JP2011162931A - Cooling and warming garment with portable semiconductor heat exchanger - Google Patents
Cooling and warming garment with portable semiconductor heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011162931A JP2011162931A JP2010043257A JP2010043257A JP2011162931A JP 2011162931 A JP2011162931 A JP 2011162931A JP 2010043257 A JP2010043257 A JP 2010043257A JP 2010043257 A JP2010043257 A JP 2010043257A JP 2011162931 A JP2011162931 A JP 2011162931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clothing
- cooling
- temperature
- heat exchange
- garment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000010792 warming Methods 0.000 title claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 25
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 15
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 12
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 claims 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 8
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 206010019345 Heat stroke Diseases 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
- Outerwear In General, And Traditional Japanese Garments (AREA)
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
Abstract
Description
本発明は、炎天下での野外作業や高温作業所あるいは耐熱消火服や完全密閉型防護服などを着用して作業する場合、環境雰囲気温度が50℃以上の高温を想定した環境の中での作業に対する熱中症対策のために開発。消防隊員や危機管理Gメン、高温作業員、職業貨物自動車運転手のための冷却着衣や介護・医療ベッドの冷却を担う冷媒用気体あるいは液体の生成、且つ循環させる技術、さらに超小型軽量化して全システムを身体に装着携帯可能とする技術分野。発熱エネルギーもCo2や温室効果ガスとは無縁の半導体熱交換エネルギーに求めたエコロジー技術開発分野。 The present invention is intended for work in an environment that assumes a high ambient temperature of 50 ° C. or higher when working outdoors in hot weather, working at high temperatures, or wearing heat-resistant fire-fighting clothing or fully-sealed protective clothing. Developed to combat heatstroke. Cooling clothing for fire fighters, crisis management personnel, high-temperature workers, occupational lorry drivers, technology to generate and circulate refrigerant gas or liquid for cooling nursing care and medical beds, and miniaturization and weight reduction A technical field that allows all systems to be worn around the body. The field of ecological technology development required for semiconductor heat exchange energy, which is not related to CO2 and greenhouse gases.
酷暑の中で作業する作業員のため体温調整クールジャケット類は存在するが、かかるジャケット類の冷却方法は、保冷剤や蓄冷剤を着衣のポケット等に収納したり、あるいは要所に貼り付けたりするとにより体感温度を調整していた(例えば特許文献1参照)。しかし、これらの方法は、保冷剤や蓄冷剤の潜熱容量が余りに小さいために保冷時間が短く保冷剤などを頻繁に取り替えなければならない等の難があり、業務用には無理があった。
熱帯夜における安眠方法に関しては、病入あるいは要介護高齢者に限らず、一般の方々でも、エアコンや扇風機以外見当たらない。ウォーターベッドもあるが一般的に普及しているとは思われない。Cooling jackets for body temperature adjustment exist for workers who work in extreme heat. Cooling methods for such jackets can be stored in a pocket of clothing or affixed to important places. Then, the sensible temperature was adjusted (see, for example, Patent Document 1). However, these methods are difficult for business use because the latent heat capacity of the cold storage agent and the cold storage agent is so small that the cold storage time is short and the cold storage agent must be frequently replaced.
As for the way to sleep in a tropical night, not only elderly people who need to be ill or need nursing care, but ordinary people can not find anything other than air conditioners and fans. There is a water bed, but it does not seem to be popular.
業務用体温調整着衣には、前記保冷剤や蓄冷剤の他に、コンプレッサーよりホースを介して送られた風量とエアーコンバーターによる方法で低温を得る方法もあるが、これは常にエアーホースと繋がれており作業性が悪く危険を伴うなどの難があった。
本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものであり保冷材や蓄冷材を直接、作業衣のポケットなどに収納するのではなく、半導体熱交換より生じた冷源を前記ソリッドHPリアクターモジュール内で液体あるいは気体冷気エネルギーに変換して、生成された媒体エネルギーをポンプあるいはブローによりLC&Wガーメント冷暖着衣あるいは中空エアセルガーメント冷暖着衣送出される。この冷・暖用着衣が着衣者の体温を下げることにより従来の諸問題を解決した。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and does not directly store a cold insulation material or a cold storage material in a pocket of a work clothes or the like, but a cold source generated by semiconductor heat exchange is used as the solid HP reactor. In the module, it is converted into liquid or gas cold energy, and the generated medium energy is sent out by a pump or blow to cool and warm LC & W garment or hollow air cell garment. This cold / warm clothing reduces the body temperature of the wearer, thus solving the conventional problems.
