(57)【要約】【課題】ブラシ等を用いて着霜の固着力を低下させて除去する除霜手段と、空気噴流によって着霜を吹き飛ばして除去する除霜手段を組み合わせることで、高い除霜効果を得る。【解決手段】フィン表面の着霜の固着力を低下させて除去する第１の除霜手段と、フィン表面の着霜を空気噴流で吹き飛ばして除去する第２の除霜手段を備える。係る構成によれば、フィン表面への着霜の固着力が強い場合であっても、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段がそれぞれ有する特有の除霜機構が組み合わされることでこれらが相乗的に働き、これら各除霜手段を単独で作動させて除霜を行なうような場合に比して、より高い除霜効果を得ることができる。【選択図】図１
2009243756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置における熱源側熱交換器の除霜装置であって、
フィン表面に付着した霜をフィン表面への固着力を低下させて除去する第１の除霜手段と、
フィン表面に付着した霜を空気噴流で吹き飛ばして除去する第２の除霜手段を備えたことを特徴とする熱交換器の除霜装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１の除霜手段が、着霜に掻き落とし作用を付与してフィン表面への固着力を低下させる掻き落とし機構、又は着霜に融解作用を付与してフィン表面への固着力を低下させる融解機構で構成されたことを特徴とする熱交換器の除霜装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記第１の除霜手段と第２の除霜手段が同時に運転される構成であることを特徴とする熱交換器の除霜装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
上記第１の除霜手段と第２の除霜手段の何れか一方は常時運転され、何れか他方は上記一方の除霜手段のみでは必要除霜能力に対して不足するときに追加的に運転されることを特徴とする熱交換器の除霜装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記除霜能力の不足を、フィン間の通風抵抗又は送風用ファンの消費電力又は熱交換器の熱交換能力の低下に基づいて検知することを特徴とする熱交換器の除霜装置。
【請求項６】
請求項３又は４において、
上記第１の除霜手段と第２の除霜手段が、共に上記フィンにおける通風方向の上流側に配置され、又は上記フィンにおける通風方向の上流側と下流側に別れて配置されていることを特徴とする熱交換器の除霜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、冷凍装置における熱源側熱交換器の除霜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に寒冷地仕様の空気調和機においては、その暖房運転時における室外熱交換器のフィン表面への着霜による送風抵抗の上昇とかフィンの伝熱効率の低下に起因する暖房能力の低下が問題となる。このため、室外熱交換器のフィン表面への着霜を除去する必要があり、そのための除霜手法として、暖房運転時において、一時的に冷房運転に切り換えて圧縮機から吐出される高温冷媒を室外熱交換器へ循環させてフィン表面の着霜を融解させて除去する、いわゆる逆サイクルによる除霜運転が従来一般的であった。しかし、逆サイクルによる除霜運転を行う場合、除霜運転中は暖房運転が停止することから、室内における暖房の快適性が損なわれるという問題があった。
【０００３】
係る問題を解決する一つの手法として、熱交換器のフィン表面の着霜を、冷媒熱を利用することなく、外部から機械的に除霜し、これによって暖房の快適性を維持する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２  参照）。
【０００４】
特許文献１に示された除霜装置は、熱交換器の表面に沿って昇降移動するブラシによって着霜に衝撃を与えてフィン表面に対する固着力を低下させながら掻き落して除去するものである。
【０００５】
特許文献２に示された除霜装置は、熱交換器の下側にノズルを配置し、該ノズルから噴射される空気噴流をフィン側に吹付けてフィン表面の着霜を吹き飛ばして除去するものである。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−５９７６９号公報
【特許文献２】実開平１１−１１８３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、熱交換器のフィン表面に付着する霜の性状は一定ではなく、霜生成時の環境条件に応じて異なり、フィン表面への固着力が変化するものである。
【０００８】
従って、除霜の実際においては、特許文献１に示されるようなブラシを用いた掻き落としによる除霜とか、特許文献２に示されるような空気噴流による吹き飛ばし作用での除霜のみでは、取り切れない霜がフィン表面に残る場合があり、除霜効果という点において改善の余地がある。
【０００９】
そこで本願発明は、ブラシの衝撃等によって着霜のフィン表面に対する固着力を低下させて除去する除霜手段と、空気噴流によって着霜を吹き飛ばして除去する除霜手段を組み合わせて、これら両者の特性を旨く使い分けることで、全体として高い除霜効果を得るようにした除霜装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１１】
