JPH0572043A - 輻射熱温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外界からの熱影響を受け難くするとともに外部
の気流影響を阻止して、指向性感度を良好に保持し、輻
射熱エネルギを精度よく検出する輻射熱温度センサを提
供する。 【構成】壁面・床面等からの輻射熱エネルギを互いに隣
接する方向から集熱するよう一対の反射鏡２ａ，２ｂを
並設し、それぞれの反射鏡の焦点位置に、反射鏡で反射
された輻射熱エネルギを受熱して温度検出する温度セン
サ８ａ，８ｂを配設し、これら温度センサおよび反射鏡
の前面側を赤外線透過膜９で覆って、赤外線を透過さ
せ、かつ各温度センサを同一空間に保持して外界からの
温度センサに対する熱影響を均一にするとともに外部気
流の影響を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば空気調和機に
用いられ、空調制御をなすために、壁面や床面からの輻
射熱温度を検知する検知手段である輻射熱温度センサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機には、室内ユニットのたとえ
ば前面下部に輻射熱温度センサを取付け、室内の壁や床
から輻射される熱を捕らえて、壁面や床面の温度を間接
的に検知し、その検知温度を空調制御に加えるものがあ
る。ただし、従来の輻射熱温度センサは、限られた一方
向の箇所の温度しか捕らえることができない。

【０００３】一方、広範囲の箇所の温度を検知するもの
として、特開昭６３−２３１１３４号公報に示される輻
射熱温度センサがある。これは、所定範囲の輻射熱を集
める集熱手段として、センサ部が凸型に形成されてい
て、左右もしくは上下の視野を独立させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ただし、上記のもの
は、複数のセンサが、それぞれ独立した空間に配置され
ているため、外界からの熱影響に対して均一性を欠く不
具合がある。センサ部が凸型に形成されているから、取
付け面からの露出があって、左右の気流の影響差が生じ
る。

【０００５】また、赤外線透過膜の前方に反射筒を形成
したものでは、反射筒によって装置が大形化するという
問題がある。集熱手段として凸レンズ等を用いたもので
は、レンズ自体が赤外線を吸収して、集熱力が小さくて
感度が悪い。そのため、非常に高価なレンズを使用する
か、もしくは非常に感度の高いセンサを用いる必要がで
て、コストに悪影響がある。

【０００６】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、その目的とするところは、外界からの熱影
響を受け難くするとともに外部気流の影響を阻止し、指
向性感度を良好に保持して、輻射熱エネルギを高精度で
検出する輻射熱温度センサを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】壁面・床面等からの輻射
熱エネルギを互いに隣接する方向から集熱するよう一対
の反射鏡を並設し、それぞれの反射鏡の焦点位置に、反
射鏡で反射された輻射熱エネルギを受熱して温度検出す
る温度センサを配設し、これら温度センサおよび反射鏡
の前面側を赤外線透過膜で覆って赤外線を透過させ、か
つ各温度センサを同一空間に保持して外界からの温度セ
ンサに対する熱影響を均一にするとともに外部気流の影
響を阻止することを特徴とする輻射熱温度センサであ
る。

【０００８】

【作用】一対の反射鏡は、赤外線透過膜で覆われるた
め、同一空間内で互いに隣接する方向から輻射熱エネル
ギを集熱する。これら反射鏡の焦点位置にある温度セン
サも同一空気層にあるので、たとえ外部から熱影響およ
び気流影響があっても、これらを阻止して、互いの検出
精度に差が生じない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に、輻射熱温度セ
ンサＳを示す。

【００１０】図中１は、矩形状にした前面側に開口部１
ａを有するケーシングであり、このケーシング１内に
は、図において左右に並んで一体に連設される、一対の
反射鏡２ａ，２ｂが収容される。

【００１１】これら反射鏡２ａ，２ｂの周端部は押さえ
板１０で固定され、裏面側とケーシング１内との間に
は、たとえば発泡スチロール材からなる断熱材３が充填
されて、裏面側からの熱影響を受けずにすむようになっ
ている。

【００１２】それぞれの反射鏡２ａ，２ｂは、たとえば
同一の曲率の放物面鏡であり、金属薄板のプレス成形
品、もしくは樹脂成形品を、表面メッキ処理して得られ
る。互いに、軸心４ａ，４ｂは中心位置に対して、同角
度、互いに内側に傾斜され、各反射鏡２ａ，２ｂの連結
位置から延長される中心軸５の一点で交差するよう、左
右方向に異なる指向性が持たされる。

