(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
除霜装置であって、
蒸発器に備えられるヒーティングユニットと、
両端部が前記ヒーティングユニットの入口及び出口にそれぞれ連結され、前記ヒーティングユニットにより加熱されて移送される高温の作動液により前記蒸発器の冷却管に放熱するように少なくとも一部が前記冷却管に隣接して配置されるヒートパイプとを備えてなり、
前記ヒーティングユニットが、
内部に空間を備え、長手方向に互いに離隔した位置に前記入口及び前記出口をそれぞれ備えるヒータケースと、
前記ヒータケースの外面に取り付けられて前記ヒータケース内の作動液を加熱するように構成されるヒータとを備えてなり、
前記ヒータが、
セラミック材質で形成され、前記ヒータケースの外面に取り付けられるベースプレートと、
前記ベースプレートに形成され、電源供給時に発熱するように構成される熱線と、
前記ベースプレートに備えられ、前記熱線と電源とを電気的に接続するように構成されるターミナルとを備えてなり、
前記ヒータケースは、前記熱線が配置されている部分に対応する能動発熱部と、前記熱線が配置されていない部分に対応する受動発熱部とに分けられ、
前記ヒートパイプを移動して前記入口から戻る作動液が再加熱されて逆流することを防止するように、前記入口が前記受動発熱部に形成されることを特徴とする、除霜装置。
【請求項２】
前記熱線が、前記ヒータケースの外面において前記入口と前記出口との間の一地点に対応する位置から前記出口に対応する位置に向かって延設されることを特徴とする、請求項１に記載の除霜装置。
【請求項３】
前記ヒータが、前記ヒータケースの底面に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の除霜装置。
【請求項４】
除霜装置であって、
蒸発器に備えられるヒーティングユニットと、
両端部が前記ヒーティングユニットの入口及び出口にそれぞれ連結され、前記ヒーティングユニットにより加熱されて移送される高温の作動液により前記蒸発器の冷却管に放熱するように少なくとも一部が前記冷却管に隣接して配置されるヒートパイプとを備えてなり、
前記ヒーティングユニットが、
内部に空間を備え、長手方向に互いに離隔した位置に前記入口及び前記出口をそれぞれ備えるヒータケースと、
前記ヒータケースの底面に取り付けられて前記ヒータケース内の作動液を加熱するように構成されるヒータとを備えてなり、
前記ヒータケースの両側には、それぞれ前記底面から下方に延設され、前記底面に取り付けられたヒータの両側面を覆うように構成される第１延長フィン及び第２延長フィンが備えられることを特徴とする、除霜装置。
【請求項５】
前記ヒータの背面と、前記第１延長フィン及び第２延長フィンとにより形成される凹状（recessed）空間には、シール部材が前記ヒータを覆うように充填されてなり、
前記ヒータの背面と、前記シール部材との間には、絶縁材が介在することを特徴とする、請求項４に記載の除霜装置。
【請求項６】
前記ヒータケースが、
内部に空間を備え、両端部が開口した形状を有し、底面に前記ヒータが取り付けられるメインケースと、
前記メインケースの開口した両端部をそれぞれ覆うように装着される第１カバー及び第２カバーとを備えてなることを特徴とする、請求項４に記載の除霜装置。
【請求項７】
除霜装置であって、
蒸発器に備えられるヒーティングユニットと、
両端部が前記ヒーティングユニットの入口及び出口にそれぞれ連結され、前記ヒーティングユニットにより加熱されて移送される高温の作動液により前記蒸発器の冷却管に放熱するように少なくとも一部が前記冷却管に隣接して配置されるヒートパイプとを備えてなり、
前記ヒーティングユニットが、
内部に空間を備え、長手方向に互いに離隔した位置に前記入口及び前記出口をそれぞれ備えるヒータケースと、
前記ヒータケースの底面に取り付けられて前記ヒータケース内の作動液を加熱するように構成されるヒータとを備えてなり、
前記ヒータが取り付けられていない前記ヒータケースの他の外面には、外部フィンが突設されていることを特徴とする、除霜装置。
【請求項８】
前記外部フィンが、前記ヒータケースの上面に形成されてなることを特徴とする、請求項７に記載の除霜装置。
【請求項９】
前記外部フィンが、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいて前記ヒータケースの長手方向又は横手方向に延設され、
前記離隔間隔が、前記外部フィンの幅と同じか、又は前記外部フィンの幅より広く設定されていることを特徴とする、請求項７に記載の除霜装置。
【請求項１０】
前記ヒータが、前記ヒータケースの外部底面に取り付けられてなり、
前記ヒータケースの内部底面には、内部フィンが突設されていることを特徴とする、請求項７に記載の除霜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルに備えられる蒸発器に生じた霜を除去するための除霜装置、及びそれを備える冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルに備えられる蒸発器は、冷却管を流動する冷媒の循環により生成された冷気を用いて周辺の温度を下げる。その過程で、周辺空気との温度差が生じた場合、空気中の水分が冷却管の表面に凝縮凍結する現象が発生する。
従来、蒸発器に生じた霜を除去するための除霜作業には、通常電気ヒータによる除霜方法が用いられていた。
近年、発熱手段としてヒートパイプを用いた除霜装置が開発されて提案されているが、それに関する技術としては特許文献１の「蒸発器」がある。
【０００３】
上記特許「蒸発器」におけるヒートパイプ式除霜装置は、ヒータが蒸発器の上下方向に垂直に配置され、ヒータの底部にのみ作動液が充填されている構成を有する。上記構造の除霜装置は、迅速な加熱により蒸発速度を高めることはできるであろうが、ヒータが過熱する危険を内包している。
【０００４】
また、ヒータがヒートパイプの内部に収容された構造を有することにより、高温の熱がヒートパイプの内部に集中してヒータの寿命が短縮されることがあり、ヒータのシール問題が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許第１０−０４６９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、より低コストで製造することができ、除霜時に消費される電力を削減することができ、メンテナンスが容易な新しい構造の除霜装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ヒータの熱伝達性能を向上させることができ、ヒータの過熱を防止して信頼性を向上させることができる除霜装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ヒータに作動液が接触することを防止できる除霜装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、作動液を効率的に循環させることができる除霜装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ヒーティングユニットが蒸発器の上下方向に垂直に配置される除霜装置において蒸発器の下側の冷却管の除霜が円滑に行われる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような本発明の課題を解決するために、本発明の除霜装置は、蒸発器に備えられるヒーティングユニットと、両端部が前記ヒーティングユニットの入口及び出口にそれぞれ連結され、前記ヒーティングユニットにより加熱されて移送される高温の作動液により前記蒸発器の冷却管に放熱するように少なくとも一部が前記冷却管に隣接して配置されるヒートパイプとを備えてなり、前記ヒーティングユニットは、内部に空間を備え、長手方向に互いに離隔した位置に前記入口及び前記出口をそれぞれ備えるヒータケースと、前記ヒータケースの外面に取り付けられて前記ヒータケース内の作動液を加熱するように構成されるヒータとを含む。
【０００８】
前記ヒータは、プレート形状を有する板状のヒータであってもよい。
前記ヒータは、セラミック材質で形成され、前記ヒータケースの外面に取り付けられるベースプレートと、前記ベースプレートに形成され、電源供給時に発熱するように構成される熱線と、前記ベースプレートに備えられ、前記熱線と電源とを電気的に接続するように構成されるターミナルとを備えてなる。
【０００９】
前記ヒータケースは、前記熱線が配置されている部分に対応する能動発熱部と、前記熱線が配置されていない部分に対応する受動発熱部とに分けられ、前記ヒートパイプを移動して前記入口から戻る作動液が再加熱されて逆流することを防止するように、前記入口は、前記受動発熱部に形成される。
前記熱線は、前記入口と前記出口との間の一地点から前記出口に向かって延設される。
【００１０】
本発明は、上記構造に基づいた除霜装置の第１〜第４実施形態について開示する。
【００１１】
第１実施形態：
前記ヒータは、前記ヒータケースの底面に取り付けられてもよい。
前記ヒータケースの両側には、それぞれ底面から下方に延設され、前記底面に取り付けられたヒータの両側面を覆うように構成される第１及び第２延長フィンが備えられてもよい。
前記ヒータの背面と前記第１及び第２延長フィンとにより形成される凹状（recessed）空間には、シール部材が前記ヒータを覆うように充填される。
前記ヒータの背面と前記シール部材との間には、絶縁材が介在する。
前記ヒータケースと前記ヒータとの間には、熱伝導性接着剤が介在する。
【００１２】
前記ヒータケースは、内部に空間を備え、両端部が開口した形状を有し、底面に前記ヒータが取り付けられるメインケースと、前記メインケースの開口した両端部をそれぞれ覆うように装着される第１及び第２カバーとを含んでもよい。
【００１３】
前記第１及び第２カバーの少なくとも一方は、前記メインケースの底面から下方に延設され、前記第１及び第２延長フィンと共に前記ヒータを囲むように構成されてもよい。
【００１４】
前記ヒートパイプが前記蒸発器の前面部及び背面部に２行を形成するようにそれぞれ配置される第１ヒートパイプ及び第２ヒートパイプで構成された場合、前記出口は、前記第１及び第２ヒートパイプの一端部にそれぞれ連結される第１出口及び第２出口を含み、前記入口は、前記第１及び第２ヒートパイプの他端部にそれぞれ連結される第１入口及び第２入口とを含む。
前記第１及び第２出口は、前記メインケースの両側にそれぞれ形成されてもよく、前記第１カバーに互いに平行に形成されてもよい。
前記第１及び第２入口は、前記メインケースの両側にそれぞれ形成されてもよく、前記第２カバーに互いに平行に形成されてもよい。
一方、前記ヒータが取り付けられていない前記ヒータケースの他の外面には、外部フィンが突設されてもよい。
前記ヒータは、前記ヒータケースの底面に取り付けられ、前記外部フィンは、前記ヒータケースの上面に形成されるようにしてもよい。
【００１５】
前記外部フィンは、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいて前記ヒータケースの長手方向又は横手方向に延設されるようにしてもよい。前記離隔間隔は、前記外部フィンの幅と同じか又は前記外部フィンの幅より広く設定される。
【００１６】
あるいは、前記外部フィンは、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいて前記ヒータケースの長手方向及び横手方向に配置されて行列（matrix）を形成するようにしてもよい。
【００１７】
前記第１及び第２出口が前記メインケースの一端部に隣接する両側面にそれぞれ形成され、前記第１及び第２入口が前記メインケースの他端部に隣接する両側面にそれぞれ形成された構造において、前記外部フィンは、前記メインケースの両側外面からもそれぞれ突設され、かつ前記第１入口と前記第１出口との間及び前記第２入口と前記第２出口との間で長く延設されるようにしてもよい。
前記外部フィンは、前記第１及び第２カバーの少なくとも一方のカバーの外面からも突設されるようにしてもよい。
一方、前記ヒータが取り付けられる前記外面の内側の内面には、内部フィンが突設されてもよい。
前記ヒータは、前記ヒータケースの外部底面に取り付けられ、前記内部フィンは、前記ヒータケースの内部底面から突設されるようにしてもよい。
前記内部フィンは、前記ヒータケースの内部高さの１／２以下の長さで突設されるようにしてもよい。
前記内部フィンは、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいて前記ヒータケースの長手方向に延設されるようにしてもよい。
前記ヒータケースの内側壁と前記内側壁に隣接する前記内部フィンとの間隔は、前記内部フィンの幅の１倍以上、２倍以下である。
前記複数の内部フィンの離隔間隔は、前記内部フィンの幅の１倍以上、２倍以下である。
【００１８】
前記第１及び第２出口が前記メインケースの一端部に隣接する両側面にそれぞれ形成され、前記第１及び第２入口が前記メインケースの他端部に隣接する両側面にそれぞれ形成された構造において、前記内部フィンは、前記第１入口と前記第１出口との間及び前記第２入口と前記第２出口との間で長く延設されるようにしてもよい。
一方、前記リードワイヤは、前記蒸発器の外側に隣接する前記ヒータの一端部から外側に延びるように構成される。
【００１９】
前記ヒーティングユニットが前記蒸発器の左側底部に配置された構造において、前記リードワイヤは、前記蒸発器の左側に隣接する前記ヒータの左側端部から外側に延びるように構成される。
この場合、前記リードワイヤに接続される前記ターミナルは、前記ヒータの左側端部に配置される。
【００２０】
前記ヒーティングユニットが前記蒸発器の右側底部に配置された構造において、前記リードワイヤは、前記蒸発器の右側に隣接する前記ヒータの右側端部から外側に延びるように構成される。
【００２１】
この場合、前記ヒータの右側端部は、前記ヒータケースの前記入口と前記出口との間に配置され、前記リードワイヤに接続される前記ターミナルは、前記ヒータケースの前記入口に隣接する前記入口と前記出口との間に配置される。
【００２２】
一方、作動液の一部が前記ヒータケースの前端部に留まって前記ヒータに接触するように、前記出口は、前記ヒータケースの前端部から後方に所定間隔離隔した位置に形成されてもよい。
また、前記ヒータケースの前記入口に連結される前記ヒートパイプのリターン部の内径は、５ｍｍより大きく、７ｍｍより小さくなるように形成されてもよい。
一方、前記ヒータケースは、前記入口側端部が前記出口側端部に対して−９０°以上、２°以下の角度範囲を有するように配置される。
【００２３】
また、作動液の流動方向及び加熱された作動液の上昇特性を考慮して、前記リターン部は、前記ヒータケースと平行に配置されるか又は前記ヒータケースから下方に延設されるようにしてもよく、また、前記ヒータケースの出口に連結される前記ヒートパイプの流入部は、前記ヒータケースと平行に配置されるか又は前記ヒータケースから上方に延設されるようにしてもよい。
【００２４】
前第２実施形態：
記ヒータケースは、前記蒸発器の一側に備えられる支持具の外側に上下方向に垂直に配置され、前記ヒータは、作動液が全て液相の場合に前記ヒータケースに充填された作動液の液面より低い位置に配置されるように構成される。
前記ヒータは、前記支持具に対向する前記ヒータケースの一面の対向面に取り付けられてもよい。
【００２５】
第３実施形態：
前記ヒートパイプは、ジグザグ状に繰り返し屈曲されて複数の列を形成し、前記ヒートパイプの下部に配置される各列の間隔は、前記ヒートパイプの上部に配置される各列の間隔より狭くなるように構成される。
【００２６】
