(57)【要約】  装置（１）は、物体と接触した衣料（２）と、衣料（２）を冷却するためのクーラントと、クーラントを貯蔵するための手段とを含み、衣料（２）が、貯蔵手段に収容されたクーラントに熱を接触によって伝達するのに適した熱伝導性を備えた一つの伝導性ファブリック層を含むことを特徴とする。本装置は、非常に低温のクーラント物質を使用できるため、高いクーラント能力を有し、適用された物体に容易に適合し、非常に安全である。
2008510890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体と接触した衣料（２）と、前記衣料（２）を冷却するためのクーラントと、前記クーラントの貯蔵手段と、を含む、物体を冷却するための装置（１）において、前記衣料（２）は、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するのに適した熱伝導性を備えた一つの伝導性ファブリック層を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記伝導性ファブリック層から前記貯蔵手段に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するための手段を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物体を冷却するための装置において、熱を伝達するための前記手段は、前記伝導性ファブリック層と接触した少なくとも一つの金属ピース（５）を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項４】
請求項３に記載の物体を冷却するための装置において、前記金属ピース（５）は、前記伝導性ファブリック層と接触するためのプレート（６）と、前記プレート（６）と前記クーラントとの間に設けられた金属バー（７）と、を備えていることを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項５】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントへの熱の伝達を調節するための手段を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項６】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記クーラントは、極低温流体である、ことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項７】
請求項６に記載の物体を冷却するための装置において、前記極低温流体は、液体窒素（４）であることを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項８】
請求項６に記載の物体を冷却するための装置において、前記衣料（２）は、前記装置（１）が適用された前記物体の温度が所定値よりも下に低下しないようにするために、前記伝導性ファブリック層と前記物体との間に配置された、少なくとも一つのファブリック層を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項９】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記貯蔵手段は、少なくとも一つのタンク（３）を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の物体を冷却するための装置において、前記タンクは、気相状態の前記クーラントを放出するための手段（９）を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体、特に人間の身体を冷却するための、前記物体と接触した衣料と、前記衣料を冷却するためのクーラントとを含む種類の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野では、人間の身体と接触した衣料と、この衣料に組み込んだチューブのネットワークとを含み、このネットワークを通してクーラント即ち大量の熱を吸収する物質を循環する、人間の身体を冷却するための装置が既知である。
【０００３】
米国特許第５，４３８，７０７号には、複数の小さな開口部を含む小径のチューブのネットワークを備えた衣料を含む、冷却するための装置が開示されている。冷却システムは、前記チューブネットワークに加圧ガス、好ましくは空気又は二酸化炭素を供給し、前記圧縮ガスが前記チューブの小さな開口部を通って急速に膨張することに基づく。ガスは膨張時に冷え、これに伴って人の身体の近くにある空気もまた冷える。ガスの膨張により生じる冷却効果は、空気及び前記膨張に伴って発生するガスの流れによって補足される。こうした流れが着用者の身体を換気し、リフレッシュする。
【０００４】
米国特許第４，７３８，１１９号には、冷却するための装置が開示されている。この装置もまた、チューブのネットワークを備えた衣料を含み、これらのチューブは、この場合には、微小孔でできた構造を含む。冷却システムは、前記チューブ内に液体二酸化炭素を高圧で注入することに基づく。液体二酸化炭素は膨張し、固体二酸化炭素（ドライアイス）と気相状態の二酸化炭素の混合物に変換される。固体二酸化炭素は昇華して二酸化炭素ガスになり、チューブの微小孔を通って、衣料を形成する二枚のファブリック間に形成された隔室に放出される。この隔室には前記チューブが収容されている。前記隔室から、ガスが使用者の身体に向かって、透過性の内側のファブリックを通って流れる。昇華が起こっているとき、固体二酸化炭素は大量の熱を吸収し、衣料の着用者上で冷却効果を生じる。
