除霜装置及冷却设备转让专利

申请号 : CN200710162987.7

文献号 : CN101162118B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 三宅*博

申请人 : 松下电器产业株式会社三宅*博

摘要 :

本发明提供一种除霜装置以及冷却设备。在将除霜装置组装到使用可燃性制冷剂的冷却设备中时,能够使安全性更加可靠。利用0.813mm以下的网眼开度且筛目数小于30目的金属网36将由发热用的加热丝38和收纳该加热丝配线的玻璃管32构成的玻璃管加热器37包围而构成。

权利要求 :

1.一种除霜装置,是使用可燃性制冷剂的冷却设备用的除霜装置,其中,包括:玻璃管加热器,其由发热体和收纳该发热体的玻璃管构成;防爆部件,其包围所述玻璃管加热器,具有最小尺寸为0.813mm以下的多个开口部,该防爆部件由金属材料构成,所述最小尺寸为由外形形状定义的相邻的顶点间的距离或曲率半径的最小元的长度。

2.如权利要求1所述的除霜装置,其中,对所述开口部的个数进行定义的所述防爆部件的筛目数小于30目,所述筛目数为边长为25.4mm的正方形内的开口部的数量。

3.如权利要求1所述的除霜装置,其中,所述防爆部件为金属网。

4.如权利要求3所述的除霜装置,其中,所述金属网的线材为不锈钢。

5.如权利要求1~4中任一项所述的除霜装置,其中,所述开口部的形状为正方形。

6.如权利要求1~4中任一项所述的除霜装置,其中,所述开口部的形状为四边形。

7.如权利要求1~4中任一项所述的除霜装置,其中,所述开口部的形状为正方形、菱形、六边形、圆形中的至少一种。

8.一种冷却设备,其具有权利要求1~4中任一项所述的除霜装置。

9.如权利要求8所述的冷却设备,其中,所述可燃性制冷剂为烃类制冷剂。

10.一种冰箱,其由权利要求8所述的冷却设备构成。

说明书 :

除霜装置及冷却设备

技术领域

[0001] 本发明涉及用于冷却设备的除霜装置以及使用该除霜装置的冷却设备。

背景技术

[0002] 最近,利用于冷却装置的、以R22为代表的代替氟隆的一种、即HCFC(含氢氯氟烃)类的制冷剂,会对大气层的臭氧层造成破坏。另外,作为该HCFC类制冷剂的替代制冷剂,开始利用HFC(含氢氟烃)类制冷剂,但该HFC类制冷剂具有加剧温室效应的性质。因此,正在开始采用不对臭氧层造成破坏或不产生温室效应影响的HC(烃)类制冷剂。但是,由于该HC类制冷剂是可燃性制冷剂,故需要将爆炸或着火防止于未然且确保安全性的技术。
[0003] 例如,在专利文献1中公开有使用可燃性制冷剂的冷冻设备的防爆装置。该文献1中记载的防爆装置由网眼部件覆盖会产生闪烁(リレ一)或火花的部件或控制部,使该筛网部件的筛目间隔为可燃性制冷剂的灭火距离以下。
[0004] 专利文献1的防爆装置的目的在于,防止分体型空调的室外机的爆炸。但是,难以容易地适用于使用可燃性制冷剂的冰箱那样、需要除霜作用的玻璃管加热器等的冷却设备等,其应用范围有限。
[0005] 特别是,在湿气多的地区所使用的冰箱,采用带有将易附着在冷却器上的霜除去的自动除霜功能的冷气强制循环方式(间冷式)的冰箱。在这种方式的冰箱中,设有由玻璃管加热器等构成的除霜装置,但这样的除霜装置成为着火源的可能性高。因此,希望应对这种装置的防爆技术。
[0006] 在专利文献2中公开有如下的技术,即,在具有除霜玻璃管加热器的冰箱中,通过由30目以上的金属网包围玻璃管加热器,防止可燃性制冷剂向冰箱箱体内泄漏、在金属网与玻璃管加热器表面之间引起燃烧且火焰向金属网外部传播的情况。
[0007] 专利文献1:(日本)特开平11-125482号公报
[0008] 专利文献2:(日本)特开2003-106743号公报
[0009] 在专利文献1中,由金属网筛目的大小来避免着火传播。筛目是指1英寸内的筛网网眼数,但对金属网而言,除了筛目以外,还具有线材的线径等限定金属网的性质的其他主要因素。因此,仅由专利文献1的公开,难以说提供了充分防爆的技术。

