JP2006112639A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の温度帯の貯蔵室を備えた冷蔵庫においても各貯蔵室周縁部の結露を防止し、かつ扉周縁部からの熱侵入を低減した冷蔵庫を提供する。
【解決手段】
上方から冷蔵室Ｒ、野菜室Ｖ、冷凍室Ｉ、Ｓ、Ｆの順に区画され、これらの各貯蔵室の開口周縁部に結露防止手段を備えた冷蔵庫において、冷蔵室Ｒの上側の前記開口周縁部３は、電気ヒータ１０によって加熱することとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は冷蔵庫に関するものである。

冷蔵庫の各貯蔵室、冷蔵室・野菜室・製氷室・切替室・冷凍室の前面開口は、断熱材を配設したドアで閉じられ、ドアに配設されたガスケットにより周囲を密閉している。しかし、このガスケット部は、断熱材が配設されているわけではなく、庫内側と庫外側との間の断熱が十分ではなく、庫内の冷気と庫外の温かい空気との間の熱伝導によって、各貯蔵室の周辺に結露が生じてしまうことがある。このため、冷蔵庫では、各貯蔵室の周辺に結露防止用の放熱手段を配置することとしている。このような放熱手段を配置したものとして特許文献１がある。

この公報に記載のものは、冷凍サイクルを構成する冷媒回路うち、凝縮器の一部を放熱パイプで構成し、この放熱パイプを各貯蔵室を構成する側板あるいは仕切の扉との当接面の内側に配置し、この当接面付近を加熱して結露を防止したものである。

また、特許文献２には、冷蔵室の結露防止用パイプを側板の扉に接する当接面の内側に配置するのではなく、冷蔵室の側板の扉に接する当接面に近接した位置に配置することで、結露を防止し、かつ庫内への熱侵入を少なくするような構造としている。

特開2001-12841号公報

特開2003-227675号

図５は、特許文献１に示された結露防止手段を備えた従来の冷蔵庫を模式的に示した図である。

この冷蔵庫の本体５１は、前面が開口する鋼板製の外箱と、外箱内にこの外箱と間隔を持たせて組み込まれ、前方が開口した鋼板より熱伝導率の小さい合成樹脂製の内箱と、これら外箱と内箱間に配設された発泡ポリウレタン断熱材とから構成されている。

内箱は、複数の仕切５５、５６、５７、５８によって複数の貯蔵室に区画され、上方からそれぞれ、冷蔵室Ｒ、野菜室Ｖ、製氷室Ｉ、切替室Ｓ、冷凍室Ｆが設けられている。

これらの複数の貯蔵室の全面には、開口部を開閉可能に密閉される扉が設けられ、さらに、これらの扉には、冷蔵庫本体の冷気が外部に流出するのを防止するため、本体開口を形成する部材に当接する扉の内側部分にガスケット（図示せず）を設けている。このガスケットは、マグネットによって本体側の鋼鉄（鉄製）と当接する。この扉に設けられたガスケットの当接部の近傍は、庫内温度と外気温度との差によって結露するため、結露防止用のために、放熱パイプ５９が配設されている。

図５に示すように放熱パイプ５９は、仕切５５、５６、５７、５８によって区画された各貯蔵室の周囲を囲むように配置されている。しかし、上述のように、貯蔵室には冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室Ｒ、野菜室Ｖだけではなく、冷凍温度帯の貯蔵室である製氷室Ｉ、切替室Ｓ及び冷凍室Ｆを備えているため、庫内温度と外気温度との差がそれぞれの貯蔵室で異なることとなる。一方、放熱パイプ５９は、冷凍サイクルの冷媒回路を使用し、一本の放熱パイプを引き回して使用しているため、温度に大きな違いはなく、図５にしめすように放熱パイプ５９を配設した場合には以下のような問題を生ずる場合があった。

すなわち、例えば、結露防止に必要な熱量を温度帯の低い冷凍室に合わせた場合、温度帯の高い冷蔵室Ｒ、野菜室Ｖにおいては必要以上の熱が発生することとなり、庫内へ熱が侵入し冷却効率の劣化を招く恐れがある。また、結露防止に必要な熱量を温度帯の高い冷蔵室に合わせた場合、温度帯の低い冷凍温度帯の各室においては結露を十分に防止できないこととなる。

