JPS59131194A - 凝結形成防止用の装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、キャビネット内の凝結形成防止用の装置に関
する。

従来技術 周囲大気温度が所定のしＲルから降下するに従って、そ
の相対湿度（Ｒ，Ｉ（、）は１００チＲ，Ｈ，となるこ
とが可能な点にいたるまで増加する。この段階では、大
気は湿度で飽和されておシ、そしてさらに温度が減少す
ると、この湿気は「露」として付着する。

制御装置または機器のキャビネットのような囲いの中で
は、この過程は、キャビネットの壁が、日没、天候変化
、にわか雨などのような外的変化によって冷却されるこ
とによって発生する。との場合、水分は初めにキャビネ
、トの壁土に付着し、そして次に囲いの内容物の上に直
接に凝結するか、または壁から垂れ落ちることによって
その内容物に達する。

収容される装置の種類によっては、この湿気はほとんど
、または全く問題を生じないか、あるいは大きな損害を
与え得る。電気制御装置は例えば動作部分と接地または
中性部分との間を水分層の表面を経て短絡して損傷され
る可能性がある。人への感電の危険の可能性は別として
、潜在的な火災発生の危険性が生ずる。直流装置は、上
述の短絡の問題に加えて、水の電気分解をまた起こし、
そして非常に爆発性の配合の、酸素および水素ガスの混
合を発生することがあシ得、該酸素および水素ガスの混
合は火花によってたやすく点火され得る。他の問題もま
た凝結の結果、として生じる。

これらの問題としては、装置の腐食、菌類および藻類の
成長の刺激、および監察扉および計器指針面を曇らせる
ことによる不明瞭化などが含まれる。

この種の凝結を減少または除去する種々の技術が知られ
ておシ、最も一般的な技術は対凝結用ヒータを使用する
ことである。これらの対凝結用ヒータは、標準的には、
内側温度と外側温度との温度差の維持を非制御にしてお
くか、または大気感知サーモスタットによって制御され
るようにする。

前者の方法は、電力消費が大きいという明白な欠点があ
り、また凝結の形成を確実に防止することはできない。

例えば、ヒータは、典型的には、１５℃の温度差を維持
するような大きさとされることが可能である。比較的に
温かい日中の後に外側温度が例えば−１０℃に下降した
とすると、キャビネ、トのヒータはその内側大気温度を
５°以上に保てず、凝結がキャビネットの内側に生ずる
可能性がある。温度が高いときにもヒータが加熱のまま
とされることによシ、他の電圧の問題が生じる。たとえ
ば、４０℃位のすでに高い温度に１５℃を加えるととは
、少なくとも装置動作をその較正範囲外とし、また発熱
する装置の個々の部品において危険な過熱を生じさせる
可能性がある。

適切な定格のヒータを大気検知サーモヌタ、トによって
制御する後者の方法は、また幾つかの欠点がある。例え
ば、ヒータが作動状態に設定されるべき温度を正確に決
定するととは困難である。

高すぎる温度設定は凝結を確実に防止するが、しかしま
た、装置内での誤動作を生ぜせしめ、装置寿命を縮め得
る。一方、低すぎる温度設定は、にわか雨、または熱く
湿気のある日中の後の夜における急速な温度降下のよう
な不利な条件の下で凝結を防止できない可能性がある。

米国特許明細書Ａ　４３２８４５５は露点温度測定シス
テムについて記述しており、該システムにおいては、鏡
を横切って搬送ガスが送風され、該鏡の温度は、搬送ガ
スから凝結された水によって露が鏡面上に形成され始め
るまで、下げられる。

鏡の温度は次に鏡上の所定の露密度を維持するように安
定化される。安定化された鏡温度が測定され、そして該
測定温度が搬送ガスの露点温度である。鏡上の露の形成
は、競上に光ビームを照射し、そしてその反射を検出す
ることによって検出される。露が形成するに従って、反
射されたビームは段々に散乱され、そしてそれゆえに、
検出器出力は、鏡上の所定の露密度を維持するように鏡
温度を制御するために使用されることが可能である米国
特許明細書Ａ　２７５０５４６は同様の露点温度測定装
置について記述しており、該装置においては、鏡上に形
成された露の密度は反射された光ビームを検出すること
によって測定され、鏡温度は再び露密度を安定化するよ
うに制御されている。

上記の公知の露点温度測定システムは、所定の領域内に
おける凝結の形成の防止を、該領域内の周囲温度が露点
温度よりも高いように保つことによって行うように使用
されることが可能である。

