(57)【要約】   【課題】    本発明は、急速冷凍モードの運転中に冷蔵貯蔵室の冷却を行っても、圧縮機の騒音又は振動を抑制することができるとともに、迅速に冷凍貯蔵室を冷却することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。  【解決手段】  本発明による冷蔵庫１は、圧縮機４１を高速回転させて冷凍貯蔵室６を急速に冷却する急速冷凍モードの運転中（ｔ０〜ｔｃ）に、冷蔵貯蔵室３側に冷却の要求があった場合（ｔａ）には、冷蔵用冷却器４６側に冷媒を流すとともに、圧縮機４１は、冷蔵貯蔵室温度に拘わらず、高速回転よりも遅く設定した回転速度で運転させる。【選択図】  図１
2006090664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵貯蔵室及び冷凍貯蔵室と、前記各室を独立して冷却する冷蔵用冷却器及び冷凍用冷却器と、前記各冷却器に流れる冷媒流量又は流路を可変する切替弁と、これらを接続した冷凍サイクルに冷媒を流す可変速型の圧縮機とを備え、前記圧縮機を高速回転させて前記冷凍貯蔵室を急速に冷却する急速冷凍モードの運転中に、冷蔵貯蔵室側に冷却の要求があった場合には、冷蔵用冷却器側に冷媒を流すとともに、前記圧縮機は、冷蔵貯蔵室温度に拘わらず、前記高速回転よりも遅く設定した回転速度で運転させることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍貯蔵室を急速に冷却する急速冷凍モードを有する冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品を急速に冷凍させたい場合、或いは製氷を迅速に行いたい場合には、扉面上に配設された急速冷凍スイッチをＯＮ操作することにより、通常よりも圧縮機及び庫内ファンの回転数を高くして、冷凍室、製氷室又は冷凍温度帯に設定したとき際の仕様切替室（冷凍貯蔵室）を急速に冷却する急速冷凍モードを備えた冷蔵庫が市場に供されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この急速冷凍モードの運転を行う場合、冷凍貯蔵室と冷蔵貯蔵室にそれぞれ専用の冷凍用冷却器及び冷蔵用冷却器を設け、この冷却器に交互に冷媒を流して各室を冷却する冷蔵庫においては、冷凍用冷却器に冷媒を流して急速冷却を行うが、例えば冷蔵貯蔵室が５℃以上に至った際には、貯蔵室が高温とならないように、冷蔵用冷却器に冷媒を流して冷蔵貯蔵室を冷却する構成が考えられている。
【特許文献１】特開２００４−３８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の冷蔵庫では、冷蔵貯蔵室側の冷却に切替えても急速冷却モード中であることから、圧縮機の回転速度は冷凍貯蔵室の冷却時と同様に高速のまま保持されるが、一般に、冷蔵用冷却器は冷凍用冷却器と比較して蒸発温度を高く設定されているため、上記のように圧縮機を高速回転のまま冷蔵用冷却器に冷媒を流した際には、圧縮機にかかる負荷が高くなり、これに伴って騒音や振動が大きくなるという不具合が生じる。
【０００５】
この場合、冷蔵用冷却器に冷媒を流す際には、通常の冷却時と同様に目標設定温度と現在の貯蔵室内温度との温度差に基づいて圧縮機を回転させることで、温度差が小さくなれば圧縮機の高速回転は保持されず、上記の不具合を解消することができる。しかし、一般に、圧縮機の回転速度は、設定温度と現在の貯蔵室内温度との温度差が小さいほど遅くなるように設定されており、冷却により冷蔵貯蔵室内の温度がＯＦＦ温度に近づくと、圧縮機の回転速度は遅くなるため、冷蔵貯蔵室の冷却が緩慢となる。このため、急速冷凍モードの運転中にも拘わらず、冷凍貯蔵室への冷却の移行に時間を要し、迅速に冷却を行うことができないものであった。
【０００６】
