(57)【要約】【課題】加熱効率が高くコンパクトで、可燃性ガス雰囲気中に曝されても安全性が確保される加温装置及び加温装置を備えた冷温貯蔵庫を提供する。【解決手段】ヒーター管１７を直管部１８と曲管部１９を有する蛇行状に曲げ加工し、ヒーター管１７の外周上に機械的、熱伝導的に密着してなるフィン２０を密着固定することで、大きなスペース費やすことなく、フィン２０により外表面積拡大が図られ、ファン停止時もヒーター管１７の表面温度を抑制でき、万一冷温貯蔵庫１１の可燃性冷媒が漏洩しても発火することなく安全性を確保できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工を施されたヒーター管と、一部が前記ヒーター管の外周上に熱伝導的に密着してなるフィンとから構成される加温装置。
【請求項２】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの端部を前記ヒーター管に密着させた請求項１に記載の加温装置。
【請求項３】
ヒーター管の外周状に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの表面が波形形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加温装置。
【請求項４】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの表面が略平面形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加温装置。
【請求項５】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの最外周の略直径Ｃと、前記ヒーター管の略直径Ｄとの比であるＣ／Ｄが、１．５≦Ｃ／Ｄ≦４．０の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項６】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの前記ヒーター管の管軸方向ピッチが、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項７】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの外周が、短冊形状に成形されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項８】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの外周が、波形状に成形されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項９】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの最外周の略直径Ｃと、曲管部の曲率直径Ｔとの比Ｔ／Ｃが、２．０以上の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項１０】
ヒーター管の曲管部が１８０度を越える曲げ角度を有し、かつ前記ヒーター管の曲げ部両端の直線部の前記ヒーター管ピッチより、大きな曲率直径で曲げ形状を形成したことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の加温装置において、前記ヒーター管の曲管部には、フィンが回旋されていないことを特徴とする加温装置。
【請求項１２】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンが接する前記ヒーター管の表面に前記フィンが接触していない前記ヒーター管外径より、外径が小さくなるように溝加工が施されたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項１３】
ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンが接する前記ヒーター管の表面にリブを設けたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の加温装置。
【請求項１４】
冷却装置の冷媒として、可燃性冷媒を封入した請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の加温装置を備えた冷温貯蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒーター管を用いた加温装置、及びこの加温装置と冷却装置を有して冷温機能を兼ね備えた自動販売機、ショーケースその他の冷温貯蔵庫に関し、特に冷却装置の冷媒として可燃性冷媒を用いるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球のオゾン層を保護する観点から、冷温貯蔵庫における冷却装置の冷凍サイクルに使用されていた冷媒ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）−１２あるいはＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）−２２といった塩素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、塩素原子を含まず、オゾン層を破壊しないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒への転換が進行している。
