| 【発明の名称】 |
冷蔵庫 |
| 【発明者】 |
【氏名】清水 武
【氏名】田中 正昭
【氏名】西村 晃一
【氏名】米村 稔
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| 【要約】 |
【課題】可燃性冷媒を使用した冷蔵庫において、可燃性冷媒が漏洩した環境下で除霜が行われた時に発火による危険性を低減することを目的とする。
【解決手段】圧縮機１９と、可燃性冷媒を使用した冷凍サイクルの蒸発器１０と、蒸発器１０除霜する除霜手段１８と、前記圧縮機１９の能力を可変するインバータ手段２２とを備え、前記除霜手段１８を前記インバータ手段２２により動作させるので、前記除霜手段１８の温度は可燃性冷媒の発火温度未満であるので、可燃性冷媒の発火による危険性を低減できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と、蒸発器とを機能的に接続し、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、前記蒸発器を除霜する除霜手段と、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段とを備え、前記インバータ手段は整流回路とパワー回路で構成し、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させることを特徴とした冷蔵庫。
【請求項２】 インバータ手段を、整流回路と電圧可変回路とパワー回路で構成する請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】 除霜手段は、インバータ手段の可変電圧範囲内の任意電圧において必要発熱量を有し、可燃性冷媒の発火温度未満の温度である請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】 除霜手段の温度を検知する温度検知手段を備え、除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満になるべく、前記温度検知手段の検知温度に応じてインバータ手段にて電圧制御する請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項５】 除霜手段と、前記除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段は前記温度検知手段の検知温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度になるべくインバータ手段により制御し、第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になる時には、前記インバータ手段の出力を遮断する請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】 除霜手段と、前記除霜手段の温度を検知する温度検知手段と、前記除霜手段を動作させるインバータ手段とを備え、前記除霜手段は除霜初期において前記温度検知手段の検知温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度になるまで前記インバータ手段の最大電圧で動作させ、第一の設定温度になった後は第一の設定温度になるべく、前記インバータ手段により制御し、第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になる時には、前記インバータ手段の出力を遮断する請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】 除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管内の前記ヒーター線近傍に設置した請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項８】 除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管外郭近傍に設置した請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項９】 除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管の表面に密着設置した請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項１０】 冷凍室と冷蔵室とを空気の対流がないように独立させて設けた冷蔵庫本体と、圧縮機，凝縮器，冷蔵用の高蒸発温度である冷蔵室用冷却器、高蒸発温度用の減圧が小さい高蒸発温度用減圧機構、前記冷蔵室用冷却器と並列に接続された冷凍用の低蒸発温度である冷凍室用冷却器、低蒸発温度用の減圧が大きい低蒸発温度用減圧機構、前記冷蔵室用冷却器と冷凍室用冷却器とに同時に冷媒が流れることがないように制御する切替弁、冷凍室用冷却器の出口に冷媒の逆流を防止する逆止弁とを機能的に接続し、可燃性冷媒が封入された冷凍システムと、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段と、冷凍室用冷却器を除霜する除霜手段とを備え、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させる請求項３から９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発器の除霜手段を有する冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、蒸発器の除霜手段を有する冷蔵庫に関するものとしては、特開平８−５４１７２号公報に記載されたものが挙げられる。
