JP4107058B2 - Temperature sensor for heat exchanger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器におけるフィンの温度を検出する熱交換器用温度センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車等の空気調和装置における冷房装置は、エバポレータ、コンプレッサ等から構成されており、熱交換器としてのエバポレータは、コンプレッサにより圧送された冷媒と車室内等の空気とを熱交換させて、空気を冷却する機能を有する。
【0003】
このエバポレータの風下側には、エバポレータを通過した後の空気の温度を検出するエバポレータ用温度センサが設置されており、当該センサの検出温度をもとに、エバポレータのフィンが凍結しないようにコンプレッサのON・OFF制御が行われ、冷媒の圧送量が制御される。
【0004】
このように、エバポレータ用温度センサはエバポレータの凍結防止のために重要な役割を担っており、より精度良く温度を検出するために、様々な工夫がなされている。
【0005】
例えば、特許文献1に開示された手法は、エバポレータの冷媒通路用プレートにホルダを一体に設け、当該ホルダにてエバポレータ用温度センサを固定することで、温度検出素子をエバポレータの風下側にしっかりと固定し、温度検出精度の向上を図ろうとするものである。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−48164号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1のエバポレータ用温度検出センサは、エバポレータのフィン凍結防止のために、熱交換された空気の温度をエバポレータのフィンの温度の代わりに測定している。従って、フィンへの霜付きやエバポレータ前に設置されたフィルタ詰まり等により風量が減少すると、その影響を受けて正確な検出ができなくなるという問題がある。
【0008】
本発明は上記問題点に鑑み、温度検出精度を向上させた熱交換器用温度センサを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に請求項1に記載の熱交換器用温度センサは、温度検出素子を内蔵するセンサ部と、温度検出素子に電気的に接続されたリード部と、センサ部を収納するケースとを備えるものであって、ケースは、センサ部を収納する収納部と、熱交換器のフィン間の空気通路よりも小さく、且つ、収納部の長手方向に対して略90度の角度をもって収納部に一体に形成された延在部を有している。そして、熱交換器への固定状態で、延在部が空気通路に挿入されつつフィンと接触され、且つ、収納部の一部がフィンの端面と接触されることを特徴とする。
【0010】
このように、本熱交換器用温度センサでは、フィン間の空気通路よりも小さい延在部が、収納部の長手方向に対して略90度の角度をもって収納部に一体に形成されてケースが構成されている。そして、熱交換器への固定状態で、ケースにおける延在部と収納部の一部とが、フィンと接触される。したがって、熱交換器のフィン自体の温度を、延在部を有するケースを介してセンサ部の温度検出素子が精度良く検出することができる。また、ケースは、延在部を含めた2箇所でフィンと接触されるため、熱交換器用温度センサをより安定した状態で、熱交換器に固定することができる。さらに、センサ自体を熱交換器の表面に対して略平行に配置できるため、設置スペースを抑えることができる。
【0011】
請求項2に記載のように、センサ部の少なくとも一部が、ケースにおける収納部の内壁に接触された構成とすると良い。これにより、ケースからセンサ部への熱伝導性が向上し、温度検出素子の温度検出精度が向上する。
【0012】
請求項3に記載のように、ケースに収納されるセンサ部と、ケースにおける収納部の内壁との間には、樹脂が充填された構成とすると良い。樹脂を充填することで、センサ部が保護されるとともにケース内(収納部内)でセンサ部が固定される。また、当該樹脂を介してケースからセンサ部へ熱が伝達されることとなり好ましい。
【0013】
請求項4に記載のように、ケースは、金属からなることが好ましい。ケースが、熱伝導性に優れる金属を材料として形成されれば、熱交換器のフィンの温度が温度検出素子に効率良く伝達され、その結果、より精度良く温度を検出することができる。
【0015】
請求項5に記載のように、延在部は、少なくともフィンと接触する面に、脱落防止手段を備えることが好ましい。延在部の少なくともフィンと接触する面に脱落防止手段を設けることで、熱交換器用温度センサを熱交換器のフィン面にしっかりと固定することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
本実施の形態における熱交換器用温度センサは、熱交換器のフィンの温度を測定するのに適したものであり、特に車両及び民生用エアコンや、その他冷却機器等の空気調和装置に用いられるエバポレータにおいて、フィン凍結防止用の温度センサとして好適に用いることができる。尚、本実施の形態においては、熱交換器用温度センサの一例としてエバポレータ用温度センサを示し、図1(a)は断面図、図1(b)は斜視図である。
【0017】
図1(a)に示すように、本実施の形態におけるエバポレータ用温度センサ1は、温度を検出する温度検出素子2を備えるセンサ部3と、温度検出素子2に導電接続されるリード部4と、センサ部3を収納するケース5により構成される。
【0018】
