JP2005155938A - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 貯蔵室の壁面に着霜することを防止する。
【解決手段】 庫面冷却方式の冷蔵庫では、貯蔵室１６の内壁が、ステンレス鋼板等の熱伝導性に優れた内箱１３で形成されて、その裏面側にブライン管路３０が密着して配管され、低温のブラインＢがブライン管路３０に循環流通されることで内箱１３が冷却され、その冷熱で貯蔵室１６内が冷却される。内箱１３の表面には撥水性塗料が塗布され、撥水層４０が形成される。庫内空気中等の水分が付着しようとしても撥水層４０で弾かれて脱落し、内箱１３の表面に霜が生成されることが極力防止される。もって貯蔵室１６内を効率良く冷却できる。着霜が極力防止されることで、除霜運転を行う頻度を大幅に減少でき、省エネルギに寄与できる。除霜運転により生成された除霜水も、内箱１３の表面から弾かれて流下し、残ることが回避される。冷却運転が再開されても氷結しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、着霜防止手段を施した冷却貯蔵庫に関する。

冷蔵庫の一例として庫面冷却方式のものがあり、例えば特許文献１に記載されている。これは、貯蔵室の内壁が、ステンレス鋼板等の熱伝導性に優れた板材で形成されて、その裏面側にブライン管路が密着して配管され、別途タンク内で冷却されたブラインがブライン管路に循環流通されることで内壁が冷却され、内壁の冷熱で貯蔵室内が冷却されるようになっている。
特公平３−４５３０６号公報

上記方式の冷蔵庫では、貯蔵室の内壁がブライン（冷媒）で直接に冷却されるために低温となりやすく、それだけ庫内水分が内壁の表面に着霜しやすいといえる。通常の使用時でも、例えば扉を開閉するつど流入した外気中の水分によって着霜が進み、霜の層が厚くなると冷却能力が低下する結果を招く。
そのため適宜に除霜運転が行われるが、その際、除霜水が完全に流下すればよいが、内壁の表面に水滴となって留まることもあり、冷却運転が再開されたときにはこれらの水滴が氷結することとなって、同じく冷却能力を低下させる原因となっていた。

また他の方式の冷蔵庫として、以下のようなものが知られている。これは、貯蔵室の天井部に、ドレンパンを兼ねたダクトが配設されることでその上方に冷却器室が形成され、この中に冷凍回路の一部を構成する冷却器（蒸発器）が収納されており、冷却ファンにより冷却器室内に引かれた庫内空気が冷却器を流通する間に冷気が生成され、この冷気が貯蔵室内に吐出されることで貯蔵室内が冷却されるようになっている。
この種の冷蔵庫では、冷却器が最も着霜しやすいと言えるが、冷却器と対向したダクトの上面も、相応に低温となって着霜しやすい。この場所で着霜が進むと、冷却器室内での空気の流通が阻害されることとなり、ひいては冷却能力の低下に繋がる。
またダクトは、冷却器等からの除霜水を受けて排水するドレンパンとしても機能するが、そのとき完全に排水されればよいが、水滴として残ると、冷却運転が再開されたときにこれらが氷結し、同じく空気の流れを阻害して冷却能力の低下を招くという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものである。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、貯蔵室の内壁の裏面側に冷却媒体が流通され、前記内壁の冷熱により前記貯蔵室内が冷却される冷却貯蔵庫において、前記内壁の表面には、撥水性材の層が形成されている構成としたところに特徴を有する。
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記貯蔵室の天井部には露受け皿が設けられ、前記貯蔵室の内壁のうちの前記露受け皿の下方に対応する部分の表面に、撥水性材の層が形成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、貯蔵室の天井部には、ダクトが配設されることによりその上方に冷却器室が形成されて冷却器が収納され、冷却ファンで引かれた前記貯蔵室内の空気が前記冷却器を流通することで冷気が生成され、この冷気が貯蔵室に向けて吐出されることにより貯蔵室内が冷却される冷却貯蔵庫において、前記ダクトの上面には、撥水性材の層が形成されている構成としたところに特徴を有する。
請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記ダクトが除霜水を受けるドレンパンを兼ねて一端側が下がった斜め姿勢で配設されており、前記ダクトの上面のうちの前記冷却器と対向した位置からその下方にわたる部分に、撥水性材の層が形成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
貯蔵室の内壁の表面には撥水層が形成されているから、庫内空気中等の水分が付着しようとしても弾かれて脱落する。そのため内壁の表面に霜が生成されることが極力防止され、少なくとも厚く成長することが回避される。もって貯蔵室内を効率良く冷却することができる。
また着霜が極力防止されることで、除霜運転を行う頻度を大幅に減少でき、省エネルギに寄与できる。さらに除霜運転により生成された除霜水も、内壁の表面から弾かれて流下し、残ることが回避される。そのため冷却運転が再開されても、内壁の表面で氷結することが防止される。

