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発明の名称 保冷庫
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−21255(P2001−21255A)
公開日 平成13年1月26日(2001.1.26)
出願番号 特願平11−196246
出願日 平成11年7月9日(1999.7.9)
代理人 【識別番号】100063565
【弁理士】
【氏名又は名称】小橋 信淳
【テーマコード(参考)】
3L045
【Fターム(参考)】
3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 EA01 HA01 KA11 LA05 LA09 MA02 MA13 NA03 NA16 NA18 NA23 NA24 PA02 PA03 PA04 
発明者 橋本 厚 / 甚野 吉孝
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 冷媒の圧縮・凝縮・膨張および蒸発の各状態変化を循環させる冷凍サイクルを用いた保冷庫であって、開閉扉を支持する保冷庫本体の開口部に設けられた結露防止用ヒータと、上記保冷庫内の温度を検知する庫内温度検知センサと、上記庫内温度検知センサからの庫内温度および上記圧縮行程に用いられる圧縮機の作動状態が入力され、上記結露防止用ヒータの駆動部に対して通電指令を出力する制御部とを備え、上記制御部は、上記庫内温度検知用センサにより検知された庫内温度が所定温度のとき、この温度に達した時点から所定時間内における上記圧縮機の作動状態を判別し、上記所定時間内で上記圧縮機が作動状態にない場合に上記結露防止用ヒータへの通電を停止することを特徴とする保冷庫。
【請求項2】 上記制御部は、上記庫内温度が所定温度よりも高い場合に上記結露防止用ヒータへの通電を停止することを特徴とする請求項1記載の保冷庫。
【請求項3】 上記保冷庫には、上記蒸発器からの冷気排出側に蒸発器用送風機が配置されており、上記蒸発器用送風機は、上記庫内温度が0゜C以下のときに上記圧縮機が所定時間作動状態にない場合、上記制御部からの駆動指令により作動することを特徴とする請求項1または2記載の保冷庫。
【請求項4】 上記保冷庫には、上記蒸発器から排出される冷気の通路中にヒータが設けられ、上記ヒータは、上記庫内温度が上記蒸発器用送風機の作動条件時での温度よりも低下した場合に上記制御部からの駆動指令により発熱させられることを特徴御する請求項3記載の保冷庫。
【請求項5】 上記蒸発器用送風機は、上記蒸発器の霜取り作業が実行された時点から前回の霜取り作業が実行された時点までの間で上記圧縮機が作動しなかった場合に限り上記制御部からの駆動指令により作動が停止されることを特徴とする請求項3記載の保冷庫。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、保冷庫に関し、さらに詳しくは、温度管理制御機構に関する。
【0002】
【従来の技術】生鮮食料品を保存する装置の一つとして、冷媒の状態変化の循環を用いる冷凍サイクルを利用した冷蔵冷凍庫などの保冷庫がある。保冷庫は、圧縮された冷媒を凝縮し、膨張および蒸発させる過程で庫内の空気を冷却して低温保存ができる構成が採用されている。ところで、保冷庫においては、内部と外部との温度差により庫内が外気に曝される箇所に結露が生じる場合がある。このため、保冷庫の庫内が外気に曝される箇所である開口部にヒータを設け、保冷庫への電源投入に連動してヒータへの通電を行い、露の蒸発を促進する構成が提案されている(例えば、実開閉5−17476号公報、特開平6−3035号公報、特開平5−118730号公報)。上記各公報には、ヒータへの通電を行うと共に、そのヒータへの通電制御を行って消費電力を無駄にしないようにするための構成が開示されている。
