專利名稱：除霜裝置及冷卻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于冷卻設(shè)備的除霜裝置以及使用該除霜裝置的冷卻設(shè)備。
背景技術(shù)：
最近，利用于冷卻裝置的、以R22為代表的代替氟隆的一種、即HCFC (含氬氯氟烴)類的制冷劑，會(huì)對大氣層的臭氧層造成破壞。另外，作為 該HCFC類制冷劑的替代制冷劑，開始利用HFC (含氬氟烴)類制冷劑， 但該HFC類制冷劑具有加劇溫室效應(yīng)的性質(zhì)。因此，正在開始采用不對臭 氧層造成破壞或不產(chǎn)生溫室效應(yīng)影響的HC (烴)類制冷劑。但是，由于該 HC類制冷劑是可燃性制冷劑，故需要將爆炸或著火防止于未然且確保安全 性的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開有使用可燃性制冷劑的冷凍設(shè)備的防爆裝置。該文獻(xiàn)i中記載的防爆裝置由網(wǎng)眼部件覆蓋會(huì)產(chǎn)生閃爍(y ^—)或火花的部件或控制部，使該篩網(wǎng)部件的篩目間隔為可燃性制冷劑的滅火距 離以下。專利文獻(xiàn)1的防爆裝置的目的在于，防止分體型空調(diào)的室外機(jī)的爆炸。 但是，難以容易地適用于使用可燃性制冷劑的冰箱那樣、需要除霜作用的 玻璃管加熱器等的冷卻設(shè)備等，其應(yīng)用范圍有限。特別是，在濕氣多的地區(qū)所使用的冰箱，采用帶有將易附著在冷卻器 上的霜除去的自動(dòng)除霜功能的冷氣強(qiáng)制循環(huán)方式(間冷式)的冰箱。在這 種方式的水箱中，設(shè)有由玻璃管加熱器等構(gòu)成的除霜裝置，但這樣的除霜 裝置成為著火源的可能性高。因此，希望應(yīng)對這種裝置的防爆技術(shù)。在專利文獻(xiàn)2中公開有如下的技術(shù)，即，在具有除霜玻璃管加熱器的 冰箱中，通過由30目以上的金屬網(wǎng)包圍玻璃管加熱器，防止可燃性制冷劑 向冰箱箱體內(nèi)泄漏、在金屬網(wǎng)與玻璃管加熱器表面之間引起燃燒且火焰向 金屬網(wǎng)外部傳播的情況。
專利文獻(xiàn)l:(日本)特開平11 - 125482號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:(日本)特開2003 - 106743號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1中，由金屬網(wǎng)篩目的大小來避免著火傳播。篩目是指1 英寸內(nèi)的篩網(wǎng)網(wǎng)眼數(shù)，但對金屬網(wǎng)而言，除了篩目以外，還具有線材的線 徑等限定金屬網(wǎng)的性質(zhì)的其他主要因素。因此，僅由專利文獻(xiàn)1的公開， 難以說提供了充分防爆的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種即使組裝到使用有可燃性制冷劑的冷氣設(shè)備中使用、 也能夠安全地使用的除霜裝置以及使用該除霜裝置的冷卻設(shè)備。本發(fā)明的除霜裝置，是使用可燃性制冷劑的冷卻設(shè)備用的除霜裝置， 其中，包括玻璃管加熱器，其由發(fā)熱體和收納該發(fā)熱體的玻璃管構(gòu)成； 防爆部件，其包圍所述玻璃管加熱器，具有最小尺寸0.813mm以下的多個(gè)開口部。根據(jù)上述構(gòu)成，例如在冷卻設(shè)備中可燃性制冷劑泄漏的情況下，也能 夠抑制可燃性制冷劑的著火爆炸。另外，對所述開口部的個(gè)數(shù)進(jìn)行定義的所述防爆部件的篩目數(shù)設(shè)定為 小于30目。能夠使用篩目數(shù)少的防爆部件。所述防爆部件可以為金屬網(wǎng)，此時(shí)能夠容易地制造防爆部件。作為該 金屬網(wǎng)的線材，具有不銹鋼。所述開口部的形狀可以為最小尺寸的一邊小于或等于0.813mm的正方形，此時(shí)可以容易地制造防爆部件。作為所述開口部的形狀，考慮大致形成四邊形。另外，更加具體地， 作為所述開口部的形狀，可采用正方形、菱形、六邊形、圓形中的至少一 種。另外，本發(fā)明也提供一種具有上述除霜裝置的冷卻設(shè)備。從環(huán)境保護(hù) 的觀點(diǎn)來看，該冷卻設(shè)備使用烴類制冷劑作為可燃性制冷劑為好。作為冷 卻設(shè)備的典型例，具有冰箱。根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠抑制可燃性制冷劑的著火爆發(fā)的除霜裝置 以及使用該除霜裝置的冷卻設(shè)備。