JP2006078093A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 除霜ヒータ６０のヒータ線６１をスパイラル部６１bと直線部６１aで構成すると、直線部６１aが軸方向に動きやすく、ヒータ線６１がガラス管６３に接触してガラス管６３が破損する恐れがある。
【解決手段】 冷凍サイクルの蒸発器と、蒸発器に付着した霜を除霜するための除霜用ヒータ６０と、冷凍サイクルに封入された冷媒とを備えた冷蔵庫において、除霜用ヒータ６０は、ガラス管６３と、該ガラス管６３内部に設けた直線部６１aとスパイラル部６１bを有するヒータ線６１と、ガラス管６３の端部を封止するゴムキャップ６６からなり、ゴムキャップ６６にガラス管６３の内側に嵌合させる栓部６６aを設け、栓部６６ａにヒータ線６１を保持する保持部材６４を設ける。この構成によって、直線部６１ａが径方向に動き易い部分が短くなり、熱伝導率を高くするためにスパイラル部６１ｂとガラス管６３の隙間を小さくした場合でも、ヒータ線６１がガラス管６３に接触しにくいようになる。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、除霜ヒータを有した冷蔵庫に関する。

除霜ヒータを有した冷蔵庫の従来技術例としては、特開２００３−４２６３７号公報が挙げられる。除霜用ヒータを構成するガラス管を外側ガラス管と内側ガラス管の二重管として、内側ガラス管の内側にヒータ線を備え、外側ガラス管及び内側ガラス管の両端部を封止部材で密閉することにより、可燃性冷媒が漏洩したときに外側ガラス管内に可燃性冷媒が入り込むのを防止し、可燃性冷媒が高温のヒータ線に接触しないようにして、発火の危険性を抑制している。

特開２００３−４２６３７号公報

特許文献１に記載の発明は、可燃性冷媒がヒータ線に触れることは抑制しているが、ヒータ線を可燃性冷媒の発火温度以下まで下げることについては、考慮していない。ヒータ線とガラス管の間には比較的熱伝導度が小さい空気が存在しているため、ヒータ線とガラス管の隙間を小さくすることで熱伝導性を向上させ、その結果除霜ヒータの出力を保ったままヒータ線の温度を低くすることができる。しかし、ヒータ線とガラス管を近接させた場合、除霜ヒータの動作中にヒータ線がガラス管ガラス管に接触し、ガラス管が局所的に加熱されて破損や変形をする恐れがある。

本発明は上記課題にあたり、ヒータ線とガラス管を近接させた場合でも、ヒータ線とガラス管が接触することを防ぐことを目的とする。

本発明は、冷凍サイクルの蒸発器と、前記蒸発器に付着した霜を除霜するための除霜用ヒータとを備えた冷蔵庫において、前記除霜ヒータは、ガラス管と、該ガラス管内部に設けられたヒータ線と、前記ガラス管の端に取付けられるゴムキャップと、前記ヒータ線を保持する保持部材とを有し、前記ゴムキャップは、前記ヒータ線の外側の前記ガラス管を内側から係合する栓部を有し、前記保持部材は、前記栓部の中に備えられたことを特徴とする冷蔵庫である。

上述したように本発明では、ヒータ線の直線部の中ほどを固定してヒータ線の直線部を径方向に動きにくくすることで、ヒータ線のスパイラル部とガラス管の隙間を小さくしても、ヒータ線とガラス管を接触しにくくし、ガラス管の変形や破損を防ぐことができる。

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。

本発明による実施例１について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施例１における冷蔵庫の要部の縦断面図である。

図1に示すように、３０は冷蔵庫本体であり、該冷蔵庫本体３０は、冷蔵室３２と野菜室３３を有する冷蔵温度室３１、及び、急速冷凍室３５や製氷室（図示せず）と冷凍室３６を有する冷凍温度室３４とをその内部に区画形成している。４３は冷蔵温度室３１や冷凍温度室３４を所定の温度に冷却する蒸発器である。３９は蒸発器４３の冷気を冷蔵温度室用ダンパ（図示せず）や冷凍温度室用ダンパ（図示せず）より吐出して、冷蔵温度室３１や冷凍温度室３４を所定の温度に冷却保持する送風機である。６０は蒸発器４３に付着した霜を融解するのに十分な除霜能力を有した除霜手段の除霜ヒータであり、除霜ヒータ６０により融解された除霜水は、排水蒸発皿４７に落下し、冷蔵庫機械室内に設置された圧縮機４８の高温熱により蒸発される構成としてある。なお、圧縮機４８や蒸発器４３にて構成する冷凍サイクルの内部には、可燃性冷媒が封入されている。４０は蒸発器４３の温度を検知する温度検知手段であり、４１及び４２は冷蔵温度室３１及び冷凍温度室３４の温度を検知する温度検知手段である。

