JP2007271168A - 着霜検出装置およびデフロスト装置 - Google Patents
着霜検出装置およびデフロスト装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007271168A JP2007271168A JP2006097764A JP2006097764A JP2007271168A JP 2007271168 A JP2007271168 A JP 2007271168A JP 2006097764 A JP2006097764 A JP 2006097764A JP 2006097764 A JP2006097764 A JP 2006097764A JP 2007271168 A JP2007271168 A JP 2007271168A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- frost
- light emitting
- emitting element
- receiving element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Defrosting Systems (AREA)
Abstract
【課題】熱交換器の着霜状態を、霜と露の判別を容易に、かつ、正確に行うことができる測定する着霜検出装置を用いて、冷凍機などの効率的なデフロスト運転を実現する。
【解決手段】被検出部材に光を照射する発光素子と、前記被検出部材からの反射光を受けてこの反射光に応じた電気信号を出力する受光素子と、この電気信号に基づいて着霜状態を判定する判定装置とを備えた着霜検出装置に於いて、前記発光素子が出射する光の中心波長が600nm以下とする。
【選択図】図1
【解決手段】被検出部材に光を照射する発光素子と、前記被検出部材からの反射光を受けてこの反射光に応じた電気信号を出力する受光素子と、この電気信号に基づいて着霜状態を判定する判定装置とを備えた着霜検出装置に於いて、前記発光素子が出射する光の中心波長が600nm以下とする。
【選択図】図1
Description
この発明は、熱交換器などに付着する霜を検出する着霜検出装置およびそれを用いたデフロスト装置に関するものである。
従来行われている熱交換器のフィンに付着する霜の検出は、過去のデータなどにより予め時間設定したタイマーにより着霜があると判断する方法や、サーミスタにより測定した外気温度と冷媒温度の差が変化した場合に着霜があるとみなした方法が存在する(例えば特許文献1)。一方、フィンに付着した霜がデフロスト運転と呼ばれるヒータの加熱運転により除去された時点の判断は、サーモスタットあるいはサーミスタにより測定した温度が一定温度に達したときをもって行い、そのときにヒータがOFFにされる。
また、光を利用するものとしては、発光素子から出た赤外光を、投光レンズを介して、熱交換器のフィンの端面等の着霜面に照射し、反射した散乱光を受光素子で受光して、その出力から着霜を検出する方法が知られており、また赤外光の代替として超音波を用いる方法も知られている(例えば特許文献2、3および4)。
また光を利用した測定の改良型として、発光素子一個と受光素子二個とした上で光路が二組となるように構成して、片方の光路の途中に透明な着霜体を備えて他方の光路には反射体を設けて、両者の差を比較して検出する方法も存在する(例えば特許文献5)。
このような着霜検出装置にあっては、タイマーによる判定方法は実際の状況においては、着霜が無いのにデフロスト運転を行ったり、逆に霜が付着しすぎて冷凍機の運転が困難になってもデフロスト運転が行われないといった問題があり、様々な状況に対応するのが困難という問題点がある。またサーモスタットあるいはサーミスタによる測定は、温度による判定であるため、着霜が無いのに着霜していると判断することがあるため、安全側の設定にせざるを得ない。また着霜の有無は検出できたとしても着霜量を測定することができず、また霜の質が変化した場合例えば雪状の霜と氷状の霜を識別することができないという問題点がある。また従来の光による検出方法は、霜と露が識別できないため、デフロスト運転を効率的に行えないという問題点や、経時的な変化で照射面が汚れた時に着霜を過大評価するため、例えば冷凍機のデフロスト運転のヒータの制御に用いる場合、霜の除去が完了しているのにヒータが発熱したままとなり、無駄が多いという問題点がある。
従ってこの発明の目的は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、着霜を正確に検出できる着霜検出装置およびそれを用いたデフロスト装置を得ることである。
この発明に係る着霜検出装置は、被検出部材に光を照射する発光素子と、この被検出部材からの反射光を受けてこの反射光に応じた電気信号を出力する受光素子と、この電気信号に基づいて着霜状態を判定する判定装置とを備えた着霜検出装置に於いて、発光素子が出射する光の中心波長が600nm以下であることを特徴とするものである。
この発明によれば、霜と露の判別が容易になって、着霜状態をより正確に知ることが可能となり、といった従来にない顕著な効果を奏するものである。
実施の形態1.
