(57)【要約】【目的】 プルダウン運転時の圧縮機にかかる負荷を抑制して圧縮機の温度上昇を抑制できるようにした冷蔵庫を提供することを目的とする。【構成】 冷凍室の温度を設定する温度設定手段で設定された設定温度と冷凍室の温度を検出する冷凍室温度センサ３２で検出した冷凍室温度に基づき冷却器で冷却された冷気を冷凍室に循環させる送風機の通電を制御する制御装置３０は、圧縮機の温度を検出する圧縮機温度センサ３４で検出された温度が設定温度Tc以上でかつ冷凍室温度センサ３２で検出された温度が所定の温度Tf以上でさらに外気温度センサ３３で検出された温度が所定の温度Ta以上の時に送風機モータ４０への通電率を低下させる制御手段３９を備えたものである。【選択図】   図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却器で冷却された冷気を冷凍室に循環させる送風機と、前記冷凍室の温度を設定する温度設定手段と、前記冷凍室の温度を検出する冷凍室温度センサと、この冷凍室温度センサで検出された温度が前記設定温度より高い所定の温度以上の時に前記送風機への通電率を低下させる制御手段とを備えることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記制御手段は、前記圧縮機の温度を検出する圧縮機温度センサで検出された温度が設定温度以上でかつ周囲温度を検出する外気温度センサで検出された温度が所定の温度以上の時に前記送風機への通電率を低下させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、冷凍室の温度に基づいて動作制御される送風機の通電率を制御することによりプルダウン運転時における圧縮機の温度上昇を抑制した冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
　　本発明に先行する特許文献１には、圧縮機、凝縮器及び凝縮器用送風機等を備えた機械室を冷蔵庫の上部に配置した冷蔵庫が開示されている。
【０００３】
　冷蔵庫内には蒸発器及び蒸発器用送風機が配置され、冷凍室と冷蔵室の双方に冷気を供給して冷凍室内の温度及び冷蔵室の温度をそれぞれの設定温度になるように圧縮機及び蒸発器用送風機を制御している。
【０００４】
　ここで、冷蔵庫の冷却能力は圧縮機及び送風機の能力に大きく左右されるが、特に圧縮機は、圧縮機にとってもっとも大きい負荷のかかるプルダウン運転時に過電流防止リレー（ＯＬＲ）が作動しないですむ大きな能力をもったものが一般的に好適とされている。
【０００５】
　ただしあまり大きな冷却能力を持った圧縮機を選定すると高価になるばかりかそれほど能力を必要としないプルダウン運転後の冷却運転時において能力が余ってしまう。即ちプルダウン運転時は良くても冷却運転時に冷却効率が低下し、能力の大きい圧縮機は所要電力が大きいだけにかえって不経済になる。尚前述のプルダウン運転時とは、例えば冷蔵庫の設置後の電源投入時やしばらく使用していなかった冷蔵庫を使用する場合等貯蔵室内がほとんど冷却されていない状態から貯蔵室内を冷却する時のことである。
【０００６】
　一般に圧縮機で圧縮された高温高圧のガス冷媒が冷却器（蒸発器）に至るまでの経路で液化され、この液化された冷媒が蒸発器を通過する間に貯蔵室内を循環する空気と熱交換することで再びガス化して圧縮機に帰還するものであるが、貯蔵室内が冷却されていない状態では、循環する空気温度が高いので液化された冷媒は蒸発器でガス化されやすく、そのため多量の液冷媒がガス化されて圧縮機に帰還するガスの圧力は高くなる。
【０００７】
　このため圧力の高いガス冷媒を所定の比率で圧縮しなければならない圧縮機にとって必要な運動エネルギー（一般的にはトルクで表現され、この所要トルクの大きさが圧縮機にかかる負荷とよばれるものである）は大きなものとなる。
【０００８】
　圧縮機にかかる負荷が大きければ圧縮機を動作させるに要する電力量（電圧が一定であれば電流）が大きくなり、この電流が所定値を越えると過電流防止リレーが作動して、圧縮機が停止する。
【０００９】
　一方、プルダウン運転後はプルダウン時の熱交換により貯蔵室内を循環する空気がある程度冷却されているため、蒸発器を通過する液冷媒はガス化しにくくプルダウン運転時に比べて少量の液冷媒がガス化するだけであり、圧縮機に帰還するガス冷媒の圧力がプルダウン運転時に比べて下がる。このため圧縮機にかかる負荷が小さなものとなり、通常の冷却運転時にはそれほど能力を要しないことになる。
