空調装置付き高気圧エアーチェンバー
【課題】 この発明は、高気圧エアーチェンバー内の環境を使用者にとって最適な環境にすることにある。
【解決手段】 人体を収容できる高気圧エアーチェンバーの本体部１０内に高圧空気を供給する空気供給機構２００を備え、空気供給機構２０と本体部１０内とを繋ぐ空気給気路にサーモモジュール５３を備えた熱交換装置５０が配置され、本体部１０内に設けられた温度センサ６１の出力に応じて制御部６０がサーモモジュール５３の出力を制御し、本体部１０内に供給する高圧空気の温度を制御する。
【解決手段】 人体を収容できる高気圧エアーチェンバーの本体部１０内に高圧空気を供給する空気供給機構２００を備え、空気供給機構２０と本体部１０内とを繋ぐ空気給気路にサーモモジュール５３を備えた熱交換装置５０が配置され、本体部１０内に設けられた温度センサ６１の出力に応じて制御部６０がサーモモジュール５３の出力を制御し、本体部１０内に供給する高圧空気の温度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高気圧の密閉環境を作り出す高気圧エアーチェンバーに関し、特にチェンバー内の空調に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉された空間内を通常の大気圧以上に気圧を上げ、その空間内に使用者が一定時間留まることにより、美容、健康増進などをはかる加圧空気チェンバーがある。
【０００３】
従来から、この種の装置は、例えば、高気圧エアーチェンバーとして、気密を保持し得る布状シートから形成された円筒の袋状のもので、ファスナーの開閉部を有するものが使用されていた。このような高気圧エアーチェンバーは、長手方向に設けられたファスナーを開けてそこから人が入って内部に横たわり、ファスナーを閉めてから内部空間に徐々に空気を送り込んで１．３気圧前後の高気圧環境を作り出すものである。このような高気圧の密閉空間内に数十分〜数時間程度寝ることで、筋肉や靭帯の損傷・骨折等の早期治癒や、筋肉の軽い疲労感の解消や、血液の循環を促進することができるものである。
【０００４】
このような従来型の高気圧エアーチェンバーは、骨折等の早期治癒や筋肉疲労の解消効果があるため、従来はスポーツ選手等によく利用されていた。ところが近年では、血液循環の促進効果に基づいてエステティック美容分野等における利用が検討されている。
【０００５】
ところで、内部空間に空気を送るために加圧ポンプを使用しているが、その駆動源であるモータ等からの発熱により、高気圧エアーチェンバー内に供給される空気が温風となり、チェンバー内の温度が上昇し、チェンバー内の使用者に不快感を与える等の問題がある。
【０００６】
このチェンバー内の温度の上昇を防止するために、保冷剤とラジエタで構成した冷却装置で、供給される空気の熱を取り、カプセル内の温度上昇を回避する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４３５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１に記載のものにおいては、保冷剤の効果がある場合には、ある程度供給空気の温度を下げることができるが、保冷剤の効果がなくなると供給空気の温度を下げることはできない。このため、保冷剤を交換する等の手間がかかる。
【０００９】
また、供給空気の温度制御は、保冷剤の温度に左右されるため、好ましい温度制御はできないという問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものにして、高気圧エアーチェンバー内の環境を使用者にとって最適な環境にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、人体を収容できる高気圧エアーチェンバー内に高圧空気を供給する空気供給機構を備え、空気供給機構とチェンバーとを繋ぐ空気給気路にサーモモジュールを備えた熱交換装置が配置され、チェンバー内の温度に対応してサーモモジュールの出力を制御し、チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記空気供給機構は、コンプレッサを有する空気供給装置と、空気供給装置に接続された給気パイプと、給気パイプに接続され供給される空気を所定の温度に変換する熱交換装置と、熱交換装置に接続された給気パイプと、前記チェンバー内の下方部に設けられた空気排出ダクトと、を備えて構成することができる。
【００１３】
