CN102072608A - 冷冻系统除霜器的加热装置及其电源供应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻系统除霜器的加热装置及其电源供应装置，该除霜器用以对一冷冻系统的一蒸发器进行除霜。蒸发器位于冷冻系统的一腔室内。除霜器包括一加热器、一多孔板以及一电源供应装置。加热器位于蒸发器的下方。加热器用以对其周围的气体进行加热。多孔板位于加热器与蒸发器之间。多孔板具有多个微孔。这些微孔供被加热器加热的气体通过，并且阻止自蒸发器滴下的水滴通过。电源供应装置电性连接于加热器。

Description

冷冻系统除霜器的加热装置及其电源供应装置

技术领域

本发明是有关于一种除霜设备的加热器及其电源供应装置，特别是一种应用于一冷冻系统的除霜设备的加热器及其电源供应装置。

背景技术

现有的冰箱通常是将一压缩机、一冷凝器、一膨胀装置以及一蒸发器置入电冰箱的壳体内，并且将蒸发器置入电冰箱的冷冻库。如此一来，经由循环于压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器之间的冷媒，现有技术便可以在冷媒循环至蒸发器时，将热量自冷冻库移除，进而将冷冻库的温度维持在摄氏零度以下，以达到冷冻的目的。

然而，在降低冷冻库的温度的过程中，当蒸发器的表面温度低于摄氏零度以下时，并且当经过蒸发器的表面的空气的温度被降低至露点温度以下时，空气中的水气就会凝结于蒸发器表面，而形成霜。这种结霜的现象会降低蒸发器移除冷冻库的热量的能力。更详细地说，当蒸发器表面的结霜层厚度持续地增加时，蒸发器的用以让空气通过的流道的宽度便会变窄。如此一来，空气通过蒸发器之前与之后的压力降便会增大及并且通过蒸发器的流道的空气流量亦会减小。这样的现象便会造成蒸发器的冷冻能力下降。

就另一方面而言，当蒸发器的表面结霜时，蒸发器就如同被套上了一层热的绝缘体。如此一来，冷冻库内的热量便无法经由蒸发器而被移除。是以这种在蒸发器表面结霜的现象，除了会造成能源的浪费外，甚至会造成冷媒无法在流经蒸发器的过程中全部蒸发，进而造成压缩机的损坏。

对于冰箱而言，这种在蒸发器表面所产生的结霜现象，往往会造成冰箱在运作上的额外负荷，所以冰箱在运作时必须耗费极高的能量以移除位于蒸发器表面的结霜层。

现有的除霜方式是利用时间控制的方式来达到除霜的目的，但此方式却无法判断冰箱内部的除霜状况，是以这样的方式往往会对冰箱进行过度地加热，进而造成冰箱内部温度过高以及除霜效率不佳的问题。因此这种使用时间控制的方式除了会耗费过多的能源外，亦会增高食物腐败的可能性以及增加冰箱运作上的负担。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明在于提供一种除霜器的加热装置以及此加热装置的电源供应装置，藉以解决上述的对冰箱过度加热以及过度耗费能源的问题。

根据本发明所揭露除霜器的加热装置，其包括一加热器以及一多孔板。加热器位于蒸发器的下方。加热器用以对加热器周围的气体进行加热。多孔板位于加热器与蒸发器之间。多孔板具有多个微孔。这些微孔供被加热器加热的气体通过，并且阻止自蒸发器滴下的水滴通过。

依据本发明的其它实施例，上述的多孔板的宽度大于加热器的宽度。

依据本发明的其它实施例，上述的这些微孔为圆孔或是多边形的孔洞。当这些微孔是多边形的孔洞时，这些微孔可以是三角形或是四边形。另外，当这些微孔是圆孔时，这些微孔的直径例如是介于0.1毫米至1.5毫米之间。此外，这些微孔之间的间距例如是介于3毫米至20毫米之间。

依据本发明的其它实施例，形成这些微孔的多孔板的墙体朝向远离加热器的方向弯折。

依据本发明的其它实施例，形成这些微孔的多孔板的墙体朝向接近加热器的方向弯折。

依据本发明的其它实施例，上述的多孔板具有一排以上的微孔。较佳的是，该些微孔排列成两排。这些微孔可以纵向相互平行。这些微孔亦可以在前后排相互成一直线。这些微孔更能够在前后排相互错开。