次に、除霜ヒータ６０の構成について図２により説明する。図２は本発明の実施の形態１における蒸発器４３の下側の除霜ヒータ６０周辺の断面図である。

除霜ヒータ６０は、前述の蒸発器４３の該当下部で、且つ、冷気戻り口４４の冷気流通を塞がない位置に設置されている。除霜ヒータはガラス管６３とヒータ線６１とを有している。７１は除霜水が除霜中の高温のガラス管６３に掛かって割れないように設置された屋根部材であり、７２はガラス管６３が万一の場合に破損して、ガラス管６３内に設置されたヒータ線６１が露出しても、外部に電流を漏洩させないように設置された除霜ヒータ６０の受け部材である。４５は除霜水を排水口４６に導入する樋部材である。

除霜ヒータ６０は、冷蔵庫運転中に蒸発器４３に付着した霜を融解するのに十分な除霜能力を有した金属抵抗体からなるヒータ線６１を有している。ヒータ線６１は、除霜用加熱源の主体となるスパイラル部６１ｂを有しており、その外表面を後述する隙間を有してガラス管６３で覆い、除霜水や冷気が除霜用ヒータ６１に掛からない構成にしてある。

除霜用ヒータ６１の除霜能力は、冷蔵庫の着霜量が変化しても少しの残霜もなく除霜できるような値に発熱量を選定している。換言すれば、冷蔵庫内に収納する貯蔵食品の量や該貯蔵食品の水分量により、該冷蔵庫の扉開閉回数により、或いは、冷蔵庫の設置された周囲の温度湿度条件の変化により冷蔵庫の蒸発器４３への着霜量が大きく変化しても、除霜用ヒータ６１のジュール熱による発熱によって、少しの残霜もなく除霜できるようなヒータ容量に選定してある。また、また、ヒータ容量を大きくすることで除霜時間を短くすることによって、冷却運転の休止時間を短くして貯蔵室の温度上昇を抑えている。また、扉開閉によるとっさの温度上昇にも、素早く冷却運転を復帰して冷却を行うようにしてある。

なお、図２に示す、外形寸法Ｋ1のスパイラル部６１bを覆うガラス管６３の径は、冷気戻り口４４の冷気流通を塞がない大きさに設定してある。つまり、蒸発器４３の厚さ寸法近くで、かつ、該厚さ寸法Ｄ1以下に設定してある。換言すれば、蒸発器４３の厚さＤ1寸法は、その製造方法により異なるが、通常は、３０ｍｍから６０ｍｍに設定されるので、冷気戻り口４４の冷気流通を考慮すると、除霜ヒータ６０の外径Ｋ１は２５ｍｍ以下が望ましい。

次に、除霜ヒータ６０の幅方向の配置について、図３により説明する。なお、図１および図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。図３は図２のＡ−Ａ線における要部の断面図である。図３において、除霜ヒータ６０は、略円筒形のガラス管６３と、該ガラス管６３内部に設けた直線部６１aとスパイラル部６１bとを有する金属抵抗体からなるヒータ線６１と、ガラス管６３の両端を封止し、ヒータ線６１のスパイラル部６１ｂとガラス管６３の中心軸がほぼ一致するようにヒータ線６１を保持するゴムキャップ６６とを備えている。除霜ヒータ６０は蒸発器４３下部に設置されて、蒸発器４３自身および蒸発器周囲に付着した霜を、短時間で少しの残霜もなく除霜できるようなヒータ容量に設定されている。また、ゴムキャップ６６はシリコンゴム等の電気的絶縁性能を有し、高温度下でも長期使用可能な耐熱性のある弾性体材料により形成されている。４５aはゴムキャップ６６を支持することにより、除霜ヒータ６０を、蒸発器４３の該当下部の所定位置に保持するように構成された支持部材である。

図４に本実施例の除霜ヒータ６０の端部付近の拡大図を示す。ヒータ線６１を長くすれば、ヒータ線６１の単位長さあたりの発熱量を低減させることができる。除霜ヒータ６０の軸方向の長さは、冷却器を内置する冷却室４９の横幅により、従来の除霜ヒータでもほぼ限界近くまで長くなっているので、本実施例では、ヒータ線６１のスパイラル部６１ｂのスパイラル径を大きくしたので、ヒータ線６１を長くすることができ、ヒータ線６１全体の発熱量を変えないで単位長さあたりの発熱量を小さくしている。また、ヒータ線６１の長さを長くしたので、単位長さあたりの電気抵抗値を小さくする、すなわちヒータ線径を大きくしてヒータの表面積を大きくしている。

