(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫本体の前面にホットラインを設けて、前記冷蔵庫本体と扉との当接部における結露を蒸発・除去させる冷蔵庫の結露防止装置において、
冷蔵庫の圧縮機に当接し、前記圧縮機から発生する廃熱を凝縮する熱交換器と、
前記熱交換器に両端が連結され、かつ前記圧縮機からの廃熱と熱交換した後に作動流体を気相に相変化させ、放熱で前記冷蔵庫本体と扉との当接部における結露を蒸発させるために作動流体を前記ホットラインに沿って流動させて液相に相変化させ、重力により落下させ、かつ前記熱交換器へ再流入させるサーモサイホンと、
前記圧縮機から発生し採取した熱を凝縮するために、前記熱交換器内に設置されかつ作動流体を容易に流動させるウィックと、を有することを特徴とする冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項２】
前記熱交換器は、圧縮機の底面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、
前記ウィックを有する中空のケースと、
前記ケースの内側及び外側に先端が配設され、前記ケース内へ流入された作動流体が前記ウィック部で熱交換され、前記ホットラインへ吐出されるようにする流体流入管及び流体流出管と、を有することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項４】
前記流体流入管の先端は、前記熱交換器の内部まで一定の長さで配設されていることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項５】
前記流体流出管は、前記熱交換器の外側に一定の長さで配設されていることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項６】
前記熱交換器は、
前記ウィックを有する中空のケースと、
前記熱交換器内に流入された作動流体が流入管に逆流することなく前記ウィックを経て熱交換された後、流出管を介してホットラインへ吐出される前記作動流体の循環が一方向に行われるように、前記ウィックを中心にして相互に反対側に先端が配設された流体流入管及び流出管と、を有することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項７】
前記流体流入管は、前記熱交換器の内部まで一定の長さで配設されていることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項８】
前記流体流出管は、前記熱交換器の外側に一定の長さで配設されていることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項９】
前記作動流体は、０℃〜７０℃の範囲内で蒸発と凝縮が行われることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１０】
前記作動流体には、少なくとも水が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１１】
前記作動流体には、少なくともメチルアルコールが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１２】
冷蔵庫本体の前面にホットラインを設けて、前記冷蔵庫本体と扉との当接部における結露を蒸発・除去させる冷蔵庫の結露防止装置において、
冷蔵庫の圧縮機を内側に有しかつ前記圧縮機から発生する廃熱を凝縮する熱交換器と、
下側に流入管が連結され、上側には流出管が連結され、かつ作動流体を前記圧縮機からの廃熱と熱交換して気相に相変化させ、かつ前記圧縮機から吸収された熱を前記ホットラインへ放射するために作動流体を前記ホットラインに沿って流動させるサーモサイホンと、を含むことを特徴とする冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１３】
前記熱交換器は、
前記圧縮機の外周との間で一定の間隔を隔てて空間部を形成する二重シェルと、
前記空間部に挿入され、前記圧縮機から伝達される廃熱を含み、前記圧縮機の廃熱と熱交換された作動流体が、前記ホットラインに吐出されるのを促進するウィックと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１４】
