(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電前に前記圧縮機を所定時間停止する制御装置を有し、
前記除霜ヒータの通電前の圧縮機を停止する直前の所定時間の前記圧縮機の運転中にのみ前記冷凍サイクル内の流路抵抗を増大させる前記流路増大手段を有し、前記流路抵抗増大手段は、前記減圧装置に対して並列接続され、且つ流路抵抗が前記減圧装置に対して大きい他の減圧装置と、前記凝縮器にて液化した液冷媒を前記減圧装置および他の減圧装置のいずれか一方に導く切換弁と、前記除霜ヒータの通電前の前記圧縮機の運転中にのみ前記凝縮器にて液化した液冷媒を他の減圧装置に導くよう前記切替弁を制御する制御装置とを有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電前に前記圧縮機を所定時間停止する制御装置を有し、
前記除霜ヒータの通電前の圧縮機を停止する直前の所定時間の前記圧縮機の運転中にのみ前記冷凍サイクル内の流路抵抗を増大させる前記流路増大手段を有し、
前記流路抵抗増大手段は、前記減圧装置を加熱する加熱ヒータと、前記除霜ヒータの通電前の前記圧縮機の運転中にのみ前記加熱ヒータに通電する制御装置とを有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電時に前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段を有し、
前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段は、前記減圧装置と蒸発器との間の配管パイプに対して並列接続されたレシーバタンクと、前記減圧装置にて減圧した液冷媒を前記配管パイプおよびレシーバタンクのいずれか一方に導く切換弁と、前記除霜ヒータの通電直前における前記圧縮機の運転中から前記除霜ヒータの通電終了間に前記減圧装置にて減圧した液冷媒を前記レシーバタンクに導くよう前記切替弁を制御する制御装置とを有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項４】
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電時に前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段を有し、
前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段は、前記蒸発器と庫内とを強制熱交換させる冷気循環用ファンモータと、前記除霜ヒータの通電直前に前記圧縮機を所定時間停止させるとともに、その間前記冷気循環用ファンモータを運転する制御装置を有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項５】
前記蒸発器にて熱交換された冷気の冷蔵室への吹き出し量を制御する冷蔵室ダンパーと、前記除霜ヒータの通電直前に前記圧縮機を所定時間停止させるとともに、その間前記冷気循環用ファンモータを運転する際に、前記冷蔵室ダンパーを開状態とする制御装置を有することを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫。
【請求項６】
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、
前記蒸発器にて熱交換された冷気の冷凍室への吹き出し量を制御する冷凍室ダンパーと、前記除霜ヒータの通電時に前記冷凍室ダンパーを閉状態とする制御装置とを有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項７】
前記蒸発器と庫内とを強制熱交換させる冷気循環用ファンモータと、前記除霜ヒータの通電時に前記冷気循環用ファンモータを運転する制御装置とを有することを特徴とする請求項６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】
本発明は冷蔵庫に関し、特に冷凍サイクルにおける蒸発器の霜取を自動開始／自動終了で行うファン式冷凍冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、一般的な従来の冷凍冷蔵庫について、図２０乃至図２２にしたがって説明する。
【０００３】
図２０は従来の冷凍冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図であり、図２１は従来の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図２２は従来の冷凍冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【０００４】
図２０において、１は蒸発器、２は除霜ヒータ、３は霜取終了検知センサー、４は冷気循環用ファンモータ、５は冷蔵室吐き出し冷気調整ダンパーである。
【０００５】
図２１において、１は蒸発器、８は圧縮機、９は凝縮器、１０はドライヤ、１１は絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリーチューブ、１２は吸い込み管のサクションパイプである。
【０００６】
図２２において、通常冷却運転中は、前記圧縮機８と冷却循環用ファンモータ４とは同期運転するよう制御されている。
【０００７】
一般的には、前記圧縮機８の運転積算時間が設定時間に達すると、霜取を開始する。霜取は、前記圧縮機８の停止および前記冷却循環用ファンモータ４の停止と同時に前記除霜ヒータ２を通電し、該除霜ヒータ２により前記蒸発器１が加熱され、前記蒸発器１に付着した霜が溶けると前記蒸発器１の温度が上昇する。前記蒸発器１の温度が上昇し、前記蒸発器１近傍に取り付けられた前記霜取終了検知センサー３が設定温度に達すると前記除霜ヒータ２をＯＦＦする。
【０００８】
霜取後の前記蒸発器１の温度は２０℃前後、蒸発圧力は４〜５ｋｇｆ／ｃｍ２ａｂｓ程度まで上昇しており、このままでは前記圧縮機８の最始動時に過負荷となり始動不能となる。
【０００９】
一般的には、前記除霜ヒータ２のＯＦＦ後、蒸発圧力低減のため数分のタイムセーフ時間を設けている。
【００１０】
