JP2022010741A - 冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
Description
また、第二の本発明の冷蔵庫は、製氷皿が収納される冷凍温度帯の製氷室と、前記製氷室とは別室で少なくとも冷凍温度帯をとり得る第1冷凍室及び第2冷凍室と、前記製氷室及び前記第1冷凍室への冷気供給量を可変させる一つの製氷・第1冷凍室ダンパと、前記第2冷凍室への冷気供給量を可変させる第2冷凍室ダンパと、を備えている。
図1に、第1実施形態に係る冷蔵庫1の正面図を示す。なお、以下では、6ドアの冷蔵庫1を例に挙げて説明するが、6ドアに限定されない。
第1実施形態の冷蔵庫1は、上方から順に冷蔵室2、製氷室3及び冷凍室4(第一冷凍室)、第一切替室5、並びに第二切替室6を有している。第一切替室5は、冷凍室(第二冷凍室)としてもよい。冷凍室4の内容積は、第一切替室5の内容積より小さくしてもよい。
冷蔵室2は、冷蔵温度帯(例えば、6℃)に設定され、製氷室3および冷凍室4は、冷凍温度帯に設定されている。
冷蔵庫1は、断熱箱体10と断熱箱体10の開口を開閉する扉(2a,2b,3a,4a,5a,6a)とを備えている。
冷蔵室扉2a,2bは観音開きに構成されている。製氷室扉3a、冷凍室扉4a、第一切替室扉5a、および第二切替室扉6aは、手前方向に引き出し可能に構成されている。冷蔵室扉2a,2b、製氷室扉3a、冷凍室扉4a、第一切替室扉5aおよび第二切替室扉6aは、庫内と外部空間を断熱する断熱扉である。また、冷蔵室扉2aの庫外側表面には、庫内の温度設定等の操作を行う操作部26を設けている。
第一切替室5と第二切替室6とは断熱仕切壁30によって隔てられている。断熱仕切壁30には真空断熱材25h(図2参照)が入れられている。
冷蔵室2は、水を貯められる給水タンク11を備えている。また、製氷室3内には製氷皿3dを備えた自動製氷装置12が配設されている。そして、製氷皿3dに対して給水タンク11内の水が給水管を介して給水される。
冷蔵庫1の第一切替室5および第二切替室6では、冷蔵温度(平均的に4℃程度に維持)と、長期冷凍保存冷凍温度(本実施形態では平均的に-18℃程度に維持)の何れかを選択することができる。
断熱箱体10は、鋼板製の外箱10aと合成樹脂製(本実施形態ではABS樹脂)の内箱10bとの間に発泡断熱材93を充填して形成されている。
冷蔵庫1は、断熱箱体10と、断熱箱体10の開口を閉じる扉2a,2b、3a、4a、5a、6aによって、庫外と庫内が隔てられている。
冷蔵室2、冷凍室4、第一切替室5、第二切替室6の庫内背面側には、それぞれ冷蔵室温度センサ41(図4参照)、冷凍室温度センサ42(図4参照)、第一切替室温度センサ43a,43b(図4参照)、第二切替室温度センサ44a,44bが設けられている。
図2に示すように、第一蒸発器14aの上部には第一蒸発器温度センサ40aが設けられている。第二蒸発器14bの上部には第二蒸発器温度センサ40bが設けられている。
図4に、庫内背面内部の冷気の流れの正面図を示す。なお、図4は、図1の扉、容器、後述する断熱仕切壁27を外した状態の正面図である。
第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412は、第一切替室5の背部の仕切に実装されている。
第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422は、第二切替室6の背部に実装されている。ここで、第一切替室第一フラッパ411の開口面積は、第一切替室第二フラッパ412の開口面積よりも大きく形成されている。第二切替室第一フラッパ421の開口面積は、第二切替室第二フラッパ422の開口面積よりも大きく形成されている。