前記熱交換器は、
圧縮機を取り囲むように形成され、上下部に吐出管と流入管がそれぞれ設けられた二重シェルと、
前記圧縮機と二重シェルとの間の空間部を満たすように毛細管構造となっているウィック、及び
前記ウィックによる毛細管現象で上方に移動し、前記熱交換器で加熱・気化される作動流体と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１５】
前記作動流体は、０℃〜７０℃の範囲内で蒸発と凝縮が行われることを特徴とする請求項１２に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１６】
前記作動流体には、少なくとも水が含まれていることを特徴とする請求項１２に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１７】
前記作動流体には、少なくともメチルアルコールが含まれていることを特徴とする請求項１２に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１８】
冷蔵庫本体の前面にホットラインを設け、前記冷蔵庫本体と扉との当接部における結露を蒸発・除去させる冷蔵庫の結露防止装置において、
冷蔵庫圧縮機の冷却オイル中に含浸されて前記圧縮機から発生する廃熱を吸収する熱交換器と、
前記熱交換器の下側に連結されて前記熱交換器に作動流体を供給する流体流入管、及び前記熱交換器の上側に連結されて前記作動流体を流出する流体流出管が、前記ホットラインの両端に連結されたサーモサイホンと、
前記圧縮機から発生した採取熱を凝縮するために、前記熱交換器内に設置されかつ作動流体を容易に流動させるウィックと、を有することを特徴とする冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項１９】
前記熱交換器は、前記冷却オイルに含浸されるＵ字形の管であることを特徴とする請求項１８に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項２０】
前記作動流体は、０℃〜７０℃の範囲内で蒸発と凝縮が行われることを特徴とする請求項１８に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項２１】
前記作動流体には、少なくとも水が含まれていることを特徴とする請求項１８に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項２２】
前記作動流体には、少なくともメチルアルコールが含まれていることを特徴とする請求項１８に記載の冷蔵庫の結露防止装置。
【請求項２３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機において摩擦と圧縮による冷媒の内部エネルギーの増加で発生する熱を吸収する熱交換器と、
前記熱交換器で気化された作動流体の吸収した熱が放熱されて冷蔵庫本体と扉との当接面が適正温度に維持されるようにした後、冷却された作動流体が自重で前記熱交換器へ循環して戻るようにするサーモサイホンと、
前記熱交換器の管路内部に配設され、前記圧縮器からの熱を吸収・蓄積し、前記作動流体の進行がより円滑に行われるようにするウィックと、を有することを特徴とする冷蔵庫の結露防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に関し、より詳しくは、冷蔵庫の圧縮機から発生する高熱を利用して冷蔵庫の扉周辺部における結露の発生を防止する、冷蔵庫の結露防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷蔵庫は飲食物を冷凍または冷蔵保管するためのもので、構成の概略は次の通りである。
【０００３】
図１１は、従来の冷蔵庫を示す斜視図である。同図に示したように、冷蔵庫は、内部に冷凍室１０１と冷蔵室１０２とに分離された収納空間を形成する本体１０、この本体１０の前面に取り付けられて冷凍室１０１及び冷蔵室１０２を開閉する扉１２、圧縮機２０、凝縮器３０、蒸発器４０などのように、冷凍サイクルを行って冷気を発生する機器を具備している。
【０００４】
