JP2008232530A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜水が蒸発皿から溢れる事が無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することを目的とするものである。
【解決手段】浸漬パイプ９と放熱器１０との接続部に設けられた三方弁２４と、圧縮機７の吸入パイプとサクションパイプ１４との接続部に設けられた分岐管２３と、三方弁２４を開閉する三方弁開閉手段２５を設置することで、除霜水が蒸発皿１７から溢れる事は無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、本体下部の機械室に蒸発皿とファンを備えた冷蔵庫に関するものである。

近年、様々な除霜水の蒸発方法が採用された冷蔵庫が発売されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の背面の概略断面図を示すものである。図８は、図７に示すＡ−Ａ線の断面図である。図９は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御装置のブロック図を概略表示したものである。図７から図９において、冷蔵庫本体１と、冷蔵庫本体１の庫内温度を検知する庫内センサ２と、庫内センサ２の検知温度を制御装置３へ伝達する庫内センサ検知手段４と、冷蔵庫本体１の庫外に設置され外気温度を検知する外気温センサ５と、外気温センサ５の検知温度を制御装置３へ伝達する外気温センサ検知手段６と、冷蔵庫本体１の背面下部に設置された圧縮機７と、圧縮機７の運転と停止を行う圧縮機運転手段８と、圧縮機７に設けられた吐出パイプに接続された浸漬パイプ９と、浸漬パイプ９に接続され冷蔵庫本体１の底面に設置された放熱器１０と、放熱器１０に接続されたドライヤ１１と、ドライヤ１１に接続されたキャピラリーチューブ１２と、キャピラリーチューブ１２に接続され冷蔵庫本体１の庫内に設置された冷却器１３と、冷却器１３と圧縮機７の吸入パイプとを接続するサクションパイプ１４と、冷蔵庫本体１の庫内に設置された庫内ファン１５と、庫内ファン１５の運転と停止を行う庫内ファン運転手段１６と、冷却器１３の除霜水を貯留し浸漬パイプ９が配設された蒸発皿１７と、冷却器１３の下方に冷蔵庫本体１を貫通し冷却器１３の除霜水を蒸発皿１７へ導く通水パイプ１８と、蒸発皿１７近傍に設置された庫外ファン１９と、庫外ファン１９の運転と停止を行う庫外ファン運転手段２０とから構成される。

以上のように構成された冷蔵庫の動作を図１０のフローチャートと図１１のタイムチャートを用いて説明する。なお、図１１のタイムチャートは、図１０のフローチャートの流れが繰り返し行われた時の庫内センサ２の検知温度、外気温センサ５の検知温度、圧縮機７の運転および停止の状態、庫外ファン１９の運転および停止の状態、さらに庫内ファン１５の運転および停止の状態を時間を追って示したものである。

図１０及び図１１において、最初にステップ１で庫内センサ検知手段４が冷蔵庫本体１の庫内温度を庫内センサ２により検知する。ステップ２では制御装置３が庫内温度が所定より高い庫内温度（所定の庫内温度は、たとえば−１８℃）かどうかを判断し、高ければステップ３へ進み、所定以下であればステップ９へと進む。ステップ３では、圧縮機運転手段８により圧縮機７の運転が開始される。ステップ４では、庫内ファン運転手段１６により庫内ファン１５の運転が開始される。次に、ステップ５では冷蔵庫本体１の周囲温度である外気温度を、外気温センサ５によって外気温センサ検知手段６が検知する。ステップ６では、制御装置３が外気温センサ５によって検知した外気温度を、外気温度が所定より高い外気温度（所定の外気温度は、たとえば１５℃）かどうかを判断し、高ければステップ７へ進み、所定温度以下であればステップ８で庫外ファン運転手段２０により庫外ファン１９の運転が停止されてステップ１へと戻る。ステップ７では、庫外ファン運転手段２０により庫外ファン１９の運転が開始されステップ１へと戻る。ステップ９からステップ１１では庫内ファン運転手段２０により庫内ファン１５の運転が停止され、圧縮機運転手段８により圧縮機７の運転が停止され、庫外ファン運転手段２０により庫外ファン１９の運転が停止される。

