(57)【要約】【課題】  解凍装置及びその制御方法において、周辺雰囲気が非常に低温となる環境下においても加熱ターゲットの温度を適切に把握して加熱動作を行うことができる解凍装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】  誘導加熱コイル７０に対する高周波電流の印加停止後に温度センサ７４及び７５で温度を確認するので、高周波電流に起因するノイズの影響を受けることがない。また、誘導加熱コイル７０に対する高周波電流の印加を停止してから第２の所定時間経過後に温度を検出するので、ドレン構成部２０の各部の温度差が比較的小さくなった状態で検出できる。すなわち、第２の所定時間をドレン構成部２０の材質等を考慮し、ドレン構成部２０の各部の温度差が小さくなるまでの時間に設定した上で第２の所定時間経過後に温度を検出すると、各部の温度差が小さくなり、適切な加熱制御ができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の内部に設けられた加熱ターゲットと、
前記加熱ターゲットの近傍に設けられると共に、高周波電流が印加されたときに前記加熱ターゲットを発熱させるように配置された誘導加熱コイルと、
前記加熱ターゲットの近傍に配置された温度センサと、
前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、
前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させ、前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加開始から第１の所定時間経過後に前記駆動回路の動作を停止させ、前記駆動回路の動作を停止してから第２の所定時間経過後に前記温度センサで温度を検出し、前記温度センサで検出された温度が目標温度以上である場合には待機状態に移行し、前記温度センサで検出された温度が前記目標温度未満である場合には再び前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させるコントローラを備えていることを特徴とする解凍装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記待機状態になると、前記温度センサで温度を検出し、前記温度センサで検出された温度が再加熱温度以下である場合には前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させ、前記温度センサで検出された温度が前記再加熱温度を超えている場合には前記待機状態を継続するように動作することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させる前に、前記温度センサで温度を検出できない場合には異常発生を通知するように動作することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の解凍装置。
【請求項４】
さらに、前記温度センサで検出された温度と待機時間との関係を示すテーブルを記憶している記憶手段を備え、
前記コントローラは、前記駆動回路を動作させる前に、前記記憶手段から前記テーブルを読み出し、前記テーブルを参照して前記第１の所定時間を設定するように動作することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の解凍装置。
【請求項５】
誘導加熱コイルに高周波電流を印加して、加熱ターゲットを発熱させる第１のステップと、
前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加開始から第１の所定時間経過後に前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加を停止する第２のステップと、
前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加を停止してから第２の所定時間経過後に前記加熱ターゲットの近傍に設けられた温度センサで温度を検出する第３のステップと、
前記温度センサで検出された温度が目標温度未満である場合には前記第１のステップに戻り、前記温度センサで検出された温度が前記目標温度以上である場合には待機状態に移行する第４のステップを備えていることを特徴とする解凍装置の制御方法。
【請求項６】
さらに、前記第４のステップで前記待機状態に移行した後に、前記温度センサで温度を検出する温度検出ステップと、前記温度センサで検出された温度が再加熱温度以下である場合には前記第１のステップに戻り、前記温度センサで検出された温度が前記再加熱温度を超えている場合には前記温度検出ステップに戻る再加熱判断ステップを備えていることを特徴とする請求項５に記載の解凍装置の制御方法。
【請求項７】
さらに、前記第１のステップの前に、前記温度センサで温度を検出できない場合には異常発生を通知するように動作する温度確認ステップを備えていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の解凍装置の制御方法。
【請求項８】
さらに、前記温度確認ステップと前記第１のステップとの間に、前記温度センサで検出された温度と待機時間との関係を示すテーブルを参照して前記第１の所定時間を設定する通電時間設定ステップを備えていることを特徴とする請求項７に記載の解凍装置の制御方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解凍装置及びその制御方法に関し、特に電磁誘導を利用して加熱する解凍装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドレンは、例えばエンジンの駆動時に発生するブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータや、ボイラから供給された水蒸気の熱交換を行う熱交換器などに対して一体的に、又は、隣接して設けられるものであり、分離されたオイルや凝縮水を回収して再利用する装置に送出したり、外部に排出したりするものである。本来は、生成された液体そのものを示す用語であるが、ここでは、液体を回収するものとして定義する。また、生成された液体については、これ以降ドレン液と記載する。以下に、ドレンを設けたオイルセパレータの一例について説明する。なお、以下に述べる温度は、すべて摂氏に基づく温度である。
【０００３】
