JPS5816174A - 冷凍冷蔵庫用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍冷蔵庫の冷却器に付着する霜を取り除くた
めの除霜ヒータを備えた熱交換器に関するものである。

一般に、冷凍冷蔵庫の冷却器Ｋ」丁冷蔵庫内圧収納され
た収納物から発生ずる水蒸気や扉の開閉によって庫内に
侵入するシ１．めり空気にまり着霜が生じる。冷却器に
鞘が付着すると冷却器の熱交換効率が低下し、冷却能力
が低下する。そのため、冷蔵庫においては、従来から第
１図に示すように、冷却器１の冷媒管１αに装置された
熱交換用フィン３に除霜用ヒータ２を設け、一定時間冷
蔵庫が稼動する毎に冷蔵庫の冷却装置の運転を停止し、
除霜用ヒータ２へ通電し、除霜用ヒータ２を加熱して除
霜を行ない、冷却能力が低下するのを防止している。従
来、除霜用ヒータ２としては、ニクロム線、ニッケル・
銅線等の金属ヒータ線をアルミパイプ等の熱伝導性の良
いアルミパイプ等の保護管に収納したヒータが用いられ
ている。

この除霜ヒータを冷却器に取ｆ＝１ける従来の構成は第
１図に示すように両側面で各熱交換フィンと均一に接触
させ、かつ九十九折り状に取り付けた形状となっている
。このため従来の除霜ヒータ２を用いた冷却器１を持つ
冷凍冷蔵庫には次の（イ）〜（ホ）の欠点があった。

（イ）　従来の除霜ヒータ２は自己温度制御機能を持た
ないヒータであるため、冷却器に付着した霜付の量およ
び霜の着霜分布状態鎖かかわらず一定の発熱量を維持す
る特性を有するため、冷却器１の各部の除霜完了時点に
よって着霜の少いところは冷却器１の温度上昇となり、
着霜の多いところは除霜が遅れ残霜となる。

（ロ）上記欠点を克服するため、従来は除霜が完了した
ことを検知するためには、冷却器１の除霜完了時点が最
も遅い部分にザーｉスタ等の温度検知装置を設け、除霜
をしながら温度を検知して、ある温度に達した時に除霜
が完了したものとして除霜ヒータへの通電を遮断してい
た。

さらに、季節の変化により着霜量が増大する場合や収納
物の配置状態の差異により着霜の分布状態が変化した時
のことを考慮して、いずれの場合にも残霜がなく十分に
除籍が行われるように除霜ヒータのパワーアップおよび
過昇温度、除籍ヒータへの通電時間など除霜条件を過剰
に設定せざるを得なかった。

ｅ→　従来の除霜用ヒータは着霜が極部的になくなった
ところの温度上昇が大きくなり着霜量および着霜分布に
応じた取り付けが困難で、各熱交換フィンが均一に除霜
ヒータと接触できる構成を取らざるを得なかった。

に）除霜ヒータ２への通電を終了した時点において冷却
器１の各部の温度には大きな温度差を生じる。このため
周囲の部品を暖め、かつ冷却室から冷凍室、強いては冷
蔵室の空気を暖めて庫内の貯蔵食品まで′４．温度−Ｊ
二昇を招き易くなる。

（ホ）以上の欠点で特に、除霜ヒータのパワーアップ、
長時間の除霜は除霜ヒータ人力による消費電力量のみな
らず庫内に除霜ヒータの融解熱として投入されるので、
その熱の回収排熱として働く冷凍サイクル動力として除
霜ヒータ入力の１．８倍が必要である。したがって。

除霜ヒータ入力の増大は総合して２８倍の入力増となり
冷凍冷蔵庫の消費電力量を大きくする欠点を有していた
。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、効率
の良い除霜を行う除霜装置の付いた冷却器を提供するに
ある。

上記の目的を達成するため本発明ではチューブの途中を
Ｕ字状に折曲げ、その折曲部と端部との間をそれぞれ蛇
行状に成形し周囲にフィンを取り付けたフィンチューブ
を設け、このフィンチューブのフィン量子の幅方向に蛇
行状に成形した温度により急変する正の抵抗温度特性か
ら自己制御機能を持つ可撓性抵抗体を可撓性を有する２
本の給電用導体を並列に配置した間に少くとも挾み込み
、前記２本の給電用導体および前記可撓性抵抗体の外周
部を電気絶縁材料でおおい、さらに最外周部に熱伝導性
良好な保護材料でおおって円形もしくは楕円形断面形状
に４　・ 一体成形した除霜用ヒータを埋設した熱交換器を冷却器
として取り付ける。

