JP2010070880A - 冷房又は暖房用ジャケット - Google Patents

Abstract

【課題】体感温度の調整を行うことを可能とする冷房又は暖房用ジャケットを提供すること。
【解決手段】
携帯用熱交換装置と、そこから送出される冷気が連結ホースを介してその内部に取り込まれるジャケット本体とを備えた冷房用ジャケットであって、携帯用熱交換装置が、金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器の中に、蓄冷剤と、一端が断熱円筒容器の底に設けられた外気取り入れ口に接続されるとともに、蓄冷剤の周囲を螺旋状に巻き付きながら、他端が断熱円筒容器の蓋から外部に突き出た熱交換エアーパイプと、蓄冷剤と熱交換エアーパイプとが配置された空間の隙間を埋めるように充填された熱交換媒体液とを備えた熱交換モジュールと、熱交換エアーパイプに接続され、熱交換エアーパイプを通過して冷却された空気を吸入して外部に送出するエアーポンプとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、炎天下や猛暑の中でも涼しく長時間過ごす事が出来る冷房用ジャケット又は、極寒の環境下においても快適に過ごすことのできる暖房用ジャケットに関し、特に、ジャケット内に冷気又は暖気を送り込む携帯型熱交換装置を備えた冷房又は暖房用ジャケットに関する。

酷暑や極寒の環境下で作業を行う作業員のために、体感温度を調整するためのジャケット類は今までも存在した。かかるジャケット類は、保冷剤や蓄冷剤（又は蓄熱剤）をジャケットの要所に貼り付けるか、ジャケットに設けた収納袋に蓄冷剤（又は蓄熱剤）を収納する事で体感温度を調整してきた（例えば特許文献１参照）。しかし、これらの方法は蓄冷剤（蓄熱剤）の保持時間が余りにも短く頻繁に取り替えなければならないと言う難があった。

また、寒冷対策に関して言えば、昔から懐炉、最近は鉄の微粒子の酸化熱応用した携帯用で軽くて小型の加温商品（いわゆる使い捨てカイロ）が市場に出回っている。これらの製品でも寒冷対策は可能であるが、難を言えば、低温火傷などの事故が発生するおそれがある。さらには、温度調節が出来ない点や蓄冷剤等の重さのために行動・作業性に制約があり自由に振舞うことが出来ないという問題もあった。
実用新案登録第３１２６２２４号公報

本発明は、上述のような問題点に鑑み為されたものであり、蓄冷剤や蓄熱剤を直接ジャケットに収納するのではなく、ジャケットに冷気又は暖気を送り込むための携帯用熱交換装置を備え、発生させた冷気又は暖気をジャケットに供給することによって体感温度の調整を行うことを可能とする冷房又は暖房用ジャケットを提供することを目的とする。

本発明は、周囲の環境気温に関係なく、常に理想的な体感温度を保つために、人間を冷やす、あるいは暖めるための冷房用又は暖房用ジャケットに関し、本発明の上記目的は、携帯用熱交換装置と、該携帯用熱交換装置から送出される冷気が連結ホースを介してその内部に取り込まれるジャケット本体とを備えた冷房用ジャケットであって、
前記携帯用熱交換装置は、
金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器の中に、蓄冷剤と、一端が前記断熱円筒容器の底に設けられた外気取り入れ口に接続されるとともに、前記蓄冷剤の周囲を螺旋状に巻き付きながら、他端が前記断熱円筒容器の蓋から外部に突き出た熱交換エアーパイプと、前記蓄冷剤と前記熱交換エアーパイプとが配置された空間の隙間を埋めるように充填された熱交換媒体液とを備えた熱交換モジュールと、前記熱交換エアーパイプに接続され、前記熱交換エアーパイプを通過して冷却された空気を吸入して外部に送出するエアーポンプとを備えたものであり、
前記ジャケット本体は、
通気性がないか極めて低い素材から成る外布と内布との縁部を熱融着等により接着して中空部を設けた二重構造となし、前記冷気が中空部に注入されたときに膨らむのを防止するために、前記外布と内布とが複数箇所においてスポット溶着されるとともに、前記ジャケット本体の下部に設けられた冷気取り入れ口に前記連結ホースが接続され、さらに、前記ジャケット本体の上部に冷気を外部に排出するための排出口を少なくとも一つ備えていることを特徴とする冷房用ジャケットによって達成される。

