JP2017117540A - ドレン用解凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 解凍装置のない既存のドレンに対して、追加して設けることが可能なドレン用解凍装置。
【解決手段】 容器３５のドレン本体部２１の内部に設けられる加熱ターゲット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。したがって、ドレン構成部のドレン本体部２１の内部にできた氷体が上下方向において誘導加熱コイル７０から離れた位置まで拡がっている場合でも、加熱ターゲット６０の伝熱領域から氷体あるいはオイル内の氷体に直接熱が伝わるので、氷体を短時間のうちに解凍してオイルセパレータ１０の機能を速やかに復活されることが可能である。また、ドレン本体部等の既存部品を切削するなどの加工は必要ないので、既存のドレンに対して簡単に装着できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ドレン用解凍装置に関し、特に解凍装置のないドレンに対して追加して設けることが可能な構成を有するドレン用解凍装置に関する。

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。なお、元来、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、液体そのものは、以下において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。

図７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７において、１００はベンチレータ、１０１はドレンユニット、１０２は逆止弁、１０３はドレンポート、１０４はフィルタ、１０５は流入ポート、１０６はフィルタホルダである。

図７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の内部には、フィルタホルダ１０６によって支持されたフィルタ１０４が設けられている。フィルタ１０４は、流入ポート１０５から流れ込んだブローバイガスに含まれているオイルを捕捉する。フィルタ１０４の下方には、ドレンユニット１０１が設けられている。ドレンユニット１０１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１０３からベンチレータ１００の外部に排出する。また、ドレンユニット１０１には、逆止弁１０２が設けられており、オイルがドレンポート１０３から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周辺の雰囲気の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１０１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１０２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。そこで、この氷体を解凍するために以下のような発明が提案されている。

図８は、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８において、２００はＰＣＶバルブ、２０１は円筒部、２０２は弁体、２０３は弁座、２０４は発熱体、２０５は伝熱体、２０６は受熱部、２０７は放熱部、２０８はコイルバネ、２０９は隔壁である。

図８は、特開２０１５−１２４６１１号公報に開示された発明である。ＰＣＶバルブ２００は、ブローバイガスを吸気系に戻して混合気と共に再燃焼させるＰＣＶシステムに設けられるものである。ＰＣＶバルブ２００の円筒部２０１の内部に設けた弁体２０２を弁座２０３に対して接離することによって、円筒部２０１の内部を流れるブローバイガスの流量を調整する。また、ＰＣＶバルブ２００には、板状の発熱体２０４がコイルバネ２０８によって隔壁２０９に押し付けられている。さらに、伝熱体２０５の受熱部２０６が隔壁２０９を介して発熱体２０４に対向するように設けられている。くわえて、伝熱体２０５の放熱部２０７には開口部が設けられており、この開口部に弁体２０２が挿通された状態に配置されている。以上の構成において、図示していない電源からの電流供給によって発熱体２０４及びコイルバネ２０８に通電すると、発熱体２０４が発熱する。発熱体２０４が発した熱は、隔壁２０９を介して伝熱体２０５の受熱部２０６に伝導し、さらに放熱部２０７まで伝導する。弁体２０２は、放熱部２０７によって加熱されて、弁体２０２の周辺に付着している氷体を解凍する。

ところで、図８に示したような解凍装置を既存のオイルセパレータに適用するためには、オイルセパレータの構成部品の少なくとも一部を新たなものに交換する必要がある。すなわち、少なくともドレンユニットと、ドレンユニットに対して一体不可分に設けられた構成部品は、発熱体及び伝熱体を設けた新たなものに交換する必要があり、既存のドレンユニット及びこれに対して一体不可分に設けられた構成部品は廃棄せざるを得ない。これは資源の有効活用という点では、好ましい解決策とは言えない。

特開２０１４−０４６２８１号公報 特開２０１５−１２４６１１号公報

本発明は、上記課題を解決するために、解凍装置のない既存のドレンに対して、追加して設けることが可能なドレン用解凍装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、下方に突出してドレン液が流れ込むように形成されたドレン本体部の内部に設けられると共に、一部又は全部が略筒状又は略錐台状に形成された加熱ターゲットと、前記ドレン本体部の外側面の一部を覆うように設けられると共に、高周波電流により磁界を発生する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を印加する駆動回路を備えていることを特徴とするドレン用解凍装置である。

