(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導繊維から成る加熱シートと、前記加熱シートに接合した断熱シートと、熱媒体を封入したチューブで構成した循環経路と、前記循環経路に接続して前記熱媒体を加熱する発熱部と、前記熱媒体を前記循環経路に循環させるポンプ装置とを備え、前記発熱部は、ブタンガスを燃料とした触媒燃焼装置で構成するとともに、前記ポンプ装置は、前記熱媒体の蒸発・凝縮により動作する熱駆動ポンプで構成し、前記発熱部を発熱させることにより前記熱媒体を前記循環経路を循環させる構成とし、さらに、前記循環経路を前記加熱シートと前記断熱シートで挟持する構成とした暖房用保温器。
【請求項２】
循環経路を加熱シートの中心近傍から左右両端部に広がるように配置した請求項１項記載の暖房用保温器。
【請求項３】
加熱シートの一端に発熱部とポンプ装置とを配置し、循環経路を前記発熱部とポンプ装置とを配置した側から加熱シートの他端に向かうように配置した請求項１記載の暖房用保温器。
【請求項４】
断熱シートは、チューブに加わる圧力を緩衝するクッション材とした請求項１記載の暖房用保温器。
【請求項５】
循環経路は、外壁にアルミニウム蒸着膜を設けた樹脂またはゴム製のチューブで構成した請求項１記載の暖房用保温器。
【請求項６】
アルミニウム蒸着膜の外側に樹脂膜を設けた請求項５記載の暖房用保温器。
【請求項７】
熱媒体は、水または水とアルコールとの混合液とした請求項１記載の暖房用保温器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、動力・ガスの供給が困難な高地・洋上・寒冷地で利用できる、自ら熱源を有している携帯式の暖房用保温器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の暖房用保温器としては、石油系燃料をエネルギ源としたガスストーブや懐炉などが広く普及している。しかしガスストーブは、裸火で危険であるとともに大部分のエネルギが大気中に放出されるものであり、非常に暖房効率が悪いものである。また懐炉では、局部しか暖房ができないという問題があった。
【０００３】
そこで、バッテリーを備え電気抵抗体を内部に分布させた暖房服やマット等が考えられているが、バッテリーの重さ当たりのエネルギ密度が低く、十分な時間、十分な熱を服やマットに供給できないものである。つまり十分な時間、十分な熱量を供給しようとすると、現在のバッテリーの技術では著しく重い物となり携帯には適さなくなるものである。
【０００４】
そこで、バッテリーなどよりはるかに高いエネルギ密度を持つ石油系燃料を触媒燃焼を利用して発熱させる方法が考えられている。この方法は、触媒燃焼熱によって石油系燃料を発熱させ、この発熱によって熱媒体である液体を衣類等の被加熱物に循環させて、被加熱物全体を温めるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記触媒燃焼によって熱媒体を循環させる構成のものでは、熱媒体を循環させるための循環経路を構成するチューブを密に配置する必要があり、循環中の熱媒体の量が多くなり、重くて柔軟性が少ないものになってしまうという課題を有している。
【０００６】
本発明はこのような従来の構成が有している課題を解決するもので、軽量で柔軟性に富む暖房用保温器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、熱伝導繊維から成る加熱シートと、前記加熱シートに接合した断熱シートと、熱媒体を封入したチューブで構成した循環経路と、前記循環経路に接続して前記熱媒体を加熱する発熱部と、前記熱媒体を前記循環経路に循環させるポンプ装置とを備え、前記発熱部は、ブタンガスを燃料とした触媒燃焼装置で構成するとともに、前記ポンプ装置は、前記熱媒体の蒸発・凝縮により動作する熱駆動ポンプで構成し、前記発熱部を発熱させることにより前記熱媒体を前記循環経路を循環させる構成とし、さらに、前記循環経路を前記加熱シートと前記断熱シートで挟持する構成としたものである。
【０００８】
【作用】
