JP2010042187A - 布団内除湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトでかつ省エネに就寝時の布団内湿分を除去でき、また、布団内の湿分や臭いを放出せず室内空気を汚染しない布団内除湿装置を提供することを目的とする。
【解決手段】送風手段１１および１２と、室内空気と布団内空気とを顕熱交換するための熱交換手段１３を備え、布団内１４からＡの矢印に従って熱交換手段へ導入される空気と、室内からＢの矢印に従って熱交換手段へ導入された空気とを顕熱交換することにより、布団内空気が室温まで冷却され、布団内空気が含む湿分は結露しタンク１５に除去される。これにより、加熱器や冷却器を設ける必要がなく、コンパクトな装置で布団内の湿分を除去することができる。また、省エネにこれを実現することができ、かつ室内に布団内の湿分や臭いなどを放出することもない。
【選択図】図１

Description

本発明は、就寝時に滞留する布団内の湿分を除去する布団内除湿装置に関する。

従来、この種の布団内除湿装置は、寝具の乾燥温度調整床が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その寝具の乾燥温度調整床について図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、寝具乾燥床１０１は、寝具１０２の下へ常設して置いて、内部の空間１０３へ送風手段１０４により乾燥用の空気を送ると、この空気が上面１０２ａに設けた通気孔１０５より吹き出して寝具１０２を貫流するので、寝具１０２が通気乾燥されるものであり、また、温度調整用の空気を送ると、寒い冬は寝具１０２を暖め、暑い夏は寝具１０２を冷やして、快眠できる温度に調整することができる。送風手段１０４は、筐体１０６に送風機１０７と空気の加熱器１０８及び冷却器１０９を内蔵させてなる。
特開２００５−２７０１５８号公報

このような従来の寝具の乾燥温度調整床では、加熱器と冷却器を内蔵しており、装置が大掛かりになるという課題があり、よりコンパクトに設置できるものが望まれている。さらに、加熱器と冷却器を使用すれば、大きなエネルギーを必要とするため、より省エネに布団内の環境を整える手段が望まれている。また、布団内に空気を送り込む構成であるために、布団内の湿分や臭いなどが室内に放出され、室内の居住者が不快に感じることもある。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、コンパクトでかつ省エネに就寝時の布団内湿度を除去できる装置を提供することを目的としている。また、布団内の湿分や臭いを室内に放出しない装置を提供することを目的としている。

本発明の布団内除湿装置は上記目的を達成するために、送風手段と、室内空気と布団内空気との熱交換手段と、通気性マットを備え、布団内から通気性マットを介して熱交換手段へ導入する空気を、室内から熱交換手段へ導入する空気とを熱交換することにより、熱交換手段を通過する布団内空気の温度を低下させ、含有する湿分を結露して除去することを特徴とするものである。

この手段により、コンパクトな装置で就寝時の布団内湿分を除去できる。また、人から発生する熱および水分のエネルギーを利用して除湿を行い、入力は送風手段の駆動力のみであるために、省エネにこれを実現することができる。また、布団内の湿分や臭いを吸込んで結露水として溜めるため、室内に放出せず室内空気を汚染しない。

本発明によれば、コンパクトでかつ省エネに就寝時の布団内湿分を除去できる装置が得られる。また、布団内の湿分や臭いを放出せず室内空気を汚染しない布団内除湿装置が得られる。

本発明の請求項１の発明は、室内空気を吸引する第１の送風手段と、布団内空気を吸引する第２の送風手段と、室内空気と布団内空気とを顕熱交換する熱交換手段と、布団内空気の移動を容易にするための通気性マットを備え、第２の送風手段により布団内から通気性マットを介して熱交換手段へ導入する空気を、第１の送風手段により室内から熱交換手段へ導入する空気とを顕熱交換することにより、熱交換手段を通過する布団内空気の温度を低下させ、含有する湿分を結露して除去することを特徴とする布団内除湿装置である。

布団内の高温空気と室内の低温空気との熱交換により、温度差を利用して除湿を行うために、加熱器や冷却器を設ける必要がなく、コンパクトな装置で布団内の湿分を除去することができる。ここでいう布団内とは、敷き布団または／および掛け布団だけでなく、敷き布団と掛け布団によって形成される空間を含む。これにより、夏場の就寝時における湿度過多による寝苦しさや、布団と人体との間に湿分が滞留することにより生じる床ずれなどを緩和することができる。

