JP2013139982A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、除霜ヒータを用いた冷蔵庫の使用と省エネ性向上と大容量化に対し、冷却器周辺の構成を適切にすることで、除霜効率を高め、省エネルギーに利用可能な冷蔵庫を提供すること。
【解決手段】冷蔵庫背面側に設けられ冷気を生成する冷却器１０７と、冷却器１０７の下方に設けられた除霜ヒータ１３２と、冷却器１０７を覆い庫内側と冷却器側で構成され、冷却器前方の伝熱抑制空間１３９と冷気戻り口１３５に除霜暖気ガイド部材１４１を設けた冷却器カバー１２０によって、除霜効率を高めて除霜時間の短縮と庫内への伝熱を抑制できるため、省エネ性や冷凍保鮮性能の高い冷蔵庫を提供することが出来る。
【選択図】図４

Description

本発明は、除霜ヒータを備えた冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫の省エネルギー化が進む中、冷蔵庫の消費電力量を低減するには冷却効率の効率向上や、冷却器に付着した霜を溶かす際の除霜効率を向上させる方法がある。

その中で、冷蔵庫の消費電力量を低減する従来の冷蔵庫としては、例えば、特開２０１０−６０１８８号公報（特許文献１）のように、除霜ヒータで暖められた空気の庫内流入を抑制し、庫内の温度上昇を抑制することで省エネ効果を得る方法や、特開２０１１−８９７１８号公報（特許文献２）のように、庫内からの戻り冷気をできるだけ冷却器の下側を通過させることで冷却効率を向上させた方法に開示されたものがある。

以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。

図１２は特許文献１に記載されている冷蔵庫の冷却器周囲の側面断面詳細図を示すものである。冷却器７は、冷凍室１４と冷却器室２３との間を区画する冷却器カバー２０と、冷蔵庫本体の内箱を構成する背面壁の間に設置されている。冷却器７の前面下側には、冷却器カバー２０にて構成される冷気戻り口３５が開口しており、冷気戻り口３５の開口は、上端が冷却器７の下面よりも上方に位置し、冷気戻り口３５の開口の下面は冷却器７の下面よりも下方に位置させ、冷気戻り口３５の開口部を大きくすることで冷気の循環効率を向上し、冷却性能の向上を図っている。この冷却器カバー２０の庫内側と冷却器側の間の下方には開口して除霜ヒータで暖められた空気が流入する暖気流入空間３９が設けられている。

本構成により、除霜時の除霜ヒータ３２によって暖められた空気は、庫内よりも暖気流入空間３９に多く流入するため庫内の温度上昇を抑制できると共に、除霜時に庫内を暖めていた熱エネルギー分を低減できるため省エネ性が高くなる。

図１３は特許文献２に記載されている冷蔵庫の冷却器周囲の側面断面詳細図を示すものである。

冷凍室背面に、冷却器カバー２０により画成されて冷凍室１４との間で空気の循環路を形成する冷却器室２３を設けた冷蔵庫であり、冷却器室２３内には、上方からファン１６、冷却器７、カバーヒータ３３、及び除霜ヒータ３２が配置されると共に、底面部は除霜時に除霜ヒータ３２の熱によって溶けた除霜水を受ける水受け部３４としている。更に、冷却器室２３の下部前面側には、循環路における冷却器室入口が形成され、この冷却器室入口部に、戻り冷気を底面部すなわち水受け部３４に這わせて背面側に向かわせるトイ１５が設けられている。また背面側の内箱２５には、水受け部３４を這って進入してきた戻り冷気を冷却器前面側に導く別体構成のガイド２１が設けられている。

本構成により、冷却器室２３の背面である内箱側に回った気流を冷却器前面部に向かわせて、冷気の多くを冷却器７の上流側からその内部を通過させることができるため、冷却器７内部を流れる気流の分布を改善することが可能となり、冷却器７を有効に活用することができて、冷却効率の向上を図っている。

特開２０１０−６０１８８号公報 特開２０１１−８９７１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている従来の冷蔵庫では、除霜時に除霜ヒータから暖められた空気の庫内流入を抑制することでの熱エネルギー低減で、省エネを行う効果はあるものの、暖気流入空間自体の温度上昇は避けられないため、温度上昇した暖気流入空間から庫内への熱伝導によって、特に庫内背面側の温度は影響を受ける。庫内背面側に保存されている食品は温度変動を受けるため、食品が温められ、除霜の度に食品内部は凍結・融解に近い状態が繰り返され鮮度劣化が起こるという問題があった。

また、上記特許文献２に記載されている従来例の冷蔵庫では、冷却器室内を流れる戻り冷気の流れ方を変えることで冷却器の効率向上を図り、省エネを行う効果はあるものの、戻り冷気の風向を変える為に設けられたトイによって吸込み部の通風抵抗が増加し、全体風量が低下する。この結果、冷却器を通過する循環風量の低下も招き、結果として十分な冷却効果が発揮できないという問題があった。

また、トイは除霜ヒータの前面に近傍まで配置されているため、除霜時の除霜ヒータの発熱による温度影響を受ける。除霜時の除霜ヒータの発熱によって、除霜ヒータの表面は概ね摂氏３００℃程度まで上昇する。この結果、除霜ヒータの近傍に設けたトイ表面も概ね摂氏１００℃以上に上昇するため、熱による変形を防止するためにはアルミ箔などの金属で表面を覆う等の部材が必要となり、材料費や工数のコストＵＰとなるという問題があった。

このようなことから、本発明は、上記課題に鑑み、冷却効率と除霜時の効率を高めて省エネ性能が高い冷蔵庫で、且つ無効空間を抑制した大容量の冷蔵庫を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫背面側に設けられ冷気を生成する冷却器と、冷却器の下方に設けられた除霜ヒータと、冷却器を覆い、且つ、冷凍室を冷却した冷気が冷却器へ戻るための冷気戻り口を有する冷却器カバーを備えたものであって、冷却器カバーは庫内側の冷却器前側カバーと冷却器側の冷却器後側カバーで構成し、冷却器前方には冷却器前側カバーと冷却器後側カバーによる伝熱抑制空間を備え、冷気戻り口に除霜暖気ガイド部材を設けたものである。

これによって、除霜暖気ガイド部材の効果で除霜ヒータの熱による対流が冷却器に行きやすく、除霜効率を高めると共に、除霜時間の短縮による省エネが図れる。更に、除霜時の非冷却運転時間短縮での温度上昇抑制や庫内への暖気流入防止により、冷却負荷量低減における省エネだけでなく、食品への温度変動も低減できるため鮮度劣化を抑え長期保存を可能とする。

また、伝熱抑制空間によって、除霜時に冷却器周囲の温度が上昇した場合でも、庫内への伝熱を抑制できるため、特に庫内奥部に保存されている食品への温度影響を低減できるため鮮度劣化を抑え長期保存が可能となる。

本発明の冷蔵庫は、冷却器を覆う冷却器カバーを庫内側の冷却器前側カバーと冷却器側
の冷却器後側カバーで構成した冷蔵庫で、冷却器前方に伝熱抑制空間を備え冷気戻り口に除霜暖気ガイド部材を設けたことで、除霜時のヒータ熱の対流促進化により除霜効率を高めて除霜時間の短縮を図ると共に、除霜時に冷却器周囲の温度が上昇した場合でも、庫内への伝熱を抑制できるため、省エネ性が高く、冷凍保鮮の高い冷蔵庫を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の斜視図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却器周辺の縦断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却器周辺の縦断面詳細図 本発明の実施の形態１における冷気送風ファンの抵抗曲線イメージ図 本発明の実施の形態２における冷却器周辺の縦断面詳細図 本発明の実施の形態３における冷却器周辺の縦断面詳細図 本発明の実施の形態４における冷却器周辺の縦断面詳細図 本発明の実施の形態５における冷却器周辺の縦断面詳細図 本発明の実施の形態５における冷却器カバーの背面図 本発明の実施の形態５における冷却器の基本熱交換部の説明図 従来技術による冷蔵庫を説明する冷蔵庫の冷却器周辺の側面断面詳細図 従来技術による冷蔵庫を説明する冷蔵庫の冷却器周辺の側面断面詳細図