【0003】一方、保冷庫に収容されている食料品のなかには、凍結するのが好ましくないものがある。このため、保冷庫の温度を上昇させて保冷庫内の収容物の凍結を防止するために熱源を設けた構成(例えば、特開平11−63779号公報)、あるいは、庫内の温度が所定温度以下に達した時点で圧縮機を停止させ、圧縮機の作動時に比べて庫内の温度を上昇させるようにした構成(例えば、特開平5−26556号公報)が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した結露防止構造においては、保冷庫の電源投入に連動してヒータへの通電が行われ、その通電状態が維持される構成であるので、消費電力の無駄が大きいという問題がある。また、上述した凍結防止構造においては、外気温が氷点下になると圧縮機を停止させて過冷却を防止する反面、外気温度の影響を受けて庫内温度が氷点下以下に変化することもある。特に寒冷地などではこのような影響を受けやすく、低温に弱い野菜などが氷結してしまい、食する際の風味を損ねてしまう虞がある。
【0005】本発明の目的は、上記従来の保冷庫における問題に鑑み、特に、消費電力の無駄を発生することなく結露防止が行えると共に、外気温度の影響による保存食品の凍結、特に低温障害が発生しやすい食材の凍結を防止することが可能な構成を備えた保冷庫を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため、請求項1記載の発明は、冷媒の圧縮・凝縮・膨張および蒸発の各状態変化を循環させる冷凍サイクルを用いた保冷庫であって、開閉扉を支持する保冷庫本体の開口部に設けられた結露防止用ヒータと、上記保冷庫内の温度を検知する庫内温度検知センサと、上記庫内温度検知センサからの庫内温度および上記圧縮行程に用いられる圧縮機の作動状態が入力され、上記結露防止用ヒータの駆動部に対して通電指令を出力する制御部とを備え、上記制御部は、上記庫内温度検知用センサにより検知された庫内温度が所定温度のとき、この温度に達した時点から所定時間内における上記圧縮機の作動状態を判別し、上記所定時間内で上記圧縮機が作動状態にない場合に上記結露防止用ヒータへの通電を停止することを特徴としている。
【0007】請求項2記載の発明は、上記制御部は、上記庫内温度が所定温度よりも高い場合に上記結露防止用ヒータへの通電を停止することを特徴としている。
【0008】請求項3記載の発明は、上記保冷庫には、上記蒸発器からの冷気排出側に蒸発器用送風機が配置されており、上記蒸発器用送風機は、上記庫内温度が0゜C以下のときに上記圧縮機が所定時間作動状態にない場合、上記制御部からの駆動指令により作動することを特徴としている。
【0009】請求項4記載の発明は、上記保冷庫には、上記蒸発器から排出される冷気の通路中にヒータが設けられ、上記ヒータは、上記庫内温度が上記蒸発器用送風機の作動条件時での温度よりも低下した場合に上記制御部からの駆動指令により発熱させられることを特徴としている。
【0010】請求項5記載の発明は、上記蒸発器用送風機は、上記蒸発器の霜取り作業が実行された時点から前回の霜取り作業が実行された時点までの間で上記圧縮機が作動しなかった場合に限り上記制御部からの駆動指令により作動が停止されることを特徴としている。
【0011】
【作用】請求項1および2記載の発明では、結露防止用ヒータが必要時以外は通電されないので、常時通電する場合に比べて省電力作用を向上させることができる。つまり、庫内温度が所定温度のとき、この温度に達した時点から所定時間内に圧縮機が作動していない場合には、圧縮機を作動させているときのような庫内と庫外との温度差が大きくないと見做して結露防止用ヒータへの通電が停止される。
【0012】請求項3記載の発明では、庫内温度が0°C以下で庫内の収容物に凍結が発生する状況においては、圧縮機が作動していないと判断したときに蒸発器用送風器を作動させ、蒸発器用送風機の作動による自己発熱を利用して温度上昇した空気を保冷庫の内部空間に供給することで庫内温度が低下するのを防止することができる。
