JPS6326838B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧縮機、凝縮器、毛細管及び冷却器
（蒸発器）からなる冷凍システムを備えた冷凍装
置に関するもので、特にその制御装置に関するも
のである。

一般に、冷蔵庫、冷凍シヨーケース等の冷凍装
置の冷却器には、被冷却室内に収納された収納物
から発生する水蒸気や扉の開閉によつて庫内に侵
入するしめり空気により着霜が生じる。冷却器に
霜が付着し成長すると、冷却器の熱交換率が低下
し、冷却能力が低下する。そのため冷蔵庫等にお
いては、冷却器及び冷却器の下方に位置するトイ
部にそれぞれ第１及び第２のヒータを配置し、一
定時間冷蔵庫が稼動する毎に冷蔵庫の冷却装置の
運転を停止し、前記第１及び第２のヒータへ同時
に通電し加熱除霜を行ない、冷却能力が低下する
のを防止している。除霜用ヒータとしては、従来
ニクロム線、ニツケル・銅線等の金属ヒータ線を
保護管に収納したヒータが用いられている。

この従来のヒータは自己温度制御機能を有しな
いヒータであり、冷却器に付着した霜の量及び分
布状態にかかわらず一定の発熱量を維持する特性
を有するため、冷却器の着霜量が少なく、早く除
霜が完了する部分の温度は不必要に高温となる。
この場合、除霜を完了した後に冷却運転を再開し
た際、冷却器の温度を再度低下させるための時間
が長くなり、消費電力が大きくなる欠点を有して
いる。また、除霜用ヒータを加熱するための電力
も不必要に大きいという欠点がある。

一方、従来の除霜ヒータは、冷却器に設置さ
れ、冷却器に付着した霜を除去するための第１の
ヒータと第１のヒータによつて加熱され、冷却器
から離脱した霜を融解するために、該冷却器の下
方に設置されたトイ部に設けた第２のヒータから
構成されており、除霜開始から除霜完了まで同時
に加熱動作を行なつている。従来の冷蔵庫の制御
装置の一例を第１図に示す。第１図において、１
は冷却器に設置された第１のヒータ、２は前記冷
却器の下方に設置されたトイ部に設けられた第２
のヒータ、３は除霜制御用スイツチ、４は冷気強
制循環用フアン駆動用モータ、５はドアスイツ
チ、６は圧縮機、７は圧縮機６及び冷気強制循環
用フアン駆動用モータ４の制御用スイツチ、８は
圧縮機６のスタータ、９は圧縮機６の起動用コン
デンサ、１０は電源である。冷蔵庫が一定時間稼
動した時、タイマ（図示せず）により圧縮機６及
び冷気強制循環用フアン駆動用モータ４の制御用
スイツチ７が開放となり、除霜制御用スイツチ３
が閉じ、第１のヒータ１及び第２のヒータ２に同
時に給電され、第１及び第２のヒータにより加熱
除霜が開始される。除霜が完了すると、冷却器の
一部で最も温度上昇が遅い部分に設置されてい
る、例えばサーミスタ等の温度センサ（図示せ
ず）などの除霜完了検知センサが動作し、除霜制
御用スイツチ３を開放し、前記第１及び第２のヒ
ータ１及び２への給電を停止して除霜動作を完了
する。除霜制御用スイツチ３が開放になると、圧
縮機６及び冷気強制循環用フアン駆動用モータ４
の制御用スイツチ７が閉じ、再び冷却運転を開始
する。

つぎに、除霜時における冷却器及びトイ面の平
均温度の推移を第２図に示す。第２図において、
曲線１１は冷却器部平均温度を、曲線１２はトイ
面平均温度を示している。第２図からもわかると
おり、上部冷却器からの落霜が無い除霜開始初期
には、トイ面の温度はトイ部に設けられた第２の
ヒータ２により、空焼き状態で不必要な高温にま
で温度が上昇してしまう。

また、除霜完了時の冷却器部及びトイ部の温度
は30℃以上に達しており、除霜完了と同時に圧縮
機６と共に冷気強制循環用フアン駆動用モータが
運転されると、冷却器周辺の高温の空気が冷凍室
内を循環し、被冷凍物の温度上昇をまねくと同時
に、再冷却に要する電力も大きくなるという欠点
がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、効率の良い除霜を行ない、除霜後の被冷却
物の温度上昇を低く押えることができると共に、
省電力となる冷凍装置を提供するにある。

本発明では、上記した目的を達成するために、
少なくとも、圧縮機及び冷気強制循環用フアンを
共通して制御する第１のスイツチ、冷気強制循環
用フアンを独立して制御する第２のスイツチ、冷
却器に設けられた第１のヒータと冷却器の下方部
に設けられた第２のヒータとからなる除霜ヒータ
を共通して制御する第３のスイツチ、前記第２の
ヒータを独立して制御する第４のスイツチとを備
える。そして、前記第２のヒータ制御用の第４の
スイツチを冷却器部に設けられたサーモスイツチ
の正接点から構成し、前記冷気強制循環用フアン
制御用第２のスイツチを前記サーモスイツチの逆
接点から構成することにより、除霜時にまず第１
のヒータのみ動作させ、冷却器が一定温度に達し
た後に第２のヒータを動作させ、さらに、除霜完
了後の再冷却時に圧縮機のみ先行動作させ、冷却
器部が一定温度以下に達した後、はじめて冷気強
制循環用フアンを動作させる。

