(57)【要約】  【課題】除霜時の消費電力を低減した上で、冷却器および除霜ヒータの省スペース化を実現し、冷却能力の低下を抑制した冷却器を提供する。  【解決手段】貯蔵室を形成する断熱箱体である冷蔵庫本体１１内に配設された冷却器１は、冷却管２とフィン４とからなり、少なくとも最下段に位置する冷却管２に、フィン４が貫通せず、かつ相互に近接するように配置された裸管部２ｃを設け、冷却器１の裸管部２ｃに伝熱板６を介して除霜ヒータ５を固定しているので、冷却管２とフィン４の熱伝導と管内対流の向上をはかることができ、除霜を効率良く行うことが可能となる。また、裸管部２ｃの近接配置により、伝熱板６の面積を小さくして通風抵抗を抑え、冷却器１の冷却性能を引き出すことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィンが貫通する冷却管を具備した冷却器において、最下段の冷却管を、前記フィンが貫通しない裸管部とし、さらに前記冷却器の下方に、少なくとも前記冷却器の裸管部を加熱する除霜ヒータを配置し、前記除霜ヒータの上方に、前記除霜ヒータによって加熱される伝熱板を配置し、さらに前記伝熱板を、前記裸管部の下部に位置し、かつ前記除霜ヒータを上方より覆う覆い部と、前記覆い部と連続して形成され、かつ前記裸管部に密着した密着部を具備する構成とし、さらに前記裸管部の上部を、前記複数のフィン下部と密着させた除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項２】
前記裸管部を、冷媒の流れを反転させる折り返し部と、前記折り返し部を挟んで延出する直管部を具備し、かつ前記折り返し部を除く直管部が近接あるいは接触するように形成し、前記密着部を前記直管部の外周に沿って密着させた請求項１に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項３】
前記密着部を、前記直管部の所定の長さに亘って設けた請求項１または２に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項４】
前記覆い部と連続して形成され、前記除霜ヒータを挟んで位置するガイド部を設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項５】
前記直管部と前記除霜ヒータを、前記伝熱板に押し付けて固定する固定具を設けた請求項１から４のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項６】
前記フィンの下端部に、前記裸管部を収納する収納空間を設け、該収納空間を形成する前記フィンの縁に前記裸管部と接触するフランジを設けた請求項１から５のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項７】
一面が開口した断熱箱体からなる本体と、前記開口を開閉する扉を具備し、前記本体内に、冷媒を封入した冷凍サイクル装置を具備する物品貯蔵装置であって、前記冷凍サイクル装置を構成する冷却器を、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器とした物品貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫等の物品貯蔵装置に設けられた冷凍サイクルを構成する冷却器に関し、特に除霜ヒータ付き冷却器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫における省エネが市場において強く求められる中、除霜用ヒータの消費電力も見直されようとしている。また、冷凍サイクル中の冷媒は、フロンガスによるオゾン層破壊や地球温暖化問題に対応するために、従来使用されていたハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）から、オゾン層の破壊がなく、地球温暖化係数の低いイソブタン（Ｒ６００ａ）等の炭化水素系冷媒（以下、「ＨＣ冷媒」と称す）への切換え採用が進んでいる。
【０００３】
このＨＣ冷媒、例えばイソブタンは可燃性冷媒であることから、冷媒漏れを生じた場合に火花等で引火し、火災に発展する可能性がある。したがって、ＨＣ冷媒を使用する冷蔵庫では、電気部品やリレー等の接点、除霜ヒータの発熱等に起因し、着火して発火する可能性があるため、様々な防爆対応が考えられている。
【０００４】
このような従来からの除霜ヒータの省エネ性や安全性に関わる問題点を解消する目的のために、冷却器と除霜ヒータの構成について改善を図った冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
加えて、従来の冷蔵庫は、最下部に配設された貯蔵室の庫外側後方領域に機械室を形成し、この機械室内に冷凍サイクルの圧縮機を収容するものが一般的であるが、このような構成であると、機械室の形成によって最下部の貯蔵室の収納スペースが削減され、収納容積が減少し、また収納スペースの空間形状も、機械室の突出部を除いた複雑な形状となって収納性がよくないものとなっていた。
【０００６】
これに対し、断熱箱体の貯蔵室内最上部の後背部が下がるように窪ませた凹部を設け、その凹部に冷凍サイクルを構成する圧縮機等の高圧側の構成機器を収納する構成を備えた冷蔵庫が提案されており、かかる構成の冷蔵庫は、冷却器および除霜用ヒータの収納スペースを、奥行き方向に薄く、かつ高さ方向を低く制限することができるため、貯蔵室の収納量を大きく確保することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図８は、上記特許文献１に記載された冷蔵庫の冷却器周辺の拡大断面図を示すものである。また、図９は、同冷蔵庫における冷却器の除霜ヒータ部の拡大断面図である。
