JP2008215787A - 除霜ヒータ付き冷却器と除霜ヒータ付き冷却器を備えた冷蔵庫 - Google Patents

除霜ヒータ付き冷却器と除霜ヒータ付き冷却器を備えた冷蔵庫 Download PDF

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Abstract

【課題】冷却器の除霜効果を大幅に改善し、除霜時の消費電力を低減した上で、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現する冷却器を提供する。
【解決手段】貯蔵室を形成する断熱箱体である冷蔵庫本体100内に配設された冷却器120は、冷却管121とフィン123とからなり、冷却管121に、抵抗体からなるヒータ線133とヒータ線133を覆う金属管135と金属管135内に充填された絶縁材136とで構成された金属管ヒータである除霜ヒータ130を接触させているので、冷却管121からの熱伝導と管内対流の大幅な向上が図られ、除霜を効率良く行うことが可能となる。
【選択図】図3

Description

本発明は、除霜ヒータを有する冷蔵庫等の冷却器及びこの冷却器を備えた冷蔵庫に関するものである。
近年、冷蔵庫における省エネが市場において強く求められる中、除霜用ヒータの消費電力も見直されようしている。また、冷凍サイクル中の冷媒は、フロンガスによるオゾン層破壊や地球温暖化問題に対応するため、従来使用されていたハイドロフルオロカーボン(HFC)から、オゾン層の破壊がなく、地球温暖化係数の低いイソブタン(R600a)など炭化水素系冷媒(以下、「HC冷媒」という。)への切換え採用が進んでいる。
このHC冷媒、例えばイソブタンは可燃性冷媒であることから、冷媒漏れを生じた場合には火花などで引火し火災に発展する可能性があり、HC冷媒を使用する冷蔵庫では、電気部品やリレーなどの接点、除霜ヒータの発熱などにより着火して発火する可能性があるため、様々な防爆対応が考えられている。
このような従来からの除霜ヒータの省エネ性や安全性に関わる問題点を解消する目的のために、冷却器と除霜ヒータの構成について改善を図った冷蔵庫が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
加えて、従来の冷蔵庫は、最下部に配設された貯蔵室の庫外側後方領域に機械室を形成し、この機械室内に冷凍サイクルの圧縮機を収容するものが一般的であるが、このような構成であると、機械室に最下部の貯蔵室の収納スペースが侵害されて収納容積が減少し、また収納スペースの空間形状も機械室の突出部を除いた複雑な形状となって収納性がよくないものとなっていた。これに対し、断熱箱体の貯蔵室内最上部の後背部が下がるように窪ませた凹部を設け、その凹部に冷凍サイクルの圧縮機などの高圧側の構成機器を収納するという冷蔵庫が提案されており、冷却器および除霜用ヒータの収納スペースは奥行き方向に薄く、かつ高さ方向を低く制限し、貯蔵室の収納量を大きく確保した冷蔵庫が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
図9は、特許文献1に記載された従来の冷蔵庫の冷却器周辺の拡大断面図を示すものである。
図9に示すように、長尺の冷却管12に所定ピッチでアルミニウムの薄肉小片からなるフィン13を積重ねて嵌入し、その後冷却管を蛇行曲折して各貯蔵室内の背面幅に対応する所定幅とフィンの奥行き寸法と曲折による高さ寸法を有する直方体としたものである。
フィン13は冷却管12の直管部のみに配設しており、パイプ端部の曲成部には、冷却管の上下に亙る比較的厚肉の短冊状の剛体からなる端板15を配置し、この端板15に穿設した嵌入孔15aを曲成部に合致させるとともに、両側から冷却管12とフィン13部を挟持固定することで冷却器8を形成している。
端板15は、フィン13の最下縁からさらに下方に延設しており、延設部の両端板間には冷却器8の霜取りをおこなう除霜ヒータ16を架設するように構成する。
輻射ヒータ16と冷却器8のフィン最下端部との間には、ヒータカバー23を配置する。ヒータカバー23は、輻射ヒータ16の上方部を保護するとともに、除霜時に冷却器8に付着した霜が融解し水滴となって落下する際、高温のガラス管17の表面に触れて蒸発音を発生させないためのものであり、輻射ヒータ16と同様に、端板15に形成したスリット状の係止溝15c(図示せず)に側方から嵌め込んで保持している。
なお、ヒータカバー23は、前述した冷却器8の組立時に蛇行成形した冷却管12およびフィン13とともに端板15間に挟み込んで固定すればよく、その断面形状は、フィン13から落下してくる除霜水を受けて下方の排水樋25へ流れ易くするように山形に形成するとともに、中央の頂部近傍の斜面部には、庫内幅方向に亙って開口する複数のスリット23aを穿設している。
ここで、除霜動作に入ると、発熱した輻射ヒータ16により生じた暖気と輻射の効果により、まずヒータカバー23を加熱し、さらにスリット23aを通って冷却器8を加熱する。
また、暖気により加熱されたヒータカバー23からの熱伝導により、端板15が加熱されることでも除霜が促進される。
