JPS6317373A - 冷蔵庫の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は圧縮機の回転数を調節する事によって貯蔵室内
の温度を制御する冷蔵庫の制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来此種冷蔵庫では貯蔵室の設定温度の上下に上限温度
及び下限温度を設定し、冷凍サイクルの圧縮機を上限温
度にて起動し、下限温度にて停止せしめる事によって貯
蔵室内を平均として設定温度とする所謂０Ｎ−ＯＦＦ制
御方式が採られていた。この方式では圧縮機の頻繁な起
動停止を防止するために前記上限温度と下限温度の間隔
は一定値より狭められず、従って貯蔵室温度は上限温度
と下限温度の間で絶えず変動している事になり、食品等
の品質管理能力にも限界がある。

この問題を解消するために近来では例えば特開昭６０−
２６３０７０号公報の如く圧縮機を可変速として貯蔵室
内の温度を制御するものが考えられ、これによれば貯蔵
室内温度変動は極力減少せられる。又、食品の冷凍保存
を良好に行うために、急速冷凍機能を設け、一定期間圧
縮機を最大回転数とし、冷却能力を増大せしめる事によ
って食品の組織破壊を最低限とする様構成している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 斯かる構成では圧縮機が最大回転数となる事によって冷
凍サイクルの冷却能力が増大し、良好なる急速冷却機能
を発揮するが、一定期間無条件に最大回転数とするため
、食品の量や種類によっては無駄な強制運転が実行され
電力の労費となる欠点があった。

〈二）問題点を解決するだめの手段 本発明は斯かる問題点を解決するために成されたもので
以下実施例に沿って本発明の詳細な説明する。

制御用電気回路（２４）のマイクロＣＰＵ（３０）は冷
凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、）が高く、設定温度（Ｔ、）と
の差が大きい時には電動圧縮機（２０）の運転周波数を
１２０Ｈ２とし、設定温度（Ｔ、）に近づくに従い９０
ト、６０Ｈ２，３０８２と段階的に周波数を減少せしめ
て行く。これによって冷凍室（Ｆ）の温度（ＴＦ）を設
定温度（Ｔ、）に制御する。マイクロＣＰＵ（３０＞は
急速冷却スイッチ（３４）が押されると１５０分間設定
温度（Ｔ、）を強制的に一４０°Ｃに引き下げる。設定
温度（Ｔ、）は通常では一２３°Ｃまでときれているた
め、この引き下げによって電動圧縮機（２０）は高速回
転に移行して行く。

（ホ）作用 本発明によれば急速冷却スイッチ（３４）の操作によっ
て電動ＩＥ縮機（２０）の回転数は引き上げられるが、
この強制運転を１５０分間継続するのでは無く、設定温
度（Ｔ、）の引き下げを継続するので、温度の低下に伴
ってこの場合も運転周波数を減少せしめることになる。

（へ）実施例 図面に於いて実施例を説明する。第２図は実施例として
の冷凍冷蔵庫（１）を示している。（２）は断熱箱体で
あり、その川内は断熱仕切壁（３）によって上下に区画
され、上方に第１室としての冷凍室（Ｆ）及び下方に第
２室としての冷蔵室（Ｒ）とが区画形成きれている。（
６）　、　（７）は冷凍室（Ｆ）と冷蔵室（Ｒ）の前方
開口をそれぞれ別々に開閉自在に閉室する断熱扉である
。仕切壁（３）内には冷却室（８）が形成されており、
この内に冷凍サイクルに含まれる冷却器（１０）が収納
設置される。冷却器（１０）後方には冷却室（８）と両
室（Ｆ）（Ｒ）に連通ずるダクト（１１）が形成されて
おり、このダクト（１１）内に位置して設けた送風機（
１２）にて冷却器（１０）により冷却された空気即ち冷
気を吸引し、ダクト（１１）内に強制的に吹き出す。（
１２Ｍ）は送風機（１２）を駆動するモータである。ダ
クト（１１）に吹き出された冷気は冷凍室（Ｆ）へは吐
出口（１４）より、冷蔵室（Ｒ）へは吐出口（１５）よ
り吹き出されることになる。（１７）は吐出口（１５）
を開閉すべく冷蔵室（Ｒ）内に設けられたガス封入式ダ
ンパーサーモスタットで、冷蔵室（Ｒ）内の温度に基づ
きバッフル板（１８）によって吐出口（１５）を開閉し
、冷蔵室（Ｒ）の温度を例えば＋７℃と＋３℃の間で平
均＋５℃に制御する。（１９）はダンパーサーモスタッ
ト（１７）の断熱カバーである。又（２０）は冷凍冷蔵
庫（１）下部の機械室（２１）内に設置され、冷凍サイ
クルに含まれる電動圧縮機である。機械室（２１）内に
は同様に冷凍サイクルに含まれる凝縮器（２２）と、こ
の凝縮器（２２）及び前述の電動圧縮機（２０）を冷却
するための送風機（２３〉が設置きれる。尚、（５〉は
扉（６）前面に取付けた操作パネルである。

