JP2008025052A - 電子冷暖房服 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着用可能な衣服部2と、衣服部2の内側に装着され、熱媒体6を封入する熱媒体収容袋5と、熱媒体収容袋5の衣服部2に接触する側に装着されるペルチエ素子1とを備え、衣服部2はペルチエ素子1に電流を供給するための電源を収容する電源収容部4を有し、熱媒体収容袋5には熱媒体6を循環させる流路53が設けられ、ペルチエ素子1により冷却又は加熱された熱媒体6が流路53を循環しつつ、熱媒体収容袋5を介して身体に熱を伝達可能である。
【選択図】図1
Description
図1に本発明の第1の実施の形態におけるベスト型の電子冷暖房服10の構成例を示す。図1(a)は正面図、図1(b)は背面図を表す。図1において、10は電子冷暖房服、1は電気エネルギーを熱エネルギーに変換するペルチエ素子、2は人間が着用可能な衣服部(ベスト、ジャンパー、スーツ、ズボン等をいう。2aは胸側、2bは背中側を示す。)、4はペルチエ素子1に直流電流を供給するための電源及びその駆動回路を収容するための電源収容部、3はペルチエ素子1と電源を結ぶ配線、5は熱媒体6(図2参照)を封入するための熱媒体収容袋である。電源収容部4内には、ペルチエ素子1に電流を供給する電源及び、電源を駆動するための駆動回路が収容されている。本実施の形態では衣服部2はベストである。ペルチエ素子1として例えばTe(テルル)−Sb(アンチモン)−Bi(ビスマス)系の化合物半導体、Te(テルル)−Bi(ビスマス)−Se(セレン)系の化合物半導体を使用できる。熱媒体6として水、エチルアルコール、又はその混合液等を使用でき、本実施の形態では熱伝導率が高く、比熱が高く、比重が低く、粘性の低い液体であり、さらに無毒、無臭で、安価、入手容易で取り扱いやすい水を使用する。
第1の実施の形態では、熱媒体収容袋5に縦方向の流路55を形成する例を説明したが、本実施の形態では、縦方向に加えて横方向にも流路を形成する例を示す。
流路以外の点については、第1の実施の形態と同様であり、同様の効果を奏する。
第1の実施の形態ではベスト型で冷房を重視する例を説明したが、本実施の形態ではジャンパー型で暖房を重視する例を示す。
なお、本実施の形態において、ペルチエ素子1の電極への配線3の接続を逆にすれば、電子冷暖房服を冷房に使用することが可能である。衣服のタイプと冷暖房重視の差異以外は第1の実施の形態と同様であり、同様の効果を奏する。
図7に第4の実施の形態における電子冷暖房服10bの構成例の正面図を示す。図1、図5と同じ部位については同じ符号を用いて重複する説明を省略する。本実施の形態は第3の実施の形態における熱媒体収容袋5及びペルチエ素子1の数を増やし、冷暖房を共に重視する例を示す。熱媒体収容袋5は腹側と背中側に加えて、首筋に近い肩部に配置し、また、腹側と背中側の熱媒体収容袋5には脇に近い上部にもペルチエ素子1を配置して、血流が多く流れる首筋や脇下の付近も効果的に冷却・加温することが出来るようにしたものである。また、配線3は熱媒体収容袋5間に亘って直列・並列に接続可能であるが、本実施の形態では衣服部2を左右に分けて直列に接続している。この方式では、夏季において頚部動脈を冷却出来るので、夏の日照りの中で脳の温度が過度に上がることを防ぐ効果を期待できる。またペルチエ素子1の数を増やすことで一つのペルチエ素子1の寸法を小さく出来るので、重点的に冷却・加温する場所の近くに配置することが容易となる。
電熱媒体収容袋5及びペルチエ素子1の数、冷暖房重視、衣服のタイプ以外の点では、第1、第3の実施の形態と同様であり、これらの実施の形態と同様の効果を奏する。