发明内容

[0010] 本发明提供一种即使组装到使用有可燃性制冷剂的冷气设备中使用、也能够安全地使用的除霜装置以及使用该除霜装置的冷却设备。
[0011] 本发明的除霜装置,是使用可燃性制冷剂的冷却设备用的除霜装置,其中,包括:玻璃管加热器,其由发热体和收纳该发热体的玻璃管构成;防爆部件,其包围所述玻璃管加热器,具有最小尺寸为0.813mm以下的多个开口部,该防爆部件由金属材料构成,所述最小尺寸为由外形形状定义的相邻的顶点间的距离或曲率半径的最小元的长度。
[0012] 根据上述构成,例如在冷却设备中可燃性制冷剂泄漏的情况下,也能够抑制可燃性制冷剂的着火爆炸。
[0013] 另外,对所述开口部的个数进行定义的所述防爆部件的筛目数设定为小于30目,所述筛目数为边长为25.4mm的正方形内的开口部的数量。能够使用筛目数少的防爆部件。
[0014] 所述防爆部件可以为金属网,此时能够容易地制造防爆部件。作为该金属网的线材,具有不锈钢。
[0015] 所述开口部的形状可以为正方形,此时可以容易地制造防爆部件。
[0016] 作为所述开口部的形状,考虑形成四边形。另外,更加具体地,作为所述开口部的形状,可采用正方形、菱形、六边形、圆形中的至少一种。
[0017] 另外,本发明也提供一种具有上述除霜装置的冷却设备。从环境保护的观点来看,该冷却设备使用烃类制冷剂作为可燃性制冷剂为好。作为冷却设备的典型例,具有冰箱。
[0018] 根据本发明,提供一种能够抑制可燃性制冷剂的着火爆发的除霜装置以及使用该除霜装置的冷却设备。

附图说明

[0019] 图1是本发明实施方式的玻璃管加热器的侧面图。
[0020] 图2是玻璃管加热器的剖面图。
[0021] 图3是金属网的放大平面图。
[0022] 图4是组装有本发明的玻璃管加热器的冰箱的正面图。
[0023] 图5是表示冰箱的主要部分的剖面图。
[0024] 图6是冰箱的制冷剂回路图。
[0025] 图7(a)~(d)是对使用有无金属网的玻璃管加热器的着火爆炸试验的状况进行拍摄的照片摄影图。
[0026] 图8(a)、(b)是利用条纹照相法拍摄到的无金属网的玻璃管加热器的热流的照片摄影图。
[0027] 图9(a)~(d)是对使用有带金属网(网眼的开度1.037mm、20目)的玻璃管加热器的着火爆炸试验的状况进行拍摄的照片拍摄图。
[0028] 图10是利用条纹照相法拍摄到的带金属网(网眼的开度1.037mm、20目)的玻璃管加热器的热流的照片摄影图。
[0029] 图11(a)~(c)是对使用有带金属网(网眼的开度0.633mm、30目)的玻璃管加热器的着火爆炸试验的状况进行拍摄的照片拍摄图。
[0030] 图12是利用条纹照相法拍摄到的带金属网(网眼的开度0.633mm、30目)的玻璃管加热器的热流的照片摄影图。
[0031] 图13(a)~(e)是利用条纹照相法拍摄到的使筛目数为一定值(20目)而依次改变网眼的开度的带金属网的玻璃管加热器的热流的照片摄影图。
[0032] 图14(a)~(c)是利用条纹照相法拍摄到的依次改变筛目数以及网眼的开度的带金属网的玻璃管加热器的热流的照片摄影图。
[0033] 图15是表示带防爆功能的除霜用玻璃管加热器的防爆机理的示意图。
[0034] 附图标记说明
[0035] 1 冰箱
[0036] 2 隔热箱体
[0037] 3 冷藏室(储藏室)
[0038] 7 冷冻室(储藏室)
[0039] 13 冷冻室用蒸发器(蒸发器)
[0040] 16 压缩机
[0041] 19 冷凝器
[0042] 21 毛细管(减压装置)
[0043] 22 冷藏室用蒸发器(蒸发器)
[0044] 31 带防爆功能的除霜用玻璃管加热器(除霜装置)
[0045] 32 玻璃管
[0046] 35 配线
[0047] 36 金属网
[0048] 37 玻璃管加热器
[0049] 38 加热丝

