JP2010014332A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効率を向上できる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】貯蔵物を収納する貯蔵室２、３と、多数のフィンを有してフィンと熱交換した冷気により貯蔵室２、３を冷却する冷却器１０と、冷却器１０を除霜する除霜ヒータと、除霜ヒータ近傍に配されて除霜ヒータに対向する面の短手方向の幅Ｄがフィンの厚みよりも大きい受熱部と受熱部に連続してフィン間を除霜ヒータから離れた方向に延びるとともに冷却器１０に接する延設部とを有した熱良導体から成る伝熱部材と、を備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷却器を除霜する除霜ヒータを備えた冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫は特許文献１に開示されている。この冷蔵庫は冷気を生成する冷却器を貯蔵室の背後に備えている。冷却器は多数のフィンを有し、フィン間を流通する空気がフィンと熱交換して冷気が生成される。冷却器により生成された冷気は冷却器の上方に設けた送風ファンの駆動によって貯蔵室に送出される。これにより、貯蔵物を収納した貯蔵室内が冷却される。

冷却器の下方には除霜ヒータが設けられる。貯蔵室の冷却が所定時間行われると送風ファンを停止して除霜ヒータが駆動される。除霜ヒータの輻射熱や除霜ヒータと熱交換した空気の熱によって冷却器が除霜され、冷却器の冷却能力の低下が防止される。

特開２００１−１６５５５２号公報（第４頁−第１１頁、第１図）

しかしながら、上記従来の冷蔵庫によると、冷却器を除霜する際に除霜ヒータから離れた位置に輻射熱や熱気が伝わるまで時間がかかるとともに伝えられる熱量が減少する。このため、冷却器は除霜ヒータに近い位置で必要以上に加熱され、多くの電力を必要とするとともに冷却器の温度上昇が大きくなる。従って、冷蔵庫の冷却効率が低下する問題があった。

本発明は、冷却効率を向上できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、貯蔵物を収納する貯蔵室と、多数のフィンを有して前記フィンと熱交換した冷気により前記貯蔵室を冷却する冷却器と、前記冷却器を除霜する除霜ヒータと、前記除霜ヒータ近傍に配されて前記除霜ヒータに対向する面の短手方向の幅が前記フィンの厚みよりも大きい受熱部と前記受熱部に連続して前記フィン間を前記除霜ヒータから離れた方向に延びるとともに前記冷却器に接する延設部とを有した熱良導体から成る伝熱部材と、を備えたことを特徴としている。

この構成によると、冷却器のフィンと熱交換した冷気が貯蔵室内や貯蔵室の周囲を流通して貯蔵室内が冷却される。冷却器は定期的に除霜ヒータの駆動によって除霜される。冷却器には伝熱部材が取り付けられ、伝熱部材の受熱部が除霜ヒータに面して除霜ヒータ近傍に配される。除霜ヒータの輻射熱や除霜ヒータにより昇温された空気の熱により受熱部が加熱され、延設部に伝熱される。これにより、冷却器は除霜ヒータ近傍及び延設部に接した部分から伝熱されて昇温される。受熱部の短手方向の幅はフィンの厚みよりも大きいため除霜ヒータから多くの熱量を受け取って延設部に伝えることができる。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記冷却器は蛇行により並設される冷媒管を有し、前記延設部が前記冷媒管の並設方向に延びて前記延設部を前記冷媒管に巻設したことを特徴としている。この構成によると、例えば、左右方向に延びる冷媒管は左右端で屈曲して蛇行し、上下方向に並設される。伝熱部材の延設部はフィン間を上下に延びて配され、例えば上部の冷媒管に巻設して冷媒管に接する。延設部を冷媒管にＵ字状に巻設してもよく、螺旋状に巻設してもよい。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記受熱部は前記延設部から前記除霜ヒータの側方に延びて形成されることを特徴としている。この構成によると、例えば、冷却器の下方に除霜ヒータが配され、上下に延びる延設部から受熱部が延長される。これにより受熱部が除霜ヒータの側方に延びて配される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記冷却器に対して左右の一方に偏って前記冷却器の上方に設けられるとともに冷気を前記貯蔵室に送出する送風ファンを備え、前記冷却器の下方に前記除霜ヒータを配置し、前記伝熱部材を前記冷却器に対して前記送風ファンと左右の同じ方向に偏って配置したことを特徴としている。

