JPH04194564A - 冷凍冷蔵庫 - 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］ この発明は冷凍冷蔵庫に関し、特に、除霜機能を備えた
冷凍冷蔵庫に関する。

「従来の技術］ 冷凍冷蔵庫は、食料品の冷凍保存および冷蔵保存の機能
に優れ、広く普及している。

第５図は従来の冷凍冷蔵庫の概略断面図である。

図示される冷凍冷蔵庫は、一般的な型であり使い勝手と
使用頻度が考慮されて上から順に食品を凍結保存するた
めの冷凍室（フリーザ）、ならびに食品を低温保存する
ための冷蔵室および野菜室になっている。

冷凍および冷蔵室温度は通常−１８℃および５℃にそれ
ぞれ保たれており食品の長期保存には冷凍室、短期保存
には冷蔵室が使われる。熱運搬用の冷媒は、圧縮−液化
（放熱）−蒸発（冷却）−圧縮という冷却サイクルを循
環しながら熱の運搬を行ない各室内の冷却を行なってい
る。

前記冷凍室は、液冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱によっ
て冷凍室を冷却するＦ蒸発器１、前記Ｆ蒸発器１による
冷却空気を冷凍室内に強制対流させるＦ冷却ファン２を
含む。また、冷蔵室は、低温低圧の冷媒ガスを吸い込み
、これを凝縮圧力にまで圧縮して高温高圧ガスで吐出す
るように往復動を行なう圧縮機４、霜解は水を受ける蒸
発皿３、室温と庫内の温度差による庫内への熱の漏洩を
防止するために冷凍冷蔵庫の内箱と外箱の間に設けられ
た断熱材７を含む。

図において、庫内の矢印は、冷却空気の対流方向を示し
ており、冷凍室はＦ冷却ファン２が設けられ強制冷却に
よる効果的な急速冷却を図っており、冷蔵室および野菜
室は冷凍室から送出される冷却空気を利用して冷却を図
っている。

上述したような冷凍冷蔵庫において、庫内の空気中に含
まれる水分は、霜となり庫内に付着するとともにその一
部はＦ蒸発器１にも付着する。着霜するとＦ蒸発器１の
熱交換率が低下し冷却能力が下がるので一定時間ごとに
除霜する必要がある。

この除霜は、たとえば圧縮機４の運転継続時間か一定時
間期間に達すると、応じてＦ蒸発器１の近傍に設けられ
た図示されないヒータを通電加熱して除霜する。この霜
溶は水は、断熱材７に設けられた図示されない排水用の
ドレンホースを介して蒸発皿３に集められる。蒸発皿３
に集められた霜溶は水は、該冷凍サイクルの放熱により
蒸発させられる。

以上のように、定期的に除霜するようにしているので、
冷凍冷蔵庫の冷却機能を安定維持することが可能となる
。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述した従来の冷凍冷蔵庫では、冷凍室、冷
蔵室の空気中の水分のほとんどがＦ蒸発器１に着霜しこ
れを一定時間期間（たとえば、１２時間）ごとに除霜す
る方式では、１回ごとの霜溶は水量が多くなるため、蒸
発皿３は前記霜溶は水を十分に蓄えられるよう、どうし
てもその容積が大きいものが必要とされた。そのため、
冷凍冷蔵庫自体に構造上の制限が設けられ問題であった
。

また、蒸発皿に集められた多量の霜溶は水を、次の除霜
タイミングまでにほとんど蒸発させるためには、該冷凍
サイクルの放熱機能も、この蒸発能力に十分に見合った
ものを備えなければならないという機能上の制限もあり
問題であった。

それゆえに本発明の目的は、除霜ごとの霜溶は水量を少
なくすることによって、前記霜溶は水を受ける蒸発皿の
容積を小さくし、霜溶は水の蒸発に要する熱エネルギを
少なくできる冷凍冷蔵庫を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる冷凍冷蔵庫は、圧縮機と、冷凍室と冷蔵
室のそれぞれに設けられる蒸発器と、前記冷蔵室蒸発器
への冷媒流入を制御する弁とを含む冷凍サイクルを備え
た冷凍冷蔵庫であり、前記冷蔵室および冷凍室の冷却状
態が所望される冷却状態であることを検知する検知手段
と、前記検知手段の検知出力に応答して、前記弁を閉じ
、それによって冷蔵室蒸発器の残留冷媒を前記圧縮機へ
流入させる弁閉成手段と、前記弁閉成手段の弁閉成に応
答して、所定時間後に前記圧縮機の作動を停止させる停
止手段とを備えて構成される。

