(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の圧縮・凝縮・膨張および蒸発の各状態変化を循環させる冷凍サイクルを用いた保冷庫であって、
開閉扉を支持する保冷庫本体の開口部に設けられた結露防止用ヒータと、
上記保冷庫内の温度を検知する庫内温度検知センサと、
上記庫内温度検知センサからの庫内温度および上記圧縮行程に用いられる圧縮機の作動状態が入力され、上記庫内温度が予め設定された所定温度以下の場合に上記結露防止用ヒータの駆動部に対して通電指令を出力する制御部と、を備え、
上記制御部は、所定時間毎に上記圧縮機を停止させて庫内の除霜作業を行う除霜タイミングが設定されていると共に、当該除霜タイミングから上記圧縮機の作動回数を計数し、上記庫内温度検知用センサにより検知された庫内温度が上記所定温度以下になった場合に、この温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間における上記圧縮機の作動判別を行い、上記圧縮機の作動回数が０であれば上記通電指令を非出力とすることを特徴とする保冷庫。
【請求項２】
上記保冷庫には、上記蒸発工程に用いられる蒸発器からの冷気排出側に蒸発器用送風機が配置されており、
上記蒸発器用送風機は、上記庫内温度が０゜Ｃ以下の場合に、この温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間における上記圧縮機の作動回数が０であれば、上記制御部からの駆動指令により作動することを特徴とする請求項１記載の保冷庫。
【請求項３】
上記蒸発器用送風機は、上記蒸発器の霜取り作業が実行された時点から前回の霜取り作業が実行された時点までの間で上記圧縮機が作動しなかった場合に限り上記制御部からの駆動指令により作動が停止されることを特徴とする請求項２記載の保冷庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保冷庫に関し、さらに詳しくは、温度管理制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生鮮食料品を保存する装置の一つとして、冷媒の状態変化の循環を用いる冷凍サイクルを利用した冷蔵冷凍庫などの保冷庫がある。保冷庫は、圧縮された冷媒を凝縮し、膨張および蒸発させる過程で庫内の空気を冷却して低温保存ができる構成が採用されている。ところで、保冷庫においては、内部と外部との温度差により庫内が外気に曝される箇所に結露が生じる場合がある。このため、保冷庫の庫内が外気に曝される箇所である開口部にヒータを設け、保冷庫への電源投入に連動してヒータへの通電を行い、露の蒸発を促進する構成が提案されている（例えば、実開平５−１７４７６号公報、特開平６−３０３５号公報、特開平５−１１８７３０号公報）。上記各公報には、ヒータへの通電を行うと共に、そのヒータへの通電制御を行って消費電力を無駄にしないようにするための構成が開示されている。
【０００３】
一方、保冷庫に収容されている食料品のなかには、凍結するのが好ましくないものがある。このため、保冷庫の温度を上昇させて保冷庫内の収容物の凍結を防止するために熱源を設けた構成（例えば、特開平１１−６３７７９号公報）、あるいは、庫内の温度が所定温度以下に達した時点で圧縮機を停止させ、圧縮機の作動時に比べて庫内の温度を上昇させるようにした構成（例えば、特開平５−２６５５６号公報）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した結露防止構造においては、保冷庫の電源投入に連動してヒータへの通電が行われ、その通電状態が維持される構成であるので、消費電力の無駄が大きいという問題がある。また、上述した凍結防止構造においては、外気温が氷点下になると圧縮機を停止させて過冷却を防止する反面、外気温度の影響を受けて庫内温度が氷点下になることもある。