本発明は、周囲の環境温度に応じた理想的な体感温度を得るための冷媒供給を、従来の保冷材などに頼らず半導体熱交換エネルギーに熱源を求めた事に大きな特徴があった。半導体熱交換は、電気的に低温、高温を得られ電気さえ供給し続ければ永遠に熱エレルギーが得られる。この熱エネルギーを実践利用する方法が見つからず今日まで放置されていたのではと思います。この程、ソリッドHPリアクターモジュールと称する半導体熱交換装置なるものを開発したことにより、熱エネルギーが流体エネルギーへの転換が可能となった。
ソリッドHPリアクターモジュールは、
該ソリッドHPリアクターモジュールの熱源であるペルチェHPデバイスとHPステップアッパーボックスと証する熱交換装置から構成されている。該HPステップアッパーボックスは、該ボックスの内部温度が外気温の影響を受けない様に該ステップアッパーボックス全体を熱伝導率0.021W/mkを有する高性能断熱材で覆われ、さらにソリッドHPステップアッパーボックス内には、熱交換効率を上げるための特殊仕様が施されている。その1は、内部が5mm間隔に縦にリアクター板により仕切られており、該仕切り板には、交互に上下に小窓が空いている。片方の入り口より入ってきた媒体は、仕切り板により上下に蛇行しながら排出口の方に移動しなければならない。この移動の間、約1分間で初期熱量の75%近く熱交換で奪われる。この様なHPステップアッパーボックスを内部に備えた「ソリッドHPリアクターモジュール」であって、
前記冷暖着衣本体は、上述した様に、冷媒の種類により中空エアセルガーメント仕様とLC&Wガーメント仕様の2種類がある。空気を冷媒とした時は、中空エアセルガーメント着衣である。中空エアセルガーメント着衣は、通気性が極めて低く、薄く軽い素材で構成する。外布と内布の縁部を熱溶着など接合して中空部を設けた二重構造とし、この中空部に前期冷気を注入する。中空部が膨らみ丸くならないように外布と内布を数箇所スポット接着されるので着衣そのものの形態が変形もせず、冷気が満杯になると下方に備えた冷気噴出バルブから自動的に排出されるなどの特徴を備えた携帯型半導体冷房用着衣により目的が達成される。
もう一方のLC&Wガーメント着衣は、冷媒が液体の場合である。これはアポロスーツで採用されたLCG(LiquidCoolingGarment)で着衣に表面に冷媒循環用パイプが網羅されています。The present invention has a major feature in that a heat source is obtained for semiconductor heat exchange energy without relying on a conventional cold insulation material or the like to supply a refrigerant for obtaining an ideal temperature of experience according to the ambient environmental temperature. In semiconductor heat exchange, thermal energy can be obtained forever as long as electricity is obtained at low and high temperatures and electricity is supplied continuously. I think that the method of practical use of this thermal energy was not found and it was left to this day. Recently, the development of a semiconductor heat exchange device called a solid HP reactor module has made it possible to convert heat energy into fluid energy.
Solid HP reactor module
It is composed of a Peltier HP device, which is a heat source of the solid HP reactor module, and a heat exchange device that proves an HP step upper box. The HP step upper box is covered with a high performance heat insulating material having a thermal conductivity of 0.021 W / mk so that the internal temperature of the box is not affected by the outside air temperature. The upper box has special specifications to increase heat exchange efficiency. No. 1 is internally partitioned by reactor plates vertically at intervals of 5 mm, and the partition plates have small windows alternately above and below. The medium that has entered from one of the entrances must move toward the discharge port while meandering up and down by the partition plate. During this movement, heat is lost by nearly 75% of the initial heat in about 1 minute. It is a “Solid HP Reactor Module” with such HP Step Upper Box inside,
As described above, there are two types of the cool / warm clothing main body, that is, the hollow air cell garment specification and the LC & W garment specification depending on the type of refrigerant. When air is used as a refrigerant, it is a hollow air cell garment clothing. Hollow air cell garment clothing is made of a thin, light material with extremely low breathability. The outer fabric and the inner fabric are joined to each other at the edge by heat welding or the like to form a double structure having a hollow portion, and cold air is injected into the hollow portion. The outer cloth and the inner cloth are spot-bonded so that the hollow part does not bulge and become round, so the shape of the clothing itself does not deform, and when the cold air is full, it is automatically discharged from the cold air ejection valve provided below The object is achieved by a portable semiconductor cooling garment having the following features.
