发汗模拟装置及发汗模拟方法

摘要

一种发汗模拟装置(1)，其由以下部件构成：水平设置并使蒸气通过的多孔板(2)；与多孔板(2)的下表面接触而固定，并具有与多孔板(2)的下表面平行的剖面面积沿垂直方向变化并向上方开口的一个以上的空洞部(31)的均热块(3)；加热均热块(3)的加热装置(4)；贮存水的气相发汗用罐(5)；检测气相发汗用罐(5)中的水的水位的水位传感器(6)；以及向空洞部(31)供给气相发汗用罐(5)的水并控制空洞部(31)内的水位的气相发汗用送液泵(7)。

权利要求

1.一种发汗模拟装置，其特征在于，具备：

多孔板，其水平设置并使蒸气通过；

均热块，其与所述多孔板的下表面接触而固定，并具有与所述多孔板的下表面平行的剖面面积沿垂直方向变化并向上方开口的一个以上的空洞部；

加热装置，其加热所述均热块；以及

第一供水装置，其向所述空洞部供水并控制所述空洞部内的水位。

2.根据权利要求1所述的发汗模拟装置，其特征在于，所述均热块在所述空洞部的底部具有供水孔。

3.根据权利要求1或2所述的发汗模拟装置，其特征在于，所述均热块的所述空洞部的、与所述多孔板的下表面平行的剖面面积的垂直方向的变化向上方单调增加。

4.根据权利要求3所述的发汗模拟装置，其特征在于，所述均热块的所述空洞部为旋转轴沿垂直方向的圆锥形。

5.根据权利要求3所述的发汗模拟装置，其特征在于，所述均热块的所述空洞部的侧面为旋转轴沿垂直方向的旋转抛物面。

6.根据权利要求1或2所述的发汗模拟装置，其特征在于，还具备向所述多孔板的上表面供水的第二供水装置。

7.根据权利要求6所述的发汗模拟装置，其特征在于，所述第二供水装置包括通过所述均热块的内部并沿垂直方向贯穿所述多孔板的注水通路，通过调节向所述注水通路的供水量，控制向所述多孔板的上表面的供水。

8.根据权利要求7所述的发汗模拟装置，其特征在于，所述第二供水装置的所述注水通路通过所述均热块的所述空洞部内。

9.根据权利要求1或2所述的发汗模拟装置，其特征在于，在所述多孔板和所述均热块之间具备测量单位时间内沿垂直方向横穿单位面积的热量的热通量传感器。

10.根据权利要求1或2所述的发汗模拟装置，其特征在于，具备测定装置，所述测定装置将所述加热装置使所述均热块保持为一定温度的电力量测定作为散热量。

11.一种发汗模拟方法，其特征在于，向均热块所具有的与多孔板的下表面平行的剖面面积沿垂直方向变化并向上方开口的一个以上的空洞部供水，通过使所述空洞部内的水位发生变化，使所述空洞部内的水面的面积变化从而调节来自所述多孔板的蒸发量，所述均热块与水平设置并使蒸气通过的多孔板的下表面接触而固定并通过加热装置被加热。

说明书

发汗模拟装置及发汗模拟方法

技术领域

[0001] 本发明涉及模拟人体的发汗的装置及方法。

背景技术

[0002] 体内产生的热和水分不断地经由衣服向环境系统释放。从人体经由衣服向环境系统移动的热和水分的移动特性是影响人的舒适感的重要的因素。特别是衣服内的温湿度被称作“衣服内环境”。

[0003] 关于人体的发汗，有随着体温、环境的温度上升发出液体的汗的液相发汗、以及由于体表与环境的水蒸气压差引起来自皮肤表面的水分蒸发即气相发汗这两种。气相发汗也称作无感蒸泄，在人保持无自觉的状态下从皮肤蒸发，但其量根据部位、皮肤温度、环境温湿度等变化，大约是20g /hr/m2左右。气相发汗与液相发汗共同影响衣服内部环境。