図1は本発明の着霜検出装置を用いた冷凍機1を上方から見た概略断面図である。冷凍機1の本体は冷凍庫2の内部に設置し、冷凍機1の内部に蒸発器として熱交換器3および冷媒配管4を設置し、冷媒配管4を介して放熱する機能を持つ室外機5に接続されている。具体的に図示してないが室外機5は圧縮機、凝縮器、液だめ、膨張弁で構成されている。冷凍機1は更に、送風するためのファン6、着霜を検出するセンサ7、センサ7に規定の電圧を供給しかつ出力を送るためのケーブル8、センサ7の出力に応じて着霜状態を判定する判定装置9aを有する制御装置9、加温するためのヒータ10を備えている。ファン6の動作によりa-a'の方向に空気が流れる。制御装置9はセンサに電源を供給する機能と、外部に出力を増幅し演算する機能、及びヒータ10を制御する機能を持つ。制御装置9は冷凍機1の外部に置いてもよい。センサ7はここではファン6と熱交換器3の間の熱交換器3の一面に向かって設置されている。
図1は本発明の着霜検出装置を用いた冷凍機1を上方から見た概略断面図である。冷凍機1の本体は冷凍庫2の内部に設置し、冷凍機1の内部に蒸発器として熱交換器3および冷媒配管4を設置し、冷媒配管4を介して放熱する機能を持つ室外機5に接続されている。具体的に図示してないが室外機5は圧縮機、凝縮器、液だめ、膨張弁で構成されている。冷凍機1は更に、送風するためのファン6、着霜を検出するセンサ7、センサ7に規定の電圧を供給しかつ出力を送るためのケーブル8、センサ7の出力に応じて着霜状態を判定する判定装置9aを有する制御装置9、加温するためのヒータ10を備えている。ファン6の動作によりa-a'の方向に空気が流れる。制御装置9はセンサに電源を供給する機能と、外部に出力を増幅し演算する機能、及びヒータ10を制御する機能を持つ。制御装置9は冷凍機1の外部に置いてもよい。センサ7はここではファン6と熱交換器3の間の熱交換器3の一面に向かって設置されている。
図2は図1の冷凍機1のセンサ7およびその周辺の概略側面図であり、図3は図2の概略平面図である。熱交換器3の一部であるフィン11のうちの一枚にアルミ板などを材料とする反射板12を取り付けて、光を反射する反射表面12aを設けてある。反射板12はフィン11と一体成型としてもよいし、フィン11の表面を反射表面12aとしてもよい。フィン11の延長線上にフィン11に対向してセンサ7の中心線を重ね合わせて設置し、垂直面を保つようにしてある。センサ7の内部には発光ダイオードである発光素子13aの光軸(中心軸)13pおよび受光素子15aの光軸(中心軸)15pが、反射板12を含む平面の法線16aに対し、それぞれθ11、θ12の角度で反射板12に向かい合っているように設置してある。換言すれば、発光素子13aおよび受光素子15aの反射表面12aに対する配置は、発光素子13aから出射されて反射表面12aで反射して受光素子15aによって受光される光の光路である光軸13pおよび15pが、反射表面12aの法線16aとの間に角度θ11およびθ12を持つような配置である。この時の様子を上方の方向から見た図として図3となる。受光素子15aとしては可視光から近赤外線に高感度となるフォトダイオードとした。発光素子13aの中心波長は470nmとしてある。
霜に限らずフィンに付着する物体を検出する方法としては、大別して二つの方法に分かれる。一つは初期状態つまり何も付着していないときに、フィンを鏡面体とみなして全反射とみなす条件である。すなわち角度θ11、θ12を同じとする。フィン11に何らかの物体が付着すると光の散乱が増加するに従い、受光素子15aの受光量が減少する。この減少量を測定することで検出する方法である。もう一つの方法は初期状態を反射が無い条件とする。すなわち、θ11、θ21を異なる角度として受光素子15aの受光量をほぼゼロ近くとし、フィン11に物体が付着することで散乱光が増加し受光素子15aの受光量が増加を測定する方法である。この実施の形態では、前者すなわち初期状態で受光素子15aは反射板12からの光が全反射となるように構成した。つまりθ11、θ12を共に30度と設定してある。
上に述べた冷凍機1および冷凍庫2を模擬した小型の実験装置を用いて、人工的に着霜させる実験を行った。図4はその実験結果を示すものである。発光素子13aは、380nm(紫色、半値全幅が100nm以下)、470nm(青色、半値全幅が100nm以下)、520nm(緑色、半値全幅が100nm以下)、591nm(黄色、半値全幅が100nm以下)、610nm(橙色、半値全幅が100nm以下))、630nm(赤色、半値全幅が100nm以下)、950nm(赤外、半値全幅が100nm以下)、1200nm(赤外、半値全幅が100nm以下)の発光ダイオードに付け替えて、同じ条件で実験を行った。発光ダイオードの視野角は25〜30度の範囲に入るものを選定した。反射表面12aとしてアルミニウム99%以上含有のアルミ板を反射板12として用いた。この時の周辺温度は28℃、相対湿度は65%であった。センサ7の出力値は0分時の測定値、すなわち全反射の条件における出力値で除算することにより規格化した。
