CN102668690A

CN102668690A - 加热装置

Info

Publication number: CN102668690A
Application number: CN2010800586037A
Authority: CN
Inventors: 宫本聪
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: WO2011078320A1; JP4965637B2; US9191996B2; US20120260690A1; CN102668690B; JP2011134531A

Abstract

本发明提供加热装置。本发明通过分割加热器的容量（加热线），并将分割后的加热线之间在加热器的外部连接，在100V系列或200V系列的电源电压下，通过改变外部连接方式，即使处于连续通电状态下也能将加热器温度控制在安全的范围，能够使用共通的加热器，可以抑制管理成本。此外，对于埋设在冰箱的隔热层中的加热器，由于加热线在隔热层的外部相互连接，所以也能降低因安装错误带来的生产损失，可以实现加热器的通用化。

Description

加热装置

技术领域

本发明涉及冰箱等电气设备所使用的加热装置。

背景技术

通常，冰箱通过在真空成形的内箱与其外侧的金属外壁之间形成的空间中注入聚氨酯泡沫隔热材料，并使所述隔热材料发泡，而形成包围冰箱储藏室三个方向的壁面，而且在所述储藏室的开口部上开关自如地设置有门，该门同样在内部填充有聚氨酯泡沫隔热材料。

此外，在冰箱的室内配置有大量的电气元件，例如设置于室内的用于检测各储藏室的温度或检测除霜结束的各种温度传感器、向各储藏室输送冷气的送风机、用于调整冷气送风量的挡板等，这些电气元件借助导线连接在室外设置的控制基板上。

此外，冰箱中使用了用于补偿室内温度、防止冷凝、防止结冰、除霜等加热器（例如参照专利文献1）。这些加热器借助隔热层内的导线连接至室外的控制基板。此外，从保证收纳内部容积和使人难以触摸等安全性方面考虑，冷凝防止用的加热器和储藏室温度补偿用的加热器配置在聚氨酯隔热层侧。

专利文献1：日本实用新型公开公报实开昭61-203285号

然而，由于使用区域（国家）不同冰箱的电源电压也不同，所以需要按照每种电源电压使用专用的加热器，为了使用相同的外观部件且对应更大范围的使用区域，希望使加热器通用化。

此外，对于冷凝防止用的加热器和储藏室温度补偿用的加热器，为了降低管理成本，且消除不同机种需要安装不同种类加热器时因机种之间的安装错误带来的生产损失，希望实现通用化，以使不同机种的冰箱可以使用相同种类的加热器。

对于冰箱，在聚氨酯发泡后更换配置在隔热层内的加热器十分困难。因此，当加热器安装错误时，完全属于浪费而发生巨大的生产损失。例如，蔬菜室的温度补偿用的加热器、供水容器的结冰防止用的加热器以及冰箱门的结合面的冷凝防止用的加热器都是在聚氨酯发泡前安装，而在外壳和门的聚氨酯发泡后，如果不破坏外壳和门，则难以取出加热器。

此外，希望温度补偿用、结冰防止用、冷凝防止用等加热器使用相同的加热器而实现通用化，由于各用途的发热量不同，为了实现所述通用化，需要将通电时间和休止时间作为一个周期，通过调整机构调整作为所述一个周期中的通电时间比率的通电率，来调整加热器的发热量。可是，当加热器的通电率调整机构意外发生故障时，加热器处于连续通电状态，可能会超过安全的温度范围。

因此，通用化的加热器仅限于极少的用途。特别是，供水容器的结冰防止用的加热器和冰箱门的冷凝防止用的加热器的尺寸小，难以将加热线的功率密度（加热器容量（功率）除以加热器表面积的值，即每单位面积的功率，或者是加热器容量（功率）除以加热线长的值）控制在安全的范围。

此外，如专利文献1所述，可以考虑通过使用分压电路、变压器进行变压，来实现加热器的通用化，但是这些方法不仅成本高，而且设置变压器等还需要占据多余的空间而成为缺点。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供在冰箱等电气设备上能实现加热器通用化的加热装置。

为了实现上述目的，本发明的加热装置将包含加热线的加热器内置于封装构件中，所述加热装置的特征在于，所述加热器的加热线分割为多条加热线，且对应电源电压将分割后的加热线之间在所述封装构件的外部连接。

