JP3177022U - 蓄熱材利用湯たんぽ - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱材を利用することで、電気を使用しない、かつ安全な構造を有する湯たんぽを提供する。
【解決手段】容器外形が略板状の金属や硬質のプラスチック樹脂で形成した蓄熱容器３に蓄熱材２を密封し、表面に熱を吸収し易い凸凹面４を設けた湯たんぽ、例えば蓄熱容器をお風呂の湯の温度で蓄熱することにより、低温火傷の危険性を回避するものであり、蓄熱容器が浴槽での熱の吸収効果を上げると共に、動物の噛む行為にも耐え得るように形成する。
【選択図】図２

Description

本考案は、電気を使用しない暖房器具に関する。

従来から、電気を使用しないで身体周辺に置き暖をとる暖房器具として湯たんぽ（湯湯婆）がある。湯たんぽは容器に湯を注ぎ栓をし、主に足を暖めるために布団などの足元に入れたり、椅子の背もたれや足先に置いて、足や背、腰を暖めるものである。容器材質は陶器、金属、プラスチック製がある。温度調節が効かないため、使用時に布を巻かないと火傷することや、キャップをしっかりと確実に締めないで使用し、キャップの緩み殻お湯が漏れ火傷を負うことなどがある。また、適温は摂氏40〜50度とされているが、高めの温度使用で低温火傷（以後低温熱傷と記す）となることがある。また、小豆、そばや、ゲル化剤、天然石等を封入し、電子レンジで暖め、肩や足を暖めるものがある。
一方、愛玩動物用の暖房器具としても使われている。

これらの暖房器具は、本体を暖めた後徐々に冷えるため、一定温度を保つ電気器具に対し身体に負担が掛かりにくい。
従来からの湯たんぽは、お湯を沸かして、お湯を注ぐ行為が面倒であったが、プラスチック容器タイプは、電子レンジで暖める等でより便利になった。しかし、一方で、キャップをしたまま暖め破裂するケースや、熱いままで長時間使用してしまい低温火傷をする等の問題が発生している。お湯は徐々に冷えるため、高めの温度のお湯を注ぎ込みがちなのが人情であり、これらが熱いお湯による低温熱傷の要因ともなっている。

特許文献１には、「電子レンジで安全に加熱可能な蓄熱材１を、耐熱性樹脂からなる容器２封入し、さらに容器２を袋３に収納しており、使用に際しては、袋３に収納した容器２を家庭用の電子レンジに入れ数分程度加熱する。」とあるが、電子レンジでの蓄熱材の加熱は危険性が伴う。

さらに、特許文献２では、「水密性の容器又は袋に封入された平板状の潜熱蓄熱材を暖房具として用いる。潜熱蓄熱材は黒色の袋で被われる。集熱時には、潜熱蓄熱材は集熱ケースに収められて陽光に曝される。陽光は潜熱蓄熱材の黒色の袋に直接に吸収され、潜熱蓄熱材を加熱する。就寝時には、潜熱蓄熱材は袋ごと集熱ケースから出されて布団内で暖房に使われる。」日の当たる場所の確保が難しいケースや、雨の日や曇りの日には使用できない等の問題や、融点４５℃以上６０℃以下と有り、低温熱傷の危険をはらむ。また、それぞれは浴槽のお湯の使用、さらに、愛玩動物等による破損の対策をしていない。

実用新案登録第３０８４４１５号公報 実用新案登録第３１６５７２１号公報

従来ポイント暖房を得るものとして火や電気を使用する行火や湯を入れる湯たんぽが有る、湯たんぽは、お湯を入れなければならなく面倒であるのと共に、お湯を扱う為に危険が伴った。また、大型で重く持ち運びにくかった。プラスチック容器のタイプは電子レンジで暖める際にはキャップの開け忘れ等の気遣いが煩わしい。また、キャップのゆるみ等による湯漏れの問題や、キャップ部があたり邪魔であった。電気式の湯たんぽ、あんか、毛布等は、電気事故や、電気を纏う事に対する抵抗感、そして一定温度を保つことによる自律神経等の弱体懸念がある。
また、愛玩動物の暖房としたて使用した際に発生する愛玩動物の噛む、引っ掻く等により壊してしまう事がある。また、従来のお湯を入れる湯たんぽは容量が大きいと共に、断面が楕円をしており、敷いて使用することが難しかった。

