JP3964443B2 - 蒸発器の除霜手段及びこの除霜手段を備えた冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は蒸発器の除霜手段及びこの除霜手段を有する冷蔵庫に関するものである。

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、例えば特許文献１に示されているものがある。

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３は、従来提案されている冷蔵庫の概略縦断面図である。図３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入口、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、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。

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１１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を介して冷却室２０に戻り、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。

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の開閉により侵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。

そこで、冷却不足となる前に除霜用管ヒーター１５のニクロム線に通電しニクロム線を高温に発熱させる。ニクロム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。
特開平８−５４１７２号公報

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のニクロム線表面は言うまでもなくガラス管表面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。

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。

この目的を達成するために本発明の蒸発器の除霜手段は、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルの蒸発器の下方に配置される除霜手段であって、螺旋状に巻かれた金属抵抗体からなるヒーター線と、前記ヒーター線を管内の空気中に配するとともにこの空気を介して前記ヒーター線を覆うガラス管と、前記ガラス管内への除霜水侵入防止用の前記ガラス管の両端に設けられたキャップと、前記両端のキャップに支持されて前記ガラス管の上部を覆う反射板とにより構成され、前記ガラス管の外表面の管径方向に板状の放熱促進用のフィンを形成し、前記フィンを管長方向に間隔をおいて設けることで、前記除霜手段の温度を前記可燃性冷媒の発火温度未満に維持させたことにより、ヒーター線から管内空気とガラス管を介しての外部空気への熱伝達性を飛躍的に高めることができると共に除霜手段自身の温度上昇を抑えることができ、除霜効果を低減することなく除霜手段の温度を可燃性冷媒の発火点温度未満に抑えることが出来る。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。
また、ヒーター線の発熱は反射板により反射されるとともに、蒸発器の除霜水は、反射板によりガラス管を避けて落ち、ガラス管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ことができる。

本発明の蒸発器の除霜手段及びこの除霜手段を備えた冷蔵庫は、除霜効果を低減することなく除霜手段の温度を可燃性冷媒の発火点温度未満に抑えて、万が一冷凍サイクル内の可燃性冷媒が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。
また、ヒーター線の発熱は反射板により反射されるとともに、蒸発器の除霜水は、反射板によりガラス管を避けて落ち、ガラス管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ことができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルの蒸発器の下方に配置される除霜手段であって、螺旋状に巻かれた金属抵抗体からなるヒーター線と、前記ヒーター線を管内の空気中に配するとともにこの空気を介して前記ヒーター線を覆うガラス管と、前記ガラス管内への除霜水侵入防止用の前記ガラス管の両端に設けられたキャップと、前記両端のキャップに支持されて前記ガラス管の上部を覆う反射板とにより構成され、前記ガラス管の外表面の管径方向に板状の放熱促進用のフィンを形成し、前記フィンを管長方向に間隔をおいて設けることで、前記除霜手段の温度を前記可燃性冷媒の発火温度未満に維持させたものであり、ヒーター線から管内空気とガラス管を介しての外部空気への熱伝達性を飛躍的に高めることができると共に除霜手段自身の温度上昇を抑えることができ、除霜効果を低減することなく除霜手段の温度を可燃性冷媒の発火点温度未満に抑えることが出来る。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。
また、ヒーター線の発熱は反射板により反射されるとともに、蒸発器の除霜水は、反射板によりガラス管を避けて落ち、ガラス管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ことができる。

請求項２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接続した冷凍サイクルと、請求項１に記載の蒸発器の除霜手段を備えた冷蔵庫であり、請求項１に記載の除霜手段が有する作用を除霜時に発揮する冷蔵庫となる。

（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。

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である。図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜手段周辺の断面図である。

図１において、１０１は蒸発器１０２に付着した霜を除霜する除霜手段であり、１０３は圧縮機、１０４は凝縮器、１０５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１０３と凝縮器１０４と減圧機構１０５と蒸発器１０２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。

図２に示すように、除霜手段１０１は、螺旋状に成形されたヒーター線１０６と、外表面にフィン状の複数の板状成形を施したガラス管１０７と、除霜水がガラス管１０７の内部に侵入するのを防止するキャップ１０８とにより構成されている。

フィンを設けたガラス管１０７の上部には除霜水が除霜手段１０１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手段１０１により発せられた熱を反射する金属製の反射板１０９が設けられ、この除霜手段１０１と反射板１０９とが蒸発器１０２の下方に配置されている。

以上のように構成された除霜手段１０１について、以下にその動作を説明する。

除霜手段１０１が動作すると、ヒーター線１０６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１０７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、ガラス管１０７の外表面がフィン状に成形されていることから外部空気との接触面積が広いため、ヒーター線１０６からガラス管を介して外部に放熱される割合が大幅に高められ、可燃性冷媒の発火点温度以下にヒーター線１０６自身の温度上昇を抑制することができる。

このことから、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、除霜手段１０１の温度は冷凍サイクルに使用されている可燃性冷媒の発火点温度未満に維持されているため発火の可能性を抑制出来る。

また、除霜手段１０１の発熱は反射板１０９により反射されるとともに、蒸発器１０２に付着した霜が融解した除霜水は、反射板１０９により除霜手段１０１を避けて落ち、除霜手段１０１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。

なお、本実施の形態ではガラス管１０７の外表面をフィン状の複数板状に成形したが、凹凸成形して外部空気との接触面積を高める仕様であれば形状に対する制約は特にない。

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 本発明の実施の形態１における除霜手段の断面図 従来の冷蔵庫の概略縦断面図

符号の説明

１０１ 除霜手段
１０２ 蒸発器
１０３ 圧縮機
１０４ 凝縮器
１０５ 減圧機構
１０６ ヒーター線
１０７ ガラス管
１０８ キャップ
１０９ 反射板

Claims (2)

1. 可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルの蒸発器の下方に配置される除霜手段であって、螺旋状に巻かれた金属抵抗体からなるヒーター線と、前記ヒーター線を管内の空気中に配するとともにこの空気を介して前記ヒーター線を覆うガラス管と、前記ガラス管内への除霜水侵入防止用の前記ガラス管の両端に設けられたキャップと、前記両端のキャップに支持されて前記ガラス管の上部を覆う反射板とにより構成され、前記ガラス管の外表面の管径方向に板状の放熱促進用のフィンを形成し、前記フィンを管長方向に間隔をおいて設けることで、前記除霜手段の温度を前記可燃性冷媒の発火温度未満に維持させた蒸発器の除霜手段。
2. 圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを接続した冷凍サイクルと、請求項１に記載の蒸発器の除霜手段を備えた冷蔵庫。

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