【０００５】
上掲の特許に開示された装置には、クーラント物質が循環するチューブのネットワークを前記衣料に組み込むことによって衣料及びその使用者を冷却するという欠点がある。これには、多くの欠点がある。例えば、衣料が比較的非可撓性であり、前記衣料が破れると前記チューブのネットワークに悪影響がもたらされ、これにより冷却装置を無効にしてしまう。更に、前記ネットワークが破れるということは、前記クーラントが漏れるということを意味し、使用された物質の種類によっては、装置の使用者に重大な危険がもたらされる場合があるということを考慮しなければならない。
【０００６】
上掲の北米特許に開示された装置の別の欠点は、非常に低温のクーラントを使用するには適していないということである。これは、前記装置では、クーラントが衣料の使用者と接触するためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、以下に説明する利点を備えた物体を冷却するための装置を開発することによって上述の欠点を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的に従って、本発明の装置は、前記物体と接触した衣料と、前記衣料を冷却するためのクーラントと、前記クーラントを収容するための手段とを含む装置において、前記衣料が、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するのに適した熱伝導性を備えた、一つの伝導性ファブリック層を含むことを特徴とする装置である。
【０００９】
伝導性ファブリック層によって取り出された熱が前記貯蔵手段に収容されたクーラントに接触によって伝達されるため、装置には、装置が適用された物体と決して直接的に接触せず、チューブのネットワークを前記衣料に組み込む必要がないという利点がある。これは、クーラントが、常に前記貯蔵手段内に収容されたままであるためである。従って、衣料が破れても装置は作動を停止せず、また、前記衣料は可撓性であり、物体に容易に適合する。
【００１０】
本発明の装置が提供する別の利点は、クーラントと物体との間に直接的接触がないため、非常に低温のクーラント物質を、物体がこのような低い温度による悪影響を受けることなく、使用できるということである。このため、本発明の装置のクーラントの能力は非常に高く、かくして、消防士やボイラーマン等の職業人の身体等の、非常に高温の環境に曝される物体に対して適している。
【００１１】
本発明では、クーラントとは、相変化を受けたときにその容積に関して大量の潜熱を吸収し、かくして冷却効果を発生する任意の物質、又は相変化なしで大量の熱を吸収できる任意の物質を意味する。
【００１２】
熱伝導性とは、材料内を熱が伝達される速度を示す、材料の性質を意味する。
【００１３】
好ましくは、伝導性ファブリックの熱伝導性は、５０Ｗ／ｍ．ｋ．よりも高い。
【００１４】
好ましくは、前記装置は、前記伝導性ファブリック層から、前記貯蔵手段内に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するための手段を含む。
【００１５】
前記伝達手段の存在により、伝導性ファブリック層が、前記クーラント又は前記クーラントを収容した前記貯蔵手段と直接接触することがないようにする。これによって、装置の熱伝達の調節を行うことができ、従って、クーラント効果の調節を行うことができる。
【００１６】
有利には、熱を伝達するための前記手段は、伝導性ファブリック層と接触した少なくとも一つの金属ピースを含む。前記材料は、高い熱伝導性を備えているという利点がある。
【００１７】
更に有利には、前記少なくとも一つの金属ピースは、前記伝導性ファブリック層と接触するためのプレートと、前記プレートとクーラントとの間に設けられたバーとを含む。
【００１８】
前記プレートは、伝導性ファブリック層とクーラントとの間で熱交換が行われる接触表面積を増大する。かくして、総熱伝達量が増大し、これによって迅速な冷却効果が得られる。
【００１９】
プレートとクーラントとの間に設けられた金属バーは、接触プレートによって伝達される総熱量を調節するために作用できる構成要素を構成する。
【００２０】
好ましくは、前記装置は、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントへの熱の伝達を調節するための手段を含む。これらの特徴により、装置によって伝達される熱を制御でき、前記装置が適用された物体の必要に合わせて、伝達される熱を調節できる。
【００２１】
更に好ましくは、前記クーラントは極低温流体である。
【００２２】
有利には、前記極低温流体は液体窒素である。前記流体は、−１９６°の温度であるため、大量の熱を吸収できるという利点を有する。更に、無毒であり、不燃性であり、そして無臭であり、更に、低価格である。
【００２３】
好ましくは、使用されたクーラントが非常に低温である場合には、前記衣料は、装置が適用された物体の温度が所定値よりも下に下がらないようにするために、前記伝導性ファブリック層と前記物体との間に配置された少なくとも一つのファブリック層を含む。
【００２４】
好ましくは、前記貯蔵手段は、少なくとも一つのタンクを含む。
【００２５】
更に好ましくは、前記衣料は、前記タンクの取り付けを容易にするために、伝導性ファブリック層上に強いファブリック層を含む。
【００２６】
