２に記憶されている。なお、通電率の制御には、上記したＯＮ、ＯＦＦ制御だけでなく、電圧や電流、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation：パルス幅変調）などを変更して、ヒータ２ｂの発熱量を可変させることを含んでいる。

図７からも明らかなように、庫内の温度が高く、外気温が低い場合はヒータ２ｂの通電率は低く、反対に庫内の温度が低く、外気温が高い場合はヒータ２ｂの通電率を高くしている。また、庫内温度としては、予め設定された温度の値を使用することも可能ではあるが、実際に庫内温度を検出して使用することにより、例えば、冷蔵庫１へ電源を投入した直後など、庫内が冷えていない状態ではヒータ２ａへの不必要な通電を抑制することが可能となる。

このようにすることで、外気温及び庫内温度から通電率を選択することができるため、仕切りに配設されたヒータへの通電をより適切に制御してヒータへの通電量を減らすことにより、結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することができる。

（第２の実施例）
次に本発明における第２の実施例について説明する。なお、第２の実施例において、上述の第１の実施例において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第２の実施例においては、外気温と庫内温度との温度差を求め、その温度差に応じて予め定められテーブルに格納されている通電率に従ってヒータへの通電制御を行う点で第１の実施例とは異なる。

すなわち、図８のフローチャートに示すように、まず、所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ１１）。この所定時間は任意に設定することが可能である。所定時間経過して通電率を変更するタイミングに至ると、判断手段２３において外気温センサ４ａ及び庫内温度センサ１４から送られてきた外気温と庫内温度から温度差を算出する（ＳＴ１２）。判断手段２３は算出された温度差をもってテーブル２２に格納されている通電率を参照し、該当する通電率に従って制御手段２１はヒータへの通電制御を行う。例えば、温度差が５℃未満であるか否かを判断し（ＳＴ１３）、５℃未満である場合には、２０％の通電率でヒータ２ｂへの通電を行う（ＳＴ１４）。温度差が５℃以上２０℃以下の場合には（ＳＴ１５）、６０％の通電率（ＳＴ１６）、２０℃以上温度差がある場合には１００％の通電率（ＳＴ１７）でヒータ２ｂへの通電を行う。

このようにすることで、外気温と庫内温度の温度差が大きいほど結露が発生し易く、また温度差が小さい場合は結露が発生し難いため、外気温及び庫内温度の温度差に基づき通電率を選択することで、仕切りに配設されたヒータへの通電をより適切に制御してヒータへの通電量を減らすことにより、結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することができる。

（第３の実施例）
次に本発明における第３の実施例について説明する。なお、第３の実施例において、上述の第１又は第２の実施例において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第３の実施例においては、ヒータ２ｂへの通電率を決定するに当たってテーブル２２に予め規定されている通電率及び冷蔵室用冷気循環ファン１１の回転数に基づいて通電を行う点で、上述の実施例とは異なる。

回動仕切板２ａの結露は回動仕切板２ａが低温になると発生し易いが、例えば、冷蔵室用冷気循環ファン１１が駆動すると直接回動仕切板２ａの裏面に風が当たるため、前面が温度降下し結露し易くなる。このため、庫内温度だけでなくファン１１の駆動状態によっても回動仕切板２ａの温度、すなわち結露の発生状態は変化する。

そこで、冷蔵室用冷気循環ファン１１が駆動されている場合にはヒータ２ｂへの通電率を上げて回動仕切板２ａを加熱し、一方で、冷気が循環していない場合には、通電率を低くすることで、回動仕切板２ａの貯蔵室側の表面温度の変動を抑え、外気温との関係で回動仕切板２ａが結露することをより生じさせにくくすることができる。