まず本発明に用いるヒータについて説明する。
第３図はこのヒータを切り欠いて示した斜視図で
ある。第３図において１４及び１４′は例えばニ
ツケルめつき銅線などの給電用電気導体、１５は
例えばカーボン等の導電材料と、ポリエチレン等
の有機物材料との混練物からなるヒータ部、１６
はポリエチレン等の絶縁用被覆部である。次にこ
のヒータ１３の動作について説明する。ヒータ１
３の給電用電気導体１４と１４′間に定格電圧が
印加されるとヒータ部１５に電流が流れ、ヒータ
部１５がジユール熱により発熱する。この発熱に
よる温度上昇により有機物材料が熱膨張し、それ
に伴ない前記ヒータ部１５の固有抵抗が増大し、
使用されている有機物材料により定まる軟化温度
に近づくにつれて抵抗値は急激に増大する。第４
図にヒータ部１５の抵抗値の変化を、縦軸（対数
目盛）に抵抗値、横軸に温度をとつて示す。第４
図において、曲線１７がヒータ部１５の抵抗値の
変化特性を示し、１８は抵抗値の温度係数が急変
する温度（動作設定温度）を示す。ヒータ部１５
は温度上昇とともにその固有抵抗値が急激に増大
するため、電流が減少し、温度上昇は前記有機物
材料で定まる一定の温度で停止し安定する。この
ようにヒータ１３は可撓性があり、自己温度制御
機能を有するヒータである。

次に、上記したヒータ１３を、冷却器に設けら
れる第１のヒータ及び冷却器の下方位置に設置さ
れたトイ部に設けられる第２のヒータとして用い
た冷蔵庫等の冷凍装置について説明する。第５図
に本発明による冷凍装置の実施例を示す。第５図
において１′は冷却器部に設けられた自己温度制
御機能を有する第１のヒータ、２′は冷却器の下
方位置に設置されたトイ部に設けられた自己温度
制御機能を有する第２のヒータ、３′は除霜制御
用スイツチ（第３のスイツチ）、１９は冷却器に
設置されたサーモスイツチ（図示せず）の正接点
で構成された第２のヒータ２′の制御用のスイツ
チ（第４のスイツチ）、４は冷気強制循環用フア
ン駆動用モータ、２０は前記冷却器に設置したサ
ーモスイツチの逆接点で構成された冷気強制循環
用フアン制御用スイツチ（第２のスイツチ）、５
はドアスイツチ、６は圧縮機、７は圧縮機６及び
冷気強制循環用フアン駆動用モータ４の制御用ス
イツチ（第１のスイツチ）、８は圧縮機６のスタ
ータ、９は圧縮機６の起動用コンデンサ、１０は
電源である。つぎに第５図に示した冷凍装置の動
作を説明する。冷凍装置が冷却運転している時
は、圧縮機６及び冷気強制循環用フアン駆動用モ
ータ４の制御用のスイツチ７と冷気強制循環用フ
アン制御用のスイツチ２０は閉状態にあり、除霜
制御用スイツチ３′及び、第２のヒータ制御用の
スイツチ１９は開放状態にある。この冷凍装置が
一定時間稼動した時タイマ（図示せず）等により
圧縮機６及び冷気強制循環用フアン駆動用モータ
４の制御用のスイツチ７が開放され、除霜制御用
のスイツチ３′が閉じ、除霜が開始される。除霜
制御用のスイツチ３′が閉じると、冷却器部に設
置された第１のヒータ１′のみが通電加熱され、
冷却器の温度が上昇し始める。冷却器の温度が０
℃に達すると冷却器に付着していた霜が融け始
め、融けた霜は冷却器の下方部に設けられたトイ
部へ落下する。この時、冷却器の近くに設置され
たサーモスイツチ（温度上昇時の動作温度：０
℃、温度下降時の動作温度：−10℃）が動作し、
正接点が閉状態、逆接点が開状態となる。すなわ
ち、トイ部に設けられた第２のヒータ２′を制御
するための除霜制御用の第２のスイツチ１９はサ
ーモスイツチの正接点で構成されているため閉状
態となり、第２のヒータ２′は通電加熱され始め
る。この時サーモスイツチの逆接点で構成された
冷気強制循環用フアン制御用のスイツチ２０が開
放状態となる。前記第２のヒータ２′に通電開始
されると、第２のヒータ２′には、その時の温度
に応じた突入電流が流れ、急激に温度上昇し、そ
れにつれてトイ部の温度が急激に上昇し、上部冷
却器部から離脱した霜を融解する。つぎに上記冷
却器の除霜が完了すると、冷却器各部の温度がさ
らに上昇し、別に設けられた除霜完了検知部（図
示せず）により除霜制御用のスイツチ３′が開放
となり、第１及び第２のヒータ１′及び２′への給
電が停止し、除霜状態が終了する。除霜制御用の
スイツチ３′が開放となると同時に、圧縮機６及
び冷気循環用フアン駆動用モータ４の制御用のス
イツチ７が閉状態となり、圧縮機６が稼動し、冷
却運転に入る。しかし、この時、サーモスイツチ
の逆接点から構成された冷気循環用フアン制御用
のスイツチ２０は開放状態、第２のヒータ２′制
御用のスイツチ１９は閉状態にあるため冷気循環
用フアン駆動用モータ４は動作しない。圧縮機６
の稼動により冷却器部の温度が−10℃以下になる
と、前記冷却部に設けられたサーモスイツチが開
閉する動作デイフアレンシヤル温度を超え、冷気
強制循環用フアン制御用のスイツチ２０が閉状
態、第２のヒータ２′の制御用のスイツチ１９は
開放状態となり冷気強制循環用フアン駆動用モー
タ４が稼動し始め、冷気を被冷凍物収納室へ送り
始め、再冷却が開始される。

