JP3982058B2 - 熱搬送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可搬性に富み、採暖機能を有する燃焼熱の熱搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の熱搬送装置は、特開平４−３４７４５０号公報に記載されているように、ガス・触媒燃焼装置と、液体加熱用凹部をもつ加熱部と、これに続く熱交換室と吐出側、吸込側に夫々逆止弁を持つ熱駆動ポンプを有し、ガス・触媒燃焼装置は熱駆動ポンプ加熱部も組み込んだ燃焼室を有し、熱駆動ポンプ加熱部に組み込んだ凹部の開口部が装置が使われる状態で重力に対して上向きに設置されており、フィードタンク、熱駆動ポンプ、外部被加熱物を直列に直結した作動液体循環閉回路をもつことを特徴として構成されていた。
【０００３】
上記構成において、ガスがガス・触媒燃焼装置の燃焼室で燃焼して熱駆動ポンプの加熱部を加熱し、液体加熱用凹部で発生する作動液体の気泡が気・液交換室に向かって成長し吸込側逆止弁を閉じながら吐出側逆止弁を開き蒸気泡体積分の暖められた作動液体を外部加熱物を通して循環させ、一方、蒸気泡は気・液交換室で冷やされて凝縮し、ついに消滅し消滅した蒸気泡体積に相当する作動液体がフィードタンクから吸込側逆止弁を介して熱駆動ポンプに導入される。このようにして作動液体循環閉回路を循環し、外部被加熱物を加熱していた。
【０００４】
従来のその他のこの種の熱搬送装置としては、特開平９−１２６４２６号公報に記載されているものがある。図５に示すように，燃焼熱を熱源とする熱源部１と、熱源部１の燃焼熱を制御する制御部２と、熱源部１の燃焼を制御するための指示、例えば温度設定などを制御部２に伝達する操作部３と、熱源部１の燃料を蓄える燃料タンク４を備え、熱源部１を制御部２、操作部３、燃料タンク４とそれぞれ分離し、衣服５に装着している。熱源部１は放熱部８に取り付けられ、放熱部８は衣服５の内面に着脱自在に取り付けられている。放熱部８は高熱伝導繊維や金属繊維などの熱伝導がよく、しかも可撓性の高い物質で構成され、伝導された熱が直接人体に接触しないように、繊維や断熱材などの断熱物質で覆っている。熱源部１と制御部２、操作部３、燃料タンク４とは、可撓性のある連通路７で連絡している。また、熱源部１は吸気口９と排気口１０とに連通している。また、衣服５内には温度、湿度などを検出する衣服内検出手段６が設けられており、この衣服内検出手段６で検出した温度情報などが制御部２に伝達されるように信号線で接続されて構成されている。
【０００５】
そして上記構成において、操作部３で熱源部１に点火すると燃焼熱が発生し、発生した熱の大部分は燃焼部１の外壁で熱交換し、熱交換された燃焼ガスは排気口１０から排出される。燃焼部１の外壁は放熱部８に熱的に伝導するように取り付けられており、また一部の熱は外壁で空気を暖める。外壁及び放熱部８により暖められた空気は衣服５内を自然対流で上部に流れ、衣服全体を暖めるようになる。
【０００６】
さらに、従来の別のこの種の熱搬送装置としては、特開平６−２２０７０５号公報に記載されているものがある。通風式電子冷却ユニットを背中の中央部に備え、表地と裏地の間にキルティングなどの方法によって形成した空気流通路をほぼ全面に巡らし、その空気流通路の両端を前記通風式電子冷却ユニットの冷却側空気吐出口と空気吸込口に接続し、前記空気吸込口と前記衣服の空気流通路の接続部には空気抵抗を設け、さらに前記空気抵抗と前記空気吸込口の間に外気に面する開孔を設けて通気口を設けた電子冷却加熱機能並びに通気の機能を備えた衣服を構成したものである。
【０００７】
そして上記構成において、通風式電子冷却ユニットの送風機を運転すると、前記外気に面する開孔から外気を吸込み、前記衣服の空気流通路の末端には空気流に対する適度な抵抗があるため空気流通路は与圧され、膨張して空気の流通循環は円滑になり、かつ、この与圧によって循環空気の一部は前記の通気性のある布地などを利用して作った通気口から衣服の内部へと流出することになる。この状態で前記通風式電子冷却ユニットの電子冷却素子に適度な直流電圧を印加すれば、フィンからの熱伝導によって循環空気は冷却され、また取り入れられた外気も同時に冷却されてその一部は前記衣服の内面の通気口から流出し、適温となって着衣者の体と衣服裏地との間の通気を保ちながら袖口あるいは襟元などの衣服の開口部から衣服の外部へと流れ去る。他方、前記通風式電子冷却ユニットの加熱側を通風した空気は冷却ユニットにて発生した熱を取り去って昇温し衣服の後背部上方へ排出される。さらに、印加電圧の極性を逆にして接続してやれば、電子冷却素子の熱流方向も逆転するので、循環空気は加熱され温風となるため、寒冷の環境の中での衣服としても使用できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の装置では、作動液体を循環させるのに熱駆動ポンプを使用しているため電力源は必要でないが、熱駆動ポンプには次のような課題があった。まず、作動流体の蒸気泡を発生させねばならないが、作動液中に溶解している不凝縮ガス（空気など）も同時に分離発生し、これがまとまって大きな気泡となり熱駆動ポンプに吸入されるとポンプを停止させることがあった。これの防止のためには、フィードタンクを設けなければならないが構成が複雑になり、小型・軽量化にならなかった。また、液体加熱用凹部の開孔が装置が通常使われる状態で重力に対し上向きにしないと、不凝縮ガスが溜り作動流体の進入が妨げられポンプを停止させるため、上向きになるようにしているが、構成が複雑になり、小型・軽量化にならなかった。さらに作動流体の温度が上昇すると、この温度に相当して蒸気圧も上昇するため、温度調節がうまく機能しなくなるとか、ポンプが停止してしまうとか、作動液体閉回路の各結合点に余分なストレスが加わる。これを防止するために蒸気圧緩和装置が必要になり、構成が複雑になり、小型・軽量化にならなかった。また、間欠動作であるため、流れが一定の連続流れにならず、したがって作動流体の温度も一定でなく、身体の採暖に使用する場合にはとくに快適性で劣っていた。搬送能力は温度差に比例するため、作動液体の温度が低い場合には搬送熱量が少ししか搬送できず、使いにくいものであった。また、作動流体は蒸気気泡が発生するが、可とう性を必要とする通路材料、例えばゴム、樹脂などを用いると、作動流体の蒸気はこれら材料と透過して外部に漏れるため、作動流体が減少し動作が停止することがあった。
【０００９】
また、従来のその他のこの種の熱搬送装置では、作動液体を循環させる熱駆動ポンプは不要であるが、衣服５は燃焼部１の外壁及び放熱部８により暖められた空気により自然対流で暖められるため、衣服５は均一に暖められず、温度分布はよくなかった。例えば、燃焼部１及び放熱部８が装着されている下部が極端に高温になり、袖などは暖めることが難しく極端に低温になっていた。
【００１０】
さらに、従来の別のこの種の熱搬送装置では、送風機により空気流通路を与圧して膨張させて空気の流通循環を円滑にし衣服の内部へと流出させているため、温度分布は改善されているが、送風機を運転しなければならず、空気流通路が折れ曲がると空気の流通循環が妨げられるため、装置を装着した使用者は極端な動きができなかった。さらに電子冷却ユニット及び送風機も電力で起動されるため、電力源が必要となり、蓄電池では重量、容積が大きくなり携帯用装置としては不向きであった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱により液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段から送られてくる液体熱媒を通す可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服とで熱搬送装置を構成したものである。
【００１２】
上記発明によれば、燃焼手段を燃焼させると、この燃焼手段の燃焼熱を熱電気変換手段は高温側面に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段の高温側面から低温側面へ伝わり、熱交換手段へ伝熱する。熱電気変換手段の低温側面は熱交換手段へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段は高温側面と低温側面との温度差に応じた電力を発生する。液体熱媒強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒通路により液体熱媒を前記熱交換手段へ搬送し、熱電気変換手段を介して伝わった燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させる。さらに液体熱媒は衣服に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路を循環放熱し衣服で採暖を行ない、再びユニット本体に入り、液体熱媒強制循環手段に戻る。
