(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換器の除霜装置において、加熱されたブラシを用いることで、ブラシによる掻き落し作用と熱融解作用を機能的に結合させて、より効果的な除霜を実現する。【解決手段】熱源側熱交換器１のフィン２の表面に付着した霜を、ブラシ４を用いた除霜手段により取り除くようにした除霜装置において、ブラシを加熱するブラシ加熱手段６を備え、該ブラシ加熱手段により加熱されたブラシ毛によってフィン表面に付着した霜を掻き落とすように構成する。係る構成によれば、例えフィン表面への付着力が強い氷状の霜であっても、該霜はブラシ側からの熱によって融解作用を受けて上記フィン表面に対する付着力が弱められることから、ブラシの掻き落とし作用が促進され、例えば、ブラシ作用のみによる除霜に比して、着霜をより一層容易に除去することができ、高い除霜効果が得られる。【選択図】図１
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【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フィン表面に付着した霜を、ブラシを用いた除霜手段により取り除くようにした除霜装置であって、
上記ブラシを加熱するブラシ加熱手段を備え、該ブラシ加熱手段により加熱されたブラシ毛によってフィン表面に付着した霜を掻き落とすように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２】
請求項１において
上記ブラシ加熱手段が、上記ブラシを常時加熱す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３】
請求項１において
上記ブラシ加熱手段が、上記ブラシをその使用に先立って加熱す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、２又は３において
上記ブラシ加熱手段が、通電によって発熱するヒータで構成されてい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、
上記ヒータが、ブラシ毛を支持するブラシ基部の内部に、又はブラシ基部の外面で且つ上記ブラシ毛の根元近傍に、配置されてい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１、２又は３において、
上記ブラシ加熱手段が、電気抵抗をもつ導電性材で製作された上記ブラシ毛を通電により発熱させ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７】
請求項１、２又は３において
上記ブラシ加熱手段が、上記ブラシの移動終端近傍の待機位置において上記ブラシをその外側から加熱す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８】
請求項１、２又は３において
上記加熱手段が、圧縮機から吐出された冷媒によって上記ブラシを加熱する構成であ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、熱交換器の通風方向上流側に配置したブラシを、該熱交換器にそって昇降移動させ、その際、上記ブラシによってフィン表面を払拭して該フィン表面の着霜を掻き落して除去するようにしたものである。
【０００５】
特許文献２に示された除霜装置は、熱交換器のフィン間に、金属等の固体かつ発熱体で形成された霜掻きを、その風上側から挿入し、該霜掻きを昇降させることで、発熱体からの熱で霜を融解させながら霜掻きで掻き落して除去するようにしたものである。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−１１７７３４号公報
【特許文献２】実開平１０−３１１６３１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、例えば、氷点下以上の外気温状態下で氷状に生成された霜は特にフィン表面への固着力が強く、例えば、特許文献１に示されるようなブラシによる掻き落し作用のみでは除去が困難となる場合が多い。係る場合、特許文献２に示されるように、霜を融解させながら掻き落す手法が有効であるとも考えられる。
【０００８】
然しながら、特許文献２に示される除霜装置では、霜掻きが金属等の固体で構成されているため、フィン表面の保護の観点から、該霜掻きをフィン表面に直接接触させることができず、着霜の表面側を掻くことになり、従って、例え熱融解作用を伴うとしても、フィン表面への固着力の強い霜の除去には自ずと限界がある。
【０００９】
係る事情に鑑みると、例えば、特許文献１に示されるブラシによる除霜機構と、特許文献２に示される熱融解による除霜作用を組み合わせることも考えられる。
【００１０】
ところが、特許文献２には、霜掻きの発熱形態及び発熱方法等については具体的な開示は何等されておらず、従って、現実問題として、上記組合せに係る除霜装置を得ることは不可能である。
【００１１】
そこで本願発明は、熱交換器の除霜装置において、加熱されたブラシを用いることで、ブラシによる掻き落し作用と熱融解作用を機能的に結合させ、より効果的な除霜を実現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】
