JPH0672819B2 - 温熱検知装置 - Google Patents
温熱検知装置Info
- Publication number
- JPH0672819B2 JPH0672819B2 JP24514087A JP24514087A JPH0672819B2 JP H0672819 B2 JPH0672819 B2 JP H0672819B2 JP 24514087 A JP24514087 A JP 24514087A JP 24514087 A JP24514087 A JP 24514087A JP H0672819 B2 JPH0672819 B2 JP H0672819B2
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- Japan
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- hollow body
- heating element
- heat
- temperature
- control means
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、人間に快適な環境を提供する空気調和装置に
おける環境の温熱状態を検知する温熱検知装置に関する
ものである。
おける環境の温熱状態を検知する温熱検知装置に関する
ものである。
従来の技術 従来この種の温熱検知装置は、第５図に示すように、発
熱体１を人体と熱的特性が概略一致するゼリー状物質か
らなる被覆体２で被覆するとともに、前記被覆体２の温
度を検知する熱電対でなる検知体３を具備し、前記被覆
体２の外側には多数の通気孔４を有しかつ輻射熱を透過
するポリエチレン等の樹脂で球形に成型されたカバー５
が設けられ、前記発熱体１への電力供給線６と、前記検
知体３からの信号線７が具備された構成の温熱検知素子
が出願されており（例えば特開昭60−170731号公報）こ
の素子を用いて、前記電力供給線６に一定の電力を供給
しつつ、前記信号線７より環境の温熱状態に応じた信号
を得るようになっていた。
熱体１を人体と熱的特性が概略一致するゼリー状物質か
らなる被覆体２で被覆するとともに、前記被覆体２の温
度を検知する熱電対でなる検知体３を具備し、前記被覆
体２の外側には多数の通気孔４を有しかつ輻射熱を透過
するポリエチレン等の樹脂で球形に成型されたカバー５
が設けられ、前記発熱体１への電力供給線６と、前記検
知体３からの信号線７が具備された構成の温熱検知素子
が出願されており（例えば特開昭60−170731号公報）こ
の素子を用いて、前記電力供給線６に一定の電力を供給
しつつ、前記信号線７より環境の温熱状態に応じた信号
を得るようになっていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、発熱体と温熱検知
体とが個々に必要である上に、ゼリー状物質という特殊
な材料を用いるため構造が複雑かつ生産性が悪い、また
常に一定の電力を温熱検知素子に供給するための定電力
供給回路及び熱電対からの信号を温度として得るため
に、基準温度接点補償・電圧増幅等の回路を含む複雑か
つ高価な回路が別に必要となるという問題点を有してい
た。
体とが個々に必要である上に、ゼリー状物質という特殊
な材料を用いるため構造が複雑かつ生産性が悪い、また
常に一定の電力を温熱検知素子に供給するための定電力
供給回路及び熱電対からの信号を温度として得るため
に、基準温度接点補償・電圧増幅等の回路を含む複雑か
つ高価な回路が別に必要となるという問題点を有してい
た。
本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、少ない
部品構成と簡潔な構造による高生産性と低価格を維持し
ながら、気温・気流・輻射温の温熱的影響の一括検知及
びマイコン制御等に適した信号出力を、自己発熱する素
子と簡単な回路で実現することにより、人体の温熱感覚
に対応した情報に基づいて、空気調和装置を従来に比較
してよりきめ細かく制御し、快適な温熱空間を提供する
ことを目的とする。
部品構成と簡潔な構造による高生産性と低価格を維持し
ながら、気温・気流・輻射温の温熱的影響の一括検知及
びマイコン制御等に適した信号出力を、自己発熱する素
子と簡単な回路で実現することにより、人体の温熱感覚
に対応した情報に基づいて、空気調和装置を従来に比較
してよりきめ細かく制御し、快適な温熱空間を提供する
ことを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の温熱検知装置は、
開口部を有し内面の輻射率が概略１に近い中空体と、前
記中空体の外周に設け中空体の外周を断熱する断熱部
と、前記中空体の開口部に設けた多孔状カバーと、前記
中空体内部に設けた自身の温度により電気抵抗が変化す
る物質からなる発熱素子と、前記発熱素子を一定の温度
に維持する制御手段と、前記制御手段から前記発熱素子
へ供給される電力から環境の温熱状態を判断する判断手
段とからなる構成としたものである。
開口部を有し内面の輻射率が概略１に近い中空体と、前
記中空体の外周に設け中空体の外周を断熱する断熱部
と、前記中空体の開口部に設けた多孔状カバーと、前記
中空体内部に設けた自身の温度により電気抵抗が変化す
る物質からなる発熱素子と、前記発熱素子を一定の温度
