JP2015152254A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device.
一般に物品貯蔵装置として代表される冷蔵庫には、冷却器が設けられており、この冷却器は除霜装置としてヒータを具備している(例えば、特許文献1参照)。 In general, a refrigerator represented by an article storage device is provided with a cooler, and the cooler includes a heater as a defrosting device (see, for example, Patent Document 1).
以下、図5に基づき、従来の冷却器について説明する。図5は、特許文献1に記載された冷蔵庫の要部断面図である。
Hereinafter, a conventional cooler will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the refrigerator described in
図5において、冷蔵庫113は、最下部に冷凍室114が配置され、冷凍室114の前面には、冷凍室扉115が設けられている。また、冷凍室114の上方に冷蔵室116が配置され、冷蔵室116の前面に冷蔵室扉117が設けられている。さらに、冷蔵庫本体の下部後方には、冷却器118と、冷却器118の下方に配置された除霜装置としてのガラス管ヒータ119と、冷却器118の上部に位置するファン120が設けられている。
In FIG. 5, the
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。 About the refrigerator comprised as mentioned above, the operation | movement is demonstrated below.
冷却器118内を流通する冷媒により冷却器118が冷却され、ファン120の作動により冷凍室114および冷蔵室116が冷却される。
The
ここで、冷却器118で熱交換される空気は、冷凍室扉115や冷蔵室扉116の開閉に伴って流入した高温外気や、冷凍室114あるいは冷蔵室116の保存食品に含まれる水分の蒸発等によって高湿化された空気であることから、低温である冷却器118には、前述の高湿空気に含まれる水分が霜となって着霜し、堆積する。
Here, the heat exchanged by the
したがって、霜の堆積量が増加すると、冷却器118の表面と熱交換する空気との伝熱が阻害されると共に、通風抵抗となって風量が低下し、これに伴って熱通過率が低下し、冷却不足が発生する。
Therefore, when the amount of accumulated frost increases, heat transfer between the surface of the
そこで、冷却不足となる前にガラス管ヒータ119に通電し、放射熱により冷却器117を暖め除霜するようになっている。
Therefore, before the cooling becomes insufficient, the
しかしながら、上記従来の特許文献1に記載された構成では、ガラス管ヒータ119の発熱量が、その長手方向全長に亘ってほぼ均一であるため、冷却器に付着する霜がばらつくような場合は除霜するのに時間がかかっていた。すなわち、冷却器118はその着霜量がばらつく設計となっているものがあり、着霜量は一様ではない。換言すると、冷却器118は、着霜量が多く、除霜に多くの発熱量が必要な区間と、着霜量が少なく、少ない発熱量で除霜可能な区間を持つものがあり、このような冷却器の場合は、少ない発熱量で除霜可能な区間が除霜終了しているにもかかわらず、多くの発熱量が除霜に必要な区間が除霜終了するまで、ガラス管ヒータ119を通電する必要があって、除霜に時間がかかると
ともに、その分電力量の損失が発生するといった課題を有していた。
However, in the configuration described in the above-mentioned
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、除霜時間を短縮するとともに電力損失を低減することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of the above points, and aims to shorten the defrosting time and reduce power loss.
上記従来の課題を解決するために本発明は、冷却器を加熱する除霜装置のヒータの単位長さ当りの発熱量を異ならせた構成としてある。 In order to solve the above-described conventional problems, the present invention has a configuration in which the heat generation amount per unit length of the heater of the defroster that heats the cooler is varied.
これによって、除霜装置の熱を着霜量バラつきに応じて効率よく冷却器へ供給することができ、除霜効率を高め、除霜時間を短縮することができる。 Thereby, the heat of the defrosting device can be efficiently supplied to the cooler according to the variation in the amount of frost formation, and the defrosting efficiency can be increased and the defrosting time can be shortened.
