JP2011127850A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却器の除霜効率を向上させ得る冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷凍室５の背面側の冷気通路４０に設けた仕切板４０ｃにより、仕切板とその背面側の断熱壁１ｃとの間に冷却室４０ｂを設け、この冷却室に冷却器３０が配置し、冷却器３０と仕切板４０ｃおよび断熱壁１ｃとの間にそれぞれ隙間Ｃ１，Ｃ１を設け、仕切板４０ｃと冷却器３０との間の隙間Ｃ１、冷却器３０と後ろ側の断熱壁１ｃとの間の隙間Ｃ２とすると、Ｃ２＞Ｃ１に設定することで、冷却器下側の除霜ヒータ４３によって暖められた空気は大きい方の隙間Ｃ２を通って上昇し、仕切板４０ｃは冷凍室の冷気で冷却され、その温度は低いので、冷却器３０の上側から仕切板４０ｃと冷却器３０との間の隙間Ｃ１を通って降下し、除霜ヒータ４３に戻る対流循環路が形成されやすくなり、冷却器の温度分布ムラが少なくなり、除霜効率を上げることができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、冷却器の除霜ヒータを備えた冷蔵庫に関するものである。

冷蔵庫の冷却方式の一つとして間接冷却方式が採用されている。この間接冷却方式では、圧縮機にて冷媒を圧縮、循環させ、放熱器（凝縮器）にて放熱し、減圧器にて減圧した後、冷却器（蒸発器）にて蒸発させることにより、低温の冷気を得て、送風装置と冷気送風ダクトにより冷気をそれぞれの貯蔵室へ送り出し、貯蔵室を所定の温度に冷却するようにしている。

また、間接冷却方式では、低温部分の冷却器に着く霜を自動的に適時取り除くため、除霜ヒータが設けられている。この除霜ヒータに通電することにより、冷却器に付着した霜を溶かし、溶かした水を排水経路を通して外部に排出するようにしている。

しかし、このような除霜モード時に、除霜ヒータの発熱により生じた熱が、冷却器を収容する冷却室から冷凍室内に流入し、その結果、冷凍室内の温度を上昇させるおそれがあった。

また、通常運転時には、冷却器からの冷気が冷凍室に流入して冷凍室を冷却し、その冷気が冷凍室戻り口から冷却室に戻る循環サイクルを繰り返す。このような循環サイクルのため、除霜モードでは、冷凍室の冷気が、冷凍室戻り口から冷却室に侵入し、これにより、除霜ヒータの放熱効率を下げ、除霜効率を下げるおそれがあった。

特許文献１では、このような問題を解決するため、除霜時には冷却器からの冷気が冷凍室に流入するのを防ぐために開閉弁を設け、除霜時に閉弁することで冷却室と冷凍室との間で起こる熱対流を抑えようにし、冷凍室の温度上昇を抑制し、かつ除霜効率を向上させるようにしている。

特開平１０−４７８２８号公報

しかし、特許文献１の発明では、冷凍室と冷却室とを完全に塞ぐと、図9に示す冷却器に各測定点において、図１０（ｃ）の実験結果からも明らかなように、各測定点間の温度差が大きく、すなわち、温度ムラが生じ、これにより、冷却器付近で不規則な熱対流がおき、冷却器の除霜が不安定になるため、かえって除霜効率が悪くなっていた。

本発明は、上記に鑑み、冷却器の除霜効率を向上させ得る冷蔵庫の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、冷凍室の背面側の冷気通路に設けた仕切板とその背面側の断熱壁との間に冷却室が配設され、該冷却室に冷却器が配置され、該冷却器の下側に除霜ヒータが配置され、前記除霜ヒータの上側に除霜ヒータの上側を覆うヒータカバーが設けられた冷蔵庫において、除霜ヒータからの暖気を冷却室内で熱対流させ熱対流を促進する手段が設けられ、前記熱対流促進手段は、前記冷却器と仕切板および断熱壁との間にそれぞれ隙間Ｃ１，Ｃ２が設けられ、前記仕切板と冷却器との間の隙間Ｃ１、冷却器と後ろ側の断熱壁との間の隙間Ｃ２とすると、Ｃ２＞Ｃ１に設定されたことを特徴とする。

また、冷凍室の背面側の冷気通路に設けた仕切板とその背面側の断熱壁との間に冷却室が配設され、該冷却室に冷却器が配置され、該冷却器の下側に除霜ヒータが配置され、前記除霜ヒータの上側に除霜ヒータの上側を覆うヒータカバーが設けられた冷蔵庫において、前記除霜ヒータからの暖気を冷却室内で熱対流させ熱対流を促進する手段が設けられ、前記熱対流促進手段は、ヒータカバーと仕切板側の間隔をＳ１、ヒータカバーと後ろ側の断熱壁との間隔をＳ２とすると、Ｓ２＞Ｓ１に設定することもできる。

さらに、前記ヒータカバーの上面は、後ろ側の断熱壁側が高くなるように傾斜して設け、後ろ側の断熱壁側の通路面積を仕切板側の通路面積よりも大きくとるように設定することもできる。

