WO2020158681A1

WO2020158681A1 - 除霜ヒータ、および、除霜ヒータを備えた冷蔵庫

Info

Publication number: WO2020158681A1
Application number: PCT/JP2020/002823
Authority: WO
Inventors: 前田　利樹
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN112469951B; CN112469951A

Abstract

除霜ヒータ（１）であって、第一のガラス管（２）と、第二のガラス管（３）と、ヒータ線（４）と、第一のガラス管（２）および第二のガラス管（３）の、一方の端部に設けられた端部開口部を覆う第一の栓（６）と、他方の端部に設けられた端部開口部を覆う第二の栓（７）とを備えている。第一の栓（６）のみに、第一のガラス管（２）の内部空間の気体、ならびに、第一のガラス管（２）の外周面、第二のガラス管（３）の内周面、第一の栓（６）および第二の栓（７）で形成された空間の気体を、外部へ流出させるように構成された弁（１３）が設けられている。第二の栓（７）側に、第一のガラス管（２）の内部空間の気体を、第一のガラス管（２）の外周面、第二のガラス管（３）の内周面、第一の栓（６）および第二の栓（７）で形成される空間に流出させるように構成された通路（１４）が設けられている。

Description

除霜ヒータ、および、除霜ヒータを備えた冷蔵庫

　本開示は、冷蔵庫等の冷凍サイクルの蒸発器に付着または堆積した霜を除霜する、除霜ヒータ、および、除霜ヒータを備えた冷蔵庫に関する。

　冷蔵庫等の除霜ヒータの一例として、ガラス管ヒータがある（例えば、特許文献１参照）。

　以下、図９に基づき、従来の除霜ヒータの構成について説明する。

　図９は、従来の冷蔵庫１６１の要部断面図である。

　冷蔵庫１６１の最下部には、冷凍室１６２が配置されている。冷凍室１６２の前面には、冷凍室扉１６３が設けられている。冷凍室１６２の上方には、冷蔵室１６４が配置されている。冷蔵室１６４の前面には、冷蔵室扉１６５が設けられている。

　冷蔵庫１６１の本体の下部後方には、冷却器１６６と、冷却器１６６の下方に配置されたガラス管ヒータ１６７と、冷却器１６６の上部に位置するファン１６８と、が設けられている。ガラス管ヒータ１６７は除霜ヒータである。

　以上のように構成された冷蔵庫１６１について、以下、その動作を説明する。

　冷却器１６６内を流通する冷媒によって、冷却器１６６が冷却されて、ファン１６８の作動によって、冷凍室１６２および冷蔵室１６４が冷却される。

　冷却器１６６において熱交換される空気は、例えば、冷凍室扉１６３または冷蔵室扉１６５の開閉に伴って、庫内に流入する高温外気である。また、冷却器１６６において熱交換される空気は、例えば、冷凍室１６２または冷蔵室１６４に保存された食品に含まれる水分の蒸発によって、高湿化された空気である。低温の冷却器１６６には、前述の高湿空気に含まれる水分が霜となって着霜し、堆積する。

　霜の堆積量が増加すると、冷却器１６６の表面と、熱交換される空気との伝熱が阻害されるとともに、霜が通風抵抗となって風量が低下する。これに伴って、熱通過率が低下し、冷却が不足する。

　そこで、冷却不足となる前に、ガラス管ヒータ１６７に通電し、放射熱によって冷却器１６６を暖めて除霜する。

特開２００２－５５５３号公報

　ヒータ線への通電が停止されると、ヒータ線の発熱によって温度が上昇したガラス管内の温度が低下する。温度の低下とともに、ガラス管内の圧力も低下する。これに伴い、ガラス管ヒータの近傍にある、腐食性物質を含んだ除霜水が、ガラス管ヒータの内部に浸入し、ヒータ線を腐食させたり断線させたりする虞がある。

　本開示の除霜ヒータは、第一のガラス管と、第一のガラス管の外周を覆うように設置された第二のガラス管と、第一のガラス管の内部に設置された、金属抵抗体を有するヒータ線とを備えている。さらに、第一のリード線挿入孔が形成され、第一のガラス管および第二のガラス管の、一方の端部に設けられた端部開口部を覆う第一の栓と、第二のリード線挿入孔が形成され、第一のガラス管および第二のガラス管の、他方の端部に設けられた端部開口部を覆う第二の栓とを備えている。さらに、第一のリード線挿入孔を通り、ヒータ線の一方の端部に接続される第一のリード線と、第二のリード線挿入孔を通り、ヒータ線の他方の端部に接続される第二のリード線とを備えている。

　第一の栓のみに、第一のガラス管の内部空間の気体、ならびに、第一のガラス管の外周面、第二のガラス管の内周面、第一の栓および第二の栓で形成された空間の気体を、外部へ流出させるように構成された弁が設けられている。

　第二の栓側に、第一のガラス管の内部空間の気体を、第一のガラス管の外周面、第二のガラス管の内周面、第一の栓および第二の栓で形成された空間に流出させるように構成された通路が設けられている。

