(57)【要約】【課題】除霜装置のヒータ線の発熱量を高く設定できるよう、冷却器と除霜装置を設置した冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１は、複数の冷却フィン３と冷却フィン３を貫通する冷媒管４を具備する冷却器２と、ガラス管の内部に発熱体を有し冷却器２を除霜する直管状の除霜装置５とを備え、除霜装置５を、冷却器２の下方に、一端側が冷却器２から近く、他端側が冷却器２から遠くなるように、傾斜して配置したものであり、除霜装置５の発熱量を高く設定することができ、冷却器２の除霜時間の短縮を図ることができる。【選択図】図１
2012189236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷却フィンと前記冷却フィンを貫通する冷媒管を具備する冷却器と、前記冷却器を除霜する直管状の除霜装置とを備え、前記除霜装置を、前記冷却器の下方に、一端側が前記冷却器から近く、他端側が前記冷却器から遠くなるように、傾斜して配置した冷却装置。
【請求項２】
前記除霜装置を、ガラス管と、前記ガラス管の内部に配置した発熱体と、前記発熱体に接続されたリード線と、前記リード線が通る孔を有し前記ガラス管の両端開口部を覆う栓を具備する構成とした請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記発熱体を、金属抵抗体で構成されるヒータ線をコイル状に巻回した構成とし、該ヒータ線の直径を０．２１ｍｍ以上とした請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記発熱体を、炭素繊維で構成した請求項２に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記除霜装置の下方に位置する栓の開口面積が、上方に位置する栓の開口面積に比べ、大きくなるように設定した請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
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、前記蒸発器を、請求項１から５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】
除霜装置を備えた冷却装置として、ヒータを具備した冷却器が一般的に知られ、その冷却装置は、例えば、冷蔵庫に搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図５に基づき、従来の冷却器について説明する。図５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５において、冷蔵庫１２０は、最下部に前面を開口した冷凍室１２１が配置され、冷凍室１２１の前面には、冷凍室１２１の前面開口部を開閉する引き出し式の冷凍室扉１２２が設けられている。
【０００５】
また、冷凍室１２１の上方には前面を開口した冷蔵室１２３が配置され、冷蔵室１２３の前面には、冷蔵室１２３の前面開口部を開閉する回動式の冷蔵室扉１２４が設けられている。
【０００６】
さらに、冷蔵庫本体の下部後方には、冷却器１２５と、冷却器１２５の下部に配置された除霜装置としてのガラス管ヒータ１２６と、冷却器１２５の上部に位置して冷却器１２５との熱交換により冷却された空気を庫内に循環させるファン１２７が設けられている。
【０００７】
以上のように構成された冷蔵庫１２０について、以下その動作を説明する。
【０００８】
冷却器１２５内を流通する冷媒により冷却器１２５が冷却され、ファン１２７の作動により冷凍室１２１および冷蔵室１２３が冷却される。
【０００９】
ここで、冷却器１２５で熱交換される空気は、冷凍室扉１２２や冷蔵室扉１２４の開閉に伴って流入した高温外気や、冷凍室１２１あるいは冷蔵室１２３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１２５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。
【００１０】
したがって、霜の堆積量が増加すると、冷却器１２５の表面と熱交換する空気との伝熱が阻害されるとともに、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。
【００１１】
そこで、冷却不足となる前にガラス管ヒータ１２６に通電し、放射熱により冷却器１２５を暖めて除霜する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【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】
【００１３】
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１２６の
発熱量をさらに高く設定し、除霜時間を短くすることが困難であるという課題を有していた。
【００１４】
また、冷凍サイクルに可燃性冷媒を使用した場合において、ガラス管の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に抑えた場合においても、ガラス管ヒータ１２６の発熱量を下げる必要が生じるため、除霜時間が長く必要となる課題を有していた。
【００１５】
