(57)【要約】【課題】  必要な発熱量が得られると共に、安全性の高い除霜ヒータを有する冷蔵庫を提供すること。【解決手段】  冷却器に付着する霜を融かす除霜ヒータ２０を備えた冷蔵庫において、除霜ヒータ２０は、ガラス管２１内部に発熱素子３７を収納して形成され、この発熱素子３７の両端部と外部リード線４１とを接続する接続金具４３をガラス管２１内の両端部に配置するようにする。これにより、ガラス管２１の両端の開口部を封止するゴム栓３９のガラス管２１軸方向の長さＷ１が短くなり、その分、ヒータ線３７を長くできるため、ヒータ線３７の発熱密度を低下させ、ガラス管２１の表面温度を低くできる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却器に付着する霜を融かす除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータは、ガラス管内部に発熱素子を収納して形成され、前記発熱素子の両端部と外部リード線とを接続する接続金具が前記ガラス管内の両端部に配置されてなることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記発熱素子は、前記ガラス管の両端に対向する部位のガラス管軸方向の発熱密度が他の部位よりも小さく形成され、少なくとも前記発熱素子の他の部位に対向する前記ガラス管の外周面に放熱部材が取り付けられてなることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記放熱部材は帯状または棒状の金属部材を前記ガラス管に巻き付けて形成さ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】
前記放熱部材は、前記ガラス管の表面温度が設定温度以下になるように放熱量が調整されていることを特徴とする請求項２または３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記発熱素子の発熱密度が小さい部位に対向する前記ガラス管内外の少なくとも一方に伝熱部材が取り付けられてなる請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記発熱素子の発熱密度が小さい部位に対向する前記ガラス管の内側に前記発熱素子を包囲する筒状部材を形成し、該筒状部材の外周面を前記ガラス管の内周面に接触させて設けることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記ガラス管の開口端には耐熱性を有するゴム栓が装着され、前記発熱素子の発熱密度が小さい部位の長さは、前記ゴム栓が耐熱温度まで上昇しないように所定の長さに設定されてなる請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記ガラス管の開口端と前記ゴム栓との間に介在させて円板状部材が配置され、該円板状部材の一部を前記ガラス管の内側に折り曲げて突片を形成し、該突片により前記接続金具を支持してなる請求項７に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記ゴム栓に形成される前記外部リード線の通し孔は、前記ガラス管の管軸に平行な部分と、該平行な部分から前記ゴム栓の外周面に向かって傾斜する部分とを有してなる請求項７に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に係り、特に、冷凍サイクルの冷却器に付着する霜を融かす除霜ヒータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室とを備えており、各室の温度を所定温度に冷却するため、例えば、冷却室で生成された冷気を各室に分配して供給している。冷却室には、例えば、冷却器、除霜ヒータ、冷気循環ファンなどが設けられている。冷却器と熱交換して冷却された冷気は、冷気循環ファンによって冷気流路を通じて各室に供給されると、貯蔵される食品類を冷却し、これらの食品類を冷却して熱を受け取った冷気は、再び冷却室で冷却されて循環送風される。
【０００３】
