JPH09276315A

JPH09276315A - 電子温冷治療装置

Info

Publication number: JPH09276315A
Application number: JP8094190A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Onishi; 孝博大西; Masahiro Tsukuda; 昌宏筑田
Original assignee: Nichirin Co Ltd
Current assignee: Nichirin Co Ltd
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒または熱媒の交換の手間が不要であり、
安全性および快適性を確保することができ、しかも温度
の設定および維持、さらには冷却と加温との切替使用が
できる電気式の電子温冷治療装置を提供する。【解決手段】貯留タンク１、循環用ポンプ２、冷却ま
たは加温部３、および水枕４を有するとともに前記貯留
タンク１、循環用ポンプ２、冷却または加温部３、およ
び水枕４が順次冷媒または熱媒が循環されうるように接
続されており、前記冷却または加温部３がペルチェ素子
７、および該ペルチェ素子７上面に当接され、冷媒また
は熱媒が内部を循環可能な冷却または加温プレート８を
有してなることを特徴とする電子温冷治療装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子温冷治療装置に
関する。さらに詳しくは、冷熱源を交換する手間が不要
で、かつ温度を一定に維持することができる医療・看護
用または日常生活の快適性をより向上せんがための電子
温冷治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、人体における頭部などを部分的に冷却するため
に、氷枕、または冷却剤の凝固潜熱を利用した市販の冷
却体が使用されている。一方、人体を部分的に加温する
ために、湯たんぽ、または鉄の酸化反応熱（たとえば、
使い捨てカイロ）を利用した市販の加温体などが使用さ
れている。

【０００３】しかしながら、これらの冷却または加温手
段は、いずれのばあいも一定の使用時間が経過すれば、
冷却または加温効果がなくなるため、冷媒または熱媒を
新しいものに交換する必要がある。

【０００４】また、これらの冷却または加温手段は、時
間の経過とともに吸収または発生温度が刻々と変化する
ために、温度の設定が非常に困難である。そのため使用
する際には、冷却または加温手段の開始温度をあらかじ
め所望の温度よりも低くまたは高く設定しておき、それ
とともに冷却または加温手段の外周をタオルなどの被覆
材で被覆することにより、体感温度を所望の温度に近づ
けて使用しており、使用に際し手間がかかっていた。

【０００５】一方、従来の加温手段には、電気あんかな
どの熱源に電気を要するものもあるが、このような従来
の電気式加温手段は、加温のみしかできず、まったく冷
却機能を有していない。したがって、冷却および加温両
方が可能で、しかも安全性および快適性（マイルドな体
感温度がえられるなど）の面から現在でも湯たんぽを使
用している人が多い。また、現在のところ、湯たんぽに
代わる安全かつ快適な電気式の冷却、加温両用の手段は
現在まで存在しなかった。

【０００６】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、冷媒または熱媒の交換の手間が不要で
あり、安全性および快適性を確保することができ、しか
も温度を任意に設定し、かつ当該設定温度を一定に維持
することができ、さらに、冷却と加温とを切替使用でき
る電気式の電子温冷治療装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子温冷治療装
置は、冷媒または熱媒を貯留する貯留タンク、前記冷媒
または熱媒を循環させる循環用ポンプ、冷却または加温
部、および冷却または加温用容器を有するとともに、前
記貯留タンク、循環用ポンプ、冷却または加温部、およ
び冷却または加温用容器が順次冷媒または熱媒が循環さ
れうるように接続されており、前記冷却または加温部
が、ペルチェ素子、および該ペルチェ素子の一方の面に
当接され、前記冷媒または熱媒が内部を循環できるよう
にされてなる冷却または加温プレートを有してなること
を特徴としている。

【０００８】また、前記ペルチェ素子への電流の供給を
変化させることにより、前記冷媒または熱媒の温度を調
節する温度調節手段を具備しているのが好ましい。

【０００９】さらに、前記冷却または加温プレートの出
口付近に前記冷媒または熱媒の温度を測定する温度測定
手段が設けられ、さらに該温度測定手段によって測定さ
れた温度に応じて前記温度調節手段の温度調節動作を制
御するのが好ましい。

【００１０】さらに、前記ペルチェ素子の表面のうち、
前記冷却または加温プレートとの当接面に対して反対側
の面に放熱または吸熱用フィンが設けられ、さらに該放
熱または吸熱用フィンに外気を強制的に吹きつけるため
の送風ファンを有しているのが好ましい。