図8に第5の実施の形態における熱媒体収容袋5の構成例の断面図を概略的に示す。本実施の形態では第1の実施の形態における熱媒体収容袋5に、グラファイトなどの熱伝達率の大きな柔軟性のある放熱シート57、58を追加装着するものである。グラファイトの放熱シート57、58については断面を示しているが、平面的な広がりについては或る程度自由度がある。このような熱伝導率の大きな材料を放熱シート57、58に使用して熱を伝達することで熱媒体6への熱伝達が良くなるので、熱電変換素子ユニット20において、熱媒体収容袋5の内部では放熱フィンを省略して厚みを薄くできる。なお、放熱フィンを併用しても良く、この場合には熱媒体への熱伝達の効率が高くなる。衣服部2側では放熱が広い面積で効果的に行われるので放熱フィン22や電動ファン23を併用する場合でも、これらを小型にすることが出来る。なお、放熱フィンや電動ファンを省略することも可能である。
放熱シート57,58の追加及び熱電変換素子ユニット20の構成以外の点では第1の実施の形態と同様であり、同様の効果を奏する。
図9に第6の実施の形態における電子冷暖房服10cの左側胸部を半ば開いた例の正面図を示す。図において、電子冷暖房服10cの内側に体温測定用の温度センサ7及び温度コントローラ8が着脱可能に装着されている。温度コントローラ8はウェアラブルコンピュータで構成され、例えば携帯電話機程度の大きさであり、電子冷暖房服10の内側に設けられたポケット内に或は電源収容部4内に収容可能である。温度コントローラ8は、電源収容部4内の電源から配線3bにより電力の供給を受け、配線3、3bを介してペルチエ素子1の制御を行なう。また、温度コントローラ8ではボタン入力により目標温度を設定でき、体温測定用の温度センサ7から配線3aを通して計測された体温データを取得し、設定された目標温度との差異に基づいてペルチエ素子1に流す電流を制御し、出力温度差を制御する。これにより、計測体温が目標温度に近づき或は一定値を保持するようにペルチエ素子1を制御する。温度センサ7として例えば熱電対やサーミスタを利用した貼り付けタイプの温度センサを使用可能である。本実施の形態によれば、体温をモニタしながらペルチエ素子1を制御するので、安定な体温制御が可能となる。なお、貼り付けタイプの温度センサを直接身体に貼り付け、温度コントローラ8は近距離無線通信を介して温度センサから体温データを取得するようにしても良い。
2 衣服部
3、3a、3b 配線
4 電源収容部
5 熱媒体収容袋
6 熱媒体
7 温度センサ
8 温度コントローラ
10、10a、10b、10c 電子冷暖房服
20 熱電変換素子ユニット
21、22 放熱フィン
23 電動ファン
51、52 樹脂シート
53 隔壁
54 開口部
55、55a、55b 流路
56 断熱部材
57、58 放熱シート
Claims (5)
- 着用可能な衣服部と、
前記衣服部の内側に装着され、熱媒体を封入する熱媒体収容袋と、
前記熱媒体収容袋の前記衣服部に接触する側に装着されるペルチエ素子とを備え;
前記衣服部は前記ペルチエ素子に電流を供給するための電源を収容する電源収容部を有し、
前記熱媒体収容袋には前記熱媒体を循環させる流路が設けられ、
前記ペルチエ素子により冷却又は加熱された熱媒体が前記流路を自然対流により循環しつつ、前記熱媒体収容袋を介して身体に熱を伝達可能である;
電子冷暖房服。 - 前記熱媒体として、水、エチルアルコール又はその混合液を用いる;
請求項1に記載の電子冷暖房服。 - 前記熱媒体収容袋の内側又は外側の前記ペルチエ素子に接触する部分にグラファイト製シートを有する;
請求項1に記載の電子冷暖房服。 - 体温測定用の温度センサと;
目標温度を設定し、前記温度センサで計測された体温と前記目標温度との差異に基づいてペルチエ素子を制御する温度コントローラとを着脱可能に備える;
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子冷暖房服。 - 着用可能な衣服部の内側に装着され、熱媒体を封入する熱媒体収容袋であって、
前記衣服部に接触する側にペルチエ素子を装着し、
前記熱媒体を循環させる流路が設けられ、
前記ペルチエ素子により冷却又は加熱された熱媒体を前記流路に自動的に循環させることにより、身体に熱を伝達可能である;
熱媒体収容袋。
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