(57)【要約】【課題】小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる。【解決手段】装置本体を形成する筺体内部に、送風手段と、この送風手段を駆動するための電源部と、筐体内外を貫通する吹出口とを設け、更に、送風手段と吹出口とに接続可能であり、断熱材に覆われる冷却部を着脱自在に設けるようにした。このとき、この冷却部を、長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、冷却フィン内を通過する空気を冷却するための冷却剤とを備えて構成するようにした。【選択図】図７
2015034693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した空気を冷却して送風する冷却装置において、
装置本体を形成する筺体と、
前記筺体内部に着脱自在に配設され、流入された空気を冷却する冷却部と、
前記冷却部に接続され、前記筺体外部から吸入した空気を、当該冷却部を介して送風する送風手段と、
前記筺体内部に配設され、前記送風手段を駆動させるための電源部と、
前記筺体の内外を貫通して配設され、前記筺体内部側に位置する端部に接続された前記冷却部から送風される冷却された空気を、前記筺体外部側に位置する端部から吹き出す吹出口と、
前記筺体内部に設けられ、前記冷却部を覆うように配置される断熱材と、を備えており、
前記冷却部は、
長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、
前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、
前記冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、前記冷却フィン内を通過する空気を冷却するための冷却剤と、を備えていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であって、
空気を冷却する冷却部と、
電源部から供給される電力によって駆動され、前記吸入した空気を、筐体内外を貫通する吹出口に前記冷却部を介して導く送風手段とを備え、
前記冷却部は、断熱材に覆われているとともに、前記冷却装置の筐体内部に着脱自在に設けられており、
前記冷却部は、長手方向の両端部に開口を設けた中空構造を有し、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を備えた冷却フィンと、前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、前記冷却フィンと前記ケースとの間に充填され、前記冷却フィンの内部を通過する空気を冷却する冷却剤とを含むことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記冷却部は、空気を取り込む吸気口に接続されており、
前記冷却装置は、前記送風手段によって前記吸気口から取り込まれた空気が、前記冷却部から当該送風手段を経由して、前記吹出口に吹き出される構造を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記送風手段は、ファンの回転速度を変化させることによって、前記冷却された空気が前記吹出口から吹き出される量を調節可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却装置の使用者に給水する水を貯水可能な水筒部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却剤は、凍結性ゲルであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記冷却剤は、前記凍結性ゲルに、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成して得られる組成物を、所定の比率で配合してなることを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却フィンの前記短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、鋸刃形状をなしており、
平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造になっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記冷却フィンの前記短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、各々断面矩形状をなしており、
平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記冷却部は、前記冷却フィンの両端部に、それぞれジョイント部を介して前記送風手段と、吸気口または前記吹出口とが接続可能となっていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記筺体には、パッド部が配設されていると共に、前記筺体外部の空気を前記送風手段に取り込むための吸気口が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯性を有する冷却装置としては、冷却剤として用いられる揮発性流体を噴射し、冷感を得る冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この冷却装置は、冷却剤として用いる揮発性流体を装着体内へ注入する冷気注入手段を備えている。このとき装着体は、衣服形状をなしており、第１面状部材と、該第１面状部材に対向している第２面状部材と、これら第１および第２面状部材間に介在した揮発性流体の導通路となるチューブとを有している。また、これら第１および第２面状部材は、通気性および可撓性を有しており、第２面状部材の厚み寸法は、第１面状部材の厚み寸法よりも大きい寸法からなる。チューブは、揮発性流体を冷気注入手段からチューブ内へ注入する注入口と、揮発性流体を第１および第２面状部材間に吐出する複数の吐出口とを有している。冷気注入手段は、揮発性流体を収容した容器と、注入口に着脱可能に接続する接続部と、容器内に封入したガスの圧力によって揮発性流体をチューブへ注入する開閉弁を有している。
