JPS6321466A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷凍サイクルの圧縮機の回転数を制御すること
によって貯蔵室内の温度を制御する冷蔵庫に関する。

（ロ）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。

この問題を屏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
室内の温度変動は極力低減せられる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 此種冷蔵庫の冷凍サイクルでは圧縮機から吐出きれた高
温高圧ガス冷媒を凝縮器にて凝縮液化せしめられるが、
冷却器で適当な低い蒸発温度を得、るために冷却器前段
に減圧器を設け、ここで減圧せしめた後冷却器に流入す
る様構成される。この減圧器は一定の流路抵抗を有した
細管であるキャピラリチューブで構成するが、例えば圧
縮機の回転数が高く、冷媒循環量が多い状態に合わせて
キャピラリチューブの抵抗値を設定した場合、回転数が
低下して冷媒循環量が減少した時は抵抗値がＪ＼さいた
めにキャピラリチューブ前後において適当な圧力差が作
られず、冷却器での冷媒の蒸発温度が上昇してしまう問
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ＣＰ　Ｕ　（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１２０Ｈ，とじ、設定温度（Ｔ、）に近づくに従い
９０Ｈ２，６０Ｈ２，３０Ｈ２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。電動圧縮機（２０）
から吐出された冷媒は凝縮器（２２）にて凝縮された後
減圧器（４７）で減圧し、冷却器（１０）に流入せしめ
られるが、減圧器（４７）は第１と第２のキャピラリチ
ューブ（５０）（５１）で構成する。両キャピラリチュ
ーブ（５０）（５１）は例えば８ｋｇ／ＣＴｎ”Ｇと４
ｋｇ／ｃｍ”Ｇと流路抵抗値を異なるものとし、電動圧
縮機（２０）の運転周波数（回転数）が１２０Ｈ２と９
０Ｈ２の時は第２のキャピラリチューブ（５１）を、６
０Ｈｚと３０旧の時は第１のキャピラリチューブ（５０
）を冷媒回路に接続する。

（ホ）作用 本発明によれば電動圧縮機の回転数に応じて退部な減圧
抵抗のキャピラリチューブを選択できる。

（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）に吹き出きれた冷気は冷凍室（Ｆ）へは
吐出口（１４）より、冷蔵室（Ｒ）へは吐出口（１５）
より吹き出されることになる。（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
ダンパ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（１５）を開閉
し、冷蔵室（Ｒ）の温度を例えば＋７°Ｃと＋３℃の間
で平均＋５°Ｃ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６又（２０）は冷
凍冷蔵庫（１）下部の機械室（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（２２）
と、この凝縮器（２２）及び前述の電動圧縮機（２０）
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）及び（２８）とマイクロＣＰＵ（３
０）の機能を有する。（３１）は冷凍室（Ｆ）の温度（
Ｔハ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ＣＰＵ（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ＣＰ　Ｕ（３０）
に入力される。マイクロＣＰ　Ｕ（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（２０）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ＣＰＵ（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（１２Ｍ）を制御する。更にマイクロＣＰ
　ｔＴ　（３０）の出力はＤ／Ａ変換器り４０）を介し
てドライバ回路（４１）に入力きれ、このドライバ回路
（４１）により第１の電磁弁（４２）を駆動し、又、マ
イクロＣＰＵ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器（４３）を
介してドライバ回路（４４）により第２の電磁弁（４５
）を駆動する。

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。１動圧縮機（２０）から吐出きれた高温高圧冷
媒は凝縮器（２２〉にて放熱して減圧ｆｒ４７）にて減
圧されて冷却器（１０）に流入し、そこで蕪発して気化
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）によつ℃設
定される冷凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、）を（Ｔ１）（ここ
では−１２℃から一２２℃まで設定可能。）とすると図
中実線の如く運転周波数を変更する。即ち、せンサー（
３１）の感知する温度（Ｔ、）が現在高く＜Ｔｉ＋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１２０Ｈｚとする。