また、前記チェンバー内の温度を測定する温度センサと、前記サーモモジュールに与える電流量を制御する制御部とを、備え、前記制御部は、温度センサの出力に応じて、サーモモジュールに与える電流量を制御し、前記チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御するように構成すればよい。
【発明の効果】
【００１４】
この実施形態によれば、チャンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することができるので、室内温度に関係なくチャンバー内を使用者に最適な環境に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の高気圧エアーチェンバーの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】この発明の高気圧エアーチェンバーの一実施形態においてドアを開けた状態を示す斜視図である。
【図３】この発明の高気圧エアーチェンバーの各構成部分示す模式図である。
【図４】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる空気供給機構の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる熱交換装置を示す上面図である。
【図６】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の上面図である。
【図７】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の側面図である。
【図８】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる空気供給装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００１７】
図１はこの発明の高気圧エアーチェンバーの一実施形態を示す斜視図、図２はドアを開けた状態を示す斜視図、図３はこの発明の高気圧エアーチェンバーの各構成部分示す模式図である。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、高気圧エアーチェンバーは、ＦＲＰを主体として形成された本体部１０と本体部１０に開閉自在に装着されたドア１４を備える。
【００１９】
この実施形態の本体部１０は、ベース部１１と中間部１２と上部１３に、側面から見て斜め方向に３分割可能に構成されており、ベース部１１と中間部１２の接地面と接触する箇所の所定の位置に複数の台座１６（又はキャスター）が設けられている。ベース部１１と中間部１２のそれぞれ斜め方向の接触面とが密閉状態でかみ合わされるように形成され、両者の接触面を合わせて、図示しないボルト、ナットにより両者が組み付けられる。中間部１２と上部１３のそれぞれ斜め方向の接触面が密閉状態でかみ合わされるように形成され、両者の接触面を合わせて、図示しないボルト、ナットにより両者が組み付けられる。これらベース部１１、中間部１２、上部１３を組み付けることにより、本体部１０が形成される。各部１１、１２、１３を組み合わせた本体部１０は、各部の接合部から空気が漏れないように、密閉状態で組み付けられるように構成されている。
【００２０】
上部１３には、人の進入、退出を行う開口部１３０が前方向に面して設けられる。そして、この開口部１３０を密閉するように閉じるドア１４がヒンジ１３１により開閉自在に取り付けられ、ダンパー１７にて容易な開閉を可能にしている。ドア１４は、前方から上方向に大きく解放可能なように取り付けられ、使用者の侵入、退出を容易にしている。
【００２１】
本体部１０の内部には、リクライニングが可能な椅子２０が設置されている。ドア１４には、窓１８が設けられ、椅子２０に座った使用者の状態を確認できるとともに、使用者も外部を視認することができる。
【００２２】
本体部１０の側面には、外部よりドア１４をロックまたは解除するためのレバー３０が設けられている。
【００２３】
本体部１０には、当該高気圧エアーチェンバー内に高気圧の空気を供給するために、空気供給機構２００が設けられている。この空気供給機構２００は、ロータリーポンプなどで構成された空気供給装置４０と、この空気供給装置４０に接続された給気パイプ４１と、給気パイプ４１に接続され供給される空気を所定の温度に変換する熱交換装置５０と、熱交換装置５０に接続された給気パイプ５２と、本体部１０内の下方部に設けられた空気排出ダクト５３と、を備える。
【００２４】
本体部１０には、本体内を所定の圧力に調整するための圧力調整バルブ６３が設けられている。そして、本体部１０内には、本体部１０内の温度を測定するための温度センサ６１と本体部１０内の圧力を測定するための圧力センサ６２が設けられている。