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的玻璃管加熱器的側(cè)面圖。 圖2是玻璃管加熱器的剖面圖。圖3是金屬網(wǎng)的放大平面圖。圖4是組裝有本發(fā)明的玻璃管加熱器的冰箱的正面圖。 圖5是表示冰箱的主要部分的剖面圖。 圖6是冰箱的制冷劑回路圖。圖7(a) ~ (d)是對使用有無金屬網(wǎng)的玻璃管加熱器的著火爆炸試驗(yàn) 的狀況進(jìn)行拍攝的照片攝影圖。圖8(a)、 (b)是利用條紋照相法拍攝到的無金屬網(wǎng)的玻璃管加熱器的 熱流的照片攝影圖。圖9 (a) ~ (d)是對使用有帶金屬網(wǎng)(網(wǎng)眼的開度1.037mm、 20目) 的玻璃管加熱器的著火爆炸試驗(yàn)的狀況進(jìn)行拍攝的照片拍攝圖。圖IO是利用條紋照相法拍攝到的帶金屬網(wǎng)(網(wǎng)眼的開度1.037mm、 20 目)的玻璃管加熱器的熱流的照片攝影圖。圖11 (a) ~ (c)是對使用有帶金屬網(wǎng)(網(wǎng)眼的開度0.633mm、 30目) 的玻璃管加熱器的著火爆炸試驗(yàn)的狀況進(jìn)行拍攝的照片拍攝圖。圖12是利用條紋照相法拍攝到的帶金屬網(wǎng)(網(wǎng)眼的開度0.633mm、 30 目)的玻璃管加熱器的熱流的照片攝影圖。圖13 (a) ~ (e)是利用條紋照相法拍攝到的使篩目數(shù)為一定值(20 目)而依次改變網(wǎng)眼的開度的帶金屬網(wǎng)的玻璃管加熱器的熱流的照片攝影 圖。圖14(a) ~ (c)是利用條紋照相法拍攝到的依次改變篩目數(shù)以及網(wǎng) 眼的開度的帶金屬網(wǎng)的玻璃管加熱器的熱流的照片攝影圖。圖15是表示帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器的防爆機(jī)理的示意圖。附圖標(biāo)記說明1水箱2隔熱箱體8冷藏室(儲(chǔ)藏室)12冷凍室(儲(chǔ)藏室)13冷凍室用蒸發(fā)器(蒸發(fā)器)16壓縮枳j19冷凝器21毛細(xì)管(減壓裝置)22冷藏室用蒸發(fā)器(蒸發(fā)器)31帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器(除霜裝置)32玻璃管35配線36金屬網(wǎng)37玻璃管加熱器38加熱絲具體實(shí)施方式
以下，作為本發(fā)明的除霜裝置的一實(shí)施方式，使用附圖對帶防爆功能 的除霜用玻璃管加熱器進(jìn)行說明。圖1是除霜用玻璃管加熱器的長度方向 側(cè)面圖，圖2是該玻璃管加熱器的剖面圖。如圖l所示，本實(shí)施方式的帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器31包括 玻璃管32、防臭觸媒33、安裝在玻璃管32兩端的硅橡膠制的蓋34、收納 在玻璃管32中且在蓋34的兩端與配線35連接的加熱絲38以及以間隔C 自玻璃管32的表面離開而將玻璃管32整個(gè)面包圍的金屬網(wǎng)36。加熱絲38是發(fā)熱用的發(fā)熱體，利用從電源流經(jīng)接受供電的配線35的 電流而^f吏加熱絲38發(fā)熱，經(jīng)由玻璃管32向外部放出熱量。因此，至少由 加熱絲38和玻璃管加熱器32構(gòu)成一般的玻璃管加器37。另外，在圖1 中，將金屬網(wǎng)的一部分剖切進(jìn)行表示，由圖示可得知各尺寸或隱藏在金屬 網(wǎng)中的構(gòu)成。另外，將金屬網(wǎng)36嵌入到蓋34中，以使空氣難以通過蓋34 與金屬網(wǎng)36之間。在圖2中，A表示金屬網(wǎng)36的外徑(金屬網(wǎng)直徑)、B表示玻璃管加 熱器37 (玻璃管32)的外徑，自玻璃管加熱器37隔開間隔C而由金屬網(wǎng) 36將玻璃管32覆蓋。若忽略金屬網(wǎng)36的線材直徑尺寸(線徑)，則A-B 為2C。如后所述，金屬網(wǎng)36起到防爆部件的作用，即，在可燃性制冷劑發(fā) 生泄漏且與玻璃管加熱器37接觸時(shí)，防止燃燒向其外部傳播而發(fā)生爆炸。圖3表示本實(shí)施方式的金屬網(wǎng)36的放大平面圖。如圖示可知，金屬網(wǎng) 36將上述線材編成網(wǎng)格狀而形成，不存在線材的開口部呈正方形形狀。在此，篩目數(shù)(作為以下具體例，表現(xiàn)為"30目"、"60目"等)定義為邊長1 英寸(25.4mm)的正方形內(nèi)的篩網(wǎng)數(shù)、即開口部的數(shù)量。