(57)【要約】【課題】可燃性冷媒を使用した冷蔵庫の除霜装置として輻射ヒータを使用した際に、必要発熱量とともに、可燃性冷媒の着火の怖れがなく、組立作業工程も安全で効率よく、且つ安価な除霜ヒータ構成を有する冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷媒圧縮機、凝縮器、絞り装置、冷却器及び吸入管を環状に連結し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、冷媒パイプと冷却フィンとから形成した前記冷却器の下方に配置した除霜用の輻射ヒータ15とからなり、前記輻射ヒータは、複数のヒータコイル17をチューブ状外郭体20内の幅方向に亙って併置して接続し、ヒータコイルの端部を端末キャップ21で封止するとともにリード線23と接続して外部に引き出したことを特徴とする。【選択図】  図３
2004190960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒圧縮機、凝縮器、絞り装置、冷却器及び吸入管を環状に連結し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、冷媒パイプと冷却フィンとから形成した前記冷却器の下方に配置した除霜用の輻射ヒータとからなり、前記輻射ヒータは、複数のヒータコイルをチューブ状外郭体内の幅方向に亙って併置して接続し、ヒータコイルの端部を端末キャップで封止するとともにリード線と接続して外部に引き出したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
ヒータコイルを絶縁チューブに内蔵した複数列の管ヒーターを、チューブ状外郭体内に配置して一体化したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
絶縁体からなる支持棒の外周にヒータコイルを巻き付け、長手方向に折り曲げ形成することで複数列としたヒーターを、チューブ状外郭体内に配置して一体化したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
ヒータコイルを内蔵した絶縁チューブの外周に大径のヒータコイルを卷回して形成した複数列のヒーターを、チューブ状外郭体内に配置して一体化したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項５】
チューブ状外郭体がガラス管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
チューブ状外郭体が金網であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性冷媒を使用した冷蔵庫に係り、特に冷却器の除霜ヒータ構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫における冷凍サイクル中の冷媒は、フロンガスによるオゾン層破壊や地球温暖化問題に対応するため、従来使用されていたハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）から、オゾン層の破壊がなく、地球温暖化係数の低いイソブタン（Ｒ６００ａ）など炭化水素系冷媒（以下、「ＨＣ冷媒」という。）への切換え採用が進んでいる。
【０００３】
このＨＣ冷媒、例えばイソブタンは可燃性冷媒であることから、冷媒漏れを生じた場合には火花などで引火し火災に発展する可能性があり、ＨＣ冷媒を使用する冷蔵庫では、電気部品やリレーなどの接点、除霜ヒータの発熱などにより着火して発火する可能性があるため、様々な防爆対応が考えられている。
【０００４】
そして、除霜ヒータについては、可燃性冷媒であるイソブタンの着火温度の４９４℃に対して安全基準温度を３９３℃とし、発熱温度の低いアルミニウム製のパイプヒータ（１５０℃）を使用したり、ガラス管ヒータなどの輻射ヒータについてはガラス管の表面温度を２５０℃程度まで低くする目的で二重ガラス管を採用しているが、アルミパイプヒータは輻射熱の発生が少なく排水樋部に別個の補助ヒータを必要とするため高価となり、二重ガラス管ヒータの場合は管表面温度が低くなるが、万一割れた場合は６００℃のヒーター線が露出することになり着火する危険があった。
【０００５】
これに対して、発熱温度を可燃性冷媒の発火温度より１００Ｋ低くなるように設定したラジアントヒータを複数本使用して、冷媒洩れ時の着火を防止するとともに総発熱量を確保した除霜ヒータの構成（例えば、特許文献１参照。）が考えられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２６６４５０
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１記載の構造は、冷却器から万一可燃性冷媒が洩れ出た際にヒータが通電されても発火することを防止できるが、ラジアントヒータの取り付け構成については考慮されておらず、貯蔵室背部における狭い空間への冷却器や除霜ヒータの配設は煩雑であるとともに、露受樋部に配置した除霜ヒータに冷却器が組立時に接触することによる安全上の問題が依然として残っていた。
