JP2008070041A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】野菜室内を加温したり結露防止のための各ヒーターの通電率を容易な制御により適切に設定して発熱させることにより、部品や制御コストを増やすことなく、野菜室内を適温に保持し、また仕切り部などの露付きを防止して、消費電力を低減することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵室３、および上下により低温の貯蔵室４、５、７が配置された野菜室６を設けた冷蔵庫１において、前記野菜室内を加温するヒーター、あるいは、前記冷蔵室の開口縁部若しくは前記開口を閉塞する観音開き式扉における可動縦仕切り部材17に配置された結露防止ヒーターへの通電入力を庫外温度により変更するとともに、ヒーター通電率は段階的に変更させたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷蔵室前面開口部の結露防止ヒーターあるいは野菜室内の低温化防止のためのヒーターを配設した冷蔵庫に関する。

近年、冷蔵庫における貯蔵室の中、最も収納容積が大きく使用頻度の多い冷蔵室は、その使い勝手面から最上部に配置されることが多く、さらに幅方向両側をヒンジで枢支して観音開き式で左右に開放させるようにした構成が増加しつつある。

この観音開き扉方式においては、冷蔵室部分の横断面図である図８に示すように、左右の扉（53ａ）（53ｂ）間からの外気の侵入を防止するために、一方の扉、本例では左扉（53ａ）の開放側端縁に上下端を枢支した可動式の縦仕切り（67）を設け、左右扉（53ａ）（53ｂ）の閉扉時には、前記縦仕切り（67）の磁性体で形成した平面部を前面に位置させることで、左右扉の反枢支側の隣接縁に位置するマグネットガスケット（65）（65）の吸着面を形成し、マグネットガスケット（65）を縦仕切り（67）の板面に密着させてシールすることにより庫内外の空気の漏洩を遮断していた。そして、左右いずれか、若しくは双方の扉（53ａ）（53ｂ）の開扉時には、前記縦仕切り（67）を枢支軸（67ｃ）に沿って９０度回動させて保持し、その開扉動作で縦仕切り（67）が対向する扉（53ｂ）と当接して開閉扉が不可能になるなどの支障がないように形成している。

一方、断熱箱体である冷蔵室（53）の前面開口部には、前面開口部を閉塞している各扉のガスケット周縁の外箱（52）の外面が、庫内（53）からの熱漏洩の影響を受けて露点温度以下に冷却され、特に夏季などの高温多湿時には結露し易くなることから、外箱面の断熱材側に冷凍サイクルにおける凝縮器の一部である高温の冷媒パイプ（66）を配設し、熱伝導によって外箱面を露点温度以上に加熱することで露付きの発生を防止している。

しかし、上記可動式の縦仕切り（67）部については、前述のとおり、左扉（53ａ）の端縁に上下端を枢支して回動可能な機構としているため、この部分に冷媒パイプ（66）を配設することは困難であり、可動式の縦仕切り（67）については、冷蔵庫本体側から扉ヒンジ部、および上下の枢支部を介して電気的な加熱ヒーター（68）を配設し、通電により縦仕切り（67）のガスケット吸着板面を露点温度以上に加熱し露付きを防いでいた（例えば、特許文献１参照）。

また、野菜室については、野菜室の背面に設けた温度センサーにより、野菜室の底面および背面の一部に配設した加温ヒーターに通電して目標温度となるようにしていた。そして具体的実施構成としては、庫外温度と、冷蔵室内温度あるいは野菜室内温度との温度差に基づいてそれぞれのヒーターの通電率をＰＩＤ制御し、設定した最低通電率から温度差によって通電率を変化させることで、前記結露防止ヒーター（68）や野菜室加熱ヒーターを制御していた。
特開２００４−３５３９７２号公報

しかしながら、上記ＰＩＤ計算による通電率の制御構成では、例えば、冷気流路に面している野菜室背面に設置した温度センサーが、野菜室の背面を流れる低温の冷気温度の影響を受けたり、野菜室の引出し開扉時の庫外温度の影響を受けて温度を誤検知することで通電率が上下して不安定になる不具合があり、現実的には正常に動作するに至らない状況であった。そのため通電動作としては、図３に破線で示すように、低い庫外温度では、約４Ｗの加熱ヒーターは１００％の最高通電率となり、他の場合は２０％の最低通電率で動作する状態になるため、冷蔵室（53）内温度との差異がなくなる状況となっていた。

