JP3507736B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発器の除霜手段
を有する冷蔵庫に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、蒸発器の除霜手段を有する冷蔵庫
に関するものとしては、特開平８−５４１７２号公報に
記載のものが挙げられる。 【０００３】以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵
庫を説明する。 【０００４】図１４は、従来提案されている冷蔵庫の概
略縦断面図である。図１４において、１は冷蔵庫本体、
２は冷蔵庫本体１の内部にある冷凍室、３は冷蔵庫本体
１の内部にある冷蔵室、４は冷凍室扉、５は冷蔵室扉、
６は冷凍室２と冷蔵室３を仕切る仕切壁、７は冷凍室２
内の空気を吸い込む冷凍室吸込口、８は冷蔵室３内の空
気を吸込む冷蔵室吸込口、９は冷気を吐出する吐出口、
１０は蒸発器、１１は冷気を循環させるファン、１２は
蒸発器１０と冷凍室２を仕切る蒸発器仕切壁、１３は
桶、１４は排水口、１５は螺旋状に巻かれた金属抵抗体
から成るヒーター線をガラス管で覆った除霜用管ヒータ
ー、１６は除霜水が除霜用管ヒーター１５に直接滴下し
て接触するときに発する蒸発音を防止すると共に除霜用
ヒーターにより発せられた熱を反射する金属製の上部反
射板、１７は桶１３と除霜用管ヒーター１５の間に設置
された金属製の下部反射板である。 【０００５】次に、動作について説明する。冷凍室２や
冷蔵室３を冷却する場合は、蒸発器１０に冷媒が流通し
て蒸発器１０が冷却される。これと同じくしてファン１
１の作動により、蒸発器１０で熱交換された冷気は吐出
口９を介して冷凍室２内に送り込まれ、さらに冷凍室２
から図示していない連通口を通って冷蔵室３に送り込ま
れる。そして、冷凍室２や冷蔵室３に送り込まれ昇温し
た冷気は、冷凍室吸込口７や冷蔵室吸込口８を介して戻
り、再び蒸発器１０で熱交換され冷凍室２および冷蔵室
３に送り込まれる。 【０００６】ここで、蒸発器１０と熱交換する空気は、
冷凍室扉４及び冷蔵室扉５の開閉により浸入する常温外
気の湿気や、冷凍室２及び冷蔵室３に保存されている食
品から蒸発した水分を含むことから、その空気より低温
である蒸発器１０において熱交換する際に、空気中の水
分が霜となって蒸発器１０やその周辺部品に着霜する。
実生活において冷蔵庫を使用するとこの動作を繰り返す
ことになり、徐々に着霜量が増加する結果、蒸発器１０
表面と熱交換する空気との伝熱が阻害されると共に、蒸
発器１０から冷凍室２および冷蔵室３に循環する空気の
循環風量が低下して冷却不足が発生する。 【０００７】そこで、冷却不足となる前に除霜用管ヒー
ター１５のヒーター線に通電しヒーター線を高温に発熱
させる。ヒーター線から発せられた熱量は、熱伝導と対
流と輻射といった伝熱現象を利用して蒸発器１０やその
周辺部品に輸送され、付着した霜を融解させる。このと
き、輻射熱として上部反射板１６と下部反射板１７に放
射された熱線の一部は除霜用管ヒーター１５に反射さ
れ、その他の輻射熱は蒸発器１０やその他の周辺部品に
向けて反射される。これにより蒸発器１０や桶１３や排
水口１４付近に着いた霜を水に融解する。また、このよ
うにして融解した除霜水は、上部反射板１６により除霜
用管ヒーター１５を避けて桶１３に落ちるか或いは直接
に桶１３に落ち、排水口１４から庫外に排水される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では一般的に除霜用管ヒーター１５の発熱による熱
伝達および輻射により除霜用管ヒーター１５と上部反射
板１６および下部反射板１７近傍の空気が熱せられ自然
対流による上昇気流が発生するものの、上部反射板１６
が上昇気流を妨げるため、除霜用管ヒーター１５近傍の
空気からの対流熱伝達性が良好ではない。 【０００９】その結果、除霜用管ヒーター１５から周囲
空気への放熱性が悪く、ニクロム線表面およびガラス管
表面の温度は非常に高温度となり、可燃性冷媒の発火点
温度を容易に上回る。このことから、冷媒として可燃性
冷媒を使用した場合には、可燃性冷媒が蒸発器１０や庫
内と連通している部分に露出した配管から漏洩すると、
除霜用管ヒーター１５の通電による発火の可能性が有る
という課題を有していた。 【００１０】本発明は上記課題に鑑み、可燃性冷媒が除
霜手段の設置雰囲気に漏洩した状況で除霜が行われた場
合においても、可燃性冷媒による発火の可能性を抑制で
きる冷蔵庫を提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものであり、請求項１に記載の発明は、圧縮機と凝