【0013】請求項4記載の発明では、上記蒸発器用送風機が作動する条件での庫内温度よりも低い場合には、蒸発器用送風機により自己発熱に加えてヒータでの発熱により庫内温度の低下が防止できる。これにより、外気温度の影響によって庫内温度が低下する場合でも、庫内温度の低下を抑制することができる。
【0014】請求項5記載の発明では、霜取りにより変化する庫内の湿度管理のために蒸発器用送風機を用いた場合、霜取りが実行された際に前回実行された霜取り作業までの間で庫内温度の管理のために冷凍サイクルを実行する圧縮機が作動していない場合に限って蒸発器用送風機が停止され、蒸発器用送風機への給電を停止して消費電力を抑えることができる。
【0015】
【実施例】以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。図1は、請求項1および2記載の発明の実施例による保冷庫の外観図であり、同図において保冷庫1は、内部に保存対象となる生鮮食品を収容する空間を備えており、その空間の一面には開口1Aが形成され、その開口1Aには、観音開き形式の開閉扉2が設けられている。図1に示す保冷庫1は、この種、保冷庫と同様に、開口1Aの周縁部に結露防止用ヒータ3が配置されている。結露防止用ヒータ3は、庫内温度と庫外温度との差が大きい場合に庫外の水蒸気が結露するのを防止するために水蒸気を蒸発させる機能を有するものであり、後述する制御部4によって駆動制御されるようになっている。
【0016】図2は、上記制御部の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部4は、マイクロコンピュータにより主要部が構成され、図示しないI/Oインターフェースを介し本実施例に関係する部材として、入力側には庫内温度検知センサ5、図示しないが圧縮機の作動状態を検知する手段6がそれぞれ接続されており、出力側には結露防止用ヒータ3の駆動部3Aが接続されている。庫内温度検知センサ5は、サーミスタが用いられ、庫内温度の検知信号を制御部4に出力する。圧縮機の作動状態を検知する手段6としては、圧縮機が停止される時期に相当する除霜タイミングからの圧縮機の作動指令を計数するカウンタが用いられる。
【0017】制御部4では、予め設定されている結露防止用ヒータ停止用温度を所定温度として庫内温度検知用センサ5からの温度を判別し、所定温度に達した時点から所定時間の間での圧縮機の作動状態を判別する。すなわち、本実施例では、蒸発器での霜取り作業として、所定時間、例えば2時間毎に圧縮機を10分間だけ停止させ、冷媒の循環を停止して蒸発器での温度上昇を利用した霜取り、いわゆる、除霜作業を行うようになっている。このため、制御部4において設定された霜取り開始タイミングが除霜タイミングとなり、この除霜タイミングから圧縮機の作動回数が計数されるようになっている。本実施例においては、庫内が所定温度以下に達した時点から前回実施された除霜タイミングまでの間での圧縮機の作動回数に加えて、前回の除霜タイミングから前々回の除霜タイミングまでの間をも圧縮機の作動状態判別期間として設定し、いわゆる、長時間での圧縮機の非作動時を割り出せるようにして圧縮機が確実に停止していることを判別する際の確度を高めるようになっている。このような制御部4での判定処理において、圧縮機の作動判別は、除霜タイミング後での圧縮機の作動回数に基づいて行われ、その回数が0である場合には、圧縮機が作動していないと判別して結露防止用ヒータ3への通電を停止するようになっている。また、制御部4では、庫内温度が所定温度よりも高い温度、つまり、外気温度との差による結露が発生しないと見做せる温度に達した場合においても、結露防止用ヒータ3への通電を停止するようになっている。
【0018】本実施例は以上のような構成であるから、制御部4の動作を説明するためのフローチャートを用いてその作用を説明すると、図3に示すとおりである。図3において、保冷庫1の電源が投入された後、庫内での冷凍サイクルが実行されると、庫内温度検知用センサ5からの検知信号が取り込まれてその温度が所定温度、つまり、予め設定されている温度と比較される(ST1)。ステップST1における比較において所定温度よりも高い場合には結露防止用ヒータ3への通電が停止される(ST2)。
