JP7058871B2 - 除霜装置およびそれを備えた冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、除霜装置およびそれを備えた冷蔵庫に関する。

一般的な冷蔵庫は冷凍サイクル装置を備えており、この冷凍サイクル装置に含まれる冷却器は並列配置された多数個の冷却フィンと、この冷却フィンに接触する冷媒パイプとを有している。

冷却器で庫内の空気を冷却すると、冷却フィンの温度は－３０度程度であるため、冷却フィン同士の間を流通する空気に含まれる水分が冷却フィンの表面に付着して固体となり霜となる。このような現象は一般に着霜と称されている。

着霜が進行すると、冷却フィン同士の間隙が霜で占められてしまい、間隙における空気の流通を阻害するように成る。更に、冷却するべき空気と冷却フィンとの間に厚い霜が存在すると、霜が空気と冷却フィンとの熱交換を阻害する。この現象を防止するために、冷蔵庫では、定期的に除霜運転が行われている。

除霜運転に於いては、冷却器への冷媒の供給を停止し、冷却器の近傍に配置されたヒータにより冷却フィンを加熱する。これにより、冷却フィンに付着した霜を加熱溶融して除去する。除去が終了した後は、再び冷凍サイクルを稼働させる。

上記した除霜のための機構を有する冷蔵庫は、例えば、以下の特許文献１から特許文献３に記載されている。

特開２０１１－７４３５号公報 特開２００４－１９０９５９号公報 特開２００３－４２６３７号公報

一般的な冷蔵庫では、ヒータで加熱された除霜水がヒータに滴下することを防止するために、ヒータと冷却器との間にカバーを配置している。しかしながら、カバーをヒータの上方に配置すると、ヒータにより温められた暖気の上昇がカバーにより阻害され、ヒータによる加熱の効果が充分に得られない場合があった。このようになると、除霜に要する時間が長時間となり、冷蔵庫の稼働に必要とされる電力が増大し、省エネルギーの流れに反する事態となる。更に、同様の理由により、カバーによりヒータの熱がこもってしまい、ヒータの表面が過熱されてしまう課題があった。

更に、一般的に除霜ヒータは、円筒状のガラス管に電熱線が内蔵されているところ、法令による規定を満たすべく、ガラス管の表面温度を下げるために、二重構造のガラス管が採用されている。しかしながら、二重構造を有するガラス管は高価であるため、除霜装置および冷蔵庫のコストを押し上げてしまう課題があった。また、法令による規定を満たすべく、ガラス管の表面温度を下げるために、電熱線の消費電力を下げると、除霜ヒータから発生する熱量が少なくなり、除霜効果が小さくなってしまう課題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、冷却器の除霜を効率的に行える安価な除霜装置およびそれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明は、除霜時に発熱することで冷却室の室内温度を高める除霜装置であり、発熱体と、前記発熱体を周囲から囲むガラス管と、前記ガラス管を上から覆うヒータカバーと、前記ガラス管と前記ヒータカバーとの間に配設された放熱板と、を具備し、前記放熱板は、当接部と、傾斜面部と、接続部と、を有し、前記当接部は、前記ガラス管の上部に対応した形状を呈し、且つ、前記ガラス管の上部に接触し、前記傾斜面部は、上方に向かって広がるように傾斜し、前記接続部は、前記ヒータカバーと接触し、前記傾斜面部を、前記ガラス管の軸方向に沿って細長く切り欠くことで切欠部が形成されることを特徴とする。

