CN1369048A - 户外加热和冷却系统 - Google Patents

Abstract

一个热交换蛇管(21)被浸在一个加热箱(20)中的水(16)中,该加热箱在火(19)或其他热源上被加热。在来自一个水泵(35)的压力的作用下,与该蛇管相连的柔性管线(40)传送加热的水或其他流体,该水泵处于与该管线相连的一个蓄液器(30)中。该管线通过各种户外活动物品－包括睡袋(50)、帐篷(60)、加热器(70)、盆(100)、椅子(90)、和淋浴器(122)。加热的水在连续循环流动中被间歇地从加热蛇管泵送至该物品并回到该加热蛇管。与该泵相连的一个定时器(34)使加热的水以所希望的定时间隔流动。或者,冰或雪或冷水可被用作该加热箱中,且泵使冷的水流动以在非常热的情况下进行冷却。

Description

户外加热和冷却系统

要求临时申请的权利

本申请要求1999年8月9日递交的美国临时专利申请第60/147,806号的权利。

本发明的背景

本发明的领域

本发明涉及加热和冷却设备，且具体涉及一种户外系统，用于加热或冷却一个蛇管中的水并使加热或冷却的水流过宿营和户外生存装置和设备，诸如睡袋、帐篷、椅子、烹饪用具、紧急户外手术台、以及淋浴器。

现有技术的描述

人们总是寻求经济而有效的室内和户外加热方法。

在户外活动中，诸如在宿营、徒步旅行、登山、滑雪、狩猎或其他户外休闲中，以及在户外生存中-诸如当人们由于车辆的故障或事故或飞机的坠毁而被困于户外时，在非常冷和热的情况下，生存受到威胁。在非常寒冷的情况下体温的急剧下降和在非常热的情况下体温的迅速上升，会对生命造成威胁。

即使在比较寒冷和热的情况下，适当的加热或冷却以调节温度所带来的舒适，使得户外活动变得更为令人享受，特别是在夜间在户外睡觉的情况下。除了产生舒适之外，在诸如宿营或徒步旅行或其他比较长的户外活动时洗一个热水淋浴，使得野外的卫生健康条件得到了改善。

室内的加热系统已经达到了很高的效率，但当由于风暴、地震、和其他自然或任何人为的灾难而造成了电力中断时，多数的室内加热系统由于温度控制依赖于电力而停止。通常这种停止发生在风暴期间，这种风暴可产生大风、雪、和冰，从而使电线断开。温度经常很低。有效而成本低廉的备用加热系统在这样的情况下将提供舒适，且在当室内加热系统出现故障时的非常寒冷的情况下，将拯救人的生命。

在非常热的天气里，当通常由于空调机的大量耗电而发生电力中断时，有效且成本低廉的备用冷却系统将提供舒适并通过防止中暑而拯救生命。

现有技术在解决这些问题方面的努力一直主要集中于在寒冷的条件下提供加热。

颁发给Legare的美国专利第4,996,970号提供了一种加热睡袋底台，它采用了一种平坦的热源，该热源包括具有金属底部的一个浅的水容器和引入和引出该容器的管子以及容纳有一个塑料水泵的一个顶部塑料盖。该Legare的装置不允许在明火上进行直接加热，因为塑料的顶部和泵有熔化的危险。显然Legare的装置只能提供少量的热量。这些热量将只被提供给与加热热源接近的底台。由于它不能被直接置于营火之上，而是被置于火的旁边，该设备有时会失去与热源的接触而变得没有效率。Legare的方案提供了一个小的蓄水罐，它很快就会蒸发光。Legare的专利所提供的热交换器是复杂的且因而容易发生故障，特别是在户外活动的严酷条件下。

颁发给Pruett的美国外观设计专利Des.382,090号显示了一种电加热睡袋，它具有一个部件-该部件看上去是被插入一个车辆的打火器或其他电源中。这种装置的使用限于有车辆的情况或在某些电源的附近。

颁发给Lee等人的美国专利第5,528,779号描述了一种充气睡袋，它包括一个加热座，该座必须被插入一个电插座中，其使用限于电插座的附近。

颁发给Susa等人的美国专利第4,825,868号提供了一种远红外线辐射垫，用于加热人体。它要求作为电源的电插座。

这些现有技术的装置都没有提供既能够加热又能够冷却的户外系统。

这些现有技术装置均未能提供这样一种户外加热系统，即它具有一个加热单元-该加热单元能够被直接置于火上以产生大量的热量，且这些热量能够被传递到距离火比较远的装置并通过大量的户外装置-包括睡袋、帐篷、淋浴器、紧急户外手术台、以及烹饪用具。

