WO2015151368A1 - 冷却装置 - Google Patents

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WO2015151368A1
WO2015151368A1 PCT/JP2014/084440 JP2014084440W WO2015151368A1 WO 2015151368 A1 WO2015151368 A1 WO 2015151368A1 JP 2014084440 W JP2014084440 W JP 2014084440W WO 2015151368 A1 WO2015151368 A1 WO 2015151368A1
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WO
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cooling
air
cooling device
housing
unit
Prior art date
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PCT/JP2014/084440
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English (en)
French (fr)
Inventor
愉 川原
Original Assignee
株式会社カワハラ技研
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1075—Preparation of respiratory gases or vapours by influencing the temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/36—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
    • A61M2205/3606—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling cooled

Definitions

  • the present invention relates to a cooling device that cools and sucks inhaled air.
  • a cooling device having portability a cooling device that obtains a cool feeling by injecting a volatile fluid used as a coolant is known (for example, see Patent Document 1).
  • This cooling device is provided with cold air injection means for injecting a volatile fluid used as a coolant into the wearing body.
  • the mounting body has a garment shape, and is interposed between the first planar member, the second planar member facing the first planar member, and the first and second planar members.
  • a tube serving as a conduction path for the volatile fluid.
  • these 1st and 2nd planar members have air permeability and flexibility, and the thickness dimension of a 2nd planar member consists of a dimension larger than the thickness dimension of a 1st planar member.
  • the tube has an inlet for injecting a volatile fluid into the tube from the cold air injection means, and a plurality of outlets for discharging the volatile fluid between the first and second planar members.
  • the cold air injection means has a container containing a volatile fluid, a connection part detachably connected to the injection port, and an on-off valve for injecting the volatile fluid into the tube by the pressure of the gas enclosed in the container. .
  • the mounting body is disposed by the latent heat of vaporization of the volatile fluid by disposing the tube in the mounting body, injecting the volatile fluid by the cold air injection means and injecting the volatile fluid from the discharge port of the tube. Cool the object to be cooled. For this reason, even if the amount of volatile fluid is small, the latent heat of vaporization is large. Therefore, a large amount of heat can be taken by simply injecting the volatile fluid.
  • the container for storing the volatile fluid since the container for storing the volatile fluid must be compact, lightweight, and excellent in portability, it is difficult to select the volatile fluid.
  • a substance that satisfies safety such as nonflammability and non-ozone destructiveness must be selected, and lack of feasibility from the viewpoint of small size and light weight.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a cooling device that is small and light and can exhibit a sufficient cooling effect.
  • the cooling device is a cooling device that cools and sucks inhaled air, and a housing that forms the device main body, a cooling unit that is detachably disposed inside the housing and cools the air that has flowed in, Connected to the cooling section and blows air sucked from outside the casing through the cooling section, a power supply section disposed inside the casing for driving the blowing means, and the inside and outside of the casing.
  • the cooling air provided from the end located on the outer side of the housing and the cooling air blown from the cooling portion connected to the end located on the inner side of the housing is blown out from the end located on the outer side of the housing, and cooled.
  • a plurality of partition walls that are alternately inclined along the inner short direction, and the cooling section has a hollow structure having openings at both ends in the longitudinal direction.
  • a cooling fin and an outer periphery of the cooling fin A case disposed so as to cover, it is filled so as to be interposed between the cooling fins and the casing, and a coolant for cooling the air passing through the cooling fins.
  • the cooling device is a cooling device that cools and blows in sucked air and is driven by a cooling unit that cools the air and power supplied from a power supply unit.
  • An air blower that guides the air outlet through the cooling section through the cooling section, the cooling section is covered with a heat insulating material, and is detachably provided inside the casing of the cooling device,
  • the cooling part has a hollow structure provided with openings at both ends in the longitudinal direction, and covers the cooling fin having a plurality of partition walls alternately inclined along the short side direction, and covers the outer periphery of the cooling fin.
  • a case disposed; and a cooling agent that is filled between the cooling fin and the case and that cools the air passing through the cooling fin.
  • the cooling unit is connected to an air intake port that takes in air, and the cooling device is configured such that the air taken in from the air intake port by the air blowing unit passes the air blowing unit from the cooling unit. Via, it has a structure that is blown out to the outlet.
  • the air blowing means can adjust the amount of the cooled air blown from the air outlet by changing the rotational speed of the fan.
  • the cooling device of the present invention can further include a water bottle portion capable of storing water to be supplied to a user of the cooling device.
  • the coolant may be a freezing gel.
  • the coolant includes at least silicon, strontium, magnesium, europium and dysprosium as essential elements in the freezing gel, and at least silicon oxide, strontium carbonate, magnesium oxide, europium oxide and dysprosium oxide. It is preferable to mix the composition obtained by firing at a predetermined ratio.
  • the plurality of partition walls alternately inclined along the short direction of the cooling fin have a saw blade shape and have a multi-stage structure stacked in a vertical direction perpendicular to the plane. It may be.
  • the plurality of partition walls alternately inclined along the short direction of the cooling fin each have a rectangular cross section, and have a wide structure expanded in the vertical direction perpendicular to the plane. It may be.
  • the cooling unit is connectable to the both ends of the cooling fin through the joint unit and the air blowing unit and the air inlet or the air outlet, respectively.
  • a pad portion is disposed on the housing, and an intake port for taking in air outside the housing into the blowing means.
  • the air blowing means, the power supply unit for driving the air blowing means, and the air outlet penetrating the inside and outside of the housing are provided inside the housing forming the apparatus main body.
  • the cooling part which can be connected to the means and the outlet and is covered with the heat insulating material is detachably provided.
  • this cooling part is composed of a hollow structure having openings at both ends in the longitudinal direction, and covers the cooling fins having a plurality of partition walls alternately inclined along the short side direction inside, and the outer periphery of the cooling fin.
  • a coolant for cooling the air that is filled so as to be interposed between the cooling fin and the case and that passes through the cooling fin.
  • the cooling unit can be reduced in size while being reduced in weight
  • the cooling device can be reduced in size and weight as a whole.
  • the air flowing into the cooling section passes through the cooling fins, it is cooled by the heat exchange action and further forcedly blown by the blowing means, so that a sufficient cooling effect can be exhibited.
  • the cooling part is detachable, even if the cooling effect is reduced, the cooling effect can be continuously obtained by replacing the cooling part.
  • the cooling device of the present invention it is small and light and can exhibit a sufficient cooling effect.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the cooling device which concerns on one Embodiment of this invention. It is a side view which shows the cooling device of FIG. 1 seeing from a side surface. It is a top view which shows the cooling device of FIG. 1 seeing from a back surface side.
  • A) is a top view of the cooling device having a structure in which the air blowing means is disposed at a position far from the air outlet, and
  • (b) is an upper surface of the cooling device having a structure in which the air blowing means is disposed at a position near the air outlet.
  • FIG. (A) is a bottom view of the cooling device having a structure in which the air blowing means is disposed at a position far from the air outlet
  • (b) is a bottom surface of the cooling device having a structure in which the air blowing means is disposed at a position near the air outlet.
  • FIG. (A) is a top view which shows the cooling device which has the structure which has arrange
  • (b) is the structure which has arrange
  • (A) is a sectional view taken along line AA of the cooling device shown in (a) of FIG.
  • FIG. 6 is an AA line arrow of the cooling device shown in (b) of FIG.
  • FIG. (A) is a sectional view taken along line BB of the cooling device shown in FIG. 6 (a), and (b) is a sectional view taken along line BB of the cooling device shown in FIG. 6 (b).
  • FIG. (A) is a cross-sectional view taken along the line CC of the cooling device shown in FIG. 6 (a), and (b) is a cross-sectional view taken along the line CC of the cooling device shown in FIG. 6 (b).