本願の第１の発明では、冷凍装置における熱源側熱交換器の除霜装置において、フィン表面に付着した霜をフィン表面への固着力を低下させて除去する第１の除霜手段と、フィン表面に付着した霜を空気噴流で吹き飛ばして除去する第２の除霜手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記第１の除霜手段を、着霜に掻き落とし作用を付与してフィン表面への固着力を低下させる掻き落とし機構、又は着霜に融解作用を付与してフィン表面への固着力を低下させる融解機構で構成したことを特徴としている。
【００１３】
本願の第３の発明では、上記第１又は第２の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段を同時に運転する構成であることを特徴としている。
【００１４】
本願の第４の発明では、上記第１又は第２の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段の何れか一方を常時運転し、何れか他方は上記一方の除霜手段のみでは必要除霜能力に対して不足するときに追加的に運転することを特徴としている。
【００１５】
本願の第５の発明では、上記第４の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記除霜能力の不足を、フィン間の通風抵抗又は送風用ファンの消費電力又は熱交換器の熱交換能力の低下に基づいて検知することを特徴としている。
【００１６】
本願の第６の発明では、上記第３又は第４の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段を、共に上記フィンにおける通風方向の上流側に配置し、又は上記フィンにおける通風方向の上流側と下流側に別れて配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明では次のような効果が得られる。
【００１８】
（ａ）本願の第１の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、該除霜装置を、フィン表面に付着した霜をフィン表面への固着力を低下させて除去する第１の除霜手段と、フィン表面に付着した霜を空気噴流で吹き飛ばして除去する第２の除霜手段を備えて構成したので、例えフィン表面への着霜の固着力が強い場合であっても、上記第１の除霜手段と上記第２の除霜手段がそれぞれ有する特有の除霜機構が組み合わされることでこれらが相乗的に働き、これら各除霜手段を単独で作動させて除霜を行なうような場合に比して、より高い除霜効果を得ることができる。
【００１９】
（ｂ）本願の第２の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記第１の除霜手段を、着霜に掻き落とし作用を付与してフィン表面への固着力を低下させる掻き落とし機構、又は着霜に融解作用を付与してフィン表面への固着力を低下させる融解機構で構成しているので、これら何れの機構においてもフィン表面への霜の固着力を低下させることができることから、上記（ａ）に記載の効果がより一層確実となる。
【００２０】
（ｃ）本願の第３の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段を同時に運転するようにしているので、これら各除霜手段それぞれの特有の除霜機能が相乗的に作用し、より一層高い除霜効果を得ることができる。
【００２１】
（ｄ）本願の第４の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段の何れか一方を常時運転し、何れか他方は上記一方の除霜手段のみでは必要除霜能力に対して不足するときに追加的に運転するようにしているので、必要以上の除霜能力が排除され、除霜能力の適正化が図られ、延いては除霜装置の運転コストの低減が可能となる。
【００２２】
（ｅ）本願の第５の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記（ｄ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記除霜能力の不足を、フィン間の通風抵抗又は送風用ファンの消費電力又は熱交換器の熱交換能力の低下に基づいて検知するようにしているところ、これら通風抵抗、ファンの消費電力、熱交換能力は共に着霜量に対して比例的に変化するものであることから、除霜能力の不足を的確に判断することができ、その結果、除霜能力の適正化がさらに促進される。
【００２３】
（ｆ）本願の第６の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記（ｃ）又は（ｄ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段を、共に上記フィンにおける通風方向の上流側に配置し、又は上記フィンにおける通風方向の上流側と下流側に別れて配置しているが、この場合、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段を共に上記フィンにおける通風方向の上流側に配置したときは、除霜手段の移動機構の共用化が可能であることから、構造の簡易且つコンパクト化及び低コスト化を図ることができる。また、上記第１の除霜手段と第２の除霜手段を上記フィンにおける通風方向の上流側と下流側に別れて配置した場合には、これら各除霜手段のレイアウトの自由度が向上するとともに、特に上記第１の除霜手段によって霜がフィンの奥側へ押込まれるような作用を受けるものにおいては、この押込まれる霜を上記第２の除霜手段によって押し戻してフィンからの排出を促進させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