このような冷蔵庫では、圧縮機２０によって低温低圧の気相冷媒が高温高圧に圧縮され、圧縮された高温高圧の気相冷媒が凝縮器３０を通過する過程で冷却凝縮されて高圧の液相になり、この高圧の液相冷媒は、毛細管または膨張器（図示せず）を通過しながら、その温度及び圧力が低くなり、蒸発器４０で低温低圧の気相への変化中に、冷蔵室及び冷凍室から熱を奪って冷蔵室及び冷凍室内の空気を冷却させることになる。
【０００５】
前記蒸発器４０は、冷凍室１０１後面の分離された空間である蒸発器室１０３に設けられ、蒸発器４０で冷却された空気は、蒸発器室１０３に設けられた送風ファン５０の作動で冷凍室１０１及び冷蔵室１０２へ流入・循環されることで、冷凍室１０１及び冷蔵室１０２の温度が低くなる。
【０００６】
なお、冷凍室１０１は、外部に比べて非常に温度が低いため、扉１２の開放時には、外気との温度差によって扉１２と接した本体１０の前面先端部に結露現象が発生する。
【０００７】
この結露現象を防止するため、通常、冷蔵庫には、所謂「ホットライン」（図１２の符号７０）が設けられている。
【０００８】
図１２は、従来の冷蔵庫におけるホットラインを示す図である。同図に示したように、前記ホットライン７０（点線で示す）は、機械室に設けられた凝縮器３０の吸入側から分岐され、本体１０を循環した後、凝縮器３０の吐出側に引き込まれる。すなわち、ホットライン７０は、扉１２と本体１０との当接面を循環する、本体１０前面の内側に設けられた補助凝縮管でもある。
【０００９】
従って、このように、従来の技術では、圧縮機２０から排出された高温高圧の冷媒ガスの一部がホットライン７０に流入される。そして、前記ホットライン７０周辺である本体１０前面部が常温以上に加熱されるようにし、扉１２の開放時にも本体１０前面部における結露発生を防止することができる。
【００１０】
しかし、従来の技術では、ホットライン７０の作動流体として圧縮機２０から排出された高温高圧の冷媒ガスを用いているため、本体１０の前面部が無駄に高温に加熱されてしまい、ホットライン７０から発生した熱が冷凍室１０１及び冷蔵庫１０２内に流入され、冷却負荷が大きくなるという問題点があった。
【００１１】
また、前記圧縮機２０では、高温の摩擦熱が発生するが、この摩擦熱は、圧縮機２０に悪影響を与え、圧縮機の動作性能が低下するなどの問題点があった。
【００１２】
また、圧縮機２０から発生した熱は、十分活用されず外部に捨てられ、無駄にエネルギーが消失されてしまい、結局、冷蔵庫全体の効率が低下する原因となっている。
【００１３】
さらに、冷媒の循環経路が、圧縮機２０、凝縮器３０、蒸発器４０及び膨張弁からなる基本的な冷凍サイクルに比べてホットライン７０を通過する量分だけの冷媒が追加的に必要となるため、冷蔵庫の製造コストが増加し、冷蔵庫の商品性及び生産性が低下する問題点もあった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、冷蔵庫の圧縮機から発生する高熱を加熱源として使用するサーモサイホンを利用して冷蔵庫本体と扉との当接部にホットラインを備えることにより、結露現象を防止することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、圧縮機から発生する高熱が効果的に排出されるようにすることにある。
【００１６】
本発明のまた他の目的は、前記サーモサイホンが、別の作動流体で作動されるようにし、冷蔵庫の冷凍サイクルには影響を与えることなく、前記別の作動流体が圧縮機の冷却オイルと熱交換して圧縮機の冷却効率を向上させることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機において摩擦と圧縮による冷媒の内部エネルギーの増加で発生する熱を吸収する熱交換器と、前記熱交換器で吸収した熱が放熱され、冷蔵庫本体と扉との当接面が適正温度に維持されるようにした後、冷却された作動流体が自重で前記熱交換器へ循環して戻るサーモサイホンと、前記熱交換器の管路内部に形成され、前記圧縮機からの発生熱が吸収・蓄積され、前記作動流体の進行がより円滑に行われるようにするウィックとを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような本発明は、冷媒ガスを用いることなく、別の作動流体が注入されたサーモサイホンを利用してホットラインを構成することにより、冷媒ガスの使用による大気汚染を低減することができ、また、別の循環装置を設けることなく、組み込み作業が容易で、簡単な構造となっているため、生産工程が複雑でないという利点がある。
