JP6383454B2

JP6383454B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP6383454B2
Application number: JP2017065027A
Authority: JP
Inventors: 福田　圭一; 圭一福田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: JP2017116256A

Description

本発明は霜取温度センサを備えた冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫は特許文献１に開示される。この冷蔵庫は断熱材を充填した断熱箱体を有する本体部を備える。本体部の下部には冷蔵室が設けられ、冷蔵室の上方に冷凍室が設けられる。冷蔵室及び冷凍室の前面は断熱扉によりそれぞれ開閉される。冷凍室の後方には機械室が設けられる。

機械室には冷凍サイクルを運転する圧縮機が配置される。冷凍室及び冷蔵室の背後には冷気が流通する冷気通路が設けられる。冷凍室の背後の冷気通路内には冷凍サイクルの低温部となる冷却器が配され、冷却器の下流には送風ファンが配される。

また、冷蔵室内には冷蔵室温度センサ及びヒータが設けられる。冷蔵室温度センサは冷蔵室内の温度を検知する。ヒータは圧縮機の停止中に冷蔵室温度センサを保温する。

上記構成の冷蔵庫において、冷蔵室温度センサによる検知温度が所定の上限温度よりも高温になると、圧縮機及び送風ファンが駆動される。圧縮機が駆動されると冷凍サイクルが運転され、冷気通路に流れる空気と冷却器とが熱交換して冷気が生成される。冷却器により生成された冷気は送風ファンによって冷気通路を介して冷凍室及び冷蔵室に流入する。

冷蔵室温度センサの検知温度が所定の下限温度よりも低温になると、圧縮機及び送風ファンが停止される。これにより、冷蔵室内が上限温度と下限温度との間に維持され、冷凍室は冷蔵室と同時に冷却して所定の温度範囲に維持される。

この時、外気温が低く冷蔵庫の熱負荷が小さい場合に、冷蔵室の温度変化に対して冷蔵室温度センサの検知が遅延すると圧縮機の停止時間が長くなり、冷凍室が冷却不足となる。このため、外気温が低い場合、圧縮機の停止時にヒータを発熱させることによって冷蔵室温度センサが上限温度と下限温度との間の所定温度に維持される。これにより、外気温が低い場合でも冷蔵室の温度変化を迅速に検知して圧縮機を駆動し、冷凍室の冷却不足が抑制される。

特開２００６−７１２５０号公報

しかしながら、上記従来の冷蔵庫によると、冷凍室の断熱扉の開閉時等に冷蔵室内の温度変化がなく冷凍室内の温度が上昇した場合に冷凍室の冷却が行われない。このため、冷凍室の冷却不足が依然として生じる問題があった。また、ヒータ通電の分だけ消費電力量が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、消費電力を抑制して冷凍室内の冷却不足をより確実に防止することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の冷蔵庫は、貯蔵物を冷凍保存する冷凍室と、貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室と、冷凍サイクルを運転する圧縮機と、冷凍サイクルの低温部に配される冷却器と、前記冷却器の下流に配される送風ファンと、前記冷却器の霜取を行う霜取ヒータと、前記冷却器の温度を検知する霜取温度センサと、前記霜取温度センサの検知温度に基づいて前記霜取ヒータを制御する制御部と、前記冷蔵室内の温度を検知する冷蔵室温度センサと、を備え、前記冷蔵室温度センサ及び前記霜取温度センサの検知温度に基づいて前記圧縮機及び前記送風ファンの駆動を制御することを特徴とする。

この構成によると、冷蔵室温度センサ及び霜取温度センサの検知温度に基づいて圧縮機及び送風ファンの駆動が開始される。圧縮機及び送風ファンの駆動が開始されると、空気と冷却器とが熱交換して生成された冷気が冷凍室及び冷蔵室に吐出される。これにより冷凍室及び冷蔵室が冷却される。また、冷蔵室温度センサ及び霜取温度センサの検知温度に基づいて圧縮機及び送風ファンの駆動が停止される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記冷蔵室温度センサの検知温度が第１上限温度よりも高温の場合又は前記霜取温度センサの検知温度が第２上限温度よりも高温の場合に前記圧縮機及び前記送風ファンを駆動開始し、前記冷蔵室温度センサの検知温度が第１下限温度よりも低温の場合に前記圧縮機及び前記送風ファンを停止することを特徴とする。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記冷蔵室を開閉する冷蔵室扉又は前記冷凍室を開閉する冷凍室扉が前記圧縮機及び前記送風ファンの駆動中に開かれた際に前記送風ファンを停止するとともに、前記冷蔵室扉又は前記冷凍室扉が閉じられた後所定時間経過するまで前記冷蔵室温度センサ及び前記霜取温度センサの検知結果に拘らず前記圧縮機の駆動を継続することを特徴とする。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、外気温を検知する外気温センサを備え、外気温センサの検知温度が所定温度よりも高温の時に前記送風ファンを高速運転し、低温の時に前記送風ファンを低速運転したことを特徴とする。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前回の前記圧縮機の運転時間が所定時間よりも短い時に、前記冷蔵室温度センサの検知温度に拘らず前記送風ファンを低速運転することを特徴とする。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記霜取温度センサを前記冷却器に対して所定量の隙間を有して配したことを特徴とする。

