JP2013178056A

JP2013178056A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2013178056A
Application number: JP2012042847A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Togawa; 秀一戸川; Akira Okuto; 章奥藤; Toru Kawanami; 徹川浪
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-09

Abstract

【課題】電磁ノイズを低減し、消費電力を低減できる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷凍サイクルを運転する圧縮機と、整流回路を内蔵したＡＣ入力のＤＣモータ１２ａにより駆動される送風ファンと、ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａをスイッチングするトライアック等の半導体スイッチング素子２８と、ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａに直列に接続されるコイル２７とを備えたことにより、半導体スイッチング素子による電磁ノイズを低減し、ＡＣ入力のＤＣモータを使用して冷蔵庫の消費電力を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、送風ファンを備えた冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫は特許文献１に開示されている。この冷蔵庫は冷媒の流通によって冷凍サイクルが運転され、冷凍サイクルの低温部で生成された冷気が送風ファンによって貯蔵室に送出される。送風ファンを駆動するＤＣモータの駆動回路はトランスを含むスイッチングレギュレータを備え、商用電源をスイッチングレギュレータにより整流してＤＣモータに電力が供給される。

特開平９−７９７２７号公報（第３頁、第１１図）

上記従来の冷蔵庫によると、送風ファンのファンモータがＤＣモータから成るため、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。近年、小型の冷蔵庫において消費電力を低減するために、回路基板の寸法上の制限から送風ファンの内部に整流回路を内蔵したＡＣ入力のＤＣモータから成るファンモータを備えた送風ファンが用いられる。この送風ファンのＡＣ入力のＤＣモータは整流回路に容量分割式の降圧回路を有し、商用電源から直接ＡＣ入力して駆動される。

一方、フロン等による温暖化防止のため冷凍サイクルを流通する冷媒を可燃性冷媒にした冷蔵庫も知られている。この時、可燃性冷媒が漏れた際に、送風ファンのスイッチング素子のスイッチングによって可燃性冷媒に引火する危険がある。このため、送風ファンのスイッチング素子としてトライアック等の無接点の半導体スイッチング素子が用いられる。

しかしながら、ＡＣ入力のＤＣモータは整流回路による負荷電流が急峻に変化する。このため、急峻に変化する電流がトライアック等の半導体スイッチング素子に流れると半導体スイッチング素子が不安定になり、低周波域の電磁ノイズが発生する。これにより、十分な電磁環境適合性を満足することができず、ＡＣ入力のＤＣモータを使用して冷蔵庫の消費電力の低減を図ることができない問題があった。

本発明は、電磁ノイズを低減し、消費電力を低減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、冷凍サイクルを運転する圧縮機と、整流回路を内蔵したＡＣ入力のＤＣモータにより駆動される送風ファンと、前記ＡＣ入力のＤＣモータをスイッチングする半導体スイッチング素子と、前記ＡＣ入力のＤＣモータに直列に接続されるコイルとを備えたことを特徴としている。

この構成によると、商用電源から圧縮機及び送風ファンのＡＣ入力のＤＣモータに電力が供給される。圧縮機の駆動により冷凍サイクルが運転され、冷気が生成される。ＡＣ入力のＤＣモータは半導体スイッチング素子によりスイッチングされ、商用電源からＡＣ入力されたＡＣ入力のＤＣモータの駆動によって送風ファンが回転して貯蔵室に冷気が供給される。ＡＣ入力のＤＣモータにはコイルが直列に接続され、ＡＣ入力のＤＣモータの負荷電流による半導体スイッチング素子の電磁ノイズが低減される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記圧縮機を前記ＡＣ入力のＤＣモータと並列に接続し、前記半導体スイッチング素子によりスイッチングされることを特徴としている。この構成によると、半導体スイッチング素子のスイッチングによって圧縮機及び送風ファンが駆動される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記圧縮機を前記コイル及び前記ＤＣモータと並列に接続したことを特徴としている。この構成によると、コイルが電流の大きい圧縮機に直列接続されないため、コイルを小さくすることができる。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記半導体スイッチング素子がトライアックから成ることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、冷凍サイクルを流通する冷媒が可燃性冷媒であることを特徴としている。この構成によると、送風ファンが半導体スイッチング素子によりスイッチングされ、可燃性冷媒が漏れた際にスイッチングによる引火が防止される。

