(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機により室内空気を蒸発器と凝縮器を順次配置した本体ケース内の風路に取り込み、蒸発器で冷却除湿し、凝縮器で加熱して除湿空気を吹き出し、蒸発器に氷結が生じた場合に前記蒸発器および凝縮器に冷媒を循環させる圧縮機を一時停止させると共に除霜用ヒータを通電させ蒸発器の除霜を行うようにした除湿機において、
一端に検温部、他端に作動部を有して前記蒸発器の近傍に配置されその氷結を検知するガス圧作動式の氷結検知センサーと、該氷結検知センサーにより開閉動作される制御スイッチとを備え、電源ライン間に圧縮機とファンモータとを並列接続した圧縮機駆動回路と前記除霜ヒータに前記制御スイッチが並列に接続され、通常閉路して除霜ヒータの短絡路を形成するこの制御スイッチにより圧縮機とファンモータを通電状態とすると共に氷結検知時に開路して除霜ヒータを通電状態とする除霜ヒータ回路とを直列に接続して介挿し、前記除霜ヒータ回路には、前記制御スイッチが開放し除霜ヒータの通電している除霜時に通電発熱して前記氷結検知センサーの作動部近傍を加温する発熱体を前記除霜ヒータと並列に介挿したことを特徴とする除湿機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、室内に除湿した空気を吐出し、室内環境を快適とする家庭用の小型な除湿機に関し、特に除湿機の駆動源である圧縮機と除湿機能を担う蒸発器を的確に制御するのに好適な除湿機の運転制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の除湿機は、例えば実公昭５８−５０１８３号公報に示すように、本体内の下方部に圧縮機と除湿水の収容タンクを設け、上方には前記圧縮機と共に冷凍サイクルを構成し除湿機能を発揮する蒸発器、凝縮器および送風機を一列に配し、送風機により空気吸込口から吸込だ室内空気を蒸発器で冷却し室内空気中の水分を結露させて除湿した後、除湿後の冷たい空気を凝縮器の放熱を利用して加熱し、室内温度位に温めて乾燥した除湿空気を吹出口から室内に吹き出している。
【０００３】
ここで、除湿機が低温環境下で運転された場合、蒸発器の温度が摂氏０℃以下になるので、除湿され結露した水が蒸発器に氷結する。氷結が進み、蒸発器の相当部分が氷で厚く覆われるようになると、蒸発器の熱交換率を悪くし、除湿能力の低下となるので、このような場合には蒸発器の氷結を検知する温度センサーを用いて、氷結が検知された時には、圧縮機の運転を一時停止させ、その休止期間中に蒸発器の近傍に配置した除霜ヒータを通電させ除霜を行わせ、除霜を終了したら圧縮機を再運転するように除湿機を運転制御している。
【０００４】
ところで、この氷結検知用の温度センサーとして、内部に膨張係数の高い作動ガスが封入され、一端に蒸発器の温度を検出する感温部を有し、他端に作動ガスで伸縮するベローズ構造の作動部を有し、この作動部で電気回路に介装したスイッチを入切して圧縮機や除霜ヒータをＯＮ／ＯＦＦするサーモスタットタイプの温度センサーを用いる場合がある。
【０００５】
そして、この温度センサーは使用する時、常に感温部を作動部よりも温度的に低くして、確実な動作を得るようにしている。
【０００６】
この観点から、従来では、除霜時に除霜ヒータで蒸発器を加熱した後の蒸気熱によって、温度センサーの作動部を加温する方法で、作動部を感温部より温度的に高く保っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような霜取り時に蒸発器より発生する蒸気熱で温度センサーの作動部を加温するという従来の対応策では、送風機で室内空気を吸い込む時の風などの影響によって蒸気熱が伝わりにくく誤動作することがあり、信頼性の低い不安定な制御となってしまうという問題があった。
【０００８】