【０００３】
従来、主にＨＦＣ−２２冷媒を用いていた自動販売機においては、その代替冷媒としてＨＦＣ冷媒の混合冷媒であるＲ４０７Ｃが採用されている。
【０００４】
一方、これらＲ４０７ＣなどのＨＦＣ冷媒は、オゾン層破壊はないものの、地球温暖化係数が高いため、地球温暖化に対しては不十分な冷媒となり、そのため地球温暖化係数の低い冷媒として、ＨＦＣ冷媒に代わってＨＣ（ハイドロカーボン）冷媒が注目されている。
【０００５】
以下、図面を参照しながら、上記従来の冷温貯蔵庫を説明する。
【０００６】
図１２は、従来の冷温貯蔵庫の斜視図である。図１３は従来の加温装置の斜視図である。
【０００７】
図１２，図１３において、自動販売機１の物品を収納する収納室２の下部に、一般的にフィンアンドチューブ型の冷却器３を有し、冷媒が封入された冷凍サイクルよりなる冷却装置と、一般的にシーズヒーターを蛇行状に曲げ加工して形成された加温装置４を備え、冷却器３と加温装置４の間に強制通風用の送風機５を配置している。また、収納室２の背面にはダクト６が配置され、ダクト６を介して収納室２と冷却器３と加温装置４が連通するよう構成されている。
【０００８】
そして、冷却時は冷凍サイクルの冷媒を冷却器３で蒸発させて周辺空気を冷却し、加温時は加温装置４のヒーターに通電して周辺空気を加熱し、それぞれ冷却，加熱された空気を送風機５によって強制的に熱交換させながら収納室２内に循環させて室内に収納された物品を冷却または加温し、ダクト６を通じて冷却器３または加温装置４に帰還させるものである（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５７−５２９８８号公報
【特許文献２】
実開昭６２−７５５７８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような近年の環境下において、このような冷凍サイクルの冷媒にＨＣ系冷媒などの可燃性冷媒を使用する場合には可燃性冷媒の漏れに注意を払わなければならず、特に自動販売機等のように物品の収納庫で半密閉空間内部へ漏れた可燃性冷媒へ引火しないように安全性を高める必要がある。
【００１１】
しかし、上述のような加温装置４では、強制通風用の送風機５が何らかの故障等で停止して停止すると加温装置４の放熱は自然対流のみに依存することになるため、加温用のヒーターの表面温度は概ね５００℃超に達して可燃性冷媒の着火温度（イソブタン，プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）を超え、可燃性冷媒が漏れた場合の安全性に問題があった。
【００１２】
また、地球資源の有効活用、電気機器の消費電力量抑制の観点から、自動販売機、ショーケース等に代表される冷温貯蔵庫に用いられる加温装置にも小型化が一層求められてきている。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、小型の加温装置とこの加温装置を備えて冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を使用しても冷却と加温を安全に行える冷温貯蔵庫を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の加温装置の発明は、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工を施されたヒーター管と、一部が前記ヒーター管の外周上に熱伝導的に密着してなるフィンとから構成されるものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。強制対流時はフィンが間隔をおいて配設されており、かつヒーター管も間隔をおいて蛇行形状を有しているため、通風抵抗とならず、被加温物の加温効率が高められる。放熱効果、被加温物の加温効率が高められる分、ヒーター管の表面温度が低下し、ヒーター周辺部や、ヒーター自体の安全性、信頼性が向上する。
【００１５】
請求項２に記載の加温装置の発明は、請求項１に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの端部を前記ヒーター管に密着させたものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。
【００１６】