本発明によると、ＡＣ入力のＤＣモータにより駆動される送風ファンが半導体スイッチング素子によりスイッチングされ、ＡＣ入力のＤＣモータにコイルを直列に接続したので、半導体スイッチング素子による電磁ノイズを低減することができる。従って、ＡＣ入力のＤＣモータを使用して冷蔵庫の消費電力を低減できるとともに小型化を図ることができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す側面断面図本発明の実施形態の冷蔵庫の圧縮機及び送風ファンの駆動回路を示す回路図本発明の実施形態の冷蔵庫の電磁ノイズを示す図

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は一実施形態の冷蔵庫を示す側面断面図である。冷蔵庫１は本体部を構成する断熱箱体２の下部に冷蔵室３が配され、断熱壁９を介して上部に冷凍室４が配される。冷蔵室３は貯蔵物を冷蔵保存し、冷凍室４は貯蔵物を冷凍保存する。冷蔵室３及び冷凍室４は一端を枢支される回動式の扉３ａ、４ａによってそれぞれ開閉される。

冷凍室４の背面には第１冷気通路７が配される。第１冷気通路７には冷却器１１及び送風ファン１２が配され、冷凍室４に臨む吐出口（不図示）が開口する。送風ファン１２は詳細を後述するＡＣ入力のＤＣモータ１２ａにより駆動される。冷却器１１の下方には冷却器１１を除霜する除霜ヒータ１３が配される。また、冷凍室４には冷気を第１冷気通路７に戻す戻り口（不図示）が設けられる。

冷蔵室３の背面上部には第２冷気通路８が配される。第２冷気通路８は断熱壁９に設けられるダンパ（不図示）を介して第１冷気通路７に連通する。第２冷気通路８には冷蔵室３に臨む吐出口（不図示）が開口し、脱臭器１６が配される。脱臭器１６によって第２冷気通路８内を流通する冷気が脱臭される。また、冷蔵室３には冷気を第１冷気通路７に戻す戻り口（不図示）が設けられる。

断熱箱体２の下部後方には機械室６が設けられ、機械室６内には冷凍サイクルを運転する圧縮機１０が設置される。圧縮機１０には冷媒管（不図示）を介して凝縮器（不図示）、キャピラリチューブ（不図示）、冷却器１１が順に接続され、圧縮機１０に戻る。圧縮機１０の駆動によりイソブタン（Ｒ６００Ａ）等の可燃性冷媒が冷媒管を流通し、冷凍サイクルが運転される。可燃性冷媒を用いることにより、環境の温暖化を防止することができる。

送風ファン１２を駆動すると第１冷気通路７に空気が流通し、冷凍サイクルの低温部に配される冷却器１１と熱交換する。これにより、冷気が生成され、吐出口から冷凍室４に吐出された冷気によって冷凍室４内が冷却される。冷凍室４を流通した冷気は戻り口を介して冷却器１１に戻る。また、ダンパを開くと第２冷気通路８に冷気が流通し、吐出口から冷蔵室３に吐出された冷気によって冷蔵室３内が冷却される。冷蔵室３を流通した冷気は戻り口を介して冷却器１１に戻る。

冷蔵室３の上部には電装部品を収納する電装ボックス２０が取り付けられる。電装ボックス２０内には圧縮機１０や送風ファン１２等を駆動する回路基板２１が配される。電装ボックス２０の前面には冷蔵室３内の温度を設定するスイッチ２２が設けられ、冷凍室４の背面には冷凍室４内の温度を設定するスイッチ２３が設けられる。また、電装ボックス２０内には回路基板２１に接続される照明装置（不図示）が設けられ、扉３ａを開いた際に冷蔵室３内が照明される。

図２は回路基板２１に設けられた圧縮機１０及び送風ファン１２の駆動回路２５を示している。冷蔵庫１は商用電源２６に接続して電力供給され、駆動回路２５にはＡＣ電源が入力される。送風ファン１２のＡＣ入力のＤＣモータ１２ａは商用電源直接入力ブラシレスＤＣモータにより構成され、容量分割式の降圧回路を有する整流回路を内蔵する。これにより、回路基板２１にＡＣ−ＤＣ変換回路を設ける必要がなくなり、小型の冷蔵庫１に搭載する上で制限となる回路基板２１の寸法を小型化することができる。

商用電源２６にはスイッチング素子２８、ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａ及びコイル２７が順に直列に接続される。また、コイル２７及びＡＣ入力のＤＣモータ１２ａと並列に圧縮機１０が接続される。スイッチング素子２８のスイッチングによって送風ファン１２及び圧縮機１０が駆動される。