また、除湿することにより、布団が吸収する湿分を減らすことができるので、布団でのカビの発生を抑制したり、布団を干すなどして乾燥させる手間を低減させたりできるという効果が得られる。

人から発生する熱および水分のエネルギーを利用して除湿を行うため、入力は送風手段の駆動力のみであり、また人体の周囲のみから除湿するために、室内全体を空調する場合や、加熱器や冷却器を搭載した装置を使用して布団内を除湿する場合に比べて、より省エネに快適な湿度環境を実現することができる。また、布団内に存在する人体が発した汗などの成分を吸込んで結露水として溜め、室内に放散しないため、汗などの成分が有する臭いを室内に放出せず、室内空気を汚染しないという効果が得られる。

また、布団内の湿分が結露水となることにより、使用者が除湿の効果を目で見て実感できるという効果も同時に得られる。また、布団内空気を、通気性マットを介して移動させることにより、布団内における風速の分布を制御することもでき、風速を均一化すれば、布団全体を、早く、偏りなく除湿できるという効果が得られる。風速を変則させれば、たとえば頭部よりも温度感覚の強い首や腰などの近傍における風速を高めることにより、就寝時における快適性をより向上することができる。

また、通気性マットが立体構造であることを特徴とするものであり、三次元方向に空気が移動できるために、布団内の湿分を効率的に除去することができる。

また、通気性マットの片面が非通気性であることを特徴とするものであり、通気性マットを敷き布団の上に敷いて、さらにその上に人が横たわるという使用状態において、非通気性の面を敷き布団に接する側に配置することにより、敷き布団には人体から発生する汗などの湿分を移動させないという作用を有し、カビの発生を抑制したり、布団を干すなどして乾燥させる手間を低減させたりできるという効果が得られる。

また、通気性マットが合成樹脂からなることを特徴とするものであり、優れた耐久性を得ることができ、家庭での洗濯が可能である。また、それ自身が吸水性を有さない合成樹脂を選択すれば、臭いなどの付着を防止することもできる。

また、通気性マットに抗菌加工を施したことを特徴とするものであり、通気性マットに菌やカビが繁殖することを防止できる。

また、室内空気温度検知手段を備えたことを特徴とするものであり、室内空気と布団内空気との熱交換により除湿ができるかどうかを判断することにより、必要以上に装置を稼働させず省エネを実現できるという効果が得られる。

また、布団内空気温度検知手段を備えたことを特徴とするものであり、就寝時の使用において、布団内空気温度が一定温度を超えたときには送風手段の出力を変化させ、たとえば風速を高めることにより、人体が冷涼感を得られるようにするなどの制御を加えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、第１の送風手段１１および第２の送風手段１２と、室内空気と布団内空気とを顕熱交換する熱交換手段１３を備えた布団内除湿装置は、布団内に設置された通気性マットからＡの矢印に従って熱交換手段へ導入される空気と、室内からＢの矢印に従って熱交換手段へ導入された空気とが熱交換されることにより、布団内空気が室温近傍まで冷却される。

このとき、布団内空気が含む湿分の一部は結露し、液体の水となってタンク１５に溜まる。

また、この布団内除湿装置は、室内空気温度検知手段１６、布団内空気温度検知手段１７を備える。

上記構成によれば、布団内の高温空気と室内の低温空気との熱交換により、温度差を利用して除湿を行うために、加熱器や冷却器を設ける必要がなく、コンパクトな装置で布団内の湿分を除去することができる。

これにより、夏場の就寝時における湿度過多による寝苦しさや、布団と人体との間に湿分が滞留することにより生じる床ずれなどを緩和することができる。また、除湿することにより、布団が吸収する湿分を減らすことができるので、布団でのカビの発生を抑制したり、布団を干すなどして乾燥させる手間を低減させたりできるという効果が得られる。

