JPH0317191Y2

JPH0317191Y2 -

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Publication number: JPH0317191Y2
Application number: JP195683U
Authority: JP
Priority date: 1983-01-11
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1991-04-11
Also published as: JPS59108178U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は冷蔵庫等の蒸発器に取付けられた霜検
知器への着霜を電気信号の変化として検出する発
振回路を備えた除霜制御装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点一般に冷蔵庫等の蒸発器に付着した霜の除去は
圧縮機運転時間積算により一定時間毎に除霜した
り、あるいは冷蔵室及び冷凍室扉開閉回数を計数
して一定回数に達すると除霜を行うものであつ
た。ところが冷蔵庫等の蒸発器への着霜は冷蔵庫
本体外気温や湿度、冷蔵室及び冷凍室扉開閉頻
度、又冷蔵庫内に貯蔵される内容物に大きく左右
され、上述の如き方法では除霜の不必要時に除霜
を行つたり、蒸発器に多量に着霜し冷却能力が低
下しているにもかかわらず除霜が行われない等の
欠点があつた。

そこで、この様な欠点を解消するために、着霜
を直接検知する手段として、振動面に圧電素子を
貼り付けた霜検知器と前記圧電素子を発振させ霜
検知器への着霜に伴う共振抵抗の変化を回路出力
の変化として検出する他励発振回路（霜検知器を
発振回路内に含まない）より成る除霜制御装置が
提案されている。例えばかかる除霜制御装置は第
１図に示すように、他励発振回路２と、前記他励
発振回路２の発振信号を増幅する増幅回路３と、
霜が付着すると共振抵抗が増大する霜検知器１と
抵抗Ｒより構成し霜検知器１への着霜量に相関し
た発振信号を出力する着霜量検出回路４と、前記
着霜量検出回路の出力により除霜運転と冷却運転
とを選択切換する検知回路５より成るものであ
る。この除霜制御装置では年間を通じて常に一定
の着霜量で除霜を行うため、従来の定時間毎の除
霜方式等と比較して大幅な省電力が図れるもので
あつた。しかしより厳密な見方をすると、冷蔵庫
等の蒸発器における最適な除霜開始点は冷蔵庫外
温度によつて変化するので、庫外温度に応じて最
適な除霜開始点を設定する方が冷却効率の向上と
省電力の点からより望ましいものである。すなわ
ち、第２図に示すように常温T₁（℃）時の最適な
除霜開始着霜量V₁（c.c.）と比較して、低温T₂（℃）
には圧縮機の運転率も低く冷却能力に余裕がある
ため着霜しても冷却能率が低下しにくいので最適
な除霜開始着霜量V₂（c.c.）は多くなり、反対に高
温T₃（℃）時には圧縮機の運転率が高く冷却能力
の余裕がないため着霜すると冷却効率が低下しや
すいので最適な除霜開始着霜量V₃（c.c.）は少くな
る。

考案の目的そこで本考案は着霜による霜検知器の共振抵抗
の変化を正確に検出して、常に最適な除霜開始点
にて除霜を開始する除霜制御装置を提供すること
を目的とするものである。

考案の構成この目的を達成するため、他励発振回路の発振
信号を増幅する増幅回路の増幅率を冷蔵庫外温度
に応じて変化させることによつて、霜検知器に印
加する発振信号の振幅を変化させ、庫外温度に応
じた最適な着霜量に達すると除霜を開始せんとす
るものである。

実施例の説明第３図に本考案一実施例の霜検知器１を示す。
６は熱伝導の良好な金属ケーシング、７は圧電素
子８を前記ケーシング６の内面に貼り付けた振動
面、９は前記振動面７に付着した霜を除霜時に除
去する除霜用ヒータ、１０は金属ケーシング内に
つめ込んで前記ヒータ９を固定するエポキシ樹脂
等のモールド材、そして１１は前記圧電素子８の
ある振動部と下部のヒータ９のモールド部とを気
密区分する気密板である。１２は前記圧電素子８
及びヒータ９のリード線である。かかる霜検知器
１は周知の如く着霜を伴う蒸発器（図示せず）等
に設けられ、その動作は第４図に示すように霜検
知器１に付着する霜量（着霜量）が増大するにつ
れて共振抵抗が増大するものである。

