(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルにより冷却制御される貯蔵室と、この貯蔵室に配置された製氷皿と、この製氷皿を回転自在に軸支するカバーと、前記製氷皿を反転させて離氷する製氷駆動装置とを備えた自動製氷装置において、前記製氷駆動装置には、少なくとも駆動源となるブラシモータとギアとを配置して、ケースでこれらを覆い、前記ブラシモータは、ブラシモータの外壁に設けられた開口部を封止手段により封止したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルにより冷却制御される貯蔵室と、この貯蔵室に配置された給水タンクと、この給水タンクから給水パイプを介して製氷皿に給水する給水ポンプとを有し、この給水ポンプは、駆動源にブラシモータを用いてケース内に配置し、前記ブラシモータは、給水タンクと壁を隔てた位置に配置されるとともに、ブラシモータの外壁に設けられた開口部を封止手段により封止したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
封止手段は、シール部材を粘着させることにより、前記開口部を封止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
封止手段は、ケースを開口部に当接、または、ケースと開口部とを若干のクリアランスを介して配設することにより、前記開口部を封止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
封止手段は、ネジを開口部にねじ込むことにより、開口部を封止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
ネジは、ケースと嵌合してブラシモータの回転を防ぐことを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。
【請求項７】
ブラシモータのシャフト側の端面に設けた複数の開口部は、ケースを複数の開口部に当接、または、ケースと複数の開口部とを若干のクリアランスを介して配設することによって封止され、一方、前記ブラシモータの端子側の端面に設けた複数の開口部は、シール部材を粘着させることによって封止されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
ブラシモータのシャフト側の端面に設けた複数の開口部は、ネジを開口部にねじ込み、さらに、ケースを他の開口部に当接またはケースと他の開口部とを若干のクリアランスを介して配設することによって封止され、一方、前記ブラシモータの端子側の端面に設けた複数の開口部は、シール部材を粘着させることによって封止されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルを用いた冷蔵庫に係り、自動製氷装置や給水ポンプ等に使用されるブラシモータの防爆構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オゾン層保護や地球温暖化問題に対する関心が世界的に高まっており、冷蔵庫やエアコン等の冷凍サイクルに使用されている冷媒の改善が求められている。現在、市販されている冷蔵庫の大多数はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を冷媒として使用しているが、ＨＦＣ冷媒は地球温暖化係数が依然として高いため、将来の冷媒として、オゾン層破壊がなく、地球温暖化係数の低いＨＣ（ハイドロカーボン）冷媒の使用が検討されている。
【０００３】
しかし、ＨＣ冷媒はその特性として可燃性を有しており、冷凍サイクルから冷媒ガスが漏れた場合に、着火下限以上のガス濃度に達して近辺に着火源があると火災に発展する可能性が考えられる。
【０００４】
従って、漏洩した冷媒ガスをガス漏れセンサや冷凍サイクルの温度や圧力などの挙動から検知して、開扉による換気や火気の使用禁止などの処置をアラーム、音声、表示などの報知によりユーザーに促し、発火の要因を低減させることが考えられていた。
【０００５】
さらには庫内での着火の危険性を低減させるために、圧縮機を回転させて冷凍サイクルの低圧側の冷媒を回収したり、庫内の底部に漏洩冷媒が充満しないようファンを回転させて、庫内空気の循環を行うなど、漏洩冷媒の濃度を低減させる制御方法なども考えられていた。
【０００６】
また、一般的にモータの端面には穴を設け、この穴を利用してモータの組み立てや、調節等をおこなっているが、使用するモータがブラシモータの場合には、接点火花を生ずることがあり、この穴から内部に冷媒ガスが侵入すると着火して発火する可能性があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、家庭用冷蔵庫の冷凍サイクルに封入される可燃性冷媒は、５０〜１００ｇ程度であり、漏洩した冷媒は、庫内であれば扉ガスケットの隙間や、ドレンパイプを介して排水口など外部と連通している箇所から外部の機械室などへ拡散していく。漏洩した直後であれば、冷媒ガスの濃度は高く着火の危険性も大きいが、漏洩ガスは時間の経過とともに空気中へ拡散して着火濃度以下となり、火災の危険性は減少していく。
【０００８】
そのため、冷媒が漏れた直後にアラームなどの報知すると、この報知によりユーザーは庫内に漏洩した冷媒を放散すべく貯蔵室の開扉することになり、開放によって漏れ出した冷媒ガスの濃度は高いことから、ライターなどの着火源が近辺に存在すると冷媒ガスは着火源に引火してしまう可能性がある。
【０００９】
