(57)【要約】  【課題】冷却器の除霜効果を大幅に改善し、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が実現する冷却器を提供する。  【解決手段】貯蔵室を形成する断熱箱体である冷蔵庫本体１００内に配設された冷却器１２０は、冷却管１２１とフィン１２３とからなり、冷却管１２１に、抵抗体からなるヒータ線１３３とヒータ線１３３を覆う金属管１３５と金属管１３５内に充填された絶縁材１３６とで構成された金属管ヒータである除霜ヒータ１３０を接触させているので、冷却管１２１からの熱伝導と管内対流の大幅な向上が図られ、除霜を効率良く行うことが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流動し、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された冷却管と、前記冷却管挿入用の長穴を有し、前記冷却管の前記直管部の管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられて前記冷却管に貫通される複数のフィンと、からなる冷却器と、前記冷却器を除霜する為の除霜ヒータと、を備え、前記除霜ヒータは前記冷却管に接触するように配設した除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項２】
前記除霜ヒータは、前記フィンの冷却管挿入用の長穴から挿入させて前記冷却管と接触させた請求項１に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項３】
前記除霜ヒータは、抵抗体からなるヒータ線と、前記ヒータ線を覆う金属管と、前記金属管内に充填された絶縁材と、で構成された金属管ヒータとした請求項１または２に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項４】
前記除霜ヒータは、二つの直管部と曲管部を有するＵ字形状を有する請求項３に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項５】
前記除霜ヒータは、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された請求項３に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項６】
前記金属管は、アルミニウムで成形した請求項３に記載の除霜ヒータ付き冷却器。
【請求項７】
前記冷却管内を流動する冷媒を可燃性冷媒としたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の除霜ヒータ付き冷却器を備えた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除霜ヒータを有する冷蔵庫等の冷却器及びこの冷却器を備えた冷蔵庫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、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）など炭化水素系冷媒（以下、「ＨＣ冷媒」という。）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は火花などで引火し火災に発展する可能性があり、ＨＣ冷媒を使用する冷蔵庫では、電気部品やリレーなどの接点、除霜ヒータの発熱などにより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、機械室に最下部の貯蔵室の収納スペースが侵害されて収納容積が減少し、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。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の圧縮機などの高圧側の構成機器を収納するという冷蔵庫が提案されており、冷却器および除霜用ヒータの収納スペースは奥行き方向に薄く、かつ高さ方向を低く制限し、貯蔵室の収納量を大きく確保した冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
図９は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の冷却器周辺の拡大断面図を示すものである。
【０００７】
図９に示すように、長尺の冷却管１２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１３を積重ねて嵌入し、その後冷却管を蛇行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る高さ寸法を有する直方体としたものである。
【０００８】
フィン１３は冷却管１２の直管部のみに配設しており、パイプ端部の曲成部には、冷却管の上下に亙る比較的厚肉の短冊状の剛体からなる端板１５を配置し、この端板１５に穿設した嵌入孔１５ａを曲成部に合致させるとともに、両側から冷却管１２とフィン１３部を挟持固定することで冷却器８を形成している。
