(57)【要約】【課題】除霜装置の発熱量を高く設定して除霜特性を向上させる。【解決手段】冷却装置１は、左右方向に間隔をあけて互いに略平行に配置される複数の冷却フィンと蛇行状に曲げ加工され冷却フィンを貫通する金属製の冷媒管とを具備し奥行き寸法より高さ寸法が大きく上下方向上向きに空気が流れる風路に配置される冷却器２と、冷却器２の背面を覆うように冷却器２の背面に配置された平板状の除霜装置５とを備える。除霜装置５は、除霜装置５の外郭を構成する金属板と、除霜装置５の内部に配置されるニッケル合金の金属抵抗体からなる発熱体との間に、発熱体を絶縁するマイカ製の絶縁板を設けたものである。除霜装置５における冷却器２の最下端部より下方に位置する部分に、冷却器２方向に９０度以下角度で折り曲げ加工を施した除霜装置の曲げ加工部５ａを有する。【選択図】図２
2011208832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右方向に間隔をあけて互いに略平行に配置される複数の冷却フィンと前記冷却フィンを貫通する冷媒管とを具備し奥行き寸法より高さ寸法が大きく上下方向上向きに空気が流れる風路に配置される冷却器と、前記冷却器の背面を覆うように前記冷却器の背面に配置された平板状の除霜装置とを備えた冷却装置であって、前記除霜装置は、前記除霜装置の外郭を構成する金属板と、前記除霜装置の内部に配置される金属抵抗体からなる発熱体との間に、前記発熱体を絶縁するマイカからなる絶縁板を設けたものである冷却装置。
【請求項２】
前記発熱体の一部が、前記冷却器の最下端部より下方に位置するように除霜装置を配置した請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記除霜装置における前記冷却器の最下端部より下方に位置する部分に、前記冷却器方向に９０度以下角度で折り曲げ加工を施した前記除霜装置の曲げ加工部を有する請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却フィンにおける背面側の端部の少なくとも一部が前記除霜装置の外郭を構成する前記金属板に接触している請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
断熱空間で形成される物品貯蔵室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を、配管を介して順次環状に連結した冷凍サイクルと、前記蒸発器による冷却気流を前記物品貯蔵室内に送り込む送風機を具備した貯蔵装置において、前記蒸発器を、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却装置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、除霜装置を備えた冷却装置、およびその冷却装置を具備する物品貯蔵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物品貯蔵装置として代表される冷蔵庫には、除霜装置としてヒータを具備した冷却器が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図４に基づき、従来の冷却器を搭載した冷蔵庫について説明する。図４は、特許文献１に記載された冷蔵庫の要部断面図である。
【０００４】
図４に示すように、従来の冷蔵庫１０は、最下部に冷凍室１１が配置され、冷凍室１１の前面には、冷凍室扉１２が設けられている。また、冷凍室１１の上方に冷蔵室１３が配置され、冷蔵室１３の前面に冷蔵室扉１４が設けられている。さらに、冷蔵庫本体の下部後方には、冷却器１５と、冷却器１５の下方に配置された除霜装置としてのガラス管ヒータ１６と、冷却器１５の上部に位置するファン１７が設けられている。
【０００５】
以上のように構成された従来の冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【０００６】
冷却器１５内を流通する冷媒により冷却器１５が冷却され、ファン１７の作動により、冷却器１５との熱交換により冷却された空気が冷凍室１１および冷蔵室１３に送られて、冷凍室１１および冷蔵室１３が冷却される。
【０００７】
ここで、冷却器１５で熱交換される空気は、冷凍室扉１２や冷蔵室扉１４の開閉に伴って流入した高温外気や、冷凍室１１あるいは冷蔵室１３の保存食品に含まれる水分の蒸発等によって高湿化された空気であることから、低温である冷却器１５には、前述の高湿空気に含まれる水分が霜となって着霜し、堆積する。
【０００８】
したがって、霜の堆積量が増加すると、冷却器１５の表面と熱交換する空気との伝熱が阻害されると共に、通風抵抗となって風量が低下し、これに伴って熱通過率が低下し、冷却不足が発生する。
