專利名稱：冰箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冰箱，特別涉及具備斯特林冷凍機的冰箱。
背景技術：
近年來，氟里昂氣體對地球環(huán)境的不良影響已被指出，作為不使用氟里昂氣體的冰箱，搭載有斯特林冷凍機的冰箱受到關注。在該冰箱中，通過斯特林冷凍機的冷頭的冷熱將箱內空間冷卻，并且將斯特林冷凍機的暖頭的溫熱通過散熱器向箱外環(huán)境散熱(例如參照特開2002-221384號公報)。
專利文獻1特開2002-221384號公報在這樣的冰箱中，在斯特林冷凍機的暖頭的溫度因某種原因而上升、達到了臨界溫度的情況下，也考慮馬上停止斯特林冷凍機。但是，在該控制方法中，會突然停止冰箱的運轉，損害冰箱的可靠性。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的主要的目的是提供可靠性較高的冰箱。
有關本發(fā)明的冰箱，是具備斯特林冷凍機的冰箱，具備溫度檢測機構，檢測斯特林冷凍機的暖頭的溫度；和控制機構，根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了預先設定的基準溫度的情況進行控制，以便在使斯特林冷凍機停止前，抑制暖頭的溫度上升。
優(yōu)選的是，還設置散熱器，從斯特林冷凍機的暖頭經(jīng)由冷媒受到溫熱，向箱外環(huán)境進行散熱；和散熱風扇，促進散熱器的散熱；控制機構根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而使散熱風扇的風量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的時間溫度檢測機構的檢測溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。
此外，優(yōu)選的是，還具備將暖頭的溫熱經(jīng)由冷媒傳遞給箱外壁面、防止結露的冷媒循環(huán)回路；控制機構根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而使冷媒循環(huán)回路的冷媒循環(huán)量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的時間溫度檢測機構的檢測溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。
此外，優(yōu)選的是，還具備散熱器，從斯特林冷凍機的暖頭經(jīng)由冷媒受到溫熱，向箱外環(huán)境進行散熱；散熱風扇，促進散熱器的散熱；和冷媒循環(huán)回路，將暖頭的溫熱經(jīng)由冷媒傳遞給箱外壁面，來防止結露；控制機構根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而使散熱風扇的風量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的第1時間溫度檢測機構的檢測溫度也不變得比基準溫度低的情況下使冷媒循環(huán)回路的冷媒循環(huán)量為最大，進而，在即使經(jīng)過了預先設定的第2時間溫度檢測機構的檢測溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。
此外，優(yōu)選的是，還具備散熱器，從斯特林冷凍機的暖頭經(jīng)由冷媒受到溫熱，向箱外環(huán)境進行散熱；散熱風扇，促進散熱器的散熱；和冷媒循環(huán)回路，將暖頭的溫熱經(jīng)由冷媒傳遞給箱外壁面，來防止結露；控制機構根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而使冷媒循環(huán)回路的冷媒循環(huán)量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的第1時間溫度檢測機構的檢測溫度也不變得比基準溫度低的情況下使散熱風扇的風量為最大，進而，在即使經(jīng)過了預先設定的第2時間溫度檢測機構的檢測溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。
