JPS61284245A - 懐炉用均熱着衣 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野および目的１ 本発明は懐炉用着衣に関する。小型の携行発熱体である
懐炉は、手軽な携帯用防寒暖熱几として用いられている
が、局所的効果しか有さないために用途、普及が限定さ
れている。本発明は、このような事由に鑑み、懐炉によ
る発熱を身体に均一に分散する機能を有する着衣の製作
を目的とするものである。

１発明の構成１ 本発明の構成は発熱の分散にヒートパイプを利用するこ
とを特徴とする。該ヒートパイプは着衣に装着可能で、
しがら身体の運動に大きな妨げとならないように、自由
に湾曲、変形させる事が可能である、即ちフレキシブル
でなければならない。

但し、ヒートパイプを形成する総ての材質がフレキシブ
ルであること意味するではなく、全体としである程度の
形状の変化が可能であればよい。以−ヒの要件さえ満た
しヒートパイプとして磯°能するものであれば、ヒート
パイプの型式、形状、大きさは問わない。フレキシブル
なヒートパイプは、振動源が存在したり組み立てが困難
な場所でのヒ−ドパイブの使用に用いられ、ベロー型の
構造やプラスチック製の７°レキシブルチユーブの使用
により米国などでは既に製造されている。（「ヒートパ
イプ応用」　池田義雄他編者　学献社　１９８１参照） ヒートパイプはその優れた熱伝達特性によって知られて
いるが、これは伝熱がその内に封じ込められた作用流体
の潜熱によるためである。ヒートパイプはその間で熱交
換を行う二極と、両極を結ぶ作用流体の蒸気と液相が往
来する通路よりなる。

二極のうち高温側は作用流体の気化部、低温側は凝縮部
となり、低温側で凝結した作用流体は上記通路内のウィ
ックと称する部分における毛細管流あるいは浸透流によ
って高温側に還流し、以ドこの気化と凝縮を繰り返すこ
とにより、高温側から低温側に至る極めて速やかな熱伝
達を果たす。

本発明に係る着衣は、その内に発熱体を保持することの
できるポケットのような部分をもち、更に７レキシプル
なヒートパイプを装着し、その二極の内の一方をこの発
熱体の保持部に接触させて発熱体と密着させ、もう−ノ
ｊを着衣の適当な場所に配置することによって、そこ・
＼の発熱体の熱の伝達を行う８！能を有するものである
。密着させるとは、容易な熱交換を可能ならしめること
を意味し、必ずしもヒートパイプの樟の一力が直接発熱
体と接触することを意味せず、開に他の熱伝達のための
媒体を介する北もある。このような７レキシプルなヒー
トパイプを単数あるいは複数使用することによって着衣
全体への、或は着衣の特定の領域への均一な熱の分散が
ｌ′Ｉ丁能になる。

本発明で言う着衣とは、男性用父性用を問わず身体に着
ける衣料一般を指しその種類を特定°しない。川１ち、
］二４、チａ・スキ、コート、ズボンのようなものから
、帽子、靴ド、手袋のように身体の−・部に使用する衣
類ら含む。日常の用に足すもののみでなく、非常用の耐
寒、防寒服、作業着、スキー等のスポーツ、単車運転者
用の防寒服、潜水服などの特殊用途に用いるもの、ある
いは、毛布、布団、携行可能な簡易寝具であるシュラー
フザックなど、身にまとうことによって、ｖ４温効果を
得ようとするための総てのらのをここに言う衣類と見な
す。布や繊維を全く用いず、７レキシプルなヒートパイ
プを身体に着けることができるようにまとめあげただけ
の簡単な構造のものでもこれに含まれる。また身につけ
ているときに上記の機能を有するものであれば、脱衣し
たときに複数に分離するようなものであってもここにｎ
う衣類に属する。例えば、ヒートパイプを装着したる下
着と発熱体を保持したる−１−着が、両ノｊを着衣する
ときのみヒートパイプと発熱体が密着して本発明に係る
着衣として８！能するような場合である。この場合、に
１着は通常の背広等の−Ｌ着で単にその内ポケット等に
発熱体を保持しているに過ぎない場合は、ヒートパイプ
を装着した下着のみが本発明に係る着衣で、上着のポケ
ットはここで言う発熱体を保持する箇所ではなく、上着
側の発熱体に密着しこれから熱を受は取る下着側のある
特定の部分がここに言う発熱体を保持する箇所と見なせ
るが、上着側に下着側のヒートパイプとの効率的な熱交
換を果りすべくポケット等に発熱体保持のための特別の
処置があれば、■１着のポケットが発熱体を保持する箇
所になり、上着ら本発明にががる着衣の一部である。