本発明は上記問題点を考慮したものであり、急速冷凍モードの運転中に冷蔵貯蔵室の冷却を行っても、圧縮機の騒音又は振動を抑制することができるとともに、迅速に冷凍貯蔵室を冷却することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明による冷蔵庫は、冷蔵貯蔵室及び冷凍貯蔵室と、前記各室を独立して冷却する冷蔵用冷却器及び冷凍用冷却器と、前記各冷却器に流れる冷媒流量又は流路を可変する切替弁と、これらを接続した冷凍サイクルに冷媒を流す可変速型の圧縮機とを備え、前記圧縮機を高速回転させて前記冷凍貯蔵室を急速に冷却する急速冷凍モードの運転中に、冷蔵貯蔵室側に冷却の要求があった場合には、冷蔵用冷却器側に冷媒を流すとともに、前記圧縮機は、冷蔵貯蔵室温度に拘わらず、前記高速回転よりも遅く設定した回転速度で運転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によれば、急速冷凍モード運転中に冷蔵貯蔵室の冷却を行っても、高速回転よりも遅く設定した回転速度で圧縮機を回転させるため、圧縮機にかかる負荷を軽減させて騒音又は振動を抑制することができるとともに、貯蔵室内の温度に拘わらず設定した回転速度で回転させるため、冷蔵貯蔵室を急速に温度降下させることができ、もって迅速に冷凍貯蔵室に冷却移行させて冷却を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の１実施形態について説明する。本発明に係る冷蔵庫の縦断面図である図２に示すように、冷蔵庫本体１は外箱と内箱の間に断熱材を充填させたキャビネット２内に、上段から順に、冷蔵貯蔵室である冷蔵室３、野菜室４、及び冷凍貯蔵室である冷凍室６、および冷凍温度帯に設定温度を変更した場合には冷凍貯蔵室となる仕様切替室５を有して構成されている。なお、特に図示しないが仕様切替室５の側方には冷凍貯蔵室である製氷室を併設させている。本体１の前面開口部には、上段から順に、各貯蔵室３〜６をそれぞれ開閉自在に閉塞する扉７〜１０を設けている。
【００１０】
冷蔵室３および野菜室４は、仕切板１１により区画され、冷蔵室３の背面に取付けられた冷蔵用温度センサ５４（以下、Ｒセンサと称する）の検出温度に基づき、それぞれをほぼ１〜５℃の温度帯に保持している。冷蔵室３の背面には、冷蔵用冷却器４６（以下、Ｒエバと称する。）を設けており、その上部には、冷蔵用ファン１８（以下、Ｒファンと称する。）を設けている。このＲファン１８を回転させると、Ｒエバ４４により生成された冷気は冷蔵室３に供給されて室内を冷却するとともに、野菜室４を冷却し、冷却し終えた冷気は再びＲエバ４６に戻されて冷却するようになっている。
【００１１】
一方、仕様切替室５、冷凍室６及び製氷室は、断熱仕切壁１６により区画されており、冷凍室６は背面に取付けられた冷凍用温度センサ５５（以下、Ｆセンサと称する）の検出温度に基づき、―１８〜―２７℃の温度帯に保持され、仕様切替室５は、設定された種々の温度帯に保持されるように制御されている。仕様切替室５および冷凍室６の背面には、Ｒエバ４６より蒸発温度を低く設定した冷凍室用蒸発器４８（以下、Ｆエバと称する。）を設け、その上部には、冷凍室用ファン１９（以下、Ｆファンと称する。）を設けている。このＦファン１９が運転されると、Ｆエバ４８により生成された冷気が仕様切替室５および製氷室や冷凍室６に供給されて各室を冷却し、冷却し終えた冷気は再びＦエバ４８によって冷却されるようになっている。また、Ｆエバ４８には、除霜を行うパイプヒータからなる除霜ヒータ２０を設けている。
【００１２】
なお、野菜室４と仕様切替室５及び製氷室は、断熱仕切壁１７によって区画されており、冷蔵室３及び野菜室４と、仕様切替室５、製氷室及び冷凍室６は、それぞれ冷気の流れを独立させている。
【００１３】
本体１の背面底部には機械室３０を設けており、内部には可変速型の圧縮機４１、凝縮器４２、これらを放熱する放熱ファン３１（以下、Ｃファンと称する）、外気温度を検出する外気温センサ５３を設けている。機械室３０の背面には、外気温センサ５３，Ｒセンサ５４，Ｆセンサ５５などの検出温度に基づき、各電気部品に電源を供給して制御する制御装置５０を設けている。
【００１４】
冷蔵室扉７の前面下部には操作パネル１３を配設しており、この操作パネル１３には、押圧操作により制御装置５０に入力信号が出力され、後述する急速冷凍モードに投入される急速冷凍スイッチ１４を備えている。
【００１５】
本発明に係る冷凍サイクル４０は、概略図である図３に示すように、圧縮機４１の下流側には冷媒を凝縮する凝縮器４２、キャビネット２の外壁、ここでは背面、側面、前面、及び仕切板１１、断熱仕切壁１６，１７の前面に亙って埋設され、外壁の結露を防止する防露パイプ４３を配設している。この防露パイプ４３の吐出側には、流量又は流路の調節・切替装置である切替弁４４を接続しており、切替弁４４の出口側の一方には、冷凍用キャピラリチューブ４７（以下、Ｆ