这些现有技术装置均不具有能够在火存在的期间里被保持在火中以在很长的时间里产生热量的加热单元。

本发明的概述

本发明的一个目的，是提供一种简单的成本低廉的系统，它能够有效地产生热量并只需要该系统、火或其他热源以及水。

本发明的一个进一步的目的，是提供一种轻且比较紧凑的加热和冷却系统，该系统能够排放掉全部液体并容易被存放到背包中并由户外步行的人所携带。没有液体时的系统-包括电池-的重量小于12磅。

本发明的另一个目的，是提供水加热单元中的一种蛇管，该单元能够被直接放置在火上以产生最大的热量或者被浸在冷水或雪或冰中并带有一个泵以使该液体在蛇管中循环流动，从而加热或冷却系统的其他部分，诸如睡袋、帐篷、加热器、家具、盆、淋浴器、或其他装置。

本发明的一个相关的目的是提供一种系统-其中该蛇管可被直接放置在火上而不被浸在水中，或者该蛇管可有效地在该容器中得到使用，即使水已被烧干而使蛇管暴露于容器中的空气。

本发明的另一个目的，是提供一种加热单元，它带有一个宽的平坦的基座，从而使该单元能够被保持在柴火中，直到所有的木柴被烧光。

本发明的一个进一步的目的，是提供一种在加热箱上的一个漏斗形的不可燃的容器，该漏斗形的容器具有一个盛有雪或冰的顶部蓄液器和插入加热箱中的一个顶部开口中的一个底部中空杆。雪或冰由于加热箱上的热量而熔化，并提供了加热箱的水源，这在没有水但有大量的冰和雪的情况下是特别重要的。

本发明的再一个目的，是提供一种加热系统，它带有在离开加热单元的位置处设置的一个循环泵，从而使该泵能够用轻质材料制成，该材料可以是一种可燃塑料，从而便于户外徒步旅行的人进行携带。

本发明的再一个目的，是提供一种定时器，它具有可变的设定以控制该泵，从而按照需要把该液体以一定的间隔进行分送，以延长电池的寿命。

本发明的又一个目的，是提供位于每一个所要加热或冷却的物体之内的一个管线，其中该管线绕在各个物体之内，以形成更大的与各个物体的接触表面积，并在管内产生涡流以减慢流动，从而延长管与各个物体之间的热交换。

本发明的再一个目的，是提供一种系统，该系统可以通过根据需要而把该系统的该蛇管浸在热水中或冷水、冰或雪中而成为一个加热或冷却系统，以适合所在的环境并为参加户外活动的人提供舒适和保持温度。

本发明的一个进一步的目的，是提供用于在电力中断期间的一种用于家庭的紧急备用加热和冷却系统，以在特别寒冷的情况下提供加热或在特别热的情况下提供制冷。

简要地说，一种热交换蛇管-其中流过有水-被浸在有热或冷水或冰或雪或具有所需温度的其他流体的一个容器中。为了进行加热，该容器被置于火或其他热源之上以对该容器中的水进行加热。根据加热或冷却要求，在盛有水或其他液体的一个蓄液器中的一个泵在连续的循环中以间歇的时间间隔对该液体进行泵送，从而使该液体通过柔性的管子并通过该蛇管。该管子被插入各种户外物品中的管线中，这些物品诸如睡袋、帐篷、加热器、盆、椅子、桌子、以及其他在户外通常使用的物品，用于按照需要对该物品进行加热或冷却。

附图的简要描述

以下结合附图描述我的发明的这些和其他细节，这些附图只是用于说明而不是限定本发明，且在附图中：

图1是剖视图，显示了整个设备的总体视图，该设备包括一个加热箱(被显示为被置于一堆柴火之上)、一个蓄液器和水泵设备、至系统的所有部分-包括但不限于睡袋、帐篷、和加热器-的管道、以及用于提供电力的一个泵电池和备用风力发电机。

图2是帐篷结构的一种替换形式的透视图，该帐篷结构带有管线，用于使加热或冷却流体流过；

图3是一个椅子的透视图，该椅子具有包括在该结构中的管线，用于使加热或冷却流体流过；

图4是一个盆的部分剖视顶视平面图，该盆具有包括在该结构中的用于使加热或冷却流体流过的管线；

图5是图4的盆沿着线5-5取的截面图；

图6是部分剖视透视图，显示了一个便携手术台，它具有包括在该结构中的用于使加热流体流过以温暖患者的管线；

图7是本发明的一个替换实施例的透视图，显示了被置于一堆柴火上的加热箱，它带有管线的输入和输出部分-它们中的每一个都终止于具有一个泵并与一个淋浴头相连的一个蓄液器。

