CN1886071A - 空调衣服 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种空调衣服,其可以以较少的功耗、根据穿用者的个体差异及使用目的来扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。该空调衣服具有:衣料部(20),用于在与身体之间的空间内沿着身体表面来引导空气;三个空气流通部(40、40、40),用于将在衣料部(20)与身体之间的空间内流动的空气排出到外部;二个送风装置(50、50),在衣料部(20)与身体之间的空间内强制产生空气流;以及电源装置(61),向送风装置(50、50)供电。送风装置(50、50)将外部空气取入到衣料部(20)内,产生以6升/秒的流量来流动的空气。这样,由于空调衣服可使汗液迅速蒸发,因而可扩大人体本来具备的生理冷却器功能有效发挥作用的范围,具有充分的冷却效果。

Description

空调衣服
技术领域
本发明涉及一种空调衣服,其用作使人类本来具有的、基于汗液汽化热的身体冷却功能有效发挥作用的辅助装置。
背景技术
在夏季等炎热季节,作为消暑的手段,目前最广为使用的是空调器。由于它可直接冷却房间内的空气,因而在消暑方面是很有效的。
然而,空调器是一种高价装置,尽管家庭普及率很高,但尚未普及到一个家庭的每个房间都有。此外,由于空调器会消耗大量的电力,因而普及空调器,将造成整个社会的功耗增加,而且在发电主要依赖于化石燃料的现状下,随着空调器的普及,将会导致全球变暖这一不利后果。由于空调器只冷却房间内的空气本身,因而存在着因过冷而损害健康这一问题。
为了解决前述问题,本发明人提出了一种即使在暑季也可以耗费较少的电力、且可产生舒适感的冷却衣服(PCT/JP01/01360)。前述冷却衣服具有:用于在衣服与内衣或身体之间流通空气的流通路;以及与衣服一体设置的送风装置。该冷却衣服利用送风装置将外部空气取入到流通路内,并使之流通,由此,利用体温与外部空气温度的温度差来冷却身体。只需穿用该冷却衣服,穿用者便可消暑。因此,如果能广泛普及冷却衣服,则几乎不再需要空调器,可对地球环保做出极大的贡献。
然而,通过穿用冷却衣服而获得的冷却效果,一般因穿用者的个体差异及使用目的而异。比如在重体重人穿用冷却衣服的场合下,与轻体重人穿用冷却衣服的场合相比,如果在流通路中不流通大流量的空气,便不能获得充分的冷却效果。此外,在穿用者从事重度作业的场合下,与从事轻度作业的场合相比,如果在流通路中不流通大流量的空气,便不能获得充分的冷却效果。在以往的冷却衣服中,没有考虑这一点,只在衣服与内衣或身体之间流通空气。而且在以往的冷却衣服中,不包含活用将后述的汗液作为制冷剂的生理冷却器这一概念。如后所述,为了活用生理冷却器,需要流通根据周围温度、穿用者所从事工作的内容及穿用者的体重等条件来确定的一定流量以上的空气,对于不考虑这些条件,而只单纯流通少量空气的以往的冷却衣服而言,不能获得所希望的充分的冷却效果。
发明内容
本发明就是鉴于这样的技术背景而做出的,其目的在于提供一种空调衣服,其可以以较少的功耗、根据穿用者的个体差异及使用目的来扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
旨在达到前述目的的方案1所述的发明涉及的空调衣服的特征在于,具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;一个或多个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及电源装置,用于向前述送风装置供电;前述送风装置,产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
关于方案1所述的发明涉及的空调衣服,作为送风装置,采用能产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气的装置。因此,由于前述空调衣服可快速蒸发身体产生的汗液,因而能扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围,具有充分的冷却效果。
旨在达到前述目的的方案2所述的发明涉及的空调衣服的特征在于,具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;一个或多个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及电源装置,用于向前述送风装置供电,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围,而且具有下列空调能力:在外部空气温度为33℃、湿度为50%的场合下,身体产生的汗液从周围吸收的汽化热为穿用者的每一公斤体重至少340卡/小时。
这里,在外部空气温度为33℃、湿度为50%的场合下,当送风装置利用其外部的空气,产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气时,身体产生的汗液从周围吸收的汽化热为穿用者的每一公斤体重至少340卡/小时。因此,方案2所述的发明涉及的空调衣服也具有与方案1所述的发明同样的作用、效果。
旨在达到前述目的的方案3所述的发明涉及的空调衣服的特征在于,具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排到出外部;一个或多个送风装置,用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内,并且强制产生空气流;以及电源装置,用于向前述送风装置供电;前述送风装置,产生以至少2升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
方案3所述的发明涉及的空调衣服,具有与前述方案1所述的发明同样的作用、效果。尤其是,对于方案3所述的发明涉及的空调衣服而言,送风装置以至少2升/秒的流量来送出空气,由此可以通过该空气压力,在空气导向装置与身体或内衣之间,自动形成用于使空气沿着身体或内衣的表面大致平行地流动的空间。
旨在达到前述目的的方案4所述的发明涉及的空调衣服的特征在于,具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;至少二个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及电源装置,用于向前述送风装置供电;前述送风装置,安装于前述空气导向装置的脊背侧的下部、且接近侧腹的部位,产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
方案4所述的发明涉及的空调衣服,具有与前述方案1所述的发明同样的作用、效果。尤其是,对于方案4所述的发明涉及的空调衣服而言,将送风装置安装于空气导向装置的脊背侧的下部、且接近侧腹的部位,由此,即使穿用者靠在椅子上,也不会妨碍送风装置,而且,工作时送风装置也不会碰到手腕。当从前面观看时,见不到送风装置,可美化空调衣服的外观。此外,在空气流通部形成于空气导向装置的上部的场合下,可使空气在被空气导向装置覆盖的几乎整个身体部分流通。
旨在达到前述目的的方案5所述的发明涉及的空调衣服的特征在于,具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部;一个或多个送风装置,用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内,而且强制产生空气流;以及电源装置,用于向前述送风装置供电;前述送风装置,被安装于前述空气导向装置的背部,产生至少以10升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
方案5所述的发明涉及的空调衣服,具有与前述方案1所述的发明同样的作用、效果。尤其是,对于方案5所述的发明涉及的空调衣服而言,将送风装置安装于空气导向装置的背部,而且作为送风装置,采用产生至少以10升/秒的流量来流动的空气的装置,由此,前述空调衣服适于用作比如站立作业用的工作服。
旨在达到前述目的的方案6所述的发明涉及的空调衣服,是在上衣之内穿用的空调衣服,其特征在于,具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;一个或多个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内,强制产生空气流;以及电源装置,用于向前述送风装置供电;前述送风装置,产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置的最大静压至少为30帕斯卡,此外,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此增大身体表面附近的温度梯度来冷却身体,并且使身体产生的汗液蒸发,利用在该蒸发时汗液从周围吸收的汽化热来冷却身体。
方案6所述的发明涉及的空调衣服,具有与前述方案1所述的发明同样的作用、效果。尤其是,对于方案6所述的发明涉及的空调衣服而言,作为送风装置,采用具有最大静压至少为30帕斯卡的送风压力特性的装置,由此,送风装置能将在比如空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通的空气,可靠地排出到空气导向装置与外衣之间的空间内。因此,前述空调衣服适用于在外衣与身体或内衣之间穿用的中层衣服。
附图说明
图1是用于说明生理冷却器的原理的人体概略方框图。
图2是用于说明在身体表面附近流动10升/秒流量的空气的状况下、由汗液汽化热将身体表面的温度保持在33℃时的最大散热量与外部气体的温湿度的关系的图。
图3是示意地表示在二张平行平板之间流通空气时、风速的分布对距一个平板的距离的图。
图4是用于说明旨在实现理想的身体平行风的空调衣服的图。
图5是用于说明各种空调衣服的规格的图。
图6是用于说明各种空调衣服的规格的图。
图7是用于说明各种空调衣服的规格的图。
图8是用于说明各种空调衣服的规格的图。
图9A是本发明第一实施方式的空调衣服的概略主视图,图9B是该空调衣服的概略后视图。
图10A是第一实施方式的空调衣服所用的送风装置的概略剖视图,图10B是该送风装置所用的叶轮的概略俯视图。
图11A是该送风装置所用的内部风扇护罩的概略侧视图,图11B是该送风装置所用的内部风扇护罩的概略俯视图,图11C是该送风装置所用的外部风扇护罩的概略俯视图。
图12A是用于说明衣料部中形成的孔部的图,图12B是用于说明在该衣料部中安装了送风装置时的状态的图。
图13A是本发明第二实施方式的空调衣服的概略主视图,图13B是该空调衣服的概略后视图。
图14A是该空调衣服所用的组合束带的概略俯视图,图14B是用于说明将该组合束带安装到衣料部时的状态的附图。
图15A是该空调衣服所用的局部隔撑的概略俯视图,图15B是该局部隔撑的概略侧视图,图15C是用于说明将该局部隔撑安装到衣料部时的状态的图。
图16A是本发明第三实施方式的空调衣服的概略主视图,图16B是该空调衣服的概略后视图。
图17A是本发明第四实施方式的空调衣服的概略主视图,图17B是该空调衣服的概略后视图。
图18A是本发明第五实施方式的空调衣服的概略主视图,图18B是该空调衣服的概略后视图。
图19A是该空调衣服所用的耐压隔撑的部分概略俯视图,图19B是该耐压隔撑的部分概略侧视图。
图20A是本发明第六实施方式的空调衣服的概略主视图,图20B是该空调衣服的概略后视图,图20C是在该空调衣服之内穿用的内衣的概略主视图。
图21A是本发明第七实施方式的空调衣服的概略主视图,图21B是该空调衣服的概略后视图。
图22是用于说明该空调衣服所用的送风装置的图。
图23A是本发明第八实施方式的空调衣服的概略主视图,图23B是该空调衣服的概略后视图。
图24A是本发明第九实施方式的空调衣服的概略主视图,图24B是该空调衣服的概略后视图。
图25A是本发明第十实施方式的空调衣服的概略主视图,图25B是该空调衣服的概略后视图。
图26A是本发明第十一实施方式的空调衣服的概略主视图,图26B是该空调衣服的概略后视图。
图27A是本发明第十二实施方式的空调衣服的概略主视图,图27B是该空调衣服的概略后视图。
图28是用于说明该空调衣服所用的送风装置的图。
图29A是本发明第十三实施方式的空调衣服的概略主视图,图29B是该空调衣服的概略后视图,图29C是用于说明该空调衣服所用的下部空气泄漏防止装置的图。
图30A是本发明第十四实施方式的空调衣服的概略主视图,图30B是该空调衣服的概略后视图。
图31是该空调衣服中的电路部的概略方框图。
图32A是本发明第十五实施方式的空调衣服的概略主视图,图32B是该空调衣服的概略后视图。
图33A是该空调衣服所用的送风装置的概略主视图,图33B是该送风装置的概略侧视图。
图34A是用于说明穿用该空调衣服时的状态的图,图34B是用于说明穿用该空调衣服时的束带部分的状态的图。
图35A是本发明第十六实施方式的空调衣服的概略主视图,图35B是该空调衣服的概略后视图。
图36A是从背面来观看该空调衣服所用的空调束带时的概略俯视图,图36B是用于说明该空调束带卷曲状态的附图。
图37是该空调衣服所用的送风装置的概略侧视图。
图38是示意地表示从送风装置、经由空气导向装置与身体或内衣之间的空间、到空气流通部为止的空气流通路径的图。
具体实施方式
本发明涉及的空调衣服用作辅助装置,用于使人类本来具有的、基于汗液汽化热的身体冷却功能有效地发挥作用。以下对该点进行详细说明。
人类可以被看作是一种摄取食物,从而进行生命维持活动及工作,并与此对应地发热的效率极差的作业装置。除了效率低下之外,所摄取的卡路里几乎都转化成热量。为了维持正常的体温,需要进行与此时的作业量相应的量的散热。具体地讲,对于标准的成人而言,来自身体的散热量在静止时约为100千卡/小时,在步行时(速度为5km/小时)约为260千卡/小时。在最大量劳动时,散热量超过1000千卡/小时。作为旨在进行前述散热的功能,人类具有一种天然的通过发汗来冷却身体的功能(以下将其称为“生理冷却器”),该生理冷却器,具有将前述最大量劳动时的散热量充分散发出去的能力。即,根据作业量来确定生理所需的散热量,而且人体会散发出与该散热量对应的量的汗液。如果汗液全部汽化,则进行的是此人此时的状况下最佳的散热。对应于散热量的汗液量当然并非由大脑进行根本意义上的计算,但如果体温急剧上升,则人体会持续排出大量的汗液,其结果是,如果体温下降,则汗液量减少,不会使身体过冷。
如果从基于汗液蒸发的人体冷却这一观点来考虑,汗液可大致分为有助于冷却的有效发汗及无助于冷却的无效发汗。如果进一步细分,则汗液可分为即效发汗、迟效发汗及无效发汗三种。所谓即效发汗,是在从身体排出的同时蒸发的汗液。由于该即效发汗立即蒸发,因而可即时冷却身体。所谓迟效发汗,是以液体状从身体排出的汗液。由于该迟效发汗不立刻蒸发,因而内衣会因汗液而浸湿,且在身体需要时不能即时获得冷却效果。但当有风吹过时等,汗液可以迟缓蒸发,其结果是身体得到冷却。所谓无效发汗,是从身体滴落的汗液。在该场合下,没有通过蒸发来冷却身体的作用。在无效发汗排出之时,身体处于生理冷却器的作用跟不上的状态,体温会持续上升,从而身体不能持续维持一定的状态。
如果生理冷却器有效地发挥作用,则与作业量的变化等对应的必要量的汗液作为即效发汗来冷却身体,内衣中不会残留液体状汗液,从而可使身体总是保持舒适的状态。然而,根据温湿度、风的有无及作业量等条件,如果汗液不能全部汽化,则不能获得需要的散热量,身体便会持续产生不能汽化的无效的液体状汗液(无效发汗),人体不仅感到不适,而且生理上也会遭受损害。
图1是用于说明生理冷却器的原理的人体概略方框图。如图1所示,可以认为人体具有:伴随作业等产生热的动力产热部;检测体温等的传感器部;对需要的散热量进行运算、控制的运算控制部(主要是大脑);预先存聍作为制冷剂的水(汗液)的聍水部;根据来自运算控制部的指令,将作为制冷剂的水(汗液)运送到身体表面的汗腺;以及在整个身体上薄薄地浸湿来自汗腺的汗液的大面积气化板(皮肤)。这里,在人体中,作为汗液的最大供给能力,具有可充分散发前述最大量劳动时的发热量的能力。这样,可以说人体具有完全理想的冷却系统。
然而,仅仅是从汗腺产生的汗液简单地覆盖作为汽化板的皮肤,是不能冷却身体的。使汗液汽化首先可发挥作为生理冷却器的功能。为了使汗液汽化,需要后述的空气。如果没有空气流动,则皮肤表面的空气会因汗液的汽化而迅速达到饱和状态,从而使汗液不能继续汽化。因而为了使汗液连续汽化,必须在皮肤附近形成空气流。作为这样的在皮肤表面人工形成空气流的方法,有风扇。然而,存在风扇不能用于野外等各种问题。
另一方面,作为在身体的表面附近形成空气流的方法,本发明人提出了一种冷却衣服(PCT/JP01/01360)。前述冷却衣服具有:在衣服与内衣或身体之间使空气流通的流通路;以及安装于衣服上的送风装置。在该冷却衣服中,用送风装置来将外部空气取入到流通路内,并使其流通,由此,通过体温与外部空气温度的温度差来冷却身体。
这种方式进一步发展而形成本发明的空调衣服。即,本发明的空调衣服是一种辅助装置,利用送风装置,在衣料与身体之间的空间内强制产生空气流,并使空气在衣料与身体之间的空间内沿着身体表面来流通,由此,增大相当于汽化板的皮肤的表面的湿度梯度,使对应于身体需要的散热量来供给的汗液全部作为即效发汗来汽化,从而使人体原本具有的生理冷却器有效地发挥作用。
如果生理冷却器能完全起作用,则人体是完全理想的冷却器,这是毫无疑问的。然而问题是,用于使生理冷却器完全发挥作用的辅助装置、即空调衣服,能在何种程度上提高生理冷却器的性能。