前記蒸発器の前方の前記第１ヒートパイプの下部に配置される各列の間隔は、前記第１ヒートパイプの上部に配置される各列の間隔より狭くなり、前記蒸発器の後方の前記第２ヒートパイプの上部に配置される各列の間隔は、前記第２ヒートパイプの下部に配置される各列の間隔より狭くなるようにしてもよい。
【００２７】
あるいは、前記蒸発器の前方の前記第１ヒートパイプの下部に配置される各列の間隔は、前記第１ヒートパイプの上部に配置される各列の間隔より広く形成され、前記蒸発器の後方の前記第２ヒートパイプの上部に配置される各列の間隔は、前記第２ヒートパイプの下部に配置される各列の間隔より広く形成されるようにしてもよい。
【００２８】
第４実施形態：
前記ヒートパイプは、前記ヒーティングユニットの出口に連結され、前記冷却管に対応して配置されて前記冷却管に熱を伝達するように構成される蒸発部と、前記蒸発部から延びて前記冷却管の最低列より下方に配置され、前記ヒーティングユニットの入口に連結される凝縮部とを含む。
上記構造において、前記ヒーティングユニットの下端は、最低列の冷却管に隣接して配置されてもよい。
あるいは、前記ヒーティングユニットの少なくとも一部は、最低列の冷却管より下方に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ヒータがヒータケースの外面に取り付けられてヒータケース内の作動液を加熱するように構成されるので、ヒータがヒータケースの内部に収容された構造に比べて、ヒータの故障時のメンテナンスが容易である。また、前記ヒータとして板状のセラミックヒータが適用された場合、より低コストで高効率の除霜装置を実現することができる。
【００３０】
前記除霜装置において、ヒータケースの外面に外部フィンが形成された場合、ヒータケースの外部面積が増加し、周囲の低温の空気とヒータケースとの間の熱交換効率が向上する。
【００３１】
さらに、前記除霜装置において、ヒータケースの内部に内部フィンが形成された場合、ヒータケースの内部に充填された作動液との接触面積が増加し、ヒータから作動液に伝達される熱伝達量が増加する。なお、ヒータケースの全体積が増加し、ヒータケースにおいて熱を取り込める熱容量が増加し、それにより、ヒータから発生する熱をより多く取り込めるようになる。その結果、除霜性能が向上する。
【００３２】
このように外部フィン及び／又は内部フィンが形成された場合、ヒータから発生した熱の相当量がヒータの前方のヒータケースに伝達されてヒータの過熱が防止され、ヒータの背面部の温度が低くなってヒータの信頼性及び寿命が向上する。
【００３３】
また、前記除霜装置において、ヒータがヒータケースの底面に取り付けられ、ヒータケースの両側に第１及び第２延長フィンがそれぞれ底面から下方に延設され、ヒータの背面と第１及び第２延長フィンとにより形成される凹状空間にシール部材が充填される構造により、ヒータのシール構造を実現することができる。
【００３４】
さらに、ヒーティングユニットの入口に連結されるリターン部は、５ｍｍより大きく、７ｍｍより小さい内径を有するようにしてもよい。この場合、戻る作動液がヒータケースの内部に円滑に流入することになり、再加熱された作動液の逆流を防止することができる。
【００３５】
さらに、加熱された作動液の上昇特性を考慮して作動液の流動を容易にしたヒーティングユニットとヒートパイプとの連結構造により、再加熱された作動液の逆流を防止すると共にヒータにより再加熱されて気相で上昇力を持って排出される作動液の流れを円滑にする構造を実現することができる。
【００３６】
また、ヒーティングユニットが蒸発器の上下方向に垂直に配置された除霜装置において、ヒートパイプの低温の凝縮部が蒸発器の冷却管の最低列より下方に少なくとも２列以上さらに配置された場合、高温の蒸発部のみ蒸発器の除霜に用いられるので、下側の冷却管の除霜が円滑になる。
【００３７】
上記構造において、ヒーティングユニットの少なくとも一部が蒸発器より下方に配置されてもよく、ヒーティングユニットの下端がヒーティングユニットの最低列の水平配管に隣接して配置されることが好ましい。この場合、作動液の充填量を減少させることができ、それにより、ヒートパイプの最低列の水平配管の温度を除霜できるレベルまで上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態による冷蔵庫の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置の第１実施形態を示す正面図である。
【図３】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示すヒーティングユニットの一例を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示すヒーティングユニットを長手方向に切断した断面図である。
【図６】図４に示すヒータの概念図である。
【図７】図４に示すヒーティングユニットにおける出口及び入口の形成位置の変形例を示す分解斜視図である。
【図８】図４に示すヒーティングユニットにおける出口及び入口の形成位置の変形例を示す分解斜視図である。
【図９】図４に示すヒーティングユニットにおける出口及び入口の形成位置の変形例を示す分解斜視図である。
【図１０】ヒータの動作前の状態での作動液の循環を説明するための概念図である。
【図１１】ヒータの動作後の状態での作動液の循環を説明するための概念図である。
【図１２】図３に示すヒーティングユニットの他の例を横手方向に切断した断面図である。
【図１３】図１２に示すヒーティングユニットにおける外部フィンの形状の変形例を示す概念図である。
【図１４】図１２に示すヒーティングユニットにおける外部フィンの形状の変形例を示す概念図である。
【図１５】図３に示すヒーティングユニットのさらに他の例を横手方向に切断した断面図である。
【図１６】図３に示すヒーティングユニットのさらに他の例を長手方向に切断した断面図である。
【図１７】図１６に示すヒーティングユニットにおける内部フィンの形成位置の変形例を示す断面図である。
【図１８】図３に示すヒーティングユニットのさらに他の例を示す断面図である。
【図１９】ヒーティングユニットの位置に応じたリードワイヤの連結構造を説明するための概念図である。
【図２０】ヒーティングユニットの位置に応じたリードワイヤの連結構造を説明するための概念図である。
【図２１ａ】冷凍条件における図４に示すリターン部の所定の内径におけるヒータの温度変化を示すグラフである。
【図２１ｂ】冷凍条件における図４に示すリターン部の他の内径におけるヒータの温度変化を示すグラフである。
【図２１ｃ】冷凍条件における図４に示すリターン部のさらに他の内径におけるヒータの温度変化を示すグラフである。
【図２２】図２１ｃの条件におけるリターン部での流体の流れを示す概念図である。
【図２３】ヒータケースの入口側端部が出口側端部に対して傾斜した各角度におけるヒータケース及びヒートパイプの各列の温度変化を示すグラフである。
【図２４】図１９及び図２０に適用されるヒーティングユニットにおけるヒーティングユニットとヒートパイプとの連結構造の変形例を示す縦断面図である。
【図２５】図１９及び図２０に適用されるヒーティングユニットにおけるヒーティングユニットとヒートパイプとの連結構造の変形例を示す縦断面図である。
【図２６】図１９及び図２０に適用されるヒーティングユニットにおけるヒーティングユニットとヒートパイプとの連結構造の変形例を示す縦断面図である。
【図２７】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置の第２実施形態を示す正面図である。
【図２８】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置の第２実施形態を示す斜視図である。
【図２９】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置における、ヒートパイプの上部列と下部列とが異なる幅を有するように形成される第３実施形態を示す概念図である。
【図３０】図２９に示す除霜装置の変形例を示す概念図である。
【図３１】図２９に示す除霜装置の変形例を示す概念図である。
【図３２】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置の第４実施形態を示す正面図である。
【図３３】図１の冷蔵庫に適用される除霜装置の第４実施形態を示す斜視図である。
【図３４】図３２及び図３３に示す除霜装置におけるヒーティングユニットの形成位置の変形例を示す正面図である。
【図３５】図３２及び図３３に示す除霜装置におけるヒーティングユニットの形成位置の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して、本発明による除霜装置及びそれを備える冷蔵庫についてより詳細に説明する。
本明細書においては、異なる実施形態であっても、同一又は類似の構成には同一又は類似の符号を付し、重複する説明は省略する。
また、異なる実施形態であっても、構造的、機能的に矛盾しない限り、いずれかの実施形態に適用される構造は他の実施形態にも同様に適用できる。
単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。
【００４０】
本明細書に開示される実施形態を説明するにあたって、関連する公知技術についての具体的な説明が本明細書に開示される実施形態の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
添付図面は本明細書に開示される実施形態を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面により本明細書に開示される技術的思想が制限されるのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
【００４２】
図１は本発明の一実施形態による冷蔵庫１００の構成を概略的に示す縦断面図である。
冷蔵庫１００は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の過程が連続的に行われる冷凍サイクルにより生成された冷気を用いて内部に貯蔵された食品を低温保管する装置である。
【００４３】
図示のように、冷蔵庫本体１１０は、内部に食品の貯蔵のための貯蔵空間を備える。前記貯蔵空間は、隔壁１１１により分離されるようにしてもよく、また、設定温度によって冷蔵室１１２と冷凍室１１３に分けられるようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態においては、冷凍室１１３が冷蔵室１１２の上方に配置されるトップマウントタイプ（top mount type）の冷蔵庫を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。本発明は、冷蔵室と冷凍室が左右に配置されるサイドバイサイドタイプ（side by side type）の冷蔵庫、上部に冷蔵室が設けられて下部に冷凍室が設けられるボトムフリーザタイプ（bottom freezer type）の冷蔵庫などにも適用することができる。
【００４５】
冷蔵庫本体１１０には、冷蔵庫本体１１０の前面開口部を開閉するようにドアが連結される。同図においては、冷蔵室ドア１１４及び冷凍室ドア１１５がそれぞれ冷蔵室１１２及び冷凍室１１３の前面部を開閉するように構成されていることを示す。前記ドアは、冷蔵庫本体１１０に回動可能に連結される回動型ドア、冷蔵庫本体１１０に摺動可能に連結される引出型ドアなど、様々に構成することができる。
【００４６】
冷蔵庫本体１１０には、内部の貯蔵空間の効率的な活用のための収納ユニット１８０（例えば、棚１８１、トレー１８２、バスケット１８３など）が少なくとも１つ備えられる。例えば、棚１８１及びトレー１８２は冷蔵庫本体１１０の内部に設けられ、バスケット１８３は冷蔵庫本体１１０に連結されたドア１１４の内側に設けられるようにしてもよい。
【００４７】
一方、冷凍室１１３の後方側には、蒸発器１３０及び送風ファン１４０が備えられる冷却室１１６が設けられる。隔壁１１１には、冷蔵室１１２及び冷凍室１１３の空気が冷却室１１６側に吸入されて復帰するようにする冷蔵室リターンダクト１１１ａ及び冷凍室リターンダクト１１１ｂが形成される。また、冷蔵室１１２の後方側には、冷凍室１１３に連通し、前面部に複数の冷気吐出口１５０ａを有する冷気ダクト１５０が設けられる。
冷蔵庫本体１１０の背面下部側には機械室１１７が設けられ、機械室１１７の内部には圧縮機１６０や凝縮器（図示せず）などが備えられる。
【００４８】
一方、冷蔵室１１２及び冷凍室１１３の空気が冷却室１１６の送風ファン１４０により隔壁１１１の冷蔵室リターンダクト１１１ａ及び冷凍室リターンダクト１１１ｂを介して冷却室１１６に吸入されて蒸発器１３０と熱交換を行い、再び冷気ダクト１５０の冷気吐出口１５０ａから冷蔵室１１２及び冷凍室１１３に吐出される過程が繰り返し行われる。このとき、蒸発器１３０の表面には、冷蔵室リターンダクト１１１ａ及び冷凍室リターンダクト１１１ｂを介して再流入する循環空気との温度差により霜が生じる。
【００４９】
このように生じた霜を除去するために、蒸発器１３０には除霜装置１７０が備えられ、除霜装置１７０により除去された水、すなわち除霜水は除霜水排出管１１８を介して冷蔵庫本体１１０の下部側除霜水受け（図示せず）に溜まる。
【００５０】
以下、除霜時の消費電力を削減すると共に熱交換効率を向上させることのできる新しいタイプの除霜装置１７０について説明する。
図２及び図３は図１の冷蔵庫１００に適用される除霜装置１７０の第１実施形態を示す正面図及び斜視図である。
図２及び図３を参照すると、蒸発器１３０は、冷却管１３１（クーリングパイプ）、複数の冷却フィン１３２及び両側の支持具１３３を含む。
【００５１】
冷却管１３１は、ジグザグ状に繰り返し屈曲されて複数の列を形成し、内部に冷媒が充填される。冷却管１３１は、アルミニウム材質で形成されてもよい。
冷却管１３１は、水平配管部と屈曲配管部との組み合わせで構成されてもよい。前記水平配管部は、互いに上下に水平に配置されて列を形成し、各列の水平配管部が冷却フィン１３２を貫通するように構成される。前記屈曲配管部は、上方の水平配管部の端部と下方の水平配管部の端部とを連結して内部を連通するように構成される。
【００５２】
冷却管１３１は、蒸発器１３０の両側にそれぞれ備えられる支持具１３３を貫通して支持される。このとき、冷却管１３１の屈曲配管部は、支持具１３３の外側で上方の水平配管部の端部と下方の水平配管部の端部とを連結するように構成される。
【００５３】
図３を参照すると、本実施形態においては、冷却管１３１が、２行を形成するように蒸発器１３０の前面部及び背面部にそれぞれ形成される第１冷却管１３１’及び第２冷却管１３１’’で構成されていることを示す。なお、図２においては、前方の第１冷却管１３１’と後方の第２冷却管１３１’’とが同じ形状に形成され、第２冷却管１３１’’が第１冷却管１３１’により隠れている。
【００５４】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。前方の第１冷却管１３１’と後方の第２冷却管１３１’’とは異なる形状に形成されてもよい。あるいは、冷却管１３１が単一行を形成するように構成されてもよい。
【００５５】
冷却管１３１には、複数の冷却フィン１３２が冷却管１３１の延長方向に所定間隔離隔して配置される。冷却フィン１３２は、アルミニウム材質の平板体からなり、冷却管１３１は、冷却フィン１３２の挿入孔に挿入された状態で拡管されて前記挿入孔に強固に固定されるようにしてもよい。
【００５６】