本发明的最佳实施方式

在图1中，本发明包括一个户外加热系统，用于从一个热源获得热量并把该热量分配给户外通常使用的各种物品。该系统的主要部分包括：一个加热箱20，它被置于诸如柴火的一个热源19之上，并带有浸在水或其他液体16中的热交换蛇管21，用于加热蛇管中的水或其他流体；柔性管40、41、42、43，用于把加热的水分送至户外活动中通常使用的各种物品；以及，盛有一种第二流体18-优选地是水-的蓄液器30中的一个泵35，用于使水在该管中循环流动。一个定时器34可被用来控制泵35，且一个温度计37被用来测量水的温度。一个透明的监视窗口36或其他监视装置可被用来监视蓄液器30中的水的液面。

加热箱20具有：一个加热容器24，该加热容器24能够吸收热量并能够保持一种第一流体16-诸如水；以及，一个热交换装置，诸如该加热容器中的蛇管21，该热交换装置能够被浸在该第一流体中以从该第一流体吸收热量。该热交换装置具有通过它的一个内部通道，一种第二流体-优选地也是水-能够流过该内部通道，该第二流体能够从该热交换装置吸收热量。加热容器24具有一个宽阔的平坦的底部，该底部用于被放置在户外的营火19上。一个用于加热容器24的支座29可得到采用。该支座29能够把该加热容器24直接支持在营火19上并能够对加热容器24进行定位从而通过在营火逐渐烧掉时使容器24下落并同时保持加热容器24处于直立状态，而使加热容器24在营火燃烧时与来自营火的热量相接触。

该系统的核心，是箱单元20。箱的外壳(容器24)用耐热的轻型材料制成。诸如铝的金属合金、不锈钢、钢上的搪瓷、钢上的瓷、陶瓷或石棉，可得到采用。由于该箱是该设备中最重的部件，它的尺寸和重量可以被减小，以适合徒步旅行者、登山者、士兵等。

在考虑到水被沸腾蒸发和其中的金属蛇管的量的情况下，该箱单元可以是任何尺寸和体积的。甚至较小的尺寸，诸如1.5加仑的铝合金箱，也能够产生好的结果。水将处于该箱中，但蛇管应被浸在水下。在顶部的开口25可以是不同尺寸的并被用于排放水蒸汽(汽)并用于蛇管21的金属管端部22的出口。从箱的顶部出来和在该箱内的金属管可具有任何不同的长度，并优选地是蛇管形的，以增大表面面积并使热传递达到最大。该蛇管可以是任何尺寸的，在箱内的部分优选地是被浸在水下，诸如直径为0.5cm的2″铜蛇管。该蛇管应该被保持在水下，以获得最好的结果，且该箱不应该被烧干，虽然它在烧干时仍然能够良好地起作用。加热箱中的水的加热更为均匀，并被作为蛇管加热中的缓冲。另外，开口25可接收一个可选的漏斗状不可燃容器(在图1中用虚线显示)，它具有填放有雪或冰的上罐26和插入加热箱的顶部开口25中的一个下中空杆28。这些雪或冰由于加热箱上方的热量而熔化并为加热箱提供了水源。

一种管道装置，诸如柔性管40、41、42、43，能够接收来自热交换装置的第二流体并把该第二流体分送到这些物品中的至少一个，这些物品可以包括一个睡袋50、一个帐篷60、一个加热器43、以及能够通过加热而得到改善的任何其他户外物品，从而把热量传送到该物品，并在以受到定时器控制的时间间隔而加热和分送第二流体的连续的循环中，使第二流体循环流回到热交换装置。管线41-47位于所要加热或冷却的各个物品中，其中这些管线在这些物品的每一个中弯曲以形成与这些物品的每一个相接触的更大的表面面积，并在这些管线中产生涡流以减慢流动从而延长管线与各个物品之间的热交换。

该管线延伸至本发明的所有部分并与一个循环系统相类似。该管线的起始延伸部分可以比该管线的其余部分更耐热以承受来自箱的水的接近蒸汽沸腾的压强。该管线优选地是轻型的、成本低廉的塑料聚合物、橡胶、氯丁橡胶或任何其他可用的材料。它可以具有任何直径，诸如3/8″聚乙烯塑料。虽然管线的长度和直径可以改变，工厂制成的单元将具有预定的长度和直径。

