JP2000121233A

JP2000121233A - 冷凍冷蔵庫

Info

Publication number: JP2000121233A
Application number: JP10298781A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Noguchi; 明裕野口; Koji Kashima; 弘次鹿島; Kokichi Furuhama; 功吉古浜; Miya Sasaki; 美弥佐々木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱むらをなくし、蒸発器の全領域にわたっ
て均一に除霜する。【解決手段】冷凍冷蔵庫の蒸発器１３に付着した霜
を、種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱手段２９，４
１によって除霜を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍冷蔵庫に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蒸発器で熱交換された冷気を、
ファンによって庫内へ送り込む冷凍冷蔵庫において、前
記蒸発器は、冷媒が流れる冷媒管と、その冷媒管が貫通
した多数のフィンとで構成され、蒸発器に付着した霜は
加熱手段によって除霜されるようになっている。

【０００３】一方、冷媒にはＲ１３４ａなどの不燃性冷
媒が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】蒸発器は、フィンとフ
ィンの間を空気が通過する時に、冷媒との間で熱交換が
行なわれる所から、フィンに着霜が起きると、空気の通
りが阻害され、熱交換の効率が低下する。このために、
例えば、輻射熱による除霜、あるいは、直接加熱による
除霜が行なわれる。

【０００５】輻射熱による除霜は、熱源から遠く離れた
領域では、輻射熱が届きにくく、均一な除霜が得られに
くい。

【０００６】また、直接加熱による除霜は、直接加熱か
ら外れた領域では、熱が伝わらず均一な除霜が得られに
くい等の問題が残る。

【０００７】また、現在使用されている冷媒は、不燃性
のため扱い易い反面、地球温暖効果が高く、地球環境の
面を考える炭化水素系冷媒が望ましい。炭化水素冷媒
は、可燃性冷媒となるため、万一庫内に漏れると高い濃
度で滞留しやすく、引火・爆発を起こす可能性がある。

【０００８】特に、除霜時には除霜用ヒータを用いる所
から、その除霜用ヒータが発火源となり易く、可燃性冷
媒が使用しにくい問題があった。

【０００９】そこで、この発明は、前記した問題の解消
を図り、効率のよい除霜を可能とした冷凍冷蔵庫を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、蒸発器によって熱交換された冷気によ
り庫内を冷却する冷凍冷蔵庫において、前記蒸発器に付
着した霜を取除く蒸発器除霜用の加熱手段を備え、前記
加熱手段は複数個あり、種類又は伝熱形態手段が異な
る。

【００１１】これにより、蒸発器の各領域に配置された
複数の種類又は伝熱形態が異なる加熱手段によって、蒸
発器は加熱むらのない除霜が得られる。

【００１２】また、この発明は、種類又は伝熱形態の異
なる複数の加熱手段を、蒸発器と直接接触し合う熱伝導
により加熱し除霜する直接加熱手段と、前記熱伝導以外
の方法で蒸発器を加熱し除霜する間接加熱手段とする。

【００１３】これにより、例えば、輻射伝熱による除霜
と直接伝熱による除霜の組合せが可能となるため、加熱
むらがなくなると共に、蒸発器の全領域にわたり均一な
除霜が行なえる。

【００１４】また、この発明は、直接加熱手段を、高温
の冷媒が流れるホットガス除霜とする。

【００１５】これにより、冷凍サイクル内の高温の冷媒
を利用するため、除霜時のコストがかからず、ランニン
グコストが安くなる。

【００１６】また、この発明は、直接加熱手段を、電気
ヒータとする。

【００１７】これにより、着霜が起き易い場所に適切
に、しかも、容易にレイアウトすることができるように
なり、施工性に優れる。

【００１８】また、この発明は、間接加熱手段を、誘導
加熱によって加熱するＩＨヒータとする。

【００１９】これにより、蒸発器の着霜位置に容易にレ
イアウトすることができるようになり、施工性が優れ
る。

【００２０】また、この発明は、間接加熱手段を、電気
ヒータとする。

【００２１】これにより、蒸発器に対するレイアウトが
容易となり、施工性に優れる。

【００２２】また、この発明は、直接加熱手段を、間接
加熱手段の近傍では加熱密度が疎で、間接加熱手段から
離れた位置では加熱密度が密となる組合せとする。

【００２３】これにより、例えば、間接加熱手段から離
れた領域では、加熱密度が密の直接加熱手段によって加
熱される組合せとなるため、加熱むらがなくなり、蒸発
器の全領域にわたり均一な除霜が行なえる。

