JPS61501108A - 氷或いは雪形成決定のためのプロセスと測定用プロ−ブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 氷或いは雪形成決定のためのプロセス と測定用プローブ 本発明（ユ、加熱された屋根の側溝などの屋外設備や冷却プラントにおいての氷 或いは雪形成の決定のためのプロセス及び測定用プローグに関する。

本発明は、正確な水或いは零表示を確実に得ることが出来るような規定の形のプ ロセス及び測定用プローグを設計する目的に基づくものである。

この目的は、電源に接続された低温導体を設け、且つこの低温導体上に発生する 熱分離を決定し、熱分離の増加を氷或いは雪形成に供する信号として用いること により、本発明に従って達成される。

周囲温度に依存する低温導体の加熱容量により、又低温導体上で行なわれる熱分 離を決定することにより、氷或いは雪形成を非常に正確に決定することが出来る 。低温導体は空気により囲繞されるが、これが十分でないと、加熱容＠或いは電 流間貸Ｑは低くなる。低温導体上に水があると、熱は明らかに低温導体からより 激しく除去されるが、これは、水層が続いて、空気により囲繞されるので、低温 導体により奪われる制限された量の熱にのみ関係する。一方、低温導体上に氷或 いは雪が形成されると、熱（４４体から激しく分離される。従って、氷の形成は 非常に正確に決定し得るものである。更に、低温４体は十分に丈夫な構造を持つ ことが出来る。この低温導体は最も大きく変化する条件の下でも非常に確実に動 作する。

本発明は以下の２城並びに特許請求の範囲により都合良く展開される。

第１図は測定用プローブの回路及び低音導体の構造の概略図であり、 第２図は測定用プローブの他の実施例の回路図であり、第３図は第２図のセンサ の概略図である。

第１図において、１は一般にプラスチックバンド２の形態のセンサを示し、この バンドのグエツジに沿って銅線３が埋封しである。プラスチックバンド２は、グ ラフフィト或いは対応する金篤を混入した半導体放射線架橋プラスチックからな り、その熱容量は、プラスチックバンド２の温度が増加すると、その抵抗が増加 し、低温では抵抗が小さくなるように周囲温度に依存する。従ってこのプラスチ ックバンド２は低温導体と同等であり、これは周囲温度が上昇すると加熱容量が より小さくなり、周囲温度が低下すると、加熱容量がより大きくなる。従って低 温導体の形態のプラスチックバンド２は自己調節し、即ち加熱或い断線が起こる ことはない。

プラスチックバンド２に絶縁層４及び金網からなる保護ジャケット５が嵌合され 、これは次にプラスチックジャケット６により囲繞される。このようにセンサ１ は機械的損傷に対して保護されることになる。電源３を有するこのプラスチック バンド２は柔軟に設計することが好ましい。他の形態の低温導体も使用可能であ る。

第１図で２本の電線３は低温導体の電流消貸望を測定する装置７、例えば、接点 電流計などに接続される。８は単一段、或いは多段サーモスタットで、当該配置 を特定の外部温度の作業準備完了状態に切換えるものである。９は、低温導体或 いはセンサ１が短絡或いは滋械的損傷を受けた場合の保護用過電流サーマルリレ ーであり、１０は制御リレーである。電源のオン或いはオフ切換えのための、又 は表示を伝達するための補助接触器１２は接点電流計７の接点１１を介して駆動 される。センサ１は、特定の被測定ライン、例えば雨水樋に従う任意の長さを取 ることが出来る。

センサが電源投入されると電流間費量が上昇するので、対応する遅延装置が設け られ、従って所定の時間が経過するまで電流浦費の測定はなされない。

センサ１は、例えば、６或いは２２０Ｖの電源により加熱される。長さが１〜２ １＋１の上記のプラスチックバンドの空気中での加熱容量は１８ワット／ｍ、氷 水中では３６ワツト／１である。雪及び氷の形成による電流消費はの増加はメー タにより記録され、その際′ＦｊＩＡ屏装置の型装置投入され、氷の警報が与え られる。氷の形成点は低Ａ　ｉ１体或いはセンサ１上の熱分離の明瞭な差から非 常に正確に測定することが出来、不正確な測定は排除される。

このような測定プローブは広範な応用に適用することが出来る。特にこれは、屋 根の側溝加熱装置や、建物正面、開放区域、ガレージ入口などのための加熱シス テムなどエネルギーコスト節約に用いられる。このプローブは冷却プラントなど における熱ポンプの氷形成の場合の予Ｉｊｌｉ融解制御装置として用いることが 出来る。更に、この測定用プローブは、自動車道や空港に汚れた黒い氷が存在す る危険性がある時警報装置として用いることも出来る。

