JP2002195735A - 除霜ヒーター及び冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可燃性冷媒を使用した冷凍システムにおい
て、可燃性冷媒が漏洩した場合の除霜時に発火の可能性
を低減することを目的とする。 【解決手段】 ガラス管２２内にヒーター線２３が収納
された除霜ヒーター１８はガラス管２２の外表面が可燃
性冷媒の発火温度未満であるので、可燃性冷媒が漏洩し
た場合の除霜時に発火の可能性を低減できる。

Description

【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冷凍サイ
クルの蒸発器を除霜する除霜ヒーターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫に使用されている除霜ヒー
ターに関するものとしては、特開平８−５４１７２号公
報が挙げられる。

【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１５は、従来の冷蔵庫の要部の縦断面図
である。図１５において、１は冷蔵庫本体、２は冷蔵庫
本体１の内部にある冷凍室、３は冷蔵庫本体１の内部に
ある冷蔵室、４は冷凍室扉、５は冷蔵室扉、６は冷凍室
２と冷蔵室３を仕切る仕切壁、７は冷凍室２内の空気を
吸い込む冷凍室吸込口、８は冷蔵室３内の空気を吸込む
冷蔵室吸込口、９は冷気を吐出する吐出口、１０は蒸発
器、１１は冷気を循環させるファン、１２は蒸発器１０
と冷凍室２を仕切る蒸発器仕切壁、１３は桶、１４は排
水口、１５はニクロム線をコイル状ににたものをガラス
管で覆った除霜用管ヒータ、１６は除霜水が除霜用管ヒ
ータ１５に直接滴下して接触するときに発する蒸発音を
防止するための屋根、１７は桶１３と除霜用管ヒータ１
５の間に設置され絶縁保持された金属製の底板である。

【０００５】次に動作について説明する。冷凍室２や冷
蔵室３を冷却する場合は、蒸発器１０に冷媒が流通して
蒸発器１０が冷却される。これと同じくしてファン１１
の作動により、冷凍室吸込口７や冷蔵室吸込口８から冷
凍室２や冷蔵室３の昇温空気を冷却室２０に送り、蒸発
器１０で熱交換して冷却されて吐出口９から冷却風を冷
凍室２内に送り、冷凍室２から図示していない連通口を
通って冷蔵室に冷気を送る。ここで、蒸発器１０と熱交
換する空気は、冷凍室扉４及び冷蔵室扉５の開閉による
高温外気の流入や冷凍室２及び冷蔵室３の保存食品の水
分の蒸発等により高湿化された空気であることから、そ
の空気より低温である蒸発器１０に空気中の水分が霜と
なって着霜し、着霜量が増加するに従って蒸発器１０表
面と熱交換する空気との伝熱が阻害されると共に通風抵
抗となって風量が低下するために熱通過率が低下して冷
却不足が発生する。そこで、冷却不足となる以前に除霜
用管ヒーター１５のニクロム線に通電する。ニクロム線
に通電が開始されるとニクロム線から蒸発器１０や周辺
部品に熱線が放射される。このとき、底板１７に放射さ
れた熱線は底板１７の形状から一部がヒーター線に反射
され、その他は蒸発器１０やその他の周辺部品に向けて
反射される。これにより蒸発器１０や桶１３や排水口１
４付近に着いた霜を水に融解する。また、このようにし
て融解した除霜水は一部は直接に桶１３に落ち、その他
は屋根１６により除霜用管ヒーター１５を避けて桶１３
に落ちて排水口１４から庫外に排水される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、一般的に除霜用管ヒーター１５のニクロ
ム線表面は言うまでもなくガラス表面温度は非常に高温
度であり、更に、底板１７は管ヒーター１５の近傍にあ
り且つ管ヒーター１５から放射した熱線の一部を管ヒー
ター１５に再度反射していることからガラス管の温度が
異常に上昇し、可燃性冷媒の発火温度以上になる。この
ことから、冷媒として可燃性冷媒を使用した場合に、可
燃性冷媒が蒸発器１０や庫内と連通している部分に設置
されている配管から漏洩すると、除霜用管ヒーター１５
の通電により発火して爆発しする危険性が有るという課
題を有していた。

【０００７】本発明は上記課題に鑑み、可燃性冷媒が除
霜手段の設置雰囲気に漏洩した環境下で除霜が行われた
場合においても可燃性冷媒の発火による危険性を抑制で
きる除霜ヒーターを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の冷蔵庫は、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器
とを機能的に接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクル
の蒸発器を除霜する手段であり、ガラス管と、前記ガラ
ス管の内部に金属抵抗体からなるヒーター線と、前記ガ
ラス管の両端に外気進入を抑制するための封止手段とを
備え、前記ガラス管の表面は可燃性冷媒の発火温度未満
となるものである。

【０００９】このことから、可燃性冷媒が漏洩した場合
に、漏洩した可燃性冷媒は除霜手段の最外郭であるガラ
ス管の温度による発火の可能性は極めて低くなるので、
可燃性冷媒を使用した冷凍システムにおいても安全性の
高い除霜が可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを機能的に接
続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器を除霜
する手段であり、ガラス管と、前記ガラス管の内部に金
属抵抗体からなるヒーター線と、前記ガラス管の両端に
外気進入を抑制するための封止手段とを備え、前記ガラ
ス管の表面は可燃性冷媒の発火温度未満となるので、可
燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間が短縮でき、また、
万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合において、外表面を
可燃性冷媒の発火温度未満としたガラス管による可燃性
冷媒の発火が抑制可能である。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
ヒーター線が設置されているガラス管の内部空間は断面
積が０．５ｍｍ²〜８００ｍｍ²であるので、可燃性冷媒
の高熱伝導による除霜時間短縮と、万が一に可燃性冷媒
が漏洩した場合において、外表面を可燃性冷媒の発火温
度未満としたガラス管による可燃性冷媒の発火抑制に加
えて、除霜ヒーターからの火炎伝搬の抑制が可能であ
る。

【００１２】また、本発明の請求項３に記載の発明は、
ガラス管が多重構造であるので、可燃性冷媒の高熱伝導
による除霜時間短縮と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した
場合において、最外郭のガラス管の外表面を可燃性冷媒
の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と、除
霜ヒーターの内部空間断面積を規制した時の除霜ヒータ
ー内部から外部への火炎伝搬抑制に加えて、発熱量増加
による更なる除霜時間短縮が可能である。

【００１３】また、本発明の請求項４に記載の発明は、
多重構造であるガラス管は、最小外径である第１のガラ
ス管の外径に対して最大外径である第２のガラス管の内
径が１．５〜３倍であるので、可燃性冷媒の高熱伝導と
除霜ヒーターの発熱量増加とによる除霜時間短縮と、万
が一に可燃性冷媒が漏洩した場合において、第２のガラ
ス管の外表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可
燃性冷媒の発火抑制と、除霜ヒーターの内部空間断面積
を規制した時の除霜ヒーター内部から外部への火炎伝搬
抑制に加えて、ガラス管間空間の過剰断熱によるヒータ
ー線の過剰温度上昇を抑制できる。