請求項３に記載の加温装置の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、ヒーター管の外周状に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの表面が波形形状を有するものであり、フィンが波形形状を有することにより、フィン面積の拡大が図られ、放熱効果が高められる。
【００１７】
請求項４に記載の加温装置の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの表面が略平面形状を有するものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られつつ、強制対流時は、通気抵抗を極力低減することができる。
【００１８】
請求項５に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの最外周の略直径Ｃと、前記ヒーター管の略直径Ｄとの比であるＣ／Ｄが、１．５≦Ｃ／Ｄ≦４．０の範囲にあるものであり、自然対流時のフィン効率が高く、単位放熱量あたりの材料費を最小化することができる。
【００１９】
請求項６に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの前記ヒーター管の管軸方向ピッチが、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあるものであり、自然対流時の放熱量を最大化することができる。
【００２０】
請求項７に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの外周が、短冊形状に成形されたものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。これに加え、強制対流時はフィン外周の短冊形状の伝熱促進効果により、ヒーターから空気への熱伝達率が向上する。その結果ヒーターの低温化が図れ、周辺部への熱リークが低減されて、被加温物への加温効率が高められる。
【００２１】
請求項８に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの外周が、波形状に成形されたものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。これに加え、強制対流時はフィン外周の波形形状により伝熱面積が増大し、ヒーターから空気への伝熱量が向上する。その結果ヒーターの低温化が図れ、周辺部への熱リークが低減されて、被加温物への加温効率が高められる。
【００２２】
請求項９に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの最外周の略直径Ｃと、曲管部の曲率直径Ｔとの比Ｔ／Ｃが、２．０以上の範囲にあるものであり、この範囲で製作することにより、ヒーター曲げ時のフィン倒れを防止することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の曲管部が１８０度を越える曲げ角度を有し、かつ前記ヒーター管の曲げ部両端の直線部の前記ヒーター管ピッチより、大きな曲率直径で曲げ形状を形成したものであり、通常の１８０度曲げの加温装置よりもヒーター管の高密度化が図れ、コンパクト化することができる。
【００２４】
請求項１１に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の加温装置において、前記ヒーター管の曲管部には、フィンが回旋されていないものであり、フィンをヒーター管全体に配設した場合より小さな曲げピッチで加温装置を構成することが可能で、コンパクト化することができる。
【００２５】
請求項１２に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンが接する前記ヒーター管の表面に前記フィンが接触していない前記ヒーター管外径より、外径が小さくなるように溝加工が施されたものであり、フィンとヒーターとの接触面積の増大により、放熱効率を高めることができる。
【００２６】
請求項１３に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンが接する前記ヒーター管の表面にリブを設けたものであり、フィンとヒーターとの接触面積の増大により、放熱効率を高めることができる。
【００２７】
請求項１４に記載の冷温貯蔵庫の発明は、冷却装置の冷媒として、可燃性冷媒を封入した請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の加温装置を備えたものであり、冷温貯蔵庫の運転異常時などにおいて、送風機による送風が停止し、加温装置が通電され、さらに、冷却装置より可燃性冷媒が漏洩した場合にも、フィン効果で自然対流の放熱が促進されてヒーター管の表面温度が可燃性冷媒の発火温度以下に抑制されるため発火を避けることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による加温装置及びこの加温装置を備えた冷温貯蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による加温装置を備えた冷温貯蔵庫の斜視図である。図２は同実施の形態の加温装置の平面図である。
