JP2011231991A - 着霜検出器及び着霜判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる着霜検出器及び当該着霜検出器を備えた着霜判定装置を提供する。
【解決手段】着霜判定装置は着霜検出器１とμＣＯＭを備えている。着霜検出器１は本体部５と第１の感温素子６と第２の感温素子７を備えている。本体部５はエバポレータ２の配管３に取り付けられるケース９と基板部材１０と充填部材１１を備えている。基板部材１０はケース９内に収容されている。充填部材１１はケース９内に充填されている。感温素子６，７は基板部材１０の互いに間隔をあけた第１基板部材２２に取り付けられている。第１基板部材２２間には第２基板部材２３が設けられている。感温素子６，７の配管３からの距離Ｄ１，Ｄ２は互いに異なる。μＣＯＭは感温素子６，７が検出した温度を示す情報に基づいてエバポレータ２に霜が付着したか否かを判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷蔵庫などの冷凍サイクルを利用した装置の冷却器に霜が付着しているか否かを熱流束の変化を利用して検出する着霜検出器及び当該着霜検出器を備えた着霜判定装置に関する。

従来、冷蔵庫では、熱交換器の冷却用パイプや冷却フィンの表面への着霜が当該熱交換器の冷却効率を低下させ、これを放置したまま運転を続ければ、消費エネルギーの効率を著しく低下させて不経済になるだけでなく故障の原因ともなる。このために、冷蔵庫では、一定時間冷却器を動作させてその積算時間が所定の時間に達すると、除霜ヒータを動作させて除霜を行い、一定時間経過した後にヒータへの通電を終了させる方法が一般的に行われている。しかしながら、この方法では、冷却器に霜が付着していない場合でも除霜ヒータを動作が働いてしまい、無駄な電力を消費することもあった。また、近年ＣＯ₂などの過剰な温室効果ガスの排出により地球温暖化が問題視されていることもあり、従来よりも省エネルギでエネルギ効率の高い冷蔵庫が望まれている。そこで、本発明の出願人は、一定時間冷却器を動作させてその積算時間が所定の時間に達すると、除霜ヒータを動作させて除霜を行う従来の方式に換えて、冷却器としてのエバポレータに霜が付着しているか否かを検出する着霜判定装置（例えば、特許文献１参照）を提案している。

特許文献１などに示された着霜判定装置は、着霜検出器と、判定手段としてのμＣＯＭとを備えている。着霜検出器は、前記エバポレータに取り付けられる本体部と、この本体部に取り付けられた第１の検出部と、前記本体部に取り付けられかつ前記第１の検出部と別体の第２の検出部とを備えている。

本体部は、金属から構成されかつエバポレータに取り付けられたケースを備えている。第１の検出部は、温度を検出する第１の感温センサと、この第１の感温センサを収容しかつ内部が密閉された第１のケース部材とを備えている。第１のケース部材は、本体部と同様に金属から構成されているとともに、本体部のケースに取り付けられている。第１の検出部の第１の感温センサは、本体部のケース及び第１のケース部材を介して伝わったエバポレータの温度を検出する。

第２の検出部は、温度を検出する第２の感温センサと、この第２の感温センサを収容した第２のケース部材とを備えている。第２のケース部材は、本体部と同様に金属から構成されているとともに、本体部のケースに取り付けられている。第２のケース部材は、複数の開口部が設けられて、当該開口部を通して雰囲気が出入り自在となっている。第２の検出部の第２の感温センサは、第２のケース部材に設けられた開口部を通して出入りする雰囲気の温度を検出する。

μＣＯＭは、前記本体部のケース内に収容されており、前記第１の感温センサと前記第２の感温センサに接続して、これらが検出した温度を示す情報が入力する。さらに、μＣＯＭは、前記温度を示す情報に基づいて、エバポレータに霜が付着しているか否かを判定する。μＣＯＭは、エバポレータに霜が付着していると判定すると、冷蔵庫全体の制御を司る制御装置に当該霜が付着したことを示す情報を出力する。

前述した構成の着霜判定装置は、前記μＣＯＭが、前記第１の感温センサの検出したエバポレータの温度と前記第２の感温センサの検出した雰囲気の温度とが等しくなると、エバポレータに霜が付着したと判定する。そして、着霜判定装置は、前記μＣＯＭが、冷蔵庫全体の制御を司る制御装置に当該霜が付着したことを示す情報を出力する。すると、冷蔵庫全体の制御を司る制御装置が、前記霜を溶かすヒータなどを駆動して、当該霜を溶かす。

特開平１１−６３７９１号公報

前述した特許文献１に示された着霜判定装置の着霜検出器は、互いに別体の第１の検出部と第２の検出部を設けているために、大型化する傾向であった。また、本体部に加えて、互いに別体の第１の検出部と第２の検出部のそれぞれがケース部材などを備えているために、部品点数が増加し、コストが高騰する傾向であった。

したがって、本発明の目的は、小型化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる着霜検出器及び当該着霜検出器を備えた着霜判定装置を提供することにある。