按照上述结构，由于分割加热器的加热线（加热器容量），并将分割后的加热线之间在封装构件的外部连接，所以通过根据电源电压规格改变加热线的连接方式，可以改变加热器发热量，即使在连续通电状态下也能够将加热器温度控制在安全的范围。因此，例如100V系列（100V～127V）和200V系列（200V～240V）的任意一种电源电压规格下都可以使用共通的加热器，能够抑制管理成本。而且，由于任意一种电源电压规格下都可以使用共通的加热器，所以不必因加热器的安装错误而破坏封装构件，从而可以减少生产损失。

封装构件包含于内置加热器的所有电气设备。特别优选应用于埋设有加热器而不破坏就不能取出加热器的封装构件。例如，优选应用于在聚氨酯隔热层构成的封装构件中埋设有加热器的电气设备。这种电气设备以冰箱为代表，还可以列举地毯形暖气、地热设备。

此外，作为在封装构件的外部根据电源电压规格而改变连接方式的方法，包括将分割后的加热线之间并联或串联。例如，在电源电压为100V系列的情况下，将分割后的加热线之间并联，在200V系列的情况下，将分割后的加热线之间串联，可以抑制各加热线的发热量。

作为加热线之间的外部连接的方式，利用了控制加热器的控制基板。即，在控制基板上形成有构成加热器的电气线路一部分的配线图案，并通过所述配线图案将加热线之间并联或者串联。

作为优选的实施方式，准备具有将加热线之间并联的配线图案的第一控制基板，以及具有将加热线之间串联的配线图案的第二控制基板，并根据电源电压规格，决定使用哪一个控制基板即可。

将加热线之间并联的加热装置中，驱动控制加热器的第一控制基板设置在封装构件的外部，且在该第一控制基板上形成有将多条加热线之间并联的配线图案，端部导线连接在所述加热线的两端部上，中间导线将分割后的加热线之间在加热器的外部连接，所述端部导线和所述中间导线导出到所述封装构件的外部并连接在所述第一控制基板的连接部上，将分割后的加热线之间并联。

将加热线之间串联的加热装置中，驱动控制加热器的第二控制基板设置在封装构件的外部，且在该第二控制基板上形成有将多条加热线之间串联的配线图案，端部导线连接在所述加热线的两端部上，中间导线将分割后的加热线之间在加热器的外部连接，所述端部导线和所述中间导线导出到所述封装构件的外部并连接在所述第二控制基板的连接部上，将分割后的加热线之间串联。

如上所述，由于在第一控制基板或第二控制基板上进行加热器的连接，所以生产或组装时具有下述优点：不用特意（管理）将连接的加热器的电路并联或串联，只要准备规定的控制基板（第一控制基板或第二控制基板），并将来自加热器的导线安装到所述控制基板上，则加热器的连接方式可自行确定。

此外，加热线之间并联的加热装置以及加热线之间串联的加热装置中，在封装构件的外部设置有改变加热器的通电率的变更部，并利用所述变更部调整加热器的发热量。

由此，即使电源电压是例如100V～127V（100V系列）的规格或200V～240V（200V系列）的规格，通过变更部改变加热器的通电率，可以对应这些范围内的发热量调整。

特别是，上述结构的加热装置可以组装到具有隔热箱体的冰箱上，所述隔热箱体在由内箱和外壁构成的空间中填充形成聚氨酯泡沫等隔热层，且内箱的内部为储藏室。即，上述加热装置的加热器埋设在隔热层中，对应电源电压将分割后的加热线之间在所述隔热层的外部连接。

由此，即使在聚氨酯发泡后，也能够通过更换控制基板，在隔热层的外部进行对应于电源电压规格的连接，可以抑制生产损失。

对于将加热装置组装到冰箱的方法，所述冰箱包括隔热箱体，所述隔热箱体在由内箱和外壁构成的空间中填充形成聚氨酯泡沫等隔热层，且内箱的内部为储藏室，所述冰箱的加热装置组装方法的特征在于，将具有分割为多条的加热线的加热器埋设在所述隔热层中，将所述加热线的两端部上连接的端部导线，以及连接分割后的加热线之间的中间导线从隔热层导出到外部，将所述端部导线和中间导线连接到控制加热器的控制基板的连接部上，利用控制基板上形成的配线图案，将加热线之间并联或串联。