さらに、ヒータ線を金属管内に挿入し、曲げ加工を施したパイプヒータを冷却器の冷却フィンの側面に挿入した除霜装置も知られているが、予め金属パイプに曲げ加工が必要なため、加工費が高いという課題を有し、また、冷却器１２５の高さが高い場合においては、特に金属パイプの全長が長くなり、材料費が高いという課題も有していた。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、安価で、かつ、除霜装置の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に低下させた冷却装置、およびその冷却装置を具備する物品貯蔵装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、冷却器の下方に棒状の除霜装置を傾斜して設置したものである。
【００１８】
これによって、除霜装置の発熱量を高く設定できる為、除霜時間の短縮化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の冷却装置は、除霜装置の発熱量を高くすることができるため、除霜時間を短縮することができる。また、除霜装置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、可燃性冷媒を使用した場合においても、安全性を確保することができる。
【００２０】
さらに、冷却装置を具備した物品貯蔵装置においては、除霜運転時間の短縮化を図り、効率のよい冷却運転を行うことができる。これに伴い、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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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における除霜装置の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態２における除霜装置の縦断面図
【図４】本発明の実施の形態３における物品貯蔵装置の構成を示す縦断面模式図
【図５】従来の冷蔵庫の要部縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、複数の冷却フィンと前記冷却フィンを貫通する冷媒管を具備する冷却器と、前記冷却器を除霜する直管状の除霜装置とを備え、前記除霜装置を、前記冷却器の下方に、一端側が前記冷却器から近く、他端側が前記冷却器から遠くなるように、傾斜して配置した冷却装置である。
【００２３】
かかる構成とすることにより、除霜装置を水平方向に設置した場合に比べ、除霜装置の幅を長く設定することができるため、除霜装置の発熱量を高く設定することができ、冷却器の除霜時間を短縮することがでる。
【００２４】
第２の発明は、第１の発明における前記除霜装置を、ガラス管と、前記ガラス管の内部
に配置した発熱体と、前記発熱体に接続されたリード線と、前記リード線が通る孔を有し前記ガラス管の両端開口部を覆う栓を具備する構成としたものである。
【００２５】
かかる構成とすることにより、除霜装置を、簡素かつ安価な構成とすることができる。
【００２６】
第３の発明は、第２の発明における前記発熱体を、金属抵抗体で構成されるヒータ線をコイル状に巻回した構成とし、該ヒータ線の直径を０．２１ｍｍ以上としたものである。
【００２７】
かかる構成とすることにより、ヒータ線の強度を確保することができ、冷却装置の輸送時等に伴う振動により、前記ヒータ線におけるスパイラルに加工した発熱部の下部への偏り、不均衡化を防ぐことができ、ガラス管の局部的な加熱、あるいはガラス管との接触に伴う異音等を防止することができる。
【００２８】
第４の発明は、第２の発明における前記発熱体を、炭素繊維で構成したものである。
【００２９】
かかる構成とすることにより、高い赤外線放射効率による除霜が可能となり、除霜時間の短縮化が期待できる。さらに極度な柔軟性を備えていないため、輸送時等の振動に伴って変形することもなく、発熱体の信頼性を維持することができる。
【００３０】
第５の発明は、第２の発明において、前記除霜装置の下方に位置する栓の開口面積が、上方に位置する栓の開口面積に比べ、大きくなるように設定したものである。
【００３１】
かかる構成とすることにより、ガラス管内に侵入したヒータ線の腐食要因となる物質を、下方に位置する栓の孔から容易に排出可能となるため、ヒータ線の耐食性を向上することができる。
【００３２】
第６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、前記蒸発器を、第１から第５のいずれかの冷却装置とした物品貯蔵装置である。
【００３３】
かかる構成とすることにより、除霜運転時間の短縮化を図り、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。
【００３４】
以下、添付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。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷却装置の正面図である。図２は、同実施の形態の冷却装置における除霜装置の縦断面図である。
【００３６】
