專利名稱：結(jié)霜探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用溫度傳感器的結(jié)霜探測器，詳細(xì)地說，是使用于蒸發(fā)器或熱交換器的除霜裝置中的結(jié)霜探測器，上述蒸發(fā)器或熱交換器用在各種產(chǎn)業(yè)機(jī)器和家用冷凍冷藏柜當(dāng)中。
眾所周知，家庭用冷凍冷藏柜等，裝入其中的蒸發(fā)器或熱交換器的散熱片表面結(jié)霜會(huì)降低冷卻效率。假如在結(jié)霜的狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行，所消耗能量的利用率會(huì)顯著下降，不僅不經(jīng)濟(jì)而且會(huì)成為故障的原因。
在現(xiàn)有技術(shù)中，解決這種問題的方法一般是這樣進(jìn)行的，例如，在冷藏庫中，使用計(jì)時(shí)器，啟動(dòng)壓縮機(jī)一定的時(shí)間，當(dāng)該啟動(dòng)時(shí)間達(dá)到規(guī)定的時(shí)間時(shí)，給加熱器通電使散熱片的溫度上升來進(jìn)行除霜，除霜終了之后，經(jīng)過一定時(shí)間加熱器斷電。
該原有的除霜方法，除霜的開始可以由時(shí)間控制，但是，結(jié)霜狀態(tài)根據(jù)冷藏庫的周圍溫度、濕度、門的開閉頻度、放入庫內(nèi)物品的狀態(tài)(溫度、蒸發(fā)量，熱容量等)而差異很大，僅僅計(jì)量時(shí)間進(jìn)行除霜并不理想。另外，因?yàn)樵摮椒ú皇翘綔y實(shí)際的結(jié)霜狀態(tài)，所以，會(huì)發(fā)生即使在未結(jié)霜狀態(tài)也進(jìn)行除霜、或者在過結(jié)霜狀態(tài)也不進(jìn)行除霜的情況，冷卻運(yùn)行的能量效率不一定高。
為了解決上述的缺點(diǎn)，開發(fā)出一些下述的結(jié)霜探測方法。
①、通過光學(xué)手段的結(jié)霜探測方法，該方法使用發(fā)光器和受光器、用反射面反射由發(fā)光器照射的光、通過用受光器探測該反射光、檢測與反射面的結(jié)霜量相對(duì)應(yīng)的入射到受光器的光的折射率或入射光的入射角的偏移所引起的探測光量的變化，從而來探測結(jié)霜是否發(fā)生。
②、檢測溫度差的結(jié)霜探測方法，該方法是檢測在結(jié)霜狀態(tài)和未結(jié)霜狀態(tài)中冷卻器或其周圍的溫度差來探測結(jié)霜是否發(fā)生。
③、檢測壓電振子的共振頻率變化的結(jié)霜探測方法，該方法是利用當(dāng)在壓電振子表面結(jié)霜時(shí)共振頻率變化的特性，把共振頻率在規(guī)定值以上判定為結(jié)霜狀態(tài)，從而探測結(jié)霜是否發(fā)生。
④、由微型計(jì)算機(jī)控制的結(jié)霜探測方法，該方法是將壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)時(shí)間，門的開閉次數(shù)、外氣溫度等信息輸入微機(jī)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，判斷結(jié)霜的有無，再根據(jù)結(jié)霜探測程序來探測結(jié)霜是否發(fā)生。
但是，在上述的結(jié)霜探測方法中，光學(xué)手段的方法①使探測部難以小型化，而且，為了維持探測精度，必需保持反射面的反射率為一定，為了維持探測精度，必須定期地進(jìn)行保養(yǎng)，還有回路構(gòu)成復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)。
另外，溫度差的方法②，存在的缺點(diǎn)是，檢測結(jié)霜量的誤差大，得不到需要的檢測精度等，實(shí)用上的問題很多。壓電振子的方法③，存在的缺點(diǎn)是，振子上附著的灰塵等和來自內(nèi)外部的振動(dòng)的影響會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。微機(jī)控制方法④，存在的缺點(diǎn)是，因?yàn)殡S著季節(jié)、氣候、使用狀態(tài)的變化，結(jié)霜的程度有差異、由于用途的不同有時(shí)能量效率變差。
根據(jù)上述的觀點(diǎn)，本發(fā)明者原先在特愿平6-223482號(hào)(美國專利NO.5,522,232)專利中公開了容易維護(hù)而且廉價(jià)的結(jié)霜探測器，它是著眼于溫度差結(jié)霜探測器并加以改良的。該結(jié)霜探測器是小型而廉價(jià)的探測器，同時(shí)也是探測精度優(yōu)秀重復(fù)性良好的結(jié)霜探測器，參照?qǐng)D8(a)至(c)進(jìn)行說明。