【０００８】
図８および図９に示すように、冷却器６０は、長尺の冷却管６１に所定ピッチでアルミニウムの薄肉小片からなるフィン６２を積重ねて嵌入し、その後冷却管６１を蛇行状に曲折して、各貯蔵室内の背面幅に対応する所定幅と、フィンの奥行き寸法と、曲折により所定高さ寸法とした直方体状に形成されたものである。
【０００９】
フィン６２は、冷却管６１の直管部のみに配設しており、冷却管６１の端部に位置する曲成部には、冷却管６１の上下に亘る比較的厚肉の短冊状の剛体からなる端板６３を配置し、この端板６３に穿設した嵌入孔（図示せず）を曲成部に合致させるとともに、両側から冷却管６１とフィン６２を挟持固定することで冷却器６０を形成している。
【００１０】
端板６３は、フィン６２の最下縁からさらに下方に延設しており、延設部の両端板間には冷却器６０の霜取りをおこなう除霜ヒータ６４が架設されている。除霜ヒータ６４は、端板６３の相対する側辺に設けられた切込み部６５に嵌め込まれ、両端板６３間に架設された構成となっている。
【００１１】
そして、除霜ヒータ６４と冷却器６０におけるフィン６２の最下端部との間には、ヒータカバー６６が配置されている。ヒータカバー６６は、除霜ヒータ６４の上方部を保護するとともに、除霜動作に伴い、冷却器６０に付着した霜が融解して水滴となり、除霜ヒータ６４を構成するガラス管６７の表面に滴下して蒸発音を発生させないためのものであり、除霜ヒータ６４と同様に、端板６３に形成したスリット状の係止溝（図示せず）に側方から嵌め込んで保持されている。
【００１２】
なお、ヒータカバー６６は、前述した冷却器６０の組立時に、蛇行成形した冷却管６１およびフィン６２とともに端板６３間に挟み込んで固定すればよく、その断面形状は、フィン６２から落下してくる除霜水を受けて、下方の排水樋６８へ流れ易くするように山形に形成され、さらに、中央の頂部近傍の斜面部には、庫内幅方向に亘って開口する複数のスリット６９が穿設されている。
【００１３】
上記構成において、冷蔵庫（冷却器６０）が除霜動作に入ると、発熱した除霜ヒータ６４によって生じた暖気（上昇気流）と輻射熱の加熱作用により、まずヒータカバー６６を加熱し、さらにスリット６９を通って冷却器６０を加熱することができる。
【００１４】
また、前述の暖気により加熱されたヒータカバー６６からの熱伝導により、端板６３が加熱されることでも除霜が促進される。
【００１５】
図１０は、上記特許文献２に記載された冷蔵庫の縦断面図を示すものである。
【００１６】
図１０に示すように、断熱箱体７１の内部は、上から順に、冷蔵室７２、冷凍室７３、野菜室７４が形成されている。そして、冷蔵室７２の前面開口には、冷蔵室扉７５を設けている。
【００１７】
また、断熱箱体７１の中央から下方部に位置する冷凍室７３と野菜室７４には、収納性と使い勝手を考慮して、簡易に取り出しが行える引き出しタイプの冷凍室扉７６と野菜室扉７７が設けられている。
【００１８】
冷蔵室７２の庫内には、複数の収納棚７８が設けられており、また、冷凍室７３と野菜室７４には、上面開口形状の収納容器７９ａ、７９ｂが取り付けられている。この収納容器７９ａ、７９ｂは、前後方向のレール（図示せず）に案内されるローラ（図示せず）を介して前後方向へ移動可能に支持されている。
【００１９】
断熱箱体７１に設けた凹部８０は、外箱上面８１と外箱背面８２に亘る天面後背部を、冷蔵室７２の最上部の後背部が下がるように窪ませた箇所である。凹部８０は、その左右が断熱箱体７１の左右壁にて塞がれ、上方および背方が開放している。この凹部８０の開放部は、上板８３とこれにほぼ直角な背板８４とからなる凹部カバー８５にて覆われている。また、凹部カバー８５は、ネジ等にて断熱箱体７１に取外し可能に固定されている。
【００２０】
冷凍サイクルの構成機器である圧縮機８６と凝縮器８７は、機械室ファン８８と共に凹部８０内に収まるように配設され、上板８３と背板８４で構成された凹部カバー８５にて覆われている。
【００２１】
冷凍サイクルの構成機器である冷却器８９および除霜ヒータ（図示せず）は、冷凍室７３の背面の限られたスペースに配置されている。
【特許文献１】特開２００４−１９０９５９号公報
【特許文献２】特開２００１−９９５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記特許文献１に記載される冷却器６０の構成では、端板６３への熱伝導により除霜ヒータ６４の表面温度の低減には有効であるが、除霜ヒータ６４の熱はヒータカバー６６の加熱に使用されるため、冷却器６０の加熱時間が必要となり、その結果、除霜時間が長期化し、省エネ効果が充分でないという課題を有していた。
【００２３】
さらに、図９に示すように、除霜時において、冷却器６０からヒータカバー６６上に融け落ちた霜の塊ａは、さらに溶解が進む中で表面張力の作用等に起因してヒータカバー６６の端部から内側に回り込み、そして水滴ｂが滴下する現象を生じる。
【００２４】
このとき、水滴ｂが除霜ヒータ６４に接触、あるいは除霜ヒータ６４上に滴下し、蒸発する際に音を発し、違和感を与え、また、除霜ヒータ６４のガラス管６７を急速に冷却することになり、除霜ヒータ６４の長寿命化にも影響を与える恐れがあることから、何らかの改善が求められるものであった。
【００２５】
また、除霜ヒータ６４は、間隔を介して配置されているため、この除霜ヒータ６４を覆うヒータカバー６６の占める面積が広く、ヒータカバー６６は、該冷却器６０を通過する風を大きく阻害する構成となっていた。
【００２６】
さらに、上記特許文献１に記載される冷却器６０を、特許文献２に記載される冷蔵庫に搭載した構成としても、図８の構成において冷却器６０と除霜ヒータ６４の距離を縮めるに至っておらず、限られた高さ空間内部に収納するには適していないという課題を有していた。