本発明によると、冷蔵室温度センサ及び霜取温度センサの検知温度に基づいて圧縮機及び送風ファンの駆動を制御するため、消費電力を抑制して冷凍室内の冷却不足を防止できる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す側面断面図本発明の実施形態の冷蔵庫を示す正面断面図本発明の実施形態の冷蔵庫の温度調整部の他の態様を示す斜視図本発明の実施形態の冷蔵庫の動作を示すフローチャート

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図及び図２は一実施形態の冷蔵庫１を示す側面断面図及び正面断面図を示している。

冷蔵庫１は断熱材を充填した断熱箱体３を有する本体部２を備える。本体部２の上部には冷蔵室４が設けられ、冷蔵室４の下部に冷凍室５が設けられる。冷蔵室４及び冷凍室５の前面は冷蔵室扉４ａ、冷凍室扉５ａによりそれぞれ開閉される。

冷蔵室４内には温度調整部３０、冷蔵庫温度センサ２１、冷蔵室開閉センサ（不図示）及び庫内灯（不図示）が設けられる。

温度調整部３０は冷蔵室温度調整部２６、冷凍室温度調整部２７から構成される。冷蔵室温度調整部２６は左右方向にツマミ２６ａをスライドさせて冷蔵室４内に吐き出される冷気量を調整し、冷蔵室４内の温度を調整する。冷凍室温度調整部２７は冷蔵室温度調整部２６の下方に配され、左右方向にツマミ２７ａをスライドさせて冷凍室５内と冷蔵室４内に吐き出される冷気量の割合を調整し、冷凍室５内の温度を調整する。

冷蔵庫温度センサ２１は冷蔵室温度調整部２６の上方に配される。冷蔵庫温度センサ２１によって冷蔵室４内の温度が検知される。冷蔵室開閉センサは冷蔵室扉４ａの開閉状態を検知する。庫内灯は冷蔵室扉４ａが開成されると点灯し、閉成されると消灯する。

温度調整部３０を図３に示すように構成してもよい。即ち、回転式の温度調整部３０は冷蔵室温度調整部２８を冷凍室温度調整部２９の近傍に配される。温度調整部３０には可変抵抗（不図示）、基盤３０ａ、ツマミ２８ａ、２９ａが配される。

冷蔵室温度調整部２８及び冷凍室温度調整部２９はツマミ２８ａ、２９ａを回転させて抵抗値を変化させ、制御部（不図示）により、冷蔵室温度センサ２１と霜取温度センサ２２の制御温度を変更し、それぞれの貯蔵室の温度調整を行う。この場合に基盤３０ａにアキシャル形状の冷蔵室温度センサ２１やＬＥＤ光源を有する庫内灯（不図示）を実装してもよい。これにより部品点数を少なくして冷蔵庫１のコストを削減できる。

また、温度調整部３０は冷蔵室温度調整部２８、冷凍室温度調整部２９の一方が図３に示すような回転式のツマミを有して温度を調整し、他方が図２に示すようにスライド式のツマミを有して温度を調整する構成であってもよい。

冷凍室５内には冷凍室開閉センサ（不図示）及び庫内灯（不図示）が設けられる。冷凍室開閉センサは冷凍室扉５ａの開閉状態を検知する。庫内灯は冷凍室扉５ａが開成されると点灯し、閉成されると消灯する。

本体部２の後方下部には断熱箱体３の下方に配される機械室６が設けられる。機械室６には冷凍サイクルを運転する圧縮機３１が配置される。

冷凍室５の背後には冷気が流通する冷気通路７が設けられる。冷気通路７は冷凍室５内に臨む吐出口７ａ及び戻り口７ｂが開口する。冷気通路７には冷凍サイクルの低温部となる冷却器３５が配される。

