JP5294737B2 - 冷却貯蔵庫の排水蒸発装置 - Google Patents
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Description
また、サーモスタットが故障したときの補償として温度ヒューズを備える場合もあり、上記従来例では、蒸発タンクの上面開口に被せられた蓋板に温度ヒューズが装着され、その感知温度が所定値に達したら溶断により温度ヒューズが切れ、ヒータへの通電が遮断されるようになっている。
このことはサーモスタットが正常に動作している間、温度ヒューズは110℃程度の高温に繰り返し晒されることになり、これが何回も続くと温度ヒューズ自体が劣化し、適正温度よりも低い温度で溶断するといった誤動作を招くおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、ヒータの劣化を防止し、また保護部材を長期にわたって適正に動作させるところにある。
このような保護部材を備えた場合に通常考えられる配設構造は、蒸発タンクの外面において加熱制御部材と並べて装着することが挙げられる。保護部材の機能から、その動作温度(切れる温度)は、加熱制御部材の動作温度(切れる温度)よりも所定値高く設定する必要があるが、いわゆる投げ込み式のヒータが装備された蒸発タンクにおいて、同蒸発タンクの外面に加熱制御部材を装着した場合の動作温度(切れる温度)は、100℃を超えた例えば110℃程度とすることが妥当であり、したがって保護部材の動作温度(切れる温度)は、それよりもさらに高い温度となる。このことは逆に、加熱制御部材が正常に動作している間、保護部材は110℃程度の高温に繰り返し晒されることになり、そのため保護部材の早期の劣化を招くおそれがある。
(1)前記加熱制御部材が前記蒸発タンクの底部の外面に装着されているとともに、前記伝熱板が前記貯蔵庫本体の側面に装着されている。
(2)前記蒸発タンクから前記伝熱板への熱移動手段が輻射熱である。
(3)前記蒸発タンクの底部の端縁と前記伝熱板とが線接触しており、前記蒸発タンクから前記伝熱板への熱移動手段として伝導熱が加えられている。
以下、本発明の一実施形態を図1ないし図10に基づいて説明する。この実施形態では業務用の縦型冷蔵庫に適用した場合を例示している。
図1及び図2において、冷蔵庫本体10は前面開口の縦長の断熱箱体から構成され、内部が貯蔵室11とされており、貯蔵室11の前面開口部には断熱扉12が開閉可能に装着されている。冷蔵庫本体10の上面には、回りがパネルで囲まれた機械室14が形成され、その中に冷凍装置15が設置されている。冷凍装置15は、圧縮機16、凝縮器ファン17Aを付設した空冷式の凝縮器17等を備え、断熱性の基台18上に取り付けられてユニット化されており、基台18が貯蔵室11の天井壁の窓孔19を塞ぐようにして取り付けられている。
冷却器室21内には、冷却器25と、吸込口22に臨んで庫内ファン26が装備されている。冷却器25は上記した冷凍装置15と冷媒配管で循環接続され、周知の冷凍サイクルを構成している。
なお、圧縮機16の運転に伴って凝縮器ファン17Aも運転され、機械室14の前面パネル14Aに設けられた吸気口(図示せず)から外気が吸い込まれて、凝縮器17さらには圧縮機16を通過することでこれらを冷却し、冷却に供した後の排熱は、機械室14の後面パネル14B(図3)や天面パネル14Cに設けられた排気口28から主に背面側に向けて排出されるようになっている。
冷蔵庫本体10の背面10Aには、その上端部に一段奥に引っ込んだ装着凹部30が形成され、この装着凹部30から機械室14の背面側の下部位置にわたって蒸発装置40が配設されている。
先に、ドレンパン20で受けられた除霜水の排水部分の構造を説明する。ドレンパン20の後縁からは、ドレンパイプ32が先端をやや下に向けた斜め姿勢で突設されている。一方、上記した装着凹部30の奥壁30Aにおけるドレンパイプ32の後方に対応する位置には、合成樹脂製の排水筒体33が奥壁30Aを貫通して埋設され、この排水筒体33の庫外側の端面における下部位置から、排水管34が突設されている。排水管34は、短寸で上面開口の半筒形をなし、ドレンパイプ32よりも少し急な先下がりの斜め姿勢を取っており、また先端面は、上端側が少し引っ込んだ急斜面形状とされている。