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、さらに、前記誘導加熱コイルに直列に接続され、前記誘導加熱コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサと、 前記共振回路が所定電圧となるタイミングを検出するタイミング検出回路と、前記タイミング検出回路からの出力に応じて高周波パルスを出力するパルス生成回路と、前記パルス生成回路と前記駆動回路との間に介在するスイッチ素子と、所定の条件を満たしたときに、前記スイッチ素子をオンさせて前記パルス生成回路から出力された高周波パルスを前記駆動回路に対して入力されるようにする加熱コントローラを備え、前記駆動回路は、前記高周波パルスに同期して前記誘導加熱コイルに前記高周波電流を印加することを特徴とするドレン用解凍装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、さらに、前記ドレン本体部の前記加熱ターゲットが設けられた部位の外周面に貼り付けられると共に、検出した温度に対応する信号を前記加熱コントローラに送信する温度センサを備え、前記加熱コントローラは、前記温度センサが検出した温度が所定値になったときに前記スイッチ素子をオン又はオフさせることを特徴とするドレン用解凍装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記加熱ターゲットは、上下方向において前記誘導加熱コイルの上端部又は下端部よりも上方又は下方に延在し、前記温度センサは、前記ドレン本体部の前記外周面において、前記加熱ターゲットの前記誘導加熱コイルの上端部又は下端部よりも上方又は下方に延在している部分に対応する部位に貼り付けられていることを特徴とするドレン用解凍装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記誘導加熱コイルは、上下方向において上側に設けられた上段巻線部と、上下方向において下側に設けられた下段巻線部と、前記上段巻線部と前記下段巻線部との間に設けられると共に前記上段巻線部と前記下段巻線部とを接続する渡り線を備え、前記温度センサは、上下方向において、前記ドレン本体部の前記外周面の前記渡り線がある部位に貼り付けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載のドレン用解凍装置。

請求項１に記載の発明によれば、ドレン本体部の内部に設けた加熱ターゲットをドレン本体部の外側面を覆うように設けた誘導加熱コイルに高周波電流を印加することによって、加熱ターゲットを発熱させるので、既存の解凍装置のない既存のドレンに対して、追加して設けることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、誘導加熱コイルと共振コンデンサとのＬＣ回路の共振周波数に応じて高周波パルスを印加できるので、加熱ターゲットを効率的に加熱することができる。

請求項３に記載の発明によれば、氷体の解凍が完了したと推定されるタイミングでスイッチ素子をオフできるので、ドレンを過剰に加熱することを防止できる上に、無駄な電力消費を抑えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、加熱ターゲットに最も近いところで温度を測定するので、測定値が加熱ターゲットの実際の温度に近いものとなり、より適切なタイミングでスイッチ素子のオフ又はオンすることが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、氷体がドレン本体部の上端部近傍と下端部近傍の商法で発生しやすい構造である場合に、誘導加熱コイルを上下方向に２段に設け、２つのコイルの間の領域に温度センサを配置するので、誘導加熱コイルをより広い範囲に設けることと温度センサを貼り付けることを両立することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータの概略を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置の近傍に氷体ができた状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置の加熱ターゲットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面面、（ｃ）は断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータの概略を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータの概略を示す断面図である。 本発明の各実施の形態に係るドレン用解凍装置の電源・制御ユニットの構成を示す回路図である。 従来技術に係るオイルセパレータを示す断面図である。 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。