【０００４】
従って、この冷却装置では、チューブを装着体内に配設し、冷気注入手段によって揮発性流体を注入してチューブの吐出口から揮発性流体を噴射することによって、揮発性流体の気化潜熱により装着体を装着した冷却対象を冷却する。このため、揮発性流体が少量であっても蒸発潜熱が大きいので、揮発性流体を噴射するだけで大きな熱量を奪うことができ、その結果、冷却対象に対して冷感を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１８１１２号公報（２００４年８月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、各種技術の進歩が目覚ましいことから、例えばクレーンのオペレータ、製鉄や製鋼現場での作業者、ガラスやその他の窯業関係の作業者、または毒性の強い化学物質や細菌物質等で汚染された環境下で作業する作業者等の所謂、防護服等を着用するために過酷な温熱環境下で作業しなければならない作業者においては、その作業効率の向上のために、作業性・運動性を損なうことなく冷感を得る技術の開発が望まれている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の冷却装置では装着体が衣服形状になっているため、メンテナンス性に欠けている。
【０００８】
また、揮発性流体を収納する容器がコンパクト且つ軽量で携帯性に優れたものでなければならないため、当該揮発性流体の選定が難しい。特に作業者が携帯する観点から、不燃性であることや、オゾン破壊性のないこと等の安全性を満たす物質を選定しなければならず、小型軽量の観点からすると実現性に欠けている。
【０００９】
そこで、本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る冷却装置は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置において、装置本体を形成する筺体と、筺体内部に着脱自在に配設され、流入された空気を冷却する冷却部と、冷却部に接続され、筺体外部から吸入した空気を、当該冷却部を介して送風する送風手段と、筺体内部に配設され、送風手段を駆動させるための電源部と、筺体の内外を貫通して配設され、筺体内部側に位置する端部に接続された冷却部から送風される冷却された空気を、筺体外部側に位置する端部から吹き出す吹出口と、筺体内部に設けられ、冷却部を覆うように配置される断熱材とを備えており、冷却部は、長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、冷却フィン内を通過する空気を冷却するための冷却剤とを備えている。
【００１１】
本発明に係る冷却装置は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であって、空気を冷却する冷却部と、電源部から供給される電力によって駆動され、前記吸入した空気を、筐体内外を貫通する吹出口に前記冷却部を介して導く送風手段とを備え、前記冷却部は、断熱材に覆われているとともに、前記冷却装置の筐体内部に着脱自在に設けられており、前記冷却部は、長手方向の両端部に開口を設けた中空構造を有し、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を備えた冷却フィンと、前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、前記冷却フィンと前記ケースとの間に充填され、前記冷却フィンの内部を通過する空気を冷却する冷却剤とを含んでいる。
【００１２】
本発明の冷却装置において、前記冷却部は、空気を取り込む吸気口に接続されており、前記冷却装置は、前記送風手段によって前記吸気口から取り込まれた空気が、前記冷却部から当該送風手段を経由して、前記吹出口に吹き出される構造を有している。
【００１３】
本発明の冷却装置において、前記送風手段は、ファンの回転速度を変化させることによって、前記冷却された空気が前記吹出口から吹き出される量を調節可能である。
【００１４】
本発明の冷却装置は、前記冷却装置の使用者に給水する水を貯水可能な水筒部をさらに備えることができる。
【００１５】
本発明の冷却装置において、前記冷却剤は、凍結性ゲルであってよい。
【００１６】
本発明の冷却装置において、前記冷却剤は、前記凍結性ゲルに、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成して得られる組成物を、所定の比率で配合してなることが好ましい。
【００１７】
本発明の冷却装置において、冷却フィンの短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、鋸刃形状をなしており、平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造になっているものであってもよい。
【００１８】
本発明の冷却装置において、冷却フィンの短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、各々断面矩形状をなしており、平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっているものであってもよい。
【００１９】
本発明の冷却装置において、前記冷却部は、前記冷却フィンの両端部に、それぞれジョイント部を介して前記送風手段と、吸気口または前記吹出口とが接続可能となっていることが好ましい。
【００２０】
