(57)【要約】【課題】エバポレータ下方に設置した電気ヒータによる除霜運転を行う際、均一に加熱することが困難であり、エバポレータの位置により、除霜に要する時間にばらつきがでるため、不要な加熱を行ったり、また、除霜時間が長期化するという課題があった。【解決手段】エバポレータ５と除霜用ヒータ６と除霜制御手段１４と、除霜制御手段と、よりなり、除霜中の一定期間、除霜用ヒータ６を低電力運転することで、加熱とエバポレータ５の熱伝導による熱の拡散で、エバポレータ５を均一加熱したこととなり、輻射熱を有効に除霜に使用でき、除霜効率を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィンアンドチューブ型のエバポレータと、除霜用ヒータと、前記除霜用ヒータのヒータ電力制御手段と、除霜制御手段と、冷蔵庫。
【請求項２】
前記除霜用ヒータの電力制御手段として、電圧降下手段を用いた請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記除霜用ヒータの断続運転に先立って、所定時間連続通電を行う請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記除霜用ヒータの断続運転を所定時間行った後に、連続通電する請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記エバポレータの温度が、所定の温度になった後に、前記除霜用ヒータの電力を減じる請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間接冷却方式の冷蔵庫等のエバポレータの除霜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷蔵庫などの除霜装置は、エバポレータ下部に設置したガラス管に封入した電熱線をあらかじめ設定した時間毎に通電し、その熱により冷却運転中にエバポレータに付着した霜や氷を融解させ除霜するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の概略構成を示す側断面を示すものである。図６に示すように、蒸発器１７、除霜用ヒータ１８、保護カバー１９から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３８９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、除霜用ヒータ１８が蒸発器１７の下方に位置しているため、ヒータの熱により蒸発器１７の下部の冷媒管が先行して温度上昇し、上部に行くに従い温度上昇が鈍化することで、蒸発器１７全体の除霜時間は長期化してしまう。
【０００６】
さらに、保護カバー１９がアルミ製であり、除霜用ヒータ１８から輻射される熱の大部分が反射してしまい、除霜に必要な熱を十分に受熱することができず、伝熱量もきわめて少なく、効率的に霜を溶かすことが難しいという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を決定するもので、除霜ヒータを低電力で通電することで、霜が融解するまでの顕熱変化を必要最小限の加熱を行い、熱伝導による熱の拡散と同時進行させることで、蒸発器１７の全体を均温化しつつ、除霜を行うことで、蒸発器の温度上昇のばらつきを抑制するとともに、ヒータへの電気入力をも抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、フィンアンドチューブ型のエバポレータと、除霜用ヒータと、前記除霜用ヒータのヒータ電力制御電力制御手段と、除霜制御手段と、よりなるものである。
【０００９】
これにより、蒸発器の温度を霜の融解温度に上昇させるときに、ヒータ電力を減じる等して、最小のエネルギーで除霜を可能とし、除霜効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷蔵庫は、ヒータ電力を減じた運転が可能となり、ヒータ熱量が少なくてすむ場合には、ヒータの使用電力を抑制することにより、温度が均一化することができ、ヒータの熱を効率的に使用することができ、除霜効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜運転制御回路のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における冷蔵庫のヒータ電力制御手段の概念図
【図４】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の他のヒータ電力制御手段の概念図
【図５】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜運転時のタイムチャート