  • FIG. The cooling part in the cooling device of FIG. 1 is shown, (a) is a side view, (b) is a top view. The cooling part in the cooling device of FIG.
  • FIG. 1 is shown, (a) is sectional drawing of a side surface direction, (b) is sectional drawing of a plane direction.
  • a mode that a cooling part is filled with a cooling agent is shown, (a) is a schematic sectional drawing which shows the mode after a filling start, (b) is a schematic sectional drawing which shows the mode of filling completion.
  • 1 shows cooling fins of a cooling unit in the cooling device of the present invention
  • (a) is a front view showing cooling fins in the cooling device of FIG. 1
  • (b) to (d) are front views showing cooling fins in other embodiments, respectively.
  • FIG. It is a schematic block diagram which shows the experimental apparatus for experimenting the cooling effect in the cooling part of the cooling device of this invention. It is a graph which shows the experimental result of the cooling device of this invention. It is a graph which shows the experimental result of the cooling device of this invention.
  • the cooling device 1 of the present embodiment is a cooling device that cools and sucks inhaled air.
  • the cooling device 1 forms a device main body, and is detachably disposed in the housing 2.
  • the power supply unit 5 for driving the air blowing means 4 and the cooling unit 3 that is disposed through the inside and outside of the housing 2 and connected to the end located inside the housing 2 are cooled.
  • the air outlet 6 that blows out the air from the end located on the outside of the housing 2, and the heat insulating material 7 that is provided inside the housing 2 and is disposed so as to cover the cooling unit 3.
  • the housing 2 includes a lid portion 21 and a main body portion 22, and the lid portion 21 is attached to the main body portion 22 so as to be freely opened and closed.
  • the lid portion 21 and the main body portion 22 are made of, for example, any synthetic resin including ABS resin (a general name for resins made by polymerizing acrylonitrile, butadiene, styrene), aramid fiber reinforced plastic, and FRP (FiberforceReinforced Plastics: It can be manufactured using a synthetic material with a fiber reinforced plastic). Thereby, while making the whole housing
  • the material used for the cover part 21 and the main-body part 22 is not limited to said example.
  • the housing 2 may be formed so that the thickness thereof decreases from the side where the air blowing means 4 is disposed toward the air outlet 6 side. Thereby, when the cooling device 1 is used, since the user's neck circumference can be cleaned and the movable range of the neck can be expanded, the ease of use of the cooling device 1 can be improved.
  • the shape of the casing 2 described above is an example, and the shape is not limited to the shape.
  • the air blowing means 4 disposed inside the housing 2 is a blower configured to include a fan 41 and a motor 42 for driving the fan 41.
  • the motor 42 is driven to rotate based on the power supplied from the battery as the power supply unit 5.
  • a rechargeable nickel metal hydride battery as the battery.
  • the battery can exhibit excellent performance in terms of safety, performance, and cost.
  • the power supply unit 5 is disposed on the side of the cooling unit 3 covered with the heat insulating material 7, but the position where the power supply unit 5 is disposed is limited to the side of the cooling unit 3. However, it can be arranged at an arbitrary position.
  • the air outlet 6 is configured such that the cooling unit 3 is connected to the inner end of the housing 2, and the outer end of the housing 2 is branched into, for example, four parts.
  • the cooled air sent from the cooling unit 3 can be blown out.
  • the blower outlet 6 should just be able to blow out the cooled air, and the shape of the said blower outlet 6, a number, material, an arrangement position, etc. are not limited.
  • a heat insulating material 7 is disposed inside the housing 2 so as to cover the outer periphery of the cooling unit 3, thereby allowing the cooling effect in the cooling unit 3 to be maintained.
  • a urethane pad 9 as a pad portion is provided on the housing 2 (for example, the back surface side of the housing 2, that is, the back surface side opposite to the lid portion 21 in the main body portion 22) (see FIG. 3).
  • An air inlet 22a for taking in air outside the housing 2 into the housing 2 is provided.
  • the housing 2 may be opened corresponding to the position of the air blowing means 4 inside the housing 2.
  • the cooling device 1 is mounted on a protective clothing (not shown), for example, so that air cooled in the protective clothing is blown and a wearer wearing the protective clothing is cooled as a cooling target. Is possible. That is, the cooling device 1 is mounted on the protective clothing, the air in the protective clothing is sucked from the intake port 22a, and is circulated through the cooling unit 3 by the blowing means 4, so that the wearer wearing the protective clothing can The body can be cooled effectively.
  • examples of protective clothing include a crane operator, an iron and steel worker, glass and other ceramic workers, or a highly toxic chemical or bacterial substance.
  • This is one of work clothes worn by workers who work in an environment.
  • An operator who wears and works with such protective clothing works in a harsh thermal environment because he / she works while wearing the protective clothing. Therefore, even when wearing such protective gear for such workers, it is to be worn on such protective gear to improve work efficiency by effectively cooling the body.
  • the cooling device of the present invention is suitable.
  • this is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the cooling device 1 may be mounted after wearing the protective clothing (that is, from above the protective clothing), or inside the protective clothing (that is, after mounting the cooling device 1, the protective device). Clothes) may be worn.
  • “attached to the protective clothing” includes a case where the cooling device 1 is included in the protective clothing and a case where the cooling device 1 is exposed to the outside of the protective clothing. The cooling effect of the cooling device 1 can be greatly obtained.
  • the cooling unit 3 in the cooling device 1 has a hollow structure having openings 31a and 31b at both ends in the longitudinal direction.
  • a cooling fin 31 having a plurality of partition walls 31c alternately inclined along the hand direction, a case 32 disposed so as to cover the outer periphery of the cooling fin 31 and divided into two with the cooling fin 31 as a boundary, and a cooling fin And a coolant 33 for cooling the air passing through the cooling fins 31 so as to be interposed between the case 31 and the case 32.
  • the coolant 33 is frozen and used in order to enhance the cooling effect.
  • the case 32 is provided with an inlet 32a for injecting the coolant 33 on the side surface side (see FIGS. 10A and 10B).
  • the injection port 32a only needs to be able to inject the coolant 33, and the position where the injection port 32a is provided is not limited to the side surface side.
  • the both ends of the longitudinal direction where the cooling fin 31 and the case 32 of the case 32 abut are configured to prevent moisture from leaking from the inside of the case 32 to the outside ((a) of FIG. 12). And (b)).
  • the above-described structure can be realized by means such as sealing and bonding the both ends, and providing a water-stopping packing made of silicon rubber. The moisture is generated, for example, when the frozen coolant 33 is melted.
  • the cooling fin 31 has a tube shape with a rectangular outer shape as a whole, and has openings 31a and 31b at both ends in the longitudinal direction.
  • a plurality of partition walls 31c that are alternately inclined along the short-side direction are formed in the cooling fin 31 over both ends in the longitudinal direction.
  • the large and small rectangular partitions 31c are connected in an inclined state. Then, the air flowing in from the opening 31a (which may or may not be directly connected to the blowing means 4) via the joint 81 is moved along the longitudinal direction between the plurality of partition walls 31c in the cooling fin 31. When the air is passed through, the coolant 33 is cooled by the coolant 33 filled in the outer periphery of the cooling fin 31 and sent from the opening 31b to the blower outlet 6 connected via the joint 82. It has come to blow out.
  • the cooling unit 3 is connected to the intake port 22a, and the air taken in from the intake port 22a by the blower 4 is sent from the cooling unit 3. It blows out from the blower outlet 6 via the said ventilation means 4.
  • the cooling device 1 can reduce the resistance of air flow, so that the efficiency of the blowing pressure can be improved.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA with the lid 21 removed, unlike FIG. 7A.
  • the air blowing means 4 can adjust the air volume by changing the rotation speed of the fan 41. Thereby, the wearer of the said protective clothing can adjust suitably the quantity of the cooled air sent in the said protective clothing, for example.