残念なことに、公知のシステムは、露点温度が全てのあ
り得る条件下で鏡によって得られるととが可能となるよ
うに、鏡の加熱および冷却の両方の手段を必要とする。

加うるに、領域内の全部の箇所、例えば変化する周囲状
況にさらされるキャ♂ネ、トの壁などを包含する箇所が
露点温度以上に維持されることが確実に行われるように
、十分な加熱が行われなければならない。公知のシステ
ムは、それゆえに高価であシ、また電力消費が太きく、
そしてこれらの理由によって、キャビネ、ト内の凝結が
避けられかければｋらない多くの適用において、使用さ
れることができない。

発明の目的 本発明の１つの目的は、１つの小室内における凝結の形
成を防止する装置であって、凝結が形成される条件を検
出するために検知要素の温度を制御する手段を設けるこ
とを必要としないもの、を提供することにある。

発明の構成 本発明によれば、小室内における凝結形成防止用の装置
であって、該装置は、放射線源、放射線に応答する手段
であって放射線源から放射されて衝突される放射線の量
に対応する出力信号を発生するもの、反射面であって放
射線源からの放射線を反射させて該放射線応答手段へ指
向させ該小室内の条件に露出されるもの、骸反射面にお
ける凝結形成の結果としての放射線応答手段へと反射さ
せられる放射線の減少量を検出する手段、および、該小
室内の条件を制御しいかなる検出された凝結をも気化さ
せる制御手段、を具備し、該反射面は、該小室の外部と
熱的に結合されそれにより該反射面の温度は該小室自身
よシもよシ迅速に外部環境温度の変化に応答し、それに
より、該反射面は、該小室の内部および内容物よシも早
く凝結を形成しやすくなっている、小室内における凝結
形成防止用の装置、が提供される。

本発明は、反射面の温度は環境温度の変化に、該小室の
内部温度よりも迅速に応答するという条件で、あらゆる
実用用途において、露が該小室の内部又は内容物に形成
されるよシ前に反射鏡上に形成されるという現象を利用
している。

好適には、該制御手段は加熱器を具備し、該加熱器は、
該反射面上に凝結が検出されたと１！該小室内の温度を
低下させるよう、電流導通開始される。

好適には、該放射線源は発光ダイオード（ＬＥＤ）を具
備し、該放射線応答手段はフォトトランジスタを具備す
る。このような配置において、該ＬＥＤの周囲温度は該
ＬＥＤの負温度係数特性による骸ＬＥＤの端子間電圧の
変化を監視することによシ監視することができる。

核加熱器は、該監視されたＩＪＤ端子間電圧が該小室内
温度がしきい値温度にまで低下したことを指示したとき
に、電流導通開始される。

好適には、該反射面は該小室の外部に装着された熱吸収
体に接続され該反射面および該熱吸収体は外被から熱的
に絶縁されている。

実施例 添付図面第１図を参照すると、凝結は、発光ダイオード
（ＬＥＤ　）　２　、ホトトランジスタ３、および反射
面４を有する反射光スイッチ１によって検出され、反射
面４はＩＪＤ　２からの光をホトトランジスタ３の光感
応４−スミ極上に反射する。

反射面４は、計器キャビネット内に、その温度が外部周
囲温度に応答しそれによりキャビネ、ト内部よシも迅速
に冷却するように取付けられる。

その結果、キャビネット壁上またはその内容物上に凝結
が生じる前に反射面４上に凝結が生じる。

ホトトランジスタ３のコレクタ電流は反射面４によシ４
−ス電極上に反射されるＵＥＤ　２からの光の量によシ
決定されるから、および、反射面４上での凝結形成は、
それにより反射される光の量を減少させるから、反射面
４上での凝結形成は、ホトトランジスタ３のコレクタ電
流の低下を生じる。

とのホトトランジスタ３のコレクタ電流の変化は、キャ
ビネット内の加熱器（図示せず）をオンさせ、それによ
り、キャビネット内の温度が反射面の温度と同程度まで
低下することを防止する。加熱器がキャビネットを温め
るにつれて、反射面もまた温められ、その結果、その上
の凝結は蒸発させられる。この時点で、反射面によシ反
射される光の量は増加するので、ホトトランジスタ３の
コレクタ電流は元の値に戻シ、加熱器はオフする。との
周期は、反射面４上に凝結が生じるたびに繰返される。

