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図面 (8)

課題

空気調和装置で処理された空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサー低温時に着氷を生じることを抑制する。

解決手段

0℃以下を含む所定の範囲で空気の温度を調節する温度調節部(10)と、空気を加湿する加湿部(20)と、温度調節部(10)及び加湿部(20)を通過した空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサー(42)とを備えた空気調和装置(100)において、着氷防止治具(43)は、センサー(42)の上流に配置される。着氷防止治具(43)は、下流に向かう空気と接触する接触部を有する。

概要

背景

環境試験において温度及び湿度を制御する空気調和装置に用いられる温湿度センサーは、環境試験室に導入される空気と接触することによって、当該空気の温度及び湿度を検出する(特許文献1)。

環境試験では、氷点下温度域においても湿度制御が求められる場合がある。氷点下の空気中には、直径数μm〜数mm程度の氷粒過冷却水氷結しない状態のまま0℃以下に過冷却された水)の水滴が浮遊する。これらの氷粒や過冷却水が物体衝突すると、氷粒が物体に付着したり、衝突の衝撃をきっかけに過冷却水が物体上で氷結したりする着氷現象が発生する。このような着氷現象は、特に90〜100%RH(相対湿度)といった高い相対湿度条件において顕著にみられる。

概要

空気調和装置で処理された空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサー低温時に着氷を生じることを抑制する。0℃以下を含む所定の範囲で空気の温度を調節する温度調節部(10)と、空気を加湿する加湿部(20)と、温度調節部(10)及び加湿部(20)を通過した空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサー(42)とを備えた空気調和装置(100)において、着氷防止治具(43)は、センサー(42)の上流に配置される。着氷防止治具(43)は、下流に向かう空気と接触する接触部を有する。

目的

本開示の目的は、空気調和装置で処理された空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサーが低温時に着氷を生じることを抑制できるようにすることにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

0℃以下を含む所定の範囲で空気の温度を調節する温度調節部(10)と、空気を加湿する加湿部(20)と、前記温度調節部(10)及び前記加湿部(20)を通過した空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサー(42)とを備えた空気調和装置(100)に用いられる着氷防止治具であって、前記センサー(42)の上流に配置され、且つ、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を有することを特徴とする着氷防止治具。

請求項2

請求項1において、前記接触部(43a)によって下流に向かう空気に乱流を発生させて、前記接触部(43a)に接触した空気を前記センサー(42)に到達させることを特徴とする着氷防止治具。

請求項3

請求項1において、前記接触部(43a)に複数の孔(43b)が設けられ、当該複数の孔(43b)を下流に向けて通過した空気を前記センサー(42)に到達させることを特徴とする着氷防止治具。

請求項4

請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、前記接触部(43a)を昇温させる加熱部(47)を有することを特徴とする着氷防止治具。

請求項5

請求項1乃至4のいずれか1つにおいて、前記センサー(42)の近傍に配置されることを特徴とする着氷防止治具。

請求項6

請求項5において、前記センサー(42)から30mm以内の範囲に配置されることを特徴とする着氷防止治具。

請求項7

請求項1乃至6のいずれか1つにおいて、空気の流れる方向に対して垂直な平面への前記接触部(43a)の投影面積は、当該平面への前記センサー(42)の投影面積よりも大きいことを特徴とする着氷防止治具。

技術分野

0001

本開示は、着氷防止治具に関する。

背景技術

0002

環境試験において温度及び湿度を制御する空気調和装置に用いられる温湿度センサーは、環境試験室に導入される空気と接触することによって、当該空気の温度及び湿度を検出する(特許文献1)。

0003

環境試験では、氷点下温度域においても湿度制御が求められる場合がある。氷点下の空気中には、直径数μm〜数mm程度の氷粒過冷却水氷結しない状態のまま0℃以下に過冷却された水)の水滴が浮遊する。これらの氷粒や過冷却水が物体衝突すると、氷粒が物体に付着したり、衝突の衝撃をきっかけに過冷却水が物体上で氷結したりする着氷現象が発生する。このような着氷現象は、特に90〜100%RH(相対湿度)といった高い相対湿度条件において顕著にみられる。

