(57)【要約】      （修正有）【課題】除霜運転において慢性的な残霜を防止して蒸発器の冷却性能を保持するとともに、貯蔵室の温度上昇を抑制する冷蔵庫を提供する。【解決手段】所定の周期に基づきＳ１除霜ヒータに通電して除霜運転を実行しＳ２、温度センサ５２が除霜終了温度以上の温度を検出したときに除霜ヒータへの通電を遮断して終了しＳ３，Ｓ４、この除霜運転終了後は、所定時間経過するまで圧縮機４１を停止させておくとともにＳ５，Ｓ８，Ｓ１０、所定時間内または経過後の温度センサ５２の検出温度に基づき、次回の除霜運転の除霜終了温度または周期を調節するＳ６，Ｓ７，Ｓ９。【選択図】図１
2005331139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、蒸発器を順次接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器を加熱する除霜ヒータと、前記蒸発器またはその近傍を検知する温度センサとを備え、
所定の冷却運転の周期に基づき除霜ヒータに通電して行う蒸発器の除霜運転は、温度センサが除霜終了温度以上の温度を検出したときに除霜ヒータへの通電を遮断して終了し、この除霜運転終了後の所定時間は圧縮機を停止させておくとともに、
前記所定時間内または経過後の温度センサの検出温度に基づき、次回の除霜運転の除霜終了温度または前記周期を調節することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
所定時間内または経過後に、温度センサが、除霜終了温度よりも高く設定した調節温度以上の温度を検出した場合には、次回の除霜運転の除霜終了温度を低く設定または周期を長く設定することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
所定時間内または経過後に、温度センサが、除霜終了温度よりも高く設定した調節温度以上の温度を検出できない場合には、次回の除霜運転の除霜終了温度を高く設定または周期を短く設定することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除霜ヒータによって除霜運転を行う冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蒸発器への着霜により冷却性能が低下することを防止するため、所定の冷却運転の周期、例えば、圧縮機の運転時間を積算した所定の周期で除霜ヒータに通電し、蒸発器を除霜する除霜運転が行われている。この場合、除霜運転は、蒸発器が除霜終了温度、例えば１０℃以上に達した場合には付着した霜が全て融解し除去されたと見做して除霜ヒータへの通電を遮断し、除霜運転を終了するようにしていた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、除霜運転後は、その終了直後に圧縮機を運転させると、冷凍サイクル内の圧力バランスによりアキュームレータにおいて異音が発生するため、所定時間、例えば除霜終了後６分間は圧縮機を起動させないようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２６１６２９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４０４０４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、除霜運転を終了してから圧縮機を運転するまでの間は、除霜ヒータの通電を遮断しても、その余熱により蒸発器の近傍や貯蔵室内が温度上昇する虜がある。この場合、この余熱による温度上昇を考慮して除霜ヒータの除霜終了温度を、例えば８℃程度のより低い温度に設定することは可能であるが、貯蔵されている食品の量や種類、あるいは扉の開閉頻度などによって着霜量が多いときには、除霜残り霜が解け切らず残霜となることがある。多少の残霜であれば冷却性能に与える影響は少ないが、除霜終了温度を低く設定したことによって、残霜が多くなる場合は、蒸発器による冷却が阻害されて性能が著しく低下するという不具合が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題点を考慮したものであり、除霜運転において慢性的な残霜の発生を防止して蒸発器の冷却性能を保持するとともに、貯蔵室の温度上昇を抑制す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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明による冷蔵庫は、圧縮機、凝縮器、蒸発器を順次接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器を加熱する除霜ヒータと、前記蒸発器またはその近傍を検知する温度センサとを備え、所定の冷却運転の周期に基づき除霜ヒータに通電して行う蒸発器の除霜運転は、温度センサが除霜終了温度以上の温度を検出したときに除霜ヒータへの通電を遮断して終了し、この除霜運転終了後の所定時間は圧縮機を停止させておくとともに、前記所定時間内または経過後の温度センサの検出温度に基づき、次回の除霜運転の除霜終了温度または前記周期を調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によれば、除霜運転終了後における残霜状況を温度センサの検出温度により検出して次回の除霜運転に制御情報として活用するため、残霜の増大を防止することができ、もって蒸発器の冷却性能を保持することができる。また、除霜ヒータの余熱を利用して除霜終了温度を低く設定することが可能となり、貯蔵室の温度上昇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】