また、観音開き式冷蔵室扉の可動縦仕切り（67）の加熱ヒーター（68）のワット数は、低庫外温度時の対応を考慮したり、冷蔵室内温度との温度差による複雑さから適正値が予測できないことから、防露実力の基本値より高めの５Ｗに設定していることもあって、現実には必要通電量以上が通電される状況にあり、消費電力量が大きくなるとともに室内温度への悪影響を生じていた。

本発明は、上記の点を考慮してなされたものであり、野菜室内を加温したり結露防止のための各ヒーターの通電率を容易な制御により設定して発熱させることにより、部品や制御開発コストを増やすことなく、野菜室内を適温に保持し、また仕切り部などの露付きを防止して、消費電力を低減することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の冷蔵庫は、仕切断熱壁を介した少なくとも一方の隣接部に冷凍温度に冷却される貯蔵室が配置された野菜室を有し、前記野菜室内を加温するヒーターへの通電入力を庫外温度により変更するとともに、ヒーター通電率は段階的に変更させたことを特徴とするものであり、請求項４記載の冷蔵庫は、冷蔵室の開口縁部若しくは前記開口を閉塞する観音開き式扉における可動縦仕切り部材に配置された結露防止ヒーターへの通電入力を庫外温度により変更するとともに、ヒーター通電率は一次の線形に沿って変更させたことを特徴とするものである。

本発明の請求項１および請求項４、あるいはそのいずれかに記載の冷蔵庫によれば、野菜室内を加温したり結露防止のための各ヒーターの通電率を容易な制御により適切に設定することができ、野菜室内を適温に保持し、また仕切り部などのの露付きを防止することができ、不必要に多くの電力を消費することがなく省電力をおこなうことができる。

以下、本発明の１実施形態につき、図面に基づいて説明する。図１に正面図、図２に要部の縦断面図を示す冷蔵庫（１）は、断熱された箱体によって内箱内部に形成した貯蔵空間をいくつかの断熱された仕切壁（２）で区分することで、庫内に複数の独立空間を形成し、冷蔵室（３）、製氷室（４）と温度切替室（５）、野菜室（６）、冷凍室（７）など食品の貯蔵温度に適した所定の温度帯に冷却制御している。

各貯蔵室の開口部には、それぞれ開閉扉を設けており、本体上部に最も収納量の大きな貯蔵室として配置した冷蔵室（３）の扉（３ａ）（３ｂ）は、前面開口部の両側の上下に取り付けたヒンジにその外側を枢支することで観音開き式で回動自在に取り付けられており、製氷室（４）や温度切替室（５）、野菜室（６）や冷凍室（７）ほかの貯蔵室扉は、引出し式に形成されている。

しかして、前記野菜室（６）の上下に仕切壁（２）を介して設けられた製氷室（４）や温度切替室（５）および下方の冷凍室（７）は、基本的に−１８℃以下の冷凍温度に冷却される貯蔵空間であり、これら低温の冷凍温度空間の各貯蔵室に囲まれた３〜５℃の温度帯である野菜室（６）は、前記仕切壁（２）からの低温熱伝導による影響を受け、また、野菜室（６）の背面には、冷蔵室（３）からの循環冷気通路（８）が形成されており、室内が必要以上に冷却されることから、野菜室（６）が過度に冷却されて収納されている野菜類への低温影響をなくすため、野菜室（６）の底面および野菜室（６）の背部に配置した冷蔵用冷却器（９）に対向しない部分には加温ヒーター（10）を取り付けている。

この野菜室（６）の加温ヒーター（10）は、冷蔵室（３）の温度を検知して冷凍サイクルを運転制御する冷蔵室センサー、あるいは野菜室専用に設けた野菜室センサーと、冷蔵庫（１）の庫外温度、例えば、冷蔵室扉（３ｂ）の表面の操作パネルに取り付けた図示しない室温センサーによる値でその通電率を制御するものである。