に維持する制御手段と、前記制御手段から前記発熱素子
へ供給される電力から環境の温熱状態を判断する判断手
段とからなる構成としたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、前記発熱素子が周囲気
流によって生じる中空体内部の二次気流と対流熱交換を
行なうとともに、前記中空体内面と前記多孔状カバーが
周囲の物体及び日射と輻射熱交換することにより前記中
空体及び前記多孔状カバーが加熱または冷却されること
により前記発熱体との間で輻射熱交換をするとともに伝
導によりその一部の熱が授受される。また断熱部により
不要な熱的影響を防ぐことができる。このとき前記中空
体の形状および寸法は、前記発熱素子と周囲環境との対
流熱伝達および輻射熱伝達の割合が人体のそれと概略一
致するように形成しているため、前記発熱素子を前記制
御手段によって一定温度に維持するための負荷の大小が
人体の体温を一定に維持するための負荷に対応して得ら
れる。この負荷を電気信号として取り出し、この出力か
ら人体の温熱感覚を判断することが出来るため、この判
断に基づいて空気調和装置を制御することにより、快適
な空間を容易に実現することができるのである。
流によって生じる中空体内部の二次気流と対流熱交換を
行なうとともに、前記中空体内面と前記多孔状カバーが
周囲の物体及び日射と輻射熱交換することにより前記中
空体及び前記多孔状カバーが加熱または冷却されること
により前記発熱体との間で輻射熱交換をするとともに伝
導によりその一部の熱が授受される。また断熱部により
不要な熱的影響を防ぐことができる。このとき前記中空
体の形状および寸法は、前記発熱素子と周囲環境との対
流熱伝達および輻射熱伝達の割合が人体のそれと概略一
致するように形成しているため、前記発熱素子を前記制
御手段によって一定温度に維持するための負荷の大小が
人体の体温を一定に維持するための負荷に対応して得ら
れる。この負荷を電気信号として取り出し、この出力か
ら人体の温熱感覚を判断することが出来るため、この判
断に基づいて空気調和装置を制御することにより、快適
な空間を容易に実現することができるのである。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図に示すブロック図において10はサーミスタを用い
た発熱素子であり、第２図の一部切欠斜視図に詳しく示
すように、光熱に対して吸収性の良好な艶消黒色の塗料
で内面11を塗装した樹脂性の中空体12に表面を艶消黒色
で塗装してある多孔状カバー13を設け、さらに前記中空
体12の外側に発泡スチロール製の断熱部14から構成され
ている。
た発熱素子であり、第２図の一部切欠斜視図に詳しく示
すように、光熱に対して吸収性の良好な艶消黒色の塗料
で内面11を塗装した樹脂性の中空体12に表面を艶消黒色
で塗装してある多孔状カバー13を設け、さらに前記中空
体12の外側に発泡スチロール製の断熱部14から構成され
ている。
前記発熱素子10は制御手段15により、常に一定の温度に
発熱するよう制御され、このときの前記制御手段15の制
御負荷の信号から判断手段16において人体の温熱感覚に
対応する情報が得られる。
発熱するよう制御され、このときの前記制御手段15の制
御負荷の信号から判断手段16において人体の温熱感覚に
対応する情報が得られる。
第３図は前記制御手段15の一実施例であるが、前記発熱
素子10と、演算増幅器17及び固定抵抗器18、固定抵抗器
19、固定抵抗器20とで前記発熱素子10の温度を一定に制
御する構成としている。回路を動作させると前記発熱素
子10は前記固定抵抗器18、前記固定抵抗器19、前記固定
抵抗器20の抵抗値と前記発熱素子10の温度−抵抗特性で
決定されるある一定温度に発熱するが、ここで環境の気
温・風速・輻射温度の何れかが変化して発熱素子10の温
度を低下させるように働くと、サーミスタである発熱素
子10の抵抗が上りｂ点の電位が上昇するので、前記演算
増幅器17によりａ点とｂ点の電位差が増幅されｃ点の電
位が上昇しその結果前記発熱素子10に流れる電流が増加
する、この電流の増加により前記発熱素子10の発熱量が
大きくなり、前記発熱素子10の温度が上昇し、元の温度
で安定する。このときｂ点あるいはｃ点の電位を前記制
御手段15に取り出して以下の処理に移行する。前記発熱
素子10の表面と環境との熱収支は次式で示される。
素子10と、演算増幅器17及び固定抵抗器18、固定抵抗器
19、固定抵抗器20とで前記発熱素子10の温度を一定に制
御する構成としている。回路を動作させると前記発熱素
子10は前記固定抵抗器18、前記固定抵抗器19、前記固定
抵抗器20の抵抗値と前記発熱素子10の温度−抵抗特性で
決定されるある一定温度に発熱するが、ここで環境の気
温・風速・輻射温度の何れかが変化して発熱素子10の温
度を低下させるように働くと、サーミスタである発熱素
子10の抵抗が上りｂ点の電位が上昇するので、前記演算
増幅器17によりａ点とｂ点の電位差が増幅されｃ点の電
位が上昇しその結果前記発熱素子10に流れる電流が増加
する、この電流の増加により前記発熱素子10の発熱量が
大きくなり、前記発熱素子10の温度が上昇し、元の温度
で安定する。このときｂ点あるいはｃ点の電位を前記制
御手段15に取り出して以下の処理に移行する。前記発熱