【0019】一方、ステップST1において庫内温度が所定温度以下であると判断された場合には、圧縮機の作動状態が判別される(ST3,ST4)。つまり、所定温度以下に達した時点から所定時間内での圧縮機の作動状態が判別される。本実施例では、所定時間として、上述した除霜タイミングを基準としており、その所定時間内での圧縮機の作動状態判別により、圧縮機が作動していない場合が外気温度と庫内温度との温度差が結露発生温度にないときに相当していると見做して結露防止用ヒータ3への通電を停止することができる。
【0020】上記ステップST3,ST4での判別結果において圧縮機が作動している場合には、結露防止用ヒータ3への通電を継続する(ST5)。このような所定時間での圧縮機の作動の有無を判別することで圧縮機の作動が行われない状態、つまり、圧縮機が作動した場合のように庫内と庫外との温度差が大きくないと見做せるときには結露防止用ヒータ3への通電が停止される(ST2)。これにより、常時通電したままの状態を維持して結露防止用ヒータへの印加電流の制御によって結露防止用ヒータ3での発熱量を調整する場合に比べて消費電力を低減することができる。このような制御は、図3には示してないが、保冷庫1の電源が遮断されるまで継続される。
【0021】次に請求項3および4記載の発明の実施例について説明する。図4は、図1に示した保冷庫(便宜上、図1において示した符号1を用いる)の内部構造を説明するために開口部1A側から見た断面図である。同図において保冷庫1の上部には、冷蔵ユニット1Bが配置されており、この冷蔵ユニット1Bの内部には、図5に示すように、圧縮機7、凝縮器8、キャピラリーチューブ(図示されず)および蒸発器10が配置されて周知の冷凍サイクルを実行するようになっている。
【0022】保冷庫1の内部空間1Aと蒸発器10とは、図6に示すように、保冷庫1の上壁に形成されている貫通孔1C(図4参照)に連続する一対の開口部1B1,1B2により連通している。開口部1B1は、保冷庫1の内部空間1A内の空気が蒸発器10に導入される側であり、開口部1B2は、蒸発器10によって熱を奪われた空気、いわゆる冷気が保冷庫1の内部空間1A内に排出される側である。これにより、蒸発器10に接触した空気は、冷却されて開口部1B2から内部空間1Aに流れ、温度上昇すると上昇気流を生起し、開口部1B1から蒸発器10に向け流動するので、図4中、一点鎖線で示す矢印のように、庫内を循環し、内部空間1Aを適温適冷状態に維持するようになっている。なお、図5において符号13は、凝縮器への空冷用ファンを示している。
【0023】蒸発器10の近傍には、図4および図5に示すように、後述する制御部16によって駆動制御される蒸発器用送風機11が配置されており、この蒸発器用送風機11は、作動時に自己発熱することで蒸発器周辺の雰囲気温度を上昇させ、温度上昇した空気を保冷庫1の内部空間1Aに向けて流動させるようになっている。一方、保冷庫1の内部空間1Aには、図4に示すように、開口部1B2の近傍に配置されている冷気整流部材14に庫内加熱用ヒータ15が配置されており、この庫内加熱用ヒータ15は、後述する制御部16によって駆動制御されるようになっている。冷気整流部材14は、庫内で冷気を拡散させるために設けられている。
【0024】図7は、制御部16の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部16はマイクロコンピュータによって主要部が構成され、図示しないI/Oインターフェースを介して入力側に庫内温度検知センサ(便宜上、図2に示した符号5を用いる)、圧縮機7の作動回数を計数するカウンタ(便宜上、図2に示した符号6を用いる)がそれぞれ接続され、出力側に蒸発器用送風機11の駆動部11Aおよび庫内加熱用ヒータ15の駆動部15Aがそれぞれ接続されている。上記庫内加熱用ヒータ15は、蒸発器10から流れ込む冷気の温度を上昇させて庫内温度の低下を防止するために用いられる部材である。