［作用コ 本発明にかかる冷凍冷蔵庫は、冷凍室と冷蔵室のそれぞ
れに蒸発器を設けて、冷蔵室蒸発器の除霜は、まず前記
圧縮機の作動停止直前に、前記弁開成手段により前記弁
を閉じ、これにより前記冷蔵室蒸発器の残留冷媒を前記
圧縮機に吸引させた後、前記圧縮機を停止させる。この
とき、圧縮機と冷蔵室蒸発器との間には圧力差が生じ、
圧縮機内の高温冷媒ガスは、前記冷蔵室蒸発器内へ逆流
する。したがって、前記圧縮機停止直前に残留冷媒が吸
引されて、その熱容量か少なくなった冷蔵室蒸発器にお
いては、前記圧縮機から逆流した高温冷媒ガスの潜熱に
よる除霜が効果的に行なわれる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、本発明の一実施例による冷凍冷蔵庫の概略断
面図である。

第２図は、本発明の一実施例による冷凍冷蔵庫における
冷凍サイクルの概略構成図である。

第３図は、前掲第１図に示された冷凍冷蔵庫における除
霜動作を制御する制御部の概略構成図である。

第４図は、本発明の一実施例による冷凍冷蔵庫における
除霜時の制御を示す概略処理フロー図である。

第１図において冷凍冷蔵庫は、前述した第５図に示され
る従来の冷凍冷蔵庫と同様に冷凍室はＦ蒸発器１、Ｆ冷
却ファン２を含み、強制対流冷却方式により冷却されて
いる。冷蔵室は新たにＲ蒸発器６、Ｒ冷却ファン５を含
み、強制対流冷却方式により冷却されている。また該冷
凍冷蔵庫には冷媒の吸込みと吐出との往復動を行なう圧
縮機４を含み、さらに周囲温度と庫内温度との差を維持
するために設けられた断熱材７には前記Ｒ蒸発器６にお
ける霜溶は水を蒸発皿３に導くためのドレンホース８が
設けられる。

以上のように、本発明の一実施例における冷凍冷蔵庫の
冷凍室には、専用のＦ蒸発器１が設けられるとともに、
冷蔵室には専用のＲ蒸発器１が設けられて冷凍室および
冷蔵室は、独自に強制対流冷却方式による効果的な冷却
を図でいる。なお、図中矢印は、冷却空気の対流方向を
示している。

次に、前掲第１図に示された冷凍冷蔵庫に搭載された冷
凍サイクルについて、第２図を参照しながら説明する。

図示される冷凍サイクルは、冷凍室のＦ蒸発器１、Ｆ蒸
発器１の近傍に設けられるＦ冷却ファン２、圧縮機４、
冷蔵室のＲ蒸発器６、Ｒ蒸発器６の近傍に設けられるＲ
冷却ファン５、凝縮器９、キャピラリチューブ１０、差
圧弁１１および電磁弁１２を含む。なお、第２図中の矢
印は、冷媒の流れ方向を示す。

前記凝縮器９は、主放熱器であり、前段に接続された圧
縮機４から吐出された高温高圧の冷媒ガスを蛇行させな
がら通過させることにより放熱させて、ガス冷媒を液冷
媒にまで凝縮する。前記キャピラリチューブ１０は、直
径０．６〜０．８ｍｍの毛細管であり、前段に接続され
た凝縮器９からの高圧液冷媒を蒸発しやすい圧力にまで
減圧する。前記差圧弁１１は、前記凝縮器９の高圧側と
Ｆ蒸発器１の低圧側との差圧により、その弁開閉が制御
されるような弁であり、低圧側、すなわちＦ蒸発器１側
の圧力の大小によってその弁開閉が制御される。前記電
磁弁１２は、電磁力によってその弁開閉が制御される弁
である。

なお、前記圧縮機４が作動停止時は、差圧弁１１と電磁
弁１２は閉じるように制御されるので、圧縮機４が作動
停止時に圧縮機４から高温高圧冷媒がＦ蒸発器１に流入
することはない。

次に、第２図の冷凍サイクルの動作について説明する。

電磁弁１２が開状態であるとき、冷媒はサイクル全体を
液体→気体→液体と状態遷移しながら流れて冷凍室およ
び冷蔵室を冷却するように作用する。前述したように通
常、冷凍室温度は一１８℃、冷蔵室温度は５℃に維持さ
れるように該冷凍サイクルによって温度制御される。と
ころが、冷凍室と冷蔵室の熱負荷は、該冷凍冷蔵庫が設
置される周囲の温度が高い場合は同程度となるが、前記
周囲温度が十分に低い場合（たとえば、冬期間など）は
、冷蔵室の熱負荷は小さくなる。したがって、予めＲ蒸
発器６の容量を、前記周囲温度が高い場合でも冷蔵室温
度が上昇しないような大きさに設定する。このようにす
ると、前記周囲温度が低い場合は、Ｒ蒸発器６（ニーお
ける熱交換量が多いことに起因して、冷蔵室は冷え過ぎ
状態となる。この過冷却状態を回避するために、Ｒ蒸発
器６を断熱材で囲って、さらにＲ冷却ファン５を停止さ
せ、Ｒ蒸発器６と冷蔵室との熱交換を停止させるように
している。

