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JPH0765938B2 - Thermal detection element - Google Patents
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JPH0765938B2 - Thermal detection element - Google Patents

Thermal detection element

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JPH0765938B2
JPH0765938B2 JP2247256A JP24725690A JPH0765938B2 JP H0765938 B2 JPH0765938 B2 JP H0765938B2 JP 2247256 A JP2247256 A JP 2247256A JP 24725690 A JP24725690 A JP 24725690A JP H0765938 B2 JPH0765938 B2 JP H0765938B2
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JP
Japan
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human body
temperature sensor
heat
covering
thermal
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治利 岡本
幸男 福島
恭一 関口
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日立ビル施設エンジニアリング株式会社
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば空調設備などのように人体の環境条件
を良好に保持するための機械設備に用いられ、温熱に関
する信号を出力する温熱検知素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is used in mechanical equipment for maintaining good environmental conditions of the human body, such as air-conditioning equipment, and outputs heat-related signals to detect heat. It is related to the element.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

空調設備の開発初期においては、制御用の情報を出力す
るセンサは単なる温度センサであって、例えば壁面など
に取り付けられていた。
In the early stages of development of air conditioning equipment, the sensor that outputs information for control was simply a temperature sensor and was attached to, for example, a wall surface.

最近では単に室内空気の温度を検出するに留まらず、室
内の人体の温熱感覚を模擬するように第4図に示すよう
な工夫が為されている。
Recently, in addition to simply detecting the temperature of the indoor air, a device as shown in FIG. 4 has been devised so as to simulate the thermal sensation of the human body in the room.

第4図(A)に示す従来技術に係る温熱検知素子は、球
状のケース1の中央部に温度センサ2が配設されてい
る。
In the heat detecting element according to the prior art shown in FIG. 4 (A), a temperature sensor 2 is arranged at the center of a spherical case 1.

同図(B)の従来例は前記の球状ケース1を俵形に細長
くして人体の形状に近似したケース1′とした従来例で
ある。
The conventional example shown in FIG. 1B is a conventional example in which the spherical case 1 is elongated in the shape of a bale to form a case 1'which approximates the shape of a human body.

第4図(C)の従来例は球状のケース1の内壁に温度セ
ンサ2を配設するとともに、該ケース1の中央部に人体
の発熱を模擬するためのヒータ3を設置したものであ
る。また同図(D)は上記球状のケース1を俵状の細長
いケース1′に改良した従来例である。
In the conventional example of FIG. 4 (C), a temperature sensor 2 is arranged on the inner wall of a spherical case 1, and a heater 3 for simulating the heat generation of a human body is installed in the center of the case 1. Further, FIG. 1D shows a conventional example in which the spherical case 1 is improved into a bale-shaped elongated case 1 '.

第4図(E)の従来例は球状のケース1の中央部に温度
センサ2を配設するとともに該ケース1の内面にヒータ
4を設けたものである。また、同図(F)は上記球状の
ケース1を俵状の細長いケース1′に改良した従来例で
ある。
In the conventional example shown in FIG. 4 (E), a temperature sensor 2 is arranged in the center of a spherical case 1, and a heater 4 is provided on the inner surface of the case 1. Further, FIG. 6F shows a conventional example in which the spherical case 1 is improved into a slender case 1'in the shape of a bag.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

第4図(A)〜(F)に示した各従来例においては、人
体が皮膚で感じる空気の流れや、人体を覆っている着衣
や、人体内部での熱伝導や、人体表面からの熱放射など
といった実際条件、特に人体が立っているか横たわって
いるかなどの姿勢、並びに湿度を模擬していないので、
人体が感じる温熱感覚に近い出力信号が得られない。従
って、人間の感覚を快適ならしめるとともに健康に関し
て適正な空調制御ができない。
In each of the conventional examples shown in FIGS. 4 (A) to 4 (F), the flow of air that the human body feels on the skin, the clothing covering the human body, the heat conduction inside the human body, and the heat from the human body surface. Since we are not simulating actual conditions such as radiation, especially postures such as whether the human body is standing or lying down, and humidity,
An output signal similar to the thermal sensation felt by the human body cannot be obtained. Therefore, it is not possible to make the human sense comfortable and to properly control the air conditioning for health.