在外部气体温度较低的场合以及发热量较少的场合下,生理冷却器当然不能有效动作。在人体中,几乎不具备产生与生理冷却器相反的作用的功能、即抑制来自人体的散热的功能,最多是在生理上减少身体表面的血流量。因此,在这一场合下,在实际中人通过调整自己的衣服来调整体温。即,人如果感到寒冷,便添加衣服。而在外部气温较高的场合及发热量较多的场合下,则穿用空调衣服,通过用足够流量的空气来包围身体的表面附近来使生理冷却器有效地工作,即使人不脱衣服,也可以自动地进行最佳散热。因此,在外部气温较低的场合及发热量较少的场合下,必须进行衣服的调整或进行取暖等某种措施,而在外部气温较高的场合及发热量较多的场合下,则可通过穿用空调衣服来使身体总是保持在最佳状态。
因此,穿用本发明的空调衣服来大幅地扩大生理冷却器有效工作的范围,由此可一举解决由酷热带来的所有问题、由空调带来的能量问题、环境问题、热中暑等健康问题等各种问题。
接下来,对通过汗液汽化来将身体表面温度保持在33℃场合下的散热量与外部气体温湿度的关系进行说明。图2用于说明在身体表面附近流动10升/秒流量的空气的状况下、由汗液汽化热将身体表面的温度保持在33℃场合下的最大散热量与外部气体温湿度的关系。图2中,纵轴表示湿度(%),横轴表示温度(℃)。图2示出了最大可散热量为0卡/小时、200千卡/小时、500千卡/小时的场合下的温湿度条件。从图2可以看出,在比如外部气体温度为35℃、湿度为63%的场合下,如果能充分供给汗液,则可进行最大为200千卡/小时的散热。当然,如果空气流量加倍,则最大可散热量也增加一倍。
图2中的最大可散热量,是空气使汗液全部汽化时的理论值。比如在利用风扇来使空气流向人体的场合下,所流过的风中只有一部分有助于汗液蒸发,相对于送风量,最大可散热量大幅减小。在采用了风扇的场合下,因风扇的使用方式而引起的风的性质也存在较大问题。即,由于风扇通常与人体相对配置,因而风必然略微垂直地吹拂人体。因此,用于使汗液汽化的送风量极难以实现最佳化。如果送风量过少,则不能使汗液全部汽化。而如果送风量过多,尽管被风吹拂的皮肤上的汗液完全汽化,然而汗液的供给将跟不上,而且皮肤表面的温度会受到风的温度影响。比如在40℃的风强烈地吹拂到皮肤上的场合下,皮肤温度大致成为40℃,产生与冷却完全相反的效果。因此,为使汗液全部汽化,需要在身体的表面附近,流动与身体表面大致平行的风(以下将其称为“身体平行风”)。
接下来,对该身体平行风进行说明。图3是示意地示出了在二张平行平板之间流通空气时、风速的分布对距一个平板(plate)的距离的图。如图3所示,已知在平板表面风速为零。现在,将一个平板看作是汽化板(皮肤),而将另一个平板看作是用于形成身体平行风的导向板,如图3所示,皮肤表面没有空气流,而且皮肤表面也不受到风压。由于在二个平板之间风速较大,因而皮肤表面的温湿度梯度也很大。因此,如果皮肤表面与导向板的间隔相对于风路长度很小,则身体平行风全部参与汗液汽化。
以下所考虑的场合是:使图2中A点所示的温度为35℃、湿度为30%的身体平行风包绕身体的大部分来流动。标准体质的成人在安静时需要放出约100千卡/小时的热量,在5km/小时的速度步行时需要放出约260千卡/小时的热量,从图2可知,如果以10升/秒的流量来使空气流动,则可实现前述量的散热。由于水(汗液)的汽化热在常温下为580卡/cc,因而将100千卡/小时除以580卡/cc后,在安静时使172.4cc/小时的量的汗液汽化。在5km/小时的步行时,同样,448cc/小时的量的汗液汽化。这样,尽管是流过一定量的身体平行风,但仍然可产生与需要的散热量相对应的量的汗液,而且可通过使该汗液全部汽化来自动地进行最佳散热。反之,不会产生超过此量的汗液。其原因在于,在产生与需要的散热量对应的量以上的汗液并汽化后,体温会下降,因而以大脑为中心的控制功能便正常动作,不会发生这样的事情。在此,应注意的是,即使持续流动10升/秒流量的空气,决定散热量的也始终是生理冷却器的控制功能。因此,生理冷却器对发汗量进行自动控制,使得如果需要的散热量减少,则发汗量减少,如果需要的散热量增多,则发汗量也增多。与空气流量相关的是该生理冷却器有效发挥作用的范围。如图2所示,比如,如果需要的散热量为500千卡/小时,则在外部气体温度为35℃、湿度为30%的场合下,即便使该外部气体作为身体平行风,以10升/秒的流量来流动,也不能全部汽化与该散热量对应的量的汗液。在该场合下,可以加大身体平行风的流量。身体平行风的优点在于:即使增大流量,也不会有风像风扇那样大致垂直地吹向人体的问题,从而可易于扩大生理冷却器的有效发挥作用的范围。
尽管生理冷却器在所有方面均是理想的人体散热装置,然而该生理冷却器唯一欠缺的是用于使汗液汽化的装置,填补该欠缺装置的是本发明的空调衣服。换而言之,空调衣服具有产生身体平行风的装置,是用于扩大生理冷却器有效发挥作用的范围的辅助装置。
图4是用于说明旨在实现理想的身体平行风的空调衣服的图。如图4所示,为了实现理想的身体平行风,可以利用旨在引导身体平行风的导向片(空气导向装置)来覆盖大致整个身体表面。并且,在导向片与身体表面之间,形成一定的小间隔,利用在比如头上安装的大型风扇来产生空气流,使大量的身体平行风在导向片与身体表面之间的空间内流动。然而,对于图4所示的空调衣服而言,尽管从人体散热、汗液汽化的观点出发是理想的,然而在实际生活中是不现实的。因此,希望能开发出一种实用的空调衣服,即使不能100%发挥生理冷却器的功能,也可以使其充分发挥性能。
以下列出在实用上空调衣服所要求的条件。
①能被身体平行风包围的身体部分的表面积与整个身体的表面积之比(空调面积率)大(空调面积率至少为10%),
②具有不妨碍作业等的形状与重量,
③可以利用可在室外使用的小型电池来长时间送风,而且能产生充足流量的空气,
④价格低廉,
⑤在洗涤时能简单地拆装电气部件,
⑥除此之外,当然应具有安全性,而且还应具有美观性,在外观上与普通衣服没有大的差别等。
以下对前述①的条件,即空调面积率进行具体说明。为了可通过穿用空调衣服而使穿用者感到舒适,当然可以使身体平行风包围身体上尽量多的部分,在前述部分促进人体的散热及汗液汽化。在现实中,可以考虑这样的空调衣服:除了面部、手及脚之外,由身体平行风包围其它的身体部分。这种空调衣服的空调面积率约为85%。另一方面,根据空调衣服的穿用用途,在有的场合下,有时只需要防止身体某一部分的体温上升。具体而言,要求身体平行风只包围易于出汗的躯干上部及腋下的空调衣服。这种空调衣服的空调面积率如下算出。成人的平均身体总表面积约为1.8m2。如果将躯干上部的长度设为15cm,将胸围设为80cm,则躯干上部的表面积为1200cm2,如果加上腋下的面积,则躯干上部及腋下的总表面积约为1400cm2。因此,该场合下的空调面积率约为7.8%。如果考虑到体型等个体差异,则本发明的空调衣服的空调面积率最好至少为10%。
具体而言,本发明的空调衣服具有:空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体之间的空间内,沿着身体的表面来引导空气;一个或多个空气流通部,用于将在空气导向装置与身体之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到空气导向装置与身体之间的空间内;一个或多个送风装置,用于在空气导向装置与身体之间的空间内强制产生空气流;以及电源装置,用于向送风装置供电。送风装置使空气在空气导向装置与身体之间的空间内流通,由此使身体所产生的汗液蒸发,在该蒸发时,利用汗液从周围吸收的汽化热来冷却身体。此外,作为空气导向装置,最好采用具有透气性的装置,其从整个空气导向装置向外部泄漏的空气的流量,与取入到空气导向装置与身体之间的空间内的空气的流量之比最多为60%。
这里,在空气导向装置与身体之间的空间内流通的空气流量如果较少,则不能获得充分的冷却效果。实际上,为了通过穿用空调衣服来获得充分的冷却效果,送风装置需要产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气。比如,在60公斤的成人穿用空调衣服时,必须至少以0.6升/秒的流量来使空气流动。根据本发明人等所进行的试验,如果空气流量小于前述最小流量,则在风以某种程度吹过的环境下,有的穿用者还会感到比穿用普通衣服时还不舒适。其主要原因在于,作为空气导向装置的材料,采用了透气性不好的材料。而在没有风的闷热环境的场合下,通过以0.6升/秒的流量来使空气流流动,穿用空调衣服的所有人均会感到比穿用普通衣服时更舒适。而且,在使空气流量为前述最小流量时,便可得到防止汗液长时间残留在内衣上。如果进一步增大空气流量,则可增大最大可散热量,从而可扩大生理冷却器有效发挥作用的范围,这已得到确认。此外,在外部空气的温度为33℃、湿度为50%的场合下,如果送风装置利用外部空气,产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,则身体所产生的汗液从周围吸收的汽化热,为穿用者的每一公斤体重至少340卡/小时。
对于本发明的空调衣服而言,作为送风装置,采用产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气的送风装置。因此,由于送风装置使空气在空气导向装置与身体之间的空间内流通,因此能促进身体产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
本发明人提出了形状或空气流量等不同的各种空调衣服。由此实现了:重视了时尚性的空调衣服、不用空调器来进行办公室工作的空调衣服、用于防止因酷热而导致的劳动灾害的空调衣服、用于舒适地进行室外作业的空调衣服等,适于使用目的的最佳空调衣服,从而可解决酷热有关的所有问题。
试验确认:在伴有迟效发汗的场合下,即在散热量不能跟上发汗量的场合下,即使穿用空调衣服,穿用者的不快感也没有大的改善。然而,穿用了空调衣服的场合下,如果散热量远大于不穿用的场合,则即使有因汗液引起的不快感,对生理的损害性也较小。因此,即使在伴有迟效发汗的场合下,穿用空调衣服也是有益处的。
在使用本发明的空调衣服的场合下,尽管一般在身体上直接穿用空调衣服,但也可以在内衣外穿用空调衣服。这里,所谓“内衣”,意思是在空调衣服之内穿用的衣物。然而,应注意的是,在空调衣服之内穿用内衣的场合下,如果比如内衣的透气性不太好,则生理冷却器有效发挥作用的范围便会缩小。此外,在空调衣服之内穿用内衣的场合下,如果身体平行风因内衣的存在而不在身体的表面附近流动,则空调衣服的功能便会下降。为了避免这一点,作为内衣,最好用较小的衣物,即与身体吻合的衣物。以下,在对散热量等进行说明时,前提是:不穿用内衣,即身体平行风如其字义所示,在空调衣服与身体之间流动。
以下参照附图,来说明实施本申请涉及的发明的最佳实施方式。
本发明者人根据穿用者的使用目的等,提出了16种空调衣服。图5、图6、图7及图8是用于说明这16种空调衣服的规格的图。具体而言,前述16种空调衣服的内容是:轻度作业用空调衣服、中度作业用空调衣服、雨天作业用空调衣服、生产线作业用空调衣服、办公室用空调衣服、野外用空调衣服、防臭用空调衣服、幼儿用空调衣服、重度作业用空调衣服、连体型空调衣服、中层用空调衣服、温度调整用空调衣服、T恤衫型空调衣服、高功能型空调衣服、办公室用改进型空调衣服、空调束带型空调衣服。
在图5、图6、图7及图8中,作为空调衣服的规格,列举出了19个项目。具体有下列各项目:“空调能力”、“流量”、“送风方式”、“隔撑(spacer)”、“风扇安装面”、“风扇数”、“风扇位置”、“风扇种类”、“风扇总有效面积”、“风扇直径”、“电源种类”、“功耗”、“空调面积率”、“衣袖”、“空气导向装置的种类”、“空气流通部”、“开闭装置”、“防止下部空气泄漏”、“风扇拆装方式”。
在“空调能力”栏中,表示将在空气导向装置与身体之间的空间内流通的基准空气每一小时可吸热的热量换算成功率后的概略值(W)。这里,所谓“基准空气”,系指温度为33℃、湿度为50%的空气。在“流量”栏中,表示送风装置使空气在空气导向装置与身体之间流通的流量(升/秒)。在“送风方式”栏中,表示基于送风装置的送风方向的区别,即表示由送风装置向空气导向装置内取入外部空气的“吸气”方式、以及由送风装置将外部空气导向装置内的空气向外部排出的“排气”方式的任意一种。在“隔撑”栏内,表示在空气导向装置与身体之间是否采用隔撑,在采用隔撑的场合下表示该隔撑的种类。
“风扇安装面”栏中,表示送风装置是安装在空气导向装置的内面侧,还是安装在外面侧。“风扇数”栏中,表示安装于空调衣服上的送风装置的数量。“风扇位置”栏中,表示送风装置的安装位置。“风扇种类”栏中,表示送风装置的种类,例如是侧流风扇还是螺旋桨风扇。“风扇总有效面积”栏中,表示对于全部送风装置,将各送风装置中用于吸气或排气的开口部面积进行合计而得到的面积值(cm2)。“风扇直径”栏中,表示送风装置的叶轮或螺旋桨的直径(mm)。
“电源种类”栏中,表示电源装置的种类。“功耗”栏中,表示对于全部送风装置,将各送风装置的功耗进行合计而得到的值(W)。“空调面积率”栏中,表示由送风装置产生的空气可包围的身体部分的表面积,与整个身体的表面积之比(%)。
“衣袖”栏中,表示空调衣服是半袖衣服、长袖衣服还是无袖(nonsleeve)衣服等。“空气导向装置的种类”栏中,表示空气导向装置的材料。“空气流通部”栏中,表示空气流通部的内容。“开闭装置”栏中,表示用于开闭空调衣服的前侧的装置的内容。“防止下部空气泄漏”栏中,表示用于防止空气从空调衣服的下部泄漏的装置的内容。“风扇拆装方式”栏中,表示送风装置对空气导向装置的拆装方式的内容。
以下列各实施方式中,分别对前述16种空调衣服进行详细说明。
[第一实施方式]
首先,参照附图来说明本发明的第一实施方式。图9A是本发明第一实施方式的空调衣服的概略主视图,图9B是该空调衣服的概略后视图。
第一实施方式的空调衣服1如图9所示,具有:衣料部20;开闭装置31;下部空气泄漏防止装置32;三个空气流通部40、40、40;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及流量调整装置(未图示)。前述空调衣服1作为最实用的轻度作业用衣服来使用。这里,该空调衣服1的主要规格在图5的表格中集中表示。
衣料部20用于覆盖身体的规定部位。在第一实施方式中,利用前述衣料部20来制作覆盖上半身的半袖轻度作业用衣服。另外,在第一实施方式中,衣料部20还起到在衣料部20与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导由送风装置50产生的空气。即,衣料部20起到覆盖身体的衣服的作用,并且还起到空气导向装置的作用。
为了将衣料部20用作空气导向装置,作为衣料部20的材料,最好采用可以使身体平行风顺利流动、而且空气不向外部过量泄漏的材料。作为用于该衣料部20的最佳材料之一,可列举出聚酯占100%的布。聚酯布具有透气性极小的性质。由于具有该性质,因此聚酯布一般被用作防风布及冬用衣服衣料。此外,聚酯布还具有价格低廉、具有光泽、不易沾污、不易起皱等性质。但由于聚酯布的透气性不好,而且难以吸汗等,因而几乎不用作夏季衣服衣料。对于空调衣服1所用的衣料部20而言,透气性低对于防止空气泄漏是必要的条件。此外,由于穿用空调衣服1使汗液从皮肤直接汽化(即效发汗),因而作为衣料部20,不必一定使用吸汗性材料。因此,聚酯布兼有空调衣服1用的衣料部20所要求的全部条件。在第一实施方式中,作为衣料部20(空气导向装置)的材料采用聚酯布。
一般情况下,作为空调衣服1的衣料部20的材料,只要是实质上不透气的材料,采用任何材料都可以。比如,除了聚酯布之外,还可以采用尼龙布等用塑料纤维制成的布以及高密度布。当然,根据使用目的,也可以采用棉花等天然纤维以及它们的混纺纤维。
作为衣料部20的材料,也可以采用含有高于或等于80%的聚酯的混纺材料。之所以要采用含有高于或等于80%的聚酯的混纺材料,是因为如果材料中含有的聚酯比例少于80%,则不能产生前述的聚酯特征。
在衣料部20的前部设有开闭装置31。该开闭装置31起到在穿用空调衣服1时开闭其前部的作用。作为开闭装置31需要使用在关闭了衣料部20的前部时,能防止空气从该前部向外部泄漏的装置。在第一实施方式中,作为开闭装置31采用的是拉链。拉链能简单地开闭,而且在关闭了拉链后,空气几乎不会从该拉链部分向外部泄漏。
在衣料部20的底襟部设有下部空气泄漏防止装置32。该下部空气泄漏防止装置32使衣料部20的下部(底襟部)与身体、内衣或衣服紧密贴合,由此防止空气从该底襟部向外部泄漏。在第一实施方式中,作为下部空气泄漏防止装置32,采用的是伸缩性材料,比如采用冬季用茄克等所用的橡胶带。前述橡胶带被缝入衣料部20的底襟部内。因此,底襟部可以与裤子等衣服紧密接触,从而空气不能从底襟部向外部泄漏。作为下部空气泄漏防止装置32,除了橡胶带之外,还可以采用比如纽扣及束带等。在作为下部空气泄漏防止装置32采用纽扣时,将该纽扣安装到衣料部20的底襟部上,使得沿着该底襟部的周围能活动。通过用该纽扣来固定衣料部20的底襟部,使底襟部与裤子等紧密接触。
空气流通部40,被用作将在衣料部20与身体或内衣之间的空间内流动的空气向外部排出的空气流出部、或者用于将外部空气取入到衣料部20与身体或内衣之间的空间内的空气流入部。是将空气流通部40用作空气流出部,还是用作空气流入部,由送风装置50的送风方式决定。即,在送风装置50动作,使得外部空气取入到衣料部20内时,空气流通部40用作空气流出部,而在送风装置50动作,使得衣料部20内的空气向外部排出时,空气流通部40用作空气流入部。在第一实施方式中,将空气流通部40用作空气流出部。
另外,在第一实施方式中,在空调衣服1上设有三个空气流通部40、40、40。具体而言,对于衣服的功能而言,在衣料部20的规定端部上形成的开口部、即衣领部分的开口部及左右袖口部分的开口部是空气流通部40、40、40。穿用空调衣服1并关闭了拉链后,除了送风装置50之外,在空气流通部40、40、40以外,不再有衣料部20内的空气向外部流出之处。以下,将衣领周围部分的开口部及左右袖口部分的开口部,也称为“上部开口部”。
