DE1814070A1

DE1814070A1 - Entfrostungs-Steuereinrichtung fuer elektrische Kuehlgeraete

Info

Publication number: DE1814070A1
Application number: DE19681814070
Authority: DE
Inventors: Takeji Kobayashi; Zenji Kusuda
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-12-14
Filing date: 1968-12-11
Publication date: 1969-07-03
Also published as: FR1594481A; NL145972B; US3548609A; ES361341A1; SE343131B; NL6817900A; GB1194760A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.. D- Thomsen H. Tiedtke G. EsBMiRg

Dipl.-Chem. Dipl.-Ing. Dipl.-Chem.

8000 MÜNCHEN 2

TAL 33

TELEFON 0811 /22 68S4

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

MÜNCHEN 11· ?^eZ· ¹

POS-16083 /T 2931

Matsushita Electronics Corporation Osaka / Japan

Entfrostungs-Steuereinrichtung für elektrische

Kühlgeräte

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entfrostungs-Steuereinrichtung für elektrische Kühlgeräte, die elektronisch den Entfrostungsvorgang von elektrischen Kühlgeräten steuert und eine Änderung der Temperatur innerhalb der Gefriereinrichtung während der Entfrostungsstufe ermittelt und dadurch automatisch den Entfrostungsvorgang beendet.

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Es ist allgemein "bekannt, daß die Kühlwirkung eines elektrischen Kühlgeräts vermindert ist, wenn sich Eis innerhalb der Gefriereinrichtung ansammelt, oder genauer/ wenn sich Eis auf der OTa er fläche des Verdampfers im elektrischen Gefriergerät absetzt. Kürzlich für das Entfernen von Eis getroffene Maßnahmen bestehen darin, daß für eine vorbestimmte Zeitspanne ein Entfrostungsventil für den Umlauf von Heißgas durch den Verdampfer geöffnet wird oder daß ein Erhitzer in Betrieb gesetzt wird, der für eine vorbestimmte Zeitspanne Wärme erzeugt. Jedoch haben die bisherigen Entfrostungsverfahren, bei denen die Dauer des Entfrostungsvorgangs vorbestimmt ist und der Entfrostungsvorgang für eine vorbestimmte Zeitspanne unabhängig von der Menge an angesammeltem Eis innerhalb der Gefriereinrichtung fortgesetzt wird, bestimmte ihnen innewohnende Nachteile. Auch dann, wenn nur eine kleine Menge an Eis sich innerhalb der Gefriereinrichtung angesammelt hat, wird der Entfrostungsvorgang dennoch fortgesetzt, nachdem das Eis vollständig entfernt worden ist, wodurch sich eine Erhöhung der !Temperatur im lebensmittelabteil auf eine unerwünschte Höhe ergibt;· wenn hingegen eine ziemlich große Eismenge sich innerhalb der Gefriereinrichtung angesammelt hat, wird der EntfrostungsVorgang beendet, bevor das ganze Eis innerhalb der Gefriereinrichtig vollständig entfernt worden ist.

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Es ist daner Aufgabe der Erfindung, die "bei diesen und anderen "bekannten Entfrostungssystemen auftretenden Nachteile zu beseitigen und eine neue Entfrostungs-Steuereinrichtung zu schaffen, die automatisch, den --a'r wärmung s vorgang des Entfrostungserhitzers stoppt, sobald das innerhalb der G-efriereinrichtung angesammelte Eis vollständig entfernt ist»

Ferner- ist es Aufgabe der Erfindung, eine Entfro-

stungs-Steuereinrichtung zu schaffen, die den Entfrostungs-Vorgang durch Schließen eines Heißgas-Umlaufventils beendet. -

- Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausfuhrungsformen der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen:

Fig. 1 ist ein elektrisches Sehaltdiagramm einer

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ent- " frostungs-Steuereinrichtung,

Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist ein Thyristor, z.B. ein silizium-

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gesteuerter Gleichrichter'mit einer Heizeinrichtung- In Serie geschaltet, die gemäß Pig. 1 in einem Hauptkreis liegt, wobei der siliziumgesteuerte- Gleichrichter in seinen Leitzustand oder Sperrzustand für das Schließen oder öffnen des Hauptkreises gebracht wird', um die Heizeinrichtung nach Bedarf in Betrieb zu setzen.