【００２７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷却器と除霜ヒータで構成される構造体（冷却器）の総合高さを低く抑えることで、限られた空間への配置を可能とし、さらに、冷却管を積極的に加熱して冷却管の熱伝導作用および冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果により、除霜効率の向上を図り、除霜時の消費電力を大幅に低減できる除霜ヒータ付き冷却器を提供することを目的とするものである。
【００２８】
また、除霜ヒータの表面温度を抑制し、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクル装置を具備する物品貯蔵装置への適用を可能とし、物品貯蔵装置の安全性を確保することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、複数のフィンが貫通する冷却管を具備した冷却器の最下段の冷却管を、前記フィンが貫通しない裸管部とし、さらに前記冷却器の下方に、少なくとも前記冷却器の裸管部を加熱する除霜ヒータと該除霜ヒータによって加熱される伝熱板を配置し、さらに前記伝熱板を、前記除霜ヒータを上方より覆う覆い部と、前記覆い部と連続して形成され、かつ前記裸管部の下部に密着した密着部を具備する構成とし、さらに前記裸管部の上部を、前記複数のフィン下部と密着させたものである。
【００３０】
これによって、除霜ヒータ表面の熱は、伝熱板を経由して裸管部から冷却管とフィンへ伝熱するため、除霜ヒータの熱を効率よく冷却管とフィンへ伝え、冷却管とフィンを積極的に加熱することができる。
【００３１】
したがって、冷却管における熱伝導が裸管部から上方の冷却管へ進行し、これに起因して冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果を向上することができる。さらにフィンにおける伝導熱がフィンから冷却管へ進行し、その結果、冷却器の除霜効率を向上させ、除霜時の消費電力を大幅に低減することができる。
【００３２】
また、除霜ヒータは、前記伝熱板を加熱し、その熱が冷却管とフィンへ伝導するため、除霜ヒータの表面温度の上昇が抑制される。その結果、該冷却器を、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクル装置を具備する物品貯蔵装置に搭載した場合であっても、除霜ヒータの表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に抑えることができ、万が一可燃性冷媒が物品貯蔵装置内に漏洩した状況で除霜ヒータが発熱しても、漏洩した冷媒に引火することはなく、安全性を維持することができるものである。
【００３３】
さらに、本発明は、前記覆い部と連続して前記除霜ヒータより離れる方向に延びるガイド部を設けたことにより、除霜時に前記冷却器から滴下する除霜水は、覆い部によって前記伝熱板上へ滴下することが規制され、ガイド部によって所定の箇所へ導かれ、滴下する。
【００３４】
したがって、除霜水は、前記裸管部を伝って前記除霜ヒータに直接滴下することが抑制され、これに起因した蒸発音や直接の除霜ヒータへの滴下による除霜ヒータの熱歪み等を未然に防ぐことができる。
【００３５】
また、最下段に位置する冷却管近傍に除霜ヒータを配置したことで、冷却器と除霜ヒータで占める高さ寸法を圧縮することになり、冷却器および除霜ヒータが占めるスペースを縮小することができる。その結果、物品貯蔵装置内の物品収容容積をより広く確保することができ、物品の収納性、および使い勝手を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の除霜ヒータ付き冷却器は、除霜ヒータの輻射熱によって裸管部と伝熱板を加熱し、伝熱板からさらに上方に位置する冷却管とフィンへ熱を伝達させるため、冷却器の上部まで速やかに加熱することができ、除霜効率を向上させて除霜時の消費電力を大幅に低減することができる。
【００３７】
また、可燃性冷媒を使用した場合においては、伝熱板を加熱する構成によって除霜ヒータの表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に抑えることができるため、安全性を維持することができる。
【００３８】
さらに、最下段に位置する冷却管近傍に除霜ヒータを配置したことで、冷却器と除霜ヒータで占める高さ寸法を圧縮することになり、冷却器および除霜ヒータが占めるスペースを縮小することができる。その結果、物品貯蔵装置内の物品収容容積をより広く確保し、物品の収納性、および使い勝手を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
請求項１に記載の発明は、複数のフィンが貫通する冷却管を具備した冷却器において、最下段の冷却管を、前記フィンが貫通しない裸管部とし、さらに前記冷却器の下方に、少なくとも前記冷却器の裸管部を加熱する除霜ヒータを配置し、前記除霜ヒータの上方に、前記除霜ヒータによって加熱される伝熱板を配置し、さらに前記伝熱板を、前記裸管部の下部に位置し、かつ前記除霜ヒータを上方より覆う覆い部と、前記覆い部と連続して形成され、かつ前記裸管部に密着した密着部を具備する構成とし、さらに前記裸管部の上部を、前記複数のフィン下部と密着させたものである。
【００４０】
かかる構成とすることにより、除霜ヒータは、前記冷却管の裸管部および伝熱板を積極的に加熱し、これに起因して冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果を向上することができる。さらに前記除霜ヒータの熱は、伝熱板および裸管部を介してフィンへ伝達され、さらにフィンから冷却管へ進行する。その結果、フィンの上部まで熱を伝達させ、霜の溶融に作用させることができる。したがって、除霜効率を向上させることができ、除霜時の消費電力を低減することができる。