本発明の冷却装置は、除霜装置の熱を効率よく冷却器へ供給して除霜効率を高めることができるので、除霜時間を短縮し電力損失を低減して省エネルギー化を促進できる。 Since the cooling device of the present invention can efficiently supply the heat of the defrosting device to the cooler to increase the defrosting efficiency, the defrosting time can be shortened and the power loss can be reduced to promote energy saving.
第1の発明は、複数の冷却フィンと前記冷却フィンを貫通する冷媒管とからなる冷却器と、前記冷却器を加熱するヒータからなる除霜装置とを備え、前記除霜装置のヒータは、その単位長さ当りの発熱量を異ならせた構成としてある。 1st invention is equipped with the cooler which consists of a several cooling fin and the refrigerant pipe which penetrates the said cooling fin, and the defrost apparatus which consists of a heater which heats the said cooler, The heater of the said defrost apparatus is, The heat generation amount per unit length is made different.
かかる構成によって、除霜装置の熱を着霜量バラつきに応じて効率よく冷却器へ供給することができ、除霜効率を高め、除霜時間を短縮できる。 With such a configuration, the heat of the defrosting device can be efficiently supplied to the cooler according to the variation in the amount of frost formation, and the defrosting efficiency can be improved and the defrosting time can be shortened.
第2の発明は、第1の発明において、前記除霜装置のヒータの単位長さ当りの発熱量は、冷却器の各区間の着霜量に応じて設定した構成としてある。 According to a second aspect, in the first aspect, the amount of heat generated per unit length of the heater of the defroster is set according to the amount of frost formed in each section of the cooler.
かかる構成によって、除霜時間をより効率よく短縮することができて、省エネ性を向上させることができる。 With this configuration, the defrosting time can be shortened more efficiently, and the energy saving performance can be improved.
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記除霜装置のヒータは、単位長さ当りの発熱量を大きく設定した区間のヒータ線の材料を鉄クロムアルミ合金とし、単位長さ当たりの発熱量を小さく設定した区間のヒータ線の材料をニッケルクロム合金とした構成としてある。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the heater of the defrosting device is made of iron-chromium-aluminum alloy as the material of the heater wire in the section in which the calorific value per unit length is set large. The material of the heater wire in the section in which the amount of heat generated per hit is set to be small is a nickel-chromium alloy.
かかる構成とすることにより、冷却器の着霜量が多い区間に対して、除霜装置の発熱量をより大きく設定することができ、且つ、着霜量が少ない区間に対しては、除霜装置の発熱量をより小さく設定することができる為、除霜装置の熱を効率よく冷却器へ供給することができ、より効果的に除霜時間の短縮と電力損失の低減を図ることができる。 By setting it as this structure, with respect to the area with much frost formation amount of a cooler, the emitted-heat amount of a defroster can be set more largely, and it is defrosting with respect to the area with little frost formation amount. Since the heat generation amount of the device can be set smaller, the heat of the defrosting device can be efficiently supplied to the cooler, and the defrosting time can be shortened and the power loss can be reduced more effectively. .