Gemäß Pig. 1 ist ei'ne Heizeinrichtung 3, z.B. ein Erhitzer, mit den Klemmen\1 und 2 einer Wechselstromquelle

^ verbunden. .Die Einrichtung 3 kann ein Relais für das Betreiben eines Heißgasventils sein. Die Entfrostungs-Steuereinrichtung besitzt 'einen siliziumgesteuerten Gleichrichter 4, einen Transistor 5, der an— und ausgeschaltet wird, wenn der siliziumgeateuerte Gleichrichter 4 aus bzw. an ist, eine Gleichetrom-Vorspannungsliefereinrichtung 6 für den Transistor 5, einen Thermistor 7, der thermisch mit dem Inneren der Gefriereinrichtung für das Ermitteln einer Änderung in der Temperatur innerhalb der Gefriereineinrichtung gekoppelt ist, einen Basisvorspannung-Teilungs-

r widerstand 8, Spannungsteilungswiderstände 9 und 10 für das Teilen der Wechselstromspännung, wenn sich der siliziumgesteurte Gleichrichter 4 in seinem Sperrzustand befindet _t 'eine Diode 11 für das Gleichrichten der durch die Wider* stände"9 und 10 geteilten^Spannung, einen Auflad©kondensator 1:2,· einen Schalter 13, der normalerweise offen 1st und augenblicklich zum Starten des EntfrostungsVorgangs ge-

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schlossen wird, einen Basiswiderstand 14 für den Transistor 5 und einen Kollektorwiderstand 15 für den Transistor 5.

In der oben beschriebenen Schaltung befindet sich der siliziumgesteuerte Gleichrichter 4 in seinem Sperrzustand und der Schalter 13 in seiner Offenstellung im Normalzustand, d.h. in dem Zustand, bei dem kein Entfrosten erforderlich ist« Somit befindet sich die den Erhitzer 3 beinhaltende Schaltung in ihrem Offenzustand, und es wird durch den Erhitzer 3 keine Wärme erzeugt. In dem oben genannten Zu- ^ stand erscheint die Spannung der Wechselstromquelle über den siliziumgesteuerten Gleichrichter 4, und es wird der Kondensator 12 durch die Widerstände 9»10 und durch die Diode 11 aufgeladen. Die über den Kondensator 12 auftretende Spannung hängt ab von dem Spannungsteilungsverhältnis der Widerstände 9 und 10. Die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 5 wird durch obige Spannung vorwärts vorgespannt, so daß der Transistor 5 in seinem leitenden Zustand gehalten wird. Dementsprechend fließt kein Zündstrom zur Torschaltung des siliziumgesteuerten Gleichrichters 4, der mit ' dem Kollektor des Transistors 5 verbunden" ist, wobei der siliziumgesteuerte Gleichrichter 4 ferner in seinem Sperrzustand gehalten wird.

Der Schalter 13 kann geschlossen werden, um der sich in dem oben beschriebenen Zustand befindenden Entfrostungs-

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Steuerschaltung die, Entfrostungs-Startinstruktion zu geben, wodurch die Entfrostungs-Steuerschaltung in Entfrostungseinsatz gebracht wird. Dieser Zweck kann ohne Schwierigkeit dadurch erfüllt werden, daß man dem Schalter 13 ein Zeitglied zuordnet, so daß der Schalter 13 periodisch unter der Wirkung des Zeitglieds geschlossen werden kann.

Es sei angenommen, daß der Schalter 13 durch die Wirkung des Zeitglieds augenblicklich geschlossen wird. Dann wird die elektrische. Ladung, die sich in dem Kondensator 12 angesammelt hat, durch den geschlossenen Schalter 13 entladen, um den Transistor 5 zu sperren. Demzufolge fließt ein Zündstrom zur Torschaltung des siliziumgesteuerten Gleichrichters 4 und bringt diesen in seinen leitenden Zustand. Dies führt zum Schließen der Hauptschaltung, die den Anschluß" 1 der Wechselstromquelle, den Erhitzer 3» den siliziumgesteuerten Gleichrichter 4 und den Anschluß 2 der Wechselstromquelle umfaßt.' Der Erhitzer 3 wird somit energiert, um mit dem Entfernen von innerhalb der Gefriereinrichtung angesammeltem Eis zu beginnen.

Da der 'siliziumgesteuerte Gleichrichter 4 in einem Augenblick in seinen leitenden Zustand gebracht wird und der Vorwärts-Spannungsabfall über den leitenden siliziumgesteuerten Gleichrichter 4 ziemlich klein oder in der Größenordnung von einigen Volt ist, tritt eine Spannung in einer sol-, chen Größe, die den Transistor 5 in seinen leitenden Zustand

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bringt, nicht über oder parallel zum Kondensator 12 auf, wenn der Schalter 13 wieder geöffnet wird. Somit wird der Transistor 5 fortlaufend in seinem Sperrzustand gehalten, während die Entfrostungs-Steuerschaltung in Betriebszustand gehalten wird, was vollständig dasselbe ist, als wenn der Schalter 13 fortlaufend in Schließstellung gehalten wird. Somit fährt der Erhitzer 3 fort, Wärme zu erzeugen, so daß der Entfrostungsvorgang für das Entfernen von Eis innerhalb der Gefriereinrichtung fortgesetzt wird.