また、ヒータカバーは、後ろ側の断熱壁側の端部形状を仕切板側の端部形状よりも短く形成し、後ろ側の断熱壁側の通路面積を仕切板側の通路面積よりも大きくとるように設定することもできる。

さらに、前記熱対流促進手段として、前記除霜ヒータが冷却器の前後方向中心位置よりも冷凍室側に偏心した状態で配置され、前記ヒータカバーと後ろ側断熱壁側の通路面積を仕切板側の通路面積よりも大きく設定することもできる。

前記仕切板は、その下部に冷気通路からの冷気を冷却室に戻すための下部開口が形成され、前記熱対流促進手段は、仕切板の下部開口を開閉する開閉手段と、該開閉手段を下部開口の全開状態と半開状態に切り替える切替手段とをさらに含み、前記切替手段は、除霜モードにおいて、開閉手段を全開状態から半開状態に切り替えることもできる。

上記のように、冷却器の除霜効率を向上させるには、除霜モードにおいて、除霜ヒータによって発生した熱が冷却器の全体にわたって対流することである。このような熱対流が起こると、冷却器の温度ムラが解消され、全体として効率よく除霜されることになる。

本発明は、冷却器の全体にわたって、いかに効率よく熱対流を起こすかがポイントになってくる。そこで、上述の熱対流促進手段の具体的方策並びに作用・効果を以下に説明する。

（１）冷却室における冷却器の配置に対する工夫
冷却器と仕切板および断熱壁との間にそれぞれ隙間Ｃ１，Ｃ２を設け、仕切板と冷却器との間の隙間Ｃ１、冷却器と後ろ側の断熱壁との間の隙間Ｃ２とすると、Ｃ２＞Ｃ１に設定する。

上記構成によると、除霜ヒータによって暖められた空気は上昇する。このとき、隙間Ｃ１、Ｃ２のうち、隙間の大きい方を通る。仕切板は冷凍室の冷気で冷却され、その温度は低い一方、断熱壁は外気に近いため、その影響を受けて冷凍室側よりも高温となっている。したがって、除霜ヒータからの暖気は、後ろ側の断熱壁側の隙間Ｃ２に沿って上昇し、冷却器の上側から仕切板と冷却器との間の隙間Ｃ１を通って降下し、除霜ヒータに戻る循環路を形成する。

（２）除霜ヒータの上方に配置したヒータカバーに対する工夫
上記のような熱対流をより確実にするため、断熱壁側の通路面積を大きくとる。すなわち、ヒータカバーと仕切板との間隔Ｓ１、ヒータカバーと後ろ側の断熱壁との間隔Ｓ２とすると、Ｓ２＞Ｓ１とする。

これにより、除霜ヒータからの暖気が通路面積の大きい断熱壁側の隙間を通りやすくなり、断熱壁側の上昇気流通路面積を大きくする。

また、ヒータカバーの上面は、断熱壁側が高くなるように傾斜をつける。そうすると、通常運転時には冷気循環の妨げとならず、除霜時には冷凍室側へ除霜ヒータの光や熱が伝わりにくい構造となる。

この場合、除霜ヒータの熱が主に断熱壁側へ流れるように、断熱壁側の端部の傘形状を短く設計する。これにより、断熱壁側の通路面積が大きくなり、該通路から上昇気流が発生し、仕切板と冷却器との隙間から下降する熱対流がスムーズに行われる。

（３）除霜ヒータの配置についての工夫
除霜ヒータを冷凍室側に配置し、断熱壁側の通路面積を大きくする。これにより、断熱壁側の通路面積が大きくなり、該通路から上昇気流が発生し、仕切板と冷却器との隙間から下降する熱対流がスムーズに行われる。

（４）仕切板の下部開口の面積の変更による工夫
仕切板の下部開口を全開にすると、図１０（ａ）に示すように、冷却室の温度上昇が確保しずらい。一方、下部開口を全閉にすると、実験結果から明らかなように、温度分布ムラが生じる。この現象から想定するに、熱対流を起こすには、ある程度、外気の流入圧力による補助が必要との知見が得られた。そこで、仕切板の下部開口を全開と全閉との間の中間姿勢である半開状態としたところ、図１０（ｂ）に示すように、良好な温度分布が得られた。

これに基づいて、除霜モードでは、仕切板の下部開口を開閉する開閉手段を設け、該開閉手段を全開姿勢と半開姿勢に切り替える切替手段を設けた。開閉手段および切替手段としては、以下の具体例を挙げることができる。