【特許文献１】特開平４−１４８１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
　他方、圧縮機の運転に同期して運転制御される送風機を前述のプルダウン運転時に一定の回転数で運転する制御が一般的であり、上記公報にあっても同様である。
【００１１】
　このため蒸発器と熱交換する空気量は冷却運転時、プルダウン運転時を問わず一定であり、蒸発器で熱交換されてガス化する冷媒量を抑制することができないためプルダウン運転時の圧縮機の負荷を低減することはできない。
【００１２】
　従って、プルダウン運転を乗り切るためには圧縮機の能力を大きくしなければならず、圧縮機が高価になる分冷蔵庫の価格抑制に支障をきたしていた。
【００１３】
　また、近ごろではオゾン層保護の観点から従来使用していた規制冷媒（例えばＲ−１２）から規制外冷媒（例えばＲ−２２）に変更するようになってきたため、圧縮機に対する負荷は従来よりも大きくなっている。
【００１４】
　そこで本発明では、プルダウン運転時の圧縮機にかかる負荷を抑制して能力の小さい圧縮機を使用できるようにした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】
【００１５】
本発明は、冷却器で冷却された冷気を冷凍室に循環させる送風機と、前記冷凍室の温度を設定する温度設定手段と、前記冷凍室の温度を検出する冷凍室温度センサと、この冷凍室温度センサで検出された温度が前記設定温度より高い所定の温度以上の時に前記送風機への通電率を低下させる制御手段とを備えることを特徴とする冷蔵庫を提供するものである。
【００１６】
また、前記制御手段は、前記圧縮機の温度を検出する圧縮機温度センサで検出された温度が設定温度以上でかつ周囲温度を検出する外気温度センサで検出された温度が所定の温度以上の時に前記送風機への通電率を低下させるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１７】
　以上のように本発明によれば、冷凍室の温度が所定の温度以上の時に送風機への通電率を低下させるため、冷凍室の温度下降速度を多少犠牲にしても圧縮機の負荷抑制を優先的に制御でき、冷凍室の温度が所定の温度より低い温度では冷凍室の温度に基づいて送風機のオンオフ制御が行われる。
【００１８】
　また、圧縮機の温度が設定温度以上でかつ外気の温度が所定の温度以上の時に送風機への通電率を低下させるため、圧縮機に対する冷却能力が不足しがちな外気温度が高い場合だけに冷却能力不足を緩和すべく送風機の通電率制御が行われ、圧縮機だけでなく庫内に対する冷却負荷が小さくなる低外気温時には送風機の通電率制御は行わないので、冷凍室の温度降下速度が遅くなるのを抑制し、結果的に圧縮機の負荷を軽くし圧縮機本体の温度上昇及び吸入口の圧力上昇を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
請求項１によれば、圧縮機温度センサで検出された温度に応じて冷凍室への冷気循環用の送風機への通電率を変化させるので、送風機の回転数が圧縮機の温度に応じて変化する。
【００２０】
　このため、圧縮機の温度が上昇するにつれて回転数を低下させるようにすれば、圧縮機の負荷が大きく圧縮機の温度が上昇しやすい電源投入時のプルダウン運転時において、冷却器（即ち蒸発器）と熱交換する空気の循環量を小さくするように調節でき、結果的にプルダウン運転時の圧縮機への負荷が抑制され、圧縮機の温度上昇を抑制できる。
【００２１】
　また、冷凍室の温度が所定の温度以上の時に送風機への通電率を低下させるため、冷凍室の温度下降速度を多少犠牲にしても圧縮機の負荷抑制を優先的に制御でき、冷凍室の温度が所定の温度より低い温度では冷凍室の温度に基づいて送風機のオンオフ制御（例えば冷凍室の設定温度未満では停止）が行われる。
【００２２】
　このため、冷凍室の温度に基づいて、送風機のオンオフ制御が行われる。
【００２３】
　また、圧縮機の温度が設定温度以上でかつ外気の温度が所定の温度以上の時に送風機への通電率を低下させるため、圧縮機に対する冷却能力が不足しがちな外気温度が高い場合だけに冷却能力不足を緩和すべく送風機の通電率制御が行われ、圧縮機だけでなく庫内に対する冷却負荷が小さくなる低外気温時には送風機の通電率制御は行わないので、冷凍室の温度降下速度が遅くなるのを抑制し、結果的に圧縮機の負荷を軽くし圧縮機本体の温度上昇及び吸入口の圧力上昇を抑制できる。
【実施例１】
