(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫本体内部に設けられた蒸発器と、前記蒸発器の下方に位置して前記蒸発器に付着した霜を溶かす除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、
冷媒として可燃性を有する冷媒を用い、
前記除霜ヒータの管内にはヒータ線が設けられ、前記管の外周には伝熱促進用のフィンが螺旋状に巻きつけるように設けられ、前記除霜ヒータの表面温度を冷媒の発火温度より低くする
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、可燃性を有する冷媒を用いた冷蔵庫の除霜ヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫として特開平８−１０５６８０号公報に示されている冷蔵庫を、図２、図３及び図４を参照して説明する。図２は冷蔵庫の蒸発器部分の断面斜視図、図３は除霜ヒータの要部断面図、図４は蒸発器周辺の要部正面図及び側面図である。冷蔵庫の冷媒はＨＦＣ１３４ａ（１、２、２、２−テトラフルオロエタン）を用いている。
【０００３】
図２において、１は冷蔵庫本体、２は冷凍室、３は冷蔵室である。４，５は冷凍室２、冷蔵室３からの吸込口で、ここから冷凍室２、冷蔵室３の空気が吸い込まれ、通路４’，５’を経て、冷凍室背面に設置された蒸発器６へ送られる。７は蒸発器６の下部に設置された除霜ヒータで、該除霜ヒータ７の両端はキャップ８を備えている。１０は除霜ヒータ７の上方を覆うように取り付けられた上面カバー（以下、天井カバーという）であり、この天井カバー１０は、除霜時に蒸発器６から滴下する除霜水が、高温になった除霜ヒータ７に接触して蒸発音を発生するのを防止するものである。１２は蒸発器６で冷した空気を冷凍室２へ送るファンで、１３は除霜時に蒸発器６から滴下する除霜水を冷蔵庫外へ排出するドレンである。
【０００４】
除霜ヒータ７は図３に示すガラス管ヒータが用いられており、ガラス管１４内にヒータ線１５が収められ、絶縁されたコード線１６を介して通電され発熱する。ヒータ線は、キャップ８、コード線１６により両端部で絶縁及び防水がなされている。蒸発器６は図４に示すように、出入口３０、アキュムレータ３１の出入口３２でろう付け接続されている。
【０００５】
また別の従来例の冷蔵庫を図５に示す、図５は蒸発機周辺の要部正面図及び側面図である。図５において除霜ヒータ７はシースヒータで蒸発器６のフィン２３の角部に接触するように固定され蒸発器６の表裏両面に設置されている。３３は樋２５に設置されたヒータである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現在冷蔵庫に使用されている冷媒ＨＦＣ１３４ａはオゾン層破壊能力はないものの二酸化炭素比で約１、３００倍の地球温暖化作用を有するため、オゾン層破壊能力が無く、且つ地球温暖化作用の小さいイソブタンやプロパンといった炭化水素系冷媒への代替が近年社会的に求められるようになっている。
【０００７】
冷蔵庫用としては熱物性から冷凍サイクルの効率の高いイソブタンが有力視されているが、イソブタンは可燃性を有するため、冷凍サイクルからの冷媒漏れ防止とともに、万一冷媒漏れ時には電装品から着火することを防止することが重要な課題となっている。現状のガラス管ヒータの表面温度は、イソブタンの空気中での発火温度を超える場合があるため、安全面からヒータ表面温度を低下させねばならないという課題があった。
【０００８】
また、ヒータ線温度はガラス管表面温度より高くなるため、キャップ８とガラス管１４が完全に密閉されていない場合、漏洩冷媒がガラス管内に侵入して、剥き出しのヒータ線で着火する虞があるという課題がある。
【０００９】
図５に示す冷蔵庫ではシースヒータを用い、ヒータ表面温度を下げて除霜を行うことができるが、ヒータを蒸発器表裏に配置しなければならない。そのため冷媒の冷蔵庫内への漏れ防止のため配管接続部３０，３１を本体１内に設けた場合、蒸発器６は剛に（動かせないように）固定され、蒸発器６の裏側のヒータ７は故障時には交換できなくなるという虞れがある。