前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の着霜検出器は、冷却器に取り付けられる本体部と、前記本体部に取り付けられかつ前記冷却器から第１の距離となる位置に設けられた第１の感温素子と、前記本体部に取り付けられかつ前記冷却器から前記第１の距離と異なる第２の距離となる位置に設けられた第２の感温素子と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の着霜検出器は、請求項１に記載の着霜検出器において、前記本体部が前記冷却器の配管に取り付けられ、かつ、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とが前記配管の断面における径方向に並ぶ位置に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の着霜検出器は、請求項１または請求項２に記載の着霜検出器において、前記本体部が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた取付部材を備え、前記取付部材が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とのそれぞれを取り付けた一対の第１取付部材と、前記第１取付部材同士を連結しかつ当該第１取付部材を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成された第２取付部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項４に記載の本発明の着霜検出器は、請求項１または請求項２に記載の着霜検出器において、前記本体部が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた取付部材を備え、前記取付部材が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた部分の幅よりも、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子との間の部分の幅が狭く形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の本発明の着霜検出器は、請求項１または請求項２に記載の着霜検出器において、前記本体部が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた取付部材を備え、前記取付部材が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子との間の部分が波状に湾曲していることを特徴としている。

請求項６に記載の本発明の着霜検出器は、請求項３ないし請求項５のうちいずれか一項に記載の着霜検出器において、前記本体部が、前記取付部材を収容し、かつ前記冷却器に取り付けられるとともに、前記第１取付部材を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成された収容部材を備えたことを特徴としている。

請求項７に記載の本発明の着霜検出器は、請求項６に記載の着霜検出器において、前記収容部材内に充填されることで、取付部材を前記収容部材内に固定する充填部材を備えたことを特徴としている。

請求項８に記載の本発明の着霜判定装置は、請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の着霜検出器と、前記第１の感温素子が検出した温度を示す情報と前記第２の感温素子が検出した温度を示す情報とに基づいて前記冷却器に霜が付着したか否かを判定する第１判定手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項９に記載の本発明の着霜判定装置は、請求項８に記載の着霜判定装置において、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とのうち前記冷却器寄りの一方が検出した温度を示す情報に基づいて、前記冷却器に付着した霜が溶けたか否かを判定する第２判定手段を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の本発明の着霜検出器によれば、第１の感温素子を第２の感温素子とを同一の本体部に取り付けているので、部品点数の増加及び大型化を抑制できる。

また、冷却器からの距離が互いに異なる位置に第１の感温素子と第２の感温素子を設けているので、本体部に霜が付着していない状態では、冷却器から本体部を通り、当該本体部の周りの雰囲気へ至る熱流束が生じ、第１の距離となる位置と第２の距離となる位置との間に温度差が生じ、第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間に差が生じる。さらに、本体部に霜が付着すると、当該本体部と周りの雰囲気の間の熱抵抗が増え、冷却器から当該本体部を通り、当該本体部の周りの雰囲気へ至る熱流束が減り、第１の距離となる位置と第２の距離となる位置との間の温度差が小さくなり、第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間の差が小さくなる。

請求項２に記載の本発明の着霜検出器によれば、第１の感温素子と第２の感温素子とが本体部が取り付けられた配管の断面の径方向に並ぶ位置に配置されているので、冷却器から本体部を通り、当該本体部の周りの雰囲気へ至る同一の熱流束上に第１の感温素子と第２の感温素子とが配置されることにより、本体部即ち冷却器に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度に温度差が生じる。また、第１の感温素子と第２の感温素子とが本体部が取り付けられた配管の断面の径方向に並ぶ位置に配置されているので、冷却器から本体部を通り、当該本体部の周りの雰囲気へ至る同一の熱流束上に第１の感温素子と第２の感温素子とが配置されることにより、冷却器に霜が付着していない状態での感温素子が検出する温度の温度差を最大とすることができる。

請求項３に記載の本発明の着霜検出器によれば、取付部材の第１及び第２の感温素子を取り付けた第１取付部材よりも、これら第１取付部材同士を連結した第２取付部材が熱伝導率の低い材料で構成されているので、本体部即ち冷却器に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間に差が生じる。

また、第１取付部材が、第２取付部材よりも熱伝導率の高い材料で構成されているので、この当該第１取付部材の温度が速やかに当該第１取付部材の周りの温度と等しくなり、各感温素子が、正確に当該感温素子の周りの温度を検出することができる。

請求項４に記載の本発明の着霜検出器によれば、取付部材の第１の感温素子と第２の感温素子との間の幅が狭くなっているので、これらの感温素子間の熱抵抗を大きくすることができる。

請求項５に記載の本発明の着霜検出器によれば、取付部材の第１の感温素子と第２の感温素子との間が波状に湾曲してこれら感温素子間の距離が長くなっているので、これらの感温素子間の熱抵抗を大きくすることができる。

請求項６に記載の本発明の着霜検出器によれば、取付部材を収容しかつ冷却器に取り付けられる収容部材が、第１取付部材よりも熱伝道率の低い材料で構成されているので、収容部材の温度が速やかに当該収容部材の周りの温度と等しくなることを防止できる。よって、冷却器と同時または冷却器よりも早く、収容部材に霜が付着することを防止できる。

請求項７に記載の本発明の着霜検出器によれば、収容部材内に取付部材を固定する充填部材を充填している。このため、収容部材内に取付部材を固定するための部品を設ける必要がない。