また、温度センサーの作動部の加温が適当な状態になるよう、作動部と蒸発器との距離、配置関係が制約され装置的に複雑な構造になり、そして圧縮機および除霜ヒータの制御回路としても、入切りのための接点部の数が多く、回路的にも複雑に組まれたものとなってしまう等の問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたもので、作動部の加温を簡易な装置で、より良好に熱応答性を維持できるように改良した温度センサーを用いて、圧縮機、除霜ヒータをより確実にＯＮ／ＯＦＦ制御でき、また構成的にも簡易となる運転制御回路を搭載した除湿機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の除湿機は、ファンモータにより室内空気を蒸発器と凝縮器を順次配置した本体ケース内の風路に取り込み、蒸発器で冷却除湿し、凝縮器で加熱して除湿空気を吹き出し、蒸発器に氷結が生じた場合に前記蒸発器および凝縮器に冷媒を循環させる圧縮機を一時停止させると共に除霜用ヒータを通電させ蒸発器の除霜を行うようにした除湿機において、一端に検温部、他端に作動部を有して前記蒸発器の近傍に配置されその氷結を検知するガス圧作動式の氷結検知センサーと、該氷結検知センサーにより開閉動作される制御スイッチとを備え、電源ライン間に圧縮機とファンモータとを並列接続した圧縮機駆動回路と前記除霜ヒータに前記制御スイッチが並列に接続され、通常閉路して除霜ヒータの短絡路を形成するこの制御スイッチにより圧縮機とファンモータを通電状態とすると共に氷結検知時に開路して除霜ヒータを通電状態とする除霜ヒータ回路とを直列に接続して介挿し、前記除霜ヒータ回路には、前記制御スイッチが開放し除霜ヒータの通電している除霜時に通電発熱して前記氷結検知センサーの作動部近傍を加温する発熱体を前記除霜ヒータと並列に介挿したものである。
【００１２】
【作用】
本発明の請求項１記載の構成によれば、通常の運転時には、圧縮機とファンモータは、通常除霜ヒータを短絡するように閉じている制御スイッチを介して電源と通じて駆動し除湿を行っている。やがて、除湿の進行に伴い蒸発器に霜が付き、さらに成長して氷が厚く形成されるようになると、その氷結が作動ガス入りの氷結検知センサーにより検知される。するとそれにより制御スイッチが除霜ヒータの短絡路を切るように開くので、除霜ヒータは圧縮機等を通じて電源と通電可能となり、発熱して蒸発器の除霜が開始される。これと同時に、除霜ヒータに並列でかつ位置的には制御スイッチを開閉させる氷結検知センサーの作動部の近くにある発熱体も電源と通電し発熱する。これにより、氷結検知センサーの作動部がその先端の感温部より高い温度に除霜期間中は安定に加温維持されるので、氷結検知センサーの検知作動を確実に行えるようになる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１、図２および図３に示すように、本実施例の除湿機は、本体機器上部が前ケース１と後ケース２とが組み合されて成る本体ケース３により覆われる。その前ケース１には、前面の上部に室内空気を吸い込む吸込口４、右側下部に除湿水タンク５を出し入れするための開口部が形成されている。そして、その前ケース１の上面には、本体を駆動、停止するためのスイッチＳＷやその運転状態を示す表示器ＬＥＤ等が配置された操作パネル６が設けられている。また、前ケース１の上面は、前面上縁から本体ケース３上面の前後方向中央部に向けて立ち上がる傾斜面を有すると共に、その中央位置にはハンドルの一片７Ａが形成されている。
【００１６】
前ケース１に組み合される後ケース２は、その上面に除湿空気の吹出口８が形成される一方、前ケース１同様に後面上縁から滑らかに立ち上がって本体ケース３上面の前後方向中央部にかけて傾斜面を有すると共に、その中央位置にハンドルの他片７Ｂが形成されている。
【００１７】
また、前ケース１と後ケース２とで構成される本体ケース３の内部には、吸込口４と吹出口８とを連絡するように形成した風路２３中に蒸発器１０、凝縮器１１、ファンモータ１２、送風機１３が順次配置される一方、下部には除湿水タンク５を避けて正面左側の位置に圧縮機１４が配置されている。更に、そして、前ケース１において、その上部の操作パネル６の裏側個所には、図２に示されるように、電気部品収容部２４が形成されており、その中に制御基板２５や後述する氷結検知用の温度センサーの作動部１９等が収容されている。
【００１８】
除湿機はこのような構成で、操作パネル６上のスイッチＳＷをＯＮすると運転が開始されて、圧縮機１４の駆動により冷媒が蒸発器１０、凝縮器１１を経て圧縮機１４に戻る冷媒循環経路が形成され、蒸発器１０で熱の吸収動作、凝縮器１１で熱の放出動作が行われる。同時にファンモータ１２の駆動により室内の湿った空気は、図示矢印で示すように、吸込口４から本体内部に取り込まれ、図示せぬエアーフィルターにより塵埃が除去された後、蒸発器１０を通過する際に冷却され除湿される。除湿後の冷たい空気は凝縮器１１で加熱されて室内温度に温められた後、吹出口８より室内に戻される。また除湿した水は除湿水タンク５に樋部１５を介して導かれ溜められる。