ところで、冷却器と熱交換される冷気は、各室の扉の開閉による外気の流入及び貯蔵される食品類に含まれる水分の蒸発などにより高湿化されている。このため、冷気と共に冷却室に取り込まれた水分は、冷却器の表面に着霜する。この着霜量が増加すると、空気と熱交換する冷却器表面の熱交換効率が低下すると共に冷気の通流抵抗が大きくなり通風流量が低下し、冷蔵庫の各室の冷却不足が発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、冷却不足になる前に除霜ヒータに通電を行い、冷却器に付着した霜を融解するようにする。除霜ヒータは、冷却器の下方、つまり冷気の流れ方向の上流側に配置され、例えば、ヒータ線をガラス管で覆って形成される。ヒータ線に通電すると、ヒータ線からガラス管を介して熱線が放射され、冷却器やその周辺部品を加熱する。この除霜ヒータの上部と冷却器との間には、除霜ヒータの熱により融解して流れ落ちる除霜水が除霜ヒータに直接当たらないように屋根が設置されている。屋根から流れ落ちた除霜水は、除霜ヒータの下側に設置された桶に回収される（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５４１７２号公報（第３頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の除霜ヒータは、一般にヒータ線と外部リード線とを接続する接続金具がガラス管の両端を封止するゴム栓内に内在されている。したがって、ガラス管の軸方向のゴム栓の長さは、接続金具の長さ分だけ大きくなり、ゴム栓を含めた除霜ヒータの長さは設計上固定していることから、ゴム栓が長くなると、その分ヒータ線が短くなることなる。ヒータ線が短くなると、ヒータ線の単位長さ当たりの発熱量を高くする必要が生じ、例えば、自然系冷媒が採用される傾向の冷蔵庫においては、冷媒漏れが生じた場合の安全対策が要求されるという問題がある。
【０００７】
一方、リード線および接続金具をゴム栓内に内在させると、作業性が悪いという問題がある。すなわち、ゴム栓内に形成されるリード線の通し孔は、通常、リード線径および接続金具の外形を内在させるだけの大きさに形成され、しかもゴム栓内で直角に折り曲げられているため、リード線の一端をもって先の通し孔にリード線接続金具を通そうとしても、滑りが悪く、短時間で通すことは困難となる。また、リード線通し孔を大きくすると作業性は向上するが、ガラス管内に湿気が入るので好ましくない。
【０００８】
本発明は、必要な発熱量が得られると共に、安全性の高い除霜ヒータを有する冷蔵庫を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、冷却器に付着する霜を融かす除霜ヒータを備えた冷蔵庫において、除霜ヒータは、ガラス管内部に発熱素子を収納して形成され、発熱素子の両端部と外部リード線とを接続する接続金具がガラス管内の両端部に配置されてなることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、ガラス管の両端を封止するゴム栓内に接続金具を設けないようにしたから、ガラス管軸方向のゴム栓の長さを短くでき、その分、発熱素子の長さを長く取れる。その結果、必要な発熱量（放熱量）を保持すると共に、発熱素子の単位長さ当たりの発熱量を小さくできる。これにより、発熱素子およびガラス管表面の温度は低くなり、冷蔵庫の安全性を向上できる。
【００１１】
ところで、発熱素子が発熱した場合、ガラス管内の空気が加熱されて高圧となり、加熱空気がガラス管外に吹き出されるが、発熱が終了すると、ガラス管内が負圧となり、除霜終了時の高湿空気がガラス管内に取り込まれる。つまり、除霜ヒータは、発熱素子の発熱を挟んで呼吸作用を行う。このように、除霜終了時にガラス管内に取り込まれた水分を伴う空気は、次のヒータ発熱時にガラス管外に吹き出されるが、この過程でガラス管表面に温度差、つまり冷たい所があると、加熱空気が冷たいガラス管表面に接触して結露を生じることになる。
【００１２】
そこで、本発明では、発熱素子は、ガラス管の両端に対向する部位のガラス管軸方向の発熱密度が他の部位よりも小さく形成され、少なくとも発熱素子の他の部位に対向するガラス管の外周面に放熱部材を取り付けるようにしている。これによれば、特にガラス管の高温になる部位の表面温度を放熱により下げることができるため、ガラス管表面の温度差が小さくなり、結露の発生を抑制できる。ここで、放熱部材は、帯状または棒状の金属部材をガラス管に巻き付けて形成することが好ましい。また、放熱部材は、ガラス管の表面温度が設定温度以下になるように、放熱量を調整することが好ましい。これによれば、例えば、使用する冷媒の発火温度に合わせて安全率を見込んだ温度を設定温度とすることができるから、例えば、炭化水素系冷媒の使用が可能になる。
【００１３】
また、発熱素子の発熱密度が小さい部位に対向するガラス管内外の少なくとも一方に伝熱部材を取り付けることが好ましい。これによれば、発熱素子を発熱させたとき、ガラス管表面において、高温に加熱された領域から加熱が遅れる低温領域に伝熱部材を介して熱が伝えられ、低温領域の加熱時間が短縮されると共に温度差を小さくできるから、結露の発生を抑制できる。
【００１４】
また、発熱素子の発熱密度が小さい部位に対向するガラス管の内側に発熱素子を包囲する筒状部材を形成し、この筒状部材の外周面をガラス管の内周面に接触させて設けるようにしてもよい。これによれば、発熱素子を発熱させたとき、ガラス管内で加熱された空気は、ガラス管表面に接触することなく、筒状部材に形成される孔、つまり発熱素子が挿通される孔内を通って外部に放出されるため、ガラス管表面の結露の発生を防止できる。すなわち、この筒状部材は、孔内に結露が生じたとしても、ガラス管内の加熱された空気がこの孔内を勢いよく通過するため、水滴を蒸発させて外部に排出できるものである。