図4から明らかな通り、実験では0分時において冷却を開始してしばらくして、反射板12の表面に露が付着した。3分を超えると、霜の付着が始まった。さらに冷却を続けて10分時に冷却を停止させ、ヒータ10で加温すると1分以内に霜が露に変化した。時間が経過するにつれて、センサ7の出力値が変化していく様子が認められる。図4から明らかなように波長が短いほど縦軸である「出力値/0分時の出力値」の変動が大きい結果となった。また時間の経過とともに霜の厚さが大きくなっているのが目視で確認されたが、図4の実験結果でそれを裏付けるものとして、時間が経つにつれて「出力値/0分時の出力値」は上昇していることが分かった。次に3分時を露付着時とし、10分時を霜付着時とみなして、霜の出力値と露の出力値の比の波長による変化を図5に示す。図から明らかなように、600nm以下で霜と露が判別できており、500nm以下であればさらに良好に区別可能であることが分かる。
このようにこの発明の着霜検出装置は、フィン11あるいは反射板12である着霜する部材(被検出部材)に光を照射する発光素子13aと、着霜する部材の反射表面12aからの反射光を受けてこの反射光に応じた電気信号S1を出力する受光素子15aと、この電気信号S1に基づいて着霜状態を判定する制御装置9内の判定装置9aとを備えていて、発光素子13aが出射する光の中心波長が600nm以下である。この構成により、霜と露の区別が容易になり、霜の状態に応じた出力値を高いSN比で得ることが可能となる。
また、発光素子13aが出射する光の中心波長は500nm以下とするのが望ましい。また、フィン11あるいは反射板12である着霜する部材(11、12)の光の反射表面12aの法線16aに対する発光素子13aの光軸13pの角度θ11と、反射表面12aの法線16aに対する受光素子15bの光軸15pの角度θ12とが共に15度であるのが望ましい。
以上の結果は以下のように説明される。実験開始前は光は反射表面12aにより全反射されるが、冷却に従って露や霜が反射表面12aに付着すると散乱現象による影響を受けるため、一部の光のみが受光素子15aに到達する。露や霜の表面は微小な凹凸となっているため、露や霜の散乱度合いは波長の違いにより反射の状態が異なる。実験では紫の波長である380nmまでしか実行していないが、これより短波長である紫外線ではより明確な結果となることは容易に推測することができる。現在では紫外領域の発光ダイオードの光出力が小さいものが多く、かつ高価であることが知られている。従って必要とする性能に応じて発光素子の波長を決めるのが望ましい。すなわち家電製品など低コストが要求されるものについては緑の発光ダイオード、性能が要求される場合は紫外、紫または青の発光ダイオードを用いるのが望ましい。
また使用した発光ダイオードの波長は、発光スペクトルの中心波長を示すが、この値である必要が無いことは言うまでも無い。
なお、発光素子13aはここでは発光ダイオードを用いたが、光を発するものであれば何でもよく、例えばレーザーダイオード、キセノンランプ、ハロゲンランプなどでもよい。受光素子15aについてもフォトダイオード以外に、発光ダイオード、フォトマルチプライヤー、CCDなどでもよい。発光素子13aに白色の発光ダイオードやキセノンランプなどスペクトル分布が広い素子を用いる場合は、それぞれ異なる狭い波長域の光のみを通したり反射するデバイス、例えばバンドパスフィルタと、それぞれに光を通したり遮閉可能なシャッターを組み合わせたものを用いたりすることも可能である。シャッターを順次開いていくことによって、上記の発光ダイオードの場合と同様な効果が得られた。また発光素子13aと受光素子15aを反射板12の近傍に置くのではなく、光ファイバなどの導光材を介しても同様の結果が得られた。
ところで、センサ7の位置はこの実施の形態では熱交換器のファン側に設置したが、図6に示すように側面側でもよいし、図7に示すように熱交換器3のファン6の側の反対側の面と向かい合わせに設置してもよい。また上下方向についても制約は無いが、熱交換器3の着霜は温度条件によって場所の偏在性があるため、もっとも着霜しやすい場所の近傍に設置するのが効果的である。
運転動作については以下のとおりである。冷凍機1の動作に従い、フィン11と反射板12の反射表面12aに霜が次第に付着するが、センサ7からの電気信号S1の大きさが予め定めた値(閾値Aとする)を超えたときにデフロスト運転を開始する。デフロスト運転時には冷却を停止し、ヒータ10で発熱することにより熱交換器3を加熱する。加温するに従いフィン11と反射板12の表面に付着した霜は融け、センサ7からの電気信号S1の大きさが次第に低下する。その後センサ7からの電気信号S1がある一定値(閾値Bとする)を下回ったときに除霜が完了したと判断し、ヒータ10による加熱を停止させてデフロスト運転を終了させ、通常の冷却運転に戻る。なお閾値Aと閾値Bは従来の光による検出方法に示すような着霜の有無を判別するための値ではないので、同じ値である必要性は無い。
ここではヒータ10により加熱する方法でデフロスト運転を実施したが、その代わりに熱交換器3を放熱側とし室外機5内の熱交換器(図示なし)を冷却側とする、いわゆるリバース運転で加熱する方法や、圧縮機から出た高温・高圧のガスを熱交換器3に導くホットガスで加熱する方法もあり、いずれを用いても同様な結果が得られる。また、冷凍庫2の庫内温度が0℃より高い場合は、単に冷媒を流すことを止め、周囲空気で霜を融かすオフサイクルデフロストを用いても、同様の効果が得られる。
これにより熱交換器3に付着した霜を確実かつ必要最小限の加熱時間により除去することで、従来よりも効率的で省エネルギーとなるデフロスト運転が可能となる。
実施の形態2.
