JP6374472B2 - 冷蔵庫の結露検知及び除去装置とその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫の結露を検知して除去する装置とその制御方法に関する。

冷蔵庫は、内部に物品を冷蔵又は冷凍で保管するための装置である。冷蔵庫は、内部に貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、冷却のための冷凍サイクル装置とを備える。一般に、冷蔵庫本体の後方領域には機械室が形成され、その機械室には冷凍サイクル装置の圧縮機及び凝縮器が設けられる。

冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室の配置によって分類できるが、トップマウントタイプ（top mount type）の冷蔵庫は冷凍室が冷蔵室の上方に配置される構造を有し、ボトムフリーザタイプ（bottom freezer type）の冷蔵庫は上部に冷蔵室が設けられて下部に冷凍室が設けられる構造を有する。また、サイドバイサイドタイプ（side by side type）の冷蔵庫は冷蔵室と冷凍室が左右に配置される構造を有する。

冷蔵庫内部は冷蔵庫周辺より温度が低いので、冷蔵庫本体前面の周囲部には温度差による結露が生じる。また、トップマウントタイプの冷蔵庫とボトムフリーザタイプの冷蔵庫は、冷気の漏れを防止するためにピラー（pillar）を備えるが、当該ピラーの前面部にも冷蔵庫内部と冷蔵庫周辺の温度差による結露が生じる。ピラーは、冷蔵室ドアや冷凍室ドアが閉じたときにドア間の間隙を閉塞することにより冷気の漏れを防止する役割を果たすものである。ピラーは、冷蔵室の開閉のために異なる方向に回動する２つの冷蔵室ドアが配置される場合に冷蔵室ドア間の間隙を閉塞することにより冷気の漏れを防止する。すなわち、冷蔵庫本体の前面部とピラーには、空気中の水蒸気が凝縮されて結露が生じるという問題がある。

従来は、結露を検知して除去するために、ドア周辺に設けられた温度センサ及び湿度センサにより結露の有無を間接的に算出し、それに基づいてヒータを駆動することで結露を除去する方法や、ピラーについた結露による抵抗の大きさを検知して結露とその発生量を測定する方法を用いるのが一般的であった。

しかし、ドア周辺の温度や湿度により算出された値に基づいて間接的に結露を判断してヒータの運転を制御する場合は、冷蔵庫の結露が生じる地点で直接的に結露を検知するわけではないので、結露の正確な測定が困難であり、不要なヒータの動作を生じさせるという問題があった。また、結露による抵抗の測定を用いる場合は、異物による誤測定の恐れがあった。

よって、冷蔵庫の結露の正確な測定のために、ドア周辺の温度や湿度により結露の有無を間接的に判断するのではなく、冷蔵庫の結露が生じる地点で直接的に結露を検知し、その後ヒータを駆動することにより、不要な電力消費を防ぐ必要がある。また、冷蔵庫本体の前面部の内部やピラーの内部で冷蔵庫の前面に生じる結露を検知するようにすることにより、センサが外部に露出しないので異物がつくことがない結露検知及び除去装置が必要となっている。

本発明の目的は、冷蔵庫の前面に結露が生じる現象を防止できる装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、冷蔵庫に生じる結露を直接検知し、隣接して配置されるヒータの駆動により結露を除去することにある。

本発明のさらに他の目的は、結露が生じた場合にのみセンサ部により結露が検知されるようにすることにより、検知の正確度を向上させてヒータの動作を最小限に抑えることにある。