【００２４】
　図１は本発明の冷蔵庫の縦断側面図、図２は本発明の制御装置の概略ブロック回路図、図３は制御装置の動作の流れを説明するフローチャートである。以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２５】
　図１において１は家庭用冷蔵庫であり、この冷蔵庫１はその本体を構成する前面開口の断熱箱５と、この開口を閉塞する扉６，８，１０，１１とで構成されている。
【００２６】
　断熱箱５は金属製の外箱２とＡＢＳ等合成樹脂製の内箱３と内外両箱間に充填される発泡性断熱材４からなる。
【００２７】
　１４は断熱箱５の内部を上下に仕切る横仕切壁であり、本実施例ではこの横仕切壁１４の上方を凍結温度に冷却される冷凍室１２、下方を食品が凍結しない温度に冷却される貯蔵室１３とするものである。
【００２８】
　尚、貯蔵室１３は２つの横仕切壁１７，１８により更に上中下に３段に仕切られ、横仕切壁１７の上方を３lang=EN-US>℃程度の温度に冷却される冷蔵室１３Ｂ、横仕切壁１７の下方で横仕切壁１８の上方を冷蔵室の温度よりも低く食品が凍結する直前の−１℃程度の温度に冷却される氷温室１５、横仕切壁１８の下方を７℃程度の野菜の保存に適した温度に冷却される野菜室１６としている。
【００２９】
　扉６は、冷凍室１２に対応する回動式の扉であり、扉８は冷蔵室１３Ｂに対応する回動式の扉である。扉１０及び１１は、それぞれ氷温室１５及び野菜室１６に対応する引出式の扉であり、両扉にはそれぞれ主として魚肉及び野菜を収納するための上面開口の容器１９及び２０が着脱自在に設けてある。２１及び２２は投機１９及び２０を支持するアームである。
【００３０】
　冷凍室１２の背部には冷却器カバーと断熱箱５（詳しくは内箱３）とで形成される冷却器室があり、この冷却器室には冷却器としてのプレートフィン型蒸発器２４及びシロッコファン等の庫内循環用の送風機２５が配置されている。尚、冷却器室は、カバーに形成した吹出口にて冷凍室１２と連通する一方、ダクト（図示せず）により横仕切壁１４の後部で冷蔵室１３Ｂと連通している。また冷蔵室１３Ｂへの冷気供給は、ダクトの途中に設けた図示しない冷蔵用ダンパーにより制御されるものである。
【００３１】
　次に本発明の制御装置３０を図２のブロック回路図に基づき説明する。
【００３２】
　制御装置３０は、冷凍室の温度を設定する温度設定手段（図示せず）と、冷凍室の温度を検出する冷凍室温度センサ（冷凍室センサという）３２と、冷蔵庫の周囲雰囲気（即ち外気）の温度を検出する外気温度センサ３３と、デスーパーヒータ等圧縮機の温度を検出する位置に配置された圧縮機温度センサ３４と、これら設定手段及び３つの温度センサ３２〜３４で検出した検出温度に基づく演算信号を出力する温度検出手段３５、この温度検出手段３５からの演算信号に基づき各種演算を行い計時手段としてのタイマー計測手段３７及び出力手段３８に信号を出力する演算部３６とからなり、出力手段３８からは圧縮機２７の運転を制御する運転停止信号及び循環用送風機２５の運転停止並びに通電率を制御する制御信号が出力される。
【００３３】
　尚、温度検出手段３５、演算部３６、タイマー計測手段３７及び出力手段３８により制御手段３９が構成され、制御手段３９はマイクロコンピュータからなる。ここでいう制御信号とは、送風機のモーター（即ちファンモーター）４０を運転させるための運転信号（通常ＯＮ信号）と、ファンモーター４０を停止させるための停止信号（通常ＯＦＦ信号）との両者を総称したものである。
【００３４】
　演算部３６は冷凍室センサ３２で検出された冷凍室の温度Ｆが予め定めた所定の温度Tf（冷凍室の設定温度よりは高い温度、例えば−５℃）より高いとき、外気温度センサ３３で検出された温度（外気温度）が予め設定された所定の温度Ta以上のとき並びに圧縮機温度センサ３４で検出した圧縮機の温度が予め設定した所定の温度Tc以上のときにタイマー計測手段３７及び出力手段３８にそれぞれ信号を出力する。
【００３５】
　また、タイマー計測手段３７は後述の説明の都合上、タイマー１及びタイマー２の２つのタイマーから成るものとする。
【００３６】
　以上の構成に基づき図３のフローチャートを参照しながら制御装置３０の動作の流れを説明する。
【００３７】
　まず電源が投入されると、ステップＳ１で圧縮機の駆動信号を出力し、次のステップＳ２で送風機ファンモーター４０の運転信号（ON信号）を出力し、ステップＳ３でプルダウン運転時の回転数制御が設定されたことを示すプルダウンフラグ（ＰＤＦＬ）をセットする。
