(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象空間に連通する通気路に冷媒蒸発器が配置された冷却装置において、前記蒸発器の通気路の側方にバイパス通気路を設け、このバイパス通気路に放熱側熱交換器と吸熱側交換器を有する熱電変換素子を前記放熱側熱交換器が前記蒸発器に面し、かつ、吸熱側熱交換器がバイパス通気路に面するよう配置し、前記蒸発器の通気路およびバイパス通気路の冷却空間への連通状態を選択的に切換可能な切換えダンパを設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記切換えダンパが前記バイパス通気路を塞いだ場合、気流が通気路を通過し、蒸発器により冷却されて庫内に供給される構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記切換えダンパが前記通気路を塞いだ場合、気流がバイパス通気路を通過し、熱電変換素子により冷却されて庫内に供給される構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項４】
前記通気路に除霜ヒータを配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の冷却装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載の冷却装置を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項記載の冷却装置を備えたことを特徴とするショーケース。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項記載の冷却装置を備えたことを特徴とする自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫、ショーケース、自動販売機等のコンプレッサ式冷凍サイクルを用いた冷却装置に係り、特にペルチェ素子等の熱電変換素子を併用した冷却装置、冷蔵庫、ショーケース及び自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫、ショーケース、自動販売機等の冷却装置として、コンプレッサ式冷凍サイクルが知らている。
【０００３】
コンプレッサ式冷凍サイクルは、庫内の冷却空間に通ずる通風路内に配置された蒸発器（エバポレータ）により冷媒を蒸発させ、その気化熱によりて空気を冷やし、次いで凝縮器（コンデンサ）によりガス化冷媒を凝縮によりて液化し、液化された冷媒をポンプにより再び蒸発器に循環させるようになっている。
【０００４】
従来のコンプレッサ式冷凍サイクルでは、着霜により蒸発器に目詰まりが生じるため、一定時間ごとにヒータ加熱やオフサイクルにより蒸発器の温度を上昇させて除霜（デフロスト）運転を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の除霜運転では、冷凍サイクルがオフサイクルとなるため、庫内温度が上昇してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、除霜に際して庫内温度の上昇を防止し得る冷却装置、冷蔵庫、ショーケース及び自動販売機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、冷却対象空間に連通する通気路に冷媒蒸発器が配置された冷却装置において、前記蒸発器の通気路の側方にバイパス通気路を設け、このバイパス通気路に放熱側熱交換器と吸熱側交換器を有する熱電変換素子を前記放熱側熱交換器が前記蒸発器に面し、かつ、吸熱側熱交換器がバイパス通気路に面するよう配置し、前記蒸発器の通気路およびバイパス通気路の冷却空間への連通状態を選択的に切換可能な切換えダンパを設けたものである。
【０００８】
本発明によれば、通常の冷凍サイクル時にはダンパを蒸発器側の通気路を庫内に連通させるように切換えて冷凍運転を行う。除霜運転時にはダンパをバイパス通気路を庫内に連通させるように切換える。この時熱電変換素子に通電することにより放熱側交換器が蒸発器に面しているので蒸発器は加熱されて除霜される、これと同時に、吸熱側熱交換器がバイパス通気路に面しているので、バイパス通気路を通過する空気は吸熱側熱交換器によって冷却されて庫内に送られる。その結果、除霜時の庫内温度の上昇が防止される。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記切換えダンパが前記バイパス通気路を塞いだ場合、気流が通気路を通過し、蒸発器により冷却されて庫内に供給される構成としたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記切換えダンパが前記通気路を塞いだ場合、気流がバイパス通気路を通過し、熱電変換素子により冷却されて庫内に供給される構成としたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項記載のものにおいて、前記通気路に除霜ヒータを配置したことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の冷却装置を備えた冷蔵庫である。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の冷却装置を備えたショーケースである。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の冷却装置を備えた自動販売機である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に、本発明の実施の形態に係る冷凍庫の部分縦断面図を示す。冷凍庫のケーシング１の背部内面に沿って通気路３が設けられており、この通気路３内には蒸発器４が配置されている。通気路３に平行してバイパス通気路７が併設されており、このバイパス通気路７内にはペルチェ素子８が配置されている。