  • the cooling device 1 can further include a water bottle portion (water supply tank, not shown) capable of storing water to be supplied to the wearer of the protective clothing (user of the cooling device 1).
  • the water bottle part is provided in the lid part 21 (may be provided in another part).
  • positioned inside the cooling device 1 is extended in the mask part of the said protective clothing. Thereby, the wearer of the said protective clothing can receive water supply at any time only by sucking the said water supply tube.
  • the coolant 33 filled between the cooling fins 31 and the case 32 will be described.
  • the coolant 33 may be a freezing gel (a gel having a freezing property).
  • the coolant 33 contains at least silicon, strontium, magnesium, europium and dysprosium as essential elements, and a composition obtained by firing at least silicon oxide, strontium carbonate, magnesium oxide, europium oxide and dysprosium oxide;
  • a coolant in which the above-mentioned freezing gel is blended in a predetermined ratio may be used.
  • the cooling effect can be further obtained at a practical level as compared with the case where the coolant 33 is composed of only a freezing gel.
  • the composition is a silicate compound, the specific gravity is lighter than lead and the processability is excellent.
  • the composition has the effect of shielding radiation.
  • the content of silicon (Si) is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass.
  • the content of strontium (Sr) is preferably 30 to 60% by mass, more preferably 40 to 50% by mass.
  • the magnesium (Mg) content is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 5 to 10% by mass.
  • the content of europium (Eu) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
  • the content of dysprosium (Dy) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
  • This composition may contain oxygen atoms (preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass) in addition to the above essential elements. Further, it may contain a boron atom, a radiation absorbing atom other than the above (for example, a lanthanoid element such as erbium) and the like, and may further contain impurities inevitable in production.
  • the lead element is not substantially contained from the viewpoint of harmfulness.
  • it is 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less.
  • the shape of this composition can be processed into a powder (granular), mixed with other organic matter such as powder or fiber (in this case, a freezing gel), and cooled. It can be used as the agent 33.
  • the average particle diameter may be 0.1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • this composition may be used alone as a compound containing the above essential elements, for example, water, organic solvents (alcohol, ether, etc.), surfactant, resin binder, inorganic particles, organic particles, You may use together with additives, such as a composition other than this invention.
  • a suitable method for producing such a composition is characterized by comprising a firing step of mixing and firing a silicon compound, a strontium compound, a magnesium compound, a europium compound and a dysprosium compound.
  • a firing step of mixing and firing a silicon compound, a strontium compound, a magnesium compound, a europium compound and a dysprosium compound.
  • it can be produced by mixing and sintering silicon oxide, strontium carbonate (SrCO3), magnesium oxide (MgO), europium oxide (Eu2O3) and dysprosium oxide (Dy2O3). it can.
  • the silicon oxide may be any of silicon dioxide (SiO2), silicon monoxide (SiO), etc., but SiO2 is preferably used in the present invention.
  • the blending ratio is not limited, but for example, 20 to 60% by mass of silicon oxide, preferably 30 to 50% by mass, Strontium carbonate 20 to 60% by mass, preferably 30 to 50% by mass, Magnesium oxide 5-40% by mass, preferably 10-30% by mass, Europium oxide 0.1-5% by weight, preferably 0.2-1% by weight and dysprosium oxide 0.1-5% by weight, preferably 0.2-1% by weight, And it is sufficient.
  • a boron compound such as boric acid may be further added.
  • the amount of boric acid is not limited, but is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
  • the raw materials may be pulverized by a pulverizer such as a ball mill or a rod mill, or may not be pulverized, but in the present invention, pulverization is preferable.
  • a pulverizer such as a ball mill or a rod mill
  • the firing temperature may be, for example, 500 to 2000 ° C., preferably 1000 to 1500 ° C. in an electric furnace.
  • the firing atmosphere may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere, but is preferably an air atmosphere.
  • the firing time may be appropriately determined according to the firing temperature, firing atmosphere, etc., for example, 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours.
  • the experimental apparatus 100 has a rectangular box shape as a whole, and includes a main body 101 and a lid 102. Inside the main body 101, there are arranged the air blowing means 103 having the same configuration as the air blowing means 4 described above, the air blowing part 104 corresponding to the air outlet 6 described above, and the heat insulating material 7 covering the cooling part 3. Has been.
  • the joint portion 103 a is connected to an end portion having one opening 31 a in the cooling fin 31 of the cooling portion 3.
  • the blowout portion 104 is connected to an end portion having the other opening 31 b in the cooling fin 31 of the cooling portion 3.
  • Thermometers 106 a and 106 b are installed immediately above the air blowing means 103 and in the vicinity of the air outlet 104 b that is the other end of the air outlet 104.
  • thermometers 106 c and 106 d are arranged toward the outer peripheral side of the lamp 107. is set up.
  • the styrofoam thickness of the experimental apparatus 100 is 20 mm, the external dimensions are 300 ⁇ 600 ⁇ 490 mm, the weight of the cooling unit 3 is 1491.3 g, and the shape of the partition wall 31c in the cooling fin 31 of the cooling unit 3 is as described above with reference to FIG.
  • the shape shown in (a) was used, and the volume of the cooling unit 3 was 1003.5 cm 3.
  • the volume of the partition wall 31c was set to 265.2 cm3, and the volume of the coolant 33 was set to 738.3 cm3.
  • the outside air temperature during the experiment was 26.3 ° C., and the internal temperature of the cooling fin 31 was ⁇ 19.3 ° C.
  • the results obtained from the experiment are shown in Table 1 and the graph of FIG.
  • the air blowing means 4, the power supply unit 5 for driving the air blowing means 4, and the housing 2 are provided inside the housing 2 that forms the apparatus main body.
  • the air outlet 6 penetrating the inside and the outside is provided, and the cooling unit 3 that can be connected to the air blowing means 4 and the air outlet 6 and is covered with the heat insulating material 7 is detachably provided.
  • the cooling unit 3 is composed of a hollow structure having openings 31a and 31b at both ends in the longitudinal direction, and cooling fins 31 having a plurality of partition walls 31c that are alternately inclined along the internal short direction, A case 32 disposed so as to cover the outer periphery of the cooling fin 31, and a coolant 33 for cooling the air that is filled between the cooling fin 31 and the case 32 and passes through the cooling fin 31. It was made to comprise. Therefore, since the cooling unit 3 can be reduced in size while being reduced in weight, the cooling device 1 can be reduced in size and weight as a whole. Further, when the air flowing into the cooling unit 3 passes through the cooling fins 31, it is cooled by the heat exchange action and forcibly blown by the blowing means 4, so that a sufficient cooling effect can be exhibited.
  • the cooling unit 3 is detachable, even if the cooling effect is reduced, the cooling effect can be continuously obtained by replacing the cooling unit 3.
  • this cooling device 1 it is small and light and can exhibit a sufficient cooling effect.
  • the cooling unit 3 includes joint portions 81 and 82 at the end on one side (opening 31a side) and the end on the other side (opening 31b side) of the cooling fin 31, respectively.
  • the air blowing means 4 and the air inlet 22a or the air outlet 6 can be connected to each other. Accordingly, the cooling unit 3 can be easily attached to and detached from the inside of the housing 2, and work such as when the cooling unit 3 is replaced in maintenance or the like is facilitated, so that workability and simplicity can be satisfied.
  • the cooling device 1 can give a comfortable wearing property to the user of the cooling device 1.
  • the cooling device 1 is mounted on a protective garment, it is possible to give a more comfortable wearability without imposing a load on the wearer.
  • the cooling device 1 When the cooling device 1 is mounted after wearing the protective clothing (that is, from above the protective clothing), the air outside the housing 2 is blown to the blowing device 4 corresponding to the position of the blowing device 4 on the back surface of the housing 2. Is provided with an intake port 22a (see (a) of FIG. 4 to FIG. 9), and by installing the intake port 22a so as to communicate with the inside of the protective clothing, The air inside can be taken into the cooling device 1 and circulated. Thereby, the cooling device 1 can give the air cooled in the comfortable state with respect to the wearer of protective clothing.