また、本出願人は特願平７−１５６４００号において、図２２に示す破線ａのように、このタイムセーフ時間に前記冷却循環用ファンモータ４を運転し蒸発圧力低減することにより、さらに始動性を改善する制御を提案している。前記除霜ヒータ２のＯＦＦ後のタイムセーフ時間が終了すれば、前記圧縮機８と冷却循環用ファンモータ４とを同期運転し、通常冷却運転にもどる。
【００１１】
さらに、本出願人は同じく特願平７−１５６４００号において、図２２に示す破線ｂのように、前記圧縮機８の再始動後は、前記圧縮機８への負担を減らすためや、冷媒流温の低減のために、数分間、前記冷却循環用ファンモータ４を停止する制御も提案している。
【００１２】
前記蒸発器１の霜取は、前記蒸発器１を大容量の前記除霜ヒータ２で加熱して行われるため、霜取中の前記除霜ヒータ２の消費電力量が加算されるのみならず、霜取中に温度上昇した庫内温度を所定の庫内温度に冷すために過大な消費電力量を必要とする。
【００１３】
このように、冷凍冷蔵庫の霜取は当該冷凍冷蔵庫の消費電力量を増大させる要因のひとつとなっており、効率の良い霜取、つまり小容量や短時間での霜取が要求されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記除霜ヒータ２の容量や通電時間は、前記除霜ヒータ２にて加熱した時の、前記蒸発器１についた霜の溶け具合と前記蒸発器１の温度と霜取終了検知センサー３の温度の相関により決められている。
【００１５】
このため、霜取での庫内温度上昇や消費電力量の改善を求めるために、むやみに霜取時間の短縮つまり前記霜取終了検知センサー３の設定温度を下げることは、前記蒸発器１についた霜の溶け具合に分布が発生するといった霜取不良につながるため、前記霜取終了検知センサー３の設定温度はある程度余裕をもった値に設計する必要がある。
【００１６】
さらに、前記圧縮機８の停止後は、前記凝縮器９中の高圧液冷媒がガス化し前記蒸発器１に流れ込んで当該蒸発器１周辺の温度にて冷却されて液化しており、冷凍サイクル中の冷媒のほとんどが前記蒸発器１内に溜まっていた。
【００１７】
前記蒸発器１の霜取の際、前記除霜ヒータ２にて前記蒸発器１の温度を上昇させるためには、前記蒸発器１に付いた霜を溶かす熱量とともに、前記蒸発器１内に溜まっている液冷媒をガス化させたり温度を上昇させたりするための熱量が必要となっており、前記蒸発器１の霜取に大容量の除霜ヒータ２や長時間のヒータ通電時間が必要となる理由となっていた。
【００１８】
これらは、霜取による庫内温度上昇や消費電力量の改善の障害となっていた。
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑み、効率の良い霜取を行い、霜取後の庫内温度上昇を抑えるとともに、消費電力量の低減が可能となる冷蔵庫の提供を目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電前に前記圧縮機を所定時間停止する制御装置を有し、前記除霜ヒータの通電前の圧縮機を停止する直前の所定時間の前記圧縮機の運転中にのみ前記冷凍サイクル内の流路抵抗を増大させる前記流路増大手段を有し、前記流路抵抗増大手段は、前記減圧装置に対して並列接続され、且つ流路抵抗が前記減圧装置に対して大きい他の減圧装置と、前記凝縮器にて液化した液冷媒を前記減圧装置および他の減圧装置のいずれか一方に導く切換弁と、前記除霜ヒータの通電前の前記圧縮機の運転中にのみ前記凝縮器にて液化した液冷媒を他の減圧装置に導くよう前記切替弁を制御する制御装置とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の冷蔵庫は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電前に前記圧縮機を所定時間停止する制御装置を有し、前記除霜ヒータの通電前の圧縮機を停止する直前の所定時間の前記圧縮機の運転中にのみ前記冷凍サイクル内の流路抵抗を増大させる前記流路増大手段を有し、前記流路抵抗増大手段が、前記減圧装置を加熱する加熱ヒータと、前記除霜ヒータの通電前の前記圧縮機の運転中にのみ前記加熱ヒータに通電する制御装置とを有することを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の冷蔵庫は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電時に前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段を有し、前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段が、前記減圧装置と蒸発器との間の配管パイプに対して並列接続されたレシーバタンクと、前記減圧装置にて減圧した液冷媒を前記配管パイプおよびレシーバタンクのいずれか一方に導く切換弁と、前記除霜ヒータの通電直前における前記圧縮機の運転中から前記除霜ヒータの通電終了間に前記減圧装置にて減圧した液冷媒を前記レシーバタンクに導くよう前記切替弁を制御する制御装置とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の冷蔵庫は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータの通電時に前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段を有し、前記蒸発器内部の液冷媒量を減少させる手段が、前記蒸発器と庫内とを強制熱交換させる冷気循環用ファンモータと、前記除霜ヒータの通電直前に前記圧縮機を所定時間停止させるとともに、その間前記冷気循環用ファンモータを運転する制御装置を有することを特徴とするものである。
【００２７】
