(57)【要約】【課題】庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫において、冷却運転時に発生する庫内温度の断続的な上昇を抑制する。【解決手段】冷蔵庫内に、庫内ファン１３と、冷却器１２と、庫内センサ２１とを備え、冷却運転時には、庫内ファン１３を駆動状態に保持しながら、圧縮機８を庫内センサ２１の計測データに基づいて駆動状態と停止状態とに断続的に切り換え制御する庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫において、冷却運転時における圧縮機８の停止状態から駆動状態への切り換えと同時に、庫内ファン１３の駆動を一時停止させる。冷却器１２の温度を計測する冷媒センサ１９の計測データに基づいて、タイマのカウント中に庫内ファン１３を駆動状態に強制的に復帰できるようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫内に、庫内（３）の空気を強制循環する庫内ファン（１３）と、庫内（３）の空気の循環経路に配設されて、圧縮機（８）から供給される冷媒によって庫内（３）の空気と熱交換する冷却器（１２）と、庫内（３）の空気の温度を計測する庫内センサ（２１）とを備えており、
冷却運転時には、庫内ファン（１３）を駆動状態に保持しながら、圧縮機（８）を庫内センサ（２１）の計測データに基づいて駆動状態と停止状態とに断続的に切り換え制御する、庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫であって、
冷却運転時における圧縮機（８）の停止状態から駆動状態への切り換えと同時に、庫内ファン（１３）の駆動を一時停止させることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
タイマを有するとともに、庫内センサ（２１）から入力される計測データに基づいて圧縮機（８）および庫内ファン（１３）を制御する制御装置（２２）を備えており、
制御装置（２２）は、予め入力された設定値（ＴＨ・ＴＬ）と、前記計測データとを比較演算して、圧縮機（８）を切り換え制御しており、
圧縮機（８）の停止状態から駆動状態への切り換えと同時に、制御装置（２２）が、庫内ファン（１３）の駆動を停止させ、タイマのカウント機能によって一定時間経過後に、庫内ファン（１３）を駆動状態に復帰させるようになっている請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
冷却器（１２）の温度を計測して、その計測データを制御装置（２２）に入力する冷媒センサ（１９）を備えており、
冷媒センサ（１９）から入力される計測データに基づいて、前記タイマのカウント中に庫内ファン（１３）を駆動状態に強制的に復帰できるようにしてある請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
制御装置（２２）が、前記タイマのカウント中に、予め入力された設定値（Ｔ１）と、冷媒センサ（１９）から入力される計測データとを比較演算して、該計測データが設定値（Ｔ１）より小さい場合には、強制的に庫内ファン（１３）を駆動状態に復帰させる請求項３記載の冷蔵庫。
【請求項５】
冷媒センサ（１９）が、除霜センサを兼ねている請求項３又は４記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却運転中、庫内ファンが常時駆動している庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関する先行技術に、庫内温度の上昇を防止することを目的として、庫内ファンと圧縮機とを同時に駆動させずに、駆動タイミングをずらす制御を行うことは公知である（特許文献１、２）。いずれも、いったん冷凍サイクルが停止すると、冷却器内の冷媒が気化して温度上昇するため、冷凍サイクルの駆動と同時に庫内ファンを駆動させると、暖かい空気を庫内に送風することとなって庫内温度の上昇を招くという、構造上の課題解決を目的としている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１５４８４号公報（段落番号０００３、図３）
【特許文献２】特開平１０−８３４８２号公報（段落番号００３１〜００３６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫は、庫内の空気を絶えず循環することによって、庫内温度のばらつきを安定して小さくできる利点があり、例えば、収容量が大きくて庫内上下の温度差が生じ易い業務用冷蔵庫などに多く採用されている。
