JP5008440B2 - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明は、庫内設定温度が互いに異なる複数の貯蔵室を備えた冷却貯蔵庫に関する。
この種の冷却貯蔵庫の一例として冷凍冷蔵庫が挙げられる。冷凍冷蔵庫は、断熱箱体からなる本体内が断熱性の仕切壁で冷蔵室と冷凍室とに区分され、各室にはそれぞれ、個別に設けられた冷凍サイクルの一部を構成する冷却器と、冷却ファンとが装備された構造であって、各室では、庫内温度センサで検知された庫内温度と、予め定められた庫内設定温度(例えば冷蔵室は5℃、冷凍室は−25℃)とが比較され、検知温度が設定温度よりも高いか低いかにより、冷却運転とその停止とが繰り返されて、各室がそれぞれ、ほぼ庫内設定温度に維持されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
ここで上記の制御運転を、冷蔵室側を例に採ってより具体的に示すと、図8に示すように、庫内温度センサによる検知温度が、庫内設定温度(5℃)の上限値(5℃+2K=7℃)に上昇したら、対応する冷凍サイクルの圧縮機を運転し、同庫内設定温度の下限値(5℃−2K=3℃)に下降したら、圧縮機を停止するようになっている。冷却運転中には、庫内空気が、冷却された冷却器と熱交換して冷気が生成され、この冷気が冷却ファンにより冷蔵室内に循環されることで冷蔵室が冷却され、このときは、庫内空気が冷却器を通過する間に庫内空気中の水分が霜となって冷却器に付着するために、冷蔵室内の湿度は低下する。一方、冷却運転の停止中は冷却器が冷却されないために、冷却器自身が0℃以上となったところで霜が融けて水滴となり、これが冷却ファンにより冷蔵室内に発散されることで、冷蔵室内の湿度は上昇する。
特開2000−220939公報
上記のように冷蔵室では、冷却運転の停止中に高湿度となる傾向にあるが、そうすると、低温に制御される冷凍室との間を区切る仕切壁に結露が生じるという問題があった。特に、当該冷凍冷蔵庫の設置位置の周囲温度が低いと、冷蔵室の温度上昇も抑制されるために冷却運転の停止時間が長くなり、高湿度にある状態がより長くなるために、さらに結露しやすくなるという事情があった。
なお、庫内負荷が多い場合も、冷蔵室の温度上昇が抑制されて冷却運転の停止時間が長くなり、同じく高湿度にある状態がより長くなるためにさらに結露しやすくなっていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、庫内設定温度が高い方の貯蔵室における結露を抑制するところにある。
請求項1の発明は、断熱箱体からなる貯蔵庫本体内には複数の貯蔵室が断熱性の仕切壁により区分して形成され、各貯蔵室には、圧縮機を有する個別の冷凍装置と循環接続されることで独立した冷凍サイクルを構成する冷却器と、冷却ファンと、庫内温度を検知する庫内温度センサとがそれぞれ設けられるとともに、互いに高低異なる庫内設定温度が設定されるようになっており、各貯蔵室では、庫内温度センサで検知された検知温度が対応する庫内設定温度の上限値に達したら、対応する冷凍サイクルの圧縮機の運転を伴って冷却器の冷却動作を実行し、同庫内設定温度の下限値に達したら、同冷凍サイクルの圧縮機の停止に伴って冷却器の冷却動作を停止することを繰り返すことにより、庫内が対応する庫内設定温度に維持されるようにした冷却貯蔵庫において、当該冷却貯蔵庫の設置位置の周囲温度を検知する周囲温度センサが具備されるとともに、この周囲温度センサの検知温度が所定温度以下であるときには、庫内設定温度が高い方の貯蔵室のみにおいて同庫内設定温度の上限値を下げるように補正する補正手段が設けられている構成としたところに特徴を有する。
