(57)【要約】【課題】可燃性冷媒下でも安全で、且つ除霜能力の高い熱交換ユニット及びこの熱交換ユニットを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。【解決手段】冷凍サイクルの熱交換器２７に付着・堆積した霜を融解させる除霜ヒーター２０を、熱交換器２７のフィン２８に固定し、この除霜ヒーター２０は、抵抗体からなるヒーター線２１を２つの管で多重に覆った２重管ヒーターとすることで、外側の管２４の表面温度は、ヒーター線２１を１重の管で覆った除霜ヒーターに比べて表面温度を低くできる上に、外側の管２４の熱を熱交換器２７へ熱伝導させることでさらに表面温度を低くできる。これによって、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルに適用する場合には、可燃性冷媒の発火温度よりも表面温度を低くする手段として有効であり、可燃性冷媒が漏洩した場合でも除霜ヒーターの表面から引火するようなことがなく、安全である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルの熱交換器に付着・堆積した霜を融解させる除霜ヒーターが、前記熱交換器に固定された熱交換ユニットにおいて、前記除霜ヒーターは、抵抗体からなるヒーター線を径寸法が異なる複数の管で多重に覆った構成の多重管ヒーターとしたことを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項２】
前記多重管ヒーターの外側の管を熱伝導性の高い金属で形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項３】
前記多重管ヒーターの外側の管をガラスで形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項４】
前記外側の管は、前記熱交換器のフィンに予め設けられた切欠き部に圧入されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の熱交換ユニット。
【請求項５】
前記外側の管は、前記熱交換器のフィンに予め設けられた貫通孔に挿入した後、径寸法を拡大させて前記熱交換器に密着させたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換ユニット。
【請求項６】
冷凍サイクルの熱交換器に付着・堆積した霜を融解させる除霜ヒーターが、前記熱交換器に固定された熱交換ユニットにおいて、前記除霜ヒーターは、抵抗体からなるヒーター線を径寸法の異なる複数の管で多重に覆った構成の多重管ヒーターとし、前記多重管ヒーターの外側の管を冷却するようにしたことを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換ユニットを備えた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器と除霜ヒーターを組合せた熱交換ユニット及びこの熱交換ユニットを備えた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より冷凍サイクルの熱交換ユニットとして、熱交換器に管状の除霜ヒーターを固定させたもの（例えば、特許文献１参照）が開示されている。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の除霜ヒーターについて説明する。
【０００４】
図４は従来の熱交換器１の側面図であり、フィン２と冷媒配管３とを備え、フィン２の下部には下方に開口する切欠き４を設け、この切欠き４にガラス管ヒーター５を配置している。これによって、ガラス管ヒーター５が熱交換器１にほぼ埋め込まれるので小型化が図れる。
【特許文献１】特開２００２−５５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成は、熱交換器のデッドスペースに除霜ヒーターを配置して容積効率を高めるという点では優れているものの、近年普及しつつある可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルに適用するための安全性の配慮は図られていない。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み、可燃性冷媒下でも安全で、且つ除霜能力の高い熱交換ユニット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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、冷凍サイクルの熱交換器に付着・堆積した霜を融解させる除霜ヒーターが、前記熱交換器に固定された熱交換ユニットにおいて、前記除霜ヒーターを、抵抗体からなるヒーター線を径寸法の異なる複数の管で多重に覆った多重管ヒーターとしたものであり、外側の管の表面温度は、ヒーター線を１つの管で覆った除霜ヒーターに比べて表面温度を低くできる上に、外側の管の熱を熱交換器へ熱伝導させることでさらに表面温度を低くできる。
【０００８】