并且，開口部的 最小尺寸、正方形的邊長即平行排列的兩個(gè)相鄰的線材間的距離定義為網(wǎng) 眼的開度(目開3)。因此，可以理解為，即使篩目數(shù)一定，若線徑改變， 則網(wǎng)眼的開度也改變。另外，在正方形的例子中，將平行排列的兩個(gè)相鄰 線材的中心間距離定義為間距，間距=網(wǎng)眼的開度+線徑。金屬網(wǎng)36的線材，作為一例，使用JIS規(guī)定的SUS304 (Cr: 18%、 Ni: 8%的不^"鋼)、線材的線徑為0.18mm (cp0.18)的材料。在該線徑中， 金屬網(wǎng)36為60目時(shí)，開口率約為33% ,但在金屬網(wǎng)為30目時(shí)，開口率為 62%。其中，線材的材料不限于不銹鋼。接著，對將帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器31組裝到作為冷卻設(shè)備 的冰箱中的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖4是冰箱的正面圖，圖5是表示該冰箱 的主要部分、特別是冷凍室周邊的剖面圖，圖6是該冰箱的制冷劑回路圖。 水箱1通過由隔板將其隔熱箱體2分隔，從上方起形成有控制到約3。C的冷 藏室(儲(chǔ)藏室)3、控制到約5。C的蔬菜室(儲(chǔ)藏室)4、控制到約-2(TC且 配置有制冰盒或自動(dòng)制冰機(jī)的制冰室(儲(chǔ)藏室)5、切換成冷藏室或冷凍室 而使用的切換室(儲(chǔ)藏室)6、控制到約-2(TC的冷凍室(儲(chǔ)藏室)7。另夕卜，冷藏室3的下部形成有被控制為約o -rc的冰溫室(未圖示)。另夕卜，附圖標(biāo)記8、 9、 10、 11、 12是用于開閉上述室的開口的門。圖5所示的冷凍室用蒸發(fā)器13通過在內(nèi)部蒸發(fā)液體制冷劑而將通過該 蒸發(fā)器的空氣冷卻。蒸發(fā)器13上部的送風(fēng)機(jī)14使箱體內(nèi)的空氣循環(huán)，本 實(shí)施方式的冰箱1為所謂的冷氣強(qiáng)制循環(huán)方式(間冷式)。上述的帶防爆功 能的除霜用玻璃管加熱器31配置在蒸發(fā)器13的下方，在將蒸發(fā)器13的霜 熔化的同時(shí)，將箱體內(nèi)空氣中的臭氣分解。另外，防水滴部件15配置在帶 防爆功能的除霜用玻璃管加熱器31的上方。制冷劑壓縮機(jī)16配置在帶防 爆功能的除霜用玻璃管加熱器31的下方，冷凍室用的通道17形成在蒸發(fā) 器13的前方，由隔板18將切換室6和冷凍室7分隔開。在圖6所示的制冷劑回路中，冷凝器19與上述的制冷劑壓縮機(jī)16連 接，且三通閥(切換閥)20與冷凝器19連接。該三通閥20切換通路連通 AC通路，或連通AB通路，為了切換該流路而使用步進(jìn)電機(jī)。另外，三通
閥20上連接有作為減壓裝置而起作用的毛細(xì)管21和冷藏室用蒸發(fā)器22。 制冷劑回路通過由制冷劑管環(huán)狀地連接制冷劑壓縮機(jī)16、冷凝器19、三通閥20、毛細(xì)管21、冷藏室用蒸發(fā)器22以及冷凍室用蒸發(fā)器13而構(gòu)成。另外，旁通管路23將毛細(xì)管21以及冷藏室用蒸發(fā)器22旁通，將作為減壓裝置而起作用的毛細(xì)管24和冷凍室用蒸發(fā)器13連接。并且，在該制冷劑回路中填充有可燃性制冷劑。在這樣構(gòu)成的冰箱1中，為了對冷凍室用蒸發(fā)器13進(jìn)行除霜、或者為了將箱體內(nèi)空氣中的臭氣除去，向帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器31通電。但是，由于某種不良情況，少數(shù)產(chǎn)生制冷劑回路的可燃性制冷劑泄漏。 此時(shí)，對除霜用玻璃管加熱器不賦予任何防爆功能時(shí)，玻璃管加熱器成為 高溫時(shí)(通電時(shí)或通電停止后等)，若接觸可燃性制冷劑，則具有引起著火 爆炸的危險(xiǎn)性。因此，在本實(shí)施方式中，將玻璃管加熱器37由具有防爆功能的金屬網(wǎng) 36覆蓋，構(gòu)成帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器31。該構(gòu)成的目的在于， 即使可燃性制冷劑泄漏并與玻璃管32的表面接觸時(shí)，僅在玻璃管32的表 面與金屬網(wǎng)36之間抑制燃燒而防止著火傳播，防止火焰向金屬網(wǎng)36外傳 播且延燒至冰箱1。因此，金屬網(wǎng)36包圍玻璃管加熱器37,起到防止泄漏 的可燃性制冷劑的著火爆炸的防爆部件、防爆層(若作為筒狀考慮，則為 防爆管)的作用。