【０００３】以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００４】図１３は、従来の冷蔵庫の要部の縦断面図である。図１３において、１は冷蔵庫本体、２は冷蔵庫本体１の内部にある冷凍室、３は冷蔵庫本体１の内部にある冷蔵室、４は冷凍室扉、５は冷蔵室扉、６は冷凍室２と冷蔵室３を仕切る仕切壁、７は冷凍室２内の空気を吸い込む冷凍室吸込口、８は冷蔵室３内の空気を吸込む冷蔵室吸込口、９は冷気を吐出する吐出口、１０は蒸発器、１１は冷気を循環させるファン、１２は蒸発器１０と冷凍室２を仕切る蒸発器仕切壁、１３は桶、１４は排水口、１５はニクロム線をコイル状ににたものをガラス管で覆った除霜用管ヒータ、１６は除霜水が除霜用管ヒーター１５に直接滴下して接触するときに発する蒸発音を防止するための屋根、１７は桶１３と除霜用管ヒーター１５の間に設置され絶縁保持された金属製の底板である。
【０００５】次に動作について説明する。冷凍室２や冷蔵室３を冷却する場合は、蒸発器１０に冷媒が流通して蒸発器１０が冷却される。これと同じくしてファン１１の作動により、冷凍室吸込口７や冷蔵室吸込口８から冷凍室２や冷蔵室３の昇温空気を冷却室２０に送り、蒸発器１０で熱交換して冷却されて吐出口９から冷却風を冷凍室２内に送り、冷凍室２から図示していない連通口を通って冷蔵室に冷気を送る。ここで、蒸発器１０と熱交換する空気は、冷凍室扉４及び冷蔵室扉５の開閉による高温外気の流入や冷凍室２及び冷蔵室３の保存食品の水分の蒸発等により高湿化された空気であることから、その空気より低温である蒸発器１０に空気中の水分が霜となって着霜し、着霜量が増加するに従って蒸発器１０表面と熱交換する空気との伝熱が阻害されると共に通風抵抗となって風量が低下するために熱通過率が低下して冷却不足が発生する。
【０００６】そこで、冷却不足となる以前に除霜用管ヒーター１５のニクロム線に商用電源により通電する。ニクロム線に通電が開始されるとニクロム線から蒸発器１０や周辺部器に熱線が放射される。このとき、底板１７に放射された熱線は底板１７の形状から一部がヒーター線に反射され、その他は蒸発器１０やその他の周辺部品に向けて反射される。これにより蒸発器１０や桶１３や排水口１４付近に着いた霜を水に融解する。また、このようにして融解した除霜水は一部は直接に桶１３に落ち、その他は屋根１６により除霜用管ヒーター１５を避けて桶１３に落ちて排水口１４から庫外に排水される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成では、一般的に除霜用管ヒーター１５のニクロム線表面は言うまでもなくガラス表面温度は非常に高温度であり、更に、底板１７は管ヒーター１５の近傍にあり且つ管ヒーター１５から放射した熱線の一部を管ヒーター１５に再度反射していることから管ヒーター１５の温度が異常に上昇し、可燃性冷媒の発火温度以上になる。このことから、冷媒として可燃性冷媒を使用した場合に、可燃性冷媒が蒸発器１０や庫内と連通している部分に設置されている配管から漏洩すると、除霜用管ヒーター１５の通電により発火して爆発する危険性が有る。
【０００８】さらに、除霜用管ヒーター１５は商用電源で動作しており、除霜用管ヒーター１５の温度は、除霜中の電圧変動の考慮する必要性から可燃性冷媒の発火温度よりかなり低い温度になるべく設定しなければいけなく、そのため、除霜用管ヒータ１５により放射される輻射熱の大幅な減少による除霜不足や、蒸発器１０内の液冷媒不足によるサーモサイフォン効果不足による除霜不足により霜残りを生じ、除霜終了後の冷却運転時には残った霜により熱伝達が阻害され不冷が発生するという課題を有していた。
【０００９】本発明は上記課題に鑑み、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制でき、さらに蒸発器の除霜にたいして迅速にかつ霜残りがない除霜ができる可燃性冷媒を使用した冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため本発明の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と、蒸発器とを機能的に接続し、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、前記蒸発器を除霜する除霜手段と、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段とを備え、前記インバータ手段は整流回路とパワー回路で構成し、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させる。
【００１１】このことから、可燃性冷媒を使用した冷凍サイクルにおいて、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００１２】さらに、電源の電圧変動の考慮する必要性がなく除霜手段の温度を可能な限り可燃性冷媒の発火温度にできることで除霜手段の動作時間が短縮でき、除霜での庫内温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と、蒸発器とを機能的に接続し、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、前記蒸発器を除霜する除霜手段と、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段とを備え、前記インバータ手段は整流回路とパワー回路で構成し、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させるので、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００１４】さらに、電源の電圧変動の考慮する必要性がなく除霜手段の温度を可能な限り可燃性冷媒の発火温度にできることで除霜手段の動作時間が短縮でき、除霜での庫内温度上昇を最小限に抑えることができるという作用を有する。