具体的に第３の実施例においてヒータ２ｂへの通電率を決定する場合、図９のフローチャートに示すように、まず所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ２１）。この所定時間は任意に設定することが可能である。所定時間経過して通電率を変更するタイミングに至ると外気温及び庫内の温度を検出する（ＳＴ２２）。第３の実施例においても、外気温は外気温センサ４ａで、庫内の温度は庫内温度センサ１４にてそれぞれ検出される。それぞれの温度が検出されると、制御手段２１内に設けられている判断手段２３が外気温と庫内温度との関係に合った通電率をテーブル２２に参照する。ここで、参照する通電率は、図１０に示す表の通りであり、第１の実施例において使用した外気温と庫内温度との関係によって定められている通電率を示す表（図７参照）よりも各値がそれぞれ２０％低く設定されている。第３の実施例においては、この表に基づいて通電率を決定する（ＳＴ２３）。

そして、さらに判断手段２３は、この通電率を決定した時点での冷蔵室用冷気循環ファン１１の回転数を検出する（ＳＴ２４）。回転数が高回転、例えば１５００ｒｐｍ以上である場合は冷蔵貯蔵室５内に冷気が盛んに循環している状態であり、回動仕切板２ａの貯蔵室側の表面温度は低くなっているので、既に決定された通電率をさらに２０％上乗せしてヒータ２ｂへの通電を行う（ＳＴ２５）。冷蔵室用冷気循環ファン１１の回転数が中回転、例えば１３００ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満である場合には１５％上乗せ（ＳＴ２７）、低回転、例えば１３００ｒｐｍ未満である場合には１０％の上乗せ（ＳＴ２８）とする。

このようにすることで、冷蔵室用冷気循環ファン１１の回転数に合わせて通電率を選択することができるため、仕切りに配設されたヒータへの通電をより適切に制御してヒータへの通電量を減らすことにより、結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することができる。

なお、本実施例では、ファンの回転数による通電率の決定方法について説明したが、図３に示すように、ダンパー１３を設けた形態においては、ダンパー１３の開閉状態によっても、回動仕切板２ａに与える温度影響は変化するため、このダンパー１３の開閉状態によっても、通電率を可変させることが好ましい。例えば、通電率を参照する際に、ダンパー１３が閉塞されていれば、決定された通電率を低下、ここでは２０％低下させたり、開閉時間に応じて通電率を可変させてもよい。

（第４の実施例）
次に本発明における第４の実施例について説明する。なお、第４の実施例において、上述の第１ないし第３の実施例において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第４の実施例においては、ヒータ２ｂへの通電率を決定するに当たってテーブル２２に予め規定されている通電率とさらに外気の湿度を考慮する点で、上述の実施例とは異なる。

一般的に湿度が高く外気温と庫内温度との温度差が大きい程、回動仕切板２ａが結露し易くなる。従って、湿度が低ければたとえ外気温と庫内温度との温度差が大きい場合であっても回動仕切板２ａに結露が生ずることは少なくなる。そこで、使用者の感覚で外気の湿度の高低を判断して切り替えることのできる手動スイッチ４ｃを制御パネル４内に設けている。この手動スイッチ４ｃを低い側にセットしておく、すなわち外気の湿度が低い場合には、ヒータ２ｂへの通電制御もこの低湿度の条件を加味して行われる。

具体的には、図１１のフローチャートに示すように、まず、所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ３１）。この所定時間は任意に設定することが可能である。所定時間経過して通電率を変更するタイミングに至ると、判断手段２３において外気温センサ４ａ及び庫内温度センサ１４から送られてきた外気温と庫内温度から温度差を算出する（ＳＴ３２）。判断手段２３は算出された温度差をもってテーブル２２に格納されている通電率を参照し、通電率を決定する。例えば、温度差が５℃未満であるか否かを判断し（ＳＴ１３）、５℃未満である場合には、１００％の通電率（ＳＴ１４）、温度差が５℃以上２０℃以下の場合には（ＳＴ３５）、９０％の通電率（ＳＴ３６）、２０℃以上温度差がある場合には８０％の通電率（ＳＴ３７）でヒータ２ｂへの通電を行うことを決定する。