由于加热箱被直接置于火上，产生了大量的热量，因而管线的延伸距离可以很长且可以把很多的热量分送给许多不同的户外用物品。在一种实验模型中，从加热箱至加热的物品使用了20′的管，从加热的物品至水泵使用了15′的，且从水泵至加热箱使用了5′的。

该管线通过水软管夹23而与所有部件相连。该管线是易弯的和不可折断的，并提供了足够的热传递。该管线可具有在被加热部件中的更多的涡流以传递更多的热量。该管线被缝合到所要加热的装置中，在此情况(图1)下该所要加热的装置是睡袋50、帐篷60和60A、便携加热器70、便携椅子90(图3)。在被加热的部件中，该管线可具有不同的长度、方向(纵向、水平)、和直径。具有良好的隔热性的轻质材料可被设置在该管线的周围以保持热量并且是可选的。

泵35能够对第二流体进行泵送从而使其通过管道装置(即柔性管40、41、42、43)和热交换装置(即蛇管21)。蛇管21在其整个长度上都具有中空的内部并优选地是用不可燃的刚性材料制成，该材料能够把热量传递到流过蛇管的液体；该蛇管具有至少一个出流延长端和至少一个入流延长端，该出流延长端和入流延长端可以通过使流动方向反向而被互换。延长端22通过一个开口28并延伸到该热源之外，以防止热量与连接到这些端部的柔性管40的方向接触。加热容器24中的开口28还使得来自内部的加热的水16的蒸汽能够得到排放。

该管道装置包括一个柔性管40，该柔性管40与热量传递装置的出流端相连并通过户外物品50、60、70而延伸并与热量传递装置即蛇管21的入流端相连。柔性管40还与泵35相连通，从而使该柔性管线与该热交换装置的内部通道一起形成了一个连续的管线，用于使第二流体通过其而流动，该第二流体借助泵35而流动。柔性管40能够通过把柔性管41、42、43插入预定数目的物品的每一个中，而被插入这些物品中。在所要加热或冷却的每一个物品内设置有管线，其中该管线在各个物品内弯曲，从而形成了与各个物品相接触的更大的表面面积并在该管线内产生涡流从而减慢流动，以延长管线与各个物品之间的热交换。

柔性管41、42、43可被内装到户外物品50、60、70中，从而形成其中的管线，该管线具有两个端-这些端中的每一个均与一个夹23相连，该夹23能够夹住外部柔性管40的一端。

泵35被置于一个盛有第二流体18的液体存储容器30或蓄液器上，该泵能够把第二流体泵送过该系统。

一个定时器34可被用来控制泵35，以按照需要调节流动。泵35是用合成材料制成的轻型泵并由通过导线32与泵35相连的电池33供电。一个风力发电机87可以被用来产生对电池33进行供电和使泵35运行的电力，从而提供无限的电力。风力发电机87被装在一个柱81上，该柱具有一个尖的底端84以被插入地面中，并带有固定绳85和桩86以将其固定，并带有使发电机87运行的风叶83。

蓄液器30中的水泵35可以是与蓄液器的类型相适应的可浸式离心泵或涡轮、螺旋或任何其他类型的水泵。本发明不仅包括所有类型的泵，而且还包括泵的所有电压。该系统能够采用任何类型的水泵、舱底泵、油池泵、或任何其他类型的泵，不论是可浸的还是不可浸的、级联的、离心的、隔膜的、还是活塞的。还包括在此未提到的泵。离心泵是最好的，因为它能够适当地按照热量来移动(传送)水。

优选地，该蓄液器和水泵应该是用任何这样的材料制成的并且是轻型的。所有系统部件在旅行或不用时都被排放掉了水，且该系统在使用前被注入了水。

定时器应该是要求低电压的并且是轻型的。该定时器可以是弹簧驱动的(拨盘的)、交流或直流驱动的。集成电路定时器电路是可经过装在该定时器单元上的肘节或拨盘而得到调节的，该定时器单元可以手动地设定。可以从帐篷使用一种远程控制器，以通过对定时器进行远程调节而增大/减小所希望的热量。

在该实验模型中，一个可再充电的12V电池被连接到该定时器单元和水泵。该电源可借助轻型的附件而借助风力供电、借助太阳能供电、或借助水力供电。该电池可被连接到轻型的风车，或者可以直接由风车提供动力。该动力系统和电压可以是任何大小的6V、12V、24V：不限于这些电压而且可以是任何其他电压或交流动力的。

