【文献】
SHARP プラズマクラスター冷蔵庫 形名 SJ−GF60W 取扱説明書,日本,シャープ株式会社,2011年11月,第10,12頁
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の一実施形態の冷蔵庫10について
図1〜
図8に基づいて説明する。
【0009】
(1)冷蔵庫10の構造
冷蔵庫10の構造について
図1、
図2に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の冷蔵庫10の縦断面図であり、
図2が冷蔵庫10の上部斜視図である。
【0010】
図1に示すように、冷蔵庫10のキャビネット12は、外箱と内箱とより構成され、その間に断熱材を有した断熱構造となっている。このキャビネット12には、上部から順番に冷蔵室14、野菜室16、製氷室18、大型の冷凍室20が設けられ、製氷室18の横には不図示の小型冷凍室が設けられている。野菜室16と製氷室18との間には、断熱仕切り体が設けられている。
【0011】
製氷室18内部には、製氷装置22が配され、冷蔵室14の下部には、製氷装置22に水を供給するタンク24が配されている。また、冷蔵室14の背面上部には、冷蔵庫10の制御基板26が取り付けられている。冷凍室20の背面、すなわちキャビネット12の底部には機械室28が設けられている。機械室28には、圧縮機38が設けられている。
【0012】
図2に示すように、冷蔵室14の前面には、観音開き式の扉14a、14bが設けられ、
図1に示すように、野菜室16、製氷室18、製氷室、冷凍室20の前面には引出し式の扉16a,18a,20aが設けられている。
図2に示すように、冷蔵室14の左側の扉14aの前面には、ユーザが冷蔵庫10を操作するための操作盤40が設けられている。操作盤40については、後から詳しく説明する。また、扉14a、14bの前面には、扉14a、14bを自動的に開放するためのタッチ式の扉スイッチ15,15がぞれぞれ設けられ、また、キャビネット12の上面には、扉スイッチ15の操作により、扉14a、14bを前方に押圧する左右一対の扉押圧部42が設けられている。
図5に示すように、扉14a、14bの開閉を検出する扉開閉検出部14c、14d、引出し式の扉16a,18a,20aの開閉を検出する扉開閉検出部16b,18b,20bもキャビネット12に設けられている。
【0013】
図1に示すように、野菜室16の背面下部には、冷蔵用蒸発器(以下、「Rエバ」という)30が設けられ、Rエバ30の上方には、冷蔵用庫内ファン(以下、「Rファン」という)32が設けられている。Rエバ30の下方には、Rエバ用除霜ヒータ(以下、「R除霜ヒータ」という)44が設けられ、また、Fエバ30の上部には、冷蔵用除霜センサ(以下、「R除霜センサ」という)54が設けられている。
【0014】
冷凍室20の背面上部には、冷凍用蒸発器(以下、「Fエバ」という)34が設けられ、Fエバ34の上方には冷凍用庫内ファン(以下、「Fファン」という)36が設けられている。Fエバ34の下方にはFエバ用除霜ヒータ(以下、「F除霜ヒータ」という)46が設けられ、また、Fエバ34の上部には、冷凍用除霜センサ(以下、「F除霜センサ」という)56が設けられている。
【0015】
冷蔵室14の背面には、冷蔵室14の庫内温度を検出する冷蔵用庫内温度センサ(以下、「Rセンサ」という)50が設けられている。大型の冷凍室20の背面には、冷凍室20の庫内温度を検出する冷凍用庫内温度センサ(以下、「Fセンサ」という)52が設けられている。
【0016】
(2)冷凍サイクル60
次に、冷蔵庫10の冷凍サイクル60について
図3に基づいて説明する。
【0017】
圧縮機38の吐出側から順番に、凝縮器62、防露パイプ64、三方弁66の入口が接続されている。
【0018】
三方弁66の一方のR出口には、冷蔵用キャピラリチューブ(以下、「Rキャピラリチューブ」という)68、Rエバ30、Rアキュムレータ69が接続されている。
【0019】
三方弁66の他方のF出口には、冷凍用キャピラリチューブ(以下、「Fキャピラリチューブ」という)70、Fエバ34、Fアキュムレータ71、逆止弁72が接続されている。