複数の支持具１３３は、蒸発器１３０の両側にそれぞれ備えられ、それぞれが上下方向に垂直に延び、貫通した冷却管１３１を支持するように構成される。支持具１３３には、後述するヒートパイプ１７２が挿入されて固定される挿入凹部又は挿入孔が形成される。
【００５７】
除霜装置１７０は、蒸発器１３０に設けられ、蒸発器１３０に生じる霜を除去するように構成される。除霜装置１７０は、ヒーティングユニット１７１及びヒートパイプ１７２（伝熱管）を含む。
【００５８】
ヒーティングユニット１７１は、蒸発器１３０の下部に備えられ、制御部（図示せず）に電気的に接続され、前記制御部から駆動信号が供給されると熱を発生するように形成される。例えば、前記制御部は、所定時間間隔でヒーティングユニット１７１に駆動信号を供給するか、又は検知された冷却室１１６の温度が所定温度以下に下がるとヒーティングユニット１７１に駆動信号を供給するように構成されてもよい。
【００５９】
ヒートパイプ１７２は、ヒーティングユニット１７１に連結され、ヒーティングユニット１７１と共に作動液Ｆが循環する閉ループ状の流路を形成する。ヒートパイプ１７２は、アルミニウム材質で形成されてもよい。
【００６０】
ヒートパイプ１７２は、２行を形成するように蒸発器１３０の前面部及び背面部にそれぞれ配置される第１ヒートパイプ１７２’及び第２ヒートパイプ１７２’’で構成されてもよい。本実施形態においては、第１ヒートパイプ１７２’が第１冷却管１３１’の前方に配置され、第２ヒートパイプ１７２’’が第２冷却管１３１’’の後方に配置され、２行を形成するように構成された構造を示す。
【００６１】
作動液Ｆとしては、冷蔵庫１００の冷凍条件では液相で存在するが加熱されると気相に相変化して熱を伝達する役割を果たす冷媒（例えば、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−６００ａなど）を用いてもよい。
【００６２】
図４は図３に示すヒーティングユニット１７１の一例を示す分解斜視図であり、図５は図４に示すヒーティングユニット１７１を長手方向に切断した断面図であり、図６は図４に示すヒータ１７１ｂの概念図である。
同図を参照してヒーティングユニット１７１について詳細に説明すると、ヒーティングユニット１７１は、ヒータケース１７１ａ及びヒータ１７１ｂを含む。
【００６３】
ヒータケース１７１ａは、中空形状を有し、ヒートパイプ１７２の両端部にそれぞれ連結され、ヒートパイプ１７２と共に作動液Ｆが循環する閉ループ状の流路を形成する。ヒータケース１７１ａは、四角柱形状を有し、アルミニウム材質で形成されてもよい。
【００６４】
ヒータケース１７１ａは、アキュムレータ１３４が配置される蒸発器１３０の一側、その対向側である他側、又は前記一側と前記他側間の任意の地点に配置される。
【００６５】
ヒータケース１７１ａは、冷却管１３１の最低列に隣接して配置されてもよい。例えば、ヒータケース１７１ａは、冷却管１３１の最低列と同じ高さに配置されてもよく、冷却管１３１の最低列より低い位置に配置されてもよい。
【００６６】
本実施形態においては、ヒータケース１７１ａが、アキュムレータ１３４が配置される蒸発器１３０の一側において、冷却管１３１の最低列より低い位置に、冷却管１３１と平行に蒸発器１３０の水平方向に配置されていることを示す。
【００６７】
ヒータケース１７１ａの長手方向の両側には、ヒートパイプ１７２の両端部にそれぞれ連結される出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’がそれぞれ形成される。
【００６８】
具体的には、ヒータケース１７１ａの一側（例えば、ヒータケース１７１ａの前端部に隣接する外周面）には、ヒートパイプ１７２の一端部に連通する出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’が形成される。出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’とは、ヒータ１７１ｂにより加熱された作動液Ｆがヒートパイプ１７２に排出される開口を意味する。
【００６９】
ヒータケース１７１ａの他側（例えば、ヒータケース１７１ａの後端部に隣接する外周面）には、ヒートパイプ１７２の他端部に連通する入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’が形成される。入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’とは、ヒートパイプ１７２を経由して凝縮した作動液Ｆがヒータケース１７１ａに回収される開口を意味する。
【００７０】
ヒータ１７１ｂは、ヒータケース１７１ａの外面に取り付けられ、前記制御部から駆動信号が供給されると熱を発生するように構成される。ヒータケース１７１ａの内部の作動液Ｆは、発熱するヒータ１７１ｂにより熱が伝達されて高温に加熱される。
【００７１】
ヒータ１７１ｂは、一方向に延設されてヒータケース１７１ａの外面に取り付けられ、ヒータケース１７１ａの長手方向に延びた形状を有する。ヒータ１７１ｂとしては、プレート形状を有する板状のヒータ（例えば、板状のセラミックヒータ）が用いられる。
【００７２】
本実施形態においては、ヒータケース１７１ａが断面四角形状の内部空間を有する四角パイプ状に形成され、板状のヒータ１７１ｂがヒータケース１７１ａの底面に取り付けられていることを示す。このように、ヒータ１７１ｂがヒータケース１７１ａの底面に取り付けられた構造は、加熱された作動液Ｆに上方への推進力を発生させるのに有利であり、除霜により生じた除霜水がヒータ１７１ｂに直接落下することがないのでショートを防止することができる。
【００７３】
ヒータ１７１ｂは、熱線１７１ｂ２（図６参照）が形成され、電源供給により熱を発生するように構成される。図５に示すように、ヒータケース１７１ａは、熱線１７１ｂ２が配置されている部分に対応する能動発熱部ＡＨＰ（AHP: Active Heating Part）と、熱線１７１ｂ２が配置されていない部分に対応する受動発熱部ＰＨＰ（PHP: Passive Heating Part）に分けられる。能動発熱部ＡＨＰ及び受動発熱部ＰＨＰについては後述する。
【００７４】
ヒートパイプ１７２とヒータケース１７１ａとは同種材質（例えば、アルミニウム材質）で形成されてもよく、この場合、ヒートパイプ１７２がヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に直接連結されるようにしてもよい。
【００７５】
なお、ヒータ１７１ｂがカートリッジタイプで構成されてヒータケース１７１ａの内部に取り付けられる場合は、ヒータ１７１ｂとヒータケース１７１ａとの溶接及びシールのために、アルミニウム材質のヒータケース１７１ａではなく、銅材質のヒータケース１７１ａを用いる。
【００７６】
このように、ヒートパイプ１７２とヒータケース１７１ａとが異種材質で形成される場合（上記の場合のように、ヒートパイプ１７２がアルミニウム材質で形成され、ヒータケース１７１ａが銅材質で形成される場合）は、ヒートパイプ１７２をヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に直接連結することが困難である。よって、その連結のために、ヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’に出口管を延設し、ヒータケース１７１ａの入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に回収管を延設し、ヒートパイプ１７２を前記出口管と前記回収管とに連結するが、その過程で溶接及びシール工程が必要である。
【００７７】
しかし、本発明のようにヒータ１７１ｂがヒータケース１７１ａの外面に取り付けられた構造においては、ヒータケース１７１ａとヒートパイプ１７２とを同種材質で形成することができるので、ヒートパイプ１７２をヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に直接連結することができる。
【００７８】
一方、ヒータケース１７１ａの内部に充填された作動液Ｆは、ヒータ１７１ｂにより高温に加熱されるので、圧力差により流動してヒートパイプ１７２を移動する。具体的には、ヒータ１７１ｂにより加熱されて出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’から排出された高温の作動液Ｆは、ヒートパイプ１７２を移動しながら蒸発器１３０の冷却管１３１に熱を伝達する。作動液Ｆは、その熱交換過程により次第に冷却されて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に流入する。冷却された作動液Ｆは、ヒータ１７１ｂにより再加熱されて再び出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’から排出され、前記過程が繰り返し行われる。このような循環方式で冷却管１３１の除霜が行われる。
【００７９】
図２及び図３を参照すると、ヒートパイプ１７２の少なくとも一部は、蒸発器１３０の冷却管１３１に隣接して配置され、ヒーティングユニット１７１により加熱されて移送される高温の作動液Ｆが蒸発器１３０の冷却管１３１に熱を伝達することによって霜が除去されるように構成される。
【００８０】
ヒートパイプ１７２は、冷却管１３１と同様に、繰り返し屈曲された形状（ジグザグ形状）を有するようにしてもよい。このために、ヒートパイプ１７２は、延長部１７２ａ及び放熱部１７２ｂを含む。
【００８１】
延長部１７２ａは、ヒーティングユニット１７１により加熱された作動液Ｆを蒸発器１３０の上側に移送する流路を形成する。延長部１７２ａは、蒸発器１３０の下部に備えられるヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び蒸発器１３０の上部に備えられる放熱部１７２ｂに連結される。
【００８２】
延長部１７２ａは、蒸発器１３０の上側に延びる垂直延長部を含む。前記垂直延長部は、蒸発器１３０の一側に備えられる支持具１３３の外側に、支持具１３３から離隔して配置された状態で蒸発器１３０の上部まで延びる。
【００８３】
一方、ヒーティングユニット１７１の設置位置によって、延長部１７２ａは、水平延長部をさらに含むようにしてもよい。例えば、ヒーティングユニット１７１が垂直延長部から離隔した位置に備えられた場合（図２０参照）、ヒーティングユニット１７１と前記垂直延長部とを連結するための水平延長部がさらに備えられる。
【００８４】
ヒーティングユニット１７１に前記水平延長部が連結されて長く延設された場合、高温の作動液Ｆが蒸発器１３０の下部を経由するので、蒸発器１３０の下側の冷却管１３１の除霜が円滑に行われるという利点がある。
【００８５】
放熱部１７２ｂは、蒸発器１３０の上側に延びる延長部１７２ａに連結され、蒸発器１３０の冷却管１３１に沿ってジグザグ状に延びる。放熱部１７２ｂは、列を形成する複数の水平配管１７２ｂ’と、それらをジグザグ状に連結するように屈曲されたＵ字状の管で構成される連結配管１７２ｂ’’との組み合わせで構成される。
延長部１７２ａ又は放熱部１７２ｂは、アキュムレータ１３４に付いた霜を除去するために、アキュムレータ１３４に隣接する位置まで延びるようにしてもよい。
【００８６】
図示のように、垂直延長部がアキュムレータ１３４が配置される蒸発器１３０の一側に配置される場合は、前記垂直延長部がアキュムレータ１３４に隣接する位置まで上方に延び、その後冷却管１３１に向かって下方に屈曲されて延び、放熱部１７２ｂに連結されるように構成されてもよい。
【００８７】
それに対して、垂直延長部が前記一側の反対側である他側に配置される場合（図３２参照）、放熱部１７２ｂは、前記垂直延長部に連結されて水平に延び、アキュムレータ１３４に向かって上方に延び、その後冷却管１３１に対応して下方に延びるようにしてもよい。
【００８８】
ヒートパイプ１７２において、ヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’に連結される部分は、高温の作動液Ｆが流入する流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’を構成し、ヒータケース１７１ａの入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に連結される部分は、冷却された作動液Ｆが回収されるリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’を構成する。
【００８９】
本実施形態においては、ヒータ１７１ｂにより加熱された作動液Ｆが、流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’から排出されて延長部１７２ａを介して蒸発器１３０の上部に移送され、放熱部１７２ｂを流れながら冷却管１３１に熱を伝達して除霜を行い、その後リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’を介して戻り、再びヒータ１７１ｂにより再加熱されてヒートパイプ１７２を流動する、循環ループを形成する。
【００９０】
ヒートパイプ１７２が第１及び第２ヒートパイプ１７２’、１７２’’で構成される構造において、第１ヒートパイプ１７２’は、ヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’及び出口１７１ｃ’にそれぞれ連結され、第２ヒートパイプ１７２’’は、ヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’’及び出口１７１ｃ’’にそれぞれ連結される。
【００９１】
具体的には、ヒーティングユニット１７１の出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’は、第１出口１７１ｃ’及び第２出口１７１ｃ’’で構成され、第１ヒートパイプ１７２’の一端部は第１出口１７１ｃ’に連結され、第２ヒートパイプ１７２’’の一端部は第２出口１７１ｃ’’に連結される。前記連結構造により、ヒーティングユニット１７１により加熱された気相の作動液Ｆは、第１及び第２出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’から第１及び第２ヒートパイプ１７２’、１７２’’にそれぞれ放出される。
【００９２】
第１及び第２出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’は、ヒータケース１７１ａの外周両側にそれぞれ形成されてもよく、ヒータケース１７１ａの前端部に平行に形成されてもよい。
【００９３】
その機能上、第１出口１７１ｃ’に連結される第１ヒートパイプ１７２’の一端部は、（ヒータ１７１ｂにより加熱された高温の作動液Ｆが流入する部分）第１流入部１７２ｃ’と理解でき、第２出口１７１ｃ’’に連結される第２ヒートパイプ１７２’’の一端部は、（ヒータ１７１ｂにより加熱された高温の作動液Ｆが流入する部分）第２流入部１７２ｃ’’と理解できる。
【００９４】
また、ヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’は、第１入口１７１ｄ’及び第２入口１７１ｄ’’で構成され、第１ヒートパイプ１７２’の他端部は第１入口１７１ｄ’に連結され、第２ヒートパイプ１７２’’の他端部は第２入口１７１ｄ’’に連結される。前記連結構造により、それぞれのヒートパイプ１７２を移動しながら冷却された液相の作動液Ｆは、第１及び第２入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’からヒータケース１７１ａの内部に流入する。
【００９５】