【0025】制御部16では、予め設定されている庫内の温度が所定温度、本実施例では1°以下になった場合、その時点から所定時間内における圧縮機7の作動状態を判別し、圧縮機7が作動していないときには蒸発器用送風機11を作動させて庫内温度を上昇させて、いわゆる、室状態を設定し、さらにこの条件に加えて、上記庫内温度が上記蒸発起用送風機11の作動開始条件での温度よりも低下した場合、本実施例では、−1゜C以下になるときには、庫内加熱用ヒータ15を作動させて庫内温度の低下を抑制するようになっている。
【0026】本実施例は以上のような構成であるから、制御部16の動作を説明するフローチャートにより作用を説明すると図8に示すとおりである。図8において、保冷庫1の電源が投入された後、庫内での冷凍サイクルが実行されると、庫内温度検知用センサ5からの検知信号が取り込まれてその温度が所定温度、つまり、予め設定されている温度である、1°Cよりも低いかどうかが判別される(ST10)。ステップST10の判別において所定温度以下である場合には、圧縮機の作動状態が判別される(ST11,ST12)。この判別は、図3に示したステップST3,4と同じ処理が実行される。ステップST11,12においていずれの場合にも圧縮機7が作動されていないと判断した場合には、蒸発用送風機11を作動させて自己発熱による蒸発器10の周辺雰囲気温度を上昇させてその空気を庫内に導入し(ST13)、いわゆる、室モードを設定する。なお、図8では、「ムロモード」と表示してある。これにより内部空間1には、蒸発器用送風機11の作動による自己発熱によって温度上昇した冷気が入り込むので冷気の温度が上昇に転じ、庫内温度が低下するのを防止して野菜等が凍結するのを抑止できる。
【0027】一方、上記ステップST13において、室状態(ムロモード)が設定されている状態で庫内温度が上記所定温度よりもさらに低い温度、本実施例では−1°C以下であるかどうかが判別される(ST14)。ステップST14において庫内温度が−1゜以下の場合には、庫内加熱用ヒータ15(図8では、ムロヒータと表示してある)が作動されて庫内温度を上昇させる。この処理は、寒冷地などのように外気温度が庫内温度よりも低くなることを対象とした場合の処理であり、蒸発器用送風機11のみでの自己発熱による庫内温度の上昇分では凍結が避けられないような場合に実行される。この処理は、庫内温度の監視に基づき実行され、庫内温度が所定温度以上に達した時点で庫内加熱用ヒータ15への通電が停止される(ST16,ST17)。
【0028】以上のような実施例によれば、庫内温度が所定温度以下に達した時点で蒸発器用送風機の自己発熱を利用することにより庫内温度の低下、つまり、凍結を生じる温度への低下を防止できるので、この種、送風機の機能である冷気の循環とは別に冷気の循環による庫内温度の異常低下を迅速に矯正できることになる。しかも、外気温度の影響が強く、庫内温度が低下しやすい状態では庫内加熱用ヒータ15により庫内温度の低下防止を補助することができるので、凍結に至る温度低下速度が遅くなるように温度補正されることにより野菜などが凍結するのを未然に防止して生鮮食物の品質低下を防ぐことができる。
【0029】本実施例では、冷凍サイクルの実行に用いられる装置に対する消費電力およびその装置からの騒音の発生を抑制するようにもなっている。以下、この場合について説明する。冷凍サイクルが継続されている段階で蒸発器の霜取り作業を行う場合がある。霜取り作業は、上述したように圧縮機を停止させて冷媒の温度上昇を利用することで行われるが、この結果として霜が水蒸気に変質し、庫内の湿度を変化させてしまうことがある。そこで、本実施例では、蒸発器用送風機(便宜上、図5に示した符号11を用いる)を湿度管理のために用いるようにし、霜取り作業、いわゆる、除霜モードが開始された時点で作動させるようになっている。しかし、霜取り作業が開始された時点で必然的に蒸発器用送風機11の作動を継続する場合、実際には、庫内温度の上昇変化がないことによって圧縮機7が作動しない場合でも蒸発器用送風機11の作動状態が維持されていることになり、結果として、蒸発器用送風機11での消費電力や騒音が増加することになる。