また、本発明の上記目的は、前記携帯用熱交換装置を、金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器と、該断熱円筒容器内に配置された蓄冷剤と、該蓄冷剤とほぼ同じ高さにまで充填された熱交換媒体液と、前記断熱円筒容器の底に設置された泡発生器と、該泡発生器に外気を供給するためのエアーパイプと、該エアーパイプと接続されて前記エアーパイプに外気を送り込む外気注入ポンプと、該外気注入ポンプの停止時に前記熱交換媒体液が前記エアーパイプに逆流するのを防止するための逆流防止弁を備えるとともに、前記断熱円筒容器の蓋と前記蓄冷剤の最上部との間のスペースに蓄積された冷気を取り出すための排出口が設けられた熱交換モジュールと、前記断熱円筒容器の排出口に接続され、前記熱交換媒体液を通過して冷却された空気を吸入して外部に送出するエアーポンプとを備えたもので置き換えることによっても達成される。

さらに、本発明の上記目的は、前記外気取り入れ口に、外気中の湿気を吸収する除湿フィルタを設置することによって効果的に達成される。

またさらに、本発明の上記目的は、前記ジャケット本体の内布側に温度センサを設け、所定の温度ｔ_１を超えたときに前記エアーポンプのスイッチをＯＮにし、所定の温度ｔ_２（ただし、ｔ_２＜ｔ_１）よりも低くなったときに前記エアーポンプのスイッチをＯＦＦにするように制御する制御手段をさらに備えることによって、さらに効果的に達成される。

なお、本発明は、上記蓄冷剤を蓄熱剤に置き換えるだけで、同様にして暖房用ジャケットに転用可能である。

本発明に係る冷房用ジャケットによれば、携帯用の熱交換装置で冷却された空気がジャケット本体に連続して供給されるので、冷却効果が持続し、高温下での作業がラクになる。
また、本発明の好ましい実施の形態によれば、ジャケット本体に温度センサを備えてエアーポンプのＯＮ／ＯＦＦを制御するので、冷えすぎるということがなくなり、またエアーポンプの電源の節約にもなる。
また、本発明の好ましい実施の形態によれば、断熱円筒容器の蓋が取り外し可能であるので、蓄冷剤を蓄熱剤に交換するだけで暖房用に容易に転用可能であるので、用途が広がる。

本発明は、周囲の環境気温に関係なく、常に理想的な体感温度を保つために、ジャケットに冷気又は暖気を送り込むための携帯用熱交換装置を備え、発生させた冷気又は暖気をジャケットに供給することによって体感温度の調整を行うことを可能とする冷房又は暖房用ジャケットに関するものである。以下、この好ましい実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は冷房用と暖房用のいずれにも使用可能なジャケットであるが、説明の都合上、主に冷房用ジャケットについて説明する。

図１は本発明に係る冷房用ジャケットの構成を示す概観図である。図に示すように、本発明に係る冷房用ジャケットは、高温下で作業を行うような者（以下、装着者という。）が衣服の上に装着するライフジャケットのようなジャケット本体と、連結ホースを介して連結された携帯型熱交換装置とから構成される。さらに、携帯型熱交換装置は外気を取り入れて冷却する熱交換モジュールと、熱交換モジュールで生成された冷気を吸入してジャケット本体に送出するエアーポンプとから構成されている。なお、携帯型熱交換装置は装着者がベルト等に適宜固定して使用するのが好ましい。

図２は本発明に係る冷房用ジャケットに使用される携帯型熱交換装置の断面を示す略図である。
上述の通り、携帯型熱交換装置は熱交換モジュールとエアーポンプ９とから構成されている。
熱交換モジュールは、金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器１の中に、蓄冷剤２と、一端が断熱円筒容器１の底から突き出て、外部に設けられた除湿フィルタ５を介して外気取入口７に接続されるとともに蓄冷剤２の周囲を螺旋状に巻き付きながら他端が断熱円筒容器１の蓋４から外部に突き出た熱交換エアーパイプ３と、蓄冷剤２と熱交換エアーパイプ３とが配置された空間の隙間を埋めるように充填された熱交換媒体液８とを備えている。除湿フィルタ５には除湿乾燥剤６が設けられている。除湿フィルタを設ける理由は、大気中の空気には多量の水蒸気が混合しており、これをこのまま冷却すれば、熱交換エアーパイプ３の中に生じる結露や凍結が冷気の送風に大きな影響を与えるからである。また、断熱円筒容器１の二重構造の内部には真空もしくは断熱材が充填されており、断熱効果を保持している。ちなみに、真空の場合の断熱性は、熱伝導率で表すと約0.0050W／mkになる。