Ｉ：第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態に係る除霜装置Ｚ１を示している。この除霜装置Ｚ１は、所定間隔をもって順次対向配置された多数枚のフィン２と、該各フィン２を貫通した状態で複数本の伝熱管３を多段に平行配置してなるクロスフィン型の熱交換器１の上記各フィン２の表面に付着した霜にブラシにより衝撃力与えてフィン表面２ｃに対する固着力を低下させながらこれを掻き落して除去するブラシ除霜手段４と、フィン表面２ｃの着霜に向けて空気噴流を吹付けてこれを吹き飛ばして除去する噴射除霜手段６を備えて構成される。
【００２５】
なお、上記ブラシ除霜手段４は特許請求の範囲中の「第１の除霜手段」に、上記噴射除霜手段６は特許請求の範囲中の「第２の除霜手段」に、それぞれ該当する。
【００２６】
「ブラシ除霜手段４」
上記ブラシ除霜手段４は、図１〜図３に示すように、上記熱交換器１のフィン２の表面を払拭してここに付着した霜に衝撃力を与えて着霜のフィン表面２ｃに対する固着力を低下させながらこれを掻き落して除去する固定ブラシ３４と、該固定ブラシ３４を上記熱交換器１に通風面１ａに沿って上下方向へ昇降駆動する駆動手段５０を備えて構成される。
【００２７】
上記固定ブラシ３４は、上記熱交換器１の横幅と略同等の長さ寸法をもつ棒状の支持体３５の一面に、多数のブラシ毛３７を植設して構成される。また、上記支持体３５の両端にはそれぞれ固定部３８が設けられている。なお、上記ブラシ毛３７の種類、形状等は除去対象とされる霜の性状等に応じて適宜選択される。
【００２８】
上記駆動手段５０は、図１に示すように、上記熱交換器１の幅方向の両側にそれぞれ立設されたスライドガイド５１，５２を備える。これら各スライドガイド５１，５２のうち、一方のスライドガイド５１内には、例えば、ボール・スクリュ式のスライドアクチュエータ（図示省略）が内蔵されている。このスライドアクチュエータは、上記スライドガイド５１の上端に配置された可逆回転式のモータ５３によって駆動され、スライダ５５を上下方向に昇降させることができるようになっている。なお、このスライダ５５には軸受５７が取付けられる。これに対して、他方のスライドガイド５２には、軸受５７を備えたスライダ５６が取付けられている。
【００２９】
上記固定ブラシ３４は、その一方の固定部３８が上記スライドガイド５１側の軸受５７に、他方の固定部３８が上記スライドガイド５２側の軸受５７に、それぞれ非回転に支承される。
【００３０】
なお、上記熱交換器１の通風方向における該熱交換器１と上記固定ブラシ３４の相対間隔は、図２及び図３に示すように、上記フィン２の前縁２ａ側に配置された固定ブラシ３４のブラシ毛３７の先端が上記熱交換器１の伝熱管３の軸心近傍に達し得るような寸法に設定される。
【００３１】
「噴射除霜手段６」
上記噴射除霜手段６は、図１〜図４に示すように、上記ブラシ除霜手段４の上記固定ブラシ３４における上記支持体３５の内部にエア通路４５を形成するとともに、該エア通路４５の上記ブラシ毛植設側の面に多数の噴射ノズル４６を設け、上記エア通路４５側に上記固定部３８の内部を通してエアホース３９から加圧空気を供給し、これを上記各噴射ノズル４６から熱交換器１側へ向けて噴流Ａとして吹出すようにして構成されている。
【００３２】
「ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６による除霜」
この実施形態では、上述のように上記ブラシ除霜手段４の支持体３５側に上記噴射除霜手段６が設けられているため、これら両者による除霜対象部位は略同一部位とされる。
【００３３】
また、上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６作動形態としては、以下の三形態がある。
【００３４】
第１の作動形態は、上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６を常時並行して作動させてこれら両者の協働で除霜を行なう形態であり、
第２の作動形態は、上記ブラシ除霜手段４を主として作動させ、該ブラシ除霜手段４のみによる除霜では除霜能力が不足するときに上記噴射除霜手段６を追加的に作動させて、これら両者の協働で除霜を行なう形態であり、
第３の作動形態は、上記噴射除霜手段６を主として作動させ、該噴射除霜手段６のみによる除霜では除霜能力が不足するときに上記ブラシ除霜手段４を追加的に作動させて、これら両者の協働で除霜を行なう形態である。但し、この第３の作動形態は、この実施形態の除霜装置では実現できず（上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６が一体構成であるため）、次述の第２の実施形態のように上記ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を別体構成とし、且つ該ブラシ除霜手段４を作動位置と非作動位置の間で位置変更可能とした場合に初めて実現可能となる（図７参照）。