【００４１】
また、最下段に位置する冷却管（裸管部）の近傍に除霜ヒータを配置したことで、冷却器と除霜ヒータで占める高さ寸法を圧縮することができ、冷却器および除霜ヒータで占めるスペースの縮小化が実現できる。
【００４２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の除霜ヒータ付き冷却器において、前記裸管部を、冷媒の流れを反転させる折り返し部と、前記折り返し部を挟んで延出する直管部を具備し、かつ前記折り返し部を除く直管部が近接あるいは接触するように形成し、前記密着部を前記直管部の外周に沿って密着させたものである。
【００４３】
かかる構成とすることにより、伝熱板の占める冷却空気が流れる方向に対する面積を少なくすることができ、通風を阻害する作用を抑制して冷却器の性能を引き出すことができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の除霜ヒータ付き冷却器において、前記密着部を、前記直管部の所定の長さに亘って設けたものである。
【００４５】
かかる構成とすることにより、前記伝熱板による冷却管への熱伝達面積を増加し、前記冷却管におけるサーモサイフォン効果を強化することができる。その結果、除霜効率のさらなる向上が期待でき、また、密着部面積の増加に伴い、伝熱板の冷却管への固定面積も増加することができ、伝熱板をより強固に冷却管に固定することができる。
【００４６】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器において、前記覆い部と連続して形成され、前記除霜ヒータを挟んで位置するガイド部を設けたものである。
【００４７】
かかる構成とすることにより、除霜時に前記冷却器から滴下する除霜水を、覆い部によって前記除霜ヒータ上へ滴下することを規制し、そして覆い部に滴下した除霜水を、ガイド部によって所定の箇所へ導き、滴下することができる。
【００４８】
したがって、除霜水は、前記裸管部を伝って前記除霜ヒータに直接滴下することが抑制され、これに起因した蒸発音や直接の除霜ヒータへの滴下による除霜ヒータの熱歪み等を未然に防ぐことができる。
【００４９】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器において、前記直管部と前記除霜ヒータを、前記伝熱板に押し付けて固定する固定具を設けたものである。
【００５０】
かかる構成とすることにより、前記伝熱板と除霜ヒータの距離を安定して維持することができ、これに起因して安定した除霜作用を得ることができる。また、前記伝熱板、冷却管、および除霜ヒータを固定するための構成部品を簡素化することで部品数の削減を図ることができる。
【００５１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器において、前記フィンの下端部に、前記裸管部を収納する収納空間を設け、該収納空間を形成する前記フィンの縁に前記裸管部と接触するフランジを設けたものである。
【００５２】
かかる構成とすることにより、裸管部とフィンの接触面積を確保し、除霜ヒータによって加熱された伝熱板の熱を効果的に前記裸管部とフィンへ伝達することができる。その結果、除霜能力を高めることができ、除霜時間のさらなる短縮化を図ることができる。
【００５３】
また、前記裸管部とフィンの接触面積を確保することにより、伝熱板における裸管部への密着がより安定して行え、信頼性を高めることができる。
【００５４】
さらに、前記裸管部の収納空間への配置により、伝熱板と除霜ヒータの距離を近づけて配置することができる。その結果、冷却器と除霜ヒータが占める寸法を小さくすることができ、貯蔵装置への組み込みを容易とし、また貯蔵装置の収容空間の確保に有利な構成を提供することができる。
【００５５】
請求項７に記載の発明は、一面が開口した断熱箱体からなる本体と、前記開口を開閉する扉を具備し、前記本体内に、冷媒を封入した冷凍サイクル装置を具備する物品貯蔵装置であって、前記冷凍サイクル装置を構成する冷却器を、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器とした物品貯蔵装置である。
【００５６】
かかることにより、除霜ヒータ付き冷却器の除霜特性を活かし、除霜効率が高く、除霜時の消費電力を大幅に低減することができる。
【００５７】
また、伝熱板を加熱する構成であるため、除霜ヒータの熱容量を低下させることなく、除霜ヒータの表面温度を低下させることができるため、前記冷媒に可燃性冷媒が用いられた場合であっても、該表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に抑えることができ、安全性を維持することができる。
【００５８】
さらに、冷却器と除霜ヒータで占める寸法を圧縮し、冷却器および除霜ヒータが占めるスペースを縮小することができるため、物品貯蔵装置内の物品収容容積をより広く確保することができ、物品の収納性、および使い勝手を向上させることができる。
【００５９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００６０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の正面図である。図２は、同実施の形態１における冷却器の図１のＡ−Ａ線による断面部を矢印Ｚ方向から見た斜視図である。図３は、同実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の側面図である。図４は、同実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の除霜ヒータ周辺部を拡大した断面図である。図５は、同実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の除霜ヒータの取付け構造を示す要部分解斜視図である。