また、ユーザーがアラームを停止させるために冷蔵庫本体に近づいたときに、機械室から濃度が高い冷媒ガスが漏洩しているので、ユーザーが着火源を所持していると、着火する可能性もある。
【００１０】
さらに、冷媒漏れは突発的なものであり、ユーザーが冷静に対処することができない場合が考えられる。例えばアラームや表示はユーザーに不快感を与えるため操作パネル等を操作して接点火花を発生させたり、アラームが煩わしいため電源を抜いてしまうことで、漏洩冷媒の濃度を低減させる制御をおこなうことができなくなってしまうということがあった。
【００１１】
上記問題点は報知しなければ解決されるが、冷媒が漏れていると正常な冷蔵庫運転はできなくなるので、冷蔵庫の故障をユーザーに知らせたり、修理などのサービスをおこなうためにも報知は必要であった。
【００１２】
本発明は上記問題点を考慮してなされたものであり、冷凍サイクル内から可燃性冷媒が漏洩したことをユーザーに報知しても、着火の危険性がなく安全性に優れた冷蔵庫を提供するものである。
【００１３】
また、ブラシモータを用いても冷媒ガスがモータケース内に侵入することを抑制して着火濃度以上にならないようにし、着火濃度以上になって万一発火した場合でも、外部に炎が伝播することがなく、火災の危険をなくした冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明は、製氷皿と、前記製氷皿を回転自在に軸支するカバーと、前記製氷皿を反転させて離氷する製氷駆動装置とを備えた自動製氷装置において、前記製氷駆動装置には、少なくとも駆動源となるブラシモータとギアとを配置して、ケースでこれらを覆い、前記ブラシモータは、ブラシモータの外壁に設けられた開口部を封止手段により封止して、冷凍サイクルの冷媒には可燃性冷媒を用いたことを特徴とする構成である。
【００１５】
請求項２記載の発明は、給水タンクと、前記給水タンクから給水パイプを介して製氷皿に給水する給水ポンプとを有し、前記給水ポンプは、駆動源にブラシモータを用いてケース内に配置し、前記ブラシモータは、給水タンクと壁を隔てた位置に配置されるとともに、ブラシモータの外壁に設けられた開口部を封止手段により封止して、冷凍サイクルの冷媒に可燃性冷媒を用いたことを特徴とする構成である。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記封止手段は、シール部材を粘着させることにより、前記開口部を封止することを特徴とする構成である。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記封止手段は、前記ケースを前記開口部に当接、または、前記ケースと前記開口部とを若干のクリアランスを介して配設することにより、前記開口部を封止することを特徴とする構成である。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前記封止手段は、ネジを前記開口部にねじ込むことにより、前記開口部を封止することを特徴とする構成である。
【００１９】
請求項６記載の発明は、前記ネジは、前記ケースと嵌合してブラシモータの回転を防ぐことを特徴とする構成である。
【００２０】
請求項７記載の発明は、前記封止手段は、前記ブラシモータのシャフト側の端面に設けられた前記開口部には、前記ケースを前記開口部に当接、または、前記ケースと前記開口部とを若干のクリアランスを介して配設することにより、前記開口部を封止し、一方、前記ブラシモータの端子側の端面に設けられた前記開口部には、シール部材を粘着させることにより、前記開口部を封止することを特徴とする構成である。
【００２１】
請求項８記載の発明は、前記封止手段は、前記ブラシモータのシャフト側の端面に設けられた前記開口部には、ネジを前記開口部にねじ込むことにより、および、前記ケースを前記開口部に当接、または、前記ケースと前記開口部とを若干のクリアランスを介して配設することにより、前記開口部を封止し、一方、前記ブラシモータの端子側の端面に設けられた前記開口部には、シール部材を粘着させることにより、前記開口部を封止することを特徴とする構成である。
【００２２】
以上の構成により、可燃性冷媒を冷凍サイクルに封入した冷蔵庫に、ブラシモータを用いても、冷媒が漏れた際にモータケース内部への侵入がなくなり安全である。また、製造上完全な密閉構造とならなくとも、漏洩冷媒がモータケース内部に侵入して着火しても外部に炎が伝播することがなく、火災の危険をおよぼすことなく安全である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、以下、図面を参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態を概略的に示す冷蔵庫の縦断面図であり、図６は製氷機に連通している給水パイプの説明図であり、図７は同冷蔵庫の冷凍サイクルの概略図であり、図８は同冷蔵庫の運転制御を概略的に示すブロック図である。
【００２４】
図５に示すように冷蔵庫本体(1)内には、冷蔵室(2)、野菜室(3)、製氷室(4)、冷凍室(5)が上から順に設けられている。なお、製氷室(4)の隣には、各温度帯に切替可能な切替室を横に並ぶように配設している。
【００２５】
また、冷蔵室(2)の前面には、ヒンジ開閉式の断熱性の扉(6)を設け、野菜室(3)、製氷室(4)、冷凍室(5)のそれぞれの前面には、引出し式の断熱性の扉(7)，(8)，(9)を設けている。冷蔵室(2)、野菜室(3)との間は、プラスチック製の仕切り板(10)により仕切られ、野菜室(3)と製氷室(4)及び切替室との間は冷気の流れが独立するよう断熱仕切壁(11)により仕切られ、製氷室(4)及び切替室との間も断熱仕切壁によって仕切られている。
