明細書 文控細熱交腿及 令離置 漏分野
本発明は、 控細熱 擺及 令難置に関し、 特に熱交^^の表面 の改良に 関する。 背景漏
的に、 控麵熱 観を蒸発器としている冷離置では、 文控 熱 観と 熱 換する空気 が低い^ ^蒸発器の蒸発 が低い齢に、 この熱 面に霜が 発生する。 そして、 霜が発生するとこの文控鋼熱 雄の熱 擺能力が低下し冷凍 能力が低下する。
例えば、 冷?蝶置の一種であるヒートポンフ ¾SM調和機では、 に外気温 度が低下すると蒸発 が低下し、 文控細熱^ §§力棚されている 側熱 « に着射る。 また、 着 ると、 側熱 の蒸発能力が低下し 0鶴能力が低下す る。 このため付着した霜又¾が氷結した氷(以下単に霜又〖お という) を取り除くた めの除霜運転が ¾ 行われる。 しかしなが、ら、 除霜運転力行われると、 運^^に より異なることがあるが、 B蕭運転力 ¾止されたり願能力が低下したりするため、 暧 房随度が低下するという問題があった。
そこで、 徹から文^ ffl熱 3¾ ^における着霜を遅らせて冷?鍵転(冷?雄置の代 表例であるヒートポンプ式空気調和機の:^では特に 運転が文豫となる) の延長を 図ることや除霜運転時間の短縮を図ることが課題となっていた。
このような編に応えるものとして、 着霜防 Ihiiを空気との熱¾面部に設けること により蒸発器への着霜量を低減しょうとする方法カ堵えられる。 この着霜防止層を設け る方法は、 主として対^ ffl熱 の熱 面部の撒 K性を大きくして着霜を防止す る方法である。
また、 このような着霜防 jJJiを設ける方法として、 例えば、 特開平 8- 3 4 7 7号公 報 (特 に記載されている塗料、 すなわち、 0 0〜2 0 0 0 0の フッ素化されたポリテトラフルォロエチレン (PTF E)粉末を非フッ素系樹脂中に混 入させ; ¾t水 f鐘料を熱 表面に ¾ る方法カ えられる。 同様に、 特開平 8 - 3 4
7 9号公報 ( F¾2) に記載されている塗料、 すなわち、 量 5 0 0〜2 0 0 0 0の フッ素化された P T F E粉末を 状樹脂 (例えばフッ素樹月 シリコーン系樹 脂、 ポリエステル樹脂) 中に配合した着霜防 11»斗を熱 表面に塗 « "る方法などカ铐
えられる。
(特許黨 1) 特開平 8-3 4 7 7号公報
mf M2) 特開平 8 - 3 4 7 9号公報
' 纏 3) 特開昭 5 7-3 4 1 0 7 報
(特許 4) 特開昭 6 2- 7 7 6 7 報
(特許鍾 5) 特開昭 6 2-1 7 4 2 1 3 報
(特許: «6) 特開平 2- 2 6 5 9 7 9 報
( F«7) 特開平 2- 2 9 8 6 4 5散報
(特許; «8) 特開平 4- 2 7 9 6 1 2号公報
しかし、 上言 3»の齢斗では PTFE粉末を樹脂中に均一に爐させることは困難で あり、 表面 i ^7]性の小さい部分力機ってしまい、 着霜防 It¾¾が損なわれることが分 かった。 また、 着霜防止層を熱交換面部に形成しても着霜を完全に避けることが困難で あるので、 熱 腿で が となる。 ところが上記 の腿では隨纖 時間を短くすることまで SHI;したものではなかつた。
このように、 縣の着霜防止層を表面に設ける方法は、 未だ充分とはいえない状況で あった。
なお、 上記の着霜防 ihiiを表面に設ける着霜防 法を薩する方法 に、 熱エネ ルギーを外部から加える ^^法を する方法力! えられる。 しかし、 この熱エネル ギーを加える方法では熱 換面部に霜や氷が ることは少ないが、 熱 面部に接する 全ての霜や氷を融解するには多大なエネルギーカ泌要になるほか温度も高くなり、 熱に 纏な装置などに〖棚できないという問題がある。
また、 そのほかに、 着霜防細を表面に la る方法も考えられるが、 着霜防 に よっても着霜が発生することがあるという問題がある。
また、 対空気用熱^^に振動や衝撃などの機械的エネルギーを加える除 »法を適 用することも考えられるが、 この方法を用いても徹の熱 観の熱 面部纖水性 及 落性 (熱交換面部に付着した水滴の 度合いを示す'醒) が小さいため熱 面部に霜又〖脉が つてしまい、 その後の着霜を容易にしてしまうという問題が ¾る。 このように、 着霜防 を表面に設ける着霜防 ^法 の ^^法も、 着霜した熱 ^§の^ it運 ¾ ^間を ることに繋がるものではない。
本発明は、 上記徹の 術に:^ る問 に着目してなされたもので、 熱 換面部 の表面; itを改良することにより、 熱 換面部への着霜を «させるとともに着霜した 熱 腿の 間を籠化した文控細熱 鶴を提供することを目的とし、 さ らに、 このような * ^^熱 擺を用いた冷離置を提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明の控気用熱 は、 空気との熱 面を形成 するフィンと、 このフィンと謝云導関係に配設され 内部に熱 »:を¾1させる熱 換 パイプとを備え、 嫌 3フィンは、 低熱容量の表面部分 Aと霜又《¾との!^ ft は付着 性が低い表面部分 Bとが分観置されてなる表面 の空気との熱交換面部を有し、 か つこれら表面部分 Aと表面部分 Bとは、 次の特 141と特性 2を示すものである。 すなわ ち、 特性 1は、 霜又 が付着している 才表面を加熱した^^、 表面部分 Aに し ている界面部分の霜又は氷が表面部分 Bに接触している界面部分の霜又は氷より早く融 解する特性をいい、 特性 2は、 霜又は氷が付着している綱才表面を加熱した場合、 表面 部分 Bに付着している霜又は氷と表面部分 Aに付着している霜又は氷の少なくとも一部 とが連なつて自重により 表面から剥 it る特性をいう。
このように構成された ^S^ffl熱 換器によれは'、 ί 熱容量の表面部分 Aと霜又は氷 との!^ ½Χは付着 が低い表面部分 Bの 2 «の表面部分が分 t¾H置されていること により、 熱交換面部力 w tt¾rm落性に優れたものとなる。 このため、 文^ ¾熱交 の表面で Sして付着した凝縮水は、 球形状となって文控 Mffl熱¾ ^を通過する 脈で赚されやすくなり、 過冷却忧態となり凍りにくくなる。 したがって、 熱 換面 部に付着した霜の成 S¾¾が低下し隨が颇となる着霜量までの冷 (ヒートポ ンプ式空気麵 Π機の: 時間が 長される。 - 一方、 隨運辦においては、 表面部分 Αと搬する界面部分の霜又〖 を鬲蠏する ことにより、 表面部分 A上の霜又¾ ^が剥 it る。 さらに、 この剥離した霜又 «¾ と表 面部分 Βに付着する霜又《¾とが少なくとも部分的に齢し、 自重により表面部分 Β上 の霜又〖お Κが剥離される。 したがって、 この文控細熱 換では、 概のように熱 換 面部に ¾ する界面部分の霜又《¾を全面的に蓦辦する必 がなくなり、 表面部分 Aに 漏する霜又》¾のみを鬲辦すればよぐ 隨^ 間が lされる。
また、 前述のよう 面部分 Aと表面部分 Bとが囊己置された熱 面部は易霜氷 剥離 が付与される。 なお、 本明細書において易霜氷剥離性というときは、 控 熱 交 »を除霧する場合に、 この文控 mffl熱^^の熱 換面部に着霜又は氷結した霜又 が自重により熱^面部から剥離(«) し、 霜又《¾cが 又 離された後の 熱交換面部に残 Tる水滴又 の量が少なくなる '匿をいう。 なお、 冷纏転力 開 された 運転が凝り返される場合、 ^後の対空気用熱交^^の熱 換面部に水滴 、 霜又 が 存していると、 次の冷?: に着霜や氷結の核になり、 冷 ¾1転時間 力 s短縮 f匕される。 しかし、 本発明に係る蒸発器では!^後の蒸発器の熱^面部に残存 する水滴又 ½Λの量が少なくなるので, 冷 における着霜や氷結の核が少なくな り、 冷凝転時間の延徽 «H運転時間の短縮を繰り返し発揮させることが きる。
このため、 隨に要する熱エネルギーが少なくて済むとともに、 P鎌運講間が短縮さ れる。
このように、 本発明によれば、 冷蘭 果の低下 (例えば、 ヒートポンプ式空気調 和機に応用した: ^における 度の低 T) 、 及びエネルギー効率の低下を抑制す ることが^きる。
さらに、 本発明の控^熱 3¾ ^は、 空気との熱 換面を形成するフィンと、 この フィンと謝云導関係に配設され 内部に熱雕を麵させる熱交換パイプとを備え、 嫌己フィンは、 (A) it7] (4Aィンダ一樹脂、
(B- 1) DB P P及機が 4 5〜4 5 0 c m3/ 1 0 0 gの炭素単働質、 及び
(C) 分猫 ij
からなる表面処理用組 で形成された塗膜が施されてなる空気との熱交換面部を るものとしてもよい。
このような構成により、 PTF E粒子を配合しなくても、 高撥水性で易水滴滑落性の を与えることが、でさ、 着氷及び着雪の防止効果を有 る li^物を容易に調製するこ とが き、 上記と同様 ©¾果を得ることが きる。
なお、 D B P吸収量は、 J I S K 6 2 1 7に準じて視 ij定した値である。
また、 本発明の ^熱 3¾ ^は、 空気との熱 換面を形 するフィンと、 このフ ィンと謝云導関係に配設され 内部に熱 J»を麵させる熱 換パイプとを備え、 觸 sフィンは、 (A) ンダ一樹脂、
(B— 2 ) 窒素吸着 l ¾面^^ 3 0〜 4 0 0 m2/ gの炭素単働質、 及び
(C) 分翻
からなる表面処 糸 W ^で形成された 施されてなる空気との熱 面部を^ るものとしてもよい。
このようなネ冓成により、 PTF E粒子を配合しなくても、 高撥水性で易水滴滑落性の 謹を与えることが き、 着氷及び着雪の防 11 果を # る糸賊物を容易に調製するこ とが き、 上記と同様の効果を得ること力 きる。
なお、 窒素吸着比表面積は、 J I S Κ 6 2 1 7に準じて測定した値である。
また、 本発明の^^熱 髓は、 空気との熱交換面を形^ るフィンと、 このフ ィンと謝云導関係に配設され、 内部に熱»を ¾1させる熱 換パイプとを備え、 嫌己フィンは、 (A) 撥水 ¾nイング一樹脂、
(B - 3) D B P吸幅が 4 5〜4 5 0 crnVl 0 0 gで »P及着脑碰が 3 0〜 4 0 0m2/gの歸単働質、 及び
(C) 分翻
からなる表面処 で形成された^^施されてなる空気との熱 換面部を^ T
るものとしてもよい。
このような構成により、 PTFE立子を配合しなくても、 高撥水性で易水滴滑落性の を与えること力 さ、 着氷及び着雪の防 it¾¾を る1 ^物を容易に調製するこ とができ、 上記と同様の効果を得ることができる。
上記 (A) と、 (B_l) 、 (B-2)又は(B— 3) と、 (C) とからなる表面処 S« lは、 继 17±ΐυで相纖 60±2%の難下に水平に載置された 斗板 上に蒸留水を 4μリットル滴下して水滴を形成し、 ついで隨板を角度 0. l^f 傾 斜させていき、 水滴が がり始めたときの!^斗板の角度によって定義される'纏角の初 回の藤角が 15度以下の薩を与えること力 ましい。
また、 上記文控鋼熱 麵においては、 ίΐ7'14Λインダー樹脂 (Α) 100重量部 に対して、 炭素単働質 (Β— 1)ないし (Β— 3) を25¾*^以上で400龍部 以下、 及び分翻 (C) を 5S*部以上で 100≤*部以下含むこと力 ましい。 また、 上記文控難熱^^においては、 ^Κ'Ι¾Λイング一樹脂 (Α)が、 フッ素樹 脂であることが好ましい。
また、 上記文控 熱^ においては、 フッ素樹月旨が、、
(1)式(I) :
-CF2-CFX- (I)
(式中、 Xはフッ素原子、 m ^水素原子又はトリフ>レ才ロメチル基である) で表 わされるフルォロォレフィン髓単位(1)、
(2)式 (II) :
— CH2 - CR (CH3) 一 (II)
(式中、 Rは炭素数 1〜 8のアルキル基である) で表わされる B—メチル置 ーォレフ ィン懸単位 (2)、
(3)化^ 匕 性基を^ る単量体に基づく職単位(3) 、
(4)エステル基を彻顧に: Tる単量体に基づく職単位 (4) 、 及び
(5)他の共重合可能な単量体に基づく構造単位 (5)
からなり、 ネ髓単位 (1)が 20〜60モル%、 mi. (2)が 5〜25モル%、 構 造単位 (3)が 1〜45モル%、 構造単位 (4)が 1〜45モル 糙単位 (5) が 0〜45モル% (ただし、 ォ髓単位 (1) + (2) の合計が 40〜 90モル%である )含まれてなる数平均 1000〜 500000の含フッ素共重合体であることが 好ましい。
また、 上記文控 ^ffl熱^^においては、 職単体物質 (B-1)ないし (B— 3) が分 (C)で予め処理された炭素単体物質であることが好ましい。
また、 上記文控細熱 腿においては、 n (B_I) ないし (B—3)
が力一ボンブラック又は力一ボンナノチューブであることが好ましい。
また、 上記文控^ ffl熱 腿においては、 分翻 (C) が、 フルォロアルキル基を有 するビニルモノマーから誘導された «し単位を含む重合体であることが好ましい。 上記文控鋼熱¾ ^においては、 重合体が、 非フッ素系ビニルモノマーとの共重合 体であることが'好ましい。
また、 上記文控^ ffl熱 觸においては、 さらに架翻 (E) を含み、 かつ撥水 ½η イング一樹脂 (A) 河匕^ w匕跡性基を ¾ る樹脂であることが好ましい。
また、 上 ΐ 控細熱 観においては、 化^ 匕^ 生基を: Tる イン ダ一樹脂中の化^ W匕反応性基 1当量に対して、 架橋剤 (E) を 0. 1当量以上で 5 当量以下含むことが好ましい。
また、 上記控細熱 においては、 (2) i 7±1 で相碰 6 0±2 %の謹下に水平に載置された ΐ^ΗΙ±に蒸留水を 1μリットル Ϊ¾Τして水滴を形成し 、 ついで!^斗板を角度 0. っ惧钭させていき、 7滴が がり始めたときの 板 の角度によって定義される超微小水滴の滑落角の初回の微小水滴滑落角が 1 5度以下の を与 ることが好ましい。
また、 本発明の 熱 §は、 空気との熱 換面を形成するフィンと、 このフ インと謝云導関係に配設され、 内部に熱»を蘭させる熱¾Λ°イブとを備え、 嫌 3 フィンは、 撥水¾^インダー樹脂、 ポリテトラフレ才口エチレン立子、 分■、 «容 量の 立子及 鍋ゝらなる表面処¾^«¾で形成された^^施されてなる空気 との熱交換面部を有することを,とするものとしてもよい。
このように構^れば'、 容量の表面部分 Αと霜又 との! ^tt は付着 f生が低 い表面部分 Bの 2翻の表面部分が分籠置され、 かつ表面部分 A及び表面部分 Bが前 記特性 1及 性 2を満たすような熱 換面部に構成され 易霜糊離性を熱 面部 に付与することカ坷能となる。 したがって、 鶴^^の通常の冷? ¾i ^間の延長が 可能となり、 エネルギ" ¾率の低下を抑制することが きる。
嫌藤水' 14Λィンダ一樹脂はフッ素樹脂であり、 嫌己ポリテトラフルォロエチレン粒 子«≤*平均^¾が5 0 0〜2 0 0, 0 0 0、 平均粒子径が。. l mm:であり、 分翻はフルォロアルキル基を ¾ るビエルモノマーから誘導された繰り返し単位を含 む重合体であり、 鐘容量の 子は、 モ膽容量が 6 C a, J K- 'mo 1 -
1〜 7 C a /J K-'mo l—
1であって導電性を; るものであり、 溶媒は有機溶媒系であり、 さらに 、 これら糸賊物の配合害恰は、 撥水 Ί4Λインダ一樹脂 1 0 0重廳に対してポリテトラ フルォロエチレン粒子が 1 0 0〜2 0
分 TO力 5〜3 0SM、 &熱容量の 立子が 2 5〜 2 0 0 部、 溶 ¾^、4 0 0-2, 0 0 0重量咅 15であるものとしても よい。
このように構 れば、 熱交換面部に嫌 Ξ (41及 性 2を満たすより好ましい表 面部分 A及び表面部分 Bが分舰置され かつより好ましい易霜氷剥離性を熱 換面部 に付与することが 能となる。 したがって、 I»運転等の通常の冷耀^ #間がより一 層延長され 隨 間がより一層謹され エネルギー効率の低下がより一層抑制 される。
纖己フィンは、 プレートフィンであって、 が 定間隔で配置され 編己熱^ パイプは、 この複数のプレートフィンを貫通するように配設されてなり、 歸 3フィン間 が空 として形成されてなることを ί敷とするものとすることが^きる。
このようにプレートフィンを用いた:^には、 コストが安くなるばかりでなぐ mm 範囲の拡大を図ること力 'きる。
婦己プレー卜フィンは、 スリットフィンとして形成されていてもよい。
このようにスリットフィンを用いた齢には、 隨運転時スリット部分で霜又 が 切断されやすくなる。 このため、 熱 換面部に付着した霜又 «κの塊が 31当に小さくな り、 自重により落下しやすくなる。
前記プレートフィンは、 リレーバフィンとして形成されているものであってもよい。 この: fcf^rも、 隨^^ I "パ先 で霜又 が切断されやすくなる。 このため、 熱 換面部に付着した霜又 の塊が適当に小さくなり、 自重により ¾Τしゃすくなる lift己プレートフィンは、 フラットフィンとして形成されるとともに、 空気 ¾¾1¾向にお ける熱 イブの に切欠部が設けられているものであってもよい。
通常のプレートフィンでは、 熱交換パイプ背後の!^布が小さぐ この部分に付着 した謹水は飛ばされにくくなり霜の成 ¾1¾が くなり、 隨した:^に霜又 w¾kが 残りやすいという譲が る。 しかし、 上記のように構成にすれば、 熱 3¾パイプ背後 のフィン面積が小さくなり、 凝縮水の付繼カ 少するばかりでなぐ 切欠部により風 が回り込みやすくなり顧分布が 善される。 したがって、 熱 イブ背鶴 15分での 霜又 の溶け残しが生ずるという^^を^:すること力 さる。
鎌己プレートフィンは、 表面にディンプルが設けられているものであってもよい。 こ のように構 れば、 着霜量に比し、 霜と熱 するフィンの熱 換面部が大きくなる ので表面部分 Αにおける界面部分の霜又 の鬲辦が早くなり編運¾0#間がより短縮 化される。
プレートフィンは、 空気流出側¾においてフィンピッチが大きく形成されてい るものとしてもよい。
このように構^れば、、 剥離されて MIBこより空^!出側に流された霜又«¾<が空気 流出側で溜まってしまうようなことがなく!^運転時間の短縮力 ¾|実化される。
嫌 3プレートフィンは、 下 においてフィンピッチが大きく形成されているものと してもよい。
このように構成すれば、 剥離されて自重により下方に落下した霜又 氷が熱 換器の 下^ ¾で溜まってしまうようなことがなく隨運辦間の短縮力 ¾|実化される。
嫌 3プレートフィンは、 空気 において端縁部が斜めとなるように配置されてい てもよい。
このように文控細熱 観を配置すると、 蒸離としてこの控 熱交麵を用 いた齢に、 熱 面部に凝縮して付着した水滴が下方に^ Tしゃすくなる。 また、 こ の熱 βを隨運転する などにおいて、 熱 換面部に付着した霜が自重により下 方に^ しゃすくなり、 冷?鍵転時間のより一層の延長及び髓運転時間のより一層の 短縮を図ることが きる。
1913熱 換八。イブは、 状に配列されているものが好ましい。
このように構 れば、 熱交換パイプを千獻に配列したものと比較し、 m に付着した霜又《¾cが風下側に流れやすくなり、 が容易になる。