此外，優(yōu)選的是，控制機構根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而使斯特林冷凍機的輸出階段性地降低。
此外，優(yōu)選的是，控制機構根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了比基準溫度高的預先設定的臨界溫度的情況而使斯特林冷凍機的輸出停止。
此外，優(yōu)選的是，還設有根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而檢查溫度檢測機構是否正常的檢查機構。
在有關本發(fā)明的冰箱中，根據(jù)斯特林冷凍機的暖頭的溫度超過了基準溫度的情況進行控制，以便在使斯特林冷凍機停止前，抑制暖頭的溫度上升。因而，能夠防止冰箱突然停止，能夠提高冰箱的可靠性。
優(yōu)選的是，根據(jù)暖頭的溫度超過了基準溫度的情況而使散熱風扇的風量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的時間暖頭的溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。在此情況下，由于能夠首先不提高箱內溫度而降低暖頭的溫度，所以能夠提高冰箱的可靠性。
此外，優(yōu)選的是，根據(jù)暖頭的溫度超過了基準溫度的情況而使冷媒循環(huán)回路的冷媒循環(huán)量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的時間暖頭的溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。在此情況下，也由于能夠首先不提高箱內溫度而降低暖頭的溫度，所以能夠提高冰箱的可靠性。
此外，優(yōu)選的是，根據(jù)暖頭的溫度超過了基準溫度的情況而使散熱風扇的風量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的第1時間暖頭的溫度也不變得比基準溫度低的情況下使冷媒循環(huán)回路的冷媒循環(huán)量為最大，進而，在即使經(jīng)過了預先設定的第2時間暖頭的溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。在此情況下，也由于能夠首先不提高箱內溫度而降低暖頭的溫度，所以能夠提高冰箱的可靠性。
此外，優(yōu)選的是，根據(jù)暖頭的溫度超過了基準溫度的情況而使冷媒循環(huán)回路的冷媒循環(huán)量為最大，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的第1時間暖頭的溫度也不變得比基準溫度低的情況下使散熱風扇的風量為最大，進而，在即使經(jīng)過了預先設定的第2時間暖頭的溫度也不變得比基準溫度低的情況下降低斯特林冷凍機的輸出。在此情況下，也由于能夠首先不提高箱內溫度而降低暖頭的溫度，所以能夠提高冰箱的可靠性。
此外，優(yōu)選的是，使斯特林冷凍機的輸出階段性地降低。在此情況下，能夠抑制箱內溫度的上升。
此外，優(yōu)選的是，根據(jù)暖頭的溫度超過了比基準溫度高的臨界溫度的情況而使斯特林冷凍機的輸出停止。在此情況下，能夠防止斯特林冷凍機的故障。
此外，優(yōu)選的是，還設有根據(jù)溫度檢測機構的檢測溫度超過了基準溫度的情況而檢查溫度檢測機構是否正常的檢查機構。在此情況下，能夠防止溫度檢測機構的故障帶來的冰箱的誤動作。


圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的冰箱的結構的剖視圖。
圖2是圖1所示的冰箱的配管結構圖。