この構成によると、冷却器で生成された冷気は送風ファンによって貯蔵室に送出され、貯蔵室が冷却される。冷却器は例えば、左方に偏って配置され、送風ファンは左右方向の中央に配される。これにより、送風ファンが冷却器に対して右方に偏って配置される。冷却器と熱交換する冷気は送風ファンに導かれて冷却器の上部で右側を流通する。これにより、冷却器の右側の着霜が多くなり、下方の除霜ヒータから右側に偏って配された伝熱部材によって冷却器の上部の右側に伝熱される。

本発明によると、除霜ヒータ近傍に配されて除霜ヒータに対向する面の短手方向の幅がフィンの厚みよりも大きい受熱部と、受熱部に連続してフィン間を除霜ヒータから離れた方向に延びるとともに冷却器に接する延設部とを有した熱良導体から成る伝熱部材を備えたので、冷却器の除霜ヒータから離れた部分に迅速かつ熱量を減少させずに除霜ヒータの熱を伝えることができる。これにより、除霜ヒータに近い位置で必要以上に加熱されず、消費電力を削減するとともに冷却器の温度上昇を抑制することができる。従って、冷蔵庫の冷却効率を向上することができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は一実施形態の冷蔵庫を示す正面断面図及び右側面断面図である。冷蔵庫１は上部に冷凍室２が配され、冷凍室２の下方に冷蔵室３が配される。冷凍室２と冷蔵室３とは断熱材を充填した仕切壁４により仕切られる。冷凍室２の前面は扉２ａにより開閉され、冷蔵室３の前面は扉３ａにより開閉される。

冷蔵室２０の下部後方には圧縮機２１を配した機械室２０が設けられる。圧縮機２１には凝縮器（不図示）の一端が接続され、凝縮器の他端にはキャピラリーチューブ（不図示）が接続される。キャピラリーチューブには冷却器５の一端が接続され、冷却器５の他端に圧縮機２１が接続される。これにより、冷媒が圧縮機２１、凝縮器、キャピラリーチューブ、冷却器５の順に流通して圧縮機２１に戻る冷凍サイクルが構成される。冷凍サイクルの低温側に配された冷却器５によって冷気が生成される。

冷凍室２の背後には冷却器５が配される冷凍室ダクト１０が設けられる。冷却器５の上方には左右方向の略中央部に送風ファン６が配される。送風ファン６はプロペラファンから成っている。シロッコファン等の遠心ファンや、電極線等を用いたイオン風発生装置等により送風ファン６を形成してもよい。冷凍室ダクト１０の上部には送風ファン６に面して冷気を吐出する吐出口１０ａが開口する。冷凍室ダクト１０の下部には冷凍室２から冷気が戻る戻り口１０ｂが開口する。

冷凍室ダクト１０内の冷却器５の下方には冷却器５を除霜する除霜ヒータ１２が設けられる。除霜ヒータ１２はガラス管ヒータから成っている。ワイヤーヒータや遠赤外線ヒータにより除霜ヒータ１２を形成してもよい。除霜ヒータ１２の下方には除霜水を受けるドレン受け１３が配される。ドレン受け１３には排水口（不図示）を介して機械室２０に設けた蒸発皿（不図示）に排水する排水パイプ（不図示）が接続されている。

冷却器５の側方には送風ファン６の排気側に連結される連通路７が設けられる。これにより、冷却器５は左方に偏って配置され、冷凍室２の左右方向の略中央部に配される送風ファン６が冷却器５に対して右側に偏って配される。冷蔵室３の背面の左右方向の中央部には連通路７に連通する吐出通路８が鉛直方向に延びて設けられる。吐出通路８の両側部には冷気を吐出する吐出口８ａが開口する。仕切壁４内には冷蔵室３の前部に開口する戻り口９ａを有した戻り通路９が設けられる。戻り通路９は冷却器５の下方で冷凍室３の冷凍室ダクト１０に接続される。