本発明の暖房用保温器は、触媒燃焼装置で構成した発熱部を発熱させてポンプ装置を動作させ、熱媒体を循環経路に循環させる構成により、携帯に便利な暖房用保温器を実現するとともに、熱媒体を封入したチューブで構成した循環経路を、熱伝導繊維から成る加熱シートと断熱シートとで挟み込むことで、短い循環経路を実現し、軽量で柔軟性に富む構成を実現している。また、熱媒体として水または水とアルコールとの混合液とすることで、使用環境に応じて熱媒体を使い分けることができる。
【０００９】
また、加熱シートの中心線近傍から左右両端部に広がる配置とした循環経路が、中央から左右に均一な加熱を実行し、暖房マットや暖房服として使用した場合に左右の温度差が小さく違和感のない使用感を与える暖房用保温器としている。
【００１０】
また、循環経路を加熱シートの下部から上部に向かうように配置して、温度分布が下部から上部に向かって徐々に低温となるようにし、頭部に近付くほど低温になり心地よい使用感が得られる暖房用保温器としている。
【００１１】
また、クッション材で構成した断熱シートがチューブに加わる圧力を緩衝し、熱媒体の流れが良好で安定した温度状態を保つ暖房用保温器としている。
【００１２】
また、外壁にアルミニウム蒸着膜を設けた樹脂またはゴム製のチューブで構成した循環経路として、熱媒体の漏れを防止でき、耐久性のよい暖房用保温器としている。
【００１３】
また、アルミニウム蒸着膜の外側に更に樹脂膜を設けた循環経路として、アルミニウム蒸着膜が保護され傷が生じにくく、一層耐久性の高い暖房用保温器としている。
【００１４】
また、熱媒体として水または水とアルコールとの混合液として、使用環境に応じて熱媒体を使い分けることができる暖房用保温器としている。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の暖房・保温器の第一の実施例について説明する。図１は、本実施例の構成を示す断面図である。熱伝導繊維で構成した加熱シート１の裏面には、断熱繊維で構成した断熱シート２を接合している。加熱シート１を構成する熱伝導繊維としては、天然繊維または合成繊維からなる糸条の周囲に可撓性の合成樹脂バインダーに分散した金属粒子層を形成したもの、あるいは熱拡散の良いアルミメッキしたガラス糸を編んだ構成としたもの、または金属繊維等が使用できるものである。また断熱シート２を構成する断熱繊維としては、例えばガラス繊維、木綿・羊毛等の繊維が使用できるものである。この加熱シート１の表面には、チューブ状もしくは袋状とした循環経路３を取り付けている。この加熱シート１、断熱シート２の一端には、発熱部４およびポンプ装置６を保持するケーシング７を取り付けている。
【００１６】
発熱部４は循環経路３に連通しており、循環経路３内に封入している熱媒体５を加熱している。発熱部４としては、ベンジンやブタンガス等を燃料とした触媒燃焼装置が考えられる。ポンプ装置６は、発熱部４が加熱した熱媒体５を循環経路３内に循環させている。ポンプ装置６としては、熱媒体５の蒸発・凝縮を応用した熱駆動ポンプやローリングポンプ等が考えられる。また本実施例では熱媒体５として、水または水に３５％のアルコールを混合した液体を使用するようにしている。
【００１７】
以下本実施例の動作について説明する。発熱部４を発熱させると、熱媒体５がポンプ装置６のポンプ作用によって循環経路３内を循環する。この循環によって、熱媒体５が有している熱は循環経路３の壁面から加熱シート１に伝達される。加熱シート１は熱伝導繊維で構成されているため、熱媒体５の熱は加熱シート１の全面に効率よく伝達される。加熱シート１の裏面には断熱シート２が貼られているので、加熱シート１に伝達された熱は熱放散が防止されて、保温されるものである。つまり発熱部４の発熱は効率よく暖房・保温に利用されるものである。
【００１８】
このとき本実施例では、熱媒体５として水あるいは水に３５％アルコールを混合した混合液を用いている。混合液には極寒地においても凍らないという特性がある。特に水に３５％アルコールを混合した混合液の場合には、−２０℃の極寒地においても凍ることはないものである。またアルコール濃度を３５％よりも大きくしていくと潜熱が低くなり、加熱シート１を温める熱効率が低下するものである。従ってアルコール濃度を３５％とすることは、このような極寒地での使用には最適となっているものである。なお水とアルコールの混合液は、水とアルコールとが共沸するため分離することは無いものである。
