JP2009097814A

JP2009097814A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2009097814A
Application number: JP2007270858A
Authority: JP
Inventors: Koji Wakitani; 浩司脇谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2009-05-07

Abstract

【課題】省電力化を図るとともに食品の保存性を向上できる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷気を生成する冷却器１４と、冷却器１４を除霜する除霜ヒータ１８と、除霜ヒータ１８による冷却器１４の除霜水の流量を検知する流量検知部２２とを備え、定期的に除霜ヒータを１８を駆動して冷却器１４の除霜を行う冷蔵庫１において、冷却器１４の除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなった際に除霜ヒータ１８を停止した。
【選択図】図４

Description

本発明は、定期的に冷却器を除霜する冷蔵庫に関する。

冷却器の除霜を行う従来の冷蔵庫は特許文献１に開示されている。この冷蔵庫は圧縮機により冷凍サイクルが運転され、冷凍サイクルの低温側に配される冷却器により冷気が生成される。冷却器の近傍には冷却器の除霜を行う除霜ヒータが配される。冷却器の下方にはドレンパンが設けられる。ドレンパンには蒸発皿上に開口するドレンホースが接続される。また、冷却器近傍の温度を検知する温度センサーが設けられる。

図６は冷却器の除霜を行う除霜処理の動作を示すフローチャートである。ステップ＃３１では圧縮機の駆動時間が所定時間を超えたか否かの判別を繰り返し行う。圧縮機の駆動時間が所定時間を超えるとステップ＃３２に移行して圧縮機が停止される。

ステップ＃３３では除霜ヒータが駆動される。これにより、冷却器の着霜が解凍され、除霜水が流下して蒸発皿に溜められる。ステップ＃３４では温度センサーによって冷却器近傍の温度を検知し、冷却器近傍が所定温度に到達したか否かを監視する。詳細を後述するように、冷却器近傍が所定温度に到達するとステップ＃３５で除霜ヒータが停止される。また、ステップ＃３６では圧縮機が駆動され、冷凍室や冷蔵室の冷却が行われる。

図７は冷却器及び冷却器近傍の温度変化を示す図である。横軸は冷蔵庫の駆動時間（単位：分）を示している。縦軸は左側のスケールが温度（単位：℃）を示し、右側のスケールが除霜水の水量（単位：ｃｍ³）を示している。

また、この冷蔵庫は冷却器によって生成された冷気が冷凍室と冷蔵室に分岐して流通し、冷蔵室を流通した冷気が野菜室に流入するようになっている。図中、Ｅは冷却器の温度変化を示し、Ｔは冷却器近傍に配された温度センサーの温度変化を示している。図中、Ｆ、Ｒ、Ｖはそれぞれ冷凍室、冷蔵室、野菜室の温度変化を示しいる。また、図中、Ｗは除霜水の水量の変化を示している。

所定の時期になると圧縮機が停止され、時間ｔ１で除霜ヒータが駆動される。これにより、冷却器の温度Ｅ及び冷却器近傍の温度Ｔが上昇する。これに伴って冷気温度も上昇するため、冷凍室の温度Ｆ及び冷蔵室の温度Ｒが上昇する。

除霜ヒータの駆動開始時は冷却器の温度が低いため霜が解凍されない。このため、除霜水の水量Ｗが増加しない。その後、除霜ヒータの熱が潜熱に利用され、冷却器の温度Ｅ及び冷却器近傍の温度Ｔが略一定になる。しばらく経つと、冷却器の着霜が解凍され、除霜水の水量Ｗが増加する。

霜の解凍が進行すると部分的に冷却器が露出してくるため、除霜ヒータの熱の一部が冷却器の昇温に利用される。これにより、冷却器の温度Ｅ及び冷却器近傍の温度Ｔが再度上昇する。冷却器近傍の温度Ｔが所定の温度Ｔ１になると（時間ｔ２）、除霜が完了したと判断して除霜ヒータが停止される。