【００２６】
冷蔵室(2)の底部には、高電圧により光触媒を活性化させて庫内空気を脱臭する脱臭装置(23)を配設し、上部には、扉(6)の開閉動作を検知するドアスイッチ(57)よって扉(6)の開放とともに点灯する庫内灯(2ａ)を備えている。
【００２７】
扉(6)の前面には、庫内温度を調節したり、冷却運転、表示を切り替えたりなどの操作をする操作部(63)、運転状態や温度を表示する表示部(62)、アラームやアナウンスを発するなどの動作をおこなう音声部(61)とを備えた操作パネル(60)を備えている。
【００２８】
また、扉(6)の開閉動作は通常の開放動作とあわせて、ソレノイドなどにより扉(6)を押圧して開扉する開扉装置(25)が冷蔵庫本体(1)上部に設けられ、操作部(63)や扉(6)に設けられたハンドルなどのタッチにより、開扉装置(25)が駆動して開扉するようになっている。
【００２９】
野菜室(3)の背部には、冷蔵室(2)および野菜室(3)の冷却器を構成するＲ蒸発器(14)、冷蔵用冷気循環ファンを構成するＲファン(13)、およびＲ蒸発器(14)には付着した霜を除霜するＲ除霜ヒータ(17)などを配設している。このＲファン(13)が駆動すると、Ｒ蒸発器(14)により冷却された冷気は、ダクト(12)を介して冷蔵室(2)室内に供給された後、野菜室(3)を経て循環することにより、冷蔵室(2)および野菜室(3)を冷却する構成となっている。
【００３０】
冷凍室(5)の背部には、上から順に冷凍用冷気循環ファンを構成するＦファン(15)、製氷室(4)、切替室および冷凍室(5)の冷却器を構成するＦ蒸発器(16)、および付着した霜を除霜するＦ除霜ヒータ(18)などを配設している。この場合、Ｆファン(15)が駆動されると、Ｆ蒸発器(16)により冷却された冷気が、製氷室(4)および冷凍室(5)内に供給、循環されることにより、製氷室(4)および冷凍室(5)を冷却する構成となっている。また、Ｒ除霜ヒータ(17)およびＦ除霜ヒータ(18)はパイプヒータと樋ヒータによって構成され、可燃性冷媒の発火温度以下で運転されており、防爆構造のガラス管ヒータ等の除霜手段であってもよい。
【００３１】
また、Ｒ蒸発器(14) 、Ｆ蒸発器(16)の下部には、除霜された除霜水を機械室(22)に配設した水受け皿(21)に排出するためのドレンパイプ(24a)(24b)を機械室(22)に連通して設けている。
【００３２】
図６に示すように、製氷室(4)には、貯氷容器(44)と、自動製氷装置(41)とを配設している。
【００３３】
自動製氷装置(41)は、図１２にも示すように製氷室(4)の上端部にカバー(400)を介して組みつけられており、カバー(400)と製氷駆動装置(48)とで製氷皿(46)を軸支している。
【００３４】
製氷駆動装置(48)の駆動により、外部に連通した検知軸(403)を介して検知レバー(47)が上下に動作し、バネ(422)および断熱材(421)により製氷皿(46)に圧着されている製氷Ｉセンサ(53)の検出信号により、給水タイミング、離氷タイミングを判断する。
【００３５】
給水タイミングになると、冷蔵室(2)に設けられた給水ポンプ(45)を駆動し、給水タンク(49)から給水パイプ(42)を介して製氷皿(46)に給水する。離氷タイミングになると製氷駆動装置(48)より製氷皿(46)を反転させて離氷し、貯氷容器(44)に貯氷するようになっている。
【００３６】
ここで、製氷駆動装置(48)の内部について説明をする。ケース(401)(411)内にモータ(405)、制御基板(404)、検知軸(403)を配設し、モータ(405)のシャフト(408)にはウォームギア(420)を取り付け、モータ(405)の回転に合わせてウォームギア(420)とギア(402)が噛合い、検氷レバー(47)の上下動、製氷皿(46)の反転などをおこなう。
【００３７】
モータ(405)は、ケース(401)(411)に係合して固定されている。シャフト(408)側では、図１３、図１４に示すように、ネジ(406)、ケース(401)(411)によって、穴(407)を塞ぐようにしている。また、このネジ(406)は穴(407)を塞ぐとともにケース(401)(411)と嵌合することによりモータ(405)の回転を防ぐことができる。
【００３８】
また、図１５に示すように、電源を供給する端子(409)側では、穴(407)を塞ぐためのシール(410)が粘着されている。
【００３９】
一般的に、モータの組み立てや、調節などで穴(407)を設けることが必要であるが、ブラシモータを使用する場合には、接点火花が生じることがあり、内部に冷媒ガスが侵入する可能性がある。
【００４０】
しかし、上記のようにネジ(406)、ケース(401)(411)、シール(410)によりモータ(405)内部への空気の侵入がなくなり安全である。また、製造上完全な密閉構造でなくとも、シールのたわみやケースとのクリアランスが若干(１ｍｍ未満)であれば、内部で燃焼しても外部に炎が吐出することはなく安全である。そして、自動製氷装置などユニット全体を防爆対応してしまうと、内部で着火があった場合にガス燃焼量が多く、その圧力に耐えうる材料や範囲が大きくなってしまうが、上記構成によれば最小限に抑えることができるとともに、例え内部に冷媒ガスが侵入しても、燃焼範囲が小さく安全性も高い。
【００４１】
また、ブラシレスモータを使用しても内部の整流回転子の側にはリングバリスタを備えれば、通電相が切り替えられたときに発生するコイルの逆起電力を吸収して、接点火花を抑制すれば、さらに安全性を向上させることができる。
【００４２】