圖3是表示與圖1所示的冰箱的運轉控制相關聯(lián)的部分的結構的框圖。
圖4是表示圖3所示的控制部的動作的流程圖的一部分。
圖5是圖4所示的流程圖的另一部分。
附圖標記說明1冰箱，10殼體，11、12、13冷卻室，14、15、16隔熱門，17襯墊，18擱架，19機械室，20管道，21冷氣吹出口，22冷卻風扇，30斯特林冷凍機，40低溫側冷媒循環(huán)回路，41低溫側冷凝器，42低溫側蒸發(fā)器，50、60高溫側冷媒循環(huán)回路，51高溫側蒸發(fā)器，52高溫側冷凝器，53散熱風扇，61循環(huán)泵，62防結露部，70電熱加熱器，80箱內溫度傳感器，81冷頭溫度傳感器，82暖頭溫度傳感器，83檢查部，84基準值存儲部，85警報燈，86控制部，87定時器。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的冰箱1的結構的剖視圖，圖2是冰箱1的配管結構圖。參照圖1及圖2，冰箱1是食品保存用，具備隔熱構造的殼體10。在殼體10的內部中，設有上下三級地分隔的冷卻室11、12、13。冷卻室11、12、13分別在殼體10的正面?zhèn)?在圖1中為左側)具有開口部，該開口部由開閉自如的隔熱門14、15、16封閉。在隔熱門14、15、16的背面，安裝有分別包圍冷卻室11、12、13的開口部的形狀的襯墊17。在冷卻室11、12、13的內部中，適當?shù)卦O置有適合于所收納的食品的種類的擱架18。
從殼體10的上面到背面、再到下面，配置有以斯特林冷凍機30為中心要素的冷卻系統(tǒng)及散熱系統(tǒng)。另外，在殼體10的上背面的一角設有機械室19，斯特林冷凍機30設置在該機械室19中。
斯特林冷凍機30的一部分在驅動時形成冷頭。在該冷頭上安裝有低溫側冷凝器41。此外，在冷卻室13的深處，設置有低溫側蒸發(fā)器42。低溫側冷凝器41與低溫側蒸發(fā)器42經(jīng)由冷媒配管連接，由兩者構成低溫側冷媒循環(huán)回路40。在低溫側冷媒循環(huán)回路40中封入有CO2的自然冷媒，在低溫側蒸發(fā)器42及低溫側冷凝器41中進行熱的交換。
在殼體10的內部中，設有用來將通過低溫側蒸發(fā)器42得到的冷氣向冷卻室11、12、13分配的管道20。管道20在適當?shù)牟课痪哂信c冷卻室11、12、13連通的冷氣吹出口21。在管道20的內部中，在適當?shù)牟课辉O置有用來將冷氣強制地送出的冷卻風扇22。
另外，雖然在本圖中沒有圖示，但在殼體10內部中，還設有從冷卻室11、12、13回收空氣的管道。該管道在低溫側蒸發(fā)器42的下方具有吹出口，將要進行冷卻的空氣如圖1的虛線箭頭所示供給到低溫側蒸發(fā)器42中。
斯特林冷凍機30的另一部分在驅動時形成暖頭。在該暖頭上安裝有高溫側蒸發(fā)器51。此外，在殼體10的上表面，設有向箱外環(huán)境進行散熱的高溫側冷凝器(散熱器)52和散熱風扇53。高溫側蒸發(fā)器51和高溫側冷凝器52經(jīng)由冷媒配管連接，由兩者構成高溫側冷媒循環(huán)回路50。在高溫側冷媒循環(huán)回路50中密封有水(包括水溶液)或烴類的自然冷媒，該冷媒在高溫側冷媒循環(huán)回路50內自然循環(huán)。
另一方面，高溫側蒸發(fā)器51還與高溫側冷媒循環(huán)回路60連接。高溫側冷媒循環(huán)回路60具有將冷媒強制循環(huán)的循環(huán)泵61、和防結露部62。循環(huán)泵61例如是壓電泵。防結露部62是將冷媒配管的一部分拉回到冷卻室11、12、13的開口部而成，是通過冷媒所具有的溫熱將容易發(fā)生結露的開口部附近(襯墊17與殼體10的接觸部位周邊、即箱內與箱外的邊界區(qū)域)加熱而防止結露的部件。另外，為了制造上的方便等，在不能配置高溫側冷媒循環(huán)回路60的預想結露發(fā)生部位上，安裝有通過通電而發(fā)熱的電熱加熱器70。
接著，對由上述結構構成的冰箱1的動作進行說明。在由上述結構構成的冰箱1中，如果驅動斯特林冷凍機30，則冷頭的溫度降低。因而，低溫側冷凝器41被冷卻，內部的冷媒被冷凝。