熱交換媒体液８は、熱交換エアーパイプ３の内部にある空気中の熱を効率よく蓄冷剤２に移動させ、空気の温度を素早く下げる働きをするものである。蓄冷剤２に触れても凍らないことが求められ、グリセリンが望ましいがエチレングリコール若しくは濃厚塩水でも良いし、あるいはその他の不凍液でも良い。
図２における蓄冷剤２は、融点温度零下２０℃から５℃までのもの、あるいは暖房用の蓄熱剤の場合は８０℃から５０℃まで加温可能なものとする。この蓄冷剤２は、冷却能力が低下した場合、自己の融点温度より低い冷凍庫に収納する事で液状充填材が凍結して冷却能力が復元する。又、蓄熱剤も加温能力が低下した場合、電子レンジにて加熱することで容易に加温能力が復元する。この様に蓄冷剤も蓄熱剤も何度でも繰り返し使用可能な製品を使用することが好ましい。
また、図２の上部の蓋４は、回転ネジ式で脱着可能であり、蓄冷剤２の取り出しや熱交換媒体液８の補充などの役に供する。

エアーポンプ９は熱交換エアーパイプ３に接続され、図２の外気取入口７から外気を吸入し、熱交換エアーパイプを通過させて空気を冷却させ、冷気排出口１０から外部に送出するものである。エアーポンプ９は毎分1.2リットル以上の大気を吸入する。電源は、（図示しない）バッテリーや車両用バッテリーその他一般家庭電力を変圧器によりDC24VあるいはDC12Vに降圧して使用する。

図３は熱交換モジュールを上（蓋側）から見た図である。

図４はジャケット本体を示す図であり、装着する前の状態を示している。１１はジャケット本体前半身であり、１２はジャケット本体後半身である。二つの身頃が連結バンド１５によって連結され、ライフジャケットのように中央部の空間に頭を通して装着するようになっている。
このジャケット本体は、通気性がないか極めて低い素材（例えばプラスチックシート等）から成る外布と内布との縁部を熱融着等により接着して中空部を設けた二重構造となっており、冷気が冷気注入口１３から注入され、ジャケット内部空間１９（図５参照）を通過する際に人体を冷やし、人体から発した熱によって暖められた冷気がジャケット上部に設けられた冷気排出口１４から大気中に排出される。この場合、ジャケット本体の内布側に温度センサを設け、所定の温度ｔ_１を超えたときにエアーポンプ９のスイッチをＯＮにし、所定の温度ｔ_２（ただし、ｔ_２＜ｔ_１）よりも低くなったときにエアーポンプ９のスイッチをＯＦＦにするように制御する制御手段（コントローラ）をエアーポンプ９に設けるようにすれば、人体が冷えすぎることもなく、またエアーポンプのバッテリーを長時間持たせることもできる。
また、ジャケット内部空間に冷気が注入されたときにジャケット本体が膨らむのを防止するために、外布と内布とが複数箇所においてスポット溶着１８されている。
なお、ジャケット本体の中空容量は約４リットルである。冷気送風流量はエアーポンプ９で調節可能であり、手元での電源のＯＮ、ＯＦＦで操作可能であるが、前述のように温度センサを用いた自動制御でもよい。

図５はジャケット本体の断面図の一例を示すものである。通風性の極めて低い素材からなる外布１６と内布１７とで作られた内部空間１９を冷気が通過することにより、内布側の人体の体感温度を下げる。また、冷気が内部空間１９に高い圧力で注入された際にジャケット本体が膨らんでしまうのを避けるために、外布と内布とをスポット溶着１８している。図５（Ａ）は内布１７が通風性の極めて低い素材の場合を示しており、下側から注入された冷気はそのまま上方から排出されるようになっている。また、図５（Ｂ）は、内布１７が比較的通風性が高い素材(例えば目が粗く織られた布)でできており、下から注入された冷気が内布１７の表面から排出され、直接に人体を冷やすとともに、排出されない冷気は上方の排出口１４（図４参照）からも排出される。