＜請求項２の発明＞
露受け皿が設けられている場合、そこで受けられた結露水はその下方にある貯蔵室の内壁を流下して排水され、また露受け皿自体の下面に付着した結露水は、下方にある貯蔵室の内壁に降り懸かるおそれがある。しかしながら、流下したり降り懸かった水滴も撥水層により弾かれて付着することが回避され、したがって氷結することが防止される。

＜請求項３の発明＞
冷却器室を形成するべくダクトの上面も、相応に冷却されて着霜しやすい状態にはあるが、そこには撥水層が形成されているから、流通する庫内空気中の水分が付着しようとしても弾かれて脱落する。そのため、ダクトの上面に霜が生成されることが極力防止され、少なくとも厚く成長することが回避される。もって、冷却器室内を空気が円滑に流通することが担保され、ひいては冷却能力を向上させることができる。

＜請求項４の発明＞
ダクトがドレンパンを兼ねている場合、除霜運転により冷却器から滴下した除霜水は、ダクトの上面における冷却器の直下位置に落下したのち、傾斜に倣って下端に向けて流下する。ここで、ダクトの上面における除霜水が落下してから流下する部分には撥水層が設けられているから、除霜水は留まることなく弾かれて流下する。その結果、ダクトの上面で氷結することが回避されて、空気の円滑な流通が担保される。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図３によって説明する。この実施形態１では、庫面冷却方式の冷蔵庫を例示している。
図１において、符号１０は冷蔵庫本体であって、ともにステンレス鋼板からなる外箱１２と内箱１３との間に発泡樹脂等の断熱材１４を充填してなる前面開放の断熱箱体により形成されている。この本体１０の内部が貯蔵室１６とされ、貯蔵室１６の前面の開口部１７には断熱扉１８が開閉可能に設けられている。

貯蔵室１６内は基本的には、冷凍装置２０により一次冷却されたブラインＢの冷熱を介して二次冷却されるようになっている。
冷凍装置２０は、図２に示すように、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張機構２３（キャピラリチューブ）及び冷却器２４（蒸発器）を一次冷媒配管２５によって循環接続することにより、公知の冷凍サイクルを構成したものである。一方、ブラインＢを貯留可能な断熱性のタンク２７が備えられ、その中に冷凍装置２０の冷却器２４が浸漬状態で収納されている。これらが、例えば本体１０の上面に設けられた機械室２９内に装備されている。

タンク２７からはブライン管路３０が循環状に引き出され、貯蔵室１６の壁面のうちの天井面１６Ａ、左右の側面１６Ｂ及び奥面１６Ｃに沿って配管されている。より詳細には図３に示すように、ブライン管路３０は熱良導性の楕円形の金属管から形成されており、貯蔵室１６の壁面を構成するこれも熱良導性（ステンレス鋼板製）の内箱１３の裏面に密着して当てられつつ、蛇行状に配管されている。このブライン管路３０におけるタンク２７の吐出口側には、ポンプ３２が介設されている。

タンク２７内にはブライン温度センサ３４が装備され、貯留されたブラインＢの検知温度が予め定められた設定温度よりも高いか低いかにより、冷凍装置２０の圧縮機２１がオンオフ制御されることで、ブラインＢがほぼ一定の冷却温度に保持される。また、貯蔵室１６内には庫内温度センサ３５が装備され、貯蔵室１６の庫内温度が設定温度よりも高いか低いかによってポンプ３２のオンオフが制御され、すなわちブラインＢの循環供給とその停止とが制御されることで、庫内が設定温度に維持されるようになっている。

なお、貯蔵室１６の天井部には、露受け皿３７が奥側を下げた斜め姿勢で取り付けられている。この露受け皿３７は、例えば合成樹脂材によって形成され、貯蔵室１６の天井面１６Ａに結露が生じた場合に、結露水が滴下して貯蔵室１６内の食材に降り懸からないようにこれを受けるように機能し、受けた結露水は傾斜に倣って露受け皿３７上を奥端に向かって流下し、そののち貯蔵室１６の奥面１６Ｃに沿って流下して、底面１６Ｄに設けられた排水口（図示せず）から庫外に排水されるようになっている。