図９は、従来技術に係るオイルセパレータを示す断面図である。図９において、１００はベンチレータ、１０１はケース、１０２はドレンユニット、１０３は逆止弁、１０４はドレンポート、１０５はオイル回収パイプ、１０６はフィルタ、１０７は流入ポート、１０８は固定筒である。
【０００４】
図９は、特開２０１４−０４６２８１号公報に開示された発明である。ベンチレータ１００のケース１０１の内部には、ブローバイガスに含まれるオイルを捕捉するフィルタ１０６が設けられている。フィルタ１０６は、流入ポート１０７から流れ込んだブローバイガスは、固定筒１０８を通ってフィルタ１０６を通過する。このとき、ブローバイガスから分離されたオイルは、ドレンユニット１０２に滴下する。ドレンユニット１０２は、ブローバイガスから分離されたオイルをドレンポート１０４からオイル回収パイプ１０５を介してベンチレータ１００の外部に排出する。また、ドレンユニット１０２には、逆止弁１０３が設けられており、オイルがオイル回収パイプ１０５からケース１０１の内部に向かって逆流してくることを防止する。以上の構成において、ベンチレータ１００周辺の雰囲気温度が大きく低下すると、ブローバイガスに含まれている水蒸気が凝縮水となり、ドレンユニット１０２やオイル回収パイプ１０５の中で氷体となることがある。このような氷体ができると、逆止弁１０３が作動しなくなるので、ベンチレータ１００も正常に機能しなくなる。
【０００５】
図１０は、従来技術に係る気体燃料噴射装置を示す断面図である。図１０において、２００はインジェクタ、２０１はＥＣＵ、２０２は噴射制御手段、２０３は交流電流供給手段、２０４は切換手段、２０５はコネクタ、２０６はソレノイドコイル、２０７は弁体、２０８は弁座、２０９はコア本体である。また、図１１は、従来技術に係る解凍装置の動作を示すフロー図である。
【０００６】
図１０は、特開２０００−３４５９１６号公報に開示された発明である。ＥＣＵ２０１に設けた噴射制御手段２０２から切換手段２０４及びコネクタ２０５を介して、インジェクタ２００に設けたソレノイドコイル２０６に開弁のための電流が供給されると、ソレノイドコイル２０６の外側に磁路が形成される。このとき、弁体２０７の上面とコア本体２０９の下面との間に形成される磁界によって弁体２０７とコア本体２０９との間に吸引力が生じ、弁体２０７が上方に引き上げられて、弁座２０８から離れる。また、ソレノイドコイル２０６に交流電流を供給する交流電流供給手段２０３を備えており、弁体２０７が磁性体で構成されると共に、ソレノイドコイル２０６に電流が供給されたときに形成される磁路の一部を形成する。磁路中に弁体２０７が配置されているため、弁体２０７内に電磁誘導作用による渦電流が発生する。そして、この渦電流に基づくジュール熱が発生し、弁体２０７が内部から加熱される。この熱によって、弁体２０７に付着したオイル等の氷体を解凍して、弁体２０７の固着状態を解消する。また、以上の装置の制御は、図１１に示す方法によって行う。図１０に示したオイルの解凍に係る構成は、図９に示したようなオイルセパレータに適用することも可能である。しかしながら、図１０に示した方法を採用した場合、周辺雰囲気が氷点下２０〜３０度というような非常に低温であると次に述べるような問題を生じる。
【０００７】
すなわち、例えばドレンの温度を直接検出するために、ドレン内部に設けた発熱体から数センチ離れたところに温度センサを設けた場合、ドレンの発熱体に直接接している部分と発熱体から数センチ離れた部分とで相当な温度差を生じた状態となり、この温度差が無視できる程度に小さくなるまで数秒かかることがある。当然ながら、直接接している部分と発熱体から数センチ離れた部分とで相当な温度差がある状態において検出された温度は、発熱体付近の実際の温度よりもかなり低いものとなる。この温度に基づいて制御を行うとドレンを過剰に加熱したり、氷体が解凍されないままオイルセパレータを駆動したりするおそれがある。また、内部を流れるガスの温度が十分に上昇しても、ドレンの温度が十分に上昇するまで数秒かかることがあるので、温度センサでガス温を検出しても同様の問題を生じることになる。以上のように、図１１に示した制御方法は、周辺雰囲気が氷点下２０〜３０度というような非常に低温となる環境下では、加熱ターゲットの温度を正しく把握できず、適切な方法でないと言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−０４６２８１号公報
【特許文献２】特開２０００−３４５９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、解凍装置及びその制御方法において、周辺雰囲気が非常に低温となる環境下においても加熱ターゲットの温度を適切に把握して加熱動作を行うことができる解凍装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、構造物の内部に設けられた加熱ターゲットと、前記加熱ターゲットの近傍に設けられると共に、高周波電流が印加されたときに前記加熱ターゲットを発熱させるように配置された誘導加熱コイルと、前記加熱ターゲットの近傍に配置された温度センサと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させ、前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加開始から第１の所定時間経過後に前記駆動回路の動作を停止させ、前記駆動回路の動作を停止してから第２の所定時間経過後に前記温度センサで温度を検出し、前記温度センサで検出された温度が目標温度以上である場合には待機状態に移行し、前記温度センサで検出された温度が前記目標温度未満である場合には再び前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させるコントローラを備えていることを特徴とする解凍装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記コントローラは、前記待機状態になると、前記温度センサで温度を検出し、前記温度センサで検出された温度が再加熱温度以下である場合には前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させ、前記温度センサで検出された温度が前記再加熱温度を超えている場合には前記待機状態を継続するように動作することを特徴とする解凍装置である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記コントローラは、前記誘導加熱コイルへの高周波電流を印加するように前記駆動回路を動作させる前に、前記温度センサで温度を検出できない場合には異常