【０００９】
そこで、冷却不足となる前にガラス管ヒータ１６に通電し、放射熱により冷却器１５を暖め除霜する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−５５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の特許文献１に記載された構成では、ガラス管ヒータ１６と冷却器１５との距離を縮めて、除霜効率を向上させてはいるものの、ガラス管ヒータ１６の放射熱によって除霜するものであることから、除霜効率をさらに向上させるには限界がある、という課題を有していた。
【００１２】
一般に、ヒータの発熱量を高く設定する場合、発熱体の表面積を大きく設定することにより、発熱体の温度を使用温度上限基準以下とする方法があるが、冷却器１５の下方に配置された円筒状のガラス管ヒータ１６の発熱量を高く設定した場合、ガラス管の外径が大きくなたため、ガラス管ヒータ１６が、冷気の風路抵抗となり、冷却能力を劣化させるという課題を有していた。
【００１３】
また、シリコーンゴムにより絶縁されたヒータ線をアルミ箔に接着した面状ヒータが知られているが、シリコーンゴムの絶縁物としての使用温度は１８０℃以下であるため、高い発熱量を設定することができないという課題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、除霜装置の発熱量を高く設定して除霜特性を向上させることが可能な冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、冷却器の背面を覆うように前記冷却器の背面に配置された平板状の除霜装置を備えた冷却装置であって、前記除霜装置は、前記除霜装置の外郭を構成する金属板と、前記除霜装置の内部に配置される金属抵抗体からなる発熱体との間に、前記発熱体を絶縁するマイカからなる絶縁板を設けたものとしたのである。
【００１６】
これによって、除霜装置の発熱量を高く設定して除霜特性を向上させることが可能で、冷却器へ除霜装置の熱を効率よく伝達することができ、除霜時間の短縮を図ることができる冷却装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、除霜装置の発熱量を高く設定して除霜特性を向上させることが可能で、冷却器へ除霜装置の熱を効率よく伝達することができ、除霜時間の短縮を図ることができる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における冷却装置の正面図
【図２】同実施の形態の冷却装置の右側面図
【図３】同実施の形態の冷却装置に用いた除霜装置の分解斜視図
【図４】従来の冷蔵庫の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の発明は、左右方向に間隔をあけて互いに略平行に配置される複数の冷却フィンと前記冷却フィンを貫通する冷媒管とを具備し奥行き寸法より高さ寸法が大きく上下方向上向きに空気が流れる風路に配置される冷却器と、前記冷却器の背面を覆うように前記冷却器の背面に配置された平板状の除霜装置とを備えた冷却装置であって、前記除霜装置は、前記除霜装置の外郭を構成する金属板と、前記除霜装置の内部に配置される金属抵抗体からなる発熱体との間に、前記発熱体を絶縁するマイカからなる絶縁板を設けたものである冷却装置である。
【００２０】
かかる構成とすることにより、除霜装置の単位面積当りの発熱量を高く設定すると共に、除霜装置の有効発熱面積を大きく設定して、除霜装置の発熱量を高く設定することが可能となり、また、冷却器へ除霜装置の熱を効率よく伝達することができ、除霜特性を向上させることができ、除霜時間の短縮を図ることができ、安価な、冷却装置を提供することができる。
【００２１】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記発熱体の一部が、前記冷却器の最下端部より下方に位置するように除霜装置を配置したものである。
【００２２】
かかる構成とすることにより、冷却器の下方に位置するドレンパン部分に効率よく熱を供給し、除霜することができる。これによって、ドレンパン部分のみを除霜するためのヒータを個別に設置することが不要となり、除霜装置を安価な構成とすることができる。
【００２３】
第３の発明は、特に第２の発明において、前記除霜装置における前記冷却器の最下端部より下方に位置する部分に、前記冷却器方向に９０度以下角度で折り曲げ加工を施した前記除霜装置の曲げ加工部を有するものである。
【００２４】
かかる構成とすることにより、ドレンパン部分と冷却器の下部に効率よく熱を与えることができる。これによって、安価な構成にて、ドレンパン部分と冷却器の除霜特性を向上することができる。