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷却装置の正面図である。図2は、本発明の実施の形態1における除霜装置の正面図である。図3は、本発明の実施の形態1における除霜装置の要部拡大断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view of a cooling device according to
図1において、冷却装置1は、冷却器2と、冷却器2の下方に配置した除霜装置5とで構成されている。
In FIG. 1, the
冷却器2は、複数の冷却フィン3と、冷却フィン3に貫通させた冷媒管4とから構成されている。そして、例えば冷却器2の区間Bは、冷却器2の区間Aに比べ、隣りあう冷却フィン3と冷却フィン3隙間が狭く、冷却器2の区間Bの単位長さ当りの着霜量は、冷却器2の区間Aの単位長さ当りの着霜量に比べ、多い設定となっている。
The
一方、除霜装置5はガラス管ヒータ等のヒータ6で構成してあり、図2に示す如く、ガラス管7と、このガラス管7の内部に配置されたヒータ線8a,8bからなる。詳述すると、除霜装置5を構成するヒータ6は、金属抵抗体を材料とし、異なる材料からなるヒータ線8aとヒータ線8b、ヒータ線8aとヒータ線8bを電気的に接続する端子9、ヒータ線8aに接続されたリード線10、ヒータ線8bに接続されたリード線11、ガラス管7の両端の開口部を覆う栓12とからなっている。
On the other hand, the
そして、前記ヒータ6は、冷却器2の区間Aの下方Dには、ヒータ線8aを配置し、冷却器2の区間Bの下方Eには、ヒータ線8bを配置している。
In the
上記除霜装置5のヒータ6は、定格電圧100V,定格発熱量120W、抵抗値83.3Ωのものであり、ヒータ線の巻回加工部の長さCは220mmで、巻回加工部の単位長さ当りの発熱量は約545W/mである。
The
またヒータ線のうち、ヒータ線8aは、ニッケルクロム合金を用いおり、直径0.35mm、抵抗値27.8Ωをコイル状(スパイラル状)に巻回加工し、巻回加工している長さDは130mmである。
Of the heater wires, the
またヒータ線8bは、鉄クロムアルミ合金を用いており、直径0.35mm、抵抗値55.5Ωをコイル状(スパイラル状)に巻回加工し、巻回加工している長さEは90mmである。
The
次に、上記のように構成した冷却器2の除霜を行う除霜動作について説明する。
Next, a defrosting operation for defrosting the
着霜した冷却器2は、リード線10とリード線11からの通電により、ヒータ線8aとヒータ線8bが発熱し、その輻射熱が冷媒管4、冷却フィン3に伝熱されることに除霜される。
When the
ヒータ線8aの抵抗値27.8Ωは、除霜装置5の抵抗値83.3Ωの約33%である為、ヒータ線8aの発熱量は、除霜装置5の発熱量120Wの約33%の約40Wとなり、巻回加工部の単位長さ当りの発熱量は、約308W/mとなる。
Since the resistance value 27.8Ω of the
他方、ヒータ線8bの抵抗値55.5Ωは、除霜装置5の抵抗値83.3Ωの約67%である為、ヒータ線8bの発熱量は、除霜装置5の発熱量120Wの約67%の約80Wとなり、巻回加工部の単位長さ当りの発熱量は、約889W/mとなる。
On the other hand, since the resistance value 55.5Ω of the
すなわち、ヒータ6はその長さ方向において単位長さ当りの発熱量が異なることにな
る。
That is, the
したがって、冷却器2の区間Bの単位長さ当りの着霜量が、冷却器2の区間Aの単位長さ当りの着霜量に比べ多い設定となっていても、冷却器2の区間Bの下方に配置したヒータ線8bの単位長さ当りの発熱量約889W/mは、ヒータ線8aの単位長さ当りの発熱量約308w/mに比べ多い為、効率よく、除霜装置5の熱を冷却器2全体へ供給することができる。
Therefore, even if the amount of frost formation per unit length of the section B of the
上記単位長さ当りの着霜量が多い区間Bの下方に位置するヒータ線8bの材料は、巻回加工部の単位長さ当りの発熱量を、より大きく設定できることが必要であり、本実施の形態では鉄クロムアルミ合金を使用しており、以下の利点がある。
The material of the
まず、鉄クロム合金は、耐熱性が高く、安価な電熱線である。 First, the iron-chromium alloy has high heat resistance and is an inexpensive heating wire.