Sobald das innerhalb der Gefriereinrichtung angesammelte Eis entfernt ist, steigt die temperatur innerhalb der Gefriere inrichtung allmählich an, wobei der Widerstand des thermisch mit dem Inneren der Gefriereinrichtung gekoppelten Thermistors 7 allmählich abnimmt. Dies führt dazu, daß die Basis-Emitterstrecke des Transistors 5 durch die Spannung tief vorwärts vorgespannt wird, die durch Teilen der Spannung der GIeichstrom-Vorspannungsliefereinrichtung 6 durch den Thermistor 7 und durch den Widerstand 8 erhalten wird. An einer Stelle, an der die Temperatur innerhalb der Gefriereinrichtung die Entfrostungs-Aufhörtemperatur erreicht, wechselt der Transistor 5 von.seinem Sperrzustand in seinen aktiven Bereich, so daß sieh eine Abnahme in dem Zündstrom ergibt, -der zu dem siliziumgesteuerten Gleichrichter 4 geführt wird.

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Daher wird der ieitwinkel^;des siliziumgesteuerten- - : Gleichrichters 4 nunmehr kleiner als 180°, und es erscheint eine Phase, in welcher keine Leitung stattfindet,- Während .der nichtleitenden Phase des siliziumgesteuerten Gleichrichters 4· wird der Kondensator 12; auf geladen, und es erscheint eine Spannung über oder parallel zum Kondensator 12 _β Diese Spannung wird auch an die Basis des !Transistors 5 angelegt, so daß der !Transistor 5 mehr und mehr sich seinem leitenden Zustand nähert. In der Zwischenzeit tritt in dem siliziumgesteuerten Gleichrichter 4 die sogenannte positive Rückkopplung ein, bei der der Zündstrom weiter reduziert und der Leitwlnkel des siliziumgesteuerten Gleichrichters 4 kleiner wird. Dies führt dazu, daß der Tran-. < sistor schnell in seinen leitenden Zustand und der siliziumgesteuerte Gleichrichter 4 schnell in.seinen Sperrzustand gebrächt wird, um die Häuptschaltung erneut zu öffnen und den Entfi?ostungsVorgang zu stoppen, d.h. den Heizvorgang des Erhitzers 3, · ·

Nachdem der !Transistor 5 in den leitenden Zustand und. der siliziumgesteuerte Gleichrichter 4 in den Sperrzustand gebracht ist, wird die temperatur innerhalb der-Gefrierein-· richtung, vermindert und. der Transistor 5 durch die Spannung tief vorgespannt, die trota jeglicher VergriJßerung im Widerstand des Thermistors 7 in dem Kondensator 12 gespeichert

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wird und wird nicht in den Sperrzustand gebracht, bis der Schalter 13 erneut geschlossen wird. Somit wird die Schaltung im Zustand des Kühlvorgangs gehalten.

Obige Beschreibung nahm Bezug auf eine Entfrostungs-Steuerschaltung, die einen Thyristor in der Form eines P-Typ siliziumgesteuerten Gleichrichters einsetzte; es kann jedoch eine der obigen Entfrostungs-Steuerschaltung ähnliche Schaltung erhalten werden, indem man einen IT-Typ siliziumgesteuerten Gleichrichter verwendet. |

Fig. 2 zeigt eine Entfrostungs-Steuerschaltung, die einen derartigen IT-Typ siliziumgesteuerten Gleichrichter verwendet. Der N-Typ siliziumgesteuerte Gleichrichter ist mit der Bezugszahl 16 bezeichnet. Wie man aus der Fig. 2 erkennt, besitzt ein Transistor 17 eine Polarität, die derjenigen des in der Fig. 1 gezeigten Transistors 5 entgegengesetzt ist. Der Transistor 17 ist der pnp-Typ und ist mit einer Gleichstrom-Vorspannungsliefereinr^chtung 6, einer Diode 11 und einem Kondensator 12 in einer Zuordnung geschaltet, die vollständig der Zuordnung gemäß Fig. 1 entgegenge» setzt ist· In der Fig. 2 sind für die Bezeichnung gleicher Teile, wie sie auch in der Fig. 1 erscheinen, gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Die Arbeitsweise des Transistors 17 und des siliziumgesteuerten Gleichrich.te.rs 16 in der Schaltung nach Fig. 2 ist die gleiche wie im Falle der

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nach Pig. 1, d.h.,,daß beim Kühlvorgang der Transistor 17 in seinem leitenden Zustand und der siliziumgesteuerte Gleichrichter 16 in seinem Sperrzustand gehalten wird.

