JP4000908B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は特に可燃性冷媒を用いた冷蔵庫および除霜用ヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば特開２０００−１０８３５２号公報に示された従来の可燃性冷媒を用いた冷蔵庫用の除霜ヒータを表す図であり、図中、１１６は外側ガラス管、１１７は内側ガラス管、１１８は外側と内側のガラス管の間に設けられたヒータ線、１１９は絶縁キャップ、１２０はヒータ線１１８を通電するためのリード線である。
【０００３】
ヒータ線１１８は絶縁キャップ１１９内でリード線１２０とかしめられ、絶縁キャップ１１９を通り抜けて引き出される構造となっている。このような従来技術では、２本のガラス管１１６、１１７の間の狭い空間にヒータ線を配置したため、万が一可燃性冷媒が充満した場合でも供給される酸素量が少なく、延焼が防止できるとするものである。
【０００４】
また、通常のガラス管ヒータ（２重管でないもの）の場合は、ガラス管内に可燃性冷媒が侵入しないように、ガラス管内をキャップにより完全密封するようにして対応している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫においては、除霜ヒータの安全性を高めるために以上のようにして対応しようとしているが、ガラス管（２重ガラス管仕様の場合は外側ガラス管）が破損した場合には、直接可燃性冷媒がヒータと接触するようになるため、着火により冷蔵庫が故障してしまう可能性があった。
【０００６】
また、ガラス管内に可燃性冷媒が侵入しないように、ガラス管内をキャップにより密封するようにした場合には、除霜時に冷却器で発生した除霜水がガラス管ヒータにかかり、リード線出口にホールドされた除霜水がガラス管内部の圧力変化により吸込まれ、接続端子部にホールドされて断線に至る可能性があり、接続端子部が断線した場合、霜取り不良をおこし冷却不良となっていた。
【０００７】
また、断線にまで至らない場合でも内部に浸入した水がヒータへの通電により蒸発し、その圧力でキャップが外れ、ヒータ線が剥き出しになり、可燃性冷媒が漏れた場合にガラス管内部に可燃性冷媒が侵入して着火して冷蔵庫故障の原因になっていた。
【０００８】
さらに、ガラス管内部に浸入した水が凍り、体積膨張によりガラス管を破損させる恐れがあり、ガラス管が破損した場合には、ガラス管にヒータ線が触れてガラス管の温度がヒータ温度となり、ガラス管の温度が可燃性冷媒の着火温度以上に上昇して可燃性冷媒の着火による冷蔵庫故障の原因になっていた。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消する為になされたもので、ガラス管の破損しにくい除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、ガラス管内部の圧力を略一定に保つことができる除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、ガラス管内部に水滴が侵入しにくい除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、可燃性冷媒が着火しにくい安全で信頼性の高い冷蔵庫および除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、安全で地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫は、可燃性冷媒を冷媒として使用し、庫内を冷却する冷気を生成する冷却器の除霜を行う除霜用ヒータを備えた冷蔵庫において、内部の空間に加熱部を有し、少なくとも一端が開口した内側容器と、前記内側容器の外側に空隙部を有するように設けられ、少なくとも一端が開口した外側容器と、前記加熱部に通電するためのリード線と、前記内側容器の開口部と前記外側容器の開口部とを閉塞するキャップと、前記キャップに設けられ、前記リード線が貫通して取り出されるリード線取り出し部と、前記内側容器内部の空間と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つための第１の連通穴と、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側ガラス管と外側ガラス管との間の空間内の圧力と外側ガラス管外の外気の圧力とを略一定に保つための第２の連通穴と、によって前記除霜用ヒータを構成し、前記リード線取り出し部と前記リード線との間が除霜水により閉塞されても前記第１の連通穴により前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つことができるようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の冷蔵庫は、前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を使用して前記加熱部の設定温度を前記可燃性冷媒の着火温度以下に設定するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた第１の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定したものである。
【００１３】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた前記第２の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲内に設定するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを、前記内側容器と前記外側容器とをガラス管で構成した２重ガラス管ヒータとしたものである。
【００１５】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを水平±３０度の範囲内になるように設置するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明の冷蔵庫は、前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を用いたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を表す冷蔵庫の斜視図であり、図において、１は冷蔵庫本体、２は冷蔵庫本体１の上部に設けられ、開閉式扉を有する冷蔵室、３は冷蔵室２の下部に設けられ、引出式扉を有する製氷室、４は冷蔵室２の下部で製氷室３の横に設けられ、引出式扉を有する温度帯が可変の切替室、５は製氷室３および切り替え室４の下部に設けられ、引出式扉を有する野菜室、６は野菜室の下部で、冷蔵庫本体１の最下部に設けられ、引出式扉を有する冷凍室である。また、冷媒としては、オゾン層を破壊せず地球温暖化係数の小さい、地球環境にやさしいイソブタンなどの可燃性冷媒を用いている。
【００１８】
また、図２は、冷蔵庫本体１の冷却器および除霜用ヒータの配置を説明するための断面図であり、図２（ａ）は正面よりみた断面図、図２（ｂ）は横断面図である。図において、図１と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、７は冷却器、８は冷却器７の霜取りを行うガラス管製の除霜用ヒータ、９は冷却器７で生成された冷気を庫内に循環させるための庫内冷却用ファンモータである。
【００１９】