このような測定用プローブのエネルギーコストな低減させるために、このプロー ブは、低温導体上の熱分離を測定する有る時間間隔で電源を投入することが出来 る。或加熱時間の後、もししばらく経っても氷の表示が与えられない場合はこの プローブは再び遮断される。

第２図は、低価格で、しかも正確に動作する簡単な構造を持つ測定用プローブの 実施例を示すものである。センサは１３で示してあり、低温導体１４（ＰＴＣ抵 抗器）からなり、又サーミスタ１５　（ＮＴＣ抵抗器）が上記導体に割り当てら れ、２本の１１４及び１５が、第３図に示したように互いに熱伝導接触している 。低温導体１４は、フユーズ１０を有する給電ライン間で制御用サーモスタット １６を介して電源投入される１梱■用サーモスタツト１６はサーミスタ１５を介 して電源が投入し、遮断される。遅延応答遅延リレー１７が同様に給電線間でＩ Ｉ　ｌ用サーモスタット１６を介して電源投入される。遅延リレーは１〜１０分 の応答遅延時間に対して設定され、一方副御用サーモスタット１６は÷５℃〜− ３０℃、切換え温度範囲が１から１０℃になるように設計される。

有る予め決定可能で、相互に調整可能な温度に違した後、サーミスタ１５は副罪 用サーモスタット１６に電源を投入し、又後者のサーミスタを介して低温導体１ ４に給電する。

センサ１３が空気により囲繞されると、低温導体１４がサーミスタ１５を加熱し 、従ってその温度が上昇し、又例えば１５分以内で、サーミスタ１５がサーモス タット１６への給電を再び遮断し、従って低温導体１４に電源を投入する。

遅延応答遅延リレー１４が例えば３分に設定された場合、このリレーは約１．５ 分間給電されただけなので、その信号接点を通して未だ切換えられていない。

氷、雪、或いは霜形成の場合には、低温導体１４がらより多くの熱が分離され、 従って低温導体はサーミスタ１５を十分にウオームアツプすることは出来ない、 制御用サーモスタット１６の動作温度差が、例えば８℃などのように対応して高 い場合、低温導体１４の加熱容量は最早、十分大きくはなく、サーミスタ１５は 、これが制御用サーモスタット１６を遮断する温度までもたらされることはない 。

低温導体１４は熱分離の増強により十分に暖まるが、その自己調節に起因して有 る上限温度を越えることはない。従って、サーミスタ１５は、氷や雪が存在する 限りは有効である。

センサ１３が空気により再び囲繞された時、遅延リレーを介して切換温度の下で 現定された温度範囲にあるサーミスタ１５を介して新たな測定が再び連続的に実 施される。

周囲温度が、例えば天候に起因して、再び上昇した時にのみ、サーミスタ１５は 測定用プローブの電源を遮断する・第２図の破線で示された修正実施例において は、低音導体１４はサーモスタット１６に、直接ではなく遅延リレー１７の遮断 接点を介して接続され、給電ライン間で後者のサーモスタットを介して給電され る。この回路においては、サーモスタット１６は、その高い動作温度差に起因し て、融解プロセスにおける温度リミタとして動作する。

第３図は、センサ１３の実施例を例示したもので、長手方向断面図、横方向断面 図、及び平面図が示しである。低−音導体或いはＰＴＣ抵抗器が、例えば黄銅製 の２つの合成ストリップ１８間でサーミスタ或いはＮＴＣ抵抗器１５かられずか な距離離れて配列されており、これ等の金層ストリップを介して２つの導体１４ 及び１５が互いに熱伝達接触している。１つはサーミスタ１５に導くラインであ り、２０は低音導体１４に導くラインである。２つの導体１４及び１５をクラン プするために、測定用プローブはスリーブにより囲繞される。

例えば、冷凍器の蒸発装置内の、或いは冷ＦｉＪ至内の氷や雪或いは霜の形成を モニタする測定用プローブの実施例においては、サーモスタット１６は、下側の 温度が低音導体への電源投入点を表わし、上側の温度が遮断を表わす、例えば、 １０℃の温度差に設定される。この温度範囲は選択自在である。サーミスタ１５ が、例えば、時間の間隔で、電源投入さ、れて氷形成を検出する。

