JP2019173211A

JP2019173211A - 送風装置及び衣服

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Publication number: JP2019173211A
Application number: JP2018061953A
Authority: JP
Inventors: 吉田　知弘; Tomohiro Yoshida; 知弘吉田
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: JP6414646B1

Abstract

【課題】簡易な構成で衣服内に送り込む空気の除湿を実現した送風装置を提供する。【解決手段】送風装置１は、一端に空気入口６を有するとともに他端に空気出口７を有する筒状容器２と、空気入口６から空気出口７に向けて筒状容器２内に空気を流通させる送風手段３と、筒状容器２の少なくとも一部に収容される吸湿材４と、筒状容器２の少なくとも一部に収容される蓄熱材５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、衣服の内部に空気を送り込むことで身体を冷却する送風装置、及び、当該送風装置を備えた衣服に関する。

従来、使用者の衣服に装着し、ファン等によって取り込んだ空気を衣服内に送り込む送風装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。

特許文献１の送風装置は、衣服内に送り込まれた空気が使用者の身体に触れ、その際に身体の汗が気化することにより発生する気化熱により身体を冷却して、身体の体温上昇を抑制している。

特開２０１７−１６６３４４号公報

特許文献１の送風装置は、高温多湿の環境下で使用した場合には、水蒸気を多く含んだ空気が衣服内に送り込まれるが、空気が水蒸気を多く含んでいると、衣服内が蒸し暑くなるうえ、汗が気化し難い環境となる。そのため、衣服内に送り込む空気を除湿する必要がある。例えば送風装置内にシリカゲルやゼオライト等の吸湿材を収容し、空気が送風装置内を通過する際に吸湿材と接触することで、空気に含まれる水蒸気を吸湿材により吸着して空気を除湿することが提案されている。しかしながら、吸湿材による水蒸気の吸着は発熱反応であり、水蒸気の吸着に伴い吸湿材の温度が上昇するために、吸湿材を通過した空気の温度が外気よりも高くなる。よって、衣服内に空気を送り込むには昇温した空気を冷却する必要があるが、そのために熱交換器等の冷却器を送風装置内に設けたのでは、装置が大型化するとともに重量化する。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で衣服内に送り込む空気の除湿を実現した送風装置、及び、当該送風装置を備えた衣服を提供することである。

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の構成からなる。

１．一端に空気入口を有するとともに前記一端と対向する他端に空気出口を有する筒状容器と、前記空気入口から前記空気出口に向けて前記筒状容器内に空気を流通させる送風手段と、前記筒状容器の少なくとも一部に収容される吸湿材と、前記筒状容器の少なくとも一部に収容される蓄熱材と、を備える、送風装置。
２．前記筒状容器は、両端に開口部を有しかつ前記吸湿材及び前記蓄熱材を収容する収容器と、前記空気出口を有しかつ前記収容器が入れられるケーシングと、前記空気入口を有しかつ前記ケーシングに着脱可能な蓋と、を備える、上記項１に記載の送風装置。
３．前記筒状容器は、前記収容器と前記蓋との間に介在するスペーサをさらに備え、前記送風手段は、前記スペーサ内に位置するよう前記蓋に取り付けられている、上記項２に記載の送風装置。
４．前記収容器は、前記空気出口側の開口部が網材で塞がれている、上記項２又は３に記載の送風装置。
５．前記収容器は、前記空気入口側の開口部が複数の孔が形成された板材により塞がれている、上記項２〜４のいずれか一項に記載の送風装置。
６．前記吸湿材及び前記蓄熱材は、混合した状態で前記筒状容器に収容されている、上記項１〜５のいずれか一項に記載の送風装置。
７．前記吸湿材及び前記蓄熱材は、互いが仕切られた状態で前記筒状容器に収容されている、上記項１〜５のいずれか一項に記載の送風装置。
８．上記項１〜７のいずれか一項に記載の送風装置を備えた衣服。