[0004] 作为检查衣服的保温性的装置，存在测定使用当作皮肤的恒温发热体在20℃×65％RH环境下将用试料覆盖的发热体保持在36℃所需的热量的保温性测定装置。其是被称作“皮肤模型”的测定装置，通常使用在该测定装置上追加有模拟发汗的机构的装置。

[0005] 专利文献1和专利文献2中公开了测定纤维产品等在稳定状态下的热和水蒸气的移动特性的装置。

[0006] 现有技术文献

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献1：日本特开2008－46048号公报

[0009] 专利文献2：日本授权实用新型第3121969号公报

发明内容

[0010] 本发明所要解决 的课题

[0011] 在专利文献1和专利文献2中记载的装置中，为了测定透湿阻力，将电加热的多孔性金属板用水蒸气透过但液体的水不透过的透湿防水膜覆盖。供给至加热多孔性金属板的水分蒸发，作为蒸气而透过膜。但是，在这样的装置中，蒸发量与人体的气相发汗相比非常多，并且还不能调节蒸发量。

[0012] 本发明是鉴于上述的情况而做出的，其目的是使得能够模拟人体的气相发汗并且能够调节蒸发量。

[0013] 用于解决课题的手段

[0014] 为了实现上述目的，本发明的发汗模拟装置具备：

[0015] 多孔板，其水平设置并使蒸气通过；

[0016] 均热块，其与所述多孔板的下表面接触而固定，并具有与所述多孔板的下表面平行的剖面面积沿垂直方向变化并向上方开口的一个以上的空洞部；

[0017] 加热装置，其加热所述均热块；以及

[0018] 第一供水装置，其向所述空洞部供水并控制所述空洞部内的水位。

[0019] 根据本发明的发汗模拟方法向均热块所具有的向上方开口的一个以上的空洞部供水，并使所述空洞部内的水面的面积变化从而调节来自所述多孔板的蒸发量，所述均热块与水平设置并使蒸气通过的多孔板的下表面接触而固定并通过加热装置被加热。

[0020] 发明效果

[0021] 根据本发明，能够模拟人体的气相发汗，并且能够调节蒸发量。

附图说明

[0022] 图1是表示本发明的实施方式1的发汗模拟装置的构成例的框图。

[0023] 图2是表示实施方式1的发汗模拟装置的均热块的空洞部的一例的图。

[0024] 图3是表示伴随空洞部的水位变化来自多孔板的蒸发量的变化的图。

[0025] 图4是表示本发明的实施方式2的发汗模拟装置的构成例的框图。

[0026] 图5是表示实施方式2的发汗模拟装置的注水通路的一例的图。

[0027] 图6是表示本发明的实施方式3的发汗模拟装置的构成例的框图。

具体实施方式

[0028] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，图中，对相同或相应的部分标注相同的附图标记。

[0029] (实施方式1)

[0030] 图1是表示本发明实施方式1的发汗模拟装置的构成例的框图。发汗模拟装置1由多孔板2、均热块3、加热装置4、气相发汗用罐5、水位传感器6、气相发汗用送液泵7构成。多孔板2是由烧结金属粉体得到的多孔体或形成有微细气孔的多孔陶瓷等形成的板。多孔板2水平设置，使蒸气通过。

[0031] 均热块3由热传导率高的材质、例如铝或铜等金属形成。均热块3与多孔板2的下表面接触而固定，并具有一个以上的空洞部31。空洞部31 与多孔板2的下表面平行的剖面面积沿垂直方向变化并向上方开口。加热装置4将均热块3加热到规定的温度(例如，36℃)。气相发汗用罐5贮存用于向空洞部31供给的水。水位传感器6检测气相发汗用罐5中的水的水位。气相发汗用送液泵7向空洞部31供给气相发汗用罐5的水，并控制空洞部31内的水位。

[0032] 在图1的例子中，均热块3具有纵向5个、横向5个的共计25个空洞部31。多孔板2以覆盖所有的空洞部31的方式与均热块3的上表面接触而固定。在利用加热装置4被加热的均热块3的空洞部31中，通过气相发汗用送液泵7供给气相发汗用罐5的水，由此水从空洞部31的水面蒸发，蒸气通过多孔板2。

