JPS6317375A - 冷蔵庫の制御装置 - 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 本発明は冷凍室と冷蔵室を有し、冷凍室の急速冷却機能
を有する冷蔵庫の制御装置に関する。

（口〉従来の技術 従来此種冷蔵庫では貯蔵室の設定温度の上下に上限温度
及び下限温度を設定し、冷凍サイクルの圧縮機を上限温
度にて起動し、下限温度にて停止せしめる事によって貯
蔵室内を平均として設定温度とする所謂０Ｎ−ＯＦＦ制
御方式が採られていた。この方式では圧縮機の頻繁な起
動停止を防止するために前記上限温度と下限温度の間隔
は一定値より狭められず、従って貯蔵室温度は上限温度
と下限温度の間で絶えず変動している事になり、食品等
の品質管理能力にも限界がある。

この問題を解消するために近来では例えば特開昭６０−
２６３０７０号公報の如く圧縮機を可変速として貯蔵室
内の温度を制御するものが考えられ、これによれば貯蔵
室内温度変動は極力減少せられる。又、食品の冷凍保存
を良好に行うために、急速冷凍機能を設け、一定期間圧
縮機を最大回転数とし、冷却能力を増大せしめる事によ
って食品の組織破壊を最低限とする様構成している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 斯かる構成では圧縮機の運転は冷凍室の温度に基ついて
行われているため、急速冷却運転終了直後であって冷凍
室の温度が低い状態では圧縮機、送風機はしばらくは運
転されない。この時冷蔵室の温度が上昇しても冷蔵室へ
は冷気は供給され得す、冷蔵室の温度が異常に上昇して
しまう問題があった。

（ニ）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成されたもので
以下実施例に沿って本発明の詳細な説明する。

制御用電気回路（２４）のマイクロＣＰＵ（３０）は冷
凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、）が高く、設定温度（Ｔ、）と
の差が大きい時には電動圧縮機（２０）の運転周波数を
１２０Ｈ２とし、設定温度（Ｔ、）に近づくに従い９０
）１２．６０１１□、３０Ｈ２と段階的に周波数を減少
せしめて行く。これによって冷凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、
）を設定温度（Ｔ、）に制御する。マイクロＣＰ　Ｕ（
３０）は急速冷却スイッチ（３４）が押されると１５０
分間設定温度（Ｔ、）を強制的に一４０’Ｃに引き下げ
る。設定温度（Ｔ、）は通常では一２２℃までときれて
いるため、この引き下げによって電動圧縮機（２０）は
高速回転に移行し、冷凍室（Ｆ）の急速冷却を実行する
。急速冷却運転終了後、温度（Ｔ、）が−２５°Ｃ以下
であり、電動圧縮機（２０）と送風機〈１２）が停止中
で冷蔵室（Ｒ）の温度（Ｌ）が＋７°Ｃ以上の時は送風
機（１２）のみを強制的に運転する。

（ホ）作用 本発明によれば温度（Ｔ、）が−２５℃以下であり、し
ばらくは電動圧縮機（２０）と送風機（１２）を運転し
ない状態で温度（ＴＲ）が上昇して＋７°Ｃになった場
合は送風機（１２）のみを運転して冷蔵室（Ｒ）に冷気
を供給する。