【００２４】また、この発明は、種類又は複数の伝熱形
態手段が異なる加熱手段を、それぞれ独立して制御可能
とする。

【００２５】これにより、着霜の多い場所及び少ない場
所に応じて最適な除霜が行なえる。

【００２６】また、この発明は、種類又は伝熱形態が異
なる加熱手段の、総加熱量が一定値以下に制御されるよ
うにする。

【００２７】これにより、除霜時の消費電力の過度の増
加を防ぐことができる。

【００２８】また、この発明は、種類又は伝熱形態が異
なる複数の加熱手段を、配置された各着霜量検知センサ
からの着霜量に基づいて、作動する数あるいは出力を制
御する。

【００２９】これにより、除霜の進行状況に応じて、ヒ
ータなどのオン・オフ出力を制御できるため、効率的な
除霜ができるようになり、省エネが図れる。

【００３０】また、この発明は、種類又は伝熱形態が異
なる複数の加熱手段を、配置された加熱手段温度検知セ
ンサからの加熱温度に基づいて、作動する数あるいは出
力を制御する。

【００３１】これにより、除霜の進行状況に応じて、ヒ
ータなどのオン・オフや出力を制御できるため、効率的
な除霜ができるようになり、省エネが図れる。

【００３２】また、この発明は、種類又は伝熱形態が異
なる複数の加熱手段を、冷凍サイクル内の冷媒圧力を検
知する冷媒圧力検知センサからの冷媒圧力に基づいて、
作動させる数あるいは出力を制御する。

【００３３】これにより、除霜の進行状況に応じて、ヒ
ータなどのオン・オフや出力を制御できるため、効率的
な除霜ができるようになり、省エネが図れる。

【００３４】また、この発明は、種類又は伝熱形態が異
なる複数の加熱手段を、蒸発器の温度を検知する蒸発器
温度検知センサからの蒸発器温度に基づいて、作動させ
る数あるいは出力を制御する。

【００３５】これにより、除霜の進行状況に応じて、ヒ
ータなどのオン・オフや出力を制御できるため、効率的
な除霜ができるようになり、省エネが図れる。

【００３６】また、この発明は、種類又は伝熱形態が異
なる複数の加熱手段を、蒸発器の温度を検知する複数の
温度検知センサからの信号に基づいて、温度がそれぞれ
一定となるように作動させる数あるいは出力を制御す
る。

【００３７】これにより、除霜の進行状況に応じて、ヒ
ータなどのオン・オフや出力を制御できるため、効率的
な除霜ができるようになり、省エネが図れる。

【００３８】また、この発明は、冷媒を、可燃性冷媒と
する。

【００３９】これにより、例えば、冷蔵庫廃棄時の冷媒
放出又は漏洩による地球環境への影響を小さく抑えられ
る。

【００４０】また、この発明は、可燃性冷媒を、発火点
温度に達しないように加熱手段を配置制御する。

【００４１】これにより、運転中に冷媒が万一庫内に漏
洩しても、加熱手段が発火源になることはなく、引火・
爆発等の事故を未然に防げる。

【００４２】また、この発明は、冷蔵室と冷凍室とにそ
れぞれ蒸発器を備えた冷凍冷蔵庫において、前記冷凍室
の蒸発器に付着した霜を取除く蒸発器除霜用の加熱手段
を備え、前記加熱手段は、冷蔵室用のキャピラリチュー
ブとの間で熱交換を行なう。

【００４３】これにより、冷蔵室と冷凍室は専用の蒸発
器によって冷却されると共に、冷凍室用の蒸発器に着霜
した霜は、キャピラリチューブを流れる冷媒の熱により
除霜される。この場合、冷凍室蒸発器には冷凍室内の湿
気の少ない空気が循環するため、着霜量が少なく、キャ
ピラリチューブとの間で行なわれる熱交換によって確実
な除霜が行なえると共にヒータエネルギがいらず省エネ
となる。

【００４４】また、この発明は、冷蔵室と冷凍室とにそ
れぞれ蒸発器を備えた冷凍冷蔵庫において、冷蔵室用の
キャピラリチューブとの間で熱交換を行ない冷凍室の蒸
発器に付着した霜を取除く加熱手段と、冷蔵室内の冷却
を行なう制御手段とを備える。

【００４５】これにより、冷凍室の蒸発器には、湿気の
少ない空気が循環するため少ない着霜になると共に、そ
の霜は、冷蔵室用のキャピラリチューブとの間で行なわ
れる熱交換によって確実に除霜される。一方、キャピラ
リチューブは、制御手段によって冷媒を減圧させた液冷
媒とするよう機能し、減圧された液冷媒は冷蔵室の蒸発
器へ送り込まれて熱交換され冷気による冷蔵室の冷却が
行なわれる。