【００１９】
また前記極寒地での使用以外には、熱媒体５として水を使用することが適切である。水は潜熱が大きく、熱効率の高いものである。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、熱伝導繊維から成る加熱シートに熱媒体を封入した循環経路を使用する構成として、循環経路を短く構成でき、軽量で柔軟性に富む暖房用保温器としている。
【００２１】
また熱媒体として水または水とアルコールとの混合液を使用するようにして、使用環境に応じて熱媒体を使い分けることができる暖房用保温器としている。
【００２２】
（実施例２）
続いて本発明の第二の実施例について図２に基づいて説明する。本実施例の全体構成については、前記図１で説明した物と同様である。本実施例では循環経路３を、加熱シートの中心近傍から左右両端部に広がるように配置しているものである。
【００２３】
以下本実施例の動作について説明する。発熱部４を発熱させると熱媒体５が、ポンプ装置６のポンプ作用によって循環経路３内を循環する。熱媒体５の温度は、発熱部４の出口側が最も高温で、加熱シート１を循環するに従って加熱シート１に熱を奪われ、発熱部４の入口側に戻ってきた時には最も低温になっている。従って本実施例のように、循環経路３を加熱シート１の中央から左右方向に均等に広がるように配置しておけば、加熱シート１全体の温度分布は左右均一になるものである。従って、暖房マットや暖房服として使用した場合に左右の温度差が小さく違和感のない使用感が得られることとなる。
【００２４】
（実施例３）
次に本発明の第三の実施例について図３に基づいて説明する。本実施例では、加熱シート１の下端に発熱部４とポンプ装置６とを配置し、循環経路３を発熱部４とポンプ装置６とを配置した側から加熱シート１の上端に向かうように配置しているものである。
【００２５】
以上の構成として、頭寒足熱を実現する暖房保温器として作用するものである。加熱シート１の温度分布は、発熱部４とポンプ装置６とを配置した下端部が最も高く、上部に向かうに従って徐々に低温となるものである。つまり、暖房服として着用した場合には、腰の部分は暖かく頭部に近付くほど低温となるようにしているものである。このため、頭寒足熱を実現する構成となっており、心地よい使用感が得られる暖房用保温器を実現しているものである。
【００２６】
（実施例４）
続いて本発明の第四の実施例について説明する。本実施例では図４に示しているように、循環経路を構成するチューブ８をミシン縫製等の工法によって加熱シート１に糸９で縫い付けられている。チューブ８は、樹脂やゴムで構成しているものである。
【００２７】
以上の構成として、循環経路がずれにくく、安定した温度分布が得られる暖房用保温器として作用するものである。すなわち、チューブ８を加熱シート１に糸で縫い付けた構成にしているため、しっかり固定されているものである。このため暖房マットや暖房服として使用しても、位置ずれが生じにくく、安定した温度分布が得られるものである。また、ミシン縫製の工法を用いることにより、暖房服のように多品種のものを生産する場合に、縫製のパターンを変更するだけで対応できるのである。このため設備投資を軽減することができ、安価な暖房服を提供することができる。
【００２８】
（実施例５）
次に本発明の第五の実施例について説明する。本実施例では、図５に示しているように、循環経路８を構成する樹脂やゴムでできたチューブを加熱シート１内に編み込んでいるものである。
【００２９】
この構成とすることによって、循環経路８から加熱シート１への熱の伝達が良好でエネルギ効率の良い暖房用保温器として作用するものである。つまり、循環経路が加熱シート１内に編み込まれた構成となっているため、循環経路８の壁面と加熱シート１との接触面積を大きくとることができるものである。このため、循環経路８から加熱シート１への熱の伝達が良好となって、エネルギ効率が良く、燃料の消費量を節約でき、長時間使用可能な暖房用保温器を実現するものである。
【００３０】
（実施例６）