これらの衣類はいずれら懐炉のような携行可能な発熱体
を保持する箇所を有することを特徴とするが、その保持
する箇所の個数、発熱体の種類、発熱の機構、大きさ、
形状、個数は問わない。保持するとは発熱体とヒートパ
イプの密着が可能である状態に保持する意味であり、必
ずしも機械的な保持、携行能力を有することを意味しな
い。

本発明に係る着衣は発熱体の発熱の分散を第一の１的と
するものであるが、同一の構成を保ったまま発熱体に代
えて冷却体をこの着衣に保持すると、逆に冷却効果を均
一に分散させることがて゛きる。冷却体としては、携行
１１丁能な融解熱を利用した吸熱体などが市販されてい
るが、本発明に係る−に１着やズボンでこの冷却体を携
帯すると加温に代えて冷却効果を得ることができる。し
かしながら、σ季に高温多湿の環境を有する我が国にお
いて、単に冷却効果しか持たない衣服をＸｉ用しても、
果たして快適であるか否かは疑問とする所であるが、乾
燥気候の地域における使用や、防火服、耐熱層などへの
特殊な用途に対しては、功を奏すると思われる。

本発明の構成は以上であるが、以下にフレキシブルヒー
トパイプと着衣への装着についての実施例を挙げ、具体
的に詳述する。

１実施例及び効果］ 本発明の構成において最も重要なのはフレキシブルなヒ
ー・ドパイブである。周知技術として７レキシプルヒー
トパイプの存在が認められる事は前述の通りであるが、
従来式のものは用途が異なるので本発明に係る衣服に装
着するものとしては適さない。以下に本発明に適用ｒ＋
Ｔ能なフレキシブルヒートバイブの２，３の具体例を挙
げる。

最も基本的な形状である管状のものを例に収ると、これ
は母体となるフレキシブル管、作用流体、ウィック、両
端の凝縮部あるいは気化部における熱の良導体よりなる
。第１図にこの一例の管軸方向の断面図、ｆ１２図に管
軸に垂直な方向の断面図を記す。実際には管軸方向の長
さは管径に比較して更に長く、また管の断面の形状も円
形であるとは限らない。

フレキシブル管１】はかどう性のあるフレキシブルな材
質よりなる中空のバイブであり、この内部に作用流体蒸
気、およびウィックに浸透した作用流体液がＩＩじ込め
られる。作用流体としては身体に着用するものに用いる
のであるから、通常懐炉を使用したときに予想される２
０〜８０℃の作動温度域の、１．．ｉ、からも、また扱
い易さの、αからも水が標準的である。水であれば、５
が一衣服が破＃１して作用流体がヒートパイプの外に遺
漏したときにも害を及ぼすことが少ない。寒冷地域で使
用する場合や冷却体を使用するときで、水では凍り付い
てしまうようなときにはエタ／−ル、メタ／−ル、アセ
トン等の凝固点の低い物質を作用流体として用いる。

ウィックは作用流体液の毛細管流を凝縮部１５と気化部
１４を結んで形成させるものであるが、標や的なヒート
パイプでは、外形を構成するパイプの内周部を覆うよう
に金網を張り巡らしたものや、同じく内周部に管軸方向
の溝を多数設けたものが用いられる。本発明では、ヒー
トパイプを衣服に装着するので７レキシプルであること
が要求されるが、この観、αからは比較的径の細いもの
が望ましい。最も太い場合でも実用性を維持するには外
径は２〜３　ｃ＋ｍＰＡ度までである。細ければ細いほ
ど身体の動きにたいする抵抗も少なく衣服への５１ｔ着
ら容易である。綱いヒートパイプを製作するには内部構
造は簡単であるほうがよいが、金網や溝を設けるのでは
手数がかかりすぎる。そこで第１図に示す例では、ウィ
ックの構成に繊維束を用いている。いわゆる糸や紐の類
いである。フレキシブル管の内径より細い糸状の繊維束
１２が管内を走り管の両端即ち凝結部と気化部に至って
いる。

ｍ維東１２は作用流体液で十分湿間しており、ヒートパ
イプの動作時にはこの中に形成される作用流体液の毛ｌ
Ｉａ管流により作用流体液は凝縮部から気化部に向けて
輸送される。フレキシブル管内の繊維束により占有され
ない部分は作用流体蒸気相の通路となる空間１０となっ
ており、この作用流体蒸気空間ｌＯが凝縮部と気化部の
間を通して連通していなければヒートパイプは機能しな
い。もし途中で作用流体の敦滴が形成されこれによって
空間１０が閉塞されれば、そのような機能停止のπ態に
陥る。この観点からは、フレキシブル管の材質は作用流
体液相に対して濡れ性が悪り、ＷＬ維東表面は逆に作用
流体液相に対して比較的現性である方がよい。