その上で、判断手段２３はさらに手動スイッチ４ｃが「高」に設定されているか否かを判断する（ＳＴ３８）。手動スイッチ４ｃが「高」に設定されている場合は、外気の湿度が高い状態にあると判断されることから、ステップ３３ないしステップ３７で決定した通電率でヒータ２ｂへの通電制御を行う。

一方、手動スイッチ４ｃが「低」に設定されている場合は、外気の湿度が低い状態にあると判断されることから、ステップ３３ないしステップ３７で決定した通電率よりもさらに４０％低くした通電率でヒータ２ｂへの通電制御を行う（ＳＴ３９）。

図１２は、テーブル２２に格納されている外気温と貯蔵室内温度との温度差に手動スイッチ４ｃの「高」「低」の条件をも考慮して定められた通電率を示す表である。この表にも明らかなように、手動スイッチ４ｃが「高」に設定されている場合よりも「低」に設定されている場合の方が通電率が４０％低く設定されている。

このようにすることで、外気温と貯蔵室内温度との関係のみならず冷蔵庫１が設置されている場所の湿度をも考慮して通電率を選択することができるため、仕切りに配設されたヒータへの通電をより適切に制御して低湿度の場合はヒータへの通電量を減らすことにより、結露を防止しつつ消費電力の少ない冷蔵庫を提供することができる。

なお、第４の実施例においては手動スイッチ４ｃを設けて湿度の高低を通電率決定の条件の一つとしたが、制御パネル４に外気湿度センサ４ｂを設けて、検出された湿度に合わせて通電率を決定することも可能である。

本発明の第１の実施例に係る冷蔵庫の概略正面図である。 左側扉と右側扉が開いた状態を示した冷蔵庫の概略正面図である。 本発明の第１の実施例に係る冷蔵庫の概略断面図である。 本発明の第１の実施例に係る冷蔵庫内に設けられた制御装置を示すブロック図である。 回動仕切板に配設されたヒータに通電することで回動仕切板を加熱し結露を防ぐことを説明したグラフである。 本発明の第１の実施例における通電制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施例において用いられる外気温と庫内温度との関係によって定められている通電率を示す表である。 本発明の第２の実施例における通電制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施例における通電制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施例において用いられる外気温と庫内温度との関係によって定められている通電率を示す表である。 本発明の第４の実施例における通電制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施例において用いられる外気温と庫内温度、及び手動スイッチの高低との関係によって定められている通電率を示す表である。

符号の説明

１ 冷蔵庫
２ 左側扉
２ａ 回動仕切板
２ｂ ヒータ
３ 右側扉
４ 制御基板
４ａ 外気温センサ
４ｂ 外気湿度センサ
４ｃ 手動スイッチ
１１ 冷蔵室用冷気循環ファン
１３ ダンパー
２０ 制御装置
２１ 制御手段
２２ テーブル
２３ 判断手段

Claims (6)

1. 貯蔵室の前面開口部を閉塞する観音開き扉と、
   前記観音開き扉の少なくとも一方に設けられ、閉扉された状態で両扉の非枢支側の隙間を閉塞する回動仕切板と、
   前記回動仕切板に配設されたヒータと、
   前記貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、
   外気温を検出する外気温センサと、
   前記貯蔵室内温度センサと外気温センサとにより検出された温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記制御手段は、前記貯蔵室内の温度と外気温との関係から予め定められた前記ヒータへの通電率を格納するテーブルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記制御手段は、前記貯蔵室内の温度と外気温との温度差に従って予め定められた前記ヒータへの通電率を格納するテーブルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記制御手段は、貯蔵室を冷却する冷却ファンの制御状態を検出し、その結果に基づいて前記ヒータへの通電を制御す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。
5. 前記制御手段は、使用者により手動でセットされた前記外気の湿度の状態を示す手動スイッチの状態に基づいて前記ヒータへの通電を制御す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。
6. 前記制御手段は、外気の湿度を検出する湿度センサの検出湿度に基づいて前記ヒータへの通電を制御す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。
   
   
   
   
   
   

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