【００１３】
そして、従来のように熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合にはとくに快適性で優れている。熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られる。
【００１４】
また、熱電気変換手段の発生電力により液体熱媒強制循環手段を駆動して燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服に循環放熱して採暖ができる。とくに、液体熱媒通路は衣服の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上する。
【００１５】
さらに液体熱媒強制循環手段は外部電源を用いず、熱電気変換手段の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる熱搬送装置は温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に直接、全ての熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱だけにより液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段の一端と前記熱交換手段の一端を接続し、さらに、前記液体熱媒強制循環手段の他端と前記熱交換手段の他端とに接続した可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服を有し、液体熱媒通路の配列形状は液体熱媒が衣服下部より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分に到達すると下降して衣服下部より出る配列形状とし、肩部分でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路の相互の配列密度を高めた配列形状とする。
【００１７】
そして上記発明によれば、燃焼手段を燃焼させると、この燃焼手段の燃焼熱を熱電気変換手段は高温側面に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段の高温側面から低温側面へ伝わり、熱交換手段へ伝熱する。熱電気変換手段の低温側面は熱交換手段へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段は高温側面と低温側面との温度差に応じた電力を発生する。液体熱媒強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を前記熱交換手段へ搬送し、熱電気変換手段を介して伝わった燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させる。さらに液体熱媒は衣服に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路を循環放熱し衣服で採暖を行ない、再び液体熱媒強制循環手段に戻る。
【００１８】
そして、従来のように熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合にはとくに快適性で優れている。熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られる。
【００１９】
また、熱電気変換手段の発生電力により液体熱媒強制循環手段を駆動して燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服に循環放熱して採暖ができる。とくに、液体熱媒通路は衣服の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上する。
【００２０】
さらに液体熱媒強制循環手段は外部電源を用いず、熱電気変換手段の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になる。
【００２１】
本発明の請求項２にかかる熱搬送装置は衣服の下方のポケット部分に収納されたユニット本体を有する。
【００２２】
そして、ユニット本体は衣服の下方のポケット部分に収納されるため、燃焼手段の着火、消火などを伴う運転開始と停止の操作がポケットを開ければ出来、衣服を着た状態で行なえ、利便性が向上する。また、ユニット本体の重量は衣服下部に加わるほうが着心地の点からよいが、ポケットは通常、衣服下部にあるため、着心地も支障がない。
【００２３】
本発明の請求項３にかかる熱搬送装置は衣服とは分離して別に人体に装着できるようにしたユニット本体を有する。
【００２４】
そして、ユニット本体は衣服とは分離しているため、人体の活動に支障のでない腰などに装着できるため、装着による重さ、重さの不平衡を感じることが解消され、活動的になれる。
【００２５】
本発明の請求項４にかかる熱搬送装置は複数個の衣服を有する。
【００２６】
そして、衣服は複数個になっているため、使用者は身体の複数の部位に衣服を装着できる。例えば、上半身と下半身に装着して複数の部位を同時に暖めることができ、快適性の向上が図られる。
【００２７】
本発明の請求項５にかかる熱搬送装置は液体熱媒通路とユニット本体との接続に内部の液体熱媒を漏らすことなく、接続と分離ができる着脱自在継ぎ手を有する。
【００２８】
そして、ユニット本体は液体熱媒通路から分離するときは両者を接続している液体熱媒通路を分離する必要があるが、液体熱媒通路に設けた着脱自在継ぎ手により内部の液体熱媒を漏らすことなく採暖手段から分離することができる。
【００２９】
本発明の請求項６にかかる熱搬送装置は燃焼手段の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために衣服に配設した温度検出手段を有する。
【００３０】
そして、衣服に配設された温度検出手段の温度検出信号を受けて、燃焼手段は燃焼を制御して液体熱媒温度を一定温度に制御するため、衣服は熱負荷に関わりなく一定温度で採暖でき快適性が向上する。さらに、衣服の熱負荷が小さい場合でも液体熱媒温度が異常に昇温することまなく、安全性が向上する。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の熱搬送装置を示す構成図である。
【００３３】
図１において、１１は燃焼手段である。１２は熱電気変換手段であり、燃焼手段１１の熱を高温側面１３に受熱し、その熱を低温側面１４から後述する熱交換手段１６へ伝熱することで冷却され、高温側面１３と低温側面１４との温度差に応じた電力を発生する。１５は液体熱媒強制循環手段であり、熱電気変換手段１２の発生電力により駆動して液体熱媒を熱交換手段１６へ搬送し、熱電気変換手段１２を介して伝わった燃焼手段１１の熱を液体熱媒と熱交換させる。１７はガスボンベであり、燃焼手段１１のエネルギー源としてガスを供給する。１８は操作部であり、装置の運転操作を行う。１９はユニット本体であり、燃焼手段１１、熱電気変換手段１２、液体熱媒強制循環手段１５、ガスボンベ１７、操作部１８を収納している。さらに２０は衣服、例えば上着であり、液体熱媒強制循環手段１５の一端と熱交換手段１６の一端とに接続した可撓性を有する液体熱媒通路２１を配列し、熱交換手段１６で熱交換した液体熱媒を循環させて放熱し、採暖を行なうものである。
【００３４】
この構成における動作、作用について説明する。操作部１８で運転操作を行うと、ガスボンベ１７から燃焼手段１１にガスが供給されると同時に点火が行われ、燃焼手段１１が燃焼をする。この燃焼手段１１の燃焼熱を熱電気変換手段１２が高温側面１３に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段１２の高温側面１３から低温側面１４へ伝わり、熱交換手段１６へ伝熱する。熱電気変換手段１２の低温側面１４は熱交換手段１６へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段１２は高温側面１３と低温側面１４との温度差に応じた電力を発生する。
