ХОЛОДИЛЬНИК И КОМПРЕССОР
REFRIGERATOR AND COMPRESSOR

Область техники изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к холодильнику и компрессору, способным работать с энергосбережением на основании величины детектирования, детектируемой датчиком.
Уровень техники
[0002] Среди обычных холодильников серийно производятся холодильники, в которых нормальная работа осуществляется в случае, если светочувствительный датчик обнаружил освещенность заданной или большей величины, при этом считается, что пользователь, наиболее вероятно, спит и не должен открывать дверцу холодильника в случае, когда светочувствительный датчик обнаружил величину освещенности меньше заданной, и, таким образом, осуществляется работа с энергосбережением, при которой потребляется меньше энергии, чем при работе при нормальных температурах. При данной работе с энергосбережением увеличивается установленная температура, например морозильного отделения, на несколько °C.
[0003] При этом такие обычные холодильники также выполняют работу с энергосбережением в случае, если пользователь спит, оставив некоторые светильники включенными (например, см. PTL 1).
[0004] На фиг.38 показан вид спереди такого холодильника; на фиг.39 показан пример принципиальной электросхемы; и на фиг.40 показана блок-схема рабочего состояния холодильника, использующего данную электрическую схему.
[0005] На фиг.38 холодильник 300 включает в себя дверцу 302 холодильного отделения, дверцу 303 овощного отделения, дверцу 304 отделения производства льда, дверцу 305 переключаемого отделения и дверцу 306 морозильного отделения. Блок 307 управления включает в себя переключатели различных операций (не показано), блок 308 жидкокристаллического дисплея и блок 309 размещения светочувствительного датчика.
[0006] Светочувствительный датчик 310 для детектирования освещенности на периферии холодильника, как показано на фиг.39, размещен в блоке 309 размещения светочувствительного датчика. Сопротивление 311, аналого-цифровой преобразователь 312, преобразующий входную аналоговую величину напряжения в цифровой сигнал и передающий на выход цифровой сигнал, запоминающее устройство 313 для сохранения сигналов из аналого-цифрового преобразователя 312 и микрокомпьютер (устройство управления; блок управления) для управления работой компрессора (не показано) и т.п., получающие на входе сигналы из аналого-цифрового преобразователя 312, соединены со светочувствительным датчиком 310. Следует отметить, что управление работой компрессора заключается в основном во включении/выключении на основании данных от датчика морозильного отделения (не показано).
[0007] Микрокомпьютер 314 работает в режиме, описанном ниже и показанном на фиг.40.
[0008] Когда нажимают переключатель (не показано) для запуска работы с энергосбережением, светочувствительный датчик 310 детектирует освещенность на периферии передней стороны холодильника (S1). Затем вычисляют скорость изменения освещенности (S2). Скорость изменения освещенности рассчитывают делением изменения освещенности на время, за которое изменение происходит. Например, в случае, если изменение в 150 люкс (лк) происходит за одну секунду, скорость изменения по расчету составляет 150 лк/сек. 150 лк/сек затем устанавливают как заданную скорость изменения. Вместе с тем, считается, что любое значение в диапазоне 100-200 лк/сек может быть установлено как данное установленное значение.
[0009] После расчета скорости изменения определяют, является ли скорость изменения большей или равной установленному значению или, другими словами, большей или равной 150 лк/сек (S3). В результате, если скорость изменения больше или равна установленному значению, осуществляется нормальная работа (S4), а в случае, где скорость изменения не больше или равна установленному значению, определяют, является или нет скорость снижения большей или равной установленному значению (S5). Если скорость снижения больше или равна заданному значению, осуществляется работа с энергосбережением (S6), а если скорость снижения не больше или равна установленному значению, детектирование освещенности S1 осуществляется вновь.
[0010] Следует отметить, что работа, в которой установленная температура морозильного отделения (нормально -20°C; установленное значение может быть изменено) регулируется для соответствия данной установленной температуре, считается нормальной работой, а работа, в которой внутренняя температура морозильного отделения регулируется на уровне на 2°C ближе к комнатной температуре от установленной температуры (которая, как считается, например, составляет -20°C), в результате температура -18°C считается температурой работы с энергосбережением. По данной причине, при работе с энергосбережением, время работы компрессора является более коротким и время остановки компрессора является более длинным, чем при нормальной работе, делая возможным большее энергосбережение, чем при нормальной работе.
[0011] Холодильник, выполненный в данной конфигурации, работает следующим образом. Например, около 11 часов ночи пользователь отправляется спать, и поэтому выключает свет. Например, считая, что горели три флюоресцентные лампы по 20 Вт, пользователь уменьшает их число до одной лампы 20 Вт и отправляется спать. Скорость снижения освещенности в данный момент вычисляет микрокомпьютер и определяет, что скорость снижения больше или равна заданному значению; при этом холодильник начинает работу с энергосбережением.
[0012] При управлении холодильником данным способом управление осуществляется так, что холодильник имеет возможность работы с энергосбережением, когда, например, свет приглушен и, таким образом, больше энергии можно сберечь, чем при обычном управлении, при котором осуществляется нормальная работа, или работа с энергосбережением осуществляется на основании того, является ли уровень освещенности большим или равным заданной величине или меньше заданной величины.
[0013] При этом также имеются холодильники, осуществляющие работу с энергосбережением, снабженные светочувствительным элементом на передней поверхности дверцы, детектирующим освещенность окружения и регулирующим частоту оборотов компрессора, двигателя вентилятора и т.п., когда темно (например, см. PTL 2).
[0014] На фиг.41 показан вид сбоку обычного холодильника, описанного в PTL 2. Как показано на фиг.41, холодильник имеет основной корпус 401 холодильника, двигатель 402 вентилятора, блок 403 управления с преобразованием частоты, блок 404 преобразующей основной схемы, компрессор 405, дверцу 407 отделения хранения и светочувствительный элемент 406, размещенный на передней поверхности дверцы 407 отделения хранения.
Перечень цитируемых документов
Патентная литература
[0015] PTL 1 Японская публикация патентной заявки № 2002-107025
PTL 2 Японская публикация полезной модели № S62-93671.
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0016] Вместе с тем, в обычной конфигурации, описанной в PTL 1, работа с энергосбережением не осуществляется, если переключатель не приводится в режим работы с энергосбережением. По данной причине, когда пользователь желает сберечь энергию, ему необходимо самому привести в действие переключатель на работу с энергосбережением, и в результате проблема состоит в том, что работа с энергосбережением осуществляется нечасто.
[0017] При этом в конфигурации, описанной в PTL 2, отсутствует средство идентификации того, что работа с энергосбережением находится в процессе выполнения. По данной причине существует проблема в том, что, несмотря на повышение в последнее время внимания пользователей к защите окружающей среды, пользователи не имеют возможности ощутить повышение качества, обеспечиваемого возможностью убедиться, что работа с энергосбережением находится в процессе выполнения.
[0018] Кроме того, в варианте, где установлен блок общего уведомления, необходима подача энергии, потребляемой для этого уведомления, что ведет к проблеме снижения эффекта энергосбережения.
[0019] Кроме того, согласно конфигурации, описанной в PTL 1, при осуществлении работы с энергосбережением холодильник имеет возможность сберечь больше энергии, чем при нормальной работе, в результате уменьшения времени работы компрессора и увеличения времени, в которое компрессор остановлен. Вместе с тем, данный холодильник стремится к сбережению энергии с фокусированием на времени, в которое работа компрессора остановлена. По данной причине имеется проблема, состоящая в том, что вследствие значительной энергии, требуемой для пуска компрессора при включении в работу из остановленного состояния, можно реализовать не больше некоторого уровня экономии энергии.
[0020] При этом в противоположность компрессору, описанному в PTL 1, работающему при установленной частоте вращения, компрессоры с инверторным приводом с возможностью работы при многочисленных частотах вращения, что обеспечивает реализацию работы с энергосбережением, устанавливают в новых моделях домашних холодильников. Вместе с тем, осуществление дополнительных работ с энергосбережением с такими компрессорами с инверторным приводом не рассматривалось.
[0021] Задачей, выполняемой настоящим изобретением для решения вышеупомянутых обычных проблем, является создание холодильника, автоматически осуществляющего работу с энергосбережением, без обременения пользователя, с детектированием окружающей среды и автоматически осуществляющего работу с энергосбережением, или, другими словами, холодильника, обеспечивающего возможность реализации автоматической экономии энергии.
[0022] Кроме решения вышеупомянутых обычных проблем, задачей настоящего изобретения является создание холодильника, уведомляющего пользователя о том, что работа с энергосбережением с потреблением малого количества энергии находится в процессе выполнения.
[0023] Дополнительно, задачей, выполняемой настоящим изобретением для решения вышеупомянутых обычных проблем, является создание холодильника, обеспечивающего возможность реализации дополнительной экономии энергии при осуществлении дополнительной работы с энергосбережением с использованием энергосберегающего компрессора с инверторным приводом.
Решение проблемы
[0024] Для решения вышеупомянутых обычных проблем холодильник согласно настоящему изобретению оборудован основным корпусом холодильника и включает в себя: первый блок детектирования, выполненный с возможностью детектирования изменения во внешней среде на периферии холодильника; и блок управления, управляющий работой потребляющих электроэнергию компонентов, оборудованных в основном корпусе холодильника, причем блок управления является автоматически переключающимся, на основании выходного сигнала от первого блока детектирования, на работу с энергосбережением, при которой замедляется или останавливается работа потребляющих электроэнергию компонентов.
[0025] При этом является возможным автоматическое переключение на работу с энергосбережением при детектировании периферийной окружающей среды. Другими словами, согласно холодильнику настоящего изобретения возможно автоматическое осуществление работы с энергосбережением без обременения пользователя. Перефразируя, является возможной реализация экономии энергии в автоматическом режиме.
Преимущества изобретения
[0026] Холодильник согласно настоящему изобретению автоматически осуществляет работу с энергосбережением, детектируя периферийную окружающую среду, и, таким образом, не обременяет пользователя. Другими словами, поскольку экономию энергии можно реализовать в автоматическом режиме, возможно создание холодильника с реализацией дополнительной экономии энергии во время фактической работы.
[0027] Кроме того, холодильник согласно настоящему изобретению выполнен с возможностью уведомления пользователя о работе с энергосбережением с потреблением уменьшенного количества энергии.
[0028] Кроме того, согласно настоящему изобретению является возможным достижение значительного энергосбережения в фактическом холодильнике, и, таким образом, является возможным создание холодильника, дополнительно реализующего экономию энергии.
Краткое описание чертежей
[0029] На фиг.1A показан вид спереди холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1B показано вертикальное сечение холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2A показана схема конфигурации панели управления холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2B показана схема конфигурации другой формы панели управления холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 показано сечение А-А фиг.2A.
На фиг.4 показана блок-схема управления согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 показана диаграмма отображения данных величин детектирования освещенности, открытия/закрытия дверцы и т.д. холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.6 показана диаграмма прошлых контрольных данных для произвольного дня согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.7 показана блок-схема последовательности операций управления согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 показана блок-схема последовательности операций управления в ночное время согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.9 показана блок-схема последовательности операций управления при отсутствии пользователя дома согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.10 показано действие первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 показана блок-схема управления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показана блок-схема последовательности операций управления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.13 показана блок-схема последовательности операций управления согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.14A показана первая диаграмма многочисленных примеров циклов размораживания согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.14B показана вторая диаграмма многочисленных примеров циклов размораживания согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.15 показан вид спереди холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.16 показана схема конфигурации блока дисплея холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.17 показано детальное сечение блока дисплея холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.18 показана спектральная таблица датчика освещенности и уведомляющего светодиода холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.19 показан график первого примера управления уведомляющего светодиода холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.20 показан график второго примера управления уведомляющего светодиода холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.21A показано сечение компрессора, установленного в холодильнике согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.21B показан график, иллюстрирующий результат сведения частоты вращения компрессора и холодопроизводительности согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения на основании для различных объемов цилиндра.
На фиг.21C показан график, иллюстрирующий результат сведения частоты вращения и механических потерь компрессора согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения для различных объемов цилиндра.
На фиг.21D показан график соотношения холодопроизводительности и холодильного коэффициента компрессора согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения для различных объемов цилиндра.
На фиг.22 показан график прошлых контрольных данных для произвольного дня согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.23 показано сечение компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.24A показан изометрический вид груза коленчатого вала компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.24B показан увеличенный вид периферии груза коленчатого вала компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.25A показана схема сборки периферии упругого элемента компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.25B показано сечение периферии упругого элемента компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.26A показан изометрический вид сверху блока цилиндра компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.26B показан изометрический вид снизу блока цилиндра компрессора согласно шестому варианту осуществления изобретения.
На фиг.27A показано плоскостное сечение периферии всасывающей трубы компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.27B показано вертикальное сечение периферии всасывающей трубы компрессора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.28 показано вертикальное сечение компрессора согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.29 показано вертикальное сечение основных элементов блока сжатия согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.30(а)-(d) показаны схемы поведения поршня согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.31 показан график характеристик компрессора согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.32 показан увеличенный вид элементов на периферии поршня, используемых в компрессоре согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.33 показан вид в плане поршня, используемого в компрессоре согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.34 показан вид спереди, с направления В, поршня, показанного на фиг.33.
На фиг.35 показан вид в плане примера первой альтернативной конфигурации поршня, используемого в компрессоре согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.36 показан вид спереди, с направления С, поршня, показанного на фиг.35.
На фиг.37 показан вид в плане примера второй альтернативной конфигурации поршня, используемого в герметичном компрессоре согласно восьмому варианту осуществления.
На фиг.38 показан вид спереди обычного холодильника, описанного в PTL 1.
На фиг.39 показана принципиальная электросхема основных элементов обычного холодильника, описанного в PTL 1.
На фиг.40 показана блок-схема последовательности операций управления обычного холодильника, описанного в PTL 1.
На фиг.41 показан вид сбоку обычного холодильника, описанного в PTL 2.
Описание вариантов осуществления
[0030] Первое изобретение представляет собой холодильник, снабженный основным корпусом холодильника, где холодильник включает в себя: первый блок детектирования, выполненный с возможностью детектирования изменений во внешней среде на периферии холодильника; и блок управления, управляющий работой потребляющих электроэнергию компонентов, оборудованных в основном корпусе холодильника, где блок управления является автоматически переключающимся, на основании выходного сигнала от первого блока детектирования, на работу с энергосбережением, замедляющую или останавливающую работу потребляющих электроэнергию компонентов.
[0031] Согласно данной конфигурации работа с энергосбережением осуществляется автоматически с детектированием внешней среды, и, таким образом, никакое бремя не ложится на пользователя. Другими словами, является возможной реализация экономии энергии в автоматическом режиме.
[0032] Вторым изобретением является холодильник, в котором блок управления определяет состояние активности пользователя на основании выходного сигнала из первого блока детектирования и переключается на работу с энергосбережением в случае, если определяет, что пользователь не находится в активном состоянии.
[0033] Согласно данной конфигурации работа с энергосбережением может осуществляться автоматически с детектированием состояния активности пользователя. При этом является возможной реализация дополнительной экономии энергии во время фактической работы в индивидуальных домашних хозяйствах.
[0034] Третьим изобретением является холодильник, в котором первый блок детектирования является датчиком освещенности, детектирующим освещенность на периферии холодильника.
[0035] Согласно данной конфигурации может быть определено, что активность пользователя прекратилась, например, когда пользователь спит, когда освещенность на периферии холодильника предельно низкая, как поздней ночью. При этом предотвращается переохлаждение, предполагающее открытие и закрытие дверец холодильника и т.д., и частота вращения компрессора уменьшается, что делает также возможным осуществление охлаждения без проблем, относящихся к качеству охлаждения во время работы с энергосбережением.
[0036] Четвертым изобретением является холодильник, в котором первый блок детектирования является датчиком активности человека, детектирующим перемещение человека на периферии холодильника на основании количественного изменения в инфракрасном излучении человека.
[0037] Согласно данной конфигурации является возможным определение, что пользователя нет дома, если нет изменения в величине энергии инфракрасного излучения в окрестности холодильника в течение некоторого установленного периода. При этом среда использования холодильника может быть выяснена с дополнительной достоверностью. В результате, когда пользователя нет дома, переохлаждение вследствие предположения, что дверцы холодильника должны открываться и закрываться и т.д., предотвращается, и частота вращения компрессора уменьшается, таким образом делая возможным осуществление охлаждения без проблем, относящихся к качеству охлаждения, также во время работы с энергосбережением.
[0038] Пятым изобретением является холодильник, дополнительно включающий в себя второй блок детектирования, детектирующий изменение во внутренней среде холодильника, при этом блок управления автоматически переключается на работу с энергосбережением на основании выходного сигнала от второго блока детектирования.
[0039] Согласно данной конфигурации можно детектировать состояния использования в индивидуальных домашних хозяйствах, при этом делая возможным прогнозирование периодов времени редкого открытия/закрытия дверцы, редкой загрузки пищевых продуктов, когда пользователя нет дома, он отсутствует, спит, или т.п. При этом является возможной реализация дополнительной экономии энергии во время фактической работы в индивидуальных домашних хозяйствах.
[0040] Шестым изобретением является холодильник, в котором блок управления определяет состояние использования холодильника пользователем на основании выходного сигнала от второго блока детектирования и переключается на работу с энергосбережением в случае, если определено, что холодильник не находится в состоянии использования.
[0041] Согласно данной конфигурации определяется, что холодильник не находится в состоянии использования пользователем, и при этом холодильник автоматически переключается на работу с энергосбережением, при которой холодопроизводительность немного уменьшена. При этом является возможной реализация дополнительной экономии энергии во время фактической работы в индивидуальных домашних хозяйствах.
[0042] Седьмым изобретением является холодильник, в котором второй блок детектирования является блоком детектирования состояния открытой и закрытой дверцы, детектирующий состояние холодильника с открытой и закрытой дверцей.
[0043] Согласно данной конфигурации уменьшение открытий/закрытий дверцы может быть определено с использованием простой конфигурации, и, в результате, является возможным прогнозирование периодов незначительной загрузки пищевых продуктов, отсутствия пользователя, его сна или т.п.
[0044] Восьмым изобретением является холодильник, в котором второй блок детектирования является блоком детектирования внутренней температуры, детектирующим внутреннюю температуру холодильника.
[0045] Согласно данной конфигурации, в случае, если ночью температура в периферийной среде холодильника падает и, в результате, падает тепловая нагрузка, или в случае, если тепловая нагрузка в результате выемки или замены продуктов питания является предельно низкой, внутренняя температура холодильника устанавливается на температуру, в некоторой степени слишком низкую, и таким образом состояние использования можно детектировать со сравнительно высокой точностью блоком детектирования внутренней температуры.
[0046] Девятым изобретением является холодильник, дополнительно включающий в себя запоминающее устройство, накапливающее информацию, показываемую выходным сигналом от первого блока детектирования и выходным сигналом от второго блока детектирования, при этом блок управления определяет режим работы с энергосбережением, режим, являющийся режимом замедления или остановки работы потребляющих электроэнергию компонентов, согласно информации, накапливаемой в запоминающем устройстве, и управляет потребляющими электроэнергию компонентами так, что потребляющие электроэнергию компоненты работают согласно определенному режиму.
[0047] Согласно данной конфигурации запоминающее устройство, накапливающее детектируемую информацию для установленного периода времени, может прогнозировать уклад жизни данного домовладения на основании данной информации. При этом, когда прогнозируется сон или отсутствие владельца в данном домашнем хозяйстве, возможно уменьшение переохлаждения, замедление частоты вращения компрессора и оптимизирование работы других потребляющих электроэнергию компонентов, таких как нагреватели, для данного домашнего хозяйства. В результате, дополнительная экономия энергии может быть реализована.
[0048] Блок детектирования, идентифицирующий режимы, такие как режим открытий/закрытий дверец, температурный режим холодильника и т.д., может служить конкретным примером второго блока детектирования, детектирующего изменение внутренней температуры холодильника. С помощью данного блока детектирования состояние большой нагрузки и состояние низкой нагрузки можно прогнозировать заранее и можно автоматически осуществлять работу с энергосбережением, при которой работа потребляющих электроэнергию компонентов замедляется или останавливается на установленный период времени в состоянии использования низкой интенсивности, т.е. состоянии низкой нагрузки.
[0049] Десятым изобретением является холодильник, дополнительно включающий в себя блок уведомления, обеспечивающий информирование пользователя холодильника об осуществлении работы с энергосбережением в случае, если потребляющие электроэнергию компоненты осуществляют работу с энергосбережением.
[0050] Согласно данной конфигурации рабочее состояние холодильника надлежащим образом сообщается для информирования пользователя о рабочем состоянии. Посредством данного уведомления пользователь может оценить свой вклад в экономию энергии и может при этом испытывать повышенную озабоченность в экономии энергии; это приводит к увеличению заботы пользователя об экономии энергии.
[0051] Одиннадцатым изобретением является холодильник, в котором блок уведомления включает в себя первый блок уведомления, работающий в течение заданного периода времени, следующего за пуском работы с энергосбережением, и второй блок уведомления, работающий по истечении заданного периода времени.
[0052] Согласно данной конфигурации, при запуске работы с энергосбережением пользователь уведомляется, например, посредством излучения света первым блоком уведомления и, кроме того, по истечении заданного времени, что количество потребляемой энергии уменьшается, например, вторым блоком уведомления, уменьшающим интенсивность излучаемого света. По данной причине пользователь может убедиться, что холодильник находится в режиме работы с энергосбережением и потребление энергии, требуемой для уведомления, можно также уменьшить.
[0053] Двенадцатым изобретением является холодильник, в котором основной корпус холодильника включает в себя изолирующий основной корпус с отделением хранения, дверцу, закрывающую проем отделения хранения в состоянии с возможностью свободного открытия и закрытия, и компрессор, испаритель, декомпрессионное устройство и испарительную камеру, которые формируют холодильный цикл; где компрессор является инверторным электродвигателем с приводом на многочисленных частотах вращения, включающих в себя частоту вращения, которая ниже частоты вращения серийного источника энергии; при этом блок управления (а) управляет компрессором так, что компрессор работает в режиме экономии энергии с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии во время нормального охлаждения, где внешняя температура составляет около 25°C, и дверца не открывается и не закрывается; и (b) управляет компрессором так, что компрессор работает в режиме охлаждения с большой нагрузкой с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, только в случае режима охлаждения с большой нагрузкой, требующего большой нагрузки вследствие открытия и закрытия дверцы или поступления теплого воздуха.
[0054] Согласно данной конфигурации компрессор работает с частотой вращения меньше частоты вращения серийного источника энергии как во время режима работы с экономией энергии, т.е. работы с энергосбережением, так и во время нормальной работы, при этом реализуя дополнительное энергосбережение, при этом управление осуществляется так, что холодильник работает в режиме охлаждения с большой нагрузкой, где электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, только в случае, если он находится под большой нагрузкой. Данным способом компрессор эксплуатируется на низких оборотах, фокусируясь на периодах времени нормального охлаждения и режима экономии энергии, составляющих более 80% годового времени использования холодильника, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения данным холодильником и создание холодильника, в котором реализована лучшая экономия энергии.
[0055] Тринадцатым изобретением является компрессор, установленный в холодильнике, включающий в себя камеру сжатия и поршень, возвратно-поступательно перемещающийся в камере сжатия, в которой объем цилиндра, т.е. объем пространства, в котором осуществляются операции сжатия поршнем, перемещающимся возвратно-поступательно в камере сжатия, имеет величину, обеспечивающую привод компрессора с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии даже во время нормального охлаждения, в случае, если внешняя температура около 25°C и дверца не открывается и не закрывается.
[0056] В данной конфигурации внимание сфокусировано на объеме цилиндра компрессора. Более конкретно, в данном компрессоре, в дополнение к усилиям для получения экономии энергии с использованием компрессора инверторного типа и работе в режиме экономии энергии, т.е. работе с энергосбережением, также используют большой объем цилиндра. При этом может быть реализована как работа с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работа с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0057] Соответственно, с использованием объема цилиндра для компрессора, в котором частота вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии даже во время нормальной работы в дополнение к режиму экономии энергии, т.е. работе с энергосбережением, дополнительное энергосбережение может быть реализовано; кроме того, в случае, если большая нагрузка приходится на компрессор, охлаждение при большой нагрузке можно осуществлять на основании сравнительно большого объема цилиндра и выполняя управление для входа в режим охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии. В данном способе является возможным быстрое возвращение к режиму нормального охлаждения от режима охлаждения при большой нагрузке. В результате, компрессор работает на низких оборотах, с фокусированием на периодах времени нормального охлаждения и режима экономии энергии, составляющих более 80% годового времени использования холодильника, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения в существующем холодильнике и создание холодильника, в котором реализована лучшая экономия энергии.
[0058] Четырнадцатым изобретением является компрессор, установленный в холодильнике, включающий в себя камеру сжатия и поршень, перемещающийся возвратно-поступательно в камере сжатия, при этом диаметр поршня больше, чем ход, где ход является расстоянием возвратно-поступательного перемещения поршня.
[0059] Согласно данной конфигурации, в случае, если работа осуществляется в режиме экономии энергии, т.е. работы с энергосбережением, с целью достижения энергосбережения с помощью компрессора инверторного типа для реализации экономии энергии является возможным осуществление работы с энергосбережением при эксплуатации на малых оборотах, что, в свою очередь, делает возможным использование большого объема цилиндра. Кроме того, в случае, если большая нагрузка возникает вследствие открытия и закрытия дверцы или подъема внутренней температуры, большой объем цилиндра делает возможным соответствие высоким нагрузкам при работе на высоких оборотах в течение короткого периода времени. В данном способе, согласно настоящему изобретению, является возможной реализация компрессора, достигающего значительного энергосбережения в существующем холодильнике.
[0060] Кроме того, данная конфигурация фокусируется на соотношении диаметра поршня, образующего объем цилиндра компрессора, и его хода в компрессоре с большим объемом цилиндра, описанном выше. Более конкретно, вместо создания большого объема цилиндра удлинением хода большой объем цилиндра создают, увеличивая диаметр поршня. При этом возможна реализация компрессора высокой надежности даже в случае, если компрессор эксплуатируется в широком диапазоне частоты вращения. В результате, можно реализовать как работу с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0061] Кроме того, возможно осуществление охлаждения при большой нагрузке в случае приложения большой нагрузки к компрессору с использованием сравнительно большого объема цилиндра и выполнения управления для входа в режим охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии. По данной причине является возможным быстрый возврат к режиму экономии энергии от режима охлаждения при большой нагрузке.
[0062] Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже в данном документе со ссылками на чертежи. Конфигурации, идентичные конфигурациям в обычных примерах или вариантах осуществления, упомянутых выше, имеют аналогичные ссылочные номера, и их подробные описания опущены. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено данными вариантами осуществления.
Первый вариант осуществления
[0063]
На фиг.1A показан вид спереди холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.1B показано вертикальное сечение холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.2A показана схема конфигурации панели управления холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.2B показана схема конфигурации другой формы панели управления холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0064] На фиг.3 показана схема сечения А-А фиг.2A. На фиг.4 показана блок-схема управления. На фиг.5 показана диаграмма отображения данных детектирования величины освещенности, открытия/закрытия дверцы и т.д. холодильника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0065] На фиг.6 показана диаграмма прошлых контрольных данных для произвольного дня согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.7 показана блок-схема последовательности операций управления согласно первому варианту осуществления. На фиг.8 показана блок-схема последовательности операций управления в ночное время согласно первому варианту осуществления. На фиг.9 показана блок-схема последовательности операций управления при отсутствии пользователя согласно первому варианту осуществления. На фиг.10 показана наглядная схема действия первого варианта осуществления.
[0066] Показанный на фиг.1A холодильник 20 согласно первому варианту осуществления включает в себя основной корпус 21 холодильника. Основной корпус 21 холодильника имеет отделения хранения, включающие в себя холодильное отделение 22, отделение 23 приготовления льда, переключаемое отделение 24, морозильное отделение 25 и овощное отделение 26, размещенные в данном порядке сверху вниз. Блок 27 управления расположен вблизи центральной части дверцы 22а холодильного отделения 22, т.е. самого верхнего отделения хранения, и панель 27а управления выполнена в блоке 27 управления.
[0067] Датчик 36 освещенности, детектирующий освещенность, оборудован над панелью 27а управления на линии, проходящей от ее вертикальной оси, в качестве первого блока детектирования, выполненного с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки, т.е. окружающей внешней среде холодильника 20. Датчик 36 освещенности может иметь конкретную конфигурацию с использованием светочувствительного датчика, использующего фотодиод, фототранзистор или подобное в качестве базового элемента.
[0068] В данном способе, в случае, если датчик 36 освещенности используется в качестве первого блока детектирования, выполненного с возможностью детектирования изменения в среде установки холодильника 20, детектирование света или темноты в жилом помещении, в котором холодильник 20 установлен, делает возможным определение дневного времени, считающегося временем вероятной высокой активности пользователя, или ночного времени, считающегося временем вероятной низкой активности пользователя.
[0069] При этом в случае, если кухня или т.п., в которой холодильник 20 установлен, является помещением без окон, периоды времени активности пользователя могут по существу соответствовать освещению комнаты осветительными приборами.
[0070] При этом переключатели 37 работы для установки температуры в различных отделениях, выполнения установок для приготовления льда, быстрого охлаждения и т.д., световые индикаторы 38, которые отображают состояния, установленные с использованием переключателей 37 операций, и блок уведомления 39, использующий светодиод или т.п., сообщающий изменения рабочего состояния холодильника 20 на основании детектирования, выполненного датчиком 36 освещенности, расположены в панели 27а управления.
[0071] Кроме того, в качестве другого вида первого блока детектирования датчик 40 активности человека может быть расположен под центром панели 27а управления. Например, можно определить, находится ли человек на периферии холодильника 20, посредством датчика 40 активности человека, детектирующего изменения величины теплового излучения человека.
[0072] Соответственно, в случае, если датчик 40 активности человека используется в качестве первого блока детектирования, выполненного с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки холодильника 20, состояние активности, относящейся к тому, является или нет пользователь действительно активным на периферии, где холодильник 20 установлен, можно определить и распознать.
[0073] Крышка 41 датчика освещенности, реализованная с выполнением части крышки блока управления прозрачной, так что датчик 36 освещенности может детектировать свет во внешней среде установки, т.е. внешней среде холодильника 20, расположена перед датчиком 36 освещенности. При этом крышка 42 светодиода для обеспечения прохода излучаемого света вперед от светодиода, т.е. блока уведомления 39, расположена аналогично. Данные крышки (41 и 42) расположены на крышке 43 панели управления.
[0074] Следует отметить, что, хотя не показано, крышка датчика активности человека также расположена перед датчиком 40 активности человека в случае, если датчик 40 активности человека оборудован аналогично датчику 36 освещенности и светодиоду.
[0075] Кроме того, данная компоновка дверцы является только примером, и компоновка этим не ограничена.
[0076] Работа и эффекты действий холодильника 20 с такой конфигурацией описаны ниже.
[0077] На фиг.1B изолирующий основной корпус, т.е. основной корпус 21 холодильника 20, имеет конфигурацию с внешним кожухом, в основном использующим стальные пластины, внутренним кожухом, выполненным из полимера, такого как сополимер акрилонитрила бутадиена и стирола или т.п., и пенным изолирующим материалом, таким как жесткий пенополиуретан, инжектированным в пространство между внешним кожухом и внутренним кожухом; при этом изолирующий основной корпус разделяет многочисленные отделения хранения в виде изолированных секций, изолированных от окружающего пространства с использованием перегородок.