【0020】
逆止弁72の出口側とアキュムレータ69の出口側が一つになり、その後にサクションパイプ74を経て圧縮機38の吸入側に至る。
【0021】
この冷凍サイクル60では、冷媒は圧縮機38で圧縮されて、高温高圧の気体状の冷媒に変化し、凝縮器62と防露パイプ64で放熱しながら液体状の冷媒となる。液体状の冷媒は、三方弁66によってRキャピラリチューブ68、又は、Fキャピラリチューブ70に送られ、Rキャピラリチューブ68、又は、Fキャピラリチューブ70で気化し易いように減圧され、その後にRエバ30、又は、Fエバ34で気化し、周囲から熱を奪うことにより冷気が発生する。周囲から熱を奪った冷媒は、各アキュムレータ69,71にそれぞれ流れ、各アキュムレータ69,71では気液混合体状の冷媒を気体状の冷媒と液体状の冷媒とにそれぞれ分離し、気体状の冷媒のみがサクションパイプ74を経て圧縮機38へ戻り、再び圧縮され高温高圧の気体状の冷媒となる。
【0022】
(3)操作盤40
冷蔵室14の扉14aには、
図4に示すように操作盤40が設けられている。
図4は操作盤40の拡大正面図である。
【0023】
図4に示すように、操作盤40の上段401には、冷蔵庫10が行なう制御の種類が表示され、その制御が行なわれている場合にこれら表示部分のランプが点灯する。例えば、「一気冷凍」が行なわれている場合には、「一気冷凍」の表示部分のランプが点灯する。
【0024】
操作盤40の中段には、冷蔵室14、冷凍室20の庫内温度調整スイッチ402,403,404、製氷装置22を用いて一気製氷するためのスイッチ405が設けられている。
【0025】
操作盤40の下段には、後から説明する節電モードの開始/終了のための節電スイッチ406、おでかけモードの開始/終了のためのおでかけスイッチ408が設けられている。おでかけスイッチ408の下部には、セブンセグメントのデジタル式の日時表示部410が設けられている。
【0026】
ユーザは、操作盤40を操作することにより、ユーザは冷蔵庫10を制御できる。
【0027】
(4)冷蔵庫10の電気的構成
次に、冷蔵庫10の電気的構成について、
図5のブロック図に基づいて説明する。
【0028】
制御基板26には、マイコン、CPUなどよりなる制御部76が設けられ、時間を計時するタイマ78が内蔵されている。この制御部76には、
図4に示すように、製氷装置22、圧縮機38、Rファン32、Fファン36、三方弁66、R除霜ヒータ44、F除霜ヒータ46、操作盤40、扉押圧部42、Rセンサ50、Fセンサ52、R除霜センサ54、F除霜センサ56、扉開閉検出部14c、14d、扉開閉検出部16b,18b,20bが接続されている。制御盤40には、節電スイッチ406、おでかけスイッチ408、日時表示部410が接続されている。
【0029】
圧縮機38のモータは、制御部76によってインバータ制御され、PWM制御などの周波数制御によって回転数が可変となり、回転数が高いほど冷媒の供給量が多くなる。
【0030】
この制御部76が、以下で説明する通常モード、節電モード、おでかけモードの冷却運転、除霜運転、製氷運転を実行する。
【0031】
(5)通常モード
制御部76が、冷凍サイクル60を用いて冷蔵室14と野菜室16を冷却する冷蔵運転(以下、「Rモード」という)と、製氷室18、小型の冷凍室、大型の冷凍室20を冷却する冷凍運転(以下、「Fモード」という)を交互に行い、また、除霜運転、製氷運転も行う。以下、この運転を「通常モード」の冷却運転という。
【0032】
Rモードにおいて、制御部76は三方弁66のF出口を閉じ、R出口を開き、液体状の冷媒をRエバ30に流す。また、制御部76は、Rファン32をONし、Fファン36をOFFする。Rエバ30に流れた液体状の冷媒は、Rエバ30を冷却し、この冷却された空気(冷気)はRファン32によって冷蔵室14と野菜室16に送られる。制御部76は、Rセンサ50の検出した庫内温度が、R開始温度TR0より上昇するとRモードを開始し、検出した庫内温度がR終了温度TR1まで下降するとRモードを終了する。これによって、冷蔵室14と野菜室16の庫内温度が1℃〜5℃に保持される。