【０００８】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、可燃性冷媒を使用した冷蔵庫の除霜装置として輻射ヒータを使用した際に、必要発熱量が得られるとともに、可燃性冷媒の着火の怖れがなく、組立作業工程も安全で効率よく、且つ安価な除霜ヒータ構成を有する冷蔵庫を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の冷蔵庫は、冷媒圧縮機、凝縮器、絞り装置、冷却器及び吸入管を環状に連結し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、冷媒パイプと冷却フィンとから形成した前記冷却器の下方に配置した除霜用の輻射ヒータとからなり、前記輻射ヒータは、複数のヒータコイルをチューブ状外郭体内の幅方向に亙って併置して接続し、ヒータコイルの端部を端末キャップで封止するとともにリード線と接続して外部に引き出したことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、複数列の除霜ヒータがチューブ状外郭体で一体化されているので、冷蔵庫本体への組み込み作業性を安全で且つ簡単におこなうことができるとともに、万一可燃性冷媒が洩れた場合についても着火することなく、冷却器への加熱が安定して効率的でとなり、且つ安価な除霜装置を得ることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、ヒータコイルを絶縁チューブに内蔵した複数列の管ヒーターを、チューブ状外郭体内に配置して一体化したことを特徴とするものであり、この構成によれば、外郭チューブ内で直列に接続したヒーター管を折り返すことにより、ヒーター寸法を長く取って単位入力を下げ、表面温度を低下させるとともに必要な発熱量を有する安全な輻射ヒータを単一のユニットとして得ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、絶縁体からなる支持棒の外周にヒータコイルを巻き付け、長手方向に折り曲げ形成することで複数列としたヒーターを、チューブ状外郭体内に配置して一体化したことを特徴とし、この構成によって、複数列のヒータコイルを一本の支持棒で組み立てることができるため、Ｕ曲げ成形など組立作業が簡単となり、個々のヒーター毎の絶縁チューブが不要となって安価に製造することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、ヒータコイルを内蔵した絶縁チューブの外周に大径のヒータコイルを卷回して形成した複数列のヒーターを、チューブ状外郭体内に配置して一体化したことを特徴とするものであり、この構成により、ヒーター素線の温度を可燃性冷媒の着火温度以下の低温度とし、所定のガラス管幅の中でヒータコイル長を長くして必要な発熱量を確保した輻射ヒータを得ることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、チューブ状外郭体がガラス管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のものであり、必要な輻射熱とともに、所定の制約幅で表面温度の低い輻射ヒータを得ることができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、チューブ状外郭体が金網であることを特徴とするものであり、ガラス管より外郭チューブを細径とすることができるため、冷却器の下方風路における冷気循環性能をより良好に保持することができるとともに、安価な輻射ヒータを得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。図１は、冷蔵庫の全体構成を示す縦断面図であり、本体を断熱箱体（１）で構成するとともに、内部を貯蔵空間として、上方から冷蔵室（２）、野菜室（３）、製氷室（４）、冷凍室（５）のように配置し、野菜室（３）の背面にはカバー体を介して冷蔵空間を冷却する冷蔵用冷却器（６）および冷却ファン（７）を配置し、冷凍室（５）の背方には同様に冷凍空間を冷却する冷凍用冷却器（８）および冷却ファン（９）を配置している。
【００１７】
断熱箱体（１）の外部下方には冷媒圧縮機（10）を収納する機械室（11）を設けている。圧縮機（10）は、前記各冷却器などとともにＨＣ冷媒を封入した冷凍サイクルの一環をなし、吐出した高温高圧のＨＣ冷媒を、断熱箱体（１）を構成する外箱の背面や底面に配設した図示しない凝縮器および絞り装置などを経由して、冷蔵および冷凍用冷却器（６）（８）に導入し、生成された冷気を冷却ファン（７）（９）によって各貯蔵室内に供給し冷却作用をおこなうものである。
【００１８】
上記各冷却器の基本構成は同一であり、例えば、冷凍用冷却器（８）はその周辺構造を示す図２から明らかなように、長尺の冷媒パイプ（12）に所定ピッチでアルミニウムの薄肉小片からなるフィン（13）を積重ねて嵌入し、その後冷媒パイプ（12）を蛇行曲折して各貯蔵室内の背面幅に対応する所定幅とフィンの奥行き寸法に対応する奥行きと高さ寸法を有する直方体としたものである。