　除霜ヒータは、通電すると、内部の温度が上昇し、圧力は高くなる。除霜ヒータの通電を終了させると、内部の温度が低下し、負圧となる。このため、除霜ヒータの外部の気体が、除霜ヒータの内部に入り込む。上述した構成によれば、除霜水または除霜水を含んだ気体が除霜ヒータの内部に浸入した場合でも、通電によってヒータ線を発熱させた際に、除霜水をヒータ線の近傍から流出させることができる。

　本開示の冷蔵庫は、上述の除霜ヒータを備えている。そして、除霜ヒータが、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルの蒸発器の下方に配置されている。

　本開示の除霜ヒータおよび冷蔵庫によれば、除霜ヒータの外部にある除霜水または除霜水を含んだ気体が除霜ヒータの内部に浸入した場合にも、通電によりヒータ線を発熱させた際に、除霜水をヒータ線の近傍から流出させることができる。よって、ヒータ線の腐食および断線を抑制することできる。

図１は、本開示の第１の実施の形態における、除霜ヒータの断面図である。図２は、同除霜ヒータの要部断面図である。図３は、同除霜ヒータの要部拡大断面図である。図４は、同除霜ヒータの第二の栓の斜視図である。図５は、本開示の第２の実施の形態における、除霜ヒータの要部拡大断面図である。図６は、同除霜ヒータの第二の栓の斜視図である。図７は、本開示の実施の形態における仕切り板の構成を示す正面図である。図８は、本開示の除霜ヒータを用いた冷蔵庫の冷凍サイクルの概略図である。図９は、従来の除霜ヒータを備えた冷蔵庫の概略断面図である。

　除霜ヒータは、通電すると、内部の温度は上昇し、圧力は高くなる。その後、通電が終了すると、内部の温度が低下し、負圧となる。このため、除霜ヒータの外部の気体が除霜ヒータの内部に入り込む。上述した構成によれば、除霜水または除霜水を含んだ気体が除霜ヒータの内部に浸入した場合でも、通電によりヒータ線を発熱させた際に、除霜水を、第一の栓に設けられた弁、および、第二の栓側に設けられた通路を通じて、ヒータ線の近傍から流出させることができる。よって、ヒータ線の腐食および断線を抑制することができる。

　また、比較的高価な部品である弁を、第一の栓のみに設けるので、弁の使用が一つで済み、コストの増加を抑制することができる。また、通電によりヒータ線が発熱し、除霜ヒータの内部圧力が上昇した場合においても、第一の栓のみに設けられた弁により、除霜ヒータの外部に、気体を流出させることができる。よって、除霜ヒータの内部圧力を一定の圧力以下に保つことができ、ガラス管の破損、および、栓の抜けを防ぐことができる。

　また、ヒータ線と第一のリード線との第一の接続部に設けられ、第一の栓に保持され、第一の接続部が移動するのを防止するように構成された第一の位置決め板と、ヒータ線と第二のリード線との第二の接続部に設けられ、第二の栓に保持され、第二の接続部が移動するのを防止するように構成された第二の位置決め板とをさらに備えてもよい。通路は、第二の栓と第二の位置決め板とで形成される第一の空間と、第二の栓と第一のガラス管の外周面とで形成される第二の空間と、を備えていてもよい。

　これにより、第二の栓と第二の位置決め板とで形成される空間から、第一のガラス管の外周面、第二のガラス管の内周面、第一の栓および第二の栓で形成される空間に連通する孔を、第二の栓に個別に設けることが不要となる。よって、第二の栓が複雑な形状とならないため、安価に作製することができる。

　また、第一のガラス管の外径と第二のガラス管の内径との寸法差が小さく、通路を設ける空間が小さい場合においても、容易に通路を設けることができる。

　また、第一のガラス管の内周面から第一のガラス管の外周面に、孔を設ける必要がない。また、第一のガラス管に、第二の栓と位置決め板とで形成される空間から、第一のガラス管の外周面、第二のガラス管の内周面、第一の栓および第二の栓で形成される空間に連通する孔を設ける必要がない。このような、加工し難く、加工コストが高い材料であるガラス管に、孔を設ける加工が不要となる。

　また、通路の第二の空間は、第一のガラス管の下側に配置されていてもよい。

　ここで、下側とは、第一のガラス管の鉛直方向の下方、具体的には、第一のガラス管の円筒の下半分を意味する。

　これにより、第一のガラス管の内部から、第二の位置決め板を通過して流出した除霜水は、重力方向に移動する。このため、ヒータ通電時には、除霜水を、より効率よく流出させることができ、また、除霜水の、ヒータ線の近傍での滞留を抑制することができる。このため、ヒータ線の腐食および断線を、より抑制することができる。

　また、通路の入口側の断面積Ｓ１と、通路の出口側の断面積Ｓ２とが、Ｓ１＞Ｓ２の関係であってもよい。

　このような構成とすれば、さらに、このような通路を設けた際に発生し得る、流出した除霜水の第一のガラス管内への逆流を抑制できる。

　また、断面積Ｓ２が、第一のガラス管の外周面と第二のガラス管の内周面との間の断面積Ｓ３の１０％以下であってもよい。

　このような構成によって、さらに、上述した除霜水の逆流を抑制することができる。

　また、通路の第二の空間の断面積が、０．５ｍｍ^２以上である構成であってもよい。

　これにより、除霜水の通路内での滞留を抑制し、効果的に排出することができる。

　また、通路の第二の空間の長手方向の長さＬ１が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である構成であってもよい。

