(57)【要約】      （修正有）【課題】石英ガラス管への吸熱量を抑制してヒータ効率を向上することができる霜取りヒータを備えた冷凍冷蔵庫を提供すること。【解決手段】前面側が開口した外箱２及び内箱３からなりこれらの間に断熱材４が充填された断熱箱体を有し、断熱箱体の背面側に冷却器室１０が設けられて冷却器１１が配設され、冷却器１１の近傍にこの冷却器１１に付着した霜を溶かす霜取りヒータ１５が設けられた冷凍冷蔵庫であって、霜取ヒータ１５を、石英ガラス管およびこの石英ガラス管内に収容した黒色媒体からなるヒータ線によって構成した。そして、霜取りヒータ１５の石英ガラス管の上部近傍に霜取り水防護板１６が設けられ、この霜取り水防護板１６は石英ガラスからなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側が開口した外箱及び内箱からなりこれらの間に断熱材が充填された断熱箱体を有し、該断熱箱体の背面側に冷却器室が設けられて冷却器が配設され、該冷却器の近傍に該冷却器に付着した霜を溶かす霜取りヒータが設けられた冷凍冷蔵庫であって、
前記霜取ヒータを、石英ガラス管および該石英ガラス管内に収容した黒色媒体からなるヒータ線によって構成したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
前記黒色媒体がカーボン繊維であることを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項３】
前記霜取りヒータの石英ガラス管を、小径ガラス管と大径ガラス管とにより二重構造に形成し、前記ヒータ線を前記小径ガラス管の内部空間に収納して、前記ヒータ線を前記二重構造の石英ガラス管内に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項４】
前記霜取りヒータの石英ガラス管を一重構造のガラス管によって形成し、前記ヒータ線を前記一重構造のガラス管内に収納することを特徴とする請求項１または２記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項５】
前記霜取りヒータの石英ガラス管の上部近傍に霜取り水防護板を設けたことを特徴とする１〜４のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項６】
前記霜取り防水板が石英ガラスからなることを特徴とする請求項５記載の冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍冷蔵庫に係り、より詳しくは、霜取りヒータの線材に黒色媒体を使用し、ヒータ線の周囲を覆う石英ガラス管を透過する波長領域の放射輝度が強くなるようにした冷凍冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍冷蔵庫に使用している霜取りヒータは、多重構造のガラス管にコイル状のニクロム線等からなるヒータ線を収納している。
このヒータ線は、ガラス管を透過する波長領域の放射輝度が微弱であるため、冷却器の霜取りには輻射伝熱効果よりも対流伝熱効果を用いている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０４３６４号公報（第４頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の霜取りヒータは、エネルギーがガラス管に吸収されてヒータ効率が低下し、また対流伝熱を主としているため霜取り中に冷凍冷蔵庫の各室の温度が上昇してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、石英ガラス管への吸熱量を抑制してヒータ効率を向上することができる霜取りヒータを備えた冷凍冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る冷凍冷蔵庫は、前面側が開口した外箱及び内箱からなりこれらの間に断熱材が充填された断熱箱体を有し、断熱箱体の背面側に冷却器室が設けられて冷却器が配設され、冷却器の近傍に冷却器に付着した霜を溶かす霜取りヒータが設けられた冷凍冷蔵庫であって、
霜取ヒータを、石英ガラス管およびこの石英ガラス管内に収容した黒色媒体からなるヒータ線によって構成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、輻射伝熱によって霜取りを行い、冷凍冷蔵庫の各室に対流伝熱がおよぶことを抑制して霜取り中に各室の温度が上昇するのを防ぎ、エネルギー損失が少なく消費電力が小さい冷凍冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の概略を示す断面図である。