冷却器３５の上方には送風ファン１０が配される。送風ファン１０の駆動によって冷気通路７、８に冷気が流通する。冷却器３５の上部近傍には霜取温度センサ２２が配され、下方には霜取ヒータ３６及びドレンパン３３が配される。

霜取ヒータ３６は所定の周期（例えば圧縮機３１の運転時間を積算した値が１０時間と
なったとき）で駆動され、冷却器３５の霜取運転を行う。霜取運転が行われるとドレン水がドレンパン３３に回収され、パイプ３３を介して蒸発皿３２に導かれる。蒸発皿３２に貯水されたドレン水は圧縮機３１の熱により蒸発する。

霜取温度センサ２２は冷却器３５に対して所定の隙間を有して配され、冷却器３５の温度を検知して霜取運転の停止時期を判別する。

冷蔵室４の背後には冷気通路７に連通する冷気通路８が設けられる。冷気通路８には冷蔵室４内に臨む吐出口８ａが開口する。また、冷蔵室４には戻り口９ａが開口し、戻り口９ａと冷気通路７の冷却器３５の上流側とを連通させる戻り通路９が設けられる。

本体部２の下端の前部には脚部１９が設けられる。本体部２の下端の後部には車輪２０が設けられる。本体部２の前部を持ち上げると、車輪２０が冷蔵庫１の設置面上を転動して冷蔵庫１を移動させることができる。

本体部２の上面には外気温を検知する外気温センサ２３が設けられる。また、本体部２には各部を制御する制御部（不図示）が設けられ、制御部は計時を行うタイマーを有している。

上記構成の冷蔵庫１において、圧縮機３１及び送風ファン１０の駆動によって冷気通路７を流通する空気と冷却器３５とが熱交換して生成された冷気が吐出口７ａから冷凍室５に吐出される。吐出口７ａから吐出された冷気は冷凍室５内を流通し、戻り口７ｂを介して冷却器３５に戻る。これにより、冷凍室５内の冷却が行われる。

また、冷気通路７から冷気通路８に冷気が流入し、吐出口８ａから冷蔵室４に吐出される。吐出口８ａから吐出された冷気は冷蔵室４内を流通し、戻り口９ａを介して戻り通路９を流通して冷却器３５に戻る。これにより、冷蔵室４内の冷却が行われる。

図４は冷蔵庫１の詳細な動作を示すフローチャートである。ステップＳ１では冷蔵庫１が霜取運転中か否か判断される。霜取運転中の場合にはステップＳ１に戻り、霜取運転中でない場合にはステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが上限温度（第１上限温度、本実施形態では６℃）より高温か否かが判断される。冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが上限温度よりも高温の場合にはステップＳ４へ移行し、低温の場合にはステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが上限温度（第２上限温度、本実施形態では―１６℃）よりも高温か否かが判断される。霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが上限温度よりも高温の場合にはステップＳ４へ移行し、低温の場合にはステップＳ２へ移行する。これにより、冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒ又は霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが上限温度を超えるまでステップＳ２、Ｓ３が繰り返し行われる。

ステップＳ４では圧縮機３１が駆動され、冷凍サイクルが運転される。ステップＳ５では前回の圧縮機３１の運転時間が所定時間よりも短いか否かが判断される。圧縮機３１の運転時間が所定時間よりも短い場合にはステップＳ７へ移行し、短くない場合にはステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では外気温センサ２３の検知温度（外気温）が所定温度（本実施形態では
１２℃）よりも高温か否かが判断される。外気温センサ２３の検知温度が高温の場合にはステップＳ８へ移行し、高温でない場合にはステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では送風ファン１０が低速で駆動され、ステップＳ８は送風ファン１０が高速で駆動される。前回の圧縮機３１の運転時間が短い場合や外気温が１２℃以下の場合は熱負荷が小さいと判断され、送風ファン１０を低速にしても冷却器３５との熱交換によって冷気を所望温度まで降温させることができる。これにより、冷蔵庫１の省電力化を図ることができる。

また、冷蔵室４と冷凍室５に分配される冷気の割合は、送風ファン１０を低速にする場合に、冷凍室５に分配される割合が大きくなる傾向がある。これは送風ファン１０から遠い距離を回って再び送風ファン１０に戻る冷蔵室４側に分配される冷気に対し、近い距離を回って送風ファン１０に戻る冷凍室５側に分配される冷気の割合が多くなることが理由である。したがって、冷凍室５を積極的に冷やし、冷蔵室４をあまり冷却しないようにできる。