７レキシプル管の両端は金属等の熱の良導体１３により
閉じられており、一方が凝ｆｆｉ部１５池刀が気化部１
４となっている。懐炉を使用するときには、気化部が懐
炉に１Ｕ接接触するかあるいは他の熱の良導体を介して
接触し、懐炉と容易に熱交換ができるように７レキシプ
ル管が衣服に装着される必要がある。標準的なヒートパ
イプでは凝縮部と気化部は対称で構造的に異なるところ
は無く、相対的に高温側になった方が気化部、低温側に
なった／７　ｆｒｔ凝縮部となるが、本発明に係るヒー
トパイプの利用もこの７への事↑ｎは同じであるので、
懐炉に代えて冷却体を使用するときには、逐一ヒートパ
イプを逆に装着し直さなくとも、懐炉と同じ位置に冷却
体を保持すると、懐炉の時には気化部だったところが今
度は凝縮部となる。一方、懐炉あるいは冷却体と接触し
ないもう一力の７レキシプル管の端部は衣服の適当な位
置に配置され、懐炉の場合にはその場所に懐炉の熱を伝
え、冷却体の場合にはその場所から熱を塚って冷却体に
吸熱させる。第３図に同じく管状のヒートパイプの別の
一例の管軸にモ行な方向の断面図を示すが、第一図の場
合と比較して、熱の良導体で管端が閑じられているのは
一端だけで、もう一方の端は７レキシプル管の材質のま
ま閑じられている。第一図の場合には、熱の交換はフレ
キシブル管の両端１５゜１４の間で優先的になされるが
、ｆＪＳ３図の場合にはフレキシブル管全体が熱交換の
一方の相手となる。即ち、第３図には懐炉を使用する場
合が示されているが、懐炉に接する気化部１４よりヒー
トパイプに伝達された熱はフレキシブル管全体を加温す
る。但し作用流体の凝縮熱を受けるのは繊維束であるか
ら、厳密にはａｍｍ全全体ある。１３を冷却体に密着さ
せるときには気化部１４であったところは凝縮部となり
フレキシブル管全体の温度を下げる。第３図の場合の方
が熱の分散度は高くなるが、後述するようにフレキシブ
ル管に使用１丁能な材質は一般に熱伝導率が低いので、
分散能率は低くなる。

フレキシブル管内への作用流体液及び作用流体蒸気の封
じ込め及び作用流体以外のガスの抜き取りは、一般のヒ
ートパイプの製法、検査法に準じ回行つ。これらは既に
周知技術であるのでここでは記載しない。

第１図あるいは第３図に示す管状のフレキシブルヒート
バイブを多数、各の管軸を平行にして並べ互いに接着す
ると一枚の平板状にまとめあげることができるが、この
ようなシート状のヒートパイプを着衣に装着してもよい
。あらかじガシート状にしたものを用いると衣服への装
着が容易である場合もある。

ｆｊＳ４図にはフレキシブルなシート状ヒートパイプの
別の一例を示す。上述の管状のものをまとめあげたもの
と類似の構造であるが、まとめあげた容管を貫いて各々
の管軸に垂直な方向にも作用流体蒸気の通路と繊維束を
設け、繊維束を網状に配位した構造と８える。別の見方
をすると、７レキシプルなシートを２枚用意して向かい
合わせ、その間に網状の繊維束をサンドウィッチ状には
さみ、２枚が完全にくっついてしまわぬようにｍｍに支
持体４２を介在させた構造である。繊維束はウィックに
、２枚のフレキシブルシートの間の空隙は作用流体蒸気
のための空間１０となる。第４図では構造を見易くする
ために途中の断面を表しているが、このシートの周囲は
適当な熱の良導体あるいは充填剤により閉塞され、シー
ト間の空間１０及びａ雑書１２は管状のヒートパイプの
場合と同じく密封されなければならない。第４図では繊
維束が規則正しく互いに十字に交差するように配位され
ているが、第５図はシート状ヒートパイプのこの繊維束
の１本に着目し、それとモ行な方向のシートの縦断面の
一部を示したものである６図の右ノｊはシートの端を示
し、ｆｊＳ１図やｆ：ｔＳ３図の場合と同じく、熱の良
導体１３によって閑じられ作用流体蒸気空間１０と繊維
束１２がシート間に封じ込められていることを示してい
る。このシート状ヒートパイプが保温用着衣に装着され
た場合には、端部の熱の良導体１３は発熱体または他の
ヒートパイプの凝縮部と密着させられ、シート状ヒート
パイプ内に熱を伝達供給する役割を果たす。この熱は他
のヒートパイプの場合と同じく、シート状ヒートパイプ
の全体に速やかに伝達され、シート全体を加温する。