[0078] Холодильное отделение 22 выполнено в самой верхней части изолирующего основного корпуса; переключаемое отделение 24 и отделение 23 приготовления льда выполнены рядом под холодильным отделением 22; и морозильное отделение 25 расположено под переключаемым отделением 24 и отделением 23 приготовления льда. Овощное отделение 26 расположено в самой нижней области, и дверцы на соответствующих отделениях хранения, перекрывающие поступление наружного воздуха, заполняют участки проемов отделений основного корпуса 21 холодильника.
[0079] Холодильное отделение 22 имеет нормальную температуру 1-5°C в качестве нижнего предела для хранения в холодильнике без замораживания, при этом самое нижнее овощное отделение 26 имеет установленную аналогичную холодильному отделению 22 или немного более высокую температуру, или 2-7°C. При этом морозильное отделение 25 имеет установленную температуру замораживания, обычно устанавливаемую в диапазоне -22 - -15°C для хранения в замороженном состоянии. Иногда устанавливают более низкую температуру, такую как -30°C или -25°C, для улучшения состояния хранения в замороженном состоянии.
[0080] Переключаемое отделение 24 можно переключать между "охлаждением" с установленной температурой 1-5°C, "хранением овощей" с установленной температурой 2-7°C и "замораживанием" с обычно устанавливаемой температурой -22 - -15°C, а также с заданным температурным диапазоном с режимом между охлаждением и замораживанием. Переключаемое отделение 24 является отделением хранения, оборудованным независимой дверцей сбоку от отделения 23 приготовления льда, и часто используется дверца по типу выдвижного ящика.
[0081] Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления переключаемое отделения 24 используют в качестве отделения хранения как с диапазоном температуры охлаждения, так и замораживания. Вместе с тем, поскольку охлаждение оставлено холодильному отделению 22 и овощному отделению 26 и замораживание оставлено морозильному отделению 25, переключаемое отделение 24 можно использовать в качестве отделения хранения, специализированного только для переключения в установленный диапазон температуры между охлаждением и замораживанием. Кроме того, переключаемое отделение 24 может являться отделением хранения с фиксированным конкретным диапазоном температуры, таким, например, как замораживание, в свете увеличившегося в последнее время спроса на замороженные пищевые продукты.
[0082] Отделение 23 приготовления льда вырабатывает лед с использованием автоматического генератора льда, оборудованного в верхней части в отделении с подачей воды из емкости (не показано) в холодильном отделении 22, и хранит лед в устройстве приема льда (не показано), расположенном в нижней части отделения.
[0083] Верхняя поверхность изолирующего основного корпуса имеет форму, в которой создана ступенчатая выемка, обращенная к задней поверхности холодильника 20. В данной ступенчатой выемке создано машинное отделение, и компрессор 28 и компоненты высокого напряжения холодильного цикла, включающие в себя влагопоглотитель для удаления воды (не показано), размещены в машинном отделении. Другими словами, машинное отделение, в котором расположен компрессор 28, образовано так, что оно введено в заднюю область самой верхней части холодильного отделения 22.
[0084] Следует отметить, что детали, относящиеся к основным элементам изобретения, описанные ниже в настоящем варианте осуществления, можно также применять в холодильнике такого типа, в котором машинное отделение выполнено в зоне за отделением хранения в самой нижней части изолирующего основного корпуса, и компрессор 28 расположен в нем, т.е. обычного типа.
[0085] Отделение 29 охлаждения, вырабатывающее холодный воздух, выполнено на задней поверхности морозильного отделения 25 и разделено на пути потоков воздуха. Пути потоков воздуха для транспортирования холодного воздуха, ведущие в соответствующие изолированные отделения, и перегородки на задней поверхности, выполненные с возможностью теплоизоляционного разделения соответствующих отделений хранения, выполнены между отделением 29 охлаждения и другими отделениями хранения. При этом предусмотрена пластина перегородки для разделения пути потока выпуска воздуха морозильного отделения и отделения 29 охлаждения. Блок 30 охлаждения расположен в отделении 29 охлаждения, а вентилятор 31 охлаждения, подающий холодный воздух, охлажденный блоком 30 охлаждения, в холодильное отделение 22, переключаемое отделение 24, отделение 23 приготовления льда, овощное отделение 26 и морозильное отделение 25 с использованием способа принудительной конвекции расположены в пространстве над блоком 30 охлаждения.
[0086] Следует отметить, что блок 30 охлаждения функционирует как испарительная камера, составляющая часть холодильного цикла. При этом компрессор 28, испаритель и декомпрессионное устройство (не показано) и блок 30 охлаждения соединены в данном порядке, таким образом образуя последовательный канал потока хладагента; и холодильный цикл в холодильнике 20 имеет такую конфигурацию.
[0087] При этом лучистый нагреватель 32 с лампой в стеклянном баллоне для удаления инея, льда и т.д., накапливающегося на блоке 30 охлаждения и его периферии во время охлаждения, предусмотрен в пространстве под блоком 30 охлаждения. Кроме того, дренажный поддон, собирающий воду, полученную в результате размораживания, предусмотрен дополнительно под ним, и также предусмотрена дренажная трубка, ведущая из самого глубокого участка дренажного поддона за пределы холодильника; выпарная чашка расположена снаружи холодильника на стороне вниз по потоку дренажной трубки.
[0088] Обычные холодильники осуществляют регулировку температуры для соответствия установленной температуре, определенной вне зависимости от дневного или ночного времени. Вместе с тем, ночью температура окружающей среды холодильника падает, приводя к падению тепловой нагрузки, при этом тепловая нагрузка, возникающая, когда продукты питания вынимают или заменяют, является предельно низкой, и, таким образом, установленная внутренняя температура холодильника в итоге оказывается в некоторой степени слишком низкой.
[0089] При этом в обычных блоках энергосбережения с использованием светочувствительных датчиков эффект экономии энергии нельзя получить, пока пользователь явно не нажмет выделенную кнопку, обозначенную "работа с энергосбережением". Даже в случае, если пользователь явно инициирует начало работы с энергосбережением, пользователю затем нужно явно манипулировать кнопкой, когда он желает прекратить работу с энергосбережением. Таким образом, существует вероятность, что пользователь забудет прекратить работу с энергосбережением, в результате может поддерживаться более высокая установленная температура, что, в свою очередь, может дать в результате неправильное состояние хранения продуктов питания.
[0090] Настоящим изобретением создан холодильник, достигающий экономии энергии посредством автоматического функционирования, или, другими словами, автоматически переключающийся на работу с энергосбережением, не требующий нажатия специальной кнопки.
[0091] В настоящем варианте осуществления уровень освещенности окружающей среды холодильника 20 в результате солнечного света, света комнатных светильников или т.п. детектируется датчиком 36 освещенности, установленным в передней поверхности основного корпуса 21 холодильника.
[0092] Уровень освещенности, детектируемый при этом, вводится в блок 54 управления. В случае, если уровень освещенности, введенный в блок 54 управления, ниже величины определения активности, являющейся заданной конкретной величиной, определяют, находится пользователь в активном состоянии или нет, для установленного непрерывного периода времени, определяется ночное время или отсутствие активности человека, и, таким образом, если температуры в соответствующих отделениях хранения меньше или равны соответствующей величине (например, 5°C для холодильного отделения, -18° для морозильного отделения и т.д.), холодильник автоматически переключается на работу с энергосбережением, при которой холодопроизводительность холодильника несколько уменьшается. Соответственно, датчик 36 освещенности функционирует как первый блок детектирования, детектирующий изменения во внешней среде холодильника 20, при этом неявно определяя состояние активности пользователя.
[0093] При этом в случае, если уровень освещенности превышает величину определения активности, т.е. нормативную величину, или, другими словами, в случае, если окружающая область холодильника 20 ярко освещена и можно, таким образом, считать это временем активности пользователя, блок 54 управления определяет, что пользователь активен и, таким образом, находится в состоянии активности, прекращает работу с энергосбережением и возвращается к нормальной работе.
[0094] Вместе с тем, поскольку детектирование мгновенных вспышек света снаружи, таких как свет автомобильных фар, следует исключить, создан блок предотвращения нарушения режима, т.е. конфигурация для предотвращения возврата к нормальной работе, обусловленного такими световыми помехами.
[0095] Более конкретно, создание блока предотвращения нарушения режима с функцией прекращения работы с энергосбережением, только в случае, если уровень освещенности поддерживается в течение установленного непрерывного периода времени, или, иными словами, в случае, если уровень освещенности поддерживается больше величины определения активности в течение установленного непрерывного периода времени, является полезным для достижения более высокого уровня экономии энергии на практике.
[0096] Данным способом можно детектировать, является ли окружающая среда на месте установки холодильника светлой или темной в случае, если датчик 36 освещенности использовать в качестве первого блока детектирования, выполненного с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки холодильника. Поэтому можно определять дневное время, т.е. основное время, когда пользователь с высокой вероятностью активен, или ночное время.
[0097] При этом в случае, если кухня или т.п., где холодильник 20 установлен, является помещением без окон, периоды времени активности пользователя можно считать по существу соответствующими периодам горения комнатных осветительных приборов, и таким образом экономия энергии может быть получена с еще меньшими потерями.
[0098] При этом время, в котором детектируется уровень освещенности больше величины определения активности, указывающий на освещение окружающей среды, и которое можно, таким образом, считать временем активности пользователя, определяется, как состояние активности, в котором пользователь является активным, и поэтому работа с энергосбережением прекращается, и охлаждение осуществляется при нормальной работе. В результате, достаточное охлаждение осуществляется посредством непрямого детектирования того, что дверцы, вероятно, будут открывать и закрывать, и таким образом свойства хранения продуктов питания можно поддерживать даже в случае, если дверцы открываются и закрываются.
[0099] Если холодильник 20 согласно настоящему варианту осуществления сравнивать с обычным холодильником, в котором работу с энергосбережением устанавливают вручную, в обычном холодильнике работа с энергосбережением не прекращается, пока пользователь не выполнит явные манипуляции кнопкой, и, таким образом, в случае, если дверцы открываются и закрываются в состоянии, в котором установлена более высокая температура и достаточное охлаждение не осуществляется, температура в холодильнике поднимается неожиданно, приводя к повышению температуры продуктов питания и худшему состоянию хранения.
[0100] Вместе с тем, в холодильнике 20 согласно настоящему варианту осуществления изобретения работа с энергосбережением прекращается, и охлаждение осуществляется при нормальной работе, когда окружающая среда освещена, и можно, таким образом, считать пользователя активным, и факт, что дверцы, вероятно, будут открываться и закрываться, не напрямую детектируется или прогнозируется, и достаточное охлаждение осуществляется заранее; поэтому, даже в случае, если дверцы открываются и закрываются, можно поддерживать условия хранения для продуктов питания.
[0101] При этом работа с энергосбережением может быть установлена с использованием датчика 40 активности человека в качестве другого вида первого блока детектирования.
[0102] Более конкретно, когда человек активен в домашнем хозяйстве, человек создает тепловое излучение. Соответственно, состояние активности в среде данного домашнего хозяйства можно детектировать, установив датчик 40 активности человека, такой как инфракрасный датчик или т.п., выполненный с возможностью детектирования теплового излучения, в передней поверхности дверцы в холодильнике 20.
[0103] Например, во время приема пищи утром и вечером и периодов времени приготовления пищи люди присутствуют в среде домашнего хозяйства, включающей в себя холодильник 20, и могут, таким образом, детектироваться датчиком 40 активности человека. С другой стороны, когда людей дома нет, поздно ночью или т.п., люди не активны в окрестности холодильника 20, и, таким образом, датчик 40 активности человека может детектировать отсутствие людей. С использованием этого холодильник переходит на режим работы с энергосбережением в случае, если состояние, в котором детектируется отсутствие людей, продолжается в течение установленного периода, при этом режим работы с энергосбережением прекращается в случае, если датчик 40 активности человека детектирует, что люди находятся дома и что такое состояние продолжается в течение установленного периода. При этом является возможным энергосбережение в состоянии, в котором холодопроизводительность во время использования поддерживается.
[0104] Кроме того, учитывая вариант, где кухня имеет много окон и получает хорошее солнечное освещение, вариант, в котором внутренние осветительные приборы горят всю ночь по какой-либо причине и т.д., необходимо оборудовать холодильник 20 вторым блоком детектирования, детектирующим изменение во внутренней среде холодильника, в дополнение к датчику 36 освещенности, т.е. первому блоку детектирования, выполненному с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки холодильника 20; данное делает возможным непрямое детектирование фактического состояния использования холодильника 20.
[0105] При использовании датчика 36 освещенности в качестве первого блока детектирования можно рассматривать вариант, где кухня имеет много окон и получает хорошее солнечное освещение, вариант, в котором внутренние осветительные приборы горят всю ночь по какой-либо причине и т.д. С учетом этого, даже в случае, если первый блок детектирования детектирует состояние активности во внешней среде установки холодильника 20, состояние использования холодильника определяют, детектируя изменения во внутренней среде с использованием второго блока детектирования; в случае, если холодильник находится в состоянии редкого использования, в котором холодильник используют мало, необходимо вводить режим работы с энергосбережением на основании результата детектирования, выполненного вторым блоком детектирования.
[0106] В данном случае, противоположно случаю, где, например, состояние низкой активности определено первым блоком детектирования, в случае, если состояние активности определено первым блоком детектирования, управление выполняют так, что условия величины определения использования для второго блока детектирования выполняют немного более жесткими, и режим работы с энергосбережением включают после подтверждения того, что холодильник действительно не находится в состоянии использования.
[0107] Жесткие условия включают в себя использование уменьшенных интервалов отклонения во внутренней среде холодильника с условиями определения состояния активности, определяющими величину оценки использования в течение более длительного периода времени, чем с условиями определения состояния низкой активности.
[0108] Например, при использовании выходного сигнала от первого блока детектирования в качестве информации для изменения величины определения использования для второго блока детектирования можно определить, выполнять или нет включение режима работы с энергосбережением с использованием как выходного сигнала от первого блока детектирования, так и выходного сигнала от второго блока детектирования.
[0109] Реле 51 дверцы, которое является блоком детектирования состояния открытия и закрытия дверцы для холодильника, и датчик 53 внутренней температуры, который является блоком детектирования внутренней температуры, детектирующим температуры в соответствующих отделениях хранения холодильника 20, блок детектирования установленной температуры, детектирующий установленную температуру холодильника 20, и т.д. могут рассматриваться в качестве второго блока детектирования с возможностью детектирования колебаний во внутренней среде холодильника 20.
[0110] В случае, если реле 51 дверцы, т.е. блок детектирования состояния открытия и закрытия дверцы для холодильника, используют в качестве второго блока детектирования, результат детектирования, представленный выходным сигналом реле 51 дверцы, вводится в блок 54 управления; в случае, если дверцу не открывают и не закрывают в течение заданного установленного периода времени (например, три часа), служащего значением определения использования, блок 54 управления определяет, что холодильник не находится в состоянии использования пользователем, и, следовательно, автоматически включает холодильник в режим работы с энергосбережением, в котором холодопроизводительность немного уменьшена.
[0111] В данное время детектируют, открывалась и закрывалась ли дверца, как изменение во внутренней среде, и, следовательно, второй блок детектирования имеет возможность прямого детектирования состояния использования пользователем, представленного тем, открывалась и закрывалась ли дверца; поэтому второй блок детектирования можно назвать полезным блоком детектирования. Вместе с тем, нельзя сказать, что все холодильники, в общем, включают в себя реле дверцы, т.е. блок детектирования состояния открытия и закрытия дверцы; поэтому, в таких случаях необходимо достоверное установление изменений во внутренней среде также с использованием блока детектирования внутренней среды, блока детектирования установленной температуры или подобного, как описано ниже в данном документе.
[0112] Затем, в случае, если датчик 53 внутренней температуры, т.е. блок детектирования внутренней температуры, детектирующий температуру в соответствующих отделениях хранения холодильника 20, используют в качестве второго блока детектирования, результат детектирования, представленный выходным сигналом от датчика 53 внутренней температуры, вводится в блок 54 управления, и, в случае, если внутренняя температура не увеличена за пределы заданной величины определения использования, блок 54 управления определяет, что холодильник находится в состоянии редкого использования. Иными словами, определяют, что холодильник не находится в состоянии использования пользователем, и при этом холодильник автоматически включается в режим работы с энергосбережением, в котором холодопроизводительность немного уменьшена.
[0113] Данное определение, что холодильник не находится в состоянии использования, является прямым определением состояния использования холодильника 20 на основании определения состояния использования, в котором выходной результат внутренней температуры, детектируемой с использованием выходного сигнала от второго блока детектирования, показывает, что холодильник находится в стабильном состоянии, где внутренняя температура стабильна, теплый воздух не инфильтруется вследствие открытия/закрытия дверец и т.п. и отсутствует температурное отклонение, вызванное работой системы холодильника, такое как размораживание блока 30 охлаждения.
[0114] При этом в случае, если блок детектирования внутренней температуры, детектирующий температуру соответствующих отделений хранения холодильника 20, используют в качестве первого блока детектирования, величину колебаний температуры, большую или равную установленному значению, принимают в качестве заданной величины определения активности. Другими словами, в случае, если отсутствуют температурные колебания, большие или равные установленному значению, можно не напрямую детектировать, что имеется незначительное температурное колебание во внешней температуре, являющееся одним примером изменения в окружающей среде холодильника; таким образом можно выполнять непрямое детектирование изменений в окружающей среде холодильника.
[0115] Кроме того, можно учитывать случай, в котором блок детектирования установленной температуры, детектирующий установленную температуру холодильника, используют в качестве второго блока детектирования с возможностью непрямого детектирования состояния использования холодильника. В данном случае, если, например, начальная температура отделения хранения установлена на режим "высокого" охлаждения, показывающий, что пользователь желает иметь активное охлаждение отделения хранения, состояние использования определяется как состояние, в котором пользователь активно использует холодильник 20.
[0116] В данном случае, даже если, например, условия являются такими, что холодильник должен переходить на режим работы с энергосбережением, вследствие показаний датчика 36 освещенности или датчика 40 активности человека, являющихся первыми блоками детектирования, блок 54 управления дает приоритет определению состояния использования, выполняемому вторым блоком детектирования, и выполняет управление для перехода на режим работы с энергосбережением; это делает возможным реализацию охлаждения, соответствующего намерению пользователя осуществлять более активное охлаждение.
[0117] Согласно данной конфигурации состояние использования можно детектировать не напрямую, определяя, добивается или нет пользователь активного охлаждения отделения хранения на основании установленной температуры. Например, в случае, если имеется три типа установленных температур, высокая, средняя или низкая, выбор пользователем "высокой", т.е. более высокой, чем средняя установка, отражает, что он добивается активного охлаждения отделения хранения, и, таким образом, осуществление управления для исключения перехода на режим работы с энергосбережением также полезно.
[0118] При этом, когда установленная температура отделения хранения установлена на режим "низкого" охлаждения, установленную температуру данного отделения хранения можно увеличить для большего энергосбережения. Вместе с тем, поскольку данное может воздействовать на холодопроизводительность в отделении хранения и приводить к проблемам качества, таким как недостаточное охлаждение и т.п., определение, исключающее переход на режим работы с энергосбережением, может быть осуществлено в качестве контроля свежести для поддержания качества.
[0119] С переходом на режим работы с энергосбережением с использованием как первого блока детектирования, так и второго блока детектирования данным способом и подтверждением среды установки и состояния использования холодильника является возможным создание холодильника, реализующего эффективную экономию энергии без нарушения удобства для пользователя во время фактического использования.
[0120] Ниже описано изобретение, где в дополнение к автоматическому переходу на режим работы с энергосбережением данным способом осуществляется работа с энергосбережением с функцией обучения, т.е. адаптирования к состоянию использования индивидуальных домашних хозяйств с помощью создания запоминающего устройства 55, сохраняющего информацию выходных сигналов из первого блока детектирования и второго блока детектирования.
[0121] Информация, показываемая выходными сигналами от первого блока детектирования и второго блока детектирования, накапливается в запоминающем устройстве 55 в течение установленного периода времени (например, три недели). На основании информации, накапливаемой в запоминающем устройстве 55, блок 54 управления определяет режим работы с энергосбережением, т.е. режим, в котором работа потребляющих электроэнергию компонентов, таких как компрессор 28 или т.п., замедляется или останавливается, и сохраняет данные такого режима в запоминающем устройстве 55. Другими словами, запоминающее устройство 55 регистрирует некоторый установленный режим как жизненный уклад, с использованием функции обучения, и определяет режим работы с энергосбережением посредством прогнозов на основе данной функции обучения. Блок управления 54 автоматически осуществляет работу с энергосбережением для замедления или остановки работы компрессора 28, вентилятора 31 охлаждения, нагревателя 56 температурной компенсации, внутреннего освещения 57 и т.д., являющихся потребляющими электроэнергию компонентами, согласно определенному режиму.
[0122] Другими словами, информация, показанная выходными сигналами от первого блока детектирования и второго блока детектирования, накапливается в запоминающем устройстве 55 в течение установленного периода времени, и уклад жизни прогнозируется для данного домашнего хозяйства на основании данной информации. Посредством этого периоды времени, в которые прогнозируется, что обитатели домовладения спят, отсутствуют дома и т.д., определяются как состояния низкой активности и состояния редкого использования, и когда такие периоды времени наступают, в холодильнике автоматически включается режим работы с энергосбережением.
[0123] Такие действия делают возможным подавление переохлаждения и уменьшение частоты вращения компрессора 28 и делают возможным адаптирование работы других потребляющих электроэнергию компонентов, таких как нагреватели и т.п., к данному домашнему хозяйству; работа с энергосбережением может, таким образом, осуществляться автоматически с высокой точностью, обеспечивая реализацию дополнительной экономии энергии.
[0124] Следует отметить, что более длительный период накапливания информации считается обеспечивающим накапливание данных относительно уклада жизни, и, таким образом, повышается точность. Вместе с тем, это также ведет к усложненному управлению и также требует запоминающих устройств большего объема; это приводит к увеличению затрат и возникновению неполадок вследствие усложненного управления, что, в свою очередь, приводит к нестабильности качества. Кроме того, в таких странах как Япония, испытывающих сезонные изменения, уклад жизни имеет сезонные изменения, и, таким образом, накапливание данных в течение продолжительного периода времени не обязательно повышает точность установления уклада жизни.
[0125] В настоящем варианте осуществления установлен трехнедельный период времени накапливания данных, считающийся сравнительно приемлемым периодом накапливания, и уклады жизни выявляются приемлемо с упрощением управления даже в случае возникновения изменений в укладе жизни.
[0126] Более конкретно, в случае, если сигнал детектирования из первого блока детектирования с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки холодильника 20 сохраняется, уровень освещенности, детектируемый датчиком 36 освещенности для прошедших трех недель, или уровень детектирования датчика 40 активности человека делятся на некоторые единицы времени и сохраняются в запоминающем устройстве 55. Блок 54 управления осуществляет оценку режима на основании сохраненной информации, определяет, что период времени отсутствия активности человека в течение установленного периода времени между периодами времени активности одного дня является периодом времени состояния редкого использования, и автоматически переключает холодильник на режим работы с энергосбережением, в котором холодопроизводительность немного уменьшена.
[0127] Вместе с тем, в отношении первого блока детектирования, выполненного с возможностью детектирования изменений во внешней среде установки холодильника 20, в случае, если фактический уровень детектирования датчиком 36 освещенности или датчиком 40 активности человека является высоким в течение установленного периода времени после перехода холодильника на режим работы с энергосбережением на основании оценки запоминающего устройства 55, необходимо придание блоку 54 управления функции корректировки для отмены работы с энергосбережением и возврата к нормальной работе; с приданием данной функции корректировки холодопроизводительность холодильника можно поддерживать даже в случае, если домашнее хозяйство имеет отклонение от нормального уклада жизни.
[0128] Следует отметить, что можно рассматривать случай, когда выходное значение датчика 36 освещенности или датчика 40 активности человека, показывающее отключение, короткое замыкание или т.п. (если максимальное выходное значение составляет 5 В, в случае, если выходное значение составляет 0 В или 5 В и т.д.), поддерживается в течение установленного периода времени, такого как одна неделя. Такой случай обрабатывается как неисправность первого блока детектирования с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки холодильника 20, такого как датчик 36 освещенности или датчик 40 активности человека. Более конкретно, осуществляется нормальная работа охлаждения, выполняющая контроль свежести для осуществления качественной работы холодильника, неисправное состояние регистрируется, и переход на режим работы с энергосбережением не вводится. Вместе с тем, в случае, если выходное значение от датчика 36 освещенности или датчика 40 активности человека было изменено нормально после этого, является возможным устранить неисправность и немедленно перейти на режим работы с энергосбережением.
[0129] При этом сохранение результатов детектирования, выполненного вторым блоком детектирования с возможностью непрямого детектирования состояния использования холодильника 20, можно назвать более прямым и полезным средством для прогнозирования уклада жизни данного домашнего хозяйства.
[0130] Более конкретно, в случае, если блок детектирования состояния открытия и закрытия дверцы (реле 51 дверцы) используется в качестве второго блока детектирования холодильника, результат детектирования, выполненного блоком детектирования состояния открытия и закрытия дверцы, служащего вторым блоком детектирования, делится на установленные единицы времени (например, единицы времени в 60 минут), и число открытия/закрытия дверцы в единицу времени регистрируется в запоминающем устройстве 55. Блок 54 управления сохраняет, например, в запоминающем устройстве 55 данные периода времени, в который открытия/закрытия дверцы отсутствовали или были малочисленными во время активности данного дня с использованием сохраненных прошлых данных, или, другими словами, периода времени, в который дана оценка, что число открытий/закрытий дверцы меньше заданной нормативной величины, как в период времени редкого использования; холодильник 20 затем переключается на режим работы с энергосбережением, в котором холодопроизводительность немного уменьшена, во время периодов времени редкого использования.
[0131] Аналогично, в случае, если датчик 53 внутренней температуры, т.е. блок детектирования внутренней температуры, детектирующий температуры в соответствующих отделениях хранения холодильника 20, используется в качестве второго блока детектирования, температуры в соответствующих отделениях хранения детектируются датчиком 53 внутренней температуры и, если охлаждение осуществляется при температуре, меньшей или равной заданной, делятся согласно единице времени и сохраняются в запоминающем устройстве. Блок 54 управления сохраняет, например, в запоминающем устройстве 55, данные периода времени, в котором дана оценка, что отделения хранения достаточно охлаждались во время активности дня как в период времени редкого использования, и когда период времени достигает периода времени редкого использования, холодильник автоматически переключается на работу с энергосбережением, в которой холодопроизводительность немного уменьшена.
[0132] Данным способом, с делением данных прошедшего периода, освещенности, открытий/закрытий дверцы и внутренней температуры для выражения в единицах времени и сохранением данных в запоминающем устройстве 55 и затем оценкой уклада жизни с использованием таких данных, работу холодильника можно прогнозировать и осуществлять управление ею.
[0133] Это будет описано с использованием блок-схемы управления на фиг.4.
[0134] С использованием датчика 36 освещенности, т.е. первого блока детектирования, холодильник согласно настоящему изобретению детектирует, на основании окружающей среды установки и использования холодильника 20, яркость на периферии передней поверхности холодильника 20, выдает результат в блок 54 управления и, кроме того, сохраняет данные в запоминающем устройстве 55.
[0135] Аналогично, число открытий/закрытий дверцы, периоды времени открытия/закрытия дверцы и т.д. вводятся в запоминающее устройство 55 на основании выходного сигнала от реле 51 дверцы, служащего блоком детектирования открытия и закрытия дверцы, т.е. вторым блоком детектирования, с возможностью детектирования состояния использования холодильника 20, детектирования состояния открытия и закрытия дверцы 22a холодильного отделения, других дверц и т.д. При этом данные температуры и т.д., детектируемые с использованием датчика внешней температуры на наружном корпусе холодильника 20, различных датчиков внутренней температуры и т.д., также вводятся в запоминающее устройство 55.
[0136] Эти данные отбирают в течение каждого установленного периода и устанавливают режим работы с использованием блока 54 управления, компрессора 28, вентилятора 31 охлаждения и нагревателя 56 температурной компенсации, являющихся потребляющими электроэнергию компонентами, и температурные установки соответствующих отделений хранения затем автоматически изменяют. Здесь, учитывая, что, например, значение освещенности для определения состояния поздней ночи и, таким образом, отсутствия активности пользователя составляет 5 лк, в случае, если датчик 36 освещенности, т.е. первый блок детектирования, детектирует освещенность меньше 5 лк, определяют, что в данный момент поздняя ночь, и на основании данного факта определяют, что имеется состояние редкого использования, в котором пользователь не активен.
[0137] Кроме того, заданная температура является заранее установленной в качестве значения определения использовании во время детектирования датчиком 53 внутренней температуры, т.е. вторым блоком детектирования, и в случае, где датчик 53 внутренней температуры детектирует охлаждение, меньшее или равное заданной температуре, определяют, что состояние использования пользователем является также состоянием редкого использования, и период времени, в котором данное состояние редкого использования возникает, определяют как период времени редкого использования.
[0138] С определением состояния низкой активности и состояния редкого использования и переключением на работу с энергосбережением с использованием блока 54 управления холодильник автоматически переходит на работу с энергосбережением, в которой частота вращения компрессора 28 замедляется, выполняется работа для предотвращения переохлаждения и т.д., и вызывается горение светодиода, служащего блоком 39 уведомления, в течение установленного периода времени или его гашение.
[0139] Ниже, с использованием фиг.5 описано отображение значений детектирования освещенности, данных открытия/закрытия дверцы и т.д. холодильника 20.
[0140] Как показано на фиг.5, например, один час считают одним сегментом и сохраняют данные средней освещенности, внутренней температуры и числа открытий/закрытий дверцы для такого периода. На фиг.5 белое заполнение показывает период, в котором не происходит открытие/закрытие дверцы, а светлые зоны с точками показывают периоды, в которые происходит по меньшей мере N (например, 1) или несколько открытий/закрытий дверцы; при этом темные зоны с точками показывают периоды, в которые результаты детектирования, выполненного датчиком 36 освещенности, меньше нормативного значения (например, меньше 5 лк).
[0141] Если данные периоды брать блоками из 24 сегментов, данные блоки соответствуют одному дню, и если дополнительно брать блоками из 168 сегментов, данные блоки соответствуют одной неделе (семь дней).
[0142] Соответственно, например, данные недели, предшествующей некоторому дню, можно легко отбирать, и, кроме того, данные двух или трех предшествующих недель можно также легко отбирать.
[0143] В типичном домашнем хозяйстве обычным случаем является жизнь обитателей согласно установленному режиму в данный день, и, кроме того, частым случаем является жизнь обитателей согласно установленному режиму в некоторые дни каждой недели. Эксплуатация холодильника 20 с учетом этого является чрезвычайно эффективной и также связана с энергосбережением.
[0144] Следует отметить, что в отношении к перезаписи данных необходимо обновлять данные на каждом отрезке времени, соответствующем одному сегменту (единице времени: например, в 60 минут). Вместе с тем, данные можно обновлять для единицы времени в один день или одну неделю.
[0145] Ниже с использованием фиг.6 описан способ рассмотрения прошлых контрольных данных для одного произвольного дня.
[0146] Следует отметить, что на фиг.6(А) и 6(B) сегментами с добавлением диагональных линий показаны сегменты, в которых пользователь холодильника 20 отсутствует дома.