図10は、特許文献2に記載された従来の冷蔵庫の縦断面図を示すものである。
図10に示すように、断熱箱体1は、上から順に、冷蔵室2、冷凍室3、野菜室4を有し、冷蔵室2の前面開口には、冷蔵室回転扉5を設けている。また、断熱箱体1の中央から下方部に位置する冷凍室3と野菜室4は収納性と使い勝手を考慮して、簡易に取り出しが行える引き出しタイプの冷凍室引き出し扉6と野菜室引き出し扉7を設けてある。冷蔵室2の庫内には複数の収納棚8が設けられており、冷凍室3と野菜室4には上面開口形状の収納容器9a,9bが取り付けてある。この収納容器9a,9bは前後方向のレール(図示せず)に、ローラで前後方向へ移動可能に支持されている。
断熱箱体1に設けた凹部10は、外箱上面11と外箱背面12に渡る天面後背部を冷蔵室2の最上部の後背部が下がるように窪ませた箇所である。凹部10はその左右が断熱箱体1の左右壁にて塞がれ上方および背方に開放しており、この凹部10の開放部は、上板13とこれにほぼ直角な背板14とからなる凹部カバー15にて覆われている。また、凹部カバー15はネジなどにて断熱箱体1に取外し可能に固定されている。
冷凍サイクルの構成機器である圧縮機16と凝縮器17は機械室ファン18と共に凹部10内に収まるように配設され、上板13と背板14で構成された凹部カバー15にて覆われている。
冷凍サイクルの構成機器である冷却器20および除霜ヒータ(図示せず)は冷凍室3の背面の限られたスペースに構成されている。
特開2004−190959号公報 特開2001−99552号公報
しかしながら、上記従来の構成では、スリットを通過する暖気の影響により、主に輻射ヒータの表面温度の低減に有効であるが、除霜ヒータの有効活用による省エネ効果が充分でないという課題を有していた。
また、上記従来の構成では、冷却器と除霜ヒータの距離を縮めるに至っておらず、限られた高さ空間内部に収納するには適していないという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷却管を積極的に過熱して冷却管の熱伝導および冷却管内の冷媒の対流効果すなわちサーモサイフォン効果を向上させることにより、除霜時の消費電力を大幅に低減し、かつ冷却器と除霜ヒータの総合高さを低く抑えることで、限られた空間への配置が可能となる除霜ヒータ付き冷却器を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の除霜ヒータ付き冷却器は、内部を冷媒が流動し、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された冷却管と、前記冷却管挿入用の長穴を有し、前記冷却管の前記直管部の管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられて前記冷却管に貫通される複数のフィンと、からなる冷却器と、前記冷却器を除霜する為の除霜ヒータと、を備え、前記除霜ヒータは前記冷却管に接触するように配設したものである。
これによって、冷却管を積極的に過熱して冷却管の熱伝導を向上させ、かつ冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果の向上が可能となるので、除霜時の消費電力を大幅に低減できる。
また、冷却管に接触するように除霜ヒータを配設したことで、冷却器内に除霜ヒータを収めることができることで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現でき、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができる。
また、除霜ヒータの表面の熱は、冷却管へ熱伝導するため、除霜ヒータの表面温度を低下させることができる。
本発明の除霜ヒータ付き冷却器は、冷却管への熱伝導により除霜効率を向上させることができ、除霜時の消費電力を大幅に低減できる。
また、可燃性冷媒を使用した場合においては、除霜ヒータの熱は、除霜ヒータと接触させた冷却管へ熱伝導する為、ヒータ線の熱容量を低下させることなく、除霜ヒータの表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に抑えることができる。
請求項1に記載の発明は、内部を冷媒が流動し、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された冷却管と、前記冷却管挿入用の長穴を有し、前記冷却管の前記直管部の管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられて前記冷却管に貫通される複数のフィンと、からなる冷却器と、前記冷却器を除霜する為の除霜ヒータと、を備え、前記除霜ヒータは前記冷却管に接触するように配設したものであり、冷却管を積極的に過熱して、冷却管自身を過熱させるとともに冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果を活用することができ、除霜効率を向上させることができるため、除霜時の消費電力を大幅に低減できる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記除霜ヒータは、前記フィンの冷却管挿入用の長穴から挿入させて前記冷却管と接触させたものであり、冷却器内に除霜ヒータを収めることができることで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現でき、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができるので、使用者の使い勝手をより向上させることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記除霜ヒータは、抵抗体からなるヒータ線と、前記ヒータ線を覆う金属管と、前記金属管内に充填された絶縁材と、で構成された金属管ヒータとしたものであり、外側の金属管が冷却管と接触することから除霜ヒータ表面の熱を冷却管を経由して熱交換器へ効率よく熱伝導できることから、表面温度を低くできる。また、外側が金属管で構成されていることから、霜や氷の成長によるガラス管割れが防止できることから安全確保ができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記除霜ヒータは、二つの直管部と曲管部を有するU字形状を有することにより、除霜ヒータの挿入性向上が図られ生産性を向上させることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記除霜ヒータは、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工されたことにより、除霜ヒータの個数を低減できることから、部品点数削減が図られ、低コスト化が実現できる。
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記金属管は、アルミニウムで成形したことにより、アルミニウムの高い熱伝導性を利用して金属管の熱を効率よく冷却管へ熱を伝えることができるので、より除霜効率を向上させることができる。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の発明において、前記冷却管内を流動する冷媒を可燃性冷媒としたものであり、金属管表面の熱が冷却管へ熱伝導することから、除霜ヒータの熱容量を低下させること無く、金属管の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に抑えることができるため、万が一可燃性冷媒が冷蔵庫内に漏洩した状況で除霜ヒータが発熱しても、表面温度が冷媒の発火温度未満であるので漏洩した冷媒に引火することはなく安全である。また、除霜効率が高く除霜時の消費電力を大幅に低減した冷蔵庫が提供できる。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷蔵庫の側面図、図2は、同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図、図3は、同実施の形態における冷却器の正面図、図4は、同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図である。
図1から図4において、断熱箱体である冷蔵庫本体100の天井部後方には、圧縮機110が配設されており、冷蔵庫本体100内部には複数の貯蔵室が区画形成されており、最下部には第一の貯蔵室である冷凍室101が、冷凍室101の上部には第二の貯蔵室である野菜室102が区画形成されている。
ここで、冷凍サイクルには、可燃性冷媒であるイソブタンが封入されている。
冷却室103は、冷凍室101と野菜室102の後方に2つの貯蔵室にまたがるように区画形成されている。
ここで、本実施の形態のように圧縮機110を天井部後方に配置し、冷凍室101および野菜室102の奥行き寸法の拡大を図った冷蔵庫においては、冷却器120は、奥行き方向の寸法規制もさることながら、高さ寸法に対しても可能な限りのサイズダウンが要求される。
冷却器120は、冷却室103内に配設されたオールアルミ熱交換器であり、主に、冷却管121と、アキュームレータ122と、フィン123と、から構成されている。
冷却管121は、アルミ管を直管部121aと曲管部121bを有する蛇行状に曲げ加工されている。入口管124から流入した冷媒は熱交換した後、出口管125から流出することになる。
アキュームレータ122は、冷却器120の冷媒の流れ方向において下流側に位置し、冷却器120の上方に配設されている。
フィン123は、冷却管121の直管部121aの管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられており、表面には冷却管121の貫通用の長穴123aを有している。
冷却器120は、冷却管121を長穴123aに挿入した後、冷却管121をメカニカル拡管または液圧拡管することにより、冷却管121とフィン123を密着固定している。
なお、長穴123aの巾は冷却管121の外径とほぼ同等とすることで、より冷却管121とフィン123を密着できる。