【００１９】
また、圧縮機が容易に冷却され、その廃熱を活用しているため、全体としてエネルギー効率を高くすることができる利点もある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明する。なお、従来の技術のものと同様な部分には同一の符号を付している。
【００２１】
本発明の好適な実施形態においては、冷蔵庫の結露防止装置におけるサーモサイホン方式を採用している。
【００２２】
サーモサイホンは、密閉された容器の内部を真空にして作動流体を注入したもので、サーモサイホンの一方を加熱すると、内部の作動流体が気化され、この時に発生する圧力差で作動流体が他方へ移動し、前記作動流体は、周辺に熱を放出した後、凝縮過程を経て液相になり、次いで、液相の作動流体は、重力で熱交換器に帰還されるような構造となっている。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態による結露防止装置が設けられた冷蔵庫の構造図であり、図２は、本発明の一実施形態による熱交換器を示す断面図である。図１及び図２を参照して本発明を概略的に説明する。
【００２４】
熱交換器８０内において、圧縮機２０からの廃熱で作動流体が蒸発され、液相から気相に相変化される蒸発作用が起こる。そして、前記相変化された作動流体が、本体１０の前面に設けられたホットライン７０に沿って流動しながら放熱作用を行うようになる。
【００２５】
前記作動流体の熱は、前記冷蔵庫の内・外部の温度差による、冷蔵庫の前面、即ち、本体１０と扉１２との当接部における結露を蒸発・除去させる作用、また、凝縮されて気相から液相へ相変化する凝縮作用が順次に行われる。そして、前記凝縮作用で相変化された液相の作動流体が、重力で再度熱交換器８０内に落下して流入される。
【００２６】
本発明は、このような作動流体の蒸発作用及び凝縮作用の一方向への循環によって、前記本体１０と扉１２との当接面における結露現象を防止するためになされたもので、本発明の詳細は次の通りである。
【００２７】
前記熱交換器８０は、圧縮機２０の底面に取り付けられ、前記圧縮機２０から伝達される熱を含み、前記圧縮機２０からの廃熱と熱交換された作動流体が、前記ホットライン７０へ吐出されるのを促進するように構成されている。
【００２８】
また、図２に示したように、熱交換器は、中空のケース８１と、このケース８１内に設けられ、前記圧縮機２０から伝達された廃熱を含み、また、前記圧縮機２０の廃熱と熱交換された作動流体が、前記ホットライン７０へ円滑に吐き出されるようにするウィック部８２と、前記ケース８１の内外側に形成され、前記ケース８１内に流入された作動流体が前記ウィック部８２を通じて熱交換され、前記ホットライン７０に吐出・流動されるようにする流体流入管８３及び流出管８４で構成されている。
【００２９】
特に、前記流体流入管８３及び流出管８４は、図２に示したように、その長さが互いに異なっている。そのため、前記ケース８１内に流入されて前記ウィック部８２を通じて熱交換され、前記ホットライン７０に流動される、前記作動流体の循環が一方向に行われるようになる。
【００３０】
詳しくは、前記流体流入管８３を介して熱交換器８０内に流入された作動流体が、前記流体流入管８３内に逆流されることなく、前記ウィック部８２を通過しながら前記ウィック部８２に含まれている圧縮機２０からの廃熱が、前記作動流体に十分に熱伝達されるようにし、前記圧縮機２０の廃熱と熱伝達された作動流体が、前記熱交換器８０の流体流出管８４を介して前記ホットライン７０に吐き出されるようにするためである。このため、前記流体流入管８３は、前記熱交換器８０及びウィック部８２内部の一定の位置まで所定の長さで配設されており、前記流体流出管８４は、前記熱交換器８０の外側に配設されている。
【００３１】
前記流体流入管８３の流入端部は、流体流出管８４の向こう側の熱交換器８０内部に配設し、また、流体流出管８４から最も遠く離れた位置に形成することがより好ましい。
【００３２】
また、前記熱交換器８０内に設けられたウイック部８２は、前記圧縮機２０から伝達された廃熱を含み、前記圧縮機２０の廃熱と熱交換された作動流体が、前記ホットライン７０へ吐き出されるのを促進する機能をするもので、メッシュ形態となっている。
