JP2018100796A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】持続的に冷却対象を冷却することができると共に、着用者が作業現場から離れ、再び作業現場に戻ってきた場合において、直ちに冷感を得ることができるようになした冷却システムを提供する。【解決手段】筺体２内に１次冷媒を循環させる１次冷媒回路３と２次冷媒を循環させる２次冷媒回路８の主要部とを含み、２次冷媒を蒸発器７で冷却して筺体２外に送り出すと共に、送り出した２次冷媒を受け入れる２次冷媒冷却装置１と、筺体２外において、２次冷媒回路８のうち主要部以外の副部に含まれ、冷却対象の近傍に到達して再び２次冷媒冷却装置１側に戻るように設けられた２次冷媒副回路１１とを有する。２次冷媒副回路１１は、着脱自在に設けられた２次冷媒の流路となる２次冷媒導出部材１２を有し、更に、圧縮機４の運転継続中に２次冷媒導出部材１２の装着を解除した場合に、２次冷媒導出部材１２と入れ替える着脱自在な２次冷媒代替導出部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は人体等を冷却するための冷却システムに関するものである。

例えば、高温の環境において作業を行う者の身体を冷却するシステムとして、従来図７に示すものが実用に供されている。

該図７に示す冷却システム１００は、ペットボトル１０１に水Ｗを入れて凍らせた後、水を追加充填し、この冷却された水をポンプ１０２で衣服１０３内に設けられた水路１０４に送り出し、再びペットボトル１０１に戻すことにより身体を冷却するものである。尚、図中１０５は接続具、１０６はバッテリー、Ｗ１は氷を示す。

しかしながら、斯かる冷却システム１００では、氷Ｗ１の潜熱を使って水を冷やしているため、２リットルのペットボトルを使用したとしても１時間も経たないうちに水温が上昇してしまうという問題点がある。

このため、水の冷却に氷の潜熱を利用するのではなく、冷水を循環させる冷凍サイクルを利用する装置、即ち、チラーを利用すれば、チラーが給電されている限り持続的に人を冷却することができるので、このようなシステムを採用することも考えられる。

このようなシステムでは、衣服側の水路とチラー側の水路とがホースなどの水路を介して繋がれているので、着用者がチラーから離れる場合、衣服側の水路とチラー側の水路の接続を解除すると共に解除部分をシールしなければならない。何故なら、衣服側の水路は肌に近いところを通らなければ有効に人体を冷却できないため、水路が設けられた衣服を作業着の下に着込んでいることが多く、容易に脱げないからである。

上述のように、水路の接続の解除及びシールを行えば、水の循環が滞るため、冷凍サイクルを停止しなければならない。これはチラー内部部品を保護するためである。しかしながら、一旦冷凍サイクルを停止してしまうと、再び水の温度を下げるのに時間がかかるため、水路を再接続したときに冷感が得られにくいという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みなされたものであって、持続的に冷却対象を冷却することができると共に、着用者が作業現場から離れ、再び作業現場に戻ってきた場合において、直ちに冷感を得ることができるようになした冷却システムを提供しようとするものである。

而して、本発明の要旨とするところは、筺体内に１次冷媒を循環させる１次冷媒回路と２次冷媒を循環させる２次冷媒回路の主要部とを含み、前記１次冷媒回路に圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器が組み込まれると共に、２次冷媒回路の前記主要部にポンプ、並びに前記蒸発器が組み込まれており、前記２次冷媒を前記蒸発器で冷却して前記筺体外に送り出すと共に、送り出した当該２次冷媒を受け入れる２次冷媒冷却装置と、前記筺体外において、前記２次冷媒回路のうち前記主要部以外の副部に含まれ、冷却対象の近傍に到達して再び前記２次冷媒冷却装置側に戻るように設けられた２次冷媒副回路とを有する冷却システムであって、前記２次冷媒副回路は、着脱自在に設けられた前記２次冷媒の流路となる２次冷媒導出部材を有し、更に、前記圧縮機の運転継続中に前記２次冷媒導出部材の装着を解除した場合に、当該２次冷媒導出部材と入れ替える着脱自在な２次冷媒代替導出部材を備えることを特徴とする冷却システムにある。

