JP2004068230A - Artificial sweating device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は人工発汗装置に関し、特に、簡単に発汗量を計量制御することができる人工発汗装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
発汗機能を持つ擬似人体が、衣料分野あるいは空調分野で注目されている。当該擬似人体は、例えば衣料分野では、衣料の断熱性・発汗作用の評価用に使用されており、空調分野では、自動車の室内空調制御の評価用に使用されている。さらに、火災時に着用する防護服の快適性の評価用にも発汗機能を持つ擬似人体は使用されている。
【0003】
従来の擬似人体には、擬似人体の外部の温度や湿度等を計測する温度センサや湿度センサが備えられている。そして、これらのセンサが計測した温度や湿度から推定される人体の発汗量と同量の汗を擬似人体から発生させるように擬似人体の発汗量が制御されている。
【0004】
発汗量の制御は、例えば擬似人体内部の温度と湿度を調節して、擬似人体内部の水蒸気の分圧を制御し、擬似人体内部と外部の水蒸気の分圧に差異を持たせることで行われている。例えば擬似人体内部の水蒸気の分圧を外部よりも高くすればするほど、擬似人体内部から水蒸気が汗として擬似人体の表面に放散する量が多くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、擬似人体の内部と外部の水蒸気の分圧に差異を持たせようとすると、擬似人体内部と外部の水蒸気の分圧を得る必要があり、そのため擬似人体の内部と外部に温度センサや湿度センサ等を備えなければならない。
【0006】
よって、擬似人体全面から発汗する蒸気を計測するためには、擬似人体の外部表面に多くのセンサを取り付ける必要が生じるので、センサの配線等、擬似人体の構造が複雑となると共に、擬似人体の製造工数が多くなって製造コストが高くなるという問題がある。
【0007】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構造であって容易に擬似人体の発汗量を制御することができる人工発汗装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の人工発汗装置は、図1に示すように、擬似人体表面内層に加熱層が備えられ、上記擬似人体の表面側に保水材が配置され、当該保水材のさらに表面に透湿膜が配設されており、さらに、上記保水材への給水量を制御する給水制御手段が備えられている。この構成において、保水材の保水率と蒸発量(発汗量)とが平衡に保たれている状態下では、上記保水材への給水量は、擬似人体の発汗量と等しくなり、上記保水材への給水量を制御することで、擬似人体の発汗量も制御することができる。
【0009】
また、綿織物、絹織物、羊毛織物、紙、不織布その他蒸気を透過する透湿性部材で擬似人体の表面外部を囲み、擬似人体と上記透湿性部材で囲まれた空間層の湿度を計測する湿度センサを人工発汗装置に備え、当該湿度センサが示す湿度に基づいて、上記給水制御手段が上記保水材への給水量を制御するようにしてもよい。この構成によれば、上記空間層の湿度と擬似人体の発汗量の関係が明らかとなり、擬似人体の発汗量を制御することにより、上記空間層の湿度を任意に設定することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は、本発明の構成を示す概念図である。擬似人体1の表面の下層全体に均一に、例えばニッケルワイヤヒータを用いた加熱層10が設けられている。一方、上記擬似人体1の表面には、保水材11が配置されており、また、上記保水材11の外側に透湿膜3が配設されている。上記保水材11は、頭、胸、背中、腕、足等の複数のパーツに分かれており、それぞれのパーツの例えば中央部付近には、給水チューブ12の一端が取り付けられている。各給水チューブ12の他端は、図2に示すようにそれぞれのパーツ用の給水ポンプ30に接続されている。
【0011】
さらに、上記保水材11の透湿膜3寄りには、上記加熱層10とは別の加熱層20が設けられている。なお、加熱層10は、擬似人体1の発汗を促進するために配設され、加熱層20は、主に擬似人体1からの発熱を担うために配設されている。
【0012】
上記保水材11には、ポリビニルアルコールの多孔質体を使用することができる。さらに、上記加熱層10としては、シリコンラバーヒータも使用することができる。
【0013】
上記給水チューブ12には上記給水ポンプ30より水が供給されており、上記給水ポンプ30は図3に示す給水制御手段21によって制御されている。上記給水チューブ12に供給された水は、上記保水材11に供給される。
【0014】
上記加熱層10または上記加熱層20が加熱されると、擬似人体1の保水材11と透湿膜3とが均等に加熱され、この状態において加熱層10、20の温度と、擬似人体1の外部の温度、湿度が一定であれば、上記保水材11への給水量に応じた発汗が擬似人体1から生じることになる。
【0015】
ところで、上記保水材11への給水量を制御することにより、擬似人体1の発汗量も制御することができる。これは、図4に示すように、ある一定時間ある一定量の給水を保水材11に行うことにより、保水材11の保水率と蒸発率とが平衡状態となり、給水ポンプ30の給水量が擬似人体1の発汗量となるためである。
【0016】
なお、上記加熱層10、20の加熱用の電力の供給量は、任意に設定できるようになっている。
【0017】
また、上記給水制御手段21や給水ポンプ30が設けられる位置は、擬似人体1内部であっても外部であってもよい。
【0018】
(実施の形態2)
上記保水材11への給水量の制御は、実施の形態1のように単に保水材11への給水量を一定に制御するほかに、例えば擬似人体1の表面の外側近傍に透湿膜3から放散される蒸気を透過する透過性部材15にて囲まれた空間層14の湿度を用いて行うことも可能である。
【0019】
実施の形態1に記載のように、擬似人体1から放散される発汗量は、上記給水ポンプ30の給水量に依存する。なお、上記擬似人体1の表面近傍に位置する上記空間層14の湿度は、上記給水ポンプ30の給水量、即ち、発汗量に依存することになる。
【0020】
そこで、本実施の形態では上記空間層14の湿度を上記給水制御手段21に入力し、上記給水制御手段21は、入力された湿度を用いて給水ポンプ30の給水量を制御して、上記空間層14の湿度を調整している。
【0021】
上記空間層14とは、例えば図5に示すように、擬似人体1の表面外側に、上記擬似人体1の表面と上記透湿性部材15にて囲まれた空間である。上記透湿性部材15には、綿織物、絹織物、羊毛織物、紙、不織布などの蒸気を透過する材質を用いることができる。また当該空間層14は、例えば擬似人体1に衣服を着せた状態で、当該衣服と擬似人体1との間に生じる空間として形成される。
【0022】
上記空間層14内には、湿度センサ13が設けられ、当該湿度センサ13の出力は、上記給水制御手段21に入力されるようになっている。
【0023】
湿度センサ13の出力によって空間層14の湿度を調整する場合、上記給水制御手段21は、湿度センサ13が測定した空間層14の湿度が高いと判断した場合は、給水ポンプ30に供給される電圧を小さくして給水量を少なくし、また、湿度センサ13が測定した空間層14の湿度が低いと判断した場合は、給水ポンプ30に供給される電圧を大きくして給水量を多くする。