以上のように、Ｒ冷却ファン５のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御
により冷凍冷蔵庫が設置される周囲の温度が低い場合に
おける冷蔵室の過冷却を防止できる。

上述した冷凍サイクルにおいて除霜は次のように行なわ
れる。

まず、冷凍室の除霜は従来と同様に定時間方式とする。

一方、冷蔵室の除霜は、圧縮機４の０Ｎ１０ＦＦ制御に
基づいて行なわれる。つまり、圧縮機４を、たとえば１
時間に１〜２回程度、ＯＮ状態→ＯＦＦ状態へと移行さ
せる。この圧縮機４のＯＦＦ直前に、電磁弁１２は閉じ
られて、Ｒ蒸発器６の残留冷媒ガスは次段に接続された
圧縮機４の吸込み動作により圧縮機４に吸入される。そ
の一定時間後、圧縮機４の駆動を停止させる。このとき
、圧縮機４による凝縮器９の高圧側とＲ蒸発器６の低圧
側とのシール（遮断）機能は解かれてしまうので、その
圧力差によって差圧弁１１は閉じられて、冷媒の循環経
路は塞がれる。

さて、上述のように圧縮機４が駆動停止されると、圧縮
機４内の残留高温冷媒ガスは高圧側の圧縮Ｉ１４から低
圧側のＲ蒸発器６へ、その圧力差によって逆流し、Ｒ蒸
発器６内へ流入する。Ｒ蒸発器６内の残留冷媒ガスは、
前述したようにすでに圧縮機４に吸込まれているので、
Ｒ蒸発器６内の熱容量は少ない状態となっている。した
がって、前記圧縮機４から逆流した高温冷媒ガスによる
潜熱を利用してＲ１発器６の着霜を速やかに除霜するこ
とが可能となる。

上述のようにして除霜されたＲ蒸発器６の霜溶は水は、
ドレンホース８を介して蒸発皿３に導かれ、蒸発皿３に
溜る。この蒸発皿３に溜ったＲ蒸発器６の霜溶は水は、
次回の圧縮機４のＯＮ時に、該冷凍サイクルからの放熱
により蒸発させられる。

一方、Ｒ蒸発器６の除霜時、すなわち圧縮機４の駆動停
止時には、前述したように冷凍室のＦ蒸発器１の前後に
接続された差圧弁１１および電磁弁１２は閉じられてい
るので、Ｆ蒸発器１に高温冷媒ガスが流入することはな
い。したがって、冷凍室への熱侵入量は増加せずその冷
却状態は維持される。

以上のように、冷凍室および冷蔵室にそれぞれ蒸発器を
設け、冷蔵室のＲ蒸発器６の除霜は、圧縮機４の駆動停
止時に行ない、冷凍室のＦ蒸発器１の除霜は従来と同様
に定時間方式によって行なう。

また、冷凍室は冷蔵室に比較し、扉の開閉は頻繁ではな
いので、庫外からの湿気の侵入は少ない。

したがって冷凍室の着霜量は冷蔵室のそれの約１／４程
度である。したがって、本実施例の冷凍冷蔵庫における
除霜ごとの霜溶は水量は少なくなるので、蒸発皿３を小
さくすることができるとともに、この霜溶は水を蒸発さ
せるために必要とされる該冷凍サイクルの放熱量も少な
くてすむ。

第３図は、前掲第２図の冷凍サイクルにおける除霜を、
第４図に示される処理フローに基づいて制御する制御部
である。

制御部は図示されるように、冷凍室に設けられるＦサー
ミスタ１５および冷蔵室に設けられるＲサーミスタ１６
を接続するマイクロコンピュータ１３、一方にデータラ
インを介して前記マイクロコンピュータ１３が接続され
、他方に圧縮機４、Ｆ冷却ファン２、Ｒ冷却ファン５お
よび電磁弁１２が接続されてこれらを駆動制御するドラ
イバ部１４を含む。