[0147] Отобраны данные прошлой недели, двухнедельной давности и трехнедельной давности от данного дня. Блок 54 управления затем определяет, что если, например, пользователь отсутствует дома более 2/3 из данных трех недель, то состояние является состоянием редкого использования. В случае, показанном на фиг.6(А), блок 54 управления определяет, что пользователь отсутствует дома для сегментов с добавлением диагональных линий, размещенных справа от слов "определение использования/неиспользования", и осуществляет работу с энергосбережением. Вместе с тем, последний час, когда пользователь отсутствует дома, можно считать периодом времени для перехода от работы с энергосбережением к нормальной работе, и таким образом, в действительности, работу с энергосбережением отменяют за один час до окончания периода отсутствия пользователя дома, и холодильник возвращается к нормальной холодопроизводительности переключением на нормальную работу.
[0148] При этом аналогичное управление осуществляется в случае состояния использования, показанного на фиг.6(B).
[0149] Вместе с тем, в случае, если период отсутствия пользователя дома является сравнительно коротким (один час, два часа или т.п.), его не считают периодом отсутствия пользователя дома. Причина этого в том, что в общем требуется время для стабильности и поддержания температуры охлаждающей системы холодильников, и, таким образом, неожиданные колебания температуры в течение короткого периода времени могут дать обратный результат увеличения потребления энергии.
[0150] Ниже подробности данных работ описаны с использованием блок-схем последовательности операций управления на фиг.7-9.
[0151] Следует отметить, что управление работой различных составляющих элементов холодильника 20 и обработка информации осуществляется блоком 54 управления.
[0152] Когда в блоке S101 включают питание холодильника, в блоке S102 запускается таймер для измерения некоторого интервала, и в блоке S103 начинается основной процесс управления для осуществления нормальной работы холодильника. В данное время, если в блоке S104 детектируется открытие/закрытие дверцы на основании выходного сигнала от реле 51 дверцы, служащего блоком детектирования открытия и закрытия дверцы, число М открытий/закрытий дверцы подсчитывается в блоке S105.
[0153] Затем, если результаты детектирования, выполненного датчиком 36 освещенности в блоке S106, показывают освещенность, большую или равную, например, 5 лк, установленную как значение определения активности, продолжается нормальная работа. С другой стороны, если результат детектирования, выполненного датчиком 36 освещенности, показывает детектирование меньше 5 лк, т.е. величины определения активности, то определяют, как показано в блоках S107, S108 и S109, показан ли результат детектирования меньше 5 лк, выполненного датчиком 36 освещенности, для непрерывного периода в пять минут или больше; если датчик 53 внутренней температуры детектирует, что температура, до которой охлаждается отделение хранения, меньше или равна заданной температуре, и когда реле 51 дверцы детектирует, что не было открытия/закрытия дверцы в прошедшие десять минут, процедура переходит к управлению ночного времени, которое является одним типом работы с энергосбережением (блок S110).
[0154] Затем, если в блоке S111 таймер T достиг некоторого интервала А, подсчитывается число открытий/закрытий дверцы или время открытия/закрытия дверцы и средняя освещенность до данного момента времени и затем сохраняется в запоминающем устройстве 55 в блоке S112.
[0155] Число открытий/закрытий дверцы, данные освещенности и т.д. затем переустанавливаются (блок S113), измерение числа открытий/закрытий дверцы, освещенности и т.д. затем повторяется в течение, например, следующего часа, и данные обновляются.
[0156] Ниже описано управление в ночное время, показанное на фиг.8.
[0157] В блоке S110 процедура переходит к управлению в ночное время. В данном случае прогнозируют, что пользователь спит, и, следовательно, можно прогнозировать, что нагрузка на холодильник 20 в результате открытия/закрытия дверцы должна быть предельно низкой в сравнении с нормальной. Кроме того, можно прогнозировать, что такое состояние должно продолжаться длительный период времени, например три часа или больше, и, следовательно, при этом можно выполнять работу с энергосбережением.
[0158] Более конкретно, нагрузка, обусловленная загрузкой продуктов питания, открытием/закрытием дверец и т.д., является низкой, и поэтому, как описано в блоке S121 на фиг.8, внутренняя температура холодильника 20 может быть установлена на 1-2°C выше; кроме того, эффект экономии энергии получают в результате увеличения внутренних перепадов или замедлением колебаний внутренней температуры. При этом в дополнение к эффекту экономии энергии можно также получать более тихую работу в данное время с осуществлением энергосберегающей работы, когда компрессор 28 и вентилятор 31 охлаждения работают с пониженными скоростями. Кроме того, установка, обуславливающая подъем внутренней температуры, также делает возможным уменьшение мощности, потребляемой нагревателем компенсации температуры.
[0159] После этого, если отсутствуют колебания в детектировании открытия/закрытия дверцы в блоке S122, детектировании освещенности в блоке S124 и детектировании внутренней температуры в блоке S126, такое рабочее состояние поддерживается.
[0160] Если, вместе с тем, даже одно из указанного испытывает колебания, определяют, поддерживать ли данное рабочее состояние.
[0161] Более конкретно, в случае, если открытия/закрытия дверцы детектируют в блоке S122, процедура перемещается в блок S123, где, если определяют, что число открытий/закрытий дверцы больше или составляет N1, установленного заранее, управление ночного времени отменяется, как показано в блоке S127, и управление переходит в нормальное управление. Аналогично, если датчик 36 освещенности детектирует более 5 лк, т.е. значение определения активности в блоке S124, процедура перемещается в блок S125, где, в случае, если датчик 36 освещенности дополнительно детектирует, что освещенность более 10 лк продолжается пять минут или больше, процедура перемещается в блок S127, где управление ночного времени отменяется.
[0162] Кроме того, в случае подъема внутренней температуры выше нормативной величины или в случае, если установлен режим для осуществления быстрого приготовления льда, быстрого замораживания или быстрого охлаждения и, следовательно, необходимо изменение установки внутренней температуры, определяют, что состояние использования является таким, где пользователь активно использует холодильник, и при этом управление ночного времени отменяется.
[0163] Следует отметить, что если выходное значение (0 В, 5 В или т.п.) для датчика 36 освещенности сохраняется в течение установленного периода времени, например одной недели, таким образом показывая возможность размыкания, короткого замыкания или т.п., это оценивают, как неисправность датчика 36 освещенности. Более конкретно, работа нормального охлаждения осуществляется, неисправное состояние регистрируется, и на работу с энергосбережением не переходят. Вместе с тем, в случае, если выходная величина датчика 36 освещенности после этого изменяется нормально, является возможным устранение неисправности и немедленный переход на работу с энергосбережением.
[0164] Ниже описано управление при отсутствии пользователя дома, показанное на фиг.9.
[0165] В каждом установленном периоде, в котором исполняют блок S103, например каждые 24 часа или каждый цикл размораживания, в блоке S140 осуществляют определение управления при отсутствии пользователя дома.
[0166] Первыми определяют процедуры, следующие за блоком S142, с использованием данных, показывающих число открытий/закрытий дверцы, освещенность и внутреннюю температуру за прошедшие три недели, сохраненные в запоминающем устройстве 55 в блоке S141.
[0167] Например, в блоке S143, если состояние, в котором отсутствует открытие и закрытие дверцы три часа подряд или больше в одном периоде времени за прошедшие три недели, продолжается более 2/3, можно утверждать, что уклад жизни данного домашнего хозяйства включает в себя состояние, в котором никого нет дома в дневное время, например, когда и муж и жена работают. В данное время для детектирования состояния использования холодильника 20 в блоке S144 подтверждается, является ли охлаждение в соответствующих отделениях хранения достаточным, и подтверждается в блоке S145, имелось ли открытие и закрытие дверцы за последние десять минут. Если результатом в блоках S144 и S145 является да (Y), переходят на управление при отсутствии пользователя дома в блоке S146, и работу с энергосбережением исполняют, как описано в блоке S147. Вместе с тем, противоположно управлению в ночное время, предусматривают осуществление управления при отсутствии пользователя дома в дневное время и, таким образом, уменьшают значение подъема температуры больше, чем при управлении в ночное время. Например, значение подъема температуры ограничено 0,5-1°C.
[0168] Данным способом, во время управления при отсутствии пользователя дома, результат детектирования, выполненного датчиком 36 освещенности, не учитывается, и переключаться или нет на работу с энергосбережением, определяют на основании данных второго блока детектирования, устанавливающего состояние использования; помимо этого, управление является по существу одинаковым с управлением в ночное время.
[0169] Следует отметить, что в случае, если работа с энергосбережением отменена по некоторой причине на основании определения отсутствия пользователя дома, работа нормального охлаждения обязательно осуществляется непрерывно в установленном периоде времени (например, два часа или до остановки компрессора 28) при нормальном управлении в блоке S148. Соответственно, в данное время переход на управление ночного времени по датчику 36 освещенности или т.п. не осуществляется.
[0170] При этом, когда электропитание холодильника 20 прерывается и источник питания входит в нулевое состояние, такое как при ударах молнии, подвижках дома или т.п., можно ожидать нарушения сохраненных режимов. В данном случае сохраненные данные, как для неисправного состояния, полностью переустанавливаются, и такие данные вновь сохраняются в качестве контроля свежести для поддержания качества охлаждения.
[0171] Вместе с тем, с холодильником 20, снабженным приемным блоком, таким как первый блок детектирования, выполненный с возможностью установки текущей даты/времени с приемом специальных контрольных радиоволн, не обязательно переустанавливать данные по соображениям способа сохранения.
[0172] Соответственно, когда осуществляется такое управление экономией энергии, возникает динамика развития температуры, такая как показана на фиг.10. Другими словами, холодильник 20 автоматически осуществляет работу с энергосбережением, при этом достигая значительной экономии энергии.
[0173] Кроме того, когда загорается, например, светодиод, служащий блоком 39 связи, в случае, если холодильник переходит на работу с энергосбережением, данное положение может привлекать внимание пользователя. Пользователь, сильно обеспокоенный охраной окружающей среды, может, поэтому, чувствовать фактический смысл экономии энергии, таким образом делая возможным привлечение внимания к высокому качеству холодильника.
[0174] Более конкретно, в случае, если холодильник переходит на работу с энергосбережением, светодиод, служащий блоком 39 связи, загорается с уровнем, достаточным для визуального уведомления жителей. Вместе с тем, для достижения экономии энергии также в отношении горения светодиода уровень свечения (или, более конкретно, напряжение, подаваемое на светодиод, мощность и т.д.) уменьшается по истечении установленного периода времени (например, пять минут), таким образом уменьшая уровень освещенности светодиода; это делает возможным сберечь еще больше энергии.
[0175] При этом, в другой форме, светодиод, служащий блоком 39 уведомления, может гаснуть в случае, если холодильник переходит на энергосберегающую работу, делая визуальную связь с жителями еще более эффективной. В данном случае также возвращение светодиода в состояние горения по истечении установленного периода времени и последующее уменьшение уровня освещенности светодиода делает возможным сберечь еще больше энергии.
[0176] Кроме того, в еще одной форме, может быть создано звуковое уведомление для пользователя с использованием аудиосистемы или т.п., служащей блоком 39 уведомления.
[0177] При этом, если принимающая свет поверхность датчика 36 освещенности или, другими словами, крышка 41 датчика освещенности чем-то заблокирована, невозможно точно детектировать освещенность, и, следовательно, невозможно переключение на работу с энергосбережением и возврат к нормальной работе.
[0178] Бумага или т.п., прикрепленная к передней поверхности дверцы 22а холодильного отделения, может считаться обычным вариантом такого блокирования света. Вместе с тем, в настоящем варианте осуществления датчик 36 освещенности оборудован над панелью 27а управления на ее вертикальной оси, где весьма маловероятно прикрепление чего-либо; таким образом, ошибочного детектирования освещенности не происходит.
[0179] При этом, хотя это не показано на диаграммах, внимание пользователя может быть привлечено созданием блока 39 уведомления в окрестности датчика 36 освещенности с обозначением его присутствия созданием логотипа "ECO" или подобного и т.д., что делает возможным предотвращение создания помех, таких как бумага или т.п., прикрепленных к поверхности дверцы 22а холодильного отделения в дополнительной степени.
[0180] Как уже описано, согласно настоящему варианту осуществления холодильник включает в себя основной корпус 21 холодильника, первый блок детектирования, выполненный с возможностью оценки изменения во внешней среде установки холодильника 20 или перемещения людей на периферии холодильника 20, второй блок детектирования, выполненный с возможностью детектирования состояния использования холодильника, запоминающее устройство 55, сохраняющее выходные сигналы от этих блоков детектирования, и блок 54 управления, управляющий работой потребляющих электроэнергию компонентов холодильника 20 на основании информации, сохраненной в запоминающем устройстве 55.
[0181] Кроме того, определение режимов использования домашнего хозяйства на основании информации, сохраненной в запоминающем устройстве 55, делает возможным прогнозирование периодов нечастого открытия/закрытия дверцы, нечастой загрузки продуктов питания, отсутствия пользователей дома, сна пользователей и т.д., и, таким образом, можно реализовать экономию энергии без обременения пользователя посредством автоматического замедления или остановки по меньшей мере работы потребляющих электроэнергию компонентов во время таких периодов. Кроме того, поскольку пользователь может визуально убедиться, что холодильник 20 находится в режиме работы с энергосбережением через блок уведомления, такой как светодиод или подобное, свойства экономии энергии могут привлекать внимание пользователя.
[0182] При этом, в настоящем варианте осуществления, с использованием датчика 36 освещенности в качестве первого блока детектирования, уклад жизни жителей прогнозируется на основании изменения освещенности, детектируемой датчиком 36 освещенности. Например, в случае, где предельно низкое значение, такое как меньше 5 лк, остается большим или равным в установленном периоде для детектирования величины освещенности, считается, что пользователь спит, и поэтому прогнозируют, что частота, с которой холодильник должен использоваться после этого, должна быть предельно низкой; соответственно, холодильник переходит на работу с энергосбережением с замедлением частоты вращения компрессора 28 и изменением установки внутренней температуры. Экономии энергии достигают осуществлением работы с энергосбережением до последующего открытия/закрытия дверцы, пока сохраняется состояние низкой освещенности.
[0183] Кроме того, в настоящем варианте осуществления использование датчика 40 активности человека в качестве первого блока детектирования делает возможным детектирование изменения значения энергии инфракрасного излучения, излучаемого людьми, таким образом делая возможным установление перемещения человека на периферии холодильника 20. По данной причине, если можно определить, что человек отсутствует в окрестности холодильника 20 в течение установленного периода, как в случае отсутствия дома или сна, холодильник можно переводить на работу с энергосбережением, уменьшая частоту вращения компрессора 28 и изменяя установку внутренней температуры вне зависимости от позднего ночного или дневного времени. Экономии энергии достигают осуществлением работы с энергосбережением до следующего открытия/закрытия дверцы, пока сохраняется состояние низкой освещенности.
[0184] Следует отметить, что хотя датчик 36 освещенности или датчик 40 активности человека используют в качестве первого блока детектирования в настоящем варианте осуществления, первый блок детектирования может являться приемным блоком для контрольных радиоволн, точно регистрирующим время. В данном случае, поскольку дата/время могут быть точно установлены автоматически, можно осуществлять установки температуры, увязанные с сезонами, и во время периодов низких температур, таких как зима и т.п., ввод мощности нагревателя компенсации температуры и т.п. можно уменьшить, таким образом позволяя сэкономить еще больше энергии.
[0185] При этом в настоящем варианте осуществления информация, показанная выходными сигналами из первого блока детектирования и второго блока детектирования, накапливается в запоминающем устройстве 55 для сохранения такой информации для установленного периода времени, при этом определяют установленный режим для работы с энергосбережением. Вместе с тем, для более точного установления уклада жизни пользователя данную информацию может, например, сегментировать согласно дням недели на еженедельной основе запоминающее устройство 55. При этом уклад жизни домашнего хозяйства пользователя может быть более точно установлен при управлении по дню недели.
[0186] Данное управление по дням недели делает возможным прогнозирование режимов, соответствующих различным произвольным дням, оценивая данные, повторяющиеся каждые семь дней, а не оценивая, какой конкретный день недели имеется.
[0187] В данном управлении по дню недели, например, при подтверждении записи данных прошедших периодов в соответствующих единицах времени, блок 54 управления подтверждает данные в аналогичном периоде времени в прошедшие дни с числом, кратным семи, таким как семь предыдущих дней, 14 предыдущих дней, 21 предыдущий день и т.д., от некоторого момента времени, на основании факта, что в одном дне 24 часа. Данное управление переводит холодильник на работу с энергосбережением автоматически в случае, если состояние низкой активности или состояние редкого использования определено сравнением подтвержденных блоков данных с заданной величиной определения использования.
[0188] Данным способом извлечение информации аналогичного периода времени того же дня недели из запоминающего устройства 55, оценка данной информации и установление режима работы с энергосбережением делает возможным осуществление автоматической работы с энергосбережением, высококачественно адаптированной к укладу жизни различных домашних хозяйств. Другими словами, можно достигать эффективной экономии энергии на основании фактического использования.
[0189] Следует отметить, что с использованием приемного блока для контрольных радиоволн, время можно корректировать с приемом контрольных радиоволн даже в случае, если часы, оборудованные в холодильнике 20, останавливаются вследствие перерыва электропитания, точности осциллятора или т.п. Это делает возможным улучшение точности сохраненных данных, более точное определение уклада жизни и достижение дополнительной экономии энергии. Согласно данной конфигурации время, включающее в себя ночное время, сезон и т.д., может быть установлено с высокой точностью с точным определением текущего времени автоматически. При этом, например, работа потребляющих электроэнергию компонентов холодильника может быть замедлена или остановлена согласно сезону, таким образом делая возможным реализацию экономии энергии без обременения пользователя.
[0190] При этом в настоящем варианте осуществления блок детектирования состояния открытия и закрытия дверцы для холодильника, блок детектирования внутренней температуры, детектирующий температуру соответствующих отделений хранения, блок детектирования установленной температуры, детектирующий установленную температуру, или т.п. используют в качестве второго блока детектирования, выполненного с возможностью детектирования колебаний параметров внутренней среды холодильника 20. Вместе с тем, второй блок детектирования данным не ограничен, и, например, датчик температуры в блоке охлаждения, связанный со всеми отделениями хранения, датчик заморозки, прикрепленный прямо к блоку охлаждения, детектирующий состояние размораживания, и т.д. можно использовать в качестве второго блока детектирования, в качестве блока для отделений хранения, не снабженных блоком детектирования состояния открытия и закрытия дверцы, и отделений хранения, не снабженных блоком детектирования внутренней температуры, не напрямую детектирующим изменения во внутренней среде, вплоть до управления размораживанием. Детектирование изменений во внутренней среде отделения хранения, приготавливающего лед, детектирование присутствия/отсутствия подачи воды из емкости приготовления льда, с началом автоматического приготовления льда, также возможно.
Второй вариант осуществления
[0191]
Для настоящего варианта осуществления даны подробные описания только частей, конфигурация которых и техническая сущность отличаются от подробно описанных для первого варианта осуществления. Части, кроме тех, которые идентичны частям в конфигурации, описанной подробно для первого варианта осуществления, или которые должны вызывать проблемы, когда аналогичную техническую сущность применяют, считается возможным применять в комбинации с настоящим вариантом осуществления, и, таким образом, их подробные описания должны быть опущены.
[0192] На фиг.11 показана блок-схема управления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, и на фиг.12 показана блок-схема последовательности операций управления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
[0193] Работа и действия холодильника 20, данные в блоках, показанных на фиг.11, описаны ниже в данном документе.
[0194] Аналогично первому варианту осуществления, в настоящем варианте осуществления предложен холодильник 20, в котором экономии энергии достигают с использованием автоматической функции вместо нажатия выделенной кнопки или, другими словами, автоматически. Вместе с тем, в дополнение к описанию первого варианта осуществления, в настоящем варианте осуществления предложен холодильник 20 с возможностью реализации экономии энергии с учетом намерений пользователя.
[0195] Сначала переход на работу с энергосбережением с использованием первого блока детектирования с возможностью детектирования изменения во внешней среде установки холодильника 20 будет описан, как условие для перехода на энергосберегающую работу, аналогично описанию в первом варианте осуществления.
[0196] Уровень освещенности периферии холодильника 20 от солнечного света, комнатных осветительных приборов или т.п. детектируется датчиком 36 освещенности, служащим первым блоком детектирования, установленным в передней поверхности основного корпуса 21 холодильника.
[0197] Уровень освещенности, детектируемый при этом, затем вводится в блок 54 управления, и в случае, если введенный уровень освещенности ниже заданного нормативного значения, блок 54 управления определяет, что имеется ночное время или что отсутствует активность человека, и автоматически переключает холодильник 20 на работу с энергосбережением, в которой холодопроизводительность немного уменьшена.
[0198] Соответственно, в настоящем варианте осуществления, в случае, если холодильник переходит на работу с энергосбережением, режим работы с энергосбережением отменяется в случае, если пользователь проявляет такое намерение.
[0199] Например, рассмотрим случай, в котором холодильник переходит на энергосберегающую работу вследствие детектирования уровня освещенности меньше заданного значения датчиком 36 детектирования уровня освещенности. В данном случае, даже если уровень освещенности, детектируемый датчиком 36 освещенности, достигает заданного уровня по прошествии времени с начала работы холодильника с энергосбережением, блок 54 управления не отменяет работы с энергосбережением, просто поскольку уровень освещенности повышен.
[0200] Причины этого описаны ниже в данном документе. Например, в случае, если уровень освещенности низкий, можно почти всегда считать, что пользователя нет в окрестности холодильника. Кроме того, в случае, если уровень освещенности высокий, можно считать, что уровень освещенности поднялся вследствие солнечного света, света комнатных светильников или т.п. Вместе с тем, невозможно оценить, является ли повышение уровня освещенности обусловленным солнечным светом или светом комнатных светильников. Иными словами, невозможно оценить, увеличилась ли освещенность в окрестности холодильника при состоянии, в котором пользователя нет вблизи, или пользователь намеренно увеличил освещенность в окрестности холодильника от света комнатных светильников или т.п.
[0201] Более конкретно, даже в случае, если, например, пользователя вблизи холодильника 20 нет, если холодильник 20 установлен на кухне или в подобном помещении с множеством окон, освещенность увеличивается с рассветом и затем превышает нормативную величину; вместе с тем, работа с энергосбережением не прекращается, только поскольку повышен уровень освещенности.
[0202] При этом работу с энергосбережением можно осуществлять даже в состояниях беспорядочного уклада жизни, в таких случаях, где пользователь активен поздно ночью, когда в комнате темно, когда пользователь спит после рассвета и комната ярко освещена естественным светом и т.д. В результате, холодильник 20, автоматически переключающийся между работой с энергосбережением и нормальной работой, может обоснованно переключаться между режимами работы и осуществлять с высокой надежностью управление экономией энергии.
[0203] Кроме того, режим активности, показывающий состояние, в котором считается, что пользователь действует преднамеренно, устанавливают заранее, и блок 54 управления прекращает работу с энергосбережением в случае, если детектирует данный режим активности.
[0204] Детектирование открытия/закрытия дверцы, детектируемое блоком детектирования состояния открытия и закрытия дверцы холодильника 20, уменьшение установленной температуры пользователем или, другими словами, изменение пользователем установки для активного осуществления охлаждения, осуществление установки для быстрого охлаждения, такого как при быстром замораживании или быстром приготовлении льда и т.д., можно считать такими режимами активности.
[0205] Другими словами, в случае, если определено, что пользователь действует преднамеренно (открытие/закрытие дверец, выполнение установок) с приемом сигналов (Sn1 и Sn2) от датчика 36 освещенности, датчика 53 внутренней температуры и т.д., или в случае, если определено, что произошло изменение внутренней температуры, обусловленное изменением в установках, блок 61 определения выдает сигнал (Sn3) окончания работы с энергосбережением в блок 54 управления.
[0206] Затем блок 54 управления выдает сигналы (Sn4, Sn5 и Sn6) на соответствующие потребляющие электроэнергию компоненты, такие как компрессор 28, вентилятор 31 охлаждения и лучистый нагреватель 32, тем самым обуславливая завершение работы с энергосбережением (начало нормальной работы), и переключает логическую схему на нормальную работу, т.е. на основной процесс управления.
[0207] При этом работа с энергосбережением может быть отменена с использованием только информации от второго блока детектирования, без использования информации по освещенности от датчика 36 освещенности. В данном случае, например, свойства фактической экономии энергии могут быть дополнительно улучшены, поскольку даже в случае, если, например, комната освещена утром естественным светом, но пользователь спит, работа с энергосбережением поддерживается, пока внутренняя температура стабильна.
[0208] Кроме того, число открытий/закрытий дверцы, детектируемое реле 51 дверцы, служащим вторым блоком детектирования, большее или равное заданному числу (например, 1), можно использовать как условие для отмены работы с энергосбережением. В данном случае можно прогнозировать, что частота использования пользователем должна после этого увеличиваться. Другими словами, в случае, если данное условие выполняется, высококачественное управление экономией энергии может осуществляться быстрым переключением на нормальную работу и осуществлением операции охлаждения для уменьшения внутренней температуры.
[0209] Кроме того, работу операционного блока, служащего вторым блоком детектирования, являющуюся примером для состояния, в котором можно полагать, что пользователь действовал намеренно, можно использовать как условие для отмены работы с энергосбережением. В данном случае, даже если специальный датчик, такой как датчик 40 активности человека или т.п., не включен в состав, операционный блок, созданный в холодильнике заранее, может выполнять роль датчика 40 активности человека, таким образом делая возможным уверенный переход на нормальную работу, с использованием малых ресурсов и простой конфигурации. Это также делает возможным предотвращение проблем, таких как отсутствие охлаждения, недостаточное охлаждение и т.д., обусловленных продолжением работы с энергосбережением.
[0210] В дополнение к изложенному выше, условие, при котором, среди операций, осуществляемых через операционный блок по меньшей мере с одним переключателем 37 режима работы, служащим вторым блоком детектирования, осуществляют манипуляции для выполнения установки внутренней температуры, операции быстрого охлаждения, операции быстрого приготовления льда и т.д., или, другими словами, активной работы, можно использовать как условие для отмены работы с энергосбережением. В данном случае можно определить, что пользователь требует увеличения холодопроизводительности холодильника, и холодильник может быть уверенно переключен на нормальную работу; это делает возможным предотвращение проблем, таких как отсутствие охлаждения, недостаточное охлаждение или т.п., обусловленных продолжением работы с энергосбережением.
[0211] Кроме того, колебания внутренней температуры, детектируемой датчиком 53 внутренней температуры, служащим вторым блоком детектирования, превышающие установленную величину, можно использовать как условие для отмены работы с энергосбережением. В данном случае внутреннюю температуру измеряют напрямую, и холодильник переключается на нормальную работу плавно, таким образом делая возможным подавление увеличения внутренней температуры вследствие операций размораживания или т.п. в наибольшей возможной степени и делая возможным хранение продуктов питания в состоянии, обеспечивающем высокое качество.
[0212] Ниже даны описания с использованием блок-схемы последовательности операций управления, показанной на фиг.12.
[0213] В состоянии работы согласно основному процессу управления число открытий/закрытий дверцы в единицу времени детектирует реле 51 дверцы, служащее вторым блоком детектирования, в блоке S151 и вводит в блок 61 определения как сигнал Sn2. Кроме того, блок 61 определения определяет, является или нет число открытий/закрытий дверцы меньшим или равным заданному числу N, и логическая схема перемещается в блок S152 в случае, если это число меньше или равно числу N; если нет, то логическая схема перемещается в блок S156, осуществляется нормальная работа, и логическая схема возвращается в основной процесс управления. Следует отметить, что единица времени для детектирования/определения открытия/закрытия дверцы в данное время может составлять, например, десять минут, и число открытий/закрытий дверцы может составлять, например, N=2.
[0214] Затем в блоке S152 определяют, является или нет охлаждение при большой нагрузке, такое как операции ускоренного охлаждения, включающие в себя ускоренное приготовление льда, ускоренное замораживание или т.п., необходимым; когда необходимости нет, логическая схема перемещается в S153, а когда необходимость есть, логическая схема перемещается в S156, где осуществляется нормальная работа, и логическая схема затем возвращается к основному процессу управления.
[0215] Кроме того, в блоке S153 датчик 53 внутренней температуры, являющийся примером второго блока детектирования, выдает сигнал Sn2, показывающий детектируемую внутреннюю температуру холодильника, в блок 61 определения. Блок 61 определения затем определяет, является или нет температурный перепад между внутренней температурой и установленной температурой большим или равным Δt1. Если перепад температуры меньше Δt1, считается, что температурные колебания низкие, и логическая схема перемещается в блок S154, а если перепад температуры больше или равен Δt1, считается, что температурные колебания высокие, и логическая схема перемещается в блок S156, где осуществляется нормальная работа; логическая схема затем возвращается к основному процессу управления. Следует отметить, что Δt1 для перепада температуры, определенного в данное время, может составлять, например, 3°C.
[0216] Затем в блоке S154 освещенность на периферии холодильника 20 детектирует датчик 36 освещенности, и данные освещенности вводятся в блок 61 определения, как сигнал Sn1. Кроме того, блок 61 определения определяет, является или нет освещенность меньше 5 лк, и в случае, если освещенность меньше 5 лк, т.е. определена величина, соответствующая поздней ночи, перемещает логическую схему в S155 и начинает работу с энергосбережением. При этом, если освещенность не меньше 5 лк, логическая схема перемещается в блок S156, где осуществляется нормальная работа, и логическая схема возвращается к основному процессу управления.
[0217] Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления величина определения поздней ночи составляет 5 лк. Вместе с тем, значение определения поздней ночи может быть установлено составляющим 10 лк, которое является минимальной освещенностью для активности в ночное время, и в таком случае также может быть определено, что состояние является близким к состоянию поздней ночи, где пользователи, в большинстве случаев, не активны.
[0218] Согласно холодильнику 20 настоящего варианта осуществления, даже в таком случае, где величина определения поздней ночи включает в себя в некоторой степени более высокие уровни освещенности, действует или нет пользователь намеренно, детектируют на основании того, имеет ли место открытие и закрытие дверцы после начала работы с энергосбережением, или имеет ли место манипулирование блоком управления, и блок 61 определения определяет с точностью переключение между работой с энергосбережением и работой в нормальном режиме. По данной причине, даже в случае, если введен режим работы с энергосбережением с использованием несколько более мягкого условия определения позднего ночного времени, является возможным предотвращение отсутствия охлаждения или недостаточного охлаждения и осуществление работы с энергосбережением без проблем.
[0219] Таким образом, детектируя, действует пользователь преднамеренно или нет даже после начала работы с энергосбережением, блок 61 определения может точно определять, является или нет работа с энергосбережением возможной. В результате, можно реализовать холодильник 20, автоматически и точно осуществляющий работу с энергосбережением в типичном домашнем хозяйстве, т.е. фактической среде использования холодильника 20.
[0220] Затем, в блоке S157 число открытий/закрытий дверцы в единицу времени детектирует реле 51 дверцы, служащее вторым блоком детектирования, и вводится в блок 61 определения в качестве сигнала Sn2. Кроме того, блок 61 определения определяет, имело или нет место даже одно открытие/закрытие дверцы; если дверцу не открывали и не закрывали, логическая схема перемещается в блок S158, а если дверцу открывали и закрывали, логическая схема перемещается в блок S161. Следует отметить, что единица времени для детектирования/определения открытия/закрытия дверцы в данное время может составлять, например, десять минут.
[0221] Кроме того, в блоке S158 сигнал Sn2, для случая, когда пользователь манипулирует переключателем 37 работы, являющимся примером второго блока детектирования, для активного осуществления охлаждения (то есть, выполнил установки для изменения установленной температуры для установок внутренней температуры соответствующих отделений, выполнил установки для ускоренного приготовления льда, ускоренного охлаждения или т.п.) выводится в блок 61 определения. Блок 61 определения определяет, выполнена или нет операция, анализируя сигнал Sn2, и если операция выполнена, перемещает логическую схему в блок S159, а если операция не выполнена, перемещает логическую схему в блок S161.