さて、貯蔵室１６の壁面を構成する内箱１３の表面には、図３に示すように撥水性塗料が塗布され、撥水層４０が形成されている。なお撥水層４０が形成された壁面は、天井面１６Ａ、左右の側面１６Ｂ、奥面１６Ｃ及び底面１６Ｄの全面である。
撥水性塗料の具体例としては、(１)フッ素樹脂系塗料、(２)フッ素−シリコン樹脂系塗料、(３)アクリル−シリコン樹脂系塗料、(４)エポキシ−シリコン樹脂系塗料、(５)ウレタン−シリコン樹脂系塗料、及び(６)上記(１)〜(５)の塗料の混合物、等が挙げられ、水分を弾いて付着し難くする機能を有している。
この撥水性塗料は、内箱１３の素材である板金状態において、予め一面に塗布されている。そのため冷蔵庫を製造する場合には、工程増を招くことがない。

続いて、本実施形態の作用効果を説明する。
冷却運転は以下のようにして行われる。ポンプ３２が駆動されると、タンク２７内で一次冷却されたブラインＢが吐出され、貯蔵室１６の壁面（内箱１３）の裏面に沿って配管されたブライン管路３０を流通することで壁面（内箱１３）が冷却され、その冷熱により貯蔵室１６内が二次冷却される。この間、タンク２７内のブラインＢの検知温度に基づいて圧縮機２１がオンオフされることで、タンク２７内のブラインＢの冷却温度がほぼ一定に保持され、また庫内の検知温度に基づいてポンプ３２がオンオフされて、庫内が設定温度に維持される。

この種の庫面冷却方式の冷蔵庫では、文字通り貯蔵室１６の壁面（内箱１３）がブラインで直接に冷却されるために低温となりやすく、それだけ庫内水分、例えば断熱扉１８の開閉ごとに導入される外気中の水分が内箱１３の表面に着霜しやすいといえる。しかしながら、内箱１３の表面には撥水層４０が形成されているから、庫内空気中の水分が付着しようとしても弾かれて脱落する。そのため内箱１３の表面に霜が生成されることが極力防止され、少なくとも厚く成長することが回避される。その結果、内箱１３の冷熱と庫内空気とが効率良く熱交換でき、すなわち貯蔵室１６内を効率良く冷却することができる。

なおこの種の冷蔵庫では従来、貯蔵室１６の壁面に着霜が生じやすいという事情から、ブライン管路３０に加熱したブラインＢを流通させる等により除霜運転を適宜に行うようにしていた。
しかるに本実施形態によれば、上記のように着霜が極力防止されることから、除霜運転を不要にでき、そうでないまでも除霜運転を行う頻度を大幅に減少できることから、省エネルギに寄与できる。また、除霜運転を行って壁面（内箱１３）に除霜水が生成された場合、撥水層４０で弾かれて内箱１３の表面上を流下し、底面１６Ｄの排水口から排出される。すなわち、内箱１３の表面に水滴が残ることがなくなるため、冷却運転が再開されて内箱１３が冷却されたとしても、その表面で氷結することが防止される。同様に貯蔵室１６内を効率良く冷却することに寄与し得る。

また、庫内の設定温度、すなわち内箱１３の冷却温度の程度によっては、庫内空気中の水分が貯蔵室１６の壁面に結露するおそれがあるが、撥水層４０が形成されていることで結露そのものがし難くなる。
それでもなお結露が生じ、例えば天井面１６Ａの結露が水滴となって貯蔵室１６内に収容された食材等に降り懸かるとまずいので、結露水は天井部に配された露受け皿３７で受けられ、奥端まで流下した後、貯蔵室１６の奥面１６Ｃに沿って流下して排水される。