【００２５】
温度センサ６１、圧力センサ６２の出力は、高気圧エアーチェンバーの動作を制御するためのマイクロコンピュータ等で構成された制御部６０に与えられる。この制御部６０は、与えられたセンサ出力により、熱交換装置５０の動作並びに圧力調整バルブ６３の動作を制御し、本体部１０内を所定の圧力並びに所定の温度に維持する。
【００２６】
制御部６０には、操作パネルなどを有する操作部３０からの指示出力が与えられ、操作部３０にて入力した本体部１０内の温度、圧力、動作時間に応じて制御部６０は、熱交換装置５０、空気供給装置４０、圧力調整バルブ６３等を制御する。
【００２７】
図４は空気供給機構の構成を示すブロック図、図５は熱交換装置を示す上面図、図６は熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の上面図、図７は熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の側面図、図８は空気供給装置を示す斜視図である。
【００２８】
図４及び図８に示すように、空気供給装置４０には、モータを駆動源とするコンプレッサ４０ａ、コンプレッサ４０ａからの高圧空気を空冷ファン４３の空冷による熱交換で冷却するラジエタ４２を備えている。コンプレッサ４０からの高圧空気は給気パイプ４１からラジエタ４２内を通り、このラジエタ４２により、コンプレッサ４０にて室温より２０℃程度上昇した高圧空気が１０℃程度冷却され、給気パイプ４１より熱交換装置５０に与えられる。
【００２９】
図４〜図７に示すように、熱交換装置５０は、ペルチェ素子を有するサーモモジュール５３で構成され、ラジエタ４２で冷却された高圧空気をサーモモジュール５３で更に冷却し、給気パイプ５２から所望の温度、例えば、１８℃〜２１℃の温度に温度調整された高圧空気が空気排出ダクト５３より排出される。
【００３０】
熱交換装置５０は、この実施形態では、熱伝導率の良好な金属、例えばアルミニウムなどで構成された筺体５６に、４個のサーモモジュール５３が装着されている。すなわち、筺体５６の対向する面に２個ずつサーモモジュール５３が装着されている。サーモモジュール５３は、例えば、ペルチェ素子の規格が５７Ｗのものが用いられ、ペルチェ素子に取り付けられたヒートシンク５４をファン５５で排熱するように構成されている。
【００３１】
筺体５６の中には、給気パイプ４１、５１と接続される温度調整用パイプ５２ａが複数回曲げられて配設され、そして、この筺体５６内には温度調整用の水など液体が充填され、この液体をサーモモジュール５３で冷却若しくは加熱することにより、温度調整用パイプ５２ａ内を流れる高圧空気を冷却または加熱して、給気パイプ５２から空気排出ダクト５３に送られ、本体部１０内に所定の温度の高圧空気が排出される。
【００３２】
上記の熱交換装置５０は、本体部１０内の温度を１０℃下げるのに約１０分、１０℃上昇させるのに約５分で行える。所定の温度に到達すると、制御部６０は、熱交換装置５０のサーモモジュール５３に与える電流量を制御する。
【００３３】
次に、この高気圧エアーチェンバーにおける高圧空気供給動作につき説明する。高気圧エアーチェンバーを使用する際には、操作部３０にて、本体部１０内の温度、圧力を設定する。本体部１０内は、大気圧よりも気圧が高い高気圧状態に維持された密閉空間を構成する。気圧は１．０気圧〜１．３気圧の間に設定され、本体部１０内の温度は２０℃〜２３℃の間に設定される。本体部１０内の温度は２０℃〜２３℃の間に設定する場合には、空気排出ダクト５３より排出して供給される高圧空気は１８℃〜２１℃の間の温度に制御される。
【００３４】
制御部６０は、本体部１０内に設けた圧力センサ６２及び温度センサ６１より圧力調整バルブ６３，熱交換装置５０を制御する。
【００３５】
まず、室内温度が高く、空気供給装置４０より与えられる空気が１８℃〜２１℃よりも高い場合、例えば、１０℃以上高い場合には、制御部６０は、サーモモジュール５３がフルパワーで冷却するように、ペルチェ素子に規格値の最大量に近い電流を流すように制御する。この時ペルチェ素子に与える電流は、規格の９０％程度の電流を与える。
【００３６】
サーモモジュール５３のペルチェ素子は与えられた電流により、筺体５６内の液体を冷却し、温度調整用パイプ５２ａ内を流れる高圧空気を冷却する。この時、ペルチェ素子はヒートシンク５４、ファン５５により、外部側は放熱され、効率良く筺体５６内の液体を冷却する。
【００３７】