本発明のさらに他の目的は、結露を検知するセンサ部が外部に露出しないようにしながらも、冷蔵庫の前面（冷蔵庫本体の前面部やピラー）に生じる結露を検知及び除去できる装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による冷蔵庫の結露検知及び除去装置は、冷蔵庫の本体及びドアの少なくとも一方における金属からなる表面の内側に配置されるヒータと、前記ヒータに隣接して配置され、前記本体又は前記ドアに生じる結露を結露が生じる部分から分離された区域で非接触式で検知するセンサ部とを含み、前記センサ部により検知される結露を前記ヒータの駆動により除去するようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記センサ部は、前記本体又は前記ドアに結露が生じた場合に変化する誘電率に基づいて結露及び結露量を検知するようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記ヒータ及び前記センサ部は、結露が生じる部分から離隔して分離された隔壁の内部に配置されるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記冷蔵庫の結露検知及び除去装置は、前記本体の前面部及び前記ドアに取り付けられたピラーの前面部の少なくとも一方の内側に配置されるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記センサ部は、ＣＭＣ（Carbon-Micro-Coil）を備え、予め設定された距離内に生じる結露に反応して物理的な変化を発生するＣＭＣセンサと、前記ＣＭＣセンサに接続され、前記ＣＭＣセンサの物理的な変化による誘電率の測定値を送る電極を備える基板とを含むようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記センサ部は、前記ピラーの前面部の内部に設けられ、前記ピラーの前面部から空間的に分離されて配置されるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記本体の前面部及び前記ピラーの前面部は、金属材料からなるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記センサ部は、前記本体を構成するアウトケースの内部に設けられ、前記本体の前面部から空間的に分離されて配置されるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記ピラーは、上下方向に延設される板状の第１部材と、前記第１部材と結合して内部に空間を形成する第２部材とからなり、前記センサ部は、前記第１部材の背面の複数箇所に設けられるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、前記冷蔵庫の結露検知及び除去装置は、前記センサ部による誘電率の測定値が設定値以上になると前記ヒータの動作のために電気的信号を供給する制御部をさらに含むようにしてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による冷蔵庫の結露検知及び除去装置の制御方法は、冷蔵庫における本体の前面部及びピラーに生じる結露により変化する誘電率をセンサ部により測定する第１段階と、前記第１段階で測定された誘電率値と第１基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第１基準値より大きい場合、前記本体の前面部及び前記ピラーの前面部の少なくとも一方の内側に配置されたヒータを動作させる第２段階と、前記第２段階による前記ヒータの動作中に、前記センサ部により誘電率を測定する第３段階と、前記第３段階で測定された誘電率値と第２基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第２基準値より小さい場合、前記ヒータの動作を中止する第４段階とを含むようにしてもよい。

このような構成の本発明によれば、冷蔵庫の前面につく露を検知してヒータを駆動することにより、結露が生じる現象を防止することができる。

また、このような構成の本発明によれば、ＣＭＣを備えるセンサ部により誘電率の変化に基づいて冷蔵庫本体の前面部及びピラーの前面部に生じる結露を検知することができる。

さらに、このような構成の本発明によれば、冷蔵庫本体の前面部やピラーに生じる結露を、温度センサや湿度センサにより間接的に検知するのではなく、センサ部により直接的に検知することにより、結露検知の正確度を高めることができるので、結露除去のためのヒータの駆動を最小限に抑えることができる。

さらに、このような構成の本発明によれば、結露検知のためのセンサを冷蔵庫本体の前面部の内部及びピラーの内部に配置し、結露を検知することができる。

本発明による冷蔵庫を示す正面図である。 冷蔵室ドアが開放された状態の冷蔵庫を示す斜視図である。 冷蔵庫本体の前面部を示す斜視図である。 本発明による冷蔵庫を示す側面図である。 冷蔵室ドアが開放された状態の冷蔵庫を示す部分斜視図である。 一方の冷蔵室ドアが閉鎖された状態の冷蔵庫を示す部分斜視図である。 ピラーを示す正面図である。 図７のピラーのＡ−Ａ’線断面図である。 図８のピラーの変形例を示す断面図である。 本発明による冷蔵庫の結露検知及び除去装置の制御方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態による冷蔵庫の結露検知及び除去装置とその制御方法について添付図面を参照して詳細に説明する。

本明細書においては、異なる実施形態であっても同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付し、重複する説明は省略する。本明細書において用いられる単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。

図１は本発明による冷蔵庫を示す正面図である。
本発明による冷蔵庫１００は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の過程からなる冷凍サイクルにより生成された冷気を用いて冷蔵庫本体１１０の内部に貯蔵された食品を低温に維持する装置である。

図１においては、上部に冷蔵室が設けられて下部に冷凍室が設けられるボトムフリーザタイプの冷蔵庫を示す。ただし、本発明は、ボトムフリーザタイプの冷蔵庫に限定されるものではなく、冷凍室が冷蔵室の上方に配置されるトップマウントタイプの冷蔵庫にも適用可能である。

冷蔵庫１００の前面部にはドア１２０、１２１、１２３が配置され、ドア１２０、１２１、１２３は冷蔵庫１００の前面を形成する。ボトムフリーザタイプの冷蔵庫１００においては、冷蔵室ドア１２０、１２１が冷凍室ドア１２３の上方に設けられ、冷凍室ドア１２３が冷蔵室ドア１２０、１２１の下方に設けられる。

冷蔵室ドア１２０、１２１及び冷凍室ドア１２３は、それぞれ冷蔵庫本体１１０の左右に設けられ、左側のドア１２０、１２３と右側のドア１２１、１２３とは、それぞれ逆方向に回動して冷蔵庫１００の内部を開閉するようにしてもよい。