本発明の文控細熱 a¾ ^は、 嫌 3熱^ Λ°イブを扁5 mチューブとして複数列に配 置し、 嫌己フィンをコルゲートフィンとし、 このコルゲートフィンの画部の機泉を熱 交換パイプと直效るように配設し、 さらに、 このコルゲートフィンの翻部の纖に ffiHこ形成される空間を空気 として形成してもよい。
このように構^ れば、 コルゲ一トフィンの表面部が ί應容量の表面部分 Aと霜又は 氷との は付着 14が低い表面部分 Bの 2觀の表面部分が^ t¾H置されているこ とにより、 熱 換面部力 ¾s水隨 »落性に優れたものとなる。 このため、 コルゲート フィンの表面部に付 る水滴や霜を、 風力により風下側に押し ことが きる。 し たがって、 上述のプレートフィンを用いたもの (すなわち、 クロスフィン型熱 より の画職が小さぐ 高性能かつ安価なコルゲートフィンを用いた麵型熱交 換器を、 ヒートポンプ式空気調和機や自動車用ヒ一トポンプ式空気調和機などの室外側 熱 換器として使用すること力 きる。
本発明の文控細熱 ¾ ^は、 熱 換パイプを空気 ¾¾τ向と直^ る面に配設し、 こ の熱 パイプにメッシュフィンを取り付けて形成したものとしてもよい。
このように構^ "れば、、 蒸発器として^ fflするメッシュフィンの表面音 fc^iffi容量の 表面部分 Aと霜又 ^との^ 'SXは付着性が低い表面部分 Bの 2種類の表面部分が分
MIH置されていることにより、 熱 換面音 Ι¾¾Κ'Κ¾ϋ¾·落'性に優れたものとなる。 こ のため、 メッシュフィンの表面部に付着した凝« 求獻となって垂されやすくな り、 長時間にわたり着霜なしで棚可能となる。 したがって、 麵なメッシュフィンを 高効率で^することが きる。
本発明に係る冷 if¾置は、 上記控^熱^^を用いたものである。
このように構成された冷鶴置によれば、 冷凝繊間が 長され、 編運転時間が 短くなるので、 冷 果が十分に発揮され エネルギー効率が 善さされる。 また、 ヒートポンプ式空気麵口機として構成された冷雜置であって、 t ^m 熱交 カ^^』熱 として使用されてなる冷 置として構成してもよい。 このように構成されたヒ一トポンプ式空気籍ロ機によれば、 I»運請間カ诞長され
、 隨運 ¾ ^間が短くなるので、 願 «度が向上し、 エネルギ"¾率が 善される。 ヒートポンプ式 鼹ロ機として構成された冷麟置であって、
M§が室内側熱^ β及び 側熱¾ ^としてそれぞれ ^fflされてなる冷 its置とし てもよい。
このように構 れば、 前述の効果を奏するばかりでなぐ ^荷冷 転における 室内側熱 の霜の発生を抑制することが きる。 ' また、 本発明に係る冷離置は、 前述の表面猶を備えた控 熱^^からなる 蒸発器と、 この蒸発器と熱^ mする空気を蒸髓に ¾®する ¾βと、 隨運 ©5#に圧 縮機吐出ガスを嫌 3蒸発器に供給する隨サイクル- i転し得る冷媒回路と、 隨運転 時に、 表面部分 Aに接する界面部分の霜又は氷力 ! するまでは ¾J¾iを停止して前記 ,サイクレを させ、 表面部分 Aに接する界面部分の霜又 が I ^した後 機を運転するとともに婦3隱サィクルを不 ^とする制御装置とを備えたものとして 構成してもよい。
このように構成された冷 置によれば、 蒸発器の表面で凝縮して付着した凝縮水は 、 球 となって蒸発器を 351する J Eで垂されやすくなり、 過^ ¾W態となり凍り にくくなる。 したがって、 熱 換面に付着した霜の成 が低下し隨が機となる 着霜量までの冷 ¾@転(ヒートポンプ避気齲口機の: ^« ^運 時間カ诞長され る。
一方、 I ^^時においては、 のように蒸発器の熱 換面に する界面部分の 霜又は氷を全面的に融解する必要がなくなり、 表面部分 Αに接触する霜又は氷のみを融 解すればよいので隨 時間が短縮される。
また、 隨運転が桑り返される:^、 ^^の蒸発器の熱 3^面に水滴、 霜又 が 残存していると、 次の冷 に着霜や氷結の核になり、 冷 間が短縮化され る。 しかし、 本発明に係る蒸発器では^ ffimの蒸発器の熱 換面に歹 る水滴又〖嫌 の量が少なくなるので, 冷麵辦における着霜や氷結の核が少なくなり、 冷?鍵転時 間の延長及び « ^間の短縮を繰り返し させること力 きる。 このため、 に要する熱エネルギーが少なくて済むとともに、 p鎌運転時間が短縮される。
- また、 本発明に係る冷 置では、 縮機吐出ガスを蒸発器に供給する隨運転時に
を運転しているので蒸発器の熱交換面に接触している界面部分の霜又は氷力 !贿 すると、 HEで熱 換面上の霜又 を垂させることが き、 隨1©#間の^!及 ぴ に必要な熱エネルギーのより一層の ί氏減を図ることが きる。
このように、 本発明に係る冷離置によれば、 冷 ¾S ^果の低下 (例えば、 ヒート ポンプ式空気調和機に応用した場合における 快感度の低下) を防止するとともに、 及びエネルギー効率の低下を抑制すること力 きる。
また、 本発明に係る冷 置は、 空気との熱 面が表面部分 A及び表面部分 Bを含 み、 表面部分 A及び表面部分 Bが前述の特性 1及 性 2を備えているフィンを構成部 材とする蒸発器と、 蒸擺と熱 換する空気を蒸発器に ¾1する と、 隨運 ¾Bt に ffi縮機吐出ガスを嫌 発器に供給する隨サイクルで運転し得る冷媒回路と、 隨 運転時に tai3i^¾サイクレを fMiさせるとともに |&|己¾»を するように制御する 制御装置とを備えているものとして構成してもよい。
このように構成した冷雜置では、 蒸発器のフィンが 述の表面構造を備え、 また、 隨運辦において、 表面部分 Aに接する界面部分の霜又 が蠏した後《« ^を 運転するように構成しているので、 _ϋζϋの冷?鶴置と同様に、 冷 ί¾1 ^果の低下 (例 えば、 ヒ一トポンプ式空気調和機に応用した齢における驗决感度の低下) を防止す るとともに、 エネルギー効率の低下を抑制することが^きる。
また、 この?令 ¾g置によれば、 5¾時において、 表面部分 Aに接する界面音 15分の 霜又は氷が ¾嘛するまでは編 3,サイクルを作動させて送 «を停止しているので、 熱交換面に付着した霜又 を で垂させたい時のみ ίϋ させることになり、 前述 の第 1の解決手段に it¾しょり一層エネルギー効率を向上させることが きる。
また、 本発明に係る冷凍装置は、 冷 運転可能なヒートポンプ式冷 ^置として構 成され 前述のフィン表面髓を備えた控細熱 鶴からなる蒸離と、 この蒸発 器と熱 換する空気を蒸発器に ¾1する« ^と、 隱難時に ffi縮機吐出ガスを tffl3 蒸発器に供給する隨サイクルで運転し得る冷媒回路と、 隱運辦に 3隨サイク ルを ί働させるとともに、 Ρ線藤中における嫌 2¾J¾の運^ gを、 ^#に 選択可能とされている藤のうちの最も速い避とするように制御する制御装置とを備 えているものとして冓成してもよい。
このように冓^ iま、 運転時の蒸発器を する が増大するので、 表面部 分 Aとの界面部分が撫した表面部分 A上の霜又〖お]を 1¾で«させること力 きる このため、 表面部分 B上の霜又お kの剥離を腿し、 熱 換面全 ^らの霜又 の 隱を碰することが きる。 また、 の tU¾ ^を!!!^運転時用と共通させてい るので、 ¾mm隱装置のコスト上昇を抑制することが きる。
また、 本発明に係る冷雜置は、 冷 B蘇運転可能なヒートポンプ式冷離置として構
成され 前述のフィン表面 を備えた文控 ffl熱 擺からなる蒸発器と、 この蒸発 器と熱 換する空気を蒸発器に «する と、 隨運^ #に ffi縮機吐出ガスを嫌己 蒸発器に供合する^ Λサイク Jレで 転し得る令媒回路と、 に サイク»レを f iさせるとともに、 除霜運転中における前記送 の運転速度を、 暖^!^時に 選択可能とされている藤より速い とするように制御する制御装置とを備えている ものとして構成してもよい。 '
このように構^れば、、 ^¾運 面部分 Aの界面部分で した表面部分 Aの霜 又 を でより多く垂させることができ、 表面部分 Bに付着した霜又 «¾をより 早く剥離し、 熱交換面全体から霜又〖お Kを剥離させること力 きる。
また、 上記冷?維置において、 鎌己冷媒回路は、 正サイクルホットガスバイパス^; の隨サイクルを備えたものとしてもよい。 なお、 正サイクルホットガスバイパス^: とは、 11藤運嫌の冷媒回路で冷媒を循環させながら ffi縮機吐出ガスを蒸離入口側に パイパスさせて蒸難を加熱する隨サイクルをいう。
このように構成した^、 ffi縮機を停止させることなく^ S転させながら隨運転 に切り換えることが き、 p維運転時間を短^ ること力 ?きる。
また、 上記冷 置において、 l己冷媒回路は、 逆サイクレ^;の サイク Jレを備 えたものとしてもよい。 逆サイクル;^とは、 隱運講、 冷媒を通常の冷藤転、 つ まり、 ヒートポンプ 調和機の^ rの ni^運転と の方向に循環させ、 mm^ 時における蒸発器を凝縮器として作用させる p鎌サイクルをいう。
このように構成した:^は、 冷 運«のサイクルをそのまま利用すること力 きる また、 上記冷凍装置において、 嫌 3冷媒回路は、 単純ホットガスバイパス の隨 サイクルを備えたものとしてもよい。 単純ホットガスバイパス^:とは、 隨運転時、 用の膨画冓を閉鎖し、 ffi g機から吐出した全冷媒を直驟発器の入口側に循環さ せる除霜サイクルをいう。
このように構成した:^は、 £縮機を停止させることなく連 gl転させながら^ II運 転に切り換えることが き、 隨纖時間を短 ることが きる。 また、 隨運転時 、 の冷¾5½£縮機から直接蒸雄に移送されるので、 冷媒回路の高圧側に鎌され ていた熱エネルギーが一挙に蒸発器に放出される。 したがって、 短時間で表面部分 Aに している界面部分の霜又 を慕解することが き I lt運 間を短 ることが できる。 なお、 熱 換面の全表面の霜又〖お Κを鬲蠏する必要のある «の冷?鶴置では 熱量不足を招きやすいが、 本発明の 面部分 Αの表面部分(界面部分) の霜又は 氷のみを すればよいので、 熱エネルギ一不足の «がない。
陋の簡単な説明
図 1は、 難例 3における第 1サイクルのフロスト運転開始 1 0分後の、 着霜開始時 の 板表面の 態を C C Dカメラで ^した写真である。
図 2は、 図 1の部分 ^である。
図 3は、 試験例 3における第 1サイクルのフロスト纖開始 2 0分後の、 フロスト運 «了時の 板表面の着霜 態を C C Dカメラで した全体写真である。
図 4は、 図 3の部分拡大写真である。
図 5は、 t 例 3における第 1サイクルのデフロスト運転開始直後の、 霜又は氷の剥 離開始時の!^板表面の剥離; 態を C CDカメラで した全 である。
図 6は、 図 5の部分 ¾λ写真である。
図 7は、 It験例 3における第 1サイクルのデフロスト運転開始 2分後の、 デフロスト 運^!了時の!^板表面の忧態を C CDカメラで した全^ ¾である。
図 8は、 図 7の 分 である。
図 9は、 試験例 3における第 2サイクルのフロスト運転開始 2 0分後の、 フロスト運 »了時の!^斗板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体写真である。
図 1 0は、 図 9の部、 写真である。
図 1 1は、 試験例 3における第 2サイクルのデフロスト運転開始直後の、 霜又〖おの 剥離開始時の ΐ微板表面の 態を C CDカメラで膨した全 である。
図 1 2は、 纖例 3における第 2サイクルのデフロスト運転開始 3 0機の、 剥震 完了時の^板表面の 態を C C Dカメラで撮影した全 である。
図 1 3は、 試験例 3における第 2サイクルのデフロスト運転開始 2分後の、 デフロス 卜 了時の 板表面の状態、を C C Dカメラで した全体写真である。
図 1 4は、 図 1 3の部分 ¾λ写真である。
図 1 5は、 比^ ¾例 2における第 1サイクルのフロスト運転開始約 1 0分後の、 全 面フロスト状態の!^斗板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体写真である。
図 1 6は、 図 1 5の咅 15分^写真である。
図 1 7は、 比鶴式験例 2における第 1サイクルのフロスト運転開始 2 0分後の、 フ口 スト運^!了時の!^斗板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体写真である。
図 1 8は、 図 1 7の部分 である。
図 1 9は、 比較試験例 2におけるで第 1サイクルのデフロスト運転開始直後の、 霜又 «¾の 開始時の!^斗板表面の 態を C CDカメラで撮影した全 ^真である。 図 2 0は、 図 1 9の部分拡大写真である。
図 2 1は、 比 ¾例 2の第 1サイクルにおけるデフロスト運転開始 2分後の、 デフ ロスト^^了時の^板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体^である。
図 2 2は、 図 2 1の咅! 写真である。
図 2 3は、 比 ^験例 2の第 2サイクレにおけるフロスト運転開始 2 0分後の、 フ口 スト運^!了時の^板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体^である。
図 2 5は、 itm m 2の第 2サイクルにおけるデフロスト運転開始直後の、 霜又は 氷の裔辦開始時の^ I·板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体写真である。
図 2 6は、 比鶴式験例 2の第 2サイクルにおけるデフロスト運転開始 1分後の顧板 表面の状態を C C Dカメラで iS¾した全体写真である。
図 2 7は、 比纖験例 2の第 2サイクルにおけるデフロスト運転開始 2分後の、 デフ ロスト運^!了時の^ !·板表面の状態を C CDカメラで撮影した全体写真
図 2 8は、 図 2 7の部分 である。
図 2 9は、 実施の形態 1に係る冷難置の冷媒回路図である。
図 3 0は、 同冷凍装置における 側熱交^^の斜視図である。
図 3 1は、 »の形態 2に係る冷 置における室外側熱交換器の、 プレートフィン の断面が れるよう切断した断面図である。
図 3 2は、 同室外側熱 換器の、 プレートフィンの平面が れるよう切断した断面図 である。
図 3 3は、 の形態 3に係る冷凍装置における室外側熱交換器の、 プレートフィン の断面が れるよう切断した断面図である。
図 3 4は、 の形態 4に係る冷麟置における 側熱 ^^の 流離幅部の 赚分 β明図である。
図 3 5は、 ¾1の形態 8との比較のために示したもので、 難の形態 1における執 側熱交観の空気流 の廳分禱姻である。
'図 3 6は、 »の形態 4に係る冷凍装置の室外側熱 換器におけるプレートフインの 断面図であって、 着霜状態を示している。
図 3 7は、 同プレートフィンの斬面図であって、 隨運転時において霜又 が剥離 する状態を示している。
図 3 8は、 の形態 6に係る冷 置の 側熱^^の 1 1図である。
図 3 9は、 同 側熱 §の正面図である。
図 4 0は、 同 側熱 «の平面図である。
図 4 1は、 ¾Sの形態 7に係る冷 置の 側熱 ^^の平面図である。
図 4 2は、 難の形態 8に係る冷 置の執側熱 腿の熱交 、。イブの配置説明 図である。
図 43は、 実施の形態 8との比較のために示したもので、 難の形態 1における
側熱 腿の熱 換パイプの配置説明図である。
図 44は、 ¾Sの形態 9に係る冷 ¾g置の 側熱 の^ S 態説明図である。 図 45は、 纖の形態 10に係る冷?鶴置の 側熱 鶴の言耀忧態説明図である 図 46は、 の形態 1 1に係る ¾S型熱 の正面図である。
図 47は、 図 4 6における A— A断面図である。
図 48は、 同熱 における正面から見た部分 !Uc図である。
.図 4 9は、 同熱 腿における水滴の付着忧態を示す図である。
図 5 0は、 図 4 6に図示された熱交鶴を縦に删した齢における水滴の付着 態 を示す図である。
図 5 1は、 同熱^^における霜又は氷の脱落 態を示す図である。
図 5 2は、 雄の形態 1に係る熱交鶴における霜又〖脉の脱献態を示す 図で ある。
図 5 3は、 の形態 1 2に係るメッシュフィン型熱 «の正面斜視図である。 図 54は、 同メッシュフィン型熱 腿の部分 ¾fc¾E面纖図である。
, 図 5 5は、 同メッシュフィン型 f咬 §に用いられているメッシュフィンの部分 ¾λ 図である。
図 5 6は、 の形態 1 3に係る冷?;^置の冷媒回路図である。
図 5 7は、 同冷藤置の制御装置による隨施時の制御フローチャートである。 図 5 8は、 同制御装置による隱運転時の制御タイミングチヤ一トである。
図 5 9は、 魏の形態 1 4に係る冷凍装置の冷媒回路図である。
図 6 0は、 同冷 ί ^置の制御装置による隨運嫌の制御フロ一チャートである。 図 6 1は、 同 】御装置による除霜 時の制御タイミングチャートである。
図 6 2は、 の形態 1 5に係る冷?; ¾置の冷媒回路図である。
図 6 3は、 同冷凍装置の制御装置による除霜^^の制御フローチャートである。 図 64は、 同制御装置による除霜運転時の制御タイミングチヤ一トである。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明に係る種の形態について説明する。 まず、 本発明に係る避細熱 換 器の熱 換面部の表面職について説明する。
本発明においては、 m m 下識性 ι及確生 2を満たす表面部分 A及び表面部分 Bの 2欄の表面部分が分 t¾a置され 易霜氷剥離 f生に優れた表面構造 に形成される。
ここで、 特 1及 生 2とは、 鎌 3に定義される特性をいう。 これに関連してさら
に説明する。特性 1は、 表面部分 Aと氷との密 始関係をまず解くことにより、 霜又
½ak全体の鑭兑を容易にするための特性である。 «は、 熱 換面部に機している界 面部分の霜又は氷を、 単に s¾ ^することにより熱 換面部に付着する霜又は氷を離脱さ せようとしていたため、 熱 ^換面部の大きい部分で融解が生じなけ 又は氷の離脱 は生じなかったが、 本発明に係る表面:^によれ W¾面部分八に する界面部分 の薩のみで霜又〖¾k全体の隨兑が生ずる扰態となる。
また、 霜又《 ^の隱をさらに容易にするためには、 表面部分 Bが霜又〖お Kとの齢
'^ は付着 f生が低い特性、 例え 7jC性又 粗い表面などを有していることが好ましい
。 この:!^、 表面部分 Aとの界面音 15分で霜又 ¾¾の鬲»生ず ^面部分 Bとの界面 部分の雨蠏の有無に関係なく特性 2が生じ得る。
特性 2は、 表面部分 Bに付着する霜又 が必ずしも鬲娜しなくても表面部分 Bから 剥離されることを示す特性である。 この場合の特徴は、 表面部分 Aから先に離脱した霜 又 «¾ζの結晶と^:に表面部分 Bの霜又〖お]の結晶が剥 Iff"る点にある。 ^161常のも のでは、 剥 »る前に表面部分 Bに接する界面部分の霜又〖お Jも薩させなければなら なかった。
上言 B¾面 を熱 3¾面部に付与すると、 霜又〖おが付着している熱^面部に対し 少ない熱エネルギーを加えるだけで容易に霜又〖お Kを^ ¾できる。