特に寒冷地などではこのような影響を受けやすく、低温に弱い野菜などが氷結してしまい、食する際の風味を損ねてしまう虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来の保冷庫における問題に鑑み、特に、消費電力の無駄を発生することなく結露防止が行えると共に、外気温度の影響による保存食品の凍結、特に低温障害が発生しやすい食材の凍結を防止することが可能な構成を備えた保冷庫を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、冷媒の圧縮・凝縮・膨張および蒸発の各状態変化を循環させる冷凍サイクルを用いた保冷庫であって、開閉扉を支持する保冷庫本体の開口部に設けられた結露防止用ヒータと、上記保冷庫内の温度を検知する庫内温度検知センサと、上記庫内温度検知センサからの庫内温度および上記圧縮行程に用いられる圧縮機の作動状態が入力され、上記庫内温度が予め設定された所定温度以下の場合に上記結露防止用ヒータの駆動部に対して通電指令を出力する制御部と、を備え、上記制御部は、所定時間毎に上記圧縮機を停止させて庫内の除霜作業を行う除霜タイミングが設定されていると共に、当該除霜タイミングから上記圧縮機の作動回数を計数し、上記庫内温度検知用センサにより検知された庫内温度が上記所定温度以下になった場合に、この温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間における上記圧縮機の作動判別を行い、上記圧縮機の作動回数が０であれば上記通電指令を非出力とすることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記保冷庫には、上記蒸発工程に用いられる蒸発器からの冷気排出側に蒸発器用送風機が配置されており、上記蒸発器用送風機は、上記庫内温度が０゜Ｃ以下の場合に、この温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間における上記圧縮機の作動回数が０であれば、上記制御部からの駆動指令により作動することを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記蒸発器用送風機は、上記蒸発器の霜取り作業が実行された時点から前回の霜取り作業が実行された時点までの間で上記圧縮機が作動しなかった場合に限り上記制御部からの駆動指令により作動が停止されることを特徴としている。
【００１１】
【作用】
請求項１記載の発明では、従来のように、保冷庫の電源投入に連動して結露防止用ヒータへの通電が行われるのではなく、庫内温度が所定温度以下になると、結露防止用ヒータへの通電が行われるようになっている。さらには、庫内温度が所定温度以下になっても、庫内温度が所定温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間に圧縮機が作動していない場合には、外気温度と庫内温度との温度差が結露発生温度にないときに相当していると見なして、結露防止用ヒータへの通電は行われないようになっている。それらの結果、結露防止用ヒータが必要時以外は通電されないので、常時通電する場合に比べて省電力作用を向上させることができる。つまり、消費電力の無駄を発生することなく、しかも低コストに結露防止を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、庫内温度が０°Ｃ以下で庫内の収容物に凍結が発生する状況においては、この温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間において圧縮機が作動していないと判断したときに蒸発器用送風機を作動させ、蒸発器用送風機の作動による自己発熱を利用して温度上昇した空気を保冷庫の内部空間に供給することで庫内温度が低下するのを防止する。これにより、庫内の野菜等が凍結するのを防止できる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、霜取りにより変化する庫内の湿度管理のために蒸発器用送風機を用いた場合、霜取りが実行された際に前回実行された霜取り作業までの間で庫内温度の管理のために冷凍サイクルを実行する圧縮機が作動していない場合に限って蒸発器用送風機が停止され、蒸発器用送風機への給電を停止して消費電力を抑えることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、請求項１および２記載の発明の実施例による保冷庫の外観図であり、同図において保冷庫１は、内部に保存対象となる生鮮食品を収容する空間を備えており、その空間の一面には開口１Ａが形成され、その開口１Ａには、観音開き形式の開閉扉２が設けられている。