また、人から発生する熱および水分のエネルギーを利用して除湿を行うため、入力は送風手段１１および１２の駆動力のみであり、また人体の周囲のみから除湿するために、室内全体を空調する場合や、加熱器や冷却器を搭載した装置を使用して布団内を除湿する場合に比べて、より省エネに快適な湿度環境を実現することができる。

布団内空気を装置内に吸引するためには、布団内除湿装置と通気性マットとが接続されていなければならない。装置と通気性マットは直接つながっていても良いし、またはダクトなどを用いて接続しても良い。たとえば、可撓性を有するダクトにより接続した場合には、装置を離れた場所に設置したり、限られたスペースにも設置したりすることができる。また、ダクトなどを用いる場合には、あらかじめ装置および通気性マットに固定して接続されていても良いし、着脱自在に接続されても良い。着脱自在であれば、たとえば通気性マットを取り外して洗濯したり、収納したりすることもできる。

本装置において、室内空気は、送風手段１１によって室内から装置内に導入される空気が、布団内空気との熱交換に用いられて再び室内に排気される。布団内空気は、送風手段１２によって熱交換手段を通過した後は、室内に排気される風路と再び布団内に戻る風路とが設計可能である。いったん除湿された空気を再び布団内に戻す場合、徐々に温度が上昇して除湿効率が低下していくため、室内への排気と組み合わせて行うのが良い。

また、本装置を用いれば、布団内に存在する人体が発した汗などの成分を吸込んで結露水として溜め、室内に放散しないため、汗などの成分が有する臭いを室内に放出せず、室内空気を汚染しないという効果が得られる。また、布団内空気の湿分を水として回収するため、室内の湿度は一定に保たれる。同時に、布団内の湿分が結露水となるために、使用者が除湿の効果を目で見て実感できるという効果も得られる。

また、加熱器や冷却器を設ける必要がないために、装置をコンパクトにすることができ、かつ運転音や振動が少ないために、持ち運んで布団やベッドの横などに設置して手軽に利用することができる。

また、通気性マットは装置本体から取り外すことができても良い。たとえば、装置に連結するダクトに止め具を設ければ着脱できる。これにより、通気性マットを洗濯したり、干したりすることができる。

また、室内空気温度検知手段により、布団内除湿装置の運転制御を行うことができる。たとえば、布団内空気が室内空気を上回るような環境においては、熱交換をしても布団内の湿分を除去することができない。このような場合には、運転を停止すればより省エネに装置を使用することができる。また、湿分の除去はできないが、布団内空気に空気の流れが生じることにより、人体は冷涼感を得ることができるため、室内温度検知手段が、たとえば３５℃を超えるような温度を検知した場合には、送風手段の回転数を増大することにより、風速を高めるといった制御も可能である。

さらに布団内空気温度検知手段を備えていれば、布団内空気温度が一定温度を超えたことを検知して、送風手段の出力を変化させ、たとえば風速を高めることにより、人体が冷涼感を得られるようにするなどの制御をより精度良く加えることができる。

（実施の形態２）
図２に示すように、布団内除湿装置２１は、通気性マット２２を備え、布団内空気を、通気性マット２２を介して移動させることにより、布団内における風速の分布を制御している。通気性マットは敷き布団２３の上に乗せ、その上に人が横たわり、さらにその上に掛け布団２４をかけることにより使用するのが良い。通気性マット２２には、風速変則帯２５が設けられており、人が横たわったときには首や腰など、温度変化を感じやすい部位に対して風速を高めることにより、より効率的に快眠環境を提供できる。

また、通気性マット２２は、就寝時に人体から発生する水分が敷き布団に移動しないよう、一面を非通気性の素材で構成しても良い。

通気性マットを介することにより、通過する空気の風速分布を制御すれば、たとえば、布団全体における風速を均一にし、布団内の温湿度を均一に低下させることにより、布団全体から、早く、偏りなく除湿することができる。また、通気性マットを介して風速を変則させれば、たとえば頭部よりも温度体感の強い首や腰などの風速を高めることにより、同じ温度でも快適に感じられるようにすることができる。通気性マットは、必ずしも均一な構造体である必要はなく、たとえば通気性マットに発泡ウレタンを用いる場合には、たとえば人が横たわったときに首や腰に当たる部分はセル密度の低い発泡ウレタンを用いることにより風速を高めることができる。また、通気性マットの材質も変化させても良い。たとえば、就寝時にもっともよく湿分が滞留する背中の下に当たる部分には、吸湿性の素材を用いることにより、背中の下から瞬間的に湿分を除去することもできる。いったん吸湿性の素材に保持された湿分は、本装置の運転により、徐々に結露し、液体の水となって除去される。吸湿性の素材としては、天然繊維である綿や、合成樹脂繊維であるレーヨンなどが挙げられる。