上記構成の冷蔵庫１において、冷却器５と熱交換して生成される冷気は送風ファン６の駆動によって矢印Ｄ１に示すように吐出口１０ａから冷凍室２内に吐出される。冷凍室２に吐出された冷気は冷凍室２内を流通し、冷凍室ダクトの戻り口１０ｂを介して冷却器５に戻る。これにより、冷凍室２内が冷却される。

また、冷凍室ダクト１０を流通する冷気は送風ファン６の排気側で分岐し、矢印Ｄ２に示すように連通路７を流通して吐出通路８を流通する。吐出通路８を流通する冷気は吐出口８ａから矢印Ｄ３に示すように冷蔵室３内に吐出される。冷蔵室３内に吐出された冷気は冷蔵室３内を流通し、矢印Ｄ４に示すように冷蔵室３の前部で戻り口９ａから戻り通路９に流入する。戻り通路９を流通する冷気は矢印Ｄ５に示すように冷凍室ダクト１０を介して冷却器５に戻る。

図３、図４は冷却器５の詳細を示す正面図及び側面図である。冷却器５は冷媒が流通する冷媒管１５に所定の間隔で複数のフィン１６が取り付けられている。冷媒管１５は銅管等により形成され、左右方向に延びて左右端で屈曲して蛇行する。これにより、冷媒管１５は上下方向に並設される。

フィン１６は銅やアルミニウム等の薄板（例えば、厚みが０．５ｍｍ）により形成され、冷媒管１５に対して垂直方向に延びて配される。これにより、冷凍室ダクト１０を上下方向に流通する冷気の圧力損失を低くすることができる。フィン１６間には熱良導体から成る伝熱部材１７が配される。

図５は図４の要部詳細図を示している。伝熱部材１７は例えば、直径が２ｍｍのアルミニウム製の丸棒により形成され、受熱部１７ａと延設部１７ｂとを有している。受熱部１７ａは水平方向に延び、除霜ヒータ１２に面して配される。受熱部１７ａの終端は上方に折曲され、冷媒管１５に係着される。

受熱部１７ａは丸棒から成るため、除霜ヒータ１２に対向する面の短手方向の幅Ｗ（図３参照）がフィン１６の厚みよりも厚く形成される。これにより、受熱部１７ａは除霜ヒータ１２の輻射熱や除霜ヒータ１２と熱交換して上昇する空気の熱を広い範囲で受け取って加熱される。

延設部１７ｂは受熱部１７ａに連続して上下方向に延びて形成される。延設部１７ｂの受熱部１７ａから離れた端部はＵ字状の第１、第２Ｕ字部１７ｃ、１７ｄが形成され、第２Ｕ字部１７ｄから上下に延びる直線状部１７ｅが設けられる。延設部１７ｂは上部の第１Ｕ字部１７ｃで冷媒管１５に巻設される。これにより、除霜ヒータ１２から離れた位置で延設部１７ｂは冷媒管１５に接する。

例えば、冷媒管１５の直径は約７ｍｍに形成される。直径２ｍｍの第１Ｕ字部１７ｃは曲げ中立軸の曲率半径が約５ｍｍに曲げられ、内径が約８ｍｍに形成される。これにより、第１Ｕ字部１７ｃを容易に冷媒管１５に掛着して接することができる。第１Ｕ字形状１７ａの内径を冷媒管１５の外径よりも０．５ｍｍから２ｍｍ程度大きくすると、伝熱部材１７を作業性よく容易に取り付けることができる。また、第２Ｕ字部１７ｄは曲げ中立軸の曲率半径が約３ｍｍに曲げられる。

図６は冷却器５に取付けられる前の伝熱部材１７の正面図を示している。伝熱部材１７は冷却器５の取付け前に延設部１７ｂ及び受熱部１７ａ（図４参照）が一直線状に形成される。伝熱部材１７の上部には第１、第２Ｕ字部１７ｃ、１７ｄが曲げ加工により形成される。

