JPH0979727A - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents
冷凍冷蔵庫Info
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- JPH0979727A JPH0979727A JP7238136A JP23813695A JPH0979727A JP H0979727 A JPH0979727 A JP H0979727A JP 7238136 A JP7238136 A JP 7238136A JP 23813695 A JP23813695 A JP 23813695A JP H0979727 A JPH0979727 A JP H0979727A
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- motor
- fan
- freezer
- control circuit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
- F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/025—Motor control arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】消費電力量が少なく、耐ノイズ性や寿命などの
信頼性の高い冷蔵庫を提供する。 【構成】冷蔵庫のファンモ−タに冷却用DCファン8、
庫内用DCファン10の直流モ−タを採用し、高効率化
を図る。また、上記ファン用の電源にはスイッチングレ
ギュレ−タ13を採用し、選択的運転制御手段を設ける
ことで電子制御回路を庫内に設置する。 【効果】ファンモ−タと電源回路の効率が大幅に向上
し、冷蔵庫の消費電力量を大幅に低下させることができ
る。また、電子制御回路が庫内にあることで、耐ノイズ
性、ノイズ放射、寿命の点でも極めて信頼性の高い冷蔵
庫を提供できる。
信頼性の高い冷蔵庫を提供する。 【構成】冷蔵庫のファンモ−タに冷却用DCファン8、
庫内用DCファン10の直流モ−タを採用し、高効率化
を図る。また、上記ファン用の電源にはスイッチングレ
ギュレ−タ13を採用し、選択的運転制御手段を設ける
ことで電子制御回路を庫内に設置する。 【効果】ファンモ−タと電源回路の効率が大幅に向上
し、冷蔵庫の消費電力量を大幅に低下させることができ
る。また、電子制御回路が庫内にあることで、耐ノイズ
性、ノイズ放射、寿命の点でも極めて信頼性の高い冷蔵
庫を提供できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電動送風機によって冷凍
室、冷蔵室などの庫内に冷気を循環させる強制通風方式
の冷凍冷蔵庫に於いて、特に省電力化を図ることに好適
な冷蔵庫に関する。
室、冷蔵室などの庫内に冷気を循環させる強制通風方式
の冷凍冷蔵庫に於いて、特に省電力化を図ることに好適
な冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】家庭内での冷蔵庫の占める電力使用率は
一般的に約20%といわれており、最も大きな消費量を
持つ機器の1つである。近年省エネルギーが社会的に求
められてきており、冷蔵庫についても省電力化の要求が
強いにもかかわらず、内容積の増大に伴う消費電力量の
増大がおこっている。従って、消費電力の増大を抑える
ために、冷蔵庫の電力消費の大部分を占める、圧縮機を
含めた冷凍サイクル、マイコンやその電源などの制御回
路、ファンなどの低消費電力化を図ってきていた。これ
らの従来技術例には特公平2−55701号公報記載の
発明がある。前記発明は急冷却時に庫内に冷気を循環さ
せる電動ファンと圧縮機について、それらを駆動する時
間を外気温が低い時は短く、外気温が高い時には長くし
て、冷却性能には影響を与えず省電力化を達成できるも
のである。
一般的に約20%といわれており、最も大きな消費量を
持つ機器の1つである。近年省エネルギーが社会的に求
められてきており、冷蔵庫についても省電力化の要求が
強いにもかかわらず、内容積の増大に伴う消費電力量の
増大がおこっている。従って、消費電力の増大を抑える
ために、冷蔵庫の電力消費の大部分を占める、圧縮機を
含めた冷凍サイクル、マイコンやその電源などの制御回
路、ファンなどの低消費電力化を図ってきていた。これ
らの従来技術例には特公平2−55701号公報記載の
発明がある。前記発明は急冷却時に庫内に冷気を循環さ
せる電動ファンと圧縮機について、それらを駆動する時
間を外気温が低い時は短く、外気温が高い時には長くし
て、冷却性能には影響を与えず省電力化を達成できるも
のである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記発
明では、冷気循環用ファンモータには交流電動機が用い
られており、しかも必要な出力が数W以下と小さくてす
むために通常クマトリモータやコンデンサランモータ等
のモータが用いられている。そのためモータの効率ηは
20%内外と極端に低くなっており、消費電力が増大し
ていた。また、このようなモータでは回転数を任意に変
化させることは非常に困難であり、オンかオフしか出来
ないために、庫内の温度ムラや消費電力量増大につなが
るといった問題があった。
明では、冷気循環用ファンモータには交流電動機が用い
られており、しかも必要な出力が数W以下と小さくてす
むために通常クマトリモータやコンデンサランモータ等
のモータが用いられている。そのためモータの効率ηは
20%内外と極端に低くなっており、消費電力が増大し
ていた。また、このようなモータでは回転数を任意に変
化させることは非常に困難であり、オンかオフしか出来
ないために、庫内の温度ムラや消費電力量増大につなが