在衣料部20的脊背侧下部且接近侧腹的左右两侧,分别形成有孔部21、21(参照图12A)。在与各孔部21对应的衣料部20的位置,从衣料部20的内面侧安装了送风装置50。送风装置50在衣料部20与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流。二个送风装置50、50,在将外部空气取入到衣料部20内的方向旋转。即,作为送风装置50、50的送风方式,所采用的是吸气方式。向送风装置50、50供电后,送风装置50、50便将外部空气取入到衣料部20内,由于衣料部20的存在,因而被取入的该空气,便在衣料部20与身体或内衣之间的空间内,作为身体平行风来流通。当身体平行风到达空气流通部40、40、40后,便由此排出到外部。
这里,将前述送风装置50、50的安装位置,即衣料部20的脊背侧下部且接近侧腹的位置称为“标准位置”。作为送风装置50、50的安装位置,该标准位置是最好的位置。将送风装置50、50安装到标准位置后,即使穿用者靠在椅子上,送风装置50、50也不会造成妨碍,而且在作业时手腕也不会碰到送风装置50、50。此外,从前面观看时,见不到送风装置50、50,因而空调衣服1的美观性也良好。此外,由于标准位置处于衣料部20的下部,因而在空气流通部40、40、40形成于衣料部20的上部的场合下,可以使身体平行风在被衣料部20覆盖的身体部分的大致整个部分中流通。即,该标准位置,是可以增大被身体平行风包围的身体部分的表面积与整个身体的表面积之比(空调面积率)的位置。第一实施方式的空调衣服1的空调面积率约为35%。
接下来说明送风装置50。图10A是第一实施方式的空调衣服1所用的送风装置50的概略剖视图,图10B是该送风装置50所用的叶轮的概略俯视图。图11A是该送风装置50所用的内部风扇护罩的概略侧视图,图11B是该送风装置50所用的内部风扇护罩的概略俯视图,图11C是该送风装置50所用的外部风扇护罩的概略俯视图。图12A是用于说明衣料部20上形成的孔部21的图,图12B是用于说明在该衣料部20上安装了送风装置50时的状态的图。
如图10所示,送风装置50具有:电机51;叶轮52;内部风扇护罩53;外部风扇护罩54;搭链(magic tape)55。内部风扇护罩53及外部风扇护罩54,用于收容电机51及叶轮52。如图10B所示,叶轮52具有:R状的多个叶片52a;圆板52b;以及电机轴压入用孔52c。多个叶片52a安装于圆板52b的周边。
如图11A、B所示,内部风扇护罩53具有:圆形的底板53a;多个风扇护柱53b;圆环状的凸缘53c。底板53a起到电机固定板的作用。风扇护柱53b与底板53a大致垂直地安装,并沿着底板53a的周围部按规定间隔来安装。这些风扇护柱53b起到防止手指伸入内部风扇护罩53内的作用。凸缘53c被安装于风扇护柱53b的位于底板53a的相反侧的端部。如图11C所示,外部风扇护罩54具有:半径不同的多个护罩环54a;固定多个护罩环54a的凸缘54b。如图10A所示,在凸缘54b中位于最外侧的圆环状部上,安装有搭链55。
在装配送风装置50时,首先,将电机51安装到内部风扇护罩53的底板53a的中央。然后,将叶轮52安装到内部风扇护罩53内,使得电机51的旋转轴进入叶轮52的电机轴压入用孔52c内。然后,将外部风扇护罩54固定到内部风扇护罩53上,由此完成送风装置50。
图10B所示的箭头表示叶轮52的旋转方向。即,叶轮52成为叶片52a相对于旋转方向向后弯曲的后向叶轮。因此,当前述叶轮52在该箭头方向旋转时,便可从叶轮52的轴向吸入空气,并向叶轮52的外周方向放射状地排出空气。以下将如此从叶轮的轴向吸入的空气向叶轮的外周方向放射状地排出的送风装置也称为“侧流风扇”。
这里,叶轮52的直径(风扇直径)约为cm。对于二个送风装置50、50,对各送风装置50中用于吸气或排气的开口部的面积进行合计而得到的面积值(风扇总有效面积)约为30cm2
作为第一实施方式中实际使用的送风装置50,所采用的是在衣料部20与身体或内衣之间可产生的空气流量为6升/秒的送风装置。这里,送风装置50将6升/秒流量的空气输送到衣料部20内后,通过该空气压力,在衣料部20与身体之间,可自动地形成用于使身体平行风流过的空间。为了自动地形成前述空间,虽然还取决于衣料部20的种类(尤其是硬度、重量)及形状,然而,一般需要送风装置50至少送出2升/秒流量的空气。在二个送风装置50、50分别送出6升/秒流量的空气时,二个送风装置50、50的功耗约为1W。
送风装置50可自由拆装地安装于衣料部20上。具体而言,如图12A所示,在衣料部20的内面的孔部21的周围部,安装搭链22。如果将该搭链22作为A面搭链,则B面搭链是安装于送风装置50的凸缘54b上的搭链55。在衣料部20的内面侧配置有送风装置50,使得送风装置50的外部风扇护罩54与衣料部20的孔部21相对,如图12B所示,通过贴合二个搭链22、55,将送风装置50安装到与衣料部20的孔部21对应的位置上。由于任何人都可以如此简单地拆装送风装置50,因而不仅可容易地洗涤空调衣服1,而且当送风装置50发生故障时,还可以容易地只更换送风装置50。
此外,作为对衣料部20拆装送风装置50的方法,不限定于采用搭链22、55的方法,只要是送风装置50的拆装简单,而且在该安装部分漏气量较少,则可以采用任何方法。比如,也可以利用片状磁铁来对送风装置50进行拆装。
如图9A所示,电源袋63收容电源装置61,被安装在衣料部20的内面侧且位于衣料部20的前侧左下部。电源装置61用于向送风装置50、50供电。这里,从经济性角度出发,作为电源装置61,所采用的是二次电池。电源装置61与二个送风装置50、50,由电源电缆62来连接。在电源装置61与二个送风装置50、50之间,设有电源开关(未图示)。该电源开关用于使从电源装置61向二个送风装置50、50提供的电力接通、断开。
在空调衣服1中,设有用于调整送风装置50、50产生的空气流量的流量调整装置(未图示)。这里,作为流量调整装置,所采用的是比如电位器。通过设置电位器,可以使衣料部20与身体之间的空间内不流过超过所需流量的空气,因而可使电源装置61使用较长时间。
在第一实施方式的空调衣服1中,在电源装置61与送风装置50、50之间设置的电源开关接通后,二个送风装置50、50便分别将外部空气取入到衣料部20内。此时,通过所取入的该空气压力,在衣料部20与身体或内衣之间,自动地形成用于流过身体平行风的空间。由此,在衣料部20与身体或内衣之间的空间内,将流过包围上半身的身体平行风的气流。该身体平行风到达空气流通部40、40、40后,便由此向外部排出。这里,图9所示的箭头,表示从外部取入空气的方向及向外部排出空气的方向。
这样,由于空调衣服1可使身体平行风在衣料部20与身体或内衣之间的空间内流通,因而可扩大生理冷却器有效发挥作用的范围。此时,生理冷却器的最大能力由外部空气的温湿度决定。比如在图2所示的A点的环境(温度为35℃,湿度为30%)中,当空气流量为10升/秒时,便可进行高达约450千卡/小时的散热。对于空调衣服1而言,由于空气流量为6升/秒,因而可进行高达270千卡/小时的散热。因此,在前述环境下,在一般体质的成人穿用第一实施方式的空调衣服1时,即使以5km/小时的速度来进行步行运动,也不会伴有液体状发汗,可舒适地步行。然而,在前述散热量值的计算中,未考虑由体温与身体平行风温度的温差带来的热交换、因呼吸而引起的冷却、以及由脚及头等未被身体平行风包围的皮肤产生的汗液汽化带来的冷却效果。
以下说明衣料部20与空气导向装置的关系。在第一实施方式中,由于空气不会从衣料部20的底襟部流出,因而认为实际上在衣料部20中的送风装置50之下的部分,几乎不流过身体平行风。因此,严格地讲,并非整个衣料部20起到空气导向装置的作用,而是只有衣料部20中送风装置50之上的部分起到空气导向装置的作用。然而在将送风装置50设置在标准位置的场合下,衣料部20的大部分都将起到引导身体平行风的作用,因而可以认为整个衣料部20是空气导向装置。
越靠近送风装置50,外部气体压力与空气导向装置内的压力的压差便越大。在送风装置50的送风方式是吸气方式,而且送风装置50所产生的空气流量较大时,送风装置50附近的空气导向装置便会因前述压差而膨胀,从而在送风装置50附近,形成所谓的“气包”。不过如上所述,由于当空气从空气导向装置向外部泄漏时,空调效率便会下降,因而作为空气导向装置,采用了漏气量较少的材料。在实用上,空气导向装置最好具有这样的透气性:从整个空气导向装置向外部泄漏的空气的流量,与由送风装置50、50向空气导向装置与身体或内衣之间的空间内取入的空气的流量之比,最多为60%。
接下来,详细说明第一实施方式的空调衣服1的空调能力。这里,假设外部空气是基准空气(温度为33℃,湿度为50%)。并且身体表面有很多汗液,以基准空气作为身体平行风,使其在衣料部20与身体之间流通,由此来使汗液蒸发,并利用该汗液的汽化热来使体温冷却,之后,从空气流通部40排出的空气达到温度33℃、湿度100%。在这种场合下,如下所示,通过计算能量收支来求空调能力。之所以将基准空气温度设为33℃,是因为身体表面温度约为33℃,从而在能量收支计算中可以忽略基于干热的效果。
此外,温度为33℃的空气的饱和水蒸气量约为32.5g/m3。因此,当该空气的湿度为50%时,该空气中大约含有16.25g/m3的水分,因而该空气中约残留使16.25g/m3的水分汽化的余地。由于水的汽化热约为580千卡/g,因而每立方米基准空气的可汽化热为:16.25(g/m3)×580(千卡/g)≈9.43(千卡/m3)。对于第一实施方式的轻度作业用空调衣服而言,由于身体平行风的流量约为6升/秒,因而在一小时内流通的身体平行风的体积为:0.006(m3/秒)×3600(秒)=21.6(m3)。因此,以基准空气作为身体平行风来流通一小时时的可汽化热为:9.43(千卡/m3)×21.6(m3)≈203.7(千卡),这相当于约236.3W。如上所述,在这里,该值是不考虑基于干热的效果而求出的。换而言之,以没有与身体表面温度的温度差的33℃作为基准空气的温度,使得基于干热的效果为零。这样,尽管第一实施方式的空调衣服1的空调能力理论值为236.3W,然而,如果考虑到空气的蒸发贡献率(是当汗液的供给足够时,所流通的空气中有助于汗液蒸发的空气的比例。空气流越接近身体,蒸发贡献率越大),则大致为200W左右。
在第一实施方式的空调衣服中,由于送风装置所产生的空气流量为6升/秒,因而第一实施方式的空调衣服适于穿用者从事轻度作业的场合。
在第一实施方式的空调衣服中,由于穿用者可以利用流量调整装置来调整送风装置所产生的空气的流量,因而,如果周围温度不是太高,则可通过降低空气流量来减小风扇带来的噪声,或者降低功耗。
如果反过来利用衣料部的透气性较小这一性质,则可将第一实施方式的空调衣服像防风服那样,用来防止外部气体进入衣料部内。尤其是,在一天之内温度及风的变化剧烈时,如果将空调衣服用于这样的目的,则是有效的。具体而言,如果气温较低且风较强,则不从送风装置送风,将空调衣服用作防风衣服,此后,当气温上升后,从送风装置送风,将空调衣服用于本来目的。这样,穿用者无需根据温度等的变化来更换衣服,就可舒适地度过。
[第二实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明第二实施方式。图13A是本发明第二实施方式的空调衣服的概略主视图,图13B是该空调衣服的概略后视图,图14A是该空调衣服所用的组合束带的概略俯视图,图14B是用于说明将该组合束带安装到衣料部时的状态的图。图15A是该空调衣服所用的局部隔撑的概略俯视图,图15B是该局部隔撑的概略侧视图,图15C是用于说明将该局部隔撑安装到衣料部时的状态的图。在第二实施方式中,对于具有与第一实施方式同样功能的部分,附加同一符号,省略其详细说明。
第二实施方式的空调衣服2如图13所示,具有:衣料部20;开闭装置31;下部空气泄漏防止装置32;三个空气流通部40、40、40;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;组合束带64;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。前述空调衣服2主要作为用于中等程度的作业的作业服(中等作业用衣服)来使用。这里,该空调衣服2的主要规格在图5的表格中集中表示。
第二实施方式的空调衣服2与第一实施方式的空调衣服1的主要不同点在于:空调能力为300W;空调衣服2为长袖;利用组合束带64来对衣料部20拆装送风装置50、50等;在与衣料部20的肩部对应的部分,设有局部隔撑70、70。其它方面与前述第一实施方式相同。
接下来,详细说明第二实施方式的空调衣服2的特征点。
首先,将空调衣服2的空调能力增强到300W,同时作为送风装置50、50,所采用的是可以以9升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,二个送风装置50、50的功耗约为1.5W。因此,通过穿用空调衣服2,可以得到高于第一实施方式的空调衣服1的冷却效果。此外,作为送风装置50、50,所采用的是风扇直径为60mm的送风装置。二个送风装置50、50的风扇总有效面积为45cm2
由于空调衣服2为长袖衣服,因而其空调面积率稍微大于第一实施方式的空调衣服。具体而言,空调衣服2的空调面积率约为40%。该空调衣服2,还可冷却腕部。
组合束带64是带状部件,用于安装二个送风装置50、50;电源装置61;电源袋63;以及电源开关等,如图14A所示,其具有:带状基片64a;在基片64a上形成的二个孔部64b、64b;以及多个搭链64c。作为基片64a,采用比如乙烯片等。各孔部64b用于插入安装送风装置50。二个孔部64b、64b的间隔,与衣料部20上设置的二个孔部21、21的间隔相同。在基片64a上安装有电源袋63。电源装置61收容于该电源袋63内。而且,电源装置61与二个送风装置50、50由电源电缆62来连接。这里,电源电缆62固定在基片64a上。搭链64c安装在比如基片64a的周端部的规定位置。这里,假设将前述搭链64c是A面搭链,则如图14B所示,B面的搭链23安装在衣料部20内面的规定位置。
组合束带64自由拆装地安装在衣料部20的内面侧的规定位置。具体而言,在将组合束带64安装到衣料部20上的场合下,首先,在衣料部20的内面侧,配置组合束带64,使得送风装置50的外部风扇护罩54与衣料部20的孔部21相对,并将送风装置50的搭链55与在衣料部20的孔部21的周边安装的搭链22贴合起来。由此,二个送风装置50、50便分别安装到与衣料部20的孔部21、21对应的位置。然后,将组合束带64的搭链64c贴合到安装于与之对应的衣料部20的规定位置的搭链23上,由此固定组合束带64。在取下送风装置50、50的场合下,只需将组合束带64从衣料部20上剥离下来即可。因此,在洗涤空调衣服2的场合下,任何人都可以简单地拆装组合束带64。
由于作为基片64a,所采用的是乙烯片,因而基片64a难以沾污,即使基片64a沾污,也可以容易地擦除沾污。
局部隔撑70在衣料部20与身体之间局部性地确保用于使空气流通的空间。在第二实施方式中,将前述局部隔撑70设置到衣料部20的内面侧且与两肩对应的部分。如果例如空调衣服2较重,则在衣料部20与肩部对应的部分,便不能自动生成身体平行风的流通用空间。因此,在第二实施方式中,利用局部隔撑70,在衣料部20与肩部对应的部分可靠地形成身体平行风的流通用空间。
如图15A、B所示,局部隔撑70具有:圆形部件71;在该圆形部件71的中央部形成的凸部72。作为该局部隔撑70的材料,采用比如毛毡。在将局部隔撑70安装到衣料部20的场合下,如图15C所示,首先在衣料部20的内面侧配置局部隔撑70,使得局部隔撑70的圆形部件71与衣料部20的对应于肩部的部分相对。然后,将局部隔撑70的圆形部件71的端部缝制到衣料部20上,由此将局部隔撑70安装到衣料部20上。
第二实施方式的空调衣服,由于送风装置所产生的空气流量为9升/秒,因而第二实施方式的空调衣服,适于穿用者从事中等作业的场合。
局部隔撑不限于前述结构,只要在衣料部与身体或内衣之间能可靠地形成身体平行风流通用的空间,则也可以是任意结构。此外,局部隔撑的安装部位也不限于肩部,也可以根据需要,在适当的部位安装局部隔撑。
[第三实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第三实施方式。图16A是本发明第三实施方式的空调衣服的概略主视图,图16B是该空调衣服的概略后视图。在第三实施方式中,对于具有与第一及第二实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第三实施方式的空调衣服3如图16所示,具有:衣料部20a;开闭装置31;下部空气泄漏防止装置32;三个空气流通部40、40、40;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。这里,衣料部20a起到空气导向装置的作用。前述空调衣服3主要作为雨天时在室外作业的作业服(雨天用作业服)来使用。这里,该空调衣服3的主要规格在图5的表格中集中表示。
第三实施方式的空调衣服3与第一实施方式的空调衣服1的主要不同点在于:空调能力为500W;采取了各种防雨对策;在衣料部20a的与肩部对应的部分,设有局部隔撑70、70。其它方面与前述第一实施方式相同。
接下来,详细说明第三实施方式的空调衣服3的特征点。
首先,将空调衣服3的空调能力增强到500W,同时作为送风装置50、50,所采用的是可以以14升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,二个送风装置50、50的功耗约为3W。之所以将空调能力提高至500W,是因为在雨天时湿度较高,取入到空调衣服3内的空气质量差。即,如上所述,由于图5中空调能力的表述,是基于温度33℃、湿度50%的值,因而在湿度极高,取入到衣料部20内的空气质量差时,实际的空调能力便会低于图5所示的空调能力。通过穿用空调衣服3,即使空气质量差,也能在衣料部20a与身体之间的空间内流通较多的空气,因而,即使是雨天,也可以获得充分的冷却效果。此外,作为送风装置50、50,所采用的是风扇直径为70mm的送风装置。二个送风装置50、50的风扇总有效面积为62cm2
