JP4836789B2 - 人体の胴体のための温度調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には、外部防護装置または衣服、例えば、いわゆる防弾ベストまたはジャケット、消防服、生物／化学戦防護スーツ、または同等品の下に着用するようになっている、人体の胴体を選択的に加熱または冷却するための装置に関する。

多くの状況において、保護装置、例えば警察官用の防弾ベスト、または消防士のための防火装置を着用することが、必要であるか、または極めて望ましいと考えられる。かかる装置は、極めて有効であり、命を保護できるが、特に暑い日または湿度の高い日に、長時間着用すると不快である。

従って、装置を着用中に、着用者の温度の上昇または降下から生じる装置の着用の不快さを軽減できる、冷却／加熱装置を有する補助保護手段または方法を提供することが望まれている。

本発明によれば、外側保護衣服または装置の下に着用できる、人の胴体のまわりに固定可能な温度変更装置が提供される。

別の目的のために、温度変更装置と保護衣服または装置とは合体され、個人によって１つのユニットとして着用される。

更に別の目的のために、温度変更装置は、温度変更装置の着用者が着用するベルト手段に取り付けられたバッテリー電源、または着用者の体の他の部分に取り付けられたバッテリーパック、または（例えば車両内の）外部に設けれた電源から給電される。

更に別の目的のために、これまで説明した温度変更装置内の冷却または加熱手段として利用できる熱電気ヒートポンプが提供される。

更に別の目的のために、冷却手段として働く、スターリングサイクルヒートポンプが提供される。

添付図面を参照しながら、次の詳細な説明を読めば、本発明の上記およびそれ以外の目的が、より明らかとなると思う。

本発明を説明するために、添付図面、特に図１を参照する。図１には、ベスト状の装置１０が示されている。この装置１０は、全体が四角形をした正面パネル１２を備え、この正面パネルは、着用者の肩から下方の腰まで、かつ体の片側から他方の側に横方向に延び、着用者の体の正面部分をカバーするような寸法となっている。

図示してはいないが、この正面パネルは、男性または女性のいずれにも適合するような輪郭とすることができる。正面パネル１２と好ましくは同じ態様および寸法に構成された背面パネル１４は、第１可撓性右側ストラップ１６および第２可撓性右側ストラップ１８により、正面パネルと相互に接続されており、ストラップ１６および１８は端部が２つのパネルに接続されている。

別の対の可撓性ストラップ２０および２２は、一端が背面パネル１４に固定され、外端部がいわゆるベルクロファスナーにより、正面パネルに取り外し自在に固定されるようになっている。

更に、１対の離間した可撓性ショルダーストラップ２４および２６は、一端が、背面パネル１４の頂部エッジに固定され、他方の端部が、適当な手段、例えばベルクロファスナーにより、正面パネルの正面を向く面に取り外し自在に取り付けられるようになっている。

使用に際し、装置１０を、人が着用し、ショルダーストラップ２０および右側ストラップ１６および１８により、所定場所に取り外し自在に固定され、よって着用者の胸を横断し、かつ接触するように、正面パネルを快適に位置決めすると同時に、背面パネル１４は、着用者の背中に隣接する。

更に詳細に説明するように、正面パネルおよび背面パネルは、場合に応じて、冷却または加熱され、その結果、接触しているボディ部分は、それに応じて、冷却または加熱され、従って、全身が冷却または加熱される。

次に図２を参照する。各パネルは、可撓性材料から製造された可撓性外側層２８と、空気が通過できる材料から製造された内側の空気流れ層３０と、内側に向いた層３２とを備えている。

空気流れ層３０は、全体が円筒形をした、横方向に並置された複数のチューブ３４から製造することが好ましく、各チューブは、繊維織物から形成され、個々のチューブは、チューブを通過するように、横方向に編まれた別の繊維によって層内に一体に保持されている。