  • the partition wall 31c of the cooling fins 31 have a large and small rectangular shape and are connected in an inclined state along the short direction of the cooling fins 31 has been described.
  • the partition wall 31c may be provided vertically, horizontally, diagonally, or a combination thereof. That is, the shape of the partition wall 31c of the cooling fin 31 is along the short direction of the cooling fin 31, as shown in FIG.
  • the plurality of partition walls 31c inclined alternately may have a saw blade shape.
  • FIG. 13 (d) in which parts corresponding to those in FIG. 13 (a) are given the same reference numerals, the partition wall 31c having the saw blade shape is laminated in a vertical direction perpendicular to the plane.
  • a multi-stage structure (for example, a two-stage structure) may also be used.
  • the partition walls 31c having a rectangular cross section that is, the partition walls 31c having large and small rectangles are alternately connected in an inclined state
  • the rectangular partition walls 31c are perpendicular to the plane. It may be one having a wide structure expanded.
  • the cooling performance (heat radiation effect) when the shape of the partition wall 31c of the cooling fin 31 is a two-stage structure shown in FIG. 13D was evaluated in the same manner as described above.
  • the styrofoam thickness of the experimental apparatus 100 was 20 mm, the external dimensions were 300 ⁇ 600 ⁇ 490 mm, the weight of the cooling unit 3 was 2020.8 g, and the volume of the cooling unit 3 was 1359.5 cm 3.
  • the volume of the partition wall 31c was 346.8 cm3, and the volume of the coolant 33 was 1012.7 cm3.
  • the outside air temperature during the experiment was 26.6 ° C.
  • the internal temperature of the cooling fin 31 was ⁇ 22.3 ° C.
  • the acrylic surface temperature was ⁇ 12.1 ° C.
  • the partition wall 31c of the cooling fin 31 has the multistage structure, the area of the partition wall 31c that is touched when air passes is increased, and the volume of the coolant 33 is also increased. As compared with the case of the one-stage structure shown in (a), a more sufficient heat radiation amount can be obtained. Therefore, when a more sufficient heat dissipation amount is required, the shape of the partition wall 31c can be a multistage structure.

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Abstract

　小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる。　装置本体を形成する筺体内部に、送風手段と、この送風手段を駆動するため の電源部と、筐体内外を貫通する吹出口とを設け、更に、送風手段と吹出口とに接続可能 であり、断熱材に覆われる冷却部を着脱自在に設けるようにした。このとき、この冷却部 を、長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に 傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、冷却フィンの外周を覆うように配設されるケ ースと、冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、冷却フィン内を通過する 空気を冷却するための冷却剤とを備えて構成するようにした。

Description

冷却装置
　本発明は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置に関するものである。
　従来、携帯性を有する冷却装置としては、冷却剤として用いられる揮発性流体を噴射し、冷感を得る冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　この冷却装置は、冷却剤として用いる揮発性流体を装着体内へ注入する冷気注入手段を備えている。このとき装着体は、衣服形状をなしており、第１面状部材と、該第１面状部材に対向している第２面状部材と、これら第１および第２面状部材間に介在した揮発性流体の導通路となるチューブとを有している。また、これら第１および第２面状部材は、通気性および可撓性を有しており、第２面状部材の厚み寸法は、第１面状部材の厚み寸法よりも大きい寸法からなる。チューブは、揮発性流体を冷気注入手段からチューブ内へ注入する注入口と、揮発性流体を第１および第２面状部材間に吐出する複数の吐出口とを有している。冷気注入手段は、揮発性流体を収容した容器と、注入口に着脱可能に接続する接続部と、容器内に封入したガスの圧力によって揮発性流体をチューブへ注入する開閉弁を有している。
　従って、この冷却装置では、チューブを装着体内に配設し、冷気注入手段によって揮発性流体を注入してチューブの吐出口から揮発性流体を噴射することによって、揮発性流体の気化潜熱により装着体を装着した冷却対象を冷却する。このため、揮発性流体が少量であっても蒸発潜熱が大きいので、揮発性流体を噴射するだけで大きな熱量を奪うことができ、その結果、冷却対象に対して冷感を与えることができる。
特開２００４－２１８１１２号公報（２００４年８月５日公開）
　ところで、近年、各種技術の進歩が目覚ましいことから、例えばクレーンのオペレータ、製鉄や製鋼現場での作業者、ガラスやその他の窯業関係の作業者、または毒性の強い化学物質や細菌物質等で汚染された環境下で作業する作業者等の所謂、防護服等を着用するために過酷な温熱環境下で作業しなければならない作業者においては、その作業効率の向上のために、作業性・運動性を損なうことなく冷感を得る技術の開発が望まれている。
　しかしながら、特許文献１の冷却装置では装着体が衣服形状になっているため、メンテナンス性に欠けている。
　また、揮発性流体を収納する容器がコンパクト且つ軽量で携帯性に優れたものでなければならないため、当該揮発性流体の選定が難しい。特に作業者が携帯する観点から、不燃性であることや、オゾン破壊性のないこと等の安全性を満たす物質を選定しなければならず、小型軽量の観点からすると実現性に欠けている。
　そこで、本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる冷却装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る冷却装置は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置において、装置本体を形成する筺体と、筺体内部に着脱自在に配設され、流入された空気を冷却する冷却部と、冷却部に接続され、筺体外部から吸入した空気を、当該冷却部を介して送風する送風手段と、筺体内部に配設され、送風手段を駆動させるための電源部と、筺体の内外を貫通して配設され、筺体内部側に位置する端部に接続された冷却部から送風される冷却された空気を、筺体外部側に位置する端部から吹き出す吹出口と、筺体内部に設けられ、冷却部を覆うように配置される断熱材とを備えており、冷却部は、長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、冷却フィン内を通過する空気を冷却するための冷却剤とを備えている。