[0222] Кроме того, в блоке S159 датчик 53 внутренней температуры, являющийся примером второго блока детектирования, выдает сигнал Sn2, показывающий детектируемую внутреннюю температуру холодильника, в блок 61 определения. Блок 61 определения определяет, является или нет перепад температуры между внутренней температурой и установленной температурой большим или равным Δt2; если перепад температуры меньше Δt2, считается, что температурное колебание незначительное, и логическая схема перемещается в блок S160, а если перепад температуры больше или равен Δt2, считается, что температурное колебание большое, и логическая схема перемещается в блок S161. Следует отметить, что Δt2 для перепада температуры, определенного в данное время, может составлять, например, 3°C. При этом в настоящем варианте осуществления считается, что определение, является или нет перепад температуры больше или равным Δt2, выполняется мгновенно. Вместе с тем, логическую схему можно перемещать более конкретным способом с использованием состояния, в котором перепад температуры, больший или равный, или меньший Δt2, продолжается непрерывно в течение установленного периода времени (например, пять минут) как условие для продолжения (S160) или окончания (S161) работы в энергосберегающем режиме.
[0223] Затем, в блоке S160 блок 61 определения определяет отсутствие изменения в состоянии использования холодильника 20 и выдает в блок 54 управления сигнал Sn3 для поддержания работы с энергосбережением. Блок 54 управления затем выдает сигналы Sn4, Sn5 и Sn6 на соответствующие потребляющие электроэнергию компоненты, или компрессор 28, вентилятор 31 охлаждения и лучистый нагреватель 32, при этом поддерживая работу с энергосбережением, и логическая схема возвращается к основному процессу управления.
[0224] При этом в случае, если в блоке S161 блок 61 определения определяет наличие изменения в состоянии использования холодильника, или, другими словами, в случае, если определено преднамеренное действие пользователя (открытие/закрытие дверцы, операции установки), или в случае, если произошли изменения во внутренней температуре, обусловленные изменением в установках, сигнал Sn3, показывающий окончание работы с энергосбережением, выдается в блок 54 управления. Затем, блок 54 управления выдает сигналы Sn4, Sn5 и Sn6 на соответствующие потребляющие электроэнергию компоненты или компрессор 28, вентилятор 31 охлаждения и лучистый нагреватель 32, тем самым обуславливая окончание работы с энергосбережением (начало нормальной работы), и переключает логическую схему на нормальную работу, т.е. основной процесс управления.
[0225] Как уже описано, во втором варианте осуществления блок 54 управления выполняет управление для возврата от работы с энергосбережением к нормальной работе на основании сигналов от второго блока детектирования, и поэтому в случае, если, например, пользователь совершает преднамеренное действие, даже когда периферия находится в темноте, охлаждение может осуществляться быстро и активно с переключением на нормальную работу. Кроме того, даже в случае, если, наоборот, рассвело и периферия становится освещенной, холодильник не возвращается к нормальной работе на этом основании; поэтому, в случае, если пользователь спит после рассвета, отсутствует дома или т.п. и не использует холодильник 20, работа с энергосбережением может поддерживаться, что делает возможным реализацию дополнительной экономии энергии.
Третий вариант осуществления
[0226]
Для третьего варианта осуществления даны подробные описания только частей, конфигурация которых и техническая сущность отличаются от подробно описанных для первого и второго вариантов осуществления. Части с конфигурацией, аналогичной подробно описанной в первом и втором вариантах осуществления, или участки, в которых можно применить аналогичную техническую сущность, считается возможным применять в объединении с настоящим вариантом осуществления, и поэтому их подробные описания опущены.
[0227] На фиг.13 показана блок-схема последовательности операций управления согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.14A и фиг.14B являются диаграммами, соответственно показывающими многочисленные примеры циклов размораживания согласно третьему варианту осуществления.
[0228] Операции и действия холодильника 20 согласно третьему варианту осуществления описаны ниже в данном документе.
[0229] Следует отметить, что базовая конфигурация устройства холодильника согласно третьему варианту осуществления аналогична холодильнику согласно первому варианту осуществления и является следующей.
[0230] Отделение 29 охлаждения, вырабатывающее холодный воздух, оборудовано в задней поверхности морозильного отделения 25 и разделено на пути потоков воздуха. Пути потоков воздуха для транспортировки холодного воздуха, ведущие к соответствующим изолированным отделениям, и перегородки на задней поверхности, выполненные с возможностью изолирующего разделения соответствующих отделений хранения, выполнены между отделением 29 охлаждения и другими отделениями хранения. Блок 30 охлаждения расположен в отделении 29 охлаждения, и вентилятор 31 охлаждения, подающий холодный воздух, охлажденный в блоке охлаждения, в холодильное отделение 22, переключаемое отделение 24, отделение 23 приготовления льда, овощное отделение 26 и морозильное отделение 25 с использованием способа принудительной конвекции, расположен в пространстве над блоком 30 охлаждения.
[0231] В общем случае водяные пары, поступающие в отделения вследствие открытия/закрытия дверец отделений хранения, загрузки продуктов питания и т.д., конденсируются на блоке 30 охлаждения; поэтому в каждый установленный период времени подается напряжение на лучистый нагреватель 32 с лампой в стеклянном баллоне для размораживания отложений инея, льда и т.д., нарастающих на блоке 30 охлаждения и его периферии, и блок 30 охлаждения размораживается нагреванием таким способом.
[0232] После окончания размораживания осуществляется работа для охлаждения отделений хранения до установленной температуры, в общем, сразу после окончания размораживания, внутренняя температура временно повышается вследствие остановки компрессора 28 и теплового воздействия нагревателя.
[0233] В настоящем изобретении созданием запоминающего устройства 55, в котором сохраняются данные выходных сигналов из первого блока детектирования и второго блока детектирования, устанавливают циклы размораживания, адаптированные к состоянию использования индивидуальных домашних хозяйств. Соответственно, качество отделений хранения стабилизируется, и энергосбережение реализуют уменьшением числа циклов работы размораживающего нагревателя (лучистого нагревателя 32).
[0234] Более конкретно, число открытий/закрытий дверцы в единицу времени в установленный период времени (например, прошедшие три недели) сегментируют в единицы времени и накапливают в запоминающем устройстве 55. Кроме того, блок 54 управления прогнозирует уклад жизни данного домашнего хозяйства на основании накапливаемой информации. При этом определяют периоды времени, в которые жители данного домашнего хозяйства по прогнозу являются активными, спят или не находятся дома, и размораживание осуществляется в такое время, в которое колебания температуры считаются минимальными.
[0235] Затем, когда решают установить период размораживания вновь после окончания размораживания, если период отсутствия пользователя дома представлен в установленном периоде времени, где период отсутствия пользователя дома является большим или равным заданному периоду времени, и если температуры отделений хранения можно поддерживать надлежащим образом, размораживание осуществляют во время такого периода отсутствия пользователя дома. Введением данного управления осуществление размораживания немедленно после открытия и закрытия дверцы и вызывание увеличения внутренней температуры более чем необходимо можно предотвращать с одновременным уменьшением числа осуществляемых периодов времени размораживания.
[0236] Ниже приведено описание операций размораживания, выполняемых холодильником 20 согласно третьему варианту осуществления с использованием блок-схемы последовательности операций управления, показанной на фиг.13.
[0237] В основном процессе управления в блоке S171 блок 54 управления выдает сигнал размораживания, и на основании такого сигнала в блоке S172 напряжение подается на лучистый нагреватель 32, при этом начинается размораживание.
α
[0238] Затем, когда средство для детектирования состояния размораживания, выполненное на месте блока 30 охлаждения, такое как, например, блок детектирования температуры при размораживании, прикрепленный к блоку 30 охлаждения, аккумулятор или т.п., детектирует температуру окончания размораживания, размораживание заканчивается в блоке S173. Затем определяют время t следующего размораживания в блоке S174.
β
[0239] В это время блок 54 управления получает данные числа открытий/закрытий дверцы, сохраненные в запоминающем устройстве 55 (в блоке S175), и в блоке S176 определяет, существует ли период отсутствия пользователя дома между временем tα следующего размораживания и временем t максимального продления, определенным заранее.
[0240] В блоке S177, в случае, если период отсутствия пользователя дома не существует в данном установленном периоде времени (да в блоке S177), то время tα следующего размораживания устанавливают более поздним (в блоке S178), как описано вначале.
[0241] В блоке S177, в случае, если период отсутствия пользователя дома существует в данном установленном периоде времени (нет в блоке S177), логическая схема перемещается в блок S179, где затем вычисляют цикл размораживания (синхронизацию начала размораживания).
[0242] Схема способа определения, выполняемого в блоке S177, описана ниже с использованием фиг.14A и фиг.14B.
α
β
α
β
[0243] Время t0 принято за время окончания размораживания, время t принято за время следующего размораживания и время t принято за время максимального продления. Когда период отсутствия пользователя дома существует, цикл размораживания переустанавливают между t и t.
α
β
[0244] В случае режима А период отсутствия пользователя дома существует между t и t. Соответственно, начало размораживания продлевают до установленного в прошлом периода времени после окончания периода отсутствия пользователя дома (синхронизация, при которой для начала размораживания, в случае, где охлаждение начинается после окончания размораживания, считают, что отделения хранения должны быть достаточно охлаждены к моменту времени, когда такой период отсутствия пользователя дома заканчивается; например, за два часа до окончания периода отсутствия пользователя дома).
α
β
B
C
α
α
[0245] Однако, в случае режимов В и C период отсутствия пользователя дома не существует между t и t. Поэтому, в данном случае, t=t=t. В частности, в случае режима C размораживание начинается в t, и когда следующий цикл размораживания вычисляют вновь после окончания размораживания, режим следует аналогичному режиму, такому как режим А, таким образом приводя к возможности продления цикла размораживания.
α
β
α
[0246] В случае режима D период отсутствия пользователя дома существует между t и t, но период отсутствия пользователя дома не продолжается больше или равен заданному заранее периоду, и, таким образом, цикл размораживания остается на начальном t.
α
β
E
[0247] В случае режима E группа двух периодов отсутствия дома существует между t и t. В данное время используется группа Е2, при которой цикл размораживания длиннее, и размораживание начинается в t.
α
β
β
β
β
[0248] В случае режима F период отсутствия пользователя дома существует между t и t и продолжается за t, но поскольку время максимального продления размораживания установлено на t, цикл размораживания берут как t.
α
β
α
α
[0249] В случае режима G период отсутствия пользователя дома существует между t и t, но проходит за t, и таким образом период отсутствия пользователя дома, больший или равный заданному периоду, не существует. В данном случае размораживание первоначально начинается в установленное время t.
α
β
α
α
H
[0250] В противоположность режиму G, в случае режима H период отсутствия пользователя дома существует между t и t, но период отсутствия пользователя дома существует больше или равен заданному периоду даже после прохождения за t. Соответственно, цикл размораживания продлевается не до первоначально установленного t, но до t.
α
y
[0251] Данным способом цикл размораживания, найденный вычислением для следующего цикла размораживания, выполняемого в блоке S179 (то есть установленное t или т.п.), переустанавливается как цикл t размораживания в блоке S180. Холодильник 20 согласно третьему варианту осуществления уменьшает число размораживаний и осуществляет данным способом экономию энергии.
[0252] Как уже описано, в настоящем варианте осуществления некоторый режим работы с энергосбережением определяется посредством накапливания информации для установленного периода времени в запоминающем устройстве 55, сохраняющем данные выходных сигналов из первого блока детектирования и второго блока детектирования. Вместе с тем, для более точного установления уклада жизни пользователя данную информацию можно, например, сегментировать согласно дням недели на еженедельной основе посредством запоминающего устройства. Данное делает возможным более точное установление уклада жизни пользователей домашнего хозяйства и таким образом делает возможным осуществление размораживания с надлежащей синхронизацией.
[0253] Данное управление по дням недели делает возможным прогнозирование режимов, соответствующих различным произвольным дням, посредством оценки данных, повторяющихся каждые семь дней, вместо оценки, какой конкретный день недели имеет место.
[0254] Например, при подтверждении записей данных прошедших периодов в соответствующих единицах времени блок 54 управления подтверждает данные аналогичного периода времени в прошедшие дни с числом, кратным семи, таком как семь предыдущих дней, 14 предыдущих дней, 21 предыдущий день и т.д. от некоторого момента времени, на основании того факта, что день содержит 24 часа. Кроме того, в случае, если результат подтверждения показывает, что более установленного числа открытий/закрытий дверцы не происходило в такой период времени, управление может быть выполнено так, что холодильник автоматически переходит на работу с энергосбережением в такой период времени.
[0255] Данным способом, посредством извлечения данных по аналогичному периоду времени, одинакового дня недели из запоминающего устройства 55, оценки таких данных и установления энергосберегающего режима работы, можно автоматически осуществлять работу с энергосбережением, высококачественно адаптированную согласно укладу жизни различных домашних хозяйств. Другими словами, можно достичь эффективной экономии энергии на основании фактического использования.
[0256] Следует отметить, что с использованием приемного блока для контрольной радиоволны, время можно корректировать, принимая контрольные радиоволны даже в случае, если отсчет времени часов, оборудованных в холодильнике 20, прерывался вследствие отключения электропитания, точности осциллятора или т.п. Это делает возможным улучшение точности сохраненных данных, более точное определение уклада жизни и достижение дополнительной экономии энергии.
[0257] Следует отметить также, что в вариантах осуществления с первого по третий датчик 36 освещенности, датчик 40 активности человека и приемный блок с возможностью установления текущей даты/времени посредством приема контрольных радиоволн показаны как примеры первого блока детектирования в холодильнике согласно настоящему изобретению.
[0258] Вместе с тем, первый блок детектирования не ограничен конкретным устройством при условии, что такое устройство может детектировать изменения во внешней среде на периферии холодильника 20 или, другими словами, освещенность, температуру, присутствие человека или изменения воздушного потока или физических свойств на внешней части и периферии холодильника 20. Например, первый блок детектирования может являться датчиком контроля окружающей среды, детектирующим звуки, доходящие до холодильника 20.
Четвертый вариант осуществления
[0259]
Сначала будут описаны многочисленные изобретения для холодильника, относящиеся к четвертому варианту осуществления.
[0260] Первым изобретением является холодильник, включающий в себя: основной корпус холодильника; датчик освещенности, детектирующий освещенность на периферии холодильника; блок уменьшения потребления электроэнергии, уменьшающий количество потребляемой электроэнергии на основании состояния, детектируемого датчиком освещенности; первый блок детектирования, работающий в течение заданного времени после включения в работу блока уменьшения потребления электроэнергии; и второй блок детектирования, работающий по прошествии заданного времени.
[0261] Согласно данной конфигурации, когда блок уменьшения потребления электроэнергии включается в работу и начинается работа с энергосбережением, пользователь получает уведомление световым сигналом первого блока уведомления, и, кроме того, по прошествии заданного времени количество потребляемой вторым блоком уведомления энергии уменьшается, уменьшая интенсивность излучаемого света. По данной причине пользователь может убедиться, что холодильник работает с энергосбережением, и требуемое количество потребляемой для уведомления энергии можно также уменьшить.
[0262] Вторым изобретением является холодильник, включающий в себя знак логотипа, показывающий, что блок уменьшения потребления электроэнергии оборудован в холодильнике; знак логотипа расположен в окрестности блока уведомления.
[0263] Согласно данной конфигурации, когда пользователь смотрит на знак логотипа или уведомляющий светодиод, то как знак логотипа, так и уведомляющий светодиод входят в поле зрения пользователя. По данной причине пользователь может испытывать большую сенсорную осведомленность по работе с энергосбережением.
[0264] Третьим изобретением является холодильник, включающий в себя знак логотипа, показывающий, что блок уменьшения потребления электроэнергии оборудован в холодильнике; знак логотипа расположен между датчиком освещенности и блоком уведомления.
[0265] Согласно данной конфигурации данный знак логотипа, датчик освещенности и блок уведомления установлены расположенными с примыканием друг к другу. По данной причине, как датчик освещенности, так и блок уведомления входят в поле зрения пользователя сразу, когда пользователь бросает взгляд на знак логотипа, и таким образом пользователь может испытывать ощущение большего понимания их взаимосвязи с уменьшением в потреблении энергии.
[0266] Четвертым изобретением является холодильник, в котором длина волны пика чувствительности датчика освещенности и длина волны пика светоиспускания блока уведомления являются различными.
[0267] Согласно данной конфигурации интенсивность света, испускаемого блоком уведомления, не интерферирует с датчиком освещенности, и, таким образом, детектируется только освещенность в атмосфере вокруг холодильника.
[0268] Пятым изобретением является холодильник, включающий в себя стенку, блокирующую свет между датчиком освещенности и блоком уведомления.
[0269] Согласно данной конфигурации предотвращается детектирование датчиком освещенности света, испускаемого блоком уведомления, и, таким образом, становится возможным для датчика освещенности дополнительно точно детектировать только освещенность в атмосфере вокруг холодильника.
[0270] Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения описан ниже в данном документе со ссылками на чертежи. Конфигурации, идентичные конфигурациям в обычных примерах или вариантах осуществления, упомянутых выше, имеют те же ссылочные номера, и их подробные описания опущены. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления.
[0271] На фиг.15 показан вид спереди холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.16 показана схема конфигурации блока дисплея в холодильнике согласно четвертому варианту осуществления. На фиг.16 показано детальное сечение блока дисплея холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения (сечение по линии А-А на фиг.16). На фиг.18 показан спектральный график датчика освещенности и уведомляющего светодиода холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0272] На фиг.19 показана диаграмма первого примера управления уведомляющим светодиодом холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.20 показана диаграмма второго примера управления уведомляющим светодиодом холодильника согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0273] Как показано на фиг.15, холодильник 20 согласно четвертому варианту осуществления включает в себя основной корпус 21 холодильника. Основной корпус 21 холодильника имеет холодильное отделение 22, отделение 23 приготовления льда, переключаемое отделение 24, морозильное отделение 25 и овощное отделение 26, размещенные в данном порядке сверху вниз. Блок 78 дисплея, отображающий сообщаемую информацию, такую как установки температуры и т.д., для пользователя, расположен в окрестности центра дверцы 22a холодильного отделения 22. Как показано на фиг.16, блок 78 дисплея включает в себя крышку 77 блока дисплея и панель 79, размещенную в крышке 77 блока дисплея. Следует отметить, что схема отделений хранения является примером, и отделения хранения данной схемой расположения не ограничены.
[0274] Уведомляющий светодиод 83, т.е. блок уведомления, сообщающий о режиме работы или, другими словами, о работе холодильника с энергосбережением; датчик 80 освещенности; многочисленные светодиоды для подсвечивания рабочего блока дисплея 82, отображающего состояния, установленные пользователем; и многочисленные переключатели 82a управления для регулирования установленной температуры, переключения режима работы и т.д. расположены на панели 79 блока дисплея 78 сверху вниз в таком порядке, вдоль линии, проходящей вертикально от центра блока дисплея 78. Другими словами, различные элементы, такие как уведомляющий светодиод 83, расположены на одной панели 79.
[0275] При этом блок 54 управления (не показано на фиг.15-фиг.20), обуславливающий осуществление холодильником 20 работы с энергосбережением согласно выходным сигналам от датчика освещенности 80, функционирует как блок уменьшения потребления электроэнергии для холодильника 20.
[0276] Датчик 80 освещенности может быть, в частности, выполнен с использованием светочувствительного датчика, включающего в себя фотодетектор 84, такой как фотодиод или фототранзистор.
[0277] Кроме того, в настоящем варианте осуществления уведомляющий светодиод 83, служащий блоком уведомления, имеет двойное назначение: первый блок уведомления, выполняющий уведомление предпочтительно к уровню осведомленности пользователя во время заданного периода после перехода холодильника на работу с энергосбережением, и второй блок уведомления, выполняющий уведомление предпочтительно к уменьшению потребления электроэнергии после прохождения указанного заданного периода. Конкретно, хотя уведомляющий светодиод 83 выполняет задачи как первого блока уведомления, так и второго блока уведомления с изменением интенсивности свечения, два блока можно оборудовать индивидуально.
[0278] Кроме того, знак 81 логотипа, показывающий, что холодильник имеет функциональную способность энергосбережения, оборудован на крышке 77 блока дисплея; например, текст "ECO", графический знак, напоминающий о защите окружающей среды, или т.п. используют для данного знака 81 логотипа. Этим обеспечивают осведомленность пользователей о действиях по защите окружающей среды, озабоченность которыми растет в последние годы. Необходимо расположение данного знака 81 логотипа в окрестности уведомляющего светодиода 83.
[0279] При этом, когда пользователь смотрит на знак 81 логотипа или уведомляющий светодиод 83, то как знак 81 логотипа, так и уведомляющий светодиод 83 находятся в поле зрения пользователя, и, таким образом, пользователь может испытывать большее ощущение осведомленности о работе с энергосбережением.
[0280] Кроме того, предпочтительно расположение знака 81 логотипа в окрестности как уведомляющего светодиода 83, так и датчика 80 освещенности, что упрощает пользователю получение подтверждения, что холодильник работает с энергосбережением. Соответственно, знак 81 логотипа, датчик 80 освещенности и уведомляющий светодиод установлены взаимосвязано с примыканием друг к другу. По данной причине, как датчик 80 освещенности, так и уведомляющий светодиод 83 входят в поле зрения пользователя просто при взгляде пользователя на знак 81 логотипа, и таким образом пользователь может иметь лучшее сенсорное понимание, что датчик 80 освещенности и т.п. связаны с уменьшением потребления электроэнергии.
[0281] В настоящем варианте осуществления следует отметить, что первый блок уведомления и второй блок уведомления выполнены с использованием одного уведомляющего светодиода 83. Вместе с тем, в случае, если первый блок уведомления и второй блок уведомления являются блоками уведомления, выполненными из индивидуальных деталей, расположение по меньшей мере одного из блоков уведомления в окрестности знака 81 логотипа делает возможным достижение эффектов, аналогичных описанным выше.
[0282] В настоящем варианте осуществления знак 81 логотипа расположен между уведомляющим светодиодом 83 и датчиком 80 освещенности по причинам, описанным выше. Один данный знак 81 логотипа может показывать, что уведомляющий светодиод 83, расположенный над знаком 81 логотипа, является светодиодом для сообщения о работе холодильника с энергосбережением и может показывать, что датчик 80 освещенности, расположенный под знаком 81 логотипа, является датчиком работы с энергосбережением. Следует отметить, что знак 81 логотипа может быть установлен в любом месте в окрестности уведомляющего светодиода 83, и датчик 80 освещенности и его расположение не ограничены порядком, показанным в настоящем варианте осуществления.
[0283] Как показано на фиг.17, панель 79 закреплена с использованием многочисленных крючковых частей 89а на крышке 89 панели, и, кроме того, крышка 89 панели плотно удерживается прижатой к крышке 77 блока дисплея. Многочисленные боковые части 89b боковых стенок крышки 89 панели окружают зоны над уведомляющим светодиодом 83, датчиком 80 освещенности и функциональным блоком 82 дисплея в пределах крышки 77 блока дисплея для регулирования упомянутых выше зон. Другими словами, конфигурация такова, что мешающий свет не входит в излучаемый свет, принимаемый свет или т.п. Кроме того, части 89b боковых стенок выполняют свою роль, предотвращая детектирование датчиком 80 освещенности света, испускаемого уведомляющим светодиодом 83.
[0284] При этом крышка 86 лампы уведомления предусмотрена в крышке 77 блока дисплея в зоне, где уведомляющий светодиод 83 испускает свет. Данная крышка 86 лампы уведомления с низким потреблением энергии разработана для сообщения пользователю, что холодильник работает с энергосбережением, в случае, если факт, что холодильник работает с энергосбережением, необходимо сообщать пользователю, используя низкое потребление энергии, что является одной из задач настоящего изобретения.
[0285] Более конкретно, в случае, если создан источник света с площадью поверхности, меньшей, чем у крышки 86 лампы уведомления, или в случае, если излучается слабый свет, крышку 86 лампы уведомления выполняют не из высокопрозрачного материала, но вместо этого - из матового стекловидного пластика с глянцевой шлифовкой, матовой шлифовкой или нелинейной отделкой, так что свет диффундирует по всей крышке 86 лампы уведомления. Крышка 86 лампы уведомления диффундирует даже слабый свет с использованием пластика с низким уровнем излучательной способности, описанного в данном документе; поэтому потребитель может быть уведомлен о работе с энергосбережением с использованием не слишком яркого света. Соответственно, пользователь может испытывать большее сенсорное подтверждение, что холодильник работает с энергосбережением, и количество энергии, потребляемой для уведомления, может также уменьшаться.
[0286] Кроме того, крышка 87 блока фотодетектора предусмотрена в крышке 77 блока дисплея в зоне, где датчик 80 освещенности, служащий блоком детектирования освещенности, принимает свет. Кроме того, прозрачный блок крышки дисплея предусмотрен в крышке 77 блока дисплея в зоне, где работающий блок 82 дисплея испускает свет.
[0287] Кроме того, антиотражательная часть 85, абсорбирующая видимый свет, расположена на поверхности панели 79, покрывая область, в которой установлен датчик 80 освещенности.
[0288] Кроме того, как показано на фиг.18, по меньшей мере один из датчика 80 освещенности и уведомляющего светодиода 83 отрегулирован так, что длина волны, на которой датчик 80 освещенности получает пик чувствительности, и длина волны, на которой уведомляющий светодиод 83 получает пик яркости испускания света, не совпадают. Посредством этого может подавляться детектирование датчиком 80 освещенности света, испускаемого уведомляющим светодиодом 83.
[0289] В настоящем варианте осуществления, учитывая, что пик чувствительности освещенности датчика 80 составляет приблизительно 580 нм для флюоресцентных светильников, оборудованных на кухне, служащей средой установки холодильника, уведомляющий светодиод 83 отрегулирован так, что имеет пик яркости по меньшей мере на 50 нм выше или ниже пика чувствительности датчика 80 освещенности.
[0290] В нормальных условиях необходимо устанавливать разницу пиковых значений не меньше 100 нм, и установленное значение, при котором относительная чувствительность датчика 80 освещенности и относительная яркость уведомляющего светодиода 83 пересекаются, как показано на фиг.18, должно быть 0,5 или меньше. Вместе с тем, в настоящем варианте осуществления, поскольку поверхности 89b боковой стенки предотвращают интерференцию уведомляющего светодиода 83 с датчиком 80 освещенности, как описано выше, может предотвращаться прием света от уведомляющего светодиода 83 и реагирование на него датчика 80 освещенности с использованием разделения пиковой яркости на 50 нм или больше.
[0291] Более конкретно, пиковую яркость уведомляющего светодиода 83 устанавливают на 500 нм длины волны зеленой области спектра, отделенной от пика чувствительности датчика 80 освещенности на 80 нм.
[0292] Следует отметить, что данная разность пиковых значений может быть дополнительно уменьшена приданием достаточных блокирующих свет свойств поверхностям 89b боковой стенки, делая возможным свободный выбор оттенка цвета уведомляющего светодиода 83.
[0293] Работа и действия холодильника с такой конфигурацией описаны ниже.
[0294] Прежде всего, когда солнечный свет, свет комнатных светильников или т.п. падает на крышку 77 блока дисплея, прикрепленную к передней поверхности основного корпуса 21 холодильника, видимый свет, прошедший через крышку 87 блока фотодетектора, принимает датчик 80 освещенности. По внешней периферии датчика 80 освещенности проходят поверхности 89b боковой стенки к панели 79 за позицию фотодетектора 84 в датчике 80 освещенности. Посредством этого поверхности 89b боковой стенки предотвращают вход видимого света из областей сбоку от крышки 87 блока фотодетектора.
[0295] Кроме того, поскольку крышка 77 блока дисплея выполнена из материала с предельно низкой передающей способностью в отношении к видимому свету, предотвращается вход света от периферии крышки 87 блока фотодетектора. Полузеркальную конфигурацию, дымчатый материал или т.п. можно использовать в качестве специального материала для крышки 77 блока дисплея. Хотя крышка 77 блока дисплея и крышка 87 блока фотодетектора выполнены из индивидуальных компонентов на фиг.17, передающую способность части крышки 77 блока дисплея можно увеличить, и такой участок использовать как поверхность фотодетектора.
[0296] Кроме того, поскольку антиотражательный участок 85 выполнен в окрестности участка, на котором датчик 80 освещенности установлен в панель 79, неравномерные отражения в области фотодетектора, свет, входящий через промежуток между поверхностями 89b боковой стенки и панелью 79, и т.д. абсорбируются. Антиотражательный участок 85 можно легко выполнить шелкографией с использованием черной краски, абсорбирующей волны с длиной видимого света.
[0297] Уровень освещенности, детектируемый данным способом, вводится в блок 54 управления основного корпуса 21 холодильника, и, если данный уровень ниже заданной нормативной величины, определяют ночное время или определяют отсутствие активности человека, и холодильник переключается на энергосберегающий режим работы с энергосбережением, в котором холодопроизводительность работы немного уменьшена.
[0298] В данное время уведомляющий светодиод 83 горит или потушен, сообщая при этом о статусе работы с энергосбережением пользователю через крышку 86 лампы уведомления. Хотя уведомление уведомляющим светодиодом 83 осуществляется автоматически, технические требования могут быть такими, что пользователь уведомляется, только когда он желает убедиться в таком статусе, манипулируя переключателем или т.п.
[0299] Поскольку часто работу с энергосбережением осуществляют в ночное время и когда пользователь спит, для уведомления предпочтительно испускание светодиодом минимального света, тусклого света с использованием крышки 86 лампы уведомления и т.д. Конкретная последовательность уведомления описана ниже в данном документе с использованием фиг.19 и фиг.20.
[0300] Как показано на фиг.19(а), сигнал управления фиксируется в состоянии с высоким уровнем сразу после переключения на работу с энергосбережением (T1), и уведомляющий светодиод 83, служащий первым блоком уведомления, горит с нормальной яркостью. Соответственно, пользователю просто убедиться, что холодильник переключен на работу с энергосбережением. После этого, когда проходит заданное время (T2), уведомляющий светодиод 83, служащий вторым блоком уведомления, управляется в импульсном режиме, при этом уменьшая яркость излучаемого света.
[0301] В настоящем варианте осуществления, в это время, яркость уменьшается до 1/3 нормальной яркости уведомляющего светодиода 83, служащего первым блоком уведомления, и время от времени T1 до времени T2 составляет, например, пять минут.
[0302] При этом пользователь может быть осведомлен, что холодильник работает с энергосбережением, и также возможно уменьшение потребления электроэнергии уведомляющим светодиодом 83. Изменение яркости испускания света уведомляющего светодиода 83 в данное время показано на фиг.19(b).
[0303] Альтернативно, как показано на фиг.20(а), осуществляют колебания продолжительности импульса контрольного сигнала уведомляющего светодиода 83 после прохождения момента времени T2, и изменение яркости испускания света идет по синусоиде, как показано на фиг.20(b). Такая работа с гашением или, другими словами, уведомление с использованием гашения света, делает возможным уменьшение потребления электроэнергии уведомляющим светодиодом 83, а также усиливает у пользователя впечатление энергосбережения. По данной причине, в случае, если уведомляющий светодиод 83 используют как второй блок уведомления, возможно дополнительное уменьшение потребления электроэнергии.
[0304] Данным способом реализуют первый блок уведомления и второй блок уведомления с управлением уведомляющим светодиодом 83 в различных режимах.
[0305] Следует отметить, что управление испусканием света уведомляющего светодиода 83 после прохождения момента времени T2 не ограничено описанным выше, и любой режим, обеспечивающий уменьшение потребления энергии, можно использовать. Кроме того, яркость испускания света может быть установлена свободно изменением мощности импульса.