【図２】図１の冷凍冷蔵庫の要部を示す縦断面図である。
【図３】黒色媒体ヒータのピーク波長を示す線図である。
【図４】カーボンヒータの熱量内訳を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
冷凍冷蔵庫を示す図１及び図２において、冷凍冷蔵庫は、冷蔵庫本体１と、この冷蔵庫本体１の前面開口部５に開閉自在に取り付けられた扉２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ（以下、単に２０と記すことがある）とからなり、冷蔵庫本体１は、外箱２と、外箱２の内側に配置された内箱３と、外箱２と内箱３との間に充填された断熱材４とによって断熱箱体を形成している。
【００１０】
冷蔵庫本体１の内部は複数の仕切り板によって仕切られて区画されており、上部に冷蔵室６が設けられ、その下部に切替室７、冷凍室８、及び野菜室９が設けられている。
冷蔵室６の内部には複数の積載棚６ａが設けられており、前面開口部５にはヒンジ式の冷蔵室扉２０ａが開閉自在に取り付けられている。また、切替室７、冷凍室８、及び野菜室９の前面開口部５には、それぞれ引き出し式の切替室扉２０ｂ、冷凍室扉２０ｃ、及び野菜室扉２０ｄが開閉自在に設けられている。なお、切替室７、冷凍室８、及び野菜室９内には、それぞれ前後方向に移動する収納容器７ａ、８ａ、９ａが収納されている。
【００１１】
冷凍冷蔵庫の背面側には冷却器室１０が設けられており、冷凍室８の背面側の冷却器室１０には可燃性冷媒を内部に充填した冷媒回路の冷却器１１が配置され、冷却器１１の上部には送風機１２が取り付けられている。そして、冷却器１１からの冷気は背面の仕切り板１３に設けられた吹出し口１４により冷凍室８に吹き出すようになっている。
【００１２】
冷却器１１の下方には、冷却器１１に付着した霜を溶かす除霜用の霜取りヒータ１５が配置されており、霜取りヒータ１５は石英ガラス管によって形成されている。
霜取りヒータ１５の石英ガラス管内には電気的発熱体からなるヒータ線（図示せず）が収容されており、ヒータ線の両端にはリード線（図示せず）が接続され、ヒータ線に電圧を印加して、冷却器１１に付着した霜を融解するようにしてある。
【００１３】
霜取りヒータ１５の上部は、融解された霜が水滴となって冷却器１１から落ちる際、直接、霜取りヒータ１５に接触しないように上面カバーである霜取り水防護板１６によって覆われており、霜取り水は霜取り水防護板１６に落下するようにしてある。このため、高温過熱された霜取りヒータ１５に水分が触れて突沸し、音が発生するということがない。そして、霜取り水防護板１６に落下した霜取り水は、霜取り水防護板１６を経由して冷却器室１０の下部に設けられた霜取り水用パイプ１７を通り、冷蔵庫の外部に放出されるようになっている。なお、図には板状の霜取り水防護板１８が示してあるが、例えば断面逆Ｕ字状に形成するなど、他の形状であってもよい。
上記の説明では霜取り水防護板１６を設けた場合を示したが、これは省略してもよい。
【００１４】
次に、霜取りヒータ１５について詳述する。
霜取りヒータ１５の石英ガラス管は、小径ガラス管と大径ガラス管とによって二重構造に構成されており、ヒータ線は小径ガラス管の内部空間に収容され、そのヒータ線を二重構造の石英ガラス管内に配置している。なお、石英ガラス管は一重構造であってもよく、この場合、ヒータ線は一重構造のガラス管内に収容されている。
【００１５】
ヒータ線は、石英ガラス管を透過する電磁波のピーク波長が３．５〜４μｍ以下の領域で放射輝度の強い黒色媒体、例えばカーボン繊維からなり、斯かるヒータ線により石英ガラス管への吸熱量が抑制され、ヒータ効率を向上させることができる。
すなわち、この黒色媒体系のヒータ線から発せられる３．５〜４μｍ以下の波長は、ウィーンの変位則より、石英ガラス管を透過しやすい性質持つので（図３参照）、輻射伝熱による霜取りを行い、冷凍冷蔵庫の各室に対流伝熱が及ぶのを抑制する。
【００１６】
図３は、ヒータ線が黒色媒体からなる場合に係り、横軸に波長（μｍ）、縦軸に黒色媒体の単色射出能Ｅｂλ（Ｗ／ｍ２・μｍ）を取ったもので、それぞれ、温度が４００（イ）、５００（ロ）、６００（ハ）、７００（ニ）、８００（ホ）、及び１０００（ヘ）（Ｋ）の場合のピーク波長λmax を示すものである。
ピーク波長λmax は、ウィーンの変位則により温度に反比例するものであり（λmax ＝０．００２８９８／Ｔ）、ピーク波長が小さくなるほど（ピーク波長が図３の横軸の左側に移動するほど、すなわちイ→ロ→ハ→ニ→ホ→ヘと変化するにつれ）温度は高くなり（４００→５００→６００→７００→８００→１０００（Ｋ））、放射輝度が強くなっている。