【０００９】
端板１５は、フィン１３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８の霜取りをおこなう除霜ヒータ１６を架設するように構成する。
【００１０】
輻射ヒータ１６と冷却器８のフィン最下端部との間には、ヒータカバー２３を配置する。ヒータカバー２３は、輻射ヒータ１６の上方部を保護するとともに、除霜時に冷却器８に付着した霜が融解し水滴となって落下する際、高温のガラス管１７の表面に触れて蒸発音を発生させないためのものであり、輻射ヒータ１６と同様に、端板１５に形成したスリット状の係止溝１５ｃ（図示せず）に側方から嵌め込んで保持している。
【００１１】
なお、ヒータカバー２３は、前述した冷却器８の組立時に蛇行成形した冷却管１２およびフィン１３とともに端板１５間に挟み込んで固定すればよく、その断面形状は、フィン１３から落下してくる除霜水を受けて下方の排水樋２５へ流れ易くするように山形に形成するとともに、中央の頂部近傍の斜面部には、庫内幅方向に亙って開口する複数のスリット２３ａを穿設している。
【００１２】
ここで、除霜動作に入ると、発熱した輻射ヒータ１６により生じた暖気と輻射の効果により、まずヒータカバー２３を加熱し、さらにスリット２３ａを通って冷却器８を加熱する。
【００１３】
また、暖気により加熱されたヒータカバー２３からの熱伝導により、端板１５が加熱されることでも除霜が促進される。
【００１４】
図１０は、特許文献２に記載された従来の冷蔵庫の縦断面図を示すものである。
【００１５】
図１０に示すように、断熱箱体１は、上から順に、冷蔵室２、冷凍室３、野菜室４を有し、冷蔵室２の前面開口には、冷蔵室回転扉５を設けている。また、断熱箱体１の中央から下方部に位置する冷凍室３と野菜室４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引き出し扉６と野菜室引き出し扉７を設けてある。冷蔵室２の庫内には複数の収納棚８が設けられており、冷凍室３と野菜室４には上面開口形状の収納容器９ａ，９ｂが取り付けてある。この収納容器９ａ，９ｂは前後方向のレール（図示せず）に、ローラで前後方向へ移動可能に支持されている。
【００１６】
断熱箱体１に設けた凹部１０は、外箱上面１１と外箱背面１２に渡る天面後背部を冷蔵室２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１０はその左右が断熱箱体１の左右壁にて塞がれ上方および背方に開放しており、この凹部１０の開放部は、上板１３とこれにほぼ直角な背板１４とからなる凹部カバー１５にて覆われている。また、凹部カバー１５はネジなどにて断熱箱体１に取外し可能に固定されている。
【００１７】
冷凍サイクルの構成機器である圧縮機１６と凝縮器１７は機械室ファン１８と共に凹部１０内に収まるように配設され、上板１３と背板１４で構成された凹部カバー１５にて覆われている。
【００１８】
冷凍サイクルの構成機器である冷却器２０および除霜ヒータ（図示せず）は冷凍室３の背面の限られたスペースに構成されている。
【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】
【００１９】
しかしながら、上記従来の構成では、スリットを通過する暖気の影響により、主に輻射ヒータの表面温度の低減に有効であるが、除霜ヒータの有効活用による省エネ効果が充分でないという課題を有していた。
【００２０】
また、上記従来の構成では、冷却器と除霜ヒータ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。
【００２１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷却管を積極的に過熱して冷却管の熱伝導および冷却管内の冷媒の対流効果すなわちサーモサイフォン効果を向上させることにより、除霜時の消費電力を大幅に低減し、かつ冷却器と除霜ヒータの総合高さを低く抑えることで、限られた空間への配置が可能となる除霜ヒータ付き冷却器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】
【００２２】
上記従来の課題を解決するために、本発明の除霜ヒータ付き冷却器は、内部を冷媒が流動し、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された冷却管と、前記冷却管挿入用の長穴を有し、前記冷却管の前記直管部の管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられて前記冷却管に貫通される複数のフィンと、からなる冷却器と、前記冷却器を除霜する為の除霜ヒータと、を備え、前記除霜ヒータは前記冷却管に接触するように配設したものである。
【００２３】
これによって、冷却管を積極的に過熱して冷却管の熱伝導を向上させ、かつ冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果の向上が可能となるので、除霜時の消費電力を大幅に低減できる。
【００２４】