【0024】
以上のように上記空間層14の湿度から給水ポンプ30へ供給される電圧を制御することで、擬似人体1は、上記空間層14の湿度を所定の値にすることができる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように保水材への給水量、或いは、上記空間層の湿度に基づいて給水ポンプの給水量を制御することで、擬似人体の発汗量も制御することができる。
【0026】
従って、発汗量を制御するために、擬似人体内部の温度や湿度を計測する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の断面を示す概念図である。
【図2】本発明の平面を示す概念図である。
【図3】本発明の概念図である。
【図4】保水材への給水量と、擬似人体の発汗量との関係を示すグラフである。
【図5】本発明の概念図である。
【符号の説明】
1 擬似人体
3 透湿膜
10 20 加熱層
11 保水材
12 給水チューブ
13 湿度センサ
14 空間層
15 透湿性部材
21 給水制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an artificial perspiration apparatus, and more particularly to an artificial perspiration apparatus capable of easily measuring and controlling the amount of perspiration.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART A simulated human body having a sweating function has attracted attention in the field of clothing or the field of air conditioning. The simulated human body is used, for example, in the field of clothing to evaluate the heat insulating property and sweating action of clothing, and in the field of air conditioning, is used to evaluate indoor air conditioning control of automobiles. Furthermore, a simulated human body having a sweating function is also used for evaluating the comfort of protective clothing worn in a fire.
[0003]
A conventional simulated human body is provided with a temperature sensor and a humidity sensor for measuring the temperature and humidity outside the simulated human body. The amount of sweating of the simulated human body is controlled such that the same amount of sweat as the amount of sweating of the human body estimated from the temperature and humidity measured by these sensors is generated from the simulated human body.
[0004]
The control of the amount of sweating is performed by, for example, adjusting the temperature and humidity inside the simulated human body, controlling the partial pressure of water vapor inside the simulated human body, and giving a difference between the partial pressures of the water vapor inside and outside the simulated human body. ing. For example, the higher the partial pressure of the water vapor inside the simulated human body is higher than the outside pressure, the greater the amount of water vapor radiated from the inside of the simulated human body as sweat to the surface of the simulated human body.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to make the partial pressure of water vapor inside and outside the simulated human body different, it is necessary to obtain the partial pressure of water vapor inside and outside the simulated human body. Must be equipped with sensors and the like.
[0006]
Therefore, in order to measure the amount of steam sweating from the entire surface of the simulated human body, it is necessary to attach many sensors to the external surface of the simulated human body. There is a problem that the number of manufacturing steps increases and the manufacturing cost increases.
[0007]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an artificial perspiration apparatus having a simple structure and capable of easily controlling the amount of perspiration of a simulated human body.