特開平７−４６０１８公報（第２頁−第４頁、第１６図）

しかしながら、上記従来の冷蔵庫によると、除霜ヒータを停止する冷却器近傍の温度Ｔ１を低く設定すると霜が完全に除去される前に除霜ヒータが停止される場合がある。これにより、着霜した状態で冷却器の除霜が終了して冷却効率が低下する。このため、除霜ヒータを停止する冷却器近傍の温度Ｔ１は全ての霜が十分溶解する時期に設定される。

この時、除霜ヒータによって冷却器の霜が除去されてから冷却器近傍が所定の温度Ｔ１になって除霜ヒータが停止されるまでに時間差が生じる。従って、除霜ヒータの駆動時間が長くなり、冷蔵庫の電力を浪費する問題があった。また、除霜ヒータの駆動時間が長くなるため冷凍室の温度Ｆや冷蔵室の温度Ｒの上昇温度が大きくなり、食品の保存性が低下する問題もあった。

本発明は、省電力化を図るとともに食品の保存性を向上できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、冷気を生成する冷却器と、前記冷却器を除霜する除霜ヒータと、前記除霜ヒータによる前記冷却器の除霜水の流量を検知する流量検知部とを備え、前記流量検知部の検知結果に基づいて前記除霜ヒータを停止したことを特徴としている。

この構成によると、除霜ヒータを駆動すると冷却器の着霜が解凍され、除霜水が流通して蒸発皿等に導かれる。流量検知部は除霜水の流量を検知し、流量がない場合や流量が減少した場合等に除霜ヒータが停止される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記冷却器の除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなった際に前記除霜ヒータを停止したことを特徴としている。この構成によると、除霜ヒータによる冷却器の除霜が進行すると除霜水の流量が増加し、更に除霜が進行すると除霜水の流量が減少する。単位時間当たりの除霜水の流量が所定量よりも減少すると、除霜ヒータが停止される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記除霜ヒータを駆動して所定期間が経過した後に前記流量検知部による検知を開始したことを特徴としている。この構成によると、除霜ヒータを駆動開始して除霜水の流量が少ない期間に流量検知部による流量の検知が停止される。所定期間が経過して除霜水の流量が増加すると、流量検知部による流量の検知が開始される。

本発明によると、除霜水の流量を検知する流量検知部の検知結果に基づいて除霜ヒータを停止したので、霜の除去を正確に検知して除霜ヒータの駆動時間を短縮することができる。従って、冷蔵庫の省電力化を図ることができるとともに、庫内温度の上昇を抑制して食品の保存性を向上することができる。

また本発明によると、冷却器の除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなった際に除霜ヒータを停止したので、冷却器の除霜が余熱によって行われる。これにより、除霜ヒータの駆動時間を更に短縮することができる。

また本発明によると、除霜ヒータを駆動して所定期間が経過した後に流量検知部による検知を開始するので、除霜ヒータの駆動開始時に除霜水の流量が少なくても誤検知による除霜ヒータの停止を回避することができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は一実施形態の冷蔵庫を示す正面図及び右側面断面図である。冷蔵庫１は、上段に冷蔵室２が配され、中段に温度切替室３及び製氷室４が左右に並設される。冷蔵庫１の下段には野菜室５及び冷凍室６が左右に並設されている。

冷蔵室２は扉７を有し、貯蔵物を冷蔵保存する。温度切替室３は中段左側に設けられ、使用者により室温を切り替えられるようになっている。製氷室４は中段右側に設けられ、製氷を行う。野菜室５は下段左側に設けられ、冷蔵室２よりも高温で野菜の貯蔵に適した温度（約８℃）に維持される。冷凍室６は下段右側に設けられ、製氷室４に連通して貯蔵物を冷凍保存する。

冷凍室６及び製氷室４には貯蔵物を収納する収納ケース８が設けられる。野菜室５及び温度切替室３にも同様の収納ケースが設けられる。冷蔵室２には貯蔵物を載置する複数の収納棚９が設けられる。冷蔵室２の扉７には収納ポケット１０が設けられる。これらにより、冷蔵庫１の使い勝手が向上されている。また、冷蔵室２内の下部にはチルド温度帯（約−３℃）に維持されたチルド室１１が設けられている。