層２８は、チューブ３４の軸線に沿って（すなわち主にパネル１２、１４の片側から他方の側に）空気を容易に通過させることができるが、チューブの横方向には、より少ない範囲しか空気を移動できない。

層２８を構成できる満足できる管状織物材料は、ニューハンプシャー州ピッツフィールドのピッツフィールドウィービング社によって製造され、商品名9006-007-1として販売されているものである。

次に図３を参照する。本発明によって課される、明らかに制限された空間および重量要件を満たすには、本発明の温度調整を行うための冷却、または加熱用ヒートポンプは、給電式熱電気デバイスとすることが好ましい。

次の作動の説明では、冷却を行うものと仮定する。電気接続を適当な極性にした場合、ヒートポンプ３６はポンプの低温領域を発生し、電気ファン１８が空気流の冷却を行う熱交換要素（例えばフィン、ピン）を有する冷却領域を横断するように空気流を向け、冷却された空気は、この熱交換要素を通過し、マニホールド４０を通って、正面パネル１２および背面パネル１４の双方の層３０内に進入し、これら層を通過する。

冷却された空気は、このように、パネルの左側に沿って配置された複数の換気口４２を通って背面パネル１２から出る。

同様に、正面パネル１４を通過した後の加圧された冷却空気は、正面パネルの左側に沿って隔置された換気口４４を通って、大気中へ放出される（図１）。冷却された空気が、内側空気流れ層３０を通過する結果、内側に向いた層３２を冷却するだけでなく、この層を通過する。従って、この装置の着用者を冷却する。

名称が示唆するように、比較的曲げることが可能なプラスチックから製造されたマニホールド４０は、ヒートポンプ３６と相互接続された中空導管であり、低温の加圧空気を受け、この空気が空気流層３０を通過できるようにさせ、更に冷却されていない加圧空気の一部も使用して、矢印４３（図３）が示すようにポンプの廃熱を大気へ排出する。

図４に良く示されているように、防護ギア、例えば防弾ベストと組み合わせて使用するとき、まず前の章で説明したように、個人４６の上に装置１０を装着する。その後、冷却装置がない場合に着用するのと同じように、下方の装置１０の上に、防弾ベスト４８（略図で示す）を着用する。

防弾ベストは、特別な種々の構造で利用できるので、正面層および背面層４８が、正面および背部からの発砲から人体を保護するようなベストが、図４において略示されている。

本発明の第２実施例を更に説明するために図５を参照する。この図では、防護衣服と温度調整装置とが、１つの衣服５０となるように合体されている。温度調整装置は、第１実施例の層３０と同じでよい空気流れ層５２と、着用者４０に向き、着用者に接触するようになっている内側の空気透過層５４とを備えている。

第１実施例と同じように、層５２と５４は、２つのパネル、すなわち、正面パネルと背面パネルとを形成するようになっている。第１実施例における別の空気不透性層の代わりに、防弾層５６（この層も空気不透性である）が、各パネルの空気流れ層５２の外側表面を囲み、正面パネルおよび背面パネルのエッジに位置する１つ以上の換気口５８および層５４における空気の逃れを除き、層５２から温度調整された空気が逃れることを防止するように、層５６のエッジは、空気流れ層５２に固定されている。

最初に述べたように、衣服全体の着用を補助するためのショルダーストラップおよびサイドストラップが設けられている。

この実施例の利点は、外側カバー層が除かれており、場合によっては、更に防弾衣服すなわち層５６のための別個のタイストラップも除かれているという点で、衣服全体がより軽量であり、かさばらないという点にある。

更に別のバージョンとして、図６を参照する。この図では、本発明は、防護衣服６０と共に利用されるが、防護衣服は、例えば生物および化学戦装置のように、着用者を外気から守るよう、着用者を完全に囲んでいる。衣服６０内には、ベスト状の装置６１が設けられ、この装置６１は、廃熱を除去するために、防護衣服６０の外部に位置する第１ブロワー装置６４と共に取り付けられた熱電気デバイスであることが好ましい冷却／加熱装置６２を備えている。