請求項2の発明は、断熱箱体からなる貯蔵庫本体内には複数の貯蔵室が断熱性の仕切壁により区分して形成され、各貯蔵室には、圧縮機を有する個別の冷凍装置と循環接続されることで独立した冷凍サイクルを構成する冷却器と、冷却ファンと、庫内温度を検知する庫内温度センサとがそれぞれ設けられるとともに、互いに高低異なる庫内設定温度が設定されるようになっており、各貯蔵室では、庫内温度センサで検知された検知温度が対応する庫内設定温度の上限値に達したら、対応する冷凍サイクルの圧縮機の運転を伴って冷却器の冷却動作を実行し、同庫内設定温度の下限値に達したら、同冷凍サイクルの圧縮機の停止に伴って冷却器の冷却動作を停止することを繰り返すことにより、庫内が対応する庫内設定温度に維持されるようにした冷却貯蔵庫において、庫内設定温度が高い方の貯蔵室における冷却器の冷却動作の停止時間を計測するタイマが具備され、このタイマの計測時間が所定時間以上であるときには、庫内設定温度が高い方の貯蔵室のみにおいて同庫内設定温度の上限値を下げるように補正する補正手段が設けられている構成としたところに特徴を有する。
<請求項1の発明>
庫内設定温度が高い方の貯蔵室において、周囲温度センサにより検知された周囲温度が所定温度以下のときは、冷却器の冷却動作の停止からその再開に切り替わる温度となる庫内設定温度の上限値が下方修正される。これにより、各冷却停止時間すなわち高湿度状態となる時間が短縮され、庫内設定温度が低い方の貯蔵室との間の区画壁に結露することが抑制される。そのため、庫内設定温度が高い方の貯蔵室に貯蔵された食材が濡れることが防止され、より衛生的に保存することが可能となる。
なお、各貯蔵室の冷却器は、個別に設けられた冷凍装置と循環接続されることで独立して冷凍サイクルが構成されており、したがって庫内設定温度が高い方の貯蔵室における冷却器は、対応する冷凍サイクルの圧縮機の運転と停止とに伴って、冷却動作の実行とその停止とが制御される。各貯蔵室について独立した冷凍サイクルが装備された形式のものに適用可能である。
<請求項2の発明>
庫内設定温度が高い方の貯蔵室において、タイマにより計測された冷却器の冷却動作の各停止時間が所定時間以上となったときは、冷却動作の停止からその再開に切り替わる温度となる庫内設定温度の上限値が下方修正される。これにより、各冷却停止時間すなわち高湿度状態となる時間が長くなることが防止され、庫内設定温度が低い方の貯蔵室との間の区画壁に結露することが抑制される。そのため、庫内設定温度が高い方の貯蔵室に貯蔵された食材が濡れることが防止され、より衛生的に保存することが可能となる。
なお、各貯蔵室の冷却器は、個別に設けられた冷凍装置と循環接続されることで独立して冷凍サイクルが構成されており、したがって庫内設定温度が高い方の貯蔵室における冷却器は、対応する冷凍サイクルの圧縮機の運転と停止とに伴って、冷却動作の実行とその停止とが制御される。各貯蔵室について独立した冷凍サイクルが装備された形式のものに適用可能である。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図5によって説明する。この実施形態では、4ドア型の冷凍冷蔵庫を例示している。
冷凍冷蔵庫は、図1及び図2に示すように、前面開口のやや縦長の断熱箱体からなる本体10を有しており、本体10内には、間口方向の中央部に断熱性の仕切壁11が設けられることで、正面から見た左側に冷蔵室12Rが、右側に冷凍室12Fが形成されている。本体10の前面開口部には、観音開き式の断熱扉13が上下2段に分かれて装着されている。本体10は、底面に配された図示4本の脚14で支持されているとともに、本体10の上面には、パネルで囲まれることにより機械室16が形成されている。
冷蔵室12Rと冷凍室12Fとには、独立した冷凍サイクル20R,20Fがそれぞれ装備されている。冷蔵用と冷凍用の冷凍サイクル20R,20Fはそれぞれ、図3に示すように、圧縮機21R,21F、凝縮器22R,22F、ドライヤ23R,23F、膨張弁としてのキャピラリチューブ24R,24F及び冷却器25R,25F(蒸発器)を、冷媒管により循環接続することで形成されている。なお実際に配設するに当たっては、両凝縮器22R,22Fは並んで設けられて、凝縮器ファン26については1台が共用されている。また、冷蔵側において、冷却器25Rの出口側にアキュムレータ27(液分離器)を設けてもよい。