【００１３】したがって、反射鏡２ａ，２ｂとしての視
野範囲は、ケーシング開口部１ａ前面で大きく交差す
る。これらの焦点位置には、それぞれ受熱板６ａ，６ｂ
が配置される。これら受熱板６ａ，６ｂは、ここでは円
板状であり、それ自体の熱容量を低減するため、たとえ
ばガラスエポキシの薄膜で形成される。

【００１４】そして、上記受熱板６ａ，６ｂは、外部か
らの熱伝導を抑制するため、細長いブリッジ固定体７
ａ，７ｂによって所定の位置に支持される。この裏面側
である反射鏡２ａ，２ｂの鏡面対向側には、輻射熱を検
出する温度センサ８ａ，８ｂが熱伝導性接着剤を用いて
接着固定される。これら温度センサ８ａ，８ｂの信号出
力を、温度センサ８ａ，８ｂに接続される図示しないリ
ード線によって取り出す構成としている。

【００１５】上記温度センサ８ａ，８ｂは、細長いブリ
ッジ固定体７ａ，７ｂに支持される受熱板６ａ，６ｂに
取り付けられているから、受熱板６ａ，６ｂとともに空
中に浮いた状態となり、熱伝導による影響が極く少なく
てすむ。また、受熱板６ａ，６ｂの裏面側は反射率が高
いので、裏面側から温度センサ８ａ，８ｂに対する２次
輻射も低減されることとなる。

【００１６】上記反射鏡２ａ，２ｂと受熱板６ａ，６ｂ
および温度センサ８ａ，８ｂを収容するケーシング１の
前面開口部１ａは、たとえば厚さ１００μｍ程度のポリ
エチレンシートからなり赤外線を透過する赤外線透過膜
９で閉塞される。

【００１７】このような輻射熱温度センサＳを、図２お
よび図３に示すように、空気調和機の室内ユニットＹに
取付ける。室内ユニットＹは、その前面上部に空気吸込
口１１が設けられ、前面下部に空気吹出口１２が設けら
れている。そして、輻射熱温度センサＳは空気吹出口１
２の側方内部に配置されている。

【００１８】上記反射鏡２ａ，２ｂの構成から、これら
の視野範囲は、図２に示すように、室内ユニットＹの正
面から見て左右に振り分けられ、図３に示すように、側
面から見た状態では一致する。つぎに、室内ユニットＹ
に取付けられた、輻射熱温度センサＳの作用を説明す
る。壁面や床面からの輻射熱エネルギが輻射熱温度セン
サＳに投射される。

【００１９】すなわち、図４および図５に示すように、
被空調室Ｒの、床面および壁面における、左右にスポッ
ト状に並んだ視野範囲から、室内ユニットＹ内の輻射熱
温度センサＳへ輻射熱エネルギが投射される。

【００２０】再び図１に示すように、輻射熱エネルギ
は、赤外線透過膜９を透過して反射鏡２ａ，２ｂに投射
され、ここで焦点位置に絞り込まれた状態で反射する。
なお、反射鏡２ａ，２ｂの周囲には押え板１０の内周面
が存するので、視野角外から余計な輻射熱エネルギが入
ることは阻止される。

【００２１】反射鏡２ａ，２ｂで反射された輻射熱エネ
ルギは、受熱板６ａ，６ｂに集中して取り込まれ、温度
センサ８ａ，８ｂに伝わる。それぞれの温度センサ８
ａ，８ｂが検知する温度は、リード線を通して外部に信
号出力される。

【００２２】このような輻射熱温度センサＳの視野範囲
は、ここでは左右に並んで配置された互いの反射鏡２
ａ，２ｂの軸心４ａ，４ｂの傾き角度と、放物面鏡とし
ての曲率、受熱板６ａ，６ｂの直径面積および反射鏡２
ａ，２ｂと受熱板６ａ，６ｂとの距離間隔を種々設定す
ることにより、自由に調整可能である。

【００２３】特に、各温度センサ８ａ，８ｂは、受熱板
６ａ，６ｂとともに空中に浮いた状態で配置され、かつ
赤外線透過膜９によりケーシング１内の同一空気層にあ
るので、たとえ外部の熱影響があっても、同じように影
響を受けることとなり、左右差の検知精度を高く保持で
きる。

