(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロ式コンプレッサから吐出された冷媒を凝縮器にて凝縮した後、択一選択的に流すよう出口を開閉する機能を備えると共に、双方の出口を閉じて流路を完全に閉鎖する機能と双方の出口を開放する機能をも有する三方弁の一方の出口から第１の減圧装置を経て冷蔵室用冷却器及び冷凍室用冷却器に順次供給する両室冷却モードと、前記三方弁の他方の出口から第２の減圧装置を経て前記冷凍室用冷却器に供給する冷凍室冷却モードとを選択的に実行する冷蔵庫において、
前記レシプロ式コンプレッサの停止中には、前記三方弁により流路を閉鎖すると共に、前記レシプロ式コンプレッサは略正弦波にて駆動されることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記略正弦波の波形は、前記レシプロ式コンプレッサに対応するべくチューニングされた波形であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
予め格納された波形データに基づいて、前記レシプロ式コンプレッサを駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記レシプロ式コンプレッサの始動時にこの始動に先立って、前記三方弁による前記閉鎖を解除することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記レシプロ式コンプレッサの運転終了時点から遅延して前記三方弁による閉鎖を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に冷蔵庫。
【請求項６】
前記閉鎖は、前記三方弁の双方の前記出口を閉じることにより行うことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記三方弁はモータにより駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも冷凍室用の冷却器と冷蔵室用の冷却器とを備える冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫は、一つの冷却器によって冷凍室や冷蔵室、野菜室を全て冷却するタイプが多いが、２つの冷却器を備えるものもある。この２つの冷却器を備える冷蔵庫では、三方弁により冷媒の流路を変更している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷蔵庫の冷媒回路においては、レシプロ式コンプレッサが停止すると高圧側の暖かい冷媒が低圧側に自然流入する冷媒移動が生じるため、冷却器の温度が上昇し、冷却効率が低下してしまう問題があった。
【０００４】
このため、レシプロ式コンプレッサの停止中に、前述の三方弁を閉じて、冷媒の流れを止めることを考案した。
【０００５】
しかし、このようにすると、圧力差が維持され、レシプロ式コンプレッサの始動時の負荷が大きくなり、始動を失敗することがある。
【０００６】
本発明は、冷蔵庫の冷却性能の低下を抑制し、且つ、レシプロ式コンプレッサの始動が良好に行われる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来より、レシプロ式コンプレッサの駆動方法として、矩形波制御が知られている。又、振動や騒音を防ぎ省エネタイプの駆動方法として、正弦波電流駆動が知られている。更に、この正弦波電流駆動の改良として、発生トルクをベクトル演算し瞬時に駆動波形(駆動電流波形は正弦波に似た波形となる)を制御したり、個々のコンプレッサにチューニングされた波形データを予め格納しこの波形データより駆動波形(駆動電流波形は正弦波に似た波形となる)を制御したりしている。このように、駆動電流波形を、略正弦波(正弦波や正弦波に似た波形)として、駆動することにより、騒音を防ぐ等の利点があることが知られている。
【０００８】
本発明の冷蔵庫は、上述した略正弦波により制御を採用したことを特徴とする。このように、略正弦波で制御することにより、レシプロ式コンプレッサを良好に始動させ、始動不良を抑制することができた。
【０００９】