第１図は本発明の制御用電気回路（２４）をブロック図
で示す。（２５）はマイクロコンピュータであり、Ａ／
Ｄ変換部（２６）（立７）（２８）及び（２９）とマイ
クロＣＰ　Ｕ　（３０）の機能を有する。（３１）は冷
凍室（Ｆ）の温度（ＴＦ）を検出するセンサーであり、
Ａ／Ｄ変換部（２６）を介してマイクロＣＰＵ（３０）
に入力される。（３２〉は冷蔵室（Ｒ）内の温度（Ｔ１
１）を検出するセンサーであり、その出力は同様にＡ／
Ｄ変換部（２７）を介してマイクロＣＰＵ（３０）に入
力きれる。（３３）は冷凍室（Ｆ）の温度を設定する設
定スイッチで、Ａ／Ｄ変換部（２８）を介してマイクロ
ＣＰＵ（３０）に入力される。（３４）は冷凍室（Ｆ）
の急速冷却運転を開始するための急速冷却スイッチで、
スイッチ（３３）と共に操作パネル（５）に配置される
。マイクロＣＰＵ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器（３６
）を経てインバータ回路（３７）により電動圧縮機〈２
０）の駆動用三相同期モータ（２０Ｍ）の回転数を制御
する。

又、マイクロＣＰＵ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器（３
８）を経てドライバ回路（３９）によりモータ（１２Ｍ
）を制御する。更にマイクロＣＰ　Ｕ（３０）の出力は
Ｄ／Ａ変換器（４０）を介してドライバ回路（４１）に
入力され、このドライバ回路（４１）により表示部（４
２）を駆動し、１Ｅ動比圧縮（２０）の運転周波数を表
示する。

又、マイクロＣＰ　Ｕ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器（
４３）を介してドライバ回路（４４）により表示部（４
５）を駆動し、冷凍室（Ｆ）及び冷蔵室（Ｒ）の温度（
Ｔハ（Ｔ１）等を表示する。

第３図は冷凍冷蔵庫（１）の冷凍サイクルの冷媒回路図
を示す。電動圧縮機（２０）から吐出された高温高圧冷
媒は凝縮器（２２）にて放熱して減圧器（４７）にて減
圧されて冷却器（１０）に流入し、そこで蒸発して気化
熱を周囲より奪い、その後電動圧縮機く２０）に吸引さ
れる。

次に第５図には操作パネル（５）を示す。操作パネル（
５）には４個の発光ダイオードを並設して構成された表
示部（４２）、複数の発光ダイオード（５０）（５１）
（５２）　（５３）（５４）（５５）（５６）（５７）
を並設した冷凍室温度表示部（５８）、同様に複数の発
光ダイオードにて構成された冷蔵室温度表示部（５９）
及び設定スイッチ（３３）と急速冷却スイッチ（３４）
が配設される。この冷凍室温度表示部（５８）と冷蔵室
温度表示部（５９）にて前述の表示部（４５）を形成す
る。表示部（４２）は電動圧縮機（２０）のモータ（２
０Ｍ＞の運転周波数としての３０！１□、６０Ｈ２，９
０Ｈ２，１２０）ＩＺの表示に対応して発光ダイオード
を配置し、又、冷蔵室温度表示部（５９）は冷蔵室（Ｒ
）の温度（ＴＲ）としての高温と＋９°Ｃから一１°Ｃ
まで２°Ｃ間隔の表示に対応して発光ダイオードを配置
している。冷凍室温度表示部（５８）も冷凍室（Ｆ）の
温度（ＴＦ）としての高温と一１２℃から一２２℃まで
２°Ｃ間隔の表示に対応して発光ダイオード（５０）（
５１）（５２）　（５３）（５４）（５５）（５６）を
配置しているが、更に前述の急速冷却運転を表示するた
めに発光ダイオード（５７）を配置している。更に少な
くとも発光ダイオード（５１）（５２）（５３）（５４
）（５５）（５６）（５７）は第６図に示す如き二色発
光のダイオード素子（ＬＥＤ）にて構成する。ダイオー
ド素子（ＬＥＤ）は緑色発光のダイオード（Ｄｌ）と赤
色発光のダイオード（Ｄｌ）の一端を共通接地し、他端
をドライバ（４４）に接続して構成されており、ダイオ
ード（Ｄｌ）に通電されてダイオード素子（ＬＥＤ）は
緑色発光し、ダイオード（Ｄｌ）に通電されて赤色発光
するものである。