冷凍サイクルの配設構造は、冷蔵室12R側を例に採ると、図2に示すように、冷蔵室12Rの天井壁に開口された窓孔30を塞ぐようにして断熱性の基台31が設置され、同基台31上に、圧縮機21R、凝縮器22R等からなる冷凍装置28Rが載置されるとともに、下面側に冷却器25Rが吊り下げて取り付けられている。
一方、冷蔵室12Rの天井部分における窓孔30の下面側には、ドレンパンを兼ねたエアダクト33が張られることで冷却器室34が形成されている。冷却器室34内には上記した冷却器25Rが収容され、またエアダクト33の手前側(同図の右側)には吸込口36が設けられて冷却ファン37が装備されているとともに、奥側には吹出口38が設けられている。
したがって冷却ファン37が駆動されると、図2の矢線に示すように、冷蔵室12Rの空気が吸込口36から冷却器室34内に吸い込まれ、冷却器25Rを流通したのち吹出口38から冷蔵室12Rに向けて吹き出されるといった循環流が生じるようになっている。
なお、冷凍室12F側における冷凍サイクル20Fの配設構造、ならびに空気の循環流通形態は、上記した冷蔵室12R側と同様である。
基本的な冷却制御運転は、以下のようにして行われる。図4に示すように、マイコン等を搭載した制御装置40には、冷蔵室12Rと冷凍室12Fの庫内温度を検知する庫内温度センサ41R,41Fが接続され、これらは例えば、冷却器室34内における冷却器25R,25Fの上流側に配されている。一方、庫内設定温度入力部42により冷蔵室12Rと冷凍室12Fの庫内設定温度TR,TFが入力できるようになっており、例えば冷蔵室12Rでは「5℃」、冷凍室12Fでは「−25℃」に設定される。
冷蔵室12R側では、冷却ファン37が駆動される一方、図5の初期側のチャートに参照して示すように、庫内温度センサ41Rによる検知温度が、庫内設定温度TR(5℃)の上限値TR_u(5℃+2K=7℃)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Rの圧縮機21Rが運転され、同庫内設定温度TRの下限値TR_d(5℃−2K=3℃)に下降したら圧縮機21Rが停止され、この動作が繰り返されることで、冷蔵室12Rの庫内温度が、ほぼ設定温度TR(5℃)に維持されるようになっている。
冷凍室12F側でも、冷却ファン37が駆動される一方、庫内温度センサ41Fによる検知温度が、庫内設定温度TFの上限値TF_u(−25℃+2K)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Fの圧縮機21Fが運転され、同庫内設定温度TFの下限値TF_d(−25℃−2K)に下降したら圧縮機21Fが停止され、この動作が繰り返されることで、冷凍室12Fの庫内温度が、ほぼ設定温度TF(−25℃)に維持されるようになっている。
さてこの実施形態では、冷蔵室12R側の冷却制御運転を行うに際し、圧縮機21Rの停止時間(圧縮機21Rがオフとなってから再度オンされるまでの時間)が長くなり勝ちな条件下では、同停止時間を短縮する手段が講じられている。本実施形態では、上記条件として、当該冷凍冷蔵庫の設置位置の周囲温度が選択されている。
そのため、上記した圧縮機21R,21Fの運転と停止を制御する制御装置40の入力側には、上記周囲温度を検知する周囲温度センサ45が接続されている。この周囲温度センサ45は、図2に示すように、制御装置40等を格納して機械室16内に装備された電装箱46の外面等に装着されている。
