JP2002267332A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可燃性冷媒を適用した冷蔵庫おいて、冷媒が
漏洩し可燃性ガスが充満した雰囲気下で蒸発器の除霜ヒ
ータが通電されても、可燃性ガスに着火しない冷蔵庫を
提供する。 【解決手段】 可燃性冷媒を適用した冷凍サイクルの蒸
発器５５と、蒸発器５５を除霜する除霜用ヒータ５６の
発熱量を１００Ｗ／ｍ未満とし、配設密度は蒸発器下部
を高く、さらに除霜用ヒータ５６の一部を受け皿５７に
熱伝導的に配設することにより、蒸発器周辺の除霜効率
を高めながら除霜用ヒータ５６の素線温度を可燃性ガス
の着火温度以下に抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸発器の除霜をヒー
タで行う除霜手段を有する冷蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化に関する環境問題が世
界的に注目され、冷蔵庫等の冷凍装置に使用される冷媒
についても温暖化に対する影響の少ないものが要請され
ている。その一例として炭化水素系などの可燃性冷媒を
適用した冷蔵庫も提供されている。

【０００３】可燃性冷媒を使用した冷蔵庫に関するもの
としては、特開平８−５４１７２号公報が挙げられる。

【０００４】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７は、従来の冷蔵庫の要部の縦断面図
である。図７において、１は冷蔵庫本体、２は冷蔵庫本
体１の内部にある冷凍室、３は冷蔵庫本体１の内部にあ
る冷蔵室、４は冷凍室扉、５は冷蔵室扉、６は冷凍室２
と冷蔵室３を仕切る仕切壁、７は冷凍室２内の空気を吸
い込む冷凍室吸込口、８は冷蔵室３内の空気を吸込む冷
蔵室吸込口、９は冷気を吐出する吐出口、１０は蒸発
器、１１は冷気を循環させるファン、１２は蒸発器１０
と冷凍室２を仕切る蒸発器仕切壁、１３は桶、１４は排
水口、１５はニクロム線をコイル状にしたものをガラス
管で覆った除霜用管ヒータ、１６は除霜水が除霜用管ヒ
ータ１５に直接滴下して接触するときに発する蒸発音を
防止するための屋根、１７は桶１３と除霜用管ヒータ１
５の間に設置され絶縁保持された金属製の底板である。

【０００５】次に動作について説明する。冷凍室２や冷
蔵室３を冷却する場合は、蒸発器１０に冷媒が流通して
蒸発器１０が冷却される。これと同じくしてファン１１
の作動により、冷凍室吸込口７や冷蔵室吸込口８から冷
凍室２や冷蔵室３の昇温空気を冷却室２０に送り、蒸発
器１０で熱交換して冷却されて吐出口９から冷却風を冷
凍室２内に送り、冷凍室２から図示していない連通口を
通って冷蔵庫に冷気を送る。ここで、蒸発器１０と熱交
換する空気は、冷凍室扉４及び冷蔵室扉５の開閉による
高温外気の流入や冷凍室２及び冷蔵室３の保存食品の水
分の蒸発等により高湿化された空気であることから、そ
の空気より低温である蒸発器１０に空気中の水分が霜と
なって着霜する。

【０００６】このように、蒸発器１０が着霜すると着霜
量が増加するに従って蒸発器１０表面と熱交換する空気
との伝熱が阻害されると共に通風抵抗となって風量が低
下するために熱通過率が低下して冷却不足が発生する。

【０００７】このことから、除霜用管ヒータ１５のニク
ロム線に通電により放射される熱線により蒸発器１０や
桶１３や排水口１４付近に着いた霜を水に融解する。

【０００８】また、このようにして融解した除霜水の一
部は直接に桶１３に落ち、その他は屋根１６により除霜
用管ヒータ１５を避けて桶１３に落ちて排水口１４から
庫外に排水される。このとき、除霜用管ヒータ１５から
桶１３に放射された熱線は底板１７により一部反射され
蒸発器１０方向に散乱する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、除霜用管ヒーター１５のニクロム線表面
は言うまでもなくガラス表面温度は高温度であり、可燃
性冷媒が蒸発器１０等の庫内と連通している部分にある
配管から漏洩した場合に、除霜時に通電される除霜用管
ヒータ１５が着火源になる可能性があるという問題を有
していた。