【００２５】
第４の発明は、特に第１から第３のいずれかの発明において、前記冷却フィンにおける背面側の端部の少なくとも一部が前記除霜装置の外郭を構成する前記金属板に接触しているものである。
【００２６】
かかる構成とすることにより、除霜装置の熱を、金属板から冷却フィンの接触部へ、直接、熱伝達することにより、除霜特性を向上することができる。
【００２７】
第５の発明は、断熱空間で形成される物品貯蔵室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を、配管を介して順次環状に連結した冷凍サイクルと、前記蒸発器による冷却気流を前記物品貯蔵室内に送り込む送風機を具備した貯蔵装置において、前記蒸発器を、第１から第４のいずれかの発明の冷却装置とした物品貯蔵装置である。
【００２８】
かかることにより、除霜効率の向上に伴って除霜運転時間の短縮化をはかり、効率のよい冷却運転を行うことができるとともに、消費電力量を抑制した物品貯蔵装置を得ることができる。
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。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。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷却装置の正面図であり、図２は、同実施の形態の冷却装置の右側面図であり、図３は、同実施の形態の冷却装置に用いた除霜装置の分解斜視図である。
【００３１】
図１、図２において、冷却装置１は、冷却器２と除霜装置５を備えた構成である。
そして、冷却器２は、左右方向に間隔をあけて互いに略平行に配置される複数の冷却フィン３と、蛇行状に曲げ加工され、かつ複数の冷却フィン３それぞれに設けられた貫通孔（図示せず）を貫通した金属製の冷媒管４を主体とする構成である。
【００３２】
除霜装置５は、図３に示すように、ニッケル合金からなる発熱体６と、発熱体６に接続されたリード線７と、発熱体６を絶縁するマイカ製の絶縁板８と、除霜装置５の外郭となる金属板９を備えた構成である。
【００３３】
除霜装置５は、９０度以下に曲げ加工が施されており、除霜装置の曲げ加工部５ａは、冷却器２の再下部より下方になるように配置されており、除霜装置の曲げ加工部５ａの内面には、発熱体６の一部が配置されている。
【００３４】
また、冷却器の背面に位置する金属板９と冷却フィン３の一部は、接触する様に設置している。
【００３５】
本実施の形態の冷却装置１は、左右方向に間隔をあけて互いに略平行に配置される複数の冷却フィン３と蛇行状に曲げ加工され冷却フィン３を貫通する金属製の冷媒管４とを具備し奥行き寸法より高さ寸法が大きく上下方向上向きに空気が流れる風路に配置される冷却器２と、冷却器２の背面を覆うように冷却器２の背面に配置された平板状の除霜装置５とを備えた冷却装置１である。
【００３６】
そして、本実施の形態の冷却装置１に用いる除霜装置５は、除霜装置５の外郭を構成する金属板９と、除霜装置５の内部に配置されるニッケル合金の金属抵抗体からなる発熱体６との間に、発熱体６を絶縁するマイカ製の絶縁板８を設けたものである。
【００３７】
そして、発熱体６の一部が、冷却器２の最下端部より下方に位置し、除霜装置５における冷却器２の最下端部より下方に位置する部分に、冷却器２方向に９０度以下角度で折り曲げ加工を施した除霜装置の曲げ加工部５ａを有する。
【００３８】
また、冷却フィン３における背面側の端部の少なくとも一部が除霜装置５の外郭を構成する金属板９に接触している。
【００３９】
以上のように構成された本実施の形態の冷却装置１について、次に、冷却器２の除霜を行う除霜装置５の動作について説明する。
【００４０】
着霜した冷却器２の除霜は、リード線７からの通電により、発熱体６が発熱し、その熱が絶縁板８、金属板９、冷却フィン３に伝熱されることによって行われる。
【００４１】
絶縁板８の材料に用いるマイカは、ガラス管ヒータの絶縁材料である耐熱ガラスに比べ、安価であり、かつ、板状に加工しやすい利点がある。また、マイカは、面状のアルミ箔ヒータの絶縁材料に使用されているシリコーンゴムに比べ、耐熱性が高い利点があり、除霜装置５の発熱量を高く設定することが可能となり、除霜性能を向上することができる。
【００４２】
金属板９は、除霜装置５の外郭に構成することにより、除霜装置５の内部に、水滴や被腐食物質を含んだ水蒸気の侵入を防ぐとともに、除霜装置５の取扱い時に生じる恐れのある、絶縁板８の傷つきを防ぐことができる為、発熱体６の絶縁性を保ち、且つ、腐食抑制効果を得ることができる。
【００４３】