【００１１】さらに、前記ペルチェ素子の表面のうち、
前記冷却または加温プレートとの当接面に対して反対側
の面にペルチェ素子を水を媒体として強制的に放熱また
は吸熱するための手段が設けられているのが好ましい。

【００１２】さらに、前記冷却または加温部、および貯
留タンクの少なくとも一部が断熱材によって被覆されて
いるのが好ましい。

【００１３】本発明によれば、貯留タンクから循環用ポ
ンプによって冷媒または熱媒を冷却または加温部へ送り
込み、ペルチェ素子によるペルチェ効果を利用して所望
の温度に冷却または加温したのち、出力部分である水枕
などの冷却または加温用容器に送り込む。その一方で該
容器内の吸熱または放熱後の液体を再び貯留タンクに戻
して冷媒または熱媒の循環を強制的に行なう。それによ
り、冷媒または熱媒の交換の手間が不要になるととも
に、冷却または加温用容器は所望の温度を維持すること
ができる。なお、本明細書におけるペルチェ素子とはペ
ルチェ効果を奏することができる素子のことである。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
の電子温冷治療装置について説明する。図１は本発明の
電子温冷治療装置の一実施例を示す一部切欠斜視説明
図、図２は図１の電子温冷治療装置の動作原理を示す模
式図、図３は図１のペルチェ素子の要部拡大断面説明
図、図４は図１の電子温冷治療装置の本体の天板を外し
て上から見た図および図５は図１の電子温冷治療装置の
本体を下から見た図である。

【００１５】図１〜５に示される電子温冷治療装置は、
貯留タンク１、循環用ポンプ２、冷却または加温部３、
および出力部分である水枕４が順次水または湯が循環で
きるように、互いに塩化ビニル樹脂、シリコーンゴムな
どの配管Ａによって接続されている。図１〜２には、貯
留タンク１の内部に循環用ポンプ２が内蔵されている例
が示されているが、貯留タンク１の外部に出して配置し
てもよい。

【００１６】また、貯留タンク１、循環用ポンプ２、冷
却または加温部３および電源ユニット５は車輪６ａを有
する移動自在の本体６の内部に収納されている。また、
図４に示されるように、本体６の側面には電源ユニット
５に電気的に接続された電源スイッチ５ａおよび動作確
認ランプ５ｂが配設されている。さらに、図５に示され
るように、本体６の底面から外部へ電源ユニット５に通
じる電源コード５ｃが引き出されている。なお、冷却ま
たは加温部３のうち、下部の放熱または吸熱用フィン９
および送風ファン１０は、効率的にフィンの吸熱または
放熱ができるように本体６の下部開口６ｂを通じて外部
に露出している。

【００１７】しかも、液体を循環する途中で無駄な熱の
出入を防止するために貯留タンク１、冷却または加温部
３の上部（ペルチェ素子７、および冷却または加温プレ
ート８）および配管Ａの適宜の部分をウレタンフォーム
などの断熱材１３によって被覆するのが好ましい。

【００１８】冷却または加温部３は、ペルチェ素子７
と、該ペルチェ素子７の上面に当接された冷却または加
温プレート８と、前記ペルチェ素子７の下面に当接され
た放熱または吸熱用フィン９と、該放熱または吸熱用フ
ィン９に外気を強制的に吹きつけるための送風ファン１
０とから構成されている。

【００１９】ペルチェ素子７は、図３に示されるよう
に、たとえば、ビスマス・テルル化物からなる複数のＮ
型およびＰ型半導体７ａが互いに電気伝導体７ｂを挟ん
でＮ、Ｐ、Ｎ、Ｐ、・・・の順に電気的に直列接続さ
れ、さらに電気伝導体７ｂを冷却または加温プレート
８、または放熱または吸熱用フィン９のいずれかに対し
て対向させ、該対向部分に電気絶縁物７ｃを介在させて
熱的に並列接続されてなるモジュールのアセンブリが採
用されうる。また、基本性能は入力として、直流５０Ｖ
以下で、出力としてモジュール冷却面温度とモジュール
放熱面温度との最大温度差６５℃が可能である。

【００２０】冷却または加温プレート８は、アルミ合金
からなりプレート内部に液体が循環できるように銅など
の熱伝導性のよい金属材料からなるパイプがジグザグ状
に曲げられて配管された構造、またはプレート上面に通
液溝が形成されるとともに上から蓋で閉じられた構造に
なっている。