冷凍室６の背後には冷気通路１２が設けられ、冷気通路１２内には冷却器１４が配される。冷却器１４は機械室２７に配された圧縮機１３に接続される。冷蔵室２の背後にはダンパ２４を介して冷気通路１２と連通する冷気通路１５が設けられる。凝縮器、膨張器（いずれも不図示）が接続された圧縮機１３の駆動によりイソブタン等の冷媒が循環して冷凍サイクルが運転される。これにより、冷凍サイクルの低温側となる冷却器１４と空気が熱交換して冷気が生成される。

冷気通路１２内には送風機１６が配され、冷気通路１５内には送風機１７が配される。送風機１６の駆動によって製氷室４、冷凍室６、チルド室１１、温度切替室３に冷気が供給される。また、送風機１７の駆動によって冷蔵室２及び野菜室５に冷気が供給される。

冷却器１４の下方には冷却器１４の除霜を行う除霜ヒータ１８が設けられる。除霜ヒータ１８の下方には除霜水を回収するドレンパン１９が配される。ドレンパン１９にはドレンホース２０が導出され、機械室２７に配された蒸発皿２１に除霜水が導かれる。また、ドレンホース２０には除霜水の流量を検知する流量センサー２２（流量検知部）が設けられる。

図３は流量センサー２２の概略構成を示す図である。流量センサー２２は支点３１ａで回動自在に支持されるレバー３１を有する。レバー３１の一端にはドレンホース２０の下方に配されて除霜水を溜める貯水容器３２が取り付けられる。レバー３１の他端にはリードスイッチ３４に対向する磁石３３が取り付けられる。３５はレバー３１の回動を規制するストッパである。

貯水容器３２が空の状態では図中、時計回りのモーメントが大きく、レバー３１がストッパ３５に当接して磁石３４がリードスイッチ３４に接近した状態に維持される。この時、リードスイッチ３４はオフ状態となる。

貯水容器３２に溜まる除霜水が例えば３ｇ（３ｃｍ³）を超えると図中、反時計回りのモーメントが大きくなり、貯水容器３２から蒸発皿２１に除霜水が流出する。この時、磁石３４がリードスイッチ３４から離れてリードスイッチ３４がオン状態となり、３ｃｍ³以上の除霜水が流れたことを検知することができる。リードスイッチ３４のオンオフのデータを制御部（不図示）に入力することにより、所定時間内の除霜水の流量を検知することができる。

上記構成の冷蔵庫１において、圧縮機１３の駆動によって冷却器１４で生成された冷気は送風機１６の駆動により冷気通路１２を介して冷凍室６及び製氷室４に供給される。冷凍室６及び製氷室４を流通した冷気は冷凍室６の下部に設けた戻り口２５を介して冷却器１４に戻る。

冷気通路１２を流通する冷気はダンパ２４を開くことによりチルド室１１に供給される。チルド室１１を流通した冷気は後述する冷蔵室２を流通した冷気と合流する。また、冷気通路１２を流通する冷気は分岐して温度切替室３に供給される。温度切替室３を流通する冷気は野菜室の後方の冷気通路（不図示）を介して冷却器１４に戻る。

ダンパ２４を開いて送風機１７を駆動すると冷却器１４で生成された冷気は冷気通路１５を介して冷蔵室２に供給される。冷蔵室２を流通した冷気はチルド室１１を流通した冷気と合流して野菜室５に流入する。野菜室５を流通した冷気は野菜室５の下部に設けた戻り口２６を介して冷却器１４に戻る。

冷却器１４に戻った冷気は貯蔵物との熱交換によって水分を含んだ湿り空気となる。湿り空気は冷却器１４の表面温度との温度差によって除湿され、再度送風機１６の駆動により各貯蔵室を循環する。この時、冷却器１４は湿り空気の除湿によって着霜される。冷却器１４の着霜は除霜ヒータ１８の駆動によって定期的に除霜される。冷却器１４の除霜水はドレンパン１９で回収され、ドレンホース２０を介して蒸発皿２１に導かれる。蒸発皿２１に溜まる除霜水は高温の機械室２７の熱によって自然蒸発される。