The other LC & W garment clothing is when the refrigerant is liquid. This is an LCG (Liquid Cooling Garment) used in Apollo Suits and covers the coolant circulation pipe on the surface.
本発明の解決手段の一つに、前記ソリッドHPリアクターモジュールと小型ポンプ、充電式電池など必要部品を小型軽量化され着用者(使用者)の身体に装着して常時携帯可能となった事で、従来のクールジャケットの欠陥(課題)を解決した。
たとえば、高さ数100メートルの鉄塔の先端や地下数10メートルの地下工事そして面積わずか1平米の狭い場所での活動が可能となったが、最大のメリットは、密閉機密性消火服や防護服の中に収納して自由自在に活動できることである。One of the solutions of the present invention is that the above-mentioned solid HP reactor module, a small pump, a rechargeable battery and other necessary parts have been reduced in size and weight and can be carried around the wearer's (user's) body. The defect (problem) of the conventional cool jacket was solved.
For example, it has become possible to work at the tip of a steel tower with a height of several hundred meters, underground work of several tens of meters, and a small area of only 1 square meter, but the biggest merit is sealed confidential firefighting clothing and protective clothing It can be stored in the inside and can be used freely.
本発明の中で重要な技術は、ソリッドHPリアクターモジュールである。従来の冷却方法は、保冷材(蓄冷材)あるいは送風エアコンバーターの類であった。これら冷源の欠陥は、前記のごとく潜熱容量の少量、冷却継続時間の短小、特殊防護服類には使用できないなどの多くの欠陥があった。該ソリッドHPリアクターモジュールの開発により半導体熱交換(ペルチェ素子)から生じる低音あるいは高温を液体熱エネルギーや気体熱エネルギーに変換が可能となったことであった。
本発明の登場により、システム全般が小型軽量化により携帯可能としたばかりでなくCo2や有害物質も発生しない地球温暖化に全く無縁なエコ技術として期待される。An important technique in the present invention is the solid HP reactor module. The conventional cooling method was a kind of a cold insulating material (cold storage material) or a blower air converter. As described above, there are many defects in these cold sources, such as a small latent heat capacity, a short cooling duration, and inability to use in special protective clothing. The development of the solid HP reactor module has made it possible to convert low-temperature or high-temperature generated from semiconductor heat exchange (Peltier element) into liquid thermal energy or gaseous thermal energy.
With the advent of the present invention, the entire system is not only made portable by reducing the size and weight, but also expected as an eco-technology completely free from global warming that does not generate Co2 or harmful substances.
本発明にかかわる「携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣」の中で最も効果的なことの一つに冷源があります。従来の冷源は、ほとんどが保冷材(蓄冷材)です。この冷源から半導体熱交換生成冷気に代わった事が上げられる。潜熱容量の小さな保冷材に比べ、半導体冷源は、保冷力及び保冷継続時間でも圧倒的な違いが検証され大きな効果を期待されます。
8One of the most effective “cooling and warming clothes with portable semiconductor heat exchanger” according to the present invention is a cold source. Most conventional cold sources are cold storage materials. It can be raised that this cold source has replaced the semiconductor heat exchange produced cold air. Compared to cold insulation materials with a small latent heat capacity, semiconductor cold sources are expected to have a significant effect because the overwhelming difference is verified even with the cold insulation power and the duration of the cold insulation.
8
本発明にかかわる「携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣」は、この主要部材である「ソリッドHPリアクターモジュール」、「送流メカユニット」そして「電池コンポユニット」が、それぞれ携帯電話サイズまでの小型化に成功。全ユニットボックスを身体に装着して携帯可能とした。今までは無理とされていた場所、すなわち数100メートルの高所や鉄塔の先端、地下数10メートル深部そして1平米と狭い箇所での作業が可能になったことが上げられます。又、更に小型化することによりスーツ、和服、舞台衣装の下に着用することで真夏の暑さを克服する効果が期待される。 The "cooling and warming clothes with portable semiconductor heat exchange device" according to the present invention are the main members of "solid HP reactor module", "flow-feeding mechanical unit" and "battery component unit", which are small in size up to mobile phone size. Successful. All unit boxes are portable and portable. It is possible to work in places that were previously impossible, that is, high places of several hundred meters, tips of steel towers, depths of several tens of meters, and one square meter. Furthermore, by further downsizing, it is expected to be effective in overcoming the heat of midsummer by wearing it under suits, Japanese clothes, and stage costumes.
