JP2005090807A

JP2005090807A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005090807A
Application number: JP2003322669A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kuwari; 義博桑理; Haruyoshi Yamamoto; 晴由山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】圧縮機停止から圧縮機が初期起動時の運転周波数で運転する迄の圧縮機内部空間の温度・圧力が急激に変化する間の気柱共鳴の発生を回避し、騒音の少ない冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より低い回転数で電動要素３を運転した後に本来選択された回転数で電動要素３を運転する回転数調整手段９を備えたことにより、圧縮機起動時の密閉容器内の圧力が十分低下しない時に本来選択された回転数より高い回転数側で気柱共鳴が発生しやすい場合に気柱共鳴の発生を回避することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、密閉容器内が低圧のレシプロタイプで回転数が可変する圧縮機から発生する騒音の低減を行うインバータ冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫は省エネおよび高負荷時冷却性能の確保のため、圧縮機の回転数を冷蔵庫の負荷状態に応じて可変させるインバータタイプが主流となっている。

一般に、圧縮機はモータがある回転数になると圧縮機本体とで共振現象が発生して騒音および振動が発生する。特に、インバータ冷蔵庫においては回転数が様々に変化するので、この共振現象も発生しやすい。また、圧縮機は信頼性面より密閉容器内が低圧のレシプロタイプが主に使われているが、この場合、密閉容器と密閉容器内部空間とで気柱共鳴現象が起こり耳障りな騒音が発生する場合がある。この気柱共鳴現象は、圧縮機の回転数と密閉容器の形状と密閉容器内部空間の温度・圧力条件のバランスで発生するが、圧縮機の回転数が可変するインバータタイプの場合、密閉容器内部空間の温度・圧力条件の変化が起こりやすく共鳴発生の可能性も高い。

このため、回転数変化時の変化率を意図的に変化させて共振の発生を防止するような制御が設けられていた。（例えば、特許文献１参照）
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。

図３は、従来の冷蔵庫の制御装置の構成を示したブロック図である。図３にように、従来の冷蔵庫の制御装置は、冷蔵庫内部又は圧縮機の温度を感知して冷蔵庫の負荷状態を感知する負荷検知手段１１と、前記負荷検知手段１１から感知された負荷により冷蔵庫の状態を判断した後、現在の運転周波数を決定する現在運転周波数決定手段１２と、既設定された共振周波数を貯蔵する共振周波数格納手段１３と、圧縮機の初期起動時の運転周波数（ｆ₀）を設定する初期運転周波数設定手段１４と、前記現在運転周波数決定手段１２及び初期運転周波数設定手段１４からそれぞれ入力された現在の運転周波数（ｆ_c1）と初期起動時の運転周波数（ｆ₀）間に前記共振周波数貯蔵手段１３から入力された共振周波数帯域（以下、共振帯域共振（ｆ_r1）と称す）が存在するかを判定する共振帯域判定手段１５と、該共振帯域判定手段１５の判定結果に従い、前記現在運転周波数決定手段１２から決定された現在の運転周波数（ｆ_c）を可変して出力する運転周波数制御手段１６と、該運転周波数制御手段１６から出力された運転周波数により圧縮機を駆動させる圧縮機駆動手段１７とを備えて構成されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を図４の従来の冷蔵庫の制御装置のフローチャートに従い説明する。

図４に示したように、冷蔵庫の初期起動時に、前記初初期運転周波数設定手段１４により圧縮機の初期運転周波数（ｆ₀）を設定し、前記共振周波数格納手段１３に共振帯域（ｆ_r1）を設定した（Ｓ１）後、前記負荷検知手段１１から冷蔵庫の内部又は圧縮機の温度（図示せず）（負荷：Ｔ１）を感知して出力する（Ｓ２）と、前記現在運転周波数決定手段１２では前記出力（Ｔ１）を受けて冷蔵庫内部の負荷状態により現在周波数（ｆ_c）を決定し（Ｓ３）、再び初期起動時の圧縮機の運転周波数（ｆ₀：例えば、５５Ｈz）と現在の運転周波数（ｆ_c：例えば、４９Ｈz）間に共振帯域（ｆ_r1）が存在するかを判断し（Ｓ４）、該判断結果、共振帯域（ｆ_r1）が前記初期起動時の圧縮機の運転周波数（ｆ₀）と現在の周波数（ｆ_c）間に存在すると、運転周波数制御手段１６の可変速度設定手段（図示せず）により速度増加率（t）に急激に可変させて（Ｓ５）、現在の運転周波数（ｆ_c）を共振帯域から迅速に外れるようにした（例えば、３７Ｈz）後、圧縮機駆動手段１７により圧縮機を駆動させ、前記第４段階（Ｓ４）の判断結果、共振帯域（ｆ_r1）が前記初期起動時の圧縮機の運転周波数（ｆ₀）と現在の周波数（ｆ_c）間に存在しないと、現在の状態に圧縮機を駆動して（Ｓ６）共振周波数回避制御を終了する。
特許第３２９１２８４号公報