冷蔵庫１００の下部には、冷蔵庫１００の高さ調整のための高さ調整ネジ１１５が設けられてもよい。高さ調整ネジ１１５は、冷蔵庫本体１１０から引き出されるか、又は冷蔵庫本体１１０に挿入されるように構成される。高さ調整ネジ１１５は、冷蔵庫１００を設置する場所に応じて冷蔵庫１００を水平に配置する役割を果たす。

本実施形態においては、フレンチドア冷蔵庫を例に説明しているが、本発明による冷蔵庫の結露検知及び除去装置１０１は、ドアの数に関係なく適用可能である。

図２は冷蔵室ドアが開放された状態の冷蔵庫を示す斜視図であり、ドアと冷蔵室の内部を示す。

冷蔵室ドア１２０、１２１は、食品を貯蔵するための冷蔵庫１００の内部空間を開閉するように回動可能になっている。冷蔵室ドア１２０、１２１は冷蔵室を開閉し、冷凍室ドア１２３は冷凍室を開閉する。冷蔵室ドア１２０、１２１及び冷凍室ドア１２３は冷蔵庫本体１１０に回動可能に設けられる。各ドア１２０、１２１、１２３の回動はヒンジにより実現することができる。冷蔵庫１００は、各ドア１２０、１２１、１２３の回動を実現するために複数のヒンジ１１６を含む。各ヒンジ１１６は、設置位置によって上部ヒンジ、下部ヒンジ及び中間ヒンジに分けられる。

図５に示すように、冷蔵庫１００の内部空間には、効率的な空間活用のための収納ユニットが少なくとも１つ備えられる。前記収納ユニットの一部は各ドア１２０、１２１、１２３に備えられてもよい。前記収納ユニットは、棚１１７、トレー、バスケット１１８を含む概念である。棚１１７は、冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９に食品を配置するためのものである。トレーは、摺動可能になっており、トレーを引き出したときに露出する空間に食品を貯蔵することができる。バスケット１１８は、ドア１２０、１２１、１２３の内側に設けられる。冷蔵庫本体１１０の上面には上部ヒンジ１１６が設けられる。ドア１２０、１２１、１２３は、外部プレート（図示せず）、ドアライナー１２４及びガスケット１２５を含んでもよい。

ドア１２０、１２１、１２３は回動型、引出型など多様に構成できるが、本発明による冷蔵庫１００は、ドアの開閉動作によってピラー１３０が回動する構成を有するものであるので、ドア１２０、１２１、１２３を回動型にすることが好ましい。冷蔵庫本体１１０は、内部に貯蔵空間１１９を形成し、冷蔵庫本体１１０の左右側に設けられて異なる方向に回動することで冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９を開閉する冷蔵室ドア１２０、１２１及び冷凍室ドア１２３を含む。以下、説明の便宜上、冷蔵室ドア１２０、１２１を、冷蔵庫本体１１０の左側に設けられて貯蔵空間１１９の前面に配置されたドアである第１ドア１２０と、冷蔵庫本体１１０の右側に設けられて貯蔵空間１１９の前面に配置されたドアである第２ドア１２１に区分して説明する。

図３は冷蔵庫本体の前面部を示す斜視図であり、冷蔵庫本体の前面部の内側に配置されたセンサ部やヒータなどを示す。

本発明において、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１とは、冷蔵庫本体１１０を構成するフレームの前面部を意味し、冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９と周辺の温度差により結露が生じ得る部分である。すなわち、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１とは、冷蔵庫本体１１０のフレームの前面部を意味する。ヒータ１５０及びセンサ部１４０が配置される空間を有する冷蔵庫本体１１０の前面部１１１及びその構造については後述する。

冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９は、食品の貯蔵のために低温に維持されるので、冷蔵庫本体１１０において貯蔵空間１１９の前面に位置する前面部１１１には周辺との温度差により結露が生じる。

冷蔵庫本体１１０の前面部１１１についた結露は前面部１１１に沿って下方に流れて冷蔵庫１００が載置された床面に溜まることがあるが、見た目によくない。

本発明は、冷蔵庫１００の前面につく結露を検知してヒータ１５０を駆動することにより、結露が生じる現象を防止することを目的とするものであって、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１の内部及びピラー１３０の内部にそれぞれ配置されるヒータ１５０と、ヒータ１５０に隣接して配置されて冷蔵庫１００の内部と外部の温度差により冷蔵庫本体１１０又はピラー１３０に生じる結露を非接触式で検知するセンサ部１４０とを含む、冷蔵庫の結露検知及び除去装置１０１に関する。冷蔵庫の結露検知及び除去装置１０１は、センサ部１４０により検知される結露をヒータ１５０の駆動により除去することにより、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１及びピラー１３０に結露が生じることを防止することができる。