第１及び第２入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’は、ヒータケース１７１ａの外周両側にそれぞれ形成されてもよく、ヒータケース１７１ａの後端部に平行に形成されてもよい。
【００９６】
その機能上、第１入口１７１ｄ’に連結される第１ヒートパイプ１７２’の他端部は、（ヒートパイプ１７２を移動しながら冷却された液相の作動液Ｆが回収される部分）第１リターン部１７２ｄ’と理解でき、第２入口１７１ｄ’’に連結される第２ヒートパイプ１７２’’の他端部は、（ヒートパイプ１７２を移動しながら冷却された液相の作動液Ｆが回収される部分）第２リターン部１７２ｄ’’と理解できる。
【００９７】
一方、図４及び図５を参照すると、ヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’は、ヒータケース１７１ａの前端部から後方に所定間隔離隔した位置に形成されてもよい。すなわち、ヒータケース１７１ａの前端部は、出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’を過ぎて前方に突設されたものと理解できる。
【００９８】
ヒータ１７１ｂの熱線１７１ｂ２は、入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’と出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’との間の一地点から出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’を過ぎた位置まで延設されてもよい。こうすることにより、ヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’は能動発熱部ＡＨＰ内に配置されることになる。
【００９９】
上記構造によれば、作動液Ｆの一部がヒータケース１７１ａの前端部（ヒータケース１７１ａの内側前端と出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’との間の空間）に留まり、ヒータ１７１ｂの過熱が防止される。
【０１００】
具体的には、能動発熱部ＡＨＰで加熱された作動液Ｆは、作動液Ｆの循環方向に、すなわちヒータケース１７１ａの前端部に向かって移動するが、その過程で作動液Ｆの一部は分岐した出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’から排出され、他の一部は出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’を過ぎてヒータケース１７１ａの前端部に渦流を形成して留まる。
【０１０１】
このように、加熱された作動液Ｆの全部が直ちに出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’から排出されるのではなく、一部は直ちに出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’から排出されずにヒータケース１７１ａの内部に留まるので、ヒータ１７１ｂの過熱をより防止することができる。
【０１０２】
一方、ヒートパイプ１７２は、冷却管１３１の各列に固定される複数の冷却フィン１３２間に収容されるように構成されてもよい。上記構造によれば、ヒートパイプ１７２は、冷却管１３１の各列間に配置される。ここで、ヒートパイプ１７２は、冷却フィン１３２に接触するように構成されてもよい。
【０１０３】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、ヒートパイプ１７２は、複数の冷却フィン１３２を貫通するように設けられてもよい。すなわち、ヒートパイプ１７２は、冷却フィン１３２の挿入孔に挿入された状態で拡管されて前記挿入孔に強固に嵌合されるようにしてもよい。上記構造によれば、ヒートパイプ１７２は、冷却管１３１に対応して配置される。
【０１０４】
前述したように、本発明のヒーティングユニット１７１に適用されるヒータ１７１ｂは、板状に形成されてもよく、代表的なものとして、板状のセラミックヒータ１７１ｂを用いることができる。
図６に示すように、ヒータ１７１ｂは、ベースプレート１７１ｂ１、熱線１７１ｂ２及びターミナル１７１ｂ３を含んでもよい。
【０１０５】
ベースプレート１７１ｂ１は、セラミック材質で形成され、一方向に長く延びた板状に形成される。ベースプレート１７１ｂ１は、ヒータケース１７１ａの外面に取り付けられ、ヒータケース１７１ａの長手方向に配置される。
【０１０６】
ベースプレート１７１ｂ１には熱線１７１ｂ２が形成され、熱線１７１ｂ２は電源供給時に発熱するように構成される。ベースプレート１７１ｂ１がヒータケース１７１ａの外面に取り付けられた状態で、熱線１７１ｂ２は、ヒータケース１７１ａの入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’と出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’との間の一地点から出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’に向かって延びた形状を有する。
【０１０７】
熱線１７１ｂ２は、ベースプレート１７１ｂ１に抵抗体（例えば、ルテニウムと白金とを組み合わせた粉末、タングステンなど）が特定のパターンでパターニングされて形成されるようにしてもよい。熱線１７１ｂ２は、ベースプレート１７１ｂ１の長手方向に延設されるようにしてもよい。
【０１０８】
ベースプレート１７１ｂ１の一側には、熱線１７１ｂ２と電源とを電気的に接続するように構成されるターミナル１７１ｂ３が備えられ、ターミナル１７１ｂ３には電源に電気的に接続されるリードワイヤ１７３が接続される。
【０１０９】
一方、ヒータケース１７１ａは、熱線１７１ｂ２が配置されている部分に対応する能動発熱部ＡＨＰと、熱線１７１ｂ２が配置されていない部分に対応する受動発熱部ＰＨＰに分けられる。
能動発熱部ＡＨＰは熱線１７１ｂ２により直接加熱される部分であり、液相の作動液Ｆが能動発熱部ＡＨＰで加熱されて高温の気相に相変化する。
【０１１０】
ヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’は、能動発熱部ＡＨＰ内に配置されてもよく、能動発熱部ＡＨＰより前方に配置されてもよい。図５においては、ヒータ１７１ｂにおける熱線１７１ｂ２が形成された部分が、ヒータケース１７１ａの外周に形成された出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’の下方を過ぎて前方に延設されたことを例示している。すなわち、本実施形態において、ヒータケース１７１ａの出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’は、能動発熱部ＡＨＰ内に配置される。
【０１１１】
能動発熱部ＡＨＰの後方には受動発熱部ＰＨＰが形成される。受動発熱部ＰＨＰは、能動発熱部ＡＨＰのように熱線１７１ｂ２により直接加熱される部分ではなく、間接的に熱が伝達されて所定の温度レベルに加熱される。ここで、受動発熱部ＰＨＰは、液相の作動液Ｆに所定の温度上昇をもたらすだけであり、作動液Ｆを気相に相変化させることができる高温を有することはない。すなわち、温度の観点から、能動発熱部ＡＨＰは相対的に高温部を形成し、受動発熱部ＰＨＰは相対的に低温部を形成する。
【０１１２】
作動液Ｆが高温の能動発熱部ＡＨＰ側に直接戻るように構成された場合は、回収される作動液Ｆが再び加熱されることにより、ヒータケース１７１ａ内に円滑に戻ることができず、逆流することがある。これは、ヒートパイプ１７２内での作動液Ｆの循環流動を妨害し、ヒータ１７１ｂが過熱するという問題を引き起こすことがある。
【０１１３】
このような問題を改善するために、ヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’は、受動発熱部ＰＨＰ内に形成され、ヒートパイプ１７２を移動してから戻る作動液Ｆが能動発熱部ＡＨＰに直接流入しないように構成される。
【０１１４】
本実施形態においては、ヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’が受動発熱部ＰＨＰ内に配置され、ヒートパイプ１７２を移動してから戻る作動液Ｆが受動発熱部ＰＨＰに流入するようになっている。すなわち、ヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’は、ヒータケース１７１ａにおいて熱線１７１ｂ２が配置されていない部分に形成される。
【０１１５】
このように、受動発熱部ＰＨＰは熱線１７１ｂ２の形成位置に関係する。よって、熱線１７１ｂ２がヒーティングユニット１７１の入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’まで延設されていなければ、ヒータ１７１ｂのベースプレート１７１ｂ１は入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に対応する部分まで延設されるようにしてもよい。すなわち、ベースプレート１７１ｂ１はヒータケース１７１ａの底面の大部分を覆うように配置され、かつ熱線１７１ｂ２は入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’から外れた位置に形成されることにより、入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’を介して戻る作動液Ｆが逆流することを防止することができる。
以下、ヒータケース１７１ａの詳細構造及びヒータケース１７１ａとヒータ１７１ｂとの結合構造についてより詳細に説明する。
【０１１６】
ヒータケース１７１ａは、メインケース１７１ａ１と、メインケース１７１ａ１の両側にそれぞれ結合される第１カバー１７１ａ２及び第２カバー１７１ａ３とを含む。
【０１１７】
メインケース１７１ａ１は、内部に空間を備え、両端部が開口した形状を有する。メインケース１７１ａ１は、アルミニウム材質で形成されてもよい。図４においては、断面四角形状の内部空間を有し、かつ一方向に長く延設された四角柱状のメインケース１７１ａ１を示す。
【０１１８】
第１及び第２カバー１７１ａ２、１７１ａ３は、メインケース１７１ａ１の開口した両端部を覆うようにメインケース１７１ａ１の両側にそれぞれ装着される。第１及び第２カバー１７１ａ２、１７１ａ３は、メインケース１７１ａ１と同様に、アルミニウム材質で形成されてもよい。
【０１１９】
本実施形態においては、メインケース１７１ａ１の長手方向に互いに離隔した位置に出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’がそれぞれ備えられ、出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’にヒートパイプ１７２の両端部（出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’に連結される流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’に連結されるリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’）が連結された構造を示す。
【０１２０】
より具体的には、メインケース１７１ａ１の一側面には、第１出口１７１ｃ’及び第１入口１７１ｄ’が長手方向に互いに離隔した位置に形成され、前記一面に対向する他側面には、第２出口１７１ｃ’’及び第２入口１７１ｄ’’が長手方向に互いに離隔した位置に形成される。ここで、第１出口１７１ｃ’と第２出口１７１ｃ’’とが対向して配置され、第１入口１７１ｄ’と第２入口１７１ｄ’’とが対向して配置されるようにしてもよい。
【０１２１】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’と出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’の少なくとも１つは第１及び／又は第２カバー１７１ａ２、１７１ａ３に形成されてもよい。それに関連する構造の詳細については後述する。
【０１２２】
一方、ヒーティングユニット１７１は、蒸発器１３０の下部に備えられるので、その構造上、除霜により生じた除霜水がヒーティングユニット１７１に流れることがある。ヒーティングユニット１７１に備えられるヒータ１７１ｂは、電子部品であるので、それに除霜水が接触するとショートが発生することがある。よって、除霜水をはじめとする水分がヒータ１７１ｂに浸透しないようにするために、本発明のヒーティングユニット１７１は次のようなシール構造を備えるようにしてもよい。
【０１２３】
まず、メインケース１７１ａ１の底面にはヒータ１７１ｂが取り付けられ、メインケース１７１ａ１の両側には第１及び第２延長フィン１７１ａ１ａ、１７１ａ１ｂがそれぞれ底面から下方に延設されて前記底面に取り付けられたヒータ１７１ｂの側面を覆うように構成される。上記構造によれば、除霜により生じた除霜水がメインケース１７１ａ１に落下してメインケース１７１ａ１の外面を流れても、第１及び第２延長フィン１７１ａ１ａ、１７１ａ１ｂの内側に収容されたヒータ１７１ｂには除霜水が浸透しない。
【０１２４】
また、このようにヒータ１７１ｂの背面と第１及び第２延長フィン１７１ａ１ａ、１７１ａ１ｂとにより形成される凹状空間Ｒには、シール部材１７１ｅがヒータ１７１ｂを覆うように充填されてもよい。シール部材１７１ｅとしては、シリコン、ウレタン、エポキシなどを用いることができる。例えば、ヒータ１７１ｂを覆うように凹状空間Ｒに液状のエポキシを充填し、硬化過程を経ることにより、ヒータ１７１ｂのシール構造を完成することができる。ここで、第１及び第２延長フィン１７１ａ１ａ、１７１ａ１ｂは、シール部材１７１ｅが充填される凹状空間Ｒを規定する側壁として機能する。
【０１２５】
ヒータ１７１ｂの背面とシール部材１７１ｅとの間には、絶縁材１７１ｆが介在するようにしてもよい。絶縁材１７１ｆとしては、雲母材質のマイカシート（mica sheet）を用いることができる。ヒータ１７１ｂの背面に絶縁材１７１ｆが配置されることにより、電源供給による熱線１７１ｂ２の発熱時にヒータ１７１ｂの背面側に熱が伝達されることを制限することができる。
【０１２６】
また、メインケース１７１ａ１とヒータ１７１ｂとの間には、熱伝導性接着剤１７１ｇが介在するようにしてもよい。熱伝導性接着剤１７１ｇは、ヒータ１７１ｂをメインケース１７１ａ１に取り付けると共に、ヒータ１７１ｂから発生した熱をメインケース１７１ａ１に伝達する役割を果たす。熱伝導性接着剤１７１ｇとしては、高温に耐える耐熱シリコンを用いることができる。
【０１２７】
一方、第１及び第２カバー１７１ａ２、１７１ａ３の少なくとも一方は、メインケース１７１ａ１の底面から下方に延設され、第１及び第２延長フィン１７１ａ１ａ、１７１ａ１ｂと共にヒータ１７１ｂを囲むように構成されてもよい。上記構造によれば、シール部材１７１ｅの充填より容易に行うことができる。
【０１２８】
ただし、ヒータ１７１ｂのターミナル１７１ｂ３に接続されるリードワイヤ１７３がヒータケース１７１ａの一側から外部に延びる構造を考慮して、第１及び第２カバー１７１ａ２、１７１ａ３のうちヒータケース１７１ａの一側に対応するカバーは、下方に延設されないようにしてもよく、下方に延設されてリードワイヤ１７３を通過する溝又は孔を備えるようにしてもよい。
【０１２９】