【０００８】
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４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断熱箱体２内に、上段から順に、冷蔵室３、野菜室４、切替室５、冷凍室６を有して構成されている。なお、特に図示しないが製氷室を切替室５と併設させている。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。
【０００９】
冷蔵室３および野菜室４は、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、ほぼ１〜５度の温度帯に保持され、それぞれを仕切板１１により区画している。野菜室４の背面には、冷蔵室用蒸発器４４（以下、Ｒエバと称する。）を設けており、その上部には、冷蔵室用ファン１８（以下、Ｒファンと称する。）を設けている。このＲファン１８が運転されると、Ｒエバ４４により生成された冷気は冷蔵室３に供給されて各室３，４を冷却し、冷却し終えた冷気は再びＲエバ４４に戻されて熱交換するようになっている。
【００１０】
一方、製氷室を含む冷凍室６と切替室５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〜―２５度の温度帯に保持され、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。切替室５および冷凍室６の背面には、Ｒエバ４４より蒸発温度を低く設定した冷凍室用蒸発器４７（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４７により生成された冷気が切替室５および冷凍室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４７によって熱交換されるようになっている。また、Ｆエバ４７には、除霜を行う除霜ヒータ２０を設けており、この除霜ヒータ２０はパイプヒータやガラス管ヒータなどから構成されている。
【００１１】
なお、野菜室４と切替室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、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。
【００１２】
本体１の背面底部には機械室３０を設けており、内部には圧縮機４１、この圧縮機４１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。また、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，後述するＲＤセンサ５１，ＦＤセンサ５２の検出温度などに基づき、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。
【００１３】
本発明に係る冷凍サイクル４０は、概略図である図５に示すように、圧縮機４１の吐出側には凝縮器４５および流路切替装置である三方弁４２を順次接続しており、三方弁４２の出口側の一方には、冷凍用キャピラリチューブ４６（以下、Ｆキャピラリチューブとする）とＦエバ４７とアキュームレータ４８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４３（以下、Ｒキャピラリチューブとする）とＲエバ４４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４７の入口側と接続させており、アキュームレータ４８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４４の出口配管には、Ｒエバ４４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４８には、Ｆエバ４７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】