図１、図２に示すように、本実施の形態の冷却装置１は、冷却器２と冷却器２の下方に直管状の除霜装置５を備えた構成である。
【００３７】
そして、冷却器２は、互いに間隔をあけて多数平行に並べられた複数の冷却フィン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。
【００３８】
また、冷却器２は、複数の冷却フィン３が並ぶ方向の横幅Ａ寸法が３００ｍｍに設定されている。
【００３９】
除霜装置５は、図２に示す如く、ガラス管６と、このガラス管６の内部に配置された金属抵抗体を材料とするヒータ線７と、このヒータ線７に接続されたリード線１０と、ガラス管６の上側の開口部を覆う栓１１と、ガラス管６の下側の開口部を覆う栓１２を備えた構成である。
【００４０】
ヒータ線７は、直径０．２１ｍｍ（０．２１ｍｍ以上）の鉄クロム線をコイル状（スパイラル状）に巻回加工したヒータ線の発熱部８と、ヒータ線７とリード線１０を電気接続するためのリード部９で構成されている。
【００４１】
ここで、ヒータ線７の発熱部８の上端部と栓１１の距離、およびヒータ線７の発熱部８の下端部と栓１２までの距離は、ヒータ線７の熱を受けても、栓１１，１２が使用温度上限以下となる距離に設定されている。
【００４２】
除霜装置５は、冷却器２の下方に、冷却器２の水平方向に対し４５°の角度Ｂの傾斜にて、配置されており、また、ヒータ線の発熱部８の全長は、４２４ｍｍ程度まで設定することができる。
【００４３】
除霜装置５の栓１１，１２には、リード線１０を挿入するために、同じ開口面積の孔を設けており、また、栓１２には、リード線１０挿入用の孔とは別に栓の孔１２ａを設けている。
【００４４】
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。
【００４５】
着霜した冷却器２の除霜は、リード線１０からの通電により、ヒータ線７の発熱部８が発熱し、その輻射熱が冷媒管４、冷却フィン３に伝熱されることによって行われる。
【００４６】
一方、除霜装置５を図１の破線Ｘで示す如く、冷却器２の下方に、冷却器２の水平方向と平行に設置した場合、除霜装置５のヒータ線７の発熱部８の全長は、冷却器２の横幅Ａ寸法（３００ｍｍ）程度までしか設定することができない。
【００４７】
したがって、直管状の除霜装置５を冷却器２の下方に、一端側が冷却器２から近く、他端側が冷却器２から遠くなるように、傾斜して配置した構成とすることにより、除霜装置５のヒータ線７の発熱部８の全長を、図１のＸで示す如く、冷却器２の下方に冷却器の水平方向と平行に設置した構成に比べて、長く設定することができる。
【００４８】
ヒータ線７の発熱部８の全長を長く設定すると、以下の利点がある。
【００４９】
まず、ヒータ線７を設計する場合、ヒータ線７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、ヒータ線７の発熱部８の全長を長く設定する方が、より発熱量を高く設定することができる。
【００５０】
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、ヒータ線７の寿命を確保することができる。
【００５１】
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。
【００５２】
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
実施の形態の場合は、ガラス管６の表面温度を３９４℃以下に設定し、安全性を確保している。
【００５３】
このように、ガラス管６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は、ヒータ線７の発熱部８の全長をより長く設定する方が、発熱量を高く設定することができる。
【００５４】
また、除霜装置５は、冷却器２の下方に設置しているため、ヒータ線７の輻射熱を、冷却器２の下方に位置するドレンパン部（図示せず）に照射することができるため、着霜したドレンパン部１３をも除霜装置５によって除霜するこができる。その結果、ドレンパン部１３のみを除霜するための個別のヒータを設ける必要が無く、安価な構成とすることができる。
【００５５】
また、除霜装置５は、ガラス管６の内部にヒータ線７を設置した構成としているため、ヒータ線７の熱を輻射し、冷却器２を効率的に加熱して除霜することができる。これは、ガラス管６の透過率が金属等の透過率に比べて著しく高いためである。
【００５６】
さらに、ヒータ線７の直径を０．２１ｍｍ以上とすることにより、該ヒータ線７の加工変形強度を確保し、コイル状に巻回加工した後の安易な変形を抑制することができる。その結果、冷却装置１の輸送移動時等に生じる振動とヒータ線７の重さに起因したヒータ線７の発熱部８の下方への偏り、スパイラルピッチの不均衡化等を抑制し、除霜装置５の安全性を確保することができる。
【００５７】
冷却運転時に冷却器２に付着したヒータ線７の腐食要因となる物質は、除霜装置５の通電時に浮遊し、その後、空気とともに除霜装置５のガラス管６内に侵入する。
【００５８】