反射面４上での水滴の凝結および蒸発によシ生じるホト
トランジスタ３のコレクタ電流の変化を検出することを
可能にするために、第１図に示される本発明の実施例に
おいては、ホ））ランジスタ３のコレクタ５は、抵抗６
を介して再生式比較器またはシュミットトリガ−８の反
転式カフに接続され、かつ、可変抵抗９を介して正側電
源線に接続される。比較器８の非反転入力１０は、抵抗
１１　、１２．および１３によってそれぞれ正側および
負側電源線および比較器８の出力１４に接続され、そし
て、比較器８のしきい値電圧（ｖｙ）を決定するの線抵
抗１２および１３である。比較器８の出力１４杜、ダイ
オード１５を介してトランジスタ１６に接続され、トラ
ンジスタ１６は、後に説明するように、出力１４のレー
ルに応じてコレクタ回路内のリレー１７をオンオフする
。リレー１７の接点１８は、端子１９に接続される加熱
器（図示せず）への給電線の途中に接続される。

スイッチ１の反射面４上での凝結によシ加熱器が作動す
るように第１図の回路を設定するために、ホトトランジ
スタ３のコレクタ５における電圧は、反射面４が曇って
いない場合に、比較器７の非反転入力１０において設定
されたしきい値電圧（ＶＴ）に等しくなるように調整さ
れる。コレクタ５と反転式カフの間に接続される抵抗６
のために、反転式カフにおける電圧（ｖｌ）は、反射面
が曇っていない場合には、非反転入力１０におけるしき
い値電圧（Ｖｙ）よりも幾分か低くなり、その結果、比
較器出力１４は、ハイ（＋Ｖ６　）とムる。出力１４に
おけるハイ出力（＋Ｖｏ　）は、ダイオード１５を逆バ
イアスにし、その結果、トランジスタ１６がオフに保持
され、加熱器がスイッチオンされないことを保証する。

反射面４上に凝結が生じた場合には、ホ））ランラスタ
３上に反射される光が減少し、そのコレクタ電流も減少
する。その結果、コレクタ５における電圧および反転式
カフにおける電圧は上昇する。反転式カフにおける電圧
（ｖｌ）が非反転入力１０において設定されるしきい値
電圧（Ｖｔ）以上に上昇したとき、比較器出力１４は、
再生的に負電圧状態（−Ｖｏ）　　に切換わる。出力１
４における負電圧出力（Ｗｅ）は、ダイオード１５を順
バイアスにし、その結果、トランジスタ１６の４−ス回
路に電流が流れ、トランジスタ１６をオンにする。それ
により、トランジスタ１６のコレクタ回路に電流が流れ
、リレー１７の接点１８が閉じ、端子１９に接続される
加熱器（図示せず）に電力を供給する。

反射面４上での凝結が加熱器により蒸発させられたとき
に、ＬＥＤ２からホトトランジスタ３上に反射される光
の量は増大し、その結果、コレクタ電流が増大する。そ
れによシ、コレクタ５における電圧は低下する。反転入
カフにおける電圧（ｖｌ）が非反転入力１０において設
定されるしきい値電圧（ＶＴ）以下に低下したとき、比
較器出力１４は、ハイ出力状態（＋Ｖｏ）に復帰し、ダ
イオード１５は逆バイアスされ、トランジスタ１６はオ
フされ、リレー接点１８は開となシ、加熱器への給電を
遮断する。

比較器出力１４が負電圧状態Ｃ−Ｖｏ）に切換えられた
ときの入力電圧（Ｖｉが増大される）は、比較器出力１
４が正電圧状態に切換えられたときの入力電圧（Ｖｌが
減少される）とは値が異なることは、当業者に理解され
るであろう、この差異は、比較器回路に固有のヒステリ
シスをもたらし、比較器出力１４に、反転入カフにおけ
る入力信号（ｖｌ）に対する方形波状の応答性を与える
。

反射面４上に凝結が生じたときに表示するために、ＩＪ
Ｄ　２０がトランジスタ１６の正側電源線と比較器８の
出力１４の間に接続され、それによシ、比較器出力１４
が負になったときに、ＬＥＤ　２０がオンされる。

第１図に示される本発明の実施例はまた、キャビネット
内の温度を監視することおよびその内の低温を防止する
ことを可能にするものである。

スイッチｌの周りの温度は、ＩＪＤ２の両端での電圧降
下を監視することによシ監視される。ＬＥＤ２の両端で
の電圧は、例えばせっ氏１度当、？−２０ｍＶの負の係
数を有する。ＬＥＤ　２の両端での電圧降下を、要求さ
れるしきい値温度に対するＬＥＤ　２の両端での電圧降
下に対応する基準電圧と比較することにより、そして、
この２つの電圧が一致したときに加熱器をオンさせるこ
とにより、スイッチ１の周囲の温度が要求されるしきい
値温度よシもさらに低下することがけっして起こらない
ことを保証することが可能になる。