在低溫側冷凝器41中冷凝的冷媒通過低溫側冷媒循環(huán)回路40而流入到低溫側蒸發(fā)器42中。流入到低溫側蒸發(fā)器42中的冷媒在通過低溫側蒸發(fā)器42的外側的氣流的熱的作用下而蒸發(fā)，將低溫側蒸發(fā)器42的表面溫度降低。因而，穿過低溫側蒸發(fā)器42的空氣成為冷氣，從管道20的冷氣吹出口21向冷卻室11、12、13中吹出，使冷卻室11、12、13的溫度下降。然后，冷卻室11、12、13內的空氣通過未圖示的管道而回流到低溫側蒸發(fā)器42中。
另外，在低溫側蒸發(fā)器42中蒸發(fā)的冷媒通過低溫側冷媒循環(huán)回路40回到低溫側冷凝器41中，在那里熱被取走而再次冷凝。接著重復上述的熱交換動作。
另一方面，通過斯特林冷凍機30的驅動而發(fā)出的熱、以及由冷頭從箱內回收的熱作為排熱而從暖頭散熱。因而，高溫側蒸發(fā)器51被加熱，內部的冷媒蒸發(fā)。
在高溫側蒸發(fā)器51中發(fā)熱的氣相狀態(tài)的冷媒通過高溫側冷媒循環(huán)回路50，而流入到設在上方的高溫側冷凝器52中。流入到高溫側冷凝器52中的冷媒由通過散熱風扇53從箱外導入到高溫側冷凝器52內的氣流將熱取走而冷凝。另外，在高溫側冷凝器52中冷凝的冷媒通過高溫側冷媒循環(huán)回路50回到高溫側蒸發(fā)器51中，在那里獲取熱而再次蒸發(fā)。接著，重復上述的熱交換動作。
此外，在高溫側蒸發(fā)器51的內部中飽和的冷媒中的、液相狀態(tài)的冷媒被循環(huán)泵61強制循環(huán)到高溫側冷媒循環(huán)回路60中，向防結露部62導入。因而，冷卻室11、12、13的開口部附近受被導入的冷媒所具有的溫熱加熱。通過做成這樣的結構，能夠不消耗不需要的電力而將容易發(fā)生結露的開口部附近的溫度保持為露點溫度以上，來防止結露。另外，對于不能配置高溫側冷媒循環(huán)回路60的預想結露發(fā)生部位，通過進行向電熱加熱器70的通電，將其溫度保持為露點溫度以上，能夠防止結露。
圖3是表示冰箱1中的與運轉控制相關聯(lián)的部分的框圖。在圖3中，該冰箱1具備箱內溫度傳感器80、冷頭溫度傳感器81、暖頭溫度傳感器82、檢查部83、基準值存儲部84、警報燈85及控制部86，控制部86具有定時器87。
箱內溫度傳感器80例如設在管道20的箱內空間側表面的既定位置上，檢測箱內空間的溫度，將表示檢測值的信號傳遞給控制部86。冷頭溫度傳感器81設在斯特林冷凍機30的冷頭上，檢測冷頭的溫度，將表示檢測值的信號傳遞給控制部86。暖頭溫度傳感器82設在斯特林冷凍機30的暖頭上，檢測暖頭的溫度Th，將表示檢測值的信號傳遞給控制部86。
檢查部83檢查暖頭溫度傳感器82是否正常，將表示檢查結果的信號傳遞給控制部86?；鶞手荡鎯Σ?4由ROM等只讀存儲器構成，存儲箱內空間的基準溫度、冷頭的基準溫度、暖頭的基準溫度Th1、和暖頭的臨界溫度Th2。
警報燈85例如設在隔熱門14的外部表面上，在冰箱1故障時點亮，將冰箱1的故障報告給用戶?？刂撇?6根據(jù)來自溫度傳感器80～82、檢查部83及基準值存儲部84的各種信息，控制斯特林冷凍機30、散熱風扇53、循環(huán)泵61及警報燈85。
圖4及圖5是表示控制部86的動作的流程圖。控制部86控制斯特林冷凍機30的輸出以使溫度傳感器80～82的檢測值成為存儲在基準值存儲部84中的基準值，并且控制散熱風扇53的轉速即風量。此外，控制部86控制循環(huán)泵61的輸出即高溫側冷媒循環(huán)回路60的冷媒的循環(huán)量。
此外，控制部86在步驟S1中判斷暖頭的溫度Th是否比存儲在基準值存儲部84中的基準溫度Th1高，在不是Th＞Th1的情況下再次執(zhí)行步驟S1，在Th＞Th1的情況下前進到步驟S2。在步驟S2中，控制部86使檢查部83檢查暖頭溫度傳感器82是否正常。檢查部83檢查暖頭溫度傳感器82是否正常，將表示檢查結果的信號傳遞給控制部86。