本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータの概略を示す断面図である。図１において、１０はオイルセパレータ、２０はドレン構成部、２１はドレン本体部、２２は底面部、２３はドレン液排出管、２４は内周面、３０はオイルセパレータ構成部、３１は周側面部、３２は上蓋部、３３は底面部、３４は内周面、３５は容器、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は内周面、６０は加熱ターゲット、６１は円筒状部、６２は底面部、６３は排出管挿入部、６４は内周面、７０は誘導加熱コイル、７５は温度センサ、８０は電源・制御ユニットである。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置の近傍に氷体ができた状態を示す断面図である。図２において、１６、１７及び１８はオイル、１９は氷体であり、その他の符号は図１と同じものを示す。さらに、図６は、本発明の各実施の形態に係るドレン用解凍装置の電源・制御ユニットの構成を示す回路図である。図６は、７６は共振コンデンサ、８１は加熱コントローラ、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、９９はドレン用解凍装置であり、その他の符号は図１と同じものを示す。

まず、第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置の全体構成について説明する。図６に示すように、ドレン用解凍装置９９は、ドレンの内部、又は、ドレンの周側面の近傍に配置される加熱ターゲット６０、誘導加熱コイル７０、温度センサ７５及び共振コンデンサ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とを備えている。加熱ターゲット６０は、後述するように、容器３５の内部に設けられるが、誘導加熱コイル７０、温度センサ７５、共振コンデンサ７６などは、容器３５の周囲に設けられる。加熱ターゲット６０は、容器３５の内部にあるので、容器３５の外部にある温度センサ７５を直接貼り付けることができない。そこで、温度センサ７５を容器３５の加熱ターゲット６０と接している部位の外周面に貼り付けることによって、加熱ターゲット６０の実際の温度にできる限り近い温度の測定値が得られるようにしている。なお、ドレン用解凍装置９９の構成は、これに限られるものではなく、例えば、電源・制御ユニット８０の加熱コントローラ８１が他の装置の制御部に含まれるものであってもよく、誘導加熱コイルや温度センサを複数備えている、あるいは、磁気センサなど他の構成部品を備えるものであってもよい。

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、誘導加熱コイル７０と共振コンデンサ７６によるＬＣ回路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。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。また、加熱コントローラ８１は、誘導加熱コイル７０の近傍に設けた温度センサ７５からの信号など応じて制御を行う。例えば、温度センサ７５が許容限度を超えた急激な温度上昇を検出した場合に、スイッチ素子８６をオフにして誘導加熱コイル７０の発熱を停止させるなどの制御を行う。なお、図６に示した電源・制御ユニット８０はあくまでも本発明の実施の形態の一例であり、本発明における電源・制御ユニットの回路構成はこれに限られるものではない。

さらに、第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータについて説明する。図１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のドレン本体部２１に流れ落ちる。

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ドレン本体部２１、ドレン本体部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、ドレン本体部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、ドレン本体部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。なお、この実施の形態の容器３５は、オイルセパレータ構成部３０とドレン構成部２０とを一体のものとしているが、例えばドレン構成部２０をオイルセパレータ構成部３０に対してねじ込むことによって一体になるようにしてもよい。また、図１に示していない外部装置に逆止弁を設けている場合、あるいは、逆止弁が必要ない場合には、弁体構成部材５０を設けなくてもよい。

ドレン本体部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、ドレン本体部２１に流入してきたオイルや、結露等で発生し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。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のドレン本体部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。

続けて、加熱ターゲット６０について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るドレン用解凍装置の加熱ターゲットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面面、（ｃ）は断面図である。図３において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。

加熱ターゲット６０は、誘導加熱コイル７０に高周波電流を流すことによって発熱するものであり、結露による水滴が氷結しやすい部位に設けている。容器３５の周辺雰囲気の温度が低下すると、ドレン本体部２１の内周面に付着した水滴はドレン液排出管２３から排出されるが、さらに温度低下が進むと、図２の氷体１９に示すような状態に生る。氷体１９はドレン液排出管２３をふさぐので、オイル１７はドレン液排出管２３から外部に排出されずに氷体１９の上に乗った状態で貯留されてゆく。貯留したオイル１７はフロートを上昇させ、最後には弁体５１がシート部５６に接した状態となる。またオイル１７に水が個混在する場合には、この水も氷結する場合がある。このままの状態で、オイルセパレータ１０に接続された図示していないエンジンを始動すると、弁体５１が閉止状態にあることから、オイル１８に示すように円筒状部５８にオイルが貯留される。さらには、円筒状部５８をあふれ出てオイルフィルタ４０までオイルに浸ることもある。また、オイルセパレータ構成部３０側にも結露が発生する場合には、オイル１８で示した部位にも氷体ができる。そこで、加熱ターゲット６０は、氷体を速やかに解凍できるように、ドレン本体部２１とドレン液排出管２３との双方に設けている。