また、特に冷蔵室の上側の天井板と扉の接する当接面は、他の仕切部に比べてそれほど冷却されないため、結露防止のために必要な熱量が少ない箇所である。そのため特許文献２に記載されたように、当接面内側でなく当接面近傍に結露防止パイプを配置したとしても、庫内への熱侵入は依然として大きく、冷蔵庫の効率を下げる大きな要因となる。

そこで、特許文献２に記載のように、冷蔵温度帯の貯蔵室のように結露しにくい部分には扉に接する当接面に放熱パイプを配置せず、側板の放熱パイプを扉に接する当接面に近接させることが考えられる。しかし、発熱位置と結露位置との間を離間することとなるため、熱伝導によって結露位置へ熱を伝える必要がある。この場合は、発熱位置と結露位置とがほぼ同位置である場合と比較して外気温の影響を受けやすいこととなる。

さらには、上記の従来例は真空断熱材の配設を考慮したものではなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の温度帯の貯蔵室を備えた冷蔵庫においても各貯蔵室周縁部の結露を防止し、かつ扉周縁部からの熱侵入を低減した冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、上方から冷蔵室、野菜室、冷凍室の順に区画され、これらの各貯蔵室の開口周縁部に結露防止手段を備えた冷蔵庫において、本発明は、前記冷凍室の上側の前記開口周縁部を電気ヒータによって加熱されることとした。

また、箱体の内板と外板との間を断熱壁とし、この断熱壁に真空断熱材を用いた冷蔵庫において、本発明は、前記箱体上方に配置され冷蔵温度帯に制御される冷蔵室と、前記箱体の側板に配置される真空断熱材の外周を覆うように配設され、前記冷蔵室を冷却するための冷凍サイクルの冷媒が流れる冷媒管を箱体外板と当接させて放熱を行う放熱パイプと、前記箱体の天面外板と当接して備えられる電気ヒータと、を備え、
前記放熱パイプのうち、前記側板に配置される真空断熱材よりも前面側に配設される放熱パイプは、前記側板に配置される真空断熱材との間の距離よりも前記冷蔵室の前面開口周縁部と間の距離を大きくした。

また、上記の冷蔵庫において、前記放熱パイプのうち、前記側板に配置される真空断熱材よりも奥側に配設される放熱パイプと前記側板に配置される真空断熱材との間の距離を、前記放熱パイプのうち、前記側板に配置される真空断熱材よりも前面側に配設される放熱パイプと前記側板に配置される真空断熱材との間の距離よりも大きくした。

また、熱伝導率の大きい鋼板製の外箱と前記鋼板より熱伝導率の小さい合成樹脂製の内箱と前記外箱と前記内箱間に配設された断熱材とで構成された本体と、本体内部を仕切部材で区画し複数の貯蔵室を構成した冷蔵庫において、温度帯の低い貯蔵室の前面開口を形成する部材の前面部に冷媒の循環する放熱パイプを配置し、温度帯の高い貯蔵室の前面開口を形成する部材の前面部に結露防止用のヒータを配置した。

また、上記の冷蔵庫において、結露防止用のヒータを検出された冷蔵庫外部の外気温に応じて制御することとした。

本発明によれば、複数の温度帯の貯蔵室を備えた冷蔵庫においても各貯蔵室周縁部の結露を防止し、かつ扉周縁部からの熱侵入を低減した冷蔵庫を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る冷蔵庫を模式的に示した図である。本実施例の大きな特徴は、放熱パイプ９と電気ヒータ１０とを用いて結露を防止することにある。

この冷蔵庫１の本体は、前方に開口する鋼鉄製の外箱と、この外箱内に間隔を持たせて組み込まれた前方に開口する合成樹脂製の内箱と、これら外箱と内箱間に配設された断熱材とから構成されている。この断熱材については後述する。

冷蔵庫本体１は上方から冷蔵室Ｒ、野菜室Ｖ、冷凍温度帯の貯蔵室の順に配設されている。冷蔵温度帯の貯蔵室は、野菜室Ｖの下側に配設され、上段側には製氷室Ｉ及び切替室Ｓが配置され、下段側には冷凍室Ｆが配置される。なお、切替室Ｓは、３℃〜−１８℃の間の温度に設定可能な貯蔵室であるが、この位置は切替室Ｉである必要はなく、急速冷凍が可能な上段冷凍室を配置してもよい。各貯蔵室の温度は、冷蔵室Ｒを約３℃、野菜室Ｖを約５℃、製氷室Ｉを約−１８℃、切替室Ｓを−１８℃〜３℃、冷凍室を約−１８℃とするように図示しない制御部によって冷凍サイクルが制御されている。切替室Ｓの代わりに急速冷凍室を配置する場合には、急速冷凍可能な温度に制御される。

