JP2021116482A - 冷房服 - Google Patents

Abstract

【課題】冷房服において、冷却チューブ内を流通する冷媒液の温度が水蒸気の凝縮に起因して上昇することを抑制する冷房服を提供する。【解決手段】冷房服は、衣服本体２０を備えている。衣服本体は、第１の層３０と、非透湿性を有し、着用時において第１の層よりも外側に位置する第２の層４０と、内部に冷媒液が流通可能な冷却チューブ５０であって、少なくとも部分的に第１の層と第２の層との間に配置された冷却チューブと、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒液が流通する冷却チューブを備える冷房服に関する。

従来から、冷房機能を有する衣服（以下、冷房服とも呼ぶ）が知られている。例えば、下記特許文献１，２は、冷媒液が流通する冷却チューブが組み込まれた冷房服を開示している。この冷房服を着用すれば、高温環境下で活動する場合であっても冷房効果を得ることができる。

特開平４−２０９８０７号 特開平４−３３３６０２号

しかしながら、この種の冷房服は、改善の余地を残している。具体的には、水蒸気を含む空気が低温の冷却チューブに接触すると、水蒸気が凝縮する。その際に発生する潜熱によって、冷却チューブ内の冷媒液の温度が上昇する。この冷媒液の温度上昇は、好ましくない事象を招く。例えば、貯留槽に貯留された冷媒液（例えば、氷水）を貯留槽と冷却チューブとの間で循環させるように構成され、冷却装置を有していない冷却服では、冷房効果が得られる持続時間（貯留槽に貯留された冷媒液の温度が、冷房に適さない温度まで上昇するまでの時間。以下、ランタイムとも呼ぶ）が短くなる。あるいは、冷媒液を冷却する冷却装置と、冷却チューブと、の間で冷媒液を循環させるように構成された冷房服では、冷却装置の負荷が増大し、その結果、消費エネルギーの増大を招く。特に、冷却チューブの表面で滴状凝縮が生じると、冷媒液への伝熱量が著しく大きくなるので、この問題は顕著になる。このようなことから、冷却チューブ内を流通する冷媒液の温度が水蒸気の凝縮に起因して上昇することを抑制することが求められる。

本発明の一態様によれば、冷房服が提供される。この冷房服は、衣服本体を備えている。衣服本体は、第１の層と、非透湿性を有し、着用時において第１の層よりも外側に位置する第２の層と、少なくとも部分的に第１の層と第２の層との間に配置された冷却チューブと、を備えている。冷却チューブの内部には冷媒液が流通可能である。

この冷房服によれば、冷却チューブよりも外気側に、非透湿性を有する第２の層が配置されている。このため、水蒸気が外気側から第２の層を通って冷却チューブに到達して、冷却チューブ上で凝縮することが抑制される。その結果、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇を抑制できる。

本発明の一態様によれば、第１の層は非透湿性を有していてもよい。この態様によれば、身体側の水蒸気（例えば、汗から発生する）が身体側から第１の層を通って冷却チューブに到達して、冷却チューブ上で凝縮することが抑制される。その結果、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇をいっそう抑制できる。第１の層の透湿度は８以下であってもよい。

本発明の一態様によれば、第２の層は断熱性を有していてもよい。この態様によれば、冷却チューブ内を流通する冷媒液によって第２の層が冷却され、外気中の水蒸気の凝縮が第２の層の表面（より具体的には、冷却チューブと反対側の表面）上で生じることを抑制できる。しかも、外気の影響によって冷媒液の温度が上昇することも抑制できる。

本発明の一態様によれば、第２の層は、３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の厚みを有していてもよい。この態様によれば、必要な断熱性能と、快適な着用感と、を両立させることができる。

本発明の一態様によれば、第１の層は、第２の層よりも断熱性能が低くてもよい。この態様によれば、第１の層、すなわち、身体側の層は、第２の層よりも断熱性能が低いので、身体に対する冷房効果が第１の層によって過剰に低減されることがない。

本発明の一態様によれば、衣服本体は、第１の層と第２の層との間に形成された空隙の少なくとも一部を埋める充填材を備えていてもよい。この態様によれば、充填材の容積分だけ、冷却チューブと接触する空気の容積、ひいては、冷却チューブと接触する水蒸気量が減る。したがって、凝縮の発生が抑制され、その結果、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇をいっそう抑制できる。

