JPS6222978A - 貯蔵庫の制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は食品等を収納して冷却貯蔵する貯蔵庫、更に詳
しくは貯蔵室内の湿度を高くして食品の乾燥を防止した
貯蔵庫の制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来此種貯蔵庫では貯蔵室内を冷却する冷却装置に含ま
れる電動圧縮機を、目標とする貯蔵室内温度の上下に上
限温度及び下限温度を設定して上限温度にて上記電動圧
縮機を起動し、下限温度にて停止せしめて（所甜０Ｎ−
ＯＦＦ制御）貯蔵室内を平均として略目標温度に近づけ
ている。冷却装置による冷却により貯蔵室内の空気中の
水蒸気は冷却装置に含まれる冷却器に付着して露や霜と
なるので、貯蔵室内の湿度は通常非常に低くなる。

その為貯蔵室内に状箱した食品からの水分蒸発が激しく
なり、乾燥して品質が劣化してしまう欠点がある。この
様な欠点を防止する為に従来では貯蔵室内に水蒸気を導
入して貯蔵室内の湿度を高く維持する様に構成している
。その−例として実開昭５６−３８２８８号がある。

ところで此種貯蔵庫では前述の上限温度と下限温度との
差、即ちディファレンシャルを大きくした場合、収納し
た食品の温度変動も大きくなるので品質劣化が著しくな
る為前記ディファレンシャルは小さい程食品の品質管理
は良好となるものであるが、余りディファレンシャルを
小さくすると電動圧縮機の起動、停止が頻繁となり、電
動圧縮機部品の損傷が著しくなり、また、消費電力も増
犬する結果を生ずる。特に前述の如き貯蔵室内に水蒸気
を導入するものでは、水蒸気による貯蔵室内負荷の増大
により、電動圧縮機停止中の温度上昇が速くなるので電
動圧縮機の起動、停止が一層頻繁となってしまう。

斯かる欠点を解決するために、例えば冷却装置は常時運
転状態とし、貯蔵室内に水蒸気を導く例えば送風機の運
転を制御して、貯蔵室内の温度を制御する方法が考えら
れる。これは貯蔵室内の温度が目標値より低下した場合
、送風機を運転して室内に水蒸気を導入するものである
。これによって貯蔵室内は負荷が増大し、温度が上昇す
る。この送風機の運転を適宜制御して貯蔵室内の湿度を
高く維持しつつ温度制御するものであるが、電動圧縮機
の制御て比して前述のディファレンシャルを小さくでき
る利点がある。

四　発明が解決しようとする問題点 しかし乍ら斯かる構成によると冷却装置を連続的に運転
させるため、貯蔵庫の周囲の循環によって貯蔵室内の湿
度が変化してしまう。即ち、冬季等の周囲温度が低い状
況では、貯蔵室内の温度が下降気味となるため、温度を
上げようとして多量の水蒸気が導入されることになり、
湿度が上昇し過ぎる。又、逆に夏季等の周囲温度が高い
状況では、貯蔵室内の温度が上昇気味となるため、水蒸
気が導入されなくなり、湿度が下がり過ぎてしまう問題
が生ずる。

に）問題点を解決するための手段 本発明は斯かる問題点を解決するために、貯蔵庫（１）
の貯蔵室（２）内に水蒸気を供給する水蒸気供給装置を
室（２）内の温度によって該室（２）内を所望の温度と
するよう制御すると共に、室（２）内を常時冷却する冷
却装置（３）の電動圧縮機＋１３１（１４１の回転数を
前記水蒸気供給装置の運転率によって調節し、所望の湿
度に室（２）内が制御されるようにしたものである。

（ホ）作用 本発明によれば貯蔵室内は冷却装置による連続した冷却
と水蒸気の供給により室内負荷が増大する事による温度
上昇との調和によって所望の温度に維持されると共に室
内温度のディファレンシャルも小さく設定できる。

又、水蒸気供給装置の運転率により、冷却装置の電動圧
縮機の回転数を調節し、運転率が高い時は回転数を下げ
、水蒸気の導入を抑制し、運転率が低い時は回転数を上
げて水蒸気の導入を促進することが可能となる。