在圖8(a)所示的結(jié)霜探測器中，在金屬等導(dǎo)熱性的外殼21的空洞部22上形成流入外氣的切口狀的開口部23，在空洞部22內(nèi)設(shè)置熱敏感元件24，從外殼21引出導(dǎo)線24a。用熱敏元件24探測通過開口部23流入空洞部22的外氣的溫度，當(dāng)開口部23因結(jié)霜而閉塞時(shí)，熱敏元件24的檢測溫度發(fā)生變化。在圖8(b)所示的結(jié)霜探測器中，熱敏元件24的配置部分與圖8(a)所示的結(jié)霜探測器構(gòu)造相同，溫度補(bǔ)償用熱敏元件24′密封在空洞20內(nèi)，該空洞20設(shè)置在外殼21本體上。圖8(c)所示的結(jié)霜探測器、在金屬等導(dǎo)熱性的外殼21上設(shè)置了2個(gè)空洞部22、22′，在其中之一的空洞部22上形成與外氣相通的開口部23，在空洞部22內(nèi)配置了探測外氣溫度的熱敏感元件24，在另一個(gè)空洞部22′內(nèi)配置了補(bǔ)償用的熱敏感元件24′。
圖8(a)所示的結(jié)霜探測器，在未結(jié)霜狀態(tài)開口部23開著口，配置在空洞部內(nèi)的熱敏元件24探測外氣的溫度，當(dāng)開口部23被霜封閉時(shí)，熱敏感元件24探測安裝了結(jié)霜探測器的散熱片的溫度。也就是說，因?yàn)樵陂_口部23的閉塞前后產(chǎn)生溫度差，所以通過探測該溫度差就可以探測結(jié)霜狀態(tài)。另外在圖8(b)所示的結(jié)霜探測器中，備有探測外氣溫度的熱敏元件24和檢測外殼21的溫度的設(shè)置在空洞部20內(nèi)的熱敏元件24′，由于把熱敏感元件24′做為溫度補(bǔ)償用的熱敏感元件使用，與圖8(a)所示的結(jié)霜探測器相比，可以更正確地探測結(jié)霜狀態(tài)。
另外，圖8(c)所示的結(jié)霜探測器，在外殼21內(nèi)設(shè)置了同樣大小的空洞部22、22′，在空洞部內(nèi)分別配置了熱敏感元件24，24′。熱敏感元件24通過設(shè)在空洞部22上的開口部23探測外氣的溫度，配置在另外的沒有開口部的空洞部內(nèi)的熱敏感元件24′不受外氣影響地探測周圍的溫度。該結(jié)霜探測器，當(dāng)探測器表面上附著霜時(shí)，開口部23被霜閉塞時(shí)，熱敏感元件24不再受外氣的影響，配置在兩空洞部內(nèi)的熱敏感元件24、24′都探測安裝了結(jié)霜探測器的蒸發(fā)器的周圍溫度，所以沒有溫度差。因此，如果探測到兩空洞部內(nèi)的溫度相同時(shí)的時(shí)刻(溫度差為零的時(shí)間點(diǎn))就可以探測結(jié)霜的有無。該構(gòu)造因?yàn)閮蓚€(gè)熱敏感元件設(shè)置在兩個(gè)同樣大小的空洞部內(nèi)，相對(duì)于周圍溫度的變動(dòng)，兩個(gè)熱敏感元件的阻抗相同地變化，所以與圖8(a)所示的原有的例子相比可以更正確地進(jìn)行結(jié)霜的探測。
但是，上述的結(jié)霜探測器存在以下的缺點(diǎn)。
圖8所示的結(jié)霜探測器，在外殼21的一面設(shè)置了開口部23，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行結(jié)霜和除霜時(shí)，融化的水在冷卻時(shí)又凍結(jié)，在不能完全的排水的狀態(tài)下該動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行時(shí)，空洞部22內(nèi)可能要存水，其結(jié)果在結(jié)霜和除霜時(shí)，就不產(chǎn)生溫度補(bǔ)償側(cè)的空洞部22′和探測側(cè)的空洞部22之間的溫度差，結(jié)霜探測器誤探測為經(jīng)常處于結(jié)霜狀態(tài)，可能喪失了結(jié)霜探測器的功能。
另外，在空洞部22和空洞部22′內(nèi)，熱敏元件24、24′是以露出的狀態(tài)配置著的，存有用于除霜時(shí)的水滴會(huì)使熱敏元件24、24′劣化或電腐蝕，也會(huì)使導(dǎo)線24a、24a′斷線，存在結(jié)霜探測器性能降低的缺點(diǎn)。
再有，雖然結(jié)霜探測器的外殼21的溫度被冷卻為與安裝了探測器的蒸發(fā)器的溫度大致相同的溫度，但當(dāng)設(shè)置在外殼21內(nèi)的熱敏感元件24的導(dǎo)線24a的貫通孔與導(dǎo)線24a之間熱絕緣不完全時(shí)，熱敏元件24易受外殼21的溫度的影響，探測敏感度存在著進(jìn)一步改善的余地。
本發(fā)明的目的是提供一種克服上述缺點(diǎn)的結(jié)霜探測器，該結(jié)霜探測器能提高探測敏感度，同時(shí)熱敏感元件的耐水性和耐濕性又很優(yōu)良。
為了達(dá)到上述目的，權(quán)利要求1的發(fā)明的結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)、探測來自上述基臺(tái)的熱的第一熱敏元件，設(shè)置在上述基臺(tái)上的霜附著部、嵌插在上述基臺(tái)內(nèi)的鄰接上述霜附著部的保護(hù)管、與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的探測上述霜附著部的周圍空間溫度的第二熱敏元件。