除霜ヒータ130は、金属抵抗体をコイル状に形成したヒータ線133と、ヒータ線を覆うアルミニウムで成型された金属管直管部135aと金属管曲管部135bを有するU字形状を有する金属管135と、金属管135内に充填された絶縁材136と、からなる金属管ヒータである。
除霜ヒータ130は、フィン123の冷却管挿入用の長穴123aから挿入し、冷却管121と金属管135とが接触するように配設されている。
なお、金属管135の外径は長穴123aへの挿入性を考慮して冷却管121と同等以下とするのが望ましい。
また、金属管135は熱伝導性、電食などの腐食の面から冷却管121と同じ種類の純アルミニウム系を用いるのが最適であるが、他のアルミニウム合金を用いてもよい。
また、除霜ヒータ130は、金属管135を曲げた際のスプリングバックと長穴123aとの接触により冷却管121と接触させるのが製造コスト面より望ましい。その他の接触方法として、金属管135を長穴123aに挿入後、マンドレル等を用いて強制的に金属管135を扁平させて冷却管121との接触をより強固にする方法がある。
したがって、除霜ヒータ130は冷却管121を介して冷却器120に密着されており、冷却器120内に除霜ヒータ130を収めることができるため、従来の技術にくらべて、冷却器120と除霜ヒータ130の総合高さが低減されている。
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
まず、冷却運転により、冷却器120全体が着霜して行く。ここで、除霜ヒータ130の金属管135は、冷却管121に接触されているので、冷却管121やフィン123と同様に着霜することになる。
この時、金属管135が着霜することは、異常事態を想定すれば成長した霜、氷により強い外部圧力を受けることが考えられるが、本実施の形態のようにアルミニウム材で成形された金属管135を用いることで、従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、ガラス管割れやヒータ線の露出を抑制することができる。
また、冷却運転時に除霜ヒータ135の金属管135が同様に冷却されることで、金属管135は冷却器120の一部として伝熱外面積を増加させることになるため、冷却器120の冷却能力を増大させることができる。
ここで、本実施の形態においては、制御部(詳細の説明を省く)が圧縮機の積算運転時間によりデフロスト運転に突入すると、除霜ヒータ130に所定の電圧が印加される。
除霜ヒータ130に所定の電圧が印加されることで、ヒータの表面温度が上昇し、まず除霜ヒータ130の金属管135の表面に付着した霜が融解する。さらに除霜ヒータ130からの熱は、金属管135から接触されている冷却管121に効率良く熱伝達される。
つぎに、冷却管121を介して、フィン123に熱伝導されていくことにより、冷却器120全体が加熱されて効率良く除霜が行われる。
加えて、冷却管121が加熱されることにより、冷却管121の内部の冷媒も加熱されることになり、加熱された冷媒の対流効果、すなわち冷媒のサーモサイフォン効果を効率的に活用でき、除霜効果を大幅に向上できることから冷却器120の上部をすばやく加熱することができる。
なお、冷却器120において容量の異なる除霜ヒータ130を配設する、例えば比較的除霜困難な冷却器120の上部には大容量の除霜ヒータ130を配設し、比較的除霜容易な冷却器下部には、小容量の除霜ヒータ130とするなどにより、効率よく冷却器120を加熱することもできる。
また、冷却器120内に除霜ヒータ130を配設したことで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現できることで、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができるので、使用者の使い勝手をより向上させることができる。
また、融解した霜や水は金属管135に接触することになるが、金属管135の熱は、冷却管121へ伝熱しており、金属管135の表面温度は低下していることから、霜や水が金属管135の表面に付着しても突沸現象などによる異音発生を防止することができる。
なお、金属管135の表面温度をさらに下げる方法としては、冷却管121と非接触な金属管135表面に放熱用のリブやフィンを設けることも効果的である。
また、金属管135の採用により従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、霜や水の付着による熱膨張率によるガラス管割れも防止することができる。
以上のように本実施の形態の冷蔵庫の除霜ヒータ付き冷却器は、冷蔵庫本体100内に配設され、冷却管121とフィン123と冷却管121に接触させたU字形状である金属管135を有した除霜ヒータ130と、からなり、冷却器120の冷却管121には、除霜ヒータ130の金属管135を接触させているので、冷却管121の熱伝導と管内対流の向上が図られ、除霜を効率良く行うことが可能となる。