（へ）実施例 図面に於いて実施例を説明する。第４図、第５図で＋１
１は実施例として貯蔵室（２）内を略−１’Ｃの氷温に
て冷却維持される氷温庫で示す貯蔵庫であり。

前方に開放する外箱内に内箱を組み込み、両箱間にウレ
タン若しくはグラスウール、または内部を真空状態とし
た断熱ブロック等を装填するか、或いは断熱パネルを組
み立てて箱状とする等により断熱箱体（６）を構成して
おり、この断熱箱体（６）内を貯蔵室（２）としている
。尚、実施例では断熱箱体（６）は前方に開口している
が、上方に開口したものでも良くまた、開口は図示しな
い断熱扉によって開閉自在に閉塞される。また、ここで
氷温とは氷点下であって肉や魚が凍結する前の温度帯を
意味しており、通常この温度は０℃から約−２℃の範囲
である。

第４図は貯蔵庫（１）の一部切欠斜視図、第５図は同一
部切欠正面図である。貯蔵庫ｔｘｔの天井部には冷却装
置（３）を構成するそれぞれ独立した冷媒回路を有した
冷却ユニツ）　（７１（８１が、それぞれ断熱性の取付
基板（９１（１０１に固定されて設けられている。貯蔵
室（２）天井部にはユニットカバーａυが設けられ、こ
れと取付基板（９１α１間に貯蔵室（２）と区画された
冷却室Ｏ２が形成されている。取付基板（９）ａＧそれ
ぞれの庫外側には冷却ユニット（７１＋８１をそれぞれ
構成する電動圧縮機（１３（１４や凝縮器（１５１（１
６１等が設けられ、冷却室α２側に冷却器α７１ｕｓが
それぞれ取り付けられる。

貯蔵室（２）背面略中央部には上下に延在し内部を吐出
ダク）Ｑ９とし、両側に貯蔵室（２）と吐出ダクトσ９
を連通する複数の吐出口■を有したダクト部材翻が設け
られており、この吐出ダクト住９は上部で冷却Ｘａ２１
と連通している。ユニットカバーαυの略中央部には貯
蔵室（２）上部と冷却室（１２１とを連通する吸入部の
が形成され、また、冷却室０２内の冷却器σＬ＋ｔ８１
それぞれの前方下部に位置して吸入ファンｑｃ！ｉが設
けられ、更に吐出ダクＨ９上端には吐出７７７０勺が設
けられる。吸入ファン（２３１ｃ２４１は吸入部（２２
１から貯蔵室（２）内の空気を吸入してそれぞれ冷却器
σＢｔ１８）へ送出し、空気は冷却器αη或いはｕａに
よって冷却された後、吐出ファン（至）によって吐出ダ
クト任９に吐出され吐出口■から貯蔵室（２）へ吐出さ
れ、図中実線矢印の如く循環して貯蔵室（２）を冷却す
る。

断熱箱体（６）外の下部には貯水槽■が設けられる。

この貯水槽艶は水面上適所を外気に連通している。

この貯水槽夏には水位センサーとポンプ等を用いた自動
給水若しくは手動による任意給水によって水が供給され
、更に貯水槽嬢内の水はヒータ３１１によって常時５０
℃程度に加熱されており、貯水槽（３０）からは常時水
蒸気が発生している。この水蒸気は断熱箱体（６）背壁
外面を上方に延びる加湿用ダク）Ｃ３３を、そこの上端
に設けた加湿用ファン（ト）により吸引されて上昇し、
吐出口（ロ）より吐出ダクトσ９内に送出され、上方か
らの冷気流に乗って吐出ロクより貯蔵室（２）に吐出さ
れて加湿し、結果的に冷却器（１７１若しくは（１８１
に霜となって付着する。この貯水槽（７）、ヒーター３
υ、加湿用ダクト（３つ及び加湿用ファン（至）によっ
て水蒸気供給装置を構成している。

第１図は本発明の制御装置（至）をブロック図で示す。

０′ｌ）は貯蔵室（２）内の温度を設定する温度設定装
置であり、ここでは室（２）内を０℃から一２℃とする
べき出力を発生し、その出力はＡ／Ｄ変換器（至）を介
してマイクロＣＰＵＣ３ＬＪに入力せしめ、例えば貯蔵
室（２）の上限温度（ＴＨ）を０℃、下限温度（ＴＬ）
を−２℃としている。顛は貯蔵室（２）内の湿度を設定
する湿度設定装置であり、その出力はＡ／Ｄ変換器０υ
を経てマイクロＣＰＵＣ３ＬＪに出力させる。