第二蒸発器14bは、第一切替室5、第二切替室6および断熱仕切壁30の略背部の第二蒸発器室8b内に設けられている。第二蒸発器14bの上方には第二ファン9bが設けられている。第二ファン9bは、回転速度が高速と低速とに制御可能となっている。製氷室3および冷凍室4を冷却した空気は、図4に示す冷凍室戻り口120cから冷凍室戻り風路120dを介して、第二蒸発器14bの下方の第二蒸発器室8bに戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
第二切替室第一吐出口112aは、左右方向に細長く形成され、幅方向中央よりも左側(第二切替室戻り口112cとは左右方向の反対側)に位置している。
図5に示すように、冷凍室ダンパ103は、製氷室3(図3参照)および冷凍室4(図3参照)に対応するものである。製氷室3および冷凍室4は、共通のダンパで温度が制御される。
冷凍室ダンパ103は、第二ファン9bの上方に配置されている。
冷凍室ダンパ103は、フラッパ103aを備えた例えばシングルダンパである。
冷凍室ダンパ103が開放状態に制御されている場合は、第二蒸発器14bと熱交換して低温になった空気は、第二ファン9bを駆動することにより、第二ファン吐出風路12e、冷凍室風路130、製氷室吐出口120aおよび冷凍室吐出口120bを介して製氷室3および冷凍室4に送られ、製氷室3の製氷皿内の水、製氷室容器3b内の氷、冷凍室4内の冷凍室容器4bに収納された食品等を冷却する。製氷室3および冷凍室4を冷却した空気は、冷凍室戻り口120cから冷凍室戻り風路120dを介して、第二蒸発器室8b(図2参照)に戻り、再び第二蒸発器14bと熱交換する。
第一切替室ダンパ410は、第一切替室5(図3参照)に対応するものである。第一切替室ダンパ410は、第二ファン9bの側方に配置されている。
第二切替室ダンパ420は、第二切替室6に対応するものである。第二切替室ダンパ420は、第一切替室ダンパ410の下方に配置されている。
第一切替室ダンパ410は、第一切替室第一フラッパ411と第一切替室第二フラッパ412との間に設けられた一つの駆動部(図示せず)によって、第一切替室第一フラッパ411および第一切替室第二フラッパ412を開閉するようになっている。第一切替室第一フラッパ411は、第一切替室第二フラッパ412よりも大きく形成されている。また、第一切替室第一フラッパ411は、開口212(図5参照)を開閉できる大きさに対応している。また、第一切替室第二フラッパ412は、開口213(図5参照)を開閉できる大きさに対応している。
第二切替室ダンパ420は、第一切替室ダンパ410と同様のものである。また、第二切替室ダンパ420は、例えば第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422を備えたツインダンパである。また、第二切替室ダンパ420は、第二切替室第一フラッパ421および第二切替室第二フラッパ422を駆動する駆動部(図示せず)を備えている。第二切替室第一フラッパ421は、開口214(図5参照)を開閉できる大きさに対応している。第二切替室第二フラッパ422は、開口215(図5参照)を開閉できる大きさに対応している。
次に、冷蔵庫1における製氷制御の動作について説明する。
図7は、製氷制御に係る制御構成を示すブロック図である。
冷蔵庫1は、制御装置37を備えている。制御装置37は、冷蔵庫1を統括的に制御する。
冷蔵庫1は、製氷制御に係る構成として、自動製氷装置12、製氷皿検出センサ33、製氷室温度センサ34、製氷室モード切替スイッチ38、製氷室ドアセンサ39、冷凍室ドアセンサ41、製氷皿引き出し監視タイマ44、製氷監視カウンタ46、水ポンプ22(図5参照)、第二ファン9b、および第二ファンON積算時間カウンタ47を備えている。これら製氷制御に係る構成は、制御装置37に接続されている。
製氷監視カウンタ46がカウントアップされ、所定のカウント数に達すると、制御装置37は製氷が完了したものとみなし、自動製氷装置12が離氷動作を行う。すなわち、製氷監視カウンタ46のカウントが製氷時間に相当している。