しかしながら上記従来の制御では、圧縮機停止から圧縮機が初期起動時の運転周波数で運転する迄の圧縮機内部空間の温度・圧力が急激に変化する間の気柱共鳴の発生は回避できないという欠点があった。

本発明は従来の課題を解決するもので、圧縮機停止から圧縮機が初期起動時の運転周波数で運転する迄の間の気柱共鳴の発生を防止し、騒音の少ない冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、密閉容器と、その内部に電動要素と、電動要素により駆動されガス吸入口を前記密閉容器内に開口した圧縮要素とから構成される圧縮機と、前記電動要素を駆動制御する制御手段と、あらかじめ設定した複数の回転数から前記電動要素の回転数を選択する回転数選択手段とからなり、圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる回転数で前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備える。

これにより、温度・圧力が急激に変化する圧縮機起動時に圧縮機の運転回転数を調整し、圧縮機の密閉容器内の圧力変化に伴う気柱共鳴の発生を回避する。

本発明によれば、温度・圧力が急激に変化する圧縮機起動時に圧縮機の運転回転数を調整することで圧縮機の密閉容器内の圧力変化に伴う気柱共鳴の発生を回避することができ、騒音の少ない冷蔵庫が提供できる。

請求項１記載の発明は、密閉容器と、その内部に電動要素と、電動要素により駆動されガス吸入口を前記密閉容器内に開口した圧縮要素とから構成される圧縮機と、前記電動要素を駆動制御する制御手段と、あらかじめ設定した複数の回転数から前記電動要素の回転数を選択する回転数選択手段とからなり、圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる回転数で前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備えたことにより、温度・圧力が急激に変化する圧縮機起動時に圧縮機の運転回転数を調整することで圧縮機の密閉容器内の圧力変化に伴う気柱共鳴の発生を回避する作用を有する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、圧縮機起動時には本来選択された回転数より低い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにしたものであり、圧縮機起動時の密閉容器内の圧力が十分低下しない時に、本来選択された回転数より高い回転数側で気柱共鳴が発生しやすい場合に気柱共鳴の発生を回避する作用を有する。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記圧縮機起動時に選択された回転数が前記回転数選択手段で設定した最低回転数の場合は、起動時には本来選択された回転数より高い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにしたものであり、圧縮機が前記回転数選択手段で設定した最低回転数より低い回転数で回転することにより前記圧縮要素の摺動部のオイル切れによる信頼性の低下を防ぎつつ気柱共鳴の発生を回避する作用を有する。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、圧縮機起動時には本来選択された回転数より高い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにしたものであり、圧縮機起動時の密閉容器内の圧力が十分低下しない時に、本来選択された回転数より低い回転数側で気柱共鳴が発生しやすい場合に気柱共鳴の発生を回避する作用を有する。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記圧縮機起動時に選択された回転数が前記回転数選択手段で設定した最高回転数の場合は、起動時には本来選択された回転数より低い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにしたものであり、圧縮機が前記回転数選択手段で設定した最低回転数より高い回転数で回転することによる前記圧縮要素の磨耗等の機械的信頼性の低下を防ぎつつ気柱共鳴の発生を回避する作用を有する。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる複数の回転数に回転数を変化させて前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備えたことにより、圧縮機起動時の密閉容器内の圧力が十分低下しない時に、圧力変動により気柱共鳴の発生する回転数が変化していくことに対応でき、気柱共鳴の発生をより回避する作用を有する。