【００３５】
また、これら作動形態のうち、第２の作動形態と第３の作動形態においては、除霜能力が不足している状態を検知することが必要であり、この実施形態では、フィン表面２ｃに着霜が存在すると、この着霜によってフィン間の通風面積が減少し、これに伴って通風抵抗が増加するとか、送風用ファンの消費電力が増加し、さらに熱交換器１の熱交換能力そのものが低下することから、通風抵抗又は送風用ファンの消費電力又は熱交換器１の熱交換能力に基づいて除霜能力の不足状態を判断するようにしている。
【００３６】
ここで、上記ブラシ除霜手段４による除霜と上記噴射除霜手段６による除霜をそれぞれ説明する。
【００３７】
「ブラシ除霜手段４による除霜」
上記ブラシ除霜手段４は、上記固定ブラシ３４が上記駆動手段５０によって上記熱交換器１の表面１ａに沿って昇降移動（図１の矢印Ｕ方向及びＤ方向への移動）することでフィン表面２ｃの着霜を除去する。即ち、図２に示すように、上記固定ブラシ３４の移動に伴って上記ブラシ毛３７がフィン表面２ｃの付着霜Ｆａに対して衝撃力を与えてその固着力を低下させるとともに該ブラシ毛３７が付着霜Ｆａを払拭し、これによって霜がフィン表面２ｃから掻き落されるものである。この固定ブラシ３４のブラシ毛３７での掻き落しによって、フィン表面２ｃの付着霜Ｆａの多くが掻き落され、隣接する伝熱管３の間に僅かに残留霜Ｆｂが存在する状態となり、上記フィン２における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器１は高い熱交換をもつことになる。
【００３８】
「噴射除霜手段６による除霜」
上記噴射除霜手段６は、上記ブラシ除霜手段４の上記固定ブラシ３４の移動と共に、フィン表面２ｃ側へ空気噴流Ａを吹付けて霜を吹き飛ばして除霜を行なう。この場合、上記第１及び第２の除霜形態では、上記噴射除霜手段６の作動時には同時に上記ブラシ除霜手段４が作動しており、また上記第３の除霜形態では上記噴射除霜手段６単独では除霜能力が不足すると判断された後は該噴射除霜手段６と共に上記ブラシ除霜手段４も作動していることから、これら何れの場合にも、上記ブラシ除霜手段４の除霜作用によってフィン表面２ｃの着霜の固着力が低下されたところへ上記噴射除霜手段６によって空気噴流Ａが吹付けられることで、より効果的に除霜が行なわれる。
【００３９】
また、上記第３の除霜形態のうち、上記噴射除霜手段６の単独作動で除霜能力が十分であると判断される場合には、該噴射除霜手段６のみによって除霜が行なわれる（図示省略）。
【００４０】
このように、上記ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を組み合わせて上記除霜装置Ｚ１を構成し、これら各ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を着霜の性状（特に、フィン表面２ｃに対する固着力）に対応して適宜使い分けることで、常に高い除霜効果を得ることができるものである。
【００４１】
なお、この実施形態では、上記噴射除霜手段６は加圧空気を用い、その空気噴流Ａの速度エネルギで霜を吹き飛ばす手法をとっており、その温度については言及していない。しかし、係る構成に限定されるものではなく、例えば、他の実施形態においては、この加圧空気を温風とすることもできる。このように温風を着霜に噴射する構成によれば、単に手霜を吹き飛ばす作用のみならず、その温熱によって着霜を融解させてその固着力を低下させることができる。即ち、上記噴射除霜手段６が特許請求の範囲の「第２の除霜手段」としてのみならず、「第１の除霜手段」としても機能し得るものであり、それだけ除霜効果がさらに促進されるとともに、場合によっては上記噴射除霜手段６を「第１の除霜手段」と「第２の除霜手段」の双方に兼用させることで、上記ブラシ除霜手段４を廃止することも可能になる。
ＩＩ：第２の実施形態
図５には、本願発明の第２の実施形態に係る除霜装置Ｚ２を示している。この除霜装置Ｚ２は、上記第１の実施形態に係る除霜装置Ｚ１と同様に、固定ブラシ３４を用いたブラシ除霜手段４と、噴射除霜手段６を備えて構成されるものであって、その基本構成は上記第１の実施形態の除霜装置Ｚ１と同様である。
【００４２】
そして、この第２の実施形態に係る除霜装置Ｚ２が上記第１の実施形態に係る除霜装置Ｚ１と異なる点は、上記噴射除霜手段６を上記ブラシ除霜手段４とは別体構成とした点と、その変形例として上記噴射除霜手段６を、上記熱交換器１を挟んで上記ブラシ除霜手段４の反対側（即ち、上記熱交換器１に通風方向下流側）にも配置できるようにした点である。
【００４３】
従って、ここでは、上記の相違点を中心に説明し、それ以外の構成及び作用効果については、図５〜図７の各部材に、図１〜図４に記載の部材に対応させて同一符号を付することで、該第１の実施形態における該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
【００４４】