請求項８に記載の本発明の着霜判定装置によれば、感温素子が検出した温度を示す情報に基づいて冷却器に霜が付着したか否かを判定する第１判定手段を備えているので、冷却器に霜が付着したか否かを正確に判定することができる。

請求項９に記載の本発明の着霜判定装置によれば、感温素子が検出した温度を示す情報に基づいて冷却器に付着した霜が溶けたか否かを判定する第２判定手段を備えているので、冷却器に付着した霜が溶けたか否かを正確に判定することができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明は、部品点数の増加及び大型化を抑制できるので、小型化を図ることができるとともに、組み立てにかかる工数を削減でき、低コスト化を図ることができる。

また、本体部に霜が付着していない状態では、第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間に差が生じ、本体部に霜が付着すると、第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間の差が小さくなるので、第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間の差によって、本体部即ち冷却器に霜が付着したか否かを確実に検出できる。

さらに、一定時間、冷却器を動作させて、その積算時間が所定の時間に達すると、除霜ヒータを動作させて、除霜を行う従来の方式では、霜が付着していなくても除霜ヒータが動作して無駄な電力を消費してしまうことがあったが、請求項１記載の本発明は、冷却器に着霜したことを検出することにより、効率よく除霜運転をすることができ、結果として省エネルギに寄与することができる。

請求項２に記載の本発明は、本体部即ち冷却器に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度に温度差が生じるので、冷却器に霜が付着しているか否かを確実に検出することができる。

また、冷却器に霜が付着していない状態での感温素子が検出する温度の温度差を最大とすることができるので、感温素子間の距離を最少とすることができ、着霜検出器の小型化を図ることができる。

請求項３に記載の本発明は、本体部即ち冷却器に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間に差が生じ、各感温素子が、正確に当該感温素子の周りの温度を検出することができるので、本体部即ち冷却器に霜が付着したか否かを確実に検出することができる。

請求項４に記載の本発明は、第１の感温素子と第２の感温素子との間の熱抵抗を大きくすることができるので、確実に第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間に差が生じ、各感温素子が、正確に当該感温素子の周りの温度を検出することができるので、本体部即ち冷却器に霜が付着したか否かを確実に検出することができる。

請求項５に記載の本発明は、第１の感温素子と第２の感温素子との間の熱抵抗を大きくすることができるので、確実に第１の感温素子と第２の感温素子とが検出した温度を示す情報間に差が生じ、各感温素子が、正確に当該感温素子の周りの温度を検出することができるので、本体部即ち冷却器に霜が付着したか否かを確実に検出することができる。

請求項６に記載の本発明は、収容部材の温度が速やかに当該収容部材の周りの温度と等しくなることを防止でき、冷却器と同時または冷却器よりも早く、収容部材に霜が付着することを防止できる。よって、冷却器に霜が付着したか否かを正確に検出することができる。

請求項７に記載の本発明は、収容部材内に取付部材を固定するための部品を設ける必要がないので、部品点数が増加することを防止できる。

請求項８に記載の本発明は、冷却器に霜が付着したか否かを正確に判定することができるので、着霜検出器を備えた冷蔵庫などが冷却器に霜が付着した際に当該冷却器を加熱する動作を確実に行うことができる。

請求項９に記載の本発明は、冷却器に付着した霜が溶けたか否かを正確に判定することができるので、着霜検出器を備えた冷蔵庫などが冷却器に付着した霜を溶かした後に冷却器を冷却する動作を確実に行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる着霜判定装置の着霜検出器の斜視図である。 図１に示された着霜検出器がエバポレータに取り付けられた状態を示す斜視図である。 図１に示された着霜検出器を一部断面で示す斜視図である。 図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１に示された着霜検出器の感温センサが検出する温度を示す情報間の差と霜の量との関係を示す説明図である。 図１に示された着霜判定装置の構成を示すブロック図である。 図６に示された着霜判定装置のμＣＯＭの動作を示すフローチャートである。 図４に示された着霜検出器の変形例の断面図である。 図６に示された着霜判定装置の変形例の構成を示すブロック図である。 図６に示された着霜判定装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。 図６に示された着霜判定装置の更に他の変形例の構成を示すブロック図である。 図４に示された着霜検出器の他の変形例の断面図である。 （ａ）は図１に示された着霜検出器の基板部材の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は図１に示された着霜検出器の基板部材の他の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示された着霜検出器の基板部材の更に他の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は図１に示された着霜検出器の基板部材の更に他の変形例を示す斜視図であり、（ｃ）は図１に示された着霜検出器の基板部材の更に他の変形例を示す斜視図であり、（ｄ）は図１に示された着霜検出器の基板部材の更に他の変形例を示す斜視図である。