縮器と減圧機構と蒸発器とを機能的に接続し可燃性冷媒
を封入した冷凍サイクルと、前記蒸発器が収納された冷
却室と、前記冷却室内部において前記蒸発器に付着した
霜を除霜する除霜手段とを設け、前記除霜手段が、螺旋
状に巻かれた金属抵抗体からなるヒーター線と、前記ヒ
ーター線を覆うガラス管と、前記ガラス管上部に配設さ
れた反射板とにより構成され、前記冷気戻り風路開口部
側に向けて前記反射板が傾斜するように配設するととも
に、除霜手段の動作時に、冷却室の下部に設けられた冷
気戻り風路開口部から侵入してくる冷気が、ヒーター線
からの放熱により発生した上昇気流に誘引されて対流熱
伝達が向上し前記除霜手段近傍の空気温度を低下させて
前記ヒーター線の昇温を抑えるよう、前記ヒーター線か
らの上昇気流が前記反射板の傾斜に沿って前記反射板の
後端より円滑に上昇して冷気戻り風路開口部から侵入し
てくる前記冷気と円滑に合流するよう構成した特徴を備
えている。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】これにより、除霜性能を向上させながらヒ
ーター線温度を低温度化でき、可燃性冷媒が除霜手段の
設置雰囲気に漏洩した状況で除霜が行われた場合におい
ても、可燃性冷媒による発火の可能性を抑制できる。 【００１９】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを機能的に接
続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、前記蒸発器
が収納された冷却室と、前記冷却室内部において前記蒸
発器に付着した霜を除霜する除霜手段とを設け、前記除
霜手段が、螺旋状に巻かれた金属抵抗体からなるヒータ
ー線と、前記ヒーター線を覆うガラス管と、前記ガラス
管上部に配設された反射板とにより構成され、前記冷気
戻り風路開口部側に向けて前記反射板が傾斜するように
配設するとともに、除霜手段の動作時に、冷却室の下部
に設けられた冷気戻り風路開口部から侵入してくる冷気
が、ヒーター線からの放熱により発生した上昇気流に誘
引されて対流熱伝達が向上し前記除霜手段近傍の空気温
度を低下させて前記ヒーター線の昇温を抑えるよう、前
記ヒーター線からの上昇気流が前記反射板の傾斜に沿っ
て前記反射板の後端より円滑に上昇して冷気戻り風路開
口部から侵入してくる前記冷気と円滑に合流するよう構
成した特徴を備えることにより、前記ガラス管への除霜
水滴下防止効果と前記ヒーター線から放出される輻射熱
の反射効果を維持したまま前記除霜手段近傍の高温空気
による自然対流を前記反射板の傾斜に沿って円滑に発達
させることができ、かつ除霜手段近傍の高温空気による
自然対流に対して前記冷気戻り風路開口部から流入する
冷気を円滑に合流させることにより、前記ヒーター線の
昇温を抑制することができる。更に、前記ヒーター線か
らの放熱性能が向上することにより除霜性能が向上する
ため、従来と同程度の除霜性能を確保するためには、前
記ヒーター線への電気入力を低減して前記ヒーター線を
更に低温度化することができる。このため、万が一に冷
凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下にお
いて除霜が行われた場合でも、発火の可能性を抑制出来
る。 【００２０】 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】 【００２５】 【００２６】その結果、対流熱伝達により前記除霜手段
近傍の空気温度が低下し、前記ヒーター線からの放熱性
能を向上させ、前記ヒーター線自身の昇温を大幅に抑制
することができる。更に、前記ヒーター線からの放熱性
能が向上することにより除霜性能が向上するため、従来
と同程度の除霜性能を確保するためには、前記ヒーター
線への電気入力を低減して前記ヒーター線を更に低温度
化することができる。このため、万が一に冷凍サイクル
内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下において除霜が
行われた場合でも、発火の可能性を抑制出来る。 【００２７】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
ついて図面を参照しながら説明する。 【００２８】図１は本発明の実施の形態１における冷蔵
庫の冷凍システム図、図２は除霜手段１８の拡大断面
図、図３は図２記載の除霜手段１８の断面図、図４は反
射板１６両端の最下端高さとヒーター線２３の昇温との
関係を示す特性図である。 【００２９】図１に示すように、１８は蒸発器１０に付
