除霜ヒータ

【課題】
外側を金属管とした二重管構造の除霜ヒータにおいて、金属管の表面温度を３９４℃未満に抑制できる、除霜ヒータ、を提供すること。
【解決手段】
金属管２と、金属管２に挿通されたガラス管３と、ガラス管３に挿通された電熱線４と、金属管２及びガラス管３の両端部を封止する封止キャップ５と、を備えており、冷蔵庫の冷却器１０に対して除霜を行う、除霜ヒータ１において、金属管２の、冷却器１０とは反対側に、金属管２内部を外気に通じさせる開放部７１、７２が設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用の冷蔵庫の冷却器を除霜するための除霜ヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫の冷却器の冷媒としては、オゾン層破壊防止や地球温暖化防止という環境規制の要請から、炭化水素系冷媒であるイソブタンが使用されるようになってきている。イソブタンは、従来の冷媒である代替フロンとは異なって、可燃性媒体であり、４９４℃で発火する。それ故、イソブタンを冷媒として用いる場合において、表面温度がイソブタンの発火点付近まで高くなる除霜ヒータを用いると、冷媒が漏洩した場合に、発火、爆発の恐れがある。そこで、日本電機工業会は、イソブタンを冷媒として用いる場合の除霜ヒータにおいては、安全基準として、表面温度がイソブタンの発火点より１００℃低い３９４℃未満でなければならない、と規定している。
【０００３】
ところで、除霜ヒータとしては、ガラス管に電熱線を挿通させてなる一重ガラス管構造のものが、従来から一般的に使用されてきた。しかし、一重ガラス管構造の除霜ヒータでは、ガラス管の表面温度が５６４℃以上に達する。従って、イソブタンを冷媒として用いる場合の除霜ヒータとしては、従来の一重ガラス管構造のものを使用することはできなくなった。
【０００４】
そこで、特許文献１に示すような、二重ガラス管構造の除霜ヒータが開発された。これは、電熱線が挿通されたガラス管を、更に大径のガラス管に、挿通させてなるものである。これによれば、外側のガラス管が大きな表面積を有しているために、表面温度が抑制されるが、それでも、内側のガラス管の表面温度が３９４℃以上となっていた。
【０００５】
そこで、特許文献２に示すような、外側を金属管とした二重管構造の除霜ヒータが開発された。
【特許文献１】特開２００２−１９５７３５号公報
【特許文献２】特開２００４−４４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、外側を金属管とした二重管構造の除霜ヒータにおいても、ガラス管の表面温度が３９４℃以上となっていた。
【０００７】
更に、シリコンゴムからなる封止キャップを用いた場合には、封止キャップの上限温度を１８０℃以下に維持しなければならないという制約がある。
【０００８】
本発明は、外側を金属管とした二重管構造の除霜ヒータにおいて、ガラス管の表面温度を３９４℃未満に抑制できる、除霜ヒータ、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】
【０００９】
請求項１記載の発明は、金属管と、金属管に挿通されたガラス管と、ガラス管に挿通された電熱線と、金属管及びガラス管の両端部を封止する封止キャップと、を備えており、冷蔵庫の冷却器に対して除霜を行う、除霜ヒータにおいて、金属管及び封止キャップの少なくとも一方に、金属管内部を外気に通じさせる開放部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、金属管が、本体とリング体とを相互に嵌合させて組み合わせることにより構成されており、本体及びリング体の少なくとも一方に開放部が設けられているものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、開放部が、金属管の壁を貫通して形成した開口からなっているものである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、開放部が、封止キャップを貫通して形成した開口からなっているものである。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、開放部が、上記開口を、多孔板で塞いでなるものである。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、開放部が、上記開口に、多孔板を嵌め込んでなるものである。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、上記多孔板が、３０メッシュ以上の網体である。