　これにより、除霜水の滞留を抑制しつつ、通路を設けた際に問題となる、除霜水の逆流を抑制できる。

　また、長さＬ１が、第一のガラス管の内径の１倍以上３倍以下である構成であってもよい。

　このような構成により、上述した、除霜水の滞留および逆流を抑制することができる。

　また、通路の第二の空間が複数設置された構成であってもよい。

　これにより、第一のガラス管の内部から流出した除霜水が位置決め板から流出する部位の、位置、形状および数に合わせて、通路を配置することができる。よって、第一のガラス管内に浸入した除霜水を、ヒータ線の近傍から、より一層効率よく流出させることができる。さらに、ヒータ線の腐食および断線を、より一層抑制することができる。

　本開示の冷蔵庫は、上述の除霜ヒータを備えている。除霜ヒータが、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルの蒸発器の下方に配置された構成であってもよい。

　これにより、除霜ヒータの表面が、十分に低い温度となり、可燃性冷媒が漏れた場合においても、除霜時の安全性を高めることができる。

　以下、添付図面を参照しながら本開示の実施の形態について説明する。なお、これらの実施の形態によって、本開示が限定されるものではない。

　（第１の実施の形態）
　図１から図４、図７および図８の図面を用いて、本開示の第１の実施の形態を説明する。

　図１に示すように、除霜ヒータ１は、第一のガラス管２と、第一のガラス管２の外周を覆うように設置された第二のガラス管３と、第一のガラス管２の内部に設置された、金属抵抗体からなるヒータ線４とを備えている。

　除霜ヒータ１は、第一のガラス管２および第二のガラス管３の両側の二つの端部のうち、一方の端部開口部を覆う第一の栓６と、他方の端部開口部を覆う第二の栓７と、を備えている。

　第一の栓６および第二の栓７には、それぞれ、リード線挿入孔５が形成されている。二つのリード線挿入孔５のうち、第一のリード線挿入孔５Ａは、第一の栓６に設けられ、第二のリード線挿入孔５Ｂは、第二の栓７に設けられる。ここで、第一のリード線挿入孔５Ａと第二のリード線挿入孔５Ｂとを合わせてリード線挿入孔５と記すことがある。

　また、除霜ヒータ１は、第一の栓６のリード線挿入孔５Ａを通り、ヒータ線４の一方の端部に接続する第一のリード線８Ａ、および、第二の栓７のリード線挿入孔５Ｂを通り、ヒータ線４の他方の端部に接続する第二のリード線８Ｂを備えている。ここで、第一のリード線８Ａと第二のリード線８Ｂとを合わせてリード線８と記すことがある。

　第一のガラス管２の外径は１０．５ｍｍ程度、厚みは１ｍｍ程度である。第二のガラス管３の内径は１７ｍｍ程度である。

　ヒータ線４は、金属抵抗体を加工することにより構成されている。ヒータ線４は、発熱部であって、コイル状に加工されたコイリング部９と、コイリング部９の両端に設けられ、直線状に加工された、一対の直線部１０とを備えている。二つの接続部１５によって、ヒータ線４の直線部１０と二つのリード線８とが電気接続されている。二つの接続部１５のうち、ヒータ線４の直線部１０とリード線８Ａとの接続を第一の接続部１５Ａが行い、ヒータ線４の直線部１０とリード線８Ｂとの接続を第一の接続部１５Ｂが行う。

　各ヒータ線４と対応するリード線８との接続部１５には、位置決め板１１が設けられている。二つの位置決め板１１のうち、第一の位置決め板１１Ａは、第一の栓６で保持された接続部１５Ａの移動を防止し、第二の位置決め板１１Ｂは、第二の栓７で保持された第二の接続部１５Ｂの移動を防止する。

　図７は、本開示の実施の形態における位置決め板１１の構成の一例を示す正面図である。

　位置決め板１１は円板形状であり、正面視において中央に、接続部１５が挿入される孔３１を備えている。孔３１の回りには、正面視において、三つの通気孔３２が、孔３１の中心に対して、それぞれの中心が、１２０°の角度をなすように設けられている。図７の例では、孔３１の中心から三つの通気孔３２それぞれとの距離は等しい。

　三つの通気孔３２を通じて、第一のガラス管２の内部空間と、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間とが連通される。

　位置決め板１１の外径は、第一のガラス管２の外径と同じか、わずかに小さく形成されている。

　位置決め板１１Ｂは、第一のガラス管２の端面と、第二の栓７の、第一のガラス管挿入孔の奥壁１２１ａ（図２参照）に挟まれている。

　リード線８は、第一のリード線８Ａと第二のリード線８Ｂとを含む。第一のリード線８Ａが、第一の栓６のリード線挿入孔５Ａに挿入され、第二のリード線８Ｂが、第二の栓７のリード線挿入孔５Ｂに挿入されている。