ア）シャッタをスライドさせて開口を開閉する。シャッタは形状記憶ばねにより付勢し、除霜熱によってばね形状を変更させ、シャッタを移動させる（図１１（ａ）参照）。

イ）シャッタをソレノイド・制御部でスライドさせ、開口を半開・全開を制御する（図１１（ｂ）参照）。

ウ）シャッタをターンテーブルおよび駆動モータによって移動させる（図１１（ｃ）参照）。

エ）開口を開閉するブラインドを回動自在に設け、温度変化により伸縮する形状記憶材により半開と全開とに切り換える（図１１（ｄ）参照）。

本発明によると、除霜ヒータによって発生した熱を断熱壁側で上昇させることで、冷凍室内の温度上昇を抑えると共に、除霜ヒータによって発生した熱を高効率で冷却器の霜に当てることができる。さらに、冷凍室側で冷やされた熱がヒータ付近まで下がることで、良好な熱対流がおき、除霜を安定させることができる。

本実施形態の冷蔵庫の正面図である。 図１の冷蔵庫の扉を開いた状態の正面図である。 図２の状態から収納ケース等の収納用品を取り除いた状態を示す正面図である。 図１の冷蔵庫の小物収納室を通る縦切断線で切断した側面断面図である。 冷凍室の背面板および冷却器カバーを取り除いた状態を示す正面断面図である。 冷凍室背面側の冷却室の側面断面図である。 除霜効率向上手段を施した冷却室の熱移動状態の概略を示す側面断面図で、（ａ）は通常運転時の状態を示し、（ｂ）は除霜時の状態を示す。 図７とは別の除霜効率向上手段を施した冷却室の熱移動状態の概略を示す側面断面図で、（ａ）は通常運転時の状態を示し、（ｂ）は除霜時の状態を示す。 冷却器の温度測定点を示す構成図である。 図９における温度分布をグラフ化したもので、（ａ）は仕切板の下部開口の全開状態、（ｂ）は下部開口の半開状態、（ｃ）は下部開口の全閉状態をそれぞれ示す。 冷却室の下部開口を開閉する開閉手段および切替手段を例示したもので、（ａ）は形状記憶材を使用した扉吊り下げ方式の構造図、（ｂ）は切替手段としてソレノイドを用いた下部開口の構造図、（ｃ）はターンテーブル方式の構造図、（ｄ）は形状記憶材を使用したブラインド方式の構造図を夫々示す。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。冷蔵庫１は、図１および図２に示すように、複数の貯蔵室が形成された冷蔵庫本体と、その貯蔵室の前面を開閉する扉とから構成されている。貯蔵室として、冷蔵庫本体の上部には冷蔵室２が配設され、その冷蔵室２の下方には温度切替室３及び製氷室４が左右に並設される。さらに、温度切替室３及び製氷室４の下方には冷凍室５が配設され、さらにまた、冷凍室５の下方に野菜室６が配設されている。

冷蔵室２の扉７は中程を境に左右に設けられ、両開きになっている。製氷室４と温度切替室３の扉８，９も左右両開きとなっている。冷凍室５および野菜室６の扉は引出し方式になっている。

冷蔵室２は、貯蔵物を冷蔵保存し、野菜室６は冷蔵室２よりも高い室内温度（例えば、約８℃）で野菜を冷却保存する。温度切替室３は、ユーザの設定により室温を切り替えることができるようになっている。冷凍室５は貯蔵物を冷凍保存する。製氷室４は氷を製氷する。製氷室４及び冷凍室５は氷点以下に維持される。

冷蔵室２内の下部には、図２及び図３に示すように、隔離室からなるチルド室１０と、小物収納室１１と、水タンク室１２とが左右に並設されている。チルド室１０は冷蔵室２と異なる温度帯、例えばチルド温度帯（約０℃）に維持される。チルド室１０に替えて氷温（約−３℃）に維持される氷温室としてもよい。小物収納室１１は、小物ケース１１ａを有して卵等の小物を収納することができる。水タンク室１２は製氷用の水タンク１２ａが着脱自在に収納される。

冷蔵庫本体は、図４に示すように、外箱１ａと内箱１ｂとの間に発泡断熱材１ｃが充填されて構成されている。製氷室４及び温度切替室３と冷蔵室２との間は断熱壁１５により隔離される。冷凍室５と野菜室６との間は断熱壁１６により隔離される。温度切替室３と冷凍室５との間は断熱壁１７により隔離され、温度切替室３と製氷室４との間は縦断熱壁１８により隔離されている。

製氷室４、冷凍室５、野菜室６及び温度切替室３には貯蔵物を収納する収納ケース１９が設けられる。冷蔵室２には貯蔵物を載置する複数の収納棚２１が設けられる。冷蔵室２の扉には複数の収納ポケット２２が設けられる。

野菜室６の背後には機械室２５が設けられ、機械室２５内に冷凍サイクルの構成部材である圧縮機２６が配設される。圧縮機２６には凝縮器（放熱器）、膨張器（共に不図示）及び冷却器３０が順次接続され、圧縮機２６の駆動により、これらの構成部材間を冷媒が循環して冷凍サイクルが構成される。冷却器３０は冷凍サイクルの低温側となる。

