JPH0652149B2 - 恒温多湿冷蔵庫の庫内温度制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ブラインを冷却媒体とする恒温多湿冷蔵庫
において、その除霜運転中における庫内温度の上昇を有
効に抑制して、除霜運転を経過するにも拘らず、食材を
鮮度低下を来すことなく良好な状態で冷却保存し得る庫
内温度制御方法に関するものである。

従来技術 冷蔵庫中に果実や野菜その他肉、魚等の生鮮食品を長期
に亘り冷凍貯蔵し、また冷凍食品を徐々に解凍するに
は、一般に冷蔵庫内の温度変化を極力抑制し、併せて食
品からの水分蒸発を防止する管理を行なう必要がある。

この要請に応える冷凍方式として、冷却媒体にブライン
（不凍液）を使用する恒温多湿冷蔵庫が好適に実用化さ
れている。これは、ブラインタンク中に貯留したブライ
ンを冷凍系に接続する蒸発器で冷却し、この冷却された
ブラインを冷却器に循環させて庫内の冷却を行なうもの
である。このブライン冷却式の冷蔵庫は、蒸発器を冷却
源とする通常の冷蔵庫に比べ、比熱の大きいブラインを
大量に循環させ得て大きな冷却容量が確保され、従って
多量の食材を冷却貯蔵するのに適している。しかも冷却
器の表面温度と庫内温度との差を小さくし得るため、庫
内空気中の水分が冷却器表面に凝結する着霜を抑制可能
で、これにより庫内を高湿度に保持することができる。

しかし、前述したブライン循環式の冷却器であっても、
庫内温度を０℃付近または０℃以下に設定すると、冷却
器の表面温度は０℃以下に保持されることになり、次第
に冷却器の表面に霜が層状に成長することは避けられな
い。この霜は、庫内の多湿状態を低下させると共に、冷
却器と庫内空気との熱交換を阻害して冷却能力を低下さ
せる。従って、この着霜の度合を適宜の手段により検出
して、ブラインの循環を停止させると共に、該冷却器を
ヒータ等の除霜促進手段により加熱して霜を融解させる
除霜運転が必要となる。

この冷却器における着霜の度合を検出する手段として、
静電容量式、光電式、電極式等の直接検知方式と、一定
時間ごとに除霜運転を行なうタイマ式の間接検知方式と
が知られている。何れの検知方式であっても、その着霜
度合を検出して除霜運転に入ると、冷凍装置の運転およ
び冷却器へのブラインの循環を停止すると共に、除霜促
進用のヒータに通電して冷却器を加熱する。これにより
冷却器に付着する霜を融解し、冷却器の表面温度が所定
温度にまで上昇すると、除霜サーモがこれを検知して前
記ヒータの通電を停止させる。なお冷却器に付着した融
解水が、冷却運転の再開により再氷結しないよう、ヒー
タの通電停止後に所定の水切り時間を設け、この水切り
時間が経過した後に、冷凍装置の運転および冷却器への
ブラインの循環を再開して冷却運転に切換える。

発明が解決すべき問題点 前述した恒温多湿冷蔵庫では、除霜運転に入ると冷却器
による庫内の冷却はなされなくなり、ヒータおよび該ヒ
ータで加熱される冷却器からの放熱、外部から侵入する
熱、その他庫内に収納した食材からの放熱等によって庫
内温度は徐々に上昇する。また冷却器の霜取りが完了
し、ヒータへの通電が停止された後も、予め設定された
前記水切り時間中は冷却運転が開始されないため、この
間にもヒータの余熱によって庫内温度は更に上昇し続け
る。

この除霜運転中における庫内温度の上昇に加え、冷却運
転を再開しても最適温度まで庫内を冷却するのに時間を
要しており、しかも貯蔵食材の鮮度・品質は前記庫内温
度の上昇により影響を受けて変化する。このため食材の
最適温度範囲での保存が困難で、鮮度と品質の低下を来
たす重大な欠点があった。

また冷凍装置に接続する蒸発器を冷却器とする通常の冷
蔵庫では、冷媒の蒸発温度は極めて低くなり、そのため
除霜運転が終了した後に冷却運転を再開すると、水滴が
再凍結してしまう。そこで水切り時間を設けてこれに対
処しようとすると、庫内温度は、例えば第６図のＰ点ま
で上昇し、食材の鮮度を低下させる欠点が派生する。