第１図の回路においては、再生式比較器２１は、可変抵
抗２２によシ設定された非反転入力２４において現われ
る基準電圧を、反転入力２３において現われるＬＥＤ　
２１の両端における実際の電圧降下と比較するために用
いられる。ＩＪＩ）　２の温度がしきい値温度まで低下
したとき、ＬＥＤ　２の両端での電圧降下は、可変抵抗
２２によシ設定される基準電圧に等しく麦る。比較器２
１の出力２５は、正電圧状態（＋Ｖ６）から負電圧状態
（Ｖｏ）に変化する。出力２５における負電圧は、出力
２５とトランジスタ１６の間に接続されるダイオード２
６を順ノ肴イアスＫＬ、それによシ、トランジスタ１６
がオンされ、端子１９０両端において加熱器（図示せず
）に電力が供給される。スイッチ１の周囲の温度がしき
い値温度まで低下したことを表示するために、ＩＪＤ　
２７が出力２５とトランジスタ１６の正側電源線の間に
接続され、それによシ、出力２５が負に力ったときにＩ
ＪＤ　２７がオンされる。

スイッチ１の周りの温度が充分に上昇すると直ちに、比
較器２５の出力２５が正電圧状態（＋　ｖｏ　）に復帰
する。それによシ、ダイオード２６が逆バイアスされ、
トランジスタ１６がオフに外る。

第１図にはまた、前述の加熱器制御回路用の電源２８が
示される。電源２８は、従来形のものであシ、変圧器２
９、ブリ、ジ整流器３０．非調整電源（＋Ｖｃ）を供給
す・るための平滑コンデンサ３１、および、調整電源（
＋ＶＢ）を供給するだめのモノリシック形調整器３２を
有する。

第２図を参照すると、第１図の回路が内部に取付けられ
るキャビネ、ト３３の一部が示されている。

前述した形式の反射光スイッチけ、キャビネ。

ト３３の内部に配置される。反射光スイッチのＬＥＤお
よびホトトランジスタ（図示せず）は、その表面が反射
性の板３５に対向して配置されるように、ともに外被３
４内に取付けられる。ＩＪＤからの光がホトトランジス
タに反射されて戻るのは、板３５の反射面によってであ
る。

板３５の反射面が、キャビネットおよびその内容物より
も迅速に、外部周囲温度における変化に応答するととを
保証するために、板３５は、ネジを切ったａ、ド３６に
よって、キャビネ、ト３３の壁を通して熱吸収体（ヒー
トシンク）３７に接続される。ネジを切ったロッド３６
は、それが貫通しているキャビネット３３の壁から、ブ
ック。

３８によシ、熱的に絶縁され、従って、板３５の温度は
、ヒートシンク３７の温度に追従する傾向があシ、ヒー
トシンク３７の温度は当然外部周囲温度である。その結
果、外部周囲温度が低下した場合に、キャビネット３３
の壁または内容物に凝結が生じるよりも前に、板３５の
反射面に凝結が生じることが理解されるであろう。

ＩＪＤ以外の手段、例えば、電球を反射面によシ反射さ
れる光の光源として用いることもできるが、そのよう外
配置においては、その両端における電圧降下を監視して
周囲温度の測定を行うことは不可能であることが理解さ
れるであろう。

更Ｋ、ホ））ランジスタ以外の手段、例えば、ホトレジ
スタまたは他の光半導体装置を用いて、反射面によシ反
射された光の量に応答する出力を得ることが可能である
ことも理解されるであろう。