これによって、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルに適用する場合には、可燃性冷媒の発火温度よりも表面温度を低くする手段として有効であり、可燃性冷媒が漏洩した場合でも除霜ヒーターの表面から引火するようなことがなく、安全である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外側の管の表面温度は、ヒーター線を１つの管で覆った除霜ヒーターに比べて表面温度を低くできる上に、外側の管の熱を熱交換器側へ熱伝導させることでさらに表面温度を低くできる。
【００１０】
これによって、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルに適用する場合には、可燃性冷媒の発火温度よりも表面温度を低くする手段として有効であり、可燃性冷媒が漏洩した場合でも除霜ヒーターの表面から引火するようなことがなく、安全である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、冷凍サイクルの熱交換器に付着・堆積した霜を融解させる除霜ヒーターが、前記熱交換器に固定された熱交換ユニットにおいて、前記除霜ヒーターを、抵抗体からなるヒーター線を径寸法の異なる複数のの管で多重に覆った多重管ヒーターとしたものであり、外側の管の表面温度は、ヒーター線を１つの管で覆った除霜ヒーターに比べて表面温度を低くできる上に、外側の管の熱を熱交換器へ熱伝導させることでさらに表面温度を低くできる。
【００１２】
これによって、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルに適用する場合には、可燃性冷媒の発火温度よりも表面温度を低くする手段として有効であり、可燃性冷媒が漏洩した場合でも除霜ヒーターの表面から引火するようなことがなく、安全である。
【００１３】
次に請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、多重管ヒーターの外側の管を熱伝導性の高い金属で形成したものであり、加熱された外側の管の熱が、管自身の高い熱伝導性を活かして熱交換器へ熱伝導し効率よく霜を除去することができる。
【００１４】
次に請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、多重管ヒーターの外側の管をガラスで形成したものであり、これによって外側の管は、加熱された内側の管より輻射された熱線を透過させて熱交換器を加熱するだけでなく、外側の管の発熱分も熱交換器側へ熱伝導するので、さらに除霜能力が向上する。
【００１５】
次に請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、外側の管は、熱交換器のフィンに予め設けられた切欠き部に圧入されるものであり、これによって除霜ヒーターの熱交換器への装着が容易になり、作業性が向上する。
【００１６】
次に請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、外側の管は、熱交換器のフィンに予め設けられた貫通孔に外側の管を挿入し、径寸法を拡大させることで外側の管を熱交換器に密着させたものであり、これによって外側の管から熱交換器への熱伝導性が増し、熱交換器に付着した霜を効率よく除去することができる。
【００１７】
次に請求項６に記載の発明は、冷凍サイクルの熱交換器に付着・堆積した霜を融解させる除霜ヒーターが、前記熱交換器に固定された熱交換ユニットにおいて、前記除霜ヒーターは、抵抗体からなるヒーター線を径寸法の異なる複数の管で多重に覆った多重管ヒーターとし、前記多重管ヒーターの外側の管を冷却するようにしたものであり、これによって霜の付着を外側の管へ集中させ、熱交換器へ付着する霜の量を抑制でき、除霜時間が短くなる。
【００１８】
次に請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換ユニット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である。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による熱交換ユニットを示す一部破断正面図であり、図２は同実施の形態における熱交換器と除霜ヒーターの固定状態を示す要部斜視図、図３は同実施の形態における熱交換器と除霜ヒーターの他の固定方法を示す要部斜視図である。
【００２１】
図１において、除霜ヒーター２０は、抵抗線を有効発熱部としてコイル状に形成したヒーター線２１を内臓し、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部２１ａを形成している。
【００２２】
栓２２は、シリコンゴム製で、後述のガラス管２３の開口端を覆い、且つ外側の管２４の両端を保持している。栓２２には、後述のリード線２５が貫通するリード線挿入孔２２ａが設けられている。
【００２３】
内側の管２３は、両端が開口した外径１０．５ｍｍ程度の円筒形状を成すガラス管であり、ヒーター線２１を覆っている。
【００２４】
外側の管２４は、内側の管２３を覆う管体であり、熱伝導性の高い素材、例えばアルミニウムのような金属で形成され、ヒーター線から輻射される熱を内面で吸収し、外面から放熱する。
【００２５】
本実施の形態では、外側の管２４の厚さを１ｍｍにすることで、通電時、外側の管２４の表面温度は３００℃以下に設定されている。
【００２６】
