CN200959839Y - 用于改变温度的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于改变温度的设备，该设备与至少部分覆盖人体的服装和/或类似的防护衣服相关联，并配备有热能产生装置和与其热接触的热交换装置，用以向身体提供热能。热交换装置形成为设计成柔性管路的嵌入物，该管路包含和传送由水和/或防冻液组成的液态传热介质，并作为盘管固定在衣服的内衬下面，所述传热介质被引导通过在热能产生装置内形成的热交换块的通道，所述热能产生装置以设置在壳体中的小型便携式丙烷－丁烷燃烧器的形式实现，该壳体与环境绝热并与水/空气热交换块连接。可选地，热能产生装置以热交换盘管的形式实现，该盘管与配备有内燃机的车辆例如摩托车的冷却水循环或排气管系统热接触，并使用该系统的热量加热在盘管中循环的传热介质。

Description

用于改变温度的设备
技术领域
本实用新型申请的主题是一种用于改变温度的设备，该设备与连接到并部分覆盖活的生物特别是人类的身体的服装和/或类似的防护衣服相关联，并配备有热能产生装置和与该热能产生装置热接触的热交换装置，用以向身体提供热能或从身体吸取热能。
背景技术
人们已经多次尝试借助于例如服装来消除或减少过热或过冷的环境温度对在户外持久工作的人的生理造成的不利影响。上述目的通过由绝热材料制成的衣服制品或包括由上述材料制成的嵌入物的衣服制品实现，或者在一些方案中通过设置电力源实现，其中电加热单元位于服装或覆盖物内部——有时作为外部嵌入层——并连接到电源，该电源通常为也与所述服装相关联的可再充电的电池组。例如在专利申请BG 568 699，GB 163 205和US 2003/0131840中分别描述了这种类型的方案。这类方案的一个共同特征是，它们的有效输出极大地取决于能源本身，并且在较长时间内维持较高的效率需要较高容量的可再充电电池，但是将该电池放置在衣服中或者在穿着衣服的同时以某种方式携带电池会对穿着此类衣服的人造成很大的约束和限制，并且通常十分令人疲劳。
另一个常用方案是通过燃烧某种燃料来加热空气，并将被加热的空气传导至衣服内或衣服下面。加热通过小型便携的、通常通过燃烧酒精或某种石油衍生物产生加热过程所需的热量的加热装置完成。衣服的穿戴者通常必须在他/她的背上穿戴和携带相关的设备，如同某种帆布背包，这会带来不便以及不可忽视的火灾危险。
实用新型内容
鉴于上述问题，我们的目的是设计出一种方案，以确保在根据本实用新型的设备的帮助下，人在过热或过冷的环境温度下也能够生存相对较长的时间，因此相关设备应该小、方便、使用灵活以及比较高效。
所述目的已经通过一种用于改变温度的设备实现，该设备与连接到并部分地覆盖活的生物特别是人类的身体的服装和/或类似的防护衣服相关联，并配备有热能产生装置和与该热能产生装置热接触的热交换装置，用以向身体提供热能或从身体吸取热能，其中，所述热交换装置为设计成柔性管路的嵌入物，该管路包含和传送液体传热介质，并且作为盘管固定在衣服的内衬下面，其中，所述传热介质由水和/或防冻液组成，并被传导通过在热能产生装置内形成的热交换块的通道，所述热能产生装置为封闭设置在壳体中的小型便携式丙烷-丁烷燃烧器，该壳体与环境绝热并与水/空气热交换块的一侧连接。
根据所提出的设备的一优选实施例，该管路由直径为5-10mm的硅酮管制成。
还优选地，该管路还在衣服的覆盖肢体的部分中引伸。
如果小型便携式丙烷-丁烷燃烧器是由气体提供动力的烙铁(solderingiron)，则也是有利的。
根据本实用新型，如果气动烙铁单独地设置在为这一目的而设计的壳体中，则也是有利的。
如果壳体本身是绝热的，则对于所提出的设备是有利的。
根据所提出的设备的一优选实施例，气动烙铁由恒温器控制。如果这样，则不论穿着者如何影响、且不论环境温度有任何上升或下降，都可以保持预定的温度值。