【００６１】
図１乃至図５において、冷却器１は、冷却管２と、アキュームレータ３と、フィン４を主体に構成され、冷却管２、アキュームレータ３、フィン４はそれぞれアルミニウム材料で形成されている。
【００６２】
冷却管２は、アルミ管を上下方向で、かつ千鳥形状に蛇行するように曲げ加工したもので、複数のフィン４を貫通している。そして、最下部に位置する冷却管２は、フィン４が貫通していない裸管部２ｃとなっている。
【００６３】
換言すると、裸管部２ｃとは、前述の如く複数のフィン（フィン群）を具備した冷媒管２において、フィン４が設けられていない所定の区間（連続した管表面部）という概念である。
【００６４】
フィン４は、図１に示す如く、上下に折り返された冷却管２を対にして貫通する構成で、上下方向に複数配列された構成を主体としているが、所定間隔毎に上下に折り返された冷却管２を一括して貫通させた短冊状の長尺フィン４ａが配置されている。
【００６５】
この長尺フィン４ａの下端は、主体とするフィン４よりも長く突出し、裸管部２ｃの上部に近接している。
【００６６】
そして、上部に位置する入口管２ａから流入した冷媒は、順次蛇行流路を通る間にフィン４による熱交換助長作用が伴う空気との熱交換を行い、最下部に位置する裸管部２ｃを経由した後、出口管２ｂから流出する。
【００６７】
ここで、冷却器１の最下部に位置する裸管部２ｃは、前述の如くフィン４を具備しない部分となっており、また冷却管２の全長に対して、略中間点を含む部分に位置している。
【００６８】
換言すると、裸管部２ｃは、冷媒の流れの略中間区間であって、冷却管２の折り返し加工により、図５に示す如く往路（矢印Ｘ）と復路（矢印Ｙ）を形成しており、この裸管部２ｃを通過した冷媒は、その流れが反転した後、上昇する流れとなって出口管２ｂへ流れる。
【００６９】
また、裸管部２ｃは、図５に示す如く折り返し部２ｄを除く直管部２ｅが近接あるいは接触するように曲げ加工されている。したがって、裸管部２ｃの幅寸法ｗは、折り返し部２ｄの幅寸法Ｗよりも狭く形成されている。そして、裸管部２ｃの折り返し部２ｄは、最も外側に位置するフィン４よりも突出しており、直管部２ｅは、図１に示す如く、フィン４の幅寸法Ｌ内に位置している。
【００７０】
さらに、長尺フィン４ａの下端には、裸管部２ｃの直管部２ｅを収納する収納空間４ｂが、切欠き加工によって形成されている。そして、この収納空間４ｂを形成する長尺フィン４ａの縁には、直角に延出するフランジ４ｃが形成されている。
【００７１】
また、フィン４は、前述の如く冷却管２が貫通しており、上下方向に連なっている。これらのフィン４と冷却管２は、フィン４の貫通状態において、冷却管２をメカニカル拡管、または液圧拡管することによって密着固定されている。
【００７２】
アキュームレータ３は、冷媒の流れ方向の下流側である冷却器１の出口管２ｂに設けられ、冷却器１の上部に配置されている。また、アキュームレータ３には、デフロストの制御を行うための温度検知手段を構成するサーミスタ８が密着固定されている。
【００７３】
さらに、冷却器１の下方には、除霜ヒータ５が配置されている。この除霜ヒータ５は、金属抵抗体をコイル状に形成したヒータ線５ａと、ヒータ線５ａを覆う内側ガラス管５ｂと、この内側ガラス管５ｂを覆う外側ガラス管５ｃと、両ガラス管５ｂ、５ｃの両端開口部を覆うキャップ５ｄを具備した二重ガラス管ヒータである。
【００７４】
また、冷却管２の裸管部２ｃの下部には、冷却管２と同じ材料で形成された伝熱板６が固定されている。
【００７５】
伝熱板６は、裸管部２ｃの折り返し部２ｄの下部に接触し、除霜ヒータ５のキャップ５ｄを覆う端部覆い部６ａと、端部覆い部６ａと連続し、裸管部２ｃの直管部２ｅの下部に接触して除霜ヒータ５のガラス管５ｂ、５ｃ部分を覆う中央覆い部６ｂと、端部覆い部６ａと中央覆い部６ｂのそれぞれから下方に向かって徐々に広がるように延出したガイド部６ｃと、端部覆い部６ａから中央覆い部６ｂの終端に亘って突出する如く設けられ、裸管部２ｃの往路と復路において該往路と復路の可撓変形応力によって挟まれ、密着した密着部６ｄより構成されている。
【００７６】
また、密着部６ｄには、所定間隔毎に位置する排水凹部６ｆが設けられている。この排水凹部６ｆは、裸管部２ｃと密着部６ｄで形成される空間に溜まった除霜水をガイド部６ｃ側へ導くものである。
【００７７】
伝熱板６において、端部覆い部６ａと中央覆い部６ｂおよびガイド部６ｃ、密着部６ｄ、排水凹部６ｆ、さらに後述するガイド溝６ｅは、一枚のアルミ板をプレス加工および曲げ加工することによって一体に形成されている。この伝熱板６は、必要に応じて複数の部品から組み合わせて形成することもできる。
【００７８】
また、伝熱板６の密着部６ｄは、裸管部２ｃの曲げ加工形状に沿って形成されており、図１および図４、図５に示す如く、裸管部２ｃの一端である折り返し部２ｄから直管部２ｅの終端部に亘り、広い面積を確保して裸管部２ｃと密着している。
【００７９】
換言すると、伝熱板６は、除霜ヒータ５と裸管部２ｃの間に介在し、裸管部２ｃの外径と同等の径で加工された密着部６ｄが裸管部２ｃの下部から裸管部２ｃの往路と復路の相対する周面にかけて接触しているため、除霜ヒータ５と裸管部２ｃの接近を阻害することがなく、また、裸管部２ｃとの接触面積を確保している。
【００８０】
しかも、密着部６ｄは、前述の如く、中央覆い部６ｂの長手方向に連続して形成されているため、裸管部２ｃとの密着面積が広く確保でき、十分な熱伝達面積を形成することができる。これにより、裸管部２ｃと伝熱板６の間では、効率よく熱の伝達が行われる。
