JP3874941B2 - 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、2つの蒸発器を持つ冷蔵庫に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近の冷蔵庫においては、冷蔵室と冷凍室をそれぞれ効率よく冷却するために、冷蔵用蒸発器と冷凍用蒸発器を持つものが提案されている。
【0003】
そして、これら2つの蒸発器を1つの圧縮機から送られてきた冷媒で効率よく冷却するために、冷媒流路の途中に三方弁を配し、この三方弁の切り替えによって冷媒が冷蔵用蒸発器または冷凍用蒸発器に送られるかが決定される。
【0004】
上記のような冷蔵庫において、冷蔵用蒸発器または冷凍用蒸発器の除霜を行う場合には、各蒸発器に除霜ヒータを設け、これら除霜ヒータを圧縮機の運転積算時間に基づいて動作させて、ヒータ除霜を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような除霜方法では次のような問題点があった。
【0006】
第1の問題点は、圧縮機の運転積算時間が設定時間に到達するまでヒータ除霜が行われないため、冷蔵庫の運転条件によっては、各蒸発器が着霜劣化を起こすことがあった。
【0007】
第2の問題点としては、各蒸発器が過着霜の状態になった場合には、この過着霜の状態を解消するために除霜ヒータの通電時間が長くなり、庫内温度の上昇が大きくなると共に、その消費電力量が増大するということがあった。
【0008】
そこで、本発明は2つの蒸発器を持つ冷蔵庫において、適切かつ確実に各蒸発器の除霜を行うことができる冷蔵庫を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モードとが実現できる冷蔵庫において、 冷蔵用蒸発器の温度を検知する冷蔵用蒸発器温度センサと、冷蔵用蒸発器によって冷却された空気を冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達するまで冷蔵用ファンを運転する制御手段とを有し、冷凍モードから冷蔵モードへの移行は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達した後に移行するものである。
【0010】
請求項2の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モードとが実現できる冷蔵庫において、冷蔵用蒸発器の温度を検知する冷蔵用蒸発器温度センサと、冷蔵用蒸発器によって冷却された空気を冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達するまでは、又は冷蔵用蒸発器温度センサで検知した温度上昇率が一定値以下になるまでは冷蔵用ファンを運転する制御手段とを有し、冷凍モードから冷蔵モードへの移行は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達した後、又は冷蔵用蒸発器温度センサで検知した温度上昇率が一定値以下になった後に移行するものである。
【0011】
請求項3の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モードとが実現できる冷蔵庫において、冷蔵用蒸発器の温度を検知する冷蔵用蒸発器温度センサと、冷蔵用蒸発器によって冷却された空気を冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサで検知した温度上昇率が一定値以下になった検知温度を記憶し、その検知温度からさらに設定温度上昇するまでは冷蔵用ファンを運転する制御手段とを有し、冷凍モードから冷蔵モードへの移行は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が検知温度からさらに設定温度上昇した後に移行するものである。
【0012】
請求項4の冷蔵庫は、請求項1ないし3のいずれかのものにおいて、制御手段は、冷蔵用ファンを、設定できる範囲の最低回転数で運転するものである。
【0013】
請求項5の冷蔵庫は、請求項1ないし3のいずれかのものにおいて、冷蔵用蒸発器をヒータ除霜するための冷蔵用除霜ヒータと、冷凍用蒸発器をヒータ除霜するための冷凍用除霜ヒータと、冷凍用蒸発器のヒータ除霜を、冷凍モードの積算時間が一定時間に到達する毎に行う第1除霜制御と、第1除霜制御の数回に1回の割合で、冷凍用蒸発器のヒータ除霜と同時に冷蔵用蒸発器もヒータ除霜する第2除霜制御と、冷蔵モード開始時の冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が、設定したサイクル数だけ連続して一定温度以下のとき、第2除霜制御による冷蔵用蒸発器のヒータ除霜のタイミングでなくても、冷凍用蒸発器のヒータ除霜と同時に冷蔵用蒸発器もヒータ除霜する第3除霜制御とを行う除霜制御手段とを有したものである。