冷凍室側の冷気送風経路は、冷却器３０で発生した冷気が冷凍室側送風機５０により冷気通路４０に入り、ここから分岐して冷凍室側に送られ、冷凍室吐出口５１から冷凍室５に入り、冷凍室５の戻り口５３から冷却器３０に戻る循環経路となっている。この他、冷気通路４０ａから分岐して製氷室４から冷凍室５に至り、冷凍室の戻り口から冷却器３０に戻るようにもなっている。さらに、冷凍室側の冷気送風経路は、冷凍室側送風機５０により冷気通路４０から分岐して温度切替室３の入口ダンパ（不図示）から温度切替室３に入り、その出口ダンパ（不図示）から冷却器３０側に戻るようになっている。

一方、冷蔵室・野菜室側の送風経路は、図４、図５に示すように、冷却器３０で発生した冷気が冷凍室側送風機５０により分岐して冷蔵室ダンパ３３から冷蔵室背面の冷気通路３２を通り、冷蔵室２の天面吐出口３４から冷蔵室２に入り、冷蔵室２の背面下部にある戻り口３５から連通路３８を通って野菜室６の背面にある流入口３９から野菜室６に入り、野菜室６の天面前側吸込口から断熱壁１６の内部通路を通って背面側出口５５から冷却器３０側に戻る循環路となっている。

このように、冷凍室側の循環経路と冷蔵室・野菜室側の循環経路とは、冷却器３０を収納する冷却室４０ｂおよび冷凍室送風機５０が共通するだけで、その他の経路は独立した経路となっている。

以下に送風経路の詳細を説明する。まず、冷蔵室・野菜室側の送風経路について説明する。図４に示すように、冷凍室５の背後には背面板５ａで仕切られる冷気通路４０が設けられると共に、冷蔵室２の背後には、前記冷気通路４０に冷蔵室ダンパ３３を介して連通するよう、内箱１ｂの背面と冷却パネル３１との間に冷気が流通する冷気通路３２（流入通路）が形成される。この冷気通路３２は冷蔵室ダンパ３３から上方に延び、冷蔵室２の複数の吐出口３４から冷蔵室２に冷気を吐出できるようになっている。吐出口３４は、適宜、冷蔵室２の天面、背面および側面の上部に形成されている。また、チルド室１０の背面上部にも冷気吐出口が設けられている。

図５に示すように、冷蔵室２の下部側に複数の戻り口３５が形成される。戻り口３５は、冷蔵室２の背面下部および底部に設けられる。戻り口３５には冷蔵室２と野菜室６とを連通させる連通路３８（流出通路）が導出される。この連通路３８は、上部が戻り口３５に連通接続され、下部は野菜室６の背面にある流入口３９に連通接続されている。

図４に示すように、冷蔵室２の背面側の冷気通路３２には、冷蔵室ダンパ３３の直上に循環送風機３７が配設される。循環送風機３７の駆動により、冷却器３０で生成された冷気は、冷蔵室ダンパ３３から冷気通路３２を通して冷蔵室２内に導かれ、冷蔵室２の戻り口３５から流出通路３８（図５参照）を下降して野菜室６に流入し、野菜室６から再び冷却器３０に戻されて冷却され、冷蔵室ダンパ３３を通して再び冷気通路３２に戻るサイクルを繰り返す。

図４に示すように、冷凍室５の背面板５ａと断熱壁１ｃとの間の空間部にある冷気通路４０は、仕切板４０ｃにより前部４０ａと後部４０ｂとに仕切られ、後部４０ｂに冷却器３０が配される。後部４０ｂは、冷却器３０を収容する冷却室として機能する。冷却室４０ｂは、その下端部に冷気通路４０に連通する開口４０ｄが形成され、冷却室４０ｂの上端部に冷凍室送風機５０を取り付ける開口が形成されている。冷却室４０ｂの下部開口から冷却室４０ｂ内に流入した空気が、冷凍サイクルの低温側となる冷却器３０と熱交換されて冷気が生成される。冷却器３０が冷凍室５の背面側に配されるため、冷却器３０の冷熱が仕切板４０ｃ及び背面板５ａを介して冷凍室５側へ放出され、これにより、冷凍室５が効率よく間接冷却され、冷却効率が向上される。

冷却器３０は、図５に示すように、製氷室４側に偏って配置され、冷蔵室２から野菜室に至る連通路３８は冷却器３０の側方に配置される。冷却器３０は、冷媒が流通する冷媒管３０ａが蛇行して形成され、冷媒管３０ａの左右端部がエンドプレート３０ｂにより支持されている。冷媒管３０ａの直管部分には放熱用の多数のフィン３０ｃが接して設けられている。上下の直管部分同士でフィン３０ｃは分離して設けられ、上下のフィン３０ｃ間を前後方向に冷気が流通するようになっている。冷媒管３０ａの上部には気液分離器４７が接続される。

冷却器３０の下方には冷却器３０を除霜する除霜ヒータ４３が設けられている。除霜ヒータ４３は、ニクロム線がガラス管内に封入されたガラス管ヒータが使用されている。除霜ヒータ４３の長さ方向両端の碍子部分は、支持プレート４４に架橋支持されている。
除霜ヒータ４３は、除霜モードで稼働される。除霜モードは、圧縮機２６をオフして冷蔵室ダンパ３３を閉姿勢とし、冷凍室送風機５０をオフとして、除霜ヒータ４３をオンする。