すなわち、図３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のドレン本体部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とドレン本体部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。また、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。

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３（ｃ）に示す状態となっている。Ａ領域は、誘導加熱コイル７０が側方に存在するので、誘導加熱コイル７０に高周波電流を流すと発熱する。これに対して、Ｂ及びＣ領域は直接発熱せず、Ｂ領域から伝導した熱によって温度が上昇する。したがって、加熱ターゲット６０は、電磁誘導によって温度が上昇する発熱領域（Ａ領域）と、伝熱によって温度が上昇する伝熱領域（Ｂ及びＣ領域）との性質が異なる２つの領域を備えていると言える。ドレン用解凍装置９９の温度センサ７５は、温度センサ７５を容器３５の加熱ターゲット６０と接している部位の外周面に貼り付けるが、前述のように、容器３５のＡ領域に対応する外周面には誘導加熱コイル７０が外周面に接した状態で配置されている。したがって、温度センサ７５は、容器３５のＢ領域又はＣ領域に対応する外周面に貼り付けている。

本発明では、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。したがって、例えば図２に示すように、上下方向において氷体１９が誘導加熱コイル７０から離れた位置まで拡がっている場合でも、加熱ターゲット６０の伝熱領域（Ｂ及びＣ領域）から氷体１９あるいはオイル１７内の氷体に直接熱が伝わるので、オイルセパレータ１０の機能を速やかに復活されることが可能である。また、この実施の形態における加熱ターゲット６０は、上下方向において、ドレン構成部２０のドレン本体部２１の上端部の近傍から排出管挿入部６３の下端部の近傍までの範囲に設けられているので、排出管挿入部６３の内周面６４の下端部近傍まで広範囲に氷体ができた場合でも、速やかに解凍できるという利点がある。

続けて、本発明の第２の実施の形態に係るドレン用解凍装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータの概略を示す断面図である。図４において、１１はオイルセパレータ、６５は補助加熱ターゲット、７１は誘導加熱コイル、７２は円筒状部、７３は円板状部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。

本発明の第２の実施の形態に係るドレン用解凍装置では、第１の実施の形態のドレン用解凍装置と同じ加熱ターゲット６０に加えて、容器３５の底面部３３上に補助加熱ターゲット６５を設けている。さらに、補助加熱ターゲット６５を発熱させるために誘導加熱コイル７１を円筒状部７２と円板状部７３とで構成されるものとしている。円板状部７３は、円筒状部７２の上端部から円板状に拡がるらせん形状のコイルであり、全体として１つのコイルとして形成されている。また、温度センサ７５は、誘導加熱コイル７１が設けられる位置を避けるために、底面部３３の外周面に貼り付けられている。なお、オイルセパレータ１１のその他の部分の構成は、第１の実施の形態のオイルセパレータ１０と全く同じである。また、誘導加熱コイルを、上下方向において上側に設けられる、つまり補助加熱ターゲット６５を発熱させるための上段巻線部と、上下方向において下側に設けられる、つまり加熱ターゲット６０を発熱させるための下段巻線部との２段の巻線部を備えるものとしてもよい。この場合に、独立した２個のコイルとすることが可能であるが、上段巻線部と下段巻線部との間に設けられると共に上段巻線部と下段巻線部とを接続する渡り線を備えるものとすることによって、全体で１個のコイルになるようにしてもよい。さらに、温度センサについては、上下方向において、ドレン本体部２１の外周面の渡り線がある部位、つまり２つの巻線部の間に貼り付けると、加熱ターゲット６０又は補助加熱ターゲット６５の実際の温度に近い測定値を得ることができる。