図４は本発明による冷蔵庫を示す側面図であり、前面部を拡大して前面部の構造とその内部に配置されたセンサ部及びヒータを示す。

冷蔵庫本体１１０は、アウトケース１１２とインナーケース１１３とが噛み合って固定される構造を有する。

図４の拡大部分を参照すると、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１は、上部が外部に露出するアウトケース１１２と、アウトケース１１２の下方に配置されて冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９に沿って延びるインナーケース１１３とが噛み合うことにより支持される構造を有する。アウトケース１１２及びインナーケース１１３は金属からなる。アウトケース１１２とインナーケース１１３との噛合構造により形成される内部空間には断熱材１１４が配置される。断熱材１１４は、冷蔵庫１００の内部と外部の温度差による結露現象を防止するためのものであり、ウレタンからなる。

本発明は、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１において隣接して配置されるセンサ部１４０及びヒータ１５０を用いて、センサ部１４０により結露を検知し、その後ヒータ１５０の駆動により結露を除去することができる。本発明は、センサ部１４０とヒータ１５０が隣接して配置されるという特徴を有するものであり、センサ部１４０により結露が検知されるとヒータ１５０を駆動してその結露が検知された部分を加熱することにより結露を除去することができる。

センサ部１４０は、結露により変化する誘電率を検知する役割を果たすものであり、ヒータ１５０に隣接して配置され、冷蔵庫本体１１０又はドア１２０、１２１、１２３に生じる結露を結露が生じる部分から分離された区域で非接触式で検知する。例えば、センサ部１４０は、図４に示すように、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１から空間的に分離されるように金属製のアウトケース１１２の背面に設けられ、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１に生じる結露を検知する。つまり、本発明による冷蔵庫の結露検知及び除去装置１０１は、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１に沿ってその内部に配置されるヒータ１５０及びセンサ部１４０からなる。

ヒータ１５０及びセンサ部１４０は、結露が生じる部分から離隔して分離された隔壁の内部に配置されるが、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１を構成するアウトケース１１２の内側の何処に配置されてもよい。また、ヒータ１５０及びセンサ部１４０は、ピラー１３０の内部に配置されてもよい。

ヒータ１５０は、アウトケース１１２の背面に沿って延びるが、アウトケース１１２の背面に配置されてもよく、アウトケース１１２の背面から所定距離離隔して配置されてもよい。センサ部１４０は、アウトケース１１２の内部においてヒータ１５０に隣接して配置されてもよい。なお、センサ部１４０は、アウトケース１１２の複数箇所に配置されてもよい。

センサ部１４０は、金属の前面に生じる結露の量に応じて変化する誘電率を測定する役割を果たすものであり、アウトケース１１２の前面部に生じる結露により変化する誘電率を測定して結露を検知する。

センサ部１４０は、ＣＭＣセンサ及び基板を含む。ＣＭＣセンサは、ＣＭＣを備え、ピラー１３０の前面部に生じる結露により変化する誘電率を測定する。ＣＭＣは、マイスナー小体に類似した構造を有する磁性材料ベースのコイルであって、直線ではなく、豚のしっぽのようならせん構造を有する。ＣＭＣは、非晶質の炭素繊維からなっていて優れた弾力性を有するが、元のコイル長の１０倍以上に伸びる超弾力性を有する。ＣＭＣは、電気回路の中核部品であるインダクタとして活用することができる。また、ＣＭＣは、電気・化学的な特性により、電磁波吸収材、水素吸蔵材、マイクロ波発熱材、触覚近接センサ、生物活性化剤など、幅広い分野に活用することができる。特に、従来の炭素素材は低い周波数で電磁波を遮断することしかできなかったが、ＣＭＣは数十ＧＨｚ以上の高周波領域で電磁波を９９％以上吸収できるという利点がある。

ピラー１３０の前面部に生じる結露の量に応じて誘電率が変化し、金属製のアウトケース１１２の前面部に生じる結露の量に応じて誘電率が変化する。ＣＭＣは、変化する誘電率に反応して物理的な変化を発生し、それによりインピーダンスが変化する。ここで、物理的な変化とは、ＣＭＣを構成する各コイルの間隔が増加又は減少する現象をいう。ＣＭＣセンサは、直接接触する結露だけではなく、所定距離内に存在する結露も非接触式で検知することができる。

ＣＭＣセンサは、ＣＭＣセンサに接触し、ＣＭＣセンサの物理的な変化による磁性変化に応じた誘電率を測定して外部に送る電極が形成される基板上に配置される。基板は、電源部に接続され、外部からＣＭＣセンサの動作のための電源の供給を受ける。すなわち、センサ部１４０は、ＣＭＣセンサにより検知されるアウトケース１１２の前面部に生じる結露の量に応じた誘電率の変化により結露の有無を検知することができる。