さらに、本発明の冷蔵庫は、前記蒸発器にて熱交換された冷気の冷蔵室への吹き出し量を制御する冷蔵室ダンパーと、前記除霜ヒータの通電直前に前記圧縮機を所定時間停止させるとともに、その間前記冷気循環用ファンモータを運転する際に、前記冷蔵室ダンパーを開状態とする制御装置を有することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の冷蔵庫は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮したガス冷媒を液化させる凝縮器と、液化した液冷媒を減圧する減圧装置と、減圧した液冷媒をガス化させる蒸発器とを用いそれぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを備えるとともに、前記蒸発器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記蒸発器にて熱交換された冷気の冷凍室への吹き出し量を制御する冷凍室ダンパーと、前記除霜ヒータの通電時に前記冷凍室ダンパーを閉状態とする制御装置とを有することを特徴とするものである。
【００２９】
さらに、本発明の冷蔵庫は、前記蒸発器と庫内とを強制熱交換させる冷気循環用ファンモータと、前記除霜ヒータの通電時に前記冷気循環用ファンモータを運転する制御装置とを有することを特徴とするものである。
【００３０】
上記構成によれば、本発明の冷蔵庫は、除霜ヒータの通電直前に圧縮機を所定時間停止することにより、圧縮機停止後の凝縮器から蒸発器に流入するガス冷媒の凝縮潜熱を霜取りに利用することができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００３２】
さらに、前記除霜ヒータの通電直前の圧縮機運転中に、流路抵抗が大きい前記他の減圧装置に冷媒流路を切り替えることができるため、前記凝縮器に溜まる高圧の液冷媒量比率を増やすことができる。これにより、通常冷却運転時は適正な絞り度により適正な圧力差が得られ、所定の冷却能力が得られるとともに、前記圧縮機停止後の凝縮器から蒸発器に流入するガス冷媒の凝縮潜熱量が増加し、霜取りへの利用の効果を向上することができる。
【００３３】
また、前記除霜ヒータの通電直前の圧縮機運転中に、前記減圧装置を加熱する加熱ヒータに通電することにより、前記減圧装置の流路抵抗を増大させ、前記凝縮器に溜まる高圧な液冷媒量比率を増やすことができる。これにより、通常冷却運転時は適正な絞り度により適正な圧力差が得られ、所定の冷却能力が得られるとともに、前記圧縮機停止後の凝縮器から蒸発器に流入するガス冷媒の凝縮潜熱量が増加し、霜取りへの利用の効果を向上することができる。また、前記減圧装置の流路抵抗を増大させるための前記加熱ヒータは局部的なものであるため、ヒータ容量は前記除霜ヒータに比べ無視できる程度の小容量のものであり、前記減圧装置の流路抵抗を増大させるためのヒータ通電により霜取効率向上の効果が損なわれることはない。
【００３５】
また、前記除霜ヒータの通電直前の圧縮機運転中から霜取終了までの間のみ、流路をレシーバタンクへ切り替えることができる。これにより、前記除霜ヒータ通電直前に、前記冷凍サイクル内の冷媒のほとんどがレシーバタンク内に溜めることができるとともに、前記除霜ヒータ通電中に凝縮器から蒸発器に流入することがないため、前記除霜ヒータの通電中における前記蒸発器内部の冷媒量を著しく減らすことができ、前記蒸発器の温度を上昇させるための必要熱量を著しく減少させることができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００３６】
また、前記圧縮機停止後に冷気循環用ファンモータを運転することにより、前記蒸発器内でのガス冷媒の凝縮を促進し凝縮潜熱を霜取りへ利用する効率を上げるとともに、前記ガス冷媒の凝縮が終了した後は、熱交換の促進により前記凝縮器の温度を上昇させ、蒸発器内部の冷媒比重を小さくすることができ、その後の前記除霜ヒータの通電中における前記蒸発器内部の冷媒重量を減らすことができ、前記蒸発器の温度を上昇させるための必要熱量を減少させることができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００３７】
さらに、前記冷気循環用ファンモータを運転する際に、前記冷蔵室ダンパーを開状態とすることにより、前記蒸発器内でのガス冷媒の凝縮を促進し凝縮潜熱を霜取りへ利用する効率を上げるとともに、前記ガス冷媒の凝縮が終了した後は、冷蔵室からの戻り空気によって前記蒸発器が熱交換されるため、前記冷気循環用ファンモータの運転による前記蒸発器の温度上昇が大きくなり、前記蒸発器内部の冷媒比重を更に小さくすることができ、その後の前記除霜ヒータの通電中における前記蒸発器内部の冷媒重量を減らす効果が向上でき、蒸発器の温度を上昇させるための必要熱量を減少させる効果が向上でき、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００３８】
また、除霜ヒータの通電時に前記冷凍室ダンパーを閉状態とすることにより、前記除霜ヒータの通電中に加熱された空気が庫内に移動し、庫内の冷たい空気が、加熱中の蒸発器室への流れ込む自然対流による冷気に流れを防止することができる。これにより、前記を上昇させるための必要熱量を著しく減少させることができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００３９】
さらに、前記除霜ヒータの通電時の前記冷気循環用ファンヒータを運転することにより、霜取中の加熱空気を冷凍室室内に吐き出すことなく、前記除霜ヒータの熱量が効率良く前記蒸発器に熱交換され、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる冷蔵庫について、図面とともに説明する。図１は本発明の第１実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図２は本発明の第１実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００４１】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機２１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器２２と、減圧と冷媒循環量を制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリーチューブ２３と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器２４と、それぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器２４と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ２５と、前記蒸発器２４の除霜ヒータ２６と、霜取終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ２７と、前記圧縮機２４，前記冷気循環用ファンモータ２５，前記除霜ヒータ２６の制御を行う制御装置２８が設けられてなる。