【００１０】また、可燃性冷媒を使用した冷凍サイクル
において、可燃性冷媒は比較的に潜熱が大きいことから
除霜時、可燃性冷媒が溜まる蒸発器１０の配管部におい
て熱量を他の配管部に比べてかなり多く必要とすること
から除霜時間が長くなり、除霜終了後の庫内の温度上昇
が高くなるといった欠点を有していた。

【００１１】本発明は上記課題を解決するものであり、
可燃性冷媒が除霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で
除霜が行われた場合に可燃性冷媒の着火源となることを
防止し、除霜時間遅延による庫内の温度上昇を防止する
除霜手段を備えた可燃性冷媒適用冷蔵庫を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧機構とを順次接続
してなる冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入し、前記蒸発
器に除霜用ヒータを設けた冷蔵庫において、前記除霜用
ヒータの発熱量を１００Ｗ／ｍ未満としたものであり、
可燃性冷媒雰囲気下において除霜用ヒータに通電しても
可燃性冷媒の着火温度以上に上昇しない。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明に、さらに除霜用ヒータの配設密度を、蒸発器下
部を高くさせたものであり、着霜密度の高い空気吸入側
の下部の加熱量が増大し、蒸発気全体の加熱バランスが
とれて比較的短時間で蒸発器の除霜が終了する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、蒸発器下方に受け皿を
配置し、前記除霜用ヒータの一部を前記受け皿に熱伝導
的に配設するよう構成したものであり、除霜用ヒータの
発生熱が蒸発器受け皿に伝導し受け皿上に落下する氷，
霜を加熱融解する。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明に、さらに除霜用ヒータの一部と受け皿の熱伝導
は、受け皿と略同一形状とした熱伝導板を介して行なう
構成としたものであり、蒸発器受け皿の昇温面積が増え
るとともに、熱伝導板によりほぼ均等に熱が伝導され蒸
発器受け皿の局部的な温度上昇が避けられる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明に、さらに蒸発器受け皿にツメ部を設け、前記ツ
メ部で熱伝導板を保持させたものであり、熱伝導板と蒸
発器受け皿間の密着性が高まり、除霜用ヒータの熱が蒸
発器受け皿に確実に伝えられる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、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、除霜用ヒ
ータをパイプヒータとしたものであり、パイプヒータは
長さが確保しやすく曲げが容易で、加熱密度の調整や加
熱部位の設定が容易になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による冷蔵庫の実施
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番号を付して詳細な説明
を省略する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明による実
施の形態１による冷蔵庫の冷凍システム図である。図２
は要部断面図である。図３は、同実施の形態の冷蔵庫の
要部正面図である。図４は、同実施の形態の冷蔵庫の熱
伝導板の平面図である。図５は、同実施の形態の冷蔵庫
の除霜水受け皿部の要部斜視図である。図６は、除霜用
ヒータの単位長さあたりのヒータ容量とヒータ素線温度
の関係を示した特性図である。

【００２０】図１において、５１は圧縮機、５２は凝縮
器、５３はドライヤ、５４は減圧機構そして５５は蒸発
器である。圧縮機５１、凝縮器５２、ドライヤ５３、減
圧機構５４そして蒸発器５５は環状に接続されループを
形成し、冷媒として炭化水素等の可燃性ガスを封入して
いる。