発生を通知するように動作することを特徴とする解凍装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発明において、さらに、前記温度センサで検出された温度と待機時間との関係を示すテーブルを記憶している記憶手段を備え、前記コントローラは、前記駆動回路を動作させる前に、前記記憶手段から前記テーブルを読み出し、前記テーブルを参照して前記第１の所定時間を設定するように動作することを特徴とする解凍装置である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、誘導加熱コイルに高周波電流を印加して、加熱ターゲットを発熱させる第１のステップと、前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加開始から第１の所定時間経過後に前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加を停止する第２のステップと、  前記誘導加熱コイルへの高周波電流の印加を停止してから第２の所定時間経過後に前記加熱ターゲットの近傍に設けられた温度センサで温度を検出する第３のステップと、前記温度センサで検出された温度が目標温度未満である場合には前記第１のステップに戻り、前記温度センサで検出された温度が前記目標温度以上である場合には待機状態に移行する第４のステップを備えていることを特徴とする解凍装置の制御方法である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、さらに、前記第４のステップで前記待機状態に移行した後に、前記温度センサで温度を検出する温度検出ステップと、前記温度センサで検出された温度が再加熱温度以下である場合には前記第１のステップに戻り、前記温度センサで検出された温度が前記再加熱温度を超えている場合には前記温度検出ステップに戻る再加熱判断ステップを備えていることを特徴とする解凍装置の制御方法である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、さらに、前記第１のステップの前に、前記温度センサで温度を検出できない場合には異常発生を通知するように動作する温度確認ステップを備えていることを特徴とする解凍装置の制御方法である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、さらに、前記事前温度検出ステップと前記第１のステップとの間に、前記温度センサで検出された温度と待機時間との関係を示すテーブルを参照して前記第１の所定時間を設定する通電時間設定ステップを備えていることを特徴とする解凍装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、誘導加熱コイルに対して高周波電流の印加を停止してから温度センサで温度を確認するので、温度センサが高周波電流に起因するノイズの影響を受けることがない。また、誘導加熱コイルに対する高周波電流の印加を停止してから第２の所定時間経過後に温度を検出するので、加熱対象である構造物の各部の温度差が比較的小さくなった状態で検出することが可能となる。すなわち、構造物が樹脂製である場合、加熱ターゲットの熱が構造物全体に伝わり、構造物の内面側と外側面の温度差が比較的小さくなるまでに数秒ほどかかる。したがって、誘導加熱コイルに対する高周波電流の印加を停止してから直ちに温度を確認すると、構造物の加熱ターゲットと接している部分が必要な温度又はそれ以上の温度になっているのにも関わらず、センサを設けている構造物の外側面まで熱が伝わらず、ほとんど温度が上昇していないことがある。そこで、第２の所定時間を構造物の材質や肉厚を考慮して、構造物の各部の温度差が比較的小さくなるまでの時間に設定した上で、第２の所定時間経過後に温度を検出すると、高周波電流の過剰な印加によって構造物の加熱ターゲットと接している部分のうち、最も温度上昇した部分が過剰な熱によって変形するなどの問題の発生を確実に防止できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、加熱停止後に構造物の温度が低下し、氷体が発生することを確実に防止できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、温度センサが故障している場合に、構造物に対する無用な加熱を行って構造物が変形するなどの問題が発生することを防止できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、構造物の温度に応じた適切な加熱時間を設定することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、誘導加熱コイルに対して高周波電流の印加を停止してから温度センサで温度を確認するので、温度センサが高周波電流に起因するノイズの影響を受けることがない。また、誘導加熱コイルに対する高周波電流の印加を停止してから第２の所定時間経過後に温度を検出するので、加熱対象である構造物の各部の温度差が比較的小さくなった状態で検出することが可能となる。すなわち、誘導加熱コイルに対する高周波電流の印加を停止してから直ちに温度を確認すると、構造物の加熱ターゲットと接している部分が必要な温度又はそれ以上の温度になっているのにも関わらず、センサを設けている構造物の外側面まで熱が伝わらず、ほとんど温度が上昇していないことがある。そこで、第２の所定時間を構造物の材質や肉厚を考慮して、構造物の各部の温度差が比較的小さくなるまでの時間に設定した上で、第２の所定時間経過後に温度を検出すると、高周波電流の過剰な印加によって構造物の加熱ターゲットと接している部分のうち、最も温度上昇した部分が過剰な熱によって変形するなどの問題の発生を確実に防止できる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、加熱停止後に構造物の温度が低下し、氷体が発生することを確実に防止できる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、温度センサが故障している場合に、構造物に対する無用な加熱を行って構造物が変形するなどの問題が発生することを防止できる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、構造物の温度に応じた適切な加熱時間を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る解凍装置及びこの装置を実装した機器全体の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る解凍装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（１）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（２）である。