本発明の一実施形態にかかる着霜判定装置１００及び着霜検出器１を、図１ないし図７を参照して説明する。

着霜判定装置１００は、図６に示すように、着霜検出器１（図１に示す）と、第１判定手段と第２判定手段との双方をなすμＣＯＭ８と、を備えている。図１に示す着霜検出器１は、図２に示すように、冷凍サイクルを利用した装置としての冷蔵庫の冷却器としてのエバポレータ２に取り付けられて、当該エバポレータ２に霜が付着したか否かを検出する装置である。エバポレータ２は、図２に示すように、前記冷蔵庫のコンプレッサにより圧縮されその後コンデンサにより放熱されて液化された冷媒が通される配管３と、この配管３に取り付けられた複数のフィン４を備えている。配管３及びフィン４は、熱伝導率の高い金属で構成されている。エバポレータ２の近傍には、図示しないファンと、ヒータが設けられている。エバポレータ２は、配管３内の冷媒を気化させて、この冷媒が気化する際の気化熱をフィン４に伝え、前記ファンがフィン４を介して雰囲気を冷蔵庫の冷気供給経路に向かって送風することで、前記冷媒の気化熱即ち冷気を前記冷気供給経路即ち冷蔵庫の冷蔵室及び冷凍室に供給する。なお、ヒータは、後述する霜除去状態において、エバポレータを加熱する。なお、ヒータとして、周知のハロゲンランプヒータなどを用いることができる。

着霜検出器１は、図１、図３及び図４に示すように、本体部５と、周りの温度に応じた情報を検出する第１の感温素子６と、周りの温度に応じた情報を検出する第２の感温素子７とを備えている。

本体部５は、図４に示すように、収容部材としてのケース９と、取付部材としての基板部材１０と、充填部材１１とを備えている。ケース９は、基板部材１０の後述する第１基板部材２２を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。ケース９を構成する材料としては、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。また、ケース９を構成する材料としては、アルミナ粉末、シリカ粉末、マグネシア粉末などのセラミックス粉末、ガラス粉末のうちの少なくとも一つの粉末を混合したポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。さらに、ケース９を構成する材料としては、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムなどを用いることができ、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムの少なくとも一つとシリカ等のセラミックスとの複合体を用いることができる。なお、図示例では、ケース９は、ポリブチレンテレフタレートで構成されている。

ケース９は、筒状部１２と、この筒状部１２に連なった一対の離間片１３とを一体に備えている。筒状部１２は、互いに間隔をあけた底壁１４と、天井壁１５と、これらの底壁１４と天井壁１５との双方に連なった複数の周壁１６と、を備えて、外観が四角筒状の中空に形成されている。底壁１４と、天井壁１５との双方には、図４に示すように、基板部材１０の第１基板部材２２の端面を露出させるための開口１７が設けられている。また、筒状部１２の一つの周壁１６には、前記第１の感温素子６と第２の感温素子７に接続したリード線２４，２５を外部に導くための通し孔１８が開口している。

離間片１３は、底壁１４から立設しているとともに、互いに間隔をあけて設けられている。離間片１３には、バンド１９を通すバンド通し孔２０が設けられている。また、一対の離間片１３と底壁１４とに亘って、前記配管３の外周面に沿って湾曲した湾曲面２１が形成されている。

前述したケース９即ち本体部５は、図２に示すように、一対の離間片１３間に配管３を挿入しかつ底壁１４即ち湾曲面２１を配管３の外周面に密に重ねた状態で、バンド通し孔２０内に通されたバンド１９により配管３に結び付けられて、配管３即ちエバポレータ２に取り付けられる。

基板部材１０は、平面形状が矩形状に形成され、ケース９内に収容されている。基板部材１０は、第１取付部材としての一対の第１基板部材２２と、第２取付部材としての第２基板部材２３とを備えている。第１基板部材２２は、前記ケース９及び第２基板部材２３を構成する材料よりも熱伝導率の高い材料で構成されている。第１基板部材２２を構成する材料としては、アルミニウム合金、銅などの金属を用いることができる。また、第１基板部材２２を構成する材料としては、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムなどを用いることができ、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムの少なくとも一つとシリカ等のセラミックスとの複合体を用いることができる。第１基板部材２２を構成する材料としては、アルミナ粉末、シリカ粉末、マグネシア粉末などのセラミックス粉末、ガラス粉末のうちの少なくとも一つの粉末を混合したポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。第１基板部材２２を構成する材料としては、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。なお、図示例では、第１基板部材２２は、アルミニウム合金で構成されている。一対の第１基板部材２２は、一方の第１基板部材２２が底壁１４寄りに配置され、他方の第１基板部材２２が天井壁１５寄りに配置されて、これらの端面が開口１７内に通されている。なお、一対の第１基板部材２２のうち離間片１３寄りの一方の第１基板部材２２は、ケース９が配管３に取り付けられると、この配管３の外周面に接触する。他方の第１基板部材２２は、ケース９が配管３に取り付けられると、エバポレータ２の外側に露出する。

第２基板部材２３は、前記第１基板部材２２を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。第２基板部材２３を構成する材料としては、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。また、第２基板部材２３を構成する材料としては、アルミナ粉末、シリカ粉末、マグネシア粉末などのセラミックス粉末、ガラス粉末のうちの少なくとも一つの粉末を混合したポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を用いることができる。さらに、第２基板部材２３を構成する材料としては、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムなどを用いることができ、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムの少なくとも一つとシリカ等のセラミックスとの複合体を用いることができる。また、第２基板部材２３を構成する材料としては、ガラス繊維などの繊維で構成される構造体に含浸したエポキシ樹脂、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂などを用いることもできる。なお、図示例では、第２基板部材２３は、ガラス繊維で構成される構造体に含浸したエポキシ樹脂（ガラスエポキシ樹脂）で構成されている。