本発明にかかわる「携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣」は、前記の如く冷源が保冷材からソリッドHPリアクターモジュールとなったため携帯可能となった。今までは絶対に不可能とされたいた完全機密性化学防護服内に着用して何時間でも継続可能となった。原子炉火災やテロ災害現場での完全機密性防護服や」耐熱性消火服の下に着用する熱中症対策用具として民生はもとより軍、公官庁の期待が持たれる。 The “cooling and warming clothes with a portable semiconductor heat exchanger” according to the present invention is portable because the cold source is changed from the cold insulation material to the solid HP reactor module as described above. It was possible to continue for hours by wearing it in a completely confidential chemical protective suit that had never been possible before. Expectation of civilian, military, and government offices as a tool for combating heatstroke worn under fully confidential protective clothing and “heat-resistant fire-fighting clothing” at the sites of nuclear reactor fires and terrorist disasters.
本発明「携帯用半導体熱交換装置付冷暖着衣」の一部である冷暖着衣は、媒体の種類により2種類に分けられます。冷媒が気体の場合は、「中空エアセルガーメント」仕様で構成された「中空エアセルガーメント」冷暖着衣である。もう一方は、媒体が液体の場合で、こちらはNASA開発のLCGガーメント仕様による「LC&Wガーメント着衣」です。これらの着衣は、形態、サイズなどを変えることにより多方面に使用可能である。冷暖ベッドパッと、冷暖床・ソファー・ペット用クッションなどの市場への効果が期待される。 Cooling and warming clothing that is part of the present invention “Cooling and warming clothing with portable semiconductor heat exchanger” can be divided into two types depending on the type of media. When the refrigerant is a gas, it is a “hollow air cell garment” cool / warm garment configured with a “hollow air cell garment” specification. The other is when the medium is liquid, and this is “LC & W Garment Clothing” according to the LCG garment specification developed by NASA. These clothes can be used in many ways by changing the form, size and the like. It is expected to be effective in the market for air-conditioning beds, air-conditioning floors, sofas and pet cushions.
本発明は、周囲の環境温度に応じた理想的な体感温度を提供する、LC&Wガーメント仕様冷暖着衣と中空エアセルガーメント仕様冷暖着衣の2種類の冷房着衣に供給する低温、高温媒体を生成する「ソリッドHPリアクターモジュール」と媒体送出のためのポンプそして電源である「電池コンポユニット」の3ユニットを小型軽量化して着衣者の身体に装着して携帯可能とした「携帯型半導体根地交換装置付暖着衣」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冷暖着衣であるが、説明の都合上、主に冷房用着衣について説明する。The present invention provides an ideal sensory temperature according to the ambient environmental temperature, and produces a low-temperature and high-temperature medium that supplies low-temperature and high-temperature media to be supplied to two types of air-conditioning clothing, LC & W garment specification cooling / warming clothing and hollow air
Hereinafter, the preferred embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, although this invention is the cooling / heating clothes which can be used for both the object for air_conditioning | cooling and heating, the clothes for air_conditioning | cooling are mainly demonstrated for convenience of explanation.
図1は、本発明の全体構造と「LC&Wガーメント仕様冷房着衣」の表側正面と裏側正面の概観を現した概略図である。図2は、同じく本発明の全体構造と「中空エアセルガーメント仕様冷房着衣」の表側正面と裏側正面の概観を示した概略図である。
図面に従って説明する。先ず、図1は、媒体が液体の場合の時に使用する冷房着衣である。ソリッドHPリアクターモジュール(2)で生成された低温液体を超小型ポンプ(3)と断熱パイプを介してLCGインナーに送出され体温調整を行う。裏側図面が示した通り、充電式電池(4)はリチウムポリマー電池で電流も3A。連続4時間使用に耐えるのでやや重く図体も大きいために背中に設置。尚、このベストタイプの裏側に冷媒液循環用パイプが網羅されている。FIG. 1 is a schematic view showing an overall structure of the present invention and an overview of the front side front and back side front of “LC & W garment specification cooling clothing”. FIG. 2 is a schematic view showing an overall structure of the present invention and an overview of the front side and the back side of the “hollow air cell garment specification cooling clothing”.
This will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a cooling garment used when the medium is a liquid. The cryogenic liquid produced in the solid HP reactor module (2) is sent to the LCG inner through the micro pump (3) and the heat insulation pipe to adjust the body temperature. As the back side drawing shows, the rechargeable battery (4) is a lithium polymer battery with a current of 3A. Because it can withstand continuous use for 4 hours, it is slightly heavy and the figure is large. In addition, the pipe for refrigerant liquid circulation is covered on the back side of this best type.
