JP4563442B2 - 発汗装置 - Google Patents
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Description
不快指数=0.81T+0.01H(0.99T−14.3)+46.3
1.熱可塑性樹脂をシート状に押出成形して製造されたPTC特性を有する電熱式発熱シートと、
2枚の合成樹脂フイルムを重ねて子袋が連続して配列するように接着した子袋集合体シートの、前記各子袋内に蓄熱完了状態で液状となり、放熱完了状態で固化する性質を持つ潜熱型蓄熱剤と、遠赤外線を放射するセラミック微粒子を混入したものを前記各子袋内に収容した蓄熱マットとから成り、
長尺の布袋内に前記蓄熱マットを挿入した状態で、前記電熱式発熱シートと前記蓄熱マットとを積層状態で、長手方向上下に配置して一方に出入口を開口して加熱空間を形成しており、
前記下側の蓄熱マットは、蓄熱剤が蓄熱によって溶融状態で利用者の体重を分散しながら受けてウオーターベッドのように利用者の背面を弾力的に支持すると共に、上側の蓄熱マットは利用者に重量物として押圧するように構成されており、
吸湿性を持つ衣類、寝袋またはシーツで包まれた利用者が、前記加熱空間内に横臥姿勢で下側の蓄熱マット上に体重を負担させると共に、上側の蓄熱マットの重量を利用者の上面に負担させ、利用者の上下両側より、前記蓄熱マットに蓄熱された熱量を、接触状態で直接的に熱伝達するように構成したことを特徴とする発汗装置。
2.前記電熱式発熱シートは、合成樹脂製の袋に収容されて絶縁性が付与されており、かつ、この合成樹脂製の袋の外表面にアルミ箔が配置され、前記蓄熱マットから放出される熱を使用者の方に反射するように構成されている。
3.前記蓄熱マットに使用されている潜熱型蓄熱剤は、利用者との温度差が15℃以内の高い温度において潜熱による蓄熱と顕熱による熱量とを合わせた総熱量が蓄熱完了状態で、29kg当り2095kj以上であることを特徴としている。
4.前記潜熱型蓄熱剤の中に、セラミック微粒子と、このセラミック微粒子の沈殿を抑制するための吸水性樹脂の粉末が添加されていることを特徴としている。
5.前記潜熱型蓄熱剤は、利用者の体温との温度差が15℃以内の高い温度において潜熱による蓄熱と顕熱による蓄熱をと合わせた総蓄熱量が蓄熱完了状態で、29kg当たり2095kj以上であることを特徴としている。
6.前記潜熱型蓄熱剤に混入されるセラミック微粒子は、酸化アルミニウム(Al 2 O 3 )の微粒子であることを特徴としている。
7.前記潜熱型蓄熱剤中に、セラミック微粒子と、このセラミック微粒子の沈降を抑制するための吸水性樹脂の粉末が添加されていることを特徴としている。
8.前記加熱空間内に利用者が進入して横臥状態になった時に、前記発熱シートへの通電を自動的OFFする電気回路と、前記OFFの状態を解除してONさせ、このONの時間を最大で1時間以内の延長が可能な電気回路が設けられていることを特徴としている。
9.熱可塑性樹脂にカーボン微粉末を混入してシート状に押し出し成形したPTC作用を持つ電熱式発熱シートと、2枚の合成樹脂シートを小袋状に分割して接着した袋体の集合体の内部に、蓄熱完了状態で液状となり、放熱完了状態で固化する性質を持つ潜熱型蓄熱剤を充填した蓄熱マットとを長尺の布袋の内部に積層状態で収容したものを上下に配置して一方に出入口を開口した加熱空間を形成し、
前記加熱空間内において、吸湿性を持つ衣服、寝袋またはシーツに包まれた利用者が、横臥姿勢で下面の液状の蓄熱剤となった蓄熱マットに体重を負担させ、更に上面の蓄熱マットの重量を受けるように形成し、その利用者に蓄熱マットが保有する熱量を、押圧接触状態で直接、上下両面より熱伝達させ、前記利用者より発生した汗を吸収させながら、使用者の体温より15℃以内の高い温度で加熱するように構成したことを特徴としている。
