(57)【要約】【課題】可燃性冷媒を封入した冷却器を除霜する除霜ヒーターにおいて、万が一可燃性冷媒が漏洩した状態で通電しても、安全を確保した除霜ヒーターを提供する。【解決手段】可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器に付着・堆積した霜を加熱により除去する除霜ヒーターにおいて、ヒーター線２１を熱伝導性の高い材料から成る管体２４で覆い、管体２４の表面温度が可燃性冷媒の発火温度未満になるように管体２４の厚みを所定の寸法に設定したものである。これによって、万が一可燃性冷媒が漏洩しても、除霜ヒーター２０から可燃性冷媒に引火することはなく、安全が確保される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器に付着・堆積した霜を加熱により除去する除霜ヒーターにおいて、電熱部を熱伝導性の高い材料から成る外郭で覆い、前記外郭の表面温度が可燃性冷媒の発火温度未満になるように外郭の厚みを所定の寸法に設定したことを特徴とする除霜ヒーター。
【請求項２】
前記電熱部と前記外郭との間にガラス管を設けたことを特徴とする請求項１に記載の除霜ヒーター。
【請求項３】
前記電熱部からの輻射熱が前記外郭の内面で反射することを防止する反射防止手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の除霜ヒーター。
【請求項４】
反射防止手段とは前記外郭の内表面に着色したことを特徴とする請求項３に記載の除霜ヒーター
【請求項５】
前記外郭の外表面に着色した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除霜ヒーター。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の除霜ヒーターを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫等の、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器に付着・堆積した霜を融解する除霜ヒーター及びこの除霜ヒーターを備えた冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の除霜ヒーターとしては、ガラス管ヒーターを熱伝導の良好な素材からなる管体で覆ったものがある（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の除霜ヒーターを説明する。
【０００４】
図４は、従来の除霜ヒーターの断面図である。図４において、除霜ヒーター１は、ヒーター線２をガラス管３で覆い、ガラス管３を熱伝導の良好なアルミニウムからなる管体４で覆っている。キャップ５は、ガラス管３、管体４の両端開口部を塞いでいる。
【０００５】
以上のように構成された除霜ヒーターついて、以下その動作を説明する。
【０００６】
ヒーター線２へ通電すると、ヒーター線２が発熱しその輻射熱はガラス管３を透過して管体４に到達し、一部は管体４によって吸収され管体４を加熱し、その他は管体４内面で反射して管体４内部を温度上昇させる。加熱された管体４の表面から発せられる輻射熱は、冷却器に堆積した霜を融解させる。
【０００７】
【特許文献１】
実開平２−１４４３８５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、管体４内部が高温となり、管体４がない場合に比べてヒーター線２の温度が高くなり、寿命を低下させる可能性が高い。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ヒーターの温度上昇を抑え、長寿命化を図った除霜ヒーターを提供するものである。
【００１０】
また、近年の可燃性冷媒を使用した冷蔵庫においては、万が一可燃性冷媒が庫内に漏洩しても除霜ヒーターから可燃性冷媒に引火しないように、除霜ヒーターの表面温度が可燃性冷媒の発火温度未満でなければならない。
【００１１】
本発明の他の目的は、表面温度が可燃性冷媒の発火温度未満となる除霜ヒーターを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器に付着・堆積した霜を加熱により除去する除霜ヒーターにおいて、電熱部を熱伝導性の高い材料から成る外郭で覆い、前記外郭の表面温度が可燃性冷媒の発火温度未満になるように外郭の厚みを所定の寸法に設定したものである。
【００１３】
