JP7109763B2 - 冷風装置 - Google Patents

Description

本発明は、持ち運びできる携帯可能な冷風装置に関する。

ボイラー室、鋳物工場などの高温環境であって冷房装置の設置が困難な作業空間、または夏の屋外作業場などの高温環境で作業を快適にするために、例えば、氷または水などの保冷材で取り込んだ外気を冷却し、冷やされた空気を冷風として排出する、小型で携帯可能な冷却装置の開発が進められている。

このような冷却装置として、例えば、取り込んだ外気を、氷などの保冷材に直接接触させて冷却し、冷やされた空気を冷風として排出する携帯型冷風装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－２００８６６号公報

しかしながら、従来のような携帯型の冷却装置では、冷風装置を手で持ち運んで使用することは可能であるが、冷風装置のサイズが大きく、冷風装置が重すぎるため、着用して使用することは困難である。

また、夏場、特に昼間の気温が高い状態において、従業者（例えば、作業員、警備員、現場監督者など）が衣類を着用してから現場まで移動して作業に取り掛かるまでに、例えば３時間など所定時間経過していることが多い。さらに、近年の異常気象の影響で熱中症の発症率が増加しており、夏季において、特に屋外または冷房装置のない場所において長時間にわたって制服で作業や業務に従事しなければならない従業者にとって、体温の上昇を少しでも低減し可能な限り熱さから身を守ることは、熱中症の予防のみならず、従業者の健康維持の観点からも極めて重要である。そのため、冷風装置を着用可能な携帯型として使用するには、一定時間以上冷却状態が維持されることが必要である。

今後、冷却装置の有効利用を図る上で、携帯可能な重量・寸法としつつ、冷却効果が一定時間以上継続して得られる冷風装置が希求されている。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、携帯性に優れながら冷却効果が一定時間以上保持され、かつ保冷材の使用量を調節することにより、冷却効果の強度や継続時間を調整することができる冷風装置を提供するものである。

上述の課題を解決するため、本発明による冷風装置は、以下の特徴を有する。

本発明による冷風装置は、
外部空気を取り込む吸気口部と、
前記吸気口部から吸入された外部空気を熱交換して冷却する冷却部と、
前記冷却された空気を外部に供給するための冷却空気供給ラインと、
前記冷却された空気を冷却空気供給ラインに移送するための送風部と、
を備えた冷風装置であって、
前記冷却部は保冷材と前記保冷材を収容するための筒状の収納容器から構成されており、
前記筒状収納容器は、前記保冷材の大きさに応じて、長手方向に分割可能に複数の筒状体が連結したことを特徴とする。

本発明の一態様によると、前記吸気口部はフィルターを備えており、外部空気はフィルターを介して前記冷却部に吸入される。

本発明の一態様によると、前記保冷材が略球状の形状を有し、保冷材の外径が、前記筒状収納容器の内径よりも小さい。

本発明の一態様によると、前記保冷材の外径をＬ_１（ｍｍ）、前記筒状収納容器の内径をＬ_２（ｍｍ）とした場合に、０．５≦（Ｌ_２－Ｌ_１）≦１０である。

本発明の一態様によると、前記筒状収納容器は、１～１２個の筒状体が連結したものである。

本発明の一態様によると、前記保冷材は、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールアルギン酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、グアーガム又はそれらの組合せを含む水溶液、ポリアクリル酸ナトリウムゲルが、容器に充填されたものである。

本発明の一態様によると、前記吸気口部、前記冷却部、前記冷却空気供給ライン、及び前記送風部を収容する筐体をさらに備え、前記筐体の外面の一部に複数の突起部が備えられており、筐体を背負った際に前記突起部により背中に筐体外面が密着しないようにしている。

本発明の一態様によると、前記冷却空気供給ラインの一部は前記筐体から延在しており、前記冷却空気供給ライン末端から冷風が排出される。

本発明の冷風装置によれば、保冷材収納容器内の保冷材と空気とを間接的に熱交換させて空気を冷却することにより、小型かつ軽量としながら冷却空気を複雑な構造無しに得ることができるため、携帯性に優れ、かつ冷却空気を容易に得ることができる。さらに、所望の冷却効果の強度や継続時間、外気温などの条件に応じて、保冷材の大きさや個数を容易に調整することが可能であり、さらに保冷材の交換を容易に行うことが可能である。