蒸発タンク41の底板44の奥縁からは、図10に示すように、接触板45が、この蒸発タンク41の奥行の1/3程度の突出長を持って一体的に突出形成されている。接触板45は詳細には、底板44から水平に延出された延出部44Aの上面に、裏面パネル43の下縁に直角曲げされたフランジ43Aが重ねられた二枚重ねの構造となっている。
この蒸発タンク41が、装着凹部30の奥壁30Aにおける中央部から少し下方位置に配されて、排水管34を逃がし溝48に嵌めて逃がしつつ取付板47が奥壁30Aに当てられ、取付板47の左右両端部をねじ49で止めて取り付けられている。なお蒸発タンク41の底部側は、受け金具120で支持されているが、その部分の構造については後述する。
ただしこの実施形態では、蒸発用ヒータ50のうち水平部51のみが発熱可能部となっており、両垂直部52については非発熱部とされている。そのために垂直部52では、発熱線が除去されるか、あるいは金属パイプが非熱伝導性のパイプと置換された構造とされている。
また、各垂直部52の上端には、それぞれリード線53が接続されて引き出されており、その接続部分が樹脂モールドされて取付部54が形成されている。
蓋体56A,56Bは、図6に示すように、金属板をアングル状に曲げて形成されており、左右の装着領域の大きさに対応して、右側の蓋体56Bの方が左側の蓋体56Aよりも長く(2倍程度)形成されている。
また、蒸発タンク41における左右の側面板63A,63Bの上部位置には、それぞれ支持ブラケット65が設けられ、蒸発用ヒータ50の両垂直部52の上端側が対応する支持ブラケット65に嵌められることで、蒸発用ヒータ50の位置ずれ防止が図られている。
表面板71は裏面板72に対し、右側の取付板79を裏面板72の右側の取付板74Bに重ね、また左側面板77Aの奥縁を裏面板72の左側の取付板74Aの付け根部分に当てつつ、上記した上下方向の位置関係を保持して対向して組み付けられる。このように組み付けられたダクト70は全体として、奥行と高さは蒸発タンク41とほぼ同じで、横幅のみが蒸発タンク41よりも狭くされた形状となる。
まず、蒸発タンク41の上面開口部41Aの右側領域に被着される右側の蓋体56Bには、受け板85が一体形成されている。詳細には、図7に示すように、上面板58の内側の端縁の全幅から下向きに短寸の垂下板86が形成され、この垂下板86の下縁の全幅から、上記した受け板85が左方に延出するように曲げ形成されている。この受け板85は、若干先下がり(傾斜角が約10度)となった姿勢で形成されている。
右側の蓋体56Bが所定位置に装着されると、垂下板86が、ダクト70の右側面板77Bにおける蒸発タンク41内に挿入された下端部の外側に重なるように配されたのち、受け板85が、同右側面板77Bの下縁位置から、先下がりの姿勢を取って、排水管34の下方を遮りつつ左側に延出して配されるようになっている。
また、上記した蓋体56Bに延出形成された受け板85の長さは、ダクト70内に組み付けられた仕切板90と、同ダクト70の右側面板77Bとの間隔よりも所定寸法大きく設定されている。
併せて、同仕切板90の下端の所定部分が蒸発タンク41の上面開口部41A内に進入し、ここで、図7に示すように、右側の蓋体56Bに形成された受け板85は、先下がりの姿勢を取って、仕切板90の位置を超えてさらに所定寸法aだけ左側に延出した状態となり、上記した仕切板90の下端が、受け板85の延出端側の上面との間に、所定のクリアランスbを開けて接近するようになっている。
上記したダクト70の表面板71、右側面板77B、仕切板90及び受け板85により、囲繞部96が構成されており、また、仕切板90の下端と、受け板85の延出端側の上面との間のクリアランスにより、流出口97が形成されている。
排気箱100は、その下端部がダクト70の上面開口に嵌合されて、取付板102がダクト70の装着板73に当たったところで押し込みが停止され、取付板102と装着板73とをねじ(図示せず)で固定することにより、また前面の下部をねじ103で止めることによって、排気箱100がダクト70の上面開口を覆った状態で装着されている。
サーモスタット105は、蒸発タンク41の温度を直接的に感知し得る位置に装着されており、具体的には、蒸発タンク41の底板44の外面における横幅方向の中央位置に、ブラケット106により直接接触させて取り付けられている。