本発明によれば、送風手段の駆動により、空気入口から空気が筒状容器内に取り込まれて、空気出口より使用者の衣服内に空気が送り出され、空気が使用者の身体に沿って衣服内を通過することにより、身体の汗が気化し、汗が気化する際の冷却効果で使用者の体温の低下を促すことができる。また、高温多湿の空気が空気入口より筒状容器内に取り込まれても、吸湿材により空気に含まれた水蒸気が吸着されて乾燥した空気が衣服内に送り出されるうえ、吸湿材による空気の除湿の際に生じた吸着熱が蓄熱材に蓄熱されて衣服内に送り出される空気の温度上昇が抑制される。よって、衣服内の空間を快適かつ汗が気化し易い環境とすることができる。このように、本発明では、蓄熱材を吸湿材とともに筒状容器内に収容した構成であるので、熱交換器等の冷却器がなくても、簡易な構成で衣服内に送り込む空気の除湿を実現でき、装置の小型化及び軽量化が可能である。

送風装置の内部構造を概略的に示す断面図である。ケーシングの（Ａ）左側面図及び（Ｂ）正面図である。蓋の（Ａ）右側面図及び（Ｂ）正面図である。収容器及びスペーサの内部構造を概略的に示す断面図である。収容器の本体部の左側面図である。収容器の蓋部の左側面図である。送風装置を使用した状態の斜視図である。

本発明に係る送風装置は、作業現場での作業を行う作業者の衣服（作業服）に装着して使用するものであって、作業者の衣服内に送風を行って体温の上昇を抑制するものである。特に、高温多湿の環境下で作業を行う作業者に対して、除湿された空気を温度上昇を抑制した状態で衣服内に送風することで、作業服内を快適な環境とするものである。以下、本発明に係る送風装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本実施形態の送風装置１の内部構成を概略的に示す。図１の送風装置１は、筒状容器２と、筒状容器２内に空気を流通させる送風手段３と、筒状容器２の少なくとも一部に収容される吸湿材４と、筒状容器２の少なくとも一部に収容される蓄熱材５とを少なくとも備えた構成のものである。

筒状容器２は、一端（図示例では左端）に空気入口６を有し、前記一端と対向する他端（図示例では反対側の右端）に空気出口７を有している。空気入口６は外部から空気を筒状容器２内に取り入れ、空気出口７は筒状容器２内の空気を外部に送り出し、筒状容器２の内部は空気入口６から空気出口７に向けて空気が流れる流通路となっている。筒状容器２は例えば金属製又は樹脂製とすることができるが、放熱性及び軽量性の点からアルミニウム製であることが好ましい。

筒状容器２は、本実施形態では、複数のパーツで構成されており、外殻をなすケーシング８と、ケーシング８に着脱可能な蓋９と、ケーシング８内に入れられる収容器１０と、収容器１０と蓋９との間に介在するスペーサ１１とを備えている。

ケーシング８は、図１及び図２に示すように、一端（図示例では左端）が開口し、前記一端と対向する他端（図示例では反対側の右端）側の端壁８０に中央の貫通孔と連通するようにして筒状の空気出口７が一体に連設されている。ケーシング８の周壁８１の一端側の外周面には雄ネジ８２が設けられており、蓋９に設けられた雌ネジ９２と螺合することで、ケーシング８に蓋９が取り付けられる。ケーシング８の周壁８１は、内部に収容器１０及びスペーサ１１を収容可能な寸法に形成されている。

蓋９は、図１及び図３に示すように、一端（図示例では右端）が開口し、前記一端と対向する他端（図示例では反対側の左端）側の端壁９０に中央の貫通孔と連通するようにして筒状の空気入口６が一体に連設されている。蓋９の周壁９１の内周面に雌ネジ９２が設けられている。蓋９の端壁９０には間隔をあけて複数のネジ孔９３が形成されている。この複数のネジ孔９３は、送風手段３としてのファンをボルト１２等を用いて蓋９に取り付けるためのものである。

送風手段３は、図１に示すように、筒状容器２の内部に空気の流れを強制的に生じさせ、空気入口６から空気出口７に向けて筒状容器２内に空気を流通させる。送風手段３としては、例えばファンを用いることができる。ファンは、回転軸が筒状容器２の中心軸に一致するように蓋９に取り付けられる。ファンには、図示は省略するが、電池や電源装置等の電源から駆動のための電力が供給される。ファンは、オンオフや送風強さを切り替えるスイッチが接続されることによりファンの駆動及び停止や、回転数が制御されてもよい。