本発明の実施例として上記の説明では、第１の
ヒータ１′、第２のヒータ２′とも自己温度制御機
能を有するヒータで構成した場合について説明
し、自己温度制御機能を有するヒータを使用する
と、冷却器への着霜量及び着霜分布に応じた適切
な除霜が可能となり、とくに、不必要に高温、空
焼き状態となることがない利点があり、除霜完了
時の冷却器各部の温度も均一化され、突入電流に
よる急速な温度上昇により、除霜時間の短縮がで
きる旨述べたが、第１及び第２のヒータを従来の
自己温度制御機能を有しないヒータで構成して場
合においても、同じ構成の装置を構成でき、ある
程度の効果を得ることができる。

以上にのべたごとく本発明によれば、除霜時に
おいて、冷却器部に設けられた第１のヒータのみ
を最初に動作させ、冷却器部の霜が融解、落霜し
始めた際にトイ部に設けられた第２のヒータを動
作させ、効果的な除霜が行ない得ると共に、除霜
用ヒータで消費する電力を低減できる。さらに、
除霜完了後の再冷却時に、先ず圧縮機による冷却
運転を行ない、冷却器部が十分再冷却した後に、
冷気強制循環用フアンが駆動するので、冷凍室内
の被冷却物の温度上昇を防止することができる。
またさらに、第２のヒータ制御用のスイツチと、
冷気強制循環用フアン制御用スイツチとを一つの
サーモスイツチで構成し、サーモスイツチの動作
デイフアレンシヤル温度を有効に利用しているた
め、複雑な装置を必要としない等の利点も有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷凍装置の制御回路の回路図、
第２図は従来の冷凍装置における除霜時の冷却器
及びトイ部の温度の変化を示す特性図、第３図は
本発明による一実施例に用いられる除霜用ヒータ
の一部を切断して示す斜視図、第４図はその除霜
用ヒータの特性図、第５図は本発明による冷凍装
置の構成を示す回路図である。 １′……第１のヒータ、２′……第２のヒータ、
３′……除霜制御用のスイツチ（第３のスイツ
チ）、７……圧縮機及び冷気強制循環用フアン制
御用のスイツチ（第１のスイツチ）、１９……第
２のヒータ制御用のスイツチ（第４のスイツチ）、
２０……冷気強制循環用フアン制御用のスイツチ
（第２のスイツチ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、冷却器、凝縮器、毛細管からなる冷
   凍システムを備え、冷却器に付着した霜を除去す
   るために冷却器に設けられた第１のヒータと、除
   霜時において、第１のヒータにより加熱されるこ
   とにより冷却器から離脱し、冷却器から落下した
   霜を融解するために前記冷却器の下方部に設けら
   れた第２のヒータとからなる除霜ヒータと、冷却
   器により冷却される空気を循環させる冷気強制循
   環用フアンを有する冷凍装置において、圧縮機及
   び冷気強制循環用フアンを制御する第１のスイツ
   チと、第１のスイツチと冷気強制循環用フアンと
   に直列に接続され、冷気強制循環用フアンを圧縮
   機とは独立して制御する第２のスイツチと、前記
   第１、第２のヒータからなる除霜ヒータを制御す
   る第３のスイツチと、第２のヒータと第３のスイ
   ツチとに直列に接続され、第２のヒータを第１の
   ヒータとは独立して制御し、第２のスイツチと連
   動して動作する第４のスイツチと備えていること
   を特徴とする冷凍装置。 ２ 第２のスイツチと第４のスイツチとが正逆２
   接点を有する１個のサーモスイツチにより構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の冷凍装置。 ３ 第１のヒータが、可撓性があり、かつ、自己
   温度制御機能を有するヒータで構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍
   装置。 ４ 第２のヒータが可撓性があり、かつ、自己温
   度制御機能を有するヒータで構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装
   置。 ５ 第１及び第２のヒータが、可撓性があり、か
   つ、自己温度制御機能を有するヒータで構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の冷凍装置。