在用于改变温度的设备的使用当中，启动热能产生装置开始所述(加热)过程，由此热交换装置内的传热介质升温，管路系统内的热交换介质主要通过强制循环或者偶尔通过重力进行循环，从而向穿着该设备的人供热。通过控制热能产生装置的燃烧/输出，可使衣服的温度适应于天气/环境条件。
所述目的还通过这样一种用于改变温度的设备实现，该设备与连接到并部分覆盖活的生物特别是人类的身体的服装和/或类似的防护衣服有关，并配备有热能产生装置和与该热能产生装置热接触的热交换装置，用以向身体提供热能或从身体吸收热能，其中，所述热交换装置为设计成柔性管路的嵌入物，该管路包含和传送液态传热介质，并作为盘管固定在衣服的内衬下面；由水和/或防冻液组成的所述传热介质被引导通过以热交换盘管的形式实现的热能产生装置，该盘管与配备有内燃机的车辆例如摩托车的冷却水循环或排气管系统热接触，并使用该系统的热量加热在盘管中循环的传热介质。
根据所提出的设备的一优选实施例，该管路由直径为5-10mm的硅酮管制成。
还优选地，该管路还在衣服的覆盖肢体的部分中引伸。
根据所提出的设备的一优选实施例，热交换盘管由恒温器控制。如果这样，则不论穿着者如何影响、且不论环境温度有任何上升或下降，都可以保持预定的温度值。
附图说明
在下文中，将参照所附的示出所提出的设备的示例性实施例的附图，详细地描述所提出的方案，其中，
图1示出在上衣制品中采用根据本实用新型的设备的一个可能实施例的示例；
图2示出所提出的设备的热能产生装置的一个可能实施例的部分为截面的概略图；以及
图3示出与车辆、优选为摩托车的热交换单元相关联的根据本实用新型的设备的另一个可能的实施例。
具体实施方式
图1示出所提出的设备的一个优选的示例性的可行实施例。如图所示，与被设置或支承在衣服外部上的或独立于衣服的热能产生装置2相连的管路1设计成盘管，并位于人们所穿的上衣制品例如夹克的内部。该图示出管路1在衣服内部的一种象征性布置，但是实际的布置当然取决于特定的服装和使用的面积。管路1可设计成位于衣服的臂部内的盘管，即位于衣服的臂部内的螺旋线，如该图的左侧所示，但也可以如该图右侧所示，其中管路1成形为与衣服的臂部平行的盘管。根据所使用的面积以及穿着衣服的人的需要来选择管路1的密度，因为在特定情况下通过根据本实用新型的设备传递给服装穿着者的热容量，或在冷却的情况下要从服装穿着者吸收的热容量，部分由管路1的密度所决定。
经验表明，管路1应由具有足够的机械特性以及耐热性的柔性塑料管，优选硅酮管制成。根据相关的实验，为了达到特定目的，应该使用直径为5-10mm的硅酮管，但是也可通过具有更小直径的管路1确保所需的效果。当使用该设备时，通过热能产生装置2并在该处吸收或放出热能的传热介质在管路1内流动。在最简单的例子中，使用水作为传热介质，但是在冷却的情况下，考虑到环境影响，水可与防冻液混合或者甚至由未稀释的防冻液所代替。由于该系统是封闭系统，可商购的用于公路车辆运行的防冻液优选地适用于此目的。
图1仅仅示意性地示出热能产生装置2，更确切地说，包含在壳体内的热能产生装置2，而在图2中则更详细地示出一个示例性实施例。
在本方案中，壳体3中的热能产生装置2为通过燃烧某种燃料产生热能的装置，例如小型便携式丙烷-丁烷燃烧器，如便携式气动烙铁，即气动烙铁4。气动烙铁4这种装置在很多地方可商购得到，作为示例，包括Steinel公司的S1300型气动烙铁，或者Weller公司的Pyropen WP1型烙铁。这些气动烙铁通常配备有压电点火装置和输出控制装置，它们的最大容量在100-150W范围内，用丁烷气(轻气体)操作，也就是说，它们可被容易地填充或再填充。气动烙铁4的尖端5通常与也由金属制成的热交换块6相关联。热交换块6包括用于传热介质的通道，该通道通过连接端部8连接至管路1。从图2可以看出，热交换块6被绝热体9包围，借助开关10可以启动或切断气动烙铁4。
