JP2010181085A - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンへの着霜を効率良く除去する。
【解決手段】除霜用として、冷却器２５に除霜ヒータ４０が装着されることに加え、エアダクト３０における冷却ファン３４の装着位置の近傍に補助ヒータ４５が配設される。除霜水は蒸発ボックス４７で溜められたのち蒸発用ヒータ４８により加熱されて蒸発される。冷却器２５の除霜が完了したと見なされて除霜ヒータ４０への通電が停止されたのち、補助ヒータ４５はなお通電が継続されるが、この補助ヒータ４５の通電延長時間は、蒸発が完了して蒸発用ヒータ４８への通電が停止するまで採られる。冷却ファン３４付近の着霜量は冷却器２５のそれとほぼ比例すると言えるが、その冷却器２５の着霜量の多少に応じて補助ヒータ４５への通電時間の長短を制御するのであるから、冷却ファン３４付近の着霜を、電力を無駄に消費することなく、しかも確実に除去することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、冷却貯蔵庫に関する。

例えば業務用の冷蔵庫では、冷却器に付着した霜を除去するべく除霜運転を行う機能が備えられており、従来その一例として特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、貯蔵庫本体の天井部に、ドレンパンを兼ねかつ冷却ファンが装備されたエアダクトが斜め姿勢で張設されることによって、冷却器が収容された冷却器室が形成され、冷却運転時には冷却ファンの駆動に伴い冷却器と熱交換して生成された冷気が庫内に循環供給され、一方除霜運転は、冷却器を同冷却器に装備した除霜ヒータで加熱することにより行われ、冷却器からの除霜水は、エアダクトで受けられたのち流下して下部位置に設けられた排水管から庫外に排出される。

また、冷気を循環させる冷却ファン特にファンカバーにも着霜しやすいが、除霜ヒータの熱だけでは除去できないため、ドレンパンにおける冷却ファンの装着位置の近傍に補助ヒータが設けられ、冷却ファン（ファンカバー）の除霜を行っている。具体的には、補助ヒータは、冷却器の除霜ヒータと同時にオンされる一方で、冷却器の除霜が完了したと見なされて除霜ヒータがオフされたのち、さらに圧縮機が再起動されるまでの数分間（水切り時間）を経てオフされるようになっていた。補助ヒータは、配設場所の関係から庫内温度の上昇に影響を与えやすく、発熱量を大きくできないため、その分発熱時間（通電時間）を長く採って除霜力を確保することを意図している。
特開平１０−１２２７２５号公報

上記のように従来のものでは、補助ヒータの通電の延長時間が水切り時間である１０分程度と固定されているため、例えば周囲雰囲気の湿度が高く着霜量が多い場合には、冷却ファン（ファンカバー）付近の除霜がし切れないうちに補助ヒータがオフとなってしまうことがあった。そうかと言って単に延長時間を長く採ると、着霜量が少ない場合には電力消費の無駄となり、また庫内温度の上昇に対して悪影響を及ぼす結果となる。
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って、その目的は、冷却ファンへの着霜を効率良く除去するところにある。

本発明の冷却貯蔵庫は、貯蔵庫本体の天井部にはドレンパンを兼ねたエアダクトが張設されることで冷却器が収容された冷却器室が形成されるとともに、前記エアダクトには冷却ファンが装着され、冷却運転時には前記冷却ファンの駆動に伴い前記冷却器と熱交換して生成された冷気が庫内に循環供給される一方、前記冷却器には除霜ヒータが装着されるとともに、前記エアダクトにおける前記冷却ファンの装着位置の近傍には補助ヒータが装着され、前記除霜ヒータ並びに前記補助ヒータへの通電により前記冷却器並びに前記冷却ファンへの着霜を除去するものにおいて、前記冷却器に対する着霜量に応じて前記補助ヒータへの通電時間を制御する通電制御手段が具備されているところに特徴を有する。