【００１９】
ところで、このような除湿機が低温環境下で運転されるような場合には、除湿水が０℃以下の低い温度にある蒸発器１０に氷結し、蒸発器１０の冷媒管１６が氷で覆われると熱交換が悪くなり除湿能力が落ちる。
【００２０】
従ってこのような状態になった時に、氷付着による低温変化を検出し、圧縮機１４を停止するように制御すると共に、この付着した氷を解かすための除霜ヒータ（図５参照）を通電させる氷結検知センサー１７が蒸発器１０の近傍に設けられている。
【００２１】
ここで、氷結検知センサー１７は、図５の構造図に示すように、本体の内部に膨張係数の大きい作動ガスが封入されていると共に、蒸発器１０の近傍に位置されて蒸発器温度を検出する先端の検温部１８と他端のゴム部材よりなるベロー状の作動部１９とが連絡用細管２０でつながった構造で、検温部１８の検出温度に応じる作動ガスの膨張収縮を利用して、作動部１９によりスイッチ動作を行うことのできるガス式サーモスタットである。そして、この氷結検知センサー１７で開閉作動されるスイッチは、作動部１９の先端に可動接点２１が取付られ、この可動接点２１が固定接点２２に接離してスイッチの入切りが行われる構成の制御スイッチ２５である。
【００２２】
また氷結検知センサー１７は、樹脂で形成され、支持棒部３０の上下に複数の挾持片２７を食い違い状に設けた図４に示す形体の取付け保持体２６を用いて、その感温部１８が挾持片２７の小径側の切欠き孔部２９に洗濯挾みのように挾み込まれて保持固定される一方、取付け保持体２６はその挾持片２７の大径側の切欠き孔部２８が蒸発器１０の冷媒管１６に挾み固定されて、氷結検知センサー１７は蒸発器１０に図３に示すように横向きに装着されるようになっている。
【００２３】
次に、こうして蒸発器１０の近傍に取付保持させた氷結検知センサー１７による本発明の制御回路に付いて説明する。
【００２４】
図６がその運転制御回路で、電源ラインＧ，Ｇ’間に圧縮機１４とファンモータ１２とを並列接続した圧縮機駆動回路３０と、除霜ヒータ３１に前記制御スイッチ２５を並列に介挿して、この制御スイッチ２５の開閉で除霜ヒータ３１を短絡状態にしたり、また回路的に介挿状態にするように切り換えることのできるようにした除霜ヒータ回路３２とが直列に接続されて設けられている。なお、３３は運転コンデンサ、そして３４は過負荷保護リレー装置である。
【００２５】
前記制御スイッチ２５は通常の運転時には、蒸発器１０にまだ氷の成長がないので氷結検知センサー１７の作動部１９の伸長で実線に図示するように閉じており、除霜ヒータ３１を短絡状態としている。従って、圧縮機１４とファンモータ１２を流れた運転電流Ｉａはこの制御スイッチ２５による短絡路を介して流れ、この除霜ヒータ３１には流れないようになっている。一方氷結が検知された時は、制御スイッチ２５は点線に図示するように開き、短絡路が遮断し、逆に除霜ヒータ３１が回路的に生き、電源から電流Ｉｂが圧縮機とファンモータを通じて除霜ヒータ３１に流れ発熱する。
【００２６】
また、この除霜ヒータ回路３２には、制御スイッチ２５が開いた時に、除霜ヒータ２５と同時通電する発熱体３５が、その固定接点２２と可動接点２１との間に接続され、除霜ヒータ２５と並列に設けられている。ここで、この発熱体３５は図５に示すように、位置的には、氷結検知センサー１７の作動部１９の近辺に配置されるものとなっており、そのため通電し電流Ｉｃが流れる時、氷結検知センサー１７の作動部１９周辺の雰囲気温度を温め、除霜期間中、作動部１９を感温部１８より高い温度状態に保てるようにしている。このように作動部１９を発熱体３５で加温するようにしたので、作動部１９を従来の風の影響を受けやすい蒸発器１０からの蒸気熱で加温するものより、安定に加温でき、除霜終了時の検知応答動作を確実に行えるものとなる。そして、この発熱体３５としては、サーミスター等の抵抗素子が適用できる。
【００２７】
ところで、除霜が成される時は、圧縮機１４を運転停止にしなければならないが、この制御を本発明では次の如き手段で行っている。
【００２８】
それは、制御スイッチ２５が開いて除霜ヒータ３１が通電する時、除霜ヒータ回路３２での電圧降下Ｖａが、圧縮機駆動回路３０での電圧降下Ｖｂより著しく大（Ｖａ＞Ｖｂ）となるように回路設計している。すなわち、除霜ヒータ３１および発熱体３５の合成抵抗Ｒを圧縮機駆動回路３０の内部抵抗、実質的には圧縮機１４の内部抵抗ｒより非常に大きい（Ｒ＞ｒ）抵抗値のものとしている。
【００２９】