根据本发明所揭露除霜器的电源供应装置，电源供应装置包括一电源供应器、一分压电路以及一开关电路，其中此电源供应装置适于电性连接于上述的加热装置。电源供应器输出一交流电信号。分压电路电性连接于电源供应器，并且接收交流电信号。分压电路依据腔室的温度输出一分压信号，其中分压信号的电压值与腔室的温度值呈反比。开关电路与加热器串联后电性连接于电源供应器。开关电路具有一第一临界值以及一第二临界值。第一电压临界值为正数，第二电压临界值为负数。当分压信号大于第一临界值或小于第二临界值时，开关电路导通电源供应器与加热器直至分压信号反转。

依据本发明的其它实施例，上述的电源供应器具有一第一电源端子以及一第二电源端子。开关电路包括一交流触发三极体(TRIAC)。交流触发三极体具有一栅极、一第一阳极以及一第二阳极。栅极连接于分压电路。第一阳极连接于第一电源端子。加热器连接于第二阳极与第二电源端子之间。另外，分压电路例如包括一第一电阻以及一热敏电阻。热敏电阻位于腔室内。热敏电阻具有一第一接脚以及一第二接脚。第一接脚与第一电源端子连接。第一电阻的一端部以与门极分别与第二接脚连接。第一电阻的另一端部与第二电源端子连接。较佳的是，电源供应装置更包括一电容以及一第二电阻。电容的一端部与第二电阻的一端部共同连接于栅极。电容的另一端部连接于第一电源端子，第二电阻的另一端部连接于第二接脚。

基于上述，由于多孔板的这些微孔能够使被加热器加热的气体通过，并且能够阻止自蒸发器滴下的水滴通过，因此这样的多孔板的设计能够让被加热的空气直接穿过多孔板而到达蒸发器。是以相较于现有技术而言，本发明的微孔的设计能够使除霜器具有较高的除霜效率。

另外，由于上述的分压电路能够依据腔室的温度输出一与腔室的温度值呈反比的分压信号，并且由于当分压信号大于第一临界值或小于第二临界值时，开关电路导通电源供应器与加热器直至分压信号反转为止，因此这种分压电路与开关电路的设计能够在腔室的温度逐渐升高时自动地减少通过加热器的电流，并且能够在腔室的温度逐渐降低时自动地增加通过加热器的电流。是以，这种分压电路与开关电路的设计能够避免现有技术的对冰箱过度加热以及过度耗费能源的问题。

以上关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，下文特举较佳的实施例，并且配合所附图式，提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1绘示为依据本发明一实施例的冷冻系统的示意图；

图2绘示为图1的除霜器的结构示意图；

图3绘示为图1的蒸发器与除霜器之间的相对位置的示意图；

图4绘示为依据本发明另一实施例的多孔板的俯视示意图；

图5绘示为依据本发明另一实施例的多孔板的俯视示意图；

图6绘示为依据本发明再一实施例的多孔板与加热器的剖面示意图；

图7绘示为依据本发明另一实施例的多孔板与加热器的剖面示意图；

图8绘示为依据本发明的再一实施例的多孔板的俯视示意图；

图9绘示为依据本发明的又一实施例的多孔板的俯视示意图；以及

图10绘示为图2的电源供应装置以及加热器的电路方块示意图。

其中，附图标记

50：加热装置

100：加热器

200：多孔板

200a：多孔板

200b：多孔板

200c：多孔板

200d：多孔板

200e：多孔板

200f：多孔板

210：微孔

220：微孔

230：微孔

300：电源供应装置

310：电源供应器

312：第一电源端子

314：第二电源端子

320：分压电路

322：第一电阻

322a：端部

322b：端部

324：热敏电阻

324a：第一接脚

324b：第二接脚

330：开关电路

331：交流触发三极体

332：栅极

334：第一阳极

336：第二阳极

338：二端交流开关

340：电容

340a：端部

340b：端部

350：第二电阻

350a：端部

350b：端部

400：本体

500：除霜器

600：蒸发器

700：腔室

1000：冷冻系统

S：间距

W1：宽度

W2：宽度

P：纵向直线路径

Q：横向直线路径

Z：偏移量

M：墙体

M’：墙体

具体实施方式

请参照图1，其绘示为依据本发明一实施例的冷冻系统的示意图。为了说明上的方便，本实施例的冷冻系统1000是以冰箱作为举例说明。冷冻系统1000包括一本体400以及一除霜器500。本体400具有一蒸发器600，其中蒸发器600位于本体400的腔室700内，在本实施例中，腔室700是一冰箱的冷冻库。当然，为了能执行移除腔室700的热量的功能，本体400除了蒸发器600外，还包括一压缩机、一冷凝器以及一膨胀装置以构成一冷冻系统，其中冷媒在此冷冻系统内流动。由于上述的冷冻系统的运作原理是熟悉冷冻空调领域的技术人员所具备的通常知识，是以在此便不再赘述。