【0033】
Fモードにおいて、制御部76は三方弁66のR出口を閉じ、F出口を開き、液体状の冷媒をFエバ34に流す。また、制御部76は、Rファン32をOFFし、Fファン36をONする。Fエバ34に流れた液体状の冷媒は、Fエバ34を冷却し、この冷却された空気(冷気)はFファン36によって小型冷蔵室、製氷室18、大型の冷凍室20に送られる。制御部76は、Fセンサ52の検出した庫内温度が、F開始温度TF0より上昇するとFモードを開始し、検出した庫内温度がF終了温度TF1まで下降するとRモードを終了する。これによって、小型冷蔵室、製氷室18、大型の冷凍室20の庫内温度が−18℃〜−26℃に保持される。なお、庫内温度によってはRモードとFモードとが同時に開始する必要がある場合があるが、その場合には制御部76はFモードを優先して行う。
【0034】
(6)除霜運転
制御部76は、除霜運転を1日1回実施する。除霜運転は、冷却は停止し、R除霜ヒータ44がRエバ30を加熱し、F除霜ヒータ46がFエバ34を加熱し、R除霜センサ54及びF除霜センサ56が所定温度(例えば、2℃)以上になると、制御部76が、Rエバ30及びFエバ34の霜取りが終了したと判断し、除霜運転を終了する。
【0035】
(7)製氷運転
制御部76は、製氷室18に内蔵された製氷装置22の検知レバー22aが、氷を検知しなくなると、氷が全て使用されたと判断して、製氷運転を開始する。この製氷運転は、Fモードにおいて、冷蔵室14にあるタンク24から水を製氷装置22の製氷皿22bに供給し、製氷を実施する。この製氷運転は、製氷ボックス22cが、満杯になるまで所定時間毎に行われる。製氷運転を一回行うと、例えば10個の氷ができ、製氷ボックス22cが50個の氷で満杯になるとすると、製氷運転を1時間毎に5回行う。
【0036】
(8)節電モード
次に、節電モードについて説明する。本実施形態の冷蔵庫10は、通常モードにおける冷却運転よりも節電効果の高い節電モードを実施できる。この節電モードにおいては、消費電力を制限するために次の冷却条件で制御部76は制御を行う。
【0037】
第1に、制御部76は、圧縮機38のモータの最大回転数を、通常モードの最大回転数M0よりも低いM1に設定する。これによって、モータによる最大消費電力を低くできる。
【0038】
第2に、制御部76は、RモードのR開始温度TR0、R終了温度TR1を上げ、また、FモードのF開始温度TF0、F終了温度TF1を上げて設定する。この温度については、後から詳しく説明する。
【0039】
第3に、Rファン32とFファン36の最大回転数W1を、通常モードの最大回転数W0よりも低く設定する。
【0040】
第4に、制御部76は、製氷運転の間隔を1時間毎ではなく、2時間毎に設定する。
【0041】
第5に、制御部76は、除霜運転に関しては、除霜運転の間隔を広げたり、R除霜ヒータ44、F除霜ヒータ46の通電率を下げる。
【0042】
このようにして、制御部76は、通常モードの冷却運転よりも節電効果の高い節電モードを実現する。節電モードは、操作盤40の節電スイッチ406をユーザがONすることにより開始でき、また、再びこの節電スイッチ406をユーザがOFFにすることにより節電モードが終了できる。
【0043】
(9)おでかけモード
本実施形態の冷蔵庫10は、節電モードよりも、より節電効果のある「おでかけモード」を実施できる。この「おでかけモード」とは、ユーザが外出してから帰宅するまで、ユーザが不在であり、冷蔵庫10の扉14a〜20aの開放を行なわないことに着目して行う制御方法である。すなわち、制御部76は、冷却運転を行う場合にユーザが外出しているため、扉14a〜20aが開放されることによる庫内温度の上昇に備えたり、ユーザに対する情報の報知を行う必要がなく、節電モードの冷却能力より低い冷却能力で冷却運転を実行しても庫内温度を保持でき、また、情報を出力することもない。そのため、お出かけモードでは、節電モードより省電力の冷却運転を行い省エネを実現する。具体的には、おでかけモードの冷却運転は、次の冷却条件で行う。