これによって、万が一可燃性冷媒が漏洩しても、除霜ヒーターから可燃性冷媒に引火することはなく、安全が確保される。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電熱部と前記外郭との間にガラス管を設けたものであり、これによって、電熱部からの輻射熱線はガラス管を透過して伝播するので輻射性能を妨げず特別な絶縁部材を設けなくても電熱部と外郭とが絶縁されて信頼性の高い可燃性冷媒適用機器用の除霜ヒーターが実現できる。また、電熱部に対して外郭内部の空間がガラス管の内外で二層の空間に分けられるため、万一の可燃性冷媒の漏洩時にも電熱部に直接到達する確率が低くなって二重に保護でき、この点においても可燃性冷媒適用機器用の除霜ヒーターとしての信頼性が高められる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電熱部からの輻射熱が前記外郭の内面で反射することを防止する反射防止手段を設けたものであり、これによって、外郭内部の温度上昇が抑制されるので、電熱部への熱負荷が軽減され、除霜ヒーターの長寿命化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、反射防止手段として前記外郭の内表面を着色したものであり、電熱部からの輻射熱吸収が促進され、外郭内での温度上昇を抑制されるので、電熱部への熱負荷が軽減され、除霜ヒーターの長寿命化を図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、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、前記外郭の外表面を着色したものであり、外郭からの熱輻射が高まり除霜性能が向上するうえに、管体の温度上昇も抑制できる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の除霜ヒーターを備えた冷蔵庫であり、万が一可燃性冷媒が冷蔵庫内に漏洩した状況で除霜ヒーターが発熱しても、表面温度が冷媒の発火温度未満であるので漏洩した冷媒に引火することはなく、安全な冷蔵庫を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による除霜ヒーターの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による除霜ヒーターを示す要部断面図である。
【００２１】
図１に示すように除霜ヒーター２０は、抵抗線をコイル状に形成したヒーター線２１を内蔵し、ヒーター線２１の両端近傍はコイル状ではなく直線状の接続端２１ａを有する。
【００２２】
シリコンゴム製の栓２２は、後述のガラス管２３と管体２４の開口端を覆っている。栓２２には、後述のリード線２６が貫通するリード線挿入孔２２ａと、リード線挿入孔２２ａとは干渉しない位置でガラス管２３の内部空間２３ａから外部に通じる孔２２ｂと、ガラス管２３と管体２４と栓２２で囲まれた内部空間から外部に通じる孔２２ｃが設けられている。なお、孔２２ｂ、孔２２ｃはその最小面積が７．１平方ミリメートル以下に設定されている。
【００２３】
ガラス管２３はヒーター線２１を覆い、外径１０．５ｍｍ程度の両端が開口した円筒形状を成している。
【００２４】
管体２４は、熱伝導性の高い素材、例えばアルミニウムからなる。形状は円筒で両端は開口し、ガラス管２３を覆っている。また、管体２４の厚みは１ｍｍで内面には、反射防止手段として黒い塗装膜２４ａが設けられている。
【００２５】
リード線２５は栓２２に設けられたリード線挿入孔２２ａを通ってヒーター線２１に接続されている。スリーブ２６は導電性部材で、ヒーター線２１とリード線２５を接続する。
【００２６】
図２は本発明の実施の形態による除霜ヒーターを用いた冷蔵庫の冷凍システムの略図である。
【００２７】
図２において、圧縮機３０、凝縮器３１、減圧機構３２と蒸発器３３が機能的に接続された冷凍サイクルの内部には可燃性冷媒が封入されている。
【００２８】
以上のように構成された除霜ヒーターについて、以下にその動作を説明する。圧縮機３０の運転により冷凍サイクルの蒸発器３３が冷却され、圧縮機３０の運転と同時に作動するファン３４により冷蔵庫の庫内空気が冷却された蒸発器３３を通過し、蒸発器３３と熱交換された冷気が庫内へ吐出される。
【００２９】
そして、圧縮機３０の任意の運転時間が経過後に圧縮機３０も運転停止となる。このとき同時にリード線２５を通じてヒーター線２１に通電し除霜ヒーター２０を発熱させる。
【００３０】
ヒーター線２１が通電されて発熱すると、輻射熱線はガラス管２３を透過し、管体２４の塗装膜２４ａへ到達し吸収され、熱伝導により管体２４は温度上昇する。この際ガラス管２３は管体２４に対する絶縁部材としても作用する。管体２４は、内表面から加熱されながら、一方でその外表面から放熱し続けるので管体２４の表面温度は所定温度に平衡する。本実施の形態では管体２４の厚みを１ｍｍに設定することで、管体２４の長手方向の熱抵抗が低減して温度分布の均一化とともにピーク温度の抑制が可能となり、ヒーター線２１の通電時に管体２４表面が可燃性冷媒の発火温度である４９４℃を超えることはなく、万一、冷凍サイクルに何らかの支障が生じて可燃性冷媒が漏洩することが起こっても官体２４の外表面で発火に至ることがなく、安全性が確保される。
【００３１】
なお、管体２４の厚みは、ヒーター線２１の発熱容量の設定と管体２４の材料によって適宜選定すればよく、管体２４の外表面温度の最高温度部位が使用する可燃性冷媒の発火温度未満となるよう厚みを調整しコストパフォーマンスの高い合理的なポイントを所定の寸法として見出せばよい。
【００３２】
