JPS6257909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は庫内温度に応じて冷却能力の調節が可
能な冷蔵庫に関するものである。

〔従来の技術〕

被制御部の温度がある設定温度まで下がつたこ
とを検出する温度検出回路と、冷却装置を一定時
間停止状態に保つタイマ回路を具備し、被制御部
の温度が設定温度まで冷却されたとき前記温度検
出回路からの信号により前記冷却装置の運転を停
止させ、前記タイマ回路により一定時間停止状態
を保持した後再び前記冷却装置が運転を再開する
冷蔵庫は、例えば特開昭50−20354号公報に記載
されている。

また、暖冷房される部屋の室温検知器の出力に
よつて冷媒圧縮機のモータ回転速度を制御するこ
とは特開昭53−46150号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記タイマ回路つき冷蔵庫では、頻繁な発停を
避けて冷却装置内の電動機の過熱、焼損を防止で
きるが、扉を開けて多量に品物を入れた後などに
は設定温度に達するまでに長時間を要するとか、
或いは頻繁に品物を出入れすると庫内温度が上つ
てしまう等の欠点があつた。

そこで、大容量の圧縮機を使用すれば上記のよ
うな欠点は改善されるが、一方定常運転時の圧縮
機の運転、停止の回数が増し、消費電力量が増加
するとともに、圧縮機の寿命が短かくなる等の欠
点が生ずる。

本発明では、冷蔵庫の扉開閉およびデフロスト
時に冷蔵庫の庫内温度が上昇し、被冷却物の温度
上昇につながることに着目し、この状態をできる
だけ早く脱するようにするために、圧縮機の電動
機を高速回転あるいは強制高速回転させるもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

２極端子および４極端子を有する電動圧縮機
と、庫内空気温度検出器に接続されマイクロコン
ピユータを主体とした指令装置と、上記２極端子
および４極端子を切換えるための励磁コイルを有
する切換用電極開閉器と、上記電動圧縮機の他の
端子を電源に接続するための励磁コイルを有する
開閉用電磁開閉器を設ける。

〔作用〕

上記庫内温度検知器の検知温度信号に基づき、
庫内の平均温度を一定に保ち、かつ上記検知温度
が所定温度を越えた場合上記切換用電極開閉器に
よつて上記２極端子に接続して、電動圧縮機は、
高速運転し、その後、上記指令装置によつて庫内
温度の変化率を所定変化率と比較した結果に基づ
き上記４極端子に接続して定常の低速運転にする
ように上記指令装置から指令し、かつ、閉扉後の
庫内温度変化率を所定値と比較した結果に基づき
上記冷媒圧縮機を低速運転から高速運転に調節す
るように上記指令装置から指令する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す圧縮機の能
力制御回路図で、図において１は商用電源のコン
セントに挿入されるプラグ、２は冷媒圧縮機であ
る電動圧縮機、２ａ及び２ｂは圧縮機２の２極端
子及び４極端子、３は切換用電極開閉器、３ａ及
び３ｂは電極開閉器３の固定接点で、夫々端子２
ａ及び２ｂと接続されている。３ｃはプラグ１の
一方の接片に接続され、接点３ａ，３ｂを切換え
る切換接片、３ｄは励磁コイルである。なお接点
３ｂが常閉接点である。

圧縮機２の端子２ｃは開閉用電磁開閉器４を介
して、プラグ１の上記接片と異なる接片に接続さ
れている。

４ａ及び４ｂは電磁開閉器４の常開接片及び励
磁コイルである。

５はその両端子がプラグ１の両接片間に接続さ
れた指令装置で、例えばマイクロコンピユータを
主体とした回路により構成されている。６は冷凍
室内の適所に、庫内空気温度を検知するように配
置された庫内温度検知器で、例えばサーミスタよ
りなり、指令装置５の入力部を形成している。ま
たコイル３ｄ，４ｂは指令装置５の出力部を形成
し、検知器６の信号により、端子２ａ，２ｂ及び
電磁開閉器３よりなる圧縮機２の回転速度調節手
段に対し、コイル３ｄは回転速度指令信号を出力
し、コイル４ｂは圧縮機２の運転、停止指令信号
を出力する。

第２図は圧縮機２の運転状態と、それに伴う検
知器６が検知した室内空気温度Ｔの時間ｔに対す
る推移を示した説明図である。図の実線Ａは従来
の４極運転のみを繰返すものの特性曲線で、設定
温度がＴ_Sの場合、温度Ｔが運転停止温度Ｔ_Lに達
すると圧縮機２は停止する。従つて温度Ｔは次第
に上昇し、運転開始温度Ｔ_Hに達すると圧縮機２
は運転を再開し温度Ｔは次第に下降する。定常状
態中は上記のような状態を繰返し、平均的に設定
温度Ｔ_Sが維持される。