第２基板部材２３は、一対の第１基板部材２２間に設けられている。第２基板部材２３は、一対の第１基板部材２２と面一の状態で、これら一対の第１基板部材２２に取り付けられている。

前述した基板部材１０は、ケース９が配管３に取り付けられると、図４に示すように、その長手方向が配管３の断面における径方向と平行に配置される。

充填部材１１は、液状またはゲル状の状態で、ケース９の筒状部１２内に充填された後、硬化して得られる。充填部材１１は、ケース９と同様に、第１基板部材２２を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。充填部材１１を構成する材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミドイミド、シリコーン樹脂などの合成樹脂を用いることができる。また、充填部材１１を構成する材料としては、アルミナ粉末、シリカ粉末、マグネシア粉末などのセラミックス粉末、ガラス粉末のうちの少なくとも一つの粉末を混合したエポキシ樹脂、ポリイミドイミド、シリコーン樹脂などの合成樹脂を用いることができる。さらに、充填部材１１を構成する材料としては、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムなどを用いることができ、アルミナ、ジルコニア、チッ化アルミニウムの少なくとも一つとシリカ等のセラミックスとの複合体を用いることができる。なお、図示例では、充填部材１１は、エポキシ樹脂で構成されている。充填部材１１は、ケース９の筒状部１２内に充填されることで、基板部材１０をケース９の筒状部１２内に固定する。

第１の感温素子６は、一対の第１基板部材２２のうちの離間片１３寄りの一方の第１基板部材２２に取り付けられて、前記配管３からの距離が第１の距離Ｄ１（図４に示す）となる位置に設けられている。第１の感温素子６には、μＣＯＭ８などと接続したリード線２４が接続しており、第１基板部材２２の温度に応じた情報を検出して、この温度に応じた情報をμＣＯＭ８に向かって出力する。第１の感温素子６としては、周知のサーミスタ、白金側温体、半導体のＰＮ接合によって形成される温度センサ、一つまたは複数の熱電対の冷接点を用いることができる。なお、図示例では、第１の感温素子６としてサーミスタを用いている。

第２の感温素子７は、一対の第１基板部材２２のうちの離間片１３から離れた側の他方の第１基板部材２２に取り付けられて、前記配管３からの距離が第１の距離Ｄ１と異なる第２の距離Ｄ２（図４に示す）となる位置に設けられている。第２の感温素子７には、μＣＯＭ８などと接続したリード線２５が接続しており、第１基板部材２２の温度に応じた情報を検出して、この温度に応じた情報をμＣＯＭ８に向かって出力する。第２の感温素子７としては、周知のサーミスタ、白金側温体、半導体のＰＮ接合によって形成される温度センサ、一つまたは複数の熱電対の温接点を用いることができる。なお、図示例では、第２の感温素子７としてサーミスタを用いている。

前述した第１及び第２の感温素子６，７は、図４に示すように、基板部材１０の第１基板部材２２に取り付けられることで、ケース９が取り付けられる配管３の断面における径方向に互いに並ぶ位置に配置されている。このため、第１の感温素子６と第２の感温素子７とは、勿論、エバポレータ２の配管３からの距離が互いに異なる位置に設けられている。

前述した構成の着霜検出器１をエバポレータ２の配管３に取り付けると、冷凍サイクルが動作して、冷蔵室及び冷凍庫を冷却している状態では、配管３の熱（冷気）が一方の第１基板部材２２、第２基板部材２３、他方の第１基板部材２２とに順に伝わり、この他方の第１基板部材２２の端面からエバポレータ２の外側に排出される。この状態では、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出する第１基板部材２２などの温度を示す情報の差（温度に換算したときの温度を示している）は、図５に示すように、比較的大きな状態となっている。

そして、エバポレータ２の配管３及びフィン４の外表面、他方の第１基板部材２２の端面が冷却されると、空気中の水蒸気がフィン４に凝結した過冷却液滴の凍結過程を介して氷が生成し（場合によっては空気中の水蒸気がフィン４に直接氷へと相変化して初期氷晶を核とする集合結晶体へと成長する霜もある：昇華凝結という）、配管３及びフィン４の外表面、他方の第１基板部材２２の端面に霜が付着する。そして、勿論、他方の第１基板部材２２の端面にも霜が付着する。すると、他方の第１基板部材２２の端面からエバポレータ２の外側に熱（冷気）が排出されにくくなる。そして、図５中に示すＡ点に向かうにしたがって、時間の経過とともに、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出する第１基板部材２２などの温度を示す情報の差（温度に換算したときの温度を示している）は、徐々に小さくなる。なお、Ａ点までは、配管３及びフィン４の外表面、他方の第１基板部材２２の端面に、空気を多く含んだ霜が付着して、当該霜中の空気が断熱層として機能して、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出する第１基板部材２２などの温度を示す情報の差が徐々に小さくなる。また、図５中のＡ点を越えてＢ点までの間では、霜中の空気即ち空間にも水蒸気が入り込んで結晶化して、当該霜中の空気が徐々に少なくなって、当該霜の熱伝導率が徐々に大きくなり、Ａ点を越えてＢ点までの間では、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出する第１基板部材２２などの温度を示す情報の差が徐々に大きくなる。さらに、図５中に示すＢ点を越えると、時間の経過とともに、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出する第１基板部材２２などの温度を示す情報の差が徐々に小さくなる。