るといった問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題を解
決するものであり、送風用ファンモータに直流電動機を
用い、その電源としてスイッチングレギュレータを使用
して省電力化を図り、さらに前記電源に電圧可変手段を
設け、冷蔵庫の庫内温度制御手段によって、庫内温度や
外気温情報で電源電圧を変化させることでファンの回転
数を変化させるような構成としたものである。また、前
記電源が省電力化されたことにより、制御部や電源部を
庫内に設置する構造としたものである。
決するものであり、送風用ファンモータに直流電動機を
用い、その電源としてスイッチングレギュレータを使用
して省電力化を図り、さらに前記電源に電圧可変手段を
設け、冷蔵庫の庫内温度制御手段によって、庫内温度や
外気温情報で電源電圧を変化させることでファンの回転
数を変化させるような構成としたものである。また、前
記電源が省電力化されたことにより、制御部や電源部を
庫内に設置する構造としたものである。
【0005】
【作用】前記発明の構成によれば、ファンモータは直流
電動機であるので、その効率はη=50%以上が得ら
れ、従来のクマトリモータ等に比べはるかに省電力化が
図れる。しかもそのモータの電源にはスイッチングレギ
ュレータを用いており、ファンモータのように消費電力
が数W以上にも及ぶ可能性の有る機器についてのAC電
源からDC電源への変換ロスを低減している。さらにス
イッチングレギュレータを用いて電圧可変手段を設ける
ことで、外気温が低い時や、庫内温度が低い時にはファ
ンへの印加電圧を低下させることでファンの回転数を低
下させ、不必要な冷しすぎによる温度ムラと電力消費を
抑制できる。尚、上記電源や制御部は低消費電力化され
ているので、冷蔵庫の庫内に設置できるため、外気温の
上昇や冷凍サイクルの放熱の影響を受けず、常に一定の
低温を保てるために、キャパシタ等の電子部品の寿命を
延長できる。さらに冷蔵庫は金属箱体でできているため
にシールド効果を有し、耐ノイズ性を向上させることが
できる。
電動機であるので、その効率はη=50%以上が得ら
れ、従来のクマトリモータ等に比べはるかに省電力化が
図れる。しかもそのモータの電源にはスイッチングレギ
ュレータを用いており、ファンモータのように消費電力
が数W以上にも及ぶ可能性の有る機器についてのAC電
源からDC電源への変換ロスを低減している。さらにス
イッチングレギュレータを用いて電圧可変手段を設ける
ことで、外気温が低い時や、庫内温度が低い時にはファ
ンへの印加電圧を低下させることでファンの回転数を低
下させ、不必要な冷しすぎによる温度ムラと電力消費を
抑制できる。尚、上記電源や制御部は低消費電力化され
ているので、冷蔵庫の庫内に設置できるため、外気温の
上昇や冷凍サイクルの放熱の影響を受けず、常に一定の
低温を保てるために、キャパシタ等の電子部品の寿命を
延長できる。さらに冷蔵庫は金属箱体でできているため
にシールド効果を有し、耐ノイズ性を向上させることが
できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1〜図1
1を用いて説明する。図2は本発明の一実施例である冷
凍冷蔵庫の縦断面図である。圧縮機5によって圧縮され
た冷媒は凝縮器7で放熱し、キャピラリチューブ(図示
せず)を通り、蒸発器9で蒸発し、低温になる。その低
温の蒸発器9を通過する様な空気の流れを庫内用DCフ
ァン(Rファン)10で作り、冷気を冷気ダクト11で
庫内に循環させることで冷蔵庫1の庫内を所定の温度に
保つものである。尚、凝縮器7の放熱を向上させるため
に、冷却用DCファン(Cファン)8によって冷却空気
を外部より取り込む構造となっている。
1を用いて説明する。図2は本発明の一実施例である冷
凍冷蔵庫の縦断面図である。圧縮機5によって圧縮され
た冷媒は凝縮器7で放熱し、キャピラリチューブ(図示
せず)を通り、蒸発器9で蒸発し、低温になる。その低
温の蒸発器9を通過する様な空気の流れを庫内用DCフ
ァン(Rファン)10で作り、冷気を冷気ダクト11で
庫内に循環させることで冷蔵庫1の庫内を所定の温度に
保つものである。尚、凝縮器7の放熱を向上させるため
に、冷却用DCファン(Cファン)8によって冷却空気
を外部より取り込む構造となっている。
【0007】次に図1を用いて、本発明の一実施例であ
る冷凍冷蔵庫の制御部について説明する。電子制御回路
12は交流商用電源より直流を作るスイッチングレギュ
レータ13、冷蔵庫の温度制御を行うCPU14、など
から構成され、以下のように庫内の温度調整を行う。す
なわち、冷凍室(F室)についてはCPU14が、F室
内に設けられたF室センサ16によって得た現在温度デ
ータと温調回路15によって設定されている指令温度を
比較し、現在温度が高い場合にはCPU16内のリレー
をオンして圧縮機5を起動させる。指令温度が高い場合
には圧縮機5を停止させる。ここで冷却用DCファン8
と庫内用DCファン10については圧縮機5の運転とほ
ぼ同期してCPU14よりの指令で運転されるが、その
詳細は後で記述する。次に冷蔵庫(R室)の温度調節に
ついて述べると、図2に示す冷気ダクト11を開閉する
R室ダンパー21が冷気ダクト11部に設けられてお
り、R室センサ17によって得られたR室温度データと
温調回路15によって指定された庫内温度とをCPU1
4が比較し、R室センサ17の温度が高ければR室ダン
パー21を開け、低ければ閉じることで冷気の量を調整
して、温度を一定に保つものである。
る冷凍冷蔵庫の制御部について説明する。電子制御回路
12は交流商用電源より直流を作るスイッチングレギュ
レータ13、冷蔵庫の温度制御を行うCPU14、など
から構成され、以下のように庫内の温度調整を行う。す
なわち、冷凍室(F室)についてはCPU14が、F室