除霜モードの開始は、例えば、圧縮機２６の積算運転時間が所定時間に達したときに開始する。除霜モードの開始は、冷却器３０に設けられた着霜センサ（温度センサ、もしくは光学センサ）により、着霜を検知したときに開始することもできる。除霜モードの終了は、不図示の冷却器温度センサ（サーミスタ）が所定温度まで上昇したときに終了するようにすればよい。

除霜ヒータ４３の上方には、傘状のヒータカバー４６が設けられ、除霜ヒータ４３と共に支持プレート４４の上端に取り付けられている。

除霜ヒータ４３の下方には除霜による水を受けるドレンパン４９が設けられる。ドレンパン４９にはドレンパイプ４５が接続され、機械室２５内に配された蒸発皿４８にドレンパイプ４５を介してドレン水が導かれる。

冷気通路４０内には軸流ファンから成る冷凍室送風機５０が仕切板４０ｃの上部開口に回転軸方向を水平にして配置される。この冷凍室送風機５０の前方にある背面板５ａには、製氷室４および冷凍室５にそれぞれ臨む開口５１，５２（図５、図６参照）が形成されている。

図６に示すように、冷凍室５の背面板５ａの下部には冷却器３０の下部正面側に開口して仕切板４０ｃの下部開口４０ｄから冷却器３０に冷気を戻す戻り口５３が形成されている。

冷却器３０で生成された冷気は、冷凍室送風機５０の駆動により冷気通路４０の前部４０ａを流通し、製氷室４、冷凍室５及び温度切替室３に供給される。また、冷気通路４０の前部４０ａに流通した冷気は、循環送風機３７の駆動により、冷蔵室ダンパー３３を介して冷気通路３２に至り、この冷気通路３２から冷蔵室２、チルド室７及び野菜室６に供給される。野菜室６の上部には野菜室６の前部及び冷気通路４０の正面に開口して冷却室４０ｂに冷気を戻す戻り通路５５が設けられ、野菜室６から流出した空気は、冷却室４０ｂの下部開口４０ｄから冷却室４０ｂに戻される。

なお、背面板５ａの下部にある冷凍室戻り口５３を介して冷凍室５から流出する冷気は仕切板４０ｃの下部開口４０ｄから冷却器３０の下部に戻るようになっている。また、野菜室６から流出して戻り通路５５を通る冷気は仕切板４０ｃの下部開口４０ｄから冷却器３０の下方に戻るようになっている。

また、温度切替室３は、図示しない導入ダンパおよび戻りダンパの開閉により冷気通路４０と連通状態または遮断状態となる。この温度切替室３には冷気を循環させる温度切替室送風機（不図示）が設けられている。

図７は冷却器３０の配置例を示す概略側面図である。本例においては、冷却器３０の除霜効率を向上させるために冷却器３０の周囲で起こる熱対流を促進する方策が採用されている。この熱対流促進手段は、冷却器３０と仕切板４０ｃおよび断熱壁１ｃとの間にそれぞれ隙間Ｃ１，Ｃ２が設けられる。仕切板４０ｃと冷却器３０との間の隙間Ｃ１、冷却器３０と後ろ側の断熱壁１ｃとの間の隙間Ｃ２とすると、Ｃ２＞Ｃ１に設定されて、冷却室内で熱対流が起こりやすい配置としている。

両者の比はＣ２：Ｃ１＝３：２、あるいは４：２、さらには５：２に設定することができる。例えば、Ｃ２が６ｍｍであるのに対して、Ｃ１を４ｍｍに設定する。あるいは、Ｃ２が８ｍｍであるのに対してＣ１を４ｍｍに設定する。さらには、Ｃ２が１０ｍｍであるのに対してＣ１を４ｍｍに設定することができる。

これにより、冷却室４０ｂ内の冷気は熱対流促進しやすく除霜ヒータ４３によって暖められた空気は上昇する。このとき、隙間Ｃ１、Ｃ２のうち、隙間の大きい方を通る。仕切板４０ｃは、冷凍室側にあり、冷気通路４０の冷気で冷却されているので、その温度が低い。一方、断熱壁１ｃは、外気に近いため、その影響を受けて冷凍室５側よりも高温となっている。

したがって、除霜ヒータ４３からの暖気は、後ろ側の断熱壁側の隙間Ｃ２に沿って上昇し、冷却器３０の上側から仕切板４０ｃと冷却器３０との間の隙間Ｃ１を通って降下し、除霜ヒータ４３に戻る循環路を形成する。また、除霜ヒータ４３から冷却器３０の後ろ側の隙間Ｃ２に沿って上昇した暖気は、冷却器３０の上下各段のフィン間を通って、仕切板４０ｃと冷却器３０との間の隙間Ｃ１を通って降下し、除霜ヒータ４３に戻る循環路を形成する。