次に第４図の電動圧縮機（２０）の運転周波数と冷凍室
（Ｆ）の温度（ＴＦ）の関係を示すグラフを参照して第
１図の制御用電気回路（２４）のマイクロＣＰＵ（３０
）の動作を説明する。設定スイッチ（３３）によって設
定される冷凍室（Ｆ）の温度（ＴＦ）を（Ｔ、）とする
と通常は図中実線の如く運転周波数を変更する。

即ち、ζンザー＜３１）の感知する温度（ＴＦ）が現在
高＜　（Ｔ、＋４）より高い時はインバータ回路によっ
て電動圧縮機（２０）の運転周波数を最高回転数である
１２０１１２とする。これによって冷凍室（Ｆ）の温度
（Ｔ、）は急速に低下する。これによって（ＴＦ）が（
Ｔ、＋４）に達すると、その時点から例えば３分間現状
を維持し、その後運転周波数を９０Ｈ２に低下せしめる
。これによって温度（Ｔ、〉の低下速度は鈍化する。こ
の状態から更に（ＩＦ）が（ＴＳ＋２）に達すると、そ
の時点から同様に３分間現状を維持してその後６０Ｈｚ
に低下せしめる。これによって温度（ＴＦ）の低下速度
は更に鈍化する。その後（Ｔ５）に達したら同様にその
時点から３分後に運転周波数を３０Ｈ２に低下させる。

この様にして温度（Ｔ、）は設定温度（Ｔ、）に漸近す
る形となり所謂オーバーシュートが低減される。

又、逆に運転周波数３０Ｈ２かも温度（Ｔハが上昇して
（Ｔ、）に達したら、その時点から同様に３分間現状を
維持し、その後６０Ｈ２に上昇せしめる。更に（工、＋
２）まで上＃したら、（’ｒｓ”２）に到達した時点か
ら３分後に９０Ｈ２に加速する。（ＴＳ”４）に達した
時点からも同様に３分後に１２０Ｈ２に上昇させる。こ
の様にマイクロＣＰＵ（３０＞は温度（ＴＦ）が（Ｔ、
＋４）、（Ｔｓ”２）、（Ｉｓ）に到達した時点で運転
周波数を変更する指令をその内部で発生するが、その時
点から前述の如く３分間は周波数を変更しない。これは
３分間の内に変更する周波数が修正されても同様であり
、（ＩＳ＋４＞（ＴＳ＋２）（ＴＳ）の何れかに到達し
てから３分後に修正後の周波数に変更する。これによっ
て電動圧縮機（２０）の運転周波数の頻繁な変更が防止
きれ、モータ（２０Ｍ）の劣化や騒音の拡大等が防止さ
れる。