Ｒセンサ５４の検出温度がＯＮ温度、例えば５℃以上になると、Ｒエバ４４側に冷媒が流れるように三方弁４１を操作して冷蔵室３および野菜室４を冷却する（以下、Ｒ冷却モードと称する）。一方、Ｆセンサ５５の検出温度がＯＮ温度、例えば、−１８℃以上になると、Ｆエバ４７側に冷媒が流れるように三方弁を操作して冷凍室６等を冷却する（以下、Ｆ冷却モードと称する）。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℃以上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。
【００１６】
次に、Ｆエバ４７の除霜運転について、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明の１実施形態を示すフローチャートであり、図２は、除霜運転において、残霜が少ない場合のＦエバの温度変化を示すグラフであり、図３は、除霜運転において、残霜が多い場合のＦエバの温度変化を示すグラフである。
【００１７】
図１に示すように、ステップ１では、除霜開始のタイミングか否かを検出して（Ｓ１）、除霜のタイミングであれば、図２，３に示すｔａのタイミングでステップ２に進み、圧縮機４１を停止させておき、除霜ヒータ２０に通電してＦエバ４７を加熱する除霜運転に移行する（Ｓ２）。ここで、本実施形態での除霜のタイミングは、Ｆエバ４７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としている。なお、除霜運転前におけるＦ冷却モードで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。
【００１８】
ステップ３では、Ｆエバ４７が除霜されたか否かを検出する。具体的には、ＦＤセンサ５２の検出温度が、除霜終了温度以上に達したか否かを検出し（Ｓ３）、除霜終了温度以上に到達していれば、除霜が完了またはその後の余熱により除霜が完了すると見做して、図２，３に示すｔｂのタイミングでステップ４に進み除霜運転を終了する（Ｓ４）。ここで、除霜終了温度の初期設定は、実験により通常の着霜量であれば、除霜ヒータ２０の通電終了後の余熱により、Ｆエバ４７が温度上昇して残霜がないと見做せる比較的低い設定温度、例えば８℃に設定している。
【００１９】
ステップ４では、除霜ヒータ２０の通電を遮断するが、圧縮機４１は冷凍サイクル４０の圧力バランスなどのため、ステップ５において、所定時間、例えば６分経過するまで圧縮機４１を停止させておく。  
ステップ５では、上記したように所定時間以上経過したか否かを検出し（Ｓ５）、経過していなければ、ステップ６に進む（Ｓ６）。
【００２０】
ステップ６では、残霜が無くなったか否か、具体的には、ＦＤセンサ５２の検出温度が、実験により残霜がないと見做せる比較的高い調節温度、例えば１０℃以上に到達したか否かを検出する（Ｓ６）。
【００２１】
図２に示すように、通常の着霜量、具体的にはｔｂのタイミングで残霜が無い状態又はほぼ残っていない状態であれば、除霜ヒータ２０の通電を終了しても、その余熱によりＦＤセンサ５２の検出温度は調節温度以上に上昇する。
【００２２】
よって、除霜終了温度を高く設定しなくてもその後の余熱により確実に除霜を行うことができるため、次回の除霜運転における除霜終了温度を低く設定する（Ｓ７）。
【００２３】
なお、除霜終了温度を初期設定（例えば、８℃）の状態を保持させておいてもよく、除霜運転毎に例えば０．２℃づつ除霜終了温度を降下させてもよい。また、ステップ６の判断は、ステップ５での所定時間経過後に圧縮機４１を起動させてもＦエバ４７が即温度降下するわけではないため、所定時間経過後であってもよい。
【００２４】
この場合、所定の周期での除霜が完了している状態であるため、除霜のタイミングを遅延させることで、除霜による貯蔵室の温度上昇を軽減させることができる。具体的には、所定の周期を長く、ここでは、圧縮機４１の運転積算時間の設定時間を８時間から１２時間に変更したり、８時間経過後、Ｆ冷却モードが２回終了した時点で除霜運転に移行するなど、種々の方法で所定の周期を長くする。なお、除霜終了温度の設定と所定の周期の設定は、いずれか一方でもよく、双方ともに行ってもよい。
【００２５】
さて、ステップ８では、ステップ５と同様にｔｂのタイミングから所定時間以上経過したか否かを検出する（Ｓ８）。所定時間以上経過すれば、圧縮機４１を起動させてもよいと判断してステップ１０に進み、ｔｃのタイミングで圧縮機４１の運転を再開して、通常の冷却モードに移行する（Ｓ１０）。
【００２６】
一方、ステップ５，６において、図３に示すように所定時間（ｔｂ〜ｔｃ）内にＦＤセンサ５２の検出温度が調節温度まで上昇しない場合には、ステップ９に進んで、次回の除霜終了温度を高く設定する（Ｓ９）。
【００２７】
食品や開扉の状態によりＦエバ４７の着霜量が多い場合には、ｔｂのタイミングにおいても残霜量が多く、除霜ヒータ２０の余熱をもってしても残霜するため、この残霜の影響によりＦエバ４７の温度上昇は鈍化し、ＦＤセンサ５２は調節温度以上の温度を検出することができない。このような場合に、除霜終了温度を通常より低く設定したまま除霜運転を継続すると、残霜が増大し、Ｆエバ４７の冷却性能が著しく低下する。
【００２８】