具体的には、図11に示すように前記加熱空間を構成する蓄熱マットの内、上側の蓄熱マットの重量を軽減するための補助吊上げ手段40が設けることである。そしてこの補助吊上げ手段40は、使用者の手元で吊り上げ力が調整できるように構成されていると、必要に応じてその調整手段であるレバー41を操作して蓄熱マットの重量を好みに合わせて調整することができる。
本発明は、電気毛布や電気カーペットのように電熱を人体に直接に伝達するものではなく、電熱によって発生した熱量を一旦、潜熱型の蓄熱剤を収容した蓄熱マットに伝達して主として潜熱で蓄熱しておき、この蓄熱マットに接触状態ないし実質的に接触した状態で利用者に対して、その「潜熱と顕熱」を一挙に注入することで、発汗必要とする熱量を与えるものである。
しかも、潜熱型の蓄熱剤の温度は、体温付近の温度であり、また、通常の暖房器具と比較するとかなり低温に属する温度であり、熱めの風呂程度の温度を使用している。
蓄熱剤より人体に与える熱量が大量であるにもかかわらず、使用者には熱めの風呂程度の熱さしか感じさせず、装置を利用している間に睡眠を催す感じとなっている。
蓄熱剤からの人体への熱移動は、なるべく短時間に行われる必要がある。特に、蓄熱剤からの放射熱は、骨(リン酸カルシウムが90%、炭酸カルシュウムが10%)を構成するリン酸カルシュウムが熱を吸収する波長を持つものが適している。
通常は蓄熱剤から発生する放射熱は、リン酸カルシウムの吸収波長である10μmではない場合が多い。そこで、蓄熱マットより発生する放射熱の波長を前記波長に合わせるためには、使用温度(例えば、45℃程度)において前記吸収波長の赤外線を放射するセラミックを併用するのがよい。
具体的には、セラミック(酸化チタン、酸化アルミニウムなどを主成分とする)を微細に粉末化したものを使用するのがよい。なお、セラミック微粒子は、溶融した蓄熱剤の中で浮遊し、短時間に沈殿することがない性質を持つものを選択する。
利用者の人体と実質的に密着する下側の蓄熱マットから直接に大量の熱量が人体へ移動させると共に、骨の主成分であるリン酸カルシウムの赤外線の最大吸収波長である10μm前後の赤外線を照射するように構成したので、コンベクションオーブンのように表面から熱伝導させるサウナ風呂とは比較にならない急速な発汗作用が得られる。また、呼吸は通常の室内で行えるので、高温乾燥空気により呼吸器系を痛めてしまうことが防止される。
前記セラミックにより、使用者は体の芯から十分に温まり体温が1.5〜2℃程度上昇し、使用後も8時間以上はホカホカと温かさを感ずることができる。使用者h、使用開始10分程度で極めて心地よい熱さを感じ、15分程度で全身からベットリとした無味の汗が出るのである。
人体の骨の周囲には褐色脂肪細胞が存在しており、この褐色脂肪細胞は白色脂肪細胞(所謂、肥満原因の細胞)からエネルギーもらい、これを熱エネルギーとして体温を上昇させる働きがあることが知られている。
本発明に係る発汗装置は、骨を加温し、この骨の周囲に存在している褐色脂肪細胞を活性化し、白色脂肪細胞のエネルギー燃焼を促進させているものと考えられる。従って、食餌療法(ダイエット)や運動(エクササイズ)のように中止するとリバウンドしてしまうことがないものと考えられる。
従って、本発明にかかる発汗装置により、使用者は単に横たわっているだけで肥満の原因である白色脂肪細胞を効果的に燃焼させることができ、激しい運動よりも優れた痩身効果を持続して発揮できるものと考えられる。そして、健康が増進されて未病に大きく貢献することが考えられる。
婦人等体温が健康体(36〜37℃)よりも低い人(35℃以下)は、体温を上げることで体内の酵素が活性化して免疫力が向上することが知られている。
しかし、本発明の発汗装置を継続的に使用することによって、前記体温が低い人の免疫力が改善され、風邪をひかなくなったとの多数の実験例を得ている。
図1は、本発明にかかる布団型ないし寝袋型の発汗装置(S)の側面図である。同図において1は、合成樹脂発泡シートからなる下敷きシートであり、床面との伝熱を遮断している。そして、この下敷きシート1の上に長い発熱シート2をU型に曲げて、その内部に利用者の人体4を横たえるようになっている。この利用者の人体4を収容する空間が「加熱空間」である。