このとき、庫外温度は、「低室温」、「中低室温」、「中高室温」、「高室温」のように４段階に区分し、図３のグラフに実線で示すように、横軸に、庫外温度が、例えば、１２℃以下の「低室温」、１３℃以上１７℃以下の「中低室温」、１８℃以上３２℃以下の「中高室温」、および３３℃以上の「高室温」程度に大きく区分して、各段階毎に所定の通電率を設定している。

具体的には、図４の表にも示すように、前記「低室温」では通電率を１００％とし、「高室温」では２０％にするとともに、その間の「中低室温」では６０％、「中高室温」では４０％というようにそれぞれが目標温度になるような通電率とし、「低室温」から「高室温」になるにしたがって通電率が段階的に低くなるように設定している。

野菜室（６）は、比較的高温の貯蔵空間であり、さほど厳密な制御を必要としないものであって、開閉扉毎に一時的な温度上昇現象もあることから、ＰＩＤ制御などのシビアな制御で温度変動の都度、これに合わせてヒーター通電をおこなうと、却って無駄に電力を消費したり、温度補償ができない状況が発生する可能性があるが、上記のように庫外温度帯を大きく区分し、これに合わせて通電率も大きく設定して段階的に制御することで、制御設計が容易になり、また開発期間も短縮することができることから結果として製造コストを低減することができるものである。さらに、近年の機種の多様化に対しても有効に対応でき、設定値が少ないことから制御も簡易化できる利点を有する。

上記における最大通電率や最小通電率、およびその間の通電率は、ＥＥＰ−ＲＯＭにより書き換え可能とすることで、製品機種間や冷蔵庫各貯蔵室のレイアウトにより容易に変更させることができ、設計対応が迅速にできるため開発のための検討期間をさらに短縮できる利点がある。

また、前記通電率は、操作ダイアルなどによる温度調節機構により野菜室（６）内の温度を変更させた際にも変更させるようにしており、ダイアル「適」に対して、ダイアル「強」は通電率を−１５％とし、ダイアル「弱」では＋１５％とすることによって、特に野菜室（６）内温度の落ち込みによる底面温度の補償をおこなうことができるものであり、この場合、ダイアルによる室内温度設定を緩めるようにすれば、ヒーター通電率を低下させて省電力化できる効果を有する。

さらに、図４の表にも示すように、上記ダイアル「強」で−１５％、「弱」で＋１５％の通電率の増減は「高室温」の場合とし、「中高室温」や「中低室温」では「強」での通電率を＋１０％、「弱」では−１０％とすることで野菜室温や庫外の温度条件に対応させ、「低室温」の場合はダイアル「強」「弱」とも通電率を変動しないように設定しておけば、よりきめ細かい適切な野菜室（６）の加熱制御が可能となる。

なお、野菜室（６）の背面には、冷蔵用の冷却器（９）を設置していることから、冷蔵用冷却器（９）からの除霜水を受けて庫外に流出させる露受け樋（12）の裏面に配設した樋ヒーター（13）も前記加温ヒーター（10）に連動して同様の通電率で動作させるようにすれば、効果的に露受け樋（12）も加熱できる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。前記各扉裏面周縁には、例えば、冷蔵室左扉（３ａ）の横断面である図２に示すように、マグネットガスケット（15）が取り付けられ、閉扉の際には冷蔵庫本体（１）の前面開口部周縁との間隙を密閉シールして冷蔵室内（３）と外部とを熱的に遮断し、庫内外の熱漏洩を防止するようにしている。

また、冷蔵庫本体（１）の開口部には、冷凍サイクルの圧縮機から吐出される高温のガス冷媒が流通する冷媒パイプ（16）が配設されており、本体（１）の庫外側が低温化して結露することを防止し、同時に熱交換して放熱することでガス冷媒の凝縮作用をおこなう凝縮器の一部を兼ねている。

冷蔵室（３）の扉については、前述のように、扉を左右に分割して回動させる観音開き式としており、左右の扉（３ａ）（３ｂ）間に生じる間隙からの外気の侵入を防止するために、一方の扉、本実施例においては、左扉（３ａ）の開放側の端縁に上下端を枢支した可動式の縦仕切り（17）を設けている。この縦仕切り（17）は庫内方向への所定厚の断熱層（17ａ）を有するとともにその前面は薄鋼板などの磁性材料で平面状にして左右扉（３ａ）（３ｂ）の反枢支側の隣接縁に位置するマグネットガスケット（15）の吸着面を形成しており、左扉（３ａ）あるいは右扉（３ｂ）の閉扉時には、マグネットガスケット（15）を縦仕切り（17）の前面板（17ｂ）に密着させて庫内外の空気の流通を遮断するように構成する。