【００４６】また、この発明は、冷凍室の蒸発器を除霜
する除霜前に、前記蒸発器内の冷媒を回収する冷媒回収
手段を備える。

【００４７】これにより、冷凍室用の蒸発器内には冷媒
がなくなるため、除霜時の熱負荷が低下し、迅速な除霜
が行なえると共に省エネが図れる。

【００４８】また、この発明は、キャピラリチューブと
蒸発器との熱交換は、熱交換を促進する促進手段を備え
る。

【００４９】これにより、熱交換効率が促進され、迅速
な除霜が行なえるようになる。

【００５０】また、この発明は、加熱手段を、電気によ
るヒータ熱源を併用する除霜制御手段を備える。

【００５１】これにより、キャピラリチューブにホット
ガス除霜と、ヒータ熱源によるヒータ除霜の組合せが可
能となり、的確な除霜が行なえると共に加熱むら等の解
消が図れる。

【００５２】また、この発明は、冷媒を、可燃性冷媒と
する。

【００５３】これにより、例えば、冷蔵庫廃棄時の冷媒
放出又は漏洩による地球環境への影響を小さく抑えられ
る。

【００５４】また、この発明は、可燃性冷媒を、発火点
温度に達しないように加熱手段を配置制御する。

【００５５】これにより、運転中に冷媒が万一庫内に漏
洩しても、加熱手段が発火源になることはなく引火・爆
発等の事故を未然に防げる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下図１乃至図３の図面を参照し
ながらこの発明の第１の実施形態について具体的に説明
する。

【００５７】図１は冷凍冷蔵庫１を示しており、庫内は
上方から冷蔵室３、冷凍室５、野菜室７となっていて、
冷蔵室３内にはチルド室９が設けられている。

【００５８】冷蔵室３、冷凍室５、野菜室７の前面は開
閉扉１１となっていて、その開閉扉１１を開けること
で、食料品等の出し入れが可能となっている。

【００５９】冷凍室５の後部には、蒸発器１３とファン
１５とが配置され、ファン１５が回転することで、前記
蒸発器１３において熱交換された冷気が、冷凍室５を始
めとして各冷気通路を介して矢印の如く冷蔵室３及び野
菜室７へ送り込まれ、庫内を冷却した後、再び蒸発器１
３に戻る循環サイクルが構成されるようになっている。

【００６０】図２は前記蒸発器１３及び除霜用回路１７
を備えた冷凍サイクルを示しており、圧縮機１９から吐
出された冷媒は、実線で示す如く凝縮器２１、キャピラ
リチューブ２３、蒸発器１３を通り、再び圧縮機１９に
戻る構造となっている。

【００６１】冷媒は、プロパン（Ｒ２９０）やイソブタ
ン（Ｒ６００ａ）などの炭化水素系冷媒が用いられてい
る。

【００６２】蒸発器１３は、冷媒が流れる冷媒管２５
と、その冷媒管２５が貫通した多数のフィン２７とから
成り、下部には除霜用のガラス管ヒータ２９が配置され
ている。

【００６３】ガラス管ヒータ２９は、冷媒が漏洩した時
に、引火・爆発の発火源となることがないよう制御部３
１によって設定されたヒータ温度に管理され、そのヒー
タ熱は輻射熱として蒸発器１３を下方から加熱する間接
加熱手段となっている。

【００６４】一方、除霜用回路１７は、開閉弁３３を有
し、一端は圧縮機１９の吐出側に、他端はキャピラリチ
ューブ２３と蒸発器１３との間にそれぞれ接続され、前
記開閉弁３３の開により、圧縮機１９から吐出された高
温高圧の冷媒が、点線で示す如く蒸発器１３の冷媒管２
５内を流れることで冷媒管２５を加熱する直接加熱手段
となっている。

【００６５】なお、図２において、３５はドライヤ、３
７はアキュムレータをそれぞれ示している。

【００６６】このように構成された冷凍冷蔵庫１によれ
ば、通常運転時において、除霜用回路１７の開閉弁３３
は閉の状態にあるため、圧縮機１９から吐出された冷媒
は、凝縮器２１、キャピラリチューブ２３、蒸発器１３
を通り、再び圧縮機１９に戻る冷凍サイクルを構成し、
蒸発器１３で熱交換された冷気は、ファン１５の回転で
各室３，５，７内へ送り込まれ、庫内の冷却が行なわれ
る。この運転中において、蒸発器１３には冷却し終えた
湿気を含む冷気が循環するため、霜となって着霜する。

【００６７】次に、蒸発器１３の霜を除霜するには、ガ
ラス管ヒータ２９のヒータ熱となる輻射熱により蒸発器
１３の下方から加熱する一方、除霜用回路１７の開閉弁
３３を開とする。

【００６８】これにより、圧縮機１９から吐出された高
温高圧の冷媒は、蒸発器１３の冷媒管２５内を流れ、こ
の伝導熱は霜を融解する。この除霜時において、直接加
熱手段による加熱と、輻射熱による間接加熱手段による
加熱除霜によって、蒸発器１３は加熱むらは起こらず、
全領域にわたって均一に除霜することができる。