【００１７】
波長がほぼ３．５μｍ以上は霜の熱吸収がよい領域であり、波長がほぼ３．５〜４μｍ以下は石英ガラスの窓に相当する部分（石英ガラス管を透過し易い領域）であり、よって、黒色媒体系のヒータ線から発せられる３．５〜４μｍ以下の波長領域では、輻射伝熱による霜取りを行うことができる。
【００１８】
図４は、ヒータ線が黒色媒体であるカーボン繊維からなる場合のカーボンヒータの熱内訳を示している。カーボンヒータの熱内訳は、３０％が輻射伝熱（カーボンヒータを直接透過）で中赤外線（２〜５μｍ）領域（Ａ領域）、３０％が輻射伝熱（ガラス管二次輻射）で７μｍピーク遠赤外線（５〜２０μｍ）領域（Ｂ領域）であり、４０％は自然対流による伝熱（ガラス管表面からの伝熱）（Ｃ領域）である。
冷凍冷蔵庫で従来から使用されているニクロム線繊維のヒータ線では、輻射伝熱よりも対流伝熱のほうが支配的であったため、冷凍冷蔵庫に設置されている冷却器に対する融解熱と庫内温度上昇を進める方向に熱が伝達されていたが、本発明では、上記のようにカーボン繊維からなるヒータ線を用いることで、対流伝熱を抑制し、輻射伝熱効率の向上がなされるため、直接的に冷却器の霜の融解にエネルギーを使用することができる（図３参照）。
【００１９】
こうして、霜取りヒータ１５のヒータ線に、波長３．５〜４μｍ以下で放射輝度の強い黒色媒体、例えばカーボン繊維を用いたので、輻射伝熱による霜取りを行い、冷凍冷蔵庫の各室に対流伝熱が及ぶことを抑制し、冷却器１１の霜取り中の冷凍冷蔵庫の各室の温度上昇を抑制することができる。
【００２０】
上記の説明において、霜取りヒータ１５は石英ガラス管からなるが、霜取り水防護板１６の材質を同様に石英ガラス管にすることで、カーボン繊維のような黒色媒体のヒータ線が発生する近赤外線、中赤外線波長が透過しやすくなり、石英ガラス管が発生させるエネルギー効率を向上させることができる。
【００２１】
次に、上記のように構成した冷凍冷蔵庫の作用を説明する。
送風機１２を駆動し、冷凍サイクルが作動すると、冷却器室１０内の冷却器１１により発生した冷気は、送風機１２により、吹き出し口１４から冷凍室８内に流入し、容器内の食品等を冷却する。
こうして所定時間を経過すると、冷却器１１に霜が付着する。冷却器１１に付着した霜は、カーボン繊維のような黒色媒体を線材とする霜取りヒータ１５によって以下のようにして除去する。
【００２２】
冷却器１１の下部に位置する霜取りヒータ１５に電圧を印加すると、黒色媒体系のヒータ線から所定の波長の電磁波が出る。このときのヒータ線の温度は、カーボン繊維の場合、ほぼ７００（Ｋ）となる。ヒータ線から発せられた３．５〜４μｍ以下の波長で放射輝度の強い光は石英ガラス管を透過し、輻射伝熱による霜取りが行われる。
融解された霜は水滴となり冷却器１１から落下する。この際、落下した霜取り水は上面カバーである霜取り水防護板１６を経由し、霜取り水用パイプ１７を通って冷蔵庫の外部に放出される。
冷却器１１は霜取りヒータ１５の上部に位置するので、カーボン繊維のような黒色媒体系のヒータ線による輻射伝熱が行われ、さらに熱は上部に対流するので、霜に対して対流伝熱を受け渡す。
【００２３】
本発明によれば、石英ガラス管を透過する３．５〜４μｍ以下で放射輝度の強いカーボン繊維のような黒色媒体をヒータ線とした霜取りヒータ１５を用いたので、石英ガラス管への吸熱量を抑制し、ヒータ効率を向上させることができる。すなわち、上記波長領域は石英ガラス管を透過しやすい性質を持つので輻射伝熱効率が向上し、輻射伝熱による霜取りを行い、直接的に冷却器１１の霜の融解にエネルギーを使用することができる。また、冷凍冷蔵庫の各室に対流伝熱が及ぶのを抑制し、霜取り中の各室の温度上昇を抑制することができる。こうして、ヒータ線の周囲を覆う石英ガラス管を透過する波長領域の放射輝度が強く、エネルギー損失を少なくして霜取りを行うことができる消費電力に優れた冷凍冷蔵庫を提供することができる。
【００２４】
上記の説明では、図示の冷凍冷蔵庫に本発明を実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の冷凍冷蔵庫にも本発明を実施することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  冷蔵庫本体、２  外箱、３  内箱、４  断熱材、１０  冷却器室、１１  冷却器、１５  霜取りヒータ、１６  霜取り水防護板、２０  扉。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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