權(quán)利要求2的發(fā)明的結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)、探測上述基臺(tái)溫度的第一熱敏元件、含有設(shè)在上述基臺(tái)上的霜附著部的導(dǎo)熱性容器、嵌插在上述基臺(tái)內(nèi)并配置在上述導(dǎo)熱性容器內(nèi)的空洞部的保護(hù)管、與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的探測上述空洞部的周圍溫度的第二熱敏元件。
權(quán)利要求3的發(fā)明的結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)、具有設(shè)在上述基臺(tái)上的霜附著部的導(dǎo)熱性容器，上述導(dǎo)熱性容器內(nèi)的一個(gè)空洞部、鄰接上述導(dǎo)熱性容器設(shè)置的另一個(gè)空洞部、插入上述各空洞部內(nèi)的保護(hù)管、與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和分別插入固定在上述保護(hù)管內(nèi)的熱敏元件。
權(quán)利要求4的發(fā)明的結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)、具有設(shè)在上述基臺(tái)上的霜附著部的第一導(dǎo)熱性容器、設(shè)在上述基臺(tái)上的第二導(dǎo)熱性容器、分別配置在上述第一和第二導(dǎo)熱性容器內(nèi)的空洞部內(nèi)的保護(hù)管、與上述保護(hù)管形成一體的斷熱體部和分別插入固定在上述保護(hù)管內(nèi)的熱敏元件。
權(quán)利要求5的發(fā)明的結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)，設(shè)在上述基臺(tái)上至少由柱狀構(gòu)成的霜附著部、設(shè)在上述基臺(tái)上的導(dǎo)熱性容器、與上述霜附著部鄰接設(shè)置的保護(hù)管、固定在上述導(dǎo)熱性容器內(nèi)的空洞部內(nèi)的保護(hù)管，與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和分別插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的熱敏元件。
權(quán)利要求6的發(fā)明的結(jié)霜探測器，是在權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述基臺(tái)、上述霜附著部或者具有上述霜附著部的上述導(dǎo)熱性容器是由鋁、銅、鐵、鎳、鈦、鋅或它們的合金構(gòu)成。
權(quán)利要求7的發(fā)明的結(jié)霜探測器是在權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器基礎(chǔ)上，其特征是，上述絕熱體部和上述保護(hù)管是分體構(gòu)成的。
權(quán)利要求8的發(fā)明的結(jié)霜探測器是在權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器基礎(chǔ)上，其特征是，至少上述霜附著部用拒水性或親水性材料涂敷。
權(quán)利要求9的發(fā)明的結(jié)霜探測器是在權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器基礎(chǔ)上，其特征是，上述基臺(tái)具有與蒸發(fā)器的管子接觸的接觸部。
權(quán)利要求10的發(fā)明的結(jié)霜探測器，在權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器基礎(chǔ)上，其特征在于與形成在上述基臺(tái)上的接觸部相對(duì)應(yīng)的側(cè)面具有曲面或傾斜面的形狀。
圖1是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的一實(shí)施例的圖，(a)是斜視圖，(b)是沿(a)X-Y線的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的另一實(shí)施例的圖，(a)是斜視圖，(b)是沿(a)X-Y線的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的另一實(shí)施例的圖，(a)是斜視圖，(b)是沿(a)X-Y線的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明和現(xiàn)有的結(jié)霜探測器的檢測特性的圖。
圖5是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的另一實(shí)施例的圖。
圖6(a)、(b)是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的另一實(shí)施例的圖。
圖7是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的另一種實(shí)施例的圖。