【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、インバータ手段を、整流回路と電圧可変回路とパワー回路で構成するので、除霜手段への供給電圧が低くすることができ従来同等以上の除霜手段の寿命を確保できるという作用を有する。
【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、除霜手段は、インバータ手段の可変電圧範囲内の任意電圧において必要発熱量を有し、可燃性冷媒の発火温度未満の温度であるので、除霜手段温度を可燃性冷媒の発火温度未満でも従来同等以上の除霜能力を確保できるという作用を有する。
【００１７】本発明の請求項４に記載の発明は、除霜手段の温度を検知する温度検知手段を備え、除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満になるべく、前記温度検知手段の検知温度に応じてインバータ手段にて電圧制御するので、除霜手段の仕様にかかわらず、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できるという作用を有する。
【００１８】本発明の請求項５に記載の発明は、除霜手段と、前記除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段は前記温度検知手段の検知温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度になるべくインバータ手段により制御し、第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になる時には、前記インバータ手段の出力を遮断するので、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できるという作用を有する。
【００１９】本発明の請求項６に記載の発明は、除霜手段と、前記除霜手段の温度を検知する温度検知手段と、前記除霜手段を動作させるインバータ手段とを備え、前記除霜手段は除霜初期において前記温度検知手段の検知温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度になるまで前記インバータ手段の最大電圧で動作させ、第一の設定温度になった後は第一の設定温度になるべく、前記インバータ手段により制御し、第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になる時には、前記インバータ手段の出力を遮断するので、除霜手段温度を可燃性冷媒の発火温度未満でも従来同等以上の除霜能力を確保できるという作用を有する。
【００２０】本発明の請求項７に記載の発明は、除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管内の前記ヒーター線近傍に設置するので、前記ヒーター線温度を正確に検知することができ、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できるという作用を有する。
【００２１】本発明の請求項８に記載の発明は、除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管外郭近傍に設置するので、温度検知手段が何らかの影響で破損し、除霜手段に問題がない場合に、温度検知手段のみの交換で済むことからメンテナンスが容易であるという作用を有する。
【００２２】本発明の請求項９に記載の発明は、除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管の表面に密着設置するので、前記ヒーター線温度を正確に検知することができ、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できると共に、温度検知手段のみの交換で済むことからメンテナンスが容易であるという作用を有する。
【００２３】本発明の請求項１０に記載の発明は、冷凍室と冷蔵室とを空気の対流がないように独立させて設けた冷蔵庫本体と、圧縮機，凝縮器，冷蔵用の高蒸発温度である冷蔵室用冷却器、高蒸発温度用の減圧が小さい高蒸発温度用減圧機構、前記冷蔵室用冷却器と並列に接続された冷凍用の低蒸発温度である冷凍室用冷却器、低蒸発温度用の減圧が大きい低蒸発温度用減圧機構、前記冷蔵室用冷却器と冷凍室用冷却器とに同時に冷媒が流れることがないように制御する切替弁、冷凍室用冷却器の出口に冷媒の逆流を防止する逆止弁とを機能的に接続し、可燃性冷媒が封入された冷凍システムと、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段と、冷凍室用冷却器を除霜する除霜手段とを備え、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させるので、前記除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満の温度で除霜を行うので、従来の冷凍室や冷蔵室を含む全室を冷却器１個で冷却するのに対して本発明の冷凍室冷却器は冷凍室のみの冷却であることから、冷凍室冷却器の着霜量は少なくなり、従来と同等の除霜時間で除霜を終了するならば除霜能力が小さい低発熱量の除霜手段を使用することができる。
【００２４】このことから、低発熱量の除霜手段の使用による低温度化が図れると共に低電力であり、除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満で除霜を行え、且つ省エネルギーであるという作用を有する。