μＣＯＭ８は、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが行う処理のプログラムなどを格納した読み取り専用のメモリであるＲＯＭと、ＣＰＵでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み取り書き込み自在のメモリであるＲＡＭなどを内蔵し、これらがバスラインによって互いに接続されている。

μＣＯＭ８は、図６に示すように、各感温素子６，７と接続しているとともに、冷蔵庫全体の制御を司る制御装置と接続している。μＣＯＭ８は、各感温素子６，７が検出した第１基板部材２２などの温度を示す情報が入力されて、前記冷蔵庫全体の制御を司る制御装置に以下に示す判定結果を出力して、冷蔵庫の通常運転状態（冷蔵庫及び冷凍庫を冷やす状態）と霜除去状態（エバポレータ２などに付着した霜を除去する状態）とを切り換える。なお、通常運転状態では、ファンが駆動し、コンプレッサが駆動し、冷気供給経路を開閉するダンパが開き、ヒータが停止して、冷蔵庫及び冷凍庫を冷却している。また、霜除去状態では、ファンが停止し、コンプレッサが停止し、冷気供給経路を開閉するダンパが閉じ、ヒータが駆動して、エバポレータ２に付着した霜を溶かす。

まず、μＣＯＭ８は、図７中のステップＳ１で、冷蔵庫のファンが駆動しているか否かを判定する。ファンが駆動すると、当該ファンがエバポレータ２の周りの雰囲気即ち冷気を冷気供給経路を通して冷蔵庫及び冷凍庫に供給して、これらを冷却することとなる。μＣＯＭ８は、ファンが駆動していると判定すると、ステップＳ２に進み、ファンが駆動していないと判定すると、このステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、μＣＯＭ８は、各感温素子６，７から入力した各第１基板部材２２の温度を示す情報をＡ／Ｄ変換した後、予め定められた所定の判定式に基づいて、判定値を算出して、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、μＣＯＭ８は、ステップＳ２で算出した判定値が予め定められたしきい値を下回っているか否かを判定する。下回っているとステップＳ４に進み、下回っていないとステップＳ１に戻る。なお、前述したしきい値は、エバポレータ２に霜が付着しているか否かを示す値であり、判定値がしきい値を下回っているとエバポレータ２に霜が付着し、判定値がしきい値を下回っていないとエバポレータ２に霜が付着していないことを示す値である。このため、μＣＯＭ８は、エバポレータ２に霜が付着するまで、ステップＳ１からステップＳ３を繰り返す。また、μＣＯＭ８は、前述した判定値が予め定められたしきい値を下回っているか否かを判定することで、エバポレータ２に霜が付着しているか否かを判定する。即ち、ステップＳ３は、第１の感温素子６が検出した温度を示す情報と、第２の感温素子７が検出した温度を示す情報とに基づいて、エバポレータ２に霜が付着したか否かを判定する第１判定手段をなしている。

ステップＳ４では、μＣＯＭ８は、冷蔵庫の制御装置に向かって、冷蔵庫を通常運転状態から霜除去状態に切り換える情報を出力して、ステップＳ５に進む。即ち、μＣＯＭ８は、冷蔵庫の制御装置に向かって、ファンを停止し、コンプレッサを停止し、冷気供給経路をダンパに閉じさせ、ヒータを駆動させるための情報を出力する。すると、冷蔵庫の制御装置は、ファンを停止し、コンプレッサを停止し、冷気供給経路をダンパが閉じ、ヒータを駆動して、エバポレータ２に付着した霜を溶かす。

ステップＳ５では、第１の感温素子６が検出した温度を示す情報が、予め定められた所定の温度を超えているか否かを判定する。所定の温度を越えているとステップＳ６に進み、超えていないとステップＳ５を繰り返す。なお、前述した所定の温度は、エバポレータ２に付着した霜が溶けたか否かを示す値であり、第１の感温素子６が検出した温度を示す情報が所定の温度を超えているとエバポレータ２に付着した霜が溶け、第１の感温素子６が検出した温度を示す情報が所定の温度を超えていないとエバポレータ２に付着した霜が溶けていないことを示す値である。このため、μＣＯＭ８は、エバポレータ２に付着した霜が溶けるまで、ステップＳ５を繰り返す。また、μＣＯＭ８は、前述した第１の感温素子６が検出した温度を示す情報が予め定められた所定の温度を超えているか否かを判定することで、エバポレータ２に付着した霜が溶けたか否かを判定する。即ち、ステップＳ５は、第１の感温素子６と第２の感温素子７とのうちエバポレータ２寄りの第１の感温素子６が検出した温度を示す情報に基づいて、エバポレータ２に付着した霜が溶けたか否かを判定する第２判定手段をなしている。