次に７レキシプルヒートバイブの材質、強・度などにつ
いて、管状のものを例に詳述するが、シート状のものは
これに準する。フレキシブル管として通常用いられてい
る材質としては、軟質塩化ビニル、ふっ素樹脂、ポリエ
ステル系熱可塑性エラストマー、ポリエチレン系樹脂な
どがある。ヒートパイプに用いるには動作温度域内で作
用流体にたいして化学的に不活性で、これを封じ込める
ことができなければならないが、作用流体として水を用
いる場合にはこれらはいずれも使用可能である。特にふ
っ素樹脂は水に対する濡れ性も少なく強度的にも安定し
、ＪＩＳ規格で表示され市販されている細管もある。

ウィックとなる繊維束には天然繊維、合成繊維、或はプ
ラス繊維等の無機質繊維のいずれもが使用可能である。

作用流体液の毛細管流を形成する点では、紙のバルブ繊
維も利用可能であるが、フレキシブル管の折り曲げ、湾
曲の反復に伴い繊維がバラバラになってしまうとヒート
パイプの８！能が停止してしまうので、直接荷重がかか
ることはないがある程度の強度は必要とされ、バルブ繊
維の利用には加工法により限定される。非常に細い径の
ものを用い７レキシプル性を損なわないのであれば、金
属製の針金を束ねたものであってもよい。

この場合には通常金網等の形でウィック材として用いら
れる銅、ニッケル、ステンレス等の各種金属、合金が利
用できる。近年合成繊維を用いた中空でしかも管壁にミ
クロの穴を有する細管が製作され、透析や、溶液中の溶
存気体や混合気体の号離に用いられているが、これらを
ウィックに利用すると後述する作用流体の循環能率が高
められることが期待できる。ｆｊＳ１図のタイプのヒー
トパイプであれば、管壁に穴の空いている必要はない。

単なる中空の細管を一本あるいは数本束ねれば、アーテ
リ型のヒートパイプになる。

次に７レキシプル管に要求される強度、寸法について述
べる。用いる作用流体の種類にもよるが、一般的にヒー
トパイプ内の圧力は外圧即ち大気圧に比較して小さくな
る６水の場合には、蒸気圧が常温２５℃で２４ｍ５＋Ｈ
ｇ、標準的な人の体温３６℃で４５−−Ｈｇ’Ｃあるが
、これらと大気圧７６０ｍ５＋ＩＩｇとの差が動作時に
はフレキシブル管にかかることになる。従って７レキシ
プル管はこの差に相当する圧力に耐えな（すればならな
い。７６０論−ｎｇからみるとＪ１記の蒸気圧の値は無
視できるほどであるから、北天上真空ポンプの稼動時に
使用する真空チューブとほぼ同じ強度的特性が要求され
る。

管を良い薄肉円筒（Ｔｂｉｎ　ｃｙｌ　１ｎｄｅｒ）と
してモデル化し、外圧のみが管にかかるとしてその耐圧
限界を求めると、限界圧力をＰｃ、管の肉厚をし、管の
一外半径と内半径の謬均を「、管の材質の縦弾性係数（
ヤング″Ｗ）をＥとして次の関係がある。

−例として、管の直径が約ｈ１、肉厚ＯＪｍｇ＋のフレ
キシブルなヒートパイプを製作する場合をとると、「＝
Ｑ、５．　　ｔ＝０．１を代入し、材質には縦弾性係数
が４００　ｋｇｗ／ａｍ２のものを用いるとすると、Ｐ
ｃの値として約１　ｋＨｗ／ｃｍ２（：約１気圧）を得
るので、縦弾性係数がこの値より大なる材質を用いれば
強度的な条件は満たさ沈る。萌述の材質の中では、例え
ばふっ素樹脂の一種であるポリ四ふっ化エチレン（Ｐｏ
ｌｙＬｅｔｒａｒ　ＩｕｏｒｏｅＬｈｙｌｅｎｅ）Ｃは
４０００ｋｇｗ／ａｎ２、軟質のポリエステル系の熱可
塑性エラストマー（ＴｈｅｒｌｌｏｐｌａｓＬｉｃ　Ｅ
ｌａｓＬｏｓｅｒ）で５２０ｋｇｍ、／Ｃｍ２である。

縦弾性係数の更に小さい材質を用いるときには管径にた
いして肉厚を増せばよい。軟質塩化ビニルでは加塑材の
添加量によって弾性特性がことなるが、真空チューブと
してよく用いられている。この時材質の強度が不十分で
大気圧により潰されてしまう場合があるが、これをさけ
るために管の内部あるいは肉厚中にスパイラル状の金属
線を挿入して補強する。本発明に利用する７レキシプル
管にこのような補強を行ってもヒートパイプの８！能に
は支障がない。一般に０式より明らかなように管径が小
さいほど強度的には有利であるから、細い７レキシプル
管の使用が好ましい本発明には都合がよい。