【００２１】図２、図３において、５６は除霜用ヒータ
であり、絶縁繊維で編み込んだニクロム線などのヒータ
素線を金属管で被覆したパイプヒータを適用したもので
ある。除霜用ヒータ５６の単位長さあたりのヒータ容量
は、１００Ｗ／ｍ未満に設定している。除霜用ヒータ５
６の配設密度は蒸発器５５の下部を密に配設し上部を疎
に配設させてある。除霜用ヒータ５６の発熱容量で換算
すると蒸発器５５の下半分には全除霜用ヒータ容量の約
６０％を配設し、残りの約４０％を蒸発器５５の上半分
に配設させてある。５７は蒸発器５５の下方に配置した
除霜水受け皿である。

【００２２】５８は除霜用ヒータ５６の一部を弾性が得
られるよう曲折部５８ａを設けて延出した除霜用ヒータ
延出部で、除霜用ヒータ延出部５８は除霜水受け皿５７
の底部５７ａと略同傾斜を有し底部５７ａを圧接する構
成としている。５９は除霜水受け皿５７の底部５７ａと
略同形状の比較的熱伝導率が高い熱伝導板である。

【００２３】また、図４において、６０は熱伝導板５９
の一部を切り起こして設けた保持部であり熱伝導板５９
上に複数箇所設けてある。６１は除霜水が流れ落ちる排
水孔であり熱伝導板５９の中央部に多数設けてある。

【００２４】また、図５において、保持部６０で除霜用
ヒータ延出部５８を抱き合わせて熱伝導板５９と除霜用
ヒータ延出部５８とを固定している。

【００２５】熱伝導板５９は除霜用ヒータ５６の曲折部
５８ａによる弾性力により、除霜水受け皿５７に圧接さ
れた状態で配置される。

【００２６】６２は除霜水受け皿５７と一体に成形した
ツメ部であり、除霜水受け皿５７上に４箇所設けてあ
る。ツメ部６１の配置位置は熱伝導板５９と略同寸法関
係となるよう設定している。ツメ部６１の内側高さ寸法
ｈは熱伝導板５９の板厚よりやや広めに設定してある。
熱伝導板５９は除霜水受け皿５７上の４箇所のツメ部６
１内に設置され、ツメ部６１で保持固定されている。

【００２７】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作を説明する。

【００２８】圧縮機５１の運転により冷凍サイクルの蒸
発器５５が冷却される。蒸発器５５の冷却運転が継続す
ると、次第に蒸発器５５の下部を中心に着霜が始まる
が、圧縮機５１の運転が所定時間継続すると圧縮機５１
の運転を停止して、除霜用ヒータ５６への通電が開始さ
れ蒸発器５５の除霜が実施される。

【００２９】図６において、横軸は除霜用ヒータ５６の
単位長さあたりのヒータ容量を、縦軸は除霜用ヒータ５
６の素線温度を示しており、単位長さあたりのヒータ容
量と、除霜用ヒータ５６の素線温度とは比例関係にあ
る。可燃性ガス（本実施の形態ではイソブタン）の着火
温度は４６０℃にあり、除霜用ヒータ５６の単位長さあ
たりのヒータ容量は１００Ｗ／ｍ未満に設定しており、
除霜用ヒータ５６の素線温度は４６０℃以下に維持され
る。

【００３０】従って、除霜時万一蒸発器５５から可燃性
冷媒の漏洩が発生し、可燃性ガスの雰囲気下で除霜用ヒ
ータ５６が通電されてもヒータ素線温度は４６０℃以下
に押さえられ可燃性ガスの着火温度４６０℃を下回り着
火の危険性は回避される。

【００３１】なお、図６においてヒータ素線温度４６０
℃に対応する単位長さあたりのヒータ容量は１２５Ｗ／
ｍであり、１００Ｗ／ｍに相当するヒータ素線温度は３
６０℃であって安全上一定の裕度をみている。一般的に
用いられる除霜用ヒータ５６の形態，種類，菅径などの
違いによって生じる特性上のバラツキは最大２０％程度
あるので１００Ｗ／ｍ未満に設定すれば変動要因があっ
ても４６０℃以上にはならない。