【００１５】
一方、ガラス管の開口端には、耐熱性を有するゴム栓が装着され、発熱素子の発熱密度が小さい部位の長さがゴム栓の耐熱温度まで上昇しないように、所定の長さに設定されている。これと共に、発熱素子と外部リード線との接続金具が発熱密度の小さい部位に配置されているため、ゴム栓内に接続金具を組み込む作業が不要になり、除霜ヒータの組み立て作業性を向上できる。
【００１６】
ここで、ガラス管の開口端とゴム栓との間には、円板状部材が配置され、円板状部材の一部をガラス管の内側に折り曲げて突片を形成し、この突片により発熱素子と外部リード線との接続金具を支持させることができる。これにより、接続金具の位置出しが容易になり、接続用として他部品の準備が不要になる。
【００１７】
また、ゴム栓に形成される外部リード線の通し孔は、ガラス管の管軸に平行な部分と、この平行な部分からゴム栓の外周面に向かって傾斜する部分とを備えることにより、リード線の通し孔に沿ってガラス管内に水が浸入することを抑制できる。また、外部リード線を直角の孔に通す場合と比べて作業性が向上する。なお、本発明では、接続金具をゴム栓内に設けていないため、接続金具の収納部などに水が溜まることがない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、必要な発熱量が得られると共に、安全性の高い除霜ヒータを有する冷蔵庫を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図を参照して説明する。図１は本発明を適用してなる冷蔵庫の要部を示す縦断面図、図２は図１の除霜ヒータの要部拡大図、図３、４は図１の除霜ヒータの横断面図、図５は、図４と異なる他の除霜ヒータの横断面図、図６は図１の除霜ヒータの放熱フィンの斜視図、図７は、図１の除霜ヒータにおけるコイル線と外部リード線との接続部の斜視図である。
【００２０】
本実施形態の冷蔵庫は、図１に示すように、扉１と扉３を備えた断熱性の箱体５の内部に、冷凍室７、冷蔵室９、冷却室１１が区画して形成されている。扉１、３は、それぞれ冷凍室７、冷蔵室９の前面開口部を閉塞する扉である。冷凍室７と冷蔵室９を区画する仕切壁１０と１３との間には、冷蔵室９に貯蔵される食品類と熱交換した冷気を冷却室１１に戻す冷気流路１５が形成され、仕切壁１３と１７との間には、冷凍室７に貯蔵される食品類と熱交換した冷気を冷却室１１に戻す冷気流路１８が形成されている。
【００２１】
冷却室１１には、冷却器１９、除霜ヒータ２０、冷気循環ファン２３が設けられている。冷却器１９は、図示しない圧縮機と接続してなる冷凍サイクルに封入された冷媒を蒸発させて空気を冷却する機能を有している。冷却器１９を通じて冷却された冷気は、冷気流路を通じて冷凍室７、冷蔵室９にそれぞれ分流して供給される。具体的に、冷却器１９で冷却された冷気は、冷気循環ファン２３により、冷却室１１と冷凍室７とを区画する仕切壁２５の冷気吹出口２７から冷気流路に導かれ、例えば、冷凍室７に吹出されるようになっている。
【００２２】
除霜ヒータ２０は、冷却器１９の下方、つまり冷気の流れ方向の上流側に配置され、ヒータ線を筒状のガラス管２１で覆って形成される。ヒータ線は、コイル状に巻いた両端を直状にして形成され、通電を行って発熱させることにより、冷却器１９に付着する霜を融解するものである。除霜ヒータ２０の上部と冷却器１９との間には、例えばアルミニウム製の屋根２９が設けられ、冷却器１９から融解して滴下する除霜水が直接除霜ヒータ２０に接触して蒸発音を発生させないようになっている。除霜ヒータ２０の下方には、滴下した除霜水を受ける桶３３が設けられている。
【００２３】
除霜ヒータ２０のガラス管２１の外周面には、放熱フィン３１がコイル状に巻き付けられている。この放熱フィン３１は、図６に示すように、例えばアルミニウム製の帯状薄板３２をガラス管表面にコイル状に巻きつけたものである。この帯状薄板３２は、例えば、ガラス管２１とほぼ同じ外径を有する筒体の外周面に巻き付けてから所定寸法に切断したものを使用する。帯状薄板３２を巻き付けるときには、外周側にスリットを入れるか、内周側を絞るなどして行う。ここで、例えば、ガラス管２１の外径寸法を１０．５ｍｍとした場合、筒体の外径寸法を１１．０〜１１．５ｍｍとするのが好ましい。すなわち、コイル状に巻いた放熱フィン３１をガラス管２１に取り付けるときは、例えば、１１．０〜１１．５ｍｍの放熱フィン３１の中心孔に、１０．５ｍｍのガラス管２１を貫通させるようにする。
【００２４】