（へ）実施例 図面に於いて実施例を説明する。第２図は実施例として
の冷凍冷蔵庫（１）を示している。（２）は断熱箱体で
あり、その庫内は断熱仕切壁（３）によって上下に区画
され、上方に第１室としての冷凍室（Ｆ）及び下方に第
２室としての冷蔵室（Ｒ）とが区画形成きれている。（
６）　、　（７）は冷凍室（Ｆ）と冷蔵室（Ｒ）の前方
開口をそれぞれ別々に開閉自在に閉室する断熱扉である
。仕切壁（３）内には冷却室（８）が形成されており、
この内に冷凍サイクルに含まれる冷却器（１０）が収納
設置される。冷却器（１０）後方には冷却室（８）と両
室（Ｆ）（Ｒ）に連通ずるダクト（１１）が形成されて
おり、このダクト（１１）内に位置して設けた送風機（
１２）にて冷却器（１０）により冷却された空気即ち冷
気を吸引し、ダクト（１１）内に強制的に吹き出す。＜
　１２Ｍ　’）は送風機（１２）を駆動するモータであ
る。ダクト（１１）に吹き出された冷気は冷凍室（Ｆ）
へは吐出口（１４）より、冷蔵室（Ｒ）へは吐出口（１
５）より吹き出きれることになる。（１７）は吐出口（
１５）を開閉すべく冷蔵室（Ｒ）内に設けられたガス封
入式グンバーサーモスタットで、冷蔵室（Ｒ）内の温度
に基づきバッフル板（１８）によって吐出口り１５）を
開閉し、冷蔵室（Ｒ）の温度を例えば＋７°Ｃと＋３°
Ｃの間で平均＋５℃に制御する。（１９）はダンパーサ
ーモスタット（１７）の断熱カバーである。又（２０）
は冷凍冷蔵庫（１）下部の機械室り２１）内に設置され
、冷凍サイクルに含まれる電動圧縮機である。機械室（
２１）内には同様に冷凍サイクルに含まれる凝縮器（２
２）と、この凝縮器（２２）及び前述の電動圧縮機（２
０）を冷却するための送風機（２３）が設置される。尚
、（５）は扉（６〉前面に取付けた操作パネルである。

第１図は本発明の制御用電気回路（２４）をブロック図
で示す。（２５）はマイクロコンピュータであり、Ａ／
Ｄ変換部（２６）（２７）（２８）及び（２９）とマイ
クロＣＰＵ（３０）の機能を有する。〈３１）は冷凍室
（Ｆ）の温度（ＴＦ）を検出するセンサーであり、Ａ／
Ｄ変換部（２６）を介してマイクロＣＰ　Ｕ（３０）に
入力される。（３２）は冷蔵室（Ｒ）内の温度（Ｔ、ｌ
）を検出するセンサーであり、その出力は同様にＡ／Ｄ
変換部く２７）を介してマイクロＣＰ　Ｕ（３０）に入
力される。（３３）は冷凍室（Ｆ）の温度を設定する設
定スイッチで、Ａ／Ｄ変換部（２８）を介してマイクロ
ＣＰＵ（３０）に入力される。（３４）は冷凍室（Ｆ）
の急速冷却運転を開始するだめの急速冷却スイッチで、
スイッチ（３３）と共に操作パネル（５）に配置きれる
。マイクロＣＰＵ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器（３６
）を経てインバータ回路＜３７）により電動圧縮機（２
０）の駆動用三相同期モータ（２０Ｍ）の回転数を制御
する。

又、マイクロＣＰ　ｔＪ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器
（３８）を経てドライバ回路（３９）によりモータ（１
２Ｍ　）を制御する。

第３図は冷凍冷蔵庫（１）の冷凍サイクルの冷媒回路図
を示す。電動圧縮機（２０）から吐出された高温高圧冷
媒は凝縮器（２２）にて放熱して減圧器（４７）にて減
圧されて冷却器（１０）に流入し、そこで蒸発して気化
熱を周囲より奪い、その後電動圧縮機（２０）に吸引さ
れる。

次に第４図の電動圧縮機（２０）の運転周波数と冷凍室
（Ｆ）の温度（Ｔ、）の関係を示すグラフを参照して第
１図の制御用電気回路（２４）のマイクロＣＰＵ（３０
）の動作を説明する。設定スイッチ（３３）によって設
定される冷凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、）を（ＴＳ）（ここ
では−１２℃から一２２℃まで設定可能。）とすると通
常は図中実線の如く運転周波数を変更する。即ち、℃ン
ヅー（３１）の感知する温度〈Ｔ、）が現在高＜　（Ｔ
ｓ＋４）より高い時はインバータ回路によって電動圧縮
機（２０）の運転周波数を最高回転数である１２０Ｈ２
とする。これによって冷凍室（Ｆ）の温度（ＩＦ＞は急
速に低下する。これによって（ＴＦ）が（Ｔ５＋４）に
達すると、その時点から例えば３分間現状を維持し、そ
の後運転周波数を９０Ｈ２に低ドせしメル。これによっ
て温度（ＴＦ）の低下速度は鈍化する。この状態から更
に（Ｔ、）が（Ｔ５＋２＞に達すると、その時点から同
様に３分間現状を維持してその後６０Ｈ２に低下せしめ
る。これによって温度（ＴＦ）の低下速度は更に鈍化す
る。その後（Ｔ、）に達したら同様にその時点から３分
後に運転周波数を３０Ｈ７に低下させる。この様にして
温度（ＴＦ）は設定温度（Ｔ、）に漸近する形となり所
謂オーバーシュートが低減される。