次に、図９の従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御装置のブロック図の概略表示を用いて冷凍サイクルの動作を説明する。圧縮機７の運転によって圧縮された冷媒は高温、高圧の気体となり浸漬パイプ９に送られる。浸漬パイプ９からさらに放熱器１０に送られた冷媒は、放熱器１０で熱を奪われて凝縮し放熱器１０の途中で高圧の液体となる。ここで庫外ファン１９は、放熱器１０と圧縮機７とに送風して空冷する作用をもつ。またさらに、冷媒はドライヤ１１を通過しキャピラリーチューブ１２により減圧され低温、低圧の気体と液体の入り混じった二相状態となり、冷却器１３で庫内ファン１５によって攪拌された庫内の空気と熱交換して冷蔵庫本体１の庫内を冷却した後、低温、低圧の気体となりサクションパイプ１４を通じて圧縮機７に再び戻るという冷凍サイクルを繰り返し、庫内が冷却される。

次に庫内温度センサ検知手段４により庫内センサ２が所定より高い庫内温度を検知し、圧縮機７と庫内ファン１５の運転が開始された時、さらに外気温センサ検知手段６により外気温センサ５が所定以下の外気温を検知している場合は庫外ファン１９の運転は開始されない。何故ならば、外気温が低い時は冷媒が放熱器１０で熱を奪われ過ぎて過凝縮状態となり、放熱器１０内に冷媒が液体のまま滞留しがちになり、冷凍サイクルが繰り返されにくくなり、正常に庫内を冷却する事が出来ない可能性があるからである。

このとき、圧縮機７と庫内ファン１５と庫外ファン１９の運転の開始と停止が繰り返されると冷却器１３には霜が付くが、適切な時期に制御装置３の制御により冷却器１３は除霜され、冷却器１３の霜は除霜水となって通水パイプ１８を通じて蒸発皿１７に貯留される。庫内センサ検知手段４により庫内センサ２が所定より高い庫内温度を検知し、さらに外気温センサ検知手段６により外気温センサ４が所定より高い外気温を検知している場合、蒸発皿１７に貯留された除霜水は圧縮機７の運転により浸漬パイプ９によって加熱される。さらに、庫外ファン１９の運転によって放熱器１０で加熱された空気が蒸発皿１７の表面に送風されて、除霜水の蒸発作用が促進され、貯留された除霜水の量は減って行く。従って、除霜による除霜水が蒸発皿１７から溢れる事は無い。
特開２００５−１２７５２６号公報

しかしながら上記従来の構成では、外気温センサ検知手段６により外気温センサ５が所定の外気温以下を検知している場合、蒸発皿１７に貯留された除霜水は、圧縮機７と庫内ファン１５の運転時、浸漬パイプ９によって加熱されるが、庫外ファン１９による除霜水の蒸発作用の促進がなく、除霜による除霜水が蒸発皿１７から溢れる可能性があるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、正常に庫内を冷却する事が出来ると共に、蒸発皿１７に貯留された除霜水の蒸発作用を促進し、除霜水が蒸発皿１７から溢れる事が無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体下部の機械室内に圧縮機と蒸発皿と庫外ファンとを有し、庫内を冷却する庫内ファンと、外気温を検知する外気温センサと前記圧縮機の吐出パイプに接続された浸漬パイプから圧縮機の吸入パイプへバイパスするバイパス配管を三方弁を介して備え、前記外気温センサが所定温度以下の時、前記庫内ファン停止状態で圧縮機を一定時間運転するとともに、前記庫外ファンを運転させるものである。

これによって、正常に庫内を冷却する事が出来ると共に、冷却器へ冷媒が送られなくなるため、本来ならば放熱器と冷却器のバランスによって放熱される放熱器の熱量を浸漬パイプの温度上昇に使う事が出来るので蒸発皿の除霜水への更なる加熱が出来、また庫外ファンによって放熱器に残る余熱で加熱された空気が蒸発皿の表面に送風される。さらに圧縮機を引き続き一定時間運転した後の停止後も、庫外ファンは引き続き運転されるので除霜水の蒸発作用が促進され、除霜水が蒸発皿から溢れる事は無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。