上記課題を解決するために、本考案の湯たんぽは、蓄熱容器の内部に、蓄熱材を封入し蓄熱容器とした湯たんぽである。また、蓄熱材に潜熱を利用した蓄熱材としてものである。使用方法は、例えば、お風呂に浸けておき、一定時間お風呂のお湯で蓄熱したあと、就寝時に対応し布団に入れ、就寝時足などを暖めるものである。本考案の湯たんぽは、主に浴槽で暖めるため、高温でも４２℃から４３℃の温度が通常である。このため、蓄熱容器の暖め過ぎによる事故や、使用時の低温火傷を回避する事が出来る。本考案の一態様に係る蓄熱容器は、お風呂で蓄熱容器内の蓄熱材を効率的に暖め、熱が伝わりやすくするため、蓄熱容器外形を略板状に広げ、さらに、表面に凸凹を設ける事により、お湯の熱を一様に吸収しやすくすると共に、温度の高い浴槽のお湯が対流や浮力で上部付近に集まる事を利用し、浴槽の上部に集まった高い熱を吸収蓄熱し利用するものである。更には、愛玩動物の暖房とした際に発生する、噛む、爪で引っ掻く等による容器の損傷を、金属や硬質のプラスチック樹脂等で頑強に形成し解決すると共に、板状としている事により敷いて使用する事を可能としたことを特徴とする。

本考案の蓄熱材を封入した湯たんぽを使用することで、例えば、寒い夜にふとんの足下に入れれば低温火傷することなく、朝方まで暖かく安眠できる。また、膝に載せて膝を暖めたり、袋状の座部と組み合わせて、手や足を入れて使用するポイント暖房が可能となると共に、部屋全体を暖める事無く暖がとれる為に節電対策になる。更に、お風呂のお湯を有効に利用し内部の蓄熱材を暖める事ができる。蓄熱材に潜熱利用蓄熱材を使用する事により、より多くの熱量を蓄熱し放熱する事が出来る。
また、愛玩動物の暖房器具として使用時にも低温熱傷の問題がなく、電気や火を使わないために愛玩動物のいたずらによる故障、火災などが起きずに安心して使えると共に、金属性としたり頑強な蓄熱容器とする事により、歯で噛む、爪で引っ掻くなどに対し耐久性が高く便利に使える。

本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、実施例の平面図と側面図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、他の実施例の平面図と側面図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、の蓄熱時の説明例の斜視図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、使用説明例１の斜視図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、使用説明例２の斜視図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、他の実施例の斜視図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、他の実施例の正面図と側面断面図である。 本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、他の実施例の正面図と側面図である。

本考案の実施の形態について、以下、図に基づいて説明する。

図１は本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、実施例の平面図と側面図を示す。蓄熱材利用の湯たんぽ１は蓄熱材２を袋状の蓄熱容器３に封入したものを示す。詳細には、蓄熱容器３は二枚のステンレスやチタン材、マグネシウム合金などの金属薄板の中央付近に凸部を設け、外周を接合面３１で溶接、折り曲げ圧着、リベット、接着等により接合し、内部に蓄熱材２を密封し袋状体とたもので、厚みが例えば、１０ミリメートルの板状（断面で略長方形）の蓄熱容器３に形成したものである。蓄熱容器の厚みは、溶融時間に大きく左右される。例えば、蓄熱材例１として、酢酸ナトリウム水和物を主体に融点調整剤により融解温度を調節し、約凝固温度を３５℃と設定した潜熱蓄熱材を約１０ｍｍの厚さで構成した容器の場合、約４１℃のお風呂の温度付近で溶融した時に、溶解時間は約１時間３０分となった。

例えば４人家族の一般家庭においてお風呂にお湯を満たした状態（入浴中を含め）は少なくとも２時間以上はあると考えられる。これらの事から、お風呂のお湯で融解する使用方法において数ミリメートルから１０数ミリメートルの板状の厚味が有効と考えられる。従来の湯たんぽは断面げ楕円形である。本来湯たんぽは一つの要因として、中の湯をさめにくくするため表面積を少なく楕円形としたものと言える。一方、潜熱蓄熱材は、内部の蓄熱材を短時間で均一に融解される事が必要である。さらに凝固時にはお互いの凝固熱の影響を受け、凝固時間が長くなる傾向に有る。上記の蓄熱材例１の場合凝固時間が約１０時間にもおよぶ。例えば布団に入れて寝る時に暖める湯たんぽとして利用の際には、数時間で放熱時間で良いと考えられる。これらの事から、薄板状の形態が蓄熱材利用湯たんぽの用途には有効となる。