先行技術

0004

特開2011−185559号公報

発明が解決しようとする課題

0005

低温試験用の温湿度センサーは、一般に、検出部と、それを保護するフィルタ部とで構成されるが、従来の温湿度センサーは、着氷防止機能を持たないため、特に、低温高湿条件下では、検出部やフィルタ部の表面が着氷によって覆われてしまう。検出部やフィルタ部の表面が着氷によって覆われると、検出部と空気との接触が阻害され、温湿度を正確に検出できなくなるという問題が生じる。

0006

本開示の目的は、空気調和装置で処理された空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサーが低温時に着氷を生じることを抑制できるようにすることにある。

課題を解決するための手段

0007

本開示の第1の態様は、0℃以下を含む所定の範囲で空気の温度を調節する温度調節部(10)と、空気を加湿する加湿部(20)と、前記温度調節部(10)及び前記加湿部(20)を通過した空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサー(42)とを備えた空気調和装置(100)に用いられる着氷防止治具であって、前記センサー(42)の上流に配置され、且つ、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を有することを特徴とする着氷防止治具である。

0008

第1の態様では、空気調和装置(100)で処理された空気の温度及び/又は湿度を測定するセンサー(42)の上流に、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を有する着氷防止治具が配置される。このため、低温の空気中に含まれる氷粒や過冷却水の少なくとも一部を接触部(43a)によって除去してから、当該空気をセンサー(42)に接触させることができるので、センサー(42)に着氷が生じることを抑制できる。

0009

本開示の第2の態様は、第1の態様において、前記接触部(43a)によって下流に向かう空気に乱流を発生させて、前記接触部(43a)に接触した空気を前記センサー(42)に到達させることを特徴とする着氷防止治具である。

0010

第2の態様では、接触部(43a)によって下流に向かう空気に乱流を発生させるため、接触部(43a)との接触によって氷粒や過冷却水が除去された空気を着氷防止治具の背後(下流)に巻き込んでセンサー(42)に到達させることができる。従って、センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0011

本開示の第3の態様は、第1の態様において、前記接触部(43a)に複数の孔(43b)が設けられ、当該複数の孔(43b)を下流に向けて通過した空気を前記センサー(42)に到達させることを特徴とする着氷防止治具である。

0012

第3の態様では、接触部(43a)に複数の孔(43b)が設けられるため、接触部(43a)との接触によって氷粒や過冷却水が除去された空気が複数の孔(43b)を通過してセンサー(42)に到達する。従って、センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0013

本開示の第4の態様は、第1乃至3の態様のいずれか1つにおいて、前記接触部(43a)を昇温させる加熱部(47)を有することを特徴とする着氷防止治具である。

0014

第4の態様では、加熱部(47)によって接触部(43a)を0℃よりも高く昇温させることができる。このため、接触部(43a)自体に着氷が生じることを回避できるので、着氷防止機能が経時的に劣化することがなく、着氷防止治具を連続的に使用することができる。

0015

本開示の第5の態様は、第1乃至4の態様のいずれか1つにおいて、前記センサー(42)の近傍に配置されることを特徴とする着氷防止治具である。

0016

第5の態様では、着氷防止治具がセンサー(42)の近傍に配置されることにより、センサー(42)の方へ流れる空気の接触部(43a)に対する接触率が向上する。従って、接触部(43a)に接触していない空気がセンサー(42)に到達してセンサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0017

本開示の第6の態様は、第5の態様において、前記センサー(42)から30mm以内の範囲に配置されることを特徴とする着氷防止治具である。

0018

第6の態様では、着氷防止治具がセンサー(42)から30mm以内の範囲に配置されるので、接触部(43a)に接触していない空気がセンサー(42)に到達することをより抑制できる。

0019

本開示の第7の態様は、第1乃至6の態様のいずれか1つにおいて、空気の流れる方向に対して垂直な平面への前記接触部(43a)の投影面積は、当該平面への前記センサー(42)の投影面積よりも大きいことを特徴とする着氷防止治具である。

0020

第7の態様では、空気の流れる方向に対して垂直な平面への接触部(43a)の投影面積が、当該平面へのセンサー(42)の投影面積よりも大きい。このため、センサー(42)の方へ流れる空気の接触部(43a)に対する接触率が向上するので、接触部(43a)に接触していない空気がセンサー(42)に到達してセンサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