又、ここで貯蔵室（２）内の湿度（Ｈ８）を温度−１°
Ｃで約９０％即ち高湿度となる様設定する。（４りは貯
蔵室（２）内の温度を検出する温度センサーで、その出
力はＡ／Ｄ変換器（４３を介してマイクロＣＰＵＣ５’
１て入力される。

マイクロＣＰＵＣ３１は温度設定装置（３η及び温度セ
ンサー（４つからの温度情報に基づき、出力端子（４η
から出力を発生し、Ｄ／Ａ変換器囮を経てドライバ旧に
より加湿用ファンＱの運転を制御する。出力端子（４１
からの出力は、又、運転率演算手段（４４）に入力され
、手段３４）には更に時限手段（４９より例えば３０分
毎に出力が入力される。運転率演算手段（４４は時限手
段卿からの出力に区切られる期間、即ち３０分の間の出
力端子（４ηに出力が発生している期間、即ち加湿用７
アンおが運転されている期間に基づいて、加湿用ファン
ωの運転率を計算し、マイクロＣＰＵＣ５’１ｍに入力
する。マイクロＣＰＵＣ５’ｌは手段（４４）からの運
転率情報に基づき、出力端子５０）より出力を発生し、
Ｄ／Ａ変換器６υによりアナログ電圧に変換する。５ｚ
はインバータ回路であり、Ｄ／Ａ変換器６υの出力に略
比例した周波数の三相交流出力を発生し、切換手段５Ｊ
を経て、冷却装置（３）の冷却ユニット（７）若しくは
（８）の電動圧縮機（１３１若しくはα滲を駆動する。

電動圧縮機α３１（１４１は所謂ロータリータイプの電
動圧縮機であり、そのモータは例えば三相同期電動機に
て構成され、インバータ回路５２の出力周波数に略比例
して回転数が変化する。

マイクロＣＰＵＣ３１の出力端子（５４）には２時間毎
に出力が発生し、切換手段割を動作してインバータ回路
５２の出力を電動圧縮機（１３１若しくはαルに交互に
入力する。即ち電動圧縮機（１３１ｎ４１は何れか一方
が運転されている時は他方は停止しており、これを２時
間毎に切換えると共に、停止している電動圧縮機を有す
る冷却ユニットの冷却器は除霜ヒータ１５５１若しくは
□□□によって除霜される。貯蔵室（２）内は常時高湿
度に維持されるため、冷却器（１７１又は（１＆への溜
箱は著しいが、これによって冷却器は絶えず除霜される
ので冷却効率を常に良好に維持できる。

第２図はマイクロＣＰＵＧＩの温度制御用ソフトウェア
の７０−チャートの概略を示し、第３図は同湿度制御用
ソフトウェアのフローチャートの概略を示す。ステップ
（Ｓｌ）にて温度センサー（４７Ｊより現在の貯蔵室（
２）内の温度（ＴＰ）即ち温度情報を読み込み、ステッ
プ（Ｓ２）で上限温度（ＴＨ）である０℃以上か否か判
断し、否であればステップ（Ｓ３）で下限温度（ＴＬ）
である−２℃以下か否か判断する。ステップ（Ｓ、）で
温度（ＴＰ）が下限温度（ＴＬ）以下であればステップ
（Ｓ、）に進み、出刃端子（４７１より出力を発生して
加湿用ファン關を運転し、貯蔵室（２）内に水蒸気を導
入する。貯蔵室（２）は水蒸気が導入されることによっ
て温度上昇し、（ＴＬ）＜（ＴＰ）＜　（ＴＨ）になる
と、ステップ（Ｓ３）から今度はステップ（Ｓ、〕に進
むが前回の貯蔵室（２）の温度（Ｔｏ）が（ＴＬ）以下
であったからステップ（Ｓ４）に進み、加湿用ファン（
を運転し続ける。

更に温度が上昇して（ＴＰ）が（ＴＨ）以上になると。

ステップ（Ｓ、）から（Ｓ６）に進んで加湿用ファン（
３３を停止させる。貯蔵室（２）は水蒸気の導入が停止
したことによって温度が再び低下して行くが、（ＴＬ）
＜（ＴＰ）＜　（ＴＨ）となっても前回の温度（Ｔｏ）
が（ＴＲＩ）以上であったからステップ（Ｓ、）から（
Ｓ、）に進んで加湿用ファン□□□を停止し続け、（Ｔ
Ｐ）が（ＴＬ）以下になって再びステップ（Ｓ、）から
（Ｓ４）に進み、加湿用ファン關を運転する。