【００３２】また、除霜開始時、比較的潜熱が大きい可
燃性冷媒液は蒸発器５５の下部に多く溜まり除霜用ヒー
タ５６の発生熱を受けて徐々に気化していくが、全除霜
用ヒータ容量の約６０％が蒸発器４の下半分に配設させ
てあるため、集中的に蒸発器５５の下部が昇温され滞留
している冷媒を効率よく気化させる。気化した冷媒は上
方の冷媒管へ移動し上方の冷媒管内に滞留している冷媒
液へ伝熱し滞留している冷媒液を気化させるといったサ
イホン効果を繰返すため蒸発器５５の昇温が効率良くな
され、結果として短時間で蒸発器５５の除霜を終了させ
ることができる。これにより、庫内の不要な温度上昇を
極力押さえることができる。

【００３３】一方、除霜用ヒータ５６の通電が開始され
ると、除霜用ヒータ延出部５８も発熱し次第に温度を上
昇させていくが、除霜用ヒータ延出部５８には熱伝導板
５９が取付けられているため、除霜用ヒータ延出部５８
の発生熱は熱伝導板５９へ伝導し熱伝導板５９全体を昇
温させていく。

【００３４】ここで、熱伝導板５９は除霜用ヒータ５６
の曲折部５８ａによる弾性力により、除霜水受け皿５７
に圧接されると共に、熱伝導板５９は除霜水受け皿５７
上の４箇所のツメ部６１内に設置され、ツメ部６１で保
持固定されているために確実に熱伝導板５９の熱が除霜
水受け皿５７に伝導する。このため蒸発器５５から熱伝
導板５９に、あるいは除霜水受け皿５７に落下した霜は
確実に除霜水となり、ドレン孔１４を通して庫外へ排出
されるので除霜水受け皿５７上の霜残りといった問題が
発生することはない。

【００３５】以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、可
燃性冷媒を封入した冷凍サイクルにおいて、蒸発器５５
と、除霜用ヒータ５６と、蒸発器５５下方に配置した受
け皿５７と、熱伝導板５９とから構成され、除霜用ヒー
タ５６の発熱量を１００Ｗ／ｍ未満とし、除霜用ヒータ
５６の配設密度を蒸発器下部を高くし、前記除霜用ヒー
タ５６の一部５８を前記受け皿５７に熱伝導的に配設さ
せ、除霜用ヒータ５６の一部５８と受け皿５７の熱伝導
は、受け皿５７と略同一形状の熱伝導板５９とし、受け
皿５７にツメ部６１を設けて熱伝導板５９を保持させた
ものであるので、除霜時万一蒸発器５５から可燃性冷媒
の漏洩が発生し、可燃性ガスの雰囲気下で除霜用ヒータ
５６が通電されてもヒータ素線温度は４６０℃以下に押
さえられ可燃性ガスの着火温度を下回り着火の危険性は
回避される。

【００３６】また、比較的潜熱が大きい冷媒を冷凍サイ
クルの冷媒として適用しても比較的短時間で蒸発器の除
霜を終了させることができ、庫内の不要な温度上昇を極
力押さえることができる。

【００３７】さらに、熱伝導板５９を介して除霜用ヒー
タ５６の一部５８の熱を除霜水受け皿５７へ伝熱してる
ために、除霜水受け皿５７上の霜残りといった問題はな
くなる。また、熱伝導板５９にて除霜用ヒータ５６の一
部５８の熱を吸収しているために除霜水受け皿５７の局
部的な昇温を防ぐことができ、除霜水受け皿５７の材質
を耐熱温度が低い安価な材質に置き換えることができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを順次接続
してなる冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入し、蒸発器に
除霜用ヒータを受け、除霜用ヒータの発熱量を１００Ｗ
／ｍ未満としたので、万一冷媒が漏洩し可燃性ガスが充
満している雰囲気下で除霜用ヒータが通電されても可燃
性ガスへの着火を防止することができる。