在图1中，被加热的户外物品包括：睡袋50，它具有一个管线41，该管线41可以位于该睡袋的顶部和底部；一个三角形的帐篷60，它具有柔性管线42；以及，加热器70，它具有柔性管线43。

所要加热的该睡袋、帐篷、加热器、椅子或物品可以是任何材料和尺寸的。通常的特征包括：位于夹23处的在某些可操作的位置处的注入/取出口。该管线将被缝合到被加热的物品之内。在该管线与所要加热的人之间优选地设置有一绝缘层，以避免烫伤。

在图2-6中，其他的户外物品包括：一个圆形帐篷60A，它带有柔性管线44；一个椅子90，它带有柔性管线45；一个盆100，它带有柔性管线46；以及，一个户外手术台110，它具有柔性管线47，用于在紧急场合或战场中温暖患者。

在图7中，液体存储容器120的一个替换实施例包括一个淋浴器喷头122，它具有一个开启拉绳123并与该容器相连从而连通至其中的第二流体18(优选地是水)。液体存储容器120具有悬挂绳121或其他使其能够被悬挂到诸如一个树支17上的装置，且淋浴器喷头122能够以淋洒的方式排放加热的第二流体18。

整个系统能够排空所有的液体，从而便于运输。

本发明可被用于户外加热和冷却系统，用于使流体暴露于一个热源或一个冷却源并把该流体分送到户外通常使用的多种物品。

同一个加热箱20可被用作冷却箱20，因而在实际上把加热和冷却系统结合了起来。容器24既能够吸收热量又能够吸收冷量。该容器中保持有第一流体16，该第一流体16可以是水、雪、冰或其他液体或各种状态的水。该容器内的热交换装置-优选地是蛇管21-能够被浸在第一流体中，以根据天气状态的冷热并根据所希望的应用而从第一流体吸收热量或冷量。热交换装置即蛇管21能够从第一流体16吸收热量和冷量并将其传递到其中的第二流体18，该第二流体18用于借助泵35而通过该系统进行循环。柔性管40-47中的第二流体能够根据需要把热量和冷量传送到各种户外物品。

在操作中，优选的是该系统由成年人使用，或者在有负责任的监督的情况下使用。操作基本上是简单的。加热箱20应该被尽量平稳地置于火、烤架或支座上，因为它将在火燃烧过程中(由于重力)向下移动。一个可选的烤架或支座29可得到采用，以增加稳定性。有关在火或支座上适当放置单元的详细的指示将使该单元能够提供许多小时的热量。如果使用了支座，则箱单元正下方的火的良好通风能够得到保证。

烤架或支座的种类包括所有的类型、型号和材料。为了获得最好的结果，该单元应该在平稳的状态下使用；并给其0.5-1小时的充足的时间以有效地发挥功能。该系统利用了水的热容量和传送性质。另外，在有些地区水是丰富的。但不论是否可获得水，本系统都不要求大量的水。该系统在不使用时应该把水排放掉，以进行运输。

该加热箱可被直接放置在火或加热部件上。水(在平稳的系统中使用)在得到适当放置时是稳定的。该箱或用于支撑的支座应该被小心地放置在火上，并要考虑到在铜管的端部的塑料管线和平衡，从而使该箱在重力的作用下随着燃烧的进行而稳定地下移。建议的是，使火焰不超过加热容器24的顶部，从而使管线40不会被熔化。通过加热从加热箱的顶部出来的水平金属管的端部22，火焰将进一步加热该系统。这些金属管应该离开火焰。

重力将作用于泵上，因而优选的是把系统置于一个平坦的高度相当表面上。所有类型的燃料-诸如罐装煤气、汽油、煤油、丙烷、Sterno、柴油、  或其他燃料，都可以对箱进行加热，但优选的方法是木柴或任何包括固体燃料的可燃烧物。本发明包括在此所列出和未列出的所有燃料。不仅用在户外的火上的箱，而且所有其他的加热系统，诸如小炉子、hibachi、烧烤装置、壁炉或在没有箱的情况下火上的加热蛇管，且该系统包括所有其他在此未提到的加热部件。