着した霜を除霜する除霜手段であり、１９は圧縮機、２
０は凝縮器、２１はキャピラリーチューブにより構成さ
れる減圧機構であり、圧縮機１９と凝縮器２０と減圧機
構２１と蒸発器１０は機能的に環状に冷凍サイクルとし
て接続され、図示しないイソブタンなどの可燃性を有す
る自然冷媒が冷凍サイクル内に封入されている。 【００３０】また、図２に示すように、除霜手段１８
は、ガラス管２２と、螺旋状に成形された金属抵抗体か
ら成るヒーター線２３と、除霜水がガラス管２２内部に
浸入するのを防止するキャップ２４と、除霜水がガラス
管に滴下するのを防止しかつヒーター線２３から発生す
る熱を反射する反射板１６から構成されている。 【００３１】さらに図３に示すように、反射板１６の両
端部分は下向きに成形されており、反射板両端の下端高
さがガラス管２２の外周上端高さ以上となるように構成
されている。 【００３２】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下にその動作を説明する。 【００３３】圧縮機１９の運転により冷凍サイクル内に
封入された可燃性冷媒が図１の矢印方向に循環し、蒸発
器１０が冷却される。これと同時にファン１１が動作
し、蒸発器１０で熱交換された冷気が冷蔵庫庫内へ吐出
される。庫外へ吐出した冷気は庫内で昇温した後蒸発器
１０周囲に戻り、再び熱交換され庫内に吐出される。こ
こで、蒸発器１０と熱交換する空気は、冷蔵庫扉の開閉
により浸入する常温外気の湿気や、庫内に保存されてい
る食品から蒸発した水分を含むことから、その空気より
低温である蒸発器１０において熱交換する際に、空気中
の水分が霜となって着霜し、徐々に着霜量が増加する結
果、蒸発器１０表面と熱交換する空気との伝熱が阻害さ
れると共に、蒸発器１０から庫内に循環する空気の風量
が低下して冷却不足が発生する。そこで、圧縮機１９の
任意の運転時間経過後に除霜手段１８に通電してヒータ
ー線２３を発熱させる。このヒーター線２３の発熱及び
放熱により蒸発器１０やその周辺部品の除霜を行い、図
示していない検知手段により除霜の完了を検知して除霜
手段を停止させ、着霜による庫内の冷却不足を定期的に
防止する。 【００３４】ここで、ヒーター線２３で電気エネルギー
から熱エネルギーに変換された熱量は、ヒーター線自身
の温度上昇と、空気とガラス管２２を介する外部放熱と
に分類でき、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じ
て除霜動作に使用され、ヒーター線２３からの放熱によ
り高温となった反射板１６やガラス管２２からの熱伝達
により除霜手段１８近傍の空気の温度が昇温し自然対流
により上昇気流が起こる。このとき、一般的には、反射
板１６のガラス管２２への除霜水滴下防止効果とヒータ
ー線２３から放出される輻射熱の反射効果の内、特に前
者の除霜水滴下防止効果を大きくするため、反射板１６
の両端の下端高さがガラス管２２の外周上端高さよりも
低く構成されているが、反射板１６両端の下端高さが低
いと自然対流が阻害され対流による熱輸送が妨げられる
結果、除霜手段１８近傍の温度が非常に高くなりヒータ
ー線２３からの放熱性能の劣化を招き、結果的にヒータ
ー線２３やガラス管２２の温度が非常に高くなる。 【００３５】そこで、反射板１６両端の下端高さを高く
することで上昇気流の阻害を抑制し、結果的にヒーター
線２３の昇温を低減することができる。図４の特性図に
示すように、反射板１６両端の下端高さをガラス管２２
の中心高さまで低くした場合のヒーター線２３の昇温度
合いを１００％とすると、反射板１６両端の下端高さを
ガラス管２２上端高さの位置とした場合には３．７％昇
温を低減することができ、それ以上高い位置とした場合
には４．９％の昇温低減効果があることを確認してい
る。ただし、反射板１６両端の下端高さをあまり高くす
ると前述した除霜水滴下防止効果が損なわれる可能性が
ある。そのため、除霜水滴下防止効果に配慮しつつ反射
板１６両端の下端高さをガラス管２２上端高さの位置以
上に高くすることにより、ヒーター線２３の昇温を３．
７〜４．９％低減することができる。 【００３６】具体的には、可燃性冷媒にイソブタンを使
用した場合にはその発火点温度が約４６０℃であること
に対して、一般的な除霜手段１８では除霜時のヒーター
線２３の温度は約５００〜６００℃程度であることから
本実施の形態によりヒーター線２３の昇温を約１９〜２
９℃抑えることができる。更に、ヒーター線２３からの
放熱性能が向上することにより、除霜性能が向上するた
め、従来と同程度の除霜性能を確保することを想定した
場合には、ヒーター線２３への電気入力を低減してヒー
ター線２３を更に低温度化することができる。これによ