本発明は、レシプロ式コンプレッサ(8)から吐出された冷媒を凝縮器(9)にて凝縮した後、三方弁(10)の一方の出口から第１の減圧装置(11)を経て冷蔵室用冷却器(4)及び冷凍室用冷却器(6)に順次供給する両室冷却モードと、前記三方弁(10)の他方の出口から第２の減圧装置(12)を経て前記冷凍室用冷却器(6)に供給する冷凍室冷却モードとを選択的に実行する冷蔵庫において、このレシプロ式コンプレッサ(8)の停止中には、前記三方弁(10)により流路を閉鎖すると共に、このレシプロ式コンプレッサ(8)は略正弦波にて駆動制御されることを特徴とする。
【００１０】
更に、前記略正弦波の波形は、前記レシプロ式コンプレッサ(8)に対応するべくチューニングされた波形であることを特徴とする。
【００１１】
又、予め格納された波形データに基づいて、前記レシプロ式コンプレッサ(8)の駆動波形を作成することを特徴とする。
【００１２】
又、本発明は、前記レシプロ式コンプレッサ(8)の始動時にこの始動に先立って、前記三方弁(10)による前記閉鎖を解除することを特徴とする。
【００１３】
また、レシプロ式コンプレッサ(8)の運転終了時点から遅延して前記三方弁(10)による閉鎖を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、前記閉鎖は、前記三方弁(10)の双方の前記出口を閉じることにより行うことを特徴とする。
【００１５】
【００１６】
また、この三方弁(10)はモータ(24)により駆動されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照しつつ、本発明の１実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、冷蔵庫本体の縦断面図である。図２は、この冷蔵庫の冷凍回路図である。図３は、この冷蔵庫の制御系の説明をするための回路図である。
【００１９】
図１に示されるように、この冷蔵庫は、冷蔵室(1)と野菜室(2)と冷凍室(3a,3b)からなる。そして、冷蔵室用冷却器(4)と冷蔵室用送風機(5)を備えている。この冷蔵室用冷却器(4)により、冷蔵室(1)と野菜室(2)を冷却している。この冷蔵庫は、冷凍室用冷却器(6)と冷凍室用送風機(7)も備えている。この冷凍室用冷却器(6)で冷凍室(3a,3b)を冷却している。この２つの冷却器(4,6)には、レシプロ式コンプレッサ(8)からの冷媒が供給される。
【００２０】
冷媒の流れについて、図２を参照しつつ説明する。
【００２１】
図２において、(9)は凝縮器である。(10)は、冷媒流路切替器として動作するモータ駆動の三方弁である。(11)と(12)はそれぞれ第１及び第２の減圧装置として動作するキャピラリチューブである。尚、このキャピラリチューブ(11,12)は冷媒吸込配管(8S)と熱交換関係となるようにハンダ付けされている。
【００２２】
レシプロ式コンプレッサ(8)の冷媒吐出配管(8D)は、凝縮器(9)に接続され、凝縮器(9)の出口部はドライヤ(13)を経て三方弁(10)に接続される。
【００２３】
三方弁(10)の一方の出口は、キャピラリチューブ(11)を経て冷蔵室用冷却器(4)の入口に接続され、冷蔵室用冷却器(4)の出口は冷凍室用冷却器(6)の入口に接続されている。
【００２４】
三方弁(10)の他方の出口は、キャピラリチューブ(12)を経て冷凍室用冷却器(6)の入口に接続される。冷凍室用冷却器(6)の出口はレシプロ式コンプレッサ(8)の冷媒吸込配管(8S)に接続されている。
【００２５】
尚、三方弁(10)は、凝縮器(9)からの液冷媒をキャピラリチューブ(11)かキャピラリチューブ(12)に択一選択的に流すよう出口を開閉する機能を備えると共に、双方の出口を閉じて流路を完全に閉鎖する機能と双方の出口を開放する機能をも有する。なお、(14)は冷凍室用冷却器(6)とレシプロ式コンプレッサ(8)との間に接続された冷媒液溜としてのヘッダーである。
【００２６】
図３において、この冷蔵庫の制御系の回路は汎用のマイクロコンピュータ(M)にて構成されており、その入力には冷凍室(3a,3b)の温度を検出する冷凍室温度センサ(15)、冷蔵室(1)の温度を検出する冷蔵室温度センサ(16)、冷蔵室用冷却器(4)の温度を検出する冷蔵室用冷却器温度センサ(17)、冷凍室用冷却器(6)の温度を検出する冷凍室用冷却器温度センサ(18)などが接続されている。
【００２７】