本発明の一態様によれば、充填材は、冷却チューブに接触した状態で冷却チューブのまわりを取り囲むように配置されてもよい。この態様によれば、第１の層と第２の層との間に形成された空隙中の水蒸気が冷却チューブと接触することを抑制できる。したがって、凝縮の発生が抑制され、その結果、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇をいっそう抑制できる。

本発明の一態様によれば、充填材は吸湿性を有していてもよい。この態様によれば、第１の層と第２の層との間に形成された空隙中の水蒸気が充填材に吸収されるので、当該水蒸気が冷却チューブと接触することを抑制できる。したがって、凝縮の発生が抑制され、その結果、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇をいっそう抑制できる。

本発明の一態様によれば、冷房服は、冷却チューブに接続されるホースと、冷却チューブとホースとを通って冷媒液を循環させるように構成されたポンプと、ポンプに電力を供給するためのバッテリと、を備えていてもよい。この態様によれば、冷媒液を循環させることによって、長時間、冷房効果を提供することができる。

本発明の一実施形態による冷房服の概略構成を示す模試図である。 衣服本体の断面構造を示す模式図である。

図１，２を参照して、本発明の一実施形態による冷房服１０について説明する。図１に示すように、冷房服１０は、衣服本体２０と、循環装置７０と、を備えている。衣服本体２０は、図１に示す例ではノースリーブの上着の形態である。ただし、衣服本体２０の形態は、特に限定されるものではない。例えば、衣服本体２０は、長袖の上着の形態であってもよいし、ズボンの形態であってもよい。

衣服本体２０の内部には、冷却チューブ５０が組み込まれている。衣服本体２０内における冷却チューブ５０の配置は、任意に設定可能である。冷却チューブ５０の両端部は、衣服本体２０から延出しており、コネクタ５１，５２をそれぞれ備えている。

循環装置７０は、貯留槽７１と、ポンプ７２と、バッテリ７３と、バッテリホルダ７４と、ホース７５ａ，７５ｂ，７５ｃと、を備えている。循環装置７０は、本実施形態では可搬式であり、身体に装着可能にユニット化されている。例えば、循環装置７０は、リュックサック内に収容されており、ユーザが背負うことができる。ただし、循環装置７０の少なくとも一部（例えば、貯留槽７１）は、床などに設置されてもよい。

ホース７５ａの一端は、コネクタ５２に接続されており、ホース７５ａの他端は、貯留槽７１に接続されている。ホース７５ｂの一端は、貯留槽７１に接続されており、ホース７５ｂの他端は、ポンプ７２に接続されている。ホース７５ｃの一端は、ポンプ７２に接続されており、ホース７５ｃの他端は、コネクタ５１に接続されている。これによって、冷却チューブ５０と、貯留槽７１と、ポンプ７２と、ホース７５ａ，７５ｂ，７５ｃと、による閉ループ流路が形成されている。

貯留槽７１は、冷媒液を一時的に貯留する。冷媒液は、本実施形態では氷水である。ただし、冷媒液は、特に限定されるものではない。例えば、冷媒液は、単なる冷水であってもよい。ポンプ７２には、バッテリホルダ７４が接続されている。バッテリホルダ７４には、充電式のバッテリ７３が着脱可能に装着される。バッテリ７３は、各種の電動工具（スクリュードライバ、ハンマドリル等）の電源としても使用可能である。バッテリホルダ７４は、ポンプ７２の駆動を制御するコントローラ（図示省略）と、ポンプ７２の駆動開始および停止の指示を入力するための操作ボタン（図示省略）と、を備えている。操作ボタンを操作することによってポンプ７２の駆動開始指示が入力されると、バッテリ７３から供給される電力によってポンプ７２が駆動され、貯留槽７１に貯留された冷媒液が、ホース７５ｂ，ポンプ７２、ホース７５ｃ、冷却チューブ５０およびホース７５ａを通って、図１に示す矢印の方向に循環される。これにより、衣服本体２０を着用したユーザの身体は、冷却チューブ５０内を流通する冷媒液によって冷却される。冷媒液は、例えば身体の熱を吸収することによって、徐々に上昇する。そして、貯留槽７１内の冷媒液の温度が、冷房に適さない温度まで上昇すると、貯留槽７１内の冷媒液が、十分に冷たい新たな冷媒液に交換される。

図２に示すように、衣服本体２０は、第１の層３０と、第２の層４０と、上述した冷却チューブ５０と、充填材６０と、を備えている。第１の層３０は、衣服本体２０の着用時において身体側に位置し、第２の層４０は、外気側に位置する。このため、第１の層３０を内側服地３０とも呼び、第２の層４０を外側服地４０とも呼ぶ。冷却チューブ５０は、衣服本体２０から延出した部分を除いて、内側服地３０と外側服地４０との間に配置されている。