さらに、除霜ヒータ130が、金属管135を用いた金属管ヒータであることにより、異常着霜時でも、電熱線の露出防止およびガラス割れを抑制することができる。
さらに、圧縮機110が天井部後方に配置され、第一の貯蔵室である冷凍室101と第二の貯蔵室である野菜室102の後方に2つの貯蔵室にまたがるように区画形成された冷却室103内に、冷却器120と冷却器120内に除霜ヒータ130を配設したことで、従来の技術に比べて冷却器120と除霜ヒータ130の総高さ寸法が低減できたことにより、収納スペースの拡大が可能となる。
また、第一の貯蔵室である冷凍室101のほぼ底部から第二の貯蔵室である野菜室102のほぼ天部までの二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器120を収容する冷却室103として活用することができるので、この冷却室103の高さを生かして冷却器120の高さ寸法を大きくするとともに冷却器120の奥行き寸法を短縮させれば冷却能力を維持しながら冷却器120の薄型化が図れる。その結果、冷却室103の厚みを薄くすることができ、圧縮機110が冷凍室101および野菜室102の二つの貯蔵室の領域外にあるため二つの貯蔵室内を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、冷凍室101および野菜室102二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器120を収容する冷却室103としたが、圧縮機が第一の貯蔵室である冷凍室101以外の領域にある冷蔵庫において、冷凍室101の背面のほぼ全高に冷却室103を備えることもでき、その場合では冷凍室101を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、図3に示すように全ての長孔にU字形状の金属管135を接触させたが、必ずしも全ての長孔にU字形状の金属管135接触させる必要はなく、必要に応じて、例えば、長孔のひとつおきにU字形状の金属管135を接触させてもよい。
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における冷蔵庫の側面図、図6は、同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図、図7は、同実施の形態における冷却器の正面図、図8は、同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図である。
図5から図8において、断熱箱体である冷蔵庫本体100の天井部後方には、圧縮機110が配設されており、冷蔵庫本体100内部には複数の貯蔵室が区画形成されており、最下部には第一の貯蔵室である冷凍室101が、冷凍室101の上部には第二の貯蔵室である野菜室102が区画形成されている。
ここで、冷凍サイクルには、可燃性冷媒であるイソブタンが封入されている。
冷却室103は、冷凍室101と野菜室102の後方に2つの貯蔵室にまたがるように区画形成されている。
ここで、本実施の形態のように圧縮機110を天井部後方に配置し、冷凍室101および野菜室102の奥行き寸法の拡大を図った冷蔵庫においては、冷却器120は、奥行き方向の寸法規制もさることながら、高さ寸法に対しても可能な限りのサイズダウンが要求される。
冷却器120は、冷却室103内に配設されたオールアルミ熱交換器であり、主に、冷却管121と、アキュームレータ122と、フィン123と、から構成されている。
冷却管121は、アルミ管を直管部121aと曲管部121bを有する蛇行状に曲げ加工されている。入口管124から流入した冷媒は熱交換した後、出口管125から流出することになる。
アキュームレータ122は、冷却器120の冷媒の流れ方向において下流側に位置し、冷却器120の上方に配設されている。
フィン123は、冷却管121の直管部121aの管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられており、表面には冷却管121の貫通用の長穴123aを有している。
冷却器120は、冷却管121を長穴123aに挿入した後、冷却管121をメカニカル拡管または液圧拡管することにより、冷却管121とフィン123を密着固定している。
なお、長穴123aの巾は冷却管121の外径とほぼ同等とすることで、より冷却管121とフィン123を密着できる。
除霜ヒータ130は、金属抵抗体をコイル状に形成したヒータ線133と、ヒータ線133を覆うアルミニウムで成形された金属管直管部135aと曲げられた金属管曲管部135bとを有する蛇行状に曲げ加工された金属管135と、金属管135内に充填された絶縁材136とからなる金属管ヒータである。ここで、蛇行状に曲げ加工された金属管135とは、連続的に曲げ加工され1本の金属管からなるものであり、サーペンタイン状のことを意味する。
除霜ヒータ130は、フィン123の冷却管挿入用の長穴123aから挿入し、冷却管121と金属管135とが接触するように配設されている。
なお、金属管135の外径は長穴123aへの挿入性を考慮して冷却管121と同等以下とするのが望ましい。