第三实施方式的空调衣服3采取了各种防雨措施。首先,将衣料部20a构成为覆盖上半身,并且覆盖除了面部之外的头部的形状。具体而言,将衣料部20的腕部设置成长袖状,而且在衣料部20a上设置风帽25。通过设置风帽25,在作业时头部不会被雨水浸湿,而且可将生理冷却器有效发挥作用的范围扩大到头部。在该场合下,风帽25部分(衣领周围部分)的开口部及左右袖口部分的开口部便成为空气流通部40、40、40。此外,通过在衣料部20a上设置风帽25,可使空调衣服3的空调面积率比第一实施方式大60%左右。
作为衣料部20a的材料,可采用不吸收雨水的材料,比如可采用乙烯片等塑料片材。除了塑料片之外,还可以采用橡胶片、及实施了防水处理的材料等。这样,衣料部20a便难以沾污。
对送风装置50、50实施了耐水处理。前述送风装置50、50被固定于衣料部20a上,因而不能将送风装置50、50从衣料部20a上取下。
第三实施方式的空调衣服,由于送风装置所产生的空气的流量为14升/秒,因而第三实施方式的空调衣服适于穿用者在雨天进行室外作业的场合。实际上,第三实施方式的空调衣服实施了各种防雨对策,在雨天穿用前述空调衣服的场合下,身体不产生蒸发,穿用者可舒适地进行作业。而且空调衣服本身难以沾污,而且,即使沾污也可容易地除净。
[第四实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第四实施方式。图17A是本发明第四实施方式的空调衣服的概略主视图,图17B是该空调衣服的概略后视图。在第四实施方式中,对于具有与第二实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第四实施方式的空调衣服4如图17所示,具有:衣料部20;开闭装置31;下部空气泄漏防止装置32;三个空气流通部40、40、40;二个送风装置50、50;电源电缆62;组合束带64;DC适配器(DC转换装置)65;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。前述空调衣服4主要作为用于制造生产线的作业的作业服(生产线作业用衣服)来使用。这里,在制造生产线上,作业者以坐立姿势来进行制造作业。该空调衣服4的主要规格在图5的表格中集中表示。
第四实施方式的空调衣服4与第二实施方式的空调衣服2的主要不同点在于:从工业电源向送风装置50、50供电。即,作为电源装置所采用的是工业电源。因此,在组合束带64上只安装有送风装置50、50,而不安装二次电池。此外,作为送风装置50、50,采用可以以9升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。其它方面与前述第二实施方式相同。
接下来,详细说明第四实施方式的空调衣服4的特征点。
在第四实施方式中,从工业电源来向二个送风装置50、50供电。因此,利用DC适配器65,将来自工业电源的交流电压转换成直流电压,并通过电源电缆62,将该转换后的直流电压提供给二个送风装置50、50。由此,即使穿用空调衣服4来作业的时间较长,由于与第二实施方式中以电池作为电源的场合不同,不必太关心功耗,因而穿用者也可以集中精力来进行作业。
在第四实施方式中,由于可以不必太关心送风装置50的功耗,因而采用小风扇直径的送风装置50,而且使送风装置50高速旋转。之所以采用小风扇直径的送风装置50,是为了即使穿用者靠在椅背上,送风装置50也不会与身体接触。实际上,在第四实施方式中,作为送风装置50、50,采用了风扇直径为40mm的送风装置。这样,二个送风装置50、50的风扇总有效面积便为20cm2。二个送风装置50、50的功耗约为20W。
由于当穿用者离开椅子时,必须取下连接DC适配器65与送风装置50、50的电源电缆62,因而存在着在离开椅子期间,不能获得基于空调衣服4的冷却效果的问题。为了解决这一问题,比如可以在组合束带64上安装小容量的二次电池。在取下了连接DC适配器65与送风装置50、50的电源电缆62之时,通过从该二次电池向送风装置50、50供电,即使在短时间内没有来自工业电源的电力供给,也可以驱动送风装置50、50。
第四实施方式的空调衣服,其送风装置所产生的空气流量为9升/秒,而且由于利用DC适配器来从工业电源向送风装置供电,因而第四实施方式的空调衣服,适用于穿用者以坐立的姿势进行中等作业的场合。
[第五实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第五实施方式。图18A是本发明第五实施方式的空调衣服的概略主视图,图18B是该空调衣服的概略后视图。在第五实施方式中,对于具有与第一实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第五实施方式的空调衣服5如图18所示,具有:衣料部200;开闭装置31a;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及耐压隔撑80。前述空调衣服5主要作为办公室工作用的制服(办公室用衣服)使用。这里,该空调衣服5的主要规格在图6的表格中集中表示。
第五实施方式的空调衣服5与第一实施方式的空调衣服1的主要不同点在于:在衣料部200的上部采用了透气性高的布料;使衣料部200的下部形成得较长,使得能覆盖穿用者的臀部及下腹部;作为开闭装置31a所采用的是纽扣;以及在衣料部200上设置了耐压隔撑80。此外,作为送风装置50、50,采用可以以6升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。该空调衣服5的空调面积率约为40%。其它方面与前述第一实施方式相同。
接下来,详细说明第五实施方式的空调衣服5的特征点。
在第五实施方式中,将衣料部200分为除了腕部之外的上部、以及该上部之外的部分(腕部、下部),而且在各部中采用不同的材料。即,在衣料部200的上部采用高透气性的布,在衣料部200的腕部及下部,则采用聚酯布等低透气性的布。在第五实施方式中,衣料部200中只有采用低透气性的布形成的部分(腕部及下部)起着空气导向装置的作用。此外,尽管与第一实施方式同样,上部开口部成为空气流通部40、40、40,然而,除此之外,衣料部200中采用高透气性的布形成的部分(上部)也成为空气流通部40a。该空气流通部40a起到辅助基于上部开口部的空气流通的作用。比如当佩戴领带等时,则空气不能从上部开口部中衣领周围部分的开口部来流通。此时,空气流通部40a代替行使衣领周围部分的开口部的作用。
为了制作这样的衣料部200,可以在上部、腕部及下部分别采用不同的材料来进行缝制,或者在用高透气性的布来制作了整个衣料部200后,在衣料部200的腕部及下部缝制低透气性的布。然而,这样做能见到缝制的针脚,因而有损于空调衣服5的外观。作为解决这一问题的一种方法,考虑下列方法:即,首先用高透气性的布来制作整个衣料部200,然后在衣料部200的腕部及下部,从其内侧来层叠低透气性的片材。在该场合下,衣料部200中在其内侧层叠了低透气性的片状部件的部分成为空气导向装置,而未层叠该片状部件的部分则成为空气流通部40a。
与一般的衬衫等同样,将衣料部200的下部形成得较长,使得能覆盖穿用者的臀部及下腹部。这里,在衣料部200的底襟部,未实施设置橡胶带等的任何加工。第五实施方式中,当穿用空调衣服5时,将衣料部200中图18的X所示的部分之下的部分塞入裤子等内,由此防止空气从衣料部200的底襟部向外部泄漏。
在第五实施方式中,作为开闭装置31a,采用衬衫等中所用的纽扣。在扣上纽扣后,安装有纽扣的一侧的衣料部200的端部处于内侧,而形成有纽扣用孔的一侧的衣料部200的端部则处于外侧,从而可形成衣料部200的重合部分。此时,如果该重合部分的宽度与一般衬衫的重合部分的宽度相同,则从送风装置50送出的大部分身体平行风便会从该重合部分向外部泄漏,从而办公室用空调衣服的空调能力显著降低。为了对此进行改善,可考虑以下方法:比如增加纽扣数量、缩小纽扣的间隔,由此来减小重合部分所产生的间隙。然而该方法会产生其它问题:即,由于增加了纽扣数量,因而在穿用空调衣服5时会影响外观,此外在系扣或解扣时,会需要较多的时间。因此,不是很实用的方法。为此,在第五实施方式中,在安装有纽扣的一侧的衣料部200的端部,设置有延长部201。即,通过延长安装有纽扣的一侧的衣料部200的端部,来扩大在系扣时产生的衣料200的重合部分的面积。由此,可不损害空调衣服5的外观等,且可充分改善空气从该重合部分向外部泄漏。即使在该场合下,也会有少量空气从该重合部分泄漏,但如果将该空调衣服5用作办公室用衣服,则该空调衣服5在实用上便可具有充分的空调能力。
当然,根据空调衣服5的使用目的,也不必一定在安装有纽扣的一侧的衣料部200的端部设置延长部201。比如,也可以将系扣时所产生的衣料部200的重合部分,用作空气流通部之一。
在第五实施方式中,在衣料部200的内面侧且与脊背对应的部位,安装有耐压隔撑80。耐压隔撑80,用于在衣料部200与身体或内衣之间确保用于使空气流通的空间,具有可耐大压力的强度。尤其是,在第五实施方式中,将耐压隔撑80用于防止当穿用者靠到椅子背上时,衣料部20与身体或内衣紧密接触而导致身体平行风不会流过脊背附近。要求前述耐压隔撑80能承受大的压力,而且空气阻力小,可容易地流通空气。
以下说明耐压隔撑80的结构。图19A是耐压隔撑80的部分概略俯视图,图19B是该耐压隔撑80的部分概略侧视图。耐压隔撑80是所谓的网状隔撑,如图19所示,具有网状片(网状部件)81及多个凸部82。这里,各凸部82形成为大致半球状。在制造该耐压隔撑80时,将软质塑料网状片置入凸模与凹模之间,使其热成形。由此,在网状片上形成向其厚度方向突出的多个凸部82。由此可简单地制成耐压隔撑80。
耐压隔撑80的厚度(凸部82的高度)W最好为2mm~30mm。如果耐压隔撑80的厚度W小于2mm,则为了流过一定流量的空气,就必须大大提高空气的压力,因而不实用。尤其是,由于在送风装置50、50的周边空气流量较大,因而在送风装置50、50的周边设置的耐压隔撑80的厚度W最好大于等于5mm。而如果耐压隔撑80的厚度W大于30mm,则美观性及舒适感变差。实际上,耐压隔撑80的厚度W的最佳范围为3mm~10mm。
耐压隔撑80被缝制于衣料部200的与脊背对应的部分上。具体而言,将耐压隔撑80配置到衣料部200的与脊背对应的部分,使得耐压隔撑80的网状片81从衣料部200的内面侧来与衣料部200相对。然后,利用比如缝纫机等,将耐压隔撑80缝制到衣料部200上。
第五实施方式的空调衣服,由于送风装置所产生的空气流量为6升/秒,因而第五实施方式的空调衣服适于穿用者在办公室进行作业的场合。
[第六实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第六实施方式。图20A是本发明第六实施方式的空调衣服的概略主视图,图20B是该空调衣服的概略后视图,图20C是在该空调衣服之内穿用的内衣的概略主视图。在第六实施方式中,对于具有与第五实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第六实施方式的空调衣服6如图20所示,具有:衣料部200;开闭装置31a;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;太阳能电池66;电源开关(未图示)及耐压隔撑80。前述空调衣服6主要作为在野外长时间活动时穿用的衣服(野外用衣服)使用。空调衣服6在图20C所示的规定内衣之外穿用。这里,该空调衣服6的主要规格在图6的表格中集中表示。
第六实施方式的空调衣服6与第五实施方式的空调衣服5的主要不同点在于:空调能力为400W、对衣料部200实施了防水加工或不沾水加工、用太阳能电池66来对作为电源装置61的二次电池充电。其它方面与前述第五实施方式相同。
接下来,详细说明第六实施方式的空调衣服6的特征点。
由于空调衣服6用于野外活动,因而将其空调能力增强到400W。与此相伴,作为送风装置50、50,采用可以以12升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,二个送风装置50、50的功耗约为2.5W。并且,各送风装置50的风扇直径为55mm,而且二个送风装置50、50的风扇总有效面积为38cm2。另外,作为防雨对策,对衣料部200实施了防水加工或不沾水加工。
空调衣服6具有用于对作为电源装置61的二次电池充电的太阳能电池66。该太阳能电池66被安装于衣料部200的外面侧、且与脊背上部对应的位置。太阳能电池66与二次电池由电源电缆62来连接。由此,太阳能电池66对二次电池充电,从该二次电池向送风装置50、50供电。此外,作为电源装置,也可以采用太阳能电池66,将来自太阳能电池66的电力直接提供给送风装置50、50。
第六实施方式的空调衣服6在内衣之外穿用。如图20C所示,在内衣的外面侧的与两肩对应的部分,安装有局部隔撑70、70。这里,局部隔撑70的结构与第二实施方式中所说明的隔撑结构相同。通过在内衣上设置局部隔撑70、70,当在内衣之外穿用空调衣服6时,便可以在衣料部200与内衣之间,可靠地形成用于空气流通的空间。
第六实施方式的空调衣服,由于送风装置所产生的空气流量为12升/秒,而且对衣料部实施了防水加工或不沾水加工,因而第六实施方式的空调衣服,适用于穿用者在野外长时间活动的场合。
[第七实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第七实施方式。图21A是本发明第七实施方式的空调衣服的概略主视图,图21B是该空调衣服的概略后视图,图22是该空调衣服所用的送风装置的说明图。在第七实施方式中,对于具有与第五实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第七实施方式的空调衣服7如图21所示,具有:衣料部200;开闭装置31a;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置500、500;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及面状隔撑90。前述空调衣服7主要作为防止内衣产生汗臭的衣服(防臭用衣服)来使用。因此,该空调衣服7在内衣之外穿用。这里,该空调衣服7的主要规格在图6的表格中集中表示。
第七实施方式的空调衣服7与第五实施方式的空调衣服5的主要不同点在于:空调能力为20W;作为送风装置500的送风方式,所采用的是排气方式;以及在衣料部200上设置了面状隔撑90。该空调衣服7的空调面积率约为35%。其它方面与前述第五实施方式相同。
接下来,详细说明第七实施方式的空调衣服7的特征点。
第七实施方式的空调衣服7的主要目的在于,使汗液迅速汽化,从而防止内衣汗臭,而并非一定要冷却身体。因此,将空调衣服7的空调能力设到极低的20W。与此相伴,作为送风装置500、500,采用可以以0.6升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,二个送风装置500、500的功耗约为0.15W。由于该送风装置500、500所产生的空气流量较小,因而基于送风装置500、500的噪声也极小。此外,作为送风装置500、500,采用了风扇直径为20mm的送风装置。二个送风装置500、500的风扇总有效面积为4cm2
实际上,怕热的人以及临时进行重度作业(比如上下台阶等)的人,即使在具有某种程度的空调的办公室等房间内,其汗液也会残留在内衣上,从而使内衣产生汗臭。在这种场合下,如果在内衣之外穿用空调衣服7,则可在衣料部200与内衣之间流动身体平行风,因而可使残留于内衣上的汗液迅速汽化。因此,可防止汗液在内衣内长时间残留,从而可防止内衣产生汗臭。
在第七实施方式中,作为送风装置500的送风方式,采用了排气方式。在该排气方式中,送风装置500将衣料部200内的空气向外部排出,由此在衣料部200与身体(或内衣)之间的空间内流动身体平行风。因此,在第七实施方式中,作为送风装置500,采用图22所示的螺旋桨风扇。
如图22所示,送风装置500具有:螺旋桨501、电机(未图示)、壳体502、外部风扇护罩(未图示)、以及间隔确保装置(未图示)。螺旋桨501与电机的旋转轴相结合。并且,螺旋桨501及电机收容于壳体502内。在该壳体502上安装外部风扇护罩。外部风扇护罩用于防止手指伸入壳体502内。将送风装置500从衣料部200的内面侧安装到其上,使得螺旋桨501的旋转轴与衣料部200的表面大致垂直。作为将送风装置500安装到衣料部200上的方法,可以采用第一实施方式中说明的基于搭链的方法。在送风装置500的与身体相对的一侧,设有间隔保持装置。该间隔保持装置,用于将螺旋桨501与身体之间的间隔保持在一定值H。
当从电源装置61向送风装置500、500供电时,螺旋桨501在将衣料部200内的空气向外部排出的方向旋转。这里,在图22中,箭头表示空气的流向。
在第七实施方式中,由于送风装置500所产生的空气流量较少也行,因而作为送风装置500,可采用小型装置。因此,即使穿用空调衣服7,其外观上的不美感也较小。此外,也可以用通气性良好的布料来覆盖送风装置500的空气排气口,从而从外部见不到送风装置500。
不过,由于作为送风装置500的送风方式所采用的是排气方式,因而当驱动送风装置500、500时,衣料部200与身体(内衣)之间的空间内的压力相对于外部气压成为负压。因此,在作为送风方式采用了排气方式的场合下,作为形成使身体平行风流通的空间的方法,不能如前述第一实施方式所述那样采用利用送风装置所产生的空气压力的方法。一般而言,在作为送风方式采用了排气方式的场合下,如果送风装置所产生的空气流量大于6升/秒,则尽管还要看空气导向装置的特性(比如硬度及重量)及形状,但外气压与衣料内的压力之差增大,从而极难确保用于使身体平行风流通的空间。
在第七实施方式中,为了确保用于使身体平行风流通的空间,在衣料部200上安装了面状隔撑90。具体而言,面状隔撑90被安装于衣料部200的内面侧的与送风装置500、500对应的部分、以及处于其上侧的部分。该面状隔撑90用于在衣料部200与身体(内衣)之间确保使空气流通的空间。要求面状隔撑90具有较小的空气阻力。此外,面状隔撑90还起到耐压隔撑的作用。因此,作为面状隔撑90,可以采用与耐压隔撑80同样结构的隔撑。尤其是,作为被安装于不必具有耐压性的腹部及胸部所对应的衣料部200上的面状隔撑90,最好采用轻质而又柔软的隔撑。