Daher wird der siliziumgesteuerte Gleichrichter 16 nicht getriggert, um in diesem Zustand der Schaltung leitend zu werden. Yfenn in der Schaltung ein Schalter 13 augenblicklich, geschlossen wird, so wird die in dem Kondensator 12 gesammelte elektrische ladung durch den Schalter 13 entladen, um den Transistor 17 zu sperren. Dies führt dazu, · daß der siliziumgesteuerte Gleichrichter 16 zum leiten gebracht wird, so daß der Entfrostungsvorgang durch den Erhitzer 3 "begonnen wird. Danach wird ein Vorgang bewirkt, der vollständig gleich demjenigen bei Fig. 1 ist, um Eis zu entfernen, das sich innerhalb der Gefriereinrichtung angesammelt hat, wobei der Entfrostungsvorgang automatisch gestoppt wird, sobald das Eia vollständig entfernt worden ist;

In Kombination mit dem siliziumgesteuerten Gleichrichter in den Schaltungen nach Pig«, 1 und 2. kann ein doppelseitig gerichteter Trioden-Thyristor verwendet werden. Während die Anordnung in Pig. 1 und 2 derart ist, daß die über dem Thyristor erscheinende Spannung durch die Völt-3?eilungswiderstände geteilt und diese geteilte Spannung über die ladungseinrichtungen aus der Diode und dem Kondensator an die Basis des Transistors angelegt wird, so ist doch klar, daß eine andere Anordnung in der Weise getroffen werden kann, daß eine

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über .die ,Iiadungseinrichtung auftretende Spannung zunächst durch die Spannungsteilungswiderstände geteilt und diese geteilte Spannung, dann der Basis des Transistors zugeführt wird _β

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Entfrostungs-Steuereinrichtung nach der Erfindung den EntfrostungsVorgang ausschließlich unter.einer vorbestimmten Bedingung durchfuhren kann. Der Entfrostungsvorgang wird beendet, sobald das innerhalb der Gefriereinrichtung ange- ä sammelte Eis vollständig entfernt ist. Somit wird der Entfrostungsvorgang stets korrekt ausgeführt, und zwar unabhängig davon, wie groß die in der Gefriereinrichtung angesammelte Eismenge ist« Der obengenannte Entfrostungsvorgang beseitigt vollständig das frühere Problem einer unnötigen und nachteiligen Temperaturerhöhung im Lebensmittelfach oder einer unvollkommenen Entfernung von Eis, was bei* den herkömmlichen Verfahren zur Entfrostung unvermeidbar war. . .

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Claims

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Patentansprüche

-1) Entfrostungs-Steuereinrichtung für ein elektrisches Kühlgerät mit einem Entfrostungserhitzer, einem' (Thyristor für die Steuerung des Betriebs des Entfrostungserhitzers sowie Steuereinrichtungen für das Triggern des Thyristors, ,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen eine Spannungs-Umwandlungseinrichtung aufweisen, durch die eine parallel zur Anode und Kathode des Thyristors während dessen Sperrzustands auftretende Wechselstromspannung in eine Gleichetromspannung verwandelt wird, einem Transistor (5)» an dessen Basis die durch die Spannungs-Umwandlungseinrichtung erhaltene Gleichstromspannung angelegt wird, wobei dieser Transistor in seinen leitenden Zustand und in seinen Sperrzustand gebracht wird, wenn der Thyristor (4) sich in seinem Sperrzustand bzw. in seinem

leitenden Zustand befindet, eine Gleichstrom-Vorspannungsliefereinrichtung (6) für die Lieferung einer Gleichstrom-Vorspannung zum Transistor, mit dessen Basis ein Temperaturfühler, wie ein thermisch mit der Gefriereinrichtung gekoppelter Thermistor (7) als ein Basis-Vorspannungsteilungswiderstand verbunden ist,, wobei zwischen Basis und dem Emitter des Transistors (5) ein Schalter (13) geschaltet ist, der zum Starten des Entfrostungsvorgangs schließbar ist, und wobei der Kollektor des Transistors elektrisch mit dem Tor des Thyristors (4) verbunden ist»

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• 2) Entfrostungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sρannungs-TJmwandlungseinrichtung eine Diode (11) ist.

5) Entfrostungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (5) ein pnp-Typ ist.

4) Entfrostungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (5) ein npn-Typ

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