[0306] Кроме того, режимы испускания света не ограничены двумя типами и можно создавать любое число типов, необходимых для увеличения уровня понимания со стороны пользователя.
[0307] Кроме того, в случае, если, например, оборудован элемент, такой как датчик активности человека, уведомляющий светодиод 83 может выдавать уведомление в качестве первого блока уведомления, только когда пользователь находится на периферии основного корпуса 21 холодильника, и может затем гаснуть, в качестве второго блока уведомления, когда определено, что пользователь уходит от основного корпуса 21 холодильника.
[0308] При этом в случае, если датчик активности человека не используют после, например, прохождения установленного времени от момента, когда пользователь последний раз манипулировал переключателем операций в блоке 82 рабочего дисплея, или после прохождения установленного времени от момента последнего открытия и закрытия дверцы, определяют, что пользователь отсутствует в окрестности основного корпуса 21 холодильника, и управление может осуществляться так, что уведомляющий светодиод 83 функционирует как первый блок уведомления и гаснет или тускнеет больше первого блока уведомления.
[0309] Как уже описано, в настоящем варианте осуществления работа с энергосбережением начинается на основании состояния детектирования, выполненного датчиком 80 освещенности, детектирующим освещенность на периферии основного корпуса 21 холодильника. Кроме того, уведомляющий светодиод 83 функционирует в качестве первого блока уведомления в течение заданного периода после перехода холодильника на работу с энергосбережением, выполняя уведомление, предпочтительное для уровня осведомленности пользователя, и функционирует в качестве второго блока уведомления после прохождения такого заданного периода, выполняя уведомление при более слабом свете, чем у первого блока уведомления, для предпочтительного уменьшения потребления электроэнергии. Посредством этого пользователь может убедиться, что холодильник работает с энергосбережением, и основной корпус 21 холодильника может уменьшить потребление электроэнергии, необходимой для уведомления; данное делает возможным приносить дополнительное ощущение удовлетворения от работы с энергосбережением для пользователей, в последнее время ставших озабоченными экономией энергии.
[0310] Кроме того, знак 81 логотипа, отображающий факт, что холодильник 20 оборудован функциональностью энергосбережения, расположен между датчиком 80 освещенности и уведомляющим светодиодом 83. Соответственно, данный знак 81 логотипа, датчик 80 освещенности и уведомляющий светодиод установлены взаимосвязано, с примыканием друг к другу. По данной причине тот факт, что как датчик 80 освещенности, так и уведомляющий светодиод 83 относятся к функциональности энергосбережения, может быть визуально замечен пользователем просто на основании знака 81 логотипа. Кроме того, знак 81 логотипа может информировать пользователей, что, поскольку датчик 80 освещенности является важным компонентом с точки зрения сбережения энергии, блок фотодетектора не должен быть прикрыт рекламными листками или т.п.
[0311] Кроме того, длина волны пика чувствительности датчика 80 освещенности и длина волны пика яркости уведомляющего светодиода 83 являются различными. Например, длина волны пика чувствительности датчика 80 освещенности берется приблизительно равной 580 нм, учитывая флуоресцентные лампы, оборудованные на кухне, и длина волны 500 нм зеленой области спектра, т.е. с разницей не меньше в 50 нм от длины волны пика чувствительности, берется, как длина волны пика яркости. Посредством этого можно предотвращать прием датчиком 80 освещенности света от уведомляющего светодиода 83 и реагирование на него. В результате, работу с энергосбережением можно реализовать на основании более высокоточного детектирования освещенности.
[0312] Поскольку датчик 80 освещенности детектирует только освещенность в окружающей холодильник 20 атмосфере без интерференции от яркости света, испускаемого уведомляющим светодиодом 83, особенно улучшается точность детектирования освещенности в окрестности порога начала работы с энергосбережением, и таким образом возможно предотвращение ошибочной работы с энергосбережением.
2
[0313] Кроме того, в настоящем варианте осуществления длина волны света зеленой области спектра уведомляющего светодиода 83 составляет 500 нм с разницей не меньше 50 нм от длины волны пика чувствительности датчика 80 освещенности, т.е. 580 нм. Посредством этого уведомление создают с использованием зеленого цвета, ассоциирующегося с изображениями, обозначающими охрану окружающей среды, такими как уменьшение количества CO посредством выращивания лесов, растительного покрова и т.д.; это делает возможным датчику увеличивать осведомленность пользователя в отношении работы с энергосбережением.
[0314] Следует отметить, что осуществление испускания уведомляющим светодиодом 83 света в зеленой области спектра с длиной волны 500 нм в данном режиме достигает следующих эффектов. Свет с длиной волны зеленой области спектра кажется человеку менее ярким, например, чем свет области спектра с большей длиной волны, такой как красный, оранжевый или т.п., при испускании света с одинаковой интенсивностью. По данной причине, в случае использования длины волны зеленой области спектра существует проблема в том, что если свет не испускается с интенсивностью выше такого света, как красный, оранжевый или т.п., свет не кажется ярким, что ведет к увеличению потребления электроэнергии. Вместе с тем, в настоящем варианте осуществления, в случае, если используют второй блок уведомления, освещенность уменьшается до 1/3 освещенности, когда светодиод горит с нормальным уровнем освещенности, таким образом делая возможным достижение значительного уменьшения потребления энергии. Посредством этого возможна реализация блока уведомления с экономией энергии и также поддержание эффекта привлечения внимания пользователя к работе с энергосбережением с использованием зеленого цвета, вызывающего ассоциации с защитой окружающей среды.
[0315] Кроме того, поскольку поверхности 89b боковой стенки, блокирующие свет 25, созданы между датчиком 80 освещенности и уведомляющим светодиодом 83, может быть предотвращено детектирование датчиком 80 освещенности, обусловленной светом, испускаемым уведомляющим светодиодом 83, и таким образом датчик 80 освещенности детектирует только освещенность атмосферы, в которой находится холодильник. По данной причине возможно уменьшение, в некоторой степени, разности между длиной волны пика чувствительности датчика 80 освещенности и длиной волны испускаемого света уведомляющего светодиода 83, таким образом делая возможным свободное установление цветового тона уведомляющего светодиода 83.
[0316] Кроме того, в случае, если пользователь манипулирует переключателями работы 82a в блоке 78 дисплея, и многочисленные светодиоды, подсвечивающие функциональный блок дисплея 82 постоянно горят, аналогично предпочтительным является смещение длины волны света светодиодов не меньше, чем на 50 нм от длины волны пика чувствительности датчика 80 освещенности. Вместе с тем, поскольку частота, с которой пользователь управляет холодильником, дает только чрезвычайно малое суммарное время в 24-часовой период, в случае, если светодиоды, подсвечивающие функциональный блок дисплея 82, не горят постоянно и загораются, только когда пользователь выполняет операцию, длина волны особенно не ограничена и может быть установлена свободно.
Пятый вариант осуществления
[0317]
Холодильник 20, отличием которого является компрессор 28, описан в пятом варианте осуществления.
[0318] Следует отметить, что холодильники 20 вариантов осуществления с шестого по восьмой, описанные ниже, соответственно также имеют отличия в компрессоре 28.
[0319] Первыми ниже описаны многочисленные изобретения холодильника вариантов осуществления с пятого по восьмой.
[0320] Первым изобретением является холодильник, включающий в себя многочисленные отделения хранения, выполненные в изолирующем основном корпусе, холодильный цикл, снабженный компрессором, испарителем, декомпрессионным устройством и испарительной камерой, в таком порядке образующими непрерывный канал потока хладагента, и блок управления, управляющий работой холодильного цикла. Компрессор является инверторным электродвигателем, приводимым в действие на многочисленных частотах вращения, включающих в себя частоты вращения, меньшие частоты вращения серийного источника энергии; блок управления устанавливает холодильник в режим энергосбережения, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, меньшей частоты вращения серийного источника энергии, в случае, если освещенность, детектируемая датчиком освещенности, меньше предварительно установленной нормативной величины, и устанавливает холодильник в режим нормального охлаждения, в котором электрический элемент работает с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии, во время нормального охлаждения также в случае, если внешняя температура около 25°C и дверца не открывается и не закрывается, и управляет холодильником для перехода на режим охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, только в случае режима охлаждения с большой нагрузкой, в которой большая нагрузка приложена к холодильнику вследствие открытий/закрытий дверцы, поступления теплого воздуха или т.п.
[0321] Согласно данной конфигурации компрессор работает с частотой вращения, меньшей частоты вращения серийного источника энергии как во время режима энергосбережения, т.е. при работе с энергосбережением, так и во время нормальной работы, при этом реализуя дополнительное энергосбережение, и управление осуществляется так, что холодильник работает в режиме охлаждения с большой нагрузкой, где электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, только в случае, если он находится под большой нагрузкой. Данным способом компрессор эксплуатируется на низких оборотах с фокусированием на периодах времени нормального охлаждения и режима энергосбережения, составляющих более 80% годового времени использования холодильника, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения данным холодильником и создание холодильника, в котором реализована лучшая экономия энергии.
[0322] Вторым изобретением является холодильник, включающий в себя многочисленные отделения хранения, выполненные в изолирующем основном корпусе, холодильный цикл, снабженный компрессором, испарителем, декомпрессионным устройством и испарительной камерой, в таком порядке образующими непрерывный канал потока хладагента, и блок управления, управляющий работой холодильного цикла. Компрессор является инверторным электродвигателем, в котором электрический элемент с конфигурацией из статора и ротора и элемент сжатия, приводимый в действие электрическим элементом, размещены в герметичном кожухе, где элемент сжатия относится к типу с возвратно-поступательным перемещением с камерой сжатия и поршнем, возвратно-поступательно перемещающимся в камере сжатия, и компрессором, работающим на многочисленных частотах вращения, включающих в себя частоту вращения, меньшую, чем частота вращения серийного источника энергии; и объем цилиндра, т.е. пространство, в котором осуществляются операции сжатия поршнем, возвратно-поступательно перемещающимся в камере сжатия, увеличен до степени, обеспечивающей установку холодильника блоком управления в режим энергосбережения, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, меньшей частоты вращения серийного источника энергии, в случае, если освещенность, детектируемая датчиком освещенности, меньше заранее установленной нормативной величины, и установку холодильника в режим нормального охлаждения, в котором электрический элемент работает с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии во время нормального охлаждения также в случае, если внешняя температура около 25°C и дверца не открывается и не закрывается.
[0323] Изобретение согласно данной конфигурации является таким, в котором внимание сфокусировано на объеме цилиндра компрессора. Более конкретно, с данным компрессором, в дополнение к стремлению получить экономию энергии с использованием инверторного типа и работе в режиме экономии энергии, т.е. работе с энергосбережением, также используют большой объем цилиндра. При этом можно реализовать как работу с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0324] Соответственно, с использованием объема цилиндра для компрессора, в котором частота вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии даже во время нормальной работы, в дополнение к режиму экономии энергии, т.е. работе с энергосбережением, можно реализовать дополнительное энергосбережение; кроме того, в случае, где большая нагрузка приходится на компрессор, охлаждение при большой нагрузке может быть осуществлено на основе сравнительно большого объема цилиндра и с выполнением управления для перехода на режим охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии. По данной причине является возможным быстрый возврат к режиму нормального охлаждения от режима охлаждения при большой нагрузке. В данном способе компрессор работает на низких оборотах с фокусированием на периодах времени нормального охлаждения и режима экономии энергии, составляющих более 80% годового времени использования холодильника, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения фактическим холодильником и создание холодильника, в котором реализована лучшая экономия энергии.
[0325] Третьим изобретением является холодильник, в котором компрессор работает на трех или больше типах заданной частоты вращения, включающих в себя частоту вращения, меньшую частоты вращения серийного источника энергии, и в случае, если датчик освещенности детектирует величину, большую или равную нормативной величине в состоянии работы в режиме экономии энергии с частотой вращения А, компрессор работает на частоте вращения выше частоты вращения А и на частое, при которой разница с частотой вращения А является минимальной.
[0326] Согласно данной конфигурации в случае, если высокий уровень освещенности детектируется датчиком освещенности, или, другими словами, в случае, где детектируется время активности пользователя холодильника, учитывается нагрузка, создаваемая, когда дверцу холодильника фактически открывают и закрывают, и частоту вращения постепенно увеличивают на подготовительных этапах, соответствующих большой нагрузке, при этом предотвращая нагрузку, большую необходимой, и реализуя экономию энергии; кроме того, на режим работы под большой нагрузкой на высокой частоте вращения можно перейти быстро в случае, если большая нагрузка действует на холодильник в результате фактического открытия/закрытия дверцы или т.п. При этом является возможной реализация экономии энергии в состоянии, в котором улучшена надежность компрессора в отношении к режиму большой нагрузки холодильника, и можно реализовать как работу с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
3
[0327] Четвертым изобретением является холодильник, в котором объем отделений хранения холодильника, т.е. суммарный объем многочисленных отделений хранения, составляет 550-600 л, и объем цилиндра компрессора составляет 11,5-12,5 см.
[0328] Согласно данной конфигурации является возможной реализация компрессора, снабженного цилиндром оптимального объема для фактического использования в домашнем холодильнике, и работа компрессора на низких оборотах, фокусирующаяся на периодах времени нормального охлаждения и режима экономии энергии, составляющих более 80% годового времени использования холодильника, что делает возможным достижение значительного энергосбережения данным холодильником. Другими словами, возможно создание холодильника, реализующего дополнительную экономию энергии.
[0329] Пятым изобретением является компрессор, оборудованный в машинном отделении, заключенном в изолирующий основной корпус, и установленный в любом из вышеупомянутых холодильников.
[0330] При этом является возможным создание компрессора, с которым можно реализовать как работу с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке. Кроме того, с созданием компрессора согласно настоящему изобретению в качестве основного устройства, реализующего экономию энергии в холодильнике, является возможным достижение значительного энергосбережения данным холодильником и создание холодильника, в котором реализована лучшая экономия энергии.
[0331] Шестым изобретением является компрессор, оборудованный в холодильнике, включающем в себя изолирующий основной корпус, холодильный цикл, оборудованный компрессором, испарителем, декомпрессионным устройством и испарительной камерой, в таком порядке образующими непрерывный канал потока хладагента, расположенный в изолирующем основном корпусе, и блок управления, управляющий работой холодильного цикла. Компрессор включает в себя инверторный электродвигатель, в котором электрический элемент, состоящий из статора и ротора, и элемент сжатия, приводимый в действие электрическим элементом, размещены в герметичном кожухе, где элемент сжатия относится к типу с возвратно-поступательным перемещением с камерой сжатия и поршнем, возвратно-поступательно перемещающимся в камере сжатия, и электрический элемент, работающий на многочисленных частотах вращения, включающих в себя частоты вращения меньше частоты вращения серийного источника энергии; при этом блок управления выполняет управление для реализации как работы в режиме энергосбережения, в котором электрический элемент работает с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии, так и работы в режиме охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, и когда образуют объем цилиндра, в котором операции сжатия выполняет поршень, возвратно-поступательно перемещающийся в камере сжатия, где диаметр поршня больше хода, ход является расстоянием, на которое поршень возвратно-поступательно перемещается во время операции сжатия.
[0332] С изобретениями согласно данной конфигурации, в случае, если осуществляют работу в режиме экономии энергии, т.е. работу с энергосбережением, с целью достижения экономии энергии с помощью компрессора инвертерного типа для реализации экономии энергии, является возможным осуществление энергосбережения посредством работы на малых оборотах, что, в свою очередь, делает возможным использование большого объема цилиндра. Кроме того, в случае, если возникает большая нагрузка вследствие открытия/закрытия дверцы или подъема внутренней температуры, большой объем цилиндра делает возможным соответствовать требованиям больших нагрузок при работе на высоких оборотах в течение короткого периода времени. Таким образом, изобретение согласно настоящей конфигурации делает возможным реализацию компрессора, достигающего значительного энергосбережения в фактическом холодильнике.
[0333] Кроме того, изобретение согласно данной конфигурации сфокусировано на взаимоотношении между диаметром поршня, образующего объем цилиндра компрессора, и его ходом в компрессоре с большим объемом цилиндра, описанном выше. Более конкретно, вместо образования большого объема цилиндра удлинением хода большой объем цилиндра образуется увеличением диаметра поршня. Посредством этого является возможным реализовать компрессор высокой надежности даже в случае, если компрессор работает в широком диапазоне частоты вращения. В результате, можно реализовать как работу с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0334] Кроме того, возможно осуществление охлаждения при большой нагрузке в случае, если большая нагрузка приходится на компрессор, с использованием сравнительно большого объема цилиндра и выполнением управления для перехода на режим охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии. По данной причине является возможным быстрый возврат к режиму экономии энергии из режима охлаждения при большой нагрузке.
[0335] Седьмым изобретением является компрессор для холодильника, в котором, в случае, если холодильником управляет блок управления для работы в режиме экономии энергии, в котором электрический элемент работает с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии, электрический элемент выполнен с возможностью работы с частотой вращения, составляющей 1/2 или меньше частоты вращения серийного источника энергии.
[0336] Согласно данной конфигурации возможна работа на низких оборотах, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения в фактическом холодильнике, что, в свою очередь, делает возможным создание компрессора для холодильника, реализующего дополнительную экономию энергии.
[0337] Восьмым изобретением является компрессор для холодильника, в котором управление выполняют так, что охлаждение можно осуществлять при работе в режиме экономии энергии, в котором электрический элемент работает с более низкой частотой вращения, чем частота вращения серийного источника энергии, во время нормального охлаждения также в случае, если внешняя температура около 25°C и дверца не открывается и не закрывается, и холодильник переходит на режим охлаждения при большой нагрузке, в котором электрический элемент работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, только в случае режима охлаждения с большой нагрузкой, в котором большая нагрузка действует на холодильник вследствие открытий/закрытий дверцы, поступления теплого воздуха или т.п.
[0338] При этом в периоды времени нормального охлаждения, которые в общем составляют более 80% годового времени использования холодильника, может осуществляться работа в режиме экономии энергии, обуславливающем вращение компрессора на низких оборотах, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения в фактическом холодильнике. В результате, является возможным создание компрессора для холодильника, реализующего дополнительную экономию энергии.
<
<
[0339] Девятым изобретением является компрессор для холодильника, в котором диаметр поршня увеличен так, что ход А, т.е. расстояние, на которое поршень совершает возвратно-поступательное перемещение при осуществлении операций сжатия, длина В поршня и диаметр С поршня имеют соотношение АВС.
[0340] С изобретением согласно данной конфигурации, в случае, если используют компрессор с большим объемом цилиндра, обращают внимание на взаимоотношение диаметра и хода поршня, образующих объем цилиндра компрессора, диаметр поршня и длину поршня. Более конкретно, вместо образования большого объема цилиндра удлинением хода большой объем цилиндра образован увеличением диаметра поршня, и длина поршня уменьшена; это делает возможным уменьшение нагрузки при возвратно-поступательном перемещении. Соответственно, является возможной реализация компрессора, имеющего высокую надежность даже при работе в широком диапазоне частоты вращения, и таким образом является возможным реализовать как работу в режиме экономии энергии через режим энергосбережения, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0341] Десятым изобретением является компрессор для холодильника, в котором направление возвратно-поступательного перемещения поршня во время операций сжатия является горизонтальным, и диаметр поршня больше или равен 19% и меньше 38% полной высоты компрессора.
[0342] Изобретение согласно данной конфигурации фокусируется на увеличении диаметра поршня, несмотря на тот факт, что в случае, если компрессор оборудован в холодильнике большой емкости, в котором внутренняя емкость увеличивается уменьшением габаритной высоты компрессора, обычно используют простую конфигурацию, при которой ход удлиняют для уменьшения габаритной высоты компрессора. При этом является возможной реализация компрессора, имеющего высокую надежность даже в случае, если предполагается работа в широком диапазоне частоты вращения, и, таким образом, является возможной реализация как работы с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работы с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0343] Одиннадцатое изобретение является компрессором для холодильника, в котором элемент сжатия включает в себя вал, имеющий основной участок вала и эксцентрический участок и груз коленчатого вала, оборудованный на валу, и по меньшей мере часть груза коленчатого вала размещена под горизонтальной линией, проходящей через верхний конец поршня, и горизонтальной линией, проходящей через верхний конец поршня в вертикальном направлении элемента сжатия.
[0344] Изобретение согласно данной конфигурации фокусируется на увеличении диаметра поршня, несмотря на то, что в случае, если компрессор оборудован в холодильнике большой емкости, в котором внутренняя емкость увеличивается с уменьшением габаритной высоты компрессора, обычно удлинением хода можно уменьшить величину дисбаланса значительнее, чем уменьшая размер и вес поршня, и разработано с включением в состав груза коленчатого вала в области, близкой, насколько возможно, к поршню, с уменьшением габаритной высоты элемента сжатия для уменьшения величины дисбаланса поршня. В результате, является возможным создание компрессора высокой надежности, имеющего большой объем цилиндра, в котором неплотный контакт, т.е. явление, при котором увеличиваются силы локального давления на скользящих участках, может подавляться дополнительным уменьшением вибрации и уменьшением величины дисбаланса, имеющегося в возвратно-поступательном перемещении поршня.
[0345] Двенадцатым изобретением является компрессор для холодильника, включающий в себя: механический участок, упруго поддерживаемый в герметичном кожухе упругим элементом, выполненный из элемента сжатия и электрического элемента; закрепляющий участок на стороне герметичного кожуха, удерживающий упругий элемент; и опорный участок на стороне механического участка, поддерживающий упругий элемент. Упругий элемент свободно установлен по меньшей мере в один из участков, закрепляющий участок и опорный участок.
[0346] Согласно данной конфигурации является возможным создание компрессора для холодильника, в котором вибрации, имеющие тенденцию к увеличению с увеличением размера поршня для создания большего объема цилиндра, могут быть дополнительно уменьшены, при этом делая возможным дополнительное уменьшение шума и вибраций.
[0347] Тринадцатым изобретением является компрессор, в котором участок отверстия цилиндрической формы имеет прямой участок, в котором внутренний диаметр является постоянным в осевом направлении, причем прямой участок образован в области, соответствующей верхнему концевому участку поршня на стороне камеры сжатия, и примыкающий к сужающемуся участку, когда поршень установлен в окрестности верхней мертвой точки.
[0348] Согласно данной конфигурации направление наклона поршня инвертирует относительно аксиального центра участка отверстия цилиндрической формы при более ранней синхронизации и, таким образом, возникает не на части или всем процессе сжатия, но вместо этого возникает на начальном этапе процесса сжатия, в котором сила давления, действующая на концевую поверхность поршня на стороне камеры сжатия, мала. По данной причине нагрузка, при которой внешняя периферийная поверхность поршня на стороне, которая не скользила вдоль сужающегося участка перед тем, как инверсия создает контакт с сужающимся участком, может быть уменьшена, и, таким образом, контакт может быть смягчен, когда направление наклона поршня инвертирует относительно аксиального центра участка отверстия цилиндрической формы, во внешней периферийной поверхности поршня создает контакт с сужающимся участком. В результате, можно реализовать дополнительное увеличение эффективности и дополнительное уменьшение шума.
[0349] Четырнадцатым изобретением является компрессор, в котором поршень выполнен таким, что центр тяжести поршня установлен смещенным к верхней стороне вертикального направления или нижней стороне вертикального направления относительно его аксиального центра.
[0350] Согласно данной конфигурации вес поршня отличается на верхней и нижней сторонах вертикального направления, и, таким образом, является возможным создание допуска для перемещения в вертикальном направлении через дисбаланс в вертикальном направлении. В результате, состояние стабильной смазки может создаваться, когда поршень перемещается возвратно-поступательно, и, таким образом, является возможным уменьшить потери трения скольжения.
[0351] Пятый вариант осуществления настоящего изобретения описан ниже в данном документе со ссылками на чертежи. Конфигурации, идентичные упомянутым выше, в обычных примерах исполнения или вариантах осуществления изобретения, имеют те же позиции и их подробные описания опущены. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления.
[0352] Следует также отметить, что вид спереди, сечение, схема конфигурации панели управления и схема конфигурации панели управления отличающейся формы для холодильника 20 согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения являются аналогичными показанным на фиг.1A, 1B, 2A и 2B, соответственно, и описанным в первом варианте осуществления настоящего изобретения.
[0353] Кроме того, сечение панели управления, оборудованной в холодильнике 20 согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения, аналогично показанному на фиг.3 и описанному в первом варианте осуществления настоящего изобретения.
[0354] Соответственно, изображения и описания холодильного отделения 22, блока 27 управления и т.д., оборудованных в холодильнике 20, опущены, и ниже описан, в основном, компрессор 28, т.е. отличительный составляющий элемент в настоящем варианте осуществления.
[0355] На фиг.21A показано сечение компрессора 28, установленного в холодильнике 20 согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.21B приведен график, показывающий результат сведения вместе частоты вращения компрессора 28 и холодопроизводительности согласно пятому варианту осуществления для разных объемов цилиндра. На фиг.21C приведен график, показывающий результат сведения вместе частоты вращения и механических потерь для разных объемов цилиндра. На фиг.21D приведен график, показывающий соотношение холодопроизводительности и холодильного коэффициента для разных объемов цилиндра. На фиг.22 приведена диаграмма, показывающая прошлые контрольные данные для произвольного дня согласно пятому варианту осуществления.
[0356] Компрессор 28, оборудованный в основном корпусе 21 холодильника, включает в себя герметичный кожух 103. Электрический элемент 110, включающий в себя ротор 111 и статор 112, и элемент 113 сжатия, приводимый в действие электрическим элементом 110, размещены в герметичном кожухе 103. Элемент 113 сжатия снабжен камерой 134 сжатия и поршнем 136, выполняющим возвратно-поступательные перемещения в камере 134 сжатия. Элемент 113 сжатия относится к типу с возвратно-поступательным перемещением, и электрический элемент 110 является инверторным электродвигателем, работающим на многочисленных частотах вращения, включающих в себя частоту вращения ниже частоты вращения серийных источников энергии.
[0357] Как показано на данной схеме, герметичный кожух 103 выполнен соединением нижнего кожуха 101 в форме ступы и верхнего кожуха 102 в форме перевернутой ступы, изготовленных прессованием с глубокой вытяжкой катанных стальных листов толщиной 2-4 мм и с последующей сваркой по всей окружности стыка. Хладагент 104, состоящий из углеводорода R600a, содержится в герметичном кожухе 103, и масло 105 для холодильной машины, состоящее из минерального масла, имеющего хорошую совместимость с R600a, содержится в нижней его части. Герметичный кожух 103 оборудован в холодильнике на упругом элементе, к которому крепятся лапы 106, оборудованные на его нижней части.
[0358] Ввод 115, образующий часть нижнего кожуха 101, осуществляет электрическую связь (не показано) между внутренним объемом/внешней частью герметичного кожуха 103 и подводит электроэнергию к электрическому элементу 110 по линии питания.
[0359] Ниже описаны детали элемента 113 сжатия.
[0360] Вал 130 включает в себя основной участок 131 вала, прикрепленный к ротору 111 запрессовкой или горячей запрессовкой, и эксцентричный участок 132, выполненный эксцентричным относительно основного участка 131 вала. Блок 133 цилиндра включает в себя камеру сжатия, приблизительно цилиндрической формы, и также включает в себя приемное гнездо 135 вала, аксиально поддерживающее основной участок 131 вала 130; блок 133 цилиндра выполнен над электрическим элементом 110.
[0361] Поршень 136 свободно установлен в камере 134 сжатия и соединен с эксцентричным участком 132 вала 130 с использованием соединительного блока 137. При такой конфигурации вращательный привод вала 130 может быть преобразован в возвратно-поступательный привод поршня 136, и поршень 136 при этом расширяет и сокращает пространство в камере 134 сжатия, таким образом сжимая хладагент 104 в герметичном кожухе 103 и выпуская хладагент 104 в холодильный цикл.
[0362] Ниже подробно описан электрический элемент 110.
[0363] В роторе 111 основной участок корпуса, в котором пластины трансформаторной стали 0,2 мм - 0,5 мм толщиной уложены стопкой друг на друга, интегрально прикреплен к постоянному магниту, созданному в основном участке корпуса.
[0364] Статор 112 выполнен в конфигурации с сердечником 161 статора, в котором пластины трансформаторной стали толщиной 0,2 мм - 0,5 мм уложены стопкой друг на друга, и на них создана линия 162 обмотки, т.е. медная проволока, имеющая изолирующее покрытие толщиной 0,3 мм - 1 мм. Сердечник 161 статора имеет участки явно выраженных полюсов, выполненные с цилиндрической формой на заданных интервалах, и, следовательно, относится к типу с явновыраженными полюсами с нераспределенной обмоткой, в котором линия 162 обмотки намотана на участки явновыраженных полюсов. Каждая линия обмотки соединена с отдельной линией связи.
[0365] Работа и действия холодильника 20 с такой конфигурацией описаны ниже.
[0366] Обычные холодильники осуществляют управление температурой для соответствия установленной температуре, определенной вне зависимости от дневного или ночного времени. Вместе с тем, ночью температура периферийной среды холодильника падает, и, следовательно, падает тепловая нагрузка, или тепловая нагрузка, появляющаяся вследствие выемки или замены продуктов питания, является предельно низкой, и, следовательно, внутренняя температура холодильника установлена на температуру, являющуюся несколько ниже оптимальной. При этом в обычных блоках экономии энергии, использующих светочувствительные датчики, эффектов экономии энергии невозможно достичь, если пользователь в явной форме не управляет функцией с использованием выделенной кнопки для "работы с энергосбережением".
[0367] Настоящее изобретение получает экономию энергии без нажатия выделенной кнопки или, другими словами, с использованием автоматической функции. Другими словами, уровень освещенности на периферии холодильника, обусловленный солнечным светом, светом комнатных светильников и т.д., детектируется с использованием датчика 36 освещенности, оборудованного в передней поверхности основного корпуса 21 холодильника, и, одновременно, детектируется температура различных отделений хранения; если охлаждение осуществляется при температуре ниже нормативной, и состояния прошлых открытий/закрытий дверцы введены в блок 54 управления, и если величина ниже заданной нормативной величины, определяют ночное время или отсутствие активности человека, и холодильник автоматически переключается на энергосберегающий режим, в котором холодопроизводительность немного уменьшена. В случае, если уровень освещенности увеличивается за нормативную величину, холодильник возвращается в нормальный режим. Вместе с тем, поскольку детектирование мгновенных вспышек света на улице, таких как свет автомобильных фар, следует исключить, энергосберегающий режим не прекращается, если непрерывно не поддерживается некоторый уровень освещенности.
[0368] Кроме того, данные освещенности прошедших периодов, открытия/закрытия дверцы и внутренних температур сохраняются в запоминающем устройстве 55 после сегментирования в единичные периоды времени, и работой холодильника 20 управляют с оценкой режимов в них.
[0369] Кроме того, посредством зажигания, например, светодиода, служащего блоком 39 связи, в случае, если холодильник переходит на работу с энергосбережением, такой статус может быть представлен вниманию пользователя.
[0370] При этом, если принимающая свет поверхность датчика 36 освещенности или, другими словами, крышка 41 датчика освещенности блокирована чем-либо, невозможно точное детектирование освещенности и, следовательно, невозможно переключение на энергосберегающий режим или возврат к нормальному режиму. Бумагу или т.п., прикрепленную к передней поверхности дверцы 22а холодильного отделения, можно считать типичной причиной такого блокирования света. Вместе с тем, в настоящем варианте осуществления датчик 36 освещенности, т.е. блок детектирования освещенности, оборудован над панелью 27а управления на ее вертикальной оси, где весьма маловероятно прикрепление чего-либо. Соответственно, ошибочное детектирование освещенности не осуществляется. Кроме того, хотя не показано на схеме, внимание пользователя может быть привлечено указанием существования датчика освещенности в его окрестности, что делает возможным дополнительное предотвращение таких помех.
