JPH0365864B2 - - Google Patents

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素子に
関する。

従来例の構成とその問題点 従来のこの種の温熱検知素子は、第１図に示す
ように、高さ約120mm、直径約36mmの円筒状の熱
抵抗体１１の内部に発熱体２を有し、前記熱抵抗
体１１の表面または内部の温度を一定に保ちなが
ら発熱体２からの発熱量に相当する信号を検出あ
るいは発熱体２からの発熱量を一定に保ちながら
前記熱抵抗体１１の表面または内部の温度を検出
する構成であつた。この構成では、熱抵抗体１１
が、熱抵抗のみで温度伝播率、即ち比熱、比重へ
の配慮がなされていないために、空気調和の開始
時点、及び日射等の外乱による環境の温熱状態の
変動に対する温熱検知素子の出力と人間の温度感
覚との間に相関がなく快適な環境を提供すること
ができない。また、熱抵抗体１１が固定されてい
るために、人間の着衣の状態の変化に対応しての
人間の温度感覚を把握することができない。さら
に、高さ約120mm、直径約36mmの円筒状の熱抵抗
体１１では、熱抵抗体１１の環境との熱収支にお
いて、円筒状の径が人体の形状に対して小さいた
めに、対流による熱伝達が過大となり、人間の温
度感覚との間にズレが生ずるという問題を有して
いた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
空気調和される空間の温熱状態を変動状態も含め
て、着衣状態を加味した人間の快適性と相関する
小型でかつ単一の温熱検知素子により検知して空
気調和装置を動作させ快適な空間を容易に提供す
ることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために、発熱体と、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
らなり前記発熱体を被覆する被覆体と、前記被覆
体の温度を検知する検知体と、前記被覆体に装着
した外被体と、前記外被体へのふく射熱を透過し
かつ気流を減少させる多数の通気孔を有するカバ
ーとからなる温熱検知素子を設けたものである。
この構成によつて、発熱体で発生した熱は、被覆
体及び外被体に伝達され、さらにカバーを透過し
て周囲物体、日射とふく射熱交換するとともにカ
バーの通気孔を通しての周囲空気と対流熱交換す
る。この熱移動のメカニズムが人体のそれと相関
関係にあるように構成されているため、熱移動の
結果として決定される被覆体の温度を検知してそ
の出力により空気調和装置を動作させ快適な空間
を提供するという効果を有する。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図を用
いて説明する。

図において、１は温熱検知素子の本体であり、
発熱体２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４で被覆するとと
もに、前記被覆体４には、被覆体４の温度を検知
する熱電対でなる検知体３を具備し、被覆体４の
外側には人体の着衣の温度伝播率と概略一致する
繊維質からなる外被体５が装置されている。さら
に、外被体５の外側には多数の通気孔６を有し、
ふく射熱を透過するポリエチレン等の樹脂で成形
されたカバー７が設けられている。８は支持金具
であり、内部には発熱体２への電力供給線９と検
知体３からの信号線１０が具備されている。

上記構成において、電力供給線９から発熱体２
へ供給された一定の電力により発生した熱は、被
覆体４及び外被体５に伝導により移動し、外被体
５の外表面からカバー７を透過してのふく射伝達
とカバー７の通気孔６を通過する気流による対流
熱伝達とにより環境へ熱放散する。外被体５の外
表面と環境との間の熱収支は、次式で示される。

Hg／Ag＝αcg（Tg−Ta）＋αrg（Tg−Tr） ……(1) 但し、 Hg：被覆体の外表面からの放散熱量 Ag：被覆体の外表面積 αcg：外被体と環境との間の対流熱伝達率 αrg：外被体と環境との間のふく射熱伝達率 Tg：外被体の外表温度 Ta：気温 Tr：周囲ふく射温度 一方、人体も代射により発熱しており、その熱
は人体の外表面から着衣に伝達され環境へ放散し
ているので、乾性放熱のみを考えると人体の着衣
表面と環境との熱収支は、次式で示される。

Hb／Ab＝αcb(Tb-Ta)＋αrb(Tb-Tr) ……(2) 但し、 Hb：人体の外表面からの放散熱量 Ab：人体の外表面積 αcb：着衣と環境との間の対流熱伝達率 αrb：着衣と環境との間のふく射熱伝達率 Tb：着衣の外表温度 Ta：気温 Tr：周囲ふく射温度 ここで、外被体５の外表面のふく射率が、着衣
の外表面のふく射率と概略一致させているので、
式(3)が成立する。

