JPS63149518A - 温熱検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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γ温熱状態を検知する装置に関する。

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を人体の皮膚の温度伝播率と概略一致するゼリ
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’ＩＩ成では、発熱体と温度
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だめの定
″市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Ｋ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。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の温熱検知装置は、
内面が光熱に対しての反射性が良好な中空体と、前記中
空体の一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値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
る電力の変化から環境のｌ晶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、前記発熱素子が多孔状
カバーを通して中空体内面で反射して周囲の物体、日射
と輻射熱交換するとともに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うが、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シ、
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
。

第１図に本発明の温熱検知装置のブロック図を示す。１
０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、開口率の大きなステン
レスの多孔状カバー１２を設け、光熱に対して反射性の
良好なアルミニウムで内面１３が形成された中空体１１
から構成されている。

前記＠熱素子１０は制御手段１４にょシ、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１
４の制御負荷の信号から判断手段１５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図は前記制御手段の一実施例であるが、前記発熱素
子１０と、演算増幅器１６及び固定抵抗器１７、固定抵
抗器１日、固定抵抗２ル１９とで前記発熱素子１０のｒ
黒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１７、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１ｏ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９境の気温・気流・輻射温度の何れか
が変化して発熱素子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１ｏの抵抗が上りｂ点の電位
が上昇するので、前記演算増１幅器１６によりａ点とｂ
点の電位差が増幅され０点の電位が上昇しその結果前記
発熱素子１ｏ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の発熱量が大きぐなシ、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０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％式％ 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 α、：　発熱素子と＠境との輻射熱伝達率Ｔｒ：　　周
囲輻射温度 前記内面１３を放物曲線面として前記発熱素子１０を前
記内面１３の放物曲線面の概ね焦点の位置に設けである
ことによシ、前記多孔状カバー１２を通して周囲環境か
らの輻射を前記発熱素子１０に収束させ、また前記発熱
素子１０は、周囲を中空体１１によシ囲まれた窪みの中
に設置しかつ前記多孔状カバー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α、及び対流熱伝達率α。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なり、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。あらかじめ判断手段１５にはワンチッフ“マイコ
ンのＲＯＭの中にサーミスタの非線型性を補正するだめ
のテーブル及び第５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、輻射を収束して感度を高め
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少なくどの方向
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。

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、また、内面１３は
曲面を樹脂成型しその表面にアルミニウム等の金属を蒸
着することによっても製造が可能である。内面１３の曲
面形状は、単純な放物曲線のみでなく、ウィンストンミ
ラーのような構成も可能であ゛る。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。

（１）輻射熱を反射しかつ多孔状カバーと共に気流を減
少させる中空体によシ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［Ｒｇに簡単にかつ使用し易い情報を与えることが
出来る。

（■　ｈη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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の温熱検知装置を示すブロッ
ク図、第２図は同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図は同装置の制御手段の回路
図、第４図は同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、１１・・・・中空体、１２・
・・・・・多孔状カバー、１４・・・・・・制御手段、
１５・・・・判断手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １２−散孔状Ｗ×− ／−兇束薄も ？−老費）木 Ｊ−検知体 ４−通気孔 δ−カバー ｉｊＮ 七Ｎ　　　　　　　　ら

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内面が光熱に対しての反射性が良好な中空体と
   、前記中空体の一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値が変化する
   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
   供給される電力の変化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。
2. （２）　中空体は凹面形状を有し、発熱素子は前記凹面
   形状の概略焦点に設けた特許請求の範囲第１項記載の温
   熱検知装置。