図面の簡単な説明

0021

図1は、実施形態1又は2に係る着氷防止治具が配置された空気調和装置の概略構成図である。
図2は、図1に示す空気調和装置のセンサー取付チャンバーに、実施形態1に係る着氷防止治具が配置された様子を示す図である。
図3は、実施形態1に係る着氷防止治具を、風路に平行な鉛直平面で切った断面図である。
図4は、実施形態1に係る着氷防止治具を、風路に垂直な鉛直平面で切った断面図である。
図5は、図1に示す空気調和装置のセンサー取付チャンバーに、実施形態2に係る着氷防止治具が配置された様子を示す図である。
図6は、実施形態2に係る着氷防止治具を、風路に平行な鉛直平面で切った断面図である。
図7は、実施形態2に係る着氷防止治具を、風路に垂直な鉛直平面で切った断面図である。

実施例

0022

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

0023

〈空気調和装置の構成〉
図1は、実施形態1又は2に係る着氷防止治具が配置された空気調和装置の概略構成図である。

0024

図1に示すように、空気調和装置(100)は、主として、0℃以下を含む所定の範囲で空気の温度を調節する温度調節部(10)と、空気を加湿する加湿部(20)と、温度調節部(10)及び加湿部(20)を通過した空気の温度及び湿度を測定する温湿度センサー(42)とを備える。

0025

空気調和装置(100)の各構成要素、及び、空気調和装置(100)によって処理された空気が導入される環境試験室(200)は、ダクト等により互いに接続され、風路(101)を構成する。尚、本開示において、「上流」及び「下流」とは、風路(101)における空気の流れの「上流」及び「下流」を意味する。

0026

温度調節部(10)は、主として、吸込ファン(12)と、ブラインクーラ(13)と、電気ヒータ(14)とを備える。吸込ファン(12)は、温度調節部(10)に設けられた空気吸込口(11)の近傍に配置される。ブラインクーラ(13)は、図示しないチラー装置から供給されたブラインを空気と熱交換させる熱交換器である。電気ヒータ(14)は、ブラインクーラ(13)の下流側に配置される。温度調節部(10)は、電気ヒータ(14)の下流側に、空気の温度及び湿度を測定する温湿度センサー(15)を備えてもよい。

0027

温度調節部(10)の内部で、風路(101)は、加湿部(20)へ通じる加湿風路(102)と、加湿部(20)をバイパスするバイパス風路(103)とに分岐する。温度調節部(10)は、加湿風路(102)を流れる空気の速さを調整するファン(16)を備えてもよい。温度調節部(10)には、加湿側空気吹出口(17)及びバイパス側空気吹出口(18)が設けられる。

0028

加湿部(20)は、加湿パン(21)を有する。加湿パン(21)は、貯留した水(22)を蒸発させる。加湿パン(21)は、例えば、上方へ向かうにつれて水平方向の断面積が増加する形状を持つ。加湿パン(21)には、貯留した水(22)の温度を調整するヒータ(23)が設けられる。

0029

加湿パン(21)における水(22)が貯留される領域の上方には、上流側に位置する空気吸込口(24)と、下流側に位置する空気吹出口(25)とが設けられる。すなわち、加湿パン(21)における空気吸込口(24)と空気吹出口(25)との間の空間は、加湿風路(102)の一部を構成する。これにより、加湿パン(21)に貯留された水(22)が蒸発して、加湿風路(102)を通過する空気が加湿される。

0030

また、加湿パン(21)には、貯留した水(22)の温度及び水位をそれぞれ測定する温度センサ(26)及び水位センサ(27)が設けられる。さらに、加湿パン(21)には、図示しない給水口及び排水口が設けられ、当該給水口には給水弁(28)が接続され、当該排水口には排水弁(29)が接続される。

0031

空気調和装置(100)は、加湿風路(102)へ流入する空気の流量とバイパス風路(103)へ流入する空気の流量との比率を調節する流量調節部(30)をさらに備える。流量調節部(30)は、温度調節部(10)の下流側に配置される。流量調節部(30)は、加湿風路(102)に設けられた開度可変の加湿ダンパ(31)と、バイパス風路(103)に設けられた開度可変のバイパスダンパ(32)とを有する。

0032

また、空気調和装置(100)は、加湿風路(102)を通過した空気と、バイパス風路(103)を通過した空気とを混合する混合ボックス(33)を有する。混合ボックス(33)は、加湿部(20)の下流側に配置される。混合ボックス(33)には、加湿風路(102)と接続する加湿側空気吸込口(34)と、バイパス風路(103)と接続するバイパス側空気吸込口(35)と、混合空気を温湿度センサー(42)の方へ吹き出す混合空気吹出口(36)とが設けられる。