しかし、冷却器２から遠くに位置する栓１２に、ガラス管６の内外の空間を連通する栓の孔１２ａを外側が内側より下になるように除霜装置５の傾斜角度より大きい傾斜角度で設けているため、腐食要因となる物質を含んだ空気を、ガラス管６内に侵入する量を増やし難く、且つ、ガラス管６外へ排出し易い構成とすることができ、ヒータ線７の寿命を、さらに長く確保することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態において、栓１１のリード線１０を挿入するための孔と、リード線１０とによって生じる隙間を栓１１により締め付ける構造とし、冷却器２から近く、腐食要因となる物質の侵入部となり易い栓１１の開口部を遮断し、外部の空気の侵入を防止し、栓の孔１２ａにより、通電時のガラス管６内の圧力上昇を抑える構成としてもよい。
【００６０】
また、本実施の形態においては、栓１１のリード線を挿入するための孔と、栓１２のリード線１０を挿入するための孔を同じ開口面積とし、栓１２に、個別の栓の孔１２ａを設けることにより、栓１２の開口面積を、栓１１の開口面積より大きく設定しているが、栓１２のリード線を挿入する為の孔の開口面積を、栓１１のリード線を挿入する為の孔の開口面積より、大きく設定してもよい。
【００６１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の冷却装置を構成する除霜装置の縦断面図である。なお、本実施の形態において実施の形態１と同一の構成要素については同一の符号を付し、先の実施の形態１と相違する構成を主体に説明する。また冷却器２への取り付け構造は、先の実施の形態１と同じであるため、図１を援用する。
【００６２】
図３に示すように、本実施の形態の除霜装置５２は、ガラス管６と、このガラス管６の
内部に配置され、両端がシール体８ｂによって密封支持された炭素繊維を材料とするカーボン発熱体８ａと、このカーボン発熱体８ａに接続されたリード線１０と、ガラス管６の上端となる側の開口部を覆う栓１１と、ガラス管６の下端となる側の開口部を覆う栓１２を備えた構成である。
【００６３】
そして、除霜装置５２を図１の如く、冷却器２の下方に、冷却器２の水平方向に対し４５度の傾斜にて配置し、通電することにより、除霜装置５２は発熱し、冷却器２に付着した霜を溶融する。
【００６４】
したがって、高い赤外線放射効率による除霜が可能となり、除霜時間の短縮化が期待できる。さらに極度な柔軟性を備えていないため、輸送時等の振動に伴って変形することもなく、カーボン発熱体８ａの信頼性を維持することができる。
【００６５】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における物品貯蔵装置の構成を示す縦断面模式図である。なお、ここでは、蒸発器（冷却器）を実施の形態１の冷却装置１（除霜装置５を具備した冷却器２）として説明する。
【００６６】
図４に示すように、貯蔵装置本体２１は、上下２段に、それぞれ前面が開口し、断熱材によって囲われた第一貯蔵室２２ａと第二貯蔵室２２ｂを具備し、貯蔵装置本体２１の前面上側に、第一貯蔵室２２ａの前面開口部を開閉する断熱性を有する第一扉２３ａ、貯蔵装置本体２１の前面下側に、第二貯蔵室２２ｂの前面開口部を開閉する断熱性を有する第二扉２３ｂを具備している。
【００６７】
また、第一貯蔵室２２ａと第二貯蔵室２２ｂは、連絡通路２４ａ，２４ｂを介して連通している。
【００６８】
さらに、貯蔵装置本体２１の内部には、圧縮機２５、凝縮器２６、減圧装置２７、冷却装置１の冷却器２を配管により環状に連結した冷凍サイクルが設けられており、冷却装置１は、第一貯蔵室２２ａの奥に配置されている。また、冷却装置１（冷却器２）の下部には、冷却器２から溶融した水滴（霜）を受けるドレンパン２９が設けられている。
【００６９】
さらに、第一貯蔵室２２ａには、冷却器２で冷却された冷気を、矢印ａで示す如く積極的に第一貯蔵室２２ａ内へ循環させる送風機２８が設けられている。そして、第二貯蔵室２２ｂは、矢印ｂで示す如く連絡通路２４ａ，２４ｂを介して流入した第一貯蔵室２２ａの一部の冷気の循環によって冷却される。
【００７０】
したがって、本実施の形態の物品貯蔵装置は、実施の形態１で説明したように、冷却器２に付着した霜を効率よく融かすことができることから、除霜運転時間を短くすることができ、除霜運転時間の長期化に伴う第一貯蔵室２２ａおよび第二貯蔵室２２ｂの温度上昇を抑制し、貯蔵物の品質低下を抑制することができ、物品貯蔵装置の品質を確保することができる。
【００７１】
また、除霜効率の向上に伴って除霜運転時間の短縮化がはかれ、効率のよい冷却運転を行うことができるとともに、消費電力量を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる冷却装置は、安価な構成にて、除霜装置の発熱量をより高く設定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】
【００７３】
１    冷却装置
２    冷却器
３    冷却フィン
４    冷媒管
５    除霜装置
６    ガラス管
７    ヒータ線（発熱体）
８ａ  カーボン発熱体
１０  リード線
１１  栓
１２  栓
２１  貯蔵装置本体
２２ａ  第一貯蔵室
２２ｂ  第二貯蔵室
２５  圧縮機
２６  凝縮器
２７  減圧装置
２８  送風機
５２  除霜装置
【図１】
2012189236.tif 000003
【図２】
2012189236.tif 000004
【図３】
2012189236.tif 000005
【図４】
2012189236.tif 000006
【図５】
2012189236.tif 000007