り、万が一に冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩
した環境下において除霜が行われた場合でも、発火の可
能性を抑制することができる。 【００３７】なお、本実施の形態では、反射板１６を上
方向に凸型のコの字型としたが、コの字型に限るもので
はなく、また、反射板１６端部の下端高さがガラス管２
２の外周上端高さ以上となるように成形されているの
は、片側だけでもよい。 【００３８】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。 【００３９】図５は図２記載の除霜手段１８の断面図で
ある。 【００４０】図５に示すように、除霜手段１８におい
て、反射板１６には通気口が開けられ、成形された反射
板１６の一部が通気口を覆うように構成されている。 【００４１】以上のように構成された除霜手段１８につ
いて、以下にその動作を説明する。除霜手段１８が動作
すると、ヒーター線２３で電気エネルギーから熱エネル
ギーに変換された熱量は、ヒーター線自身の温度上昇
と、空気とガラス管２２を介する外部放熱とに分類で
き、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じて除霜動
作に使用される。 【００４２】このとき、ヒーター線２３からの放熱によ
り除霜手段１８近傍の空気が高温となるが、自然対流に
よる上昇気流は反射板１６の両端からだけでなく、ガラ
ス管上部に設けられた通気口２６を介しても形成され
る。これにより、ガラス管２２と反射板１６の間の高温
空気は円滑に上方へ流れ去り対流熱伝達による放熱効果
が高まる。 【００４３】その結果、除霜手段１８近傍の空気温度が
低下し、ヒーター線２３からの放熱性能が向上すること
でヒーター線２３自身の昇温を抑えることができる。ま
た、通気口２６は反射板１６の一部により覆われている
ため、除霜水滴下防止効果を損なうことはなく、ヒータ
ー線２３から放出される輻射熱の反射効果も同様に維持
することができる。 【００４４】更に、ヒーター線２３からの放熱性能が向
上することにより、除霜性能が向上するため、従来と同
程度の除霜性能を確保することを想定した場合には、ヒ
ーター線２３への電気入力を低減してヒーター線２３を
更に低温度化することができる。これにより、万が一に
冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下に
おいて除霜が行われた場合でも、発火の可能性を抑制す
ることができる。 【００４５】なお、本実施の形態では、反射板１６に設
ける通気口２６はガラス管２２の真上に位置している
が、ガラス管２２の真上ではなく、ガラス管２２を避け
て反射板の端部近傍に設けてもよい。この場合には、反
射板１６に落下する除霜水はガラス管に滴下することな
く反射板１６端部をつたって下方へ落下するため、反射
板１６の一部で通気口２６を覆う必要はない。 【００４６】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。 【００４７】図６は図２記載の除霜手段１８の断面図、
図７は通気口２６の幅とヒーター線２３の昇温との関係
を示す特性図である。 【００４８】図６に示すように、除霜手段１８におい
て、反射板１６に設けられた通気口２６の開口幅がガラ
ス管２２の半径以上の大きさとなるように構成されてい
る。 【００４９】以上のように構成された除霜手段１８につ
いて、以下にその動作を説明する。除霜手段１８が動作
すると、ヒーター線２３で電気エネルギーから熱エネル
ギーに変換された熱量は、ヒーター線自身の温度上昇
と、空気とガラス管２２を介する外部放熱とに分類で
き、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じて除霜動
作に使用される。 【００５０】このとき、実施の形態２で示したように除
霜水の滴下防止およびヒーター線２３からの輻射熱の反
射効果を維持したまま、円滑な自然対流によりヒーター
線２３からの放熱性能を高めヒーター線２３の昇温を抑
制することができる。図７より、通気口２６がない場合
のヒーター線２３の昇温度合いを１００％とすると、通
気口２６の幅をガラス管半径と同一とした場合には６．
５％の昇温抑制効果を得られ、それ以上通気口２６の開
口幅を大きくした場合には昇温低減効果は８．４％の昇
温低減効果が得られることが確認できる。 【００５１】このことから、通気口２６の開口幅がガラ
ス管２２の半径以下の場合には昇温抑制効果が小さく、
ガラス管２２の半径以上の場合には、６．５〜８．４％
の安定した昇温抑制効果を得ることができる。具体的に