【図５】本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（３）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（４）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る解凍装置をオイルセパレータと一体のドレン構成部に実装した状態を示す図であり、（ａ）はコイル近傍部分の断面図、（ｂ）はセンサの配置を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る解凍装置をオイルセパレータ一体のドレンに実装した状態を示す断面図である。
【図９】従来技術に係るオイルセパレータを示す断面図である。
【図１０】従来技術に係る解凍装置を備えたＰＣＶバルブを示す断面図である。
【図１１】従来技術に係る解凍装置の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
まず、本発明の実施の形態に係る解凍装置の全体概要について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る解凍装置及びこの装置を実装した機器全体の概略を示すブロック図である。図１において、２０はドレン構成部、３０はオイルセパレータ構成部、６０は加熱ターゲット、７０は誘導加熱コイル、７４及び７５は温度センサ、７６は共振コンデンサ、８０は電源・制御ユニット、８１はコントローラ、８３は駆動回路、８９は解凍装置、９０は実装対象機器、９１は機器制御部、９２は表示部である。図２は、本発明の実施の形態に係る解凍装置の構成を示すブロック図である。図２において、７７は共振回路、８２はゲートドライバ、８３は駆動回路、８４はタイミング検出器、８５はパルス生成回路、８６はスイッチ素子、８７はメモリであり、その他の符号は図１と同じものを示す。
【００２８】
図１及び図２は、乗用車やトラック、建設機械、農業機械などのエンジンで発生するブローバイガスからオイルを分離して回収するためのオイルセパレータに対して、本発明の実装の形態に係る解凍装置８９を実装した状態を示す図である。図１に示すように、解凍装置８９は、乗用車やトラックなどの実装対象機器９０に対して実装される。すなわち、ブローバイガスのオイルセパレータとして機能するオイルセパレータ構成部３０と一体的に設けられたドレン構成部２０の近傍に実装される。なお、本発明の実装の形態に係る解凍装置は、ブローバイガス用のオイルセパレータだけでなく、実装可能な機器であれば、水や、オイル、薬液などのドレン液を回収する各種ドレンに対して適用することが可能である。さらに、ドレン以外の構造物、例えば機械や建築物に設置された流体の流路に設けられる構造物であり、その内部に氷体ができて流体の流れが妨げられる可能性がある場合には、本発明に係る解凍装置を適用することが可能である。ただし、構造物の内部に加熱ターゲットを配置でき、加熱ターゲットの近傍に少なくとも誘導加熱コイル及び温度センサが配置できることが条件となる。加熱ターゲット６０は、ドレン構成部２０の内部に配置されるものである。なお、加熱ターゲット６０は、基本的にドレンとしての機能を有するもの＋＋の内部に配置されるが、ドレンと一体的に設けられるオイルセパレータ等の構成部材、又は、ドレン液をドレンの外部に排出するためのドレン液排出管に設けてもよい。さらに、例えば、ドレンとドレン液排出管との双方に１個ずつ設けてもよく、１個の加熱ターゲットをドレンとドレン液排出管との双方の内部に延在するように設けてもよい。すなわち、加熱ターゲットの配置については、ドレンに限られるものではなく、ドレンと一体的に設けられているものの内部であって、氷体が発生しやすい場所に配置してもよい。さらに、ドレンとこれと一体的に設けられているものの双方に氷体が発生しやすい場合には、ドレンに限らず氷体が発生しやすい部位の全体に渡って加熱ターゲットを配置し、氷体を速やかに解凍できるようにすることが望ましい。
【００２９】
さらに、後述するように、加熱ターゲット６０は、ドレン構成部２０の内周面に接する、又は、沿う形状に形成されている。したがって、ドレン構成部２０に対して、その一部を切除する、あるいは、肉を削り取るなどの加工を行う必要がない。解凍装置８９の加熱ターゲット６０以外の構成部材は、図示していない１つの筐体に収納してドレン構成部２０の近傍に配置されている。なお、解凍装置８９の加熱ターゲット６０以外の構成部材のうち、誘導加熱コイル７０、並びに、温度センサ７４及び７５については、誘導加熱と温度検出を行うために、ドレン構成部２０の近傍に配置する必要がある。また、これら以外のコントローラ８１などについては、電子回路を配置する上でより適した場所、例えば実装対象機器９０の機器制御部９１の近傍などに配置することも可能である。さらに、実装対象機器９０の機器制御部９１がコントローラ８１の機能の一部又は全部を担うようにしてもよい。
【００３０】
また、図２に示すように、解凍装置８９は、ドレン構成部２０の内部に配置される加熱ターゲット６０の他に、ドレン構成部２０の近傍に配置される誘導加熱コイル７０、温度センサ７４及び７５、並びに、共振コンデンサ７６と、配置に関する特段の条件がない電源・制御ユニット８０を備えている。誘導加熱コイル７０と共振コンデンサ７６とは、共振回路７７を構成しており、共振回路にはその振動数に応じた高周波電流が印加される。温度センサ７４及び７５は、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられているものの外周面で、かつ、加熱ターゲット６０の近傍となる位置に配置されており、検出した温度を信号としてコントローラ８１に伝えるものである。なお、温度センサ７４及び７５は、できる限り加熱ターゲット６０に近い温度を検出するという観点から、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられているものの外周面に接していることが望ましいが、外周面のごく近傍であれば接していなくともよい。また、温度センサ７４及び７５は、フェイルセーフの観点から２個設けているが、１個のみにすることも可能である。また、氷体が発生する場所が広範囲に及ぶ場合には、温度センサを３個以上設けて各所の温度を検出できるようにしてもよい。