以下、本発明を実施例により説明する。本発明では、少
なくともカーボン等の導電材料と、半導電性有機物材料
と、給電用電極材料とからなる自己温度制御作用を持つ
し一タで、そのヒータの動作温度の範囲内にあるヒータ
を除霜用ヒータとして用い、ヒータ自体の特性変化を利
用して除霜完了検知を行ない、除霜を終了せしめる。

ここで、この自己ｍ度制御機能を持つヒータを第２図に
斜視断面図で示す。第２図において７および７′は例え
ばすずめつき銅線などの給電用電気導体、８は例えば高
密度ポリエチレン等の半導電性有機物材料とカーボンの
混練物からなる自己温度制御機能を有するヒータ部、９
は例えばウレタンゴム等の絶縁用被覆部、１ｏはアルミ
バイブ等の保護被覆部である。次釦このヒータ２′の動
作について説明する。ヒータ２′の給電用電気導体７お
よび７′間に定格電圧を印加すると、半導電性有機物材
料とカーボンの混線物からなる自己温度制御機能を有す
るヒータ部８に例えば給電用電気導体７から給電用電気
導体７′へ電流が流れ、ヒータ部８がジュール熱により
発熱する。この発熱による温度上昇により半導電性有機
物材料により定まる軟化温度罠近づくにつれて抵抗値は
急激に増大する。第３図にヒータ部８の抵抗値の変化を
縦軸に、横軸に温度をとって示す。第６図において、曲
線１１がヒータ部８の抵抗変化特性を示し、１２は動作
設定温度を示す。ヒータ部８は温度上昇とともに、その
固有抵抗値が急激に増大するために、電流が減少し、温
度上昇は前記半導電性有機物材料で定まる一定の温度で
停止し、安定する。

上記したように自己温度制御機能を有するヒータ２′を
除霜装置用ヒータとして用いれば、他の除霜完了検知素
子を別個に設けることなく。

ヒータ２′自体で除霜完了検知を適切に行なうことがで
きる。

次に、自己温度制御機能を有するヒータ２′の除霜完了
検知を行う機能について説明する。自己温度制御機能を
有する除霜用ヒータ２′に流れる電流の時間的な変化お
よび冷却器１の温度の推移を第４図に示す。第４図にお
いて、横軸は除霜ヒータ２′罠通電を開始した時からの
時間、縦軸は除霜ヒータ２′を流れる電流、および冷却
器１の温度を示し、曲線Ａ１６はヒータ電流を曲線Ｄ１
７は冷却器の温度を示している。除霜用ヒータ２′は通
電直後に突入電流が流れ急速に温度上昇し、それについ
てヒータ電流１６が減少し始め、冷却器１の各部の温度
が１夕１し除霜が開始される。冷却器１の各部の除霜が
開始されると霜の融解熱のためヒータ電流１６０減少率
が低下しＡ点においてほぼ一定の電流値となる。除霜が
完了するとＢ点においてヒータ電流１６は再び減少し始
める。第４図において、Ｂ点が除霜完了時点であり、１
９は除霜完了稜におけるヒータ電流の減少勾配を示して
いる。ヒータ２′が通電されている時間は着霜量罠より
異ｔｒるが、除霜が完了した後におけるヒータ電流は一
定の電流７　・ 減少勾配を示す。本発明による除霜装置における除霜完
了検知は、この現象を利用して行なう。

この自己温度制御機能を持つ除霜用ヒータ２Ｔは、第５
図、第６図に示すチューブ２２とフィン２３とから構成
されているフィンチューブ２１をＵ字状に折り折曲げた
中央部２４と両端部２５との間をそれぞれ蛇行状に折曲
げ、一端部２５はキャピラリチューブ（図示せず）を接
続し、他端部２６を圧縮機（図示せず）に接続して、フ
ィン２３を周囲にらせん状に且つ断続的に固定さられて
いるチューブのフィン間にその幅方向に埋設して熱交換
器を構成している。埋設した自己温度制御機能を持つ除
霜用ヒータ２′はこれらと接触しているフィン片を両側
からかしめること例より当該除霜用ヒータ２′とフィン
テー−ブ２１との接触を確実にするとともに接触面積を
増大するようにしている。