また、金属板９は、金属の高い熱伝導性を利用し、冷却器２の霜を有効に溶かすことができる。さらに、金属板９と冷却フィン３の一部を接触させて配置することにより、この接触部により、より効果的に発熱体の熱を、冷却フィン３を通じて、冷却器２を除霜することができる。
【００４４】
金属板９の材料としては、ステンレス、耐熱鋼板、アルミニウム等の薄板金属材料から選択することができる。
【００４５】
除霜装置５を、冷却器２の背面（冷却器２に対し物品貯蔵室と反対側）に設置した場合、金属板９の面積は、冷却器２の高さ寸法Ａと横幅寸法Ｂを乗じた面積程度に設定することができる。
【００４６】
一方、除霜装置５を図２の破線Ｘで示す如く、冷却器２の下方に設置した場合、金属板の面積は、冷却器２の横幅寸法Ｂと奥行き寸法Ｃを乗じた面積程度にしか、設定することができない。
【００４７】
したがって、冷却器２の高さ寸法Ａが、奥行き寸法Ｃに比べて長い場合、除霜装置５を冷却器２の背面に設置する構成とすることにより、除霜装置５の金属板９を配置する面積を広く設定することができる。
【００４８】
金属板９の面積を大きく設定すると、以下の利点がある。
【００４９】
まず、発熱体６を設計する場合、発熱体６の寿命を確保するために、使用温度上限基準を設定するが、この使用温度上限基準を満足するには、発熱体６の表面積を大きく設定した方が、より発熱量を高く設定することができる。発熱量を高く設定した場合、発熱量を低く設定した場合に比べて短時間で除霜することができるため、効率的であり、また、発熱体６の寿命を確保することができる。
【００５０】
次に、冷却器２を、可燃性冷媒を使用した冷凍サイクルに組み込む場合、除霜装置５の外郭表面温度は、可燃性冷媒の発火温度より１００℃低く設定し、安全性を確保する必要がある。例えば、イソブタンの場合であると、イソブタンの発火温度は４９４℃であるため、本実施の形態の場合、金属板９の表面温度を３９４℃以下に設定し、安全性を確保している。
【００５１】
このように、金属板９の表面温度を低く設定する必要がある可燃性冷媒を使用した場合、発熱体６の表面積を大きく設定する方が、発熱量を高く設定することができる。
【００５２】
また、冷却器２の高さ寸法Ａが、冷却器２の奥行き寸法Ｃに比べて長い場合、除霜装置５を冷却器２の背面に設置することにより、除霜装置５と除霜装置５から最も離れた場所に位置する冷却フィン３の部位までの距離は、冷却器２の下方に除霜装置５を設置した場合に比べて短くなる。よって、除霜装置５を冷却器２の背面に配置することは、除霜装置５の熱を冷却器２の全域に亘って効率的に供給し易い配置構成といえる。
【００５３】
また、冷却フィン３の一部と金属板９を接触させて配置することにより、除霜装置５の熱を、金属板９から冷却フィン３に、効率よく、熱伝達することができるため、除霜性能を向上することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、除霜装置５は、冷却器２の高さ寸法Ａおよび冷却器の横幅寸法Ｂに比べ大きな寸法形状としているが、冷却器２の着霜量及び、除霜装置５の熱容量により、任意に大きさを設定し、小型化することにより、安価な構成とすることもできる。
【００５５】
また、冷却器２の最下端部より下方に配置した除霜装置の曲げ加工部５ａは、曲げ角度Ｄを９０度以下にすることにより、除霜装置５の熱を指向的に、冷却器２の下部にあるドレンパン部分（図示せず）に、供給することが可能となり、ドレンパン部分の除霜性能を向上することができる。
【００５６】
さらに、除霜装置の曲げ加工部５ａは、冷却器２の下部へも熱を指向的に、供給することが可能となり、冷却器２の下部の除霜性能を向上することができる。冷却器２の下部は、霜を多く蓄積しやすい箇所であることから、除霜装置の曲げ加工部５ａは、冷却器２の除霜性能をさらに向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる冷却装置は、除霜装置の発熱量を高く設定することができ、かつ、発熱体の熱を効率よく冷却器へ供給することができるので、除霜特性に優れた冷却装置が提供でき、冷蔵庫等の家庭用から自動販売機等の産業用の物品貯蔵装置の冷却装置として広く適用できるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１    冷却装置
２    冷却器
３    冷却フィン
４    冷媒管
５    除霜装置
５ａ  除霜装置の曲げ加工部
６    発熱体
７    リード線
８    絶縁板
９    金属板
【図１】
2011208832.tif 000003
【図２】
2011208832.tif 000004
【図３】
2011208832.tif 000005
【図４】
2011208832.tif 000006