图2绘示为图1的除霜器500的结构示意图。图3绘示为图1的蒸发器600与除霜器500之间的相对位置的示意图。请共同参照图1、图2以及图3。除霜器500位于蒸发器600的下方。除霜器500包括一加热装置50以及一电源供应装置300。加热装置50包括一加热器100、一多孔板200。加热器100位于蒸发器600的下方，并且用以对加热器100周围的气体进行加热。

多孔板200位于加热器100与蒸发器600之间。多孔板200具有多个微孔210，其中每一微孔210均是贯穿多孔板200的贯穿孔。在本实施例中，多孔板200的宽度W1大于加热器100的宽度W2，如此一来，当受到加热器100加热的高温空气直接经由微孔210而穿透多孔板200并且上升至蒸发器600，以溶化位于蒸发器表面的霜时，自蒸发器600滴落的水滴便会受到多孔板200的阻挡，而不会直接滴落至加热器100上。

需注意的是，在本实施例中，微孔210具有适当的大小，是以当水滴自蒸发器600滴落至多孔板200的微孔210上时，水滴与形成微孔210的多孔板200之间的表面张力会大于水滴的重量。是以，多孔板200的微孔210大小能够让被加热器100加热的空气通过，却会阻止水滴经由微孔210低落至加热器100上。在本实施例中，这些微孔210为圆孔，并且这些微孔210的直径介于0.1毫米至1.5毫米之间。较佳的是，两相临的微孔210之间之间距S介于3毫米至20毫米之间。另外，虽然图2的这些微孔210沿着单一条路径排列，但是图2并非用以限定本发明的微孔210的排列方式。在依据本发明的其它实施例中，微孔210亦可以沿着多条相互平行的直线路径排列。请参照图4，其绘示为依据本发明另一实施例的多孔板200a的俯视示意图。不同于图2的微孔210的排列方式，多孔板200a上设置两排微孔210，这些微孔210是沿着两条相互平行的纵向直线路径P排列。当然，图2与图4所绘示的实施例并非用以限定本发明的多孔板(诸如多孔板200或多孔板200a)必需仅能具有单排或两排的微孔210，在依据本发明的其它实施例中，多孔板更可以具有三排以上的微孔210。

图4的微孔210除了沿着两条彼此平行的纵向直线路径P排列，在垂直于纵向直线路径P的方向上，这些微孔210亦沿着多条彼此平行的横向直线路径Q排列，亦即前后排的微孔210成一直线。但是这样的微孔的排列方式并非用以限定本发明。请参照图5，其绘示为依据本发明另一实施例的多孔板200b上设置两排微孔210的俯视示意图。不同于图4的是，多孔板200b的位于一纵向直线路径P上的微孔210与位于另一纵向直线路径P上的微孔210之间存在着一偏移量Z，亦即前后排的微孔相互错开。

再者，图3的多孔板200亦非用以限定本发明的微孔的外型。在依据本发明的其它实施例中，形成微孔210的多孔板的墙体亦能够朝多孔板的外侧的方向弯折。请参照图6，其绘示为依据本发明再一实施例的多孔板200c与加热器100的剖面示意图。多孔板200c的形成微孔210的墙体M朝向远离加热器100的方向弯折。当然，图6的实施例并非用以限定墙体M的弯折方向。举例而言，请参照图7，其绘示为依据本发明另一实施例的多孔板200d与加热器100的剖面示意图。在图7所绘示的实施例中，多孔板200d的形成微孔210的墙体M’朝向接进加热器100的方向弯折。