本発明の冷蔵庫は、除霜水が蒸発皿から溢れる事は無く除霜水の蒸発作用の効率を良くすると共に、消費電力量の低減を図った冷蔵庫を提供することが出来る。

請求項１に記載の発明は、冷蔵庫本体下部の機械室内に圧縮機と蒸発皿と庫外ファンとを有し、庫内を冷却する庫内ファンと、外気温を検知する外気温センサと前記圧縮機の吐出パイプに接続された浸漬パイプから圧縮機の吸入パイプへバイパスするバイパス配管を三方弁を介して備え、前記外気温センサが所定温度以下の時、前記庫内ファン停止状態で圧縮機を一定時間運転するとともに、前記庫外ファンを運転させるものであり、正常に庫内を冷却する事が出来ると共に、冷却器へ冷媒が送られなくなるため、本来ならば放熱器と冷却器のバランスによって放熱される放熱器の熱量を浸漬パイプの温度上昇に使う事が出来るので蒸発皿の除霜水への更なる加熱が出来、また庫外ファンによって放熱器に残る余熱で加熱された空気が蒸発皿の表面に送風される。さらに圧縮機を引き続き一定時間運転した後の停止後も、庫外ファンは引き続き運転されるので除霜水の蒸発作用が促進され、除霜水が蒸発皿から溢れる事は無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記庫内ファン停止状態で前記圧縮機を一定時間運転する時、前記圧縮機の回転数を通常時よりも上げるようにするものであり、さらに除霜水の蒸発作用を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記庫内ファン停止状態で前記圧縮機を一定時間運転するとともに、前記庫外ファンの回転数を通常よりも上げて運転させるものであり、さらに除霜水の蒸発作用を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機運転中におけるドア開閉時間をドア開閉カウントタイマによってカウントし、所定カウント以上の場合、さらに前記庫外ファン運転時間を一定時間継続延長するものであり、さらに除霜水の蒸発作用を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御ブロックを概略表示した図である。図２は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫の動作のフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫の動作のタイムチャートである。図１において、庫外ファン一定時間運転手段２１は制御装置３に接続されると共に庫外ファン運転手段２０に接続されている。圧縮機一定時間運転手段２２は制御装置３に接続されると共に圧縮機運転手段８に接続され、放熱器１０とドライヤ１１との接続部に設けられた三方弁２４と、圧縮機７の吸入パイプとサクションパイプ１４との接続部に設けられた分岐管２３と、三方弁２４の開閉を行う三方弁開閉手段２５を設置し、三方弁開閉手段２５は制御装置３に接続されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下、その動作を図２と図３を用いて説明する。

図２において、ステップ１からステップ８までは従来通りである。ステップ９において圧縮機運転手段８が圧縮機７を運転しているかどうかを制御装置３が判定し、圧縮機７が運転状態にあればステップ１０に進む。圧縮機７が停止していればステップ１へ戻る。ステップ１０では庫内ファン運転手段１６により庫内ファン１５の運転が停止される。ステップ１１では、外気温センサ検知手段６により外気温センサ５が外気温度を検知する。ステップ１２では、制御装置３により外気温度が所定温度（たとえば１５℃）より高いかどうかを判断し、高ければステップ１３へ進み、所定温度以下であればステップ１５へと進む。ステップ１３とステップ１４では、圧縮機運転手段８により圧縮機７が停止され、庫外ファン運転手段２０により庫外ファン１９の運転が停止されてステップ１へと戻る。ステップ１５では、庫外ファン運転手段２０によって庫外ファン１９の運転が開始される。ステップ１６では、三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が冷媒の流れＢとなる圧縮機側に開される。ステップ１７では、圧縮機一定時間運転手段２２により圧縮機運転手段８へ運転継続信号が出され圧縮機７が引き続き所定の時間（たとえば５分間）運転される。ステップ１８では、制御装置３により圧縮機７の回転数が通常よりも上げられる。その後のステップ１９では、制御装置３により、庫外ファン１９の回転数を上げる。ステップ２０では、圧縮機一定時間運転手段２２により圧縮機運転手段８へ運転停止信号が出され圧縮機７の運転が停止される。ステップ２１では庫外ファン一定時間運転手段２１により庫外ファン運転手段２０へ運転開始信号が出され、庫外ファン１９がさらに引き続き所定の時間（たとえば３分間）運転され、ステップ２２において庫外ファン一定時間運転手段２１により庫外ファン運転手段２０へ運転停止信号が出され、庫外ファン１９の運転が停止される。そして、ステップ２３では、三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が元の冷媒流れＡ側である冷却器側に開され、ステップ１へ戻る。

