JP2019100566A

JP2019100566A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2019100566A
Application number: JP2017228544A
Authority: JP
Inventors: 元康市場; Motoyasu ICHIBA; 西村　晃一; Koichi Nishimura; 晃一西村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-06-24

Abstract

【課題】冷却性能を低下させずに除霜を効率的に行う冷蔵庫を提供することを目的とする。【解決手段】冷却器１０５が収容される冷却器空間２０５と、冷蔵室を冷却した空気を冷却器１０５に戻すための戻り風路２０１とで構成される冷却室を有する冷蔵庫において、冷却器空間２０５と戻り風路２０１とを区画する仕切り壁にダンパ２０７を設ける。そして冷蔵庫は、除霜を行う際にダンパ２０７を開けて、冷却器空間２０５と戻り風路２０１とを連通させる。【選択図】図３

Description

本発明は除霜機能を備える冷蔵庫に関する。

冷却器に付着した霜を融解する除霜機能を備える冷蔵庫が知られている。除霜機能は、冷却器の下方に除霜ヒータを設け、この除霜ヒータに通電することで実現される。特許文献１には、除霜を効率的に行うための構成として、冷却器にフィンを設置しない区画を設け、当該区画を除霜ヒータの熱を通す暖気通路として利用する構成が開示されている。

特開２０１２−０１７９３２号公報

特許文献１の冷蔵庫は、冷却器の一部の区画を暖気通路として利用することで、除霜を効率的に行うことができる。しかしながら、特許文献１の冷蔵庫は、暖気通路として利用する区画にフィンを設けないため、冷却器と空気とが熱交換を行う面積が減少し、冷却性能が低下してしまう。

そこで本発明では、冷却性能を低下させずに除霜を効率的に行う冷蔵庫を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明が提供する冷蔵庫は、冷却器が収容される空間と、貯蔵室を冷却した空気を前記冷却器に戻すための戻り風路とで構成される冷却室を有し、前記冷却室の下方に除霜ヒータが設けられた冷蔵庫であって、前記空間と前記戻り風路とを区画する仕切り壁に開閉部材を設け、前記除霜ヒータを用いて除霜を行う際に、前記開閉部材を開けて前記空間と前記戻り風路とを連通させることを特徴とする。

本発明によれば、冷却性能を低下させずに除霜を効率的に行う冷蔵庫を提供できる。

冷蔵庫１０１を説明する図である。冷蔵庫１０１を説明する図である。冷蔵庫１０１を説明する図である。冷却室１０４を拡大した図である。冷蔵庫１０１のハードウェア構成を示す図である。制御部５０１が実行する処理を示すフローチャートである。冷蔵庫１０１を説明する図である。冷蔵庫１０１を説明する図である。制御部５０１が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（実施形態１）
図１は、冷蔵庫１０１の断面図である。図面の左側が冷蔵庫の正面で、図面の右側が冷蔵庫の背面にあたる。冷蔵庫１０１には、冷蔵室１０２、冷凍室１０３、冷却室１０４、機械室（不図示）が設けられている。冷却室１０４には、冷却器１０５、除霜ヒータ１０６、後述の戻り風路２０１が設けられている。機械室には、圧縮機、水分除去を行うドライヤ等の冷凍サイクルが収容されている。

冷却器１０５が生成した冷気は、冷却ファン１０７によって冷蔵室１０２と冷凍室１０３に供給される。冷蔵室１０２には、吐出口１０８からダクト１０９を経て冷気が供給される。冷蔵室１０２の内部の空気は、後述の吸入口２０２から吸い込まれ、戻り風路２０１を経て冷却室１０４の下部から冷却器１０５に戻る。また、冷凍室１０３には、冷凍室カバー１１０の上部から冷気が供給され、冷凍室１０３の内部の空気は、冷凍室カバー１１０の下部のスリットから冷却器１０５に戻る。冷蔵庫１０１は、冷凍室１０３と、冷凍室１０３の上方に位置する冷蔵室１０２との２つの貯蔵室を備えると説明したが、野菜室、製氷室等の他の種類の貯蔵室を更に備える冷蔵庫であっても良い。