0033

温湿度センサー(42)は、センサー取付チャンバー(41)内に配置される。センサー取付チャンバー(41)は、混合ボックス(33)と環境試験室(200)との間に配置される。センサー取付チャンバー(41)内における温湿度センサー(42)の上流側には、後述する着氷防止治具(43)が配置される。

0034

空気調和装置(100)において、加湿パン(21)に貯留された水(22)の温度を調整するヒータ(23)は、パン水温制御部(51)によって制御される。パン水温制御部(51)は、予め設定された目標温度、及び、温度センサ(26)によって測定された水(22)の温度に基づいて、ヒータ(23)の出力を制御する。

0035

また、空気調和装置(100)において、温度調節部(10)の電気ヒータ(14)は、電気ヒータ制御部(52)によって制御される。電気ヒータ制御部(52)は、予め設定された目標温度、及び、温湿度センサー(42)によって測定された空気の温度に基づいて、電気ヒータ(14)の出力を制御する。

0036

また、空気調和装置(100)において、加湿部(20)による加湿量は、湿度指示調節計(53)、パン水位制御部(54)及び空気流量制御部(55)によって制御される。

0037

湿度指示調節計(53)は、予め設定された目標湿度、及び、温湿度センサー(42)によって測定された空気の湿度に基づき、パン水位制御部(54)の目標水位を出力する。

0038

パン水位制御部(54)は、湿度指示調節計(53)から出力された目標水位、及び、水位センサ(27)によって測定された水(22)の水位に基づいて、給水弁(28)及び排水弁(29)のそれぞれの開度を制御する。ここで、加湿パン(21)は、上方へ向かうにつれて水平方向の断面積が増加する形状を持つため、加湿パン(21)に貯留された水(22)の水位が上昇すると、水(22)の蒸発量つまり加湿量が増大し、当該水位が下降すると、加湿量が減少する。

0039

空気流量制御部(55)は、流量調節部(30)を制御する。具体的には、空気流量制御部(55)は、予め設定された目標湿度(湿度指示調節計(53)の目標湿度よりも低く設定される)、及び、湿度指示調節計(53)から出力された目標水位(湿度に換算される)に基づいて、加湿風路(102)に設けられた加湿ダンパ(31)及びバイパス風路(103)に設けられたバイパスダンパ(32)のそれぞれの開度を制御する。ここで、加湿ダンパ(31)の開度を大きくすること、及び/又は、バイパスダンパ(32)の開度を小さくすることによって、バイパス風路(103)へ流入する空気の流量に対する加湿風路(102)へ流入する空気の流量の比率が増大して加湿量が増大する。一方、加湿ダンパ(31)の開度を小さくすること、及び/又は、バイパスダンパ(32)の開度を大きくすることによって、バイパス風路(103)へ流入する空気の流量に対する加湿風路(102)へ流入する空気の流量の比率が減少して加湿量が減少する。

0040

尚、空気を除湿するために、環境試験室(200)と温度調節部(10)との間に混合ボックス(61)を介して除湿機(62)を配置してもよい。

0041

〈実施形態1〉
図2は、図1に示す空気調和装置のセンサー取付チャンバーに、本実施形態の着氷防止治具が配置された様子を示す図である。また、図3及び図4は、本実施形態の着氷防止治具を、風路に平行な鉛直平面及び風路に垂直な鉛直平面でそれぞれ切った断面図である。尚、図3及び図4において、電源系については模式的に示している。

0042

図2に示すように、センサー取付チャンバー(41)内に、温湿度センサー(42)及び着氷防止治具(43)が配置される。センサー取付チャンバー(41)は、風路(101)を構成するダクトの一部であってもよい。センサー取付チャンバー(41)の寸法は、例えば、風路方向(空気の流れる方向)の長さが900mm、幅が250mm、高さが150mmである。

0043

温湿度センサー(42)は、図示は省略しているが、検出部と、それを保護するフィルタ部とを有する。温湿度センサー(42)は、例えば10mm程度の径を持つ円筒形状を持ち、風路方向に対し垂直で且つ水平方向に延びるように、センサー取付チャンバー(41)に取り付けられる。温湿度センサー(42)は、センサー取付チャンバー(41)の下流側端部(環境試験室(200)の空気吸込口)から例えば150mm離間し、センサー取付チャンバー(41)の幅方向中央でセンサー取付チャンバー(41)の底面から例えば75mmの高さに位置する。