この種の投げ込み式の蒸発用ヒータ50が装備された蒸発タンク41では、蒸発用ヒータ50が貯留水中に浸漬された状態で蒸発作用をしている間は、蒸発タンク41の温度は100℃を超えることはなく、一方、蒸発が進んで蒸発用ヒータ50が浸漬状態から解放されると、蒸発タンク41の特に底板44を含む底部が急速に温度上昇し、サーモスタット105が100℃を超えた所定温度を感知すると切れ、貯留水の残量が少量になったと見なして蒸発用ヒータ50への通電を停止するように機能する。このサーモスタット105が切れる所定温度は、106℃〜114℃が適当であり、本実施形態では、「110℃」に設定されている。
なお、サーモスタット105の感知温度が所定温度まで下がるとサーモスタット105が入り、蒸発用ヒータ50への通電が可能な状態となる。
具体的には、温度ヒューズ110を装着する部材として、伝熱板111が準備されている。この伝熱板111は、熱伝導率が適度に優れた金属板を素材としており、例えば、熱伝導率κが0.261[100℃,×102 W/(m・K)]のステンレス鋼(SUS430)が好適である。
温度ヒューズ110は、ヒューズホルダ117における押圧部119の裏側に入れられ、取付部118が装着面113に固定されると、温度ヒューズ110は、押圧部119により弾性的に装着面113に対して押し付けられ、密着して装着されるようになっている。
伝熱板111は、断熱シート115を介して、装着凹部30の奥壁30Aにおける所定の張設面116に当てられる。この断熱シート115は、例えばシリコンスポンジ製であって、伝熱板111の裏面全面に張られるようになっている。伝熱板111は裏面に断熱シート115を配した状態で装着凹部30の奥壁30Aの張設面116に当てられ、開口部114の形成領域に設けられた左右の挿通孔にねじ114Aを通し、断熱シート115を貫通して張設面116の対応位置に形成されたねじ孔にねじ込むことで固定される。
なお断熱シート115は主に、当該冷蔵庫の設置位置の周囲温度が低い等で冷蔵庫本体10が冷却された場合に、その冷熱が伝熱板111に伝わるのを抑制することに機能する。
受け金具120は、同じくステンレス鋼板等の弾性を有する金属板製であって、細長い板材がクランク状に曲げられ、略水平な基部121の奥縁から取付部122が下向きに形成され、かつ手前側の端縁から押圧部123が立ち上がり形成された形状であって、左右2個設けられている。受け金具120の取付部122にはそれぞれねじ124の挿通孔が形成されているとともに、基部121の長さは、蒸発タンク41における接触板45を含めた底板44の長さ(奥行)に、伝熱板111と断熱シート115の厚さを加えた寸法よりも、少し小さい寸法に設定されている。
すなわち蒸発タンク41の底部の熱は、輻射熱と少量の伝導熱によりほぼ間接的に移動され、実質的に蒸発タンク41の熱が減衰されて伝熱板111の受熱面112に伝達されることになる。
また、伝熱板111の受熱面112の熱は、伝導により温度ヒューズ110が装着された装着面113に移動するが、両面112,113の間には開口部114が形成されて熱伝達効率が抑えられているから、さらに減衰されて装着面113が加熱されることになる。
その結果、同装着面113に取り付けられる温度ヒューズ110は、動作温度(切れる温度)が「94℃」のものが適用されている。換言すれば、伝熱板111の装着面113に装着された温度ヒューズ110が切れた場合には、蒸発タンク41の底板44の外底面の温度が「130℃」程度まで上昇していることを意味する。
また、温度ヒューズ110の切れる温度が「94℃」であると言うことは、仮に温度ヒューズ110の装着位置付近に瞬間的に温風が当たった場合等にも、不必要に切れてしまうのが未然に防止できる。
また、装着凹部30の奥壁30Aを構成する外装板132の裏面には、断熱板133が張設されており、蒸発タンク41や伝熱板111の熱が庫内まで伝達され難くしている。なお、蒸発タンク41の裏面と装着凹部30の奥壁30Aとの間には隙間が開けられて空気断熱層135が形成され、さらなる断熱効果が図られている。
さらに、図10に示すように、カバー137の裏面の下端部におけるサーモスタット105の配設位置の表面側に対応する位置には、厚肉の断熱板140が装着されており、この断熱板140は、当該冷蔵庫の設置位置の周囲温度の変動に拘わらずサーモスタット105の装着位置の温度を安定化することに機能している。