次にヒートパイプの熱伝達能について述べる。

１三に管状の第１図のタイプのものを対象にし・て話を
進める。ヒートパイプによる熱の伝達は、作用流体の潜
熱によるものであるが、従って作用流体の循環能力によ
ってその熱伝達能が決められる。

即ち、ヒートパイプの定常的な動作状態に於いて、作用
流体の１１を位時間における循環量を１−とすると、気
化部から凝縮部にいたる単位時間当たりの熱の伝達″！
ｊ、Ｑは、 Ｑ＝ΔＨ・Ｌ、　　−−−−−−−−−−−−−一■で
与えられる。ここにΔＨは作用流体の気化熱であり、水
の場合には約５４０ｃａ　ｌ　７ｇである。作用流体の
循環の駆動力はウィックの毛細管流を生ざしめる表面張
力であるが、これによる圧力をＰ、毛細管流がクイック
内の流動にたいして受ける圧力損失をＰｗ、作用流体蒸
気がフレキシブル管の空間内を通過する際に受ける圧力
損失をＰＶ％重力による圧力損失をｐｇ、とすると次の
関係がある。

Ｐ　＝　　Ｐｗ　＋　　Ｐｖ　＋　　Ｐｇ　　−−−−
−−−■ここで１】は、ウィックとなるＩａ、ＩＩＩ内
の細孔゛牲径をＲ１作用流体液の表面張力をγ、作用流
体液の繊維に対する接触角をθとすると、 で怪えられる。水を例にとると、常温でγ＝〜７０ｄｙ
ｎ／ｃｍ、θは綿で５９゛、レーヨン３８°、アクリル
５３、羊毛８１°（立花太朗他　日化第１５年会講演要
旨集　１２４１８　１９６２年）、黒鉛で６０°、鉄、
銅、プラスではほば０°等であるが、定常的な動作状態
においては毛細管壁は既に湿潤していると仮定できるの
で、θ＝０とみなせる。繊維中に含有される水分は遊離
水と繊維分子の官能基等と結合している結合水に分ける
ことができるが、このうち流動性を残し作用流体として
循環しうるのは主に前者であり、後者は直接作用流体の
循環には参加しない。しかし親水性の繊維では繊維に結
合水として吸着された水分が毛細管壁を湿潤させ、毛細
管流の浸透を容易にするのに寄与すると考えられる。

一方、繊維の平均細孔半径Ｒは、通常は各繊維間の空隙
を通して毛細管流が形成されると考えられるので、材質
、多孔度等によるが、一般に繊維径と同程度であると見
なせ、数ミクロンから数百ミクロン程度であるが、また
これらの要因を変えることにより適切な値に調節するこ
とができる。

以上より０式を用いると、Ｒ＝　１００μ（ミクロン）
のとき、Ｐは水柱にして約０．１４＋ｍ（＝　１４００
０ｄｙｎ／ｃｍ”　）、Ｒ＝１０μでは１．４−１Ｒ＝
１μで１±１４　ｍｌこ達する。

−例として衣服に装着するフレキシブル管の長さをＩＩ
ｌとすると、重力による圧力損失１）ｇが最大、水柱に
して１−であるから、平均細孔半径がほば１４ミクロン
以下の繊維束であれば、クイック内の毛＃ＩＷ流と作用
流体の蒸気流に対する駆動力を重力に打ち勝って与える
ことができ、ウィック材として用いることができる。も
っとも、懐炉等の発熱体を使用する場合に、発熱体を保
持する位置を衣服内で相対的に下部にとり、そこから一
端を発するフレキシブルヒートバイブ管の凝縮部が発熱
体と密着する気化部に対して常に上部に位置するような
装着をすると、重力による効果は圧力損失をもたらすの
とは逆に循環の駆動力として寄与しＰに加わる。例えば
、上着やチョッキに用いるときに、両脇の腰の辺りのポ
ケットに懐炉を保持しそこからヒートバイブを衣服の各
部に向けて走らせるような場合がこれにあたる。一方ズ
ボン等に使用するときで通常の腰の位置のボケ７）に発
熱体を置くときには、ズボンの足の長さの分だけ重力に
よる圧力損失を考慮にいれる必要がある。逆に冷却体を
使用する場合にはこれを保持する位置をＩＪに取るほう
が作用流体の循環にとって有利である。

