JP2005180739A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、パイプヒータにより除霜を行い、可燃性冷媒を封入した蒸発器の入口側パイプを下方に設けても、除霜を迅速かつ確実に行うことができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】 外箱と内箱の間に断熱材を充填させた冷蔵庫本体１と、この冷蔵庫本体１内に配設され圧縮機２１と凝縮器とキャピラリチューブ２３と蒸発器３０とを接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、蒸発器３０を除霜するパイプヒータ３３と、キャピラリチューブ２３と接続する蒸発器３０の入口側パイプ３１ａを加熱する加熱手段４０とを有し、入口側パイプ３１ａを蒸発器３０の下方に配設し、パイプヒータ３３により除霜を行うときに、加熱手段４０により、蒸発器３０の入口側パイプ３１ａを加熱させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷凍サイクルの蒸発器に除霜用のパイプヒータを備えた冷蔵庫に関する。

蒸発器の除霜には、発熱量が高いガラス管ヒータを蒸発器の下方に配設した構成が主流となっているが、自然環境保護意識の高まりから、温暖化係数の低い炭化水素系冷媒、例えばイソブタンなどの使用が望まれており、これらの冷媒は可燃性であることから、冷媒漏洩時に火災に発展しないよう発熱量の低いパイプヒータを蒸発器の周囲に巻き付けて均一に加熱する構成が考えられ（例えば、特許文献１）、商品化もされている。
特開２００３−１１４０８５号公報

しかしながら、蒸発器の入口側パイプを下方に設けた冷蔵庫においては、パイプヒータにより除霜を行うと、以下のような問題点があった。

一般に、蒸発器の入口側パイプは上方または下方のいずれに配設されればよいが、発器の載置スペースが高さ方向に制約を受けるような場合には、銅からなるキャピラリチューブとアルミからなる蒸発器の入口側パイプの接続にある程度の長さが必要となることから、入口側パイプを上方に配設するよりも下方に配設した方が蒸発器の側方において入口側パイプを配設することができるため、下方に配設することが好ましい。

また、除霜運転時においては圧縮機を停止させているが、凝縮器やキャピラリチューブなどは高圧であるため、低圧の蒸発器には、その圧力差により少しずつ高圧側の液冷媒が流入することになる。蒸発器ガラス管ヒータにより除霜を行うと発熱量が高いため、除霜時に液冷媒が蒸発器に流入しても除霜には大きな影響を与えることがない。

しかし、パイプヒータにより除霜を行うと、ガラス管ヒータと比べ発熱量が少なく、均一に加熱されるように巻き付けられているため、液冷媒の流入により入口側パイプの温度上昇が鈍化する。一般に、蒸発器より上方に設けられ圧縮機への液バックを防止するアキュームレータは、液冷媒が貯留していることから、温度上昇が遅く安定して除霜終了温度を検知することができるので、このアキュームレータに除霜の終了を検知する温度センサを取り付けて検知しているのだが、入口側パイプが設けられている蒸発器の下部は上記したように温度上昇が鈍いため、前記温度センサが除霜の終了を検知しても、下部には残霜することがある。

また、均一に加熱していることにより暖気が上昇するため、蒸発器の上部温度が下部よりも高くなり、パイプ内において圧力差が生じる。これにより、入口側パイプから液冷媒を吸い込み易くなり、流入量が増加するため、さらに温度上昇が鈍化して、上記のような問題点が発生する。

そこで、本発明は上記問題点を考慮して、パイプヒータにより除霜を行い、蒸発器の入口側パイプを下方に設けた形態においても、除霜を迅速かつ確実に行うことができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による冷蔵庫は、外箱と内箱の間に断熱材を充填させた冷蔵庫本体と、この冷蔵庫本体内に配設され圧縮機と凝縮器とキャピラリチューブと蒸発器とを接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器を除霜するパイプヒータと、前記蒸発器の下方に配置した入口側パイプを加熱する加熱手段とを有し、前記パイプヒータにより除霜を行うときに、前記加熱手段により、蒸発器の入口側パイプを加熱することを特徴とする。

上記発明によれば、パイプヒータにより除霜を行い、蒸発器の入口側パイプを下方に設けた形態においても、除霜を迅速かつ確実に行う冷蔵庫を提供することができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施例について説明する。本発明に係る冷蔵庫の縦断面図である図９に示すように、冷蔵庫本体１は外箱２ａと内箱２ｂの間に断熱材２ｃを充填させた矩形箱状の断熱箱体２内に、上段から順に、冷蔵室３、野菜室３ａ、冷凍室４を有しており、それぞれの前面開口部には、上段から順に、開閉自在に閉塞する扉５，５ａ，６を設けている。

