JPH01142378A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、２つの冷却器を備え急速冷凍機能を有する冷
蔵庫に関する。

〈従来の技術〉 近年、食生活の多様化によるホームフリージングへの関
心の高まりから、家庭用の冷蔵庫に対しても急速冷凍機
能が要望されるようになってきた。

これに対応するため、従来より、急速冷凍を行なうとき
には、冷凍室の温度を検知するサーモスタットの信号を
無視し、圧縮機を一定時間連続運転にして、冷凍室の温
度すなわち冷却器を通して吹き出す冷風の温度をできる
だけ下げて冷凍速度を速めるような方法がとられている
。

しかしこの方法では、冷風により冷却しているので大幅
な凍結速度の改善は期待することができない。このため
第２図に示すような第２の冷却器（直冷板）６を備えた
サイクルをもつ冷蔵庫が考、ｔられている。このサイク
ルにおいては通常時には電磁弁７を開とし、第１の冷却
器４に冷媒を流して冷凍室および冷蔵室を冷却する。な
お、この場合、第２のキャピラリーチューブが抵抗とな
るため、第２の冷却器には、はとんど冷媒が流れない。

急速冷凍時には電磁弁７を閉とし、第２の冷却器（直冷
板）６の方へ冷媒を流す。第２の冷却器（直冷板）６は
、冷凍室内の一部に設けられ、冷媒を第２キヤピラリー
チユーブ５により十分に減圧することにより、第２冷却
器（直冷板）６内での冷媒蒸発温度即ち直冷板表面温度
を一５０℃程度まで冷却することができる。この直冷板
上に食品を置くことにより従来にない急速な冷凍が可能
になる。

しかしこのサイクルにおいて、急速冷凍時には、第１の
冷却器４に冷媒が流れないため以下のような問題点があ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 第２図のサイクルにおいて急速冷凍時には第２の冷却器
（直冷板）６に冷媒が流れ直冷板上の食品を急速凍結さ
せるが、第１の冷却器４に冷媒が流れないため急速冷凍
期間で冷凍室および冷蔵室の温度は除々に上昇する。従
って急速冷凍運転の時間は、あまシ長くすることはでき
ない。このため従来の冷風による急速冷凍運転の場合の
ように一定時間の急速冷凍運転では、食品の急速凍結に
は、十分であっても冷凍室や冷蔵室の温度が過度に上昇
したシ、逆に庫内温度上昇を許容範囲内に押えると食品
が完全に凍結しないという問題が生ずる。従って食品の
急速凍結および庫内温度上昇防止の両方を満足させるこ
とは困難であった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、食品の
急速凍結と庫内温度上昇防止を同時に満足させるため、
第２の冷却器（直冷板）を設けた冷凍室内の一画に食品
の温度を検知する温度センサー例えば、非接触で温度検
知が可能な赤外線温度センサー（図示せず）を設け、第
２の冷却器（直冷板）上に置かれた急速冷凍すべき食品
の温度を検出し、その温度により、冷媒流路の切替え、
圧縮機停止等の制御を行なうものである。

第３図は、食品の凍結曲線の一般的な形を示したもので
あるが、食品の組織を傷めずに冷凍するには、食品の温
度がほぼ一１°Ｃから一５℃の間の最大氷結晶生成帯（
図中ＯＢの部分）を早く通過して、食品の細胞内に細か
い氷結晶を作ることが必要とされている。しかし第２図
のＡ、Ｃの部分は冷却速度の影響はあまシ大きくない。

このため、食品の温度を該温度センサにより検出し、食
品の温度が、−１’Ｃ〜−５℃の温度範囲を通過すると
きには、第２の冷却器（直冷板）６に冷媒を流し、食品
の投入温度から約−１℃までおよび一５℃以下（図中の
ＡおよびＣの部分）では、第１の冷却器に冷媒を通して
従来と同じく冷風により冷却し、食品がある設定温度（
例えば−１５℃）に低下するまで急速冷凍運転（圧縮機
の強制連続運転）を行なうよう構成したものである。さ
らに、食品の投入から食品温度が一１℃までおよび一５
℃から約−１５゛Ｃまでの第１の冷却器を用いた冷却過
程においては、各々温度センサの検出温度にかかわらず
、それぞれの状態で運転を継続する最短運転時間を設け
、また、食品温度が一１℃から−５°Ｃまでの第２の冷
却器（直冷板）による冷却過程においては最短運転時間
と最長運転時間を設け、温度センサによる切替信号がこ
の時間範囲の間に働かなくとも第２の冷却器による運転
時間をこの範囲に制限するよう構成したものである。な
お、上記食品の温度（−１”Ｃ，−５°Ｃ，−１５℃）
は、食品の平均温度でるることが望ましいが、例えば赤
外線温度センサで検知する場合、食品の表面温度を検出
するため実際には予め各種食品で平均温度と表面温度の
相関を調べ、該赤外線温度センサ検出温度に対する適切
な切替温度を設定する。