上記構成によれば、冷却器の着霜量に応じ、同着霜量が多ければ補助ヒータへの通電時間が長く、少なければ通電時間が短くなるように制御される。すなわち、冷却ファン付近の着霜量の多少は冷却器の着霜量の多少に対応すると考えられ、その冷却器の着霜量の多少に応じて補助ヒータへの通電時間の長短を制御するのであるから、冷却ファン付近の着霜を、電力を無駄に消費することなく、しかも確実に除去することができる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記冷却器等からの除霜水は前記エアダクトで受けられたのち前記貯蔵庫本体に付設された蒸発ボックスに溜められ、同蒸発ボックスに装備された蒸発用ヒータへの通電により強制蒸発されるものであって、前記通電制御手段は、前記補助ヒータへの通電時間を前記蒸発用ヒータへの通電時間と同期させる機能を有している。
冷却器等からの除霜水は蒸発ボックスに溜められ、同蒸発ボックスに装備された蒸発用ヒータに通電して発熱することで蒸発され、蒸発が完了したら通電が停止されるが、補助ヒータの通電時間は、この蒸発用ヒータへの通電時間と同期する。蒸発用ヒータへの通電時間が、実質的に冷却器の着霜量の多少を検知することになる。

（２）前記蒸発ボックスには、同蒸発ボックスに溜められた除霜水の量が所定値以下に下がったことを検知して検知信号を出力する残水量検知手段が備えられ、前記蒸発用ヒータは、前記除霜ヒータへの通電開始時と対応して通電が開始され、前記残水量検知手段からの検知信号を受けて通電が停止されるようになっている。
（３）前記通電制御手段は、前記除霜ヒータへの通電時間を計測する時間計測手段を備え、この時間計測手段の計測値に応じて前記補助ヒータへの通電時間を制御する機能を有している。除霜ヒータへの通電時間が、実質的に冷却器の着霜量の多少を検知する。
（４）前記エアダクトが合成樹脂製であって、前記エアダクトの上面には金属板が張設され、前記補助ヒータは、前記金属板上における前記冷却ファンの装着位置の近傍に装着されている。

本発明によれば、補助ヒータの通電時間が冷却ファン付近の着霜量に合ったものに制御されることとなり、冷却ファン付近の除霜を確実にかつ効率良く行うことができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を図１ないし図５に基づいて説明する。この実施形態では業務用の縦型冷蔵庫に適用した場合を例示している。
図１において、冷蔵庫本体１０は前面開口の縦長の断熱箱体から構成され、内部が貯蔵室１１とされており、貯蔵室１１の前面開口部には断熱扉１２が開閉可能に装着されている。冷蔵庫本体１０の上面には、パネルで囲まれることにより機械室１４が形成され、機械室１４には冷凍ユニット２０が装備されている。

冷凍ユニット２０は、平面方形をなす断熱性の基台２１の上面に、圧縮機２３、凝縮器ファン２４Ａが付設された空冷式の凝縮器２４等からなる冷凍装置２２が載置されるとともに、下面側に冷却器２５が吊り下げて取り付けられ、冷凍装置２２と冷却器２５とが冷媒配管により循環接続された構造となっている。冷却器２５は、背面側が少し下がった斜め姿勢で取り付けられている。
一方、機械室１４の底面、言い換えると貯蔵室１１の天井壁１１Ａにおける奥側の位置には、基台２１よりも一回り小さい窓孔１６が形成され、上記した冷凍ユニット２０の基台２１が、冷却器２５を窓孔１６の下面側に通しつつ同窓孔１６を塞いで取り付けられている。

貯蔵室１１の天井部分における窓孔１６の下面側には、図２，３に示すような、ドレンパンを兼ねた合成樹脂製のエアダクト３０が張設され、その上方に冷却器室３１が形成されている。エアダクト３０の底面は、奥縁（図１の右側）に向けて下り勾配（冷却器２５の傾斜角度とほぼ同じ）となるように形成され、手前側の領域に左右２個の吸込口３２が設けられている。各吸込口３２にはそれぞれ、ファンモータからなる冷却ファン３４が装備され、吸込口３２には、格子状のファンカバー３５が取り付けられている。また、エアダクト３０の奥縁と貯蔵室１１の背面壁との間に吹出口３７が形成されている。