また、冷却管に接触するように除霜ヒータを配設したことで、冷却器内に除霜ヒータを収めることができることで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現でき、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができる。
【００２５】
また、除霜ヒータの表面の熱は、冷却管へ熱伝導するため、除霜ヒータの表面温度を低下させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の除霜ヒータ付き冷却器は、冷却管への熱伝導により除霜効率を向上させることができ、除霜時の消費電力を大幅に低減できる。
【００２７】
また、可燃性冷媒を使用した場合においては、除霜ヒータの熱は、除霜ヒータと接触させた冷却管へ熱伝導する為、ヒータ線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可燃性冷媒の発火温度以下に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
請求項１に記載の発明は、内部を冷媒が流動し、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された冷却管と、前記冷却管挿入用の長穴を有し、前記冷却管の前記直管部の管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられて前記冷却管に貫通される複数のフィンと、からなる冷却器と、前記冷却器を除霜する為の除霜ヒータと、を備え、前記除霜ヒータは前記冷却管に接触するように配設したものであり、冷却管を積極的に過熱して、冷却管自身を過熱させるとともに冷却管内の冷媒のサーモサイフォン効果を活用することができ、除霜効率を向上させることができるため、除霜時の消費電力を大幅に低減できる。
【００２９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記除霜ヒータは、前記フィンの冷却管挿入用の長穴から挿入させて前記冷却管と接触させたものであり、冷却器内に除霜ヒータを収めることができることで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現でき、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができるので、使用者の使い勝手をより向上させることができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記除霜ヒータは、抵抗体からなるヒータ線と、前記ヒータ線を覆う金属管と、前記金属管内に充填された絶縁材と、で構成された金属管ヒータとしたものであり、外側の金属管が冷却管と接触することから除霜ヒータ表面の熱を冷却管を経由して熱交換器へ効率よく熱伝導できることから、表面温度を低くできる。また、外側が金属管で構成されていることから、霜や氷の成長によるガラス管割れが防止できることから安全確保ができる。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記除霜ヒータは、二つの直管部と曲管部を有するＵ字形状を有することにより、除霜ヒータの挿入性向上が図られ生産性を向上させることができる。
【００３２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記除霜ヒータは、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工されたことにより、除霜ヒータの個数を低減できることから、部品点数削減が図られ、低コスト化が実現できる。
【００３３】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記金属管は、アルミニウムで成形したことにより、アルミニウムの高い熱伝導性を利用して金属管の熱を効率よく冷却管へ熱を伝えることができるので、より除霜効率を向上させることができる。
【００３４】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、前記冷却管内を流動する冷媒を可燃性冷媒としたものであり、金属管表面の熱が冷却管へ熱伝導することから、除霜ヒータの熱容量を低下させること無く、金属管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、万が一可燃性冷媒が冷蔵庫内に漏洩した状況で除霜ヒータが発熱しても、表面温度が冷媒の発火温度未満であるので漏洩した冷媒に引火することはなく安全である。また、除霜効率が高く除霜時の消費電力を大幅に低減した冷蔵庫が提供できる。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の側面図、図２は、同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図、図３は、同実施の形態における冷却器の正面図、図４は、同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図である。
【００３６】