【００６９】一方、冷媒が万一庫内に漏れても、ガラス
管ヒータ２９は冷媒の発火点以下に管理されているため
引火・爆発する虞れはない。また、廃棄処理された時
に、冷媒が大気中に放出されても地球環境に与える影響
を小さく抑えることができる。

【００７０】なお、除霜用回路１７を用いずに、図３に
示す如く圧縮機１９から吐出された高温高圧の冷媒が通
常運転時は凝縮器２１へ流れるようにすると共に、除霜
運転時は、矢印で示す如く直接蒸発器１３に流れるよう
四方弁３９によって切換制御する構成としてもよい。こ
れにより、除霜用回路１７と同様の作用、効果が期待で
きる。

【００７１】図４，図５，図６は加熱手段にガラス管ヒ
ータ２９とパイプヒータ４１とを組合せた第２の実施形
態を示したものである。

【００７２】即ち、蒸発器１３の下方にガラス管ヒータ
２９を配置する一方、蒸発器１３のフィン２７にパイプ
ヒータ４１を直接接触させた状態で、ほぼ平行に連続さ
せた構造とするものである。

【００７３】パイプヒータ４１及び前記ガラス管ヒータ
２９は、制御部４３によって設定されたヒータ温度に管
理されるようになっている。

【００７４】制御部４３は、パイプヒータ４１及びガラ
ス管ヒータ２９の総熱量が一定値以下になるよう制御す
ると共に、パイプヒータ４１又はガラス管ヒータ２９の
いずれか一方の独立した制御が可能となっている。

【００７５】なお、他の構成要素は第１の実施形態と同
一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００７６】したがって、この第２の実施形態によれ
ば、着霜量の多い場所、あるいは、少ない場所に応じて
パイプヒータ４１及びガラス管ヒータ２９を作動させる
ことで、加熱むらのない的確な除霜が行なえる。

【００７７】また、除霜時の総加熱量は常に一定値以下
に抑えられるため、消費電力の過度の増加を防ぐことが
できると共に省エネに優れる。

【００７８】なお、パイプヒータ４１を、図７，図８に
示す如く、ガラス管ヒータ２９からの輻射伝熱が弱くな
る蒸発器１３の上半側に配置するようにしたり、あるい
は、図９，図１０に示す如く、ガラス管ヒータ２９から
の輻射伝熱が強い近傍では、平行間隔が離れた加熱密度
が疎で、輻射伝熱が弱い遠い位置では、平行間隔が狭く
加熱密度が密となる組合せとする配置構造としてもよ
い。

【００７９】これにより、加熱むらが減少し、効率のよ
い除霜が行なえる。

【００８０】図１１，図１２は伝熱形態手段が異なる間
接加熱手段の第３の実施形態を示したものである。

【００８１】即ち、蒸発器１３のフィン２７に、ＩＨヒ
ータ４５を設けると共に、蒸発器１３の下方にガラス管
ヒータ２９を設けるものである。ＩＨヒータ４５は、加
熱コイル４７と、加熱コイル４７による誘導加熱により
加熱される金属板４９とから成り、金属板４９はフィン
２７を加熱する加熱板として機能するようになる。

【００８２】ＩＨヒータ４５及び前記ガラス管ヒータ２
９は、制御部５１によって設定されたヒータ温度に管理
されるようになっている。

【００８３】制御部５１は、ＩＨヒータ４５及びガラス
管ヒータ２９の総熱量が一定値以下に制御すると共に、
ＩＨヒータ４５又はガラス管ヒータ２９のいずれか一方
の独立した制御が可能となっている。

【００８４】なお、他の構成要素は第１の実施形態と同
一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００８５】したがって、この第３の実施形態によれ
ば、着霜量の多い場所、あるいは、少ない場所に応じて
ＩＨヒータ４５及びガラス管ヒータ２９を作動させるこ
とで、加熱むらのない的確な除霜が効率よく行なえる。

【００８６】また、除霜時の総加熱量は常に一定値以下
に抑えられるため消費電力の過度の増加を防ぐことがで
き、省エネが図れる。

【００８７】図１３は着霜量に基づいて加熱手段を作動
させる数あるいは出力を制御できるようにした第４の実
施形態を示したものである。

【００８８】即ち、蒸発器１３の上下、左右、中央部等
に複数の着霜量検知センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を設
け、その着霜量検知センサＳ１〜Ｓ４からの検知信号
は、制御部５３に入力される。制御部５３は、各着霜量
検知センサＳ１〜Ｓ４からの検知信号に基づき、蒸発器
１３の下方に設けられたガラス管ヒータ２９及び蒸発器
１３に複数設けられたパイプヒータ４１の数及び出力の
制御を行なうようになっている。