冷蔵庫の稼働中において除霜運転が行われると、冷却器25等からの除霜水がドレンパン20で受けられたのち、奥縁のドレンパイプ32から排水筒体33の排水管34に流出し、その先端から流れ落ちる。図4に示すように、排水管34の直下位置には、受け板85が先下がりの姿勢で配されているから、排水管34から流れ落ちた除霜水は、同図の矢線wに示すように、受け板85で受けられたのち、その先端から滴下するようにして蒸発タンク41の底部に溜められる。
ここで、ダクト70内には排水管34が突出しているため、ダクト70内に立ち上った蒸気が、排水管34から冷却器室21側に流入することが懸念される。しかしながら、排水管34の下方には、背面視右側の蓋体56Bから先下がりの姿勢で左方に向けて延出形成された受け板85が配されているとともに、ダクト70内における排水管34の突出位置の左側には仕切板90が配設されて、その下端が、受け板85の延出端よりも所定寸法基端側に入った位置の上面に対し、僅かのクリアランスbを開けて接近した状態となっている。
その結果、蒸発タンク41内の左側の領域から立ち上った蒸気とともに、ダクト70内における仕切板90よりも左側の領域を上昇し、排気箱100のスリット101を通って拡散されつつ上方に吐出される。よって、排水管34から蒸気が逆流することが確実に防止される。
蒸発用ヒータ50の発熱が停止することで蒸発タンク41の温度が低下し、サーモスタット105が「110℃」を20K程度下回る所定温度を感知したら、サーモスタット105が入って蒸発用ヒータ50への通電が可能な状態とされる。
また、温度ヒューズ110の切れる温度が「94℃」であって、室温よりは相当に高い温度であるから、仮に温度ヒューズ110の装着位置付近に瞬間的に温風が当たることがあっても、不必要に切れてしまうことがない。
空焚き防止用のサーモスタット105を、蒸発タンク41の底板44の外面に装着したから、従来の貯留水中に浸漬されるヒータに対して直接にサーモスタット105を装着した場合とは違い、蒸発用ヒータ50が腐食等で劣化することを防止できる。
この構造であると、実質的に蒸発タンク41の熱が減衰されて伝熱板111に伝達されることになるため、サーモスタット105が故障した等で蒸発用ヒータ50への通電が継続されて、蒸発タンク41が温度ヒューズ110を切るべき温度(例えば「130℃」程度)に上昇した場合も、伝熱板111の装着面113は同温度よりも低い温度(例えば「94℃」程度)に上昇することに留まる。したがって、同温度を動作温度(切れる温度)とする温度ヒューズ110を装着することで、適正なときに温度ヒューズ110を機能させることができる。
すなわち、伝熱板111の温度は、蒸発タンク41の温度よりも低く留められるのであるから、温度ヒューズ110が高熱に晒されることが回避され、もってその劣化が防止される。逆に、温度ヒューズ110の動作温度を単に低いだけではなく、室温よりも相当に高い「94℃」に設定したのであるから、仮に温度ヒューズ110の装着位置付近に瞬間的に温風が当たることがあっても、不必要に切れてしまうことがない。
結果、温度ヒューズ110の劣化が防止できるとともに、周囲温度に起因した誤動作も防止でき、温度ヒューズ110を長期にわたって適正に動作させることが可能となる。
一方、伝熱板111の下端部の装着面113が、蒸発タンク41の底板44よりも下方に突出していると、同装着面113は周囲温度の影響を受けやすく、例えば周囲温度が高いと、装着面113が早期に昇温して温度ヒューズ110が誤って動作するおそれがある。それに対し本実施形態では、伝熱板111の途中に開口部114が形成されていることで、受熱面112から装着面113への熱伝達効率が抑えられ、もって伝熱板111の装着面113が必要以上に早期に昇温されることが防止される。その結果、温度ヒューズ110が不適正なタイミングで動作することが防がれる。
また、サーモスタット105の装着位置の表面側には断熱材140が配されているから、周囲温度の変動に拘わらずサーモスタット105の装着位置の温度が安定化され、サーモスタット105を適正なタイミングで動作させることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)サーモスタットは、蒸発タンクの底板の外面に限らず、表面板の底部等、蒸発タンクの底部の外面の任意の位置に装着することができる。
(2)サーモスタットは、その入り切りに対応して蒸発用ヒータへの通電と停止とを交互に繰り返すように機能させるものであってもよい。