冷却が望ましいと仮定した場合、領域を冷却する保護装置は防護衣服６０の内部に設けられたメイン熱交換器６１を有する。衣服６０内に設けられた第２ブロワー装置６６は、導管６８に沿って、背面パネル７２（このパネルは図２に示されたバージョンとして製造される）内の空気流れ層７０を通過するように加圧空気を移動させ、次に、空気ダクト７４を通過させ、更に、別の空気ダクト７８を介してヒートポンプのメイン熱交換器６１を通過させる。次に、正面パネル８２内の空気流れ層８０を通過させ、更に、別の空気ダクト８４を介して、第２ブロワー装置に戻す。

一般的な作動では、調整された空気は、防護衣服６０内の装置６１の一部を通して再循環され、同時に、大気中に直接廃熱が排出されるが、これらのすべては、防護衣服６０の完全性を損なうことなく達成される。

以上、実施例を参照し、本発明について説明したが、当業者であれば、添付した特許請求の範囲に示されている範囲内の変形例について、想到することができると思う。

広げた状態に示す本発明の温度調整衣服の第１実施例の側面図である。 図１の２−２線に沿う断面図である。 図１の背面図である。 本発明の第１実施例、および通過された防護ギアを示す平断面図である。 各パネル内に組み込まれた保護層を備える、第２実施例の図２に類似する断面図である。 生物または化学戦ギアと共に使用するようになっている第３実施例の断面図である。

符号の説明

１０ ベスト状装置
１２ 正面パネル
１４ 背面パネル
１６、１８ 右側ストラップ
２０、２２ 可撓性ストラップ
２４、２６ ショルダーストラップ
２８ 外側層
３０ 内側空気流れ層
３２ 内側に向いた層
３４ 円筒形チューブ
３６ ヒートポンプ
３８ 電気ファン
４０ マニホールド
４２、４４ 換気口
４６ 着用者
４８ 正面および背面層
５０ 衣服
５４ 空気透過性層
５６ 防弾層
５８ 換気口
６０ 防護衣服
６１ ベスト状装置
６２ 冷却／加熱装置
６４ 第１ブロワー装置
６６ 第２ブロワー装置
６８ 導管
７０ 空気流れ層
７２ 背面パネル
７４ 空気ダクト
７８ 空気ダクト
８０ 空気流れ層
８２ 正面パネル
８４ 空気ダクト

Claims (7)