【００８９】なお、他の構成要素は第１の実施形態と同
一のため同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００９０】したがって、この第４の実施形態によれ
ば、着霜量の多い場所、あるいは、少ない場所に応じ
て、各ヒータ２９，４１のオン・オフ及び出力を制御す
ることで、効率的で的確な除霜ができる。

【００９１】しかも、無駄な加熱がなくなり省エネの面
でも大変好ましいものとなる。

【００９２】なお、着霜量検知センサＳ１〜Ｓ４にかえ
て、図１４に示す如く各加熱手段に設けられた加熱手段
温度検知センサＳ５、あるいは、図１５に示す如く蒸発
器１３の冷媒管２５内の冷媒圧力を検知する冷媒圧力検
知センサＳ６あるいは、図１６に示す如く蒸発器１３の
温度を検知する蒸発器温度検知センサＳ７の各検知手段
を用いることでも、前記第４の実施形態と同様の作用、
効果が得られる。

【００９３】図１７は、冷蔵室３と冷凍室５とにそれぞ
れ蒸発器１３−１，１３−２を備えた冷凍冷蔵庫におい
て、冷凍室の蒸発器１３−１に着霜した霜を取除く第５
の実施形態を示したものである。

【００９４】即ち、冷蔵室３は、蒸発器１３−２の外
に、ファン１５−２を有し、ファン１５−２が回転する
ことで、蒸発器１３−２で熱交換された冷気が循環する
ことで、冷蔵室３及び野菜室７の冷却が行なえるように
なっている。また、冷凍室５は、蒸発器１３−１の外
に、ファン１５−１を有し、ファン１５−１が回転する
ことで、蒸発器１３−１で熱交換された冷気が循環する
ことで冷凍室５内の冷却が行なえるようになっている。

【００９５】図１８はその回路図を示し、圧縮機５５か
ら吐出された冷媒は、凝縮器５７、第１のキャピラリチ
ューブ５９、冷凍室用蒸発器１３−１内のキャピラリチ
ューブ６５、第２のキャピラリチューブ６１、冷蔵室用
蒸発器１３−２を通る冷蔵室冷却回路と、凝縮器５７出
口より分岐し、電磁弁６９を通り、前記冷蔵室冷却回路
を開閉する差圧弁７５につながる管路との分岐を経て、
第３のキャピラリ６２、冷凍室用蒸発器１３−１、逆止
弁７１を通る冷凍室冷却回路が合流して、再び圧縮機５
５に戻る冷凍サイクルを構成している。冷凍サイクルで
は、図１９に示すごとく、前記冷蔵室冷却回路のキャピ
ラリチューブ６５を、前記冷凍室用蒸発器１３−１の冷
媒管６７内に挿入設置してある。前記冷蔵室冷却回路に
は、前記冷凍室用蒸発器１３−１の入り口で分岐して、
前記蒸発器１３−１の出口で再び合流するバイパス回路
７９と回路の開閉用の電磁弁７７を有している。

【００９６】なお、他の構成要素は第１の実施形態と同
一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００９７】このように構成された冷凍冷蔵庫によれ
ば、通常運転時は、冷蔵室冷却運転と冷凍室冷却運転を
交互に繰り返す。冷蔵室冷却運転では、前記冷蔵室冷却
回路に冷媒が流れるように、前記電磁弁６９を閉じ、冷
凍室冷却回路に冷媒が流れないようにすると共に、電磁
弁６９の下流の差圧弁７５への分岐管路の圧力が低下し
て、前記差圧弁７５は開き、冷媒は第１のキャピラリチ
ューブ５９を通る。第１のキャピラリチューブ５９で減
圧された冷媒はまだ高温状態であるため、冷凍室用蒸発
器１３−１のバイパス回路７９の電磁弁７７を開き、冷
媒はバイパス回路７９を流れ、冷凍室用蒸発器１３−１
の無駄な加熱が生じないようにして、第２のキャピラリ
チューブ６１を通り、更に減圧されて、冷蔵室冷却に必
要な温度で、十分に液化した状態となって、冷蔵室用蒸
発器１３−２に到達する。冷蔵室用蒸発器１３−２に
は、冷蔵室の空気を循環する送風機により、冷蔵室の空
気が流入するため、冷媒は加熱されて、蒸発すると共
に、冷蔵室空気を冷却する。蒸発器で十分に熱交換して
ガス化した冷媒は、冷蔵室用蒸発器１３−２出口から再
び圧縮機５５に戻る。この時、冷蔵室用蒸発器１３−２
内の冷媒圧力が冷凍室用蒸発器１３−１内の冷媒圧力よ
り高くなっても、前記冷蔵室用蒸発器１３−２出口の高
温のガス冷媒が冷凍室用蒸発器１３−１に流入して、加
熱する弊害が生じないように、逆止弁７１が働き、ガス
冷媒の冷凍室用蒸発器１３−１への流入を阻止するよう
になっている。冷蔵室冷却時に空気中の水分が蒸発器表
面に凝縮または着霜するが、凝縮した水分はドレン水と
して回収し、着霜した水分は、冷凍室冷却運転時に、冷
蔵室の空気を循環させる事（霜融解）や冷蔵室冷却時の
蒸発温度を上げる事（着霜量低減）などで対応する。