【００１０】
また、蒸発器に付着した霜の内側から加熱するため、除霜中に霜が塊となって落下する場合があり、樋２５に落下した霜の塊を溶かすための樋ヒータ３３が別途必要となり、部品点数と設置スペースの増加が避けられない。さらに蒸発器６の表裏全面にわたってヒータ７を設置するため、冷蔵庫の通常冷却運転時にはヒータ７により蒸発器６の通風抵抗が増加し、ファン１２による風量が減少するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、除霜ヒータ温度が冷媒のイソブタンの発火温度以上に上昇することが無く、万一可燃性の冷媒が冷蔵庫内に漏れた場合でも除霜ヒータにより発火することがない安全な冷蔵庫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】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
【００１３】
冷蔵庫本体内部に設けられた蒸発器と、前記蒸発器の下方に位置して前記蒸発器に付着した霜を溶かす除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、
冷媒として可燃性を有する冷媒を用い、
前記除霜ヒータの管内にはヒータ線が設けられ、前記管の外周には伝熱促進用のフィンが螺旋状に巻きつけるように設けられ、前記除霜ヒータの表面温度を冷媒の発火温度より低くする冷蔵庫。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る除霜ヒータについて、図面に基づいて説明する。ここで、従来例と同一の構成部分については同一符号を付し説明を省略する。図１は本発明の第一の実施形態の除霜ヒータの要部断面図であり、図６は本発明の冷蔵庫の蒸発器周辺要部の正面図及び側面図である。ここで、１７はシース管、１８は絶縁材、１９はフィンである。シース管中に絶縁材１８に充填されたヒータ線１５が収められ、両端部をキャップ８により絶縁密封し、外部からコード線１６を介して通電され、加熱が行われる。シース管１７外周にはフィン１９が設けられ、周囲空気との伝熱が促進される。
【００１８】
除霜ヒータ７に通電が行われると、シース管１７及びフィン１９の温度が上昇し、輻射及び自然対流により、着霜した蒸発器６が加熱され、蒸発器に付着した霜が溶かされる。除霜ヒータ７にはフィン１９が設けられ、表面積が大幅に増加するため、従来のガラス管ヒータに比べ除霜ヒータ表面温度を下げた場合でも、従来と同程度の除霜に要する加熱量を蒸発器に伝達できる。したがって、万一配管が破損するなどしてイソブタンのような可燃性の冷媒が漏れていたとしても、除霜ヒータ表面で発火温度に達しないため、発火する危険が無い。除霜ヒータの温度はイソブタンの最低発火温度約４００°Ｃより１００°Ｃ下げた３００°Ｃ程度に設定することで安全性を高める。
【００１９】
さらにヒータ線１５が絶縁材１８で充填密封されていて、剥ぎ出しにならないためヒータ線１５に漏れた冷媒が接触して発火するという危険が無い。またヒータ７はガラス管ヒータと同様に蒸発器６の下部に設置されるため、故障時に容易に交換作業を行うことができる。
【００２０】
さらに、ヒータとしてＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｔ）ヒータのように所定温度以上に温度が上昇しないヒータを用いることで、さらに除霜ヒータの安全性を高くした構成としてもよい。
【００２１】
また、ヒータ線１５が絶縁材１８中にあり、絶縁が確実に行われるため、図７に示すように、ヒータ線１５を一端で折り返す構成として、コード線１６を一方のキャップ８から取り出す配線としてもよい。この構成により、ヒータ外部と防水、絶縁すべきキャップ８が一方だけになり、水の侵入に対する信頼性を高くすることができる。またコード線１６はヒータ７の一端から２本まとめて引き出せるため、庫内に収納する際の配線を、図４に示す両端から引き出す場合に比べて短くすることができ、配線収納性及び取り付け作業性が向上する。