【００１２】
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。
【００１３】
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フィン表面に付着した霜を、ブラシを用いた除霜手段により取り除くようにした除霜装置において、上記ブラシを加熱するブラシ加熱手段を備え、該ブラシ加熱手段により加熱されたブラシ毛によってフィン表面に付着した霜を掻き落とすように構成したことを特徴としている。
【００１４】
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、上記ブラシ加熱手段を、上記ブラシを常時加熱するように構成したことを特徴としている。
【００１５】
本願の第３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、上記ブラシ加熱手段を、上記ブラシをその使用に先立って加熱するように構成したことを特徴としている。
【００１６】
本願の第４の発明では、上記第１、第２又は第３の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記ブラシ加熱手段を、通電によって発熱するヒータで構成したことを特徴としている。
【００１７】
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、上記ヒータを、ブラシ毛を支持するブラシ基部の内部に、又はブラシ基部の外面で且つ上記ブラシ毛の根元近傍に、配置したことを特徴としている。
【００１８】
本願の第６の発明では、上記第１、第２又は第３の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記ブラシ加熱手段を、電気抵抗をもつ導電性材で製作された上記ブラシ毛を通電により発熱させる構成としたことを特徴としている。
【００１９】
本願の第７の発明では、上記第１、第２又は第３の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記ブラシ加熱手段を、上記ブラシの移動終端近傍の待機位置において上記ブラシをその外側から加熱するように構成したことを特徴としている。
【００２０】
本願の第８の発明では、上記第１、第２又は第３の発明に係る熱交換器の除霜装置において、上記加熱手段を、圧縮機から吐出された冷媒によって上記ブラシを加熱するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明では次のような効果が得られる。
【００２２】
（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、上記ブラシを加熱するブラシ加熱手段を備え、該ブラシ加熱手段により加熱されたブラシ毛によってフィン表面に付着した霜を掻き落とすように構成しているので、例えフィン表面への付着力が強い氷状の霜であっても、該霜はブラシ側からの熱によって融解作用を受けて上記フィン表面に対する付着力が弱められることから、ブラシの掻き落とし作用が促進され、例えば、ブラシ作用のみによる除霜に比して、着霜をより一層容易に除去することができ、高い除霜効果が得られる。
【００２３】
（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（ａ）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、上記ブラシ加熱手段を、上記ブラシを常時加熱するように構成しているので、ブラシを介しての融解作用が常時働くことで、上記フィン表面に対する固着力がより効果的に弱められ、ブラシによる掻き落とし作用がより一層促進される。
【００２４】
（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）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、上記ブラシ加熱手段を、上記ブラシをその使用に先立って加熱するように構成しているので、上記ブラシの必要以上の加熱が排除され、適正な加熱によって高い除霜効果を確保しつつ、運転コストの低廉化が可能となる。
【００２５】
（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）、（ｂ）又は（ｃ）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、上記ブラシ加熱手段を、通電によって発熱するヒータで構成しているので、該ヒータが安価で且つ取扱いが容易であることから、該ブラシ除霜手段を備えることによるコストアップを可及的に抑制しつつ、除霜効果の向上を図ることができる。また、ヒータはその温度制御を容易に且つ精度良く行なうことができることから、除霜効率が向上し、除霜装置のランニングコストの低廉化が促進される。
【００２６】
（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、上記ヒータを、ブラシ毛を支持するブラシ基部の内部に、又はブラシ基部の外面で且つ上記ブラシ毛の根元近傍に、配置しているので、該ヒータからの熱を効率よく上記ブラシ毛に伝達してこれを加熱することができ、それだけ消費電力が低減され、除霜装置のランニングコストのさらなる低廉化が可能となる。