前記Ｆサーミスタ１５およびＲサーミスタ１６は、冷凍
室および冷蔵室の温度を検出し、たとえばこれに比例し
た電気抵抗値を次段に接続されるマイクロコンピュータ
１３に与える。マイクロコンピュータ１３は、前記抵抗
値をＡ／Ｄ変換した後、所定の温度に相当する抵抗値と
の比較照合を行なう機能を備えている。この照合結果、
検出抵抗値が所定の抵抗値に等しくなければ、さらに冷
却を推進するか、または過冷却を解消するように動作し
、前記抵抗値が等しければこの冷却状態を維持するよう
に動作する。なお、この検出抵抗値に基づく冷却制御は
、データラインおよびドライバ部１４を介して圧縮機４
、Ｆ冷却ファン２、Ｒ冷却ファン５および電磁弁１２を
駆動制御することによって行なわれる。

次に、第４図に示される制御フロー図を参照して、前記
マイクロコンピュータ１３の制御による冷蔵室の除霜に
ついて説明する。

なお、第４図の制御フローは予めプログラムとしてマイ
クロコンピュータ１３中のメモリにストアされ、このマ
イクロコンピュータ１３中のＣＰＵ（中央処理装置の略
）によって実行制御される。

また、冷凍室の除霜は、マイクロコンピュータ１３の制
御によるＦ蒸発器１付近のヒータの通電制御によって従
来と同様に行なわれるので、説明は省略する。

通常冷却中、圧縮機４は動作し、熱運搬媒体である冷媒
を該冷凍サイクルに安定供給する。また冷凍室のＦ冷却
ファン２ならびに冷蔵室のＲ冷却ファン５はマイクロコ
ンピュータ１３からの制御データによりドライバ部１４
を介して各室内が冷却されるように駆動される。なお、
このとき電磁弁１２ならびに差圧弁１１は開状態であり
通常の冷凍サイクルが実現される。つまり冷媒は圧縮機
４を介して凝縮器９を通過しＦ蒸発器１そしてＲ蒸発器
６を介して再び圧縮機４に戻る経路をとっている。マイ
クロコンピュータ１３は、第４図のステップＳｌ（図中
、Ｓｌと略す）において常時、接続されたＦサーミスタ
１５およびＲサーミスタ１６からの入力信号に基づいて
、上述したように冷凍室および冷蔵室の温度は所望され
た温度付近にあり、所定の冷却状態が達成されているか
否かを判別する。この判別結果、冷却状態が所望されて
いる状態にないと判別されれば、マイクロコンピュータ
１３は次のステップＳ２の処理において、ドライバ部１
４を介して圧縮機４への通電を継続し、該冷凍サイクル
内に冷媒を供給して冷却を推進するように動作する。そ
の後、再度ステップＳ１の判別処理に戻る。

一方、前記ステップＳ１の判別処理において、冷凍室な
らびに冷蔵室の冷却状態が所望されてい−る冷却状態に
達し安定していることが判別されると、次のステップＳ
３の処理に移行して、マイクロコンピュータ１３はドラ
イバ部１４を介して電磁弁１２を閉じるように制御する
。これにより、前述したようにＲ蒸発器６は残留冷媒ガ
スが圧縮機４に吸込まれて、その熱容量は急減する。ま
た、マイクロコンピュータ１３は、電磁弁１２の弁閉信
号を出力するとともに、内部のタイマにより数秒時間期
間を計時し、この計時終了後、次のステップＳ４の処理
に移行する。ステップＳ４の処理において、マイクロコ
ンピュータ１３はドライバ部１４を介して圧縮機４への
通電を停止させて圧縮機４の駆動を停止させる。この電
磁弁１２の弁閉に続く圧縮機４の駆動停止により、前述
したような圧力差によって差圧弁１１が閉じられて、Ｆ
蒸発器１への高圧冷媒ガスの流入は防止されるので、冷
凍室への熱侵入は起こらない。したがって、圧縮機４が
駆動停止しても冷凍室の冷却状態は維持される。

一方、冷蔵室のＲ蒸発器６には、圧縮機４の高温冷媒ガ
スが圧力差によって逆流するので、流入した高温冷媒ガ
スによってその熱容量が少なくなったＲ蒸発器６の除霜
が効果的に行なわれる。このＲ蒸発器６の霜溶は水は、
蒸発皿３へ導かれる。