そして、冷凍装置２２（圧縮機２３、凝縮器ファン２４Ａ）を運転しつつ冷却ファン３４を駆動すると、貯蔵室１１の庫内空気が冷却ファン３４によって吸込口３２から冷却器室３１内に吸引され、その空気が冷却器２５を流通する間に熱交換によって冷気が生成され、その冷気が吹出口３７から貯蔵室１１の奥面に沿うようにして吹き出されることにより、貯蔵室１１内に冷気が循環供給され、貯蔵室１１内が冷却されるようになっている。

また冷却器２５等に付着した霜を除去するために、適宜に除霜運転が行われるようになっている。そのため、冷却器２５の下面にはシーズヒータからなる除霜ヒータ４０が装備されている。
一方、エアダクト３０の上面における冷却器２５の下方に対応する位置から、冷却ファン３４の装着位置にわたる領域には、アルミニウム板等の金属板４１，４２が張られている。但しこの金属板４１，４２は、冷却器２５の下方に対応する第１金属板４１と、冷却ファン３４の回りに配される第２金属板４２とに、所定間隔を開けて分断されている。

第１金属板４１は、除霜運転時において除霜ヒータ４０に通電された際に、除霜ヒータ４０からの放射熱を反射して冷却器２５に向ける熱反射板として機能する。
一方、第２金属板４２には、上記した冷却ファン３４付近を加熱するべくコードヒータからなる補助ヒータ４５が配線されている。補助ヒータ４５は、各冷却ファン３４における冷却器２５側の半分強の部分の回りを囲むような形態で配線されている。

除霜運転は、除霜ヒータ４０に通電して冷却器２５を加熱することで行われ、溶融された除霜水はエアダクト３０で受けられて流下したのち、同エアダクト３０の下部位置に突設された排水管３０Ａから、冷蔵庫本体１０の背面側に設けられた蒸発ボックス４７内に導かれて溜められるようになっている。このとき併せて補助ヒータ４５に通電され、冷却ファン３４付近が加熱される。
蒸発ボックス４７内の底部側には、シーズヒータからなる投げ込み式の蒸発用ヒータ４８が配設されており、同蒸発用ヒータ４８に通電することで貯留された除霜水を加熱して強制的に蒸発させるようになっている。蒸発用ヒータ４８は、除霜ヒータ４０と同時に通電が開始される。

蒸発用ヒータ４８への通電路には、空焚き防止用のサーモスタット４９（図４）が介設されている。同サーモスタット４９は蒸発ボックス４７の底部側の外面に装着されており、蒸発用ヒータ４８が貯留水中に浸漬状態にあって感知温度が低い場合は閉じて、蒸発用ヒータ４８への通電が可能とされ、貯留水が減少して蒸発用ヒータ４８が浸漬状態から解放されると、感知温度が高くなることにより開き（切れ）、貯留水の残量が少量になったと見なして蒸発用ヒータ４８への通電を停止するように機能する。

除霜運転に係る上記した除霜ヒータ４０、補助ヒータ４５及び蒸発用ヒータ４８の通電とその停止は、図４に示すように、通電制御部５０によって制御される。
まず、除霜運転スイッチ５１が入ると、除霜ヒータ４０、補助ヒータ４５及び蒸発用ヒータ４８のすべてが通電状態とされる。一方冷却器２５には、冷却器２５の表面温度を検知する除霜サーミスタ５２（図４）が装備され、検知温度が所定値（例えば２０℃）まで上昇すると、冷却器２５の除霜が完了したと見なされて、除霜ヒータ４０への通電が停止されるようになっている。
そして本実施形態では、補助ヒータ４５の通電停止制御が、蒸発用ヒータ４８と同時に、すなわち蒸発ボックス４７に装備されたサーモスタット４９が切れることによって行われるようになっている。

本実施形態の作用を図５のタイミングチャートを参照しつつ説明する。
除霜運転は、２４時間タイマまたは手動によって除霜運転スイッチ５１がオンされることで開始される。除霜運転が開始されると、冷凍装置２２（圧縮機２３、凝縮器ファン２４Ａ）と冷却ファン３４の運転が停止され、それとともに除霜ヒータ４０と補助ヒータ４５とに通電が開始される。除霜ヒータ４０に通電されると、同除霜ヒータ４０の発熱並びに第１金属板４１からの反射熱を受けて冷却器２５が加熱され、付着した霜が融けて除霜水となってエアダクト３０上に滴下し、奥縁側に向けて流下する。