制御部６０は、温度センサ６１の出力により、本体部１０内の温度を判断し、本体部１０内の温度が、設定された温度に近づくと、サーモモジュール５３へ与える電流量を制御して、サーモモジュール５３の動作出力を小さくする。この制御は、サーモモジュール５３自体に与える電流量を少なく制御したり、また、サーモモジュール５３の駆動をパルス制御で行っている場合には、パルス幅を制御したり、与える電流のＯＮ／ＯＦＦ期間の制御を行うことにより、適宜制御すればよい。
【００３８】
また、制御部６０が圧力センサ６２の出力により、本体部１０内が所定の圧力以上になると、圧力調整バルブ６３により、本体部１０内の空気を外部に排出し、圧力を調整する。
【００３９】
このように、この実施形態によれば、温度センサ６１と圧力センサ６２の出力に応じて、本体部１０内に供給する高圧空気の温度を制御するとともに、本体部１０内の圧力を所望の圧力に制御できるので、本体部１０内は使用者に最適な環境に維持することができる。
【００４０】
次に、室内温度が低く、空気供給装置４０より与えられる空気が１８℃〜２１℃よりも低い場合には、制御部６０は、サーモモジュール５３が規格値の最大量に近いフルパワーで加熱するように、ペルチェ素子に電流を流すように制御する。この時ペルチェ素子に与える電流は、規格の９０％程度の電流を与える。ペルチェ素子は与える電流の方向により、冷却、加熱を容易に切り替えることができる。
【００４１】
サーモモジュール５３のペルチェ素子は与えられた電流により、筺体５６内の液体を加熱し、温度調整パイプ５２ａ内を流れる高圧空気を加熱する。この時、ペルチェ素子はヒートシンク５４、ファン５５により、外部側は放熱され、効率良く筺体５６内の液体を加熱する。
【００４２】
制御部６０は、温度センサ６１の出力により、本体部１０内の温度を判断し、本体部１０内の温度が、設定された温度に近づくと、サーモモジュール５３へ与える電流量を前述と同様に制御して、サーモモジュール５３の動作出力を小さくする。
【００４３】
このように、この実施形態によれば、室内温度が低い場合においても、温度センサ６１と圧力センサ６２の出力に応じて、本体部１０内に供給する高圧空気の温度を制御するとともに、本体部１０内の圧力を所望の圧力に制御できるので、本体部１０内は使用者に最適な環境に維持することができる。
【００４４】
なお、上記した実施形態においては、空気供給装置４０には、コンプレッサ４０ａからの高圧空気を空冷ファン４３の空冷による熱交換で冷却するラジエタ４２を備えているが、ラジエタ４２を無くし、コンプレッサ４０ａから直接熱交換装置に高圧空気を与えるように構成してもよい。ただし、この場合、熱交換装置の負荷が大きくなるので、所定の温度に到達するまでの時間が多くかかる。
【００４５】
また、上記した実施形態においては、高気圧エアーチェンバーは、ＦＲＰを主体として形成された本体部を用いているがこれに限らず、気密を保持し得る布状シートから形成された円筒の袋状のもので、ファスナーの開閉部を有するもの等にも適用できる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 本体部
４０ 空気供給装置
４０ａ コンプレッサ
４１ 給気パイプ
４２ ラジエタ
４３ 空冷ファン
５０ 熱交換装置
５２ 給気パイプ
５２ａ 温度調整用パイプ
５３ サーモモジュール
５４ ヒートシンク
５５ ファン
５３ 空気排出ダクト
６０ 制御部
６１ 温度センサ
６２ 圧力センサ
２００ 空気供給機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高気圧の密閉環境を作り出す高気圧エアーチェンバーに関し、特にチェンバー内の空調に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉された空間内を通常の大気圧以上に気圧を上げ、その空間内に使用者が一定時間留まることにより、美容、健康増進などをはかる加圧空気チェンバーがある。
【０００３】
従来から、この種の装置は、例えば、高気圧エアーチェンバーとして、気密を保持し得る布状シートから形成された円筒の袋状のもので、ファスナーの開閉部を有するものが使用されていた。このような高気圧エアーチェンバーは、長手方向に設けられたファスナーを開けてそこから人が入って内部に横たわり、ファスナーを閉めてから内部空間に徐々に空気を送り込んで１．３気圧前後の高気圧環境を作り出すものである。このような高気圧の密閉空間内に数十分〜数時間程度寝ることで、筋肉や靭帯の損傷・骨折等の早期治癒や、筋肉の軽い疲労感の解消や、血液の循環を促進することができるものである。
【０００４】