【００１４】また、本発明の請求項５に記載の発明は、
多重構造であるガラス管は、各々の管径の中心が偏芯し
ているので、可燃性冷媒の高熱伝導と除霜ヒーターの発
熱量増加とによる除霜時間短縮と、万が一に可燃性冷媒
が漏洩した場合において、最外郭のガラス管の外表面を
可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火
抑制と、除霜ヒーターの内部空間断面積を規制した時の
除霜ヒーター内部から外部への火炎伝搬抑制に加えて、
多重構造の各ガラス管直径の中心を偏芯させて最も除霜
したい部分を各ガラス管距離が最短距離となる周辺に設
置することで除霜を均一化でき、除霜時間短縮が可能で
ある。

【００１５】また、本発明の請求項６に記載の発明は、
多重構造であるガラス管は、最小外径である第１のガラ
ス管と最大外径である第２のガラス管との距離が下方に
比べて上方が大きいので、可燃性冷媒の高熱伝導と除霜
ヒーターの発熱量増加とによる除霜時間短縮と、万が一
に可燃性冷媒が漏洩した場合において、第２のガラス管
の外表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性
冷媒の発火抑制と、除霜ヒーターの内部空間断面積を規
制した時の除霜ヒーター内部から外部への火炎伝搬抑制
に加えて、第２のガラス管の外表面温度における上下温
度差を小さくして上下の平均温度付近に均一化できるの
で、第２のガラス管の最高温度低下分だけ除霜ヒーター
の発熱量を増加でき、除霜時間短縮が可能である。

【００１６】また、本発明の請求項７に記載の発明は、
多重構造であるガラス管は、ヒーター線から遠い部分に
位置するガラス管ほど肉厚が厚いので、可燃性冷媒の高
熱伝導と除霜ヒーターの発熱量増加とによる除霜時間短
縮と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合において、最
外郭のガラス管の外表面を可燃性冷媒の発火温度未満と
した時の可燃性冷媒の発火抑制と、除霜ヒーターの内部
空間断面積を規制した時の除霜ヒーター内部から外部へ
の火炎伝搬抑制とに加えて、除霜ヒーター内部への可燃
性冷媒流入と除霜ヒーター内に可燃性冷媒が流入し発火
した場合の外気への火炎伝搬の抑制ができる。

【００１７】また、本発明の請求項８に記載の発明は、
ガラス管の肉厚は０．５ｍｍ以上であるので、可燃性冷
媒の高熱伝導による除霜時間短縮と、万が一に可燃性冷
媒が漏洩した場合において、ガラス管の外表面を可燃性
冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制
と、除霜ヒーターの内部空間断面積を規制した時の除霜
ヒーター内部から外部への火炎伝搬抑制とに加えて、可
燃性冷媒が流入した状態で除霜が行われてガラス管内で
発火した場合でもその発火力によってガラス管を破損す
ることはないので、外部への火炎伝搬の可能性をより低
下できる。

【００１８】また、本発明の請求項９に記載の発明は、
ガラス管は除霜ヒーター発熱量をガラス管の外表面積で
割った値が０．５〜１．５Ｗ／ｃｍ²であるので、可燃
性冷媒の高熱伝導による除霜時間短縮と、万が一に可燃
性冷媒が漏洩した場合において、ガラス管の外表面を可
燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑
制とに加えて、可燃性冷媒用の冷凍サイクルの除霜ヒー
ターとして、発火の危険性が低い物を容易に設計可能で
ある。

【００１９】また、本発明の請求項１０に記載の発明
は、ヒーター線表面とガラス管内面との距離は最長距離
が０．５ｍｍ以上であるので、可燃性冷媒の高熱伝導に
よる除霜時間短縮と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場
合において、ガラス管の外表面を可燃性冷媒の発火温度
未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制とに加えて、ガラ
ス管とヒーター線間の断熱層となる空気によりガラス管
外表面温度が低下し、その低下分だけ発熱量を増加でき
るので除霜時間短縮が図れる。

【００２０】また、本発明の請求項１１に記載の発明
は、ガラス管の透過率は波長が３〜４μｍ間で６０〜９
７％であるので、可燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間
短縮と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合において、
ガラス管の外表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時
の可燃性冷媒の発火抑制とに加えて、除霜時間短縮が図
れる。

【００２１】また、本発明の請求項１２に記載の発明
は、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを機能的に接
続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、蒸発器を除
霜する除霜ヒーターと補助ヒーターと備え、除霜ヒータ
ーは多重構造のガラス管を有し、ガラス管の内部に金属
抵抗体からなるヒーター線を設置したものであり、ガラ
ス管の最外郭の表面は可燃性冷媒の発火温度未満である
ので、従来と同等の除霜能力を維持しながら可燃性冷媒
の発火温度未満の温度にできると共に、発熱量低下が可
能である。さらに、可燃性冷媒が除霜ヒーターの雰囲気
に漏洩した場合に除霜が行われても発火の危険性をより
低くできる。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１４を用いて説明する。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。

【００２３】（実施の形態１）本発明による実施の形態
１について、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図１は本発明の実施の形態１における除霜
ヒーターを用いた冷凍システムの略図であり、図２は除
霜ヒーターの断面図である。

【００２５】図１及び図２に示すように、１８は蒸発器
１０に付着した霜を除霜する除霜ヒーターであり、１９
は圧縮機、２０は凝縮器、２１は減圧機構であり、圧縮
機１９と凝縮器２０と減圧機構２１と蒸発器１０を機能
的に環状に接続された冷凍サイクルの内部には図示しな
い可燃性冷媒が封入されている。

【００２６】また、２２は除霜ヒーター１８の構成要素
であるガラス管、２３は除霜ヒーター１８の構成要素で
ありガラス管２２の内部にある金属抵抗体からなるヒー
ター線、２４はヒーター線２３の両端部の直線状からな
る直線部、２５は直線部２４以外でありヒーター線２３
を定められたガラス管２２の長さに収納できるようにス
パイラル状にしたスパイラル部、２６は外気や除霜水が
ガラス管２０の内部に侵入するのを抑制するキャップの
役割をする高分子材料からなる封止手段、２７はヒータ
ー線２３に電気を導くリード線である。