【００１９】
前記フィン（13）は冷媒パイプ（12）の直管部のみに配設しており、パイプの曲成部には、冷媒パイプの上下に亙る比較的厚肉の短冊状の剛体からなる端板を配置し、この端板に穿設した嵌入孔を曲成部に合致させるとともに、両側から冷媒パイプとフィン部を挟持固定することで冷却器を形成している。
【００２０】
この冷却器（８）の下方には、冷却器の霜取りをおこなう除霜ヒータ（15）とともに、除霜により融けた水を受け排水口（16ａ）庫外に排出する排水樋（16）を設けており、除霜ヒータ（15）は、この排水樋（16）の冷却器室背面への延出部の両側から前方に一体に突出させた保持片（16ｂ）に架設されている。
【００２１】
冷却器の除霜は、冷蔵用冷凍用ともほぼ同様の構成でおこなうのが基本であるが、冷蔵用冷却器（６）については、通常冷凍用冷却器（８）より冷媒の蒸発温度を高く設定しており、非冷却時に冷却ファン（７）回転させ付着した霜を昇華させることで、除霜ヒータを設けない場合もあるので、以下冷凍用冷却器（８）を実施例として説明する。
【００２２】
冷蔵庫における冷却器の除霜用として、庫内にガラス管ヒータのような輻射ヒータを設置する場合、除霜は１００〜１５０Ｗ程度の入力でおこなう構成が一般的であるが、除霜ヒーターにおけるガラス管の長さは庫内の設置可能スペースの制約から約３００ｍｍの幅に収める必要があり、この条件下で前記除霜に必要な入力を得るようにすると、ヒーター素線は６００℃程度、ガラス管の表面温度では５００℃程度になり、万一可燃性冷媒が漏洩したときには、イソブタンガスの場合、その着火温度である４９４℃以上となり発火の危険を生じる。
【００２３】
そこで、発熱量に比例する入力を保ちながら、輻射ヒータとしての設置幅を広げることなくヒーター素線温度やガラス管表面温度を下げるため、本発明の１実施例としての除霜ヒータ（15）は、端末部の断面図である図３に示すように、直管状のガラス管（18）中にヒーターコイル（19）を内蔵した単位ヒーター管（17）を２本直列に接続することでヒーター線の長さを伸ばし、除霜ヒーターとしての制約長さである約３００ｍｍとなるよう折り返して併設し、この２本の単位ヒーター管（17）を、外郭体である大径のガラス管（20）内に内蔵させたものである。
【００２４】
そして、単位ヒーター（17）の各管端末には、シリコン樹脂などの絶縁体で形成したゴムキャップ（21）を配設して封止するとともに、一端は支え板（24）で支持された端子（22）を介して中間リード線（23）によって直列に接続し、他端末についても図示しない端子およびキャップを介して外部に引き出し、電源部に接続する。
【００２５】
前記単位ヒーター管（17）端末のゴムキャップ（21）は、大径ガラス管（20）端末の封止も兼用して一体に形成しており、キャップ端面の内面側に設けた鍔部（21ａ）を各管端それぞれに嵌合することで除霜ヒータ（15）としてユニット化している。
【００２６】
以上のように形成した除霜ヒータ（15）は、外形を４角形に成形したゴムキャップ（21）を前記排水樋（16）の保持片（16ｂ）に嵌入することで、回動することなく位置決めされ、冷却器（８）の下端と所定の間隙を有して保持されているものであり、圧縮機の運転時間を積算し、所定時間が経過したときにヒーターに通電して加熱することで、輻射熱により冷凍用冷却器（８）に付着した霜を除去するよう制御される。
【００２７】
また、除霜ヒータ（15）の上部には、ヒータカバー（26）を配置して除霜ヒータ（15）を保護すると同時に、除霜時に冷却器（８）に付着した霜が融解し水滴となって落下する際、高温のガラス管表面に触れて蒸発音を発生させないようにしている。このヒータカバー（26）は、前記ゴムキャップ（21）により大径ガラス管（20）の表面を覆うように保持されている。
【００２８】
なお、電源部への接続を含むリード線（23）は、前記端末のゴムキャップ（21）から下方に向けて引き出されており、外部からの除霜水などがリード線（23）を伝ってガラス管（18）内に侵入し、ヒータ線（19）を腐食断線させることのないようにしている。
図４は、他の実施例を示すものであり、ガラスあるいはセラミックなどの絶縁体で、且つ、比較的剛性に富む棒状体で形成した支持棒（28）の外面に、個々のヒータコイル（29）を巻き付けて長尺のヒーター（27）を形成し、このヒーターを所定幅でＵターンさせることで複数列、本実施例の場合は２列のヒーターユニットを形成し、このユニットを大径の外郭チューブ（30）内に内蔵して輻射ヒータ（25）を形成したものである。
【００２９】
このとき、両端部におけるヒータコイル（29）および支持棒（28）のＵターン部（27´）は、図４に示すように、管端末に配置したゴムキャップ（31）の内面に挿入した支え板（34）の板面からの切り起こし凸片（34ａ）によって係止保持するとともに、ヒーター端末はゴムキャップ（31）の内部でリード線（33）と接続し外部に導出させている。
【００３０】