図３は本実施の形態１を表す除霜用ヒータの断面図である。本実施の形態では、可燃性冷媒対応の除霜用ヒータの容器として、製造が簡単で低コストで容易に入手可能なガラス管を使用しており、ガラス管の強度ＵＰ、および、ガラス管の外表面温度の低下を行なう目的で、２重ガラス管仕様としている。２重ガラス管仕様にしてヒータを内側ガラス管内に配置して、ヒータを内側ガラス管と外側ガラス管の２つのガラス管で覆うようにしている。図において、８は除霜用ヒータであり、１１は両端が開口した内側容器である内側ガラス管、１２は両端が開口した外側容器である外側ガラス管、１０は内側ガラス管１１と外側ガラス管１２のそれぞれの両端を閉塞する絶縁用キャップ、１３は内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａに配置された加熱部であるヒータ線、１４はヒータ線１３に通電するためのリード線であり、絶縁用キャップ１０を貫通して設けられている。
【００２０】
また、図４は図３にて示した除霜用ヒータ８の絶縁用キャップ１０の断面図であり、図３と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、１０は絶縁用キャップであり、１０ｈは外側ガラス管挿入部、１０ｇは内側ガラス管挿入部、１０ｅはリード線取り出し部、１０ｃは内側ガラス管１１の内部空間１５Ａと外気との間を連通させる第１の連通穴である内側ガラス管圧力調整穴である。
【００２１】
図３、図４において、外側ガラス管１１の内面が絶縁用キャップ１０の外側ガラス管挿入部１０ｈに挿入されてはまり込む。このとき、外側ガラス管挿入部１０ｈには、外側ガラス管１２の内径寸法よりも大きな外径寸法を有するリブ１０ａが設けられているため、外側ガラス管の内径寸法のばらつきや外側ガラス管挿入部の外径寸法ばらつきを吸収できるようにしている。
【００２２】
また、内側ガラス管１１は絶縁用キャップ１０の内側ガラス管挿入部１０ｇにはまり込み、ストッパー部１０ｂに突き当たるまで挿入される。ここで、内側ガラス管挿入部１０ｇの内径寸法は、内側ガラス管の外径寸法よりも小さく設定されている。また、１０ｃは内側ガラス管１１の内部空間１５Ａの圧力と除霜用ヒータ８の外部の圧力とを略一定に保つ内側ガラス管圧力調整穴であり、絶縁用キャップ１０の内側ガラス管挿入部１０ｇに内側ガラス管１１が挿入された時でも塞がれないように内側ガラス管１１に対してストッパー部１０ｂよりも外側に設けてある。
【００２３】
さらに、絶縁用キャップ１０には、霜取り時に冷却器２からの除霜水が絶縁用キャップ１０に滴下してきた場合でも、水滴が内側ガラス管１１内に回り込まないように内側ガラス管圧力調整穴１０ｃ部には水きりリブ１０ｄが設けられている。同じようにリード線の取り出し部１０ｅにも水切りリブ１０ｆが設けられている。ここで、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃおよびリード線の取り出し部１０ｅは、水滴が侵入しにくいように除霜用ヒータ８を設置した時に絶縁用キャップ１０の下面側に垂直下向きに配置されている。
【００２４】
また、本実施の形態では、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃは垂直下向きに設けられているが、水平より下面側に設けられていればよい。尚、除霜ヒータの取付け位置は冷却器の下部に略水平となるように取付けた方が可燃性冷媒が侵入しにくく着火しにくいためよい。ただし、内側ガラス管１１の開口部の開口方向が略水平（水平±３０°の範囲内）であれば、可燃性冷媒の内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入が抑制され、着火することがなく、安全である。
【００２５】
すなわち、内側ガラス管１１の開口部の開口方向が水平±３０°の範囲内であれば、内側ガラス管１１内の空気の対流による上昇流の上昇方向（垂直方向）に対して内側ガラス管１１端部の開口部の開口方向が略直角（水平±３０度）になるため、可燃性冷媒が内側ガラス管１１内へ開口部より内部の空間１５Ａへ侵入しにくくなり、可燃性冷媒が内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入が抑制されるので、たとえばイソブタンを使用した場合でも、内側ガラス管１１内のイソブタンの濃度がイソブタンの着火濃度といわれる１．８ｖｏｌ％〜８．４ｖｏｌ％に達することがなくなり、着火せず安全であることが実験により確認された。
【００２６】
したがって、除霜用ヒータ８の冷蔵庫本体１への設置角度範囲は、内側ガラス管１１端部の開口部の開口方向が水平±３０度の範囲内であれば、可燃性冷媒が内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入しにくくなり、可燃性冷媒の内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入が抑制され、着火することがなくなり問題ない。
【００２７】
次に図５、図６を用いて除霜用ヒータを組立てた状態の構造を説明する。図５は本実施の形態を表す除霜用ヒータの断面図であり、図６は本実施の形態を表す内側ガラス管ストッパーの構造を説明するための図である。図において、図１〜図４と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、１７は内側ガラス管ストッパーであり、ストッパー１７ａ、貫通穴１７ｂ、ヒータ線接続部１７ｃより構成されている。加熱部であるヒータ線１３はヒータ線接続部１７ｃによりリード線１４と接続され、ガラス管外に取出される。ここで、内側ガラス管１１、外側ガラス管１２が絶縁用キャップ１０にそれぞれはまり込み、リード線１４とヒータ線１３とはヒータ線接続部１７ｃにてかしめにより接続されている。ここで、１５Ａは内側ガラス管１１の内部の空間であり、１５Ｂは内側ガラス管１１の外表面を覆うように設けられている外側ガラス管１２と、内側ガラス管１１との間に設けられた内部空間である。
【００２８】
尚、ヒータ線接続部１７ｃはリード線１４とヒータ線１３を固定し、ストッパー１７ａは内側ガラス管１１の外径よりも大きい寸法を有するようにして内側ガラス管１１のストッパーあるいはヒータ線１３の位置決めとしての役割を果たしている。また、ストッパー１７ａは内側ガラス管挿入部１０ｇの内径よりも大きくしてあり、挿入された状態で絶縁用キャップ１０に固定されるようにしている。
【００２９】
ここで、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃを設けないと、例えば霜とり時に冷却器７から除霜用ヒータ８の上面側に滴下した除霜水がガラス管１１、１２の両端に設けられた絶縁用キャップ１０のリード線口出し部１０ｅに滴下すると、その水滴によりリード線口出し部１０ｅとリード線１４との間が閉塞され、内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａが密閉され、ヒータの発熱により内側ガラス管１１の内部空間１５Ａ内の空気が膨張する。
【００３０】
そして、ヒータ線１３への通電が終了すると、内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａ内の温度が低下して膨張していた空気が収縮し始める。この時、内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａ内の空気の収縮に伴い、リード線口出し部１０ｅを閉塞した水滴が内側ガラス管１１の内部空間１５Ａ内に吸い込まれる。この吸い込まれた水滴がリード線１４とヒータ線１３とのヒータ線接続部１７ｃに付着し、やがてヒータ線１３やリード線１４の芯線は錆びが発生して腐食し、最終的に断線し、冷蔵庫故障の原因となる恐れがある。
【００３１】