次に本考案一実施例の除霜制御回路は、他励発
振回路１３、増幅回路１４、着霜量検出回路１
５、検知回路１６より構成され、これを第５図に
示す。図において、前記他励発振回路１３は、ト
ランジスタTR₁、コンデンサC₁〜C₃、抵抗R₁〜
R₃および変成器L₁，L₂から構成される同調型LC
発振回路であり、C₁，L₁が共振回路、L₂，C₂が
正帰還回路を構成している。また、他励発振回路
１３は同調型LC発振回路に限らず他の方式でも
よい。前記他励発振回路１３の発振信号出力端１
７は直流カツト用コンデンサC₄を通して増幅回
路１４のトランジスタTR₂のベースに接続されて
いる。トランジスタTR₂はコレクタ抵抗R₄と冷
蔵庫の周囲温度を検出する外気温検知器としての
サーミスタTH、エミツタ抵抗R₅を介してそれぞ
れ電源Vc.c.とアースに接続されており、この時増
幅率は抵抗R₅の抵抗値に対するサーミスタTHの
抵抗R_THと抵抗R₄の抵抗値の和との比で決定す
る。すなわち、増幅率をＡとするとＡ＝R₄＋R_TH／R₅ と表わされる。

サーミスタTHは第６図に示すように、温度が
上昇すると抵抗R_THが減少する特性を有している
ので、トランジスタTR₂のコレクタ側抵抗値（抵
抗R₄とサーミスタTHの和）は第７図のように温
度が上昇すると抵抗値が減少する。ここで、トラ
ンジスタTR₂のエミツタ抵抗R₅は温度によらず
一定であるから、トランジスタTR₂の増幅率Ａ
は、第８図に示すように温度が上昇すると減少す
る傾向となる。

また、トランジスタTR₂のベースのバイアスは
電源V_CCとアース間に接続された抵抗R₆，R₇によ
り定まる。そして、前記増幅回路１４の出力端１
８は直流カツト用コンデンサC₅を通して前記着
霜量検出回路１５の霜検知器１と抵抗R₈と接続
されており、着霜量検出回路１５の出力端１９は
検知回路１６のダイオードD₁と接続されている。
そして、ダイオードD₁はコンデンサC₆と接続さ
れており、前記着霜量検出回路１５の出力端１９
の正弦波発振出力を直流電圧に整流する。トラン
ジスタTR₃のベースは抵抗R₉を通じて前記ダイ
オードD₁に接続されており、エミツタは接地し、
コレクタは抵抗R₁₀を介して電源V_CCに接続され
ると共にコンデンサC₇を通じて接地されている。
トランジスタTR₄のベースは抵抗R₁₁を通じて前
記トランジスタTR₃のコレクタに接続されてお
り、エミツタは接地し、コレクタはリレーRY
（切替手段）の１次コイルの一端に接続され、こ
のコイルの他端は電源V_CCに接続されている。ま
た、蒸発器（図示せず）に配設されたヒータ２０
と霜検知器１に内蔵されたヒータ９は、リレー
RYの常開接点ａを介して電源に接続されてお
り、冷却サイクルの圧縮機２１はリレーRYの常
閉接点ｂと冷蔵庫内の温度を感知して開閉するサ
ーモスタツト２２を介して電源に接続されてい
る。

このような構成において動作を説明する。電源
を投入すると他励発振回路１３が霜検知器１の共
振周波数で発振して、前記他励発振回路１３の出
力端１７に正弦波発振信号が得られる。そして、
増幅回路１４により第８図に示すように温度に応
じた増幅率で発振信号を増幅し、コンデンサC₅
により直流バイアスをカツトされた正弦波発振信
号のみが着霜量検出回路１５に入力される。この
正弦波発振信号を第９図に示す。

霜検知器１への着霜が少量の場合には第４図に
示すように共振抵抗が小さく、抵抗R₈に比べて
霜検知器１の共振抵抗が小さいので増幅回路１４
の増幅率にかかわらず着霜量検出回路１５の出力
端１９の正弦波発振出力が大きくなる。そして、
ダイオードD₁とコンデンサC₆により直流電圧に
変換され、トランジスタTR₃のベース電位はカツ
トオフ電位（例えばシリコン・トランジスタでは
0.6V程度）以上となりトランジスタTR₃はONす
る。そして、コンデンサC₇により平滑されたコ
レクタ電位は約0.2Vの低電位になつており、ト
ランジスタTR₄のベース電位も約0.2Vの低電位
となり、トランジスタTR₄はOFFしリレーRYは
動作しない。従つて、圧縮機２１に通電され冷却
運転を行う。

霜検知器１への着霜が増加してくると第４図に
示すように共振抵抗が次第に増大し、抵抗R₈に
比べて霜検知器１の共振抵抗が大きくなるので着
霜量検出回路１５の出力端１９の正弦波発振出力
が徐々に小さくなる。そして、ダイオードD₁と
コンデンサC₆により整流された直流電圧も低下
し、トランジスタTR₃のベース電位はカツトオフ
電位以下になりトランジスタTR₃はOFFし、コ
レクタ電位は電源V_CCに近い値となる。そして、
トランジスタTR₄のベース電位も電源V_CCに近い
値に向つて上昇し、トランジスタTR₄がONし、
励磁電流が流れてリレーRYが動作して蒸発器除
霜用ヒータ２０及び霜検知器内蔵ヒータ９に通電
開始して除霜を行う。除霜により霜検知器１の振
動面７に付着した霜が除去されると除霜は終了
し、冷却運転を開始する。