図8乃至10に示す本発明の着霜検出装置に於いては、センサ7とフィン11との位置関係が図2に示すものと相違しており、特に着霜する部材であるフィン11あるいは反射板12の光の反射表面12aの法線16aに対する発光素子13aの光軸13pの角度θ11が、受光素子15aの光軸15pの角度θ12よりも大きく設定されている。図9に示す例では、着霜する部材(フィン11)の光の反射表面12aの法線16aに対する発光素子13aの光軸13pの角度θ11が30度であり、受光素子15aの光軸15pの角度θ12が15度である。このような構成の場合、フィン11の反射表面12aに霜が付着していない初期状態では、反射表面12aに照射された光は法線16aの反対側に反射する。このとき受光素子15aに到達する反射光がほとんど無いため、受光素子15aからの出力値はゼロに近い。冷凍機を運転するに従ってフィン11と反射板12に霜が付着すると、反射表面12aからの乱反射の光が多くなるため受光素子15aに光が到達し始め、受光素子15aの出力値が上昇する。
図8乃至10に示す本発明の着霜検出装置に於いては、センサ7とフィン11との位置関係が図2に示すものと相違しており、特に着霜する部材であるフィン11あるいは反射板12の光の反射表面12aの法線16aに対する発光素子13aの光軸13pの角度θ11が、受光素子15aの光軸15pの角度θ12よりも大きく設定されている。図9に示す例では、着霜する部材(フィン11)の光の反射表面12aの法線16aに対する発光素子13aの光軸13pの角度θ11が30度であり、受光素子15aの光軸15pの角度θ12が15度である。このような構成の場合、フィン11の反射表面12aに霜が付着していない初期状態では、反射表面12aに照射された光は法線16aの反対側に反射する。このとき受光素子15aに到達する反射光がほとんど無いため、受光素子15aからの出力値はゼロに近い。冷凍機を運転するに従ってフィン11と反射板12に霜が付着すると、反射表面12aからの乱反射の光が多くなるため受光素子15aに光が到達し始め、受光素子15aの出力値が上昇する。
また、ここではフィン11の前面側に設置したが、実施の形態1と同様に図6に示すフィン11の側面に面してセンサ7を設置してもよい。また反射板12は必ずしも必要とではなく、フィン11の端面に直接光を照射してもよい。この場合はフィン11に付着した霜が奥行き方向に厚くなるほど反射光が多くなる。実施の形態1は全反射光の光の減少量を測定しているのに対し、本実施の形態では乱反射光の増加を測定する点が異なる。両者を比較すると、後者については着霜量が少ない場合には反応性がよくなるため、着霜量が少ない場合の測定に有利である。ただしこの場合、初期状態すなわちバックグラウンド状態を安定して設定することが要求されるため、設置状況に応じて使い分けることが必要である。
図8には、角度θ11、θ12を変化させた場合の受光素子15aの出力値の変化を実験により調べた結果をグラフにして示す。図8のグラフは、条件1としてθ11を0度、θ12を30度、条件2としてθ11を30度、θ12を0度、条件3としてθ11を30度、θ12を60度、条件4としてθ11を60度、θ12を30度として、計4つの条件で、着霜あるいは結露の有無による出力値の大きさの変化の割合の測定実験を行った結果を図8に示す。前述のようにこの実施の形態では、初期状態は反射光による受光量がほとんどゼロに近く、着霜あるいは結露と共に受光量が増加するため、実施の形態1で用いた「出力値/0分時の出力値」の逆数である「0分時の出力値/出力値」で評価した。実施の形態1の実験と同様に、3分時を露が付着しているときの出力値とし、10分時を霜が付着しているときの出力値として計算した。実験結果から条件2および条件4の場合に露と霜の区別が容易であり、霜付着時の「0分時の出力値/出力値」が大きいことが分かるが、これらの条件はいずれも角度θ11が角度θ12よりも大きい場合である。このように設定することで、露と霜の区別が容易となり、着霜を効率的に検出できる。従って着霜と結露とを区別してデフロスト運転をする場合には、例えば発光素子13aの光軸13pの角度θ11を30度、受光素子15aの光軸の角度θ12を0度とすると良い結果が得られる。
実際の熱交換器3に設置する場合は、図9に示すようにフィン11の端面に向けて照射する方法と、図10に示すようにフィン11の側面部分に向けて照射する方法の二通りが考えられるが、いずれも角度θ11を角度θ12よりも大きくすることが着霜検出の高感度化のために効果的である。
運転動作については基本的には実施の形態1と同じであるが、実施の形態1とは逆に、初期状態は反射による受光が全く無い条件で着霜に従って反射による受光が増加するため、霜の付着量が増加するとセンサ7の出力値が増大する。従って実施の形態1の閾値Aとは異なる閾値A’、閾値Bとは異なる閾値B’を設定して判断する点は異なるが、他は同様である。
また効果についても、実施の形態1と同様に熱交換器3に付着した霜を結露と区別して確実かつ必要最小限の加熱時間により除去することで、従来よりも効率的で省エネルギーとなるデフロスト運転が可能となる。
実施の形態3.