キャピラリチューブとする）とＦエバ４８とアキュームレータ４９を順に接続した配管を接続し、他方には、第２キャピラリチューブ４４（以下、Ｒキャピラリチューブとする）とＲエバ４６を接続した配管を接続している。Ｒエバの出口側配管はＦエバ４８の入口側と接続させており、アキュームレータ４９の出口側配管は、圧縮機４１の吸込側に接続させている。
【００１６】
Ｒエバ４６の出口配管には、Ｒエバ４６の配管温度を検出する冷蔵用除霜センサ５１（以下、ＲＤセンサと称する）を取付けており、アキュームレータ４９には、Ｆエバ４８の出口側配管温度を検出する冷凍用除霜センサ５２（以下、ＦＤセンサと称する）を設けている。
【００１７】
ここで、通常の冷却モードについて説明する。通常の冷却モードは、Ｒ冷却モードとＦ冷却モードを交互に切替えて各室を冷却するようになっており、Ｒ冷却モードは、Ｒセンサ５４の検出温度が圧縮機４１のＯＮ温度、例えば５℃になると、Ｒエバ４６側に冷媒が流れるように切替弁４４を動作させて冷蔵室３および野菜室４を冷却する。一方、Ｆ冷却モードは、Ｆセンサ５５の検出温度が圧縮機４１のＯＮ温度、例えば、−１８℃になると、Ｆエバ４８側に冷媒が流れるように切替弁４４を操作して冷凍室６等を冷却する。なお、冷却中の貯蔵室を最低限冷却する必要があるため、冷却を行っていない貯蔵室がＯＮ温度に達しても、所定時間、例えばＲ冷却モードであれば２０分、Ｆ冷却モードであれば４０分間は、冷却モードは切替えないようにしている。
【００１８】
具体的に、Ｒ冷却モードでは、Ｒファン１８を回転させて冷蔵室３に冷気を供給し、Ｆファン１９は停止させておく。Ｆ冷却モードでは、Ｆファン１９を回転させて冷凍室６などに冷気を供給し、Ｒファン１８は、Ｒエバ４４の除霜のため、ＲＤセンサ５１の検出温度が所定温度、例えば３℃に達するまで回転させておく。こうして、Ｒ冷却モードとＦ冷却モードを順次交互に切替えることにより、冷蔵室３，野菜室４および切替室５，製氷室，冷凍室６を適温に保持するようになっている。
【００１９】
圧縮機４１は、各室の設定温度とＲセンサ５４又はＦセンサ５５の検出温度との温度差に基づき回転周波数が決定され、回転するようになっており、冷却中の貯蔵室がＯＦＦ温度に達し、冷却を行っていない貯蔵室がＯＮ温度に達していない場合には回転を停止する。Ｃファン３１は、圧縮機４１の回転数と同期して回転速度を可変し、圧縮機４１が停止すると停止するようになっている。
【００２０】
次に、Ｆエバ４８の除霜モードについて説明する。除霜モードは、Ｆエバ４８の着霜により冷却性能が低下していると見做す所定の冷却運転の周期、例えば、圧縮機４１の運転積算時間が８時間以上経過し、Ｆ冷却モードが終了した時点で通常の冷却モードから移行する。なお、除霜モードに移行する直前には、除霜による冷凍室６などの温度上昇を抑制するために、Ｆ冷却モードの終了設定温度を段階的に降下させて、冷凍室６などを強制的に冷却するプリクール運転を行う。
【００２１】
除霜モードに移行した後は、除霜ヒータ２０に通電して除霜を行い、ＦＤセンサ５２の検出温度が、除霜終了温度、例えば１０℃に達すると除霜ヒータ２０の通電を遮断して除霜モードを解除する。そして、冷凍サイクルの圧力バランスなどのため、所定時間、例えば６分間経過するまで圧縮機４１を停止させておき、通常の冷却モードに移行するようになっている。
【００２２】
次に、急速冷凍モードについて、図１を参照して説明する。急速冷凍モードは、急速冷凍スイッチ１４が操作されると、ｔ０のタイミングで通常の冷却モード又はプリクール運転中であれば即座に移行し、除霜モード中であれば除霜モードが終了した後に移行する。
【００２３】
急速冷凍モードでは、冷凍室６などに貯蔵された食品を急速に冷却するため、Ｆ冷却モードに移行するとともに、貯蔵室内の温度に拘わらず、圧縮機４１を高速回転、例えば回転周波数を６３Ｈｚで運転させる。このとき、Ｆファン１９及びＣファン３１も高速回転させることにより、冷気の供給を増加させ、放熱効果を高めて急速な冷却を行っている。
【００２４】