[0371] Ниже описано управление работой с энергосбережением холодильника 20 согласно пятому варианту осуществления.
[0372] Следует отметить, что блоки управления в холодильнике 20 согласно пятому варианту осуществления аналогичны блокам управления холодильника 20 согласно первому варианту осуществления и поэтому исключены из схем. Соответственно, следующие описания выполнены со ссылкой на фиг.4, т.е. схему блока управления холодильника 20 согласно первому варианту осуществления.
[0373] Холодильник 20 согласно пятому варианту осуществления снабжен датчиком 36 освещенности, т.е. блоком детектирования освещенности, детектирующим освещенность, и датчиком 40 активности человека, как блоками детектирования, детектирующими изменения во внешней среде на периферии холодильника 20, т.е. среде установки холодильника.
[0374] Кроме того, холодильник 20 включает в себя многочисленные датчики, служащие блоками детектирования, такие как реле 51 дверцы, датчик 52 внешней температуры и датчик 53 внутренней температуры, служащие блоками детектирования, детектирующими состояния использования холодильника 20.
[0375] В холодильнике 20 согласно настоящему варианту осуществления яркость на периферии передней поверхности холодильника 20 детектирует датчик 36 освещенности; его данные выводятся в блок 54 управления и, кроме того, сохраняются в запоминающем устройстве 55. Аналогично, число открытий/закрытий дверцы и время открытий/закрытий дверцы, полученное в выходных сигналах реле 51 дверцы, детектирующего состояние открытия/закрытия дверцы 22а холодильного отделения и других дверец, сохраняются в запоминающем устройстве 55. Кроме того, данные температуры, детектируемые датчиком 52 внешней температуры, оборудованным на наружном корпусе холодильника 20, и датчиком 53 внутренней температуры, детектирующим различные внутренние температуры, также сохраняются в запоминающем устройстве 55.
[0376] Эти данные отбирают на каждом установленном отрезке времени, и блок 54 управления устанавливает режим работы, при этом автоматически изменяются установки температуры для компрессора 28, вентилятора 31 охлаждения, нагревателя 56 температурной компенсации и соответствующих отделений хранения. Здесь, если датчик 36 освещенности детектирует меньше 5 лк, и, кроме того, охлаждение осуществляется при температуре, меньшей заданной, после прохождения установленного времени, холодильник автоматически переключается на работу с энергосбережением, при которой частота вращения компрессора 28 уменьшается, предотвращается переохлаждение и т.д., и светодиод, служащий блоком 39 уведомления, загорается на установленное время или гасится.
[0377] Схема последовательности данных операций идентична процессу управления, показанному на фиг.7, описанному в первом варианте осуществления, и поэтому ее изображения и описания опущены.
[0378] Кроме того, как холодильник 20 согласно первому варианту осуществления, так и холодильник 20 согласно пятому варианту осуществления исполняет управление в ночное время и управление при отсутствии пользователя дома. Данные процессы управления идентичны схемам последовательности, показанным на фиг.8 и фиг.9, соответственно, и поэтому их изображения и описания опущены.
[0379] Кроме того, температурный режим и действия в нем в случае, если холодильник 20 согласно пятому варианту осуществления исполняет управление в ночное время и управление при отсутствии пользователя дома, аналогичны описанным в первом варианте осуществления с использованием фиг.10. Соответственно, изображения и подробные описания температурного режима и действий в нем здесь опущены.
[0380] Вместе с тем, следует отметить, что пример управления при отсутствии пользователя дома, выполняемого холодильником 20 согласно пятому варианту осуществления, кратко описан ниже в данном документе. Блок 54 управления считывает и анализирует данные тех же прошедших дней недели, накапливаемые в запоминающем устройство 55. В результате данного анализа, например, как показано на фиг.6, определяют, что пользователь отсутствует дома в такой день недели с 9 до 15 часов. Кроме того, блок 54 управления управляет потребляющими электроэнергию компонентами, такими как компрессор 28, для перевода холодильника на работу с энергосбережением в 9 часов в такой день недели и переключает обратно на нормальную работу в заданное время до 15 часов.
[0381] Ниже описана работа компрессора 28.
[0382] Когда компрессор 28 подключен к электропитанию, электричество подводится к статору 112 электрического элемента 110, и ротор 111 вращается под действием вращающегося магнитного поля, создаваемого статором 112. Вследствие вращения ротора 111 эксцентричный участок 132 вала 130, соединенный с ротором, приводится во вращение, эксцентричное относительно оси вала 130.
[0383] Эксцентричный привод вала 130 преобразуется в привод возвратно-поступательного перемещения соединительным блоком 137, соединенным с эксцентричным участком 132, что, в свою очередь, дает в результате привод возвратно-поступательного перемещения поршня 136, соединенного с другим концом соединительного блока 137; поршень 136 осуществляет всасывание и сжатие хладагента 104, изменяя объем в камере 134 сжатия. Объем, который поршень 136 всасывает и выпускает за один цикл возвратно-поступательного перемещения в камере 134 сжатия, называют "объем цилиндра", и холодопроизводительность изменяется в зависимости от объема цилиндра.
[0384] Более конкретно, привод осуществляется на многочисленных заданных частотах вращения, имеющих шесть ступеней, или 20 об/с (оборотов в секунду), 28 об/с, 35 об/с, 40 об/с, 58 об/с и 67 об/с. При этом среди данных многочисленных ступеней частоты вращения имеется максимально две частоты вращения, большие частоты вращения серийного источника энергии, в то время как больше половины частот вращения являются меньшими частоты вращения серийного источника энергии.
[0385] Работа с энергосбережением осуществляется работой с медленным вращением в холодильнике 20, снабженном компрессором 28, являющимся примером данного инверторного компрессора. Частота вращения при данной работе с медленным вращением составляет 28 об/с, что является частотой вдвое ниже частоты вращения типичного серийного источника энергии, или 60 Гц. Кроме того, работа может также осуществляться при 20 об/с, что составляет 1/3 частоты вращения типичного серийного источника энергии.
[0386] Частота вращения при ночном режиме работы составляет 30 об/с. При этом, хотя режим при отсутствии пользователя дома является одним типом режима энергосбережения, аналогичным ночному режиму работы, в случае, если определяют время активности пользователя вследствие детектирования повышенной освещенности по сравнению с ночным режимом работы, в режиме при отсутствии пользователя дома частота составляет 35 об/с.
[0387] Кроме того, во время нормального охлаждения, т.е. режима нормального охлаждения, частота центруется около 35 об/с, с максимальным значением 48 об/с. Другими словами, используется более низкая частота вращения, чем частота вращения серийных источников энергии в Японии.
[0388] Следует отметить, что хотя частота вращения серийных источников энергии в Японии составляет 50 об/с или 60 об/с, в настоящем варианте осуществления 60 об/с, т.е. более высокая частота вращения серийного источника энергии, берется за частоту вращения типичного серийного источника энергии.
[0389] Частота вращения, большая или равная 60 об/с, используется только в случае, если большая нагрузка приложена к холодильнику вследствие резкого подъема температуры, обусловленного открытиями/закрытиями дверцы и т.п.
[0390] В настоящем варианте осуществления, где холодильник 20 снабжен компрессором 28, являющимся инверторным компрессором, основная частота вращения, используемая в ночном режиме работы, т.е. режиме экономии энергии, как описано выше, составляет 30 об/с, и хотя режим при отсутствии пользователя дома также является режимом экономии энергии, в режиме при отсутствии пользователя дома, в случае, если определено, что имеет место детектирование активности пользователя вследствие освещенности, более высокой, по сравнению с детектируемым ночным режимом работы, основная частота вращения для режима при отсутствии пользователя дома составляет 35 об/с.
[0391] Как уже описано, компрессор 28 работает с частотой вращения, меньшей частоты вращения серийного источника энергии, как в режиме экономии энергии, т.е. работе с энергосбережением, так и в режиме нормального охлаждения во время нормальной работы, таким образом реализуя дополнительное энергосбережение, и управление осуществляется так, что холодильник работает в режиме охлаждения с большой нагрузкой, где электрический элемент 110 работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, только в случае, если он находится под большой нагрузкой. Соответственно, компрессор 28 работает на низких оборотах, сфокусированных на периодах времени нормального охлаждения и экономии энергии, составляющих более 80% годового времени использования холодильника 20, таким образом делая возможным достижение значительного энергосбережения холодильника 20 и создание холодильника 20, в котором реализована лучшая экономия энергии.
[0392] Кроме того, в случае, если холодильник 20 работает в режиме экономии энергии, где прогнозируют, что частота использования холодильника 20 пользователем должна падать, компрессор 28 работает на одной из частот из трех или больше типов частот вращения, установленных заранее, включающих в себя частоты вращения, меньшие частоты вращения серийного источника энергии. Кроме того, в случае, если освещенность, большую или равную нормативной величине, детектирует датчик 36 освещенности в состоянии, в котором компрессор 28 работает в режиме экономии энергии при заданной частоте А вращения, холодильник 20 работает на частоте В вращения выше частоты А вращения, используемой в такое время, и при которой разница с частотой А вращения минимальна.
[0393] Таким является управление, в случае, если, например, компрессор работает на 30 об/с (частота А вращения) в ночном режиме работы, даже если освещенность на периферии поднялась и датчик 36 освещенности детектирует освещенность выше нормативной величины, частота вращения резко не увеличивается; вместо этого компрессор работает на 35 об/с (частота В вращения), т.е. выше частоты вращения 30 об/с (частота А вращения), и при которой разница с 30 об/с (частота А вращения) минимальна.
[0394] При данном управлении, в случае, если датчик 36 освещенности детектирует высокий уровень освещенности, или, другими словами, в случае, где детектируется время активности пользователя холодильника 20, учитывается нагрузка, приложенная, когда дверца холодильника 20 фактически открывается/закрывается, и частота вращения постепенно увеличивается на подготовительных этапах, соответствующих такой большой нагрузке, при этом предотвращается нагрузка больше необходимой и реализуется экономия энергии. Кроме того, поскольку в режим с большой нагрузкой с работой на высокой частоте вращения можно войти быстро, в случае, если большая нагрузка прикладывается к холодильнику в результате фактического открытия/закрытия дверцы или т.п., является возможной реализация экономии энергии в состоянии, в котором улучшается надежность компрессора в отношении к режиму большой нагрузки холодильника. Другими словами, можно реализовать как работу с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работу с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0395] В случае, если освещенность, детектируемая датчиком 36 освещенности, меньше заданной нормативной величины, блок 54 управления переводит холодильник на режим экономии энергии, т.е. работы с энергосбережением, при которой электрический элемент 110 работает на частоте вращения, меньшей частоты вращения серийного источника энергии, и объем цилиндра, т.е. пространство, в котором выполняет операции сжатия поршень 136, совершающий возвратно-поступательные перемещения в камере 134 сжатия, увеличено до точки, где возможна работа электрического элемента 110 на частоте вращения, меньшей частоты вращения серийного источника энергии даже во время нормального охлаждения, когда отсутствуют открытия/закрытия дверцы и когда внешняя температура около 25°C. Таким образом, необходимо точно установить объем цилиндра, что настоящие изобретатели считают важной точкой фокусирования для реализации как режима экономии энергии, так и режима большой нагрузки при оптимальном объеме цилиндра для холодильника 20.
[0396] При внешней температуре, близкой 25°C, и нормальном охлаждении, в случае, если отсутствуют открытия/закрытия дверцы, вариант относится к состоянию, в котором, в случае, если условие измерения для холодильника 20 включает в себя измерение в герметичном пространстве, в котором поддерживается постоянная температура, таком как термокамера, поддерживается внешняя температура, т.е. окружающая температура холодильника 20, в 25°C ±2°C.
[0397] Способ рассмотрения объема цилиндра компрессора 28, оборудованного в данном холодильнике 20, описан ниже в данном документе.
3
3
3
3
[0398] Для начала, при герметичном компрессоре с инверторным приводом в качестве компрессора 28, оборудованном в инверторном холодильнике, объем цилиндра 11,5 см - 12,5 см является оптимальным для R600a, а объем цилиндра 7 см - 7,9 см является оптимальным для хладагента R134a.
3
3
3
[0399] Такое происходит, поскольку потери в компрессоре в основном определяются кпд электродвигателя и механическим кпд и кпд сжатия, представленным потерями на трение скольжения, и изменяются значительно в зависимости от объема цилиндра и условий работы. Например, как показано на фиг.21B, в случае, если объем цилиндра увеличен, но работа осуществляется при одной холодопроизводительности, частота вращения может быть значительно уменьшена перемещением, например, от А к B и к С, когда объем цилиндра увеличен от 10 см к 12 см и к 15 см.
[0400] При этом, как показано на фиг.21C, потери на трение скольжения также перемещаются от А к B и к С. Однако, вместе с тем, хотя потери на трение скольжения не уменьшаются от А к В, вследствие уменьшения частоты вращения, при перемещении от В к C потери на трение скольжения наоборот увеличиваются, вследствие увеличения объема цилиндра, и, таким образом, имеется тенденция, в которой площадь скользящей поверхности увеличивается, и потери на трение скольжения также увеличиваются. Соответственно, даже если взять только потери на трение скольжения в качестве примера, слишком большое увеличение объема цилиндра дает в результате влияние потерь на трение скольжения, становящихся слишком большими, и, таким образом, можно видеть, что простое увеличение объема цилиндра является неприемлемым.
[0401] На компрессор в основном воздействуют механические потери, на которые влияет кпд электродвигателя, и потери на скользящих участках и т.п., и объемный кпд сжатия и характеристики всасывания, при этом такие характеристики потерь можно выразить характеристиками, показанными на фиг.21C. Кроме того, результаты сведения вместе частоты вращения и холодопроизводительности при различных объемах цилиндра показаны на фиг.21D. На фиг.21D показаны соотношения холодопроизводительности и холодильного коэффициента для различных объемов цилиндра.
[0402] Как показано на фиг.21D, поскольку частота вращения значительно уменьшается с увеличением объема цилиндра, кпд электродвигателя и потери на трение скольжения, показанные на фиг.21C, являются сравнением между А и В на фиг.21C, и практически потери уменьшаются в результате увеличения объема цилиндра. Вместе с тем, слишком большое увеличение объема цилиндра дает в результате слишком большое влияние потерь на трение скольжения, и, таким образом, можно видеть, что простое увеличение объема цилиндра неприемлемо.
[0403] При этом в последнее время стало ясно, что когда холодильник работает, объем цилиндра компрессора имеет наибольшее влияние на потребление энергии в холодильниках, объем отделения хранения которых составляет 550-600 л, и, таким образом, можно видеть, что эффект уменьшения потребления энергии может быть максимизирован улучшением кпд зоны В, показанной на фиг.21D ("основная зона использования" на фиг.21D).
3
3
3
3
[0404] На основании вышеизложенного, рассматривая соотношения между потерями и кпд в данной зоне использования, обнаружено, что изобретение имеет подходящую величину для объема цилиндра компрессора 11,5 см - 12,5 см для R600a и 7 см - 7,9 см для R134a.
[0405] Кроме того, в случае, если вместимость отделений хранения такого холодильника подлежит увеличению, миниатюризация компрессора является одной из наиболее важных позиций для рассмотрения. Другими словами, желательно иметь малые размеры наружного корпуса и большой объем цилиндра.
3
[0406] Например, в системе охлаждения, использующей хладагент R600a, компрессор, имеющий большой объем цилиндра, составляющий приблизительно 12 см, имеет большой радиус поршня и большой ход, и, следовательно, размер самого компрессора также большой. В результате, становится сложно устанавливать такой компрессор в компактном холодильнике, не имеющем достаточного пространства, поскольку при этом уменьшается объемный кпд холодильника.
3
3
[0407] Вместе с тем, учитывая произведение внешних размеров компрессора, оборудованного в холодильнике, или ширины W (мм), глубины D (мм) и высоты H (мм), дающее внешний объем V (мм), объем цилиндра, определенный как произведение площади сечения поверхности и хода поршня элемента сжатия в компрессоре, считают за К (мм). В данном случае, сильно миниатюризованный компрессор, для которого V/K меньше или равен 380, или H/K меньше или равен 0,012, может быть установлен в компактном холодильнике с внешними размерами, шириной 900 мм, глубиной 730 мм, высотой 1800 мм и т.д., даже если холодильник относится к классу вместимости, большей или равной, например, 550 л, для которого такая установка обычно является сложной; при этом может быть реализован холодильник, имеющий хороший объемный кпд (фактическая внутренняя емкость в литрах/внешний объем).
[0408] С другой точки зрения, вес компрессора относительно объема цилиндра является важной позицией. Причина состоит в том, что если, например, тяжелый компрессор установлен в холодильнике с верхним расположением агрегатов, где компрессор оборудован в холодильнике в верхней части основного корпуса, как в случае холодильника 20 согласно настоящему варианту осуществления, появляется возможность опрокидывания холодильника, и при этом необходимо разрабатывать усиление для увеличения прочности основного корпуса холодильника. По данной причине, с точки зрения безопасности и ресурсов, необходимо создание компрессора с уменьшенным весом.
[0409] Например, при весе G компрессора 28, установленного в холодильнике 20 согласно настоящему варианту осуществления, и объеме цилиндра, определенном произведением К площади сечения поверхности и хода поршня элемента 113 сжатия в компрессоре 28, использование предельно легкого герметичного компрессора с G/K, меньшим или равным 0,0006, в качестве компрессора 28 делает возможным получить серьезное уменьшение веса даже в холодильнике 20 класса 550 л и, таким образом, делает возможным достижение уменьшения стоимости материала и транспортных расходов.
[0410] Кроме того, в компрессоре, для которого достигнут такой высокий рабочий объем цилиндра или уменьшение веса, важными становятся меры противодействия росту температуры или, другими словами, подавление роста температуры компрессора.
[0411] В частности, чем выше становится объем цилиндра, тем выше становится температура выпускаемого газа, что создает возможность разложения масла или исчезновения масляной мембраны на участке седла клапана и обуславливает дефекты.
[0412] В настоящем варианте осуществления данные меры противодействия росту температуры осуществляют, манипулируя коэффициентом трансформации статора 112 двигателя в электрическом элементе 110, при этом подавляя рост температуры двигателя; при этом это, в свою очередь, подавляет рост температуры компрессора 28.
3
[0413] Компрессор 28 согласно настоящему варианту осуществления является поршневым компрессором на 10 см или больше, имеющим участок силового элемента, и включает в себя инверторную приводную цепь, приводящую в действие электрический элемент 110 с рабочей частотой, включающей в себя частоту вращения, меньшую частоты серийного источника энергии; электрический элемент 110 включает в себя ротор 111, в который заделан постоянный магнит, и статор 112 с обмоткой сосредоточенного типа, в которой линия обмотки сосредоточена вокруг участка зуба, созданного в сердечнике. Кроме того, для каждой фазы U, V и W обмотки линия обмотки на участке зуба статора 112 имеет длину L (м) и диаметр D (мм) и L/D, которое меньше или равно 250.
3
[0414] В данном способе сохранение отношения L/D между длиной и диаметром, меньшим или равным 250, делает возможным подавление возможности возникновения проблем, таких как дефекты, обусловленные вырабатыванием продукта окисления и эмульсирования смазки и неисправностей в мембране участка седла клапана, обусловленных разложением масла, возникающим вследствие увеличения температуры выпускаемого газа при 10 см или больше, обусловленным, в свою очередь, уменьшением тепловых потерь; это делает возможным создание компрессора 28 высокой надежности.
[0415] Кроме того, хотя увеличение объема цилиндра компрессора 28 согласно настоящему варианту осуществления делает возможным реализацию как режима экономии энергии, т.е. работу с энергосбережением, так и режима работы с большой нагрузкой, в котором режим энергосбережения прекращается и охлаждение осуществляется быстро, проблемой является увеличение шума, особенно при переходе на режим работы с большой нагрузкой.
[0416] В качестве контрмеры против такого шума оборудование пьезоэлектрического элемента, такого пьезоэлемент или т.п. в компрессоре 28, является полезным средством для достижения уменьшения шума. Создавая механизм управления, подающий напряжение на пьезоэлемент, прикрепленный к герметичному кожуху 103 элемента сжатия 113, обуславливают вибрации пьезоэлемента, используя свойство пьезоэлемента расширяться/сокращаться при подаче на него напряжения, при этом создавая микровибрации в герметичном кожухе 103. Посредством этого можно создавать вибрации, имеющие обратную фазу относительно частоты звука для подавления частоты, и, таким образом, является возможным ограничение вибрации от герметичного кожуха 103.
[0417] Соответственно, звуковое излучение и шум, производимые герметичным кожухом 103, можно подавлять и, таким образом, можно получать уменьшение шума и вибраций.
[0418] Кроме того, если оборудован механизм преобразования деформаций пьезоэлектрического элемента, такого как пьезоэлемент, прикрепленный к герметичному кожуху 103 элемента 113 сжатия, в электроэнергию, пьезоэлектрический элемент, такой как пьезоэлемент, заряжается в результате вибраций, деформаций и т.д. Соответственно, с использованием данного свойства вибрации, действующие на пьезоэлемент, прикрепленный к герметичному кожуху 103, во время работы компрессора 28 могут быть преобразованы в электроэнергию. Другими словами, преобразование энергии вибрации в другую форму энергии делает возможным подавление вибраций от герметичного кожуха 103 и, таким образом, делает возможным уменьшение звука/вибраций.
[0419] Кроме того, в качестве другой формы для преобразования в электроэнергию деформации пьезоэлектрического элемента, такого как пьезоэлемент, механизм преобразования деформации пьезоэлектрического элемента, такого как пьезоэлемент, прикрепленный к герметичному кожуху 103 элемента 113 сжатия, может быть также создан. Электроэнергию, полученную в результате преобразования, можно использовать как электроэнергию для панели дисплея, управления или т.п. для холодильника, при этом делая возможным получение дополнительной экономии энергии и реализацию дополнительного энергосбережения.
[0420] В данном способе, в случае, если пьезоэлектрический элемент, такой как пьезоэлемент, прикреплен к герметичному кожуху 103, участок оболочки, в которой энергия вибрации наивысшая, в частности, в верхней концевой секции верхнего кожуха 102, имеет большое число изменений, и, таким образом, активным вибрированием пьезоэлемента является возможным удерживать больше электрической энергии и в результате получать больше экономии энергии.
[0421] Кроме того, в случае, если пьезоэлемент выполнен в волоконной форме, вместо прикрепления термоэлектрического элемента Пелтье, выполненного в волоконной форме, к герметичному кожуху 103, элемент оборудуют в стальном листе или полимерном материале компрессора 28, таком как защитная крышка, полимерном материале холодильника 20 или т.п. Соответственно, является возможным получение дополнительной экономии энергии абсорбированием вибраций и преобразованием вибраций в электрическую энергию, и используя блок питания для подачи данной энергии в качестве другой формы электропитания.
[0422] Кроме того, в настоящем варианте осуществления периоды времени, когда имеется мало открытий/закрытий дверцы, мало продуктов питания загружается, когда пользователя нет дома, отсутствует дома, спит или т.п., прогнозируют, оценивая режим использования домовладения; в данное время работа по меньшей мере потребляющих электроэнергию компонентов автоматически замедляется или останавливается, при этом реализуется энергосбережение без обременения пользователя, и, кроме того, поскольку потребитель может визуально убеждаться с использованием блока 39 уведомления, такого как светодиод, может быть привлечено внимание к качествам экономии энергии холодильника.
[0423] При этом в настоящем варианте осуществления, с использованием датчика 36 освещенности в качестве блока детектирования, уклад жизни обитателей прогнозируют на основании изменения в освещенности, детектируемого датчиком 36 освещенности. Например, в случае, если предельно малая величина, такая как меньшая 5 лк, остается постоянной в период времени, больший или равный установленному периоду для детектирования величины освещенности, считается, что пользователь спит, и поэтому прогнозируют, что частота, с которой холодильник должен использоваться, при этом должна являться предельно низкой; соответственно, холодильник переводится на работу с энергосбережением с уменьшением частоты вращения компрессора 28 и изменением установки внутренней температуры. Экономии энергии достигают, осуществляя работу с энергосбережением до следующего открытия/закрытия дверцы, пока сохраняется состояние низкой освещенности.
[0424] Кроме того, в настоящем варианте осуществления использование датчика активности человека в качестве блока детектирования делает возможным детектирование изменений величины энергии инфракрасного излучения, испускаемого людьми, таким образом делая возможным установление перемещения людей на периферии холодильника 20. По данной причине, если можно определить, что человек отсутствует в окрестности холодильника 20 в течение установленного периода, например, когда отсутствует дома или спит, холодильник может быть переведен на работу с энергосбережением уменьшением частоты вращения компрессора 28 и изменением установки внутренней температуры, вне зависимости от поздней ночи или дня. Экономии энергии достигают, осуществляя работу с энергосбережением до следующего открытия/закрытия дверцы, пока сохраняется состояние низкой освещенности.
[0425] Следует отметить, что хотя датчик 36 освещенности используется в качестве блока детектирования в настоящем варианте осуществления, блок детектирования может быть приемным блоком контрольных радиоволн, точно регистрирующим время. В данном случае, поскольку дата/время могут быть точно установлены автоматически, можно осуществлять установки температуры, увязанные с сезонами, и в периоды времени низких температур, такие как зима и т.п., при этом входную мощность нагревателя компенсации температуры и т.п. можно уменьшать, таким образом делая возможным еще большую экономию энергии.
[0426] Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления холодильник 20 переключается на работу с энергосбережением на основании освещенности, детектируемой, например, датчиком 36 освещенности, служащим датчиком, детектирующим окружающую среду холодильника 20. Вместе с тем, датчик, детектирующий окружающую среду холодильника 20, такой, например, как датчик 36 освещенности, не является абсолютным условием для начала работы с энергосбережением, и функцию блока установления условия для начала работы с энергосбережением, определяющего условие начала работ в энергосберегающем режиме, можно также использовать.
[0427] В данном случае, когда, например, рабочее состояние следует основному процессу управления, датчик 36 освещенности детектирует освещенность во внешней среде установки холодильника 20, и при освещенности меньше величины определения поздней ночи или, другими словами, меньше 5 лк определяют позднюю ночь, и в случае, если дверца не открывается и закрывается даже один раз в заданное время, составляющее пять минут, холодильник быстро переводится на режим работы на низких оборотах, в котором частота вращения уменьшена на ступень от нормальной частоты вращения. При этом в случае, если освещенность во внешней среде установки холодильника 20 больше или равна величине определения поздней ночи, устанавливается более жесткое условие для выполнения более тщательного определения, такого как переход на следующую ступень после определения открытия/закрытия дверцы в течение трех часов. Таким образом, ужесточение условия для осуществления работы с энергосбережением меняется в зависимости от результатов детектирования периферии холодильника 20.
[0428] При этом в случае, если детектируется отсутствие активности человека на периферии холодильника 20, установленные условия для начала работ в энергосберегающем режиме смягчаются, так что холодильник 20 переводится в работу с энергосбережением быстрее, тогда как в случае, если детектируется активность человека, установленные условия для начала работ в энергосберегающем режиме устанавливают более жесткими для выполнения более тщательного определения.
[0429] При этом в случае, если блок детектирования определяет, что пользователь не активен, проще перейти на работу с энергосбережением, и, таким образом, переход на работу с энергосбережением проходит быстрее. С другой стороны, в случае, если блок детектирования определяет, что пользователь находится в активном состоянии, для тщательной идентификации присутствия/отсутствия активности пользователя осуществляют мониторинг активности пользователя в течение более длительного периода времени в сравнении со случаем, где детектируется состояние активности пользователя, с использованием реле 51 дверцы, датчика 53 внутренней температуры и т.д. для идентификации состояния использования. Такие действия делают возможным осуществление высококачественного управления эффектами экономии энергии с высоким уровнем надежности, с более точным соответствием активности пользователя.
Шестой вариант осуществления
[0430]
Схема отделений хранения холодильника 20 согласно шестому варианту осуществления аналогична схеме, показанной на фиг.1A и описанной в первом варианте осуществления. По данной причине изображения вида спереди и т.д. холодильника 20 согласно шестому варианту осуществления опущены.
[0431] На фиг.23 показано сечение компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.24A показан изометрический вид груза коленчатого вала компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.24B показан изометрический вид периферии груза коленчатого вала компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.25A показана схема сборки периферии упругого элемента компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.25B показано сечение периферии упругого элемента компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.26A показан изометрический вид сверху блока цилиндров компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.26B показан изометрический вид снизу блока цилиндров компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.27A показано плоскостное сечение периферии всасывающей трубы компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления. На фиг.27B показано вертикальное сечение периферии всасывающей трубы компрессора 28 согласно шестому варианту осуществления.
[0432] Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления конфигурациям, одинаковым с пятым вариантом осуществления, даны те же ссылочные номера, и их описания опущены; вместе с тем, техническая сущность, описанная в пятом варианте осуществления, может быть применена к настоящему варианту осуществления при условии, что при этом отсутствуют проблемы, и конфигурации настоящего варианта осуществления, объединенные с конфигурациями пятого варианта осуществления, являются возможными.
[0433] Компрессор 28, оборудованный в основном корпусе 21 холодильника, включает в себя герметичный кожух 103. Электрический элемент 110, включающий в себя ротор 111 и статор 112, и элемент 113 сжатия, приводимый в действие электрическим элементом 110, размещены в герметичном кожухе 103. Элемент 113 сжатия оборудован камерой 134 сжатия и поршнем 136, перемещающимся возвратно-поступательно в камере 134 сжатия. Элемент 113 сжатия относится к типу с возвратно-поступательным перемещением, и электрический элемент 110 является инверторным электродвигателем, работающим на многочисленных частотах вращения, включающих в себя частоту вращения ниже частоты вращения серийных источников энергии.
[0434] Как показано в данной схеме, герметичный кожух 103 выполнен соединением нижнего кожуха 101 в форме ступы и верхнего кожуха 102 в форме перевернутой ступы, изготовленных прессованием с глубокой вытяжкой катанных стальных листов толщиной 2-4 мм, с последующей сваркой по всей окружности стыка. Хладагент 104, состоящий из углеводорода R600a, содержится в герметичном кожухе 103, и масло 105 для холодильной машины, состоящее из минерального масла, имеющего хорошую совместимость с R600a, содержится в его нижней части. Герметичный кожух 103 оборудован в холодильнике 20 на установочном устройстве (не показано), к которому прикреплены опоры 106, оборудованные на его нижнем участке.
[0435] При этом механический участок 116, имеющий элемент 113 сжатия и электрический элемент 110, оборудован в герметичном кожухе 103 на пружине 171, являющейся примером упругого элемента. Более конкретно, механический участок 116 соединен с нижней частью нижнего кожуха 101 поддерживающим участком 172 и пружиной 171, образующими конфигурацию опорного элемента, поддерживающего механический участок 116 и выполненного на нижнем конце статора 112.
[0436] Другими словами, поддерживающий участок 172 и пружина 171, оборудованные на нижнем конце статора 112, являются опорным элементом, упруго поддерживающим механический участок 116.
[0437] Пружина 171, т.е. упругий элемент, оборудована между закрепляющим участком 173 на стороне герметичного кожуха 103 и поддерживающим участком 172 на стороне механического участка 116. Пружина 171 частично прикреплена к закрепляющему участку 173 на стороне герметичного кожуха 103 запрессовкой и свободно установлена относительно поддерживающего участка 172 на стороне механического участка 116 с постоянным зазором в его радиальном направлении.