したがって、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃを設けることで、内側ガラス管１１の内部空間１５Ａの圧力と外部の圧力（外気圧）を略一定に保つことができ、除霜用ヒータ８のＯＮ／ＯＦＦによる内側ガラス管１１の内部空間１５Ａ内の空気の膨張、収縮による水滴吸い込みによる冷蔵庫故障が発生しなくなり、地球環境にやさしい信頼性の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２を表す除霜用ヒータの断面図である。図において、実施の形態１の図１〜図６と同等部分は同一の符号を付して説明を省略する。図において、１０ｋは内側ガラス管１１と外側ガラス管１２との間の空間１５Ｂ内の圧力と外側ガラス管１２外の外気の圧力とを略一定に保つ為の外側内側空間圧力調整穴である。内側のガラス管１１と外側のガラス管１２との間の空間１５Ｂに入り込んだ水分の蒸発により絶縁用キャップ１０が外れるのを防止し、また、空間１５Ｂ内に入り込んだ水分の膨張・収縮による外側ガラス管１２が破損するのを防止する為に設けられている。
【００３３】
本実施の形態においてもリード線の口出し部１０ｅに水滴が付着した場合には、実施の形態１で説明したのと同様な症状（内側ガラス管１１内に入り込んだ水分の膨張・収縮による内側ガラス管１１の破損）が発生する為、内側ガラス管１１内の内部空間１５Ａ内の圧力と外気の圧力とを略一定にする内側ガラス管圧力調整穴１０ｃを設けているので、内側ガラス管１１の破損も発生せず、信頼性の高い冷蔵庫が得られる。
【００３４】
図８は本実施の形態を表す絶縁キャップ１０の下面図である。図において、図７と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、１０ｃが内側ガラス管１１と外気との間を連通させるために絶縁キャップ１０に設けられた連通穴である内側ガラス管圧力調整穴であり、その開口面積は２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定している。
【００３５】
内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積が２．５ｍｍ２より小さい場合、水滴が付着した場合には水滴の表面張力で閉塞されることがキャップ表面に水を滴下する評価試験により確認できており、また、逆に内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積が１００ｍｍ２より大きい場合には、イソブタンなどの可燃性冷媒雰囲気中にヒータを放置した場合に内側ガラス管１１の内部空間１５Ａに可燃性冷媒が流入し、着火しやすくなることが実験で確認され、また、１００ｍｍ２以下とすることで、万一、内側ガラス管１１の内部で着火した場合でも除霜用ヒータ８の外部に火焔が伝播しないことが実証された。
【００３６】
また、この評価試験は除霜用ヒータ８の設置角度に関しては、水平±３０°の範囲の傾きに対しても確認しており、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定すれば、除霜用ヒータ８の設置角度を水平±３０°の範囲であれば、連通穴である内側圧力調整穴１０ｃに水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなく、また、着火することもない。したがって、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータおよび冷蔵庫を得ることができる。尚、ここでいう開口面積とは、絶縁キャップ１０内の最小部の開口面積を表している。
【００３７】
また、内側ガラス管ストッパー１７のストッパー１７ａの外径は、内側ガラス管１１の外径より大きくして内側ガラス管１１の端面の開口部を塞ぐようなサイズであるために、内側ガラス管１１に内部と外気とを連通させるために、複数の貫通穴１７ｂが設けられている。この場合も、複数の貫通穴１７ｂの総面積が内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積より小さい場合には、貫通穴１７ｂの総面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下にした方が良い。また、外側ガラス管圧力調整穴１０ｋにおいても、途中で経路が絞られている場合は最小部の開口断面積を１００ｍｍ２以下にした方が良い。このようにすると、連通穴である外側圧力調整穴１０ｋに水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなくなり、外側ガラス管１２と内側ガラス管１１との間の空間１５Ｂと外気との圧力差にて外側ガラス管１２が破損することもなく、また、外側ガラス管１２と内側ガラス管１１との間の空間１５Ｂと内側ガラス管１１内の空間１５Ａとの圧力差により内側ガラス管１１が破損することもなくなる。したがって、ガラス管の破損による、着火の心配もなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータおよび冷蔵庫を得ることができる。
【００３８】
ここで、実施の形態１および本実施の形態では、加熱部であるヒータ線１３の材料を従来のＦｅ−Ｃｒ線からＮｉ−Ｃｒ線に変更している。したがって、従来のＦｅ−Ｃｒ線に比べて錆にたいする腐食耐力が向上し信頼性の高い除霜用ヒータおよび冷蔵庫が得られる。実際に、塩水を強制的に注入して錆に対する評価試験を行なったが、Ｆｅ−Ｃｒ線では５本中３本が錆により断線したが、本実施の形態で使用したＮｉ−Ｃｒ線では、５本中１本も断線しなかった。
【００３９】
また、加熱部であるヒータ線１３の軸線方向のセンター部の温度を５００℃〜８００℃付近に設定した場合には、図９に示したように軸線方向の両端部に向かって低下していくような温度勾配を有する。ここで、図９はヒータ線１３の温度勾配の状態を説明するための図である。図において、横軸はヒータ線１３の軸方向位置を表し、縦軸は温度を表している。図よりヒータ線１３に軸方向中央（ガラス管の軸方向中央）でヒータ線の温度がＭＡＸとなり、軸方向両端部に向かって低下していき、途中で４７５℃のポイント（１３ａ）が存在することが分かる.。そして、キャップ付近では１５０℃以下の温度レベルまで低下する。したがって、ヒータ線１３の軸方向中央部（ガラス管中央部）と絶縁キャップ１０との間に４７５℃となる温度ポイント（１０ａ）が存在する。
【００４０】
ここで、Ｆｅ−Ｃｒ線においては、Ｆｅの特性である４７５℃の温度帯に脆性ポイントを有するため、４７５℃の温度ポイント（脆性ポイント）がヒータ線の立ち上がり部１３ａのところに重なると運転中の振動等で応力がかかり、断線する可能性が生じる。したがって、ヒータ線にＦｅ−Ｃｒ線を使用する場合は、センター温度を７００℃〜８００℃の高温に設定して、ヒータ線の立ち上がり部１３ａを避けて立ち上がり部１３ａよりも軸方向中央部側に４７５℃の温度ポイントを発生させるようにする必要が生じる。
【００４１】
しかし、可燃性冷媒を用いた除霜ヒータの場合は、可燃性冷媒（たとえばイソブタンなど）の着火温度以下に設定せざるを得ない為、ＭＡＸ温度（センター温度）を低く設定する必要が生じる。したがって、例えばセンター温度を６００℃程度に設定した場合では、４７５℃の温度ポイントが絶縁キャップ１０側にずれてくるため、ヒータ線の立ち上がり部１３ａに重なりやすくなり、断線する恐れが生じる。
【００４２】