【００２１】放熱または吸熱用フィン９は、複数のフィ
ン単体９ａをベースプレート９ｂ下面に等間隔に突設す
ることにより、構成されている。前記フィン９は、アル
ミ合金などの熱伝導性のよい材料を用いてフィン単体９
ａおよびベースプレート９ｂを一体成形するなどして製
造されている。

【００２２】また、水枕４は、市販の合成ゴムなどから
なるものが用いられ、使用時に頭などが接触する可能性
の低い端部に液体の供給用と排出用の配管が接続されて
いる。なお、本実施例では、冷却または加温用容器とし
て水枕を例にあげたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、耐圧性および耐熱性を有する容器、たとえば
医療用（血液保温用、薬品含む）、鮮魚陳列時保温用ま
たは食品保温用などを採用することができる。さらに当
該容器としては、人体に心地よくフィットするように柔
軟性に富む袋状のものが好適である。

【００２３】本実施例では冷媒または熱媒として水また
は湯を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、その他のもの、たとえば、氷点下で使
用するばあいは不凍液なども採用されうる。しかしなが
ら、水または湯は、安価で、しかも安全であるとともに
比熱が高い（すなわち、保温性能が高い）ため、とくに
本発明の冷媒または熱媒として好適である。

【００２４】また、図２に示されるように、本実施例の
電子温冷治療装置は、前記ペルチェ素子７への電流の供
給を変化させることにより、前記液体の温度を調節する
ための温度調節器１１が設けられている。温度調節器１
１としては、たとえば、直流電源Ｅに並列接続された可
変抵抗、または温度センサ信号による通電のＯＮ、ＯＦ
Ｆを行なう機構などが採用されうる。この温度調節器１
１においては、ダイヤル（図示せず）などを介して手動
によって温度調節したり、および／または自動制御、た
とえば冷却または加温プレート８の出口付近に設けられ
た液体の温度を測定するための温度センサ１２によりえ
られた測定温度に応じて、あらかじめ設定された設定温
度とのずれを補正するようにマイクロコンピュータなど
を利用して温度調節してもよい。

【００２５】なお、本実施例では温度調節器１１を有す
る例をあげて説明したが、省略しても本発明の冷却また
は加温機能を奏することができることはいうまでもな
い。

【００２６】また、本実施例のように、ペルチェ素子７
の下面を強制的に放熱または吸熱するために、放熱また
は吸熱フィン９および送風ファン１０を用いた空気によ
る放熱または吸熱機構を採用してもよいし、または他の
例としてペルチェ素子７の下面に水道水を導通するため
の金属製パイプをジグザグ状に曲げて形成されたラジエ
ータなどの水による放熱または吸熱機構を採用してもよ
い。

【００２７】つぎに、図２を参照しながら本実施例の電
子温冷治療装置の動作を順を追って説明する。

【００２８】冷却動作を行なうばあい、まず、電源ユニ
ット５の電源スイッチ５ａ（図４参照）をＯＮにしたの
ち、切替スイッチ５ｄを冷却側に切り替える。それによ
り、ペルチェ素子７は、直流電流が供給されることによ
り、上側の冷却または加温プレート８内部の水をペルチ
ェ効果を利用して冷却する。

【００２９】冷却された水は循環用ポンプ２によって、
連続的に水枕４内部へ圧送される。一方、冷水に満たさ
れた水枕４を人体の頭部などの局所に当てて頭部などを
冷やして使用すれば、人体から受ける熱によって冷水は
温度上昇するが、順次ぬるくなった水は貯留タンク１へ
排出されるので、水枕４は一定温度で冷却され続ける。

【００３０】貯留タンク１に戻された水は、再び循環用
ポンプ２によって冷却または加温プレート８へ圧送され
て冷却される。

【００３１】冷却動作中、ペルチェ素子７の下面は熱が
発生するが、この熱は、放熱または吸熱用フィン９に伝
わり、送風ファン１０によって吹きつけられた風を介し
て外気へ強制的に放熱される。

【００３２】また、冷却された水の温度は、温度センサ
１２によってモニタリングされているため、もし設定温
度がずれてもそのずれに応じて温度調節器１１を用いて
自動的に温度調節される。

