JP5253223B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫に搭載される冷凍サイクルにおいて、冷却器に付着した霜をホットガスにて除霜する除霜手段を有する冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫の除霜装置に、ホットガスを利用したものにおいては、除霜手段がいわゆる冷却器に付着した霜を内側から融解するいわゆる内融式のものがある。内融式の除霜においては霜が内側から融けるためにドレン水はみぞれの状態で冷却器を下方に滑落していく。そのみぞれの状態のドレン水を融解するためにドレンパンの下部にドレンパン加熱手段を設けたものがある。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３２４２４８号公報（第３頁〜第４頁、図１、図３〜図４）

しかしながら、上記従来の構成では、いわゆる内融式の除霜のために冷却器に付着した霜が融解しながら、みぞれ混じりのドレン水として冷却器を下方に滑落していくが、霜取りが終了した時点でみぞれ混じりのドレン水が冷却器の下方に残ってしまうという問題が生じてしまっていた。ドレンパンに落下したみぞれ混じりのドレン水であれば、ドレンパンヒーターの加熱により融解することは可能である。しかし、冷却器の最下方にみぞれ混じりのドレン水が、冷却器にぶらさがった状態で残った場合にはいかなる冷却器温度検出手段でも、いわゆる残霜状態を特定することは不可能であった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、内融式の除霜のもつ冷却器の霜取りが終了した時点でみぞれ混じりのドレン水が冷却器の下方に残ることなく、霜取りの高効率化を図り、ひいては冷蔵庫の消費電力を低減する冷蔵庫を得ることを目的としている。

本発明に係る冷蔵庫は少なくとも圧縮機、凝縮器、絞り装置及び冷却器と、圧縮機の吐出側を前記冷却器の入口側に直接接続するホットガス通路及び該ホットガス通路を開閉する開閉手段と、を具備する冷凍サイクルと、冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するドレンパンと、冷却器とドレンパンの間に配設された発熱体と、圧縮機、開閉手段、及び発熱体を制御する制御手段とを備え、制御手段は、開閉手段を制御してホットガス通路を開放させた後に圧縮機の運転を開始させ、圧縮機の運転開始後に発熱体の通電を開始させるものである。

本発明によれば、冷却器の除霜性能を落とすことなく、消費電力の抑制された冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面と側断面を示す図である。 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷凍サイクルの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の霜取り時の制御装置の動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の霜取り時の制御を示すタイムチャート図である。 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の冷却器周辺を示す側断面図である。 本発明の実施の形態３における冷蔵庫のヒーターカバーの一例を示す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面と側断面を示す図である。図１（ａ）は本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の正面図、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の側断面図である。もちろん、各室の位置は限定されるものではない。図１に示すように冷蔵庫は冷蔵庫本体１１と、冷蔵庫本体１１を構成する複数の室の前面開口部を塞ぐ扉群から構成されている。冷蔵庫本体１１は最上段に冷蔵室１２を備えている。冷蔵室１２の下には製氷室３及び切替室４を備えている。冷蔵庫本体１１の最下段には野菜室６を備え、野菜室６の上には冷凍室５を備えている。もちろん、各室の配置は本実施の形態を制限するものではない。冷蔵室扉７は冷蔵室１２の開口部を自在に開放、閉塞することができる扉であり、冷蔵室扉左７Ａと冷蔵室扉右７Ｂより構成されておりいわゆる観音式扉の構成になっている。もちろん、観音式扉に限定する必要はなく、１枚式の扉でもよい。製氷室扉８は製氷室３の開口部を自在に開口・閉塞することができる。また、切替室扉９は切替室４の開口部を自在に開放・閉塞することができる。また、冷凍室扉１０は冷凍室５の開口部を自在に開放・閉塞することができる。また、野菜室扉１３は野菜室６の開口部を自在に開放・閉塞することができる。冷蔵庫本体１１の背面最下部には圧縮機２１が配されている。圧縮機２１は冷蔵庫本体１１の有する冷凍サイクルを構成する１部品であり、冷凍サイクル内の冷媒を圧縮する作用を有する。圧縮機２１で圧縮された冷媒は凝縮器（図示せず）において凝縮される。凝縮された状態の冷媒は毛細管（図示せず）において減圧される。冷却器２４は冷蔵庫本体１１の有する冷凍サイクルを構成する１部品である。減圧された冷媒は冷却器２４において蒸発され、この蒸発時の吸熱作用により冷却器２４周辺は冷却される。冷却用ファン３２は冷却器２４周辺で冷却された冷気を冷蔵庫本体１１の各室へと送風するためのものである。発熱体としてのラジアントヒーター１５は冷却器２４の下方に配置され、ヒーターカバー１６はラジアントヒーター１５と冷却器２４の間に配置される。