は、可燃性冷媒にイソブタンを使用した場合にはその発
火点温度が約４６０℃であることに対して、一般的な除
霜手段１８では除霜時のヒーター線２３の温度は約５０
０〜６００℃程度であることから本実施例によりヒータ
ー線２３の昇温を約３３〜５０℃程度抑えることができ
る。 【００５２】更に、ヒーター線２３からの放熱性能が向
上することにより、除霜性能が向上するため、従来と同
程度の除霜性能を確保することを想定した場合には、ヒ
ーター線２３への電気入力を低減してヒーター線２３を
更に低温度化することができる。これにより、万が一に
冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下に
おいて除霜が行われた場合でも、発火の可能性を抑制す
ることができる。 【００５３】なお、本実施の形態においても実施の形態
２と同様に反射板１６に設ける通気口２６はガラス管２
２の真上に位置しているが、ガラス管２２の真上ではな
く、ガラス管２２を避けて反射板の端部近傍に設けても
よい。この場合には、反射板１６に落下する除霜水はガ
ラス管に滴下することなく反射板１６端部をつたって下
方へ落下するため、反射板１６の一部で通気口２６を覆
う必要はない。 【００５４】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。 【００５５】図８は除霜手段１８の断面図である。 【００５６】図８に示すように、除霜手段１８におい
て、反射板１６がガラス管２２の円周方向に傾斜するよ
うに構成されている。 【００５７】以上のように構成された除霜手段１８につ
いて、以下にその動作を説明する。除霜手段１８が動作
すると、ヒーター線２３で電気エネルギーから熱エネル
ギーに変換された熱量は、ヒーター線自身の温度上昇
と、空気とガラス管２２を介する外部放熱とに分類で
き、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じて除霜動
作に使用される。このとき、ヒーター線２３からの放熱
により除霜手段１８近傍の空気が高温となり自然対流に
よる上昇気流が発生する。 【００５８】ここで、反射板１６はガラス管２２の円周
方向に傾斜しているため、発生した上昇気流は反射板１
６の傾斜方向に沿って円滑に上昇し、対流熱伝達によっ
て除霜手段１８近傍空気からの放熱性能が高まる。この
結果、除霜手段１８近傍の空気温度が低下し、ヒーター
線２３からの放熱性能が向上することでヒーター線２３
自身の昇温を抑えることができる。 【００５９】また、ガラス管２２は反射板１６によって
上方を覆われているため除霜水滴下防止効果を損なうこ
とはなく、ヒーター線２３から放出される輻射熱の反射
効果も同様に維持することができる。 【００６０】更に、ヒーター線２３からの放熱性能が向
上することにより、除霜性能が向上するため、従来と同
程度の除霜性能を確保することを想定した場合には、ヒ
ーター線２３への電気入力を低減してヒーター線２３を
更に低温度化することができる。これにより、万が一に
冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下に
おいて除霜が行われた場合でも、発火の可能性を抑制す
ることができる。 【００６１】なお、本実施の形態では、反射板１６はガ
ラス管２２の円周方向の一方向に向かって傾斜している
が、反射板１６はガラス管２２の軸方向に交互に傾斜方
向を変えることにより上昇気流を整流するなどの仕様と
してもよい。 【００６２】（実施の形態５）本発明の実施の形態５に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。 【００６３】図９は冷却室下部に設けられた冷気の戻り
風路開口部２５と除霜手段１８の断面図である。 【００６４】図９に示すように、除霜手段１８におい
て、反射板１６が冷却室下部に設けられた冷気の戻り風
路開口部２５に向けて傾斜するように構成されている。 【００６５】以上のように構成された除霜手段１８につ
いて、以下にその動作を説明する。除霜手段１８が動作
すると、ヒーター線２３で電気エネルギーから熱エネル
ギーに変換された熱量は、ヒーター線自身の温度上昇
と、空気とガラス管２２を介する外部放熱とに分類で
き、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じて除霜動
作に使用される。 【００６６】このとき、ヒーター線２３からの放熱によ
り除霜手段１８近傍の空気が高温となり自然対流による
上昇気流が発生する。ここで、反射板１６は冷却室下部
に設けられた冷気戻り風路開口部２５の方向に向かって
ガラス管２２の円周方向に傾斜しているため、発生した