　リード線８の直径は、２．６ｍｍ程度である。

　第一の栓６のリード線挿入孔５Ａ、および、第二の栓７のリード線挿入孔５Ｂは、ともに直径２．４ｍｍ程度である。

　第一の栓６および第二の栓７それぞれのリード線挿入孔５の直径は、対応するリード線８の直径より小さく設定されている。リード線８は、第一の栓６および第二の栓７により締め付けられている。このような構成により、リード線８（第一のリード線８Ａ）の外周と第一の栓６との間、および、リード線８（第二のリード線８Ｂ）の外周と第二の栓７との間から、除霜ヒータ１の外部にある除霜水が浸入することを防ぐことができる。

　第一の栓６および第二の栓７は、シリコーンゴム製である。リード線８の被覆材料は、シリコーンゴム製である。

　栓の材料、および、リード線８の被覆材料として、ともにシリコーンゴムを用いることにより、リード線８の外周は、栓により締め付けられると、表面のシラノール基同士が接触状態となり分子反応する。これにより、密着性を、より高めることができる。よって、除霜ヒータ１の外部にある除霜水が、第一の栓６とリード線８Ａとの間、および、第二の栓７とリード線８Ｂとの間から浸入することを防ぐことができる。

　なお、栓の材料、および、リード線の被覆材料のうち、少なくともいずれかが、弾性のあるゴム製であればよい。これにより、締め付ける寸法を最適に設定し、リード線の外周と栓との密着性を高めることができる。

　第一の栓６は、第一のガラス管２および第二のガラス管３の両端の開口部のうち、一方の端部開口部を覆っている。

　第一の栓６には、樹脂製の筒１２を介して、ゴム製の弁１３が取り付けられている。

　弁１３は、所定の圧力差で開弁する逆止弁である。

　第二の栓７は、第一の栓６と対になるものであって、第一のガラス管２および第二のガラス管３の両端部のうち、他方の端部開口部を覆っている。

　第二の栓７は、第一のガラス管２および第二のガラス管３の両端の開口部のうち、第一の栓６が覆っていない側の端部開口部を覆っている。

　また、図４に示すように、第二の栓７は、円筒状突起１２２を備えている。

　第二の栓７には、第一のガラス管２が挿入される第一のガラス管挿入孔１２１が設けられている。第一のガラス管２は、第二の栓７の第一のガラス管挿入孔１２１に挿入される。

　第二のガラス管３は、円筒状突起１２２の外周に装着される。

　図１に示すように、第二の栓７には弁１３が設けられておらず、第一の栓６のみに弁１３が設けられている。

　第二の栓７は、通路１４を備えている。通路１４は、第一のガラス管２の内部空間の気体を、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間に流出させるように構成されている。

　すなわち、弁１３が設けられていない第二の栓７側に、通路１４が設けられている。

　より具体的には、図２に示すように、通路１４は、第二の栓７と位置決め板１１Ｂとで形成される第一の空間１４ａと、第二の栓７と第一のガラス管２の外周面とで形成される第二の空間１４ｂとから構成されている。

　第二の栓７の内部には、第一のガラス管２の端部開口部と対向するように、凹部１６が設けられている。第一の空間１４ａは、第二の栓７の凹部１６と位置決め板１１Ｂとで形成された空間である。

　第一のガラス管挿入孔１２１の内周面の根元から先端まで（底部から開口部まで）、長手方向に形成された溝１２３が設けられている（図４参照）。

　第二の空間１４ｂは、第二の栓７の第一のガラス管挿入孔１２１の内壁に設けられた溝１２３と、第一のガラス管２の外周面とで形成された空間である。

　なお、本実施の形態では、位置決め板１１Ｂに三つの通気孔３２を設けたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、通気孔３２を設けずに、位置決め板１１Ｂの外周縁と円筒状突起１２２の内周との間に隙間を設けて、通気孔の代用とすることも可能である。

　次に、除霜ヒータ１を用いた冷蔵庫の構成について説明する。

　図８は、除霜ヒータ１を用いた冷蔵庫の冷凍システムの概略図である。

　圧縮機５３、凝縮器５４、減圧機構５５および蒸発器５２が接続された冷凍サイクルの内部には、可燃性冷媒が封入されている。

　可燃性冷媒としては、イソブタンを用いることができるが、イソブタン以外の可燃性冷媒、例えば、プロパンまたはブタン等を用いてもよい。これらの冷媒は、例えば、ハイドロクロロフルオロカーボンおよびハイドロフルオロカーボンに比べて、地球温暖化への影響が極めて少ないため、好ましい。

　以上のように構成された冷蔵庫に搭載された除霜ヒータ１について、以下にその動作を説明する。

　圧縮機５３の運転により、冷凍サイクルの蒸発器５２が冷却される。圧縮機５３の運転と同時に回転するファン５６により、冷蔵庫の庫内空気が、冷却された蒸発器５２を通過し、蒸発器５２と熱交換された空気が庫内に吐出される。

　圧縮機５３は、任意の運転時間が経過した後に運転を停止する。このとき、リード線８を通じてヒータ線４が通電され、ヒータ線４のコイリング部９が発熱する。

　ヒータ線４のコイリング部９が発熱すると、熱は、第一のガラス管２、第二のガラス管３の順に伝わる。第二のガラス管３の表面の温度が、可燃性冷媒の発火温度未満の温度に上昇して、熱が外部へ放出され、周辺部品の除霜が行われる。