[0438] В настоящем варианте осуществления используют поршень 136, имеющий большой радиус, и, таким образом, конфигурация пружины 171 поддерживающего участка 172 на стороне механического участка 116 и закрепляющего участка 173 на стороне герметичного кожуха 103 является такой, как описано ниже в данном документе.
[0439] Прежде всего, величина дисбаланса увеличена с использованием поршня 136 с большим радиусом. По данной причине установка пружины 171 в вертикальном направлении выполнена с так называемой свободно посадкой, при этом установочный допуск во время запрессовки меньше для закрепляющего участка 173, чем для поддерживающего участка 172 на стороне механического участка 116, так что вибрации механического участка 116 во время работы в состоянии нормального режима не передаются на герметичный кожух 103. Данная конфигурация такова, что когда, например, тянущее усилие приложено в вертикальном направлении, поддерживающий участок 172 на верхней стороне вытягивается с меньшим усилием.
[0440] При этом, поскольку диаметр поршня 136 является большим, сила отталкивания поршня 136 при старте или остановке, а не при нормальной работе, обуславливает значительное раскачивание механического участка 116 от центра в горизонтальном направлении, т.е. в направлении колебаний поршня 136. В результате, более вероятно возникновение явления столкновения, в котором блок 133 цилиндра сталкивается с герметичным кожухом 103. По данной причине, в качестве конфигурации для уменьшения возникновения данного явления столкновения, зазор рядом с пружиной 171 в боковом направлении, т.е. горизонтальном направлении, выполнен меньше для поддерживающего участка 172 на стороне механического участка 116, чем для закрепляющего участка 173, и боковая поверхность поддерживающего участка 172 выполнена с возможностью простого входа в контакт с пружиной 171 для подавления перемещения в боковом направлении.
[0441] При данной конфигурации, например, в случае, если вес приложен к механическому участку 116 в боковом направлении, участок, вначале не имеющий контакта с пружиной 171, сталкивается с пружиной 171 скорее на стороне поддерживающего участка 172, чем на стороне закрепляющего участка 173. В настоящем варианте осуществления, конкретно, как показано на фиг.5B, конфигурация является такой, что зазор между нижней концевой частью 172a поддерживающего участка 172 и пружиной 171 меньше зазора между верхней концевой частью l73a поддерживающего участка 173 и пружиной 171.
[0442] Таким образом, соотношение между поддерживающим участком 172 на стороне механического участка 116 и пружиной 171 имеет, в сравнении с соотношением между закрепляющим участком 173 и пружиной 171, посадку, которая меньше и более свободна в направлении стойки и менее вероятно перемещается в боковом направлении.
[0443] Ввод 115, образующий часть нижнего кожуха 101, выполнен с возможностью осуществления электрической связи (не показано) между внутренней/внешней частью герметичного кожуха 103 и подводит электроэнергию к электрическому элементу 110 подводящей линией.
[0444] Подробно элемент 113 сжатия описан ниже.
[0445] Вал 130 включает в себя основной участок 131 вала, прикрепленный к ротору 111 запрессовкой или горячей запрессовкой, и эксцентричный участок 132, выполненный эксцентричным относительно основного участка 131 вала. Блок 133 цилиндра включает в себя камеру сжатия приблизительно цилиндрической формы, а также включает в себя приемное гнездо 135 вала, аксиально поддерживающее основной участок 131 вала 130; блок 133 цилиндра выполнен над электрическим элементом 110.
[0446] Поршень 136 имеет свободную посадку в камере 134 сжатия и соединен с эксцентричным участком 132 вала 130 с использованием соединительного блока 137. При данной конфигурации вращательный привод вала 130 может быть преобразован в возвратно-поступательный привод поршня 136, и поршень 136 затем расширяет и сокращает пространство в камере 134 сжатия, при этом сжимая хладагент 104 в герметичном кожухе 103 и выпуская хладагент 104 в холодильный цикл.
[0447] Кроме того, хладагент 104 всасывается во внутреннюю часть компрессора 28 через всасывающую трубу 178 и через отверстие 179c шумоглушителя 179 всасывания и проходит в камеру 134 сжатия.
[0448] При этом, как показано на фиг.27A, осевая линия 178a всасывающей трубы 178 размещена ближе к отверстию 179c шумоглушителя 179 всасывания, чем угловая часть 179b приемного участка 179a шумоглушителя 179 всасывания.
[0449] Кроме того, как показано на фиг.27B, осевая линия 178a всасывающей трубы 178 размещена большей частью по центру отверстия 179c шумоглушителя 179 всасывания.
<
<
[0450] Кроме того, диаметр поршня увеличен так, что ход А, т.е. расстояние совершения поршнем 136 возвратно-поступательного перемещения при осуществлении работы сжатия согласно настоящему варианту осуществления, длина В поршня 136 и диаметр С поршня 136 имеют соотношение АВС.
3
[0451] Более конкретно, считая диаметр С поршня 136 составляющим 27,8 мм, ход, т.е. расстояние совершения поршнем 136 возвратно-поступательного перемещения, составляет 20 мм. При этом образуется пространство камеры 134 сжатия, дающее объем цилиндра 12 см.
[0452] Кроме того, принимая длину В поршня 136 составляющей 21,5 мм, поршень 136 выполнен так, что диаметр С поршня 136 больше длины B.
[0453] Кроме того, ход имеет длину, в два раза большую значения эксцентриситета участка 132, выполненного эксцентричным относительно основного участка 131 вала 130. Другими словами, эксцентриситет в настоящем варианте осуществления составляет 10 мм.
[0454] Кроме того, блок 133 цилиндра снабжен проточкой 175, в которой образуется камера 134 сжатия, со свободной посадкой поршня 136 в нем. Кроме того, для улучшения жесткости и получения достаточной прочности без увеличения размера блока 133 цилиндра в случае, если поршень 136 выполнен большого размера, как в настоящем варианте осуществления, увеличенный участок 176a, который является выпуклым участком, с конфигурацией изогнутой поверхности, выполнен в окрестности проточки 175 блока 133 цилиндра.
[0455] При этом груз 170 коленчатого вала, оборудованный для уравновешивания величины радиального биения, возникающего во время возвратно-поступательного перемещения поршня 136, предусмотрен на эксцентричном участке 132 вала 130 аналогичным с поршнем 136 способом. Кроме того, по меньшей мере часть груза 170 коленчатого вала размещена как над горизонтальной линией 140, проходящей через верхний конец поршня 136 в вертикальном направлении элемента 113 сжатия, так и под горизонтальной линией 140, проходящей через верхний конец поршня 136.
[0456] В настоящем варианте осуществления верхний конец поршня 136 размещен на горизонтальной линии от удлиненной части 170a груза 170 коленчатого вала, предусмотренного на нижней стороне груза 170 коленчатого вала.
[0457] При этом, в отношении к электрическому элементу 110, использована конфигурация, одинаковая с описанной в пятом варианте осуществления, и, таким образом, ее подробное описание опущено.
[0458] Работа и действия холодильника 20, выполненного с такой конфигурацией, описаны ниже.
[0459] Блок 54 управления выполняет управление для реализации как работы с энергосбережением, в которой электрический элемент 110 работает с частотой вращения ниже частоты вращения серийного источника энергии, так и работы в режиме охлаждения при большой нагрузке, в которой электрический элемент 110 работает с частотой вращения, большей или равной частоте вращения серийного источника энергии, при этом охлаждая отделения хранения (холодильное отделение 22 и т.п.) до установленной температуры.
[0460] Во время такого охлаждения, когда компрессор 28 подключен к электропитанию, электрический ток подводится к статору 112 электрического элемента 110, и ротор 111 вращается под действием вращающегося магнитного поля, создаваемого статором 112. Вследствие вращения ротора 111 эксцентричный участок 132 вала 130, соединенный с ротором, получает вращательный привод, эксцентричный относительно оси вала 130.
[0461] Эксцентричный привод вала 130 преобразуется в привод возвратно-поступательного перемещения соединительным блоком 137, соединенным с эксцентричным участком 132, что, в свою очередь, дает в результате привод возвратно-поступательного перемещения поршня 136, соединенного с другим концом соединительного блока 137; поршень 136 осуществляет всасывающее сжатие хладагента 104 с изменением рабочего объема в камере 134 сжатия. Объем, который поршень 136 всасывает и выпускает в одном цикле возвратно-поступательного перемещения в камере 134 сжатия, называют "объем цилиндра", и холодопроизводительность изменяется в зависимости от значения объема цилиндра.
[0462] При этом использован инверторный компрессор, т.е. компрессор с изменяемыми показателями работы с возможностью работы на многочисленных заданных частотах вращения, в качестве компрессора 28.
[0463] Более конкретно, установлены шесть ступеней частоты вращения 20 об/с, 28 об/с, 35 об/с, 48 об/с, 58 об/с и 67 об/с. При этом среди данных многочисленных ступеней имеется максимум две частоты вращения, большие частоты вращения серийного источника энергии, тогда как больше половины частот вращения меньше частоты вращения серийного источника электроэнергии.
[0464] В холодильнике 20, оборудованном данным компрессором 28, т.е. инверторным компрессором, частота вращения при работе в энергосберегающем режиме, таком, как описанный выше, установлена на 28 об/с, т.е. частота вращения ниже 1/2 частоты вращения типичного серийного источника энергии, т.е. 60 Гц. Кроме того, работа может также осуществляться при 20 об/с, т.е. 1/3 частоты вращения типичного серийного источника энергии.
[0465] Кроме того, во время нормального охлаждения, т.е. при работе в режиме нормального охлаждения, частота отцентрована на 35 об/с, с максимальным значением 48 об/с. Другими словами, используется частота вращения ниже частоты вращения серийных источников энергии в Японии.
[0466] Следует отметить, что хотя частота вращения серийных источников энергии в Японии составляет 50 об/с или 60 об/с, в настоящем варианте осуществления 60 об/с, т.е. более высокая частота вращения серийного источника энергии, берется за частоту вращения типичного серийного источника энергии.
[0467] Частота вращения, большая или равная 60 об/с, используется только в случае, если большая нагрузка приложена к холодильнику вследствие резкого подъема температуры, обусловленного открытиями/закрытиями дверцы и т.п.
[0468] Таким образом, для реализации экономии энергии в холодильнике 20 согласно настоящему варианту осуществления стремятся к получению экономии энергии с использованием компрессора 28, т.е. инверторного компрессора, и в случае работы в режиме экономии энергии, т.е. в энергосберегающем режиме, энергосбережение осуществляется работой на низких оборотах с использованием компрессора 28 с большим объемом цилиндра. Кроме того, в случае, где большая нагрузка возникает вследствие открытия/закрытия дверцы, подъема внутренней температуры и т.д., компрессор 28 с большим объемом цилиндра может соответствовать высоким нагрузкам, работая на высоких оборотах в течение короткого периода времени. В результате, компрессор, получающий значительное энергосбережение, можно реализовать в данном холодильнике.
[0469] Кроме того, в холодильнике 20 согласно настоящему варианту осуществления в случае, если используется компрессор 28 с большим объемом цилиндра, описанный выше, обращают внимание на соотношение диаметра и хода поршня 136, образующих объем цилиндра компрессора 28. Более конкретно, вместо образования большого объема цилиндра удлинением хода, большой объем цилиндра образован увеличением диаметра поршня. При этом является возможной реализация компрессора, имеющего высокую надежность, даже при работе в широком диапазоне частоты вращения, и таким образом является возможной реализация как работы с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работы с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0470] При этом механический участок 116 с элементом 113 сжатия и электрическим элементом 110 оборудован в герметичном кожухе 103 на пружинах 171, являющихся примером упругого элемента. Более конкретно, механический участок 116 упруго поддерживает пружина 171, предусмотренная между закрепляющим участком 173, оборудованным на дне нижнего кожуха 101, и поддерживающим участком 172, оборудованным на нижнем конце статора 112.
[0471] Другими словами, поддерживающий участок 172 и пружины 171, оборудованные на нижней части статора 112, являются опорным элементом, упруго поддерживающим механический участок 116.
[0472] Пружина 171, являющаяся упругим элементом, выполнена так, что зазор между боковой поверхностью нижнего конца 172a поддерживающего участка 172 и пружиной 171 меньше зазора между боковой поверхностью верхнего конца 173a закрепляющего участка 173 и пружины 171. Другими словами, конфигурация такова, что такая взаимосвязь поддерживающего участка 172 и пружины 171 является свободной посадкой в вертикальном направлении вследствие малых допусков во время запрессовки, при этом зазор в боковом направлении мал, и, следовательно, перемещение затруднено. В данной конфигурации зазор в радиальном направлении (другими словами, в горизонтальном направлении) функционирует как буфер для подавления столкновений.
[0473] Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления пружина 171 и поддерживающий участок 172 и закрепляющий участок 173 соединены вместе запрессовкой. Вместе с тем, свободная посадка, в которой зазор создан при запрессовке на стороне поддерживающего участка и по меньшей мере стороне закрепляющего участка 173, также приемлема. В данном случае также можно получить действие, аналогичное варианту конфигурации, где пружина 171 и поддерживающий участок 172 легче высвобождаются в вертикальном направлении, чем пружина 171 и закрепляющий участок 173, или, другими словами, где поддерживающий участок 172 вытягивается с малым усилием.
[0474] Как уже описано, в настоящем варианте осуществления использование поршня 136 с большим радиусом увеличивает значение дисбаланса, и, таким образом, для подавления передачи вибраций от механического участка 116 на герметичный кожух 103 в состоянии нормальной работы конфигурация выполнена так, что установка пружин 171 в вертикальном направлении имеет посадочный допуск на стороне поддерживающего участка 172, меньший, чем на стороне закрепляющего участка 173 для механического участка, или, другими словами, при этом посадка является свободной посадкой. При этом, даже когда используют поршень 136 с большим диаметром, передача вибраций на внешнюю часть компрессора 28 через герметичный кожух 103 может подавляться.
[0475] Кроме того, поскольку диаметр поршня 136 большой, сила отталкивания поршня 136 при старте или остановке, а не при нормальной работе, обуславливает значительное раскачивание механического участка 116 в основном в горизонтальном направлении, т.е. направлении, в котором поршень 136 колеблется. В результате, явление столкновения, в котором блок 133 цилиндра сталкивается с герметичным кожухом 103, является более вероятным.
[0476] Соответственно, зазор, созданный в радиальном направлении между пружиной 171 и поддерживающим участком 172, меньше зазора между пружиной 171 и закрепляющим участком 173, так что конфигурация является такой, как в случае, где вес приложен к механическому участку 116 в боковом направлении, участок, вначале не вступающий в контакт с пружиной 171, сталкивается с пружиной 171 скорее на стороне поддерживающего участка 172, чем на стороне закрепляющего участка 173. Посредством этого явление столкновения, возникающее при старте и остановке механического участка 116, может подавляться.
[0477] Кроме того, в настоящем варианте осуществления груз 170 коленчатого вала для уравновешивания величины радиального биения, возникающего во время возвратно-поступательного перемещения поршня 136, предусмотрен на эксцентричном участке 132 вала 130 аналогичным с поршнем 136 способом. Кроме того, по меньшей мере часть груза 170 коленчатого вала размещена как над горизонтальной линией 140, проходящей через верхний конец поршня в вертикальном направлении элемента 113 сжатия, так и под горизонтальной линией 140, проходящей через верхний конец поршня 136.
[0478] В настоящем варианте осуществления поршень 136 размещен по горизонтальной линии от удлиненного участка 170a груза 170 коленчатого вала, созданного на нижней стороне груза 170 коленчатого вала.
[0479] Другими словами, необходимо увеличение габаритов и веса груза 170 коленчатого вала для уравновешивания радиального биения, возникающего во время возвратно-поступательного перемещения большого поршня 136. В настоящем варианте осуществления, когда поршень 136 находится в нижней мертвой точке во время работы, поршень 136 размещен по горизонтальной линии удлиненного участка 170a груза 170 коленчатого вала, и удлиненный участок 170a размещен на стороне основного участка 131 вала. По данной причине можно предотвратить столкновение между удлиненным участком 170a и поршнем 136 при расположении груза 170 коленчатого вала так, что уменьшается габаритная высота компрессора 28.
[0480] Кроме того, даже если удлиненный участок 170a размещен под горизонтальной линией 140, проходящей через верхний конец поршня 136, столкновение между удлиненным участком 170a в поршне 136 можно предотвратить, расположив коленчатый вал 130 с уменьшением габаритной высоты компрессора 28 аналогичным способом.
[0481] Соответственно, даже в случае, если форма и вес груза 170 коленчатого вала увеличены, груз 170 коленчатого вала можно расположить с уменьшением габаритной высоты компрессора 28.
[0482] Другими словами, в настоящем варианте осуществления в случае, если компрессор 28 оборудован в холодильнике 20 большой емкости, в котором внутренняя вместимость большая, в нормальных условиях, удлинение хода уменьшает размер и вес поршня 136 и, таким образом, делает возможным уменьшение величины дисбаланса; вместе с тем, несмотря на это, использована структура, сфокусированная на увеличении диаметра поршня 136. Для уменьшения величины дисбаланса поршня 136 при использовании такой структуры конфигурация выполнена так, что груз 170 коленчатого вала установлен насколько возможно ближе к поршню 136, что в первую очередь уменьшает габаритную высоту элемента 113 сжатия. Соответственно, с дополнительным уменьшением вибраций и уменьшением величины дисбаланса, возникающего во время возвратно-поступательного перемещения поршня 136, является возможным создание высоконадежного компрессора 28 с большим объемом цилиндра, с устранением неплотного контакта и т.п. на скользящем участке.
[0483] Кроме того, хладагент 104 всасывается через всасывающую трубу 178 в компрессор 28. Когда хладагент 104 всасывается из всасывающего отверстия 179c шумоглушителя 179 всасывания и проходит в камеру 134 сжатия, осевая линия 178a всасывающей трубы 178 размещена ближе к всасывающему отверстию 179c шумоглушителя 179 всасывания, чем угловой участок 179b приема участка 179a шумоглушителя 179 всасывания. Кроме того, осевая линия 178a всасывающей трубы 178 размещена большей частью по центру всасывающего отверстия 179c шумоглушителя 179 всасывания.
[0484] Здесь операции сжатия осуществляются в основном при низкой частоте вращения при использовании компрессора 28 с большим объемом цилиндра. В данном случае сила всасывания падает вследствие падения скорости потока хладагента 104, всасываемого через шумоглушитель 179 всасывания, и, таким образом, имеется тенденция, при которой хладагент 104, входящий из всасывающей трубы 178, выпускается в высокотемпературный внутренний объем оболочки, результатом чего является теплообмен. Другими словами, имеется тенденция всасывания хладагента 104 в камеру 134 сжатия в состоянии со сравнительно высокой температурой.
[0485] Вместе с тем, в настоящем варианте осуществления осевая линия 178a размещена ближе к всасывающему отверстию 179c шумоглушителя 179 всасывания, чем угловой участок 179b приемного участка 179a шумоглушителя 179 всасывания в горизонтальном направлении, и размещена большей частью по центру всасывающего отверстия 179c шумоглушителя 179 всасывания в вертикальном направлении. Посредством этого является возможным обуславливать всасывание через всасывающее отверстие 179c шумоглушителя 179 всасывания хладагента 104, проходящего из всасывающей трубы 178 при сравнительно низкой температуре, с большей уверенностью, и, таким образом, возможно улучшение кпд всасывания компрессора и, в свою очередь, улучшение кпд компрессора. Другими словами, является возможным создание компрессора 28 для холодильника с более высокой экономией энергии.
[0486] Кроме того, блок 133 цилиндра снабжен проточкой 175, в которой образована камера 134 сжатия со свободной посадкой поршня 136 в ней. Для улучшения жесткости и получения достаточной прочности без увеличения размера блока 133 цилиндра в случае, если поршень 136 выполнен большого размера, как в настоящем варианте осуществления, увеличенный участок 176a, т.е. выпуклый участок, с конфигурацией изогнутой поверхности, выполнен в окрестности проточки 175 блока 133 цилиндра.
[0487] Кроме того, блок 133 цилиндра также снабжен увеличенным участком 176b на стороне, противоположной увеличенному участку 176a, принимающим отверстием 177a приемного гнезда 177 вала, в котором основной участок 131 вала 130 имеет свободную посадку, предусмотренным между ними. Посредством этого общая прочность блока 133 цилиндра может быть улучшена для выдерживания нагрузок, передаваемых на приемное гнездо 177 вала.
[0488] Таким образом, увеличение общего объема и веса блока 133 цилиндра можно считать самым простым средством улучшения прочности блок 133 цилиндра в целом. Вместе с тем, в настоящем варианте осуществления увеличенный участок 176a и увеличенный участок 176b на стороне, противоположной увеличенному участку 176a, выполнены с приемным гнездом 177 вала между ними для улучшения прочности камеры 134 сжатия, таким образом улучшая прочность блока 133 цилиндра с использованием меньшего объема ресурсов с точки зрения защиты окружающей среды. Это, в свою очередь, улучшает жесткость с использованием выпуклых участков минимального размера с возможностью приема нагрузки от приемного гнезда 177 вала хорошо сбалансированным способом. Другими словами, блок 133 цилиндра может быть выполнен с использованием меньшего объема ресурсов.
Седьмой вариант осуществления
[0489]
На фиг.28 показано вертикальное сечение компрессора 28, т.е. герметичного компрессора, согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.29 показано вертикальное сечение основных элементов элемента 113 сжатия согласно седьмому варианту осуществления. Фиг.30(а), 30(b), 30(c) и 30(d) являются схемами, показывающими, по порядку, поведение поршня 136 во время процесса сжатия. Более конкретно, на фиг.30(а), 30(b) и 30(c) показаны начальные этапы процесса сжатия, соответственно. На фиг.30(d) показан более поздний этап процесса сжатия.
[0490] Блок 133 цилиндра имеет проточку 175 приблизительно цилиндрической формы и гнездо 177 для вала, расположенные фиксировано в установленном положении друг относительно друга. Поршень 136 вставлен в проточку 175 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, с образованием, таким образом, камеры 134 сжатия.
[0491] Следует отметить, что конфигурации в настоящем варианте осуществления, идентичные пятому и шестому вариантам осуществления, имеют идентичные позиции, и их описания здесь опущены. Техническая сущность, описанная в пятом и шестом вариантах осуществления, может быть применена в настоящем варианте осуществления, если указанное не вызывает каких-либо проблем, и объединение конфигураций настоящего варианта осуществления с конфигурациями пятого и шестого вариантов осуществления также возможно.
[0492] Один конец соединительного блока 137, т.е. соединяющий стержень, соединен с эксцентричным участком 132, а другой конец соединен с поршнем 136 поршневым шплинтом 143.
[0493] Здесь проточка 175 создана в блоке 133 цилиндра для образования камеры 134 сжатия вместе с поршнем 136 и клапанной плитой 139. Проточка 175 выполнена, как показано на фиг.29, имеющей сужающийся участок 134b, в котором внутренний диаметр уменьшается с D3 до D1 (где D3 больше D1) от стороны, с которой поршень 136 установлен в верхней мертвой точке, к стороне, с которой поршень 136 установлен в нижней мертвой точке, и прямой участок 134a, на котором внутренний диаметр является постоянным в осевом направлении в секции, равной в аксиальном направлении длине L1 на месте, соответствующем концевому участку поршня 136 на стороне камеры 134 сжатия, когда поршень 136 достигает верхней мертвой точки. При этом поршень 136 выполнен с внешним диаметром D2, постоянным по всей длине поршня 136.
[0494] Проточка 175 блока 133 цилиндра, показанная на фиг.29, выполнена так, что когда поршень 136 установлен в нижней мертвой точке, сторона поршня 136, противоположная камере 134, сжатия выдвинута в герметичный кожух 103.
[0495] Кроме того, канавка 136b подачи масла, приблизительно кольцевой формы, выполнена во внешней периферийной поверхности поршня 136 на стороне ближе к камере 134 сжатия. Вырезанный участок, на котором вырезана часть периферийной стенки проточки 175, выполнен так, что по меньшей мере часть канавки 136b подачи масла выдвинута из проточки 175 и сообщается с пространством герметичного кожуха 103 в состоянии, в котором поршень 136 установлен в нижней мертвой точке.
[0496] Ротор 111 электрического элемента 110 вращает вал 130, и вращательный привод эксцентричного участка 132 передается на поршень 136 через соединительный блок 137. При этом поршень 136 приводится в действие для возвратно-поступательного перемещения в камере 134 сжатия. В результате действия привода возвратно-поступательного перемещения поршня 136 газообразный хладагент (хладагент 104, подаваемый в газообразной форме; ниже называемый упрощенно "хладагент 104") всасывается в камеру 134 сжатия из системы охлаждения (не показано) и запускается обратно в систему охлаждения после сжатия.
[0497] Давление в камере 134 сжатия значительно не увеличивается при перемещении поршня 136 от положения в нижней мертвой точке, показанного на фиг.29, до положения после частичного совершения перемещения к верхней мертвой точке во время процесса сжатия хладагента 104. По данной причине, даже если зазор между внешней периферийной поверхностью 136a поршня 136 и сужающимся участком 134b сравнительно большой, хладагент 104 почти не имеет утечки вследствие уплотняющего действия масла 105 для холодильной машины, и сопротивление скольжению поршня 136 также является низким.
[0498] По ходу процесса сжатия давление хладагента 104 в камере 134 сжатия поднимается постепенно, и непосредственно перед достижением поршнем 136 положения в окрестности верхней мертвой точки давление внутри камеры 134 сжатия резко повышается. Вместе с тем, зазор между внешней периферийной поверхностью 136a поршня 136 и сужающимся участком 134b становится меньше к верхней мертвой точке, таким образом делая возможным уменьшение утечки хладагента 104. В это время прямой участок 134a действует, уменьшая утечку хладагента 104, с увеличением давления до заданного давления выброса, увеличивающегося в случае, если прямой участок 134a имеет сужающуюся форму.
[0499] Кроме того, поршень 136 выполнен так, что когда поршень 136 установлен в нижней мертвой точке, поршень 136 выдвинут из блока 133 цилиндра на стороне соединительного блока 137. По данной причине масло 105 для холодильной машины, распространившееся от верхнего конца вала 130, подается и удерживается как смазка на внешней периферийной поверхности 136a поршня 136.
[0500] Кроме того, поршень 136 выполнен так, что когда поршень 136 установлен в нижней мертвой точке, по меньшей мере часть приблизительно кольцевой канавки 136b подачи масла, выполненной во внешней периферийной поверхности 136a поршня 136 на стороне камеры сжатия 134, выдвинута к проточке 175 через вырезанный участок 120. По данной причине масло 105 для холодильной машины, распределенное от верхнего конца вала 130, подается в канавку 136b подачи масла и удерживается в ней как смазка.
[0501] При этом количество масла 105 для холодильной машины, подаваемого в зазор между внутренней периферийной поверхностью камеры 134 сжатия проточки 175 в блоке 133 цилиндра и внешней периферийной поверхностью 136a поршня 136, увеличивается во время процесса сжатия.
[0502] Кроме того, приблизительно кольцевая канавка 136b подачи масла является перемещающейся к положению, противостоящему прямому участку 134a проточки 175, и таким образом масло 105 для холодильной машины может легче транспортироваться к прямому участку 134a, где сопротивление скольжения самое большое.
[0503] В результате описанного выше, в дополнение к большему количеству масла 105 для холодильной машины, подаваемому к скользящему участку между блоком 133 цилиндра и поршнем 136, масло 105 для холодильной машины удерживается более предпочтительным способом, и, кроме того, сопротивление скольжения в состоянии, где поршень 136 приближен к положению верхней мертвой точки, может быть уменьшено. Это делает возможным достижение более высоких кпд.
[0504] В компрессоре 28, т.е. в герметичном компрессоре, приемное гнездо 177 вала образует подшипник под консольную ось, аксиально поддерживающий концевой участок основного участка 131 вала 130 на стороне эксцентричного участка 132, и скосы вала 130 в зазоре между основным участком 131 вала и гнездом 177 для вала; кроме того, известно, что направление и наклон вала демонстрируют сложное поведение, изменяющееся в зависимости от условий работы и т.д.
[0505] Причина состоит в том, что вал 130 находится под влиянием сложных сил, в частности, включающих в себя нагрузки от давления в камере 134 сжатия, фиктивную силу между поршнем 136 и соединительным блоком 137, т.е. соединяющим стержнем, и т.д.
[0506] Поэтому схема фиг.30, показывающая наклон вала 130, является расчетной.
[0507] Первой должна быть описана начальная стадия процесса сжатия.
[0508] Даже на начальном этапе процесса сжатия не ясно, какой наклон имеет вал 130; вместе с тем, как описано выше, наклон вала 130 является сложным, и, следовательно, можно думать, что поведение поршня 136 также является сложным.
[0509] Вместе с тем, на начальном этапе процесса сжатия поршень 136 установлен в пределах сужающегося участка 134b внутри камеры 134 сжатия, выполненный в участке отверстия цилиндрической формы; поршень 136 может, таким образом, легко получать наклон под действием незначительной силы. Соответственно, поршень 136 можно нормально считать скользящим вдоль одной из внутренних поверхностей стенок сужающегося участка 134b.
[0510] Здесь будут даны описания для случая, где поршень 136 наклоняется по существу способом, одинаковым с валом 130, и скользит вдоль сужающегося участка 134b в верхней зоне внутри камеры 134 сжатия, выполненной на участке отверстия цилиндрической формы.
[0511] Как показано на фиг.30(а), когда верхняя сторона внешней периферийной поверхности 136d поршня 136 перемещается к камере 134 сжатия со скольжением вдоль верха сужающегося участка 134b в камере 134 сжатия, выполненного на участке отверстия цилиндрической формы, участок 136c ведущей кромки нижней стороны внешней периферийной поверхности 136e поршня 136, т.е. не скользящий вдоль сужающегося участка 134b, входит в контакт с сужающимся участком 134b, противоположным верхней стороне внешней периферийной поверхности 136d, как показано на фиг.30(b).
[0512] В то же время эксперименты, выполненные изобретателями, показывают, что направление наклона поршня 136 инвертирует относительно оси камеры 134 сжатия, выполненной на участке отверстия цилиндрической формы, и внешняя периферийная поверхность, ранее не скользившая вдоль сужающегося участка 134b (нижней стороны внешней периферийной поверхности 136e в данном примере), становится скользящей по сужающемуся участку 134b, как показано на фиг.30(c).
[0513] Считается, что, начиная с участка 136c ведущей кромки на нижней стороне внешней периферийной поверхности 136e поршня 136, не скользящего вдоль сужающегося участка 134b при входе в контакт с сужающимся участком 134b, вал 130 должен значительно наклоняться в сторону, противоположную камере 134 сжатия, и направление наклона поршня 136 должно инвертировать относительно оси камеры сжатия 134, т.е. участка отверстия цилиндрической формы, выполненного наклонным.
[0514] В любом случае, с продолжением процесса сжатия и от середины хода процесса сжатия, нагрузка сжатия хладагента 104, получающаяся в результате увеличения давления хладагента 104 в камере 134 сжатия, обуславливает опирание только одной стороны основного участка 131 вала относительно эксцентричного участка 132 вала 130; таким образом вал 130 значительно наклоняется в сторону, противоположную камере 134 сжатия, с изменением его наклона и направления в зазоре между основным участком 131 вала и гнездом 177 для вала.
[0515] После этого, как показано на фиг.30(d), положение оси поршня 136 корректируется так, что ее наклон по существу совпадает с наклоном оси прямого участка 134a в камере 134 сжатия, выполненного в участке отверстия цилиндрической формы, и поршень 136 перемещается дополнительно к камере 134 сжатия, осуществляя сжатие, при котором утечка хладагента 104, увеличившаяся до заданного давления выпуска, уменьшается больше, чем в случае, если прямой участок 134a имеет сужающуюся форму.