【００８１】
そして、裸管部２ｃは、伝熱板６との密着を維持した状態で長尺フィン４ａの収納空間４ｂ内に収納されている。したがって、裸管部２ｃは、長尺フィン４ａと接触し、フランジ４ｃによって伝熱面積を確保した状態で保持されている。
【００８２】
また、除霜ヒータ５、伝熱板６の冷却器１（裸管部２ｃ）への固定は、金属バネ等の弾性を具備する材料より形成された固定具７によって行われる。
【００８３】
すなわち、裸管部２ｃの折り返し部２ｄを有する側は、図１、図５に示す如く固定具７が、キャップ５ｄに設けたガイド溝５ｅと伝熱板２に設けたガイド溝６ｅに嵌り込み、固定具７の先端に形成した鉤部７ａを、スプリングバック作用を利用して冷却管２の曲げ加工部２ｆに係合することによって冷却器１に固定される。
【００８４】
また、折り返し部２ｄを具備しない側は、周知の固定手段にて固定されているもので、本実施の形態１の場合は、例えば、バネ線材製の固定具７ｂにより、除霜ヒータ５のキャップ５ｄと伝熱板６および裸管部２ｃを一括して抱き込み、固定具７ｂのスプリングバック作用を利用して裸管部２ｃに取付けている（図１）。
【００８５】
なお、折り返し部２ｄを具備しない側についても、冷却器１の構成によっては、裸管部２ｃの折り返し部２ｄを有する側と同じように、固定具７を冷却管２に取付ける構成とすることもできる。この場合は、双方の固定具７を同じものとすることができ、部品管理が容易となる。
【００８６】
このように、固定具７は、除霜ヒータ５を冷却管２（裸管部２ｃと）に固定する際に、伝熱板６も含めて同時に固定を行うもので、これにより、裸管部２ｃと伝熱板６は密着状態が維持され、裸管部２ｃは長尺フィン４ａの収納空間４ｂにフランジ４ｃと密着して収納固定される。
【００８７】
また、ガイド部６ｃは、密着部６ｄの曲げ加工の方向から逆の広がり方向に曲げ加工され、その先端は、図４の矢印ｘで示す側面から見る投影面において、寸法ｌで示す除霜ヒータ５の大半が露出する程度に延出している。
【００８８】
その結果、除霜ヒータ５は、軸方向においてガイド部６ｃによって囲まれた状態にあり、また、ガイド部６ｃは、除霜ヒータ５から徐々に離れる方向に延びているため、中央覆い部６ｂから流下する除霜水を、除霜ヒータ５から遠ざけるように導き、下方へ滴下させる。
【００８９】
さらに、ガイド部６ｃの広がり先端の幅寸法Ｔを、上部に位置する冷却管２の間隔寸法ｔあるいは裸管部２ｃの折り返し部２ｄの幅寸法Ｗより小さくすることにより、伝熱板６をよりコンパクトに形成することができる。
【００９０】
そして、密着部６ｄと裸管部２ｃの密着状態において、金属バネ等の弾性を具備する材料より形成された固定具７によって密着部６ｄと裸管部２ｃの密着をさらに強固にすることにより、伝熱板６の裸管部２ｃへの取付けを完了とすることができる。また、この密着関係の形成と同時に、伝熱板２を裸管部２ｃへ確実に固定することができる。
【００９１】
このように、除霜ヒータ５の上部に伝熱板６を配置することにより、除霜ヒータ５は、端部覆い部６ａおよび中央覆い部６ｂによって覆われた構成となり、除霜時におけるフィン４からの除霜水が除霜ヒータ５に降りかかることはなく、また、ガイド部６ｃによって除霜ヒータ５の輻射放熱範囲が規制される構成となる。
【００９２】
なお、伝熱板６の裸管部２ｃへの取付け、および裸管部２ｃの長尺フィン４ａへの密着固定方法は、上述の裸管部２ｃの可撓変形応力を利用して行う他に、冷却器１の組立て工程において、伝熱板６の中央覆い部６ｂおよび密着部６ｄを裸管部２ｃへ嵌合挿入した後、長尺フィン４ａの収納空間４ｂに挿入し、冷却管２をメカニカル拡管または液圧拡管を行うことにより、裸管部２ｃの外径の拡大作用を利用して伝熱板６の密着部６ｄと裸管部２ｃとの密着を行い、さらに裸管部２ｃの拡管に伴う広がり応力を利用して、裸管部２ｃを長尺フィン４ａの収納空間４ｂへ密着させることも可能である。
【００９３】
かかる場合は、裸管部２ｃの長尺フィン４ａへの密着固定と、冷却管２とフィン４の密着固定が同時に行え、作業効率が良好となる。
【００９４】
そして、伝熱板６の長手両端部に設けた固定具７を、除霜ヒータ５のキャップ５ｄに設けたガイド溝５ｅに嵌め込み、一方は、冷却管２の曲げ加工部２ｆに係合させ、他方は、キャップ５ｄ、裸管部２ｃ、伝熱板６を一括して抱き込み固定することにより、除霜ヒータ５の取付けが完了する。
【００９５】
さらに、裸管部２ｃへ密着部６ｂを密着させた後に、アルミろう付けにて伝熱板６を裸管部２ｃに固定する構成とすることもできる。
【００９６】
以上のように構成された冷却器１は、冷凍機器等に搭載され、冷却運転に伴って冷却作用を行う。これに伴い、フィン４、冷却管２に霜が付着する。
【００９７】
除霜運転の一例として、所定時間冷却運転を行うと、冷却器１に付着した霜を除去するために、除霜運転が行われる。この除霜運転は、前記冷却運転が停止され、除霜ヒータ５が通電される制御である。
【００９８】
これにより、伝熱板６と冷却管２の裸管部２ｃ、および長尺フィン４ａが速やかに加熱される。特に、ガイド部６ｃが下方に延出して除霜ヒータ５を囲う構成であるため、除霜ヒータ５の輻射熱が効果的に伝熱板６へ伝達され、伝熱板６と裸管部２ｃを効果的に加熱することができる。
【００９９】
その結果、裸管部２ｃに付着した霜は、速やかに融け始め、また、裸管部２ｃの内部に滞留する冷媒は、裸管部２ｃの加熱および伝熱板６の加熱による熱を受け、冷媒の液成分は高温化すると共にガス化し、時間の経過に伴って下方から上方への熱移動が行われる。
【０１００】
したがって、冷却器１の冷却管２内では、前述の熱移動、所謂サーモサイフォン現象によって下方から上方に向けて温度が徐々に上昇し、フィン４および冷却管２に付着した霜を融かし始める。
【０１０１】