外側服地４０は、非透湿性を有している。非透湿性とは、広義には、透湿度が２２ｇ／（ｍ^２・ｄ）以下であることと定義され得る。非透湿性とは、狭義には、透湿度が８ｇ／（ｍ^２・ｄ）以下であることと定義され得る。ここでの透湿度とは、ＪＩＳ Ｋ７１２９に規定された方法で、透過セルの温度が４０℃、相対湿度差が９０％の試験条件で測定される水蒸気透過度をいう。外側服地４０が非透湿性を有しているので、外気に含まれる水蒸気が外側服地４０を通って冷却チューブ５０に到達し、冷却チューブ５０上で凝縮することが抑制される。したがって、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇を抑制できる。

さらに、外側服地４０は断熱性を有している。断熱性とは、素材の熱伝導率が０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることと定義され得る。これにより、冷却チューブ５０内を流通する冷媒液によって外側服地４０が冷却されて外気中の水蒸気の凝縮が外側服地４０の外側表面（外気側に向けられた表面）上で生じることを抑制できる。しかも、外気の熱が冷却チューブ５０に伝達されることが抑制されるので、外気の影響によって冷媒液の温度が上昇することも抑制できる。

本実施形態では、外側服地４０には、アルミ蒸着された発泡ポリマー（より、具体的には、ポリエチレンフォーム）が使用される。発泡ポリマーは、外側服地４０の上述した断熱性を提供し、蒸着されたアルミニウムは、外側服地４０の上述した非透湿性を提供する。アルミニウムは、非透湿性に優れているので、高い凝縮抑制効果が得られる。また、アルミニウムは、輻射熱を反射するので、外気の影響による冷媒液の温度上昇を抑制する効果にも優れている。ただし、外側服地４０には、非透湿性を有する限りにおいて、任意の厚みを有する任意の材質を採用することができる。例えば、ポリエチレンフォームは、３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の任意の厚み（例えば、５ｍｍ）を有していてもよい。こうすれば、必要な断熱性能と、快適な着用感と、を両立させることができる。あるいは、ポリエチレンフォームに代えて、他の任意の発泡ポリマー（例えば、ウレタンフォーム）が採用されてもよい。あるいは、発泡ポリマーに代えて、グラスウールまたはエアロゲルによって断熱性が提供されてもよい。あるいは、アルミ蒸着に代えて、ポリエチレンシートによって非透湿性が提供されてもよい。

内側服地３０は、非透湿性を有している。このため、身体側の水蒸気（例えば、汗から発生する）が内側服地３０を通って冷却チューブ５０に到達して、冷却チューブ５０上で凝縮することが抑制される。したがって、凝縮に起因する冷媒液の温度上昇をいっそう抑制できる。

内側服地３０は断熱性を有していない。換言すれば、内側服地３０は、外側服地４０よりも断熱性能が低い。このため、冷却チューブ５０内を流通する冷媒液は、内側服地３０を介して身体の熱を適度に吸収することができる。換言すれば、身体に対する冷房効果が内側服地３０によって過剰に低減されることがない。

内側服地３０には、任意の厚みを有する任意の材質を採用することができる。例えば、内側服地３０には、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満の素材が使用されてもよい。この場合、ユーザの冷感をある程度確保しつつ、ランタイムを長くすることができる。本実施形態では、内側服地３０には、０．５ｍｍの厚みを有するポリエチレンシート（その透湿度は、１．１程度）が使用される。ポリエチレンシートの熱伝導率は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。ポリエチレンシートに代えて、シリコンゴムが使用されてもよい。シリコンゴムの熱伝導率は、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。シリコンゴムは、柔らかいので、身体の形状に追従しやすい。

代替実施形態では、内側服地３０には、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の素材が使用されてもよい。この場合、ある程度のランライムを確保しつつ、ユーザの冷感を得やすくすることができる。例えば、内側服地３０にアクリルシートが使用されてもよい。アクリルシートの熱伝導率は、１〜３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。あるいは、内側服地３０に放熱シリコンシートが使用されてもよい。放熱シリコンシートの熱伝導率は、２〜５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。放熱シリコンシートは、比較的安価である。