【００２５】以下、本発明の実施の形態について、図１から図１２を用いて説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】（実施の形態１）本発明による実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷凍システム図である。
【００２８】図１に示すように、１８は蒸発器１０に付着した霜を除霜する除霜手段であり、１９は圧縮機、２０は凝縮器、２１は減圧機構であり、圧縮機１９と凝縮器２０と減圧機構２１と蒸発器１０を機能的に環状に接続された冷凍サイクルの内部には図示しないイソブタン等の可燃性冷媒が封入されている。
【００２９】図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機能ブロック図である。
【００３０】図２に示すように、２２はインバータ手段であり商用交流電源を整流する整流回路２３とパワー回路２４の構成によりインバータ制御し圧縮機１９及び除霜手段１８に任意の電圧を供給する。
【００３１】以上のように構成された冷蔵庫について，以下にその動作を説明する。
【００３２】圧縮機１９はインバータ手段２２により、常に最適な能力での運転により冷凍サイクルの蒸発器１０が冷却され、圧縮機１９の運転と同時に作動するファン１１により冷蔵庫の庫内空気が冷却された蒸発器１０を通風し、蒸発器１０と熱交換された冷気が庫内へ吐出されることで冷蔵庫庫内を任意の温度に冷却する。
【００３３】そして、圧縮機１９の任意の運転時間経過後に除霜手段１８を、インバータ手段２２により商用電源の電圧変動に影響の受けない任意の一定電圧を供給することで作動させる。この除霜手段１８の作動により、除霜手段１８は冷凍サイクルに使用されている可燃性冷媒の発火温度未満の温度にて発熱して蒸発器１０の除霜を行い、図示していない除霜終了検知手段により除霜の完了を検知して除霜手段を停止させ、着霜による庫内の不冷を定期的に防止する。
【００３４】このことから、万が一に冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した場合に除霜が行われても除霜手段１８は冷凍サイクルに使用されている可燃性冷媒の発火温度未満の温度にしかならないので発火の危険性が低下する。
【００３５】さらに、除霜手段１８は商用電源の電圧変動の影響がないことから、除霜手段１８の温度を可能な限り可燃性冷媒の発火温度にできることで、除霜手段１８の動作時間の短縮による除霜での庫内温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００３６】（実施の形態２）本発明による実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】図３は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の機能ブロック図である。
【００３８】図３に示すように、２５はインバータ手段であり商用交流電源を整流する整流回路２３と整流電圧を可変する電圧可変回路２６とパワー回路２４の構成によりインバータ制御し圧縮機１９及び除霜手段１８に任意の電圧を供給する。
【００３９】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００４０】圧縮機１９の任意の運転時間経過後に除霜手段１８を、インバータ手段２５により商用電源の電圧変動に影響の受けない任意の一定電圧を、整流回路２３からの整流電圧を電圧可変回路２６により可変しパワー回路２４により供給し作動させる。この除霜手段１８の作動により、除霜手段１８は冷凍サイクルに使用されている可燃性冷媒の発火温度未満の温度にて発熱して蒸発器１０の除霜を行い、図示していない除霜終了検知手段により除霜の完了を検知して除霜手段を停止させ、着霜による庫内の不冷を定期的に防止する。
【００４１】このことから、万が一に冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した場合に除霜が行われても除霜手段１８は冷凍サイクルに使用されている可燃性冷媒の発火温度未満の温度にしかならないので発火の危険性が低下する。
【００４２】さらに、除霜手段１８には、電圧可変回路２６により可変された低電圧が供給されるので、従来同等以上の除霜手段の寿命が確保できる。
【００４３】（実施の形態３）本発明による実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から２と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４４】図４は本発明の実施の形態３における冷蔵庫の機能ブロック図である。
【００４５】図４に示すように、２７はインバータ手段２２の可変電圧範囲内の任意の一定電圧において除霜が任意時間で終了するのに必要な発熱量を有する除霜手段である。
【００４６】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００４７】除霜手段２７は、インバータ手段２２により可燃性冷媒の発火温度未満の温度で必要発熱量にて発熱し、蒸発器１０及び蒸発器周りの霜を任意の時間内に融解する。
【００４８】このことから、万が一に冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した場合に除霜が行われても除霜手段１８は冷凍サイクルに使用されている可燃性冷媒の発火温度未満の温度にしかならないので発火の危険性が低下する。
【００４９】さらに、除霜手段温度を可燃性冷媒の発火温度未満でも従来同等以上の除霜能力を確保できる。
【００５０】（実施の形態４）本発明による実施の形態４について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から２と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】図５は本発明の実施の形態４における冷蔵庫の機能ブロック図である。