そして、左右扉のいずれか、若しくは双方の扉（３ａ）（３ｂ）の開扉時には、特に図示しないガイド機構と枢支部に設けた捻りバネの作用により、前記縦仕切り（17）を枢支軸（17ｃ）に沿って、２点鎖線で示すように、９０度回動させて保持するようにしており、それぞれ扉の開閉扉動作時における縦仕切り（17）と対向する扉（３ｂ）との当接を防いで扉開閉に支障がないようにしている。

縦仕切り（17）の前面板（17ｂ）の断熱層（17ａ）側には、左右のガスケット（15）の吸着面に対応するそれぞれの位置に結露防止用のヒーター（18）を設けている。このヒーター（18）はコードヒーターであって、冷蔵庫本体（１）の電気制御部から冷蔵室左扉（３ａ）のヒンジ部から扉内面を経由し、さらに縦仕切り（17）の上下の枢支部（17ｃ）を介して縦仕切りの前面板（17ｂ）の裏面側に配設されるものであり、５Ｗ程度の通電により縦仕切りの前面板（17ｂ）を露点温度以上に加熱し板面への露付きを防ぐものである。

しかして、前記縦仕切りの前面板（17ｂ）部に設けた結露防止ヒーター（18）への通電は下記のように制御される。すなわち、前記室温センサーが検知する冷蔵庫外の温度によりあらかじめ設定されたヒーター通電率を変化させるものであり、図６のグラフ、図７の表に示すように、横軸を冷蔵庫外の気温として、例えば、１０℃以下を「低室温」、１１〜３４℃を「中室温」、３５℃以上を「高室温」に設定している。縦軸は通電率として、最低は０％、最高は１００％と設定するが、製品設計時には、あらかじめ大きめのヒーター容量を備えておき、通電率を冷蔵庫キャビネット表面が露付き限界温度となるように適宜設定しながら調整し、最適値を求めるようにすれば短い検討期間で容易に最適値を決定できるものであり、本実施例の場合は、最大を８０％通電、最小は１０％通電と設定して１次の線形を形成させている。

冷蔵庫の庫外温度や湿度は、通常、急激に変化するものではない。また、冷蔵室内温度の変化に応じて前記結露防止ヒーター（18）への通電率を変更制御した方が適切ではあるが、前述のように外部からの熱漏洩や雰囲気変化の都度に対応制御すると、制御構成が複雑になるばかりでなく、適切に対応できなくなる現実的な問題がある。そして、貯蔵室内温度は外面の結露に対しては影響を受けないことが実験で確認されていることからも、本発明における前記結露防止ヒーター（18）は、上記のように、急激な温度変化の少ない現実の庫外温度に基づいて線形でヒーター通電率を制御することで、露付きを発生させることなく、且つ電力消費を低減することができるものである。

前記通電率の最大値や最小値は、ＥＥＰ−ＲＯＭにより書き換え可能とすることで、製品機種間や冷蔵庫各貯蔵室のレイアウトの変更に容易に対応させることができ、また、最大値や最小値を変化させることで１次の線形の傾斜を変化させ、設定値間の座標切片も変化させることにより、最適なヒーター通電パターンを得ることが可能となる。

なお、前記庫外温度の最高温度以上の通電率、および最低温度以下の通電率についてはそのまま変化させることなく８０％通電、あるいは１０％通電としている。

また、前記通電率は、ダイアルなどの温度調節機構により冷蔵室（３）内の温度を変更させた際にも変更させるようにしており、図７の表に示すように、例えば、ダイアル「適」に対して、ダイアル「強」の場合は、通電率を＋１０％として、露付き防止のための温度条件を補償させるようにし、ダイアル「弱」では、−１０％とすることによって、温度条件に対応させるようにする。