各室３，３ａ，４は、断熱仕切壁７ａ，７ｂにより区画されており、冷凍室４の背面に設けた蒸発器３０、および、この蒸発器３０により生成された冷気を室内に送風するファン８の回転により適温に保持されている。

冷蔵庫本体１の背面底部には機械室９を設けており、この機械室９には、圧縮機２１、凝縮器２２などを設けている。

本発明に係る冷凍サイクル２０は、概略図である図１０に示すように、圧縮機２１、凝縮器２２、キャピラリチューブ２３、蒸発器３０、アキュームレータ２４を順に接続し、圧縮機２１より吐出された冷媒は、凝縮器２２などの高圧側で液化された後に、蒸発器３０のパイプ内で蒸発し、再び圧縮機２１に戻るようになっている。

図１は、本発明の蒸発器３０および蒸発器３０の周辺構成を示す縦断面図であり、蒸発器３０は、蒸発パイプ３１を前方下部から上方に向けて蛇行させ、後方に折り返して前後に相対させており、それぞれの蒸発パイプ３１には熱伝導率の高いフィン３２を千鳥状に取り付けて構成されている。
上下の各フィン３２の間隙には、蒸発器３０を除霜するパイプヒータ３３を蛇行させて、蒸発器３０全体を覆うように巻き付けている。このパイプヒータは、アルミなどの金属製の中空管にニクロム線を挿通させて形成されており、両端に通電されると、このニクロム線が発熱し、前記中空間を介して外部に熱を伝導させるようになっている。

キャピラリチューブ２３からのパイプと接続する蒸発器３０の入口側パイプ３１ａには、蒸発器３０の下部を横から見た断面図である図２にも示すように、加熱手段４０を設けている。具体的には、電熱線４１をアルミ箔テープ４２の粘着面に貼り付け、このアルミ箔テープ４２を入口側パイプ３１ａに貼着させて形成しており、電熱線４１に通電することにより加熱するようになっている。

一方、蒸発器３０の出口側パイプ３１ｂにはアキュームレータ２４を蒸発器３０の上方となるように配設しており、このアキュームレータ２４の近傍には、蒸発器３０の除霜の終了を検知する温度センサ３５を取り付けている。

また、蒸発器３０の下方には、除霜により生じた排水を機械室９に導く排水口３６ａをほほ中央の位置に備えた樋３６を設けており、この樋３６の裏面には、排水口３６ａの凍結を防止するアルミ箔ヒータを貼着させて樋ヒータ３７を構成している。

次に、除霜時の動作および作用について説明する。圧縮機２１の積算運転時間が、所定時間、例えば１０時間に到達した場合には、蒸発器３０に着霜しているとみなして、パイプヒータ３３、加熱手段４０、樋ヒータ３７のそれぞれに通電して、加熱により除霜が進行する。そして、温度センサ３５の検知温度が除霜終了温度、例えば３℃以上に到達すると、除霜が完了したとみなして、各ヒータ３３、４０、３７の通電を遮断して除霜を終了し、通常運転に復帰するようになっている。

ここで、温度センサ３５の検知温度と蒸発器３０の入口側パイプ３１ａ温度との関係を示す図１１のグラフを参照して、本発明の構成と加熱手段４０を設けていない従来の構成とを比較する。

従来の構成では、パイプヒータ３３により除霜を行うと、ガラス管ヒータと比べ発熱量が少なく、均一に加熱されるように蒸発器３０に巻き付けられているため、液冷媒の流入により入口側パイプ３１ａの温度上昇が鈍化する。一般に、温度センサ３５は蒸発器より上方に設けられたアキュームレータ２４に取り付けられているため、この温度センサ３５が例えば、３℃程度の除霜の終了温度を検知しても、液冷媒の流入により入口側パイプ３１ａの温度上昇が鈍く、残霜することがある。

また、均一に加熱していることにより暖気が上昇するため、蒸発器３０の上部温度が下部よりも高くなり、パイプ３１内において圧力差が生じる。これにより、入口側パイプ３１ａから液冷媒を吸い込み易くなり、流入量が増加するため、さらに温度上昇が鈍化して、上記のような問題点が発生する。

しかしながら、本発明の構成によれば、別途、加熱手段４０により温度上昇し難い入口側パイプ３１ａを局部的に加熱することより、蒸発器が均一に加熱され、蒸発器３０の上方に設けられた温度センサ３５の検知温度を基準としても、残霜するような不具合を解消することができる。また、従来の構成においては、暖気の上方移動により蒸発器３０の上部よりも入口側パイプ３１ａ温度が低くなり、上部と下部の内圧差が大きくなっていたが、本発明によれば、下部の入口側パイプ３１ａを局部的に加熱するため、上部と下部の温度差を小さくすることができ、内圧差による高圧側からの液冷媒の流入を抑制することができる、
よって、除霜時において、蒸発器３０の入口側パイプ３１ａの温度上昇が鈍化することを防止し、迅速かつ確実に除霜を行うことができる。

