JP4447408B2 - 低温貯蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、玄米などの貯蔵物を最適な貯蔵温度で保存するための低温貯蔵庫に関するもので、貯蔵状態にエラーが発生したことを的確に報知するとともに、エラーが確実に解除された場合にエラーを解除するようにしたものである。

このような低温貯蔵庫は、庫内温度センサで検出される庫内温度に基づいて冷却ユニットをＯＮ／ＯＦＦし、庫内を任意に設定される設定温度になるように制御されるものであるが、冷却ユニットの故障、扉の閉め忘れ、熱い貯蔵物（例えば籾摺り直後の玄米）の収容といった原因により庫内温度が低下しない不良が生じることがある。このため、特開平６−３０３６号に示されるように、貯蔵室内が冷却運転を開始してから所定時間経過しても設定温度に達しない場合に警報を出力し、庫内温度が設定温度以下に達すると警報を解除するようして、扉スイッチや外気温センサを設けることなく、エラー報知・エラー解除を行えるようにした装置が知られている。

図８はこの従来の貯蔵庫で、エラー（冷却不良）が発生した場合の庫内温度変化を示したものである。冷却ユニットが故障している場合、庫内温度は低下せず、設定時間が経過したａ点で警報出力され、以後継続的に警報が出力される（実線）。扉の閉め忘れや熱い貯蔵物を収容する等の誤使用によるエラーが発生した場合、冷却ユニットが正常に機能していても設定温度まで下がらず設定時間が経過したａ点で警報出力される。ユーザが警報に気づき、扉を閉める等の対応をすると庫内は徐々に冷却され、設定温度まで低下したｂ点で警報は解除される（点線）。

このような装置であると、ユーザの誤使用が原因で発生したエラーの場合は、扉を閉めたり貯蔵物を取り除いたりすればエラーは解消されるのであるが、エラーが解消したにも関わらず、庫内温度が設定温度以下に低下するまでは警報が出力され続けることになるので、いつまでも解除されない警報を見たユーザに不安を抱かせるケースがあった。

これに対処して、エラー警報中に、所定のタイミング毎（例えば５分毎）に庫内温度を検出し、前回検出した庫内温度との温度差（変化量）を算出して、一定の温度下降があったら、警報を解除するという方法も考えられる。しかし、この方法であると、外気温の変化や貯蔵室内の空気対流によって庫内温度に起伏が生じ、庫内温度が上昇した後に温度が下降に転じると、警報を解除してしまうケースがあった。すなわち、図８の実線に示す、冷却ユニットが故障している場合の温度変化の中で、ｃ点のように一旦温度が上昇した後、ｄ点のように温度が下降すると冷却ユニットが故障しているにもかかわらず、警報が解除されてしまうのである。
特開平６−３０３６号

そこで、本発明が解決しようとする課題は、庫内温度センサにより検出される温度によりエラーを認識して警報を出し、発生したエラーの種類に応じて継続的な警報出力もしくは早急なエラー解除を行うことができる低温貯蔵庫を提供することを目的とするものである。

このような課題を解決するため本発明は、扉により開閉される貯蔵室と、該貯蔵室内を冷却する冷却ユニットと、該貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、該貯蔵室内の冷却温度を設定する設定手段と、タイマと、前記庫内温度センサで検出する庫内温度を記憶するメモリと、前記庫内温度センサの検出に基づいて冷却ユニットを制御する制御手段とを備えた低温貯蔵庫において、前記制御手段は、庫内温度に基づいて前記設定手段で設定した冷却温度になるよう冷却ユニットを制御する運転モードと、庫内温度に基づいてエラー出力を行うか否かを判断するエラー検出モードと、庫内温度に基づいてエラー解除を行うか否かを判断するエラー解除モードとを実行可能にし、運転モードでは、庫内温度が上限温度よりも高くなるとエラー検出モードに移行し、エラー検出モードでは、モード移行した時点の庫内温度を前記メモリに記憶し、モード移行してから前記タイマで第１の所定時間をカウントするまでに庫内温度がメモリに記憶された温度より第１の所定温度以上低下したらエラー出力せずに運転モードに戻る一方、第１の所定温度以上低下しなかったときにエラー出力してエラー解除モードに移行し、エラー解除モードでは、エラー出力した時点の庫内温度を前記メモリに記憶し、エラー出力してから前記タイマで第２の所定時間をカウントするまでに庫内温度がメモリに記憶された温度より第２の所定温度以上低下したらエラー解除して運転モードに戻る一方、第２の所定温度以上低下しなかったときに前記メモリに記憶された温度を第２の所定時間が経過した時点での庫内温度に書き換えて記憶しエラー解除モードを継続するとともに、第２の所定時間が経過する間に庫内温度が前記メモリに記憶された温度よりも高くなったとき、その温度をメモリに記憶された温度と書き換えて記憶し前記タイマをリセットしてエラー解除モードを再始動させるようにしたものである。

