(57)【要約】【課題】  熱交換器の表面温度を精度良く検出できる熱交換器用温度検出装置を提供すること。【解決手段】  エバポレータ１０の表面温度を検出するエバポレータ用温度検出装置として、非接触にてエバポレータ１０の表面温度を検出する赤外線センサ２０を適用した。これにより、非接触にてエバポレータ１０の表面温度を検出する構成でありながら、従来の温度センサよりも精度良くエバポレータ１０の表面温度を検出することができる。  また、赤外線センサ２０は、エバポレータ１０の風下面に対して略均一に複数個配置されているので、エバポレータ１０表面における温度分布（高低分布）が変化しても、いずれかの赤外線センサ２０によりエバポレータ１０の表面温度（例えば最低温度）を精度良く検出することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器の表面温度を検出する熱交換器用温度検出装置において、
非接触にて前記熱交換器の表面温度を検出する赤外線センサを、複数個適用したことを特徴とする熱交換器用温度検出装置。
【請求項２】
複数の前記赤外線センサは、前記熱交換器の後面に対して略均一に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用温度検出装置。
【請求項３】
前記熱交換器は流体を冷却する冷却器を有しており、複数の前記赤外線センサのうち、最低温度を示す前記赤外線センサの検出信号をもとに、前記冷却器の凍結防止制御がなされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器用温度検出装置。
【請求項４】
複数の前記赤外線センサは、０℃付近の温度が精度良く検出できるように調整されたものであることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器用温度検出装置。
【請求項５】
前記冷却器は、自動車用空気調和装置を構成するエバポレータであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の熱交換器用温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の表面温度を検出する熱交換器用温度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。エバポレータには、エバポレータの表面温度を検出するエバポレータ用温度検出装置として、温度センサが設置されている。そして、当該温度センサの検出温度をもとに、エバポレータ表面のフィンが凍結しないように、エバポレータの凍結防止制御（例えばコンプレッサのＯＮ・ＯＦＦ制御が行われ、冷媒の圧送量が制御）がなされる。
【０００３】
ここで、温度センサは、エバポレータからの熱伝導によりエバポレータの表面温度を検出するため、エバポレータに直接接触させた方がエバポレータの表面温度を精度良く検出することができる。しかしながら、エバポレータの表面に設けられたフィンは放熱性を向上させるために、薄く、且つ、広い放熱面積をもって形成されている（すなわち柔軟性を有している）。従って、温度センサをフィンに直接接触させて固定することは困難である。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に開示された手法のように、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、当該ホルダにて温度センサを固定することで、温度検出素子（サーミスタ）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がある。
【特許文献１】特開平６−４８１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す温度センサは、フィン（エバポレータ表面）の温度に代わって熱交換された空気の温度を検出している。従って、温度センサがフィンに直接接しておらず、フィン（エバポレータ表面）の温度が空気を介して温度センサに伝達されるので、検出温度と実際のフィン（エバポレータ表面）の温度とに誤差が生じる。すなわち、エバポレータの表面温度を精度良く検出することができない。
【０００６】
また、温度センサは、エバポレータの凍結防止のために、試作時等にエバポレータの温度分布を測定し、最も温度の低い位置に１つ設置される。しかしながら、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、エバポレータの最低温度位置が変化することがある。この場合、温度センサとエバポレータの最低温度位置との距離が長くなるので、検出誤差が大きくなる。すなわち、温度センサはエバポレータの表面温度（最低温度）を精度良く検出することができない。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、熱交換器の表面温度を精度良く検出できる熱交換器用温度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、熱交換器の表面温度を検出する熱交換器用温度検出装置に関する発明である。そして、非接触にて熱交換器の表面温度を検出する赤外線センサを、複数個適用したことを特徴とする。