上記噴射除霜手段６は、図５に示すように、上記ブラシ除霜手段４の上記支持体３５に対して上下方向にそれぞれ所定距離だけ隔てて並行配置した上下一対のエア管４７、４７に多数の噴射ノズル４６を設けるとともに、該各エア管４７、４７にそれぞれエアホース３９を通して加圧空気を供給し得るようにして構成される。なお、上記各エア管４７、４７は、上記駆動手段５０側に設けられた上記軸受５７に固定され、上記固定ブラシ３４と一体的に昇降移動される。なお、ここでは上記エア管４７を上記固定ブラシ３４の上下にそれぞれ配置したが、他の実施形態ではこれら何れか一方のみとすることもできる。また、場合によっては、図６に「符号４７´」で示すように上記エア管４７を、上記熱交換器１を挟んで上記ブラシ除霜手段４の反対側、即ち、上記熱交換器１の通風方向下流側に配置することも可能である。
【００４５】
ここで、上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６の双方を用いた除霜作用を図６を参照して説明する。
【００４６】
上記ブラシ除霜手段４は、上記固定ブラシ３４が上記駆動手段５０によって上記熱交換器１の表面１ａに沿って昇降移動することでフィン表面２ｃの着霜を除去する。即ち、図６に示すように、上記固定ブラシ３４の移動に伴って上記ブラシ毛３７がフィン表面２ｃの付着霜Ｆａに対して衝撃力を与えてその固着力を低下させるとともに該ブラシ毛３７が付着霜Ｆａを払拭し、これによって霜がフィン表面２ｃから掻き落されるものである。この固定ブラシ３４のブラシ毛３７での掻き落しによって、フィン表面２ｃの付着霜Ｆａの多くが掻き落され、隣接する伝熱管３の間に僅かに残留霜Ｆｂが存在する状態となり、上記フィン２における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器１は高い熱交換をもつことになる。
【００４７】
上記噴射除霜手段６は、上記ブラシ除霜手段４の上記固定ブラシ３４の移動と共に、フィン表面２ｃ側へ空気噴流Ａを吹付けて霜を吹き飛ばして除霜を行なう。この場合、上記第１及び第２の除霜形態では、上記噴射除霜手段６の作動時には同時に上記ブラシ除霜手段４が作動しており、また上記第３の除霜形態では上記噴射除霜手段６単独では除霜能力が不足すると判断された後は該噴射除霜手段６と共に上記ブラシ除霜手段４も作動していることから、これら何れの場合にも、上記ブラシ除霜手段４の除霜作用によってフィン表面２ｃの着霜の固着力が低下されたところへ上記噴射除霜手段６によって空気噴流Ａが吹付けられることで、より効果的に除霜が行なわれる。
【００４８】
なお、上記噴射除霜手段６の上下一対のエア管４７，４７は、常に同時使用するほかに、上記固定ブラシ３４の昇降方向に対応して、例えば、上記固定ブラシ３４が上昇移動する場合には下側のエア管４７のみを有効とし、逆に上記固定ブラシ３４が降下移動する場合には上側のエア管４７のみを有効として、常に上記ブラシ除霜手段４の作動によって固着力が低下された霜を空気噴流Ａによって吹き飛ばすように構成することもできる。
【００４９】
このように、上記ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を組み合わせて上記除霜装置Ｚ２を構成し、これら各ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を着霜の性状（特に、フィン表面２ｃに対する固着力）に対応して適宜使い分けることで、常に高い除霜効果を得ることができるものである。
【００５０】
ところで、上記第３の除霜形態のうち、上記噴射除霜手段６の単独作動で除霜能力が十分であると判断される場合には、該噴射除霜手段６のみによって除霜が行なわれるが、係る除霜形態での作動は、図５に示す構成では実現できない。この第３の除霜形態を実現するためには、図７に示すように、上記ブラシ除霜手段４の固定ブラシ３４を回動可能に構成し、該固定ブラシ３４を、実線図示する作動位置と鎖線図示する非作動位置の間で位置変更可能に構成する必要がある。
【００５１】
なお、この実施形態においても、加圧空気として温風を用いることができることはいうまでも無い。
ＩＩＩ：第３の実施形態
図８には、本願発明の第３の実施形態に係る除霜装置Ｚ３を示している。この除霜装置Ｚ３は、所定間隔をもって順次対向配置された多数枚のフィン２と、該各フィン２を貫通した状態で複数本の伝熱管３を多段に平行配置してなるクロスフィン型の熱交換器１の上記各フィン２の表面に付着した霜にブラシにより衝撃力与えてフィン表面２ｃに対する固着力を低下させながらこれを掻き落して除去するブラシ除霜手段４と、フィン表面２ｃの着霜に向けて空気噴流を吹付けてこれを吹き飛ばして除去する噴射除霜手段６を備えて構成される。
【００５２】
なお、上記ブラシ除霜手段４は特許請求の範囲中の「第１の除霜手段」に、上記噴射除霜手段６は特許請求の範囲中の「第２の除霜手段」に、それぞれ該当する。
【００５３】
「ブラシ除霜手段４」
上記ブラシ除霜手段４は、図８及び図９に示すように、上記熱交換器１のフィン２の表面を払拭してここに付着した霜を掻き落して除去する回転ブラシ４１と、該回転ブラシ４１を昇降駆動する駆動手段５０を備えて構成される。
【００５４】
上記回転ブラシ４１は、回転軸４２の周囲に多数のブラシ毛４３を植設して構成されるものであって、そのブラシ毛４３の種類、形状等は除去対象とされる霜の性状等に応じて適宜選択される。
【００５５】