（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（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）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、上記ブラシ加熱手段を、電気抵抗をもつ導電性材で製作された上記ブラシ毛を通電により発熱させる構成としているので、該ブラシ毛は霜の掻き落し機能と霜の融解機能を併せ持つことになり、例えば、専用の加熱手段を備える場合に比して、部材点数の低減が図れ、延いては霜の溶融除去機能をもつ除霜装置をより安価に提供できる。
（ｇ）本願の第７の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）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、上記ブラシ加熱手段を、上記ブラシの移動終端近傍の待機位置において上記ブラシをその外側から加熱するように構成しているので、該ブラシ加熱手段の構成が簡単となり低コスト化が図れるとともに、該ブラシ加熱手段が上記熱交換器１の通風抵抗となるのが回避され、熱交換能力の維持が可能となる。
（ｈ）本願の第８の発明に係る熱交換器の除霜装置によれば、上記（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）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、上記加熱手段を、圧縮機から吐出された冷媒によって上記ブラシを加熱するように構成しているので、システム内の冷媒の有効利用によって、高い除霜効果を、上記熱交換器の熱交換能力を維持しつつ、高い除霜効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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毛３７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、該ブラシ毛３７を加熱するブラシ加熱手段６を備えて構成される。
【００２８】
「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２ｃ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、略水平姿勢を保持したまま、上記モータ５３の回転駆動力によって上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向）へ昇降移動される。
【００３２】
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、あるいはそれよりもフィン奥側へ達するような寸法に設定される。
【００３３】
「ブラシ加熱手段６」
上記ブラシ加熱手段６は、上記ブラシ除霜手段４における上記固定ブラシ３４のブラシ毛３７を加熱するものであって、図２及び図３に示すように、上記固定ブラシ３４の支持体３５の上記ブラシ毛３７寄り部分に、該支持体３５の長手方向（即ち、固定ブラシ３４の幅方向）へ向けて埋設されたヒータ８で構成される。そして、このヒータ８は通電によって発熱し、その熱が上記支持体３５を介して上記ブラシ毛３７にその根元側から伝達され、これによって該ブラシ毛３７が加熱されるようになっている。なお、この実施形態では、上記支持体３５が特許請求の範囲中の「ブラシ基部」に該当する。
【００３４】
このように、上記ブラシ加熱手段６を、通電によって発熱する上記ヒータ８で構成すれば、該ヒータが安価で且つ取扱いが容易であることから、上記ブラシ除霜手段４に上記ブラシ除霜手段６を備えることによるコストアップを可及的に抑制しつつ、除霜効果の向上を図ることができる。また、上記ヒータ８はその温度制御を容易に且つ精度良く行なうことができることから、除霜効率が向上し、除霜装置のランニングコストの低廉化が促進されることにもなる。
【００３５】
さらに、上記ヒータ８を上記固定ブラシ３４の内部に埋設配置すると、該ヒータ８からの熱を効率よく上記ブラシ毛３７に伝達してこれを加熱することができることから、消費電力が低減され、それだけ除霜装置Ｚ１のランニングコストの低廉化が可能となる。
【００３６】
ここで、上記ブラシ加熱手段６の他の構造例を幾つか示す。
【００３７】
「第１の他の構造例」
第１の他の構造例は、図４に示すように、線状のヒータ８を、支持体３５の前面３５ａ上に、上記各ブラシ毛３７の根元部分に接近するようにして屈曲配置して上記ブラシ加熱手段６を構成するものである。この構造例においては、上記ヒータ８からの熱が上記各ブラシ毛３７に対して直接的に伝達され、これによって該各ブラシ毛３７が加熱されるものであることから、上記ヒータ８から上記ブラシ毛３７への熱伝達が、上記実施形態のブラシ加熱手段６の場合よりもさらに良好となる。
【００３８】
「第２の他の構造例」