また、金属管135は熱伝導性、電食などの腐食の面から冷却管121と同じ種類の純アルミニウム系を用いるのが最適であるが、他のアルミニウム合金を用いてもよい。
また、除霜ヒータ130は、金属管135を曲げた際のスプリングバックと長穴123aとの接触により冷却管121と接触させるのが製造コスト面より望ましい。その他の接触方法として、金属管135を長穴123aに挿入後、マンドレル等を用いて強制的に金属管を扁平させて冷却管121との接触をより強固にする方法がある。
したがって、除霜ヒータ130は冷却管121を介して冷却器120に密着されており、冷却器120内に除霜ヒータ130を収めることができるため、従来の技術にくらべて、冷却器120と除霜ヒータ130の総合高さが低減されている。
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
まず、冷却運転により、冷却器120全体が着霜して行く。ここで、除霜ヒータ130の金属管135は、冷却管121に密着されているので、冷却管121やフィン123と同様に着霜することになる。
この時、金属管135が着霜することは、異常事態を想定すれば成長した霜、氷により強い外部圧力を受けることが考えられるが、本実施の形態のようにアルミニウム材で成形された金属管135を用いることで、従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、ガラス管割れやヒータ線の露出を抑制することができる。
また、冷却運転時に除霜ヒータ135の金属管135が同様に冷却されることで、金属管135は冷却器120の一部として伝熱外面積を増加させることになるため、冷却器120の冷却能力を増大させることができる。
ここで、本実施の形態においては、制御部(詳細の説明を省く)が圧縮機の積算運転時間によりデフロスト運転に突入すると、除霜ヒータ130に所定の電圧が印加される。
除霜ヒータ130に所定の電圧が印加されることで、ヒータの表面温度が上昇し、まず除霜ヒータ130の金属管135の表面に付着した霜が融解する。さらに除霜ヒータ130からの熱は、金属管135から接触させている冷却管121に効率良く熱伝達される。
つぎに、冷却管121を介して、フィン123に熱伝導されていくことにより、冷却器120全体が加熱されて効率良く除霜が行われる。
加えて、冷却管121が加熱されることにより、冷却管121の内部の冷媒も加熱されることになり、加熱された冷媒の対流効果、すなわち冷媒のサーモサイフォン効果を効率的に活用でき、除霜効果を大幅に向上できることから冷却器120の上部をすばやく加熱することができる。
なお、除霜ヒータ130は、サーペンタイン形状を有する一体品であることから、部品点数削減できるとともに、冷却管121と接触させた状態で、フィン123の長穴123aへ挿入することも容易となるため、製造コストの低減の向上が図れる。
また、冷却器120内に除霜ヒータ130を配設したことで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現できることで、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができるので、使用者の使い勝手をより向上させることができる。
また、融解した霜や水は金属管135に接触することになるが、金属管135の熱は、冷却管121へ伝熱しており、金属管135の表面温度は低下していることから、霜や水が金属管135の表面に付着しても突沸現象などによる異音発生を防止することができる。
なお、金属管135の表面温度をさらに下げる方法としては、冷却管121と非接触な金属管135表面に放熱用のリブやフィンを設けることも効果的である。
また、金属管135の採用により従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、霜や水の付着による熱膨張率によるガラス管割れも防止することができる。
以上のように本実施の形態の冷蔵庫の除霜ヒータ付き冷却器は、冷蔵庫本体100内に配設され、冷却管121とフィン123と冷却管121に接触させた直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された金属管135を有した除霜ヒータ130と、からなり、冷却器120の冷却管121には、除霜ヒータ120の金属管135が接触させているので、冷却管121の熱伝導と管内対流の向上が図られ、除霜を効率良く行うことが可能となる。
さらに、除霜ヒータ130が、金属管135を用いた金属管ヒータであることにより、異常着霜時でも、ヒータ線の露出防止およびガラス割れを抑制することができる。
さらに、圧縮機110が天井部後方に配置され、第一の貯蔵室である冷凍室101と第二の貯蔵室である野菜室102の後方に2つの貯蔵室にまたがるように区画形成された冷却室103内に、冷却器120と冷却器120内に除霜ヒータ130を配設したことで、従来の技術に比べて冷却器120と除霜ヒータ130の総高さ寸法が低減できたことにより、収納スペースの拡大が可能となる。
