JP2015059722A - 温度センサ取付具およびこれを用いたヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒配管の温度を検出する場合に、周囲の温度の影響があっても冷媒の温度を正しく検出できる方法を提供する。
【解決手段】温度センサ５を容易に取り付ける構造として、周囲温度の影響を軽減する断熱部材８を温度センサ取り付け具７に備え、温度センサ５を配管６に固定することで、温度を周囲温度の影響を受けることなく正しく検出することができ、温度センサ交換処置の際も、断熱材８の貼り替えがなく、容易に作業することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、水配管や冷媒配管の温度を検出するための温度センサの取付具とこれを用いたヒートポンプ給湯機に関するものである。

ヒートポンプ給湯機などの給湯機においては、給水温度や給湯温度などの水の温度の検出を実施し、運転状態の把握や制御を行う必要がある。またヒートポンプ給湯機に用いるヒートポンプユニットは、冷媒と水の熱交換により所定の加熱能力で水を湯にする必要があり、冷凍サイクルの制御のために、冷媒の温度や入水、出湯の温度の検出が不可欠である。これらの温度は温度サーミスタなどの温度センサで検出するが、その取り付け方法ににより検出温度のばらつきが生じ、正しく温度の検出ができない場合は、制御が不安定になったり、高温の湯が給湯されるなどの問題をはらんでいる。

このため、水の温度を検出するために、水配管に温度センサ取り付け用の穴を設け、Ｏリングなどのシール構造を備えた上で直接水の温度を検出する方法がある。この場合は、Ｏリングなどのシール材を備えることで構造が複雑になるとともに、高温の場合は、高価な高温用のＯリング（シール材）を備えることが必要となる。または、配管に温度センサを取り付け、配管の温度を検出することで内部流体の温度を検出する方法があるが、温度センサ取り付けた周囲の温度の影響を受けることで、配管内部の流体温度を正しく検出できないという課題があった。特許文献１には、このような問題に対し、配管に取り付けた温度センサの周りを断熱材で覆うという方法が提案されている。

特開平５−１５７４１３号公報

特許文献による発明は、温度センサの周囲を断熱材で覆うことで、周囲温度の影響を軽減し、配管内流体の温度を正しく検出する上では有効な方法であるが、温度センサはサービスで交換する場合などもあり、そのたびに断熱材を貼りなおす必要があるなどの課題があった。また、断熱材の貼り付け方法で、検出精度が左右されるなど、作業方法に依存しなければならないなどの課題があった。

上記課題は、内側で温度センサと給湯機の配管とを密着させるための金属部材と、前記金属部材の外側に接着された断熱材とを備えた温度センサ取付具により解決される。

本発明によれば、水配管や冷媒配管に温度センサを容易な方法で取り付け、内部流体の温度を精度よく検出することで、正しい温度を用いて、給湯や冷凍サイクルの制御を行うことができることに加え、作業の容易化、構造の容易化、サービスの容易化を同時に実現することができる。

特に、二酸化炭素冷媒を用いたヒートポンプ給湯機は、湯水の温度として90度の高温のわき上げを実施する必要があり、湯水をわき上げるための冷凍サイクル（超臨界サイクル）の高温冷媒温度は、１２０度程度の高温となる場合もある。このため、このような高温では周囲の外気温度との温度差が大きく、温度センサの検出において周囲温度に大きな影響をうける。このため、二酸化炭素を冷媒として用いた超臨界サイクルを有したヒートポンプ給湯機の温度センサの取り付け構造としては特に有効となる。

本発明の第１の実施例の側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２の実施例の側面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。

以下、図面を用いて説明する。

本発明の第１のを図１及び図２によって説明する。図１は、本発明の第１の実施例の側面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。水配管または冷媒配管２に温度センサ１を取付ける取付具３と、この取付具の表面に断熱材４を密着した構成である。取付具はばね性を有した金属板で形成することで、取り付け時の作業性が容易となるとともに、温度センサと配管に確実に固定され、また密着されることで、温度を均一に検出することができる。