【００２７】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。

【００２８】圧縮機１９の運転により冷凍サイクルの蒸
発器１０が冷却され、圧縮機１９の運転と同時に作動す
るファン１１により冷蔵庫の庫内空気が冷却された蒸発
器１０を通風し、蒸発器１０と熱交換された冷気が庫内
へ吐出される。そして、圧縮機１９の任意の運転時間経
過後に圧縮機１９も運転停止と同時にリード線２７を通
じてヒーター線２３に通電されて除霜ヒーター１８を発
熱させる。この除霜ヒーター１８の発熱により、除霜ヒ
ーター１８のガラス管２２は冷凍サイクルに使用されて
いる可燃性冷媒の発火温度未満の温度に加熱され蒸発器
１０や周辺部品の除霜を行う。このときの蒸発器１０に
おける除霜は、除霜ヒーター１８から外気により熱搬送
されて蒸発器１０の除霜ヒーター１８に近い部分から伝
熱して蒸発器１０を外部から除霜を行う。さらに、加熱
された蒸発器１０内の可燃性冷媒はそれより温度の低い
部分へ熱搬送して除霜を行う。

【００２９】そして、蒸発器１０図示していない検知手
段により除霜の完了を検知して除霜ヒーターの通電を停
止させ、それと同時か任意の時間後に圧縮機１９を作動
させて冷却運転を開始することで、着霜による蒸発器の
不冷を定期的に防止する。

【００３０】そこで、従来のＨＦＣ冷媒に代表されるＲ
１３４ａと可燃性冷媒に代表されるイソブタンとの熱伝
導率を比較すると、除霜時の蒸発器１０の温度に近い０
℃では液及びガス共にイソブタンの方が良好であること
から、除霜時の蒸発器１０内の冷媒による伝熱は可燃性
冷媒の方が良好であり、除霜時間短縮が図れる可能性が
あり、特に、冷蔵庫等では除霜中の冷却停止による温度
上昇は冷却対象物である食品の劣化を招くので、早期に
冷却することで食品劣化を防止できる可能性がある。

【００３１】また、万が一に冷凍サイクル内の可燃性冷
媒が除霜ヒーター１８の最外隔であるガラス管２２の外
表面は可燃性冷媒の発火温度未満の温度にしかならない
ので発火の危険性が低下する。

【００３２】なお、本発明ではガラス管２２の外表面温
度を可燃性冷媒の発火温度未満であるが、好ましくはイ
ソブタン冷媒を使用した場合は３６０℃以下であり、ま
た、ヒーター線２３への電圧変動が大きい場合は、その
電圧変動の最高値の発熱量時に合わせて通常では更に低
温度で設計することが望ましい。

【００３３】（実施の形態２）本発明による実施の形態
２について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態１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。

【００３４】図３は本発明の実施の形態２における除霜
ヒーターの要部の断面図である。

【００３５】図３に示すように、２８はガラス管２２の
内径方向の円断面積が８００ｍｍ²となるガラス管２２
の内部空間である。

【００３６】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。

【００３７】除霜時はヒーター線２３の発熱により、ヒ
ーター線２３自信の温度が上昇し、一部は輻射熱線とな
り内部空間２８やガラス管２２を透過して除霜ヒーター
１８の外部へ直接放熱される。また、その他は内部空間
２８に存在する気体に伝熱して気体温度を上昇させ、ガ
ラス管２２に伝熱してガラス管２２の温度が可燃性冷媒
の発火温度未満のある温度まで上昇して除霜ヒーター１
８の外部の低温度雰囲気へ放熱される。このとき、ガラ
ス管２２とヒータ線２３の温度上昇による熱膨張は内部
空間２８に吸収され、内部空間２８の気体は温度上昇に
より膨張し、その膨張力による封止手段２６の弾性変形
により隙間が生じて外部へ流出する可能性がある。

【００３８】このような状態で除霜が終了すると、ヒー
ター線２３の発熱が停止して冷却が開始された時に、ヒ
ーター線２３、内部空間２８の気体、ガラス管２２は温
度が急激に低下し、この温度低下により内部空間２８は
減圧され、除霜ヒーター１８周辺の外気が流入する。

【００３９】このような状況で万が一に可燃性冷媒が除
霜ヒーター１８周辺に存在した場合、内部空間２８に可
燃性冷媒が流入し、除霜開始時のヒーター線２３の発熱
時に発火する可能性が高くなる。しかし、内部空間２８
の断面積、つまり、ガラス管２２の内径の円断面積が８
００ｍｍ²であるので、発火源となる発熱体の単位面積
当たりの表面からエネルギーを受けとる気体体積は爆発
する量に到達しないため、ガラス管２２内の可燃性冷媒
が一瞬だけ燃焼するにとどまり、ガラス管２２から外部
へ火炎が伝搬せず、除霜ヒーター１８外の周辺の可燃性
冷媒には引火する可能性が小さくなる。

【００４０】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導によ
る除霜時間短縮の冷却対象物の劣化抑制と、万が一に可
燃性冷媒が漏洩した場合において、外表面を可燃性冷媒
の発火温度未満としたガラス管２２による可燃性冷媒の
発火抑制とに加えて、除霜ヒーター１８からの火炎伝搬
抑制による火災の危険性をより低減できる。

【００４１】なお、本実施の形態では図３に示したよう
に、ヒーター線２３のスパイラル部２５とガラス管２２
と円中心は同じ位置であるが、偏芯していても同様の効
果を得られる。

【００４２】また、内部空間２８は８００ｍｍ²である
が、それ以下になるにつれて発火の可能性が小さくな
る。しかしながら、発熱時のガラス管２２とヒーター線
２３の熱膨張による破損を防止するため、最低でも熱膨
張を吸収するだけの内部空間０．５ｍｍ²以上が必要で
ある。熱膨張が吸収されないと、ガラス管が破損して除
霜水がヒーター線に直接接触し、ヒーター線は浸食によ
り劣化が促進され寿命が短くなるおそれがある。

【００４３】（実施の形態３）本発明による実施の形態
３について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態２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。

【００４４】図４は本発明の実施の形態３における断面
図であり、図５は輪切りにした場合の要部の断面図であ
る。

【００４５】図４、図５に示すように、２９はヒーター
線２３を覆う第１のガラス管、３０は第１のガラス管２
９を覆う最外郭に位置する第２のガラス管、３１はヒー
ター線２３のスパイラル部２５の外径と第１のガラス管
２９の内径との距離であるクリアランス、３２は第１の
ガラス管２９と第２のガラス管３０の間のガラス管間空
間である。

【００４６】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。

【００４７】除霜時にヒーター線２３が発熱すると、輻
射熱線の一部は直接外部へ透過する。しかし、その他は
ガラス管ヒーター線２３からクリアランス３１、第１の
ガラス管２９、ガラス管間空間３２、第２のガラス管３
０と伝わり最外郭の第２のガラス管３０の表面が可燃性
冷媒の発火温度未満の温度に上昇して外部へ放熱し、周
辺部品の除霜を行う。