本発明による冷風装置の概略図である。 図１の冷風装置の断面図である。 本発明による冷風装置の斜視図である。 本発明の別の態様による冷風装置の斜視図である。 本発明の筒状収納容器及び筒状体の概略図である。 本発明による空気の流路を示す概略図である。 本発明による吸気口部の概略図である。 本発明による冷風装置の別方向の断面図である。 本発明による筐体をさらに備える冷風装置の斜視図である。 本発明による筐体を備える冷風装置の背面側の斜視図である。 本発明による冷風装置を背負った状態を示す図である。 実施例１～３における温度の測定地点を示す図である。 実施例１の試験における温度変化を示すグラフである。 実施例２の試験における（ａ）本願の冷風装置を用いた場合、及び（ｂ）従来の送風型装置を用いた場合における、温度変化を示すグラフである。 実施例２の試験における、本願の冷風装置及び従来の送風型装置の背中中央部で測定した温度変化を比較したグラフである。 実施例３の試験における温度変化を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による冷風装置について説明する。図１は、本実施形態による冷風装置１０の概略図であり、図２は、図１の断面図であり、図３は、本実施形態による冷風装置１０の斜視図である。図１に示すように、冷風装置１０は、送風部１１、接続ユニット１２、筒状体１３Ａからなる筒状収納容器１３Ｂ、保冷材１４、および吸気口部１５を有する。また、筒状体１３Ａからなる筒状収容容器１３Ｂ、保冷材１４、及び吸気口部１５をまとめて、以下冷却部１６という。

送風部１１は、冷却部１６及び冷却空気供給ライン１７と連結されており、外部から吸気して取り込んだ空気（外部空気）を冷却部１６に送風し、冷却部１６で冷却された空気を冷却空気供給ライン１７に供給するものである。送風部１１は、図２に示すように、内部に、吸気ファン２０と、送風通路２１とを備えており、吸気ファン１２を稼働させることにより吸気口部１５を介して外部から空気を取込み、冷却部１６を通過させた後冷却空気供給ライン１７へと供給している。送風部１１の側面には、運転のスイッチ（電源部）３１が設けられ、送風部１１のファン２０の回転数など送風部１１の運転を調整し、送風部１１の運転の開始または停止を制御する。なお、スイッチ３１は、オンまたはオフの切り替え式でもよい。

外部からの空気の供給量は、０．１～０．６ｍ³／分であることが好ましく、より好ましくは、０．２～０．５ｍ³／分である。空気の供給量が上記範囲内であれば、空気が冷却部を通る際に、保冷材１４と十分熱交換されずに冷却部１６から排出されることを抑制することができる。また、冷却空気の供給量は、空気の供給量に主に依存する傾向にある。そのため、冷風装置１０を携帯し、冷却空気を冷却空気供給ライン１７を通して、シャツなどの衣類に供給する際、空気の供給量を上記範囲内とすることにより、冷却空気の過剰な供給を抑制することができる。これにより、衣類が冷却空気で過度に膨らむことを抑制し、衣類の形状を極力保持しつつ、衣類に供給された冷却空気を衣類内に留まらせてその内部を低温状態に保持することができる。また、空気の供給量を外気温等に応じて適宜調整することにより、過剰な冷却を防ぐことができる。

冷却部１６は、送風部１１の吸気ファン２０を稼働させることにより吸気口部１５を介して取り込まれた空気を冷却して冷却空気（冷風）を発生させるものである。図１は、冷却部１６を含む冷風装置１０の概略図であり、図２は図１の保冷材１４を除く断面図であり（右側の筒上収容容器１３Ｂ及び吸気口部１５は左右対称につき省略）、図３及び図４は冷却部１６を含む冷風装置１０の概略図である。また、図５は、冷却部１６の筒状体１３Ａの分割・連結状態の態様を示す図であり、図６は、冷却空気の流れを示す概念図である。