本発明の低温貯蔵庫によれば、扉スイッチや外気温センサを設けることなく、庫内温度センサにより検出される温度によりエラーを認識して警報を出力し、冷却ユニットの故障といった重大な不良が生じた場合には、継続的にエラー出力をさせ、扉の閉め忘れ、熱い貯蔵物の収容といった復帰可能な不良の場合は、不良が解決した時点で早急にエラー出力を解除させることができる。エラー出力中には、エラー出力を開始した時点の温度と比べて、温度低下するかを監視するようにしたので、外気温などの影響を受けて庫内温度が細かく変動したとしても、エラー解除されることがない。

エラー出力前には、庫内温度が多少でも低下している状態であれば、警報を出力しないようにしたので、むやみにエラー出力させることがなくなる。エラー出力中には、所定時間毎に比較する温度を更新していくようにしたので、外気温変化などの計時的な変動に対応し、むやみにエラー解除させることがない。

扉により開閉される貯蔵室と、該貯蔵室内を冷却する冷却ユニットと、該貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、該貯蔵室内の冷却条件を設定する設定手段と、前記庫内温度センサの検出に基づいて設定手段で設定した冷却条件になるよう冷却ユニットを制御する制御手段とを備えた低温貯蔵庫。

以下、図面を基に本発明の実施例について説明する。図１は本発明の低温貯蔵庫を示す内部断面図である。
貯蔵庫本体１は、従来の装置と同様に、前面を開口した箱状の貯蔵室２と、貯蔵室２の前面を開閉する断熱扉３と、貯蔵室２の天面に設けられる冷却ユニット４とから構成されている。貯蔵室２は、前面を除く５面（天板２ａ、両側板２ｂ，２ｃ、背板２ｄ、底板２ｅ）を断熱パネルで構成し、所定数（例えば６俵）の米袋を積み重ねた状態で収納できる容量を有している。断熱扉３は、貯蔵室２同様に、断熱パネルで形成されており、貯蔵室２の前面に開閉自在に取り付けられている。この断熱扉３は、裏面周縁に貯蔵室２の開口縁と密着するガスケットパッキン５が取り付けられており、貯蔵室２の前面開口を密閉するものである。冷却ユニット４は、圧縮機・凝縮器・冷却ファン・放熱ファン等からなる周知の冷凍サイクル（図示しない）を装備し、貯蔵室２の天板２ａ上に載置固定されており、貯蔵室２内に冷気を供給するものである。この冷却ユニット４は、前面に操作パネル６を備え、電源投入により冷凍サイクルが作動し、冷気が供給される構成である。

図２は本発明の制御系を示すブロック図である。
制御部１５は、ＣＰＵ１６・ＲＯＭ１７・ＲＡＭ１８・タイマ１９を有し、冷却ユニット４・操作パネル６・庫内温度センサ１２が接続されている。操作パネル６は、貯蔵モードを切り替える玄米キー７・高湿キー８・低湿キー９と、所定の範囲内（ここでは２〜１８℃）で貯蔵温度を設定する温度設定キー１０と、設定温度・庫内温度・エラー警報・霜取りのいずれかを表示する表示パネル１１とを備えている。ＣＰＵ１６では、操作パネル６で選択される貯蔵モードや設定温度に応じてＲＯＭ１７に記憶されたプログラムを実行し、主に庫内温度センサ１２で検出される貯蔵室２内の温度に応じた冷却ユニット４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。また、ＣＰＵ１６では、タイマ１９で与えられる時間による除霜運転、庫内温度センサ１２とタイマ１９で与えられる冷却状態のエラー検出を行なっている。