ここでは、自動製氷装置(41)に使われるモータについて説明したが、図６、図１５に示すように、給水タンク(49)内に配設された磁石が内蔵されたインペラ(49a)を回転させて水を吐出する給水ポンプ(45)に使用するモータもケースやシールなどで防爆構造としてもよい。
【００４３】
具体的には、給水ポンプ(49)は、先端にインペラを回転させるための磁石(451)を取り付けたシャフト(445)をモータ(456)が駆動させて、製氷器に給水するものであるが、モータ(456)をケース(452)(453)で覆いシャフト側をネジなどで取り付けると、ケースとモータとの間は圧着されて穴を塞ぐようになっており、ケースとモータとの間にシール(457)を介してもよい。製造上若干のクリアランスがあったとしても、外部にその着火が伝播する能力はなく、燃焼ガスもケースに冷やされて外部の冷媒ガスに着火する能力がないため、安全である。
【００４４】
一方、端子(454)側でも同様にシール(457)で穴を塞ぐことにより、内部に侵入することを抑制し、長時間露出しているため内部への侵入があったとしても、その着火はモータ外部に伝播せずモータ内は酸欠状態となり燃焼は収まるため、安全性を向上させることができる。
【００４５】
上記構成にすれば、ブラシモータを使用しても冷媒ガスがモータ内に侵入することを抑制して着火濃度以上になりにくく、着火濃度以上になって発火したとしても、内部は酸欠状態になり外部に炎が伝播することなく、ユーザーに危険をおよぼすことがない。
【００４６】
給水パイプ(42)は図６に示すように、上部に給水タンク(49)から吐出された水を受け取る水受口(42a)を備え、下部は野菜室(3)の底部から製氷室(4)に挿通されており、この周囲に位置する断熱仕切壁(11)内には、給水パイプ(42)の氷結を防ぐ給水口ヒータ(43)を配設している。
【００４７】
冷蔵室(2)や野菜室(3)で冷媒漏れが生じたときは、水受口(42a)から給水パイプ(42)を通じて製氷室(4)へ漏洩する冷媒もある。
【００４８】
一方、冷蔵庫本体(1)底部には、機械室(22)を形成している。この機械室(22)内には、圧縮機(20)、ワイヤコンデンサからなる凝縮器(27)、圧縮機(20)および凝縮器(27)を冷却する放熱用ファンを構成するＣファン(19)、ドレンパイプ(24a)(24b)より除霜された除霜水を貯水して蒸発させる水受け皿(21)などを配設している。
【００４９】
機械室(22)は前方より空気を吸い込む吸い込み口、Ｃファン(19)の回転により凝縮器(27)、圧縮機(20)などを冷却して機械室(22)内の背面より空気を排出する排出口を備えている。
【００５０】
図７に示すように、冷凍サイクルは圧縮機(20)、凝縮器(27)、冷媒の流れを切り替えたり、全閉、全開動作をする切替弁(26)を直列に接続し、Ｒキャピラリチューブ(29)、Ｒ蒸発器(14)、アキュームレータ(31)とを接続した連結配管と、Ｆキャピラリチューブ(30)、Ｆ蒸発器(16)、アキュームレータ(32)、逆止弁(33)とを接続した連結配管とが並列となるよう接続されている。
【００５１】
上記構成の場合、切替弁(26)は、Ｆキャピラリチューブ(30)、Ｆ蒸発器(16)、アキュームレータ(32)、逆止弁(33)とを接続した連結配管に冷媒を供給するＦ流しと、Ｒキャピラリチューブ(29)、Ｒ蒸発器(14)、アキュームレータ(31)とを接続した連結配管に冷媒を供給するＲ流しとに切り替える機能を有している。また上記冷媒は、可燃性冷媒（例えば、ＨＣ冷媒）を使用している。
【００５２】
また、制御装置(70)は図８に示すように、操作部(63)やドアスイッチ(57)などの出力信号、冷蔵室(2)や野菜室(3)内の温度を検出するＲセンサ(50)、冷凍室(5)内の温度を検出するＦセンサ(51)、庫外の温度を検出する外気温センサ(52)、Ｒ蒸発器(14)の温度を検出するＲ蒸発器センサ(54)、Ｆ蒸発器(16)の温度を検出するＦ蒸発器センサ(55)からの各温度検出信号を受け入れるように構成されている。
【００５３】
そして、制御装置(70)は、表示部(61)、音声部(62)、圧縮機(20)、切替弁(26)、Ｒファン(13)、Ｆファン(15)、Ｃファン(19)、Ｒ除霜ヒータ(17)、Ｆ除霜ヒータ(18)、自動製氷装置(41)、庫内灯(2ａ)、開扉装置(26)とが駆動するように構成されている。このうち、圧縮機(20)、Ｒファン(13)、Ｆファン(15)、Ｃファン(19)は制御装置(20)に内蔵されたインバータ回路によりそれぞれ可変速駆動されるように構成されている。
【００５４】
また、制御装置(70)には冷蔵庫の運転状況などの情報を記録し、電源が遮断されても記録した情報を保存しておく不揮発性メモリ例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶手段を構成する記憶装置(72)、この記憶装置(72) 冷蔵庫の運転状況などの情報を書き込む記録手段を構成する記録手段(73)とを備えている。
【００５５】
上記した冷蔵庫において、冷蔵室(5)を冷却する冷蔵冷却運転（即ち、Ｒ流し）を実行する場合には、制御装置(20)は、切替弁(26)を上記したＲ流しに切り替えると共に、Ｒファン(13)、Ｃファン(19)を駆動させる。これにより、圧縮機(20)で圧縮された高温高圧のガス化された冷媒は凝縮器(27)に送られ、ここで放熱して液化しながら切替弁(26)、Ｒキャピラリチューブ(29)を介してＲ蒸発器(14)に送られる。そして、液冷媒は、Ｒ蒸発器(14)内で蒸発し、その際に周囲の熱を奪う。これに伴い、Ｒ蒸発器(14)の周囲の空気が冷却され、この冷却された冷気が、Ｒファン(13)の送風作用により冷蔵室(5)に供給され、各室を冷却する。またＲファン(13)は、冷凍冷却運転中（即ち、Ｆ流し）にも駆動し、Ｒ蒸発器(14)に付着した霜の除霜を促進し、この除霜により霜は気化もしくは液化し、この冷気を冷蔵室(5)内に循環するため冷蔵室(5)の湿度が向上される。