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので人体に関す
る各種の熱的条件を詳細に模擬して、人間の温熱感覚に
近似した出力信号が得られる温熱検知素子を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a thermal sensing element that simulates various thermal conditions related to the human body in detail and that can obtain an output signal similar to human thermal sensation. To do.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するための構成として本発明は、人体の
環境を制御するため温熱に関する信号を出力する温度セ
ンサを設けた温熱検知素子において、 発熱体と、 上記の発熱体を埋設し、人体と略等しい熱伝導率を有す
る被覆体と、 上記の被覆体を取り囲み、人体の皮膚近傍の熱的条件を
模擬した外被体と、を具備しており、 かつ、上記の外被体は、被覆体の周囲に固着された内層
と、繊維性材料で構成された外層とより成り、 さらに上記の内層は、金属膜を吸湿膜で覆った構造をな
していて、前記の温度センサが上記の吸湿膜の中に埋設
されており、 上記のように構成された、発熱体と外覆体と外被体とよ
り成る細長い構成部分が、可撓杆によって支持されてい
て、垂直姿勢にも、水平姿勢にも、垂直と水平との中間
の任意の姿勢にも保持し得るようになっていることを特
徴とする。
As a configuration for achieving the above object, the present invention provides a heat detecting element provided with a temperature sensor that outputs a signal related to heat for controlling the environment of a human body, wherein a heating element and the above heating element are embedded to A covering body having substantially the same thermal conductivity, and a covering body surrounding the covering body and simulating a thermal condition near the skin of the human body, and the covering body is a covering. It consists of an inner layer fixed around the body and an outer layer made of a fibrous material, and the inner layer has a structure in which a metal film is covered with a moisture absorption film, and the temperature sensor described above absorbs moisture. The slender component, which is embedded in the membrane and configured as described above, consisting of the heating element, the outer cover, and the outer cover, is supported by the flexible rod, and is horizontal even in the vertical position. It can be held in either posture or in any posture between vertical and horizontal. Characterized in that it is so capable.

〔作 用〕[Work]

上記の構成によれば、発熱体と被覆体と外被体とによっ
て構成される人体模型(形状の模型という意味ではな
く、熱的条件の等価的な模型の意)が、人体の熱的バラ
ンスを高精度で模擬する。
According to the above configuration, the human body model (not the model of shape, but the equivalent model of thermal conditions) composed of the heating element, the covering body, and the outer cover is the thermal balance of the human body. Is simulated with high accuracy.

すなわち、発熱体は人体内部での発熱を、 被覆体は人体内における熱伝導状態を、 内層は人体の皮膚における伝熱,放射の状態を、 外層は着衣による外気との遮断や保温の状態を、それぞ
れ模擬するとともに、温度センサを吸湿膜の中に埋設す
ることによって湿度条件を模擬し、さらに、前記人体模
型が細長く構成されているので、これを立てたり寝かせ
たり斜めにしたりすることによって人体の姿勢条件を正
確に模擬して、前記温度センサの出力信号をして人間の
温熱感覚に近似せしめる。
That is, the heating element is the heat generation inside the human body, the coating is the heat conduction state in the human body, the inner layer is the heat transfer and radiation state in the human body's skin, and the outer layer is the insulation from the outside air and the heat retention state. , And the humidity condition is simulated by embedding the temperature sensor in the moisture absorption film, and since the human body model is configured to be elongated, the human body can be set up by standing it up, lying down or tilting it. The posture condition of 1 is accurately simulated, and the output signal of the temperature sensor is used to approximate the human thermal sensation.

本発明を実施する場合、前記の繊維性材料よりなる外層
を布製の袋状にして変換可能ならしめておくと、着衣状
態の変化に対応した高精度の模擬を行うのに好都合であ
る。
In the case of carrying out the present invention, it is convenient to perform a highly accurate simulation corresponding to the change of the clothing state by forming the outer layer made of the fibrous material into a cloth bag so as to be convertible.

また、前記の内層の一部もしくは全部を吸湿性材料とす
れば、人体の皮膚の湿りに因る温熱感覚を正確に模擬す
ることができるので、特に不快指数の制御に適する。こ
の場合、温度センサを上記吸湿性材料中に埋設しておく
ことにより、湿度条件を正確に模擬して不快指数を詳し
く算定することができる。
Further, if a part or all of the inner layer is made of a hygroscopic material, it is possible to accurately simulate the thermal sensation due to the wetness of the skin of the human body, which is particularly suitable for controlling the discomfort index. In this case, by embedding the temperature sensor in the hygroscopic material, the humidity condition can be accurately simulated and the discomfort index can be calculated in detail.