このような構成をなす本発明の動作について説明する。図３は各機器の動作タイミングを示すタイミングチャート図、図４は通常運転時の動作を示すフローチャートである。
電源が投入されると、操作パネル６の各モードキー７〜９によるモード選択や温度設定キー１０による温度設定が可能な設定モードに入り、所定の時間が経過すると自動的に運転モードに切り替わる。運転モードに入ると、まず庫内温度センサ１２で貯蔵室２内の温度Ｔが検出され（１）、検出温度Ｔが上限温度Ｔmaxより高いのか（２）、冷却ユニット起動温度Ｔonより高いのか（３）、検出温度Ａが冷却ユニット停止温度Ｔoffより低いのか（４）確認する。ここで、検出温度Ｔが上限温度Ｔmaxより高い場合は、冷却ユニットを作動し（５）、後述するエラー検出モードに移行する。検出温度Ｔが上限温度Ｔmaxより低く起動温度Ｔonより高い場合は、冷却ユニット４を作動し（６）、停止温度Ｔoffより低い場合は、冷却ユニット４を停止し（７）、処理（１）の庫内温度検出に戻る。

冷却ユニット４の作動は、まず循環ファンが駆動し、遅れて圧縮機及び放熱ファンが駆動するようになっている。これは、圧縮機の内部が高圧になっている状態から再起動させることを防止する、及び突入電流による電源電圧の低下を防止するための機能である。庫内温度は、庫内温度センサ１２から所定のタイミングで取り込んだデータの数回分を平均化して検出されるもので、以後の説明で示される庫内温度検出も同様に実行される。

こうして、貯蔵室２内の温度を検出しながら、この検出温度Ｔに基づいて圧縮器をＯＮ／ＯＦＦすることで庫内が設定温度Ｔｓ付近に保冷される。表示パネル１１には、庫内温度が制御範囲（起動温度Ｔon〜停止温度Ｔoff）にあるときは、設定温度Ｔｓが表示され、制御範囲に達するまで庫内温度センサ１２で検出した庫内温度が表示される。

各貯蔵モードにおける湿度調整は、循環ファンの動作タイミングをかえることで行われる。高湿モードは、常に循環ファンを作動し続けることで、霜の付着を少なくし、貯蔵室内の湿度を高い状態に保持する。低湿モードは、圧縮機の停止してからわずかに遅らせて循環ファンを停止し、圧縮機の起動に同期して循環ファンを起動することで、湿気の回収率が高め、貯蔵室内の湿度を低い状態に保持する。玄米モードは、圧縮機の停止からわずか遅らせて循環ファンを停止し、圧縮機が停止している間、間欠的に循環ファンを作動させることで、高湿モードと低湿モードの中間の湿度に貯蔵室２内を保持するものである。

さて、本発明の低温貯蔵庫には、冷却ユニットが作動しているにも関わらず、庫内がなかなか冷えないことを検出する機能が備えられている。以下、このエラー検出モードの動作について図５のフローチャートに基づいて説明する。
エラー検出モードでは、まずタイマ１９に設定時間Ｍ１をセットし（８）、モード移行時に検出した庫内温度を基準温度Ｔａとしてメモリに保存する（９）。その後、所定のタイミングで貯蔵室内の温度を検出し（１０）、この検出した庫内温度Ｔを上限温度Ｔmaxと比較する（１１）。庫内温度Ｔが上限温度Ｔmaxよりも低くなれば、タイマをリセットし（１２）運転モードに戻る。庫内温度Ｔが上限温度Ｔmaxより高い場合は、処理（９）で保存した基準温度Ｔａとを比較して（１３）、基準温度Ｔａよりも所定温度（１℃）以上低下していれば冷却ユニットは正常に作動していると判断してタイマをリセットし運転モードに戻る。

処理（１３）で庫内温度Ｔが基準温度Ｔａよりも高ければ、タイマ設定時間Ｍ１が経過したか確認し（１４）、タイマ設定時間Ｍ１が経過した時点で何らかの不良が生じたと判断してエラーを報知する（１５）。エラー報知として様々な方法が考えられるが、ここでは表示パネル１１の表示を庫内温度表示からエラー表示Ｅ：１に切り替えることでなされる。

このようなエラー検出モードにより、冷却ユニットが作動してから一定時間経過しても庫内が冷えないことを検出し、エラーの発生を認識してエラー表示を行わせることができる。エラーの原因としては、冷却ユニットの故障といった重大な不良や、扉が開いている、庫内に熱いものを入れたといった軽微な不良が考えられるが、いずれの場合においても一定時間内に庫内が冷えないとエラー報知がなされることになる。