【００５２】図５に示すように、２８は従来と同等仕様の除霜手段であり、２９は除霜手段２８の温度を検知する温度検知手段である。
【００５３】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００５４】除霜時の除霜手段２８の温度は、温度検知手段２９の出力信号に応じて、インバータ手段２２により除霜手段２８に供給する電圧を変化することで可燃性冷媒の発火温度未満に制御する。
【００５５】このことから、可燃性冷媒を用いたシステムにおいて、除霜手段２８の仕様にかかわらず、可燃性冷媒が除霜手段２８の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００５６】（実施の形態５）本発明による実施の形態５について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から４と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５７】図６は本発明の実施の形態５における除霜時のフローチャートである。
【００５８】図６により、除霜時の動作を説明する。
【００５９】ステップＳ１で、インバータ手段２２により除霜手段２８に任意電圧が供給され除霜手段２８が発熱し除霜を開始する。そして、ステップＳ２で除霜手段２８の温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度以上になったことを温度検知手段２９で検知するまでは、除霜手段２８には任意の電圧が供給される。
【００６０】そして、ステップＳ２で除霜手段２８の温度が第一の設定温度以上になったことを検知すると、インバータ手段２２により除霜手段２８への供給電圧を任意電圧低下させる（ステップＳ３）ことで、除霜手段２８の温度を第一の設定温度に制御する。
【００６１】また、温度検知手段２９の検知温度が第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になった時（ステップＳ４）には、インバータ手段２２の出力を遮断する（ステップＳ５）ことで、除霜手段２８の温度がいかなる条件においても可燃性冷媒の発火温度未満の温度に制御可能となる。
【００６２】そして、ステップＳ６で除霜の終了を検知し、除霜手段２８の供給電圧をＯＦＦして除霜を終了する。
【００６３】このことから、可燃性冷媒が除霜手段２８の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００６４】（実施の形態６）本発明による実施の形態６について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から４と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】図７は本発明の実施の形態６における除霜時のフローチャートである。
【００６６】図７により、除霜時の動作を説明する。
【００６７】ステップＳ７で、インバータ手段２２により除霜手段２８にインバータ手段２２が供給可能な最大電圧が供給され除霜手段２８は素早く発熱し除霜を開始する。そして、ステップＳ８で除霜手段２８の温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度以上になったことを温度検知手段２９で検知するまでは、除霜手段２８には最大電圧が供給される。
【００６８】そして、ステップＳ９で除霜手段２８の温度が第一の設定温度以上になったことを検知すると、インバータ手段２２により除霜手段２８への供給電圧を任意電圧に可変する。その後、ステップＳ１０で除霜手段２８の温度が第一の設定温度以上になったことを検知すると、インバータ手段２２により除霜手段２８への供給電圧を任意電圧低下させる（ステップＳ１１）ことで、除霜手段２８の温度を第一の設定温度に制御する。
【００６９】また、温度検知手段２９の検知温度が第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になった時（ステップＳ１２）には、インバータ手段２２の出力を遮断する（ステップＳ１３）ことで、除霜手段２８の温度がいかなる条件においても可燃性冷媒の発火温度未満の温度に制御可能となる。
【００７０】そして、ステップＳ１４で除霜の終了を検知し、除霜手段２８の供給電圧をＯＦＦして除霜を終了する。
【００７１】このことから、除霜手段温度を可燃性冷媒の発火温度未満でも従来同等以上の除霜能力を確保できる。
【００７２】さらに、可燃性冷媒が除霜手段２８の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００７３】（実施の形態７）本発明による実施の形態７について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から６と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７４】図８は本発明の実施の形態７における要部の断面図である。
【００７５】図８に示すように、３１は除霜手段２８の構成要素であるガラス管、３２は除霜手段２８の構成要素でありガラス管３１の内部にある金属抵抗体からなるヒーター線、３３はヒーター線３２の両端部の直線状からなる直線部、３４は直線部３３以外でありヒーター線３２を定められたガラス管３１の長さに収納できるようにスパイラル状にしたスパイラル部、３５は除霜水がガラス管３１の内部に侵入するのを防止するキャップである。
【００７６】ヒーター線３２の温度を検知する温度検知手段３６は、ヒーター線３２の近傍でガラス管３１内部に設置されている。