【００５６】
一方、冷凍室(5)を冷却する冷凍冷却運転を実行する場合には、制御装置(36)は、切替弁(26)を上記したＦ流しに切り替えると共に、Ｆファン(15)及びＣファン(19)を駆動させる。これにより、圧縮機(20)で圧縮され高温高圧のガス化された冷媒は凝縮器(27)に送られ、ここで放熱して液化しながら切替弁(26)、Ｆキャピラリチューブ(25)を通じてＦ蒸発器(16)に送られる。そして、液冷媒はＦ蒸発器(16)内で蒸発し、Ｆ蒸発器(16)の周囲の空気が冷却され、この冷却された冷気がＦファン(14)の送風作用により冷凍室(5)に供給され、各室を冷却する。
【００５７】
また、Ｆ蒸発器(16)の除霜運転では、圧縮機(20)の予め設定された運転積算時間に達して冷凍冷却運転が終了した際に、切替弁(26)を切り替えてＲ蒸発器(14)およびＦ蒸発器(16)への冷媒の流れを遮断し、圧縮機(20)を所定時間回転させて、蒸発器を含む低圧側の冷媒を回収する。そしてＦ除霜ヒータ(18)に通電して、Ｆ蒸発器(16)の除霜を開始する。除霜が終了し、Ｆ蒸発器センサ(55)が所定温度に達するとＦ除霜ヒータ(18)の通電を停止し、切替弁(26)をＦ流しに切り替えて再び冷却運転を開始する。なお、Ｒ蒸発器(14)の除霜運転でもＦ蒸発器(16)の除霜運転と同様にＲ除霜ヒータ(17)を通電して除霜運転をおこなう。
【００５８】
次に、冷凍サイクル内の冷媒が漏れたとき冷媒が漏れたこと、または冷媒がもれることを検知する検知手段について説明をする。
【００５９】
検知手段(80)は、冷媒ガスが所定濃度に達すると冷媒漏れを検知する冷媒漏れセンサよりなり、野菜室(3)、冷凍室(5)、機械室(22)の各室の底部に、冷蔵室(2)，野菜室(3)およびＲ蒸発器(14)を配設している冷却室の漏洩冷媒を検知する冷蔵用冷媒漏れセンサ(81)、製氷室(4)，切替室，冷凍室(5)およびＦ蒸発器(16)を配設している冷却室の漏洩冷媒を検知する冷凍用冷媒漏れセンサ(82)、機械室(22)の漏洩冷媒を検知する機械室用冷媒漏れセンサ(83)をそれぞれに設けて、冷媒が漏れていることを検知する。なお、検知手段(80)は上記配設場所に限らず、例えば冷媒漏れセンサを各室に配設してもよい。
【００６０】
このとき検知手段(80)により検知した情報は制御装置(70)に出力されて、記録装置(73)により記憶装置(72)に冷媒が漏れたことや冷媒が漏れること、時間、冷媒漏れ場所、冷凍サイクルの異常などの冷媒漏れ情報を書き込む。
【００６１】
なお、検知装置(80)は冷媒漏れセンサでなくても、漏洩の際に生じる零等サイクルの異常を検知してもよい。例えば、Ｆ蒸発器(16)の出入口の温度差、つまり冷凍用蒸発器入口温度センサ(35)および冷凍用蒸発器出口温度センサ(39)の検出温度差、または圧縮機(20)の温度、圧力、デューティなどの変動によって、冷媒が漏れたことおよび冷媒が漏れることを事前に検知してもよい。
【００６２】
高圧側の配管接続部等で亀裂やリーク穴が生じると、冷媒は高圧であるためほぼ同時に管内から漏洩する。すると、冷凍能力が低下して蒸発器の出入り口温度に差が生じたり、圧縮機(20)にかかる負荷は軽減していき、温度、圧力、デューティなどに減少傾向がみられる。つまり、高圧側では亀裂やリーク穴が生じたときに冷媒は漏洩し、冷凍サイクルの異常を検知することにより、冷媒が漏れたことを検知してもよい。
【００６３】
一方、低圧側では配管接続部等で亀裂やリーク穴が生じても、冷却運転中には冷媒は低圧であるため、管内から空気を吸込むことになる。このため、蒸発器の冷却性能は低下して蒸発器の入口と出口で温度差が生じる。また、空気を吸い込んでいるため、圧縮機(20)に負荷がかかり、温度、圧力、デューティが増加する傾向がみられる。つまり、低圧側では冷媒漏れが生じる前に蒸発器の入口と出口での温度差、または、圧力、デューティの増加を検知することにより冷媒漏れを事前に検知するよう構成してもよい。
【００６４】
次に、報知手段(90)について説明をする。報知手段(90)は、冷媒が漏れたことをユーザーに報知し対応を促すものであり、動作すると表示部(61)によって、異常を示す発光や点灯、文字などで報知し、音声部(62)によって、異常を示すアラームや、アナウンスで報知する。
【００６５】
そして、報知手段(90)を動作させたことを記録装置(73)により報知記録として記憶装置(72)に書き込む。
【００６６】
なお、報知手段(90)は操作パネル(60)に配設された表示部(61)、音声部(62)より動作されなくとも、ユーザーに促すことができればどこでもよく、ホーム端末や携帯電話などに送信してユーザーに報知してもよい。さらに、嗅覚に促すものであってもよい。
【００６７】
ここで、冷凍サイクルに冷媒漏れが生じたときの時間経過とともに変化する漏洩冷媒ガス濃度変化について説明する。
【００６８】
図９は冷凍サイクル内に５０．５ｇのＨＣ冷媒を封入し、通常冷却運転中に圧縮機(20)の吐出側配管にφ１．０のリーク穴を生じさせたときの機械室(22)内漏洩冷媒ガスの濃度変化を示している。横軸は時間(分)、縦軸は着火下限濃度(ＬＥＬ)を１００としたときの百分率を採っており、ＨＣ冷媒のＬＥＬは１．８％ｖｏｌである。つまり、１００％ＬＥＬ以上であると着火濃度であり、１００％ＬＥＬより濃度が小さければ着火することはない。図１０は同実験による冷蔵庫本体(1)前方底部近辺の漏洩冷媒ガスの濃度変化を示している。