上記によれば、複数列のヒーターコイル（27）を一本の支持棒（28）で組み立てることができ、Ｕターン成形も容易であって支持棒（28）の剛性により撓むことも防止でき、支え板（34）による保持で、溶接や接着によることなく簡単にＵターン端縁を保持するとともに、ゴムキャップ（31）で端末を処理して外郭チューブ（30）と一体に封止するため、列数が２列か３列にかかわらず、容易に一体ユニット化できるものである。
【００３１】
また、個々のヒータコイル（27）の外周にはガラス管を設置しないため、安価であり、さらに、外郭チューブ（30）の径を小径化することができるため、冷却器（８）の下方部における冷気の風路面積を大きくすることができ、冷却性能を良好におこなうことができる。
【００３２】
さらに他の実施例を図５により説明する。本実施例は、ガラス管を大径と小径との二重管とし、小径のガラス管（38）内にヒータコイル（39）を配設させるとともに、小径ガラス管（38）の端部における外面に、支え板（44）で支持された端子（42）で接続した前記ヒータコイル（39）の延長部（39´）を卷回し、その外周を外郭チューブ（40）で覆って、その両端開口をゴムキャップ（41）で封止したものである。
【００３３】
この構成により、ヒーター素線（39）の温度を可燃性冷媒の着火温度以下の低温度とし、所定のガラス管長の中でヒータコイル長を長くして必要な発熱量を確保した輻射ヒータ（35）を得ることができる。
【００３４】
図６は、外郭チューブ（50）を金網で形成したことを特徴とするものである。従来、可燃性ガスの着火を防止するには、金網が効果的であるといわれており、ヒーター線の温度が６００℃であっても金網、特に６０メッシュ／インチ程度のもので覆えば着火を防ぐことができる。
【００３５】
本実施例は、ヒータコイル（49）を前述と同等の支持棒（48）に巻き付け、その外周を６０メッシュ／インチの金網からなる外郭チューブ（50）で覆ったものである。この構成によれば、ガラスなどの管体を介在しないため輻射ヒータ（45）の外形をより細径とすることができるため、冷却器（８）の下方風路における冷気流の阻害を改善し、冷気循環性能をより良好に保持することができる。
【００３６】
以上のように、金網であれば管タイプより安価となり、支持棒（48）はヒータコイル（47）の垂れ下がりを防ぐため、外郭チューブ（50）が金網でもショートすることはないものであり、外郭チューブ（50）内のヒーター管を前記第１実施例と同様の直管状のガラス管（18）中にヒーターコイル（19）を内蔵した単位ヒーター管（17）として、これを複数本設置する構成にも適用できるものである。
【００３７】
なお、上記実施例では、外郭チューブや小径管体をガラス管で説明したが、これに限るものではなく、セラミックやアルミニウム製でもよい。
【００３８】
以上説明した除霜ヒータ構成によれば、輻射熱の分散により、個々の除霜ヒータ自体の温度を低下させることができるため、従来のように耐熱温度が１８０℃と高いが高価なシリコン樹脂をキャップやリード線の被覆に使用する必要がなく、比較的安価で塩化ビニル樹脂で対応できるため、コストメリットが大きい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の冷蔵庫によれば、複数列に併設してヒータコイル長を長くした除霜ヒータがチューブ状外郭体内で一体化されているので、冷蔵庫本体への組み込み作業性を安全で且つ簡単におこなうことができるとともに、万一可燃性冷媒が洩れた場合についても着火することなく、冷却器への加熱が安定して効率的でとなり、且つ安価な除霜装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】図１における冷却器室の拡大縦断面図である。
【図３】本発明の１実施例を示す除霜ヒータ端末部の断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す除霜ヒータの端末断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例を示す除霜ヒータの端末断面図である。
【図６】本発明の変形例を示す除霜ヒータの端末断面図である。
【符号の説明】
１…断熱箱体           ５…冷凍室          ８…冷凍用冷却器
９…ファン             12…冷媒パイプ      13…フィン
15、25、35、45…除霜ヒータ                 16…排水樋
17、27、47…単位ヒータ               18、38…ガラス管
19、29、39、49…ヒータコイル     20、30、40、50…外郭チューブ
21、31、41、51…ゴムキャップ          22、42…端子
23、33、53…リード線                 24、34、44…支え板
26…ヒータカバー       28、48…支持棒        38…小径ガラス管
【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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