　本発明に係る冷却装置は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であって、空気を冷却する冷却部と、電源部から供給される電力によって駆動され、前記吸入した空気を、筐体内外を貫通する吹出口に前記冷却部を介して導く送風手段とを備え、前記冷却部は、断熱材に覆われているとともに、前記冷却装置の筐体内部に着脱自在に設けられており、前記冷却部は、長手方向の両端部に開口を設けた中空構造を有し、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を備えた冷却フィンと、前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、前記冷却フィンと前記ケースとの間に充填され、前記冷却フィンの内部を通過する空気を冷却する冷却剤とを含んでいる。
　本発明の冷却装置において、前記冷却部は、空気を取り込む吸気口に接続されており、前記冷却装置は、前記送風手段によって前記吸気口から取り込まれた空気が、前記冷却部から当該送風手段を経由して、前記吹出口に吹き出される構造を有している。
　本発明の冷却装置において、前記送風手段は、ファンの回転速度を変化させることによって、前記冷却された空気が前記吹出口から吹き出される量を調節可能である。
　本発明の冷却装置は、前記冷却装置の使用者に給水する水を貯水可能な水筒部をさらに備えることができる。
　本発明の冷却装置において、前記冷却剤は、凍結性ゲルであってよい。
　本発明の冷却装置において、前記冷却剤は、前記凍結性ゲルに、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成して得られる組成物を、所定の比率で配合してなることが好ましい。
　本発明の冷却装置において、冷却フィンの短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、鋸刃形状をなしており、平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造になっているものであってもよい。
　本発明の冷却装置において、冷却フィンの短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、各々断面矩形状をなしており、平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっているものであってもよい。
　本発明の冷却装置において、前記冷却部は、前記冷却フィンの両端部に、それぞれジョイント部を介して前記送風手段と、吸気口または前記吹出口とが接続可能となっていることが好ましい。
　本発明の冷却装置は、更に、筺体にはパッド部が配設されていると共に、筺体外部の空気を送風手段に取り込むための吸気口が設けられていることが好ましい。
　本発明に係る冷却装置によれば、装置本体を形成する筺体内部に、送風手段と、この送風手段を駆動するための電源部と、筐体内外を貫通する吹出口とを設け、更に、送風手段と吹出口とに接続可能であり、断熱材に覆われる冷却部を着脱自在に設けるようにした。このとき、この冷却部を、長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、冷却フィン内を通過する空気を冷却するための冷却剤とを備えて構成するようにした。従って、冷却部を軽量化しつつコンパクト化することができるため、冷却装置を全体として小型軽量化できる。また、冷却部に流入される空気が冷却フィンを通過する際に、熱交換作用によって冷却され、さらに送風手段によって強制的に送風されるため、十分な冷却効果を発揮できる。
　しかも、冷却部が着脱自在であるので、仮に冷却効果が薄れたとしても冷却部を交換することで、引き続き冷却効果を得ることができる。
　かくして、本発明の冷却装置によれば、小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる。
本発明の一実施形態に係る冷却装置を示す平面図である。 図１の冷却装置を側面から見て示す側面図である。 図１の冷却装置を裏面側から見て示す平面図である。 （ａ）は、送風手段を吹出口から遠い位置に配置した構造を有する冷却装置の上面図であり、（ｂ）は、送風手段を吹出口から近い位置に配置した構造を有する冷却装置の上面図である。 （ａ）は、送風手段を吹出口から遠い位置に配置した構造を有する冷却装置の底面図であり、（ｂ）は、送風手段を吹出口から近い位置に配置した構造を有する冷却装置の底面図である。 （ａ）は、送風手段を吹出口から遠い位置に配置した構造を有する冷却装置を、部分的断面で示す平面図であり、（ｂ）は、送風手段を吹出口から近い位置に配置した構造を有する冷却装置を、部分的断面で示す平面図である。 （ａ）は、図６の（ａ）に示される冷却装置のＡ－Ａ線矢視断面図であり、（ｂ）は、図６の（ｂ）に示される冷却装置のＡ－Ａ線矢視断面図である。 （ａ）は、図６の（ａ）に示される冷却装置のＢ－Ｂ線矢視断面図であり、（ｂ）は、図６の（ｂ）に示される冷却装置のＢ－Ｂ線矢視断面図である。 （ａ）は、図６の（ａ）に示される冷却装置のＣ－Ｃ線矢視断面図であり、（ｂ）は、図６の（ｂ）に示される冷却装置のＣ－Ｃ線矢視断面図である。 図１の冷却装置における冷却部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１の冷却装置における冷却部を示し、（ａ）は側面方向の断面図、（ｂ）は平面方向の断面図である。 冷却部に冷却剤を充填する様子を示し、（ａ）は充填開始後の様子を示す概略断面図、（ｂ）は充填完了の様子を示す概略断面図である。 本発明の冷却装置における冷却部の冷却フィンを示し、（ａ）は図１の冷却装置における冷却フィンを示す正面図、（ｂ）～（ｄ）は他の実施形態における冷却フィンをそれぞれ示す正面図である。 本発明の冷却装置の冷却部における冷却効果を実験するための実験装置を示す概略構成図である。 本発明の冷却装置の実験結果を示すグラフである。 本発明の冷却装置の実験結果を示すグラフである。
　＜冷却装置＞
　以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る冷却装置について説明する。
　図１～図６に示すように、本実施形態の冷却装置１は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であり、装置本体を形成する筺体２と、筺体２内部に着脱自在に配設され、流入された空気を冷却する冷却部３と、冷却部３に接続され、筺体２外部から吸入した空気を、当該冷却部３を介して送風する送風手段４と、筺体２内部に配設され、送風手段４を駆動させるための電源部５と、筺体２の内外を貫通して配設され、筺体２内部側に位置する端部に接続された冷却部３から送風される冷却された空気を筺体２外部側に位置する端部から吹き出す吹出口６と、筺体２内部に設けられ、冷却部３を覆うように配置される断熱材７と、を備えている。
　筐体２は、蓋部２１と本体部２２とから構成され、当該蓋部２１は、本体部２２に対して開閉自在に取り付けられている。そして、蓋部２１および本体部２２は、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンを重合させて作られる樹脂の総称）を含む任意の合成樹脂や、アラミド繊維強化プラスチックとＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック）との合成材料などを用いて製造できる。これにより、筐体２全体をコンパクトかつ軽量にするとともに、剛性を確保することができる。なお、蓋部２１および本体部２２に用いられる材料は、上記の例に限定されない。
　また、筐体２は、送風手段４が配設される側から吹出口６側に向けて、その厚みが薄くなるように成形されていてもよい。これにより、冷却装置１を使用した場合、使用者の首回りをすっきりさせ、首の可動範囲を広げることができるため、上記冷却装置１の使用し易さを改善することができる。なお、上記した筐体２の形状は一例であり、当該形状に限定されない。
　この筐体２内部に配置される送風手段４は、ファン４１と、当該ファン４１を駆動するためのモータ４２とを備えて構成された送風機である。このモータ４２は、電源部５であるバッテリーから供給される電源に基づいて、回転駆動するようになっている。なお、バッテリーとしては、充電可能なニッケル水素電池を適用することが好ましい。これにより、上記バッテリーは、安全面・性能面・コスト面において優れた性能を発揮できる。また、本実施形態において、電源部５は、断熱材７によって覆われた冷却部３の側方に配置されているが、電源部５を配置する位置は、当該冷却部３の側方に限られず、任意の位置に配置することができる。
　また、吹出口６は、筐体２内部側の端部に冷却部３が接続されるようになっており、筐体２の外部側の端部が例えば４つに分岐されており、外部に向かって冷却部３から送られる冷却された空気を吹き出し可能としている。なお、吹出口６は、冷却された空気を吹き出し可能でありさえすればよく、当該吹出口６の形状、数、材料、配置位置などは限定されない。