図2について説明する。図2は、媒体を気体の場合の冷房着衣である。高温下で作業する者(以下、着衣者と言う)が肌着の上に着用する冷房着衣本体と当該着衣本体の専用ポケットにソリッドHPリアクターモジュール(2)、超小型ポンプユニット(3)そして携帯電池(4)を身体装着して携帯可能とする。
次に、図が示すように当該着衣の裏面中央付近に、作業行動中に通電するための携帯型充電式電池(DC12V,3A)収納ユニットポケットを備えた冷房着衣。尚、当該バッテリーは、行動作業中に使用される。運転手用冷房着衣の場合は、車両用電源から通電するため不要となります。又、冷房ベッドパットやソファーなど家庭内で使用する場合は、100Vから降電して使用する。With reference to FIG. FIG. 2 shows cooling clothing when the medium is a gas. A person who works under high temperature (hereinafter referred to as a wearer) wears an air-conditioning clothing body on the underwear, a solid HP reactor module (2), a micro pump unit (3), and a portable battery in a dedicated pocket of the clothing body. (4) wears the body and makes it portable.
Next, as shown in the figure, a cooling garment having a portable rechargeable battery (DC12V, 3A) storage unit pocket near the center of the back of the garment for energization during work action. The battery is used during behavioral work. In the case of air conditioning clothing for drivers, it is not necessary because power is supplied from the vehicle power supply. Moreover, when using it at home, such as an air-conditioning bed pad and a sofa, it uses it, dropping power from 100V.
図3は、LC&Wガーメント仕様冷暖着の裏面の網羅された低温冷媒液循環用のパイプ設置の概略図である。9℃から28℃までの温度調節可能の冷液が毎分100CCから150CCまで循環する。各部品(身頃)の循環パイプの接続は簡易コネクターで結び、1本とする。 FIG. 3 is a schematic view of pipe installation for circulating a low-temperature refrigerant liquid that covers the back surface of the LC & W garment specification cooling and warming. A temperature-adjustable cold liquid from 9 ° C. to 28 ° C. circulates from 100 CC to 150 CC per minute. The circulation pipes of each part (body) are connected with a simple connector to be one.
図4(上図面)は、本発明に係わる『携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣』の最重要部門と言えるソリッドHPリアクターモジュールの基本モデル「HPR35」の概観を表す図面である。本体は、縦横約100mm、高さ35mmの構造物で内部がサーモモジュール部門、HPステップアッパーボックスそして熱処理ヒートパイプの3層から成り立っている。この内,ペルチェHPデバイス及び熱処理シンクは市販の汎用性を応用。但し、HPステップアッパーボックスは弊社開発グループの開発したボックスである。ペルチェHPデバイスと合体させた「ソリッドHPリアクターモジュール」である。 FIG. 4 (upper drawing) is a view showing an overview of the basic model “HPR35” of the solid HP reactor module which can be said to be the most important section of “cooling / heating clothes with portable semiconductor heat exchange device” according to the present invention. The main body is a structure of about 100 mm in length and width and 35 mm in height, and the inside consists of three layers: thermo module division, HP step upper box and heat treatment heat pipe. Of these, Peltier HP devices and heat sinks are commercially available. However, HP Step Upper Box is a box developed by our development group. A “solid HP reactor module” combined with a Peltier HP device.
図5は、本発明に係わる「ソリッドHPリアクターモジュール」の1部分である「HPステップアッパーボックス」の側面概観図(上部)と内部透視図面(下方部)である。
この装置の設置目的は、半導体熱交換(ペルチェデバイス)により得た熱源を流体エネルギー熱源に変換する事と変換効率の向上にために開発されたものである。
下方内部透視図で示す様に、横に約5mm間隔で仕切り板が設置されており、交互に上端、下端に媒体通過ようの小窓が備えられています。又、仕切り板で仕切られた各セルルームは密閉されています。従って、流れたきた媒体は、仕切り板の小窓を通って出口の方に流れて行きます。この仕切り板表面に細工された微小な加工により熱交換率を向上する。FIG. 5 is a side view (upper part) and an internal perspective view (lower part) of the “HP step upper box” which is a part of the “solid HP reactor module” according to the present invention.
The purpose of installing this device was developed to convert a heat source obtained by semiconductor heat exchange (Peltier device) into a fluid energy heat source and to improve the conversion efficiency.