図７は伝熱部材１７を取り付ける際の状態を示している。伝熱部材１７は直線状部１７ｅを把持して第１Ｕ字部１７ｃの下方が冷媒管１５の間に縫うように挿通される。これにより、第１Ｕ字部１７ｃが上部の冷媒管１５に巻設して掛止される。そして、下部を折曲して図５に示すように水平に延びる受熱部１７ａが形成され、受熱部１７ａの端部が冷媒管１５に係着される。尚、第１Ｕ字部１７ｃを螺旋状に形成して冷媒管１５に巻設してもよい。これにより、伝熱部材１７と冷媒管１５との密着度を向上させることができる。

圧縮機２１が所定時間駆動されると、圧縮機２１及び送風ファンを停止して除霜ヒータ１２が駆動される。除霜ヒータ１２の発熱による輻射熱や除霜ヒータ１２と熱交換した空気による熱によって冷却器５が加熱され、冷却器５が除霜される。この時、伝熱部材１７は除霜ヒータ１２に対向する受熱部１７ａで受熱し、延設部１７ｂを介して延設部１７ｂに接した冷却器５の上部に伝熱される。これにより、除霜ヒータ１２から離れた冷却器５の上部に迅速に伝熱され、上部に熱が伝わる間の放熱を低減して除霜が行われる。

本実施形態によると、除霜ヒータ１２近傍に配されて除霜ヒータ１２に対向する面の短手方向の幅Ｗがフィン１６の厚みよりも大きい受熱部１７ａと、受熱部１７ａに連続してフィン１６間を除霜ヒータ１２から離れた方向に延びるとともに冷却器５に接する延設部１７ｂとを有した熱良導体から成る伝熱部材１７を備えたので、冷却器５の除霜ヒータ１７から離れた部分に迅速かつ熱量を減少させずに除霜ヒータ１２の熱を伝えることができる。これにより、除霜ヒータ１２に近い位置で必要以上に加熱されず、消費電力を削減するとともに冷却器５の温度上昇を抑制することができる。従って、冷蔵庫１の冷却効率を向上することができる。

尚、伝熱部材１７は熱良導体であればよく、銅やステンレス等により形成してもよい。また、伝熱部材１７の断面形状を楕円形や多角形にしてもよい。この時、断面の最大幅及び最小幅をフィン１６の厚みよりも大きくすることにより、受熱部１７ａの除霜ヒータ１２に対向する面積を広く確保することができる。また、断面多角形の平面部分によって冷媒管１５と伝熱部材１７との密着性を向上することができる。

また、伝熱部材１７の断面の最大幅及び最小幅（丸棒の場合は外径に相当する）を２ｍｍ〜５ｍｍにすると人の手によって容易に折曲することができるため、受熱部１７ａの広い面積を確保して組立て作業性を向上することができる。

また、冷却器５は蛇行により並設される冷媒管１５を有し、延設部１７ｂが冷媒管１５の並設方向に延びて延設部１７ｂを冷媒管１５に巻設したので、延設部１７ｂを冷却器５の除霜ヒータ１２から離れた位置に容易に接して配置することができる。

また、受熱部１７ａは延設部１７ｂに対して折曲して冷媒管５に係着されるので、除霜ヒータ１２に面した受熱部１７ａを容易に形成することができるとともに、伝熱部材１７を確実に取り付けることができる。

尚、前述の図７と同様に、延設部１７ｂに連続して受熱部１７ａが下方に伸びた状態で受熱部１７ａを除霜ヒータ１２の側方に配置してもよい。これにより、上下に延びた受熱部１７ａで受熱して延設部１７ｂにより伝熱され、同様の効果を得ることができる。特に、伝熱部材１７の下部を延長してドレン受け１３の排水口付近まで延長すると、排水口付近の凍結を防止することができる。受熱部１７ａを断面円弧状に曲げて除霜ヒータ１２の周囲に配置すると除霜ヒータ１２に対向する面積が増加するためより望ましい。

