(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力システムと、蓋板と、前記動力システムの上に設けられる弾性板と、前記弾性板の底面の周囲全体に設けられる押圧リングと、流入口と、逆止弁Ａと、自己与圧式液体貯蔵タンクと、逆止弁Ｂと、流出口と、管路とを備えており、
押圧リングと、弾性板と、蓋板とは下から上へ順番に固定連結され、
流入口と流出口とは、それぞれ蓋板を通して蓋板と弾性板との間に連通され、
流入口と、流体の蓋板への流入を許す逆止弁Ａと、自己与圧式液体貯蔵タンクと、流体の蓋板からの流出を許す逆止弁Ｂと、流出口とが管路を介して順番に接続され、
管路全体と水タンクとが連通される空間内に液体が充填され、
前記動力システムによる蓋板の弾性板への貼り付け及び分離を繰り返すことにより、前記液体を循環させる、ことを特徴とする心臓式循環装置。
【請求項２】
前記自己与圧式液体貯蔵タンクは、剛性材料で構成されており、その中は液体で満たされておらず、液面の上は気体であり、又は、前記自己与圧式液体貯蔵タンクは、弾性材料で構成されており、その中は液体で満たされていることを特徴とする請求項１に記載の心臓式循環装置。
【請求項３】
管路に接続される加熱管を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の心臓式循環装置。
【請求項４】
前記蓋板は、磁気伝導材料で構成され、
前記動力システムは、鉄心と、鉄心に巻かれたコイルと、鉄心の上部に設けられた絶縁板と、コイルの両端に接続されたパルス電源とを備えることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の心臓式循環装置。
【請求項５】
前記鉄心は、２つの同心円柱体、内円柱体及び外円柱体からなる形状を有し、
内円柱体は中実で、外円柱体は中空であり、内円柱体が該外円柱体の中心に設けられ、鉄心の断面はＥ字状であり、
前記コイルが内円柱体に巻かれ、
前記絶縁板は、リング状であり、その中心孔に鉄心が嵌合して、前記鉄心と前記絶縁板とが密着して連結され、
前記鉄心の上面と前記絶縁板の上面とは、同一の平面上に置かれることを特徴とする請求項４に記載の心臓式循環装置。
【請求項６】
前記鉄心の周囲に押圧リングと嵌合可能である凹状突起が設けられ、
前記動力システムは、幾つかの位置制限部材を更に備え、
前記位置制限部材は、断面が溝型であり、
前記蓋板と前記凹状突起とは、前記位置制限部材の溝内に挟まれており、
前記位置制限部材の底部は、凹状突起の底面に固定され、前記位置制限部材の上部には調整ネジが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の心臓式循環装置。
【請求項７】
前記鉄心の前記凹状突起の凹部の深さは、押圧リングの厚さより小さいことを特徴とする請求項６に記載の心臓式循環装置。
【請求項８】
前記凹状突起と押圧リングとの間に設けられる幾つかのバネを更に備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の心臓式循環装置。
【請求項９】
前記動力システムは、カム機構又はシリンダ機構により構成されることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の心臓式循環装置。
【請求項１０】
前記逆止弁Ａ及び逆止弁Ｂは、機械弁又は電磁弁であることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の心臓式循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新型の循環装置に関し、特に、心臓式循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日常用の電気毛布は、毛布の中に均一に分布された抵抗線が設けられ、この抵抗線を過熱して熱量を生じる。しかし、その危険性も明らかになっている。電気毛布中の大量の抵抗線により生じる高い電磁波輻射が人体の健康に深刻な悪影響を与える。また、電気毛布の使用によって、人間の肌が乾燥しやすくなり、また漏電のリスクもあり、長時間通電する場合には火災が起きる恐れもある。
【０００３】