圖8是表示現(xiàn)有的結(jié)霜探測器的圖。
下面、參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1(a)、(b)是本發(fā)明的結(jié)霜探測器的一實(shí)施例的斜視圖和表示沿(a)的X-Y線箭頭方向的剖面圖。在同圖中1是由鋁、銅、鐵、鎳、鈦等金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)熱性的基臺(tái)。在基臺(tái)1上形成蒸發(fā)器的管子2所接觸的曲面形的接觸部3。4是具有霜附著部9的導(dǎo)熱性容器，在容器4上形成切口狀的開口部，外氣通過開口部流進(jìn)容器4的空洞部5。在該空洞部5內(nèi)設(shè)置保護(hù)管8，在保護(hù)管8內(nèi)用粘接劑或樹脂11等固定著探測周圍溫度的熱敏元件6。為了使收容熱敏元件6的保護(hù)管8與基臺(tái)1絕熱、設(shè)置了與保護(hù)管8做成一體的絕熱體部7，斷熱體部7嵌插在基臺(tái)1內(nèi)并被固定。在斷熱體部7上形成有凹狀空間7a，由該凹狀空間形成的空氣層使基臺(tái)1與保護(hù)管8熱絕緣。為了正確地檢測出基臺(tái)1的溫度變化，在基臺(tái)上設(shè)有空洞1a，在該空洞1a內(nèi)插入了與熱敏元件6同特性的熱敏電阻等熱敏元件6′，用粘接劑或樹脂11等密封固定。6a、6a′是覆蓋了絕緣層的導(dǎo)線。由于熱敏元件6和6′分別插入保護(hù)管8內(nèi)和空洞1a內(nèi)并用樹脂11等固定，從而提高了耐水性和耐濕性。
下面參照?qǐng)D1說明上述實(shí)施例的結(jié)霜探測器的動(dòng)作。同圖的結(jié)霜探測器被安裝成基臺(tái)1的接觸部3與蒸發(fā)器的管子2緊密接觸的結(jié)構(gòu)，該蒸發(fā)器設(shè)置在冷藏庫內(nèi)。例如，冷藏庫的槽內(nèi)的周圍溫度保持在10℃，冷卻管子2的表面溫度設(shè)定為-20℃。最初，由于結(jié)霜探測器是未結(jié)霜狀態(tài)，因?yàn)榻Y(jié)霜探測器的容器4的外側(cè)和空洞部5內(nèi)是開放狀態(tài)，所以空洞部5內(nèi)的熱敏元件6受到外氣的溫度的影響，探測到的溫度比蒸發(fā)器的表面溫度高，另一方面由于結(jié)霜探測器的基臺(tái)1與冷卻管子2密切接觸，而使密封固定在基臺(tái)1內(nèi)的熱敏元件6′冷卻，可大致探測出蒸發(fā)器的溫度。從而，由熱敏感元件6、6′探測到的溫度產(chǎn)生了溫度差。
隨著時(shí)間的經(jīng)過，在結(jié)霜探測器的容器4的霜附著部9的表面上結(jié)霜，經(jīng)過一段時(shí)間，附著在霜附著部9的表面的霜在成長，在容器4的空洞部5內(nèi)，外空氣的流通變壞，最終容器4的表面由霜覆蓋，從而空洞部5內(nèi)與外氣隔離。其結(jié)果，空洞部5內(nèi)的溫度與蒸發(fā)器的溫度大致相等。因此可以根據(jù)由熱敏感元件6、6′所探測到的溫度差進(jìn)行與結(jié)霜量相對(duì)應(yīng)的除霜。
下面參照?qǐng)D2，對(duì)與本發(fā)明的實(shí)施例的另外結(jié)霜探測器進(jìn)行說明。圖2(a)，(b)是它的斜視圖和沿(a)的X-Y線的箭頭方向的剖面圖。同圖的結(jié)霜探測器的熱敏元件6′的配置構(gòu)造與圖1所示的在基臺(tái)1上進(jìn)行溫度探測的熱敏感元件6′的配置構(gòu)造不同。
圖2的結(jié)霜探測器在基臺(tái)1上形成著導(dǎo)熱性的容器4，4′，在基臺(tái)1上形成著與冷卻管子2密切接觸的接觸部3。在基臺(tái)1上形成著容器4和容器4′，上述容器4形成霜附著部9，上述容器4′具有空洞部4a。容器4的內(nèi)部有外氣流通，在容器4′上設(shè)有形成流通外氣的開口部。容器4的空洞部5內(nèi)插入著保護(hù)管8，在容器4′的空洞部4a內(nèi)嵌插著保護(hù)管8′，在保護(hù)管8內(nèi)部用粘接劑或樹脂11固定著探測周圍溫度的熱敏感元件6。在保護(hù)管8′內(nèi)部插入著與熱敏感元件6同特性的熱敏電阻等熱敏元件6′，并用粘接劑或樹脂11等密封固定。收納熱敏元件6的保護(hù)管8與絕熱體部7形成一體并嵌插到基臺(tái)1內(nèi)，上述絕熱體部7與基臺(tái)1絕熱。凹狀空間7a通過空氣層使基臺(tái)1與保護(hù)管8絕熱。6a，6a′是被絕緣包覆的導(dǎo)線。
這樣一來，在圖1中，因?yàn)闊崦粼?′固定在空洞部中，空洞部穿設(shè)在基臺(tái)上。所以耐水性，耐濕性等的可靠性不充分，而在圖2中，分別配置在容器4，4′的空洞部5，4a內(nèi)的熱敏感元件6，6′插入固定在具有絕熱體部7的保護(hù)管8，8′內(nèi)。由于這樣的構(gòu)造，耐水性、耐濕性等的可靠性得到改善。另外，如果預(yù)先把熱敏元件6，6′插入固定在保護(hù)管8，8′內(nèi)，在熱敏元件6，6′固定在保護(hù)管8，8′內(nèi)的狀態(tài)下，組裝到基臺(tái)上的容器4，4′內(nèi)就變得很容易。又因?yàn)閷?duì)應(yīng)于冷藏庫等的探測對(duì)象能進(jìn)行熱敏感元件6，6′的測定挑選，所以可以做成作業(yè)性優(yōu)良且相對(duì)于使用環(huán)境的可靠性優(yōu)良的構(gòu)造。其優(yōu)點(diǎn)是可以省略產(chǎn)品出廠檢查等的最終測定。