　このとき、第一のガラス管２の内部空間、ならびに、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間において、温度上昇により、内部の気体が膨張する。そして、第一の栓６に設けられた弁１３により、膨張した気体が外部に流出する。このため、除霜ヒータ１の内部圧力の上昇によって、ガラス管が破損したり、栓が抜けたりすることはない。

　このように、弁１３を設けることにより、除霜ヒータ１の内部圧力の上昇による、除霜ヒータ１の、ガラス管の破損、および、栓の抜けを防ぐことができる。

　除霜ヒータ１の通電時に温度が上昇する、ヒータ線４のコイリング部９の外周は、第一のガラス管２と第二のガラス管３とで覆われている。このため、除霜能力を確保しつつ、外郭である第二のガラス管３の表面温度を、可燃性冷媒の発火温度未満に設定することができる。

　また、除霜ヒータ１の外部から、腐食性物質を含んだ除霜水が、除霜ヒータ１の内部に浸入した場合には、第一の栓６に設けられた弁１３により、除霜水を除霜ヒータ１の外部に流出することが可能となる。

　弁１３は比較的高価な部品であるため、第一の栓６および第二の栓７、すなわち、両側の栓それぞれに弁１３を装着すると、コストが増加する。

　除霜ヒータ１の外部から、除霜水が、除霜ヒータ１の内部に浸入した場合を想定する。ヒータ線４を通電させた後、ヒータ線４のコイリング部９の温度は、直線部１０の温度よりも高くなる。このため、浸入した除霜水は、第一の栓６側、および、第二の栓７側に流出することになる。

　弁１３が設けられていない第二の栓７側の、ヒータ線４の直線部１０の近傍（図１のＸ部）においては、腐食性物質が滞留して、ヒータ線４を腐食および断線させる虞がある。

　ここで、弁１３が設けられていない第二の栓７に、除霜ヒータ１の外部へ通じる孔を設けることを想定する。この場合、その孔から、除霜ヒータ１の外部の腐食性物質を含んだ除霜水が浸入し、ヒータ線４の腐食および断線を促進する虞がある。

　これに対して、本開示では、弁１３が設けられていない第二の栓７には、除霜ヒータ１の内部から外部へ通じる孔が設けられていない。そして、第二の栓７には、第一のガラス管２の内部空間の気体を、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間に流出させる通路１４が設けられている。

　除霜ヒータ１は、通電すると、内部の温度が上昇し、高圧となる。除霜ヒータ１は、通電が終了すると、内部の温度が低下し、負圧となるので、除霜ヒータ１の外部の気体が、除霜ヒータ１の内部に入り込む。

　本開示によれば、除霜水、または、除霜水を含んだ気体が除霜ヒータ１の内部に浸入した場合でも、通電によりヒータ線４が発熱した際に、除霜水が、第一の栓６に設けられた弁１３、および、第二の栓７に設けられた通路１４を通って、ヒータ線４の近傍から流出する。これにより、ヒータ線４の腐食および断線を抑制することができる。

　また、比較的高価な部品である弁１３は、第一の栓６のみに設けられるため、弁の使用が一つで済み、コストの増加を抑制することができる。

　また、通電により、ヒータ線４が発熱し、除霜ヒータ１の内部圧力が上昇した場合においても、第一の栓６のみに設けられた弁１３により、除霜ヒータ１の外部に、気体を流出させることができる。このため、除霜ヒータ１の内部圧力を、一定の圧力以下に設定することができる。よって、ガラス管の破損、および、栓の抜けを防ぐことができる。

　図２に示すように、通路１４は、第二の栓７と位置決め板１１Ｂとで形成される第一の空間１４ａと、第二の栓７と第一のガラス管２の外周面とで形成される第二の空間１４ｂと、から構成されている。

　これにより、図３において矢印で示すように、第一のガラス管２の内部の、第二の栓７側のヒータ線４の直線部１０の近傍に滞留した腐食性物質を、通電により、通路１４を通じて、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間に流出させることが可能となる。これにより、ヒータ線４の腐食および断線を抑制することができる。すなわち、ヒータ線４の直線部１０の近傍に滞留した腐食性物質を、ヒータ線４から遠ざけることができる。

　このような構成により、第二の栓７に、第二の栓７と位置決め板１１Ｂとで形成される空間から、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間に連通する孔を、個別に設けることが不要となる。よって、第二の栓７は、複雑な形状とならないため、安価に作製することができる。

　また、第一のガラス管２の外径と第二のガラス管３の内径の寸法差が小さく、通路１４を設ける空間が小さい場合においても、第二の栓７に溝１２３を設けるという方法で、容易に通路１４を設けることができる。

　本開示によれば、第一のガラス管２の内周面から、第一のガラス管２の外周面に、貫通孔を設ける必要がない。また、第一のガラス管２に、第二の栓７と位置決め板１１Ｂとで形成される空間から、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓６および第二の栓７で形成される空間に連通する孔を設ける必要がない。本開示によれば、加工し難く加工コストの高い材料であるガラス管に、孔を設ける加工が不要となる。

　なお、第二の空間１４ｂは、除霜ヒータ１の下側に設置されることが望ましい。ここで、下側とは、第一のガラス管２の鉛直方向の下方を意味する。具体的には、第一のガラス管２の円筒の下半分に接触する第二の栓７の領域に、第二の空間１４ｂが形成されていればよい。