これにより、霜は水滴となって、あるいは塊状態で伝熱板６の端部覆い部６ａおよび中央覆い部６ｂ上に落下し、それぞれの覆い部６ａ、６ｂの傾斜によって下方へ落下するが、条件によっては、一部が中央覆い部６ｂに一端付着し、ここで徐々に融解して排水凹部６ｆから流出し、あるいは裸管部２ｃを乗り越えて水滴となり、下方へ滴下するものも生じる。
【０１０２】
特に、中央覆い部６ｂに付着した霜の塊は、中央覆い部６ｂの表面に沿ってゆっくりと落下し、中央覆い部６ｂの内側へ回り込もうとするが、ガイド部６ｃによって内側への回り込みが規制されるため、除霜ヒータ５への滴下、接触が抑制される。
【０１０３】
さらに、伝熱板６の内面に付着した霜も同様に融解し、水となって下方へ滴下しようとするが、表面張力によって密着部６ｄと裸管部２ｃの適宜隙間に水膜ａ状態で付着し（図４）、そして水膜ａから水滴ｂに成長するものの、ガイド部６ｃの傾斜により外側へ移動し、除霜ヒータ５に滴下することなく落下する。
【０１０４】
しかも、伝熱板６および裸管部２ｃに付着した霜は、除霜ヒータ５によって速やかに加熱されるため、比較的短時間で乾燥する。その結果、上述の除霜ヒータ５上への滴下規制の確実性を増すことができる。
【０１０５】
したがって、ガイド部６ｃによる除霜水の案内作用の結果、除霜ヒータ５（外側ガラス管５ｃ）の急激な冷却が防止でき、外側ガラス管５ｃの破損、あるいは霜の蒸発音の発生、さらには除霜ヒータ５の熱歪み等を抑制することができる。
【０１０６】
また、前述の如くサーモサイフォン現象を利用して冷却管２を加熱する構成であるため、特に霜の融解が困難な冷却器１の上部へも効率よく除霜ヒータ５の熱を移動させることができ、除霜時間の短縮化を図ることができる。
【０１０７】
また、伝熱板６は、熱伝導良導体（アルミニウム材）で形成しているため、熱伝導作用の他に、周囲への輻射放熱も行うため、この輻射放熱作用によっても除霜作用を助長することができ、除霜時間のさらなる短縮化、および除霜時の消費電力の低減を可能とすることができる。
【０１０８】
さらに、伝熱板６における密着部６ｃは、特に中央覆い部６ｂの長手方向に亘って連続して形成されているため、裸管部２ｃへの熱伝達面積が確保でき、効率よく裸管部２ｃへ熱を伝えることができる。したがって、除霜効率の向上に寄与すると共に、伝熱板６の裸管部２ｃへの固定面積が増加し、伝熱板６をより確実に冷却管２に固定することができる。
【０１０９】
また、伝熱板６の裸管部２ｃへの取付けと同時に、密着部６ｄと裸管部２ｃの密着が行えるため、一連の組立て作業において伝熱板６と裸管部２ｃの熱伝達構成が安定して得られ、その組立てに伴う作業性も良く、部品点数の増加を抑制して構成の簡素化を図ることができる。
【０１１０】
さらに、冷却器１は、伝熱板６を、該冷却器１を構成する冷却管２の裸管部２ｃに固定し、また該伝熱板６に除霜ヒータ５を取付ける構成としているため、除霜ヒータ５と伝熱板６の距離を安定させることができ、伝熱板６の付加価値を高めると同時に、除霜ヒータ付き冷却器としての品質の維持、ならびに除霜特性の信頼性向上が期待できる。
【０１１１】
加えて、裸管部２ｃを長尺フィン４ａに設けた収納空間４ｂ内に納め、その裸管部２ｃに除霜ヒータ５を押し付けて固定する構成としているため、冷却器１と除霜ヒータ５が占める高さ寸法を短く設定することが可能となり、その結果、除霜ヒータ付き冷却器としてコンパクト化が図れ、冷凍機器等への搭載において有利な構成となるものである。
【０１１２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と同じ構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１１３】
図６は、実施の形態１の除霜ヒータ付き冷却器を搭載した冷蔵庫の一部を切り欠いた側面図である。図７は、同冷蔵庫における冷却器部の拡大断面図である。
【０１１４】
図６、図７において、冷蔵庫は、断熱箱体で構成され、内部に複数の貯蔵室（図示せず）を設けた本体１１と、前記各貯蔵室に対応して設けられた扉１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、前記貯蔵室を冷却する冷却装置を具備している。
【０１１５】
前記冷却装置は、圧縮機１３、凝縮器、減圧装置（いずれも図示せず）、および冷却器１を環状に連結した冷凍サイクルを具備し、冷媒には、可燃性冷媒が用いられている。
【０１１６】
冷却器１は、実施の形態１に示す構成のもので、本体１１の背面下部に形成された冷却室１４内に配置されている。
【０１１７】
また、本体１１には、冷却室１４に隣接して前記各貯蔵室に連通するダクト１５、１６が設けられており、冷却室１４に設けた送風機１７により、冷却器１によって冷却された冷気が図７の矢印で示すように各貯蔵室を循環するように構成されている。なお、冷気の循環構成は、周知の構成でよいため、詳細な説明を省略する。
【０１１８】
さらに、圧縮機１３は、本体１１の上方後部に配置され、これにより、本体１１は、貯蔵室の貯蔵有効容積を確保した構成となっている。
【０１１９】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。なお、冷却器１の細部については、図１乃至図５を用いて説明する。
【０１２０】
圧縮機１３が運転され、冷却運転が進むにつれて冷却器１全体が冷却される。冷却器１で冷却された空気は、送風機１７によって各貯蔵室を循環し、各貯蔵室を冷却した空気は、冷却室１４の下部より冷却器１を通過し、その通過に伴って再び冷却され、以下、各貯蔵室への循環を繰り返す。
【０１２１】
ここで、貯蔵室から戻り、冷却器１を通過する空気は、空気の入口側に相当する位置に通風を妨げる除霜ヒータ５、伝熱板６等が設けられているため、これらを避けての流れとなる。
【０１２２】