具体实施方式

[0050] 以下,作为本发明的除霜装置的一实施方式,使用附图对带防爆功能的除霜用玻璃管加热器进行说明。图1是除霜用玻璃管加热器的长度方向侧面图,图2是该玻璃管加热器的剖面图。
[0051] 如图1所示,本实施方式的带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31包括玻璃管32、防臭触媒33、安装在玻璃管32两端的硅橡胶制的盖34、收纳在玻璃管32中且在盖34的两端与配线35连接的加热丝38以及以间隔C自玻璃管32的表面离开而将玻璃管32整个面包围的金属网36。
[0052] 加热丝38是发热用的发热体,利用从电源流经接受供电的配线35的电流而使加热丝38发热,经由玻璃管32向外部放出热量。因此,至少由加热丝38和玻璃管加热器32构成一般的玻璃管加热器37。另外,在图1中,将金属网的一部分剖切进行表示,由图示可得知各尺寸或隐藏在金属网中的构成。另外,将金属网36嵌入到盖34中,以使空气难以通过盖34与金属网36之间。
[0053] 在图2中,A表示金属网36的外径(金属网直径)、B表示玻璃管加热器37(玻璃管32)的外径,自玻璃管加热器37隔开间隔C而由金属网36将玻璃管32覆盖。若忽略金属网36的线材直径尺寸(线径),则A-B为2C。如后所述,金属网36起到防爆部件的作用,即,在可燃性制冷剂发生泄漏且与玻璃管加热器37接触时,防止燃烧向其外部传播而发生爆炸。
[0054] 图3表示本实施方式的金属网36的放大平面图。如图示可知,金属网36将上述线材编成网格状而形成,不存在线材的开口部呈正方形形状。在此,筛目数(作为以下具体例,表现为“30目”、“60目”等)定义为边长1英寸(25.4mm)的正方形内的筛网数、即开口部的数量。并且,开口部的最小尺寸、正方形的边长即平行排列的两个相邻的线材间的距离定义为网眼的开度(目開き)。因此,可以理解为,即使筛目数一定,若线径改变,则网眼的开度也改变。另外,在正方形的例子中,将平行排列的两个相邻线材的中心间距离定义为间距,间距=网眼的开度+线径。
[0055] 金属网36的线材,作为一例,使用JIS规定的SUS304(Cr:18%、Ni:8%的不锈钢)、线材的线径为0.18mm( )的材料。在该线径中,金属网36为60目时,开口率约为33%,但在金属网为30目时,开口率为62%。其中,线材的材料不限于不锈钢。
[0056] 接着,对将带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31组装到作为冷却设备的冰箱中的实施方式进行说明。图4是冰箱的正面图,图5是表示该冰箱的主要部分、特别是冷冻室周边的剖面图,图6是该冰箱的制冷剂回路图。冰箱1通过由隔板将其隔热箱体2分隔,从上方起形成有控制到约3℃的冷藏室(储藏室)3、控制到约5℃的蔬菜室(储藏室)4、控制到约-20℃且配置有制冰盒或自动制冰机的制冰室(储藏室)5、切换成冷藏室或冷冻室而使用的切换室(储藏室)6、控制到约-20℃的冷冻室(储藏室)7。另外,冷藏室3的下部形成有被控制为约0~-1℃的冰温室(未图示)。另外,附图标记8、9、10、11、12是用于开闭上述室的开口的门。