また、通気性マットが立体構造であれば、三次元方向に空気が移動できるために、布団内の湿分を効率的に除去することができる。通気性マット内を三次元方向に空気が移動するためには、空気が通過する際の圧力損失が低いものが好ましい。圧力損失の値の一例としては、たとえば、面風速１ｍ／ｓｅｃで空気が通過する際に３０Ｐａ以下のものなどが良い。通気性マットの一例としては、スノコやゴザ、密度の粗い発泡ウレタンなどが挙げられるが、人体が横たわったときに異物感のない、弾力性のある素材が好ましい。

図３には、通気性マットが立体構造である一例を示す。ダブルラッセル編地と呼ばれる形状であり、編物の表面と裏面は開口を有する編地で構成されており、その間隔を繊維が連結してなる立体構造の編物である。たとえば、表面と裏面の開口をともに直径５ｍｍの略正六角形とし、連結繊維として直径１３８μｍのポリエステルを使用した厚み１０ｍｍの立体編物は、面風速１ｍ／ｓｅｃで空気が通過する際の圧力損失が約８Ｐａであり、通気性マットとして好適である。

ダブルラッセル編地は、表面、裏面、連結繊維のそれぞれの材質を違えることができる。また、表面と裏面の開口も違えることができる。よって、たとえば、表面すなわち人体に触れる面には湿分の吸引能力を高めるために直径３ｍｍ以上の開口を設け裏面には開口を持たせないといった構造や、表裏面には吸湿性を有する綿繊維を用いて湿分を素早く吸収させ連結繊維には弾力性の高いポリエステル樹脂などの繊維を用いて人体が横たわっていても風路を確保できる構造にもなり、異なる部位に異なる性質を付与することができる。

立体構造を有する通気性マットの基材としては、ダブルラッセル編地以外にも、たとえば樹脂の発泡体などが挙げられる。これらの材料は、三次元方向に空気が移動できるだけでなく、人が横たわって使用する際にも、ほどよい弾力性があるために、就寝時にも違和感なく使用することができ、かつ通風路を確保することができる。

また、通気性マットの片面が非通気性であれば、通気性マットを敷き布団の上に敷いて、さらにその上に人が横たわるという使用状態において、非通気性の面を敷き布団側に配置することにより、敷き布団には人体から発生する汗などの湿分を移動させないという作用を有し、カビの発生を抑制したり、布団を干すなどして乾燥させる手間を低減させたりできるという効果が得られる。通気性マットの片面を非通気性とする方法としては、非通気性のシートを張るのが実施容易である。非通気性のシートを構成する材質としては、それ自身の吸水性が少ない、たとえばポリエステルやポリプロピレンなどは、公定水分率が１％未満であり、このような材質を用いることにより、敷き布団への湿分の移動をより抑えることができる。

また、通気性マットが合成樹脂からなることを特徴とするものであり、優れた耐久性を得ることができ、家庭での洗濯が可能である。また、それ自身が吸水性を有さない合成樹脂を選択すれば、臭いなどの付着を防止することもできる。合成樹脂としては、ウレタン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、レーヨンなどがある。繰り返し使用することを考慮すれば、磨耗性に優れるポリエステルなどが良い。また、必要に応じて材質自身が吸湿性を有するナイロンやレーヨンなどを用いても良い。