面状隔撑90缝制于衣料部200的内面侧、且与送风装置500、500对应的部分,以及处于其上侧的部分。具体而言,首先,将面状隔撑90配置在衣料部200的规定位置,使得面状隔撑90的网状片与衣料部200的内面相对。可以利用比如缝纫机等,将面状隔撑90缝制到衣料部200的内面上。此时,希望只将面状隔撑90的端部缝制到衣料部200上。这样,可以易于进行面状隔撑90的缝合作业,并且在空调衣服7的外观上,可以难以见到该针脚。
此外,面状隔撑90不必是连续的一个隔撑,为了便于缝合等,也可以分割成若干个。面状隔撑90不必一定既安装于衣料部200中与送风装置500、500对应的部分又安装于其上侧的部分,也可以安装到所要求的位置上。
这样,当穿用缝合有面状隔撑90的空调衣服7时,面状隔撑90的凸部便与身体(内衣)的表面接触,从而在衣料部200与身体(内衣)之间,可确保用于使空气流通的空间。因此,当驱动送风装置500、500时,外部空气便从空气流通部40、40、40、40a流入衣料部200与身体(内衣)之间的空间内,并进行流动,使得作为身体平行风来包围上半身,并从送风装置500、500向外部排出。
如上所述,第七实施方式的空调衣服,可促进迟效发汗的蒸发,且可防止内衣产生汗臭。
[第八实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第八实施方式。图23A是本发明第八实施方式的空调衣服的概略主视图,图23B是该空调衣服的概略后视图。在第八实施方式中,对于具有与第七实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第八实施方式的空调衣服8如图23所示,具有:衣料部210;开闭装置31a;拆装装置33;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置500、500;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及面状隔撑90、90。前述空调衣服8主要作为体重为10~15kg左右的幼儿穿用的衣服(幼儿用衣服)来使用。这里,该空调衣服8的主要规格在图6的表格中集中表示。
第八实施方式的空调衣服8与第七实施方式的空调衣服7的主要不同点在于:空调能力为50W、可将衣料部210分离成上下二部分。其它方面与前述第七实施方式相同。
接下来,详细说明第八实施方式的空调衣服8的特征点。
第八实施方式中,由于穿用者是幼儿,体重较轻,而且其发热量较少,因而使空调衣服8的空调能力为50W。与此相伴,作为送风装置500、500,采用可以以1.4升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,二个送风装置500、500的功耗约为0.3W。作为送风装置500、500,采用风扇直径为25mm的送风装置。二个送风装置500、500的风扇总有效面积为7cm2
由于幼儿易于弄脏衣服,因而考虑到洗涤的方便性,构成为可将衣料部210分离成上下二部分。这里,将衣料部210的上部分称为上衣料部210a,将下部分称为下衣料部210b。
上衣料部210a与第七实施方式的衣料部同样地构成。即,上衣料部210a中,用低透气性的布形成的部分(腕部及下部)起着空气导向装置的作用,而用高透气性的布形成的部分(上部)则成为空气流通部40a。另一方面,下衣料部210b起到空气导向装置的作用。尤其是,作为下衣料部210b的材料,采用比如乙烯片。由此,在下衣料部210b沾污了的场合下,通过擦拭污垢,可容易地除去该污垢。
下衣料部210b安装有:二个送风装置500、500;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示);以及面状隔撑90。
利用拆装装置33将上衣料部210a与下衣料部210b彼此安装起来。作为该拆装装置33,可以采用比如拉链或搭链。这样,上衣料部210a与下衣料部210b可容易地拆装。在洗涤空调衣服8的场合下,可以取下上衣料部210a与下衣料部210b,从而对上衣料部210a进行通常的洗涤,而根据需要对下衣料部210b擦去污垢。可以认为下衣料部210b还起到第二实施方式中说明的组合束带的作用。
[第九实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第九实施方式。图24A是本发明第九实施方式的空调衣服的概略主视图,图24B是该空调衣服的概略后视图。在第九实施方式中,对于具有与第一及第二实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第九实施方式的空调衣服9如图24所示,具有:衣料部20;开闭装置31;下部空气泄漏防止装置32;六个空气流通部40、40、40、40b、40b、40b;一个送风装置50;电源装置61a;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。前述空调衣服9主要作为重劳动作业用作业服(重度作业用衣服)来使用。这里,该空调衣服9的主要规格在图7的表格中集中表示。
第九实施方式的空调衣服9与第一实施方式的空调衣服1的主要不同点在于:空调能力为2000W;只设置了一个送风装置50;作为空气流通部,除了上部开口部40、40、40之外,还设有三个辅助开口部40b、40b、40b;以及作为电源装置61a采用了燃料电池。在第九实施方式中,在衣料部20的内面侧、且与两肩对应的部分,像第二实施方式那样,设有局部隔撑70、70。其它方面与前述第一实施方式相同。
接下来,详细说明第九实施方式的空调衣服9的特征点。
由于第九实施方式的空调衣服9在重度作业时使用,因而将空调能力提高至2000W。与此相伴,作为送风装置50,使用可以以60升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,送风装置50的功耗约为20W。
由于该送风装置50所要求的送风能力很高,因而实际使用的送风装置50的风扇直径较大,而且重量也较重。比如,送风装置50的风扇直径至少为100mm。实际上,在第九实施方式中,作为送风装置50使用风扇直径为150mm、风扇总有效面积为150cm2的送风装置。因此,将送风装置50安装到衣料部20上,只由衣料部20来承受送风装置50的重量,将产生送风装置50容易从衣料部20上脱落等各种问题。为此,在第九实施方式中,对送风装置50的安装方法下了一番功夫。
具体而言,在衣料部20的脊背中央部设置一个大的孔部,并在该孔部内安装送风装置50。这里,送风装置50的结构、拆装方法,基本上与第一实施方式所述相同。这样,在第九实施方式中,在送风装置50中,设置用于背负它的背负带(背负装置)56。穿用者将该背负带56固定到肩上来背负送风装置50。由此,送风装置50的重量不只由衣料部20来承受,而且还可由穿用者的肩来承受,因而送风装置50不容易从衣料部20上脱落。此外,作为背负装置,不必一定采用从衣料部20的外部来支撑送风装置50的重量的装置,背负装置也可以安装到衣料部20的内部,或者也可以缝到衣料部20的内面上。
将送风装置50安装到衣料部20的背部,而且作为送风装置50采用可产生至少以10升/秒的流量来流动的空气的送风装置,由此,可获得作为站立作业用的作业服是极合理的空调衣服9。尤其是,只将一个送风装置50安装到衣料部20的与脊背对应的部分,而且作为送风装置50采用在衣料部20与身体或内衣之间所产生的空气的流量至少为15升/秒的送风装置,由此,可以以最低的成本来制作站立作业用的以实用为中心的作业服。此外,为了在衣料部20与身体或内衣之间流动15升/秒流量的空气,送风装置50的风扇直径至少需要60mm。
为了在衣料部20与身体或内衣之间的空间内流动大量的身体平行风,必须能使与此对应的数量的空气向外部流出。因此,在第九实施方式中,作为空气流通部,除了上部开口部40、40、40之外,还设有三个辅助开口部40b、40b、40b。三个辅助开口部40b、40b、40b,分别设置于衣料部20的前侧左部、前侧右部及脊背上部。前述辅助开口部40b形成为:在比如衣料部20的规定部位处开孔,并将透气性良好的材料缝制到衣料部20上,使得堵塞该孔。这里,作为透气性较大的布采用比如网状片材。
在第九实施方式中,作为电源装置61a,采用了燃料电池。这是因为,由于送风装置50送出大量的空气,送风装置50的功耗较大,因而采用普通电池是不实用的。对于燃料电池而言,由于瞬间流过的电流相对于其容量较小,因而在需要瞬间流通大电流的场合下,有必要并用大容量的电容器等,但由于在空调衣服9中不必瞬间流通大电流,因而燃料电池用作空调衣服9的电源是很合适的。
第九实施方式的空调衣服,由于送风装置所产生的空气流量为60升/秒,因而第九实施方式的空调衣服适用于穿用者从事重度作业的场合。
[第十实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十实施方式。图25A是本发明第十实施方式的空调衣服的概略主视图,图25B是该空调衣服的概略后视图。在第十实施方式中,对于具有与第二实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十实施方式的空调衣服10如图25所示,具有:衣料部220;开闭装置31;五个空气流通部40、40、40、40c、40c;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋(收容装置)63;组合束带640;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。前述空调衣服10适用于外衣与裤子连成一体的作业用衣服(连体型衣服)。这里,该空调衣服10的主要规格在图7的表格中集中表示。
第十实施方式的空调衣服10与第二实施方式的空调衣服2的主要不同点在于:衣料部220不仅覆盖上半身,而且还覆盖下半身;空调能力为500W;将电源装置61安装到胸袋的背面侧;以及在衣料部220的内面侧、且与腰对应的位置上,自由拆装地安装用于安装送风装置50、50的组合束带640。其它方面与前述第二实施方式相同。
接下来,详细说明第十实施方式的空调衣服10的特征点。
在第十实施方式中,由于将空调衣服10应用于所谓的连体型衣服,因而衣料部220不仅覆盖上半身,而且还覆盖下半身。因此,在下半身也流通身体平行风,除了头部以上之外,身体表面的几乎大部分均可由身体平行风来包围。在该场合下,除了上部开口部40、40、40之外,裤腿底端的开口部40c、40c也成为空气流通部。前述空调衣服10的空调面积率约为80%。在图25中,箭头表示空气的流出方向。
由于下半身也流通身体平行风,因而将空调衣服10的空调能力增强到500W。与此相伴,作为送风装置50、50采用可以以14升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。这里,二个送风装置50、50的功耗约为3W。此外,作为送风装置50、50,采用风扇直径为70mm的送风装置。二个送风装置50、50的风扇总有效面积为62cm2
在衣料部220的外面侧的左上部设有胸袋。在第十实施方式中,在衣料部220的内面侧、且与胸袋对应的位置,安装有电源袋63。这样,在电源袋63内,收容作为电源装置61的二次电池。此时,使电源袋63的尺寸等于或小于胸袋的尺寸,并将电源袋63缝制到衣料部220上。因此,电源袋63的针脚可由胸袋来遮盖,因而具有从外部见不到该针脚的优点。此外,由于胸袋通常用来收容物品,因而,即使在设置于胸袋背面侧的电源袋63中收容电源装置61,穿用者也不会感到不适。此外,当更换电源装置61时,只需稍微开启作为开闭装置31的拉链,便可以简单地更换电源装置61。此外,电源袋的安装位置越向下,在更换电源装置61时,必须越向下开启拉链。不仅是拉链,即使在采用了纽扣及其它开闭装置的场合下也同样如此。
接下来,对组合束带640进行说明。组合束带640,是用于安装二个装置50、50及电源电缆62的带状部件。该组合束带640的目的与第二实施方式所用的组合束带基本相同。然而在第十实施方式中,由于电源装置61被收容于设在衣料部220的胸部的电源袋63内,因而未安装在组合束带640上。作为组合束带640的基片,采用了低透气性材料,因此,与第二实施方式所用的组合束带的结构上的主要不同之处在于,前述基片还起到空气导向装置的作用。此外,第十实施方式的空调衣服10在洗涤时,可以从衣料部220上取下组合束带640及收容于电源袋63内的电源装置61,然后对空调衣服10进行洗涤。
[第十一实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十一实施方式。图26A是本发明第十一实施方式的空调衣服的概略主视图,图26B是该空调衣服的概略后视图。在第十一实施方式中,对于具有与第二实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十一实施方式的空调衣服11如图26所示,具有:衣料部230;开闭装置31b;下部空气泄漏防止装置32;三个空气流通部40、40、40;20个送风装置50;电源装置61a;电源电缆62;组合束带64;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。前述空调衣服11主要适用于女性穿用的、在透气性良好的时尚性衣服之内穿用的中层衣服(中层穿用衣服)。这里,该空调衣服11的主要规格在图7的表格中集中表示。
第十一实施方式的空调衣服11与第二实施方式的空调衣服2的主要不同点在于:空调衣服11是没有袖子的无袖型;作为开闭装置31b采用了搭链;在组合束带64上安装了20个送风装置50;以及作为电源装置61a采用了燃料电池。其它方面与前述第二实施方式相同。
由于在第十一实施方式的空调衣服11外,一般穿用透气性良好的衣服,因而需要不损害前述衣服的外观美感。因此,作为送风装置50,采用厚度较薄的小型装置。具体而言,作为所采用的送风装置50,希望厚度最大为6mm。由于小型送风装置50其单体的送风量较少,因而在组合束带64上分散安装合计20个送风装置50。一般而言,作为送风装置50,希望最少设置10个。此外,由于小型送风装置50的电机效率极差,因而为了获得所需流量的身体平行风,需要较大的功率。考虑到这一点,作为电源装置61a,采用了燃料电池。
实际上,在第十一实施方式中,作为20个送风装置50,采用了可以流动6升/秒流量的身体平行风的送风装置。各送风装置50的风扇直径为20mm,20个送风装置50的风扇总有效面积为45cm2。这里,20个送风装置50的功耗约为8W。空调衣服11的空调能力约为200W。此外,该空调衣服11的空调面积率约为30%。
[第十二实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十二实施方式。图27A是本发明第十二实施方式的空调衣服的概略主视图,图27B是该空调衣服的概略后视图,图28是该空调衣服所用的送风装置的说明图。在第十二实施方式中,对于具有与第七实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十二实施方式的空调衣服12如图27所示,具有:衣料部200;开闭装置31a;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置50、50;电源装置61b;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及面状隔撑90。前述空调衣服12,是在需要穿用外衣的季节、在外衣与身体或内衣之间穿用的中层衣服,适用于以调节体温为目的来穿用的衣服(温度调节用衣服)。这里,该空调衣服12的主要规格在图7的表格中集中表示。
第十二实施方式的空调衣服12与第七实施方式的空调衣服7的主要不同点在于:空调衣服12在外衣之内穿用;作为送风装置50、50,采用侧流风扇,并将前述送风装置50、50安装到衣料部200的外面侧;以及作为电源装置61b采用了一次电池。此外,所采用的送风装置50、50,可以以1.4升/秒的流量来流动身体平行风。各送风装置50的风扇直径为35mm,二个送风装置50、50的风扇总有效面积为15cm2。并且,二个送风装置50、50的功耗约为2W。空调衣服12的空调能力约为50W,其空调面积率约为30%。其它方面与前述第七实施方式相同。
接下来,对第十二实施方式的空调衣服12的特征点作以详细说明。
在寒冷季节,为了防寒需要加厚衣物。在穿用外衣的场合下,当为了不误电车及汽车等而快跑赶车时,会暂时大量发热,而且体温上升,根据情况有时也会渗出液状汗液。在该状态下,如果乘坐满员的交通工具,尽管太热而想脱掉外衣,但有时由于人多而无法脱衣,因而只好忍受酷热的折磨。第十二实施方式的空调衣服12就是用于这种状况的衣服。即,只有当穿用者感到酷热时,在空调衣服12与身体或内衣之间暂时流通身体平行风,由此来增大身体表面附近的温度梯度,从而对身体进行冷却,并且通过使身体产生的汗液与身体平行风相接触,来使身体产生的汗液汽化,利用在该汽化时从周围吸收汽化热的作用来冷却身体。此外,对于前述温度调整用空调衣服12而言,为了获得充分的冷却效果,送风装置50、50也需要产生以穿用者的每公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的身体平行风。实际上,作为送风装置50、50希望采用可以以至少0.5升/秒的流量来流动身体平行风的送风装置。