センサ部3は、温度検出素子2と、当該温度検出素子2の周囲を被覆保護する例えばエポキシ系樹脂により構成される。温度検出素子2としては、サーミスタや感温半導体等の温度に応じて抵抗値が変化する素子が用いられ、本実施の形態においては例えば負の温度係数を持つNTCサーミスタが用いられる。また、温度検出素子2は、図示されないリード線と導電接続しており、当該リード線と連通するリード部4を介して、上述の温度検出素子2の抵抗値が電気信号として空調調和装置の図示されない制御部に出力される。これにより、図示されないコンプレッサの制御がなされ、コンプレッサから図示されないエバポレータに圧送される冷媒量が調節されることで、エバポレータにおける空気の熱交換量(冷却度合い)を調整する。
【0019】
センサ部3は、例えばAlやCu等の導電性に優れた金属からなるケース5内に収納されている。ケース5は、例えば円筒部5aの一端に、センサ部3を挿入するための開口部5bを有し、その他端に、円筒部5aと連なり、当該円筒部5aとの接触部の他端が閉じている絞り部5cと、当該絞り部5c部に連通し、ケース5の長手方向に対して略90度の角度をもち、且つケース5に一体に形成された延在部5dとを備えている。尚、図1(b)は、その斜視図である。延在部5dは、例えばプレス加工により平坦化されており、詳細は後述するが、エバポレータのフィン間の空気通路よりも小さく形成されている。
【0020】
そして、ケース5はその内壁がセンサ部3の少なくとも一部と接触しており、当該接触箇所以外のケース5とセンサ部3との間の隙間には、センサ部3の保護、固定、及びケース5からセンサ部3への熱伝導性の向上のために、例えばエポキシ系樹脂等の封止樹脂6が充填されている。尚、本実施の形態において、ケース5の形状は、円筒部5aの例を示したが、ケース5の内部にセンサ部3を収納でき、好ましくは、その内壁がセンサ部3の少なくとも一部と接触可能な形状を有しておればよい。また、図1(a)においては、センサ部3に連なるリード部4の一部までがケース5に収納される例を示したが、少なくとも、センサ部3の温度検出素子2の配置箇所までがケース5に収納されておればよい。しかしながら、センサ部3の全体がケース5に収納されている方が、センサ部3における温度分布差を縮小でき、より温度検出精度を向上させることができる。
【0021】
次に、上記構造を有するエバポレータ用温度センサ1を、空気調和装置のエバポレータに設置した際の概略図を図2に示す。尚、図2(a)はエバポレータの風下側からみた拡大平面図であり、図2(b)は(a)のA−A断面における断面図を示す。
【0022】
図2(a)に示すように、エバポレータ7は、複数枚の冷媒通路用プレート8と、当該冷媒通路用プレート8の間に配設された例えば蛇腹状のフィン9とから構成される。そして、当該フィン9間と冷媒用通路プレート8からなる空気通路10を空気が通過する際に、空気がフィン9及び冷媒通路用プレート8と接触し、熱を奪われることで、空気が冷却される。そしてエバポレータ7の風下面側から、この空気通路10にエバポレータ用温度センサ1の延在部5dを挿入する。尚、当該延在部5dは、予め空気通路10よりも小さく形成されているので、フィン9及び冷媒通路用プレート8を傷つけることなく、容易に挿入することができる。
【0023】
この際、図2(b)に示すように、エバポレータ用温度検出センサ1は空気通路10に挿入された延在部5dがフィン9に接触(図2(b)においては、延在部5dの下面がフィン9と接触)するように配置される。つまり、フィン9の熱が延在部5dを介して、ケース5からセンサ部3の温度検出素子2に伝達されることとなる。従って、本実施の形態における温度検出素子2は、エバポレータ7において熱交換された後の空気の温度を検出すると共に、フィン9自体の温度を延在部5dを介して検出することができるため、フィン9の凍結防止のためにより精度良く温度検出を行うことができる。
【0024】
また、本実施の形態において、エバポレータ用温度センサ1における延在部5dは、ケース5の長手方向に対して略90度の角度をもつように折り曲げられている。そして、延在部5dをエバポレータ7のフィン9間の空気通路10に挿入する際、エバポレータ用温度センサ1のケース5の円筒部5aの一部を、フィン9の端部に当接するように配置することができる。従って、ケース5の円筒部5aを介しても、センサ部3の温度検出素子2にエバポレータ7のフィン9の熱が伝達されることとなり、フィン9から温度検出素子2への伝熱経路が増加するので、より精度良くフィン9の温度を温度検出素子2にて検出することができる。また、エバポレータ用温度センサ1における延在部5dと円筒部5aの2点が、略90度の角度をもってエバポレータ7のフィン9に接するため、エバポレータ7にエバポレータ用温度センサ1をより安定した状態で固定することができる。
【0025】
また、延在部5dがケース5に対して略90度の角度をもって折り曲げられていると、延在部5d以外のエバポレータ用温度センサ1の長手方向が、エバポレータ7の風下面に対して略平行配置される。従って、エバポレータ7の風下面に対して垂直方向にエバポレータ用温度センサ1が大きく突出することは無く、配置スペースを抑えることができる。
【0026】
また、エバポレータ7におけるエバポレータ用温度センサ1の配置箇所は、外気温や湿度等を変化させるベンチ試験を行った後に決定される。本実施の形態におけるエバポレータ用温度センサ1は、ケース5に一体化した延在部5dを備えている。この延在部5dは、エバポレータ7のフィン9間の空気通路10よりも小さいので、エバポレータ7のフィン9間に容易に挿入することができる。従って、自由に位置決めを行うことができることから、上記ベンチ試験時のエバポレータ7における配置箇所変えや、ベンチ試験後の配置にも適している。