除霜ヒータ２０は、図２の矢印で示すように、冷却器１９の奥行寸法Ｄ２の全域に熱線を放射する。すなわち、放熱フィン３１の外径寸法Ｄ１は、屋根２９の幅寸法Ｌ１より大きく形成され、好ましくは、奥行寸法Ｄ２に近づけるようにする。このように、放熱ファン３１の外径を大きく設定すれば、桶３３や冷却流路１５，１８などに付着した霜を融解し、かつ、除霜時間を短縮できる。
【００２５】
除霜ヒータ２０は、図３に示すように、ガラス管２１の外周面に形成される放熱フィン３１は、ガラス管２１の表面と熱交換し、例えば、ガラス管２１の表面温度を３００〜３５０℃まで低下させる。この場合、例えば、外径１０．５ｍｍ、肉厚１ｍｍのガラス管２１の内部には、線径０．５ｍｍのニクロム線を外径７．００ｍｍのコイル状に巻いたコイル部３７ａと、このコイル部３７ａを挟んだ両側に直状のコイルエンド部３７ｂとを有するヒータ線３７が配置されている。
【００２６】
ここで、コイルエンド部３７ｂと外部リード線４１とを接続する接続金具４３は、ガラス管２１内に配置されている。ガラス管２１は、両端開口部が円板状の仕切板４５を挟んでゴム栓３９で密封されている。図７に示すように、接続金具４３は、金属製の仕切板４５の一部をガラス管２１の内側に折り曲げて形成した突片４７に接続され、これにより位置決めされている。
【００２７】
ゴム栓３９は、シリコンゴムなどの耐熱性（例えば、耐熱温度１４５℃）を有する材料で形成されている。しかし、コイル部３７ａの温度は、例えば５００℃とはるかに高い温度になっており、この熱がガラス管２１などを介してゴム栓３９に伝わると、ゴム栓３９が簡単に損傷する。このため、熱源の小さいコイルエンド部３７ｂをコイル部３７ａの両端側に形成し、ガラス管２１の温度上昇を抑えることにより、ゴム栓３９の加熱を抑制する。この場合、コイルエンド部３７ｂは、所定の長さ（例えば、１５ｍｍ〜２０ｍｍ）が必要となる。
【００２８】
なお、後述するが、コイルエンド部３７ｂに対向するガラス管２１の外周面には、金属などで形成される筒状の伝熱部材３８が取り付けられている。
【００２９】
ゴム栓３９に形成される外部リード線４１の通し孔４９は、ガラス管２１の管軸に平行な部分と、この平行な部分からゴム栓３９の外周面、つまりリード線出口４２の下方に向かって傾斜する部分とを有し、できるだけ角部を作らないように形成されている。また、この通し孔４９は、好ましくは、外部リード線を通すだけの大きさ（孔径）に形成され、除霜水などが外部リード線を伝わって通し孔４９内に入らないように設計されている。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。まず、本実施形態においてコイルエンド部３７ｂは、前述したように、熱によるゴム栓の損傷を抑制するため、所定の長さが確保されている。ここで、限られた長さの中でコイルエンド部３７ｂを長くすることは、除霜ヒータ２０の発熱量を保持する点で、ヒータ線３７のワット密度（単位長さ当たりの発熱量）を高くしてコイル部３７ａの温度を高くする方向に働くから、安全性の面でコイルエンド部３７ｂの長さは制限される。一方、従来の除霜ヒータの場合、接続金具４３がゴム栓３９内に内在されるため、ゴム栓３９の幅寸法Ｗ１は、接続金具４３の寸法分だけ長くなり、その分ヒータ線３７の長さが短くなっている。つまり、ガラス管２１の表面温度が高くなる。
【００３１】
これに対し、本実施形態では、接続金具４３をガラス管２１内のコイルエンド部３７ｂに配置しているから、除霜ヒータ２０の全長Ｌ２に対し、ゴム栓３９の幅寸法Ｗ１が短くなり、その分、ガラス管２１を長くとれる。つまり、除霜ヒータ２０の発熱量を一定とすると、ヒータ線３７ａの範囲を接続金具４３の分だけ長くできる。これにより、ヒータ線３７の温度と共にガラス管２１の表面温度が低下するため、例えば、炭化水素系冷媒を使用した場合も高い安全性を確保できる。
【００３２】
また、本実施形態の冷蔵庫において、冷却器１９の着霜量が増加すると、空気と熱交換する冷却器１９表面の伝熱面積が減少し、熱交換効率が低下する。加えて、着霜量の増加と共に冷気の通流抵抗が大きくなり通風流量が低下することになる。そこで、冷蔵庫がこれらの変化を検知すると、除霜ヒータ２０の通電を開始する。ヒータ線３７に通電が行われると、特にコイル部３７ａが発熱し、ガラス管２１、放熱フィン３１を介して冷却器１９や周辺部品に熱線が放射され、これにより、冷却器１９や樋３３などに付着した霜が融解する。
【００３３】
本実施形態の除霜ヒータ２０は、細いガラス管２１に屋根２９の幅寸法Ｌ１より大きな外径Ｄ１を有する放熱フィン３１を備えているため、冷却器１９の下端が広範囲で加熱され、除霜時間が短縮される。また、例えば、ガラス管２１が衝撃などで割れる事故があった場合でも、放熱フィン３１がガラス管２１の外周を取り巻くように形成されるため、ガラス管２１の崩れを防ぎ、ヒータ線３７がガラス管２１の外に垂れて周囲部品を損傷したり、金属部品に電気がリークするという危険を回避できる。
【００３４】