発明の目的 本発明は前述した恒温多湿冷蔵庫の除霜時における庫内
温度制御に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に
解決するべく提案されたものであって、除霜運転に伴う
庫内温度の上昇を有効に抑制して冷蔵庫内の温度変化を
少なくし、もって食材の最適温度範囲での保存を達成し
て、鮮度と品質とを良好な状態に保持し得る手段を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 前述した問題点を克服し、所期の目的を好適に達成する
ため本発明は、冷凍装置に接続した蒸発器によりブライ
ンタンク中のブラインを冷却し、この冷却されたブライ
ンをポンプの運転により収納庫内に配設した冷却器に循
環させて庫内の冷却運転を行ない、この冷却器の表面に
付着した霜の成長度合を検出して除霜運転に移行し、前
記ポンプの運転停止により冷却器へのブラインの循環供
給を停止させると共に、該冷却器の近傍に配設した除霜
促進手段により除霜を行なうよう構成した恒温多湿冷蔵
庫において、 前記除霜運転中に冷却器での除霜が完了して、除霜促進
手段がその作動を停止すると同時に、前記ポンプの運転
を再開して当該冷却器へのブラインの循環供給を再開
し、 前記除霜促進手段が作動を停止した所定時間後に、前記
冷凍装置による冷却運転を再開することを特徴とする。

実施例 次に、本発明に係る庫内温度制御方法を好適に実施し得
る装置として、ブライン冷却式の恒温多湿冷蔵庫を例示
し、添付図面を参照しながら以下説明する。

（冷蔵庫の概略構造について） この冷蔵庫は、第１図および第２図に示すように、横方
向に区画した箱体１と冷却ユニット部１０とを備え、天
板１１が共通的に配設されている。箱体１の内部には冷
凍食品等の貯蔵物（以下「食材」という）を冷却貯蔵す
る収納庫１ａが画成され、この収納庫１ａの開口部に扉
１２が開閉自在に枢支されている。また、収納庫１ａの
内部には、食材を載置する棚（図示せず）等が着脱可能
に水平に設けられている。

第２図に示すように、冷却ユニット部１０には、圧縮機
ＣＭ，ファンモータＦＭ₃その他凝縮機３等の部材から
なる冷凍装置４と、ブラインタンク６を備えるブライン
冷却部１３と、庫内温度調節器１５，温度計１６等を有
する電装箱１７とが配設されている。

第２図に示す本実施例に係る恒温多湿冷蔵庫の要部断面
において、箱体１を構成する外箱１８と内箱１９との間
には断熱材２０が充填され、内箱１９中に画成される収
納庫１ａの内部左上面に、冷却媒体としてのブラインが
循環供給される冷却器７が固定配置されている。また冷
却器７の下方には、図示のように左側を開放した冷却ダ
クト２１が配設され、当該冷却器７を非接触状態で覆っ
ている。この冷却ダクト２１の右側には、図示の如く所
要開口２２が形成され、この開口２２に配置した２基の
冷気循環用ファンモータＦＭ₁，ＦＭ₂（一方のみ図示す
る）によって庫内空気は、冷却ダクト２１の左側の間隙
から吸引され、冷却器７に接触して熱交換を行なって冷
却された後、開口２２から吹出されて、実線矢印で示す
ように循環して収納庫１ａの内部全体を冷却する。

第４図に示す如く、冷却器７の近傍に除霜終了を検知す
る除霜サーモＴｈ₁および除霜促進用のヒータＨ₁，Ｈ₂
が配設され、更に冷却器７の下方には露受皿２７が配設
されて、除霜時に冷却器７から滴下する水滴を回収して
庫外へ排出するようにしてある。なお、符号２８は庫内
の適所に配設した庫内サーモＴｈ₂の感温部を示す。