ここでの例は、お風呂の温度付近での溶融を元に記載しているが、酢酸ナトリウム水和物の融点付近５８℃以上の温度（例えば７０℃）で溶融（蓄熱）するように設定しても良い。また、この際は低温熱症を避けるために本体を布で覆い使用したり、長時間の発熱を押さえるために、内容量を少量としたり、より薄い板状にする事により発熱熱熱量を少なく押さえる。
蓄熱材２には、例えば無機水和塩系の潜熱蓄熱材を使用し、使用適温とするためには、相変化温度にするための融点調整剤を添加したりする。他に無機水和塩として塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物等がある、耐久性を高めるために過冷却防止剤、相分離防止剤等を添加した混合物を使用する。
また、パラフィン系潜熱蓄熱材を使用する場合は、パラフィンをゴムまたは合成樹脂に練り込み、板状に形成した容器の内部に封入し蓄熱容器３とする。
蓄熱体として潜熱蓄熱体を記載したが、蓄熱材としてはポリエチレン・グリコール、ポロピレン・グリコール等や、塩水、水等、熱を蓄えられるものならよい。さらに、潜熱蓄熱材として、他に、糖アルコール等の有機物として、エリスリトール、トリメチルエタン等がある。
また、温度記憶材料をマイクロカプセル化したものや、これらの粉体をスラリー状にしたものを蓄熱材に使用する事により凝固時にも固形化を解消する事が出来る。
ここでは金属性の蓄熱容器の説明をしたが、ポリカポネート等の強化樹脂を使用したり、ＡＢＳやポリプロピレンなどのプラスチック樹脂、ＦＲＰ等の硬質の樹脂を使用して実現しても良い。

これらの硬質な樹脂を使用時は、先に容器を形成し、蓄熱材を充填後に充填口を溶着や詰め物をする事により密閉する。また、外圧に変形しないように容器の厚さを増したり、内部に、補強リブなどを設けて硬質化を計ってもよい。ポリプロピレン樹脂は動物の歯などに対して頑強で有り、有効で有るが、同一の箇所を繰り返し噛まれると破損する事が有り、小動物ならば、板厚を２ｍｍ程度とする事で破損を防げる。
蓄熱容器３には持ち運びや吊り下げ用の把手３ａが設けられ、持ち運びに便利にしている。また、ここでは、蓄熱容器３をそのまま、湯たんぽ１としたものである。ここでの蓄熱容器は、内部の蓄熱材の融解により容器の外形が左右されず、多少の外圧でも変形せず、針や刃物キズなどで容器に簡単に穴が空かない、通常の使用で落としても割れない程度の頑強さを求めるものである。
また、本考案の蓄熱材利用湯たんぽの暖め方は、金属を使用した容器においては、湯中に入れる。ＩＨ調理器等で内部の蓄熱材を外部から暖める。また、硬質のプラスチック樹脂で成型したものは、湯中に入れる。電子レンジで暖める等の外部から熱や電磁エネルギーにより蓄熱する方法が有る。使用時の暖め過ぎによる破裂や、高温にする事により低温熱症になる等の関係から、人や動物に使用時はお風呂等のお湯による暖めを推奨する。

図２は、本考案の蓄熱材利用湯たんぽ１ａの他の実施例の平面図と側面図である。
図２の湯たんぽ１ａは、図１と次の点で異なる。相違点は、蓄熱容器３の板状面に吊り下げ穴３ｂ、リング状の凸凹面４を設け穴部５を設けたものである。
リング状の凸凹面４は容器内の温度変化による蓄熱材の伸縮を吸収すると共に、凸凹面４が表面積を大きくする事により熱の吸収や放出面を広げ、溶融速度や、凝固速度を促進する。
更に、内部の蓄熱材の膨張、収縮を伸縮し吸収する蛇腹状にしている。また、下部には切り掻き部３ｃが設けられている。図示しないが、老人ホーム等の様に多量の本湯たんぽを使用する際に、並べてセットする保管台や蓄熱台のセット時に、この切り欠き部により縦掛けたりする事が出来る。

図３は、布状のカバー６に蓄熱容器３を入れ湯たんぽ１ｂとしたものを示す。カバー６は、ファスナーやマジックテープ（登録商標）等の留め具７で留めカバーを塞ぐ構成とし、蓄熱容器３をカバー６により包み使用する例を示す。また、タオル状のものでくるんだり、座布団状の入れ物としても良い。さらに、蓄熱容器３には磁性体１３が塗布されものを示す。蓄熱容器３の表面に磁性体や、遠赤外線放射物質（機能性セラミックス、天然鉱石、チタン等）や、イオン発生物質（トルマリン等）を、貼り付け、または、塗布したことにより、血行促進などの効果を高めることが可能となる。