【図６】従来の冷蔵庫の冷却室の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、フィンアンドチューブ型のエバポレータと、除霜用ヒータと、前記除霜用ヒータの電力制御手段と、除霜制御手段と、より構成したことにより、除霜運転中にも、除霜用ヒータの運転を低電力化することにより、必要最小限の熱量を除霜に使用できるとともに、除霜ヒータの停電中に、エバポレータ自身の熱伝導により、温度の均一化が図れ、均一除霜が可能となる。
【００１３】
第２の発明は、前記除霜用ヒータの電力制御手段として、電圧降下手段を用いたことにより、あらかじめ設定した電力にハードウェアで容易に実現できる。
【００１４】
第３の発明は、前記除霜用ヒータの断続運転に先立って、所定時間連続通電を行うことにより、除霜ヒータ温度を除霜するために十分な温度まで上昇させることとなり、除霜ヒータ自身の熱容量と相まって、断続運転中にも高い温度を保つことができる。
【００１５】
第４の発明は、前記除霜用ヒータの断続運転を所定時間行った後に、連続通電することにより、もっとも熱量を必要とする霜の融解状態で十分な熱量を与えることができ、除霜運転を早く終了させることができる。
【００１６】
第５の発明は、前記エバポレータの温度が、所定の温度になった後に、前記除霜用ヒータの電力を減じることにより、霜融解後の冷凍室や冷蔵室の不要な温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面の断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜運転制御回路のブロック図、図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜運転時のタイムチャートである。図４は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫のヒータ電力制御手段の概念図、図５は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の他のヒータ電力制御手段の概念図である。
【００１９】
図１において、冷蔵庫１、冷凍室２、冷蔵室３である。
【００２０】
冷凍室２の奥部の冷却室４には、エバポレータ５、除霜用ヒータ６、庫内ファン７を設置している。
【００２１】
冷蔵室３には、冷却室４と連通する吐出風路（図示せず）と吸入風路（図示せず）が設置され、吐出風路の冷蔵室３内の開口部には、ダンパーなどの冷蔵室温度調整手段８が設置されている。
【００２２】
除霜用ヒータ６は、エバポレータ５の下方に設置されている。具体的には、この除霜用ヒータ６は、ガラス管とガラス管の中に設けたヒータ線とからなるガラス管ヒータである。
【００２３】
図２において、冷蔵庫制御手段９は、冷凍室２内に設置した冷凍室センサ１０、冷蔵室センサ１１、除霜センサ１２が制御入力として接続さる。
【００２４】
また、出力側として、冷蔵室温度調整手段８、圧縮機１３、庫内ファン７、除霜制御手段１４が接続される。
【００２５】
また、除霜制御手段１４には、ヒータ電力制御手段１５を介して除霜用ヒータ６が接続される。
【００２６】
図３において、ヒータ電力制御手段１５として、ダイオードなどを用い交流を半波整流することによって電力を減じる電圧降下手段Ａ１６Ａである。
【００２７】
図４において、ヒータ電力制御手段１５として、トランスなどの変圧器を用いて、電圧を降下させる電圧降下手段Ｂ１６Ｂである。
【００２８】
次に、上記構成の動作について説明する。
【００２９】
電源投入とともに冷蔵庫制御手段９は、冷凍室センサ１０、冷蔵室センサ１１の検知した値を用い、圧縮機１３、庫内ファン７、冷蔵庫温度調整手段８に指示し、運転を開始する。
【００３０】
時間とともに、エバポレータ５には、徐々に霜が付着する。着霜の進行に従い、エバポレータ５が目詰まり状態に近づくと、除霜センサ１２が目詰まりを検知し、この検知値により、冷蔵庫制御手段９が除霜運転開始を決定する。
【００３１】
除霜センサ１２は、例えば、温度により目詰まりを検知する。
【００３２】
図５に除霜運転時のタイミングチャートを示す。図３に従い、除霜運転時の動作を説明する。
【００３３】
除霜センサ１２が、所定の温度（例えば、−３０℃）を検知すると、冷蔵庫制御手段９は、圧縮機１３、および、庫内ファン７を停止、冷蔵室温調整手段８を全閉にするとともに、除霜制御手段１４に指示し、除霜用ヒータ６の運転を開始する（Ｔ０）。
【００３４】
除霜制御手段１４は、あらかじめ決定された、除霜用ヒータ６温度が十分に上昇する時間が経過するまで、除霜用ヒータ６を最大熱量で運転するよう、ヒータ電力制御手段１５に指示を与える。
【００３５】
所定時間経過後、除霜制御手段１４は、除霜用ヒータ６の電力を減じて運転するように、ヒータ電力制御手段１５に指示する（Ｔ１）。