図11に示す着霜検出装置に於いては、センサ7の内部に発光素子13aと同じ発光ダイオードを用いた第2の発光素子13bを追加されている。受光素子15aを間にして発光素子13aと第2の発光素子13bとが両側に配置されている。発光素子13aの光軸13paが反射板12の反射表面12aの平面の法線16aに対して角度θ11となり、第2の発光素子13bの光軸13pbが反射板12の反射表面12aの平面の法線16bに対して角度θ21の角度となるようにしてある。
図11に示す着霜検出装置に於いては、センサ7の内部に発光素子13aと同じ発光ダイオードを用いた第2の発光素子13bを追加されている。受光素子15aを間にして発光素子13aと第2の発光素子13bとが両側に配置されている。発光素子13aの光軸13paが反射板12の反射表面12aの平面の法線16aに対して角度θ11となり、第2の発光素子13bの光軸13pbが反射板12の反射表面12aの平面の法線16bに対して角度θ21の角度となるようにしてある。
また受光素子15aは反射板12からの光が全反射となるように構成する。すなわち、発光素子13aからの光は光路15paを通って、法線16aに対して角度θ12で受光素子15aに入射し、第2の発光素子13bからの光は光路15pbを通って、法線16bに対して角度θ22で受光素子15aに入射するようにしてある。ここで、角度θ11とθ12、および角度θ21とθ22はそれぞれ同じ角度になるようにしてある。図示の例ではθ11とθ12、θ21とθ22は30度と設定されている。
発光素子13aの光の中心波長は470nmとし、第2の発光素子13bの光の中心波長は赤外線である950nmと設定した。青の波長である470nmは霜と露の判別に有利であるが、一方でセンサの周辺雰囲気で蒸気や霜が浮遊している場合は短波長の光が吸収されてしまい、反射板12まで十分に届かず測定値のSN比が悪化し、霜の検出自体が困難となる。この現象は外気温度と庫内温度が著しく異なる場合や、デフロスト終了時において庫内の相対湿度が100%近くになると起こる。このような場合に於いても、第2の発光素子13bからの赤外線である950nmの光による検出で補完して正確な検出を行うことができる。
運転動作については実施の形態1と同様な運転動作であり、異なる点を以下に記す。フィン11の表面(反射表面12a)に霜が付着したときに、発光素子13aから発せられる470nmの可視光による受光素子15aの出力値が閾値Aを超えたときにデフロスト運転を開始する。第2の発光素子13bから発せられる950nmの光による受光素子15aの出力値がある一定値、閾値Dを下回ったときにデフロスト運転の終了時とし、ヒータ10による加熱を停止させ、その後通常の冷却運転に戻る。閾値Dについては実施の形態1および2の閾値Bとは波長が異なるため、別の値となる。実施の形態2で述べているように、発光素子13aの出射光は可視光であるため、白色のゴミや埃が混入した場合の出力値が白色のゴミや埃が付着してない場合よりも低くなるため、この影響によりデフロスト運転が早めに終了してしまって霜が残存するような運転をすることを防ぐことができる。よって、より安全側に霜を除去することができる効果がある。
また本実施の形態では互いに波長が異なる光を発生する2個の発光ダイオードを用いたが、波長が異なる3個以上の発光ダイオード、例えば青(470nm)、黄色(591nm)、赤外線(950nm)を用いてもよい。除霜直後の蒸気が非常に多い状態の時は、青の光は蒸気の粒子により散乱されやすいため反射板12まで十分に届かず測定値のSN比が悪化するが、黄色の光の測定で補完することができる。従って2個の場合よりも更に高精度に霜と露の判別が可能となる。
実施の形態4.
この実施の形態では構成については実施の形態3と同様であるが、運転動作が異なる。即ち、デフロスト運転として二つの方式、すなわちデフロスト運転モード1およびデフロスト運転モード2を併用する。
この実施の形態では構成については実施の形態3と同様であるが、運転動作が異なる。即ち、デフロスト運転として二つの方式、すなわちデフロスト運転モード1およびデフロスト運転モード2を併用する。
通常のデフロスト運転モード1では、発光素子13aから発せられる470nmの可視光による受光素子15aの出力値が閾値Aを超えたときにデフロスト運転を開始し、受光素子15aの出力値が閾値Bを下回ったときにデフロスト運転の終了時としてヒータ10による加熱を停止させ、その後通常の冷却運転に戻る。
一方、デフロスト運転モード2は例えばデフロスト運転モード1の5回実施した次のデフロスト運転の時に実施するものであり、第2の発光素子13bから発せられる950nmの光による受光素子15aの出力値が予め定めた値(閾値Cとする)を超えたときにデフロスト運転を開始し、受光素子15aの出力値がある一定値(閾値Dとする)を下回ったときにデフロスト運転の終了時とする。
デフロスト運転モード1の発光素子13aは可視光であるため、白色のゴミや埃が混入した場合には出力値が、白色のゴミや埃が存在しない状況よりも低くなるため、この影響によりデフロスト運転が早めに終了し、霜が熱交換器に残存することがある。しかしながら、このようにデフロスト運転モード1とデフロスト運転モード2を併用することで、より効果的に霜を除去することができる効果がある。
なお、デフロスト運転モード1とデフロスト運転モード2の回数の比は任意でよいが、5:1〜20:1程度が適当である。またこの実施の形態では発光素子13aと13bは同時に点灯させないように構成したが、それぞれ異なる狭い波長域の光のみを通したり反射するデバイス、例えばバンドパスフィルタとそれぞれに光を通したり遮閉可能なシャッターを組み合わせたものを用いることで、同時に点灯させるよう構成してもよい。なおこのデバイスは、発光素子13a、13bと反射板12の間、または反射板12と受光素子15aの間、のいずれかに設置すればよい。
運転動作と効果は実施の形態3と同様である。
実施の形態5.