（ブライン冷却部について） 第３図に示すブライン冷却部１３は、前記冷凍装置４か
らの冷媒によりブラインを冷却して、該ブラインを冷却
器７に冷却媒体として循環供給する機能を果すものであ
る。図示のブラインタンク６は、外箱２９と内箱３０と
の間に断熱材３１を充填した箱状容器として構成され、
その上方開口部は、上蓋３２と内蓋３３との間に断熱材
３４を介装した蓋体３５により取外し可能に被着されて
いる。また上蓋３２の各端縁部は直角に折曲され、タン
ク６の外箱２９に嵌合して、当該タンク６の上縁部と内
蓋３３とが密着的に当接する構造としてある。なお上蓋
３２の端部は、ボルトを介してタンク外箱２９に着脱自
在に固定される。

タンク６における内箱３０の側壁下部には、吸入管３６
の一端部が連通され、他端部はブライン循環ポンプＰＭ
の吸入側に接続されている。このポンプＰＭの吐出側
は、前記冷却器７の供給管９と連通されている。また内
箱３０の側壁上部には、鍵形に屈曲して下方に開口する
吐出管３７が設けられ、この吐出管３７の他端部は冷却
器７からの帰還管１４に連通接続している。なお吐出管
３７および吸入管３６は、何れも断熱ホース３８により
被覆されている。更に、タンク６の底部には、凹形に成
形した支持板３９が固定され、この支持板３９に冷凍装
置４から導出したコイル状の蒸発器４０が水平に配置さ
れて、タンク６中に所定の液位で貯留したブライン８を
所要温度まで冷却し得るようになっている。

なおブラインタンク６は、該タンク６に注入されるブラ
イン８の液面が、前記冷却器７よりも下方に位置するよ
うに配設され、後述する除霜運転の際に、冷却器７およ
びタンク６と冷却器７とを接続する管路内に夫々残留す
るブライン８が、全て当該ブラインタンク６内に帰還す
るように構成されている。

（冷凍回路およびブライン循環回路について） 第４図は、冷媒による冷凍回路およびブライン循環回路
の各管路系を示す概略系統図である。図において、圧縮
機ＣＭで圧縮された冷媒ガスは凝縮器３で液化し、ドラ
イヤ４１で脱湿された後、液化冷媒はキャピラリーチュ
ーブ４２で減圧され、前記ブラインタンク６中に配設し
た蒸発器４０中で蒸発してブライン８と熱交換を行な
い、該ブライン８を冷却する。蒸発気化した冷媒は、吸
入管を経て圧縮機ＣＭに帰還する。なお、符号ＦＭ
₃は、凝縮器３用のファンモータを示す。

次に、ブライン循環回路につき説明すると、ブラインタ
ンク６中に貯留されたブライン８は、前記冷凍装置４に
接続する蒸発器４０によって所要温度にまで冷却され、
タンク６から導出した吸入管３６を介して循環ポンプＰ
Ｍにより吸出された後、吐出側に接続する供給管９を介
して冷却器７に供給される。この冷却されたブライン８
は冷却器７を冷却して庫内空気と熱交換した後、帰還管
１４から鍵形の吐出管３７を経て、タンク６中へ戻され
る。

第５図は、本実施例に係る冷蔵庫の電気制御回路を示
し、図において電源供給ラインＡ，Ｂ間には、カムタイ
マＴＭが接続され、このカムタイマＴＭの電源供給ライ
ンＢ側に設けた可動接点ｃは、タイマ駆動モータＭによ
って冷却サイクル中は固定接点ａ側に接続され、除霜サ
イクル中は固定接点ｂ側に切換えられる。電源供給ライ
ンＡと接続点Ｋとの間は、庫内サーモＴｈ₂の接点Ｔｈ₂
−ａにより接続され、接続点Ｋと前記固定接点ａとの間
に、圧縮機ＣＭ，ファンモータＦＭ₃が並列に接続され
ている。なお前記サーモ接点Ｔｈ₂−ａは、庫内温度Ｔ
が上昇して所定上限値Ｔ₁に達するまでは開放され、所
定上限値Ｔ₁に達すると閉成する。また、庫内温度Ｔが
低下して所定下限値Ｔ₀（Ｔ₀＜Ｔ₁）に達するまでに閉
成され、所定下限値Ｔ₀に達すると開放されるように制
御される。