エラー検出モードで庫内が冷えないエラーが検出されると、今度はエラー状態が解除されたか否かをチェックするエラー解除チェックが実行される。以下、エラー解除モードの動作について図６のフローチャートに基づいて説明する。
エラー解除モードでは、まずタイマ１９に設定時間Ｍ２をセットし（１６）、モード移行時に検出した庫内温度を基準温度Ｔｂとしてメモリに保存する（１７）。所定のタイミングで貯蔵室内の温度を検出し（１８）、検出した庫内温度Ｔを処理（１７）で保存した基準温度Ｔｂと比較する（１９）。庫内温度Ｔが基準温度Ｔｂよりも下がると、今度は検出温度Ｔが基準温度Ｔｂよりも所定温度（４℃）以上低下したか確認し（２０）、所定温度以上低下していれば、不良が解消され庫内が冷却されていると判断してタイマを停止し（２１）、エラー表示を消灯して（２２）運転モードに戻る。庫内温度Ｔが基準温度Ｔｂよりも所定温度以上低下していなければ、タイマ設定時間Ｍ２が経過したか確認し（２３）、タイマ設定時間Ｍ２が経過するまで処理（１８）〜（２３）を繰り返す。

処理（１９）で庫内温度Ｔが基準温度Ｔｂよりも高い温度になった判断すると、その庫内温度Ｔをメモリに保存された基準温度Ｔｂと書き換えて記憶し（２４）、タイマをリセットして（２５）、エラー解除モードを再実行させる。このように検出される庫内温度の最高温度をその都度基準温度として更新していくことで、庫内空気の対流等によって一時的に温度変化が生じた場合であっても、確実に冷却ユニットが正常に動作していることによる温度低下を捉えてエラー解除を行わせることが可能になる。従って、上記処理（２０）で確認する所定温度の低下は、冷却ユニットが正常に作動している場合にしか生じない温度変動とする必要があり、本実施例では−４℃に設定している。

処理（２３）でタイマ設定時間Ｍ２のタイムアウトを検出すると、上記処理（２４），（２５）を実行し、タイムアウトした時点で検出した庫内温度Ｔをメモリに保存された基準温度Ｔｂと書き換えて記憶し、タイマを再スタートさせる。このように設定時間Ｍ２経過する毎に基準温度を書き換えていくことで、冷却ユニットが正常に作動していないにもかかわらず、時間経過に伴う外気温の変化により庫内温度が多少低下してしまった場合であってもエラーを解除させるを防いでいる。

図７は本発明の低温貯蔵庫における庫内温度変化を例示したものであり、この図を用いて具体的なエラー検出の流れを説明する。
図７（ａ）は、冷却ユニットは正常に作動していて、庫内に籾摺り後の玄米が収容されたときの温度変化を示している。籾摺り直後の玄米は、摩擦により潜熱を持っているため、ある程度の温度まで低下しても設定温度まではなかなか冷えない。図中ａ点から設定時間Ｍ１が経過したｂ点までに、上限温度Ｔmaxよりも高い温度を保持したまま、温度が１℃以上下がらない状態になると、エラーと判断してエラー表示で警報し、制御部ではエラーが解除されるか否かを監視するエラー解除モードが実行されることになる。すなわち、ｂ点温度をメモリに保存し、随時検出される庫内温度がｂ点温度よりも４℃以上低下するか監視するのである。解除モードの設定時間Ｍ２が経過したｃ点までに、上記解除条件を満たさないと、今度はｃ点温度をメモリに上書きし、エラー解除モードにおける基準温度を変更する。以後、庫内温度がｃ点温度より４℃以上低下するか監視し、ｄ点温度まで低下するとエラー解除となる。