しかしながら、通風の妨げとなる除霜ヒータ５および伝熱板６、および裸管部２ｃは、裸管部２ｃの直管部２ｅを近接あるいは接触させるように加工しているため、冷却空気が流れる方向に対する伝熱板６の面積が小さく、通風を阻害する作用も抑制できる構成となっている。
【０１２３】
また、伝熱板６は、密着部６ｄが裸管部２ｃに密着固定されているため、冷却管２やフィン４（長尺フィン４ａを含む）と同様に冷却される。このとき、伝熱板６は、冷却器１の一部として伝熱外面積を増加させることになるため、冷却器１の冷却能力を増大させるように作用する。
【０１２４】
そして、冷却運転が継続されることに伴い、冷却器１の冷却管２、裸管部２ｃ、フィン４の表面に着霜が生じる。
【０１２５】
ここで、周知の如く圧縮機１３の積算運転時間等を目安に冷却運転から除霜運転に切り換わると、除霜ヒータ５（ヒータ線５ａ）に所定の電圧が印加される。この除霜ヒータ５に所定の電圧が印加されることで、除霜ヒータ５の内側ガラス管５ｂおよび外側ガラス管５ｃの表面温度が上昇し、その輻射熱によって伝熱板６および裸管部２ｃおよび長尺フィン４ａを加熱する。
【０１２６】
その結果、裸管部２ｃは、除霜ヒータ５の輻射熱と、密着部６ｄを介した伝熱板６からの伝熱によって加熱される。
【０１２７】
特に、冷却器１は、実施の形態１で説明したように、裸管部２ｃと除霜ヒータ５の相対的距離が短くなっており、かつ、ガラス管５ａの上部からの輻射熱によって裸管部２ｃを加熱するため、裸管部２ｃは、効率よく加熱される。その結果、裸管部２ｃの表面に付着した霜は、短時間で融解する。
【０１２８】
また、除霜時に融解した霜は、裸管部２ｃやフィン４および長尺フィン４ａの下方から落下することになるが、実施の形態１で説明したように、伝熱板６の覆い部６ａ、６ｂおよび密着部６ｄとガイド部６ｃによって水滴が直接、高温となった外側ガラス管５ｃの表面に滴下することを抑制するため、蒸発音の発生を防止することができる。
【０１２９】
さらに、裸管部２ｃが加熱された冷却器１は、裸管部２ｃと長尺フィン４ａから冷却管２への熱伝導により、下方から上方への加熱が行われることとなり、その結果、実施の形態１で説明したサーモサイフォン作用によって冷却器１は、下方より上方に向けて加熱され、全体が効率良く除霜される。
【０１３０】
換言すると、裸管部２ｃと長尺フィン４ａの加熱を効率良く行うことで、冷却管２の熱伝導と管内対流の向上をはかることができ、除霜が難しい冷却器１の上部についても除霜を効率良く行うことが可能となるもので、これにより、除霜時間を短縮することができ、除霜時の消費電力を大幅に低減することができる。
【０１３１】
さらに、前述の如く除霜ヒータ５によって裸管部２ｃおよび伝熱板６を効果的に加熱することができるため、除霜ヒータ５の表面温度の上昇を抑制することができる。したがって、除霜ヒータ５の表面温度を、可燃性冷媒の発火温度以下に維持することができ、安全性が損なわれることもない。
【０１３２】
また、冷蔵庫は、実施の形態１で説明したように、除霜ヒータ５と冷却器１で占める除霜ヒータ付き冷却器の高さ寸法を小さくしているため、冷却室１４の容積を小さくして貯蔵室の物品収納容積を増加することが可能となり、冷蔵庫の付加価値を高めることができる。
【０１３３】
さらに、冷却運転時においても、伝熱板６の面積を小さくして、冷却器１を通過する冷却空気の通風を阻害する作用を抑制しているため、冷却器１の冷却損失を極力抑制することができ、冷却性能を引き出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明にかかる除霜ヒータ付き冷却器は、除霜効率を向上させて省エネを図ることができるので、家庭用冷蔵庫、業務用冷蔵庫、ショーケース、さらには自動販売機等の物品貯蔵装置に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の正面図
【図２】同冷却器における図１のＡ−Ａ線による断面部を矢印Ｚ方向から見た斜視図
【図３】同実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の側面図
【図４】同実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の除霜ヒータ周辺部を拡大した断面図
【図５】同実施の形態１における除霜ヒータ付き冷却器の除霜ヒータの取付け構造を示す要部分解斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の一部を切り欠いた側面図
【図７】同実施の形態２における冷蔵庫の冷却器部の拡大断面図
【図８】従来例を示す冷蔵庫の冷却器周辺の拡大断面図
【図９】同冷蔵庫における冷却器の除霜ヒータ部の拡大断面図
【図１０】異なる従来例を示す冷蔵庫の縦断面図
【符号の説明】
【０１３６】
１    冷却器
２    冷却管
２ｃ  裸管部
２ｄ  折り返し部
２ｅ  直管部
４    フィン
４ａ  長尺フィン
４ｂ  収納空間
４ｃ  フランジ
５    除霜ヒータ
６    伝熱板
６ａ  端部覆い部
６ｂ  中央覆い部
６ｃ  ガイド部
６ｄ  密着部
７    固定具
７ｂ  固定具
１１  本体
１３  圧縮機
１４  冷却室
１７  送風機
【図１】
2010025358.tif 000003
【図２】
2010025358.tif 000004
【図３】
2010025358.tif 000005
【図４】
2010025358.tif 000006
【図５】
2010025358.tif 000007
【図６】
2010025358.tif 000008
【図７】
2010025358.tif 000009
【図８】
2010025358.tif 000010
【図９】
2010025358.tif 000011
【図１０】
2010025358.tif 000012