[0033] 图2是表示实施方式1的发汗模拟装置的均热块的空洞部的一例的图。空洞部31分别为旋转轴沿垂直方向的圆锥形，向上方开口，在底部具有供水孔。空洞部31的供水孔和气相发汗用罐5通过连通管连接，气相发汗用罐5和空洞部31的水位连动地变化。气相发汗用送液泵7以使水位传感器6检测到的水位成为规定值的方式驱动泵，并控制空洞部31 的水位。气相发汗用送液泵7供给水蒸发的量，并保持水位一定。

[0034] 对空洞部31的水位而言，将与多孔板2接触的面设为0mm，将垂直方向的下方设为正的方向进行测量。空洞部31是旋转轴沿垂直方向的圆锥形，因此，水位值越小，水面的面积越大。由此，能够控制来自空洞部 31的水面的蒸发量，并且能够调节来自于使来自空洞部31的蒸气通过的多孔板2的蒸发量。此外，向空洞部31供给的水被设定为规定的温度(例如，36℃)。

[0035] 图3是表示伴随着空洞部的水位的变化的来自多孔板的蒸发量变化的图。图3是将纵轴设为来自多孔板2的蒸发量、将横轴设为时间的曲线。实线是使用标称过滤直径为40μm的多孔板2的情况的图。点划线是使用标称过滤直径为100μm的多孔板2的情况的图。另外，来自多孔板2的蒸发量是温度20℃、相对湿度65％、风速0.5m/分这样的环境下的测定值。

[0036] 当空洞部31的水位变化为6mm、4mm、2mm时(参照图2)，如图 3所示的曲线所示，来自多孔板2的蒸发量发生变化。在图3的例子中，发汗模拟装置1通过在标称过滤直径为40μm的多孔板2的情况下将空洞部31的水位设为约4mm，在标称过滤直径为100μm的多孔板2的情况下将空洞部31的水位设为约6mm，能够实现与无感蒸泄同程度的蒸发量 (20g/hr/m2左右)，能够模拟人体的气相发汗。

[0037] 根据实施方式1涉及的发汗模拟装置1，能够模拟人体的气相发汗，并且能够调节蒸发量。另外，空洞部31为旋转轴沿垂直方向的圆锥形，因此容易加工均热块3的空洞部31。此外，空洞部31的侧面也可以是旋转轴沿垂直方向的旋转抛物面。该情况下，水面的面积由水位的一次函数表示，因此容易调节水面的面积。任一情况下，与多孔板的下表面平行的剖面(水面)的面积都向垂直方向的上方单调增加。

[0038] (实施方式2)

[0039] 实施方式2的发汗模拟装置1模拟人体的气相发汗和液相发汗双方。

[0040] 图4是表示本发明的实施方式2的发汗模拟装置的构成例的框图。实施方式2的发汗模拟装置1除实施方式1的发汗模拟装置1的构成以外，还具备注水通路8、液相发汗用罐9、以及液相发汗用送液泵10。注水通路8通过均热块3的内部，沿垂直方向贯穿多孔板2。液相发汗用罐9贮存用于向注水通路8供给的水。液相发汗用送液泵10通过向注水通路8 供给液相发汗用罐9的水，向多孔板2的上表面供水。液相发汗用送液泵 10通过调节向注水通路
8进行水供给的水的量，能够调节向多孔板2的上表面的供水量。

[0041] 注水通路8可以以如图4所示这样通过均热块3的空洞部31中的方式构成，也可以以通过均热块3的空洞部31以外的部分的方式构成。另外，注水通路8不限于一个。在设置多个注水通路8的情况下，以从多孔板2的中心开始点对称地具有注水通路8的开口部的方式进行配置即可。在图4的例子中，液相发汗用罐9配置于气相发汗用罐5中，但不限于此，也可以配置于气相发汗用罐5的外部。

[0042] 图5是表示实施方式2的发汗模拟装置的注水通路的一例的图。在图 4和图5的例子中，注水通路8在均热块3的空洞部31中沿垂直方向延伸，贯穿多孔板2。通过设为这样的结构，不需要在均热块3中新制作用于注水通路8的空洞。此外，向注水通路8供给的水与向空洞部31供给的水同样，被设定为与人的体温相同程度。