そのため、除霜ヒータ４３によって発生した熱を断熱壁側で上昇させることで、冷凍室側の温度上昇を抑えると共に、除霜ヒータ４３によって発生した熱を高効率で冷却器３０の霜に当てることができる。さらに、仕切板４０ｃ側で冷やされた冷熱が除霜ヒータ４３の付近まで下がることで、良好な熱対流がおき、冷却器の除霜を安定化させることができる。

熱対流促進手段としては、上記隙間Ｃ１，Ｃ２についてＣ２＞Ｃ１とするだけでもよいが、図７に示す例では、さらに、ヒータカバー４６についても以下の熱対流促進手段が設けられている。

すなわち、ヒータカバー４６の端部とその周囲壁（例えば、ドレンパン４９）との最も狭い部分の間隙について、冷却器３０の仕切板４０ｃ側（冷凍室側）の間隙Ｓ１とし、冷却器３０の後ろ側の断熱壁１ｃ側の間隔Ｓ２とすると、Ｓ２＞Ｓ１に設定する。例えば、Ｓ１は１０ｍｍ〜２０ｍｍ、Ｓ２は２０ｍｍ〜３０ｍｍに設定する。

これにより、冷却器３０の後ろ側断熱壁１ｃ側の通路面積が、仕切板４０ｃ側の通路面積よりも大きくなり、除霜ヒータ４３からの暖気が通路面積の大きい断熱壁側の隙間Ｓ２を通りやすくなり、断熱壁側の上昇気流通路面積を大きくすることができる。

また、図７では、ヒータカバー４６の上面を断熱壁１ｃ側が高くなるように傾斜をつける。例えば、ヒータカバー４６を水平線に対して１０度〜２０度程度の傾斜を付ける。これにより、ヒータカバー４６と冷却器３０の後ろ側断熱壁１ｃとの間の通路面積（Ｓ２）が、ヒータカバー４６と仕切板４０ｃ側の通路面積（Ｓ１）よりも大きく設定することができる。また、このようなヒータカバー４６を傾斜させても、通常運転時に冷気循環の妨げとならず、また、除霜時には冷凍室側へ除霜ヒータ４３の光や熱が伝わりにくい構造となる。

さらに、本例では、除霜ヒータ４３の熱が主に断熱壁１ｃ側へ流れるように、断熱壁１ｃ側の端部の傘形状を短く設計する。本例のヒータカバー４６は、金属製のものであって、上面４６ａおよび前後のリブ片４６ｂ，４６ｃから側面視で略逆コ字形に折曲形成されている。前後のリブ片４６ｂ，４６ｃは、垂直よりも前後方向で外側に鈍角に開いた逆ハ字形になっている。そして、前後のリブ片４６ｂ，４６ｃのうち、後ろ側のリブ片４６ｃを前側のリブ片４６ｂよりも短く形成し、これにより、後ろ側のリブ片４６ｃと後ろ側断熱壁１ｃとの間の隙間Ｓ２を前側のリブ片４６ｂと仕切板４０ｃあるいはドレンパン４９との隙間Ｓ１よりも大きくする。

これにより、断熱壁側の通路面積Ｓ２が大きくなり、該通路からの上昇気流が発生し、仕切板４０ｃと冷却器３０との隙間Ｃ１から下降する熱対流がスムーズに行われる。

図８は図７とは別の熱対流促進手段を示す。すなわち、図８における熱対流促進手段は、除霜ヒータ４３を冷却器３０の前後方向の中心位置よりも仕切板４０ｃ（冷凍室側）に配置し（偏心量Ｆ）、冷却器３０の前後方向中心位置断熱壁側の通路面積Ｓ２を大きくする。

これにより、ヒータカバー４６と冷却器３０の後ろ側断熱壁１ｃとの間の通路面積Ｓ２が、ヒータカバー４６と仕切板４０ｃ側との間の通路面積Ｓ１よりも大きく設定することができる。したがって、断熱壁側の通路面積Ｓ２が大きくなり、該通路から上昇気流が発生し、仕切板４０ｃと冷却器３０との隙間Ｃ１から下降する熱対流がスムーズに行われる。

なお、図８のヒータカバー４６は、上面４６ａおよび前後のリブ片４６ｂ，４６ｃから側面視で略逆コ字形に折曲形成され、前後のリブ片４６ｂ，４６ｃは、垂直よりも前後方向で外側に鈍角に開いた逆ハ字形になっているが、前後のリブ片４６ｂ，４６ｃは同じ長さに形成され、また、ヒータカバー４６は、図７のように傾斜させることなく、水平に設置されている。

さらに、別の熱対流促進手段を図９および図１０に基づいて説明する。図９は冷却器３０の正面図で、仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを開閉したときの温度分布を測定するために、冷却器３０の上下方向で４段かつ３列の温度測定点ａ〜ｍを示す模式図である。
上段は仕切板４０ｃの上部開口（冷凍室送風機５０の取付位置）で左右方向で３点の温度分布を示す。中段は冷却器３０の上下方向の中段位置における左右方向で３点の温度分布である。下２段のうち上側段はヒータカバー４６の下面表面温度測定点を示し、下側段は除霜ヒータ４３の表面温度測定点を示す。