図１から図４において、断熱箱体である冷蔵庫本体１００の天井部後方には、圧縮機１１０が配設されており、冷蔵庫本体１００内部には複数の貯蔵室が区画形成されており、最下部には第一の貯蔵室である冷凍室１０１が、冷凍室１０１の上部には第二の貯蔵室である野菜室１０２が区画形成されている。
【００３７】
ここで、冷凍サイクルには、可燃性冷媒であるイソブタンが封入されている。
【００３８】
冷却室１０３は、冷凍室１０１と野菜室１０２の後方に２つの貯蔵室にまたがるように区画形成されている。
【００３９】
ここで、本実施の形態のように圧縮機１１０を天井部後方に配置し、冷凍室１０１および野菜室１０２の奥行き寸法の拡大を図った冷蔵庫においては、冷却器１２０は、奥行き方向の寸法規制もさることながら、高さ寸法に対しても可能な限りのサイズダウンが要求される。
【００４０】
冷却器１２０は、冷却室１０３内に配設されたオールアルミ熱交換器であり、主に、冷却管１２１と、アキュームレータ１２２と、フィン１２３と、から構成されている。
【００４１】
冷却管１２１は、アルミ管を直管部１２１ａと曲管部１２１ｂを有する蛇行状に曲げ加工されている。入口管１２４から流入した冷媒は熱交換した後、出口管１２５から流出することになる。
【００４２】
アキュームレータ１２２は、冷却器１２０の冷媒の流れ方向において下流側に位置し、冷却器１２０の上方に配設されている。
【００４３】
フィン１２３は、冷却管１２１の直管部１２１ａの管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられており、表面には冷却管１２１の貫通用の長穴１２３ａを有している。
【００４４】
冷却器１２０は、冷却管１２１を長穴１２３ａに挿入した後、冷却管１２１をメカニカル拡管または液圧拡管することにより、冷却管１２１とフィン１２３を密着固定している。
【００４５】
なお、長穴１２３ａの巾は冷却管１２１の外径とほぼ同等とすることで、より冷却管１２１とフィン１２３を密着できる。
【００４６】
除霜ヒータ１３０は、金属抵抗体をコイル状に形成したヒータ線１３３と、ヒータ線を覆うアルミニウムで成型された金属管直管部１３５ａと金属管曲管部１３５ｂを有するＵ字形状を有する金属管１３５と、金属管１３５内に充填された絶縁材１３６と、からなる金属管ヒータである。
【００４７】
除霜ヒータ１３０は、フィン１２３の冷却管挿入用の長穴１２３ａから挿入し、冷却管１２１と金属管１３５とが接触するように配設されている。
【００４８】
なお、金属管１３５の外径は長穴１２３ａへの挿入性を考慮して冷却管１２１と同等以下とするのが望ましい。
【００４９】
また、金属管１３５は熱伝導性、電食などの腐食の面から冷却管１２１と同じ種類の純アルミニウム系を用いるのが最適であるが、他のアルミニウム合金を用いてもよい。
【００５０】
また、除霜ヒータ１３０は、金属管１３５を曲げた際のスプリングバックと長穴１２３ａとの接触により冷却管１２１と接触させるのが製造コスト面より望ましい。その他の接触方法として、金属管１３５を長穴１２３ａに挿入後、マンドレル等を用いて強制的に金属管１３５を扁平させて冷却管１２１との接触をより強固にする方法がある。
【００５１】
したがって、除霜ヒータ１３０は冷却管１２１を介して冷却器１２０に密着されており、冷却器１２０内に除霜ヒータ１３０を収めることができるため、従来の技術にくらべて、冷却器１２０と除霜ヒータ１３０の総合高さが低減されている。
【００５２】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
【００５３】
まず、冷却運転により、冷却器１２０全体が着霜して行く。ここで、除霜ヒータ１３０の金属管１３５は、冷却管１２１に接触されているので、冷却管１２１やフィン１２３と同様に着霜することになる。
【００５４】
この時、金属管１３５が着霜することは、異常事態を想定すれば成長した霜、氷により強い外部圧力を受けることが考えられるが、本実施の形態のようにアルミニウム材で成形された金属管１３５を用いることで、従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、ガラス管割れやヒータ線の露出を抑制することができる。
【００５５】
また、冷却運転時に除霜ヒータ１３５の金属管１３５が同様に冷却されることで、金属管１３５は冷却器１２０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１２０の冷却能力を増大させることができる。
【００５６】
ここで、本実施の形態においては、制御部（詳細の説明を省く）が圧縮機の積算運転時間によりデフロスト運転に突入すると、除霜ヒータ１３０に所定の電圧が印加される。
【００５７】
除霜ヒータ１３０に所定の電圧が印加されることで、ヒータの表面温度が上昇し、まず除霜ヒータ１３０の金属管１３５の表面に付着した霜が融解する。さらに除霜ヒータ１３０からの熱は、金属管１３５から接触されている冷却管１２１に効率良く熱伝達される。
【００５８】
つぎに、冷却管１２１を介して、フィン１２３に熱伝導されていくことにより、冷却器１２０全体が加熱されて効率良く除霜が行われる。
【００５９】