図６は本発明に係る冷房用ジャケットに使用される熱交換モジュール他の実施例を示す図である。ジャケット本体やエアーポンプについては実施例１と同様であるので、説明は省略する。
この熱交換モジュールは、金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器（実施例１と同じもの）と、断熱円筒容器内に配置された蓄冷剤２１(実施例１と基本的には同じものであるが、後述のような理由で高さが低くなっている。)と、蓄冷剤２１とほぼ同じ高さにまで充填された熱交換媒体液２２(実施例１と同じ)と、断熱円筒容器の底に設置された泡発生器２３と、泡発生器２３に外気を供給するためのエアーパイプ２４と、エアーパイプ２４と接続されてエアーパイプ２４に外気を送り込む外気注入ポンプ（図示せず）と、外気注入ポンプの停止時に熱交換媒体液２２がエアーパイプ２４に逆流するのを防止するための逆流防止弁２５を備えている。そして、断熱円筒容器の上部には冷却された冷気を蓄積しておくためのスペース２６が設けられている。蓄冷剤２１の高さが実施例１の場合よりも低いのは、このスペース２６を設けるためである。そして、断熱円筒容器の蓋と蓄冷剤２１の最上部との間のスペースに蓄積された冷気を取り出すための排出口２７が設けられている。

以上の構成において、本実施例における熱交換モジュールの作用について説明する。まず、外気を図示しない外気注入ポンプでエアーパイプ２４に送り、逆流防止弁２５を通って泡発生器２３に導入する。泡発生器２３の中で大気を泡状に変えて熱交換媒体液２２の中に放出する。放出された気泡は蓄冷剤２１によって冷却された熱交換媒体液２２の中をゆっくりと上昇し、上昇する間に冷やされた空気が上部のスペース２６に蓄積される。スペース２６に蓄積された冷気は、排出口２７に接続されたエアーポンプ（図示せず）によってジャケット本体に送り込まれる。なお、この冷気には相当の湿度が含まれているが、エアーポンプにより強制的に、５秒前後でジャケットに送り込まれるので結露や凍結のおそれはきわめて小さいと考えられる。

以上の説明は主として冷房用ジャケット及びそれに使用される熱交換モジュールについて説明したが、本発明は蓄冷剤によって外気温度を変化させるものであるから、蓄冷剤を蓄熱剤に替えれば、暖房用ジャケットに転用できることは言うまでもない。
以上、本発明は、前記実施例に限定されることなく本発明の技術思想に基づいて種々の変形が当業者にとって可能であることは勿論である。

本発明に係る冷房用ジャケットの構成を示す概観図である。 本発明に係る冷房用ジャケットに使用される携帯型熱交換装置の断面を示す略図である。 熱交換モジュールを上（蓋側）から見た図である。 ジャケット本体を示す図であり、装着する前の状態を示している。 ジャケット本体の断面図の一例を示すものである。 本発明に係る冷房用ジャケットに使用される熱交換モジュール他の実施例を示す図である。

符号の説明

１ 断熱円筒容器
２ 蓄冷剤（蓄熱剤）
３ 熱交換エアーパイプ
４ ネジ式開閉蓋
５ 除湿フィルタ
６ 除湿乾燥剤
７ 外気取入口
８ 熱交換媒体液
９ エアーポンプ
１０ エアーポンプの冷気（暖気）排出口
１１ ジャケット本体前半身
１２ ジャケット本体後半身
１３ 冷気（暖気）注入口
１４ ジャケット本体の冷気（暖気）排出口
１５ 前後身頃連結バンド
１６ ジャケット本体の二重構造の外布
１７ ジャケット本体の二重構造の内布
１８ 二重構造層に於ける外布、内布スポット溶着部分
１９ ジャケット内部空間
２１ 蓄冷剤（蓄熱剤）
２２ 熱交換媒体液
２３ 泡発生器
２４ エアーパイプ（この先に外気注入ポンプを接続）
２５ 逆流防止弁
２６ 冷気貯蔵スペース
２７ 冷気排出口（この先にエアーポンプを接続）

Claims (11)