第２の他の構造例は、図５に示すように、角棒状の陽極体２８と陰極体２９を、所定間隔をもって並置するとともに、これら陽極体２８と陰極体２９間に跨って、所定の電気抵抗をもつ導電性の樹脂材で成形されたブラシ毛３７を長Ｕ字形に屈曲させて取付けて構成されるブラシユニット３０を用いるものである。このブラシユニット３０においては、上記陽極体２８と陰極体２９の間への電圧印加によって、上記ブラシ毛３７に電流が流れてこれが発熱するものである。
【００３９】
そして、このような構成のブラシユニット３０を、図６に示すように、上記固定ブラシ３４における支持体３５の前面３５ａ上に多数列設して固定することで、上記ブラシ加熱手段６を構成するものである。
【００４０】
係る構造によれば、上記ブラシ毛３７は、霜の掻き落し機能と霜の融解機能を併せ持つことになり、例えば、専用の加熱手段を備える場合に比して、部材点数の低減が図れ、延いては霜の溶融除去機能をもつ除霜装置をより安価に提供できることになる。
【００４１】
「ブラシ除霜手段４を用いた除霜」
次に、上記ブラシ加熱手段６を備えた上記ブラシ除霜手段４を用いた除霜作用について説明する。
【００４２】
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の着霜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が霜を払拭し、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。
【００４３】
また、この場合、上記ブラシ加熱手段６を構成する上記ヒータ８によって上記ブラシ毛３７が加熱されているため、該ブラシ毛３７によって着霜を掻き落す際、該ブラシ毛３７の熱によって着霜が加熱され溶融作用を受けることで、着霜のフィン表面２ｃに対する固着力がさらに低下される。
【００４４】
このように、上記ブラシ毛３７の払拭動作に伴う衝撃力による固着力の低下と、上記ヒータ８の発熱に伴う溶融作用による固着力の低下が相乗的に働き、その上で上記ブラシ毛３７による掻き落し作用が働くことで、フィン表面２ｃ上の着霜は容易に掻き落し除去され、高い除霜効果が得られることになる。この結果、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。
【００４５】
なお、上記作用効果は、上述の本実施形態に係るブラシ加熱手段６を備えた場合のみならず、上記第１の他の構造例に係るブラシ加熱手段６を備えた場合でも、第２の他の構造例に係るブラシ加熱手段６を備えた場合でも、同様に得られるものである。
【００４６】
また、上記ブラシ加熱手段６における加熱タイミングとしては、上記固定ブラシ３４のブラシ毛３７を常時加熱する場合と、上記固定ブラシ３４の使用に先立って上記ブラシ毛３７を加熱する場合が考えられる。前者の場合には上記固定ブラシ３４を介しての霜の融解作用が常時働くことから、フィン表面２ｃに対する霜の固着力がより効果的に弱められ、固定ブラシ３４による掻き落とし作用がより一層促進されるという利点がある。また後者の場合には、上記固定ブラシ３４の必要以上の加熱が排除され、適正な加熱によって高い除霜効果を確保しつつ、運転コストの低廉化が可能になるという利点がある。
ＩＩ：第２の実施形態
図７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、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毛４３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、該ブラシ毛４３を加熱するブラシ加熱手段６を備えて構成される。
【００４７】
「ブラシ除霜手段４」
上記ブラシ除霜手段４は、図７〜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。
【００４８】
上記回転ブラシ４１は、図９に拡大図示するように、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。
【００４９】
上記駆動手段５０は、図７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。
【００５０】
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。
【００５１】
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８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、あるいは該伝熱管３よりもさらにフィン２の奥側に達し得るような寸法に設定される。
【００５２】
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。
【００５３】
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７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。
【００５４】
「ブラシ加熱手段６」
