JP3732032B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の回転数制御手段を備えた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の冷蔵庫は、特開平９−１２６６１８号公報に開示されているように、回転数可変駆動型の圧縮機と、冷凍庫内温度を検出する冷凍室温度検出回路と、回転数可変駆動型の送風機とを備え、前記冷凍室温度検出回路の出力によって冷凍負荷に応じて前記圧縮機及び送風機の回転数を段階的に変化させる制御手段を備えてなる冷蔵庫がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記、特開平９−１２６６１８号公報に開示されている冷蔵庫は、負荷に応じて必要最小限の回転数で圧縮機を運転するものであり、圧縮機を必要最小限の回転数で運転したとき、冷凍庫内温度を所定の温度に冷却するには運転時間が長くかかり過ぎ、キャビネット内面に張り付けている冷凍サイクルのための凝縮パイプからの放熱の一部が、冷蔵庫内に侵入する時間も圧縮機の運転時間と同じだけ長くなり、そのため凝縮パイプからの侵入熱量が増加し、冷却効率の悪い冷蔵庫となるという課題がある。また、運転時間が長いため、騒音となる煩わしい圧縮機等の運転音を長時間聞かされるという課題もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫は上記のような課題を解決したもので、請求項１記載の発明は、圧縮機の回転数を所定の範囲で制御する回転数制御手段と、庫内温度を所定の時間毎に検出する庫内温度検出手段とを備え、上記庫内温度検出手段にて検出された庫内温度によって、上記圧縮機の運転・停止の制御をすることにより、庫内温度が所定の設定温度に保たれる冷蔵庫において、圧縮機の起動から停止までの時間が所定の時間となるように、上記圧縮機の運転時間を制御する運転制御手段を備え、上記運転制御手段は、上記圧縮機の所定の停止時間と、冷蔵庫の冷却運転でカウントされる運転時間とから算出される上記圧縮機の運転率が所定の運転率となるように上記圧縮機の運転時間を制御することを特徴とするものであり、この構成により、圧縮機の起動から停止までの運転時間が設定された所定時間内に安定して制御され、常に圧縮機の運転率（運転・停止１サイクル中：運転時間÷（運転時間＋停止時間））の値を理想の所定値に設定できるので、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【０００５】
また、請求項２記載の発明においては、上記運転制御手段は、上記圧縮機を所定の回転数で所定の時間だけ連続に運転し、上記庫内温度検出手段により検出された値が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達していないとき、上記停止設定温度に達するまで、上記圧縮機の回転数を、所定の間隔をもつ追加運転時間毎に、上記所定の回転数から段階的に所定の上昇回転数だけ上げた圧縮機の回転数にすることを特徴とするものであり、この構成により、負荷が増大した場合でも、なるべく少ない圧縮機の回転数にて、上記所定の時間になるべく近い時間で、庫内温度が設定温度に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件に対しても変わらない効率のよい運転率の制御が可能となり、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【０００６】
そして、請求項３記載の発明においては、上記運転制御手段は、圧縮機を運転し、上記所定の時間に対する所定範囲の時間または上記所定の時間をこえた時間で庫内温度が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達した後、圧縮機を停止し、その後、庫内温度が圧縮機を運転させる温度である運転設定温度以上になったとき、上記圧縮機を停止した直前の圧縮機の回転数で上記圧縮機を運転するように制御することを特徴とするものであり、この構成により、設定した上記所定の時間以上かかって停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数で次の運転の初めから開始でき、無駄なく効率よい圧縮機の運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【０００７】
そしてまた、請求項４記載の発明においては、上記運転制御手段は、圧縮機を運転し、上記所定の時間に対する所定範囲の時間未満の時間で庫内温度が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達した後、圧縮機を停止し、その後、庫内温度が圧縮機を運転させる温度である運転設定温度以上になったとき、上記圧縮機を停止した直前の圧縮機の回転数より所定の回転数だけ低い低下回転数で上記圧縮機を運転するように制御することを特徴とするものであり、この構成により、設定した上記所定の時間未満で停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数より低い回転数で次の運転の初めから開始でき、必要以上に圧縮機能力を使うことなく、上記所定の時間に近い圧縮機の運転ができ、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率の向上をはかった冷蔵庫が得られる。
【０００８】
さらに、請求項５記載の発明においては、上記所定の時間の値は切り替え手段によって異なる時間の値に切り替えられることを特徴とするものであり、この構成により、上記所定の時間を冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい範囲内で長い時間に切り替えられるようにした場合、負荷が大きくなったときの対応能力の範囲は狭まるが、必要以上に圧縮機能力を使うことなくより圧縮機の運転効率が向上し、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮したより冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【０００９】
さらにまた、請求項６記載の発明においては、上記停止設定温度または上記運転設定温度の値は切り替え手段によって異なる温度の値に切り替えられることを特徴とするものであり、この構成により、上記運転設定温度や停止設定温度を冷凍保存に支障のない程度の高い温度に切り替えられるようにした場合、冷却のための使用電力が少なくてすみ、外気との温度差が減少するため外気からの熱の吸収量が減ることによる熱ロスの低減ができ、さらに効率のよい省力化の進んだ冷蔵庫が得られる。
【００１０】
また、請求項７記載の発明においては、扉開閉動作が行われた場合、上記切り替え手段によって切り替えられた値を通常運転の値に戻すように上記運転制御手段が制御することを特徴とするものであり、この構成により、扉開閉動作によって庫内の温度が上昇しても、通常運転に戻るため、冷蔵庫内の貯蔵物は常に貯蔵に適した温度に保たれるようになる。さらに、請求項８記載の発明においては、上記所定の運転率は７０〜８０％の範囲である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の冷蔵庫の実施の形態を図面とともに説明する。
【００１２】
図１は本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のブロック図、図２は本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す側断面図、図３は本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のフローチャート図である。
【００１３】
図１において、１は冷蔵庫の制御装置で、制御手段２（例えば、マイクロコンピュータ）に、庫内温度検出装置３が入力されている。そして、上記制御手段２の出力は圧縮機４を動作させる駆動手段５と、庫内送風機６を動作させる駆動手段７とに各々接続されている。また、上記制御手段２には使用目的に合わせて切り替えるためのモード切替装置８や冷凍室や冷蔵室の各々の扉開閉を感知するＦ（冷凍）扉開閉感知装置９やＲ（冷蔵）扉開閉感知装置１０が各々接続されている。
【００１４】