これによって冷凍室（Ｆ）の温度（ＴＦ＞は急速に低下
する。これによって（Ｔ、）が（Ｔｉ＋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に低下せしめる。

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（Ｔｉ＋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６０Ｈｚに
低下せしめる。これによって温度（Ｔ、）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３０Ｈ２に低下きせる。こ
の様にして温度（Ｔ、）は設定温度（工、）に漸近する
形となり所謂オーバーシュートが低減きれる。

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（ｒｓ
＋ｚ）まで上昇したら、（ｒｓ＋ｚ）に到達した時点か
ら３分後に９０Ｈ２に加速する。（Ｔｉ＋４）に達した
時点からも同様に３分後に１２０Ｈｚに上昇させる。こ
の様にマイクロＣＰ　Ｕ　（３０）は温度（ＴＦ）が（
Ｔ、＋４）、（Ｔｉ＋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、（Ｔｉ＋４）（’ｒ、＋ｚ）（ｒ、）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等が
防止される。

理想的には３０Ｈ２の運転によって温度（Ｔ、）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３０Ｈ２の運転でも温
度（Ｔ、）が低下する。この場合はくＩ！−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（’ｒｓ−ｚ）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（Ｔ、）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（Ｔ、）は
設定温度（ｒ、＞（例えば−１８’Ｃ）に略安定的に制
御きれる。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５（６）の長期開放等
の原因により急激に上昇して（Ｔｉ＋４＞になったとし
たら、この場合もマイ゛クロＣＰ　Ｕ（３０）内部で周
波数変更指令が出きれてから３分後に周波数１２０Ｈ，
に向けて運転周波数を上昇させる。

次に第５図に減圧器（４７）の構成を示す。減圧器（４
７）は第１の電磁弁（４２）と第１のキャピラリチュー
ブ（５０）の直列回路と、第２の電磁弁（４５）と第２
のキャピラリチューブ（５１）の直列回路が並列に、凝
縮器（２２）への配管（４７ａ）と冷却器（１０）への
配管（４７ｂ）間に接続されて構成される。第１及び第
２の電磁弁（４２）　（４５）は前述の如くマイクロコ
ンピュータ（２５）にそれぞれ制御きれるものであり、
又、第１のキャピラリチューブ（５０）は例えば８ｋｇ
７ｃｍ”Ｇ及び第２のキャピラリチューブ（５１）は例
えば４ｋｇかＰＧとそれぞれ流路抵抗値が異なるものと
されている。

次に第６図に示すフローチャートを参照してマイクロコ
ンピュータ（２５）の電磁弁（４２）（４５）の制御動
作を説明する。尚、電磁弁制御に限りマイクロコンピュ
ータ（２５）は電源投入時及び所定のしきい値例えば−
２０℃と一１６℃を横切った時に温度（Ｔ、）をサンプ
リングし、現在の冷凍室（Ｆ）の温度（Ｔｐｐ）を測定
し、又、前回のサンプリング時の温度（Ｔｖｙ−１）を
記憶しているものとする。電源投入からスタートしてス
テップ（Ｓ＋）ですべてをリセットし、ステップ（Ｓ、
）で現在電動圧縮機（２０〉が停止しているか否か判断
し、運転中であればステップ（Ｓ４）に進んで現在の運
転周波数（Ｈ２）が例えば６５Ｈ２以下か否か判断する
。前述より周波数が６０Ｈ２若しくは３０Ｈ２であれば
ステップ（Ｓ、）へ進んで第１の電磁弁（４２）を開き
、第２の電磁弁（４５）を閉じる。又、ステップ（Ｓ４
）で周波数が１２０Ｈｚ若しくは９０Ｈ２であればステ
ップ（Ｓ６）に進んで温度（’ｔ’ｒＰ）が−２０℃以
下か否か判断し、否であればステップ（Ｓ、）で温度（
Ｔ□）が−１６℃以上か否か判断し、否であればステッ
プ（Ｓ７）で前回のサンプリング時の温度（ＴＦＦ−１
）と（Ｔ□）を比較して（Ｔ□）が（Ｔ□−１）以下で
あればステップ（Ｓ８）で第１の電磁弁（４２〉を閉じ
、第２の電磁弁（４５）を開く。又、ステップ（Ｓ、）
で温度（’］’Ｈ）が−１６℃以上であってもステップ
（Ｓ、）に進む。即ち、電動圧縮機（２０）の運転周波
数が３０Ｈ２若しくは６０Ｈ２と低く冷媒循環量が少な
い時は第１のキャピラリチューブ（５０）を冷媒回路に
接続し、減圧器（４７）の流路抵抗を８ｋｇ／ｃｍ’Ｑ
とし、又、運転周波数が９０Ｈ２若しくは１２０Ｈ，と
高く冷媒循環量の増加が予想される時には第２のキャピ
ラリチューブ（５１）を冷媒回路に接続し、減圧器（４
７）の流路抵抗を４ｋｇ／ｃｍ”Ｇとする。これに上っ
て減圧器（４７）前後での圧力差が各運転周波数におい
て略一定となるため、適正な蒸発温度を得る事ができる
。即ち運転周波数が高い時の抵抗値が過大であることに
よる冷媒循環量不足と、運転周波数が低い時の抵抗値が
過小であることによる減圧不足、蒸発温度の上昇が防止
きれる。