又、逆に運転周波数３０Ｈ２から温度（Ｔ、）が上昇し
て（Ｔ、）に達したら、その時点から同様に３分間現状
を維持し、その後６０Ｈ２に上昇せしめる。更に（Ｔｓ
＋ｚ）まで上昇したら、（ＴＳ＋２）に到達した時点か
ら３分後に９０旧に加速する。（Ｔｓ＋４）に達した時
点からも同様に３分後に１２０Ｈ２に上昇させる。この
様にマイクロＣＰＵ（３０）は温度（Ｔ、）が（Ｔ、＋
４）、（Ｔ５＋２）、（Ｔ、〉に到達した時点で運転周
波数を変更する指令をその内部で発生するが、その時点
から前述の如く３分間は周波数を変更しない。これは３
分間の内に変更する周波数が修正されても同様であり、
＜Ｔ、＋４）（Ｔ、＋２）＜Ｔ５）の何れかに到達して
から３分後に修正後の周波数に変更する。これによって
電動圧縮機（２０）の運転周波数の頻繁な変更が防止さ
れ、モータ（２０Ｍ＞の劣化や騒音の拡大部が防止され
る。

理想的には３０Ｈ２の運転によって温度（Ｔハを設定温
度（Ｔ、〉に維持できる様に各機器の容量を設定しであ
るが冷凍室（Ｆ）内の負荷が少なく、又、冷凍冷蔵庫＜
１＞周囲の温度が低い状況では３０Ｈｚの運転でも温度
（Ｉ、）が低下する。この場合は（Ｔ、−２）に達した
時点でモータ（２０Ｍ＞を停止せしめる。これによって
冷凍室（Ｆ）内の過冷却を防止する。その後温度（Ｔ）
が上昇して（１，−２）に達したらその時点から５分間
停止したままとし、その後電動圧縮機（２０）を起動し
て３０Ｈ２とする。これによって頻繁な起動停止による
電動圧縮機（２０）の劣化を防止する。以上の様に温度
（ＴＦ）の設定温度からの差によって電動圧縮機（２０
）の運転周波数を逐次変更するので温度（Ｔ２）は設定
温度（ＴＳ）（例えば−１８℃）に略安定的に制御され
る。尚、送風機（１２）は電動圧縮機（２０）の運転中
は継続運転される。又、周波数の変更は常に第４図の如
き段階を踏むものとは限らず、例えば現在温度＜Ｔ、）
が（Ｔ、〉にある状態から扉（６）の長期開放等の原因
により急激に上昇して（Ｔ５＋４）になったとしたら、
この場合もマイクロＣＰＵ（３０）内部で周波数変更指
令が出されてから３分後に周波数１２０Ｈ，に向げて運
転周波数を上昇きせる。

次に冷凍室（Ｆ）の急速冷却運転について説明する。任
意時刻に於いて急速冷却スイッチ（３４）が押されると
、マイクロＣＰＵ（３０）は冷凍室（Ｆ）の設定温度（
Ｔ、）を、通常の冷却運転時の最低設定７！１１！Ｌ度
である前述の一２２°Ｃより十分低い例えば−４０℃に
、スイッチ（３４）が押されてから例えば１５０分間強
制的に引き下げる。この時の電動圧縮機（２０）の運転
周波数と温度（ＴＦ＞の関係を第４図中破線で示す。こ
の急速冷却運転中は温度（ＴＦ）が設定温度（Ｔ、）よ
り１８°Ｃ高い温度（Ｔ、＋１８）より高い時は運転周
波数を１２０Ｈ２とし、（Ｔ、＋１８）に達したらその
時点から３分後に周波数を９０Ｈ２に下げ、（Ｔ、＋４
）に達するまで維持し、（ＴＳ＋４）に達したらその時
点から３分後に周波数を更に６０Ｈ２まで引き下げる。

以後は温度（ＴＦ）“が上昇しない限り６０Ｈ，を維持
する様マイクロＣＰ　Ｕ（３０）は動作する。即ち現在
の設定温度（’ｒｓ）が−１８°Ｃであり、又、冷凍室
（Ｆ）温度（ＴＦ）も−１８℃である時に急速冷却スイ
ッチ（３４）を押すと設定温度（Ｔ、）が強制的に一４
０℃に変更されるため、（ＩＦ）が（Ｔ、＋１８）であ
る−２２℃より高くなる。従ってマイクロＣＰＵ（３０
）は運転周波数を１２０Ｈ，とする指令を出し、その時
点から３分後に周波数を１２０Ｈ２まで上昇せしめる。

これによって冷凍室（Ｆ）内は強力に冷却され、温度（
Ｔ、）は急速に低下して行く。その後−２２°Ｃに達し
たらその時点から３分後に周波数を９０Ｈ２とする。更
に温度（Ｔ、）が低下して（Ｔｓ＋４＞である−３６°
Ｃに達したらその時点から３分後に運転周波数を６０Ｈ
２に低下させることになる。この様にして冷凍室（Ｆ）
内は急速に冷却きれるので、食品を凍結保存する際の組
織の破壊を最小限とすることができる。又、急速冷却運
転中の全期間に渡って′ＩＥ動圧縮機（２０）の最大回
転数とするのではなく、通常の温度制御と同様に温度（
ＴＦ）の低下に伴って運転周波数を下げて行くので、極
低温下における電動圧縮機（２０）の無駄な高速運転が
無くなり、省エネルギーに寄与する。１５０分経過後は
設定温度（Ｔ、）は再びスイッチ（３４）が押される以
前の値に復帰し、その後は通常の運転制御に戻る。

次に第５図のフローチャートを参照して送風機（１２）
の運転制御について説明する。第５図はマイクロコンピ
ュータ（２５）のソフトウェアの内の送風機（１２）の
制御に関するフローチャートを示す。電源投入から開始
してステップ（Ｓｌ）ですべてをリセットし、ステップ
（Ｓ、）で電動圧縮機（２０）が前述の制御によって現
在運転きれているか否か判断し、運転中であればステッ
プ（Ｓ、）に進んでフラグ１をリセットし、次にステッ
プ（Ｓ、）で送風機（１２）をドライバ回路（３９）に
よってモータ（１２Ｍ）を駆動して運転する。以後電動
圧縮機（２０〉の運転中はステップ（Ｓ、）から（Ｓ４
）を繰り返えし、前述の如く送風機（１２）を運転する
。前述の急速冷却運転中も同様である。ステップ（Ｓ、
）で電動圧縮機（２０）が停止中の時はステップ（Ｓ、
〉に進んで後述するフラグ１がセットきれているか判断
し、現在はリセットされているからステップ（Ｓ、〉に
進み冷凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、）が−２５°Ｃ以下か否
か判断し、否であればステップ（Ｓ、）に進んで送風機
（１２）を停止し、ステップ（Ｓ、）に戻る。

ここで冷凍室（Ｆ）の最低設定温度（Ｔ、）は通常−２
２℃であるので、前述の制暑により通常は一２４°Ｃで
電動圧縮機（２０〉は停止するので、温度（Ｔ、）が−
２５℃以下になる事は通常は殆ど発生せず、従って通常
送風機（１２）は電動圧縮機（２０）と同期して運転き
れている。しかし乍ら前述の急速冷却運転中は冷凍室（
Ｆ）の温度（ＴＦ）は−４０°Ｃ付近若しくはそれ以下
まで低下せしめられるので、（ＴＦ）が−２５°Ｃ以下
となるのは急速冷却運転中若しくはその終了後温度（Ｔ
ｔ）が上昇するまで所定期間となり、しかもステップ（
Ｓ６）で是となる時は電動圧縮機（２０）が停止中であ
るので、後者の場合である。

ステップ（Ｓ６）で是の時はステップ（Ｓ、）で冷蔵室
（Ｒ）の温度（工、ｌ）が＋７°Ｃ以上か否か判断する
。温度（Ｔ、）が＋７°Ｃより低く、冷蔵室（Ｒ）が冷
却を必要としていない時はステップ（Ｓ７）に進んで送
風機（１２）は停止する。ステップ（ＳＳ）で温度（Ｔ
ｌｌ）が＋７℃以上となっている時は冷蔵室（Ｒ）は冷
却を必要とし、当然ダンパーサーモスタット（１７）も
吐出口（１５）を開くが、冷凍室（Ｆ）の温度（ＴＦ）
は−２５°Ｃ以下であるので、設定が一２２°Ｃとなっ
ていてもしばらくは電動圧縮機（２０）も送風機（１２
）も運転されず、吐出口（１５）からは冷気が供給され
ず、冷蔵室（Ｒ）の温度（Ｔ、）がそのまま異常に上昇
して収納食品の劣化が生ずる。そこで本発明では温度（
Ｔ、）が−２５°Ｃ以下であり、且つ、温度（Ｔハが＋
７℃以上の場合はステップ（Ｓ８）からステップ（Ｓ、
）に進み、フラグ１をセットし、更にステップ（Ｓ、、
）で送ＭＷ（１２）を運転する。ステップ（Ｓ、〉でも
フラグ１がセットされている時はステップ（ｓｈｏ）に
進んで送風機（１２）を運転し、ステップ（Ｓ＋＋）で
温度（Ｔのが＋３　＠Ｃ以下でなければステップ（Ｓ、
）に戻って繰り返えし、ステップ（Ｓ＋＋）で温度（Ｔ
え）が＋３°Ｃ以下となっていればステップ（Ｓ＋Ｚ＞
でフラグ１をリセットし、ステップ（Ｓ、）に進んで送
風機（Ｓ、）を停止する。

即ち、冷凍室（Ｆ）の急速冷却運転終了後の所定期間に
おいて温度（ＴＦ）が−２５°Ｃ以下であり且つ冷蔵室
（Ｒ）の温度（Ｔｌｌ）が＋７’Ｃ以上の場合はマイク
ロＣＰ　Ｕ（３０）は電動圧縮機（２０）は停止したま
まで、送風機（１２）のみを温度（Ｔｍ）が＋３℃に低
下するまで運転する。これにより冷却器（１０）内に残
留している冷媒の冷却能力、或いは冷却器（１０）周囲
に残留している冷気を有効に利用して冷蔵室（Ｒ）内を
冷却し、冷凍室（Ｆ）の急速冷却運転終了後の冷蔵室（
Ｒ）の異常温度上昇を確実に防止できる。

この時電動圧縮＠（２０）は運転しない（冷凍室（Ｆ）
の温度（Ｔ、）が所定温度に上昇するまで。）ので、省
エネルギーとなる。

（ト）発明の効果 本発明によれば冷凍室の急速冷却運転後、冷凍室の温度
が低く、しばらく電動圧縮機と送風機が停止せしめられ
る状態であっても、冷蔵室の温度が高く、冷却を必要と
している場合には送風機のみを運転して冷蔵室に冷気を
供給するので冷蔵室の異常温度上昇が防止される。又、
この時電動圧縮機は運転せず、冷却器内の残留冷媒によ
る冷却作用若しくは冷却器周囲の残留冷気を利用して冷
蔵室を冷却するので、冷凍室の過冷却も生じず、又、こ
の送風機の強制運転は冷蔵室の温度が所定の低温度とな
ったら終了するので、これと相俟って節エネルギーに寄
与するものである。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の実施例を示すもので、第１図は制御用電
気回路のブロック図、第２図は冷凍冷蔵庫の側断面図、
第３図は冷媒回路図、第４図は電動圧縮機の運転周波数
と冷凍室温度の関係を示す図、第５図は送風機の制御に
関するマイクロコンピュータのソフトウェアを示すフロ
ーチャートである。 （Ｆ）・・・冷凍室、　（Ｒ）・・・冷蔵室、　（１２
）・・・送風機、　（２０）・・・電動圧縮機、　（２
５）・・・マイクロコンピュータ、　　（３０〉・・・
マイクロＣＰＵ。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名 第３図 顎藝ｉ糟事７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷凍室と冷蔵室とを具備し、前記冷凍室の温度によ
   って圧縮機と送風機を運転し、前記冷蔵室の温度に基づ
   くダンパー装置の動作によって冷蔵室への冷気流入量を
   調節して成るものにおいて、急速冷却スイッチの信号に
   より一定期間前記冷凍室の急速冷却運転を実行し、該急
   速冷却運転終了後、前記冷蔵室温度が高い時には冷蔵室
   が所定の低温度となるまで前記送風機が強制運転される
   事を特徴とする冷蔵庫の制御装置。