0044

図2図4に示すように、本実施形態の着氷防止治具(43)は、温湿度センサー(42)の上流側に配置され、主として、保護ボックスケーシング)(44)と、保護ボックス(44)を支持する固定脚(45)とを有する。保護ボックス(44)及び固定脚(45)は、例えばステンレス製である。

0045

保護ボックス(44)の上流側表面は、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)となる。保護ボックス(44)の上端及び下端にはそれぞれ、下流方向に延びる突出部(44a)が設けられる。保護ボックス(44)の下端に設けられた突出部(44a)には、温湿度センサー(42)に対する位置決め用ガイド板(46)が、例えばボルトを用いて取り付けられる。尚、ガイド板(46)は、保護ボックス(44)の上端に設けられた突出部(44a)に取り付けてもよい。

0046

保護ボックス(44)内における接触部(43a)の近傍には、接触部(43a)を昇温させる加熱部(47)が設けられる。加熱部(47)としては、例えば、1つ又は複数のオートトレースヒータを用いてもよい。加熱部(47)は、空気の温度が0℃以下の環境下でも、接触部(43a)を例えば1〜10℃程度まで昇温させることができる。保護ボックス(44)内には、加熱部(47)のヒータ出力による昇温対象を空気と接触する接触部(43a)のみに制限するために、断熱材(48)が充填されている。断熱材(48)は、例えば、ウレタン製の発泡材である。尚、温湿度センサー(42)に要求される温度測定精度によっては、加熱部(47)により空気の温度が例えば0.1℃程度上昇してもよい。

0047

保護ボックス(44)における風路方向に平行な側面には電源引き込み口(49a)が設けられ、電源引き込み口(49a)に接続された電源ケーブル(49b)を経由してコンセントプラグ(49c)から加熱部(47)に外部電力が供給される。

0048

温湿度センサー(42)の構成や配置等が前述のとおりである場合、突出部(44a)と温湿度センサー(42)との風路方向距離が例えば10〜30mm程度になるように、着氷防止治具(43)は、温湿度センサー(42)の上流側であってセンサー取付チャンバー(41)の幅方向中央に配置される。保護ボックス(44)の寸法は、例えば、幅が140mm、奥行きが50mm、高さが40mmであり、保護ボックス(44)の奥行きが風路方向に沿うように着氷防止治具(43)はセンサー取付チャンバー(41)に配置される。また、保護ボックス(44)の下端がセンサー取付チャンバー(41)の底面から例えば55mmの高さに位置するように、保護ボックス(44)は固定脚(45)に保持される。ガイド板(46)の風路方向長さは、突出部(44a)の風路方向長さを含めて例えば75mmである。すなわち、温湿度センサー(42)はガイド板(46)の上方に位置し、センサー取付チャンバー(41)の底面から保護ボックス(44)の中央部までの高さは、センサー取付チャンバー(41)の底面から温湿度センサー(42)までの高さと略等しい。

0049

以上に説明した本実施形態の着氷防止治具(43)の構成や配置等においては、接触部(43a)によって下流に向かう空気に乱流を発生させて、接触部(43a)に接触した空気を温湿度センサー(42)に到達させることが可能となる。また、風路方向に対して垂直な平面への接触部(43a)の投影面積(つまり保護ボックス(44)の投影面積)は、当該平面に対する温湿度センサー(42)の投影面積よりも大きくなる。

0050

−実施形態1の効果−
実施形態1の着氷防止治具(43)によると、空気調和装置(100)における温湿度センサー(42)の上流に、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を有する着氷防止治具(43)が配置される。このため、低温の空気中に含まれる氷粒や過冷却水の少なくとも一部を接触部(43a)によって除去してから、当該空気を温湿度センサー(42)に接触させることができるので、温湿度センサー(42)に着氷が生じることを抑制できる。

0051

具体的には、−15℃、100%RHという低温高湿条件でも、着氷防止治具(43)を使用すると、温湿度センサー(42)への着氷は確認されなかった。一方、着氷防止治具(43)を使用しなかった場合、数分程度で温湿度センサー(42)に着氷が生じた。また、着氷防止治具(43)を使用して、−20℃、95%RHという低温高湿条件で48時間以上の長期試験を行った場合にも、温湿度センサー(42)への着氷は確認されなかった。