以上のように、本実施の形態においては、放熱器１０とドライヤ１１との接続部に設けられた三方弁２４と、圧縮機７の吸入パイプとサクションパイプ１４との接続部に設けられた分岐管２３と、三方弁２４の開閉を行う三方弁開閉手段２５を設置し、圧縮機運転手段８によって圧縮機７が運転され、庫内ファン運転手段１６によって庫内ファン１５が運転され、さらに三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が冷却器側の冷媒流れＡに開されている状態で、庫内センサ検知手段４によって庫内センサ２が所定の庫内温度以下を検知した時に庫内ファン運転手段１６により庫内ファン１５を停止し、さらに外気温センサ検知手段６により外気温センサ５が所定の外気温度以下を検知した時、庫外ファン運転手段２０によって庫外ファン１９の運転が開始され、三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が圧縮機側の冷媒流れＢに開され、さらに圧縮機一定時間運転手段２２によって圧縮機７を引き続き一定時間（たとえば５分間）運転した後に停止し、庫外ファン一定時間運転手段２１によってさらに庫外ファン１９を引き続き（たとえば３分間）運転した後に停止すると共に、三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が冷却器側の冷媒流れＡに開することで、正常に庫内を冷却する事が出来ると共に、冷却器１３から放熱器１０へ冷媒が送られなくなるため、本来ならば放熱器１０と冷却器１３のバランスによって放熱される熱量を浸漬パイプ９の温度上昇に使う事が出来るので蒸発皿１７の除霜水への更なる加熱が出来、また庫外ファン１９によって放熱器１０に残る余熱で加熱された空気が蒸発皿１７の表面に送風される。さらに圧縮機７を引き続き一定時間運転した後の停止後も、庫外ファン１９は引き続き運転されるので除霜水の蒸発作用が促進され、除霜水が蒸発皿１７から溢れる事は無く、除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。また、次回の圧縮機起動時において、冷却器１３の低圧力側と放熱器１０の高圧力側で、圧力差が生じているため起動後の冷却運転が効率良く行われ、早く所定の温度に達することができるため、圧縮機７の運転率を下げることができ、消費電力量低減を図った冷蔵庫を提供できる。

なお、本実施の形態において、ステップ２３で三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が元の冷媒流れＡ側である冷却器側に開されるが、次回起動時まで三方弁２４を冷媒の流れＢとなる圧縮機側に開しておくと、更に消費電力量の低減を図ることができる。

なお、本実施の形態において、浸漬パイプ９の内面を溝付きパイプすることにより、浸漬パイプ９内の冷媒と蒸発皿１７の除霜水との熱交換効率がさらに向上し、除霜水の蒸発作用が促進されて除霜水が蒸発皿１７から溢れる事は無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。

またなお、本実施の形態において、浸漬パイプ９をアルミパイプ製にすることで、除霜水の蒸発作用の効率が良く、安価な冷蔵庫を提供できる。

またなお、浸漬パイプ９の外表面にアルミなどの材質によるフィンを巻きつけることにより、除霜水と浸漬パイプ９との接触面積が増加されるため、除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。放熱器１０はフィンチューブ型のものが多く、放熱器１０の延長としても良い。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御ブロックの概略表示図である。図５は、本発明の実施の形態２による冷蔵庫の動作のフローチャートである。図６は、本発明の実施の形態２による冷蔵庫のタイムチャートである。

図４から図６において、実施の形態１に、さらにドア開閉カウントタイマ２６と制御装置３により、庫外ファン１９が圧縮機運転継続後の後に所定の時間（たとえば３分間）運転されたあと、ドア開閉時間によって更に庫外ファン１９の運転を継続するものである。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を、図５と図６を用いて説明する。

ステップ１からステップ２１は、実施の形態１と同じである。ステップ２４はステップ２１とステップ２２の間に行われ、ドア開閉カウントタイマ２６と制御装置３によって、圧縮機７の運転中におけるドア開閉が所定の時間以上（たとえば１分間）ならば、ステップ２１における庫外ファン１９を所定の時間（たとえば３分間）運転する運転時間のあとに、ステップ２５にて更に庫外ファン１９を所定の時間（たとえば３分間）運転させる。

以上のように、本実施の形態においては、三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が圧縮機側の冷媒流れＢに開され、さらに圧縮機一定時間運転手段２２によって圧縮機７を引き続き一定時間（たとえば５分間）運転したあとに、圧縮機７運転中のドア開閉時間をドア開閉カウントタイマ２６でカウントし、一定時間（たとえば１分間）以上ならば、庫外ファン一定時間運転手段２１による庫外ファン１９の引き続き運転する時間（たとえば３分間）のあとに、さらに引き続き運転（たとえば３分間）させるものである。これによりドア開閉による外気からの水分侵入増加による除霜水の増加においても、庫外ファン１９の運転時間を延長することにより、蒸発皿１７の除霜水への風量を増やし、除霜水の蒸発作用が促進され、除霜水が蒸発皿１７から溢れる事は無く、除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。また、次回の圧縮機起動時において、冷却器１３の低圧力側と放熱器１０の高圧力側で、圧力差が生じているため起動後の冷却運転が効率良く行われ、消費電力量低減を図った冷蔵庫を提供できる。