各貯蔵室の間は、冷蔵室Ｒと野菜室Ｖとの間を仕切るＲＶ仕切り５、野菜室Ｖと上段冷凍室である製氷室Ｉ及び切替室Ｓとの間を仕切るＶＦ仕切り６、製氷室Ｉと切替室Ｓとの間を仕切るＩＳ仕切り７、及び上段冷凍室と下段冷凍室である冷凍室Ｆとの間を仕切るＦＦ仕切り８によってそれぞれ区画されている。

各貯蔵室の開口部には、各貯蔵室に対応して開閉自在に密閉される扉（図示せず）が設けられ、各扉には庫内と外気とをシールするため、扉ガスケット（図示せず）が設けられている。この扉ガスケットと本体側の開口を形成する部材の前面部で庫内温度と外気温度との差異によって結露が生じる恐れがあるために放熱手段を設けている。この放熱手段について詳述する。

各貯蔵室の開口周縁部には放熱手段として放熱パイプ９ａを備えている。この放熱パイプ９ａは冷凍サイクルを構成する冷媒管であり、図示しない圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、及び蒸発器との間を接続して冷媒が循環し、かつ、図示しない凝縮器の下流側に接続されて放熱するため、管内の冷媒が凝縮される。すなわち、放熱パイプ９は凝縮器の一部を構成するものである。したがって、放熱パイプ９ａを貯蔵室の前面周縁部に配設すれば、結露を防止することができる。本実施例では、ＲＶ仕切り５、ＶＦ仕切り６、ＩＳ仕切り７、及びＦＦ仕切り８の各仕切りにおいて、扉のガスケットと当接する当接面の内側に放熱パイプ９ａを配置し、また、前面周縁部のうち、各仕切りを除く両側周縁部にも同様に放熱パイプを配置したので、結露が生じやすい部位であるガスケット当接面に熱が伝わりやすく、結露を効果的に防止することができる。

なお、図１に示したようにＲＶ仕切り５には放熱パイプ９ａを１本配置しているが、他の仕切り６、７、８には２本の放熱パイプ９ａを配置している。これは以下の理由によるものである。第一に、ＲＶ仕切り５は冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室Ｒと野菜室Ｖとの間を仕切るものであるため、他の仕切りと比較して庫内外の温度差が小さく、結露が生じにくい部分であることによるものである。換言すれば、放熱パイプ９ａを２本配置する必要性が、他の仕切りに比較して低いからである。第二に、放熱パイプ９ａは、上述のように冷凍サイクルの冷媒管であることから、いわゆる一筆書きで配設されることによるものである。

上記の実施例によれば、各仕切りに生ずる結露を放熱パイプ９ａを用いて効果的に防止することができるが、冷蔵室Ｒの周縁部については、ＲＶ仕切り５を除けば放熱パイプ９ａが配設されないため、結露が生じ得る。したがって、冷蔵室Ｒの両側周縁部２及び上方周縁部３の結露を防止する必要がある。そこで、本実施例では、両側周縁部２については外箱の側板に配設される放熱パイプ９ｂを用いることとしている。すなわち、放熱パイプ９ｂを前面の開口周縁部に近づけて配設し、この放熱パイプ９ｂの放熱の熱伝導によって両側周縁部２の結露を防止する。また、上方周縁部３には電気ヒータ１０を配設することによって結露を防止する。

以下、図１及び図２を用いて冷蔵室Ｒの開口周縁部の結露防止の構成について説明する。図２は、本実施例の冷蔵庫１の側板部分における放熱パイプ９ｂと真空断熱材１３の配設関係を示す図である。

まず、冷蔵室Ｒの両側周縁部２の結露防止について説明する。上述のように、冷蔵室Ｒの両側周縁部２には放熱パイプ９は配設されておらず、この部分の結露防止は側板に配設される放熱パイプ９ｂによってなされるため、この両側周縁部２と側板に配設される放熱パイプ９ｂとの距離Ｌ１が重要となる。このＬ１寸法によって、両側周縁部２の温度が変化するからである。