次に時間t₁のときに冷凍室の扉を開いて、室温
の品物を冷凍室に入れ、時間t₂で扉を閉じたとす
る。開扉中は高温の庫外空気が流入することと、
冷凍室に入れた上記品物からの放熱とにより、温
度Ｔは急速に上昇し閉扉時には温度Ｔ_Cに達す
る。閉扉直後に圧縮機２は４極運転を再開する
が、運転停止温度Ｔ_Lに達するに要する時間は、
定常状態時の時間よりも相当長くなる。上記のよ
うに開扉により庫内に導入された過剰の熱量が取
り除かれるまでには、例えば図のように、更に圧
縮機２が２回非定常動作しなければならず、時間
t₃以降の運転から定常状態に入る。

次に第１図の実施例の特性を示す点線Ｂ及び時
間軸に接して示した圧縮機２の動作状態を示す図
について、実施例の動作を説明する。

圧縮機２の動作状態を示す図において、時間軸
上に画いた矩形部分は、その時間帯は圧縮機２が
動作していることを示し、白の部分は定常運転で
ある４極端子、ナツチングで示した部分は高速運
転である２極運転を意味する。また矩形のない時
間帯では圧縮機２が停止していることを示してい
る。

先ず時間t₂で扉が閉ざされると、指令装置５は
その閉庫動作及び検知器６の検知した温度Ｔ_C＞
温度Ｔ_Hであることを検知して、コイル４ｂに信
号電流を流し、コイル３ｄにも信号電流を流す。
すると切片３ｃは接点３ａ側に切換わり、圧縮機
２は２極運転で運転を開始する。この運転により
温度Ｔは早く低下し、これが温度Ｔ_Hに達したと
ころで指令装置５はコイル３ｄへの信号電流をと
めることにより切片３ｃを接点３ｂ側に切換え、
圧縮機２は４極運転となる。この４極運転におい
て、指令装置５は検知器６の信号を受けて、庫内
温度変化率である庫内空気温度低下率θ_１を算出
し、予めメモリしてあつた所定値である４極運転
の定常状態における庫内空気温度低下率θ_２とそ
の大小を比較する。

θ_１＜θ_２であれば庫内には過剰熱量があるの
であるから、上記比較の結果に基づいて、指令装
置５はコイル３ｄに信号電流を流し、接片３ｃが
接点３ａ側に切換る結果、圧縮機２は時間t₄以降
は高速な２極運転になる。従つて温度Ｔは実線Ａ
の従来のものより急速に低下して時間t₅で温度Ｔ
_Lとなり、その値を検知器６が検知して指令装置
５はコイル４ｂ及び３ｄの信号電流を停止する。
その結果圧縮機２は一旦停止するが、時間t₆では
再び運転を開始する。このとき接片３ｃは接点３
ｂ側にあるので、圧縮機２は４極運転され、その
運転過程で低下率θ_１，θ_２の比較がおこなわ
れ、時間t₇で圧縮機２は高速運転に切換えられ
る。このような動作を繰返して、時間t₈直後の低
下率θ_１，θ_２の比較においてθ_１θ_２であつ
たとすると、指令装置５はコイル３ｄに信号電流
を流さず、圧縮機２は４極運転を継続し、庫内は
定常状態に入つて平均庫内温度は設定温度Ｔ_Sに
なる。すなわち従来の４極運転のみのものに比
し、時間tdだけ早く温度Ｔ_Sまで冷凍室内を冷却
することができる。

勿論圧縮機２を２極運転のみで使用した場合は
時間tdより更に短かい時間で温度Ｔ_Sまで冷却で
きるが、その場合は定常状態に入つた後、圧縮機
２は頻繁に運転、停止を繰返すので、その始動、
停止に伴う消費電力量が多大なものとなるばかり
か、運転中の単位時間内の消費電力も大きいの
で、この実施例のものより相当不経済である。ま
たこの実施例の圧縮機２は扉の開閉時にたかだか
数回の高速運転をおこなうだけであるので、常時
高速運転する場合に比し、長寿命となる。

また上記実施例においては４極運転の庫内温度
低下率を検知したが、閉庫後は２極運転のみと
し、予め指令装置５にメモリした２極運転による
定常状態の庫内温度低下率を比較の対象としても
よい。

更に圧縮機２が停止して、温度Ｔが温度Ｔ_Lか
ら温度Ｔ_Hに上昇する過程の上昇率を定常状態時
の上昇率と比較して過剰熱量を推定してもよい。

以上は過剰熱量を推定するのに庫内温度Ｔの低
下率或いは上昇率を用いたが、庫内温度Ｔが所定
値間を変化する時間ｔを用いても、同様に過剰熱
量を推定することができる。