【００２４】赤外線透過膜９は、ケーシング１の前面開
口部を閉塞するので、外界の吹出気流などの影響が、ケ
ーシング１内の受熱板６ａ，６ｂおよび温度センサ８
ａ，８ｂ等に及ぶことを阻止する。同時に、被空調室Ｒ
に浮遊する塵埃等の内部侵入を阻止し、したがって反射
鏡２ａ，２ｂの反射率低下がない。なお，上記実施例に
おいては、左右に連続して並設される一対の反射鏡２
ａ，２ｂを備えたが、これに限定されるものではない。

【００２５】たとえば、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すように、それぞれ独立して形成される一対の反射鏡
２０ａ，２０ｂをケーシング１内に配置する。他の構成
は、全て先に図１で説明したものと同一であるので、同
番号を付して新たな説明は省略する。

【００２６】このような構成によれば、一方の反射鏡た
とえば２０ａに投射される輻射熱エネルギと、他方の反
射鏡２ｂに投射される輻射熱エネルギとが、著しく差が
あるような場合であっても、これら反射鏡２０ａ，２０
ｂ相互間には断熱材３が介在しているので、互いに熱影
響を受けることがない。すなわち、より高度な検知精度
を保持できる。

【００２７】また、いずれの構成にしろ、反射鏡２ａ，
２ｂ，２０ａ，２０ｂを左右に並べた状態で視野範囲を
設定するものに限定されない。たとえば、上下方向に反
射鏡を並べて、同方向の視野範囲を得るようにしてもよ
い。輻射熱温度センサＳは、空気調和機の室内ユニット
Ｙに備えられるばかりでなく、他の製品の温度検知にも
用いることができ、用途が限定されない。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、一対の反
射鏡を並設し、それぞれの反射鏡の焦点位置に輻射熱エ
ネルギを検出する温度センサを配設し、これら温度セン
サおよび反射鏡の前面側を赤外線透過膜で覆ったので、
外界からの熱影響を受け難くするとともに外部気流の影
響を阻止して、並んだ部位の輻射熱エネルギを、指向性
感度を良好にして精度よく検出でき、高感度センサを用
いなくてもすみ、コスト的に有利になるなどの効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例を示す、輻射熱温
度センサの横断平面図。 （Ｂ）は、一部を省略した輻射熱温度センサの正面図。 （Ｃ）は、輻射熱温度センサの縦断面図。

【図２】一実施例の適用例で、輻射熱温度センサを備え
た空気調和機室内ユニットの斜視図。

【図３】空気調和機室内ユニットの側面図。

【図４】輻射熱温度センサの視野範囲を示す空調空間の
平面図。

【図５】輻射熱温度センサの視野範囲を示す空調空間の
側面図。

【図６】（Ａ）は、本発明の他の実施例を示す、輻射熱
温度センサの横断平面図。 （Ｂ）は、一部を省略した輻射熱温度センサの正面図。 （Ｃ）は、輻射熱温度センサの縦断面図。

【符号の説明】

１…ケーシング、２ａ，２ｂ…反射鏡、３…断熱材、６
ａ，６ｂ…受熱板、７ａ，７ｂ…ブリッジ固定体、８
ａ，８ｂ…温度センサ，９…赤外線透過膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 和男 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 藁科 吉隆 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 伊藤 東吾 埼玉県狭山市新狭山１−11−４ 株式会社 大泉製作所内 (72)発明者 佐藤 篤 埼玉県狭山市新狭山１−11−４ 株式会社 大泉製作所内 (72)発明者 坂東 茂 埼玉県狭山市新狭山１−11−４ 株式会社 大泉製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壁面・床面等からの輻射熱エネルギを互い
   に隣接する方向から集熱する並設された一対の反射鏡
   と、それぞれの反射鏡の焦点位置に配設され反射鏡で反
   射された輻射熱エネルギを受熱して温度検出する温度セ
   ンサと、これら温度センサおよび反射鏡の前面側を覆い
   赤外線を透過させ、かつ各温度センサを同一空間に保持
   して外界からの各温度センサに対する熱影響を均一にす
   るとともに外部気流の影響を阻止する赤外線透過膜とを
   具備したことを特徴とする輻射熱温度センサ。