【0027】
また、図3に示すように、ケース5の延在部5dにエバポレータ7からの脱落防止手段として、くさび状の突起部11が設けられても良い。この突起部11は、延在部5dにおけるフィン9との接触面側に少なくとも形成される。そして、その形状は、図3に示す矢印の方向を、エバポレータ7の空気通路10への挿入方向とすると、矢印の反対方向、すなわち、空気通路10から延在部5dを引き出す方向に対して、フィン9と突起部11との間の摩擦が大きくなるような形状に形成されることが好ましい。このように、脱落防止手段として延在部5dに突起部11を形成することで、エバポレータ7から、エバポレータ用温度センサ1の脱落を防止すると共に、クリップ等の固定治具を別途設ける必要が無いので、部品点数を削減することができる。
【0028】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【0029】
本実施の形態において、ケースは円筒部と延在部との間に絞り部を有しているが、必ずしも絞り部を有していなくとも良い。また、本実施の形態においては、延在部をケースの開口端に対する他端に設けたが、延在部を円筒部の表面上に設けても良い。
【0030】
本実施の形態において、ケースの延在部の角度を、ケースの長手方向に対して略90度に折り曲げた例を示したが、略90度に限定されるものではない。従って、延在部がケースの長手方向に沿って形成されても良い。
【0031】
また、本実施の形態において、ケースの延在部の形状は平坦である例を示したが、エバポレータのフィン間の空気通路よりも小さく、少なくとも一部がフィンと接触できる形状を有していれば良い。
【0032】
また、本実施の形態において、略90度に折り曲げた延在部と円筒部の2箇所をエバポレータのフィンに接触させる例を示したが、延在部のみをフィンに接触させてもよいことは言うまでもない。しかしながら、フィンから円筒部が離れるほど、風の影響を受けて温度測定の誤差が大きくなるため、できる限り円筒部、すなわち円筒部内のケース部に存在する温度検出素子を、エバポレータのフィンの近くに配置するようにしたほうが熱伝導効率が良く好ましい。
【0033】
また、本実施の形態において、ケースには金属を用いる例を示した。しかしながら、金属以外にも、例えば樹脂等の材料を用いてケースが形成されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態におけるエバポレータ用温度検出センサを示し、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図2】 エバポレータへのエバポレータ用温度検出センサの設置を説明する図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面における断面図である。
【図3】 エバポレータ用温度検出センサの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・エバポレータ用温度検出センサ、2・・・温度検出素子、3・・・センサ部、5・・・ケース、5d・・・延在部、7・・・エバポレータ、9・・・フィン、10・・・空気通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature sensor for a heat exchanger that detects the temperature of fins in a heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
For example, a cooling device in an air conditioner such as an automobile is composed of an evaporator, a compressor, etc., and the evaporator as a heat exchanger exchanges heat between the refrigerant pumped by the compressor and the air in the vehicle interior, etc. It has a function of cooling air.
[0003]
An evaporator temperature sensor that detects the temperature of air after passing through the evaporator is installed on the leeward side of the evaporator. Based on the temperature detected by the sensor, the evaporator fins are prevented from freezing. ON / OFF control is performed to control the pumping amount of the refrigerant.
[0004]
Thus, the evaporator temperature sensor plays an important role for preventing the evaporator from freezing, and various devices have been devised to detect the temperature with higher accuracy.