また、本発明の除霜装置では、前記ガラス管は、一重構造であることを特徴とする。

また、本発明の冷蔵庫では、上記した構成の除霜装置を具備することを特徴とする。

本発明は、除霜時に発熱することで冷却室の室内温度を高める除霜装置であり、発熱体と、前記発熱体を周囲から囲むガラス管と、前記ガラス管を上から覆うヒータカバーと、前記ガラス管と前記ヒータカバーとの間に配設された放熱板と、を具備し、前記放熱板は、当接部と、傾斜面部と、接続部と、を有し、前記当接部は、前記ガラス管の上部に対応した形状を呈し、且つ、前記ガラス管の上部に接触し、前記傾斜面部は、上方に向かって広がるように傾斜し、前記接続部は、前記ヒータカバーと接触し、前記傾斜面部を、前記ガラス管の軸方向に沿って細長く切り欠くことで切欠部が形成されることを特徴とする。従って、ガラス管とヒータカバーとの間に配設された放熱板を経由して、発熱体から発生する熱が放出されるので、ガラス管の加熱を抑制することができる。また、発熱体およびガラス管により加熱された暖気が、放熱板に接触することで、ヒータカバーを避けて上昇するので、暖気の流通を促進して効果的に除霜を行うことができる。

また、本発明の除霜装置では、前記ガラス管は、一重構造であることを特徴とする。従って、ガラス管として安価な一重構造を採用することで、除霜装置のコストを低減することができる。

また、本発明の冷蔵庫では、上記した除霜装置を具備することを特徴とする。従って、放熱効率が良い除霜装置を採用することで、除霜に要するエネルギを少なくすることができる。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の外観を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷却室付近の構造を示す拡大された側方断面図である。 本発明の実施形態に係る除霜装置を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る除霜装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態に係る除霜装置を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る除霜装置５０および冷蔵庫１０を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

図１は、本形態の冷蔵庫１０の概略構造を示す正面外観図である。図１に示すように、冷蔵庫１０は、本体としての断熱箱体１１を備え、この断熱箱体１１の内部に食品等を貯蔵する貯蔵室を形成している。この貯蔵室として、上方から、冷蔵室１５、上段冷凍室１８、下段冷凍室１９、野菜室２０を有している。尚、上段冷凍室１８および下段冷凍室１９は、何れも冷凍温度域の貯蔵室であり、以下の説明ではこれらを冷凍室１７と総称する場合もある。ここで、上段冷凍室１８は、左右に分割され、一方側が製氷室として用いられても良い。

断熱箱体１１の前面は開口しており、前記各貯蔵室に対応した開口には、各々断熱扉２１等が開閉自在に設けられている。断熱扉２１は、冷蔵室１５の前面を左右方向に分割して塞ぐもので、断熱扉２１の幅方向における外側上下端部が断熱箱体１１に回転自在に取り付けられている。また、断熱扉２３、２４、２５は、各々収納容器と一体的に組み合わされ、冷蔵庫１０の前方に引出自在に、断熱箱体１１に支持されている。具体的には、断熱扉２３は上段冷凍室１８を閉鎖し、断熱扉２４は下段冷凍室１９を閉鎖し、断熱扉２５は野菜室２０を閉鎖する。

図２は、冷蔵庫１０の概略構造を示す側方断面図である。ここでは、冷却室２６の近傍を拡大して示している。冷蔵庫１０の本体である断熱箱体１１は、前面が開口する鋼板製の外箱１２と、この外箱１２内に間隙を持たせて配設され、前面が開口する合成樹脂製の内箱１３とから構成されている。外箱１２と内箱１３との間隙には、発泡ポリウレタン製の断熱材１４が充填発泡されている。尚、上記した各断熱扉２１等も、断熱箱体１１と同様の断熱構造を採用している。

冷蔵室１５と、その下段に位置する冷凍室１７とは、断熱仕切壁４２によって仕切られている。また、上段冷凍室１８と下段冷凍室１９とは、冷却された空気である冷気が流通自在に連通している。そして、冷凍室１７と野菜室２０との間は、断熱仕切壁４３によって区分けされている。

冷蔵室１５の背面には、冷蔵室１５へと冷気を供給する供給風路としての冷蔵室供給風路２９が形成されている。冷蔵室供給風路２９には、冷蔵室１５に冷気を流す図示しない吹出口が形成されている。