図４は、本考案の湯たんぽ１を浴槽に入れお湯により蓄熱している状態を示す斜視図である。
浴槽８の金具８ａにＳ字金具８ｂを用い、湯たんぽ１の吊り穴３ｂに掛けて、お湯の湯面８ｃ下に浸し、蓄熱を行っている状態を示す。塩化ビニル等の柔軟材で構成した湯たんぽの容器は、凝固時点では蓄熱材が固まっているが、溶融時に柔らかな液体状となり、徐々に、下側に集中しやすくなる。一方、本考案の湯たんぽの蓄熱容器３は硬質なプラスチック樹脂や、金属で形成されているため、内容液が偏らず、効率的に溶融（蓄熱）をする事が出来る。
ここでの潜熱蓄熱材２は４１℃前後で融解（例えば４１℃）し、凝固開始温度を３８℃前後（例えば３８℃）とし、例えば入浴時に浸して置き、就寝時に引き上げて使用するものである。これにより、長時間の蓄熱が可能となり、引き上げ後、外気温で３８℃となるまで下がり凝固を開始し３８℃付近で凝固熱をだしはじめる。また、蓄熱容器３には例えば浴槽から寝室に持ち運ぶ際、持ち運びやすい様に、把手３ａを設けている。さらに、浴槽などに吊り下げ易く、吊り穴３ｂが設けられていることを示す。

図５は、本考案の蓄熱材利用湯たんぽ、使用説明例２の斜視図である。
蓄熱容器３を綿などを詰めた袋部を持つ座布団状の袋型座布団１０に入れ湯たんぽ１ｃとしたものを示す。袋型座布団１０の上にはポケット１０ａを設け、ポケット１０ａに足９を入れた状態を示す。このように足や手を暖めたり、温熱座布団、抱き枕とする事が可能な湯たんぽ１ｃである。
図６は、本考案の他の実施例の斜視図を示す。
湯たんぽ１ｄは、蓄熱容器３を浴槽に浮かべる為の浮き袋部１１ａに空気を入れた浮き袋体１１を取り付け湯たんぽ１ｄとしたものを示す。浮き袋体１１は、蓄熱容器３を取り付け具１２で固定し取り付け、湯たんぽ１ｄとしたものである。浴槽８の湯面８ｃに浮かべ蓄熱を行うものである。浮き袋体１１には、空気栓を設けて空気の出し入れを行えるようにしても良い。

このように、湯面に浮かべる事により、浴槽の上部の高い温度の湯面での蓄熱を望める。特に冬場の残り湯は、対流や、暖かいお湯の浮力により浮上し、上部に高温部のお湯が集まる傾向に有る。このため、蓄熱の効果が高まる。また、湯面に湯たんぽ１ｄが平面状に漂うことにより、より多くの面が蓄熱材２の表面を暖める結果となる。また、中心部付近の穴部５は湯が上面を浸すように湯が上面にも回り易くし、効果的な蓄熱を促す。ここで穴部５は２個で有るが、周囲に複数の穴をあけてもよい。周囲に設けた浮き袋体１１は、そのまま空気を入れておき、例えば、布団の足下に置いた場合に、周囲の厚みが布団を持ち上げる事により、布団と湯たんぽの周囲に空間を作り暖める空間を広める効果が得られる。さらに、足に触れた時にも柔らかな感触で湯たんぽ１ｄ存在位置を示す効果も得られる。その上、蓄熱時に浴槽内や周辺で座布団として使用する事も可能である。冬場の浴槽内外で冷たい箇所に座る時に敷くことにより、お尻が冷やされない等の効果が得られる。

浮き袋体１１の浮き袋部１１ａは、空気以外に、発泡ウレタンや、発泡ポリエチレン等を使用し、外部をポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンのシートなどで密閉したものである。
図７、図８は蓄熱容器３の凸凹面４を全体に配した例で、凸凹面４は容器内の温度変化による蓄熱材の伸縮を吸収すると共に、凸凹面を設けることにより表面積を大きくする事により熱の吸収や放出面を広げ、溶融速度や、凝固速度を促進する。更に、内部の蓄熱材の膨張、収縮を伸縮し吸収する蛇腹状に蛇腹部１５を設けたものを示す。図３は例えばポリプロピレン樹脂で成形した蓄熱材容器３の表面に凸凹面４を設け、蛇腹部１５としたものである。また、中心付近には、補強リブ１４を設け、中心付近の強度を増している。図８は、例えば、ステンレス薄板材による金属で蓄熱容器としたもので、凸凹面４を長手方向に蛇腹部１５を設けたものを示す。蓄熱材の注入口は、溶接、接着、密閉栓等で密閉したものである。

