JPH0131121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結氷厚さの検出装置に於ける電極構造
に係り、電極棒を取り囲む結氷面が電極棒の存在
に影響されることがなく、結氷厚さに対応する信
号を出すことが出来るようにした結氷厚検出装置
の電極構造に関するものである。

従来、例えばアイスバンクと称せられる水の冷
却装置に於ては、その冷却面に成長する結氷厚さ
が最適になるように制御する検出装置がある。電
気的には、結氷時の氷の電気導電度は殆ど零に近
くなるので、これと被冷却水との差異を検出する
ことによつて行うことが出来るものであるが、こ
れに用いられる電極棒は結氷の成長時及び融氷時
の何れに於ても結氷面に常に追従性を持たせなけ
ればならないものである。然し例えば、鋼材のよ
うな熱伝導の良好な素材で構成された電極棒の場
合には、結氷時に冷却面が低温度に冷却されて、
電極棒は結氷面よりの冷却で冷却水側が早期に冷
却されて氷で覆われ、融氷時には電極棒を通して
被冷却水側より結氷側に熱が伝導され、早期に電
極棒を囲む部分が融氷する。このように電極棒を
囲む結氷面が冷却面上の平均結氷面に追従するこ
とが出来ず、結氷面の正しい検出が不可能となる
ものである。

本発明は此の点に鑑み行われたもので、熱伝導
率が氷のそれよりも小さな値を有し、電気絶縁性
のある巻心棒の外周に金属細線を螺旋状に巻装し
て電極棒となし、冷却面に垂直に取りつけるよう
にしたものである。

銅材を電極とした場合は、その熱の伝導率が大
きいためこのような電極が不適当であることは前
述の通りであるが、これを本発明のようにするこ
とにより、電極棒の軸方向の熱伝導は金属細線の
巻線ピツチと前記巻心棒の軸方向の熱伝導の和と
なり、その値は見掛け上、小ならしめることが出
来る訳である。前記銅線に比較し、熱伝導の小さ
いステンレス線の如きものを使用することによ
り、電極を囲む結氷面の追従性を更に優れたもの
にすることが出来るものである。

更に前記巻心棒に２本の金属細線を並列、等間
隔の二重螺旋状に巻装した電極棒とすることによ
り、２電極間の結氷部分を除いた被冷却水を通し
て電極線に流れる電流を測定することにより、結
氷厚に対して優れた比例特性を持たせることが出
来るものである。

これを図について説明する。第１図は冷却管面
上の電極棒取付の場合の略図で、イは従来のもの
の場合、ロは本発明によるものゝ場合、第２図イ
は螺旋状に金属細線を巻装した電極棒、ロは二重
螺旋状に金属細線を巻装した電極棒の説明図の一
例である。第１図、第２図に於て、１は冷却管、
２は巻心棒で、その熱伝導率は氷のそれよりも小
さな値を有し、電気的に絶縁性のある材質、３は
熱伝導率の比較的小さなステンレスのような金属
細線で、前記巻心棒２に前記細線３を相互に接触
しない程度の巻線ピツチで巻装した電極棒、３
１，３２は２本の金属細線を並列、等間隔の二重
螺旋状に巻装したものでこの電極保持器４を冷却
管１にバンドで締付けられるものとする。５は電
極の導線、６は導線の芯線、７は単極の出力の端
子、７１，７２は独立２電極の出力端子、８は被
冷却水、９は結氷成長過程の結氷面、１０は融氷
過程の結氷面、、２′は従来の電極棒、１１は従来
の電極に於ける早期結氷状態、１２はその早期融
氷状態、１３は螺旋状電極に対する他の電極とし
ての接地側電極１４は調節器を示す。