【００３８】
　次にステップＳ４でプルダウンフラグがセットされているか否かを判断し、セットされていなければステップＳ１２へ移行し、セットされていればステップＳ５で圧縮機温度センサ３４で検出された温度が設定温度lang=EN-US>Tcより大きいか否かを判断し、圧縮機温度が設定温度Tcより大きければステップＳ６へ移行し、圧縮機温度が設定温度Tcより大きくなければステップＳ１２へ移行する。
【００３９】
　ステップＳ６では、冷凍室センサ３２で検出された温度が冷凍室の設定温度よりも高い予め定めた所定の温度Tf（本実施例では−５℃）より低いか否かが判断され、冷凍室温度Ｆが所定温度Tfより低ければステップＳ１１でプルダウンフラグ（ＰＤＦＬ）をリセットしてステップＳ１２へ移行し、冷凍室温度Ｆが所定温度Tf以上であればステップＳ７で外気温度センサ３３で検出された温度が所定の温度Ta（例えば３０℃）より高いか否かが判断される。
【００４０】
　ステップＳ７で外気温度が所定の温度Ta以下であればステップＳ１１へ移行し、外気温度が所定の温度Taより高ければステップＳ８でファンモータ４０の通電率を下げる第１制御モード（詳しくは回転数を最低に下げるモード）であることを示すフラグ（制御１ＦＬ）をセットし、ステップＳ９及びＳ１０でタイマー１及びタイマー２の時間をそれぞれセットステップＳ１１へ移行する。
【００４１】
　尚、圧縮機温度が設定温度Tcより高くて冷凍室温度が所定の温度Tfより低い場合としては冷凍室が設定温度以下になったときに停電になり直後に停電復帰して圧縮機が運転された場合や除霜運転後に圧縮機の運転が再開された場合等が考えられ、圧縮機温度が設定温度Tcより高くて冷凍室温度が所定の温度Tf以上でかつ外気温度が所定の温度Taより低い場合としては冷凍室に負荷の大きな食品を投入したり冷凍室の扉が開けたままになっていた場合等が考えられるため、これらの原因での圧縮機の温度上昇をプルダウン運転時の温度上昇と分けてとらえるために、上記ステップＳ５〜Ｓ７を設けた。これにより制御フラグがセットされるのをプルダウン運転時に特定しやすくしている。
【００４２】
　ステップＳ１２では制御１ＦＬがセットされているか否かを判断し、制御１ＦＬがセットされてなければステップＳ１８へ移行し、制御１ＦＬがセットされていればステップＳ１３でファンモータ４０の通電率を最低の通電率（例えば８０msＯＮ，８０msＯＦＦの５０％の通電率）とし、ステップＳ１４でタイマー１を減算し、ステップＳ１５でタイマー１の時間が経過したか否かが判断され、タイマー１がタイムアップするまでファンモータをこの通電率で運転させ（即ちステップＳ４へ復帰し）、タイマー１がタイムアップすればステップＳ１６で制御１ＦＬをリセットし、ステップＳ１７でファンモータ４０の通電率を少し上げる第２制御モード（詳しくは回転数を最低値より少し上げるモード）に移行したことを示すフラグ（制御２ＦＬ）をセットしてステップＳ４へ復帰する。
【００４３】
　一方、ステップＳ１８では制御２ＦＬがセットされているか否かを判断し、制御２ＦＬがセットされてなければステップＳ４へ復帰し、制御２ＦＬがセットされていればステップＳ１９でファンモータ４０の通電率を最低の通電率より少し大きい通電率（例えば１２０msＯＮ，８０msＯＦＦの６０％の通電率）とし、ステップＳ２０でタイマー２を減算し、ステップＳ２１でタイマー２の時間が経過したか否かが判断され、タイマー２がタイムアップするまでファンモータをこの通電率で運転させ（即ちステップＳ４へ復帰し）、タイマー２がタイムアップすればステップＳ２２で制御２ＦＬをリセットしてステップＳ４へ復帰する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の冷蔵庫の縦断側面図である。
【図２】本発明の制御装置の概略ブロック回路図である。
【図３】制御装置の動作の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１    冷蔵庫
１２  冷凍室
３０  制御装置
３２  冷凍室センサ（冷凍室温度センサ）
３３  外気温センサ（外気温度センサ）
３４  圧縮機温度センサ
３６  演算部
３９  制御手段
４０  ファンモータ（送風機）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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