素子10の表面と環境との熱収支は次式で示される。
Ｑ＝αｃ（Ts−Ta）＋αｒ（Ts−Tr） ただし、 Ｑ ： 発熱素子の単位表面積当りの放熱量（発熱素子
の温度を一定に制御するための負荷） αｃ ： 発熱素子と環境との対流熱伝達率 Ts ： 発熱素子の温度（一定に制御） Ta ： 気温 αｒ ： 発熱素子と環境との輻射熱伝達率 Tr ： 周囲輻射温度 前記内面11は、前記多孔状カバー13を通して周囲環境か
らの輻射を吸収し、輻射及び伝導によって前記発熱素子
10と熱交換を行なうとともに、前記発熱素子10は、前記
多孔状カバーとも輻射熱交換を行なう。また周囲を中空
体12により囲まれた窪みの中に設置しかつ前記多孔状カ
バー13を介することにより、前記発熱素子10に直接接触
する気流の速度を大きく減衰させるよう構成しているた
め、前記発熱素子10の輻射熱伝達率αｒ及び対流熱伝達
率αｃを人体の輻射熱伝達率及び平均対流熱伝達率と概
略等しくすることができ、前記発熱素子10を一定温度に
維持する熱負荷は、同じ環境で人体がその体温を維持す
るに必要な熱負荷と高い相関が得られる。判断手段16は
ワンチップマイコンのROMの中にサーミスタの非線型性
を補正するためのテーブル及び第４図に示すような前記
制御手段14により得られる負荷信号と人体の温熱感覚と
の関係を数式あるいはテーブルのかたちでもっており、
これによってその環境における気温・気流・輻射温によ
って生じる人体の温熱感覚とほぼ等価な出力が得られる
ので、この感覚が中立になるように空調機器を制御すれ
ば、常に快適な環境が維持される。
の温度を一定に制御するための負荷） αｃ ： 発熱素子と環境との対流熱伝達率 Ts ： 発熱素子の温度（一定に制御） Ta ： 気温 αｒ ： 発熱素子と環境との輻射熱伝達率 Tr ： 周囲輻射温度 前記内面11は、前記多孔状カバー13を通して周囲環境か
らの輻射を吸収し、輻射及び伝導によって前記発熱素子
10と熱交換を行なうとともに、前記発熱素子10は、前記
多孔状カバーとも輻射熱交換を行なう。また周囲を中空
体12により囲まれた窪みの中に設置しかつ前記多孔状カ
バー13を介することにより、前記発熱素子10に直接接触
する気流の速度を大きく減衰させるよう構成しているた
め、前記発熱素子10の輻射熱伝達率αｒ及び対流熱伝達
率αｃを人体の輻射熱伝達率及び平均対流熱伝達率と概
略等しくすることができ、前記発熱素子10を一定温度に
維持する熱負荷は、同じ環境で人体がその体温を維持す
るに必要な熱負荷と高い相関が得られる。判断手段16は
ワンチップマイコンのROMの中にサーミスタの非線型性
を補正するためのテーブル及び第４図に示すような前記
制御手段14により得られる負荷信号と人体の温熱感覚と
の関係を数式あるいはテーブルのかたちでもっており、
これによってその環境における気温・気流・輻射温によ
って生じる人体の温熱感覚とほぼ等価な出力が得られる
ので、この感覚が中立になるように空調機器を制御すれ
ば、常に快適な環境が維持される。
上記構成によれば、輻射に対して指向性を持つため特に
注目したい壁面等の輻射の影響を検知することができ、
また、輻射を増幅して感度を高めているため相対的に発
熱素子10の形状を小さくすることが可能となり、小消費
電力での駆動が可能となる。さらに気流に対しては方向
性による影響がすくなくどの方向に対しても等しく影響
を検知することができる。
注目したい壁面等の輻射の影響を検知することができ、
また、輻射を増幅して感度を高めているため相対的に発
熱素子10の形状を小さくすることが可能となり、小消費
電力での駆動が可能となる。さらに気流に対しては方向
性による影響がすくなくどの方向に対しても等しく影響
を検知することができる。
ステンレス製の多孔状カバーを用いたことにより使用時
に指、鉛筆等により不用意に発熱素子や内面に傷をつけ
たりすることがない。
に指、鉛筆等により不用意に発熱素子や内面に傷をつけ
たりすることがない。
発泡スチロール製の断熱部を備えたことにより、発熱素
子10、中空体12、多孔状カバー13、断熱部14で構成され
る検知部分が、設置される部材の熱的影響を遮断するこ
とができる。
子10、中空体12、多孔状カバー13、断熱部14で構成され
る検知部分が、設置される部材の熱的影響を遮断するこ
とができる。
なお、ここでは発熱素子にサーミスタを用いたが、その
代りに白金抵抗体等を用いてもよい、多孔状カバーはス
テンレスのみならず、他の金属あるいは樹脂により構成
することも可能である。
代りに白金抵抗体等を用いてもよい、多孔状カバーはス
テンレスのみならず、他の金属あるいは樹脂により構成
することも可能である。
発明の効果 以上のように本発明の温熱検知装置によれば次の効果が
得られる。
得られる。
（１）輻射熱を吸収し発熱体に伝えかつ多孔状カバーと
共に気流を減少させる中空体により発熱素子の対流及び
輻射熱伝達率を人体の値と概略一致することが可能であ
りかつ制御手段で発熱素子を一定温度に維持する構成と
しているのでその負荷の大きさと人体の温熱感覚とに高
い相関が得られ、最適な空調機器の制御を行うことが出
来る。
共に気流を減少させる中空体により発熱素子の対流及び
輻射熱伝達率を人体の値と概略一致することが可能であ
りかつ制御手段で発熱素子を一定温度に維持する構成と
しているのでその負荷の大きさと人体の温熱感覚とに高