αrg＝αrb≡αr ……(3) また、カバー７のまた、外被体５の外周に空間
を設けて覆う全体に均一な通気孔６を有するカバ
ーにより通気孔６を通つて流入する気流が通気孔
での流体抵抗により減衰すると共に前面流れの一
部のみが流入するために外被体５のまわりの気流
は前面気流に比べて著るしく減衰する。対流熱伝
達率は、風速と直径の関数であり、外被体５の直
径を小さくしても式(4)が成立する。

αcg＝αcb≡αc ……(4) 式(1)〜(4)から明らかのごとく、次式が成立す
る。

Hg／Ag＝Hb／Ab＝αc(T-Ta)＋αr(T-Tr) ……(5) 但し、Ｔ：外表面温度 さらに、被覆体４が、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り、外被体も
着衣の温度伝播率と概略一致する繊維質からなる
ので、被覆体４及び外被体５の温度挙動は、人体
の皮膚及び着衣の温度挙動と等しくなる。

したがつて、発熱体２へ供給する電力を被覆体
４の外表面当りの熱量と人体の外表面当りの熱量
とが等しくなるように供給すると、環境の温熱状
態が等しければ、式(5)より、単位外表面当りの放
熱量は外被体と人体の着衣とは等しく、被覆体４
及び外被体５の温度挙動は、人体の皮膚及び着衣
の温度挙動と等しくなるので、被覆体４の温度と
人体の皮膚の温度とは等しくなる。

人間の温熱環境に対する快適性は人体の皮膚の
温度に依存するので、温熱検知素子の被覆体４の
温度を検知することにより、その環境における快
適性を正確に評価されるのである。

次に、本発明の他の実施例を第４図を用いて説
明する。第４図において、前記実施例と相違する
点は外被体５を二分割して、５，５′とし、一方
に爪１２他方に受口１３を設け、それぞれがカン
合する構成とするとともに、カバー７も同様に二
分割して、７，７′とし、一方に爪１４他方に受
口１５を設け、それぞれがカン合する構成とした
ことにあり、カバー７および外被体５のカン合を
解くことにより、外被体５が着脱自在となり、外
被体５を除いた状態では裸体における環境評価が
可能となり、また、人体の着衣状態に対応する外
被体５を予め準備されている複数個の外被体の中
から選択して装着することにより、任意の着衣状
態における環境評価を可能にする効果がある。

発明の効果 以上のように本発明の温熱検知素子によれば次
の効果が得られる。

(1) 人体の皮膚の温度伝播率が概略一致するゼリ
ー状物質からなる被覆体及び外被体により、空
気調和の開始時点、日射等による環境の過渡的
な変化に対しても、快適性が評価され、迅速に
快適な状態へ空気調和装置を制御することがで
き、常に快適な環境を自動的に提供される。

(2) 外被体の装着により、人体の着衣の状態を考
慮した快適性を評価することができ、実生活に
対応した快適な環境が自動的に提供される。

(3) 環境状態としての気温、気流、ふく射の人体
に対する影響と等しくなるように構成されてい
るので、気流を過大に評価することがない。

(4) 構成が単純であり、安価で確実に効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温熱検知素子の概略構成図、第
２図は本発明の温熱検知素子の一実施例の概略斜
視図、第３図は同温熱検知素子のＡ−A′断面図、
第４図は同温熱検知素子の他の実施例の分解斜視
図である。 １……温熱検知素子の本体、２……発熱体、３
……検知体、４……被覆体、５……外被体、７…
…カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発熱体と、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り前記発熱体を被覆す
   る被覆体と、前記被覆体の温度を検知する検知体
   と、前記被覆体に装着した外被体と、前記外被体
   の外周に設けられ多数の通気孔を有するカバーと
   からなる温熱検知素子。 ２ 外被体は、人体の着衣の温度伝播率と概略一
   致する物質で構成された特許請求の範囲第１項記
   載の温熱検知素子。 ３ 外被体は、着脱自在可能なごとく構成された
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の温熱検
   知素子。 ４ 外被体は、人体の着衣状態に対応する複数個
   の外被体から選択可能である特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の温熱検知素子。