0052

また、実施形態1の着氷防止治具(43)によると、接触部(43a)によって下流に向かう空気に乱流を発生させるため、接触部(43a)との接触によって氷粒や過冷却水が除去された空気を着氷防止治具(43)(特に保護ボックス(44))の背後(下流)に巻き込んで温湿度センサー(42)に到達させることができる。従って、温湿度センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0053

また、実施形態1の着氷防止治具(43)によると、加熱部(47)によって接触部(43a)を0℃よりも高く昇温させることができる。このため、接触部(43a)自体に着氷が生じることを回避できるので、着氷防止機能が経時的に劣化することがなく、着氷防止治具(43)を連続的に使用することができる。

0054

また、実施形態1の着氷防止治具(43)によると、温湿度センサー(42)の近傍、好ましくは、温湿度センサー(42)から30mm以内の範囲に配置されるため、温湿度センサー(42)の方へ流れる空気の接触部(43a)に対する接触率が向上する。従って、接触部(43a)に接触していない空気が温湿度センサー(42)に到達して温湿度センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0055

また、実施形態1の着氷防止治具(43)によると、風路方向に対して垂直な平面への接触部(43a)の投影面積が、当該平面への温湿度センサー(42)の投影面積よりも大きい。このため、温湿度センサー(42)の方へ流れる空気の接触部(43a)に対する接触率が向上するので、接触部(43a)に接触していない空気が温湿度センサー(42)に到達して温湿度センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0056

〈実施形態2〉
図5は、図1に示す空気調和装置のセンサー取付チャンバーに、本実施形態の着氷防止治具が配置された様子を示す図である。また、図6及び図7は、本実施形態の着氷防止治具を、風路に平行な鉛直平面及び風路に垂直な鉛直平面でそれぞれ切った断面図である。尚、図6及び図7において、電源系については模式的に示している。

0057

図5に示すように、センサー取付チャンバー(41)内に、温湿度センサー(42)及び着氷防止治具(43)が配置される。センサー取付チャンバー(41)は、風路(101)を構成するダクトの一部であってもよい。センサー取付チャンバー(41)の寸法は、例えば、風路方向(空気の流れる方向)の長さが900mm、幅が250mm、高さが150mmである。

0058

温湿度センサー(42)は、図示は省略しているが、検出部と、それを保護するフィルタ部とを有する。温湿度センサー(42)は、例えば10mm程度の径を持つ円筒形状を持ち、風路方向に対し垂直で且つ水平方向に延びるように、センサー取付チャンバー(41)に取り付けられる。温湿度センサー(42)は、センサー取付チャンバー(41)の下流側端部(環境試験室(200)の空気吸込口)から例えば150mm離間し、センサー取付チャンバー(41)の幅方向中央でセンサー取付チャンバー(41)の底面から例えば75mmの高さに位置する。

0059

図5図7に示すように、本実施形態の着氷防止治具(43)は、温湿度センサー(42)の上流側に配置され、主として、鉛直方向に向かう合う一対の保護ボックス(ケーシング)(44)と、一対の保護ボックス(44)を支持する固定脚(45)とを有する。各保護ボックス(44)及び固定脚(45)は、例えばステンレス製である。一対の保護ボックス(44)は、各保護ボックス(44)の幅方向両端にそれぞれ配置された一対の接続部(44b)によって互いに固定接続される。接続部(44b)は、例えばステンレス製である。

0060

本実施形態の着氷防止治具(43)は、一対の保護ボックス(44)及び一対の接続部(44b)に囲まれた領域に、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を有する。接触部(43a)は、一対の保護ボックス(44)及び/又は一対の接続部(44b)に保持される。接触部(43a)には複数の孔(43b)が設けられる。孔(43b)の孔径は、氷点下の空気中に含まれる氷粒や過冷却水(水滴)の通過が阻害されるサイズ、例えば20μmである。接触部(43a)は、例えばステンレス製のメッシュフィルタからなる。

0061

各保護ボックス(44)内における接触部(43a)の近傍には、接触部(43a)を昇温させる加熱部(47)が設けられる。加熱部(47)としては、例えば、1つ又は複数のオートトレースヒータを用いてもよい。加熱部(47)は、空気の温度が0℃以下の環境下でも、接触部(43a)を例えば1〜10℃程度まで昇温させることができる。保護ボックス(44)内には、加熱部(47)のヒータ出力による昇温対象を空気と接触する接触部(43a)のみに制限するために、断熱材(48)が充填されている。断熱材(48)は、例えば、ウレタン製の発泡材である。尚、温湿度センサー(42)に要求される温度測定精度によっては、加熱部(47)により空気の温度が例えば0.1℃程度上昇してもよい。