収容器１０は、図１及び図４に示すように、吸湿材４及び蓄熱材５を収容する。本実施形態では、収容器１０は、吸湿材４及び蓄熱材５を混合した状態で収容している。収容器１０は、両端に空気の出し入れのための開口部を有しており、ケーシング８内の空気の流通路に設置される。空気が収容器１０内を通過する際に吸湿材４と接触することで、空気に含まれる水蒸気が吸湿材４により吸着されて、空気が除湿される。このとき、吸湿材４による水蒸気の吸着は発熱反応であるため、水蒸気の吸着に伴い吸湿材４には吸着熱が生じるが、この吸着熱が蓄熱材５に伝達されて潜熱として蓄熱されることで、吸着熱により吸湿材４を通過した空気の温度上昇が抑制される。よって、空気入口６から取り込まれた空気が水蒸気を多く含んでいても、乾燥した低温空気として空気出口７に送り出すことができる。

収容器１０は、本実施形態では、空気入口６側の開口部が、複数の孔が間隔をあけて均一に穿設された多孔状の板材１３で塞がれ、空気出口７側の開口部が、複数の網目を有するメッシュ状の網材１４で塞がれている。板材１３及び網材１４は例えばアルミニウム等の金属製であり、収容器１０内の吸湿材４及び蓄熱材５が収容器１０の外部に漏れ出すことを防止している。また、収容器１０の空気入口６側の開口部が多孔状の板材１３により塞がれていることで、空気入口６から導入された空気は、板材１３の表面に沿って径方向に広がりながら各孔より収容器１０内に取り込まれるため、収容器１０内を径方向で均等に流通する。そのため、流通する空気が収容器１０内の吸湿材４に満遍なく接触することで、効果的に除湿される。そして、収容器１０の空気出口７側の開口部がメッシュ状の網材１４で塞がれていることで、除湿された空気は網材１４の複数の網目からスムーズに収容器１０内から取り出されて空気出口７に送られる。

また、収容器１０は、図１及び図４〜図６に示すように、本実施形態では、吸湿材４及び蓄熱材５を収容する本体部１００と、本体部１００に着脱可能な蓋部１０４とで構成されている。本体部１００は、一端（図示例では左端）が開口した筒状を呈しており、前記一端と対向する他端（図示例では反対側の右端）側の端壁１０２に網材１４が一体に設けられている。本体部１００の周壁１０１の一端側の内周面には雌ネジ１０３が設けられており、蓋部１０４に設けられた雄ネジ１０７と螺合することで、本体部１００に蓋部１０が取り付けられる。

蓋部１０４は、両端が開口した筒状を呈しており、開口内に板材１３が一体に設けられている。蓋部１０４の周壁１０５の一端（図示例では右端）には、外周面に雄ネジ１０７が設けられたフランジ１０６が一体に設けられている。

スペーサ１１は、図１及び図４に示すように、両端が開口した筒状を呈しており、ケーシング８内において収容器１０と蓋９との間に介在している。スペーサ１１により、ケーシング８内において、収容器１０と蓋９との間に送風手段３を収容する収容空間が確保されている。

吸湿材４は、空気に含まれた水蒸気を吸着することにより、空気出口７に送られる空気を乾燥した状態にする。吸湿材４は、一般に使用されているものを用いることができるが、吸着能を向上するために、細孔を有する多数の粒状のものを用いることが好ましい。吸湿材４としては、例えばシリカゲル、ゼオライト、活性アルミナ、塩化カルシウム等を挙げることができる。吸湿材４が水蒸気を吸着できなくなった場合には、吸湿材４を取り替える必要があるが、吸湿材４としてシリカゲルやゼオライト等を用いた場合には、吸湿材４を加熱することにより吸着能を再生することができる。

蓄熱材５は、吸湿材４により空気を除湿した際に生じる吸着熱を蓄熱することにより、この吸着熱による空気の温度上昇を抑制し、空気出口７に送られる空気を低温の状態にする。蓄熱材５としては、例えば、温度に応じて潜熱の吸収を生じる相変化物質をカプセル等に封入してなる多数の蓄熱カプセルを用いることができる。この蓄熱カプセルは、特許第４５０８８６７号公報や特許第４８６１１３６号公報に記載されたものを用いることができる。収容器１０内で蓄熱材５を吸湿材４に均一に混合することにより、蓄熱材５が吸湿材４に良好に接触し、吸着熱の蓄熱材５への伝達効率が高くなる。よって、吸湿材４を通過した空気の吸着熱による温度上昇を効果的に抑制することができる。なお、蓄熱材５としては、上述した蓄熱カプセルに限定されるものではなく、吸着熱を蓄熱できる素材であれば、種々の素材を用いることができる。