図２において、１１は冷蔵庫本体であり、仕切１２で上部に冷凍室１３、下部に冷蔵室１４となるよう仕切られている。１５は機械室で内部に上記圧縮機４が設けられている。１６は圧縮機４の吐出パイプである。
【００１５】
また、１７は凝縮器で、冷蔵庫本体１１の外壁内側に設けられている。１８は冷却器で、下方にガラス管ヒータ等による除霜装置１９が、上方に庫内送風機６が設けられている。２０は圧縮機４の吸入パイプである。上記圧縮機４、吐出パイプ１６、凝縮器１７、キャピラリーチューブ（図示せず）、冷却器１８、吸入パイプ２０は一連の冷凍サイクルを構成している。
【００１６】
２１はエバカバーで、庫内送風機６にあるファン６ａのオリフィス部２１ａと冷却器１８を覆う断熱部２１ｂをもっている。２２はファンルーバで、ファン６ａの前方に吐出穴２２ａを、また、ファンルーバ２２の下方に吸入穴２２ｂをもっている。エバカバー２１とファンルーバ２２は組み合わされてエバカバー組品２３となる。また、エバカバー２１とファンルーバ２２とからなるエバカバー組品２３は圧力室２３ａと、その一部から下方に通じるカバーダクト部２３ｂ（点線にて表示）を形成している。
【００１７】
冷却器１８で冷却された冷気は、庫内送風機６のファン６ａにより、圧力室２３ａに送られ、吐出穴２２ａを通り冷凍室１３へ吐き出される。その後、冷凍室１３の冷気は内部を冷却し吸入穴２２ｂを通り冷却器１８の下方へもどり冷凍室１３の冷気回路となる。また、圧力室２３ａに送られた冷気の一部は、カバーダクト部２３ｂを通り、仕切１２の一部に設けられた仕切冷気ダクト１２ａ（点線にて表示）を通り冷蔵室１４へ吐き出される。その後、冷蔵室１４の冷気は内部を冷却し仕切１２のモドリダクト１２ｂを通り冷却器１８の下方へもどり冷蔵室１４の冷気回路となる。
【００１８】
なお、冷却器１８で吸収した冷蔵庫内の熱は、冷蔵庫本体１１の外壁に設けられた凝縮器１７により、上記外壁を通し外部へ放出される。また、冷蔵室１４の温度をより適度に調整するため、仕切冷気ダクト１２ａの冷蔵室１４へ冷気が吐き出される部分に、ダンパーを設け、その開閉で冷蔵室１４の温度を調節してもよい。
【００１９】
そして、冷凍室１３の内部に庫内温度検出装置３が、冷蔵室１４の内部にモード切替装置８が、それぞれ取り付けられている。また、冷蔵庫本体１１の背面に本発明の電気回路を構成した制御装置１が取り付けられている。
【００２０】
また、仕切１２の前方部には冷凍室扉２４の開閉を感知するためのＦ扉開閉感知装置９と冷蔵室扉２５の開閉を感知するためのＲ扉開閉感知装置１０が設けられている。そのため、冷凍室扉２４や冷蔵室扉２５が開けられるとＦ扉開閉感知装置９やＲ扉開閉感知装置１０で扉の開閉が感知され、制御手段２内にその情報が時間とともに記憶される。
【００２１】
つぎに、図３に示すフローチャートを参照しながら本発明の冷蔵庫の動作について説明する。
【００２２】
まず、電源を投入すると、マイクロコンピュータからなる制御手段２を初期状態に戻してステップＳ１に移る。
【００２３】
その後、ステップＳ１で、運転モードがモードＡに設定されているかどうかを制御手段２内で判断し、モード切替装置８によって運転モードがモードＡに設定されていないときは、ステップＳ２で通常運転モードの設定の、運転開始をする庫内温度の設定を運転設定温度Ｔ１＝Ｔ１（例えばＴ１＝−１６℃）、運転開始時の基本の圧縮機回転数をＮ１＝Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）、圧縮機の回転数変更の要否を判断する下限の連続運転時間を下限運転時間Ｍ１＝Ｍ１（例えばＭ１＝３８分）、運転停止をする庫内温度の設定を停止設定温度Ｔ２＝Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）、圧縮機の回転数変更の要否を判断する上限の連続運転時間を上限運転時間Ｍ２＝Ｍ２（例えばＭ２＝４０分）、圧縮機上限回転数をＮＭ＝ＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）、圧縮機の回転数を所定回転数だけ上げて運転する時間の追加運転時間をＭ３＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）にそれぞれ設定する。
【００２４】
そして、ステップＳ３で庫内温度検出装置３にて検出された冷凍室１３内温度と運転設定温度Ｔ１とを比較して上記冷凍室１３内温度が運転設定温度Ｔ１（例えばＴ１＝−１６℃）以上になっているとステップＳ４へ進み、ステップＳ４でフラッグＦａ＝１かどうかが判断される。ステップＳ４でフラッグＦａ＝１でないとき（電源につながれて初めて冷蔵庫が運転されるとき）は、ステップＳ５で駆動手段５にて圧縮機４を基本の圧縮機回転数Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）で駆動させる。
【００２５】
その後、ステップＳ６でフラッグＦａ＝１にし、ステップＳ７で運転時間をカウントするカウンタＭａのカウントを開始する。次にステップＳ８で、カウンタＭａがＭａ＝Ｍ１になったかどうかを判断し、Ｍａ＝Ｍ１でないときはステップＳ９で、庫内温度検出装置３にて検出された冷凍室１３内温度と停止設定温度Ｔ２とを比較して上記冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）より高い場合は、圧縮機はＯＮ状態のままステップＳ８へ進む。
【００２６】
その後、冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２より高い場合は、カウンタＭａのカウントがＭａ＝Ｍ１（例えばＭ１＝３８分）になるまで上記ステップＳ８とステップＳ９が繰り返され、Ｍａ＝Ｍ１になるとステップＳ１０へ進む。
【００２７】
そして、ステップＳ１０で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になると、ステップＳ１１で圧縮機４の現回転数を記憶回転数ＮＲ（この場合はＮＲ＝Ｎ１＝２４００ｒｐｍ）として記憶し、ステップ１２でカウンタＭａのカウントを停止し、ステップＳ１３で圧縮機４を停止し、ステップＳ１へ戻る。
【００２８】
圧縮機４単体の運転効率から見ると、圧縮機４の必要最小限の回転数で長時間かけて冷却するほうが良い効率となるが、圧縮機４を運転して冷蔵庫本体１１の外壁に設けられた凝縮器１７により上記外壁を通し冷蔵庫内部の熱を外部に放熱する場合は、この放熱の一部の熱は熱伝導により冷蔵庫内部へ侵入するため、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷蔵庫全体の冷却効率から見ると、適度な時間間隔と回転数で圧縮機を運転・停止させるほうが、良い冷却効率となる。
【００２９】
すなわち、上記運転で、圧縮機４の停止時間が１６分で、圧縮機４の運転時間がＭ１＝３８分であった場合、圧縮機４の運転率は３８÷（３８＋１６）×１００から算出されほぼ７０％となる。この圧縮機４の運転率＝７０％という値は、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した場合、かなり冷却効率のよい値であり、負荷の増減を考慮にいれた実使用上の運転率としては７０％付近の値はのぞましいものである。
【００３０】
ステップＳ１へ戻った後、運転モードがモードＡでないとき、ステップＳ２で上記同様に各設定値を設定し、ステップＳ３で冷凍室１３内温度が運転設定温度Ｔ１（例えばＴ１＝−１６℃）以上になるとステップＳ４へ進む。ステップＳ４では今回はＦａ＝１であるからステップＳ１４へ進み、ステップＳ１４で前回記憶の記憶回転数ＮＲ（今の場合はＮＲ＝２４００ｒｐｍ）で圧縮機４が運転開始される。
【００３１】
そのため、庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達できた圧縮機の回転数で初めから運転でき、無駄なく効率よい運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００３２】
また、圧縮機４を運転していて、ステップＳ１０で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）に低下しないとき、ステップＳ１５へ進みカウンタＭａがＭａ＝Ｍ２（例えばＭ２＝４０分）になると、ステップＳ１６で検出された冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）であるとステップＳ１１へ進み、圧縮機４の現回転数を記憶し、以後は上記同様のステップをふむ。