図２は本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の冷凍サイクルの概略構成図である。図２に示す冷凍サイクルには、前記圧縮機２１の吐出側と、毛細管１７及び前記冷却器２４の間を連通するホットガス通路２６が設けられ、このホットガス通路２６を開閉する電磁弁２５が設けられているものである。

図３は本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の霜取り時の制御装置の動作を示すフローチャートである。図４は本発明の実施の形態１に示す冷蔵庫の霜取り制御時のタイムチャートである。ステップＳ１において、制御装置は図示しないタイマーの値を調べ、霜取り終了後からの圧縮機２１が運転した積算時間tcが所定時間α以上である（ＹＥＳ）とステップＳ２へ進む。霜取り終了後からの圧縮機２１が運転した積算時間tcが所定時間α以上でないとステップＳ１に戻る。ステップＳ２にて圧縮機２１が停止し、ステップＳ３へと進む。ステップＳ３においては電磁弁２５は凝縮器２２側を閉鎖し、ホットガス通路２６側を開放し、ステップＳ４へと進む。ステップＳ４においては圧縮機２１が所定周波数で除霜運転を開始し、ステップＳ５へと進む。このとき圧縮機２１で圧縮された高温冷媒はホットガス通路２６を経由し、直接的に冷却器２４へと流れ込む。ステップＳ５においては、ラジアントヒーター１５を通電する。このときステップＳ４とステップＳ５は同時でもよいが、ステップＳ５がステップＳ４より所定時間経過後にするほうが、冷却器２４の下方に霜の塊が落下してから通電を開始できるため、ラジアントヒーター１５の発する赤外線が無駄なく霜に吸収されるため、効率的な霜取りができる。ステップＳ４とステップＳ５の作用にて、冷却器２４に付着した霜が、内側と外側から同時に加熱されていく。内側からの加熱による霜取りでは霜が冷却器２４の下方に向かって落下しながら融解していく一方、ラジアントヒーター１５は冷却器２４の下方から冷却器２４を加熱していくため、ラジアントヒーター１５の放射する輻射熱は効率的に霜へと吸収される。このため短時間で霜取りを完了することができる。さらに外側からも霜を融解することができるので、ドレンパンに霜の塊が落下したり、霜の塊が冷却器の下方にぶらさがったりするという問題はない。ステップＳ６では、冷却器２４に、または冷却器２４周辺に設けられた冷却器温度検知手段（図示せず）が検知する冷却器温度Ｔｅが所定温度β以上となったとき（ＹＥＳ）には、圧縮機２１及びラジアントヒーター１５の運転を停止して、霜取り制御を終了する。ステップＳ６では、冷却器２４に、または冷却器２４周辺に設けられた冷却器温度検知手段（図示せず）が検知する冷却器温度Ｔｅが所定温度β以下の場合は、ステップＳ６に戻る。

