JPH07240272A - 電気発熱素子及び着氷防除装置 - Google Patents

電気発熱素子及び着氷防除装置

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JPH07240272A
JPH07240272A JP5318294A JP5318294A JPH07240272A JP H07240272 A JPH07240272 A JP H07240272A JP 5318294 A JP5318294 A JP 5318294A JP 5318294 A JP5318294 A JP 5318294A JP H07240272 A JPH07240272 A JP H07240272A
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power
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Masao Komatsu
政男 小松
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UIJIN KK
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OKADA KEIKI SEISAKUSHO KK
UIJIN KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型であっても発熱量が多い電気発熱素子の
提供、及びその電気発熱素子を使用して小さな電源であ
っても効果的に氷を溶かすことができる着氷防除装置の
提供。 【構成】 2枚の窒化アルミニウム板の間に電熱線を配
置して密封した電気発熱素子1と、電気発熱素子1に電
流を供給する充電器12と、充電器12と電気発熱素子
1との間、及び充電器12と電源10の間に各々配置さ
れるリレー13、11と、リレー13、11を制御する
コントローラ14と、コントローラ14に感知信号を送
る着氷センサ部6とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱効率が高い電気発
熱素子、及びこれを用いて、鉄道車輌の車輪やブレー
キ、レールの転轍器、航空機の翼や舵、あるいは屋外に
設置される計測器のセンサ部分等の着氷の防止、及び除
去に用いる着氷防除装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電気抵抗を利用した電気発熱素子
には、ニクロム線が多く使用されており、これを絶縁材
で被覆したものや、板状、その他の形状の絶縁材の中に
埋設したものが使用されている。
【0003】また従来の各種機器類の着氷防除は、例え
ばレールの転轍器部分にあっては、その真下にカンテラ
を置き、火力によって加熱する方法が最も一般的であ
り、その他の機器類には電熱線が広く使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の電気発熱素子は、消費電力が大きい割に発熱量が少な
く、また熱の使用効率が低く、かつ酸化等による劣化が
生じやすいという問題があった。
【0005】また、従来の着氷防除方法は、例えば、転
轍器等のように火炎を使用する方法では、炎の管理に多
くの労力を要し、かつ危険防止に配慮しなければならな
いという問題があった。
【0006】一方従来の電熱線を使用する方法では、消
費電力が大きいため、大容量の電源のある場所でしか使
用できず、しかも発熱速度が遅く、またリードの取り出
し部分が切れ易い等の問題があった。
【0007】本発明は、これらの問題にかんがみ、小型
で発熱量が多く、熱効率の良い電気発熱素子を提供する
とともに、該電気発熱素子を使用して、大容量の電源の
ない場所においても、効果的に着氷の防止、及び除去が
できる着氷防除装置の提供を目的としてなされたもので
ある。
【0008】
【課題を達成するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明の電気発熱
素子の特徴は、電熱線を窒化アルミニウム板内に封入し
てなる電気発熱素子(請求項1)にある。
【0009】また本発明の着氷防除装置の特徴は、第1
に、電熱線を窒化アルミニウム内に封入してなる板状の
電気発熱素子と、電源からの電流供給により電力が充電
され、その充電した電力を前記電気発熱素子に通電させ
る充電器とを備え、前記電気発熱素子を着氷防除部に固