[0516] Описания выше даны для варианта, где на начальном этапе процесса сжатия поршень 136 наклоняется по существу одинаково с валом 130 и скользит вдоль сужающегося участка 134b в верхней зоне внутри камеры 134 сжатия, выполненной на участке отверстия цилиндрической формы. Вместе с тем, можно считать, что даже в случае, если наклон поршня 136 и вала 130 отличаются, по меньшей мере поршень 136 наклоняется вдоль некоторой зоны сужающегося участка 134b; аналогично, предполагается, что поршень 136 ведет себя так, что направление его наклона инвертирует, и внешняя периферийная поверхность 136a, до сих пор не скользившая вдоль сужающегося участка 134b, скользит вдоль сужающегося участка 134b.
[0517] Описания поведения поршня 136 в области предположения даны выше; ниже описана техническая сущность настоящего изобретения, относящаяся к вышеупомянутому поведению поршня 136.
[0518] Были проведены эксперименты, в которых осуществлялись изменения проектных характеристик сужающихся участков 134b с фокусированием на поведении поршня 136, как показано на фиг.30. На основании данных экспериментов результаты уменьшения шума лучше достигались с сужающимся конструктивным исполнением, при котором контакт ведущих участков 136c ведущей кромки поршня 136 с сужающимся участком 134b больше связан с начальной стадией процесса сжатия, а не средней стадией и процессом сжатия в целом.
[0519] Причина этого состоит в том, что, как считается, в случае средней части и процесса сжатия в целом, где давление в камере 134 сжатия высокое и нагрузка сжатия большая, контакт и столкновение, возникающие, когда внешняя периферийная поверхность 136a поршня 136 входит в контакт с сужающимся участком 134b, должны быть серьезными вследствие большой скорости, при которой инвертирует направление наклона вала 130 или направление наклона поршня.
[0520] На основании вышеизложенных результатов и предположений элемент 113 сжатия выполнен так, что направление наклона поршня 136 во время начальной стадии процесса сжатия имеет допуск для перемещения относительно оси камеры сжатия 134, сконфигурированной на участке отверстия цилиндрической формы. Это основано на том заключении, что вместо инвертирования направления наклона поршня 136 в середине и в целом в процессе сжатия, возможно смягчить контакт между поршнем 136 и камерой 134 сжатия, сконфигурированной на участке отверстия цилиндрической формы, во время инвертирования в случае, если поршень имеет допуск для перемещения и может инвертировать и т.д. во время начальной стадии процесса сжатия, что приводит к уменьшению шума.
[0521] Более конкретно, осуществляется следующее для выполнения элемента 113 сжатия таким образом, что на начальном этапе процесса сжатия направление наклона поршня 136 имеет допуск для перемещения относительно оси камеры 134 сжатия, сконфигурированной на участке отверстия цилиндрической формы. То есть, сужающийся участок 134b выполнен в положении на стороне выше по течению процесса сжатия, и элемент 113 сжатия выполнен включающим в себя прямой участок 134a на стороне ниже по течению процесса сжатия, так что синхронизация, при которой внешняя периферийная поверхность 136a поршня 136, не скользящая вдоль сужающегося участка 134b при перемещении к камере 134 сжатия вдоль сужающегося участка 134b, входит в контакт с сужающимся участком 134b (см. фиг.30(b)), является начальной стадией процесса сжатия.
[0522] Следует отметить, что имеется также возможность инвертирования направления наклона поршня 136 без входа в контакт участка 136c ведущей кромки поршня 136 с сужающимся участком 134b, и в данном случае также считается, что аналогичные эффекты могут быть получены созданием допуска для перемещения на начальном этапе процесса сжатия.
[0523] Соответственно, в качестве примера конструктивного исполнения, где участок 136c ведущей кромки поршня 136 контактирует с сужающимся участком 134b во время начальной стадии процесса сжатия, в настоящем варианте осуществления прямой участок 134a постоянного внутреннего диаметра создан в области камеры 134 сжатия, сконфигурированный как участок отверстия цилиндрической формы, соответствующий верхнему концевому участку поршня 136 на стороне камеры 134 сжатия, примыкающий к сужающемуся участку 134b.
[0524] Возможность уменьшения утечки хладагента 104, увеличенной при давлении, до заданного давления выпуска больше, чем когда прямой участок 134a имеет сужающуюся форму, является, как описано выше, одним эффектом создания данного прямого участка 134a; вместе с тем, создание прямого участка 134a также делает возможной синхронизацию, при которой участок 136c ведущей кромки внешней периферийной поверхности 136a поршня 136 контактирует с сужающимся участком 134b, с которым внешняя периферийная поверхность 136a до этого времени не контактирует, необходимым во время начальной стадии процесса сжатия.
[0525] Как уже описано, предпочтительна такая конфигурация, что по меньшей мере часть внешней периферийной поверхности 136a, находящаяся ближе к камере 134 сжатия, чем штифт 143 поршня 136, установлена в сужающемся участке 134b в камере 134 сжатия, когда поршень 136 установлен на нижней мертвой точке или, другими словами, когда установлен на концевой точке процесса всасывания (т.е. начала отсчета процесса сжатия). Дополнительно желательна конфигурация, в которой поверхность 136f передней кромки поршня 136 установлена в сужающемся участке 134b в камере 134 сжатия, когда поршень 136 установлен на нижней мертвой точке или, другими словами, когда установлен на концевой точке процесса всасывания (то есть начала отсчета процесса сжатия).
[0526] Такое исполнение делает возможным для поршня 136 перемещение на начальном этапе процесса сжатия и, таким образом, делает возможным осуществление операции сжатия в более гладком режиме. Соответственно, как описано подробно в пятом и шестом варианте осуществления настоящего изобретения, в нормальном состоянии, когда образован большой объем цилиндра, удлинение хода уменьшает размер и вес поршня 136 и, таким образом, делает возможным уменьшение величины дисбаланса; вместе с тем, несмотря на это, использована структура, в которой внимание сфокусировано на увеличении диаметра поршня 136. В данном случае также с поршнем 136, имеющим возможность перемещения в вертикальном направлении на начальном этапе процесса сжатия, может быть создан компрессор 28 высокой надежности с большим объемом цилиндра, в котором неплотный контакт и т.п. на скользящем участке подавляется вследствие большого диаметра поршня 136 и малой длины поршня.
<
<
[0527] Кроме того, диаметр поршня увеличен так, что ход А, т.е. расстояние, которое поршень 136 проходит при возвратно-поступательном перемещении при осуществлении операции сжатия согласно настоящему варианту осуществления, длина В поршня 136 и диаметр С поршня 136 имеют соотношение АВС, как описано подробно в пятом и шестом вариантах осуществления; таким образом, неплотный контакт и т.п. на скользящем участке является более очевидным вследствие большей подвижности поршня. Вместе с тем, создавая сужающийся участок 134b согласно настоящему изобретению и, наоборот, создавая допуск для перемещения, неплотный контакт поршня сокращают, что делает возможным создание компрессора, имеющего высокую надежность и низкий уровень шума.
[0528] Соответственно, образование большого объема цилиндра с увеличением диаметра поршня 136 и уменьшением длины поршня 136 делает возможным уменьшение нагрузки при возвратно-поступательном перемещении. Посредством этого является возможной реализация компрессора 28, имеющего высокую надежность даже при работе в широком диапазоне частоты вращения, и таким образом является возможной реализация как работы с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работы с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждения при большой нагрузке.
[0529] Кроме того, в отношении длины в осевом направлении сужающегося участка 134b, необходимо использовать длину, при которой утечка хладагента 104 в камере 134 сжатия уменьшается на прямом участке 134a, и синхронизацию, при которой поверхность 136f передней кромки поршня 136 контактирует с сужающимся участком 134b во время начальной стадии процесса сжатия.
[0530] Здесь, начальную стадию процесса сжатия определяют в настоящем подробном описании, как начальный этап операции сжатия, по всем этапам от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки (то есть длины в направлении возвратно-поступательного перемещения камеры 134 сжатия), где поверхность 136f передней кромки поршня 136 установлена ближе к валу 130, чем центр.
[0531] В данном случае предпочтительна такая конфигурация, что часть внешней периферийной поверхности 136a, находящаяся ближе к камере 134 сжатия, чем штифт 143 поршня, установлена противоположно сужающемуся участку 134b на начальном этапе процесса сжатия (то есть на средней точке в направлении возвратно-поступательного перемещения в камере 134 сжатия). Еще более предпочтительна такая конфигурация, что поверхность 136f передней кромки поршня 136 установлена на сужающемся участке 134b в камере 134 сжатия на данной начальной стадии.
[0532] Более конкретно, предпочтительно, в настоящем варианте осуществления, длина в осевом направлении сужающегося участка 134b больше или равна 1/3 длины камеры 134 сжатия в направлении возвратно-поступательного перемещения и, более предпочтительно, больше или равна 1/2 такой длины. При этом в отношении верхнего предела желательна, для уменьшения утечки хладагента 104 в камере 134 сжатия на прямом участке 134a, по меньшей мере установка поверхности 136f передней кромки на прямом участке во время поздних стадий процесса сжатия, где давление высокое (последняя 1/4), и таким образом длина сужающегося участка меньше или равна 3/4 всей длины.
[0533] Кроме того, даже в случае, если направление наклона поршня 136 инвертирует относительно оси камеры 134 сжатия, с конфигурацией участка отверстия цилиндрической формы, и сторона внешней периферийной поверхности 136a, которая до этого не скользила вдоль сужающегося участка 134b, становится скользящей вдоль сужающегося участка 134b, длина в осевом направлении внешней периферийной поверхности 136a поршня 136, контактирующего с сужающимся участком 134b, является короткой, но подача масла 105 для холодильной машины, диспергированного горизонтально по всей окружности в герметичном кожухе 103 верхним концом вала 130, может быть достаточной.
[0534] По данной причине масло 105 для холодильной машины, достаточно подаваемое на внешнюю периферийную поверхность 136a поршня 136, может смягчать контакт между внешней периферийной поверхностью 136a поршня 136 и сужающимся участком 134b, таким образом делая возможным реализацию высокого кпд и более низкого уровня шума.
[0535] Кроме того, канавка 136b подачи масла выполнена во внешней периферии поршня 136 и выполнен вырезанный участок 120 так, чтобы образовать вырез части периферийной стенки камеры 134 сжатия, выполненной в виде участка отверстия цилиндрической формы, так что канавка 136b подачи масла сообщается с внутренним пространством герметичного кожуха 103 в окрестности нижней мертвой точки поршня 136.
[0536] По данной причине масло 105 для холодильной машины, диспергируемое горизонтально по всем периферийным направлениям в герметичном кожухе 103 от верхнего конца вала 130, может удерживаться канавкой 136b подачи масла и достаточно подаваться на сужающийся участок 134b и прямой участок 134a в камере 134 сжатия, выполненной с конфигурацией из участка отверстия цилиндрической формы. Посредством этого масло 105 для холодильной машины достигает уплотняющего эффекта, и утечка хладагента 104 может быть уменьшена; кроме того, масло 105 для холодильной машины, достаточно подаваемое на внешнюю периферийную поверхность 136a поршня 136, может смягчать контакт между внешней периферийной поверхностью 136a поршня 136 и сужающимся участком 134b, делая возможной реализацию высоких кпд и уменьшенного уровня шума.
[0537] Следует отметить, что хотя соединительный блок 137 описан как соединительный стержень в настоящем варианте осуществления, эффекты, аналогичные настоящему варианту осуществления, могут быть достигнуты с использованием соединительного механизма, имеющего подвижный участок, такой как сферический шарнир, в качестве соединительного блока 137.
Восьмой вариант осуществления
[0538]
На фиг.31 показан график характеристик компрессора 28 согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что на фиг.31 горизонтальная ось представляет частоту источника энергии, по существу одинаковую с частотой вращения, при которой работает компрессор 28, т.е. герметичный компрессор, а вертикальная ось представляет холодильный коэффициент или коэффициент производительности, показывающий кпд.
[0539] На фиг.32 показан увеличенный вид основных элементов на периферии поршня 136, используемых в компрессоре 28, т.е. герметичном компрессоре, согласно восьмому варианту осуществления. На фиг.33 показан вид сверху поршня 136, используемого в компрессоре 28, т.е. герметичном компрессоре, согласно восьмому варианту осуществления. На фиг.34 показан вид спереди, с направления В, поршня 136, показанного на фиг.33. На фиг.35 показан вид сверху первой альтернативной конфигурации примера поршня 136, используемого в компрессоре 28, т.е. герметичном компрессоре, согласно восьмому варианту осуществления. На фиг.36 показан вид спереди, с направления С, поршня 136, показанного на фиг.35. На фиг.37 показан вид сверху примера второй альтернативной конфигурации поршня 136, используемого в компрессоре 28, т.е. герметичном компрессоре, согласно восьмому варианту осуществления.
[0540] Настоящий вариант осуществления показывает альтернативные формы поршня 136 в компрессоре 28, описанном в вариантах осуществления с пятого по седьмой. Более конкретно, поршень 136 согласно настоящему варианту осуществления имеет различный вес в верхней и нижней сторонах в вертикальном направлении. При этом поршень 136 согласно настоящему варианту осуществления реализован в объединении с конфигурациями в вышеупомянутых вариантах осуществления, кроме поршня 136, и поэтому конкретные описания конфигураций кроме поршня 136 опущены.
[0541] В восьмом варианте осуществления углубление 163 выполнено во внешней периферийной поверхности 150 поршня 136, на периферии отверстия 142 под штифт, в которое вставлен штифт 143 поршня, углубление 163, входящее внутрь по диаметральному направлению сужающегося участка 141 отверстия под штифт и поршня 136. Углубление 163 включает в себя первое углубление 154 на верхней стороне в вертикальном направлении и второе углубление 155 на нижней стороне в вертикальном направлении, и первое углубление 154 и второе углубление 155 выполнены одинакового объема.
[0542] Углубление 163 выполнено так, что не сообщается как с поверхностью 136f ведущей кромки поршня 136, так и с концевой поверхностью 152 юбки, и контурная линия, показывающая форму углубления 163 на схеме в плане, имеет форму, в которой отсутствуют линии, параллельные осевой линии вала поршня 136.
[0543] Как можно видеть на фиг.32, показывающей состояние, в котором поршень 136 установлен в нижней мертвой точке, конфигурация является такой, что когда поршень 136 установлен в окрестности нижней мертвой точки, часть поршня 136 на стороне концевой поверхности 152 юбки выдвинута в пространство герметичного кожуха 103 из проточки 175 блока 133 цилиндра.
[0544] Кроме того, аналогично, как можно видеть по состоянию, в котором поршень 136 установлен на нижней мертвой точке, конфигурация является такой, что когда поршень 136 установлен в окрестности нижней мертвой точки, как первое углубление 154, так и второе углубление 155 углубления 163 частично выдвинуты в пространство герметичного кожуха 103 из проточки 175 блока 133 цилиндра.
[0545] Кроме того, в отношении форм первого углубления 154 и второго углубления 155 углубления 163, кривизна участка 157, выступающего к концевой поверхности 152 юбки поршня 136, выполнена меньше кривизны R образной формы 156, соединяющей участок 157 с участком 158 кромки, т.е. приблизительно прямой линией, на стороне поверхности 136f передней кромки поршня 136.
[0546] Поршень 136 разделен, если принять плоскость 195, проходящую через его аксиальный центр X и вертикальную относительно вала 130, за плоскость отсчета, на верхнюю сторону 192 и нижнюю сторону 193 по вертикальному направлению.
[0547] На верхней стороне 192 по вертикальному направлению выполнен горизонтально симметричный участок 194 V-образной канавки, таким образом, создана выемка от концевой поверхности 152 юбки к поверхности 136f передней кромки.
[0548] С созданием данного участка 194 V-образной канавки в верхней стороне 192 по вертикальному направлению вес верхней стороны 192 по вертикальному направлению поршня 136 становится меньше веса нижней стороны 193 по вертикальному направлению. В результате, поршень 136 имеет центр тяжести, расположенный на нижней стороне 193 по вертикальному направлению относительно своего аксиального центра.
[0549] Результаты экспериментов, выполненных с использованием поршня 136, вес которого отличается на верхней стороне и нижней стороне по вертикальному направлению, или, иными словами, поршня в варианте со смещением центра тяжести поршня 136 от центра в вертикальном направлении, показаны на фиг.31.
[0550] Как показано на фиг.31, в результате измерения кпд компрессора 28, т.е. герметичного компрессора, с конфигурацией, описанной выше, получены результаты, по которым кпд улучшен по сравнению с обычным герметичным компрессором, в котором центр тяжести поршня отцентрован по вертикальному направлению, вне зависимости от частоты вращения, на которой компрессор работает.
[0551] Данное улучшение кпд прямо относится к подавлению неплотного контакта и т.п. на участке скольжения в компрессоре 28 и также вносит вклад в уменьшение шума вследствие подавления неплотного контакта и т.п. на участке скольжения. Ниже описаны возможные причины данного улучшения кпд.
[0552] Когда осуществляют привод возвратно-поступательного перемещения поршня 136 в камере 134 сжатия, положение его центра тяжести смещено вверх в вертикальном направлении, приводя к появлению различных фиктивных сил, действующих на верхнюю сторону 192 по вертикальному направлению и нижнюю сторону 193 по вертикальному направлению поршня 136, что, в свою очередь, приводит к дисбалансу. По данной причине предполагается, что поршень 136 должен наклоняться в сторону вертикального направления с инвертированием, или, другими словами, сторона концевой поверхности 152 юбки поршня 136 должна быть установлена книзу по вертикальному направлению в проточке 175, и сторона поверхности 136f передней кромки должна быть установлена кверху по вертикальному направлению, или наоборот, сторона концевой поверхности 152 юбки поршня 136 должна быть установлена кверху по вертикальному направлению в проточке 175, и сторона поверхности 136f передней кромки должна быть установлена книзу по вертикальному направлению. Другими словами, предполагается, что создание поршня 136 с допуском для перемещения в вертикальном направлении должно улучшить его скольжение.
[0553] Таким образом, поршень 136 скользит, а наклон поддерживает смазку маслом 105 для холодильной машины, что ведет к увеличению давления масляной мембраны, когда поршень 136 скользит относительно внутренней поверхности стенки камеры 134 сжатия в проточке 175; в результате, поскольку формируется стабильное состояние смазки, когда поршень 136 приводится в возвратно-поступательное движение, считается, что потери на трение скольжения могут быть уменьшены.
[0554] Ниже описан вес участка 194 с V-образной канавкой.
[0555] Как упомянуто выше в описаниях конфигурации поршня 136, при создании участка 194 с V-образной канавкой поршень 136 выполнен так, что его вес на верхней стороне 192 по вертикальному направлению меньше веса на нижней стороне 193 по вертикальному направлению, и подтверждено, что это дает улучшение кпд.
[0556] Таким образом, участок 194 с V-образной канавкой делает возможным создание поршня с различным весом его верхней стороны и нижней стороны по вертикальному направлению, таким образом делая возможной регулировку величины дисбаланса.
[0557] При этом блок подачи масла увеличивает подачу масла 105 для холодильной машины в результате возникновения центробежной силы вследствие вращения вала 130, и масло 105 для холодильной машины, достигающее эксцентричного участка 132 по канавке подачи масла (не показано) вала 130, диспергируется в герметичном кожухе 103.
[0558] Диспергированное масло 105 для холодильной машины контактирует с контактной точкой, капает вниз на внешнюю периферийную поверхность 150 поршня 136 через участок 120 выреза и налипает на внешнюю периферийную поверхность 150.
[0559] В то же время, в состоянии, где поршень 136 установлен в нижней мертвой точке, часть поршня 136, включающая в себя углубление 163, выдвинута из блока 133 цилиндра, и поэтому больше диспергированного масла 105 для холодильной машины подается и удерживается в углублении 163 поршня 136 прямо сверху, через участок 120 выреза.
[0560] Кроме того, масло 105 для холодильной машины, капающее вниз и налипающее на внешнюю периферийную поверхность 150 поршня 136, подается на внешнюю периферийную поверхность 150 поршня 136 помимо углубления 163, канавки 136b подачи масла и т.д. в результате возвратно-поступательного перемещения поршня 136; таким образом, смазывается пространство между внешней периферийной поверхностью 150 поршня 136 и проточкой 175.
[0561] В частности, когда поршень 136 перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку, масло 105 для холодильной машины эффективно втягивается в пространство между проточкой 175 и внешней периферийной поверхностью 150 поршня 136 в результате перемещения поршня 136.
[0562] Здесь, углубление 163 имеет криволинейную форму в проекции на плоскость, при этом ширина скольжения в направлении юбки поршня 136 увеличена, так что линии, параллельные осевой линии вала поршня 136, не образуются. При этом масло 105 для холодильной машины, входящее в углубление 163, легко транспортируется и удерживается в окрестности приблизительно прямолинейного участка 158 кромки углубления 163 на стороне поверхности 136f передней кромки, и, кроме того, масло легко подается и удерживается канавкой 136b подачи масла из углубления 163.
[0563] По данной причине большее количество масла 105 для холодильной машины подается к участку скольжения между проточкой 175 и поршнем 136, и, кроме того, такое масло 105 для холодильной машины сохраняется в предпочтительном состоянии.
[0564] Поскольку достаточная масляная мембрана поддерживается между проточкой 175 и внешней периферийной поверхностью 150 поршня 136 вследствие данного эффекта, можно достичь чрезвычайно высоких свойств уплотнения и достичь улучшения в холодопроизводительности в результате улучшения в объемном кпд.
[0565] Кроме того, углубление 163 в проекции на плоскость не образует линий, параллельных осевой линии вала поршня 136, или, другими словами, поршень 163 в проекции на плоскость имеет конфигурацию линий, не параллельных осевой линии вала поршня 136. Посредством этого является возможным предотвращение локализованной абразивности, т.е. абразивности в направлении возвратно-поступательного перемещения, возникающей, когда образуются линии, параллельные осевой линии вала поршня 136, что не только улучшает свойства смазки, но также делает возможным достижение чрезвычайно высокой надежности.
[0566] Изложенная методика улучшения свойств смазки поршня 136 и методика улучшения кпд осуществлением установки центра тяжести поршня 136 на верхней стороне или нижней стороне по вертикальному направлению относительно аксиального центра, обе, являются методиками, вносящими вклад в улучшение кпд. Кроме того, в настоящем варианте осуществления методика улучшения свойств смазки поршня 136 дополнительно улучшает методику улучшения кпд, устанавливая центр тяжести поршня 136, и, таким образом, можно сделать заключение, что, в сравнении со стандартным герметичным компрессором, лежащим в основе обычной технологии, степень улучшения кпд является высокой.
[0567] Кроме того, при работе на частоте вращения 23 об/с или меньше, хотя отношение фиксированных потерь относительно суммарных потерь компрессора 28, т.е. герметичного компрессора, является высоким, возможна реализация уменьшения потерь трения скольжения и уменьшения вибраций при работе на низкой частоте вращения, с эффектом значительного уменьшения потребления энергии, и, таким образом, данные эффекты особенно значительны во время работы на низких частотах вращения.
[0568] При этом концентрация хладагента R600a является низкой в сравнении с хладагентом R134a, который использовали в холодильниках и т.п. в прошлом. По данной причине, в случае использования хладагента R600a, объем цилиндра увеличивают и внешний диаметр поршня 136 также увеличивают для получения холодопроизводительности, одинаковой с герметичным компрессором, использующим хладагент R134a.
[0569] Кроме того, как описано в вариантах осуществления с пятого по седьмой, компрессор 28 выполнен с большим объемом цилиндра посредством увеличения диаметра поршня 136; посредством этого реализован компрессор, имеющий высокую надежность даже при работе в широком диапазоне частоты вращения, и также возможна как реализация работы с энергосбережением в режиме экономии энергии, так и работа с высокой холодопроизводительностью в режиме охлаждение при большой нагрузке.
[0570] По данной причине площадь сечения канала в зазоре между проточкой 175 и поршнем 136, через который хладагент 104 уходит в герметичный кожух 103, увеличивается, облегчая утечку хладагента 104. Вместе с тем, вследствие методики улучшения свойств смазки, в которой создается допуск для перемещения в вертикальном направлении поршня 136 согласно настоящему варианту осуществления с дисбалансом в вертикальном направлении, свойства смазки участка скольжения между поршнем 136 и проточкой 175 могут быть улучшены. В результате, улучшаются свойства уплотнения зазора между проточкой 175 и поршнем.
[0571] Соответственно, утечки хладагента 104 могут быть эффективно уменьшены, даже если диаметр поршня 136 увеличен, как в настоящем изобретении, и, таким образом, является возможным создание компрессора с высоким кпд.
[0572] При этом количество потребляемой энергии может быть уменьшено в холодильнике 20, снабженном холодильным устройством с компрессором 28 с высоким кпд, описанным выше.
[0573] Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления в верхней стороне 192 по вертикальному направлению поршня 136, участок 194 V-образной канавки выполнен горизонтально симметричным, с созданием, таким образом, углубления, ведущего от концевой поверхности 152 юбки к поверхности 136f передней кромки. Вместе с тем, эксперименты подтверждают, что аналогичное улучшение кпд может быть достигнуто, даже если поршень 136 собран наоборот, с участком 194 V-образной канавки, установленным в нижней части по вертикальному направлению.
[0574] Кроме того, участок 194 V-образной канавки выполнен для создания углубления, ведущего от концевой поверхности 152 юбки к поверхности 136f передней кромки в верхней стороне 192 по вертикальному направлению поршня 136, и центр тяжести поршня 136 установлен в нижней стороне 193 по вертикальному направлению относительно его аксиального центра. Вместе с тем, изобретение можно реализовать аналогичным способом, исключив участок 194 V-образной канавки и установив объем первого углубления 154 большим, чем второго углубления 155, так что центр тяжести поршня 136 установлен на нижней стороне 193 по вертикальному направлению относительно его аксиального центра.
[0575] Кроме того, изобретение можно реализовать аналогичным способом, исключив участок 194 V-образной канавки, первое углубление 154 и второе углубление 155 и выполнив поршень 136 так, что объемы верхней стороны 192 по вертикальному направлению и нижней стороны 193 по вертикальному направлению поршня 136 являются отличающимися, с использованием других конфигураций. Например, можно рассмотреть конфигурацию из разных металлов, используемых периодически в степени, почти не влияющей на изменение зазора между поршнем 136 и внутренней поверхностью стенки, образующей камеру 134 сжатия проточки 175 при работе поршня 136.
[0576] В любом случае, как уже описано, поскольку поршень 136 выполнен так, что его центр тяжести установлен в верхней стороне 192 по вертикальному направлению или нижней стороне 193 по вертикальному направлению относительно его аксиального центра, подтверждается улучшение кпд во время работы, и возможны многие компоновки деталей для реализации такой конфигурации.
[0577] Например, конфигурация участка 194 V-образной канавки, отличающаяся от показанных на фиг.33 и 34, показана на фиг.35 и 36.
[0578] На фиг.35 и 36 участок 194 V-образной канавки заменен отверстиями, проходящими от концевой поверхности 152 юбки поршня 136 к поверхности 136f передней кромки и выполненными в верхней стороне 192 по вертикальному направлению и расположенными симметрично относительно вертикальной плоскости 199, проходящей через аксиальный центр. Конечно, изобретение можно реализовать аналогичным способом, даже если участок 194 V-образной канавки размещен в нижней части по вертикальному направлению.
[0579] Кроме того, в настоящем варианте осуществления элемент 113 сжатия установлен сверху электрического элемента 110. Вместе с тем, изобретение можно реализовать аналогичным способом, даже если элемент 113 сжатия установлен снизу электрического элемента 110. Следует отметить, что с точки зрения вибраций предпочтительно положение элемента 113 сжатия сверху электрического элемента 110, при этом подавляется передача вибрации на герметичный кожух 103 от элемента 113 сжатия, т.е. источника вибрации, посредством пружины 171.
[0580] Кроме того, для создания допуска для перемещения в вертикальном направлении посредством создания дисбаланса в вертикальном направлении создание выпуклого участка 136g выступа в поверхности 136f передней кромки поршня 136, как показано на фиг.37, можно использовать в качестве различных форм, обуславливающих разный вес поршня 136 в верхней стороне и нижней стороне по вертикальному направлению.
[0581] Следует отметить, что само собой разумеется, что когда форма поршня 136, созданная с допуском для перемещения в вертикальном направлении посредством создания дисбаланса в вертикальном направлении, объединяется со структурой, в которой создан сужающийся участок 134b в проточке 175, как описано в седьмом варианте осуществления, эффект от использования допуска для перемещения в вертикальном направления может быть дополнительно усилен.
[0582] Структура, описанная в седьмом варианте осуществления, где сужающийся участок 134b создан в проточке 175, делает возможным создание поршня с допуском для возможности перемещения на начальном этапе процесса сжатия, и, таким образом, возможно осуществление операции сжатия в более гладком режиме. По данной причине, в нормальных условиях, когда выполняют цилиндр большого объема, удлинение хода уменьшает размер и вес поршня и, таким образом, делает возможным уменьшение величины дисбаланса; вместе с тем, даже в случае, если, несмотря на это, используют структуру, в которой фокус направлен на увеличение диаметра поршня 136, поршень снабжают допуском для возможности перемещения в вертикальном направлении на начальном этапе процесса сжатия. Соответственно, является возможным устранение недостатка неплотного контакта и т.п. на участке скольжения вследствие большого радиуса поршня и малой длины поршня, и, таким образом, является возможным создание компрессора 28 с низким уровнем вибраций, высокой надежностью и большим объемом цилиндра.
[0583] Кроме того, уменьшение потребления энергии может быть достигнуто созданием описанного компрессора 28, т.е. герметичного компрессора, в устройстве замораживания/холодильном устройстве (не показано), таком как домашний электрический холодильник.
Промышленная применимость
[0584] Холодильник согласно настоящему изобретению можно применять как домашний или промышленный холодильник, переключающийся между режимами работы, такими как работа с энергосбережением, автоматически, с использованием результатов из блока детектирования, такого как блок детектирования освещенности или т.п., оборудованный в холодильнике. Кроме того, настоящее изобретение можно применять в управлении, когда домашний или промышленный холодильник автоматически осуществляет работу с энергосбережением.
Перечень ссылочных позиций
[0585] 20 холодильник
21 основной корпус холодильника
22 холодильное отделение
22a дверца холодильного отделения
23 отделение приготовления льда
24 переключаемое отделение
25 морозильное отделение
26 овощное отделение
27 блок управления
27a панель управления
28 компрессор
29 отделение охлаждения
30 блок охлаждения
31 охлаждающий вентилятор
32 лучистый нагреватель
36 датчик освещенности
37 переключатель режимов работы
38 индикаторная лампа
39 блок уведомления (светодиод)
40 датчик активности человека
41 крышка датчика освещенности
42 крышка светодиода
43 крышка панели управления
51 реле дверцы
52 датчик внешней температуры
53 датчик внутренней температуры
54 блок управления
55 запоминающее устройство
56 нагреватель компенсации температуры
57 внутренняя лампа
61 блок определения
77 крышка блока дисплея
78 блок дисплея
79 панель
80 датчик освещенности
81 знак логотипа
82 операционный блок дисплея
82а переключатель операций
83 уведомляющий светодиод
84 фотодетектор
85 антиотражательный участок
86 крышка лампы уведомления
87 крышка блока фотодетектора
89 крышка панели
89а участок с крючками крышки панели
89b поверхность боковой стенки
103 герметичный кожух
110 электрический элемент
111 ротор
112 статор
113 элемент сжатия
116 механический участок
130 вал
132 эксцентричный участок
133 блок цилиндра
134 камера сжатия
134a прямой участок
134b сужающийся участок
136 поршень
170 груз коленчатого вала
171 пружина
175 проточка.