JPH0716981Y2 - 空気調和機の温度センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は空気調和機の温度センサに関するものであ
る。

［従来の技術］ 第３図は例えば実開昭59-151127号公報に示された温度
センサを示す斜視図、第４図は第３図のIV-IV線断面図
を示す。

第３図、第４図において、１はサーミスタ用基板からな
る板部、２は板部１の一面に印刷などの手段で接着され
たサーミスタ、３は板部１の一面に固着した断熱体、４
は板部の他面を覆う黒体化塗料である。

以上のように構成された温度センサの動作について説明
する。板部１の周囲からの可視光線から赤外線領域に含
まれる電磁波すなわち輻射エネルギはまず黒体化塗料４
の吸収率に応じて板部１に吸収される。板部１からも周
囲に黒体化塗料４の放射率に応じて輻射エネルギが放射
され、周囲に対して板部１の温度が高い場合には、放射
量が吸収量より多いため、板部１の温度は周囲の空気温
度に対してさらに低下する。この結果、サーミスタ２の
抵抗が変化し、輻射エネルギによって補正された温度セ
ンサ周囲の空気温度が検出される。

しかしながら、この実開昭59-151127号公報に記載の温
度センサは、温度センサ周囲の空気温度と輻射エネルギ
の両方を加味した温度を検出しているが、実際の体感温
度は空気流の影響を考慮する必要があり、体感温度を検
出していないという問題点があった。

この問題点を解決し、空気流の影響をも考慮した温度セ
ンサとして、特開昭53-176号公報に記載された熱環境測
定機、または第１図に示すような温度センサがある。

特開昭53-176号公報に記載された熱環境測定器は、人間
の腕をモデルとしたもので、アルミニウムなどの金属よ
りなる均熱円筒と、該均熱円筒上に巻き付けられたヒー
タ線と、前記均熱円筒およびヒータ巻線の外側に被覆し
て設けられた熱抵抗体と、前記均熱円筒の内側に接着し
て設けられた測温素子とによりなる受感素子と、該受感
素子の出力変化を測定するための電気回路と指示計とに
より構成され、前記ヒーター電流を一定として前記測温
素子の出力信号の気温、風速、湿度等に対する変化を検
出することにより熱環境を測定するものである。

また、第１図に示された温度センサも、空気温度と輻射
エネルギと空気流の影響を加味して体感温度に近い温度
を検出するものであり、図のように、黒体の熱良導体の
板部１、板部１の温度を検出するサーミスタ２、板部１
を加熱する電気ヒータ５、室温検出用サーミスタ６、こ
の室温検出用サーミスタ６を保持するリード線6aによっ
て構成されている。ヒータ５によって板部１を加熱した
ときの板部１の温度上昇値をサーミスタ２で検出し、こ
の検出値に基づいて体感温度を算出する。すなわち、気
流レベルまたは輻射レベルが大きいと板部１の温度上昇
が小さくなることと、同様に気流レベルまたは輻射レベ
ルが大きいと体感温度が低下することとを対応させたも
のである。

［考案が解決しようとする課題］ 特開昭53-176号公報に記載の熱環境測定器は、空気流の
影響を考慮しているものの、次のような問題点があっ
た。すなわち、より正確な体感温度を検出するために
は、輻射レベルに対する感度や気流レベルに対する感度
をそれぞれ独立して調整する必要があるが、この熱環境
測定機において輻射レベルに対する感度を変えるために
は熱抵抗体外表面の放射率を変化させなければならず、
材質変更や表面粗さ変更等の変更が必要であり、容易で
はない上、気流レベルに対する感度にも大きな影響を及
ぼしてしまう。また、気流レベルに対する感度を変える
ためにはヒータ印加熱量を変化させればよいが、この熱
環境測定器は人体と放熱特性を一致させているために熱
抵抗体外表面温度が室温に対して十分高く、ヒータ印加
熱量を変化させると熱抵抗体外表面温度が大きく変化
し、輻射エネルギ放熱に影響を及ぼし、輻射レベルに対
する感度が変化してしまう。さらに、人体と放熱特性を
一致させているため、ヒータへの印加熱量が大きくなる
という問題、円筒形状では空気調和機に取り付けるには
不便であるという問題もあった。