この冷却中に、冷蔵室３の室内温度がＯＮ温度に達した場合には、継続して冷凍貯蔵室を冷却してしまうと冷蔵室３や野菜室４は高温となってしまうため、ｔａのタイミングでＲ冷却モードに移行して冷蔵貯蔵室を冷却する。
【００２５】
このとき、圧縮機４１の回転数を高速回転のまま運転すると、熱交換の温度差からＦ冷却モードよりもＲ冷却モードの方が圧縮機４１にかかる負荷が大きいため、これに伴って騒音や振動が生じ易くなる。
【００２６】
そこで、急速冷凍モード中に、Ｆ冷却モードからＲ冷却モードに移行した場合には、上記した高速回転速度よりも遅く設定した回転速度、本実施形態では中速回転、例えば５８Ｈｚで圧縮機４１を回転させて冷蔵室３などを冷却する。なお、この回転速度は、実験などにより騒音や振動が生じ難く、且つ、可能な限り早い回転速度に設定していることが好ましい。
【００２７】
上記のように圧縮機４１の回転速度を遅くした場合には、同様にＣファン３１を高速回転で回転させると過剰放熱となるため、圧縮機４１の回転速度低下に伴ってＣファン３１の回転速度を中速としている。Ｆファン１９は、Ｒ冷却モード中であっても、送風効果により食品をさらに冷却することができるため、高速回転のまま運転を行うようにしている。
【００２８】
さて、Ｒ冷却モードを実行して、貯蔵室内温度がＯＦＦ温度に到達した場合には、ｔｂのタイミングで再びＦ冷却モードに移行し、ｔ０のタイミングから計測した時間が予め設定されている設定時間、例えば１５０分間、又は使用者が設定した時間を経過したときに、ｔｃのタイミングで急速冷凍モードは終了して通常の冷却モードに移行するようになっている。
【００２９】
上述した本発明によれば、急速冷凍モード中にＦ冷却モードからＲ冷却モードに移行した場合、圧縮機４１にかかる負荷は、Ｆ冷却モード中の高速回転で運転させる場合と比較して軽減されるため騒音や振動が抑制されるとともに、一定の回転速度で圧縮機４１を回転させるため、回転速度変化が無く、騒音や振動の抑制効果を更に高めることができる。
【００３０】
また、その回転速度を騒音や振動が抑制され、且つ、可能な限り速い速度とすることで、冷蔵室３温度を迅速に降下させて、Ｆ冷却モードへの移行を促進することができる。
【００３１】
したがって、本発明によれば、急速冷凍モード中に、冷蔵貯蔵室が高温となることを防止することができるとともに、冷凍貯蔵室を迅速に冷却することができる。
【００３２】
なお、上述した構成は、本発明の１実施形態であり、種々の変更が可能である。冷凍サイクル４０は本実施形態で説明した構成に限らず、Ｒエバ４６とＦエバ４８を並列に接続させたいわゆるパラレルサイクルや２段圧縮機を用いたサイクル、または単一の冷却器を用いて冷蔵室３や冷凍室６を冷却する１エバサイクルなどであってもよい。さらに、圧縮機の回転速度、露付き温度などは、冷蔵庫の形態に応じて適宜変更することが好ましく、また、外気温との関係においても適宜変更することが好ましい。
【００３３】
なお、急速冷凍モードが終了した時点で、キャビネット２の温度が低いような場合には、所定時間圧縮機４１を低速回転させることで、防露パイプ４３に高温の冷媒ガスを強制的に流して、キャビネット２の外壁の結露を防止するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、急速冷凍モードを備えた様々な冷蔵庫に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の１実施形態を示すタイムチャートである。
【図２】本発明の冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図３】図３の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…冷蔵庫本体              ３…冷蔵室                ６…冷凍室
１４…急速冷凍スイッチ      ３１…Ｃファン            ４１…圧縮機
４２…凝縮器                ４３…防露パイプ          ４４…切替弁
４６…Ｒエバ                ４８…Ｆエバ              ５０…制御装置
【図１】
2006090664.tif 000003
【図２】
2006090664.tif 000004
【図３】
2006090664.tif 000005