蒸発装置内の、例えば−３０℃の電源投入点における主要な温度が記憶される。

第２の検出時間、例えば３分が規定される。この第２検出時間内に、サーミスタ １５が低音導体１４により１０℃だけ加熱されると、後者への給′心はサーミス タ１５により遮断される。一方、氷による温度導体１４上の熱分離の促進に起因 して、サーミスタ１５が、第２検出時間内に、記憶された温度から始まる１０℃ だけのウオームアツプを与えられない場合は、氷形成のための信号が送られ、そ れに際して融解装置が電源投入されるか、さもなくば警報が与えられる。

本表示に際して低音導体１４の電源を′ａ断し、且つ融解加熱システムの電源を 投入した後、通切な展開に従って、サーミスタ１５は電源を投入され続けてＲ線 温度、或いは融解加熱システムの電源遮断点を確立する。

融解加熱システムの遮断後、サーミスタ１５は冷凍ｄ内の蒸発装遺のファンの電 源を投入するために給電され続ける。ファン及び冷ｉｎは動作しているが、成る 時間内に所定温度が得られない場合は、故障信号が送出される。このようにして 、冷凍プラントの状態に対する性能測定が実施される。

このような装置は冷却至の全体の温度１１１Ｊ　ｉ＃を受けること第１図の実施 例においては、電源投入後のラインの可能な遮断或いは短絡を決定する時間間隔 を設定することが出来る。ラインの遮断があると、電流は流れず、故障信号が送 出される。短絡があると、電流が増加し、同様に故障信号が与えられる。同様に 、第２図による実施例の場合は、センサの遮断は、サーミスタの抵抗が実際に無 限になることにより決定出来、短絡の場合は、抵抗は実質的に零になる。

第３図の配置の場合は、導体１４．１５は熱伝導率に優れたキャリア材料に対す る接着或いはハンダ付けにより固定可能であり、或いはスプリング力にょる押圧 接触、圧力螺合、リベット留めなどにより、収縮嵌合シースなどを介して固定可 能である。サーミスタ１５と低音導体１４間の距離を変えることにより、Ｖ′Ｊ 換時開時間答時間の関連させて広い範囲に設定することが出来る。これと対応し て、キャリア材料１８の熱伝導率は材料を適切に選択することにより変更するこ とが出来る。

蒸発装置内に測定用プローブを配置した場合には、センサの表面と蒸発装置の表 面の間にはわずかな距離が与えられる。これは、誤った信号に導く可能性のある 尚早の熱的ブリッジの形成を防止するためのものである。蒸発装置表面を介して の熱除去は霜形成ときにのみ促進され、霜の結晶はセンナと蒸発装置の簿、帯間 に熱伝導ブリッジ３形成する。

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Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源に接続された低温導体に生じた熱分離が決定され、且つ氷或いは雪形 成用信号として熱分離の増加が用いられてなる氷或いは雪形成の決定プロセス。
2. （２）低温導体の熱分離の増加が該低温導体の電源に切換えられた電流計により 決定されてなる特許請求の範囲第１項に記載のプロセス。
3. （３）低温導体の熱分離の増加が該低温導体と電熱接触し、該低温導体により加 熱され、温度の関数としてその電源のオン及びオフを切換えるサーミスタにより 決定されてなる特許請求の範囲第１項に記載のプロセス。
4. （４）低温導体への給電が或時間間隔でオンに切換えられ、氷或いは雪形成を検 出してなる特許請求の範囲第１項から３項に記載のプロセス。
5. （５）電源投入に際して優勢な温度が記憶され、且つこの記憶された温度値を用 いて所定時間単位内での測定導体のウォーミングアップを決定してなる特許請求 の範囲第３項及び４項に記載のプロセス。
6. （６）少なくとも１つの低温導体（２）が設けられ、その給電ライン（３）に電 流計が切換えられてなる特許請求の範囲第１項及び２項に記載のプロセスを実施 するための測定用プローブ。
7. （７）少なくとも１つの低温導体（１４）が少なくとも１つのサーミスタ（１５ ）に沿って熱伝導接触するように配置され、該サーミスタは、所定温度に達する と、低温導体（１４）への給電を遮断し、温度が低下すると、再び電源を投入し 、氷或いは雪による低温導体（１４）上の熱分離が増加すると、給電遮断温度ま でサーミスタ（１５）のヒートアップを防止してなる特許請求の範囲第１項及び ３項に記載のプロセスを実施するための測定用プローグ。
8. （８）応答が遅延する遅延リレー（１７）からなり、該リレーは、所定温度に達 すると、サーミスタを介して電源の遮断、投入が切換えられ得るものである特許 請求の範囲第７項に記載の測定用プローグ。
9. （９）低温導体（１４）が遅延リレーの遮断接点を介して給電ラインに接続され てなる特許請求の範囲第８項に記載の測定用プローグ。