【００３５】
一方、液体熱媒強制循環手段１５は熱電気変換手段１２の発生電力により駆動して液体熱媒を前記熱交換手段１６へ搬送し、熱電気変換手段１２を介して伝わった燃焼手段１１の熱を液体熱媒と熱交換させる。さらに液体熱媒はユニット本体１９を出て衣服２０に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路２１を循環放熱し衣服２０で採暖を行ない、再びユニット本体１９に入り、液体熱媒強制循環手段１５に戻る。
【００３６】
そして、従来のように熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合には特に快適性で優れている。熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られる。
【００３７】
また、熱電気変換手段１２の発生電力により液体熱媒強制循環手段１５を駆動して燃焼手段１１の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服２０に循環放熱して採暖ができる。特に、液体熱媒通路２１は図１から明らかなように衣服２０の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上する。
【００３８】
さらに液体熱媒強制循環手段１５は外部電源を用いず、熱電気変換手段１２の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段１５が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になる。
【００３９】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の熱搬送装置の衣服を示す外観図である。
【００４０】
本実施例２において実施例１と異なる点は、可撓性を有する液体熱媒通路２１の配列形状は液体熱媒が衣服下部２２より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分２３に到達すると下降して衣服下部２２より出る配列形状とした衣服２０を設けたところである。
【００４１】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４２】
次に動作、作用について説明する。液体熱媒は衣服下部２２より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返していくため、衣服２０の形状に合わせて均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上する。また、ユニット本体１９の重量は衣服下部２２に加わるほうが着心地の点からよいが、液体熱媒は衣服下部２２より入り、衣服下部２２より戻るようにしているため、ユニット本体１９を衣服下部２２に設けるのに適しており、着心地もよくなる。
【００４３】
（実施例３）
図２を用いて本発明の実施例３の熱搬送装置を説明すると、本実施例３において実施例１と異なる点は、可撓性を有する液体熱媒通路２１の配列形状は、肩部分２３でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路２１相互の配列密度を高めた衣服２０としたところである。
【００４４】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４５】
次に動作、作用について説明する。衣服２０において肩部分２３は暖めにくいため、冷えやすいが液体熱媒通路２１相互の配列密度を高めたため、肩部分２３も均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上する。
【００４６】
（実施例４）
更に図２を用いて本発明の実施例４の熱搬送装置を説明すると、本実施例４において実施例１と異なる点は、衣服２０の下方のポケット部分２４にユニット本体１９を収納したところである。
【００４７】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４８】
次に動作、作用について説明する。ユニット本体１９は衣服２０の下方のポケット部分２４に収納されるため、燃焼手段１１の着火、消火などを伴う運転開始と停止の操作がポケットを開ければ出来、衣服２０を着た状態で行なえ、利便性が向上する。また、ユニット本体１９の重量は衣服下部２２に加わるほうが着心地の点からよいが、ポケットは通常、衣服下部２２にあるため、着心地も支障がない。
【００４９】
（実施例５）
図３は本発明の実施例５の熱搬送装置を示す外観図である。
【００５０】
本実施例５において実施例１と異なる点は、衣服２０とは分離して別に人体に装着できるようにしたユニット本体１９を設けたところである。
【００５１】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５２】
次に動作、作用について説明する。２５は例えばベルト等のユニット本体装着具で、ユニット本体１９を腰部分に装着させている。ユニット本体１９はユニット本体装着具２５で衣服２０とは分離しているため、人体の活動に支障のでない腰などに装着でき、装着による重さ、重さの不平衡を感じることが解消され、活動的になれる。なお、ユニット本体装着具２５は腰に限らず腰以外のどこにでも装着できるものである。
【００５３】
（実施例６）
図４は本発明の実施例６の熱搬送装置を示す外観図である。
【００５４】
本実施例６において実施例１と異なる点は、複数個の衣服２０ａ、２０ｂを有するところである。
【００５５】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５６】
次に動作、作用について説明する。衣服は複数個になっているため、使用者は身体の複数の部位に衣服２０ａ、２０ｂを装着できる。例えば、上半身に衣服Ａ２０ａを装着し、下半身に衣服Ｂ２０ｂを装着すると、ユニット本体１９から衣服Ａ２０ａと衣服Ｂ２０ｂに液体熱媒が搬送され、上半身と下半身を同時に暖めることができる。このように複数の部位を同時に暖めることができ、採暖に使用した場合は快適性の向上が図られる。
【００５７】
なお、図４では衣服Ａ２０ａの液体熱媒通路２１ａと衣服Ｂ２０ｂの液体熱媒通路２１ｂはユニット本体１９と並列に接続されているが、ユニット本体１９から衣服Ａ２０ａの液体熱媒通路２１ａに入り、次に液体熱媒通路２１ａから衣服Ｂ２０ｂの液体熱媒通路２１ｂに入り、液体熱媒通路２１ｂからユニット本体１９に戻るように、直列に接続してもよい。また、逆の順序の接続でもよい。
【００５８】
（実施例７）
図１を用いて本発明の実施例７の熱搬送装置を説明すると、本実施例７において実施例１と異なる点は、熱搬送装置はユニット本体１９と接続している液体熱媒通路２１の途中に内部の液体熱媒を漏らすことなく、接続と分離ができる着脱自在継ぎ手２６を設けたところである。
【００５９】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００６０】
次に動作、作用について説明する。着脱自在継ぎ手２６は大別して挿入部分２７と受け部分２８とが着脱自在に結合したもので、挿入部分２７と受け部分２８は共にその端部は液体熱媒通路２１に接合されている。挿入部分２７と受け部分２８とが分離すると両者は内部の閉止板が通路を閉止して内部の液体熱媒が外部に出ることを防止し、結合すると閉止板は開放され、互いに通路を連通するようになっている。そしてユニット本体１９を衣服２０から分離するときは液体熱媒通路２１に設けた着脱自在継ぎ手２６を分離させると着脱自在継ぎ手２６は内部の液体熱媒を漏らすことなく分離するため、ユニット本体１９は衣服２０から分離することができる。
【００６１】
（実施例８）
更に図１を用いて本発明の実施例８の熱搬送装置を説明すると、本実施例８において実施例１と異なる点は、燃焼手段１１の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために衣服２０の適所に着脱自在な温度検出手段２９を設けたところである。