As shown in the lower internal perspective view, partition plates are installed on the side at intervals of about 5 mm, and small windows are provided alternately on the top and bottom to allow media to pass. In addition, each cell room partitioned by a partition plate is sealed. Therefore, the flowing medium flows toward the exit through the small window of the partition plate. The heat exchange rate is improved by a minute process crafted on the surface of the partition plate.
図2で示される「中空エアセルガーメント仕様冷暖房着衣」は、中空部分に冷気を充填した着衣である。二重構造である表地と裏地の間隔は最大で5mmを超えない様にするために表地と裏地のスポット溶着を3平方cmに1回のスポット溶着を行う。又、冷媒気体は最後部の放出口から採取してソリッドHPリアクターモジュールに戻すことでエネルギーロスを防ぐ事が判明した。特に外気温が高い場合は、放出冷媒の再利用は必要との結論に達した。 The “hollow air cell garment specification cooling and heating clothing” shown in FIG. 2 is a clothing in which a hollow portion is filled with cold air. In order to keep the distance between the outer surface and the lining material having a double structure from exceeding 5 mm at the maximum, spot welding of the outer material and the lining material is performed once every 3 square centimeters. It was also found that refrigerant gas was collected from the outlet at the end and returned to the solid HP reactor module to prevent energy loss. It was concluded that it was necessary to reuse the discharged refrigerant especially when the outside air temperature was high.
図6(上方図)は、前記HPステップアッパーボックス内に設置された仕切り板「リアクタープレート」内に設置された金属板の拡大図面(下方図面)である。仕切り板「リアクタープレート」の設置特徴は2件あります。1件は、リアクタープレートの上端、下端に交互に隙間(小窓)を備えて冷媒が当該ボックス内を上下に蛇行して排出口に流れる様にした事。もう一つの特徴は、リアクタープレートの表面に微小な凹凸を作ることにより熱交換促進を促進した事。以上、本発明は、前記実用例に限定されること無く本発明の技術思想に基づいて種々の変形及び用途方法が当業者にとって可能である事は言うまでも無い。 FIG. 6 (upper view) is an enlarged view (lower view) of the metal plate installed in the partition plate “reactor plate” installed in the HP step upper box. There are two installation features of the “reactor plate” partition. One is that the reactor plate has alternating gaps (small windows) at the top and bottom, so that the refrigerant meanders up and down in the box and flows to the outlet. Another feature is that the heat exchange was promoted by creating minute irregularities on the surface of the reactor plate. As described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the practical examples, and various modifications and application methods can be made by those skilled in the art based on the technical idea of the present invention.
1.LC&Wガーメント仕様(中空エアセルガーメント仕様)冷暖着衣
2.ソリッドHPリアクターモジュール及び収納ポケット
3.ポンプユニット及び収納ポケット
4.充電式DC12V携帯型電池
5.断熱連結チューブ
6.通電線
7.媒体液循環パイプ
8.HPステップアッパーボックス
9.ペルチェHPデバイス
10.熱処理ヒートパイプシンクボックス
11.ヒートパイプ
12.媒体循環出入口
13.中空ガーメント着衣媒体放出調整口
14.断熱材
15.仕切り板(リアクタープレーと)
16.媒体通過用小窓
17.テンプル(熱交換促進円形凹凸)1. LC & W garment specification (hollow air cell garment specification) 2. Solid HP reactor module and
16. Medium passage small window 17. Temple (heat exchange promoting circular irregularities)
Claims (8)
前記携帯用半導体熱交換措置は、ソリッドHPリアクターモジュールと称する装置で、熱源であるペルチェ熱交換デバイスと、HPステップアッパーボックスと称する熱交換促進装置から構成されている。ここで生成された冷・暖媒体を前記冷・暖着衣に送出するポンプあるいはブローを備えたものであり、
前記冷・暖着衣本体は、液体媒体と気体媒体により異なる。液体媒体の場合は、LC&Wガーメント仕様着衣と称し、媒体である低温あるいは高温液体を、該冷・暖着衣表面に縫い付けた樹脂製チューブの中を媒体液を循環させる事で着衣者の体温調整する着衣。
もう一方の気体媒体の場合は、中空エアセル・ガーメント仕様と称し、通気性が極めて低く軽く薄い素材から構成される。外布と内布との縁部を熱溶着などにより接合して中空部を設けた二重構造とし、前記気体媒体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個所でスポット接着される。前記中空部に冷気あるいは暖気を充満することで着衣者の体温調整する事が可能となる。上述した様に、携帯用半導体交換装置と連結したLC&Wガーメント仕様着衣及び中空エアセルガーメント仕様着衣により着衣者の体温調整可能とした事を特徴とする携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣。With a portable semiconductor heat exchange device comprising a portable semiconductor heat exchange device and a cold / warm clothing body in which a medium generated and delivered by the portable semiconductor heat exchange device is taken in via a connecting hose LC & W garment clothing or hollow air cell garment clothing,
The portable semiconductor heat exchange measure is an apparatus called a solid HP reactor module, and includes a Peltier heat exchange device as a heat source and a heat exchange promotion apparatus called an HP step upper box. A pump or a blower for sending the generated cold / warm medium to the cold / warm clothes;
The cold / warm clothing body differs depending on the liquid medium and the gas medium. In the case of liquid media, it is called LC & W garment specification clothing, and the body temperature of the wearer is adjusted by circulating the medium fluid through a resin tube sewn on the surface of the cold and warm clothing, which is a medium of low or high temperature liquid. Clothes to do.