【００７７】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００７８】除霜手段２８の作動時において、除霜手段２８のヒーター線３２はジュール熱により温度上昇する。このとき、ヒーター線３２の温度上昇と相関関係を有して温度検知手段３６も温度上昇する。そして、温度検知手段３６の検知温度を基づいて除霜手段２８のヒーター線３２温度を可燃性冷媒の発火温度未満になるべく温度制御し除霜を行う。
【００７９】このことから、除霜手段２８のヒーター線３２温度を正確に検知し可燃性冷媒の発火温度未満に制御できるので、可燃性冷媒が除霜手段２８の雰囲気に漏洩した場合に除霜が行われても、確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００８０】（実施の形態８）本発明による実施の形態８について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から６と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８１】図９は本発明の実施の形態８における要部の断面図である。
【００８２】図９に示すように、３１は除霜手段２８の構成要素であるガラス管、３２は除霜手段２８の構成要素でありガラス管３１の内部にある金属抵抗体からなるヒーター線、３３はヒーター線３２の両端部の直線状からなる直線部、３４は直線部３３以外でありヒーター線３２を定められたガラス管３１の長さに収納できるようにスパイラル状にしたスパイラル部、３５は除霜水がガラス管３１の内部に侵入するのを防止するキャップである。
【００８３】ヒーター線３２の温度を検知する温度検知手段３８は、ガラス管３１外郭近傍に設置されている。
【００８４】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００８５】除霜手段２８の作動時において、除霜手段２８のヒーター線３２はジュール熱により温度上昇する。ヒーター線３２の外周にあるガラス管３１に伝熱してガラス管３１の温度も、ヒーター線３２と相関関係を有して上昇する。
【００８６】このとき、ガラス管３１の温度上昇と相関関係を有して温度検知手段３７も温度上昇する。そして、温度検知手段３７の検知温度を基づいて除霜手段２８のヒーター線３２温度を可燃性冷媒の発火温度未満になるべく温度制御し除霜を行う。
【００８７】このことから、除霜手段２８のヒーター線３２温度を検知し可燃性冷媒の発火温度未満に制御できるので、可燃性冷媒が除霜手段２８の雰囲気に漏洩した場合に除霜が行われても、可燃性冷媒の発火による危険性を低下できる。
【００８８】さらに、除霜手段２８に問題がない場合の温度検知手段３７のメンテナンスが容易であると共に、温度検知手段３７はヒーター線２３の温度と低温で相関関係があり、高温用に比べて安価であるものが使用できる。
【００８９】（実施の形態９）本発明による実施の形態９について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１から６と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９０】図１０は本発明の実施の形態９における要部の断面図である。
【００９１】図１０に示すように、３１は除霜手段２８の構成要素であるガラス管、３２は除霜手段２８の構成要素でありガラス管３１の内部にある金属抵抗体からなるヒーター線、３３はヒーター線３２の両端部の直線状からなる直線部、３４は直線部３３以外でありヒーター線３２を定められたガラス管３１の長さに収納できるようにスパイラル状にしたスパイラル部、３５は除霜水がガラス管３１の内部に侵入するのを防止するキャップである。
【００９２】ヒーター線３２の温度を検知する温度検知手段３８は、ガラス管３１表面に設置されており、キャップ３５によりガラス管３１に密着固定されている。
【００９３】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００９４】除霜手段２８の作動時において、除霜手段２８のヒーター線３２はジュール熱により温度上昇する。ヒーター線３２の外周にあるガラス管３１に伝熱してガラス管３１の温度も、ヒーター線３２と相関関係を有して上昇する。
【００９５】このとき、ガラス管３１に密着固定している温度検知手段３８は、ガラス管３１の温度を正確に検知する。そして、温度検知手段３８の検知温度を基づいて除霜手段２８のヒーター線３２温度を可燃性冷媒の発火温度未満になるべく温度制御し除霜を行う。
【００９６】このことから、除霜手段２８のヒーター線３２温度を検知し、正確に可燃性冷媒の発火温度未満に制御できるので、可燃性冷媒が除霜手段２８の雰囲気に漏洩した場合に除霜が行われても、可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【００９７】さらに、除霜手段１８に問題がない場合の温度検知手段３８のメンテナンスが容易であると共に、温度検知手段３７はヒーター線２３の温度と低温で相関関係があり、高温用に比べて安価であるものが使用できる。
【００９８】なお、本実施例では温度検知手段３８はキャップ３５が温度検知手段３８のホルダーも兼ねているためにキャップ３５部に設置されているが、ガラス管３１の表面に設置すれば同様の効果を得られるのはいうまでもない。
【００９９】（実施の形態１０）本発明による実施の形態１０について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態３から９と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１００】図１１は本発明の実施の形態１０における冷凍システム図であり、図１２は本発明の実施の形態１０における冷蔵庫の機能ブロック図である。