次に水の場合に作用流体の循ｆＭ景Ｆ、を見積ちること
にする。０式において蒸気流に対する圧力損失Ｐｖは他
項に比して小さいので無視し、ウィック中の毛細管流が
ヒートバイブ全体の循環量りに一致するとすると、Ｐと
Ｐｇの差がＰｗに等しくなり、これがクイック内の毛Ｉ
ａ管流の駆動力を与える。繊維中の平均細孔半径が１０
μの場合を例にとると、前述のごとくＰは水柱にして１
．４−、ヒートパイプのｂｃさを１＋ｍとすると重力に
よる最大の圧力損失は水柱にしてＩＩＩとなるが、今前
述の発熱体を保持するポケットが下方にある上着に発熱
体を使用した場合を考えることにすると、重力の影響は
逆に駆動力を与えることになるのでこれを無視し、Ｐｗ
の値としてはＰと同じく水柱にして約１．４ｍ（＝１．
４Ｘ１０’ｄｙｎ／ｃｍ”）をとる。−ｎウィック内の
作用流体液のｔｌ、ｍと圧力損失Ｐｖａの開の関係には
、流れを層流からなる浸透流であるとみなして、ダルシ
ー（Ｄａｒｃｙ）の式を用いることができる。

ユニでρは作用流体の密度、Ｋは浸透係数、Ａは浸透流
に垂直な方向の繊維束の断面積、りは作用流体の粘度、
１はウィックの長さでここでは７レキシブなヒートパイ
プの長さと同じである。前述のＰｗ＝　１．４Ｘ　１０
’ｄｙｎ／ｃｓ２の値に対し、フレキシブル管の内半径
を０．５１１１１．長さを１ｍ、ｆｉ維雑書断面積はフ
レキシブル管の内側の断面積の１／４とする。

常温での水の密度ρは１　ｇ７ｃｍ”、粘度りは０．０
ＩＰ（ポアズ、ｇ／ｃｍ・ｓｅｃ　）である。水に対す
る浸透係数にの値としてはウィック材として用いられる
ものは材質によらずほぼ　１０−’　ｃ糟２程度である
ので（［ヒートパイプ応用Ｊ　前掲　頁９、参照）、こ
れをとることにし、以上を０式に代入することにより、
循環量ｌ−の値として２，７ＸＩＯ′□’　ｇ／ｓｅｃ
を得る。

：れを更に０式へ代入して単位時間当たりの熱伝達量Ｑ
に換算すると、０．１５ｃａ　ｌ　／ｓｅｃとなる。

一方懐炉を発熱体として使用した場合にこれによるｌｉ
ｔ位時間当たりの発熱量を見積もることにし、近年金属
粉の酸化を利用した使捨て懐炉が汗及しているのでこれ
を例にとる。この種のものでよく市場に出回っているも
のの−っは、通気性の目の細かい紙状の袋の中に鉄、木
炭、活性炭等の粉末を保持したもので、この袋を包装し
ている空気を通さないプラスチックシートから取り出す
と、袋の中の鉄粉が空気中よりの酸素の供給を受けて徐
々に酸化し発熱するようになっている。−袋の中には約
０．５モルの鉄粉が入り、発熱は２０時間程度持続する
ようになっているものが多い。鉄の酸化物の中で常温近
傍で空気中で安定なのはＦｅ２（’）３であるので、鉄
粉の酸化の結果上ずるのはこの化合物であるが、この常
温での生成熱は発熱量にして約１９７ｋｃａｌ／ｍｏｌ
である。（［化学便覧Ｉ　　Ｊ、ｌｉ＃ｍ丸４　　＋９
６６年　参照）　　これはＦｅにして２モル分の発熱量
に相当するので、ｌ”ｅの量が０．５モルでは４９ｋｃ
ａ　ｌ、さらにこれだけの発熱を２０時間の間に甘うと
すると、単位時間当たりの発熱量は０．６８ｃａｌ／ｓ
ｅｃになる。先に概算したＱの値と比較すると、これは
その約５倍であるが、このことは先述の条件で作製した
ヒートパイプを３本読着すると懐炉の発熱量の６０％を
、５木製着するとその１００％を衣服全体に分散させる
ことができることを示している。

この値は［算であり、実際には１，２相異なる値がでる
ことらありうるが、値のオーダーからみて実用に十分足
る範囲にあることは明白である。

以上に述べたように、ヒートパイプの熱伝達能は７レキ
シプル管の大きさ、ウィックの量、材質、作用流体の種
Ｍｖ−によ°り変わるので、それぞれの装着条件にあわ
せて適切な選択を行なう。管状ヒートパイプの場合に特
に管径との関係をみると、一般に太いヒートパイプは熱
伝達能が高く発熱の分散に少ない本数でよいが１．ｍい
ヒートパイプを用いるときには本数を増す必要がある。

他力、ヒートパイプの装着により発熱を分散させる事が
できれば、発熱が１閃所に集中して火傷を負うことがな
いので、使用する発熱体の発熱量の方を増大させること
ら可能である。