ステップＳ６では、μＣＯＭ８は、冷蔵庫の制御装置に向かって、冷蔵庫を霜除去状態から通常運転状態に切り換える情報を出力して、ステップＳ１に戻る。即ち、μＣＯＭ８は、冷蔵庫の制御装置に向かって、ファンを駆動し、コンプレッサを駆動し、冷気供給経路をダンパに開かせ、ヒータを停止させるための情報を出力する。すると、冷蔵庫の制御装置は、ファンを駆動し、コンプレッサを駆動し、冷気供給経路をダンパが開き、ヒータを停止して、冷蔵庫及び冷凍庫を冷却する。

本実施形態によれば、第１の感温素子６と第２の感温素子７とを同一の本体部５に取り付けているので、部品点数の増加及び大型化を抑制できる。よって、小型化を図ることができるとともに、組み立てにかかる工数を削減でき、低コスト化を図ることができる。

また、エバポレータ２からの距離が互いに異なる位置に第１の感温素子６と第２の感温素子７を設けているので、本体部５に霜が付着していない状態では、エバポレータ２から本体部５を通り、当該本体部５の周りの雰囲気へ至る熱流束が生じ、第１の距離Ｄ１となる位置と第２の距離Ｄ２となる位置との間に温度差が生じ、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出した温度を示す情報間に差が生じる。さらに、本体部５に霜が付着すると、エバポレータ２から本体部５を通り、当該本体部５の周りの雰囲気へ至る熱流束が生じ、第１の距離Ｄ１となる位置と第２の距離Ｄ２となる位置との間の温度差が小さくなり、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出した温度を示す情報間の差が小さくなる。このために、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出した温度を示す情報間の差によって、本体部５即ちエバポレータ２に霜が付着したか否かを確実に検出できる。

また、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが、本体部５が取り付けられた配管３の断面における径方向に並ぶ位置に配置されているので、エバポレータ２から本体部５を通り、当該本体部５の周りの雰囲気へ至る同一の熱流束上に第１の感温素子６と第２の感温素子７とが配置され、本体部５即ちエバポレータ２に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出した温度を示す情報間に差が生じる。よって、本体部５即ちエバポレータ２に霜が付着していない状態では、当該エバポレータ２に霜が付着しているか否かを確実に検出することができる。

また、第１の感温素子６と第２の感温素子７とが本体部５が取り付けられた配管３の断面における径方向に並ぶ位置に配置されているので、エバポレータ２から本体部５を通り、当該本体部５の周りの雰囲気へ至る同一の熱流束上に第１の感温素子６と第２の感温素子７とが配置され、エバポレータ２に霜が付着していない状態での感温素子６，７が検出する温度を示す情報間の差を最大とすることができる。よって、感温素子６，７間の距離を最少とすることができ、着霜検出器１の小型化を図ることができる。

基板部材１０の第１及び第２の感温素子６，７を取り付けた第１基板部材２２よりも、これら第１基板部材２２同士を連結した第２基板部材２３が熱伝導率の低い材料で構成されているので、本体部５即ちエバポレータ２に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出した温度を示す情報間に差が生じる。

また、第１基板部材２２が、第２基板部材２３よりも熱伝導率の高い材料で構成されているので、この当該第１基板部材２２の温度が速やかに当該第１基板部材２３の周りの温度と等しくなり、各感温素子６，７が、正確に当該感温素子６，７の周りの温度を検出することができる。

このため、本体部５即ちエバポレータ２に霜が付着していない状態では、確実に第１の感温素子６と第２の感温素子７とが検出した温度を示す情報間に差が生じ、各感温素子６，７が、正確に当該感温素子６，７の周りの温度を検出することができるので、本体部５即ちエバポレータ２に霜が付着したか否かを確実に検出することができる。

本体部５のケース９が、第１基板部材２２よりも熱伝道率の低い材料で構成されているので、ケース９の温度が速やかに当該ケース９の周りの温度と等しくなることを防止できる。よって、エバポレータ２と同時またはエバポレータ２よりも早く、ケース９に霜が付着することを防止できる。よって、エバポレータ２に霜が付着したか否かを正確に検出することができる。

感温素子６，７が検出した温度を示す情報に基づいてエバポレータ２に霜が付着したか否かを判定するμＣＯＭ８を備えているので、エバポレータ２に霜が付着したか否かを正確に判定することができる。よって、着霜検出器１を備えた冷蔵庫などがエバポレータ２に霜が付着した際に当該エバポレータ２を加熱する動作を確実に行うことができる。

感温素子６，７が検出した温度を示す情報に基づいてエバポレータ２に付着した霜が溶けたか否かを判定するμＣＯＭ８を備えているので、エバポレータ２に付着した霜が溶けたか否かを正確に判定することができる。よって、着霜検出器１を備えた冷蔵庫などがエバポレータ２に付着した霜を溶かした後にエバポレータ２を冷却する動作を確実に行うことができる。