製氷室ドアセンサ39及び冷凍室ドアセンサ41は、それぞれの貯蔵室の扉の開閉を検出する。
第二ファンON積算時間カウンタ47は、第二ファン9bが運転している間、カウントアップされる。第二ファン19が運転している間は、通常は、冷凍サイクルが運転し、冷気が循環している状態である。したがって、第二ファン19が運転している間は製氷が進行していると考えられ、制御装置37は第二ファン9bの運転状況を監視しながら製氷の制御を行う。
製氷に際して、制御装置37は、製氷室温度センサ40、製氷監視カウンタ46、製氷室ドアセンサ39、冷凍室ドアセンサ41、及び第二ファンON積算時間カウンタ47からの入力を受けて、自動製氷装置12の制御を行う。
例えば、製氷室温度センサ40が所定温度(例えば-15℃以下)という条件を満たすと、製氷監視カウンタ46が製氷カウントを開始する。カウントアップが完了すると、製氷が完了したと判断して、制御装置37は自動製氷装置12を制御して離氷動作を行う。なお、第二ファンON積算時間カウンタ47の積算時間が製氷完了の条件を満たしていることも必要であり、例えば50~70分間、第二ファン9bが運転していれば、離氷動作を行うが、条件を満たしていない場合には製氷監視カウンタ46のカウントアップが完了していたとしても離氷は行わない。第二ファンON積算時間カウンタ47でのカウントが所定カウントになった場合、離氷が行われる。
製氷皿3dに給水されると製氷の準備が完了し、製氷が行われる。製氷監視に際しては、製氷室ドアセンサ39及び冷凍室ドアセンサ41によって製氷室扉3a、冷凍室扉4aが閉じられているかを確認する。製氷室扉3a、冷凍室扉4aの何れかが開いてる場合は閉じられるまで製氷監視カウンタ46はカウントアップされない。
次に、製氷室3の製氷、冷凍室4、第一切替室5の制御装置37による各冷凍制御の一例について説明する。
製氷室3、冷凍室4は、冷凍保存温度(-12℃)を目標に制御される。
第一切替室5の冷凍制御は、長期冷凍保存温度(-18℃)を目標に制御される。すなわち、製氷室3と冷凍室4に比べて冷凍設定時の第一切替室5は、安定状態における室内温度が低い。安定状態の温度としては例えば、冷蔵庫1の全貯蔵室の扉を閉塞した状態で、冷蔵庫1に正常に商用電源を供給して冷却制御を行わせてから6時間以上経過した状態をいうことができる。
製氷室3および冷凍室4は、庫内目標温度が第一切替室5より高いため、冷凍室ダンパ103の制御で温度を高く保つ。
冷凍室ダンパ103と第一切替室ダンパ410とが「開」し、第二ファン9bがオンになる。
冷凍運転の終了判定は、第一切替室5の温度で行う。
冷凍運転が継続中において、第一切替室5の温度が冷凍運転オフ温度まで下がっていない場合に、製氷室3、冷凍室4は、設定温度まで冷えたら冷却を終了する。
第一切替室5の温度が冷凍運転オフ温度まで下がっていない状態で冷却運転が継続中に、製氷室3、冷凍室4の温度が設定温度まで上昇したら冷却を再開する。
製氷室3および冷凍室4の冷却再開は、冷凍室ダンパ103を「開」して行われる。
第一切替室5の温度が冷凍運転終了温度まで下がったら冷凍運転が終了する。
このとき、第一切替室ダンパ410および冷凍室ダンパ103が「閉」になり、第二ファン9bがオフになる。
タイムチャートでは冷凍運転終了で製氷室3、冷凍室4の冷却を終了しているが、製氷室3、冷凍室4のみ冷却を継続する制御も考えられる。
また、第一切替室ダンパ410を設けているが、製氷室3、冷凍室4の温度が高温の場合は製氷室3、冷凍室4のみ冷却を行うこと等も考えられる。
その後、第一切替室5の温度が冷凍運転オン温度まで上昇したら冷凍運転を開始する。
次に、製氷状態の制御(給水タンク11に水有り区間の制御)について説明する。
図8に、製氷制御を行う場合のタイムチャートを示す。