図４は冷却器１４の除霜を行う除霜処理の動作を示すフローチャートである。ステップ＃１１では圧縮機１３の駆動時間が所定時間を超えたか否かの判別を繰り返し行う。圧縮機１３の駆動時間が所定時間を超えるとステップ＃１２に移行して圧縮機１３が停止される。

ステップ＃１３では除霜ヒータ１８が駆動される。これにより、冷却器１４が昇温され、着霜が解凍され始める。ステップ＃１４では所定時間が経過したか否かが繰り返し判別される。これにより、除霜水の単位時間当たりの流量が所定の流量を超えるまで待機する。所定時間が経過するとステップ＃１５に移行する。

ステップ＃１５では流量センサー２２の検知によって除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなったか否かが監視される。詳細を後述するように、除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなるとステップ＃１６で除霜ヒータ１８が停止される。例えば、流量センサー２２の検知によって除霜水の流量が１分間に３ｃｍ³以下になった時に除霜ヒータ１８が停止される。また、ステップ＃１７では圧縮機１３が駆動され、冷凍室６や冷蔵室２の冷却が行われる。

図５は前述の図７と同様に、冷却器１４及び冷却器１４近傍の温度変化を示す図である。横軸は冷蔵庫の駆動時間（単位：分）を示している。縦軸は左側のスケールが温度（単位：℃）を示し、右側のスケールが除霜水の水量（単位：ｃｍ³）を示している。

図中、Ｅは冷却器１４の温度変化を示し、Ｔは冷却器１４近傍に配された温度センサー（不図示）の温度変化を示している。図中、Ｆ、Ｒ、Ｖはそれぞれ冷凍室６、冷蔵室２、野菜室５の温度変化を示しいる。また、図中、Ｗは除霜水の水量の変化を示している。

所定の時期になると圧縮機１３が停止され、時間ｔ１で除霜ヒータ１８が駆動される。これにより、冷却器１４の温度Ｅ及び冷却器１４近傍の温度Ｔが上昇する。これに伴って冷気温度も上昇するため、冷凍室６の温度Ｆ及び冷蔵室２の温度Ｒが上昇する。

除霜ヒータ１８の駆動開始時は冷却器１４の温度が低い（−３０〜−２０℃）ため霜が解凍されない。このため、除霜水の水量Ｗが増加しない。その後、除霜ヒータ１４の熱が潜熱に利用され、冷却器１４の温度Ｅ及び冷却器１４近傍の温度Ｔが略一定になる。しばらく経つと冷却器１４の着霜が解凍され、除霜水の水量Ｗが増加する。除霜水の流量は流量センサー２２で監視される。

霜の解凍が進行すると部分的に冷却器１４が露出してくるため、除霜ヒータ１８の熱の一部が冷却器１４の昇温に利用される。これにより、冷却器１４の温度Ｅ及び冷却器１４近傍の温度Ｔが再度上昇する。また、除霜水の水量Ｗの増加が緩やかになって単位時間当たりの流量が減少する。

単位時間当たりの除霜水の流量（水量Ｗの増加分）が所定量（例えば、３ｃｍ³／分）よりも小さくなると（時間ｔ２）、除霜が完了直前と判断して除霜ヒータ１８が停止される。その後、冷却器１４は余熱によって解凍がさらに進行して除霜が完了する。これにより、除霜ヒータ１８の駆動時間ｔａは約２８分となる。従来の除霜ヒータ１８の駆動時間ｔｂ（図７参照）は約３３分であるため、駆動時間が短縮される。これにより、冷凍室６の温度Ｆ及び冷蔵室２の温度Ｒの上昇が従来に比して抑制される。