【００３３】
なお、前記熱交換された作動流体の吐出しは、前記熱交換器８０内部に流入された作動流体の表面張力で前記ウィック部８２に毛細管現象が発生され、ウィック部８２を通過する作動流体の圧力が低下し、前記作動流体の流動速度が上昇し、それによって前記ホットライン７０への作動流体の吐出しが促進される。
【００３４】
前記ホットライン７０は、図１に示したように、一定の径を有するパイプが前記熱交換器８０と連結され、閉ループの形態で本体１０の前面に設けられている。前記ホットライン７０の場合、作動流体の相変化過程中に気相の作動流体が前記本体１０の前面に設けられたホットライン７０を流動しながら、前記作動流体の放熱による前記冷蔵庫の内外部温度差から発生した、冷蔵庫の前面における結露を蒸発・除去させ、気相から液相に相変化される凝縮作用が行われるようになる。
【００３５】
凝縮作用で液相になった作動流体は、重力によって再度熱交換器８０内に落下して流入され、前記ウィック部８２に含まれている圧縮機２０からの廃熱と熱交換される一方向への循環が行われ、前記本体１０と扉１２との当接部における結露現象を防止することができる。
【００３６】
前記作動流体は、冷凍サイクルにおける冷気の発生に必要な冷媒とは別に働く。より詳しくは、前記熱交換器８０内に含まれている圧縮機２０からの廃熱と熱交換され、相変化（液相から気相）された状態で、前記ホットライン７０に沿って流動循環し、本体１０の前面において作動流体の放熱で発生する、前記本体１０と扉１２との当接部における結露を蒸発させながら相変化（気相から液相に）されるようになる。
【００３７】
なお、本発明による作動流体としては、真空状態で充填され、０℃〜７０℃の範囲内で蒸発及び凝縮が起こり易い、水またはメチルアルコール等が用いられる。
【００３８】
以下、本発明の一実施形態による冷蔵庫の結露防止装置の作用について詳細に説明する。
【００３９】
図３は、本発明の一実施形態による結露防止装置の作動状態を説明する図である。同図に示したように、本体１０と扉１２との当接部に結露現象が発生しないようにするため、前記圧縮機２０の廃熱が、冷媒とは別の作動流体と熱交換されるようにする。
【００４０】
但し、圧縮機２０の廃熱は、冷媒が圧縮機２０で高温高圧の気相に相変化するための加圧時に発生する熱である。そして、熱交換された作動流体は、前記冷蔵庫の前面に設けられたホットライン７０の内部での流動中に放熱され、前記本体１０と扉１２との当接部における結露を蒸発させるようになる。
【００４１】
本発明の一実施形態の動作について熱及び作動流体の移動順に従い詳細に説明する。
【００４２】
冷凍サイクル中、低温低圧の液相冷媒が、高温高圧の気相に加圧されるとき、負荷によって圧縮機２０から高熱が発生する。圧縮機における高熱は、前記圧縮機２０の底面に設けられた熱交換器８０のウィック部８２に伝達され、ウィック部８２に圧縮機２０の廃熱が含まれるようになる。
【００４３】
このように、前記圧縮機２０の廃熱が含まれている熱交換器８０に流体流入管８３及び流体流出管８４が連結され、前記流入管８３及び流出管８４は、閉ループ形態のホットライン７０を形成し、前記ホットライン７０の内部には作動流体が充填されて流動する。このとき、作動流体は、前記熱交換器８０の流体流入管８３を介して前記流体流入管８３の向こう側である、熱交換器８０の他側部まで流入される。
【００４４】
また、前記熱交換器８０のウィック部８２を通過しながら前記ウィック部８２に含まれている圧縮機２０からの廃熱と熱交換され、前記作動流体が蒸発して液相から気相に相変化される蒸発作用が起こるようになる。
【００４５】
また、気相に相変化された作動流体は、前記熱交換器８０の流体流出管８４を介して流出される。
【００４６】
なお、前記流体流入管８３及び流体流出管８４は、それぞれ前記熱交換器８０の向こう側に配設されるため、一旦、熱交換器８０内に流入された作動流体は、前記流入管８３内に逆流することなく、前記圧縮機２０の廃熱を含むウィック部８２を経て前記圧縮機２０からの廃熱を吸収した後、前記熱交換器８０の流体流出管８４を介して流出される。
【００４７】
このように流出された作動流体は、閉ループ形態で冷蔵庫の前面部に設けられたホットライン７０に沿って冷蔵庫本体１０を流動しながら放熱され、本体１０と扉１２との当接部に発生した結露を蒸発・除去させる。このとき、作動流体が気相から液相に相変化される凝縮作用が起こる。