箱单元距所要加热的部件越近，或者管线越短，热量传送的效果越好。但本系统仍然能够以良好的效果把热量传送20英尺而到达所要加热的部件。

水只是所有能够采用的所有类型的流体中的一种。水被用作例子，因为它有利的化学性质和丰富性。如上所述，雪也可被采用并将在加热的箱中熔化成水。水16将在加热箱20中被加热。水应该覆盖住蛇管21，从而使蛇管21和蛇管中的水得到加热。蛇管中的水被驱动通过该系统而到达管线40-47。因为空间有限，水泵35借助离心作用将使水经过该管线而通过该系统并到达加热箱。通过移动，水将到达所要加热的物品，并回到蓄液器中以被再次循环。

由于水能够传送充足的热量，该单元仅需要每5分钟传送一分钟热水，或者按照定时器的设定传送热水。这将节约电池的电力。通过加热本系统的蛇管或织物缝制的管线，所要加热的物品不限于睡袋、加热器或帐篷，而且还可包括任何尺寸、型号、材料的所要加热的便携式轻型椅子、吊床、沙发、躺椅。所要加热的物品包括所有其他要加热的部分，而不仅限于以上所述的。

定时器开启的频繁度与所希望传送的热量成正比。蓄液器上的刻度36将监测用掉的水或所需要添加的水。该系统的功能的一种时间顺序是：热源＞箱外壳＞水＞金属管＞水＞管线＞被加热的部件＞管线＞蓄液器/水泵＞管线＞箱。

由于水泵35被可调定时器34间歇地启动，水18经管线40-47而被传送到该系统的不同部分。实验显示出，热量被保持在该系统中且热量的传送是显著充分的。系统运行时间越长，被加热部件的温度与箱中的水的温度越接近。这显示出了本系统在热量(温度)保持方面的有利，且这是可通过实验证明的。

该系统能够降低加热成本并进行有效的热量传送。该系统还可被用于室内和任何有火或其他热源(或冷源)的地方。本发明被用作有效的生命救助装置、家庭中的备用紧急加热装置或冷却系统。在电力中断时-这在天气很热或冷时经常会发生，被系统可被用在煤气炉、壁炉或其他家庭热源上，以保持舒适和并抵御寒冷，并且也可以采用以冰进一步冷却的冷水或只是在该系统中循环的冷水而作为冷却装置。

本系统能够以风力、太阳能或水力作为动力。本系统的其他应用是多种多样的。加热的管线可以作为发射红外线特征标志的装置，只要飞机或卫星处于可视的范围内且在管线上没有防热套。

在体温过低的情况下，该系统可被用于迅速地提升体温。箱中的蛇管可被直接置于热源上以提供迅速且直接的加热。该系统将降低坏疽和冻伤的发生。

本系统可能够被用于严重的热虚脱。只要在箱中充入冰和水，运行该系统以对患者进行冷却就行(显然不能使用热源)。

如果采用诸如风或太阳能的动力源，热量的传送可以非常经济和有效。风能动力在任何时间都能够被使用，且泵能够在风力发电机工作的时候一个直运行。风和太阳能还可被用来存储电池能量。

在图7中，淋浴器蓄液器120在功能上与蓄液器30非常类似。淋浴器蓄液器120是轻型塑料或其他材料的盒并具有防水内衬，并能够被方便地组装。所有的组件都能够在一个固定的蓄液器中携带(如果该蓄液器是固定的)。该淋浴器蓄液器具有较大的容积。淋浴器蓄液器泵35将包括一个较大的输出泵，以克服重力并提供比较快的液体循环速率。该单元将被悬挂在一个树支17上或被置于一个较高的位置，从而使蓄液器中的水能够借助水泵和重力而工作。

淋浴器蓄液器上的泵35将通过一个通—断开关运行并间歇或连续地工作，以获得所希望的热量。优选的是该泵预先运行5-10分钟以获得所希望的温度。该蓄液器中的水将被泵出，且水泵喷射和重力提供了足够的动能，而使这些水回到蓄液器中。水将由于在蛇管中的涡流而略微有所减慢。

如果重力是一个问题或者从淋浴器蓄液器120至加热箱20采用了较大的管，从加热箱20至淋浴器蓄液器120的一个小管40能够保证更为一致的流动，以获得较大的压力以克服重力而返还到加热箱。

淋浴器头122可以是任何材料制成的，并可以从淋浴器蓄液器120折出。该淋浴器头和和管可以是任何形状、尺寸或材料的，诸如塑料的。一个拉环123可被用来打开淋浴器头。

在图4和5中，形状、尺寸、体积、材料可变的一个加热盆100可被置于系统中任何地方。该盆象其他的部件一样借助夹23而得到连接。该加热盆将具有双层的壁101、102，管线46在壁101与102之间以加热被置于该盆中的水、食物或其他东西。该盆可被用于熔化冰、作为脸盆、烹饪食物、等等。盆壁中的管线46将把热量传送给盆中的任何东西。