加えて、冷却管１２１が加熱されることにより、冷却管１２１の内部の冷媒も加熱されることになり、加熱された冷媒の対流効果、すなわち冷媒のサーモサイフォン効果を効率的に活用でき、除霜効果を大幅に向上できることから冷却器１２０の上部をすばやく加熱することができる。
【００６０】
なお、冷却器１２０において容量の異なる除霜ヒータ１３０を配設する、例えば比較的除霜困難な冷却器１２０の上部には大容量の除霜ヒータ１３０を配設し、比較的除霜容易な冷却器下部には、小容量の除霜ヒータ１３０とするなどにより、効率よく冷却器１２０を加熱することもできる。
【００６１】
また、冷却器１２０内に除霜ヒータ１３０を配設したことで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現できることで、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができるので、使用者の使い勝手をより向上させることができる。
【００６２】
また、融解した霜や水は金属管１３５に接触することになるが、金属管１３５の熱は、冷却管１２１へ伝熱しており、金属管１３５の表面温度は低下していることから、霜や水が金属管１３５の表面に付着しても突沸現象などによる異音発生を防止することができる。
【００６３】
なお、金属管１３５の表面温度をさらに下げる方法としては、冷却管１２１と非接触な金属管１３５表面に放熱用のリブやフィンを設けることも効果的である。
【００６４】
また、金属管１３５の採用により従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、霜や水の付着による熱膨張率によるガラス管割れも防止することができる。
【００６５】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫の除霜ヒータ付き冷却器は、冷蔵庫本体１００内に配設され、冷却管１２１とフィン１２３と冷却管１２１に接触させたＵ字形状である金属管１３５を有した除霜ヒータ１３０と、からなり、冷却器１２０の冷却管１２１には、除霜ヒータ１３０の金属管１３５を接触させているので、冷却管１２１の熱伝導と管内対流の向上が図られ、除霜を効率良く行うことが可能となる。
【００６６】
さらに、除霜ヒータ１３０が、金属管１３５を用いた金属管ヒータであることにより、異常着霜時でも、電熱線の露出防止およびガラス割れを抑制することができる。
【００６７】
さらに、圧縮機１１０が天井部後方に配置され、第一の貯蔵室である冷凍室１０１と第二の貯蔵室である野菜室１０２の後方に２つの貯蔵室にまたがるように区画形成された冷却室１０３内に、冷却器１２０と冷却器１２０内に除霜ヒータ１３０を配設したことで、従来の技術に比べて冷却器１２０と除霜ヒータ１３０の総高さ寸法が低減できたことにより、収納スペースの拡大が可能となる。
【００６８】
また、第一の貯蔵室である冷凍室１０１のほぼ底部から第二の貯蔵室である野菜室１０２のほぼ天部までの二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器１２０を収容する冷却室１０３として活用することができるので、この冷却室１０３の高さを生かして冷却器１２０の高さ寸法を大きくするとともに冷却器１２０の奥行き寸法を短縮させれば冷却能力を維持しながら冷却器１２０の薄型化が図れる。その結果、冷却室１０３の厚みを薄くすることができ、圧縮機１１０が冷凍室１０１および野菜室１０２の二つの貯蔵室の領域外にあるため二つの貯蔵室内を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、冷凍室１０１および野菜室１０２二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器１２０を収容する冷却室１０３としたが、圧縮機が第一の貯蔵室である冷凍室１０１以外の領域にある冷蔵庫において、冷凍室１０１の背面のほぼ全高に冷却室１０３を備えることもでき、その場合では冷凍室１０１を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、図３に示すように全ての長孔にＵ字形状の金属管１３５を接触させたが、必ずしも全ての長孔にＵ字形状の金属管１３５接触させる必要はなく、必要に応じて、例えば、長孔のひとつおきにＵ字形状の金属管１３５を接触させてもよい。
【００７１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面図、図６は、同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図、図７は、同実施の形態における冷却器の正面図、図８は、同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図である。
【００７２】
図５から図８において、断熱箱体である冷蔵庫本体１００の天井部後方には、圧縮機１１０が配設されており、冷蔵庫本体１００内部には複数の貯蔵室が区画形成されており、最下部には第一の貯蔵室である冷凍室１０１が、冷凍室１０１の上部には第二の貯蔵室である野菜室１０２が区画形成されている。
【００７３】
ここで、冷凍サイクルには、可燃性冷媒であるイソブタンが封入されている。
【００７４】