この場合、冷蔵庫外気温が常温より低い時に
は、第８図に示すように増幅回路１４の増幅率Ａ
が常温より大きくなるので、着霜量検出回路１５
に入力される正弦波発振出力が大きくなり、霜検
知器１に着霜しても着霜量検出回路１５の出力端
１９の正弦波発振出力が低下しにくくなる。従つ
て、除霜開始時の着霜量が常温時よりも多くな
る。一方、冷蔵庫外気温が常温よりも高い時に
は、第８図に示すように増幅回路１４の増幅率Ａ
が常温より小さくなるので、着霜量検出回路１５
に入力される正弦波発振出力が小さくなり、霜検
知器１に着霜すると着霜量検出回路１５の出力端
１９の正弦波発振出力が低下しやすくなる。従つ
て、除霜開始時の着霜量が常温時よりも少くな
る。ここでは加振系、すなわち増幅回路１４の増
幅率を冷蔵庫外気温により変化させたが、受振系
すなわち検知回路１５の検知レベルを冷蔵庫外気
温により変化させても同様の効果が得られる。

このように、他励発振回路１３の発振信号を増
幅する増幅回路１４の増幅率を冷蔵庫外気温に応
じて変化させているため、常温時の除霜開始着霜
量に比べて、低温時には除霜開始着霜量が多くな
り、高温時には少くなる。故に、第２図に示した
最適な除霜開始着霜量特性と同じ傾向となり、冷
却効率の向上と省電力を図ることができる。

考案の効果以上の説明からも明らかなように本考案は、冷
蔵庫等の蒸発器に配置され、かつ圧電素子を内蔵
して霜が付着することにより共振抵抗が増大する
霜検知器と、前記冷蔵庫等の周囲温度を検知する
外気温検知器と、前記霜検知器の共振周波数と同
じ周波数で発振する他励発振回路と、前記他励発
振回路の出力端に接続され発振信号を増幅し、前
記温度検知器により検知した外気温が上昇するに
つれ増幅率を減少させる増幅回路と、前記増幅回
路の出力端とアースとの間に直列に接続した前記
霜検知器と分圧抵抗とにより構成し、前記増幅回
路からの発振信号を入力し前記霜検知器への着霜
量に相関した発振信号を前記霜検知器と分圧抵抗
の中間点に設けた出力端から出力する着霜量検出
回路と、前記着霜量検出回路の出力端の電圧レベ
ルに応じて前記冷蔵庫等の冷却システムの圧縮機
と前記蒸発器に設置された除霜用ヒータとの運転
を切替える切換手段への切換信号を出力する検知
回路とより構成されるから、除霜必要時に除霜が
可能で、特に常温時の除霜開始着霜量に比べて低
温時には除霜開始着霜量が多くなり、高温時には
少くなるので、冷却効率の向上と省電力を図れる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の除霜制御装置のブロツク図、第
２図は冷蔵庫外温度と蒸発器の最適な除霜開始着
霜量を表わすグラフ、第３図は霜検知器の断面
図、第４図は霜検知器における着霜量と共振抵抗
の関係を表わすグラフ、第５図は本考案一実施例
の除霜制御回路、第６図は温度とサーミスタの抵
抗値の関係を表わすグラフ、第７図は温度とトラ
ンジスタTR₂のコレクタ側抵抗値の関係を表わす
グラフ、第８図は温度とトランジスタTR₂の増幅
率の関係を表わすグラフ、第９図は着霜量検出回
路に入力される正弦波発振信号を示している。１……霜検知器、８……圧電素子、１３……他
励発振回路、１４……増幅回路、１５……着霜量
検出回路、１６……検知回路、TH……サーミス
タ（外気温検知器）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

冷蔵庫等の蒸発器に配置され、かつ圧電素子を
内蔵して霜が付着することにより共振抵抗が増大
する霜検知器と、前記冷蔵庫等の周囲温度を検知
する外気温検知器と、前記霜検知器の共振周波数
と同じ周波数で発振する他励発振回路と、前記他
励発振回路の出力端に接続され発振信号を増幅
し、前記温度検知器により検知した外気温が上昇
するにつれ増幅率を減少させる増幅回路と、前記
増幅回路の出力端とアースとの間に直列に接続し
た前記霜検知器と分圧抵抗とにより構成し、前記
増幅回路からの発振信号を入力し前記霜検知器へ
の着霜量に相関した発振信号を前記霜検知器と分
圧抵抗の中間点に設けた出力端から出力する着霜
量検出回路と、前記着霜量検出回路の出力端の電
圧レベルに応じて前記冷蔵庫等の冷却システムの
圧縮機と前記蒸発器に設置された除霜用ヒータと
の運転を切替える切換手段への切換信号を出力す
る検知回路とより構成される除霜制御装置。