In the case of the other gas medium, it is called a hollow air cell garment specification, and is composed of a light and thin material with extremely low air permeability. In order to prevent a bulge when the gas medium is injected into the hollow part, the outer cloth is joined to the outer cloth and the inner cloth by thermal welding or the like to provide a hollow structure, And the inner fabric are spot-bonded at a plurality of locations. It is possible to adjust the body temperature of the wearer by filling the hollow portion with cold air or warm air. As described above, the cool / warm clothing with a portable semiconductor heat exchanger is characterized in that the body temperature of the wearer can be adjusted by the LC & W garment specification clothing and the hollow air cell garment specification clothing connected to the portable semiconductor exchange device.
該HPステップーアッパーボックスは、前項記載の半導体HPデバイスから得られる熱エネルギーをより効果的に増大、促進するために開発された特殊仕様を施した金属容器である。該HPステップアッパーボックスは、内部が約5mm間隔で上下にリアクタープレートと称する金属板で仕切られている。この仕切板の上下に交互に流体通過用の小窓が空けられ、一方の入り口から入った媒体は上下に備えられた小窓を経由して上下蛇行しながら放出口に達する。この間、すなわち媒体が交互に上下蛇行しながら該HPステップアッパーボックス内を通過する際に、前記リアクタープレート表面に施された凹凸の影響で大幅な熱交換が生じる。該HPステップアッパーボックスを内蔵したソリッドHPリアクターモジュールを備えていることを特徴とする携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣。Regarding the HP step upper box described in the previous section,
The HP step-upper box is a metal container with special specifications developed to more effectively increase and promote the thermal energy obtained from the semiconductor HP device described in the previous section. The HP step upper box is partitioned by a metal plate called a reactor plate at the top and bottom at an interval of about 5 mm. Small windows for fluid passage are alternately formed above and below the partition plate, and the medium entering from one entrance reaches the discharge port while meandering up and down via the small windows provided above and below. During this period, that is, when the medium passes through the HP step upper box while alternately meandering up and down, significant heat exchange occurs due to the unevenness applied to the surface of the reactor plate. A cool / warm clothing with a portable semiconductor heat exchange device, comprising a solid HP reactor module incorporating the HP step upper box.