次に７レキシプルヒートパイプを衣服に装着する際の様
態についての具体例について述べる。

ｆｆＪ６図では最も手軽な例としてチョッキへの装着の
場合を例示している。左腹部のポケット６２には発熱体
６１または冷却体を保持するが、ポケット位置が衣服全
体の中で下位にあるので発熱体を使用する方が熱の伝達
効率はよい。冷却体の携行を１とするチョッキの場合に
は、胸あるいは肩の位置のように上位に位置する所に保
持用のポケットを、没けるのがよい。保持用のポケット
６２からはその気化部が発熱体と密着するように配置さ
れた管状の７レキシプルヒートパイプが多数衣服の他の
部分に向けて装着されている。装着は衣服の表、地と裏
地ではさみ間に縫いつけて行うのが標帛的である。樹脂
などで張り付けてもよい。ヒートパイプの７レキシプル
管が十分細い場合には、生地の中に朧り込んでしまうこ
とも不可能ではない。

ｆｊＳ６図では、装着されたヒートパイプは点線で示さ
れている。主として第３図に示したタイプのものを想定
して配置しであるが、ｆＪＳ１図の夕・イブのものでも
概要は同じである。ただ後者の場合には管のもう一方の
端が優先的に凝縮部となり熱の供給箇所となるので、単
に７レキシプル管が衣服中を駆は抜けるだけではなく、
管の端の位置が適所に分布しなければならない。ｆ５１
図のタイプのものを、フレキシブル管を衣服の中を適当
に渡した後再びポケット６２に戻して両端の良導体１３
を共に発熱体６１と密着させる配置にすると、フレキシ
ブル管の両端が気化部となり第３図のタイプのものとほ
ぼ同じ８！能になる。

第７図では７−ド付きの防寒服あるいは耐火層の場合の
例が図示されている。以下説明をｍ１者の場合に限ると
、発熱体を保持するポケットは左右に二つあり、このポ
ケットの両方あるいは片方に懐炉等の発熱体を入れる。

ポケットからは熱伝達能の高い第１図のタイプの太目の
管状７レキシプルヒートパイブがででおり、このヒート
パイプの他の一端の良導体は接合部７１となって他のヒ
ートパイプの気化部の良導体と密着している。即ち発熱
体からヒートパイプへの熱の伝達のみでなく、ヒートパ
イプからヒートパイプへ熱の授受を衣服の中で行わしめ
ることも可能である。第７図では眉と背中の部位に第４
図に示したシート状ヒートパイプが装着されており、ヒ
ートパイプ間を経ての熱の伝達がこれらのシート状ヒー
トパイプにまでも接続されていることを示している。こ
れらのヒートパイプ間の接合部７１は、ヒートパイプ間
の熱の授受の場所となると同時に一部の熱はここから身
体に供給される。

装着する衣類のＭｌ類、加温する領域に対応して、種々
のタイプのヒートパイプの使用、組み合わせが可能であ
る。本明細書では管状とシート状のフレキシブルヒート
パイプの例を挙げたが、作用流体とウィックを封じ込め
、少なくともｌ所にウィックと外部との熱交換を果たす
熱の良導体°を設けた構造である、ヒートパイプの成Ｓ
ｒ要件さえ満たせば原則としていかなる形状のフレキシ
ブルヒートパイプら製作できる。

ｆ５８図は発熱体あるいは冷却体を保持するポケットの
構造の一例を示す模式的断面図である。通常のポケット
と同じく袋状で、発熱体及び冷却体は自由に取り出しが
可能なようになっているが、ヒートパイプと発熱体ある
いは冷却体との熱交換を果たすために金属製の被覆層や
薄板等の熱の良導体８０が、没けられおり、この良導体
８０にヒートパイプの良導体１３が接触するように配置
されている。この接触は恒常的なものであるから接着剤
の使用やろう付けで行なってよいが、反則の使用による
ヒートパイプの劣化が生じたときにこれを容易に交換す
ることができるように適当な金具等を用いた固定であっ
てもよい。良導体８０を含むポケットの周囲はパイル地
等の空気層を多く含む断熱性の高い生地で囲まれ熱の放
散、および身体への直接的な熱の供給による低温火傷等
が生じることを防いでいる。

ヒートパイプを構成するかとう性０Ｉ脂等のフレキシブ
ル管の材質は通常熱伝導率が低く、ヒートパイプ自身の
機能は高い熱伝達を行う点に有るが、これは気化部と凝
縮部を結ぶ主として７レキシプル管の管軸に平行な方向
の熱伝達に対してで弗り、管軸に重直な方向の熱伝達は
７レキシプル管の熱伝導によるので、この方向への熱伝
達能は低い。

このことは、例えば、本発明にがかる耐寒服を製作した
ときに、身体から外部に向かう熱伝達性の低いことを意
味し、発熱体を保持しないときにも衣服自身に高い断熱
保温性を持たせることが可能であることを示している。