在第十二实施方式中,作为送风装置50、50,采用图10所示的侧流风扇。并且如图28所示,将送风装置50、50安装到衣料部200的外侧。因此,在外衣与衣料部200之间,产生与送风装置50的厚度相对应的间隔h的空间。当向送风装置50、50供电后,送风装置50、50便吸入在衣料部200与身体或内衣之间的空间内流动的空气,并在衣料部200与外衣之间的空间内沿着衣料部200的表面在大致平行的方向排出。由此,可以使在衣料部200与身体或内衣之间的空间内存在的被体温加热了的空气与外部气体相交换。这里,温度调整用空调衣服12,需要将在衣料部200与身体或内衣之间的空间内流动的空气,向衣料部200与外衣之间的空间排出,因而送风装置50需要具有较高的送风能力。具体而言,所采用的送风装置50,最好具有下列送风压力特性:最大静压(maximum static pressure)、即流量为零时的压力处于30Pa至300Pa的范围内。
对于第十二实施方式的空调衣服而言,穿用者可以只在感到酷热时才接通电源开关来冷却自己的体温。
[第十三实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十三实施方式。图29A是本发明第十三实施方式的空调衣服的概略主视图,图29B是该空调衣服的概略后视图,图29C是该空调衣服所用的下部空气泄漏防止装置的说明图。在第十三实施方式中,对于具有与第一及第二实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十三实施方式的空调衣服13如图29所示,具有:衣料部20;下部空气泄漏防止装置32a;三个空气流通部40、40、40;二个送风装置50、50;电源装置61;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及局部隔撑70、70。前述空调衣服13,适用于像T恤衫那样在前部没有开闭装置的日常衣服。以下,也将该衣服称为“T恤衫型衣服”。该空调衣服13的主要规格在图8的表格中集中表示。
第十三实施方式的空调衣服13与第一实施方式的空调衣服1的主要不同点在于:未设有开闭装置;采用带状布料作为下部空气泄漏防止装置32a;在衣料部20的与两肩对应的部分设有局部隔撑70、70。此外,所采用的送风装置50、50,可以以12升/秒的流量来流动身体平行风。各送风装置50的风扇直径为60mm,二个送风装置50、50的风扇总有效面积为45cm2。这样,二个送风装置50、50的功耗约为2.5W。空调衣服13的空调能力约为400W,其空调面积率约为35%。其它方面与前述第一实施方式相同。
由于空调衣服13未设有开闭装置,因而穿用者从头部来套穿空调衣服13。从头部套穿的T恤衫等的底襟部通常不塞入裤子内,而以底襟向外下垂的状态来穿用。考虑到这种T恤衫型衣服的穿用状态,在第十三实施方式中,作为下部空气泄漏防止装置32a,不采用在衣料部20的底襟处加入橡胶的装置,而是采用在带状布料中加进有伸缩性的部件比如橡胶的装置。具体而言,前述下部空气泄漏防止装置32a,由带状布料及伸缩性部件来组成。并且,如图29C所示,在衣料部20的内面侧、且位于衣料部20的底襟部附近的位置,沿着腰身方向来缝制带状布料。另外,在带状布料的身体侧的端部,加入伸缩性部件,用于形成褶裥。这样,当穿用空调衣服13时,加入了伸缩性部件的带状件的端部,将与身体、内衣或衣服紧密接触。因此,前述空调衣服13,即使以底襟松散下垂的状态来穿用,也可以由下部空气泄漏防止装置32a来防止空气从底襟部向外部泄漏。
[第十四实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十四实施方式。图30A是本发明第十四实施方式的空调衣服的概略主视图,图30B是该空调衣服的概略后视图,图31是该空调衣服的电路部的概略方框图。在第十四实施方式中,对于具有与第五实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十四实施方式的空调衣服14如图30及图31所示,具有:衣料部200;开闭装置31a;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置50、50;电源装置61a;电源电缆62;电源袋63;电源开关(未图示)及耐压隔撑80;二个电源供给用接头111、112;五个传感器121、122、123、124、125;以及电路部130。这里,各送风装置50的风扇直径为60mm,二个送风装置50、50的风扇总有效面积为45cm2。该空调衣服14的空调面积率约为40%。前述空调衣服14附加有利用了信息处理、通信技术等的各种功能。以下,将这种附加有各种功能的衣服也称为“高功能型衣服”。该空调衣服14的主要规格在图8的表格中集中表示。
第十四实施方式的空调衣服14与第五实施方式的空调衣服5的主要不同点在于:作为电源装置61a采用了燃料电池;以及具有向其它装置供电的功能、自动调整身体平行风的流量的功能、作为健康管理服的功能、因特网通信功能等各种功能。其它方面与前述第五实施方式相同。
接下来,详细说明第十四实施方式的空调衣服14所具有的前述各功能。
首先说明向其它装置供电的功能。在第十四实施方式中,作为电源装置61a采用了燃料电池。在衣料部200的内面侧,配有多个用于将电源装置61a的电力提供给各部的电源电缆62。这里,作为电源电缆62,采用了耐洗涤而且具有耐水性的电缆。具体而言,分别用电源电缆62将电源装置61a与各电源供电用接头111、112,电源装置61a与电路部130,电路部130与各送风装置50、50连接起来。经由电路部130向各送风装置50、50提供电源装置61a的电力。
电源供给用接头111,是用于向便携电话等供电的接头,被安装于胸袋的内部。比如将便携电话装入胸袋内,并使便携电话的电池充电用接头与电源供给用接头111相接触,由此可以对便携电话的电池进行充电。电源供给用接头112,是用于向采用了原理与本发明的空调衣服同样的空调帽及空调安全帽供电的接头。通过使空调帽及空调安全帽上设置的规定接头与电源供给用接头112相连接,可以向空调帽子及空调安全帽上设置的送风装置供给电源装置61a的电力。因此,在该场合下,在空调帽子及空调安全帽中不必设置电源装置。
接下来,对空调衣服14所具有的、对身体平行风的流量进行自动调整的功能进行说明。如图31所示,空调衣服14安装有五个传感器121~125。即,体温传感器(体温检测装置)121;脉搏传感器(脉搏检测装置)122;温度传感器123;湿度传感器124及GPS传感器125。体温传感器121用于检测穿用者的体温,脉搏传感器122用于检测穿用者的脉搏。体温传感器121及脉搏传感器122安装于靠近身体的规定位置上。温度传感器123用于检测外部气体温度,湿度传感器124用于检测外部气体的湿度。温度传感器123及湿度传感器124安装于衣料部200的外侧。GPS传感器125用于检测位置信息。这些各传感器121~125所获得的检测结果被送给电路部130的运算装置。以下,将体温传感器121及脉搏传感器122统称为“体况传感器(体况检测装置)”,并将温度传感器123及湿度传感器124统称为“环境传感器”。
电路部130如图31所示,具有:输入接口131;存储装置132;运算装置133;风扇控制装置(驱动控制装置)134;通信装置135及输出接口136。
作为输入接口131,有比如键盘用的输入端子。穿用者在比如穿用空调衣服14之前,将该输入端子与键盘相接,从而可利用该键盘来输入各种信息。在存储装置132中,存储有穿用者的个人信息。作为个人信息,比如有身高、体重、健康状况下的体温、脉搏、血型及当日体况等。穿用者也可以利用键盘来输入这些信息。此外,在存储装置132中,除了前述信息之外,还可以存储穿用者的住址、电话号等各种信息。
通信装置135,在与外部接收装置之间,对与各种传感器121~125所检测出的体况等相关的数据进行收发。作为输出接口136,具有比如扬声器用的音频输出端子。这样,穿用者可以从扬声器来收听音频等。
运算装置133,基于体况传感器及环境传感器所获得的检测结果,预测人体根据此时的状况来进行适当的散热所需的发汗量,并算出使该发汗量全部汽化所需的身体平行风的流量。运算装置133所获得的运算结果被送给风扇控制装置134。运算装置133还起到进行各部控制的控制装置的作用。
风扇控制装置134,基于运算装置133所算出的身体平行风的流量来确定送风装置50、50的驱动条件,并根据所确定的该驱动条件来控制送风装置50、50的驱动。这里,作为送风装置50、50的驱动条件,采用比如电机的转数。这是因为如果电机的转数被确定,则身体平行风的流量也将确定。具体而言,风扇控制装置134通过改变提供给送风装置50的电压来控制送风装置50的转数。在该场合下,在电源装置61a与送风装置50、50之间,最好设置可改变输出电压的DC-DC转换器(DC-DC转换装置)。风扇控制装置134通过控制DC-DC转换器来改变对送风装置50、50提供的电量,从而控制送风装置50、50所产生的空气流量。通过采用DC-DC转换器,具有可以不增大功耗地控制送风装置50的转数的优点。因此,第十四实施方式的空调衣服14,可以根据穿用者的体况及外部气体温湿度,自动地向衣料部200内流入适量的空气。此外,作为DC-DC转换器,也可以采用比如在对输出电压进行了PWM调制后用电容器进行整流的装置。
在第十四实施方式中,所采用的送风装置50、50,可以以最大47升/秒的流量来流动身体平行风。当以前述最大流量来流动身体平行风时,二个送风装置50、50的功耗为40W。此外,空调衣服14的空调能力最大为1500W。
根据前述身体平行风的特性,即使流过流量大于等于使汗液汽化所需的流量的身体平行风,也不会影响生理冷却器。然而,如果身体平行风的流量总是保持恒定,则空调能力将保持恒定。因此,即使身体生理上所需的散热量较少,送风装置50、50的功耗也是恒定的,因而其结果是,能驱动送风装置50、50的时间因对电源装置61a补充一次燃料而缩短。这一点,在作为电源装置采用了二次电池的场合下也同样。因此,第十四实施方式的空调衣服14,由于可以根据身体此时的生理所需散热量来自动地控制身体平行风的流量,因而不仅可以抑制燃料(或电池)的浪费,而且还可以延长送风装置50、50的寿命。
一般在进行办公室工作等轻度作业的环境下,周围的噪音较小,而在进行重度劳动的环境下,周围噪音较大。第十四实施方式的空调衣服14,根据身体生理所需的散热量来自动控制身体平行风的流量,由此,在办公室等周围安静的环境下穿用空调衣服14的场合下,送风装置50、50的转数较低,送风装置50、50所产生的噪音较小,因而穿用者本人及周围的人不会感到空调衣服14有噪音。而在从事重度劳动的环境下穿用空调衣服14时,尽管送风装置50、50的转数增大,送风装置50、50所产生的噪音也加大,然而由于周围的噪音也大,所以空调衣服14的噪音不会引起大的问题。
此外,如果仅仅采用体况传感器及环境传感器的检测结果,则有时不能正确预测根据身体此时的状况来进行适当的散热所需的发汗量。这是因为身体因作业状况不同而在生理上所需的散热量存在个体差异。在这种场合下,除了体况传感器及环境传感器的检测结果之外,运算装置133最好还利用存储装置132所存储的体重及当日的体况等其它的穿用者的个人信息,来预测发汗量。由此,运算装置133可以精确且细致地确定根据身体此时的状况来进行适当的散热所需的发汗量。
接下来,对空调衣服14所具有的作为健康管理衣服的功能进行说明。为了实现该功能,运算装置133还进行下列处理。即,运算装置133基于体况传感器所检测出的体温、脉搏来判断该体温或脉搏是否处于各自的规定的基准范围内,当判断出该体温或脉搏处于基准范围之外时,与输出接口136相接的扬声器产生规定的警告。由此,穿用者可以立刻知晓自己的体温或脉搏发生了问题。这里,体温及脉搏的基准范围的信息预先存储在存储装置132内。
当运算装置133基于体况传感器所检测出的体温、脉搏,判断该体温或脉搏是否处于各自的规定的基准范围内时,如果判断出比如该脉搏大于等于规定的异常值,则基于体况传感器所获得的检测结果来生成关于体况的信息,并向通信装置135送出。该异常值预先存储于存储装置132内。通信装置135将该关于体况的信息发送给外部的接收装置。这里,接收装置被设置于比如穿用者经常就诊的医院内。在前述“关于体况的信息”中,不仅包含体况传感器所检测出的体温、脉搏(体况),而且还包含GPS传感器125所检测出的位置信息、以及存储装置132所存储的穿用者的个人信息。尤其是,通过在“规定的信息”中含有GPS传感器125所检测出的位置信息,设有接收装置的医院的负责人员可以基于该位置信息来特定穿用者的住处。因此,当穿用者陷入健康上的紧急状态后,可以迅速联系急救车等前往穿用者(患者)的住处。
作为体况传感器,除了体温传感器121及脉搏传感器122之外,还可以采用用于检查心脏状态的传感器等各种传感器。通过在空调衣服14上附加各种体况传感器,可以进一步提高空调衣服14所具有的作为健康管理服的功能。
接下来,对空调衣服14所具有的因特网通信功能进行说明。在通信装置135中,附加有与因特网连接来进行通信的功能。在穿用者利用因特网通信功能的场合下,使输入接口131与键盘等输入装置相接,并使输出接口136与用于输出通过因特网下载的信息的输出装置相接。比如,可以通过键盘操作,通过因特网来下载想听的音乐,并从扬声器输出该音乐。这里,也可以不在空调衣服14上安装扬声器,而将输出接口136的耳机用音频输出端子与耳机相接,通过耳机来收听音乐。此外,可以在输出接口136上设置视频输出端子,并使该视频输出端子与眼镜式显示装置相接,由此,穿用者可以通过佩戴该眼镜式显示装置来观看所下载的图像。此外,最好在输入接口131上设置语音输入装置用端子,由此取代键盘,利用语音输入装置,通过语音来进行输入。由此,穿用者可以容易地进行输入作业,因而易于进一步活用空调衣服14的因特网通信功能。
第十四实施方式的空调衣服,其运算装置可基于穿用者的体温及外部气体的温湿度来算出人体此时的生理所需的散热量,并与该散热量对应地自动控制身体平行风的流量。因此,通过穿用前述空调衣服,不论穿用者是何种体型之人,也不论从事何种内容的作业,穿用者均可以获得适于自己的冷却效果。
在前述第十四实施方式中,对作为体况传感器采用了体温传感器及脉搏传感器的场合进行了说明,但是作为体况传感器,也可以只采用体温传感器。
在前述第十四实施方式中,对基于体况传感器及环境传感器所检测出的结果来预测发汗量,确定身体平行风的流量的场合进行了说明。然而,在采用体况传感器的场合下,必须将体况传感器安装到靠近身体的位置上,因而其安装有若干不便。为此,也可以不用体况传感器,而采用根据身体的动作来检测作业量的概算量的加速度传感器等作业量传感器(作业量检测装置)。前述作业量传感器不必一定安装到靠近身体的位置,也可以安装在空调衣服的任何位置上。在该场合下,运算装置基于作业量传感器及环境传感器的检测结果来预测人体根据此时的状况进行适当的散热所需的发汗量。
即使第十四实施方式的空调衣服不具备比如冷却身体的功能,但只要具备作为前述健康管理服的功能及因特网通信功能,则具有足够的使用价值。
[第十五实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十五实施方式。图32A是本发明第十五实施方式的空调衣服的概略主视图,图32B是该空调衣服的概略后视图,图33A是该空调衣服所用的送风装置的概略主视图,图33B是该送风装置的概略侧视图。图34A是用于说明穿用该空调衣服时的状态的图,图34B是用于说明穿用该空调衣服时束带部分的状态的图。在第十五实施方式中,对于具有与第五实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十五实施方式的空调衣服15如图32所示,具有:衣料部200;开闭装置31a;四个空气流通部40、40、40、40a;二个送风装置550、550;耐压隔撑80、800;遥控用发送器(远程控制用发送装置)140。前述空调衣服15是对第五实施方式的办公室用空调衣服5进行了改进的空调衣服。以下,将这种空调衣服15称为“办公室用改进型空调衣服”。该空调衣服15的主要规格在图8的表格中集中表示。
第十五实施方式的空调衣服15与第五实施方式的空调衣服5的主要不同点在于:用遥控用发送器140来进行各送风装置550、550的旋转控制;在衣料部200的内面侧、且与腰对应的位置上设置了耐压隔撑800。其它方面与前述第五实施方式相同。
接下来,详细说明第十五实施方式的空调衣服15的特征点。
在第十五实施方式中,作为送风装置550,采用所谓的混合风扇。该送风装置550的基本结构与图10及图11所示的送风装置50几乎相同,但是送风装置550除了具有送风装置50的各结构要素之外,如图33所示,与送风装置50的不同点在于,还具有:电源装置551;接收电路(接收装置)552;控制电路(控制装置)553。这里,在发送装置550的内部风扇护罩上,设有板状安放部555,电源装置551、接收电路552及控制电路553被安装于该安放部555上。
电源装置551用于向送风装置550供电。这里,作为电源装置551采用了电容器。由于电容器寿命极长,可在极短时间内充电,而且安全性高等,因而用作空调衣服的电源是非常合适的。接收电路552接收来自遥控用发送器140的信号。控制电路553基于接收电路552所接收到的信号来控制送风装置550的驱动。遥控用发送器140,起到调整送风装置550、550所产生的空气流量的流量调整装置的作用,具体而言,遥控用发送器140发送:指示送风装置550、550的通/断的信号、以及将送风量调整到规定量的信号。
这样,通过在送风装置550本身安装电源装置551,具有以下优点:不需要用电源电缆在电源装置551与送风装置550之间进行连接,而且在洗涤空调衣服15时,只要取下送风装置550、550即可。而且,穿用者可以对遥控用发送器140进行操作,简单地调整送风装置550、550所产生的空气的流量。
第十五实施方式的空调衣服15,在衣料部200的内面侧、且与腰对应的位置安装有耐压隔撑800。具体而言,在当将衣料部200的底襟塞入裤子的内侧时,至少在与裤子的腰带部对应的衣料部200的位置安装耐压隔撑800。该耐压隔撑800的结构,与安装于衣料部200的脊背部的耐压隔撑80的结构几乎相同。