【００３３】
そのため、上記の場合も庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達できた圧縮機の回転数で初めから運転でき、無駄なく効率よい運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００３４】
なお、圧縮機４の回転数が基本の圧縮機回転数Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）と異なる回転数で運転していて、ステップＳ１０またはＳ１６で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になると、ステップＳ１１で圧縮機４のそのときの現回転数を記憶回転数ＮＲとして記憶し、その直後のステップＳ１４では上記の記憶回転数ＮＲで圧縮機は運転され、上記同様の効果が得られる。
【００３５】
また、ステップＳ１６で検出された冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になっていないと、ステップＳ１７へ進みカウンタＭａのカウントを停止し、ステップＳ１８で圧縮機４の回転数が圧縮機上限回転数のＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）になっているかどうかを判断して、圧縮機上限回転数のＮＭになっていなければステップＳ１９で現回転数に所定の上昇回転数（例えば１００ｒｐｍ）だけ上昇させた回転数に制御しなおし、ステップＳ２０で圧縮機の回転数を上記所定の上昇回転数（例えば１００ｒｐｍ）だけ上昇させた後からの圧縮機４の運転時間を、カウンタＭｂにてカウント開始する。
【００３６】
その後、ステップＳ２１にてカウンタＭｂがＭｂ＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）の追加運転時間になったかどうかを判断し、Ｍ３になっていないとステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になっていないとステップＳ２１へ進み、ステップＳ２１またはＳ２２でカウンタＭｂがＭｂ＝Ｍ３に、または冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２になるまで上記ステップが繰り返される。
【００３７】
ステップＳ２１にてカウンタＭｂがＭｂ＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）になるとステップＳ２３へ進み、ステップＳ２３で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になっていないと、ステップＳ１７へ戻り、カウンタＭｂのカウントを停止し、冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２になるまで、圧縮機４の回転数が圧縮機上限回転数のＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）以下の範囲で所定の追加運転時間（例えばＭ３＝１０分）毎に所定の上昇回転数（例えば１００ｒｐｍ）ずつ圧縮機４の回転数を上昇させ上記ステップＳ１７〜ステップＳ２３のステップを繰り返される。
【００３８】
上記ステップＳ２２またはＳ２３で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になるとステップＳ２４へ進み、ステップＳ２４で、上昇させた後の圧縮機４の現回転数を記憶回転数ＮＲとして記憶し、ステップＳ１２でカウンタＭｂのカウントを停止し、ステップＳ１３で圧縮機を停止し、ステップＳ１へ戻る。
【００３９】
そのため、なるべく少ない圧縮機の回転数にて、上記所定の時間（例えばＭ２＝４０分）になるべく近い時間で、庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件にも変わらない効率よい運転率制御となり、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００４０】
なお、その直後のステップＳ１４での圧縮機４の運転開始の回転数は、上記ステップＳ２４で記憶した上昇後の記憶回転数ＮＲとなる。そのため、次の圧縮機４の運転はなるべく少ない圧縮機の回転数にて、上記所定の時間（例えばＭ２＝４０分）になるべく近い時間で、庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達できた圧縮機の上記回転数で初めから運転でき、無駄なく効率よい運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した、冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００４１】
また、ステップＳ８においてカウンタＭａがＭａ＝Ｍ１（例えばＭ１＝３８分）までの値で、ステップＳ９で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になった場合は、ステップＳ２５でそのときの回転数に対し所定の回転数（例えば１００ｒｐｍ）だけ低下させた回転数の値を記憶回転数ＮＲとして記憶し、ステップＳ１２でカウンタＭａのカウントを停止し、ステップＳ１３で圧縮機を停止し、ステップＳ１へ戻る。
【００４２】
なお、その直後のステップＳ１４での圧縮機の運転開始の回転数は、上記ステップＳ２５で記憶した低下後の上記記憶回転数ＮＲとなる。そのため、設定した上記所定の時間（例えばＭ１＝３８分）未満で停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達したときの圧縮機の回転数より低い回転数で初めから運転でき、必要以上に圧縮機能力を使うことなく、上記所定の時間に近づいた圧縮機の運転ができ、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率の向上をはかった運転のできる冷蔵庫が得られる。
【００４３】
また、上記Ｓ１〜Ｓ２５の各ステップにて、負荷条件が異なっても上記所定の時間（例えば連続運転時間が、下限運転時間Ｍ１＝３８分、上限運転時間Ｍ２＝４０分）になるべく近い時間に最終的には収束し、なるべく少ない圧縮機の回転数にて庫内温度が設定温度（例えばＴ＝−２０℃〜ー１６℃）に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件にもあまり変わらない効率よい運転率制御となり、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００４４】
なお、モード切替装置８によって運転モードがモードＡ（例えばモードＡ＝留守番モード）に切り替えられているときは、ステップＳ１で運転モードがモードＡに設定されているためステップＳ２６に進み、ステップＳ２６でモード切替装置８によって運転モードがモードＡに切り替えられた後に冷凍庫扉２４または冷蔵庫扉２５が開かれたかどうかを制御手段２の中で判断し、扉開閉がなかった場合はステップＳ２７へ進む。
【００４５】
その後、ステップＳ２７でモードＡの設定の、運転設定温度をＴ１＝Ｔ４（例えばＴ４＝−１４℃）、基本の圧縮機回転数をＮ１＝Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）、下限運転時間をＭ１＝Ｍ４（例えばＭ４＝４８分）、停止設定温度をＴ２＝Ｔ３（例えばＴ３＝−１８℃）、上限運転時間をＭ２＝Ｍ５（例えばＭ５＝５０分）、圧縮機上限回転数をＮＭ＝ＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）、追加運転時間をＭ３＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）にそれぞれ設定し、ステップＳ３へ進む。その後の動きは、判断基準の各値が異なるだけで、上記Ｓ４〜Ｓ２５の各ステップと同じである。
【００４６】