【００４２】
前記制御装置２８による前記蒸発器２４の霜取制御は、図２に示すように、前記圧縮機２１の積算運転が設定の時間に達すると、前記圧縮機２１を停止する。このとき、前記圧縮機２１の運転中に前記凝縮器２２に溜まっていた高圧液冷媒は前記圧縮機２１の停止後、ガス化し蒸発器２４に流れ込み該蒸発器２４にて放熱し凝縮する。この凝縮潜熱にて前記蒸発器２４の霜取が行われる。この蒸発器２４での凝縮過程は数分で終了するためその後は前記除霜ヒータ２６を通電し通常の霜取りを行なう。これによって、前記蒸発器２４の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ２６の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００４３】
図３は本発明の第２実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図４は本発明の第２実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００４４】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図３に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機３１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器３２と、減圧と冷媒循環量を制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置である第１キャピラリーチューブ３３と、前記第１キャピラリーチューブ３３に対して並列に接続され、且つ前記第１キャピラリーチューブ３３よりも絞り抵抗を増大させた第２キャピラリーチューブ３４と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器３５と、冷媒流路を第１キャピラリーチューブ３３と第２キャピラリーチューブ３３のいずれか一方に切り替える切替弁３６と、それぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器３５と庫内とを強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ３７と、前記蒸発器３５の除霜ヒータ３８と、霜取終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ３９と、前記圧縮機３１，前記冷気循環用ファンモータ３７，除霜ヒータ３８の制御を行う制御装置４０が設けられてなる。
【００４５】
前記制御装置４０による前記蒸発器３５の霜取制御は、図４に示すように、通常は前記第１キャピラリーチューブ３３を冷媒流路として、圧縮機３１の運転を行っている。前記圧縮機３１の積算運転が設定の時間に達すると、冷媒流路が前記第２キャピラリーチューブ３４となるように前記切替弁３６を切り替える。これによって、前記圧縮機３１の運転中の前記凝縮器３２内の高圧液冷媒の溜まり量が増大する。冷媒流路を前記第２キャピラリーチューブ３４とした前記圧縮機３１の運転が設定時間の数十分を経過すると、前記圧縮機３１を停止する。このとき、前記圧縮機３１の運転中に前記凝縮器３２に溜まっていた高圧液冷媒は前記圧縮機３１の停止後、ガス化し前記蒸発器３５に流れ込み当該蒸発器３５にて放熱し凝縮する。この凝縮潜熱にて前記蒸発器３５の霜取が行われる。
【００４６】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫では、この蒸発器３５に流入するガス冷媒の質量流量を通常より増大させているため、この凝縮潜熱での霜取りの効果がより増幅される。前記蒸発器３５での凝縮過程は数分で終了するためその後は前記除霜ヒータ３８を通電し通常の霜取りを行う。これによって、前記蒸発器３５の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ３８の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００４７】
図５は本発明の第３実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図６は本発明の第３実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００４８】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図５に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機５１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器５２と、減圧と冷媒循環量を制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリーチューブ５３と、前記キャピラリーチューブ５３を加熱するように取り付けられた加熱ヒータ５４と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器５５と、それぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器５５と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ５６と、前記蒸発器３５の除霜ヒータ５７と、霜取り終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ５８と、前記圧縮機５１，前記加熱ヒータ５４，前記冷気循環用ファンモータ５６，前記除霜ヒータ５７の制御を行う制御装置５９が設けられている。
【００４９】