上記ブラシ加熱手段６は、上記ブラシ除霜手段４における上記回転ブラシ４１のブラシ毛４３を加熱するものであって、図８及び図９に示すように、上記回転ブラシ４１の回転軸４２内に挿入配置されたヒータ８で構成される。そして、このヒータ８は通電によって発熱し、その熱が上記回転軸４２の周壁を介して上記ブラシ毛４３にその根元側から伝達され、これによって該ブラシ毛４３が加熱されるようになっている。なお、この実施形態では、上記回転軸４２が特許請求の範囲中の「ブラシ基部」に該当する。
【００５５】
このように、上記ブラシ加熱手段６を、通電によって発熱する上記ヒータ８で構成すれば、該ヒータが安価で且つ取扱いが容易であることから、上記ブラシ除霜手段４に上記ブラシ除霜手段６を備えることによるコストアップを可及的に抑制しつつ、除霜効果の向上を図ることができる。また、上記ヒータ８はその温度制御を容易に且つ精度良く行なうことができることから、除霜効率が向上し、除霜装置のランニングコストの低廉化が促進されることにもなる。
【００５６】
さらに、上記ヒータ８を上記回転ブラシ４１の回転軸４２の内部に挿入配置すると、該ヒータ８からの熱を効率よく上記ブラシ毛４３に伝達してこれを加熱することができることから、消費電力が低減され、それだけ除霜装置Ｚ２のランニングコストの低廉化が可能となる。
【００５７】
ここで、上記ブラシ加熱手段６の他の構造例を幾つか示す。
【００５８】
「第１の他の構造例」
第１の他の構造例は、図９に示すように、線状のヒータ８を、上記回転ブラシ４１の回転軸４２の外周面に螺旋状に巻きつけて上記ブラシ加熱手段６を構成するものである。この構造例においては、上記ヒータ８からの熱が上記各ブラシ毛４３に対して直接的に伝達され、これによって該各ブラシ毛４３が加熱されるものであることから、上記ヒータ８から上記ブラシ毛４３への熱伝達が、上記実施形態のブラシ加熱手段６の場合よりもさらに良好となる。
【００５９】
「第２の他の構造例」
第２の他の構造例は、上記第１の実施形態において第２の他の構造例として説明したブラシユニット３０（図５参照）を、図１１に示すように、上記回転ブラシ４１の回転軸４２の外周面上に多数列設して固定することで、上記ブラシ加熱手段６を構成するものである。
【００６０】
係る構造によれば、上記  回転ブラシ４１のブラシ毛４３は、霜の掻き落し機能と霜の融解機能を併せ持つことになり、例えば、専用の加熱手段を備える場合に比して、部材点数の低減が図れ、延いては霜の溶融除去機能をもつ除霜装置をより安価に提供できることになる。
【００６１】
「第３の他の構造例」
第３の他の構造例は、図１２に示すように、上記回転ブラシ４１のブラシ毛４３を、上記ブラシユニット３０の場合と同様に、所定の電気抵抗をもつ導電性の樹脂材で成形し、該ブラシ毛４３を熱交換器１のフィン２に接触させて回転させながら、上記回転軸４２と熱交換器１のフィン２との間に電圧をかけることで上記ブラシ毛４３に通電してこれを発熱させるようにし、これによって上記ブラシ加熱手段６を構成するものである。
【００６２】
係る構成によれば、上記回転軸４２と上記フィン２を電極として利用するものであることから、例えば、上記第２の他の構造例のように陽極体２８と陰極体２９を備える構成の場合に比して、構造が簡単であり、それだけ低コスト化が可能となる。
【００６３】
「第４の他の構造例」
第４の他の構造例は、上記各構造例のように上記回転ブラシ４１側に上記ブラシ加熱手段６を設けるのではなく、図１３に示すように、ブラシ加熱手段６をヒータとか温風による加熱源を備えた加熱器４０で構成し、該ブラシ加熱手段６を熱交換器１の上側（又は下側）の部位、具体的には、上記回転ブラシ４１の移動終端近傍の待機位置に配置するものである。
【００６４】
そして、例えば、上記回転ブラシ４１が上昇しながら除霜を行い、これが上記加熱器４０に達して一時停止したとき、該加熱器４０によって上記回転ブラシ４１全体を加熱するように構成したものである。
【００６５】
係る構造によれば、上記回転ブラシ４１をその外側から加熱するものであって、上記回転ブラシ４１側には格別な機能を付加する必要がないことから、該回転ブラシ４１を含めた上記ブラシ加熱手段６全体としての構造が簡略化され、その低コスト化が図れる。また、上記ブラシ加熱手段６が回転ブラシ４１の移動終端近傍の待機位置に配置されていることから、該ブラシ加熱手段６が上記熱交換器１の通風抵抗となるのが回避され、該熱交換器１の熱交換能力が良好に維持される。
【００６６】
なお、この第４の他の構造例は、上記第１の実施形態のような固定ブラシ３４を備えた除霜装置においても適用できることは勿論である。
【００６７】
「第５の他の構造例」
第５の他の構造例は、回転ブラシ４１を加熱するブラシ加熱手段６として、空気調和機のシステム内を循環する冷媒の熱を利用するようにしたものである。
【００６８】
即ち、図１４に示すように、圧縮機１２と四方切換弁１５と室内熱交換器１３と膨張弁１４及び室外熱交換器１１を順次接続する冷媒管路２１の、上記四方切換弁１５と室内熱交換器１３の間に上記回転ブラシ４１を介在させ、上記圧縮機１２から吐出された高温の冷媒ガスを上記回転ブラシ４１の回転軸４２の内部に導き、この冷媒ガスの熱によって上記回転ブラシ４１のブラシ毛４３を加熱し、該ブラシ毛４３によって上記室外熱交換器１１（特許請求の範囲の熱源側熱交換器に該当する）のフィン表面の着霜を融解させて該フィン表面への固着力を低下させながらこれを掻き落すものである。
【００６９】
なお、上記冷媒管路２１においては、上記回転ブラシ４１が上記室外熱交換器１１の面に沿って昇降移動することから、この移動を可能とするために、上記回転ブラシ４１の前後両側にそれぞれフレキシブル管路２２、２３を設けている。