断熱材は、片側に粘着剤で貼着等した面を備える発泡ポリエチレン成形品やクロロスルフォン化ポリエチレンゴム成形品（ハイパロンゴム）、イソブチレン・イソプレン共重合物（ブチルゴム特殊合成樹脂）などの断熱性を有する素材からなる。

また、図２の断面図から、温度センサを上部、配管を下部に図示配置しているが、配管と温度センサの配置は限定されるものではない。横置き、縦置き、斜め配置でも問題はなく備えてもよい。また、取付具の温度センサ頂部側に温度センサの頂部を接触させる頂部面を形成することも有効である。温度センサ（温度サーミスタなど）は、温度センサ頂部に温度の検出構造を備えている、このため、金属の取付具の頂部側に１面の頂部接触部を備え、その部位にも合わせて断熱材を有している構造とすることも有効である。また、取付具の長さは、温度センサを覆うほどの長さを有していたほうが、周囲温度の影響回避の点では有利となるが、温度検出の必要精度を鑑み、設計することとなる。すなわち、検出精度が必要な部位は長さが長い取付具とし、周囲温度の影響を低減し、精度をあまり要求されない部位では、短くし、部品サイズの短小化、作業性の向上を図ることとなる。

ここで、断熱材１は取付具３と同幅又は取付具３よりも幅狭である。断熱材１は取付具３の端部を除いて取付具３に取付前に予め接着されている。これにより取付が楽に行える。

本発明の第２の実施例を図３及び図４によって説明する。図３は、本発明の第２の実施例の側面図である。図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。
第２の実施例は、取付具の形状が、温度センサ全体を取付具、および被検出配管で覆う構造となる取付具の形状である。この取付形状によれば、脱着の作業を容易に実施できるとともに、温度センサの周囲が、断熱材を有した取付具と、被検出配管と、温度センサと被検出配管と取付具とで形成される空間により覆わるため、周囲外気温度の影響を低減することができる。また、実施例１に記載事項と同様であるが、このような形状の取付具においても、頂部にも取付具の一部の金属部を有し、その部位にも合わせて断熱材を有している構造とすることも有効である。また、取り付け具の長さは、温度センサを覆うほどの長さを有していたほうが、周囲温度の影響回避の点では有利となる。

１ 温度センサ
２ 水配管または冷媒配管
３ 温度センサの取付具
４ 断熱材
５ 温度センサ
６ 水配管または冷媒配管
７ 温度センサの取付具
８ 断熱材

Claims (7)

1. 内側で温度センサと給湯機の配管とを密着させるための金属部材と、
   前記金属部材の外側に接着された断熱材とを備えた温度センサ取付具。
   
2. 請求項１において、
   前記断熱材は、前記金属部材と同幅又は前記金属部材よりも幅狭であることを特徴とする温度センサ取付具。
   
3. 請求項１において、
   前記断熱材は前記金属部材の端部を除いて前記金属部材に接着されたことを特徴とする温度センサ取付具。
   
4. 請求項１において、
   前記金属部材は曲がりを有して形成され、
   前記温度センサが前記配管よりも前記曲がりの頂部に位置するように、
   前記温度センサと前記配管とを密着させることを特徴とする温度センサ取付具。
   
5. 請求項１において、
   前記断熱材は、前記金属部材に接着剤により固定された発泡ポリエチレン、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、又は、イソブチレン・イソプレン共重合物であることを特徴とする温度センサ取付具。
   
6. 請求項１において、
   前記配管は、120℃以上の二酸化炭素が冷媒として流れる超臨界ヒートポンプ給湯機の配管であって、
   前記温度センサは120℃以上を測定可能であることを特徴とする温度センサ取付具。
   
7. 請求項1から５のいずれか記載の温度センサ取付具を用いて配管に温度センサを取付け、
   前記温度センサの検出温度に基づいてヒートポンプサイクルの制御を行うヒートポンプ給湯機。