另外，虽然上述的实施例均是以圆形的微孔210作为举例说明，但是这些实施例并非用以限定本发明的微孔210的形状。请参照图8以及图9，其分别绘示为依据本发明的其它实施例的多孔板200e与多孔板200f的俯视示意图。多孔板200e与多孔板200f的微孔220与微孔230的形状均为多边形，其中微孔220的形状为三角形，而微孔230的形状为四边形。

图10绘示为图2的电源供应装置300以及加热器100的电路方块示意图。请共同参照图2与图10，电源供应装置300，电性连接于加热器100。电源供应装置300包括一电源供应器310、一分压电路320以及一开关电路330。电源供应器310输出一交流电信号。分压电路320电性连接于电源供应器310，并且接收电源供应器310所输出的交流电信号。分压电路320依据腔室700的温度输出一分压信号，其中分压信号的电压值与腔室700的温度值呈反比。开关电路330与加热器100串联后电性连接于电源供应器310。开关电路330具有一第一临界值以及一第二临界值，其中第一电压临界值为正数，第二电压临界值为负数。当分压信号大于第一临界值或小于第二临界值时，开关电路330导通电源供应器310与加热器100直至分压信号反转。须注意的是，本实施例所指的反转是指分压信号的电压值由正值转为负值或是由负值转为正值。

以下将对电源供应器310与开关电路330进行更详细地描述。电源供应器310具有一第一电源端子312以及一第二电源端子314。在图10所绘示的实施例中，开关电路330包括一交流触发三极体(TRIAC)331，其中交流触发三极体331具有一栅极332、一第一阳极334以及一第二阳极336。栅极332连接于分压电路320，第一阳极334连接于第一电源端子312。加热器100连接于第二阳极336与第二电源端子314之间。较佳的是，开关电路330更包括一二端交流开关(DIAC)338，其中栅极332是经由二端交流开关338而电性连接于分压电路320。

以下将对分压电路320的结构进行举例说明。在图10所绘示的实施例中，分压电路320包括一第一电阻322以及一热敏电阻324。热敏电阻324位于腔室700内。热敏电阻324具有一第一接脚324a以及一第二接脚324b。第一接脚324a与第一电源端子312连接。第一电阻322的一端部322a与第二接脚324b连接，并且端部322a亦与栅极332连接。第一电阻322的另一端部322b与第二电源端子314连接。

请继续参照图10，较佳的是，电源供应装置300更包括一电容340以及一第二电阻350。电容340的一端部340a与第二电阻350的一端部350a共同连接于栅极332。电容340的另一端部340b连接于第一电源端子312。第二电阻350的另一端部350b连接于第二接脚324b。

基于上述的电路结构，电源供应装置300便能够依据腔室700的温度，控制加热器100的发热量。以下将对电源供应装置300的运作方式进行详细地描述。当电源供应器310输出一交流电信号后，此交流电信号会进入分压电路320内。需注意的是，本实施例的热敏电阻324的电阻值是与腔室700的温度值呈反比，换句话说，热敏电阻324的电阻值随着腔室700的温度逐渐上升而逐渐减小，并且热敏电阻324的电阻值随着腔室700的温度逐渐降低而逐渐增加。之后，分压电路320依据热敏电阻324的电阻值而输出分压信号，其中此分压信号亦是一交流电。之后，分压信号经由第二电阻350而对电容340进行充电。当电容340的电位大于第一临界电压或是当电容340的电位小于第二临界电压时，由于交流触发三极体331的栅极332是电性连接于电容340的端部340a，是以交流触发三极体331被开启并且持续地维持在开启的状态。然候，来自于电源供应器310的电流将经由交流触发三极体331而流入加热器100，进而使加热器100产生热量并且对图3的蒸发器600进行加热。由于分压信号是一交流电，是以当分压信号的电压值发生反转，亦即分压信号的电压值由正值转为负值或是由负值转为正值时，交流触发三极体331会由开启的状态转变为被关闭的状态。

基于上述的电路设计，当腔室700的温度渐渐升高时，热敏电阻的阻值逐渐地渐小，因此电容340的充电速度越慢，是以电流流经交流触发三极体331的时间逐渐递减短。相反地，当腔室700的温度渐渐降低时，热敏电阻的阻值逐渐地变大，因此电容340的充电速度越快，是以电流流经交流触发三极体331的时间逐渐递增长。如此一来，当除霜器500对冷冻系统1000的蒸发器600进行除霜时，上述的电路设计便可依据腔室700的温度自动地调整加热器100对蒸发器600的加热量。

