JPS6321473A - 冷蔵庫の除霜装置 - 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 本発明は冷凍サイクルの圧縮機の回転数を制御すること
によって貯蔵室内の温度を制御する冷蔵庫の除霜装置に
関する。

（ロ）従来の技術 近来冷蔵庫では従来の所謂圧縮機の０Ｎ−ＯＦＦ制御方
式に比して貯蔵室温度が安定し、又、頻繁な起動停止に
よる消費電力の削減が図れる圧縮機の回転数制御方式が
採用され始めている。これは例えば特開昭６０−２６３
０７０号公報の如く圧縮機の回転数を貯蔵室の温度に応
じて変更し、温度変動に迅速に対応するものである。

ここで従来より冷凍サイクルの冷却器の除霜は単位時間
当りの圧縮機の運転に対する着霜量が略一定であるとし
て例えば実公昭４７−２１４８２号公報の如く圧縮機の
運転時間を積算する時限装置により一定の積算にて除霜
を実行する様に構成していた。それによって一定量の着
霜で除霜が実行できるからである。

しかし乍ら前述の如く圧縮機の回転数を変化きせる場合
には冷却器への着霜スピードも変化するため、圧縮機の
所定運転時間当りの着霜量が一定とならず、適正な着霜
量で除霜開始できない。

これを解決するために特開昭６０−１４７０８３号公報
では電荷蓄積素子を準備し、圧縮機の回転数に比例した
入力を該素子に与え、所定の蓄積にて除霜を開始する様
にしている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 以上の如き電荷蓄積素子を用いるものでは冷却器への着
霜スピードに応じて除霜開始タイミングが変更きれるの
で、一定の着霜量で除霜を開始きせる事が可能となるが
、斯かる電荷蓄積素子はコスト的に高く、又、経年変化
による絶縁劣化の問題があり、信頼性の低い除霜装置と
なる問題があった。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は斯かる問題点を解決するために成きれたもので
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）のマイクロコンピュータ（２５
）はインバータ回路（３７）によって冷凍室（Ｆ）の温
度（Ｔ、）に基づき電動圧縮機（２０）の運転周波数（
回転数）を変更して温度（Ｔ、）を制御する。電動圧縮
機（２０）の運転によって冷凍サイクルの冷却器（１０
）には着霜が成長するが、これはヒータ（４２）によっ
て除去する。マイクロコンピュータ（２５〉はその機能
として時限手段（５０）を有し、時限手段（５０）は発
振手段（５１）、カウンタ（５２）、分周器（５３）か
ら成り、カウンタ（５２）の所定の積算にて除霜開始指
令（Ｓ）が発せられ、それによってマイクロコンピュー
タ（２５）はヒータ（４２）に通電する。この時マイク
ロコンピュータ（２５）は電動圧縮機（２０）の運転周
波数が３０Ｈｚより高い時はカウンタ（５２）に発振手
段（５１）のｆｏＨｚのパルスを入力し、３０）！ｚ以
下（停止中を除く）では分周器（５３）を介したにｆ、
Ｈｚのパルスを入力きせる。

（ホ）作用 本発明によれば電動圧縮機の回転数に応じてカウンタが
積算終了するまでの運転期間が変更きれる。

（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、その庫内は断熱仕切壁（３）によって上下に区画
きれ、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）とが区画形成されている。（
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
設置きれる。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）により冷却きれた空気即ち冷
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°Ｃの間で
平均＋５°Ｃ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）を示す。

（２５）はマイクロコンピュータであり、Ａ／Ｄ変換部
（２６）（２７）及び（２８）とマイクｒ：ｙ　ＣＰ　
Ｕ　（３０）（７）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）は冷却器（１０）の温度（Ｔ７）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ＣＰ　Ｕ　（３０）に入力
される。　（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）に入力きれる。マイクロＣＰ　Ｕ（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（２ｏ）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ｃ　
Ｐ　Ｕ（３０）の出力はＤ／Ａ変換器（３８）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）に入力きれ、こ
のドライバ回路（４１）により冷却器（１０）の除霜ヒ
ータ（４２〉の通電制御をする。ヒータ（４２）は冷却
器（１０）と熱伝導的に設けられている。

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
圧きれて冷却器（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（２０）に吸引さ
れる。