在專利文獻(xiàn)2中公開有如下的技術(shù)，即，在具有除霜玻璃管加熱器的 冰箱中，通過由30目以上的金屬網(wǎng)包圍玻璃管加熱器，防止可燃性制冷劑 向水箱箱體內(nèi)泄漏、在金屬網(wǎng)與玻璃管加熱器的表面之間產(chǎn)生燃燒、火焰向金屬網(wǎng)的外部傳播的情況。在專利文獻(xiàn)2中，通過將覆蓋玻璃管加熱器的金屬網(wǎng)的篩目數(shù)值設(shè)定 為30篩目以上這樣的規(guī)定篩目數(shù)以上，起到在金屬網(wǎng)的外周部產(chǎn)生對流現(xiàn) 象、抑制能量放出量的效果。即，為了防爆，主要著眼于篩目數(shù)。但是，如上所述，篩目數(shù)是指金屬網(wǎng)的規(guī)定區(qū)域特別是1英寸見方內(nèi) 的篩網(wǎng)網(wǎng)眼的數(shù)量即開口部的數(shù)量，即篩目數(shù)一定，若改變線材的線徑(直 徑尺寸)，則網(wǎng)眼的開度、開口部的大小也發(fā)生改變。因此，即使是小于30 目的金屬網(wǎng)，若增大線材的線徑，則網(wǎng)眼的開度變小，在金屬網(wǎng)外周面產(chǎn) 生對流現(xiàn)象。結(jié)果，在金屬網(wǎng)內(nèi)部產(chǎn)生的燃燒滯留在金屬網(wǎng)內(nèi)部，不向外 部傳播。這樣，即使指定金屬網(wǎng)的篩目數(shù)，通過改變線材的線徑，也能夠 改變可引起著火爆炸的條件。因此，專利文獻(xiàn)1的信息雖然有意義，但作 為防爆技術(shù)還需要提示更加詳細(xì)的信息。因此，本申請人對帶防爆功能的除霜用玻璃管加熱器31,以更加詳細(xì) 的條件進(jìn)行了探討，故而進(jìn)行各種試驗(yàn)。以下，對其試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。試驗(yàn)l:玻璃管加熱器(無金屬網(wǎng))的著火爆炸的確認(rèn)試驗(yàn) 圖7表示使用有圖1、圖2的無金屬網(wǎng)36的玻璃管加熱器37的著火爆 炸的確認(rèn)試^^。在本試驗(yàn)中，在內(nèi)容積42.9升的容器內(nèi)人為地注入濃度 3.4vor/。的可燃性制冷劑(R-600a;異丁烷)，然后接通玻璃管加熱器的電 源使加熱器加熱。這樣，如圖所示，玻璃管加熱器的表面溫度達(dá)到可燃性 制冷劑(R-600a)的最低著火溫度408。C,發(fā)生著火爆炸。在圖7中，以 (a)、 (b)、 (c)、 (d)的順序時(shí)間序列地表示燃燒的樣子。試驗(yàn)的結(jié)果，確 認(rèn)在玻璃管加熱器附近，溫度上升，在加熱器的全長上一下子產(chǎn)生著火 爆炸。試驗(yàn)2:基于條紋照相法的玻璃管加熱器的著火爆炸的驗(yàn)證試驗(yàn) 通過紋影裝置對使無金屬網(wǎng)的玻璃管加熱器加熱時(shí)的玻璃管加熱器附 近的熱流的現(xiàn)象進(jìn)行拍攝。其中，條紋照相法利用定性的測定來說明熱流 的現(xiàn)象，若進(jìn)行定量的測定，則需要直接測量光源像的移動(dòng)量，難以進(jìn)行 測量。因此，在本試驗(yàn)中，通過由定性的測定進(jìn)行著火爆炸的驗(yàn)證，可充 分應(yīng)對于實(shí)用。圖8表示在與玻璃管加熱器獨(dú)立而進(jìn)行通電時(shí)，使用紋影裝置(形式 SLC-150)解析的玻璃管加熱器附近的熱流現(xiàn)象。圖8(a)表示溫度20士5。C 的熱流現(xiàn)象，圖8 (b)表示溫度13士5。C的熱流現(xiàn)象。通過該解析可知，在 玻璃管附近，氣體(可燃性制冷劑氣體和空氣的混合氣體)的密度低，其 熱流上升。即，玻璃管加熱器的熱流通過輻射而向周圍放出，可燃性制冷 劑的溫度上升。由此，在熱流通過輻射而放出的現(xiàn)象中，由于玻璃管加熱 器附近的溫度容易達(dá)到可燃性制冷劑的著火溫度，故容易產(chǎn)生著火爆炸。試驗(yàn)3:由網(wǎng)眼的開度1.037且20目的金屬網(wǎng)將玻璃管加熱器覆蓋時(shí) 的著火爆發(fā)的確認(rèn)試驗(yàn)圖9表示在與試驗(yàn)1相同的容器內(nèi)由網(wǎng)眼的開度1.037 (20目)的金屬