なお、上記運転で圧縮機の停止時間が１４分であり、圧縮機の運転時間が上限運転時間のＭ５＝５０分であったとすると、圧縮機の運転率は５０÷（５０＋１４）×１００から算出されほぼ７８％となる。この値は、冷蔵庫の扉開閉等による負荷の増大に対する対応能力範囲は狭まるが、必要以上に圧縮機能力を使うことなくより圧縮機４の運転効率が向上し、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した場合、かなり冷却効率のよい値である。現状の圧縮機による冷媒ガス式の冷凍サイクルをもつ冷蔵庫においては、圧縮機の運転率を７０〜８０％前後の値に設定するのが、実使用上からみてのぞましい。
【００４７】
また、上記運転設定温度Ｔ１や停止設定温度Ｔ２を冷凍保存に支障のない程度の高めの温度（Ｔ１＝Ｔ４＝−１４℃、Ｔ２＝Ｔ３＝−１８℃）に切り替えられるようにしているため、冷却のための使用電力が少なくてすみ、外気との温度差が減少し外気からの熱の吸収量が減ることによる熱ロスが減少し、さらに効率のよい省力化の進んだ冷蔵庫が得られる。
【００４８】
そして、モードＡで動作中に冷凍室扉２４または冷蔵室扉２５が開かれた場合は、ステップＳ２６で扉開閉があったと判断され、ステップＳ２へ進み、負荷の増大に備え通常運転モードへ戻るようにしてある。そのため、扉開閉動作によって庫内の温度が上昇しても、通常運転に戻るため、冷蔵庫内の貯蔵物は常に貯蔵に適した温度に保たれることになる。このとき、ステップ２では、今までの扉開閉動作があったことの情報の記憶が、制御手段２からいったん消去される。
【００４９】
なお、上記圧縮機４の運転にともなって、庫内送風機６が駆動手段７にて運転され、圧縮機４の回転数に応じた適度の各々の設定回転数で庫内送風機６が運転されるように制御手段２で制御される。
【００５０】
また、庫内温度検出装置３による冷凍室１３内の温度検出や、停止設定温度Ｔ２や運転設定温度Ｔ１と上記検出温度との比較や、それによる圧縮機４の運転・停止のための駆動手段５の実行の判定は、カウンタＭａやＭｂのカウントを含むカウント動作とも関連し、定期的な時間毎に実行される。
【００５１】
なお、上記冷蔵庫で急速に貯蔵物を冷凍したいときは、モードＡと異なる運転モードを別に設定し、圧縮機４の回転数を高速回転数（例えばＮ１＝ＮＲ＝ＮＭ＝４０００ｒｐｍ）にするとよく、また、上記圧縮機４の回転数の増減にともなって、庫内送風機６のファン６ａの回転数を最適となるように増減させたり、上記仕切冷気ダクト１２ａやモドリダクト１２ｂを含む仕切冷気ダクト１２ａやモドリダクト１２ｂの冷気吸込口や吐出口近く等に別に設けた、庫内冷気の循環を助ける循環送風機の回転数を上記同様に増減させたり、圧縮機等の冷却のために設けられた送風機を機械室１５に別に設けて、前記送風機の回転数を上記同様に増減させると、よりいっそう冷却効率がよくなることは明白である。
【００５２】
さらに、上記それぞれの回転数を冷蔵庫本体１１にあるパイプや板金等の共振回転数にならないように、あらかじめ実験等で見つけ出しておき、その回転数を除いて回転数設定ができるようにすると、共振による騒音の発生や破損の防止ができ、また、それぞれの回転数でうなり音が生じるような回転数にはならないように、圧縮機や送風機の回転数を設定すると、うなり音による騒音が防止できる。
【００５３】
また、冷蔵庫本体１１周辺の外気温の変化に応じ、上記圧縮機上限回転数ＮＭやそれにともなう上記各々の送風機回転数を所定の値に設定させることにより、外気温が低い場合は各々の回転数を低くし、外気温が高い場合は各々の回転数を高くして、冷却器１８の目詰まりを最小限におさえ、冷却速度の対応にそなえることも可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の冷蔵庫は上記のような構成であるから、請求項１記載の発明によれば、圧縮機の起動から停止までの運転時間が設定された所定時間内に安定して制御され、常に圧縮機の運転率の値を理想の所定値に設定できるので、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００５５】
また、請求項２記載の発明によれば、負荷が増大した場合でも、なるべく少ない圧縮機の回転数にて、所定の時間になるべく近い時間で、庫内温度が設定温度に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件に対しても変わらない効率のよい運転率の制御が可能となり、負荷件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００５６】
そして、請求項３記載の発明によれば、設定した所定の時間以上かかって停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数で次の運転の初めから開始でき、無駄なく効率よい圧縮機の運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００５７】
そしてまた、請求項４記載の発明によれば、設定した所定の時間未満で停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数より低い回転数で次の運転の初めから開始でき、必要以上に圧縮機能力を使うことなく、所定の時間に近い圧縮機の運転ができ、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率の向上をはかった冷蔵庫が得られる。
【００５８】
さらに、請求項５記載の発明によれば、所定の時間を冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい範囲内で長い時間に切り替えられるようにした場合、負荷が大きくなったときの対応能力の範囲は狭まるが、必要以上に圧縮機能力を使うことなくより圧縮機の運転効率が向上し、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮したより冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００５９】
さらにまた、請求項６記載の発明によれば、運転設定温度や停止設定温度を冷凍保存に支障のない程度の高い温度に切り替えられるようにした場合、冷却のための使用電力が少なくてすみ、外気との温度差が減少するため外気からの熱の吸収量が減ることによる熱ロスの低減ができ、さらに効率のよい省力化の進んだ冷蔵庫が得られる。
【００６０】
また、請求項７記載の発明によれば、扉開閉動作によって庫内の温度が上昇しても、通常運転に戻るため、冷蔵庫内の貯蔵物は常に貯蔵に適した温度に保たれるようになる。さらに、請求項８記載の発明によれば、上記所定の運転率は７０〜８０％の範囲であるので、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した場合、冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す側断面図である。
【図３】本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ 制御手段
３ 庫内温度検出装置
４ 圧縮機
８ モード切替装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の回転数制御手段を備えた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の冷蔵庫は、特開平９−１２６６１８号公報に開示されているように、回転数可変駆動型の圧縮機と、冷凍庫内温度を検出する冷凍室温度検出回路と、回転数可変駆動型の送風機とを備え、前記冷凍室温度検出回路の出力によって冷凍負荷に応じて前記圧縮機及び送風機の回転数を段階的に変化させる制御手段を備えてなる冷蔵庫がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記、特開平９−１２６６１８号公報に開示されている冷蔵庫は、負荷に応じて必要最小限の回転数で圧縮機を運転するものであり、圧縮機を必要最小限の回転数で運転したとき、冷凍庫内温度を所定の温度に冷却するには運転時間が長くかかり過ぎ、キャビネット内面に張り付けている冷凍サイクルのための凝縮パイプからの放熱の一部が、冷蔵庫内に侵入する時間も圧縮機の運転時間と同じだけ長くなり、そのため凝縮パイプからの侵入熱量が増加し、冷却効率の悪い冷蔵庫となるという課題がある。また、運転時間が長いため、騒音となる煩わしい圧縮機等の運転音を長時間聞かされるという課題もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫は上記のような課題を解決したもので、請求項１記載の発明は、圧縮機の回転数を所定の範囲で制御する回転数制御手段と、庫内温度を所定の時間毎に検出する庫内温度検出手段とを備え、上記庫内温度検出手段にて検出された庫内温度によって、上記圧縮機の運転・停止の制御をすることにより、庫内温度が所定の設定温度に保たれる冷蔵庫において、圧縮機の起動から停止までの時間が所定の時間となるように、上記圧縮機の運転時間を制御する運転制御手段を備え、上記運転制御手段は、上記圧縮機の所定の停止時間と、冷蔵庫の冷却運転でカウントされる運転時間とから算出される上記圧縮機の運転率が所定の運転率となるように上記圧縮機の運転時間を制御することを特徴とするものであり、この構成により、圧縮機の起動から停止までの運転時間が設定された所定時間内に安定して制御され、常に圧縮機の運転率（運転・停止１サイクル中：運転時間÷（運転時間＋停止時間））の値を理想の所定値に設定できるので、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【０００５】