【0015】
請求項1の冷蔵庫について説明する。
【0016】
制御手段は、冷媒が冷凍用蒸発器に流れている冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達するまで冷蔵用ファンを運転させて、冷蔵用蒸発器に付着した霜に対し冷蔵室の庫内空気を当ててこの霜を落とすものである。
【0017】
請求項2の冷蔵庫について説明する。
【0018】
冷蔵室の庫内温度設定やセンサ自身の性能のバラツキにより、実際には冷蔵用蒸発器の霜が完全に取り除かれているにもかかわらず、その所定温度まで冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が上昇しない場合がある。しかし、制御手段が、この検知温度の温度上昇率により冷蔵用ファンの運転を終了させると、これを防止することができる。
【0019】
請求項3の冷蔵庫について説明する。
【0020】
冷蔵用蒸発器に付着した霜が融解している間は、冷蔵用蒸発器の温度は0℃付近で安定し、完全に霜が落ちたとき再び温度が上昇し始める。このため、制御手段は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が一度安定した後、設定温度上昇した時点で霜が完全に溶けたと判断して、冷蔵用ファンの運転を終了する。
【0021】
請求項4の冷蔵庫について説明する。
【0022】
冷蔵庫全体の消費電力量や騒音値低減のため、制御手段は、冷蔵用ファンの回転数を設定できる範囲の最低限の回転数で運転させる。
【0023】
請求項5の冷蔵庫について説明する。
【0024】
冷凍モード中に冷蔵用ファンを運転して除霜を行っているにもかかわらず霜が落としきれない場合には、その霜の付着量が増大するにつれて冷蔵用蒸発器の温度が低下する。そのため、除霜制御手段が、冷蔵モード開始時の冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が、設定したサイクル数だけ連続して一定温度以下の時は、冷蔵用蒸発器に過着霜が発生していると判断して、その時点でヒータ除霜を行うように制御する。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例の冷蔵庫10について図面に基づいて説明する。
【0028】
図1は冷蔵庫10の簡略した縦断面図であり、電気系統の説明も兼ねた図である。また、図2は冷蔵庫10の冷凍サイクルの説明図である。
【0029】
まず、図1に基づいて説明する。
【0030】
冷蔵庫10のキャビネット12には、上段から冷蔵室14、野菜室16、冷凍室18が設けられている。なお、この冷凍室18には、不図示の製氷装置が設けられている。
【0031】
冷凍室18の背面底部には、圧縮機20が配される機械室22が設けられている。また、冷凍室18の後方には、冷凍室用蒸発器(以下、Fエバという)24が配され、Fエバ24の上方には、Fエバ24で発生した冷気を冷凍室18に送風する冷凍室用ファン(以下、Fファンという)26が設けられている。Fエバ24の下方には、Fエバ24の除霜を行う場合の除霜ヒータ(以下、F除霜ヒータという)28が設けられている。Fエバ24の上部近傍には、Fエバ24の温度を検知するためのFエバセンサ30が設けられている。
【0032】
冷凍室18内部には、庫内温度を測定するための冷凍室用温度センサ(以下、Fセンサという)32が設けられている。
【0033】
野菜室16の背面には、冷蔵室用蒸発器(以下、Rエバという)が設けられ、このRエバ34の上方には冷蔵室用ファン(以下、Rファンという)36が設けられ、Rエバ34の温度を検知するRエバセンサ38が設けられている。、Rエバ34の下方には、Rエバ34の除霜を行うための除霜ヒータ(以下、R除霜ヒータという)40が設けられている。
【0034】
冷蔵室14の内部には、庫内温度を測定するための冷蔵室用温度センサ(以下、Rセンサという)42が設けられている。
【0035】
そして、これらFファン26、F除霜ヒータ28、Fエバセンサ30、Fセンサ32、Rファン36、Rエバセンサ38、R除霜ヒータ40及びRセンサ42は、マイクロコンピュータよりなる制御装置44に接続されている。この制御装置40は1枚の基板よりなり、キャビネット12の背面上部に設けられている。また、制御装置44には、圧縮機20のモータも接続されている。
【0036】
次に、図1に基づいて冷気の流れを説明する。
【0037】