冷却室１０３は、冷凍室１０１と野菜室１０２の後方に２つの貯蔵室にまたがるように区画形成されている。
【００７５】
ここで、本実施の形態のように圧縮機１１０を天井部後方に配置し、冷凍室１０１および野菜室１０２の奥行き寸法の拡大を図った冷蔵庫においては、冷却器１２０は、奥行き方向の寸法規制もさることながら、高さ寸法に対しても可能な限りのサイズダウンが要求される。
【００７６】
冷却器１２０は、冷却室１０３内に配設されたオールアルミ熱交換器であり、主に、冷却管１２１と、アキュームレータ１２２と、フィン１２３と、から構成されている。
【００７７】
冷却管１２１は、アルミ管を直管部１２１ａと曲管部１２１ｂを有する蛇行状に曲げ加工されている。入口管１２４から流入した冷媒は熱交換した後、出口管１２５から流出することになる。
【００７８】
アキュームレータ１２２は、冷却器１２０の冷媒の流れ方向において下流側に位置し、冷却器１２０の上方に配設されている。
【００７９】
フィン１２３は、冷却管１２１の直管部１２１ａの管軸方向に互いに間隔をとりながら重ねられており、表面には冷却管１２１の貫通用の長穴１２３ａを有している。
【００８０】
冷却器１２０は、冷却管１２１を長穴１２３ａに挿入した後、冷却管１２１をメカニカル拡管または液圧拡管することにより、冷却管１２１とフィン１２３を密着固定している。
【００８１】
なお、長穴１２３ａの巾は冷却管１２１の外径とほぼ同等とすることで、より冷却管１２１とフィン１２３を密着できる。
【００８２】
除霜ヒータ１３０は、金属抵抗体をコイル状に形成したヒータ線１３３と、ヒータ線１３３を覆うアルミニウムで成形された金属管直管部１３５ａと曲げられた金属管曲管部１３５ｂとを有する蛇行状に曲げ加工された金属管１３５と、金属管１３５内に充填された絶縁材１３６とからなる金属管ヒータである。ここで、蛇行状に曲げ加工された金属管１３５とは、連続的に曲げ加工され１本の金属管からなるものであり、サーペンタイン状のことを意味する。
【００８３】
除霜ヒータ１３０は、フィン１２３の冷却管挿入用の長穴１２３ａから挿入し、冷却管１２１と金属管１３５とが接触するように配設されている。
【００８４】
なお、金属管１３５の外径は長穴１２３ａへの挿入性を考慮して冷却管１２１と同等以下とするのが望ましい。
【００８５】
また、金属管１３５は熱伝導性、電食などの腐食の面から冷却管１２１と同じ種類の純アルミニウム系を用いるのが最適であるが、他のアルミニウム合金を用いてもよい。
【００８６】
また、除霜ヒータ１３０は、金属管１３５を曲げた際のスプリングバックと長穴１２３ａとの接触により冷却管１２１と接触させるのが製造コスト面より望ましい。その他の接触方法として、金属管１３５を長穴１２３ａに挿入後、マンドレル等を用いて強制的に金属管を扁平させて冷却管１２１との接触をより強固にする方法がある。
【００８７】
したがって、除霜ヒータ１３０は冷却管１２１を介して冷却器１２０に密着されており、冷却器１２０内に除霜ヒータ１３０を収めることができるため、従来の技術にくらべて、冷却器１２０と除霜ヒータ１３０の総合高さが低減されている。
【００８８】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
【００８９】
まず、冷却運転により、冷却器１２０全体が着霜して行く。ここで、除霜ヒータ１３０の金属管１３５は、冷却管１２１に密着されているので、冷却管１２１やフィン１２３と同様に着霜することになる。
【００９０】
この時、金属管１３５が着霜することは、異常事態を想定すれば成長した霜、氷により強い外部圧力を受けることが考えられるが、本実施の形態のようにアルミニウム材で成形された金属管１３５を用いることで、従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、ガラス管割れやヒータ線の露出を抑制することができる。
【００９１】
また、冷却運転時に除霜ヒータ１３５の金属管１３５が同様に冷却されることで、金属管１３５は冷却器１２０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１２０の冷却能力を増大させることができる。
【００９２】
ここで、本実施の形態においては、制御部（詳細の説明を省く）が圧縮機の積算運転時間によりデフロスト運転に突入すると、除霜ヒータ１３０に所定の電圧が印加される。
【００９３】
除霜ヒータ１３０に所定の電圧が印加されることで、ヒータの表面温度が上昇し、まず除霜ヒータ１３０の金属管１３５の表面に付着した霜が融解する。さらに除霜ヒータ１３０からの熱は、金属管１３５から接触させている冷却管１２１に効率良く熱伝達される。
【００９４】
つぎに、冷却管１２１を介して、フィン１２３に熱伝導されていくことにより、冷却器１２０全体が加熱されて効率良く除霜が行われる。
【００９５】
加えて、冷却管１２１が加熱されることにより、冷却管１２１の内部の冷媒も加熱されることになり、加熱された冷媒の対流効果、すなわち冷媒のサーモサイフォン効果を効率的に活用でき、除霜効果を大幅に向上できることから冷却器１２０の上部をすばやく加熱することができる。
【００９６】