筒状収納容器１３Ｂは、保冷材１４の大きさや個数に応じて、長手方向に分割可能に複数の筒状体１３Ａが連結して構成されている（例えば、図３～５参照）。保冷材１４は、各筒状体１３Ａ内部に所定の個数ずつ配置することができ、好ましくは筒状体１個につき１～２個の保冷材１４を配置する（図５参照）。筒状体１３Ａは、限定されるものではないが、好ましくは円筒状の形態を有し、一方の開口部外側には雄ねじ１７Ｂが形成され、他方の開口部内側には雌ねじ１７Ａが形成されている。したがって、所望により複数の筒状体１３Ａ同士を螺合により分割可能に連結することができる。また、外部空気を冷風装置内へ取り込む吸気口部１５は、筒状部１３Ａよりも長手方向に短い筒状形状であり、排気側の端部に雄ねじ１７Ｂ又は雌ねじ１７Ａが形成され、前記筒状体１３Ａと螺合により分割可能に連結することができる。なお、筒状体１３Ａ同士、筒状体１３Ａと吸気口部１５との連結方法は、螺合以外とすることも可能であり、例えば、嵌合としてもよい。

保冷材１４は、筒状体１３Ａ内に収容され、空気に接触可能に配置されており、吸気ファン２０を稼働させることにより吸気口部１５を介して吸気された空気を保冷材１４に接触させて熱交換し、冷却空気を発生させる（図６参照）。好ましい一実施形態では、吸気口部１５は、底面にメッシュ状の通気孔３５を備え、周側面上に複数の開口部３６をさらに有していてもよい（図７参照）。また、吸気口部１５は内側底部にフィルター２２を備え（図７参照）、外部から吸気された空気中に含まれる粉塵などの異物を除去する。該フィルター２２は冷却部１６において生じた結露を吸収する機能を備えていてもよく、したがって、該フィルター１６は、粉塵などの異物を除去することが可能であれば、水分の吸収に優れるスポンジのような内部に細かな孔が無数に空いた吸水部材としてもよい。該吸気口部１５は、保冷材１４を筒状収納容器１３Ｂ内の所定の位置に保持するための保冷材支持部１８をさらに備えることが好ましい（図１～２参照）

筒状体１３Ａが円筒形状である場合、保冷材１４は略球状の形状を有することが好ましい。略球状とすることにより、保冷材１４を凍らせた場合の不均一な膨張を抑えることが可能である。そのような不均一な膨張を抑えることにより、保冷材１４を筒状体１３Ａにスムーズに収容することが可能であり、保冷材１４を使用後に交換する際にも着脱が容易である。また、保冷材１４による熱交換を、熱交換器を使わず保冷材１４自体を球体として直接空気と熱交換を行うため、余分なスペースやコストを必要としない点においても優れている。

保冷材１４を筒状体１３Ａ内に配置させた状態で、外部空気と保冷材１４とが十分に熱交換して一定以上の冷風を発生させるために、保冷材１４の外径Ｌ_１（ｍｍ）は筒状収納容器１３Ｂの内径Ｌ_２（ｍｍ）よりも小さく、約０．５≦（Ｌ_２－Ｌ_１）≦約１０であることが好ましい。これよりも差が小さくなると、外部から取り込んだ空気が通過することができず、送風が十分ではなくなる可能性がある。また、これよりも差が大きくなると、吸気した外部空気が十分に保冷材１４へ接触せずに熱交換がなされないまま排出される可能性があり、さらに装置のサイズが大きくなるために携帯に適さないものとなる。