【０１０１】図１１，図１２に示すように、５１は冷蔵用の高蒸発温度である冷蔵室用冷却器、４９は高蒸発温度用の減圧量が小さい高蒸発温度用減圧機構、５０は冷凍用の低蒸発温度である冷凍室用冷却器、３９は低蒸発温度用の減圧量が大きい低蒸発温度用減圧機構、４０は冷媒の流路を切り替える切替弁、４１は圧縮機１９や冷蔵室用冷却器５１から冷凍室用冷却器５０へ冷媒が逆流するのを防止する逆止弁である。
【０１０２】４２は冷蔵室３の空気を冷蔵室用冷却器５１に通風させて熱交換させ冷却風を循環させるための冷蔵室用ファン、４３は冷凍室２の空気を冷凍室用冷却器５０に通風させて熱交換させ冷却風を循環させるための冷凍室用ファン、４４は冷蔵室用冷却器５１から冷蔵室３への熱移動を防止すると共に冷蔵室用冷却器５１の通風を円滑に行うためのダクトでもある冷蔵室用冷却器仕切室、４５は冷蔵室用ファン４２の作動により冷蔵室用冷却器５１は熱交換した冷気が冷蔵室３へ吐出する冷蔵室吐出口、４６は冷凍室用冷却器５０の通風を円滑に行うためのダクトを構成する冷凍室用冷却器仕切壁、４７は冷凍室用ファン４３の作動により冷凍室用冷却器５０と熱交換した空気が冷凍室２へ吐出する冷凍室吐出口、４８は冷凍室用冷却器５０を除霜した時に発生する除霜水を貯留して自動蒸発させるための蒸発皿である。
【０１０３】以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【０１０４】冷蔵室３を冷却する場合は、冷蔵室３がある設定温度以上になると圧縮機１９が、インバータ手段２２により最適運転で作動し、冷凍サイクル内の図示しない可燃性冷媒の循環が開始され、可燃性冷媒は凝縮器２０で外気との熱交換により凝縮され、切替弁４０により高蒸発温度用減圧機構４９を経て冷蔵室用冷却器５１へ流通し、圧縮機１９に吸い込まれるという経路の冷蔵室冷却用冷凍サイクルとなる。このとき、圧縮機１９の作動と同時に冷蔵室用ファン４２が作動することで冷蔵室３の空気を冷蔵室吸込口８から吸い込み、冷蔵室用冷却器５１に通風さけせ熱交換し冷却した空気を冷蔵室吐出口４５から冷蔵室３に吐出して冷蔵室３を冷却する。
【０１０５】また、圧縮機１９が停止中の任意の時間において、冷蔵室用ファン４２が運転し、冷蔵室３の０℃を越える温度の空気が冷蔵室用冷却器５１に通風し、その通風空気により冷蔵室用冷却器５１に着霜した霜は昇華により除霜されると共に、冷蔵室用冷却器５１を通過した後の空気は絶対湿度が増加されて冷蔵室３に吐出される。
【０１０６】冷凍室２を冷却する場合は、冷凍室２がある設定温度以上になると圧縮機１９が、インバータ手段２２により最適運転で作動し、冷凍サイクル内の可燃性冷媒の循環が開始され、可燃性冷媒は凝縮器２０で外気との熱交換により凝縮され、切替弁４０により低蒸発温度用減圧機構３９を経て冷凍室用冷却器５０へ流通し、圧縮機１９に吸い込まれるという経路の冷凍室冷却用冷凍サイクルとなる。
【０１０７】そして、圧縮機１９の作動と同時に冷凍室用ファン４３が作動することで冷凍室２の空気を冷凍室吸込口７から吸い込み、冷凍室用冷却器５０に通風させて熱交換し冷却した空気を冷凍室吐出口４７から冷凍室２に吐出して冷凍室２を冷却する。このとき、冷凍室用冷却器５０を通風する空気は冷凍室２のみの空気であることから冷凍室用冷却器５０は小型であり熱交換面積が小さいので着霜面積も小さくなり着霜量は少なくなる。
【０１０８】また、圧縮機１９が停止中または冷蔵室冷却中の任意の時間に除霜手段２８が、インバータ手段２２により供給電圧を制御し可燃性冷媒の発火温度未満で発熱し、冷凍室用冷却器５０及びその周辺部品の除霜を行う。このとき、冷凍室用冷却器５０の配管内の冷媒も加熱される。そして、加熱された冷媒は冷凍室用冷却器５０内で蒸発して除霜手段１８により未だ加熱されていない部分である低温度部分へ移動し、その部分の霜から熱を奪う。
【０１０９】そして、霜は融解し、冷媒は霜から熱を奪うことで凝縮する。このとき、凝縮した冷媒の一部は冷凍室用冷却器５０に残留して再び除霜手段１８により加熱される。この動作を繰り返して冷凍室用冷却器全体が除霜され、除霜され水となった除霜水は桶１３に落ちて排水口１４から蒸発皿４８に落ちて貯留される。蒸発皿４８に貯留された霜水は圧縮機１９の運転時の発熱を受けて自然蒸発する。
【０１１０】このように、冷凍室用冷却器５０は冷凍室２のみ冷却することから着霜量が少ないので除霜手段１８の発熱量を低減でき、低発熱量化により除霜手段１８の温度が低下する。
【０１１１】さらに、従来の冷却器１個では冷凍サイクル内の全冷媒量の大部分が冷却器である蒸発器１０内に存在することから、除霜時の除霜手段１８による加熱に多量の熱量が必要となり、除霜に使用する熱量以外に前記冷媒の加熱量が多量に必要となる。しかし、本発明では冷媒は一部が冷蔵室用冷却器５１に存在するので、冷凍室用冷却器５０の冷媒の量は従来の冷却器１個の場合に比べて非常に少なくなり、除霜時に除霜以外に除霜手段１８により加熱に使用される熱量が少なくて良いので省エネルギーである。
【０１１２】以上のことから、従来と同等以上の除霜能力を維持しながら除霜手段１８を可燃性冷媒の発火温度未満に低温度化でき、可燃性冷媒が除霜手段１８の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性をより低下できる。
【０１１３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と、蒸発器とを機能的に接続し、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、前記蒸発器を除霜する除霜手段と、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段とを備え、前記インバータ手段は整流回路とパワー回路で構成し、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させるので、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【０１１４】さらに、電源の電圧変動の考慮する必要性がなく除霜手段の温度を可能な限り可燃性媒冷の発火温度にできることで除霜手段の動作時間が短縮でき、除霜での庫内温度上昇を最小限に抑えることができる。