仮に、従来の除霜ヒータに比べてスパイラル径を２倍にした場合のヒータ線の表面積あたりの発熱量を計算する。スパイラル径を２倍にしたため、ヒータ線の長さは２倍になり、単位長さあたりの発熱量は１／２倍になる。また、長さを２倍にしたため、単位長さあたりの電気抵抗値は１／２倍になり、ヒータ線の材料を変更しない場合にはヒータ線の断面積は２倍になる。そして、ヒータ線の断面の周囲長さは約１．４倍になる。つまり、ヒータ線の表面積は２．８倍になり、単位表面積あたりの発熱量は、０．３５倍になり、大幅な発熱量の減少をすることができる。すなわち、スパイラル径をｘ倍にすると、ヒータ線６１の表面積あたりの発熱量は、ｘ^−３／２になる。

したがって、スパイラル部６１ｂのスパイラル径は大きければ大きいほどヒータ線６１の温度は下がるが、スパイラル径の拡大に伴ってヒータ線６１を内包するガラス管６３径も大きくしなければならない。ガラス管６３径を大きくした場合には、冷却器を内置する冷却室４９の通気抵抗が増加して冷却効率が低下するので、ガラス管６３径は適切に設定しなければならない。特許文献１に記載の発明のように二重のガラス管を採用したものにおいては、冷却室４９の通気抵抗の増加を抑える範囲で外側のガラス管径を増大させており、本実施例では、その外側のガラス管にヒータ線６１が入るように、スパイラル部６１ｂのスパイラル径を調整している。具体的なスパイラル径については、後述する。

図５は本発明にかかる制御装置のブロック図であり、図６は本発明にかかる除霜ヒータ６０の特性図である。

本発明にかかる冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。図１に示す圧縮機４８の運転により冷凍サイクルの蒸発器４３が冷却されると、蒸発器４３に設置された温度検知手段４０の情報により、制御手段１０２が判断し、駆動手段１１７を通じて送風機３９が運転され、同時にダンパ開閉手段１１０を通じて冷蔵温度室用ダンパや冷凍温度室用ダンパを制御して、冷蔵温度室３１及び冷凍温度室３４の温度を所定の設定温度となるように冷却保持する。圧縮機４８の運転開始後に所定の時間が経過すると、圧縮機４８の回転数や運転時間及び送風機３９の回転数や運転時間を回転数感知手段１０４や運転時間カウント手段１０５が制御手段１０２に情報を送り、制御手段１０２がこの情報や蒸発器４３に設置された温度検知手段４０の情報及び冷蔵温度室３１や冷凍温度室３４の温度を検知する温度検知手段４１や４２の情報を判断して、除霜の開始を判断する。

除霜を行うときには、圧縮機４８及び送風機３９を停止させ、冷蔵温度室用ダンパ及び冷凍室用ダンパを閉じ、通電手段１２１を通じて除霜ヒータ６０の除霜用ヒータ６１に通電する。通電された除霜用ヒータ６１は、蒸発器４３への着霜量が変化してもジュール熱による発熱量によって少しの残霜もなく除霜できるような能力を設定してあるので、蒸発器４３の着霜及び蒸発器４３周辺部材の着霜を完全に除霜する。この除霜中の温度特性を、図４に示す温度特性図で説明する。

図６の縦軸は蒸発器４３やヒータ線６１の表面温度を示し、横軸は除霜開始からの時間を示している。曲線Ｅが蒸発器４３の表面温度を示し、曲線Ｆがヒータ線６１の表面温度を示している。

除霜ヒータ６０に通電されると、ヒータ線６１のスパイラル部６１bはジュール熱により発熱し、表面温度は曲線Ｆaのように上昇し、温度Ｔ３まで上昇する。この温度Ｔ３は、可燃性冷媒の発火温度より低く設定してある。温度Ｔ３になると、ヒータ線６１は、自己が発するジュール熱とヒータ線が低温の周囲に放熱する熱量が平衡状態となり、温度がほぼ一定になる。ヒータ線６１の温度が上昇するにつれて、温度により暖められた周囲空気の対流熱及びスパイラル部６１bよりの赤外線透過熱により蒸発器４３の表面温度は曲線Ｅaのように上昇して、蒸発器４３に付着した霜や蒸発器４３周辺の霜が融け始める。霜の融解の潜熱が大きいために、霜が融け始めてしばらくの間は蒸発器４３の表面温度は曲線Ｅbに示すようにある一定の温度Ｔ1を保持する。上記の状態がある時間経過し、除霜ヒータ６０に通電されてからの時間がＧ1になる頃には、蒸発器４３やその周辺に付着した霜が完全に融け終わる。