前記制御装置５９による前記蒸発器５５の霜取制御は、図６に示すように、通常は前記キャピラリーチューブ５３を加熱する加熱ヒータ５４をＯＦＦの状態にし、前記キャピラリーチューブ５３を冷媒流路として、前記圧縮機５１の運転を行っている。前記圧縮機５１の積算運転が設定の時間に達すると、前記キャピラリーチューブ５３に取り付けられた加熱ヒータ５４を通電する。これによって、前記キャピラリーチューブ５３の冷媒流路抵抗が増大し、前記圧縮機５１の運転中の前記凝縮器５２内の高圧液冷媒の溜まり量が増大する。前記キャピラリーチューブ５３に取り付けられた加熱ヒータ５４を通電した状態での前記圧縮機５１の運転が設定時間の数十分を経過すると、前記圧縮機５１を停止する。このとき前記圧縮機５１の運転中に前記凝縮器５２に溜まっていた高圧液冷媒は前記圧縮機５１の停止後、ガス化し前記蒸発器５５に流れ込み当該蒸発器５５にて放熱し凝縮する。この凝縮潜熱にて前記蒸発器５５の霜取が行われる。
【００５０】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫では、この蒸発器５５に流入するガス冷媒の質量流量を通常より増大させているため、この凝縮潜熱での霜取の効果がより増幅される。前記蒸発器５５での凝縮過程は数分で終了するためその後は前記除霜ヒータ５７を通電し通常の霜取を行う。前記キャピラリーチューブ５３を加熱する加熱ヒータ５４は局部的に作用させるためのものであり、ヒータ容量は前記除霜ヒータ５７に比べ無視できる程度のものである。これによって、前記蒸発器５５の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ５７の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００５１】
図７は本発明の第４実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図８は本発明の第４実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００５２】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図７に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機７１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器７２と、減圧と冷媒循環量の制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリーチューブ７３と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器７４と、前記キャピラリーチューブ７３と蒸発器７４との間の後述する配管パイプに対して並列接続されたレシーバタンク７５と、冷媒流路を前記キャピラリーチューブ７３と蒸発器７４との間の配管パイプと前記レシーバタンク７５とのいずれか一方へ切り替える切替弁７６と、それぞれを配管接続し構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器７４と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ７７と、前記蒸発器７４の除霜ヒータ７８と、霜取の終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ７９と、前記圧縮機７１，前記切換弁７６，前記冷気循環用ファンモータ７７，前記除霜ヒータ７８の制御を行う制御装置８０が設けられてなる。
【００５３】
前記制御装置８０による前記蒸発器７４の霜取制御は、図８に示すように、通常は前記レシーバタンク７５を通らない冷媒流路にて前記圧縮機７１を運転している。前記圧縮機７１の積算運転が設定の時間に達すると、冷媒流路が前記レシーバタンク７５側となるように前記切替弁７６を切り替える。これによって、圧縮された冷媒が前記レシーバタンク７５内に溜まり、一方、前記蒸発器７４内の冷媒は前記圧縮機７１によって吸い込まれ、かつ冷媒の供給がないため、前記蒸発器７４内は極端に冷媒の少ない状態となる。冷媒流路を前記レシーバタンク７５側とした前記圧縮機７１の運転が設定時間の数分を経過すると前記圧縮機７１を停止し、前記除霜ヒータ７８を通電する。このとき、前記蒸発器７４内には冷媒が極めて少ない状態であるため、熱容量が小さく前記蒸発器７４の温度を上げて霜取を行うための熱量は著しく減少させることができる。
【００５４】
これによって、前記蒸発器７４の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ７８の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００５５】
図９は本発明の第５実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図１０は本発明の第５実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００５６】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図９に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機９１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器９２と、減圧と冷媒循環量を制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリチューブ９３と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器９４と、それぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器９４と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ９５と、前記蒸発器９４の除霜ヒータ９６と、霜取り終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ９７と、前記圧縮機９１，前記冷気循環用ファンモータ９５，除霜ヒータ９６の制御を行う制御装置９８が設けられてなる。