(3)加熱制御部材としてはサーモスタットに限らず、例えば実際に温度値を計測するものであってもよく、その場合は、計測値が所定温度に達したときに蒸発用ヒータをオフするように制御すればよい。
(5)伝熱板の素材の熱伝導率によっては、開口部は必ずしも設ける必要はない。
(6)上記実施形態に示したサーモスタットと温度ヒューズの動作温度(切れる温度)は、あくまでも一例であって、任意に選定し得るものである。
(7)蒸発装置は、上記実施形態に例示した冷蔵庫の背面のみに限らず、左右の側面に設けるようにしてもよい。
(8)蒸発させる排水は、除霜水を含めた庫内排水全般に適用することも可能である。
Claims (8)
- 貯蔵庫本体の側面には除霜水等の排水を溜める蒸発タンクが設けられ、この蒸発タンク内の底部に装備されたヒータに通電することにより貯留された排水を加熱して蒸発させる冷却貯蔵庫の排水蒸発装置において、
前記蒸発タンクの外面には、感知温度により前記ヒータへの通電路の入り切りを制御する加熱制御部材が装着されるとともに、
前記蒸発タンクの近傍にはこの蒸発タンクからの熱移動が可能な伝熱板が配設され、この伝熱板に感知温度により前記通電路を切断する保護部材が装着されており、
前記伝熱板には、前記蒸発タンクの外面の熱が減衰して伝達されるものとされており、
前記加熱制御部材は、前記蒸発タンクの外面に直接接触され、前記蒸発タンクの外面の温度を直接的に感知するものとされる一方、
前記保護部材は、前記伝熱板の温度を感知することにより、前記蒸発タンクの外面の温度が、前記加熱制御部材における前記ヒータへの前記通電路の切りを制御する温度を上回る温度であって、当該保護部材により前記通電路を切断するべき温度となったことを間接的に感知するものとされていることを特徴とする冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。 - 前記蒸発タンクは、底板と、前記底板から立ち上がり、前記底板とともに前記排水を溜める空間を形成する立ち上がり部と、前記底板から前記立ち上がり部と交わる方向に突出する接触板と、を備えており、
前記加熱制御部材は、前記蒸発タンクの前記底板の外面に装着されており、
前記伝熱板は、前記貯蔵庫本体の側面に装着され、その上端部が前記蒸発タンクの前記底板より上方に配されるとともに前記立ち上がり部に対して空気層を介して対向配置され、前記接触板の端縁と線接触しつつ前記上端部から前記蒸発タンクの前記底板より下方に延設されており、
前記保護部材は、前記伝熱板の下端部に装着されていることを特徴とする請求項1記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。 - 前記蒸発タンクから前記伝熱板への熱移動手段が輻射熱であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。
- 前記蒸発タンクの前記接触板の端縁と前記伝熱板とが線接触することにより、前記蒸発タンクから前記伝熱板への熱移動手段として伝導熱が加えられていることを特徴とする請求項2記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。
- 前記伝熱板の上端部が前記蒸発タンク内の前記ヒータの裏面に対応した位置に配されていることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。
- 前記伝熱板における高さ方向の中央部には、複数の開口部が形成されていることを特徴とする請求項5記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。
- 前記伝熱板の裏面に断熱材が介装されていることを特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれか一項に記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。
- 前記貯蔵庫本体の側面には前記蒸発タンクの表面側を覆うカバーが装着され、このカバーの裏面における前記加熱制御部材の装着位置の表面側に対応する位置に、断熱材が装着されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の冷却貯蔵庫の排水蒸発装置。
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