[0008]
[Means to solve the problem]
As shown in FIG. 1, the artificial sweating device of the present invention includes a heating layer on the inner surface of the simulated human body, a water retention material disposed on the surface side of the simulated human body, and a moisture permeable film on the surface of the water retention material. And a water supply control means for controlling the amount of water supplied to the water retention material. In this configuration, when the water retention rate of the water retention material and the amount of evaporation (the amount of perspiration) are kept in equilibrium, the amount of water supplied to the water retention material is equal to the amount of perspiration of the simulated human body, and By controlling the amount of water supplied, the amount of perspiration of the simulated human body can also be controlled.
[0009]
In addition, a humidity sensor that surrounds the outer surface of the simulated human body with a vapor-permeable member that transmits vapor, such as cotton fabric, silk fabric, wool fabric, paper, nonwoven fabric, and the like, and measures the humidity of a space layer surrounded by the simulated human body and the moisture-permeable member. May be provided in the artificial perspiration apparatus, and the water supply control means may control the amount of water supplied to the water retention material based on the humidity indicated by the humidity sensor. According to this configuration, the relationship between the humidity of the space layer and the amount of sweat of the simulated human body becomes clear, and the humidity of the space layer can be arbitrarily set by controlling the amount of sweat of the simulated human body.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of the present invention. A
[0011]
Further, a
[0012]
As the
[0013]
Water is supplied to the
[0014]
When the
[0015]
By controlling the amount of water supplied to the
[0016]
The amount of power for heating the
[0017]
Further, the position where the water supply control means 21 and the
[0018]
(Embodiment 2)
The control of the amount of water supplied to the
[0019]
As described in the first embodiment, the amount of perspiration released from the simulated human body 1 depends on the amount of water supplied by the
[0020]
Therefore, in the present embodiment, the humidity of the
[0021]
The
[0022]
A
[0023]
When adjusting the humidity of the
[0024]
By controlling the voltage supplied to the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, by controlling the amount of water supplied to the water retention material or the amount of water supplied by the water supply pump based on the humidity of the space layer, the amount of sweating of the simulated human body can also be controlled.
[0026]
Therefore, it is not necessary to measure the temperature and humidity inside the simulated human body in order to control the amount of perspiration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross section of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a plane according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of water supplied to a water retention material and the amount of perspiration of a simulated human body.
FIG. 5 is a conceptual diagram of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Simulated
Claims (2)
上記擬似人体の表面に配置した保水材と、
上記保水材の更に表面に配設した透湿膜とを備えた人工発汗装置において、
所定温度に保持された保水材の保水率と蒸発率とが平衡に保たれた状態において、上記保水材への給水量に基づいて上記透湿膜からの蒸発量を計量し、当該蒸発量に基づいて上記保水材への給水量を制御する給水制御手段を備えたことを特徴とする人工発汗装置。A heating layer provided on the inner layer of the simulated human body surface,
A water retention material arranged on the surface of the simulated human body,
In an artificial perspiration apparatus comprising a moisture permeable membrane further disposed on the surface of the water retention material,
In a state where the water retention rate and the evaporation rate of the water retention material held at the predetermined temperature are kept in equilibrium, the evaporation amount from the moisture permeable membrane is measured based on the water supply amount to the water retention material, and the evaporation amount is determined. An artificial perspiration apparatus comprising water supply control means for controlling a water supply amount to the water retention material based on the water supply control means.
上記擬似人体の表面に配置した保水材と、
上記保水材の更に表面に配設した透湿膜とを備えた人工発汗装置において、
上記擬似人体外側に当該透湿膜から放散される蒸気を透過する透湿性部材で囲われた空間層と、
上記空間層に湿度を計測する湿度センサを配設し、
上記湿度センサにて計測された湿度に基づいて、上記保水材への給水量を制御する給水制御手段とを備えたことを特徴とする人工発汗装置。A heating layer provided on the inner layer of the simulated human body surface,
A water retention material arranged on the surface of the simulated human body,
In an artificial perspiration apparatus comprising a moisture permeable membrane further disposed on the surface of the water retention material,
A space layer surrounded by a moisture-permeable member that transmits vapor dissipated from the moisture-permeable membrane to the outside of the simulated human body,
Arrange a humidity sensor to measure humidity in the space layer,
An artificial perspiration apparatus comprising: a water supply control unit configured to control a water supply amount to the water retention material based on the humidity measured by the humidity sensor.
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JP2015203568A (en) * | 2014-04-10 | 2015-11-16 | 株式会社ゴールドウイン | Clothing internal environment simulated measurement device |
US9726654B2 (en) | 2014-03-14 | 2017-08-08 | Ricoh Company, Ltd. | Atmosphere sensor and method of producing the same, and method of producing printed matter |
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-
2002
- 2002-08-09 JP JP2002232867A patent/JP3780513B2/en not_active Expired - Lifetime
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