JPH02502846A - 冷蔵庫用の冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １　口　の゛ン壮 肢五立江 本発明は、冷蔵庫、特に小型冷蔵庫用の冷凍装置に関するものである。

本発明の目的は、可動部分を持たず、完全にメンテナンスフリーで、長い寿命を 持ち、その稼動に当っては掻くわづがな電気的エネルギーしか用いずに済み、か つスイッチオンの際に出力ビークを持たない上記の型式の冷却装置を提供するこ とにある。

１ｙ坏８１的 この目的は、請求の範囲第１項において規定される冷凍装置により達成される。

本発明による冷却装置では、冷却源として既知の熱電型ペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅ ｒ）素子が用いられるが、この素子は、一方では、冷蔵庫の内部に配置された第 １熱交換器と、また他方では、冷蔵庫の外壁に配備された第２熱交換器とに接続 され、その接続によって、ベルチェ素子の電流供給回路に電気エネルギーを供給 する隙に、第１熱交換器から第２熱交換器へ熱移動が行なわれるようになってい る。ベルチェ素子の電流供給回路に対して電気エネルギーを供給するのを調整す るために電気回路装置が用意されている。

請求の範囲において明らかにされている。

本発明の詳細とそれによって達成される利点は、添付図面を参考にした以下の望 ましい実施例についての説明によって、詳細に説明される。

二ｌ工ｍ肌 第１図は本発明に係る冷蔵庫の一部について第２図において線分１−１沿いに切 った水平断面図であり、冷蔵庫に取付けられた本発明による冷却装置の正面図で あり、第２図は第１図における線２−２で切断した拡大断面図であり、第３図は 本冷却装置の熱電型ベルチェ素子に対するエネルギー供給を自動調整するための 電気回路装置の配線図である。

２Ｂ　　　するための　　のン能 第１図および第２図によれば、冷蔵庫１０は背面壁１１および２個の側面壁１２ ．１３を有し、この側面壁は背面壁１１を越えて後方に突出している。冷蔵庫１ ０の内壁は絶縁層１４を以て被覆されている。金属、望ましくはアルミニウム合 金から成る熱伝達ブロック１５は、背面壁１１および絶縁層１４の孔部１６中を 通過するよう挿入されている。この熱伝達ブロック１５に、ねじ１７を介して冷 蔵庫の背面に配備された金属ブロック１８が熱電ペルチェ素子１９を中間に配置 して固定されていて、同熱電ベルチェ素子は金属ブロック１５および１８双方の 間にあってねじ１７を介して締着されている。ベルチェ素子１９は、市販商品で あり、この市販商品は１．４／１２７．０６　Ｌの型番名称のもと北米の会社Ｍ ｅｌｃｏｒ社により出荷される。これはサンドインチ状の構成になっていて、ま た該双方のブロック１５．１８と熱伝導的接触を行ない良熱伝導性を有しながら 電気絶縁性を備えた末端プレート間にある複数対の半導て、ベルチェ素子の電流 供給回路を形成する。このようなベルチェ素子は前記のように市販されているの で、詳細な説明および図解を省略する。

冷蔵庫１０内にある熱伝達ブロック１５の一端には、別の金属ブロック２０がね じ２１で固定されていて、その結果、ブロック１５および２０が、良好な熱伝導 結合状態にある。金属プロ゛ツク２０は孔部２２を有し、この孔部中には、多数 の対流フィン（ギル）２４をもついわゆるヒートチューブ２３の一端部が着座し ている。ヒートチューブ２３は、既知のように、両端で閉ざされ排気された鋼管 から成り、この鋼管は高純水の飽和蒸気を満たされていて、また円筒状内面には ウィックとして機能する内張り部２５を具備する（第２図参照）、この種のヒー トチューブは同様に市販されており、例えば古川電気工業（株）□東京９日本□ により作られ、型番５Ｂ１００により市場に出荷されている。金属ブロック２０ 、ヒートチューブ２３およびフィン２４は、全体として第１熱交換器を形成し、 同第１熱交換器は冷蔵庫１０の内部に取付けられている。

冷蔵庫１０の背後にある前記の金属ブロック１８は、２つの平行配列孔部２６， ２７を有するが、この孔部内にヒートチューブ２８．２９のそれぞれ一つの末端 部が着座している。これ等２つのヒートチューブ２８．２９は、前記ヒートチュ ーブと同様に構成されていて、同様に多数の対流フィン３０．３１を、それぞれ 備えている。