図12にはこの発明の着霜検出装置のセンサ7およびその周辺を概略側面断面図で示す。図2と比較して相違している点は、受光素子15aと第2の受光素子15bとが設けられ、反射表面12aに白色板17が設けられていることである。受光素子15aと同様の第2の受光素子15bは、センサ7内で発光素子13aと受光素子15aとの間に設けられていて、受光素子15aと並列にケーブル8に接続されている。また反射板12の一部に断面が三角形状の白色板17が設置されていて、発光素子13aからの光の一部が白色板17から全反射で、第2の受光素子15bに入射するように配置してある。第2の受光素子15bは受光素子15aと同じフォトダイオードでよい。白色板17は霜が熱交換器3のフィン11を覆うように付着した場合に相当した状態を模擬するものであって、酸化アルミニウムなど丈夫で温度変化にも変形しにくい材質のものを用いる。
図12にはこの発明の着霜検出装置のセンサ7およびその周辺を概略側面断面図で示す。図2と比較して相違している点は、受光素子15aと第2の受光素子15bとが設けられ、反射表面12aに白色板17が設けられていることである。受光素子15aと同様の第2の受光素子15bは、センサ7内で発光素子13aと受光素子15aとの間に設けられていて、受光素子15aと並列にケーブル8に接続されている。また反射板12の一部に断面が三角形状の白色板17が設置されていて、発光素子13aからの光の一部が白色板17から全反射で、第2の受光素子15bに入射するように配置してある。第2の受光素子15bは受光素子15aと同じフォトダイオードでよい。白色板17は霜が熱交換器3のフィン11を覆うように付着した場合に相当した状態を模擬するものであって、酸化アルミニウムなど丈夫で温度変化にも変形しにくい材質のものを用いる。
このように構成した着霜検出装置に於いて、デフロスト運転が終了した時点で、反射板12の反射表面12aからの反射光が入光する受光素子15aの出力をゼロ出力とし、白色板17からの反射光が入光する第2の受光素子15bの出力をリファレンス出力(基準出力)とし、定期的に閾値A、閾値Bの値を変更することができる。具体的には、汚れ、塵、異物等が反射表面12aに付着した場合にはゼロ出力が上がるので、閾値A、Bともにそれに相応して値を上げるのである。リファレンス出力が低下した場合には、閾値A、Bともにそれに相応して値を下げる操作を制御装置9において自動的に演算して行う。
このような構成により、センサ7の表面や反射板12にゴミや埃が付着しても、デフロスト運転に影響を少なくすることができ、効率的なデフロスト運転を持続させることが可能となる。
実施の形態6.
また、白色板17の白色を汚れから保護して維持するために、白色板17の表面に酸化チタンなどの光触媒を表面コーティングし、発光素子13aとして波長380nmの光を発生する発光ダイオードを用いることもできる。光触媒は紫外光が照射されると、発生したOHラジカルなどにより表面付近の有機物などの汚れを分解し、白色板17の白色の度合いを保つ作用がある。また表面状態が超親水性となるため、仮に白色板に露が付着しても水は薄い膜となるため、リファレンス校正時に影響を及ぼさない。従って長期的に安定したリファレンス状態を確保し、着霜を安定して測定できるという効果がある。なお光触媒は、表面コーティング以外にも、白色板17に予め光触媒を加えて成型したものを用いることによっても同様な効果が得られる。
また、白色板17の白色を汚れから保護して維持するために、白色板17の表面に酸化チタンなどの光触媒を表面コーティングし、発光素子13aとして波長380nmの光を発生する発光ダイオードを用いることもできる。光触媒は紫外光が照射されると、発生したOHラジカルなどにより表面付近の有機物などの汚れを分解し、白色板17の白色の度合いを保つ作用がある。また表面状態が超親水性となるため、仮に白色板に露が付着しても水は薄い膜となるため、リファレンス校正時に影響を及ぼさない。従って長期的に安定したリファレンス状態を確保し、着霜を安定して測定できるという効果がある。なお光触媒は、表面コーティング以外にも、白色板17に予め光触媒を加えて成型したものを用いることによっても同様な効果が得られる。
1 冷凍機、2 冷凍庫、3 熱交換器、4 冷媒配管、5 室外機、6 ファン、7 センサ、8 ケーブル、9 制御装置、9a 判定装置、10 ヒータ、11、12 被検出部材、11 フィン、12 反射板、12a 反射表面、13a 発光素子、13b 第2の発光素子、13p 光軸、15a 受光素子、15b 第2の受光素子、15p 光軸、16a、16b 法線、17 白色板、θ11、θ12、θ21、θ22 角度。
Claims (12)
- 被検出部材に光を照射する発光素子と、前記被検出部材からの反射光を受けてこの反射光に応じた電気信号を出力する受光素子と、この電気信号に基づいて着霜状態を判定する判定装置とを備えた着霜検出装置に於いて、
前記発光素子が出射する光の中心波長が600nm以下であることを特徴とする着霜検出装置。 - 前記発光素子が出射する光の中心波長が500nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の着霜検出装置。
- 前記被検出部材の光の反射表面の法線に対する前記発光素子の光軸の角度と、前記受光素子の光軸の角度とが共に15度であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の着霜検出装置。
- 前記被検出部材の光の反射表面の法線に対する前記発光素子の光軸の角度が、前記受光素子の光軸の角度よりも大きいことを特徴とする請求項1あるいは2に記載の着霜検出装置。
- 前記被検出部材の光の反射表面の法線に対する前記発光素子の光軸の角度が30度であり、前記受光素子の光軸の角度が0度であることを特徴とする請求項4に記載の着霜検出装置。
- 中心波長が赤外線である第2の光を前記被検出部材に照射する第2の発光素子を備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の着霜検出装置。
- 前記受光素子は前記発光素子からの光の反射光および前記第2の発光素子からの第2の光を選択的に受けて前記電気信号あるいは第2の電気信号を発生し、前記判定装置は前記電気信号が第1の閾値よりも大きいときに着霜発生と判定し、前記第2の電気信号が前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値よりも小さいときに着霜解消と判定することを特徴とする請求項6に記載の着霜検出装置。
- 請求項6あるいは7に記載の着霜検出装置を用いて着霜する部材のデフロストを行うデフロスト装置であって、
前記着霜する部材を加熱してデフロストする発熱部と、
この発熱部の作動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記発光素子の光による前記受光素子の電気信号に応じて前記発熱部を発熱させる第1のデフロスト運転モードと、前記第2の発光素子の光による前記受光素子の第2の電気信号に応じて前記発熱部を発熱させる第2のデフロスト運転モードとを持つことを特徴とするデフロスト装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の着霜検出装置を用いてデフロストを行うデフロスト装置であって、
前記発光素子の光による前記受光素子の出力からデフロスト運転開始の判断とし、前記第2の発光素子の光の前記受光素子の出力を、デフロスト運転終了の判断として用いることを特徴とする請求項8に記載のデフロスト装置。 - 前記被検出部材上に設けられた白色の第2の反射表面と、この第2の反射表面からの反射光を受けてこの反射光に応じた第3の電気信号を出力する第2の受光素子とを備え、前記判定装置は前記第3の電気信号を基準値として着霜状態の判定を行うたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の着霜検出装置。
- 前記第2の反射表面に光触媒を含んだ材料を塗布し、前記発光素子の発生する光の中心波長が450nm以下であることを特徴とする請求項10に記載の着霜検出装置。