本実施形態においては、第２カバー１７１ａ３がメインケース１７１ａ１の底面から下方に延設され、リードワイヤ１７３が第１カバー１７１ａ２側に延設された構造を示す。
【０１３０】
図７〜図９は図４に示すヒーティングユニット１７１における出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’の形成位置の変形例をそれぞれ示す分解斜視図である。本変形例は、ヒーティングユニット１７１の出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’及び／又は入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’の形成位置のみ上記実施形態と異なり、それ以外の構成には上記実施形態の構成を同様に適用できる。
【０１３１】
まず、図７に示すように、ヒーティングユニット２７１の出口及び入口は、第１カバー２７１ａ２及び第２カバー２７１ａ３にそれぞれ形成されてもよい。具体的には、第１カバー２７１ａ２には、ヒーティングユニット２７１の第１及び第２出口が共に形成され、第１及び第２出口にそれぞれ連結される第１及び第２流入部２７２ｃ’、２７２ｃ’’が平行に配置されるようにしてもよい。また、第２カバー２７１ａ３には、ヒーティングユニット２７１の第１及び第２入口が共に形成され、第１及び第２入口にそれぞれ連結される第１及び第２リターン部２７２ｄ’、２７２ｄ’’が平行に配置されるようにしてもよい。
【０１３２】
このように、ヒーティングユニット２７１の出口及び入口は、メインケース２７１ａ１の両側面に形成されてもよく、第１カバー２７１ａ２及び第２カバー２７１ａ３に形成されてもよい。それだけでなく、上記構造の組み合わせも可能である。
【０１３３】
一例として、図８に示すように、ヒーティングユニット３７１の出口はメインケース３７１ａ１に形成され、ヒーティングユニット３７１の入口は第２カバー３７１ａ３に形成されるようにしてもよい。具体的には、メインケース３７１ａ１の両側面には、ヒーティングユニット３７１の第１及び第２出口が対向して形成されてもよい。また、第２カバー３７１ａ３には、ヒーティングユニット３７１の第１及び第２入口が共に形成され、第１及び第２入口にそれぞれ連結される第１及び第２リターン部３７２ｄ'、３７２ｄ''が平行に配置されるようにしてもよい。
【０１３４】
他の例として、図９に示すように、ヒーティングユニット４７１の出口は第１カバー４７１ａ２に形成され、ヒーティングユニット４７１の入口はメインケース４７１ａ１に形成されるようにしてもよい。具体的には、第２カバー４７１ａ３には、ヒーティングユニット４７１の第１及び第２出口が共に形成され、第１及び第２出口にそれぞれ連結される第１及び第２流入部４７２ｃ'、４７２ｃ''が平行に配置されるようにしてもよい。また、メインケース４７１ａ１の両側面には、ヒーティングユニット４７１の第１及び第２入口が対向して形成されてもよい。
図１０及び図１１はヒータ１７１ｂの動作前及び動作後の状態での作動液Ｆの循環を説明するための概念図である。
【０１３５】
まず、図１０を参照すると、ヒータ１７１ｂが動作する前は、作動液Ｆは、液相であり、ヒートパイプ１７２の下部の最低列を基準として上部の予め設定された列まで充填される。例えば、この状態では、作動液Ｆがヒートパイプ１７２の下部の２列まで充填されるようにしてもよい。
【０１３６】
ヒータ１７１ｂが動作すると、ヒータケース１７１ａ内の作動液Ｆは、ヒータ１７１ｂにより加熱される。図１１を参照すると、高温に加熱された気相（Ｆ１）の作動液Ｆは、ヒートパイプ１７２の流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’に流入し、ヒートパイプ１７２を流れながら冷却管１３１に放熱する。作動液Ｆは、前記放熱過程で熱を奪われることにより液体と気体が共存する状態（Ｆ２）で流れ、最終的には液相（Ｆ３）でヒートパイプ１７２のリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’を介してヒーティングユニット１７１に流入する。ヒーティングユニット１７１に流入した作動液Ｆは、ヒータ１７１ｂにより再加熱され、前述したような流れを繰り返し（循環し）、その過程で蒸発器１３０に熱が伝達されて蒸発器１３０に付いた霜が除去される。
【０１３７】
このように、作動液Ｆがヒーティングユニット１７１により発生する圧力差により流動してヒートパイプ１７２を迅速に循環するので、ヒートパイプ１７２の全区間が短時間で安定した作動温度に達することになり、それにより除霜を迅速に行うことができる。
【０１３８】
一方、流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’に流入する作動液Ｆは、高温の気相（Ｆ１）であり、ヒートパイプ１７２の循環過程の中で最も温度が高い。よって、このような高温の気相（Ｆ１）の作動液Ｆによる熱の対流を用いることにより、さらに効率的に蒸発器１３０に付いた霜を除去することができる。
【０１３９】
一例として、流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’は、蒸発器１３０に備えられた冷却管１３１の最低列より相対的に低い位置又は最低列と同じ位置に配置されるようにしてもよい。これによれば、流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’を介して流入する高温の作動液Ｆが冷却管１３１の最低列付近で熱を伝達することになるだけでなく、その熱が上昇して前記最低列に隣接する冷却管１３１に伝達されることになる。
【０１４０】
一方、このように作動液Ｆが相変化（相転移）しながらヒートパイプ１７２を循環するようにするためには、作動液Ｆをヒートパイプ１７２に適正量充填しなければならない。
【０１４１】
実験の結果、作動液Ｆがヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全内部体積に対して３０％未満の量で充填された場合は、時間の経過につれてヒーティングユニット１７１の温度が急激に増加することが確認された。これは、ヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全内部体積に対して作動液Ｆが不足していることを意味する。
【０１４２】
また、作動液Ｆがヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全内部体積に対して４０％を超える量で充填された場合は、ヒートパイプ１７２の一部の列の温度が安定した作動温度（５０°以下（冷凍条件））に達しないことが確認された。このような温度低下は、ヒートパイプ１７２がリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’に近くなるほど顕著になる。これは、ヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全体積に対して作動液Ｆが多すぎて作動液Ｆが液相で流れる区間が多いことを意味する。
【０１４３】
作動液Ｆがヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全内部体積に対して３０％以上、４０％以下の量で充填された場合は、ヒーティングユニット１７１の温度及びヒートパイプ１７２の各列の温度は、時間の経過につれて安定した作動温度に達することが確認された。
【０１４４】
ここで、ヒートパイプ１７２の各列の温度は、流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’に近くなるほど高くなり、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’に近くなるほど低くなった。充填された作動液Ｆの量が少なくなるほど、流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’での温度（最高温度）とリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’での温度（最低温度）の差も小さくなった。
【０１４５】
つまり、作動液Ｆは、ヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全内部体積に対して３０％以上、４０％以下の量で充填され、かつ除霜装置１７０の熱伝達構造や安定性などによって除霜装置１７０毎に最適化された作動液Ｆの充填量を選択することができる。
【０１４６】
一方、ヒータ１７１ｂがヒータケース１７１ａの外面に取り付けられた構造においては、ヒータケース１７１ａへのヒータ１７１ｂの熱伝達性能を向上させ、ヒータ１７１ｂの過熱を防止する構造を考慮することが好ましい。以下、これらが考慮されたヒーティングユニット１７１について説明する。
図１２は図３に示すヒーティングユニット１７１の他の例５７１を横手方向に切断した断面図である。
【０１４７】
図１２を参照すると、ヒータケースの外面には、ヒータケースの放熱のための外部フィン５７１ａ１ｃが突設される。外部フィン５７１ａ１ｃは、ヒータケースの製作時に突設された構成としてヒータケースに一体に形成されるようにしてもよく（例えば、アルミニウムの押出成形）、別体の構成として溶接や接着剤などによりヒータケースに取り付けられるようにしてもよい。
【０１４８】
このようにヒータケースの外面に外部フィン５７１ａ１ｃが形成されている場合、外部フィン５７１ａ１ｃが形成されていない構造に比べて、ヒータケースの外部面積が増加する。その結果、周囲の低温の空気とヒータケースとの間の熱交換効率が向上する。
【０１４９】
上記構造によれば、ヒータ５７１ｂから発生した熱の相当量がヒータ５７１ｂの前方（同図における上方）のヒータケースに伝達され（相対的にヒータ５７１ｂの後方への熱伝達は減少）、ヒータ５７１ｂの過熱を防止することができる。また、ヒータ５７１ｂの背面部の温度が低くなり、ヒータ５７１ｂの信頼性及び寿命が向上する。さらに、ヒータ５７１ｂの後方に備えられたシール部材５７１ｅへの熱伝達が減少し、シール部材５７１ｅの溶融を防止することができる。
以下、外部フィン５７１ａ１ｃの構成についてより詳細に説明する。
【０１５０】
図示のように、外部フィン５７１ａ１ｃは、メインケース５７１ａ１の上面に形成されてもよい。外部フィン５７１ａ１ｃは、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいてメインケース５７１ａ１の長手方向又は横手方向に延設されるようにしてもよい。本実施形態においては、外部フィン５７１ａ１ｃがメインケース５７１ａ１の長手方向に延設されていることを示す。
【０１５１】
複数の外部フィン５７１ａ１ｃの離隔間隔は、外部フィン５７１ａ１ｃの幅と同じか、又は外部フィン５７１ａ１ｃの幅より広くなるように形成されてもよい。これは、複数の外部フィン５７１ａ１ｃの離隔間隔が外部フィン５７１ａ１ｃの幅より狭い場合、外部フィン５７１ａ１ｃが形成されていない構造に比べて、外部フィン５７１ａ１ｃによる放熱効果が大きくないからである。
【０１５２】
ヒータ５７１ｂがメインケース５７１ａ１の底面に取り付けられた構造においては、メインケース５７１ａ１の上部に形成された外部フィン５７１ａ１ｃにより、ヒータ５７１ｂから発生した熱の相当量がヒータ５７１ｂの前方のメインケース５７１ａ１に伝達される。このような熱伝達により、ヒータ５７１ｂの過熱を防止することができるだけでなく、前記熱伝達過程でメインケース５７１ａ１の内部の作動液Ｆにより多くの熱を伝達することができる。すなわち、熱伝達効率を向上させることができる。
【０１５３】
一方、作動液Ｆにできるだけ多くの熱が伝達されるように、作動液Ｆは、作動液Ｆが全て液相のときにメインケース５７１ａ１の内部空間に完全に充填されるように構成される。これは、前述したように、ヒータケースが蒸発器１３０の下部に備えられ、作動液Ｆがヒートパイプ及びヒータケースの全内部体積に対して３０％以上、４０％以下の量で充填されていれば達成される。
図１３及び図１４は図１２に示すヒーティングユニット５７１における外部フィン５７１ａ１ｃの形状の変形例を示す概念図である。
まず、図１３を参照すると、外部フィン６７１ａ１ｃは、メインケース６７１ａ１の上面に加え、他の外面にも形成されるようにしてもよい。
【０１５４】
一例として、外部フィン６７１ａ１ｄは、メインケース６７１ａ１の両側外面からもそれぞれ突設されるようにしてもよい。ただし、ヒーティングユニット６７１の出口６７１ｃ’、６７１ｃ’’及び入口６７１ｄ’、６７１ｄ’’がメインケース６７１ａ１の両側面にそれぞれ形成された場合であれば、外部フィン６７１ａ１ｄは、出口６７１ｃ’、６７１ｃ’’と入口６７１ｄ’、６７１ｄ’’との間で長く延びた形状に形成されてもよい。
【０１５５】
他の例として、外部フィン６７１ａ１ｅは、第１カバー６７１ａ２と第２カバー６７１ａ３の少なくとも一方のカバーの外面からも突設されるようにしてもよい。ただし、ヒーティングユニット６７１の出口６７１ｃ’、６７１ｃ’’及び入口６７１ｄ’、６７１ｄ’’のいずれかが対応するカバーに形成された場合であれば、外部フィン６７１ａ１ｅは、第１カバー６７１ａ２及び第２カバー６７１ａ３のうち、出口６７１ｃ’、６７１ｃ’’や入口６７１ｄ’、６７１ｄ’’が形成されていない少なくとも一方のカバーの外面に突設されてもよい。
次に、外部フィン７７１ａ１ｃは、ヒータケース７７１ａの外面に突起状に突設されてもよい。
【０１５６】
一例として、図１４に示すように、外部フィン７７１ａ１ｃは、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいてメインケース７７１ａ１の長手方向及び横手方向に配置されるようにしてもよい。それにより、複数の外部フィン７７１ａ１ｃは、行列状に配置される。
他の例として、外部フィン７７１ａ１ｃは、複数備えられ、メインケース７７１ａ１の外面上から任意に突出した形状を有するようにしてもよい。
【０１５７】
上記構造によれば、外部フィンによるヒータケースの外部面積の増加をさらに大きくすることができる。その結果、周囲の低温の空気とヒータケースとの間の熱交換効率がさらに向上し、ヒータの過熱防止によりヒータの信頼性及び寿命がさらに向上する。
【０１５８】
一方、前述した第１及び第２延長フィンも、ヒータケースから突設される構成であるという点では、外部フィンの一種と理解できる。よって、第１及び第２延長フィンによっても上記効果を達成することができる。
図１５及び図１６は図３に示すヒーティングユニット１７１のさらに他の例８７１を横手方向及び長手方向に切断した断面図である。
【０１５９】
図１５及び図１６を参照すると、ヒータケースの内部には、ヒータ８７１ｂの熱伝達性能の向上のための内部フィン８７１ａ１ｆが突設される。内部フィン８７１ａ１ｆは、ヒータケースの製作時に突設された構成としてヒータケースに一体に形成されるようにしてもよく（例えば、アルミニウムの押出成形）、別体の構成として溶接や接着剤などによりヒータケースに取り付けられるようにしてもよい。
【０１６０】
このようにヒータケースの内部に内部フィン８７１ａ１ｆが形成されている場合、ヒータケースとその内部に充填された作動液Ｆとの接触面積が増加し、ヒータ８７１ｂから作動液Ｆに伝達される熱伝達量が増加する。また、ヒータケースの全体積が増加し、ヒータケースにおいて熱を取り込める熱容量が増加し、それにより、ヒータ８７１ｂから発生する熱をより多く取り込めるようになる。その結果、除霜性能が向上する。
【０１６１】