電源供給ラインＡと、前記カムタイマＴＭの接点ａとの
間には、ファンモータＦＭ₁，ＦＭ₂が並列に接続されて
いる。また、電源供給ラインＡと、接続点Ｌとの間は、
除霜サーモＴｈ₁の接点Ｔｈ₁−ｂにより接続され、更に
接続点ＬとカムタイマＴＭの固定接点ｂとの間には、ヒ
ータＨ₁，Ｈ₂およびリレーＸが並列に接続されている。
なお除霜サーモＴｈ₁の接点Ｔｈ₁−ｂは、冷却器７の温
度が所定値以下になったとき閉成８所定値以上で開放）
される。

電源供給ラインＡと接続点Ｎとの間には、リレーＸと協
働する常閉接点Ｘｂが接続され、接続点Ｍと電源供給ラ
インＢとの間には、タイマ駆動モータＭとポンプモータ
ＰＭとが並列に接続されている。

「実施例の作用」 次に本実施例に係る恒温多湿冷蔵庫の運転の実際につ
き、第６図に示すタイミングチャートを参照しながら説
明する。恒温多湿冷蔵庫の運転に先立ち、先ずブライン
タンク６の蓋体３５を取外して、ブライン８を注入する
が、その注入量は当該ブラインが循環管路系中に存在す
る容量と、タンク６中に適正液位が貯留される量とを合
算した量である。ブライン注入を終了した後、蓋体３５
を再び被着する。

電源スイッチを投入すると、カムタイムＴＭの接点ａ−
ｃ間を介して冷却運転が開始され、またリレーＸと協働
する常閉接点Ｘｂを介してカムタイマＴＭの駆動モータ
Ｍが回転し、限時時間のカウントを開始する。なお庫内
温度Ｔは高くなっているため、庫内サーモＴｈ₂の接点
Ｔｈ₂−ａは閉成していて、冷凍装置の圧縮機ＣＭおよ
びファンモータＦＭ₃が起動して冷凍系の運転が開始さ
れる。また前記の常閉接点Ｘｂを介してブライン循環用
のポンプＰＭが回転し、タンク６中のブライン８を吸入
管３６から吸入して、吐出管９から冷却器７に循環供給
している。

ポンプＰＭにより圧送され冷却器７を通過したブライン
８は、庫内空気と熱交換を行なった後、帰還管１４を経
て吐出管３７からタンク６内に帰還する。そして戻った
ブライン８は、タンク６内で蒸発器４０によって冷却さ
れた貯留ブライン８と混合され、再び吸入管３６を介し
てポンプＰＭにより循環に供される。このとき庫内のフ
ァンモータＦＭ₁，ＦＭ₂は両方共回転しているので、庫
内空気を冷却器７と強制的に接触させて熱交換を行なっ
た後に庫内を循環し、以下この繰り返しにより庫内温度
は徐々に低下する。

なおブライン８の循環量を多くし、かつ冷却器７の表面
積を増大させると、庫内空気との熱交換量が増える。し
かも庫内温度と冷却器７との温度差が極く僅かとなるの
で、冷却器７への着霜量が減少して高湿度を保つ効果が
ある。

庫内温度が低下して、その温度Ｔが庫内サーモＴｈ₂の
下限設定温度Ｔ₀に達すると、サーモ接点Ｔｈ₂−ａが開
放し、圧縮機ＣＭおよびファンモータＦＭ₃を停止させ
る。なおポンプＰＭおよびファンモータＦＭ₁，ＦＭ₂は
運転を継続しているため、タンク６中のブライン８は管
路系中で循環を続け、送風ファンＦＭ₁，ＦＭ₂により循
環される庫内の空気と熱交換を引続き行なって、庫内を
冷却し続ける。

ところで庫内温度Ｔは、庫外からの侵入熱やファンモー
タＦＭ₁，ＦＭ₂の発熱および食材からの放熱等によって
経時的に上昇し、これにより庫内空気と熱交換するブラ
イン８の温度も上昇する。そして、庫内温度Ｔが庫内サ
ーモＴｈ₂の上限設定温度Ｔ₁にまで上昇するに至ると、
前記サーモ接点Ｔｈ₂−ａが閉成して圧縮機ＣＭとファ
ンモータＦＭ₃とが起動され、冷却運転が再開される。
以上のサイクルを繰り返すことによって、庫内温度は上
限設定温度Ｔ₁と下限設定温度Ｔ₀との間に維持される。
またこの間に、冷却器７の表面に霜が付着して徐々に層
状に成長する。