マイクロコンピュータ(M)の出力には、レシプロ式コンプレッサ(8)、機械室用送風機(19)、冷凍室用送風機(7)及び冷蔵室用送風機(5)がそれぞれインバータ回路(20,21,22,23)を介して接続され、更に、三方弁(10)の開閉を制御するモータ(24)等が接続される。
【００２８】
前述したように、従来よりレシプロ式コンプレッサの駆動方法として、矩形波制御が知られている。又、振動や騒音を防ぎ省エネタイプの駆動方法として、正弦波電流駆動が知られている。更に、この正弦波電流駆動の改良として、発生トルクをベクトル演算し瞬時に駆動波形(駆動電流波形は正弦波に似た波形となる)を制御したり、個々のコンプレッサにチューニングされた波形データを予め格納しこの波形データより駆動波形(駆動電流波形は正弦波に似た波形となる)を制御したりしている。このように、駆動電流波形を、略正弦波(正弦波や正弦波に似た波形)として、駆動することにより、騒音を防ぐ等の利点があることが知られている。
【００２９】
この実施態様では、インバータ回路(20)により、レシプロ式コンプレッサ(8)を正弦波電流駆動制御している。尚、正弦波制御は、特開2000-232797号公報や特開2000-201494号公報に一例が示されるように、良く知られている。このインバータ回路(20)とマイクロコンピュータ(M)により、レシプロ式コンプレッサ(8)を制御する制御手段が構成されている。
【００３０】
この冷蔵庫の動作を説明する。
【００３１】
冷蔵室温度センサ(16)が検出する冷蔵室(1)の温度が高く、且つ、冷凍室温度センサ(15)が検出する冷凍室(3a,3b)の温度が高くなる(ＯＮ点を超える)と、マイクロコンピュータ(M)により、レシプロ式コンプレッサ(8)が運転開始されると共に、モータ(24)を制御して、三方弁(10)のキャピラリチューブ(11)側を開放し、キャピラリチューブ(12)側は閉じたままとする。また、送風機(5,7,19)の運転を開始する。
【００３２】
レシプロ式コンプレッサ(8)が運転されると、レシプロ式コンプレッサ(8)の冷媒吐出配管(8D)から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器(9)に流入して放熱し、凝縮液化される。そして、凝縮器(9)を出た冷媒はドライヤ(13)を経て三方弁(10)に入る。
【００３３】
三方弁(10)はキャピラリチューブ(11)側が開放されているので、冷媒はキャピラリチューブ(11)で減圧された後、冷蔵室用冷却器(4)と冷凍室用冷却器(7)とに順次流入して蒸発し、双方の冷却器(4,6)で冷却能力を発揮し、各室(1,2,3a,3b)が冷却される(両室冷却モード)。
【００３４】
そして、冷蔵庫は、冷蔵室(野菜室を含む)の方が、冷凍室より先に所定の冷蔵温度(ＯＦＦ点)に達すように設計されているので、冷蔵室(1)の温度が先にＯＦＦ点に達する。マイクロコンピュータ(M)は、冷蔵室温度センサ(16)の出力に基づき、冷蔵室(野菜室を含む)が所定の温度まで冷却されたことを検出して、モータ(24)を制御して、三方弁(10)のキャピラリチューブ(12)側に開放し、キャピラリチューブ(11)側を閉じる。また、送風機(5)を3分後に停止する。
【００３５】
凝縮器(9)で凝縮液化された冷媒は、キャピラリチューブ(12)で減圧された後、冷凍室用冷却器(6)に流入して蒸発し、この冷凍室用冷却器(6)で冷却能力を発揮する(冷凍室冷却モード)。
【００３６】
そして、冷凍室(3a,3b)の温度が所定の冷凍室温度(ＯＦＦ点)に達した場合、マイクロコンピュータ(M)は、これを冷凍室温度センサ(15)により検出し、レシプロ式コンプレッサ(8)及び送風機(19,7)を停止すると共に、モータ(24)を制御して三方弁(10)のキャピラリチューブ(12)側を閉じる。これにより、三方弁(10)の双方の出口は閉じ、流路が閉鎖される。三方弁(10)の閉鎖は、モータ(24)による制御であるので、流路が完全に閉鎖されるタイミングは、レシプロ式コンプレッサ(8)の停止より、若干遅延する。この三方弁(10)の閉鎖の遅延によって、高圧側と低圧側の圧力差が軽微ながら低減される。
【００３７】
この三方弁(10)の閉鎖によって、高圧側から低圧側に高温冷媒が自然流入する不都合が抑制される。これにより、各冷却器(4,6)の不必要な温度上昇や圧力上昇が回避され、運転効率が改善されて省エネルギーとなる。
【００３８】