　これにより、第一のガラス管２の内部から、位置決め板１１Ｂを通過して流出した除霜水は、重力方向へ移動する。このため、ヒータ通電時には、より効率よく除霜水を流出させることができる。また、ヒータ線４の近傍における除霜水の滞留を抑制することができる。よって、ヒータ線４の腐食および断線を、より抑制することができる。

　なお、本開示の構成において、通路１４の入口側の断面積Ｓ１、例えば通気孔３２の断面積の合計値と、通路１４の出口側の断面積、具体的には第二の空間１４ｂの断面積Ｓ２との関係を、Ｓ１＞Ｓ２としておくことが望ましい。

　これは、断面積Ｓ２が断面積Ｓ１以上だと、流出した除霜水が逆流して、再度第一のガラス管２内に入る虞があり、この逆流の可能性を低くするためである。

　また、第二の空間１４ｂの断面積Ｓ２が、第一のガラス管２の外周面と、第二のガラス管３の内周面との間の空間の断面積Ｓ３の１０％以下であることが望ましい（条件１）。

　これによって、流出した除霜水が逆流して、再度第一のガラス管２内に入る可能性を低くすることができる。断面積Ｓ２が断面積Ｓ３の１０％を超えると、除霜水が逆流しやすい。

　一方で、除霜水を第一のガラス管２から流出しやすくすることも必要である。このためには、第二の空間１４ｂの断面積Ｓ２の絶対値を、０．５ｍｍ^２以上とすることが望ましい（条件２）。断面積Ｓ２が０．５ｍｍ^２未満となると、除霜水が流出しにくくなる。

　除霜水の逆流を抑制しつつ、除霜水を流出しやすくするためには、上述の二つの条件（条件１および条件２）をともに満たすように、第二の空間１４ｂの断面積Ｓ２を設定することが望ましい。

　また、検討によれば、第二の空間１４ｂの長手方向の長さＬ１（図２参照）を１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることで、除霜水の逆流および滞留を抑制することができる（条件３）。長さＬ１を１０ｍｍ未満とすると、除霜水の逆流が起こりやすく、長さＬ１が３０ｍｍを超えると、除霜水の滞留が起こりやすい。

　さらに、第二の空間１４ｂの長手方向の長さＬ１を、第一のガラス管２の内径の１倍以上３倍以下とすることで、除霜水の滞留を抑制することができる（条件４）。長さＬ１を第一のガラス管２の内径の１倍未満とすると、除霜水の逆流が起こりやすく、長さＬ１が第一のガラス管２の内径の３倍を超えると、除霜水の滞留が起こりやすい。

　第二の空間１４ｂの長手方向の長さＬ１を、上述の二つの条件（条件３および条件４）を満たすように設定することで、除霜水の滞留を抑制しつつ、逆流をも抑制することができる。

　さらに、上述の条件１～条件４をすべて満たすように第二の空間１４ｂを設定すれば、より効果的に、除霜水を、滞留および逆流を抑制しながら排出させることができる。

　なお、上述の説明では、通路１４の入口側の断面積Ｓ１の一例として、通気孔３２の断面積の合計値を示した（図７）が、本開示はこの例に限定されない。第一のガラス管２から通路１４に除霜水が流入する際の、第一の空間１４ａの入口側の、第一のガラス管２の内部空間に対する開口の断面積はすべて含まれる。

　（第２の実施の形態）
　図５および図６を用いて、本開示の第２の実施の形態における除霜ヒータについて説明する。

　なお、第１の実施の形態と同一の構成については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

　第１の実施の形態においては、第二の栓７に、通路１４が一つ設けられた構造を説明した。

　本実施の形態においても、第二の栓２０７には、弁が設けられていない。図５に示すように、第二の栓２０７は、第一のガラス管２の内部空間の気体を、第一のガラス管２の外周面、第二のガラス管３の内周面、第一の栓（図示せず）、および、第二の栓２０７で形成される空間に流出させる通路１１４を有している。つまり、弁が設けられていない第二の栓２０７側に、通路１１４が設けられている。

　第二の栓２０７は、第１の実施の形態の第二の栓７と同じ機能を有する。

　通路１１４は、第１の実施の形態の通路１４と同様の機能を有する。

　ここでは、図３および図４の構成と比較して、異なる点を中心に説明する。

　図６に示すように、第二の栓２０７は、円筒状突起２２２を有している。

　第一のガラス管２は、第二の栓２０７の第一のガラス管挿入孔２２１に挿入される。第二のガラス管３は、円筒状突起２２２の外周に装着される。

　図５に示すように、通路１１４は、第二の栓２０７と位置決め板１１Ｂとで形成される第一の空間１１４ａと、第二の栓２０７と第一のガラス管２の外周面とで形成される、上下に設けられた二つの第二の空間１１４ｂと、を有している。

　第二の栓２０７の内部には、第一のガラス管２の端部開口部と対向するように、凹部１１６が設けられている。第一の空間１１４ａは、第二の栓２０７の凹部１１６と位置決め板１１Ｂとで形成された空間である。