ヒータ１５０は、アウトケース１１２の内部において、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１に沿って延びるように配置される。ヒータ１５０は、電源が供給されると発熱する構造を有するものであり、抵抗値の大きい物質からなる。一般的には銅からなるが、これに限定されるものではない。センサ部１４０は、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１に生じる結露により変化する誘電率を検知してその誘電率値に関するデータを制御部（図示せず）に送り、前記制御部は、その誘電率値が基準値以上の場合、結露が生じたと判断し、ヒータ１５０の駆動のための信号を送信し、ヒータ１５０は、電源の供給により発熱し、アウトケース１１２の前面部に生じる結露を蒸発させて除去する。

アウトケース１１２の前面部に生じる結露が除去されると、センサ部１４０により検知される誘電率も変化する。センサ部１４０により検知される誘電率値が基準値以下となると、前記制御部は、ヒータ１５０の駆動中止のための信号を送信する。

本発明は、センサ部１４０が結露を検知した場合にのみ前記制御部がヒータ１５０を駆動するようにすることにより、ヒータ１５０の駆動を最小限に抑えることができ、不要なヒータ１５０の駆動を抑えて冷蔵庫１００の温度が不要に上昇することを防止することができるので、冷蔵庫１００の本来の目的である食品の低温貯蔵にさらに忠実なものとなり、冷蔵庫１００の消費電力を低減することができる。

図５は冷蔵室ドアが開放された状態の冷蔵庫を示す部分斜視図であり、冷蔵庫本体の前面部及び内部空間を示す。

図５を参照すると、ピラー１３０は、左側のドア１２０、１２３と右側のドア１２１、１２３のいずれか一方のドアの一側に設けられる。ここで、一方のドアの一側とは、左右両方のドアが閉じている場合に一方のドアにおいて他方のドアに対向する部分をいう。ピラー１３０は、第１ドア１２０又は第２ドア１２１のいずれの一側に設けられてもよい。また、ピラー１３０は、左側の冷凍室ドア１２３と右側の冷凍室ドア１２３のいずれの一側に設けられてもよい。

図５は冷蔵室ドア１２０、１２１がどちらも開いている状態を示すが、冷蔵室ドア１２０、１２１がどちらも閉じている状態では、左側の冷蔵室ドア１２０に設けられたピラー１３０は右側の冷蔵室ドア１２１に対向する。すなわち、左右両方の冷蔵室ドア１２０、１２１が閉じている状態では、ピラー１３０が左側の冷蔵室ドア１２０と右側の冷蔵室ドア１２１との間に位置する。

使用者が冷蔵庫１００の内部に貯蔵された食品を取り出したりする過程でドアの開閉動作が繰り返されるので、左側の冷蔵室ドア１２０と右側の冷蔵室ドア１２１とが当接配置された場合や、左側の冷凍室ドア１２３と右側の冷凍室ドア１２３とが当接配置された場合は、開閉動作の繰り返しによりドアの破損が発生することがある。よって、開閉動作の繰り返しによるドアの破損を防止するために、左側のドア１２０、１２３と右側のドア１２１、１２３とは離隔配置される。すなわち、図１及び図２に示すように、左側のドア１２０、１２３と右側のドア１２１、１２３が閉じている場合、冷蔵室ドア１２０、１２１間及び冷凍室ドア１２３、１２３間には縦方向に延びる間隙があるが、ピラー１３０は、左側のドア１２０、１２３と右側のドア１２１、１２３のいずれか一方のドアの一側に設けられて当該間隙を閉塞する。

図６は一方の冷蔵室ドアが閉鎖された状態の冷蔵庫を示す部分斜視図であり、閉鎖された冷蔵室ドア及びドア間に配置されたピラーを示す。

図５及び図６を参照すると、ピラー１３０はドア１２０、１２１のいずれか一方のドアの一側に設けられるが、ピラー１３０は、ドアに設けられる構成にするのではなく、冷蔵庫本体１１０に設けられる構成にしてもよい。ただし、ピラー１３０が冷蔵庫本体１１０に設けられた場合、ピラー１３０は、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１に固定されるので、冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９を縦方向に遮ることになる。このようにピラー１３０が冷蔵庫本体１１０に設けられる構造は、冷蔵庫１００の内部空間に食品を出し入れする使用者の動作に干渉するという問題があるので好ましくない。図５及び図６に示すように、ピラー１３０がドアの一側に設けられた場合は、ドアが開くときにピラー１３０がドアに取り付けられた状態でドアの回動により共に移動するので、ピラー１３０は、冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９を遮らず、冷蔵庫１００の内部空間に食品を出し入れする使用者の動作に干渉することがない。図５及び図６に示すように、ピラー１３０の上端部に突出部１３５が形成され、突出部１３５が冷蔵庫本体１１０に設けられた収容部１３６の曲面を移動するようにすることにより、ドアの回動による開閉動作を実現することができる。