【００６９】
図９より、１４分経過したところで圧縮機(20)の吐出側配管にリーク穴を生じさせた。すると、配管から一気に冷媒は吐出し、機械室(22)内のＬＥＬは１００％を超えて着火の危険性がある状態になる。
【００７０】
このとき配管からは冷媒は漏れ続けて１００％ＬＥＬ以上を継続するが、機械室(22)の空気吸い込み口や排出口から自然対流によって庫外に拡散し、３０分を経過してから徐々にＬＥＬは減少する。そして、３２分を経過すると１００％ＬＥＬより小さくなり、機械室(22)は着火することがない安全な状態になる。
【００７１】
また、図１０に示すように冷蔵庫本体(1)前方底部近辺では、１４分経過したところで冷媒漏れを生じさせると一気にＬＥＬは上昇するが、空気中に拡散されるために機械室(22)内よりもＬＥＬは低く安全な状態であり、２５分経過するとＬＥＬは１０％より小さくなり、確実に着火の危険性はない状態になる。
【００７２】
図１１は、冷凍サイクル内に５０．５ｇのＨＣ冷媒を封入し、Ｆ冷却運転中にＦ蒸発器(16)の接続配管にφ０．１のリーク穴を生じさせたときの冷凍室(5)内の漏洩冷媒ガスの濃度変化を示している。
【００７３】
リーク穴を機械室(22)での実験より小さくしたことは、庫内の冷凍サイクルは低圧であり、接続配管からの冷媒漏洩はスローリークであるため、実際に起りうる冷媒漏れを想定したためである。
【００７４】
図１１より７０分を経過したところでリーク穴を生じさせると、徐々に配管から冷媒が漏洩してＬＥＬは上昇していく。１８５分を経過したところで１００％ＬＥＬに達して着火の危険性がある状態になるが、２７５分を経過するとドレンパイプ(24a)(24b)や扉(9)のガスケットの隙間などから漏洩して庫外に拡散し、ＬＥＬは減少していく。
【００７５】
そして、２８０分を経過したところでは１００％ＬＥＬより小さくなり庫内での着火の危険性はなくなり、もちろん、冷蔵庫本体(1)近辺、機械室(22)などは空気中に拡散するため、ＬＥＬはほとんど上昇せず、また、冷蔵室(2)、野菜室(3)は冷気の流れが独立しているため、ＬＥＬは上昇することなく安全な状態を保持する。
【００７６】
つまり、図９、１０、図１１より明らかなように所定時間を経過すると、冷蔵庫本体から空気中に拡散して、庫内および冷蔵庫本体近辺も着火することがなく安全な状態になる。
【００７７】
そこで、本発明の第１の実施例である報知手段(90)の動作タイミングについて説明する。
【００７８】
図１に示すように、検知装置(80)によって冷媒漏れ検知を常時おこなっており、
冷媒が漏れることまたは冷媒が漏れたか否かを検出する(S10)。冷媒漏れが検知されなければ、再び冷媒漏れ検知を継続し、冷媒漏れを検知すると制御装置(70)に内蔵されているタイマ(71)を起動させてカウントする(S11)。
【００７９】
そして、庫内へ漏洩した冷媒ガスの濃度が庫外へ拡散して少なくとも発火濃度以下になるまでの所定時間(３００分)が経過すると(S12)、報知手段(90)を動作する。
【００８０】
ここでは所定時間を図１１より安全な状態になるのに時間のかかる庫内漏れを想定して３００分に設定しているが、冷媒封入量、冷凍サイクル構成、空気循環量によって最適な所定時間は異なってくるため、冷蔵庫構成によって所定時間を変更することが好ましい。
【００８１】
さらに、機械室用冷媒漏れセンサ(83)により機械室(22)での冷媒漏れを検知すると、図９より安全な状態になるのは庫内漏れより早いため所定時間を３０分としてもよい。
【００８２】
また、庫内漏れ、機械室漏れを検知して所定時間を選択してもよい。具体的には冷蔵用冷媒漏れセンサ(81)、冷凍用冷媒漏れセンサ(82)で冷媒漏れを検知すると所定時間を３００分とし、機械室用冷媒漏れセンサ(83)で冷媒漏れを検知すると所定時間を３０分とする。
【００８３】
上記構成によれば、安全な状態になってから報知するため、冷媒漏れが生じて庫内および冷蔵庫近辺が着火濃度になっても、不用意な報知手段によって着火の危険性が高い状態のときに、ユーザーを冷蔵庫近辺に近づけることがなく、ライターなどの持込による着火源を減少させることができる。
【００８４】
また、報知手段を動作したときにユーザーが動揺して、操作パネルなどを操作して不用意な接続接点に火花を生じさせても、庫内や冷蔵庫本体近辺に存在する漏洩冷媒は既に拡散されているため、電気部品等による着火の可能性を低減させることができる。
【００８５】
次に、第２の実施例について説明をする。
【００８６】
図２に示すように、同じく検知装置(80)によって冷媒が漏れることまたは冷媒が漏れたか否かを検出する(S20)。
【００８７】
冷媒は冷凍サイクルから吐出しきって徐々にＬＥＬは減少していくため、継続して検知装置(80)を動作させていくと冷媒ガスの濃度の減少により冷媒漏れを検知しなくなる。そこで、継続して検知装置(80)によって冷媒が拡散されたか否かを検知し(S21)、冷媒漏れを検知しなくなれば、庫内および冷蔵庫近辺は空気中に拡散されて安全な状態になったと判断し、報知手段(90)を動作させる。
【００８８】
この構成によって、冷媒漏れを検知しなくなってから報知手段を動作させるため、どのような冷媒漏れに対しても報知手段を動作させるときは確実に着火濃度以下となっているため、さらに安全性を向上させることができる。
【００８９】
また、冷媒漏れを検知する濃度を１０％ＬＥＬ、冷媒が拡散されたか否かを判断する濃度を８０％ＬＥＬと検知する濃度を変化させると、迅速な冷媒漏れ検知、報知をおこなうことができる。
【００９０】
次に第３の実施例について説明をする。
【００９１】