前述した実施形態では、取付部材を基板部材１０で構成したが、本発明では、取付部材を基板状に形成することなく種々の形状で構成してもよい。また、本発明では、図８に示すように、取付部材としての基板部材１０を設けることなく、感温素子６，７を充填部材１１で固定するようにしてもよい。また、充填部材１１内などの感温素子６，７間に適宜空間をもうけてもよい。なお、図８において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。また、本発明では、図１２に示すように、取付部材としての基板部材１０を第２取付部材としての第２基板部材２３のみで構成して、この取付部材１０を熱伝導が良好な充填部材１１によりケース９内に固定するようにしてもよい。この図１２に示す場合には、更に部品点数を削減することができる。さらに、本発明では、図１３（ａ）に示すように、取付部材としての基板部材１０を、第１の感温素子６と第２の感温素子７との間で幅を狭くして、当該第１の感温素子６と第２の感温素子７との間の熱抵抗を大きくすることにより、感温素子６，７間の温度を示す情報同士の差を大きくしてもよい。また、本発明では、図１３（ｂ）に示すように、取付部材としての基板部材１０を、第１の感温素子６と第２の感温素子７との間で波状に湾曲させて、当該第１の感温素子６と第２の感温素子７との間を長くして熱抵抗を大きくすることにより、感温素子６，７間の温度を示す情報同士の差を大きくしてもよい。さらに、本発明では、図示しないが、取付部材としての基板部材１０を、第１の感温素子６と第２の感温素子７との間の幅を狭くしかつ波状に湾曲させて、更に当該第１の感温素子６と第２の感温素子７との間の熱抵抗を大きくしてもよい。さらに、基板部材１０をこれらの形状に保ったまま第１の基板部材２２と第２の基板部材２３とに分割して、熱伝導率を調整することにより、感温素子６，７間の熱抵抗を大きくして、感温素子６，７間の温度を示す情報同士の差を大きくしてもよい。また、本発明では、図１４（ａ）ないし（ｄ）に示すように、取付部材としての基板部材１０を、第１の感温素子６と第２の感温素子７との間で幾何学的に複数（多数）屈曲させて、当該第１の感温素子６と第２の感温素子７との間を長くして熱抵抗を大きくすることにより、感温素子６，７間の温度を示す情報同士の差を大きくしてもよい。なお、図１２、図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１４（ａ）ないし（ｄ）において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

また、本発明では、図９に示すように、各感温素子６，７が検出した温度を示す情報を増幅する増幅器２６を設けても良く、図１０に示すように、各感温素子６，７が検出した温度を示す情報の差を増幅する差動増幅器２７と第１の感温素子６が検出した温度を示す情報を増幅する増幅器２８とを設けても良く、図１１に示すように、各感温素子６，７が検出した温度を示す情報の差を増幅する差動増幅器２９を設けても良い。なお、図９ないし図１１において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

さらに、本発明は、冷蔵庫に限らず、冷凍サイクルを利用した種々の装置に用いてもよいことは勿論である。

前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 着霜検出器
２ エバポレータ（冷却器）
３ 配管
５ 本体部
６ 第１の感温素子
７ 第２の感温素子
８ μＣＯＭ（第１判定手段、第２判定手段）
９ ケース（収容部材）
１０ 基板部材（取付部材）
２２ 第１基板部材（第１取付部材）
２３ 第２基板部材（第２取付部材）
１００ 着霜判定装置
Ｄ１ 第１の距離
Ｄ２ 第２の距離
Ｓ３ 第１判定手段
Ｓ５ 第２判定手段

Claims (9)

1. 冷却器に取り付けられる本体部と、
   前記本体部に取り付けられかつ前記冷却器から第１の距離となる位置に設けられた第１の感温素子と、
   前記本体部に取り付けられかつ前記冷却器から前記第１の距離と異なる第２の距離となる位置に設けられた第２の感温素子と、
   を備えたことを特徴とする着霜検出器。
2. 前記本体部が前記冷却器の配管に取り付けられ、かつ、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とが前記配管の断面における径方向に並ぶ位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の着霜検出器。
3. 前記本体部が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた取付部材を備え、
   前記取付部材が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とのそれぞれを取り付けた一対の第１取付部材と、前記第１取付部材同士を連結しかつ当該第１取付部材を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成された第２取付部材と、を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の着霜検出器。
4. 前記本体部が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた取付部材を備え、
   前記取付部材が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた部分の幅よりも、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子との間の部分の幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の着霜検出器。
5. 前記本体部が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とを取り付けた取付部材を備え、
   前記取付部材が、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子との間の部分が波状に湾曲していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の着霜検出器。
6. 前記本体部が、前記取付部材を収容し、かつ前記冷却器に取り付けられるとともに、前記第１取付部材を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成された収容部材を備えたことを特徴とする請求項３ないし請求項５のうちいずれか一項に記載の着霜検出器。
7. 前記収容部材内に充填されることで、取付部材を前記収容部材内に固定する充填部材を備えたことを特徴とする請求項６記載の着霜検出器。
8. 請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の着霜検出器と、
   前記第１の感温素子が検出した温度を示す情報と、前記第２の感温素子が検出した温度を示す情報とに基づいて前記冷却器に霜が付着したか否かを判定する第１判定手段と、を備えたことを特徴とする着霜判定装置。
9. 前記第１の感温素子と前記第２の感温素子とのうち前記冷却器寄りの一方が検出した温度を示す情報に基づいて、前記冷却器に付着した霜が溶けたか否かを判定する第２判定手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の着霜判定装置。

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