【００９８】冷凍室冷却運転では、前記冷凍室冷却回路
に冷媒が流れるように、電磁弁６９が開けられ、その圧
力で、差圧弁７５が閉まり、冷蔵室冷却回路に冷媒が流
れないと共に、第３のキャピラリチューブ６２に冷媒が
流れ、減圧され、低温で液化された状態で冷媒は冷凍室
用蒸発器１３−１に到達する。冷凍室内空気は送風機等
で循環されて、前記冷凍室用蒸発器１３−１で冷却さ
れ、冷凍室は冷却される。この時、冷媒は蒸発して、ガ
スとなって、前記冷凍室用蒸発器１３−１の出口から再
び圧縮機５５に戻る。

【００９９】冷凍室冷却時に冷凍室内の空気中の水分が
霜となって冷凍室用蒸発器１３−１の表面に付着する。
冷凍室の空気の持つ水分は扉開閉で流入する外気の水分
と冷凍室に保存されている食品の水分とが考えられる。
ここで、後者については、冷凍室の温度−１８℃まで食
品が冷却され、保存状態にあると、食品の水分は凍結さ
れて、表面から昇華する分となる。この昇華水分量は−
１８℃の空気が保有できる水分量（空気の絶対湿度）に
依存する。そのため、冷蔵室の３℃保存の場合に比べ、
この絶対湿度が５分の１以下と小さいため、食品からの
昇華水分は冷蔵室に比べて、非常に少ない。よって、こ
の空気中の水分が冷凍室用蒸発器に再付着する霜量も、
冷蔵室用蒸発器に比べて、約１／５と少ない。また、従
来の１つの蒸発器で冷蔵と冷凍を同時冷却するシステム
に比べて、蒸発器への着霜分布は均一となる。よって、
除霜方式としては、キャピラリチューブを蒸発器の蒸発
管の中に設置するような蒸発器全体を加熱する熱伝導方
式が適していると考えられる。冷凍室だけを冷却する専
用の蒸発器では、着霜量が少ないため、冷蔵室のように
冷却終了時に必ず、毎回、除霜制御を行う必要が無い。
冷凍室の蒸発器の除霜は−１８℃の庫内温度より高い温
度（霜が融解するためには０℃以上）に蒸発器温度を上
げる必要がある事から、熱ロスが生じるため、除霜回数
が少ないほうが冷凍室の保存には良い。依って、ある程
度の着霜量を予め知っておき、冷凍室冷却の回数をカウ
ントしておき、一定カウント数で制御するとか、冷凍室
冷却時間の一定積算時間でタイマー制御するとかして、
除霜開始を制御する。

【０１００】除霜開始が指示されると、冷凍室冷却が終
了状態、すなわち冷蔵室冷却運転開始と同時に、前記冷
蔵室冷却回路の冷凍室用蒸発器１３−１をバイパスする
回路７９にある電磁弁７７を閉じて、第１のキャピラリ
チューブ５９を通る暖かい冷媒を冷凍室用蒸発器１３−
１の冷媒管６７内を通るキャピラリチューブ６５に流
す。これにより、冷媒管６７内の冷媒が加熱されたり、
前記キャピラリチューブ６５と前記冷媒管６７の内表面
との接触部の伝導により、蒸発管６７に熱が伝わる。伝
わった熱で、蒸発管６７の外表面に付着する霜を融解す
る。前記冷凍室用蒸発器１３−１に備える温度センサに
より、除霜終了を検知した後、前記バイパス回路７９の
電磁弁７７を開けて、通常の冷蔵室冷却運転を行う。こ
の制御により、冷蔵室を冷却しながら、冷凍室蒸発器の
除霜を効率良く行なう事ができる。