【００５７】
前記制御装置９８による前記蒸発器９４の霜取制御は、図１０に示すように、前記圧縮機９１の積算運転が設定の時間に達すると、前記圧縮機９１を停止するとともに、前記冷気循環用ファンモータ９５を運転する。前記圧縮機９１の運転中に前記凝縮器９２に溜まっていた高圧液冷媒は前記圧縮機９１の停止後、ガス化し前記蒸発器９４に流れ込み当該蒸発器９４にて放熱し凝縮するが、このとき、前記冷気循環用ファンモータ９５を運転することにより、この凝縮過程を促進させるとともに、前記圧縮機９１の停止中に前記冷気循環用ファンモータ９５を運転することによって、前記蒸発器９４の温度を上昇させ、当該蒸発器９４内の液冷媒の比重を減少させることができる。
【００５８】
前記圧縮機９１を停止し、前記冷気循環用ファンモータ９５を運転する時間が設定時間の数分を経過すると除霜ヒータ９６を通電する。この時、前記蒸発器９４内の冷媒重量が少ない状態であるため、熱容量が小さく前記蒸発器９４の温度を上げて霜取を行うための熱量を減少させることができる。
【００５９】
これによって、前記蒸発器９４の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ９６の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００６０】
図１１は本発明の第６実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図であり、図１２は本発明の第６実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図１３は本発明の第６実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００６１】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図１１及び図１２に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１１１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器１１２と、減圧と冷媒循環量を制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリチューブ１１３と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器１１４と、それぞれ配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器１１４と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ１１５と、前記冷気循環用ファンモータ１１５によって冷蔵室側へ送られる冷気の量を調節する冷蔵室ダンパー１１６と、前記蒸発器１１４の除霜ヒータ１１７と、霜取り終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ１１８と、前記圧縮機１１１，前記冷気循環用ファンモータ１１５，前記冷蔵室ダンパー１１６，前記除霜ヒータ１１７の制御を行う制御装置１１９が設けられてなる。
【００６２】
前記制御装置１１９による前記蒸発器１１４の霜取制御は、図１３に示すように、前記圧縮機１１１の積算運転が設定の時間に達すると、前記圧縮機１１１を停止するとともに、前記冷蔵室ダンパー１１６を開状態とし、前記冷気循環用ファンモータ１１５を運転する。前記圧縮機１１１の運転中に前記凝縮器１１２に溜まっていた高圧液冷媒は前記圧縮機１１１の停止後、ガス化し前記蒸発器１１４に流れ込み当該蒸発器１１４にて放熱し凝縮するが、このとき、前記冷気循環用ファンモータ１１５を運転することにより、この凝縮過程を促進させるとともに、前記圧縮機１１１の停止中に前記冷蔵室ダンパー１１６を開状態とし、前記冷気循環用ファンモータ１１５を運転することによって、冷蔵室の戻り空気によって、前記蒸発器１１４の温度の上昇を促進させ、当該蒸発器１１４内の液冷媒の比重を減少させることができる。
【００６３】
前記圧縮機１１１を停止し、前記冷気循環用ファンモータ１１５を運転する時間が設定時間の数分を経過すると除霜ヒータ１１７を通電する。この時、前記蒸発器１１４内の冷媒重量が少ない状態であるため、熱容量が小さく前記蒸発器１１４の温度を上げて霜取を行うための熱量を減少させることができる。
【００６４】
これによって、前記蒸発器１１４の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ１１７の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００６５】
図１４は本発明の第７実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図であり、図１５は本発明の第７実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図１６は本発明の第７実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００６６】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図１４及び図１５に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１３１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器１３２と、減圧と冷媒循環量を制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリチューブ１３３と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器１３４と、それぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器１３４と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ１３５と、前記冷気循環用ファンモータ１３５によって冷凍室側へ送られる冷気の量を調節する冷凍室ダンパー１３６と、前記蒸発器１３４の除霜ヒータ１３７と、霜取り終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ１３８と、前記圧縮機１３１，前記冷気循環用ファンモータ１３５，前記冷凍室ダンパー１３６，前記除霜ヒータ１３７の制御を行う制御装置１３９が設けられてなる。図中、１４０は冷蔵室ダンパーである。