しかしながら、本発明では、可燃性冷媒を用いる冷蔵庫において除霜用ヒータのヒータ線にＮｉ−Ｃｒ線を使用しているので、使用温度範囲内において脆性温度ポイントを有さないため、ＭＡＸ温度を５００℃〜６００℃程度まで低下させてもヒータ線が断線することがなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータ、および冷蔵庫を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の冷蔵庫は、可燃性冷媒を冷媒として使用し、庫内を冷却する冷気を生成する冷却器の除霜を行う除霜用ヒータを備えた冷蔵庫において、内部の空間に加熱部を有し、少なくとも一端が開口した内側容器と、前記内側容器の外側に空隙部を有するように設けられ、少なくとも一端が開口した外側容器と、前記加熱部に通電するためのリード線と、前記内側容器の開口部と前記外側容器の開口部とを閉塞するキャップと、前記キャップに設けられ、前記リード線が貫通して取り出されるリード線取り出し部と、前記内側容器内部の空間と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つための第１の連通穴と、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側ガラス管と外側ガラス管との間の空間内の圧力と外側ガラス管外の外気の圧力とを略一定に保つための第２の連通穴と、によって前記除霜用ヒータを構成したので、リード線取り出し部とリード線との間が除霜水により閉塞されても内側ガラス管の内部空間の圧力と外部の圧力（外気圧）を略一定に保つことができ、除霜用ヒータのＯＮ／ＯＦＦによる内側ガラス管の内部空間内の空気の膨張、収縮による水滴吸い込みによる冷蔵庫故障が発生しなくなり、地球環境にやさしい信頼性の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００４４】
また、本発明の冷蔵庫は、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通する第２の連通穴を前記キャップに設けたので、連通穴である外側圧力調整穴に水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなくなり、外側ガラス管と内側ガラス管との間の空間と外気との圧力を略一定に保つことができ、圧力差にて外側ガラス管が破損することもなく、また、外側ガラス管と内側ガラス管との間の空間と内側ガラス管内の空間との圧力を略一定に保つことができ、圧力差により内側ガラス管が破損することもなくなる。したがって、ガラス管の破損による、着火の心配もなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータおよび冷蔵庫を得ることができる。
【００４５】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた第１の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定したので、第１の連通穴に水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなく、また、着火することもない。したがって、信頼性が高く、地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることができる。
【００４６】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた前記第２の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲内に設定するようにしたので、第２の連通穴に水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなく、ガラス管が破損することもない。したがって、信頼性が高く、地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることができる。
【００４７】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを、前記内側容器と前記外側容器とをガラス管で構成した２重ガラス管ヒータとしたので、製造が簡単で低コストで容易に入手可能である。
【００４８】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを水平±３０度の範囲内になるように設置するようにしたので、可燃性冷媒が内側ガラス管内へ開口部より内部の空間へ侵入しにくくなり、可燃性冷媒が内側ガラス管内の空間への侵入が抑制されるので、たとえばイソブタンを使用した場合でも、内側ガラス管内のイソブタンの濃度がイソブタンの着火濃度に達することがなくなり、着火することがなく安全である。
【００４９】
また、本発明の冷蔵庫は、前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を用いたので、使用温度範囲内において脆性温度ポイントを有さないため、ＭＡＸ温度を５００℃〜６００℃程度まで低下させて可燃性冷媒の着火温度以下に設定してもヒータ線が断線することがなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１を表す冷蔵庫の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１を表す冷蔵庫本体の冷却器および除霜用ヒータの配置を説明するための断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１を表す除霜用ヒータの断面図である。
【図４】 図３にて示した除霜用ヒータの絶縁用キャップの断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１を表す除霜用ヒータの断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態１を表す内側ガラス管ストッパーの構造を説明するための図である。
【図７】 本発明の実施の形態２を表す除霜用ヒータの断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態２を表す絶縁キャップの下面図である。
【図９】 ヒータ線の温度勾配の状態を説明するための図である。
【図１０】 従来の可燃性冷媒を用いた冷蔵庫用の除霜ヒータを表す図である。
【符号の説明】
１ 冷蔵庫本体、２ 冷蔵室、３ 製氷室、４ 切替室、５ 野菜室、６ 冷凍室、７ 冷却器、８ 除霜用ヒータ、９庫内冷却用ファンモータ、１０ 絶縁キャップ、１０ａ リブ、１０ｂ ストッパー部、１０ｃ 内側ガラス管圧力調整穴、１０ｄ、１０ｆ 水切りリブ、１０ｅ リード線取り出し部、１０ｇ 内側ガラス管挿入部、１０ｈ 外側ガラス管挿入部、１０ｋ 外側内側空間圧力調整穴、１１ 内側ガラス管、１２ 外側ガラス管、１３ ヒータ線、１４ リード線、１５ 内側ガラス管ストッパー、１７ 内側ガラス管ストッパー、１７ａストッパー、１７ｂ 貫通穴、１７ｃ ヒータ線接続部、１１６ 外側ガラス管、１１７ 内側ガラス管、１１８ ヒータ線、１１９ 絶縁キャップ、１２０リード線。
【発明の属する技術分野】
この発明は特に可燃性冷媒を用いた冷蔵庫および除霜用ヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば特開２０００−１０８３５２号公報に示された従来の可燃性冷媒を用いた冷蔵庫用の除霜ヒータを表す図であり、図中、１１６は外側ガラス管、１１７は内側ガラス管、１１８は外側と内側のガラス管の間に設けられたヒータ線、１１９は絶縁キャップ、１２０はヒータ線１１８を通電するためのリード線である。
【０００３】
ヒータ線１１８は絶縁キャップ１１９内でリード線１２０とかしめられ、絶縁キャップ１１９を通り抜けて引き出される構造となっている。このような従来技術では、２本のガラス管１１６、１１７の間の狭い空間にヒータ線を配置したため、万が一可燃性冷媒が充満した場合でも供給される酸素量が少なく、延焼が防止できるとするものである。
【０００４】