【００３３】一方、加温動作を行なうばあい、電源スイ
ッチ５ａをＯＮにしたのち、今度は切替スイッチ５ｄを
加熱側に切り替える。それにより、ペルチェ素子７は、
前記冷却動作のばあいと反対向きに直流電流が供給され
ることにより、上側の冷却または加温プレート８内部の
液体をペルチェ効果を利用して加温する。なお、このと
きペルチェ素子７下面は吸熱（すなわち、冷却）する。

【００３４】加温された液体は、前記冷却動作のばあい
と同様に、強制的に水枕４内部へ順次圧送および排出さ
れる。それにより、水枕４は、一定温度で加温され続
け、いわゆる湯たんぽの働きをなす。水枕４から排出さ
れた液体は、前述と同様に貯留タンク１を経由したの
ち、再び冷却または加温プレート８へ圧送されて加温さ
れる。

【００３５】なお、加温動作中、ペルチェ素子７の下面
は吸熱、すなわち冷却されるが、送風ファン１０によっ
て放熱または吸熱用フィン９へ順次風を吹きつけること
により、外気から強制的に熱を送り込むことにより、ペ
ルチェ素子７下面に結露し、熱効率の効率が下がるのを
防止できる。

【００３６】また、加温動作においても前記冷却動作と
同様に温度調節器１１および温度センサ１２による温度
調節が可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒または熱媒の交換
の手間が不要であり、しかも水または湯などの冷媒また
は熱媒に使用することにより安全性および快適性を確保
することができる。

【００３８】しかも、冷媒または熱媒を循環させながら
冷却または加温するため、温度を任意に設定したり、さ
らに当該設定温度に一定に維持することができる。

【００３９】さらに、ペルチェ素子を用いて冷媒または
熱媒を冷却または加温するため、ペルチェ素子に供給さ
れる電流の向きを変えるだけで容易に冷却と加温との切
替えを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子温冷治療装置の一実施例を示す一
部切欠斜視説明図である。

【図２】図１の電子温冷治療装置の動作原理を示す模式
図である。

【図３】図１のペルチェ素子の要部拡大断面説明図であ
る。

【図４】図１の電子温冷治療装置の本体の天板を外して
上から見た図である。

【図５】図１の電子温冷治療装置の本体を下から見た図
である。

【符号の説明】

１貯留タンク２循環用ポンプ３冷却または加温部４水枕７ペルチェ素子８冷却または加温プレート９放熱または吸熱用フィン１０送風ファン１１温度調節器１２温度センサ１３断熱材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒または熱媒を貯留する貯留タンク、
前記冷媒または熱媒を循環させる循環用ポンプ、冷却ま
たは加温部、および冷却または加温用容器を有するとと
もに、前記貯留タンク、循環用ポンプ、冷却または加温
部、および冷却または加温用容器が順次冷媒または熱媒
が循環されうるように接続されており、前記冷却または
加温部が、ペルチェ素子、および該ペルチェ素子の一方
の面に当接され、前記冷媒または熱媒が内部を循環でき
るようにされてなる冷却または加温プレートを有してな
ることを特徴とする電子温冷治療装置。
【請求項２】前記ペルチェ素子への電流の供給を変化
させることにより、前記冷媒または熱媒の温度を調節す
る温度調節手段を具備してなる請求項１記載の電子温冷
治療装置。
【請求項３】前記冷却または加温プレートの出口付近
に前記冷媒または熱媒の温度を測定する温度測定手段が
設けられ、さらに該温度測定手段によって測定された温
度に応じて前記温度調節手段の温度調節動作を制御する
請求項２記載の電子温冷治療装置。
【請求項４】前記ペルチェ素子の表面のうち、前記冷
却または加温プレートとの当接面に対して反対側の面に
放熱または吸熱用フィンが設けられ、さらに該放熱また
は吸熱用フィンに外気を強制的に吹きつけるための送風
ファンを有してなる請求項１記載の電子温冷治療装置。
【請求項５】前記ペルチェ素子の表面のうち、前記冷
却または加温プレートとの当接面に対して反対側の面に
ペルチェ素子を水を媒体として強制的に放熱または吸熱
するための手段が設けられてなる請求項１記載の電子温
冷治療装置。
【請求項６】前記冷却または加温部、および貯留タン
クの少なくとも一部が断熱材によって被覆されてなる請
求項１記載の電子温冷治療装置。