【０００９】
このように、熱交換器用温度検出装置として赤外線センサを適用しているので、非接触にて熱交換器の表面温度を検出する構成でありながら、従来の温度センサよりも精度良く熱交換器の表面温度を検出することができる。また、熱交換器用温度検出装置として複数の赤外線センサを有するので、熱交換器表面における温度分布（高低分布）が変化しても、いずれかの赤外線センサにより熱交換器の表面温度（例えば熱交換器表面における最高温度或いは最低温度）を精度良く検出することができる。
【００１０】
その際、複数の赤外線センサは、請求項２に記載のように熱交換器の後面を全てカバーすべく熱交換器の後面に対して略均一に配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、熱交換器は冷却器及び加熱器の少なくとも一方を有していれば良い。例えば請求項３に記載のように、熱交換器が流体を冷却する冷却器を有している場合、複数の赤外線センサのうち、最低温度を示す赤外線センサの検出信号をもとに、冷却器の凍結防止制御がなされるような構成とすると良い。冷却器表面における温度分布（高低分布）が変化しても、複数の赤外線センサのいずれかにより、冷却器表面における最低温度を検出することができる。従って、最低温度を示す赤外線センサの検出信号をもとに冷却器の凍結をより確実に防止することができる。
【００１２】
その際、複数の赤外線センサは、請求項４に記載のように、０℃付近の温度が精度良く検出できるように調整されたものであると、冷却器の凍結防止により効果的である。
【００１３】
尚、冷却器としては、例えば請求項５に記載のように、自動車用空気調和装置を構成するエバポレータを適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
本実施の形態における熱交換器用温度検出器は、非接触にて熱交換器（冷却器及び／又は加熱器）の表面温度を検出するのに適したものである。尚、本実施の形態においては、自動車用空気調和装置における冷房装置を構成するエバポレータ（冷却器）に、熱交換器用温度検出器を適用する例を示し、図１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。尚、図１（ａ）はエバポレータに対して熱交換器用温度検出器を配置した概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は（ａ）を熱交換器用温度検出器の配置側から見た平面図である。
【００１６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、エバポレータ１０は複数枚の冷媒通路用プレート１１と、当該冷媒通路用プレート１１の間に配設された例えば蛇腹状のフィン１２とにより構成される。そして、当該フィン１２間と冷媒通路用プレート１１からなる空気通路１３を空気が通過する際に、空気がフィン１２及び冷媒通路用プレート１１と接触し、熱を奪われることで、空気が冷却される。
【００１７】
そして、このエバポレータ１０の表面温度を検出するために、エバポレータ１０の風下面（後面）に対して、熱交換器用温度検出器としてのエバポレータ用温度検出器が配置されている。
【００１８】
従来、このエバポレータ用温度検出器として、サーミスタ等の温度センサが適用されている。この温度センサは、エバポレータ１０からの熱伝導によりエバポレータ１０の表面温度を検出するため、エバポレータ１０に直接接触させた方がエバポレータ１０の表面温度を精度良く検出することができる。しかしながら、エバポレータ１０の表面に設けられたフィン１２は放熱性を向上させるために、薄く、且つ、広い放熱面積をもって形成されている（すなわち柔軟性を有している）ため、温度センサをエバポレータ１０のフィン１２に直接接触させて固定することが困難である。
【００１９】
それに対し、例えばエバポレータ１０の冷媒通路用プレート１１にホルダ（図示せず）を一体に設け、当該ホルダにてエバポレータ１０の風下側に温度センサをしっかりと固定する構成のものがある。この場合、温度センサの脱落等を防止し、安定してエバポレータ１０の表面温度を検出することができる。
【００２０】
しかしながら、温度センサは、エバポレータ１０から離間して固定されており、フィン１２（エバポレータ１０の表面）の温度に代わって、熱交換された空気の温度を検出する（すなわちフィン１２の温度が空気を介して温度センサに伝達される）。従って、温度センサの検出温度と実際のフィン１２（エバポレータ１０の表面）の温度とに誤差が生じる。
【００２１】
また、通常エバポレータ１０の凍結防止のために、例えば試作段階において所定条件下でエバポレータ１０の温度分布を測定する。そして、上述の温度センサは、測定結果に基づいて、エバポレータ１０表面の最も温度の低い位置に１個設置される。
【００２２】