先づ、冷却管１内の冷媒の蒸発潜熱で冷却が行
われるものとすれば、被冷却水８中に置かれる冷
却管１面上に結氷が行われる。第１図イのように
従来の電極の場合には電極２′を通して冷却が早
期に行われ、遂には結氷面が電極棒２′の先端に
達する以前に結氷で覆われ１１に示すような形状
を呈することになり、融氷時には早期融氷のため
に１２のような形状を呈することになる。従つて
被冷却水８を通して電極棒２′に流れる電流は結
氷面によつて増減するものゝ、その電流値は結氷
面に対し常に対応することが出来ず、このために
電極を通して流れる出力電流は結氷及び結氷時に
対して履歴現象を起こし調整器１４の結氷厚の制
御が出来なくなるものである。

本発明に於ては巻心棒２の熱伝導率は氷のそれ
よりは小さく、電気絶縁性を有する巻心棒の外周
に金属細線を螺旋状に巻装して電極棒を構成して
いるので、螺旋状に巻装されている金属細線を通
しての熱伝導は外周方向で行われることになり電
極の軸心方向の熱の移動は金属細線の巻線ピツチ
と巻心棒自体の熱伝導との和となり、見掛上は電
極の軸心にそつての熱の移動が阻止されたことに
なり、第１図イに示したような早期結氷状態１１
や、早期融氷状態１２のような現象の生ずること
がなくなるものである。

即ち電極３を囲む結氷は冷却管１の結氷と同一
結氷面となり、接地電極１３との間の被冷却水８
を通して流れる電流値は常に結氷面に対応した電
流が流れることになる。この電流値で冷却管を流
れる冷媒量を制御し、結氷面の厚みの制御を確実
に行わせることが出来るものである。

次に第２図ロに示すように２本の金属細線３
１，３２を並列、等間隔の二重螺旋状に巻装した
電極では２電極３１，３２間の金属細線は互いに
近接した２本の平行線間の被冷却水を通して電流
が流れることになり、結氷により電極となる金属
細線の長さが短縮されるので、それに対応する電
流は減少することになり、結氷厚さと電極間電流
との間の比例関係は著しく優れたものになるもの
である。

勿論電極棒の見掛け上の熱伝導を適当な値にす
ることは、前述のような巻心棒の表面上に半導体
や他の金属の蒸着、其の他類似の方法によつても
可能であり、思想的にはこのようなものも本発明
に含まれるものである。

本発明は以上のような構造の結氷厚検出電極と
したために、結氷管面の結氷厚に対し、電極を取
り囲む結氷面が結氷の成長時及び融氷時の何れに
も常に追従し、極めて簡単な構造を有する螺旋状
金属細線による電極棒によつて高度の制御精度及
び出力特性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は結氷厚検出用電極の取付略図でイは従
来の電極の場合、ロは本考案による電極の場合、
第２図イ，ロは電極の詳細図の一例、 １……冷却管、２……巻心棒、３……単極金属
細線、４……電極保持器、５……電極導線、６…
…導線の芯線、７……単極出力端子、８……被冷
却水、９……結氷成長過程の結氷面、１０……融
氷過程の結氷面、２′……従来の電極棒、１１…
…従来の早期結氷状態、１２……従来の早期融氷
状態、１３……接地側電極、１４……調節器、３
１，３２……螺旋状金属細線、７１，７２……２
電極出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 氷と水との電気導電度の差による冷却面上に
   成長する結氷厚検出装置の電極に於て、熱伝導率
   が氷のそれよりは小さな値を有し、電気的絶縁性
   を有する巻心棒の外周に金属細線を螺旋状に巻装
   して電極棒となし、結氷部分を除いた被冷却水部
   分を通して水中にある他の電極と螺旋状電極との
   間に流れる電流で結氷厚検出を行うことを特徴と
   する結氷厚検出装置の電極構造。 ２ 前記他の電極が前記螺旋状電極に対して並
   行、等間隔に金属細線を前記巻心棒に二重螺旋状
   に巻装したものである特許請求の範囲第１項記載
   の結氷厚検出装置の電極構造。