定するようにしてなる着氷防除装置(請求項2)にあ
り、第2に、充電器と電気発熱素子との間に、電気発熱
素子回路用リレーを介在させ、該リレーをタイマーを有
するコントローラによって定期的に動作させることによ
り、前記充電器に充電した電流を前記電気発熱素子に定
期的に供給させるようにしてなる請求項2に記載の着氷
防除装置(請求項3)にあり、第3に、充電器と電源と
の間に電源回路用リレーを設け、コントローラにより電
気発熱素子回路用リレーを接続動作させる際に、前記電
源回路用リレーを開放動作させるようにしてなる請求項
3に記載の着氷防除装置(請求項4)にあり、第4に、
着氷防除部に着氷センサを設け、該センサからの着氷感
知信号によりコントローラを作動させる請求項2,3も
しくは4に記載の着氷防除装置(請求項5)にある。
【0010】
【作用】本発明の電気発熱素子は、電熱線の両端に電圧
を印加することにより、電熱線自体が発熱すると同時
に、窒化アルミニウム板にも電位差が生じ発熱する。ま
た電熱線は窒化アルミニウム板内に封入され外気と遮断
されているため、酸化等による劣化が生じにくい。(請
求項1)。
【0011】本発明の着氷防除装置は、電源を投入する
ことにより、充電器への充電が開始される。また電気発
熱素子回路用リレーがON動作されることにより、充電
された電流が瞬時に電気発熱素子に供給され、電気発熱
素子が発熱する。電気発熱素子で発生した熱は着氷部に
伝えられて、着氷が除去、及び防止される(請求項
2)。
【0012】充電器と電気発熱素子との間に電気発熱素
子回路用リレーを設け、コントローラで制御することに
より、電気発熱素子への通電間隔が調整され、電気発熱
素子による着氷部への熱の供給量が制御される(請求項
3)。
【0013】充電器と電源との間に電源回路用リレーを
設け、コントローラで充電器から電気発熱素子への電力
供給時に開放状態にすることにより、電源側の急激な電
圧変動の発生が防止される(請求項4)。
【0014】着氷部に着氷を感知する着氷センサを設
け、該センサからの着氷感知信号によってコントローラ
を動作させることにより、着氷時に自動的に着氷防除装
置が作動され、着氷が防除される(請求項5)。
【0015】
【実施例】次に本発明の実施例を図面について説明す
る。
【0016】図1,図2は本発明に係る電気発熱素子の
一例を示しており、この電気発熱素子1は、2枚の窒化
アルミニウム板2,2の間にニクロム線、その他の材料
からなる電熱線3を、リード端子4の端部とともに封入
することにより構成されている。
【0017】電熱線3は窒化アルミニウム板2,2に対
し、直接接触させるとともに、外気を遮断した状態で封
入されている。この実施例では、2枚の窒化アルミニウ
ム板2,2を使用しているが、1枚の窒化アルミニウム
板を成型する際、電熱線3をインサート成型によって封
入してもよい。前述のインサート成型で封入すると、電
熱線と窒化アルミニウム板との接触が完全になり、伝熱
効率が高くなる。
【0018】上記の如く構成される発熱素子1は、電熱
線3に通電することにより、該電熱線3自体が発熱し、
その熱が窒化アルミニウム板2を伝わって外部に供給さ
れると同時に、窒化アルミニウム板2自体も通電によっ
て発熱する。このため、従来品に比べ、発熱が急速であ
り、かつ小型で高出力(1cm2 で220W)が得られ
る。また、リードの取り出し部分は電熱線3が完全に窒
化アルミニウム板2内に封入されるためリード端子4と
電熱線3とが切れることがなくなる。
【0019】図3は、本発明に係る着氷防除装置の一例
を示しており、図中の1は、前述した図1,図2に示す
電気発熱素子である。この電気発熱素子1は、着氷部5
に貼着されているとともに、着氷部5には、着氷を感知
する着氷センサ6が電気発熱素子1に隣接して設置され
ている。
【0020】着氷センサ6には、電源10からの電流が
電源回路用リレー11、充電器12、発熱素子回路用リ
レー13を介して供給されるようになっている。
【0021】両リレー11,13はマイクロコンピュー
タ装置を使用したコントローラ14によって作動される
ようになっており、電気発熱素子回路用リレー13を開
状態にして電源回路用リレー11を閉として充電器12
に電源10を接続して充電し、定期的に発熱素子回路用
リレー13を閉じるようにコントロールしている。そし
て発熱素子回路用リレー13が閉になることによって充
電器13に充電された電力が高圧状態で瞬間的に供給さ