ところで、除霜ヒータ２０により冷却器１９に付着した霜を融解させる過程で、除霜ヒータ２０には、次の現象が起る。すなわち、霜取りが始まった瞬間の除霜ヒータ２０、特にガラス管２１内では、ヒータ線３７の発熱開始と同時にコイル部３７ａの温度が急激に上昇を始める。これに伴い、ヒータ線３７の周囲の高湿空気も温度上昇し、ガラス管２１の内面を加熱する。このことによりガラス管２１自身とガラス管２１内の空気の温度は近い温度となり、空気中の水分がガラス管２１の内周面で結露する現象は抑えられる。
【００３５】
しかしながら、加熱された高湿空気は、圧力差によりガラス管２１の外側に向かってコイルエンド部３７ｂ側に移動し、コイルエンド部３７ｂに対向するガラス管２１と接触するが、この領域のガラス管２１は、加熱が遅れるため、比較的低温となり、ガラス管２１の表面温度は、空気中の水分が結露するだけの温度差が生じる。これにより、一旦ガラス管２１内に水滴が溜り始めると、この水はガラス管２１の外に放出されずに除霜毎に溜り続け、ついにはヒータ線３７を水没させるおそれがある。
【００３６】
ガラス管２１内に高湿空気が侵入する原因としては、まず、ヒータ線３７が発熱した場合、ガラス管２１内の空気が加熱されて高圧となり、加熱空気がガラス管２１内から外に吹き出されるのに対し、発熱が終了すると、ガラス管２１内が負圧となり、除霜終了時の高湿空気がガラス管２１内に取り込まれる。つまり、除霜ヒータ２０は、ヒータ線３７の発熱を挟んで呼吸作用を行うことによる。
【００３７】
そこで、本実施形態では、図４に示すように、ガラス管２１の外周面に伝熱部材３８を形成するようにしている。伝熱部材３８は、図に示すように、ガラス管２１の表面に所定の厚みをもって巻き付けられた金属製（例えば、アルミニウム）のテープ又は金属管である。この伝熱部材３８は、コイルエンド部３７ｂに対向するガラス管２１の表面に密着して取付けられ、一端はコイル部３７ａに対向するガラス管２１側に近接する。
【００３８】
既に述べたように、ヒータ線３７が発熱を開始して、例えば３０秒〜３分間位の間、ガラス管２１の表面には、温度が高い所と低い所ができる。すなわち、コイル部３７ａに対向するガラス管２１の温度は、コイル部３７ａの周りの空気の加熱に伴い上昇するが、コイルエンド部３７ｂは熱源が小さいため、これに対向するガラス管２１の温度上昇は遅くなる。また、ガラス管２１内の空気の移動によりコイルエンド部３７ｂの周囲の空気温度も上昇し、これに伴いガラス管２１温度も上昇するが、コイル部３７ａと離れているため、ガラス管２１の温度上昇は遅くなる。このため、コイルエンド部３７ｂに対向するガラス管２１の外周面を熱伝導性のよい金属製の伝熱部材３８で覆い、又はガラス管２１内に埋め込むことにより、高温側から熱が伝えられ、温度の低いガラス管２１が短時間で加熱され、また、加熱されたガラス管２１からの放熱が抑制されるため、ガラス管２１表面の温度差が小さくなり結露の発生を抑制できる。
【００３９】
次に、図４の伝熱部材３８の他の実施形態について、図５を用いて説明する。図に示すように、コイルエンド部３７ｂに対向するガラス管２１の内側には、コイルエンド部３７ｂが通る孔を備えた筒状部材５１が埋め込まれている。この筒状部材５１は、例えば、硝子などからなり、外周面がガラス管２１の内周面に接触して形成されている。
【００４０】
このような構成によれば、除霜開始時において、コイル部３７ａで加熱された空気は、コイルエンド部３７ｂを通過してゴム栓３９内から外部に放出される過程で、ガラス管２１に接触することなく外部に放出されるため、ガラス管２１の内周面における結露の発生を抑制できる。すなわち、筒状部材５１は、コイル部３７ａの発熱による熱影響を受けて温度上昇し、加えて、中心部に形成される孔が、図に示すように、直状のコイルエンド部３７ｂを通すだけの孔径とされることから、孔内にわずかの結露が生じたとしても、ガラス管２１内で加熱された空気がこの孔内を勢いよく通過する過程で水滴を蒸発させ、外部に持ち出してしまうものである。
【００４１】
また、図４、５において、コイル部３７ａに対向するガラス管２１の外周に取り付けられる放熱フィン３１は、ガラス管２１の表面温度およびヒータ線３７の温度を低下させるものであるから、ガラス管２１内の結露対策として、次のように作用するものである。すなわち、除霜開始後３０秒〜３分位の間は、この放熱フィン３１が、いわゆるヒートマスとなってガラス管２１の温度上昇を抑制し、続いて、ガラス管２１が所定温度に加熱された段階においては、ガラス管温度低減のため放熱を行なう。これによりコイル部３７ａの温度は、コイルエンド部３７ｂの温度に近づくため、結露の発生を抑制できる。
【００４２】
具体的に、放熱フィン３１は、例えば、５００℃前後のヒータ線３７の温度を３５０℃付近まで低下させる機能を有している。すなわち、放熱フィン３１は、ガラス管２１の表面と熱交換してガラス管２１の表面温度を３００〜３５０℃まで低下させ、これに伴い、ヒータ線３７の温度を３５０℃付近まで低下させる。