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明において、開放部が、金属管の壁自体を多孔状に形成してなる多孔壁部からなっているものである。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明において、開放部が、封止キャップの近傍の金属管に設けられているものである。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明において、金属管の内表面及び外表面の内の少なくとも一方が、金属管の構成材料である金属よりも遠赤外線に関する放射率が高くなるよう処理されているものである。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１記載の発明において、封止キャップに、ガラス管内部を外気に通じさせる通路が形成されているものである。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、請求項２記載の発明において、開放部の一部が、本体とリング体との嵌合によって、任意の広さだけ塞がれているものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載の発明によれば、金属管の内部空間の熱を開放部から外部に放出できる。そのため、金属管の内部空間の温度上昇、ひいては、ガラス管の表面温度の上昇を、抑制できる。したがって、ガラス管の表面温度を３９４℃未満に抑制でき、また、金属管の表面温度も２２０℃未満に抑制できる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、リング体を本体に嵌合させるだけで、金属管に開放部を設けることができるので、開放部を容易に製作できる。
【００２３】
請求項３又は４に記載の発明によれば、開放部を極めて簡単に形成できる。
【００２４】
請求項５又は６に記載の発明によれば、万一、金属管内部が高温になりすぎて、金属管内部に漏洩した冷媒が発火した場合でも、火炎が開放部から外部へ出てしまうのを多孔板によって防止できる。したがって、万一の場合でも、発火による事故の拡大を防止でき、外部に対する除霜ヒータの安全性を向上できる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、火炎が開放部から外部へ出てしまうのを確実に防止できる。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、多孔板やそれを固定するための固定具が不要であるので、構成を簡素化でき、また、容易に製作できる。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、金属管の内部空間の封止キャップの近傍の温度上昇を積極的に抑制できる。そのため、封止キャップの上限温度を１８０℃以下に維持しなければならないという制約を、充足することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明によれば、除霜ヒータからの熱の放射を増大でき、それ故、除霜効果を向上できる。また、電熱線から発せられる熱を逐次積極的に放熱できるので、金属管内部の温度を低く抑制でき、この点からも、ガラス管の表面温度を低温に抑制でき、それ故、金属管の表面温度の安全基準を完全に満たすことができる。
【００２９】
請求項１１記載の発明によれば、ガラス管内部の高温空気を通路から放出できるので、ガラス管内部の温度を３９４℃未満に確実に抑制できる。
【００３０】
請求項１２記載の発明によれば、リング体によって開放部の広さを任意に調節できるので、ガラス管の表面温度を任意に調節できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１は本発明の除霜ヒータの断面正面図、図２は図１のII−II断面図である。除霜ヒータ１は、金属管２及びガラス管３からなる二重管構造を有している。即ち、除霜ヒータ１は、金属管２と、金属管２に挿通されたガラス管３と、ガラス管３に挿通された電熱線４と、金属管２及びガラス管３の両端部を封止する封止キャップ５と、からなっている。電熱線４は、封止キャップ５においてリード線６に接続している。封止キャップ５はシリコンゴムでできている。除霜ヒータ１は、一般に、冷蔵庫内の冷却器１０の直下に水平に配置されている。
【００３２】
そして、本発明の除霜ヒータ１においては、図１のIII矢視図である図３に示すように、冷却器１０に対して真反対側の、金属管２の壁に、金属管２内部を外気に通じさせる開放部７１、７２が形成されている。開放部７１、７２は、壁を貫通して形成された開口からなっている。開放部７１、７２は、封止キャップ５の近傍に形成されている。
【００３３】