また、上記構成において、冷却対象を人とし、２次冷媒導出部材を、当該人が着用する衣服内を通る流体通路としてもよい。

また、上記構成において、２次冷媒代替導出部材を、可撓性を有する１本のチューブとしてもよい。

また、上記構成において、２次冷媒導出部材及び２次冷媒代替導出部材の着脱部分には、ワンタッチで接続を解除できる被係合部と係合部とからなる接続具対が設けられていることが好ましい。

また、上記接続具対を設ける場合において、該接続具対としては、接続の解除に連動して、被係合部及び係合部の夫々の流路が閉塞するものであることが好ましい。

本発明は上記の如き構成であるから、冷凍サイクルにより、電源が投入されてさえいれば持続的に冷却対象を冷却することができるものである。

また、圧縮機の運転継続中に２次冷媒導出部材の装着を解除した場合に、当該２次冷媒導出部材と入れ替える着脱自在な２次冷媒代替導出部材を備えているから、次の通りの効果を奏する。即ち、２次冷媒導出部材の装着を解除した場合には、２次冷媒回路における２次冷媒の循環が滞るため、圧縮機の運転を継続したままでは蒸発器の温度が徐々に低下し、１次冷媒回路における圧縮機の運転条件から逸脱して、（１次冷媒の液圧縮による過負荷→過電流などの原因で）圧縮機の故障を招くことになるが、２次冷媒導出部材の装着を解除したときにおいて、これに代えて２次冷媒代替導出部材を装着すると、２次冷媒回路における２次冷媒の循環が維持されるので、蒸発器の温度低下が防止又は緩和され、圧縮機の運転条件から逸脱するのを避けることができるものである。尚、２次冷媒導出部材の装着を単に解除し、圧縮機を停止することも考えられるが、その場合においては、圧縮機を再運転しても蒸発器の温度が上昇しているので、規定の温度にするには時間がかかり、冷却対象の温度を上昇させるという問題が生じる。

また、冷却対象が人であって、２次冷媒導出部材が人の着用する衣服内を通る流体通路である場合には、トイレ休憩などにいちいち衣服を脱がずに、２次冷媒導出部材の装着を解除し、２次冷媒代替導出部材を代わりに装着することにより、圧縮機の故障も避けられ、また、再度トイレ休憩から戻ってきた場合に、２次冷媒代替導出部材の代わりに２次冷媒導出部材を装着することで直ちに冷感を得られるものである。

また、２次冷媒代替導出部材が可撓性を有する１本のチューブである場合には、コストをかけずに、利便性を向上させることができるものである。

また、２次冷媒導出部材及び２次冷媒代替導出部材の着脱部分に、ワンタッチで接続を解除できる被係合部と係合部とからなる接続具対を設け、而も該接続具対が、接続の解除に連動して、被係合部及び係合部の夫々の流路が閉塞するものである場合には、２次冷媒導出部材及び２次冷媒代替導出部材の着脱をきわめてスムーズに行うことができるものである。

本発明の実施形態に係る冷却システムの概略的説明図である。 同２次冷媒冷却装置の斜視図である。 同２次冷媒導出部材の着脱部分の斜視図である。 同２次冷媒代替導出部材の使用状態の斜視図である。 同図４に示した２次冷媒代替導出部材の他の例の斜視図である。 同図３及び図４に示した接続具対の他の例の斜視図である。 従来の冷却システムの概略的説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

図中、１は２次冷媒冷却装置であり、筺体２内に１次冷媒を循環させる１次冷媒回路３と２次冷媒を循環させる２次冷媒回路８の主要部とを含み、前記１次冷媒回路３に圧縮機４、凝縮器５、減圧器６及び蒸発器７が組み込まれると共に、２次冷媒回路８の前記主要部にポンプ９、２次冷媒タンク１０並びに前記蒸発器７が組み込まれており、前記２次冷媒を前記蒸発器７で冷却して前記筺体２外に送り出すと共に、送り出した当該２次冷媒を受け入れるものである。より具体的には、１次冷媒はＲ１３４ａ(フロン類）であり、２次冷媒は水であり、減圧器６はキャピラリチューブであり、ポンプ９は遠心式ポンプであり、蒸発器７はプレート熱交換器である。また、２次冷媒タンク１０には、水を充填するためのキャップ（不図示）を有する。尚、１次冷媒は、上記の他にＲ４１０Ａ、また２次冷媒は、上記の他にブラインでもよい。