また、第一の貯蔵室である冷凍室101のほぼ底部から第二の貯蔵室である野菜室102のほぼ天部までの二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器120を収容する冷却室103として活用することができるので、この冷却室103の高さを生かして冷却器120の高さ寸法を大きくするとともに冷却器120の奥行き寸法を短縮させれば冷却能力を維持しながら冷却器120の薄型化が図れる。その結果、冷却室103の厚みを薄くすることができ、圧縮機110が冷凍室101および野菜室102の二つの貯蔵室の領域外にあるため二つの貯蔵室内を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、冷凍室101および野菜室102二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器120を収容する冷却室103としたが、圧縮機が第一の貯蔵室である冷凍室101以外の領域にある冷蔵庫において、冷凍室101の背面のほぼ全高に冷却室103を備えることもでき、その場合では冷凍室101を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
以上のように、本発明にかかる除霜ヒータ付き冷却器は、除霜効率を向上させて省エネを図ることができるので、冷蔵庫、自販機の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態1における冷蔵庫の側面図 同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図 同実施の形態における冷却器の正面図 同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図 本発明の実施の形態2における冷蔵庫の側面図 同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図 同実施の形態における冷却器の正面図 同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図 従来の冷蔵庫の冷却器周辺の拡大断面図 従来の冷蔵庫の縦断面図
符号の説明
100 冷蔵庫本体
120 冷却器
121 冷却管
121a 直管部
121b 曲管部
123 フィン
123a 長穴
130 除霜ヒータ
133 ヒータ線
135 金属管
135a 金属管直管部
135b 金属管曲管部
136 絶縁材

Claims (7)

  1. 内部を冷媒が流動し、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された冷却管と、前記冷却管挿入用の長穴を有し、前記冷却管の前記直管部の管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられて前記冷却管に貫通される複数のフィンと、からなる冷却器と、前記冷却器を除霜する為の除霜ヒータと、を備え、前記除霜ヒータは前記冷却管に接触するように配設した除霜ヒータ付き冷却器。
  2. 前記除霜ヒータは、前記フィンの冷却管挿入用の長穴から挿入させて前記冷却管と接触させた請求項1に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
  3. 前記除霜ヒータは、抵抗体からなるヒータ線と、前記ヒータ線を覆う金属管と、前記金属管内に充填された絶縁材と、で構成された金属管ヒータとした請求項1または2に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
  4. 前記除霜ヒータは、二つの直管部と曲管部を有するU字形状を有する請求項3に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
  5. 前記除霜ヒータは、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された請求項3に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
  6. 前記金属管は、アルミニウムで成形した請求項3に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
  7. 前記冷却管内を流動する冷媒を可燃性冷媒としたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器を備えた冷蔵庫。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011039258A3 (en) * 2009-10-02 2011-09-15 Arcelik Anonim Sirketi A cooling device comprising defrost heater secured on the evaporator

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