【００３０】
図１、図２において、冷温貯蔵庫である自動販売機１１の物品を収納する収納室１２の下部に、フィンアンドチューブ型の冷却器１３を有し、炭化水素系のプロパン，イソブタンなどの可燃性冷媒が封入された冷凍サイクルよりなる冷却装置と、加温装置１４を備え、冷却器１３と加温装置１４の間に強制通風用の送風機１５を配置している。また、収納室１２の背面にはダクト１６が配置され、ダクト１６を介して収納室１２と冷却器１３と加温装置１４が連通するよう構成されている。
【００３１】
そして、冷却時は冷凍サイクルの可燃性冷媒を冷却器１３で蒸発させて周辺空気を冷却し、加温時は加温装置１４に通電して周辺空気を加熱し、それぞれ冷却、加熱された空気を送風機１５によって強制的に熱交換させながら収納室１２内に循環させて室内に収納された物品を冷却または加温し、ダクト１６を通じて冷却器１３または加温装置１４に帰還させるものである。
【００３２】
一方、加温装置１４は、シーズヒーターよりなるヒーター管１７を直管部１８と曲管部１９を有する蛇行状に曲げ加工し、ヒーター管を形成している。
【００３３】
ヒーター管１７には螺旋状にフィン２０を回旋し、フィン２０の両端をヒーター管１７に固定することにより、ヒーター管１７全長にわたってフィン２０を機械的、熱伝導的に密着してある。フィン２０両端の固定方法はスポット溶接や、はんだ付けのほか、耐熱性で熱伝導性のある接着材料を用いてもよい。
【００３４】
以上のように構成された冷温貯蔵庫についてその動作を説明する。
【００３５】
収納庫１２内に収納された物品を冷却する場合、冷却装置の冷却運転を行い、送風機１５により冷却器１３で冷却された冷気を循環させる。送風機１５により循環された冷気は収納庫１２内に収納された物品を冷却し、ダクト１６を通り再度冷却器１３へ戻り冷却を繰り返す。
【００３６】
次に、収納庫１２に収納された物品を加温する場合、加温装置１４に通電を行い、ヒーター管１７を発熱させると、フィン２０に熱伝導作用で伝熱され加熱装置１４の全体より放熱作用が開始される。そして、送風機１５の運転により強制通風による加温運転が行われ、加温装置１４で加温された暖気が収納庫１２内に送り込まれて収納された物品を加温し、ダクト１６を通り再度加温装置１４へ戻り加温を繰り返す。
【００３７】
このとき、送風機１５の送風方向が、フィン２０がヒーター管１７に間隔をおいて回旋されているため、送風機１５から吐出された空気はフィン２０相互間の間隔を通じて通気できるため、通風抵抗が大きくならず効果的な熱交換作用が得られる。このため、被加温物の加温効率が高く、加温装置１４の外形をコンパクト化することができ、自動販売機１１内の無効スペースを削減することができる。また、逆に加温装置１４のサイズを変えず表面温度を低減させてヒーター管１７自体や周辺部の安全性，信頼性を高めるように設計することも可能である。
【００３８】
一方、加温運転で加温装置１４への通電中に、自動販売機１１の電気的な故障等により、送風機１５が停止した場合、加温装置１４への送風が停止するため、ヒーター管１７またはフィン２０の表面から空気への放熱は自然対流のみとなるため悪化し、ヒーター管１７の表面温度は上昇する。
【００３９】
この時、万一冷却器１３を含む冷却装置から可燃性冷媒が漏れて、加温装置１４の周辺雰囲気が可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、加温装置１４は回旋されたフィン２０を有しているため、自然対流時にもフィンの伝熱面積拡大効果で放熱を促進することができ、ヒーター管１７の表面温度を可燃性冷媒の着火温度（イソブタン，プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減することができる。このため、加温装置１４が着火源となって冷媒が発火することがなく、可燃性冷媒の漏洩時に送風機を含む機器の故障が重なった異常時においても安全性を確保できる。
【００４０】
なお、実際の設計においては、ヒーター管１７の表面温度が可燃性冷媒の着火温度より約１００℃低い３５０〜４００℃程度に抑えて裕度を持たせ、バラツキ要因などに対応できるよう、通常の加温時に所望される発熱量を加熱装置のヒーター管１７の入力や全長及びフィン２０の巻き数，外径等の諸元を定めるのが望ましい。
【００４１】
また、上述の作用効果は異常時について述べたが、通常の加温運転時においてもフィン２０の放熱効果により放熱効率，熱交換効率が高まり、収納庫１２内に対する被加熱物の加温効率が向上してヒーター管１７の入力を低減できるため、省エネルギー化を図ることができる。
【００４２】
