JPH0569643U - 輻射センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射鏡の改善と輻射集熱板の集熱効果を高め
るとともに、リード線から奪われる熱損失を防止し、高
感度で応答性のよい低コストの輻射センサを提供する。 【構成】 前面を開放した断熱ケース６と、この断熱ケ
ースの内部に固定された円筒面を有する反射鏡５と、前
記の断熱ケースの前面に設置され、かつ前面から入射す
る輻射熱および前記反射鏡から反射された輻射熱を集熱
する絶縁性樹脂材にて一体に形成した輻射集熱板と、こ
の輻射集熱板の温度を検知するサーミスタ２と、前記断
熱ケースを覆う保護ケース７を具える輻射センサであ
る。輻射集熱板は、受熱エネルギーをサーミスタ２で検
知する集熱部４ａと帯状の集熱部４ｂとを具え、保護ケ
ース７の蓋部を形成する。この構造では、入射光に対す
る集熱効果がよく、サーミスタのリード線よりの熱損失
を防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は輻射センサに関するものであり、特に空調機器等の装置において、環 境の快適な制御を行うために壁面や床面などからの輻射熱および室外から入射す る輻射熱の輻射量を検出する輻射センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

居住環境を制御する空気調和装置において、より快適な環境を作り出すために 、室内の気温・気流および壁、床からの輻射熱あるいは室外から入射する輻射熱 等の種々の要素を考慮して空調制御を行っている。

【０００３】 環境制御に利用される輻射センサには、例えば、特開昭６４−８６０１９号が 開示されている。この輻射センサは、図８に示すように発泡スチロールの断熱部 ８と、金属アルミニウム等の半球の反射鏡９を組み合わせ、半球の輻射線収束反 射面の焦点にサーミスタを設置し、断熱部８の開口部に多孔質の赤外線透過窓１ ０を設けた構造である。

【０００４】 この輻射センサは、赤外線透過窓１０より入射した赤外線を半球の反射鏡９で サーミスタ２の温度センサに集光させ、その集光された輻射エネルギーにより環 境の快適温度を検知するものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記の輻射センサは、サーミスタ２の温度検知素子を半球からなる反射鏡９の 赤外線収束反射面の焦点に設置しているが正確に設置するのは非常に困難であり 、焦点を外れた赤外線は集光できない。

【０００６】 また、サーミスタ２のリード線３が空間に曝されているため、温度勾配が大き くなると温度検知素子に集熱された熱がリード線に奪われて感度が低下し、赤外 線透過窓１０の設置は多少なりとも輻射熱を減衰させることになるので、更に感 度の低下が生じる。また、反射鏡９の半球の形成と鏡面の生成はコスト高になる 等の問題があった。

【０００７】 本考案は上記の問題を解決しようとするものであって、反射鏡の改善と輻射集 熱板の集熱効果を高めるとともに、リード線から奪われる熱損失を防止し、高感 度で応答性のよい低コストの輻射センサを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前面を開放した断熱材でなる断熱ケースの内部に円筒面を有する反 射鏡を固定し、集熱枠を有する輻射集熱板を断熱ケースの前面に設置する。前面 からの輻射熱を直接集熱し、更に反射鏡から反射された輻射熱を集熱する輻射集 熱板の中央部に温度を検知するサーミスタを設ける。また、外部の熱を遮断して 一層断熱効果を高めるため、更に断熱ケースを樹脂材で覆った保護ケースを設け る構成としたものである。

【０００９】

【作用】

輻射センサの前面より入射した輻射熱は、一部が直接に輻射集熱板の前面に集 熱される。円筒面をもった反射鏡により反射された輻射光は、帯状の焦点面に集 光されて輻射集熱板上の裏面に集熱する。サーミスタは、輻射集熱板の両面から 集熱される輻射熱により環境の快適温度を検知する。

【００１０】 輻射集熱板に密着されたサーミスタのリード線は、受光エネルギーにより加熱 されているので、温度検知部とリード線部との温度勾配はほとんどなく、従って 、温度検知部の受熱量を増大させることができる。

【００１１】

【実施例】

図１，図２は、本考案の輻射センサ１の一実施例の斜視図であって、空気調和 装置において室外からの入射光、壁や床などからの輻射熱および室温に関係する 熱量を温度センサであるサーミスタ２によって、非接触で検出するものである。

【００１２】 輻射集熱板４は、厚さ０．２ｍｍのポリエチレン等の輻射熱を吸収する絶縁性 樹脂材から成り、受熱エネルギーをサーミスタ２で検知する中央部の角形または 丸形の集熱部４ａとサーミスタ２のリード線３の一部が接する帯状の集熱部４ｂ と断熱ケース６の前面に設置される集熱枠４ｃは一体で形成され、ケースの蓋部 を形成する。

【００１３】 サーミスタ２は中央集熱部４ａに熱伝導性樹脂で固定され、サーミスタ２のリ ード線は輻射集熱板４に密着してシリコン樹脂等で固定されている。また、サー ミスタ２のリード線と外部引き出しのリード線３は、プリント基板等を用いて接 続され保護ケース７に収納される。