以上の第２の実施の形態に係るドレン用解凍装置の構成によれば、周辺雰囲気の温度が非常に低くなり、底面部３３の内周面３４上に滴下した結露まで凍結するような環境においても、ドレン構成部２０及びオイルセパレータ構成部３０の氷体を速やかに解凍することが可能となる。なお、加熱ターゲット６０と補助加熱ターゲット６５とを１つの加熱ターゲットで構成することも可能である。この場合、加熱ターゲットの肉厚を弁座構成部材５５がはめ込むことが可能な程度に薄いものにする必要がある。また、誘導加熱コイルを、上下方向において２つの巻線部で構成されるようにすると、温度センサを貼り付ける領域を簡単に確保することができる。

さらに、本発明の第３の実施の形態に係るドレン用解凍装置について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態に係るドレン用解凍装置を備えたドレンとオイルセパレータの概略を示す断面図である。図５において、１２はオイルセパレータ、２５はドレン構成部、２６はドレン本体部、２７はドレン構成部、４７はダイヤフラム、４８は保持部材、６６は加熱ターゲット、６７は円錐台状部、６８は排出管挿入部、６９は内周面、７４は誘導加熱コイル、９０はフロート、９１は貫通孔、９２は弁座構成部材、９３はシート部、９４は開口部、９５は円筒状部、９６は内周面であり、その他の符号は図１と同じものを示す。

本発明の第３の実施の形態に係るドレン用解凍装置は、オイルセパレータ１２のドレン構成部２５において、下方に向かって径が小さくなる円錐台形状に形成されたドレン本体部２６と、ドレン本体部２６の下端部からに延びるように形成されたドレン液排出管２７とによって構成されている点が第１の実施の形態のオイルセパレータ１０及び第２の実施の形態のオイルセパレータ１１と異なっている。加熱ターゲット６６もこれに対応して、同様の円錐台形状に形成された円錐台状部６７と、円錐台状部６７の下端部からに延びるように形成された排出管挿入部６８とによって構成されている。また、円錐台状部６７の内部には、同様の円錐台形状に形成されたフロート９０と、フロート９０と円錐台状部６７との間に介在するダイヤフラム４７とが設けられている。弁体５１は、フロート９０の貫通孔９１に挿入された支持ロッド５２によって支持されており、弁座構成部材９２のシート部９３に接することによって開口部９４を閉止可能に設けられている。くわえて、誘導加熱コイル７４も、加熱ターゲット６６の形状に対応して、下方に向かって径が小さくなる円錐台形状に形成されている。また、オイルフィルタ４０で分離されて滴下したオイルが円筒状部９５の上端部を超えて内周面９６側に流れ込み、さらにドレン本体部２６に流れ落ちる構成に関しては、オイルセパレータ１０及び１１と同じである。

以上の第３の実施の形態に係るドレン用解凍装置の構成によれば、ドレン構成部２５を下方に向かって径が小さくなる円錐台形状に形成して小型化した場合においても、第１の実施の形態のオイルセパレータ１０及び第２の実施の形態のオイルセパレータ１１と同様の効果が得られる。

以上のように、本発明の各実施の形態に係るドレン用解凍装置においては、ドレン本体部の内部に設けた加熱ターゲットをドレン本体部の外側面を覆うように設けた誘導加熱コイルに高周波電流を印加することによって、加熱ターゲットを発熱させるので、ドレン本体部などを別の部品に交換する必要がない。よって、既存の解凍装置のないオイルセパレータなどに対して、追加して設けることが極めて容易になる。また、誘導加熱コイルと共振コンデンサとのＬＣ回路の共振周波数に応じて高周波パルスを印加できるので、加熱ターゲットを効率的に加熱することができる。くわえて、ＬＣ回路以外の回路を構成する部品は、比較的自由に配置することができるので、オイルセパレータなどの配管を変更する必要がほとんどない。また、氷体の解凍が完了したと推定されるタイミングでスイッチ素子をオフできるので、ドレンを過剰に加熱することを防止できる上に、無駄な電力消費を抑えることができる。加熱ターゲットに最も近いに配置し、その部位で温度を測定するので、測定値が加熱ターゲットの実際の温度に近いものとなり、より適切なタイミングでスイッチ素子のオフ又はオンすることが可能となる。また、氷体がドレン本体部の上端部近傍と下端部近傍の商法で発生しやすい構造である場合に、誘導加熱コイルを上下方向に２段に設け、２つのコイルの間の領域に温度センサを配置するので、誘導加熱コイルをより広い範囲に設けることと温度センサを貼り付けることを両立することが容易に実現できる。また、加熱ターゲットが上下方向において誘導加熱コイルよりも長く形成すれば、ドレン本体部の上方又は下方に向かって成長した氷体を容易に解凍できる。