また、請求項２記載の発明においては、上記運転制御手段は、上記圧縮機を所定の回転数で所定の時間だけ連続に運転し、上記庫内温度検出手段により検出された値が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達していないとき、上記停止設定温度に達するまで、上記圧縮機の回転数を、所定の間隔をもつ追加運転時間毎に、上記所定の回転数から段階的に所定の上昇回転数だけ上げた圧縮機の回転数にすることを特徴とするものであり、この構成により、負荷が増大した場合でも、なるべく少ない圧縮機の回転数にて、上記所定の時間になるべく近い時間で、庫内温度が設定温度に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件に対しても変わらない効率のよい運転率の制御が可能となり、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【０００６】
そして、請求項３記載の発明においては、上記運転制御手段は、圧縮機を運転し、上記所定の時間に対する所定範囲の時間または上記所定の時間をこえた時間で庫内温度が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達した後、圧縮機を停止し、その後、庫内温度が圧縮機を運転させる温度である運転設定温度以上になったとき、上記圧縮機を停止した直前の圧縮機の回転数で上記圧縮機を運転するように制御することを特徴とするものであり、この構成により、設定した上記所定の時間以上かかって停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数で次の運転の初めから開始でき、無駄なく効率よい圧縮機の運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【０００７】
そしてまた、請求項４記載の発明においては、上記運転制御手段は、圧縮機を運転し、上記所定の時間に対する所定範囲の時間未満の時間で庫内温度が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達した後、圧縮機を停止し、その後、庫内温度が圧縮機を運転させる温度である運転設定温度以上になったとき、上記圧縮機を停止した直前の圧縮機の回転数より所定の回転数だけ低い低下回転数で上記圧縮機を運転するように制御することを特徴とするものであり、この構成により、設定した上記所定の時間未満で停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数より低い回転数で次の運転の初めから開始でき、必要以上に圧縮機能力を使うことなく、上記所定の時間に近い圧縮機の運転ができ、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率の向上をはかった冷蔵庫が得られる。
【０００８】
さらに、請求項５記載の発明においては、上記所定の時間の値は切り替え手段によって異なる時間の値に切り替えられることを特徴とするものであり、この構成により、上記所定の時間を冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい範囲内で長い時間に切り替えられるようにした場合、負荷が大きくなったときの対応能力の範囲は狭まるが、必要以上に圧縮機能力を使うことなくより圧縮機の運転効率が向上し、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮したより冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【０００９】
さらにまた、請求項６記載の発明においては、上記停止設定温度または上記運転設定温度の値は切り替え手段によって異なる温度の値に切り替えられることを特徴とするものであり、この構成により、上記運転設定温度や停止設定温度を冷凍保存に支障のない程度の高い温度に切り替えられるようにした場合、冷却のための使用電力が少なくてすみ、外気との温度差が減少するため外気からの熱の吸収量が減ることによる熱ロスの低減ができ、さらに効率のよい省力化の進んだ冷蔵庫が得られる。
【００１０】
また、請求項７記載の発明においては、扉開閉動作が行われた場合、上記切り替え手段によって切り替えられた値を通常運転の値に戻すように上記運転制御手段が制御することを特徴とするものであり、この構成により、扉開閉動作によって庫内の温度が上昇しても、通常運転に戻るため、冷蔵庫内の貯蔵物は常に貯蔵に適した温度に保たれるようになる。さらに、請求項８記載の発明においては、上記所定の運転率は７０〜８０％の範囲である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の冷蔵庫の実施の形態を図面とともに説明する。
【００１２】
図１は本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のブロック図、図２は本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す側断面図、図３は本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のフローチャート図である。
【００１３】
図１において、１は冷蔵庫の制御装置で、制御手段２（例えば、マイクロコンピュータ）に、庫内温度検出装置３が入力されている。そして、上記制御手段２の出力は圧縮機４を動作させる駆動手段５と、庫内送風機６を動作させる駆動手段７とに各々接続されている。また、上記制御手段２には使用目的に合わせて切り替えるためのモード切替装置８や冷凍室や冷蔵室の各々の扉開閉を感知するＦ（冷凍）扉開閉感知装置９やＲ（冷蔵）扉開閉感知装置１０が各々接続されている。
【００１４】
図２において、１１は冷蔵庫本体であり、仕切１２で上部に冷凍室１３、下部に冷蔵室１４となるよう仕切られている。１５は機械室で内部に上記圧縮機４が設けられている。１６は圧縮機４の吐出パイプである。
【００１５】
また、１７は凝縮器で、冷蔵庫本体１１の外壁内側に設けられている。１８は冷却器で、下方にガラス管ヒータ等による除霜装置１９が、上方に庫内送風機６が設けられている。２０は圧縮機４の吸入パイプである。上記圧縮機４、吐出パイプ１６、凝縮器１７、キャピラリーチューブ（図示せず）、冷却器１８、吸入パイプ２０は一連の冷凍サイクルを構成している。
【００１６】
２１はエバカバーで、庫内送風機６にあるファン６ａのオリフィス部２１ａと冷却器１８を覆う断熱部２１ｂをもっている。２２はファンルーバで、ファン６ａの前方に吐出穴２２ａを、また、ファンルーバ２２の下方に吸入穴２２ｂをもっている。エバカバー２１とファンルーバ２２は組み合わされてエバカバー組品２３となる。また、エバカバー２１とファンルーバ２２とからなるエバカバー組品２３は圧力室２３ａと、その一部から下方に通じるカバーダクト部２３ｂ（点線にて表示）を形成している。
【００１７】
冷却器１８で冷却された冷気は、庫内送風機６のファン６ａにより、圧力室２３ａに送られ、吐出穴２２ａを通り冷凍室１３へ吐き出される。その後、冷凍室１３の冷気は内部を冷却し吸入穴２２ｂを通り冷却器１８の下方へもどり冷凍室１３の冷気回路となる。また、圧力室２３ａに送られた冷気の一部は、カバーダクト部２３ｂを通り、仕切１２の一部に設けられた仕切冷気ダクト１２ａ（点線にて表示）を通り冷蔵室１４へ吐き出される。その後、冷蔵室１４の冷気は内部を冷却し仕切１２のモドリダクト１２ｂを通り冷却器１８の下方へもどり冷蔵室１４の冷気回路となる。