また、第１図に示す温度センサでは、板部１からの輻射
エネルギの放出量を変化させることができないため、輻
射レベルに対する感度を調整できないという問題があっ
た。

この考案は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、温度感覚の要素である空気温度と輻射エネ
ルギと空気流の影響を加味し、かつ、輻射レベルに対す
る感度及び気流レベルに対する感度をそれぞれ独立して
調整して、より体感温度に近い温度を検出することがで
き、この検出温度により適正な空気調和機の制御ができ
るようにする温度センサを提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ この考案に係る空気調和機の温度センサは、熱の良導体
からなる板部と、この板部を加熱するヒータと、上記板
部の温度を検出する板部温度検出用感熱素子と、上記板
部の片面を解放して周囲を囲む断熱体と、解放した面を
空気層を介して覆う輻射エネルギの透過率の高いフィル
ムと、上記断熱体と上記フィルムとで囲まれた空間の外
に配設した室温検出用感熱素子とで構成され、上記板部
温度検出用感熱素子の検出温度と上記室温検出用感熱素
子の検出温度より上記板部の温度より板部の温度上昇値
を求め、この温度上昇値と、空気流がなく室温と周囲物
体の温度が等しい場合の上記板部の温度上昇値である基
準値との温度差分により上記室温検出用感熱素子の検出
温度を補正する補正手段を備えたものである。

［作用］ この考案における空気調和機の温度センサは、板部温度
検出用感熱素子により検出される板部の温度と室温検出
用感熱素子により検出される室温から板部の温度上昇値
を求め、この温度上昇値と、空気流がなく室温と周囲物
体の温度が等しい場合の上記板部の温度上昇値である基
準値との温度差分により室温検出用感熱素子の検出温度
を補正することにより、空気温度と輻射エネルギと空気
流の影響を加味した体感温度に近い温度を検出すること
ができ、かつ、フィルムの材質や膜厚、ヒータへの印加
熱量、空気層の厚みなどを変化させて、輻射レベルに対
する板部の感度及び気流レベルに対する板部の感度をそ
れぞれ独立して調整し、それらの比率を体感の感度比率
にできる限り正確に合わすことにより、より体感温度に
近い温度を検出することができ、この検出温度により適
正な空気調和機の制御ができるという効果が得られる。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図を用いて説明する。

第２図はこの考案の一実施例を示す。図において、１は
黒体の熱良導体の板部であり、板部１の下面にサーミス
タ２と電気ヒータ５が密着固定されている。３は上面を
解放した箱状の断熱体で、その上下方向中間部に板部１
を嵌め、板部１の上部を除いた周囲を囲んでいる。ま
た、板部１上方の解放面は空気層を介して輻射エネルギ
の透過率が高いフィルム７でカバーしてある。６は断熱
体３とフィルム７とで囲まれた空間の外に設けられた室
温検出用サーミスタで、リード線6aの一部が断熱体３の
上面に固定され、リード線6aによって保持されている。

次にこのように構成された温度センサの動作について説
明する。熱良導体からなる板部１の面に設けたヒータ５
によって板部１を一定熱量加熱させ、板部１の温度を上
昇させると、板部１から周囲の空気に対して熱が放出さ
れると共に、周囲の物体に対し輻射エネルギが放出され
る。ここで、周囲の空気に対する放出熱量は周囲空気の
気流レベルが大きいほど増大する。このことは、気流レ
ベルが大きいほど、板部１の温度が低下することを意味
する。一方、気流レベルが大きいと体感温度も低下する
ため、板部１の温度変化は体感温度変化と対応する。同
様に、周囲の物体の温度が低いと輻射レベルが増大し、
輻射エネルギの放出が増大するので板部１の温度が低下
する。また、輻射レベルが大きいと体感温度も低下する
ため、周囲の物体の温度に対する輻射レベルについて
も、板部の温度変化と体感温度変化が対応する。すなわ
ち、板部１の温度上昇分の変化は気流レベルと輻射レベ
ルに対する体感温度の変化と対応する。

具体的には、次のように体感温度を求める。まず、板部
１の温度を板部１に固定したサーミスタ２で検出し、室
温検出用サーミスタ６で検出した室温との差である板部
１の温度上昇値を算出する。一方、空気流がなく、室温
と周囲物体の温度が等しい場合の板部の周囲温度に対す
る温度上昇値を基準値としてマイコン（図示せず）に記
憶させておく。この基準値と板部１の温度上昇値の温度
差分が、気流レベルと輻射レベルの影響による板部１の
温度低下分であるため、室温検出用サーミスタ６の検出
温度からこの温度差分を引いて補正すれば、体感温度に
近い温度検出が可能になる。