【００４８】このとき、第２のガラス管３０の肉厚分
と、第１のガラス管２９と第２のガラス管３０の間に断
熱層となる空気が存在するので、第２のガラス管が無い
場合と比較すると、ヒーター線２３の発熱量が同じなら
ば第２のガラス管３０の外表面温度は低下し、最外郭の
ガラス管の外表面が可燃性冷媒の発火温度未満となる同
じ温度ではヒーター線２３の発熱量を増加可能である。

【００４９】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導によ
る除霜時間短縮の冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃
性冷媒が漏洩した場合において、第２のガラス管３０の
外表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷
媒の発火抑制と除霜ヒーター１８の内部空間２８断面積
を規制した時の除霜ヒーター１８内部からの外部への火
炎伝搬抑制とによる火災の危険性低下に加えて、発熱量
増加による更なる除霜時間短縮が図れるので早期に冷却
運転が開始できて冷却対象物の劣化をより抑制可能であ
る。

【００５０】なお、第１のガラス管２９やヒーター線２
３等は従来の除霜ヒーターと同じ物を使用しても良いの
で、それを内径の大きい第２のガラス管に入れて使用し
た場合でも同様の効果が得られ、更に安価で可能であ
る。

【００５１】また、本実施の形態ではガラス管は二重管
で説明しているが、それ以上の多重管でも同様以上の効
果は得られる。

【００５２】また、第１のガラス管２９やヒーター線２
３の表面温度を各々可燃性冷媒の発火温度未満にすると
発火の危険性が更に低下する可能性がある。

【００５３】（実施の形態４）本発明による実施の形態
４について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態３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。

【００５４】図６は本発明の実施の形態４における要部
の断面図である。

【００５５】図６に示すように、Ｄは第１のガラス管２
９の外径、Ｄ’は第２のガラス管３０の内径であり、図
示していないがＤをＤ’で割った値は３以下である。

【００５６】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。

【００５７】除霜時のヒーター線２３の発熱時は、ヒー
ター線２３から第１のガラス管２９、ガラス管間空間３
２、第２のガラス管３０を通じて外部へ放熱され、第２
のガラス管３０の外表面は可燃性冷媒の発火温度未満と
なり周辺部品の除霜を行う。

【００５８】このとき、最外郭である第２のガラス管３
０の外表面が同温度で、ガラス管ヒーター線２３での発
熱量が同じであるならば、第１のガラス管２９の外径Ｄ
に対して第２のガラス管３０の内径Ｄ’が大きければ大
きいほど、ガラス管間空間３２が大きくなり、ガラス管
間空間３２に存在する空気層も厚くなり、ガラス管間空
間３２の気体による断熱が増加する。このことから、最
外郭である第２のガラス管３０の外表面が可燃性冷媒の
発火温度未満の同温度とした場合、第１のガラス管２９
の外径Ｄに対して第２のガラス管３０の内径Ｄ’を大き
くすることでヒーター線２３の発熱量を増加できるが、
第１のガラス管２９の外径Ｄに対する第２のガラス管３
０の内径Ｄ’の大きさが３倍を越えるまで断熱を強化し
てヒーター線２３の発熱量を増加させるとヒーター線２
３の温度が異常に上昇してヒーター線の断線の可能性が
極めて高くなる。

【００５９】また、最外郭である第２のガラス管３０の
外表面が可燃性冷媒の発火温度未満の温度を維持した状
態で、第１のガラス管２９の外径Ｄに対する第２のガラ
ス管３０の内径Ｄ’を小さくするためには、ヒーター線
２３の発熱量を低下させる必要があり、Ｄ’／Ｄを１．
５未満にヒーター線２３の発熱量を低下させると、ヒー
ター線１２からの輻射熱線の波長は霜の吸収効率の良い
波長の量が減少し、下に直接吸収される輻射熱線が減
り、その減った分は周辺部品等に吸収されて温度上昇し
て霜に間接的に伝熱するので除霜の効率が悪くなる。

【００６０】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導と除
霜ヒーター１８の発熱量増加とによる除霜時間短縮時の
冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩した
場合において、第２のガラス管３０の外表面を可燃性冷
媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除
霜ヒーター１８の内部空間２８断面積を規制した時の除
霜ヒーター１８内部から外部への火炎伝搬抑制による火
災の危険性低下に加えて、除霜の効率低下を抑制しなが
ら第２のガラス管３０の外表面を可燃性冷媒の発火温度
未満にできると共に、ガラス管間空間３２の過剰断熱に
よるヒーター線２３の過剰温度上昇時の信頼性低下を抑
制可能である。

【００６１】（実施の形態５）本発明による実施の形態
５について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態３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。

【００６２】図７は本発明の実施の形態５における要部
の断面図である。

【００６３】図７に示すように、Ａは第１のガラス管２
９と第２のガラス管３０のガラス管間最短距離、Ａ’は
ガラス管間最長距離である。

【００６４】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。

【００６５】除霜時のヒーター線２３の発熱時は、ヒー
ター線２３から第１のガラス管２９、ガラス管間空間３
２の空気断熱層を通じて第２のガラス管３０に伝熱し、
第２のガラス管３０は可燃性冷媒の発火温度未満の温度
に上昇して外気に放熱し、周辺部品の除霜を行う。

【００６６】ここで、除霜ヒーター１８の第２のガラス
管３０への熱の伝わりを詳しく説明すると、ガラス管間
最短距離Ａでは断熱層となる空気の厚みが最も小さいこ
とからヒーター線から伝熱量の割合が最も多く、反対に
ガラス管間最長距離Ａ’部分では少なくなる。よって、
第２のガラス管３０の外表面から外部への放熱量は第１
のガラス管２９と第２のガラス管３０の距離が小さい方
が多いので、その部分に近い箇所が除霜が早くなる。

【００６７】つまり、最も除霜したい箇所から最短に位
置する部分にガラス管間最短距離Ａがくるように、第１
のガラス管２９と第２のガラス管３０のガラス管直径方
向の円の中心を偏芯させることで、除霜を均一化して時
間短縮が可能である。

【００６８】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導と除
霜ヒーター１８の発熱量増加とによる除霜時間短縮時の
冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩した
場合において、第２のガラス管３０の外表面を可燃性冷
媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除
霜ヒーター１８の内部空間２８断面積を規制した時の除
霜ヒーター１８内部から外部への火炎伝搬抑制とによる
火災の危険性低下に加えて、第１のガラス管２９と第２
のガラス管３０を偏芯させて最も除霜したい部分を第１
のガラス管２９と第２のガラス管３０との最短距離周辺
に設置することで除霜を均一化でき、除霜時間短縮によ
る省エネと更なる冷却対象物の劣化抑制が可能である。

【００６９】（実施の形態６）本発明による実施の形態
６について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態３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。