【００４３】
一方、従来のゴム栓内に形成される外部リード線の通し孔は、リード線径および接続金具を内在させるだけの大きさに形成され、しかもゴム栓内で直角に折り曲げられているため、外部リード線の一端をもって先の通し孔にリード線の接続金具を通そうとしても滑りが悪く、短時間で通すことは困難となっていた。ここで、リード線通し孔を大きくすると、作業性は向上するが、ガラス管内の湿気を制限する意味で好ましくない。
【００４４】
そのため、本実施形態では、ゴム栓３９内に形成される外部リード線４１の通し孔４９を、ゴム栓３９の外周面、つまりリード線出口４２の下方に向かって傾斜させ、角部ができるだけ小さくなるように形成している。これにより、ゴム栓３９の内部に接続金具４３を組み込む必要がなくなるから、除霜ヒータの組み立て作業性を向上させ、除霜水などが外部リード線４１から通し孔４９内に侵入することを防止できる。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、除霜ヒータ２０のゴム栓３９内に接続金具４３を設けていないため、ガラス管軸方向のゴム栓３９の幅寸法Ｗ１が短くなり、ヒータ線３７の長さを長く取れる。これにより、必要な発熱量を保持すると共に、単位長さ当たりの発熱量を小さくし、ヒータ線３７およびガラス管２１表面の温度を低くできるから、例えば、冷媒漏れが生じた場合の冷蔵庫の安全性を向上できる。
【００４６】
また、本実施形態では、コイル部３７ａに対向するガラス管２１の表面に放熱フィン３１を設けているため、ガラス管２１の表面温度を低下させることができ、冷蔵庫の安全性を一層向上できる。そして、ガラス管２１の表面温度の低下に伴い、ヒータ線３７の温度を低くできるから、例えば、ゴム栓３９に与える熱の影響を少なくできる。
【００４７】
また、本実施形態の放熱フィン３１は、帯状薄板３２を、例えば、ガラス管２１とほぼ同じ外径を有する筒体の外周面に連続的に巻き付けて、これを所定寸法に切断したものであるから、生産性がよく、ガラス管２１への取り付け作業が簡単になるため、経済的である。
【００４８】
さらに、本実施形態では、放熱フィン３１に加えて、コイルエンド部３７ｂに対向するガラス管２１の外周面に、例えば、伝熱部材３８を配置しているので、ガラス管２１表面に生じる温度差が少なくなり、結露によるヒータ線の損傷を抑制できる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図を参照して説明する。図８は本発明を適用してなる除霜ヒータの横断面図、図９は図８の除霜ヒータに使用する放熱フィンの斜視図である。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態では、除霜ヒータ５２の放熱フィン５３を、図９に示すように、棒状（針金状）部材をガラス管２１の外周にコイル状に巻いて形成している点で、第１の実施形態と相違する。ここで、放熱フィン５３は、第１の実施形態の放熱フィン３１と比較すると、放熱面積が減少することから巻ピッチを狭くしている。
【００５１】
この放熱フィン５３は、発熱量を第１の実施形態ほど大きくはできないが、全体の発熱量を例えば１６０Ｗから１４０Ｗ程度に下げて使用することにより、ガラス管２１、ヒータ線３７の温度を所望の温度まで低減できる。すなわち、加熱されたガラス管２１の熱は、放熱フィン５３に伝達され、この放熱フィン５３を介して放熱されるため、除霜を促進できる。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、ガラス管２１、ヒータ線３７の温度を低減することができる。また、ガラス管２１が衝撃などで割れるような事故があった場合でも、放熱フィン５３がガラス管２１の外周を取り巻くように形成されるため、ガラス管２１の崩れを防ぎ、ヒータ線３７がガラス管２１の外に垂れて周囲部品を損傷したり、金属部品に電気がリークするという危険を回避できる。さらに、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、例えば、伝熱部材３８と組み合わせることにより、ガラス管２１内の結露の発生を抑制し、これに起因するヒータ線３７の損傷を防ぐことができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図を参照して説明する。図１０は本発明を適用してなる除霜ヒータの放熱部材の斜視図、図１１は図１０の放熱部材のＰ矢視図である。
【００５４】
本実施形態では、放熱フィンを屋根と一体的に形成している点で、第１および第２の実施形態と相違する。すなわち、本実施形態の放熱部材６１は、屋根部分を形成する水平片６３と、この水平片６３を支持すると共に放熱フィンとして機能する垂直片６５とを備えている。水平片６３は、例えば、冷却器１９から滴下する除霜水からガラス管２１を保護する一方、垂直片６５は、ガラス管２１と熱交換した熱を放熱するものである。