[0057] 图5所示的冷冻室用蒸发器13通过在内部蒸发液体制冷剂而将通过该蒸发器的空气冷却。蒸发器13上部的送风机14使箱体内的空气循环,本实施方式的冰箱1为所谓的冷气强制循环方式(间冷式)。上述的带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31配置在蒸发器13的下方,在将蒸发器13的霜熔化的同时,将箱体内空气中的臭气分解。另外,防水滴部件15配置在带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31的上方。制冷剂压缩机16配置在带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31的下方,冷冻室用的通道17形成在蒸发器13的前方,由隔板18将切换室6和冷冻室7分隔开。
[0058] 在图6所示的制冷剂回路中,冷凝器19与上述的制冷剂压缩机16连接,且三通阀(切换阀)20与冷凝器19连接。该三通阀20切换通路连通AC通路,或连通AB通路,为了切换该流路而使用步进电机。另外,三通-阀20上连接有作为减压装置而起作用的毛细管21和冷藏室用蒸发器22。
[0059] 制冷剂回路通过由制冷剂管环状地连接制冷剂压缩机16、冷凝器19、三通阀20、毛细管21、冷藏室用蒸发器22以及冷冻室用蒸发器13而构成。另外,旁通管路23将毛细管21以及冷藏室用蒸发器22旁通,将作为减压装置而起作用的毛细管24和冷冻室用蒸发器13连接。并且,在该制冷剂回路中填充有可燃性制冷剂。
[0060] 在这样构成的冰箱1中,为了对冷冻室用蒸发器13进行除霜、或者为了将箱体内空气中的臭气除去,向带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31通电。
[0061] 但是,由于某种不良情况,少数产生制冷剂回路的可燃性制冷剂泄漏。此时,对除霜用玻璃管加热器不赋予任何防爆功能时,玻璃管加热器成为高温时(通电时或通电停止后等),若接触可燃性制冷剂,则具有引起着火爆炸的危险性。
[0062] 因此,在本实施方式中,将玻璃管加热器37由具有防爆功能的金属网36覆盖,构成带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31。该构成的目的在于,即使可燃性制冷剂泄漏并与玻璃管32的表面接触时,仅在玻璃管32的表面与金属网36之间抑制燃烧而防止着火传播,防止火焰向金属网36外传播且延烧至冰箱1。因此,金属网36包围玻璃管加热器37,起到防止泄漏的可燃性制冷剂的着火爆炸的防爆部件、防爆层(若作为筒状考虑,则为防爆管)的作用。
[0063] 在专利文献2中公开有如下的技术,即,在具有除霜玻璃管加热器的冰箱中,通过由30目以上的金属网包围玻璃管加热器,防止可燃性制冷剂向冰箱箱体内泄漏、在金属网与玻璃管加热器的表面之间产生燃烧、火焰向金属网的外部传播的情况。
[0064] 在专利文献2中,通过将覆盖玻璃管加热器的金属网的筛目数值设定为30筛目以上这样的规定筛目数以上,起到在金属网的外周部产生对流现象、抑制能量放出量的效果。即,为了防爆,主要着眼于筛目数。
[0065] 但是,如上所述,筛目数是指金属网的规定区域特别是1英寸见方内的筛网网眼的数量即开口部的数量,即筛目数一定,若改变线材的线径(直径尺寸),则网眼的开度、开口部的大小也发生改变。因此,即使是小于30目的金属网,若增大线材的线径,则网眼的开度变小,在金属网外周面产生对流现象。结果,在金属网内部产生的燃烧滞留在金属网内部,不向外部传播。这样,即使指定金属网的筛目数,通过改变线材的线径,也能够改变可引起着火爆炸的条件。因此,专利文献1的信息虽然有意义,但作为防爆技术还需要提示更加详细的信息。