本発明の冷却装置は、更に、筺体にはパッド部が配設されていると共に、筺体外部の空気を送風手段に取り込むための吸気口が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る冷却装置によれば、装置本体を形成する筺体内部に、送風手段と、この送風手段を駆動するための電源部と、筐体内外を貫通する吹出口とを設け、更に、送風手段と吹出口とに接続可能であり、断熱材に覆われる冷却部を着脱自在に設けるようにした。このとき、この冷却部を、長手方向の両端部に開口を有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を有する冷却フィンと、冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、冷却フィンとケースとの間に介在するように充填され、冷却フィン内を通過する空気を冷却するための冷却剤とを備えて構成するようにした。従って、冷却部を軽量化しつつコンパクト化することができるため、冷却装置を全体として小型軽量化できる。また、冷却部に流入される空気が冷却フィンを通過する際に、熱交換作用によって冷却され、さらに送風手段によって強制的に送風されるため、十分な冷却効果を発揮できる。
【００２２】
しかも、冷却部が着脱自在であるので、仮に冷却効果が薄れたとしても冷却部を交換することで、引き続き冷却効果を得ることができる。
【００２３】
かくして、本発明の冷却装置によれば、小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却装置を示す平面図である。
【図２】図１の冷却装置を側面から見て示す側面図である。
【図３】図１の冷却装置を裏面側から見て示す平面図である。
【図４】（ａ）は、送風手段を吹出口から遠い位置に配置した構造を有する冷却装置の上面図であり、（ｂ）は、送風手段を吹出口から近い位置に配置した構造を有する冷却装置の上面図である。
【図５】（ａ）は、送風手段を吹出口から遠い位置に配置した構造を有する冷却装置の底面図であり、（ｂ）は、送風手段を吹出口から近い位置に配置した構造を有する冷却装置の底面図である。
【図６】（ａ）は、送風手段を吹出口から遠い位置に配置した構造を有する冷却装置を、部分的断面で示す平面図であり、（ｂ）は、送風手段を吹出口から近い位置に配置した構造を有する冷却装置を、部分的断面で示す平面図である。
【図７】（ａ）は、図６の（ａ）に示される冷却装置のＡ−Ａ線矢視断面図であり、（ｂ）は、図６の（ｂ）に示される冷却装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図８】（ａ）は、図６の（ａ）に示される冷却装置のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、（ｂ）は、図６の（ｂ）に示される冷却装置のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図９】（ａ）は、図６の（ａ）に示される冷却装置のＣ−Ｃ線矢視断面図であり、（ｂ）は、図６の（ｂ）に示される冷却装置のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１０】図１の冷却装置における冷却部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図１１】図１の冷却装置における冷却部を示し、（ａ）は側面方向の断面図、（ｂ）は平面方向の断面図である。
【図１２】冷却部に冷却剤を充填する様子を示し、（ａ）は充填開始後の様子を示す概略断面図、（ｂ）は充填完了の様子を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の冷却装置における冷却部の冷却フィンを示し、（ａ）は図１の冷却装置における冷却フィンを示す正面図、（ｂ）〜（ｄ）は他の実施形態における冷却フィンをそれぞれ示す正面図である。
【図１４】本発明の冷却装置の冷却部における冷却効果を実験するための実験装置を示す概略構成図である。
【図１５】本発明の冷却装置の実験結果を示すグラフである。
【図１６】本発明の冷却装置の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜冷却装置＞
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る冷却装置について説明する。
【００２６】
図１〜図６に示すように、本実施形態の冷却装置１は、吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であり、装置本体を形成する筺体２と、筺体２内部に着脱自在に配設され、流入された空気を冷却する冷却部３と、冷却部３に接続され、筺体２外部から吸入した空気を、当該冷却部３を介して送風する送風手段４と、筺体２内部に配設され、送風手段４を駆動させるための電源部５と、筺体２の内外を貫通して配設され、筺体２内部側に位置する端部に接続された冷却部３から送風される冷却された空気を筺体２外部側に位置する端部から吹き出す吹出口６と、筺体２内部に設けられ、冷却部３を覆うように配置される断熱材７と、を備えている。
【００２７】
筐体２は、蓋部２１と本体部２２とから構成され、当該蓋部２１は、本体部２２に対して開閉自在に取り付けられている。そして、蓋部２１および本体部２２は、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンを重合させて作られる樹脂の総称）を含む任意の合成樹脂や、アラミド繊維強化プラスチックとＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック）との合成材料などを用いて製造できる。これにより、筐体２全体をコンパクトかつ軽量にするとともに、剛性を確保することができる。なお、蓋部２１および本体部２２に用いられる材料は、上記の例に限定されない。
【００２８】
また、筐体２は、送風手段４が配設される側から吹出口６側に向けて、その厚みが薄くなるように成形されていてもよい。これにより、冷却装置１を使用した場合、使用者の首回りをすっきりさせ、首の可動範囲を広げることができるため、上記冷却装置１の使用し易さを改善することができる。なお、上記した筐体２の形状は一例であり、当該形状に限定されない。
【００２９】