【０００５】
図１は、この種の冷蔵庫の従来品における、冷却運転時の圧縮機等のタイムチャートを例示したものである。同図の上側から順に圧縮機、および庫内ファンの各オン・オフ動作、庫内センサが計測する庫内の温度変化、および冷却器の温度変化を示している。
【０００６】
これに示されるように、庫内ファンの常時駆動によって冷却器と庫内の空気とは、常時熱交換されるため、圧縮機のオン・オフ動作に庫内温度も連動変化し、圧縮機がオン（駆動状態）になると庫内温度は下降し、圧縮機がオフ（停止状態）になると庫内温度は上昇する。そこで、庫内温度と予め設定された上限値（ＴＨ）と下限値（ＴＬ）と比較して、庫内温度が上限値になれば、圧縮機をオンし、庫内温度が下限値になれば、圧縮機をオフすることで、所望の温度帯に庫内温度が維持できるように温度制御している。
【０００７】
ところが、庫内温度が上限値に達して圧縮機を再駆動させても、庫内温度がそのまま上昇して大きなピークＰが発生し、高温側に大きくぶれる問題があった。すなわち、圧縮機がオフとなって冷凍サイクルが駆動していない状態下でも、庫内ファンによって強制的に熱交換されるため、短時間であってもその間、図１下側の冷媒配管の温度変化が示すように、冷却器内の冷媒が過度に気化、温度上昇し、圧縮機の駆動開始直後は、熱交換が逆に作用して庫内に一気に暖かい空気を送風することとなっていた。
【０００８】
この点、先の特許文献１および特許文献２は、いずれも圧縮機が駆動しているときには庫内ファンも駆動し、圧縮機が停止しているときには庫内ファンも停止する、同期連動型の冷蔵庫であり、本発明の冷蔵庫とは対象が異なっているうえ、冷凍サイクルを長時間停止させた後の除霜運転開始時を対象としており、冷却運転時に断続的に生じる微妙な温度変化を制御することは想定していない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、温度のばらつきが少ない高精度な温度制御ができる庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫を提供することにある。本発明の目的は、簡単な処理で、冷却運転時に発生する庫内温度の断続的な上昇が抑制できる冷蔵庫を提供することにある。本発明の目的は、既存の装置を上手く活用して効率よく、そして確実に温度制御ができる冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫であり、冷蔵庫内に、庫内３の空気を強制循環する庫内ファン１３と、庫内３の空気の循環経路に配設されて、圧縮機８から供給される冷媒によって庫内３の空気と熱交換する冷却器１２と、庫内３の空気の温度を計測する庫内センサ２１とを備えている。冷却運転時には、庫内ファン１３を駆動状態に保持しながら、圧縮機８を庫内センサ２１の計測データに基づいて駆動状態と停止状態とに断続的に切り換え制御する。冷却運転時における圧縮機８の停止状態から駆動状態への切り換えと同時に、庫内ファン１３の駆動を一時停止させることを特徴とする。なお、ここでいう冷蔵庫は、広い概念であり、冷凍庫や、冷蔵あるいは冷凍ショーケースなどを含む。
【００１１】
具体的には、タイマを有するとともに、庫内センサ２１から入力される計測データに基づいて圧縮機８および庫内ファン１３を制御する制御装置２２を備えている。制御装置２２は、予め入力された設定値ＴＨ・ＴＬと、前記計測データとを比較演算して、圧縮機８を切り換え制御している。圧縮機８の停止状態から駆動状態への切り換えと同時に、制御装置２２が、庫内ファン１３の駆動を停止させ、タイマのカウント機能によって一定時間経過後に、庫内ファン１３を駆動状態に復帰させるようになっている。
【００１２】
冷却器１２の温度を計測して、その計測データを制御装置２２に入力する冷媒センサ１９を備えるようにして、冷媒センサ１９から入力される計測データに基づいて、前記タイマのカウント中に庫内ファン１３を駆動状態に強制的に復帰できるようにしてあってもよい。
【００１３】