図３に示すように、冷蔵用冷媒漏れセンサ(81)または冷凍用冷媒漏れセンサ(82)によって冷媒が庫内で漏れるかまたは漏れているか否かを検知する(S31)。検知しなければ、機械室用冷媒漏れセンサ(83)により機械室で冷媒が漏れているか否かを検知する(S35)。
【００９２】
ステップ３１で庫内漏れを検知すると、庫内に露出している蒸発器(14)(16)などの低圧側配管から冷媒が漏洩しているので、低圧側配管内の冷媒を高圧側配管内に回収して庫内漏れを最小限に抑えるべく、切替弁(26)を全閉し、圧縮機(20)を一定間、例えば９０秒間回転させて高圧側冷凍サイクル、具体的には切替弁(26)と圧縮機(20)内に冷媒を回収する(S32)。
【００９３】
庫内では、冷媒回収しても漏洩した冷媒が存在している可能性があり、冷媒は空気よりも重いため庫内の底部に溜まり濃度が高くなるため、Ｆファン(15)、Ｒファン(13)を回転させて底部などの一部に冷媒が溜まって着火濃度以上にならないように庫内の空気を循環させて拡散する冷媒漏れ対応をおこなう(S34)。このときファンはモーターなどに庫内空気が侵入しないような防爆構造や火花接点がないブラシレスモータなどにしておくことが望ましい。
【００９４】
そして、タイマ(72)を起動させてカウントする(S34)。なお、タイマ(72)起動のタイミングは庫内漏れ(S31)を検知してからおこなってもよい。
【００９５】
一方、ステップ３５で機械室(22)漏れを検知すると、機械室(22)内の冷媒ガスを迅速に拡散すべく、Ｃファン(19)を回転させて冷媒漏れ対応をおこなう(S36)。
【００９６】
機械室(22)内は空気吸い込み口や排出口など庫外と連通しており、庫内の冷媒ガスを迅速に排出したほうが空気中に拡散されて着火濃度以下になりやすく、機械室(22)付近も安全な状態になるためである。このときのＣファン(19)もモーターなどに庫内空気が侵入しないような防爆構造や火花接点がないブラシレスモータなどにしておくことが望ましい。
【００９７】
ステップ３６でＣファン(19)を駆動させると、タイマ(72)を起動させてカウントする(S34)。なお、タイマ(72)起動のタイミングは庫内漏れ(S35)を検知してからおこなってもよい。
【００９８】
そして、庫内漏れの検知(S31)はタイマ(72)のカウントが所定時間、例えば３００分、機械室漏れの検知は(S35)はタイマ(72)のカウントが所定時間、例えば３０分経過したか否かを検知して(S38)、庫内および冷蔵庫近辺が着火濃度以下になり安全な状態になったか否かを判断する。
【００９９】
ここで、所定時間が経過して安全な状態になったと判断すると、報知手段(90)を動作させて、ユーザーに報知する。
【０１００】
この構成によって、報知手段(90)の動作によってユーザーが不快感を感じて電源を遮断したとしても、すでに冷媒回収や不要な電気部品の電源遮断および冷媒回収などの漏洩冷媒の濃度を低減させる冷媒漏れ対応はおこなわれているため、危険な状態を迅速に処理することができ、もって安全性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、冷媒漏れ対応としてはファンを回転させるだけでなく、電気部品などに接点火花が生じないように、操作部(63)を操作してもＲ除霜ヒータ(17)、Ｆ除霜ヒータ(18)、脱臭装置(23)、給水ポンプ(45)、製氷駆動装置(48)、ステップ３３以降は切替弁(26)、圧縮機(20)などを停止させておくことが望ましい。
【０１０２】
さらに、庫内灯(2ａ)、開扉装置(25)は、報知手段(90)を動作させるステップ３９を待ってから停止させることが望ましい。この理由としては、庫内灯(2ａ)や開扉装置(25)が動作しないと冷蔵庫が故障したとユーザーが判断して電源を遮断してしまうなど冷媒漏れ対応をおこなうことができなくなる可能性があるためである。
【０１０３】
次に第４の実施例について説明をする。この実施例は電源が遮断されたりリセットされて、再び電源の投入またはリセットされた後の制御を示したものである。
【０１０４】
図４に示すように、報知手段(90)を動作させた報知記録が記憶手段(72)に書き込まれているか否かを検知する(S40)。そして報知記録が書き込まれていない場合には、冷媒が漏れたことまたは冷媒が漏れることなどの冷媒漏れ情報が記憶装置(72)に書き込まれているか否かを判断する(S41)。冷媒漏れ記録が書き込まれていない場合は、冷蔵庫の電源が遮断されたり、リセットされる前は冷媒漏れがなかったと判断して、検知装置(80)によって、通常どおりに冷媒が漏れているまたは冷媒が漏れたか否かを検知する(S42)。
【０１０５】
ステップ４２で検知されなければ継続して冷媒漏れ検知をおこない、冷媒漏れを検知すると、冷媒漏れ情報を制御装置(70)に出力して記録装置(73)により記憶装置(72)に冷媒漏れ記録を記録し(S43)、タイマ(71)を動作させる(S44)。
【０１０６】
そして、タイマ(71)のカウントが所定時間を経過したか否かを検出して(S45)、所定時間を経過すると、記録装置(73)により記憶装置(72)に報知記録を記録して(S46)、報知手段(90)を動作させる(S47)。
【０１０７】
一方、ステップ４１で冷媒漏れ記録が記憶装置(72)に記憶されていると、冷蔵庫の電源が遮断されたり、リセットされる前は、冷媒漏れを検知してタイマのカウントをおこなっている状態である。
【０１０８】
つまり庫内または冷蔵庫本体(1)近辺は冷媒漏れが発生したことにより着火濃度以上である可能性があるため、報知したり、通常の冷却運転をすることは危険であるため、通常の冷蔵庫運転は動作させずにファンによる拡散、不要な電気部品の停止などの冷媒漏れ対応をおこないステップ４４に進むことで、冷蔵庫の電源が遮断されたり、リセットされる前の状態に戻る。