[0066] 因此,本申请人对带防爆功能的除霜用玻璃管加热器31,以更加详细的条件进行了探讨,故而进行各种试验。以下,对其试验结果进行说明。
[0067] 试验1:玻璃管加热器(无金属网)的着火爆炸的确认试验
[0068] 图7表示使用有图1、图2的无金属网36的玻璃管加热器37的着火爆炸的确认试验。在本试验中,在内容积42.9升的容器内人为地注入浓度3.4vol%的可燃性制冷剂(R-600a;异丁烷),然后接通玻璃管加热器的电源使加热器加热。这样,如图所示,玻璃管加热器的表面温度达到可燃性制冷剂(R-600a)的最低着火温度408℃,发生着火爆炸。在图7中,以(a)、(b)、(c)、(d)的顺序时间序列地表示燃烧的样子。试验的结果,确认:在玻璃管加热器附近,温度上升,在加热器的全长上一下子产生着火爆炸。
[0069] 试验2:基于条纹照相法的玻璃管加热器的着火爆炸的验证试验
[0070] 通过纹影装置对使无金属网的玻璃管加热器加热时的玻璃管加热器附近的热流的现象进行拍摄。其中,条纹照相法利用定性的测定来说明热流的现象,若进行定量的测定,则需要直接测量光源像的移动量,难以进行测量。因此,在本试验中,通过由定性的测定进行着火爆炸的验证,可充分应对于实用。
[0071] 图8表示在与玻璃管加热器独立而进行通电时,使用纹影装置(形式SLC-150)解析的玻璃管加热器附近的热流现象。图8(a)表示温度20±5℃的热流现象,图8(b)表示温度13±5℃的热流现象。通过该解析可知,在玻璃管附近,气体(可燃性制冷剂气体和空气的混合气体)的密度低,其热流上升。即,玻璃管加热器的热流通过辐射而向周围放出,可燃性制冷剂的温度上升。由此,在热流通过辐射而放出的现象中,由于玻璃管加热器附近的温度容易达到可燃性制冷剂的着火温度,故容易产生着火爆炸。
[0072] 试验3:由网眼的开度1.037且20目的金属网将玻璃管加热器覆盖时的着火爆发的确认试验
[0073] 图9表示在与试验1相同的容器内由网眼的开度1.037(20目)的金属网覆盖玻璃管加热器并人为地泄漏可燃性制冷剂(R-600a)3.4vol%的试验状况。由于玻璃管加热器的加热而产生着火爆发。着火在玻璃管加热器中央部发生然后广泛传播。
[0074] 试验4:基于条纹照相法的热流的验证试验
[0075] 图10表示在与金属网包围的玻璃管加热器独立而进行通电时,使用纹影装置解析的玻璃管加热器附近的热流现象。金属网使用与试验3(图9)相同的金属网,将网眼的开度1.037、20目的金属网放置在玻璃管加热器的周围。此时,玻璃管加热器与金属网的间隔(图2的C)设置为4~5mm。另外,拍摄时的室温与试验2的情况相同。由该图可知,来自玻璃管加热器的热量通过辐射而向外部放出,金属网起不到阻碍热辐射的效果。因此,网眼的开度1.037且20目的金属网作为可燃性制冷剂向箱体内泄漏时避免着火传播的目的是不适当的。
[0076] 试验5:由网眼的开度0.633(30目)的金属网将玻璃管加热器覆盖时的着火爆发的确认试验
[0077] 图11表示在与试验1相同的容器内由网眼的开度0.633(30目)的金属网覆盖玻璃管加热器,并人为地泄漏可燃性制冷剂(R-600a)3.4vol%的试验状况。与试验3的情况不同,即使加热玻璃管加热器且玻璃管表面温度达到可燃性制冷剂(R-600a)的着火温度,也仅在金属网内部着火,燃烧不向外部传播。
[0078] 试验6:基于条纹照相法的热流的验证试验