但是，在圖1的結(jié)霜探測器中，配置在容器4內(nèi)的熱敏感元件6探測的是元件周邊的空氣的溫度，與此相對(duì)，設(shè)置在基臺(tái)1內(nèi)的熱敏感元件6′直接探測基臺(tái)1，即冷卻管子2的溫度，所以對(duì)于溫度差檢測回路說來，可能存在著由于熱敏感元件6、6′的熱容量的差異而產(chǎn)生的熱響應(yīng)性之差成為探測誤差。在圖2的結(jié)霜探測器中，溫度補(bǔ)償用的熱敏元件6′配置在離開基臺(tái)1的位置上，雖然多少改善了探測誤差，但是熱響應(yīng)性之差仍然存在。參照?qǐng)D3的實(shí)施例說明一種通過將霜探測側(cè)和溫度補(bǔ)償側(cè)的熱敏元件部分做成相同的構(gòu)造，使之具有相同的熱容量，無熱響應(yīng)性之差并根據(jù)周圍狀況更正確地探測結(jié)霜狀態(tài)的結(jié)霜探測裝置。
圖3(a)，(b)是表示本發(fā)明的結(jié)霜探測器的其它的實(shí)施例的圖。圖3(a)是它的斜視圖，圖3(b)是沿(a)的X-Y線的箭頭方向剖開的有部分切口的剖面圖。圖3(b)表示結(jié)霜探測器安裝在冷卻管上的狀態(tài)。
在圖3中，在導(dǎo)熱性的基臺(tái)1上形成可以緊密接觸并固定在冷卻管2上的接觸部3。在基臺(tái)1上還形成著導(dǎo)熱性的容器4，4′。在容器4上形成霜附著部9，在容器4的空洞部5內(nèi)設(shè)置了熱敏元件6。在容器4上形成切口狀的開口部，從切口狀的開口部向空洞部5內(nèi)流通外氣，在基臺(tái)1上嵌合絕熱體部7，在貫通絕熱體部7而設(shè)置的保護(hù)管8內(nèi)，由粘接劑或樹脂11等固定著熱敏元件6。保護(hù)管8是通過絕熱體部7而與基臺(tái)1絕熱了的構(gòu)造。另一方面，在具有空洞部5′的容器4′內(nèi)設(shè)置了用于探測周圍溫度的熱敏感元件6′，配置了熱敏感元件6′的保護(hù)管8′是通過斷熱體部7而與基臺(tái)1絕熱了的構(gòu)造。由于基臺(tái)1與冷卻管2緊密接觸而被冷卻，空洞部5′內(nèi)與外氣遮斷其溫度規(guī)定為大致是蒸發(fā)器的溫度。貫通絕熱體部7、7′的保護(hù)管8、8′嵌插在基臺(tái)1上，配置在容器4′內(nèi)的熱敏元件6′探測蒸發(fā)器周邊的溫度，熱敏元件6探測外氣溫度，熱敏元件6、6′是同特性的熱敏元件，例如，采用熱敏電阻等元件。另外，為了使容器4、4′的熱容量相等，最好采用相同材料。
下面，就上述實(shí)施例的結(jié)霜探測器的動(dòng)作進(jìn)行說明。
如前面說明的那樣，冷凍機(jī)的槽內(nèi)溫度保持在10℃左右，冷卻管的表面溫度，例如規(guī)定為-20℃，最初由于結(jié)霜探測器是未結(jié)霜狀態(tài)，結(jié)霜探測器的容器4的空洞部5內(nèi)部因切口狀的開口部而處于開放狀態(tài)，從而與外氣相通，所以空洞部5內(nèi)的熱敏元件6受到外氣溫度的影響，探測出的溫度高于蒸發(fā)器的表面溫度。另一方面，因?yàn)榛_(tái)1被固定在冷卻管2上并被冷卻，所以密封固定在容器4′的空洞部5′內(nèi)的熱敏元件6′探測到大致是蒸發(fā)器的溫度。因此，分別由熱敏感元件6、6′探測出的溫度之間產(chǎn)生了溫度差。
隨著時(shí)間的經(jīng)過，結(jié)霜探測器的容器4的霜附著部9的表面結(jié)霜，隨著附在霜附著部9的表面上的霜的成長而逐漸地與外氣的流通變差，最終容器4的表面被霜覆蓋。空洞部5內(nèi)與外氣遮斷，容器4的空洞部5內(nèi)的溫度大致與蒸發(fā)器的溫度相等。因此，根據(jù)由熱敏感元件6、6′測定出的空洞部5與空洞部5′的溫度差就可以探測出結(jié)霜狀態(tài)。
下面就圖4的結(jié)霜探測器的探測特性進(jìn)行說明。
圖4是比較本實(shí)施例(圖3)和現(xiàn)有技術(shù)例(圖8)的結(jié)霜探測器的探測特性圖，是在本實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)例子的結(jié)霜探測器的霜附著部的間隙(切口寬度)設(shè)定為5mm時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示、本發(fā)明的結(jié)霜探測器在未結(jié)霜狀態(tài)產(chǎn)生大約10℃的溫度差，與此相對(duì)，原有實(shí)施例的結(jié)霜探測器在未結(jié)霜狀態(tài)產(chǎn)生大約5℃的溫度差。