さらに、人体の着衣条件や作業条件(運動によるカロリ
ー消費状況)に応じて前記ヒータの発熱量をコントロー
ルすると、いっそう高精度な温熱感覚信号が得られる。
Further, by controlling the heat generation amount of the heater according to the clothing condition of the human body and the working condition (condition of calorie consumption due to exercise), a more accurate warm sensation signal can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明に係る温熱検知素子の1実施例を示し、
同図(A)は断面図である。同図(B)は前記(A)図
のB矢視図である。第1図(C)は前記の(A)図に示
したC部拡大詳細図である。
FIG. 1 shows one embodiment of the thermal sensing element according to the present invention,
FIG. 3A is a sectional view. FIG. 2B is a view as seen from the arrow B in FIG. FIG. 1 (C) is an enlarged detailed view of the C portion shown in FIG.

6は電気ヒータである。その通電制御の詳細については
第2図を参照して後述する。
6 is an electric heater. Details of the energization control will be described later with reference to FIG.

第1図(A)に示すごとく、上記ヒータ6の周囲を被覆
体7で包む、本例の被覆体7は酸化マグネシウムで構成
した。
As shown in FIG. 1 (A), the coating body 7 of the present example, which surrounds the heater 6 with the coating body 7, is made of magnesium oxide.

上記被覆体7を外被体8で包み、該外被体8の中に温度
センサ2を配置する。
The covering body 7 is wrapped with an outer jacket 8, and the temperature sensor 2 is arranged in the outer jacket 8.

本例の温度センサ2は熱伝対を用い、その感熱部を外被
体8内に位置せしめた。
The temperature sensor 2 of this example uses a thermocouple, and its heat-sensitive portion is located inside the outer cover 8.

第1図(C)に示すごとく、前記外被体8は内層8aと外
層8bとによって構成されている。
As shown in FIG. 1 (C), the envelope body 8 is constituted by an inner layer 8 a and the outer layer 8 b.

上記の内装8aは、被覆体7の外周面に設けた銅膜8
a-1と、その外側に吸湿性材料よりなる膜8a-2とよりな
る。
Said interior 8 a is copper provided on the outer peripheral surface of the coating body 7 8
a-1 and a film 8a-2 made of a hygroscopic material on the outer side thereof.

本実施例においては、上記の吸湿性材料よりなる膜とし
て、市販の羊毛製の吸湿膜を用いた。羊毛は元来、各種
繊維の中で最も吸湿性が高く、関係湿度が65%のときに
乾燥重量の19%に相当する水分を吸収し得るとされてい
る。そして、吸湿膜として市販されている製品は、吸湿
性をいっそう良くするためにビロード状の薄布になつて
いる。
In the present example, a commercially available wool hygroscopic film was used as the film made of the hygroscopic material. Wool is originally the most hygroscopic among various fibers, and is said to be able to absorb water equivalent to 19% of the dry weight when the relative humidity is 65%. The products that are commercially available as a hygroscopic film are velvety thin cloths to improve the hygroscopicity.

被覆体7を通って伝熱されたヒータ6の発熱は人体内部
の熱伝導に類似した温度勾配,温度分布で銅膜8a-1に到
達する。
The heat generated by the heater 6 transferred through the cover 7 reaches the copper film 8 a-1 with a temperature gradient and temperature distribution similar to the heat conduction inside the human body.

上記の銅膜8a-1は熱の良導体であるが膜厚が薄いので適
宜の伝熱抵抗を有し、人体の皮膚近傍の熱流に類似した
熱流を形成して、吸湿膜8a-2に皮膚を模擬した温度分布
を与える。
Copper film 8 a-1 described above is a good heat conductor having a suitable heat transfer resistance the film thickness is thin, to form a similar heat flow to the heat flow human skin vicinity, moisture absorption layer 8 a-2 Gives a temperature distribution simulating skin.

上記吸湿膜8a-2は空気中の水分を吸収したり放出したり
して皮膚の湿り状態を模擬する。
The hygroscopic film 8a-2 absorbs or releases water in the air to simulate a moist state of the skin.