熱 換面部 面部分 A及び表面部分 B£Wの表面部分を有していてもよいが、 表面 部分 A及び表面部分 Bの上言 性 1及 im¾2を損なうものであって ¾¾らない。
文控細熱 鶴の隱は、 熱^^に加えてもよいし (すなわち熱 腿自体を直 接加熱してもよいし) 、 霜又 を外部から加熱してもよい (例えは 泉照射や太陽光 ) o 何れの加熱 法によっても時間の魏はあるが、 本発明の表面碰を ¾ る熱 換 器で醒又 の剥離が生ずる。
表面部分 Αと表面部分 Βの 割^平面 «、 配置、 表面部分の立体 などは、 上言 3 性1と特性 2を満たす限り跪さ; ¾いが、 次のようなものが好ましい。
表面部分 Aと表面部分 Bとの面積割合は、 1/9 9〜9 9 1の広い範囲で選択でき るが、 エネルギ一効率面から言えば特 f生 2を発揮させることが きる範囲内で表面部分 Aの割合を少なくすることが望ましい。
表面部分の平面職と配置は、 どのような开 配置でもよい。 具体例としては、 表 面部分 Aと表面部分 Bとが I 状に並んだもの、 表面部分 Aと表面部分 Bとが海島状に配 置されているもの、 表面部分 Aが表面部分 B中に点状又は水玉状に分散しているもの ( 又はその遡 、 表面部分 Aが表面部分 B上に格子状に配置されているもの (又はその逆 ) 、 表面部分 Aが表面部分 B上にリング状に配置されているもの (又はその などを 掲げ得る。
表面部分の立体形状は、 特に限定されず、 平面状でも離状でも異形でもよい。 また 、 一方の表面が他方の表面より高いテラス状 (^台状又は円台状など) であってもよい 次に本発明に係る表面職の形 法について説明する。
形 法は特に P腕されず、 の方法を麵すること力 ?きる。 例えば、 (1) 塗 装による方法、 (2) 各難形 (モーノ インク:) による方法、 (3) 各種化物表面 加工による方法、 (4) 各種物理的表面加工による方法、 (5) 漏体などの複合体と する方法などカ举げられる。
以下塗装による方法について詳述する。
次の表面処糊 W ^を熱 換面部に塗装し、 本発明に係る表面 fiiiを形^ Tる。 翻する表面処删糸誠物としては、 例えば、 第 1の表面処糊 として、
(a)撥水' Ι4Λ、イング一樹脂、
(b) ポリテトラフルォロエチレン (PTFE) 粒子、
(c) '分翻、
(d) 低熱容量の議立子
及び
(e) 溶媒
からなる表面処 カ举げられる。
また、 別の亂 から、 第 2の表面処翻 として、
(A)撥水' 14 インダー樹脂、 - (B - 1) 08 ?及雌が4 5〜4 5 0じ1113/1 0 0 8の歸単 質、 及び (C) 分綱
からなる表面処糊 Ιβ;、 第 3の表面処糊繊物として、
(Α) 撥水 イング—樹脂、
(Β- 2) 窒素吸着腺醒が 3 0〜4 0 0m2,gの炭素単欄質、 及び
(C) 分翻
からなる表面処理用 iJ«又は、 第 4の表面如 糸滅物として、
(A) ¾Λインダ—樹脂、
(B- 3)
5〜4 5 0 cm l 0 0 gで窒素吸着臉面響 3 0〜 4 0 0m
2/gの炭素単 ^質、 及び
(C) 分綱
からなる表面処理用組^であってもよい。
なお、 第 2〜4の表面処删 は、 ? 1 7±1。Cで相 ¾¾6 0±2 %の纖 下に水平に載置された難 に蒸留水を 4μリツトル? TFして水滴を形成し、 ついで
斗板を角度 0. 慎钭させていき、 水滴が がり始めたときの!^斗板の角度に よって定義される滑落角の初回の滑落角が 1 5度以下の を与える表面処 物 であることが好ましい。
この表面処删 で形成された讓の表面構造において、 表面部分 Aは歷容量 の 立子 (d) が形成し、 表面部分 Β½« 'Ι¾Λ、イング一樹脂 (a) と PTF E粒子 (b) が形成しているものと推定される。 あるいは、 表面部分 Aは炭素単働質が形成 し、 表面部分 B ¾K'14Aインダー樹脂 (A) カ 铖しているものと鍵される。
撥水' 14Λイング一樹脂 (a) としては、撥水性であって、 かつ PTF E粒子 (b) と 難容量の^ »立子 (d) を均一な分散 で膽できるものであればよい。
また、
ンダー樹脂 (A) としては、 撥水性であって、 かつ本発明の Ιϋ» から得られた讓表面の滑落角 (定義 (1) : 4μリットル水滴。初回。以下同様) を 1 5度以下、 好ましくは 1 0度以下、 さらに好ましくは 7度以下、 特に 5度以下、 中で も 3度以下にする樹脂であればよい。
さらには、 超微小水滴'滅角 (定義 (2) : 1μリットルの水滴。 初回。 以下同様) を 1 5度以下、 好ましくは 1 2度以下、 さらに好ましくは 1 0度以下、 特に 7度以下、 中でも 5度以下にする樹脂が好ましい。 1μリットルの超微小水滴の滑落角は、 4μリ ットルの水滴の、藤角の測定に比して、 より一層塗装表面の 態を滑落角という指標で できる。
撥水性の難として «¾7K¾TOが大きいほうが望ましぐ 表面部分 B又 発明の 糸賊物から得られた^^面の ¾ i¾feftを 1 4 0度以上とするもの力 ましい。 ただ 、 膨 Κ'Ι4Λインダ一樹脂 (a) 及び (A) の溝^ E表面の が 1 4 0度以上 である はないが、 1 0 0度以上であるのが、 目的とする^ 7K性を処理された表面に 付与しやすい点から好ましい。 上限は理論上 1 8 0度である。
このよう Λ '1¾Λインダー樹脂 (a) 及び (A) としては、 例えばフッ素樹脂、 シ リコ一ン樹脂、 ウレタン樹脂など力寧げられるが、 PTF E粒子又は線単働質の分 散性などが優れる点からフッ素翻旨力 S好ましい。
フッ素樹脂としては、 «έ¾^Πのフッ素樹脂の中から選択できるが、 耐候性、 塗^ Μ匕 、 髓轄解性などに辩 ljなことから、 テトラフルォロエチレン (TF E) 、 クロ口トリ フルォロエチレン (CTF E) 、 へキサフルォロプロピレン (HF P) を主体とする共 重合 好ましい。
これらのフッ素樹脂としては、 例えば、 以下のもの力律げられる。
( 1 ) フレオロォレフイン、 シクロへキシルビニルエーテル、 アルキルビニルエーテル 及びヒドロキシアルキルビニルエーテルを必須構成 とする共重合体であって、 フル ォロォレフイン、 シクロへキシルビニルエーテル、 アルキルビエルエーテル、 ヒドロキ
シァルキルビニルエーテル及 の共単量体に基づく単位の含有量がそれぞれ 40〜6 0モル%、 5〜45モル%、 5〜45モル%、 3〜15モル%及び 0〜30モル%であ り、 未硬化状態でテトラヒドロフラン中で 30°Cで測定される固有粘度が 0. 1〜2. 0 d 1 /gである常温硬化性含フッ素共重合体(特開昭 57-34107号公報(特許 »3) m。
具体例としては、 クロロトリフ Jレオ口エチレン (CTFE) Zシクロへキシルビニル エーテル (c—HVE) /ェチルビニルエーテル(EVE) /ヒドロキシプチ Jレビ二 Jレ エーテル(HBVE)共重合体、 テトラフルォロエチレン (TFE) /c-HVE/E VEZHBVE共重合体、 CTFE/c— HVEZイソプチルビエルエーテル(i— B VE) ZHBVE共重合体などカ举げられる。
(2) フル才ロォレフィン、 カルボン酸ピニルエステル、 アルキルビニルエーテル及び ヒドロキシアルキルビニルエーテルを必須の単量体とし、 任意雌としてこれらの単量 体と共重合可能な他のピニル単量体を共重合して得られるビニル系共重合体(特開昭 6
2-7767号公報 (特言髓 4) m。
具体例としては、 へキサフルォロプロピレン (HFP) /EVE/HBVEZべォバ 9 (商品名:シェル化^^のカルボン酸ビニルエステル) 共重合体、 HFP/EVE /HBVEZ安息觀ビニル(VBz)共重合 CTFE/EVEZHBVE/べォ ノ、、 9共重合体、 TFE/EVE/HBVE/VBz共重合体、 HFP/i -BVE/H BVEZビバリン酸ビニル(P IV) 共重合体、 HFP/EVE/ヒドロキシへキシル Ifニルエーテル OHH V E) , ρ— tフ^^ 窗、 tf二リレ(V P T B z ) 共重合体、 CTFEZEVEZHBVE/シクロへキシルカルボン酸ビニル (VCHC) 共重合体 、 CTFE/EVE/HBVE/P I V共重合 よど縛げられる。
(3) 式:
-CC 1 F-CF2- で表わされる職単位 35〜 65モル%、
式:
CH2CH-
C 0 c— R3
R2
(式中、 R R2及び R3は同一又は異なり炭素数 1〜10のアルキル基) で表わされ る構造単位 5〜 50モル%
及び式:
一 CH2— CH (OR OH) 一
(式中、 R4は歸数 2〜 5のアルキレン基) で表わされる構造単位 1〜30モル%か らォ冓成される含フッ素共重合体(特開 3召 62-174213W (特 F«5) 記載 ) 。
具体例としては、 CTFE/べォバ 10 (商品名:シェル化 懷のカルボン酸ビニ ルェステル) /HBVE共重合体、 CTFE/べォバ 10ZCH2=CH〇CH2 (C F2) 2H共重合体、 CTFE/べォバ 10/HBVE共重合体などカ举げられる。
(4) フルォロォレフィンとアルケン及び式:
CH2=CH-CH2-0-R
(ただし、 Rは— (CH2CXHO) n— H、 nは 0〜6の難、 Xは H又は CH3) で 表わされるヒドロキシ基含有ァリルエーテルからなり、 フルォロォレフイン、 アルケン 及びヒドロキシル基含有ァリルエーテルに基づく単位の含有量が、 それぞれ 25〜75 モル%、 10〜70モル%及び 3〜40モル%よりなる含フッ素樹脂 (特開平 2 -26 5979号公報 (特許細 6) mm。
具体例としては、 CTF EZプロピレン/エチレンダリコールモノァリルェーテル ( EGMAE) ノビニル薩 (VAA)共重合 CTFEZエチレン/ EGMAEZV AA共重合体、 CTFEZイソプチレン ZEGMAE/VAA共重合 # CTFEZプ 口ピレン ZE GMA E共重合体、 CTF EZプロピレン Zァリルァルコール ZV A A共 重合体、 TFEZエチレン/ EGMAEZVAA共重合体などカ举げられる。
(5) フルォロォレフイン 25〜 75モル%、 脂賺ビニルエステル 10〜70モル% 、 アルキレンダリコ一レモノアリルェ一テル 3〜40モル%及びカルポキシル基含有ビ エル単量体。〜 20モル%からなる共重合体であって、 7K酸纖が 60〜200mgK OHZgの範囲内にある共重合体(特開平 2— 298645号公報(特 l¾7) 記載 ) 。
具体例としては、 CTFE I體ビニ^/ (VAc) ZEGMAE/VAA共重合体、 CTF E/VA c Zジエチレンダリコ一ルモノアリルェーテル/ VAA共重合体、 C T F E/VA c /E GMAE共重合体などカ举げられる。
(6) (6-1)
式(I) :
-CF2-CFX- (I)
(式中、 Xはフッ素原子、 纏原子、 水素原子又はトリフルォロメチル基である) で表 わされるフレ才口才レフィン 単位 (6-1)、
(6-2)
式(II) :
— CH2— CR (CH3) - (II)
(式中、 Rは炭素数 1〜8のアルキル基である) で表わされる 8—メチル置 α—ォレフ イン構造単位 (6- 2)、
(6-3)化 ¾ 匕反応性基を衬る単量体に基づく構造単位 (6-3) 、
(6-4) エステル基を側鎖に る単量体に基づく鍵単位 (6-4) 、 及び
(6-5)他の共重合可能な単量体に基づく構造単位 (6-5)
からなり、 ネ iii単位 (6-1) が 2 0〜6 0モリレ%、 ネ髓単位 (6-2) が 5〜2 5モル%、 単位 (6-3) が 1〜4 5モル%、 ォ髓単位 (6-4) が 1〜4 5モル%及«1単位 (6-5) が 0〜4 5モル% (ただし、 職単位 (6-1) + (6-2) の合計が 4 0〜9 0モ ル%である)含まれてなる数平均^ ¾1 0 0 0〜 5 0 0 0 0 0の含フッ素共重合体 ( 特開平 4一 2 7 9 6 1 2号公報 ( M8) 記節 。
化¾)¾^匕反応性基を^ Tる単量体に基づく 単位 (6-3) の ί !!としては、 硬 化 性基が水酸基、 力ルポキシル基、 エポキシ基、 シリル基などであるビニル単量体 などカ举げられる。
硬化反応性基が水酸基であるビニル単量体としては、 例えばヒドロキシアルキルピニ ルェーテル、 ヒドロキシアルキルビニルエステルなどを挙げることが きる。
力ルポキシル基含有ビニル単量体としては、 例えばクロトン酸、 マレイン酸、 ァクリ jim, メタクリ !^、 ィタコン酸、 ビニル酉搬、 又はこれらに由来する単量体を挙げる ことができる。
エポキシ基含有ビニル単量体としては、 例えば特開平 2 - 2 3 2 2 5 0号公報、 特開 ¥2 - 2 3 2 2 5 1 報などに記載されているものカ举げられ 例え【 の^ 示さ れるエポキシビニル又はエポキシビニルエーテルなどが例示できる。
CH2=CH-R5-R6
(式中、 R5は、 一CH2— O— R7、 一CH2—〇_R7— CH (OH) 一、 一O— R7 ―、 又は一 R7— (ただし、 R7は、 ァリレキレン基) 、
R6は、
(ただし、 R
8は、 7素原子又はアルキル基) 、
である)
:れらの具体例としては、 例えは次の単量 寧げられる。
(以下余白)
CH
CH2 = CHCH20-CH2-C-CH;
\ /
O
シリル基含有ビニル単量体としては、 例えば特開昭 61-141713号公報に記載 されたもの力寧げられ 例えばビニルトリメトキシシラン、 ビニルトリエトキシシラン 、 ビニルトリプロボキシシラン、 ビニルメチルジメトキシシラン、 ピニルジメチルメト
キシシラン、 ピニルメチルジェトキシシラン、 ビニルトリス (γ—メトキシ) シラン、 トリメトキシシリルェチルビニルエーテル、 トリエトキシシリルェチルビニルェ一テル 、 トリメトキシシリルブチルビニルエーテル、 トリエ卜キシシリルブチルビニルエーテ ル、 トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、 トリエトキシシリルプロピルビニル エーテル、 ビニルトリイソプロぺニルォキシシラン、 ビニルメチルジイソプロべ二ルォ キシシラン、 トリイソプロベニ Jレオキシシリルェチルビニルエーテル、 トリイソプロべ ニルォキシシリルプロピルビニルェ一テル、 トリイソプロべ二ルォキシシリルブチルビ エルエーテル、 ビニルトリス (ジメチルイミノォキシ) シラン、 ビニルトリス (メチル ェチルイミノォキシ) シラン、 ピニルメチルビス (メチルジメチルイミノォキシ) シラ ン、 ビニルジメチル (ジメチルイミノォキシ) シラン、 トリス (ジメチルイミノォキシ ) シリルェチルビニルエーテル、 メチルビス (ジメチルイミノォキシ) シリルェチルビ ニルエーテル、 トリス (ジメチルイミノォキシ) シリルプチルビニルエーテル、 γ— ( メタ) ァクリロイルォキシプロピルトリメトキシシラン、 γ— (メタ) ァクリロイルォ キシプロピルトリエトキシシラン、 γ— (メタ) ァクリロイルォキシプロピリレメチルジ メ卜キシシラン、 γ— (メタ) ァクリロイルォキシプロピルトリイソプロぺニルォキシ シラン、 γ- (メタ) ァクリロイルォキシプロピルトリス (ジメチルイミノォキシ) シ ラン、 γ— (メタ) ァクリロイルォキシプロピルトリス (ジメチルイミノォキシ) シラ ン、 ァリルトリメトキシシランなどカ举げられる。
具体例としては、 CTFEZイソプチレン (IB) /HBVE/プロピオン酸ビニル (VP i) 共重合体、 CTFE/I BZヒドロキシェチルァリルエーテル(HEAE) ZVAc共重合体、 TFEZI B/HBVE VP i共重合体、 CTFE/I B/HB VE/べォバ 9 (シェル化對風 商品名) 共重合体、 TFE/I B/HBVE/VB z共重合体、 CTFE/I B/HBVEZマレイン酸ジェチル (DEM) 共重合体、 T FE,I BZHBVEZべォバ 9Zマレイン酸ジブチル(DBM) 共重合体、 CTFE ノ1 BZHBVE/フマル酸ジェチル(DEF)共重合体、 CTFE/I B/HEVE Zフマ J離ジブチル (DBF) 共重合体、 HFPZI B/HBVEZVBz共重合体、 TFE/2—メチルー 1一ペンテン (MP) /HBVE/VP i共重合体、 TFE/I BZHBVE/VP i/CH尸 CH (CF2) PCF3 (p=l〜5)共重合体、 TFEZ IBZHBVEノ VP iZVBz共重合体、 CTFE/ 1 BZHBVEZVAc共重合 体、 TFE/IB/HBVE/t—プチ ^¾息碰ビニル (VtBz)共重合体、 TF E/IB/HBVE/VP iZDEM共重合体、 CTFE/I B/HB VE/VB z/ DEF共重合体、 CTFE/I B/HBVE/VP i/CH2=CH (CF2) PCF3 (p = 1-5) 共重合体、 CTFEZMPZHEVEZVP i共重合体、 TFE/I B/H BVEZVP i/ビニル酢酸 (VAA) 共重合体、 TFE/ 1 B/HEVE/VA'c/
VAA共重合体、 TFEZIBZHBVEZVP i/VBzZクロトン酸 (CA)共重 合体、 TFEZIB/HBVEZべォバ 9ZCA共重合体、 TFE/IB/HBVE/ べォバ 9/VBz /C A共重合体、 TFE/I B/HB VEZべォバ 10/VtBz/ CA共重合体、 TFEZlBZHBVEZVtBz/CA共重合体、 TFE/IB/H BVE/DEMTFEZI BZHBVE/DFM/CA共重合体、 /CA共重合体、 T F E/MP/HBVE/VP i /VAA共重合 どカ举げられる。
(1)から (6) のフッ素樹脂を含む市販の商品としては、 例えばゼッフル(ダイキ ン工業 (株) m、 ルミフロン麵子 (株) フルォネート 日本インキ (株) m、 セフラルコート (セントラル硝子 (株) ^などカ げられる。
これら (1)〜(6)のフッ素樹脂のうち、 耐侯性の点から (6)の含フッ素共重合 ί ^好ましい。
撥水'! 4Λインダ一樹脂 (a)及び (A) に謹なフッ素樹脂 の樹脂の具体例とし ては、 例えばフッ素化されていてもよいシリコーン樹脂などカ举げられる。
PTFE立子 (b) としては、 ¾»平均5^¾^500以上で500, 000以下の ものが好ましい。 通常 PTFEは重量平均分 が 100万〜 1000万のものである が、 この範囲の PTFEは剪断力が加わるとフイブリル化するので、 本発明で用いる P TFE 記の範囲の^ *の PTFEを棚することが好ましい。 好ましい重量平均 は 600以上、 特に 5, 000以上であり、 また 500, 000以下、 好ましく は 200, 000以下、 さらに好ましくは 12, 000以下である。
また、 平均粒子径としては、 0. 05pm以上で 1 Opm以下の範囲のものが好まし い。 平均粒子径は、 好ましくは 0. 1pm以上、 さらに好ましくは 0. 2μπι¾ ¾ り、 また好ましくは 7ymOT、 さらには 5ρπιίί ΡΤ、ある。
PTFEはテトラフルォロエチレン (TFE) の 蟪合体であってもよいし、 の変'^で変性されている変性 P T F Eであってもよい。
PTF