このような従来型の高気圧エアーチェンバーは、骨折等の早期治癒や筋肉疲労の解消効果があるため、従来はスポーツ選手等によく利用されていた。ところが近年では、血液循環の促進効果に基づいてエステティック美容分野等における利用が検討されている。
【０００５】
ところで、内部空間に空気を送るために加圧ポンプを使用しているが、その駆動源であるモータ等からの発熱により、高気圧エアーチェンバー内に供給される空気が温風となり、チェンバー内の温度が上昇し、チェンバー内の使用者に不快感を与える等の問題がある。
【０００６】
このチェンバー内の温度の上昇を防止するために、保冷剤とラジエタで構成した冷却装置で、供給される空気の熱を取り、カプセル内の温度上昇を回避する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４３５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１に記載のものにおいては、保冷剤の効果がある場合には、ある程度供給空気の温度を下げることができるが、保冷剤の効果がなくなると供給空気の温度を下げることはできない。このため、保冷剤を交換する等の手間がかかる。
【０００９】
また、供給空気の温度制御は、保冷剤の温度に左右されるため、好ましい温度制御はできないという問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものにして、高気圧エアーチェンバー内の環境を使用者にとって最適な環境にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、人体を収容できる高気圧エアーチェンバー内に高圧空気を供給する空気供給機構を備え、空気供給機構とチェンバーとを繋ぐ空気給気路にサーモモジュールを備えた熱交換装置が配置され、チェンバー内の温度に対応してサーモモジュールの出力を制御し、チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記空気供給機構は、コンプレッサを有する空気供給装置と、空気供給装置に接続された給気パイプと、給気パイプに接続され供給される空気を所定の温度に変換する熱交換装置と、熱交換装置に接続された給気パイプと、前記チェンバー内の下方部に設けられた空気排出ダクトと、を備えて構成することができる。
【００１３】
また、前記チェンバー内の温度を測定する温度センサと、前記サーモモジュールに与える電流量を制御する制御部とを、備え、前記制御部は、温度センサの出力に応じて、サーモモジュールに与える電流量を制御し、前記チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御するように構成すればよい。
【発明の効果】
【００１４】
この実施形態によれば、チャンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することができるので、室内温度に関係なくチャンバー内を使用者に最適な環境に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の高気圧エアーチェンバーの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】この発明の高気圧エアーチェンバーの一実施形態においてドアを開けた状態を示す斜視図である。
【図３】この発明の高気圧エアーチェンバーの各構成部分示す模式図である。
【図４】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる空気供給機構の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる熱交換装置を示す上面図である。
【図６】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の上面図である。
【図７】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の側面図である。
【図８】この発明の高気圧エアーチェンバーに用いられる空気供給装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００１７】
図１はこの発明の高気圧エアーチェンバーの一実施形態を示す斜視図、図２はドアを開けた状態を示す斜視図、図３はこの発明の高気圧エアーチェンバーの各構成部分示す模式図である。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、高気圧エアーチェンバーは、ＦＲＰを主体として形成された本体部１０と本体部１０に開閉自在に装着されたドア１４を備える。