図8は、上から下の項目に、製氷室3・冷凍室4の温度(目標は冷凍保存温度)、第一切替室5の温度(目標は長期冷凍保存温度)、給水タンク11の水の有無、製氷室3・冷凍室4の冷凍室ダンパ103の「開」、「閉」、第一切替室5の第一切替室ダンパ410の「開、「閉」、冷凍室用の第二ファン9bのオン/オフである。図8の横軸は、経過時間である。
時刻t11で、給水開始からの経過時間や給水タンク11に水有りを検知して製氷動作が開始される。時刻t11から時刻t12まで製氷モードである。
時刻t12で、経過時間等で製氷の終了を判定する。
時刻t12で製氷が終了したときに製氷室3、冷凍室4の温度が冷凍室ダンパ103の「閉」温度を下回っているため、製氷室3、冷凍室4の冷却を終了する。一方、冷凍室ダンパ103の「閉」温度より高温なら製氷室3、冷凍室4の冷却を継続する。
上述したように、製氷皿3dで水又は氷が冷却されている間の冷凍室ダンパ103が開である時間割合は、製氷皿3dに水及び氷が冷却されていない間の時間割合に比して高いので、冷気を効率的に使用できる。
冷凍室4で急速冷凍を行う場合の制御について説明する。急速冷凍は、食品の熱を奪って、すばやく凍らせる。水分が凍る最大氷結晶生成帯をすばやく通過することで、氷結晶の成長を抑え、食品の細胞の破壊を抑えられる。そのため、食品のおいしさを維持できる。
図9は、上から下の項目に、冷凍室4の温度(目標は冷凍保存温度)(冷凍室温度センサ42(図3参照)で測定)、製氷室3の温度(目標は冷凍保存温度)、第一切替室5の温度(目標は長期冷凍保存温度)、急速冷凍の運転/停止、冷凍室ダンパ103の「開」、「閉」、第一切替室ダンパ410の「開、「閉」、冷凍室用の第二ファン9bのオン/オフである。図9の横軸は、経過時間である。
時刻t21で、冷凍室4に食品が入れられ、冷凍室4の温度が食品検知判定温度まで上昇(図9の一番上)したら、冷凍室4室へ食品が投入されたと判断し、急速冷凍を開始する。時刻t21~t22は、急速冷凍のモードである。
冷凍室4で急速冷凍中は、図8の製氷中と同様に、製氷室3、冷凍室4の温度が冷凍室ダンパ103の「閉」(close)温度まで下がっても、急冷凍の運転中、冷凍室ダンパ103は「開」(open)を維持する。
時刻t22で、冷凍室4の温度(冷凍室温度センサ42(図3参照)で測定)が急速冷凍完了温度まで下がったら、急速冷凍を終了し、冷凍室ダンパ103の「開」「閉」を基本的な冷却時の動作に戻す。
時刻t23の後は、基本的な冷却動作にもどるため、製氷室3、冷凍室4の温度が冷凍室ダンパ103のopen温度まで上昇したら、通常の製氷室3、冷凍室4の冷却を再開する。
また、従来の製氷室、冷凍室それぞれにダンパを設置するのに比較し、一つの冷凍室ダンパ103で制御するので、占有スペースが小さく済み、庫内容積を大きくできる。
また、冷凍温度帯をとり得る冷凍室4(第一冷凍室4)、第一切替室5(第二冷凍室5)、第二切替室6のうち、製氷室3と、冷凍保存温度の冷凍室4とが共通のダンパを用いている。製氷室3は氷の保存を目的として通常用いられる室であるから、製氷モードでない間は氷の融解を防ぐ程度の低温であれば足りるため、冷凍保存温度を目標とすることが好適である。そして、同様の冷凍保存温度を目標とする冷凍室4とダンパを共通にすることで冷蔵庫1の内容積を向上できる。
また、冷凍温度帯をとり得る冷凍室4(第一冷凍室4)、第一切替室5(第二冷凍室5)、第二切替室6のうち、製氷室3とダンパが共通の冷凍室4が少なくとも急速冷凍運転を実行可能である。急速冷凍運転を実行するとその間、冷気が大量に供給されるため食材温度は低下しやすい。一方で実行後は冷気供給量が通常に戻るため食材の温度は上昇する。したがって、冷凍室4とダンパが共通の製氷室3に収納される物は、急速冷凍運転の実行の度に温度変動が激しくなるため、保存性低下や霜付着の虞が増大する。しかし、製氷室3に収納される食品は氷のみであることが期待されるから、その悪影響は比較的少ない。また、急速冷凍運転が行われている間の圧縮機の回転数(駆動周波数)を増加させる場合、製氷室3が製氷モード中であれば、製氷皿3dの水の凍結が加速されるため、実行の度に製氷時間が短縮されるという効果を奏する。