こうすることで、除霜時には除霜ヒータ３１間でほぼ電源電圧Ｅに等しい電圧降下が生じ、圧縮機１４には該圧縮機１４を駆動するに必要な作動電圧以下の低電圧しか印加しない状態になり、圧縮機１４は駆動できず停止させることができる。そして、このような回路設計にすれば、圧縮機回路３０にその駆動、停止専用の開閉スイッチを挿入する必要も無くなり、回路構成が簡単になり、またコストも下げられる。
【００３０】
なお、３６は運転表示ランプにして電源ラインＧ、Ｇ’間に抵抗３７、一方向性ダイオード３８を介して接続されている。さらに４０は運転スイッチ、４１は温度ヒューズ、４２は除湿水タンクに水が一杯溜ると作動する満水スイッチであり、更に４３は電源プラグである。
【００３１】
以上の如き構成の運転制御回路となっており、運転スイッチＳＷがＯＮとなり圧縮機１４、ファンモータ１２が動作し除湿機が運転された時、蒸発器１０に氷が形成されない間は、蒸発器温度は相対的に高いので、氷結検知センサー１７はその内部の膨張した作動ガスで作動部１９が伸び、可動接点２１が固定接点２５に接触し、制御スイッチ２５は実線状態のように閉じ続け、運転電流Ｉが図示矢印のように制御スイッチ２５の方に流れて通常運転となる。
【００３２】
やがて、蒸発器１０に氷が厚く成長すると、蒸発器温度の低下が氷結検知センサー１７の感温部１８で検知されると共に、温度低下による作動ガスの収縮変化となって作動部１９が縮み可動接点２１が固定接点２２から離れて制御スイッチ２５は点線状態のように開放する。依ってこの時、電源から除霜ヒータ３１に電流Ｉが矢印のように流れて除霜ヒータ３１は通電し、その発熱で蒸発器１０の除霜が行われる。またこの時、除霜ヒータ３１の抵抗が圧縮機１４の抵抗より相当に抵抗値の大なるものとなっているため前述したように、圧縮機１４間にはその駆動電圧以下の電圧しか印加しないので、圧縮機１４は強制的に停止される。そして更に、制御スイッチ２５のオープンにより固定接点２２と可動接点２１を介して発熱体３５にも電流Ｉが流れるので発熱し、その熱で氷結検知センサー１７の作動部１９は加温され、蒸発器１０に近くて低い温度にある感温部１８より高い温度に維持される。
【００３３】
除霜が進み、その終わり近くになると蒸発器温度の上昇変化がある。この温度変化は、作動ガスを膨張するため、作動部１９は元のように伸び、氷結検知センサー１７は制御スイッチ２５をＯＮとするので、圧縮機１４およびファンモータ１２が再び駆動し、除湿機の運転が再開されるのである。
【００３４】
この際、作動部１９は発熱体３５で安定に加温され感温部１８より高い温度に保たれているため、氷結検知センサー１７の検知動作は確実に行われて、感温部１８から完全に氷が後退し蒸発器１０の氷がほとんど無くなるという除霜が終了する時点で、圧縮機１４の再開となり信頼性の高い制御となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載によれば、蒸発器の氷結が、内部の作動ガスの圧力変化で検知できる氷結検知センサーで検知された時、除霜ヒータの短絡用制御スイッチが開き、圧縮機およびファンモータを介して除霜ヒータは通電可能となるので、除湿運転から除霜運転に確実に移行できると共に、除霜ヒータと同時通電して、前記制御スイッチを作動させる氷結検知センサーの作動部を加温する発熱体を設けた運転制御回路としたので、氷結検知センサーの良好な検知性能を得る条件である作動部をその他端の感温部より高く保つことが安定して維持できるようになり、除霜終了時の検知動作を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す除湿機の外観斜視図である。
【図２】図１に示した除湿機の側断面図である。
【図３】氷結検知センサーの取付部を透視して示した除湿機の正面構成図である。
【図４】氷結検知センサーの取付部材の外観斜視図である。
【図５】本発明の氷結検知センサーで通電制御される除霜ヒータ及びセンサー作動部加温用の発熱体の作用を説明するための要部構成図である。
【図６】本発明の除湿機の運転制御回路図である。
【符号の説明】
４  吸込口
８  吹出口
１０  蒸発器
１２  ファンモータ
１４  圧縮機
１７  氷結検知センサー
１８  感温部
１９  作動部
２５  制御スイッチ
３１  除霜ヒータ
３５  発熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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