図１０（ａ）は仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを全開したときの冷却器３０の温度分布図、同図（ｂ）は下部開口４０ｄを半開したときの冷却器３０の温度分布図、同図（ｃ）は下部開口４０ｄを全閉したときの冷却器３０の温度分布図である。各図は、縦軸に温度をとり、横軸に除霜ヒータ４３のオンからの時間をとっている。各図において[upper-left]、[upper-center]、[upper-right]、[middle-left]、[middle-center]、[middle-right]は、順次、上段左ａ、上段中央ｂ、上段右ｃ、中段左ｅ、中段中央ｆ、中段右ｇを示す。下２段については、下部開口４０ｄの開閉状態によって変化がなく、また、グラフが複雑化するため、図示していない。

このグラフによると、同図（ａ）に示すように、仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを全開したときが、冷却器３０の温度測定点間のバラツキが小さい。仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを半開（同図（ｂ））のときの温度測定点間の温度差は、全開のときよりも少しあるが許容範囲と考えられる。同図（ｃ）のように仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを全閉にすると、上段測定点と中段測定点とでかなりの温度差（１０℃以上）がある。この現象から想定するに、熱対流を起こすには、ある程度、仕切板４０ｃの下部開口４０ｄから外気の流入圧力により、熱対流を起こしやすく補助する必要があることがわかる。

一方、仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを全開にすると、半開する場合に比べて冷却室４０ｂの温度上昇が確保し難い。例えば、下部開口４０ｄを全開にしたときの除霜ヒータ４３のオンから３０分経過後の温度は１０℃であるが、下部開口４０ｄを半開した場合の除霜ヒータ４３のオンから３０分経過後の温度は中段中央で１５℃まで上昇している。この結果、下部開口４０ｄの半開状態の方が除霜効率が良好になると考えられる。

図９および図１０の実験結果から、除霜モードでは、仕切板４０ｃを開閉する開閉手段６０を設け、該開閉手段６０を全開姿勢と半開姿勢に切り替える切替手段６１を設ける構成を採用するのが好ましい。

開閉手段６０としては、平板状のシャッタを上下方向でスライドさせる、あるいはシャッタを開閉回動させる、あるいは板状部材の中間部に板面に沿った回転軸周りに板状部材を回転させて下部開口４０ｄを全開または半開させるブラインドが例示できる。

切替手段６１としては、ソレノイド、駆動モータ、各種リミットスイッチ（不図示）、およびこれらを電気的に制御するコンピュータ等の制御部（不図示）が例示できる。また、切替手段６１として、形状記憶合金や形状記憶樹脂材からなる形状記憶部材が例示できる。

図１１は開閉手段６０および切替手段６１を例示したものである。同図（ａ）は冷却室の下部開口を開閉する開閉手段として平板状のシャッタ６０を用い、このシャッタ６０を下部開口４０ｄの全開状態と半開状態とに切替える切替手段としてばね状の形状記憶部材６１ａを用いたものである。ばね状の形状記憶部材６１ａは、その一端が下部開口の周縁部に連結され、他端がプーリ６１ｂに掛け巻きされた後、シャッタ６０の上端に連結され、シャッタ６０を吊り下げるようになっている。

ばね状形状記憶部材６１ａは、低温時には収縮した状態とされ、除霜ヒータ４３がオンしたときに、その雰囲気温度により伸長して元の形状記憶姿勢をとる。そのため、吊り下げられたシャッタ６０は仕切板４０ｃの下部開口４０ｄの中段位置まで下降し、下部開口４０ｄを半開状態とする。

図１１（ｂ）はシャッタ６０の下面にシャッタ６０を押し上げるソレノイド６１ｆを連結し、除霜ヒータ４３がオンしたとき、図示しない制御部によりソレノイド６１ｆを励磁して伸長し、これにより、シャッタ６０を押し上げて下部開口４０ｄを半開状態とする。ソレノイド６１ｆのオフにより、シャッタ６０は、自重により下降して下端開口４０ｄを全開状態とする。

図１１（ｃ）は回転軸６１ｃ回りに回転自在に支持されたターンテーブル６１ｄの一端にシャッタ６０が連結軸６１ｅにより回転自在に連結され、回転軸６１ｃに連結された駆動モータ（不図示）を駆動制御することで、仕切板４０ｃの下部開口４０ｄを全開状態と半開状態に切り替える。

図１１（ｄ）は形状記憶材６１ａを使用したブラインド方式の開閉手段６０である。開閉手段としてのブラインド６０ｂは、その中間部の軸６０ｃ回りに開閉回転自在に支持されており、ブラインド６０ｂの先端には、低温状態でＬ字形に折曲され、加温状態で伸長する形状記憶部材６１ａが連結されている。形状記憶部材６１ａの他端は下部開口４０ｄの周縁部に固定される。