【００６２】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００６３】
次に動作、作用について説明する。温度検出手段２９は衣服２０内の温度を検出し、この温度検出手段２９の温度検出信号を受けて燃焼手段１１は燃焼を制御して液体熱媒温度を一定温度に制御する。衣服２０は熱負荷に関わりなく一定温度で採暖でき、また使用者がもっとも採暖の快適性に適した場所に温度検出手段２９を配設できるため、快適性がより向上する。さらに、衣服２０の熱負荷が小さい場合でも液体熱媒温度が異常に昇温することもなく、安全性が向上する。
【００６４】
なお、上記各実施例では衣服を上着等の上半身につけるものの場合で説明したが、実施例１、７、８においてはズボン、スカート等の下半身につけるものであってもよいのはいうまでもないことである。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る熱搬送装置は温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に直接、全ての熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱だけにより液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段から送られてくる液体熱媒を通す可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服とから構成しているので、燃焼手段を燃焼させると、熱電気変換手段は電力を発生し、液体熱媒強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を前記熱交換手段へ搬送し、熱電気変換手段を介して伝わった燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させる。そして液体熱媒は衣服に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路を循環して放熱し衣服で採暖を行ない、再び液体熱媒強制循環手段に戻る。
【００６６】
その結果、従来の熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合には特に快適性で優れている。また熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。そして作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られるという効果がある。
【００６７】
また、熱電気変換手段の発生電力により液体熱媒強制循環手段を駆動して燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服に循環放熱して採暖させる液体熱媒通路は、衣服の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上するという効果がある。
【００６８】
さらに液体熱媒強制循環手段は外部電源を用いず、熱電気変換手段の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になるという効果がある。
【００６９】
また、可撓性を有する液体熱媒通路の配列形状は液体熱媒が衣服下部より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分に到達すると下降して衣服下部より出る配列形状にした衣服を有する構成としているので、衣服の形状に合わせて均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上するという効果がある。また、熱電気変換手段、燃焼手段、液体熱媒強制循環手段、熱交換手段を収納したユニット本体の重量は衣服下部に加わるほうが着心地の点からよいが、衣服の液体熱媒通路の配列形状は衣服下部より入り、衣服下部より出るようにしているため、ユニット本体を衣服下部に設けるのに適しており、着心地もよくなるという効果がある。
【００７０】
また、可撓性を有する液体熱媒通路の配列形状は、肩部分でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路相互の配列密度を高めた採暖手段を有する構成としているので、衣服において肩部分は暖めにくいため、冷えやすいが、液体熱媒通路相互の配列密度を高めたことで肩部分も均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上するという効果がある。
【００７１】
また、衣服の下方のポケット部分に収納されたユニット本体を有する構成としているので、ユニット本体は衣服の下方のポケット部分に収納され、燃焼手段の着火、消火などを伴う運転開始と停止の操作がポケットを開ければ出来、衣服を着た状態で行なえ、利便性が向上するという効果がある。また、ユニット本体の重量は衣服下部に加わるほうが着心地の点からよいが、ポケットは通常、衣服下部にあるため、着心地も支障がないという効果がある。
【００７２】
また、衣服とは分離して別に人体に装着できるようにしたユニット本体を有する構成としているので、ユニット本体は衣服とは分離して人体の活動に支障のでない腰などに装着でき、装着による重さ、重さの不平衡を感じることが解消され、活動的になれるという効果がある。
【００７３】
また、複数個の衣服を設けた構成としているので、使用者は身体の複数の部位に複数個の衣服を装着でき、複数の部位を同時に暖めることができ、採暖に使用した場合は快適性の向上が図られるという効果がある。
【００７４】
また、ユニット本体と液体熱媒通路の接続に内部の液体熱媒を漏らすことなく、接続と分離ができる着脱自在継ぎ手を設けた構成としているので、液体熱媒通路に設けた着脱自在継ぎ手により内部の液体熱媒を漏らすことなく衣服から分離することができるという効果がある。
【００７５】
また、燃焼手段の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために衣服に温度検出手段を設けた構成としているので、衣服に配設された温度検出手段の温度検出信号を受けて、燃焼手段は燃焼を制御して液体熱媒温度を一定温度に制御する。よって衣服は熱負荷に関わりなく一定温度で採暖でき快適性が向上するという効果がある。さらに、採暖手段の熱負荷が小さい場合でも液体熱媒温度が異常に昇温することがなく、安全性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１、実施例７および実施例８における熱搬送装置の構成図
【図２】 本発明の実施例２、実施例３および実施例４の熱搬送装置の衣服を示す外観図
【図３】 本発明の実施例５の熱搬送装置を示す外観図
【図４】 本発明の実施例６の熱搬送装置を示す外観図
【図５】 従来の熱搬送装置の外観図
【符号の説明】
１１ 燃焼手段
１２ 熱電気変換手段
１３ 高温側面
１４ 低温側面
１５ 液体熱媒強制循環手段
１６ 熱交換手段
１７ ガスボンベ
１８ 操作部
１９ ユニット本体
２０ 衣服
２１ 液体熱媒通路
２２ 衣服下部
２３ 肩部分
２４ ポケット部分
２５ ユニット本体装着具
２６ 着脱自在継ぎ手
２７ 挿入部分
２８ 受け部分
２９ 温度検出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は可搬性に富み、採暖機能を有する燃焼熱の熱搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の熱搬送装置は、特開平４−３４７４５０号公報に記載されているように、ガス・触媒燃焼装置と、液体加熱用凹部をもつ加熱部と、これに続く熱交換室と吐出側、吸込側に夫々逆止弁を持つ熱駆動ポンプを有し、ガス・触媒燃焼装置は熱駆動ポンプ加熱部も組み込んだ燃焼室を有し、熱駆動ポンプ加熱部に組み込んだ凹部の開口部が装置が使われる状態で重力に対して上向きに設置されており、フィードタンク、熱駆動ポンプ、外部被加熱物を直列に直結した作動液体循環閉回路をもつことを特徴として構成されていた。
【０００３】