金属ブロック１８とフィン３０．３１を備えたヒートチューブ２８．２９が全体 として第２の熱交換器を形成ル、この第２熱交換器は冷蔵庫の背面壁１１の外側 に存在する。

金属ブロック１８上にねじ３２（第２図参照）を介してハウジング３３が固定さ れていて、本ハウジングは、ベルチェ素子１９のすでに述べた電流供給回路に電 気エネルギーを送るべく自動制御を行なう電気回路装置を含むのである。第３図 には電気回路装置が図示されて、一般に３４を以て表示されている。

電気回路装置３４は、２つの入力部３６．３７と出力部３８とを有する電圧コン パレータ３５を有する。プラス入力部３６には、ブリッジ整流器３９を介して発 生せしめられる一定の照合電圧ＵＩが設定され、２つのコンデンサ４０．４１と 抵抗４２によって平滑化されて、電圧安定装置４３によって一定の値Ｕ０へと安 定化され、分圧器４４．４５によって希望の値Ｕ、へと低減される。ブリッジ整 流装置３９は、２つの接続端子４６．４７を有し、これ等の接続端子は図示され ていない変圧器を介して交流網に接続されている。

電圧コンパレータ３５のマイナス入力部３７は第２分圧器４８．４９の取外し部 にあって、分圧器は安定電圧Ｕ０を可変電圧Ｕ、に下げる。この第２の分圧器は 、調整可能な固定抵抗４８および可変抵抗４９から構成され、この可変抵抗は際 立った負温度係数（ＮＴＣ）を有し、温度恩知器として機能する。第２図によれ ば熱伝達ブロック１５が可変抵抗４９を収納する孔部５０を有し、この可変抵抗 は、回路装置３４の２つの接続端子５１１０２と接続している。

コンデンサ５３は、可変電圧Ｕ２の短時間変動を抑制するのに検電圧コンパレー タ３５の出力部３８は、保護抵抗５４を介して、ベルチェ素子１９の電流供給回 路内で閉ループ接続されている電子３４は、ベルチェ素子１９の接続を行なう２ つの端子５７．５８を有する。制御スイッチ５６においてベルチェ素子１９に、 直接、ブリッジ整流器３９から不安定電圧を供給することが行なわれる。ペルチ ェ素子１９用の双方の接続端子５７と５８との間には、発光ダイオード５９とこ れに付属する抵抗体６０から成る直列配線がある。電圧コンパレータ３５の出力 部３８と、ブリッジ整流器３９の不安定電圧陽極との間にはプルアンプ抵抗６１ が存在し、かつツェナーダイオード６２によって、コンパレータ３５の出力部３ ８における、また電子スイッチ５６の制御入力部５５における電圧Ｕ３は、許容 されざる高い値とならないように配慮されている。電圧コンパレータ３５のプラ ス入力部３６と出力部３８との間に、抵抗６３とダイオード６４とから成る直列 配線が存在し、電圧Ｕ２が電圧Ｕ１を越える際に、積極的フィードバックを実行 するようにする。

前記の冷凍装置の作動方式を簡単に、以下、説明する。

端子４６および４７において、例えば１０Ｖｏｌｔの交ｆＬ電圧が設定されるこ とが前提となっている。

冷蔵庫１０内での温度が、調整抵抗４８を介しである限定域内で調整できる例え ば＋６°Ｃといった値を越え、または越えている間、温度感知部として機能する 可変抵抗４９は、比較的高い抵抗値を持ち、その結果、電圧コンパレータ３５の マイナス入力部３７での可変電圧Ｕｔは、プラス入力部３６における一定の照合 電圧Ｕ、を越えるに至る。電気スィッチ５６０制御入力部５５においては、こう してプラス電圧Ｕ３が生じ、この電圧によりスイッチ５ａは伝導状態にされる。

これによって、ベルチェ素子１９の電流供給回路は閉ざされ、同素子は冷蔵庫内 側で熱交換器２０．２３．２４から熱を吸い上げて、冷蔵庫の背面壁１１外側で の熱交換器１８゜２８、２９．３０．３１へ熱を移行させるようにする。これに よって冷蔵庫内側から外側に向けて熱伝達を行なわせ、冷蔵庫内での温度を低下 させる。ベルチェ素子１９の電流供給回路に並行して、発光ダイオード５９もス イッチオンされ、冷却装置の起動状態を表示、確認させる。