第１の発明は、冷蔵庫背面側に設けられ冷気を生成する冷却器と、冷却器の下方に設けられた除霜ヒータと、冷却器を覆い、且つ、冷凍室を冷却した冷気が冷却器へ戻るための冷気戻り口を有する冷却器カバーを備えたものであって、冷却器カバーは庫内側の冷却器前側カバーと冷却器側の冷却器後側カバーで構成し、冷却器前方には冷却器前側カバーと冷却器後側カバーによる伝熱抑制空間を備え、冷気戻り口に除霜暖気ガイド部材を設けたものである。

これによって、冷気戻り口に除霜暖気ガイド部材を設けたことで、除霜時における除霜ヒータからの輻射熱による対流は冷却器に行きやすくなり、冷却器に付着した霜を効率的に融解できるため、除霜ヒータの通電時間の減少が図れ、電気入力の低減による省エネとなる。この時、除霜時間の短縮により、非冷却運転時間短縮での温度上昇抑制や、除霜ヒータ自身の発熱による温度上昇抑制で、除霜時間後の冷却負荷量が減少するため除霜時間後の庫内冷却に要する圧縮機の運転回転数低減や運転時間短縮での省エネ効果も得ることが出来る。

さらに、除霜暖気ガイド部材によって、除霜時における除霜ヒータからの輻射熱による対流が冷却器に行きやすくなるということは熱の庫内流入を抑制する効果もあるため、庫内の温度上昇を抑える働きもある。庫内に保存されている冷凍食品は、除霜時の暖気の庫内流入による霜焼けや熱の変動による影響で劣化していくが、除霜暖気ガイド部材による効果で長期間保存した場合でも食品の劣化を抑えることが出来る。

また、冷却器前側カバーと冷却器後側カバーで構成された伝熱抑制空間によって、除霜時における除霜ヒータからの輻射熱による冷却器周囲の温度上昇に対しても、庫内への熱伝導を抑制することが出来るため、庫内の特に冷却器側に保存されている奥の食品への温度影響を低減できるため、食品の劣化を抑え長期保存を可能とする。

また、湿度の高い日本の生活環境では、ドア開閉時に高湿度の湿気が庫内に侵入し、冷却器からの伝熱で庫内の中でも特に温度が低くなる冷却器前面の冷却器カバーに霜として
付着し易い。そのため冷却器の性能の一つである除湿性能が十分発揮されないばかりか、冷却器カバーへの霜の付着を防止するため補助ヒータを必要とする場合があるが、伝熱抑制空間を設けたことによって、低温である冷却器からの熱影響を抑制し冷却器カバー表面の温度と庫内との温度差を小さくすることができるため、ドア開閉した場合や庫内に投入する際に食品に付着していた水分の昇華での湿気流入でも霜の付着を抑制できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記伝熱抑制空間の内部に断熱部材を配設したものである。

これにより、除霜時における除霜ヒータからの輻射熱によって冷却器周囲は温度上昇するが、温度上昇した冷却器周囲から庫内への熱伝導を大幅に抑制することが出来る。よって、庫内の特に冷却器側に保存されている食品への温度影響を無くすことができるため食品の劣化を抑え、更なる長期保存が可能となる。

また、除霜時において、温度上昇した冷却器周囲から庫内への熱伝導を抑制できることは、除霜ヒータからの輻射熱を冷却室内に滞留させているということであり、冷却器自体の温度を効率的に上昇させることが出来、除霜時間の短縮や非冷却運転時間短縮での温度上昇抑制に伴い、更なる省エネを実現できる。

また、伝熱抑制空間の内部に断熱部材を配設し冷却器からの温度影響を低減するため、庫内には局部的に温度が低温となる箇所がなくなり、ドア開閉時等で庫内に侵入した水分による霜の付着を防止できるため製品の品質向上となる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記除霜暖気ガイド部材上端が冷却器下端よりも高い位置に配置したものである。

これにより、戻り冷気の冷却器に対する熱交換面積を大きく取ることができると共に、戻り冷気の通風抵抗を下げることで循環風量も増加でき、冷却器での熱交換量が増えて蒸発温度が上昇し、冷凍サイクル効率の向上によって省エネを図ることができる。

また、冷却器の熱交換量の向上と循環風量の増加によって、庫内を冷却する時間を減らすことができるため、冷却運転時間の短縮による冷却器への着霜量も減らすことができる。これによって、冷却器の除霜周期を延ばす事が可能となり、除霜ヒータの入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

また、風路の改善により冷却器の熱交換面積を大きく取れることは、冷却器に着霜させる面積を大きくすることであるため、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。これによって、冷蔵庫を運転し除霜を必要とするまでの時間を延ばす事が可能となり、除霜ヒータの入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記除霜暖気ガイド部材を冷却器前側カバーと一体で構成したものである。

これにより、除霜暖気ガイド部材を作成する材料費と金型費を削減できると共に、製造工程での工数も削減できる。また、管理費用も低減でき、製品としてのコストダウンを図れ、販売価格の低下にも繋がり、販売率の向上を図ることが出来る。

第５の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記除霜暖気ガイド部材を冷
却器後側カバーと一体で構成したものである。

これによって、除霜暖気ガイド部材を作成する材料費と金型費を削減できると共に、製造工程での工数も削減できる。また、冷却器後側カバーでの構成にすることで金型の抜き勾配を含め形状の簡素化が可能となるため、更なる金型費の低減に繋がる。また、除霜暖気ガイド部材と冷却器後側カバーの２部品の管理から１部品の管理となるため、管理費用も低減でき、製品としてのコストダウンを図れ、販売価格の低下にも繋がり、販売率の向上を図ることが出来る。

第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記冷気戻り口は、冷却器側に風向ガイド部が設けられ、前記風向ガイド部は戻り口の入口に対し上方向に傾きを持つものである。

これによって、庫内側から見ると除霜ヒータに対して各風向ガイド部が重なるように見えるため、冷蔵庫の除霜時に冷凍室ドアを開けた場合にも除霜ヒータの赤熱は見えない。また、除霜時に除霜ヒータからの輻射熱の庫内流入を抑制する効果もあり、庫内の温度上昇を抑える。このとき、各風向ガイド部によって除霜時の輻射熱による暖気は冷却器側に流れるため、除霜効率の向上も図れ、除霜時間短縮による省エネ効果も図れる。

また、風向ガイド部と除霜暖気ガイド部材の傾きが上方向であるため、戻り冷気の吸込み風路の通風抵抗を下げることに加えて、流れの均一化も出来、冷却効率の向上で更なる省エネも図れる。

第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明において、前記冷却器カバーの前記除霜ヒータ側と前記除霜ヒータ外郭の最短距離を６０ｍｍ以上としたものである。

これによって、除霜時の除霜ヒータからの輻射熱によって、冷気戻り口を構成する冷却器カバー自体の温度上昇を抑制することが出来るため、着霜時など過度に除霜時間が延びた場合でも輻射熱による温度影響での変形等が発生することはない。また、最短距離を６０ｍｍ以上としているため、除霜時のヒータからの暖気は冷却器側に流れ、庫内への流入を抑制しやすくする効果がある。

第８の発明は、第１から第６のいずれかの発明において、前記除霜ヒータの中心は前記冷凍室底基本面よりも上に位置するものである。

これによって、冷凍室底基本面と一体となったドレンパンの形状を、略水平とすることが出来、除霜ヒータを設置するための無効空間を減少させることが可能となるため内容積の増加を図ることが出来る。また、ドレンパンの深さを浅く出来ることは、構成する部品を成型する際の金型費用を抑えることが出来るため、コストダウンにも繋がる。

第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明において、前記冷却器後側カバーの前記冷却器側には、金属製の伝熱促進部材を備えたものである。

これによって、除霜時における除霜ヒータの輻射熱を冷却器の上部まで伝えることが出来るため、更なる除霜時間の短縮を図ることが出来る。また、伝熱促進部材が金属製であるため熱伝導率が高く、除霜ヒータからの熱を均一に伝えることが出来る。故に、冷却器に熱が均一に伝わるため、除霜効率の向上だけでなく霜残りの心配もない。