【００１９】
この実施形態の本体部１０は、ベース部１１と中間部１２と上部１３に、側面から見て斜め方向に３分割可能に構成されており、ベース部１１と中間部１２の接地面と接触する箇所の所定の位置に複数の台座１６（又はキャスター）が設けられている。ベース部１１と中間部１２のそれぞれ斜め方向の接触面とが密閉状態でかみ合わされるように形成され、両者の接触面を合わせて、図示しないボルト、ナットにより両者が組み付けられる。中間部１２と上部１３のそれぞれ斜め方向の接触面が密閉状態でかみ合わされるように形成され、両者の接触面を合わせて、図示しないボルト、ナットにより両者が組み付けられる。これらベース部１１、中間部１２、上部１３を組み付けることにより、本体部１０が形成される。各部１１、１２、１３を組み合わせた本体部１０は、各部の接合部から空気が漏れないように、密閉状態で組み付けられるように構成されている。
【００２０】
上部１３には、人の進入、退出を行う開口部１３０が前方向に面して設けられる。そして、この開口部１３０を密閉するように閉じるドア１４がヒンジ１３１により開閉自在に取り付けられ、ダンパー１７にて容易な開閉を可能にしている。ドア１４は、前方から上方向に大きく解放可能なように取り付けられ、使用者の侵入、退出を容易にしている。
【００２１】
本体部１０の内部には、リクライニングが可能な椅子２０が設置されている。ドア１４には、窓１８が設けられ、椅子２０に座った使用者の状態を確認できるとともに、使用者も外部を視認することができる。
【００２２】
本体部１０の側面には、外部よりドア１４をロックまたは解除するためのレバー３０が設けられている。
【００２３】
本体部１０には、当該高気圧エアーチェンバー内に高気圧の空気を供給するために、空気供給機構２００が設けられている。この空気供給機構２００は、ロータリーポンプなどで構成された空気供給装置４０と、この空気供給装置４０に接続された給気パイプ４１と、給気パイプ４１に接続され供給される空気を所定の温度に変換する熱交換装置５０と、熱交換装置５０に接続された給気パイプ５２と、本体部１０内の下方部に設けられた空気排出ダクト５３と、を備える。
【００２４】
本体部１０には、本体内を所定の圧力に調整するための圧力調整バルブ６３が設けられている。そして、本体部１０内には、本体部１０内の温度を測定するための温度センサ６１と本体部１０内の圧力を測定するための圧力センサ６２が設けられている。
【００２５】
温度センサ６１、圧力センサ６２の出力は、高気圧エアーチェンバーの動作を制御するためのマイクロコンピュータ等で構成された制御部６０に与えられる。この制御部６０は、与えられたセンサ出力により、熱交換装置５０の動作並びに圧力調整バルブ６３の動作を制御し、本体部１０内を所定の圧力並びに所定の温度に維持する。
【００２６】
制御部６０には、操作パネルなどを有する操作部３０からの指示出力が与えられ、操作部３０にて入力した本体部１０内の温度、圧力、動作時間に応じて制御部６０は、熱交換装置５０、空気供給装置４０、圧力調整バルブ６３等を制御する。
【００２７】
図４は空気供給機構の構成を示すブロック図、図５は熱交換装置を示す上面図、図６は熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の上面図、図７は熱交換装置のサーモモジュールを取り外した状態の側面図、図８は空気供給装置を示す斜視図である。
【００２８】
図４及び図８に示すように、空気供給装置４０には、モータを駆動源とするコンプレッサ４０ａ、コンプレッサ４０ａからの高圧空気を空冷ファン４３の空冷による熱交換で冷却するラジエタ４２を備えている。コンプレッサ４０からの高圧空気は給気パイプ４１からラジエタ４２内を通り、このラジエタ４２により、コンプレッサ４０にて室温より２０℃程度上昇した高圧空気が１０℃程度冷却され、給気パイプ４１より熱交換装置５０に与えられる。
【００２９】
図４〜図７に示すように、熱交換装置５０は、ペルチェ素子を有するサーモモジュール５３で構成され、ラジエタ４２で冷却された高圧空気をサーモモジュール５３で更に冷却し、給気パイプ５２から所望の温度、例えば、１８℃〜２１℃の温度に温度調整された高圧空気が空気排出ダクト５３より排出される。
【００３０】
熱交換装置５０は、この実施形態では、熱伝導率の良好な金属、例えばアルミニウムなどで構成された筺体５６に、４個のサーモモジュール５３が装着されている。すなわち、筺体５６の対向する面に２個ずつサーモモジュール５３が装着されている。サーモモジュール５３は、例えば、ペルチェ素子の規格が５７Ｗのものが用いられ、ペルチェ素子に取り付けられたヒートシンク５４をファン５５で排熱するように構成されている。