上記駆動手段５０は、図８に示すように、上記熱交換器１の幅方向の両側にそれぞれ立設されたスライドガイド５１，５２を備える。これら各スライドガイド５１，５２のうち、一方のスライドガイド５１内には、例えば、ボール・スクリュ式のスライドアクチュエータ（図示省略）が内蔵されている。このスライドアクチュエータは、上記スライドガイド５１の上端に配置された可逆回転式のモータ５３によって駆動され、スライダ５５を上下方向に昇降させることができるようになっている。なお、このスライダ５５には軸受５７が取付けられる。これに対して、他方のスライドガイド５２には、軸受５７を備えたスライダ５６が取付けられている。
【００５６】
上記回転ブラシ４１は、その回転軸４２の一端側が上記スライドガイド５１側の軸受５７に、他端側が上記スライドガイド５２側の軸受５７に、それぞれ回転自在に支承されるとともに、上記スライドガイド５１側に配置された可逆回転式のモータ５４によって回転駆動される。
【００５７】
なお、上記熱交換器１の通風方向における該熱交換器１と上記回転ブラシ４１の相対間隔は、図９に示すように、上記フィン２の前縁２ａ側に配置された回転ブラシ４１のブラシ毛４３の先端が上記熱交換器１の伝熱管３の軸心近傍に達し得るような寸法に設定される。
【００５８】
以上の構成によって、上記回転ブラシ４１は、上記モータ５４によって回転駆動され、且つ上記モータ５３によって乗降移動しながら上記熱交換器１のフィン２の表面２ａに付着した霜を掻き落して除去する。
【００５９】
この場合、上記回転ブラシ４１の回転方向と進行方向との関係は以下のように設定されている。即ち、この発明では、上記回転ブラシ４１によって掻き落された霜をフィン外へ掻き出すことを意図して、図８に示すように、上記回転ブラシ４１が上記熱交換器１に沿って降下移動する場合も、上昇移動する場合も、共に、該回転ブラシ４１が上記熱交換器１側においてその進行方向の後方側から前方側へ向けて回転するように、その回転方向が設定されている。従って、上記回転ブラシ４１は、上昇移動時と降下移動時で回転方向が逆方向となる。
【００６０】
「噴射除霜手段６」
上記噴射除霜手段６は、図７及び図８に示すように、上記ブラシ除霜手段４の上記回転ブラシ４１の回転軸４２の内部にエア通路４５を形成するとともに、該エア通路４５の周壁に多数の噴射ノズル４６を設け、上記エア通路４５側にエアホース３９から加圧空気を供給し、これを上記各噴射ノズル４６から熱交換器１側へ向けて噴流Ａとして吹出すようにして構成されている。
【００６１】
「ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６による除霜」
この実施形態では、上述のように上記ブラシ除霜手段４の回転軸４２側に上記噴射除霜手段６が設けられているため、これら両者による除霜対象部位は略同一部位とされる。
【００６２】
また、上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６作動形態としては、以下の三形態がある。
【００６３】
第１の作動形態は、上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６を常時並行して作動させてこれら両者の協働で除霜を行なう形態であり、
第２の作動形態は、上記ブラシ除霜手段４を主として作動させ、該ブラシ除霜手段４のみによる除霜では除霜能力が不足するときに上記噴射除霜手段６を追加的に作動させて、これら両者の協働で除霜を行なう形態であり、
第３の作動形態は、上記噴射除霜手段６を主として作動させ、該噴射除霜手段６のみによる除霜では除霜能力が不足するときに上記ブラシ除霜手段４を追加的に作動させて、これら両者の協働で除霜を行なう形態である。但し、この第３の作動形態は、この実施形態の除霜装置では実現できず（上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６が一体構成であるため）、次述の第４の実施形態のように上記ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を別体構成とした場合に初めて実現可能となる（図１０参照）。
【００６４】
また、これら作動形態のうち、第２の作動形態と第３の作動形態においては、除霜能力が不足している状態を検知することが必要であり、この実施形態においても上記第１の実施形態の場合と同様に、フィン表面２ｃに着霜が存在すると、この着霜によってフィン間の通風面積が減少し、これに伴って通風抵抗が増加するとか、送風用ファンの消費電力が増加し、さらに熱交換器１の熱交換能力そのものが低下することから、通風抵抗又は送風用ファンの消費電力又は熱交換器１の熱交換能力に基づいて除霜能力の不足状態を判断するようにしている。
【００６５】
ここで、上記ブラシ除霜手段４による除霜と上記噴射除霜手段６による除霜を図９に基づいてそれぞれ説明する。
【００６６】
「ブラシ除霜手段４による除霜」
上記ブラシ除霜手段４は、上記回転ブラシ４１が降下移動（矢印Ｄ方向）する場合、該回転ブラシ４１のブラシ毛４３はフィン間に進入した状態で回転し、フィン表面２ｃに付着した付着霜Ｆａの衝撃力を与えてフィン表面２ｃに対する固着力を低下させながら順次掻き落とす。この場合、上記回転ブラシ４１は矢印Ｒで示すように、上記熱交換器１側において進行方向（即ち、降下方向）の後方側から前方側へ向けて回転することから、該回転ブラシ４１の上記フィン２からの出口側においては、該回転ブラシ４１によって該フィン表面の付着霜Ｆａから順次掻き落される霜は、矢印Ｖ１で示す方向への掻き出し作用を受け、フィン２から外方へスムーズに排出されることになる。