この筐体２内部に配置される送風手段４は、ファン４１と、当該ファン４１を駆動するためのモータ４２とを備えて構成された送風機である。このモータ４２は、電源部５であるバッテリーから供給される電源に基づいて、回転駆動するようになっている。なお、バッテリーとしては、充電可能なニッケル水素電池を適用することが好ましい。これにより、上記バッテリーは、安全面・性能面・コスト面において優れた性能を発揮できる。また、本実施形態において、電源部５は、断熱材７によって覆われた冷却部３の側方に配置されているが、電源部５を配置する位置は、当該冷却部３の側方に限られず、任意の位置に配置することができる。
【００３０】
また、吹出口６は、筐体２内部側の端部に冷却部３が接続されるようになっており、筐体２の外部側の端部が例えば４つに分岐されており、外部に向かって冷却部３から送られる冷却された空気を吹き出し可能としている。なお、吹出口６は、冷却された空気を吹き出し可能でありさえすればよく、当該吹出口６の形状、数、材料、配置位置などは限定されない。
【００３１】
加えて、筺体２内部には、冷却部３の外周を覆うように断熱材７が配置されており、これにより、冷却部３における冷却効果を持続させることが可能となっている。
【００３２】
また、筐体２（例えば、当該筐体２の背面側、すなわち本体部２２における蓋部２１とは反対の裏面側）には、パッド部としてのウレタンパッド９が設けられると共に（図３の縁取り部分参照）、筺体２外部の空気を筐体２内部に取り込むための吸気口２２ａが設けられている。なお、上記筐体２には、当該筐体２内部の送風手段４の位置に対応して開口されていてもよい。
【００３３】
かかる冷却装置１は、例えば一例として、不図示の防護服に装着されることで、当該防護服内に冷却された空気を送風し、この防護服を着用する着用者を冷却対象として冷却することが可能なものである。すなわち、この冷却装置１を防護服に装着し、防護服内の空気を吸気口２２ａから吸い込んで、送風手段４によって冷却部３を介して循環させることにより、当該防護服を着用した着用者の身体を効果的に冷却することができるようになっている。
【００３４】
ここで、一例として挙げた防護服とは、例えばクレーンのオペレータ、製鉄や製鋼現場での作業者、ガラスやその他の窯業関係の作業者、または毒性の強い化学物質や細菌物質等で汚染された環境下で作業する作業者等が着用する作業着の一つである。このような防護服を着用して作業する作業者は、当該防護服を着用して作業することから過酷な温熱環境下で作業することとなる。そのため、このような作業者に対し、当該防護服を着用している際においても、その身体を効果的に冷却することで作業効率の向上を図るべく、このような防護服に装着されるものとして、本発明の冷却装置が好適なものであると言える。但し、これは一例であって、本発明はこれに限られることはない。
【００３５】
なお、冷却装置１は、防護服を装着してから（すなわち、当該防護服の上から）装着されてもよいし、防護服の内部に（すなわち、当該冷却装置１を装着してから当該防護服が）装着されてもよい。言い換えれば、上記「防護服に装着される」には、当該冷却装置１が防護服の内部に含まれる場合と、防護服の外部に露出する場合とが含まれるが、前者の場合の方が冷却装置１の冷却効果を大きく得ることができる。
【００３６】
さて、この冷却装置１において冷却部３は、図６〜図１２および図１３の（ａ）に示すように、長手方向の両端部に開口３１ａ、３１ｂを有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃを有する冷却フィン３１と、冷却フィン３１の外周を覆うように配設され、当該冷却フィン３１を境界として二分割されたケース３２と、冷却フィン３１およびケース３２の間に介在するように充填され、冷却フィン３１内を通過する空気を冷却するための冷却剤３３とを備えている。冷却剤３３の詳細については後述するが、冷却効果を高めるため、冷却剤３３は、凍らせて用いるのが好ましい。
【００３７】
このケース３２には、側面側に冷却剤３３を注入するための注入口３２ａが設けられる（図１０の（ａ）および（ｂ）参照）。ただし、注入口３２ａは、上記冷却剤３３を注入できさえすればよく、当該注入口３２ａを設ける位置は上記側面側に限られない。
【００３８】
また、当該ケース３２の冷却フィン３１とケース３２とが当接する、長手方向の両端部は、ケース３２内部から外部に水分が漏れることを防止する構造を有することが好ましい（図１２の（ａ）および（ｂ）参照）。例えば、上記両端部をシーリング加工する、接着加工する、シリコンゴムからなる止水パッキンを設けるなどの手段によって、上記構造を実現することができる。なお、上記水分は、例えば、凍らせた冷却剤３３が溶けてきたときなどに生じるものである。
【００３９】
具体的に、冷却フィン３１は全体として外形が矩形のチューブ形状をなし、長手方向の両端部に開口３１ａ、３１ｂを有している。また、冷却フィン３１の内部には、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃが、長手方向の両端部に亘って形成されている。
【００４０】
この場合、図８の（ａ）および図１３の（ａ）にも示すように、大小の矩形状をなす隔壁３１ｃが、それぞれ交互に傾斜した状態で連結されてなる。そして、ジョイント８１を介して開口３１ａ（送風手段４と直接接続されてもよいし、接続されなくてもよい）から流入される空気を、冷却フィン３１における複数の隔壁３１ｃ間を長手方向に沿って通過させる際、当該冷却フィン３１の外周に充填された冷却剤３３によって冷却され、開口３１ｂからジョイント８２を介して接続される吹出口６へ送り出し、吹出口６から外部（防護服内など）へと吹き出すようになっている。
【００４１】
図４〜図９にそれぞれ含まれる（ａ）と（ｂ）とは、冷却部３、送風手段４、および、吹出口６の配置が異なる。すなわち、図４〜図９の（ａ）に示す冷却装置１では、吸気口２２ａに隣接して設けられた送風手段４（ファン４１およびモータ４２）によって、外部から取り込まれた空気が冷却部３に送り込まれ、冷却部３によって冷却された空気が吹出口６から吹き出される。
【００４２】