第１０の発明は、第６から第９のいずれかの発明において、前記風向ガイド部と前記除霜暖気ガイド部材を連結させたものである。

これによって、除霜暖気ガイド部材と同方向の上向きに構成された風向ガイド部が一体となって連結風向ガイドを形成するため、除霜時における除霜ヒータからの輻射熱による対流が更に冷却器に行きやすくなり、冷却器に付着した霜を効率的に融解できるため、除霜ヒータの通電時間の減少が図れ、電気入力の低減による省エネとなる。

また、除霜時に除霜ヒータからの輻射熱の庫内流入を抑制する効果も大きくなり、庫内の温度上昇を更に抑える働きがある。

第１１の発明は、第１の発明において、前記伝熱抑制空間と、前記冷却器を収納する冷却室とを連通する暖気回収穴を備えたものである。

これによって、伝熱抑制空間を構成する冷却器前側カバーと冷却器後側カバーの空間入口部分は、基本寸法では３ｍｍ以下であり、除霜暖気ガイド部材の効果も合わせると、除霜時における除霜ヒータからの輻射熱による対流で伝熱抑制空間内に侵入することは無いが、部品自体の成型寸法バラツキや製品組み立て時の嵌合バラツキによって、伝熱抑制空間内に暖気が進入する場合がある。このとき、伝熱抑制空間内に進入した暖気や、除霜ヒータからの輻射熱によって伝熱抑制空間内に存在する暖気が膨張し空間体積以上となった場合に庫内側へ流入することを抑制することが出来る。また、輻射熱による空間内の過度の温度上昇も抑えることが出来る。よって、庫内の特に冷却器側に保存されている食品への温度影響を無くすことができるため食品の劣化を抑え、更なる長期保存が可能となる。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記暖気回収穴は、前記冷却器の基本熱交換部よりも外側に配設したものである。

これによって、冷蔵庫の冷却運転時に、冷却器と熱交換した冷気が暖気回収穴を通じて伝熱抑制空間内に侵入し、再び庫内からの戻り冷気と合流することでのショートサーキットを防止し、冷却器の熱交換効率低下を防止することが出来る。

第１３の発明は、第１１または１２の発明において、前記暖気回収穴の面積は、前記伝熱抑制空間の基本断面面積よりも小さくするものである。

これによって、部品自体の成型寸法バラツキや製品組み立て時の勘合バラツキによって、除霜時に除霜ヒータからの輻射熱による対流で伝熱抑制空間内に侵入した暖気は、空間内の温度上昇で圧力が上昇し、体積の大きい冷却室側の圧力よりも高くなるが、圧力差によって伝熱抑制空間内の暖気の一部は暖気回収穴から冷却室側に流れることとなる。そのため、伝熱抑制空間内の暖気は庫内側に流れ出ることないため、庫内の温度上昇を抑制することが出来る。

第１４の発明は、第１１から第１３のいずれかの発明において、前記暖気回収穴を複数備えたものである。

これによって、除霜時に伝熱抑制空間内に滞留する暖気は圧力 差によって複数個の暖気回収穴から冷却室側に流れることとなるため、特に幅の広い冷蔵庫でも伝熱抑制空間内の圧力を均衡に保ち、よどみ低減が図れ、庫内への暖気流入と温度上昇を抑制することが出来る。

第１５の発明は、第１１から第１４のいずれかの発明において、前記伝熱抑制空間の内部に伝熱部材を配設したものである。

これによって、除霜時に伝熱抑制空間内に高湿度の暖気が滞留した場合でも、冷却運転時に冷却された伝熱部材によって除霜時の除湿が可能となり、暖気回収穴を通じて冷却室及び庫内への暖気の流入を抑制することが出来る。故に、部分的な霜残りや氷残りが発生することも無く、製品信頼性の品質が高い冷蔵庫を提供することが出来る。

第１６の発明は、第１１から第１５のいずれかの発明において、前記暖気回収穴の上端は前記伝熱抑制空間側に下方傾斜させたものである。

これによって、除霜時の伝熱抑制空間内に滞留した暖気は、上端側に傾斜されたガイド形状によって冷却室側に導かれやすくなる。

第１７の発明は、第１１から第１６のいずれかの発明において、前記暖気回収穴の下端は前記冷却室側に上方傾斜させたものである。

これによって、除霜時の伝熱抑制空間内に滞留した暖気は、下端側の傾斜されたガイド形状によって冷却室側に導かれやすくなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成及び差異がない部分については、詳細な説明を省略する。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の斜視図である。図２は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の縦断面図である。図３は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の冷却器周辺の縦断面図である。図４は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の冷却器周辺の縦断面詳細図である。

図１から図４に示すように、冷蔵庫本体１０１は、前方に開口する金属製（例えば鉄板）の外箱１２４と硬質樹脂製（例えばＡＢＳ）の内箱１２５と、外箱１２４と内箱１２５の間に発泡充填された硬質ウレタンフォームからなる断熱本体で、この冷蔵庫本体１０１の上部に設けられた冷蔵室１０２と、冷蔵室１０２の下に設けられた上段冷凍室１０３と、冷蔵室１０２の下で上段冷凍室１０３に並列に設けられた製氷室１０４と、本体下部に設けられた野菜室１０６と、並列に設置された上段冷凍室１０３及び製氷室１０４と野菜室１０６の間に設けられた下段冷凍室１０５で構成されている。上段冷凍室１０３と製氷室１０４と下段冷凍室１０５と野菜室１０６の前面部は引き出し式の図示しない扉により開閉自由に閉塞されると共に、冷蔵室１０２の前面は、例えば観音開き式の図示しない扉により開閉自由に閉塞される。

冷蔵室１０２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。野菜室１０６は冷蔵室１０２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。低温にすれば葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。

上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５は冷凍保存のために通常−２２から−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０から−２５℃の低温で設定されることもある。

冷蔵室１０２や野菜室１０６は庫内をプラス温度で設定されるので、冷蔵温度帯と呼ばれる。また、上段冷凍室１０３や下段冷凍室１０５や製氷室１０４は庫内をマイナス温度
で設定されるので、冷凍温度帯と呼ばれる。また、上段冷凍室１０３は切替室として、ダンパ機構等を用いることで、冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで選択可能な部屋としても良い。

冷蔵庫本体１０１の天面部は、冷蔵庫の背面方向に向かって階段状に凹みを設けて機械室１１９があり、第一の天面部１０８と第二の天面部１０９で構成されている。この階段状の凹部に配置された圧縮機１１７と、水分除去を行うドライヤ（図示せず）と、コンデンサ（図示せず）と、放熱用の放熱パイプ（図示せず）と、キャピラリーチューブ１１８と、冷却器１０７とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルに冷媒を封入し、冷却運転を行う。前記冷媒には近年、環境保護のために可燃性冷媒を用いることが多い。なお、三方弁や切替弁を用いる冷凍サイクルの場合は、それらの機能部品を機械室１１９内に配設することも出来る。

また、冷蔵室１０２と製氷室１０４および上段冷凍室１０３とは第一の断熱仕切り部１１０で区画されている。また、製氷室１０４と上段冷凍室１０３とは第二の断熱仕切り部１１１で区画されている。また、製氷室１０４および上段冷凍室１０３と、下段冷凍室１０５とは第三の断熱仕切り部１１２で区画されている。

第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２は、冷蔵庫本体１０１の発泡後組み立てられる部品であるため、通常断熱材として発泡ポリスチレンが使われるが、断熱性能や剛性を向上させるために硬質ウレタンフォームを用いてもよく、更には高断熱性の真空断熱材を挿入して、仕切り構造のさらなる薄型化を図ってもよい。

また、ドアフレームの稼動部を確保して第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の形状の薄型化や廃止を行うことで、冷却風路を確保でき冷却能力の向上を図ることもできる。また、第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の内部をくりぬき、風路とすることで材料の低減にもつながりコストダウンが可能となる。