さらに、ヒータ８７１ｂから発生した熱の相当量がヒータ８７１ｂの前方（同図における上方）のヒータケースに伝達され（相対的にヒータ８７１ｂの後方への熱伝達は減少）、ヒータ８７１ｂの過熱を防止することができる。さらに、ヒータ８７１ｂの背面部の温度が低くなり、ヒータ８７１ｂの信頼性及び寿命が向上する。さらに、ヒータ８７１ｂの後方に備えられたシール部材８７１ｅへの熱伝達が減少し、シール部材８７１ｅの溶融を防止することができる。
【０１６２】
以下、内部フィン８７１ａ１ｆの構成についてより詳細に説明する。
図示のように、内部フィン８７１ａ１ｆは、メインケース８７１ａ１のうち、ヒータ８７１ｂが取り付けられた外面の内側である内面に突設される。同図においては、ヒータ８７１ｂがメインケース８７１ａ１の外部底面に取り付けられ、内部フィン８７１ａ１ｆがメインケース８７１ａ１の内部底面から突設されていることを示す。
【０１６３】
内部フィン８７１ａ１ｆは、メインケース８７１ａ１の内部高さの１／２以下の長さで突設されることが好ましい。内部フィン８７１ａ１ｆがメインケース８７１ａ１の内部高さの１／２を超える長さで突設された場合は、作動液Ｆの円滑な流動を妨害することになる。
【０１６４】
内部フィン８７１ａ１ｆは、複数備えられ、互いに所定の離隔間隔をおいてメインケース８７１ａ１の長手方向又は横手方向に延設されるようにしてもよい。本実施形態においては、内部フィン８７１ａ１ｆがメインケース８７１ａ１の長手方向に延設されていることを示す。内部フィン８７１ａ１ｆがメインケース８７１ａ１の押出成形によりメインケース８７１ａ１と一体に形成された構造を有する場合、内部フィン８７１ａ１ｆは、メインケース８７１ａ１の長手方向に延設された構造を有することになる。
【０１６５】
ここで、複数の内部フィン８７１ａ１ｆの離隔間隔は、内部フィン８７１ａ１ｆの幅の１倍以上に設定されることが好ましい。これは、複数の内部フィン８７１ａ１ｆの離隔間隔が内部フィン８７１ａ１ｆの幅より狭い場合、複数の内部フィン８７１ａ１ｆ間への流動が大幅に減少するからである。また、内部フィン８７１ａ１ｆの形成による効果を満足に得るためには、複数の内部フィン８７１ａ１ｆの離隔間隔が内部フィン８７１ａ１ｆの幅の２倍以下に設定され、メインケース８７１ａ１内に多くの内部フィン８７１ａ１ｆが備えられるようにすることが好ましい。
【０１６６】
このような観点から、メインケース８７１ａ１の内側壁と前記内側壁に隣接する内部フィン８７１ａ１ｆとの間隔も、内部フィン８７１ａ１ｆの幅の１倍以上、２倍以下に設定されることが好ましい。
【０１６７】
一方、作動液Ｆにできるだけ多くの熱が伝達されるように、作動液Ｆは、作動液Ｆが全て液相のときにメインケース８７１ａ１の内部空間に完全に充填されるように構成される。これは、前述したように、ヒータケースが蒸発器１３０の下部に備えられ、作動液Ｆがヒートパイプ及びヒータケースの全内部体積に対して３０％以上、４０％以下の量で充填されていれば達成される。
【０１６８】
以下、上記内部フィンによる効果を満足に得ると共に、作動液が円滑にヒータケースから放出されてヒータケースに流入されるようにする構造について説明する。
【０１６９】
図１７は図１６に示すヒーティングユニット９７１における内部フィン９７１ａ１ｆの形成位置の変形例を示す断面図である。
上記実施形態においては、内部フィン８７１ａ１ｆがメインケース８７１ａ１の一端から他端までメインケース８７１ａ１の長手方向に延設された構造を示した。図１６に示すように、出口８７１ｃ’’（一方の出口は図示せず）及び入口８７１ｄ’’（一方の入口は図示せず）がそれぞれメインケース８７１ａ１の両側面にメインケース８７１ａ１の長手方向に所定間隔離隔した位置に形成された構造において、内部フィン８７１ａ１ｆは、出口８７１ｃ’’及び入口８７１ｄ’’が形成された高さまで突設される。よって、図１６に示すように、内部フィン８７１ａ１ｆは、メインケース８７１ａ１の横手方向に所定の離隔間隔をおいて出口８７１ｃ’’及び入口８７１ｄ’’の一部を遮蔽するように配置される。
【０１７０】
上記構造は、内部フィン８７１ａ１ｆがメインケース８７１ａ１の内部高さの１／２以下の長さで突設され、メインケース８７１ａ１の内側壁と前記内側壁に隣接する内部フィン８７１ａ１ｆとの間隔が内部フィン８７１ａ１ｆの幅の１倍以上に設定される場合であれば、作動液Ｆが出口８７１ｃ’’から放出されて入口８７１ｄ’’を介して回収されることに大きな影響を及ぼすことはないが、ある程度影響を及ぼすことは事実である。
【０１７１】
これを改善するために、本変形例においては、メインケース９７１ａ１の内部底面から突設された内部フィン９７１ａ１ｆが入口９７１ｄ’’（一方の入口は図示せず）と出口９７１ｃ’’（一方の出口は図示せず）との間に形成されていることを示す。上記構造によれば、内部フィン９７１ａ１ｆがメインケース９７１ａ１の横手方向においてはメインケース９７１ａ１の出口９７１ｃ’’及び入口９７１ｄ’’を遮蔽しなくなる。よって、作動液Ｆが入口９７１ｄ’’を介して円滑に回収され、回収された作動液Ｆが前方に流動しながらヒータ９７１ｂにより再加熱される際に内部フィン９７１ａ１ｆによりさらに多くの熱が伝達され、再加熱された作動液Ｆが出口９７１ｃ’’から円滑に放出されることになる。
【０１７２】
図１８は図３に示すヒーティングユニット１７１のさらに他の例１０７１を示す断面図である。
図１８に示す構造は、前述した外部フィン及び内部フィンに関連する構造の組み合わせと理解できる。すなわち、メインケース１０７１ａ１の外面からはメインケース１０７１ａ１の放熱のための外部フィン１０７１ａ１ｃが突設され、メインケース１０７１ａ１の内部にはヒータ１０７１ｂの熱伝達性能の向上のための内部フィン１０７１ａ１ｆが突設される。
本例の構造には上記実施形態における構造を全て適用することができる。これについては重複する説明を省略する。
【０１７３】
一方、ヒータ１７１ｂが駆動されると、蒸発器１３０に生じた霜が除去され始める。具体的には、作動液Ｆはヒータ１７１ｂにより加熱されてヒートパイプ１７２を流れ、その過程で蒸発器１３０の冷却管１３１に放熱するが、それにより冷却管１３１に生じた霜や氷が溶解する。霜や氷は除霜により水、すなわち除霜水に変わって蒸発器１３０の下部に落下するが、場合によっては、除霜水が蒸発器１３０の下部に備えられたヒーティングユニット１７１に落下することもある。
【０１７４】
ヒータ１７１ｂの熱線１７１ｂ２及びターミナル１７１ｂ３、並びにターミナル１７１ｂ３に接続されるリードワイヤ１７３は、導体を含むので、除霜水に接触するとショートが発生する可能性がある。前述したように、ヒータ１７１ｂがヒータケース１７１ａの底面に取り付けられた構造、シール部材１７１ｅがヒータ１７１ｂを覆うように配置された構造、及びヒータケース１７１ａの両側に第１及び第２延長フィン１７１ａ１ａ、１７１ａ１ｂが突設されて内部にヒータ１７１ｂが収容された構造によれば、ヒータ１７１ｂと除霜水との接触をある程度防止することができる。
【０１７５】
しかし、リードワイヤ１７３は、ヒータケース１７１ａの外部に露出して延びた形状を有する。このような構成的特性により、リードワイヤ１７３に流れてきた除霜水が除霜後に冷却されて霜や氷になった場合、それによる重量増加によりターミナル１７１ｂ３との接触に影響を与えたり、除霜水の一部がリードワイヤ１７３に沿ってヒータ１７１ｂや電源側に流れてショートを起こすことがある。
【０１７６】
以下、図１９及び図２０を参照して、上記問題を防止するための、ヒーティングユニット１７１の位置に応じたリードワイヤ１７３の連結構造について説明する。
【０１７７】
ヒーティングユニット１７１は、蒸発器１３０の一側底部に左右方向に延びた形態で配置される。ヒーティングユニット１７１は、冷却管１３１の最低列と同じ高さ又は冷却管１３１の最低列より低い位置に蒸発器１３０の左右方向に延びた形態で配置されてもよい。
【０１７８】
前記配置状態で、ヒータ１７１ｂと電源とを接続するリードワイヤ１７３は、蒸発器１３０の外側に隣接するヒータ１７１ｂの一端部から外側に延びるように構成される。すなわち、リードワイヤ１７３は、蒸発器１３０の内側ではなく、蒸発器１３０の外側に向かって延びて電源に接続されるように構成される。上記構造によれば、蒸発器１３０の下側にリードワイヤ１７３が配置される領域が最小限に抑えられ、除霜水がリードワイヤ１７３に落下することが最小限に抑えられる。
【０１７９】
その具体例として、まず、図１９においては、ヒーティングユニット１７１が蒸発器１３０の左側底部に配置されたことを例示している。リードワイヤ１７３は、蒸発器１３０の左側に隣接するヒータ１７１ｂの左側端部から外側に延びるように構成される。このために、リードワイヤ１７３に接続されるターミナル１７１ｂ３は、ヒータ１７１ｂの左側端部に配置されることが好ましい。
【０１８０】
図１９とは逆に、図２０においては、ヒーティングユニット１７１が蒸発器１３０の右側底部に配置されたことを例示している。リードワイヤ１７３は、蒸発器１３０の右側に隣接するヒータ１７１ｂの右側端部から外側に延びるように構成される。このために、リードワイヤ１７３に接続されるターミナル１７１ｂ３は、ヒータケース１７１ａの入口に隣接する、入口と出口との間に配置されることが好ましい。
【０１８１】
ここで、ヒータケース１７１ａの右側端部に位置する入口を介して回収される作動液Ｆが再加熱されて逆流しないように、ヒータ１７１ｂの右側端部は、ヒータケース１７１ａの入口と出口との間に配置されることが好ましい。前記配置によれば、ヒータケース１７１ａの入口には熱線１７１ｂ２が配置されなくなり、受動発熱部ＰＨＰ内に入口が配置されることになる。
【０１８２】
図示のように、ヒータケース１７１ａの入口に連結されるリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’が屈曲された形状に形成された場合、戻る作動液Ｆはヒータケース１７１ａに流入する直前に少なくとも１回方向転換される。ここで、屈曲された部分では流動抵抗が大きいので、戻る作動液Ｆの逆流を防止することができる。
【０１８３】
なお、上記例においては、ヒータケース１７１ａが蒸発器に水平に配置されたことを例示しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。ヒータケース１７１ａは、入口側端部が出口側端部に対して−９０°以上、２°以下の角度範囲を有するように配置されてもよい。その詳細については後述する。
【０１８４】
図２１ａ〜図２１ｃは冷凍条件における図４に示すリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の各内径におけるヒータ１７１ｂの温度変化を示すグラフであり、図２２は図２１ｃの条件におけるリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’での流体の流れを示す概念図である。
【０１８５】
図２１ａはリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径が４．７５ｍｍの場合であり、図２１ｂはリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径が６．３５ｍｍの場合であり、図２１ｃはリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径が７．９２ｍｍの場合である。本実験では、作動液Ｆの適正量を５５ｇ、６０ｇ、６５ｇにそれぞれ設定し、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の各内径におけるヒータ１７１ｂの温度変化を測定した。
【０１８６】
図２１ａに示すように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径が４．７５ｍｍの場合、作動液Ｆの量が５５ｇのときにヒータ１７１ｂの過熱が発生した。これは、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の直径が小さいのでヒータケース１７１ａに戻る作動液Ｆの量が適正量に比べて少なくなり、作動液Ｆが加熱されるヒータ１７１ｂに十分に接しなくなったことが原因であると判断される。このように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の直径が５ｍｍ以下の場合は、ヒータ１７１ｂが過熱するという問題が生じることがある。
【０１８７】
図２１ｃに示すように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径が７．９２ｍｍの場合、作動液Ｆの量が５５ｇ、６５ｇのときにヒータ１７１ｂの過熱が発生した。このように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の直径が７ｍｍ以上の場合は、図２２に示すように、回収される作動液Ｆａが、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’全体に充填された状態でヒータケース１７１ａの内部に回収されるのではなく、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’内の上部に空間が生じた状態で流れてヒータケース１７１ａの内部に流入する現象が発生した。
【０１８８】
このとき、ヒータケース１７１ａの内部に流入した作動液Ｆａはヒータ１７１ｂにより再加熱されてヒーティングユニット１７１の内部で強く流動するが、加熱された一部の作動液Ｆｂがリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’内の上部空間に排出され、その結果、一部の作動液Ｆｂがリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’に逆流する現象が起こる。
【０１８９】
このように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径によって前記現象が発生する。よって、ヒータ１７１ｂの過熱及び作動液Ｆの逆流を防止するためには、入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’を受動発熱部ＰＨＰ内に形成することに加え、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’が適正な内径を有するようにしなければならない。
【０１９０】
実験の結果、図２１ｂに示すように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径が６．３５ｍｍの場合、ヒーティングユニット１７１の過熱が発生しないことが確認された。これは、作動液Ｆが円滑に復帰及び再加熱されて循環することを意味する。なお、前記実験に用いられた作動液Ｆの量は５５ｇ、６０ｇであり、これはヒートパイプ１７２及びヒータケース１７１ａの全体積の３０〜３５％に相当する充填量である。
【０１９１】
前述したように、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’の内径は、５ｍｍより大きく、７ｍｍより小さくなるように形成されてもよい。リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’としては、上記範囲内の６．３５ｍｍの内径を有する常用管を用いることが好ましい。
【０１９２】
なお、前記実験には、横手方向の断面が８ｍｍ（高さ）×１３ｍｍ（幅）の仕様（spec）を有するヒータケース１７１ａが用いられた。ヒータケース１７１ａの仕様は前記実験に用いられた仕様とは多少異なるものであってもよいが、リターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’としては前記内径条件を有するリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’を同様に用いる。