中空部を持つ2重構造の布製で構成され、この中空部に溜まった冷気で着用者の体を冷やすことを目的とする。従って、該二重構造中空ガーメントで着衣を作れば冷・暖用ジャケットとして冷・暖機能を有し、キャップを作れば冷・暖用キャップとなる。この様に、目的や対象物により自由な形状・サイズの日用品が製作可能である事を特徴とする携帯型半導体熱交換装置付冷暖着衣。The double-structured hollow garment clothing described in the preceding paragraph is
It is made of a double-structured cloth having a hollow portion, and an object is to cool the wearer's body with the cold air accumulated in the hollow portion. Therefore, if clothing is made with the double structure hollow garment, it has a cooling / heating function as a cooling / heating jacket, and if a cap is made, it becomes a cooling / heating cap. In this way, a cool and warm clothing with a portable semiconductor heat exchanger is characterized in that daily commodities of any shape and size can be manufactured according to the purpose and the object.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010043257A JP2011162931A (en) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Cooling and warming garment with portable semiconductor heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010043257A JP2011162931A (en) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Cooling and warming garment with portable semiconductor heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011162931A true JP2011162931A (en) | 2011-08-25 |
Family
ID=44593954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010043257A Pending JP2011162931A (en) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Cooling and warming garment with portable semiconductor heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011162931A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9402427B2 (en) | 2012-09-12 | 2016-08-02 | International Business Machines Corporation | Self-contained thermal distribution and regulation device for cold weather apparel |
| JP6080237B1 (en) * | 2015-12-20 | 2017-02-15 | 有限会社 Yamaden | Air conditioning unit for clothes |
| JP2017110331A (en) * | 2017-01-17 | 2017-06-22 | 有限会社 Yamaden | Cooling/heating unit for clothing |
| CN113598457A (en) * | 2017-08-08 | 2021-11-05 | 朱天赉 | Medium clothing material |
| CN113662289A (en) * | 2021-07-26 | 2021-11-19 | 湖北文理学院 | An integrated intelligent liquid circulation cooling overalls |
| US12351977B2 (en) | 2019-03-15 | 2025-07-08 | Ember Technologies, Inc. | Actively heated or cooled garments or footwear |
-
2010
- 2010-02-09 JP JP2010043257A patent/JP2011162931A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9402427B2 (en) | 2012-09-12 | 2016-08-02 | International Business Machines Corporation | Self-contained thermal distribution and regulation device for cold weather apparel |
| JP6080237B1 (en) * | 2015-12-20 | 2017-02-15 | 有限会社 Yamaden | Air conditioning unit for clothes |
| JP2017110331A (en) * | 2017-01-17 | 2017-06-22 | 有限会社 Yamaden | Cooling/heating unit for clothing |
| CN113598457A (en) * | 2017-08-08 | 2021-11-05 | 朱天赉 | Medium clothing material |
| US12351977B2 (en) | 2019-03-15 | 2025-07-08 | Ember Technologies, Inc. | Actively heated or cooled garments or footwear |
| CN113662289A (en) * | 2021-07-26 | 2021-11-19 | 湖北文理学院 | An integrated intelligent liquid circulation cooling overalls |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202077668U (en) | Automatic temperature-adjustable helmet | |
| JP2011162931A (en) | Cooling and warming garment with portable semiconductor heat exchanger | |
| CN105466057B (en) | A kind of wearable air-ventilating garments based on bionical honeycomb | |
| US9635889B1 (en) | Cooling garment | |
| CN105559229B (en) | A kind of Refrigerating helmet | |
| CN106931573A (en) | Modular portable semiconductor air conditioner | |
| CN110447988A (en) | a cooling vest | |
| CN103564931A (en) | Working safety helmet with refrigerating system | |
| CN203290250U (en) | Solar thermoelectric temperature-controllable cool and warm coat | |
| CN207733695U (en) | The reflective police clothes of combined type cooling | |
| CN210353296U (en) | Portable semiconductor air-conditioning suit | |
| CN206755442U (en) | Modular portable semiconductor air conditioner | |
| CN205593203U (en) | Wearing formula air conditioner clothes based on bionical honeycomb | |
| JP2014019997A (en) | Heat illness and frostbite prevention function-equipped air conditioning vest for wearer of infectious pathogenic bacteria blocking function-equipped protective suit or completely sealed fire protective suit, and radiation shielding function-equipped sensible temperature adjustment vest | |
| CN213720029U (en) | Photovoltaic refrigeration type summer jacket cooling device | |
| JP2014064864A (en) | Provision of daily necessities such as jacket, underwear, seat cover, helmet, bed pad, sleeping bag, mat for pets, and body bag for wheelchair and baby carriage having both cooling and heating functions, for which cold air/hot air generator (called semi-air-conditioning heat module) with built-in semiconductor heat exchanger (heat pump) and jacket, underwear, helmet, vehicle seat cover, bed pad, mat for pets, sleeping bag and body bag for baby carriage and wheelchair or the like configured with thin and light fiber as material with nearly zero air permeability and configured having special structure therein are integrated | |
| CN206586422U (en) | Intelligent cooling air conditioner clothing | |
| CN213074499U (en) | constant temperature air conditioning clothing | |
| CN202445291U (en) | Scarf refrigerating solar air conditioner cooling umbrella | |
| CN206398886U (en) | A kind of blue ice bar bag refrigerating plant of the air-cooled semiconductor of water tank | |
| CN112197460A (en) | Packaged heat sink | |
| JP3172449U (en) | Semiconductor heat exchange cold air warm air generator | |
| CN101140115A (en) | Refrigerate heat-production method and equipment thererof | |
| Wang | Wearable personal thermal management systems (PTMS) | |
| CN109892720A (en) | A kind of wearable water cooling vest |