如圖4所表明的那樣，開始時(shí)、即使霜附著部9上附著霜，因?yàn)椴环恋K空洞部5內(nèi)與外氣的流通、所以設(shè)置在空洞部5、5′內(nèi)的熱敏感元件6、6′所探測出的各大氣溫度之差不出現(xiàn)變化，保持10℃的溫度差。然而，隨著時(shí)間的經(jīng)過，霜附著部9表面的霜進(jìn)行成長，空洞部5與外氣的開口面積減少，漸漸外氣的流通也減少，由此，空洞部5和5′內(nèi)的溫度差漸漸變小。霜的附著量進(jìn)一步增加，切口狀的開口部被封閉，空洞部5與外氣遮斷，空洞部5內(nèi)的溫度等于蒸發(fā)器的溫度(大致等于基臺(tái)1的溫度)，由熱敏感元件6、6′探測出的容器4、4′內(nèi)的溫度差大致為零。
本實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)例子的結(jié)霜探測器的初始值的溫度差是由設(shè)在本實(shí)施例中的熱敏元件6和基臺(tái)之間的絕熱構(gòu)造而引起的，即是由絕熱體部7和凹狀空間7a的絕熱構(gòu)造的差異而產(chǎn)生的。
在圖3的實(shí)施例中，如果探測到空洞部5和5′內(nèi)的溫度差就可以探測到霜的發(fā)生和霜的附著量(結(jié)霜量)。如圖4所表明的那樣與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)霜探測器的構(gòu)造比較，在本實(shí)施例中溫度差大、探測靈敏度優(yōu)良。雖然霜附著部9間的霜的成長在霜附著部間是從兩側(cè)成長的，但在圖4中，為了容易理解，設(shè)定為從單側(cè)成長，是將橫軸的霜附著部的切口的間隔做成5mm，設(shè)定霜只從單側(cè)成長而進(jìn)行表示的。
在上述實(shí)施例中，導(dǎo)熱性的基臺(tái)1和導(dǎo)熱性的容器4使用鋁、銅、鐵、鎳、鈦、鋅等或者使用它們的合金?；蛘呤褂玫X，碳化硅的一種、或者氮化鋁、碳化硅的組合也可以。
不用說，無論基臺(tái)1和容器4的材料如何，用鋅、硅或氮化鋁、碳化硅等導(dǎo)熱性良好的陶瓷材料，在碳化纖維上浸漬環(huán)氧樹脂的樹脂材料或者用這些導(dǎo)熱性優(yōu)良的材料組合構(gòu)成的材料都可以。
在本實(shí)施例中，在附圖中，把基臺(tái)1和容器4及/或容器4′示為一體，然而，基臺(tái)1和容器4及/或容器4′也可以分別地構(gòu)成。基臺(tái)1和容器4及/或容器4′采用例如壓鑄法、切削法、澆鑄法等現(xiàn)有技術(shù)來成形。
在本實(shí)施例中，為了形成容器4內(nèi)做成不存水構(gòu)造，通過將基臺(tái)1和容器4的分界部分開口，除霜時(shí)，融化的水可沿基臺(tái)1的表面排到容器4的外部。
在本實(shí)施例中，針對(duì)使用熱敏電阻作為熱敏感元件的情況進(jìn)行了說明，但不僅僅限于熱敏電阻。
在本實(shí)施例中，雖然表示了安裝在冷卻管上的構(gòu)造，但是不限于這種構(gòu)造，只要是可能探測蒸發(fā)器的溫度的構(gòu)造就可以，例如可以安裝在冷卻散熱片上。
在上述實(shí)施例的結(jié)霜探測器中，設(shè)置了溫度補(bǔ)償用的熱敏元件，受到蒸發(fā)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止的交替影響以及周邊空氣的外部干擾等影響，蒸發(fā)器表面溫度發(fā)生變動(dòng)，由設(shè)置在空洞部5′內(nèi)的熱敏元件6′探測該表面溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而可以正確地探測結(jié)霜狀態(tài)(結(jié)霜量)。
在圖1乃至圖3的實(shí)施例中，圖1、圖2表示絕熱體部7與保護(hù)管8、8′做成一體的情況，圖3表示分體地構(gòu)成的情況，即使在圖1、圖2的實(shí)施例中，從組裝作業(yè)性和熱反應(yīng)性等方面考慮，也可以分體地形成斷熱體部7與保護(hù)管8或8′。
下面，參照?qǐng)D5就本發(fā)明的其它實(shí)施例進(jìn)行說明。
在圖3的結(jié)霜探測器中，形成切口狀的霜附著部，而在圖5中，是用柱狀的霜附著部10形成容器4部分的構(gòu)造。所配置的熱敏元件6吸納在用幾個(gè)柱狀的霜附著部10圍起來的處于中央的保護(hù)管8內(nèi)，因?yàn)槠渌臉?gòu)造與圖3的實(shí)施例相同，所以其它的構(gòu)造的說明就省略了。
在圖5的結(jié)霜探測器中，由于霜附著在霜附著部10的表面并成長，用霜附著部10圍起來的內(nèi)部與外氣的流通被阻礙、最終與外氣遮斷。其結(jié)果，溫度補(bǔ)償側(cè)的熱敏元件6′與熱敏感元件6的溫度差消失，從而就可以進(jìn)行霜的探測。
為了調(diào)整霜附著量，可以增減柱狀的霜附著部10的數(shù)量，或者調(diào)節(jié)霜附著部10之間的間隔。而且，雖然圖中沒有表示出來，但是霜附著部10也可用從一根柱狀體枝狀延伸的霜附著體包圍保護(hù)管8那樣的構(gòu)造。還可以由霜附著部10與保護(hù)管8鄰接并且為一根柱狀體的霜附著部10構(gòu)成。