また、通常のガラス管ヒータ（２重管でないもの）の場合は、ガラス管内に可燃性冷媒が侵入しないように、ガラス管内をキャップにより完全密封するようにして対応している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫においては、除霜ヒータの安全性を高めるために以上のようにして対応しようとしているが、ガラス管（２重ガラス管仕様の場合は外側ガラス管）が破損した場合には、直接可燃性冷媒がヒータと接触するようになるため、着火により冷蔵庫が故障してしまう可能性があった。
【０００６】
また、ガラス管内に可燃性冷媒が侵入しないように、ガラス管内をキャップにより密封するようにした場合には、除霜時に冷却器で発生した除霜水がガラス管ヒータにかかり、リード線出口にホールドされた除霜水がガラス管内部の圧力変化により吸込まれ、接続端子部にホールドされて断線に至る可能性があり、接続端子部が断線した場合、霜取り不良をおこし冷却不良となっていた。
【０００７】
また、断線にまで至らない場合でも内部に浸入した水がヒータへの通電により蒸発し、その圧力でキャップが外れ、ヒータ線が剥き出しになり、可燃性冷媒が漏れた場合にガラス管内部に可燃性冷媒が侵入して着火して冷蔵庫故障の原因になっていた。
【０００８】
さらに、ガラス管内部に浸入した水が凍り、体積膨張によりガラス管を破損させる恐れがあり、ガラス管が破損した場合には、ガラス管にヒータ線が触れてガラス管の温度がヒータ温度となり、ガラス管の温度が可燃性冷媒の着火温度以上に上昇して可燃性冷媒の着火による冷蔵庫故障の原因になっていた。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消する為になされたもので、ガラス管の破損しにくい除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、ガラス管内部の圧力を略一定に保つことができる除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、ガラス管内部に水滴が侵入しにくい除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、可燃性冷媒が着火しにくい安全で信頼性の高い冷蔵庫および除霜用ヒータを得ることを目的とする。また、安全で地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫は、可燃性冷媒を冷媒として使用し、庫内を冷却する冷気を生成する冷却器の除霜を行う除霜用ヒータを備えた冷蔵庫において、内部の空間に加熱部を有し、少なくとも一端が開口した内側容器と、前記内側容器の外側に空隙部を有するように設けられ、少なくとも一端が開口した外側容器と、前記加熱部に通電するためのリード線と、前記内側容器の開口部と前記外側容器の開口部とを閉塞するキャップと、前記キャップに設けられ、前記リード線が貫通して取り出されるリード線取り出し部と、前記内側容器内部の空間と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つための第１の連通穴と、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側ガラス管と外側ガラス管との間の空間内の圧力と外側ガラス管外の外気の圧力とを略一定に保つための第２の連通穴と、によって前記除霜用ヒータを構成し、前記リード線取り出し部と前記リード線との間が除霜水により閉塞されても前記第１の連通穴により前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つことができるようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の冷蔵庫は、前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を使用して前記加熱部の設定温度を前記可燃性冷媒の着火温度以下に設定するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた第１の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定したものである。
【００１３】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた前記第２の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲内に設定するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを、前記内側容器と前記外側容器とをガラス管で構成した２重ガラス管ヒータとしたものである。
【００１５】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを水平±３０度の範囲内になるように設置するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明の冷蔵庫は、前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を用いたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を表す冷蔵庫の斜視図であり、図において、１は冷蔵庫本体、２は冷蔵庫本体１の上部に設けられ、開閉式扉を有する冷蔵室、３は冷蔵室２の下部に設けられ、引出式扉を有する製氷室、４は冷蔵室２の下部で製氷室３の横に設けられ、引出式扉を有する温度帯が可変の切替室、５は製氷室３および切り替え室４の下部に設けられ、引出式扉を有する野菜室、６は野菜室の下部で、冷蔵庫本体１の最下部に設けられ、引出式扉を有する冷凍室である。また、冷媒としては、オゾン層を破壊せず地球温暖化係数の小さい、地球環境にやさしいイソブタンなどの可燃性冷媒を用いている。
【００１８】
また、図２は、冷蔵庫本体１の冷却器および除霜用ヒータの配置を説明するための断面図であり、図２（ａ）は正面よりみた断面図、図２（ｂ）は横断面図である。図において、図１と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、７は冷却器、８は冷却器７の霜取りを行うガラス管製の除霜用ヒータ、９は冷却器７で生成された冷気を庫内に循環させるための庫内冷却用ファンモータである。
【００１９】
図３は本実施の形態１を表す除霜用ヒータの断面図である。本実施の形態では、可燃性冷媒対応の除霜用ヒータの容器として、製造が簡単で低コストで容易に入手可能なガラス管を使用しており、ガラス管の強度ＵＰ、および、ガラス管の外表面温度の低下を行なう目的で、２重ガラス管仕様としている。２重ガラス管仕様にしてヒータを内側ガラス管内に配置して、ヒータを内側ガラス管と外側ガラス管の２つのガラス管で覆うようにしている。図において、８は除霜用ヒータであり、１１は両端が開口した内側容器である内側ガラス管、１２は両端が開口した外側容器である外側ガラス管、１０は内側ガラス管１１と外側ガラス管１２のそれぞれの両端を閉塞する絶縁用キャップ、１３は内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａに配置された加熱部であるヒータ線、１４はヒータ線１３に通電するためのリード線であり、絶縁用キャップ１０を貫通して設けられている。
【００２０】
また、図４は図３にて示した除霜用ヒータ８の絶縁用キャップ１０の断面図であり、図３と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、１０は絶縁用キャップであり、１０ｈは外側ガラス管挿入部、１０ｇは内側ガラス管挿入部、１０ｅはリード線取り出し部、１０ｃは内側ガラス管１１の内部空間１５Ａと外気との間を連通させる第１の連通穴である内側ガラス管圧力調整穴である。
【００２１】