【０１１５】また、インバータ手段は、整流回路と電圧可変回路とパワー回路で構成するので、除霜手段への供給電圧が低くすることができ従来同等以上の除霜手段の寿命を確保できる。
【０１１６】また、除霜手段は、インバータ手段の可変電圧範囲内の任意電圧において必要発熱量を有し、可燃性冷媒の発火温度未満の温度であるので、除霜手段温度を可燃性冷媒の発火温度未満でも従来同等以上の除霜能力を確保できる。
【０１１７】また、除霜手段の温度を検知する温度検知手段を備え、除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満になるべく、前記温度検知手段の検知温度に応じてインバータ手段にて電圧制御するので、除霜手段の仕様にかかわらず、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【０１１８】また、除霜手段と、前記除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段は前記温度検知手段の検知温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度になるべくインバータ手段により制御し、第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になる時には、前記インバータ手段の出力を遮断するので、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【０１１９】また、除霜手段と、前記除霜手段の温度を検知する温度検知手段と、前記除霜手段を動作させるインバータ手段とを備え、前記除霜手段は除霜初期において前記温度検知手段の検知温度が可燃性冷媒の発火温度未満の温度である第一の設定温度になるまで前記インバータ手段の最大電圧で動作させ、第一の設定温度になった後は第一の設定温度になるべく、前記インバータ手段により制御し、第一の設定温度以上で可燃性冷媒の発火温度未満である第二の設定温度になる時には、前記インバータ手段の出力を遮断するので、除霜手段温度を可燃性冷媒の発火温度未満でも従来同等以上の除霜能力を確保できる。
【０１２０】また、除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管内の前記ヒーター線近傍に設置するので、前記ヒーター線温度を正確に検知することができ、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できる。
【０１２１】また、除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管外郭近傍に設置するので、温度検知手段が何らかの影響で破損し、除霜手段に問題がない場合に、温度検知手段のみの交換で済むことからメンテナンスが容易である。
【０１２２】また、除霜手段と、除霜手段の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記除霜手段はガラス管と前記ガラス管内部に金属抵抗体からなるヒーター線で構成し、前記温度検知手段は前記ガラス管の表面に密着設置するので、前記ヒーター線温度を正確に検知することができ、可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた場合においても確実に可燃性冷媒の発火による危険性を抑制できると共に、温度検知手段のみの交換で済むことからメンテナンスが容易である。
【０１２３】また、冷凍室と冷蔵室とを空気の対流がないように独立させて設けた冷蔵庫本体と、圧縮機，凝縮器，冷蔵用の高蒸発温度である冷蔵室用冷却器、高蒸発温度用の減圧が小さい高蒸発温度用減圧機構、前記冷蔵室用冷却器と並列に接続された冷凍用の低蒸発温度である冷凍室用冷却器、低蒸発温度用の減圧が大きい低蒸発温度用減圧機構、前記冷蔵室用冷却器と冷凍室用冷却器とに同時に冷媒が流れることがないように制御する切替弁、冷凍室用冷却器の出口に冷媒の逆流を防止する逆止弁とを機能的に接続し、可燃性冷媒が封入された冷凍システムと、前記圧縮機の能力を可変するインバータ手段と、冷凍室用冷却器を除霜する除霜手段とを備え、前記除霜手段を前記インバータ手段により動作させるので、前記除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満の温度で除霜を行うので、従来の冷凍室や冷蔵室を含む全室を冷却器１個で冷却するのに対して本発明の冷凍室冷却器は冷凍室のみの冷却であることから、冷凍室冷却器の着霜量は少なくなり、従来と同等の除霜時間で除霜を終了するならば除霜能力が小さい低発熱量の除霜手段を使用することができる。
【０１２４】このことから、低発熱量の除霜手段の使用による低温度化が図れると共に低電力であり、除霜手段は可燃性冷媒の発火温度未満で除霜を行え、且つ省エネルギーである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４８８
【氏名又は名称】松下冷機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２２日（１９９９．９．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−９１１３９（Ｐ２００１−９１１３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月６日（２００１．４．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２６８６３０ |
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