如上所述，通过分割加热器的容量（加热线），并根据电源电压规格改变连接，例如对于100V系列和200V系列双方的电源电压可以使用共通的加热器，抑制了管理成本，并且可以降低因安装错误带来的生产损失。

如上所述，按照本发明，由于分割加热器的容量（加热线），并将分割后的加热线之间在加热器的外部进行连接，所以根据电源电压改变连接方式，即使在连续通电状态下也可以将加热器温度控制在安全的范围。因此，不论哪种电源电压规格都可以使用共通的加热器，抑制了管理成本，此外，由于加热线之间在加热器的外部连接，所以可以降低因安装错误带来的生产损失。

附图说明

图1是表示冰箱的铝箔加热器的俯视图。

图2是表示控制基板上的两条加热线的串联状态的图。

图3是表示控制基板上的两条加热线的并联状态的图。

图4是表示各种加热器的安装状态的冰箱的断面图。

附图标记说明

1外壳

2门

3内箱

4金属外壁

5隔热层

6储藏室

7开口部

9送风机

10挡板

11压缩机

12控制基板

13间隔壁

15结冰防止用的加热器

18温度补偿用的加热器

21金属箔

22、23加热线

24、25、26导线

29变更部

30驱动电路

31连接部

具体实施方式

参照附图说明将本发明的加热装置应用于冰箱的实施方式。如图4所示，冰箱包括外壳1和门2。外壳1在真空成形的内箱3与作为外箱的金属外壁4之间形成有空间，且所述金属外壁4配置成包围所述内箱3的外侧，向所述空间注入因化学反应而发泡的聚氨酯泡沫隔热材料，该聚氨酯泡沫隔热材料发泡并填充内部从而形成发泡隔热层5。由此，在内箱3的内侧形成储藏室6，该储藏室6具有包围三个方向的隔热壁面。

如图4所示，本例的储藏室6形成有上层的冷藏室、中层的冷冻室、下层的蔬菜室共三个室。在各储藏室6的开口部7上开关自如地设置所述门2，所述门2与上述同样地形成，在内部填充有发泡的聚氨酯隔热材料。

此外，在储藏室6的室内配置有大量的电气元件，例如检测各储藏室6的温度或检测除霜结束的各种温度传感器、向各储藏室6输送冷气的送风机9、用于调整冷气的送风量的挡板10等。这些电气元件借助未图示的导线与控制基板12连接。电气元件向控制基板12输出信号，或被来自控制基板12的指令驱动控制。

构成制冷循环系统的压缩机11设置在蔬菜室17的背面侧，且设置在外壳1的隔热层5的背面外侧所形成的空间部中。所述空间部中设有电气盒33，所述电气盒33内收容有所述控制基板12。

而且，在冷藏室和冷冻室的间隔壁13上的聚氨酯泡沫隔热层侧埋设有加热器15，用于防止供水容器14结冰。此外，在下层的蔬菜室17的隔热层侧埋设有温度补偿用的加热器18。这些结冰防止用的加热器15以及温度补偿用的加热器18在形成外壳1时埋设在隔热层5中，并且在隔热层成形后不能取出。因此，本例中可以例示发泡隔热层5，作为埋设加热器18后不经破坏就不能取出加热器18的封装构件。另外，用于对制冷循环系统的蒸发器进行除霜的除霜加热器32，在蔬菜室背面侧的冷却室内配置于蒸发器的下侧。

图1为温度补偿用的加热器的一例。所述加热器18为面状加热器，在金属箔21上以规定的功率密度将加热线22、23配置成规定的图案。加热线22、23例如通过在镍铬合金线螺旋缠绕而成的线的外周上覆盖PVC（聚氯乙烯（polyvinyl chloride）等绝缘体而形成，并配置成规定的图案，例如配置成曲折状。