筒状収納容器１３Ｂは、断熱性が高い材料で形成され、例えば、スチレン・アクリロニトリル・ブタジエン、ポリスチレン、硬質ポリ塩化ビニル、繊維強化プラスチック（FRP）、ブチルゴム、木材等から選択される１種以上の材料から形成されてもよい。また、筒状収納容器１３Ｂ自体を断熱性の材料で形成する代わりに、その周囲を断熱材により覆ってもよく、あるいは、保冷材１４の外径をＬ_１（ｍｍ）、筒状収納容器１３Ｂの内径をＬ_２（ｍｍ）とした場合に、０．５≦（Ｌ_２－Ｌ_１）≦１０の範囲内であれば内側に断熱材を張り付けてもよい。そのような断熱材としては、熱伝導性が低く断熱性に優れた公知の断熱材を用いることができる。例えば、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォームなどの発泡状物、ケイ酸カルシウムやシリカ、アルミナといったセラミックス粉末を含む成形体、グラスウール、ロックウール、セラミックファイバーなどからなる繊維状物や粒状物などが挙げられる。こうした断熱材は、単体で使用されてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。断熱材の熱抵抗値は、０．１５７５～１０ｍ²・ｋ／ｗであることが好ましい。熱抵抗値が上記範囲内であれば、断熱材の厚みが大きくなることを抑制できるため、取り扱い易くすることができると共に、費用が増大することを低減することができる。また、筒状収納容器１３Ｂは、多角形とするよりも円筒形とする方が断熱性に優れているため好ましい。このように筒状収納容器１３Ｂの断熱性を高めることにより、内部に収容された保冷材１４が溶けて、外気温と同程度になるまでの時間を延長させることができる。

保冷材１４は、冷却性能を有する材料からなるものであれば特に制限されるものではなく、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。保冷材１４としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、グアーガム等の水溶液、及びポリアクリル酸ナトリウムゲル、並びにそれらの組合せからなる群から選択される組成物を容器に充填し、所望により冷凍庫などで凍らせたものを用いることができる。本発明においては、ＣＭＣ水溶液、またはポリアクリル酸ナトリウムゲルを用いることが好ましく、ＣＭＣ水溶液を用いることが特に好ましい。これらの保冷材１４は、使用後に再び凍結させることにより繰り返し再生利用することが可能である。ＣＭＣ水溶液は経年劣化が生じ難いため、高温環境下等で用いる冷風装置１０の保冷材１４として繰り返し用いるのに適しているといえる。また、比較的温度の高い場所で使用・保管しても腐敗しないように、保冷材１４に防腐剤等を添加してもよい。

保冷材１４は、取り外して交換可能に用いることができることから、使用前に保冷材１４のみを冷凍庫などで凍らせておいたものを用いることができる。例えば、同じ日の午前と午後で継続して冷風装置１０を使用する場合に、午前中の使用により保冷材１４が溶けて冷却効果が低下してしまったとしても、午後に使用する際に予め凍らせておいた予備の保冷材１４と交換することにより、冷却効果を回復させることが可能である。

保冷材１４の融点は、冷却効果の持続性の観点から、潜熱性が高いことが必要であるが、例えば、－１８．０～２７．７℃であることが好ましく、より好ましくは、－５．０～０℃である。保冷材１４の融点が上記温度範囲内であれば、外気の温度を下げることができ、且つ過剰な冷却を防ぐことができるため、保冷材１４として有効に用いることができる。そのような保冷材１４の融点の調整は、冷風装置１０の用途に応じた適用環境や所望の冷却効果等に基づき、保冷材１４の含有成分や含有量を適宜選択することにより行うことが可能である。

保冷材１４の外径は、例えば、５５～１００ｍｍであることが好ましい。保冷材１４の外径が１００ｍｍを超えると、筒状収納容器１３Ｂが大きくなり、携帯するのに適さないようになる。また、５５ｍｍを下回ると、空気の冷却効果が低くなり、冷却効果の持続時間が短くなる。保冷材１４の外径が上記範囲内であれば、筒状収納容器１３Ｂが大きくなることを抑制しつつ、空気の適度な冷却性能の低下を抑制することができる。なお、冷却性能とは、空気を所定時間、所定温度以上冷やすことができるように、空気の冷却効果を維持することができることを意味し、空気の冷却効果が大き過ぎて、空気を冷やし過ぎて、空気の冷却効果を所定時間保てなくなる場合、または空気の冷却効果が小さ過ぎて空気を十分冷やすことができない場合などが生じない程度の空気の冷却効率をいう。