【００３１】
電源・制御ユニット８０は、ゲートドライバ８２、駆動回路８３、タイミング検出器８４、パルス生成回路８５及びスイッチ素子８６を備えている。タイミング検出器８４は、共振回路７７の共振周波数から駆動電流の最大振幅をとる位相タイミングをパルス生成回路８５に出力する。さらに、タイミング検出器８４は、コントローラ８１にも直接接続されている。すなわち、共振周波数を信号としてコントローラ８１に直接伝え、コントローラ８１において共振周波数の異常を検出できるようにしている。パルス生成回路８５で生成されたパルスは、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴからなるゲートドライバ８２をオン又はオフさせて、インバータを備えた駆動回路８３を所定周波数で駆動させる。駆動回路８３は、誘導加熱コイル７０を加熱させる高周波電流を生成する。コントローラ８１は、後で詳しく述べるように、メモリ８７の設定情報に基づき、誘導加熱コイル７０の近傍に設けた温度センサ７５からの信号などに応じて所定の制御を行う。また、コントローラ８１は、検出された温度などの情報をメモリ８７に記憶させ、必要に応じて読み出して利用する。さらに、後述するように、目標温度や再加熱温度、第１の所定時間などに応じて必要な制御を行う。また、異常な事態を生じた場合には、図１に示した実装対象機器９０の機器制御部９１に通知し、通知内容を表示部９２に表示できるようにする。さらに、図示していないが、電源・制御ユニット８０には、メモリ８７の一時的な設定情報を消去し、コントローラ８１による制御動作を初期化モードからやり直すためのリセット手段を備えている。なお、電源・制御ユニット８０は、高周波電流によって誘導加熱を行えるものであればよく、例えばゲートドライブ用ＩＣを使用するなど適宜変更ことが可能である。また、コントローラ８１による制御動作を初期化モードからやり直すための手段を機器制御部９１の周辺に設けてもよい。
【００３２】
続けて、本発明の実施の形態に係る解凍装置を実装したドレンとオイルセパレータの具体的な構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る解凍装置をオイルセパレータと一体のドレン構成部に実装した状態を示す図であり、（ａ）はコイル近傍部分の断面図、（ｂ）はセンサの配置を示す断面図である。図７において、２１は弁体収納部、２２は底面部、２３はドレン液排出管、３３は底面部、３４は内周面、３５は容器、６１は円筒状部、６２は底面部、６３は排出管挿入部、７１、７２及び７３は温度センサ配置可能領域であり、その他の符号は図２と同じものを示す。また、図８は、本発明の実施の形態に係る解凍装置をオイルセパレータ一体のドレンに実装した状態を示す断面図である。図８において、１０はオイルセパレータ、２４は内周面、３１は周側面部、３２は上蓋部、４０はオイルフィルタ、４１はフィルタホルダ、４２はホルダ上部、４３はホルダ下部、４５は保持部材、４６はダイヤフラム、５０は弁体構成部材、５１は弁体、５２は支持ロッド、５３はフロート、５４は貫通孔、５５は弁座構成部材、５６はシート部、５７は開口部、５８は円筒状部、５９及び６４は内周面であり、その他の符号は図２及び図７と同じものを示す。
【００３３】
図８に示すように、オイルセパレータ１０は、ブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータ構成部３０と、オイルセパレータ構成部３０でブローバイガスから分離されたオイルを回収してオイルセパレータ１０の外部に排出するためのドレン構成部２０を備えている。また、オイルセパレータ構成部３０とドレン構成部２０とは、外殻となる樹脂製の容器３５を共有しており、一体的に設けられている。オイルセパレータ構成部３０は、容器３５の周側面部３１及び底面部３３と上蓋部３２とを分離可能な構造であり、内部にオイルフィルタ４０及びフィルタホルダ４１を備えている。くわえて、フィルタホルダ４１のホルダ上部４２は、周側面部３１に支持され、ホルダ下部４３は保持部材４５によって支持されている。また、オイルフィルタ４０で分離されて滴下したオイルは、底面部３３の内周面３４上に溜まって行く。溜まったオイルは、その表面が弁座構成部材５５の円筒状部５８の上端部を超えると、円筒状部５８の中に流れ込み、さらにドレン構成部２０の弁体収納部２１に流れ落ちる。
【００３４】
ドレン構成部２０は、オイルセパレータ構成部３０の底面部３３の中央から垂直下方に延びるように、かつ、円筒形状に形成された弁体収納部２１、弁体収納部２１の底面を構成する底面部２２、底面部２２の中央からさらに垂直下方に延びるように形成されたドレン液排出管２３を備えている。さらに、ドレン構成部２０は、弁体収納部２１の内部に弁体構成部材５０、弁体構成部材５０を浮上させるフロート５３を設け、底面部２２とフロート５３の間に介在するダイヤフラム４６、弁体収納部２１の上端部の近傍部分に嵌入されると共に、オイルセパレータ構成部３０側に突出した弁座構成部材５５を設けている。ダイヤフラム４６は、フロート５３が底面部２２に張り付くことを防止するものであり、開口部が形成されているので、オイル等の流れを妨げることはない。ただし、ダイヤフラム４６に付着した結露水やオイルが氷結すると、開口部が氷体で閉止される上にフロート５３が氷体に張り付いて動かなくなるので、オイル等が全く流れない状態になる。
【００３５】
弁体収納部２１は、外周面が円筒形状に形成され、内周面が下方に行くに従って径がわずかに小さくなるように形成されており、全体として円錐台状に形成されている。底面部２２は、円板状に形成され中央にドレン液排出管２３の上端部が開口している。ドレン液排出管２３は、弁体収納部２１に流入してきたオイルや、結露等でできた水をドレン構成部２０の外部に排出するためのものであり、下端部に図示していないチューブが接続される。弁体構成部材５０は、弁体５１と支持ロッド５２とを備えている。弁体５１は、円板状に形成されており、弁座構成部材５５の開口部５７を閉止することによってオイルセパレータ構成部３０にオイルや水が逆流することを防止する。支持ロッド５２は、下側の部分がフロート５３の貫通孔５４に挿入された状態で設けられており、弁体５１の上面が水平状態を保つように支持する機能を持つ。
【００３６】