所述加热线22、23在中间位置被分割为两部分，由第一加热线22和第二加热线23构成。第一加热线22和第二加热线23被分割为各占加热器18容量的一半。这些加热线22、23以及两加热线的分割部分与导线24、25、26连接，并被绝缘构件27密封。如图2、图3所示，这些导线24、25、26连接在控制加热器18的控制基板12的连接部31上。三条导线24、25、26集束在加热器18的中央部，从而容易与控制基板12进行连接。

金属箔21为铝箔，与加热线22、23通过双面胶带或熔焊而接合。另外，也可以代替铝箔加热器，而使用硅加热器。由所述金属箔21以及加热线22、23构成加热器18。因此，本例中金属箔21不属于本发明的封装构件。

导线24、25、26可以使用前端带连接器的束线。连接器插拔自如地连接在控制基板12的连接部31上。

所述导线24、25、26所采用的线径是即使使用100V～127V的100V系列电源电压以及200V～240V的200V系列电源电压中任意一种时，都能流过足够的电流。由于导线24、25、26可能会妨碍形成隔热层的聚氨酯泡沫流动而形成空隙（中空部分），所以导线24、25、26尽量设置成靠近内箱的聚氨酯隔热材料侧。而且为了改善配线作业，导线24、25、26可以使用前端带连接器的束线。所述束线的前端连接器连接于室外的控制基板12的连接部31上所设置的连接器。

控制基板12配置在外壳1的隔热层5的外部。本例中如图4所示，在蔬菜室的背面外侧所形成的空间中配置有电气盒33，所述电气盒内配置有控制基板12。如图2、图3所示，在控制基板12上形成有将分割成两部分的加热线18并联或串联的配线图案。控制基板12的连接部31上具有能与导线连接的连接器。此外，控制基板12与加热器驱动电路30和电源电路（省略图示）连接。

控制基板12根据电源电压规格不同而准备不同的配线图案。例如，准备具有将加热线之间并联的配线图案的第一控制基板12a（参照图3），以及具有将加热线之间串联的配线图案的第二控制基板12b（参照图2）。

图2是冰箱使用区域的电源电压为200V～240V（200V系列）时使用的控制基板12b的配线图案，两条加热线串联。图3是冰箱使用区域的电源电压为100V～127V（100V系列）时使用的控制基板12a的配线图案，两条加热线并联。而且，只要根据电源电压规格决定使用控制基板12a、12b中的哪一个即可。

如图3所示，在第一控制基板12a上形成有将多条加热线之间并联的配线图案，端部导线24、26连接在所述加热线的两端部上，中间导线25将分割后的加热线之间在加热器的外部连接，端部导线24、26和中间导线25连接在第一控制基板12a的连接部31上，将分割后的加热线之间并联。电源电压为100V～127V（100V系列）时使用第一控制基板12a。

如图2所示，在第二控制基板12b上形成有将多条加热线之间串联的配线图案，端部导线24、26连接在所述加热线的两端部上，中间导线25将分割后的加热线之间在加热器的外部连接，端部导线24、26和中间导线25连接在第二控制基板的连接部31上，将分割后的加热线之间串联。电源电压为200V～240V（200V系列）时使用第二控制基板12b。

此外，在第一控制基板12a和第二控制基板12b上分别设有改变加热器的通电率的变更部29，通过所述变更部29调整加热器的发热量。变更部29由CPU、RAM、ROM组成的普通微机构成，用于控制驱动电路30以改变加热器的通电率。通过调节通电时间进行加热器的通电率变更。例如，通过在10秒周期中重复2秒导通/8秒断开，进行20％驱动。此外，通过在10秒周期中7秒导通/3秒断开，改变为70％驱动。在变更部29中以顺序控制进行所述通电率的变更。因此，以各控制基板12固有的加热器通电率进行控制。另外，结冰防止用的加热器15也与温度补偿用的加热器18结构相同。

在上述结构中，结冰防止用的加热器15和温度补偿用的加热器18在外壳1发泡成形时埋设在作为封装构件的隔热层5的内部。此时，从隔热层5向外部导出端部导线24、26以及中间导线25，端部导线24、26连接在加热器15、18的两端部上，中间导线25连接分割后的加热线。

接着，将这些导线24、25、26连接到控制加热器15、18的控制基板12a或者12b的连接部上，利用控制基板12a、12b上形成的配线图案，将加热线之间并联或串联。