空気の冷却温度及び冷却効果維持時間は、保冷材の大きさや個数を組み合わせることにより、適宜調整することができる。例えば、外径６５ｍｍの保冷材を８個使用し、外部からの空気の供給量を０．３ｍ³／分とする場合には、１℃以上の冷却効果を３時間以上維持することが可能である。別の例では、外径６５ｍｍの保冷材を４個使用し、空気の供給量を０．２ｍ³／分とする場合には、２℃以上の冷却効果を２時間以上維持することが可能である。更に別の例では、外径１００ｍｍの保冷材を２個使用し、空気の供給量を０．３ｍ³／分とする場合には、０．１℃以上の冷却効果を４時間以上維持することが可能である。
このように、用いる保冷材の大きさや個数、空気の供給量を適宜調整することにより、所望の冷却効果を達成することが可能であるが、装置の携帯性や用途から、例えば１℃以上の温度冷却を、３～１０時間程度維持することが可能であるように、保冷材の大きさ・個数や空気の供給量を選択することが好ましい。

保冷材１４を収容する筒状収納容器１３Ｂは、冷風装置１０本体内で、送風部１１と筒状収容容器１３Ｂとを接続するための接続ユニット１２に着脱可能に連結されている。所望の冷風温度、冷却温度保持時間、外気温、冷風装置の重量などの条件に応じて、筒状収納容器１３Ｂを構成する筒状体１３Ａの数を容易に変更することができる。例えば、筒状収納容器１３Ｂは、略球状の保冷材１４を２つ収容する筒状体１３Ａを並列に２つ並べたものとすることができ（図４参照）、より長時間冷却効果を保持したい場合や外気温が高く冷却効果を強くしたい場合には、略球状の保冷材１４を２つ収容する筒状体１３Ａを直列方向及び並列方向についてそれぞれ２つずつ、合計で４つの筒状体を連結したものとすることができる（図３参照）。また、筒状体１３Ａを複数連結しない場合であっても、筒状体１３Ａの端部と吸気口部１５の端部とを連結することができる（図４～５参照）。

また、所望により、筒状収容容器１３Ｂを形成する筒状体１３Ａを１～１２個とすることができる（図示せず）。１個の筒状体１３Ａにつき２個の保冷材１４を収容することが好ましいが、より柔軟に保冷材１４の個数の調整や交換を行う場合には、１個の筒状体１３Ａにつき保冷材１４を１個のみ収容するよう、筒状体１３Ａを形成することもできる（図５参照）。このように、保冷材１４の個数を所望の効果や使用目的に応じて柔軟に変更することが可能であり、冷風装置１０の携帯性を維持しつつ、所望の用途に応じた冷却効果を提供することが可能である。

また、本実施形態では、図１１に示すように、冷風装置１０を背負って使用するために、吸気口部１５、冷却部１６、送風部１１及び冷却空気供給ライン１７は筐体４０内に収容されている。該筐体４０の外面の一部には、複数の突起部４１が設けられており、筐体４０を背負った際に該突起部４１により背中に筐体外面が密着しないようにすることが好ましい（図１０～１１参照）。突起部４１の配置は、図１０に示すように、背面上部の左右に２つと、下部の中央に１つとすることが好ましいが、冷風装置１０から排出された冷風が通過できるような配置であれば、これに限定されない。このような突起部４１を設けることにより、冷却空気供給ライン１７から衣服内に供給された冷風が衣服内背面側を通過することができるようになり、突起部４１を設けない場合よりも体感気温を下げることが可能である。また、筐体４０の背面下部には、外部から空気を取り込むための通気口４２をさらに備えることが好ましい。

本発明の冷風装置１０において、空気は、吸気口部１５から入り、冷却部１６の排出口、接続ユニット１２の貫通孔、及び送風部１１の排出口を通って冷却空気供給ライン１７に供給される。