ピラー１３０は、冷蔵庫１００のドアが閉じている場合、冷蔵庫１００のドア間に位置し、冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９の前面に位置する。ピラー１３０の前面部には冷蔵庫本体１１０の貯蔵空間１１９と周辺の温度差により結露が生じる。

図７はピラーを示す正面図である。
ピラー１３０は、冷蔵庫１００のドアの一側に回動可能に設けられ、冷蔵庫１００のドア間の間隙を閉塞することにより冷気の漏れを防止する役割を果たす。ピラー１３０は、第１ドア１２０と第２ドア１２１が冷蔵庫本体１１０に密着したときに第１ドア１２０と第２ドア１２１間の間隙を閉塞するように上下方向に延設される。

ピラー１３０は、第１部材１３２及び第２部材１３３を含む。

第１部材１３２は、上下方向に延設される板状部材であり、第２部材１３３と結合される。第１部材１３２は、ピラー１３０の前面部を構成し、結露により誘電率が変化するように金属からなる。これは、センサ部１４０が第１部材１３２の背面部１３２ａで第１部材１３２の前面部に生じる結露により変化する誘電率を測定するようにするためである。ピラー１３０の前面部、すなわち第１部材１３２の前面部に結露が生じると、センサ部１４０により検知される誘電率が変化する。

第１部材１３２と第２部材１３３とは結合されて内部空間１３７を形成する。具体的には、第２部材１３３は、第１部材１３２の背面部１３２ａにネジや接着材などを用いて固定してもよい。センサ部１４０は、ピラー１３０の前面部に生じる結露により変化する誘電率を測定する。誘電率は結露量が多くなるほど増加する。

第２部材１３３に生じる結露ではなく、第１部材１３２の前面部、すなわちピラー１３０の前面部に生じる結露を検知するために、第２部材１３３は、金属からなる第１部材１３２とは異なり、プラスチックや合成樹脂などからなる。

センサ部１４０は、ピラー１３０の内部に設けられてもよい。具体的には、センサ部１４０は、第１部材１３２と第２部材１３３との結合により形成される内部空間１３７のいずれか一側に配置されてもよく、第１部材１３２の背面部１３２ａのいずれか一側に配置されてもよい。ただし、センサ部１４０は、外部に露出して配置されてはならない。また、センサ部１４０は、ピラー１３０の内部空間１３７又は第１部材１３２の背面部１３２ａの複数箇所にそれぞれ設けられてもよい。この場合、各センサ部１４０は所定範囲内における第１部材１３２の前面部に生じる結露により変化する誘電率をそれぞれ測定するので、結露検知の正確性及び感度がさらに高くなる。

センサ部１４０は、ＣＭＣセンサ及び基板からなり、冷蔵庫本体１１０の前面部に配置されるセンサ部１４０と構成が同一である。センサ部１４０は、前述したように、ＣＭＣを備え、ピラー１３０の内部空間１３７又は第１部材１３２の背面部１３２ａに配置され、第１部材１３２の前面部に生じる結露を非接触式で検知する。ＣＭＣセンサの構造及びＣＭＣについての説明は前述した通りである。

ピラー１３０の前面部に結露が生じると、センサ部１４０により検知される誘電率が変化し、ＣＭＣセンサは、変化する誘電率に反応して物理的な変化を発生し、それによりインピーダンスが変化する。ＣＭＣは、直接接触する結露だけではなく、所定距離内に存在する結露も非接触式で検知する役割を果たす。

ヒータ１５０は、ピラー１３０の内部空間１３７又は第１部材１３２の背面部１３２ａに設けられ、センサ部１４０により測定された誘電率値が所定の基準値（設定値）以上の場合、ピラー１３０の前面に生じる結露を蒸発させるように発熱する。ヒータ１５０の駆動は、前記制御部の判断及び信号送信により行われる。ヒータ１５０についての説明は前述した通りである。

ピラー１３０は、第１部材１３２と第２部材１３３間の熱交換を遮断するために、第１部材１３２と第２部材１３３との間の内部空間１３７に断熱材が配置されるようにしてもよい。前記断熱材は、熱遮断性の高い発泡スチロールからなるようにしてもよい。ただし、ピラー１３０には断熱材を十分に充填できないという限界がある。これは、ドアの開閉動作によって回動するピラー１３０の動作構造及び大きさの制限に起因する。ピラー１３０の動作構造及び大きさの制限により、ピラー１３０の表面は露点以下の温度に下がり、ピラー１３０の表面には結露が生じる。そこで、本発明は、ピラー１３０に結露が生じることを防止するために、ピラー１３０の内部に設けられたヒータ１５０から発生する熱により結露を蒸発させる。