【００１１】
ペルチェ素子８は、放熱側熱交換器９が蒸発器４に面し、かつ吸熱側熱交換器１０が蒸発器４とは反対側のバイパス通気路７に面するように配置されている。
【００１２】
通気路３とバイパス通気路７とは、切換えダンパ１１により、いずれか一方が選択的に庫内２に連通するように、通気路切換えが可能に構成されている。すなわち、切換えダンパ１１は通常冷却時において通気路３を解放してバイパス通気路７を塞ぐことにより、通常気流Ａを蒸発器４、送風ファン５、庫内２の経路で流し（図１参照）、除霜時にはバイパス通気路７を解放して通気路３を塞いで補助気流Ｂをバイパス通気路７、送風ファン５、庫内２の経路で流す（図２参照）ようになっている。
通気路３と切換えダンパ１１の下流側に通気路には送風ファン５が配置され、通気路３もしくはバイパス通気路７からの冷気を庫内２内に送風するようになっている。通気路３の上流側すなわち蒸発器４または吸熱側熱交換器１０の下方には電熱線等を用いた除霜ヒータ６が配置されている。
【００１３】
蒸発器４には冷媒回路が接続されており、冷媒回路は蒸発器４からのガス化冷媒を圧縮する圧縮機１２、圧縮された冷媒を凝縮して液化する凝縮器１３、液化冷媒を膨脹させる膨脹機１４、および膨脹冷媒を蒸発させて気化熱を奪う蒸発器４を備えたコンプレッサ式の冷凍サイクルで構成される。
【００１４】
次に、動作を説明する。まず、通常の冷却時において、図１に示すように、切換えダンパ１１はバイパス通気路７側に移動されてバイパス通気路７を塞ぐ。すると、通常気流Ａは通気路３側を通過し、蒸発器４により冷却され、送風ファン５を介して庫内２に強制的に供給される。このとき除霜ヒータ６およびペルチェ素子８には通電されない。
【００１５】
次に、除霜時において冷凍サイクルの動作は停止され、、図２に示すように、切換えダンパ１１を通気路３側に切換えて通気路３を塞ぐ。すると、庫内２につながる通気路は通気路３側からバイパス通気路７側に切替わり、補助気流Ｂがバイパス通気路７を通過して送風ファン５により庫内２に供給される。このとき除霜ヒータ６およびペルチェ素子８に通電が行われ、蒸発器４に付着した霜は除霜ヒータ６の加熱および吸熱側熱交換器１０の加熱により除去される。一方、ペルチェ素子８に通電が行われるので吸熱側熱交換器１０によってバイパス通気路７内の補助気流Ｂの熱が奪われ、冷却された補助気流Ｂがバイパス通気路７側を通過し、送風ファン５を介して庫内２に強制的に供給されることになる。
【００１６】
このようにして、除霜時に冷凍サイクルが停止してもペルチェ素子８により冷却空気が庫内２の供給されるので、庫内２内の温度の上昇を防止することができる。
【００１７】
なお、本発明に実施の形態は上記した態様に限定されることはない。例えば、上記実施の形態では、除霜に際してペルチェ素子８と除霜ヒータ６とを併用して例を示したが、除霜ヒータ６を用いない態様でも本発明の目的は達成可能である。ただし、ペルチェ素子８と除霜ヒータ６とを併用する構成の方が除霜効果ないしは除霜の能率が向上する点で有利である。
【００１８】
また、上記実施の形態では、冷凍サイクルとして、庫内２内を間接的に冷却するいわゆる間接冷却方式のものを例示したが、蒸発器を庫内２内に露出させて冷却を行ういわゆる直冷式の冷凍サイクルにも本発明の適用が可能である。直冷式の場合は、蒸発器の表面（２に露出する面）の一部（例えば、底面）に吸熱側熱交換器１０が面し、かつ庫内２側にペルチェ素子８が面するようにペルチェ素子８を配置する。このようにすることにより、除霜時には、吸熱側熱交換器１０によって蒸発器を加熱する一方、ペルチェ素子８によって庫内２を冷却するので、庫内２の温度が過度に上昇することを防止することができる。
【００１９】
さらにまた、ペルチェ素子８の放熱側熱交換器９および吸熱側熱交換器１０は、種々の形態であってよい。例えば、押出しフィン、削り起こしフィン、プレート型ヒートパイプ、フィン付き管、ヒートパイプあるいはこれらの組合わせを用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、除霜運転時にはダンパを切換えてバイパス通気路を庫内に連通させ、この時熱電変換素子に通電して放熱側交換器により蒸発器を加熱し、これと同時に、吸熱側熱交換器によりバイパス通気路を通過する空気が冷却されて庫内に送られるようにしたので、冷却動作を停止している時でも冷却動作が続行され、除霜時の庫内温度の上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる冷却装置の実施例で冷却時の状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかる冷却装置の実施例で除霜時の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  庫内
３  通気路
４  蒸発器
５  送風ファン
６  除霜ヒータ
７  バイパス通気路
８  ペルチェ素子
９  放熱側熱交換器
１０  吸熱側熱交換器
１１  切換えダンパ
１２  圧縮機
１３  凝縮器
１４  膨脹器
Ａ  通常気流
Ｂ  補助気流
【図１】
0003616174.tif 000002
【図２】
0003616174.tif 000003