また、通気性マットに抗菌加工を施せば、通気性マットに菌やカビが繁殖することを防止できる。抗菌加工を施す方法としては、抗菌剤や防カビ剤を、通気性マットを構成する材料に練りこんでも良いし、通気性マットを形成した後に塗布して含ませても良い。抗菌剤としては、銀・銅・亜鉛などの金属イオンを溶出するもの、それらの金属粒子や、銀ゼオライト、銀含有リン酸ジルコニウム、ヨウ素化合物類、フェノール類、第４級アンモニウム塩類、イミダゾール化合物類、安息香酸類、過酸化水素、クレゾール、クロルヘキシジン、イルガサン、アルデヒド類、ソルビン酸類等の薬剤や、リゾチーム、セルラーゼ、プロテアーゼ等の酵素製剤、カテキン類、竹抽出物、ヒノキ抽出物、わさび抽出物、からし抽出物等の天然成分抽出物などがある。また、防カビ剤としての有機窒素化合物、硫黄系化合物、有機酸エステル類、有機ヨウ素系イミダゾール化合物、ベンザゾール化合物等も有効である。

室内空気を吸引する第１の送風手段と、布団内空気を吸引する第２の送風手段と、室内空気と布団内空気とを顕熱交換する熱交換手段を備えた布団内除湿装置において、布団内から熱交換手段へ導入される空気と、室内から熱交換手段へ導入された空気とが熱交換されることにより、布団内空気が室温近傍まで冷却される。人の体温は３６℃前後であり、就寝時の布団内空気はおよそ３５〜３８℃まで上昇する。さらに夏場には発汗により湿度が９０％ＲＨ前後まで上昇することがわかっている。布団内空気が３５℃９０％ＲＨのとき、絶対湿度は０．０３２９ｋｇ／ｋｇである。このとき、室内空気が２８℃であり、布団内空気が熱交換により３１℃まで冷却されたとき、この空気は最大０．０２９０ｋｇ／ｋｇの湿分しか含めなくなり、０．００３６１ｋｇ／ｋｇは結露する。３１℃における空気密度１．１ｋｇ／ｍ³を考慮すれば、この熱交換により３．６８ｇ／ｍ³の湿分が結露する。すなわち、送風手段により、熱交換手段へ風量１．０ｍ³／ｍｉｎの空気を導入した場合には、１分間に３．６８ｇの水がタンクに溜まり、布団内から除去されることになる。

布団内空気が含む湿分を、室内空気との熱交換により結露して除去することにより、コンパクトでかつ省エネに就寝時の布団内湿分を除去でき、また、布団内の湿分や臭いを放出せず室内空気を汚染しないために、床に敷くカーペットや、ベッドにおける除湿用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１の布団内除湿装置を示す概略平面図 本発明の実施の形態２の通気性マットを示す概略断面図 本発明の実施の形態２の通気性マットを示す概略拡大図 従来の寝具の乾燥温度調整床を示す概略斜視図

符号の説明

１１ 送風手段
１２ 送風手段
１３ 熱交換手段
１４ 通気性マット
１５ タンク
１６ 室内空気温度検知手段
１７ 布団内空気温度検知手段
２１ 布団内除湿装置
２２ 通気性マット
２３ 敷き布団
２４ 掛け布団
２５ 風速変則帯
１０１ 寝具乾燥床
１０２ 寝具
１０２ａ 上面
１０３ 内部の空間
１０４ 送風手段
１０５ 通気孔
１０６ 筐体
１０７ 送風機
１０８ 加熱器
１０９ 冷却器

Claims (7)

1. 室内空気を吸引する第１の送風手段と、布団内空気を吸引する第２の送風手段と、室内空気と布団内空気とを顕熱交換する熱交換手段と、布団内空気の移動を容易にするための通気性マットを備え、第２の送風手段により布団内から通気性マットを介して熱交換手段へ導入する空気を、第１の送風手段により室内から熱交換手段へ導入する空気とを顕熱交換することにより、熱交換手段を通過する布団内空気の温度を低下させ、含有する湿分を結露して除去することを特徴とする布団内除湿装置。
2. 通気性マットが立体構造であることを特徴とする請求項１記載の布団内除湿装置。
3. 通気性マットの片面が非通気性であることを特徴とする請求項１または２に記載の布団内除湿装置。
4. 通気性マットが合成樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の布団内除湿装置。
5. 通気性マットに抗菌加工を施したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の布団内除湿装置。
6. 室内空気温度検知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の布団内除湿装置。
7. 布団内空気温度検知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の布団内除湿装置。

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