また、加温装置１４の単品についても、フィン２０の放熱効果により放熱効率が高くヒーター管１７の入力を低減できるため、加温機能を必要とする種々の機器や装置に適用して省エネルギー化や安全性，信頼性の向上を図ることができる。また、同等の加温性能に対して加温装置１４のサイズをコンパクト化することも可能となり、適用機器や適用装置に占める無効スペースが減じられて有効容積効率を高める効果も発揮することができる。特に本実施の形態では、フィン２０に放熱効果を持たせているため、加温装置１４の外形をよりコンパクトにまとめることが可能である。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態１の加温装置のフィン局部斜視図で、フィン２２外周の形状を短冊形状にした場合のものである。これにより、通常運転時に、フィンの乱流促進効果が得られ、放熱性能を増大させることができる。また、図４は、本発明の実施の形態１の加温装置のフィン局部斜視図で、フィン２３外周の形状を波形形状にした場合のものである。これにより、同様に通常運転時には乱流促進効果が得られ、放熱性能を増大させることができる。なお、加工の難易等により、フィンの外周のみに波形形状を施した場合においても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
一方、本実施の形態ではヒーター管１７を２連に蛇行させて、フィン２０を回旋して両端を密着固定させたが、所望の放熱量によってはヒーター管１７の片側のみに配設してもよく、ヒーター管１７自体も１連の蛇行仕様でもかまわない。また、逆にヒーター管１７を３連以上に重ねてより発熱量を高めることも当然可能である。
【００４５】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２による加温装置の平面図である。
【００４６】
図５において、加温装置２４は、シーズヒーターよりなるヒーター管２５を直管部２６と曲管部２７とを有する蛇行状に曲げ加工し、形成されている。ヒーター管２４には螺旋状にフィン２８を回旋し、フィン２８の両端をヒーター管２５に固定することにより、ヒーター管２５全長にわたってフィン２８を機械的、熱伝導的に密着してある。
【００４７】
このとき、ヒーター管２５の略直径をＤとし、回旋されたフィン２８の最外周の略直径をＣとする。図６は、自然対流時において、単位材料費にあたりの放熱量Ｑ／ＣＯＳＴ（Ｗ／円）と、ヒーター管２５の略直径Ｄと回旋されたフィン２８の最外周の略直径Ｃとの比Ｃ／Ｄとの関係を示したものである。フィン２８の最外周の略直径Ｃを大きくすれば、放熱面積が増大するが、フィン２８先端部の温度は低下する。このため、放熱面積が増大により、放熱量が増大しても、フィン平均温度が低下すれば、材料費増大に対する放熱量増大の効果が小さくなってしまう。図６よりＣ／Ｄが１．５〜４．０において、単位材料費あたりの放熱性能を最大化できることがわかる。
【００４８】
また、図７は加温装置２４の最大表面温度を一定とした場合の自然対流時の放熱量Ｑ（Ｗ）と回旋されたフィン２８のフィンピッチｐ（ｍｍ）との関係を示したものである。加温装置２４の表面温度は、可燃性冷媒であるプロパンの発火温度より１００℃低い温度である３７０℃とし、発火安全性を確保できる温度に設定した。フィンピッチｐが小さいとフィンとフィンとの間の空気流動抵抗が大きく、自然対流が生じにくくなる。逆にフィンピッチが大きいと、放熱面積が小さくなり、放熱量が減少する。図７より、フィンピッチｐは３ｍｍ〜１０ｍｍの間で、放熱量Ｑの最大値を得ることができる。
【００４９】
以上のように、加温装置２４の寸法形状は、フィン２８の形状を中心に、放熱量に対する材料費を最小化することにより、最適化することができる。
【００５０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３による加温装置の平面図である。
【００５１】
図５において、加温装置２４は、シーズヒーターよりなるヒーター管２５を直管部２６と曲管部２７を有する形状に曲げ加工し、形成されている。ヒーター管２５には螺旋状にフィン２８を回旋し、ヒーター管２５全長にわたってフィン２８を機械的、熱伝導的に密着してある。
【００５２】
このとき、ヒーター管２５に回旋されたフィン２８の最外周の略直径をＣとし、ヒーター管２５の曲管部２７の曲率直径をＴとする。曲率直径Ｔを減少させると、フィン２８にかかる曲げ応力は増大し、曲管部２７のフィン２８が屈曲変形する。フィン２８が屈曲すると、ヒーターの空気抵抗が増大して、ヒーターを通過する風量が減少し、通常運転時に、加温性能に悪影響をおよぼすこととなる。また、可燃性冷媒用いた冷凍サイクルを有する冷温貯蔵庫の電気的な故障等により、ファンが停止するような異常時においては、フィン２８の屈曲した部分は、自然対流放熱が促進されず、曲管部２７の表面温度が上昇する。このとき、万一、冷却装置から可燃性冷媒が漏れていた場合、曲管部２７の表面が発火温度に達する可能性がある。したがって、フィン２８の屈曲は安全性に関わる重大な品質と言え、致命的と言える。ヒーター管２５に回旋されたフィン２８の最外周の略直径Ｃと、曲管部２７の曲率直径Ｔとの比Ｔ／Ｃを２．０以上にすれば、フィン２８を屈曲させずにヒーター管２５を曲げることができる。
【００５３】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４における加温装置の局部平面図である。図８において、加温装置３２は、シーズヒーターよりなるヒーター管の曲管部２９と直管部３０とを有する形状に曲げ加工し形成され、かつ、螺旋状にフィン３１を回旋し、機械的、熱伝導的に密着してある。