図１に示す保冷庫１は、この種、保冷庫と同様に、開口１Ａの周縁部に結露防止用ヒータ３が配置されている。
結露防止用ヒータ３は、庫内温度と庫外温度との差が大きい場合に庫外の水蒸気が結露するのを防止するために水蒸気を蒸発させる機能を有するものであり、後述する制御部４によって駆動制御されるようになっている。
【００１６】
図２は、上記制御部の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部４は、マイクロコンピュータにより主要部が構成され、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介し本実施例に関係する部材として、入力側には庫内温度検知センサ５、図示しないが圧縮機の作動状態を検知する手段６がそれぞれ接続されており、出力側には結露防止用ヒータ３の駆動部３Ａが接続されている。
庫内温度検知センサ５は、サーミスタが用いられ、庫内温度の検知信号を制御部４に出力する。
圧縮機の作動状態を検知する手段６としては、圧縮機が停止される時期に相当する除霜タイミングからの圧縮機の作動指令を計数するカウンタが用いられる。
【００１７】
制御部４では、予め設定されている結露防止用ヒータ停止用温度を所定温度として庫内温度検知用センサ５からの温度を判別し、所定温度に達した時点から所定時間の間での圧縮機の作動状態を判別する。
すなわち、本実施例では、蒸発器での霜取り作業として、所定時間、例えば２時間毎に圧縮機を１０分間だけ停止させ、冷媒の循環を停止して蒸発器での温度上昇を利用した霜取り、いわゆる、除霜作業を行うようになっている。このため、制御部４において設定された霜取り開始タイミングが除霜タイミングとなり、この除霜タイミングから圧縮機の作動回数が計数されるようになっている。
本実施例においては、庫内が所定温度以下に達した時点から前回実施された除霜タイミングまでの間での圧縮機の作動回数に加えて、前回の除霜タイミングから前々回の除霜タイミングまでの間をも圧縮機の作動状態判別期間として設定し、いわゆる、長時間での圧縮機の非作動時を割り出せるようにして圧縮機が確実に停止していることを判別する際の確度を高めるようになっている。
このような制御部４での判定処理において、圧縮機の作動判別は、除霜タイミング後での圧縮機の作動回数に基づいて行われ、その回数が０である場合には、圧縮機が作動していないと判別して結露防止用ヒータ３への通電を停止するようになっている。
また、制御部４では、庫内温度が所定温度よりも高い温度、つまり、外気温度との差による結露が発生しないと見做せる温度に達した場合においても、結露防止用ヒータ３への通電を停止するようになっている。
【００１８】
本実施例は以上のような構成であるから、制御部４の動作を説明するためのフローチャートを用いてその作用を説明すると、図３に示すとおりである。
図３において、保冷庫１の電源が投入された後、庫内での冷凍サイクルが実行されると、庫内温度検知用センサ５からの検知信号が取り込まれてその温度（Ｔ℃）が所定温度、つまり、予め設定されている温度と比較される（ＳＴ１）。
ステップＳＴ１における比較において所定温度よりも高い場合には結露防止用ヒータ３への通電が停止される（ＳＴ２）。
【００１９】
一方、ステップＳＴ１において庫内温度が所定温度以下であると判断された場合には、圧縮機の作動状態が判別される（ＳＴ３，ＳＴ４）。つまり、所定温度以下に達した時点から所定時間内での圧縮機の作動状態が判別される。本実施例では、所定時間として、上述した除霜タイミングを基準としており、その所定時間内での圧縮機の作動状態判別により、圧縮機が作動していない場合が外気温度と庫内温度との温度差が結露発生温度にないときに相当していると見做して結露防止用ヒータ３への通電を停止することができる。
【００２０】
上記ステップＳＴ３，ＳＴ４での判別結果において圧縮機が作動している場合には、結露防止用ヒータ３への通電を継続する（ＳＴ５）。
このような所定時間での圧縮機の作動の有無を判別することで圧縮機の作動が行われない状態、つまり、圧縮機が作動した場合のように庫内と庫外との温度差が大きくないと見做せるときには結露防止用ヒータ３への通電が停止される（ＳＴ２）。