そうし た 基を^:にフッ素化して就化した PTFE粒子が好ましい。 特に好ましい PT FE立子は、 基が^にフッ素化された SS平均^ *500〜20, 000で平 均粒子径が 2〜 10 pmのものである。
PTFE粒子(b)の市販品としては、 例えばダイキン工業(株) 製のルブロン、 セ ントラル硝子(株) 製のセフラルトブなどカ举げられる。
なお、 本発明における第 2〜第 4の表面処稱 Wtlには、 表面処職誠物自体の材料コ ストを抑える観 から、 PTFE粒子〖 、ずしも含有していなくてもよい。
分翻 (c) は PTFE粒子 (b) を撥水' Ι4 インダー (a) 中に均一に分散させる 作用を^ Tる。 ここで棚する分翻は、 例えは§媒を棚する齢に PTFE粒子 (
b) を溶媒に分散させる作用だけでは足らず、 讓中で撥水' Ι4Λインダ一樹脂に均一に P TFE立子 (b) を分散させる作用をもつことが である。 したがって、 好適な分 翻は、 PTF E粒子 (b) 及 Ι»Κ¾Λインダー樹脂 (a) の種類、 さらには溶媒 ( e) の種類を考慮して皿する。
また、 碰する 難単働質 (B) 〖¾1常、 撥水 ½Λインダ一樹脂(A) に容易に は爐しない。 ところが分翻 (C) と炭素単働質 (Β) を組み合わせることにより 炭素単翻質 (Β) を撥水 Ι4Λインダー樹脂 (Α) 中に均一に分散させることができる (樹脂中分散作用) 。 さらに炭素単働質 (Β) の表面に付着(又は吸着) して藤単 働質 (Β) の 撥油性を高める作用も る 撥油化作用) 。 また、 溶媒 (e ) を翻する齢は藤単 # ^質 (B) を溶媒 (e) 中に均一に分散させる作用をも果 たす (溶媒中分散作用) 。
したがって、 籠な分翻 (C) は、 炭素単勸質 (B)
(A) の種類、 さらには删する齢は溶媒 (e) の種類を考慮して舰する。 なお、 溶媒を翻しない齢、 例え ^^体塗料などを調製する:^は成分 (A) と (B) とを 考^ ればよい。
'14 イング一 (a) 及び (A) としてフッ素樹脂を選択し、 ί鍵する溶媒 (e) として有漏媒を選択する齢、 分翻としては、 フルォロアルキル基を るビニル モノマーから誘導された顯し単位を含む重合体 (C 1) が好ましい。
さらに好ましくは、 フルォロアルキル基を^ Tるビニルモノマーと非フッ素系ビニル モノマ一との共重合体力寧げられる。
フルォロアルキル基を^ るビニルモノマーは、 フルォロアルキル基含有 (メタ) ァ クリレートであってもよく、 さらにフルォロアルキル基含有 (メタ) ァクリレートは、 次の HIS式で表されるものであってもよい。
R f -A'-OC (=0) C B'=CH2
(式中、 R fは炭素数 1〜2 1のフルォロアルキル基、 B1〖お K素又はメチル基、 A1は 2価の有醒である。)
フルォロアルキル基含有 (メタ) ァクリレートとしては、 例え ^¾下のものが例示で きる。
R f - S 02-N (R1) R2OCOCR3=CH2
R f - (CH2)nOCOCR3=CH2
R f— CO— N ( 1) R2〇COCR3=CH2
R f -CH2C (OH)HCH2OCOCR3=CH2
R f -CH2 C (OCOR3)HCH2OCOCR3=CH2
R f —〇一 A r— CH2OCOCR3=CH2
(式中、 R fは腸数 1〜 21のフルォロアルキル基、 R'feK素又は歸数 1〜 10 のアルキル基、 R2は驗数 1〜10のアルキレン基、 R3«zK素又はメチル基、 Arは 置換基を ることもあるァリーレン基、 nは 1〜: L0の纖である。 )
P腕さ池いフルォロアルキル基含有 . (メタ) ァクリレートの具体例を次に示す。 CF3(CH2)〇C〇CH=CH2、
CF3CF2(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CF2)3(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CF2)4(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CF2)5(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CF2)6(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CF2)7(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CH2)2OCOCH=C 、
CF3CF2(CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CF2)3(CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CF2)4(CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CF2)5(CH2)2OC〇CH=CH2、
CF3(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CF2)7(CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CH2)3OCOCH=CH2、
CF3CF2(CH2)3OCOCH=CH2、
C F3(C F2)3(CH2)3OC〇CH=CH2、
CF3(CF2)4(CH2)3OCOCH=CH2、
CF3(CF2)5(CH2)3OCOCH=CH2、
C F3(C F2)6(CH2)3OCOCH=CH2、
CF3(CF2)7(CH2)3OCOCH=CH2、
CF3(CH2)6OCOCH=CH2、
CF3CF2(CH2)6OCOCH=CH2、
CF3(CF2)3(CH2)6OCOCH=CH2、
CF3(CF2)4(CH2)6OCOCH=CH2,
CF3(CF2)5(CH2)6OCOCH=CH2、
CF3(CF2)6(CH2)6〇COCH=CH2、
CF3(CF2)7(CH2)6OCOCH=CH2、
CF3CH=CHCH2OCOCH=CH2、
CF
3CF
2CH=CHCH
2OCOCH=CH
2、
CF
3(CF
2)
3CH=CHCH
2OCOCH=CH
2、 CF
3(CF
2)
4CH=CHCH
2〇COCH=CH
2、 CF
3(CF
2)
5CH=CHCH
2OC〇CH=CH
2、 CF
3(CF
2)
6CH=CHCH
2OCOCH=CH
2, CF
3(CF
2)
7CH=CHCH
2OCOCH=CH
2、
(CF
3)
2CF(CF
2)(CH
2)
2OCOCH=CH
2, (CF
3)
2CF(CF
2)
2(CH
2)
2〇COCH=CH
2、 (C F)
2C F (C F
2)
3(CH
2)
2〇COCH=CH
2、
(CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2, H(CF2)(CH2)OCOCH=CH2、
H(CF2)2(CH2)OCOCH=CH2、
H(CF2)4(CH2)OCOCH=CH2、
H(CF2)6(CH2)OCOCH=CH2、
H(CF2)8(CH2)OCOCH=CH2、
CF3CHFCF2(CH2)OCOCH=CH2、 CF3(CH2)OCOC(CH3) = CH2、
CF3CF2(CH2)OCOC(CH = CH2、 ' CF3(CF2)3(CH2)OC〇C(CHQ = CH2、 CF3(CF2)4(CH2)OCOC(CH3) = CH2, CF3(CF2)5(CH2)OCOC(CH3) = CH2, CF3(CF2)6(CH2)OCOC(CHa) = CH2、 CF3(CF2)7(CH2)OCOC(CH3) = CH2, CF3(CH2)OCOCH=CH2、
CF3(CH2)2OCO (CHa) = CH2、
CF
3CF
2(CH
2)
2OCOC(CH3) = CH
2、 CF
3(CF
2)
3(CH
2)
2OCOC(CH3) = CH
2、
CF3(CF2)5(CH2)2OCOC(CH3) = CH2, CF3(CF2)6(CH2)2OCOC(CH3) = CH2、 CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(CH3) = CH2、 CF3(CH2)3〇COC(CH3) = CH2、
CF3CF2(CH2)3OCOC(CH3) = CH2、
CF3(CF2)3(CH2)3OCOC(CH = CH2、
CF3(CF2)4(CH2)3〇COC ((:¾) = (: 、
CF3(CF2)5(CH2)3OCOC(CH3) = CH2、
CF3(CF2)7(CH2)3OCOC(CHj) = CH2、
C F 3 (C H2) 60 C O C (C Hg) = C H2、
CF3CF2(CH2)6OCOC(CH3) = CH2、
CF3(CF2)3(CH2)6OCOC(CH CH2、
CF3(CF2)5(CH2)6OCOC(CHj) = CH2、
CF3(CF2)6(CH2)6OCOC(CH3) = CH2、
CF3(CF2)7(CH2)6〇COC(CH3) = CH2、
CF3CH=CHCH2OC〇C(CH3) = CH2、
CF3(CF2)3CH=CHCH2OCOC(CH3) = CH2, CF3(CF2)4CH=CHCH2OCOC(CH3) = CH2> CF3(CF2)5CH=CHCH2OCOC(CH3) = CH2, CF3(CF2)6CH=CHCH2OCOC(CH3) = CH2、 CF3(CF2)7CH=CHCH2OCOC(CH3) = CH2、 (CFJ)2CF(CH2)2OCOC(CH = CH2,
(C Fs) 2C F (C F2) (CH2) 20 C O C (C Q = C H2、 (C F^C F (C F2)2(CH2)2OCOC (CH3> = CH2、 (CF3)2CF(CF2)3(CH2)2OCOC(CH3) = CH2、 (CF3)2CF(CF2)4(CH2)2OCOC(CH3) = CH2, (CF3)2CF(CF2)5(CH2)2OCOC(CH3) = CH2、 (C F3) 2C F (C F 2) 6 (C H2) 20 C O C (C H C H2、 H (C F 2) (C H2) O C O C (C H = C H2、
H(CF2)2(CH2)OCOC(CH3) = CH2、
H(CF2)4(CH2)OCOC(CH3) = CH2、
H(CF2)6(CH2)OCOC(CH3) = CH2,
H(CF2)8(CH2)OCOC(CH3) = CH2、
CF
3CHFCF
2(CH
2)OCOC(CH3) = CH
2、
C F
3(CF
2) S 0
2N (CH3) (CH
2)
20 COCH=CH
2、
CF3(CF2)2S02N(CH3)(CH2)2OCOCH=CH2,
CF3(CF2)3S02N(CH3)(CH2)2〇COCH=CH2、
CF3(CF2)4S02N(CH (CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CF2)6S02N(CH3) (CH2)2OCOCH=CH2、
CF3(CF2)7S02N(C2H5)(CH2)2OCOC(CH3) = CH2、
(CF^CFCH^HCOCOCH^CHjOCOCCCH^CH^
(CF^CFCCF^CH^HiOCOCH^CH COCCCH^CH^
(CF^CFCCF^CH^HCOCOCH^CH COCCCH^CH^
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH(OCOCH3)CH2OCOC(CH3) = CH2,
(CF^CFCCF^CH^HCOCOCH^CH COCCCH^CH^
(CF CF(CF2)6CH2CH(OCOCH3)CH2OCOC(CH3) = CH2、
(CF 2CFCH2CH(OH)CH2〇COCH=CH2、
(CFg)2CF(CF2)CH2CH(〇H)CH2OCOCH=CH2、
(CFg)2CF(CF2)2CH2CH(〇H)CH2OCOCH=CH2、
(CFs)2CF(CF2)3CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2、
(CF3)2CF(CF2)5CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2>
(CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2、
(CF3)2CF(CF2)7CH2CH(〇H)CH2OCOCH=CH2、
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH(〇H)CH2OCOCH=CH2、
C8F17— O— Ph— CH2OCOCH=CH2、
C5Fu— O— Ph— CH2OCOC(CH3) = CH2、
C8F17-0-Ph-COOCH2C(OH)HCH2OCOC(CH3) = CH2,
(式中、 一 Ph—は 1, 4一フエ二レン基を示す)
上記のフルォロアルキル基含有 (メタ) ァクリレートは 2種以上を混合して用いても よい。
非フッ素系モノマーとしては、 例えば(メタ) ァクリレートや重合性環状カルボン酸 無冰物などカ举げられる。 (メタ) ァクリレートは、 (メタ) ァクリ 碰と、 脂膽ァ ルコール、 例えば Hffiアルコール又は アルコール (例えば 2価アルコール) とのェ ステリレであってもよい。
重合性環状カルボン齔無冰物としては特開 2 0 0 1 - 1 5 8 8 1 1散報に記載され ている重合性環状カルボン酸無冰物が例示できる。
非フッ素系モノマーとしては、 例え 下のものを例示できる。
2—ェチルへキシル (メタ)ァクリレート、 シクロへキシル (メタ)ァクリレ一ト、 ラウ リル(メタ) ァクリレート、 ステアリル (メタ)ァクリレート、 ヒドロキシアルキル (メ 夕)ァクリレート、 テトラヒドロフルフリル(メタ) ァクリレート、 ポリオキシアルキ レン (メタ)ァクリレート、 アルコキシポリオキシアルキレン (メタ)ァクリレート、 3 _ クロ口 _ 2—ヒドロキシプロピル (メタ)ァクリレート、 ダリシジル (メタ)ァクリレート 、 N, N—ジメチルアミノエチル (メタ)ァクリレ一ト、 Ν, Ν—ジェチルアミノエチル( メタ)ァクリレート、 ベンジル (メタ) ァクリレートダリシジルメ夕クリレート、 ヒド ロキシプロピルモノメタクリレート、 2—ヒドロキシ一 3—フエノキシプロピルァクリ レート、 2—ヒドロキシェチルァクリレート、 グリセロールモノメタクリレート、 6- ァクリロイルォキシェチルハイドロジェンサクシネート、 Β—メタクリロイルォキシェ チル八ィドロジェンフタレート、 2—ァクリロイ口キシェチルへキサヒドロフタル酸、 2—ァクリロイ口キシェチルフタル酸、 2—ァクリロイ口キシェチル一 2—ヒドロキシ ェチルフタ ^m、 メ夕クリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニゥムクロライド 、 ジメチルアミノエチルメタクリレート、 ジェチルアミノエチルメタクリレート、 2 - ァクリロイロキシェチルァシッドホスフエート、 ダルコシルェチルメタクリレ一ト、 メ タクリルアミド、 2—ヒドロキシー 3—ァクリロイロキシプロピルメタクリレ一ト、 2 —メタクリロイロキシェチルァシッドホスフエ一ト、 ヒド口キシピバリン酸ネオペンチ ルグリコ一ルジァクリレート等の (メタ)ァクリレート類;スチレン、 p—イソプロピル スチレン等のスチレン類; (メタ)アクリルアミド、 ジァセトン (メタ)アクリルアミド、 N—メチロール (メタ)アクリルアミド、 N—ブトキシメチルアクリルアミド、 2 -ァク リルアミド— 2—メチルプロパンスルホン酸等の (メ夕) ァクリルアミド類;ビニルァ ルキルエーテル等のビニルエーテル類。
さらに、 エチレン、 ブタジエン、 «ビ二ル、 クロ口プレン、 塩■(匕ビニレなどのノヽロ ゲン化ビニル、 ハロゲン化ビニリデン、 アクリロニトリル、 ビエルアルキルケトン、 無 水マレイン酸、 N—ビニルカルバゾール、 ビニルピロリドン、 (メタ)アクリル酸等力寧 げられる。
重合性環状カルボン酸無水物としては、 無水マレイン酸、 無冰シトラコン酸、 無水ィ タコン酸、 マレイン化メチルシクロへキサン四^ ^無冰物、 メチ Jレテトラヒドロ無冰 フタル酸、 無フェンドメチレンテ卜ラヒドロフタレ酸、 メチルエンドメチレンテ卜ラヒ ドロフタル酸無水物、 無冰クロレンド酸、 これらの誘 ^など力寧げられる。
また、 非フッ素系モノマ一は、 ケィ素系モノマー (例えば、 (メタ) ァクリロイル基
含有アルキルシラン、 (メタ) ァクリロイル基含有アルコキシシラン、 (メタ) ァクリ ロイル基含有ポリシロキサン) であってよい。
含フッ素重合体 (c i) は、 ラジカル重合法で^ iできる。
重合体 (c i) «I厭の重合体でもグラフト共重合体でもよい。 グラフト共重合体と しては、 例えば嫌己の特開 2 0 0 1 - 1 5 8 8 1 1 報に記載されているパーフルォ 口アルキル基を^ Tるビニル単量 ゝら誘導される腿し単位と重合性環状カルボン酸 無冰物から誘導される匪し単位を^ Tるグラフト共重合体、 さらには WO 0 1/ 1 9 8 8 4号パンフレツトに記載されている幹ポリマーが非フッ素系でグラフト鎖が含フッ 素系のグラフト共重合体が例示できる。
重合体 (C 1) の重量平均分 ¾はあまり高くなりすぎても、 上記の樹脂中分散作用
、 溶媒中分散作用、 さらには 撥油化作用カ统分には得られないことがある。 通常 3
, 0 0 0以上、 さらには 5, 0 0 0以上、 特に 7, 0 0 0以上であり、 また 3 0, 0 0 0以下、 さらには 2 0, 0 0 0以下、 特に 1 5, 0 0 0以下である力 S好ましい。
分翻 (C) としては含フッ素重合体のほかに、 他の戯との組^:において、 シリ コーンオイル又はフッ素化されたシリコーンオイルも^ fflできる。
分纖让記の作用 (樹脂中撤作用、 縣讓匕作用、 要すれば溶媒中分散作用) を有していれば、 常温 C約 2 5°C) で固脈でも液撒でも気体状でもよいが、 取り扱 い性が容易な点から夜# ^のものが好ましい。
P跪されるもので〖 よいが、 含フッ素重合体系の市販品としては、 例えば含フッ素グ ラフト共重合体からなるュニダインシリーズ(TG— 6 5 6、 TG- 6 5 2など。 いず れもダイキン工業 (糊^) 、 また含フッ素重合 ゝらなるエフトーンシリーズ (GM- 1 0 5など。 ダイキン工業 (糊勤 のほか、 アサヒガード (AG—5 8 5 0など。旭硝 子 (株) やノックスガード (3丁—3 2 0など。 NOK (株) などカ举げられる。 シリコーン系の市販品としては、 例えば東レ ·ダウコーニング ·シリコーン (株)製の SD 8 0 0 0、 SH 2 0 0、 SH I 1 0 7などのほか、 信謝匕学工業 (株)製の KF 9 6 、 KF 9 9など力寧げられる。
分綱 (C) の配^ *は、 撥水' I4A、インダ一樹脂 (A) 1 0 0重量部に対して 5 音似上、 さらには 1 0 部以上、 特に 2 0 上であるのが 合の効果を得る点 で有利であり、 また 1 0 0重聽以下、 さらには 8 0S*gl5以下、 特に 6 0S* 5以下 であるのが材料コストの削減などの点で好ましい。