循環式の温水パッドを利用するとしても、従来の循環装置はほとんど遠心ポンプを用いている。このような遠心ポンプは、羽根車がポンプのシャフトにより回転し、羽根同士の間の流体が動かされ、これにより流体が遠心力を受けて、羽根車の中心から周囲に向けて飛ばされることになる。
このような循環装置には、下記のような欠陥が存在する。
１.ノイズが大きい。羽根が回転すると大きな音が生じるため、人間の睡眠に悪影響を与える。
【０００４】
２.液漏れしやすく、故障率が高い。羽根車が常に回転状態にあるため、羽根車の密封されているところが磨耗により破壊されやすくなる。また、漏れた水がパッド及び衣類を濡らす恐れもあるため、使用しにくく大変不便である。
【０００５】
３.エネルギー消耗が高い。モーターが常に羽根車を回転させるため、長時間通電状態で暖めるため、エネルギーを常に消耗することになり、節電性に劣る。
【発明の概要】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、簡単な構造により、ノイズが無く、液漏れが無く、故障率が低く、省エネルギーによる環境保護及びエコ効果があり、高効率な心臓式循環装置を提供することを目的とする。また、該装置をパッドに用いることにより、従来の電気毛布及び温水パッドに代わって、快適、健康、及び安全な装置として使用することができる。
【０００７】
本発明による前記心臓式循環装置は、動力システムと、蓋板と、前記動力システムの上に設けられる弾性板と、前記弾性板の底面の周囲全体に設けられる押圧リングと、流入口と、逆止弁Ａと、自己与圧式液体貯蔵タンクと、逆止弁Ｂと、流出口と、管路とを備えており、押圧リングと弾性板と蓋板は、下から上へ順番に固定連結され、流入口と流出口とは、それぞれ蓋板を通じて蓋板と弾性板との間に連通され、流入口と、流体の蓋板への流入を許す逆止弁Ａと、自己与圧式液体貯蔵タンクと、流体の蓋板からの流出を許す逆止弁Ｂと、流出口とが管路により順番に接続され、管路全体と水タンクとが連通される空間内に液体が充填されている、ことを特徴とする。
【０００８】
通常の状態において、管路全体に液体が充填されると、蓋板は弾性板に貼り付かず、蓋板と弾性板との間に液体貯蔵空間が形成される。作業を開始した状態において、動力システムが弾性板全体に上向きの圧力を加え、弾性板と蓋板とが貼り付き、両者の間の液体貯蔵空間を徐々に０にさせる。これにより、液体貯蔵空間内の液体は圧力の影響で流出口から逆止弁Ｂを通り、自己与圧式液体貯蔵タンクに流入する。自己与圧式液体貯蔵タンク内に貯蔵されている液体が増加すると、液体自体が圧力を受けることになる。そのとき、動力システムが作動すると、弾性板が受けている動力システムからの圧力が解除され、自己与圧式液体貯蔵タンク自体の圧力及び液体自体の重力により、管路中の液体は逆止弁Ａを介して自己与圧式液体貯蔵タンクから流入口へ流れることになり、最後に、蓋板と弾性板との間の液体貯蔵空間に流れ戻ることになる。これにより、一回の液体循環の過程が完了する。動力システムの作用により、上記の循環過程が繰り返し行われる。
【０００９】
本発明による前記心臓式循環装置は、構造が簡単であり、液体の重力及び自己与圧式液体貯蔵タンクの圧力を巧妙に利用し、逆止弁と結合して、僅かな動力を与えることにより液体の循環を実現することができる。その利点は、以下のとおりである。
１．ノイズがない。本発明による装置は、羽根車の高速回転がなく、他にノイズが生じる部材もないため、静かでエコにも役立つ。
【００１０】
２．液漏れがなく、故障率が低い。本発明の構造は、その中の密封部材の磨耗が少ないため、液漏れが起きる可能性が低い。
【００１１】
３．電力消費量が少なく、省エネルギー且つ高効率である。本発明では、作業により生じたエネルギーの大部分が液体の循環に利用され、抵抗力を克服するための無駄な作業が少ないため、損失が少なく、効率が高い。
【００１２】
更によい効果を奏するため、本発明は、以下の更なる工夫をこらすこともできる。  
１．本発明における前記自己与圧式液体貯蔵タンクは、剛性材料で構成されており、その中は液体で満たされておらず、液面より上は気体である。あるいは前記自己与圧式液体貯蔵タンクは、弾性材料で構成されており、その中は液体で満たされていてもよい。これにより、管路中の液体が自己与圧式液体貯蔵タンク内に圧入されるとき、空気が圧力を受けるか又は自己与圧式液体貯蔵タンクの弾性材料が圧力を受けることになり、これにより、自己与圧式液体貯蔵タンクに流入された液体もこの圧力を受けるため、装置内の他の部品と連動して液体の循環過程が完成する。