[0079] 图12表示在温度13±5℃下与金属网包围的玻璃管加热器独立而进行通电时,使用纹影装置解析的玻璃管加热器附近的热流现象。对玻璃管附近的气体密度变化的状况进行瞬间的拍摄。将网眼的开度0.633且30目的金属网放置在玻璃管加热器的周围。此时,玻璃管加热器与金属网的间隔设置为4~5mm。
[0080] 由该瞬间照片的影像图可知,若使玻璃管加热器加热,则金属网表面呈现出被加热且密度减小的气体向上层上升、未被加热的密度大的气体下降的对流现象。这样的对流在金属网的整个全长上、在局部的多个位置反复产生或消灭。
[0081] 这样,在金属网表面附近的对流为非稳定性的情况下,定量的测定是非常困难的。因此,若由定性的状况推测试验6(图12)看到的现象,则如下地考虑。
[0082] (1)通过在金属网表面产生的边界层,可燃性制冷剂被封入到玻璃管与金属网之间,可燃性制冷剂变热。其间,金属网外部的气体不侵入到金属网内部。(2)由此,金属网内部的可燃性制冷剂慢慢燃烧,反复着火。(3)在其过程中,金属网内部的气体膨胀时,金属网表面的边界层紊乱。(4)在膨胀后的气体收缩过程中,金属网外部的气体被吸收,然后再次在金属网表面产生边界层。(5)通过这些反复,金属网内部的可燃性制冷剂反复着火燃烧。因此,从金属网内部向外部放出的气体为燃烧后的气体,不是在金属网外部引起着火爆炸的气体。
[0083] 总结以上的试验结果以及推测,由金属网覆盖玻璃管加热器的周围后是否诱发着火传播,由金属网表面的热流是否表现辐射现象(是否处于辐射状态)、或是否表现对流现象(是否处于对流状态)而决定的。在上述的试验中,热流的动作对应于金属网的网眼开度而不同。因此,着眼于金属网的网眼开度,进行以下的试验。
[0084] 试验7:基于条纹照相法、对网眼开度不同的金属网进行的试验
[0085] 将玻璃管加热器和金属网以4~5mm间隔分开,使金属网的网眼开度从1.037mm变化到0.210mm,通过纹影装置拍摄使玻璃管加热器加热时的金属网表面附近的气体密度变化。
[0086] 图13表示在与金属网包围的玻璃管加热器独立而进行通电时,使用纹影装置拍摄的玻璃管加热器附近的热流现象。在本例中,将金属网的筛目数保持为20目,使网眼的开度在1.037(a)、0.996(b)、0.915(c)、0.813(d)、0.762(e)之间变化,在温度20±5℃下进行拍摄。由附图可知,若使玻璃管加热器加热,则在网眼的开度1.037、0.996、0.915时,热流的流动表现出辐射现象,在网眼的开度0.813、0.762时,金属网表面的流动紊乱,表现出对流现象。
[0087] 图14是关于20目且网眼的开度1.037的金属网(a)、30目且网眼的开度0.633的金属网(b)、60目且网眼的开度0.210的金属网(c)三种金属网,在室温13±5℃下,使用纹影装置对金属网表面的热流流动进行拍摄的映像图。由图示可知,若使玻璃管加热器加热,则在20目且网眼的开度1.037的金属网的情况下,热流的流动为辐射流动,而在30目且网目的开度0.633的金属网以及60目且网眼的开度0.210的金属网中,呈现对流的流动。
[0088] 在此,使用气体浓度3.4%、金属网直径(图2的A)20mm、电压110V的试验所得到的温度数值,求出金属网的辐射率和吸收率。金属网表面的辐射率ε由以下的式(1)而求得。
[0089] 【式1】
[0090]