【００６７】
また、同様に、上記回転ブラシ４１が上昇移動（矢印Ｕ方向）する場合も、上記回転ブラシ４１が矢印Ｌで示すように、上記熱交換器１側において進行方向（即ち、上昇方向）の後方側から前方側へ向けて回転することから（図８参照）、該回転ブラシ４１の上記フィン２からの出口側においては、該回転ブラシ４１によって該フィン表面の付着霜Ｆａから順次掻き落される霜は掻き出し作用を受け、フィン２から外方へスムーズに排出されることになる。
【００６８】
従って、このような回転ブラシ４１による掻き出し作用によって、該回転ブラシ４１の降下移動時でも上昇移動時でも、除霜後においてフィン表面２ｃに残留する残留霜Ｆｂの量は少なくなり、上記フィン２における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器１は高い熱交換をもつことになる。
【００６９】
「噴射除霜手段６による除霜」
上記噴射除霜手段６は、上記ブラシ除霜手段４の上記回転ブラシ４１の移動と共に、フィン表面２ｃ側へ空気噴流Ａを吹付けて霜を吹き飛ばして除霜を行なう。この場合、上記第１及び第２の除霜形態では、上記噴射除霜手段６の作動時には同時に上記ブラシ除霜手段４が作動しており、また上記第３の除霜形態では上記噴射除霜手段６単独では除霜能力が不足すると判断された後は該噴射除霜手段６と共に上記ブラシ除霜手段４も作動していることから、これら何れの場合にも、上記ブラシ除霜手段４の除霜作用によってフィン表面２ｃの着霜の固着力が低下されたところへ上記噴射除霜手段６によって空気噴流Ａが吹付けられることで、より効果的に除霜が行なわれる。
【００７０】
また、上記第３の除霜形態のうち、上記噴射除霜手段６の単独作動で除霜能力が十分であると判断される場合には、該噴射除霜手段６のみによって除霜が行なわれる（図示省略）。
【００７１】
このように、上記ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を組み合わせて上記除霜装置Ｚ３を構成し、これら各ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を着霜の性状（特に、フィン表面２ｃに対する固着力）に対応して適宜使い分けることで、常に高い除霜効果を得ることができるものである。
【００７２】
なお、この実施形態では、上記噴射除霜手段６は加圧空気を用い、その空気噴流Ａの速度エネルギで霜を吹き飛ばす手法をとっており、その温度については言及していない。しかし、係る構成に限定されるものではなく、例えば、他の実施形態においては、この加圧空気を温風とすることもできる。このように温風を着霜に噴射する構成によれば、単に手霜を吹き飛ばす作用のみならず、その温熱によって着霜を融解させてその固着力を低下させることができる。即ち、上記噴射除霜手段６が特許請求の範囲の「第２の除霜手段」としてのみならず、「第１の除霜手段」としても機能し得るものであり、それだけ除霜効果がさらに促進されるとともに、場合によっては上記噴射除霜手段６を「第１の除霜手段」と「第２の除霜手段」の双方に兼用させることで、上記ブラシ除霜手段４を廃止することも可能になる。
ＩＶ：第４の実施形態
図１０には、本願発明の第４の実施形態に係る除霜装置Ｚ４を示している。この除霜装置Ｚ４は、上記第３の実施形態に係る除霜装置Ｚ３と同様に、回転ブラシ４１を用いたブラシ除霜手段４と、噴射除霜手段６を備えて構成されるものであって、その基本構成は上記第３の実施形態の除霜装置Ｚ３と同様である。
【００７３】
そして、この第４の実施形態に係る除霜装置Ｚ４が上記第３の実施形態に係る除霜装置Ｚ３と異なる点は、上記噴射除霜手段６を上記ブラシ除霜手段４とは別体構成とした点と、その変形例として上記噴射除霜手段６を、上記熱交換器１を挟んで上記ブラシ除霜手段４の反対側（即ち、上記熱交換器１に通風方向下流側）にも配置できるようにした点である。
【００７４】
従って、ここでは、上記の相違点を中心に説明し、それ以外の構成及び作用効果については、図１０及び図１１の各部材に、図８及び図９に記載の部材に対応させて同一符号を付することで、該第３の実施形態における該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
【００７５】
上記噴射除霜手段６は、図１０に示すように、上記ブラシ除霜手段４の上記回転ブラシ４１に対して上下方向にそれぞれ所定距離だけ隔てて並行配置した上下一対のエア管４７、４７に多数の噴射ノズル４６を設けるとともに、該各エア管４７、４７にそれぞれエアホース３９を通して加圧空気を供給し得るようにして構成される。なお、上記各エア管４７、４７は、上記駆動手段５０側に設けられた上記軸受５７に固定され、上記固定ブラシ３４と一体的に昇降移動される。
【００７６】
なお、ここでは上記エア管４７を上記回転ブラシ４１の上下にそれぞれ配置したが、他の実施形態では、これら何れか一方のみとすることもできる。また、場合によっては、図１１に「符号４７´」で示すように上記エア管４７を、上記熱交換器１を挟んで上記ブラシ除霜手段４の反対側、即ち、上記熱交換器１の通風方向下流側に配置することも可能である。
【００７７】
ここで、上記ブラシ除霜手段４と上記噴射除霜手段６の双方を用いた除霜作用を図１１に基づいて説明する。