また、下段冷凍室１０５と野菜室１０６とは第四の仕切り部１１３で区画されている。

次に、本実施の形態での冷却器周囲の構成について説明する。

冷蔵庫本体１０１の背面には冷却室１２３が設けられ、冷却室１２３内には、代表的なものとしてフィンアンドチューブ式の冷気を生成する冷却器１０７が断熱仕切壁である第二および第三の仕切り部１１１、１１２の後方領域を含めて下段冷凍室１０５の背面に上下方向に縦長に配設されている。冷却室１２３の前面庫内側には、冷凍室を冷却した冷気が冷却器へ戻るための冷気戻り口１３５を備えた冷却器１０７を覆う冷却器カバー１２０が配置されている。また、冷却器１０７の材質は、アルミや銅が用いられる。

冷却器カバー１２０は、庫内側の冷却器前側カバー１３７と冷却器側の冷却器後側カバー１３８で構成されており、冷却器１０７前方には冷却器前側カバー１３７と冷却器後側カバー１３８によって構成される伝熱抑制空間１３９を備えている。伝熱抑制空間１３９は、冷却器カバー１２０の下部に備えた冷気戻り口１３５の上端から、下段冷凍室１０５への吐出口下端までの間で構成している。伝熱抑制空間１３９の高さは、冷却器１０７の上端までとすると伝熱抑制の効果はあるが、庫内容量やケース寸法とのバランスによって位置を決めるのが良い。本実施の形態では、除霜時の暖気の流れを考慮して、概ね、冷却器１０７の除霜ヒータに近い下側３段目までの下段冷凍室１０５への吐出口下端までとしている。また、伝熱抑制空間１３９の内部は空気層としている。

また、冷却器後側カバー１３８の冷却器側には、金属製の伝熱促進部材１４０を配置し
ている。本実施の形態では、コストを考慮して除霜時の伝熱促進用としてはｔ＝８μｍのアルミ箔を、上下寸法は冷却器１０７の下端から上端まで、左右寸法は冷却器１０７のフィン間から＋１５ｍｍ程度までの大きめの寸法で貼り付けることで、除霜時の伝熱を促進し除霜効率向上での除霜時間短縮効果を得ている。なお、更なる効果を得るために、冷却器１０７の背面側の内箱１２５にアルミ箔を配置しても良い。更には、アルミ箔よりも厚みが大きいアルミプレート板や、アルミよりも熱伝導率の高い材料（例えば銅）で構成すると伝熱促進としての効果を更に発揮する。

また、冷却器カバー１２０の冷気戻り口１３５には、除霜暖気ガイド部材１４１を設けている。除霜暖気ガイド部材１４１は庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度を付けており、本実施の形態では概ね、４５°としている。このとき、除霜暖気ガイド部材１４１の上端である、除霜暖気ガイド部上端１４３は冷却器下端１４４よりも高い位置に配置している。これによって、庫内を循環した戻り冷気は冷却器１０７に対して熱交換面積を大きく取ることができるため、冷却器１０７での熱交換量が増え、冷却器１０７の能力向上を図ることができる。

更に冷却器カバー１２０の下部に冷気戻り口１３５を備え、冷気戻り口１３５には風向ガイド部１２２が設けられている。この風向ガイド部１２２の間隔は、５ｍｍであり、指の侵入防止や、金型及び冷却器カバー１２０の強度確保に配慮している。なお、風向ガイド部１２２も庫内側から冷却器側に向かって、除霜暖気ガイド部材１４１と同方向の上向きの角度を付けている。

冷却器１０７の近傍（例えば上部空間）には強制対流方式により冷蔵室１０２、製氷室１０４、上段冷凍室１０３、下段冷凍室１０５、野菜室１０６の各貯蔵室に冷却器１０７で生成した冷気を送風する冷気送風ファン１１６が配置され、冷却器１０７の下方には冷却時に冷却器１０７や冷気送風ファン１１６に付着する霜を除霜する除霜ヒータとしてガラス管製のガラス管ヒータ１３２が設けられている。ガラス管ヒータ１３２の上方には、ガラス管ヒータ１３２を覆うカバーヒータ１３３が配置され、除霜時に冷却器１０７から滴下した水滴が除霜によって高温になったガラス管表面に直接落ちることで、ジュージューといった音が発生しないようにガラス管径および幅と同等以上の寸法としている。

ガラス管ヒータ１３２の下方には、冷却器１０７に付着した霜が解けて落下する除霜水を受ける冷凍室下面である第四の仕切り部１１３の上面と一体となったドレンパン１３４が配置されている。

また、冷気送風ファン１１６前には冷却器前側カバー１３７で構成されたディフューザー（図示しない）が配置されており、冷気送風ファン１１６からの静圧の高くなった風を、そのままロスすることなく庫内へ吐出される。

ここで、第四の仕切り部１１３の上面と一体となったドレンパン１３４には、冷凍室下面に庫内側に向かって突起部１３６があり、冷却器カバー１２０の下部を引っ掛けて固定している。突起部１３６は、冷気戻り口１３５の下端とガラス管ヒータ１３２の間に配置されているため、庫内への赤熱も見えなくするとともに、庫内側から見たときに突起部１３６は冷却器カバー１２０の冷気戻り口下端に隠れるため、見栄えも良く外観品位の向上に繋がる。

ここで、近年の冷凍サイクルの冷媒としては、地球環境保全の観点から地球温暖化係数が小さい可燃性冷媒であるイソブタンが使用されている。この炭化水素であるイソブタンは空気と比較して常温、大気圧下で約２倍の比重である（２．０４、３００Ｋにおいて）。これにより従来に比して冷媒充填量を低減でき、低コストであると共に、可燃性冷媒が
万が一に漏洩した場合の漏洩量が少なくなり安全性をより向上できる。

本実施の形態では、冷媒にイソブタンを用いており、防爆対応として除霜時のガラス管ヒータ１３２の外郭であるガラス管表面の最大温度を規制している。そのため、ガラス管表面の温度を低減させるため、ガラス管を２重に形成された２重ガラス管ヒータを採用している。このほか、ガラス管表面の温度を低減させる手段としては、ガラス管表面に放熱性の高い部材（例えばアルミフィン）を巻きつけることも出来る。このとき、ガラス管を１重とすることで、ガラス管ヒータ１３２の外形寸法を小さく出来る。

除霜時の効率を向上させる手段としては、ガラス管ヒータ１３２に加えて、冷却器１０７に密着したパイプヒータを併用しても良い。この場合、パイプヒータからの直接の伝熱によって冷却器１０７の除霜は効率的に行われると共に、冷却器１０７の周囲のドレンパン１３４や冷気送風ファン１１６に付着した霜をガラス管ヒータ１３２で溶かすことが出来るため、除霜時間の短縮が図れ、省エネや除霜時間における庫内温度の上昇を抑制することが出来る。

なお、ガラス管ヒータ１３２とパイプヒータを組み合わせた場合、お互いのヒータ容量を適正化することで、ガラス管ヒータ１３２の容量を低くすることが可能となる。ヒータ容量を低くすると除霜時のガラス管ヒータ１３２の外郭の温度も低くすることが出来るため、除霜時の赤熱も抑制できる。

次に、冷蔵庫の冷却について説明する。例えば冷凍室が外気からの侵入熱およびドア開閉などにより、庫内温度が上昇して冷凍室センサ（図示せず）が起動温度以上になった場合に、圧縮機１１７が起動し冷却が開始される。圧縮機１１７から吐出された高温高圧の冷媒は、最終的に機械室１１９に配置されたドライヤ（図示せず）まで到達する間、特に外箱１２４に設置される放熱パイプ（図示せず）において、外箱１２４の外側の空気や庫内の硬質ウレタンフォーム１２６との熱交換により、冷却されて液化する。

次に液化した冷媒はキャピラリーチューブ１１８で減圧されて、冷却器１０７に流入し冷却器１０７周辺の庫内冷気と熱交換する。熱交換された冷気は、近傍の冷気送風ファン１１６により庫内に冷気が送風され庫内を冷却する。この後、冷媒は加熱され、ガス化して圧縮器１１７に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ（図示せず）の温度が停止温度以下になった場合に圧縮機１１７の運転が停止する。