前述した冷却運転が反復されて所定時間が経過し、カム
タイマＴＭがタイムアップすると、カムタイマＴＭの接
点がｂ−ｃ側に切換わって冷蔵庫の除霜運転に移行し、
これにより圧縮機ＣＭ，ファンモータＦＭ₁，ＦＭ₂，Ｆ
Ｍ₃の全てが停止する。このとき冷却器７の温度は充分
に低くなっているため、除霜サーモＴｈ₁の接点Ｔｈ₁−
ｂは閉成状態となっている。従って、ヒータＨ₁，Ｈ₂お
よびリレーＸへの通電が開始される。またリレーＸの励
磁により、これと協働する常閉接点Ｘｂが開放し、ポン
プＰＭおよびタイマ駆動モータＭはその回転を停止す
る。ヒータＨ₁，Ｈ₂による冷却器７の加熱は、その外表
面のみで足りて除霜は短時間で行なわれ、冷却器７に付
着する霜は融解されて水滴となり、露受皿２７上に滴下
し庫外へ排出される。なおポンプＰＭが停止すると、前
述した如く、冷却器７はタンク６中のブライン液面より
上方に位置しているので、冷却器７内のブラインは、全
てブラインタンク６内に戻り、従ってブライン８は前記
のヒータＨ₁，Ｈ₂により加温されることがない。

冷却器７は、着霜が融解されると温度上昇し、除霜サー
モＴｈ₁がこの温度上昇を検知して接点Ｔｈ₁−ｂを開放
し、ヒータＨ₁，Ｈ₂およびリレーＸへの通電が遮断され
る。リレーＸが滅勢されると、これと協働する常閉接点
Ｘｂが再び閉成し、ポンプＰＭおよびタイマ駆動モータ
Ｍへの通電が開始される。なおこの時点ではカムタイマ
ＴＭの接点はｂ−ｃ側になっているので、圧縮機ＣＭ，
ファンモータＦＭ₁，ＦＭ₂，ＦＭ₃は何れも運転されて
いない。そしてポンプＰＭの回転により、ブラインタン
ク６中のブライン８が冷却器７へ循環供給される。タン
ク６中のブライン８は、その大きな熱容量により蓄冷さ
れており、このため蒸発器４０にとり積極的に強制冷却
されなくとも、冷却器７を循環してこれを冷却すると共
に、冷却器７の近傍に配設したヒータＨ₁，Ｈ₂を冷却
し、庫内温度を急速に低下させることができる。

すなわち、第６図のタイミングチャートに示す如く、庫
内温度ＴがＯ点に達した時点で冷却器７の霜が融解され
つくし、前記除霜サーモＴｈ₁の動作によりヒータＨ₁，
Ｈ₂への通電が遮断されると、常閉接点Ｘｂの閉成によ
りポンプＰＭが起動してブライン８を冷却器７に供給す
る。これにより、冷却器７およびヒータＨ₁，Ｈ₂の余熱
で庫内温度が上昇するのを抑制することができ、庫内の
温度変化を少なくすることができる。なおヒータＨ₁，
Ｈ₂への通電が遮断された後は、ブライン８の冷却器７
における循環により、タイミングチャートに実線で示す
如く、庫内温度ＴはＯ点の温度と略同一温度を保ち続け
る。

ここで、ブライン８の温度と庫内温度Ｔとの差は、略１
〜３℃位になるようコントロールされており、しかもＯ
点の温度は０〜２℃位に保持されているので、ブライン
８を冷却器７に直ちに供給しても該冷却器７の温度は０
℃以下にならず、従って融解した水滴が凍結することは
ない。

またタイマ駆動モータＭへの通電が開始されることによ
り、しばらくするとカムタイマＴＭの接点がａ−ｃ側に
切換わり、前述の冷却運転が再び開始される。このとき
庫内温度は、前記上限設定温度Ｔ₁よりも僅かに高くな
っているにすぎず、貯蔵食材の最適温度にまで冷却する
のに要する時間を短縮することができる。