0062

各保護ボックス(44)における風路方向に平行な側面には電源引き込み口(49a)が設けられ、電源引き込み口(49a)に接続された電源ケーブル(49b)を経由してコンセントプラグ(49c)から加熱部(47)に外部電力が供給される。

0063

温湿度センサー(42)の構成や配置等が前述のとおりである場合、各保護ボックス(44)の下流側表面と温湿度センサー(42)との風路方向距離が例えば10〜30mm程度になるように、着氷防止治具(43)は、温湿度センサー(42)の上流側であってセンサー取付チャンバー(41)の幅方向中央に配置される。各保護ボックス(44)の寸法は、例えば、幅が140mm、奥行きが50mm、高さが40mmであり、各保護ボックス(44)の奥行きが風路方向に沿うように着氷防止治具(43)はセンサー取付チャンバー(41)に配置される。接触部(43a)の寸法は、例えば、幅が80mm、高さが25mmである。また、下側の保護ボックス(44)の下端がセンサー取付チャンバー(41)の底面から例えば22.5mmの高さに位置するように、一対の保護ボックス(44)は固定脚(45)に保持される。すなわち、センサー取付チャンバー(41)の底面から接触部(43a)までの高さは、センサー取付チャンバー(41)の底面から温湿度センサー(42)までの高さと略等しい。

0064

以上に説明した本実施形態の着氷防止治具(43)の構成や配置等においては、接触部(43a)に設けられた複数の孔(43b)を下流に向けて通過した空気を温湿度センサー(42)に到達させることが可能となる。また、風路方向に対して垂直な平面への接触部(43a)の投影面積は、当該平面に対する温湿度センサー(42)の投影面積よりも大きくなる。

0065

−実施形態2の効果−
実施形態2の着氷防止治具(43)によると、空気調和装置(100)における温湿度センサー(42)の上流に、下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を有する着氷防止治具(43)が配置される。このため、低温の空気中に含まれる氷粒や過冷却水の少なくとも一部を接触部(43a)によって除去してから、当該空気を温湿度センサー(42)に接触させることができるので、温湿度センサー(42)に着氷が生じることを抑制できる。

0066

具体的には、−15℃、100%RHという低温高湿条件でも、着氷防止治具(43)を使用すると、温湿度センサー(42)への着氷は確認されなかった。一方、着氷防止治具(43)を使用しなかった場合、数分程度で温湿度センサー(42)に着氷が生じた。

0067

また、実施形態2の着氷防止治具(43)によると、接触部(43a)に複数の孔(43b)が設けられるため、接触部(43a)との接触によって氷粒や過冷却水が除去された空気が複数の孔(43b)を通過してセンサー(42)に到達する。従って、センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0068

また、実施形態2の着氷防止治具(43)によると、加熱部(47)によって接触部(43a)を0℃よりも高く昇温させることができる。このため、接触部(43a)自体に着氷が生じることを回避できるので、着氷防止機能が経時的に劣化することがなく、着氷防止治具(43)を連続的に使用することができる。

0069

また、実施形態2の着氷防止治具(43)によると、温湿度センサー(42)の近傍、好ましくは、温湿度センサー(42)から30mm以内の範囲に配置されるため、温湿度センサー(42)の方へ流れる空気の接触部(43a)に対する接触率が向上する。従って、接触部(43a)に接触していない空気が温湿度センサー(42)に到達して温湿度センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0070

また、実施形態2の着氷防止治具(43)によると、風路方向に対して垂直な平面への接触部(43a)の投影面積が、当該平面への温湿度センサー(42)の投影面積よりも大きい。このため、温湿度センサー(42)の方へ流れる空気の接触部(43a)に対する接触率が向上するので、接触部(43a)に接触していない空気が温湿度センサー(42)に到達して温湿度センサー(42)に着氷が生じることをより抑制できる。