冷凍室１７の奥側には、冷却器４５で冷却された冷気を冷凍室１７へと流す冷凍室供給風路３１が形成されている。冷凍室供給風路３１の更に奥側には、冷却室２６が形成されており、その内部には、庫内を循環する空気を冷却するための蒸発器である冷却器４５が配置されている。

冷却器４５は、図示しない圧縮機、図示しない放熱器、図示しない膨張手段であるキャピラリーチューブに冷媒配管を介して接続されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル回路を構成する。

冷却室２６は、断熱箱体１１の内部で、冷凍室供給風路３１の奥側に設けられている。冷却室２６と冷凍室１７との間は、合成樹脂製の仕切体６６によって仕切られている。

冷却室２６の前方に形成される冷凍室供給風路３１は、冷却室２６とその前方に組み付けられる合成樹脂製の前面カバー６７との間に形成された空間であり、冷却器４５で冷却された冷気を冷凍室１７に流す風路となる。前面カバー６７には、冷凍室１７に冷気を吹き出す開口である吹出口３４が形成されている。

下段冷凍室１９の下部背面には、冷凍室１７から冷却室２６へと空気を戻す戻り口３８が形成されている。そして、冷却室２６の下方には、この戻り口３８につながり、各貯蔵室からの帰還冷気を冷却室２６の内部へと吸入する、戻り口２８が形成されている。戻り口２８には、野菜室２０の戻り口および帰還風路を経由して帰還する冷気も流入する。

また、冷却器４５の下方には、冷却器４５の表面に成長した霜を融かして除去する除霜装置５０が設けられている。除霜装置５０は、電気抵抗加熱式のヒータであり、その構造は以下に詳述する。

冷却室２６の上部には、各貯蔵室につながる開口である送風口２７が形成されている。送風口２７は、冷却室２６と、冷蔵室供給風路２９および冷凍室供給風路３１とを連通させる。送風口２７には、前方から、冷凍室１７等に向けて冷気を送り出す送風機４７が配設されている。

図３を参照して、除霜装置５０の構成を詳述する。図３（Ａ）は除霜装置５０を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は除霜装置５０を示す分解斜視図である。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、除霜装置５０は、発熱体としてのヒータ線５１と、ヒータ線５１を収容するガラス管５２と、ガラス管５２の両端を塞ぐ樹脂から成る端部支持部６０と、ガラス管５２を上方から塞ぐヒータカバー５４と、ガラス管５２とヒータカバー５４との間に配設された放熱板５５と、から主に構成されている。除霜装置５０は、上記したように、冷却室２６の室内温度を上昇させることで、冷却器４５で成長した霜を溶融除去するための装置である。

ヒータ線５１は、高電気抵抗の線材から構成され、その中間部を螺旋状に成型することで巻回部５３が形成されている。ヒータ線５１の両端は、端部支持部６０を貫通して外部の直流電源と電気的に接続されている。除霜行程に於いては、直流電圧が印加されることでヒータ線５１が発熱し、この熱により冷却室２６内の空気を加熱する。

ガラス管５２は、略円筒形に形成されたガラスからなり、ヒータ線５１を収容する容器である。ガラス管５２としては、一重構造および二重構造の両方を採用することができる。本実施形態では、放熱に寄与する放熱板５５を有しているので、一重構造のガラス管５２を採用することができる。一重構造のガラス管５２は、二重構造のものよりも安価であるので、一重構造のガラス管５２を採用することで、除霜装置５０ひいては冷蔵庫１０の製造コストを低減することができる。ガラス管５２にヒータ線５１を収納することで、ヒータ線５１を周囲から電気的に絶縁することができる。

ガラス管５２の両端は、合成樹脂から成る端部支持部６０で閉塞されている。ガラス管５２に内蔵されるヒータ線５１は、端部支持部６０を貫通する導線を経由して外部電源と接続されている。