在步驟S3中，控制部86根據(jù)來自檢查部83的信號判斷暖頭溫度傳感器82是否沒有異常，在暖頭溫度傳感器82為異常的情況下在步驟S4中進行警報燈85的點亮等溫度傳感器異常報告處理，在沒有異常的情況下前進到步驟S5。
在步驟S5中，控制部86判斷散熱風扇53的轉速是否為最大，在不是最大的情況下在步驟S6中使散熱風扇53的轉速成為最大，在步驟S7中等待經(jīng)過既定時間，前進到步驟S12，在散熱風扇53的轉速為最大的情況下前進到步驟S8。在既定時間的計量中使用定時器87。
在步驟S8中，控制部86判斷循環(huán)泵61的輸出是否為最大，在不是最大的情況下在步驟S9中使循環(huán)泵61的輸出成為最大，在步驟S10中等待經(jīng)過既定時間而前進到步驟S12，在循環(huán)泵61的輸出是最大的情況下在步驟S11中降低斯特林冷凍機30的輸出，前進到步驟S12。在步驟S11中，控制部86使斯特林冷凍機30的輸出從當前值到最小值分多次階段性地降低。
在步驟S12中，控制部86判斷暖頭的溫度Th是否比存儲在基準值存儲部84中的基準溫度Th1高，在不是Th＞Th1的情況下回到步驟S1，在Th＞Th1的情況下前進到步驟S13。在步驟S13中，控制部86判斷斯特林冷凍機30的輸出是否為最小，在不是最小的情況下回到步驟S8，在是最小的情況下前進到步驟S14。
在步驟S14中，控制部86判斷暖頭的溫度Th是否比存儲在基準值存儲部84中的臨界溫度Th2高，在不是Th＞Th2的情況下回到步驟S8，在Th＞Th2的情況下前進到步驟S15。
控制部86在步驟S15中，進行警報燈85的點亮等暖頭異常顯示處理，在步驟S16中使斯特林冷凍機30停止而回到步驟S1。
在該實施方式中，在暖頭的溫度Th超過了基準溫度Th1的情況下使散熱風扇53的轉速為最大、使循環(huán)泵61的輸出為最小、使斯特林冷凍機30的輸出為最小，在如果這樣暖頭的溫度Th還是超過了臨界溫度Th2的情況下，使斯特林冷凍機30停止。因而，與在暖頭的溫度Th超過了臨界溫度Th2的情況下馬上使斯特林冷凍機30停止的情況相比，能夠實現(xiàn)冰箱1的可靠性的提高。
另外，在該實施方式中，在使散熱風扇53的轉速為最大后使循環(huán)泵61的輸出為最大，但反之，也可以使循環(huán)泵61的輸出為最大后使散熱風扇53的輸出為最大。
這里公開的實施方式中所有都是例示而并不應看作是限制。本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權利要求書表示，意味著包括與權利要求書等同的意思及范圍內的所有的變更。
權利要求
1.一種冰箱，是具備斯特林冷凍機(30)的冰箱，具備溫度檢測機構(82)，檢測上述斯特林冷凍機(30)的暖頭的溫度；以及控制機構(86)，根據(jù)上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)超過了預先設定的基準溫度(Th1)的情況進行控制，以便在使上述斯特林冷凍機(30)停止前，抑制上述暖頭的溫度上升。
2.如權利要求1所述的冰箱，其特征在于，還具備散熱器(42)，從上述斯特林冷凍機(30)的暖頭經(jīng)由冷媒受到溫熱，向箱外環(huán)境進行散熱；以及散熱風扇(53)，促進上述散熱器(42)的散熱；上述控制機構(86)根據(jù)上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)超過了上述基準溫度(Th1)的情況而使上述散熱風扇(53)的風量為最大(S6)，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的時間上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)也不變得比上述基準溫度(Th1)低的情況下降低上述斯特林冷凍機(30)的輸出(S11)。