一方、図４〜図９の（ｂ）に示す冷却装置１では、冷却部３が吸気口２２ａに接続されており、送風手段４によって当該吸気口２２ａから取り込まれた空気が、冷却部３から当該送風手段４を経由して、吹出口６から吹き出される。図４〜図９の（ｂ）にそれぞれ示される構造を有する場合、冷却装置１は、空気が流れる抵抗を低減することができるため、送風圧力の効率を向上させることができる。
【００４３】
したがって、図４〜図９の（ａ）に示す冷却装置１では、送風手段１として、例えばクロスフローファン（その他のファンを用いてもよい）を採用するが、図４〜図９の（ｂ）に示す冷却装置１では、送風手段１として、上記クロスフローファンよりも小型のファンを採用できる。これにより、冷却装置１全体をさらに小型化したり、冷却装置１の大きさを維持したまま複数の小型ファンを搭載することによって、送風能力を向上させたりすることができる。なお、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）とは異なり、蓋部２１を取り外した状態のＡ−Ａ線矢視断面図を示している。
【００４４】
送風手段４は、ファン４１の回転速度を変化させることによって、風量を調節することができる。これにより、例えば、上記防護服の着用者は、当該防護服内に送り込まれる、冷却された空気の量を適宜調節することができる。
【００４５】
また、冷却装置１は、上記防護服の着用者（当該冷却装置１の使用者）に給水する水を貯水可能な水筒部（給水タンク、図示せず）をさらに備えることができる。この場合、例えば、上記水筒部は蓋部２１に設けられている（別の部分に設けられてもよい）。そして、当該水筒部に接続され、冷却装置１の内部に配設された給水チューブが、上記防護服のマスク部分に伸びている。これにより、上記防護服の着用者は、上記給水チューブを吸うだけで、好きなときに給水を受けることができる。
【００４６】
＜冷却剤＞
ここで、冷却フィン３１およびケース３２の間に充填される冷却剤３３について説明する。上記冷却剤３３は、凍結性ゲル（凍結可能な性質を有するゲル）でよい。
【００４７】
一方で、上記冷却剤３３は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成して得られる組成物と、上記凍結性ゲルとが所定の比率で配合された冷却剤であってもよい。この場合、上記冷却剤３３が凍結性ゲルのみで構成される場合よりも、実用的なレベルで、冷却効果をさらに得ることができる。また、組成物がケイ酸塩系化合物であるため、鉛よりも比重が軽く、加工性にも優れている。加えて、上記組成物は、放射線を遮蔽する効果を有する。
【００４８】
ケイ素（Si）の含有量は、好ましくは５〜３０質量％、より好ましくは１０〜２０質量％である。
ストロンチウム（Sr）の含有量は、好ましくは３０〜６０質量％、より好ましくは４０〜５０質量％である。
マグネシウム（Mg）の含有量は、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは５〜１０質量％である。
ユーロピウム（Eu）の含有量は、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
ジスプロシウム（Dy）の含有量は、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
【００４９】
この組成物は、上記必須元素以外にも酸素原子（好ましくは１０〜５０質量％、より好ましくは２０〜４０質量％）を含んでいてもよい。また、ホウ素原子、上記以外の放射線吸収原子（例えば、エルビウム等のランタノイド元素）等を含んでいても良く、更には、製造上不可避な不純物等を含んでいてもよい。
【００５０】
この場合、有害性の観点から、鉛元素を実質的に含まないことが好ましい。例えば、５質量％以下、好ましくは１質量％以下である。
【００５１】
また、この組成物の形状は、本発明の場合、粉体（粒状）加工が可能となっており、他の粉状、繊維状等の有機物（この場合、凍結性ゲル）に混入させ、冷却剤３３として使用可能となっている。
【００５２】
このように、組成物が粒状の場合は、例えば、平均粒子径が０．１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍとすればよい。
【００５３】
また、この組成物は、上記必須元素等を含有する化合物単独で使用してもよいし、例えば、水、有機溶剤（アルコール、エーテル等）、界面活性剤、樹脂バインダー、無機粒子、有機粒子、本発明以外の組成物等といった添加剤と併せて使用してもよい。
【００５４】
このような組成物の好適な製造方法は、ケイ素化合物、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、ユーロピウム化合物およびジスプロシウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備えることを特徴とする。具体的には、例えば、ケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）および酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を混合し、焼結する工程を経ることにより製造することができる。
【００５５】
ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等のいずれでもよいが、本発明ではＳｉＯ２が好適に用いられる。
【００５６】
配合割合は限定的でないが、例えば、
ケイ素酸化物２０〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％、
炭酸ストロンチウム２０〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％、
酸化マグネシウ５〜４０質量％、好ましくは１０〜３０質量％、
酸化ユーロピウム０．１〜５質量％、好ましくは０．２〜１質量％および
酸化ジスプロシウム０．１〜５質量％、好ましくは０．２〜１質量％、
とすればよい。
【００５７】