さらに、上記ダイアル「強」での＋１０％の通電率は、庫外温度が１０℃以下の「低室温」および１１〜３４℃までの「中室温」の範囲とし、庫外温度が３５℃以上の「高室温」では通電率変動はおこなわないものとし、ダイアル「弱」での−１０％の通電率は、庫外温度が「中室温」および３５℃以上の「高室温」に適用し、庫外温度が１０℃以下の「低室温」時における通電率変動はおこなわないようにすることで、よりきめ細かい結露防止ヒータ（18）の通電制御が可能となる。

上記実施例による野菜室（６）の加温ヒーター（10）や冷蔵室（３）扉の縦仕切り（17）部の結露防止ヒーター（18）の通電率を庫外温度や貯蔵室内温度の状況に対応して制御し、各ヒーターを的確に発熱させることで、貯蔵温度補償や露付き防止作用をおこなうとともに、煩雑な実験や係数設定を要するＰＩＤ制御によらずとも、簡単な制御構成で無駄なヒーター通電をなくし、消費電力量を低減して大きな省エネルギー効果を得ることができる。

なお上記実施例については、野菜室（６）を、併置した製氷室（４）、温度切替室（５）と下方の冷凍室（７）との間に配置した構成で説明したが、本発明はこれに限るものではなく、野菜室（６）が、隣接する貯蔵室の温度影響を受けるような形態における室内加温ヒーターの制御構成に適用できるものである。

また、結露防止ヒーターの通電率制御については、現状では電気ヒーター（18）しか設置し得ない観音開き式扉（３ａ）（３ｂ）における可動縦仕切り（17）へのヒーター通電量の設定について説明したが、これに限らず、通常高温冷媒パイプ（16）を配設している貯蔵室の前面開口縁部や前面仕切板部分に電気ヒーターを配設する際の通電量の制御に適用してもよいことは言うまでもない。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の概略正面図である。 図１の野菜室部分を示す縦断面図である。 庫外温度と野菜室加温ヒーターの通電率との関係を示すグラフである。 本発明の庫外温度と野菜室加温ヒーターの通電率との関係を示す表である。 図１の観音開き式冷蔵室扉の左扉部分を示す拡大横断面図である。 本発明の庫外温度と結露防止ヒーターの通電率との関係を示すグラフである。 本発明の庫外温度と結露防止ヒーターの通電率との関係を示す表である。 一般の観音開き式冷蔵庫扉部分の横断面図である。

符号の説明

１ 冷蔵庫本体
２ 仕切壁
３ 冷蔵室
３ａ、３ｂ 冷蔵室扉
６ 野菜室
10 加温ヒーター
13 樋ヒーター
15 マグネットガスケット
16 冷媒パイプ
17 縦仕切り
17ａ 断熱層
17ｂ 前面板
17ｃ 枢支部
18 結露防止ヒーター

Claims (6)

1. 仕切断熱壁を介した少なくとも一方の隣接部に冷凍温度に冷却される貯蔵室が配置された野菜室を有し、前記野菜室内を加温するヒーターへの通電入力を庫外温度により変更するとともに、ヒーター通電率は段階的に変更させたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 野菜室内を加温するヒーターは、所定値以下の低庫外温度ではその通電を最大通電率とするとともに所定値以上の高庫外温度では最小通電率とし、前記低および高庫外温度間の各段階毎に通電率を設定したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 庫外温度とともに冷蔵室内温度あるいは野菜室内温度により野菜室内を加温するヒーターへの通電入力を変更することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
4. 冷蔵室の開口縁部若しくは前記開口を閉塞する観音開き式扉における可動縦仕切り部材に配置された結露防止ヒーターへの通電入力を庫外温度により変更するとともに、ヒーター通電率は一次の線形に沿って変更させたことを特徴とする冷蔵庫。
5. 冷蔵室結露防止ヒーターは、所定値以上の高庫外温度ではヒーターへの通電を最大通電率とし、所定値以下の低庫外温度ではヒーターへの通電を最小通電率としたことを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫。
6. 野菜室あるいは冷蔵室内の温度調整部材の設定温度により野菜室加温ヒーターあるいは冷蔵室結露防止ヒーターへの通電率を変更したことを特徴とする請求項１または４記載の冷蔵庫。

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