3.如權利要求1所述的冰箱，其特征在于，還具備將上述暖頭的溫熱經(jīng)由冷媒傳遞給箱外壁面、防止結露的冷媒循環(huán)回路(60)；上述控制機構(86)根據(jù)上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)超過了上述基準溫度(Th1)的情況而使上述冷媒循環(huán)回路(60)的冷媒循環(huán)量為最大(S9)，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的時間上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)也不變得比上述基準溫度(Th1)低的情況下降低上述斯特林冷凍機(30)的輸出(S11)。
4.如權利要求1所述的冰箱，其特征在于，還具備散熱器(42)，從上述斯特林冷凍機(30)的暖頭經(jīng)由冷媒受到溫熱，向箱外環(huán)境進行散熱；散熱風扇(53)，促進上述散熱器(42)的散熱；以及冷媒循環(huán)回路(60)，將上述暖頭的溫熱經(jīng)由冷媒傳遞給箱外壁面，來防止結露；上述控制機構(86)根據(jù)上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)超過了上述基準溫度(Th1)的情況而使上述散熱風扇(53)的風量為最大(S6)，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的第1時間上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)也不變得比上述基準溫度(Th1)低的情況下使上述冷媒循環(huán)回路(60)的冷媒循環(huán)量為最大(S9)，進而，在即使經(jīng)過了預先設定的第2時間上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)也不變得比上述基準溫度(Th1)低的情況下降低上述斯特林冷凍機(30)的輸出(S11)。
5.如權利要求1所述的冰箱，其特征在于，還具備散熱器(42)，從上述斯特林冷凍機(30)的暖頭經(jīng)由冷媒受到溫熱，向箱外環(huán)境進行散熱；散熱風扇(53)，促進上述散熱器(42)的散熱；以及冷媒循環(huán)回路(60)，將上述暖頭的溫熱經(jīng)由冷媒傳遞給箱外壁面，來防止結露；上述控制機構(86)根據(jù)上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)超過了上述基準溫度(Th1)的情況而使上述冷媒循環(huán)回路(60)的冷媒循環(huán)量為最大(S9)，然后，在即使經(jīng)過了預先設定的第1時間上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)也不變得比上述基準溫度(Th1)低的情況下使上述散熱風扇(53)的風量為最大(S6)，進而，在即使經(jīng)過了預先設定的第2時間上述溫度檢測機構(82)的檢測溫度(Th)也不變得比上述基準溫度(Th1)低的情況下降低上述斯特林冷凍機(30)的輸出(S11)。
6.如權利要求1所述的冰箱，其特征在于，上述控制機構(86)使上述斯特林冷凍機(30)的輸出階段性地降低(S11)。
全文摘要
冰箱的控制機構(86)在斯特林冷凍機(30)的暖頭的溫度(Th)超過了基準溫度(Th1)的情況下，使散熱風扇(53)的轉速為最大，使循環(huán)泵(61)的輸出為最大，使斯特林冷凍機(30)的輸出為最小，在即使這樣暖頭的溫度(Th)還是超過臨界溫度(Th2)的情況下，使斯特林冷凍機(30)停止。因而，與在暖頭的溫度(Th)超過了臨界溫度(Th2)的情況下馬上使斯特林冷凍機(30)停止的情況相比，能夠實現(xiàn)冰箱的可靠性的提高。
文檔編號F25D11/00GK1993590SQ20058002562
公開日2007年7月4日 申請日期2005年7月7日 優(yōu)先權日2004年7月29日
發(fā)明者深谷瑞穗, 陳煒, 巽洋 申請人:夏普株式會社