0071

《その他の実施形態》
前記各実施形態では、空気調和装置(100)で処理された空気の温度及び湿度を測定する温湿度センサー(42)に対して着氷防止治具(43)を配置したが、これに代えて、空気調和装置(100)で処理された空気の温度及び湿度の少なくとも一方を測定するセンサーに対して着氷防止治具(43)を配置してもよい。また、温度及び湿度の少なくとも一方を測定できれば、センサーの種類が特に制限されないことは言うまでもない。例えば、センサーによる湿度測定の対象を相対湿度としたが、これに代えて、絶対湿度を測定してもよい。

0072

また、前記各実施形態では、温湿度センサー(42)を風路方向に対し垂直で且つ水平方向に延びるように、センサー取付チャンバー(41)に取り付けたが、これに代えて、温湿度センサー(42)を風路方向に対し垂直で且つ鉛直方向に延びるように、センサー取付チャンバー(41)に取り付けてもよい。その場合、着氷防止治具(43)の配置も温湿度センサー(42)の配置に合わせて変更してもよい。

0073

また、前記各実施形態では、環境試験室(200)の上流に設けたセンサー取付チャンバー(41)内に温湿度センサー(42)を着氷防止治具(43)と共に配置した。しかし、温湿度センサー(42)及び着氷防止治具(43)の配置場所は、温度調節部(10)及び加湿部(20)を通過した空気と接触可能な場所であれば、特に制限されない。例えば、環境試験室(200)内における空気吸込口近傍等に温湿度センサー(42)及び着氷防止治具(43)を配置してもよい。

0074

また、実施形態1の着氷防止治具(43)においては、保護ボックス(44)の上流側表面を接触部(43a)として構成したが、温湿度センサー(42)の上流側において下流に向かう空気と接触する接触部(43a)を構成できれば、保護ボックス(44)の形状、材質等に依存せず、実施形態1と同様の効果を得ることができる。また、保護ボックス(44)を用いることなく、例えば板状部材等によって接触部(43a)を構成してもよい。

0075

また、実施形態2の着氷防止治具(43)においては、ステンレス製のメッシュフィルタを用いて、複数の孔(43b)が設けられた接触部(43a)を構成したが、上流から下流に向けて空気を通過させることができる孔(43b)を有する接触部(43a)を構成できれば、接触部(43a)の形状、材質等に依存せず、実施形態2と同様の効果を得ることができる。例えばパンチングメタルを用いて接触部(43a)を構成してもよい。また、メッシュフィルタやパンチングメタル等の孔形成部材を2層以上積層して接触部(43a)を構成してもよい。

0076

また、実施形態2の着氷防止治具(43)においては、保護ボックス(44)及び/又は接続部(44b)によって接触部(43a)を保持したが、接触部(43a)の保持方法は特に制限されないことは言うまでもない。また、各保護ボックス(44)内における接触部(43a)の近傍に加熱部(47)を設けて接触部(43a)を昇温させたが、接触部(43a)の昇温方法も特に制限されない。例えば、接触部(43a)の構成要素の少なくとも一部を例えば電熱線や水分により発熱する素材等で構成してもよい。

0077

また、実施形態1、2の着氷防止治具(43)において、温度条件等によっては加熱部(47)を設けなくてもよい。

0078

また、実施形態1、2の着氷防止治具(43)が用いられる空気調和装置(100)の構成、具体的には、温度調節部(10)や加湿部(20)等の構成が特に制限されないことは言うまでもない。

0079

以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、その他の実施形態は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

0080

本開示は、着氷防止治具について有用である。

0081

10温度調節部
11空気吸込口
12吸込ファン
13ブラインクーラ
14電気ヒータ
15温湿度センサー
16ファン
17加湿側空気吹出口
18バイパス側空気吹出口
20加湿部
21加湿パン
22 水
23ヒータ
24 空気吸込口
25 空気吹出口
26温度センサ
27水位センサ
28給水弁
29排水弁
30流量調節部
31 加湿ダンパ
32バイパスダンパ
33混合ボックス
34 加湿側空気吸込口
35 バイパス側空気吸込口
36混合空気吹出口
41センサー取付チャンバー
42 温湿度センサー
43着氷防止治具
43a 接触部
44保護ボックス
44a 突出部
44b 接続部
45固定脚
46ガイド板
47 加熱部
48断熱材
49a電源引き込み口
49b電源ケーブル
49cコンセントプラグ
51パン水温制御部
52 電気ヒータ制御部
53湿度指示調節計
54 パン水位制御部
55空気流量制御部
61 混合ボックス
62除湿機
100空気調和装置
101風路
102加湿風路
103バイパス風路
200 環境試験室

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