冷却空気供給ライン１７は、その一部が前記筐体１０から延在しており（図３参照）、末端から冷却空気を外部に排出する。該冷却空気供給ライン１７をフレキシブルノズルとしてもよく、そのようなノズルを用いることにより背中に冷風装置１０を背負い、襟元からノズルで送風することによって、衣類の加工などを必要とせず、既存の衣類に対しても冷風を送るなど、ノズルの位置を調整することにより、冷却空気の供給位置を任意に調整することが可能である（図１１）。さらに、工事現場などヘルメットを着用する場合には、フレキシブルノズルを用いることで、ヘルメットと衣類内の両方へ自由に送風することが可能である。

冷却空気供給ライン１７の内径は、２５～３２ｍｍであることが好ましい。冷却空気供給ライン１７の内径が３２ｍｍ以内であれば、冷却空気が外気の影響を受けて温度が上昇するのを抑制した状態で供給ノズルから排出することができる。また、２５ｍｍ以上とすることで、十分な送風量を確保することが可能である。

冷却空気供給ライン１７の長さは、１０～５０ｃｍであることが好ましい。冷却空気供給ライン１７の長さが、上記範囲内であれば、冷却空気の温度が上昇するのを抑制した状態で供給ノズルから排出することができる。また、冷却空気供給ラインは１つで構成されているが、冷却空気供給ラインの途中で複数（例えば、２つ）に分岐して、冷却空気を複数の場所に供給するようにしてもよい（図示せず）。

電源部３１は、送風部１１に給電するものであり、送電ラインを介して送風部１１に電力を供給している。電力源として、乾電池を用いることが好ましいが、乾電池以外に、充電池や太陽電池などを用いてもよいし、これらの電池を複数併用してもよい。また、外部電源としてバッテリを利用してもよいし、ＡＣアダプタを介して家庭用電源を使用してもよい。

冷風装置１０では、冷却部１６と送風部１１とが連結された状態で電源部３１の電源を入れると、送風部１１内の吸気ファン２０が駆動して、空気が吸気口部１５に設けた吸気口から吸気され、フィルター２２を介して冷却部１６に送風される。冷却部１６に送風された空気は、筒状収納容器１３Ｂ内で保冷材１４と直接接触することにより熱交換することができる。そのようにして冷却部１６で発生した冷却空気は、筒状収納容器１３Ｂの開口部から、接続ユニット１２を経由して、送風部１１に送られ、送風部１１の排出口から送風通路２１を通り、冷却空気供給ライン１７に送風され、供給ノズルから外部に排出される。

このように、本発明による冷風装置１０は、冷却部１６に空気を供給し、筒状収納容器１３Ｂ内で保冷材１４と直接的に熱交換させることにより、空気の適度な冷却性能を得ることができるため、空気が例えば所定温度（例えば、１℃）以上冷やされた冷却空気を容易に得ることができる。また、本発明による冷風装置１０は、保冷材１４を空気の冷却用として用いており、冷却水を装置内で循環させる必要がないため、冷却水の流量を調整して冷風の温度を制御するなどの操作が必要ない。そのため、冷風装置では、センサーや循環ポンプなどを設ける必要がないため、装置の重量および大きさを抑えつつ、安価に製造することができる。よって、本発明による冷風装置１０は、冷却部１６を小型かつ軽量としつつ冷却空気を得ることができるため、携帯性に優れ、かつ冷却空気を容易に得ることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。

また、冷風装置１０は、保冷材１４を収納容器１３Ｂに着脱可能に構成しているため、冷風装置１０を装着した状態のまま保冷材１４の交換を容易に行うことができる。

本発明による冷風装置１０は、上記のような特性を有することから、携帯可能な冷風装置として有効に用いることができ、例えば、リュックサックのように背負って用いる冷風装置として好適に用いることができる（図１１参照）。

以下の例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以下の実施例において、本発明による冷風装置に関し、冷風の全体的な動きを調査するとともに、従来装置（送風型）との冷却能力の比較を行うことを目的とし、使用者の体の複数箇所に温度測定装置を設置し、それぞれの装置を用いた場合における皮膚温度の測定を行った。