通过设置前述耐压隔撑800,如图34所示,即使将衣料部200的底襟塞入裤子内并系紧裤子的腰带,衣料部200的底襟也不会与身体或内衣紧密接触,因而送风装置550、550所产生的一部分身体平行风经由耐压隔撑800而传送到下半身。因此,如果作为裤子的衣料采用了漏气较少的材料,则可使该裤子起到空气导向装置的作用,而且还可以将该裤子的底端部的开口部用作空气流通部。在该场合下,不仅在空调衣服15内,即使在该裤子内,也可流通身体平行风,因而可大幅改善空调面积率。在比如穿用者穿用了空调衣服15和作为空气导向装置的裤子时,空调面积率将提高约80%。
此外,耐压隔撑800不必一定安装在衣料部200的底襟部。如上所述,耐压隔撑800的作用是:通过用裤子的腰带等系紧躯干,避免衣料部200的底襟与身体或内衣紧密接触,确保空气向下半身流通的空间。因此,作为耐压隔撑800的安装方法,只要是在衣料部200与身体或内衣之间能存在耐压隔撑800,则可以采用任何方法。即,耐压隔撑800,也可以设置在当将衣料部200的底襟塞入裤子(下半身用衣服)的内侧时至少与裤子的腰带对应的位置。比如,也可以将耐压隔撑800安装到围腰子的外面。在该场合下,穿用者在穿用了该围腰子之后再穿用空调衣服15。由此,可以在衣料部200与围腰子之间确保空气的流通空间。
对于第十五实施方式的空调衣服而言,由于穿用者可以利用遥控用发送器来调整身体平行风的流量,因而不论穿用者的体型如何,也不论从事何种内容的作业,穿用者均可获得适于自己的冷却效果。
[第十六实施方式]
接下来,参照附图来说明本发明的第十六实施方式。图35A是本发明第十六实施方式的空调衣服的概略主视图,图35B是该空调衣服的概略后视图,图36A是从背面来观看该空调衣服所用的空调束带时的概略俯视图,图36B是用于说明该空调束带卷曲状态的图,图37是该空调衣服所用的送风装置的概略侧视图。在第十六实施方式中,对于具有与第一实施方式相同的功能的部分,附加同一符号,由此而省略详细说明。
第十六实施方式的空调衣服16如图35所示,具有:覆盖上半身的上部的上部衣料部260;覆盖上半身的下部的下部衣料部270;二个开闭装置31、31;二个拆装装置34、34;三个空气流通部40、40、40;以及空调束带150。前述第一至第十五为止的各实施方式中,按一般衣服的状态原样制造空调衣服,然而在第十六实施方式中,利用空调束带150将衣料部分成上下二个部分。以下,将第十六实施方式的空调衣服16也称为“空调束带型衣服”。该空调衣服16的主要规格在图8的表格中集中表示。
上部衣料部260从脐部开始覆盖上侧身体,下部衣料部270覆盖腰部。上部衣料部260及下部衣料部270起着空气导向装置的作用。因此,作为上部衣料部260及下部衣料部270的材料,采用漏气量较少的材料。此外,在上部衣料部260的前部及下部衣料部270的前部,分别设有作为开闭装置31、31的拉链。
上部衣料部260的下端通过拆装装置34自由拆装地安装在空调束带150的上端,下部衣料部270的上端通过拆装装置34自由拆装地安装在空调束带150的下端。这里,作为拆装装置34、34采用了拉链。将上部衣料部260及下部衣料部270安装到空调束带150上,由此完成空调衣服16。
空调束带150如图36所示,具有:带状基础部件(带状部件)151;二个送风装置560、560;风扇控制装置152;电源装置61;电源开关(未图示);流量调整装置(未图示);多个耐压隔撑153;搭链154a、154b。送风装置560、560;风扇控制装置152及电源装置61等电气部件,被安装于基础部件151的背面。
二个送风装置560、560被安装于基础部件151上的规定位置。送风装置560是一种所谓的螺旋桨风扇,如图37所示,具有:电机(未图示)、螺旋桨561、方向转换装置562、以及风扇护罩563。风扇护罩563内收容有电机、螺旋桨561及方向转换装置562。螺旋桨561将外部空气从螺旋桨561的旋转轴方向吸入,并在其吸入侧的相反侧,与旋转轴方向大致平行地送出空气。方向转换装置562对空气的流动方向进行转换,使得从螺旋桨561沿着其旋转轴方向取入的空气,向与该旋转轴方向大致正交的方向放射状地流动。比如作为方向转换装置562,可采用大致圆锥状的部件。因此,送风装置560、560可以吸入外部空气,并使所吸入的该空气在与身体表面大致平行的方向流动。此外,通过采用用于在螺旋桨561的下端与身体或内衣之间设置间隔的间隔保持装置,从螺旋桨561吸入的空气可以直接吹拂到身体或内衣上,由此改变空气的流向,但是该间隔保持装置也可以看作方向转换装置之一。作为将送风装置560安装到空调束带150上的方法,可以采用与第一实施方式所示的方法相同的方法。
所采用的送风装置560、560,可以以12升/秒的流量来流动身体平行风。各送风装置560的风扇直径为60mm,二个送风装置560、560的风扇总有效面积为45cm2。这里,二个送风装置560、560的功耗约为2.5W。
电源装置61向风扇控制装置152及送风装置560、560供电。风扇控制装置152,对由送风装置560、560产生的空气流量进行控制。未图示的流量调整装置,对送风装置560、560所产生的空气流量进行调整。作为流量调整装置,采用比如电位器。
各耐压隔撑153被安装于送风装置560、560,风扇控制装置152,以及电源装置61等各电气部件之间。耐压隔撑153用于在空调束带150与身体之间确保空气可流通的空间,其结构与图19所示的耐压隔撑80相同。
搭链154a被安装在基础部件151的背面的其长度方向的一个端部上,搭链154b被安装在基础部件151的表面的其长度方向的另一个端部上。这里,如果将搭链154a作为A面搭链,则与其贴合的B面搭链为搭链154b。因此,当将空调束带150卷绕到躯干上时,通过贴合搭链154a与搭链154b,能使空调束带150不从躯干上脱落。即,搭链154a、154b是束带保持装置,通过调整空调束带150的长度,使空调束带150围绕躯干。由于在基础部件151上安装有多个耐压隔撑153,因而,即使束紧空调束带150,也可以在空调束带150与身体之间确保空间。
在穿用第十六实施方式的空调衣服16的场合下,首先,将上部衣料部260及下部衣料部270安装到空调束带150上。接着,穿用者将手腕从上部衣料部260的袖子部中穿过。然后,将上部衣料部260的拉链拉紧,由此关闭上部衣料部260的前部,并且将下部衣料部270的拉链拉紧,由此关闭下部衣料部270的前部。最后,用搭链154a、154b贴合空调束带150的两端。这样便可穿用空调衣服16。这里,为了防止空气从下部衣料部270的底襟向外部泄漏,将下部衣料部270的底襟部塞入裤子等的内部。
当穿用者按压设于空调束带150上的电源开关(未图示)后,风扇控制装置152便向送风装置560、560供电,从而驱动送风装置560、560。由此从空调束带150来产生身体平行风,而且所产生的身体平行风在上部衣料部260及下部衣料部270与身体之间的空间内流动,并从空气流通部40、40、40向外部排出。空调衣服16的空调能力约为400W。
在第十六实施方式中,作为上部衣料部及下部衣料部,只要是能在上部衣料部及下部衣料部与身体或内衣之间流动身体平行风的形状,则可以是任意形状。此外,作为保持空调束带的方法,不限于搭链,也可以采用比如通常的束带保持件等的各种方法。此外,作为上部衣料部及下部衣料部的前部开闭装置,不限于拉链,只要漏气量较少而且可以可靠地结合,则可以采用任何方法。
此外,本发明不限于前述各实施方式,在其要旨范围内可进行各种变更。
在前述第一至第十六为止的各实施方式中,说明了各种用途的空调衣服。当然,本发明的空调衣服不限于这些空调衣服,也可以对前述各实施方式进行合理的组合。
在前述各实施方式中,也可以将流路设定装置设置到空气导向装置的内面,该流路设定装置用于在空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制设定空气流动路径。比如,作为流路设定装置,也可以采用海绵等轻量部件。通过设置该流路设定装置,可以进一步提高空调衣服的性能。
在前述各实施方式中,也可以将空气搅拌装置设置到空气导向装置的内面的任意位置,该空气搅拌装置用于使空气导向装置与身体或内衣之间的空间内的气流强制紊乱。比如,作为空气搅拌装置,也可以采用海绵等轻量部件。通过设置该空气搅拌装置,可以防止身体平行风成为层流。这是因为,当身体平行风成为层流后,身体平行风中与身体分离的、即在空气导向装置一侧流动的空气,几乎对汗液蒸发不起作用。
如果作为送风装置的送风方式采用吸气方式,而且身体平行风的流量较大且风压较高,则作为空气导向装置,不希望使用远离身体的形状。如果采用这样的形状的空气导向装置,则在空气导向装置与身体或内衣之间的空间内,在空气导向装置的附近,空气会作为层流来流动,因而几乎不对汗液蒸发起作用的无用空气增多。然而,在原本送风量较大的送风装置附近,即使空气导向装置远离身体或内衣,其一部分也会起到一种气包的作用,因而从外部向空调衣服内取入空气时的空气阻力减小。因此,在该场合下,使空气导向装置远离身体或内衣,送风量将增大,整个空调衣服的空调效率提高。
如上所述,空调衣服的空调能力依赖于空气的蒸发贡献率。空气的蒸发贡献率,随着衣料部的形状及空气搅拌装置的有无等而变化。当考虑这一点时,实际上,为了在前述各实施方式的空调衣服中实现与之对应的图5~图8所记载的空调能力,需要在衣料部与身体或内衣之间的空间内,流动该图所记载的空气流量从约80%至150%的流量范围内的空气。
接下来,对下列关系进行说明:即,在衣料部与身体或内衣之间的空间内产生的空气的流量与空气流通部的总有效截面面积的关系、以及送风装置的总有效截面面积(风扇总有效面积)与空气流通部的总有效截面面积的关系。
图38示意地表示:从送风装置经由空气导向装置与身体或内衣之间的空间(空气流通空间)到达空气流通部为止的空气流通路径。这里,考虑外部空气从送风装置流入空气流通空间内,并从空气流出部向外部流出的场合。图38所示的路径示出了穿用者接通送风装置的开关后,空气实际流通的路径。图38中,用S1表示风扇总有效面积,用S2表示空气流通空间内某个位置处的空气流通空间的总有效截面面积,用S3表示空气流通部的总有效截面面积。在作为比如送风装置采用了螺旋桨风扇的场合下,风扇总有效面积S1,是各送风装置的螺旋桨部面积的合计值,未构成螺旋桨风扇的送风装置的中央部的面积,不包含于风扇总有效面积S1内。空气流通部的总有效截面面积S3,是将该空气流通部的面积投影到与从空气流通部中通过的空气的流向垂直的平面上而获得的面积。这里,即使对于利用第五实施方式所述的高透气性的布来形成的空气流通部,也被加到空气流通部的总有效截面面积S3内。
如图38所示,一般情况下,对于空气流通空间的总有效截面面积S2而言,越远离送风装置越大,而越接近空气流通部越小。通常,空气流通部的总有效截面面积S3大于风扇总有效面积S1。即,在三个总有效截面面积S1、S2、S3之间,除了送风装置及空气流通部的附近区域之外,存在着S1<S3<S2这样的关系。
风扇总有效面积S1,大致等于在外观上露出的送风装置的面积,因而为了减小空调衣服外观上的不美观,不希望使风扇总有效面积S1过大。如果要增大空气流通部的总有效截面面积S3,则必须在空气导向装置上设置多个空气流通部。然而,这样一来,身体平行风在空气流通空间内流动的平均距离便会缩短,空气的蒸发贡献率降低。本发明人根据试验确认出,在空气导向装置上设置空气流通部的场合下,如果将空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气流量设为L升/秒,为了不使空气的蒸发贡献率过低,可以使空气流通部的总有效截面面积低于或等于20×L1/2cm2。这里,常数“20”是具有量纲的量,它与L1/2的积具有面积量纲。
在空气流量较小的场合下,比如在小于等于6升/秒的场合下,如图5~图8中风扇总有效面积栏所示,风扇总有效面积S1较小,实际上,除了送风装置及空气流通部的附近区域之外,存在着S1<S3<S2的关系。因此,在该场合下,空调衣服的外观不美感也会降低,而且不必增大空气流通部的总有效截面面积S3,因而不会降低空气的蒸发贡献率。
而如果要增大空气的流量,则需要增大风扇总有效面积S1。在该场合下,如果不增大空气流通部的总有效截面面积S3,则有时前述三个总有效截面面积S1、S2、S3之间的关系不成立。如果空气流通路的总有效截面面积S3明显小于风扇总有效面积S1,则必须大大增加送风压力,将产生功耗大增等问题。考虑到这一点,即使空气流通路的总有效截面面积S3小于风扇总有效面积S1,空气流通路的总有效截面面积S3也需要为风扇总有效面积S1的至少0.7倍。本发明人经试验确认,为了避免这样的问题,可以使空气流通部的总有效截面面积S3大于等于5×L1/2cm2。这里,常数“5”是具有量纲的量,它与L1/2的积具有面积量纲。
因此,对于空调衣服而言,如果将空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气流量设为L升/秒,则最好是空气流通部的总有效截面面积处于5×L1/2cm2~20×L1/2cm2的范围内。此外,希望空气流通部的总有效截面面积与风扇总有效面积(送风装置的总有效截面面积)之比至少为0.7。
对于本发明的空调衣服而言,如果考虑到节能、电池的连续使用时间(在二次电池的场合下,一次充电可使用的时间)及电池的成本及重量,则空调衣服的空调能力与送风装置的功耗之比越大越好。尤其是,在外部空气温度为33℃、湿度为50%、空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气流量至少为5升/秒的场合下,希望空调衣服的空调能力与送风装置的功耗的比率至少为50。此外,前述比率依赖于送风装置的电机效率及空气的蒸发贡献率等。
对于本发明的空调衣服而言,如果将空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气流量设为L升/秒,则作为所使用的送风装置采用具有以下送风压力特性的送风装置是实用的:最大静压、即流量为零时的压力处于5×L1/2帕斯卡~50×L1/2帕斯卡的范围内。这里,常数“5”及“50”是具有量纲的量,它们与L1/2的积具有压力量纲。因此,如果在空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气的流量小于等于10升/秒,则作为送风装置最好采用螺旋桨风扇,而如果流动空气流量大于10升/秒,则作为送风装置最好采用涡轮风扇。
接下来,对空气导向装置的通气性进行说明。如前述第一实施方式中的说明所示,当送风装置的送风方式是吸气方式,而且由送风装置产生的空气的流量较大时,送风装置附近的空气导向装置将会因外部压力与空气导向装置内的压力的压力差而膨胀,在空气导向装置附近形成所谓的“气包”。在形成有该“气包”的部分(气包部),从空气导向装置泄漏的空气的流量最大。这里,可以通过增大空气流通部的总有效截面面积等的空调衣服的设计,缩小该气包部的前述压力差。为了降低送风装置的功耗及噪声,减小送风装置的负担,需要减小该气包部的前述压力差。本发明人通过试验确认了:当将在空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气的流量设为L升/秒时,如果气包部的前述压力差为0.5×L帕斯卡左右,则可减小送风装置的负担。这里,常数“0.5”是具有量纲的量,它与L的积具有压力量纲。如果综合考虑该值与形成气包部的空气导向装置的面积,则在向空气导向装置加压、使气包部的前述压力差为10帕斯卡的场合下,如果每平方厘米在一秒内泄漏的空气的流量小于等于5cc,则可避免空气泄漏的问题。此外认为:在该压力区域内,前述压力差与泄漏空气的流量大致成比例。如果在空调衣服内流动的空气的流量的代表值为10升/秒、且形成气包部的空气导向装置的面积为300cm2,则气包部的压力差为5帕斯卡,因而在气包部泄漏的空气的流量为5×(5/10)×300=750cc/s。即,在一秒内有750cc的空气从气包部泄漏出去。此时,在气包部泄漏的空气的流量与10升/秒的空气流量之比为7.5%。此外,即使送风装置的送风方式是排气方式,也可同样考虑。
在前述第二、第八及第十一实施方式中所说明是,作为送风装置的拆装方式采用组合束带方式,并将电源装置配置在组合束带上的情况,但是根据空调衣服的使用目的,不一定将电源装置配置在组合束带上,比如也可以在裤子的腰带上安装电源装置。关于这一点,不限于采用了组合束带方式的空调衣服,其它空调衣服也同样,电源装置可以安装在任意之处。
此外,在使用本发明的空调衣服的场合下,希望准备多套除了电气部件之外的衣料部,而且电气部件只准备一套。通过在实际穿用的衣料部上安装该电气部件,可以每日欣赏颜色、方式、形状等各异的空调衣服。
工业可利用性
如上所述,对于本发明的空调衣服而言,作为送风装置可产生以穿用者的每公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气。因此,本发明的空调衣服可使身体产生的汗液迅速蒸发,可以扩大人体本来具有的生理冷却器有效发挥作用的范围,因而可适用于比如轻度作业用衣服、中度作业用衣服、雨天作业用衣服、生产线作业用衣服、办公室用衣服、野外用衣服、防臭用衣服、幼儿用衣服、重度作业用衣服等。

Claims (57)

1.一种空调衣服,其特征在于:具有
空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;
一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;
一个或多个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及
电源装置,用于向前述送风装置供电,
前述送风装置产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
2.一种空调衣服,其特征在于:具有
空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;
一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;