上記構成において、ガスがガス・触媒燃焼装置の燃焼室で燃焼して熱駆動ポンプの加熱部を加熱し、液体加熱用凹部で発生する作動液体の気泡が気・液交換室に向かって成長し吸込側逆止弁を閉じながら吐出側逆止弁を開き蒸気泡体積分の暖められた作動液体を外部加熱物を通して循環させ、一方、蒸気泡は気・液交換室で冷やされて凝縮し、ついに消滅し消滅した蒸気泡体積に相当する作動液体がフィードタンクから吸込側逆止弁を介して熱駆動ポンプに導入される。このようにして作動液体循環閉回路を循環し、外部被加熱物を加熱していた。
【０００４】
従来のその他のこの種の熱搬送装置としては、特開平９−１２６４２６号公報に記載されているものがある。図５に示すように，燃焼熱を熱源とする熱源部１と、熱源部１の燃焼熱を制御する制御部２と、熱源部１の燃焼を制御するための指示、例えば温度設定などを制御部２に伝達する操作部３と、熱源部１の燃料を蓄える燃料タンク４を備え、熱源部１を制御部２、操作部３、燃料タンク４とそれぞれ分離し、衣服５に装着している。熱源部１は放熱部８に取り付けられ、放熱部８は衣服５の内面に着脱自在に取り付けられている。放熱部８は高熱伝導繊維や金属繊維などの熱伝導がよく、しかも可撓性の高い物質で構成され、伝導された熱が直接人体に接触しないように、繊維や断熱材などの断熱物質で覆っている。熱源部１と制御部２、操作部３、燃料タンク４とは、可撓性のある連通路７で連絡している。また、熱源部１は吸気口９と排気口１０とに連通している。また、衣服５内には温度、湿度などを検出する衣服内検出手段６が設けられており、この衣服内検出手段６で検出した温度情報などが制御部２に伝達されるように信号線で接続されて構成されている。
【０００５】
そして上記構成において、操作部３で熱源部１に点火すると燃焼熱が発生し、発生した熱の大部分は燃焼部１の外壁で熱交換し、熱交換された燃焼ガスは排気口１０から排出される。燃焼部１の外壁は放熱部８に熱的に伝導するように取り付けられており、また一部の熱は外壁で空気を暖める。外壁及び放熱部８により暖められた空気は衣服５内を自然対流で上部に流れ、衣服全体を暖めるようになる。
【０００６】
さらに、従来の別のこの種の熱搬送装置としては、特開平６−２２０７０５号公報に記載されているものがある。通風式電子冷却ユニットを背中の中央部に備え、表地と裏地の間にキルティングなどの方法によって形成した空気流通路をほぼ全面に巡らし、その空気流通路の両端を前記通風式電子冷却ユニットの冷却側空気吐出口と空気吸込口に接続し、前記空気吸込口と前記衣服の空気流通路の接続部には空気抵抗を設け、さらに前記空気抵抗と前記空気吸込口の間に外気に面する開孔を設けて通気口を設けた電子冷却加熱機能並びに通気の機能を備えた衣服を構成したものである。
【０００７】
そして上記構成において、通風式電子冷却ユニットの送風機を運転すると、前記外気に面する開孔から外気を吸込み、前記衣服の空気流通路の末端には空気流に対する適度な抵抗があるため空気流通路は与圧され、膨張して空気の流通循環は円滑になり、かつ、この与圧によって循環空気の一部は前記の通気性のある布地などを利用して作った通気口から衣服の内部へと流出することになる。この状態で前記通風式電子冷却ユニットの電子冷却素子に適度な直流電圧を印加すれば、フィンからの熱伝導によって循環空気は冷却され、また取り入れられた外気も同時に冷却されてその一部は前記衣服の内面の通気口から流出し、適温となって着衣者の体と衣服裏地との間の通気を保ちながら袖口あるいは襟元などの衣服の開口部から衣服の外部へと流れ去る。他方、前記通風式電子冷却ユニットの加熱側を通風した空気は冷却ユニットにて発生した熱を取り去って昇温し衣服の後背部上方へ排出される。さらに、印加電圧の極性を逆にして接続してやれば、電子冷却素子の熱流方向も逆転するので、循環空気は加熱され温風となるため、寒冷の環境の中での衣服としても使用できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の装置では、作動液体を循環させるのに熱駆動ポンプを使用しているため電力源は必要でないが、熱駆動ポンプには次のような課題があった。まず、作動流体の蒸気泡を発生させねばならないが、作動液中に溶解している不凝縮ガス（空気など）も同時に分離発生し、これがまとまって大きな気泡となり熱駆動ポンプに吸入されるとポンプを停止させることがあった。これの防止のためには、フィードタンクを設けなければならないが構成が複雑になり、小型・軽量化にならなかった。また、液体加熱用凹部の開孔が装置が通常使われる状態で重力に対し上向きにしないと、不凝縮ガスが溜り作動流体の進入が妨げられポンプを停止させるため、上向きになるようにしているが、構成が複雑になり、小型・軽量化にならなかった。さらに作動流体の温度が上昇すると、この温度に相当して蒸気圧も上昇するため、温度調節がうまく機能しなくなるとか、ポンプが停止してしまうとか、作動液体閉回路の各結合点に余分なストレスが加わる。これを防止するために蒸気圧緩和装置が必要になり、構成が複雑になり、小型・軽量化にならなかった。また、間欠動作であるため、流れが一定の連続流れにならず、したがって作動流体の温度も一定でなく、身体の採暖に使用する場合にはとくに快適性で劣っていた。搬送能力は温度差に比例するため、作動液体の温度が低い場合には搬送熱量が少ししか搬送できず、使いにくいものであった。また、作動流体は蒸気気泡が発生するが、可とう性を必要とする通路材料、例えばゴム、樹脂などを用いると、作動流体の蒸気はこれら材料と透過して外部に漏れるため、作動流体が減少し動作が停止することがあった。
【０００９】
また、従来のその他のこの種の熱搬送装置では、作動液体を循環させる熱駆動ポンプは不要であるが、衣服５は燃焼部１の外壁及び放熱部８により暖められた空気により自然対流で暖められるため、衣服５は均一に暖められず、温度分布はよくなかった。例えば、燃焼部１及び放熱部８が装着されている下部が極端に高温になり、袖などは暖めることが難しく極端に低温になっていた。
【００１０】
さらに、従来の別のこの種の熱搬送装置では、送風機により空気流通路を与圧して膨張させて空気の流通循環を円滑にし衣服の内部へと流出させているため、温度分布は改善されているが、送風機を運転しなければならず、空気流通路が折れ曲がると空気の流通循環が妨げられるため、装置を装着した使用者は極端な動きができなかった。さらに電子冷却ユニット及び送風機も電力で起動されるため、電力源が必要となり、蓄電池では重量、容積が大きくなり携帯用装置としては不向きであった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱により液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段から送られてくる液体熱媒を通す可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服とで熱搬送装置を構成したものである。
【００１２】
上記発明によれば、燃焼手段を燃焼させると、この燃焼手段の燃焼熱を熱電気変換手段は高温側面に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段の高温側面から低温側面へ伝わり、熱交換手段へ伝熱する。熱電気変換手段の低温側面は熱交換手段へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段は高温側面と低温側面との温度差に応じた電力を発生する。液体熱媒強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒通路により液体熱媒を前記熱交換手段へ搬送し、熱電気変換手段を介して伝わった燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させる。さらに液体熱媒は衣服に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路を循環放熱し衣服で採暖を行ない、再びユニット本体に入り、液体熱媒強制循環手段に戻る。
【００１３】
そして、従来のように熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合にはとくに快適性で優れている。熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られる。
【００１４】
また、熱電気変換手段の発生電力により液体熱媒強制循環手段を駆動して燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服に循環放熱して採暖ができる。とくに、液体熱媒通路は衣服の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上する。