そこで、ＦＤセンサ５２の検出温度が調節温度まで上昇しない場合には、次回の除霜終了温度を高く設定、例えば１０℃に設定することで、次回の除霜運転においてＦエバ４７の除霜を確実に行い、残霜による冷却性能の低下を防止する。なお、除霜終了温度の設定は、除霜運転毎に例えば０．２℃づつ除霜終了温度を上昇させてもよい。
【００２９】
上記の場合、着霜量が多い状態であることから、除霜開始のタイミングを短くし、除霜運転の一回当たりの着霜量を少なくすることで残霜を防止することもできる。具体的には、所定の周期を短く、ここでは、圧縮機４１の運転積算時間の設定時間を８時間から４時間に変更して、４時間経過後は、即除霜運転に移行するなど、種々の方法で所定の周期を短くする。なお、除霜終了温度の設定と所定の周期の設定は、いずれか一方でもよく、双方ともに行ってもよい。
【００３０】
上記設定が終われば、ｔｃのタイミングで圧縮機４１の運転を再開して、通常の冷却モードに移行して（Ｓ１０）、ステップ１に戻り、これらの制御を繰り返すようになっている。
【００３１】
上記したように本発明によれば、除霜運転終了後は、所定時間経過するまで圧縮機４１を起動させないようにし、除霜運転終了後における残霜状況を温度センサの検出温度により検出して次回の除霜運転に制御情報として活用するため、残霜の増大を防止することができ、もってＦエバ４７の冷却性能を保持することができる。また、除霜ヒータ２０の余熱を利用することで除霜終了温度を低く設定することが可能となり、冷凍室６などの温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、所定時間内または経過後に、ＦＤセンサ５２が、除霜終了温度よりも高く設定した調節温度以上の温度を検出した場合には、次回の除霜運転の除霜終了温度を低く設定または周期を長く設定しているため、除霜終了温度を低く設定しても、除霜ヒータ２０の通電終了後に、その余熱によりＦエバ４７を加熱するため、確実に除霜を行うことができ、もって残霜の影響による冷却性能の低下を防止しつつ、冷凍室６などの温度上昇を抑制することができる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、所定時間内または経過後に、温度センサが、除霜終了温度よりも高く設定した調節温度以上の温度を検出できない場合には、次回の除霜運転の除霜終了温度を高く設定、または除霜運転の周期を短く設定しているため、除霜終了温度を低く設定したことによってＦエバ４７の残霜量が多くなっても、次回の除霜運転において確実に除霜を完了させることができ、残霜の影響による冷却性能の低下を防止することができる。
【００３４】
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。本実施形態では、Ｒエバ４４はＲファン１８の回転による除霜方法で説明したが、Ｒエバ４４もＦエバ４７と同様に除霜ヒータによる除霜運転を行い、本発明の除霜終了温度の調節を行ってもよい。また、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４４とＦエバ４７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、または単一の蒸発器を用いて冷蔵室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、除霜のタイミング、除霜終了温度、除霜終了温度の調節方法、調節温度、所定の周期の調節などは、冷蔵庫の形態に応じて適宜変更することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、除霜ヒータによる除霜運転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】
【００３６】
【図１】本発明の１実施形態を示すフローチャートである。
【図２】除霜運転において、残霜が少ない場合のＦエバの温度変化を示すグラフである。
【図３】除霜運転において、残霜が多い場合のＦエバの温度変化を示すグラフである。
【図４】本発明の１実施形態である冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図５】本発明の１実施形態である冷凍サイクルを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…冷蔵庫本体            ３…冷蔵室                ６…冷凍室
１８…Ｒファン              １９…Ｆファン            ２０…除霜ヒータ
４０…冷凍サイクル          ４１…圧縮機              ４２…三方弁
４４…Ｒエバ                ４７…Ｆエバ              ５０…制御装置
５１…ＲＤセンサ            ５２…ＦＤセンサ          ５３…外気温センサ
５４…Ｒセンサ              ５５…Ｆセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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