【０１９３】
一方、前述したように、ヒータケース１７１ａの内部でヒータ１７１ｂにより加熱されて蒸発した作動液Ｆは、ヒートパイプ１７２の流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’に流入し、ヒートパイプ１７２を流れながら冷却された作動液Ｆは、ヒートパイプ１７２のリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’を介してヒータケース１７１ａの内部に回収される。このような一連の流動過程で、ヒートパイプ１７２に対するヒータケース１７１ａの取り付け角度は、作動液Ｆの循環において重要な要素である。以下、これについて具体的に説明する。
【０１９４】
図２３はヒータケース１７１ａの入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して傾斜した各角度におけるヒータケース１７１ａ及びヒートパイプ１７２の各列の温度変化を示すグラフである。
【０１９５】
なお、ＴＨはヒータケース１７１ａの温度を示し、ＴＬはヒートパイプ１７２の放熱部１７２ｂの最低列の温度を示す。作動液Ｆはヒータ１７１ｂにより加熱されてヒートパイプ１７２を循環してからヒータケース１７１ａに戻るので、ヒータケース１７１ａの温度（ＴＨ）が最も高く、放熱部１７２ｂの最低列の温度（ＴＬ）が最も低い。よって、ヒートパイプ１７２の他の列の温度はＴＨとＴＬとの間と解される。図２３においては、説明の便宜上、ＴＨとＴＬの温度曲線のみを指示線で示す。
【０１９６】
同図を参照すると、ヒータケース１７１ａにおける入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して傾斜した角度によって作動液Ｆが円滑に循環するか否かが決定される。ヒータケース１７１ａが一方向に延設され、両側に入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’及び出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’がそれぞれ形成された構造の場合、これはヒータケース１７１ａにおける入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して傾斜した角度にも関係する。
【０１９７】
０°はヒータケース１７１ａが蒸発器１３０に水平に配置されたことを意味し、正（＋）の角度はヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して上方に配置されたことを意味し、負（−）の角度はヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して下方に配置されたことを意味する。
【０１９８】
図２３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ヒータケース１７１ａが蒸発器１３０に水平に配置されるか、又はヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して下方に配置された場合（出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側が入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側と同じ高さに形成されるか、又は出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側が入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側より高い位置に形成された場合）、ヒータケース１７１ａ及びヒートパイプ１７２の各列の温度は、時間の経過によって同程度に増加し、所定時間が経過すると安定した作動温度に達する。これは、作動液Ｆが円滑に循環することを意味する。
【０１９９】
実験の結果、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して０°〜−９０°の範囲内に配置された場合、時間の経過に応じた温度の曲線から、作動液Ｆがヒートパイプ１７２を循環する上で問題がないことが確認された。
【０２００】
それに対して、図２３の（ｄ）〜（ｆ）に示すように、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して上方に配置された場合（出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側が入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側より低い位置に形成された場合）、ヒータケース１７１ａ及びヒートパイプ１７２の各列の温度は、角度によって大きな差があった。
【０２０１】
具体的には、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して２°上方に配置された状態（入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側に対して２°上方に配置された状態）では、以前のグラフと大きな差がなかった。
【０２０２】
それに対して、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して３°上方に配置された状態（入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側に対して３°上方に配置された状態）では、初期にヒータケース１７１ａの温度が突然急激に上昇及び下降することが確認された。また、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して４°上方に配置された状態（入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側に対して４°上方に配置された状態）では、ヒータケース１７１ａの温度が継続して上昇し、ヒートパイプ１７２は初期温度から大きく外れないことが確認された。
【０２０３】
これは、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して３°以上上方に配置された場合（入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側に対して３°以上上方に配置された場合）、作動液Ｆがヒータ１７１ｂにより加熱されても、作動液Ｆが相対的に下方に配置された流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’に向かって下降することが困難であることを意味する。
【０２０４】
特に、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して４°以上上方に配置された場合（入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側に対して４°以上上方に配置された場合）は、作動液Ｆが流入部１７２ｃ’、１７２ｃ’’に向かって下降するのではなくむしろリターン部１７２ｄ’、１７２ｄ’’を介して逆流して循環しなくなるので、ヒータケース１７１ａの温度が継続して上昇して過熱する。
【０２０５】
このような実験の結果に基づいて、ヒータケース１７１ａは、入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して−９０°以上、２°以下の角度範囲を有するように配置されることが好ましい。
【０２０６】
なお、図２３の（ａ）〜（ｃ）を比較すると、ヒータケース１７１ａにおいて入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側端部が出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側端部に対して下方に傾斜して配置されるほど、ヒートパイプ１７２の放熱部１７２ｂの最低列の温度がより速く上昇することを確認することができる。これは、ヒータ１７１ｂにより加熱された作動液Ｆが上昇力を有するので、ヒータケース１７１ａにおいて出口１７１ｃ’、１７１ｃ’’側が入口１７１ｄ’、１７１ｄ’’側に対して上方に配置されるほど作動液Ｆの流動が容易であるからである。
【０２０７】
以下、加熱された作動液Ｆの上昇特性を考慮して、作動液Ｆの流動が容易なヒーティングユニット１７１とヒートパイプ１７２との連結構造について説明する。
【０２０８】
図２４〜図２６は図１９及び図２０に適用されるヒーティングユニット１７１におけるヒーティングユニット１７１とヒートパイプ１７２との連結構造の変形例を示す縦断面図である。なお、同図においては、説明の便宜上、ヒーティングユニット１１７１、１２７１、１３７１をヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａとヒータ１１７１ｂ、１２７１ｂ、１３７１ｂだけで簡単に示す。ヒーティングユニット１１７１、１２７１、１３７１に前述した詳細構造（第１及び第２延長フィン、シール部材、外部フィン、内部フィンなどが形成された構造）を適用できることは言うまでもない。
【０２０９】
以下、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａが蒸発器に水平に配置されたものに基づいて説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。前述したように、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａは、入口１１７１ｄ’’、１２７１ｄ’’、１３７１ｄ’’（一方の入口は図示せず）側端部が出口１１７１ｃ’’、１２７１ｃ’’、１３７１ｃ’’（一方の出口は図示せず）側端部に対して−９０°以上、２°以下の角度範囲を有するように配置されてもよい。
【０２１０】
また、以下では入口１１７１ｄ’’、１２７１ｄ’’、１３７１ｄ’’及び出口１１７１ｃ’’、１２７１ｃ’’、１３７１ｃ’’がヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａの両側面に長手方向に所定間隔離隔した位置に形成されたもの（図４に示す構造）に基づいて説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。ヒーティングユニット１１７１、１２７１、１３７１の入口１１７１ｄ’’、１２７１ｄ’’、１３７１ｄ’’及び出口１１７１ｃ’’、１２７１ｃ’’、１３７１ｃ’’の少なくとも１つは、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａの端部（図７〜図９に示す構造）に形成されてもよい。
【０２１１】
前述したように、作動液Ｆは、入口１１７１ｄ’’、１２７１ｄ’’、１３７１ｄ’’を介して回収され、その後ヒータ１１７１ｂ、１２７１ｂ、１３７１ｂにより再加熱されて出口１１７１ｃ’’、１２７１ｃ’’、１３７１ｃ’’から排出される。このような作動液Ｆの流動方向及び加熱された作動液Ｆの上昇特性を考慮して、ヒートパイプのリターン部１１７２ｄ’’、１２７２ｄ’’、１３７２ｄ’’（一方は図示せず）は、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａと平行に配置されるか、又はヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａの下方に延設され（もしくは、下方に延設され、その後屈曲されて水平に延設され）、ヒートパイプの流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’、１３７２ｃ’’（一方は図示せず）は、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａと平行に配置されるか、又はヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａの上方に延設される。
ここで、上方及び／又は下方に延設されるとは、垂直に延設されることだけでなく、傾斜して延設されることも意味する。
【０２１２】
また、上記構造の組み合わせにおいて、リターン部１１７２ｄ’’、１２７２ｄ’’、１３７２ｄ’’及び流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’、１３７２ｃ’’の全てがヒータケース１１７１ａ、１２７１ａ、１３７１ａの長手方向に延設されてもよいが、作動液Ｆの上昇力を考慮した流動設計の観点から、リターン部１１７２ｄ’’、１２７２ｄ’’、１３７２ｄ’’及び流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’、１３７２ｃ’’のいずれかのみヒータケース１１７１ａの長手方向に延設されることが好ましい。
【０２１３】
一例として、図２４においては、ヒートパイプのリターン部１１７２ｄ’’がヒータケース１１７１ａの長手方向に延設され、ヒートパイプの流入部１１７２ｃ’’がヒータケース１１７１ａの上方に延設されていることを示す。
【０２１４】
他の例として、図２５においては、ヒートパイプのリターン部１２７２ｄ’’がヒータケース１２７１ａの下方に延設され、ヒートパイプの流入部１２７２ｃ’、１２７２ｃ’’がヒータケース１２７１ａの上方に延設されていることを示す。
【０２１５】
上記２つの例は、ヒートパイプの流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’が蒸発器の上方に延設されることにより、図１９に示すように、ヒーティングユニット１７１がヒートパイプ１７２の垂直延長部に直接連結される構造に適用することができる。この場合、垂直延長部の下端部が流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’を構成する。
【０２１６】
なお、図１９を参照して説明したように、上記２つの例において、ヒータ１１７１ｂ、１２７１ｂのターミナル（図示せず）は、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａの出口１１７１ｃ’’、１２７１ｃ’’側に隣接して形成され、リードワイヤ１１７３、１２７３は、前記ターミナルに接続されて外側に延びるように構成される。
【０２１７】
上記構造によれば、ヒータ１１７１ｂ、１２７１ｂにより加熱された作動液Ｆが上昇して上方に延設された流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’に排出される自然な流れが形成されるので、ヒータケース１１７１ａ、１２７１ａが水平に配置された状態でもヒータ１１７１ｂ、１２７１ｂにより加熱された作動液Ｆが流入部１１７２ｃ’’、１２７２ｃ’’を介して円滑に排出される。
【０２１８】
特に、図２５に示す構造は、ヒートパイプ１２７２のリターン部１２７２ｄ’’がヒータケース１２７１ａの下方に延設される構造であるので、加熱されて上昇力を有する作動液Ｆがリターン部１２７２ｄ’’に逆流しにくい構造である。よって、加熱された作動液Ｆがリターン部１２７２ｄ’’に逆流することなく流入部１２７２ｃ’’を介して排出される、より自然な流動が形成されることになる。
【０２１９】
さらに他の例として、図２６においては、ヒートパイプ１３７２のリターン部１３７２ｄ’’がヒータケース１３７１ａの下方に延設され、ヒートパイプ１３７２の流入部１３７２ｃ’’がヒータケース１３７１ａの長手方向に延設されていることを示す。