１１は２次冷媒副回路であり、前記筺体２外において、前記２次冷媒回路８のうち前記主要部以外の副部に含まれ、冷却対象の近傍に到達して再び前記２次冷媒冷却装置１側に戻るように設けられたものである。また、２次冷媒冷却装置１と２次冷媒副回路１１との間には、双方の距離を拡大するための延長ホース対１６が介在する。

而して、本実施形態に係る冷却システムは、上記２次冷媒冷却装置１と２次冷媒副回路１１とをもって構成されるものである。

そして、本実施形態は、前記２次冷媒副回路１１が、後述する接続具対１４の機能により着脱自在に設けられた前記２次冷媒の流路となる２次冷媒導出部材１２を有し、更に前記圧縮機４の運転継続中に前記２次冷媒導出部材１２の装着を解除した場合に、当該２次冷媒導出部材１２と入れ替える着脱自在な２次冷媒代替導出部材１３を備えることを特徴とするものである。

また、本実施形態においては冷却対象が人であり、そして前記２次冷媒導出部材１２としては、当該人が着用する衣服１５内を通る流体通路（チューブ）としている。尚、図示はしないが、衣服の他に、シート状のものを用いてそれの内部に流体通路を設け、該シート状のもので包むことにより冷却するようにしてもよい。

また、前記２次冷媒代替導出部材１３は、図４に示す如く、可撓性を有する１本のチューブとしても、或いは図５に示す如く、ブロック状の部材１３ａの内部にＵ字状の通路１３ｂを形成してなるものとしてもよい。

また、前記２次冷媒導出部材１２及び前記２次冷媒代替導出部材１３の着脱部分には、ワンタッチで接続を解除できる被係合部１４ａと係合部１４ｂとからなる接続具対１４が設けられている。そして、前記接続具対１４は、例えば、ＣＰＣ社製ノンスピルカップリング等に代表されるような、接続の解除に連動して、前記被係合部１４ａ及び係合部１４ｂの夫々の流路が閉塞するものであり、図３及び図４に示す接続具対１４と、図６に示す接続具対１４とはその構成において相違している。即ち、図３及び図４に示す接続具対１４は、ロック解除ボタン１４ｂ′を備えているのに対して、図６に示す接続具対１４はこれを備えておらず、所定荷重以上の引き抜き方向の力が加わると、接続が解除されると共に被係合部１４ａ及び係合部１４ｂ内の流路が閉鎖されるものである。

次に、本実施形態の作用について説明する。
１次冷媒回路３における圧縮機４を作動すると、１次冷媒は凝縮器５、減圧器６及び蒸発器７の順に流通し、これらの間において循環する。そして、２次冷媒回路８におけるポンプ９の作動によって、２次冷媒は前記蒸発器７で冷却されて筺体２外に送り出される。筺体２外に送り出された２次冷媒は、延長ホース対１６の一方を介して２次冷媒副回路１１における２次冷媒導出部材１２内に流入する。そして、該２次冷媒導出部材１２内を流通する２次冷媒によって冷却対象を冷却し、その後該２次冷媒は再び延長ホース対１６の他方を介して２次冷媒回路８内に戻るものである。したがって、１次冷媒回路３における圧縮機４を作動すると共に、２次冷媒回路８におけるポンプ９を作動させ、これを継続すれば、持続的に冷却対象を冷却することができるものである。

また、圧縮機４の運転継続中に２次冷媒導出部材１２の装着を解除した場合に、当該２次冷媒導出部材１２と入れ替える着脱自在な２次冷媒代替導出部材１３を備えているから、次の通りの効果を有する。即ち、２次冷媒導出部材１２の装着を単に解除した場合には、２次冷媒回路８における２次冷媒の循環が滞るため、圧縮機４の運転を継続したままでは蒸発器７の温度が徐々に低下し、１次冷媒回路３における圧縮機４の運転条件から逸脱して、（１次冷媒の液圧縮による過負荷→過電流などの原因で）圧縮機４の故障を招くことになるが、２次冷媒導出部材１２の装着を解除したときにおいて、これに代えて２次冷媒代替導出部材１３を装着すると、２次冷媒回路８における２次冷媒の循環が維持されるので、蒸発器７の温度低下が防止又は緩和され、圧縮機４の運転条件から逸脱するのを避けることができるものである。尚、２次冷媒導出部材１２の装着を単に解除し、圧縮機４を停止することも考えられるが、その場合においては、圧縮機４を再運転しても蒸発器７の温度が上昇しているので、規定の温度にするには時間がかかり、冷却対象の温度を上昇させるという問題が生じる。