ステップＳ９では冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが開成されたか否かが判断される。冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが開成されるとステップＳ１５へ移行し、冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが開成されない場合にはステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが下限温度（第３下限温度、本実施形態では２℃）よりも低温か否かが判断される。冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが下限温度よりも低温の場合にはステップＳ１１へ移行し、低温でない場合にはステップＳ５へ移行する。

ステップＳ１１では冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが下限温度よりも低い所定温度（第１下限温度、本実施形態では―１℃）よりも低温か否かが判断される。冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが―１℃よりも低温の場合にはステップＳ２０へ移行し、低温でない場合にはステップＳ１２へ移行する。冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが―１℃よりも低温になると、直ちに送風ファン１０及び圧縮機３１を停止し（ステップＳ２０、ステップＳ２１）、これにより冷蔵室４内の凍結を防止する。

ステップＳ１２では送風ファン１０が低速で駆動される。冷蔵室４が２℃よりも低温になると冷蔵室４から冷却器３５に戻る冷気が低温のため、送風ファン１０を低速にしても冷却器３５との熱交換によって冷気を所望温度まで降温させることができる。これにより、冷蔵庫１の省電力化を図ることができる。ステップＳ７と同様に、送風ファン１０を低速にすることで、冷凍室５を積極的に冷やし、冷蔵室４をあまり冷却しないようにできる。

ステップＳ１３では霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが下限温度（第２下限温度、本実施形態では―２２℃）よりも低温か否かが判断される。霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが下限温度よりも低温の場合にはステップＳ１４へ移行し、低温でない場合にはステップＳ５へ移行する。

ステップＳ９の判断で冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが開成されると、ステップＳ１５で庫内灯が点灯する。ステップＳ１６では送風ファン１０の駆動が停止される。これにより、冷却器３５と熱交換した冷気の流出を抑制することができる。

ステップＳ１７では開成された冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが閉成されるまで待機する。冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが閉成されるとステップＳ１８へ移行する。

ステップＳ１８ではタイマーによって経時が開始される。ステップＳ１９では庫内灯が消灯し、ステップＳ５へ戻る。また、駆動が停止された送風ファン１０はステップＳ７、Ｓ８で再度駆動が開始される。

ステップＳ１４ではステップＳ１８で計時か開始されたタイマーによって冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが閉成されてから所定時間（本実施形態では３分）が経過したか否かが判断される。所定時間が経過している場合にはステップＳ２０へ移行し、経過していない場合にはステップＳ５に戻る。これにより、ステップＳ５〜ステップＳ１４が繰り返し行われる。

ステップＳ１６による送風ファン１０の停止によって冷気通路７、８内には停滞した冷気が存在する。このとき、圧縮機３１が動作中で、送風ファン１０が停止した状態となり、冷却器３５の温度は下がる。これは、高い温度の戻り冷気と、冷却器３５が熱交換しないからである。

その後、送風ファン１０が駆動されると冷蔵室４又は冷凍室５への外気流入により冷凍室５内が昇温されたにも拘らず、冷却器３５が低温になっており、霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが下限温度になる可能性がある。そこで、冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが閉成されてから所定時間が経過したか否かを判断することにより、霜取温度センサ２２の検知精度を向上することができる。

ステップＳ２０では送風ファン１０の駆動が停止される。ステップＳ２１では圧縮機３１の駆動が停止され、ステップＳ１へ戻る。

本実施形態によると、冷蔵室温度センサ２１及び霜取温度センサ２２の検知温度に基づいて圧縮機３１及び送風ファン１０の駆動を制御するため、消費電力を抑制して冷凍室５内の冷却不足を防止できる。また、冷凍室５内の温度を検知する温度センサを設ける必要がなく霜取温度センサ２２を用いるため冷蔵庫１のコストの増加を抑制できる。

また、冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが上限温度（第１上限温度）よりも高温の場合又は霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが上限温度（第２上限温度）よりも高温の場合に圧縮機３１及び送風ファン１０を駆動開始し、冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒが下限温度（第１下限温度）よりも低温の場合に圧縮機３１及び送風ファン１０を停止するため、冷凍室５内の冷却不足を容易に防止できる。

また、冷蔵室扉４ａ又は冷凍室扉５ａが圧縮機３１及び送風ファン１０の駆動中に開かれた際に送風ファン１０を停止する。これにより、冷却器３５と熱交換した冷気の流出を抑制することができる。また、冷蔵室扉４ａ及び冷凍室扉５ａが閉じられた後所定時間経過するまで冷蔵室温度センサ２１及び霜取温度センサ２２の検知結果に拘らず圧縮機３１の駆動を継続する。これにより、停滞した冷気によって霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆがすぐに下限温度になることを防止する。