弁座構成部材５５は、シート部５６と円筒状部５８とを備えている。シート部５６は、下面が弁体５１に当接したときに開口部５７が完全に閉止されるように形成されており、前述のように逆止弁として機能する。円筒状部５８は、ドレン構成部２０の弁体収納部２１にはめ込まれる部分である。また、円筒状部５８には、円筒状に形成された保持部材４５がはめ込まれており、保持部材４５を支持する機能も持つ。なお、弁体５１がシート部５６に当接した状態において、シート部５６や円筒状部５８の内周面５９に付着した結露水やオイルが氷結すると、弁体５１が氷体に張り付いて開口部５７が閉止されたままになるので、オイル等が全く流れない状態になる。
【００３７】
加熱ターゲット６０は、ダイヤフラム４６や弁体５１などに氷体が発生してオイル等の妨げることを防止するものであり、氷体が発生しやすい部位に設けられている。すなわち、図７（ａ）及び図８に示すように、加熱ターゲット６０は、円筒状部６１と排出管挿入部６３とを備えている。円筒状部６１は、ドレン構成部２０の弁体収納部２１に挿入される部分である。また、挿入した状態において、円筒状部６１と弁体収納部２１とが接し、同時に底面部６２とドレン構成部２０の底面部２２とが接している。排出管挿入部６３は、ドレン構成部２０のドレン液排出管２３に挿入される部分であり、挿入した状態においてドレン液排出管２３の内周面２４に接している。加熱ターゲット６０の材料は、黄銅、アルミ、銅などの金属が利用できるが、発明者が実験で得た知見によれば、鉄、ステンレス鋼が特に好ましいと言える。
【００３８】
さらに、加熱ターゲット６０は、肉厚を薄くなるように、かつ、ドレン構成部２０の弁体収納部２１及び底面部２２、並びに、ドレン液排出管２３の内周面２４に接するように形成されている。したがって、肉厚が薄いことから、誘導加熱開始から比較的短時間で所定温度に到達する利点が得られる。さらに、加熱ターゲット６０の肉厚が薄く軽量なものとなることから、解凍装置全体としても軽量化を図れるという利点もある。くわえて、肉厚が薄く、内周面に接していることから、加熱ターゲット６０を設けても弁体収納部２１及びドレン液排出管２３の上下方向における内部空間の断面積があまり減少しない、つまり、オイル等の流れを妨げないという利点も併せ持っている。なお、加熱ターゲット６０は、ドレン構成部２０を加熱すること、及び、オイル等の流れを妨げないことの２点からその外周面全体に渡って内周面２４に接していることが最も望ましいが、一部が内周面２４に沿って、かつ、極めて接近した状態に設けられていてもよい。また、加熱ターゲット６０は、上下方向において誘導加熱コイル７０よりも長く形成されているので、ドレン構成部２０の内部に広範囲にできた氷体の全部又はその大部分が加熱ターゲット６０の内周面６４に付着することになる。加熱ターゲット６０は誘導加熱コイル７０によって発熱している部分から上下方向に熱が伝わって加熱ターゲット６０全体の温度が上昇して行くので、誘導加熱コイル７０によって発熱している部分に付着している氷体は勿論のこと、その他の部分の氷体も速やかに解凍できるという利点がある。
【００３９】
誘導加熱コイル７０は、加熱ターゲット６０の発熱効率を高めるために、コイルを覆う絶縁材と容器３５とが接した状態に設けられる。また、加熱ターゲット６０と誘導加熱コイル７０の上下方向における配置関係は、図７（ｂ）に示すように、ドレン構成部２０の弁体収納部２１の外周面の大半を環状に取り囲むように設けられている。ところで、誘導加熱コイル７０を設けた部位には、他の構成品を設ける余地がないので、温度センサを配置することができない。そこで、温度センサ７４及び７５は、ドレン構成部２０の外周面のうち、内周面側に加熱ターゲット６０が存在する温度センサ配置可能領域７１、７２及び７３のいずれかに設けることが望ましいと言える。すなわち、内周面側（内側）に加熱ターゲット６０がある領域に温度センサを設けることによって、加熱ターゲット６０の実際の温度により近い温度を検出することができる。この実施の形態では、温度センサ７４を温度センサ配置可能領域７１に設け、温度センサ７５を温度センサ配置可能領域７２に設けている。なお、前述のフェイルセーフの観点と、ドレン構成部２０の各部位の温度をより正確に把握するという観点から、温度センサ配置可能領域７１、７２及び７３のすべての領域に温度センサを各々１個ずつ、又は、２個以上設けてもよい。
【００４０】
続けて、本発明の実施の形態に係る解凍装置のコントローラ８１の制御手順について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（１）である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（２）である。さらに、図５は、本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（３）である。くわえて、本発明の実施の形態に係る解凍装置の動作を示すフロー図（４）である。
【００４１】
まず、図３に示すように、初期化モードの手順として、後続する制御手順において利用するために、メモリ８７から誘導加熱コイル７０に高周波電流を印加する目標温度を読み出す（Ｓ１）。なお、初期化モードは、実装対象機器９０の機器制御部９１から動作指示の信号を受ける、あるいは、実装対象機器９０のエンジンの始動を示す信号を受け取ることによって開始されるが、解凍装置８９に対してコントローラ８１に接続された操作手段を設け、この操作手段を操作することによって開始されるようにしてもよい。この目標温度は、実装している機器のドレンの構造や材質などによって決まるものであり、あらかじめメモリ８７に記憶してある。次に、温度センサ７４及び７５で温度を検出する（Ｓ２）。もし、温度センサ７４と温度センサ７５の両方又はいずれか一方からの信号を受信できない場合には、温度センサに異常ありと判断し、後述するスタンバイモードに移行する（Ｓ３）。この手順を初期か段階において実行することによって、過剰な加熱によるトラブルの発生を防止することができる。温度センサ７４と温度センサ７５との両方で温度を検出した場合には、温度センサ７４と温度センサ７５とで検出した温度の両方が目標温度以上であるか判断する（Ｓ４）。これらの温度の両方が目標温度以上である場合には、後述するアイドリングモードに移行する。いずれか一方又は両方の温度が目標温度未満である場合には、Ｓ５以降の温度制御モードに移行する。なお、Ｓ４において、温度センサ７４と温度センサ７５との平均で検出した温度の平均温度を算出し、算出した温度について目標温度以上であるか否かを判断するようにしてもよい。また、温度センサが３個以上ある場合にも、平均温度を算出するようにしてもよい。さらに、温度センサの検出履歴から温度を予測する、例えば１分前から現時点までの温度から１０秒後の温度を推測するような構成にしてもよい。
【００４２】