【０１０１】尚、更に除霜の効率を向上される手段とし
て、前記図１８記載の冷蔵室用蒸発器１３−２の下流側
で、冷凍室冷却回路との合流部より上流の管路に、電磁
弁を設け、冷凍室除霜開始時に、前記除霜制御回路とす
ると同時に、この電磁弁を閉じて、冷凍室用蒸発器１３
−１の冷媒管６７に存在する液冷媒を凝縮器５７などに
回収する冷媒回収を行い、一定時間後に、前記冷蔵室用
蒸発器１３−２の下流に設けた電磁弁を開として、冷媒
回収制御を終了すると共に、冷凍室用蒸発器１３−１の
除霜制御を開始する。これにより、前記冷凍室用蒸発器
１３−１の蒸発管６７の中に余分な液冷媒が無いため、
中に設置されたキャピラリチューブ６５を流れる高温冷
媒の余分な熱負荷が減り、高温冷媒熱を効率良く蒸発管
６７に伝えられ、蒸発管６７の外表面に付着した霜を高
率良く融解できる。よって、除霜時間の短縮が図られ
る。

【０１０２】冷凍室用蒸発器の除霜方式としては、バイ
パス回路７９をキャピラリチューブ５９の前後に設ける
方式や、インバータによりコンプ回転数を可変する制御
を供用する方式なども有る。

【０１０３】冷媒回収を行う方法としては差圧弁７５を
電磁弁に置き換え、電磁弁６９からの分岐管を廃止する
サイクル構成として、冷蔵室用蒸発器下流の電磁弁を省
略する方法や、インバータでコンプ回転数制御を供用す
る方法がある。

【０１０４】なお、この実施形態の除霜にあたって、例
えば、図２０に示す如く、キャピラリチューブ６５を、
冷媒管６７の内壁面と直接接触し合う構成とすること
で、キャピラリチューブ６５からの伝熱が効率よく冷媒
管６７に伝達されるようになる。

【０１０５】あるいは、図２１に示す如く、キャピラリ
チューブ６５を、冷媒管６７の内壁面に沿って螺旋状に
配置し、キャピラリチューブ６５の接触面積が拡大され
る構造とすることで、さらに伝熱効率の向上が図れる。

【０１０６】一方、冷凍室用蒸発器１３−１の除霜時に
冷蔵室用蒸発器１３−２にも冷媒が流れ、蒸発器１３−
２による熱交換によって冷却された冷気は冷蔵室３内へ
送り込まれ庫内の冷却が同時に行なわれる。

【０１０７】一方、運転中に冷媒が庫内に漏れても引火
・爆発する虞れはない。また、廃棄処理された時に、冷
媒が大気中に放出されても地球環境に与える影響を小さ
く抑えることができる。

【０１０８】なお、図２２に示す如く、差圧弁７５にか
えて三方弁８１とし、その一方のポートと冷凍室用蒸発
器１３−１の出口側とをバイパス回路８３で接続する回
路構成としても同様の作用、効果が期待できる。

【０１０９】また、キャピラリチューブ６５によるホッ
トガス除霜と、冷蔵室用蒸発器１３−１に設けたパイプ
ヒータとの組合せ除霜としてもよい。これにより良り確
実で的確な除霜が行なえる。

【０１１０】

【発明の効果】以上、説明したようにこの発明の冷凍冷
蔵庫によれば、加熱むらをなくし、蒸発器の全領域にわ
たって均一に除霜することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる冷凍冷蔵庫の概要断面図。