[0005]
For example, in the technique disclosed in
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-48164
[Problems to be solved by the invention]
However, the temperature detection sensor for an evaporator disclosed in
[0008]
An object of this invention is to provide the temperature sensor for heat exchangers which improved the temperature detection precision in view of the said problem.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the temperature sensor for a heat exchanger according to
[0010]
As described above, in the temperature sensor for the heat exchanger , the extending portion smaller than the air passage between the fins is formed integrally with the storage unit at an angle of about 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the storage unit. Has been. And the extension part in a case and a part of accommodating part are contacted with a fin in the fixed state to a heat exchanger. Therefore, the temperature detection element of the sensor unit can accurately detect the temperature of the fin of the heat exchanger itself through the case having the extending part. Moreover, since the case is brought into contact with the fin at two locations including the extending portion, the heat exchanger temperature sensor can be fixed to the heat exchanger in a more stable state. Furthermore, since the sensor itself can be arranged substantially parallel to the surface of the heat exchanger, the installation space can be reduced.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, at least a part of the sensor unit may be in contact with the inner wall of the storage unit in the case . Thereby, the thermal conductivity from the case to the sensor unit is improved, and the temperature detection accuracy of the temperature detection element is improved.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, it is preferable that a resin is filled between the sensor unit stored in the case and the inner wall of the storage unit in the case . By filling the resin, the sensor unit is protected and the sensor unit is fixed in the case (in the storage unit ) . In addition, heat is preferably transmitted from the case to the sensor unit via the resin.
[0013]
As described in
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, it is preferable that the extending portion is provided with a drop-off preventing means on at least a surface in contact with the fin. By providing a drop prevention means on at least the surface of the extending portion that contacts the fin, the heat exchanger temperature sensor can be firmly fixed to the fin surface of the heat exchanger.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The temperature sensor for a heat exchanger in the present embodiment is suitable for measuring the temperature of the fins of the heat exchanger, and is particularly an evaporator used for an air conditioner such as a vehicle and a consumer air conditioner or other cooling equipment. Can be suitably used as a temperature sensor for preventing freezing of fins. In the present embodiment, an evaporator temperature sensor is shown as an example of a heat exchanger temperature sensor, FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is a perspective view.
[0017]
As shown in FIG. 1A, an
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The inner wall of the
[0021]
Next, FIG. 2 shows a schematic diagram when the
[0022]
As shown in FIG. 2A, the evaporator 7 includes a plurality of refrigerant passage plates 8 and, for example, bellows-
[0023]
At this time, as shown in FIG. 2 (b), the
[0024]
In the present embodiment, the extending
[0025]
Further, when the extending
[0026]
Further, the location of the
[0027]
As shown in FIG. 3, a wedge-shaped
[0028]
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
[0029]
In the present embodiment, the case has the throttle portion between the cylindrical portion and the extending portion, but it is not always necessary to have the throttle portion. Moreover, in this Embodiment, although the extension part was provided in the other end with respect to the opening end of a case, you may provide an extension part on the surface of a cylindrical part.
[0030]
In the present embodiment, the example in which the angle of the extending portion of the case is bent at approximately 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the case has been described, but is not limited to approximately 90 degrees. Therefore, the extending part may be formed along the longitudinal direction of the case.
[0031]
Further, in the present embodiment, an example in which the shape of the extending portion of the case is flat has been shown, but it is smaller than the air passage between the fins of the evaporator, and at least a part of the shape can be in contact with the fin. It ’s fine.
[0032]
Further, in the present embodiment, an example has been shown in which two portions of the extended portion and the cylindrical portion bent at approximately 90 degrees are brought into contact with the fins of the evaporator, but only the extended portion may be brought into contact with the fins. Needless to say. However, as the distance between the fins and the cylindrical part increases, the temperature measurement error increases due to the influence of the wind. It is preferable to arrange them so that the heat conduction efficiency is good.
[0033]
Moreover, in this Embodiment, the example which uses a metal for a case was shown. However, the case may be formed using a material such as a resin other than metal.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show an evaporator temperature detection sensor according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a perspective view.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the installation of an evaporator temperature detection sensor on an evaporator, FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of an evaporator temperature detection sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ケースは、前記センサ部を収納する収納部と、熱交換器のフィン間の空気通路よりも小さく、且つ、前記収納部の長手方向に対して略90度の角度をもって前記収納部に一体に形成された延在部を有し、
前記延在部が、前記空気通路に挿入されつつ前記フィンと接触され、且つ、前記収納部の一部が前記フィンの端面と接触されることを特徴とする熱交換器用温度センサ。A temperature sensor for a heat exchanger, comprising: a sensor unit including a temperature detection element; a lead part electrically connected to the temperature detection element; and a case for housing the sensor part,
The case is smaller than the air passage between the storage portion for storing the sensor portion and the fins of the heat exchanger, and is integrated with the storage portion at an angle of approximately 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the storage portion. Having a formed extension,
The extension part is in contact with the fin while being inserted into the air passage , and a part of the storage part is in contact with an end surface of the fin .
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US6844805B2 (en) | Temperature detection and switching assembly |
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