図３、図４において、外側ガラス管１１の内面が絶縁用キャップ１０の外側ガラス管挿入部１０ｈに挿入されてはまり込む。このとき、外側ガラス管挿入部１０ｈには、外側ガラス管１２の内径寸法よりも大きな外径寸法を有するリブ１０ａが設けられているため、外側ガラス管の内径寸法のばらつきや外側ガラス管挿入部の外径寸法ばらつきを吸収できるようにしている。
【００２２】
また、内側ガラス管１１は絶縁用キャップ１０の内側ガラス管挿入部１０ｇにはまり込み、ストッパー部１０ｂに突き当たるまで挿入される。ここで、内側ガラス管挿入部１０ｇの内径寸法は、内側ガラス管の外径寸法よりも小さく設定されている。また、１０ｃは内側ガラス管１１の内部空間１５Ａの圧力と除霜用ヒータ８の外部の圧力とを略一定に保つ内側ガラス管圧力調整穴であり、絶縁用キャップ１０の内側ガラス管挿入部１０ｇに内側ガラス管１１が挿入された時でも塞がれないように内側ガラス管１１に対してストッパー部１０ｂよりも外側に設けてある。
【００２３】
さらに、絶縁用キャップ１０には、霜取り時に冷却器２からの除霜水が絶縁用キャップ１０に滴下してきた場合でも、水滴が内側ガラス管１１内に回り込まないように内側ガラス管圧力調整穴１０ｃ部には水きりリブ１０ｄが設けられている。同じようにリード線の取り出し部１０ｅにも水切りリブ１０ｆが設けられている。ここで、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃおよびリード線の取り出し部１０ｅは、水滴が侵入しにくいように除霜用ヒータ８を設置した時に絶縁用キャップ１０の下面側に垂直下向きに配置されている。
【００２４】
また、本実施の形態では、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃは垂直下向きに設けられているが、水平より下面側に設けられていればよい。尚、除霜ヒータの取付け位置は冷却器の下部に略水平となるように取付けた方が可燃性冷媒が侵入しにくく着火しにくいためよい。ただし、内側ガラス管１１の開口部の開口方向が略水平（水平±３０°の範囲内）であれば、可燃性冷媒の内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入が抑制され、着火することがなく、安全である。
【００２５】
すなわち、内側ガラス管１１の開口部の開口方向が水平±３０°の範囲内であれば、内側ガラス管１１内の空気の対流による上昇流の上昇方向（垂直方向）に対して内側ガラス管１１端部の開口部の開口方向が略直角（水平±３０度）になるため、可燃性冷媒が内側ガラス管１１内へ開口部より内部の空間１５Ａへ侵入しにくくなり、可燃性冷媒が内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入が抑制されるので、たとえばイソブタンを使用した場合でも、内側ガラス管１１内のイソブタンの濃度がイソブタンの着火濃度といわれる１．８ｖｏｌ％〜８．４ｖｏｌ％に達することがなくなり、着火せず安全であることが実験により確認された。
【００２６】
したがって、除霜用ヒータ８の冷蔵庫本体１への設置角度範囲は、内側ガラス管１１端部の開口部の開口方向が水平±３０度の範囲内であれば、可燃性冷媒が内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入しにくくなり、可燃性冷媒の内側ガラス管１１内の空間１５Ａへの侵入が抑制され、着火することがなくなり問題ない。
【００２７】
次に図５、図６を用いて除霜用ヒータを組立てた状態の構造を説明する。図５は本実施の形態を表す除霜用ヒータの断面図であり、図６は本実施の形態を表す内側ガラス管ストッパーの構造を説明するための図である。図において、図１〜図４と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、１７は内側ガラス管ストッパーであり、ストッパー１７ａ、貫通穴１７ｂ、ヒータ線接続部１７ｃより構成されている。加熱部であるヒータ線１３はヒータ線接続部１７ｃによりリード線１４と接続され、ガラス管外に取出される。ここで、内側ガラス管１１、外側ガラス管１２が絶縁用キャップ１０にそれぞれはまり込み、リード線１４とヒータ線１３とはヒータ線接続部１７ｃにてかしめにより接続されている。ここで、１５Ａは内側ガラス管１１の内部の空間であり、１５Ｂは内側ガラス管１１の外表面を覆うように設けられている外側ガラス管１２と、内側ガラス管１１との間に設けられた内部空間である。
【００２８】
尚、ヒータ線接続部１７ｃはリード線１４とヒータ線１３を固定し、ストッパー１７ａは内側ガラス管１１の外径よりも大きい寸法を有するようにして内側ガラス管１１のストッパーあるいはヒータ線１３の位置決めとしての役割を果たしている。また、ストッパー１７ａは内側ガラス管挿入部１０ｇの内径よりも大きくしてあり、挿入された状態で絶縁用キャップ１０に固定されるようにしている。
【００２９】
ここで、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃを設けないと、例えば霜とり時に冷却器７から除霜用ヒータ８の上面側に滴下した除霜水がガラス管１１、１２の両端に設けられた絶縁用キャップ１０のリード線口出し部１０ｅに滴下すると、その水滴によりリード線口出し部１０ｅとリード線１４との間が閉塞され、内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａが密閉され、ヒータの発熱により内側ガラス管１１の内部空間１５Ａ内の空気が膨張する。
【００３０】
そして、ヒータ線１３への通電が終了すると、内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａ内の温度が低下して膨張していた空気が収縮し始める。この時、内側ガラス管１１の内部の空間１５Ａ内の空気の収縮に伴い、リード線口出し部１０ｅを閉塞した水滴が内側ガラス管１１の内部空間１５Ａ内に吸い込まれる。この吸い込まれた水滴がリード線１４とヒータ線１３とのヒータ線接続部１７ｃに付着し、やがてヒータ線１３やリード線１４の芯線は錆びが発生して腐食し、最終的に断線し、冷蔵庫故障の原因となる恐れがある。
【００３１】
したがって、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃを設けることで、内側ガラス管１１の内部空間１５Ａの圧力と外部の圧力（外気圧）を略一定に保つことができ、除霜用ヒータ８のＯＮ／ＯＦＦによる内側ガラス管１１の内部空間１５Ａ内の空気の膨張、収縮による水滴吸い込みによる冷蔵庫故障が発生しなくなり、地球環境にやさしい信頼性の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２を表す除霜用ヒータの断面図である。図において、実施の形態１の図１〜図６と同等部分は同一の符号を付して説明を省略する。図において、１０ｋは内側ガラス管１１と外側ガラス管１２との間の空間１５Ｂ内の圧力と外側ガラス管１２外の外気の圧力とを略一定に保つ為の外側内側空間圧力調整穴である。内側のガラス管１１と外側のガラス管１２との間の空間１５Ｂに入り込んだ水分の蒸発により絶縁用キャップ１０が外れるのを防止し、また、空間１５Ｂ内に入り込んだ水分の膨張・収縮による外側ガラス管１２が破損するのを防止する為に設けられている。
【００３３】
本実施の形態においてもリード線の口出し部１０ｅに水滴が付着した場合には、実施の形態１で説明したのと同様な症状（内側ガラス管１１内に入り込んだ水分の膨張・収縮による内側ガラス管１１の破損）が発生する為、内側ガラス管１１内の内部空間１５Ａ内の圧力と外気の圧力とを略一定にする内側ガラス管圧力調整穴１０ｃを設けているので、内側ガラス管１１の破損も発生せず、信頼性の高い冷蔵庫が得られる。
【００３４】