理想的には３０Ｈ２の運転によって温度（Ｔハを設定温
度（Ｔ５）に維持できる様に各機器の容量を設定しであ
るが冷凍室（Ｆ）内の負荷が少なく、又、冷凍冷蔵庫（
１）周囲の温度が低い状況では３０Ｈ，の運転でも温度
（ＩＦ）が低下する。この場合は（ＩＳ−２）に達した
時点でモータ（２０Ｍ）を停止せしめる。これによって
冷凍室（Ｆ）内の過冷却を防止する。その後温度（Ｔ）
が上昇して（ｒｓ−ｚ＞に達したらその時点から５分間
停止したままとし、その後電動圧縮機（２０）を起動し
て３０Ｈ２とする。□これによって頻繁な起動停止によ
る電動圧縮機（２０）の劣化を防止する。以上の様に温
度（Ｔ、）の設定温度からの差によって電動圧縮機（２
０）の運転周波数を逐次変更するので温度（ＴＦ）は設
定温度（ＴＳ）（例えば−１８°Ｃ）に略安定的に制御
される。尚、送風機（１２）は電動圧縮機（２０）の運
転中は継続運転される。又、周波数の変更は常に第４図
の如き段階を踏むものとは限らず、例えば現在温度（Ｔ
Ｆ）が（Ｔ、）にある状態から扉（６）の長期開放等の
原因により急激に上昇して（ＴＳ＋４）になったとした
ら、この場合もマイクロＣＰ　Ｕ（３０）内部で周波数
変更指令が出されてから３分後に周波数１２０Ｈ２に向
けて運転周波数を上昇きせる。

マイクロＣＰ　Ｕ（３０）はドライバ（４１）により電
動圧縮機（２０）の運転周波数に対応する表示部（４２
）の発光ダイオードを点灯して現在の運転周波数を表示
する。又、ダンパーサーモスタット（１７）によって制
御される冷蔵室（Ｒ）の温度もマイクロＣＰＵ（３０）
がセンサー（３２）に基づき、ドライバ（４４）により
表示部（４５）の冷蔵室温度表示部（５９）の対応する
発光ダイオードを点灯する事により表示する。

一方、冷凍室（Ｆ）の温度表示と設定動作の説明をする
と、冷凍室（Ｆ）の温度（ＴＦ）は−１２°Ｃから一２
２℃まで２℃間隔で表示し、−１２°Ｃより高い時は高
温として一括表示する。即ち、現在の温度が一１８°Ｃ
である時はドライバ（４４）により表示部（４５）の冷
凍室温度表示部（５８）の−１８°Ｃに対応する発光ダ
イオード（５４）の緑色発光のダイオード（Ｄｌ）のみ
に通電し、発光ダイオード（５４）を緑色発光せしめる
。これによって現在の冷凍室温度（Ｔ、）を緑色表示す
る。温度設定を行う場合には設定スイッチ（３３）を−
回押すと現在設定されている温度（Ｔ、）、例えば−１
６℃とすれば発光ダイオード（５３）の赤色発光のダイ
オード（Ｄ２）を発光せしめる。これによって設定温度
（Ｔ、）を冷凍室温度表示部（５８）に赤色表示する。

この時現在温度は消灯せられる。次に設定温度（Ｔ、）
を変更する場合には続けて設定スイッチ（３３）を押す
事により設定温度（Ｔ、）はシフトされ、同時に赤色点
灯する発光ダイオードが変わる。スイッチ（３３）を最
後に押してから２秒後に現在温度の表示に戻る。この様
に設定温度を一１２℃から一２３°Ｃまで、それを確認
しつつ設定が行えるが、−個の発光ダイオードによって
２℃担当せしめているため、表示は２℃間隔であるが、
設定自体は１°Ｃ間隔で行える。これによって発光ダイ
オード数の削減を図れる。これは現在温度（ＴＦ）の表
示についても同様である。