　図６に示すように、第一のガラス管挿入孔２２１の内周面には、根元から先端まで（底部から開口部まで）、長手方向に設けられた溝２２３が、上下に二つ設けられている。

　第二の空間１１４ｂは、第二の栓２０７の第一のガラス管挿入孔２２１に設けられた溝２２３と、第一のガラス管２の外周面とで形成された空間である。

　第二の栓２０７の、第一のガラス管挿入孔２２１の上部と下部には、根元から先端まで長手方向に設けられた、二つの溝２２３が設けられている。

　すなわち、第二の空間１１４ｂは二つ設けられている。通路１１４は、下側の第二の空間１１４ｂと、上側の第二の空間１１４ｂと、を有している。

　ここで、上側とは、第一のガラス管２の鉛直方向における上方を、下側とは、第一のガラス管の鉛直方向の下方を、それぞれ意味する。上側の第二の空間１１４ｂは、第一のガラス管２の円筒の上半分と対向する第二の栓２０７の内表面に設けられる。下側の第二の空間１１４ｂは、第一のガラス管２の円筒の下半分と対向する第二の栓２０７の内表面に設けられる。

　このような構成により、第一のガラス管２の内部から流出した除霜水が位置決め板１１Ｂから流出する部位の位置、形状および数に合わせて、通路１１４を配置することができる。

　ここで、位置決め板１１Ｂの複数の通気孔３２が、第一のガラス管２の鉛直方向おける上方および下方に設けられた場合を想定する。この場合、位置決め板１１Ｂの上方の通気孔３２から流出した除霜水は、上側の第二の空間１１４ｂへ流出する。そして、位置決め板１１Ｂの下方の通気孔３２から流出した除霜水は、下側の第二の空間１１４ｂへ流出する。

　これにより、第一のガラス管２内に侵入した除霜水を、ヒータ線４の近傍から、より一層効率よく流出させることができる。よって、ヒータ線４の腐食および断線を、より一層抑制することができる。

　なお、本実施の形態では、第二の栓７に、通路１１４の第二の空間１１４ｂが二つ設けられた例を示したが、通路１１４の第二の空間１１４ｂが３つ以上設けられてもよい。

　なお、本開示の実施の形態において、通路１１４の入口の断面積Ｓ１、例えば、通気孔３２の断面積の合計値と、通路１１４の出口の断面積、具体的には二つの第二の空間１１４ｂの断面積を合計した断面積Ｓ２との関係を、Ｓ１＞Ｓ２としておくことが望ましい。

　また、第二の空間１１４ｂの断面積Ｓ２が、第一のガラス管２の外周面と、第二のガラス管３の内周面との間の断面積Ｓ３の１０％以下であることが望ましい（条件１）。

　一方で、除霜水を第一のガラス管２から流出しやすくすることも必要である。このためには、複数の第二の空間１１４ｂそれぞれの断面積の絶対値を、０．５ｍｍ^２以上とすることが望ましい（条件２）。第二の空間１１４ｂの断面積が０．５ｍｍ^２未満となると、除霜水中の不純物および異物が通路に蓄積される虞があり、詰まりが発生する可能性があるので、除霜水が流出しにくくなる。また、第二の空間１１４ｂの断面積が０．５ｍｍ^２未満となると、成型時のバリが残留した場合に、詰まりが発生する可能性がある。

　除霜水の逆流を抑制しつつ、除霜水を流出しやすくするためには、上述の二つの条件（条件１および条件２）をともに満たすように、第二の空間１１４ｂの断面積を設定することが望ましい。

　また、検討によれば、複数の第二の空間１１４ｂそれぞれの長手方向の長さＬ１（図５参照）を１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることで、除霜水の逆流および滞留を抑制することができる（条件３）。長さＬ１を１０ｍｍ未満とすると、除霜水の逆流が起こりやすく、長さＬ１が３０ｍｍを超えると、除霜水の滞留が起こりやすい。

　さらに、複数の第二の空間１１４ｂそれぞれの長手方向の長さＬ１を、第一のガラス管２の内径の１倍以上３倍以下とすることで、除霜水の滞留を抑制することができる（条件４）。長さＬ１を第一のガラス管２の内径の１倍未満とすると、除霜水の逆流が起こりやすく、長さＬ１が第一のガラス管２の内径の３倍を超えると、除霜水の滞留が起こりやすい。

　複数の第二の空間１１４ｂそれぞれの長手方向の長さＬ１を、上述の二つの条件（条件３および条件４）を満たすように設定することで、より効果的に、除霜水の滞留を抑制しつつ、逆流をも抑制することができる。

　さらに、上述の条件１～条件４をすべて満たすように、通路１１４の第二の空間１１４ｂを設定すれば、さらに効果的に、除霜水の滞留および逆流を抑制しながら、除霜水を排出させることができる。

　なお、上述の説明では、通路１１４の入口側の断面積Ｓ１の一例として、通気孔３２の断面積の合計値を示した（図７）が、本開示はこの例に限定されない。第一のガラス管２から通路１１４に除霜水が流入する際の、第一の空間１１４ａの入口側の、第一のガラス管２の内部空間に対する開口の断面積はすべて含まれる。

　また、上述の実施の形態においては、除霜ヒータ１を適用される機器として冷蔵庫を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。除霜ヒータ１が適用される機器は、冷凍サイクルを有する貯蔵庫であればよい。たとえば、可燃性冷媒が封入された冷凍サイクルを備えた、ショーケースおよび自動販売機等の産業用の貯蔵庫も、本願における冷蔵庫に含まれる。家庭用だけでなく、産業用の貯蔵庫にも、本実施の形態の除霜ヒータ１は適用される。