図８は本実施の形態を表す絶縁キャップ１０の下面図である。図において、図７と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図において、１０ｃが内側ガラス管１１と外気との間を連通させるために絶縁キャップ１０に設けられた連通穴である内側ガラス管圧力調整穴であり、その開口面積は２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定している。
【００３５】
内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積が２．５ｍｍ２より小さい場合、水滴が付着した場合には水滴の表面張力で閉塞されることがキャップ表面に水を滴下する評価試験により確認できており、また、逆に内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積が１００ｍｍ２より大きい場合には、イソブタンなどの可燃性冷媒雰囲気中にヒータを放置した場合に内側ガラス管１１の内部空間１５Ａに可燃性冷媒が流入し、着火しやすくなることが実験で確認され、また、１００ｍｍ２以下とすることで、万一、内側ガラス管１１の内部で着火した場合でも除霜用ヒータ８の外部に火焔が伝播しないことが実証された。
【００３６】
また、この評価試験は除霜用ヒータ８の設置角度に関しては、水平±３０°の範囲の傾きに対しても確認しており、内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定すれば、除霜用ヒータ８の設置角度を水平±３０°の範囲であれば、連通穴である内側圧力調整穴１０ｃに水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなく、また、着火することもない。したがって、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータおよび冷蔵庫を得ることができる。尚、ここでいう開口面積とは、絶縁キャップ１０内の最小部の開口面積を表している。
【００３７】
また、内側ガラス管ストッパー１７のストッパー１７ａの外径は、内側ガラス管１１の外径より大きくして内側ガラス管１１の端面の開口部を塞ぐようなサイズであるために、内側ガラス管１１に内部と外気とを連通させるために、複数の貫通穴１７ｂが設けられている。この場合も、複数の貫通穴１７ｂの総面積が内側ガラス管圧力調整穴１０ｃの開口面積より小さい場合には、貫通穴１７ｂの総面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下にした方が良い。また、外側ガラス管圧力調整穴１０ｋにおいても、途中で経路が絞られている場合は最小部の開口断面積を１００ｍｍ２以下にした方が良い。このようにすると、連通穴である外側圧力調整穴１０ｋに水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなくなり、外側ガラス管１２と内側ガラス管１１との間の空間１５Ｂと外気との圧力差にて外側ガラス管１２が破損することもなく、また、外側ガラス管１２と内側ガラス管１１との間の空間１５Ｂと内側ガラス管１１内の空間１５Ａとの圧力差により内側ガラス管１１が破損することもなくなる。したがって、ガラス管の破損による、着火の心配もなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータおよび冷蔵庫を得ることができる。
【００３８】
ここで、実施の形態１および本実施の形態では、加熱部であるヒータ線１３の材料を従来のＦｅ−Ｃｒ線からＮｉ−Ｃｒ線に変更している。したがって、従来のＦｅ−Ｃｒ線に比べて錆にたいする腐食耐力が向上し信頼性の高い除霜用ヒータおよび冷蔵庫が得られる。実際に、塩水を強制的に注入して錆に対する評価試験を行なったが、Ｆｅ−Ｃｒ線では５本中３本が錆により断線したが、本実施の形態で使用したＮｉ−Ｃｒ線では、５本中１本も断線しなかった。
【００３９】
また、加熱部であるヒータ線１３の軸線方向のセンター部の温度を５００℃〜８００℃付近に設定した場合には、図９に示したように軸線方向の両端部に向かって低下していくような温度勾配を有する。ここで、図９はヒータ線１３の温度勾配の状態を説明するための図である。図において、横軸はヒータ線１３の軸方向位置を表し、縦軸は温度を表している。図よりヒータ線１３に軸方向中央（ガラス管の軸方向中央）でヒータ線の温度がＭＡＸとなり、軸方向両端部に向かって低下していき、途中で４７５℃のポイント（１３ａ）が存在することが分かる.。そして、キャップ付近では１５０℃以下の温度レベルまで低下する。したがって、ヒータ線１３の軸方向中央部（ガラス管中央部）と絶縁キャップ１０との間に４７５℃となる温度ポイント（１０ａ）が存在する。
【００４０】
ここで、Ｆｅ−Ｃｒ線においては、Ｆｅの特性である４７５℃の温度帯に脆性ポイントを有するため、４７５℃の温度ポイント（脆性ポイント）がヒータ線の立ち上がり部１３ａのところに重なると運転中の振動等で応力がかかり、断線する可能性が生じる。したがって、ヒータ線にＦｅ−Ｃｒ線を使用する場合は、センター温度を７００℃〜８００℃の高温に設定して、ヒータ線の立ち上がり部１３ａを避けて立ち上がり部１３ａよりも軸方向中央部側に４７５℃の温度ポイントを発生させるようにする必要が生じる。
【００４１】
しかし、可燃性冷媒を用いた除霜ヒータの場合は、可燃性冷媒（たとえばイソブタンなど）の着火温度以下に設定せざるを得ない為、ＭＡＸ温度（センター温度）を低く設定する必要が生じる。したがって、例えばセンター温度を６００℃程度に設定した場合では、４７５℃の温度ポイントが絶縁キャップ１０側にずれてくるため、ヒータ線の立ち上がり部１３ａに重なりやすくなり、断線する恐れが生じる。
【００４２】
しかしながら、本発明では、可燃性冷媒を用いる冷蔵庫において除霜用ヒータのヒータ線にＮｉ−Ｃｒ線を使用しているので、使用温度範囲内において脆性温度ポイントを有さないため、ＭＡＸ温度を５００℃〜６００℃程度まで低下させてもヒータ線が断線することがなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータ、および冷蔵庫を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の冷蔵庫は、可燃性冷媒を冷媒として使用し、庫内を冷却する冷気を生成する冷却器の除霜を行う除霜用ヒータを備えた冷蔵庫において、内部の空間に加熱部を有し、少なくとも一端が開口した内側容器と、前記内側容器の外側に空隙部を有するように設けられ、少なくとも一端が開口した外側容器と、前記加熱部に通電するためのリード線と、前記内側容器の開口部と前記外側容器の開口部とを閉塞するキャップと、前記キャップに設けられ、前記リード線が貫通して取り出されるリード線取り出し部と、前記内側容器内部の空間と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つための第１の連通穴と、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側ガラス管と外側ガラス管との間の空間内の圧力と外側ガラス管外の外気の圧力とを略一定に保つための第２の連通穴と、によって前記除霜用ヒータを構成したので、リード線取り出し部とリード線との間が除霜水により閉塞されても内側ガラス管の内部空間の圧力と外部の圧力（外気圧）を略一定に保つことができ、除霜用ヒータのＯＮ／ＯＦＦによる内側ガラス管の内部空間内の空気の膨張、収縮による水滴吸い込みによる冷蔵庫故障が発生しなくなり、地球環境にやさしい信頼性の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００４４】