マイクロコンピュータ１３は、前記ステップＳ４におけ
る圧縮機４駆動停止後、ステップＳ５の判別処理におい
て、再度、前述のステップＳ１の判別処理と同様に冷蔵
室ならびに冷凍室の冷却状態が所望されている冷却状態
に達しているか否かを判別する。このとき、冷却状態が
所望されている状態になければ、すなわち圧縮機４の駆
動停止により、各室の温度が上昇すれば、前記ステップ
Ｓ２の処理に移行して、圧縮機４の通電を再開始し、冷
却を推進させる。したがって、圧縮機４の駆動再開始に
よる冷凍サイクルからの放熱は蒸発皿３の霜溶は水を蒸
発させるように作用する。

一方、前記ステップＳ５の処理において、冷凍室ならび
に冷蔵室の冷却状態が安定していると判別される間は、
マイクロコンピュータ１３はこのステップＳ５の判別処
理を繰返し実行するだけなので、圧縮機４の駆動が停止
された状態のもとで、Ｒ蒸発器６の除霜が促進される。

以上のように、冷凍室および冷蔵室にそれぞれ専用のＦ
蒸発器１ならびにＲ蒸発器６を設け、Ｒ蒸発器６の除霜
は冷凍室の除霜とは異なり、圧縮機４の駆動停止時に、
圧縮機４から流入す高温冷媒ガスのもつ潜熱によって実
現している。また、除霜は冷凍室と冷蔵室のそれぞれに
ついて独自に実施されるので、除霜ごとの霜溶は水は少
なくなり、蒸発皿３の大きさ（容積）を小さくできると
ともに、この霜溶は水の蒸発に要する熱量も少なくでき
るので、この蒸発に必要とされる熱量供給源である凝縮
器９の大きさも小さくすることができる。

［発明の効果］ 本発明による冷凍冷蔵庫においては、検知手段により、
冷蔵室ならびに冷凍室の冷却状態が予め所望される冷却
状態であることが検知されると、弁閉成手段により、前
記冷蔵室蒸発器への冷媒流入を制御する弁が閉じられる
ので、前記冷蔵室蒸発器内の残留冷媒は圧縮機に吸込ま
れてしまう。

したがって、冷蔵室蒸発器の熱容量は急減する。

さらに、前記弁閉成手段の弁閉成に応答して停止手段は
所定時間後に前記圧縮機の作動を停止させるので、これ
に応じて圧縮機内の高温冷媒が冷蔵室蒸発器内に逆流す
る。これにより、熱容量が少なくなった冷蔵室蒸発器の
温度は効果的に上昇させられて、その除霜が促進される
という効果がある。

上述したように冷凍室および冷蔵室の除霜を個別に実施
することにより、霜溶は水を溜める蒸発皿の大きさ（容
積）を小さくできるという効果がある。また、前記蒸発
皿に溜められた霜溶は水の蒸発に必要とされる熱の供給
源である凝縮器の大きさも小さくできるという効果があ
る。　　　　　　□

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による冷凍冷蔵庫の概略断
面図である。第２図は本発明の一実施例による冷凍冷蔵
庫における冷凍サイクルの概略構成図である。第３図は
第１図に示された冷凍冷蔵庫における除霜動作を制御す
る制御部の概略構成図である。第４図は、本発明の一実
施例による冷凍冷蔵庫における除霜時の制御を示す概略
処理フロー図である。第５図は、従来の冷凍冷蔵庫の概
略断面図である。 図において、１はＦ蒸発器、３は蒸発皿、４は圧縮機、
６はＲ蒸発器、９は凝縮器、１１は差圧弁、１２は電磁
弁、１３はマイクロコンピュータ、１４はドライバ部、
１５はＦサーミスタならびに１６はＲサーミスタである
。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図 第２図 ＝＝＝シニカ蝶の邊ｎ峙 第３図 第４図 第５ １’Ｆ！登【 ２：Ｆ４卯７Ｐン ３：蒸発Ｌ ４：ａ縮機・ ７：書ｌへ７￥ →；亭り【文丁し【考肴０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機と、冷凍室と冷蔵室のそれぞれに設けられる蒸発
   器と、前記冷蔵室蒸発器への冷媒流入を制御する弁とを
   含む冷凍サイクルを備えた冷凍冷蔵庫において、 前記冷蔵室および冷凍室の冷却状態が所望される冷却状
   態であることを検知する検知手段と、前記検知手段の検
   知出力に応答して、前記弁を閉じ、それによって冷蔵室
   蒸発器の残留冷媒を前記圧縮機へ流入させる弁閉成手段
   と、 前記弁閉成手段の弁閉成に応答して、所定時間後に前記
   圧縮機の作動を停止させる停止手段とを備え、それによ
   って、前記圧縮機内の冷媒が前記冷蔵室蒸発器に流入す
   ることにより前記冷蔵室蒸発器の温度を上昇させて除霜
   を行なうことを特徴とする、冷凍冷蔵庫。