　上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良および他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実施する最良の態様を当業者に教示する目的で、提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その構造および機能の詳細を実質的に変更できる。

　本開示にかかる除霜ヒータは、除霜ヒータの外部からの、腐食性物質を含んだ除霜水の浸入を抑制することができる。また、除霜ヒータは、除霜水または除霜水を含んだ気体が、除霜ヒータの内部に浸入した場合に、通電によりヒータ線が発熱した際に、除霜水をヒータ線の近傍から流出させる機構を備える。これにより、ヒータ線の腐食および断線を抑制することができる。よって、冷蔵庫等の家庭用の貯蔵庫、および、自動販売機等の産業用の貯蔵庫の除霜ヒータとして、広く適用でき、有用である。

　１　　除霜ヒータ
　２　　第一のガラス管
　３　　第二のガラス管
　４　　ヒータ線
　５，５Ａ，５Ｂ　　リード線挿入孔
　６　　第一の栓
　７　　第二の栓
　８，８Ａ，８Ｂ　　リード線
　９　　コイリング部
　１０　　直線部
　１１，１１Ａ，１１Ｂ　　位置決め板
　１２　　筒
　１３　　弁
　１４　　通路
　１４ａ　　第一の空間
　１４ｂ　　第二の空間
　１５，１５Ａ，１５Ｂ　　接続部
　１６　　凹部
　３１　　孔
　３２　　通気孔
　５２　　蒸発器
　５３　　圧縮機
　５４　　凝縮器
　５５　　減圧機構
　５６　　ファン
　１１４　　通路
　１１４ａ　　第一の空間
　１１４ｂ　　第二の空間
　１１６　　凹部
　１２１　　第一のガラス管挿入孔
　１２１ａ　　第一のガラス管挿入孔の奥壁
　１２２　　円筒状突起
　１２３　　溝
　２０７　　第二の栓
　２２１　　第一のガラス管挿入孔
　２２２　　円筒状突起
　２２３　　溝

Claims

第一のガラス管と、
前記第一のガラス管の外周を覆うように設置された第二のガラス管と、
前記第一のガラス管の内部に設置された、金属抵抗体を有するヒータ線と、
第一のリード線挿入孔が形成され、前記第一のガラス管および前記第二のガラス管の、一方の端部に設けられた端部開口部を覆う第一の栓と、
第二のリード線挿入孔が形成され、前記第一のガラス管および前記第二のガラス管の、他方の端部に設けられた端部開口部を覆う第二の栓と、
前記第一のリード線挿入孔を通り、前記ヒータ線の一方の端部に接続される第一のリード線と、
前記第二のリード線挿入孔を通り、前記ヒータ線の他方の端部に接続される第二のリード線と、
を備え、
前記第一の栓のみに、前記第一のガラス管の内部空間の気体、ならびに、前記第一のガラス管の外周面、前記第二のガラス管の内周面、前記第一の栓および前記第二の栓で形成された空間の気体を、外部へ流出させるように構成された弁が設けられ、
前記第二の栓側に、前記第一のガラス管の前記内部空間の前記気体を、前記第一のガラス管の前記外周面、前記第二のガラス管の前記内周面、前記第一の栓および前記第二の栓で形成された前記空間に流出させるように構成された通路が設けられた
除霜ヒータ。
前記ヒータ線と前記第一のリード線との第一の接続部に設けられ、前記第一の栓に保持され、前記第一の接続部が移動するのを防止するように構成された第一の位置決め板と、
前記ヒータ線と前記第二のリード線との第二の接続部に設けられ、前記第二の栓に保持され、前記第二の接続部が移動するのを防止するように構成された第二の位置決め板と、
をさらに備え、
前記通路は、前記第二の栓と前記第二の位置決め板とで形成される第一の空間と、前記第二の栓と前記第一のガラス管の前記外周面とで形成される第二の空間と、を備えた
請求項１に記載の除霜ヒータ。
前記通路の前記第二の空間は、前記第一のガラス管の下側に配置された
請求項２に記載の除霜ヒータ。
前記通路の入口側の断面積Ｓ１と、前記通路の出口側の断面積Ｓ２とが、
Ｓ１＞Ｓ２の関係である
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の除霜ヒータ。
前記断面積Ｓ２が、前記第一のガラス管の前記外周面と前記第二のガラス管の前記内周面との間の断面積Ｓ３の１０％以下である
請求項４に記載の除霜ヒータ。
前記通路の前記第二の空間の断面積が、０．５ｍｍ^２以上である
請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の除霜ヒータ。
前記通路の前記第二の空間の長手方向の長さＬ１が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である
請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の除霜ヒータ。
前記長さＬ１が、前記第一のガラス管の内径の１倍以上３倍以下である
請求項７に記載の除霜ヒータ。
前記通路の前記第二の空間が複数設置された
請求項２から請求項８までのいずれか一項に記載の除霜ヒータ。
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の除霜ヒータを備え、
前記除霜ヒータが、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルの蒸発器の下方に配置された
冷蔵庫。