網(wǎng)覆蓋玻璃管加熱器并人為地泄漏可燃性制冷劑(R- 600a) 3.4vor/。的試驗(yàn)狀況。由于玻璃管加熱器的加熱而產(chǎn)生著火爆發(fā)。著火在玻璃管加熱器 中央部發(fā)生然后廣泛傳播。試驗(yàn)4:基于條紋照相法的熱流的驗(yàn)證試驗(yàn)圖IO表示在與金屬網(wǎng)包圍的玻璃管加熱器獨(dú)立而進(jìn)行通電時(shí)，使用紋 影裝置解析的玻璃管加熱器附近的熱流現(xiàn)象。金屬網(wǎng)使用與試驗(yàn)3 (圖9) 相同的金屬網(wǎng)，將網(wǎng)眼的開度1.037、 20目的金屬網(wǎng)放置在玻璃管加熱器的 周圍。此時(shí)，玻璃管加熱器與金屬網(wǎng)的間隔(圖2的C)設(shè)置為4~5mm。 另外，拍攝時(shí)的室溫與試驗(yàn)2的情況相同。由該圖可知，來自玻璃管加熱 器的熱量通過輻射而向外部放出，金屬網(wǎng)起不到阻礙熱輻射的效果。因此， 網(wǎng)眼的開度1.037且20目的金屬網(wǎng)作為可燃性制冷劑向箱體內(nèi)泄漏時(shí)避免 著火傳播的目的是不適當(dāng)?shù)?。試?yàn)5:由網(wǎng)眼的開度0.633 ( 30目)的金屬網(wǎng)將玻璃管加熱器覆蓋時(shí) 的著火爆發(fā)的確認(rèn)試驗(yàn)圖11表示在與試驗(yàn)1相同的容器內(nèi)由網(wǎng)眼的開度0.633 ( 30目)的金 屬網(wǎng)覆蓋玻璃管加熱器，并人為地泄漏可燃性制冷劑(R- 600a) 3.4vol% 的試驗(yàn)狀況。與試驗(yàn)3的情況不同，即使加熱玻璃管加熱器且玻璃管表面 溫度達(dá)到可燃性制冷劑(R-600a)的著火溫度，也僅在金屬網(wǎng)內(nèi)部著火， 燃燒不向外部傳播。試驗(yàn)6:基于條紋照相法的熱流的驗(yàn)證試驗(yàn)圖12表示在溫度13士5。C下與金屬網(wǎng)包圍的玻璃管加熱器獨(dú)立而進(jìn)行 通電時(shí)，使用紋影裝置解析的玻璃管加熱器附近的熱流現(xiàn)象。對玻璃管附 近的氣體密度變化的狀況進(jìn)行瞬間的拍攝。將網(wǎng)眼的開度0.633且30目的 金屬網(wǎng)放置在玻璃管加熱器的周圍。此時(shí)，玻璃管加熱器與金屬網(wǎng)的間隔 設(shè)置為4 ~ 5mm。由該瞬間照片的影像圖可知，若使玻璃管加熱器加熱，則金屬網(wǎng)表面 呈現(xiàn)出被加熱且密度減小的氣體向上層上升、未被加熱的密度大的氣體下 降的對流現(xiàn)象。這樣的對流在金屬網(wǎng)的整個(gè)全長上、在局部的多個(gè)位置反 復(fù)產(chǎn)生或消滅。這樣，在金屬網(wǎng)表面附近的對流為非穩(wěn)定性的情況下，定量的測定是 非常困難的。因此，若由定性的狀況推測試驗(yàn)6 (圖12)看到的現(xiàn)象，則
如下地考慮。(1)通過在金屬網(wǎng)表面產(chǎn)生的邊界層，可燃性制冷劑被封入到玻璃 管與金屬網(wǎng)之間，可燃性制冷劑變熱。其間，金屬網(wǎng)外部的氣體不侵入到 金屬網(wǎng)內(nèi)部。(2)由此，金屬網(wǎng)內(nèi)部的可燃性制冷劑慢慢燃燒，反復(fù)著火。(3) 在其過程中，金屬網(wǎng)內(nèi)部的氣體膨脹時(shí)，金屬網(wǎng)表面的邊界層紊亂。(4) 在膨脹后的氣體收縮過程中，金屬網(wǎng)外部的氣體被吸收，然后再次在金屬網(wǎng)表面產(chǎn)生邊界層。(5)通過這些反復(fù)，金屬網(wǎng)內(nèi)部的可燃性制冷劑反復(fù)著火燃燒。因此，從金屬網(wǎng)內(nèi)部向外部放出的氣體為燃燒后的氣體， 不是在金屬網(wǎng)外部引起著火爆炸的氣體?？偨Y(jié)以上的試驗(yàn)結(jié)果以及推測，由金屬網(wǎng)覆蓋玻璃管加熱器的周圍后 是否誘發(fā)著火傳播，由金屬網(wǎng)表面的熱流是否表現(xiàn)輻射現(xiàn)象(是否處于輻 射狀態(tài))、或是否表現(xiàn)對流現(xiàn)象(是否處于對流狀態(tài))而決定的。在上述的 試驗(yàn)中，熱流的動(dòng)作對應(yīng)于金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼開度而不同。因此，著眼于金屬 網(wǎng)的網(wǎng)眼開度，進(jìn)行以下的試驗(yàn)。試驗(yàn)7:基于條紋照相法、對網(wǎng)眼開度不同的金屬網(wǎng)進(jìn)行的試驗(yàn)將玻璃管加熱器和金屬網(wǎng)以4~5mm間隔分開，使金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼開度 從1.037mm變化到0.210mm,通過紋影裝置拍攝使玻璃管加熱器加熱時(shí)的 金屬網(wǎng)表面附近的氣體密度變化。