【００１５】
さらに液体熱媒強制循環手段は外部電源を用いず、熱電気変換手段の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる熱搬送装置は温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に直接、全ての熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱だけにより液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段の一端と前記熱交換手段の一端を接続し、さらに、前記液体熱媒強制循環手段の他端と前記熱交換手段の他端とに接続した可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服を有し、液体熱媒通路の配列形状は液体熱媒が衣服下部より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分に到達すると下降して衣服下部より出る配列形状とし、肩部分でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路の相互の配列密度を高めた配列形状とする。
【００１７】
そして上記発明によれば、燃焼手段を燃焼させると、この燃焼手段の燃焼熱を熱電気変換手段は高温側面に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段の高温側面から低温側面へ伝わり、熱交換手段へ伝熱する。熱電気変換手段の低温側面は熱交換手段へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段は高温側面と低温側面との温度差に応じた電力を発生する。液体熱媒強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を前記熱交換手段へ搬送し、熱電気変換手段を介して伝わった燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させる。さらに液体熱媒は衣服に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路を循環放熱し衣服で採暖を行ない、再び液体熱媒強制循環手段に戻る。
【００１８】
そして、従来のように熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合にはとくに快適性で優れている。熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られる。
【００１９】
また、熱電気変換手段の発生電力により液体熱媒強制循環手段を駆動して燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服に循環放熱して採暖ができる。とくに、液体熱媒通路は衣服の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上する。
【００２０】
さらに液体熱媒強制循環手段は外部電源を用いず、熱電気変換手段の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になる。
【００２１】
本発明の請求項２にかかる熱搬送装置は衣服の下方のポケット部分に収納されたユニット本体を有する。
【００２２】
そして、ユニット本体は衣服の下方のポケット部分に収納されるため、燃焼手段の着火、消火などを伴う運転開始と停止の操作がポケットを開ければ出来、衣服を着た状態で行なえ、利便性が向上する。また、ユニット本体の重量は衣服下部に加わるほうが着心地の点からよいが、ポケットは通常、衣服下部にあるため、着心地も支障がない。
【００２３】
本発明の請求項３にかかる熱搬送装置は衣服とは分離して別に人体に装着できるようにしたユニット本体を有する。
【００２４】
そして、ユニット本体は衣服とは分離しているため、人体の活動に支障のでない腰などに装着できるため、装着による重さ、重さの不平衡を感じることが解消され、活動的になれる。
【００２５】
本発明の請求項４にかかる熱搬送装置は複数個の衣服を有する。
【００２６】
そして、衣服は複数個になっているため、使用者は身体の複数の部位に衣服を装着できる。例えば、上半身と下半身に装着して複数の部位を同時に暖めることができ、快適性の向上が図られる。
【００２７】
本発明の請求項５にかかる熱搬送装置は液体熱媒通路とユニット本体との接続に内部の液体熱媒を漏らすことなく、接続と分離ができる着脱自在継ぎ手を有する。
【００２８】
そして、ユニット本体は液体熱媒通路から分離するときは両者を接続している液体熱媒通路を分離する必要があるが、液体熱媒通路に設けた着脱自在継ぎ手により内部の液体熱媒を漏らすことなく採暖手段から分離することができる。
【００２９】
本発明の請求項６にかかる熱搬送装置は燃焼手段の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために衣服に配設した温度検出手段を有する。
【００３０】
そして、衣服に配設された温度検出手段の温度検出信号を受けて、燃焼手段は燃焼を制御して液体熱媒温度を一定温度に制御するため、衣服は熱負荷に関わりなく一定温度で採暖でき快適性が向上する。さらに、衣服の熱負荷が小さい場合でも液体熱媒温度が異常に昇温することまなく、安全性が向上する。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の熱搬送装置を示す構成図である。
【００３３】
図１において、１１は燃焼手段である。１２は熱電気変換手段であり、燃焼手段１１の熱を高温側面１３に受熱し、その熱を低温側面１４から後述する熱交換手段１６へ伝熱することで冷却され、高温側面１３と低温側面１４との温度差に応じた電力を発生する。１５は液体熱媒強制循環手段であり、熱電気変換手段１２の発生電力により駆動して液体熱媒を熱交換手段１６へ搬送し、熱電気変換手段１２を介して伝わった燃焼手段１１の熱を液体熱媒と熱交換させる。１７はガスボンベであり、燃焼手段１１のエネルギー源としてガスを供給する。１８は操作部であり、装置の運転操作を行う。１９はユニット本体であり、燃焼手段１１、熱電気変換手段１２、液体熱媒強制循環手段１５、ガスボンベ１７、操作部１８を収納している。さらに２０は衣服、例えば上着であり、液体熱媒強制循環手段１５の一端と熱交換手段１６の一端とに接続した可撓性を有する液体熱媒通路２１を配列し、熱交換手段１６で熱交換した液体熱媒を循環させて放熱し、採暖を行なうものである。
【００３４】
この構成における動作、作用について説明する。操作部１８で運転操作を行うと、ガスボンベ１７から燃焼手段１１にガスが供給されると同時に点火が行われ、燃焼手段１１が燃焼をする。この燃焼手段１１の燃焼熱を熱電気変換手段１２が高温側面１３に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段１２の高温側面１３から低温側面１４へ伝わり、熱交換手段１６へ伝熱する。熱電気変換手段１２の低温側面１４は熱交換手段１６へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段１２は高温側面１３と低温側面１４との温度差に応じた電力を発生する。
【００３５】
一方、液体熱媒強制循環手段１５は熱電気変換手段１２の発生電力により駆動して液体熱媒を前記熱交換手段１６へ搬送し、熱電気変換手段１２を介して伝わった燃焼手段１１の熱を液体熱媒と熱交換させる。さらに液体熱媒はユニット本体１９を出て衣服２０に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路２１を循環放熱し衣服２０で採暖を行ない、再びユニット本体１９に入り、液体熱媒強制循環手段１５に戻る。
【００３６】
そして、従来のように熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合には特に快適性で優れている。熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られる。
【００３７】