综上所述，由于多孔板的这些微孔能够使被加热器加热的气体通过，并且能够阻止自蒸发器滴下的水滴通过，因此这样的多孔板的设计能够让被加热的空气直接穿过多孔板而到达蒸发器。是以相较于现有技术而言，本发明的微孔的设计能够使除霜器具有较高的除霜效率。

另外，由于上述的分压电路能够依据腔室的温度输出一与腔室的温度值呈反比的分压信号，并且由于当分压信号大于第一临界值或小于第二临界值时，开关电路导通电源供应器与加热器直至分压信号反转为止，因此这种分压电路与开关电路的设计能够在腔室的温度逐渐升高时自动地减少通过加热器的电流，并且能够在腔室的温度逐渐降低时自动地增加通过加热器的电流。因此，这种分压电路与开关电路的设计能够避免现有技术的对冰箱过度加热以及过度耗费能源的问题。

虽然本发明己以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种冷冻系统除霜器的加热装置，用以对一冷冻系统的一蒸发器进行除霜，其中该蒸发器位于该冷冻系统的一腔室内，其特征在于，该加热装置包括：

一加热器，位于该蒸发器的下方，该加热器用以对该加热器周围的气体进行加热；以及

一多孔板，位于该加热器与该蒸发器之间，该多孔板具有多个微孔，该些微孔供被该加热器加热的气体通过，并且阻止自该蒸发器滴下的水滴通过。

2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，该多孔板的宽度大于该加热器的宽度。

3.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，该些微孔为圆孔，并且该些微孔的直径介于0.1毫米至1.5毫米之间。

4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，该些微孔之间的间距介于3毫米至20毫米之间。

5.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，形成该些微孔的该多孔板的墙体朝向远离该加热器的方向弯折。

6.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，形成该些微孔的该多孔板的墙体朝向接近该加热器的方向弯折。

7.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，该些微孔的形状为多边形。

8.如权利要求7所述的加热装置，其特征在于，该些微孔的形状为三角形。

9.如权利要求7所述的加热装置，其特征在于，该些微孔的形状为四边形。

10.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，该多孔板具有一排以上的该些微孔。

11.如权利要求10所述的加热装置，其特征在于，该些微孔排列成两排。

12.如权利要求11所述的加热装置，其特征在于，该些微孔在纵向相互平行。

13.如权利要求11所述的加热装置，其特征在于，该些微孔在前后排相互成一直线。

14.如权利要求11所述的加热装置，其特征在于，该些微孔在前后排相互错开。

15.一种冷冻系统除霜器的电源供应装置，适于电性连接于权利要求1所述的加热装置，其特征在于，该电源供应装置包括：

一电源供应器，输出一交流电信号；

一分压电路，电性连接于该电源供应器，并且接收该交流电信号，该分压电路依据该腔室的温度输出一分压信号，其中该分压信号的电压值与该腔室的温度值呈反比；以及

一开关电路，与该加热器串联后电性连接于该电源供应器，该开关电路具有一第一临界值以及一第二临界值，该第一临界值为正数，该第二临界值为负数，当该分压信号大于该第一临界值或小于该第二临界值时，该开关电路导通该电源供应器与该加热器直至该分压信号反转。

16.如权利要求15所述的电源供应装置，其特征在于，该电源供应器具有一第一电源端子以及一第二电源端子，该开关电路包括一交流触发三极体，该交流触发三极体具有一栅极、一第一阳极以及一第二阳极，该栅极连接于该分压电路，该第一阳极连接于该第一电源端子，该加热器连接于该第二阳极与该第二电源端子之间。

17.如权利要求16所述的电源供应装置，其特征在于，该分压电路包括一第一电阻以及一热敏电阻，该热敏电阻位于该腔室内，该热敏电阻具有一第一接脚以及一第二接脚，该第一接脚与该第一电源端子连接，该第一电阻的一端部以及该栅极分别与该第二接脚连接，该第一电阻的另一端部与该第二电源端子连接。

18.如权利要求17所述的电源供应装置，其特征在于，该电源供应装置更包括一电容以及一第二电阻，该电容的一端部与该第二电阻的一端部共同连接于该栅极，该电容的另一端部连接于该第一电源端子，该第二电阻的另一端部连接于该第二接脚。

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