【００１８】
なお、冷却器１８で吸収した冷蔵庫内の熱は、冷蔵庫本体１１の外壁に設けられた凝縮器１７により、上記外壁を通し外部へ放出される。また、冷蔵室１４の温度をより適度に調整するため、仕切冷気ダクト１２ａの冷蔵室１４へ冷気が吐き出される部分に、ダンパーを設け、その開閉で冷蔵室１４の温度を調節してもよい。
【００１９】
そして、冷凍室１３の内部に庫内温度検出装置３が、冷蔵室１４の内部にモード切替装置８が、それぞれ取り付けられている。また、冷蔵庫本体１１の背面に本発明の電気回路を構成した制御装置１が取り付けられている。
【００２０】
また、仕切１２の前方部には冷凍室扉２４の開閉を感知するためのＦ扉開閉感知装置９と冷蔵室扉２５の開閉を感知するためのＲ扉開閉感知装置１０が設けられている。そのため、冷凍室扉２４や冷蔵室扉２５が開けられるとＦ扉開閉感知装置９やＲ扉開閉感知装置１０で扉の開閉が感知され、制御手段２内にその情報が時間とともに記憶される。
【００２１】
つぎに、図３に示すフローチャートを参照しながら本発明の冷蔵庫の動作について説明する。
【００２２】
まず、電源を投入すると、マイクロコンピュータからなる制御手段２を初期状態に戻してステップＳ１に移る。
【００２３】
その後、ステップＳ１で、運転モードがモードＡに設定されているかどうかを制御手段２内で判断し、モード切替装置８によって運転モードがモードＡに設定されていないときは、ステップＳ２で通常運転モードの設定の、運転開始をする庫内温度の設定を運転設定温度Ｔ１＝Ｔ１（例えばＴ１＝−１６℃）、運転開始時の基本の圧縮機回転数をＮ１＝Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）、圧縮機の回転数変更の要否を判断する下限の連続運転時間を下限運転時間Ｍ１＝Ｍ１（例えばＭ１＝３８分）、運転停止をする庫内温度の設定を停止設定温度Ｔ２＝Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）、圧縮機の回転数変更の要否を判断する上限の連続運転時間を上限運転時間Ｍ２＝Ｍ２（例えばＭ２＝４０分）、圧縮機上限回転数をＮＭ＝ＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）、圧縮機の回転数を所定回転数だけ上げて運転する時間の追加運転時間をＭ３＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）にそれぞれ設定する。
【００２４】
そして、ステップＳ３で庫内温度検出装置３にて検出された冷凍室１３内温度と運転設定温度Ｔ１とを比較して上記冷凍室１３内温度が運転設定温度Ｔ１（例えばＴ１＝−１６℃）以上になっているとステップＳ４へ進み、ステップＳ４でフラッグＦａ＝１かどうかが判断される。ステップＳ４でフラッグＦａ＝１でないとき（電源につながれて初めて冷蔵庫が運転されるとき）は、ステップＳ５で駆動手段５にて圧縮機４を基本の圧縮機回転数Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）で駆動させる。
【００２５】
その後、ステップＳ６でフラッグＦａ＝１にし、ステップＳ７で運転時間をカウントするカウンタＭａのカウントを開始する。次にステップＳ８で、カウンタＭａがＭａ＝Ｍ１になったかどうかを判断し、Ｍａ＝Ｍ１でないときはステップＳ９で、庫内温度検出装置３にて検出された冷凍室１３内温度と停止設定温度Ｔ２とを比較して上記冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）より高い場合は、圧縮機はＯＮ状態のままステップＳ８へ進む。
【００２６】
その後、冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２より高い場合は、カウンタＭａのカウントがＭａ＝Ｍ１（例えばＭ１＝３８分）になるまで上記ステップＳ８とステップＳ９が繰り返され、Ｍａ＝Ｍ１になるとステップＳ１０へ進む。
【００２７】
そして、ステップＳ１０で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になると、ステップＳ１１で圧縮機４の現回転数を記憶回転数ＮＲ（この場合はＮＲ＝Ｎ１＝２４００ｒｐｍ）として記憶し、ステップ１２でカウンタＭａのカウントを停止し、ステップＳ１３で圧縮機４を停止し、ステップＳ１へ戻る。
【００２８】
圧縮機４単体の運転効率から見ると、圧縮機４の必要最小限の回転数で長時間かけて冷却するほうが良い効率となるが、圧縮機４を運転して冷蔵庫本体１１の外壁に設けられた凝縮器１７により上記外壁を通し冷蔵庫内部の熱を外部に放熱する場合は、この放熱の一部の熱は熱伝導により冷蔵庫内部へ侵入するため、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷蔵庫全体の冷却効率から見ると、適度な時間間隔と回転数で圧縮機を運転・停止させるほうが、良い冷却効率となる。
【００２９】
すなわち、上記運転で、圧縮機４の停止時間が１６分で、圧縮機４の運転時間がＭ１＝３８分であった場合、圧縮機４の運転率は３８÷（３８＋１６）×１００から算出されほぼ７０％となる。この圧縮機４の運転率＝７０％という値は、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した場合、かなり冷却効率のよい値であり、負荷の増減を考慮にいれた実使用上の運転率としては７０％付近の値はのぞましいものである。
【００３０】
ステップＳ１へ戻った後、運転モードがモードＡでないとき、ステップＳ２で上記同様に各設定値を設定し、ステップＳ３で冷凍室１３内温度が運転設定温度Ｔ１（例えばＴ１＝−１６℃）以上になるとステップＳ４へ進む。ステップＳ４では今回はＦａ＝１であるからステップＳ１４へ進み、ステップＳ１４で前回記憶の記憶回転数ＮＲ（今の場合はＮＲ＝２４００ｒｐｍ）で圧縮機４が運転開始される。
【００３１】
そのため、庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達できた圧縮機の回転数で初めから運転でき、無駄なく効率よい運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００３２】
また、圧縮機４を運転していて、ステップＳ１０で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）に低下しないとき、ステップＳ１５へ進みカウンタＭａがＭａ＝Ｍ２（例えばＭ２＝４０分）になると、ステップＳ１６で検出された冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）であるとステップＳ１１へ進み、圧縮機４の現回転数を記憶し、以後は上記同様のステップをふむ。
【００３３】
そのため、上記の場合も庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達できた圧縮機の回転数で初めから運転でき、無駄なく効率よい運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００３４】
なお、圧縮機４の回転数が基本の圧縮機回転数Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）と異なる回転数で運転していて、ステップＳ１０またはＳ１６で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になると、ステップＳ１１で圧縮機４のそのときの現回転数を記憶回転数ＮＲとして記憶し、その直後のステップＳ１４では上記の記憶回転数ＮＲで圧縮機は運転され、上記同様の効果が得られる。
【００３５】
また、ステップＳ１６で検出された冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になっていないと、ステップＳ１７へ進みカウンタＭａのカウントを停止し、ステップＳ１８で圧縮機４の回転数が圧縮機上限回転数のＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）になっているかどうかを判断して、圧縮機上限回転数のＮＭになっていなければステップＳ１９で現回転数に所定の上昇回転数（例えば１００ｒｐｍ）だけ上昇させた回転数に制御しなおし、ステップＳ２０で圧縮機の回転数を上記所定の上昇回転数（例えば１００ｒｐｍ）だけ上昇させた後からの圧縮機４の運転時間を、カウンタＭｂにてカウント開始する。
