JP6843309B1 - 湿度センサおよび空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係る湿度センサ7を備える空気調和機100の概略構成図である。図1に示すように、空気調和機100は空調対象空間である部屋200の天井300に設置される、天井埋め込み型の室内機である。部屋200は業務用のオフィス空間、または一般住宅の屋内空間である。天井300は、部屋200の高さ2m以上の位置に張られており、天井300の一部をくり抜いて形成された設置口に、空気調和機100が取り付けられる。また、部屋200には反射体400が設けられている。反射体400は、金属板、樹脂板または木板であり、部屋200の床面または壁面に設置されている。反射体400の部屋200の内側に向いた面は、平滑となっている。なお、反射体400を個別に設けるだけでなく、部屋200の床面または壁面の一部を反射体400としてもよい。
空気調和機100は、冷房機能と、暖房機能と、加湿機能とを有するパッケージタイプのエアコンである。なお、空気調和機100は、カセット型エアコン、ルームエアコンまたは外気処理ユニットなどであってもよい。図1に示すように、空気調和機100は、筐体1と、フィルタ2と、ファン3と、熱交換器4と、加湿エレメント5と、制御装置6と、湿度センサ7と、を備えている。
図2は、実施の形態1に係る湿度センサ7の構成を説明する図である。図2に示すように、湿度センサ7は、超音波素子71と、発信回路73と、受信回路75と、湿度解析回路76と、情報入力部77とを備えている。超音波素子71は、圧電セラミックスおよび電極から構成され、超音波を発信および受信する。電極から圧電セラミックスに高周波の電圧が加えられると、圧電セラミックスが伸縮を繰り返し、この振動により超音波が発生する。また、圧電セラミックスが受信した超音波により振動すると、この振動に合わせて圧電セラミックスの両端に電圧が発生する。この原理により、超音波素子71は、周波数20kHz以上の音波、すなわち超音波を発信すること、および空気中の超音波を受信して電圧に変換することができる。本実施の形態の超音波素子71は、1つの素子で、部屋200の天井300から、反射体400に向けて超音波を発信し、反射体400に反射して戻ってきた超音波を受信することができる。
本実施の形態の湿度センサ7による相対湿度Uの測定動作について説明する。まず、発信回路73によって、例えば周波数40kHzのパルス波を超音波素子71に印加し、超音波を発生させる。発信回路73の出力は、パルス波に限定されず、正弦波交流などの連続波であってもよい。超音波素子71から発生した超音波は、図2に矢印で示す送信波W1として反射体400に到達し、反射体400により反射され、反射波W2となって超音波素子71に受信される。
実施の形態2について説明する。実施の形態2の湿度センサ7Aは、超音波素子71に加えて、距離センサ8および温度センサ9を備える点において、実施の形態1と相違する。図8は、実施の形態2に係る湿度センサ7Aを備える空気調和機100Aの概略構成図である。空気調和機100Aの湿度センサ7A以外の構成は、実施の形態1と同じである。
本実施の形態における湿度センサ7Aによる相対湿度Uの測定動作について説明する。超音波素子71からの超音波の発信および受信、ならびに受信回路75による反射波到達時間tの解析までは、実施の形態1と同様である。その後、距離センサ8および温度センサ9により、超音波素子71から反射体400までの距離Dおよび部屋200の温度Tが測定され、情報入力部77から湿度解析回路76に入力される。そして、湿度解析回路76は、反射波到達時間tと、情報入力部77から入力される部屋200の温度Tと、超音波素子71から反射体400までの距離Dとを用いて、実施の形態1と同様に部屋200の相対湿度Uを求める。
実施の形態3について説明する。実施の形態の湿度センサ7Bは、超音波素子71を可動する可動機構78を備える点において、実施の形態1と相違する。図10は、実施の形態3に係る湿度センサ7Bを備える空気調和機100Bの概略構成図である。湿度センサ7Bのその他の構成は実施の形態1と同じであり、空気調和機100Bの湿度センサ7B以外の構成は、実施の形態1と同じである。
Claims (6)
- 音波の発信と、反射体により反射された音波の受信とを行う音波素子と、
前記音波素子により受信した反射波の到達時間を求める受信回路と、
前記到達時間と、前記音波素子から前記反射体までの距離と、前記音波素子から前記反射体までの空間の温度と、を用いて湿度を算出する湿度解析回路と、
前記距離と、前記温度とを入力する情報入力部と、を備える湿度センサ。 - 前記音波素子は、前記反射体に対向して配置される請求項1に記載の湿度センサ。
- 前記距離を測定する距離センサをさらに備える請求項1または2に記載の湿度センサ。
- 前記温度を測定する温度センサをさらに備える請求項1〜3の何れか一項に記載の湿度センサ。
- 前記音波素子を可動する可動機構をさらに備える請求項1〜4の何れか一項に記載の湿度センサ。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の湿度センサと、
熱交換器と、
ファンと、を備える空気調和機。
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