ところで、金属管及びガラス管からなる二重管構造の除霜ヒータにおいては、電熱線４から放射された遠赤外線が、ガラス管３を経て、金属管２の内表面２１に照射され、反射を繰り返して、金属管２の内部空間の温度を高める。この際、金属管２の内部空間にあるガラス管３の表面温度は３９４℃以上となり、これでは、上述した安全基準を満たすことができない。しかしながら、上記構成の除霜ヒータ１においては、金属管２の内部空間が開放部７１、７２を介して外部に開放されているので、金属管２の内部空間の熱が外部に放出される。そのため、金属管２の内部空間の温度上昇、ひいては、ガラス管３の表面温度及び金属管２の表面温度の上昇が、抑制される。したがって、ガラス管３の表面温度を３９４℃未満に抑制できる。
【００３４】
しかも、上記構成の除霜ヒータ１においては、開放部７１、７２が封止キャップ５の近傍に形成されているので、金属管２の内部空間の封止キャップ５の近傍の温度上昇を積極的に抑制できる。そのため、封止キャップ５の上限温度を１８０℃以下に維持しなければならないという制約を、充足することができる。
【００３５】
更に、開放部７１、７２が開口からなっているので、開放部を極めて簡単に形成できる。
【００３６】
なお、上記構成の除霜ヒータ１においては、更に、次のような構成を採用するのが好ましい。
【００３７】
（１）金属管２の内表面２１及び外表面２２の内の少なくとも一方が、金属管２の構成材料である金属よりも遠赤外線に関する放射率が高くなるよう処理されている。処理としては、例えば、次の２つの方法を用いることができる。
・高放射性材料からなる塗膜を形成する。
・陽極酸化処理した後に着色処理する。
【００３８】
これによれば、次のような作用効果を奏する。すなわち、金属管２の内表面２１が上記処理されている場合には、電熱線４の発した遠赤外線は、内表面２１にて瞬時に吸収されて熱変換され、外表面２２から対流によって冷却器１０へ放熱される。外表面２２が処理されている場合には、遠赤外線によって加熱されて昇温した金属管２の熱が、瞬時に冷却器１０へ放熱される。内表面２１及び外表面２２の両方が処理されている場合には、電熱線４の発した遠赤外線は、内表面２１にて瞬時に吸収されて熱変換された後、外表面２２から瞬時に冷却器１０へ放熱される。したがって、上記構成によれば、除霜ヒータ１からの熱の放射を増大でき、それ故、除霜効果を向上できる。また、電熱線４から発せられる熱を逐次積極的に放熱できるので、金属管２内部の温度を低く抑制できると同時にガラス管３の表面温度も抑制でき、この点からも、金属管２の表面温度を低温に抑制して安全基準を十分に満たすことができる。
【００３９】
（２）図４に示すように、封止キャップ５に、ガラス管３内部を外気に通じさせる通路５１が形成されている。通路５１は、ガラス管３の端縁が封止キャップ５に当接する部分から、封止キャップ５を貫通して、形成されている。
【００４０】
これによれば、ガラス管３内部の高温空気を通路５１から放出できるので、ガラス管３内部の温度を３９４℃未満に確実に抑制できる。
【００４１】
（実施形態２）
本実施形態では、図５に示すように、開放部７１、７２が、開口８１、８２（図６）を多孔板９１で内側から塞いでなるものである。その他は実施形態１と同じである。
【００４２】
多孔板９１としては、例えば、ステンレス網を用いる。ステンレス網としては、例えば、線径０．１８ｍｍ、３０メッシュ、開口率６２％のものが好ましい。
【００４３】
多孔板９１は、例えば、図６に示すように設ける。すなわち、筒状の多孔板９１を、金属管２の、開口８１、８２が位置する部分に、内嵌させ、内側からリテーナースプリング９２で固定する。
【００４４】
本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果を発揮できる。しかも、万一、金属管２内部に漏洩した冷媒が発火した場合でも、火炎が開放部７１、７２から外部へ出てしまうのを多孔板９１によって防止できる。したがって、万一の場合でも、発火による事故の拡大を防止でき、外部に対する除霜ヒータ１の安全性を向上できる。
【００４５】
（実施形態３）
本実施形態では、図７に示すように、開放部７１が、金属管２の壁を多孔状に形成してなる多孔壁部からなるものである。開放部７２も同様である。その他は実施形態１と同じである。
【００４６】
多孔壁部は、金属管２の壁を機械加工して形成する。機械加工としては、例えば、プレス加工、ドリル加工、放電加工、レーザー加工などがある。ドリル加工で丸孔を多数形成する場合には、例えば、丸孔の径０．７０ｍｍ、開口率６２％が好ましい。
【００４７】
本実施形態によれば、実施形態２と同様の効果を発揮できる。しかも、多孔板９１やリテーナースプリング９２が不要であるので、実施形態２に比して、構成を簡素化でき、また、容易に製作できる。