Ｓ４において、温度センサ７４と温度センサ７５とで検出した温度の一方又は両方の温度が目標温度未満であった場合には、メモリ８７から温度センサで検出された温度と待機時間との関係を示すテーブルを読み出す（Ｓ５）。次に、このテーブルの情報から、今回の温度制御モードにおいて、誘導加熱コイル７０に対して高周波電流を印加し、加熱ターゲットを発熱させる加熱時間であるところの第１の所定時間と、誘導加熱コイル７０に対する高周波電流の印加停止後、温度センサ７４及び７５で温度を検出するまでの待ち時間であるところの第２の所定時間と、確認の適正周期を設定する（Ｓ６）。この確認の適正周期とは、第１の所定時間を経過したかどうか確認する時間間隔のことである。すなわち、第１の所定時間が経過したか確認する時間間隔が第１の所定時間よりも長いと、待ち時間の間に第１の所定時間を経過してしまい、ドレン構成部２０が過剰に加熱される可能性がある。そこで、確認の時間間隔を第１の所定時間よりも十分短い時間に設定しておき、まだ第１の所定時間を経過してしない場合には次の時間間隔を経過したときに再確認するという手順を行うようにしている。なお、この実施の形態の構成の場合、第１の所定時間は５秒から２０秒程度で、第２の所定時間は１秒から５秒程度となるが、これらの所定時間はドレン等の構成や雰囲気温度によって大きく異なってくる。
【００４３】
次に、第１の所定時間を計測するためにタイマーをスタートする（Ｓ７）。さらに、図４に示すように、誘導加熱コイル７０に対して高周波電流を印加して加熱を開始する（Ｓ８）。次に、駆動回路８３などの回路における異常を検出するために、タイミング検出器８４で共振回路７７の共振周波数を検出し（Ｓ９）、周波数を正常に検出できるか確認する（Ｓ１０）。周波数を正常に検出できない場合には、加熱を停止した上で周波数に異常があると判断し（Ｓ１８）、後述するスタンバイモードに移行する。周波数を正常に検出できた場合には、適正周期の設定されたタイミングに合わせてタイマーを確認し（Ｓ１１）、第１の所定時間を経過している、つまり加熱時間を終了しているか判断する（Ｓ１２）。第１の所定時間を経過している場合にはＳ１９に進み、第１の所定時間を経過していない場合にはＳ１３に進む。Ｓ１３では、加熱中断時間を経過しているか判断し、経過していない場合にはＳ１１に戻り、経過している場合には加熱を停止する（Ｓ１４）。なお、加熱中断時間とは、第１の所定時間に基づいて設定された時間であり、第１の所定時間よりもやや短い。また、この加熱中断時間を確認するステップは、第１の所定時間が経過する少し手前の段階で温度センサ７４及び７５で温度を検出し、想定外の温度上昇などが発生していないか確認するステップの前提として設けられたものである。
【００４４】
また、Ｓ１４で加熱を停止した場合には、次に温度センサ７４及び７５で温度を検出し（Ｓ１５）、図５（ａ）に示すように温度センサ７４及び７５から温度に係る信号を受信しない場合には、スタンバイモードに移行し、温度に係る信号を受信している場合にはＳ１７に進む。Ｓ１７では、温度センサ７４と温度センサ７５との両方で温度を検出した場合には、温度センサ７４と温度センサ７５とで検出した温度の両方が目標温度以上であるか判断する。これらの温度の両方が目標温度以上である場合には、後述するアイドリングモードに移行し、いずれか一方又は両方の温度が目標温度未満である場合には、Ｓ８に戻って再び加熱を開始する。さらに、図４に戻って説明する。Ｓ１２において第１の所定時間を経過していると判断した場合には、第２の所定時間を計測するためにタイマーをスタートし（Ｓ１９）、さらに加熱を停止する（Ｓ２０）。次に、第２の所定時間を経過したか判断し、経過している場合にはＳ８に戻り、経過していない場合にはタイマーを再度確認してから（Ｓ２２）、Ｓ２１に戻って第２の所定時間を経過したか判断する。すなわち、第２の所定時間を経過するまでは、Ｓ２１とＳ２２を繰り返すことになる。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に基づいてアイドリングモードについて説明する。アイドリングモードは、温度センサ７４及び７５で検出した温度が目標温度以上となって加熱を停止した後に、ドレン構成部２０の温度が低下して再び氷体が発生しないようにするために実行される手順である。まず、アイドリングモード移行後に、コントローラ８１においてメモリ８７から再加熱温度を読み出して設定しておく（Ｓ２３）。この実施の形態では、再加熱温度を０度に設定するが、実装する機器などの諸条件に応じて５度や氷点下５度など他の温度に設定してもよい。次に、温度センサ７４及び７５で再び温度の検出を行い（Ｓ２４）温度センサ７４及び７５からの温度に係る信号の受信に異常がないか確認し、異常がある場合にはスタンバイモードに移行し、異常がない場合にはＳ２６に進む（Ｓ２５）。次に、異常がない場合には、温度センサ７４及び７５で検出した温度の両方が再加熱温度以下であるか判断する（Ｓ２６）。いずれか一方又は両方の温度が再加熱温度を超えている場合にはＳ２４に戻り、これらの温度の両方が再加熱温度以下である場合には、加熱手順のスタート時点に戻ってＳ５の手順を実行する。なお、Ｓ２５でいずれか一方又は両方の温度が再加熱温度を超えていると判断したときに、例えば再度加熱するためにＳ５に戻らない理由は、実装対象機器９０のエンジンを始動することによってブローバイガスやオイルセパレータ構成部３０の周辺雰囲気の温度が上昇し、加熱ターゲット６０の温度に関係なくドレン構成部がその内部に氷体が発生しない程度の温度が維持されることによる。また、実装対象機器がエンジンを有しない場合など、ドレンが均一に暖まりにくいなど特殊な条件がある場合には、いずれか一方の温度が再加熱温度以下である場合にＳ５に戻るようにしてもよい。
【００４６】
次に、スタンバイモードに移行した後の手順について図６に基づいて説明する。まず、温度センサ７４及び７５での温度検出又は共振回路７７の周波数に異常があったことを示すエラーメッセージを実装対象機器９０の機器制御部９１に対して発行する。エラーメッセージを受け取った機器制御部９１は、その情報を表示部９２に表示して運転者や操作者に以上が発生していることを知らせる（Ｓ２７）。続けて、タイマーをスターとする（Ｓ２８）。さらに、前述した電源・制御ユニット８０のリセット手段に対して運転者や操作者による操作があったか確認し（Ｓ２９）、リセット操作があった場合にはＳ３１に進み、リセット操作がない場合にはＳ２９に戻って確認を繰り返す（Ｓ３０）。次に、タイマーの経過時間を確認し（Ｓ３１）、メモリ８７の一時的な設定情報を消去して再始動するための所定のスタンバイ時間を経過したか確認し（Ｓ３２）、経過していない場合にはＳ３１に戻る。また、経過している場合には、エラーメッセージの発行を解除し（Ｓ３３）、スタンバイモードから初期化モードに復帰する。