一方、補助ヒータ４５に通電されると、同補助ヒータ４５の発熱並びにその熱が伝導された第２金属板４２からの発熱を受けて、ファンカバー３５が加熱され、付着した霜が融ける。
また、蒸発用ヒータ４８にも通電され、蒸発ボックス４７内に溜められた貯留水（除霜水）が加熱されることにより、強制的に蒸発して蒸気が立ち上り、その蒸気は、蒸発ボックス４７の上面側に連通して設けられたダクト４７Ａから上方に排気される。

この間に、冷却器２５に装備された除霜サーミスタ５２の検知温度が所定値（２０℃）に達したら、除霜ヒータ４０への通電が停止されて除霜運転が停止され、そののち所定の水切り時間（１０分）を経て冷凍装置２２（圧縮機２３、凝縮器ファン２４Ａ）の運転が再開されることにより、冷却運転が開始される。ただし、冷却ファン３４については、冷却運転の開始後、所定の遅延時間（５分）を待って運転される。

ここで、蒸発ボックス４７内に貯留水が所定以上残っている限りは、蒸発用ヒータ４８への通電が継続され、すなわち蒸発動作が継続される。また、除霜ヒータ４０への通電が停止されたにも拘わらず、補助ヒータ４５については通電が継続され、すなわち冷却ファン３４付近に対する除霜が継続して行われ、引き続いて蒸発に供されることになる。このとき、第２金属板４２は冷却器２５側の第１金属板４１と分断されているから、補助ヒータ４５の熱が第１金属板４１側に逃げることが防止され、補助ヒータ４５の熱を効率良く冷却ファン３４付近の除霜に利用することができる。
蒸発ボックス４７内の貯留水の蒸発が進み、貯留水の残量が所定値まで減少したら、蒸発用ヒータ４８への通電が停止され、空焚きが防止された上で蒸発動作が終了する。それと同時に補助ヒータ４５への通電も停止され、冷却ファン３４付近に対する除霜動作も終了することになる。

以上のように本実施形態では、冷却ファン３４付近の除霜を行うべく補助ヒータ４５への通電制御を、蒸発用ヒータ４８のそれと同期して行っており、端的には補助ヒータ４５の通電の延長時間を固定とするのではなく、蒸発用ヒータ４８への通電時間と対応して変動させており、その意義は以下のようである。
冷却ファン３４付近での着霜量は、冷却器２５での着霜量にほぼ比例すると考えられ、冷却ファン３４付近の着霜を確実に除去しようと思えば、冷却器２５の着霜量が多いほど補助ヒータ４５への通電時間を長く取る必要があり、逆に冷却器２５の着霜量が少なければ、補助ヒータ４５への通電時間も短くて良く、早く切れば良いことになる。

一方、冷却器２５の着霜量が多ければ、その除霜水を蒸発させるのに時間が掛かり、すなわち蒸発用ヒータ４８への通電時間が長くなり、逆に着霜量が少なければ、蒸発用ヒータ４８への通電時間は短くて済む。
本実施形態では端的には、蒸発用ヒータ４８への通電時間から冷却器２５の着霜量の多少を実質的に検知し、冷却器２５の着霜量の多少に対応して補助ヒータ４５の通電の延長時間の長短を制御するのであるから、冷却ファン３４付近の着霜を、電力を無駄に消費することなく、しかも確実に除去することができる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図６を参照して説明する。
この実施形態２では、補助ヒータ４５の延長通電制御の方法に変更が加えられている。基本的には、除霜運転開始と同時に除霜ヒータ４０と補助ヒータ４５とに通電が開始され、そののち冷却器２５の除霜サーミスタ５２の検知温度が所定値（２０℃）に達したら、除霜ヒータ４０への通電が停止され、さらに所定の水切り時間（１０分）が経過したら補助ヒータ４５への通電が停止されるのであるが、必要に応じて補助ヒータ４５への通電時間が延長される。