圖13表示在與金屬網(wǎng)包圍的玻璃管加熱器獨(dú)立而進(jìn)行通電時(shí)，使用紋 影裝置拍攝的玻璃管加熱器附近的熱流現(xiàn)象。在本例中，將金屬網(wǎng)的篩目 數(shù)保持為20目，使網(wǎng)眼的開度在1.037 (a)、 0.996 (b)、 0.915 (c)、 0.813 (d)、 0.762 (e)之間變化，在溫度20士5。C下進(jìn)行拍攝。由附圖可知，若 使玻璃管加熱器加熱，則在網(wǎng)眼的開度1.037、 0.996、 0.915時(shí)，熱流的流 動(dòng)表現(xiàn)出輻射現(xiàn)象，在網(wǎng)眼的開度0.813、 0.762時(shí)，金屬網(wǎng)表面的流動(dòng)紊 亂，表現(xiàn)出對流現(xiàn)象。圖14是關(guān)于20目且網(wǎng)眼的開度1.037的金屬網(wǎng)(a)、 30目且網(wǎng)眼的 開度0.633的金屬網(wǎng)(b)、 60目且網(wǎng)眼的開度0.210的金屬網(wǎng)(c )三種金 屬網(wǎng)，在室溫13士5。C下，使用紋影裝置對金屬網(wǎng)表面的熱流流動(dòng)進(jìn)行拍攝 的映像圖。由圖示可知，若使玻璃管加熱器加熱，則在20目且網(wǎng)眼的開度 1.037的金屬網(wǎng)的情況下，熱流的流動(dòng)為輻射流動(dòng)，而在30目且網(wǎng)目的開 度0.633的金屬網(wǎng)以及60目且網(wǎng)眼的開度0.210的金屬網(wǎng)中，呈現(xiàn)對流的
流動(dòng)0在此，使用氣體濃度3.4%、金屬網(wǎng)直徑(圖2的A)20mm、電壓110V 的試驗(yàn)所得到的溫度數(shù)值，求出金屬網(wǎng)的輻射率和吸收率。金屬網(wǎng)表面的 輻射率s由以下的式(1)而求得。式1￡ = 0.751^-0.396^ (0<reT50.2) …(l)本試驗(yàn)使用的金屬網(wǎng)的材質(zhì)SUS304的輻射率s隨溫度而變化。此時(shí)的 自溫度Tb的黑體或反色體輻射的輻射線被溫度T的固體表面吸收時(shí)的吸收 率a，能夠使用其固體為金屬時(shí)，可使用代替溫度T'而由其表面的輻射率s 的值代替。代替溫度T'由以下的式(2)求出，吸收率a由以下的式(3) 求出。式2r=7^... (2)式3
= 0.751#-0.3%rer (0<reT' S0.2) …(3)在此，T為金屬網(wǎng)上部表面溫度、Tb為玻璃管上部溫度、T'為代替溫度、re為電阻率、s為輻射率、a為吸收率。表1網(wǎng)眼的 開度篩目數(shù)rcTVCreQcmreTreT，￡a1.037mm201802300.01260.014240.07930.08400.633mm302303507.0xl(T50.01610.019860.08890.09790.210mm602103307.0M0 — 50.0147'0.018430.08520.0947由表l的結(jié)果可知，若著眼于金屬網(wǎng)的吸收率a,網(wǎng)眼的開度1.037表 示比網(wǎng)眼的開度0.633、 0.210小的值。這意味著，若網(wǎng)眼的開度大，則金 屬網(wǎng)不成為阻礙，放出熱能。另一方面，若網(wǎng)眼的開度小，則金屬網(wǎng)成為 阻礙，熱量滯留在金屬網(wǎng)中，熱能的排放量減小。這證明，在網(wǎng)眼的開度 0.633、 0.210至1.037時(shí)，金屬網(wǎng)上部表面溫度T、以及玻璃管上部溫度Tb 低。因此，由金屬網(wǎng)表面吸收的熱量與金屬網(wǎng)表面附近的玻璃溫度的密度 變化差，產(chǎn)生對流現(xiàn)象。如由圖13、圖14的條紋照相攝影看到地，在金屬網(wǎng)表面產(chǎn)生的熱量的 流動(dòng)，在網(wǎng)眼的開度比0.915大的情況下，觀察到輻射現(xiàn)象，在網(wǎng)眼的開度為0.813以下的情況下，觀察到對流現(xiàn)象。因此，在由網(wǎng)眼的開度為0.813mm 以下的金屬網(wǎng)覆蓋玻璃管加熱器周圍時(shí)，不發(fā)生著火傳播，在由網(wǎng)眼的開 度比0.813mm大的金屬網(wǎng)覆蓋玻璃管加熱器的周圍時(shí)，產(chǎn)生著火傳播。若由金屬網(wǎng)覆蓋玻璃管加熱器，則在網(wǎng)眼的開度小時(shí)、在金屬網(wǎng)表面 產(chǎn)生紊亂，出現(xiàn)防爆效果。