JPH01312378A - 熱交換器の霜センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は冷蔵庫等の熱交換器の自動除霜装置の霜センサ
に関する。

（従来の技術） 従来、冷蔵庫の自動除霜はコンプレッサーの運転積算時
間が所定の時間に達すると除霜ヒータに通電し除霜を行
い、また除霜運転の終了も同様に所定時間の経過の後に
除霜ヒータへの通電を終了するものが一般に知られてい
る。この方法によると、除霜の開始は時間によって制御
されるが、実際の着霜状態は冷蔵庫の使用状況、例えば
冷蔵庫周囲の温度、湿度、扉の開閉頻度、冷却されるべ
き物体の発熱および熱容量等の様々な違いＫより、単に
時間だけで除霜を制御することはできない。また、この
方法は実際の着霜状態を直接検知していないため、未着
箱の状態であっても除霜動作が行なわれ、また過着躇の
状態であっても除霜動作が行なわれないといった状況が
起こる。更に除霜動作の終了においても必要以上に除霜
ヒータに通電し続けたり、霜が残っている状態でも除霜
ヒータへの通電が終了してしまい、効率の悪い除霜運転
を行ってしまう。

そこで、特公昭４２−４１８１号公報に記載されている
自動除霜装置が一般に使用されている。この自動除霜装
置は第８図および第９図に示すように１熱交換器である
蒸発器１００であり、この蒸発器１００に着く霜１０１
で埋れる位置Ｋｖ置した感温抵抗素子１０２と、上記ｊ
ｌｌ　ＯＩＫ接触しない位置に設置した他の感温抵抗素
子１０３で構成され、感温抵抗素子１０２および感温抵
抗素子１０３はそれぞれが検知回路１０４および１０５
に接続されている。

第９図において感温抵抗素子１０２および１０３は電橋
回路の二つの辺を構成しており、他の二辺は抵抗１０６
および１０７で構成されている。この電橋回路には除霜
制御装置（図示せず）を石型する制御回路１０８と、電
橋回路に間歇的罠電王を印加するタイマー回路１０９が
設置されている。

１１０は電源である。

上記構成による自動除霜装置は、感温抵抗素子１０２お
よび１０３に電圧を印加すると霜１０１が生成されてい
ないときは画素子の内部温度の相対差がなく、電橋回路
はバランスが保たれるので制御回路１０８には電流は流
れず除ｎ装置は作動しない。しかし、蒸発器１００に生
成されるｎ１０１が増加し感温抵抗素子１０２が霜１０
１に埋れた状態になったときに画素子に電圧を印加する
と霜１０１に埋れた素子１０２はｎの融解により熱が失
われて温度が上昇せず、抵抗値が高く電橋回路１０２−
１０６辺の素子１０２と抵抗１０６の分圧比は大きく変
らないが、素子１０３は印加電圧により温度が上昇し、
抵抗値が低下して更に電流が増加する自己加熱状態とな
り、電橋回路１０３−１０７辺の素子１０３と抵抗１０
７の分圧比が著しく変化し、電橋回路のバランスがくず
れ制御回路１０８に検知電流が流れ除霜装置を作動し、
除霜を行うものである。

しかしこの除霜装置は、一方の素子へのゴミ等の付着に
よって素子に温度差を生じ電橋回路のバランスをくずし
てしまい、除霜装置を誤動作を生じてしまい、蒸発器の
効率を低下させることがある。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の熱交換器の除霜装置は、感温抵抗素子
へのゴミ等の付着によって除霜装置を誤動作させてしま
い、熱交換器の冷却効率を低下させてしまう。

本発明は上記事情に＠みてなされたもので、直接的に霜
の有無を検知し、適切な時間除霜運転を行え、熱交換器
の冷却効率を高めることのできる熱交換器の箱センサを
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成す為ために本発明の熱交換器の霜センサ
は、熱交換器に近接して設けた感温素子と、この感温素
子を加熱する前記感温素子に近接して設けた加熱手段と
、前記感温素子の抵抗値を検出し、この検出量により前
記熱交換器の除霜手段を制御する制御手段とを具備し、
この制御手段は、前記感温素子の検出した抵抗値が所定
値以内のとき前記除霜手段を作物し、抵抗値が所定値以
上のとき前記除霜手段を停止することを特徴とする。

（作用） この上うに構成されたものにおいては、熱交換器に霜が
付いてない時は加熱手段の熱を受けて感温素子のサーミ
スタの抵抗値は大きく急激に変化する。これに対し霜が
付着した状態では加熱手段の熱をｆｆＫ吸収され感温素
子のサーミスタの抵抗値の変化は小さい。この変化率の
違いに一定の閾値を設定し、検出された値と閾値とを比
較して検出された値が閾値の上下どちらにあるかによっ
て、霜が除霜必要レベル以上にあるか否かを直接検知で
き、除霜開始、終了時期を正確に制御することができる
。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る熱交換器の霜センサを取り付けた
冷藏庫内の概略図である。図において、冷蔵庫本体１内
には熱交換器である蒸発器２と除霜手段である除霜ヒー
タ３が設置されている。鰭センサ４は前記蒸発器２の冷
却フィンに近接して設けられている。