一方、ガラス管２３の内部空間２３ａや、ガラス管２３と管体２４の間の空間では温度上昇により内部の気体が膨張するが、孔２２ｂ、孔２２ｃから外部に排出されるため、内圧上昇によるガラス管の破損や、栓２２の抜けを防止することができる。
【００３３】
また、管体２４の内面には塗装膜２４ａが施され、反射防止手段として作用するので、ヒーター線２１からの輻射熱線は内面に反射されず外郭内部の温度上昇が抑制されるので、ヒーター線２１への熱負荷が軽減され、除霜ヒーター２０の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
なお、本実施例では管体２４の内側にガラス管２３を設けてヒーター線２１を二重に覆った形式としたが、ガラス管２３の代わりに他の絶縁部材を配置したり絶縁材料を充填してもよいが、この場合、ヒーター線２１からの輻射熱を有効に管体２４に伝えることのできる部材や材料の選定が肝要である。そして、上述のように管体２４の内面に塗布した塗装膜２４ａが絶縁性のある塗料であれば反射防止手段としての機能と絶縁材としての機能を併せ持つことができ一層合理的である。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２による除霜ヒーターを示す要部断面図である。
【００３６】
管体２４の外表面には、黒い塗装膜が設けられている。他の構成部材は実施の形態１と同じであるので説明は省略する。
【００３７】
ヒーター線２１が発熱すると、輻射熱線はガラス管２３を透過し、管体２４の塗装膜２４ａへ到達し吸収され、熱伝導により管体２４は温度上昇する。管体２４は、内表面から加熱されながら、一方でその外表面から放熱し続けるので管体２４の表面温度は所定温度に平衡する。管体２４の外表面は黒い塗装膜で覆われているので輻射率が高く、除霜性能が向上するうえに、管体２４表面は可燃性冷媒の発火温度である４９４℃を超えることはない。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器に付着・堆積した霜を加熱により除去する除霜ヒーターにおいて、電熱部を熱伝導性の高い材料から成る外郭で覆い、前記外郭の表面温度が可燃性冷媒の発火温度未満になるように外郭の厚みを所定の寸法に設定したものである。
【００３９】
これによって、万が一可燃性冷媒が漏洩しても、除霜ヒーターから可燃性冷媒に引火することはなく、安全が確保される。
【００４０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電熱部と前記外郭との間にガラス管を設けたものである。
【００４１】
これによって、電熱部からの輻射熱線はガラス管を透過して伝播するので輻射性能を妨げず特別な絶縁部材を設けなくても電熱部と外郭とが絶縁され、電熱部に対して外郭内部の空間がガラス管の内外で二層の空間に分けられるため万一の可燃性冷媒の漏洩時にも電熱部に直接到達する確率が低くなって二重に保護でき、信頼性の高い可燃性冷媒適用機器用の除霜ヒーターが実現できる。
【００４２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電熱部からの輻射熱が前記外郭の内面で反射することを防止する反射防止手段を設けたものであり、これによって、外郭内部の温度上昇が抑制されるので、電熱部への熱負荷が軽減され、除霜ヒーターの長寿命化を図ることができる。
【００４３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、反射防止手段として前記外郭の内表面を着色したものであり、電熱部からの輻射熱吸収が促進され、外郭内での温度上昇を抑制されるので、電熱部への熱負荷が軽減され、除霜ヒーターの長寿命化を図ることができる。
【００４４】
また、請求項５に記載の発明は、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、前記外郭の外表面を着色したものであり、外郭からの熱輻射が高まり除霜性能が向上するうえに、管体の温度上昇も抑制できる。
【００４５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の除霜ヒーターを備えた冷蔵庫であり、万が一可燃性冷媒が冷蔵庫内に漏洩した状況で除霜ヒーターが発熱しても、表面温度が冷媒の発火温度未満であるので漏洩した冷媒に引火することはなく、安全な冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による除霜ヒーターの実施の形態１の要部断面図
【図２】同実施の形態の除霜ヒーターを用いた冷蔵庫の冷凍システム図
【図３】本発明による除霜ヒーターの実施の形態２の要部断面図
【図４】従来の除霜ヒーターの要部断面図
【符号の説明】
２０  除霜ヒーター
２１  ヒーター線（電熱部）
２４  管体（外郭）
２４ａ  塗装膜
２４ｂ  塗装膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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