這樣，使用圖15的示意圖說明金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼開 度減小時(shí)則不向外部引起傳播的理由。如A所示，在玻璃管表面，由上升 氣流和沿金屬網(wǎng)內(nèi)面的下降流動(dòng)的對抗流而產(chǎn)生渦流。由這樣的金屬網(wǎng)內(nèi) 部的復(fù)雜的流動(dòng)，燃燒局部著火。并且，如B所示，金屬網(wǎng)外部的較厚的 邊界層內(nèi)的流體作為流體壁而起作用，防止火焰?zhèn)鞑?。另外，如C所示， 由于金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼開度小，故火焰的通過路徑減小，金屬網(wǎng)起到阻礙火焰 向其外部傳播的作用。因此，能夠通過A C的相加效果來避免著火爆炸。總結(jié)上述試驗(yàn)、推論可得到以下的結(jié)論。為了得到如金屬網(wǎng)那樣的防爆部件的防爆效果，對氣體的流動(dòng)(輻射) 產(chǎn)生阻礙是重要的。并且，防爆效果不僅依賴于防爆部件的篩目數(shù)，也依 存于網(wǎng)眼的開度即開口部的最小尺寸。在防爆部件為金屬網(wǎng)的情況下，其 網(wǎng)眼的開度若超過約0.813mm,則難以避免著火爆炸(參照試驗(yàn)4 )。因此， 通過使網(wǎng)眼的開度為0.813mm以下，能夠抑制著火爆炸(參照試驗(yàn)6、 7)。另外，在本發(fā)明中，專利文獻(xiàn)2的30目以上的篩目數(shù)不是必須事項(xiàng)， 該文獻(xiàn)的金屬網(wǎng)射程外的結(jié)構(gòu)即篩目數(shù)小于30目的結(jié)構(gòu)也是有效的。由試 驗(yàn)7可知，若考慮開口部的最小尺寸這樣的其他要素，則也能夠使用小于 30目的篩目數(shù)小的金屬網(wǎng)即防爆部件。換句話說，即使是小于30目的篩目 數(shù)小的金屬網(wǎng)，通過使用粗線材，也能夠如本發(fā)明這樣地實(shí)現(xiàn)小的開口部。 根據(jù)本發(fā)明，能夠擴(kuò)大金屬網(wǎng)的選擇寬度。在本實(shí)施方式中，作為防止泄漏的可燃性制冷劑的著火爆炸的防爆部 件、防爆層(若考慮為筒狀，則為防爆管)，以作為代表的材料的金屬網(wǎng)為 例進(jìn)行說明。但是，這樣的防爆部件只要是所謂的多孔質(zhì)的部件即可，不 限于金屬網(wǎng)。例如，通過將在金屬板上穿設(shè)多個(gè)孔而形成的沖孔金屬板加 工成筒狀，也能夠構(gòu)成本發(fā)明的防爆部件。這樣的部件的原材料為板材， 作為構(gòu)成材料不能夠假定線材，但通過將多個(gè)孔視為金屬網(wǎng)的開口部，則 能夠與金屬網(wǎng)同樣地考慮。即，孔以外的部分相當(dāng)于金屬網(wǎng)的線材。作為限定開口部的大小的要素之一，在本發(fā)明中，將最小尺寸限定為 0.813mm以下。作為最小尺寸，在開口部的外形形狀為多邊形時(shí)，可采用 其最短一邊的長度。尤其是，在外形形狀為等邊的多邊形的情況下(正方 形、正六邊形、正八邊形等)，可將一邊的長度定義為最小尺寸。另外，在 圓等曲線圖形的情況下，只要采用半徑、直徑等即可。即，作為最小尺寸， 是相鄰的頂點(diǎn)間的距離或曲率半徑(直徑)等可由外形形狀定義的最小元 的長度。這是由于，若將最短部的長度設(shè)定為0.813mm以下，其他部分的 長度即使超過0.813mm，也能夠起到對氣體的流動(dòng)阻礙的作用，可起到本 發(fā)明的目的即對流效果。另外，若從其他觀點(diǎn)出發(fā)來限定開口部的大小，則開口部的面積也變 得重要。這是由于，面積的大小改變對氣體流動(dòng)的阻力，對有無產(chǎn)生對流 現(xiàn)象帶來影響。尤其是，在某種程度上，面積越小，越容易產(chǎn)生對流現(xiàn)象。 若著眼于實(shí)施方式的開口部，該開口部為正方形，其面積(0.813x0.813 ) mm2以下。因此，即使開口部的形狀自正方形變形，只要其面積為 (0.813x0.813) mn^以下，則起到對流效果，故也包含在本發(fā)明的范圍中。另外，若從其他觀點(diǎn)出發(fā)來限定開口部的大小，則開口部的最大內(nèi)徑也變得重要。這是由于，將最大內(nèi)徑也作為對氣體流動(dòng)的阻礙要素考慮， 其越小，阻力越大，容易起到對流效果。最大內(nèi)徑與最小尺寸不同，是可 從外形形狀定義的最大元的長度，在性質(zhì)上如對角線那樣存在于開口部的 平面內(nèi)部，如邊那樣，在開口部的外邊緣一般不存在。