【００５５】
放熱部材６１は、例えば、金属製の板材を門状（コ字状）に直角に折り曲げて形成する。すなわち、両側の垂直片６５には、予め除霜ヒータが挿通できる孔６７を所定間隔で形成し、垂直片６５の一部に切り込みを入れ、左右から互い違いに内側に向かって直角に折り曲げ、孔６７を同軸上で一致させる。そして、この一連の孔６７に、除霜ヒータのガラス管２１を挿通させる。これにより、屋根と放熱フィンは一体となり、屋根を放熱フィンの一部として活用できると共に、垂直片６５を折り曲げて形成される窓６９は、加熱された空気の出口となる。つまり、放熱により加熱された空気を水平片６３の下で滞留させることなく、冷却器１９側に逃がすことができる。
【００５６】
ここで、孔６７の孔径は、例えば、ガラス管２１の外径が１０．５ｍｍの場合、約１１．００〜１１．５０ｍｍに設定され、ガラス管２１が孔内にスムーズに入るように形成される。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、水平片６３の屋根を放熱フィンの一部として活用できるから、ガラス管２１の放熱面積はその分だけ大きくなり、ガラス管２１の表面温度が大幅に低減され、冷蔵庫の安全性を一層向上できる。反対に、屋根の分だけ、垂直片６５の面積を小さくすることもできる。また、ガラス管２１の表面温度の低下に伴い、ヒータ線３７の温度も低下できるから、ゴム栓３９に与える熱の影響を少なくできる。
【００５８】
また、ガラス管２１が衝撃などで割れるような事故があった場合でも、垂直片６５がガラス管２１の外周を取り巻くように形成されるため、他の実施形態と同様、ガラス管２１の崩れを防ぎ、ヒータ線３７がガラス管２１の外に垂れて周囲部品を損傷したり、金属部品に電気がリークするという危険を回避できる。さらに、例えば、本実施形態においても、他の実施形態と同様、例えば、伝熱部材３８と組み合わせることにより、ガラス管２１内の結露の発生を抑制し、これに起因するヒータ線３７の損傷を防ぐことができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、門形に折り曲げた垂直片６５の一部を両方から内側に折り曲げて放熱フィンを形成しているが、門形などに限らず、放熱面積との関係で適宜形状などを選択できる。
【００６０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図を参照して説明する。図１２は本発明を適用してなる除霜ヒータの横断面図、図１３は図１２の除霜ヒータを適用してなる冷凍サイクルの説明図である。なお、本実施形態において、他の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施形態の除霜ヒータ７１は、図１２に示すように、基本的に、他の実施形態の除霜ヒータと同等の構成を有している。具体的に、例えば、内径が８．５ｍｍのガラス管２１の内部に、外径が７．５ｍｍのコイル部３７ａを有するヒータ線３７が収納されている。コイル部３７ａの巻ピッチは、例えば、２．０ｍｍ以下とする。つまり、巻ピッチを２．０ｍｍ以下とすれば、隣り合うヒータ線同士が互いに影響し合い、コイル部３７ａの温度が自らの発熱温度以上に上昇するものである。
【００６２】
コイル部３７ａの両端側には、直状のコイルエンド部３７ｂが形成され、当然発熱量が少ないことから、同部には接続金具４３が設けられている。コイルエンド部３７ｂは、ゴム栓３９がコイル部からの熱影響を受けて損傷しない程度の長さＬ３に設定され、例えば、１５ｍｍ以上に設定されている。ゴム栓３９は、シリコンゴムなどの耐熱特性（例えば、耐熱温度１４５℃）を有する材料で形成されている。
【００６３】
仕切板４５は、ガラス管２１の両端開口部に設けられ、接続金具４３を固定してガラス管２１内のコイル部３７ａの位置決めを行っている。外部リード線４１は、図に示すように、ゴム栓３９内に形成されるＲ形状のリード線通し孔７３を通じて外部に引き出される。なお、リード栓通し孔７３は、第１の実施形態と同様の効果を発揮するものである。
【００６４】
次に、上記の除霜ヒータ７１を備えた冷凍サイクルの構成を説明する。図１３に示すように、本実施形態の冷凍サイクルは、圧縮機７５、凝縮器７７、キャピラリチューブ７９、冷却器８１を順次配管で接続した閉回路になっている。冷却器８１の上部には、冷気循環ファン８３が配置され、下部には、除霜ヒータ７１が設けられている。冷気循環ファン８３は、冷却器８１で冷却された冷気を冷凍室７や冷蔵室９に強制的に送風し循環させるものである。
【００６５】