【００７０】
このように、圧縮機１２から吐出された冷媒によって上記回転ブラシ４１を加熱するように構成すれば、システム内の冷媒の有効利用が促進され、着霜の融解作用を用いた高い除霜効果の確保と、上記熱交換器の熱交換能力の維持の両立が可能となる。
【００７１】
「ブラシ除霜手段４を用いた除霜」
次に、上記ブラシ加熱手段６を備えた上記ブラシ除霜手段４を用いた除霜作用について説明する。
【００７２】
上記ブラシ除霜手段４は、上記回転ブラシ４１が回転軸４２回りに回転しながら、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７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８に示すように、上記回転ブラシ４１の回転に伴って上記ブラシ毛４３がフィン表面２ｃの着霜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が霜を払拭し、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。
【００７３】
また、この場合、上記ブラシ加熱手段６を構成する上記ヒータ８によって上記ブラシ毛４３が加熱されているため、該ブラシ毛４３によって着霜を掻き落す際、該ブラシ毛４３の熱によって着霜が加熱され溶融作用を受けることで、着霜のフィン表面２ｃに対する固着力がさらに低下される。
【００７４】
このように、上記ブラシ毛４３の払拭動作に伴う衝撃力による固着力の低下と、上記ヒータ８の発熱に伴う溶融作用による固着力の低下が相乗的に働き、その上で上記ブラシ毛４３による掻き落し作用が働くことで、フィン表面２ｃ上の着霜は容易に掻き落し除去され、高い除霜効果が得られることになる。この結果、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。
【００７５】
なお、上記作用効果は、上述の本実施形態に係るブラシ加熱手段６を備えた場合のみならず、上記第１〜第５の他の構造例に係るブラシ加熱手段６を備えた場合においても、同様に得られるものである。
【００７６】
また、上記ブラシ加熱手段６における加熱タイミングとしては、上記第１の実施形態の場合と同様に、上記回転ブラシ４１のブラシ毛４３を常時加熱する場合と、上記回転ブラシ４１の使用に先立って上記ブラシ毛４３を加熱する場合が考えられる。前者の場合には上記回転ブラシ４１を介しての霜の融解作用が常時働くことから、フィン表面２ｃに対する霜の固着力がより効果的に弱められ、該回転ブラシ４１による掻き落とし作用がより一層促進されるという利点がある。また後者の場合には、上記回転ブラシ４１の必要以上の加熱が排除され、適正な加熱によって高い除霜効果を確保しつつ、運転コストの低廉化が可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【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１に示した固定ブラシ及びブラシ加熱手段の部分拡大斜視図である。
【図４】ブラシ加熱手段の第１の他の構造例を示す部分拡大斜視図である。
【図５】ブラシ毛に通電させる構成をもつブラシユニットの斜視図である。
【図６】ブラシ加熱手段の第２の他の構造例を示す部分拡大斜視図である。
【図７】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８】図７に示した除霜装置による除霜状態説明図である。
【図９】図７に示した回転ブラシ及びブラシ加熱手段の部分拡大斜視図である。
【図１０】ブラシ加熱手段の第１の他の構造例を示す斜視図である。
【図１１】ブラシ加熱手段の第２の他の構造例を示す斜視図である。
【図１２】ブラシ加熱手段の第３の他の構造例を示す斜視図である。
【図１３】ブラシ加熱手段の第４の他の構造例を示す斜視図である。
【図１４】ブラシ加熱手段の第５の他の構造例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      ・・熱交換器
２      ・・フィン
３      ・・伝熱管
４      ・・ブラシ除霜手段
６      ・・ブラシ加熱手段
８      ・・ヒータ
１１    ・・室外熱交換器
１２    ・・圧縮機
１３    ・・室内熱交換器
１４    ・・膨張弁
１５    ・・四方切換弁
２１    ・・冷媒管路
２２    ・・フレキシブル管路
２３    ・・フレキシブル管路
２８    ・・陽極体
２９    ・・陰極体
３０    ・・ブラシユニット
３４    ・・固定ブラシ
３５    ・・支持体
３６    ・・回転軸
３７    ・・ブラシ毛
４１    ・・回転ブラシ
４２    ・・回転軸
４３    ・・ブラシ毛
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
Ｚ１    ・・除霜装置
Ｚ２    ・・除霜装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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