在上迷例中，作為 最大內(nèi)徑，可采用正方形的對角線長度，通過使最大內(nèi)徑為(0.813xV^) mm以下，起到對流效果，即使改變形狀也可包含在本發(fā)明的范圍中。作為開口部的形狀， 一般形成正方形、平行四邊形、菱形等以及將這些形狀多少變形后的大致四邊形形狀，只要是起到本發(fā)明的效果的形狀， 則不作特別限定。例如，能夠?qū)⒄叫?、菱形、六邊形、圓形等作為開口 部的形狀而采用。另外，通常，開口部的形狀為一種，但也可以采用多種 形狀。在上述實(shí)施方式中，對改變金屬網(wǎng)線材的線徑的例子進(jìn)行了說明，顯 然也可以不改變線徑。另外，在上述試驗(yàn)中，作為可燃性制冷劑的一例，使用HC(烴)類制 冷劑的一種即異丁烷(R-600a)，但在使用除此以外的HC類制冷劑等其 他可燃性制冷劑時(shí)，本發(fā)明也是有用的。特別是，從保護(hù)環(huán)境的方面來看， 希望將烴類制冷劑用于冷卻設(shè)備。另外，冷卻設(shè)備的種類也無特別限定， 但本發(fā)明的除菌裝置用于除去霜，適用于水箱。以上，對本發(fā)明的各種實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于所述實(shí) 施方式所示的事項(xiàng)，基于說明書的記載以及本領(lǐng)域的公知技術(shù)，本領(lǐng)域技 術(shù)人員在本發(fā)明要求包含的范圍中可進(jìn)行各種變更、應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠抑制可燃性制冷劑的著火爆炸的除霜裝置 以及使用該除霜裝置的冷卻設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種除霜裝置，是使用可燃性制冷劑的冷卻設(shè)備用的除霜裝置，其中，包括玻璃管加熱器，其由發(fā)熱體和收納該發(fā)熱體的玻璃管構(gòu)成；防爆部件，其包圍所述玻璃管加熱器，具有最小尺寸為0.813mm以下的多個(gè)開口部。
2. 如權(quán)利要求1所述的除霜裝置，其中，對所述開口部的個(gè)數(shù)進(jìn)行定 義的所述防爆部件的篩目數(shù)小于30目。
3. 如權(quán)利要求1所述的除霜裝置，其中，所述防爆部件為金屬網(wǎng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的除霜裝置，其中，所述金屬網(wǎng)的線材為不銹鋼。
5. 如權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的除霜裝置，其中，所述開口部的形 狀為最小尺寸的一邊長度為0.813mm以下的正方形。
6. 如權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的除霜裝置，其中，所述開口部的形 狀大致為四邊形。
7. 如權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的除霜裝置，其中，所述開口部的形 狀為正方形、菱形、六邊形、圓形中的至少一種。
8. —種冷卻設(shè)備，其具有權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的除霜裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的冷卻設(shè)備，其中，所述可燃性制冷劑為烴類制 冷劑。
10. —種水箱，其由權(quán)利要求8所述的冷卻設(shè)備構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種除霜裝置以及冷卻設(shè)備。在將除霜裝置組裝到使用可燃性制冷劑的冷卻設(shè)備中時(shí)，能夠使安全性更加可靠。利用0.813mm以下的網(wǎng)眼開度且篩目數(shù)小于30目的金屬網(wǎng)36將由發(fā)熱用的加熱絲38和收納該加熱絲配線的玻璃管32構(gòu)成的玻璃管加熱器37包圍而構(gòu)成。
文檔編號(hào)F25D21/08GK101162118SQ20071016298
公開日2008年4月16日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者三宅博 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社;三宅博