冷気送風ファン１１６は、内箱１２５に直接配設されることもあるが、発泡後に組み立てられる第二の仕切り部１１１に配設し、部品のブロック加工を行うことで製造コストの低減を図ることもできる。

次に、冷蔵庫の除霜時について説明する。

冷蔵庫を冷却運転すると、時間経過と共に、ドア開閉時に侵入した空気中の水分や、庫内に投入された食品に付着している水分、さらに野菜室１０６に保存されている野菜からの水分等で冷却器１０７には、霜が付着する。この霜が成長を遂げると冷却器１０７と循環冷気との間で熱交換効率が低下し庫内を十分に冷却できず、最終的に鈍冷や不冷状態となる。よって、冷蔵庫では、冷却器に付着した霜を定期的に除霜する必要がある。

本実施の冷蔵庫でも、冷蔵庫を運転し、一定時間経過後に自動的に除霜を行っている。除霜時には、圧縮機１１７、冷気送風ファン１１６の運転を停止し、除霜ヒータであるガラス管ヒータ１３２を通電する。冷却器１０７は、冷却器１０７の内部に滞留している冷媒や冷却器１０７に付着した霜の融解によって、概ね、−３０℃から０℃への顕熱変化、
０℃での潜熱変化、０℃からの顕熱変化を介し、昇温していく。ここで、冷却器に１０７は、除霜センサー（図示せず）が取り付けられており、所定の温度になるとガラス管ヒータ１３２の通電を停止するようにしている。本実施の形態では、除霜センサーが１０℃を検知した時点でガラス管ヒータ１３２の通電を停止するようにしている。

このとき、ガラス管ヒータ１３２の通電によって、ガラス管表面が高温となり、輻射熱によって冷却器１０７や冷却器周囲の冷却器１０７の周囲のドレンパン１３４や冷気送風ファン１１６に付着した霜を溶かすことで、冷却器１０７をリフレッシュしている。

なお、例えば外気温５℃程度や以下の低外気では、冷却器１０７の霜が十分に除霜されていても、外気の影響で除霜時に除霜センサー（図示せず）の温度が十分に昇温しにくく、除霜時間が長くなる傾向にある。この場合には、０℃以上の顕熱変化の状態をみて、一定時間以上経過していれば除霜を終了する制御を組み合わせることも出来る。これによって、十分に除霜されているにもかかわらず、低外気での冷却器１０７の昇温不足で除霜時間が長くなってしまい、不必要なヒータ入力や庫内への輻射熱での昇温、更には、除霜時の冷却停止による昇温を抑制することが出来る。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用について説明する。

本実施の形態のように、野菜室１０６が下方に設置され、真ん中に下段冷凍室１０５が設置され、冷蔵室１０２が上方に設置された冷蔵庫のレイアウト構成が使い勝手と省エネの観点からよく用いられている。また、庫内容量の観点や、冷凍食品の使用量増加傾向に伴い、下段冷凍室１０５の庫内ケース寸法を大きく取って容量を向上させた冷蔵庫も発売されている。

このとき、庫内ケースを大きく取ると、背面の冷却器カバー１２０との寸法が小さくなり、除霜時の冷却器１０７や冷却室１２３内の温度上昇、更には、ガラス管ヒータ１３２からの輻射熱や対流によって、冷凍室内に保存されている冷凍食品の温度が影響を受ける。そのため、本実施の形態では、冷却器前側カバー１３７と冷却器後側カバー１３８によって構成された伝熱抑制空間１３９や、冷気戻り口１３５に設けた除霜暖気ガイド部材１４１で除霜時の庫内への熱影響を抑制している。本実施の形態では、伝熱抑制空間１３９の内部を空気層としており、ガラス管ヒータ１３２からの輻射熱による冷却器１０７周囲の温度上昇に対しても、庫内への熱伝導を抑制することが出来るため、庫内の特に冷却器側に保存されている食品への温度影響を低減できるため食品の劣化を抑え長期保存を可能とする。空気層の熱伝導率は、概ね、０．０３Ｗ／ｍＫであり、例えば庫内温度が−２５℃で、除霜時の冷却室内温度が２０℃まで上昇した場合でも空気層の断熱によって庫内温度は−１７℃迄しか上昇しない。このとき、空気層の厚み、即ち伝熱抑制空間１３９の内部寸法は１３．４ｍｍである。よって除霜時においても、温度上昇は冷凍食品やアイスクリームが融解し品質劣化する−１２℃以下であるため、長期保存でも品質劣化を抑制できる。

また、庫内食品への温度影響だけでなく、庫内の局部的に温度が低くなる箇所を無くすことができるため、ドア開閉時や食品投入時に食品に付着していた水分等から昇華した水分が、冷却器カバー１２０に霜として付着するのを防止する効果もある。これによって、冷却器１０７の除湿性能を確保できると共に、着霜防止の為の補助ヒータを使うこともない。

また、除霜時の庫内への温度影響を低減できるということは、除霜時における庫内負荷量を低減できる効果もある。よって、除霜時間後の冷却負荷量が減少するため除霜時間後の庫内冷却に要する圧縮機１１７の運転回転数低減や運転時間短縮での省エネ効果も得る
ことが出来る。

また、除霜暖気ガイド部材１４１を庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度で４５°の傾きを付けて配置しているため、除霜時におけるガラス管ヒータ１３２からの輻射熱による対流は冷却器１０７に行きやすくなり、冷却器１０７に付着した霜を効率的に融解できるため、ガラス管ヒータ１３２の通電時間の減少が図れ、電気入力の低減による省エネとなる。この時、除霜時間の短縮により、非冷却運転時間短縮での温度上昇抑制や、除霜ヒータ自身の発熱による温度上昇抑制で、除霜時間後の冷却負荷量が減少するため除霜時間後の庫内冷却に要する圧縮機１１７の運転回転数低減や運転時間短縮での省エネ効果も得ることが出来る。

さらに、除霜暖気ガイド部材１４１により、除霜時におけるガラス管ヒータ１３２からの輻射熱による対流が冷却器１０７に行きやすくなることは、熱の庫内流入を抑制する効果もあり、庫内の温度上昇を抑える働きもある。庫内に保存されている冷凍食品は、除霜時の暖気の庫内流入による霜焼けや熱の変動による影響で劣化していくが除霜暖気ガイド部材１４１による効果で長期間保存した場合でも食品の劣化を抑えることが出来る。

本実施の形態では、除霜暖気ガイド部材１４１の角度を上向きに４５°としたが、上向きの角度も、戻り冷気の流れ方や除霜時の暖気の流れ方、庫内容量や、金型等の物づくりし易さを考慮して角度を決めると良い。

また、除霜暖気ガイド部材１４１を冷却器後側カバー１３８と一体で構成しているため、除霜暖気ガイド部材１４１を作成する材料費と金型費を削減できると共に、製造工程での工数も削減できる。また、冷却器後側カバー１３８での構成にすることで金型の抜き勾配を含め形状の簡素化が可能となるため、更なる金型費の低減に繋がる。また、除霜暖気ガイド部材１４１と冷却器後側カバー１３８の２部品の管理から１部品の管理となるため、管理費用も低減でき、製品としてのコストダウンを図れ、販売価格の低下にも繋がり、販売率の向上を図ることが出来る。

なお、除霜暖気ガイド部材１４１の下端である除霜暖気ガイド部材下端１３１は、ドレンパン１３４の庫内側端面であるドレンパン庫内側端面１３０よりも冷却器側に位置している。これによって、除霜時に冷却器１０７に付着していた霜が融解された場合、冷却器後側カバー１３８を伝って滴下する除霜水を確実にドレンパン１３４内に落とすことが出来る。本実施の形態では、ドレンパン庫内側端面１３０と除霜暖気ガイド部材下端１３１の距離は、１５．８ｍｍとしている。これは、冷蔵庫の設置状況により、冷蔵庫が前側に１５°傾いた場合でもドレンパン１３４内に除霜水の水滴が滴下する寸法である。実際、冷蔵庫の設置状態で前側に１５°傾いた場合は、冷蔵庫自体が倒れてくる寸法であり、冷却器周囲を構成している部品の寸法バラツキを考慮しても、本実施の形態であれば滴下する除霜水を確実にドレンパン１３４内に落とすことが出来るため、庫内側へ水が浸入することがなく、製品として高品質の冷蔵庫を提供することが出来る。