霜が融け終わっても除霜ヒータ６０には通電されているので、ヒータ線６１の温度は、曲線Ｆbに示すように、Ｔ3の温度を保持している。このＴ3の温度による周囲空気の対流熱および赤外線透過熱により、蒸発器４３の表面温度は曲線Eｃのように急激に上昇する。この曲線Eｃの温度上昇が所定の温度Δt2になると、該Δt2自身やΔt2上昇後の蒸発器４３の表面温度Ｔ2および前述の温度Ｔ1を、図３に示す温度検知手段４０が検知し、該情報を制御手段１０２に入力する。同時に、除霜時間Ｇ1やＧ2を運転時間カウント手段１０５が検知して、その情報を制御手段１０２に入力する。これらの情報より除霜完了が判断されると、制御手段１０２は、通電手段１２１を通じて除霜用ヒータ６１を有する除霜ヒータ６０への通電を止める。

また、除霜中あるいは除霜完了後に、ヒータ線６１の温度Ｔ3やＴ4を温度検知手段１０８が検知し、この情報を制御手段１０２に入力し、制御手段１０２は積算手段１１６や可燃性冷媒の発火温度等およびその利用のための安全率等が入力されている記憶手段１１３の情報を加味して、万が一、図４に示すＴ4温度が、可燃性冷媒の発火温度、あるいは、事前にプログラムされた発火温度未満の所定温度になると、通電手段１２１を通じて除霜ヒータ６０への通電を止める。換言すれば、除霜ヒータ６０のなかで、その構成上最高温度となるスパイラル部６１bの温度Ｔ4が、可燃性冷媒の発火温度未満であり、しかも、蒸発器４３表面やその周辺に少しの残霜もなく除霜完了した時間Ｇ2を、制御手段１０２が判断して、除霜時間を制御する構成にしてある。

なお、制御手段１０２は、ヒータ線６１の温度Ｔ4を、可燃性冷媒の発火温度未満に保持するように、温度検知手段１０８や除霜時間Ｇ２を制御しているが、同時に、通電手段１２１を通じて除霜ヒータ６０への印加電圧を制御することが望ましい。

また、図６にしめすΔg3は、除霜用ヒータ６１への通電を止めてから、圧縮機４８を駆動して冷却運転を再開するまでの時間であり、該Δg3時間は霜を溶かした除霜水が蒸発器周辺より落下して完全に排水され終わったことを確認する時間であることは、当業者の良く知るところである。

なお、図６に示すΔg1は蒸発器４３の表面温度上昇による影響でヒータ線６１のスパイラル部６１bの温度が上昇するまでのタイムラグであり、このタイムラグΔg1およびスパイラル部６１bの温度上昇時間Δg2は、スパイラル部６１bを含む除霜用ヒータ６１自身の熱容量により左右されることは自明である。また、Δt4は前述のΔg2時間の前後に現れるスパイラル部６１bの温度Ｔ3とＴ4の温度差であるが、該Δt4は、スパイラル部６１b自身の熱容量により変化することも自明である。

このことから、本発明の実施例１は、蒸発器４３或いはその周辺に付着した霜を少しの残霜もなく除霜できる構成とし、万が一冷凍サイクルの可燃性冷媒が庫内に漏洩した場合に除霜が行われても、スパイラル部６１bを含む除霜ヒータ６０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。

つぎに、本発明の除霜ヒータ６０の特性を説明する。

図７は、除霜ヒータ６０の数種類の線径のヒータ線６１及び大きな径のガラス管６３を用い、実際の冷蔵庫と同一の使用環境でヒータ線の表面温度を測ったものである。除霜ヒータの幅及び発熱容量は一定としているので、ヒータ線６１径が大きくなるにつれて、ヒータ線６１の電気抵抗値を等しくするためにヒータ線６１が長くなり、スパイラル部６１ｂの外径も大きくなる。

図７（ａ）は、除霜中のスパイラル部６１ｂの表面温度とスパイラル部６１ｂの外径の関係を示すものであり、図４に示すスパイラル部６１ｂの外径K１を横軸に表示し、スパイラル部６１ｂの表面温度を縦軸にて表示している。図７（b）は、除霜中の前記スパイラル部の表面温度と該スパイラル部の線径Ｋ３との関係を示すものであり、図７に示すスパイラル部６１ｂの線径を横軸に表示し、スパイラル部６１ｂの表面温度を縦軸にて表示している。

図７によると、スパイラル径を１０ｍｍ以上、ヒータ線径を０．４２ｍｍ以上にすることによりヒータ線６１の表面の温度は可燃性ＨＣ冷媒の温度を下回ることが分かった。これは、ヒータ線６１を長く太くすることでヒータ線６１の表面を拡大することにより、放熱性がよくなり、また、表面積あたりの発熱量が減少したためである。