この霜センサ４は第２図および第３図の本発明に係る熱
交換器の霜センサの概略図に示すように、蒸発器２の蒸
発バイ１５に霜センサ取り付はステイ６を介して冷却フ
ィン７の間に近接して設けられている。この霜センサ４
は感温素子であるサーミスタ８とこのサーミスタ８に近
接して設けた加熱手段である加熱ヒータ９で構成されて
いる。

前記感温素子のサーミスタ８と加熱手段の加熱ヒータ９
は除霜手段である除霜ヒータ３を制御する制御手段に接
続されている。この制御手段は第４図の本発明に係る熱
交換器の箱センサの制御手段を示す回路図に示すように
構成されている。図において、サーミスタ８と加熱ヒー
タ９で構成された霜センサ４は、抵抗１０、抵抗１１、
抵抗１２を介してコンパレータ１３のプラス端子および
マイナス端子に接続されている。

発振器１４は周期がたとえば３０分で０．１秒幅の出力
を送出し、この出力はフリップフロップ１５のトリが入
力へ入る。発振器１４の出力が７リツプフロツプ１５の
トリが入力へ入ると７リツプフロツプ１５の出力Ｑが抵
抗１６を通りトランジスタ１７をＯＮして、加熱ヒータ
９に電流を流すよう構成されている。また、同時に７リ
ツプフロツプ１５の出力ｑはインバータ１８を通り、Ａ
ＮＤゲート１９の一方の入力へ入る。ＡＮＤゲート１９
の他方への入力は、周期がたとえば０．５秒幅の発ｔＭ
　器２０の出力が入力されＡＮＤゲート１９が開いた時
にカウンタ２１ヘカウントされるように構成されている
。

加熱ヒータ９に近接させて設けた（５ｍｍ程度の間隔）
サーミスタ８が加熱ヒータ９により加熱され、抵抗値が
下がると、電源電圧をサーミスタ８と抵抗１０とＫより
分圧されて、コンパレータ１３のマイナス端子に入力さ
れ電圧が下がってくる。

この電圧が電源電圧を抵抗１１および抵抗１２で分圧し
てコンパレータ１３のプラス端子に入力される電圧より
下がると、コンパレータ１３の出力がＬｏＷとなりフリ
ップフロップ１５をクリアさせる。

フリップ７０ツブ１５がクリアされると、フリップ７０
クプ１５の出力ＱがＨＩとなり、ＡＮＤゲート１９が閉
じて、カウンタ２１のカウントが止まる。このカウンタ
２１でカウントされたカウント数と霜の量の関係を第５
図のカウント数−霜の量の特性図に示す。

次に上記構成における本発明の熱交換器の霜センサの動
作を第６図の本発明だ係る熱交換器の霜センサの一実施
例の動作フローチャートを参照して説明する。

まず、躇センサの加熱ヒータ９への通電の前のサーミス
タ８の抵抗値を検出する（ステップ５ｏ）。

その後霜センサ４のサーミスタ８に近接して設けた加熱
ヒータ９に通電を行うＣステップ５２）。

この加熱ヒータ９への通電は例えば５秒間通電を行い加
熱ヒータ９への通電を断ち、サーミスタ８の加熱を中止
する（ステップ５３）。このときのサーミスタ８の抵抗
値を検出しくステップ５４）記憶する（ステップ５５）
。ステップ５５で記憶した加熱ヒータ９による加熱後の
サーミスタ８の抵抗値と、ステップ５１で記憶した加熱
前のサーミスタ８の抵抗値を比較する（ステップ５６）
。

またあらかじめ、除πレベルとして閾値Ｘ（加熱ヒータ
９での加熱前のサーミスタ８の抵抗値がらの所定のずれ
値）を設定し、記憶しておき、この閾値Ｘと、ステップ
５６で比較した加熱前のサーミスタ８の抵抗値と加熱ヒ
ータ９により加熱した後のサーミスタ８の抵抗値の差と
を比較する（ステップ５７）。

第７図は本発明に係る熱交換器の霜センサの時間−サー
ミスタ抵抗値特性図である。図に示したように、加熱ヒ
ータ９の通電前のサーミスタ８の抵抗値から所定の抵抗
値に閾値Ｘを設定したものであるが、未着霜時に加熱ヒ
ータ９を通電した場合には、サーミスタ８の温度が加熱
ヒータ９がらの熱により上昇するため、サーミスタ８の
低抗値は低下する。また着霜時に加熱ヒータ９を通電し
た場合には、耐着した霜の融解により熱が失われてサー
ミスタ８′の温度は上昇しないため、サーミスタ８の低
抗値は高い。従って、一定時間（たとえば５秒間）加熱
ヒータ９へ通電し、そのときのサーミスタ８の抵抗値の
変化率および変化量を検出することができる。この変化
率の違いに一定の閾値Ｘを設定し、この閾値Ｘより変化
率が大きいか小さいかを比較でき、着霜の有無を検知す
ることができる。