【００３９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に加えて、除霜用ヒータの配設密度を、蒸
発器下部を高くしたので、比較的潜熱が大きい可燃性ガ
スを冷凍システムの冷媒として適用しても、比較的短時
間で蒸発器の除霜を終了させることができ、庫内の不要
な温度上昇を抑えることができる。

【００４０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の発明において、蒸発器下方に受
け皿を配置し、除霜用ヒータの一部を受け皿に熱伝導的
に配設するよう構成したものであり、除霜用ヒータの発
生熱を蒸発器受け皿に伝導させることができ、除霜水受
け皿の霜残りを防止することができる。

【００４１】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の発明に、さらに除霜用ヒータの一部と受け皿の
熱伝導は、受け皿と略同一形状とした熱伝導板を介して
行なう構成としたものであり、除霜水受け皿の昇温面積
が増え霜残りに対する信頼性がさらに増すと共に、除霜
水受け皿の局部的な温度上昇を防止することができ、除
霜水受け皿の材質を耐熱温度が低い安価な材質に置き換
えることが可能となってコストダウンを図ることができ
る。

【００４２】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の発明に、さらに除霜水受け皿にツメ部を設け、
前記ツメ部で熱伝導板を保持させたものであり、安価な
手段で熱伝導板熱を確実に除霜水受け皿に伝熱させるこ
とができるようになり、除霜水受け皿の霜残りに対する
信頼性をさらに増すことができる。

【００４３】また、請求項６に記載の発明は、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、除
霜用ヒータをパイプヒータとしたものであり、長さが確
保しやすく曲げが容易なので加熱密度の調整や加熱部位
の設定が容易になり、可燃性冷媒を適用した冷蔵庫の除
霜用ヒータとして設計の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による冷蔵庫の実施の形態１の冷凍シス
テム図

【図２】同実施の形態の冷蔵庫の要部断面図

【図３】同実施の形態の冷蔵庫の要部正面図

【図４】同実施の形態の冷蔵庫における熱伝導板の平面
図

【図５】同実施の形態の冷蔵庫における除霜水受け皿の
要部斜視図

【図６】同実施の形態の冷蔵庫におけるヒータ容量とヒ
ータ素線温度の関係を示した特性図

【図７】従来の冷蔵庫の要部断面図

【符号の説明】

５１ 圧縮機 ５２ 凝縮器 ５４ 減圧機構 ５５ 蒸発器 ５６ 除霜用ヒータ ５７ 除霜水受け皿 ５８ 除霜用ヒータ延出部 ５９ 熱伝導板 ６２ ツメ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｄ 21/14 Ｆ２５Ｄ 21/14 Ｔ 23/00 ３０７ 23/00 ３０７ (72)発明者 中山 幹啓 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L045 AA05 AA07 BA01 CA02 DA02 NA22 PA04 3L046 AA05 AA07 BA01 CA06 MA04 3L048 AA01 AA06 BC02 CA02 CB03 CD02 CE01 DA02 DC07 FA05 GA01 GA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と、蒸発
   器とを順次接続してなる冷凍サイクルに可燃性冷媒を封
   入し、前記蒸発器に除霜用ヒータを設けた冷蔵庫におい
   て、前記除霜用ヒータの発熱量を１００Ｗ／ｍ未満とし
   たことを特徴とする冷蔵庫。
2. 【請求項２】 除霜用ヒータの配設密度は、蒸発器下部
   を高くしたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 蒸発器下方に受け皿を配置し、除霜用ヒ
   ータの一部を前記受け皿に熱伝導的に配設したことを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 【請求項４】 除霜用ヒータの一部と受け皿の熱伝導
   は、受け皿と略同一形状とした熱伝導板を介して行なう
   ことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 【請求項５】 受け皿にツメ部を設け、前記ツメ部で熱
   伝導板を保持させたことを特徴とする請求項４に記載の
   冷蔵庫。
6. 【請求項６】 除霜用ヒータをパイプヒータとしたこと
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記
   載の冷蔵庫。