【００１３】
２．本発明は、管路に接続される加熱管を更に備えることができる。加熱管によって、管路中の液体の温度を上昇させることができ、管路をパッドの中に設ける場合、快適に使用することができ、健康にも良い。また、漏電を防止することができるため、安全性も高い。
【００１４】
３．本発明において、前記蓋板は磁気伝導材料で構成され、前記動力システムは、鉄心と、鉄心に巻かれたコイルと、鉄心の頂部に設けられた絶縁板と、コイルの両端に接続されたパルス電源とを備える。上記の構造によると、パルス電源を利用するため、本発明による前記装置が通電状態であり続けることがない。しかし、温水パッドにとっては十分であるため、電気消費量が低く、高効率である。
【００１５】
作業中において、パルス電源からのパルス電流をコイルに通すとき、鉄心に生じた磁場が弾性板を介して蓋板を引き付ける。これにより、弾性板を蓋板に貼り付けることができる。コイルに電流が通っていない時に、鉄心の磁場がなくなり、弾性板と蓋板との間に液体貯蔵空間が形成される。
【００１６】
絶縁板は、コイルを外部から隔離する作用がある。
【００１７】
パルス電源の周波数は、調整可能である。周波数が高いと、液体が管路中で速く循環することになる。
【００１８】
４．前記鉄心は、２つの同心円柱体からなり、中実の内円柱体と、中空の外円柱体である。内円柱体が外円柱体の中心に設けられ、鉄心の断面はＥ字状であり、前記コイルが内円柱体に巻かれ、前記絶縁板はリング状であり、その中心孔に鉄心が嵌合し、前記鉄心と前記絶縁板とが密封状態に連結され、前記鉄心の上面と前記絶縁板の上面とは、同一の平面上に置かれる。
【００１９】
コイルに通電する場合に、鉄心の内円柱体に磁力線が生じ、その分布は、内円柱体から蓋板及び外円柱体を通じて閉曲線を形成する。これにより、鉄心全体に磁力を生じさせ、蓋板に吸引力を生成する。
【００２０】
５．前記動力システムの前記鉄心の周囲に、押圧リングと嵌合可能である凹状突起が設けられ、前記動力システムは、幾つかの位置制限部材を更に備え、前記位置制限部材は断面が溝型であり、前記蓋板と前記凹状突起は、前記位置制限部材の溝内に挟まれており、前記位置制限部材の底部は、凹状突起の底面に固定され、前記位置制限部材の上部には調整ネジが設けられている。調節ネジを通じて、蓋板の位置を調節することができ、これにより、蓋板と鉄心の上面が適切な距離を保持することができ、弾性板と蓋板との貼り付け及び分離を確実におこなうことができる。
【００２１】
６．前記鉄心の前記凹状突起の凹部の深さは、押圧リングの厚さより小さい。これで蓋板を弾性板に貼り付けるとき、蓋板全体の圧力は凹状突起によって軽減され、鉄心及び絶縁板の弾性板に対する磨耗が減少する。
【００２２】
７．本発明の装置は、更に、前記凹状突起と押圧リングとの間に幾つかのバネが設けられている。コイルへの電流が０である場合に、弾性板が受けた圧力が解除され、圧縮状態のバネが伸び始め、蓋板が上へ移動する。蓋板の移動に伴って液体が液体貯蔵空間に流入する。これにより、自己与圧式液体貯蔵タンクが高い圧力を生じなくても、液体がそれ自体の重力によって逆止弁Ａを通じて流入口へ流れ、更に容易に液体貯蔵空間を形成することができる。
【００２３】
８．前記動力システムは、カム機構又はシリンダ機構によって構成される。カム機構の独特の運動又はシリンダ機構の往復運動を利用して弾性板を押し出し、弾性板を蓋板に貼り付けたり分離したりすることができる。
【００２４】
９．本発明では、前記逆止弁Ａ及び逆止弁Ｂは機械弁又は電磁弁である。
本発明による前記循環装置の作業の原理は、人間の心臓に似ている。前記液体貯蔵空間、自己与圧式液体貯蔵タンク及び管路は、それぞれ、人体の心室、心房及び血管に相当する。逆止弁の圧力を調節することにより、管路内の圧力を人体の圧力に対応させ、また、動力システムを調整することにより、作業の周波数を人体脈拍の周波数に対応させることができる。したがって、本発明は、毛布、マットレス及び床暖房装置に適用できるだけではなく、人体の心臓に利用することも期待される。もちろん、具体的な部分の研究は、医学界の検討が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による実施例において、第1作業状態の構造を示す図である。