一方、除霜暖気ガイド部材１４１を冷却器前側カバー１３７と一体で構成することも可能である。この場合も、冷却器後側カバー１３８と一体で構成する場合と同様の効果が得られる。本実施の形態では、除霜暖気ガイド部材１４１を冷却器後側カバー１３８と一体で構成したが、冷却器カバー１２０の構成形態や、ものづくりのし易さ、金型構成、コストなどを考慮して最良の形態を実施するのが望ましい。

また、冷却器カバー１２０下方の冷気戻り口１３５内に設けられた風向ガイド部１２２は、除霜暖気ガイド部材１４１と同方向の傾きを持たせ、庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度で配置している。これによって、庫内から見るとガラス管ヒータ１３２に
対して各風向ガイド部が重なるように見えるため、冷蔵庫の除霜時に冷凍室ドアを開けた場合にもガラス管ヒータ１３２の赤熱は見えない。本実施の形態では、風向ガイド部１２２の上向きの角度を金型の抜き勾配と同一にしているが、戻り冷気の流れ方や除霜時の暖気の流れ方を考慮して角度を決めると良い。

更に、除霜時におけるガラス管ヒータ１３２からの輻射熱による対流は、除霜暖気ガイド部材１４１を介して冷却器１０７に行きやすくなるため、庫内への暖気流入を更に抑制できると共に、除霜時の効率も向上できる。

また、風向ガイド部１２２と除霜暖気ガイド部材１４１が同方向の上向きの傾きであるため、冷却時の戻り冷気の吸込み通風抵抗を抑えることが可能であるので、循環風量も増加でき、冷却器１０７での熱交換量が増えて蒸発温度が上昇し、冷凍サイクル効率の向上によって省エネを図ることができる。なお、冷却器１０７の熱交換量の向上と循環風量の増加によって、庫内を冷却する時間を減らすことができるため、冷却運転時間の短縮による冷却器１０７への着霜量も減らすことができる。これによって、冷却器１０７の除霜周期を延ばす事が可能となり、ガラス管ヒータ１３２の入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

また、除霜暖気ガイド部材１４１を冷却器後側カバー１３８の冷気戻り口１３５上端若しくは基本断面形状の下端と、冷却器下端の間に配置していること、即ち、除霜暖気ガイド部上端１４３が冷却器下端１４４よりも高い位置にあることで、戻り冷気と冷却器１０７の熱交換面積を大きく取れる。よって、冷却器１０７に着霜させる面積が大きくなり、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。これによって、冷蔵庫を運転し除霜を必要とするまでの時間を延ばす事が可能となり、ガラス管ヒータ１３２の入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

なお、通風抵抗が低減されると、冷気送風ファン１１６は同一ファン電圧の場合に循環風量が増加される。図５に通風抵抗と風量の特性イメージ図を示す。図５のように、冷蔵庫の冷却性能において、ファンの特性より、通風抵抗が点１→点２のＰ１→Ｐ２に低減されると循環風量がＱ１→Ｑ２へと増加する。

更に、同一風量で性能が確保できる場合には、冷気送風ファン１１６のファン回転数を低減させることで同一風量を得ることが出来る。この場合、特性は、点２→点３に移動し、ファン回転数低下分の入力低減となり、電気入力としての省エネを図ることが出来る。更には、ファン回転数の低下によって冷気送風ファン１１６の風切り音の低減も図ることが出来るため、夜間等の周囲騒音が低く静寂な環境であっても、騒音を気にすることはない。

加えて、風向ガイド部１２２と除霜暖気ガイド部材１４１による庫内への暖気流入の抑制には、庫内への着霜防止も効果的である。庫内への暖気流入が多いと、特に庫内との連通になっている部分や、庫内天面への着霜が著しく発生し、長期使用時の時間経過と共に除霜時毎に着霜部分が滴下して、庫内ケースに落ちる可能性がある。本実施の形態の形状であれば、庫内への暖気流入の抑制が図れるため、冷蔵庫の概ね１０年以上の使用時においても、着霜による信頼性を防止することが出来、品質の高位な冷蔵庫を提供することが出来る。

先述の伝熱抑制空間１３９、除霜暖気ガイド部材１４１、風向ガイド部１２２を適正に構成することで、除霜時の庫内熱影響の低減、除霜効率向上による更なる省エネ効果を発揮できる。

なお、本実施の形態では、構成された伝熱抑制空間内部を空気層としたが、例えば、断熱性能が高く熱伝導率の低い硬質ウレタンフォームや、発泡ポリスチレン（発泡スチロール）、発泡ポリエチレンとする断熱部材１４２とすることで、更なる温度影響の低減が図れるため更なる効果を発揮できる。

また、風向ガイド部１２２のガラス管ヒータ１３２側の端面とガラス管ヒータ１３２のガラス管外郭との最短距離を６０ｍｍ以上としたことで、除霜時のガラス管ヒータ１３２からの輻射熱によって、冷気戻り口１３５を構成する冷却器カバー１２０自体の温度上昇を抑制することが出来るため、着霜時など過度に除霜時間が延びた場合でも輻射熱による温度影響による変形等が発生することはない。また、最短距離を６０ｍｍ以上としているため、除霜時のガラス管ヒータ１３２からの暖気は冷却器側に流れ、庫内への流入を抑制しやすくする効果がある。

なお、本実施の形態では、冷媒の種類をイソブタンとしているため、除霜時のガラス管ヒータ１３２のガラス管表面の温度は、摂氏３９４℃以下と規制している。また、本実施の形態で使用した冷却器カバー１２０および風向ガイド部１２２の材料は安価なＰＰ（ポリプロピレン）を用いており、ＰＰの耐熱溶融温度は、摂氏約２００℃、発火温度は摂氏約４４０℃のものである。しかしながら、実使用時を考慮し、耐熱温度を摂氏１３５℃と設定している。即ち、最悪条件として考えて、ガラス管表面の温度：摂氏３９４℃、材料をＰＰとして耐熱温度の摂氏１３５℃以下となる寸法を計算し、上記の最短距離６０ｍｍ以上としている。上記の計算には、ステファン＝ボルツマンの法則をもって導いた。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２による冷蔵庫の冷却器周辺の縦断面詳細図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

図６に示すように、冷蔵庫本体の背面に設けられ冷気を生成する冷却器２０７と、冷却器２０７の下方に設けられたガラス管ヒータ２３２と、ガラス管ヒータ２３２下方にあり冷却器２０７に付着した霜が解けて落下する除霜水を受ける冷凍室下面と一体となったドレンパン２３４と、下段冷凍室２０５を冷却した冷気が冷却器２０７へ戻るための冷気戻り口２３５を備えた冷却器２０７を覆う冷却器カバー２２０を配置している。

冷却器カバー２２０の冷気戻り口２３５には、除霜暖気ガイド部材２４１を設けられており、除霜暖気ガイド部材２４１は庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度を付け、本実施の形態では概ね、４５°としている。また、冷却器カバー２２０の下部に設けられた冷気戻り口２３５には風向ガイド部２２２が設けられ、風向ガイド部２２２も庫内側から冷却器側に向かって、除霜暖気ガイド部材２４１と同方向の上向きの角度を付けている。

その中で、本実施の形態では、ガラス管ヒータ２３２の中心は第四の仕切り部２１３の上面となる下段冷凍室２０５の底基本面よりも上方とした位置に配置している。これにより、下段冷凍室下面と一体となったドレンパン２３４の形状を、略水平とすることが出来、ガラス管ヒータ２３２を設置するための無効空間を減少させることが可能となり内容積の増加を図ることが出来る。