れるようになっている。また発熱素子用回路リレー13
が閉じられる際に、電源回路用リレー11を開き、電源
10側に電圧変動衝撃を及ぼさないようになっている。
【0022】尚、充電器12には、写真撮影用のフラッ
シュに使用されているものと同じものを使用している。
【0023】コントローラ14は、手動の作動用スイッ
チの他、自動作動回路が組み込まれており、この回路は
着氷センサ6からの着氷感知信号が入力されることによ
って自動的にコントローラ14を作動させて充電及び発
熱素子1への通電が繰り返され、着氷感知信号がなくな
ることによって作動が停止される。
【0024】着氷センサ6には、一例として、着氷によ
る温度変化、電極間の抵抗変化、及び電気容量変化を検
出し、これらを総合して着氷を検出するようにしたもの
を使用している。
【0025】尚、上述の実施例では、着氷センサ6を使
用した場合を示しているが、これを使用せずにコントロ
ーラの作動を手動にてON・OFFさせる形式のみであ
ってもよい。また電源回路用リレー11は、電源回路が
電圧変動衝撃があっても問題がない場合には使用しなく
てもよい。
【0026】このように構成される着氷防除装置は、充
電器12に充電した後、これを発熱素子1に放出させる
ことにより、電源に電池を使用した場合でも瞬間的に多
量の電流が電気発熱素子1に供給されることになり、こ
れによって高熱を発し、着氷部に付着した氷が除去さ
れ、かつ、着氷が防止される。
【0027】またその用途としては、航空機、船舶、車
輌等の交通機関、鉄道用の信号機や転轍器、通信機に接
続するアンテナや信号線、計測器のセンサ部分、特に寒
冷地での溶液サンプラーのような環境計器、寒冷地で使
用する回転部分のある湿度センサ、着氷する日射計のド
ームのような気象観測器等に使用できる。尚、計測器の
センサの内、気温や湿度計測用のセンサの場合、連続し
て加熱すると計測値に影響を及ぼすが、本発明装置では
瞬間的に高熱で氷を除去するため、計測値に変動が生じ
ても着氷防除の影響に容易に判別し得る。
【0028】
【発明の効果】上述したように本発明の電気発熱素子
は、熱の発生効率が高く、短時間の通電でも高温を生じ
させることができることとなったものである。
【0029】また、本発明の着氷防除装置では、小さな
電源であっても瞬間的に大きい電力を電気発熱素子に供
給することができることとなり、氷が効果的に防除され
ることとなったものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気発熱素子の一実施例を示す平面図
である。
【図2】図1中のA−A線断面図である。
【図3】本発明に係る着氷防除装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 電気発熱素子 2 窒化アルミニウム板 3 電熱線 5 着氷部 6 着氷センサ 10 電源 11 電源回路用リレー 12 充電器 13 電気発熱素子回路用リレー 14 コントローラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電熱線を窒化アルミニウム板内に封入し
    てなる電気発熱素子。
  2. 【請求項2】 電熱線を窒化アルミニウム内に封入して
    なる板状の電気発熱素子と、電源からの電流供給により
    電力が充電され、その充電した電力を前記電気発熱素子
    に通電させる充電器とを備え、前記電気発熱素子を着氷
    防除部に固定するようにしてなる着氷防除装置。
  3. 【請求項3】 充電器と電気発熱素子との間に電気発熱
    素子回路用リレーを介在させ、該リレーをタイマーを有
    するコントローラによって定期的に動作させることによ
    り前記充電器に充電した電流を、前記電気発熱素子に定
    期的に供給させるようにしてなる請求項2に記載の着氷
    防除装置。
  4. 【請求項4】 充電器と電源との間に電源回路用リレー
    を設け、コントローラにより電気発熱素子回路用リレー
    を接続動作させる際に、前記電源回路用リレーを開放動
    作させるようにしてなる請求項3に記載の着氷防除装
    置。
  5. 【請求項5】 着氷防除部に着氷センサを設け、該セン
    サからの着氷感知信号によりコントローラを作動させる
    請求項3もしくは4に記載の着氷防除装置。
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