ヒータカバー５４は、略平坦な長尺鋼板から成り、ガラス管５２を上方から覆っている。ヒータカバー５４の両端部に固定部６１が形成されている。固定部６１は、ヒータカバー５４の端部を下方に向かって直角に曲折させた部位であり、端部支持部６０に上方から嵌合する。ヒータカバー５４をガラス管５２の上方に配設することで、除霜の際に発生する除霜水が、ヒータカバー５４で受け止められ、除霜水がガラス管５２に接触することを防止し、当該接触により蒸発音が発生することを防止することができる。

放熱板５５は、ヒータカバー５４とガラス管５２との間に配置され、略平坦な鋼板から構成される。放熱板５５の上端はヒータカバー５４に接合され、放熱板５５の下端はガラス管５２に接触している。放熱板５５を配設することで、ヒータ線５１から発生する熱を、ガラス管５２および放熱板５５を経由して外部に積極的に放出させ、ガラス管５２の過熱を防止できる。このようなことから、ガラス管５２として一重のものを採用することが出来る。更に、ガラス管５２で加熱された暖気が、放熱板５５に沿って上昇することで、その上昇気流がヒータカバー５４で干渉されない。従って、暖気を効率的に上昇させて冷却室２６の内部を早期に暖め、除霜効率を向上することができる。

また、放熱板５５の上部を切り欠くことで切欠部５９が形成されている。切欠部５９は、ガラス管５２の軸方向に沿って、即ち紙面上にて横方向に細長く伸びている。切欠部５９の詳細は、図４および図５を参照して後述する。

図４を参照して、除霜装置５０を更に詳述する。図４（Ａ）は除霜装置５０の端部近傍を示す断面図であり、図４（Ｂ）は除霜装置５０の中間部を示す断面図である。ここで、図４（Ａ）では、ガラス管５２で暖められて上昇する暖気の流れを太い実線で示している。

図４（Ａ）を参照して、放熱板５５は、当接部５６と、傾斜面部５７と、接続部５８とから構成されている。当接部５６は、上方に向かって凸となるように湾曲加工された部分であり、ガラス管５２の上部に面接触している。当接部５６の湾曲形状は、ガラス管５２の上部の湾曲形状と略同一とされている。そのようにすることで、当接部５６の下面とガラス管５２の上面とが面的に接触し、ヒータ線５１から発生した熱を、ガラス管５２および傾斜面部５７を経由し、良好に外部に伝導させることができる。よって、ガラス管５２の過熱を防止することができる。

傾斜面部５７は、当接部５６の両端部から上方に向かって傾斜して伸びる平坦な部分である。傾斜面部５７は、当接部５６の幅方向両端部から上方かつ外側に向かって傾斜している。傾斜面部５７がこのように傾斜していることで、ガラス管５２から伝わった熱は、傾斜面部５７に沿って上方外側に向かって伝熱される。

このような構成によって、暖気の流れがヒータカバー５４に干渉されることを防ぐことができるので、冷却室２６の冷気を効率的に昇温することができる。即ち、ガラス管５２の表面を介して温められた暖気は、傾斜面部５７に沿って側方に広がりつつ良好に上昇し、冷却室２６の上端まで良好に行き渡る。このことから、暖気がヒータカバー５４の近傍に籠もることがない。更に、ヒータ線５１から発生した熱は、放熱板５５の傾斜面部５７を介して放熱される。

以上の構成を採用することにより、本実施の形態では、放熱板５５が無い場合と比較して、ガラス管５２の表面温度を５０℃ないし１００℃低下させることが出来る。これによって、ガラス管５２の表面温度を低下させることができるので、法令の規定を遵守することができる。更に、ヒータ線５１の抵抗値を大きくすることができるので、ヒータ線５１から大きな熱エネルギを発生させ、効率的に除霜を行うことができる。

接続部５８は、放熱板５５の長手方向両端部に形成される上端付近を内側に向かって曲折させた部分であり、ヒータカバー５４の長手方向両端を曲折させた部分と面的に接触している。接続部５８とヒータカバー５４とは、カシメ等の接合構造で接続される。