また、ドレンパン２３４の深さを浅く出来ることは、構成する部品を成型する際の金型費用を抑えることが出来るため、コストダウンにも繋がる。また、冷蔵庫本体の外箱と内箱の内部とに密着してなる硬質ウレタンフォームを発泡する際の変形も抑えることができ、製品歩留まりを向上させ、廃棄費用の削減となるだけでなく、取り付け時の作業性も向
上するので外観品位の良い冷蔵庫を提供することが出来る。

このとき、冷却器カバー２２０下方の冷気戻り口２３５内に設けられた風向ガイド部２２２は、除霜暖気ガイド部材２４１と同方向の傾きを持たせ、庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度で配置している。これによって、庫内から見るとガラス管ヒータ２３２に対して各風向ガイド部が重なるように見えるため、冷蔵庫の除霜時に冷凍室ドアを開けた場合にも除霜時のガラス管ヒータ２３２からの赤熱を見えなくできるため、冷蔵庫の除霜時に冷凍室ドアを開けた場合にもガラス管ヒータ２３２の赤熱による使用者への不安感を与えることがない。

（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３による冷蔵庫の冷却室詳細断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７に示すように、冷蔵庫本体の背面に設けられ冷気を生成する冷却器３０７と、冷却器３０７の下方に設けられたガラス管ヒータ３３２と、ガラス管ヒータ３３２下方にあり冷却器３０７に付着した霜が解けて落下する除霜水を受ける冷凍室下面と一体となったドレンパン３３４と、下段冷凍室３０５を冷却した冷気が冷却器３０７へ戻るための冷気戻り口３３５を備えた冷却器３０７を覆う冷却器カバー３２０を配置している。

冷却器カバー３２０の冷気戻り口３３５には、除霜暖気ガイド部材３４１を設けられており、除霜暖気ガイド部材３４１は庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度を付け、本実施の形態では概ね、４５°としている。また、冷却器カバー３２０の下部に設けられた冷気戻り口３３５には風向ガイド部３２２が設けられ、風向ガイド部３２２も庫内側から冷却器側に向かって、除霜暖気ガイド部材３４１と同方向の上向きの角度を付けている。

その中で、本実施の形態では、カバーヒータ３３３は前後方向で傾きを設けており、庫内側に対して背面側のカバーヒータ３３３端面を上げた構成としている。また、冷却器３０７は、パイプパターンを千鳥配列とし、庫内側に冷却パイプが傾くように冷却器３０７を取り付けている。

これにより、除霜時には、暖気の流れは最初背面側を中心に流れ、次にパイプ傾きによって庫内側へ向かう流れとなる。よって、冷気戻り口３３５へは行きにくく、且つ、除霜暖気ガイド部材３４１と風向ガイド部３２２によって庫内への暖気流入は抑制されるため、庫内温度の上昇低減に効果を発揮する。

なお、冷却器３０７の入口パイプを背面側にすることで、温度が低く着霜し易い部分を中心に除霜暖気の対流を生むことが出来るため、効率良く除霜することが出来る。

なお、カバーヒータ３３３の背面側を、上部に傾けることで、更なる除霜効率の向上が図れる。

（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４による冷蔵庫の冷却室詳細断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

図８に示すように、冷蔵庫本体の背面に設けられ冷気を生成する冷却器４０７と、冷却器４０７の下方に設けられたガラス管ヒータ４３２と、ガラス管ヒータ４３２下方にあり冷却器４０７に付着した霜が解けて落下する除霜水を受ける冷凍室下面と一体となったド
レンパン４３４と、下段冷凍室４０５を冷却した冷気が冷却器４０７へ戻るための冷気戻り口４３５を備えた冷却器４０７を覆う冷却器カバー４２０を配置している。

冷却器カバー４２０の冷気戻り口４３５には、除霜暖気ガイド部材４４１を設けられており、除霜暖気ガイド部材４４１は庫内側から冷却器側に向かって、上向きの角度を付け、本実施の形態では概ね、４５°としている。また、冷却器カバー４２０の下部に設けられた冷気戻り口４３５には風向ガイド部４２２が設けられ、風向ガイド部４２２も庫内側から冷却器側に向かって、除霜暖気ガイド部材４４１と同方向の上向きの角度を付けている。

その中で、本実施の形態では、風向ガイド部４２２と除霜暖気ガイド部材４４１を連結させ、連結風向ガイド４４５で構成している。

これによって、除霜暖気ガイド部材４４１と同方向の上向きに構成された風向ガイド部４２２が一体となって、大型の風向ガイド部となる連結風向ガイド４４５を形成するため、除霜時におけるガラス管ヒータ４３２からの輻射熱による対流が更に冷却器４０７に行きやすくなり、冷却器４０７に付着した霜を効率的に融解できるため、ガラス管ヒータ４３２の通電時間の減少が図れ、電気入力の低減による省エネとなる。

また、除霜時にガラス管ヒータ４３２からの輻射熱の庫内流入を抑制する効果も大きくなり、庫内の温度上昇を更に抑える働きがある。

また、連結風向ガイド４４５を冷却器前側カバー４３７若しくは、冷却器後側カバー４３８と一体に構成することで、材料費と金型費を削減できると共に、製造工程での工数も削減できる。

（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５による冷蔵庫の冷却室詳細断面図である。図１０は本発明の実施の形態５による冷却器カバーの背面図である。図１１は、本発明の実施の形態５による冷却器の基本熱交換部の説明図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

図９から図１１に示すように、冷蔵庫本体の背面に設けられ冷気を生成する冷却器５０７と、冷却器５０７の下方に設けられたガラス管ヒータ５３２と、ガラス管ヒータ５３２下方にあり冷却器５０７に付着した霜が解けて落下する除霜水を受ける冷凍室下面と一体となったドレンパン５３４と、下段冷凍室５０５を冷却した冷気が冷却器５０７へ戻るための冷気戻り口５３５を備えた冷却器５０７を覆う冷却器カバー５２０を配置している。

冷却器カバー５２０は、庫内側の冷却器前側カバー５３７と冷却器側の冷却器後側カバー５３８で構成されており、冷却器５０７前方には冷却器前側カバー５３７と冷却器後側カバー５３８によって構成される伝熱抑制空間５３９を備えている。伝熱抑制空間５３９は、冷却器カバー５２０の下部に備えた冷気戻り口５３５の上端から、下段冷凍室５０５への吐出口下端までの間で構成している。伝熱抑制空間５３９の高さは、冷却器５０７の上端までとすると伝熱抑制の効果はあるが、庫内容量やケース寸法とのバランスによって位置を決めるのが良い。本実施の形態では、除霜時の暖気の流れを考慮して、概ね、冷却器５０７の下側から３段目までとし、下段冷凍室５０５への吐出口下端までとしている。また、伝熱抑制空間５３９の内部は空気層としている。

そのため、除霜時にガラス管ヒータ５３２からの輻射熱によって冷却器５０７に付着していた霜は融解され、高湿の暖気となって自然対流により冷却室内を上昇していくが、こ
のとき、暖気の一部は庫内へと流入することとなるものの、伝熱抑制空間５３９によって庫内への流入を抑制し空間内部に流入させることが可能となる。特に日本の場合は、湿度の高い環境であり冷却器５０７に霜が付着し易く、冷凍室や冷蔵室からの戻り冷気が最初に冷却器５０７と熱交換し除湿される冷却器下部は、霜の付着が最も多いところである。故に、除霜時の初期段階では、除霜された暖気は冷却器周囲へと流れやすく庫内へと流入しやすい状態であるが、伝熱抑制空間５３９によって庫内への流入を抑制することが出来る。また更に、伝熱抑制空間５３９によってガラス管ヒータ５３２からの輻射熱による冷却器周囲の温度上昇に対しても、庫内への熱伝導を抑制することが出来るため、庫内の特に冷却器側に保存されている奥の食品への温度影響を低減できるため、食品の劣化を抑え長期保存を可能とする。

