(57)【要約】   【課題】  本発明は、急速冷凍モードを使用してもキャビネットの結露を防止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、冷凍貯蔵室６を配設したキャビネット２と、凝縮器４２とキャビネット２に埋設され外壁の結露を防止する防露パイプ４３と冷凍貯蔵室６を冷却する冷却器４８とを接続した冷凍サイクル４０に冷媒を流す可変速型の圧縮機４１とを備え、圧縮機４１を高速回転で運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運転の終了後（ｔｅ）は、圧縮機４１を低速回転で運転させる結露防止モードに移行する（ｔｆ〜ｔｇ）。【選択図】  図１
2006090663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍貯蔵室を配設したキャビネットと、凝縮器と前記キャビネットに埋設され外壁の結露を防止する防露パイプと前記冷凍貯蔵室を冷却する冷却器と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で運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運転の終了後は、前記圧縮機を低速回転で運転させる結露防止モードに移行することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
冷蔵貯蔵室と冷凍貯蔵室を配設したキャビネットと、凝縮器と前記キャビネットに埋設され外壁の結露を防止する防露パイプと前記冷蔵貯蔵室及び冷凍貯蔵室をそれぞれ独立して冷却する冷蔵用冷却器及び冷凍用冷却器とこれらの冷却器に流れる冷媒流量又は流路を可変する切替弁と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、前記冷凍用冷却器側に冷媒が流れるように前記切替弁を動作させ前記圧縮機を高速回転で運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運転の終了後は、前記切替弁を動作させずに前記圧縮機を低速回転で運転させる結露防止モードに移行するとともに、結露防止モード中に冷蔵貯蔵室が圧縮機のＯＮ温度以上になった場合には、このモードを解除して前記冷蔵用冷却器側に冷媒が流れるように切替弁を動作させることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
結露防止モードは、急速冷凍モードの運転終了後から第１所定時間以上経過したときに移行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】
凝縮器及び圧縮機を放熱する放熱ファンを配設し、結露防止モードでは、前記放熱ファンを停止させておくことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
結露防止モードは第２所定時間以上経過したときに解除することを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
結露防止モード中に冷蔵室が圧縮機のＯＮ温度以上になった場合、第２所定時間内に冷蔵貯蔵室が冷却されて圧縮機のＯＦＦ温度以下になったときには、再び結露防止モードに移行することを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項７】
第１所定時間又は第２所定時間は、急速冷凍モードの運転終了時における冷凍貯蔵室温度に基づき、変更することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
外気温が所定温度以下の場合には、圧縮機を所定時間高速回転させた後、圧縮機のＯＦＦ温度を低く設定し、この設定温度と貯蔵室内温度との温度差に基づいて決定される回転速度で圧縮機を運転させることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍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）。
【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】
【０００３】
しかしながら、近年では冷凍能力の向上により、急速冷凍モードを使用すると冷凍室貯蔵室内は低温、例えば−３０〜−４０℃程度まで冷却されるため、外気温との温度差により、キャビネットの外壁に結露が発生する恐れがある。この場合、圧縮機が運転されていれば、外壁内に埋設された防露パイプに高温の冷媒が流れて、外壁が高温、例えば２０℃以上となるため、結露の発生を防止することができる。しかし、急速冷凍モード終了後は通常の冷却運転に移行し、圧縮機のＯＮ温度、例えば−１８℃に到達するまで圧縮機を停止させるため、上記したように冷凍貯蔵室内が−３０〜−４０℃程度まで冷却され、室温が圧縮機のＯＮ温度に到達するまでには長時間を要することになり、室内からの熱漏洩によってキャビネットの外壁は低温、例えば２０℃未満となり、結露の発生を免れることができないものであった。
【０００４】