【００７８】
上記ブラシ除霜手段４は、上記回転ブラシ４１が回転するとともに、上記駆動手段５０によって上記熱交換器１の表面１ａに沿って昇降移動することで、フィン表面２ｃの着霜を除去する。即ち、図１１に示すように、上記回転ブラシ４１の回転及び移動に伴って上記ブラシ毛４３がフィン表面２ｃの付着霜Ｆａに対して衝撃力を与えてその固着力を低下させるとともに該ブラシ毛４３が付着霜Ｆａを払拭し、これによって霜がフィン表面２ｃから掻き落されるものである。この回転ブラシ４１のブラシ毛４３での掻き落しによって、フィン表面２ｃの付着霜Ｆａの多くが掻き落され、隣接する伝熱管３の間に僅かに残留霜Ｆｂが存在する状態となり、上記フィン２における伝熱効率が回復するとともに、フィン間の通風抵抗が低下し、これらの相乗効果によって、上記熱交換器１は高い熱交換をもつことになる。
【００７９】
上記噴射除霜手段６は、上記ブラシ除霜手段４の上記回転ブラシ４１の移動と共に、フィン表面２ｃ側へ空気噴流Ａを吹付けて霜を吹き飛ばして除霜を行なう。この場合、上記第１及び第２の除霜形態では、上記噴射除霜手段６の作動時には同時に上記ブラシ除霜手段４が作動しており、また上記第３の除霜形態では上記噴射除霜手段６単独では除霜能力が不足すると判断された後は該噴射除霜手段６と共に上記ブラシ除霜手段４も作動していることから、これら何れの場合にも、上記ブラシ除霜手段４の除霜作用によってフィン表面２ｃの着霜の固着力が低下されたところへ上記噴射除霜手段６によって空気噴流Ａが吹付けられることで、より効果的に除霜が行なわれる。
【００８０】
また、上記第３の除霜形態のうち、上記噴射除霜手段６の単独作動で除霜能力が十分であると判断される場合には、該噴射除霜手段６のみによって除霜が行なわれる。
【００８１】
なお、上記噴射除霜手段６の上下一対のエア管４７，４７は、常に同時使用するほかに、上記回転ブラシ４１の昇降方向に対応して、例えば、上記回転ブラシ４１が上昇移動する場合には下側のエア管４７のみを有効とし、逆に上記回転ブラシ４１が降下移動する場合には上側のエア管４７のみを有効として、常に上記ブラシ除霜手段４の作動によって固着力が低下された霜を空気噴流Ａによって吹き飛ばすように構成することもできる。
【００８２】
このように、上記ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を組み合わせて上記除霜装置Ｚ４を構成し、これら各ブラシ除霜手段４と噴射除霜手段６を着霜の性状（特に、フィン表面２ｃに対する固着力）に対応して適宜使い分けることで、常に高い除霜効果を得ることができるものである。
【００８３】
なお、この実施形態においても、加圧空気として温風を用いることができることはいうまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本願発明の第１の実施の形態に係る熱交換器の除霜装置の全体斜視図である。
【図２】図１に示した除霜装置による除霜状態説明図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図２のＩＶ部の拡大図である。
【図５】本願発明の第２の実施の形態に係る熱交換器の除霜装置の全体斜視図である。
【図６】図５に示した除霜装置による除霜状態説明図である。
【図７】図５に示した除霜装置の他の構造例における除霜状態説明図である。
【図８】本願発明の第３の実施の形態に係る熱交換器の除霜装置の全体斜視図である。
【図９】図８に示した除霜装置による除霜状態説明図である。
【図１０】本願発明の第４の実施の形態に係る熱交換器の除霜装置の全体斜視図である。
【図１１】図１０に示した除霜装置による除霜状態説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１      ・・熱交換器
２      ・・フィン
３      ・・伝熱管
４      ・・ブラシ除霜手段
６      ・・噴射除霜手段
３４    ・・固定ブラシ
３５    ・・支持体
３６    ・・回転軸
３７    ・・ブラシ毛
３８    ・・固定部
４１    ・・回転ブラシ
４２    ・・回転軸
４３    ・・ブラシ毛
４５    ・・エア通路
４６    ・・噴射ノズル
４７    ・・エア管
５０    ・・駆動手段
５１    ・・スライドガイド
５２    ・・スライドガイド
５３    ・・昇降用モータ
５４    ・・回転用モータ
５５    ・・スライダ
５６    ・・スライダ
５７    ・・軸受
５８    ・・ステッピングモータ
Ａ      ・・噴流
Ｆａ    ・・付着霜
Ｆｂ    ・・残留霜
Ｚ１〜Ｚ４    ・・除霜装置
【図１】
2009243756.tif 000003
【図２】
2009243756.tif 000004
【図３】
2009243756.tif 000005
【図４】
2009243756.tif 000006
【図５】
2009243756.tif 000007
【図６】
2009243756.tif 000008
【図７】
2009243756.tif 000009
【図８】
2009243756.tif 000010
【図９】
2009243756.tif 000011
【図１０】
2009243756.tif 000012
【図１１】
2009243756.tif 000013