【００７０】図８は本発明の実施の形態６における要部
の断面図である。

【００７１】図８に示すように、３３は第１のガラス管
２９の断面円の外周部の最上部に位置する第１のガラス
管最上部、３４は第１のガラス管最上部３３での接線に
垂直に上方に延長した垂線と第２のガラス管３０の内径
部との交点である第２のガラス管内部上方交点、３５は
第１のガラス管２９の断面円の外周部の最下部に位置す
る第１のガラス管最下部、３６は第１のガラス管最下部
３５での接線に垂直に下方に延長した垂線と第２のガラ
ス管３０の内径部との交点である第２のガラス管内部下
方交点、Ｂは第１のガラス管最上部３３と第２のガラス
管内部上方交点３４との距離となる上方最短距離、Ｂ’
は第１のガラス管最下部３５と第２のガラス管内部下方
交点３６との距離となる下方最短距離であり、ＢはＢ’
より大である。

【００７２】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。

【００７３】除霜時のヒーター線２３の発熱時は、ヒー
ター線２３から第１のガラス管２９、ガラス管間空間３
２の空気断熱層を通じて第２のガラス管３０に伝熱し、
第２のガラス管３０は可燃性冷媒の発火温度未満に上昇
して外気に放熱し、周辺部品の除霜を行う。

【００７４】ここで、上方最短距離Ｂに対して下方最短
距離Ｂ’の方が小さいため、第１のガラス管２９から第
２のガラス管３０への伝熱量は下方の方が多くなる。こ
のようにして、上方より下方からの方が伝熱量が多い状
態で第２のガラス管３０から周辺外気に熱が伝わり、暖
められた周辺外気は対流により下方より上方の方が温度
が高くなるので、第２のガラス管３０の外表面は上方部
においてヒーター線２３からガラス管３０への伝熱量は
小さいが、外気の対流による温度影響を受けることから
結果的に下方と同温度相当になる。つまり、上方と下方
の温度差の半分を下方に移動して第２のガラス管３０の
外表面温度を均一化したことになり、第２のガラス管３
０の外表面温度の最高温度としては低下する。

【００７５】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導と除
霜ヒーター１８の発熱量増加とによる除霜時間短縮時の
冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩した
場合において、第２のガラス管３０の外表面を可燃性冷
媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除
霜ヒーター１８の内部空間２８断面積を規制した時の除
霜ヒーター１８内部から外部への火炎伝搬抑制とによる
火災の危険性低下に加えて、第２のガラス管３０の外表
面温度における上下温度差を小さくして上下の平均温度
付近に均一化できるので、第２のガラス管３０の最高温
度低下分だけ除霜ヒーター１８の発熱量を増加でき、除
霜時間短縮が可能であり、早期の冷却運転開始による冷
却対象物の劣化をより抑制可能である。

【００７６】（実施の形態７）本発明による実施の形態
７について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態３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。

【００７７】図９は本発明の実施の形態７における要部
の断面図である。

【００７８】図９に示すように、Ｃは最外郭に位置する
第２のガラス管３０の肉厚、Ｃ’は最内部に位置する第
１のガラス管２９の肉厚である。

【００７９】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。

【００８０】除霜時のヒーター線２３の発熱時は、ヒー
ター線２３から第１のガラス管２９、ガラス管間空間３
２の空気断熱層を通じて第２のガラス管３０に伝熱し、
第２のガラス管３０は可燃性冷媒の発火温度未満の温度
に上昇して外気に放熱し、周辺部品の除霜を行う。除霜
が終了すると、除霜ヒーター１８への通電が停止し、圧
縮機１９の作動により冷却が開始される。この冷却によ
り、除霜ヒーター１８周辺も冷却され、第２のガラス管
３０も急激に温度が低下する。

【００８１】このとき、第２のガラス管３０は第１のガ
ラス管２９より大型であるため、同じ肉厚であると運搬
時や設置時等で検査では判断困難な亀裂が生じる可能性
があり、第２のガラス管３０に亀裂が生じた場合、除霜
前後の温度衝撃による膨張、収縮により、亀裂が進行す
る。この状態で可燃性冷媒が漏洩し、除霜が行われると
亀裂からの可燃性冷媒の流入による発火により第２のガ
ラス管３０を破損して火炎が外気の可燃性冷媒に伝搬
し、火災等の危険性が高くなる。ここで、第２のガラス
管３０は第１のガラス管２９より肉厚を厚くすることで
亀裂の発生を極力抑制することが可能であり、発火の危
険性をより低くすることができる。

【００８２】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導と除
霜ヒーター１８の発熱量増加とによる除霜時間短縮時の
冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩した
場合において、第２のガラス管３０の外表面を可燃性冷
媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除
霜ヒーター１８の内部空間２８断面積を規制した時の除
霜ヒーター１８内部から外部への火炎伝搬抑制とによる
火災の危険性低下に加えて、除霜ヒーター１８内部への
可燃性冷媒流入と除霜ヒーター１８内に可燃性冷媒が流
入し発火した場合の外気への火炎伝搬による火災の危険
性を低減できる。

【００８３】（実施の形態８）本発明による実施の形態
８について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態２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。

【００８４】図１０は本発明の実施の形態８における要
部の断面図である。

【００８５】図１０に示すように、Ｅはガラス管２２の
肉厚であり、０．５ｍｍ以上である。

【００８６】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。

【００８７】除霜時はヒーター線２３の発熱により、ヒ
ーター線２３自信の温度が上昇し、ヒーター線２３から
ガラス管２２に伝熱してガラス管２２の温度が可燃性冷
媒の発火温度未満に上昇して、ガラス管２２の外表面か
ら外部に放熱して周辺部品の除霜を行う。

【００８８】このとき、可燃性冷媒が漏洩した状態であ
っても、通常は最外郭のガラス管２２表面は可燃性冷媒
の発火温度未満であるので発火の危険性は極めて低い。

【００８９】また、万が一にガラス管２２内に可燃性冷
媒が流入した状態で除霜が行われてガラス管２２内で発
火した場合でもガラス管２２の肉厚が０．５ｍｍ以上あ
るので、その発火力によってガラス管２２を破損するこ
とはないので、外部へ火炎が伝搬する可能性が低くでき
る。

【００９０】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導によ
る除霜時間短縮時の冷却対象物の劣化抑制、万が一に可
燃性冷媒が漏洩した場合において、ガラス管２２の外表
面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の
発火抑制と除霜ヒーター１８の内部空間２８断面積を規
制した時の除霜ヒーター１８内部から外部への火炎伝搬
抑制とによる火災の危険性低下に加えて、可燃性冷媒が
流入した状態で除霜が行われてガラス管２２内で発火し
た場合でもその発火力によってガラス管２２を破損する
ことはないので、外部への火炎伝搬の可能性をより低下
でき、火災の危険性をより低減できる。

【００９１】（実施の形態９）本発明による実施の形態
９について、図面を参照しながら説明する。なお、実施
の形態１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。