一方、露受け皿３７自体も相応に冷却されるため、例えばその下面にも結露が生じる可能性がある。この結露水は、表面張力で露受け皿３７の下面にへばりつきながら、傾斜に倣って奥端側まで流下し、貯蔵室１６の奥面１６Ｃに伝ってそれを流下したり、奥面１６Ｃの直前で貯蔵室１６の底面１６Ｄに向けて直接に落下したりする。ただし、できた水滴の条件等によっては、露受け皿３７の下面を流下する途中で、図らずも貯蔵室１６の底面１６Ｄ上に落下する可能性も否定できない。
そうすると、結露水を積極的に流下させるにしろ、図らずも落下するにしろ、貯蔵室１６の奥面１６Ｃと底面１６Ｄとに最も結露水が付着しやすいと言えるが、この貯蔵室１６の奥面１６Ｃと底面１６Ｄとには既述のように撥水層４０が形成されているから、撥水層４０で弾かれて奥面１６Ｃや底面１６Ｄの表面上を流下し、水滴が残ることが回避される。同様に、その表面で氷結することが防止される。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図４及び図５によって説明する。実施形態２では、冷却ユニットで生成された冷気を貯蔵室に循環供給することで貯蔵室内を冷却する方式の冷蔵庫を例示している。
冷蔵庫は、前面が開口された断熱箱体からなる本体５０を備え、内部が貯蔵室５１となっており、前面の開口部５２に断熱扉５３が揺動開閉可能に装着されている。本体５０の上面には機械室５５が設けられ、その底面となる本体５０の上面には窓孔５６が形成され、そこに冷却ユニット５７が装着されている。
冷却ユニット５７は、圧縮機５８、凝縮器ファン５９Ａ付きの凝縮器５９、膨張弁（図示せず）及び冷却器６０（蒸発器）を冷媒配管で循環接続して冷凍回路を構成したものであり、上記の窓孔５６を塞いで載せられる断熱性のユニット台６２が備えられて、冷却ユニット５７の構成部材のうちの冷却器６０がユニット台６２の下面側に、他の構成部材が上面側に取り付けられている。

一方、貯蔵室５１の天井部には、ドレンパンを兼ねたダクト６３が奥側に向けて下り勾配で張設され、ユニット台６２との間に冷却器室６４が形成されている。ダクト６３の上部側には吸込口６５が設けられ、冷却ファン６６が装備されているとともに、下部側には吐出口６７が形成されている。
貯蔵室５１には、庫内温度を検知する庫内温度センサ６９が、例えば吸込口６５の近傍に設けられている。また、冷却器６０の下部側には除霜ヒータ７１が装着されているとともに、上部側には、冷却器６０の温度を検知して除霜が完了したか否かを判断するための除霜温度センサ７２が取り付けられている。

冷却運転時には、冷却ユニット５７（圧縮機５８）と冷却ファン６６とが駆動されると、図４の矢線に示すように、貯蔵室５１内の空気が吸込口６５から冷却器室６４内に吸い込まれ、冷却器６０を通過する間に熱交換により生成された冷気が、吐出口６７から貯蔵室５１に吐出されるといったように循環されることで、貯蔵室５１内が冷却される。この間、庫内温度が予め定められた設定温度よりも高いか低いかによって、冷却ユニット５７（圧縮機５８）と冷却ファン６６の運転と停止とが制御され、貯蔵室５１がほぼ設定温度に維持される。

また、適宜に除霜運転が行われ、これは冷却ユニット５７（圧縮機５８）及び冷却ファン６６が停止された状態で除霜ヒータ７１に通電され、冷却器６０を加熱することで行われる。除霜水はダクト６３で受けられのち、その傾斜に倣って下端まで流下し、排水管７４から奥壁の排水路７５を通って庫外へ排出される。除霜運転中に、除霜温度センサ７２の検知温度が所定温度まで上昇したら、除霜が完了したと見なされて除霜運転が終了され、冷却運転が再開されるようになっている。

さて、この実施形態では、ダクト６３の上面に、図４に示すように撥水性塗料が塗布され、撥水層４０が形成されている。
撥水性塗料としては、上記実施形態１と同様に、(１)フッ素樹脂系塗料、(２)フッ素−シリコン樹脂系塗料、(３)アクリル−シリコン樹脂系塗料、(４)エポキシ−シリコン樹脂系塗料、(５)ウレタン−シリコン樹脂系塗料、及び(６)上記(１)〜(５)の塗料の混合物、等が挙げられ、同じく水分を弾いて付着し難くする機能を有している。

本実施形態の作用効果は、以下のようである。
冷却運転中は、冷却器６０が冷却状態となるため冷却器６０が最も着霜しやすいと言えるが、この冷却器６０と対向したダクト６３の上面も、相応に低温となって着霜しやすい状態となる。ここで着霜が進むと、冷却器室６４内での空気の流通が阻害されることとなる。
その点この実施形態では、ダクト６３の上面に撥水層４０が形成されているから、庫内から吸引されて冷却器６０内を流通する空気中の水分が付着しようとしても、弾かれて脱落する。そのため、ダクト６３の上面に霜が生成されることが極力防止され、少なくとも厚く成長することが回避される。結果、冷却器室６４内を空気が円滑に流通することが担保され、冷却器６０との熱交換が効率良く行われて冷却能力が向上する。