上昇気流は反射板１６の傾斜に沿って円滑に上昇し、そ
の一部が連通する冷蔵庫庫内へ流れ出る。 【００６７】また、前述した上昇気流に誘引され冷気戻
り風路開口部２５から進入してくる冷気が、反射板１６
の傾斜に沿って円滑に自然対流と合流することにより対
流熱伝達性が向上し除霜手段１８近傍空気からの放熱性
能が高まる。この結果、除霜手段１８近傍の空気温度が
低下し、ヒーター線２３からの放熱性能が向上すること
でヒーター線２３自身の昇温を抑えることができる。 【００６８】また、ガラス管２２は反射板１６によって
上方を覆われているため除霜水滴下防止効果を損なうこ
とはなく、ヒーター線２３から放出される輻射熱の反射
効果も同様に維持することができる。 【００６９】更に、ヒーター線２３からの放熱性能が向
上することにより、除霜性能が向上するため、従来と同
程度の除霜性能を確保することを想定した場合には、ヒ
ーター線２３への電気入力を低減してヒーター線２３を
更に低温度化することができる。これにより、万が一に
冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下に
おいて除霜が行われた場合でも、発火の可能性を抑制す
ることができる。 【００７０】（実施の形態６）本発明の実施の形態６に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。 【００７１】図１０は除霜手段１８の断面図、図１１は
反射板１６の幅とヒーター線２３の昇温との関係を示す
特性図である。 【００７２】図１０に示すように、除霜手段１８は、反
射板１６の幅がガラス管２２の直径の２倍以下となるよ
うに構成されている。 【００７３】以上のように構成された除霜手段１８につ
いて、以下にその動作を説明する。除霜手段１８が動作
すると、ヒーター線２３で電気エネルギーから熱エネル
ギーに変換された熱量は、ヒーター線自身の温度上昇
と、空気とガラス管２２を介する外部放熱とに分類で
き、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じて除霜動
作に使用される。このとき、一般的には、反射板１６の
ガラス管２２への除霜水滴下防止効果とヒーター線２３
から放出される輻射熱の反射効果を十分確保するため、
反射板１６の幅がガラス管直径の２倍以上とする場合が
多く、この場合には反射板１６により自然対流が阻害さ
れ対流による熱輸送が妨げられる結果、除霜手段１８近
傍の空気温度が非常に高くなりヒーター線２３からの放
熱性能の低下を招き、結果的にヒーター線２３やガラス
管２２の温度が非常に高くなる。 【００７４】そこで、反射板１６の幅をガラス管２２の
直径の２倍以下とすることで上昇気流の阻害を抑制し、
結果的にヒーター線２３の昇温を低減することができ
る。図１１の特性図に示すように、反射板１６の幅をガ
ラス管２２の直径の３倍とした場合のヒーター線２３の
昇温度合いを１００％とすると、反射板１６の幅をガラ
ス管２２直径の２倍とした場合には６．５％昇温を低減
することができ、それ以上幅を小さくした場合には６．
８％の昇温低減効果があることを確認している。 【００７５】ただし、反射板１６の幅をあまり小さくす
ると前述した除霜水滴下防止効果や輻射熱の反射効果が
損なわれる可能性がある。そのため、除霜水滴下防止効
果および輻射熱の反射効果に配慮しつつ反射板１６の幅
をガラス管２２直径の２倍以下とすることにより、ヒー
ター線２３の昇温を６．５〜６．８％低減することがで
きる。具体的には、可燃性冷媒にイソブタンを使用した
場合にはその発火点温度が約４６０℃であることに対し
て、一般的な除霜手段１８では除霜時のヒーター線２３
の温度は約５００〜６００℃程度となるため、本実施例
によりヒーター線２３の昇温を約３３〜４１℃抑えるこ
とができる。 【００７６】更に、ヒーター線２３からの放熱性能が向
上することにより、除霜性能が向上するため、従来と同
程度の除霜性能を確保することを想定した場合には、ヒ
ーター線２３への電気入力を低減してヒーター線２３を
更に低温度化することができる。これにより、万が一に
冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下に
おいて除霜が行われた場合でも、発火の可能性を抑制す
ることができる。 【００７７】なお、本実施の形態では、反射板１６を上
方向に凸型のコの字型としたが、コの字型に限るもので
はない。 【００７８】（実施の形態７）本発明の実施の形態７に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。 【００７９】図１２は除霜手段１８の断面図、図１３は