しかしながら、フィン１２への霜付きやエバポレータ１０前に設置されたフィルタ（図示せず）詰まり等による通過空気量の変化、雰囲気条件（温度、湿度）の変化等により、エバポレータ１０の最低温度位置が変化することがある。この場合、温度センサとエバポレータ１０の最低温度位置との距離が長くなるので、上述の検出誤差が大きくなる。また、温度センサがエバポレータ１０の表面温度を検出するまでに時間が掛かる（応答性が悪化する）。
【００２３】
このように、１個の温度センサにより、非接触にてエバポレータ１０の表面温度を精度良く検出することは困難である。従って、このような構成であると、エバポレータ１０の表面が凍結し、冷房が効かなくなる恐れがある。
【００２４】
それに対し、本実施形態においては、エバポレータ用温度検出器として赤外線センサ２０を適用している。赤外線センサ２０は、物体が放射する赤外線量から非接触で物体の温度を検出するものである。その種類は特に限定されるものではなく、例えばサーモパイル型、ボロメータ型、焦電型等を適用することができる。本実施形態においては、通常の半導体プロセスで形成することができるサーモパイル型の赤外線センサ２０を適用している。尚、図１（ａ）において、符号２１は、エバポレータ１０の風下面（後面）上に所定距離離間して赤外線センサ２０を支持・固定するための支持部材である。尚、支持部材２１は、エバポレータ１０の風下面（後面）上に所定距離離間して赤外線センサ２０を支持・固定できるものであれば良く、図１（ａ）に示す構成に限定されるものではない。
【００２５】
このように、エバポレータ用温度検出器として赤外線センサ２０を適用することにより、エバポレータ１０に接触させてエバポレータ用温度検出器を固定することが困難であり、非接触にてエバポレータ１０の表面温度を検出する構成であっても、従来よりもエバポレータ１０の表面温度を精度良く検出することができる。尚、本実施形態における赤外線センサ２０は、特に０℃付近の温度が精度良く検出できるように感度調整されている。従って、エバポレータ１０の凍結防止により効果的である。
【００２６】
また、図１（ａ），（ｂ）に示すように、赤外線センサ２０はエバポレータ１０に対して複数個配置されている。従って、エバポレータ１０表面における温度分布（高低分布）が変化（すなわち最低温度位置が変化）しても、いずれかの赤外線センサ２０によりエバポレータ１０表面における最低温度を精度良く検出することができる。尚、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、エバポレータ１０の風下面（後面）に対して複数の赤外線センサ２０を略均一に配置（エバポレータ１０の風下面を全てカバーするように）している。従って、最低温度位置がどこに変化しても、いずれかの赤外線センサ２０により速やかにエバポレータ１０表面における最低温度を精度良く検出することができる。
【００２７】
尚、本実施形態においては、複数の赤外線センサ２０のうち、最低温度を示す赤外線センサ２０の検出信号をもとに、エバポレータ１０の凍結防止制御（例えばエバポレータ１０に圧送される冷媒の圧送量を制御するためのコンプレッサのＯＮ・ＯＦＦ制御）がなされる構成となっている。従って、エバポレータ１０表面における温度分布（高低分布）が変化しても、エバポレータ１０の凍結をより確実に防止することができる。
【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ことができる。
【００２９】
本実施形態においては、複数の赤外線センサ２０のうち、最低温度を示す赤外線センサ２０の検出信号をもとに、エバポレータ１０の凍結防止制御がなされる例を示した。しかしながら、エバポレータ１０の凍結防止制御だけでなく、エバポレータ１０にて冷却される空気の温度制御を実施する構成としても良い。
【００３０】
また、本実施形態においては、冷却器であるエバポレータ１０に赤外線センサ２０を適用する例を示した。しかしながら、エバポレータ１０以外の熱交換器に赤外線センサ２０を適用しても良い。例えば、熱交換器として加熱器を有する場合、例えば流路内の詰まり等により加熱器表面の温度分布が変化した場合であっても、加熱器の表面温度（例えば加熱器表面における最高温度）を赤外線センサ２０により速やかに精度良く検出することができる。
【００３１】
また、本実施形態において、冷却器であるエバポレータ１０は流体である空気と熱交換し、空気を冷却する例を示した。しかしながら、熱交換器は流体と熱交換し、流体を加熱又は冷却する構成であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態における熱交換器用温度検出器を説明するための図であり、（ａ）はエバポレータに対して熱交換器用温度検出器を配置した概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）を熱交換器用温度検出器の配置側から見た平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０・・エバポレータ
１１・・・冷媒通路用プレート
１２・・・フィン
１３・・・空気通路
２０・・・赤外線センサ（エバポレータ用温度検出器）
【図１】
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