安全のことを考えると、ヒータ線６１の温度は、可燃性冷媒の発火温度から１００℃以上低いほうがよい。スパイラル径を大きくすれば大きくするほどヒータ線６１の表面温度は低下するが、ヒータ線６１を内包するガラス管６３の径が大きくなり、冷却室４９の通気抵抗が大きくなる。ヒータ線６１のスパイラル径を１２〜２５ｍｍとすれば、冷却室４９の通気抵抗を大幅に増大させることなくヒータ線６１のスパイラル径を大きくして、ヒータ線６１の表面温度を低く抑えて、可燃性冷媒に発火する恐れを無くすることができる。また、スパイラル径拡大に伴い、ヒータ線長が大きくなり、電気抵抗値を低くするためにヒータ線径を大きくすることができ、0.42ｍｍ以上（かつ2.0ｍｍ以下）とすることが望ましい。

上記のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。除霜中は、リード線６８を通じて電気がヒータ線６１に通電され、ヒータ線６１はジュール熱により発熱する。このとき、除霜ヒータ６０はスパイラル部６１ｂの外径を１０ｍｍ以上としているので、スパイラル部６１ｂの表面温度を、可燃性冷媒の発火温度未満に保持しながら除霜する。また、除霜ヒータ６０は、蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を、少しの残霜もなく除霜できる発熱容量を有しているので、蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を完全に溶かすことが出来る。

次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１と同じものは、同じ符号をつけて説明を省略する。

ヒータ線６１の長さは、スパイラル部６１ｂの隣り合うヒータ線６１の間隔であるピッチを小さくすることによっても長くすることができ、これによって実施例１と同様にヒータ線６１を太くして表面積を大きくすることができる。しかし、ピッチを小さくしすぎると、隣り合うヒータ線６１からの放熱や赤外線の放射の影響を受け、温度が上昇してしまう。図８は、スパイラル径１２ｍｍ、ヒータ線径０．４２ｍｍとしたときのピッチとヒータ線６１表面温度の関係を表している。このとき、除霜ヒータ６０はスパイラル部のピッチは大きくすれば大きくするほど、隣接するヒータ線６１からの影響が小さくなって表面温度が低くなり、ピッチを１．１ｍｍ以上とした場合には、スパイラル部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度未満に保持しながら除霜行うようにすることができる。そして、除霜ヒータ６０は、蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を、少しの残霜もなく除霜できる発熱容量を有しているので、蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を完全に溶かすことが出来る。

本発明の実施例２は、ヒータ線６１のスパイラル部６１ｂのピッチを１．１ｍｍ以上（かつ３．０ｍｍ以下）とすることで、蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を少しの残霜もなく除霜できる構成となり、しかも、万が一冷凍サイクルの可燃性冷媒が庫内に漏洩した場合に除霜が行われても、スパイラル部６１bの表面温度が、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。

つぎに、本発明の実施の形態３における要部の特性図により説明する。図９は、除霜中のスパイラル部６１ｂの表面温度とスパイラル部６１ｂとガラス管６３との隙間寸法Ｋ２との関係を示すものであり、図４に示す隙間寸法Ｋ２を横軸に表示し、スパイラル部６１ｂの表面温度を縦軸にて表示している。スパイラル部６１ｂとガラス管６１の間は、熱伝導が小さい空気の層が存在しているため、この空気の層を小さくすれば、熱伝導が大きくなる。スパイラル径１０ｍｍ、ヒータ線径０．４２ｍｍ、ピッチを１．１ｍｍとした場合には、隙間寸法を０．９５以下としたときに、ヒータ線表面温度は可燃性冷媒の発火点を下回っている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。除霜中は、リード線６８を通じて電気がヒータ線６１に通電され、ヒータ線６１はジュール熱により発熱する。このとき、除霜ヒータ６０はスパイラル部外径面と前記ガラス管内径面との隙間を０．９５ｍｍ以下としているので、スパイラル部の表面温度を、前述した可燃性冷媒の発火温度未満に保持しながら除霜する。また、該除霜ヒータ６０は、前述した蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を、少しの残霜もなく除霜できる発熱容量を有しているので、該蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を完全に溶かすことが出来る。

また、このとき、除霜ヒータ６０はスパイラル部の線径を０．４２ｍｍ以上としているので、該スパイラル部の表面温度を、前述した可燃性冷媒の発火温度未満に保持しながら除霜する。そして、該除霜ヒータ６０は、前述した蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を、少しの残霜もなく除霜できる発熱容量を有しているので、該蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を完全に溶かすことが出来る。なお、前記スパイラル部の線径は大きくすればするほど、それ自身が発生するジュール熱を、その表面積から放熱しやすいが、線径を大きくすれば、ヒータ線の電気抵抗は低下する。従って、除霜ヒータ６０自身の除霜能力を低下させないために該線の長さを長くするので、前述の図５に示したスパイラル部の長さＬ60を所定長さにするために、前記スパイラル部６１ｂの外形を大きくするものである。従って、スパイラル部６１ｂの外形を１２ｍｍから２５ｍｍとした場合は、前記線径は０．４２ｍｍから２．０ｍｍとするのが望ましい。