前述した冷却運転において、庫内設定温度が０℃よりも
高い温度、例えば３〜５℃位に設定した場合には、冷却
器７の温度は０℃よりも高く（ブライン８の温度が０℃
よりも高くなるため）なり、当該冷却器７に着霜は生じ
ない。従って、前記タイマＴＭがタイムアップして除霜
運転に入っても、除霜サーモＴｈ₁の接点Ｔｈ₁−ｂは開
放状態のままであって、常閉接点Ｘｂは閉成したままで
あるから、タイマ駆動モータＭおよびポンプＰＭは常に
運転される。

なお本実施例では、除霜運転期間中は冷凍装置の運転を
停止し、ヒータＨ₁，Ｈ₂への通電が遮断された後、ブラ
イン８の蓄冷を利用して冷却器７を冷却するよう構成し
た冷蔵庫につき説明したが、ブライン８の容量が少な
く、しかもブラインタンク６での断熱効果の低い（蓄冷
効率の悪い）冷蔵庫にあっては、除霜運転期間中に冷凍
装置を運転し、これによりブライン８の温度を一定に保
つようにしてもよい。

発明の効果 以上説明したように、本発明に係る恒温多湿冷蔵庫の庫
内温度制御方法は、除霜運転中に冷却器での除霜が完了
して、除霜促進手段がその作動を停止すると同時に、当
該冷却器へのブラインの循環供給を再開して冷却器を冷
却するものである。従って除霜運転期間中の庫内温度上
昇を低く抑制でき、食材の温度上昇による鮮度低下、変
質等を有効に防止することができる。また次の冷却運転
に入った際に、短時間で庫内温度を設定温度まで低下さ
せ得るものである。

更に庫内温度を高く設定したために、冷却器の温度が０
℃よりも高くなって着霜がみられない場合には、仮にタ
イマのタイムアップ動作により除霜運転が開始されて
も、ブライン循環用ポンプが停止することがなく、従っ
てブラインを供給し続けて庫内を冷却するので、庫内の
温度上昇は殆どない等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る恒温多湿冷蔵庫の庫内温度制御方法
を好適に実施し得る冷蔵庫を示すものであって、第１図
は恒温多湿冷蔵庫の冷却ユニット部からカバーを外した
状態を示す正面図、第２図は冷蔵庫の内部概略構造を示
す縦断面図、第３図はブラインタンクの縦断面図、第４
図は第２図に示す冷蔵庫に組み込まれるブライン循環回
路および冷凍系からの冷媒循環回路の管路接続状態を示
す概略説明図、第５図は第１図に示す恒温多湿冷蔵庫を
制御する電気制御回路図、第６図は第５図に示す電気制
御回路図の動作を説明するタイミングチャート図であ
る。 １ａ……収納庫、４……冷凍装置 ６……ブラインタンク、７……冷却器 ８……ブライン、４０……蒸発器 ＰＭ……ポンプ、Ｈ……ヒータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷凍装置(4)に接続した蒸発器(40)により
   ブラインタンク(6)中のブライン(8)を冷却し、この冷却
   されたブライン(8)をポンプ(PM)の運転により収納庫(1
   a)内に配設した冷却器(7)に循環させて庫内の冷却運転
   を行ない、この冷却器(7)の表面に付着した霜の成長度
   合を検出して除霜運転に移行し、前記ポンプ(PM)の運転
   停止により冷却器(7)へのブライン(8)の循環供給を停止
   させると共に、該冷却器(7)の近傍に配設した除霜促進
   手段(H)により除霜を行なうよう構成した恒温多湿冷蔵
   庫において、 前記除霜運転中に冷却器(7)での除霜が完了して、除霜
   促進手段(H)がその作動を停止すると同時に、前記ポン
   プ(PM)の運転を再開して当該冷却器(7)へのブライン(8)
   の循環供給を再開し、 前記除霜促進手段(H)が作動を停止した所定時間後に、
   前記冷凍装置(4)による冷却運転を再開することを特徴
   とする恒温多湿冷蔵庫の庫内温度制御方法。
2. 【請求項２】除霜促進手段(H)は、ヒータである特許請
   求の範囲第１項記載の恒温多湿冷蔵庫の庫内温度制御方
   法。