低熱容量の »立子 (d) としては、 多くの観単体又は非金属単 さらには の鎌匕合物の粒子が該当する。 具体例としては、 例えば金、 銀、 アルミニウム、鉄、 銅などの金属;炭素、 ホウ素などの非金属;その他金属化合物などを掲げることが き る。
また、 ί驗容量の M¾子 (d) は、 別の親 からは、 導電性であることが望ましい 。 撥水 インダ一の多くは帯電性であり、 讓表面に氷結の核となる塵を付着さ すいので、 表面の帯電を防止することにより着氷 (雪) をさらに防止できる。
なお、 耐候性を損なわな.いためには低熱容量の無 »立子も耐候性や耐食性、 耐溶剤性 に富むものが望ましい。
低熱容量の »立子 (d) の熱容量としては、 モ 容量で 7CaZJK—lmo I—1以 下が好ましい。 下限 ¾31常 6 C a/JK-'mo 11である。
低熱容量の無微立子 (d) の 1次平均粒子径としては、 分散性の点から 2pm以上、 12pmOTが好ましい。
かかる {繊容量の [子 (d) としては、 特に炭素の単体であるカーボンブラック 、 とりわけ結晶性のカーボンブラックが好ましい。
なお、 ί繊容量の »立子 (d) を配合するときは、 その理由は不明であるが、 ¾K 性の有無にかかわらず、 落性がさらに向上する。 また、 着霜してしまった の隨 を容易にする ί乍用も期待できる。
本発明で翻する ^^単側質 (Β) は、 嫌己のとおり、
(Β— 1) 08?吸糧が45〜450じ1113//1008の歸単働質、 又は (Β-2) 窒素吸着臉«^30〜4001112/§の炭素単働質、 又は
(B-3) DBP吸糧が 45〜450 cm VI 00 gで鶴吸着腺 ®W30〜 400m2, gの難単働質
である。
DBPP及糧としては、 45cm3Zl 00g以上、 好ましくは 60 cm3Zl 00 g以上である。 上限は 450 cm l 00 gである。
DBPP及糧が小さくなるとストラクチャの鍵の度合いが低くなり、 分翻 (C) との組合せによっては 落角が大きくなる傾向があり、 大きくなるとストラクチャの発 達の度合いが くなり、 均^^散に工夫が必要になる。
窒素吸着比表赚としては、 30m2/g以上である。 上限は 400m2Zgである 鶴 P及着 l ¾面積が小さくなると: 面勸小さくなり、 分辦 J (C) との組^ mこ よっては滑落角が大きくなる傾向があり、 大きくなると l ¾面積が大きくなり、 均一分 散に工夫が必 になる。
なお、 窒素吸着比表面積は¾¾比表面積と対応しており、 さらに〖 立子状の齢¾*立 径とも概ね対応している。例えば鍵 P及着比表画貴が 3 OmVgの炭素単働質の粒 子の平均粒径は钓 60 nmに相当し、 窒素吸着]; b¾®¾^400m2 gの炭素単体物 質の粒子の平均粒径 0 nmに相当する。
本発明で翻し、 着氷(雪) の防 J ¾ [果 (滑落角が小さい) に優れる歸単彌質 (
B) として特に好ましいものは、 上記の範囲の D B P P及糧と鍵吸着 it¾面積のいず れをも併せもつ物質 (B— 3) である。
炭素単働質 (B) としては、 具体的にはカーボンブラック、 カーボンナノチュ一ブ 、 天然黒鉛、 フラーレン、 カーボンナノホーンなどカ举げられ これらのうち上言 2 定 の範囲の D B P吸 Φ»¾び/又〖1¾素吸着] t¾面積を満たすものが利用できる。
具体的で非限定的なカーボンブラックの種類としては、 例えばフアーネスブラック、 チャンネルブラック、 サ一マルブラック、 ランプブラック、 アセチレンブラックなどが 例示できる。
· また、 カーボンナノチューブ及びカーボンナノホーンの DB P吸収量は約 4 0 0 cm V I 0 O gである。
そのほか本発明に翻可能な炭素単体物質 (B) としては、 例えばフッ素化カーボン 、 各種の表面処理されたカーボンブラックなどカ举げられる。
炭素単働質 (B) の配^ »は、 撥水 ½ 、インダー樹脂 (A) に対して 2 5重 TO以上、 さらには 4 0重 M¾¾上、 特に 6 0 以上とすることが 合の効 果を得る点で辩 IJであり、 また 40 0S*g|5以下、 さらには 2 0 0SMOT、 特に 1 5 0重量音似下とするのが分散が良好な点や材料コストの削減などの点 ゝら好ましい。 溶媒は、 表面処稱 W¾の各 の均一な混合を容易にし、 靈の形成を容易にし、 さらに各 を撥水 ½ インダ一樹脂 (a) 及び (A) 中に均 ^^散させる観 から 有用である。 したがって、 溶媒(e) 及び本発明の各種表面処糊糸 Ιβ!に用いる溶媒 (以下、 単に溶媒 (e) と記す) は他の成分 (a) 、 (b) 、 (c)、 (d) 、 さらに は(A)、 (B) 、 (C) を考慮して選択される。
溶媒 (e) として《Κなどの議溶媒系でもよいが、 上記観 から有灘媒系が好ま しい。 有«縣としては単一の溶媒でも 2 @¾上の混合溶 でもよい。 2種以上使 用する^は、 極性有 «媒と g性有 «媒を含むことが他の各 ^^をより一層均一 に分散さ ~& る点から望ましい。
極性有 «媒としては、 例えば酉體ブチル、 酉體ェチル、 アセトン、 メチルイソプチ ルケトン、 エタノール、 イソプロパノール、 ブ夕ノール、 エチレングリコールモノアル キルエーテルなどカ げられる。
性有機溶媒としては、 例えばトルエン、 キシレン、 n—へキサン、 シクロへキサ ン、 ヘプタンのほか、 石油スピリッツである夕一ペンなどカ举げられる。
特に酉體ブチルと石油系溶剤 (トルエン、 キシレン、 n—へキサン、 シクロへキサン 、 ヘプタン、 ターペンなど) とを混合翻することにより、 得られる讓の滑水性を調 節できる。 混合割合〖ぉ且み合わせる翻の種類によって異なり任意であるが、 同じ重量
か薩ブチルが多いほうが滑水性が離な点から好ましい。
本発明の表面処理 における好ましい配合割合は、 撒 KttAインダ一樹脂 (a) 1 0 0重量部に対して (以下、 特に断らない限り同じ) 、 PTFE立子 (b) は 1 0 0 部以上で 2 0 下であり、 分翻 (c) は 5重量部以上で 3 0重織以下 である。 低熱容量の »立子 (d) は 2 5H¾似上で 2 0 0重量部以下、 また溶媒 ( e) は 4 0 0重娜以上で 2 0 0 0重 以下とすること力 ましい。
本発明において、 ソーラーパネルカバーなど爵で «tg、 日照の差により着氷と I» が桑り返される用途の場合、 の強度を高め に亘つて滑^性を»することが望 まれる。 そのためには、 樹脂を架^"ることが望ましい。 架橋は、 m (E) を用い ずに高工ネルギ一線などを照射しても達成できるが、 ノインダー樹脂 (a) 及び (A) として化 ¾ 匕 隨を る樹脂を棚し、 かつ架橋剤 (E) を配合することが 好ましい。
化^ w匕反応性基を るパインダ一樹脂としては、 鎌 3の化 匕 as性基を ; るフッ素樹脂のほか、 化^ K 匕 性基を^ "るシリコーン樹脂、 ポリエステル 樹脂、 ポリオレフイン樹脂、 アクリル樹脂、 ポリウレタン樹脂などカ襻げられるが、 こ れらに^されるものではない。
架翻 (E) としては、 硬化 性基を る樹脂の硬化反応性基と して樹脂を 硬化させるものであればよぐ 例えばイソシァネート化合物、 ァミノ樹脂、 酸無冰物、 ポリシラン化合物、 ポリエポキシ化合物、 イソシァネート基含有シラン化合物などが通 常用いられる。
イソシァネート化合物としては、 例えば 2, 4—トリレンジイソシァネ一ト、 ジフエ 二 Jレメタン一 4, 4ージイソシァネート、 キシリレンジィソシァネ一ト、 イソホロンジ イソシァネ一ト、 リジンメチルエステルジイソシァネート、 メチルシクロへキシルジィ ソシァネート、 トリメチルへキサメチレンジイソシァネート、 へキサメチレンジイソシ ァネート、 n—ペンタン一 1, 4—ジィソシァネート、 これらの三量 # これらのァダ クト体ゃビュレツト体、 これらの重合体で 2個以上のイソシァネート基を るもの、 そのほかブロック化されたイソシァネート類などカ举げられるが、 これらに限定される ものではない。
ァミノ樹脂としては、 例えば尿素樹脂、 メラミン樹脂、 ベンゾグアナミン樹脂、 ダリ コールゥリル樹のほか、 メラミンをメチロール化したメチロール化メラミン樹脂、 メチ ロールイ匕メラミンをメタノール、 エタノール、 ブ夕ノールなどのアルコール類でェ一テ ル化したアルキルエーテル化メラミン樹脂など力 げられるが、 これらに P腕されるも のではない。
酸無冰物としては、 例えば無冰フタル酸、 無冰ピロメリット酸、 無冰メリット酸など
カ举げられるが、 これらに P跪されるもので い。
ポリシラン化合物としては、 ゲイ素原子に直接^した加水分解性基及び S i OH基 から選ばれる 2個以上の基を^ Tる化合物又はそれらの縮合物であり、 例えば特開平 2 - 2 3 2 2 5 0 ^報、 特開平 2— 2 3 2 2 5 報などに言己載されているィ匕合物が、 できる。 具体例としては、 例えばジメチルジメトキシシラン、 ジブチルジメ卜キシ シラン、 ジイソプロピルジプロボキシシラン、 ジフエ二ルジブトキシシラン、 ジフエ二 ル工卜キシシラン、 ジェチルジシラノーレ、 ジへキシルジシラノール、 メチルトリメト キシシラン、 メチルトリエトキシシラン、 ェチルトリエトキシシラン、 プロピルトリメ トキシシラン、 フエニルトリエトキシシラン、 フエニルトリブトキシシラン、 へキシル トリァセトキシシラン、 メチレトリシラノール、 フエニレトリシラノール、 テトラメト キシシラン、 テトラエトキシシラン、 テトラプロボキシシラン、 テ卜ラァセトキシシラ ン、 ジイソプロボキシジバレロキシシラン、 テトラシラノールなど力寧げられる。 ポリエポキシ化合物ゃィソシァネ一ト基含有シラン化合物としては、 例えば特開平 2 - 2 3 2 2 5 0号公報、 特開平 2— 2 3 2 2 5 1号公報などに記載されている化合物が 使用できる。 好適な具体例としては、 例えば次の化合物が例示できる。
〇CNC3H6 S i (OC2H5) 3
架橋剤 (E) の配^ Mは、 硬化反応性基含有バインダー樹脂中の硬化 性基 1当量 に対して、 0. 1当 *m:、 好ましくは 0. 5当量以上、 また 5当量以下、 好ましくま 1. 5当量以下である。
本発明において、 硬化 ilg^を棚することもできる。硬化 としては、 例えば 有機スズ化合物、 酸性リン酸エステル、 酸性リン酸エステルとァミン化合物との 生 齒、 アミン系化合物、 ォクチル醒などカ埠げられる。硬化腿剤は戦でも 2種以 上併用してもよい。
硬化 i¾»Jの配 は、 バインダー樹脂 (Α) 1 0 0重量部に対して、 1. 0x 1 0 _6重量部以上、 好ましくは 5. 0x 1 0— 5SM¾上、 また 1. 0x 1 0— 2 咅! 5以下 、 好ましくは 1. 0x 1 0—3重量部以下である。
本発明における表面擴! ^誠物は、 讓を形成できる形態であれば種々の形態に調製 できるが、、 の形成が容易な点から粉体塗斗や溶 塗料に調製するの力 ましく、' なかでも、 溶翻塗料、 特に有機溶翻塗料に調製するのが好ましい。
本発明の表面処 Sffl糸賊物は、 塗装性や分散性の点から固形分 を 5〜4 0 Λ% 、 特に 1 5〜3 0重量%とするのが好ましい。
なお、 本発明の第 2〜第 4の表面処删糸 SJ»は、 本質的に撥水 Ί¾Λインダ一樹脂 ( Α) 、 炭素単働質 (Β) 及び分翻 (C) からなり、 さらに要すればそれら (Α ) 〜 (C) に加えて溶媒(e) 、 さらには硬化 からなる。
本発明の第 1〜第 4の表面処删糸誠物においては、 本発明の目的及び作用効果に本 質的な影響を与えない各種 剤を配合してもよい。
このような本発明の目的を損なわない添加剤としては、 例えは 料、 他の樹脂類、 他 の分翻、 葡調翻、 色分かれ防細、 酸化防 、 紫外線吸棚などカ げられる 溶顧塗料としての表面処糊糸賊物の調製は、 m (e) に各)^を ¾λし、 充分 攪拌して行う。攪拌方法としては特に ρ腕さ ¾いが、 超音灘掛去や強制^ ¾など が PTFE粒子 (b) や低熱容量の »子 (d) などの粒子 を容易に均一に分散 できる点から好ましい。 あるいは、 溶媒(e) に各 ^^を ¾λし、 充分辦して行なう 方法のほか、 予め炭素単働質 (Β) を分翻 (C) で処理し、 これを溶媒 (e) にバ インダー樹脂 (A) と共に して充分攪拌して行なう方法でもよい。
攪拌方法としては特に跪されないが、 超音醒掛去や強制攪離などが炭素単働 質 (B) などの固形 を容易に均一に分散できる点から好ましい。
また粉体塗料とする は、 予め難単体物質 (B) を分翻 (C)で処理したのち バインダ一樹脂 (A) と混合することが望ましい。
塗装方法としては特に されず、 例えばディップコート法、 バーコート法、 ロール
コート法、 スプレー法などの方法が採用できる。塗雄、 室温 ¾するか、 に応 じて加熱纖させて硬化靈を形^ rる。
匪の 部分によって ればよいが、 通常 0. 上、 さらに は lpm以上、 また 0. 2mm¾下、 さらには 0. 1mm以下が好ましい。
塗布する基材は特に限定されず、 着霜が問題となる熱交換器によって決まる。例えば アルミニウム、 ステンレスス^ "ル、 銅、 各種合金、 セラミックスなどカ攀げられる。 かくして得られる謹(熱 換面部を形^ る表面構 ii) は、 例えば、 熱 換面部に 表面部分 Aと表面部分 Bを与え、 易霜糊離 f生を: "るものとすることが きる。 さらにこの,は、 熱 換面部の滑落角 (4μリット 滴) を 1 5度以下、 さらに 1 0度以下、 好ましくは 7度以下、 特に 5度以下、 中でも 3度以下にすることが きる 。 また、 塗)^面の対 ΤΚ¾ 角を 1 4 0度以上、 さらには 1 4 5度以上、 特に 1 5 0度 以上にする。
特に好ましく〖媚微小水滴 (1μリットル水滴) の藤角が 1 5度以下、 好ましくは 1 2度以下、 さらに好ましくは 1 0度以下、 特に 7度以下、 中でも 5度以下のものであ る。 滑落角が 0度 冰平) に近い方が滑水性に優れる。
落し、 着氷 (雪、 霜) の核を形成させず、 着氷(雪、 霜) を防止する効果を向上させる
(試験例)
次に、 上記讓により表面構造を形成した It験例について説明する。 なお、 本発明に 係る^^ ¾¾¾は下記の 験例に用いた形 法に P跪されるもので〖 よい。
比 験例 1
ンダー樹脂 (a) としてダイキン工業(株) 製のゼッフル GK— 5 1 0、 PTF E粒子 (b) としてセントラル硝子(株) 製のセフラル^"ブ(商品名。 平均一 次粒子径 5〜1 0pmの変 ItPTFEo 平均 ^f»l 5 0 0〜2 0 0 0 0) 、 分散 剤 (c) としてダイキン工業(株) 製のュニダイン TG— 6 5 6を用い、 表 1に記載の 量を表 1に示 (e) に ¾λし、 超音灘掛去により攪 m 合して表面処删 を調製した。
得られた表面処 をアルミニウム板(J I SH4 0 0 0の A 1 2 0 0系。 1 0 Ommx l 0 Omm) 上にスプレー法で塗装し、 室温で 1日間放置して硬化させた後 、 表面を洗浄せずに ¾ ^して試 ^の塗板 ^の mi¥2 0pm) を作製した。 この塗板について以下の方法により、 Ymmx (4μリットル) を調べ た。 結果を表 1に示す。
なお、
J I SR3257に準じ、 協和界面科学(株)製の 計(CA— VP、 商品名) により、 ? 15〜20Τ 相¾«50〜70%で測定した。 Μτ^ ^の角度は大 きいほう力 性カ缟い。
また、 、 角は次のようにして測定した。
塗板を協和界面利学(株) 製の接触角計(CA— VP、 商品名) に水平に固定し、 温 度 17±1。Cで相 ¾«60±2%の こ水平に載置された嫌斗 に蒸留水を 4μ リットル ίϊΙΤして水滴を形成し、 次いで隨板を角度 0. 1度ずっ惧斜させていき、 水 滴が がり始めたときの 斗板の角度を測定した。表 1に示す測定値は初回の滑落角で ある。 落角の角度は小さいほうが水滴滑落性(滑水 '¾) がよい。
(以下余白)
上記の比観験例 1において、 m (a) 、 (b) 、 (c) 及び (e) の配合割合を 表 2に示 合とし、 さらに ί 容量の 子( として表 2に示す粒子を同表に 示す動 [|えたほかは識例 1と同様にして表面 を調製し塗装して ^fflの 塗板を機した。 攪拌方法《¾音¾»¾を翻した。
この塗板について、 ¾ K«¾及び 落角を 例 1と同様にして調べた。 結果 を表 2に示す。 この結 から、 ί熱容量の ¾»立子 (d) をカロえることにより 落'性を 改善し得ること力 S分かる。
なお、 表 2中の低熱容量の無跡立子 (d) は次のものである。
CB:カーボンブラック (シグマ ·アルドリッチ製。 一次平均粒子径 2〜1 2pm) GF:天然黒鉛 (一次平均粒子翻 3um)
(以下余白)
表面処理用組成物 (重量部)
対水接触角 滑落角 (度) 実験番号 成分 (d) 成分 (e)
成分( a.〉 成分(b) 成分(C)
種類 量 酢酸ブチル ヘプタン (度) 4 1
2― 1 4.0 2.0 2.0 GF 2.0 10.0 10.0 154.9 8.7
2-2 4.0 4.0 4.0 CB 2.0 20.0 20.0 152.1 4.6
2-3 4.0 4.0 4.0 GF 0.5 10.0 10.0 154.8 12.8
2-4 4.0 4.0 4.0 GF 0.5 20.0 20.0 150.9 12.2
2-5 4.0 4.0 4.0 GF 0.5 10.0 10.0 154.1 10.9
2-6 4.0 2.0 2.0 GF 0.5 20.0 20.0 152.8 9.9
2-7 4.0 2.0 2.0 GF 0.5 28.0 12.0 150.5 13.2
2-8 4.0 4.0 4.0 GF 2.0 20.0 20.0 156.4 5.8
試験例 2
纖例 1の^!号 2— 2 (カーボンブラック粒子) 及 号 2— 8 (天然黒鉛 粒子) において、 得られた讓を 1 2 0 で 1 0時間加麵匕させ、 麵の塗板を作 製した。
この加讓化塗板について、 ¾ Κί«¾及 落角を比 例 1と同様に調べた。 その結果を表 3に示す。 この言験例 2においても比^ »例 1のものに比し滑落'性を改 善し得ること力分力ゝる。
(以下余白)
表面処理用組成物 (重量部) 対水接触角 滑落角 (度) 実験番号 成分 (d) 成分 (e) (度) 1 0 i 1 4 μ. 1
成分(L) 成分(b〉 成分(C)
種類 量 酢酸ブチル ヘプタン
3一 1 4.0 4.0 4.0 CB 2.0 20.0 20.0 155.5 4.2 8.3
3 -2 4.0 4.0 4.0 GF 2.0 20.0 20.0 154 10.3 12.3 ^
CO
纖例 3