この模擬皮膚である吸湿膜8a-2は、繊維性材料よりなる
外層8bで覆われ、着衣した状態の皮膚の熱的条件を忠実
に模擬する。
The hygroscopic film 8a-2 , which is this simulated skin, is covered with the outer layer 8b made of a fibrous material, and faithfully simulates the thermal conditions of the skin in the state of being clothed.

本例の外層8bは布製の袋状部材とし、人体の着衣の種類
に応じて変換できるようにしてある。
The outer layer 8b of this example is a bag-shaped member made of cloth so that it can be converted according to the type of clothing of the human body.

第2図は上記のように構成された温熱検知素子10のヒー
タ6の通電制御の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of energization control of the heater 6 of the heat and temperature detecting element 10 configured as described above.

制御回路11は電源回路12を制御してヒータ6に通電す
る。
The control circuit 11 controls the power supply circuit 12 to energize the heater 6.

温度センサ2は温熱感覚を表わす出力信号13を出力す
る。
The temperature sensor 2 outputs an output signal 13 representing a feeling of heat.

前記の制御回路11は、人体の作業量を消費熱量として表
す信号の入力手段14、および、着衣量を熱伝導度の逆数
として表す信号の入力手段15を備えている。
The control circuit 11 is provided with a signal input unit 14 that represents the amount of work of the human body as the amount of heat consumed and a signal input unit 15 that represents the amount of clothing as the reciprocal of thermal conductivity.

人体が快適と感じる室温は、その温度のみによって一義
的に決まるものではなく、その運動によるカロリー消費
状態(作業量)および着衣の状態によって変化すること
は経験的事実である。本実施例のように作業量,着衣量
に応じてヒータの発熱量を制御するとともに、着衣に応
じてヒータの発熱量を制御するとともに、着衣に対応す
る外層(繊維性材料よりなり、交換可能)を設けること
により、人体の熱的条件を高精度で模擬し、正確に温熱
感覚を表わす信号出力を得ることができる。
It is an empirical fact that the room temperature at which the human body feels comfortable is not uniquely determined only by the temperature, but changes depending on the calorie consumption state (work load) and the state of clothing due to the exercise. The heat generation amount of the heater is controlled according to the work amount and the clothing amount as in the present embodiment, and the heat generation amount of the heater is controlled according to the clothing, and the outer layer corresponding to the clothing (made of a fibrous material and replaceable ), The thermal condition of the human body can be simulated with high accuracy, and a signal output representing a warm sensation can be accurately obtained.

第3図は前記の温熱検知素子10の支持機構の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory view of a support mechanism of the above-mentioned temperature sensing element 10.

本例の温熱検知素子10は、球よりも棒に近い細長い形状
に構成してあり、かつ、適宜の重量を有する台座12に対
して可撓杆111を介して支持されている。
The heat detection element 10 of this example is formed in an elongated shape closer to a rod than a sphere, and is supported by a pedestal 12 having an appropriate weight via a flexible rod 111.

本発明における可撓杆とは、弾性的に撓む部材ではなく
塑性的に屈曲する杆状部材をいう。
The flexible rod in the present invention means a rod-shaped member which is plastically bent, not a member which is elastically bent.

空調されている室内の作業者が通常立位である場合は本
第3図(A)のように温熱検知素子10を縦長方向に支持
する。
When the worker in the air-conditioned room is in a normal standing position, the heat detecting element 10 is supported in the longitudinal direction as shown in FIG. 3 (A).

作業者が座位で机に向かっているときは本第3図(B)
のように傾斜させて支持する。
When the worker is sitting and facing the desk, this figure 3 (B)
Support by tilting like.

また、例えば空調されている病室内の患者のように横臥
しているときは、本第3図(C)のようにほぼ水平に支
持する。
Further, for example, when the patient is lying down like a patient in an air-conditioned room, the patient is supported almost horizontally as shown in FIG. 3 (C).