1. 携帯用熱交換装置と、該携帯用熱交換装置から送出される冷気が連結ホースを介してその内部に取り込まれるジャケット本体とを備えた冷房用ジャケットであって、
   前記携帯用熱交換装置は、
   金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器の中に、蓄冷剤と、一端が前記断熱円筒容器の底に設けられた外気取り入れ口に接続されるとともに、前記蓄冷剤の周囲を螺旋状に巻き付きながら、他端が前記断熱円筒容器の蓋から外部に突き出た熱交換エアーパイプと、前記蓄冷剤と前記熱交換エアーパイプとが配置された空間の隙間を埋めるように充填された熱交換媒体液とを備えた熱交換モジュールと、前記熱交換エアーパイプに接続され、前記熱交換エアーパイプを通過して冷却された空気を吸入して外部に送出するエアーポンプとを備えたものであり、
   前記ジャケット本体は、
   通気性がないか極めて低い素材から成る外布と内布との縁部を熱融着等により接着して中空部を設けた二重構造となし、前記冷気が中空部に注入されたときに膨らむのを防止するために、前記外布と内布とが複数箇所においてスポット溶着されるとともに、前記ジャケット本体の下部に設けられた冷気取り入れ口に前記連結ホースが接続され、さらに、前記ジャケット本体の上部に冷気を外部に排出するための排出口を少なくとも一つ備えていることを特徴とする冷房用ジャケット。
2. 前記携帯用熱交換装置を、
   金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器と、該断熱円筒容器内に配置された蓄冷剤と、該蓄冷剤とほぼ同じ高さにまで充填された熱交換媒体液と、前記断熱円筒容器の底に設置された泡発生器と、該泡発生器に外気を供給するためのエアーパイプと、該エアーパイプと接続されて前記エアーパイプに外気を送り込む外気注入ポンプと、該外気注入ポンプの停止時に前記熱交換媒体液が前記エアーパイプに逆流するのを防止するための逆流防止弁を備えるとともに、前記断熱円筒容器の蓋と前記蓄冷剤の最上部との間のスペースに蓄積された冷気を取り出すための排出口が設けられた熱交換モジュールと、
   前記断熱円筒容器の排出口に接続され、前記熱交換媒体液を通過して冷却された空気を吸入して外部に送出するエアーポンプとを備えたもので置き換えたことを特徴とする請求項１に記載の冷房用ジャケット。
3. 前記ジャケット本体の前記内布を通風性の高い素材で構成し、前記内布からも冷気を排出することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷房用ジャケット。
4. 前記外気取り入れ口に、外気中の湿気を吸収する除湿フィルタを設置したことを特徴とする請求項１又は３に記載の冷房用ジャケット。
5. 前記断熱円筒容器の二重構造の内部は真空もしくは断熱材が充填されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷房用ジャケット。
6. 前記蓄冷剤の融点温度が、−２０℃〜−５℃である請求項１乃至５のいずれかに記載の冷房用ジャケット。
7. 前記断熱円筒容器の蓋が、ネジ式開閉により脱着可能である請求項１乃至６のいずれかに記載の冷房用ジャケット。
8. 前記熱交換媒体液は、グリセリン、エチレングリコール若しくは濃厚塩水又はその他の不凍液である請求項１乃至７のいずれかに記載の冷房用ジャケット。
9. 前記ジャケット本体の内布側に温度センサを設け、所定の温度ｔ_１を超えたときに前記エアーポンプのスイッチをＯＮにし、所定の温度ｔ_２（ただし、ｔ_２＜ｔ_１）よりも低くなったときに前記エアーポンプのスイッチをＯＦＦにするように制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の冷房用ジャケット。
10. 携帯用熱交換装置と、該携帯用熱交換装置から送出される暖気が連結ホースを介してその内部に取り込まれるジャケット本体とを備えた暖房用ジャケットであって、
    前記携帯用熱交換装置は、
    金属製又は樹脂製の二重構造から成る断熱円筒容器の中に、蓄熱剤と、一端が前記断熱円筒容器の底に設けられた外気取り入れ口に接続されるとともに、前記蓄熱剤の周囲を螺旋状に巻き付きながら、他端が前記断熱円筒容器の蓋から外部に突き出た熱交換エアーパイプと、前記蓄熱剤と前記熱交換エアーパイプとが配置された空間の隙間を埋めるように充填された熱交換媒体液とを備えた熱交換モジュールと、前記熱交換エアーパイプに接続され、前記熱交換エアーパイプを通過して温められた空気を吸入して外部に送出するエアーポンプとを備えたものであり、
    前記ジャケット本体は、
    通気性がないか極めて低い素材から成る外布と内布との縁部を熱融着等により接着して中空部を設けた二重構造となし、前記暖気が中空部に注入されたときに膨らむのを防止するために、前記外布と内布とが複数箇所においてスポット溶着されるとともに、前記ジャケット本体の下部に設けられた暖気取り入れ口に前記連結ホースが接続され、さらに、前記ジャケット本体の上部に前記暖気を外部に排出するための排出口を少なくとも一つ備えていることを特徴とする暖房用ジャケット。
11. 前記蓄熱剤の加温可能温度が、５０℃〜８０℃である請求項１０に記載の暖房用ジャケット。

Images