一方、制御装置40には、周囲温度センサ45の検知温度Tsが所定温度以下であるときには、冷蔵室12Rの庫内設定温度の上限値TR_uを下方修正するように補正する補正部48が設けられている。具体的には、周囲温度Tsが「10℃」以下となったら、庫内設定温度の上限値TR_uが、「庫内設定温度TR+2K」から『庫内設定温度TR+1K』に補正されるようになっている。なお、庫内設定温度の上限値TR_uを、「庫内設定温度TR+2K」に戻す場合は、周囲温度Tsが「15℃」以上になったときとされている。誤動作を防止するためである。
続いて、本実施形態の作用を説明する。
冷蔵室12Rの庫内設定温度TRは「5℃」、冷凍室12Fの庫内設定温度TFは「−25℃」に設定されている。冷凍室12F側では、冷却ファン37が連続して駆動される一方、庫内温度センサ41Fによる検知温度が、庫内設定温度の上限値TF_u(−25℃+2K)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Fの圧縮機21Fが運転され、同庫内設定温度の下限値TF_d(−25℃−2K)に下降したら圧縮機21Fが停止され、この動作が繰り返されることで、冷凍室12Fの庫内温度が、ほぼ設定温度(−25℃)に維持される。
一方の冷蔵室12R側では、図5のタイミングチャートに示すように、同じく冷却ファン37が連続して駆動された状態において、周囲温度Tsが「10℃」を超えている間は、庫内温度が、庫内設定温度の上限値TR_u(5℃+2K=7℃)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Rの圧縮機21Rが運転され、同庫内設定温度の下限値TR_d(5℃−2K=3℃)に下降したら圧縮機21Rが停止されることが繰り返される。
この間、周囲温度Tsが「10℃」に下降したことが検知されたら、補正部48において、庫内設定温度の上限値TR_uが『庫内設定温度TR+1K』に補正される。したがってそれ以降は、庫内温度が、庫内設定温度の上限値TR_u(5℃+1K=6℃)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Rの圧縮機21Rが運転され、同庫内設定温度の下限値TR_d(5℃−2K=3℃)に下降したら圧縮機21Rが停止されることが繰り返される。
周囲温度Tsが「15℃」まで上昇したら、庫内設定温度の上限値TR_uが「庫内設定温度TR+2K」に戻される。
以上のように、図5において周囲温度Tsが低い期間X、すなわち「10℃」以下に下降してから「15℃」に上昇するまでの期間Xでは、冷蔵室12R側において、圧縮機21Rの停止からその再開に切り替わる温度となる庫内設定温度の上限値TR_uが、「1K」下げられる。そのため、仮に庫内設定温度の上限値TR_uが、「5℃+2K=7℃」のままであると、同図の鎖線の特性線aに示すように、庫内温度が「7℃」に至って初めて圧縮機21Rがオンされることになるため、圧縮機21Rの停止時間がSaとなるところが、庫内設定温度の上限値TR_uが、「5℃+1K=6℃」に補正されると、同図の実線の特性線Aに示すように、庫内温度が「6℃」に至ったところで、圧縮機21Rがオンされることになって、圧縮機21Rの停止時間SAは、上記よりも短くなる。
これにより、冷蔵室12R内が高湿度状態となる時間が短縮され、冷凍室12Fとの間の仕切壁11に結露することが抑制される。そのため、冷蔵室12Rに貯蔵された食材が濡れることが防止され、より衛生的に保存できる。
なお、上記のように庫内設定温度の上限値TR_uを下げることで、圧縮機21Rの各停止時間が短縮されると、例えば1日単位で見た場合には、圧縮機21Rのトータルのオン時間、すなわち冷却運転時間が長くなり、それによって冷蔵室12R内の温度は平均して1℃程度下がる可能性があるが、貯蔵された食材自体は1℃も下がるおそれがなく、品質には問題がないことが確認されている。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図6及び図7によって説明する。