これにより、常時通電したままの状態を維持して結露防止用ヒータ３への印加電流の制御によって結露防止用ヒータ３での発熱量を調整する場合に比べて消費電力を低減することができる。このような制御は、図３には示してないが、保冷庫１の電源が遮断されるまで継続される。
【００２１】
次に請求項３および４記載の発明の実施例について説明する。
図４は、図１に示した保冷庫（便宜上、図１において示した符号１を用いる）の内部構造を説明するために開口部１Ａ側から見た断面図である。
同図において保冷庫１の上部には、冷蔵ユニット１Ｂが配置されており、この冷蔵ユニット１Ｂの内部には、図５に示すように、圧縮機７、凝縮器８、キャピラリーチューブ（図示されず）および蒸発器１０が配置されて周知の冷凍サイクルを実行するようになっている。
【００２２】
保冷庫１の内部空間１Ａと蒸発器１０とは、図６に示すように、保冷庫１の上壁に形成されている貫通孔１Ｃ（図４参照）に連続する一対の開口部１Ｂ１，１Ｂ２により連通している。
開口部１Ｂ１は、保冷庫１の内部空間１Ａ内の空気が蒸発器１０に導入される側であり、開口部１Ｂ２は、蒸発器１０によって熱を奪われた空気、いわゆる冷気が保冷庫１の内部空間１Ａ内に排出される側である。これにより、蒸発器１０に接触した空気は、冷却されて開口部１Ｂ２から内部空間１Ａに流れ、温度上昇すると上昇気流を生起し、開口部１Ｂ１から蒸発器１０に向け流動するので、図４中、一点鎖線で示す矢印のように、庫内を循環し、内部空間１Ａを適温適冷状態に維持するようになっている。なお、図５において符号１３は、凝縮器への空冷用ファンを示している。
【００２３】
蒸発器１０の近傍には、図４および図５に示すように、後述する制御部１６によって駆動制御される蒸発器用送風機１１が配置されており、この蒸発器用送風機１１は、作動時に自己発熱することで蒸発器周辺の雰囲気温度を上昇させ、温度上昇した空気を保冷庫１の内部空間１Ａに向けて流動させるようになっている。
一方、保冷庫１の内部空間１Ａには、図４に示すように、開口部１Ｂ２の近傍に配置されている冷気整流部材１４に庫内加熱用ヒータ１５が配置されており、この庫内加熱用ヒータ１５は、後述する制御部１６によって駆動制御されるようになっている。冷気整流部材１４は、庫内で冷気を拡散させるために設けられている。
【００２４】
図７は、制御部１６の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部１６はマイクロコンピュータによって主要部が構成され、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して入力側に庫内温度検知センサ（便宜上、図２に示した符号５を用いる）、圧縮機７の作動回数を計数するカウンタ（便宜上、図２に示した符号６を用いる）がそれぞれ接続され、出力側に蒸発器用送風機１１の駆動部１１Ａおよび庫内加熱用ヒータ１５の駆動部１５Ａがそれぞれ接続されている。
上記庫内加熱用ヒータ１５は、蒸発器１０から流れ込む冷気の温度を上昇させて庫内温度の低下を防止するために用いられる部材である。
【００２５】
制御部１６では、予め設定されている庫内の温度が所定温度、本実施例では１°Ｃ以下になった場合、その時点から所定時間内における圧縮機７の作動状態を判別し、圧縮機７が作動していないときには蒸発器用送風機１１を作動させて庫内温度を上昇させて、いわゆる、室状態を設定し、さらにこの条件に加えて、上記庫内温度が上記蒸発起用送風機１１の作動開始条件での温度よりも低下した場合、本実施例では、−１゜Ｃ以下になるときには、庫内加熱用ヒータ１５を作動させて庫内温度の低下を抑制するようになっている。
【００２６】
本実施例は以上のような構成であるから、制御部１６の動作を説明するフローチャートにより作用を説明すると図８に示すとおりである。
図８において、保冷庫１の電源が投入された後、庫内での冷凍サイクルが実行されると、庫内温度検知用センサ５からの検知信号が取り込まれてその温度が所定温度、つまり、予め設定されている温度である、１°Ｃよりも低いかどうかが判別される（ＳＴ１０）。
ステップＳＴ１０の判別において所定温度以下である場合には、圧縮機７の作動状態が判別される（ＳＴ１１，ＳＴ１２）。この判別は、図３に示したステップＳＴ３，４と同じ処理が実行される。