在上述各實(shí)施例中，構(gòu)成溫度探測部的絕熱體部7和保護(hù)管8最好形成這樣的斷熱構(gòu)造、即，盡可能地將從設(shè)置在保護(hù)管內(nèi)的熱敏感元件6的感熱部頂端部到基臺(tái)1的距離做得長些，以防止來自基臺(tái)1部分的熱量傳遞到熱敏元件。作為積極地改善了絕熱構(gòu)造的實(shí)施例的一個(gè)例子，如圖6(a)所示，在熱敏感元件6的導(dǎo)線6a上接上比導(dǎo)線6a導(dǎo)熱性差的材料例如鐵，鎳等的導(dǎo)線6b，由此可以減少傳遞導(dǎo)線6a的熱的影響。該實(shí)施例也適用于上述實(shí)施例。
在圖1、圖2或圖6(a)的實(shí)施例中，也可以做成如圖6(b)所示那樣地把保護(hù)管8嵌插在斷熱體部7′內(nèi)的形狀。
在上述各實(shí)施例中，只要僅僅將保護(hù)管8的頂端部用導(dǎo)熱性好的金屬等來構(gòu)成，就能迅速地探測出周圍溫度、所以可以做成響應(yīng)性更加優(yōu)良的結(jié)霜探測器。
在容器內(nèi)和霜附著部容易附著除霜時(shí)的水變成的水滴，再冷卻時(shí)又會(huì)凍結(jié)，阻塞開口部，可能會(huì)不能正確地探測結(jié)霜。為了解決這樣的問題、在上述各實(shí)施例中，通過在包含有容器的霜附著部上用聚四氟乙烯、硅或尼龍等防水性或親水性材料涂敷，水不會(huì)以水滴狀態(tài)殘留在霜附著部上，就可以正確地探測結(jié)霜情況。
例如，涂敷上述材料的部分，可以是霜附著部的內(nèi)面和保護(hù)管的表面，也可以是霜附著部的全面及保護(hù)管的表面。
在上述各實(shí)施例中，設(shè)置在基臺(tái)1上的與冷卻管2接觸的接觸部3，是形成在基臺(tái)1的兩側(cè)面上，并且兩側(cè)都與冷卻管接觸的構(gòu)造。然而，如圖7所示，也可以認(rèn)為與冷卻管接觸部分只單側(cè)設(shè)置有接觸部3的構(gòu)造。在與形成在基臺(tái)1上的接觸部3相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)面上形成半圓筒形的曲面12。除霜時(shí)融化的水沿該半圓筒形的曲面12斜面流下。因此，由于在基臺(tái)1上不會(huì)存留水，就可以消除由再結(jié)冰等產(chǎn)生的誤動(dòng)作。上述曲面12的形狀，不局限于半圓筒形的曲面，只要是具有使融化的水流下的傾斜表面就可以。
圖7所示的在基臺(tái)1上設(shè)置曲面12使融化的水流下來防止再結(jié)冰的構(gòu)造，當(dāng)然也能適用于圖1、圖3、圖5、圖6的結(jié)霜探測器。
如上所述，本發(fā)明的結(jié)霜探測器具有如下的構(gòu)造在具有霜附著部的導(dǎo)熱容器內(nèi)配置有用保護(hù)管覆蓋的熱敏元件和探測基臺(tái)溫度的熱敏元件，用與基臺(tái)熱絕緣的絕熱體部使保護(hù)管熱絕緣，在具有霜附著部的導(dǎo)熱性容器內(nèi)配置的熱敏感元件，探測周圍大氣的溫度。當(dāng)霜附著部結(jié)霜時(shí)，容器內(nèi)的空氣流通受到妨礙并且溫度發(fā)生變化、根據(jù)它與基臺(tái)溫度的溫度差，可以探測結(jié)霜狀態(tài)。
在本發(fā)明另外的結(jié)霜探測器中，由配置在含有柱狀體的霜附著部內(nèi)的熱敏感探測由未結(jié)霜狀態(tài)和由于結(jié)霜使霜附著部閉塞而產(chǎn)生的外氣溫度的變化，由配置在另一個(gè)閉塞的容器的空洞部內(nèi)的熱敏元件探測蒸發(fā)器周圍的大氣溫度，通過探測兩者的溫度差就可以探測出結(jié)霜狀態(tài)。
本發(fā)明的結(jié)霜探測器做成為使霜探測側(cè)和溫度補(bǔ)償側(cè)的容器的空洞部內(nèi)的容量大致相等的形狀，由于含有溫度探測部的兩者的熱容量相同、所以能更正確地探測結(jié)霜狀態(tài)。
如上述說明的那樣，本發(fā)明的結(jié)霜探測器與現(xiàn)有的結(jié)霜探測器相比，因?yàn)橥ㄟ^由斷熱體部和保護(hù)管構(gòu)成的熱絕緣構(gòu)造能防止從構(gòu)成結(jié)霜探測器的導(dǎo)熱性的基臺(tái)向設(shè)置在容器里的熱敏感元件傳熱，所以由熱敏元件能探測到正確的周圍大氣的溫度、霜探測靈敏度大幅度提高。另外，由于它的構(gòu)造簡單，所以制做容易，維護(hù)檢測簡單。同時(shí)制造成本低。如果使用本發(fā)明的結(jié)霜探測器，因?yàn)榭梢哉_地控制除霜的開始、終了，所以可以只在必要時(shí)就能除霜，這樣就可以進(jìn)行能量效率好的冷卻運(yùn)行。
再有，本發(fā)明的結(jié)霜探測器是用基臺(tái)的一部分支承導(dǎo)熱性容器，是除霜時(shí)的水難以存留在具有霜附著部的容器內(nèi)的構(gòu)造，不必?fù)?dān)心再冷卻時(shí)的殘留水凍結(jié)引起誤動(dòng)作。
另外，熱敏感元件插入并固定在具有斷熱體部的保護(hù)管內(nèi)，因?yàn)榛_(tái)與熱敏元件熱絕緣，可以防止從基臺(tái)向熱敏感元件的熱傳導(dǎo)，所以與現(xiàn)有的結(jié)霜探測器相比，霜探測靈敏度大幅度地改善。