撥水' 14 インダー樹脂(a) としてダイキン工業(株) 製のゼッフル GK— 510を 4. 0g、 PTFE粒子(b) としてセントラル硝子(株) 製のセフラル I /"ブ(商品 名。 平均一次粒子径 5〜10pmの変 [4PTFE。 疆平均^ SI 500〜2000 0) を 4. 0g、 分 <J (c) としてダイキン工業(株) 製のュニダイン TG— 656 を 4. 0g、 ί&熱容量の^ »立子 (d) としてカーボンブラック (シグマ'アルドリツ チ製。 平均粒子径 2〜12pm) を 2. 0 g用い、 薩ブチル 20 gとヘプタン 20 g の混合溶媒に ¾λし、 超音疆拌により » ^合して表面処理用 を調製した。 得られた表面処 Sffl!MtJをアルミニウム板 (J I S 114000の八1200系。 10 Ommxl 0 Omm) 上にスプレ一法で塗装し、 室温で 1日間放置して硬化させた 後、 謹表面を洗浄しないで謹して の塗板(讓の鹏 20〜30pm) を作 製した。
この塗板をついて文 K¾ ^及 落角 (4μリットル) を前述の比輟纖例 1と同 様の方法で測定したところ、 対水 ί纖角は 152. 1度であり、 滑落角は 4. 6度であ つた。
次に、 着霜 (フロスト) —隨 (デフロスト)纖を次の要領で行った。
まず、 翻内に!^斗板を鉛直に固定し、 I ^斗板の表面 を— 7±2 に勝する。 この翻内に相文搬87±3%の湿気を含んだ空気 (¾7±0. 2Ό を難板の 表面に TOに廳 lmZ秒で流し、 嫌斗板表面に強制的に着霜させる。 このフロスト運 転は 20分間続ける。
フロスト運転後直ちに 板表面温度を 5 に加熱しデフロスト運転を開始する。 空 気はフロスト運転時と同じものを同じ条件で流す。 デフロスト は 2分間続ける。 このようなフロスト —デフロスト運転を 1サイクルとし、 これを連続して 2サイ クル行う。
以上が 霜 (フロスト) —隨 (デフロスト) 纖の要領である。
h言 3»霜 (フロスト) 一除霜 (デフロスト)試験により次の結果が得られた。
(1) 第 1サイクルのフロスト運転開始 10分後に着霜が始まった。 この着霜開始時 の讓板表面の 態を CCDカメラ (ELMOネ懷の CN401。 商品名) で した 鶴を図 1 (全体) MM 2 (駄。 倍率 1. 2倍。 以下同様) に示す。
また、 フロスト運転開始から 20分後の、 フロスト運 »了時の!^板表面の着霜状 ϋを CCDカメラで した写真を図 3 (全体) 及び図 4 (W に示す。 この写真か ら分かるように、 斗板表面に形成された霜又 状 (針 結晶の集合体) であつ た。
( 2 ) 第 1サイクルのデフロスト旌では、 デフロスト藤開始後直勸ゝら着霜して
いる霜又《)Κが剥離し始めた。 この霜又 の剥離開始時の ^^板表面の牝態を C CD カメラで驟した写真を図 5 (全体) mm 6 m に示す。 これら竊から分かる ように、 この試験例 3では、 氷は塊のままでずれ落ちている。 なお、 微の熱^^で は、 氷が Ί»けていた、 また、 氷が菌ける前に氷の塊が れ落ちるようなことはなか つた。
また、 第 1サイクルのデフロスト運転開始 2分後のデフロスト運^!了時には完全に 霜又《 ^が言^ !·板表面から剥がれ落ちてしまっていた。 このデフロスト運 ^了時の試 料板表面の状態を C CDカメラで撮影した写真を図 7 (全体) 及び図 8 (W に示す 。 これら写真から分かるように、 デフロスト^!了時の隱板表面には肉眼で纖で きる水滴は認められなかった。
(3) 引き続く第 2サイクルでは、 フロスト 開始 6分後に着霜が始まった。
そして、 第 2サイクルのフロスト運転開始 2 0分後の、 フロスト ¾« r時の 斗板 表面の状態を ccDカメラで撮影した写真を図 9 (全体) 及び図 1 0 o に示す。 これら^ ¾から分かるように、 第 1回目のフロスト運転の 態と比較し変化がない。
(4) 次いで行った第 2サイクルのデフロスト 58¾では、 デフロスト纖開始直勸、 ら霜又 が剥離し始めた。 この霜又《 ^の剥離開始時の謝板表面の: y態を c CD力 メラで撮影した写真を図 1 1 (全体) に示す。
また、 第2サイクルのデフロスト運転開始から 3 0機には、 板表面に付着した 霜又〖嫁が m綜全に剥離した。 この霜又〖 が に剥離したときの錄斗板表面の 態を C CDカメラで した^ ¾を図 1 2 (全体) に示す。 これら写真から分かるよう に、 第 2サイクルのデフロスト藤時においても、 霜又〖おが塊のまま ΓΤれ落ちてい る。
また、 第 2サイクルのデフロスト 開始から 2分後の、 デフロスト 51»了時の試 料板表面の状態を CCDカメラで撮影した写真を図 1 3 (全体) 及び図 1 4 ( d に 示す。 これら写真から分かるように、 第 2サイクルのデフロスト 了後にも 板 表面には肉眼で¾ きる水滴は認められなかつた。 比 ^¾例 2
試験例 3におレて、 低熱容量の^ »立子 (d) を配合しなかったほかは同様にして調 製した表面処糊 を用いて言 ^[板を作製し、 同様にして着霜(フロスト) 一隨 (デフロスト) 試験を行った。 その結果は次のようであった。
(1) 第 1サイクルのフロスト運転開始約 5分後に着霜が始まり、 第 1サイクルのフ ロスド運転開始から約 1 0分後にはほぼ全面が氷結した。 このフロスト運転開始約 1 0 分後の、 全面フロスト状態の言 斗板表面の状態を C CDカメラで撮影した^ ¾を図 1 5
(全体) 及び 1 6 (WO に示す。
また、 第 1サイクルのフロスト運転開始 2 0分後の、 フロスト運 了時の謙斗板表 面における着霜状態を CCDカメラで撮影した写真を図 1 7 (全体) 及び図 1 8 歐 ) に示す。
前述の試験例 3と比^ Tると、 フロスト運 了時において着霜量の多いことが分か る。 これは!^験例 3のものでは、 麵板表面で結露した水滴が廳で川下に流されたり 、 容易に下方に落ドしたりするため、 フロスト運転により氷結する水滴が »斗板表面に 少ないことを示しているものと できる。
(2) 第 1サイクルのデフロスト運転では、 デフロスト運転開始直^^ら着霜してい る霜又 «¾<カ,し始めた。 この霜又〖 の鬲搬開始時の!^斗板表面の 態を CCD力 メラで した写真を図 1 9 (全体) 及び 2 0 (W0 に示す。 これら写真から分か るように、 氷が剥離しているところでは水玉; の水滴が付着して霜又は氷が完全に融 解した 態となつており、 前述の ΐ鍵例 3のように氷の塊がずれ落ちる觀とは異なつ ている。
また、 第 1サイクルのデフロスト運転開始 2分後のデフロスト運繊了時には ¾ ^に 霜又は氷が した。 このデフロスト«¾了時の^斗板表面の 態を撮影した写真を 図 2 1 (全体) 及び Ί¾2 2 (WO に示す。 これら^ ¾から分かるように、 前述の試験 例 3とは異なり、 デフロスト運 ^了後の!^斗板表面には肉眼で ^できる大小の水滴 が錄認められた。
(3) 引き続く第 2サイクルでは、 運転開始 6分後に着霜が始まった。
第 2サイクルのフロスト運転開始 2 0分後の、 フロスト運 »了時の!^ f板表面の状 氪を CCDカメラで した写真を図 2 3 (全体) MM2 (W0 に示す。 これら 写真から大きな水滴が氷結した霞であることが分かる。 この点で第 1回目のフロスト 運転時の 態と比較し大きな変化のあることが分かる。 これは、 第 1回目のデフロスト 了後の 板表面に付着していた大き; ¾K滴が氷結したものと思われる。
(4) 次いで行った第 2サイクルのデフロスト運転では、 デフロスト藤開始直^ ら霜又 力 蠏し始めた。 デフロスト纖開始直後の霜又 が菌開始時の!^斗板 表面の状態を CCDカメラで撮影した写真を図 2 5 (全体) に示す。 また、 デフロスト 運転開始 1分後には霜又は氷が!! ^全に融薛した。 このときの !¾板表面の拔態を した写真を図 2 6 (全体) に示す。 これら鶴から分かるように、 付着した霜又〖お kは 塊のままでずれ落ちることなく菌搬している。
また、 第 2サイクルにおけるデフロスト運転開始 2分後の、 デフロスト^!了時の ^斗板表面の 態を CCDカメラで撮影した写真を図 2 7 (全体) 及び図 2 8 (W に示す。 これら から分かるように、 前述の第 1回目のデフロスト ii»了時よりさ
らに多くの大小の水滴が表面に歹链していた。 試験例 4
Κ'Ι4Λインタ 樹脂(Α) として化^ 性基を^ る TFE系共重合体 ( 以下、 「バインダー樹脂 A 1」 という) を 4. 0g、 炭素単体物質 (B) として表 4に 示す DPB吸 と g¾吸着 i ¾面積をもっ^ »«1質 (B1〜B16) を 2. 0g 、 分 TO (C) として含フッ素グラフト共重合体(≤量平均分 7, 000、 C-1 ) を 4· 0g用い、 有^ ^ (D) (酉撤ブチル /ヘプタン =1/1 比) 40. 0 gに ¾λし、 超音 により攪離合して表面処糊糸賊物を調製した。
得られた各表面処画 をアレミニゥム板(】 13114000の八1200系。 10 Ommxl 0 Omm) 上にスプレー法で塗装し、 室温で 1日間放置して硬化させた 後、 讓表面を洗浄せずに纖して! ¾Μの塗板觀の廳 2 Opm) を腿した。 この塗板について上記の方法により、 ^ Kim ,滑落角 (4μリットル) を、 以下 の方法により、 超微小水滴 (1μリットル) の滑落角を調べた。 結果を表 4に示す。 鍾小水滴藤角測定法)
塗板を協和界面群(株) 製の ¾ ^計 (CA— VP、 商品名) に水平に固定し、 温 度 17±1 で相 ¾«60±2%の^ に水平に載置された 斗¾±に蒸留水を吐 出エア シリンジ O国 E D Fネ: の超^^布ニードルバルブ 740 MD _ S S。 商品名) により 1μリットル Ϊ¾Τして水滴を形成し、 ついで! ^板を角度 0.
懾斜させていき、 7滴が がり始めたときの嫌斗板の角度を測 ¾1 "る。表 4に示 Hi定 値は初回の超微小水滴霧角である。 角度が小さい方が β小水滴浒落性 (滑水 tt) が よい。
(以下余白)
表 4
纖例 5
纖例 4の 験番号 X 1― 3において、 パインダ一樹脂として化 応性基を 有さない TF E系共重合体(以下、 「バインダー樹脂 A 2J という) を用いたほかは同 様にして表面処画 IWtlを調製し、 薩例 4と同様にして塗布し、 得られた讓を室 温で 2 4時間放置して li^fflの塗板を作製した。
この塗板について、 My , 落角 (4μリットル) 及ぴ超微小水滴 (1μリツ トル) の、滅角を試験例 4と同様にして調べた。 結果を表 5に、 纖例 4の 号 X
1 - 3の結果と ί并せて X— 2として示す。 隱例 6
例 4の案験番号 X 1一 3において、 バインダ一樹脂として化 匕 ϋ 生基を 衬るバインダ一樹脂 A 1及 匕^ 匕反応性基を有さないパインダ一樹脂 A 2をそ れぞれ 3. 2重量部及び 0. 8重量部用いたほかは同様にして表面処理用滅物を調製
し、 試験例 4と同様にして塗布し、 得られた讓を室温で 24時間放置して言細の塗 板を作製した。
この塗板について、 ,滑落角 (4μリットル) 及び超微小水滴 (1μリツ 卜ル) の滑落角を 14験例 4と同様にして調べた。 結果を X— 3として表 5に示す。
纖例 7
撥水' Ι4Λインダー樹脂(Α) として化 6«匕反応性基を含 るバインダー樹脂 A 1、 炭素単働質 (B) として力一ボンブラック粒子 B 3、 分翻 (C) として含フッ 素グラフト共重合体 (C-1) 、 架橋剤 (E) としてイソシァネート系架橋剤を用い、 表 5に記載の量傑翻 は試験例 4の^ 号 X 1— 3と同じ K) を觀ブチル/ ヘプタン (lzi重量比) に ¾λし、 超音 去により攪 m¾合して表面処糊繊 物を調製した。
得られた表面処画 tlをアルミニウム板(J I SH4000の A1200系。 1 0 Ommxl 0 Omm) 上にスプレ一法で塗装し、 室温で 24時間放置して硬化させた 後、 靈表面を洗浄せずに鎌して試細の塗板(薩の鹏 2 Opm) を作製した。 この硬化塗板について、 ii7 ,滑落角 (4μリットル) 及び超微小水滴滑落角 を試験例 4と同様にして、 さらに鉛筆高度を J IS K5600-5-4 (1999) に従って調べた。 結果を試験例 4の^ 号 X 1― 3と共に表 6に示す。
表 6
試験例 4の纖例 XI— 3において、 分翻 (C) として表 4に示す化合物 (C一 1
〜(:一4) を用いたほかは同様にして表面処删 を調製し、 言纖例 4と同様にし て塗布し、 得られた謹を室温で 24時間放置して試翻の塗板を作製した。
この塗板について、 7m .滑落角 (4μリツ卜ル) 及ぴ碰小水滴 (1μリツ トル) の滑落角を識例 4と同様にして調べた。 結果を表 7に!^験例 4の鐘番号 XI —3の結果と併せて示す。
表 7中の分散剤« ^のとおりである。
C— 1 :特開 2001— 158811号公報言己載の »例 3に従って $¾tした含フッ素 グラフト共重合体 ( 平均 ί«7, 000)
C一 2:含フッ素重合体(S*平均^ Μ20, 000)
C一 3 :シリコーンオイル
C一 4 :パラフィン (mp = 60〜62°C)
(以下余白)
表 7
上記のように、 本発明に係る表面 ^を熱 面部に ¾ と、 熱 換面部力 性、 滑水'隨び易霜糊離性に優れたものとなる。 次に、 上記表面職を冷麟 TO熱 ^腿に翻した難の形態について説明する。 ( の形態 1)
の形態 1を図 2 9及び図 3 0に基づき説明する。 なお、 図 2 9は の形態 1に 係る冷 ί鶴置の冷媒回路図である。 また、 図 3 0は同冷離置に用いられている ¾^側 熱交纏の纖図である。
»の形態 1に係る冷離置は、 図 2 9に示されるように、 セパレ一ト型のヒートポ ンフ。式空気 iOftl機であって、 ffi縮機 1の吐出側及び ¾λ側が四路切^ 12の吐出ポート 2 a及び ¾λポート 2 bに擺され、 この四路切験 2の切換ポート 2 c、 2 d間に室 外側熱交擺 3、 廳騰冓 4、 室内側熱 攝 5が漏されている。 また、 1£縮機 1、 四路切^ 2、 熱 ^ 3W^ユニット 1 1に収钠されており、 室内側熱交換 器 5 内ユニット 1 2に棚されている。 そして、 四路切 2を切り換えることに より、 冷 には図 2 9に示 镛矢印のように冷媒を流して室内側熱 5を蒸発 器として ί乍用させ、 御 j熱交換器 3を'凝縮器として ί乍用させる。 また、 には図 2 9に示す 線矢印のように冷媒を流して室内側熱 露 5を凝縮器として作用させ、 側熱^^ 3を蒸発器として作用させている。 なお、 に〖 気 が低ぐ 蒸発温度が 0 以下となっているので、 冷凍 を継続していると室外側熱交換器 3が 着 ii i"■©。
m-m s 図 3 0に示すように、 平酒プレートフィン (フラットフィン ) 1 5と、 この平 βプレートフィン 1 5と謝云導的に連結された、 具体的には平 β プレートフィン 1 5の熱 換パイプ孔に された熱 換パイプ 1 6とを有する文控気 用熱 涯である。 そして、 熱 換面部、 すなわち平酒プレートフィン 1 5の表面に
は、 前述の表面処理物を塗装してなる表面; iiii力 成されている。
したがって、 この »の形態によれば、 低熱容量の表面部分 Aと霜又は氷との結合性 又は付着性が低い表面部分 Bの 2種類の表面部分が 置されていることにより、 室 外側熱交換器 3の熱 面部力凝 7jdm落性に優れたものとなる。 このため、 室外 側熱^^ 3の表面で凝縮して付着した »τΚが 3求赚となって 側熱 ^§§3を通 過する脈で鍾されやすくなる。 また、 熱 面部に付着した凝縮水《 ^冷却 態と なり凍りにくくなる。 したが、つて、 側熱^^ 3の熱 換面部に付着した霜の成長 ¾¾が低下し除霜が必 となる着霜量までの暖 運転時間が 長される。
この «の形態によれば、 側熱 §3の熱 換面部 面部分 Aと表面部分 B とが分 ffi置されているので、 »#においては、 表面部分 Aと する界面部分 の霜又 を搬することにより、 表面部分 A上の霜又〖¾が剥 it る。 さらに、 この 剥離した霜又〖お J<と表面部分 B上の霜又 とが少なくとも部分的に!^し、 自重によ り表面部分 B上の霜又 が剥離される。 したがって、 この ^Smffl熱^:では、 Wk のように熱 換面部に付着した霜又 ¾¾を全面的に する必 がなくなり I^H運転時 間力棚される。
この ¾ の形態によれば、 側熱 ^§§3の熱 換面部は易霜氷剥離性を; るので 、 匪運転時、 熱 換 の霜又 が自重により表面から塊のまま剥離 (m し、 霜又〖お ]<カ 娜又 離された後の熱 換面部に水滴が戋存しなくなる。 このため、 冷 ¾ ^再開後の着霜 結量カ 少し、 冷藤 ¾B#間の延長と隨 g^Bt間の短縮 を継镜して発揮させることが きる。
この実施の形態によれば、 ¾^側熱 換器 3は平板型プレートフィン 1 5を備えたも のであるので、 コスト力安くなり、 広範囲に fflすること力 きる。
このように、 この の形態によれば、 時間が 長され、 運転時間が短 くなるので、 が向上し、 エネルギー効率が向上する。
(難の形態 2)
鍾の形態 2は、 難の形態 1における平觀プレートフイン 1 5をスリツト型プレ 一トフイン (スリットフィン) 2 1に変更した冷凍装置である。 図 3 1は、 この実施の 形態 2に係る冷驟置における 側熱 鶴 3の、 スリット型プレートフィン 21の 断面が れるよう切断した断面図であり、 図 3 2は実施の形態 2に係る冷凍装置におけ る 側熱^^ 3の、 スリット型プレートフィン 2 1の平面が れるよう切断した断 面図である。 なお、 図 3 2では、 熱 換パイプ 2 2の 1列分のスリット型プレートフィ ン 2 1のみを示している。
これら図に示すように、 この難の形態における 側熱^^ 3のスリット型プレ 一トフイン 2 1は、 賺する熱交換パイプ 2 2間に大小の台?^のスリット 2 1 a、 2 1 bが形成されている。
この «の形態 2に係る冷?; 置によれば、 m-i 3の熱 ^面部は の 形態 1と同様の表面 ¾tを るので、 mm 1と同様の作用効果を奏することが できる。
また、 この の形態 2に係る冷?;^置によれば、 スリット型プレートフィン 2 1が されているので、 運転時スリット 2 1 a、 2 1 b部分で霜又 « ^が切断されや すくなる。 このため、 熱 換面部に付着した霜又《¾Cの塊が適当に小さくなり、 自重に より^ Tしゃすくなる。
(難の形態 3)
鍾の形態 3は、 雄の形態 1における平酒プレートフイン 1 5を; 1/ "パ型プレ一 トフイン 01/ "パフイン) 3 1に颜した冷麟置である。 図 3 3は、 この難の形態 3に係る冷雜置における 側熱 腿 3の、
ン 3 1の断面が 現れるよう切断した断面図である。
この図に示すように、 この実施の形態における室外側熱交換器 3の -バ型プレート フィン 3 1は、 一定のピッチで "バ 3 1 a力 成されている。
したがって、 この難の形態 3に係る冷?鶴置によれば、 執側熱¾§3の熱¾ 面部は の形態 1と同様の表面^ iを るので、 実拖の形態 1と同様の作用効果を 奏すること力 きる。