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、ボイラから水蒸気を供給する管路に向けるドレンに適用してもよく、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。

１０ オイルセパレータ
１１ オイルセパレータ
１２ オイルセパレータ
１６ オイル
１７ オイル
１８ オイル
１９ 氷体
２０ ドレン構成部
２１ ドレン本体部
２２ 底面部
２３ ドレン液排出管
２４ 内周面
２５ ドレン構成部
２６ ドレン本体部
２７ ドレン液排出管
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
４７ ダイヤフラム
４８ 保持部材
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
６５ 補助加熱ターゲット
６６ 加熱ターゲット
６７ 円錐台状部
６８ 排出管挿入部
６９ 内周面
７０ 誘導加熱コイル
７１ 誘導加熱コイル
７２ 円筒状部
７３ 円板状部
７４ 誘導加熱コイル
７５ 温度センサ
７６ 共振コンデンサ
８０ 電源・制御ユニット
８１ 加熱コントローラ
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
９０ フロート
９１ 貫通孔
９２ 弁座構成部材
９３ シート部
９４ 開口部
９５ 円筒状部
９６ 内周面
９９ ドレン用解凍装置
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

Claims (5)

1. 下方に突出してドレン液が流れ込むように形成されたドレン本体部の内部に設けられると共に、一部又は全部が略筒状又は略錐台状に形成された加熱ターゲットと、
   前記ドレン本体部の外側面の一部を覆うように設けられると共に、高周波電流により磁界を発生する誘導加熱コイルと、
   前記誘導加熱コイルに高周波電流を印加する駆動回路を備えていることを特徴とするドレン用解凍装置。
2. さらに、前記誘導加熱コイルに直列に接続され、前記誘導加熱コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサと、
   前記共振回路が所定電圧となるタイミングを検出するタイミング検出回路と、
   前記タイミング検出回路からの出力に応じて高周波パルスを出力するパルス生成回路と、
   前記パルス生成回路と前記駆動回路との間に介在するスイッチ素子と、
   所定の条件を満たしたときに、前記スイッチ素子をオンさせて前記パルス生成回路から出力された高周波パルスを前記駆動回路に対して入力されるようにする加熱コントローラを備え、
   前記駆動回路は、前記高周波パルスに同期して前記誘導加熱コイルに前記高周波電流を印加することを特徴とする請求項１に記載のドレン用解凍装置。
3. さらに、前記ドレン本体部の前記加熱ターゲットが設けられた部位の外周面に貼り付けられると共に、検出した温度に対応する信号を前記加熱コントローラに送信する温度センサを備え、
   前記加熱コントローラは、前記温度センサが検出した温度が所定値になったときに前記スイッチ素子をオン又はオフさせることを特徴とする請求項２に記載のドレン用解凍装置。
4. 前記加熱ターゲットは、上下方向において前記誘導加熱コイルの上端部又は下端部よりも上方又は下方に延在し、
   前記温度センサは、前記ドレン本体部の前記外周面において、前記加熱ターゲットの前記誘導加熱コイルの上端部又は下端部よりも上方又は下方に延在している部分に対応する部位に貼り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のドレン用解凍装置。
5. 前記誘導加熱コイルは、上下方向において上側に設けられた上段巻線部と、上下方向において下側に設けられた下段巻線部と、前記上段巻線部と前記下段巻線部との間に設けられると共に前記上段巻線部と前記下段巻線部とを接続する渡り線を備え、
   前記温度センサは、上下方向において、前記ドレン本体部の前記外周面の前記渡り線がある部位に貼り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のドレン用解凍装置。
   

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