内に設けられたF室センサ16によって得た現在温度デ
ータと温調回路15によって設定されている指令温度を
比較し、現在温度が高い場合にはCPU16内のリレー
をオンして圧縮機5を起動させる。指令温度が高い場合
には圧縮機5を停止させる。ここで冷却用DCファン8
と庫内用DCファン10については圧縮機5の運転とほ
ぼ同期してCPU14よりの指令で運転されるが、その
詳細は後で記述する。次に冷蔵庫(R室)の温度調節に
ついて述べると、図2に示す冷気ダクト11を開閉する
R室ダンパー21が冷気ダクト11部に設けられてお
り、R室センサ17によって得られたR室温度データと
温調回路15によって指定された庫内温度とをCPU1
4が比較し、R室センサ17の温度が高ければR室ダン
パー21を開け、低ければ閉じることで冷気の量を調整
して、温度を一定に保つものである。
【0008】次に、冷却用DCファン8と庫内用DCフ
ァン10については、その名のとおり無整流子直流モー
タを用いて省電力化などの改善を図ったもので、その内
容について説明する。従来の冷蔵庫では、AC電源を直
接使えるので構成が簡潔になることと、安価で信頼性が
高いことからACモータ、特にクマトリモータを用いて
いたが、表1に示すように、効率が低く省エネの障害と
なること、AC100Vを使うために危険等の欠点があ
った。
ァン10については、その名のとおり無整流子直流モー
タを用いて省電力化などの改善を図ったもので、その内
容について説明する。従来の冷蔵庫では、AC電源を直
接使えるので構成が簡潔になることと、安価で信頼性が
高いことからACモータ、特にクマトリモータを用いて
いたが、表1に示すように、効率が低く省エネの障害と
なること、AC100Vを使うために危険等の欠点があ
った。
【0009】
【表1】
【0010】そこで、本発明の一実施例では整流子のな
い直流モータを使用した。これは通常の直流モータにあ
るブラシを半導体回路により実現してブラシ交換を不要
にしたDCモータである。これにより、効率は2倍以上
にも向上し、安定で安全なファンを実現できた。DCモ
ータのトルクー回転数特性は図3に、クマトリモータの
特性は図4に示す様なもので、DCモータには回転数小
で大トルクの特性によりロックしにくい、電圧を変化さ
せることで回転数を任意に変化させられる特長もある。
しかしがら、効率が高いといっても直流電源が余分に必
要となることになり、本発明の一実施例では、図1に示
す様にCPU14やモータ用の電源にスイッチングレギ
ュレータ13を用いることとした。
い直流モータを使用した。これは通常の直流モータにあ
るブラシを半導体回路により実現してブラシ交換を不要
にしたDCモータである。これにより、効率は2倍以上
にも向上し、安定で安全なファンを実現できた。DCモ
ータのトルクー回転数特性は図3に、クマトリモータの
特性は図4に示す様なもので、DCモータには回転数小
で大トルクの特性によりロックしにくい、電圧を変化さ
せることで回転数を任意に変化させられる特長もある。
しかしがら、効率が高いといっても直流電源が余分に必
要となることになり、本発明の一実施例では、図1に示
す様にCPU14やモータ用の電源にスイッチングレギ
ュレータ13を用いることとした。
【0011】スイッチングレギュレータとはAC電源を
そのまま整流した直流をトランジスタで発振させて、高
周波トランスの2次側に誘導した交流を平滑して所定の
直流を得るものであり、その電圧、電流制御はトランジ
スタの発振を制御して行う。その特徴を従来のトランス
とシリーズレギュレータを用いたシリーズ電源との比較
で示したものが表2である。
そのまま整流した直流をトランジスタで発振させて、高
周波トランスの2次側に誘導した交流を平滑して所定の
直流を得るものであり、その電圧、電流制御はトランジ
スタの発振を制御して行う。その特徴を従来のトランス
とシリーズレギュレータを用いたシリーズ電源との比較
で示したものが表2である。
【0012】
【表2】
【0013】スイッチングレギュレータ13を用いるこ
とで効率が向上し、さらに小形軽量の電源が得られるの
で、DCモータによる電源容量アップによる大形化と消
費電力増を吸収して、従来よりはるかに消費電力を低下
させることができる。以上の他にも図1に示すように直
流電源を用いるモータ素子として、R室ダンパー21、
及びアイスメーカ22が存在している。ここでR室ダン
パー21についてはモータの正逆回転が簡単に行えるこ
とにより、ダンパーの開閉が早く行えることと、低速回
転で高トルクが出るので、万一の結氷時にバッフルの開
閉が出来なくなることが少ない理由によって直流モータ
を採用しているが、開閉の頻度は多くないので、ブラシ
付でも無整流子形(ブラシレス)でも使用可能であるこ
とは言うまでもない。また、アイスメーカ22について
は、製氷した氷を、皿を反転ひねることによって離氷す
るためにモータを利用するが、ひねり動作には低速でも
大トルクが必要なので、直流モータを採用している。こ
の場合も、モータ使用頻度はさらに少ないのでブラシ付
でも利用できる。
とで効率が向上し、さらに小形軽量の電源が得られるの
で、DCモータによる電源容量アップによる大形化と消
費電力増を吸収して、従来よりはるかに消費電力を低下
させることができる。以上の他にも図1に示すように直
流電源を用いるモータ素子として、R室ダンパー21、
及びアイスメーカ22が存在している。ここでR室ダン
パー21についてはモータの正逆回転が簡単に行えるこ
とにより、ダンパーの開閉が早く行えることと、低速回
転で高トルクが出るので、万一の結氷時にバッフルの開
閉が出来なくなることが少ない理由によって直流モータ
を採用しているが、開閉の頻度は多くないので、ブラシ
付でも無整流子形(ブラシレス)でも使用可能であるこ
とは言うまでもない。また、アイスメーカ22について
は、製氷した氷を、皿を反転ひねることによって離氷す