【００１４】 上記集熱部４ａと４ｂの寸法は、集光面積と熱容量から有効受熱量が最大にな るように考慮されている。

【００１５】 ５は反射鏡で、円筒面を有する正反射率７０％以上の高光沢材（JIS Z8741)の アルミニウム板またはステンレス板で形成されている。輻射集熱板４の前面から 入射した輻射熱は一部が直接に集熱部４ａと４ｂの前面で集熱され、上記円筒面 の反射鏡５による輻射光は帯状の焦点面に集光して集熱部４ａと４ｂの裏面に集 熱されるようになっている。中央集熱部４ａに集熱された熱エネルギーは、リー ド線から熱が奪われることなくサーミスタ２により確実に検出されるようにして いる。

【００１６】 上記反射鏡５は、熱伝導の小さい発泡スチロール等の断熱材から成る所定の厚 さに形成された断熱ケース６の内部に設置されている。断熱ケース６の前面には 上記輻射集熱板４が設置され、更に外部の熱を遮断して一層断熱効果を高める保 護ケース７に収納されている。

【００１７】 上記保護ケース７は、塩化ビニールまたはＡＢＳ等の樹脂材で形成され、ケー ス部７ａとケース枠７ｂで構成されている。

【００１８】 図３，図４は、本考案の他の実施例で、図３は輻射センサ１１の断面を、図４ は輻射センサ１１の平面図を示す。図３および図４において、２，３および５， ６は図１および図２と同様である。

【００１９】 輻射集熱板１４は、保護ケース１７の一部を兼ね備えＡＢＳまたは塩化ビニー ル等の樹脂材から成り、輻射熱をサーミスタ２で検知する中央部の角形または丸 形の集熱部１４ａとサーミスタ２のリード線３の一部が接する帯状の集熱部１４ ｂと断熱ケース６の前面に設置される集熱枠１４ｃとリード線の接続部１４ｄと は一体に形成されている。

【００２０】 上記集熱部１４ａと１４ｂは、図１および図２の輻射集熱板４と同様に厚さは 薄くなっており、集光面積と熱容量から最大の有効受熱量になるように考慮され ている。

【００２１】 図３における保護ケース１７はＡＢＳまたは塩化ビニール等の樹脂材で形成さ れている。断熱ケース６に設置された反射鏡５は保護ケース１７に組み込まれて 、前面にサーミスタ２を有する輻射集熱板１４を設置し、保護ケース１７に取り 付けられている。図３において、断熱ケース６を省略して直接に反射鏡５を保護 ケース１７に組み込み、その空間を空気断熱層としても所期の目的は達せられる 。

【００２２】 図５および図６は、反射鏡の入射光に対する指向性を示すもので、壁や床など からの輻射光に対して反射鏡５の反射面の傾きにより、集熱部４ａ（１４ａ）の 受熱量は変化する。図５は、円筒面を有する反射鏡の切断部をＡＢ、サーミスタ ２の設置点をＣ点とし、反射面が円筒方向に回転した傾きを、反射面の法線に対 する入射光の傾きとして角度θで表している。図６は、反射面が円筒軸の傾斜方 向に回転した傾きを、反射面の法線に対する入射光の傾きとして角度θで表して いる。

【００２３】 円筒面を有する反射鏡では、図６の１２に示すように、入射光は帯状の焦点面 に集光する。

【００２４】 反射鏡の傾く方向による指向特性は、図７に示すように、ほとんど同じになる 。

【００２５】 半球面を有する反射鏡は球面の形成に傷がつきやすく、故に、反射率が低下す る。また、鏡面の生成が困難なため高価になる。本考案の反射鏡５は、円筒面の 形成が容易なため、素材自体が有している鏡面の反射率を保持することができる 。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、輻射集熱板の中央部で集熱板の前面から 輻射熱を直接集熱し、反射光を帯状の焦点面に集めて集熱板の裏面から輻射熱を 集熱しているので、入射光に対する集熱の効果が高くなる。

【００２７】 サーミスタのリード線は集熱板に接して設置されているので、リード線部の集 熱によりリード線から奪われる熱損失を防止できる。

【００２８】 反射鏡は円筒面に形成されているので、鏡面の反射率の低下がなくなる。更に 、断熱ケースおよび保護ケースを用いているので一層断熱効果を高める。

【００２９】 従って、輻射温度の精度を向上させた低コストの輻射センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の斜視図である。

【図２】本考案の一実施例の輻射集熱板（斜視図）であ
る。

【図３】本考案の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本考案の他の実施例の輻射集熱板（平面図）で
ある。

【図５】反射鏡の入射光に対する指向性の説明図であ
り、円筒方向回転の入射光の傾き（θ）である。

【図６】円筒軸方向回転の入射光の傾き（θ）である。

【図７】反射面の角度θと軸射出力％を示す。

【図８】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１，１１ 輻射センサ ２ サーミスタ ３ リード線 ４，１４ 輻射集熱板 ５，９ 反射鏡 ６ 断熱ケース ７，１７ 保護ケース ８ 断熱部 １０ 赤外線透過窓

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年４月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】反射面の角度θと輻射出力％を示す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面を開放した断熱ケースと、該断熱ケ
   ースの内部に固定された円筒面を有する反射鏡と、前記
   断熱ケースの前面に設置され、かつ前面から入射する輻
   射熱および前記反射鏡から反射された輻射熱を集熱する
   絶縁性樹脂材にて一体に形成した輻射集熱板と、該輻射
   集熱板の温度を検知するサーミスタと、前記断熱ケース
   を覆う保護ケースとを備えてなることを特徴とする輻射
   センサ。