JPS6348420A - 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 本発明に先立ち考えられた構成を第４図を用いて説明す
る。第４図において１はサーミスタを用いた発熱素子で
あり、発熱素子１の外側に輻射熱を透過するポリエチレ
ン樹脂で形成された球形のカバー２が設けられかつ前記
球形カバー２には気流を減衰させて前記発熱素子１の周
囲に導くための開口３が設けられている。前記発熱素子
１は制御手段４によシ、常に一定の温度に発熱するよう
制御されるが、このとき前記球形カバー２によって前記
発熱素子１の対流熱伝達率及び輻射熱伝達率の値が概略
人体の値と等価になって贋るため制御手段４の制御負荷
の信号から判断手段５において人体の温熱感覚に対応す
る情報が得られ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、球形のカバーを用
いているため全方位から均等に気流・輻射の影響を受け
ることになシ、指向性を持たせた測定を必要とする用途
には使用し難い、また輻射透過体としてポリエチレンを
用いているためカバーを厚くすることが出来ず強度・耐
久性等に難点があ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、測定の指
向性を持たせることにより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検知部分の小型
化を図シ、空調機器への組込みを容易にするとともに、
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、
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、気流を減少させながら内部に通過させる柱状
のカバーと、前記カバーの一部に設けられ前記発熱素子
への輻射熱を透過する幅射透過窓と、前記発熱素子を一
定の温度に維持する制御手段と、前記発熱素子の温度を
一定にするために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カ
バーの幅射透過窓を通して幅射透過窓に面した物体およ
び日射と輻射熱交換するとともに前記カバーの開口を通
して周囲空気と対流熱交換を行うが、このとき前記カバ
ーの形状、幅射透過窓、開口の大きさ・個数・配置等に
よって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構成
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、これを電気
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
はサーミスタを用いた発熱素子であシ、前記発熱素子１
の外側に樹脂で形成されたカバー１１が設けられかつ前
記カバー１１には輻射熱を透過するシリコン製の窓１２
及び気流を減衰させて前記発熱素子１の周囲に導くため
の多数の開口１３が設けられている。前記発熱素子１は
制御手段４によシ、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４の別画負荷の信号から
判断手段５において人体の温熱感覚に対応する情報が得
られる。第２図は前記制御手段の一実施例であるが、前
記発熱素子１と、演算増幅器１４及び固定抵抗器１５、
固定抵抗器１６、固定抵抗器１７とで前記発熱素子１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１は前記固定抵抗器１５、前記固定抵
抗器１６、前記固定抵抗器１７の抵抗値と前記演算増幅
器１４の増幅率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１の抵抗が上ｐｂ点の電位が上昇する
ので、前記演算増幅器１４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１
に流れる電流が増加する、この電流の増加によシ前記発
熱素子１の発熱量が大きくなり、前記発熱素子１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４に取シ出して以下の処理に
移行する。

前記発熱素子１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二発熱素子の温度 Ｔ＆：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 ここで前記発熱素子１の表面の輻射熱伝達率α、を人体
の表面の輻射熱伝達率と概略一致させておシ、前記カバ
ーの開口１３は前記発熱素子１の対流熱伝達率α。を人
体の平均対流熱伝達率と概略等しくするよう設けてｈる
ため、得られる熱的負荷は同じ環境でその体温を維持す
るのに必要な負荷と高い相関が得られる。あらかじめ判
断手段５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ためのテーブル及び第３図に
示すような前記制御手段４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
でもっておシ、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、カバー１１を円筒形として、その上
部の平面に幅射透過窓を設けているため、輻射の検知に
方向性を持ち、例えば特定の窓面からの輻射の影響を重
点的に検知する事ができる。

また、窓を平面に設けることによりシリコン単結晶の板
を窓材に用いることが出来る。さらにカバーの高さ方向
を短かくすることができるため、空調機器のリモコン等
への組み込みが容易である。

なお、ここでは発熱素子にサーミスタを用いたが、その
代シに白金抵抗体等を用いてもよく、またカバーの形状
を円柱形としたが四角柱等の角柱でも同様な温熱検知装
置が実現できる。

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）輻射熱を透過する幅射透過窓と気流を減少させる
開口を備えたカバー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別
画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）幅射透過窓の位置によシ輻射を検知する方向を規
定できるため、限定した方向の輻射に対してのみを考慮
した測定が出来る。

（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シ暖冷房機器
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の構成を示す
一部切欠斜視図を含む構成図、第２図は同装置の制御手
段の回路図、第３図は同装置の判断手段での判断内容を
示す特性図、第４図は本発明に先立って考案された温熱
検知装置の構成を示す一部切欠斜視図である。 １・・・・・・発熱素子、４・・・・・・制御手段、５
・・・・・・判断手段、１１・・・・・・カバー、１２
・・・・・・幅射透過窓。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１〜
発Ｐ、素子 １１−一部バー ／２　−一津昌遺寸ま渦　８ Ｉ３−関　口 第１図 瞬ｌ帥喰 ＋２０憾ゴ ＠讐−≦戸謔 ≦性伎奴奴 稼モ日詞画 １　　１　　　ｊ　　　；　　　！ Ｎ＋　硝くト 〜　、−＋−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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、気流を減少させながら内部に通過させる柱
   状のカバーと、前記カバーの一部に設けられ前記発熱素
   子への輻射熱を透過する幅射透過窓と、前記発熱素子を
   一定の温度に維持する制御手段と、前記発熱素子の温度
   を一定にするために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。