本発明は上記問題点を考慮したものであり、急速冷凍モードを使用してもキャビネットの結露を防止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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明による冷蔵庫は、冷凍貯蔵室を配設したキャビネットと、凝縮器と前記キャビネットに埋設され外壁の結露を防止する防露パイプと前記冷凍貯蔵室を冷却する冷却器と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で運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運転の終了後は、前記圧縮機を低速回転で運転させる結露防止モードに移行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記発明によれば、急速冷凍モード運転終了後に冷凍貯蔵室が低温状態であっても、強制的に圧縮機を回転させることにより、防露パイプに高温の冷媒を流してキャビネットの外壁を温めて、結露の発生を防止することができるとともに、低速で回転させるため、不要な電力消費を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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度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に戻されて冷却されるようになっている。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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の吐出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の下流側には、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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℃まで上昇すると、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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中であれば即座に移行し、除霜モード又はプリクール運転中であれば除霜モードが終了した後に移行する。
【００２１】
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。
【００２２】
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し、貯蔵室内温度がＯＦＦ温度に到達すると、ｔｂのタイミングで再びＦ冷却モードに移行する。なお、Ｒ冷却モードに移行しても、圧縮機４１は高速回転で運転させることで、貯蔵室内の温度を迅速にＯＦＦ温度まで到達させ、Ｆ冷却モードに移行させるようになっている。
【００２３】
急速冷凍モードは、本モードに移行した時点から予め設定されている設定時間、例えば１２０分間、又は使用者が設定した時間を経過したとき、又は冷凍室６の室内温度が予め設定された温度、例えば−３０℃に到達したときに、室内を十分に急速冷却したと見做して、その運転を終了する。
【００２４】
次に、本発明の１実施形態である結露防止モードについて説明する。結露防止モードは、第１所定時間と第２所定時間からなり、急速冷凍モードが終了したｔｃのタイミングで移行するようになっており、第１所定時間、本実施形態では２０分間は、通常の冷却モードと同様の制御を行う。
【００２５】
一般に、通常の冷却モードを行っても、急速冷凍モードの終了後では、冷蔵室３の室内温度がＯＮ温度に達していないと、冷凍室６はＯＦＦ温度以下であることから、圧縮機４１は停止した状態となっている。このため、キャビネット２の外壁温度が実験などから測定した露付き温度、ここでは熱漏洩により２０℃以下に降下し、結露が発生する恐れがあるが、ｔｄのタイミングで、強制的にＦ冷却モードを実行させる。
【００２６】
この場合、通常のＦ冷却モードとは異なり、圧縮機４１は低速回転、例えば、回転周波数３０Ｈｚで運転させる。  
急速冷凍モード運転の終了後は、冷凍貯蔵室は十分に冷却されているため、これ以上の冷却する必要はないが、圧縮機４１を回転させないと防露パイプ４３に高温の冷媒ガスが流れないため、キャビネット２の外壁は加温されず、熱漏洩により冷却されて結露が発生することになる。そこで、強制的に圧縮機４１を回転させて防露パイプ４３に冷媒ガスを流すことで、キャビネット２を加温して結露の発生を防止することができる。また、低速で回転させることで無駄な過冷却を防止でき、もって省電力化を果たすことができる。さらに、Ｆ冷却モードとすることで、過冷却となっても、冷蔵室３や野菜室４と異なり食品が凍結して不具合が発生するということがない。
【００２７】