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。ヒーター線２１とリード線２５は、導電性部材からなるスリーブ２６によって接続されている。
【００２７】
熱交換器２７は、複数のフィン２８とフィン２８を貫通するように設置された冷媒配管２９とで構成され、除霜ヒーター２０の外側の管２４は複数のフィン２８で保持されている。
【００２８】
このように、熱交換器２７と除霜ヒーター２０が熱伝導性良好に組み立てられているものが熱交換ユニット３０である。
【００２９】
除霜ヒーター２０の熱交換器２７への固定は、図２に示すように、熱交換器２７のフィン２８に予め貫通孔２８ａ（図示せず）を設け、貫通孔２８ａに外側の管２４を挿入した状態で、管の内面から外面へ径を広げる加工を施すことにより、外側の管２４をフィン２８に密着させることができる。
【００３０】
この方法は、外側の管２４が金属製の場合に有効であるが、管を拡大する加工が必要なため、外側の管２４をフィン２８に固定させてから内部部品を組み立てるのが望ましい。
【００３１】
また、他の固定方法として、図３に示すように熱交換器３７のフィン３８に、予め切欠き部３８ａを設けておき、切欠き部３８ａに外側の管２４を圧入することでフィン３８に密着させることができる。
【００３２】
この方法は、除霜ヒーター２０の状態で切欠き部３８ａに挿入することができるので、外側の管２４がガラス管で構成された除霜ヒーター２０に適用するの望ましい。
【００３３】
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。
【００３４】
ヒーター線２１が発熱すると、輻射熱線はガラスからなる内側の管２３を透過し、アルミニウムからなる外側の管２４の表面を温度上昇させる。
【００３５】
外側の管２４は熱交換器２７の複数のフィン２８に保持されているので、熱交換器２７に堆積した霜は、ヒーター線２１の輻射熱によって加熱された外側の管２４からの熱伝導によって融解・除去する。
【００３６】
栓２２は外側の管２４の両端を保持しているので、外側の管２４の熱は伝わってくるが、外側の管２４が熱交換器２７のフィン２８に保持されているので、ほとんどの熱がフィン２８へ移動するため、栓２２の急激な温度上昇はなく熱劣化は抑制される。
【００３７】
本実施の形態では、ヒーター線２１を２つの管で覆う二重構造にしたので、外表面温度を低減することができ、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの除霜ヒーターとして最適であり、除霜能力を損なわずに外側の管２４の表面温度を可燃性冷媒の発火温度よりも低くすることができる。
【００３８】
また、外側の管２４の材質は、アルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性の高い銅、銅合金や、透過率の高いガラスでもよい。
【００３９】
外側の管２４がガラスの場合は、ヒーター線２１から輻射され、内側の管２３を透過してきた熱線が、さらに外側のガラスを透過してフィン２８に到達するので輻射と熱伝導の両効果によって熱交換器を加熱するので効率よく除霜できる。
【００４０】
本実施の形態では、外側の管２４と冷媒配管２９は離れているが、外側の管２４の表面に冷媒配管２９の一部を密着させてもよく、この場合、冷却時は外側の管２４の表面も冷却されるので、外側の管２４の表面への着霜が促進され、逆に、フィン２８への着霜が抑制され、除霜時は外側の管２４に付着した霜が素早く融解されるので、除霜時間が短くなり節電が図れる。
【００４１】
また、外側の管２４の冷却方法として、外側の管２４に予め冷媒の流路を設けておき、その流路を冷凍サイクルに配管することで、外側の管を直接冷却することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる熱交換ユニットは、ヒーターの表面温度を低くできるので信頼性が高く、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルに適用する場合などには、可燃性冷媒の万一の漏洩時にも安全性が高く、冷凍サイクルを備えた冷蔵庫をはじめとする機器への幅広い適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による熱交換ユニットの実施の形態１の一部破断正面図
【図２】同実施の形態の熱交換器と除霜ヒーターの固定状態を示す要部斜視図
【図３】同実施の形態の熱交換器と除霜ヒーターの他の固定状態を示す要部斜視図
【図４】従来の熱交換ユニットの側面図
【符号の説明】
【００４４】
２０    除霜ヒーター
２１    ヒーター線
２２    栓
２３    内側の管
２４    外側の管
２７    熱交換器
２８    フィン
２８ａ    貫通孔
３０    熱交換ユニット
３８ａ    切欠き部
【図１】
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【図２】
2005098538.tif 000004
【図３】
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【図４】
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