【００３１】
筺体５６の中には、給気パイプ４１、５１と接続される温度調整用パイプ５２ａが複数回曲げられて配設され、そして、この筺体５６内には温度調整用の水など液体が充填され、この液体をサーモモジュール５３で冷却若しくは加熱することにより、温度調整用パイプ５２ａ内を流れる高圧空気を冷却または加熱して、給気パイプ５２から空気排出ダクト５３に送られ、本体部１０内に所定の温度の高圧空気が排出される。
【００３２】
上記の熱交換装置５０は、本体部１０内の温度を１０℃下げるのに約１０分、１０℃上昇させるのに約５分で行える。所定の温度に到達すると、制御部６０は、熱交換装置５０のサーモモジュール５３に与える電流量を制御する。
【００３３】
次に、この高気圧エアーチェンバーにおける高圧空気供給動作につき説明する。高気圧エアーチェンバーを使用する際には、操作部３０にて、本体部１０内の温度、圧力を設定する。本体部１０内は、大気圧よりも気圧が高い高気圧状態に維持された密閉空間を構成する。気圧は１．０気圧〜１．３気圧の間に設定され、本体部１０内の温度は２０℃〜２３℃の間に設定される。本体部１０内の温度は２０℃〜２３℃の間に設定する場合には、空気排出ダクト５３より排出して供給される高圧空気は１８℃〜２１℃の間の温度に制御される。
【００３４】
制御部６０は、本体部１０内に設けた圧力センサ６２及び温度センサ６１より圧力調整バルブ６３，熱交換装置５０を制御する。
【００３５】
まず、室内温度が高く、空気供給装置４０より与えられる空気が１８℃〜２１℃よりも高い場合、例えば、１０℃以上高い場合には、制御部６０は、サーモモジュール５３がフルパワーで冷却するように、ペルチェ素子に規格値の最大量に近い電流を流すように制御する。この時ペルチェ素子に与える電流は、規格の９０％程度の電流を与える。
【００３６】
サーモモジュール５３のペルチェ素子は与えられた電流により、筺体５６内の液体を冷却し、温度調整用パイプ５２ａ内を流れる高圧空気を冷却する。この時、ペルチェ素子はヒートシンク５４、ファン５５により、外部側は放熱され、効率良く筺体５６内の液体を冷却する。
【００３７】
制御部６０は、温度センサ６１の出力により、本体部１０内の温度を判断し、本体部１０内の温度が、設定された温度に近づくと、サーモモジュール５３へ与える電流量を制御して、サーモモジュール５３の動作出力を小さくする。この制御は、サーモモジュール５３自体に与える電流量を少なく制御したり、また、サーモモジュール５３の駆動をパルス制御で行っている場合には、パルス幅を制御したり、与える電流のＯＮ／ＯＦＦ期間の制御を行うことにより、適宜制御すればよい。
【００３８】
また、制御部６０が圧力センサ６２の出力により、本体部１０内が所定の圧力以上になると、圧力調整バルブ６３により、本体部１０内の空気を外部に排出し、圧力を調整する。
【００３９】
このように、この実施形態によれば、温度センサ６１と圧力センサ６２の出力に応じて、本体部１０内に供給する高圧空気の温度を制御するとともに、本体部１０内の圧力を所望の圧力に制御できるので、本体部１０内は使用者に最適な環境に維持することができる。
【００４０】
次に、室内温度が低く、空気供給装置４０より与えられる空気が１８℃〜２１℃よりも低い場合には、制御部６０は、サーモモジュール５３が規格値の最大量に近いフルパワーで加熱するように、ペルチェ素子に電流を流すように制御する。この時ペルチェ素子に与える電流は、規格の９０％程度の電流を与える。ペルチェ素子は与える電流の方向により、冷却、加熱を容易に切り替えることができる。
【００４１】
サーモモジュール５３のペルチェ素子は与えられた電流により、筺体５６内の液体を加熱し、温度調整パイプ５２ａ内を流れる高圧空気を加熱する。この時、ペルチェ素子はヒートシンク５４、ファン５５により、外部側は放熱され、効率良く筺体５６内の液体を加熱する。
【００４２】
制御部６０は、温度センサ６１の出力により、本体部１０内の温度を判断し、本体部１０内の温度が、設定された温度に近づくと、サーモモジュール５３へ与える電流量を前述と同様に制御して、サーモモジュール５３の動作出力を小さくする。
【００４３】
このように、この実施形態によれば、室内温度が低い場合においても、温度センサ６１と圧力センサ６２の出力に応じて、本体部１０内に供給する高圧空気の温度を制御するとともに、本体部１０内の圧力を所望の圧力に制御できるので、本体部１０内は使用者に最適な環境に維持することができる。
【００４４】