また、外気温センサ２３の検知温度が所定温度よりも高温の時に送風ファン１０を高速運転し、低温の時に送風ファン１０を低速運転する。これにより、外気温が低く熱負荷が小さい場合に送風ファン１０を低速運転して冷蔵庫１の省電力化を図ることができる。

また、前回の圧縮機３１の運転時間が所定時間よりも短い時に、冷蔵室温度センサ２１の検知温度Ｔｒに拘らず送風ファン１０を低速運転するため、前回の圧縮機３１の運転時
間が所定時間よりも短い時は熱負荷が小さいと判断される。熱負荷が小さい場合には送風ファン１０を低速運転して冷蔵庫１の省電力化を図ることができる

また、霜取温度センサ２２を冷却器３５に対して所定量の隙間を有して配したので、圧縮機３１の駆動時に冷却器３５から離れた冷気の温度を検知することができる。これにより、霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆが低温の冷却器３５よりも高温となり、冷凍室５内の温度に近づけられる。従って、冷凍室５内の温度により近い霜取温度センサ２２の検知温度Ｔｄｅｆに基づいて圧縮機３１及び送風ファン１０を制御することができ、冷凍室５の冷却不足をより確実に防止することができる。

また、送風ファン１０は低速運転及び高速運転の２つの運転以外に状況に応じて中速運転などを設けてもよい。また、外気温を外気温センサ２３によって検出しているが、圧縮機３１を停止している時間によって導出してもよい。圧縮機３１の停止時間が長い場合には冷蔵庫１の熱負荷が小さく、外気温が低いと判断することができる。

本発明によると、霜取温度センサを備えた冷蔵庫に利用することができる。

１冷蔵庫
２本体部
３断熱箱体
４冷蔵室（貯蔵室）
５冷凍室（貯蔵室）
６機械室
７、８冷気通路
９戻り通路
９ａ戻り口
１０送風ファン
１９脚部
２０車輪
２１冷蔵室温度センサ
２２霜取温度センサ
２３外気温センサ
２６冷蔵室温度調整部
２７冷凍室温度調整部
２８冷蔵室温度調整部
２９冷凍室温度調整部
３０温度調整部
３１圧縮機
３２蒸発皿
３３ドレンパン
３３ａパイプ
３５冷却器
３６霜取ヒータ

Claims

貯蔵物を冷凍保存する冷凍室と、貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室と、冷凍サイクルを運転する圧縮機と、冷凍サイクルの低温部となり前記冷凍室の壁面に隣接して配される冷却器と、前記冷却器の下流に配されて前記冷却器で生成された冷気を前記冷凍室と前記冷蔵室に流通させる送風ファンと、前記冷却器の霜取を行う霜取ヒータと、前記冷却器の温度を検知する霜取温度センサと、前記霜取温度センサの検知温度に基づいて前記霜取ヒータを制御する制御部と、前記冷蔵室内の温度を検知する冷蔵室温度センサと、を備え、
前記冷蔵室温度センサ及び前記霜取温度センサの検知温度に基づいて前記圧縮機及び前記送風ファンの駆動を制御し、
前記冷蔵室温度センサの検知温度が第１上限温度よりも高温の場合又は前記霜取温度センサの検知温度が第２上限温度よりも高温の場合に前記圧縮機及び前記送風ファンを駆動開始し、
前記冷蔵室温度センサの検知温度が第１下限温度よりも低温の場合に前記圧縮機及び前記送風ファンを停止し、
前記冷蔵室温度センサの検知温度が第１下限温度以上であり、且つ、第１下限温度よりも高い第３下限温度よりも低温の場合は、前記送風ファンを低速運転にすることで、前記冷却器で生成された冷気を前記冷蔵室よりも前記冷凍室に多く分配し、
前記冷蔵室温度センサの検知温度が第１下限温度以上であり、且つ、第１下限温度よりも高い第３下限温度よりも低温の場合で、前記霜取温度センサの検知温度が第２下限温度よりも低温の場合には、前記圧縮機及び前記送風ファンを停止することを特徴とする冷蔵庫。
外気温を導出可能な装置を備え、導出された外気温が所定温度よりも高温と判断した場合に前記送風ファンを高速運転し、低温の時に前記送風ファンを低速運転したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記外気温を導出可能な装置は前記圧縮機であり、前記圧縮機の運転または停止時間によって前記外気温を導出する請求項２に記載の冷蔵庫。