[0091] 本试验使用的金属网的材质SUS304的辐射率ε随温度而变化。此时的自温度Tb的黑体或反色体辐射的辐射线被温度T的固体表面吸收时的吸收率α,能够使用其固体为金属时,可使用代替温度T′而由其表面的辐射率ε的值代替。代替温度T′由以下的式(2)求出,吸收率α由以下的式(3)求出。
[0092] 【式2】
[0093]
[0094] 【式3】
[0095]
[0096] 在此,T为金属网上部表面温度、Tb为玻璃管上部温度、T′为代替温度、re为电阻率、ε为辐射率、α为吸收率。
[0097] 【表1】
[0098]网眼的 筛目数 T℃ Tb℃ reΩcm reT reT’ ε α
开度
1.037mm 20 180 230 7.0×10-5 0.0126 0.01424 0.0793 0.0840
0.633mm 30 230 350 7.0×10-5 0.0161 0.01986 0.0889 0.0979
0.210mm 60 210 330 7.0×10-5 0.0147 0.01843 0.0852 0.0947
[0099] 由表1的结果可知,若着眼于金属网的吸收率α,网眼的开度1.037表示比网眼的开度0.633、0.210小的值。这意味着,若网眼的开度大,则金属网不成为阻碍,放出热能。另一方面,若网眼的开度小,则金属网成为阻碍,热量滞留在金属网中,热能的排放量减小。
这证明,在网眼的开度0.633、0.210至1.037时,金属网上部表面温度T、以及玻璃管上部温度Tb低。因此,由金属网表面吸收的热量与金属网表面附近的玻璃温度的密度变化差,产生对流现象。
[0100] 如由图13、图14的条纹照相摄影看到地,在金属网表面产生的热量的流动,在网眼的开度比0.915大的情况下,观察到辐射现象,在网眼的开度为0.813以下的情况下,观察到对流现象。因此,在由网眼的开度为0.813mm以下的金属网覆盖玻璃管加热器周围时,不发生着火传播,在由网眼的开度比0.813mm大的金属网覆盖玻璃管加热器的周围时,产生着火传播。
[0101] 若由金属网覆盖玻璃管加热器,则在网眼的开度小时、在金属网表面产生紊乱,出现防爆效果。这样,使用图15的示意图说明金属网的网眼开度减小时则不向外部引起传播的理由。如A所示,在玻璃管表面,由上升气流和沿金属网内面的下降流动的对抗流而产生涡流。由这样的金属网内部的复杂的流动,燃烧局部着火。并且,如B所示,金属网外部的较厚的边界层内的流体作为流体壁而起作用,防止火焰传播。另外,如C所示,由于金属网的网眼开度小,故火焰的通过路径减小,金属网起到阻碍火焰向其外部传播的作用。因此,能够通过A~C的相加效果来避免着火爆炸。
[0102] 总结上述试验、推论可得到以下的结论。
[0103] 为了得到如金属网那样的防爆部件的防爆效果,对气体的流动(辐射)产生阻碍是重要的。并且,防爆效果不仅依赖于防爆部件的筛目数,也依存于网眼的开度即开口部的最小尺寸。在防爆部件为金属网的情况下,其网眼的开度若超过约0.813mm,则难以避免着火爆炸(参照试验4)。因此,通过使网眼的开度为0.813mm以下,能够抑制着火爆炸(参照试验6、7)。
[0104] 另外,在本发明中,专利文献2的30目以上的筛目数不是必须事项,该文献的金属网射程外的结构即筛目数小于30目的结构也是有效的。由试验7可知,若考虑开口部的最小尺寸这样的其他要素,则也能够使用小于30目的筛目数小的金属网即防爆部件。换句话说,即使是小于30目的筛目数小的金属网,通过使用粗线材,也能够如本发明这样地实现小的开口部。根据本发明,能够扩大金属网的选择宽度。