なお、除霜ヒータ１３０は、サーペンタイン形状を有する一体品であることから、部品点数削減できるとともに、冷却管１２１と接触させた状態で、フィン１２３の長穴１２３ａへ挿入することも容易となるため、製造コストの低減の向上が図れる。
【００９７】
また、冷却器１２０内に除霜ヒータ１３０を配設したことで、冷却器および除霜ヒータの省スペース化が実現できることで、庫内の貯蔵室の容量をより広くすることができ、収納性を向上させることができるので、使用者の使い勝手をより向上させることができる。
【００９８】
また、融解した霜や水は金属管１３５に接触することになるが、金属管１３５の熱は、冷却管１２１へ伝熱しており、金属管１３５の表面温度は低下していることから、霜や水が金属管１３５の表面に付着しても突沸現象などによる異音発生を防止することができる。
【００９９】
なお、金属管１３５の表面温度をさらに下げる方法としては、冷却管１２１と非接触な金属管１３５表面に放熱用のリブやフィンを設けることも効果的である。
【０１００】
また、金属管１３５の採用により従来技術のように一重管ヒータを使用するのに比べて、霜や水の付着による熱膨張率によるガラス管割れも防止することができる。
【０１０１】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫の除霜ヒータ付き冷却器は、冷蔵庫本体１００内に配設され、冷却管１２１とフィン１２３と冷却管１２１に接触させた直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工された金属管１３５を有した除霜ヒータ１３０と、からなり、冷却器１２０の冷却管１２１には、除霜ヒータ１２０の金属管１３５が接触させているので、冷却管１２１の熱伝導と管内対流の向上が図られ、除霜を効率良く行うことが可能となる。
【０１０２】
さらに、除霜ヒータ１３０が、金属管１３５を用いた金属管ヒータであることにより、異常着霜時でも、ヒータ線の露出防止およびガラス割れを抑制することができる。
【０１０３】
さらに、圧縮機１１０が天井部後方に配置され、第一の貯蔵室である冷凍室１０１と第二の貯蔵室である野菜室１０２の後方に２つの貯蔵室にまたがるように区画形成された冷却室１０３内に、冷却器１２０と冷却器１２０内に除霜ヒータ１３０を配設したことで、従来の技術に比べて冷却器１２０と除霜ヒータ１３０の総高さ寸法が低減できたことにより、収納スペースの拡大が可能となる。
【０１０４】
また、第一の貯蔵室である冷凍室１０１のほぼ底部から第二の貯蔵室である野菜室１０２のほぼ天部までの二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器１２０を収容する冷却室１０３として活用することができるので、この冷却室１０３の高さを生かして冷却器１２０の高さ寸法を大きくするとともに冷却器１２０の奥行き寸法を短縮させれば冷却能力を維持しながら冷却器１２０の薄型化が図れる。その結果、冷却室１０３の厚みを薄くすることができ、圧縮機１１０が冷凍室１０１および野菜室１０２の二つの貯蔵室の領域外にあるため二つの貯蔵室内を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、冷凍室１０１および野菜室１０２二つの貯蔵室にまたがった背面のほぼ全高を上下方向に冷却器１２０を収容する冷却室１０３としたが、圧縮機が第一の貯蔵室である冷凍室１０１以外の領域にある冷蔵庫において、冷凍室１０１の背面のほぼ全高に冷却室１０３を備えることもでき、その場合では冷凍室１０１を複雑な空間形状とならずに拡大して収納容積を増大し、収納性を高めて使い勝手を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、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、冷蔵庫、自販機の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の側面図
【図２】同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図
【図３】同実施の形態における冷却器の正面図
【図４】同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図
【図５】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面図
【図６】同実施の形態における冷蔵庫の要部構成図
【図７】同実施の形態における冷却器の正面図
【図８】同実施の形態における除霜ヒータ周辺部の拡大図
【図９】従来の冷蔵庫の冷却器周辺の拡大断面図
【図１０】従来の冷蔵庫の縦断面図
【符号の説明】
【０１０８】
１００  冷蔵庫本体
１２０  冷却器
１２１  冷却管
１２１ａ  直管部
１２１ｂ  曲管部
１２３  フィン
１２３ａ  長穴
１３０  除霜ヒータ
１３３  ヒータ線
１３５  金属管
１３５ａ  金属管直管部
１３５ｂ  金属管曲管部
１３６  絶縁材
【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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