【図２】本発明による実施例において、第２作業状態の構造を示す図である。
【図３】図１のバネ部位の拡大図である。
【図４】図２のバネ部位の拡大図である。
【図５】本発明による実施例による、循環システムの第1作業状態の構造を示す図である。
【図６】本発明による実施例による、循環システムの第２作業状態の構造を示す図である。
【図７】図５のＡ方向から見た縮小図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明による前記心臓式循環装置を図１から図４に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
本発明による前記心臓式循環装置は、循環システムと動力システムを有する。
【００２８】
循環システムは、図３及び図４に示すように、内部に水を入れ、蓋板１６と、弾性板５と、押圧リング６と、流入口１３と、逆止弁Ａ９と、自己与圧式液体貯蔵タンク１２と、逆止弁Ｂ1０と、流出口１１と、管路１７と、ネジ７とを有する。
【００２９】
蓋板１６は鉄製であり、蓋板１６と弾性板５とは同じく円形であり、蓋板１６と弾性板５とは、円周の縁部全体において緊密に固定結合する。その結合方法は、図７に示すように、弾性板５の蓋板１６と反対側に押圧リング６を設け、ネジ７により、押圧リング６と、弾性板１６と蓋板１６とを固定連結する。蓋板１６と弾性板５とは縁部のみで固定連結され、且つ、弾性板５自体が弾力を有するため、水を蓋板１６と弾性板５の間に圧入する場合に、液体貯蔵空間１４が形成される。液体貯蔵空間１４の大きさは、弾性板５の弾力及びその面積によって決められる。
【００３０】
蓋板１６に２つの貫通孔が設けられ、それぞれ流入口１３と流出口１１へ挿入されており、流入口１３及び流出口１１と蓋板１６との密封性が向上する。流入口１３及び流出口１１を通して、水は液体貯蔵空間１４に出入りする。
【００３１】
流入口１３は、逆止弁Ａに接続される。逆止弁Ａは、水を蓋板１６の方向へ流すだけで、蓋板１６からの水を通過させない。流出口１１は、逆止弁Ｂに接続される。逆止弁Ｂは、蓋板１６からの水は通過させるが、蓋板１６の方向へ水を流さない。自己与圧式液体貯蔵タンク１２は、管路１７を通して逆止弁Ａと逆止弁Ｂに接続される。上記の構成により、自己与圧式液体貯蔵タンク１２は水を順調に液体貯蔵空間１４に圧入するか、又は貯蔵空間１４の水を順調に自己与圧式液体貯蔵タンク１２へ押し出すことになる。
【００３２】
逆止弁Ｂの流出口付近に加熱管８が設けられ、該加熱管８によって該循環システム中の水を一定の温度に維持することができる。また、加熱管８の温度を調整することにより水の温度を調整することができる。
【００３３】
液体貯蔵空間１４及び、管路１７全体を含む液体貯蔵空間１４から自己与圧式液体貯蔵タンク１２まで水が充填されているが、自己与圧式液体貯蔵タンク１２は水で満たされておらず、水面より上は空気である。空気は、圧縮されることができるため、水を順調に自己与圧式液体貯蔵タンクに圧入することができ、且つ、水が自己与圧式液体貯蔵タンク１２から順調に液体貯蔵空間１４に圧入するように圧力を提供する。
【００３４】
動力システムは、図１及び図２に示すように、循環システムの下に設けられ、鉄心１と、コイル２と、絶縁板４と、パルス電源３と、位置制限部材１８と、位置制限ネジ１９とを備える。
【００３５】
鉄心１は、２つの同心円柱体、内円柱体及び外円柱体からなる形状を有し、内円柱体は中実で、外円柱体は中空であり、内円柱体が該外円柱体の中心に設けられ、鉄心１の断面はＥ字状である。
【００３６】
絶縁板４は、リング状であり、その中心孔は鉄心１と嵌合する。絶縁板４を鉄心１上部に嵌めることにより、絶縁板４と鉄心１とを連結する。絶縁板４の円周と鉄心１との密封性は良好である。鉄心１の上面と前記絶縁板４の上面とは、同一の平面上に置かれる。これにより、弾性板５を貼り付ける際に、液体貯蔵空間１４内の水を最大限に押し出して、水の循環速度を高めることができる。
【００３７】
鉄心１の内円柱体に巻きついているコイル２は、その両端がパルス電源３に接続される。その安全性を確保するために、絶縁板４はコイル２を外部から隔離する。パルス電源３が提供するパルス電流が０ではない場合は、図２に示すように、鉄心１の内円柱体内に生じた磁力線は、内円柱体から蓋板１６及び外円柱体を通して閉曲線を形成することにより、鉄心１全体に磁力を発生させ、また、該磁力が弾性板５を透過して蓋板１６に吸引力を生じる。このことで、蓋板１６を弾性板５に貼り付けることができる。パルス電流が０である場合は、鉄心１に生じた磁力線が消え、磁場がなくなった鉄心１は蓋板１６を緩め、弾性板５と蓋板１６との間に液体貯蔵空間１４が形成される。