次に、加熱手段４０の構成を変更した他の実施例について説明する。なお、同構成については同符号を付してその説明を省略する。図３に示すように、入口側パイプ３１ａを下方に延在し樋３６と当接させることにより、樋ヒータ３７を加熱手段４０とした構成である。本構成によれば、除霜時に樋ヒータ３７の発熱による熱伝導によって、樋３６を介して入口側パイプ３１ａを加熱することができ、もって、蒸発器３０の入口側パイプ３１ａの温度上昇が鈍化することを防止し、迅速かつ確実に除霜を行うことができるとともに、別途、ヒータを設けることなく省電力化することができる。

また、図４、図５に示すように、蒸発器３０の入口側パイプ３１ａと樋３６とを熱伝導させる熱伝導板３８を設けてもよい。本構成によれば、除霜時に、この熱伝導板３８を介して樋ヒータ３７の発熱を入口側パイプ３１ａに伝導し、加熱することができ、上記構成同様の効果を奏することができる。

さらに、図６に示すように、蒸発器３０の入口側パイプ３１ａと隣接するパイプヒータ３３を湾曲して当接させてもよい。さらにまた、図７、図８に示すように、蒸発器３０の入口側パイプ３１ａと、隣接するパイプヒータ３３とを熱伝導させる熱伝導板３８´を設けてもよい。これらの構成においても、上記構成と同様な効果を奏することができる。

なお、上述した冷蔵庫では、単一の蒸発器３０により冷却を行う構成で説明したが、除霜時に高圧側からの冷媒が流入しないような切替弁などを有さない冷凍サイクルにおいては、複数の蒸発器を備えていても同様の効果を奏することができる。また、各ヒータも発明の要旨を変更しない限り種々の変更が可能である。

本発明は、パイプヒータにより除霜を行い、可燃性冷媒を封入した蒸発器の入口側パイプを下方に設けた様々な冷蔵庫に適応可能である。

本発明の蒸発器および周辺構成を示す縦断面図である。 図１の蒸発器を横から見た縦断面図である。 本発明の他の実施例を示す蒸発器および周辺構成の縦断面図である。 本発明の他の実施例を示す蒸発器および周辺構成の縦断面図である。 図４の蒸発器を横から見た縦断面図である。 本発明の他の実施例を示す蒸発器および周辺構成の縦断面図である。 本発明の他の実施例を示す蒸発器および周辺構成の縦断面図である。 図７の蒸発器を横から見た縦断面図である。 本発明の冷蔵庫を示す縦断面図である。 本発明の冷凍サイクルを示す概略図である。 本発明の構成と従来の構成の蒸発器入口側パイプ温度と温度センサの検知温度との関係を示したグラフである。

符号の説明

１…冷蔵庫本体 ３…冷蔵室 ４…冷凍室
９…機械室 ２３…キャピラリチューブ ２４…アキュームレータ
３０…蒸発器 ３１…蒸発パイプ ３１ａ…入口側パイプ
３３…パイプヒータ ３５…温度センサ ３６…樋
３７…アルミ箔ヒータ ３８，３８´…熱伝導板

Claims (6)

1. 外箱と内箱の間に断熱材を充填させた冷蔵庫本体と、この冷蔵庫本体内に配設され圧縮機と凝縮器とキャピラリチューブと蒸発器とを接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器を除霜するパイプヒータと、前記蒸発器の下方に配置した入口側パイプを加熱する加熱手段とを有し、前記パイプヒータにより除霜を行うときに、前記加熱手段により、蒸発器の入口側パイプを加熱することを特徴とする冷蔵庫。
2. 加熱手段は、蒸発器の入口側パイプに配設したアルミ箔ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 加熱手段は、蒸発器の下方に設けた除霜時の排水を行う伝熱性の樋と、この樋の裏面に設けられ除霜時に加熱する樋ヒータとからなり、蒸発器の入口側パイプを前記樋に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 加熱手段は、蒸発器の下方に設けた除霜時の排水を行う伝熱性の樋と、この樋の裏面に設けられ除霜時に加熱する樋ヒータと、蒸発器の入口側パイプと前記樋とを熱伝導させる熱伝導板とからなり、前記樋ヒータの加熱によりこの熱伝導板を介して蒸発器の入口側パイプを加熱することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
5. 加熱手段は、パイプヒータを蒸発器の入口側パイプと当接させたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
6. 加熱手段は、パイプヒータと蒸発器の入口側パイプとを熱伝導させる熱伝導板からなり、前記パイプヒータの加熱によりこの熱伝導板を介して行うことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。

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