また、熱電気変換手段１２の発生電力により液体熱媒強制循環手段１５を駆動して燃焼手段１１の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服２０に循環放熱して採暖ができる。特に、液体熱媒通路２１は図１から明らかなように衣服２０の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上する。
【００３８】
さらに液体熱媒強制循環手段１５は外部電源を用いず、熱電気変換手段１２の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段１５が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になる。
【００３９】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の熱搬送装置の衣服を示す外観図である。
【００４０】
本実施例２において実施例１と異なる点は、可撓性を有する液体熱媒通路２１の配列形状は液体熱媒が衣服下部２２より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分２３に到達すると下降して衣服下部２２より出る配列形状とした衣服２０を設けたところである。
【００４１】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４２】
次に動作、作用について説明する。液体熱媒は衣服下部２２より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返していくため、衣服２０の形状に合わせて均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上する。また、ユニット本体１９の重量は衣服下部２２に加わるほうが着心地の点からよいが、液体熱媒は衣服下部２２より入り、衣服下部２２より戻るようにしているため、ユニット本体１９を衣服下部２２に設けるのに適しており、着心地もよくなる。
【００４３】
（実施例３）
図２を用いて本発明の実施例３の熱搬送装置を説明すると、本実施例３において実施例１と異なる点は、可撓性を有する液体熱媒通路２１の配列形状は、肩部分２３でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路２１相互の配列密度を高めた衣服２０としたところである。
【００４４】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４５】
次に動作、作用について説明する。衣服２０において肩部分２３は暖めにくいため、冷えやすいが液体熱媒通路２１相互の配列密度を高めたため、肩部分２３も均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上する。
【００４６】
（実施例４）
更に図２を用いて本発明の実施例４の熱搬送装置を説明すると、本実施例４において実施例１と異なる点は、衣服２０の下方のポケット部分２４にユニット本体１９を収納したところである。
【００４７】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４８】
次に動作、作用について説明する。ユニット本体１９は衣服２０の下方のポケット部分２４に収納されるため、燃焼手段１１の着火、消火などを伴う運転開始と停止の操作がポケットを開ければ出来、衣服２０を着た状態で行なえ、利便性が向上する。また、ユニット本体１９の重量は衣服下部２２に加わるほうが着心地の点からよいが、ポケットは通常、衣服下部２２にあるため、着心地も支障がない。
【００４９】
（実施例５）
図３は本発明の実施例５の熱搬送装置を示す外観図である。
【００５０】
本実施例５において実施例１と異なる点は、衣服２０とは分離して別に人体に装着できるようにしたユニット本体１９を設けたところである。
【００５１】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５２】
次に動作、作用について説明する。２５は例えばベルト等のユニット本体装着具で、ユニット本体１９を腰部分に装着させている。ユニット本体１９はユニット本体装着具２５で衣服２０とは分離しているため、人体の活動に支障のでない腰などに装着でき、装着による重さ、重さの不平衡を感じることが解消され、活動的になれる。なお、ユニット本体装着具２５は腰に限らず腰以外のどこにでも装着できるものである。
【００５３】
（実施例６）
図４は本発明の実施例６の熱搬送装置を示す外観図である。
【００５４】
本実施例６において実施例１と異なる点は、複数個の衣服２０ａ、２０ｂを有するところである。
【００５５】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５６】
次に動作、作用について説明する。衣服は複数個になっているため、使用者は身体の複数の部位に衣服２０ａ、２０ｂを装着できる。例えば、上半身に衣服Ａ２０ａを装着し、下半身に衣服Ｂ２０ｂを装着すると、ユニット本体１９から衣服Ａ２０ａと衣服Ｂ２０ｂに液体熱媒が搬送され、上半身と下半身を同時に暖めることができる。このように複数の部位を同時に暖めることができ、採暖に使用した場合は快適性の向上が図られる。
【００５７】
なお、図４では衣服Ａ２０ａの液体熱媒通路２１ａと衣服Ｂ２０ｂの液体熱媒通路２１ｂはユニット本体１９と並列に接続されているが、ユニット本体１９から衣服Ａ２０ａの液体熱媒通路２１ａに入り、次に液体熱媒通路２１ａから衣服Ｂ２０ｂの液体熱媒通路２１ｂに入り、液体熱媒通路２１ｂからユニット本体１９に戻るように、直列に接続してもよい。また、逆の順序の接続でもよい。
【００５８】
（実施例７）
図１を用いて本発明の実施例７の熱搬送装置を説明すると、本実施例７において実施例１と異なる点は、熱搬送装置はユニット本体１９と接続している液体熱媒通路２１の途中に内部の液体熱媒を漏らすことなく、接続と分離ができる着脱自在継ぎ手２６を設けたところである。
【００５９】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００６０】
次に動作、作用について説明する。着脱自在継ぎ手２６は大別して挿入部分２７と受け部分２８とが着脱自在に結合したもので、挿入部分２７と受け部分２８は共にその端部は液体熱媒通路２１に接合されている。挿入部分２７と受け部分２８とが分離すると両者は内部の閉止板が通路を閉止して内部の液体熱媒が外部に出ることを防止し、結合すると閉止板は開放され、互いに通路を連通するようになっている。そしてユニット本体１９を衣服２０から分離するときは液体熱媒通路２１に設けた着脱自在継ぎ手２６を分離させると着脱自在継ぎ手２６は内部の液体熱媒を漏らすことなく分離するため、ユニット本体１９は衣服２０から分離することができる。
【００６１】
（実施例８）
更に図１を用いて本発明の実施例８の熱搬送装置を説明すると、本実施例８において実施例１と異なる点は、燃焼手段１１の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために衣服２０の適所に着脱自在な温度検出手段２９を設けたところである。
【００６２】
なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００６３】
次に動作、作用について説明する。温度検出手段２９は衣服２０内の温度を検出し、この温度検出手段２９の温度検出信号を受けて燃焼手段１１は燃焼を制御して液体熱媒温度を一定温度に制御する。衣服２０は熱負荷に関わりなく一定温度で採暖でき、また使用者がもっとも採暖の快適性に適した場所に温度検出手段２９を配設できるため、快適性がより向上する。さらに、衣服２０の熱負荷が小さい場合でも液体熱媒温度が異常に昇温することもなく、安全性が向上する。
【００６４】