【００９２】図２は本発明の実施の形態９における断面
図であり、図１１は同実施の形態における温度特性図で
ある。

【００９３】図２において、除霜ヒーターの発熱量をガ
ラス管２２の外表面積で割った値であるガラス管２２の
外面熱流束は１．５Ｗ／ｃｍ²であり、図１１は横軸に
ガラス管２２の外面熱流束、縦軸にガラス管２２の外表
面温度の関係を表している。

【００９４】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。

【００９５】除霜時は、リード線２７を通じてヒーター
線２３に通電され、ヒーター線２３はジュール熱により
発熱する。このとき、ガラス管２２の外面熱流束が１．
５Ｗ／ｃｍ²未満の発熱量で蒸発器１０を除霜する。こ
こで、ガラス管２２の外表面温度はガラス管２２の外面
熱流束が増加するに従い上昇し、発熱量が１．５Ｗ／ｃ
ｍ²以上になると可燃性冷媒の発火温度以上となる。つ
まり、ガラス管２２の寸法が変更した場合でもガラス管
２２の外面熱流束が１．５Ｗ／ｃｍ²未満になるように
発熱量を設計することで、ガラス管２２の外表面が可燃
性冷媒の発火温度未満となる除霜ヒーター１８が容易に
作れる。

【００９６】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導によ
る除霜時間短縮時の冷却対象物の劣化抑制と、万が一に
可燃性冷媒が漏洩した場合において、ガラス管２２の外
表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒
の発火抑制による火災の危険性低減とに加えて、可燃性
冷媒用の冷凍サイクルの除霜ヒーター１８として、発火
の危険性が低い物を容易に設計可能である。

【００９７】また、除霜ヒーターの発熱量をガラス管２
２の外表面積で割った値であるガラス管２２の外面熱流
束を０．５Ｗ／ｃｍ²未満とすると、発熱量が同じでも
ガラス管やヒーター線の温度が低下しすぎるため、霜の
吸収が高い赤外線波長の量が低下し、輻射熱線は霜に直
接吸収される割合が低下してその分だけ周辺部品等が吸
収して温度上昇し間接的に除霜を行うので効率が悪くな
る。

【００９８】よって、０．５Ｗ／ｃｍ²以上とすること
で除霜効率を低下させることがない。

【００９９】なお、本実施の形態では、ガラス管２２の
外面熱流束に対するガラス管２２の外面温度の特性は直
線的な比例関係であるが、ヒーター線２３の体積やガラ
ス管肉厚等の諸条件により曲線的な関係になる場合もあ
る。

【０１００】（実施の形態１０）本発明による実施の形
態１０について、図面を参照しながら説明する。なお、
実施の形態１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。

【０１０１】図１２は本発明の実施の形態１０における
要部の断面図である。

【０１０２】図１２に示すように、Ｆはヒーター線２３
表面とガラス管２２の内表面の最長距離であり、０．５
ｍｍである。

【０１０３】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。

【０１０４】除霜時のヒーター２３の発熱時は、ヒータ
ー線２３から断熱層となるクリアランス３１に存在する
空気を通じてガラス管２２に伝熱し、ガラス管２２の温
度が可燃性冷媒の発火温度未満まで上昇して、外気に放
熱する。

【０１０５】このとき、ガラス管２２の外表面温度が可
燃性冷媒の発火温度未満の同温度とすると、断熱層とな
る空気の厚みが０．５ｍｍあるので、それより小さい時
に比べると発熱体であるヒーター線２３の表面温度を高
くできる。つまり、除霜ヒーター１８の発熱量を増加で
きる。

【０１０６】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導によ
る除霜時間短縮の冷却対象物の劣化抑制と、万が一に可
燃性冷媒が漏洩した場合において、ガラス管２２の外表
面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の
発火抑制による火災の危険性低減とに加えて、ガラス管
２２とヒーター線２３間の断熱層となる空気によりガラ
ス管２２外表面温度が低下し、その低下分だけ発熱量を
増加できるので除霜時間の短縮が図れて早期に冷却運転
を開始可能であり、冷却対象物の劣化が抑制可能であ
る。

【０１０７】なお、本実施では、ヒーター線２３表面と
ガラス管２２の内表面の最短距離を０．５ｍｍとして説
明したが、これ以上ならば、更なる発熱量の増加が可能
であることから、それ以上の効果が得られる。

【０１０８】また、ガラス管２２やヒーター線２３の寸
法バラツキ等により、製造時におけるガラス管２２内へ
のヒーター線２３の収納が容易に行えるとともに、ガラ
ス管２２は径が大きくなるほど高価であることから、ヒ
ーター線２３の表面とガラス管２２の内表面の最短距離
は好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍが良い。

【０１０９】（実施の形態１１）本発明による実施の形
態１１について、図面を参照しながら説明する。なお、
実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して
そｊの詳細な説明を省略する。

【０１１０】図２において、ガラス管２２の透過率は波
長が３〜４μｍで６０％であり、ヒーター線２３の発熱
時のピーク波長は３．５μｍである。

【０１１１】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。

【０１１２】除霜時において、ヒーター線２３で発熱し
た熱は、一部が輻射熱線としてヒーター線２３から放射
される。この輻射熱線は多くが３．５μｍの波長であり
ガラス管２２の透過率が３．５μｍにて６０％であるこ
とから、ガラス管２２に入射した輻射熱線の多くがガラ
ス管２２を透過して直接外部に放熱され、霜の吸収が大
きい波長は赤外線であることから、輻射熱線が効率よく
霜に吸収される。そｓっひて、透過しない残りの輻射熱
線はガラス管２２に吸収され、その分ガラス管２２の外
表面から伝熱・対流により外部へ伝熱する。

【０１１３】ここで、ガラス管２２の透過率が６０％未
満であると、ガラス管２２の輻射熱線の吸収による温度
上昇が高くなり、可燃性冷媒の発火温度未満とするため
には除霜ヒーター１８の発熱量を低下させなければなら
ないので、除霜時間がかかり不経済である。

【０１１４】このことから、可燃性冷媒の高熱伝導によ
る除霜時間短縮の冷却対象物の劣化抑制と、万が一に可
燃性冷媒が漏洩した場合において、ガラス管２２の外表
面を可燃冷媒の発火温度未満としているので、火災の危
険低減に加えて、除霜時間の短縮を図り早期に冷却運転
を開始して、冷却対象物の劣化を抑制する。

【０１１５】なお、ガラス管２２の透過率を波長３〜４
μｍで６０％としているが、透過率が９７％を越えるガ
ラス管は生産コストが高く付くため６０〜９７％の範囲
が経済的に適したものとなる。

【０１１６】（実施の形態１２）本発明による実施の形
態１２について、図面を参照しながら説明する。なお、
実施の形態１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。