次に冷凍室（Ｆ）の急速冷却運転について説明する。任
意時刻に於いて急速冷却スイッチ（３４）が押きれると
、その信号がマイクロＣＰＵ（３０）に入力きれ、マイ
クロＣＰＵ（３０）は冷凍室（Ｆ）の設定温度（Ｔ、）
を、通常の冷却運転時の最低設定温度である前述の一２
３°Ｃより十分低い例えば−４０℃に、スイッチ（３４
）が押きれてから例えば１５０分間強制的に引き下げる
。この時の電動圧縮機（２０）の運転周波数と温度（Ｔ
、）の関係を第４図中破線で示す。この急速冷却運転中
は温度（Ｔ、）が設定温度（Ｔ、）より１８℃高い温度
（Ｔｓ＋１８）より高い時は運転周波数を１２　（ＬＨ
ｚとし、（Ｔ、＋１８）に達したらその時点から３分後
に周波数を９０Ｈ２に下げ、（Ｔ、＋４）に達するまで
維持し、（Ｔｓ”４）に達したらその時点から３分後に
周波数を更に６０トまで引き下げる。以後は温度（ＴＦ
）が上昇しない限り６０Ｈ，を維持する様マイクロＣＰ
Ｕ（３０）は動作する。即ち現在の設定温度（Ｔ、）が
−１８°Ｃであり、又、冷凍室（Ｆ）温度（ＩＦ）も−
１８°Ｃである時に急速冷却スイッチ（３４）を押すと
設定温度（Ｔ、）が強制的に一４０℃に変更されるため
、（Ｔ、）が（Ｔｓ”１８）である−２２℃より高くな
る。従ってマイクロＣＰ　Ｕ（３０）は運転周波数を１
２０Ｈ２とする指令を出し、その時点から３分後に周波
数を１２０Ｈ，まで上昇せしめる。これによって冷凍室
（Ｆ）内は強力に冷却きれ、温度（Ｔ、）は急速に低下
して行く。その後−２２°Ｃに達したらその時点から３
分後に周波数を９０Ｈ７，とする。更に温度（Ｉ、）が
低下して（ＴＳ＋４＞である−３６℃に達したらその時
点から３分後に運転周波数を６０Ｈ，に低下させること
になる。この様にして冷凍室（Ｆ）内は急速に冷却され
るので、食品を凍結保存する際の組織の破壊を最小限と
することができる。又、急速冷却運転中の全期間に渡っ
て電動圧縮機（２０）の最大回転数とするのではなく、
通常の温度制御と同様に温度（Ｔ、）の低下に伴って運
転周波数を下げて行くので、極低温下における電動圧縮
＠（２０）の無駄な高速運転が無くなり、省エネルギー
に寄与する。１５０分経過後は設定温度（Ｔ、）は再び
スイッチ（３４）が押される以前の値に復帰し、その後
は通常の運転制御に戻る。

急速冷却スイッチ（３４）が押されるとマイクロコンピ
ュータ（３０）はドライバ（４４）によって発光ダイオ
ード（５７）のダイオード（Ｄ２）を通電して赤色発光
せしめて急速冷却運転が開始された事を使用者に表示す
る。その後冷凍室（Ｆ）内の温度（工、）が最低設定温
度である一２３℃よりも低い例えば−２５゛Ｃに低下し
たら通電するダイオードを（Ｄｌ）に切り換え、発光ダ
イオード（５７）を緑色発光せしめ、急速冷却が進行し
て冷凍室（Ｆ）内の温度（ＴＦ）が極めて低い温度とな
った事を使用者に知らしめる。

（ト）発明の効果 本発明によれば以上の如く圧縮機の回転数によって温度
を制御する構成としたことにより、従来の所３１ｆｆ　
ＯＮ　−ＯＦ　Ｆ式制御に比して貯蔵室内の温度を安定
的に調整する事が可能となる。又、急速冷却スイッチの
操作によって設定温度を強制的に引き下げる構成とした
事により、それによって圧縮機の回転数は上昇し、貯蔵
室内の急速冷却が達成されると共に、その場合も温度の
低下に伴い回転数は低下せしめられる事になるので無駄
な圧縮機の高速運転が防止され節エネルギーに寄与する
ものである。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の実施例を示すもので、第１図は制御用電
気回路のブロック図、第２図は冷凍冷蔵庫の側断面図、
第３図は冷媒回路図、第４図は電動圧縮機の運転周波数
と冷凍室温度の関係を示す図、第５図は操作パネルの正
面図、第６図は二色発光ダイオードの回路図である。 （Ｆ）・・・冷凍室、　（２０）・・・電動圧縮機、　
（２４）・・・制御用電気回路、　（３０）・・・マイ
クロＣＰＵ、　　（３７）・・・インバータ回路、　（
３４）・・・急速冷却スイッチ。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名 第３図 第６図 ｏ　　　ｏ　　　ｏ　　　ｏ　　　。 吐≦７啓婦ぞ 第５図 ３４　　　　　ｊＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、貯蔵室内の温度が高く、設定値との差が大きい時は
   圧縮機を高回転とし、温度が低下して設定温度に近づく
   に従い回転数を減少せしめる事により貯蔵室内の温度を
   制御するものに於いて、急速冷却スイッチの信号により
   一定期間前記設定温度を強制的に所定の低い値とする事
   を特徴とする冷蔵庫の制御装置。