また、本発明の冷蔵庫は、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通する第２の連通穴を前記キャップに設けたので、連通穴である外側圧力調整穴に水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなくなり、外側ガラス管と内側ガラス管との間の空間と外気との圧力を略一定に保つことができ、圧力差にて外側ガラス管が破損することもなく、また、外側ガラス管と内側ガラス管との間の空間と内側ガラス管内の空間との圧力を略一定に保つことができ、圧力差により内側ガラス管が破損することもなくなる。したがって、ガラス管の破損による、着火の心配もなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい除霜用ヒータおよび冷蔵庫を得ることができる。
【００４５】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた第１の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定したので、第１の連通穴に水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなく、また、着火することもない。したがって、信頼性が高く、地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることができる。
【００４６】
また、本発明の冷蔵庫は、前記キャップに設けられた前記第２の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲内に設定するようにしたので、第２の連通穴に水滴が付着した場合でも水滴の表面張力で閉塞されることもなく、ガラス管が破損することもない。したがって、信頼性が高く、地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることができる。
【００４７】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを、前記内側容器と前記外側容器とをガラス管で構成した２重ガラス管ヒータとしたので、製造が簡単で低コストで容易に入手可能である。
【００４８】
また、本発明の冷蔵庫は、前記除霜用ヒータを水平±３０度の範囲内になるように設置するようにしたので、可燃性冷媒が内側ガラス管内へ開口部より内部の空間へ侵入しにくくなり、可燃性冷媒が内側ガラス管内の空間への侵入が抑制されるので、たとえばイソブタンを使用した場合でも、内側ガラス管内のイソブタンの濃度がイソブタンの着火濃度に達することがなくなり、着火することがなく安全である。
【００４９】
また、本発明の冷蔵庫は、前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を用いたので、使用温度範囲内において脆性温度ポイントを有さないため、ＭＡＸ温度を５００℃〜６００℃程度まで低下させて可燃性冷媒の着火温度以下に設定してもヒータ線が断線することがなく、信頼性が高く、地球環境にやさしい冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１を表す冷蔵庫の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１を表す冷蔵庫本体の冷却器および除霜用ヒータの配置を説明するための断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１を表す除霜用ヒータの断面図である。
【図４】 図３にて示した除霜用ヒータの絶縁用キャップの断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１を表す除霜用ヒータの断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態１を表す内側ガラス管ストッパーの構造を説明するための図である。
【図７】 本発明の実施の形態２を表す除霜用ヒータの断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態２を表す絶縁キャップの下面図である。
【図９】 ヒータ線の温度勾配の状態を説明するための図である。
【図１０】 従来の可燃性冷媒を用いた冷蔵庫用の除霜ヒータを表す図である。
【符号の説明】
１ 冷蔵庫本体、２ 冷蔵室、３ 製氷室、４ 切替室、５ 野菜室、６ 冷凍室、７ 冷却器、８ 除霜用ヒータ、９庫内冷却用ファンモータ、１０ 絶縁キャップ、１０ａ リブ、１０ｂ ストッパー部、１０ｃ 内側ガラス管圧力調整穴、１０ｄ、１０ｆ 水切りリブ、１０ｅ リード線取り出し部、１０ｇ 内側ガラス管挿入部、１０ｈ 外側ガラス管挿入部、１０ｋ 外側内側空間圧力調整穴、１１ 内側ガラス管、１２ 外側ガラス管、１３ ヒータ線、１４ リード線、１５ 内側ガラス管ストッパー、１７ 内側ガラス管ストッパー、１７ａストッパー、１７ｂ 貫通穴、１７ｃ ヒータ線接続部、１１６ 外側ガラス管、１１７ 内側ガラス管、１１８ ヒータ線、１１９ 絶縁キャップ、１２０リード線。
Claims (6)
- 可燃性冷媒を冷媒として使用し、庫内を冷却する冷気を生成する冷却器の除霜を行う除霜用ヒータを備えた冷蔵庫において、内部の空間に加熱部を有し、少なくとも一端が開口した内側容器と、前記内側容器の外側に空隙部を有するように設けられ、少なくとも一端が開口した外側容器と、前記加熱部に通電するためのリード線と、前記内側容器の開口部と前記外側容器の開口部とを閉塞するキャップと、前記キャップに設けられ、前記リード線が貫通して取り出されるリード線取り出し部と、前記内側容器内部の空間と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つための第１の連通穴と、前記内側容器と前記外側容器との間の空隙部と外気との間を連通するように前記キャップに設けられ、前記内側ガラス管と外側ガラス管との間の空間内の圧力と外側ガラス管外の外気の圧力とを略一定に保つための第２の連通穴と、によって前記除霜用ヒータを構成し、前記リード線取り出し部と前記リード線との間が除霜水により閉塞されても前記第１の連通穴により前記内側容器内部の空間の圧力と前記除霜用ヒータの外部の圧力とを略一定に保つことができるようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
- 前記加熱部の材料にＮｉ−Ｃｒ線を使用して前記加熱部の設定温度を前記可燃性冷媒の着火温度以下に設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
- 前記キャップに設けられた第１の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲に設定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
- 前記キャップに設けられた前記第２の連通穴の開口面積を２．５ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下の範囲内に設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
- 前記除霜用ヒータを、前記内側容器と前記外側容器とをガラス管で構成した２重ガラス管ヒータとしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
- 前記除霜用ヒータを水平±３０度の範囲内になるように設置するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。
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