【００４８】
（実施形態４）
本実施形態では、図８に示すように、開放部７１が、開口８１に多孔板９３を嵌め込んで構成されたものである。開放部７２も同様である。その他は実施形態１と同じである。
【００４９】
多孔板９３は、開口８１に嵌め込まれると金属管２の壁を構成する湾曲状のものである。多孔板９３としては、例えば、実施形態２の多孔板９１と同じ網体９３０を開口８１の大きさに裁断して周縁を枠９３１で囲んでなるものを使用する。
【００５０】
本実施形態によれば、実施形態２と同様の効果を発揮できる。しかも、容易に製作できる。
【００５１】
（実施形態５）
本実施形態では、図９に示すように、金属管２が、本体２０と、本体２０の端部に嵌合されたリング体２０Ａと、で構成されている。そして、リング体２０Ａに開放部７６が設けられている。なお、本体２０の他端部にも、開放部を有するリング体２０Ａを嵌合させてもよい。また、開放部は、実施形態１〜４のいずれの形態のものでもよい。
【００５２】
本実施形態によれば、開放部７６を有するリング体２０Ａを本体２０に嵌合させるだけで、金属管２に開放部を設けることができるので、開放部を有する金属管を容易に製作できる。
【００５３】
（実施形態６）
本実施形態では、図１０に示すように、リング体２０Ｂが本体２０に外嵌して設けられており、本体２０の開放部７７の開放の程度がリング体２０Ｂによって調節されている。
【００５４】
本実施形態によれば、開放部７７の開放の程度を任意に調節できるので、ガラス管３の表面温度を任意に調節できる。
【００５５】
なお、図１０ではリング体２０Ｂを外嵌させているが、図１１に示すように、リング体２０Ｂを内嵌させてもよい。
【００５６】
（実施形態７）
本実施形態では、図１２に示すように、金属管２が、リング体２０Ｃを２つの本体２０の間に外嵌させて構成されている。そして、リング体２０Ｃに開放部７８が設けられている。
【００５７】
本実施形態によれば、実施形態５と同様に、開放部を有する金属管を容易に製作できる。しかも、２つの本体２０の長手方向の熱膨張を、リング体２０Ｃによって、長手方向に吸収できるので、金属管２の熱膨張による変形を防止できる。
【００５８】
なお、図１２ではリング体２０Ｃを外嵌させているが、リング体２０Ｃは内嵌させてもよい。
【００５９】
（実施形態８）
本実施形態では、図１３に示すように、封止キャップ５に、金属管２内部を外気に通じさせる開放部５２が設けられている。開放部５２は、封止キャップ５を金属管２の内部から貫通して形成した開口からなっている。開放部５２では、更に、開口の出口が多孔性の蓋５２１で塞がれている。
【００６０】
本実施形態においても、開放部５２は、実施形態１〜７の開放部と同様の作用効果を奏し、また、蓋５２１は、実施形態２〜４の多孔板や多孔壁部と同様の作用効果を奏する。したがって、本実施形態によれば、金属管２に開放部を設けた実施形態１〜７と同様の効果を発揮できる。
【００６１】
（別の実施形態）
（１）開放部の配設パターンは、実施形態１〜４の開放部７７のように金属管２の両端部に設ける場合に限るものではない。例えば、次のようなパターンを採用してもよい。もちろん、どのようなパターンの開放部であっても、実施形態１のように開口のみで構成したり、実施形態２のように開口を多孔板で塞いで構成したり、実施形態３のように多孔壁部で構成したり、実施形態４のように開口に多孔板を嵌め込んで構成したりするのは、任意である。
【００６２】
（Ａ）図１４では、金属管２の両端部に開放部７１、７２が、及び、長手方向中央部に開放部７３が、設けられている。これによれば、金属管２の内部空間の両端部及び中央部の温度上昇を抑制できる。
【００６３】
（Ｂ）図１５では、金属管２の長手方向全体に延びた開放部７４が設けられている。これによれば、金属管２の内部空間の温度上昇を、金属管２の長手方向全体に渡って抑制できる。
【００６４】
（Ｃ）図１６では、金属管２の長手方向全体に渡って並べられた多数の開放部７５が設けられている。これによれば、金属管２の内部空間の温度上昇を、金属管２の長手方向略全体に渡って抑制できる。
【００６５】
（２）開放部の位置は、上記実施形態のように、金属管２の、冷却器１０に対する真反対の位置に、限るものではなく、例えば、図１７に示すように、金属管２の冷却器１０側であってもよい。
【００６６】
図１７では、金属管２の一方の端部の、冷却器１０側に、開放部７９１が設けられ、他方の端部の、冷却器１０とは反対側に、開放部７９２が設けられている。更に、開放部７９１の上方には、開放部７９１を覆う傘部材９９が設けられている。
【００６７】
図１７の例においても、開放部は、実施形態１〜７の開放部と同様の作用効果を奏する。しかも、開放部７９１と開放部７９２との間に空気の流れが生じやすいので、金属管２の内部空間全体の温度上昇を抑制できる。更に、傘部材９９によって、開放部７９１への水滴の落下を防止できるので、金属管２内に水が溜まるのを防止でき、また、水滴がガラス管３に接触して蒸発することによる音の発生を、防止できる。