作为户外的浴盆或澡盆，挖一个坑，用防水材料覆盖它，并把它注满水。把泵置于该澡盆中(不搅动)。把水从该澡盆泵出至加热箱(相距一个安全距离)并在泵回到该澡盆中。本发明的这种形式重新定义了术语“艰苦生活”。

为了清洁来自一个给定区域的冰，把泵置于水管线之下并保证恒定的水流。用泵把水送到箱并使来自箱的出水管的端部开放，从而使热水与冰接触并将其熔化。流出的水可以再次循环。所用的材料和科学数据

本发明中采用的材料是用于其目的的最佳材料。它们的物理特性和性质在理论和实验上都表明了它们的价值。研究和开发表明了，所要加热的物品的温度与箱的温度接近，这显示了本系统的效率。在有好水源的情况下，系统工作的时间越长，它就越有效率。不论是对睡袋、帐篷还是加热器，也不论水泵、动力源和定时器，只提实际的箱和管线，在本发明中采用的主要的材料是铜(Cu)、铝(Al)和聚乙烯管线。所提到的是实验过的标准设备，但其他的材料也可作为替换而得到采用。某些材料在实际中以合金的形式存在，它们的物理性质将改变。聚乙烯管线是柔性、轻型且不可折断的。它保持和传送热量的特性是良好的。在此提供的是所用的某些材料和它们的特性。

值         单位       Al       Cu       H20(1)         H20(g)

熔点       C          660.1    1084.5

导热率                2.37     4.01

热容量                24.34    24.47    75.30

ΔH        kJ                           -285.84        -241.83

Al和Cu在热动力学上是稳定的，且铜在王水中被腐蚀。Al在约600℃开始熔化。热流和传送的方向如下：

火(热)＞箱(Al，Fe，任何耐热的材料)＞箱中的H20＞蛇管的Cu＞蛇管中的H20＞聚乙烯管＞被加热的部件＞蓄液器＞回到箱中。

如标准值(根据CRC手册)所示，这些材料当被加热时具有高的热传送、容量和某些可忽略的膨胀。由于水具有高热容量，它足以把热量保持和经本系统传送至各个部分。

泵将使水自由地通过系统而流动，如实验所示，在该系统中热量将被返还，直到达到了一个恒定的温度。这在研究数据部分中得到证明。

某些基本的科学公式和考虑如下：从H20(g)至H20(1)的ΔH是有意义的-显示出了该系统的潜力。该系统的动力学过程开始于箱-热源并有效地把热传送至系统的其余部分。该系统在化学上是强放热的(给出热量)。该系统具有半封闭的空间，因而能够以可控的方式利用所产生的大量的热量。随着系统中压力的增大，温度也上升。

PV＝nRT；     理想气体定律

水将把热量有效地传递到蛇管，再传递到水并随后传送到管线。

应该理解的是，以上的描述只是对本发明的描述而非限定，且在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的精神的前提下，可以对本发明进行各种修正。

Claims (20)

1.一种户外加热系统，用于从一个热源获取热量并把该热量分送到户外通常使用的各种宿营和生存物品，该系统包括：

一个加热箱，它具有一个加热容器和在该加热容器中的一个热交换装置，该加热容器能够吸收热量并能够在其中保持一种第一流体，该热交换装置能够被浸在该第一流体中以从该第一流体吸收热量，该热交换装置具有一个内部通道-一种第二流体能够通过该内部通道而流过，该第二流体能够从该热交换装置吸收热量；

一个管道装置，它能够接收来自该热交换装置的该第二流体并把该第二流体送过该物品中的至少一个以向该至少一个物品传送热量，并能够使该第二流体在该第二流体的加热和分送循环周期中循环回到该热交换装置；

一个泵装置，它能够把该第二流体泵送通过该管道装置和该热交换装置。

2.根据权利要求的系统，其中该第一流体和该第二流体是水。

3.根据权利要求1的系统，其中该第一流体是空气且该第二流体是水。

4.根据权利要求1的系统，其中该热交换装置包括一个蛇管，该蛇管在其整个长度上都具有中空的内部。

5.根据权利要求4的系统，其中该蛇管用不可燃刚性材料制成，该材料可把热量传递给流过该蛇管的流体，该蛇管具有至少一个出流延长端和至少一个入流延长端，这些延伸端延伸至热源之外。