図２に示すように、内側服地３０と外側服地４０との間には、充填材６０が配置されている。充填材６０には、任意の材質を使用することができる。本実施形態では、充填材６０にウレタンが使用される。充填材６０は、内側服地３０と外側服地４０との間に形成された空隙を低減するために使用される。充填材６０を使用すれば、充填材６０の容積分だけ、上記空隙における冷却チューブ５０と接触する空気の容積、ひいては、冷却チューブ５０と接触する水蒸気量が減る。したがって、凝縮の発生がいっそう抑制される。特に、本実施形態では、上記空隙は、実質的に全て、充填材６０によって埋められているので、効果が大きい。

代替実施形態では、充填材６０は、上記空隙の少なくとも一部分を埋めていてもよい。この場合、充填材６０は、冷却チューブ５０に接触した状態で冷却チューブ５０のまわりを取り囲むように配置されてもよい。これにより、上記空隙中の水蒸気が冷却チューブ５０と接触することが抑制される。したがって、凝縮の発生がいっそう抑制される。

さらなる代替実施形態では、充填材６０は、吸湿性を有していてもよい。例えば、充填材６０は、ゼオライト、シリカゲル活性炭、中空糸（例えば、ポリウレタン、ポリエステルなど）、活性アルミナ、塩化カルシウムなどであってもよい。これにより、上記空隙中の水蒸気が充填材６０に吸収されるので、当該水蒸気が冷却チューブ５０と接触することを抑制できる。したがって、凝縮の発生がいっそう抑制される。

上述した冷房服１０によれば、水蒸気の凝縮が抑制されるので、ランタイムを長くすることができる。つまり、貯留槽７１内の冷媒液を交換することなく、長時間にわたって冷房効果を得ることができる。あるいは、従来の冷房服と同等のランタイムを確保しつつ、貯留槽７１の容量を小さくすることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各要素の任意の組み合わせ、または、任意の省略が可能である。

例えば、充填材６０は省略されてもよい。この場合、発泡ポリマー、グラスウールまたはエアロゲルと、ポリエチレンシートと、の組み合わせが外側服地４０に使用されてもよい。外側服地４０の内面にポリエチレンシートを使用すれば、冷却チューブ５０を外側服地４０に固定しやすい。

さらに、内側服地３０は、非透湿性を有していなくてもよい。さらに、外側服地４０は、断熱性を有していなくてもよい。また、貯留槽７１は省略されてもよい。また、循環装置７０は、冷媒液を冷却して、所定温度以下に保つ冷却装置を備えていてもよい。

１０...冷房服
２０...衣服本体
３０...第１の層（内側服地）
４０...第２の層（外側服地）
５０...冷却チューブ
５１，５２...コネクタ
６０...充填材
７０...循環装置
７１...貯留槽
７２...ポンプ
７３...バッテリ
７４...バッテリホルダ
７５ａ，７５ｂ，７５ｃ...ホース

Claims (10)

1. 冷房服であって、
   衣服本体を備え、
   前記衣服本体は、
   第１の層と、
   非透湿性を有し、着用時において前記第１の層よりも外側に位置する第２の層と、
   内部に冷媒液が流通可能な冷却チューブであって、少なくとも部分的に前記第１の層と前記第２の層との間に配置された冷却チューブと
   を備える
   冷房服。
2. 請求項１に記載の冷房服であって、
   前記第１の層は非透湿性を有する
   冷房服。
3. 請求項２に記載の冷房服であって、
   前記第１の層の透湿度は８以下である
   冷房服。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の冷房服であって、
   前記第２の層は断熱性を有する
   冷房服。
5. 請求項４に記載の冷房服であって、
   前記第２の層は、３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の厚みを有する
   冷房服。
6. 請求項５に記載の冷房服であって、
   前記第１の層は、前記第２の層よりも断熱性能が低い
   冷房服。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の冷房服であって、
   前記衣服本体は、前記第１の層と前記第２の層との間に形成された空隙の少なくとも一部を埋める充填材を備える
   冷房服。
8. 請求項７に記載の冷房服であって、
   前記充填材は、前記冷却チューブに接触した状態で前記冷却チューブのまわりを取り囲むように配置された
   冷房服。
9. 請求項７または請求項８に記載の冷房服であって、
   前記充填材は吸湿性を有する
   冷房服。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の冷房服であって、
    前記冷却チューブに接続されるホースと、
    前記冷却チューブと前記ホースとを通って前記冷媒液を循環させるように構成されたポンプと、
    前記ポンプに電力を供給するためのバッテリと
    を備える冷房服。

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