[0105] 在本实施方式中,作为防止泄漏的可燃性制冷剂的着火爆炸的防爆部件、防爆层(若考虑为筒状,则为防爆管),以作为代表的材料的金属网为例进行说明。但是,这样的防爆部件只要是所谓的多孔质的部件即可,不限于金属网。例如,通过将在金属板上穿设多个孔而形成的冲孔金属板加工成筒状,也能够构成本发明的防爆部件。这样的部件的原材料为板材,作为构成材料不能够假定线材,但通过将多个孔视为金属网的开口部,则能够与金属网同样地考虑。即,孔以外的部分相当于金属网的线材。
[0106] 作为限定开口部的大小的要素之一,在本发明中,将最小尺寸限定为0.813mm以下。作为最小尺寸,在开口部的外形形状为多边形时,可采用其最短一边的长度。尤其是,在外形形状为等边的多边形的情况下(正方形、正六边形、正八边形等),可将一边的长度定义为最小尺寸。另外,在圆等曲线图形的情况下,只要采用半径、直径等即可。即,作为最小尺寸,是相邻的顶点间的距离或曲率半径(直径)等可由外形形状定义的最小元的长度。这是由于,若将最短部的长度设定为0.813mm以下,其他部分的长度即使超过0.813mm,也能够起到对气体的流动阻碍的作用,可起到本发明的目的即对流效果。
[0107] 另外,若从其他观点出发来限定开口部的大小,则开口部的面积也变得重要。这是由于,面积的大小改变对气体流动的阻力,对有无产生对流现象带来影响。尤其是,在某种程度上,面积越小,越容易产生对流现象。若着眼于实施方式的开口部,该开口部为正方2
形,其面积(0.813×0.813)mm 以下。因此,即使开口部的形状自正方形变形,只要其面积
2
为(0.813×0.813)mm 以下,则起到对流效果,故也包含在本发明的范围中。
[0108] 另外,若从其他观点出发来限定开口部的大小,则开口部的最大内径也变得重要。这是由于,将最大内径也作为对气体流动的阻碍要素考虑,其越小,阻力越大,容易起到对流效果。最大内径与最小尺寸不同,是可从外形形状定义的最大元的长度,在性质上如对角线那样存在于开口部的平面内部,如边那样,在开口部的外边缘一般不存在。在上述例中,作为最大内径,可采用正方形的对角线长度,通过使最大内径为( )mm以下,起到对流效果,即使改变形状也可包含在本发明的范围中。
[0109] 作为开口部的形状,一般形成正方形、平行四边形、菱形等以及将这些形状多少变形后的大致四边形形状,只要是起到本发明的效果的形状,则不作特别限定。例如,能够将正方形、菱形、六边形、圆形等作为开口部的形状而采用。另外,通常,开口部的形状为一种,但也可以采用多种形状。
[0110] 在上述实施方式中,对改变金属网线材的线径的例子进行了说明,显然也可以不改变线径。
[0111] 另外,在上述试验中,作为可燃性制冷剂的一例,使用HC(烃)类制冷剂的一种即异丁烷(R-600a),但在使用除此以外的HC类制冷剂等其他可燃性制冷剂时,本发明也是有用的。特别是,从保护环境的方面来看,希望将烃类制冷剂用于冷却设备。另外,冷却设备的种类也无特别限定,但本发明的除菌装置用于除去霜,适用于冰箱。
[0112] 以上,对本发明的各种实施方式进行了说明,但本发明不限于所述实施方式所示的事项,基于说明书的记载以及本领域的公知技术,本领域技术人员在本发明要求包含的范围中可进行各种变更、应用。
[0113] 产业上的可利用性
[0114] 根据本发明,提供一种能够抑制可燃性制冷剂的着火爆炸的除霜装置以及使用该除霜装置的冷却设备。