い相関が得られ、最適な空調機器の制御を行うことが出
来る。
（２）環境の温熱状態を電力の変化により検知し、さら
にこれをもとに温熱状態のレベルを判断しているため、
空調機器に簡単にかつ施用し易い情報を与えることが出
来る。
にこれをもとに温熱状態のレベルを判断しているため、
空調機器に簡単にかつ施用し易い情報を与えることが出
来る。
（３）構成が簡単なため、少ない部品点数でしかも安価
に高い性能が得られるため製造が容易であり暖冷房機器
のセンサーとして利用範囲が広い。
に高い性能が得られるため製造が容易であり暖冷房機器
のセンサーとして利用範囲が広い。
第１図は本発明の一実施例の温熱検知装置の構成を示す
ブロック図、第２図は同温熱検知装置の発熱素子および
中空体の構成を示す一部切欠斜視図、第３図は同温熱検
知装置の制御手段の回路図、第４図は同温熱検知装置の
判断手段での判断内容を示す特性図、第５図は従来の温
熱検知装置の検知体の構造を示す一部切欠斜視図であ
る。 10……発熱素子、12……中空体、13……多孔状カバー、
14……断熱部、15……制御手段、16……判断手段。
ブロック図、第２図は同温熱検知装置の発熱素子および
中空体の構成を示す一部切欠斜視図、第３図は同温熱検
知装置の制御手段の回路図、第４図は同温熱検知装置の
判断手段での判断内容を示す特性図、第５図は従来の温
熱検知装置の検知体の構造を示す一部切欠斜視図であ
る。 10……発熱素子、12……中空体、13……多孔状カバー、
14……断熱部、15……制御手段、16……判断手段。
Claims (3)
- 【請求項１】開口部を有し内面の輻射率が概略１に近い
中空体と、前記中空体の外周に設け中空体の外周を断熱
する断熱部と、前記中空体の開口部に設けた多孔状カバ
ーと、前記中空体内部に設けた自身の温度により電気抵
抗が変化する物質からなる発熱素子と、前記発熱素子を
一定の温度に維持する制御手段と、前記制御手段から前
記発熱素子へ供給される電力から環境の温熱状態を判断
する判断手段とからなる温熱検知装置。 - 【請求項２】中空体の材料は有色の樹脂である特許請求
の範囲第１項記載の温熱検知装置。 - 【請求項３】中空体はその内面に艶消の塗装を施してあ
る特許請求の範囲第１項記載の温熱検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24514087A JPH0672819B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 温熱検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24514087A JPH0672819B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 温熱検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6486014A JPS6486014A (en) | 1989-03-30 |
| JPH0672819B2 true JPH0672819B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=17129217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24514087A Expired - Fee Related JPH0672819B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 温熱検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672819B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2452567A1 (en) | 2005-09-30 | 2012-05-16 | Snow Brand Milk Products Co., Ltd. | Powder being rich in milk-origin complex lipids |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4528796B2 (ja) | 2007-03-07 | 2010-08-18 | 住友電工ハードメタル株式会社 | スローアウェイチップを用いたドリル |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP24514087A patent/JPH0672819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2452567A1 (en) | 2005-09-30 | 2012-05-16 | Snow Brand Milk Products Co., Ltd. | Powder being rich in milk-origin complex lipids |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6486014A (en) | 1989-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |