(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒管を有する蒸発器と、
前記蒸発器の下部に配置されて前記蒸発器に着霜される霜を除去する除霜ヒーターと、を有する冷蔵庫において、
前記冷媒管は、
冷媒を蒸発させる主冷媒管部と、
前記主冷媒管部の下端領域で前記除霜ヒーターに接して熱交換可能に延長された電熱冷媒管部と、を含み、
前記除霜ヒーターは、前記電熱冷媒管部に接触して該電熱冷媒管部内の前記冷媒を加熱し、
前記電熱冷媒管部は、前記主冷媒管部から分岐した後、復帰することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
冷媒を蒸発させる主冷媒管部と前記主冷媒管部の下端領域から延長された電熱冷媒管部とから構成された冷媒管を有する蒸発器と、
前記電熱冷媒管部に殆ど接するように設けられて、前記蒸発器に着霜される霜が前記冷媒管内の前記冷媒によって除去されるように前記電熱冷媒管部内の前記冷媒を加熱する除霜ヒーターと、を含み、
前記除霜ヒーターは、前記電熱冷媒管部に接触して該電熱冷媒管部内の前記冷媒を加熱し、
前記電熱冷媒管部は、前記主冷媒管部から分岐した後、復帰することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
前記電熱冷媒管部は、前記主冷媒管部の下流区間と上流区間との転換領域に設けられることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記電熱冷媒部の下端領域に接触して、前記冷媒管に前記除霜ヒーターからの熱を伝達する電熱部材をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記蒸発器に向かって流動する冷媒の一部をバイパスするバイパス配管と、
前記バイパス配管上に設けられて前記バイパス配管内の冷媒の流動を開閉するバイパス弁と、をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記蒸発器の入口側及び出口側のうちの少なくともいずれか一側に設けられて、前記蒸発器内部の冷媒の圧力を調節する圧力調節弁をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発器の除霜時間を短縮することができ、均一に除霜することができる冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷蔵庫は、冷媒を蒸発させる蒸発器を有する。蒸発器は、冷媒が流動する冷媒管を有し、冷媒管は蒸発器の上端部から下端部に向かってジグザグ形状で設けられ、下端部から再び上端部に復帰するように設けられている。また、冷媒管の外周面は、冷媒の熱交換の効率を高めるように、冷却フィンで囲まれている。
【０００３】
一方、このような従来の蒸発器は、蒸発器に着霜された霜を除去するため、除霜ヒーターが内蔵されたヒーターパイプが設けられている。除霜ヒーターパイプは、蒸発器の冷却フィンの表面に一定の配列に設けられている。
【０００４】
また、蒸発器の下端部には、蒸発器の除霜時に蒸発器の除霜温度を感知して除霜ヒーターの電源を遮断する除霜センサーが設けられている。
【０００５】
このような構成により、冷蔵庫が一定時間運転されれば、除霜ヒーターに電源を印加して発生した熱により蒸発器に付着した霜を除去することになる。
【０００６】
しかしながら、このような冷蔵庫の蒸発器においては、蒸発器の霜を除去するために除霜ヒーターを運転する場合、除霜ヒーターが冷却フィンの表面に一定配列に設けられているので、除霜ヒーターにより加熱された高温の空気が上昇して蒸発器の上端部から霜が除去される。従って、蒸発器の上端部と下端部とが均一に除霜されることなく、蒸発器の下端部に付いた霜を完全に除去する時までずいぶん長い時間がかかるという問題があった。また、蒸発器の下端部に付いた霜が完全に除去されれば、蒸発器の上端部の温度はずいぶん上昇した状態になるので、冷蔵庫の上端部の温度が上昇することになる。