Fエバ24によって冷却された冷気は、Fファン26によって送風され冷凍室18を循環する。また、Rエバ34によって冷却された冷気は、Rファン36によって野菜室16と冷蔵室14に送風され循環する。
【0038】
次に、図2に基づいて、これら冷凍サイクルの構造について説明する。
【0039】
圧縮機20には凝縮器46が接続され、凝縮器46には三方弁48が接続されている。三方弁48から二股に分かれた冷媒流路の一方は、冷蔵室用キャピラリチューブ(以下、Rキャピラリチューブという)50に接続され、Rエバ34に接続されている。また、三方弁68から分かれた他方の冷媒流路は冷凍室用キャピラリチューブ(以下、Fキャピラリチューブという)52を経てFエバ24に接続されている。そして、Fエバ24とRエバ34の冷媒流路は、一つになって圧縮機20に循環する。
【0040】
まず、この冷蔵庫10の冷凍サイクルの基本的な制御方法である交互冷却運転について説明する。
【0041】
冷蔵室14と野菜室16を冷却する場合には、三方弁68を切り替えて、Rエバ34に冷媒が流れるようにする。そして、同時にRファン36を運転させる。これによって、Rエバ34によって冷却された空気は、Rファン36によって冷蔵室14及び野菜室16に送風されて、これら庫内が冷却される。以下、この状態を冷蔵モードという。
【0042】
また、冷凍室18を冷却したい場合には、三方弁68を切り替えて、冷媒がFエバ24に流れるようにすると共に、Fファン26を運転させる。これによって、Fエバ24によって冷却された空気はFファン26によって冷凍室18内部に送風され、庫内が冷却される。以下、この状態を冷凍モードという。
【0043】
そして、この冷蔵モードと冷凍モードを交互に切り替えて冷蔵庫10の交互冷却運転は行われている。
【0044】
次に、Fエバ24とRエバ34の除霜制御方法について以下説明していく。
【0045】
1.第1の除霜制御方法
第1の除霜制御方法は、Fエバ24の除霜を行うための制御方法である。
【0046】
これは、冷凍モードの積算時間が一定時間(例えば、10時間)に到達する毎に、F除霜ヒータ28を動作させて、Fエバ24の除霜を行うものである。そして、Fエバ温度センサ30が所定温度(3℃)に到達した時点でF除霜ヒータ28の動作を終了させ、第1の除霜制御は終了する。
【0047】
2.第2の除霜制御方法
第2の除霜制御方法は、Rエバ34を除霜するための制御方法である。
【0048】
これは、第1の除霜制御方法によって、Fエバ24がヒータ除霜されるが、このヒータ除霜の数回に一回の割合でRエバ34の除霜をR除霜ヒータ40によって行うものである。すなわち、この場合にはFエバ24とRエバ34のヒータ除霜が同時に行われることとなる。この回数としては、第1の除霜制御方法によるFエバ24のヒータ除霜が3回行われる毎に1回行うのが好適である。
【0049】
3.第3の除霜制御方法
第3の除霜制御方法も、Rエバ34の除霜に関するものである。
【0050】
これは、冷凍モード、すなわちRエバ34に冷媒が流れていない状態で、Rファン36を運転して、Rエバ34についた霜を解かすとともに冷蔵室14及び野菜室16内部を加湿するものである。以下、この除霜制御方法について、図3のフローチャートに基づいて説明する。
【0051】
ステップ1において、交互冷却運転の冷蔵モードが開始される。そして、ステップ2に進む。
【0052】
ステップ2において、Fファン26を停止させ、Rファン36を運転して、Rエバ34によって冷却された空気を冷蔵室14及び野菜室16に送風する。そしてステップ3に進む。
【0053】
ステップ3において、冷蔵モードが終了したか否かを検知し、冷蔵モードが終了していればステップ4に進み、終了していなければステップ2に戻る。
【0054】
ステップ4において、冷凍モードを開始し、ステップ5に進む。
【0055】
ステップ5において、Fファン26を運転させて、Fエバ24によって冷却された空気を冷凍室18に送風する。また、Rファン36は運転した状態を続ける。すなわち、遅延運転を行う。これによって、上記で説明したように、Rエバ34に付いた霜を溶かすと共に、冷蔵室14及び野菜室16内部を加湿する効果がある。そして、ステップ6に進む。
【0056】
ステップ6において、Rエバ温度センサ38の検知温度がt1℃(例えば、3℃)に到達していれば、ステップ7に進み、到達していなければステップ5に戻る。
【0057】
ステップ7において、Rエバ34の温度がt1℃に到達しているため、霜が完全に取り除かれたと判断して、Rファン36の運転を停止し、ステップ8に進む。
【0058】
ステップ8において、冷凍モードが終了しているか否かを判断し、終了していなければステップ7に戻り、終了していればステップ1に戻る。
【0059】