【0044】
第1に、制御部76は、圧縮機38のモータの回転数を、通常モードの最大回転数M0、節電モードの最大回転数M1よりもさらに低い最大回転数M2に設定する。但し、M0>M1>M2である。
【0045】
第2に、制御部76は、RモードのR開始温度TR0、R終了温度TR1を節電モード時よりさらに上げて設定し、FモードのF開始温度TF0、F終了温度TF1を節電モード時よりさらに上げて設定する。
図6に示すのは、冷蔵室14の庫内温度設定状態を示すものであり、縦軸は庫内温度(℃)、横軸が通常モード、節電モード、おでかけモードの区分を示している。
【0046】
通常モードにおいて、R開始温度は5℃、R終了温度は1℃に設定されている。
【0047】
節電モードにおいて、R開始温度は7℃、R終了温度は3℃に設定されている。
【0048】
おでかけモードにおいて、R開始温度は10℃、R終了温度は5℃に設定されている。
【0049】
第3に、制御部76は、制御盤40における表示部分のランプを全て消灯させ、また、各スイッチの操作をできないようにする。
【0050】
第4に、制御部76は、除霜運転に関しては運転条件を通常モードのときとは変更し、節電モードより除霜運転の間隔を広げたり、R除霜ヒータ44、F除霜ヒータ46の通電率を下げる。
【0051】
第5に、制御部76は、製氷運転に関しても運転条件を通常モードのときとは変更し、氷が全くない状態では製氷運転を1回行なった後、その後全く行わない。このように、氷がない状態で1回だけ製氷運転を行なうのは、ユーザが帰宅した場合に氷がすぐに必要な場合があるからである。
【0052】
おでかけモードを開始する場合には、操作盤40のおでかけスイッチ408をユーザがONすることにより開始できる。
【0053】
終了時間前にユーザが帰宅した場合には、扉14a〜20aを開けた場合に終了する。
【0054】
おでかけモードを終了する場合には、ユーザが操作盤40のおでかけスイッチ408を長押しすることにより終了したり、また、ユーザが扉14a〜20aが開放されたときに終了する。
【0055】
また、ユーザが、日時表示部410を用いておでかけモードを実行する時間を設定できる。例えば、外出時間が6時間の場合には、6時間後におでかけモードを終了できるように制御部76のタイマ78でカウントし、6時間後におでかけモードを終了する。
【0056】
(10)おでかけモードの制御方法
次に、おでかけモードにおける制御部76の制御方法について、
図7及び
図8のフローチャートに基づいて説明する。
【0057】
図6に示すように、ステップ1において、ユーザが操作盤40のおでかけスイッチ408をONするとステップ2に進む。
【0058】
ステップS2において、制御部76は、おでかけモードを開始し、ステップ3に進む。
【0059】
ステップS3において、制御部76は、扉14a〜20aが開かれたか、操作盤40のおでかけスイッチ408が操作されたか、又は、おでかけモードの終了時間になったかの終了条件を判断し、制御部76は、こられら終了条件を具備すればおでかけモードを終了し、終了条件を具備していなければステップS2に戻る。
【0060】
次に、おでかけモードについて
図8に基づいて説明する。
【0061】
制御部76がステップS2において、おでかけモードを開始すると、ステップS11において、制御部76は、冷蔵室14や冷凍室20などのR開始温度、R終了温度、F開始温度、F終了温度をおでかけモードの冷却条件に変更し、除霜運転及び製氷運転の運転条件も変更しステップS12に進む。
【0062】
ステップS12において、制御部76は、製氷装置22の検知レバー22aを用いて製氷ボックス22c内に氷がないか否かを判断し、氷がない場合は、ステップS13に進み、氷がある場合はステップS14に進む。
【0063】
ステップS13において、制御部76は、製氷装置22を用いて1回の製氷運転を行い、ステップS14に進む。
【0064】
ステップS14において、制御部76は、製氷装置22の製氷運転を停止し、ステップS15に進む。
【0065】