これにより、人体近傍の空気の流れや温度分布、および
熱放射(輻射)の状況を模擬して、いっそう正しい温熱
感覚信号を得ることができる。
As a result, the flow of air and the temperature distribution near the human body and the situation of heat radiation (radiation) can be simulated to obtain a more accurate thermal sensation signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明の温熱検知素子によれば、各
種の姿勢における人体に関する熱的条件を詳細に模擬し
て、人間の温熱感覚に高精度で近似した制御用の信号を
得ることができ、空調技術の向上に貢献するところ多大
である。
As described above, according to the thermal sensing element of the present invention, it is possible to closely simulate the thermal conditions related to the human body in various postures, and obtain a control signal that approximates the human thermal sensation with high accuracy. It is a great contribution to the improvement of air conditioning technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る温熱検知素子の1実施例を示し、
同図(A)は断面図、(B)はそのB矢視図、(C)は
同じくC部拡大詳細図である。 第2図は上記実施例のヒータの通電制御の説明図であ
る。 第3図(A),(B),(C)はそれぞれ前記実施例の
温熱検知素子の支持状態の説明図である。 第4図(A)〜(F)はそれぞれ従来例の温熱検知素子
を示す模式的な断面図である。 1……従来例の球状のケース、1′……従来例の俵形の
細長いケース、2……温度センサ、3,4,6……ヒータ、
7……被覆体、8……外被体、8a……外被体の内層、8
a-1……銅膜、8a-2……吸湿膜、8b……繊維性材料より
なる外層、10……実施例の温熱検知素子、11……可撓
杆、12……台座。
FIG. 1 shows one embodiment of the thermal sensing element according to the present invention,
The same figure (A) is sectional drawing, (B) is the arrow B view, and (C) is the same C detail enlarged view. FIG. 2 is an explanatory diagram of energization control of the heater of the above embodiment. FIGS. 3 (A), (B), and (C) are explanatory views of the supporting state of the thermal detection element of the above-described embodiment. 4 (A) to 4 (F) are schematic cross-sectional views each showing a conventional thermal detection element. 1 ... Spherical case of conventional example, 1 '... Bale-shaped elongated case of conventional example, 2 ... Temperature sensor, 3,4,6 ... Heater,
7 ...... jacket, 8 ...... envelope body, the inner layer of 8 a ...... envelope body, 8
a-1 ...... Copper film, 8 a-2 ...... Moisture absorption film, 8 b ...... Outer layer made of fibrous material, 10 ...... Example thermal sensing element, 11 ...... Flexible rod, 12 ...... Pedestal.

フロントページの続き (72)発明者 関口 恭一 東京都足立区中川4丁目16番29号 日立ビ ル施設エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−186741(JP,A) 特開 平2−80919(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Kyoichi Sekiguchi 4-16-29 Nakagawa, Adachi-ku, Tokyo Inside Hitachi Building Engineering Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-186741 (JP, A) JP-A-2 -80919 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】人体の環境を制御するため温熱に関する信
号を出力する温度センサを設けた温熱検知素子におい
て、 (イ)発熱体と、 (ロ)上記の発熱体を埋設し、人体と略等しい熱伝導率
を有し、かつ、球よりも棒に近い細長い形状を有する被
覆体と、 (ハ)上記の被覆体を取り囲み、人体の皮膚近傍の熱的
条件を模擬した外被体と、を具備しており、 かつ、上記の外被体は、被覆体の周囲に固着された内層
と、繊維性材料で構成された外層とより成り、 さらに上記の内層は、金属膜を吸湿膜で覆った構造をな
していて、前記の温度センサが上記の吸湿膜の中に埋設
されており、 上記のように構成された、発熱体と被覆体と外被体とよ
り成る細長い構成部分が、可撓杆によって支持されてい
て、垂直姿勢にも、水平姿勢にも、垂直と水平との中間
の任意の姿勢にも保持し得るようになっていることを特
徴とする温熱検知素子。
1. A warmth detecting element provided with a temperature sensor for outputting a signal relating to warmth for controlling the environment of a human body, wherein (a) a heating element and (b) the above heating element are embedded and are substantially equal to the human body. A covering body having a heat conductivity and an elongated shape closer to a rod than a sphere; and (c) an outer covering body that surrounds the covering body and simulates thermal conditions near the skin of the human body. The outer casing comprises an inner layer fixed to the periphery of the covering and an outer layer made of a fibrous material. The inner layer further covers the metal film with a hygroscopic film. The temperature sensor is embedded in the hygroscopic film, and the elongate constituent part composed of the heating element, the covering body, and the outer jacket is formed as described above. It is supported by a flexible rod and can be used in both vertical and horizontal postures. Thermal sensing element characterized in that which is in adapted to contain in any position in between.
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JPS60186741A (en) * 1984-03-05 1985-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal detection element
JPH0280919A (en) * 1988-09-16 1990-03-22 Nippon Denso Co Ltd Simulation sensor of skin temperature

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