ここでステップ（Ｓ４）で運転周波数（ＨＰ）が９０Ｈ
２、又は１２０Ｈｚであっても、冷凍室（Ｆ）の温度（
工ＦＦ）が−２０℃以下の時はステップ（Ｓ６）から（
Ｓ、〉に進んで第１の電磁弁（４２）を開き、第２電磁
弁（４５）を閉じて減圧器（４７）の流路抵抗を８ｋｇ
／ｃｍ”Ｇとする。これは冷凍室（Ｆ）が低温に冷えて
いる時には冷却器（１０）での冷媒蒸発量が少なく、従
って電動圧縮機（２０）の運転周波数が高くても冷媒循
環量が少なくなるからである。ステップ（Ｓ、）で温度
（ＴＦＦ）が（ｒｔｐ−ｔ＞より高い時もステップ（Ｓ
、）へ進むのはチャタリング防止のためである。

又、ステップ（Ｓ、）で電動圧縮機（２０）が停止して
いる時にはステップ（Ｓ、）に進んで双方の電磁弁（４
２）（４５）を閉じる。これによって電動圧縮機（２０
）停止時に凝縮器（２２）より高温冷媒が冷却器（１０
）へ自然流入する事はない。

（ト）発明の効果 本発明によれば電動圧縮機の回転数に応じてキャピラリ
チューブを変更し、減圧器の流路抵抗値を変更するので
、冷媒回路内の冷媒循環量に応じた退部な抵抗値とする
事が可能となり、低回転時の蒸発温度の上昇及び高回転
時の冷媒循環不足を確実に防止して常に良好な冷却能力
を得る事が可能となる。

【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図は減圧器の構成を
示す図、第６図は電磁弁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、　（２０）・・・電動圧縮機、　
〈２４）・・・制御用電気回路、　（３０）・・・マイ
クロＣＰＵ、　　（３７）・・・インバータ回路、　（
４２）　（４５）・・・第１及び第２の電磁弁、　（４
７）・・・減圧器、　（５０）（５１）・・・第１及び
第２のキャピラリチューブ。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野ｊＥＭ　　外１名第５図 ２　８　８　８　　。 ス牟ｊ個稟

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を順次接続して
   冷媒回路を構成し、貯蔵室内の温度によって前記圧縮機
   の回転数を制御してなるものに於いて、前記減圧器は異
   なる抵抗値を有した複数のキャピラリチューブにて構成
   し、前記圧縮機の回転数に応じて前記減圧器の抵抗値を
   変更する事を特徴とする冷蔵庫。