図２は、図１の破線Ａ−Ａにおける冷蔵庫１０１の正面方向からの断面図である。冷却器１０５は、蛇行状の冷媒管２０３と、冷媒管２０３に装着された多数のフィン２０４とで構成される。冷蔵庫１０１は、冷却器１０５の全体にわたってフィン２０４が設けられている。また、冷却室１０４には、温度センサ２０８と温度センサ２０９とが設けられている。

冷蔵室１０２の内部の空気は、吸入口２０２から吸い込まれ、戻り風路２０１を経て冷却室１０４の下部から冷却器１０５に戻る。冷蔵室１０２と冷凍室１０３は、それぞれ扉の開け閉めによって外気が侵入するため、冷蔵室１０２の内部の空気と冷凍室１０３の内部の空気は湿度が比較的高い。この比較的湿度が高い空気が、戻り風路２０１及び冷凍室カバー１１０の下部のスリットから冷却器１０５に戻るため、冷却器１０５に霜が付着することがある。まず、冷却器１０５の下部を中心に着霜し、時間が経過すると冷却器１０５の上部にも着霜する。霜が発生すると、冷却器１０５と空気とが熱交換を行う面積が減少し、冷却器１０５による冷却能力が低下する。除霜ヒータ１０６は、この霜を融解するためのものである。除霜ヒータ１０６の熱により発生した暖気によって、最初に除霜ヒータ１０６に近い冷却器１０５の下部が温められ、次に冷却器１０５の上部が温められる。また、除霜ヒータ１０６の熱により発生した暖気の一部は、戻り風路２０１に流れる。

冷蔵庫１０１は、冷却器１０５が収容される冷却器空間２０５と戻り風路２０１とを区画する仕切り壁２０６に、開閉部材としてダンパ２０７を備えることを特徴とする。ダンパ２０７は、ステッピングモータとフラップとで構成される。図２はダンパ２０７が閉じられた状態を示し、図３はダンパ２０７が開けられた状態を示す。除霜ヒータ１０６によって冷却器１０５に付着した霜を融解させる際に、ダンパ２０７を開けて戻り風路２０１と冷却器空間２０５とを連通させることで、除霜効率を向上させることができる。その理由を次に説明する。

冷却器空間２０５を上昇する暖気３０１と戻り風路２０１を上昇する暖気３０２とを比較すると、暖気３０２の方が早く上昇する。なぜなら、暖気３０１は冷却器１０５の下部に付着した霜を融解する必要があり、冷却器１０５の上部に届くまでに時間を要するからである。そこで本実施形態では、除霜ヒータ１０６によって冷却器１０５に付着した霜を融解させる際に、図３のようにダンパ２０７を開けて、暖気３０２を冷却器空間２０５に流入させる。そして戻り風路２０１から冷却器空間２０５に流入させた暖気３０２によって、冷却器１０５の上部に付着した霜を融解する。即ち、冷蔵庫１０１は、暖気３０１と暖気３０２によって冷却器１０５の下部と上部が同時に温められるため、暖気３０１のみを用いて除霜を行う冷蔵庫に比べて、除霜効率を向上させることができる。また、冷却器１０５が冷気を生成する際には、冷却器１０５の全体にわたって設けられたフィン２０４によって熱交換の効率を最大化できるため、冷蔵庫１０１は冷却性能が低下しない。なお、暖気３０２が吸入口２０２の方向に流れることを防止するために、ダンパ２０７のフラップの形状を戻り風路２０１の断面と同じ形状にすることが望ましい。

次に図４を用いて、冷却器１０５、ダンパ２０７、温度センサ２０８、温度センサ２０９の位置関係を説明する。図４は、冷却室１０４を拡大した図である。ダンパ２０７を開けることで形成される開口部４０１は、図４に示す通り、冷却器１０５の高さ方向の中央より上、かつ、冷却器１０５の高さ方向の上端より下に位置することが望ましい。なぜなら、戻り風路２０１から開口部４０１を経て冷却器空間２０５に流入する暖気を、冷却器１０５の上部を温めることに利用するためである。温度センサ２０８は、冷却器１０５の高さ方向の上端、かつ、冷却器１０５の左端側に設けることが望ましい。また、温度センサ２０９は、冷却器１０５の高さ方向の中央、かつ、冷却器１０５の左端側に設けることが望ましい。温度センサ２０８と温度センサ２０９をこの位置に設けるのは、除霜ヒータ１０６による除霜を終了するタイミングを適切に特定するためである。これについては図６で詳しく説明する。