以上の動作のうち、温度のサンプリングは上限温度（Ｔ
Ｈ）又は下限温度（ＴＬ）を貯蔵室の温度が横切った時
に行い、処理を実行した後、前回の温度（Ｔｏ）の代わ
りに現在の温度（ＴＰ）を書き込み記憶するものである
。この動作によって貯蔵室（２）内は０℃と一２℃の間
で平均−１’Ｃに維持される。

又、運転停止するのは加湿用ファンにであるから、温度
（ＴＨ）と（ＴＬ）との差即ちディ７アレンシヤは運転
率演算手段（４すの出力する加湿用ファン（ト）の運転
率であり、又、（ＰＳ）は設定運転率である。

ここで運転率（ＰＰ）は貯蔵室（２）同温度（ＴＰ）が
−１’Ｃの時の貯蔵室（２）同温度（ＨＰ）に略比例し
、例えば運転率（ＰＰ）が５０％の時に湿度（ＨＰ）は
９０％となるものとし、マイクロＣＰｔＪＣ３！ｉはこ
れを記憶しており、設定湿度（Ｈ８）に対応する設定運
転率（ＰＳ）を算出する。従ってここでは設定湿度（Ｈ
８）を９０％としているから設定運転率（ＰＳ）は５０
％となる。

ステップ（Ｓ、。）において運転率演算手段（４４）か
ら過去３０分間の加湿用ファン環の運転率（ＰＰ）を読
み込み、ステップ（５１１）で設定運転率（ＰＳ）即ち
５０％より低いか否か判断し、低ければステップ（Ｓ、
、）に進み、マイクロＣＰＵＣＩＩは出力端子Ｓｏｌか
らの出力を変化させ、インバータ回路（５２の出力周波
数を上昇させる動作を実行する。これによって電動圧縮
機０Ｊ又は圓の回転数が上昇し、冷却ユニット（７）又
は（８）の冷却能力が上昇するので、マイクロＣＰｔＪ
Ｃ３９は貯蔵室（２）内の温度（ＴＰ）を一定に保つた
め、上昇させようと動作し、ステップ（Ｓ、〕から（Ｓ
、）、又は（Ｓ、）から（Ｓ、）を実行して加湿用ファ
ン關の運転率を上昇せしめるので貯蔵室（２）内の湿度
は増加する。ステップ（Ｓｏ）で否であり、ステップ（
８１３）に進んで設定運転率（ＰＳ）より（ＰＰ）が高
い場合はステップ（Ｓ、、）に進み、マイクロＣＰＵＱ
Ｉは出力端子軸からの出力を変化させ、インバータ回路
５２の出力周波数を下降させる動作を実行する。これに
よって電動圧縮機（１３１又は１４１の回転数が下降し
、冷却ユニット（７）又は（８）の冷却能力が減少する
ので、マイクロＣＰＵ（３９１＆ま貯蔵室（２）内の温
度を下げようとして加湿用ファンのを停止させるように
なり、運転率を減少させるようになる。これによって貯
蔵室（２）内の湿度は減少する。ステップ（Ｓ、、）で
否であるときは（ＰＰ）が（ＰＳ）に等しい場合である
から、ステップ（ＳＩ５）に進んでマイクロＣＰｔＪＣ
３ｅは電動圧縮機α＆又は（１４１の回転数を維持する
。

以上の動作によって加湿用ファンωの運転率（ＰＰ）を
５０％として貯蔵室（２）内の湿度（ＨＰ）は９０％に
収束して行くか、第３図のフローチャートにおける運転
率情報のサンプリングは時限手段（４９の出力発生に同
期して３０分毎に行ない、周波数調節動作を実行する。

又、マイクロＣＰＵ（３’ｌによる周波数の変更動作は
設定運転率（ＰＳ）と現在の運転率（ＰＰ）との偏差に
比例した周波数の修正要素を演算し、例えば電動圧縮機
（１３）又はＩの回転周波数にして３０Ｈｚから１２０
Ｈｚの範囲で実行するように構成されている。

この様な水蒸気供給装置と冷却ユニットの動作の繰り返
えしによって貯蔵室（２）内の温度は平均として一１℃
に保たれ又、貯蔵庫（１）の周囲の擢（が如何に変化し
ても貯蔵室（２）内は常に９０％の高湿度に保たれる。

