JPS5850295Y2 - 熱流測定用ゲ−ジ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流体中におかれた物体とその流体との間にお
ける熱伝達率を測定する熱流測定用ゲージに関する。

例えば、空冷タービンや空冷ピストン機関等の性能を高
めるには、駆動中のこれらの装置の冷却効率を向上させ
る必要がある。

このような場合、冷却用の流体中に設置されたタービン
翼やシリンダと流体との熱伝達率を高精度に測定するこ
とが要求される。

従来、このような必要性から流体中に設置された物体と
その流体との間における熱伝達率を、簡単な操作でしか
も精度良く測定することができる熱流測定用ゲージの開
発が強く要望されていた。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、流体
中に設置された物体とその流体との熱伝達率を簡単な操
作でしかも精度良く測定することができる熱流測定用ゲ
ージを提供するものである。

即ち、本考案は、屈曲自在な断熱部材と、該断熱部材上
Ｏこ屈曲自在な感温部材を介して貼着された屈曲自在な
発熱体と、該発熱体を所定温度で発熱せしめるように可
変抵抗を介して接続された電源と、前記発熱体中を流れ
る電流を検知する電流計と、前記発熱体の両端部間の電
圧を検知する電圧計とを具備することを特徴とする熱流
測定用ゲージである。

以下、本考案の一実施例について説明する。

第１図は、本考案に係る熱流測定用ゲージの一実施例の
説明図である。

図中１は、可撓性を有する薄葉の抵抗体からなる発熱体
である。

発熱体１には、直流電源３または交流電源４に電流計１
０と可変抵抗器２とを直列に接続したものと電圧計１１
とが並列に接続されている。

発熱体１の発熱時の温度は、可変抵抗器２の抵抗値を変
化させることにより調節できるようになっている。

このときの発熱体１の抵抗値Ｒは電流計１０及び電圧計
１１の値から得られるようになっている。

発熱体１は、例えばプラスチック発泡体のような可撓性
を有する断熱部材５の表面に貼着された感温部材６上に
、非導電部材７を介して貼着されている。

感温部材６としては、可撓性を有するもので非導電部材
７を介して伝達された発熱体１の発熱量を精度良く測定
することができるものであれば、例えば熱電対、サーミ
スター等如何なるものでも良い。

感温部材６の両端部には、発熱体１から伝達された熱量
を測定するためのリード線８が取付けられている。

感温部材６及び非導電部材７の肉厚は、発熱体１の肉厚
とほぼ等しく数十ミクロン程度である。

また、非導電部材７は、発熱体１中を流れる電気を絶縁
して、発熱時の熱量だけを感温部材６に伝達する機能を
有するものであり、可撓性を有する部材で形成されてい
る。

而して、可変抵抗器２の抵抗値を所定値に設定して直流
電源４または交流電源３を入れると、発熱体１には電流
Ｉが流れる。

このときの発熱体１の発熱量・Ｑは、電流計１０と電圧
計１１の値から計算した発熱体１の抵抗値Ｒと電流計１
０の電流値から次式（４）によって表わされる。

Ｑ＝Ｉ２Ｒ（Ａ） この状態で温度（Ｔ→の流体が発熱体１に接触すると、
発熱体１と流体との間で熱伝達が行われる。

その結果、平衡状態（こ達した発熱体１の発熱量Ｑは次
式（Ｂ）によって表わされる。

Ｑ＝αＩＴｏＯ−Ｔ１ （Ｂ） ここで、Ｔは感温部材６により測定した発熱体１の温度
であり、αはこの熱流測定用ゲージ２０が設置されてい
る物体の表面と流体間における熱移動量を決定する熱伝
達率である。

上記式（４）及び式（Ｂ）から熱伝達率αは、次式（Ｃ
）により求めることができる。

α＝Ｉ２Ｒ／ＩＴｏｏ−ＴＩ （Ｃ）つまり、式（
Ｃ）から明らかな如く、この熱流測定用ゲージ２０によ
れば、この熱流測定用装置２０を所定温度（Ｔｏｏ）の
流体中に設置された物体上に載置して、その際の発熱体
１の抵抗値・Ｒ１発熱体１中を流れる電流Ｉ及び発熱体
１の温度（Ｔ）を測定することにより、その物体と流体
間の熱伝達率（α）を容易に測定することができる。

また、熱流測定用ゲージ２０を構成する断熱部材５、感
温部材６、非導電部材７、発熱体１の各部材は可撓性を
有するので、熱流測定用ゲージ２０を流体中に設置され
た物体の表面に容易に取付けることができる。

尚、上記実施例では、１組の発熱体１、非導電部材７、
感温部材６が断熱部材５に貼着された熱流測定用ゲージ
２０について説明したが、本考案はこの他にも例えば、
第２図に示す如く、流体中に設置した物体に応じた形状
を有する断熱部材４に、多数組の発熱体１、非導電部材
７、感温部材６を貼着して組立てた熱流測定用ゲージ２
１を包含するものである。

また、この熱流測定用ゲージ２１を構成する発熱体１等
の形状は、第３図に示す如く、断熱部材の帯状面全体に
亘って貼着されるように蛇行状に形成したものでも良い
。

また、このような複数個の発熱体１等からなる熱流測定
用ゲージ２１を用いて熱伝達率（α）を測定する方法と
しては、各発熱体１の温度を一定（こして流体が接触し
た際に変動する電流値を用いて式（Ｃ）により熱伝達率
（ωを求めるもの（等温壁型）等がある。

更に、本考案は第４図に示す如く、帯状の断熱部材５の
長手方向に沿ってその幅方向に複数個の感温部材を貼着
すると共に、感温部材の表面に非導電部材を介して断熱
部材と略同形状の発熱体１を貼着した熱流測定用ゲージ
２２を包含するものである。

この熱流測定用ゲージ２２によれば、発熱体１が帯状の
平面で形成されているので、発熱体１中を流れる電流（
Ｉ）を一定に保って発熱体１の温度変化を測定し、式（
Ｃ）により熱伝達率（ａＪを測定することができる。

（等熱流束型）以上説明した如く、本考案に係る熱流測
定用ゲージは、流体中に設置された物体と流体間の熱伝
達率を簡単な操作でしかも高精度に測定することができ
る顕著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る熱流測定用ゲージの一実施例の
説明図、第２図は、複数個の発熱体を断熱部材に貼着し
た本考案に係る熱流測定用ゲージの他の実施例を示す斜
視図、第３図は、本考案に係る熱流測定用ゲージに用い
られる発熱体の他の実施例を示す説明図、第４図は、帯
状の断熱部材の表面に断熱部材と略同形状の発熱体を貼
着した本考案に係る熱流測定用ゲージの他の実施例を示
す斜視図である。 １・・・・・・発熱体、５・・・・・・断熱部材、６・
・・・・・感温部材、２０，２１．２２・・・・・・熱
流測定用ゲージ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 屈曲自在な断熱部材と、該断熱部材上に屈曲自在な感温
   部材を介して貼着された屈曲自在な発熱体と、該発熱体
   を所定温度で発熱せしめるように可変抵抗を介して接続
   された電源と、前記発熱体中を流れる電流を検知する電
   流計と、前記発熱体の両端部間の電圧を検知する電圧計
   とを具備することを特徴とする熱流測定用ゲージ。