(57)【要約】【課題】  ガラス管の表面温度を低下させることで可燃性冷媒の発火の可能性を低減させることを目的とする。【解決手段】  内側ガラス管と、前記内側ガラス管に挿通したヒータ線と、前記内側ガラス管端部開口を封止する内側封止キャップと、前記内側ガラス管を緩挿してヒータ線のコイル部外周を囲む外側ガラス管と、前記外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓とよりなる家庭用冷蔵庫の除霜ヒータとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ガラス管と、前記内側ガラス管に挿通したヒータ線と、前記内側ガラス管端部開口を封止する内側封止キャップと、前記内側ガラス管を緩挿してヒータ線のコイル部外周を囲む外側ガラス管と、前記外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓とよりなる家庭用冷蔵庫の除霜ヒータ。
【請求項２】
外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓に加熱時の熱膨張空気を放出する開口部を設けた請求項１記載の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータ。
【請求項３】
外側ガラス管に囲まれてない内側ガラス管表面に放熱フィンを設けた請求項１、請求項２記載の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータ。
【請求項４】
外側ガラス管の長さを内側ガラス管の長さより４０ｍｍ以上短く設定した請求項１、請求項２、請求項３記載の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータ。
【請求項５】
内側ガラス管の表面温度を３９４℃未満とした請求項１、請求項２、請求項３、請求項４記載の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用冷蔵庫の除霜ヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温暖化防止の環境規制を受け、家庭用冷蔵庫ではフロンの替わりに可燃性ではあるがイソブタンを使用したノンフロン冷蔵庫が急速に普及している。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータを説明する。
【０００４】
図７は、従来の家庭用冷蔵庫の要部の縦断面図である。図７において、１０１は冷蔵庫本体、１０２は冷蔵庫本体１０１の内部にある冷蔵室、１０３は冷蔵庫本体１０１の内部にある冷凍室、１０４は冷蔵室扉、１０５は冷凍室扉、１０６は冷蔵室１０２と冷凍室１０３を仕切る仕切壁、１０７は冷蔵室１０２内の空気を吸い込む冷蔵室吸込口、１０８は冷凍室１０３内の空気を吸い込む冷凍室吸込口、１０９は冷気を吐出する吐出口、１１０は蒸発器、１１１は冷気を循環させるファン、１１２は蒸発器１１０と冷蔵室１０２を仕切る蒸発器仕切壁、１１３は桶、１１４は排水口、１１５はニクロム線をコイル状にしたものをガラス管で覆った除霜ヒータ、１１６は除霜水が除霜ヒータ１１５に直接滴下して接触するのを防止するためのヒータカバー、１１７は冷却器１１０を収容する冷却室である。
【０００５】
次に動作について説明する。
【０００６】
冷蔵室１０２や冷凍室１０３を冷却する場合は、蒸発器１１０に冷媒が流通して蒸発器１１０が冷却される。これと同じくしてファン１１１の作動により、冷蔵室吸込口１０７や冷凍室吸込口１０８から冷蔵室１０２や冷凍室１０３の昇温空気を冷却室１１７に送り蒸発器１１０で熱交換して冷却されて吐出口１０９から冷却風を冷蔵室１０２内に送り、冷蔵室１０２から図示していない連通口を通って冷凍室１０３に冷気を送る。
【０００７】
ここで、蒸発器１１０と熱交換する空気は、冷蔵室扉１０４および冷凍室扉１０５の開閉による高温外気の流入や冷蔵室１０２および冷凍室１０３の保存食品の水分の蒸発等により高湿化された空気であることから、その空気より低温である蒸発器１１０に空気中の水分が霜となって着霜する。
【０００８】
着霜量が増加するにしたがって蒸発器１１０表面と熱交換する空気との伝熱が阻害されると共に、通風抵抗となって風量が低下するために熱通過率が低下して冷却不足が発生する。
【０００９】
そこで、冷却不足となる以前に除霜ヒータ１１５のニクロム線に通電する。ニクロム線に通電が開始されるとニクロム線から蒸発器１１０や周辺部品に熱線が放射される。このとき、放射された熱線の一部はヒータカバー１１６に反射され、その他は蒸発器１１０やその他の周辺部品に向けて反射される。これにより蒸発器１１０や桶１１３や排水口１１４付近に着いた霜を水に融解する。また、このようにして融解した除霜水は一部は直接桶１１３に落ち、その他はヒータカバー１１６により除霜ヒータ１１５を避けて桶１１３に落ち排出口１１４から庫外に排水される。
【特許文献１】特開２００４−０４４８９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９５７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
可燃性冷媒であるイソブタンの採用にあたっては、冷蔵庫の電機部品では、高温の発熱源を有する除霜ヒータの安全性が重要な課題となっている。
【００１１】
そこで、日本電機工業会は、イソブタンの発火温度が４９４℃であることから、冷却器に付着した霜を融解する除霜ヒータにおいては、その表面温度はこれより１００℃低い３９４℃未満とする自主基準を定め、万一冷媒が漏洩した場合の発火・爆発への危険を防止している。
【００１２】
一方、従来のフロン対応のガラス管ヒータの表面温度は５６４℃と基準値を大きく超えるため、現行品はこれをさらにガラス管で覆う二重ガラス管構造とすることにより放射面積を増やす方法で基準を満たし、ノンフロン冷蔵庫用の除霜ヒータとして使用している。      
【００１３】
しかし、ガラス管で全面を覆うガラス二重構造では、ガラス管表面温度が十分に効率良く低下しないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
二重ガラス管構造の除霜ヒータは、ヒータ線からの発熱の放射面積を増加させて外側ガラス管の表面温度を低下させようとするが、十分ではない。
【００１５】
本発明では、内側ガラス管内に収容されるヒータ線の有効発熱長さのコイル部を外側ガラス管で覆わせ、ヒータ線の両端のいわゆるコールドの直線端線は覆わせず、内側ガラス管両端部からも放熱を促進させることで外側ガラス管の表面温度を低下させたものである。
【００１６】
本発明は、外側ガラス管の表面温度を低下させるべく、内側ガラス管と、前記内側ガラス管に挿通したヒータ線と、前記内側ガラス管端部開口を封止する内側封止キャップと、前記内側ガラス管を緩挿してヒータ線のコイル部外周を囲む外側ガラス管と、前記外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓とよりなる家庭用冷蔵庫の除霜ヒータとした。
【００１７】
また、本発明は、外側ガラス管内で万一着火爆発があっても火災が外部に伝播しない消炎距離を有するようにすべく、外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓に加熱時の熱膨張空気を放出する開口部を設けた。
【００１８】
さらに本発明は、内側ガラス管端部の放熱を促進させ、内側ガラス管中央分の温度を低下させるべく、外側ガラス管に囲まれてない内側ガラス管表面に放熱フィンを設けた。
【００１９】
さらにまた、本発明は、放熱効果の顕著な領域を特定すべく、外側ガラス管の長さを内側ガラス管の長さより４０ｍｍ以上短く設定した。
【００２０】
さらにその上に、本発明は、万一可燃性冷媒が外側ガラス管に浸入しても着火、爆発の危険がないようにすべく、内側ガラス管の表面温度を３９４℃未満とした。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、外側ガラス管の表面温度を低下させるべく、内側ガラス管と、前記内側ガラス管に挿通したヒータ線と、前記内側ガラス管端部開口を封止する内側封止キャップと、前記内側ガラス管を緩挿してヒータ線のコイル部外周を囲む外側ガラス管と、前記外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓とよりなる家庭用冷蔵庫の除霜ヒータであり、外側ガラス管の表面温度を低下させることができるので、安全であり、その上、従来の二重ガラス管構造の除霜ヒータに比して、外側ガラス管の長さを短くすることができ、さらに、従来の二重ガラス管構造の除霜ヒータではガラス管の軸方向の同一箇所で内側ガラス管と外側ガラス管とを封止させるので、封止キャップの構造が複雑であったが、本発明では、内側ガラス管、外側ガラス管ごとに封止キャップを製作することになるが、封止キャップの構造が単純で小型となり、コストが安く、除霜ヒータを安価に提供できる。
【００２２】
また、本発明は、外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓に加熱時の熱膨張空気を放出する開口部を設けたので、外側ガラス管内で万一着火、爆発があっても火災が外部に伝播しない消炎距離を有する。
【００２３】
さらに本発明は、外側ガラス管に囲まれてない内側ガラス管表面に放熱フィンを設けたので、内側ガラス管端部の放熱を促進させ、内側ガラス管中央部の温度を低下させる。
【００２４】
さらにまた、本発明は、外側ガラス管の長さを内側ガラス管の長さより４０ｍｍ以上短く設定したので、放熱効果の顕著な領域を特定できる。
【００２５】
さらにその上に、本発明は、内側ガラス管の表面温度を３９４℃未満としたので、万一可燃性冷媒が外側ガラス管に浸入しても着火、爆発の危険がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を添付する図面に示す具体的実施例に基づいて、以下詳細に説明する。
【００２７】
本発明は、内側ガラス管と、前記内側ガラス管に挿通したヒータ線と、前記内側ガラス管端部開口を封止する内側封止キャップと、前記内側ガラス管を緩挿してヒータ線のコイル部外周を囲む外側ガラス管と、前記外側ガラス管端部開口を封止する外側封止栓とよりなる家庭用冷蔵庫の除霜ヒータである。
【００２８】
本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項１の具体的一実施例を図１に示す。
【００２９】
本発明は、内側ガラス管１と、前記内側ガラス管１に挿通したヒータ線２と、前記内側ガラス管１端部開口を封止する内側封止キャップ３と、前記内側ガラス管１を緩挿してヒータ線２のコイル部４外周を囲む外側ガラス管５と、前記外側ガラス管５端部開口を封止する外側封止栓６とよりなる。
【００３０】
内側ガラス管１は、熱の透過率の高い石英ガラス管で、外径１０．５ｍｍで、肉厚１．０ｍｍのものである。
【００３１】
ヒータ線２は、ニクロム線その他の伝熱線で、通常中央部に有効発熱長さのコイル部４を形成し、コイル部４の両端にはいわゆるコールドエンドの直線端部７からなる。
【００３２】
内側ガラス管１端部開口を封止する内側封止キャップ３はシリコンゴム製である。
【００３３】
外側ガラス管５は、熱透過率の高い石英ガラス管で外径２０ｍｍで、肉厚１．５ｍｍのものである。
【００３４】
外側ガラス管開口を封止する外側封止栓６は、シリコンゴム製である。
【００３５】
本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項２の具体的一実施例を図２に示す。図２は外側封止栓の正面図と断面図との２面図を示す。
【００３６】
本発明の請求項２の発明は、外側ガラス管５端部開口を封止する外側封止栓６に加熱時膨張空気を放出する開孔部１１を設けた。
【００３７】
外側封止栓６は、外側ガラス管６内面と内側ガラス管１外面との間に嵌着するもので、外周に外側ガラス管５を、内周には内側ガラス管１をそれぞれ装着するもので、先端は挿入を容易にするためにテーパ１２に形成する。
【００３８】
外側封止栓６の外周には、外側ガラス管５内で万一着火、爆発があっても火炎が外部に伝播しない消炎距離を有するように、外端面から内端面に通ずる開孔部１１を刻設する。      
【００３９】
本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項３の具体的一実施例を図３に示す。
【００４０】
本発明の請求項３の発明は、外側ガラス管５に囲まれてない内側ガラス管１表面に放熱フィン１３を設けた。
【００４１】
放熱フィン１３は、例えば熱伝導性のよいアルミなどの金属条で内側ガラス管１外表面をスパイラル状に巻くこと等で、内側ガラス管１端部の放熱を促進し、低温化させると同時に内側ガラス管１の中央部温度も低下させる。
【００４２】
本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項４の具体的一実施例を図４に示す。
【００４３】
本発明の請求項４の発明は、外側ガラス管５の長さを内側ガラス管１の長さより４０ｍｍ以上短く設定した。
【００４４】
外側ガラス管５により覆われてない内側ガラス管１の左側の長さをＬ1 、外側ガラス管５により覆われてない内側ガラス管１の右側の長さをＬ2 とすると、外側ガラス管５により覆われてない内側ガラス管１の両端部を均等（Ｌ1 ＝Ｌ2 ）にすることもできるし、一方の端部を他方の端部より若干長く設定することもできる。内側ガラス管１の端部はある程度以上（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＞４０ｍｍ）の露出長さがないと顕著な放熱効果がない。
【００４５】
本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項５の具体的一実施例を図５に示す。
【００４６】
本発明の請求項５の発明は、図５に示すように内側ガラス管１の表面温度を３９４℃未満とした。
【００４７】
従来の二重ガラス管構造の除霜ヒータと、本発明のヒータ線のコイル部外周のみを外側ガラス管で覆わせた除霜ヒータとの実測データによるグラフを図６に示す。
【００４８】
図６にグラフで、内側ガラス管ヒータのヒータ線コイル部外周のみをガラス管で囲む本発明と、コイル端部の直線部にフィンをさらに設置する本発明と、従来ガラス二重管ヒータの比較説明を行う。
【００４９】
図６のグラフは、横軸にヒータ中央からの長さを、縦軸にガラス管表面温度を取ったものである。ヒータの中央部は発熱するコイルの中央部、ヒータコイル端部はコイル末端、コールドエンド中間はコイル直線部の中間である。
【００５０】
グラフはヒータ中央部に対して対称に表れるので、分かりやすくするために半分だけを示す。
【００５１】
図６から明らかなように、従来二重管ヒータは、内側ガラス管温度は３９４℃以上となるが、同一条件において本発明ヒータは３９４℃以下となり、発火、爆発に対する安全性を高めるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項１の具体的一実施例の正面図である。
【図２】本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項２の具体的一実施例で、外側封止栓の正面図と断面図との２面図である。
【図３】本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項３の具体的一実施例の正面図である。
【図４】本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項４の具体的一実施例の正面図である。
【図５】本発明の家庭用冷蔵庫の除霜ヒータの請求項５の具体的一実施例の正面図である。
【図６】従来の二重ガラス管構造の除霜ヒータと、本発明のヒータ線のコイル部外周のみを外側ガラス管で覆わせた除霜ヒータとの実測データのグラフである。
【図７】従来の家庭用冷蔵庫の概要を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…内側ガラス管
２…ヒータ線
３…内側封止キャップ
４…コイル部
５…外側ガラス管
６…外側封止栓
【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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