このことから、本発明の実施例３は、蒸発器４３自身、或いはその周辺に付着した霜を少しの残霜もなく除霜できる構成となり、しかも、万が一冷凍サイクルの可燃性冷媒が庫内に漏洩した場合に除霜が行われても、スパイラル部６１ｂの表面温度が、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。

すなわち、スパイラル径を１２〜２０ｍｍとすることで、ヒータ線６１を長くして、ヒータ線６１全体の発熱量を確保したまま表面積あたりの発熱量を減少させて、ヒータ線温度を低く抑えることができる。

また、ヒータ線６１全体の電気抵抗は変えずに長さを長くしたので、単位長さあたりの電気抵抗を小さくすることができる。ヒータ線６１の材料を変更しないとして、ヒータ線６１径を長さの２の平方根倍にすることができ、本実施例では０．４２ｍｍ以上が望ましい。

また、スパイラル部６１ｂのヒータ線６１の間隔であるピッチも、過度の発熱を抑えるために、１．１ｍｍ以上がのぞましい。

このときのヒータ線６１とガラス管６３の間隔は０．９５ｍｍ以下が望ましい。

本発明による実施例４について、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１〜３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。

図７は本発明の実施例４における除霜ヒータ６０の要部の断面図である。図７に示すように、６１は除霜ヒータ６０の構成要素であるヒータ線であり、直線部６１aと除霜用発熱源の主体となるスパイラル部６１ｂを有している。

６３はスパイラル部６１ｂと間隙を有して設けられたガラス管である。ガラス管６３は略円筒形状を成し、その両端開口部は弾性体の栓部材６５を有する絶縁端子部材であるゴムキャップ６６により覆われている。６４はガラス管６３両端開口部内に挿入された弾性体の栓部材６５内に設置された保持部材であり、該保持部材６４はスパイラル部６１ｂを、ガラス管６３内の所定位置に保持できるように構成されている。６８はヒータ線６１に電流を供給するリード線であり、リード線６８とヒータ線６１は、接続部材６７により接続されている。リード線６８は、ヒータ線６１とは異なり電気抵抗が低い材料で作られているため、その発熱量は小さい。

なお、図１０に示す除霜ヒータ６０全体の長さＬ8は、蒸発器４３が収納される庫内壁を形成する内箱の大きさ寸法より小さくするため、ガラス管長さＬ7やスパイラル部長さＬ15は、従来例で示した冷蔵庫の該当長さと同じ長さであることが望ましい。

また、除霜用ヒータ６０の直線部であるヒータ線部６１aの長さＬ６１、Ｌ６２は、除霜用ヒータ６０の通電中のジュール熱による温度上昇を、弾性体の栓部材６５の変形温度未満に抑えられるように設定されている。

図１０の除霜ヒータ６０では、ガラス管６３の端部をゴムキャップ６６が覆っている。ゴムキャップ６６がヒータ線６１を保持する保持部６４付近は、ヒータ線６１は直線部６１ａとなっている。これは、ガラス管６３端部のゴムキャップ６６で覆われている部分はガラス管６３が放熱しにくいため、ヒータ線６１は軸方向長さあたりの発熱量が小さくなる直線部６１ａとしている。また、ガラス管６３のゴムキャップ６６で覆われていない部分も直線部６１ａとしている。これは、ゴムキャップ６６を高温にするとゴムキャップ６６が融けるので、ゴムキャップ６６からスパイラル部６１ｂまでの距離をおくためである。

しかし、ヒータ線６１の直線部６１ａは、ガラス管６３の径方向に動きやすい。スパイラル部６１ｂとガラス管６３の隙間を小さくすると、ヒータ線６１の長さを取り易くなる。また、この隙間にある空気層はガラス等に比べて熱伝導が小さいため、この隙間を小さくすると、ヒータ線６１からガラス管６３の外に熱が伝わりやすくなり、除霜時間の短時間化やヒータ線温度の低温化をすることができる。しかし、ヒータ線６１が動いてガラス管６３に接触すると、ガラス管６３が局所的に熱せられて破損する恐れがある。

ここで、本実施例の除霜ヒータ６０の寸法関係について図１１により説明する。図１１は前述した図１０の保持部材周辺の要部の断面図である。

図１０のＬ15は除霜用ヒータ６０のスパイラル部６１bの長さ寸法であり、Ｌ15寸法部は、互いに隣接するヒータ線６１からの影響を受けてその表面温度は非常に高温となる。図１１のＬ14寸法はスパイラル部６１bから保持部材６４までの寸法であり、Ｌ14寸法は、実施例１で示した図４のＫ4寸法より短く設定してある。換言すれば、動きやすい直線部であるヒータ線６１の直線部６１aの寸法Ｌ14を小さく設定しており、スパイラル部６１bとガラス管６３との隙間Ｋ２を安定的に小さくするように構成されている。そのために、ゴムキャップ６６は、ガラス管６３の内側に嵌り込む構成とし、ゴムキャップ６６の保持部６４の内側にヒータ線６１を保持する保持部材を内包する栓部６６ａを設ける。