- 前記第2の反射表面に光触媒を含んだ材料を塗布し、前記発光素子の発生する光の中心波長が400nm以下であることを特徴とする請求項11に記載の着霜検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006097764A JP2007271168A (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | 着霜検出装置およびデフロスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006097764A JP2007271168A (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | 着霜検出装置およびデフロスト装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007271168A true JP2007271168A (ja) | 2007-10-18 |
Family
ID=38674159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006097764A Pending JP2007271168A (ja) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | 着霜検出装置およびデフロスト装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007271168A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009117137A2 (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-24 | Clear Coil, Inc. | Optical frost detector with gas blow off |
JP2010060177A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍装置及び空気調和装置 |
JP2011043263A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | 冷蔵庫 |
KR101085691B1 (ko) * | 2009-09-02 | 2011-11-22 | (주)헤스코 | 서리 착상 감지 장치 및 방법 |
WO2011148413A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | 三菱電機株式会社 | 冷凍空調装置 |
ITRM20100467A1 (it) * | 2010-09-03 | 2012-03-04 | Claudio Bocchini | Sistema di sbrinamento, in particolare per un evaporatore, e impianto di raffreddamento utilizzante tale sistema di sbrinamento. |
WO2015030369A1 (ko) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 주식회사 신진에너텍 | 적외선 발광다이오드 감지센서를 이용한 냉동시스템 증발기의 제상장치 |
KR101499499B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2015-03-06 | 주식회사 신진에너텍 | 발광다이오드 적외선 감지센서를 이용한 냉동시스템 증발기의 제상장치 |
EP3339774A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-27 | Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. | Light based ice detection unit, refrigerator with ice detection unit and method for defrosting of a refrigerator |
WO2018162273A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Arcelik Anonim Sirketi | A cooling device |
CN112595014A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 安徽新华学院 | 冰箱霜层检测系统及其使用方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57145982U (ja) * | 1981-03-11 | 1982-09-13 | ||
JPS588972A (ja) * | 1981-07-09 | 1983-01-19 | 三菱電機株式会社 | 除霜制御装置 |
JPS5828967A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-21 | シャープ株式会社 | 霜センサ |
JPS5828966A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-21 | 三菱電機株式会社 | 除霜制御装置 |
JPH11325700A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-26 | Tdk Corp | 着霜センサ |
JP2001356048A (ja) * | 1991-05-10 | 2001-12-26 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 光センサ装置 |
JP2003287355A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷蔵庫 |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006097764A patent/JP2007271168A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57145982U (ja) * | 1981-03-11 | 1982-09-13 | ||
JPS588972A (ja) * | 1981-07-09 | 1983-01-19 | 三菱電機株式会社 | 除霜制御装置 |
JPS5828966A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-21 | 三菱電機株式会社 | 除霜制御装置 |
JPS5828967A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-21 | シャープ株式会社 | 霜センサ |
JP2001356048A (ja) * | 1991-05-10 | 2001-12-26 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 光センサ装置 |
JPH11325700A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-26 | Tdk Corp | 着霜センサ |
JP2003287355A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷蔵庫 |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009117137A3 (en) * | 2008-03-21 | 2009-12-10 | Clear Coil, Inc. | Optical frost detector with gas blow off |
WO2009117137A2 (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-24 | Clear Coil, Inc. | Optical frost detector with gas blow off |