本実施の形態の効果を示す特性図である。 【００８０】図１２に示すように、除霜手段１８は、反
射板１６の両端が下向きに成形され下端高さがガラス管
２２の外周上端高さ以上となるように成形され、かつ反
射板１６に通気口２６を設け、かつ反射板１６が冷却室
の下部に設けられた冷気戻り風路開口部２５側に向けて
傾斜するように配設され、かつ反射板１６の幅がガラス
管２２の直径の２倍以下となるように構成されている。 【００８１】以上のように構成された除霜手段１８につ
いて、以下にその動作を説明する。除霜手段１８が動作
すると、ヒーター線２３で電気エネルギーから熱エネル
ギーに変換された熱量は、ヒーター線自身の温度上昇
と、空気とガラス管２２を介する外部放熱とに分類で
き、熱伝導と周囲空気の対流と輻射現象を通じて除霜動
作に使用される。このとき、ヒーター線２３からの放熱
により除霜手段１８近傍の空気が高温となり自然対流に
よる上昇気流が発生する。 【００８２】そこで、反射板１６の両端が下向きに成形
され下端高さがガラス管２２の外周上端高さ以上となる
ように成形することにより反射板１６の端部を過ぎて上
昇する自然対流の発達を円滑にすると共に、かつ反射板
１６に通気口２６を設けガラス管から直接上方へ発達す
る自然対流を形成すると共に、冷気戻り風路開口部２５
側に設けられた反射板１６端部の下端高さよりも冷気戻
り風路開口部２５とは反対側の下端高さを高くして反射
板１６を概ね冷気戻り風路開口部２５側に傾斜させるこ
とで冷気戻り風路開口部２５から流入する庫内冷気を円
滑に上昇気流に取り込むと共に、反射板１６の幅がガラ
ス管２２の直径の２倍以下となるように構成することに
よりさらに自然対流の発達を促すことができる。 【００８３】その結果、第１から第７の実施の形態を単
独に用いる以上に自然対流を発達させることができ対流
熱伝達により除霜手段１８近傍空気の温度を低下させる
ことができる。これにより、ヒーター線２３からの放熱
性能を向上させ、ヒーター線２３自身の昇温を大幅に抑
制することができる。図１３の特性図では、反射板１６
両端の下端高さをガラス管２２の中心高さまで低くし、
かつ反射板には通気口２６を設けず、かつ反射板１６の
幅をガラス管２２の直径の３倍とした場合のヒーター線
２３の仕様を基準に、その昇温度合いを１００％とし
て、第１，第３，第７の実施の形態および本実施の形態
におけるヒーター線２３の昇温度合いを示している。 【００８４】図１３より、本実施の形態では、ヒーター
線２３の昇温を１０．０％低減することができ、昇温低
減効果は他のいずれの実施の形態よりも大きいことが確
認できる。具体的には、可燃性冷媒にイソブタンを使用
した場合にはその発火点温度が約４６０℃であることに
対して、一般的な除霜手段１８では除霜時のヒーター線
２３の温度は約５００〜６００℃程度となるため、本実
施の形態によりヒーター線２３の昇温を約５０〜６０℃
抑えることができる。更に、ヒーター線２３からの放熱
性能が向上することにより、除霜性能が向上するため、
従来と同程度の除霜性能を確保することを想定した場合
には、ヒーター線２３への電気入力を低減してヒーター
線２３を更に低温度化することができる。これにより、
万が一に冷凍サイクル内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した
環境下において除霜が行われた場合でも、発火の可能性
を抑制することができる。 【００８５】なお、本実施の形態がガラス管２２への除
霜水滴下防止効果およびヒーター線２３から放出される
輻射熱の反射効果を維持していることは言うまでもな
い。 【００８６】 【発明の効果】以上説明から明らかな通り、請求項１に
記載の発明は、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを
機能的に接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、
前記蒸発器が収納された冷却室と、前記冷却室内部にお
いて前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段とを設
け、前記除霜手段が、螺旋状に巻かれた金属抵抗体から
なるヒーター線と、前記ヒーター線を覆うガラス管と、
前記ガラス管上部に配設された反射板とにより構成さ
れ、前記冷気戻り風路開口部側に向けて前記反射板が傾
斜するように配設するとともに、除霜手段の動作時に、
冷却室の下部に設けられた冷気戻り風路開口部から侵入
してくる冷気が、ヒーター線からの放熱により発生した
上昇気流に誘引されて対流熱伝達が向上し前記除霜手段
近傍の空気温度を低下させて前記ヒーター線の昇温を抑