【００６７】
前記制御装置１３９による前記蒸発器１３４の霜取制御は、図１６に示すように、前記圧縮機１３１の積算運転が設定の時間に達すると、前記圧縮機１３１を停止するとともに前記除霜ヒータ１３７を通電する。このとき、前記冷凍室ダンパー１３６および冷蔵室ダンパー１４０を閉状態とする。これによって、前記除霜ヒータ１３７の通電中に加熱された空気が冷凍室に流れ込み、冷凍室内の冷された空気が前記蒸発器１３４側へと流れ込む自然対流を防止することができ、前記除霜ヒータ１３７の熱量は前記蒸発器室内の閉空間のみにて消費され前記蒸発器１３４の温度を上昇させるための熱量を減少させることができる。
【００６８】
これによって、前記蒸発器１３４の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ１３７の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００６９】
図１７は本発明の第８実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図であり、図１８は本発明の第８実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図であり、図１９は本発明の第８実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【００７０】
本実施の形態にかかる冷凍冷蔵庫は、図１７及び図１８に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１５１と、ガス冷媒を液化させる凝縮器１５２と、減圧と冷媒循環量の制御を目的とした絞り装置つまり減圧装置であるキャピラリチューブ１５３と、液冷媒を蒸発，ガス化させる蒸発器１５４と、それぞれを配管パイプで接続して構成される冷凍サイクルを有し、前記蒸発器１５４と庫内を強制熱交換させる冷気循環用ファンモータ１５５と、前記冷気循環用ファンモータ１５５によって冷凍室側へ送られる冷気の量を調節する冷凍室ダンパー１５６と、前記蒸発器１１４の除霜ヒータ１５７と、霜取り終了を温度にて検知する霜取終了検知サーミスタ１５８と、前記圧縮機１５１，前記冷気循環用ファンモータ１５５，前記冷凍室ダンパー１５６，前記除霜ヒータ１５７の制御を行う制御装置１５９が設けられてなる。図中、１６０は冷蔵室ダンパーである。
【００７１】
前記制御装置１５９による前記蒸発器１５４の霜取制御は、図１９に示すように、前記圧縮機１５１の積算運転が設定の時間に達すると、前記圧縮機１５１を停止するとともに前記除霜ヒータ１５７を通電する。このとき、前記冷凍室ダンパー１５６および冷蔵室ダンパー１６０を閉状態とし、前記冷気循環用ファンモータ１５５を運転する。これによって、前記除霜ヒータ１５７の熱量はまんべんなく前記蒸発器１５４に伝えられ、前記除霜ヒータ１５７の効率が増大するとともに、前記冷凍室ダンパー１５６を閉状態としているため、前記冷気循環用ファンモータ１５５により撹拌される加熱空気が冷凍室内に吐き出され庫内温度が上昇することもない。
【００７２】
これによって、前記蒸発器１５４の霜取を行うための大容量の前記除霜ヒータ１５７の通電時間を短縮でき、低消費電力量化が実現できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、除霜ヒータの通電直前に圧縮機を所定時間停止することにより、圧縮機停止後の凝縮器から蒸発器に流入するガス冷媒の凝縮潜熱を霜取りに利用することができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００７５】
さらに、前記除霜ヒータの通電直前の圧縮機運転中に、流路抵抗が大きい前記他の減圧装置に冷媒流路を切り替えることができるため、前記凝縮器に溜まる高圧の液冷媒量比率を増やすことができる。これにより、通常冷却運転時は適正な絞り度により適正な圧力差が得られ、所定の冷却能力が得られるとともに、前記圧縮機停止後の凝縮器から蒸発器に流入するガス冷媒の凝縮潜熱量が増加し、霜取りへの利用の効果を向上することができる。
【００７６】
また、前記除霜ヒータの通電直前の圧縮機運転中に、前記減圧装置を加熱する加熱ヒータに通電することにより、前記減圧装置の流路抵抗を増大させ、前記凝縮器に溜まる高圧な液冷媒量比率を増やすことができる。これにより、通常冷却運転時は適正な絞り度により適正な圧力差が得られ、所定の冷却能力が得られるとともに、前記圧縮機停止後の凝縮器から蒸発器に流入するガス冷媒の凝縮潜熱量が増加し、霜取りへの利用の効果を向上することができる。また、前記減圧装置の流路抵抗を増大させるための前記加熱ヒータは局部的なものであるため、ヒータ容量は前記除霜ヒータに比べ無視できる程度の小容量のものであり、前記減圧装置の流路抵抗を増大させるためのヒータ通電により霜取効率向上の効果が損なわれることはない。
【００７８】
また、前記除霜ヒータの通電直前の圧縮機運転中から霜取終了までの間のみ、流路をレシーバタンクへ切り替えることができる。これにより、前記除霜ヒータ通電直前に、前記冷凍サイクル内の冷媒のほとんどがレシーバタンク内に溜めることができるとともに、前記除霜ヒータ通電中に凝縮器から蒸発器に流入することがないため、前記除霜ヒータの通電中における前記蒸発器内部の冷媒量を著しく減らすことができ、前記蒸発器の温度を上昇させるための必要熱量を著しく減少させることができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００７９】