く作　用〉 急速冷凍運転時には、圧縮機が強制的に連続運転され、
冷凍室内の一部に設けられた第２の冷却器（直冷板）上
に置かれた冷凍すべき食品は、時間とともに第３図に示
されたような温度変化をして凍結する。この全凍結過程
を第２の冷却器（直冷板）による冷却（例えば第２図の
構成であれば電磁弁７を閉）によって行うと凍結は速く
完了するが、この間第１の冷却器（第２図の構成であれ
ば４）に冷媒が流れないため、冷凍室および冷蔵室の冷
却が行なわれず、庫内の温度が上昇してしまう可能性が
ある。このため、直冷板上力に設けられた食品温度セン
サにより食品の温度を検知し、食品の温度が一１°Ｃか
ら一５°Ｃの最大氷結晶生成帯を通過する過程を第２の
冷却器（直冷板）（第２図の構成であれば６）によって
急速に冷却し、第３図におけるＡ、Ｃの部分は従来と同
様、第１の冷却器に冷媒を流して冷風による冷却を行な
５゜これにより第３図におけるＡ、Ｃの部分では冷凍室
、冷蔵室の庫内も同時に冷却され、第２の冷却器（直冷
板）による冷却の時間が減少（第３図のＢの部分のみ）
するため、庫内の温度が、過度に上昇するのを防止する
ことができると同時に、食品に及ぼす急速冷凍の効果は
、全過程を第２の冷却器（直冷板）で冷却した場合とほ
とんど変わらない。しかし、冷凍される食器の形状、大
きさによっては、第３図のＢの部分の時間がかなシ長く
なる可能性もある。このため、第２の冷却器（直冷板）
による最長運転時間を予め定めておき、食品温度センサ
が検出する食品の温度が一５℃まで低下しなくとも、こ
の時間で強制的に電磁弁を開にし、第１の冷却器による
冷却に切替えることにより、庫内の温度上昇を防止する
。また逆に冷凍すべき食品が少なすぎたシ、小さすぎた
シした場合には、食品温度センサが食品の温度を正確に
検知できずに、直冷板の温度に影響されて検出温度が急
速に低下する可能性がある。このため、第３図のＡ、Ｂ
、Ｃに対応する各過程に対する最短時間を予め設定する
ことにより、急速冷凍運転が極端に短い時間で終了して
しまうのを防止することができる。なお急速冷凍運転（
圧縮機の強制連続運転）は、食品温度センサで食品の温
度が十分低下（例えば−１５°Ｃ）したことを検知して
終了し、以後は通常の運転に戻る。

〈実施例！〉 第１図に本発明の夏実施例の急速冷凍運転制御のフロー
チャートを示す。またこのフローチャートが適用される
冷蔵庫は第２図の構造のものを例にとって説明する。急
速冷凍ボタンをオン（ＯＮ）すると、急速冷凍運転モー
ドが開始され、圧縮機は、庫内のサーモスタットの信号
を無視し、圧縮機１を強制的に連続運転させる。また電
磁弁７は、通常運転のときと同じく開とし、まず、第１
の冷却器４で冷やされた冷風により直冷板６上に置かれ
た急速冷凍すべき食品を冷却する。庫内の温度センサ（
赤外線温度センサ、半導体センサ、熱電対等）により検
知された食品の温度が約−１°Ｃになりかつ急速冷凍運
転開始から約１５分以上経過していれば、電磁弁７を閉
とし、冷媒を第２の冷却器（直冷板）６へ流し、低温（
約−５０°Ｃ）の直冷板６の接触により食品を急速に冷
却する。そして赤外線温度センサにより検知された食品
の温度が一５℃を検知し、かつ電磁弁７が閉となってか
ら２０分間経過するかまたは食品の温度が一５℃まで低
下していなくても電磁弁７が閉となってから４０分間を
経過すれば、再び電磁弁７を開とし、第１の冷却器４を
用いた冷風による冷却に戻す。さらにこの状態で運転を
続け、赤外線温度センサにより検知される食品の温度が
約−１５°Ｃになシかつ電磁弁７を再び開にしてから３
０分間経過していれば、急速冷凍運転モードを終了とし
、圧縮機ｌの強制連続運転を解除して通常運転に戻るＯ 第２の冷却器（直冷板）６による最長運転時間４０分間
は、冷厳室の温度上昇が許容範囲内にある最長時間とし
て実験より求めたものでめシ、また、各過程の最短運転
時開１５分、２０分、３０分も各種食品による実験から
小型、少量の食品で赤外線温度センサによる検知が不十
分な場合でも、十分な急速冷凍運転時間として決定した
ものである。しかしこれらは冷蔵庫のサイズ、圧縮機の
能力、断熱特性の相違等により変化し得るものである。