上記原料に加えて、さらにホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）等のホウ素化合物を加えてもよい。これにより、焼成時に金属間の電子移動を容易にさせ、酸化還元作用を促進させることができる。ホウ酸の配合量は限定的でないが、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．５〜３質量％である。
【００５８】
混合した後、ボールミル、ロッドミル等の粉砕機で上記原料を粉砕してもよいし、粉砕しなくてもよいが、本発明では粉砕することが好ましい。
【００５９】
焼成温度は、例えば、電気炉にて５００〜２０００℃、好ましくは１０００〜１５００℃とすればよい。
【００６０】
焼成雰囲気は、大気雰囲気および不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、好ましくは大気雰囲気である。
【００６１】
焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、１０分〜１０時間、好ましくは３０分〜５時間とすればよい。
【００６２】
＜冷却性能（放熱効果）＞
以上のように生成された冷却剤３３を用いた冷却部３を、着脱自在に装着する本発明の冷却装置１における放熱効果、すなわち冷却性能について、以下のように実験した。
まず、かかる冷却性能を測るための実験装置について説明する。
【００６３】
図１４に示すように、実験装置１００は、全体として矩形状の箱形をなし、本体部１０１と蓋部１０２とから構成される。本体部１０１の内部には、上述した送風手段４と同様の構成からなる送風手段１０３と、上述した吹出口６に相当する吹出部１０４と、上記冷却部３を覆う断熱材７とが配設されている。送風手段１０３は、ジョイント部１０３ａが、冷却部３の冷却フィン３１における一方の開口３１ａを有する端部と接続されている。また、吹出部１０４は、冷却部３の冷却フィン３１における他方の開口３１ｂを有する端部と接続されている。そして、これら送風手段１０３の直上と、吹出部１０４の他方の端部である吹出口１０４ｂ近傍には、それぞれ温度計１０６ａ、１０６ｂが設置されている。
【００６４】
また、実験装置１００の蓋部１０２側には、装置内部となる内側面にランプ１０７（消費電力８Ｗ）が配設されていると共に、このランプ１０７の外周側に向けて温度計１０６ｃ、１０６ｄが設置されている。
【００６５】
ここで、前提として、１ｋｗｈ＝８６０ｋｃａｌとして、人間の一日の基礎代謝を求めると、
１５４８ｋｃａｌ÷８６０＝１．８ｋｗｈ
１．８ｋｗｈ÷２４ｈ＝０．０７５ｋｗ＝７５ｗ
と導き出せる。これに基づいて導き出す、表面積あたりの発熱量（Ｗ／ｍ２）は、睡眠時において７０Ｗ、デスクワークにおいて１５０Ｗ、身体を動かす作業において６００Ｗとされる。従って、人体表面積を約２ｍ２として、最大で約１２００Ｗの発熱量となる。
【００６６】
次に、この実験装置１００を用いた放熱量（Ｗ）の実験による計算式は、空気の比重をγ（ｋｇ／ｍ３）、空気の比熱をＣ（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、空気の流量をＱ（ｍ３／秒）、排気温度をＴ１、投入空気温度をＴ０とすると、Ｗ＝γ・Ｃ・Ｑ（Ｔ１−Ｔ０）から求められる。このとき、１気圧ならば、γ・Ｃ≒１１５０としてよい。
【００６７】
本実験において、開口部３１ａの大きさは、
１３ｍｍ×１０２ｍｍ、
０．０１３ｍ×０．１０２ｍ＝０．００１３２６ｍ２である。
【００６８】
これに基づき、吹出し量（すなわち、空気の流量Ｑ）を算定すると、
０．００１３２６ｍ２×３．２ｍ／ｓ＝０．００４２４３２ｍ３／ｓとなる。
【００６９】
従って、実験装置１００による放熱量は以下のようになる。
Ｗ＝１１５０Ｊ／ｍ３・Ｋ×０．００４２４３２ｍ３／ｓ（Ｔ１−Ｔ０）
Ｗ＝４．８７９６８（Ｔ１−Ｔ０）Ｊ／ｓ
但し、１Ｊ＝１Ｗ・１ｓとする。
【００７０】
そして、実験装置１００のスタイロフォーム厚を２０ｍｍ、外形寸法を３００×６００×４９０ｍｍとし、冷却部３の重量を１４９１．３ｇとし、冷却部３の冷却フィン３１における隔壁３１ｃの形状を上述した図１３の（ａ）に示す形状とし、冷却部３の体積を１００３．５ｃｍ３とした。また、隔壁３１ｃの体積を２６５．２ｃｍ３とし、冷却剤３３の体積を７３８．３ｃｍ３とした。なお、実験時の外気温は２６．３℃であり、冷却フィン３１の内部温度は−１９．３℃であった。実験して得られた結果を表１および図１５のグラフに示す。
【００７１】
【表１】
2015034693.tif 000003
【００７２】
これにより、冷却剤３３を用いた冷却部３によれば、人体の冷却に十分な放熱量を得ることができる、すなわち冷却効果を発揮できることがわかる。
【００７３】
以上、説明したように、本実施形態の冷却装置１によれば、装置本体を形成する筺体２内部に、送風手段４と、この送風手段４を駆動するための電源部５と、筐体２内外を貫通する吹出口６とを設け、更に、送風手段４と吹出口６とに接続可能であり、断熱材７に覆われる冷却部３を着脱自在に設けるようにした。このとき、この冷却部３を、長手方向の両端部に開口３１ａ、３１ｂを有した中空構造からなり、内部の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃを有する冷却フィン３１と、冷却フィン３１の外周を覆うように配設されるケース３２と、冷却フィン３１とケース３２との間に介在するように充填され、冷却フィン３１内を通過する空気を冷却するための冷却剤３３とを備えて構成するようにした。従って、冷却部３を軽量化しつつコンパクト化することができるため、冷却装置１を全体として小型軽量化できる。また、冷却部３に流入される空気が冷却フィン３１を通過する際に、熱交換作用によって冷却され、さらに送風手段４によって強制的に送風されるため、十分な冷却効果を発揮できる。
【００７４】
しかも、冷却部３が着脱自在であるので、仮に冷却効果が薄れたとしても冷却部３を交換することで、引き続き冷却効果を得ることができる。
【００７５】
かくして、この冷却装置１によれば、小型軽量で、十分な冷却効果を発揮できる。
【００７６】
