JPH0610314Y2 - 着霜検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は着霜検知装置に関するものである。

（従来の技術） 着霜検知装置の従来例としては、例えば特開昭57-12329
号公報記載の霜センサを挙げることができる。第８図に
その装置の概略構成図を示しており、同図において、３
０はFeNiSiB系アモルファスより成る磁歪リボンで、支
持フレーム３１に接着された上記磁歪リボン３０の一端
側に、この磁歪リボン３０に弾性波を誘起するための弾
性波励起用コイル３２が、また他端側に、誘起された弾
性波の伝播量に応じた信号を出力する弾性波検出用コイ
ル３３がそれぞれ配設されている。上記各コイル３２、
３３間の磁歪リボン３０に霜が付着した場合には、上記
弾性波の伝播損失量が大きくなり、これが上記弾性波検
出用コイル３３で検出されることによって着霜の有無を
判別するようになされている。

ところで上記において磁歪リボン３０で構成した着霜検
知部材は、これをワイヤ状の金属アモルファスで構成す
ることも可能であり、この場合には装置の小形化や作動
電力の低減、検出感度の向上等を図ることができる。こ
のような装置を、例えば空気調和機の室外機内に配置さ
れる室外熱交換器に取付け、暖房運転中に上記室外熱交
換器に付着成長する霜が所定量に達した時を検出して除
霜運転への切換えを行うために用いることが可能であ
る。このような装置における要部構成を第９図に示して
いるが、同図において、４１が上記のアモルファスワイ
ヤより成る着霜検知部材、４２、４３は上記着霜検知部
材１０の各端部に配設される弾性波励起用コイル、弾性
波検出用コイルである。そしてこの場合、上記室外熱交
換器と同様の霜の成長が生じる着霜面４４が上記着霜検
知部材４１に対向する位置に形成され、この着霜面４４
と上記着霜検知部材４１との離間距離を、除霜運転への
切換えが必要な着霜量に合わせて設定する。したがって
暖房運転中に上記着霜面４４から成長した霜が着霜検知
部材４１に達してこの着霜検知部材４１に機械的な拘束
力を及ぼし、このため弾性波検出用コイル４３での検出
レベルが低下した時に除霜運転への切換えが行われる。

なお第１０図には、着霜検知部材４５を薄板状の振動板
で構成し、この着霜検知部材４５の両端部に、圧電素子
４６、４７を取付けて着霜を検出する装置の要部模式図
を示している。一方の圧電素子４６に、上記着霜検知部
材４５の共振周波数の信号を入力しているときに、着霜
面４８から成長してきた霜が上記着霜検知部材４５に達
した時にはその共振点が変化することから、他方の圧電
素子４７での検出レベルが低下し、これにより着霜を検
出するようになされている。このような振動特性の変化
によって着霜を検出する装置構成は、第１１図のよう
に、上記の着霜検知部材４５を片持ち構成とし、基端側
の上下各面に圧電素子４６、４７をそれぞれ取付けるよ
うにすることもできる。

（考案が解決しようとする課題） ところで、例えば空気調和機において上記のような着霜
検知装置での検知信号に基づいて除霜運転が行われる
と、室外熱交換器及び着霜検知装置に付着した霜は溶解
し、その溶解水は自重により下方へ流れ去ることとな
る。したがって一般には上記の着霜検知装置はその着霜
面を垂直に位置させて室外熱交換器に取付け、溶解水が
この着霜面を伝って速やかに流下していくようになされ
ているが、粒径の小さな水滴ほど、その自重に対する着
霜面からの界面吸着力がより大きく作用するために、着
霜面に沿う流下速度が遅くなる。特に上記のような着霜
検知装置では、着霜面とこれに対向して配設されている
着霜検知部材との間の離間距離は比較的狭く設定される
ために、着霜面に生じている水滴はその粒径が小さい場
合にも容易に着霜検知部材にも接し、いわゆるブリッジ
状の水滴となり易い。このようなブリッジ状の水滴にお
いては、着霜検知部材側からも界面吸着力が作用するた
めに、さらに流下速度が遅くなる。この結果、着霜面上
の小さな水滴が完全には除かれないうちに暖房運転の再
開が行われ易く、このような残留水のために誤動作を生
じ易いという問題がある。つまり上記のような残留水
は、暖房運転再開後、新たな着霜が生じる前に氷結して
着霜検知部材に機械的な拘束力を及ぼし、このため着霜
時と同様の弾性波伝播損失量の増加や振動特性の変化が
生じることとなるためである。

この考案は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、除霜後の残留水に伴う誤動作を低減し得る着霜検知
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの考案の着霜検知装置は、フレーム５に上下方
向に延びる着霜面８を設けると共に、この着霜面８に対
向させて略平行に着霜検知部材９を配設して成る着霜検
知装置であって、上記着霜面８に、この着霜面８に沿う
水滴の流下方向と交差する凹入溝２１を複数形成してい
る。