また、このように構成された温度センサにおいては、輻
射レベルに対する感度と気流レベルに対する感度を独立
して調整できることについて、以下に説明する。

輻射レベルに対する感度はフィルム７の材質や膜厚を変
化させることにより調節することができる。すなわち、
フィルム７の厚さを変化させると輻射エネルギ透過率が
変化し、輻射エネルギ放出量が変化するため、輻射レベ
ルに対する感度が変化する。例えば、フィルム７を厚く
すると透過率は低下し、輻射エネルギ放出量が減るた
め、同じ壁温度変化があったとき、板部１の温度変化は
小さくなる。ここで、フィルム７の熱抵抗を空気層の熱
抵抗に比べ十分に小さくしておけば、フィルムの厚さが
変化しても空気流によるエネルギ放出量の変化は無視で
きるほど小さい。すなわち、気流レベルに対する感度は
変化しない。

また、気流レベルに対する感度はヒータへの印加熱量を
変化させることにより調整することができる。すなわ
ち、ヒータ印加熱量を変化させると、板部１からの放熱
量が変化し、気流レベルの変化に対する板部１の温度変
化も変化するため、気流レベルに対する感度が変化す
る。例えば、ヒータ印加熱量を上げると、板部１からの
放熱量が増し、空気流変化時の板部１の温度変化も増
す。ここで、板部１の温度を変化させても、板部１の温
度と壁温度の差に比べ板部１の温度変化が十分に小さい
場合は、輻射エネルギ放出量の変化は無視できるほど小
さいため、輻射レベルに対する感度は変化しない。ま
た、板部１周囲の空気は空気流の影響を直接受けること
がなく、フィルム７と板部１との間の空気層の厚みなど
の変化で気流レベルに対する感度を調節することも可能
である。

このように、輻射レベルに対する板部１の感度と気流レ
ベルに対する板部１の感度の比率を調整できるので、輻
射レベル、気流レベルに対する体感の感度比率に、より
正確に合わせることができる。

また、板部１を断熱体３で覆っているため、小型化で
き、空気調和機に取り付ける際にも都合が良い。さら
に、片面検出であるので、放熱面積が小さく、ヒータへ
の印加熱量は小さくできる。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、熱の良導体か
らなる板部と、この板部を加熱するヒータと、上記板部
の温度を検出する板部温度検出用感熱素子と、上記板部
の片面を解放して周囲を囲む断熱体と、解放した面を空
気層を介して覆う輻射エネルギの透過率の高いフィルム
と、上記断熱体と上記フィルムとで囲まれた空間の外に
配設した室温検出用感熱素子とで構成され、上記板部温
度検出用感熱素子の検出温度と上記室温検出用感熱素子
の検出温度より上記板部の温度上昇値を求め、この温度
上昇値と空気流がなく室温と周囲物体の温度が等しい場
合の上記板部の温度上昇値である基準値との温度差分に
より上記室温検出用感熱素子の検出温度を補正する補正
手段を備えた構成にしたので、空気温度と輻射エネルギ
と空気流の影響を加味し、かつ、輻射レベルに対する板
部の感度及び気流レベルに対する板部の感度の比率を体
感の感度比率にできる限り正確に合わすことにより、よ
り体感温度に近い温度を検出することができ、この検出
温度により適正な空気調和機の制御ができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度センサを示す断面図、第２図はこの
考案の一実施例による空気調和機の温度センサを示す断
面図、第３図は従来の温度センサを示す斜視図、第４図
は第３図のIV-IV線断面図である。 １……板部、２……サーミスタ、３……断熱体、５……
ヒータ、６……室温検出用サーミスタ、6a……リード
線、７……フィルム。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 原 正規 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)考案者 菅原 作雄 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)考案者 青木 克之 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)考案者 松田 謙治 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)考案者 石岡 秀哲 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (56)参考文献 特開 昭53−176（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱の良導体からなる板部と、この板部を加
   熱するヒータと、上記板部の温度を検出する板部温度検
   出用感熱素子と、上記板部の片面を解放して周囲を囲む
   断熱体と、解放した面を空気層を介して覆う輻射エネル
   ギの透過率の高いフィルムと、上記断熱体と上記フィル
   ムとで囲まれた空間の外に配設した室温検出用感熱素子
   とで構成され、上記板部温度検出用感熱素子の検出温度
   と上記室温検出用感熱素子の検出温度より上記板部の温
   度上昇値を求め、この温度上昇値と、空気流がなく室温
   と周囲物体の温度が等しい場合の上記板部の温度上昇値
   である基準値との温度差分により上記室温検出用感熱素
   子の検出温度を補正する補正手段を備えたことを特徴と
   する空気調和機の温度センサ。