なお、上記した実施形態においては、空気供給装置４０には、コンプレッサ４０ａからの高圧空気を空冷ファン４３の空冷による熱交換で冷却するラジエタ４２を備えているが、ラジエタ４２を無くし、コンプレッサ４０ａから直接熱交換装置に高圧空気を与えるように構成してもよい。ただし、この場合、熱交換装置の負荷が大きくなるので、所定の温度に到達するまでの時間が多くかかる。
【００４５】
また、上記した実施形態においては、高気圧エアーチェンバーは、ＦＲＰを主体として形成された本体部を用いているがこれに限らず、気密を保持し得る布状シートから形成された円筒の袋状のもので、ファスナーの開閉部を有するもの等にも適用できる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 本体部
４０ 空気供給装置
４０ａ コンプレッサ
４１ 給気パイプ
４２ ラジエタ
４３ 空冷ファン
５０ 熱交換装置
５２ 給気パイプ
５２ａ 温度調整用パイプ
５３ サーモモジュール
５４ ヒートシンク
５５ ファン
５３ 空気排出ダクト
６０ 制御部
６１ 温度センサ
６２ 圧力センサ
２００ 空気供給機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体を収容できる高気圧エアーチェンバー内に高圧空気を供給する空気供給機構を備え、空気供給機構とチェンバーとを繋ぐ空気給気路にサーモモジュールを備えた熱交換装置が配置され、チェンバー内の温度に対応してサーモモジュールの出力を制御し、チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することを特徴とする空調装置付き高気圧エアーチェンバー。
【請求項２】
前記空気供給機構は、コンプレッサを有する空気供給装置と、空気供給装置に接続された給気パイプと、給気パイプに接続され供給される空気を所定の温度に変換する熱交換装置と、熱交換装置に接続された給気パイプと、前記チェンバー内の下方部に設けられた空気排出ダクトと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の空調装置付き高気圧エアーチェンバー。
【請求項３】
前記チェンバー内の温度を測定する温度センサと、前記サーモモジュールに与える電流量を制御する制御部とを、備え、前記制御部は、温度センサの出力に応じて、サーモモジュールに与える電流量を制御し、前記チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空調装置付き高気圧エアーチェンバー。
【請求項１】
人体を収容できる高気圧エアーチェンバー内に高圧空気を供給する空気供給機構を備え、空気供給機構とチェンバーとを繋ぐ空気給気路にサーモモジュールを備えた熱交換装置が配置され、チェンバー内の温度に対応してサーモモジュールの出力を制御し、チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することを特徴とする空調装置付き高気圧エアーチェンバー。
【請求項２】
前記空気供給機構は、コンプレッサを有する空気供給装置と、空気供給装置に接続された給気パイプと、給気パイプに接続され供給される空気を所定の温度に変換する熱交換装置と、熱交換装置に接続された給気パイプと、前記チェンバー内の下方部に設けられた空気排出ダクトと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の空調装置付き高気圧エアーチェンバー。
【請求項３】
前記チェンバー内の温度を測定する温度センサと、前記サーモモジュールに与える電流量を制御する制御部とを、備え、前記制御部は、温度センサの出力に応じて、サーモモジュールに与える電流量を制御し、前記チェンバー内に供給する高圧空気の温度を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空調装置付き高気圧エアーチェンバー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２０７４１２（Ｐ２０１０−２０７４１２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５７０５７（Ｐ２００９−５７０５７）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（５９２０５１２１３）株式会社フジワーク (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（５９２０５１２１３）株式会社フジワーク (4)
【Ｆターム（参考）】
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