【図２】除霜用回路を設けた冷凍サイクル図。

【図３】四方弁を用いて蒸発器の除霜を行なう冷凍サイ
クル図。

【図４】加熱手段をガラス管ヒータとパイプヒータの組
合せとした概要説明図。

【図５】蒸発器に対するガラス管ヒータとパイプヒータ
の配置構造を示した説明図。

【図６】図５の側面からみた説明図。

【図７】ガラス管ヒータから離れた位置にパイプヒータ
を配置した加熱手段の説明図。

【図８】図７の概要側面図。

【図９】ガラス管ヒータから近い位置では加熱密度が
疎、遠い位置では加熱密度が密とした加熱手段の配置構
造を示した概要説明図。

【図１０】図９の概要側面図。

【図１１】加熱手段をＩＨヒータとした概要説明図。

【図１２】蒸発器に対するＩＨヒータの配置構造を示し
た説明図。

【図１３】蒸発器に、ガラス管ヒータと複数のパイプヒ
ータを設けた概要説明図。

【図１４】加熱手段に、加熱手段温度検知センサを設け
た説明図。

【図１５】冷媒管内に、冷媒圧力検知センサを設けた説
明図。

【図１６】蒸発器に、蒸発器温度検知センサを設けた説
明図。

【図１７】冷蔵庫と冷凍室にそれぞれ蒸発器を設け冷凍
冷蔵庫の概要断面図。

【図１８】図１７の冷凍サイクル図。

【図１９】冷凍室用蒸発器の冷媒管内にキャピラリチュ
ーブを挿入した説明図。

【図２０】キャピラリチューブの冷媒管の内壁面に直接
接触させた説明図。

【図２１】キャピラリチューブを冷媒管の内壁面に螺旋
状に直接接触させた説明図。

【図２２】差圧弁にかえて三方弁とした図１８と同様の
冷凍サイクル図。

【符号の説明】

１３蒸発器２９ガラス管ヒータ（加熱手段）４１パイプヒータ（加熱手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古浜功吉東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者佐々木美弥東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内Ｆターム(参考） 3L046 AA04 AA07 BA01 CA00 CA03 CA06 CA07 GA03 GA04 GB01 JA14 JA16 KA04 KA08 LA15 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器によって熱交換された冷気により
庫内を冷却する冷凍冷蔵庫において、前記蒸発器に付着
した霜を取除く蒸発器除霜用の加熱手段を備え、前記加
熱手段は、種類又は伝熱形態が異なる複数の加速手段と
することを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】種類又は伝熱形態の異なる複数の加熱手
段は、蒸発器と直接接触し合う熱伝導により加熱し除霜
する直接加熱手段と、前記熱伝導以外の方法で蒸発器を
加熱し除霜する間接加熱手段とから成ることを特徴とす
る請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項３】直接加熱手段は、高温の冷媒が流れるホ
ットガス除霜であることを特徴とする請求項２記載の冷
凍冷蔵庫。
【請求項４】直接加熱手段は、電気ヒータであること
を特徴とする請求項２記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項５】間接加熱手段は、誘導加熱によって加熱
するＩＨヒータであることを特徴とする請求項２記載の
冷凍冷蔵庫。
【請求項６】間接加熱手段は、電気ヒータであること
を特徴とする請求項２記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項７】直接加熱手段は、間接加熱手段の近傍で
は加熱密度が疎で、間接加熱手段から離れた位置では加
熱密度が密となる組合せとから成ることを特徴とする請
求項２記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項８】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱手
段は、それぞれ独立して制御可能であることを特徴とす
る請求項１又は２のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項９】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱手
段は、総加熱量が一定値以下に制御されることを特徴と
する請求項１又は２のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１０】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱
手段は、配置された各着霜量検知センサからの着霜量に
基づいて、作動する数あるいは出力が制御されることを
特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の冷凍冷蔵
庫。
【請求項１１】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱
手段は、配置された加熱手段温度検知センサからの加熱
温度に基づいて、作動する数あるいは出力が制御される
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の冷
凍冷蔵庫。
【請求項１２】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱
手段は、冷凍サイクル内の冷媒圧力を検知する冷媒圧力
検知センサからの冷媒圧力に基づいて、作動する数ある
いは出力が制御されることを特徴とする請求項１又は２
のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１３】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱
手段は、蒸発器の温度を検知する蒸発器温度検知センサ
からの蒸発器温度に基づいて、作動する数あるいは出力
が制御されることを特徴とする請求項１又は２のいずれ
かに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１４】種類又は伝熱形態が異なる複数の加熱
手段は、蒸発器の温度を検知する複数の温度検知センサ
からの信号に基づいて、温度がそれぞれ一定となるよう
に作動する数あるいは出力が制御されることを特徴とす
る請求項１又は２のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１５】冷媒は、可燃性冷媒とすることを特徴
とする請求項１又は２のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１６】可燃性冷媒は、発火点温度に達しない
ように加熱手段を配置制御することを特徴とする請求項
１５記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１７】冷蔵室と冷凍室とにそれぞれ蒸発器を
備えた冷凍冷蔵庫において、前記冷凍室の蒸発器に付着
した霜を取除く蒸発器除霜用の加熱手段を備え、前記加
熱手段は、冷蔵室用のキャピラリチューブとの間で熱交
換が行なわれることを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項１８】冷蔵室と冷凍室とにそれぞれ蒸発器を
備えた冷凍冷蔵庫において、冷蔵室用のキャピラリチュ
ーブとの間で熱交換を行ない冷凍室の蒸発器に付着した
霜を取除く加熱手段と、冷蔵室内の冷却を行なう制御手
段とを備えることを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項１９】冷凍室の蒸発器を除霜する除霜前に、
前記蒸発器内の冷媒を回収する冷媒回収手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１７又は１８のいずれかに記載の
冷凍冷蔵庫。
【請求項２０】キャピラリチューブと蒸発器との熱交
換は、熱交換を促進する促進手段を備えた構成となって
いることを特徴とする請求項１７又は１８のいずれかに
記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項２１】加熱手段は、電気によるヒータ熱源を
併用する除霜制御手段を備えていることを特徴とする請
求項１７又は１８のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項２２】冷媒は、可燃性冷媒であることを特徴
とする請求項１７又は１８のいずれかに記載の冷凍冷蔵
庫。
【請求項２３】可燃性冷媒は、発火点温度に達しない
ように加熱手段を配置制御することを特徴とする請求項
１７又は１８記載の冷凍冷蔵庫。