また、本実施形態の冷却装置１では、冷却部３が、冷却フィン３１の一方側（開口３１ａ側）の端部および他方側（開口３１ｂ側）の端部に、それぞれジョイント部８１、８２を介して、送風手段４と吸気口２２ａまたは吹出口６とが接続可能となっている。これにより、冷却部３を筐体２内部に着脱し易くなり、例えばメンテナンス等において冷却部３を交換する際などの作業が容易になるため、作業性・簡便性を満足できる。
【００７７】
さらに、筺体２の背面側にはウレタンパッド等からなるパッド部９が配設されているため、冷却装置１は、当該冷却装置１の使用者に快適な装着性を与えることができる。特に、冷却装置１を防護服に装着した場合、着用者に対して負荷を掛けることなく、より快適な装着性を与えることができる。
【００７８】
防護服を装着してから（すなわち、当該防護服の上から）冷却装置１を装着する場合、筐体２の背面における送風手段４の位置に対応して、筺体２外部の空気を送風手段４に取り込むための吸気口２２ａが設けられているため（図４〜図９の（ａ）をそれぞれ参照）、当該吸気口２２ａを防護服の内部に連通するように装着することで、当該防護服内の空気を冷却装置１に取り込んで循環させることができる。これにより、冷却装置１は、防護服の着用者に対して快適な状態で冷却された送風を与えることができる。
【００７９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜、種々の改良および設計の変更が可能である。
【００８０】
例えば、上述した実施形態においては、冷却フィン３１の隔壁３１ｃが、大小の矩形状をなし、冷却フィン３１の短手方向に沿って、それぞれ交互に傾斜した状態で連結されてなる場合について述べたが、一例であってこれに限られることはない。すなわち、隔壁３１ｃは、縦、横または斜め、もしくは、これらを組み合わせて設けられていればよい。すなわち、冷却フィン３１の隔壁３１ｃの形状としては、図１３の（ａ）との対応部分に同一符号を付した図１３の（ｂ）に示すように、冷却フィン３１の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃが、鋸刃形状をなしていてもよい。また、図１３の（ａ）との対応部分に同一符号を付した図１３の（ｄ）に示すように、前記鋸刃形状をなす隔壁３１ｃが、平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造（例えば、２段構造）になっているものであってもよい。
【００８１】
さらに、冷却フィン３１の短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁３１ｃは、図１３の（ａ）との対応部分に同一符号を付した図１３の（ｃ）に示すように、各々断面矩形状をなしており（すなわち、大小の矩形状をなす隔壁３１ｃが、それぞれ交互に傾斜した状態で連結されてなり）、これら矩形状の隔壁３１ｃが、それぞれ平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっているものであってもよい。
【００８２】
冷却フィン３１の隔壁３１ｃの形状を図１３の（ｄ）に示す２段構造の形状とした場合の冷却性能（放熱効果）を、前述と同様に評価した。
【００８３】
本実験において、開口部３１ａの大きさは、
１７ｍｍ×１０２ｍｍ、
０．０１７ｍ×０．１０２ｍ＝０．００１７３４ｍ２である。
【００８４】
これに基づき、吹出し量（すなわち、空気の流量Ｑ）を算定すると、
０．００１７３４ｍ２×３．２ｍ／ｓ＝０．００５５４８８ｍ３／ｓとなる。
【００８５】
従って、実験装置１００による放熱量は以下のようになる。
Ｗ＝１１５０Ｊ／ｍ３・Ｋ×０．００５５４８８ｍ３／ｓ（Ｔ１−Ｔ０）
Ｗ＝６．３８１１２（Ｔ１−Ｔ０）Ｊ／ｓ
但し、１Ｊ＝１Ｗ・１ｓとする。
【００８６】
そして、実験装置１００のスタイロフォーム厚を２０ｍｍ、外形寸法を３００×６００×４９０ｍｍとし、冷却部３の重量を２０２０．８ｇとし、冷却部３の体積を１３５９．５ｃｍ３とした。また、隔壁３１ｃの体積を３４６．８ｃｍ３とし、冷却剤３３の体積を１０１２．７ｃｍ３とした。なお、実験時の外気温は２６．６℃であり、冷却フィン３１の内部温度は−２２．３℃であり、アクリル表面温度は−１２．１℃であった。実験して得られた結果を表２および図１６のグラフに示す。
【００８７】
【表２】
2015034693.tif 000004
【００８８】
これによると、冷却フィン３１の隔壁３１ｃを上記多段構造とする分、空気が通過する際に触れる隔壁３１ｃの面積が広がり、また、冷却剤３３の体積も増えたことから、隔壁３１ｃを図１３の（ａ）に示す１段構造とする場合に比較して、より十分な放熱量を得ることができる。したがって、より十分な放熱量が求められる場合には、隔壁３１ｃの形状を多段構造の形状とすることもできる。
【符号の説明】
【００８９】
１    冷却装置
２    筐体
３    冷却部
３１    冷却フィン
３１ｃ  隔壁
３２    ケース
３３    冷却剤
４    送風手段
５    電源部
６    吹出口
８１    ジョイント部
８２    ジョイント部
９    パッド部
【図１】
2015034693.tif 000005
【図２】
2015034693.tif 000006
【図３】
2015034693.tif 000007
【図４】
2015034693.tif 000008
【図５】
2015034693.tif 000009
【図６】
2015034693.tif 000010
【図７】
2015034693.tif 000011
【図８】
2015034693.tif 000012
【図９】
2015034693.tif 000013
【図１０】
2015034693.tif 000014
【図１１】
2015034693.tif 000015
【図１２】
2015034693.tif 000016
【図１３】
2015034693.tif 000017
【図１４】
2015034693.tif 000018
【図１５】
2015034693.tif 000019
【図１６】