また、食品温度を検知する温度センサも赤外線温度セン
サに限られない。

〈実施例２〉 本実施例は、上記実施例Ｉに冷蔵庫の周囲空気温度を検
出する温度センサ（図示せず）を付加し、周囲温度によ
り第２の冷却器（直冷板）６による最長運転時間を制御
するものである。

冷媒が第２の冷却器（直冷板）６を流れている間の冷凍
室および塗層室内の温度上昇は、冷蔵庫周囲温度によっ
て異なシ、上昇の程度（上昇速度）は周囲温度が高い場
合には大きく、低い場合には小さい。従って、第２の冷
却器（直冷板）６により許容される最長運転時間は、冷
蔵庫周囲温度が高い場合は短く、低い場合は長くなる。

このため、冷蔵庫の周囲温度を検出し、周囲温度のレベ
ルによって、第２の冷却器（直冷板）６による最長運転
時間を下のように変化させる。

これらの時間も実験より求めたものであるが、冷蔵庫の
仕様、断熱特性などにより変化し得る。

また、周囲温度レベルをもっと細かく分割して最長運転
時間を設定することも可能である。

ぐ発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、第２図に示すよう
な２系列冷凍サイクルをもつ冷蔵庫において、温度セン
サを設は直冷板上に置かれた急速冷凍すべき食品等の温
度を検出し、食品の温度が−Ｉ”Ｃ〜−５℃の最大氷結
晶生成帯を通過する過程でのみ直冷板による急速な冷却
を行い、他の冷却過程では、冷却器を用いた冷風による
冷却を行うため、効果的な急速冷凍と、庫内温度上昇防
止を同時に満足することができる。また、直冷板による
冷却時間には、必要に応じて最長運転時間を設けている
ため、食品の形状大きさによって−１℃〜−５°Ｃの冷
却時間が延びた場合にも庫内温度上昇が防止できる。さ
らに各過程には、最短運転時間を設けているため、食品
の量が小さすぎたり、少量の場合で、食品温度センサの
温度検出が不十分な場合にも急速冷凍が可能になるとい
う急速冷凍運転制御における優れた効果を有する。また
、冷蔵庫の周囲温度を検出し、周囲温度レベルによって
、直冷板による最長運転時間を制御すれば、直冷板によ
る運転時間を可能な限シ長くすることができ、よ、シ効
果的な急速冷凍が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の説明に供する急速冷凍運転
制御のフローチャート図である。 第２図は、冷蔵庫における冷凍サイクルの系統図である
。 第３図は、一般的な食品の凍結曲線を示す説明図である
。 １−・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・第１のキャ
ピラリーチューブ、４・・・第１の冷却器、５・・・第
２のキャピラリーチューブ、６・・・第２の冷却器（直
冷板）、７・・・電磁弁、８・・・ファン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機、凝縮機、第１のキャピラリーチューブ、電
   磁弁および第１の冷却器を環状に接続するとともに、前
   記電磁弁の入口側より分岐しかつ前記電磁弁及び前記第
   １の冷却器と並列に第２のキャピラリーチューブと第２
   の冷却器の直列接続体を配設し、該第２の冷却器出口を
   前記第１の冷却器出口側に接続した冷凍サイクルを有す
   る冷蔵庫において、前記第２の冷却器を設置した庫内に
   、被冷却体温度を検知する温度センサが設けられ、急速
   冷凍運転時に前記第２の冷却器で直冷される被冷却体の
   温度に応じて前記電磁弁の開閉が制御されることを特徴
   とする冷蔵庫。 ２、前記温度センサが赤外線温度センサである特許請求
   の範囲第１項記載の冷蔵庫。 ３、急速冷凍運転時に前記温度センサで検出した被冷却
   体の温度がマイナス１℃より高いときには冷媒を第１の
   冷却器へ流し、被冷却体の温度がマイナス１℃より低く
   マイナス５℃程度までの間は、冷媒を第２の冷却器へ流
   し、被冷却体の温度がマイナス５℃より低下すると再度
   冷媒を前記第１の冷却器へ流すように電磁弁が開閉制御
   される特許請求の範囲第１項記載の冷蔵庫。 ４、被冷却体の温度がマイナス５℃以下になるかあるい
   は第２の冷却器による冷却時間が予め設定された所定時
   間を経過すると第１の冷却器による冷却へ切換わるよう
   に電磁弁の開閉が制御される特許請求の範囲第３項記載
   の冷蔵庫。 ５、予め設定される所定時間が庫周囲温度に応じて複数
   時間値に設定される特許請求の範囲第４項記載の冷蔵庫
   。 ６、温度センサによる被冷却体の温度が検知された後、
   電磁弁の開閉制御が行なわれるまでの時間を設定制御す
   る制御系を有する特許請求の範囲第１項、第３項、第４
   項又は第５項記載の冷蔵庫。