このように、冷凍モードにおいて、Rファン36を、Rエバ38の温度が所定温度に到達するまで動作させることにより確実にRエバ34に付着した霜を取り除くことができる。また、取り除いたあとはRファン36を停止させるため、消費電力量が増加することがない。
【0060】
4.第4の除霜制御方法
第4の除霜制御方法は、第3の除霜制御方法の変更例である。
【0061】
すなわち、図3におけるステップ6の制御の代わりに、異なるステップ6´の制御を行うものである。その制御方法を説明したものが図4のフローチャートである。
【0062】
ステップ6´以外については、図3のフローチャートの処理と同様であるため、ステップ6´のみについて説明する。
【0063】
冷凍モードにおいて、Rファン36が運転を続けている。この状態で、第3の除霜制御方法と同様にRエバ34がt1温度に到達した場合、または、Rエバ温度センサ38の検知した温度の上昇率がΔt2以下になった場合にRエバ34に付着した霜が完全に取れたと判断して、Rファン36を停止させるものである。Rエバ34がt1温度に到達した場合は、上記と同様の理由であるが、Rエバ温度センサ38の検知した温度の上昇率がΔt2以下になった場合について説明する。
【0064】
冷蔵室16や野菜室16の庫内温度設定やRエバ温度センサ38の単体の性能のバラツキにより、実際にはRエバ34の霜が完全に取り除かれているにもかかわらず、その所定温度t1まで検知温度が上昇しない場合がある。こうした場合には必要以上にRファン36を運転させると、消費電力量や騒音値が上昇する。そのため、これを防ぐために、Rエバ温度センサ38の検知する温度の上昇率が、一定の上昇率Δt2以下になった場合には、霜が殆ど取れていると判断してRファン36の運転を終了させる。
【0065】
5.第5の除霜制御方法
Rエバ34に付着した霜が溶融している間は、Rエバ34の温度は0℃付近で安定し、完全に霜が落ちたときに再び温度が上昇し始める。このため、Rエバ温度センサ38の検知温度が一度安定した温度を0℃と認識し、その後設定温度(3℃)上昇した時点で、霜が完全に取り除かれたとしてRファン36を停止させてもよい。
【0066】
なお、図5のグラフが、第4の制御方法に第5の除霜制御方法を加えたものをグラフ化したものである。すなわち、図5においてT1時間で温度上昇率が一定になり、T2時間で温度がさらに上昇して安定するものである。
【0067】
6.第6の制御方法
第3〜第5の制御方法において、Rファン36の回転数を通常の回転数で回転させるのではなく、そのRファン36の回転数を設定できる範囲の最低回転数で運転させる。これによって、その消費電力量が低減され、また、騒音も減ることとなる。
【0068】
7.第7の除霜制御方法
第3〜第6の除霜制御方法を用いて、冷凍モードにおいてRファン36を運転して除霜を行っているにもかかわらず、霜がRエバ34から落ちきれない場合には、その霜の付着量が増大するにつれてRエバ34の温度が低下してくる。これは、冷凍モードが終了し冷蔵モードに入った時点で、Rエバ温度センサ38の温度が一定温度まで上昇しないことで判断できる。したがって、このように、冷凍モードから冷蔵モードに移った時点で、Rエバ温度センサ38の検知温度が一定温度まで上昇しないことが数サイクル(例えば、3サイクル)検知した場合には、Rエバ34に過着霜が発生していると判断して、第2の除霜制御方法による制御にかかわらず、Fエバ24とRエバ34を同時にヒータ除霜する。
【0073】
(変更例)
なお、上記実施例においては、図2に示す冷凍サイクルについて説明したが、これに代えて図6に示すように、Fエバ24の位置が、異なった冷凍サイクルでも同様に上記の除霜制御方法を使用することができる。
【0074】
【発明の効果】
以上により本発明の冷蔵庫であると、冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に到達するまで冷蔵用ファンを運転することによって、確実に冷蔵用蒸発器の除霜を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の冷蔵庫の説明図である。
【図2】冷凍サイクルの説明図である。
【図3】第3の除霜制御方法のフローチャートである。
【図4】第4の除霜制御方法のフローチャートである。
【図5】第5の除霜制御方法のグラフである。
【図6】冷凍サイクルの変更例の説明図である。
【符号の説明】
10 冷蔵庫
20 圧縮機
24 Fエバ
30 Fエバセンサ
34 Rエバ
38 Rエバセンサ
44 制御装置
68 三方弁

Claims (5)

  1. 圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、
    弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モードとが実現できる冷蔵庫において、