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる回転数でかつ無段階で本来選択された回転数に近づけるよう回転数を変化させて前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備えたことにより、圧縮機起動時の密閉容器内の圧力が十分低下しない時に、圧力変動により気柱共鳴の発生する回転数が変化していくことにより確実に対応でき、気柱共鳴の発生をより確実に回避する作用を有する。

請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記回転数調整手段は冷蔵庫の電源投入後の起動時に限定したことにより、密閉容器内の圧力変化が激しく気柱共鳴が発生しやすい電源投入後の起動時のみ確実に気柱共鳴の発生を回避しつつ、前記密閉容器内の圧力が安定するまでの時間が比較的早く気柱共鳴発生の危険性の少ない通常の起動時は回転数の変化で発生する回転音の変化で不快感を与えるという弊害を回避する作用を有する。

請求項９記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記回転数調整手段は霜取り終了後の起動時に限定したことにより、前記密閉容器内の圧力変化が激しく気柱共鳴が発生しやすい霜取り終了後の起動時のみ確実に気柱共鳴の発生を回避しつつ、密閉容器内の圧力が安定するまでの時間が比較的早く気柱共鳴発生の危険性の少ない通常の起動時は回転数の変化で発生する回転音の変化で不快感を与えるという弊害を回避する作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の圧縮機断面図である。図２は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の運転制御装置のブロック図である。

図１において圧縮機１は、密閉容器２と、電動要素３と、圧縮要素４とで構成されおり、圧縮要素４は密閉容器２の内部空間５の冷媒を吸い込んで圧縮する。冷媒を吸い込む吸入口６は密閉容器２の内部空間５に開口している。電動要素３は制御手段７により駆動制御される。

このような構成において以下その動作を図２のブロック図を参照して説明する。制御手段７は例えば冷蔵庫の貯蔵室温度センサー（図示せず）から得られる貯蔵室の温度が所定の温度より高い際に、電動要素３に運転開始の指示を出す。この時の電動要素３の回転数は、回転数選択手段８により外気温度センサー（図示せず）から得られる外気温度や前記貯蔵室温度センサーから得られる貯蔵室の温度等の情報から適切な値に設定される。次に、回転数調節手段９により、所定の時間前記回転数選択手段８により設定された回転数より低い回転数で前記電動要素３を運転するよう前記制御手段７に指示が出される。従って、前記圧縮要素４は、まず前記回転数調整手段９で指示された回転数で駆動した後、前記回転数選択手段８により設定された回転数で駆動することになる。

以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、密閉容器２と、その内部に電動要素３と、電動要素３により駆動されガス吸入口６を前記密閉容器内２に開口した圧縮要素４とから構成される圧縮機１と、前記電動要素３を駆動制御する制御手段７と、あらかじめ設定した複数の回転数から前記電動要素３の回転数を選択する回転数選択手段８とからなり、圧縮機１起動時の所定の時間は本来選択された回転数より低い回転数で前記電動要素３を運転した後に本来選択された回転数で前記電動要素３を運転する回転数調整手段９を備えたことにより、圧縮機１起動時の密閉容器２内の圧力が十分低下しない時に本来選択された回転数より高い回転数側で気柱共鳴が発生しやすい場合に気柱共鳴の発生を回避することができ騒音の少ない冷蔵庫が提供できる。

なお、前記圧縮機１起動時に選択された回転数が前記回転数選択手段で設定した最低回転数の場合は、起動時には本来選択された回転数より高い回転数で所定の時間前記電動要素３を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素３を運転することで、圧縮機１が前記回転数選択手段８で設定した最低回転数より低い回転数で回転することにで前記圧縮要素４の摺動部のオイル切れによる信頼性の低下を防ぎつつ気柱共鳴の発生を回避することができる。

また、圧縮機１起動時には本来選択された回転数より高い回転数で所定の時間前記電動要素３を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素３を運転するようにすることで、圧縮機１起動時の密閉容器２内の圧力が十分低下しない時に、本来選択された回転数より低い回転数側で気柱共鳴が発生しやすい場合に気柱共鳴の発生を回避することができる。