実施の形態２．
図１、図２及び図３は実施の形態１とともに実施の形態２を示すものである。図１（ｂ）においてラジアントヒーター１５のフィラメントの材料には炭素を含む所謂カーボンヒーターである。カーボンヒーターは表面温度にもよるが主に赤外線を発するものである。カーボンヒーターは水や衝撃からの保護のため石英ガラスにて覆われているが、石英ガラスを透過する中赤外線の波長領域（２．５μｍ〜４μｍ）の光強度に優れるため、カーボンヒーターから発せられる熱は効率よく冷却器２４を加熱することができ、結果として短時間に霜取りを完了することができる。それはカーボンが黒色のため輻射率が１に近いことに起因するものであり、他のラジアントヒーターの１種であるニクロム線ヒーターは輻射率が０．２程度なので、比較すると効率的な霜取りを行うことができる。

実施の形態３．
図５は実施の形態３における冷蔵庫の冷却器周辺を示す側断面図である。ヒーターカバー１６は水平面に対し傾斜している。傾斜具合としてはラジアントヒーター１５から発せられる熱が直接冷却器２４に到達するようにするのが好ましい。また、霜取り時に冷却器から落下してくるドレン水を滑落させるだけの角度があると好ましいため、７°以上ある。また、傾斜させつつもカーボンヒーター１５の直上にはヒーターカバー１６が完全に覆っており、ドレン水がラジアントヒーター１５に落下して、ドレン水が蒸発して沸騰音という騒音を発生させることはない。したがって、ヒーターカバー１６の上にドレン水や霜の塊が留まる事はない若しくは非常に少ないため、霜取りの効率を更に高めることができる。

また、このヒーターカバー１６の傾斜を固定させずに周期的に変更できるようにする。これを実現させるために、ヒーターカバー１６の下面のほぼ中心に下方から支持する回転軸を取り付け、この回転軸に伝達機構を介してモーターの回転駆動力を伝えるように構成する。これにより、ラジアントヒーター１５からの熱が冷却器２４の下部を均一に照射できるため、冷却器２４の下部においてラジアントヒーター１５からの熱が伝わりにくい部分がなくなり、ラジアントヒーター１５からの熱が伝わり難い部分で霜の塊が留まり易いという問題が解消される。また、モーターを利用しているので、回転軸の回転速度を最も効率の良い速度（この速度は繰り返し試験により決定する）に調整することも可能であり、省エネ化が可能になる。
さらに、モーターやプーリなどの伝達機構は高価なため、これらを利用しないことも可能である。
図６は本発明の実施の形態３における冷蔵庫のヒーターカバー１６の一例を示す図である。図６（ａ）はヒーターカバー１６の側面図、図６（ｂ）はヒーターカバー１６の下面図であり、下方から見上げた図である。また、図６（ｃ）は、ヒーターカバー１６を前方（側面とは垂直な横方向）から見た図を示している。図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ヒーターカバー１６は平板状のヒーターカバー本体１６１と、ヒーターカバー本体１６１を回転可能に支持する回転軸１６２と、ヒーターカバー本体１６１の下面に設けられた羽根１６３から構成されている。羽根１６３は例えば金属などの熱伝導性の高い材料で構成した平板を複数枚回転方向に並べたものであり、ヒーターカバー本体１６１のほぼ中心に取り付けられた回転軸１６２を中心としてほぼ前後対称の位置に配置されている。この場合、ヒーターカバー本体１６１の下面の前方には羽根１６３を図６（ｃ）に示すようにヒーターカバー本体１６１の長手方向とは垂直な方向に所定の角度で傾斜（例えば下方から見て羽根が根本から先端に向かって右向きに所定の角度となるような傾斜）を持たせて取り付ける。また、ヒーターカバー本体１６１の下面の後方には羽根１６３を図６（ｃ）に示すように前方の傾斜とは逆方向の傾斜（例えば下方から見て羽根が根本から先端に向かって左向きにほぼ同様の角度となるような傾斜）を持たせて取り付ける。
以上のように構成することにより、ラジアントヒーター１５により下方から冷却器２４を照射する際にヒーターカバー１６も照射する。これにより、ラジアントヒーター１５とヒーターカバー１６との間の空気も温められ、温められた空気が上昇して対流を発生するため、この対流によって羽根が下から押されることになる。この羽根が回転軸１６２を中心としてヒーターカバー１６の下方の面の前方にヒーターカバー本体１６１の長手方向とは垂直な方向に所定の角度で傾斜（例えば下方から見て羽根が根本から先端に向かって右向きに所定の角度となるような傾斜）で取り付けられている為、対流による下からの空気の力はこの羽根に当たることで傾斜に応じた向き（例えば下方から見て左向き）に押す力に変えられる。また、ヒーターカバー１６の下方の面の後方に取り付けられた羽根は前方の羽根とは逆方向の傾斜（例えば下方から見て羽根が根本から先端に向かって左向きにほぼ同様の角度となるような傾斜）で取り付けられている為、対流による下からの空気の力はこの羽根に当たることで傾斜に応じた向き（例えば下方から見て右向き）に押す力に変えられる。従って、ヒーターカバー１６は温められた空気により回転軸を中心として下方から見て右向きの回転力を得るため、右方向に回転する。
このように、ヒーターカバー１６はモーターを利用しなくても空気の対流の力によって自動的に回転するので、ヒーターカバー１６によって遮られていた部分の照射が可能となり、冷却器２４の下部をより均一に照射でき、モーターなどの回転駆動手段を使用しないで安価に提供でき、重量も軽くて済む。
なお、羽根の取り付け角度により逆方向へ回転させることも可能であることは言うまでもない。

