JPS63149519A - 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
おける環境の温熱状態を検知する装置に関する。 従来の技術 従来この腫の温熱検知装置は、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

【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熱検知
素子が出願されており（例えば特開昭６０−１７０７３
１　）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よシ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ＩＭ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、
開口部を有し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、前記発熱素子が前記開
口部を通し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だめの負荷の大小が
人体の体温を一定に維持するだ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ｒＩ！ｐ：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
。 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、開口部１２を有し、光
熱に対して反射性の良好なアルミ等で内面１３が形成さ
れた中空体１１から構成されている。 前記発熱素子１０は制御手段１４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１８、固定抵抗器１９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１
０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・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１６によｐａ点とｂ点の電
位差が増・陥され０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４ｉ１（発熱
素子の温度を一定に制御する ための負荷） び。：　発熱素子と環境との対流熱伝達率Ｔｓ二　　発
熱素子の温度（一定に制Ｊ）Ｔａ：　　気温 αｒ　二　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
ことにより、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
により囲まれた窪みの中に設置することにより、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ａｃ゛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
いはチーブｌしのかたちでもっておシ、これによってそ
の環境における気温・気流・輻射２品によって生じる人
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。 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。 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）と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、
空調機器に簡弔にかつ使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。

【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ｆ、？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、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 第２図　　　　　　１０−元払索子 １１−−−市墾休 ｌ−宅黙末 ２−大１へ ３−検知停、 ４−通気孔 Ｓ−力バー 第５図 ０　　＜　　トＣＸ：＞　　（＞ ＼　　＼　　＼　　＼　　Ｎ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　開口部を有し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
   形状の慨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。