るためにモータを利用するが、ひねり動作には低速でも
大トルクが必要なので、直流モータを採用している。こ
の場合も、モータ使用頻度はさらに少ないのでブラシ付
でも利用できる。
【0014】このような電子制御回路12はスイッチン
グレギュレータ13を用いたことにより、新たな問題が
生じた。それは、スイッチングレギュレータ13自身が
高い周波数で発振するので、自己ノイズを放射するこ
と、外部からのノイズを拾いやすいこと、激しいリップ
ル電流で電源ラインのキャパシタの寿命が短くなりやす
いことである。これらを解決するために、本発明の一実
施例では、スイッチングレギユレータ13を含む電子制
御回路12を図2に示す様に冷蔵室2の内部に設置し
た。これは庫内は外側を鉄板で囲まれ、ノイズの遮断に
有効なこと。また冷蔵室2は常に5℃内外に温度制御さ
れており、温度が低いためにキャパシタの寿命がはるか
に長くなることを利用している。この結果、本発明の一
実施例である冷凍冷蔵庫は10年以上も安定した動作を
持続できる。
グレギュレータ13を用いたことにより、新たな問題が
生じた。それは、スイッチングレギュレータ13自身が
高い周波数で発振するので、自己ノイズを放射するこ
と、外部からのノイズを拾いやすいこと、激しいリップ
ル電流で電源ラインのキャパシタの寿命が短くなりやす
いことである。これらを解決するために、本発明の一実
施例では、スイッチングレギユレータ13を含む電子制
御回路12を図2に示す様に冷蔵室2の内部に設置し
た。これは庫内は外側を鉄板で囲まれ、ノイズの遮断に
有効なこと。また冷蔵室2は常に5℃内外に温度制御さ
れており、温度が低いためにキャパシタの寿命がはるか
に長くなることを利用している。この結果、本発明の一
実施例である冷凍冷蔵庫は10年以上も安定した動作を
持続できる。
【0015】以上のように直流電源を用いる素子(モー
タ等)とその容量を全て記したのが表3である。
タ等)とその容量を全て記したのが表3である。
【0016】
【表3】
【0017】表3を見ると全ての素子を駆動するに足る
電源を用意すると、12V1.3Aも必要となり、電源
が大形化するが、その全てが常時動作するわけではな
い。そこで本発明の一実施例ではスイッチングレギュレ
ータ13の容量は同時に動作しなければならない最低限
の容量、すなわちCPU14,庫内用DCファン10,
冷却用DCファン8の容量の和、12V0.7Aとし
た。そして表3に示す優先順位をつけ、容量オーバーす
る時は優先度の低い素子を一時停止させる機能を付加
し、電源の小形化と省電力化を目指した。
電源を用意すると、12V1.3Aも必要となり、電源
が大形化するが、その全てが常時動作するわけではな
い。そこで本発明の一実施例ではスイッチングレギュレ
ータ13の容量は同時に動作しなければならない最低限
の容量、すなわちCPU14,庫内用DCファン10,
冷却用DCファン8の容量の和、12V0.7Aとし
た。そして表3に示す優先順位をつけ、容量オーバーす
る時は優先度の低い素子を一時停止させる機能を付加
し、電源の小形化と省電力化を目指した。
【0018】次にこの機能について詳細に説明する。図
1に示す様にスイッチングレギュレータ13は12V
0.7Aの容量しか持たない。また直流電源を要する素
子は表3のように5種存在している。従って全てをオン
すると容量がオーバーするのでオンする素子を選択する
選択的運転制御手段19を各素子のオン/オフ指令を行
うCPU14と各素子を駆動するモータ駆動手段20の
間に備えた。この選択的運転制御手段19は、表3に示
す優先順位の順でCPU14がオンの指令を出している
ものを0.7Aの容量をオーバーしない範囲でオンする
様に選択決定して、オン信号をモータ駆動手段20に伝
達、当該モータを駆動するものである。この選択的運転
制御手段19の動作をフローチャートに示したものが図
5である。なお、CPU14は冷蔵庫の運転中は常時通
電されていることは言うまでもない。
1に示す様にスイッチングレギュレータ13は12V
0.7Aの容量しか持たない。また直流電源を要する素
子は表3のように5種存在している。従って全てをオン
すると容量がオーバーするのでオンする素子を選択する
選択的運転制御手段19を各素子のオン/オフ指令を行
うCPU14と各素子を駆動するモータ駆動手段20の
間に備えた。この選択的運転制御手段19は、表3に示
す優先順位の順でCPU14がオンの指令を出している
ものを0.7Aの容量をオーバーしない範囲でオンする
様に選択決定して、オン信号をモータ駆動手段20に伝
達、当該モータを駆動するものである。この選択的運転
制御手段19の動作をフローチャートに示したものが図
5である。なお、CPU14は冷蔵庫の運転中は常時通
電されていることは言うまでもない。
【0019】次にモータ駆動手段20について説明す
る。駆動する各モータは直流モータとなったのは既に述
べた通りであるが、その特牲は図3に示す通りである。
印加電圧VとトルクTの関係は、次に示す(1)式のよ
うな形で表される。ここでKtはモ−タのトルク定数、
KRはモータの誘起電圧定数、Rはモータの抵抗値であ
り、ωはモータの回転数である。
る。駆動する各モータは直流モータとなったのは既に述
べた通りであるが、その特牲は図3に示す通りである。
印加電圧VとトルクTの関係は、次に示す(1)式のよ
うな形で表される。ここでKtはモ−タのトルク定数、
KRはモータの誘起電圧定数、Rはモータの抵抗値であ
り、ωはモータの回転数である。
【0020】 T=Ktx(V−KR・ω)/R ・・・(1) 従ってω=0の時に最大トルクT=KtxV/Rが発生
するので、例えば、CPU14が庫内用DCフアン10
をオン指令すると、図7に示すような突入電流Iがモー
タに流れることになる。この突入電流は所定の回転での
電流の数倍以上にもなり、これだけでスイッチングレギ
ュレータ13の容量をオーバーしてしまう。また何かの
要因でモータがロック状態となった時には突入電流と同
一の電流が継続して流れ、モータの発熱などの恐れが有
る。従って本発明の一実施例においては図6に示すよう
なモータ駆動回路をモータ駆動手段20に採用した。図
6の回路ではCPU14がモータをオンする時にはOu
t1をHレベルにする。するとTr1のベースに電流が
流れTr1はオンとなる。ここで電流Iはモータの抵抗
とR1との和の抵抗で抑制されて突入電流は抑えられ
る。次に所定の時間が経過してモータの回転が安定した
らCPU14はOut2をHレベルにすると共にOut
1をLレベルにする。それによりモータへは12Vの電
圧がかかり、モータの回転が12Vの所定の回転数まで
上昇する。この状態を示したものが図8である。
するので、例えば、CPU14が庫内用DCフアン10
をオン指令すると、図7に示すような突入電流Iがモー
タに流れることになる。この突入電流は所定の回転での
電流の数倍以上にもなり、これだけでスイッチングレギ
ュレータ13の容量をオーバーしてしまう。また何かの
要因でモータがロック状態となった時には突入電流と同
一の電流が継続して流れ、モータの発熱などの恐れが有
る。従って本発明の一実施例においては図6に示すよう
なモータ駆動回路をモータ駆動手段20に採用した。図
6の回路ではCPU14がモータをオンする時にはOu
t1をHレベルにする。するとTr1のベースに電流が
流れTr1はオンとなる。ここで電流Iはモータの抵抗
とR1との和の抵抗で抑制されて突入電流は抑えられ
る。次に所定の時間が経過してモータの回転が安定した
らCPU14はOut2をHレベルにすると共にOut
1をLレベルにする。それによりモータへは12Vの電
圧がかかり、モータの回転が12Vの所定の回転数まで
上昇する。この状態を示したものが図8である。
【0021】また、さらにモータ駆動回路には図6のよ
うに過電流検出回路を付加して安全性を向上させてい
る。その動作は、モータに電流が流れると抵抗R2の両
端にはV=I・R2の電圧が発生し、+5Vの電圧をR3
とR4の抵抗で分圧した電圧とをコンパレータCOMP
1で比較し、R2の電圧が高いとLレベルの出力をCP
U14に、もしR2の電圧が低いとHレベルの出力を伝
達する。従って万一モータがロックをおこして過電流が
流れるとR2の電圧が上昇し、CPU14へLレベルの
信号が伝えられて、CPU14はOut1あるいはOu
t2の出力をオフしてモータへの通電を中断する。上記
の動作により、モータの過熱などの問題を起さず、安全
なファン動作を提供できるものである。
うに過電流検出回路を付加して安全性を向上させてい
る。その動作は、モータに電流が流れると抵抗R2の両
端にはV=I・R2の電圧が発生し、+5Vの電圧をR3
とR4の抵抗で分圧した電圧とをコンパレータCOMP
1で比較し、R2の電圧が高いとLレベルの出力をCP
U14に、もしR2の電圧が低いとHレベルの出力を伝
達する。従って万一モータがロックをおこして過電流が
流れるとR2の電圧が上昇し、CPU14へLレベルの
信号が伝えられて、CPU14はOut1あるいはOu
t2の出力をオフしてモータへの通電を中断する。上記
の動作により、モータの過熱などの問題を起さず、安全
なファン動作を提供できるものである。
【0022】なお、図6ではTr1,Tr2にバイポ−
ラトランジスタを使っている。通常CPU14の流せる
ドライブ電流は数mA程度なので、トランジスタにはH
FEの大きなダ−リントン形を用いなければならず、コ
レクタエミッタ間で1V程度の電圧降下が発生する。更
に効率を向上するためには、Tr1,Tr2にMOS−
FETを用いれば良い。この場合、オン抵抗を1Ωの素
子を使って、ロスは、W=1X0.25X0.25=
0.0625(W)となり、上記の1/4程度に減少す
る。
ラトランジスタを使っている。通常CPU14の流せる
ドライブ電流は数mA程度なので、トランジスタにはH
FEの大きなダ−リントン形を用いなければならず、コ
レクタエミッタ間で1V程度の電圧降下が発生する。更
に効率を向上するためには、Tr1,Tr2にMOS−
FETを用いれば良い。この場合、オン抵抗を1Ωの素
子を使って、ロスは、W=1X0.25X0.25=
0.0625(W)となり、上記の1/4程度に減少す
る。
【0023】本発明の一実施例である冷凍冷蔵庫ではさ
らに前記モータ駆動回路を用いて以下に示す制御を行
い、低消費電力化しているのでその内容について説明す
る。まず図1に示す冷蔵庫の制御ブロック図においてC
PU14はF室センサ16と温調回路15との温度比較
によって圧縮機5をオン/オフすることは先に述べたと
おりである。さらに庫内用DCファン10についても図
9に示す制御を行っている。即ちF室センサ16の示す
F室庫内温度と温調回路15との差分を△TとしてCP
U14は計算し、△T≦0の時はRファンを停止するよ
うにモータ駆動手段21の図6に示すOut1及びOu
t2をオフする。もし、0<△T<T1の時はOut1
をオンし、T1≦△Tの時はOut2をオンする。これ
により温度差が付かないときにはファンは低回転N1で
回転し、温度差が大きい時には高回転N2で回転するの
で、余分な電力を消費せず効率よくまた速やかに冷凍室
の温度調節を行える。
らに前記モータ駆動回路を用いて以下に示す制御を行
い、低消費電力化しているのでその内容について説明す
る。まず図1に示す冷蔵庫の制御ブロック図においてC
PU14はF室センサ16と温調回路15との温度比較
によって圧縮機5をオン/オフすることは先に述べたと
おりである。さらに庫内用DCファン10についても図
9に示す制御を行っている。即ちF室センサ16の示す
F室庫内温度と温調回路15との差分を△TとしてCP
U14は計算し、△T≦0の時はRファンを停止するよ
うにモータ駆動手段21の図6に示すOut1及びOu
t2をオフする。もし、0<△T<T1の時はOut1
をオンし、T1≦△Tの時はOut2をオンする。これ
により温度差が付かないときにはファンは低回転N1で
回転し、温度差が大きい時には高回転N2で回転するの
で、余分な電力を消費せず効率よくまた速やかに冷凍室
の温度調節を行える。
【0024】また図2における機械室6に設置された冷
却用DCファン8についても、CPU14が冷蔵庫箱体
外側に設けられた外気温センサ18の温度を検出し、図
10に示す制御を行っている。即ち、外気温Taが T
a≦T1の時はモータ駆動手段20への信号をオフして
冷却用DCモータ8を停止させる。なぜなら外気温が充
分に低いときにはファンを停止しても圧縮機5と凝縮器
7の放熱は充分行えるからである。またT1<Ta≦T2
の時にはモータ駆動手段20の中の図6に示す回路でO
ut1をオンすることでモータを低速N1で回転させ、
外気温の高い状態であるT2<Taの時には放熱促進す
るためOut2をオンしてモータをN2で回転させるも
のである。冷却用DCファン8を上記のように運転する
ことによって、必要な時に必要な回転でファンを回転さ
せるので、消費電力の低減に大きな効果が有る。前記2
例のファン制御で、本実施例では2段階の電圧制御を行
っているが、多段にすることは全く問題がなく、また電
源の電圧を連続で変化させることでも同等以上の機能を
実現できることは言うまでもない。
却用DCファン8についても、CPU14が冷蔵庫箱体
外側に設けられた外気温センサ18の温度を検出し、図
10に示す制御を行っている。即ち、外気温Taが T
a≦T1の時はモータ駆動手段20への信号をオフして
冷却用DCモータ8を停止させる。なぜなら外気温が充
分に低いときにはファンを停止しても圧縮機5と凝縮器
7の放熱は充分行えるからである。またT1<Ta≦T2
の時にはモータ駆動手段20の中の図6に示す回路でO
ut1をオンすることでモータを低速N1で回転させ、
外気温の高い状態であるT2<Taの時には放熱促進す
るためOut2をオンしてモータをN2で回転させるも
のである。冷却用DCファン8を上記のように運転する
ことによって、必要な時に必要な回転でファンを回転さ
せるので、消費電力の低減に大きな効果が有る。前記2
例のファン制御で、本実施例では2段階の電圧制御を行
っているが、多段にすることは全く問題がなく、また電
源の電圧を連続で変化させることでも同等以上の機能を
実現できることは言うまでもない。
【0025】また図1において、圧縮機5のモータとし
ては単相の交流電動機を用いているが、図11のように
モータとして直流の無整流子電動機を用い、転流制御手
段24によって電子的なブラシの役割、すなわちモータ
の回転角によって適切なモータへの通電信号を出力さ
せ、その出力により、圧縮機DCモータ駆動回路23が
適切な電流をモータに流すこともできる。このようにす
ることで、DCモータのためにモータ効率を80%程度
から92%まで向上させることが可能となり、圧縮機D
Cモータ駆動回路23などの半導体による通電損失を含
めても、約5%以上の省電力効果が得られる。また、こ
の場合、転流制御手段24の出力周波数を早くしたり遅
くしたりすることで、モータの回転数が変化でき、その
効率は冷凍サイクルの効率向上を含め、より改善される
が、上記改善値は従来の60HZあるいは50HZ相当
の回転数での比較値(一定回転)である。
ては単相の交流電動機を用いているが、図11のように
モータとして直流の無整流子電動機を用い、転流制御手
段24によって電子的なブラシの役割、すなわちモータ
の回転角によって適切なモータへの通電信号を出力さ
せ、その出力により、圧縮機DCモータ駆動回路23が
適切な電流をモータに流すこともできる。このようにす
ることで、DCモータのためにモータ効率を80%程度
から92%まで向上させることが可能となり、圧縮機D
Cモータ駆動回路23などの半導体による通電損失を含
めても、約5%以上の省電力効果が得られる。また、こ
の場合、転流制御手段24の出力周波数を早くしたり遅
くしたりすることで、モータの回転数が変化でき、その
効率は冷凍サイクルの効率向上を含め、より改善される
が、上記改善値は従来の60HZあるいは50HZ相当
の回転数での比較値(一定回転)である。
【0026】以上本発明の一実施例である冷凍冷蔵庫に
よれば、低消費電力で耐ノイズ性が高く,ノイズ放射,
発熱による火災などの危険が無い、安全性が高い冷蔵庫
を提供することが出来る。
よれば、低消費電力で耐ノイズ性が高く,ノイズ放射,
発熱による火災などの危険が無い、安全性が高い冷蔵庫
を提供することが出来る。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、モ−タ類を全て直流化
したために、例えばファンモ−タの効率を2倍以上に向
上し、また電源の効率も大幅な向上が見込めるために、
冷蔵庫として大幅な省電力効果を期待できる。また、直
流化に伴う電源の大形化を防止するためにモ−タの選択
的駆動を行えるようにしたので、従来よりトランスなど
が小形化されたこともあわせて電子制御回路がコンパク
トになり、電子制御回路部の庫内設置を可能にしてい
る。そのため、耐ノイズ性、ノイズ放射、寿命などの点
で大幅な信頼性の向上が見込まれる。さらに、前記モ−
タは必要な時に必要な回転で運転されるので、より効率
の良い冷蔵庫を提供することが可能となる。
したために、例えばファンモ−タの効率を2倍以上に向
上し、また電源の効率も大幅な向上が見込めるために、
冷蔵庫として大幅な省電力効果を期待できる。また、直
流化に伴う電源の大形化を防止するためにモ−タの選択
的駆動を行えるようにしたので、従来よりトランスなど
が小形化されたこともあわせて電子制御回路がコンパク
トになり、電子制御回路部の庫内設置を可能にしてい
る。そのため、耐ノイズ性、ノイズ放射、寿命などの点
で大幅な信頼性の向上が見込まれる。さらに、前記モ−
タは必要な時に必要な回転で運転されるので、より効率
の良い冷蔵庫を提供することが可能となる。
【図1】本発明の一実施例である冷蔵庫における制御ブ
ロック図
ロック図
【図2】本発明の一実施例である冷蔵庫の縦断面図
【図3】直流モ−タのT−N特性
【図4】クマトリモ−タのT−N特性
【図5】選択的運転制御手段の動作フロ−チャ−ト
【図6】直流モ−タ駆動回路
【図7】従来の方式による直流モ−タの始動特性
【図8】本発明の一実施例における直流モ−タの始動特
性
性
【図9】本発明の一実施例における庫内温度偏差と庫内
ファン回転数仕様
ファン回転数仕様
【図10】本発明の一実施例における外気温度と冷却フ
ァンの回転数仕様
ァンの回転数仕様
【図11】圧縮機に直流モ−タを用いた場合の制御ブロ
ック図
ック図
1…冷蔵庫、2…冷蔵(R)室、3…野菜(V)室、4
…冷凍(F)室、5…圧縮機、6…機械室、7…凝縮器
(コンデンサ)、8…冷却用DCファン(Cファン)、
9…蒸発器(エバポレ−タ)、10…庫内用DCファン
(Rファン)、11…冷気ダクト、12…電子制御回
路、13…スイッチングレギュレ−タ、14…CPU、
15…温調回路、16…F室センサ、17…R室セン
サ、18…外気温センサ、19…選択的運転制御手段、
20…モ−タ駆動手段、21…R室ダンパ−、22…ア
イスメ−カ、23…圧縮機DCモ−タ駆動手段、24…
転流制御手段。
…冷凍(F)室、5…圧縮機、6…機械室、7…凝縮器
(コンデンサ)、8…冷却用DCファン(Cファン)、
9…蒸発器(エバポレ−タ)、10…庫内用DCファン
(Rファン)、11…冷気ダクト、12…電子制御回
路、13…スイッチングレギュレ−タ、14…CPU、
15…温調回路、16…F室センサ、17…R室セン
サ、18…外気温センサ、19…選択的運転制御手段、
20…モ−タ駆動手段、21…R室ダンパ−、22…ア
イスメ−カ、23…圧縮機DCモ−タ駆動手段、24…
転流制御手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 英樹 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 松田 美智也 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 中村 英幸 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内
Claims (13)
- 【請求項1】圧縮機、凝縮器、蒸発器、キャピラリチュ
ーブからなる冷凍サイクルに冷媒を循環させることによ
り、蒸発器を冷却し、庫内ファンによって蒸発器と熱交
換させた冷気を庫内に循環させることによって庫内を冷
却する冷凍冷蔵庫において、前記庫内ファンには無整流
子直流モータを用いたことを特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項2】前記冷凍サイクルを用い、庫内の温度制御
に電子制御回路を装備した冷蔵庫において、その制御回
路及びモータの駆動等に用いる直流安定化電源にスイッ
チングレギュレータを用いたことを特徴とする冷凍冷蔵
庫。 - 【請求項3】前記スイッチングレギュレータを含む前記
電子制御回路を冷却された庫内に設置したことを特徴と
する冷凍冷蔵庫。 - 【請求項4】前記冷凍サイクルの凝縮器ないしは圧縮機
を冷却するファンに無整流子直流モータを用いたことを
特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項5】前記冷凍サイクルと庫内ファンを備えた冷
凍冷蔵庫において、冷蔵室への冷気量を調節して温度を
一定に保つダンパ−の駆動に直流モ−タを採用したこと
を特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項6】特許請求項5に記す冷凍冷蔵庫において、
前記ダンパ−のモ−タへの印加電圧極性を切換えること
でダンパ−動作方向を正・逆切り換えられることを特徴
とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項7】前記庫内ファン、冷却ファンないしは他の
モータ等の直流で駆動される各要素の運転指令入力と前
記直流安定化電源の出力容量によって各要素の運転可否
を判断し、各要素の運転制御を行なうことで電源の過負
荷を防止する選択的運転制御手段を前記電子制御回路に
装備したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項8】前記電子制御回路には、前記直流モ−タの
ファンの起動時の突入電流を防止する突入電流防止手段
を装備したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項9】前記電子制御回路には、前記直流モ−タの
起動用の素子としてMOS−FETを用いたことを特徴
とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項10】前記電子制御回路には、前記直流モ−タ
のファンのロックや過電流を検出する異常検出手段を装
備したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項11】前記庫内ファンの駆動用直流電源に電圧
可変手段を設け、庫内設定温度と検出した温度との差が
大きい時に庫内ファンへの印加電圧を増大させる庫内フ
ァン回転可変制御手段を装備したことを特徴とする冷凍
冷蔵庫。 - 【請求項12】前記冷却ファンの駆動用直流電源に電圧
可変手段を設け、外気温センサーからの温度情報によ
り、外気温が高い時に冷却ファンへの印加電圧を増大さ
せることを特徴とする冷凍冷蔵庫。 - 【請求項13】冷蔵庫の各部を駆動するためのモ−タな
どのアクチュエ−タに全て直流電動機を用いたことを特
徴とする冷凍冷蔵庫。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7238136A JPH0979727A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 冷凍冷蔵庫 |
KR1019960040317A KR100296691B1 (ko) | 1995-09-18 | 1996-09-17 | 냉동냉장고 |
KR1019990010961A KR100281352B1 (ko) | 1995-09-18 | 1999-03-30 | 냉동냉장고 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7238136A JPH0979727A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 冷凍冷蔵庫 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003351472A Division JP2004037078A (ja) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | 冷凍冷蔵庫 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0979727A true JPH0979727A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17025734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7238136A Pending JPH0979727A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 冷凍冷蔵庫 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0979727A (ja) |
KR (2) | KR100296691B1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339381B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-05-31 | 구자홍 | 냉장고 |
KR100339355B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-06-03 | 구자홍 | 냉장고 |
KR100364777B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-12-16 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고 |
KR100364774B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-12-16 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고 |
WO2010055681A1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP7238136A patent/JPH0979727A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-17 KR KR1019960040317A patent/KR100296691B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-03-30 KR KR1019990010961A patent/KR100281352B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339381B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-05-31 | 구자홍 | 냉장고 |
KR100339355B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-06-03 | 구자홍 | 냉장고 |
KR100364777B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-12-16 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고 |
KR100364774B1 (ko) * | 1999-11-01 | 2002-12-16 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고 |
WO2010055681A1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
JP2010139234A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-06-24 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970016447A (ko) | 1997-04-28 |
KR100296691B1 (ko) | 2001-10-24 |
KR100281352B1 (ko) | 2001-02-01 |
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