（作用） 上記の着霜検知装置においては、着霜面８上に生じた粒
径の小さな水滴は、上記着霜面８の下端へと流下してい
く途中で凹入溝２１内へと流入し、この凹入溝２１で、
同様にこの凹入溝２１内に流入してきた他の小滴と合体
する。そして上記凹入溝２１から溢れ出る場合にはより
粒径の大きな水滴となって流下していくこととなる。し
たがって従来の小滴のまま着霜面上をその下端へと流下
していた場合に比べて、上記では各凹入溝２１毎に水滴
の大粒化がなされ、これにより流下速度が速められるの
で、より短時間のうちに着霜面８の下端から排出される
こととなる。この結果、着霜面８上に残留する水滴を減
少させることが可能となり、除霜後の残留水に伴う誤動
作が低減される。

（実施例） 次にこの考案の着霜検知装置の具体的な実施例につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第３図には、空気調和機の室外機内に配置された室
外熱交換器１を模式的に示している。この室外熱交換器
１は、多数の薄板状のフィン２・・を略垂直にして並設
し、これらのフィン２・・に冷媒配管３を挿通させるこ
とにより構成されている。そして図のように、中央部付
近に位置するフィン２、２間に、この考案の一実施例に
おける着霜検知装置４が取着されている。

第４図は、第３図におけるIV−IV線矢視図であり、同図
において、５は上記着霜検知装置４における平板状のフ
レームであって、このフレーム５の後端側（図において
左端側）の上下の各角部にはそれぞれ冷媒配管３、３の
外周面に沿う円弧形状の切欠き６、６が形成されると共
に、上縁部及び下縁部にそれぞれ後端側へと延びる板ば
ね７、７が固着されており、各切欠き６、６に冷媒配管
３、３が嵌合するように位置させたときに、各冷媒配管
３、３における上記各切欠き６、６の接触部位置とは対
向する位置で各冷媒配管３、３に上記各板ばね７、７が
接し、これによりフレーム５の冷媒配管３、３への固定
取付けが行われるようになされている。一方、上記フレ
ーム５の前端側（図において右端側）には、フィン２の
前縁と略同一位置で上下に延びる着霜面８と、この着霜
面８から所定の離間距離をおいて平行に配設されたワイ
ヤ状の着霜検知部材９とから成る着霜検知部が形成され
ており、次にこの着霜検知部の構成について第２図を参
照して説明する。

第２図に示すように、フレーム５の前端にはコ字状の凹
入部が形成されており、この凹入部の底面、すなわち垂
直面には、その中央部領域に前端側へとやや突出する段
差部が形成され、この段差部における垂直面が上記着霜
面８となされている。一方、上記凹入部の下側及び上側
の前端側への突出部はそれぞれコイル支持部１１、１２
として形成されており、これらの各コイル支持部１１、
１２には、コイル取付穴１３、１４が上下方向同軸位置
にそれぞれ穿設されている。そしてこれらの各コイル取
付穴の一方１３に弾性波励起用コイル１５が、また他方
１４に弾性波検出用コイル１６がそれぞれ挿着されてい
る。これらの各コイル１５、１６とコイル取付穴１３、
１４との間の嵌装隙間には、例えばシリコンゴム等の弾
性体１７が充填されて、各コイル１５、１６の位置固定
がなされている。そして各コイル１５、１６間に、直径
が0.1〜0.15mm程度のFe系アモルファスワイヤより成る
着霜検知部材９が張設されている。この着霜検知部材９
は、その両端部を上記各コイル１５、１６のコイル巻芯
１８、１９の各中心貫通孔にそれぞれ挿通させると共
に、これらの中心貫通孔内の隙間にシリコンゴム等の弾
性体を充填することによって、弾性波の伝播を阻害する
ことのない取付状態となされている。

そして上記においては、着霜面８に、第１図に示すよう
に、着霜面８の左右両側縁に連なるへ字状の凹入溝２１
・・が複数形成されており、これらの凹入溝２１・・に
よって、上記着霜面８は上下方向複数の面に区画される
構成となされている。これらの凹入溝２１の断面は、第
２図に示されているように、Ｖ字形状となされており、
さらに詳しくは、Ｖ字を構成する上側の面と下側の面と
は、共に着霜面８から凹入方向下側に傾斜する面となさ
れている。なお着霜面８周縁の段差部における上端面及
び下端面も、上記と同様に傾斜する傾斜面で構成してい
る。

上記構成の着霜検知装置における作動状態について次に
説明する。

上記空気調和機での暖房運転中には、弾性波励起用コイ
ル１５に高周波の入力信号を印加することによって、着
霜検知部材９に弾性波が励起される。この弾性波は上記
着霜検知部材９内を弾性波励起用コイル１５側から弾性
波検出用コイル１６側へと伝播し、これにより上記弾性
波検出用コイル１６に高周波の電気信号が誘起され、こ
の信号レベルを基準レベルと比較する。そして暖房運転
の継続と共に上記室外熱交換器に着霜を生じ、これが成
長してくる場合には、上記着霜検知装置における着霜面
８にも同様の霜の発生、成長を生じ、この成長してきた
霜が上記着霜検知部材９に達すると、この着霜検知部材
９に機械的な拘束力が生じるために、この着霜検知部材
９を伝播する弾性波の損失量が大きくなり、したがって
上記弾性波検出用コイル１６での検出信号レベルが低下
する。この信号レベルが基準レベルよりも低下したこと
が判別されると、着霜検知信号が出力され、これにより
暖房運転を中断して除霜運転への切換えが行われる。