圧縮機１０用のスイッチング素子と送風ファン１２用のスイッチング素子とを別に設けてもよい。しかし、圧縮機１０をＡＣ入力のＤＣモータ１２ａと並列に配してスイッチング素子２８によりスイッチングすることにより、部品点数を削減して冷蔵庫１のより小型化を図ることができる。

また、並列に接続される圧縮機１０及びＡＣ入力のＤＣモータ１２ａに対してコイル２７を直列に接続してもよい。しかし、コイル２７及びＡＣ入力のＤＣモータ１２ａが圧縮機１０と並列に配されるため、圧縮機１０に流れる大電流がコイル２７に流れない。このため、コイル２７の線径を細くして小型化することができ、冷蔵庫１のより小型化を図ることができる。

スイッチング素子２８は無接点の半導体スイッチング素子であるトライアックにより形成される。これにより、冷凍サイクルを流通する可燃性冷媒が漏洩した際にスイッチングによる引火を防止することができる。スイッチング素子２８は無接点の半導体スイッチング素子であればサイリスタやＭＯＳ−ＦＥＴ等の他の素子であってもよい。

ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａは内蔵された整流回路によって負荷電流が急峻に変化する。この時、スイッチング素子２８に流れる電流をコイル２７によって緩やかに変化させることができる。このため、スイッチング素子２８が安定化され、低周波域の電磁ノイズを低減することができる。

図３は国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）のＣＩＳＰＲ１４−１規格による冷蔵庫１の伝導性エミッションをＥＭＩテスタにより測定した結果をもとに作成されたノイズスペクトルを示している。縦軸は電磁ノイズの電圧強度（単位：ｄＢμＶ）であり、横軸は周波数（単位：ＭＨｚ）である。図中、Ａはコイル２７を設けた場合を示しており、Ｂはコイル２７を省いた場合を示している。

同図によると、コイル２７を設けると、低周波域の電磁ノイズが低減される。従って、冷蔵庫１の電磁環境適合性を満足することができる。

本実施形態によると、ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａにより駆動される送風ファン１２がスイッチング素子２８（半導体スイッチング素子）によりスイッチングされ、ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａにコイル２７を直列に接続したので、スイッチング素子２８による電磁ノイズを低減することができる。従って、ＡＣ入力のＤＣモータ１２ａを使用して冷蔵庫１の消費電力を低減できるとともに小型化を図ることができる。

また、圧縮機１０をＡＣ入力のＤＣモータ１２ａと並列に接続し、スイッチング素子２８によりスイッチングしたので、圧縮機１０用のスイッチング素子を別途設ける必要がなく、冷蔵庫１のより小型化を図ることができる。

また、圧縮機１０をコイル２７及びＡＣ入力のＤＣモータ１２ａと並列に接続したので、コイル２７を小型化して冷蔵庫１のより小型化を図ることができる。

また、スイッチング素子２８がトライアックから成るので、送風ファン１２を無接点でスイッチングする冷蔵庫１を容易に実現することができる。

また、冷凍サイクルを流通する冷媒が可燃性冷媒であるので、可燃性冷媒が漏れた際のスイッチング素子２８のスイッチングによる引火を防止することができる。

本発明によると、送風ファンを備えた冷蔵庫に利用することができる。

１冷蔵庫
２断熱箱体
３冷蔵室
３ａ、４ａ扉
４冷凍室
６機械室
７第１冷気通路
８第２冷気通路
１０圧縮機
１１冷却器
１２送風ファン
１２ａＡＣ入力のＤＣモータ
１３除霜ヒータ
２０電装ボックス
２１回路基板
２６商用電源
２７コイル
２８スイッチング素子

Claims

冷凍サイクルを運転する圧縮機と、整流回路を内蔵したＡＣ入力のＤＣモータにより駆動される送風ファンと、前記ＡＣ入力のＤＣモータをスイッチングする半導体スイッチング素子と、前記ＡＣ入力のＤＣモータに直列に接続されるコイルとを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
前記圧縮機を前記ＡＣ入力のＤＣモータと並列に接続し、前記半導体スイッチング素子によりスイッチングされることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記圧縮機を前記コイル及び前記ＡＣ入力のＤＣモータと並列に接続したことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
前記半導体スイッチング素子がトライアックから成ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。
冷凍サイクルを流通する冷媒が可燃性冷媒であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。