その中で、本実施の形態では、伝熱抑制空間５３９の内部と冷却室５２３とを連通にするための暖気回収穴５４６を設けている。通常、伝熱抑制空間５３９を構成する冷却器前側カバー５３７と冷却器後側カバー５３８の空間入口部分は、基本寸法では３ｍｍ以下であり、除霜暖気ガイド部材５４１の効果も合わせると、除霜時におけるガラス管ヒータ５３２からの輻射熱による対流で伝熱抑制空間５３９内に侵入することは無いが、部品自体の成型寸法バラツキや製品組み立て時の嵌合バラツキによって、伝熱抑制空間内に暖気が進入する場合がある。しかしながら、暖気回収穴５４６によって、伝熱抑制空間内に進入した暖気や、ガラス管ヒータ５３２からの輻射熱によって伝熱抑制空間内に存在する暖気が膨張し空間体積以上となった場合に、冷却室側へ暖気を排出することで庫内側への流入を抑制している。

なお、暖気回収穴５４６の位置はフィンアンドチューブで構成される冷却器基本熱交換部５４８の前方からの投影面よりも外側で連通するように位置している。これにより、冷却運転時にも冷気の主流外となるため、戻り冷気が冷却器５０７と熱交換し、吐出冷気となった後、暖気回収穴５４６を通じて再び戻り冷気と合流することでのショートサーキット防止、冷却器５０７の熱交換効率低下防止をすることができる。

ここで、暖気回収穴５４６の面積（Ｓｋ）は、伝熱抑制空間５３９の基本断面面積（Ｓｄ）よりも小さい関係にある。即ち、Ｓｄ＞Ｓｋの関係である。また本実施の形態では、伝熱抑制空間５３９に複数個の暖気回収穴５４６を配設しており、除霜時に伝熱抑制空間内に滞留する暖気をよどみなく冷却室側へ排出できるようにしている。本実施の形態では、暖気回収穴５４６は冷却器５０７の両端部分に配置している。このとき、暖気回収穴５４６の面積は、ｎ個の暖気回収穴とすると、Ｓｋｎと表した場合、Ｓｄ＞ΣＳｋｎとしている。暖気回収穴５４６から冷却室５２３への暖気回収は、除霜時にガラス管ヒータ５３２からの輻射熱によって流入した暖気が、空間内の温度上昇で圧力が上昇し、体積の大きい冷却室側の圧力よりも高くなるため、圧力差によって伝熱抑制空間内の暖気の一部が暖気回収穴５４６から冷却室側に流れるものであるため、伝熱抑制空間内の暖気は庫内側に流れ出ることなく、庫内の温度上昇を抑制することが出来、省エネ性に優れた冷蔵庫の提供が可能となる。更に、庫内の暖気流入による温度変動も低減できるため、温度変動に弱い冷凍食品などの食品の劣化を抑え長期保存を可能とする。

なお、本実施の形態の如く、暖気回収穴５４６を複数個とし、圧力均衡を保つように配設（例えば左右均等）することで、効率良く暖気回収ができ、よどみ低減が可能であるため、特に容量が大きく幅広い冷蔵庫で冷却器５０７の寸法が大きい場合でも効果を得ることが出来る。

なお、伝熱抑制空間５３９の内部に伝熱部材５４７を配設することで、伝熱抑制空間内部に滞留している暖気の除湿が可能となる。伝熱部材５４７は、金属製の材料を使用すると良い。本実施の形態では、コストを考慮してｔ＝８μｍのアルミ箔を貼り付けているが
、アルミ箔よりも厚みが大きいアルミプレート板や、アルミよりも熱伝導率の高い材料（例えば銅）で構成すると伝熱としての効果を更に発揮する。また、伝熱部材５４７に蓄熱材を使用してもよい。その場合は、除湿のみでなく、冷却運転時に冷却された蓄熱材により除霜時でも伝熱抑制空間内の温度は上昇しにくくなるため、庫内への温度上昇を著しく抑制することができ、食品の劣化を抑え、更なる長期保存が可能で、且つ、省エネ性に優れた冷蔵庫の提供が可能となる。

なお、本実施の形態では、暖気回収穴５４６の上端は伝熱抑制空間側に傾斜させ、また、下端は冷却室側に傾斜させている。これにより、除霜時に伝熱抑制空間内に滞留する暖気は自然対流での上昇気流で上部に流れるが、暖気回収穴５４６の上端と下端が傾斜しているため、風路抵抗が軽減され、よどみなく冷却室側へ排出できるようにしている。また、暖気回収穴５４６の上端と下端が傾斜しているため、構成する部品を成型する際の歩留まり向上が図れ、金型費用を抑えることでの、コストダウンにも繋がる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、冷却器を覆う冷却器カバーを庫内側の冷却器前側カバーと冷却器側の冷却器後側カバーで構成し、冷却器前方に伝熱抑制空間を備え冷気戻り口に除霜暖気ガイド部材を設けたことにより、除霜効率を高めて除霜時間の短縮と庫内への伝熱を抑制できるため、省エネ性や冷凍保鮮性能の向上を目的とする家庭用冷蔵庫などに利用ができる。

１０１ 冷蔵庫本体
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５ 下段冷凍室
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７ 冷却器
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 冷却器カバー
１２２、２２２、３２２、４２２、５２２ 風向ガイド部
１２３、２２３、３２３、４２３、５２３ 冷却室
１３２、２３２、３３２、４３２、５３２ ガラス管ヒータ（除霜ヒータ）
１３５、２３５、３３５、４３５、５３５ 冷気戻り口
１３７、２３７、３３７、４３７、５３７ 冷却器前側カバー
１３８、２３８、３３８、４３８、５３８ 冷却器後側カバー
１３９、２３９、３３９、４３９、５３９ 伝熱抑制空間
１４０、２４０、３４０、４４０ 伝熱促進部材
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１ 除霜暖気ガイド部材
１４３ 除霜暖気ガイド部上端
１４４ 冷却器下端
５４６ 暖気回収穴
５４７ 伝熱部材
５４８ 冷却器基本熱交換部

Claims (17)

1. 冷蔵庫内で冷凍室の背面側に設けられ冷気を生成する冷却器と、前記冷却器の下方に配置した除霜ヒータと、前記冷却器を覆い、且つ、前記冷凍室を冷却した冷気が前記冷却器へ戻るための冷気戻り口を有する冷却器カバーを備えたものであって、前記冷却器カバーは庫内側の冷却器前側カバーと冷却器側の冷却器後側カバーで構成し、前記冷却器前方には前記冷却器前側カバーと前記冷却器後側カバーによる伝熱抑制空間を備え、前記冷気戻り口に除霜暖気ガイド部材を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記伝熱抑制空間の内部に断熱部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記除霜暖気ガイド部材上端が前記冷却器下端よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記除霜暖気ガイド部材は前記冷却器前側カバーと一体で構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記除霜暖気ガイド部材は前記冷却器後側カバーと一体で構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
6. 前記冷気戻り口は、冷却器側に風向ガイド部が設けられ、前記風向ガイド部は戻り口の入口に対し上方向に傾きを持つことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
7. 前記冷却器カバーの前記除霜ヒータ側と前記除霜ヒータ外郭の最短距離を６０ｍｍ以上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冷蔵庫。
8. 前記除霜ヒータの中心は前記冷凍室底基本面よりも上に位置することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
9. 前記冷却器後側カバーの前記冷却器側には、金属製の伝熱促進部材を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
10. 前記風向ガイド部と前記除霜暖気ガイド部材を連結させたことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
11. 前記伝熱抑制空間と、前記冷却器を収納する冷却室とを連通する暖気回収穴を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
12. 前記暖気回収穴は、前記冷却器の基本熱交換部よりも外側に配設したことを特徴とする請求項１１に記載の冷蔵庫。
13. 前記暖気回収穴の面積は、前記伝熱抑制空間の基本断面面積よりも小さくすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の冷蔵庫。
14. 前記暖気回収穴を複数備えたことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
15. 前記伝熱抑制空間の内部に伝熱部材を配設したことを特徴とする請求項１１から１４のい
    ずれか一項に記載の冷蔵庫。
16. 前記暖気回収穴の上端は前記伝熱抑制空間側に下方傾斜させたことを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
17. 前記暖気回収穴の下端は前記冷却室側に上方傾斜させたことを特徴とする請求項１１から１６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。