図４（Ｂ）参照して、傾斜面部には、傾斜面部５７を部分的に開口することで切欠部５９が形成されている。切欠部５９は、傾斜面部５７の上端部付近に形成されている。また、切欠部５９の長さＬ１１は、傾斜面部５７の長さＬ１０の半分以下である。このように切欠部５９が形成されていることで、傾斜面部５７を経由した熱の過度な伝導が抑制される。よって、ヒータ線５１から発生する熱により、ヒータカバー５４が過度に過熱されることがない。従って、過熱したヒータカバー５４に除霜水が滴下することで、大きな蒸発音が発生することを抑止できる。また、切欠部５９が傾斜面部５７の上端部に形成されていることから、傾斜面部５７の下部に沿って、ガラス管５２で加熱された暖気を上方外側に導き、暖気の流れをスムーズにすることができる。更には、通常冷却時に於いて、切欠部５９を冷気が流通するので、放熱板５５は冷蔵庫１０の冷却運転時の冷却効率を阻害しない。

図５に、除霜装置５０を前方から見た側面図を示す。この図では切欠部５９を斜線のハッチングで示している。この図を参照して、横方向に於いて、切欠部５９は、傾斜面部５７の大部分に渡って形成されている。また、放熱板５５は、その両端部に形成された接続部５８を介して、ヒータカバー５４に取り付けられている。このようにすることで、ガラス管５２とヒータカバー５４との間の大部分に、切欠部５９が介在することになるので、放熱板５５を経由した過度な熱伝導が抑制され、ヒータ線５１の発熱に伴うヒータカバー５４の過熱を防止する効果を大きくすることができる。

接続部５８は、ヒータ線５１の巻回部５３の両端に対応した箇所に形成されている。接続部５８は、幅方向に於いて、巻回部５３の端部よりも外側に配置されても良いし、巻回部５３の端部よりも内側に配置されても良い。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１０ 冷蔵庫
１１ 断熱箱体
１２ 外箱
１３ 内箱
１４ 断熱材
１５ 冷蔵室
１７ 冷凍室
１８ 上段冷凍室
１９ 下段冷凍室
２０ 野菜室
２１ 断熱扉
２３ 断熱扉
２４ 断熱扉
２５ 断熱扉
２６ 冷却室
２７ 送風口
２８ 戻り口
２９ 冷蔵室供給風路
３１ 冷凍室供給風路
３４ 吹出口
３８ 戻り口
４２ 断熱仕切壁
４３ 断熱仕切壁
４５ 冷却器
４７ 送風機
５０ 除霜装置
５１ ヒータ線
５２ ガラス管
５３ 巻回部
５４ ヒータカバー
５５ 放熱板
５６ 当接部
５７ 傾斜面部
５８ 接続部
５９ 切欠部
６０ 端部支持部
６１ 固定部
６６ 仕切体
６７ 前面カバー

Claims (3)

1. 除霜時に発熱することで冷却室の室内温度を高める除霜装置であり、
   発熱体と、
   前記発熱体を周囲から囲むガラス管と、
   前記ガラス管を上から覆うヒータカバーと、
   前記ガラス管と前記ヒータカバーとの間に配設された放熱板と、を具備し、
   前記放熱板は、当接部と、傾斜面部と、接続部と、を有し、
   前記当接部は、前記ガラス管の上部に対応した形状を呈し、且つ、前記ガラス管の上部に接触し、
   前記傾斜面部は、上方に向かって広がるように傾斜し、
   前記接続部は、前記ヒータカバーと接触し、
   前記傾斜面部を、前記ガラス管の軸方向に沿って細長く切り欠くことで切欠部が形成されることを特徴とする除霜装置。
2. 前記ガラス管は、一重構造であることを特徴とする請求項１に記載の除霜装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の前記除霜装置を具備することを特徴とする冷蔵庫。
   

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