また、冷却対象が人であって、２次冷媒導出部材１２が人の着用する衣服１５内を通る流体通路である場合には、トイレ休憩などにいちいち衣服を脱がずに、２次冷媒導出部材１２の装着を解除し、２次冷媒代替導出部材１３を代わりに装着することにより、圧縮機４の故障も避けられ、また、再度トイレ休憩から戻ってきた場合に、２次冷媒代替導出部材１３の代わりに２次冷媒導出部材１２を装着することで直ちに冷感を得られるものである。

また、２次冷媒代替導出部材１３が可撓性を有する１本のチューブである場合には、コストをかけずに利便性を向上させることができるものである。

また、２次冷媒導出部材１２及び２次冷媒代替導出部材１３の着脱部分に、ワンタッチで接続を解除できる被係合部１４ａと係合部１４ｂとからなる接続具対１４を設け、而も該接続具対１４が、接続の解除に連動して、被係合部１４ａ及び係合部１４ｂの夫々の流路が閉塞するものである場合には、２次冷媒導出部材１２及び２次冷媒代替導出部材１３の着脱をきわめてスムーズに行うことができるものである。

尚、上記実施の形態では、ポンプ９に遠心式ポンプを使用していたが、ギヤポンプなどの自吸式ポンプを使用しても構わない。その場合、ポンプの力で水を吸い上げることができるため、わざわざ２次冷媒タンクを筺体２内のポンプよりも高い位置に設ける必要はなく、２次冷媒タンク１０を省略しても構わない。その場合、水の補給が問題となるが、図３において接続を解除した係合部１４ｂ及び被係合部１４ａに、夫々のシールを解除するために単なる接続具対（接続具対の夫々が開放されているもの）を差し込んだ後、これらの先端を水の入ったバケツなどに差し込んでポンプ９を運転することで、２次冷媒回路８内に水を補給することができる。

１ ２次冷媒冷却装置
２ 筺体
３ １次冷媒回路
４ 圧縮機
５ 凝縮器
６ 減圧器
７ 蒸発器
８ ２次冷媒回路
９ ポンプ
１０ ２次冷媒タンク
１１ ２次冷媒副回路
１２ ２次冷媒導出部材
１３ ２次冷媒代替導出部材
１４ 接続具対

Claims (5)

1. 筺体内に１次冷媒を循環させる１次冷媒回路と２次冷媒を循環させる２次冷媒回路の主要部とを含み、前記１次冷媒回路に圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器が組み込まれると共に、２次冷媒回路の前記主要部にポンプ、並びに前記蒸発器が組み込まれており、前記２次冷媒を前記蒸発器で冷却して前記筺体外に送り出すと共に、送り出した当該２次冷媒を受け入れる２次冷媒冷却装置と、
   前記筺体外において、前記２次冷媒回路のうち前記主要部以外の副部に含まれ、冷却対象の近傍に到達して再び前記２次冷媒冷却装置側に戻るように設けられた２次冷媒副回路とを有する冷却システムであって、
   前記２次冷媒副回路は、着脱自在に設けられた前記２次冷媒の流路となる２次冷媒導出部材を有し、
   更に、前記圧縮機の運転継続中に前記２次冷媒導出部材の装着を解除した場合に、当該２次冷媒導出部材と入れ替える着脱自在な２次冷媒代替導出部材を備えることを特徴とする冷却システム。
2. 前記冷却対象は人であって、前記２次冷媒導出部材は、当該人が着用する衣服内を通る流体通路であることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記２次冷媒代替導出部材は、可撓性を有する１本のチューブであることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。
4. 前記２次冷媒導出部材及び前記２次冷媒代替導出部材の着脱部分には、ワンタッチで接続を解除できる被係合部と係合部とからなる接続具対が設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の冷却システム。
5. 前記接続具対は、接続の解除に連動して、前記被係合部及び前記係合部の夫々の流路が閉塞することを特徴とする請求項４に記載の冷却システム。
   

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