JP2010060177A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍装置及び空気調和装置 |
JP2011043263A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | 冷蔵庫 |
KR101085691B1 (ko) * | 2009-09-02 | 2011-11-22 | (주)헤스코 | 서리 착상 감지 장치 및 방법 |
US9574816B2 (en) | 2010-05-26 | 2017-02-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigerating and air-conditioning apparatus |
WO2011148413A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | 三菱電機株式会社 | 冷凍空調装置 |
JP5490234B2 (ja) * | 2010-05-26 | 2014-05-14 | 三菱電機株式会社 | 冷凍空調装置 |
US10222115B2 (en) | 2010-05-26 | 2019-03-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigerating and air-conditioning apparatus |
ITRM20100467A1 (it) * | 2010-09-03 | 2012-03-04 | Claudio Bocchini | Sistema di sbrinamento, in particolare per un evaporatore, e impianto di raffreddamento utilizzante tale sistema di sbrinamento. |
WO2015030369A1 (ko) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 주식회사 신진에너텍 | 적외선 발광다이오드 감지센서를 이용한 냉동시스템 증발기의 제상장치 |
CN105579798A (zh) * | 2013-08-26 | 2016-05-11 | 株式会社新进Enertec | 使用红外线发射二极管传感器对制冷系统的蒸发器除霜的设备 |
US9657983B2 (en) | 2013-08-26 | 2017-05-23 | Sinjin Enertec Co., Ltd. | Apparatus for defrosting evaporator in refrigeration system using infrared emitting diode sensor |
CN105579798B (zh) * | 2013-08-26 | 2018-04-17 | 株式会社 新进Enertec | 使用红外线发射二极管传感器对制冷系统的蒸发器除霜的设备 |
KR101499499B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2015-03-06 | 주식회사 신진에너텍 | 발광다이오드 적외선 감지센서를 이용한 냉동시스템 증발기의 제상장치 |
EP3339774A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-27 | Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. | Light based ice detection unit, refrigerator with ice detection unit and method for defrosting of a refrigerator |
WO2018162273A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Arcelik Anonim Sirketi | A cooling device |
CN112595014A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 安徽新华学院 | 冰箱霜层检测系统及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007271168A (ja) | 着霜検出装置およびデフロスト装置 | |
JP4518463B2 (ja) | 基板の熱処理方法および熱処理装置 | |
ES2263234T3 (es) | Dispositivo de aviso de fugas de refrigerante. | |
US7995195B2 (en) | Method of optically monitoring the progression of a physical and/or chemical process taking place on a surface of a body | |
JPH04505808A (ja) | 走行路表面状態を検出する方法 | |
US4578959A (en) | Method and apparatus for detecting and controlling the formation of ice or frost | |
AU2020373988B2 (en) | Gas detector and leakage-gas detection system | |
JP5377606B2 (ja) | 着霜検出装置 | |
CN109405179A (zh) | 空调系统及空调系统的控制方法 | |
KR20160012467A (ko) | 차량용 램프의 제어장치 | |
US6362488B1 (en) | Light source and method for carrying out leak detection inspections | |
JP2006010697A (ja) | ガスセンサ構造内の結露防止方法 | |
BR112013022140B1 (pt) | refrigerador | |
US11543348B2 (en) | Condensation prevention in an aspirating smoke detection system | |
US20020000088A1 (en) | System for determining the effectiveness of a catalytic coating on a catalytic converter in a motor vehicle | |
TWI701425B (zh) | 用於晶圓溫度量測的腔室和光學裝置,及用於量測基板的溫度的方法 | |
KR101085691B1 (ko) | 서리 착상 감지 장치 및 방법 | |
JP2006269596A (ja) | フラッシュランプ発光装置 | |
JPH0324438A (ja) | エンジンオイルの劣化検出方法 | |
TWI589823B (zh) | refrigerator | |
JPH07260295A (ja) | 表面状態制御装置 | |
JP2010060484A (ja) | 気体セル、気体サンプル室、及び、濃度測定装置 | |
KR100900184B1 (ko) | 광투과식 매연측정장치 | |
ES2713268T3 (es) | Procedimiento para la medición simultánea del grosor y de la temperatura de una capa de óxido | |
CN106471346A (zh) | 灯具和温度控制的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071001 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100622 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101109 |