ステップＳＴ１１，１２においていずれの場合にも圧縮機７が作動されていないと判断した場合には、蒸発用送風機１１を作動させて自己発熱による蒸発器１０の周辺雰囲気温度を上昇させてその空気を庫内に導入し（ＳＴ１３）、いわゆる、室モードを設定する。なお、図８では、「ムロモード」と表示してある。これにより内部空間１には、蒸発器用送風機１１の作動による自己発熱によって温度上昇した冷気が入り込むので冷気の温度が上昇に転じ、庫内温度が低下するのを防止して野菜等が凍結するのを抑止できる。
【００２７】
一方、上記ステップＳＴ１３において、室状態（ムロモード）が設定されている状態で庫内温度が上記所定温度よりもさらに低い温度、本実施例では−１°Ｃ以下であるかどうかが判別される（ＳＴ１４）。
ステップＳＴ１４において庫内温度が−１゜以下の場合には、庫内加熱用ヒータ１５（図８では、ムロヒータと表示してある）が作動されて庫内温度を上昇させる。この処理は、寒冷地などのように外気温度が庫内温度よりも低くなることを対象とした場合の処理であり、蒸発器用送風機１１のみでの自己発熱による庫内温度の上昇分では凍結が避けられないような場合に実行される。この処理は、庫内温度の監視に基づき実行され、庫内温度が所定温度以上に達した時点で庫内加熱用ヒータ１５への通電が停止される（ＳＴ１６，ＳＴ１７）。
【００２８】
以上のような実施例によれば、庫内温度が所定温度以下に達した時点で蒸発器用送風機の自己発熱を利用することにより庫内温度の低下、つまり、凍結を生じる温度への低下を防止できるので、この種、送風機の機能である冷気の循環とは別に冷気の循環による庫内温度の異常低下を迅速に矯正できることになる。しかも、外気温度の影響が強く、庫内温度が低下しやすい状態では庫内加熱用ヒータ１５により庫内温度の低下防止を補助することができるので、凍結に至る温度低下速度が遅くなるように温度補正されることにより野菜などが凍結するのを未然に防止して生鮮食物の品質低下を防ぐことができる。
【００２９】
本実施例では、冷凍サイクルの実行に用いられる装置に対する消費電力およびその装置からの騒音の発生を抑制するようにもなっている。
以下、この場合について説明する。
冷凍サイクルが継続されている段階で蒸発器の霜取り作業を行う場合がある。霜取り作業は、上述したように圧縮機を停止させて冷媒の温度上昇を利用することで行われるが、この結果として霜が水蒸気に変質し、庫内の湿度を変化させてしまうことがある。
そこで、本実施例では、蒸発器用送風機（便宜上、図５に示した符号１１を用いる）を湿度管理のために用いるようにし、霜取り作業、いわゆる、除霜モードが開始された時点で作動させるようになっている。
しかし、霜取り作業が開始された時点で必然的に蒸発器用送風機１１の作動を継続する場合、実際には、庫内温度の上昇変化がないことによって圧縮機７が作動しない場合でも蒸発器用送風機１１の作動状態が維持されていることになり、結果として、蒸発器用送風機１１での消費電力や騒音が増加することになる。
【００３０】
本実施例では、制御部１６（図７参照）において、前述したように、所定時間（２時間）毎に除霜タイミングのモードが設定されており、この除霜タイミングのモードが設定された場合に、前回での除霜タイミングのモード設定までの間で圧縮機７が作動していない場合に限って蒸発器用送風機１１を停止させるようになっている。
このような構成による作用を説明すると、図９のフローチャートに示すとおりである。なお、図９は、除霜タイミングのモード設定が行われた時点からのステップが開示されている。
図９において除霜タイミングのモード設定が行われると（ＳＴ２０）、今回と前回との除霜タイミングのモード設定が行われた時点の間で圧縮機７が作動したかどうかが判別される（ＳＴ２１）。この場合の圧縮機７の作動状態の判別は前述したフローチャートと同様に、圧縮機の作動回数を計数することにより実行される。
ステップＳＴ２１において、圧縮機７が作動した場合とは、除霜タイミングのモード設定によって庫内温度が設定温度よりも上昇した場合に相当しており、この場合には、当然のことであるが、蒸発器１０での水蒸気を拡散させて庫内の湿度管理を行う必要があるので、蒸発器用送風機１１は、例えば、１０分間などの所定時間の間、運転状態に設定される（ＳＴ２２）。