また、加熱ヒータ９とサーミスタ８との組合せの霜セン
サを複数設けることにより、熱交換器である蒸発器２の
冷媒入口および冷媒出口の着霜状態や除霜時の融鰯度合
が異なることによる検知の不備を無くすることができる
。したがって、ステップ５７での閾値Ｘとの比較を、数
個所に取り付けた霜センサ４で行い、閾値Ｘより抵抗値
の変化量が小さいものが、取り付１すだ霜センサの数が
ら設定した設定数Ｎの個数よりも少ないか多いかを求め
る（ステップ５８）。この結果が設定数Ｎよりも少ない
ときは、霜の付着量は少ないとして除霜ヒータ３へ通電
をせず除Ｎ運転は行わないで、冷却運転を継続して行う
（ステップ５９．６０）。

そして次のセンシングまで一定間隔をあけるため（例え
ば３分間）タイマーをセットしくステップ６１）、タイ
マーをスタートさせ（ステップ６２）、次のセンシング
を行う。

ステップ５８で比較した結果が設定数Ｎよりも多いとき
は、霜の付着量が多いとして、除霜ヒータ３への通電を
行い、除霜運転を開始する（ステップ６３）。この除霜
ヒータ３への通′准は制御手段のカウンタ２１でカウン
トされた数により制御される。

除Ｆｌ運転中はセンシングを除霜運転終了まで繰り返し
行うため、霜センサ４の加熱ヒータ９をセットし、スタ
ートさせる（ステップ６４）。また、同時に除霜ヒータ
３近傍にもサーミスタ８を設値し、このサーミスタ８の
抵抗値を検出し、（ステップ６５）１検出した抵抗値を
記憶させ（ステップ６６）たとえば５秒後に再びサーミ
スタ８の抵抗値を検出しくステップ６７）、ステップ６
５で求めた抵抗値との差をとり（ステップ６８）、閾値
Ｘと比較する（ステップ５７）。以下、ステップ５８か
らステップ６８を繰り返し行う。そして、蒸発器２に取
り付けた霜センサ４のサーミスタ８からデータから全て
、閾値Ｘに達すると、除霜が終了したとし、除霜ヒータ
３への通電をやめ、通常の冷却運転を行うことで、正確
な除籍動作を行うことができる。なお、通常、除霜ヒー
タ３への通電時間は１時間程度で除霜できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、熱交換器に近接して感温素子を設け、
この感温素子に近接して加熱手段を設け、加熱手段によ
り、感温素子を加熱し、抵抗値の変化率を比較すること
で、正確な着霜状態を知ることができ、除霜の開始、終
了を正確に制御することができる。

よって、必要なときだけ除霜ができるため効率のよい冷
却運転の維持を行うことができるっ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱交換器の霜センサを取り付けた
冷蔵庫内の概略図、＠２図および第３図は本発明に係る
熱交換器の霜センサを示す概略図、第４図は本発明に係
る熱交換器の霜センサの制御手段を示す回路図、第５図
は本発明に係る霜センサのカウント数−箱の量の特性図
、第６図は本発明に係る熱交換器の霜センサの一実施例
を示す動作フローチャート、８１￥７図は本発明に係る
熱交換器の昂センサの時間−サーミスタ抵抗値特性図、
第８図は従来の除霜装置を示す概略図、第９図は従来の
除霜装置に係る制御回路図である。 １・・・冷蔵庫本体、　　　２・・・蒸発器、３・・・
除霜ヒータ、　　　４・・・霜センサ、７・・・冷却フ
ィン、　　　８・・・サーミスタ、９・・・加熱ヒータ
。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　宇　　治　　　　　弘 茎１図 第３回 ２５　　回 ０９２；’Ｔ 勺−ミスク抵抗イ龜 第　８　　回 ／６２ 鷺　　９　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱交換器に近接して設けた感温素子と、この感温
   素子を加熱する前記感温素子に近接して設けた加熱手段
   と、前記感温素子の抵抗値を検出し、この検出量により
   前記熱交換器の除霜手段を制御する制御手段とを具備し
   たことを特徴とする熱交換器の霜センサ。
2. （２）前記制御手段は、前記感温素子の検出した抵抗値
   が所定値以内のとき前記除霜手段を作動し、前記感温素
   子の検出した抵抗値が所定値以上のとき前記除霜手段を
   停止することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   熱交換器の霜センサ。
3. （３）前記感温素子と前記加熱手段とを少なくとも２組
   以上有し、そのうちの少なくとも１組の内の加熱手段を
   除霜手段と兼用とすることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の熱交換器の霜センサ。