なお、上記各実施例では衣服を上着等の上半身につけるものの場合で説明したが、実施例１、７、８においてはズボン、スカート等の下半身につけるものであってもよいのはいうまでもないことである。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る熱搬送装置は温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に直接、全ての熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱だけにより液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段から送られてくる液体熱媒を通す可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服とから構成しているので、燃焼手段を燃焼させると、熱電気変換手段は電力を発生し、液体熱媒強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を前記熱交換手段へ搬送し、熱電気変換手段を介して伝わった燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させる。そして液体熱媒は衣服に入り、配列された可撓性を有する液体熱媒通路を循環して放熱し衣服で採暖を行ない、再び液体熱媒強制循環手段に戻る。
【００６６】
その結果、従来の熱駆動ポンプを用いた場合に比べ、作動流体中の不凝縮ガスによるポンプの停止、作動流体温度上昇による温度調節機能の不完全さとポンプの停止を防止するために構成が複雑になり、大きくなり、重量が増大することが解消され、間欠動作でなく連続流れになるため、作動流体温度も一定になり、身体の採暖に使用する場合には特に快適性で優れている。また熱搬送能力は温度差に比例せず、作動流体温度が低い場合でも所定熱量が搬送できる。そして作動流体は蒸気気泡を発生させないため、例えばゴム、樹脂などを通路材料に用いても作動流体の蒸気が材料を透過して外部に漏れ、作動流体の減少による作動停止もなく、安定した作動が得られるという効果がある。
【００６７】
また、熱電気変換手段の発生電力により液体熱媒強制循環手段を駆動して燃焼手段の熱を液体熱媒と熱交換させ、衣服に循環放熱して採暖させる液体熱媒通路は、衣服の形状に合わせた配列形状としているため、均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、快適性が向上するという効果がある。
【００６８】
さらに液体熱媒強制循環手段は外部電源を用いず、熱電気変換手段の発生電力により駆動されるため、電池を用いた場合に比べ、電池交換のわずらわしさから開放され、電池の費用が発生せず経済的であり、電池寿命が尽きて液体熱媒強制循環手段が停止し液体熱媒が異常昇温することもなく安全になり、装置の小型・軽量化が図られ、携帯使用で便利になるという効果がある。
【００６９】
また、可撓性を有する液体熱媒通路の配列形状は液体熱媒が衣服下部より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分に到達すると下降して衣服下部より出る配列形状にした衣服を有する構成としているので、衣服の形状に合わせて均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上するという効果がある。また、熱電気変換手段、燃焼手段、液体熱媒強制循環手段、熱交換手段を収納したユニット本体の重量は衣服下部に加わるほうが着心地の点からよいが、衣服の液体熱媒通路の配列形状は衣服下部より入り、衣服下部より出るようにしているため、ユニット本体を衣服下部に設けるのに適しており、着心地もよくなるという効果がある。
【００７０】
また、可撓性を有する液体熱媒通路の配列形状は、肩部分でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路相互の配列密度を高めた採暖手段を有する構成としているので、衣服において肩部分は暖めにくいため、冷えやすいが、液体熱媒通路相互の配列密度を高めたことで肩部分も均一に暖めることができ、温度分布がよくなり、より快適性が向上するという効果がある。
【００７１】
また、衣服の下方のポケット部分に収納されたユニット本体を有する構成としているので、ユニット本体は衣服の下方のポケット部分に収納され、燃焼手段の着火、消火などを伴う運転開始と停止の操作がポケットを開ければ出来、衣服を着た状態で行なえ、利便性が向上するという効果がある。また、ユニット本体の重量は衣服下部に加わるほうが着心地の点からよいが、ポケットは通常、衣服下部にあるため、着心地も支障がないという効果がある。
【００７２】
また、衣服とは分離して別に人体に装着できるようにしたユニット本体を有する構成としているので、ユニット本体は衣服とは分離して人体の活動に支障のでない腰などに装着でき、装着による重さ、重さの不平衡を感じることが解消され、活動的になれるという効果がある。
【００７３】
また、複数個の衣服を設けた構成としているので、使用者は身体の複数の部位に複数個の衣服を装着でき、複数の部位を同時に暖めることができ、採暖に使用した場合は快適性の向上が図られるという効果がある。
【００７４】
また、ユニット本体と液体熱媒通路の接続に内部の液体熱媒を漏らすことなく、接続と分離ができる着脱自在継ぎ手を設けた構成としているので、液体熱媒通路に設けた着脱自在継ぎ手により内部の液体熱媒を漏らすことなく衣服から分離することができるという効果がある。
【００７５】
また、燃焼手段の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために衣服に温度検出手段を設けた構成としているので、衣服に配設された温度検出手段の温度検出信号を受けて、燃焼手段は燃焼を制御して液体熱媒温度を一定温度に制御する。よって衣服は熱負荷に関わりなく一定温度で採暖でき快適性が向上するという効果がある。さらに、採暖手段の熱負荷が小さい場合でも液体熱媒温度が異常に昇温することがなく、安全性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１、実施例７および実施例８における熱搬送装置の構成図
【図２】 本発明の実施例２、実施例３および実施例４の熱搬送装置の衣服を示す外観図
【図３】 本発明の実施例５の熱搬送装置を示す外観図
【図４】 本発明の実施例６の熱搬送装置を示す外観図
【図５】 従来の熱搬送装置の外観図
【符号の説明】
１１ 燃焼手段
１２ 熱電気変換手段
１３ 高温側面
１４ 低温側面
１５ 液体熱媒強制循環手段
１６ 熱交換手段
１７ ガスボンベ
１８ 操作部
１９ ユニット本体
２０ 衣服
２１ 液体熱媒通路
２２ 衣服下部
２３ 肩部分
２４ ポケット部分
２５ ユニット本体装着具
２６ 着脱自在継ぎ手
２７ 挿入部分
２８ 受け部分
２９ 温度検出手段
Claims (6)
- 温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段と、この熱電気変換手段に直接、全ての熱を与える燃焼手段と、前記熱電気変換手段を介して伝わる熱だけにより液体熱媒と熱交換する熱交換手段と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して液体熱媒を搬送する液体熱媒強制循環手段と、前記液体熱媒強制循環手段から送られてくる液体熱媒を通す可撓性の液体熱媒通路と、この液体熱媒通路を配列し、前記熱交換手段で加熱熱交換された液体熱媒を循環放熱させて採暖を行なう衣服とで構成し、液体熱媒通路の配列形状は液体熱媒が衣服下部より入り、斜め上方へ進むとＵ字形状に折り返し、順次これを繰り返して上部の肩部分に到達すると下降して衣服下部より出る配列形状とし、肩部分でＵ字形状に折り返す形状で液体熱媒通路の相互の配列密度を高めた配列形状とした熱搬送装置。
- 熱電気変換手段、燃焼手段、液体熱媒強制循環手段、熱交換手段を収納してユニット本体を構成し、このユニット本体は衣服の下方のポケット部分に収納された請求項１記載の熱搬送装置。
- 熱電気変換手段、燃焼手段、液体熱媒強制循環手段、熱交換手段を収納してユニット本体を構成し、このユニット本体は衣服とは分離して別に人体に装着できるようにした請求項１記載の熱搬送装置。
- 衣服は複数個とした請求項１記載の熱搬送装置。
- 液体熱媒通路に内部の液体熱媒を漏らすことなく、熱電気変換手段、燃焼手段、液体熱媒強制循環手段、熱交換手段を収納したユニット本体との接続と分離ができる着脱自在継ぎ手を用いた請求項１ないし４のいずれか１項記載の熱搬送装置。
- 燃焼手段の燃焼を制御させて液体熱媒温度を一定温度に制御するために温度検出手段を衣服に配設した請求項１ないし５のいずれか１項記載の熱搬送装置。
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