【０２２０】
上記構造は、ヒートパイプ１３７２の流入部１３７２ｃ’’がヒータケース１３７１ａの長手方向に延設されるので、図２０に示すように、ヒーティングユニット１７１がヒートパイプ１７２の水平延長部と直接連結される構造に適用することができる。この場合、水平延長部の端部は流入部１３７２ｃ’’を構成する。なお、図２０を参照して説明したように、上記例において、ヒータ１３７１ｂのターミナル（図示せず）は、ヒータケース１３７１ａの入口１３７１ｄ’’と出口１３７１ｃ’’との間に形成され、リードワイヤ１３７３は、前記ターミナルに接続されて外側に延びるように構成される。
【０２２１】
これは、前述した構造に比べて、加熱された作動液Ｆが上昇する特性に適した排出構造ではないが、ヒートパイプ１３７２のリターン部１３７２ｄ’’がヒータケース１３７１ａの下方に延設される構造であるので、加熱されて上昇力を有する作動液Ｆがリターン部１３７２ｄ’’に逆流しにくい構造である。よって、加熱された作動液Ｆが流入部１３７２ｃ’’を介して排出される一連の流動が形成されることになる。
【０２２２】
一方、ヒータケース１４７１ａは、入口１４７１ｄ’’（一方の入口は図示せず）側端部が出口１４７１ｃ’’（一方の出口は図示せず）側端部に対して−９０°の角度をなすように、すなわち蒸発器１４３０の下側から上側に向かう垂直方向に延設されるようにしてもよい。以下、これに関する構造について説明する。
【０２２３】
図２７及び図２８は図１の冷蔵庫１００に適用される除霜装置１７０の第２実施形態１４７０を示す正面図及び斜視図である。
【０２２４】
図２７及び図２８を参照すると、ヒーティングユニット１４７１は、除霜装置１４７０の一側外郭に配置されてもよい。具体的には、ヒータケース１４７１ａは、蒸発器１４３０の一側に備えられた支持具１４３３の外側に配置され、蒸発器１４３０の下側から上側に向かう垂直方向に延設されるようにしてもよい。ここで、ヒータケース１４７１ａの少なくとも一部は、第１冷却管１４３１’と第２冷却管１４３１’’との間に配置されてもよい。
【０２２５】
ヒータケース１４７１ａは、ヒートパイプ１４７２とそれぞれ連結され、作動液Ｆが循環する流路を形成する。このために、ヒータケース１４７１ａの上側には出口１４７１ｃ’’が形成され、ヒータケース１４７１ａの下側には入口１４７１ｄ’’が形成される。出口１４７１ｃ’’はヒートパイプ１４７２の延長部に連結され、入口１４７１ｄ’’はヒートパイプ１４７２の放熱部１４７２ｂの最低列に連結される。
【０２２６】
ヒータ１４７１ｂは、一方向に延設される板状のヒータ１４７１ｂで構成され、ヒータケース１４７１ａの外面に取り付けられて蒸発器１４３０の上下方向に垂直に配置される。なお、図２７においては、説明の便宜上、ヒーティングユニット１４７１をヒータケース１４７１ａとヒータ１４７１ｂだけで簡単に示す。ヒーティングユニット１４７１に前述した詳細構造（第１及び第２延長フィン、シール部材、外部フィン、内部フィンなどが形成された構造）を適用できることは言うまでもない。
【０２２７】
本実施形態においては、外部に向かうヒータケース１４７１ａの一面にヒータ１４７１ｂが取り付けられていることを示す。前記配置によれば、除霜により生じた除霜水がヒータ１４７１ｂに接触することをある程度防止することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。ヒータ１４７１ｂは、支持具１３３に対向するヒータケース１４７１ａの他の一面に取り付けられるようにしてもよい。ただし、この場合は、ヒータ１４７１ｂと除霜水との接触を防止できる構造が備えられることが好ましい。
【０２２８】
なお、外部に向かうヒータケース１４７１ａの一面にヒータ１４７１ｂが取り付けられた場合、外部フィンは、支持具１３３に対向するヒータケース１４７１ａの他の一面から突設され、内部フィンは、ヒータ１４７１ｂが取り付けられた一面の内側の内面から突設されるようにしてもよい。
【０２２９】
ヒータ１４７１ｂの熱線１４７１ｂ２は、入口１４７１ｄ’’と出口１４７１ｃ’’との間から出口１４７１ｃ’’に向かって延設され、入口１４７１ｄ’’を介して回収された作動液Ｆを再加熱するように構成される。ヒータ１４７１ｂのターミナル（図示せず）は、入口１４７１ｄ’’と出口１４７１ｃ’’との間に配置されるヒータ１４７１ｂの端部に形成されてもよく、前記ターミナルにリードワイヤ１４７３が接続されて蒸発器１４３０の下側に向かって延びるように構成される。
【０２３０】
一方、作動液Ｆは、ヒータケース１４７１ａの内部に垂直方向に延びるヒータ１４７１ｂの最上端より高く充填されることが好ましい。このような構成によれば、ヒーティングユニット１４７１が過熱しない状態で安全に除霜運転を行うことができ、ヒートパイプ１４７２に気相の作動液Ｆの連続的な供給を安定して行うことができる。
【０２３１】
以下、作動液Ｆがヒートパイプ１５７２を循環する際における作動液Ｆの温度に応じた対流を考慮したヒートパイプ１５７２の設計変更について説明する。
【０２３２】
図２９は図１の冷蔵庫１００に適用される除霜装置１７０における、ヒートパイプ１５７２の上部列と下部列とが異なる幅を有するように形成される第３実施形態１５７０を示す概念図である。同図は除霜装置１５７０を正面（ａ）及び側面（ｂ）から見たものである。
【０２３３】
なお、図２９の（ａ）においては、ヒートパイプ１５７２の全体的な形状が見えるように前方の第１冷却管１５３１’が省略された状態で示されている。また、後方の第２冷却管１５３１’’の一部がヒートパイプ１５７２と重なって見えないが、冷却フィン１５３２の配置及び図２９の（ｂ）を参照すると、第１及び第２冷却管１５３１’、１５３１’’の全体的な形状が分かる。
図２９を参照すると、冷却管１５３１及びヒートパイプ１５７２は、ジグザグ状に繰り返し屈曲されて複数の列を形成する。
【０２３４】
具体的には、冷却管１５３１は、水平配管部と屈曲配管部との組み合わせで構成されてもよい。前記水平配管部は、互いに上下に水平に配置されて冷却フィン１５３２を貫通するように構成され、前記屈曲配管部は、上方の水平配管部の端部と下方の水平配管部の端部とを連結して内部を連通するように構成される。ここで、前記水平配管部は、図示のように、各列が所定間隔離隔して配置されるようにしてもよい。
【０２３５】
ヒートパイプ１５７２は、第１冷却管１５３１’と第２冷却管１５３１’’との間に配置され、単一行を形成するように構成される。ヒートパイプ１５７２は、延長部１５７２ａ及び放熱部１５７２ｂを含む。延長部１５７２ａについては、上記実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０２３６】
放熱部１５７２ｂは、延長部１５７２ａから蒸発器１５３０の冷却管１５３１に沿ってジグザグ状に延びてヒーティングユニット１５７１の入口に連結される。放熱部１５７２ｂは、列を形成する複数の水平管１５７２ｂ’と、それらをジグザグ状に連結するように屈曲されたＵ字状の管で構成される連結管１５７２ｂ’’との組み合わせで構成される。
【０２３７】
上記構造において、下部の水平管１５７２ｂ’の各列の間隔は、上部の水平管１５７２ｂ’の各列の間隔より狭くなるようにしてもよい。これは、作動液Ｆがヒートパイプ１５７２を循環する際における作動液Ｆの温度に応じた対流を考慮した設計である。
【０２３８】
具体的には、ヒートパイプ１５７２の流入部を介して流入する作動液Ｆは、高温の気相であり、ヒートパイプ１５７２の循環過程の中で最も温度が高い。図示のように、高温の作動液Ｆは上部に配置された冷却管１５３１側に移動するので、上部の冷却管１５３１の周辺では対流により高温の熱が広い領域に伝達される。
【０２３９】
それに対して、作動液Ｆは次第に熱を奪われることにより液体と気体が共存する状態で流れて結局は液相でリターン部に流入するが、このときの熱は冷却管１５３１の霜を除去するには十分な温度であるが、周辺への熱伝達の程度は前述した場合に比べて劣らざるを得ない。
【０２４０】
よって、それを考慮して、リターン部に近いヒートパイプ１５７２の各列（すなわち、放熱部１５７２ｂの水平管１５７２ｂ’）は、上部に配置されたヒートパイプ１５７２の各列より狭い間隔で配置される。例えば、上部に配置されたヒートパイプ１５７２の各列は、冷却管１５３１の１つの列を介して隣接する冷却管１５３１の列に対応して配置され、下部に配置されたヒートパイプ１５７２の各列は、冷却管１５３１の各列に対応して配置されるようにしてもよい。
上記構造によれば、蒸発器１５３０には、下部の方に上部より相対的に多い放熱部１５７２ｂの水平管１５７２ｂ’が配列される。
図３０及び図３１は図２９に示す除霜装置１５７０の変形例１６７０を示す概念図である。
【０２４１】
まず、図３０においては、除霜装置１６７０の正面（ａ）及び側面（ｂ）を示す。
本変形例において、ヒートパイプ１６７２は、第１冷却管１６３１’の前方の第１ヒートパイプ１６７２’と、第２冷却管１６３１’’の後方の第２ヒートパイプ１６７２’’とから構成され、２行を形成する。
【０２４２】
なお、図３０の（ａ）においては、第２ヒートパイプ１６７２’’が第１ヒートパイプ１６７２’と重なって見えないが、図３０の（ｂ）を参照すると、第２ヒートパイプ１６７２’’の全体的な形状が分かる。
【０２４３】
図示のように、第１及び第２ヒートパイプ１６７２’、１６７２’’の下部に配置された水平管１６７２ｂ’の各列の間隔は、上部に配置された水平管１６７２ｂ’の各列の間隔より狭くなるようにしてもよい。これは、作動液Ｆがヒートパイプ１６７２を循環する際における作動液Ｆの温度に応じた対流を考慮した設計であり、これについては図２９を参照して説明した通りであるので具体的な説明は省略する。
【０２４４】
次に、図３１においては、理解を助けるために、第１及び第２冷却管１７３１’、１７３１’’の一部を省略して示す。
図３１を参照すると、蒸発器１７３０の前方の第１ヒートパイプ１７７２’の下部に配置された各列の間隔は、上部に配置された各列の間隔より狭くなるようにしてもよい。逆に、蒸発器１７３０の後方の第２ヒートパイプ１７７２’’の上部に配置された各列の間隔は、下部に配置された各列の間隔より狭くなるようにしてもよい。
【０２４５】
前記配置関係によれば、一方のヒートパイプ１７７２の間隔が広い部分による温度低下が他方のヒートパイプ１７７２の間隔が狭い部分による温度上昇により補償される。よって、基本構造（図３に示す構造）より第１及び第２ヒートパイプ１７７２’、１７７２’’を短く構成しながらも、冷却管１７３１への効率的な熱伝達構造を実現することができる。
【０２４６】
その変形例として、蒸発器１７３０の前方の第１ヒートパイプ１７７２’の下部に配置された各列の間隔は、上部に配置された各列の間隔より広くなるようにしてもよい。逆に、蒸発器１７３０の後方の第２ヒートパイプ１７７２’’の上部に配置された各列の間隔は、下部に配置された各列の間隔より広くなるようにしてもよい。
【０２４７】
一方、作動液Ｆは、ヒートパイプ１８７２を流れながら冷却管１８３１に放熱するので、ヒーティングユニット１８７１の入口に近づくほど冷却される。よって、下側の冷却管１７３１の除霜が円滑に行われないことがある。以下、これを改善できる構造について説明する。
【０２４８】
図３２及び図３３は図１の冷蔵庫１００に適用される除霜装置１７０の第４実施形態１８７０を示す正面図及び斜視図である。図３２においては、冷却フィン１８３２の一部を省略して示す。なお、図３３においては、蒸発器１８３０の構成をより詳細に示す。
図３２及び図３３を参照すると、ヒートパイプ１８７２は、循環する作動液Ｆの状態に基づく観点から、高温の蒸発部Ｅと低温の凝縮部Ｃに分けられる。
【０２４９】
蒸発部Ｅは、作動液Ｆが高温の気相で又は高温の気体と液体とを含む状態で移動する部分であり、冷却管１８３１の除霜が行われる温度を有する。構造的には、蒸発部Ｅは、ヒーティングユニット１８７１の出口に連結され、蒸発器１８３０の冷却管１３１に対応して配置されて蒸発器１８３０の冷却管１８３１に熱を伝達するよう構成される。
【０２５０】
それに対して、凝縮部Ｃは、作動液Ｆが低温の液相で流れる部分であり、冷却管１８３１の除霜が行われる温度より温度が低い。よって、凝縮部Ｃが冷却管１８３１に隣接して配置されても、冷却管１８３１の除霜が円滑に行われない。凝縮部Ｃは、最終的にヒーティングユニット１８７１の入口に連結される。
【０２５１】
ヒートパイプ１８７２は、上方から下方にジグザグ状に延びるので、ヒートパイプ１８７２が冷却管１８３１に対応して配列される構造であれば、凝縮部Ｃは下側の冷却管１８３１に隣接して配置される。これは、下側の冷却管１８３１の除霜が円滑に行われないことを意味する。
【０２５２】
これを解決するために、凝縮部Ｃは、蒸発部Ｅから延びて蒸発器１８３０の最低列の冷却管１８３１ａより下方に配置される。凝縮部Ｃは、最低列の冷却管１８３１ａより下方に配置される少なくとも２つの水平配管を含む。本実施形態においては、ヒートパイプ１８７２が蒸発器１８３０の冷却管１８３１の最低列より下方に２列さらに備えられて凝縮部Ｃを構成する構造を示す。
【０２５３】
このように、ヒートパイプ１８７２の低温の凝縮部Ｃが蒸発器１８３０の最低列の冷却管１８３１より下方に配置された場合、高温の蒸発部Ｅのみ蒸発器１８３０の除霜に用いられるので、下側の冷却管１８３１の除霜が円滑に行われる。
【０２５４】
上記構造においては、ヒーティングユニット１８７１の下端が最低列の冷却管１８３１ａに隣接して配置される。それにより、ヒートパイプ１８７２のリターン部は、凝縮部Ｃの最低列の水平配管からヒーティングユニット１８７１の入口まで上方に屈曲された形状に延び、凝縮した作動液Ｆが回収される流路を形成する。
【０２５５】
前記リターン部は、屈曲された形状を有する部分で流動抵抗が大きくなるので、ヒーティングユニット１８７１の入口に戻る作動液Ｆが逆流することを抑制するのに有利であるという利点がある。
【０２５６】
図３４及び図３５は図３２及び図３３に示す除霜装置１８７０におけるヒーティングユニット１９７１の形成位置の変形例１９７０を示す正面図及び斜視図である。
【０２５７】
図３４及び図３５を参照すると、ヒーティングユニット１９７１の少なくとも一部は、蒸発器１９３０の最低列の冷却管１９３１より下方に配置される。例えば、ヒーティングユニット１９７１の下端はヒートパイプ１９７２の最低列の水平配管に隣接して配置され、ヒーティングユニット１９７１の上端は蒸発器１９３０の最低列の冷却管１９３１ａから１つ上の冷却管１９３１ｂ（すなわち、下から２つ目の冷却管）の下方に配置されるようにしてもよい。
【０２５８】
上記構造によれば、ヒートパイプ１９７２の最低列の水平配管とヒーティングユニット１９７１の入口とを連結するリターン部は、上記実施形態のリターン部に比べて短く形成される。
【０２５９】
ヒートパイプ１９７２の最低列の水平配管とヒーティングユニット１９７１の入口とが実質的に同じ層に配置される場合、リターン部は、ヒートパイプ１９７２の最低列の水平配管から水平方向に延びてヒーティングユニット１９７１の入口に連結されるようにしてもよい。
【０２６０】
また、上記構造によれば、ヒーティングユニット１９７１がヒートパイプ１９７２の最低列の水平配管に隣接して配置されるので、上記実施形態に比べて少量の作動液Ｆを用いてヒータ１９７１ｂが作動液Ｆの液面下に配置されるように構成することができる。また、作動液Ｆの充填量が減少することにより、ヒートパイプ１９７２の最低列の水平配管の温度がさらに上昇する。これは、蒸発部Ｅの下部の温度が上記例よりも上昇することを意味する。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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