【００３１】
一方、ステップＳＴ２１において圧縮機７が作動していないと判別された場合には、蒸発器用送風機１１の運転条件に相当していないので、蒸発器用送風機１１が運転停止されて作動しない状態に設定される（ＳＴ２３）。これにより、圧縮機７が作動していない場合には蒸発器用送風機１１への給電が停止されるので、無駄な電力消費や運転時での騒音の発生頻度を抑えることができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、従来のように、保冷庫の電源投入に連動して結露防止用ヒータへの通電が行われるのではなく、庫内温度が所定温度以下になると、結露防止用ヒータへの通電が行われるようになっている。さらには、庫内温度が所定温度以下になっても、庫内温度が所定温度に達した時点から前々回の除霜タイミングまでの間に圧縮機が作動していない場合には、外気温度と庫内温度との温度差が結露発生温度にないときに相当していると見なして、結露防止用ヒータへの通電は行われないようになっている。それらの結果、結露防止用ヒータが必要時以外は通電されないので、常時通電する場合に比べて省電力作用を向上させることができる。つまり、消費電力の無駄を発生することなく、しかも低コストに結露防止を行うことが可能となる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、庫内温度が０°Ｃ以下で庫内の収容物に凍結が発生する状況においては、圧縮機が作動していないと判断したときに蒸発器用送風機を作動させて蒸発器用送風機の作動による自己発熱を利用して温度上昇した空気を保冷庫の内部空間に供給することで庫内温度が低下するのを防止することができる。これにより、庫内に保存されている収容物の凍結を未然に防止して収容物の品質低下を防ぐことが可能となる。
【００３５】
請求項３記載の発明によれば、霜取りにより変化する庫内の湿度管理のために蒸発器用送風機を用いた場合、霜取りが実行された際に前回実行された霜取り作業までの間で庫内温度の管理のために冷凍サイクルを実行する圧縮機が作動していない場合に限って蒸発器用送風機が停止され、蒸発器用送風機への給電を停止して消費電力を抑えることができる。これにより、保冷庫全体での消費電力の低減と冷凍サイクルに用いられる装置から発生する騒音の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による保冷庫の外観図である。
【図２】図１に示した保冷庫に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図２に示した制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】保冷庫の内部構造を説明するための断面図である。
【図５】図４に示した保冷庫に装備されている冷蔵ユニット内の構成を説明するための配置図である。
【図６】図４に示した保冷庫に装備されている冷蔵ユニットの部分的な拡大図である。
【図７】図４に示した保冷庫に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示した制御部の他の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１                保冷庫
１Ａ              開口
１Ｂ              冷蔵ユニット
１Ｂ１、１Ｂ２    冷蔵ユニット側の開口部
２                開閉扉
３                結露防止用ヒータ
４、１６          制御部
５                庫内温度検知センサ
６                圧縮機の作動回数カウンタ
７                圧縮機
８                凝縮器
１０              蒸発器
１２              蒸発器用送風機
１４              寒冷地用加熱ヒータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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