また、 この »の形態 3に係る冷 置によれば、 ^"バ型プレートフィン 3 1が使 用されているので、 31^)1 /"バ 3 1 a部分で霜又は氷が切断されやすくなる。 こ のため、 熱 換面部に付着した霜又 の塊が 当に小さくなり、 自重により^ Tしゃ すくなる。
(難の形態 4)
実施の形態 4は、 猫の形態 1において、 平画プレートフィン 1 5を、 図 3 4に示 すように空気 向における熱 ヽ°イブ 4 2の 側に切欠部 4 3を備えた平棚 プレートフィン 4 1に変更した冷 ^置である。 なお、 図 3 4は、 この^!の形態 4に 係る冷凍装置における室外側熱交換器 3の空気流出側端部の屈速分布を示すものである 。 また、 図 3 5は、 雄の形態 1のような平観プレートフィン 1 5を侧した齢に おける室外熱 換器 3の空気流出側端部の屈 分布を示したものである。
図 3 5のように、 実施の形態 1の場合のような通常の平板型プレートフィン 1 5を使
用している は、 熱 パイプ 1 6背後の JS¾^布が小さぐ この部分に付着した凝 縮水は飛ばされにくくなり霜の成 ¾i¾が速くなる。 したがって、 隨した:^に霜又 ヵ璣りやすいという翻が ¾る。 しかし、 この難の形態 4の構成にすれば、 熱 ヽ。イブ 4 2背後のフィン菌が小さくなり、 繊水の付 が減少するばかりでなく 、 切欠部 4 3により風が回り込みやすくなり謹分布が均一化の方向へ改善される。 し たがって、 熱 換パイプ 42背«分での霜又 の溶け残しが生ずるという 1 ^を解 、決することができる。
また、 この実施の形態 4に係る冷 ¾g置によれば、 側熱 換器 3の熱 換面部は
«の形態 1と同様の表面; を るので、 iと同様の作用効果を奏する ことが きる。 (実施の形態 5)
難の形態 5は、 難の形態 1における平酒プレートフィン 1 5の熱 面部上に 織のディンプル 5 2を設けた冷藤置である。 図 3 6は、 この鍾の形態 4に係る冷 ^置の 側熱 攝 3におけるプレートフィン 5 1の断面図であって、 着霜忧態を 示している。 また、 図 3 7は、 同プレートフィン 5 1の断面図であって、 隨運繊に おいて霜又 が剥 H "る;!態を示している。
これら図に示すように、 この靈の形態における斜側熱^^ 3のプレートフィン
5 1の表面には、 多数のディンプル 5 2が設けられている。
したがって、 この の形態 5に係る冷離置によれば、 執側熱 鶴 3の熱 換 面部は の形態 1と同様の表面;!^ iを るので、 »の形態 1と同様の ί乍用効果を 奏することが、できる。
また、 この の形態 5に係る冷藤置によれば、 多数のディンプル 5 2で W®iす る空気との接触率が低くなるので、 プレートフイン 5 1に付着する霜又は氷 5 3は図 3 6のように平面部分に付着する霜又〖 の量が多くなる。 また、 隨は、 着霜量に比し 霜と熱交換するフィンの熱交換面が大きくなるので、 表面部分 Aにおける界面部分の霜 又 «¾の鬲辦が早くなり隨運転時間がより短縮化される。 また、 この隨 にお いては、 図 3 7のように、 プレートフイン 5 1の平面部分の厚い霜又 «¾Kがディンプル 5 2に沿いながら自重により^ Τする。
(実施の形態 6)
難の形態 1においては、 図 3 0に示すように、 平板型プレートフィン 1 5力 η¾ 及び空気流 an則 ¾においても他の部分と同様のフィンピッチで構成されているが、 実 施の形態 6では、 図 3 8〜図 4 0に示すように下¾及び空気流出側聯 15においてフィ
ンピッチが大きくなるように構成したものである。 なお、 図 3 8は、 難の形態 6に係 る冷 置における跳側熱 鶴 3の進図であり、 図 3 9は、 同 側熱 «3 の正面図であり、 図 4 0は、 同 側熱 觸の平面図である。
すなわち、 この^!の形態 6における 側熱^^ 3は、 魏の形態 1のものと同 様の平酒プレートフィン 6 1を棚しているが、 図 3 8及び 113 9に示すように、 こ の平棚プレ一トフイン 6 1が 1枚おきに高さ方向の寸法が短く形成され ^の高 さを揃えることにより下端咅 置を一枚ごとに異ならせている。 また、 この難の形態 6における 側熱 3は、 図 3 8及ぴ ¾4 0に示すように、 平酒プレートフィ ン 6 1が 1枚おきに空^ ¾向の寸法が短く形成され の位置を揃えることに より空 巟出側 ¾の位置を一枚ごとに異ならせている。
難の形態 6における執側熱 擺 3は、 このように構 ることにより、 また、 図 3 8〜図 4 0の麵から分かるように、 下 阪び ^^出側端部においてフィンピ ツチを大きく形成したものである。
なお、 図 3 8〜図 4 0において、 6 2は、 この麵の形態 6における熱 換パイ プを示すが、 この熱 換パイプ 6 2は の形態 1における熱 換パイプ 1 6と同一の ものでよい。
したがって、 この難の形態 6に係る冷麟置によれば、 執側熱 ^§§3の熱交換 面部は^の形態 1と同様の表面 を るので、 ¾Sの形態 1と同様の作用効果を 奏することが きる。
また、 この実施の形態 6に係る冷凍装置によれば、 ^熱 換器 3の下端部において フィンピッチが大きく形成されているので、 剥離されて自重により下方に落下した霜又 が熱 麵の下 15で溜まりにくくなり麟¾^間の短縮カ斓実化される。 また、 この »の形 ϋ 6に係る令^置によれは、、 m- m^ s o^ Mm^ においてフィンピッチが大さく形成されているので、 剥離されて mi王により空気流出側 に流された霜又【ά ^が空気流 m jで溜まりにくくなり ^運転時間の纖カ擁実化され る。 纖の形態 7)
の形態 7は、 の形態 6において平板型プレートフィンの共通化を図ったもの である。
すなわち、 図 4 1に難の形態 7に係る斜側熱 腿 3の平面図を示すように、 平 観プレートフィン 7 1の空気 向の寸法を全て同一とし、 空気 ί¾λ側 の位置 を一枚ごとに異ならせている。 これにより平酒プレートフィン 7 1の 荒出側端部 の位 —枚ごとに異なるようにして、 ¾m流 m#』端部のフィンピッチを大きくしたも
のである。
なお、 図 4 1において、 7 2は、 この鍾の形態 7における熱交換パイプを示す が、 この熱 パイプ 7 2は難の形態 1における熱 換パイプ 1 6と同一のものでよ い。
以上のように、 »の形態 7によれば、 平板型プレートフィン 7 1の空気流 向の 寸法が同一となるので、 平板型プレートフィン 7 1の基本形状において共通化が図れ、 コス卜軽減に貢献することが きる。
また、 «の形態 7においても、 ^^側熱^^ 3の熱 換面部は^!の形態 1と同 様の表面職を るので、 実施の形態 1と同様の作用効果を奏することが きる。
(難の形態 8 )
の开 は、 熱 パイプの配置を した点で ¾1の形態 1と異なるものであ る。 なお、 図 4 2は、 麵の形態 8に係る冷?雜置における執側熱 の熱交換パ イブの配置説明図であり、 図 4 3は、 の形態 8との比較のために示した実施の形態 1における 側熱 の熱 換パイプの配置説明図である。
すなわち、 雄の形態 8における執側熱 3は、 図 4 2に示すように、 平酒 プレートフィン 8 1に対し熱^パイプ 8 2が 状に配置されて平 βプレートフィ ン 8 1に対し腿され固定されている。 これに対し、 前述の難の形態 1における執 側熱 換器 3は、 図 4 3に示すように、 平板型プレートフィン 1 5に対し熱交換パイプ 1 6が千鳥状に配置されて平板型プレートフィン 1 5に対し され固定されている。 したがって、 »の形態 1の齢には、 隨 が行われる際、 平酒プレートフィ ン 1 5から剥離された霜又 «¾ 8が空気流 ί±Η¾βへ押し出されるときに後流側の熱 パイプ 1 6が押し出し作用の Ρ轄となることがある。 これに対し、 雄の形態 8に おいては、.隨運転力桁われる際、 平麵プレートフィン 8 1から剥離された霜又《¾ 8 3が空気流出側»\スムーズに押し出されることが ^[能となる。 したがって、 側熱 « 3の熱 面部に付着した霜又《¾C 8 3が風下側に流れやすくなり、 隨が 容易になる。 この結果、 冷 間力涎長され 隨運 間が短くなるので、 冷凍 ^^カ果が十分に発揮され、 エネルギ" ¾率が 善さされる。
また、 魏の形態 8においても、 執側熱 3の熱 換面部は難の形態 1と同 様の表面構造を "るので、 雄の形態 1と同様の作用効果を奏することが きる。
(難の形態 9 )
麵の形態 9は、 m-m m^ 3の纖 態を麵した点で «の形態 ιと異なる ものである。 なお、 図 4 4は、 »の形態 9に係る冷?; ^置の^側熱^ «の优態説
明図である。
すなわち、 難の形態 9における執側熱 3は、 図 44に示すように、 矩形状 のプレートフィン 9 1力 となるように、 に識されている。 また、 ^MM Q 3 により熱 翻空気が水平方向に腿されている。 これに対し、 前述の麵の形態 1に おける 側熱 麵3は、 図 3 0に示されるように、 矩形状の平酒プレートフィン 1 5が垂直となるように、 垂直に證されている。
なお、 図 44において、 ^9 2は、 この^!の形態 9における熱 ^ ィプを示す が、 この熱 換パイプ 9 2は難の形態 1における熱 パイプ 1 6と同一のものでよ い。
したがって、 の形態 9の: は、 難の形態 1の齢に比し、 運転時にお いて^ Mi熱^^ 3の熱 換面に凝縮して付着した水滴 9 4が 方に ¾Tしゃすくな る。 また、 隨運転時において執側熱 擺 3の熱 換面に付着した霜が自重により 下方に^ Τしゃすくなる。 これにより、 冷 ¾1 ^間のより一層の延 び Β¾運転時 間のより一層の Iを図ること力 きる。
また、 の形態 8においても、 ^^側熱^^ 3の熱 換面部は の形態 1と同 様の表面構造を ¾ るので、 «の形態 1と同様の作用効果を奏すること力 ?きる。
(雄の形態 1 0)
¾ の形態 10は、 ¾Sの形態 9の とは異なる方法で、 側熱 ¾§§3の配置 を変更した点で ¾1の形態 1と異なるものである。 なお、 図 45は、 の形態 1 0に 係る冷 «置の 側熱 の配置 態説明図である。
すなわち、 魏の形態 1 0における執側熱 ^§§3は、 図 4 5に示すように、 2分 割されており、 それぞれの分割熱交 §の矩形状のプレートフィン 1 0 1が斜めとなる ように、 かつ 2分割された熱 腿が v«をなすように配置されている。 また、 m 機 1 0 3により熱^ ffi空気が垂直方向に通風されている。
なお、 図 4 5において、 1 0 2は、 この «の形態 1 0における熱 ヽ。イブを 示すが、 この熱 ¾A "ィプ 1 0 2は実施の形態 1における熱 パィプ 1 6と同一のも のでよい。
したがって、 の形態 1 0の齢は、 難の形態 1の: fc に比し、 IW運転時に おいて 側熱 擺 3の熱 換面に謹して付着した水滴 1 0 4が下方に しゃす くなる。 また、 隨 において 側熱¾§§3の熱 換面に付着した霜が自重に より下方に^ fしゃすくなる。 これにより、 冷藤転時間のより一層の延長及 運 ^Bt間のより一層の短縮を図ることが きる。
また、 この の形態 1 0においても、 ^側熱 灘 3の熱 換面部は の形態
1と同様の表面 を有するので、 実施の形態 1と同様の作用効果を奏することが、でき る。
( の形態 11)
«の形態 11は、 難の形態 1における平醒プレ一トフイン 15を用いた 側 熱交鶴 3を、 コルゲートフィンを用いた麵藤 ^腿 3に颜したものである。 図 46は、 この觀型熱^^の正面図である。 図 47は図 46における A— A断面図で ある。 図 48は、 同熱¾器における正面から見た部分 図である。 図 49は同熱 Μ§における水滴のィ寸着状態を示す図である。 図 50は図 46に図示された熱 換器を mz. した齢における水滴の付着雄を示す図である。 図 51は同熱 觸におけ る霜又〖¾kの脱落 態を示す図である。 図 52は、 難の形態 1に係る熱^^におけ る霜又〖¾κの脱^ y態を示す 図である。
の形態 11に係る冷 ^置は、 ^Mi熱¾器 3として、 図 46〜図 52に示す 翻型熱 麵を用いた は麵の形態 1と同一である。 この鶴醒 擺 3 (室 i s)は、 図 46における向かって右側に冷媒を分 « "るヘッダ一 111が 設けられ 同左側に冷媒を集合するヘッダー 112が設けられている。 また、 この両へ ッダー 111, 112間に扁¾ ^の熱 雄パイプ 113力 ¾ 数列設けられている。 扁 TOの熱 擺パイプ 113は、 内部に複数の冷 M^l 13 aが形成されている。 ま た、 この扁平状の熱 ¾ ^パイプ 113間にコルゲートフィン 114が ¾置されている この齢において、 コルゲートフィン 114の 镍部の纖部が^ mの熱 鶴パ イブ 113と直^るように配置され、 ¾部と TOな空間が空^ »として形成され ている。 なお、 この 型熱 ^換器 3は、 ヘッダー 111、 112を図 46のように左 右に配置して、 コルゲートフィン 114が図 48に示すように上下に啦亍するように配 置されることが多いが、 図 50に示すようにコルゲ一トフイン 114を に! ΙΤβίϊする ように、 ヘッダー 111、 112を上下に配置するようにしてもよい。
また、 この実施の形態 11において、 觀型熱 騰 3の熱 面部には、 難の形 態 1の と同様に表面処理物が ¾装されている。 すなわち、 ■型熱^^ 3の熱交 換面部は、 表面部分 Αと表面部分 Βとが分纏置されており、 易霜漏離性を るよ うに形成されている。
«、 漏型熱 »3は蒸離に飾されていなかった。 その理由は、 m ^ §3を蒸発器に翻すると、 コルゲートフィン 114が上下に !fef?するように取り付 けている:^は図 49に示すように、 の山谷部に 滴 114a、 114b、 114 cが付着し、 また、 コルゲートフィン 114が に嫩亍するように取り付けている場 合は図 50に示すように、 βの山谷咅 こ 7j滴 114a、 114b、 114cが寸着す
る。 そして、 この水滴が下部に^ Tせずに溜まり、 このために熱 換能力の低下や、 着 霜までの時間が短縮化するなどの問題があるためであった。
しかしながら、 この の形態では、 »¾§ 3の熱 換面部に難の形態 1 の:^と同様に表面処理物が 装されているので、 τ滴 114a、 114b、 114c は、 少量であるうちはコルゲートフィン 114の空気流れにおける後流側に吹き飛ばさ れる。 したがって、 水滴の付 «カ棚間の翻で こなるようなことがなぐ W0 換能力の低下を回避すること力 きる。
また、 積層型熱交 の 114a、 114b, 114 cにおいてコルゲートフィン 114に付着してい 滴が霜又〖脉に成長すると、 デフロスト運転力亍われるが、 積 層型熱^^ 3の熱 面部に の形態 1の^^と同様に表面処理物が ¾装されてお り、 また、 コルゲ一トフイン 114の空 ^1^が 繊であって、 かつ、 この舰が平 面状に形成されているため、 霜又《¾ ι 15が連らなったまま空気排 mi«に押出される
(図 51参照) 。 ·
因みに、 難の形態 1の:^のプレートフィン型熱 ¾§^3では、 空気排出側に位置 する 咬 \。イブ 16が連なった霜又は氷 17が空気排出側に押出されるのを阻害する ように作用する (図 52参照) 。 したがって、 鎌の形態 1の齢のプレートフィン型 熱 β3で〖«又 7を連らなったまま ^排出側に押し出すことが困難である 上記のごとく、 謹の形態 11 omm 3は、 コルゲ一トフィンの表面部に 付着する水滴や霜を、 風力により風下側に押し ^f こと力 きる。 したがって、 難の 形態 11の麵型熱^^ 3は、 麵の形態 1のクロスフィン型熱 雄 3の齢に比 し、 氐抗が小さぐ 高性能、 かつ な文控 ffl熱 腿として、 H¾気調和機 用の蒸発器にも することが きる。 醜の形態 12)
麵の形態 12は、 難の形態 1における平酒プレートフィン 15を用いた 側熱 観 3を、 メッシュフィンを用いた熱 ^¾ ^に颜したものである。 図 53はこ のメッシュフィン型熱 ¾ ^の正面斜視図である。 図 54は同メッシュフィン型熱 換 器の部分 ί&½Ε面繩図である。 図 55は同メッシュフィン型熱交腿に用いられてい るメッシュフィンの部分 図である。
難の形態 12に係る冷 it¾置は、 m ^ 3として、 図 53〜図 55に示す メッシュフィン型熱 ^を用いた は実施の形態 1と同一である。
このメッシュフィン 熱 v3¾§§3 ( -m s)では、 熱 ¾ イブ i2iが 空気流れと直角を ように水平に配置されている。 メッシュフィン 122は、 切れ目
を入れたアルミニウム板の切れ目を拡張して形成したものであり、 図 5 5の,纖図に示 すような開口部 1 2 2 aを備えた面咅附として形成されたものである。 このようなメッ シュフィン型熱 ^器 3では、 メッシュフィン 1 2 2を形成する ¾|才表面が熱 面部 を形成し、 開口部 1 2 2 aが^ 1S§を形成している。 また、 このメッシュフィン垂 交^ §3の熱 換面部は、 低熱容量の表面部分 Aと霜又〖¾Kとの は付着性が低 い表面部分 Bの 2種類の表面部分が分 mia置されて形成されている。
ところで、 «のメッシュフィン型熱 «では、 蒸発器に^ fflすると、 霜又は氷が 開口部 1 2 2 aを塞ぐように成長し、 短時間 職が大きくなり易ぐ 低細 の蒸発器として ^fflし難いという問題が、あった。
ところが、 この難の形態 1 2のメッシュフィン型熱 腿 3では、 ±¾βの様に、 メ ッシュフィン 1 2 2の熱 換面部が低熱容量の表面部分 Αと霜又は氷との! ^'Ι^Χは付 着 14が低い表面部分 Βの 2種類の表面部分が分散配置されていることにより、 熱 換面 部力 ¾Κ'Ι4¾ϋ¾落性に優れたものとなっている。 このため、 実施の形態 1 2のメッシ ュフィン藤 鶴 3は、 メッシュフィン 1 2 2の表面部に付着した凝 «が 織と なって «されやすくなつており、 長時間にわたり着霜なしで^ ffl可能である。
したがって、 麵の形態 1 2によれば、 飾なメッシュフィン型熱 観 3を高効率 で S¾間^することが^ J能になる。 難の形態 1 3)
次に、 難の形態 1 3に係る冷?蝶置を図 5 6〜図 5 8に基づき説明する。 図 5 6は 難の形態 1 3に係る冷藤置の冷媒回路図である。 図 5 7は同冷?鶴置の制御装置に よる隨運転時の制御フローチャートである。 図 5 8は同制御装置による隨運 の 制御タイミングチャートである。 なお、 図 5 6において 镍矢視は、 隨 ¾Wの冷媒 の流れを示す。
¾5Sの形態 1 3に係る冷?鶴置は、 図 5 6に示されるように、 セパレート型ヒ一トポ ンプ式空気調和機であって、 騰機 2 0 1の吐離«及び 側が四路切驗 2 0 2の吐 出ポート 2 0 2 a及 ϋ¾λポート 2 0 2 bに漏され、 この四路切難 2 0 2の切換ポ ート 2 0 2 c、 2 0 2 d間に^ MPJ厳搬 2 0 3、 ^«冓 2 0 4、 室内側熱 観 2 0 5が、¾されている。 また、 赚機2 0 1、 四路切 2 0 2、 則熱 «2 0 3¾mユニット (図^:ず) に収衲されており、 室内側熱 β2 0 5 »^内ュニ ット (図 に棚されている。 また図 5 6において、 2 0 3 &は¾ ^側熱交 M§2 0 3に外気を ¾®する ファンであり、 2 0 5 aは、 室内御】熱交 » 2 0 5に室内空気を i ®する室内ファンである。