このように、冷蔵庫の上端部で希望する設定温度以上に温度が上がることより、冷蔵庫内の上端部に位置した飲食物や他の貯蔵物が変質する恐れがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、蒸発器の除霜時間を短縮することができ、蒸発器の上下部を均一に除霜することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、冷媒管を有する蒸発器と、前記蒸発器の下部に配置されて前記蒸発器に着霜される霜を除去する除霜ヒーターと、を有する冷蔵庫において、前記冷媒管は、冷媒を蒸発させる主冷媒管部と、前記主冷媒管部の下端領域で前記除霜ヒーターに隣接して熱交換可能に延長された電熱冷媒管部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記電熱冷媒管部は、前記主冷媒管部の下流区間と上流区間との転換領域に設けられることが好ましい。
【００１０】
前記電熱冷媒管部は、前記主冷媒管部から分岐された後、復帰されることが好ましい。
【００１１】
前記電熱冷媒部の下端領域に接触して、前記冷媒管に前記除霜ヒーターからの熱を伝達する電熱部材をさらに含むことができる。
【００１２】
前記蒸発器に向かって流動する冷媒の一部をバイパスするバイパス配管と、前記バイパス配管上に設けられて前記バイパス配管内の冷媒の流動を開閉するバイパス弁と、をさらに含むことにより、除霜時にも蒸発器の入口側と出口側の圧力を均等に調節することができる。
【００１３】
前記蒸発器の入口側及び出口側のうちの少なくともいずれか一側に設けられて、前記蒸発器内部の冷媒の圧力を調節する圧力調節弁をさらに含むことにより、除霜時に冷媒の逆流を遮断することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。また、第１実施形態及び第２実施形態において、同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、第１実施形態で代表的に説明し、第２実施形態では第１実施形態と異なる構成要素だけについて説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１実施形態による蒸発器の斜視図であり、図２の本発明の第１実施形態による冷蔵庫の冷媒循環のフローチャートである。冷蔵庫は、冷媒を利用した冷却システムにより飲食物を冷蔵及び冷凍する。図面に示すように、本発明による冷蔵庫の冷却システムは、冷媒を圧縮する圧縮器１３と、圧縮器１３から圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器１５と、凝縮器１５から凝縮された冷媒を膨脹する毛細管１７と、膨脹した冷媒を蒸発させる蒸発器１１と、から構成されている。
【００１６】
一方、蒸発器１１は冷媒が流動する冷媒管１９を有し、冷媒管１９には冷媒が蒸発器１１内に流入される入口（Ａ）と蒸発器１１内の冷媒が排出される出口（Ｂ）とが設けられている。
【００１７】
冷媒管１９は、冷媒が蒸発される主冷媒管部２１と後述する除霜ヒーター３３により加熱される電熱冷媒管部２３とを有する。主冷媒管部２１は、蒸発器１１の上端部から下端部に向かってジグザグ形状で設けられ、蒸発器１１の入口（Ａ）から電熱冷媒管部２３まで連結された上流区間と、電熱冷媒管部２３から蒸発器１１の出口（Ｂ）まで連結された下流区間と、に区切られる。また、主冷媒管部２１の一側には、蒸発器１１の除霜温度を感知する除霜センサー（図示せず）が設けられており、除霜センサーは、測定された温度を制御部（図示せず）に送信する。
【００１８】
電熱冷媒管部２３は、主冷媒管部２１の下流区間と上流区間との転換領域に設けられ、後述する除霜ヒーター３３により容易に熱交換が行われるように、除霜ヒーター３３に隣接するように設けられている。
【００１９】
電熱冷媒管部２３の下端領域には、除霜ヒーター３３からの熱を伝達する電熱部材３７が設けられている。電熱部材３７は、熱伝導性の高い物質で、板形状を有し、除霜ヒーター３３からの熱伝達を増大させるために電熱冷媒管部２３の下端領域に接触される。
【００２０】
電熱部材３７の下部領域には、除霜時、除霜水を受けるドレイン板３５が設けられており、ドレイン板３５の背面には、冷蔵庫が一定時間運転されれば、除霜センサーにより測定された温度に基づいて制御する制御部により加熱及び加熱停止が行われる除霜ヒーター３３が設けられている。
【００２１】