【0030】本実施例では、制御部16(図7参照)において、前述したように、所定時間(2時間)毎に除霜タイミングのモードが設定されており、この除霜タイミングのモードが設定された場合に、前回での除霜タイミングのモード設定までの間で圧縮機7が作動していない場合に限って蒸発器用送風機11を停止させるようになっている。このような構成による作用を説明すると、図9のフローチャートに示すとおりである。なお、図9は、除霜タイミングのモード設定が行われた時点からのステップが開示されている。図9において除霜タイミングのモード設定が行われると(ST20)、今回と前回との除霜タイミングのモード設定が行われた時点の間で圧縮機7が作動したかどうかが判別される(ST21)。この場合の圧縮機7の作動状態の判別は前述したフローチャートと同様に、圧縮機の作動回数を計数することにより実行される。ステップST21において、圧縮機7が作動した場合とは、除霜タイミングのモード設定によって庫内温度が設定温度よりも上昇した場合に相当しており、この場合には、当然のことであるが、蒸発器10での水蒸気を拡散させて庫内の湿度管理を行う必要があるので、蒸発器用送風機11は、例えば、10分間などの所定時間の間、運転状態に設定される(ST22)。
【0031】一方、ステップST21において圧縮機7が作動していないと判別された場合には、蒸発器用送風機11の運転条件に相当していないので、蒸発器用送風機11が運転停止されて作動しない状態に設定される(ST23)。これにより、圧縮機7が作動していない場合には蒸発器用送風機11への給電が停止されるので、無駄な電力消費や運転時での騒音の発生頻度を抑えることができる。
【0032】
【発明の効果】請求項1および2記載の発明によれば、結露防止用ヒータが必要時以外は通電されないので、常時通電する場合に比べて省電力作用を向上させることができる。つまり、庫内温度が所定温度でその温度よりも低い場合において圧縮機が所定時間内で作動しないときには、圧縮機を用いた冷凍サイクルが実行されずに庫内と庫外との温度差が小さいと判断して結露防止用ヒータへの通電が停止される。これにより、常時通電して結露を防止する構成に比べて消費電力を抑えることが可能となる。
【0033】請求項3記載の発明によれば、庫内温度が0°C以下で庫内の収容物に凍結が発生する状況においては、圧縮機が作動していないと判断したときに蒸発器用送風器を作動させて蒸発器用送風機の作動による自己発熱を利用して温度上昇した空気を保冷庫の内部空間に供給することで庫内温度が低下するのを防止することができる。これにより、庫内に保存されている収容物の凍結を未然に防止して収容物の品質低下を防ぐことが可能となる。
【0034】請求項4記載の発明によれば、庫内温度に加えて外気温度が所定温度以下である場合には、蒸発器用送風器に加えて寒冷地用ヒータへの通電を行って発熱されることにより庫内温度の低下を防止することができるので、寒冷地において外気温度の影響を受けた場合でも庫内での凍結を防止することができる。これにより、低下した温度の上昇速度を速めて凍結状態を迅速に解消することができるので、庫内収容物の品質が寒冷地などで低下するのを防止することが可能となる。
【0035】請求項5記載の発明によれば、霜取りにより変化する庫内の湿度管理のために蒸発器用送風機を用いた場合、霜取りが実行された際に前回実行された霜取り作業までの間で庫内温度の管理のために冷凍サイクルを実行する圧縮機が作動していない場合に限って蒸発器用送風機が停止され、蒸発器用送風機への給電を停止して消費電力を抑えることができる。これにより、保冷庫全体での消費電力の低減と冷凍サイクルに用いられる装置から発生する騒音の低減が可能となる。




 

 


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