図１１において、栓部６６ａはその外周に、ガラス管６３の内径に圧着挿入される嵌合部を有しており、圧着挿入された嵌合部内で、スパイラル部６１bをガラス管６３の中心に位置させる。つまり、ガラス管内に圧着挿入された栓部６５の大きさを図１１に示すＬ17寸法とし、さらにその内部に圧着挿入された保持部材６４の位置をＬ16寸法とすると、Ｌ16寸法はＬ17寸法よりわずかに小さく為るように設定されている。保持部材６４は、そのほぼ中央に、スパイラル部６１bを有する除霜ヒータ６１をガラス管６３内の所定の位置に保持する支持部６４bを有し、且つ、そのほぼ外周に、栓部６６aの変形防止機能を有するように、外周に沿って軸方向に折り曲げられた外周部６４aを有している。つまり、保持部材６４はスパイラル部６１bの外径とガラス管６３の内径との隙間寸法を、所定の寸法Ｋ2に安定的に保持できるように、ガラス管６３内に圧着挿入された栓部６６a内に圧着挿入される構成にしてある。

また、スパイラル部６１bと保持部材６４との距離Ｌ14を従来より小さく設定することにより、動きやすい直線部であるヒータ線６１の直線部６１aの寸法Ｌ14を小さくして、スパイラル部６１bとガラス管６３との隙間Ｋ２を安定的に小さくするように構成されている。換言すれば、動きやすい直線であるヒータ線６１の直線部６１ａの長さを、従来は図３に示すK４寸法相当の長さが必要であったが、ガラス管６３内に圧着挿入した栓部６５内に保持部材６４を設置することにより、Ｌ16寸法分だけ短くしたものである。

これによって、スパイラル部６１ｂの位置を安定させて、スパイラル部６１ｂとガラス管６３の隙間を小さくすることができ、ヒータ線６１の放熱性を向上させてヒータ線６１の低温化に貢献することができる。

本発明の実施例５について、図１２により説明する。なお、実施例１〜４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。

本発明の実施例５の特徴とするところは、スパイラル部６１ｂの保持部材７９と栓部７５との間に、剛性を有する固定管７４を圧挿して、熱変形安定性を向上させたところである。つまり、図１２に示すように、栓部７５はその外周に、ガラス管６３の内径に圧着挿入される嵌合部７５bを有しており、圧着挿入された栓部７５内に、剛性を有する固定管７４を圧挿している。固定管７４の長さ寸法は、固定管の外径面７４aと栓部７５の内径面７５aを圧着して、栓部７５内に固定管７４を保持するのに十分な寸法が取れるように、Ｌ51＋L52＋Ｌ53寸法を設定してある。図１２の固定管７４は、ゴムキャップ７６の栓部７５よりも中央側にＬ51寸法突出し、また、ガラス管６３の端部よりもＬ53寸法外側まであるが、栓部７５の嵌合長さＬ52寸法の大きさ次第で、あるいは、栓部内に固定管７５を保持するに十分な場合は、固定管７４を短くして栓部より突出させない、または、ガラス管６３の端部よりも外側に突出していなくても、その効果は同じである。

７９は固定管７４内に圧着挿入された保持部材であり、保持部材７９は、スパイラル部６１bをガラス管６３の中心に位置させるように設置されている。つまり、保持部材７９はスパイラル部６１bの外径とガラス管６３の内径との隙間寸法を、所定の寸法Ｋ2に安定的に保持できるように、固定管７４内に圧着挿入されている。

また、保持部材７９の圧着挿入位置であるＬ56寸法は正の値とし、且つ、Ｌ52寸法より小さく設定して保持部材７９が栓部７５の内側になるようにし、保持部材７９の固定管７４内への保持を確実にしてある。従って、動きやすい直線部であるヒータ線の直線部６１aの保持部材７９からスパイラル部６１ｂまでの寸法Ｌ57を、従来より小さくできる。

つまり、動きやすい直線部であるヒータ線は、従来は図１２に示すＬ58寸法相当の長さが必要であったが、保持部材７９を従来ヒータ線６１を保持していた位置よりも除霜ヒータ６０の中央に近い位置にしたので、直線部６１aが径方向に動きやすい状態である部分の長さをＬ56寸法分だけ短いＬ57寸法にできるものである。