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（１’Ｆ）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（３
０）の動作を説明する。設定スイッチ（３３）によって
設定きれる冷凍室（Ｆ）の温度（Ｔ、）を（ｒｓ）（こ
こでは−１２℃から一２２℃まで設定可能。）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、セ
ン寸−（３１〉の感知する温度（Ｔ、）が現在高＜　（
ＴＳ＋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１２０ト
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（Ｔｓ＋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（ＴＦ）の低下速度は鈍化する。この状態から更
に（ＴＦ）が（Ｉ’、＋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（Ｔア）の低下速度は更に鈍化
する。その後（Ｔ、）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に低下きせる。この様に
して温度（ＴＦ）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きれる。

又、逆に運転周波数３０Ｈ２から温度（Ｔ、）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ｅｏｎｚに上昇せしめる。更に（Ｔｓ
＋ｚ）まで上昇したら、（Ｔｓ”２）に到達した時点か
ら３分後に９０Ｈ２に加速する。＜ＸＳ＋４）に達した
時点からも同様に３分後に１２０Ｈｚに上昇させる。こ
の様にマイクロＣＰＵ（３０）は温度（Ｔ、）が（Ｔ、
＋４）、（ＴＳ＋２＞、（Ｔ、）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
、（ｒｓ＋４）（Ｔｓ＋ｚ＞（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、）を設定
温度（Ｔ、）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３０Ｈ２の運転でも温
度（Ｔ、）が低下する。この場合は（Ｔｉ−ｚ＞に達し
た時点でモータ（２０ｔ’りを停止せしめる。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（ＴＦ）の設定温度からの差によって電動圧縮
機（２０）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（ＴＦ）が（Ｔ５）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（ｒｓ＋４）になった
としたら、この場合もマイクロＣＰＵ（３０）内部で周
波数変更指令が出きれてから３分後に周波数１２０Ｈ２
に向けて運転周波数を上昇させる。

次にマイクロコンピュータ（２５）による冷却器（１０
）の除霜制御について説明する。第５図にマイクロコン
ピュータ（２５）がその機能として有する時限手段（５
０）の機能ブロック図を示す。（５１）は例えば周波数
ｆ。Ｈｚの発振パルスを出力する発振手段であり、その
発振パルスはアナログスイッチ（ＳＷＩ）を介してカウ
ンタ（５２）の入力端子（５２ａ）に入力される。発振
手段（５１）の出力は更に分周器（５３）に入力きれて
周波数をにｆｏＨｚとされた後、アナログスイッチ（Ｓ
Ｗｔ）を介してカウンタ（５２）の入力端子（５２ａ）
に入力される。カウンタ（５２）は入力端子（５２ａ）
より入力される発振パルスをカウントし、所定の積算値
にて積算を終了し、出力端子（５２ｂ）より除霜開始指
令（Ｓ＞を発生する。除重開始指令（Ｓ）は同時にカウ
ンタ（５２）のリセット端子（５２ｃ）に入力筋れカウ
ンタ（５２）をリセットする。カウンタ（５２）は入力
端子（５２ｇ）に連続して周波数ｆ。のパルスが入力さ
れた場合に積算開始から例えば８時間で積算を終了する
ものとする。

次に動作を説明する。マイクロコンピュータ（２５）は
電動圧縮機（２０）の停止中は何れのアナログスイッチ
（ＳＷ　ｌ）　（ＳＷ　ｘ　）も非導通とする。又、電
動圧縮機（２０）の運転周波数が３０Ｈｚより高い時、
即ち、６０Ｈｚ、　　９０Ｈｚ及び１２０Ｈｚである期
間はアナログスイッチ（ＳＷＩ＞のみを導通し、又、３
０Ｈｚの時はアナログスイッチ（ＳＷｔ）のみを導通す
る。カウンタ（５２）は発振パルスが入力きれてカウン
トするのでカウンタ（５２）は電動圧縮機（２０）の運
転中のみカウント動作を行う。即ち電動圧縮機（２０）
の運転時間を積算することになる。又、電動圧縮機（２
０）の運転周波数がａ続して６０Ｈｚ、　９０）１ｚ又
は１２０Ｈｚであった場合はアナログスイッチ（ＳＷＩ
）のみが継続して導通されるため、電動圧縮機（２０）
の運転時間が８時間となった時にカウンタ（５２）は前
述の除霜開始指令（Ｓ）を発生する。マイクロコンピュ
ータ（２５）は指令（Ｓ）が発せられた時点で電動圧縮
機（２０）を停止し、ドライバ（４１）によりヒータ（
４２）に通電を開始する。除霜が進行して冷却器（１０
）の温度（Ｔ、）が所定の除霜終了温度に上昇したらセ
ンサー（３２）に基づきマイクロコンピュータ（２５）
はそ、れを感知して、ヒータ（４２）への通電を終了し
、再び電動圧縮機（２０）を運転可能状態とする。