具体的には、制御装置２２が、前記タイマのカウント中に、予め入力された設定値Ｔ１と、冷媒センサ１９から入力される計測データとを比較演算して、該計測データが設定値Ｔ１より小さい場合には、強制的に庫内ファン１３を駆動状態に復帰させる。冷媒センサ１９は、除霜センサを兼ねることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫において、冷却運転時における圧縮機８の停止状態から駆動状態への切り換えと同時に、庫内ファン１３の駆動を一定時間だけ停止させるようにしてあると、圧縮機８の停止時に暖められた冷却器１２が冷却運転時の常態に戻るまで熱交換を中断できるので、圧縮機８を再駆動させたときに発生する、上限の設定値ＴＨの温度を超える大きなピークＰを抑制することができ、庫内温度を高精度に制御できる。
【００１５】
圧縮機８の駆動を制御する制御装置２２を利用して、圧縮機８と連動して庫内ファン１３の駆動を停止させ、制御装置２２が内蔵するタイマで庫内ファン１３が駆動状態に復帰するようにしたので、圧縮機８と庫内ファン１３とを精度高く確実に駆動させることができ、とくに秒単位の短時間の制御に有利である。制御装置２２のプログラム変更等だけでよく、簡単に改良できて、設備増設の多大なコストも要しない。
【００１６】
冷却器１２の温度に基づいて、タイマのカウントによって庫内ファン１３が復帰する前でも、庫内ファン１３を駆動状態に強制復帰できるようにしてあると、圧縮機８が短時間停止しただけで、冷媒が直ぐに常態に復帰する場合に、タイマのカウントを待たずに、冷媒の復帰に合わせて庫内ファン１３を駆動させることができ、それだけ庫内３の温度を効率的かつ高精度に制御できる。庫内ファン１３を異なる２つの手段で二重に制御することとなって、より確実に制御できる。
【００１７】
冷媒センサ１９が除霜センサをも兼ねるようにすれば、両センサを別々に設けるのに比べて、装備の無駄が省け、コスト的にも構造的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図２〜図６に本発明を業務用の冷蔵庫に適用した実施例を示す。図２に示すように、冷蔵庫の本体１は、前面が開口する断熱箱体からなり、その前面開口には、上下に複数の扉２が設けられていて、庫内３（収容室）を上下別々に開閉できるようになっている。庫内３には、被貯蔵物を載置するための網棚５が上下複数段に設置されている。本体１の上部には、機械室６が設けられており、その内部に、冷凍サイクルを構成する圧縮機８や、凝縮器９などが装備されている。
【００１９】
ここで冷凍サイクルとは、図３に示すように、圧縮機８、凝縮器９、膨張弁１０、冷却器１２などが冷媒配管１８で接続された閉鎖循環構造をしており、循環経路内にはフロン等の冷媒が収容されている。冷媒は、圧縮機８で高温高圧ガス状に圧縮された後、凝縮器９で冷却、液化され、次いで膨張弁１０（キャピラリーチューブ）で減圧しながら冷却器１２に供給され、そこで熱交換して気化することによって冷却作用を奏する。ガス化した冷媒は、圧縮機８に戻って循環を繰り返す。
【００２０】
かかる冷凍サイクルのうち、冷却器１２は庫内３に設けられて庫内３の空気を冷却する。図２および図４に示すように、冷却器１２は、本体１の上壁内面に組み付けられており、これの前方に庫内３の下方を臨む状態で配置された庫内ファン１３や、除霜ヒータ１４、ドレンパン１５、カバー１６などとともに一体にユニット化されている。
【００２１】
庫内ファン１３は、庫内３の空気を冷却器１２側へ送給するようになっており、図２および図４の矢印が示すごとく、庫内３の前方の空気を吸引してユニット内部に導入し、冷却器１２で熱交換して冷却した空気を、ユニットの後端から本体１の背壁内面に添う状態で庫内３に吹き出し、庫内３の空気を冷却しながら強制循環するように構成してある。
【００２２】
冷却器１２前方にある冷媒の入口側の冷媒配管には、冷却器１２に流入してくる冷媒の温度を計測する冷媒センサ１９が装着してある。冷媒センサ１９は、冷却器１２に付着した霜を除去する除霜運転の際に用いられる除霜センサを兼用している。本体１の背壁には排水管２０が内蔵されており、除霜運転等でドレンパン１５に溜まったドレン水を受け容れて本体１の底側へ排水するようになっている。庫内３に臨む本体１の内壁面の適所（ここでは、庫内３の上方）に、庫内３の空気の温度を計測する庫内センサ２１が取り付けてある。
【００２３】
冷蔵庫は、図５に示すように、タイマ、および記憶手段および演算手段を備えた制御装置２２（マイクロコンピュータ）を装備している。制御装置２２には、入力装置として、冷媒センサ１９や庫内センサ２１が、出力装置として、圧縮機８や庫内ファン１３が接続されている。かかる制御装置２２によって、冷却運転時における庫内３の温度が所望の温度帯に維持制御されている。
【００２４】