【０１１７】除霜時は圧縮機１９が停止し、除霜ヒータ
ー１８と補助ヒーター３７に通電が開始され、どちらも
表面が可燃性冷媒の発火温度未満の所定温度まで加熱す
ることで蒸発器１０とその周辺の除霜を行い、除霜終了
後は圧縮機１９が作動して冷却が開始される。

【０１１８】除霜ヒーター１８の発熱により蒸発器１０
は除霜ヒーター１８に近い部分から熱が伝わり霜が融解
すると同時に、補助ヒーター３７の発熱により除霜ヒー
ター１８から最も熱が伝わりにくい離れた部分を加熱す
ることでその分の霜を除霜するので、従来と同時間で除
霜を行う場合は除霜ヒーター１８の発熱量を低下させる
ことが可能であり、且つ、補助ヒーター３７は蒸発器１
０に接触していることから除霜中は霜の融点である０℃
付近に近い低温度となる。

【０１１９】このことから、従来と同等の除霜能力を維
持しながら可燃性冷媒の発火温度未満の温度にできるの
で、発熱量低下による省エネが可能であると共に、可燃
性冷媒が除霜ヒーター１８の雰囲気に漏洩した場合に除
霜が行われても発火の危険性をより低くできる。

【０１２０】なお、本実施の形態では、補助ヒーター３
７は明記していないが、パイプヒーター、ラインヒータ
ー、シーズヒーター等の加熱用ヒーターである。

【０１２１】また、本実施の形態では、補助ヒーターは
蒸発器１０全体に接触させているが蒸発器１０に接触し
ない状態で設置しても良く、蒸発器１０全体に設置する
必要は無く除霜が均一になるように設置すれば良い。

【０１２２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明は、圧縮機
と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを機能的に接続し可燃性
冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸発器を除霜する手段で
あり、ガラス管と、ガラス管の内部に金属抵抗体からな
るヒーター線と、ガラス管の両端に外気侵入を抑制する
ための封止手段とを備え、ガラス管の表面は可燃性冷媒
の発火温度未満となる除霜ヒーターであることから、可
燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間短縮の冷却対象物の
劣化抑制と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合におい
て、第２のガラス管の外表面を可燃性冷媒の発火温度未
満とした時の可燃性冷媒の発火抑制による火災の危険性
低減ができる。

【０１２３】また、ヒーター線が設置されているガラス
管の内部空間は断面積が８００ｍｍ ²以下であるので、
可燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間短縮の冷却対象物
の劣化抑制と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合にお
いて、外表面を可燃性冷媒の発火温度未満としたガラス
管による可燃性冷媒の発火抑制に加えて、除霜ヒーター
からの火炎伝搬抑制による火災の危険性をより低減でき
る。

【０１２４】また、ガラス管が多重構造であるので、可
燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間短縮の冷却対象物の
劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合におい
て、最外郭のガラス管外表面を可燃性冷媒の発火温度未
満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除霜ヒーターの内
部空間断面積を規制した時の除霜ヒーター内部から外部
への火炎伝搬抑制とによる火災の危険性低下に加えて、
発熱量増加による更なる除霜時間短縮が図れるので早期
に冷却運転が開始できて冷却対象物の劣化をより抑制可
能である。

【０１２５】また、多重構造であるガラス管は、最小外
径である第１のガラス管の外径に対して最大外径である
第２のガラス管の内径が３倍以下であるので、可燃性冷
媒の高熱伝導と除霜ヒーターの発熱量増加とによる除霜
時間短縮時の冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷
媒が漏洩した場合において、第２のガラス管の外表面を
可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火
抑制と除霜ヒーターの内部空間断面積を規制した時の除
霜ヒーター内部から外部への火炎伝搬抑制とによる火災
の危険性低下に加えて、ガラス管間空間の過剰断熱によ
るヒーター線の過剰温度上昇を抑制でき、信頼性向上が
可能である。

【０１２６】また、多重構造であるガラス管は、各々の
管径の中心が偏芯しているので、可燃性冷媒の高熱伝導
と除霜ヒーターの発熱量増加とによる除霜時間短縮時の
冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩した
場合において、第２のガラス管の外表面を可燃性冷媒の
発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除霜ヒ
ーターの内部空間断面積を規制した時の除霜ヒーター内
部から外部への火炎伝搬抑制とによる火災の危険性低下
に加えて、第１のガラス管と第２のガラス管を偏芯させ
て最も除霜したい部分を第１のガラス管と第２のガラス
管との最短距離周辺に設置することで除霜を均一化で
き、除霜時間短縮による省エネと更なる冷却対象物の劣
化抑制が可能である。

【０１２７】また、多重構造であるガラス管は、最小外
径である第１のガラス管と最大外径である第２のガラス
管との距離が下方に比べて上方が大きいので、可燃性冷
媒の高熱伝導と除霜ヒーターの発熱量増加とによる除霜
時間短縮時の冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷
媒が漏洩した場合において、第２のガラス管の外表面を
可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火
抑制と除霜ヒーターの内部空間断面積を規制した時の除
霜ヒーター内部から外部への火炎伝搬抑制とによる火災
の危険性低下に加えて、第２のガラス管の外表面温度に
おける上下温度差を小さくして上下の平均温度付近に均
一化できるので、第２のガラス管の最高温度低下分だけ
除霜ヒーターの発熱量を増加でき、除霜時間短縮が可能
であり、早期の冷却運転開始による冷却対象物の劣化を
より抑制可能である。

【０１２８】また、多重構造であるガラス管は、ヒータ
ー線から遠い部分に位置するガラス管ほど肉厚が厚いの
で、可燃性冷媒の高熱伝導と除霜ヒーターの発熱量増加
とによる除霜時間短縮時の冷却対象物の劣化抑制、万が
一に可燃性冷媒が漏洩した場合において、第２のガラス
管の外表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃
性冷媒の発火抑制と除霜ヒーターの内部空間断面積を規
制した時の除霜ヒーター内部から外部への火炎伝搬抑制
とによる火災の危険性低下に加えて、除霜ヒーター内部
への可燃性冷媒流入と除霜ヒーター内に可燃性冷媒が流
入し発火した場合の外気への火炎伝搬による火災の危険
性を低減できる。

【０１２９】また、ガラス管の肉厚は０．５ｍｍ以上で
あるので、可燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間短縮時
の冷却対象物の劣化抑制、万が一に可燃性冷媒が漏洩し
た場合において、ガラス管の外表面を可燃性冷媒の発火
温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制と除霜ヒータ
ーの内部空間断面積を規制した時の除霜ヒーター内部か
ら外部への火炎伝搬抑制とによる火災の危険性低下に加
えて、可燃性冷媒が流入した状態で除霜が行われてガラ
ス管内で発火した場合でもその発火力によってガラス管
２２を破損することはないので、外部への火炎伝搬の可
能性をより低下でき、火災の危険性をより低減できる。