一方、本発明による冷蔵庫は、蒸発器１１の一側に冷媒をバイパスするためのバイパス部２５を有する。バイパス部２５は、蒸発器１１に向かって流動する冷媒の一部をバイパスするバイパス配管２９と、バイパス管２９上に設けられてバイパス配管２９内の冷媒の流動を開閉するバイパス弁２７と、を有する。バイパス弁２７は、蒸発器１１を除霜する場合に開放されて、蒸発器１１に向かって流動する冷媒の一部をバイパスすることにより、入口側（Ａ）と出口側（Ｂ）との両端の圧力を均等にする。また、バイパス弁２７は、蒸発器１１を除霜しない場合には、バイパス配管２９を閉鎖することになる。
【００２２】
以上のように構成された本発明の第１実施形態による蒸発器の除霜過程を説明すると次の通りである。除霜センサーで測定された温度に基づいて除霜ヒーター３３が加熱作動したならば、電熱冷媒管部２３の冷媒温度が上昇し、電熱冷媒管部２３内の液冷媒に直接熱が供給されて、液冷媒が蒸発する。このように蒸発した冷媒は、残熱を有しているので、体積変化により蒸発器１１の上部に熱を有して上昇することになり、このような上昇作用により主冷媒管部２１の上部の冷媒と熱交換が行われる。これはサーモサイホン冷却方式の原理を応用したことである。このような熱交換により、蒸発器１１の下部、即ち蒸発器１１の電熱冷媒管部２３にある液冷媒と主冷媒管部２１全体にある冷媒が熱交換されて全体的に主冷媒管部２１が一定温度に上昇することになる。これにより、蒸発器１１の上下部の温度が均一になって、除霜時間が短縮され、均一な除霜をすることができる。また、蒸発器１１の下部の除霜が容易に行われて、冷蔵庫の蒸発器１１の下部の霜による不良を根本的に除去することができる。
【００２３】
一方、図３は本発明の第２実施形態による蒸発器の斜視図であり、図４は本発明の第２実施形態による冷蔵庫の冷媒循環フローチャートである。本発明の第２実施形態による冷蔵庫は、前述した第１実施形態とは異なるように、蒸発器１１の入口（Ａ）と出口（Ｂ）に圧力調節弁が設けられている。しかし、第２実施形態でも蒸発器１１に向かって流動する冷媒の一部をバイパスするバイパス配管とバイパス弁とを有することもできる。圧力調節弁３１は、蒸発器１１の除霜時には閉鎖され、それ以外には開放される。圧力調節弁３１は、除霜時、冷媒が圧縮器１３及び毛細管１７に逆流することを防止することができる。
【００２４】
また、電熱冷媒管部２３は、主冷媒管部２１から延びて形成されることがなく、主冷媒管部２１の下流区間から分岐して復帰するように構成されている。これにより、蒸発器１１を除霜運転する場合、圧力調節弁３１を閉鎖すると、除霜ヒーター３３により主冷媒管部２１の下流区間で分岐した電熱冷媒管部２３の冷媒が加熱される。これにより、電熱冷媒管部２３にある液冷媒と、主冷媒管部の上下流空間にある冷媒が熱交換されることにより、全体的に主冷媒管部２１の温度が一定に上昇して、蒸発器１１の除霜時間が短縮され、上下部を均一に除霜する。また、前述した第１実施形態にも第２実施形態のように蒸発器の入口側及び出口側に圧力調節弁を設けることもできる。
【００２５】
一方、前述した第２実施形態では、蒸発器１１の入口側（Ａ）と出口側（Ｂ）に蒸発器１１内部に冷媒の圧力を調節する圧力調節弁３１が設けられているが、蒸発器の入口側及び出口側に圧力調節弁を設けなくてもできる。
【００２６】
一方、前述した実施形態では、単一の蒸発器が設けられていることについて説明したが、複数の蒸発器を直列に設ける場合にも同一に除霜することができる。
【００２７】
【発明の効果】
前述したように、本発明によると、蒸発器の除霜時間を短縮することができ、蒸発器の上下部を均一に除霜することができる冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態による蒸発器の斜視図である。
【図２】  本発明の第１実施形態による冷蔵庫の冷媒循環のフローチャートである。
【図３】  本発明の第２実施形態による蒸発器の斜視図である。
【図４】  本発明の第２実施形態による冷蔵庫の冷媒循環のフローチャートである。
【符号の説明】
１１  蒸発器
１３  圧縮器
１５  凝縮器
１７  毛細管
１９  冷媒管
２１  主冷媒管部
２３  電熱冷媒管部
２５  バイパス部
２７  バイパス弁
２９  バイパス配管
３１  圧力調節弁
３３  除霜ヒーター
３５  ドレイン板
３７  電熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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