【００３６】
このとき、除霜用ヒータ６の電力比はあらかじめ設定した電力、例えば、３０〜７０％の電力で運転する。
【００３７】
除霜用ヒータ６の通電中は、輻射及び、周囲の空気による対流熱伝達により、上方に設置したエバポレータ５は加熱され、特に、エバポレータ５の下部などの除霜用ヒータ６に近接した場所は、局部的に加熱される。
【００３８】
このとき、除霜用ヒータ６の加熱能力は、電力を減じることにより、表面温度が低いため、近接したエバポレータ５の表面への加熱量は減少するが、発明者の実験では、電力を
５０％にした場合でも、温度上昇速度は２０％程度遅くなるのみであり、エバポレータ５の温度上昇に要するエネルギー効率は約６０％向上することを確認している。
【００３９】
この状態で、エバポレータ５の温度は、０℃近くまで上昇していく。
【００４０】
あらかじめ設定した除霜周期や除霜開始温度により、除霜運転開始時の着霜量はほぼ一定であり、０℃付近まで上昇するのに要する時間もほぼ一定である。
【００４１】
このため、この時間を参考にあらかじめ設定した断続運転時間が経過すると、除霜制御手段１４は、再び除霜用ヒータ６の連続運転を開始する（Ｔ２）。
【００４２】
このとき霜の温度も、ほぼ０℃であるので、これ以降、霜が解けきるまでは、霜は潜熱変化するため温度はほぼ０℃を保つ。霜が完全に融解し終えると、温度が再び上昇を始める（Ｔ３）。
【００４３】
このとき再び除霜制御手段１４は、ヒータ電力制御手段１５に指示し、ヒータ電力を減じて運転を行う。
【００４４】
そして、所定の温度まで上昇したことを除霜センサ１２が検知すると、冷蔵庫制御手段９は、除霜運転を終了するため、除霜用ヒータ６の通電停止を除霜制御手段１４に指示し、除霜制御手段１４は除霜用ヒータ６の運転を停止する（Ｔ４）。
【００４５】
除霜用ヒータ６の表面温度がある程度低下するための起動待ち時間経過後、冷蔵庫制御手段９は、圧縮機１３の運転を開始する（Ｔ５）。
【００４６】
圧縮機１３の運転により、エバポレータ５の温度が低下した後、冷蔵庫制御手段９は、庫内ファンを運転するとともに、冷蔵室センサ１１の検知値に従い、冷蔵室温度調整手段８を開路し、冷却運転を開始する（Ｔ６）。
【００４７】
以上のように本実施の形態では、除霜ヒータが低電力運転されるため、除霜ヒータ通電時に大きくなった除霜ヒータに近いエバポレータの下部と距離の離れた上部の温度差を、非通電時に熱伝導による熱の移動のみが発生し、エバポレータ全体を均温化するので、除霜ヒータによる加熱の効率化が図れるとともに、エバポレータの位置による除霜の進行の均一化が図れる。
【００４８】
また、効率向上により、断続運転での加熱量の減少による除霜時間の長期化も効率向上により、小さく抑えることができ、このため、除霜に要するエネルギーが減少し、省エネルギーかがはかれる。
【００４９】
また、同時に除霜ヒータによる除霜時の霜熱量が低くなることから、除霜中の冷凍室、冷蔵室の温度上昇を低く抑えられることで、食品の保鮮上も多大な効果を有する。
【００５０】
以上のように本実施の形態では、除霜用ヒータ６の電力制御手段として、電圧降下手段を用いたことにより、あらかじめ設定した電力にハードウェアで容易に実現できる。
【００５１】
また、除霜用ヒータ６の断続運転に先立って、所定時間連続通電を行うことにより、除霜ヒータ温度を除霜するために十分な温度まで上昇させることとなり、除霜ヒータ自身の熱容量と相まって、断続運転中にも高い温度を保つことができる。
【００５２】
また、除霜用ヒータの断続運転を所定時間行った後に、連続通電することにより、もっ
とも熱量を必要とする霜の融解状態で十分な熱量を与えることができ、除霜運転を早く終了させることができる。
【００５３】
また、エバポレータ５の温度が、所定の温度になった後に、除霜用ヒータ６の電力を減じることにより、霜融解後の冷凍室や冷蔵室の不要な温度上昇を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、輻射式ヒータの熱を低電力で加えることにより、エバポレータの温度上昇が緩やかになり、熱伝導に要する時間を与えることができ、加熱の均一化をよる少ないエネルギーで行うことができるので、除霜効率の向上によりエネルギーの有効利用が図れることより、冷蔵庫や局部加熱が必要な加熱装置などにも適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１  冷蔵庫
５  エバポレータ
６  除霜用ヒータ
１４  除霜制御手段
１５  ヒータ電力制御手段
１６Ａ  電圧降下手段Ａ
１６Ｂ  電圧降下手段Ｂ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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