また、除霜運転が行われると、冷却器６０から滴下した除霜水が、ダクト６３の上面における冷却器６０の直下位置で受けられたのち、傾斜に倣って下端に向けて流下し、排水管７４から庫外に排水される。ここで、ダクト６３の上面における除霜水が落下してから流下する部分には、上記したように撥水層４０が設けられているから、除霜水は留まることなく弾かれて流下し、庫外へ排水される。その結果、冷却運転が再開されたときにダクト６３の上面で氷結することが回避され、空気の円滑な流通が担保される。
このように、除霜水の付着防止に重点を置くならば、撥水層４０を形成する位置は、ダクト６３の上面のうちの、冷却器６０の直下位置から下端に至る領域に限ってもよい。材料費、作業費の節約に寄与し得る。

なお、上記した冷却器６０は、図５に示すように、アルミニウム板製のフィン８０（エンドプレート８１を含む）が多数枚間隔を開けて並べられる一方、銅製の冷媒管８２がこれらを貫通しつつ蛇行状に配管され、それらの表面に防食塗料が塗布された構造となっているが、このような冷却器６０に対して、防食塗料の層８３の表面にさらに、上記した撥水性塗料の層４０を形成してもよい。
上記のように、冷却器６０は最も冷却されることで着霜しやすいと言えるが、表面に撥水層４０が形成されたことで、着霜することが極力抑えられる。そのため、長時間にわたって高い冷却性能を維持でき、また除霜運転を行う頻度を減らすことができる。その上、防食性能の向上にも寄与し得る。

また、冷却ファン６６の羽根６６Ａの表裏両面に、上記した撥水性塗料の層４０を形成してもよい。吸引した庫内空気中の水分が付着しようとしても撥水層４０で弾かれ、着霜することが防止される。
冷却ファン６６への着霜が無くなると、回転低下を来すことが無くて所定の送風能力が得られ、もって冷却性能を維持することができる。また冷却ファン６６がロックすることも回避され、いたずらに電力を消費することが防止できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）撥水層を設ける手段としては、上記実施形態に例示した撥水性塗料を塗装する以外に、例えば撥水性材をフィルム状に形成してこれを貼ったり、あるいは内箱の表面に形成する場合は、素材であるステンレス鋼板を形成する際にその表面側に撥水性材を練り込むようにしてもよい。

（２）実施形態１において、露受け皿からの結露水の付着を防止することに重点を置くのであれば、撥水層を設けるのは、貯蔵室の奥面における露受け皿の下方の領域と、底面とに限ってもよい。材料費等の節約を図ることができる。
（３）実施形態１のような庫面冷却方式の冷蔵庫にあって、露受け皿が装備されていないものについても、本発明は同様に適用することができる。
（４）また庫面冷却方式に使用する二次冷媒としては、上記実施形態に例示したブライン以外にも、水等の液状冷媒、空気等の気体冷媒を用いることも可能である。

実施形態１の冷蔵庫の縦断面図 冷凍回路の回路構成図 貯蔵室の壁部の拡大断面図 実施形態２に係る冷蔵庫の上部の縦断面図及び拡大断面図 冷却ユニットの概略斜視図及び拡大断面図

符号の説明

Ｂ…ブライン １３…内箱（内壁） １６…貯蔵室 １６Ｃ…（貯蔵室１６の）奥面 １６Ｄ…（貯蔵室１６の）底面 ３０…ブライン管路 ３７…露受け皿 ４０…撥水層 ５１…貯蔵室 ６０…冷却器 ６３…ダクト ６４…冷却器室 ６５…吸込口 ６６…冷却ファン ６７…吐出口 ７４…排水管

Claims (4)

1. 貯蔵室の内壁の裏面側に冷却媒体が流通され、前記内壁の冷熱により前記貯蔵室内が冷却される冷却貯蔵庫において、前記内壁の表面には、撥水性材の層が形成されていることを特徴とする冷却貯蔵庫。
2. 前記貯蔵室の天井部には露受け皿が設けられ、前記貯蔵室の内壁のうちの前記露受け皿の下方に対応する部分の表面に、撥水性材の層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却貯蔵庫。
3. 貯蔵室の天井部には、ダクトが配設されることによりその上方に冷却器室が形成されて冷却器が収納され、冷却ファンで引かれた前記貯蔵室内の空気が前記冷却器を流通することで冷気が生成され、この冷気が貯蔵室に向けて吐出されることにより貯蔵室内が冷却される冷却貯蔵庫において、前記ダクトの上面には、撥水性材の層が形成されていることを特徴とする冷却貯蔵庫。
4. 前記ダクトが除霜水を受けるドレンパンを兼ねて一端側が下がった斜め姿勢で配設されており、前記ダクトの上面のうちの前記冷却器と対向した位置からその下方にわたる部分に、撥水性材の層が形成されていることを特徴とする請求項３記載の冷却貯蔵庫。

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