また、鉄クロムアルミ合金は、同じく耐熱性が高く、安価な電熱線であるニッケルクロム合金と比較し、体積抵抗率が大きく、且つ、高温で熱処理を行うことにより、表面に酸化アルミニウムの絶縁被膜を形成することができる為、スパイラル状に加工した際の隣り合うヒータ線とヒータ線との距離を、より短く設定することができる。その為、ニッケルクロム合金を使用する場合と比較し、ヒータ線の直径を大きく設定することができる。これは、ニッケルクロム合金と比較し、ヒータ線の線ワット密度(ヒータ線表面積当りの発熱量)を抑えることができることになり、ヒータ線の寿命を確保する上で重要な要素であるヒータ線温度を使用温度上限以下とし、且つ、発熱量を大きく設定することができる。 In addition, iron-chromium-aluminum alloy has a high volume resistivity and heat treatment at a high temperature compared to nickel-chromium alloy, which is also heat-resistant and inexpensive. Therefore, the distance between the heater wires adjacent to each other when processed into a spiral shape can be set shorter. Therefore, compared with the case where a nickel chromium alloy is used, the diameter of a heater wire can be set large. Compared to nickel-chromium alloy, the heater wire's linear watt density (heat generation amount per heater wire surface area) can be suppressed, and the heater wire temperature is an important factor for ensuring the heater wire life. Can be set below the upper limit of the operating temperature and the calorific value can be set large.
すなわち、除霜装置5において、ヒータ線8bの材料を、鉄クロムアルミ合金とすることにより、発熱量を大きく設定する必要がある区間Bの単位長さ当りの発熱量をより大きく設定することができる。
That is, in the
一方、単位長さ当りの着霜量が少ない区間Aの下方に位置するヒータ線8aは、電力量の損失を抑える為に、巻回加工部の単位長さ当りの発熱量を、ヒータ線8bより小さく、着霜量に応じて任意に設定する必要があり、本実施の形態ではニッケルクロム合金を使用しており、以下の利点がある。
On the other hand, the
まず、ニッケルクロム合金は、耐熱性が高く、安価な電熱線である。 First, nickel chrome alloy is a heat wire that has high heat resistance and is inexpensive.
また、同じく耐熱性が高く、安価な材料である鉄クロム合金は、475℃脆性と呼ばれる、材質が脆くなる温度域があり、ヒータ線の信頼性を確保するには、ヒータ線温度を400℃から550℃で使用することを回避する必要がある為、単位長さ当りの着霜量が少ない区間に、巻回加工部の単位長さ当りの発熱量を任意に設定することが困難である。しかしながら、ニッケルクロム合金は、475℃脆性が無く、ヒータ線温度を550℃以下に設定することが可能である。 In addition, the iron-chromium alloy, which is also a heat resistant and inexpensive material, has a temperature range where the material becomes brittle, called 475 ° C brittleness. To ensure the reliability of the heater wire, the heater wire temperature is 400 ° C. Therefore, it is difficult to arbitrarily set the amount of heat generated per unit length of the wound portion in a section where the amount of frost formation per unit length is small. . However, the nickel chromium alloy is not brittle at 475 ° C., and the heater wire temperature can be set to 550 ° C. or lower.
したがって、除霜装置5において、ヒータ線8aの材料を、ニッケルクロム合金とすることにより、発熱量を比較的小さく設定する必要がある区間Aの単位長さ当りの発熱量を任意に小さく設定することができる。
Therefore, in the
また、本実施の形態で例示したようにヒータ線8aとヒータ線8bを異なる材料を使用する構成としたことにより、除霜装置を複数設置する場合に比べ、安価な構成となり、容易に各区間に除霜装置の単位長さ当りの発熱量を設定することができて、除霜効率を向上させることができる。
In addition, as illustrated in the present embodiment, the
また、ヒータ線8aとヒータ線8bは、図3に示す如く、ヒータ線8aとヒータ線8bが、接触しない状態で、端子9により電気的に接続している為、ヒータ線8aとヒータ線8bは電食を抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
本実施の形態においては、ヒータ線8aと端子9およびヒータ線8bと端子9は、それぞれ、カシメ加工を行うことにより電気的に接続しているが、スポット溶接により電気接続することもできる。
In the present embodiment, the
以上説明したように本実施の形態の冷却装置は、冷却器2の各区間の着霜量に応じて、各区間に単位長さ当りの発熱量を設定したヒータ6からなる除霜装置5を具備する。これにより、冷却器2の着霜量が少ない区間の除霜が終了しているにもかかわらず、着霜量が多い区間の除霜を終了するまで、除霜時間を長く設定する、或は、除霜装置5の発熱量を着霜量が少ない区間においても、着霜量が多い区間にあわせて、除霜装置の発熱量を大きく設定するといった電力の損失を抑えることができる。
As described above, the cooling device according to the present embodiment includes the
(実施の形態2)
図4は、前記実施の形態1で説明した冷却装置を搭載した物品貯蔵装置を示す模式図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram showing an article storage device equipped with the cooling device described in the first embodiment.