冷蔵庫内における温度が低下すると共に、温度感知部として働らく可変抵抗４９ の抵抗値は次第に小さくなり、このことが電圧コンパレータ３５のマイナス入力 部３７における可変電圧Ｕ２をそれ相応に減少させる。可変電圧Ｕ２が、参照電 圧Ｕ１の値を下まわるようになると、電子スイッチ５６の制御入力部５５におけ る電圧Ｕ、は、急激に近似的にゼロに等しくなる。その結果、スイッチ５６は、 その非伝導性の状態又は遮断状態へ移行し、これによってベルチェ素子１９の電 流供給回路が遮断される。こうなると本冷却装置は、非作動的状態におかれるよ うになり、この状態は発光ダイオード５９の消滅動作により目視される。

冷蔵庫の内部における温度が再び上昇する時には、前記されたようなサイクルが 繰返される。こうして冷蔵庫内部における温度を、およそ＋／−０，１５°Ｃの 範囲において一定状態に維持できる、いわゆる２点制御が行なわれる。ベルチェ 素子１９の電流供給回路の断接は、実際に損失を発生せず、しかもスイッチオン の状態にある場合に過大な出力ピークを生じない。

冷却装置の冷却出力は、内外両熱交換器の温度差に応じて、５〜３０ワツトとい った範囲に存在する。調整可能な抵抗４８のそれ相応の調整によって、外気温が 通常の居住空間温度域にある時に、冷蔵庫の内部温度を約２°Ｃまで低下させる ことができる。

前記の冷却装置は、何等、メインテナンスを必要とせず、公称、１５００００時 間以上といったオーダーになる長時間寿命を有する。

ＦＸＧ、　　３ 〃 手続補正書 平成　１年１０月　６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも一つの熱電ペルチエ素子（１９）が一方では、冷蔵庫（１０）の 内部に配置された第１熱交換器（２０，２３，２４）と、および他方では冷蔵庫 （１０）の外壁に配置された第２熱交換器（１８，２８，２９，３０，３１）と 伝熱的接続状態におかれ、またペルチエ素子（１９）の電流供給回路が、電気エ ネルギー供給制御を行なう電気回路装置（３４）と接続され、この接続によって ペルチエ素子（１９）を介して第１熱交換器（２０，２３，２４）から第２熱交 換器（１８，２８，２９，３０，３１）への熱移動が可能となっていることを特 徴とする冷蔵庫用の冷凍装置。 ２　電気回路装置（３４）が温度感知器として働らく部材（４９）によって制御 可能であり、同部材が冷蔵庫（１０）内部に配置された第１熱交換器（２０，２ ３，２４）と伝熱的接続状態にあることを特徴とする請求の範囲１に記載の冷凍 装置。 ３　電気回路装置（３４）が、２つの入力部（３６，３７）を有する電圧コンパ レータ（３５）を有し、コンパレータの一つの入力部（３６）において、一定電 圧（Ｕ１）が生じ、またコンパレータの他の入力部（３７）において、温度感知 部として働らく部材（４９）により影響される可変電圧（Ｕ２）が生じ、かつ、 電圧コンパレータ（３５）の出力部（３８）が電子スイッチ（５６）の制御入力 部（５５）に接続されていて、同スイッチがペルチエ素子（１９）の電流供給回 路内に閉ループをなして配備されていることを特徴とする請求の範囲２に記載の 冷凍装置。 ４　第１熱交換器（２０，２３，２４）および第２熱交換器（１８，２８，２９ ，３０，３１）のそれぞれか、ペルチエ素子（１９）と伝熱的接続状態にある金 属ブロック（２０；１８）と対流フィン（２４；３０，３１）を有する少なくと も一個のヒートチューブ（２３；２８，２９）をそれぞれ具備し、同ヒートチュ ーブの一端が金属ブロック（２０；１８）の孔部（２２；２６，２７）内に着座 していることを特徴とする請求の範囲１ないし３のいづれか一つに記載の冷凍装 置。 ５　冷蔵庫（１０）内部における第１熱交換器（２０，２３，２４）と、冷蔵庫 （１０）の外壁（１１）における第２熱交換器（１８，２８，２９，３０，３１ ）との間でヒートポンプとしての少なくとも一個の熱電ペルチエ素子（１９）の 利用。