このような冷凍サイクルに封入される冷媒としては、通常、物性が安定し、扱いやすい点で、フロン系冷媒が用いられる。しかし、フロン系冷媒は、環境破壊の要因物質として指摘されることから、近年は、オゾン層破壊や地球温暖化への影響が極めて少ない炭化水素系冷媒（ハイドロカーボン）、例えば、プロパン（Ｒ−２９０ａ）やイソブタン（Ｒ６００ａ）などへの転換が図られている。
【００６６】
以下、本実施形態では、これらの炭化水素系冷媒（以下、ＨＣ冷媒と略す。）を冷凍サイクルに適用する場合の除霜ヒータ７１の作用を説明する。まず、冷却器８１に霜が堆積し、霜取りが必要となる場合、除霜ヒータ７１に通電が開始する。ここで、例えば、何らかの原因で冷却器８１に破損部（例えば、溶接部）があった場合、ＨＣ冷媒は、除霜運転時に冷蔵庫内に漏洩する。ＨＣ冷媒が漏洩して滞留する状態で、除霜ヒータ７１が通電されて発熱すると、ＨＣ冷媒に引火するおそれがある。すなわち、冷却運転中は、冷却器８１内のＨＣ冷媒が大気圧とほぼ同等の圧力であるから、ほとんど冷蔵庫内に漏洩することがないのに対し、除霜運転中は、除霜ヒータ７１により冷却器８１が加熱されるため、冷却器８１内のＨＣ冷媒は大気圧より高い圧力（３ｋｇ／ｃｍ２）となり、冷蔵庫内に漏洩する。
【００６７】
本実施形態では、ＨＣ冷媒の発火温度は、イソブタンの場合、４９４℃であることから、安全率を見込んで３９４℃を管理温度の上限として設定している。つまり、除霜ヒータ７１に放熱フィン３１を設けることによりガラス管２１の表面温度を３９４℃以下にするものである。この放熱フィン３１は、例えば、他の実施形態で示す形状及び形態の中から適宜選択し、所定の放熱量に調節されている。
【００６８】
また、本実施形態の除霜ヒータ７１は、ＨＣ冷媒の組込み冷蔵庫において、一般に採用されている二重管構造のガラス管ヒータではなく、一重管のガラス管を採用したものであるから、放熱フィン３１を備えることによりガラス管２１の表面温度と共にガラス管２１内の空気温度も下げることができ、さらにはヒータ線３７の温度を３９４℃以下にすることができる。すなわち、二重菅構造の場合、ガラス管とガラス管との隙間の空気が断熱作用を果たすため、放熱フィン２１を設けても、ヒータ線３７の巻線ピッチ等を変えないと、ヒータ線温度を３９４℃以下にはできない。
【００６９】
さらに、本実施形態によれば、ヒータ線３７の巻径を大きくしたり、巻ピッチを２ｍｍ以上などにすることなく、例えば、従来から使われている一重管のガラス管を使用してもガラス管２１及びヒータ線３７の温度は３９４℃以下となるため、熱効率的に問題となる二重管のガラス管を採用する必要がない。
【００７０】
以上のように、本実施形態では、ガラス管２１内にコイル状に巻いたヒータ線を収納し、両端部をゴム栓で密封した除霜ヒータ７１を冷却器８１の下部に配置し、冷凍サイクルの冷媒としてＨＣ冷媒を用いた冷蔵庫において、除霜ヒータ７１を構成するガラス管２１の表面温度およびヒータ線３７温度を放熱部材、例えば放熱フィン３１を用いて設定温度（例えば、３９４℃）以下に抑えるようにしたものであるから、冷却器８１の破損部などによりＨＣ冷媒（例えば、イソブタン）が漏れることがあっても、ガラス管２１及びヒータ線３７がＨＣ冷媒の発火源になることがない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明を適用してなる第１の実施形態における冷蔵庫の要部を示す縦断面図である。
【図２】図１の除霜ヒータの要部拡大図である。
【図３】図１の除霜ヒータの横断面図である。
【図４】図１の除霜ヒータの構成を示す横断面図である。
【図５】図４と異なる他の除霜ヒータの横断面図である。
【図６】図１の除霜ヒータにおける放熱フィンの構成を示す斜視図である。
【図７】図１の除霜ヒータにおけるコイル線と外部リード線との接続部を示す斜視図である。
【図８】本発明を適用してなる第２の実施形態における除霜ヒータの横断面図である。
【図９】図８の除霜ヒータにおける放熱フィンを示す斜視図である。
【図１０】本発明を適用してなる第３の実施形態における除霜ヒータの放熱部材の斜視図である。
【図１１】図１０の放熱部材のＰ矢視図である。
【図１２】本発明を適用してなる第４の実施形態における除霜ヒータの横断面図である。
【図１３】図１１の除霜ヒータを適用してなる冷凍サイクルの説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
５  箱体
７  冷凍室
９  冷蔵室
１９，８１  冷却器
２０，５２，７１  除霜ヒータ
２１  ガラス管
３１，５３  放熱フィン
３２  帯状薄板
３７  ヒータ線
３７ａ  コイル部
３７ｂ  コイルエンド部
３９  ゴム栓
４１  外部リード線
４３  接続金具
４７  突片
４９  通し孔
５１  筒状部材
６１  放熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１３】
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