具体的には、通電制御部６０が以下のように機能する。まず、除霜ヒータ通電時間計測部６１において、除霜ヒータ４０に通電された時間が計測され、延長時間演算部６２において、その計測値に応じて補助ヒータ４５への通電延長時間の多少が演算され、その演算時間だけ補助ヒータ４５への通電が延長される。
すなわち、除霜ヒータ４０への通電時間から冷却器２５の着霜量の多少を検知し、冷却器２５の着霜量の多少に対応して補助ヒータ４５の通電の延長時間の長短を制御するのであるから、ファンカバー３５等の冷却ファン３４付近の着霜を、電力を無駄に消費することなく、しかも確実に除去することができる。

＜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る。
（１）エアダクトに張られる金属板は、上記実施形態のように２枚に分断されている必要はなく、１枚であってもよい。
（２）また、冷却器の下面にあって熱反射板として機能する金属板については除去してもよい。
（３）蒸発ボックスの配設位置は、冷蔵庫本体の左右の側面、底面等、他の位置に設定してもよい。
（４）本発明は冷蔵庫に限らず、冷凍庫、急速凍結庫等、要はドレンパンを兼ねたエアダクトに冷却ファンが装備され、その冷却ファン付近の除霜用に補助ヒータが設けられた冷却貯蔵庫全般に広く適用することができる。

本発明の実施形態１に係る冷蔵庫の冷却器室付近の構造を示す縦断面図 エアダクトの平面図 同斜視図 ヒータの通電制御系統を示すブロック図 当該冷蔵庫の運転態様を示すタイミングチャート 実施形態２に係る補助ヒータの通電制御系統を示すブロック図

１０…冷蔵庫本体（貯蔵庫本体） ２５…冷却器 ３０…エアダクト ３１…冷却器室 ３４…冷却ファン ３５…ファンカバー ４０…除霜ヒータ ４１…第１金属板 ４２…第２金属板 ４５…補助ヒータ ４７…蒸発ボックス ４８…蒸発用ヒータ ４９…サーモスタット（残水量検知手段） ５０…通電制御部（通電制御手段） ５２…除霜サーミスタ ６０…通電制御部（通電制御手段） ６１…除霜ヒータ通電時間計測部（時間計測手段） ６２…延長時間演算部

Claims (5)

1. 貯蔵庫本体の天井部にはドレンパンを兼ねたエアダクトが張設されることで冷却器が収容された冷却器室が形成されるとともに、前記エアダクトには冷却ファンが装着され、冷却運転時には前記冷却ファンの駆動に伴い前記冷却器と熱交換して生成された冷気が庫内に循環供給される一方、
   前記冷却器には除霜ヒータが装着されるとともに、前記エアダクトにおける前記冷却ファンの装着位置の近傍には補助ヒータが装着され、前記除霜ヒータ並びに前記補助ヒータへの通電により前記冷却器並びに前記冷却ファンへの着霜を除去するものにおいて、
   前記冷却器に対する着霜量に応じて前記補助ヒータへの通電時間を制御する通電制御手段が具備されていることを特徴とする冷却貯蔵庫。
2. 前記冷却器等からの除霜水は前記エアダクトで受けられたのち前記貯蔵庫本体に付設された蒸発ボックスに溜められ、同蒸発ボックスに装備された蒸発用ヒータへの通電により強制蒸発されるものであって、前記通電制御手段は、前記補助ヒータへの通電時間を前記蒸発用ヒータへの通電時間と同期させる機能を有していることを特徴とする請求項１記載の冷却貯蔵庫。
3. 前記蒸発ボックスには、同蒸発ボックスに溜められた除霜水の量が所定値以下に下がったことを検知して検知信号を出力する残水量検知手段が備えられ、前記蒸発用ヒータは、前記除霜ヒータへの通電開始時と対応して通電が開始され、前記残水量検知手段からの検知信号を受けて通電が停止されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の冷却貯蔵庫。
4. 前記通電制御手段は、前記除霜ヒータへの通電時間を計測する時間計測手段を備え、この時間計測手段の計測値に応じて前記補助ヒータへの通電時間を制御する機能を有していることを特徴とする請求項１記載の冷却貯蔵庫。
5. 前記エアダクトが合成樹脂製であって、前記エアダクトの上面には金属板が張設され、前記補助ヒータは、前記金属板上における前記冷却ファンの装着位置の近傍に装着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の冷却貯蔵庫。

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