ところで、冷蔵庫１本体の側板には真空断熱材１３が配設されている。真空断熱材は、芯材をガスバリア性を有する外包材で覆い、内部を減圧して高い真空状態とすることによって形成される断熱材であり、ウレタン等の発泡断熱材と比較して断熱性能に優れている。このような真空断熱材は、内部の真空状態を維持する必要があることから、外包材はガスバリア性を有することが必須とされており、通常、外包材は金属層を有するラミネートフィルムによって構成されている。

このような真空断熱材は、外包材に金属層を有することから、この周囲の金属層を介して熱が伝わる、いわゆるヒートブリッジ現象が発生する。このヒートブリッジ現象が発生すると、真空断熱材の周囲縁部における熱伝導が大きくなってしまい、冷蔵庫内への熱侵入が大きくなってしまう。さらに、本実施例のように、真空断熱材１３の外周を囲むように放熱パイプ９ｂを配置する場合には、真空断熱材１３の周囲縁部の近くに熱源が位置することになる。したがって、放熱パイプ９ｂと真空断熱材１３との間の距離Ｌ２が重要となる。

本実施例では、Ｌ１＞Ｌ２となるように放熱パイプ９ｂと真空断熱材１３とを配設している。ただし、Ｌ２寸法を非常に小さくして真空断熱材１３と近接させると、ヒートブリッジによる庫内への熱侵入が大きくなるため、Ｌ２は15mm以上としている。また、Ｌ１寸法を大きく取りすぎると、両側周縁部２の結露防止効果が小さくなるため、Ｌ１寸法を40mm以下としている。

図２に冷蔵庫１本体の側板部分の真空断熱材１３と放熱パイプ９ｂとの位置関係を示す。図２において、図中左側は、扉が取り付けられる冷蔵庫前面側であり、図中右側は冷蔵庫の奥側である。図に示すように、真空断熱材１３の周囲縁部と放熱パイプ９ｂとの距離は、前面側寸法Ｌ２よりも大きな距離を隔てて配設されている。冷蔵庫の奥側は、図示しない冷気通路や、冷凍サイクルを構成する蒸発器（冷却器）が配設されるため、庫内前面よりも温度が低く、ヒートブリッジによる熱侵入の影響を受けやすいことから、このような寸法関係となっている。

図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。冷蔵室Ｒの上側に位置する開口周縁部である上方周縁部３とこの上方周縁部３の結露を防止するための電気ヒータ１０との関係を示している。図３において、図中右側が扉の取り付けられる冷蔵庫前面側であり、図中左側は冷蔵庫の奥側である。上方周縁部３には、点線で示した扉体のガスケットが当接し、冷蔵室Ｒ内を密閉している。電気ヒータ１０は、天面外板に接触するように配設されており、この電気ヒータ３０が発熱することによって、上方周縁部３の露付を防止する。

図３の中で、符号１４で示す部分は、冷蔵室内の天井面を形成する樹脂製の内板であり、この内板１４と天面外板との間を断熱部としている。本実施例においては、天面の真空断熱材１３’は、内箱１４側に配設されており、天面外板に接触して備えられる電気ヒータ１０との間には発泡断熱材が充填される断熱部が存在している。したがって、ヒートブリッジ現象の影響を受けることがない。また、電気ヒータ１０が庫内壁となる内板１４と当接せず、電気ヒータ１０と内板１４との間は常に断熱材が位置しているため、庫内への熱侵入を極力抑えることができる。

この電気ヒータ１０は、図１に示すように、天面奥側に配置された基板１１と配線でつながれている。基板には、冷蔵庫の制御を司る図示しない制御部が搭載され、電気ヒータ１０も基板上の制御部によって制御される。この制御部は外気温センサ１２と接続され、本実施例では、制御部は外気温センサ１２の入力によって、電気ヒータ１０の出力が制御されるものである。

この電気ヒータ１０の出力制御について図４を用いて説明する。図４は、外気温ＴＣとヒータ出力との関係を示すグラフである。このように外気温に応じて電気ヒータ１０の出力を変化させるのは以下の理由による。すなわち、この電気ヒータ１０は、上方周縁部３に生ずる結露を防止するためのものであるが、この上方周縁部３は、各貯蔵室の開口周縁部の中でも最も結露が生じ難い周縁部である。なぜなら、外気温と庫内との温度差が最も小さいからであり、外気温によっては結露が全く生じない部分でもある。したがって、本実施例では、この上方周縁部３の結露防止に制御可能な電気ヒータ１０を使用することとしている。