【００２２】
除霜ヒータ７のフィン１９は図７に示すように独立したフィンでも良いし、図８に示すように、シース管１７にフィンを螺旋状に巻き付ける構成として製作しやすくしたものを用いてもよい。また除霜ヒータ７は図９に示すようにフィン１９を有する平板状容器３４にヒータ線１５を接続密封したものを用いても、上記したものと同様の効果を得ることができる。
【００２３】
上記した除霜ヒータ７はいずれも蒸発器６の下方に蒸発器６とは分離して設置されるため、冷蔵庫の通常冷却運転時に、図５に示す従来の冷蔵庫の場合のように通風抵抗が増加することがなく、効率的な冷却を行うことができる。
【００２４】
別の除霜ヒータの実施形態として図１０に基づいて説明する。図１０において、２０は芯、２１は導電性皮膜、２４は絶縁皮膜である。芯２０に設置されたフィン１９の表面に絶縁皮膜２４を形成し、さらに前記絶縁皮膜２４上に導電性皮膜２１を塗布してコード線１６により通電することで除霜ヒータ７を構成する。
【００２５】
該除霜ヒータは上述したフィン付除霜ヒータ管と同様の作用をなし、フィンにより表面積を増加し、フィン表面温度を低下できるものであり、また構成が簡略であることから上述したシース管ヒータを用いる場合よりも安価な除霜ヒータを提供できる。
【００２６】
さらに別の除霜ヒータの実施形態として図１１に基づいて説明する。図１１において、２２は蒸発器６の伝熱管、２３は蒸発器伝熱管２２のフィン、２１は導電性皮膜、２４は絶縁皮膜である。図１１では説明のため、手前側のフィン２３の下側部分について導電性皮膜２１を透過して表示しているが、蒸発器伝熱管２２のフィン２３上に、絶縁膜２４及び導電性皮膜２１を順に塗布して、回路パターンを描いて除霜ヒータを形成する。回路パターンの形成によりフィン２３の熱抵抗が増加し、本来の熱交換器としての性能が低下するため、回路パターン部は小面積に抑えるものとする。
【００２７】
着霜状態のフィン２３を直接加熱できるため、ヒータとなる導電性皮膜の温度をイソブタンなどの可燃性冷媒の発火温度より十分低くすることができ、安全に除霜を実施できる。或いは、図示しないがフィン２３の両面に導電性皮膜２１を塗布した構成としてもよい。
【００２８】
また、本発明は、従来の冷媒ＨＦＣ１３４ａを用いた冷蔵庫の除霜ヒータに適用してもよく、ヒータ表面温度を従来より下げ、除霜に要する消費電力を低減することができる。
【００２９】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、次のような構成例並びに機能乃至作用を奏するものを含むものである。
【００３０】
冷蔵庫本体内部に設けられた蒸発器と、この蒸発器の下方に位置して当該蒸発器に付着した霜を溶かす除霜ヒータとを備えた冷蔵庫において、除霜ヒータのヒータ線を絶縁材で充填された管内に設け、該ヒータ管に伝熱促進用のフィンを設けるものである。
【００３１】
このような除霜ヒータを用いて除霜を行えば、フィンにより周辺空気と熱交換する除霜ヒータ表面積が増加するため、従来のガラス管ヒータに比べ除霜ヒータ表面温度を下げた場合でも、従来と同程度の除霜に要する加熱量を蒸発器に伝達できる。したがって、万一イソブタンのような可燃性の冷媒が漏れていたとしても、除霜ヒータ表面で発火温度に達しないため、発火する危険が無い。さらにヒータ線１５が絶縁材１８で充填密封されていて、剥き出しにならないためヒータ線１５に漏れた冷媒が接触して発火するという危険が無い。また、ヒータとしてＰＴＣヒータのように所定温度以上に温度が上昇しないものを用いることで、さらに除霜ヒータの安全性を高くしてもよい。
【００３２】
また、冷蔵庫本体内部に設けられた蒸発器と、この蒸発器の下方に位置して当該蒸発器に付着した霜を溶かす除霜ヒータとを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータは、フィンを有する本体に発熱体としての導電性皮膜を塗布したものである。即ち、芯に設置されたフィンの表面に導電性皮膜を塗布してコード線により通電することで除霜ヒータを構成する。該除霜ヒータは上述したフィン付除霜ヒータ管と同様の作用をなし、フィンにより表面積を増加し、フィン表面温度を低下できるものであり、また構成が簡略であることから上述したシース管ヒータを用いる場合よりも安価な除霜ヒータを提供できる。