また、冷却器５の右側方に連通路７が設けられるため冷却器５が左方に偏って配置され、冷却器５に対して送風ファン６が右方に偏って配置される。このため、冷凍室ダクト１０内を送風ファン６の吸気側に導かれる冷気は冷却器５の右上部を多く流通する。その結果、冷却器５の右上部の着霜量が最も多くなるため、伝熱部材１７を冷却器５の右側に偏って配置して冷却器５を効率よく除霜することができる。

空気の流れによって他の部分に着霜量が多い位置がある場合は、着霜量の最も多い位置に伝熱部材１７を配置して延設部１７ｂを冷却器５に接して設けると同様の効果を得ることができる。また、複数のフィン１６の間に複数の伝熱部材１７を設けるとより大きな効果を得ることができる。尚、伝熱部材１７は冷却器５と接していなくても着霜部分に近接されていれば伝熱部材１７の伝熱効果で着霜部分の溶解の効果を得ることができる。

本実施形態において、除霜ヒータ１２を冷却器５の下方に配置しているが、上方に配置してもよい。しかし、除霜ヒータ１２を冷却器５の下方に配置すると、除霜ヒータ１２との熱交換により昇温された空気が上昇して冷却器５に接するため、除霜時のエネルギー効率を向上することができる。

また、除霜ヒータ１２の上方にアルミニウム等による遮蔽板（ヒータ保護板）を設けてもよい。この時、除霜ヒータ１２の輻射熱は低減されるが、除霜ヒータ１２と熱交換して昇温された空気によって上記と同様の効果を得ることができる。

また、冷媒管１５が横方向に並設された横置きの冷却器５の側方に除霜ヒータ１２が配置される冷蔵庫１であってもよい。この時、略水平に延びる延設部１７ｂを冷却器５の下方に配置すると、伝熱部材１７の熱が上昇して除霜が促進されるためより望ましい。

また、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷却器５について説明しているが、他の冷却装置（例えば、ペルチェ素子による冷却装置やスターリング冷凍機）の低温部から成る冷却器であってもよい。この場合も上記と同様に、フィン間にフィンの厚みよりも大きい幅の伝熱部材を設けることにより同様の効果を得ることができる。

本発明によると、冷却器を除霜する除霜ヒータを備えた冷蔵庫に利用することができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す正面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫を示す側面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の冷却器を示す正面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の冷却器を示す側面図 図４の要部詳細図 本発明の実施形態の冷蔵庫の伝熱部材の取付け前の状態を示す正面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の伝熱部材の取付け時の状態を示す側面図

符号の説明

１ 冷蔵庫
２ 冷凍室
３ 冷蔵室
４ 仕切壁
５ 冷却器
６ 送風ファン
７ 連通路
８ 冷蔵室ダクト
１０ 冷凍室ダクト
１５ 冷媒管
１６ フィン
１７ 伝熱部材
１７ａ 受熱部
１７ｂ 延設部
１７ｃ 第１Ｕ字部
１７ｄ 第２Ｕ字部
２０ 機械室
２１ 圧縮機

Claims (4)

1. 貯蔵物を収納する貯蔵室と、
   多数のフィンを有して前記フィンと熱交換した冷気により前記貯蔵室を冷却する冷却器と、
   前記冷却器を除霜する除霜ヒータと、
   前記除霜ヒータ近傍に配されて前記除霜ヒータに対向する面の短手方向の幅が前記フィンの厚みよりも大きい受熱部と、前記受熱部に連続して前記フィン間を前記除霜ヒータから離れた方向に延びるとともに前記冷却器に接する延設部とを有した熱良導体から成る伝熱部材と、
   を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記冷却器は蛇行により並設される冷媒管を有し、前記延設部が前記冷媒管の並設方向に延びて前記延設部を前記冷媒管に巻設したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記受熱部は前記延設部から前記除霜ヒータの側方に延びて形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記冷却器に対して左右の一方に偏って前記冷却器の上方に設けられるとともに冷気を前記貯蔵室に送出する送風ファンを備え、前記冷却器の下方に前記除霜ヒータを配置し、前記伝熱部材を前記冷却器に対して前記送風ファンと左右の同じ方向に偏って配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。

Images