次に、冷蔵庫１０１のハードウェア構成の概略図を図５に示す。制御部５０１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される制御基板であり、例えば冷蔵庫１０１の天面に配置される。ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶している制御プログラムを読み出して、冷蔵庫１０１の動作を制御するための様々な処理を実行する。ＲＯＭは制御プログラムを記憶している。ＲＡＭは一時記憶領域として用いられる。制御部５０１は、冷却器１０５、冷却ファン１０７、除霜ヒータ１０６、ダンパ２０７等の各ユニットの動作を制御する。

次に制御部５０１が実行する処理を、図６のフローチャートに示す。図６のフローチャートに示す各ステップは、ＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することによって実現される。

ステップ６０１において、制御部５０１は、除霜を開始するか否かを判定する。冷蔵庫１０１は、所定時間毎（例えば１０時間毎）に除霜を行う。前回の除霜から所定時間が経過すると、ステップ６０１において除霜を開始すると制御部５０１が判定し、処理がステップ６０２に進む。

ステップ６０２において、制御部５０１は、除霜ヒータ１０６による除霜を開始する。制御部５０１は除霜ヒータ１０６への通電を開始し、除霜ヒータ１０６によって暖気３０１及び暖気３０２が生じる。

次にステップ６０３において、制御部５０１はダンパ２０７を開く。ダンパ２０７が開くことで、図３で説明したように、冷却器１０５が収容される冷却器空間２０５と戻り風路２０１とが連通し、戻り風路２０１から冷却器空間２０５に流入した暖気３０２によって、冷却器１０５の上部が温められる。また、暖気３０１によって、冷却器１０５の下部が温められる。

次にステップ６０４において、制御部５０１は、除霜を終了するか否かを判定する。除霜を終了する条件は、温度センサ２０８が検知する温度と温度センサ２０９が検知する温度とが、共に所定の温度（例えば１０℃）に達することである。温度センサ２０８と温度センサ２０９を図４で説明した位置に設けるのは、冷却器１０５の上部と下部のそれぞれが十分に温められたことを確認するためである。もし温度センサ２０８と温度センサ２０９のいずれか一方だけを用いると、冷却器１０５の上部と下部のいずれか一方が十分に温められる前に除霜を終了してしまう懸念があるが、図４で説明した構成により、この懸念を解消できる。除霜を終了すると制御部５０１が判定すると、処理はステップ６０５に進む。

次にステップ６０５において、制御部５０１は、除霜ヒータ１０６への通電を終了することで、除霜ヒータ１０６による除霜を終了する。

次にステップ６０６において、制御部５０１は、ダンパ２０７を閉じる。ダンパ２０７を閉じた状態は、図２で説明した通りである。

（実施形態２）
実施形態１では、冷却器１０５が収容される冷却器空間２０５と戻り風路２０１とを区画する仕切り壁２０６に、ダンパ２０７を設ける構成を説明した。このダンパ２０７に加えて、吸入口２０２を閉塞するためのダンパを更に設けても良い。

図７のダンパ７０１は、吸入口２０２を閉塞するための閉塞部材である。除霜ヒータ１０６を用いて除霜を行う際に、冷蔵庫１０１は、ダンパ２０７とダンパ７０１を動かす。図８は、ダンパ２０７とダンパ７０１を動かした後の様子を示す図である。ダンパ２０７が動くことで、戻り風路２０１と冷却器空間２０５が連通し、ダンパ７０１が動くことで、吸入口２０２が閉塞する。ダンパ２０７のフラップの形状が戻り風路２０１の断面と同じ形状ではない場合、暖気３０２の一部が吸入口２０２から冷蔵室１０２に流れてしまうという課題がある。この課題に対して、本実施形態は、吸入口２０２を閉塞するためのダンパを更に設けることを特徴とする。除霜を行う際にダンパ７０１が吸入口２０２を閉塞することで、暖気３０２の一部が吸入口２０２から冷蔵室１０２に流れてしまうことを防止できる。