低温状態では形状記憶部材６１ａが折曲され、ブラインド６０ｂは下部開口４０ｄを全開状態とする。除霜ヒータ４３がオンして、その雰囲気温度で形状記憶部材６１ａが暖められると、形状記憶部材６１ａが伸長してブラインド６０ｂの一端を開口閉方向に付勢する。そのため、ブラインド６０ｂは、下部開口４０ｄを半開状態に切り替える。

このように、除霜モードにおいて、仕切板の下部開口を半開すると、冷却器の温度ムラが解消され、除霜効率を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、冷却室に隣接して仕切板によって仕切られた冷気通路を設け、さらに、その前側に冷凍室を設けた構成を例示したが、冷凍室と冷却室とを仕切板によって区画する構成においても本発明を適用することができる。すなわち、冷凍室の背面板と仕切板とを兼用させ、冷凍室の背面側が冷気通路となるようにしてもよい。

１ 冷蔵庫
１ａ 外箱
１ｂ 内箱
１ｃ 発泡断熱材
２ 冷蔵室
３ 温度切替室
４ 製氷室
５ 冷凍室
５ａ 背面板
６ 野菜室
７，８，９ 扉
１０ チルド室
１１ 小物収納室
１２ 水タンク室
１１ａ 小物ケース
１２ａ 水タンク
１５，１６，１７ 断熱壁
１８ 縦断熱壁
１９ 収納ケース
２１ 収納棚
２２ 収納ポケット
２５ 機械室
２６ 圧縮機
３０ 冷却器
３０ａ 冷媒管
３０ｂ エンドプレート
３０ｃ フィン
３１ 冷却パネル
３２ 冷気通路（流入通路）
３３ 冷蔵室ダンパ
３４ 吐出口
３５ 戻り口
３７ 循環送風機
３８ 連通路
３９ 流入口
４０ 冷気通路
４０ａ 前部
４０ｂ 後部（冷却室）
４０ｃ 仕切板
４０ｄ 下部開口
４３ 除霜ヒータ
４４ 支持プレート
４５ ドレンパイプ
４６ ヒータカバー
４６ａ 上面
４６ｂ、４６ｃ リブ片
４７ 気液分離器
４８ 蒸発皿
４９ ドレンパン
５０ 冷凍室送風機
５１，５２ 開口
５３ 戻り口
５５ 戻り通路
６０ 開閉手段
６０ｂ ブラインド
６１ 切替手段
６１ａ 形状記憶部材
６１ｂ 回転軸
６１ｃ 回転軸
６１ｄ ターンテーブル
６１ｅ 連結軸

Claims (6)

1. 冷凍室の背面側の冷気通路に設けた仕切板とその背面側の断熱壁との間に冷却室が配設され、該冷却室に冷却器が配置され、該冷却器の下側に除霜ヒータが配置され、前記除霜ヒータの上側に除霜ヒータの上側を覆うヒータカバーが設けられた冷蔵庫において、
   除霜ヒータからの暖気を冷却室内で熱対流させ熱対流を促進する手段が設けられ、前記熱対流促進手段は、前記冷却器と仕切板および断熱壁との間にそれぞれ隙間Ｃ１，Ｃ２が設けられ、前記仕切板と冷却器との間の隙間Ｃ１、冷却器と後ろ側の断熱壁との間の隙間Ｃ２とすると、Ｃ２＞Ｃ１に設定されたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷凍室の背面側の冷気通路に設けた仕切板とその背面側の断熱壁との間に冷却室が配設され、該冷却室に冷却器が配置され、該冷却器の下側に除霜ヒータが配置され、前記除霜ヒータの上側に除霜ヒータの上側を覆うヒータカバーが設けられた冷蔵庫において、
   前記除霜ヒータからの暖気を冷却室内で熱対流させ熱対流を促進する手段が設けられ、前記熱対流促進手段は、ヒータカバーと仕切板側の間隔をＳ１、ヒータカバーと後ろ側の断熱壁との間隔をＳ２とすると、Ｓ２＞Ｓ１に設定されたことを特徴とする冷蔵庫。
3. 前記ヒータカバーの上面は、後ろ側の断熱壁側が高くなるように傾斜して設けられ、後ろ側の断熱壁側の通路面積を仕切板側の通路面積よりも大きくとるように設定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記ヒータカバーは、後ろ側の断熱壁側の端部形状が仕切板側の端部形状よりも短く形成され、後ろ側の断熱壁側の通路面積を仕切板側の通路面積よりも大きくとるように設定されたことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記熱対流促進手段は、前記除霜ヒータが冷却器の前後方向中心位置よりも冷凍室側に偏心した状態で配置され、前記ヒータカバーと後ろ側断熱壁側の通路面積を仕切板側の通路面積よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
6. 前記仕切板の下部に冷気通路からの冷気を冷却室に戻すための下部開口が形成され、前記熱対流促進手段は、仕切板の下部開口を開閉する開閉手段と、該開閉手段を下部開口の全開状態と半開状態に切り替える切替手段とをさらに含み、前記切替手段は、除霜モードにおいて、開閉手段を全開状態から半開状態に切り替えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷蔵庫。
   

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