【００４８】
また、前記凝縮作用で相変化された液相の作動流体は、重力で落下されて熱交換器８０内に再度流入され、流入された作動流体は、前記ウィック部８２に含まれている圧縮機２０からの廃熱と再度熱交換され、１サイクルをなすことになる。
【００４９】
なお、本実施形態の図面に示された熱交換器８０は、圧縮機２０の底面に設けられているが、圧縮機２０と当接して熱交換が行えるものであれば、圧縮機の側面、上面のいずれにも設けることができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、前記作動流体は、１サイクル中に蒸発作用および凝縮作用が連続的に行われ、また、相変化中に吸熱乃至放熱され、本体１０と扉１２との当接面における結露現象を防止することができる。
【００５１】
本実施形態では、サーモサイホンの熱伝達方式を、熱交換器とホットラインに適用し、前記冷蔵庫本体と扉との当接部における結露現象を防止することができる、優れた効果が得られる。
【００５２】
また、前述のように、熱交換器を通じて圧縮機から発生される廃熱と、前記作動流体とが熱交換されながら前記圧縮機の廃熱を放熱させているため、圧縮機および冷凍サイクルの効率が向上するという効果も奏する。
【００５３】
なお、上記の一実施形態では、単一の冷蔵室及び冷凍室を有するものを例示しているが、近年脚光を浴びている左右両側にそれぞれ冷凍室及び冷蔵室を備えたものでは、流出管が分岐されて左右両側に流入され、それぞれの閉ループを形成し、また流入管の先端で合わされて単一の流入管により熱交換器に流入されるようにすることもできる。
【００５４】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。
【００５５】
図４は、本発明の他の実施形態による冷蔵庫の結露防止装置を示す図である。同図に示したように、本実施例による冷蔵庫の結露防止装置の概略的な構成は、冷蔵庫後面の機械室に設けられる熱交換器２４０と、この熱交換器２４０の上端部に設けられる送出ライン２０１と、この送出ライン２０１に延びて冷蔵庫の前面に形成されるホットライン７０とを備え、前記ホットライン７０の先端が、熱交換器２４０下側の流入ライン２０２に連結されるようになっている。
【００５６】
ここで、前記熱交換器２４０及びホットライン７０からなる熱循環サイクルは、僅かな温度差で大量の熱を運ぶことができる閉ループの熱伝達素子である、サーモサイホン２００を一体に形成してなる。
【００５７】
なお、作動流体２２０としては、水またはメチルアルコールが用いられ、これは、真空状態で０〜７０℃の低温で蒸発及び凝縮が行われるようになる。
【００５８】
図５は、本発明の他の実施形態による熱交換器を示す断面図である。同図を参照して図４に示された熱交換器の構造をより詳しく説明する。同図に示したように、前記熱交換器２４０の構成は、上部に送出ライン２０１を配設し、下部に流入ライン２０２が配設された二重シェル２５０と、この二重シェル２５０の内壁と一定の間隔を隔てて空間部２６０をなすように設けられた圧縮機２１０と、前記圧縮機２１０と二重シェル２５０との間の前記空間部２６０に満たされたウィック２３０と、このウィック２３０による毛細管現象で上方に移動され、前記熱交換器２４０で加熱・気化する作動流体２２０から構成される。
【００５９】
ここで、圧縮機２１０は、冷媒ガスの圧縮過程においてピストンとシリンダーなどのような、各運動摩擦部位の摩擦で発生する摩擦熱と、流動による流体の内部エネルギー増加による温度変化などで発生する高熱によって高温が維持されている。
【００６０】
このような圧縮機２１０から発生する熱によって、熱交換器２４０内の作動流体２２０が加熱・気化され、気化された作動流体２２０は、圧力差で熱交換器２４０の上部に移動する。
【００６１】
なお、前記ウィック２３０は、気化前の液相の作動流体２２０を上部に引き上げるためのもので、毛細管構造となっている。
【００６２】
図６は、冷凍室及び冷蔵室をそれぞれ左右両側に備えた形態の冷蔵庫におけるホットライン７０の構成を示す図であって、熱交換器２４０で加熱された作動流体が、気化されて送出される送出ライン２０１が１支点で分岐され、分岐された送出ライン２０１が冷蔵室及び冷凍室を左右両側にそれぞれ備えた形態の冷蔵庫の前面において左右側に循環されるようなホットライン７０が示されている。また、左右側のそれぞれの冷蔵室と冷凍室を循環した各ホットライン７０は、熱交換器２４０の流入ライン２０２で合わされるようになる。