前記制御部は、センサ部１４０により測定された誘電率値が所定の基準値以上の場合、ヒータ１５０を動作させるためにヒータ１５０に電気的信号を供給する。前記制御部は、センサ部１４０により測定された誘電率値が所定の基準値以上であるか否かを判断し、基準値以上の場合、ヒータ１５０の動作のための信号をヒータ１５０に送信する。

このように、本実施形態においては、ピラー１３０の表面に結露が生じることを防止するためにピラー１３０の内部にヒータ１５０を設け、ヒータ１５０の加熱によりピラー１３０の温度を上昇させることでピラー１３０に生じる結露を除去する。ただし、ヒータ１５０を駆動すると、さらなる電力消費が発生し、ヒータ１５０の駆動により発生する熱が冷蔵庫１００の内部に流入するので、食品の低温貯蔵という冷蔵庫１００の本来の目的を損なうことになり、消費電力が高くなる原因となる。よって、結露を防止するためにヒータ１５０を駆動する際には、そのヒータ１５０の駆動時点を正確に判断しなければならない。本実施形態においては、ヒータ１５０に隣接して配置されるセンサ部１４０により結露を直接検知して制御部に信号を送信し、結露によるヒータ１５０の駆動時点を判断するようにする。

図８は図７のピラーのＡ−Ａ’線断面図である。

前述したように、ピラー１３０は、第１部材１３２及び第２部材１３３を含む。

図８を参照すると、センサ部１４０は、第１部材１３２の背面部１３２ａに配置される。ここで、第１部材１３２の背面部１３２ａとは、第１部材１３２の前面部の裏面をいい、第２部材１３３に対向して配置される第１部材１３２の一面を意味する。センサ部１４０は、第１部材１３２の前面部に生じる結露を検知する役割を果たし、センサ部１４０により結露が検知されると、第１部材１３２と第２部材１３３との間に配置されたヒータ１５０を駆動して第１部材１３２の前面部に生じる結露を蒸発させる。第１部材１３２に生じる結露が除去されると、センサ部１４０により測定される誘電率値は元の値に戻る。

図９は図８のピラーの変形例を示す断面図である。図９の変形例においては、図８の例とは異なり、センサ部１４０が第１部材１３２と第２部材１３３との間の内部空間１３７、とりわけ第２部材１３３の前面部１３３ａに設けられた場合を示す。第２部材１３３は、プラスチックなどの絶縁部材からなる。センサ部１４０は、第１部材１３２の前面部に生じる結露を検知するためのものである。第１部材１３２と第２部材１３３との間の内部空間１３７には断熱材が配置されており、内部空間１３７に結露が生じることを防止する。よって、センサ部１４０は、第１部材１３２の前面部に生じる結露により変化する誘電率を測定することができる。センサ部１４０の構成は前述した通りである。

以上、本発明による冷蔵庫の結露検知及び除去装置について詳細に説明した。以下では、前記結露検知及び除去装置の制御方法について説明する。

図１０は本発明による冷蔵庫の結露検知及び除去装置の制御方法を示すフローチャートである。

本発明による冷蔵庫の結露検知及び除去装置の制御方法は、第１段階〜第４段階からなる。

第１段階は、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１及びピラー１３０に生じる結露により変化する誘電率をセンサ部１４０により測定する段階である。センサ部１４０は、前述したようにＣＭＣセンサを含むので、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１の内部及びピラー１３０の内部で冷蔵庫本体１１０の前面部１１１及びピラー１３０に生じる結露の量に応じて変化する誘電率を測定する役割を果たす。

第２段階は、前記第１段階で測定された誘電率値と第１基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第１基準値より大きい場合、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１の内部及びピラー１３０の内部に配置されたヒータ１５０を動作させる段階である。ヒータ１５０は、電源の供給により発熱し、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１及びピラー１３０の前面に生じる結露を蒸発させて除去する役割を果たす。ヒータ１５０を駆動するための信号は、制御部から送信されるが、前記制御部は、前記第１段階で測定された誘電率値と第１基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第１基準値より大きくなると、ヒータ１５０を駆動するための電源供給のための信号を送信する。前記第１基準値は、結露の量に応じた誘電率値により決定され、実験的に決定される値である。例えば、所定量の結露が生じるとそれを検知してヒータ１５０を駆動する場合、水の誘電率が８０であるので、それを考慮して第１基準値を決定する。また、ヒータ１５０は、所定の電源が供給されることにより、所定の温度に加熱される。