【００５４】
図８に示すように、１８０度を越える角度でヒーター管曲管部２９を曲げることにより、曲率直径Ｔを確保しつつ、ヒーター管直管部３０の管ピッチを低減することが可能となる。これにより、フィン３１を屈曲させることなく、加温装置３２の高密度・コンパクト化を図ることができ、可燃性冷媒漏洩時の安全性についても、曲管部２９のフィン３１が変形していないため、確保することができる。
【００５５】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５における加温装置の局部平面図である。図９に示す加温装置３３は、ヒーター管３４に回旋されたフィン３５とヒーター管３４とから構成され、ヒーター管３４の曲管部３６にはフィン３５を回旋しない構成としている。これにより、ヒーター管３４の曲げ加工時にフィン３５が屈曲する懸念がなく、より小さな曲率直径Ｔでフィン付きヒーターを加工することができる。これにより、加温装置３３のコンパクト化が図ることができる。
【００５６】
（実施の形態６）
図１０および図１１は、本発明の実施の形態６における加温装置の局部平面図である。図１０に示す加温装置３７は、ヒーター管３８に回旋されたフィン３９とヒーター管３８とから構成され、ヒーター管３８のフィン３９を回旋する部分に溝加工を施した構成としている。これにより、ヒーター管３８とフィン３９の密着面積が増大し、フィン効率が向上する。ファン停止時のような異常時においては、フィン効率の向上により、フィン３９の先端温度がヒーター管３８の表面温度に漸近し、放熱効果が促進され、ヒーターの低温化を図ることができる。従って、可燃性冷媒漏洩時の安全性については、ヒーターが低温化しやすい仕様となるため確保しやすく、コンパクト化も容易になる。図１１に示す加温装置４０は、ヒーター管４１に回旋されたフィン４２とヒーター管４１とから構成され、ヒーター管４１のフィン４２を回旋する部分にリブ加工を施した構成としている。これにより、上述の溝加工の実施例と同様に、ファン停止時のような異常時においては、フィンの放熱効果が促進され、加温装置４０の低温化を図ることができる。加温装置４０の小型化についても同様、よりコンパクトな設計をすることが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の加温装置の発明は、直管部と曲管部とを有する蛇行状に曲げ加工を施されたヒーター管と、一部が前記ヒーター管の外周上に熱伝導的に密着してなるフィンとから構成されるものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。強制対流時はフィンが間隔をおいて配設されており、かつヒーター管も間隔をおいて蛇行形状を有しているため、通風抵抗とならず、被加温物の加温効率が高められる。放熱効果、被加温物の加温効率が高められる分、ヒーター管の表面温度が低下し、ヒーター周辺部や、ヒーター自体の安全性、信頼性が向上する。
【００５８】
請求項２に記載の加温装置の発明は、請求項１に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの端部を前記ヒーター管に密着させたものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。
【００５９】
請求項３に記載の加温装置の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、ヒーター管の外周状に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの表面が波形形状を有するものであり、フィンが波形形状を有することにより、フィン面積の拡大が図られ、放熱効果が高められる。
【００６０】
請求項４に記載の加温装置の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの表面が略平面形状を有するものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られつつ、強制対流時は、通気抵抗を極力低減することができる。
【００６１】
請求項５に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの最外周の略直径Ｃと、前記ヒーター管の略直径Ｄとの比であるＣ／Ｄが、１．５≦Ｃ／Ｄ≦４．０の範囲にあるものであり、自然対流時のフィン効率が高く、単位放熱量あたりの材料費を最小化することができる。
【００６２】
請求項６に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの前記ヒーター管の管軸方向ピッチが、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあるものであり、自然対流時の放熱量を最大化することができる。
【００６３】