図７（ｂ）は、冷却ユニットが正常に作動していて、扉の閉め忘れがあったときの温度変化を示している。扉の閉め忘れの場合、冷却ユニットからの冷気で庫内温度は緩やかに下降していく。循環ファンによって庫内の空気が対流することで、エラー検出中にｅ点温度から１℃下がったｆ点温度に下降すると、このｆ点で一旦エラー検出のタイマをリセットし、設定時間Ｍ１のタイマを再スタートさせ、ｆ点温度をメモリに上書き保存する。しかし、外気温が高い等の理由で上限温度Ｔmaxまではなかなか冷えないため、設定時間Ｍ１が経過したｇ点でエラー表示され、エラー解除モードに移行する。エラー解除モード中に、庫内の対流による温度変化でｈ点のように、ｇ点温度よりも高い温度を検出すると、その温度に書き換えてｈ点から解除モードが再スタートされる。エラー表示を見て扉が閉じられると、不良状態は解消されるため正常に庫内温度が低下していき、ｈ点温度よりも４℃低下したｉ点でエラー解除される。

図７（ｃ）は、冷却ユニットが故障しているときの温度変化を示している。この場合、庫内温度は低下せず、設定温度Ｍ１経過したｊ点でエラー表示される。その後、エラー状態の中でも庫内温度が上限温度Ｔmaxまで低下することはないが、外気温の変化に影響されて庫内温度がｋ点のように一旦下降することがある。従来装置では、ｋ点まで温度下降してしまうとエラー解除してしまっていたが、本発明ではｊ点から−４℃にならない限りエラー解除されないため、断熱体で囲まれた貯蔵室内の単位時間当たりの温度変化率がエラー解除条件に達することはなく、エラー解除されずにエラー表示が継続されることになる。

尚、ここに示す各数値は本出願人の検証によるものであって、本発明における技術思想を具現化するためのものにすぎず、特別限定的に解釈されるものではなく、本件の要旨を逸脱しない範囲で適宜選択できるものである。

冷却ユニットを備え、玄米などを保冷貯蔵する貯蔵庫。

本発明の低温貯蔵庫を示す内部断面図である。 本発明の制御系を示すブロック図である。 各機器の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。 通常運転時の動作を示すフローチャートである。 エラー検出モードの動作を示すフローチャートである。 エラー解除モードの動作を示すフローチャートである。 庫内温度変化を例示した説明図である。 従来の低温貯蔵庫における庫内温度変化を例示した説明図である。

符号の説明

１ 貯蔵庫本体
２ 貯蔵室
３ 扉
４ 冷却ユニット
６ 操作パネル
１２ 庫内温度センサ
１５ 制御部
１６ ＣＰＵ
１７ ＲＯＭ
１８ ＲＡＭ
１９ タイマ

Claims (1)

1. 扉により開閉される貯蔵室と、該貯蔵室内を冷却する冷却ユニットと、該貯蔵室内の温度を検出する庫内温度センサと、該貯蔵室内の冷却温度を設定する設定手段と、タイマと、前記庫内温度センサで検出する庫内温度を記憶するメモリと、前記庫内温度センサの検出に基づいて冷却ユニットを制御する制御手段とを備えた低温貯蔵庫において、
   前記制御手段は、庫内温度に基づいて前記設定手段で設定した冷却温度になるよう冷却ユニットを制御する運転モードと、庫内温度に基づいてエラー出力を行うか否かを判断するエラー検出モードと、庫内温度に基づいてエラー解除を行うか否かを判断するエラー解除モードとを実行可能にし、
   運転モードでは、庫内温度が上限温度よりも高くなるとエラー検出モードに移行し、
   エラー検出モードでは、モード移行した時点の庫内温度を前記メモリに記憶し、モード移行してから前記タイマで第１の所定時間をカウントするまでに庫内温度がメモリに記憶された温度より第１の所定温度以上低下したらエラー出力せずに運転モードに戻る一方、第１の所定温度以上低下しなかったときにエラー出力してエラー解除モードに移行し、
   エラー解除モードでは、エラー出力した時点の庫内温度を前記メモリに記憶し、エラー出力してから前記タイマで第２の所定時間をカウントするまでに庫内温度がメモリに記憶された温度より第２の所定温度以上低下したらエラー解除して運転モードに戻る一方、第２の所定温度以上低下しなかったときに前記メモリに記憶された温度を第２の所定時間が経過した時点での庫内温度に書き換えて記憶しエラー解除モードを継続するとともに、第２の所定時間が経過する間に庫内温度が前記メモリに記憶された温度よりも高くなったとき、その温度をメモリに記憶された温度と書き換えて記憶し前記タイマをリセットしてエラー解除モードを再始動させることを特徴とする低温貯蔵庫。

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