【００６３】
上記のような構成の結露防止装置の作用効果について説明する。先ず、二重シェル２５０の内壁と一定の間隔をおいて空間部２６０が形成されるように圧縮機２０を設け、前記空間部２６０には作動流体２２０及びウィック２３０を満たす。
【００６４】
前記作動流体２２０としては、水またはメチルアルコールを用いる。そうすると、真空封入の状態で０〜７０℃範囲内で蒸発及び凝縮が行われ、僅かな温度差で大量の熱を運ぶことができる。
【００６５】
このような特性の作動流体２２０は、前記圧縮機の外部に放出される圧縮機からの熱で加熱され、この加熱された作動流体２２０は、気化して上方に移動され、熱交換器上側の送出ラインを介して冷蔵庫の前面に形成されたホットライン７０を経由するようになる。
【００６６】
前記作動流体は、前記ホットライン７０を経由する間、外部に放熱されて凝縮の過程を経るようになる。
【００６７】
また、上記のように、凝縮された液相の作動流体２２０は、重力で下方に移動され、結局、熱交換器２４０の流入ライン２０２に戻され、自然的に前述の過程を繰り返しながら熱循環が行われるようになる。
【００６８】
このように、本発明は、冷媒ガスを用いることなく、サーモサイホンを利用するホットラインを備えることにより、冷媒ガスによるオゾン層の破壊を低減することができ、また、別の循環装置が不要で、簡単な構造となっているため、組込み作業が効率よく行われる。
【００６９】
また、サーモサイホンを作動させる熱源として圧縮機から放出される熱を再循環させて利用しているため、冷蔵庫の熱効率を増大させる効果が得られる。
【００７０】
さらに、作動流体は、圧縮機を取り囲みながら熱交換が行われるため、圧縮機を直接冷却するという効果も得られる。
【００７１】
本発明のまた他の実施形態について添付の図面に基づいて説明する。
【００７２】
図７は、本発明のまた他の実施形態による冷蔵庫の結露防止装置を説明する図である。同図に示したように、本実施形態のホットライン７０では、作動流体の蒸発と凝縮潜熱を利用して僅かな温度差で大量の熱を運ぶことができる、閉ループの熱伝達素子であるサーモサイホンを用いている。
【００７３】
なお、前記作動流体としては、水またはメチルアルコールが用いられ、真空状態で０〜７０℃の低温で蒸発及び凝縮が行われるようになる。
【００７４】
図８は、本実施例による熱交換器及び圧縮機を示す断面図である。同図に示したように、圧縮機２０は、冷蔵庫において通常使用されている密閉形のものが適用される。
【００７５】
前記圧縮機２０による圧縮過程において、シリンダー２６内壁とピストン２５との摩擦などで、高温の摩擦熱が発生するが、この摩擦熱を冷却させ、また、駆動部位の潤滑のために冷却オイル２１が用いられる。
【００７６】
前記冷却オイル２１は、通常のポンピング手段２７でポンピングされ、圧縮機２０内部に振りまかれ、潤滑及び冷却作用をしてから貯蔵部に集まる循環過程が繰り返される。この循環過程が繰り返されるにつれて冷却オイル２１の温度が上がり、そのため、冷却効率が低下するようになる。
【００７７】
しかし、本発明では、温度の上昇した冷却オイル２１を、サーモサイホン３００を加熱する熱交換器３１０で用い、結果的に温度を低下させ、圧縮機２０の冷却効率を向上することができる。
【００７８】
なお、前記サーモサイホン３００は、低温の作動流体３２０が、下部ライン３０２に流入され、高温の冷却オイル２１との熱交換が行われてから上部ライン３０１に移動される。即ち、冷却オイル２１は、作動流体３２０に熱を失って温度が下がる一方、作動流体３２０は、冷却オイル２１の熱で加熱・気化される。
【００７９】
前記作動流体３２０は、気相に蒸発されて冷蔵庫前面のホットライン７０に移動され、前記ホットライン７０を通過する過程で周辺部に熱を放出するようになる。このとき、冷蔵庫の扉当接部は適正温度に加熱される反面、熱を失った作動流体３２０は、凝縮されて重力で下方に移動され、結局、前記下部ライン３０２に流入される。
【００８０】