　加えて、筺体２内部には、冷却部３の外周を覆うように断熱材７が配置されており、これにより、冷却部３における冷却効果を持続させることが可能となっている。
　また、筐体２（例えば、当該筐体２の背面側、すなわち本体部２２における蓋部２１とは反対の裏面側）には、パッド部としてのウレタンパッド９が設けられると共に（図３の縁取り部分参照）、筺体２外部の空気を筐体２内部に取り込むための吸気口２２ａが設けられている。なお、上記筐体２には、当該筐体２内部の送風手段４の位置に対応して開口されていてもよい。
　かかる冷却装置１は、例えば一例として、不図示の防護服に装着されることで、当該防護服内に冷却された空気を送風し、この防護服を着用する着用者を冷却対象として冷却することが可能なものである。すなわち、この冷却装置１を防護服に装着し、防護服内の空気を吸気口２２ａから吸い込んで、送風手段４によって冷却部３を介して循環させることにより、当該防護服を着用した着用者の身体を効果的に冷却することができるようになっている。
　ここで、一例として挙げた防護服とは、例えばクレーンのオペレータ、製鉄や製鋼現場での作業者、ガラスやその他の窯業関係の作業者、または毒性の強い化学物質や細菌物質等で汚染された環境下で作業する作業者等が着用する作業着の一つである。このような防護服を着用して作業する作業者は、当該防護服を着用して作業することから過酷な温熱環境下で作業することとなる。そのため、このような作業者に対し、当該防護服を着用している際においても、その身体を効果的に冷却することで作業効率の向上を図るべく、このような防護服に装着されるものとして、本発明の冷却装置が好適なものであると言える。但し、これは一例であって、本発明はこれに限られることはない。
　なお、冷却装置１は、防護服を装着してから（すなわち、当該防護服の上から）装着されてもよいし、防護服の内部に（すなわち、当該冷却装置１を装着してから当該防護服が）装着されてもよい。言い換えれば、上記「防護服に装着される」には、当該冷却装置１が防護服の内部に含まれる場合と、防護服の外部に露出する場合とが含まれるが、前者の場合の方が冷却装置１の冷却効果を大きく得ることができる。
　さて、この冷却装置１において冷却部３は、図６～図１２および図１３の（ａ）に示すように、長手方向の両端部に開口３１ａ、３１ｂを有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃを有する冷却フィン３１と、冷却フィン３１の外周を覆うように配設され、当該冷却フィン３１を境界として二分割されたケース３２と、冷却フィン３１およびケース３２の間に介在するように充填され、冷却フィン３１内を通過する空気を冷却するための冷却剤３３とを備えている。冷却剤３３の詳細については後述するが、冷却効果を高めるため、冷却剤３３は、凍らせて用いるのが好ましい。
　このケース３２には、側面側に冷却剤３３を注入するための注入口３２ａが設けられる（図１０の（ａ）および（ｂ）参照）。ただし、注入口３２ａは、上記冷却剤３３を注入できさえすればよく、当該注入口３２ａを設ける位置は上記側面側に限られない。
　また、当該ケース３２の冷却フィン３１とケース３２とが当接する、長手方向の両端部は、ケース３２内部から外部に水分が漏れることを防止する構造を有することが好ましい（図１２の（ａ）および（ｂ）参照）。例えば、上記両端部をシーリング加工する、接着加工する、シリコンゴムからなる止水パッキンを設けるなどの手段によって、上記構造を実現することができる。なお、上記水分は、例えば、凍らせた冷却剤３３が溶けてきたときなどに生じるものである。
　具体的に、冷却フィン３１は全体として外形が矩形のチューブ形状をなし、長手方向の両端部に開口３１ａ、３１ｂを有している。また、冷却フィン３１の内部には、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃが、長手方向の両端部に亘って形成されている。
　この場合、図８の（ａ）および図１３の（ａ）にも示すように、大小の矩形状をなす隔壁３１ｃが、それぞれ交互に傾斜した状態で連結されてなる。そして、ジョイント８１を介して開口３１ａ（送風手段４と直接接続されてもよいし、接続されなくてもよい）から流入される空気を、冷却フィン３１における複数の隔壁３１ｃ間を長手方向に沿って通過させる際、当該冷却フィン３１の外周に充填された冷却剤３３によって冷却され、開口３１ｂからジョイント８２を介して接続される吹出口６へ送り出し、吹出口６から外部（防護服内など）へと吹き出すようになっている。
　図４～図９にそれぞれ含まれる（ａ）と（ｂ）とは、冷却部３、送風手段４、および、吹出口６の配置が異なる。すなわち、図４～図９の（ａ）に示す冷却装置１では、吸気口２２ａに隣接して設けられた送風手段４（ファン４１およびモータ４２）によって、外部から取り込まれた空気が冷却部３に送り込まれ、冷却部３によって冷却された空気が吹出口６から吹き出される。
　一方、図４～図９の（ｂ）に示す冷却装置１では、冷却部３が吸気口２２ａに接続されており、送風手段４によって当該吸気口２２ａから取り込まれた空気が、冷却部３から当該送風手段４を経由して、吹出口６から吹き出される。図４～図９の（ｂ）にそれぞれ示される構造を有する場合、冷却装置１は、空気が流れる抵抗を低減することができるため、送風圧力の効率を向上させることができる。
　したがって、図４～図９の（ａ）に示す冷却装置１では、送風手段１として、例えばクロスフローファン（その他のファンを用いてもよい）を採用するが、図４～図９の（ｂ）に示す冷却装置１では、送風手段１として、上記クロスフローファンよりも小型のファンを採用できる。これにより、冷却装置１全体をさらに小型化したり、冷却装置１の大きさを維持したまま複数の小型ファンを搭載することによって、送風能力を向上させたりすることができる。なお、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）とは異なり、蓋部２１を取り外した状態のＡ－Ａ線矢視断面図を示している。
　送風手段４は、ファン４１の回転速度を変化させることによって、風量を調節することができる。これにより、例えば、上記防護服の着用者は、当該防護服内に送り込まれる、冷却された空気の量を適宜調節することができる。
　また、冷却装置１は、上記防護服の着用者（当該冷却装置１の使用者）に給水する水を貯水可能な水筒部（給水タンク、図示せず）をさらに備えることができる。この場合、例えば、上記水筒部は蓋部２１に設けられている（別の部分に設けられてもよい）。そして、当該水筒部に接続され、冷却装置１の内部に配設された給水チューブが、上記防護服のマスク部分に伸びている。これにより、上記防護服の着用者は、上記給水チューブを吸うだけで、好きなときに給水を受けることができる。
　＜冷却剤＞
　ここで、冷却フィン３１およびケース３２の間に充填される冷却剤３３について説明する。上記冷却剤３３は、凍結性ゲル（凍結可能な性質を有するゲル）でよい。
　一方で、上記冷却剤３３は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成して得られる組成物と、上記凍結性ゲルとが所定の比率で配合された冷却剤であってもよい。この場合、上記冷却剤３３が凍結性ゲルのみで構成される場合よりも、実用的なレベルで、冷却効果をさらに得ることができる。また、組成物がケイ酸塩系化合物であるため、鉛よりも比重が軽く、加工性にも優れている。加えて、上記組成物は、放射線を遮蔽する効果を有する。
　ケイ素（Si）の含有量は、好ましくは５～３０質量％、より好ましくは１０～２０質量％である。
　ストロンチウム（Sr）の含有量は、好ましくは３０～６０質量％、より好ましくは４０～５０質量％である。
　マグネシウム（Mg）の含有量は、好ましくは１～２０質量％、より好ましくは５～１０質量％である。
　ユーロピウム（Eu）の含有量は、好ましくは０．１～５質量％、より好ましくは０．５～３質量％である。
　ジスプロシウム（Dy）の含有量は、好ましくは０．１～５質量％、より好ましくは０．５～３質量％である。
　この組成物は、上記必須元素以外にも酸素原子（好ましくは１０～５０質量％、より好ましくは２０～４０質量％）を含んでいてもよい。また、ホウ素原子、上記以外の放射線吸収原子（例えば、エルビウム等のランタノイド元素）等を含んでいても良く、更には、製造上不可避な不純物等を含んでいてもよい。
　この場合、有害性の観点から、鉛元素を実質的に含まないことが好ましい。例えば、５質量％以下、好ましくは１質量％以下である。
　また、この組成物の形状は、本発明の場合、粉体（粒状）加工が可能となっており、他の粉状、繊維状等の有機物（この場合、凍結性ゲル）に混入させ、冷却剤３３として使用可能となっている。
　このように、組成物が粒状の場合は、例えば、平均粒子径が０．１μｍ～１０００μｍ、好ましくは１μｍ～１００μｍとすればよい。
　また、この組成物は、上記必須元素等を含有する化合物単独で使用してもよいし、例えば、水、有機溶剤（アルコール、エーテル等）、界面活性剤、樹脂バインダー、無機粒子、有機粒子、本発明以外の組成物等といった添加剤と併せて使用してもよい。
　このような組成物の好適な製造方法は、ケイ素化合物、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、ユーロピウム化合物およびジスプロシウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備えることを特徴とする。具体的には、例えば、ケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）および酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を混合し、焼結する工程を経ることにより製造することができる。
　ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等のいずれでもよいが、本発明ではＳｉＯ２が好適に用いられる。
　配合割合は限定的でないが、例えば、
　ケイ素酸化物２０～６０質量％、好ましくは３０～５０質量％、
　炭酸ストロンチウム２０～６０質量％、好ましくは３０～５０質量％、
　酸化マグネシウ５～４０質量％、好ましくは１０～３０質量％、
　酸化ユーロピウム０．１～５質量％、好ましくは０．２～１質量％および
　酸化ジスプロシウム０．１～５質量％、好ましくは０．２～１質量％、
とすればよい。
　上記原料に加えて、さらにホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）等のホウ素化合物を加えてもよい。これにより、焼成時に金属間の電子移動を容易にさせ、酸化還元作用を促進させることができる。ホウ酸の配合量は限定的でないが、好ましくは０．１～５質量％、より好ましくは０．５～３質量％である。
　混合した後、ボールミル、ロッドミル等の粉砕機で上記原料を粉砕してもよいし、粉砕しなくてもよいが、本発明では粉砕することが好ましい。
　焼成温度は、例えば、電気炉にて５００～２０００℃、好ましくは１０００～１５００℃とすればよい。
　焼成雰囲気は、大気雰囲気および不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、好ましくは大気雰囲気である。
　焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、１０分～１０時間、好ましくは３０分～５時間とすればよい。
　＜冷却性能（放熱効果）＞
　以上のように生成された冷却剤３３を用いた冷却部３を、着脱自在に装着する本発明の冷却装置１における放熱効果、すなわち冷却性能について、以下のように実験した。
　まず、かかる冷却性能を測るための実験装置について説明する。
　図１４に示すように、実験装置１００は、全体として矩形状の箱形をなし、本体部１０１と蓋部１０２とから構成される。本体部１０１の内部には、上述した送風手段４と同様の構成からなる送風手段１０３と、上述した吹出口６に相当する吹出部１０４と、上記冷却部３を覆う断熱材７とが配設されている。送風手段１０３は、ジョイント部１０３ａが、冷却部３の冷却フィン３１における一方の開口３１ａを有する端部と接続されている。また、吹出部１０４は、冷却部３の冷却フィン３１における他方の開口３１ｂを有する端部と接続されている。そして、これら送風手段１０３の直上と、吹出部１０４の他方の端部である吹出口１０４ｂ近傍には、それぞれ温度計１０６ａ、１０６ｂが設置されている。
　また、実験装置１００の蓋部１０２側には、装置内部となる内側面にランプ１０７（消費電力８Ｗ）が配設されていると共に、このランプ１０７の外周側に向けて温度計１０６ｃ、１０６ｄが設置されている。
　ここで、前提として、１ｋｗｈ＝８６０ｋｃａｌとして、人間の一日の基礎代謝を求めると、
　１５４８ｋｃａｌ÷８６０＝１．８ｋｗｈ
　１．８ｋｗｈ÷２４ｈ＝０．０７５ｋｗ＝７５ｗ
と導き出せる。これに基づいて導き出す、表面積あたりの発熱量（Ｗ／ｍ２）は、睡眠時において７０Ｗ、デスクワークにおいて１５０Ｗ、身体を動かす作業において６００Ｗとされる。従って、人体表面積を約２ｍ２として、最大で約１２００Ｗの発熱量となる。
　次に、この実験装置１００を用いた放熱量（Ｗ）の実験による計算式は、空気の比重をγ（ｋｇ／ｍ３）、空気の比熱をＣ（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、空気の流量をＱ（ｍ３／秒）、排気温度をＴ１、投入空気温度をＴ０とすると、Ｗ＝γ・Ｃ・Ｑ（Ｔ１－Ｔ０）から求められる。このとき、１気圧ならば、γ・Ｃ≒１１５０としてよい。
　本実験において、開口部３１ａの大きさは、
　１３ｍｍ×１０２ｍｍ、
　０．０１３ｍ×０．１０２ｍ＝０．００１３２６ｍ２である。
　これに基づき、吹出し量（すなわち、空気の流量Ｑ）を算定すると、
　０．００１３２６ｍ２×３．２ｍ／ｓ＝０．００４２４３２ｍ３／ｓとなる。
　従って、実験装置１００による放熱量は以下のようになる。
　Ｗ＝１１５０Ｊ／ｍ３・Ｋ×０．００４２４３２ｍ３／ｓ（Ｔ１－Ｔ０）
　Ｗ＝４．８７９６８（Ｔ１－Ｔ０）Ｊ／ｓ
　但し、１Ｊ＝１Ｗ・１ｓとする。
　そして、実験装置１００のスタイロフォーム厚を２０ｍｍ、外形寸法を３００×６００×４９０ｍｍとし、冷却部３の重量を１４９１．３ｇとし、冷却部３の冷却フィン３１における隔壁３１ｃの形状を上述した図１３の（ａ）に示す形状とし、冷却部３の体積を１００３．５ｃｍ３とした。また、隔壁３１ｃの体積を２６５．２ｃｍ３とし、冷却剤３３の体積を７３８．３ｃｍ３とした。なお、実験時の外気温は２６．３℃であり、冷却フィン３１の内部温度は－１９．３℃であった。実験して得られた結果を表１および図１５のグラフに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　これにより、冷却剤３３を用いた冷却部３によれば、人体の冷却に十分な放熱量を得ることができる、すなわち冷却効果を発揮できることがわかる。
　以上、説明したように、本実施形態の冷却装置１によれば、装置本体を形成する筺体２内部に、送風手段４と、この送風手段４を駆動するための電源部５と、筐体２内外を貫通する吹出口６とを設け、更に、送風手段４と吹出口６とに接続可能であり、断熱材７に覆われる冷却部３を着脱自在に設けるようにした。このとき、この冷却部３を、長手方向の両端部に開口３１ａ、３１ｂを有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃを有する冷却フィン３１と、冷却フィン３１の外周を覆うように配設されるケース３２と、冷却フィン３１とケース３２との間に介在するように充填され、冷却フィン３１内を通過する空気を冷却するための冷却剤３３とを備えて構成するようにした。従って、冷却部３を軽量化しつつコンパクト化することができるため、冷却装置１を全体として小型軽量化できる。また、冷却部３に流入される空気が冷却フィン３１を通過する際に、熱交換作用によって冷却され、さらに送風手段４によって強制的に送風されるため、十分な冷却効果を発揮できる。
　しかも、冷却部３が着脱自在であるので、仮に冷却効果が薄れたとしても冷却部３を交換することで、引き続き冷却効果を得ることができる。
　かくして、この冷却装置１によれば、小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる。
　また、本実施形態の冷却装置１では、冷却部３が、冷却フィン３１の一方側（開口３１ａ側）の端部および他方側（開口３１ｂ側）の端部に、それぞれジョイント部８１、８２を介して、送風手段４と吸気口２２ａまたは吹出口６とが接続可能となっている。これにより、冷却部３を筐体２内部に着脱し易くなり、例えばメンテナンス等において冷却部３を交換する際などの作業が容易になるため、作業性・簡便性を満足できる。
　さらに、筺体２の背面側にはウレタンパッド等からなるパッド部９が配設されているため、冷却装置１は、当該冷却装置１の使用者に快適な装着性を与えることができる。特に、冷却装置１を防護服に装着した場合、着用者に対して負荷を掛けることなく、より快適な装着性を与えることができる。
　防護服を装着してから（すなわち、当該防護服の上から）冷却装置１を装着する場合、筐体２の背面における送風手段４の位置に対応して、筺体２外部の空気を送風手段４に取り込むための吸気口２２ａが設けられているため（図４～図９の（ａ）をそれぞれ参照）、当該吸気口２２ａを防護服の内部に連通するように装着することで、当該防護服内の空気を冷却装置１に取り込んで循環させることができる。これにより、冷却装置１は、防護服の着用者に対して快適な状態で冷却された送風を与えることができる。
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜、種々の改良および設計の変更が可能である。
　例えば、上述した実施形態においては、冷却フィン３１の隔壁３１ｃが、大小の矩形状をなし、冷却フィン３１の短手方向に沿って、それぞれ交互に傾斜した状態で連結されてなる場合について述べたが、一例であってこれに限られることはない。すなわち、隔壁３１ｃは、縦、横または斜め、もしくは、これらを組み合わせて設けられていればよい。すなわち、冷却フィン３１の隔壁３１ｃの形状としては、図１３の（ａ）との対応部分に同一符号を付した図１３の（ｂ）に示すように、冷却フィン３１の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃが、鋸刃形状をなしていてもよい。また、図１３の（ａ）との対応部分に同一符号を付した図１３の（ｄ）に示すように、前記鋸刃形状をなす隔壁３１ｃが、平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造（例えば、２段構造）になっているものであってもよい。
　さらに、冷却フィン３１の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃは、図１３の（ａ）との対応部分に同一符号を付した図１３の（ｃ）に示すように、各々断面矩形状をなしており（すなわち、大小の矩形状をなす隔壁３１ｃが、それぞれ交互に傾斜した状態で連結されてなり）、これら矩形状の隔壁３１ｃが、それぞれ平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっているものであってもよい。