ステップS15において、制御部76は、現在の庫内温度が変更された冷却条件を具備しているか否かを判断し、変更された冷却条件を具備していればステップS16に進み、具備していなければステップS17に進む。
【0066】
ステップS16において、制御部76は、変更された冷却条件に基づいて冷蔵庫10の庫内を冷却し、ステップS15に進む。
【0067】
ステップS17において、制御部76は、除霜運転の変更された運転条件を具備しているか否かを判断し、運転条件を具備していればステップS18に進み、具備していなければおでかけモードを継続する。
【0068】
ステップS18において、制御部76は、除霜運転の変更された運転条件に基づいて除霜運転を行ない、除霜運転が終了するとおでかけモードを継続する。
【0069】
(11)効果
本実施形態の冷蔵庫10によれば、節電モードより節電効果の高いおでかけモードで、ユーザの外出中は、節電モードより高い温度のR開始温度、R終了温度、F開始温度、F終了温度で冷却運転を行なうため、より効果的な省エネを実現できる。特に、ユーザが外出中はドア14a〜20aは全く開放されないため、庫内温度を保持し易く、節電モードよりも低い冷凍能力で冷却運転を行なっても冷却を実施できる。
【0070】
また、おでかけモードでは、製氷運転を停止することにより、製氷装置22の給水モータや製氷皿を回転するモータの消費電力を削減できる。
【0071】
また、おでかけモードでは、制御盤40の動作を停止させることにより、制御盤40に内蔵されている基板のトランジスタやFET等のスイッチング素子、LED、バックライトなどの消費電力を削減できる。
【0072】
また、除霜運転に関しては、おでかけモードでも除霜運転の間隔を広げたり、R除霜ヒータ44、F除霜ヒータ46の通電率を下げることはあっても、除霜運転を停止させない。これにより、おでかけモードでも除霜運転が停止してRエバ30とFエバ34に霜が付き、冷却効果が悪くなることがない。
【0073】
また、おでかけモードの多様な終了パターンを有することで、不用意におでかけモードが継続することを防止できる。
【0074】
(12)変更例
上記実施形態では、冷却条件、製氷運転の条件、除霜運転の条件を変更したが、これに加えておでかけモードで防露ヒータの通電率を下げたりしてもよい。
【0075】
また、上記実施形態では、おでかけスイッチ408をONすると、制御部76はおでかけモードを直ちに開始したが、これに限らず、例えば、おでかけスイッチ408がONされてから10分後におでかけモードを開始してもよい。このようにする理由は、ユーザがおでかけスイッチ408をONした後でも、外出する前に冷蔵庫10を開け閉めする可能性があり、この場合に、おでかけモードが解除されるのを防止できる。
【0076】
また、上記実施形態では、おでかけモードを指定した時間で終了するようにしたが、タイマ78と日時表示部410を省略して、扉の開閉、又は、おでかけスイッチ408の操作のみによっておでかけモードを終了できるようにしてもよい。
【0077】
また、上記実施形態では、氷がある場合には製氷運転を完全に停止させたが、これに代えて、製氷運転の間隔を、通常モード及び節電モードよりも間隔を開けて実施してもよい。
【0078】
また、冷蔵庫10のキャビネットに設けられた防露ヒータの通電率も、おでかけモード中は下げてもよい。
【0079】
また、冷蔵庫10に冷蔵室14などの除菌を行なう除菌装置が設けられている場合には、このおでかけモードが実施されていても除菌装置は動作させる。これによって、庫内が常に清潔となる。
【0080】
また、「おでかけモード」という用語に関しては、ユーザが外出中に行なう冷却運転であることを明確にする用語であれば、他の用語を用いてもよく、外出モード、留守中モードなどでもよい。
【0081】
また、上記実施形態では、節電モードを有する冷蔵庫10で説明したが、これに限らず、節電モードを有さない冷蔵庫においても、おでかけモードの機能を搭載してもよい。
【0082】
また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。