図９は、本発明のまた他の実施形態による熱交換器の構造を示す断面図である。同図に示したように、圧縮機２０の内部に挿入されたサーモサイホン３００の熱交換器３１０内部に毛細管構造であるウィック３３０が形成されている。前記ウィック３３０で圧縮機からの熱を吸収して気化された作動流体は、本体１０と扉１２との当接部で放熱されて液相に凝縮され、重力で熱交換器３１０の下部ライン３０２に復帰される。
【００８１】
前記熱交換器３１０の下部ライン３０２に復帰された作動流体３２０は、熱交換器３１０に設けられて毛細管作用をするウィック３３０によって上部ライン３０１に引き上げられる。上部ライン３０１に引き上げられた作動流体３２０は、蒸発されて気相で冷蔵庫の前面に形成されたホットライン７０を循環するようになる。
【００８２】
図１０は、本発明のまた他の実施形態による冷蔵庫の結露防止装置を説明する図である。同図に示したように、ホットライン７０を冷凍室及び冷蔵室を左右両側にそれぞれ備えた形態の冷蔵庫に使用し得るように構成したもので、熱交換器３１０で加熱された作動流体３０２が気化され送出される上部ライン３０１が１支点で分岐され、この分岐された上部ライン３０１が冷蔵室１０２と冷凍室１０１の前面周囲に循環されるそれぞれのホットライン７０を形成し、前記各冷蔵室１０２及び冷凍室１０１を循環したそれぞれのホットライン７０は、熱交換器３１０の下部ライン３０２で合わされる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、構成の本発明によるサーモサイホンを利用した冷蔵庫の結露防止装置では、下記の作用効果が得られる。
【００８４】
本発明によれば、冷媒ガスを用いる必要がなく、別の作動流体が注入されたサーモサイホンを利用してホットラインを構成することにより、冷媒ガスの使用による大気汚染を低減することができる。
【００８５】
また、別の循環装置を備えることなく、組み込み作業を簡単に行うことができる構造となっているため、生産工程が簡易であるという効果が得られる。
【００８６】
さらに、サーモサイホンを作動させる熱源として、圧縮機を冷却させる冷却オイルからの廃熱を用い、作動流体によって圧縮機の効率的な冷却が行われるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による結露防止装置が設けられた冷蔵庫の構造図である。
【図２】本発明の一実施形態による熱交換器を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による結露防止装置を利用して結露を蒸発させる作用状態を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施形態による冷蔵庫の結露防止装置を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施形態による熱交換器を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態が、冷凍室及び冷蔵室を左右両側に備えた冷蔵庫に適用されるホットラインの構成を示す図である。
【図７】本発明のまた他の実施形態による冷蔵庫の結露防止装置を説明する図である。
【図８】本発明のまた他の実施形態による熱交換器及び圧縮機を示す断面図である。
【図９】本発明のまた他の実施形態によるサーモサイホンの熱交換器構造を示す断面図である。
【図１０】本発明のまた他の実施形態が、冷凍室及び冷蔵室を左右両側に備えた冷蔵庫に適用されるホットラインの構成を示す図である。
【図１１】従来の冷蔵庫の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の冷蔵庫に適用されたホットラインを説明する図である。
【符号の説明】
１０…冷蔵庫本体
１２…扉
２０、２１０…圧縮機
２１…冷却オイル
２５…ピストン
２６…シリンダー
２７…ポンピング手段
７０…ホットライン
８０、２４０、３１０…熱交換器
８１…ケース
８２…ウィック部
８３…流体流入管
８４…流体流出管
２００、３００…サーモサイホン
２０１…送出ライン
２０２…流入ライン
２２０、３２０…作動流体
２３０、３３０…ウィック
２５０…二重シェル
２６０…空間部
３０１…上部ライン
３０２…下部ライン
【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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