実施例１ 冷風装置の冷却能力試験１
方法
本実施例における試験は、３５℃以上に設定した恒温室内で行った。被験者（２０代男性）の身体において、図１２に示す測定点（背中首側、背中中央部、背中腰側、脇腹部）と、腹部に温度計を付属させ、作業着を着た状態で、最初に本発明による冷風装置を設置及び稼働し、その後従来装置を設置及び稼働して、各測定点の温度状況の変化を記録した。従来装置としては、風速が弱設定で６．８（ｍ／ｓ）、強設定で７．５（ｍ／ｓ）、ターボ設定で９．０（ｍ／ｓ）の出力を有する、ファンで風を発生させる送風型の装置を用いた。なお、本実施例においては、本発明による装置は、図１０に示した突起部４１として、２ｃｍの簡易的な四角いスペーサーを張り付けた簡易型の筐体と組み合わせて用いた。

結果と考察
恒温室内（約３８℃）で一定時間（約２，５００秒）過ごした後、本願発明の冷風装置を使用し、その後従来装置を使用したときの、各測定点における温度変化を図１３に示す。
図１３から分かる通り、本願発明の冷風装置から従来装置へ切り替えた際、各測定点の温度は、切り替え前よりも早い上昇を示している。このことから、送風型の従来装置は、本願発明の冷風装置よりも冷却能力が低いことが分かる。
さらに、いずれの装置も使用していない場合と従来装置を使用した場合とを比較すると、いずれの装置も使用していない場合の方が、温度上昇が緩やかである（矢印Ａ）ことから、従来の送風型装置は、一定以上の温度条件下（外気温３５℃超）では、むしろ体温を早く上昇させる（矢印Ｂ）可能性があることが分かった。

実施例２ 冷風装置の冷却能力試験２
方法
本実施例における試験は、実施例１と同一の被験者について、それぞれの冷風装置の利用前に３０分間恒温室内（約３８℃）で待機した後に、本発明による冷風装置及び従来装置（実施例１と同一）を稼働させ、温度変化を記録した。本実施例においても、本発明による装置は、実施例１と同様の簡易型の筐体と組み合わせて用いた。

結果と考察
各装置を使用したときの温度変化を図１４に示す。図１４（ａ）は、本願発明による冷風装置を使用した場合の結果であり、図１４（ｂ）は従来装置を使用した場合の結果である。
図１４（ａ）から分かるように、本願発明による冷風装置を使用した場合には、使用開始時から特に背中全体で冷却効果が見られ、背中中央部では約７℃程度の温度の低下が、試験を実施した約９０分間持続した。
一方、図１４（ｂ）から分かるように、従来の送風型冷風装置を使用した場合には、試験期間（温度変化が生じないため、試験時間は１５分間とした）を通して、約１℃～２℃の温度の低下が見られた。
また、試験を実施している期間中、ほとんどの測定部位において、本願発明が有意な冷却効果を示していた。

さらに、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）で示した結果を、それぞれ背中中央部に限定したグラフを、図１５に示す。
背中中央部の温度について特に見られるように、従来の送風型冷風装置と本願による冷風装置の冷却能力は、顕著な差があることが分かった。
従来の送風型装置についても、稼働開始直後に数℃の温度低下が見られるが、これは装置の稼働前に溜まった汗が気化したものと考えられる。従来装置を用いた場合の、このような汗の気化による冷却効果は、稼働８分後には低くなっていた。
したがって、本願発明による冷風装置は、従来の装置と比較して、冷却能力が高く、またその効果が持続することが分かった。

実施例３ 筐体突起部の配置が冷却能力に与える影響
方法
図１０に示した突起部４１として、上部に配置した方を高さ３ｃｍ、下部に配置した方を高さ５ｃｍとした筐体を用いたこと以外は、実施例２と同様に、本発明の冷風装置の冷却試験を行った。