【００３８】
鉄心１全体の縁部には、凹状突起１５が設けられる。前記凹状突起１５は、押圧リング６に対応して形成されるが、その凹部の深さは押圧リング６の厚さよりやや小さい。循環システムが動力システムの上に配置される場合に、押圧リング６は凹状突起１５上に置かれる。このとき動力システムの上面である、鉄心１と絶縁板４の上面は、弾性板５にしっかりと貼り付けられ、循環システムの動力システムから受ける圧力は、押圧リング６に作用する。これにより、鉄心１と蓋板１６との吸引及び分離の繰り返しが弾性板５に与える磨耗を減少することができる。
【００３９】
循環システム及び動力システムが結合する円周方向には、断面が溝型である位置制限部材１８が３つ設けられる。前記蓋板１６と凹状突起１３の円周縁部とは溝内に位置される。前記位置制限部材１８の底部がネジ７を介して凹状突起１５の底面に固定される。位置制限部材１８の上部が位置制限ネジ１９を介して蓋板１６頂面に固定される。位置制限ネジ１９は蓋板１６の変位を調整することができ、蓋板１６の変位の大きさは弾性板５の変形量に影響を与え、更に液体貯蔵空間１４の大きさに影響を与える。また、液体貯蔵空間１４の大きさは鉄心の磁力の大きさの影響も受ける。位置制限ネジ９を調整することにより蓋板１６と凹状突起１５との間に適切な距離が得られる。これにより、鉄心１が蓋板１６に対して適切な空間を伴った吸引及び分離を繰り返し、蓋板１６を順調に往復運動させる。
【００４０】
前記凹状突起１５の上面に円周方向に沿って溝部が３つ設けられている。溝部それぞれにバネ２０が設けられており、図３に示すように、バネ２０の自然状態の長さは溝部の深さより大きい。これにより、バネ２０が圧縮された場合に、その上の押圧リング６に弾力を生成される。コイル２の電流が０である場合に、弾性板５が受けられていた圧力が解除され、圧縮状態であったバネ２０が伸びて押圧リング６に弾力を生成し、図４に示すように、蓋板１６が上に移動し、蓋板１６の移動に伴って水が液体貯蔵空間１４に流入する。
【００４１】
本実施例において、通常状態では、管路内全体に水が充填され、蓋板と弾性板とが貼り付けておらず、両者の間に液体貯蔵空間１４が形成される。作業時、パルス電源３が０ではないパルス電流を生じ、鉄心１が蓋板１６に吸引力を生じさせることにより、弾性板５が蓋板１６に貼り付けられる。この過程において、液体貯蔵空間１４が徐々に小さくなり、圧力が徐々に増え、その中の水が押し出される。押し出された水は、その後、流出口１１を経由して逆止弁Ｂ１０に流れ、続いて管路１７に流入し、最後に自己与圧式液体貯蔵タンク１２に流入する。これにより、自己与圧式液体貯蔵タンク１２内の空気が圧縮されて水に対して圧力を加える。この状態で、パルス電源３が生じたパルス電流が０になると、鉄心１の磁力がなくなり、蓋板１６が分離し、バネ２０が伸びて押圧リング６に弾力を与えて、蓋板１６を上方向に移動させる。ここで、逆止弁Ｂ１０の作用により、管路１７中の水が空気の圧力及び水自体の重力の影響で逆止弁Ａを通して流入口１３へ流れ、最後に、蓋板１６と弾性板５との間に形成された液体貯蔵空間１４に流し戻される。これで、一回の水循環過程が完成する。パルス電源３がパルス電流に継続的に流れることで、上記の水循環の過程が繰り返される。
【００４２】
管路１７を延長して毛布又はマットの中で巻かれた状態にすることで、新型の温水パッドも実現できる。
【符号の説明】
【００４３】
１    鉄心
２    コイル  
３    パルス電源
４    絶縁板
５    弾性板
６    押圧リング
７    ネジ
８    加熱管
９    逆止弁Ａ
１０  逆止弁Ｂ
１１  流出口
１２  自己与圧式液体貯蔵タンク
１３  流入口
１４  液体貯蔵空間
１５  凹状突起
１６  蓋板
１７  管路
１８  位置制限部材
１９  位置制限ネジ
２０  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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