第３段階は、前記第２段階によるヒータ１５０の動作中に、センサ部１４０により誘電率を測定する段階である。前記第２段階でヒータ１５０が動作すると、温度が上昇し、冷蔵庫本体１１０の前面部１１１及びピラー１３０の前面部に生じる結露が蒸発して除去されるので、誘電率値は変化する。

第４段階は、前記第３段階で測定された誘電率値と第２基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第２基準値より小さい場合、ヒータ１５０の動作を中止する段階である。センサ部１４０により測定された誘電率値が第２基準値より小さくなると、前記制御部は、ヒータ１５０の動作を中止するために、ヒータ１５０への電源供給の中止のための信号を送信する。前記第２基準値とは、ヒータ１５０の駆動により結露が除去されたときにセンサ部１４０により測定される誘電率の基準となる値を意味し、前記第１基準値とは異なる誘電率値を有する。前記第２基準値は、実験的に決定される値であり、前記第１基準値よりは小さい値であることが好ましい。すなわち、センサ部１４０により測定された誘電率値が前記第１基準値より大きい場合、ヒータ１５０を駆動し、センサ部１４０により測定された誘電率値がヒータ１５０の駆動により前記第２基準値より小さくなると、ヒータ１５０の駆動を中止するように冷蔵庫を制御することにより、結露を検知して除去することができる。

前述した冷蔵庫の結露検知及び除去装置とその制御方法は、上記実施形態の構成や方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することで様々に変形することができる。

１００ 冷蔵庫
１０１ 冷蔵庫の結露検知及び除去装置
１１０ 冷蔵庫本体
１１２ アウトケース
１１３ インナーケース
１２０、１２１ 冷蔵室ドア
１２３ 冷凍室ドア
１３０ ピラー
１３２ 第１部材
１３３ 第２部材
１４０ センサ部
１５０ ヒータ

Claims (10)

1. 冷蔵庫の本体及びドアの少なくとも一方における金属からなる表面の内側に配置されるヒータと、
   前記ヒータに隣接して配置され、前記本体又は前記ドアに生じる結露を結露が生じる部分から分離された区域で非接触式で検知するセンサ部とを含み、
   前記センサ部により検知される結露を前記ヒータの駆動により除去し、
   前記センサ部は、
   ＣＭＣ（Carbon-Micro-Coil）を備え、予め設定された距離内に生じる結露に反応して物理的な変化を発生するＣＭＣセンサと、
   前記ＣＭＣセンサに接続され、前記ＣＭＣセンサの物理的な変化による誘電率の測定値を送る電極を備える基板とを含むことを特徴とする冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
2. 前記センサ部は、前記本体又は前記ドアに結露が生じた場合に変化する誘電率に基づいて結露及び結露量を検知することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
3. 前記ヒータ及び前記センサ部は、結露が生じる部分から離隔して分離された隔壁の内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
4. 前記本体の前面部及び前記ドアに取り付けられたピラーの前面部の少なくとも一方の内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
5. 前記センサ部は、前記ピラーの前面部の内部に設けられ、前記ピラーの前面部から空間的に分離されて配置されることを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
6. 前記本体の前面部及び前記ピラーの前面部は、金属材料からなることを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
7. 前記センサ部は、前記本体を構成するアウトケースの内部に設けられ、前記本体の前面部から空間的に分離されて配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
8. 前記ピラーは、上下方向に延設される板状の第１部材と、前記第１部材と結合して内部に空間を形成する第２部材とからなり、
   前記センサ部は、前記第１部材の背面の複数箇所に設けられることを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
9. 前記センサ部による誘電率の測定値が設定値以上になると前記ヒータの動作のために電気的信号を供給する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫の結露検知及び除去装置。
10. 冷蔵庫における本体の前面部及びピラーに生じる結露により変化する誘電率をセンサ部により測定する第１段階と、
    前記第１段階で測定された誘電率値と第１基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第１基準値より大きい場合、前記本体の前面部及び前記ピラーの前面部の少なくとも一方の内側に配置されたヒータを動作させる第２段階と、
    前記第２段階による前記ヒータの動作中に、前記センサ部により誘電率を測定する第３段階と、
    前記第３段階で測定された誘電率値と第２基準値とを比較し、前記測定された誘電率値が前記第２基準値より小さい場合、前記ヒータの動作を中止する第４段階とを含み、
    前記センサ部は、
    ＣＭＣ（Carbon-Micro-Coil）を備え、予め設定された距離内に生じる結露に反応して物理的な変化を発生するＣＭＣセンサと、
    前記ＣＭＣセンサに接続され、前記ＣＭＣセンサの物理的な変化による誘電率の測定値を送る電極を備える基板とを含むことを特徴とする冷蔵庫の結露検知及び除去装置の制御方法。