次に、本実施形態の冷蔵庫１０１の制御部５０１が実行する処理を、図９のフローチャートに示す。図９のフローチャートに示す各ステップは、ＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することによって実現される。図９のフローチャートのステップのうち、図６のフローチャートのステップと同じ番号のステップは、図６で説明した処理と同様の処理を実行する。

ステップ６０１において、制御部５０１は、除霜を開始するか否かを判定する。除霜を開始すると制御部５０１が判定すると、処理はステップ６０２に進む。そしてステップ６０２において、制御部５０１は、除霜ヒータ１０６による除霜を開始する。

次にステップ６０３において、制御部５０１はダンパ２０７を開く。ダンパ２０７が開くことで、冷却器１０５が収容される冷却器空間２０５と戻り風路２０１とが連通する。

次にステップ９０１において、制御部５０１は、ダンパ７０１を図８のように動かすことで、吸入口２０２を閉塞する。

次にステップ６０４において、制御部５０１は、除霜を終了するか否かを判定する。除霜を終了すると制御部５０１が判定すると、処理はステップ６０５に進む。次にステップ６０５において、制御部５０１は、除霜ヒータ１０６による除霜を終了する。

次にステップ６０６において、制御部５０１は、ダンパ２０７を閉じる。更にステップ９０２において、制御部５０１は、ダンパ７０１を図７のように動かすことで、吸入口２０２を開放する。
（その他の実施形態）
上述した各実施形態において、除霜ヒータ１０６を用いて除霜を行う際に、冷却ファン１０７を運転させても良い。冷却ファン１０７によって発生する強制対流により、暖気３０１や暖気３０２の上昇を促進できる。

また、上述した各実施形態のフローチャートに示す冷蔵庫の制御方法は、複数のＣＰＵが協働することで実現される構成としても良い。

本発明は、家庭用の冷蔵庫や冷凍庫、業務用の冷蔵庫や冷凍庫に適用できる。

１０１冷蔵庫
１０２冷蔵室
１０３冷凍室
１０５冷却器
１０６除霜ヒータ
２０１戻り風路
２０２吸入口
２０５冷却器空間
２０６仕切り壁
２０７ダンパ
２０８温度センサ
２０９温度センサ
５０１制御部
７０１ダンパ

Claims

冷却器が収容される空間と、貯蔵室を冷却した空気を前記冷却器に戻すための戻り風路とで構成される冷却室を有し、前記冷却室の下方に除霜ヒータが設けられた冷蔵庫であって、
前記空間と前記戻り風路とを区画する仕切り壁に開閉部材を設け、
前記除霜ヒータを用いて除霜を行う際に、前記開閉部材を開けて前記空間と前記戻り風路とを連通させることを特徴とする冷蔵庫。
前記開閉部材を開けることで形成される開口部は、前記冷却器の高さ方向の中央より上、かつ、前記冷却器の高さ方向の上端より下に位置することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記除霜を終了する際に、前記開閉部材を閉じることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記開閉部材を開けることで形成される開口部は、前記冷却器の高さ方向の中央より上、かつ、前記冷却器の高さ方向の上端より下に位置し、
前記冷却室において、前記冷却器の高さ方向の中央に第１の温度センサが、前記冷却器の高さ方向の上端に第２の温度センサが設けられ、
前記第１の温度センサが検知する温度と前記第２の温度センサが検知する温度がそれぞれ所定の条件を満たし場合に、前記開閉部材を閉じることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
前記冷却室の上方に位置する貯蔵室の内部の空気は、吸入口から前記冷却室に戻り、
前記冷却室に、前記吸入口を閉塞するための閉塞部材を更に設け、
前記除霜ヒータを用いて除霜を行う際に、前記閉塞部材を用いて前記吸入口を閉塞することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。