上述した本実施形態の送風装置１は、図７に示すように、例えば作業者の衣服のズボンやズボンに巻かれたベルトに取り付けるための取付手段（図示せず）を備えることで、送風装置を作業者の腰部あたりに装着することができる。あるいは、ベルトやバンド等の装着手段（図示せず）により作業者の背中部に装着するようにしてもよい。そして、送風装置１の空気出口７に接続される送風ホース１５を衣服（上衣）内に配置する。送風ホース１５は、固定手段（図示せず）で衣服（上衣）内に固定することが好ましい。

この状態で送風手段３を駆動すると、外気から空気入口６を介して空気が筒状容器２内に取り込まれて、空気出口７より作業者の衣服（上衣）内に空気が送り出される。衣服（上衣）内に送り出された空気が作業者の身体に沿って衣服（上衣）内を通過することにより、身体の汗が気化し易くなり、汗が気化する際の冷却効果で作業者の体温の低下を促すことができる。また、高温多湿の空気が空気入口６より筒状容器２内に取り込まれても、吸湿材４により空気に含まれた水蒸気が吸着されて乾燥した空気が衣服（上衣）内に送り出されるうえ、吸湿材４による空気の除湿の際に生じた吸着熱が蓄熱材５に蓄熱されて衣服（上衣）内に送り出される空気の温度上昇が抑制される。よって、衣服（上衣）内の空間を快適な環境とすることができる。

以上のように、本実施形態の送風装置１によれば、蓄熱材５を吸湿材４とともに筒状容器２内に収容した構成であるので、簡易な構成で衣服内に送り込む空気の除湿を実現でき、装置の小型化及び軽量化が可能である。なお、送風装置１は、作業に大きな影響を及ぼさないサイズが好ましく、重さは、例えば３ｋｇ以下が好ましい。

また、本実施形態の送風装置１によれば、筒状容器２が、ケーシング８、蓋９及び収容器１０で構成され、収容器１０を交換可能であるので、吸湿材４の吸着能や蓄熱材５の蓄熱能が限界に到達した際には、吸湿材４及び蓄熱材５を容易に取り替えることができる。

また、収容器１０が本体部１００及び蓋部１０４で構成され、吸湿材４及び蓄熱材５を容易に取り出し可能であるので、吸湿材４の吸着能が限界に到達した際には、吸湿材４を容易に取り出して加熱等を行うことで再生することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないため、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものであり、よって、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上述した実施形態では、収容器１０は、吸湿材４及び蓄熱材５を混合した状態で収容しているが、吸湿材４及び蓄熱材５を互いに仕切って分離した状態で収容してもよい。吸湿材４及び蓄熱材５を互いに仕切るには、収容器１０内を複数の孔が形成された仕切板で２つの区画に仕切り、各区画に吸湿材４、蓄熱材５をそれぞれ収容するようにしてもよいし、吸湿材４及び蓄熱材５をそれぞれ異なる通気性を有する袋（例えばメッシュ状の袋等）に充填し、各袋を収容器１０に並べて収容するようにしてもよい。この場合には、蓄熱材５は、吸湿材４よりも空気の流れの下流側に配置され、吸湿材４により除湿された際の吸着熱によって温度上昇した空気の熱を蓄熱することにより、温度上昇した空気の温度を低下させて、衣服内に送り出される空気の温度上昇を抑制する。よって、衣服内の空間を快適な環境とすることができる。このように、吸湿材４及び蓄熱材５を互いに仕切った状態で収容器１０に収容した場合には、吸湿材４と蓄熱材５とを分けて取り出すことができるので、吸湿材４及び蓄熱材５をそれぞれの最適再生処理温度にて処理することが可能となり、再生効率が上がる。

また、上述した実施形態において、吸湿材４及び蓄熱材５を収容器１０に収容する際には、束ねられて互いに接触した状態にあるアルミニウム箔からなる複数の筒状体を収容器１０内に配備し、各筒状体ごとに吸湿材４及び蓄熱材５を充填するようにしてもよい。この実施形態では、アルミニウム箔からなる筒状体により、吸湿材４による空気の除湿の際に生じる吸着熱が放熱されるので、空気を冷却することができる。なお、複数の筒状体に限らず、複数のアルミニウム製の薄板を格子状に配列した区画体を収容器１０内に配備し、各区画ごとに吸湿材４及び蓄熱材５を充填するようにしてもよい。