また２斯かる高湿度により貯蔵呈（２）内空気の熱容量
も増大している為、温度の低下率も緩慢となり、結果と
して貯蔵室（２）内の温度変化は非常に緩やかなものと
なる。従って貯蔵室（２）に収納された食品は凍結せず
、それによって組織の破壊が発生せず、また氷点下であ
るので内部のバクテリアの繁殖も抑制される。また、高
湿の環境で保存される為、食品表面からの水分蒸発も少
なく、食品の乾燥も抑制される。更に貯蔵温度の変化が
緩やかで略恒温に近くなるので、温度変動による食品の
品質劣化も抑制される。これによって食品の死後硬直か
らタンパク質が分解して行き腐敗するまでの賞味期間は
長期間（実験では２０日程度。ここで本発明によらない
時は通常４日程である。）となり、保存期間が延長され
る。ここで、この様な貯蔵室（２）内が高湿度になる点
を考慮して前述の冷却ユニット＋７１＋８１の切換え間
隔（実施例では２時間）は決定されるが、回転数制御に
よるものであり、通常の０Ｎ＝ＯＦＦ制御等に比べれば
電動圧縮機α：’ａａ４Ｊの起動、停止回数は遥かに少
なくなるので、経年変化による構成部品の損傷も少なく
なる。また、これによって装置３ηにより設定されるデ
ィファレンシャル（実施例では０℃から一２℃の間の２
°Ｃ）も小さくする事が可能となり、更に貯蔵室（２］
温度を恒温に近づけられ、食品の保存性が更に良好とな
る。更に温度センサー（４２１の有する熱容量による時
間遅れが、貯蔵室（２（内空気の熱容量の増大による温
度変化の緩慢化によって補正される結果となるので、温
度センサー（４３の感知する温度と実際の温度との差が
小さくなり、温度制御性能が向上し、且つ、回路素子設
定値の調整等も容易とな−る。

尚、実施例では貯蔵室を氷温にて冷却するものに本発明
を適用したが、それに限られず一般的な冷蔵温度や冷凍
温度に冷却されるものでも何等差支えないものである。

（ト）発明の効果 本発明によれば冷却装置に含まれる冷却ユニットは通常
貯蔵室内の温度による所謂０Ｎ−ＯＦＦ制御を受けない
ので構成部品の経年劣化が抑制され、結果的に耐久性が
向上する。また、それによって貯蔵室の設定上下限温度
の幅、即ちディファレンシャルを小さくする事が可能と
なると共に、高湿度に維持される事によって温度変動が
緩やかになるので、収納した食品等の周囲環境をより恒
温に近づける事ができ食品の品質保持能力が一段と向上
し、賞味期間を長くてる事ができる。また食品表面から
の水分の蒸発も抑制されるので、乾燥が抑制され食品の
保存性が一段と向上するものである。

更に本発明によれば水蒸気供給装置の運転率を検出する
ことにより貯蔵室内を略一定の湿度とするように冷却装
置を制御するので、湿度センサー等の素子が不用となり
、過剰加湿による貯蔵室の氷付きや、逆に加湿不足によ
る食品の乾燥が防止され、安価で安定した食品保存制御
が可能となる。

更に又、貯蔵庫の扉を開けた場合、貯蔵室内の温度上昇
による加湿用ファンの運転率低下により、電動圧縮機の
回転数が上昇するので、貯蔵室温度の設定値への復帰も
速やかに行なわれるものである。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の実施例を示し、第１図は制御装置のブロ
ック図、第２図及び第３図はマイクロＣＰＵのソフトウ
ェアを示すフローチャート、第４図は貯蔵庫の一部切欠
き斜視図、第５図は同一部切欠き正面図である。 ｉｌ＋・・・貯蔵庫、　（３）・・・冷却装置、　　（
１３）［１４１・・・電動圧縮機、　ω・・・加湿用フ
ァン、　四・・・マイクロＣＰＵ、　（４７Ｊ・・・温
度センサー、　（４（１）・・・運転率演算手段。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　静　夫 第２図 第３図 第４１ｖｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、貯蔵室内を常時冷却する冷却装置と、前記貯蔵室内
   に水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、前記貯蔵室内の
   温度により該室内を所望の温度に維持するよう前記水蒸
   気供給装置を制御する温度制御装置と、前記水蒸気供給
   装置の運転率を検出し、前記貯蔵室内を略一定の湿度と
   するよう前記冷却装置の電動圧縮機の回転数を調節する
   湿度制御装置とを具備して成る貯蔵庫の制御装置。