なお、前記圧縮機１起動時に選択された回転数が前記回転数選択手段で設定した最高回転数の場合は、起動時には本来選択された回転数より低い回転数で所定の時間前記電動要素３を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素３を運転することで、圧縮機１が前記回転数選択手段で設定した最低回転数より高い回転数で回転することによる前記圧縮要素４の磨耗等の機械的信頼性の低下を防ぎつつ気柱共鳴の発生を回避することができる。

さらに、圧縮機１起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる複数の回転数に回転数を変化させて前記電動要素３を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素３を運転することで、圧縮機１起動時の密閉容器２内の圧力が十分低下しない時に、圧力変動により気柱共鳴の発生する回転数が変化していくことに対応でき、気柱共鳴の発生をより回避することができる。

さらに、圧縮機１起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる回転数でかつ無段階で本来選択された回転数に近づけるよう回転数を変化させて前記電動要素３を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素３を運転することで、圧縮機１起動時の密閉容器２内の圧力が十分低下しない時に、圧力変動により気柱共鳴の発生する回転数が変化していくことにより確実に対応でき、気柱共鳴の発生をより確実に回避することができる。

また、前記回転数調整手段９は冷蔵庫の電源投入後の起動時に限定することにより、密閉容器２内の圧力変化が激しく気柱共鳴が発生しやすい電源投入後の起動時のみ確実に気柱共鳴の発生を回避しつつ、前記密閉容器２内の圧力が安定するまでの時間が比較的早く気柱共鳴発生の危険性の少ない通常の起動時は回転数の変化で発生する回転音の変化で不快感を与えるという弊害を回避することができる。

また、前記回転数調整手段９は霜取り終了後の起動時に限定することにより、前記密閉容器２内の圧力変化が激しく気柱共鳴が発生しやすい霜取り終了後の起動時のみ確実に気柱共鳴の発生を回避しつつ、密閉容器２内の圧力が安定するまでの時間が比較的早く気柱共鳴発生の危険性の少ない通常の起動時は回転数の変化で発生する回転音の変化で不快感を与えるという弊害を回避することができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、圧縮機の密閉容器内の圧力変化に伴う気柱共鳴の発生を回避することができ、騒音の少ない冷蔵庫となり、回転数可変型の圧縮機を備えた機器の技術分野での利用に関して有用である。

本発明の実施の形態１による冷蔵庫の圧縮機断面図本発明の実施の形態１による冷蔵庫の運転制御装置のブロック図従来の冷蔵庫の制御装置の構成を示したブロック図従来の冷蔵庫の制御装置のフローチャート

符号の説明

１圧縮機
２密閉容器
３電動要素
４圧縮要素
７制御手段
８回転数選択手段
９回転数調整手段

Claims

密閉容器と、その内部に電動要素と、電動要素により駆動されガス吸入口を前記密閉容器内に開口した圧縮要素とから構成される圧縮機と、前記電動要素を駆動制御する制御手段と、あらかじめ設定した複数の回転数から前記電動要素の回転数を選択する回転数選択手段とからなり、圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる回転数で前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備えた冷蔵庫。
圧縮機起動時には本来選択された回転数より低い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにした請求項１記載の冷蔵庫。
前記圧縮機起動時に選択された回転数が前記回転数選択手段で設定した最低回転数の場合は、起動時には本来選択された回転数より高い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにした請求項２記載の冷蔵庫。
圧縮機起動時には本来選択された回転数より高い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにした請求項１記載の冷蔵庫。
前記圧縮機起動時に選択された回転数が前記回転数選択手段で設定した最高回転数の場合は、起動時には本来選択された回転数より低い回転数で所定の時間前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転するようにした請求項４記載の冷蔵庫。
圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる複数の回転数に回転数を変化させて前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
圧縮機起動時の所定の時間は本来選択された回転数より異なる回転数でかつ無段階で本来選択された回転数に近づけるよう回転数を変化させて前記電動要素を運転した後に、本来選択された回転数で前記電動要素を運転する回転数調整手段を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記回転数調整手段は、冷蔵庫の電源投入後の起動時に限定した請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記回転数調整手段は、霜取り終了後の起動時に限定した請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。