えるよう、前記ヒーター線からの上昇気流が前記反射板
の傾斜に沿って前記反射板の後端より円滑に上昇して冷
気戻り風路開口部から侵入してくる前記冷気と円滑に合
流するよう構成した特徴を備えることにより、ガラス管
への除霜水滴下防止効果とヒーター線から放出される輻
射熱の反射効果を維持したまま除霜手段近傍の高温空気
による自然対流を反射板の傾斜に沿って円滑に発達させ
ることができ、かつ除霜手段近傍の高温空気による自然
対流に対して冷気戻り風路開口部から流入する冷気を円
滑に合流させることにより、ヒーター線の昇温を抑制す
ることができる。このため、万が一に冷凍サイクル内の
可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下において除霜が行わ
れた場合でも、発火の可能性を抑制出来る。 【００８７】 【００８８】 【００８９】 【００９０】 【００９１】 【００９２】 【００９３】その結果、対流熱伝達により前記除霜手段
近傍の空気温度が低下し、前記ヒーター線からの放熱性
能を向上させ、前記ヒーター線自身の昇温を大幅に抑制
することができる。更に、前記ヒーター線からの放熱性
能が向上することにより除霜性能が向上するため、従来
と同程度の除霜性能を確保するためには、前記ヒーター
線への電気入力を低減して前記ヒーター線を更に低温度
化することができる。このため、万が一に冷凍サイクル
内の可燃性冷媒が庫内に漏洩した環境下において除霜が
行われた場合でも、発火の可能性を抑制出来る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷凍シ
ステム図 【図２】本発明の実施の形態１における除霜手段の拡大
断面図 【図３】本発明の実施の形態１における除霜手段の断面
図 【図４】本発明の実施の形態１における特性図 【図５】本発明の実施の形態２における除霜手段の断面
図 【図６】本発明の実施の形態３における除霜手段の断面
図 【図７】本発明の実施の形態３における特性図 【図８】本発明の実施の形態４における除霜手段の断面
図 【図９】本発明の実施の形態５における除霜手段の断面
図 【図１０】本発明の実施の形態６における除霜手段の断
面図 【図１１】本発明の実施の形態６における特性図 【図１２】本発明の実施の形態７における除霜手段の断
面図 【図１３】本発明の実施の形態７における特性図 【図１４】従来の冷蔵庫の概略縦断面図 【符号の説明】 １０ 蒸発器 １６ 反射板 １８ 除霜手段 １９ 圧縮機 ２０ 凝縮器 ２１ 減圧機構 ２２ ガラス管 ２３ ヒーター線 ２４ キャップ ２５ 冷気戻り風路開口部 ２６ 通気口

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−257831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−86570（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−313145（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−56675（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 21/08 F25D 11/00 101

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを
   機能的に接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、
   前記蒸発器が収納された冷却室と、前記冷却室内部にお
   いて前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段とを設
   け、前記除霜手段が、螺旋状に巻かれた金属抵抗体から
   なるヒーター線と、前記ヒーター線を覆うガラス管と、
   前記ガラス管上部に配設された反射板とにより構成さ
   れ、前記冷気戻り風路開口部側に向けて前記反射板が傾
   斜するように配設するとともに、除霜手段の動作時に、
   冷却室の下部に設けられた冷気戻り風路開口部から侵入
   してくる冷気が、ヒーター線からの放熱により発生した
   上昇気流に誘引されて対流熱伝達が向上し前記除霜手段
   近傍の空気温度を低下させて前記ヒーター線の昇温を抑
   えるよう、前記ヒーター線からの上昇気流が前記反射板
   の傾斜に沿って前記反射板の後端より円滑に上昇して冷
   気戻り風路開口部から侵入してくる前記冷気と円滑に合
   流するよう構成したことを特徴とする冷蔵庫。