    冷蔵用蒸発器の温度を検知する冷蔵用蒸発器温度センサと、
    冷蔵用蒸発器によって冷却された空気を冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、
    冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達するまで冷蔵用ファンを運転する制御手段とを有し、
    冷凍モードから冷蔵モードへの移行は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達した後に移行する
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  2. 圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、
    弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モードとが実現できる冷蔵庫において、
    冷蔵用蒸発器の温度を検知する冷蔵用蒸発器温度センサと、
    冷蔵用蒸発器によって冷却された空気を冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、
    冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達するまでは、
    又は冷蔵用蒸発器温度センサで検知した温度上昇率が一定値以下になるまでは冷蔵用ファンを運転する制御手段とを有し、
    冷凍モードから冷蔵モードへの移行は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が所定温度に達した後、又は冷蔵用蒸発器温度センサで検知した温度上昇率が一定値以下になった後に移行する
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  3. 圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、冷蔵室に対応した冷蔵用蒸発器と、冷凍用絞り機構と、冷凍室に対応した冷凍用蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、
    弁機構により冷媒流路を切替えて、冷蔵用絞り機構を介して冷蔵用蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと、冷凍用絞り機構を介して冷凍用蒸発器のみに冷媒を流す冷凍モードとが実現できる冷蔵庫において、
    冷蔵用蒸発器の温度を検知する冷蔵用蒸発器温度センサと、
    冷蔵用蒸発器によって冷却された空気を冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、
    冷凍モードにおいて、冷蔵用蒸発器温度センサで検知した温度上昇率が一定値以下になった検知温度を記憶し、その検知温度からさらに設定温度上昇するまでは冷蔵用ファンを運転する制御手段とを有し、
    冷凍モードから冷蔵モードへの移行は、冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が検知温度からさらに設定温度上昇した後に移行する
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  4. 制御手段は、
    冷蔵用ファンを、設定できる範囲の最低回転数で運転することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の冷蔵庫。
  5. 冷蔵用蒸発器をヒータ除霜するための冷蔵用除霜ヒータと、
    冷凍用蒸発器をヒータ除霜するための冷凍用除霜ヒータと、
    冷凍用蒸発器のヒータ除霜を、冷凍モードの積算時間が一定時間に到達する毎に行う第1除霜制御と、
    第1除霜制御の数回に1回の割合で、冷凍用蒸発器のヒータ除霜と同時に冷蔵用蒸発器もヒータ除霜する第2除霜制御と、
    冷蔵モード開始時の冷蔵用蒸発器温度センサの検知温度が、設定したサイクル数だけ連続して一定温度以下のとき、第2除霜制御による冷蔵用蒸発器のヒータ除霜のタイミングでなくても、冷凍用蒸発器のヒータ除霜と同時に冷蔵用蒸発器もヒータ除霜する第3除霜制御とを行う除霜制御手段とを有したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の冷蔵庫。
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