【０１３０】また、ガラス管は除霜ヒーター発熱量をガ
ラス管の外表面積で割った値が０．５〜１．５Ｗ／ｃｍ
²であるので、可燃性冷媒の高熱伝導による除霜時間短
縮の冷却対象物の劣化抑制と、万が一に可燃性冷媒が漏
洩した場合において、ガラス管の外表面を可燃性冷媒の
発火温度未満とした時の可燃性冷媒の発火抑制による火
災の危険性低減とに加えて、可燃性冷媒用の冷凍サイク
ルの除霜ヒーターとして、発火の危険性が低い物を容易
に設計可能である。

【０１３１】また、ヒーター線表面とガラス管内面との
距離は最長距離が０．５ｍｍ以上であるので、可燃性冷
媒の高熱伝導による除霜時間短縮の冷却対象物の劣化抑
制と、万が一に可燃性冷媒が漏洩した場合において、ガ
ラス管の外表面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の
可燃性冷媒の発火抑制による火災の危険性低減とに加え
て、ガラス管とヒーター線間の断熱層となる空気により
ガラス管外表面温度が低下し、その低下分だけ発熱量を
増加できるので除霜時間の短縮が図れて早期に冷却運転
を開始可能であり、冷却対象物の劣化が抑制可能であ
る。

【０１３２】また、ガラス管の透過率は波長が３〜４μ
ｍ間で６０〜９７％であるので、可燃性冷媒の高熱伝導
による除霜時間短縮の冷却対象物の劣化抑制と、万が一
に可燃性冷媒が漏洩した場合において、ガラス管の外表
面を可燃性冷媒の発火温度未満とした時の可燃性冷媒の
発火抑制による火災の危険性低減とに加えて、除霜時間
短縮が図れて早期に冷却運転が開始できるので、冷却対
象物の劣化が抑制可能である。

【０１３３】また、圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器
とを機能的に接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクル
と、蒸発器を除霜する除霜ヒーターと補助ヒーターとを
備え、除霜ヒーターは多重構造のガラス管を有し、ガラ
ス管の内部に金属抵抗体からなるヒーター線を設置した
ものであり、ガラス管の最外郭の表面は可燃性冷媒の発
火温度未満であるので、従来と同等の除霜能力を維持し
ながら可燃性冷媒の発火温度未満の温度にでき、発熱量
低下による省エネが可能であると共に、可燃性冷媒が除
霜ヒーターの雰囲気に漏洩した場合に除霜が行われても
発火の危険性をより低くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における冷凍システム図

【図２】本発明の実施の形態１、実施の形態９、実施の
形態１１における除霜ヒーターの断面図

【図３】本発明の実施の形態２における除霜ヒーターの
断面図

【図４】本発明の実施の形態３及び実施の形態１２にお
ける除霜ヒーターの断面図

【図５】本発明の実施の形態３における除霜ヒーターの
要部の断面図

【図６】本発明の実施の形態４における除霜ヒーターの
要部の断面図

【図７】本発明の実施の形態５における除霜ヒーターの
要部の断面図

【図８】本発明の実施の形態６における除霜ヒーターの
要部の断面図

【図９】本発明の実施の形態７における除霜ヒーターの
要部の断面図

【図１０】本発明の実施の形態８における除霜ヒーター
の要部の断面図

【図１１】本発明の実施の形態９における除霜ヒーター
の温度特性図

【図１２】本発明の実施の形態１０における除霜ヒータ
ーの要部の断面図

【図１３】本発明の実施の形態１２における冷凍システ
ム図

【図１４】本発明の実施の形態１２における冷蔵庫の要
部の断面図

【図１５】従来の冷蔵庫の要部の断面図

【符号の説明】

１０ 蒸発器 １８ 除霜ヒーター １９ 圧縮機 ２０ 凝縮器 ２１ 減圧機構 ２２ ガラス管 ２３ ヒーター線 ２６ 封止手段 ２８ 内部空間 ２９ 第１のガラス管 ３０ 第２のガラス管 ３７ 補助ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸中 裕司 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 中山 幹啓 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 高市 健二 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L046 AA05 BA01 BA04 CA06 MA04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器とを
   機能的に接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルの蒸
   発器を除霜する手段であり、ガラス管と、前記ガラス管
   の内部に金属抵抗体からなるヒーター線と、前記ガラス
   管の両端に外気進入を抑制するための封止手段とを備
   え、前記ガラス管の表面は可燃性冷媒の発火温度未満と
   なる除霜ヒーター。
2. 【請求項２】 ヒーター線が設置されているガラス管の
   内部空間は断面積が０．５ｍｍ²〜８００ｍｍ²である請
   求項１記載の除霜ヒーター。
3. 【請求項３】 ガラス管が多重構造である請求項２記載
   の除霜ヒーター。
4. 【請求項４】 多重構造であるガラス管は、最小外径で
   ある第１のガラス管の外径に対して最大外径である第２
   のガラス管の内径が１．５〜３倍である請求項３記載の
   除霜ヒーター。
5. 【請求項５】 多重構造であるガラス管は、各々の管径
   の中心が偏芯している請求項３記載の除霜ヒーター。
6. 【請求項６】 多重構造であるガラス管は、最小外径で
   ある第１のガラス管と最大外径である第２のガラス管と
   の距離が下方に比べて上方が大きい請求項３記載の除霜
   ヒーター。
7. 【請求項７】 多重構造であるガラス管は、ヒーター線
   から遠い部分に位置するガラス管ほど肉厚が厚い請求項
   ３記載の除霜ヒーター。
8. 【請求項８】 ガラス管の肉厚は０．５ｍｍ以上である
   請求項２記載の除霜ヒーター。
9. 【請求項９】 ガラス管は除霜ヒーター発熱量をガラス
   管の外表面積で割った値が０．５〜１．５Ｗ／ｃｍ²で
   ある請求項１記載の除霜ヒーター。
10. 【請求項１０】 ヒーター線表面とガラス管内面との距
    離は最長距離が０．５ｍｍ以上である請求項１記載の除
    霜ヒーター。
11. 【請求項１１】 ガラス管の透過率は波長が３〜４μｍ
    間で６０〜９７％である請求項１記載の除霜ヒーター。
12. 【請求項１２】 圧縮機と凝縮器と減圧機構と蒸発器と
    を機能的に接続し可燃性冷媒を封入した冷凍サイクル
    と、前記蒸発器を除霜する除霜ヒーターと補助ヒーター
    とを備え、前記除霜ヒーターは多重構造のガラス管を有
    し、前記ガラス管の内部に金属抵抗体からなるヒーター
    線を設置したものであり、前記ガラス管の最外郭の表面
    は可燃性冷媒の発火温度未満である冷蔵庫。