本実施形態によると、冷却器１４の除霜水の単位時間当たりの流量（水量Ｗの増加分）が所定量よりも小さくなった際に除霜ヒータ１８を停止したので、霜の除去を正確に検知して除霜ヒータ１８の駆動時間を短縮することができる。従って、冷蔵庫１の省電力化を図ることができるとともに、冷蔵室２や冷凍室６の庫内温度の上昇を抑制して食品の保存性を向上することができる。

特に、冷却器１４の着霜が少ない場合に従来は冷却器１４または冷却器１４近傍の昇温を待機して除霜ヒータ１８が停止されため、電力浪費が大きくなる。これに対して、本実施形態は冷却器１４の着霜が少ないと除霜水の流量が少ないため、早期に除霜ヒータ１８を停止することができる。

尚、除霜水の流量がなくなった時に除霜ヒータ１８を停止してもよい。即ち、除霜水の流量を検知する流量センサー２２（流量検知部）の検知結果に基づいて除霜ヒータ１８を停止することにより、霜の除去を正確に検知することができる。

本実施形態のように、冷却器１４の除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなった際に除霜ヒータを停止すると、冷却器１４に残存する霜の除霜が余熱によって行われる。これにより、除霜ヒータ１８の駆動時間をより短縮することができる。また、冷却器１４の除霜水の流量を流量センサー２２で監視し、単位時間当たりの除霜水の流量が増加から減少に転じた時から所定時間経過後に除霜ヒータ１８を停止してもよい。

また、ステップ＃１４、＃１５において除霜ヒータ１８を駆動して所定期間が経過した後に流量センサー２２による検知を開始するので、除霜ヒータ１８の駆動開始時に除霜水の流量が少なくても誤検知による除霜ヒータ１８の停止を回避することができる。

流量センサー２２によって単位時間当たりの除霜水の流量が所定量を超えた時や、除霜水の水量が所定量を超えた時までステップ＃１５の判断を待機してもよい。しかしながら、本実施形態のように時間によりステップ＃１５の判断を待機する方がより望ましい。即ち、冷却器１４の着霜が少なく除霜水の流量または水量が所定値を超えない場合であっても容易に除霜ヒータ１８を停止させることができる。

本実施形態において、流量センサー２２により除霜水の流量を検知しているが、他の構成により流量を検知してもよい。例えば、蒸発皿２１の貯水は直ちに蒸発しないため、蒸発皿２１の水位を監視することによって除霜水の流量を検知することができる。また、冷却器１４は圧縮機を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルに設けられるが、スターリング冷凍機等の他の構成によって冷気を生成する冷却器であってもよい。

本発明によると、定期的に冷却器の除霜を行う冷蔵庫に利用することができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す正面図本発明の実施形態の冷蔵庫を示す右側面断面図本発明の実施形態の冷蔵庫の流量センサーの概略構成を示す図本発明の実施形態の冷蔵庫の除霜処理の動作を示すフローチャート本発明の実施形態の冷蔵庫の除霜処理の冷却器近傍の温度の推移を示す図従来の冷蔵庫の除霜処理の動作を示すフローチャート従来の冷蔵庫の除霜処理の冷却器近傍の温度の推移を示す図

符号の説明

１冷蔵庫
２冷蔵室
３温度切替室
４製氷室
５野菜室
６冷凍室
７扉
８収納ケース
９収納棚
１０収納ポケット
１１チルド室
１２冷気通路
１３圧縮機
１４冷却器
１５冷気通路
１６、１７送風機
１８除霜ヒータ
１９ドレンパン
２０ドレンホース
２１蒸発皿
２２流量センサー
２４ダンパ
３１レバー
３２貯水容器
３３磁石
３４リードスイッチ

Claims

冷気を生成する冷却器と、前記冷却器を除霜する除霜ヒータと、前記除霜ヒータによる前記冷却器の除霜水の流量を検知する流量検知部とを備え、前記流量検知部の検知結果に基づいて前記除霜ヒータを停止したことを特徴とする冷蔵庫。
前記冷却器の除霜水の単位時間当たりの流量が所定量よりも小さくなった際に前記除霜ヒータを停止したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記除霜ヒータを駆動して所定期間が経過した後に前記流量検知部による検知を開始したことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。