1. 着用者のまわりの温度を選択的に変えるための、着用者が着用するようになっている装置において、
   正面パネルと背面パネルと、
   肩から腰までにおいて、前記正面パネルが着用者の胴体の前を向くほぼ全体の部分を接触した状態でカバーし、前記背面パネルが着用者の背面領域のほぼ全体を接触した状態でカバーするように、着用者のまわりに前記パネルを取り外し自在に固定するための固定手段とを備え、
   各パネルが、空気流れ層と、着用者から見て外側の、空気流れ層の第１側面をカバーする第１空気不透過層と、着用者に面する、空気流れ層の第２側面をカバーする第２空気透過層とを備え、
   前記装置は、
   更に、各パネルのシールされた第１エッジ部分に沿って設けられた少なくとも１つの換気口を除いて、第１空気不透過層および第２空気透過層のエッジ部分を互いにシールする手段と、
   シールされた第２エッジ部分において、正面パネルおよび背面パネルと相互接続されており、温度調整された空気の加圧流がそれぞれの空気流れ層を通過するようにさせ、前記換気口を通して、大気中に排出するための熱電気ヒートポンプとを備えていて、
   空気流れ層は、繊維織物から形成された複数のチューブから構成されていて、空気は、前記繊維織物から形成された複数のチューブの軸線に沿って移動し、換気口を通して大気中に放出され、また前記チューブの径方向に移動して、第２空気透過層を通過するようになっており、前記チューブの径方向に移動する空気の量は、前記チューブの軸線に沿って移動する空気の量より少ない量である装置。
2. 前記温度調整される空気が冷却される場合は、前記ヒートポンプがスターリングサイクル装置である、請求項１記載の装置。
3. 前記取り外し自在な固定手段は、前記着用者の肩の上に掛けるための少なくとも１つのストラップと、着用者の腰のまわりに巻く少なくとも１つの別のストラップとを備える、請求項１記載の装置。
4. 前記正面パネルおよび背面パネルのそれぞれの上に、着用者が外側に着用する第１防弾パネルおよび第２防弾パネルが更に設けられている、請求項１記載の装置。
5. 着用者を砲弾から保護すると同時に、着用者を選択的に冷却または加熱するべく、着用者が着用するようになっている装置において、
   正面パネルおよび背面パネルと、
   端部が前記正面パネルおよび背面パネルに接続され、肩に掛けて、前記正面パネルおよび背面パネルを肩から吊り下げることができるようにする少なくとも１つのストラップと、
   前記正面パネルおよび背面パネルを互いに関連させ、前記正面パネルおよび背面パネルを横方向に固定する少なくとも１つの別のストラップとを備え、
   正面パネルおよび背面パネルのそれぞれが、着用者に面する内側空気透過層と、空気流れ層と、発砲から保護する外側層とを、この順に備え、
   前記装置は、
   更に、少なくとも１つの換気口を除き、外側のエッジにおいて、正面パネルおよび背面パネルの層をシールするための手段と、
   マニホールドを介して、温度調整され、加圧された空気を、正面パネルおよび背面パネルの空気流れ層に流入させて、空気流れ層を通過させ、前記換気口を通して、外側の大気に対して排出する熱電気ヒートポンプとを備えていて、
   空気流れ層は、繊維織物から形成された複数のチューブから構成されていて、空気は、前記繊維織物から形成された複数のチューブの軸線に沿って移動し、換気口を通して大気中に放出され、また前記チューブの径方向に移動して、前記内側空気透過層を通過するようになっており、前記チューブの径方向に移動する空気の量は、前記チューブの軸線に沿って移動する空気の量より少ない量である装置。
6. 接触、または呼吸すると、有害な大気内の原因物質から保護しながら、空気を調整するための、着用者が着用する装置において、
   着用者を完全に囲み、大気中の有害な原因物質の衣服の内部への侵入を防止する外囲衣服と、
   前記外囲衣服の内部に位置し、着用者のまわりに配置され、それぞれが、空気流れ層と、着用者から見て外側の、空気流れ層の第１側面をカバーする第１空気不透過層と、着用者に面する、空気流れ層の第２側面をカバーする第２空気透過層とを含む第１パネルおよび第２パネルと、
   第１パネルおよび第２パネルのそれぞれのシールされた第１エッジ部分に沿って設けられた少なくとも１つの導管を除いて、第１パネルの層と第２パネルの層のエッジ部分を互いにシールする手段と、
   前記外囲衣服の外に廃熱を排出する第１ブロワー装置と、前記外囲衣服内に配設されていて前記空気流れ層を通して前記外囲衣服の内部に温度調整された空気を再循環させる第２ブロワー装置を備える熱電気ヒートポンプとを備え、
   空気流れ層は、繊維織物から形成された複数のチューブから構成されていて、温度調整された空気は、前記繊維織物から形成された複数のチューブの軸線に沿って通過し、導管を介して第２ブロワー装置と流体接続し、また前記繊維織物から形成された複数のチューブの径方向に移動して、前記第２空気透過層を通過するようになっており、前記チューブの径方向に移動する空気の量は、前記チューブの軸線に沿って移動する空気の量より少ない量である装置。
7. 前記ヒートポンプがスターリングサイクルで作動する、請求項６記載の装置。

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