なお、本実施の形態において、ステップ２３で三方弁開閉手段２５によって三方弁２４が元の冷媒流れＡ側である冷却器１３側に開されるが、次回起動時まで三方弁２４を冷媒の流れＢとなる圧縮機７側に開しておくと、更に消費電力量の低減を図ることができる。

なお、本実施の形態において、浸漬パイプ９の内面を溝付きパイプすることにより、浸漬パイプ９内の冷媒と蒸発皿１７の除霜水との熱交換効率がさらに向上し、除霜水の蒸発作用が促進されて除霜水が蒸発皿１７から溢れる事は無く除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。

またなお、本実施の形態において、浸漬パイプ９をアルミパイプ製にすることで、除霜水の蒸発作用の効率が良く、安価な冷蔵庫を提供できる。

またなお、浸漬パイプ９の外表面にアルミなどの材質によるフィンを巻きつけることにより、除霜水と浸漬パイプ９との接触面積が増加されるため、除霜水の蒸発作用の効率が良い冷蔵庫を提供することが出来る。放熱器１０はフィンチューブ型のものが多く、放熱器１０の延長としても良い。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、外気温センサが所定の外気温度以下を検知している場合に圧縮機の運転制御、庫外ファンの運転制御を工夫し、さらに冷凍サイクルに三方弁と分岐管を設けると共に、三方弁の開閉制御を工夫する事で除霜水の蒸発作用を促進することができ、除霜水が蒸発皿から溢れる事は無い冷蔵庫を提供することが出来るので、冷凍機器全般における除霜水の蒸発作用の促進にも適用できる。

本発明の実施の形態１による冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御ブロックの概略表示図 本発明の実施の形態１による冷蔵庫の動作のフローチャート 本発明の実施の形態１による冷蔵庫の動作のタイムチャート 本発明の実施の形態２による冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御ブロックの概略表示図 本発明の実施の形態２による冷蔵庫の動作のフローチャート 本発明の実施の形態２による冷蔵庫の動作のタイムチャート 従来の冷蔵庫の背面の概略断面図 図７に示すＡ−Ａ線の断面図 従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの配管配置と制御ブロックの概略表示図 従来の冷蔵庫の動作のフローチャート 従来の冷蔵庫の動作のタイムチャート

符号の説明

１ 冷蔵庫本体
２ 庫内センサ
３ 制御装置
４ 庫内センサ検知手段
５ 外気温センサ
６ 外気温センサ検知手段
７ 圧縮機
８ 圧縮機運転手段
９ 浸漬パイプ
１０ 放熱器
１１ ドライヤ
１３ 冷却器
１４ サクションパイプ
１５ 庫内ファン
１６ 庫内ファン運転手段
１７ 蒸発皿
１９ 庫外ファン
２０ 庫外ファン運転手段
２１ 庫外ファン一定時間運転手段
２２ 圧縮機一定時間運転手段
２３ 分岐管
２４ 三方弁
２５ 三方弁開閉手段
２６ ドア開閉カウントタイマ

Claims (4)

1. 冷蔵庫本体下部の機械室内に圧縮機と蒸発皿と庫外ファンとを有し、庫内を冷却する庫内ファンと、外気温を検知する外気温センサと、前記圧縮機の吐出パイプに接続された浸漬パイプから圧縮機の吸入パイプへバイパスするバイパス配管を三方弁を介して備え、前記外気温センサが所定温度以下の時、前記庫内ファン停止状態で圧縮機を一定時間運転するとともに、前記庫外ファンを運転させることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記庫内ファン停止状態で前記圧縮機を一定時間運転する時、前記圧縮機の回転数を通常時よりも上げるようにすることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記庫内ファン停止状態で前記圧縮機を一定時間運転するとともに、前記庫外ファンの回転数を通常よりも上げて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。
4. 前記圧縮機運転中におけるドア開閉時間をドア開閉カウントタイマによってカウントし、所定カウント以上の場合、さらに前記庫外ファン運転時間を一定時間継続延長することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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