発熱シートは、ミサト株式会社(埼玉県幸手市上和田521−18)の製品、商品名「プラヒート」で、自動温度制御機能(PTC作用)をもつもので、幅が250、300、500mm、前者は60〜70W/m、後者は90W/mのものが使用される。
前記蓄熱マット5、6を構成している蓄熱弾性体5a、6aは、体積がある大きさより大きいと弾性力が低下し、小さいと硬くなるばかりか、溶接部が剥離しやすくなる傾向がある。下側蓄熱マット5は、人体4に実質的に接触してその体重を負荷しながら蓄熱を放出して人体4を体温程度の低温で温めるためのものである。
実際の発汗装置の概略寸法を例示すると下記のようになっている。
A.蓄熱マット布製カバー
a)背面蓄熱マット用袋:長さ:1620mm、幅:250×2
b)胸面蓄熱マット用袋:長さ:1400mm、幅:250×2
B.平面状電熱式発熱シート用布製カバー
全長:3050mm、幅:500mm
C.発熱シート用カバーと蓄熱マット布カバーの取付け
背面蓄熱マット用袋と胸面蓄熱マット用袋とを30mmの間隔で形成されるように連結する。前記30mmの間隔は平面状電熱式発熱シートが下側から上側に位置を変えるための穴を形成するためのものである。
D.蓄熱剤の使用量の一例
a)背面蓄熱マット5の蓄熱剤(硫酸ナトリウム10水塩)の量:25kg
b)胸面蓄熱マット6の蓄熱剤(硫酸ナトリウム10水塩)の量:4kg
全体の蓄熱剤の量:29kg(蓄熱剤全体の蓄熱量:約5112kj(1220kal)
なお、前記蓄熱量約5112kjは、請求項5で限定された2095kj(500kcl)に比較して大きな数値になっているが、この2095kjは理論計算して得られた値を、また5112kjは、現実の装置における発熱量を測定して得られた値であり、装置の構成や寸法によって大きく変動するものである。
また、蓄熱量は、1回の通電による蓄熱において、その利用者が装置を使用中に大量に汗をかき、更に眠気を催す程度に低温でありながら十分に加熱できるものであることが好ましい。
蓄熱剤hは、使用者の年齢、加熱温度の好み、使用する時間によってへんかさせて設計することがあり、その溶融温度や凝固温度が変化する。
蓄熱剤は、相変化に伴って所定の潜熱と顕熱を吸収し、また、吸収した潜熱を放出する特性を有するものであるが、本発明の作用効果を増大するには、単に人体を蓄熱剤の放熱を利用して温めるだけではなく、体の芯から温め、体全体に温かさを感じさせる必要がある。
特に下側(背面側)の蓄熱マット5から放出される熱量はかなり大きい。また、その熱量の伝熱と輻射される方向は、蓄熱マット5の表裏両面である。従って裏面から放出される熱量は人体の加熱のロスとなるものである。そこで、図9に示すように発熱シート2を包むフイルム2aと袋10の間にアルミ箔Alを下敷き状に配置することによって、これを熱反射の鏡として使用することによって、熱効率を向上させることができる。
本発明に係る発汗装置を使用するときには、使用する2〜3時間程度前に通電して蓄熱マット5,6を加熱し、この蓄熱マット5,6内に収容されている蓄熱剤hに十分な潜熱を蓄熱させて溶解させ(32℃)、さらなる加熱により顕熱を蓄熱させる(45℃程度)。そして、本発明に係る装置を使用するときには通電を「OFF」として安全を確保しておき、前記蓄熱マット5,6に蓄熱された熱量のみで人体4を加熱するように使用する。このとき、人体4と実質的に接触している蓄熱マット5,6からの直接的な熱伝導と、この蓄熱マット5,6から放射される遠赤外線(主として10μm程度の波長)とにより、人体の外側と内側から温める。
発熱シート2への通電を「OFF」するタイマーは重要である。蓄熱マット5,6に収容された蓄熱剤hが蓄熱した熱量で1時間程度は十分に人体を温めることができるし、使用者によっては1時間よりも長く使用したい場合がある。また、使用中に僅かであるが蓄熱剤の温度が徐々に低下する。そこで、使用者の好みにより、タイマーを操作して所定時間(例えば、15分刻み)蓄熱マット5,6を再加熱して「追い炊き」できるようになっている。