一方、電動圧縮機（２０）が例えば継続して３０Ｈｚで
運転された時はアナログスイッチ（ＳＷｔ＞のみが導通
し、カウンタ（５２）には３Ａ　ｆｏＨｚの発振パルス
が入力きれるのでカウンタ（５２）はその積算終了まで
に前述の２倍の１６時間を要する様になる。即ちこの時
には電動圧縮機（２０）の運転時間が１６時間となった
時に除霜開始指令（Ｓ）が発せられ、除霜が開始される
ことになる。

又、電動圧縮機（２０）がｍ続して運転されたが途中で
運転周波数が変更され、例えばカウンタ（５２）の積算
開始から３時間は６０Ｈｚで運転されその後４時間３０
Ｈｚで運転きれ、更に３時間６０Ｈｚで運転された場合
は第６図に示ず如くカウンタ（５２）に入力きれる発振
パルスの周波数がｆ。ＨｚからにｆｏＨｚそして再びｆ
。Ｈｚと切換わるため結果的にカウンタ（５２〉が積算
終了するのは１０時間後となる。

冷却器（１０）への着霜スピードは電動圧縮機（２０）
の回転数即ち冷凍サイクルの冷却能力に略比例すると考
えられるので、以上の如く電動圧縮機（２０）の回転数
が高い時は短い運転期間で除霜を開始し、回転数が低い
時は長い運転期間へと変更することにより、略一定の看
Ｎ量で冷却器（１０）の除霜を開始する事ができる様に
なり、無駄な除霜による庫内の温度上昇を防止すると共
に、異常な着霜量の増大による冷却効率の低下を防止す
ることができる。しかも、この時電荷蓄積素子等は不要
であり、マイクロコンピュータ（２５）の機能としての
時限手段（５０）によって達成されるため、コストの低
減が図れると共に信頼性の高い除霜装置が構成される。

（ト）発明の効果 本発明によれば圧縮機の回転数を制御して貯蔵室内の温
度を調整する冷蔵庫に於いて冷却器の除霜が開始きれる
までの圧縮機の運転期間を圧縮機の回転数に応じて変更
するので、圧縮機の回転数変更により冷凍サイクルの冷
却能力が種々変更されても常に一定の着霜量で冷却器の
除霜を実行する事が可能となり、無駄な除霜による貯蔵
室内の温度上昇と、異常着霜による冷却能力の低下を防
止することができる。

又、この時従来の如き電荷蓄積素子等は不要であり、発
振機能と積算機能から成る時限手段にて構成でき、信頼
性が高く、又、コスト的にも低減きれた除霜装置を提供
できる。

【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図はマイクロコンピュータの機
能としての時限手段の機能ブロック図、第６図は時限手
段の積算動作の一形態を示す図である。 （Ｆ）・・・冷凍室、　（１０）・・・冷却器、　（２
０）・・・電動圧縮機、（２５）・・・マイクロコンピ
ュータ、　（３７）・・・インバータ回路、　　（４２
）・・・ヒータ、　（５０）・・・時限手段、　（５１
）・・・発振手段、　（５２）・・・カウンタ、（５３
）・・・分周器。 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５図 へｎ ２　　　ｇ　　　Ｓ　　　ｇ　　　。 ？り羊寅展閥早 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷凍サイクルの圧縮機の回転数を制御する事によっ
   て貯蔵室内の温度を調整すると共に、前記圧縮機の運転
   時間を積算する時限手段による除霜開始指令にて前記冷
   凍サイクルの冷却器の除霜を実行する冷蔵庫に於いて、
   前記時限手段は周期的な発振出力の積算動作を実行する
   積算手段を有して該積算手段の所定の積算値にて前記除
   霜開始指令を発生すると共に前記圧縮機の回転数に応じ
   て前記発振出力の発振周期を変更する事を特徴とする冷
   蔵庫の除霜装置。