懐炉が働いているうちは暖かいが、切れるとヒートパイ
プを装着しない通常の衣服より反って寒くなるのでは実
用性に乏しいが、この点の心配はないといえる。しかし
ながら、フレキシブル管の管軸に垂直な方向の作用流体
の流れをなくすには、フレキシブル管内の繊維束の位置
を身体に対して外側に位置させたほうが、身体からの熱
によりｍｉ束の作用流体成の気化がなく保温性の幾分か
の向上に寄与する。第８図では図の左側が身体、右側が
外部であるが、繊維束１２が外部側に位置するように巴
−トパイプが装着されている。しかしヒートパイプの動
作時には繊維束に作用流体蒸気が凝縮し繊維束がまず先
に発熱体からの熱の供給を受けるので、フレキシブル管
全体が凝縮部となる第３図のタイプのものにはこの繊維
束の特定の配置は適さない。

第６図及び第７図の例では、フレキシブルヒ−ドパイブ
を装着した衣服自身に発熱体を保持するためのポケット
６２を設けているが、発熱体に密着させるヒートパイプ
の量が比較的少ない場合、発熱体の保持を別にする構成
らありうる。例えば、第６図に示すような７レキシプル
ヒートパイブを装着したチョッキを製作するとき、チョ
ッキの上に上着を着ることを想定して、チョッキにでは
なく上着の内ポケットに懐炉等の発熱体を保持させる。

ｌｌ’５６図ではヒートパイプの端部の気化部に相当す
る部分は総てポケット６２に集中しているが、これを上
着の内ポケットの辺りに集め束ねて外に取り出せるよう
にする。チョッキのＬから上着を着、上着の内ポケット
に懐炉を保持したときに、このヒートパイプの端部を東
にしたものを内ポケットに差し込む、このようにして上
着に保持した懐炉の発熱をチョッキの各部に行き渡らせ
ることができる。このときの上着の内ポケットはただの
箸通の内ポケ７トで第８図のような構成にする必要はな
い。懐炉からヒートパイプへの熱の伝達能率は多少低下
するが実用に供する程度には足る。

以にに述べたごとく本発明に係る衣服は携行可能な発熱
体及び冷却体の熱の供給あるいは吸収の機能を衣服全体
に及ぼすことにより、これらの機能の増大をもたらし、
これらの用途および衣服の性能の拡大に確実に寄与する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る着衣に装着する管状のフレキシブ
ルヒートパイプの一例の管軸方向の模式第２図は第１図
に示すフレキシブルヒートパイプの管軸に垂直な方向の
模式的断面図。 第３図は本発明に係る着衣に装２ｆする管状のフレキシ
ブルヒートバイプの一例の管軸方向の模式第４図は本発
明に係る着衣に装着するシート状の７にキシプルヒート
パイプの一例の構造を示す図。 ｆ：ｔＳ５図はＰｔ５４図に示すシート状の７レキシプ
ルヒートパイプの＃＆雑束の一つの方向の模式的断面図
。 第６図及び第７図は本発明に係る着衣のフレキシブルヒ
一トパイプ装着の様態の一例を示す図。 第８図は本発明に係る着衣において発熱体あるいは冷却
体を保持するポケットの一例の構造を示す図。 １０−−−−−−一作用流体蒸気空間 ＋　１−−−−−−−フレキシブル管 １２−−〜−−−−繊維束 ＋　３−−−−−−一熱の良導体 ＋　４−−−−−−一気化部 １５−−−−−−一凝縮部 ４１−−−−−−−７レキシプルシート４２−−−−−
−−シート間支持部 ６０−−−−ｇ状７レキシプルヒートパイプ６１−−−
−−−一発熱体又は冷却体 ６２−−−−−−一発熱体又は冷却体保持用ポケット７
．０−−−−−−−シート状フレキシブルヒートパイプ ７１−−−−−−−フレキシブルヒ一トパイプ接合部？
　２−−−−−−一太径管状フレキシブルヒートバイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）携行可能な発熱体を保持することのできる箇所を
   有し、身体の動作に大きな支障が 無いほどにフレキシブルなヒートパイプを、その気化部
   が該発熱体と密着したるように 装着し、該発熱体より供給されたる熱の一 部を、該発熱体を保持したる箇所以外の部 分に伝達させるようにした着衣。
2. （２）携行可能な冷却体を保持することのできる箇所を
   有し、身体の動作に大きな支障が 無いほどにフレキシブルなヒートパイプを、その凝縮部
   が該冷却体と密着したるように 装着し、該冷却体に吸収される熱の一部が、該冷却体を
   保持したる箇所以外の部分より 伝達されるようにした着衣。