続いて本発明の第六の実施例について説明する。図６は本実施例の構成を説明する断面図である。循環経路８は、樹脂あるいはゴム製のチューブで構成しており、表面に複数の繊維状突起部１０を有している。この繊維状突起部１０は熱伝導繊維で構成しているものである。こうしてこの繊維状突起部を、加熱シート１を構成する熱伝導繊維を絡めるようにして加熱シート１内に編み込んでいるものである。
【００３１】
以上の構成として、循環経路８から加熱シート１への熱伝達が一層良好なエネルギ効率の良い暖房・保温器として作用しているものである。つまり、加熱シート１の熱伝導繊維を繊維状突起部１０に絡めるようにしているため、循環経路８と加熱シート１との接触面積はより一層増大するものである。したがって循環経路８の熱は繊維状突起部１０から加熱シート１に良好に伝わり、エネルギ効率は一層向上することとなる。したがって、燃料の消費量はさらに減少し、より長時間使用可能な暖房用保温器を実現するものである。
【００３２】
（実施例７）
続いて本発明の第七の実施例について説明する。図７は、本実施例の構成を説明する断面図である。本実施例では、循環経路８は樹脂やゴムでできたチューブで構成しており、加熱シート１と断熱シート１１とで挟み込んでいるものである。このサンドイッチ構成は、加熱シート１と断熱シート１１との間に樹脂のホットメルト接着剤やウレタン系接着剤を使用することによって、あるいは両面テープ等を設けたプレス加工による方法が考えられる。
【００３３】
以下本実施例の動作について説明する。発熱部４を発熱させると、熱媒体５はポンプ装置６のポンプ作用によって循環経路８内を循環する。循環経路８は加熱シート１と断熱シート１１とで挟み込んだ構成にしているため、加熱シート１への熱伝達は良好に行われるものである。またこのとき、本実施例では循環経路８は加熱シート１と断熱シート１１とで挟み込んだ構成にしているため、構成が簡単であり、プレス加工が使用できるため加工時間も短くすることができる。したがって加工費用が軽減され、安価な暖房用保温器を実現できるものである。
【００３４】
（実施例８）
次に本発明の第八の実施例について説明する。図８は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では断熱シート１２は、循環経路８を構成しているチューブに加わる圧力を緩衝するクッション材によって構成しているものである。また循環経路８を加熱シート１と断熱シート１２との間に挟み込む工法は、前記実施例７と同様、樹脂のホットメルト接着剤やウレタン系接着剤、両面テープ等を設けたプレス加工等が使用できるものである。
【００３５】
以下本実施例の動作について説明する。本実施例では断熱シート１２として、クッション材を使用している。クッション材には断熱効果があるため、本実施例によれば特に保温効果の良い暖房用保温器を実現できるものである。またクッション材は例えば暖房マットとして使用した場合に、人間の体重による循環経路８を構成するチューブに加わる圧力を緩衝し、循環経路８の変形を防止できるものである。したがって、熱媒体の流れは良好で、安定した温度状態を保つ暖房用保温器を実現するものである。
【００３６】
（実施例９）
続いて本発明の第九の実施例について説明する。図９は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では加熱シート１の断熱シート１１とは反対側の面に断熱層１３を接合しているものである。断熱層１３は実施例１で説明した断熱繊維を使用しており、加熱シート１に貼り付けた構成や加熱シート１の表面に断熱繊維を編み込んだ構成が考えられる。
【００３７】
以下本実施例の動作について説明する。本実施例では加熱シート１の断熱シート１１とは反対側の面すなわち人体に接触する側の面に断熱層１３を接合しているものである。このため加熱面が直接人体に接触せず、断熱層１３によって熱が和らげられるため温和な暖房感が得られる暖房用保温器を実現するものである。
【００３８】
（実施例１０）
次に本発明の第十の実施例について説明する。図１０は、本実施例の循環経路３の構成を示す断面図である。本実施例では循環経路３は、外壁にアルミニウム蒸着膜１５を設けた樹脂またはゴム製のチューブ１４で構成しているものである。またこの循環経路３の内部には熱媒体５が封入されている。