このことから、本発明の実施例５は、外周をガラス管６３で押さえられ、内周を固定管７４外周で押さえられた栓部７５内（固定管内）に保持部材７９を設けたので、熱変形安定性が良好になる。

また、シリコンゴム等で形成する栓部７５の外周面７５bをガラス管６３で押さえられ、内周を固定管外周面７４aで押さえられるので、栓部７５自身の高温に対する熱変形が少なくなる効果も生じる。つまり、図１２に示すＬ54寸法を、従来例で示した図３のＫ４寸法より小さくできる。従って、動きやすい直線部であるヒータ線の直線部６１aの寸法Ｌ57をより小さくできるので、スパイラル部６１bの外径と前記ガラス管６３の内径との隙間寸法をより小さくできる。

次に本発明の実施例６について図１３により説明する。なお、実施例１〜５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。

本発明の実施例６の特徴とするところは、スパイラル部６１ｂを有する除霜用ヒータ線に電流を供給するリード線６８と、ヒータ線６１との接続部材を、スパイラル部の保持部材と兼用としたものである。

つまり、図１３に示すように、栓部８５はその外周に、ガラス管６３の内径に圧着挿入される嵌合部８５bを有しており、圧着挿入された嵌合部８５b内に、スパイラル部６１bをガラス管６３の中心に位置させる保持部材８４を有している。保持部材８４は、そのほぼ中央に、スパイラル部６１bを有する除霜ヒータ６１をガラス管６３内の所定の位置に保持する支持部８４bを有し、且つ、そのほぼ外周に、栓部８５の変形防止機能を有する外周部８４aを有している。

８７は除霜用ヒータ線に電流を供給するリード線６８と、前記ヒータ線６１との接続部材であり、接続部材８７は、保持部材８４と一体に形成されている。

接続部材８７と保持部材８４との一体形成は、板金加工や鋳物成型あるいはブローチ成形等があるが、板金加工の一例を図１４により説明する。

図１４は保持部材兼接続部材の加工工程説明図である。図１４の（ａ）に示すように、保持部材８４の原料部８４eと、接続部材８７の原料部８７aとを一枚の金属材料で、所定形状に打ち抜き加工した後、折線部８４c部より所定の角度に折り曲げ加工する。次に、図１４の（ｂ）に示すように、ヒータ線かしめ部８７bと、リード線かしめ部８７cを曲げ加工する。最後に、図１４の（ｃ）に示すように、原料部８４eを絞り加工して、部品として完成させる。

このことから、本発明の実施例７は、リード線６８とヒータ線６１との接続部材を、スパイラル部６１ｂの保持部材と兼用としたので、接続部材と保持部材とを単独で作製する必要が無く、製造コスト上有利な構成を持つ冷蔵庫を提供できる。

本発明の一実施例に係る冷蔵庫の縦断面図である。 本発明の一実施例に係る冷蔵庫の要部の縦断面図である。 本発明の一実施例に係る冷蔵庫の要部の縦断面図である。 本発明の一実施例に係る除霜ヒータの要部の断面図である。 本発明の一実施例に係る制御装置のブロック図である。 本発明の一実施例に係る除霜ヒータの特性図である。 本発明の一実施例に係る除霜ヒータの特性図である。 本発明の一実施例に係る除霜ヒータの特性図である。 本発明の一実施例に係る除霜ヒータの特性図である。 本発明の他の実施例に係る冷蔵庫の要部の縦断面図である。 本発明の他の実施例に係る除霜ヒータの要部の断面図である。 本発明の他の実施例に係る除霜ヒータの要部の断面図である。 本発明の他の実施例に係る除霜ヒータの要部の断面図である。 本発明の他の実施例に係る保持部材の加工工程説明図である。

符号の説明

４３…蒸発器
４８…圧縮機
６０…除霜ヒータ
６１…ヒータ線
６１a…ヒータ線部
６１b…スパイラル部
６３…ガラス管
６４…保持部材
６５…栓部材
６６…ゴムキャップ
６８…リード線

Claims (3)

1. 冷凍サイクルの蒸発器と、
   前記蒸発器に付着した霜を除霜するための除霜用ヒータとを備えた冷蔵庫において、
   前記除霜ヒータは、
   ガラス管と、
   該ガラス管内部に設けられたヒータ線と、
   前記ガラス管の端に取付けられるゴムキャップと、
   前記ヒータ線を保持する保持部材とを有し、
   前記ゴムキャップは、前記ヒータ線の外側の前記ガラス管を内側から係合する栓部を有し、
   前記保持部材は、前記栓部の中に備えられたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、
   前記保持部材は、前記ヒータ線と、前記ヒータ線に電力を供給するためのリード線とを接続して保持することを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記栓部の内側に係合し、前記保持部材を内包する固定管を備えたことを特徴とする冷蔵庫。

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