図３には、湯たんぽカバーに、指標温度で色の変化する温度指標材料（サーモクロミズムを起こす材料）を張り付けたり、塗りつけたりした指標部９を示す。湯たんぽ表面付近の温度を色変化で識別出来る様にする。また、図８の用に湯たんぽ１の表面に張り付けたり、印刷したりしても良い。さらに、温度を示す文字を色変化で示しても良い。

また、図示しないが、蓄熱材２に微細な発泡粒子（フィラーなど）を混入し、蓄熱材の硬化（例えば潜熱蓄熱材の凝固）を和らげると共に、浴槽に浮きやすくする。発泡粒子は、ポリウレタン、ポリエチレン発泡体や、エチレン−α−オレフィン共重合体や、ニトリル系モノマーとエポキシ基含有モノマーとの共重合体が上げられる。

本考案では主に布団の足下に置く湯たんぽを主に説明してきたが、肩や、手、足、背中等を暖める為のものでも良く、本体、カバー形状も色々の形態のものとする事が出来る。また、本体をブロック状にし、複数個を装着した衣類や、帯形状等として使用しても良い。また、カバーの形状はショルダー型や、巻き付けできる形式にも出来る。さらに、人間以外の、動植物等の保温に使用しても良い。このような範囲は本考案の使用面での応用範囲と考えられる。

１・１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ：湯たんぽ、２：蓄熱材、３：蓄熱容器、３ａ：把手、３ｂ：吊り穴、３ｃ：切り掻き部、４：凸凹面、５：穴部、６：カバー、７：留め具、８：浴槽、８ａ：金具、８ｂ：Ｓ字金具、８ｃ：湯面、９：指標部、１０：袋状座布団、１０ａ：ポケット、１１：浮き袋体、１１ａ：浮き袋部、１２：取り付け具、１３：磁性体、１４：補強リブ、１４：腹部、Ａ：足

Claims (12)

1. 容器に蓄熱材を封入した湯たんぽで、
   該容器を金属や変形しにくい硬質なプラスチック樹脂で形成した剛性の高い蓄熱容器とし、該蓄熱容器の外形を略板状とすると共に、
   容器内に蓄熱材を密封し、
   容器外部からの熱や電磁エネルギーを蓄熱容器を介して蓄熱材に供給すること
   を特徴とする湯たんぽ。
2. 請求項１に記載の
   蓄熱材を潜熱蓄熱材としたたこと
   を特徴とする湯たんぽ。
3. 請求項１から２の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
   蓄熱容器の表面に複数の凸凹面を設けたこと
   を特徴とする湯たんぽ。
4. 請求項３に記載の湯たんぽにおいて、
   潜熱蓄熱材の溶融温度をお風呂の温度付近の４１℃前後としたこと
   を特徴とする湯たんぽ。
5. 請求項３から請求項４の何れかに記載の湯たんぽにおいて、
   潜熱蓄熱材を人間の体温近くの温度、３６℃前後で凝固し凝固熱をだすこと
   を特徴とする湯たんぽ。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
   湯中に浮かせる浮き部を設けたこと
   を特徴とする湯たんぽ。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
   蓄熱容器の外周付近に持ち運びやすい把手部を設けたこと
   を特徴とする湯たんぽ。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
   蓄熱容器の外周付近に、浴槽内に吊したりするための吊り穴を設けたこと
   を特徴とする湯たんぽ。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
   蓄熱容器に温度指標材料を貼り付け、または、塗布したこと
   を特徴とする湯たんぽ。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
    蓄熱材に微細な発泡粒子を混入し、蓄熱材の硬化を和らげると共に、浴槽に浮きやすくしたこと
    を特徴とする湯たんぽ。
11. 請求項１から１０の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
    磁性体や、遠赤外線放射物質や、イオン発生物質を、蓄熱容器表面に、貼り付け、または、塗布したこと
    を特徴とする湯たんぽ。
12. 請求項１から１１の何れか一項に記載の湯たんぽにおいて、
    表面に手を入れるポケットを設け、内部に蓄熱容器を入れる袋状とした袋状座布団に、
    蓄熱容器を封入してなること
    を特徴とする湯たんぽ