【００３９】
以下本実施例の動作について説明する。本実施例では循環経路３は、外壁にアルミニウム蒸着膜１５を設けた樹脂またはゴム製のチューブ１４で構成しているものである。このため、循環経路３のチューブ１４自体の分子間の空隙はアルミニウム蒸着膜１５によって塞がれているものである。したがって熱媒体５の蒸気が循環経路３から漏れることを防止され、循環経路３に封入されている熱媒体５は長期間使用しても減少することはないものである。つまり、耐久性の高い暖房用保温器を実現しているものである。
【００４０】
（実施例１１）
続いて本発明の第十一の実施例について説明する。図１１は、本実施例の循環経路３を示す断面図である。本実施例では、アルミニウム蒸着膜１５の外側に更に樹脂膜１６をコーティングによって設けているものである。
【００４１】
以下本実施例の動作を説明する。本実施例の循環経路３は、実施例１０とした構成の外側に更に外側に樹脂膜１６をコーティングしているものである。このため、一般的に使用法の荒い暖房マットや暖房服といったものにおいても、アルミニウム蒸着膜１５が保護されて傷が生じにくくなり、耐久性を一層向上した暖房用保温器を実現しているものである。
【００４２】
（実施例１２）
次に本発明の第十二の実施例について説明する。図１２は、本実施例の加熱シート１を示す断面図である。本実施例では加熱シート１自体で、循環経路３を構成するようにしているものである。つまり、可撓性材料でできた仕切板１８を加熱シート１内に設けているものである。また熱媒体５が外部に漏れないように、加熱シート１を密封袋１７で包んでいる。
【００４３】
以下本実施例の動作について説明する。本実施例では循環経路３自体が熱伝導繊維によって構成されているものである。このため、熱媒体からの熱伝達は直接加熱シート１へ伝わるものとなって、エネルギ効率が高くかつ構成が簡単な暖房用保温器を実現しているものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、短い循環経路により軽量で柔軟性に富む携帯に便利な暖房用保温器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施例の暖房用保温器の断面図
【図２】  本発明の第二の実施例の暖房用保温器の一部を切り欠いた断面平面図
【図３】  本発明の第三の実施例の暖房用保温器の一部を切り欠いた断面平面図
【図４】  本発明の第四の実施例の暖房用保温器の側面図
【図５】  本発明の第五の実施例の暖房用保温器の斜視図
【図６】  本発明の第六の実施例の暖房用保温器の斜視図
【図７】  本発明の第七の実施例の暖房用保温器の斜視図
【図８】  本発明の第八の実施例の暖房用保温器の斜視図
【図９】  本発明の第九の実施例の暖房用保温器の斜視図
【図１０】  本発明の第十の実施例の暖房用保温器の循環経路の斜視図
【図１１】  本発明の第十一の実施例の暖房用保温器の循環経路の斜視図
【図１２】  本発明の第十二の実施例の暖房用保温器の一部を切り欠いた断面平面図
【符号の説明】
１  加熱シート
２  断熱シート
３  循環経路
４  発熱部
５  熱媒体
６  ポンプ装置
８  循環経路
９  糸
１０  繊維状突起部
１１  断熱シート
１２  断熱シート
１３  断熱層
１４  チューブ
１５  アルミニウム蒸着膜
１６  樹脂膜
【図１】
0003811969.tif 000002
【図２】
0003811969.tif 000003
【図３】
0003811969.tif 000004
【図４】
0003811969.tif 000005
【図５】
0003811969.tif 000006
【図６】
0003811969.tif 000007
【図７】
0003811969.tif 000008
【図８】
0003811969.tif 000009
【図９】
0003811969.tif 000010
【図１０】
0003811969.tif 000011
【図１１】
0003811969.tif 000012
【図１２】
0003811969.tif 000013