なお、急速冷凍モード終了後、第１所定時間が経過せずとも、上記したように圧縮機４１を低速回転させて結露の発生を防止してもよいが、キャビネット２の外壁は急速冷凍モード中に加温されていたため、圧縮機４１を停止させても、外壁温度が露付き温度に低下するには、ある程度の時間を要する。したがって、実験より測定したキャビネット２の外壁温度が露付き温度に到達するまでの時間よりも、第１所定時間を短く設定することで、確実に結露を防止することができるとともに、第１所定時間内は強制的な圧縮機４１の低速回転を行わないことで、無駄な冷却を防止して省電力化を果たすことができる。
【００２８】
一方、結露防止モード中には、Ｃファン３１を停止させている。これは、通常通り、圧縮機４１と同期させて回転させてしまうと、凝縮器４２や圧縮機４１を放熱してしまうため、防露パイプ４３に流れる冷媒ガス温度が低下し、キャビネット２の外壁を加温させるという目的からすると逆効果となる。したがって、Ｃファン３１を停止させておくことで、より高温な冷媒ガスを防露パイプ４３に流すことができ、結露の発生をより確実に且つ効果的に防止することができる。
【００２９】
さて、結露防止モードは、強制的にＦ冷却モードに移行したｔｄのタイミングから、第２所定時間経過したｔｅのタイミングで解除され、通常の冷却モードに移行する。この第２所定時間は、冷凍貯蔵室の温度上昇及びキャビネット２の温度との関係から、圧縮機４１を停止させても露付き温度以下に下降しない時間を実験などにより計測したものであり、ここでは１０分としている。
【００３０】
したがって、結露防止モードを第２所定時間経過した後に解除することで、確実に結露を防止することができるとともに、圧縮機４１を低速回転のまま継続して運転させてしまうと、冷凍室６の室内温度がＯＮ温度に達しても冷却されないという不具合を防止することができ、その後の冷却を効果的に行うことができる。
【００３１】
次に、他の実施形態について図２を参照して説明する。本実施形態では、ｔｆのタイミングで移行した結露防止モード中に、冷蔵室３の室内温度がＯＮ温度に達した場合には、ｔｇのタイミングでＲ冷却モードに移行する。これは、強制的にＦ冷却モードに移行せずとも、Ｒ冷却モードに移行されることで圧縮機４１は回転して、冷蔵室３などを冷却するため、防露パイプ４３には高温の冷媒ガスが流れて結露を防止することができるからである。この場合、冷蔵室３の冷却の要求に応じて、迅速にＲ冷却モードに移行するため、冷蔵室３や野菜室４が高温となることを防止することもできる。
【００３２】
また、Ｒ冷却モードに移行して冷蔵室３の室内温度がＯＦＦ温度に達した場合、第１所定時間及び第２所定時間内であれば、ｔｈのタイミングで結露防止モードに移行するようになっている。これは、第１所定時間及び第２所定時間内にＲ冷却モードが終了してＦ冷却モードに移行しても、冷凍室６がＯＮ温度に達していなければ、圧縮機４１は運転されないため、キャビネット２の外壁温度が露付き温度以下に降下してしまう恐れがあるからである。
【００３３】
したがって、上記したように結露防止モードに移行することで、Ｒ冷却モードの運転時間が短くても、結露が発生する恐れがある時間帯には圧縮機４１を運転させることができ、もって確実に結露の発生を防止することができる。
【００３４】
次に、さらに他の実施形態について説明する。本実施形態は、第１所定時間又は第２所定時間を、急速冷凍モードの運転終了時における冷凍貯蔵室温度に基づき変更したものである。設定時間を経過したときに急速冷凍モードを終了する実施形態においては、食品の負荷によって、急速冷凍モード終了時の室内温度が著しく異なることがあり、室内温度が高い場合には第１所定時間又は第２所定時間を経過せずとも、外気温との温度差が小さく、結露が発生しない。そこで、本実施形態においては、急速冷凍モードの運転終了時における冷凍貯蔵室の温度が高い場合には、第１所定時間又は第２所定時間を、例えば１５分又は５分と短縮することで、確実に結露を防止することができるとともに、通常の冷却モードに迅速に移行することができる。もちろん、貯蔵室の温度が低い場合には、第１所定時間又は第２所定時間を延長してもよい。
【００３５】
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、第１所定時間、第２所定時間、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。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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】
【００３７】
【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】本発明の他の実施形態を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図４】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】
【００３８】
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】
2006090663.tif 000003
【図２】
2006090663.tif 000004
【図３】
2006090663.tif 000005
【図４】
2006090663.tif 000006