請求項７に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの外周が、短冊形状に成形されたものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。これに加え、強制対流時はフィン外周の短冊形状の伝熱促進効果により、ヒーターから空気への熱伝達率が向上する。その結果ヒーターの低温化が図れ、周辺部への熱リークが低減されて、被加温物への加温効率が高められる。
【００６４】
請求項８に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの外周が、波形状に成形されたものであり、大きなスペースを費やすことなくフィンにより外表面積増大が図られ、ファンが停止した場合でも自然対流による放熱効果が高められる。これに加え、強制対流時はフィン外周の波形形状により伝熱面積が増大し、ヒーターから空気への伝熱量が向上する。その結果ヒーターの低温化が図れ、周辺部への熱リークが低減されて、被加温物への加温効率が高められる。
【００６５】
請求項９に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンの最外周線で構成される円筒面の略直径Ｃと、曲管部の曲率直径Ｔとの比Ｔ／Ｃが、２．０以上の範囲にあるものであり、この範囲で製作することにより、ヒーター曲げ時のフィン倒れを防止することができる。
【００６６】
請求項１０に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の曲管部が１８０度を越える曲げ角度を有し、かつ前記ヒーター管の曲げ部両端の直線部の前記ヒーター管ピッチより、大きな曲率直径で曲げ形状を形成したものであり、通常の１８０度曲げの加温装置よりもヒーター管の高密度化が図れ、コンパクト化することができる。
【００６７】
請求項１１に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の加温装置において、前記ヒーター管の曲管部には、フィンが回旋されていないものであり、フィンをヒーター管全体に配設した場合より小さな曲げピッチで加温装置を構成することが可能で、コンパクト化することができる。
【００６８】
請求項１２に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンが接する前記ヒーター管の表面に前記フィンが接触していない前記ヒーター管外径より、外径が小さくなるように溝加工が施されたものであり、フィンとヒーターとの接触面積の増大により、放熱効率を高めることができる。
【００６９】
請求項１３に記載の加温装置の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、ヒーター管の外周上に螺旋状にフィンを回旋し、前記フィンが接する前記ヒーター管の表面にリブを設けたものであり、フィンとヒーターとの接触面積の増大により、放熱効率を高めることができる。
【００７０】
請求項１４に記載の冷温貯蔵庫の発明は、冷却装置の冷媒として、可燃性冷媒を封入した請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の加温装置を備えたものであり、冷温貯蔵庫の運転異常時などにおいて、送風機による送風が停止し、加温装置が通電され、さらに、冷却装置より可燃性冷媒が漏洩した場合にも、フィン効果で自然対流の放熱が促進されてヒーター管の表面温度が可燃性冷媒の発火温度以下に抑制されるため発火を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１の加温装置を備えた冷温貯蔵庫の斜視図
【図２】同実施の形態の加温装置の平面図
【図３】同実施の形態の加温装置のフィン局部斜視図
【図４】同実施の形態の加温装置のフィン局部斜視図
【図５】本発明による実施の形態２および３の加温装置の平面図
【図６】同実施の形態の加温装置の単位材料費あたりの放熱量と、ヒーター管の略直径Ｄとフィンの最外周の略直径Ｃとの比Ｃ／Ｄとの関係を示す図
【図７】同実施の形態の加温装置の放熱量とフィンピッチとの関係を示す図
【図８】本発明による実施の形態４の加温装置の局部平面図
【図９】本発明による実施の形態５の加温装置の局部平面図
【図１０】本発明による実施の形態６の加温装置の局部平面図
【図１１】本発明による実施の形態６の加温装置の局部平面図
【図１２】従来の加温装置を備えた冷温貯蔵庫の斜視図
【図１３】従来の加温装置の斜視図
【符号の説明】
１１  自動販売機（冷温貯蔵庫）
１４，２４，３２，３３，３７，４０  加温装置
１７，２５，３４，３８，４１  ヒーター管
１８，２６，３０  ヒーター管直管部
１９，２７，２９，３６  ヒーター管曲管部
２０，２２，２３，２８，３１，３５，３９，４２  フィン
【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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