【００３６】
その後、ステップＳ２１にてカウンタＭｂがＭｂ＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）の追加運転時間になったかどうかを判断し、Ｍ３になっていないとステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になっていないとステップＳ２１へ進み、ステップＳ２１またはＳ２２でカウンタＭｂがＭｂ＝Ｍ３に、または冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２になるまで上記ステップが繰り返される。
【００３７】
ステップＳ２１にてカウンタＭｂがＭｂ＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）になるとステップＳ２３へ進み、ステップＳ２３で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になっていないと、ステップＳ１７へ戻り、カウンタＭｂのカウントを停止し、冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２になるまで、圧縮機４の回転数が圧縮機上限回転数のＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）以下の範囲で所定の追加運転時間（例えばＭ３＝１０分）毎に所定の上昇回転数（例えば１００ｒｐｍ）ずつ圧縮機４の回転数を上昇させ上記ステップＳ１７〜ステップＳ２３のステップを繰り返される。
【００３８】
上記ステップＳ２２またはＳ２３で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になるとステップＳ２４へ進み、ステップＳ２４で、上昇させた後の圧縮機４の現回転数を記憶回転数ＮＲとして記憶し、ステップＳ１２でカウンタＭｂのカウントを停止し、ステップＳ１３で圧縮機を停止し、ステップＳ１へ戻る。
【００３９】
そのため、なるべく少ない圧縮機の回転数にて、上記所定の時間（例えばＭ２＝４０分）になるべく近い時間で、庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件にも変わらない効率よい運転率制御となり、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００４０】
なお、その直後のステップＳ１４での圧縮機４の運転開始の回転数は、上記ステップＳ２４で記憶した上昇後の記憶回転数ＮＲとなる。そのため、次の圧縮機４の運転はなるべく少ない圧縮機の回転数にて、上記所定の時間（例えばＭ２＝４０分）になるべく近い時間で、庫内温度が停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達できた圧縮機の上記回転数で初めから運転でき、無駄なく効率よい運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した、冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００４１】
また、ステップＳ８においてカウンタＭａがＭａ＝Ｍ１（例えばＭ１＝３８分）までの値で、ステップＳ９で冷凍室１３内温度が停止設定温度Ｔ２（例えばＴ２＝−２０℃）になった場合は、ステップＳ２５でそのときの回転数に対し所定の回転数（例えば１００ｒｐｍ）だけ低下させた回転数の値を記憶回転数ＮＲとして記憶し、ステップＳ１２でカウンタＭａのカウントを停止し、ステップＳ１３で圧縮機を停止し、ステップＳ１へ戻る。
【００４２】
なお、その直後のステップＳ１４での圧縮機の運転開始の回転数は、上記ステップＳ２５で記憶した低下後の上記記憶回転数ＮＲとなる。そのため、設定した上記所定の時間（例えばＭ１＝３８分）未満で停止設定温度（例えばＴ２＝−２０℃）に到達したときの圧縮機の回転数より低い回転数で初めから運転でき、必要以上に圧縮機能力を使うことなく、上記所定の時間に近づいた圧縮機の運転ができ、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率の向上をはかった運転のできる冷蔵庫が得られる。
【００４３】
また、上記Ｓ１〜Ｓ２５の各ステップにて、負荷条件が異なっても上記所定の時間（例えば連続運転時間が、下限運転時間Ｍ１＝３８分、上限運転時間Ｍ２＝４０分）になるべく近い時間に最終的には収束し、なるべく少ない圧縮機の回転数にて庫内温度が設定温度（例えばＴ＝−２０℃〜ー１６℃）に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件にもあまり変わらない効率よい運転率制御となり、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００４４】
なお、モード切替装置８によって運転モードがモードＡ（例えばモードＡ＝留守番モード）に切り替えられているときは、ステップＳ１で運転モードがモードＡに設定されているためステップＳ２６に進み、ステップＳ２６でモード切替装置８によって運転モードがモードＡに切り替えられた後に冷凍庫扉２４または冷蔵庫扉２５が開かれたかどうかを制御手段２の中で判断し、扉開閉がなかった場合はステップＳ２７へ進む。
【００４５】
その後、ステップＳ２７でモードＡの設定の、運転設定温度をＴ１＝Ｔ４（例えばＴ４＝−１４℃）、基本の圧縮機回転数をＮ１＝Ｎ１（例えばＮ１＝２４００ｒｐｍ）、下限運転時間をＭ１＝Ｍ４（例えばＭ４＝４８分）、停止設定温度をＴ２＝Ｔ３（例えばＴ３＝−１８℃）、上限運転時間をＭ２＝Ｍ５（例えばＭ５＝５０分）、圧縮機上限回転数をＮＭ＝ＮＭ（例えばＮＭ＝３０００ｒｐｍ）、追加運転時間をＭ３＝Ｍ３（例えばＭ３＝１０分）にそれぞれ設定し、ステップＳ３へ進む。その後の動きは、判断基準の各値が異なるだけで、上記Ｓ４〜Ｓ２５の各ステップと同じである。
【００４６】
なお、上記運転で圧縮機の停止時間が１４分であり、圧縮機の運転時間が上限運転時間のＭ５＝５０分であったとすると、圧縮機の運転率は５０÷（５０＋１４）×１００から算出されほぼ７８％となる。この値は、冷蔵庫の扉開閉等による負荷の増大に対する対応能力範囲は狭まるが、必要以上に圧縮機能力を使うことなくより圧縮機４の運転効率が向上し、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した場合、かなり冷却効率のよい値である。現状の圧縮機による冷媒ガス式の冷凍サイクルをもつ冷蔵庫においては、圧縮機の運転率を７０〜８０％前後の値に設定するのが、実使用上からみてのぞましい。
【００４７】
また、上記運転設定温度Ｔ１や停止設定温度Ｔ２を冷凍保存に支障のない程度の高めの温度（Ｔ１＝Ｔ４＝−１４℃、Ｔ２＝Ｔ３＝−１８℃）に切り替えられるようにしているため、冷却のための使用電力が少なくてすみ、外気との温度差が減少し外気からの熱の吸収量が減ることによる熱ロスが減少し、さらに効率のよい省力化の進んだ冷蔵庫が得られる。
【００４８】
そして、モードＡで動作中に冷凍室扉２４または冷蔵室扉２５が開かれた場合は、ステップＳ２６で扉開閉があったと判断され、ステップＳ２へ進み、負荷の増大に備え通常運転モードへ戻るようにしてある。そのため、扉開閉動作によって庫内の温度が上昇しても、通常運転に戻るため、冷蔵庫内の貯蔵物は常に貯蔵に適した温度に保たれることになる。このとき、ステップ２では、今までの扉開閉動作があったことの情報の記憶が、制御手段２からいったん消去される。
【００４９】
なお、上記圧縮機４の運転にともなって、庫内送風機６が駆動手段７にて運転され、圧縮機４の回転数に応じた適度の各々の設定回転数で庫内送風機６が運転されるように制御手段２で制御される。
【００５０】
また、庫内温度検出装置３による冷凍室１３内の温度検出や、停止設定温度Ｔ２や運転設定温度Ｔ１と上記検出温度との比較や、それによる圧縮機４の運転・停止のための駆動手段５の実行の判定は、カウンタＭａやＭｂのカウントを含むカウント動作とも関連し、定期的な時間毎に実行される。