また上記実施例においては、過剰熱量がほぼ完
全に排除されたθ_１θ_２の時点で圧縮機２を高
速運転から定常運転に切換えたが、庫体や圧縮機
２等の設計によつては上記条件で切換えるのが経
済的に最適であるとは限らず、経済性を重視する
場合（勿論従来品より急速冷却を一つの条件とは
するが、）には、例えば、過剰熱量が10〜20％程
度残留した条件で圧縮機２の切換をおこなつた方
が有利なこともある。

第３図は異なる実施例を示す図で、第２図と同
一符号及び同一表示は同一または相当部分を示
す。

この実施例は庫内冷却器の加熱霜取装置を有す
るものにおいて、例えば、指令装置５で圧縮機２
の運転時間を積算し、所定時間運転後時間t₉にお
いて上記霜取装置を動作せしめたとする。時間
t₁₀において解氷を完了したときには庫内温度Ｔ
は温度Ｔ_Dまで上昇している。指令装置５は、例
えば、解氷を完了した時間t₁₀の後にコイル３ｄ
及び４ｂに信号電流を流して、圧縮機２を直ちに
高速な２極運転で始動させる。実験の結果、霜取
用の加熱熱量の多くは解氷のために費やされ、庫
内に残留する熱量は比較的少なく、図に示したよ
うに、一回の高速運転でほぼ定常状態に入るの
で、一般には特に過剰熱量の推定を必要としな
い。その結果実線Ａで示した従来の４極運転のみ
のものより、時間tdだけ早く定常状態に入り、そ
れ以降は定常回転速度の４極運転をおこなう。こ
の場合の高速運転による圧縮機２の消費電力の増
加や寿命の短縮はほとんど無視できる。なお、第
２図に示した実施例のような動作をする指令装置
５に、このような霜取時の動作を付加したものに
おいて、例えば、霜取直後の高速運転中に開庫し
た場合には、例えば時間t₁₁後の運転時に過剰熱
量の推定をおこなつて定常運転への移行を決定す
る。

なお以上の実施例は、開庫時及び霜取時の過剰
熱量を、圧縮機２の寿命や経済性をほとんど損な
うことなく急速に除去するものであつたが、その
他の場合の新品運転開始時や、庫内清掃直後、停
電回復時にもほぼ同様な方法で過剰熱量を急速に
除去することができる。

また従来の令蔵庫において、高温の食品を急速
に冷却したい場合、冷凍室に入れることがある
が、その発熱量が多いと他の冷凍食品に悪影響を
及ぼしたり、製氷器中の氷を解かしてしまい、製
氷器から取り出にくゝしたりすることがある。し
かし第２図に示した実施例のようなものにおいて
は上記のような欠点を緩和することができる。

またビール等を急速冷却するのにやはり冷凍室
に入れ、凍らしてしまつたり、甚しい時にはびん
を破壊してしまつたりすることがあるが、第２図
のようなものにおいて、圧縮機２を定常運転に切
換えたことをの表示、或いは切換えてからの時間
の表示をおこなうことにより、上記のような欠点
をほとんど防止できるばかりか、冷却が完了した
かどうかを知ることができる。

〔発明の効果〕

本発明においては、開扉あるいは除霜によつて
冷蔵庫内の温度が大幅に上昇した直後の圧縮機運
転にて、検知温度信号に基づき電動機を高速運転
して冷却能力を高め、その後庫内の温度の変化率
を監視しながら定常運転に戻るものであるから、
圧縮機の寿命や経済性を損うことなく、急速冷却
を可能にするばかりか、簡単な構成により令蔵庫
の機能を更に高めることができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
２図は第１図の実施例の動作説明図、第３図は異
なる実施例の動作説明図である。 図において、２は冷媒圧縮機、２ａ，２ｂは圧
縮機２のそれぞれ２極端子および４極端子、３は
切換用電極開閉器、３ｄは励磁コイル、４は開閉
用電磁開閉器、４ｂは励磁コイル、５は指令装
置、６は庫内温度検知器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２極端子および４極端子を有する電動圧縮機
   と、庫内空気温度検知器に接続されマイクロコン
   ピユータを主体とした指令装置と、上記２極端子
   および４極端子を切換えるための励磁コイルを有
   する切換用電極開閉器と、上記電動圧縮機の他の
   端子を電源に接続するための励磁コイルを有する
   開閉用電磁開閉器を具備し、上記庫内温度検知器
   の検知温度信号に基づき、庫内の平均温度を一定
   に保ち、かつ上記検知温度が所定温度を越えた場
   合上記２極端子に接続して高速運転し、その後、
   上記指令装置によつて庫内温度の変化率を所定変
   化率と比較した結果に基づき上記４極端子に接続
   して定常の低速運転にするように上記指令装置か
   ら指令し、かつ、閉扉後の庫内温度変化率を所定
   値と比較した結果に基づき上記電動圧縮機を低速
   運転から高速運転に調節するように上記指令装置
   から指令することを特徴とする冷蔵庫。