【００６８】
しかるに、開放部の位置は、金属管２の、冷却器１０に対する真反対の位置が最も好ましく、図２に示すＲの範囲内、すなわち、真反対から両側に９０度の範囲内、が次に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の除霜ヒータは、外側を金属管とした二重管構造の除霜ヒータにおいて、金属管の表面温度を３９４℃未満に抑制できるので、非常に安全性が高く、それ故、産業上の利用価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態１の除霜ヒータの断面正面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII矢視図である。
【図４】除霜ヒータの封止キャップの部分を示す断面部分図である。
【図５】実施形態２の除霜ヒータの図３に相当する図である。
【図６】実施形態２の除霜ヒータの部分縦断面図である。
【図７】実施形態３の除霜ヒータの断面部分図である。
【図８】実施形態４の除霜ヒータの分解部分図である。
【図９】実施形態５の除霜ヒータの一部縦断面部分図である。
【図１０】実施形態６の除霜ヒータの一部縦断面部分図である。
【図１１】実施形態６の別の例の除霜ヒータの一部縦断面部分図である。
【図１２】実施形態７の除霜ヒータの部分縦断面図である。
【図１３】実施形態８の除霜ヒータの一部縦断面部分図である。
【図１４】開放部のパターンの第１例を示す、図３に相当する図である。
【図１５】開放部のパターンの第２例を示す、図３に相当する図である。
【図１６】開放部のパターンの第３例を示す、図３に相当する図である。
【図１７】開放部の位置の別の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１除霜ヒータ２金属管２０本体２０Ａリング体２１内表面２２外表面３ガラス管４電熱線５封止キャップ５１通路５２、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８開放部８１、８２、８３開口９１、９３多孔板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管と、金属管に挿通されたガラス管と、ガラス管に挿通された電熱線と、金属管及びガラス管の両端部を封止する封止キャップと、を備えており、冷蔵庫の冷却器に対して除霜を行う、除霜ヒータにおいて、
金属管及び封止キャップの少なくとも一方に、金属管内部を外気に通じさせる開放部が設けられていることを特徴とする除霜ヒータ。
【請求項２】
金属管が、本体とリング体とを相互に嵌合させて組み合わせることにより構成されており、
本体及びリング体の少なくとも一方に開放部が設けられている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項３】
開放部が、金属管の壁を貫通して形成した開口からなっている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項４】
開放部が、封止キャップを貫通して形成した開口からなっている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項５】
開放部が、上記開口を、多孔板で塞いでなるものである、請求項３又は４に記載の除霜ヒータ。
【請求項６】
開放部が、上記開口に、多孔板を嵌め込んでなるものである、請求項３又は４に記載の除霜ヒータ。
【請求項７】
上記多孔板が、３０メッシュ以上の網体である、請求項５又は６に記載の除霜ヒータ。
【請求項８】
開放部が、金属管の壁自体を多孔状に形成してなる多孔壁部からなっている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項９】
開放部が、封止キャップの近傍の金属管に設けられている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項１０】
金属管の内表面及び外表面の内の少なくとも一方が、金属管の構成材料である金属よりも遠赤外線に関する放射率が高くなるよう処理されている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項１１】
封止キャップに、ガラス管内部を外気に通じさせる通路が形成されている、請求項１記載の除霜ヒータ。
【請求項１２】
開放部の一部が、本体とリング体との嵌合によって、任意の広さだけ塞がれている、請求項２記載の除霜ヒータ。

【図１】