【００３３】
また、冷蔵庫本体内部に設けられたフィンを有する蒸発器を備えた冷蔵庫において、該蒸発器のフィンにフィンと絶縁された発熱体としての導電性皮膜を塗布して成る除霜ヒータを設けるものである。即ち、蒸発器伝熱管のフィン上に絶縁膜及び導電性皮膜を順に塗布して、蒸発器フィン上に除霜ヒータを形成する。蒸発器をフィンから直接加熱できるため、ヒータとなる導電性皮膜の温度をイソブタンなどの可燃性冷媒の発火温度より十分低くすることができ、安全に除霜を実施できる。また従来のように蒸発器の下方に除霜ヒータ、天井カバー等の設置スペースが不要になる。
【００３４】
本発明によれば、フィン付密封シース管ヒータにより除霜を行うことで、フィンにより周辺空気と熱交換する除霜ヒータ表面積が増大するため、従来のガラス管ヒータに比べ除霜ヒータ表面温度を下げた場合でも、従来と同程度の除霜に要する加熱量を蒸発器に伝達でき、万一イソブタンのような可燃性の冷媒が漏れていたとしても、除霜ヒータ表面で発火温度に達しないため、発火する危険が無い。さらに蒸発器の設置、交換作業は従来と同様に容易に行うことができる。
【００３５】
また本発明の別の実施の形態によれば、芯に設置されたフィンの表面に導電性皮膜を塗布して形成した除霜ヒータを用いて、上述したフィン付除霜ヒータ管と同様の作用をなす除霜ヒータを安価に提供できる。
【００３６】
また本発明の別の実施の形態によれば、導電性皮膜を塗布して、蒸発器フィン上に除霜ヒータを形成し、蒸発器をフィンから直接加熱し、ヒータとなる導電性皮膜の温度をイソブタンなどの可燃性冷媒の発火温度より十分低下することができ、安全に除霜を実施できる。
【発明の効果】
本発明によれば、除霜ヒータ温度が冷媒のイソブタンの発火温度以上に上昇することが無く、万一可燃性の冷媒が冷蔵庫に漏れた場合でも除霜ヒータにより発火することがない安全な冷蔵庫とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る除霜ヒータの構成を示す図である。
【図２】従来の冷蔵庫における蒸発器周辺の構成を示す図である。
【図３】従来の除霜ヒータの一例を示す図である。
【図４】従来の蒸発器周辺の要部を示す図である。
【図５】他の従来例における蒸発器周辺の要部を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る蒸発器周辺の構成を示す図である。
【図７】本実施形態に係る除霜ヒータの構成例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る除霜ヒータの他の構成例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る除霜ヒータの更に他の構成例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る除霜ヒータのフィン構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る蒸発器伝熱管フィンを除霜ヒータとして用いる構成を示す図である。
【符号の説明】
１  冷蔵庫本体
２  冷凍室
３  冷蔵室
６  蒸発器
７  除霜ヒータ
８  キャップ
１０  天井カバー
１２  冷却ファン
１４  ガラス管
１５  ヒータ線
１６  コード線
１７  シース管
１８  絶縁材
１９  除霜ヒータフィン
２０  芯
２１  導電性皮膜
２２  蒸発器伝熱管
２３  蒸発管フィン
２４  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003955412.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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