2015034693.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月31日(2014.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した空気を冷却して送風する冷却装置において、
装置本体を形成する筺体と、
前記筺体内部に着脱自在に配設され、前記吸入した空気を冷却する冷却部と、
前記冷却部に接続され、前記筺体外部から吸入した空気を、当該冷却部を介して送風する送風手段と、
前記筺体内部に配設され、前記送風手段を駆動させるための電源部と、
前記筺体の内外を貫通して配設され、前記筺体内部側に位置する端部に接続された前記冷却部から送風される冷却された空気を、前記筺体外部側に位置する端部から吹き出す吹出口と、
前記筺体内部に設けられ、前記冷却部を覆うように配置される断熱材と、を備えており、
前記冷却部は、
長手方向の両端部に開口を設け、内部に中空構造を有し、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を当該内部の中空構造に備えた冷却フィンと、
前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、
前記冷却フィンの外周であって当該冷却フィンと前記ケースとの間に介在するように充填される冷却剤とを含み、
前記冷却部は、前記冷却フィンの長手方向に沿って、前記中空構造に備えられた前記複数の隔壁の間に前記吸入した空気を通過させることにより、当該冷却フィンの外周に充填された前記冷却剤で当該吸入した空気を冷却することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
吸入した空気を冷却して送風する冷却装置であって、
前記吸入した空気を冷却する冷却部と、
電源部から供給される電力によって駆動され、前記吸入した空気を、筐体内外を貫通する吹出口に前記冷却部を介して導く送風手段とを備え、
前記冷却部は、
長手方向の両端部に開口を設け、内部に中空構造を有し、短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁を当該内部の中空構造に備えた冷却フィンと、
前記冷却フィンの外周を覆うように配設されるケースと、
前記冷却フィンの外周であって当該冷却フィンと前記ケースとの間に介在するように充填される冷却剤とを含み、
前記冷却部は、前記冷却フィンの長手方向に沿って、前記中空構造に備えられた前記複数の隔壁の間に前記吸入した空気を通過させることにより、当該冷却フィンの外周に充填された前記冷却剤で当該吸入した空気を冷却することを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記冷却部は、空気を取り込む吸気口に接続されており、
前記冷却装置は、前記送風手段によって前記吸気口から取り込まれた空気が、前記冷却部から当該送風手段を経由して、前記吹出口に吹き出される構造を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記送風手段は、ファンの回転速度を変化させることによって、前記冷却された空気が前記吹出口から吹き出される量を調節可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却装置の使用者に給水する水を貯水可能な水筒部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却剤は、凍結性ゲルであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記冷却剤は、前記凍結性ゲルに、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウムおよびジスプロシウムを必須元素とし、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウムおよび酸化ジスプロシウムを焼成して得られる組成物を、所定の比率で配合してなることを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却フィンの前記短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、鋸刃形状をなしており、
平面に対して直交する鉛直方向に積層された多段構造になっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記冷却フィンの前記短手方向に沿って交互に傾斜した複数の隔壁は、各々断面矩形状をなしており、
平面に対して直交する鉛直方向に拡大された巾広構造になっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記冷却部は、前記冷却フィンの両端部に、それぞれジョイント部を介して前記送風手段と、吸気口または前記吹出口とが接続可能となっていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記筺体には、パッド部が配設されていると共に、前記筺体外部の空気を前記送風手段に取り込むための吸気口が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2015034693.tif 000021
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
したがって、図４〜図９の（ａ）に示す冷却装置１では、送風手段４として、例えばクロスフローファン（その他のファンを用いてもよい）を採用するが、図４〜図９の（ｂ）に示す冷却装置１では、送風手段４として、上記クロスフローファンよりも小型のファンを採用できる。これにより、冷却装置１全体をさらに小型化したり、冷却装置１の大きさを維持したまま複数の小型ファンを搭載することによって、送風能力を向上させたりすることができる。なお、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）とは異なり、蓋部２１を取り外した状態のＡ−Ａ線矢視断面図を示している。