上記にいくらか関連して、特開2000-199671号公報は保存温度が異なる2つの冷凍室25,26を開示するが(段落0025)、製氷室との関係については何ら検討していない。
また、第一切替室5(第二冷凍室5)よりも高温の冷凍温度、または-6℃以下-15℃以上若しくは約―12℃の冷凍温度を目標に温度制御される冷凍室4(第一冷凍室4)の内容積は、第一切替室5(第二冷凍室5)より小さい。総内容積が当然に制限される冷蔵庫1において、長期保存が想定される温度である長期冷凍保存温度に制御される第一切替室5の容量を、比較的短期保存が想定される温度である冷凍保存温度に制御される冷凍室4の容量より大きく確保することで、使い勝手の良い冷蔵庫を提供できる。
1.前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
3 製氷室
3d 製氷皿
4 冷凍室(第1冷凍室)
5 第一切替室(第2冷凍室、冷凍室、切替室)
11 給水タンク(水タンク)
22 水ポンプ
37 制御装置
42 冷凍室温度センサ(第1冷凍室温度センサ)
103 冷凍室ダンパ(製氷・第1冷凍室ダンパ)
410 第一切替室ダンパ(第2冷凍室ダンパ)
Claims (7)
- 製氷皿が収納される冷凍温度帯の製氷室と、
前記製氷室とは別室で少なくとも冷凍温度帯をとり得る冷凍室と、
制御装置とを備え、
前記制御装置で制御される前記製氷室の目標制御温度は、前記冷凍室の目標制御温度より高く設定可能又は設定されている
ことを特徴とする冷蔵庫。 - 前記冷凍室としての第2冷凍室と、
前記製氷室及び前記第2冷凍室とは別室で少なくとも冷凍温度帯をとり得る第1冷凍室と、
前記製氷室及び前記第1冷凍室への冷気供給量を可変させる一つの製氷・第1冷凍室ダンパと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。 - 製氷用の水が収納される水タンクと、
前記水タンクの水を前記製氷皿に移送する水ポンプと、を備え、
前記制御装置で制御される前記製氷皿で水又は氷が冷却されている間の前記製氷・第1冷凍室ダンパが開である時間割合は、前記製氷皿で水または氷が冷却されていない間の時間割合に比して高い
ことを特徴とする請求項2に記載の冷蔵庫。 - 前記第1冷凍室の温度を測定する第1冷凍室温度センサを備え、
前記第1冷凍室の温度が、食品が入れられたと判定される食品検知判定温度になった場合、前記製氷・第1冷凍室ダンパは、前記食品検知判定温度より低いときよりも長く開制御される
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の冷蔵庫。 - 前記製氷・第1冷凍室ダンパを開制御する時間割合を高くする急速冷凍モードを実行可能な
ことを特徴とする請求項2乃至4何れか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記製氷皿で水又は氷が冷却されている間に前記急速冷凍モードを実行する場合、冷媒を圧縮する圧縮機の駆動周波数を増加させる
ことを特徴とする請求項5に記載の冷蔵庫。 - 製氷皿が収納される冷凍温度帯の製氷室と、
前記製氷室とは別室で少なくとも冷凍温度帯をとり得る第1冷凍室及び第2冷凍室と、
前記製氷室及び前記第1冷凍室への冷気供給量を可変させる一つの製氷・第1冷凍室ダンパと、
前記第2冷凍室への冷気供給量を可変させる第2冷凍室ダンパと、を備えている
ことを特徴とする冷蔵庫。
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