有利には、前記クーラントが極低温流体である場合には、前記タンクは、気相状態の前記クーラントを放出するための手段を含む。
【００２７】
上文中に説明した全ての事項を更によく理解するため、本発明の実施形態を概略に且つ単なる非限定的例として示す幾つかの図面を添付する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、任意の使用者の人体に装着された本発明の装置１の好ましい実施形態を示す。装置１は、衣料２と、この衣料２に配置された、液体窒素４が入った複数のタンク３とを含む。衣料２は、一つの伝導性ファブリック層（図示せず）を含む。このファブリック層は、前記タンク３に貯蔵された液体窒素４に熱を接触によって伝達するのに適した熱伝導性を備えている。
【００２９】
前記タンク３の各々は、前記伝導性ファブリック層と接触した金属ピース５を含み、この金属ピースは、タンク３に収容されたクーラントに熱を伝達する。前記金属ピース５は、伝導性ファブリックと接触したプレート６と、前記プレート６と前記伝導性ファブリック層との間に設けられたエルボ状中実バー７とを含む。
【００３０】
図１のタンク３の一つ及び金属ピース５の断面を示す図２でわかるように、タンク３の下部分には、液体窒素４を導入するバルブ８と、ガスに変化した後の窒素を放出する別のバルブ９が設けられている。気相状態の窒素４は、タンク３の上部分に溜まるため、気相状態の窒素４を前記タンク３の下部分に配置されたバルブ９に運ぶためのチューブ１０が設けられている。
【００３１】
窒素４を液状に保持するため、タンクには、間に真空を発生させた二つの層１１を含む断熱手段が設けられている。
【００３２】
更に、図２が示すように、タンク３は、延長部１２を含み、この延長部の自由端部は、断熱体を備えていない平らなゾーン１３を形成する。この平らなゾーン１３は、伝導性ファブリック層から来る熱をタンク３内の液体窒素４に接触によって伝達するように、特定的に設計されている。接触による伝達は、金属ピース５の中実バー７の端部１５の平らな面１４を通して行われる。
【００３３】
クーラント、この場合には液体窒素４、への熱伝達を調節するため、装置１は、タンク３の延長部１２及び中実バー７の端部１５の外壁に取り付けられたねじ山を備えたピース１６を含む。前記ねじ山を備えたピース１６を一方の方向又は他方の方向に作動すると、延長部１２の外壁及び端部１５が互いに向かって近づくか或いは互いから遠ざかり、これによって、熱伝達を装置１の作動位置から非作動位置まで調節できる。
【００３４】
図３及び図４は、装置１のタンク３の１つ及び金属ピース５の詳細を、作動位置及び非作動位置の夫々で示す。
【００３５】
図４でわかるように、装置１の作動位置では、タンク３の延長部１２の平らなゾーン１３が中実バー７の端部１５の平らな面１４と接触している。かくして、衣料２の伝導性ファブリック層から、熱が、プレート６、バー７、及びタンク３の延長部１２の平らなゾーン１３を通して液体窒素４に伝達される。
【００３６】
装置１の非作動位置では、図３に示すように、バー７の平らな面１４及びタンク３の延長部１２の平らなゾーン１３が間隔を隔てられており、そのため、クーラントへの熱伝達を無視できる。
【００３７】
次に、本発明の現在の好ましい実施形態の装置１の作動モードを説明する。
【００３８】
先ず最初に、クーラントを衣料２のタンク３の各々に充填しなければならない。この目的のため、前記装置１が非作動位置にあることを確かめなければならない。
【００３９】
クーラント、この場合には液体窒素４、をバルブ８を通してタンク３に供給する。充填は、加圧取り出し装置を装着したタンクから、このタンクを装置１のタンク３に連結するホースを使用して行われる。充填された液体窒素４によってタンク３内で押し出された空気又は気相状態の窒素は、バルブ９を通して外部に放出される。
【００４０】
クーラント４を充填した後、使用者は、衣料２が皮膚と直接的に接触したままであるようにして、装置１を身につける。使用者が消防士である場合には、消火服等の任意の他の衣料を前記装置１に重ねて着てもよい。
【００４１】
冷却効果を得ようとするときの数分前に装置１を作動しなければならない。装置を作動するため、タンク３の延長部１２の平らなゾーン１３が中実バー７の平らな面１４と接触するようにピース１６を移動する。前記中実バー７はプレート６に連結されており、このプレートは、衣料２の伝導性ファブリック層に連結されている。前記伝導性ファブリック層は、使用者の身体が受け取った熱を吸収する。この熱は、内部熱源（身体の動き）からの熱、又は外部熱源（消防士の場合には火炎）からの熱である。
【００４２】
装置１を作動した後、伝導性ファブリック層から、熱が、タンク３内に収容された液体窒素４に接触によって伝達される。
【００４３】
液体窒素４は、相変化時に大量の熱を吸収し、−１９６°でガスになる。この理由により、液体窒素は大きなクーラント能力を有し、そのため、前記装置１を適用した物体が高温環境に曝される場合、装置１用のクーラントとして使用するのに非常に適したものとなる。これは、例えば、消防士の人体の場合である。
【００４４】
ガスに転換した液体窒素４は、これをバルブ９を通して放出するのに適した所定の圧力及び温度に達するまで、タンク３内に溜まる。このガスを放出することにより、衣料２に極めて高い冷却が加えられる。これは、ガスが、放出時に、依然として前記衣料の温度よりも低い温度であるためである。
【００４５】