図4において、物品貯蔵装置は、扉によって開閉される断熱性の貯蔵装置本体14内を、区画壁15によって物品の貯蔵空間16と機械室17に区画形成されており、貯蔵空間16内を冷却する冷媒回路18を具備している。
In FIG. 4, the article storage device is partitioned into a
冷媒回路18は、圧縮機19と、放熱器20と、減圧装置21と、前記実施の形態1で説明した冷却装置22とを環状に配管接続した構成となっている。そして、冷却装置22は、送風機(図示せず)を具備した貯蔵空間16内に配置されている。冷却装置22の冷却熱は、矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間16内を循環するように撹拌され、貯蔵空間16内は冷却される。
The
以上のように構成した物品貯蔵装置は、その冷却装置22が実施の形態1で説明したように除霜装置の熱を着霜量バラつきに応じて効率よく冷却器へ供給することができて、除霜効率を高め、除霜時間を短縮できるので、消費電力の少ない省エネ型の物品貯蔵装置とすることができる。
The article storage device configured as described above can efficiently supply the heat of the defroster to the cooler according to the frost amount variation, as the
なお、上記実施の形態では、冷却器2の区間を2つに分けることにより、除霜装置5におけるヒータ線の材料とヒータ線の単位長さ当りの発熱量を2つに分けた設定としたものを例示したが、これは、冷却器2の着霜状態、除霜装置5の設置位置、発熱量等を考慮し、任意に最適な区間を複数設定すればよく、これにより、除霜効率を向上することができる。
In the above embodiment, the section of the
以上のように、本発明は、除霜装置の熱を効率よく冷却器へ供給することができるので、除霜特性及び省エネ性に優れた冷却装置を提供でき、冷蔵庫等の家庭用から自動販売機等の産業用の物品貯蔵装置及びその冷却装置として広く適することが用できるものである。 As described above, the present invention can efficiently supply the heat of the defrosting device to the cooler, so that it is possible to provide a cooling device with excellent defrosting characteristics and energy saving, and it is automatically sold from household use such as a refrigerator. It can be widely used as an industrial article storage device such as a machine and its cooling device.
1 冷却装置
2 冷却器
3 冷却フィン
4 冷媒管
5 除霜装置
6 ヒータ
7 ガラス管
8a、8b ヒータ線
9 端子
10 リード線
11 リード線
12 栓
14 貯蔵装置本体
15 区画壁
16 貯蔵空間
17 機械室
18 冷媒回路
19 圧縮機
20 放熱器
21 減圧装置
22 冷却装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
For the heater of the defroster, the material of the heater wire in the section where the heat generation amount per unit length is set to large is made of iron-chromium aluminum alloy, and the material of the heater wire in the section where the heat generation amount per unit length is set small is nickel. The cooling device according to claim 1 or 2, wherein the cooling device is a chromium alloy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014027173A JP2015152254A (en) | 2014-02-17 | 2014-02-17 | Cooling device |
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JP2014027173A JP2015152254A (en) | 2014-02-17 | 2014-02-17 | Cooling device |
Publications (1)
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JP2015152254A true JP2015152254A (en) | 2015-08-24 |
Family
ID=53894706
Family Applications (1)
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JP2014027173A Pending JP2015152254A (en) | 2014-02-17 | 2014-02-17 | Cooling device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015152254A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105509369A (en) * | 2016-01-08 | 2016-04-20 | 浙江同星制冷有限公司 | Heating-plate-type heat exchanger |
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2014
- 2014-02-17 JP JP2014027173A patent/JP2015152254A/en active Pending
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