本発明に係る発汗装置は温度45℃、湿度60%程度で使用されており、その汗かき指数は約101であり、十分に汗をかくことができるものであるが、体温との温度差が比較的小さいという特徴を有している。
ア)本発明にかかる発汗装置は、極めて心地よい熱さを感ずるものであり、従来にない経験をすることになる。しかも使用開始後、約10分で体全体に火照りを感じ、15分を過ぎる頃には全身および顔から汗が噴出するようになる。
従って、サウナ風呂のように最初から最後まで、大量の水分とイオンを含んだ汗(サラサラでしょっぱい)が噴出し続けることがないので、使い終わった後で、ビールが欲しくなるような喉の渇きはサウナ風呂のようには感じない。
特に、本発明にかかる発汗装置の特徴は、きつい体操などの運動がなく、誰でも長く使用することができ、しかもその間、読書したり、音楽を聴いたり、あるいはテレビのドラマを見たりすることができる。更に驚いたことには、本発明にかかる発汗装置を使用した後には、他の体重減量方法に比較して体重のリバウンドが全くないことである。
特に、最近はメタボリックシンドロームが問題となっており、企業においても従業員の健康管理の責任が発生しているが、このような健康管理にも本発明の装置は大きな威力を発揮することができるものである。そして、さらには健康な身体を維持するための未病管理にも貢献することができるものである。
h 蓄熱剤
B 袋体
b1、b2 袋体
2 発熱シート
5 背面蓄熱マット
6 胸面蓄熱マット
5a,6a 蓄熱弾性体
7 吸汗層
10a、10c 布袋
10b、10d 仕切り
10f 開閉部
20 カバー袋
30 布袋
Claims (4)
- 熱可塑性樹脂をシート状に押出成形して製造されたPTC特性を有する平面状の電熱式発熱シートと、
2枚の合成樹脂フイルムを重ねて子袋が連続して配列するように接着した子袋集合体シートの、前記各子袋内に蓄熱完了状態で液状となり、放熱完了状態で固化する性質を持つ潜熱型蓄熱剤と、遠赤外線を放射するセラミック微粒子を混入したものを前記各子袋内に収容した蓄熱マットとから成り、
長尺の布袋内に前記蓄熱マットを挿入した状態で、前記電熱式発熱シートと前記蓄熱マットとを積層状態で、長手方向上下に配置して一方に出入口を開口して加熱空間を形成しており、
前記下側の蓄熱マットは、蓄熱剤が蓄熱によって溶融状態で利用者の体重を分散しながら受けてウオーターベッドのように利用者の背面を弾力的に支持すると共に、上側の蓄熱マットは利用者に重量物として押圧するように構成されており、
吸湿性を持つ衣類、寝袋またはシーツで包まれた利用者が、前記加熱空間内に横臥姿勢で下側の蓄熱マット上に体重を負担させると共に、上側の蓄熱マットの重量を利用者の上面に負担させることによって、利用者の上下両側より、前記蓄熱マットに蓄熱された熱量を、接触状態で直接的に熱伝達するように構成したことを特徴とする発汗装置。 - 前記電熱式発熱シートは、合成樹脂製の袋に収容されて絶縁性が付与されており、かつ、この合成樹脂製の袋の周囲にアルミ箔が配置され、前記蓄熱マットから放出される熱を使用者の方に反射するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の発汗装置。
- 前記蓄熱マットに使用されている潜熱型蓄熱剤は、利用者との温度差が15℃以内の高い温度において潜熱による蓄熱と顕熱による熱量とを合わせた総熱量が、蓄熱完了状態で29kg当り2095kj以上であることを特徴とする前記請求項1あるいは2の何れかに記載の発汗装置。
- 前記潜熱型蓄熱剤の中に、セラミック微粒子と、このセラミック微粒子の沈殿を抑制するための吸水性樹脂の粉末が添加されていることを特徴とする前記請求項1ないし3の何れかに記載の発汗装置。
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