例如，电源电压为100V～127V（100V系列）时使用第一控制基板12a，如图3所示，加热线22、23并联。此时，设各加热线22、23的电阻分别为R1、R2，则加热器整体的电阻R表示为（1/R）＝（1/R1）+（1/R2）。例如，设R1＝R2＝10KΩ，则1/R＝1/10+1/10＝2/10，R＝5KΩ。设电源电压为100V，则整体的电流值Ic为Ic＝100V/5KΩ＝0.02安培（A）。功率为100V×0.02A＝2W。

电源电压为200V～240V（200V系列）时使用第二控制基板12b，如图2所示，加热线之间串联。此时，设各加热线22、23的电阻分别为R1、R2，则加热器整体的电阻值R表示为R＝R1+R2。与上述同样，设R1＝R2＝10KΩ，则整体的电阻值R为R＝10+10＝20KΩ。设电源电压为200V，则整体的电流值Ic为Ic＝200V/20KΩ＝0.01安培（A）。功率为200V×0.01A＝2W。

假设在200V系列的电源电压中将加热线22、23并联的情况下，设整体电阻R为1/R＝1/10+1/10＝2/10、R＝5KΩ，电源电压为200V，则整体的电流值I为I＝200V/5KΩ＝0.04安培（A）。因此，功率（W）为200V×0.04A＝8W。

如上所述，通过分割加热器的容量（加热线），并根据电源电压规格改变成串联或并联，可以针对例如100V系列和200V系列双方的电源电压使用共通的加热器，可以控制管理成本，并且能降低因安装错误带来的生产损失。

另外，本发明不限于上述实施方式，可以在本发明的范围内进行各种修改或变更。例如，上述示例中说明了冰箱的结冰防止用的加热器15和温度补偿用的加热器18的连接，但不限于此，如前所述，本发明也可以应用于地毯形暖气和地热设备等其他电气设备的加热装置。此时的封装构件可以例示地毯形暖气和地热设备的隔热构件。

Claims

1.一种加热装置，将包含加热线的加热器内置在与外部隔断的封装构件中，所述加热装置的特征在于，

所述加热器的加热线分割为多条加热线，且对应电源电压将分割后的加热线之间在所述封装构件的外部连接。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，在封装构件的外部，对应电源电压将分割后的加热线之间并联或者串联。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，

驱动控制所述加热器的第一控制基板设置在所述封装构件的外部，

在所述第一控制基板上形成有将多条加热线之间并联的配线图案，

端部导线连接在所述加热线的两端部上，中间导线将分割后的加热线之间在加热器的外部连接，

所述端部导线和所述中间导线导出到所述封装构件的外部并连接在所述第一控制基板的连接部上，将分割后的加热线之间并联。

4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，

驱动控制所述加热器的第二控制基板设置在所述封装构件的外部，

在所述第二控制基板上形成有将多条加热线之间串联的配线图案，

所述端部导线和所述中间导线导出到所述封装构件的外部并连接在所述第二控制基板的连接部上，将分割后的加热线之间串联。

5.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，在所述封装构件的外部设置有改变所述加热器的通电率的变更部，并利用所述变更部调整加热器的发热量。

6.一种冰箱，其包括隔热箱体以及权利要求1所述的加热装置，所述隔热箱体在由内箱和外壁构成的空间中形成有隔热层，且内箱的内部为储藏室，所述冰箱的特征在于，

所述隔热层为所述封装构件，所述加热器埋设在隔热层中，并且对应电源电压将分割后的加热线之间在所述隔热层的外部连接。

7.一种冰箱的加热装置组装方法，所述冰箱包括隔热箱体，所述隔热箱体在由内箱和外壁构成的空间中填充形成有隔热层，且内箱的内部为储藏室，所述冰箱的加热装置组装方法的特征在于，

将具有分割为多条的加热线的加热器埋设在所述隔热层中，

将所述加热线的两端部上连接的端部导线，以及连接分割后的加热线之间的中间导线从隔热层导出到外部，

将所述端部导线和所述中间导线连接到控制加热器的控制基板的连接部上，

利用控制基板上形成的配线图案，将加热线之间并联或串联。