結果と考察
本実施例による冷却試験の結果を図１６に示す。該筐体を用いた場合、背中中央部の測定部位における測定温度は、実施例１及び２において用いた簡易型筐体よりも温度が低く、また背中上部の測定部位における温度も安定していた。
突起部の高さを上記の数値（上部は高さ３ｃｍ、下部は高さ５ｃｍ）とすることにより、衣服に供給された冷風を好適に循環させることが可能であることが分かった。上部に配置した突起部については、２ｃｍ未満とすると冷風が通過しにくく、一方、５ｃｍ以上とすると着用時に違和感があり適切ではなかった。また、下部に配置した突起部については、３ｃｍ未満とすると冷風が通過しにくく、８ｃｍ以上とすると着用時に違和感があり適切ではなかった。
背中下部は、本実施例においては、突起部の真下に測定点を設けた溜め、安定的な温度低下は見られなかった。このことから、突起部を設けた場合には、風の通り道の死角ができることが分かった。一方で、体勢が変わるなどした場合には、急激に温度が下がり（３，０００秒付近）、冷却空気は該死角の部位以外では簡易型筐体よりも多くの風量が循環していることが確認された。
脇腹部における温度変化は小さく、数値上での有意差は見られなかったが、被験者からは、「脇腹部でも風を感じることができ、非着用時と比較して多少涼しさを感じる」という感想を得られた。
しがたって、本願の冷風装置と筐体とを組み合わせることにより、冷風の循環路を確保することによって循環する冷風量を増加させることが可能になり、効率よく使用者の体温を下げることができることが分かった。

１０、３０、３０’ 冷風装置
１１ 送風部
１２ 接続ユニット
１３Ａ 筒状体
１３Ｂ 筒状収容容器
１４ 保冷材
１５ 吸気口部
１６ 冷却部
１７Ａ 雌ねじ
１７Ｂ 雄ねじ
１８ 保冷材支持部
２０ 吸気ファン
２１ 送風通路
２２ フィルター
３１ 電源部
３５ 通気孔
３６ 開口部
４０ 筐体
４１ 突起部
４２ 通気口

Claims (6)

1. 外部空気を取り込む吸気口部と、
   前記吸気口部から吸入された外部空気を固体の保冷材に接触させ、熱交換して冷却する冷却部と、
   前記冷却された空気を外部に供給するための冷却空気供給ラインと、
   前記冷却された空気を冷却空気供給ラインに移送するための送風部と、
   を備えた冷風装置であって、
   前記冷却部は、保冷材と前記保冷材を収納するための筒状の収納容器から構成されており、
   前記保冷材は、融点が－５．０～０℃であり、
   前記保冷材が略球状の形状を有し、保冷材の外径をＬ_１（ｍｍ）、前記筒状収納容器の内径をＬ_２（ｍｍ）とした場合に、
   ０．５≦（Ｌ_２－Ｌ_１）≦１０であり、
   前記保冷材の外径Ｌ _１ が５５～１００ｍｍであり、
   前記筒状収納容器は、長手方向に分割可能に複数の筒状体が連結したことを特徴とする、冷風装置。
2. 前記吸気口部はフィルターを備えており、外部空気はフィルターを介して前記冷却部に吸入される、請求項１に記載の冷風装置。
3. 前記筒状収納容器は、２～１２個の筒状体が連結したものである、請求項１または２に記載の冷風装置。
4. 前記保冷材は、カルボキシメチルセルロース水溶液、ポリビニルアルコール水溶液、アルギン酸ナトリウム水溶液、ポリアクリルアミド水溶液、グアーガム水溶液、およびポリアクリル酸ナトリウムゲルからなる群から選択される１以上が容器に充填されたものである、請求項１～３のいずれか一項に記載の冷風装置。
5. 前記吸気口部、前記冷却部、前記冷却空気供給ライン、および前記送風部を収容する筐体をさらに備え、前記筐体の外面の一部に複数の突起部が設けられており、前記筐体を背負った際に前記突起部により背中に筐体外面が密着しないようにした、請求項１～４のいずれか一項に記載の冷風装置。
6. 前記冷却空気供給ラインの一部は前記筐体から延在しており、前記冷却空気供給ライン末端から冷風が排出される、請求項５に記載の冷風装置。

Images