また、上述した実施形態において、筒状容器２の周囲を覆うようにしてＰＣＭ等の保冷剤を配備してもよい。これにより、吸湿材４による空気の除湿の際に生じる吸着熱が放熱されるので、空気を冷却することができる。

また、上述した実施形態では、送風装置１は衣服と別体であるが、送風装置１が衣服に予め装着される等して、衣服が送付装置１を一体に備えたものであってもよい。

以下に本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例及び比較例の送風装置はいずれも、収容器としてアルミニウム製でありかつ内径が１００ｍｍ及び長さが１０２ｍｍの筒状のものを使用し、実施例１〜５では、収容器に吸湿材及び蓄熱材を収容し、比較例１，２では収容器に吸湿材のみを収容した。吸湿材には、富士シリシア化学株式会社製のシリカゲルを用い、蓄熱材には、大阪ガス株式会社製のサーモペレを用いた。収容器に収容した吸湿材及び蓄熱材の量は以下の表１に示す通りである。なお、実施例１〜３，５では、収容器に吸湿材及び蓄熱材を混合した状態で収容したが、実施例４では、収容器に吸湿材及び蓄熱材を分離した状態で収容し、蓄熱材を吸湿材よりも空気の流れの下流側に配置した。収容器をアルミニウム製のケーシングに入れてアルミニウム製の蓋で閉塞した後、ファンにより１分間で１５０Ｌの量の空気を空気入口より取り入れて空気出口より送り出した。送風装置の空気入口より取り入れた空気は、温度３５℃及び湿度５０％ＲＨの環境下の空気であった。空気出口より送風された空気の温度及び湿度を計測した結果を以下の表１に示す。空気出口からの送風の温度は、ファンの駆動当初は、外気温度の３５℃よりも温度が上昇するが、最高送風温度に到達後は、次第に温度が低下していった。一方で、空気出口からの送風の湿度は、ファン駆動当初は数ｇ/ｍ^３程度と低く、不快と感じる湿度の目安である１１ｇ/ｍ^３以下であったが、次第に湿度は上昇していった。

表１によると、ほぼ同量の吸湿材を収容した実施例１〜４と比較例１との比較、さらに、実施例５と比較例２との比較により、吸湿材とともに蓄熱材を収容器に収容したことで、最大送風温度を１０℃近く低下させることが可能であり、衣服内に送り出す空気の温度上昇を大幅に抑制できることが確認された。加えて、実施例１〜５では、低温低湿の空気を１５分以上にわたって衣服内に送り出すことができ、比較例１，２よりも衣服内を長時間快適な環境にできることが確認された。

本発明は、作業現場での作業の際に利用することができ、特に、夏場の高温多湿の環境下での利用に適しており、産業界に大いに寄与できる。

１送風装置
２筒状容器
３送風手段
４吸湿材
５蓄熱材
６空気入口
７空気出口
８ケーシング
９蓋
１０収容器
１１スペーサ
１３板材
１４網材

Claims

一端に空気入口を有するとともに前記一端と対向する他端に空気出口を有する筒状容器と、
前記空気入口から前記空気出口に向けて前記筒状容器内に空気を流通させる送風手段と、
前記筒状容器の少なくとも一部に収容される吸湿材と、
前記筒状容器の少なくとも一部に収容される蓄熱材と、を備える、送風装置。
前記筒状容器は、
両端に開口部を有しかつ前記吸湿材及び前記蓄熱材を収容する収容器と、
前記空気出口を有しかつ前記収容器が入れられるケーシングと、
前記空気入口を有しかつ前記ケーシングに着脱可能な蓋と、を備える、請求項１に記載の送風装置。
前記筒状容器は、前記収容器と前記蓋との間に介在するスペーサをさらに備え、
前記送風手段は、前記スペーサ内に位置するよう前記蓋に取り付けられている、請求項２に記載の送風装置。
前記収容器は、前記空気出口側の開口部が網材で塞がれている、請求項２又は３に記載の送風装置。
前記収容器は、前記空気入口側の開口部が複数の孔が形成された板材により塞がれている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の送風装置。
前記吸湿材及び前記蓄熱材は、混合した状態で前記筒状容器に収容されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の送風装置。
前記吸湿材及び前記蓄熱材は、互いが仕切られた状態で前記筒状容器に収容されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の送風装置。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の送風装置を備えた衣服。