　冷却フィン３１の隔壁３１ｃの形状を図１３の（ｄ）に示す２段構造の形状とした場合の冷却性能（放熱効果）を、前述と同様に評価した。
　本実験において、開口部３１ａの大きさは、
　１７ｍｍ×１０２ｍｍ、
　０．０１７ｍ×０．１０２ｍ＝０．００１７３４ｍ２である。
　これに基づき、吹出し量（すなわち、空気の流量Ｑ）を算定すると、
　０．００１７３４ｍ２×３．２ｍ／ｓ＝０．００５５４８８ｍ３／ｓとなる。
　従って、実験装置１００による放熱量は以下のようになる。
　Ｗ＝１１５０Ｊ／ｍ３・Ｋ×０．００５５４８８ｍ３／ｓ（Ｔ１－Ｔ０）
　Ｗ＝６．３８１１２（Ｔ１－Ｔ０）Ｊ／ｓ
　但し、１Ｊ＝１Ｗ・１ｓとする。
　そして、実験装置１００のスタイロフォーム厚を２０ｍｍ、外形寸法を３００×６００×４９０ｍｍとし、冷却部３の重量を２０２０．８ｇとし、冷却部３の体積を１３５９．５ｃｍ３とした。また、隔壁３１ｃの体積を３４６．８ｃｍ３とし、冷却剤３３の体積を１０１２．７ｃｍ３とした。なお、実験時の外気温は２６．６℃であり、冷却フィン３１の内部温度は－２２．３℃であり、アクリル表面温度は－１２．１℃であった。実験して得られた結果を表２および図１６のグラフに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　これによると、冷却フィン３１の隔壁３１ｃを上記多段構造とする分、空気が通過する際に触れる隔壁３１ｃの面積が広がり、また、冷却剤３３の体積も増えたことから、隔壁３１ｃを図１３の（ａ）に示す１段構造とする場合に比較して、より十分な放熱量を得ることができる。したがって、より十分な放熱量が求められる場合には、隔壁３１ｃの形状を多段構造の形状とすることもできる。
　１　　冷却装置
　２　　筐体
　３　　冷却部
３１　　冷却フィン
３１ｃ　隔壁
３２　　ケース
３３　　冷却剤
　４　　送風手段
　５　　電源部
　６　　吹出口
８１　　ジョイント部
８２　　ジョイント部
　９　　パッド部

Claims (11)

  1. 　吸入した空気を冷却して送風する冷却装置において、
    　装置本体を形成する筺体と、
    　前記筺体内部に着脱自在に配設され、流入された空気を冷却する冷却部と、
    　前記冷却部に接続され、前記筺体外部から吸入した空気を、当該冷却部を介して送風す
    る送風手段と、
    　前記筺体内部に配設され、前記送風手段を駆動させるための電源部と、
    　前記筺体の内外を貫通して配設され、前記筺体内部側に位置する端部に接続された前記
    冷却部から送風される冷却された空気を、前記筺体外部側に位置する端部から吹き出す吹
    出口と、
    　前記筺体内部に設けられ、前記冷却部を覆うように配置される断熱材と、を備えており
    、
    　前記冷却部は、
    　長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾
    斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、
    　前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、
    　前記冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、前記冷却フィン内を通過す
    る空気を冷却するための冷却剤と、を備えていることを特徴とする冷却装置。
  2. 　吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であって、
    　空気を冷却する冷却部と、
    　電源部から供給される電力によって駆動され、前記吸入した空気を、筐体内外を貫通す
    る吹出口に前記冷却部を介して導く送風手段とを備え、
    　前記冷却部は、断熱材に覆われているとともに、前記冷却装置の筐体内部に着脱自在に
    設けられており、
    　前記冷却部は、長手方向の両端部に開口を設けた中空構造を有し、短手方向に沿って交
    互に傾斜した複数の隔壁を備えた冷却フィンと、前記冷却フィンの外周を覆うように配設
    されるケースと、前記冷却フィンと前記ケースとの間に充填され、前記冷却フィンの内部
    を通過する空気を冷却する冷却剤とを含むことを特徴とする冷却装置。
  3. 　前記冷却部は、空気を取り込む吸気口に接続されており、
    　前記冷却装置は、前記送風手段によって前記吸気口から取り込まれた空気が、前記冷却
    部から当該送風手段を経由して、前記吹出口に吹き出される構造を有していることを特徴
    とする請求項１または２に記載の冷却装置。
  4. 　前記送風手段は、ファンの回転速度を変化させることによって、前記冷却された空気が
    前記吹出口から吹き出される量を調節可能であることを特徴とする請求項１から３のいず
    れか１項に記載の冷却装置。
  5. 　前記冷却装置の使用者に給水する水を貯水可能な水筒部をさらに備えたことを特徴とす
    る請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却装置。
  6. 　前記冷却剤は、凍結性ゲルであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記
    載の冷却装置。
  7. 　前記冷却剤は、前記凍結性ゲルに、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム
    、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ス
    トロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成し
    て得られる組成物を、所定の比率で配合してなることを特徴とする請求項６に記載の冷却
    装置。
  8. 　前記冷却フィンの前記短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、鋸刃形状をなし
    ており、
    　平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造になっていることを特徴とする請
    求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
  9. 　前記冷却フィンの前記短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、各々断面矩形状
    をなしており、
    　平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっていることを特徴とする請
    求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
  10. 　前記冷却部は、前記冷却フィンの両端部に、それぞれジョイント部を介して前記送風手
    段と、吸気口または前記吹出口とが接続可能となっていることを特徴とする請求項１から
    ９のいずれか１項に記載の冷却装置。
  11. 　前記筺体には、パッド部が配設されていると共に、前記筺体外部の空気を前記送風手段
    に取り込むための吸気口が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか
    １項に記載の冷却装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111491685A (zh) * 2017-12-19 2020-08-04 皇家飞利浦有限公司 带冷越过加湿控制的通气系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005140461A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Chubu Plant Service Co Ltd 液体空気を利用した冷却空気発生装置及び冷却空気発生方法
JP3170702U (ja) * 2011-05-20 2011-09-29 有限会社エム・イー・シー 冷風扇風機、冷風扇風機用ケース

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005140461A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Chubu Plant Service Co Ltd 液体空気を利用した冷却空気発生装置及び冷却空気発生方法
JP3170702U (ja) * 2011-05-20 2011-09-29 有限会社エム・イー・シー 冷風扇風機、冷風扇風機用ケース

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111491685A (zh) * 2017-12-19 2020-08-04 皇家飞利浦有限公司 带冷越过加湿控制的通气系统
CN111491685B (zh) * 2017-12-19 2023-09-12 皇家飞利浦有限公司 带冷越过加湿控制的通气系统

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