6.根据权利要求1的系统，其中该热交换装置具有至少一个出流端和至少一个入流端，这些端与该热交换装置的内部通道相连通，且该管道装置包括至少一个柔性管，该至少一个柔性管与该热量传递装置的该至少一个出流端相连并通过该至少一个物品而延伸并连接到该热量传递装置的该至少一个入流端，且该至少一个柔性管与该泵装置相连通，从而使该至少一个柔性管与该热交换装置的该内部通道一起形成了一个连续的、用于使该第二流体通过的环路，该第二流体借助该泵装置而循环流动。

7.根据权利要求6的系统，其中该柔性管能够通过把该柔性管的一段插入若干物品的每一个中而被插入到这些物品中。

8.根据权利要求1的系统，其中该管道装置包括一系列互连的柔性管，该系列柔性管中的至少一个被插入该至少一个物品中。

9.根据权利要求8的系统，其中该至少一个柔性管被内装到该至少一个物品中从而在其中形成一个管路，该管路具有两个端部，每一个端部均与一个夹相连，该夹能够能够夹逐一个外部柔性管的一个端部。

10.根据权利要求1的系统，其中该泵装置包括一个液体存储容器，该液体存储容器包括该第二流体并具有位于其中并与该第二流体相连通的一个泵，该泵能够把该第二流体泵送通过该系统。

11.根据权利要求10的系统，进一步包括一个用于控制该泵装置的一个定时器，该定时器能够使该泵以定时的间隔进行工作。

12.根据权利要求10的系统，其中该泵是用合成材料制成的轻型泵并由一个电池供电。

13.根据权利要求12的系统，进一步包括一个用于产生电力以向该系统供电的风力发电机。

14.根据权利要求10的系统，其中该液体存储容器进一步包括与其相连并与其中的该第二流体相连通的一个淋浴器喷头，该液体存储容器能够被挂起且该淋浴器喷头能够以淋浴喷洒的方式排出加热的第二流体。

15.根据权利要求1的系统，其中该至少一个物品包括从由睡袋、帐篷、加热器、椅子、盆和手术台组成的组中选出的至少一个物品。

16.根据权利要求1的系统，进一步包括一个第二容器，该第二容器被置于该加热容器的上方并与该加热容器相连通，该第二容器能够盛放冰和雪并能够把热量从该加热容器传递到盛在其中的雪和冰从而使这些冰和雪熔化成水，且该第二容器能够把这些水传送到该加热容器。

17.根据权利要求1的系统，进一步包括用于该加热容器的一个支座，该支座能够把该加热容器直接支持在营火上方并能够在该营火燃烧的过程中使该加热容器与来自该营火的热量相接触。

18.根据权利要求1的系统，其中整个系统中的流体能够被完全排放掉，以便于运输。

19.一种户外加热和冷却系统，用于使一种流体暴露于一个热源或一个冷源并把该热量分送到户外通常使用的各种宿营和生存物品，该系统包括：

一个加热和冷却箱，它具有一个能够吸收热量和冷量的容器，该容器能够在其中保持一种第一流体，该加热和冷却箱还具有在该容器中的一个热交换装置，该热交换装置能够被浸在该第一流体中以从该第一流体吸收热量或冷量，该热交换装置具有一个内部通道，一种第二流体能够通过该内部通道而流过，该第二流体能够从该热交换装置吸收热量和冷量；

一个管道装置，它能够接收来自该热交换装置的该第二流体并把该第二流体送过该物品中的至少一个以向该至少一个物品传送热量和冷量，并能够使该第二流体在该第二流体的加热和分送循环周期或冷却和分送循环周期中循环回到该热交换装置；

一个泵装置，它能够把该第二流体泵送通过该管道装置和该热交换装置。

20.一种户外加热系统，用于从一个热源获取热量并把该热量分送至通常在户外使用的各种宿营和生存物品，该系统包括：

一个热交换装置，它能够被直接暴露于一个外部热源，该热交换装置具有一个通过它的内部通道并能够使一种流体流过该内部通道，该流体能够从该热交换装置吸收热量；

一个管道装置，它能够接收来自该热交换装置的该流体并把该流体分送通过该物品中的至少一个从而向该至少一个物品传送热量，并在该流体的一个加热和分送周期中使该流体循环回到该热交换装置；

一个泵装置，它能够把该流体泵送通过该管道装置和该热交换装置；

一个与该泵装置相连的定时器装置，该定时器装置能够对该泵装置进行控制从而使在泵在定时的间隔中工作。

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