この実施態様では、レシプロ式コンプレッサにて圧縮機を構成しているため、ロータリーコンプレッサに比してレシプロ式コンプレッサ運転中と停止中との低圧側の圧力差(差圧)を取ることが困難となるが、モータ駆動式の三方弁(10)にて流路を閉鎖するので、確実に冷媒の流れを抑制できる。
【００３９】
そして、冷蔵室温度センサ(16)が検出する冷蔵室(1)の温度が上昇し、且つ、冷凍室温度センサ(15)が検出する冷凍室(3a,3b)の温度が高くなる(ＯＮ点を超える)と、マイクロコンピュータ(M)はインバータ回路(20)を制御してレシプロ式コンプレッサ(8)を始動する。マイクロコンピュータ(M)は、モータ(24)を制御して、三方弁(10)のキャピラリチューブ(11)側を開放し、キャピラリチューブ(12)側は閉じたままとする。また、送風機(5,7,19)の運転を開始する。
【００４０】
このとき、インバータ回路(20)は、レシプロ式コンプレッサ(8)を正弦波電流駆動制御しているので、圧力差に起因する負荷が高くても、レシプロ式コンプレッサ(8)は、始動しやすい。
【００４１】
尚、上記実施態様では、三方弁(10)をモータ駆動式としたが、これに限らず、電磁ソレノイドなどで駆動しても良い。
【００４２】
また、上記実施態様では、レシプロ式コンプレッサ(8)の停止からモータ(24)による遅延時間後に三方弁(10)の両出口を閉じて、冷媒の流路を閉鎖したが、これは、当然、始動が良好に行われるのであれば、遅延を無くするように電磁ソレノイドなどで駆動してもよい。また、反対に、遅延が無いと、始動が良好に行われないのであれば、遅延時間を長くするようにしても良い。また、上記説明では、レシプロ式コンプレッサ(8)の停止時に、圧力差を軽微ながら減少させたが、これは、レシプロ式コンプレッサ(8)の運転開始時に圧力差を軽減するようにしてもよい。つまり、冷蔵室温度センサ(16)が検出する冷蔵室(1)の温度が高く、且つ、冷凍室温度センサ(15)が検出する冷凍室(3a,3b)の温度が高くなる(ＯＮ点を超える)と、マイクロコンピュータ(M)は、すぐにはレシプロ式コンプレッサ(8)の運転を開始せず、運転始動タイミングを遅延させる。このため、マイクロコンピュータ(M)は、まず、モータ(24)を制御して、三方弁(10)のキャピラリチューブ(11)側を開放する。このキャピラリチューブ(11)側の開放により、圧力差は減少する。その後に、レシプロ式コンプレッサ(8)が始動される。
【００４３】
また、上記実施態様では、レシプロ式コンプレッサ(8)の駆動方法として、単なる正弦波制御を説明したが、これは、前述したように、発生トルクをベクトル演算し瞬時に駆動波形(正弦波に似た波形となる)を制御してもよい。また、個々のコンプレッサにチューニングされた波形データを予め格納しこの波形データより駆動波形(正弦波に似た波形となる)を制御してもよい。
【００４４】
また、レシプロ式コンプレッサ(8)の停止時と始動時のどちらか一方ではなく、両方で三方弁(10)の出口の開成による圧力差の減少を行ってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、冷蔵庫の冷却性能の低下を抑制し、且つ、レシプロ式コンプレッサ(8)が良好に始動し、始動不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施態様の冷蔵庫本体の側断面図である。
【図２】  この実施態様の冷蔵庫の冷凍回路図である。
【図３】  この実施態様の冷蔵庫の制御系の回路図である。
【符号の説明】
(1)・・・・・・冷蔵室、
(3a,3b)・・冷凍室、
(4)・・・・・・冷蔵室用冷却器、
(5)・・・・・・冷蔵室用送風機、
(6)・・・・・・冷凍室用冷却器、
(7)・・・・・・冷凍室用送風機、
(8)・・・・・・レシプロ式コンプレッサ、
(9)・・・・・・凝縮器、
(10)・・・・・三方弁(冷媒流路切替器)、
(11)・・・・・キャピラリチューブ(第１の減圧装置)、
(12)・・・・・キャピラリチューブ(第２の減圧装置)、
(20)・・・・・・インバータ回路(制御手段)。
(M)・・・・・・マイクロコンピュータ(制御手段)。
【図１】
0003723441.tif 000002
【図２】
0003723441.tif 000003
【図３】
0003723441.tif 000004