この実施形態では、圧縮機21Rの停止時間(圧縮機21Rがオフとなってから再度オンされるまでの時間)が長くなり勝ちな条件として、庫内負荷、すなわち貯蔵された食材の量が多い場合を想定している。食材の量が多いと、冷蔵室12R全体の熱容量が大きくなるために、庫内温度が一旦下がったのちは上昇し難くなり、結果、圧縮機21Rの停止時間が長くなる。本実施形態では、庫内負荷の多少を、圧縮機21Rの停止時間を直接に見ることで判断するようになっている。
そのため、圧縮機21R,21Fの運転と停止を制御する制御装置40Aには、図6に示すように、圧縮機21Rの各停止時間S(圧縮機21Rがオフとなってから再度オンされるまでの時間)をそれぞれ計測するタイマ50が装備される一方、同タイマ50により計測された圧縮機21Rの停止時間Sが所定時間以上であるときには、冷蔵室12Rの庫内設定温度TRの上限値TR_uを下方修正するように補正する補正部51が設けられている。具体的には、圧縮機21Rの停止時間Sが「1時間」以上となったら、庫内設定温度の上限値TR_uが、「庫内設定温度TR+2K」から『庫内設定温度TR+1K』に補正されるようになっている。なお、庫内設定温度の上限値TR_uを、「庫内設定温度TR+2K」に戻す場合は、停止時間Sが「30分」以下になったときとされている。同様に、誤動作を防止するためである。
実施形態2の作用は、以下のようである。
冷凍室12F側は、実施形態1と同様の冷却制御運転がなされて、ほぼ設定温度TF(−25℃)に維持される。
冷蔵室12R側では、図7のタイミングチャートに示すように、冷却ファン37が連続して駆動された状態において、圧縮機21Rの各停止時間Sが「1時間」未満の間は、庫内温度が、庫内設定温度の上限値TR_u(5℃+2K=7℃)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Rの圧縮機21Rが運転され、同庫内設定温度の下限値TR_d(5℃−2K=3℃)に下降したら圧縮機21Rが停止されることが繰り返される。
この間、圧縮機21Rの停止時間Sが「1時間」以上となったことが計測されたら、補正部51において、庫内設定温度の上限値TR_uが『庫内設定温度TR+1K』に補正される。したがってそれ以降は、庫内温度が、庫内設定温度の上限値TR_u(5℃+1K=6℃)に上昇したら、対応する冷凍サイクル20Rの圧縮機21Rが運転され、同庫内設定温度の下限値TR_d(5℃−2K=3℃)に下降したら圧縮機21Rが停止されることが繰り返される。
圧縮機21Rの停止時間Sが「30分」以下となったことが計測されたら、庫内設定温度の上限値TR_uが「庫内設定温度+2K」に戻される。
以上のように、圧縮機21Rの各停止時間が長い期間Y、ここでは、停止時間Sが「1時間」以上になってから「30分」以下になるまでの期間Yでは、冷蔵室12R側において、圧縮機21Rの停止からその再開に切り替わる温度となる庫内設定温度の上限値TR_uが、「1K」下げられる。そのため、仮に庫内設定温度の上限値TR_uが、「5℃+2K=7℃」のままであると、図7の鎖線の特性線bに示すように、庫内温度が「7℃」に至って初めて圧縮機21Rがオンされるために、圧縮機21Rの停止時間がSbとなるところが、庫内設定温度の上限値TR_uが、「5℃+1K=6℃」に補正されると、同図の実線の特性線Bに示すように、庫内温度が「6℃」に至ったところで、圧縮機21Rがオンされることになって、圧縮機21Rの停止時間SBは、上記よりも短くなる。
これにより、上記実施形態1と同様に、冷蔵室12R内が高湿度状態となる時間が短縮されて、冷凍室12Fとの間の仕切壁11に結露することが抑制され、そのため、冷蔵室12Rに貯蔵された食材が濡れることが防止されて、より衛生的に保存することが可能となる。