この除霜運転によって上記室外熱交換器及び着霜検知装
置に付着成長した霜は次第に溶解して水滴となり、自重
落下することにより除去される。そして上記室外熱交換
器全体の除霜を完了した時点で暖房運転が再開される訳
であるが、従来は、この時点において着霜面上に粒径の
小さな水滴が残留しているために、暖房再開後の着霜検
知操作で誤動作を生じ易いものとなっていた。しかしな
がら上記の実施例においては、着霜面８に水滴の流下方
向と交差する凹入溝２１が多数形成されていることによ
り、上記のような残留水滴が低減されるものとなってい
る。つまり着霜面８上に生じた粒径の小さな水滴は、上
記着霜面８の下端へと流下していく途中ですぐに凹入溝
２１内へと流入し、この凹入溝２１へ流入してくる他の
小滴と合体する。そして上記凹入溝２１から溢れ出る場
合にはより粒径の大きな水滴となって流下していくこと
となるので、流下速度が速く、そして各凹入溝２１毎に
同様の現象が繰返されて短時間のうちに着霜面８の下端
から排出される。この結果、着霜面８上に残留する水滴
が従来よりも大幅に低減されたものとなっている。特に
上記実施例においては、凹入溝２１がへ字上に形成され
ていることによって、各凹入溝２１からの流下水滴は着
霜面８の側壁に沿って主に流下していくこととなり、こ
のため着霜面８上に残留する水滴がさらに低減されるも
のとなっている。

上記の結果、弾性波励起用コイル１５への高周波入力に
よる着霜検知操作を再開した後も、誤動作を生じること
なく新たに成長してくる着霜量に対する判別をより的確
に行い得るものとなっており、これによって不要な除霜
運転への切換わりが抑えられて暖房運転がより長く維持
されるので、暖房時の快適性の向上することができる。

以上、この考案の具体的な実施例について説明したが、
上記実施例はこの考案を限定するものではなくこの考案
の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば上記実施例
においては凹入溝２１の着霜面８上での形状をへ字状と
した例について説明したが、、例えば第５図に示すよう
に、略水平な一直線状に形成する場合においても、凹入
溝２１にて小滴同士を合体させて大きな水滴とした後
に、より速い速度で下方へと流下させるようにすること
ができる。また第６図に示すように、一方の側縁から他
方の側縁へと傾斜する形状で構成することで上記実施例
と略同様の効果を得ることができる。さらに第７図に示
すように、着霜面８においてＶ字形状となるように形成
することも可能であり、この場合には、凹入溝２１内で
さらにＶ字の頂点に水滴が集まることによって水滴同士
の合体がより速やかに生じるので、より短時間で着霜面
８上の水滴の除去が可能となる。また凹入溝２１の断面
形状についても上記実施例でのＶ字断面以外のその他の
断面形状とすることが可能である。また上記実施例にお
いては着霜検知部材９をアモルファスワイヤで構成した
例について説明したが、先に第８図に基づいて説明した
アモルファスリボンで着霜検知部材を構成する装置や、
第１０図及び第１１図における薄板状の振動板で着霜検
知部材を構成する装置においてもこの考案を適用するこ
とが可能である。

（考案の効果） 上記のようにこの考案の着霜検知装置においては、着霜
面に凹入溝を設けることにより、上記着霜面上に生じた
粒径の小さな水滴は、流下していく途中で凹入溝内へと
流入して他の小滴と合体し、そしてより粒径の大きな水
滴となって流下していくこととなるので、流下速度が速
くなり、したがって短時間のうちに着霜面の下端から排
出される。この結果、着霜面上に残留する水滴が少なく
なり、除霜後の残留水に伴う誤動作が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例における着霜検知装置の正
面図、第２図は上記着霜検知装置の部分断面を有する側
面図、第３図は上記着霜検知装置を取付けた室外熱交換
器の正面模式図、第４図は第３図におけるIV−IV線矢視
図、第５図〜第７図はそれぞれこの考案の他の実施例に
おける着霜検知装置での着霜面の凹入溝形状を示す正面
図、第８図は従来の着霜検知装置の斜視図、第９図〜第
１１図はそれぞれ上記第８図に示した従来装置とは異な
る構造や方式の着霜検知装置における要部模式図であ
る。 ５……フレーム、８……着霜面、９……着霜検知部材、
２１……凹入溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−12329（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−145477（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム（５）に上下方向に延びる着霜面
   （８）を設けると共に、この着霜面（８）に対向させて
   略平行に着霜検知部材（９）を配設して成る着霜検知装
   置であって、上記着霜面（８）に、この着霜面（８）に
   沿う水滴の流下方向と交差する凹入溝（21）を複数形成
   していることを特徴とする着霜検知装置。