以上のように構成したので、冷蔵庫の除霜時に除霜用ヒ
ータ２′に通電されると、ヒータの熱が有効にフィンチ
ューブ２１に伝わり付着していた鞘を融解する。

以上説明した本実施例の自己制御機能を持つ除霜ヒータ
を組み込んだ熱交換器には次のような効果がある。

（１）　　従来の除霜ヒータを熱交換器に組み込んだ場
合は極部的に箱の融解が終ると、その除霜ヒータ部分の
温度上昇が始り、熱交換器フィン、および周囲空気や部
品を過多圧加熱してし捷うので、熱交換器と除霜ヒータ
とは均一接触構成をとらなければな「）なかった。とこ
ろが、自己制御機能を有する除霜ビータと暖まった空気
の戻り口に位置する熱交換器の最下端部の着霜量の多い
熱交換フィンとの接触を密に、熱交換器上部の着霜１の
少い熱交換フィンとの接触を粗と不均一な接Ｊ！ｋにし
ても当該除霜ヒータが自己制御機能を持つため、極部的
に箱の融解が完了しても設定温度以上に温度上昇が生じ
ないため、熱交換器の極部的過度の温度上昇および、他
部品や周囲空気温度の上昇を防止することができる。

（２）　　上記したように自己温度制御機能を有する除
霜ヒータを熱交換器と一体に使用することにより、他の
除霜完了検知素子を別個に設けることなく、当該ヒータ
自体で除霜完了検知を適切に行なうことができる。

（３）従来の除霜ヒータによる除霜時の熱交換器の温度
分布に軽べて、均一化されるとともに不必要に高温とな
る部分が無くなる。このため、周囲の部品や突気を不必
要に暖めたり、庫内の貯蔵食品までも温度上昇を招くこ
とが少なくなる。

（４）　　特に１本発明の自己制御機能付除霜ヒータ一
体の熱交換器は１着霜量の多い下部の除霜能力を除霜ヒ
ータとの接触面の増加で大きくでき、かつ極部的に除霜
が完了しても除霜ヒータおよび周辺部は設定温度以下に
温度上昇が抑制され、同時に他の着霜部の除霜が促進さ
れるので、除霜ヒータの低入力化が実現できる。したが
って、除霜ヒータ入力の低減。

庫内発熱量の減少により、除霜ヒータ入力像１ 減量の２８倍の消費電力量の低減を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷蔵庫における冷却器の構造を示す正面図、第
２図は本発明による７４！ｌりｊ換器と１体に組み込ま
れる除霜ヒータσ）一部な切断して示す斜視図、第３図
はその除霜ヒータの特性図、第４図は本発明の熱交換器
における除霜ヒータを流れる電流と温度の変化を示す特
性図、第５図は本発明の熱交換器を示す正ｆｈｊ図、第
６図はその側面図である。 １・・・・・・・・・・・・冷却器 ２．２′・・・・・・除霜用ヒータ ２１・・・・・・・・・フィンチューブ２３・・・・・
・・・・フィン 代理人弁Ｍ１１士　薄　１）利　幸 ２ 耳　１　図 具　３　口 温　　　度 時　　　　間　　　　　（分）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チーーブの途中がＵ字状に折曲げられ、その折曲部と端
   部との間がそれぞれ蛇行状に成形され、周囲罠フィンが
   取り付けられたフィンチューブと、抵抗値の温度係数が
   正で、かつ、ある温度で温度係数が急変する特性を有し
   、前記フィンチューブのフィン間に、その幅方向に蛇行
   状に成形されて配置された自己制御機能を持つ可撓性抵
   抗体と、可読性を有し、互に並列に配置され、上記可撓
   性抵抗体を挟持する２本の給電用導体と、前記２本の給
   電用導体および前記可撓性抵抗体の外周部を被覆する電
   気絶縁材料と、さらに電気絶縁材料を被覆する保護材料
   とを備えていることを特徴とする冷凍冷蔵庫用熱交換器
   。