【００５１】
なお、上記冷蔵庫で急速に貯蔵物を冷凍したいときは、モードＡと異なる運転モードを別に設定し、圧縮機４の回転数を高速回転数（例えばＮ１＝ＮＲ＝ＮＭ＝４０００ｒｐｍ）にするとよく、また、上記圧縮機４の回転数の増減にともなって、庫内送風機６のファン６ａの回転数を最適となるように増減させたり、上記仕切冷気ダクト１２ａやモドリダクト１２ｂを含む仕切冷気ダクト１２ａやモドリダクト１２ｂの冷気吸込口や吐出口近く等に別に設けた、庫内冷気の循環を助ける循環送風機の回転数を上記同様に増減させたり、圧縮機等の冷却のために設けられた送風機を機械室１５に別に設けて、前記送風機の回転数を上記同様に増減させると、よりいっそう冷却効率がよくなることは明白である。
【００５２】
さらに、上記それぞれの回転数を冷蔵庫本体１１にあるパイプや板金等の共振回転数にならないように、あらかじめ実験等で見つけ出しておき、その回転数を除いて回転数設定ができるようにすると、共振による騒音の発生や破損の防止ができ、また、それぞれの回転数でうなり音が生じるような回転数にはならないように、圧縮機や送風機の回転数を設定すると、うなり音による騒音が防止できる。
【００５３】
また、冷蔵庫本体１１周辺の外気温の変化に応じ、上記圧縮機上限回転数ＮＭやそれにともなう上記各々の送風機回転数を所定の値に設定させることにより、外気温が低い場合は各々の回転数を低くし、外気温が高い場合は各々の回転数を高くして、冷却器１８の目詰まりを最小限におさえ、冷却速度の対応にそなえることも可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の冷蔵庫は上記のような構成であるから、請求項１記載の発明によれば、圧縮機の起動から停止までの運転時間が設定された所定時間内に安定して制御され、常に圧縮機の運転率の値を理想の所定値に設定できるので、負荷条件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００５５】
また、請求項２記載の発明によれば、負荷が増大した場合でも、なるべく少ない圧縮機の回転数にて、所定の時間になるべく近い時間で、庫内温度が設定温度に到達でき、冷蔵庫の異なる負荷条件に対しても変わらない効率のよい運転率の制御が可能となり、負荷件にかかわらず冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００５６】
そして、請求項３記載の発明によれば、設定した所定の時間以上かかって停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数で次の運転の初めから開始でき、無駄なく効率よい圧縮機の運転率制御を考慮した運転の開始となり、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい運転ができる冷蔵庫が得られる。
【００５７】
そしてまた、請求項４記載の発明によれば、設定した所定の時間未満で停止設定温度に到達したときの圧縮機の回転数より低い回転数で次の運転の初めから開始でき、必要以上に圧縮機能力を使うことなく、所定の時間に近い圧縮機の運転ができ、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率の向上をはかった冷蔵庫が得られる。
【００５８】
さらに、請求項５記載の発明によれば、所定の時間を冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した冷却効率のよい範囲内で長い時間に切り替えられるようにした場合、負荷が大きくなったときの対応能力の範囲は狭まるが、必要以上に圧縮機能力を使うことなくより圧縮機の運転効率が向上し、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮したより冷却効率のよい冷蔵庫が得られる。
【００５９】
さらにまた、請求項６記載の発明によれば、運転設定温度や停止設定温度を冷凍保存に支障のない程度の高い温度に切り替えられるようにした場合、冷却のための使用電力が少なくてすみ、外気との温度差が減少するため外気からの熱の吸収量が減ることによる熱ロスの低減ができ、さらに効率のよい省力化の進んだ冷蔵庫が得られる。
【００６０】
また、請求項７記載の発明によれば、扉開閉動作によって庫内の温度が上昇しても、通常運転に戻るため、冷蔵庫内の貯蔵物は常に貯蔵に適した温度に保たれるようになる。さらに、請求項８記載の発明によれば、上記所定の運転率は７０〜８０％の範囲であるので、冷凍サイクルによる凝縮熱の侵入をも考慮した場合、冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す側断面図である。
【図３】本発明の冷蔵庫の実施の形態を示す制御装置のフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ 制御手段
３ 庫内温度検出装置
４ 圧縮機
８ モード切替装置
Claims (8)
- 圧縮機の回転数を所定の範囲で制御する回転数制御手段と、庫内温度を所定の時間毎に検出する庫内温度検出手段とを備え、前記庫内温度検出手段にて検出された庫内温度によって、前記圧縮機の運転・停止の制御をすることにより、庫内温度が所定の設定温度に保たれる冷蔵庫において、
前記圧縮機の起動から停止までの時間が所定の時間となるように、前記圧縮機の運転時間を制御する運転制御手段を備え、
前記運転制御手段は、前記圧縮機の所定の停止時間と、冷蔵庫の冷却運転でカウントされる運転時間とから算出される前記圧縮機の運転率が所定の運転率となるように前記圧縮機の運転時間を制御することを特徴とする冷蔵庫。 - 前記運転制御手段は、前記圧縮機を所定の回転数で所定の時間だけ連続に運転し、前記庫内温度検出手段により検出された値が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達していないとき、前記停止設定温度に達するまで、前記圧縮機の回転数を、所定の間隔をもつ追加運転時間毎に、前記所定の回転数から段階的に所定の上昇回転数だけ上げた圧縮機の回転数にすることを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
- 前記運転制御手段は、前記圧縮機を運転し、前記所定の時間に対する所定範囲の時間または前記所定の時間をこえた時間で庫内温度が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達した後、圧縮機を停止し、その後、庫内温度が圧縮機を運転させる温度である運転設定温度以上になったとき、前記圧縮機を停止した直前の圧縮機の回転数で前記圧縮機を運転するように制御することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
- 前記運転制御手段は、前記圧縮機を運転し、前記所定の時間に対する所定範囲の時間未満の時間で庫内温度が圧縮機を停止させる温度である停止設定温度に達した後、圧縮機を停止し、その後、庫内温度が圧縮機を運転させる温度である運転設定温度以上になったとき、前記圧縮機を停止した直前の圧縮機の回転数より所定の回転数だけ低い低下回転数で前記圧縮機を運転するように制御することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の冷蔵庫。
- 前記所定の時間の値は切り替え手段によって異なる時間の値に切り替えられることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の冷蔵庫。
- 前記停止設定温度または前記運転設定温度の値は切り替え手段によって異なる温度の値に切り替えられることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の冷蔵庫。
- 扉開閉動作が行われた場合、前記切り替え手段によって切り替えられた値を通常運転の値に戻すように前記運転制御手段が制御することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の冷蔵庫。
- 前記所定の運転率は７０〜８０％の範囲である、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の冷蔵庫。
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