一个或多个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及
电源装置,用于向前述送风装置供电,
前述送风装置,使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围,而且具有下列空调能力:在外部空气温度为33℃、湿度为50%的场合下,身体产生的汗液从周围吸收的汽化热为穿用者的每一公斤体重至少340卡/小时。
3.一种空调衣服,其特征在于:具有
空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;
一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部;
一个或多个送风装置,用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内,并且强制产生空气流;以及
电源装置,用于向前述送风装置供电,
前述送风装置产生以至少2升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
4.一种空调衣服,其特征在于:具有
空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;
一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;
至少二个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及
电源装置,用于向前述送风装置供电,
前述送风装置安装于前述空气导向装置的脊背侧下部且接近侧腹的部位,产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
5.一种空调衣服,其特征在于:具有
空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;
一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部;
一个或多个送风装置,用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内,并且强制产生空气流;以及
电源装置,用于向前述送风装置供电,
前述送风装置安装于前述空气导向装置的背部,产生至少以10升/秒的流量来流动的空气,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,促进身体所产生的汗液汽化,扩大人体本来具有的生理冷却器功能有效发挥作用的范围。
6.一种在外衣之内穿用的空调衣服,其特征在于:具有
空气导向装置,用于覆盖身体的规定部位,并且在与身体或内衣之间的空间内,沿着身体或内衣的表面来引导空气;
一个或多个空气流通部,用于将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流动的空气排出到外部,或者用于将外部空气取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内;
一个或多个送风装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制产生空气流;以及
电源装置,用于向前述送风装置供电,
前述送风装置产生以穿用者的每一公斤体重至少0.01升/秒的流量来流动的空气,并且前述送风装置的最大静压至少为30帕斯卡,而且,前述送风装置使空气在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通,由此,增大身体表面附近的温度梯度来冷却身体,并且使身体产生的汗液蒸发,利用在该蒸发时汗液从周围吸收的汽化热来冷却身体。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气导向装置具有下列透气性:从整个前述空气导向装置向外部泄漏的空气的流量,与取入到前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内的空气的流量之比,至多为60%。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
由前述送风装置所产生的空气包围的身体部分的表面积,与整个身体的表面积之比,至少为大致10%。
9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的内面侧的规定位置设有局部隔撑,其用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间,局部性确保用于使空气流通的空间。
10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
前述送风装置是将从叶轮轴向吸入的空气向叶轮外周方向放射状送出的侧流风扇,安装于前述空气导向装置的内面侧的规定位置。
11.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:前述送风装置具有
螺旋桨;以及
方向转换装置,转换空气的流向,使得从前述螺旋桨沿着前述螺旋桨的旋转轴方向取入的空气,向与前述螺旋桨的旋转轴方向大致正交的方向放射状流动。
12.根据权利要求1、2、4、6所述的空调衣服,其特征在于:
前述送风装置将在前述空气导向装置与身体或内衣之间流动的空气排出到外部,产生以至多6升/秒的流量来流动的空气,而且,在前述空气导向装置的内面的规定部分设有面状隔撑,其用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间,确保用于使空气流通的空间。
13.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
前述送风装置安装于前述空气导向装置的内面侧。
14.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气流通部是在前述空气导向装置的规定端部形成的开口部。
15.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
将覆盖身体的规定部位的衣料中、用高透气性的布形成的部分用作前述空气流通部。
16.根据权利要求15所述的空调衣服,其特征在于:
整个前述衣料都是用高透气性的布来制作的,将前述衣料中、在其内侧层叠了低透气性的片状部件的部分用作前述空气导向装置,将未层叠前述片状部件的部分用作前述空气流通部。
17.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的规定部位开孔,并在前述空气导向装置上安装透气性良好的材料而封闭该孔,由此形成前述空气流通部。
18.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
设有开闭装置,开闭前述空气导向装置的前部,并且在关闭了前述空气导向装置的前部时,防止空气从该前部向外部泄漏。
19.根据权利要求18所述的空调衣服,其特征在于:
前述开闭装置是拉链或搭链。
20.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
作为开闭前述空气导向装置的前部的开闭装置,采用钮扣,而且在安装了前述钮扣的一侧的前述空气导向装置的端部设有延长部,该延长部用于扩大在系上了前述钮扣时所产生的前述空气导向装置的重合部分的面积。
21.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的底襟部设有空气泄漏防止装置,通过使该底襟部与身体、内衣或衣服紧密贴合,防止空气从该底襟部向外部泄漏。
22.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气导向装置具有其下部可覆盖穿用者的臀部及下腹部的长度。
23.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:设有空气泄漏防止装置,该空气泄漏防止装置具有
带状布料,沿着腰身方向缝合在前述空气导向装置的内面侧、且位于前述空气导向装置的底襟部附近的位置;以及
伸缩性部件,放入到前述带状布料的身体侧的端部,
放入了前述伸缩性部件的前述带状布料的端部与身体、内衣或衣服紧密贴合,由此防止空气从前述空气导向装置的底襟部向外部泄漏。
24.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
作为前述空气导向装置的材料,采用了实质上不透气的材料。
25.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
作为前述空气导向装置的材料,采用了100%聚酯材料或含有大于等于80%聚酯的混纺材料。
26.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
作为前述空气导向装置的材料,采用了不吸收雨水的材料。
27.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
对前述空气导向装置实施了防水加工或不沾水加工。
28.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的内面,设有空气搅拌装置,用于强制扰乱前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内的空气流。
29.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的内面,设有流路设定装置,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内强制设定空气流通的路径。
30.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的内面侧、且与设置于前述空气导向装置的外面侧的衣袋对应的位置,安装有用于收容前述电源装置的收容装置。
31.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
作为前述电源装置采用二次电池,并且利用太阳能电池对前述二次电池充电。
32.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
作为前述电源装置采用了燃料电池。
33.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
作为前述电源装置采用了电容器。
34.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
前述电源装置是工业电源,利用DC转换装置,将来自前述工业电源的交流电压转换成直流电压,并将该转换后的直流电压提供给前述送风装置。
35.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气导向装置形成为覆盖上半身、并且覆盖除了面部之外的头部的形状。
36.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气导向装置形成为覆盖上半身及下半身的形状。
37.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的内面侧、且与腰对应的位置设有隔撑,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间确保用于使空气流通的空间。
38.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的内面侧、且与脊背对应的部分设有隔撑,用于在前述空气导向装置与身体或内衣之间确保用于使空气流通的空间。
39.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置的规定位置,安装有至少十个厚度最大为6mm的前述送风装置。
40.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
具有用于安装前述送风装置及前述电源装置的带状部件,而且前述空气导向装置包括:覆盖上半身的上部的上部空气导向装置、以及覆盖上半身的下部的下部空气导向装置,前述上部空气导向装置的下端自由拆装地安装在前述带状部件的上端,前述下部空气导向装置的上端自由拆装地安装在前述带状部件的下端。
41.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
前述送风装置自由拆装地安装在前述空气导向装置的规定位置。
42.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
具有用于安装前述送风装置的带状部件,前述带状部件自由拆装地安装在前述空气导向装置的内面侧的规定位置。
43.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气导向装置构成为可分离成上下二个部分,前述送风装置安装在前述空气导向装置的下部。
44.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
具有用于安装前述送风装置的带状部件,前述带状部件自由拆装地安装在前述空气导向装置的内面侧、且与腰对应的位置。
45.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
具有远程控制用发送装置,发送指示前述送风装置通/断的信号,
而且,前述送风装置上设有:
前述电源装置;
接收装置,接收来自前述远程控制用发送装置的信号;以及
控制装置,基于前述接收装置所接收到的信号来控制前述送风装置的驱动。
46.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:具有
检测穿用者的体温的体温检测装置、或者检测与穿用者的动作对应的作业量的作业量检测装置;
运算装置,基于前述体温检测装置或前述作业量检测装置所获得的检测结果,计算人体根据此时的状况来进行适当的放热所需的、在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内流通的空气的流量;以及
驱动控制装置,基于前述运算装置所计算出的空气流量来确定前述送风装置的驱动条件,并根据所确定的前述送风装置的驱动条件来控制前述送风装置的驱动。
47.根据权利要求46所述的空调衣服,其特征在于:
在前述电源装置与前述送风装置之间,设有可改变输出电压的DC-DC转换装置,前述驱动控制装置控制前述DC-DC转换装置,由此改变提供给前述送风装置的电量,控制前述送风装置的驱动。
48.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:具有
检测穿用者的体况的体况检测装置;
运算装置,基于前述体况检测装置所获得的检测结果来生成关于体况的信息;以及
通信装置,将从前述运算装置发送来的前述关于体况的信息发送给外部的接收装置。
49.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:具有
输入装置;
与因特网相连接来进行通信的通信装置;
控制前述通信装置的控制装置;以及
输出通过前述因特网下载的信息的输出装置。
50.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
作为用于提供前述电源装置的电力的电缆,采用耐水性电缆,而且将前述电缆安装在前述空气导向装置的内面。
51.根据权利要求5所述的空调衣服,其特征在于:
前述送风装置是将从叶轮轴向吸入的空气向叶轮外周方向放射状送出的侧流风扇,前述叶轮的直径至少为60mm,在前述空气导向装置与身体或内衣之间产生的空气的流量至少为15升/秒,而且在前述空气导向装置的与脊背对应的部分,只设置有一个前述送风装置。
52.根据权利要求51所述的空调衣服,其特征在于:
设有用于背负前述送风装置的背负装置。
53.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
在外部空气的温度为33℃、湿度为50%、且在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气的流量至少为5升/秒的情况下,空调能力与前述送风装置的功耗之比至少为50。
54.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
当将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气的流量设为L升/秒时,作为前述送风装置采用具有下列送风压力特性的送风装置:最大静压处于5×L1/2帕斯卡~50×L1/2帕斯卡的范围内。
55.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
当将在前述空气导向装置与身体或内衣之间的空间内所产生的空气的流量设为L升/秒时,前述空气流通部的总截面面积处于5×L1/2cm2~20×L1/2cm2的范围内。
56.根据权利要求1、2、3、4或5所述的空调衣服,其特征在于:
前述空气流通部的总有效截面面积与前述送风装置的总有效截面面积之比,至少为0.7。
57.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的空调衣服,其特征在于:
在前述空气导向装置内的压力与外部压力的压力差为10帕斯卡的情况下,每平方厘米前述空气导向装置在1秒内泄漏的空气的流量最多为5cc。
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