図４に示すように、外気温ＴＣが９℃以下の場合には、電気ヒータ１０の出力はゼロとし、ＴＣが上昇するに従って、出力を大きくするように制御部によって制御される。また、出力が最大となる場合であっても３Ｗ程度の出力で問題はなく、電力の消費も最小限に押えることができる。従来例に示すように、放熱パイプによって上方周縁部３の結露を防止する場合には、外気温によって直接的に制御をすることができないため、結露が生じないような場合であっても上方周縁部３が加熱されて、庫内へ熱侵入してしまい、全体的な電力消費が増大してしまう場合があったが、本実施例ではそのようなことがなく、しかも電気ヒータ１０の出力も非常に小さくすることができ、省エネに寄与することができる。

なお、この電気ヒータ１０の発熱温度は、放熱パイプ９と同程度か、あるいは低い温度とすることとし、そのような温度となるようにヒータ出力は制御される。

以上、本発明の実施例によれば、冷蔵室Ｒの上側の上方周縁部３のように結露しにくい部分には、当接面に近い位置に電気ヒータ１０を配置して、結露防止に必要なだけの熱量を当接面に加えるようにしたので、冷蔵室Ｒに流入する熱を抑えることができるとともに、結露も防止することができる。

また、電気ヒータ１０を用いることで、放熱パイプではできなかった細やかな制御が可能となり、庫外の外気温度にあわせてヒータから前記当接面に加える熱量を調整することができ、室へ流入する熱量を極力抑えることができる。

各貯蔵室の開口周縁部の結露防止構造を示す図。 冷蔵庫の側板部分の放熱パイプと真空断熱材の配設関係を示す図。 図１のＡ−Ａ断面図。 外気温ＴＣとヒータ出力との関係を示すグラフ。 結露防止手段を備えた従来の冷蔵庫を模式的に示した図。

符号の説明

１…冷蔵庫本体、２…両側の開口周縁部、３…上方の開口周縁部、４…下方の開口周縁部、５…冷蔵室と野菜室とを仕切る仕切、６…野菜室と製氷室および切替室とを仕切る仕切、７…製氷室と切替室とを仕切る仕切、８…製氷室および切替室と冷凍室とを仕切る仕切、９…放熱パイプ、１０…電気ヒータ、１１…基板、１２…外気温センサ、１３…真空断熱材、１４…内板。

Claims (5)

1. 上方から冷蔵室、野菜室、冷凍室の順に区画され、これらの各貯蔵室の開口周縁部に結露防止手段を備えた冷蔵庫において、
   前記冷蔵室の上側の前記開口周縁部は、電気ヒータによって加熱される冷蔵庫。
2. 箱体の内板と外板との間を断熱壁とし、この断熱壁に真空断熱材を用いた冷蔵庫において、
   前記箱体上方に配置され冷蔵温度帯に制御される冷蔵室と、
   前記箱体の側板に配置される真空断熱材の外周を覆うように配設され、前記冷蔵室を冷却するための冷凍サイクルの冷媒が流れる冷媒管を箱体外板と当接させて放熱を行う放熱パイプと、
   前記箱体の天面外板と当接して備えられる電気ヒータと、を備え、
   前記放熱パイプのうち、前記側板に配置される真空断熱材よりも前面側に配設される放熱パイプは、前記側板に配置される真空断熱材との間の距離よりも前記冷蔵室の前面開口周縁部と間の距離を大きくした冷蔵庫。
3. 請求項２に記載の冷蔵庫において、前記放熱パイプのうち、前記側板に配置される真空断熱材よりも奥側に配設される放熱パイプと前記側板に配置される真空断熱材との間の距離を、前記放熱パイプのうち、前記側板に配置される真空断熱材よりも前面側に配設される放熱パイプと前記側板に配置される真空断熱材との間の距離よりも大きくした冷蔵庫。
4. 熱伝導率の大きい鋼板製の外箱と前記鋼板より熱伝導率の小さい合成樹脂製の内箱と前記外箱と前記内箱間に配設された断熱材とで構成された本体と、本体内部を仕切部材で区画し複数の貯蔵室を構成した冷蔵庫において、温度帯の低い貯蔵室の前面開口を形成する部材の前面部に冷媒の循環する放熱パイプを配置し、温度帯の高い貯蔵室の前面開口を形成する部材の前面部に結露防止用のヒータを配置したことを特徴とする冷蔵庫。
5. 結露防止用のヒータを検出された冷蔵庫外部の外気温に応じて制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
   

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