o 3は、 平酒プレートフィンに熱雄パイプを爾したものであ
つて、 この平鍵プレートフィンの熱 面には、 前述の表面処理物を塗装して前述の 表面構造が形成されている。 したがって、 この 側熱 觸 2 0 3の熱 換面には、 低熱容量の表面部分 Aと霜又 ¾¾との!^' は付着 f生が低い表面部分 Bの 2種類の表 面部分が、分 t¾H置されている。 また、 ^fJl^Mg 2 0 3 (D (後記 サ ィクル参照) における出口側 (四路切 2 0 2御 J) には、 この暖^ の出口側の 冷 ¾ T s 1を検出する第 1センサ 2 1 1が ¾り付けられ 同熱 腿 3の隨 時 (後記隨サィクル参照) における出口側 冓 2 0 4御 J) には、 この隨運転 時の出口側の冷媒^^ T s 2を検出する第 2セ 1^2 1 2カ戰り付けられている。 そして、 上雄成の冷 «置は、 制御装置 2 1 3により次のように藤される。 冷 ; ^運転時には、 四路切驗 2 0 2を冷房サイクル側 (B働 に切り換えることにより、 冷媒を、 謹機 2 0 1、 四路切 2 0 2、 斜側熱 観 2 0 3、 冓 2 0 4、
o 5、 四路切猜 2 o 2、 sm 20 1と in環させる (冷房サイク Jレ
) 。 このように冷媒を麵させることにより、 室内側熱交観 2 0 5を蒸発器として作 用させ、 かつ、 執側熱 疆 2 0 3を凝縮器として作用させて冷房を行う。
また、 運転時には、 四路切 2 0 2を HI サイクル側 (A働 に切り換えるこ とにより、 冷媒を、 1¾|機2 0 1、 四路切^ #2 0 2、 室内』熱 «2 0 5、 構 2 04、
3、 四路切 2 o 2、 BB縮機 2 o 1と循環させる (暧 房サイクル) 。 このように冷媒を麵させることにより、 室内側熱 擺 2 0 5を纖 器として ί乍用させ、 かつ、 ^^側熱 Μ§2 0 3を蒸発器として作用させて を行う 。 なお、 1®^^時に 気 が低ぐ 蒸発、? が 0 以下となるので、 を 纖している間に 側熱 «2 0 3が着 る。
上記 it^運転時において (図 5 7におけるステップ S 1) 、 執側熱^^ 2 0 3の 着霜量が増力 るにつれ室外側熱 換器 2 0 3の出口側冷媒温度 T s 1力 ^(氐下し、 能力が低下する (図 5 8の 能力の変ィ t ) そこで、 第 1センサ 2 1 1で検出す る冷 M^T s 1が 定继 T aになると (ステップ S 2) 、 ¾ ®転を一旦停止して (ステップ S 3) 、 四路切麟 2 0 2を B健こ切り換えて隱サィクルで隨運転を行 う (ステップ S 4) 。
隨サィクルは、 逆サイクル^;であって、 鶴サイクルと逆の方向に冷媒を循環さ せる力式である、 つまり、 この実施の形態 1 3における除霜サイクルは、 冷房サイクル で冷媒を循環させるものである (図 5 6における穀泉矢視参照) 。 また、 この隨運転 においては、 嫌の冷藤置における隨運転と異なり 側熱交觸 2 0 3 (D m
(^^ファン) 2 0 3 aが 転される。 この鎌 において室内ファン 2 0 5 aは停 止されている。
このようにして、 隨運転力桁われることにより、 斜側熱 鶴 2 0 3の熱 面
における表面部分 Aに通している界面部分の霜又〖おが!^すると、 この表面部分 A 上の霜又 ί に SEが作用する。 また、 この 側熱 »2 0 3の^ ¾面½^7«性 と滑落性に優れているため、 表面部分八に している霜又は氷と表面部分 Bに付着し ている霜又〖お と力鄉^)に連結して自重と HJHこより剥離される。 このようにして室 外側熱 » 2 0 3の熱 換面における霜 ¾Κの剥離が進むにつれて^ M¾熱 § 203出口側の冷媒继 T s 2が上昇する。 そこで、 この 側熱 »203出口側 の冷媒温度 T s 2が予め除霜運 了時の として された所定値 Tbを超えたと きには除霜が完了したと判断できるので (ステップ S 5) 、 圧;縮機 2 0 1及び室外ファ ン 2 0 3 aの運転を停止して除霜運転を終了する (ステップ S 6) 。 なお、 除霜運転を 終了した後は、 四路切 »2 0 2を切り換えて通常の 運転サイクルに戻って Hi^運 転が ¾開される。 (図 5 8参照) 。
この雄の形態 1 3〖拟上のように構成されているので次のような効果を奏すること 力 きる。
斜側熱 揚 20 3の熱 換面力 «隨 落性に優れたものとなるため、 m 2 o 3の表面で «して付着した凝 »が 3求开狱となって 側熱 ^^ 2
0 3を腿する脈で垂されやすくなる。 また、 熱交換面に付着した纖水 冷却 態となり凍りにくくなる。 したがって、 執側熱 腿 2 0 3の熱 換面に付着した 霜の成 ¾ ^が低下し隨が必要となる着霜量までの IS ^^時間が 長される。 また、 この の形態 13によれ【ま、
と表面部分 Bとが分舰置されているので、 隨運辦においては、 表面部分 Aと纖 する界面部分の霜又〖 を薩することにより、 表面部分 A上の霜又«¾ ^剥 ir る。 さらに、 この剥離した霜又は氷と表面部分 B上の霜又は氷とが少なくとも部分的に!^ し、 自重により表面部分 B上の霜又 が剥離される。 したがって、 この執側熱^ m 器 2 0 3では、 微のように熱交換面に付着した霜又 «¾Cを全面的に薩する がな くなり 運 ¾ ^間力 される。
また、 この «の形態 1 3によれば、 側熱^ §§2 0 3の熱 換面は易霜氷剥離 性を^ Τるので、
熱 面の霜又《¾Rが自重により表面から塊のまま剥離 (觸兑) し、 霜又 力 ¾蠏又湖離された後の熱^^面に水滴が?戋存しなくなる。 こ のため、 冷?: 再開後の着霜 Μ » ^結量カ 少し、 冷藤転時間の延長と隨運転 時間の短縮を繊して発揮させることが きる。 したがって、 隨に要する熱エネルギ 一が少なくて済むとともに、 隨運 間が短縮される。
また、 本発明に係る冷雜置では、 赚機の吐出ガス 執側熱 3^2 0 3に供給 する p纏運転時に ファン 203 aを運転しているので、
交換面に観している界面部分の霜又 が娜すると、 で熱 換面上の霜又
を させることが き、 除霜運転時間の短縮及ぴ Β¾に必要な熱エネルギーのより一 層の低減を図ることが きる。
このように、 雄の形態 1 3によれば、 »運嫌間が Μ長され 隱運転時間が短 くなるので、 觀' が向上し、 エネルギー効率が向上する。
(難の形態 1 4)
難の形態 1 4は、 隱^ #における執ファンの運辦間を必 «にのみ Ρ跪し たものであり、 その内容を図 5 9〜図 6 1に基づき説明する。 なお、 図 5 9は の形 態 1 4に係る冷?:^置の冷媒回路図であり、 図 6 0は同冷?艘置の制御装置による隨 運転時の制御フロ一チャートであり、 図 6 1は同制御装置による除霜 の制御タイ ミングチャートである。
¾ の形態 1 4は、 冷房サイクル、 ¾ サイクル、 ^サイクルは の形態 1 3と 同じであるが、 難の形態 1 3における第 2セ 1^2 1 2に代わって、 隱運請の室 外側熱 » 2 0 3の入口側空気 T s 3を検出する第 3センサ 2 2 1と、 隨運転 時の 側熱 0 3の出口側空気 s 4を検出する第 4セ 1^2 2 2とを備 えている。 また、 室外ファン 2 0 3 aは高速モードで運転可能に構成されている。 この 高速モードは^!転時より高速で回転されるものである (図 6 1の室外フアン 2 0 3
&の廳参照 J
そして、 隨運転〖 のように行われる。
B蕭運 において (図 6 0におけるステップ s 1 1) 、 ^m ^ z o 3の着 霜量が増力 ΠΤるにつれ室外側熱交換器 2 0 3の出口側冷媒温度 T s 1力氐下し、 暖房能 力が低下する。 そこで、 第 1センサ 2 1 1で検出する冷媒 T s 1が職 T aに なると (ステップ S 1 2) 、 暖;^運転を停止して (ステップ S 1 3) 、 四路切 0 2を B側に切り換え (ステップ S 1 4) 、 ffi縮機 2 0 1を運転し (ステップ S 1 5) 、 制御装置 2 1 3に内蔵したタイマーを作動させて (ステップ S 1 6) 隨サィクルで除 霜運転を行う。
上記隨蔽が 間 t ιιβしたときに表面部分 Aに撤する界面部分の霜又は 氷が丽するようにこの膽時間 tmを予め言貌しておく。 そして、 間 βした ときに (ステップ S 1 7) 赚機 2 0 1を停止し (ステップ S 1 8) 、 室外ファン 2 0 3 aを高速モードで運転する (ステップ S 1 9) 。 これにより界面部分の霜又 が H 解している表面部分 A上の霜又 に Eが作用する。 一方、 この執側熱^^ 2 0 3の熱 換画 ¾τΚ性と滑落性に優れているため、 表面部分 Aに機している霜又〖 と表面部分 Bに付着している霜又《¾ と力培,に連結して自重と匿により剥離され る。
このようにして室外側熱^^ 2 0 3の熱 面における霜又は氷の剥 進むにつ れて執側熱^^ 2 0 3の が上昇する。 隱運転時当初は、 執側熱交鶴 2 0 3に霜又は氷が付着しているため室外側熱交換器 2 0 3における空気の出入口温 s 3 -T s 4が大きくなつていたが、 側熱 器 2 0 3に付着している霜又は氷が 脱落するにつれ^側熱交 « 2 0 3の が上昇し、 側熱 器 2 0 3における 空気の出入口? ¾ T s 3— T s 4が小さくなる。 そこで、 予め 側熱 鶴 2 0 3 における空気の出入口温度差 T s 3 -T s 4が 淀値 T cより下回るようになったとき に隨籠が完了するようにこの^ T s 3—T s 4を言貌しておく。そして、 この ?^^T s 3— T s 4が旋値 T cより小さくなつたときに隨運転を終了させる (ス テツプ S 2 0) 。 なお、 隨運転を終了した後は、 四路切猜 2 0 2を A側に切り換え て通常の暖 運転サイクルに戻って暖 運転力 開される (ステップ S 2 0→ステップ S 1 1、 図 6 1参照) 。
この鍾の形態 1 4«¾上のように構成されているので、 雄の形態 1 3と同様の効 果を奏する。
また、 この の形態 1 4によれは、、 ¾B#、 制御装置 2 1 3により ファン 2 0 3 aの速度が M ¾転時の速度より高速で運転されるため、 熱 換面との界面部分 で鬲娜した熱¾面上の霜又〖¾Rを匿でより多く垂させることが きる。
また、 の形態 1 4に係る冷? 置によれば、 1^11運転時において、 表面部分 Aに 接する界面部分の霜又は氷が ¾ ^するまでは前記除霜サイクルを作動させて室外ファン 2 0 3 aを停止しているので、 熱 面に付着した霜又は氷を屈匠で飛散させたい時の み ¾®させることになり、 より一層エネルギ" ¾率を向上させることが きる。
(麵の形態 1 5)
難の形態 1 5は、 雄の形態 1 4における隨サィクルを職ホットガスパイパス に^^したものである。 その内容を図 6 2〜図 6 4に基づき説明する。 なお、 図 6 2は^の形態 1 5に係る冷 置の冷媒回路図であり、 図 6 3は同冷 置の制御装 置による除霜運転時の制御フローチャートであり、 図 6 4は同制御装置による除霜 g¾ 時の j御タイミングチヤ一トである。
なお、 無の形態 1 5は、 冷房サイクル、 «サィクル、 着霜を検出する第 1センサ 2 1 1、 運 の終了を検出するための第 3セ 1^2 2 1及び第 4センサ 2 2 2は の形態 1 4の:^と同様である。
また、 冷媒回路には、 應機 2 0 1の吐出配管から鶴サイクルにおける^ M則熱 腿 2 0 3の入口側にホットガスパイパス回路 2 0 7が設けられ、 このホットガスパイ パス回路 2 0 7中に電猜などのバイパス弁 2 0 8が設けられている。
そして、 隨運転 のように行われる。
隱運転時において (図 6 3におけるステップ S 2 1) 、 執側熱^^ 2 0 3の着 霜量が増力 trTるにつれ 側熱¾§§2 0 3の出口側冷 ¾ T s 1が低下し、 鶴能 力が低下する。 そこで、 第 1センサ 2 1 1で検出する冷媒^ JtT s 1が^ ¾¾T aに なると (ステップ S 2 2) 、 暧 運転を停止し、 |»»2 0 4を閉鎖し、 かつ除霜運 転に切り換える。 この切り換えは、 B縮機 2 0 1の運転は繊したままとして ファ ン 2 0 3 aを停止することにより (ステップ S 2 3) »運転を停止し、 ノィパス弁 2 0 8を開放して (ステップ S 2 4) Ml機 2 0 1の吐出ガスを 側熱^ ¾§§2 0 3の 入口側に ことにより隨運転を開始する。 同時に制御装置 2 1 3に内蔵した夕イマ 一を作動させる (ステップ S 2 5) 。 このとき冷媒流通回路中には «Μ2 0 4が介 在しない となり、 赚機 2 0 1の高 ί脏カ差は小さくなるので、 ffi縮機 2 0 1の吐 出量は大幅に増大する。 したがって、 ffi縮機 2 0 1の吐出ガスが^ *m側熱交擺 2 03に供給されるため、 冷媒回路の高圧側に されていた熱エネルギ一が一挙に 側熱 換器 2 0 3を力 Π熱するために供給されることになる。 この回路力 ^砲の形態 1 5における隨サィクルであり、 これを単純ホットガスサイクル:^:と ¾rfる。
また、 上記除霜サイクルによる除霜 が^¾ ^間 t m経過したときに表面部分 Aに する界面部分の霜又 ¾¾Cが 1$ するようにこの戸 f¾時間 t mを予め言淀しておく。 そして、 所定時間経過したときに (ステップ S 2 6) ノ パス弁 2 0 8を閉鎖し (ステ ップ S 2 7) 、 室外ファン 2 0 3 aを高速モードで運転する (ステップ S 2 8) 。 これ により界面部分の霜又 «¾Cが舊している表面部分 A上の霜又〖おに脈が作用する。 一方、 この 側熱¾§2 0 3の熱 換画 ¾性と 落性に優れているため、 表面 部分 Αに接触している霜又は氷と表面部分 Βに付着している霜又は氷とカ鄉分的に連結 して自重と風圧により剥離される。
このようにして室外側熱交換器 2 0 3の熱 面における霜又は氷の剥離が進むにつ xm-m ^ ^ 2 0 3の が上昇する。 則熱 擺 3における空気の出入口
?¾^T s 3 -T s 4の変化により^ ft運転を終了する点は実施の形態 1 4の と同 様である (ステップ S 2 9) 。 なお、 除霜運転を終了した後は、 室外ファン 2 0 3 aの 運転を再開することにより暖 運転に復帰させる (ステップ S 2 9→ステップ S 2 1) この実施の形態 1 5 上のように構成されているので、 «の形態 1 4と同様の効 果を奏する。
また、 この雄の形態 1 5によれば、 隨運転は単純ホットガスパイパス滅を翻 しているので、
また、 この実施の形態 1 4によれば、 隨 は単純ホットガスバイパス を翻
しているので、 冷媒回路の高圧側に されていた熱エネルギーが一挙に蒸発器に放出 される。 したがって、 鹏間で表面部分 Aに纖している界面部分の霜又〖お Kを贿す ることが き隨運辦間を»|"ることが きる。 なお、 熱 換面の全表面の霜又は 氷を薩する必要のある魏の冷凍装置では熱量不足を招きやすいが、 本発明の齢は 表面部分 Aの表面部分(界面部分) の霜又 のみを讓すればよいので、 熱エネルギ 一不足の' «がない。 の形態の変更例)
( 1 ) 難の形態 1において、 室内側熱 5の熱 面部に対して上記本発明 の髓をなす表面 を付与するようにしてもよい。 このように構^ mば、 前述の効 果を奏するばかりでなく、 荷冷^^における室内側熱 « 5の霜の発生を抑制 すること力 きる。 この点に関し、 他の の形態においても同様である。
(2) ¾sの形態 1においては、 冷麟置はセパレート型のヒートポンプ式空気調 和機とされているが、 冷?蝶置はこれに p跪されるものではない。 例えば、 のヒ 一トポンフ¾¾気謝口機、 冷 )i«用冷 置などでもよい。 この点に関し、 他の難の 形態においても同様である。
(3) 謹の形態 1においては、 ¾^側熱 は熱 \°イブ 1 6が 2列 8段 に配列されたものであるが、 執側熱 鶴 3はこれに P腕されるものではない。 例え ば、 熱 換パイプ 1 6の列数は 1列のものでも、 また、 3列以上のものでもよい。 この 点については他の実施の形態においても同様である。
(4) «の形態 6においては、 執側熱 ¾g§3の下¾及び 出側 の フィンピッチが大きくなるように構成されているが、 執側熱 麵 3の下 »又は空 織出側端部の何れか一方のみのフィンピッチのみを大きくすることもできる。
( 5 ) 実施の形態 9においては室外側熱交換器 3を下端部が風下側となるように傾 斜させているが、 向に、 つまり執側熱^§3の下端部が風上側となるように室 外側熱 腿 3を愠斜させてもよい。 このように構 ^|"れば、 脈が下方に向けて^ T する水滴を後押しするように作用するので、 より一層水滴や霜を ¾ さ すくするこ とが き、 冷?; 間のより一層の延 SRt ^運転時間のより一層の短縮を図るこ とが さる。
(6) また、 難の形態 1 3においては、 P纏サイクルを正サイクルホットガスバ ィパス^;としてもよい。 すなわち、 正サイクルホットガスバイパス;^:は、 »運転 時の冷媒回路で冷媒を循環させながら J¾縮機吐出ガスを蒸発器入口側にバイパスさせる 隨サィクルを行うものであるので、 このように構^ "るには、 実施の形態 1 3の冷媒 回路中に難の形態 1 5の: ^と同様のホットガスノィパス回路 2 0 7を設ける。 また
、 隨 中も 用腿漏 2 0 4を^ »させたままとするので、 バイパス弁 2 0 8 の冷媒 :を魏の形態 1 5の:^よりも大きくする。 したがって、 隨サィクル は、 ,サイクルにおいてバイパス弁 2 0 8を開方 ることにより形成される。 また、 ^ tの制御フローチャートは図 β 3と同一で行われる。 このように構^ Τれば、、 is縮機 2 0 1を させながら imi転に切り換えることが、できるので、 mm 時間力 «される。
( 7 ) 実施の形態 1 4及 の形態 1 5において、 暖^転時における室外ファ ン 2 0 3 aの廳モードを多段階とし、 隨運繊におけるの ファン 2 0 3 aの高 速モ一ドをこの^ 時における屈速モードの中の高速モードの とすることもで きる。 このように構^ ば、 執ファン 2 0 3 &の回¾¾¾を0«51^用と共通さ せているので、 執ファン 2 0 3 aの,睡装置を^ fffiにすること力 きる。 難上の利用可能性
以上のように本発明に係る文控 Mffl熱交^^は、 家庭用及^務用の^調和機、 家 庭用及 務用の冷鶴、 家庭用及び業務用の冷藤 家庭用及 務用の'衞易装置な どの除霜を必要とする熱 βに有用である。