また、圧縮機21Rの各停止時間が短縮されることで、1日単位で見た場合には冷却運転時間が長くなることに伴い冷蔵室12R内の温度が少し(1℃程度)下がる可能性があるが、それによって食材の品質低下に繋がるおそれがないことも、実施形態1で説明したと同様である。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)実施形態1において例示した庫内設定温度の上限値を補正するべく周囲温度はあくまでも一例であって、任意に設定できる。また、同上限値の下げ幅も変更可能である。
(2)実施形態2において例示した庫内設定温度の上限値を補正するべく圧縮機の停止時間はあくまでも一例であって、任意に設定できる。同じく上限値の下げ幅も変更可能である。
(3)さらに本発明は、上記実施形態に例示した冷凍冷蔵庫に限らず、本体内に複数の貯蔵室が区分して形成されて、互いに異なった設定温度に冷却可能とされた冷却貯蔵庫全般に適用可能である。
本発明の実施形態1に係る冷凍冷蔵庫の正面図 冷蔵室側を示す縦断面図 冷凍サイクルの構成図 圧縮機の運転制御機構のブロック図 冷蔵室側の圧縮機の運転動作を示すタイミングチャート 実施形態2に係る圧縮機の運転制御機構のブロック図 その冷蔵室側の圧縮機の運転動作を示すタイミングチャート 従来例に係る庫内温度の推移を示すグラフ
符号の説明
10…本体 11…仕切壁 12R…冷蔵室(庫内設定温度が高い方の貯蔵室) 12F…冷凍室 20R,20F…冷凍サイクル 21R,21F…圧縮機 25R,25F…冷却器 28R…冷凍装置 37…冷却ファン 40,40A…制御装置 41R,41F…庫内温度センサ 42…庫内設定温度入力部 45…周囲温度センサ 48…補正部(補正手段) 50…タイマ 51…補正部(補正手段)

Claims (2)

  1. 断熱箱体からなる貯蔵庫本体内には複数の貯蔵室が断熱性の仕切壁により区分して形成され、各貯蔵室には、圧縮機を有する個別の冷凍装置と循環接続されることで独立した冷凍サイクルを構成する冷却器と、冷却ファンと、庫内温度を検知する庫内温度センサとがそれぞれ設けられるとともに、互いに高低異なる庫内設定温度が設定されるようになっており、
    各貯蔵室では、庫内温度センサで検知された検知温度が対応する庫内設定温度の上限値に達したら、対応する冷凍サイクルの圧縮機の運転を伴って冷却器の冷却動作を実行し、同庫内設定温度の下限値に達したら、同冷凍サイクルの圧縮機の停止に伴って冷却器の冷却動作を停止することを繰り返すことにより、庫内が対応する庫内設定温度に維持されるようにした冷却貯蔵庫において、
    当該冷却貯蔵庫の設置位置の周囲温度を検知する周囲温度センサが具備されるとともに、
    この周囲温度センサの検知温度が所定温度以下であるときには、庫内設定温度が高い方の貯蔵室のみにおいて同庫内設定温度の上限値を下げるように補正する補正手段が設けられていることを特徴とする冷却貯蔵庫。
  2. 断熱箱体からなる貯蔵庫本体内には複数の貯蔵室が断熱性の仕切壁により区分して形成され、各貯蔵室には、圧縮機を有する個別の冷凍装置と循環接続されることで独立した冷凍サイクルを構成する冷却器と、冷却ファンと、庫内温度を検知する庫内温度センサとがそれぞれ設けられるとともに、互いに高低異なる庫内設定温度が設定されるようになっており、
    各貯蔵室では、庫内温度センサで検知された検知温度が対応する庫内設定温度の上限値に達したら、対応する冷凍サイクルの圧縮機の運転を伴って冷却器の冷却動作を実行し、同庫内設定温度の下限値に達したら、同冷凍サイクルの圧縮機の停止に伴って冷却器の冷却動作を停止することを繰り返すことにより、庫内が対応する庫内設定温度に維持されるようにした冷却貯蔵庫において、
    庫内設定温度が高い方の貯蔵室における冷却器の冷却動作の停止時間を計測するタイマが具備され、
    このタイマの計測時間が所定時間以上であるときには、庫内設定温度が高い方の貯蔵室のみにおいて同庫内設定温度の上限値を下げるように補正する補正手段が設けられていることを特徴とする冷却貯蔵庫。
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