１ 冷凍装置、２ 冷凍サイクル、３ 製氷室、４ 切替室、５ 冷凍室、６ 野菜室、７ 冷蔵室扉、７Ａ 冷蔵室扉左、７Ｂ 冷蔵室扉右、８ 製氷室扉、９ 切替室扉、１０ 冷凍室扉、１１ 冷蔵庫本体、１２ 冷蔵室、１３ 野菜室扉、１５ ラジアントヒーター、１６ ヒーターカバー、１７ 毛細管、２１ 圧縮機、２２ 凝縮器、２３ 膨張弁、２４ 冷却器、２５ 電磁弁、２６ ホットガス通路、２７ 凝縮器用ファン、３１ ダクト、３２ 冷却用ファン、３３ ドレンパン、３４ 排水孔、３６ 空気吸入口、３７ 空気吐出口、５０ ドレンパンヒーター、１６１ ヒーターカバー本体、１６２ 回転軸、１６３ 羽根。

Claims (6)

1. 少なくとも圧縮機、凝縮器、絞り装置及び冷却器と、前記圧縮機の吐出側を前記冷却器の入口側に直接接続するホットガス通路及び該ホットガス通路を開閉する開閉手段と、を具備する冷凍サイクルと、
   前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するドレンパンと、
   前記冷却器と前記ドレンパンの間に配設された発熱体と、
   前記圧縮機、前記開閉手段、及び前記発熱体を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記開閉手段を制御して前記ホットガス通路を開放させた後に前記圧縮機の運転を開始させ、前記圧縮機の運転開始後に前記発熱体の通電を開始させる
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記発熱体はラジアントヒーターであり、このラジアントヒーターのフィラメントの材料には炭素を用いたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記ラジアントヒーターと前記冷却器との間にヒーターカバーを配設し、該ヒーターカバーは傾斜面を有していることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記ヒーターカバーは、板状のヒーターカバー本体と、
   このヒーターカバー本体の前記ラジアントヒーター側に設けられて前記ヒーターカバー本体を回転可能に支持する回転軸と、
   この回転軸を回転駆動する回転駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記ヒーターカバーは、板状のヒーターカバー本体と、
   このヒーターカバー本体の前記ラジアントヒーター側に設けられて前記ヒーターカバー本体を回転可能に支持する回転軸と、
   前記ヒーターカバー本体の前記ラジアントヒーター側の面に羽根を取り付けたことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
6. 前記羽根は、前記ヒーターカバー本体の面上の前記回転軸より前面側に特定の方向を向く傾斜を持って複数個取り付けられ、前記回転軸より後面側に前記特定の方向とは逆の方向の傾斜を持って複数個取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫。

Images