冷却運転時における制御装置２２の具体的な制御動作を図６のタイムチャートを用いて説明する。同図は、上側から順に圧縮機８および庫内ファン１３の各オン・オフ動作を、次いで庫内センサ２１および冷媒センサ１９が計測する庫内３および冷却器１２の各温度変化を、時間の経過に対応させて示したものである。なお、制御装置２２には、圧縮機８を制御するための上下限の温度設定値ＴＨ・ＴＬが予め入力されて記憶されている。さらに、庫内ファン１３制御用の基準温度設定値Ｔ１、タイマのカウントＣの設定値も予め入力されて記憶されている。
【００２５】
庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫にあっては、冷却運転中の庫内ファン１３は、常時駆動状態に保持されている。一方、圧縮機８は、制御装置２２によって庫内センサ２１から入力される庫内３の温度の計測データに基づいてオン・オフの切り換え制御が行われている。すなわち、制御装置２２は、庫内センサ２１から入力される計測データと予め入力されている上下限の温度設定値ＴＨ・ＴＬとを絶えず比較演算しており、計測データが下限の温度設定値ＴＬを下回った場合には、信号を出力して圧縮機８をオフ（停止状態）にし、計測データが上限の温度設定値ＴＨを上回った場合には、信号を出力して圧縮機８をオン（稼動状態）にする。
【００２６】
したがって、庫内３の温度は、圧縮機８のオン・オフ動作に連動して変化するが、圧縮機８がオフからオンに切り換わるときには、庫内３の温度がいったん上昇する傾向が認められる（図１参照）。かかる温度のばらつきを防止するために、圧縮機８のオフからオンへの切り換えと同時に、庫内ファン１３の駆動を一時停止させるようにしてある。
【００２７】
具体的には、制御装置２２に新たにプログラムを記憶し、圧縮機８をオフからオンに切り換えるのと同時に、庫内ファン１３をいったんオフにし、かつタイマのカウントＣを開始する。そしてタイマのカウントＣの終了時には庫内ファン１３をオンにして復帰させる。タイマのカウントＣの設定値は、冷凍サイクルの能力にもよるが、５秒〜３０秒で十分に効果を得ることができる。５秒未満では、圧縮機８の駆動が常態に戻りきれない場合があり、庫内ファン１３の一時停止時間が３０秒を超えると、庫内３の温度のばらつきが大きくなり、好ましくないからである。ここでは１５秒に設定してある。とくには、庫内ファン１３がオンになるときに、冷却器１２の冷媒温度が上限の温度設定値ＴＨ以下になるように設定するとよい。そうすることで、熱した空気を庫内３に送ることなく、図６に示すように、圧縮機８の切り換え時に認められる温度上昇を効果的に抑制することができる。なお、除霜運転は、冷却運転とは別に制御されている。
【００２８】
さらに、タイマのカウント中であっても、庫内ファン１３は、強制復帰できるようになっている。すなわち、制御装置２２が、予め入力された基準温度の設定値Ｔ１と、冷媒センサ１９から入力される計測データとを比較演算して、計測データが基準温度の設定値Ｔ１より小さい場合には、タイマのカウントＣの終了を待たずに強制的に庫内ファン１３をオンにする（図６参照）。強制的に庫内ファン１３がオンされたときには、タイマのカウントＣはリセットされる。なお、基準温度の設定値Ｔ１は、冷却運転時の常態での冷媒の温度を基に設定される。
【００２９】
以上のように構成することで、庫内ファン常時駆動型の冷蔵庫において問題となっていた、冷却運転時に発生する庫内３の温度の断続的な上昇を効果的に抑制することができ、高精度な温度制御が可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の冷却運転時のタイムチャート等を示す図
【図２】業務用冷蔵庫の断面図
【図３】冷凍サイクルの概念図
【図４】業務用冷蔵庫の上部断面図
【図５】制御機構を示すブロック図
【図６】本発明による冷却運転時のタイムチャート等を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１  本体
３  庫内
８  圧縮機
１２  冷却器
１３  庫内ファン
１９  冷媒センサ
２１  庫内センサ
２２  制御装置
【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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【図６】
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