[0043] 根据实施方式2涉及的发汗模拟装置1，除实施方式1的构成以外，向通过均热块3的内部并且沿垂直方向贯穿多孔板2的注水通路8供水，并调节向多孔板2的上表面的供水量，能够利用一台装置模拟人体的气相发汗和液相发汗双方。此外，与实施方式1同样地，空洞部31可以是旋转轴沿垂直方向的圆锥形，也可以是将旋转轴沿垂直方向的旋转抛物面作为侧面的形状。

[0044] (实施方式3)

[0045] 在实施方式3中，测定将如衣服那样的纤维产品作为试料、用试料覆盖发汗模拟装置1的多孔板2的情况下的散热量。

[0046] 图6是表示实施方式3的发汗模拟装置的构成例的框图。实施方式3 的发汗模拟装置1除实施方式1的发汗模拟装置1的构成以外，在多孔板 2和均热块3之间具备热通量传感器11。热通量传感器11测量单位时间内沿垂直方向横穿单位面积的热量。通过用试料12覆盖发汗模拟装置1 的多孔板2，能够考察人体进行气相发汗的情况下的试料12的保温性。

[0047] 除实施方式2的发汗模拟装置1的构成以外，也可以在多孔板2和均热块3之间具备热通量传感器11。该情况下，通过用试料12覆盖发汗模拟装置1的多孔板2，能够考察人体进行气相发汗和/或液相发汗的情况下的试料12的保温性。另外，如果测定用试料12覆盖发汗模拟装置1的多孔板2的情况下的蒸发量，则能够考察人体进行气相发汗和/或液相发汗的情况下的试料12的通气性、吸湿性。

[0048] 根据实施方式3涉及的发汗模拟装置1，通过将如衣服那样的纤维产品作为试料12，测定覆盖多孔板2的情况下的散热量，能够用1台装置考察人体进行气相发汗和/或液相发汗的情况下的试料12的保温性。散热量的测定不限于热通量传感器11，也可以将使均热块3保持一定温度(例如，36℃)的电力量测定作为散热量。在使用热通量传感器11测定散热量的情况下，即使没有为使来自加热装置4的散热方向为垂直方向而防止水平方向的散热的防护加热器等辅助装置，也能够测定高精度的散热量。此外，发汗模拟装置1也可以具备将使均热块3保持一定温度的电力量测定作为散热量的测定装置。在使用热通量传感器11测定散热量的情况下，与将使均热块3保持一定温度的电力量测定作为散热量的情况相比，即时性高。

[0049] 如上述的实施方式，空洞部31的形状不限于旋转轴为沿垂直方向的圆锥形、将旋转轴为沿垂直方向的旋转抛物面作为侧面的形状。与空洞部 31的上表面(多孔板2的下表面)平行的剖面通过距上表面的距离的函数给出，只要通过调节水位能够控制水面的面积即可。但是，空洞部31优选为与多孔板2的下表面平行的剖面的面积向垂直方向的上方单调增加并向上方开口的形状。这种情况的单调增加是广义的单调增加，也可以包含剖面的面积一定的部分。另外，例如，也可以设为均热块3为弹性体并使空洞部31的形状变化的构成。

[0050] 本发明在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下，能够实现各种实施方式和变形。另外，上述的实施方式用于说明本发明，而不旨在限定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书而不由实施方式表示。并且，权利要求书以及与其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形视作本发明的范围内。

[0051] 附图标记的说明

[0052] 1 发汗模拟装置

[0053]  2 多孔板

[0054]  3 均热块

[0055]  4 加热装置

[0056]  5 气相发汗用罐

[0057]  6 水位传感器

[0058]  7 气相发汗用送液泵

[0059]  8 注水通路

[0060]  9 液相发汗用罐

[0061] 10 液相发汗用送液泵

[0062] 11 热通量传感器

[0063] 12 试料

[0064] 31 空洞部