【００４７】
以上のように、本発明の実施の形態に係る解凍装置及びその制御方法においては、誘導加熱コイル７０に対して高周波電流の印加を停止してから温度センサ７４及び７５で温度を確認するので、温度センサ７４及び７５が高周波電流に起因するノイズの影響を受けることがない。また、誘導加熱コイル７０に対する高周波電流の印加を停止してから第２の所定時間経過後に温度センサ７４及び７５の温度を検出するので、加熱対象であるドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられたオイルセパレータ構成部３０などの各部の温度差が比較的小さくなった状態で検出することが可能となる。すなわち、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物が樹脂製である場合、加熱ターゲット６０の熱がドレン全体に伝わり、ドレン構成部２０の弁体収納部２１などの各部の温度、あるいはドレン構成部２０の内面側と外側面の温度差が比較的小さくなるまでに数秒ほどかかる。したがって、誘導加熱コイル７０に対する高周波電流の印加を停止してから直ちに温度を確認すると、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物の加熱ターゲット６０と接している部分が必要な温度又はそれ以上の温度になっているのにも関わらず、温度センサ７４及び７５を設けているドレン、又は、ドレンと一体的に設けられた構造物の外側面まで熱が伝わらず、ほとんど温度が上昇していないことがある。そこで、第２の所定時間をドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物の材質や肉厚を考慮して、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物の各部の温度差が比較的小さくなるまでの時間に設定した上で、第２の所定時間経過後に温度センサ７４及び７５の温度を検出すると、高周波電流の過剰な印加によってドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物の加熱ターゲット６０と接している部分のうち、最も温度上昇した部分が過剰な熱によって変形する、あるいは、電力を過剰に消費するなどの問題の発生を確実に防止できる。言い換えると、温度検出というセンシングを優先した制御を行うので、解凍装置８９の動作が従来技術に係る解凍装置及びその制御方法よりも適切で優れたものとなる。さらに、温度センサ７４及び７５での検出温度が再加熱温度まで低下したときに再び加熱する構成としたので、加熱対象を一定の温度に保持する装置よりも消費電力を節約することができる。
【００４８】
さらに、加熱を停止してアイドリングモードに移行した後に、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物の温度が低下し、氷体が発生することを確実に防止できる。つまり、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物を加熱して氷体を解凍させるだけでなく、いったん氷体を解凍した後においても再び氷体が発生しないよう適切に制御できる。また、温度センサ７４及び７５が故障している場合に、ドレン構成部２０に対する無用な加熱を行ってドレン構成部２０が変形するなどの問題が発生することを防止できる。さらに、ドレン構成部２０、又は、ドレン構成部２０と一体的に設けられた構造物の温度に応じた適切な加熱時間を設定することができる。くわえて、共振回路７７、又は、駆動回路８３の異常を直ちに検出し、異常の発生を実装対象機器９０の機器制御部９１に通知することができる。
【００４９】
本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、解凍装置に操作手段と表示手段のどちらか一方、又は、これらの両方を設けてもよく、あるいは、構造体に氷体がない状態において解凍装置を始動した場合には、構造体の内部に氷体ができる温度まで低下する前に加熱することによって氷体の発生を防止できるように制御してもよく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々のドレンに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    オイルセパレータ
２０    ドレン構成部
２１    弁体収納部
２２    底面部
２３    ドレン液排出管
２４    内周面
３０    オイルセパレータ構成部
３１    周側面部
３２    上蓋部
３３    底面部
３４    内周面
３５    容器
４０    オイルフィルタ
４１    フィルタホルダ
４２    ホルダ上部
４３    ホルダ下部
４５    保持部材
４６    ダイヤフラム
５０    弁体構成部材
５１    弁体
５２    支持ロッド
５３    フロート
５４    貫通孔
５５    弁座構成部材
５６    シート部
５７    開口部
５８    円筒状部
５９    内周面
６０    加熱ターゲット
６１    円筒状部
６２    底面部
６３    排出管挿入部
６４    内周面
７０    誘導加熱コイル
７１    温度センサ配置可能領域
７２    温度センサ配置可能領域
７３    温度センサ配置可能領域
７４    温度センサ
７５    温度センサ
７６    共振コンデンサ
７７    共振回路
８０    電源・制御ユニット
８１    コントローラ
８２    ゲートドライバ
８３    駆動回路
８４    タイミング検出器
８５    パルス生成回路
８６    スイッチ素子
８７    メモリ
８９    解凍装置
９０    実装対象機器
９１    機器制御部
９２    表示部
１００  ベンチレータ
１０１  ドレンユニット
１０２  逆止弁
１０３  ドレンポート
１０４  フィルタ
１０５  流入ポート
１０６  フィルタホルダ
２００  ＰＣＶバルブ
２０１  円筒部
２０２  弁体
２０３  弁座
２０４  発熱体
２０５  伝熱体
２０６  受熱部
２０７  放熱部
２０８  コイルバネ
２０９  隔壁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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