また、前記圧縮機停止後に冷気循環用ファンモータを運転することにより、前記蒸発器内でのガス冷媒の凝縮を促進し凝縮潜熱を霜取りへ利用する効率を上げるとともに、前記ガス冷媒の凝縮が終了した後は、熱交換の促進により前記凝縮器の温度を上昇させ、蒸発器内部の冷媒比重を小さくすることができ、その後の前記除霜ヒータの通電中における前記蒸発器内部の冷媒重量を減らすことができ、前記蒸発器の温度を上昇させるための必要熱量を減少させることができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００８０】
さらに、前記冷気循環用ファンモータを運転する際に、前記冷蔵室ダンパーを開状態とすることにより、前記蒸発器内でのガス冷媒の凝縮を促進し凝縮潜熱を霜取りへ利用する効率を上げるとともに、前記ガス冷媒の凝縮が終了した後は、冷蔵室からの戻り空気によって前記蒸発器が熱交換されるため、前記冷気循環用ファンモータの運転による前記蒸発器の温度上昇が大きくなり、前記蒸発器内部の冷媒比重を更に小さくすることができ、その後の前記除霜ヒータの通電中における前記蒸発器内部の冷媒重量を減らす効果が向上でき、蒸発器の温度を上昇させるための必要熱量を減少させる効果が向上でき、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００８１】
また、除霜ヒータの通電時に前記冷凍室ダンパーを閉状態とすることにより、前記除霜ヒータの通電中に加熱された空気が庫内に移動し、庫内の冷たい空気が、加熱中の蒸発器室への流れ込む自然対流による冷気に流れを防止することができる。これにより、前記を上昇させるための必要熱量を著しく減少させることができ、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【００８２】
さらに、前記除霜ヒータの通電時の前記冷気循環用ファンヒータを運転することにより、霜取中の加熱空気を冷凍室室内に吐き出すことなく、前記除霜ヒータの熱量が効率良く前記蒸発器に熱交換され、前記除霜ヒータの通電時間の短縮ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図２】本発明の第１実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図３】本発明の第２実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図４】本発明の第２実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図５】本発明の第３実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図６】本発明の第３実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図７】本発明の第４実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図８】本発明の第４実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図９】本発明の第５実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図１０】本発明の第５実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図１１】本発明の第６実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の第６実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図１３】本発明の第６実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図１４】本発明の第７実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図である。
【図１５】本発明の第７実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図１６】本発明の第７実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図１７】本発明の第８実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図である。
【図１８】本発明の第８実施の形態にかかる冷蔵庫の冷凍サイクル説明図である。
【図１９】本発明の第８実施の形態にかかる冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【図２０】従来の冷蔵庫の蒸発器周辺の構造を示す断面図である。
【図２１】従来の冷蔵庫の冷凍サイクルの説明図である。
【図２２】従来の冷蔵庫の蒸発器の霜取制御のタイムチャートの説明図である。
【符号の説明】
２１  圧縮機
２２  凝縮器
２３  キャピラリーチューブ（減圧装置）
２４  蒸発器
２６  除霜ヒータ
２８  制御装置
【図１】
0003583570.tif 000002
【図２】
0003583570.tif 000003
【図３】
0003583570.tif 000004
【図４】
0003583570.tif 000005
【図５】
0003583570.tif 000006
【図６】
0003583570.tif 000007
【図７】
0003583570.tif 000008
【図８】
0003583570.tif 000009
【図９】
0003583570.tif 000010
【図１０】
0003583570.tif 000011
【図１１】
0003583570.tif 000012
【図１２】
0003583570.tif 000013
【図１３】
0003583570.tif 000014
【図１４】
0003583570.tif 000015
【図１５】
0003583570.tif 000016
【図１６】
0003583570.tif 000017
【図１７】
0003583570.tif 000018
【図１８】
0003583570.tif 000019
【図１９】
0003583570.tif 000020
【図２０】
0003583570.tif 000021
【図２１】
0003583570.tif 000022
【図２２】
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