更に、再生式比較器以外の手段を、凝結または低温が検
出された場合に加熱器をオンさせるための出力を得るた
めに使用することが可能であることが理解されるであろ
う。

最後に、加熱器以外の装置を、キャビネット内での凝結
形成を制御するために使用することが可能であることが
理解されるであろう。例えば、換気ファンを使用するこ
とも可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての凝結形成防止用装
置の回路図、 第２図は、第１図の回路の内蔵した装置の物理的構造を
示す図である。 （符号の説明） １・・・反射光スイッチ、２・・・ＩＪＤ、３・・・ホ
トトランジスタ、４・・・反射面、５・・・コレクタ、
６・・・抵抗、７・・・反転入力、８・・・回生比較器
、９・・・可変抵抗、１０・・・非反転入力、１１．１
２．１３・・・抵抗、１４・・・出力、１５・・・ダイ
オード、１６・・・トランジスタ、１７−・・リレー、
１８・・・接点、１９・・・端子、２０・・・ＩＪＤ、
２１・・・回生比較器、２２−・可変抵抗、２３・・・
反転入力、２４・・・非反転入力、２５・・・出力、２
６・・・ダイオード、２７・・・ＬＥＤ、２８・・・電
源、２９・・・変圧器、３０・・・ブリッジ整流器、３
１・・・平滑コンデンサ、３２−・・調整器、３３・−
キャぜネット、３４・・・外被、３５・・・板、３６・
・・ロッド、３７・・・熱吸収体、３８−・・ブック、
。 ５以下余白 」 優 朧 傘 す 仲 佼 掬 灸 目 区 手続補正書（方式） 昭和５９年２月計日 特許庁長官　若　杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　　第１７４３８７号２、発明の名
称 凝結形成防止用の装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　ユニセル　リミティド ４、代理人 （外　４名） ５、補正命令の日付 昭和５９年１月３１日　（発送日） ６、補正の対象 （ｎ　　ｓ書の「出願人の代表者」の欄（２）委任状 （３１明細書 （４）図　面 ７、補正の内容 （１１、（２１別紙の通り （３）明細書の浄書（内容に変更なし）（４）図面の浄
書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 （１）訂正願書　　　　１通 （２）委任状及び訳文　　　　　　各　１　通（３）浄
書明細書　　　　　　１　通 （４）浄書図面　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、小室内における凝結形成防止用の装置であって、該
   装置は、 放射線源、 放射線に応答する手段であって放射線源から放射されて
   衝突される放射線の量に対応する出力信号を発生するも
   の、 反射面であって放射線源からの放射線を反射させて該放
   射線応答手段へ指向させ該小室内の条件に露出されるも
   の、 該反射面における凝結形成の結果としての、放射線応答
   手段へと反射させられる放射線の減少量を検出する手段
   、および、 該小室内の条件を制御しいかなる検出された凝結をも気
   化させる制御手段、を具備し、 該反射面は、該小室の外部と熱的に結合されそれによシ
   該反射面の温度は該小室自身よシもよシ迅速に外部環境
   温度の変化に応答し、それにより、該反射面は、皺小室
   の内部および内容物よりも早く凝結を形成しやすくなっ
   ている、小室内における凝結形成防止用の装置。 ２、該制御手段は該小室内に配置された加熱器を具備し
   、該加熱器は反射面上に凝結が検出されたときに電流導
   通開始する、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、該放射線応答手段の出力を該放射線応答手段の出力
   に対応するしきい値信号と比較する手段、および、光応
   答手段の出力と該しきい値信号とが等価であるとき制御
   出力を発生する手段を特徴する特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の装置。 ４、該比較手段は再生式比較器またはシ、ミ。 トトリガ回路を特徴する特許請求の範囲第３項記載の装
   置。 ５、該放射線源は発光ダイオード（ＩＪＤ　）を具備し
   、該放射線応答手段はフォトトランジスタを特徴する特
   許請求の範囲第１〜第４項のいずれかに記載の装置。 ６．該ＬＥＤの負温度係数特性による該ＬＥＤの端子間
   の電圧変化を監視するととにより　ＬＥＤの温度を監視
   する手段、および、該監視される電圧降下が該小室内の
   温度がしきい値温度にまで降下したことを指示するとき
   該小室に熱を供給する手段を特徴する特許請求の範囲第
   ５項記載の装置。 ７、該ＩＪＤの端子間の電圧を該しきい値温度に達した
   ときの該ＬＢＤの端子間の電圧に対応するしきい値電圧
   と比較する手段、および、該ＬＥＤの端子間の電圧と該
   しきい値電圧が等価であるとき制御出力を発生する手段
   を特徴する特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、該比較手段は再生式比較器又はシュミットトリガを
   特徴する特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、該反射面は該小室の外部に装着された熱吸収体に接
   続され、該反射面および該熱吸収体は該小室の壁を通っ
   て延びる熱伝導性部材によυ熱的に結合される、特許請
   求の範囲第１〜第８項のいずれかに記載の装置。 １０、該熱伝導性部材は該小室の壁から熱的に絶縁され
   ている、特許請求の範囲第９項記載の装置。