装置１のクーラント効果は、全ての液体窒素４がガスに変換された後でも維持される。これは、窒素の相変化が−１９６°の温度で起こるためである。しかしながら、このガスの温度が上昇し、バルブ９を通って放出されるに従って、装置１のクーラント効果は、伝導性ファブリック層が受け取った熱を吸収できなくなくなり始めるまで低下する。この時点で、使用者は、極めて高温の環境にいる場合には、家屋から脱出するか、或いは、使用していた装置１を、クーラントの充填を最近行った別の装置と交換するかしなければならない。
【００４６】
驚くべきことに、本発明の装置１は、非常に低温のクーラント物質を使用できるため、高いクーラント能力を備えており、装置１が適用される物体に容易に適合し、クーラント４を前記物体と直接接触させる必要なしにクーラント効果が得られるため、非常に安全である。
【００４７】
装置１が適用される物体が人体である本発明の好ましい実施形態を説明したが、前記装置１は、任意の種類の物体の冷却に、生体であるか否かに関わらず、例えば食品や飲料の冷却に適用できるということに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、人間に装着した、複数のクーラントタンクを含む本発明の１つの装置の好ましい実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、図１のタンクの１つ及び金属ピースの断面図である。
【図３】図３は、非作動位置での図１のタンクの１つ及び金属ピースの詳細断面図である。
【図４】図４は、作動位置での図１のタンクの１つ及び金属ピースの詳細断面図である。
【図１】
2008510890.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月24日(2007.1.24)
【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】
物体と接触した衣料（２）と、前記衣料（２）を冷却するためのクーラントと、前記クーラントの貯蔵手段と、を含む、物体を冷却するための装置（１）において、前記衣料（２）は、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するのに適した熱伝導性を備えた一つの伝導性ファブリック層を含み、前記クーラントは極低温流体であり、前記極低温流体は液体窒素であることを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記伝導性ファブリック層から前記貯蔵手段に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するための手段を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物体を冷却するための装置において、熱を伝達するための前記手段は、前記伝導性ファブリック層と接触した少なくとも一つの金属ピース（５）を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項４】
請求項３に記載の物体を冷却するための装置において、前記金属ピース（５）は、前記伝導性ファブリック層と接触するためのプレート（６）と、前記プレート（６）と前記クーラントとの間に設けられた金属バー（７）と、を備えていることを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項５】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントへの熱の伝達を調節するための手段を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項６】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記衣料（２）は、前記装置（１）が適用された前記物体の温度が所定値よりも下に低下しないようにするために、前記伝導性ファブリック層と前記物体との間に配置された、少なくとも一つのファブリック層を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項７】
請求項１に記載の物体を冷却するための装置において、前記貯蔵手段は、少なくとも一つのタンク（３）を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【請求項８】
請求項７に記載の物体を冷却するための装置において、前記タンクは、気相状態の前記クーラントを放出するための手段（９）を含むことを特徴とする、物体を冷却するための装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この目的に従って、本発明の装置は、前記物体と接触した衣料と、前記衣料を冷却するためのクーラントと、前記クーラントを収容するための手段とを含む装置において、前記衣料が、前記貯蔵手段に収容された前記クーラントに熱を接触によって伝達するのに適した熱伝導性を備えた、一つの伝導性ファブリック層を含み、前記クーラントが極低温流体であり、前記極低温流体が液体窒素であることを特徴とする装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
前記液体窒素は、−１９６°の温度であるため、大量の熱を吸収できるという利点を有する。更に、無毒であり、不燃性であり、そして無臭であり、更に、低価格である。
【国際調査報告】
2008510890.tif 000007
2008510890.tif 000008
2008510890.tif 000009