再有，因?yàn)闊崦舾性杖菰诒Ｗo(hù)管內(nèi)，所以相對(duì)于耐水性和耐濕性等的環(huán)境的可靠性提高了。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)、探測來自上述基臺(tái)的熱的第一熱敏元件，設(shè)置在上述基臺(tái)上的霜附著部、嵌插在上述基臺(tái)上并與上述霜附著部鄰近地配置的保護(hù)管、與上述保護(hù)管形成為一體的斷熱體部、插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的探測上述霜附著部的周圍空間的溫度的第二熱敏元件。
2.一種結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)，探測基臺(tái)溫度的第一熱敏感元件，具有設(shè)在上述基臺(tái)上的霜附著部的導(dǎo)熱性容器、嵌插在上述基臺(tái)上并配置在上述導(dǎo)熱性容器內(nèi)的空洞部的保護(hù)管，與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的探測上述空洞部的周圍溫度的第二熱敏感元件。
3.一種結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)、具有設(shè)在上述基臺(tái)上的霜附著部的導(dǎo)熱性容器、上述導(dǎo)熱性容器內(nèi)的一個(gè)空洞部、鄰近上述導(dǎo)熱性容器設(shè)置的另一個(gè)空洞部，插入上述各空洞部內(nèi)的保護(hù)管，與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和分別插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的熱敏元件。
4.一種結(jié)霜探測器，其特征在于，該結(jié)霜探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)，具有設(shè)在上述基臺(tái)上霜附著部的第一導(dǎo)熱性容器，設(shè)在上述基臺(tái)上的第二導(dǎo)熱性容器，分別配置在上述第一和第二導(dǎo)熱性容器內(nèi)的空洞部的保護(hù)管，與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和分別插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的熱敏元件。
5.一種結(jié)霜探測器，其特征在于，該探測器具備導(dǎo)熱性的基臺(tái)，設(shè)在上述基臺(tái)上的至少由柱狀構(gòu)成的霜附著部，設(shè)在上述基臺(tái)上的導(dǎo)熱性容器，與上述霜附著部鄰接設(shè)置的保護(hù)管，固定在上述導(dǎo)熱性容器內(nèi)的空洞部中的保護(hù)管與上述保護(hù)管形成一體的絕熱體部和分別插入并固定在上述保護(hù)管內(nèi)的熱敏元件。
6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器，其特征在于，上述基臺(tái)，上述霜附著部或者含有上述霜附著部的上述導(dǎo)熱性容器是由鋁、銅、鐵、鎳、鈦、鋅或者是它們的合金構(gòu)成的。
7.權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器其上述斷熱體部和上述保護(hù)管分體構(gòu)成。
8.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器，其特征在于，至少上述霜附著部用拒水性或親水性材料涂敷。
9.權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器，其特征在于，上述基臺(tái)具有與蒸發(fā)器的管子接觸的接觸部。
10.權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的結(jié)霜探測器，其特征在于，與形成在上述基臺(tái)上的接觸部相對(duì)應(yīng)的側(cè)面具有曲面或傾斜面的形狀。
全文摘要
結(jié)霜探測器由基臺(tái)1,含有設(shè)在基臺(tái)1上的霜附著部的導(dǎo)熱容器4、探測基臺(tái)1的溫度的熱敏感元件6′、嵌插在基臺(tái)1上并插入導(dǎo)熱性容器4內(nèi)的保護(hù)管8、減少向保護(hù)管8的熱傳導(dǎo)的與保護(hù)管8做成一體的斷熱體部7和插入并固定在保護(hù)管8內(nèi)的熱敏元件6構(gòu)成,可以提高結(jié)霜的探測靈敏度,同時(shí),可以提供對(duì)具有耐水性和耐濕性的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的結(jié)霜探測器。
文檔編號(hào)F25D21/00GK1208461SQ96199903
公開日1999年2月17日 申請(qǐng)日期1996年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月6日
發(fā)明者野尻俊幸 申請(qǐng)人:石塚電子株式會(huì)社