【０１０９】
なおカウントは、始めからおこなっても冷蔵庫の電源が遮断されたり、リセットされる前のカウントから継続しておこなってもよい。
【０１１０】
また、ステップ４２で報知記録が記憶装置(72)に記憶されていると、冷蔵庫の電源が遮断されたり、リセットされる前は、漏洩冷媒が拡散して着火の危険性がなく安全な状態になっているときである。
【０１１１】
しかし、通常の冷却運転をおこなっても冷媒は漏れでていることから、正常な運転はできないため、報知記録があれば即ステップ４７に進み報知手段(90)を動作させて冷媒が漏れたことや冷蔵庫が停止していることユーザーに報知して、修理が必要であることなどを促す。
【０１１２】
この構成によって、冷媒漏れが発生していたときに停電やユーザーが電源を遮断したとしても、電源復帰後に着火濃度以下になるまで確実に待ってから報知することができ安全性を向上させることができる。
【０１１３】
また、報知手段が動作している状態で停電やユーザーが電源を遮断したとしても、電源復帰後に即報知手段を動作させることができ、もって迅速に冷蔵庫が故障した後の処理をユーザーに促すことができる。
【０１１４】
また、冷媒漏れ記録または報知記録は操作部(63)などの操作による消去手段(74)により記憶装置(72)から消去できるようになっている。
【０１１５】
冷媒漏れ記録や報知記録があると、冷媒漏れの修理を済ませ正常な冷蔵庫運転ができる状態でも、冷媒漏れ対応など通常の冷却運転をおこなえないが、報知手段を動作させたり、冷媒漏れ対応させたりするフラッグなどを記憶装置(72)から消去することにより、冷蔵庫運転を制御する制御基板は再び正常運転をさせることができるため、制御基板の交換および廃棄の必要性がなくなり、もって資源の有効活用および使用者の修理費などの負担を軽減させることができる。
【０１１６】
上述した構成は本発明の1実施形態を説明したもので、本発明の主旨を逸脱しない限り変更および組合せは可能であり、検知手段、冷媒漏れ対応、所定時間の設定などは、冷蔵庫形態に最も適したものにすることは言うまでもない。
【０１１７】
【発明の効果】
可燃性冷媒を冷凍サイクルに封入した冷蔵庫の駆動装置にブラシモータを用いても、冷媒ガスがモータケース内に侵入することを抑制して着火濃度以上になりにくく、着火濃度以上になって発火したとしても、外部に炎が伝播することをなくし、火災の危険をおよぼすことなく安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示すフローチャートである。
【図２】  本発明の第２の実施例を示すフローチャートである。
【図３】  本発明の第３の実施例を示すフローチャートである。
【図４】  本発明の第４の実施例を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の１実施形態を示す冷蔵庫本体の断面図である。
【図６】  本発明の１実施形態を示す製氷室の拡大断面図である
【図７】  本発明の１実施形態を示す冷凍サイクルの説明図である。
【図８】  本発明の１実施形態を示す制御ブロック図である。
【図９】  冷凍サイクルにリーク穴を生じさせたときの機械室内冷媒濃度変化を示すグラフである。
【図１０】  冷凍サイクルにリーク穴を生じさせたときの機械室前方の冷媒濃度変化を示すグラフである。
【図１１】  冷凍サイクルにリーク穴を生じさせたときの冷凍室の冷媒濃度変化を示すグラフである。
【図１２】  本発明の１実施形態を示す自動製氷装置の説明図である。
【図１３】  本発明の製氷駆動装置モータの取付け部を示す断面図である。
【図１４】  本発明の製氷駆動装置モータの取付け部を示す正面図である。
【図１５】  本発明のモータの端子側を示す正面図である。
【図１６】  本発明の給水ポンプモータの１実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…冷蔵庫本体、        ２…冷蔵室、        ３…野菜室、      ４…製氷室、          ５…冷凍室、      ６,７,８,９…扉、    １３…Ｒファン、１５…Ｆファン、          １９…Ｃファン、  ２０…圧縮機、      ２２…機械室、２６…切替弁、      ２７…凝縮器、    ２９…Ｒキャピラリチューブ、３０…Ｆキャピラリチューブ、３４…アキュームレータ、              ６０…操作パネル、        ７０…制御装置、  ８０…検知装置、    ９０…報知手段、
【図１】
0003907176.tif 000002
【図２】
0003907176.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003907176.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003907176.tif 000008
【図８】
0003907176.tif 000009
【図９】
0003907176.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003907176.tif 000013
【図１３】
0003907176.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003907176.tif 000016
【図１６】
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