热交换块6优选由具有良好导热能力的铜或铝制成，热交换块6内的通道7可以单独形成，或者热交换块6可由多个部分放在一起形成，在这种情况下，同样优选由铜制成的单独的介质通道7可放置在热交换块6的适当成形的凹口内。显然，通道7在热交换块6内应该尽可能地长，以便充分利用热能产生装置的能力，出于同样的原因，热交换块6被绝热体9所覆盖。通过气动烙铁4和热交换块6实现的热能产生装置2能够以公知的方式例如通过螺钉固定在壳体3内，从而连接端部8通过穿过在壳体3上切出的适当的孔而连接至构成管路1的硅酮管。
在上述方案的情况下，最简单地，在热交换块6内被加热的传热介质例如水在管路1内依靠重力循环，但是这种方案的效率和运行安全性仅在几种特殊的情况下足以满足需求。因此，除了已经给出的组成部分，可将优选由电池或可再充电电池控制的另外的液泵串联连接地设置在壳体3中，以确保液体以公知的方式循环。所述泵可为由低电压控制的任何径向泵、轴向泵、蠕动泵等，考虑泵的容量要求和泵产生的噪音水平来选择使用。适用于根据本实用新型的设备的泵包括，例如序号为570265、名称为“Extra”的Conrad Electronics的外部泵。
壳体优选由刚性塑料或金属制成，以本领域已知的任何方式固定在包括管路1的衣服上或其它防护衣服例如覆盖物上，或者穿过衣服本身或例如作为腰包固定到穿戴防护衣服的人的身体上。
为了实施所提出的设备，以提供单个液体通道的盘管来实现管路1并不是唯一的选择。为了防止由于气塞或某种污染物产生堵塞，并且为了保持连续流动，管路1可被分成多个平行分支。
如果使用作为优选的示例性实施例而特别显示的方案，即，使用气动焊铁4作为热能产生装置1，那么，鉴于气动烙铁4的少量有效输出——用作传热介质的液体被加热至大约40-50℃——可以确保连续运行4-6个小时，因此必须相应地选择确保液体循环的泵的动力源。例如，目前使用的高容量Ni-Mh可再充电电池优选适用于此目的。
在壳体3中，尽管由于使用的气体/空气混合物的比例为1∶15，使用热能产生装置1不会产生不舒适的气味，但是为了排出燃烧产物，必须形成适当的开口，或者必须使用专用的通风设备对壳体3内部通风。
更有利地，在管路1上设计一个适用于除气的位置，例如管端部。当被加热时，传热介质会膨胀，但是通过适当地选择管路1的材料(例如硅酮管)，也不需要提供膨胀箱。
如果将电传感器单元、传感器或恒温器放置在管路1的范围内，以测量管路1附近的温度，并且优选地沿管路1将此传感器单元连接到热能产生装置1，例如控制气动烙铁4的运行的开关单元，则在最简单的情况下，可以保持衣服或防护衣服内的由温度传感器确定的温度，而不需要该设备的穿着者的主动干预。当然，除了温度传感器外，也可使用其它的调节单元，以便结合温度传感器电子地确保在衣服内设定所需的温度。
根据图3中所示的所提出的设备的另一优选实施例，热能产生装置2也以盘管的形式实现，(该盘管)与配备有内燃机的车辆例如摩托车热接触，连接到车辆的冷却水循环或排气管系统，并使用该系统的热量加热在盘管中循环的传热介质。在这种情况下，例如，由耐热的机械方面坚固的材料——适宜地为金属，优选地为铜——制成的用于热交换目的的盘管，可以本领域中已知的确保传热的方式缠绕在摩托车的排气管上，或连接到摩托车的金属散热表面，并通过一种可商购的公知的刚性联轴器(fastcoupler)连接到管路1上。在这种情况下，当使用摩托车时，即在旅程中，可以仅通过位于热能产生装置2内的泵的操作，确保传热介质充分循环以及向穿着所述衣服的人传递热量。

Claims (11)

1.一种用于改变温度的设备，该设备与连接到并部分覆盖活的生物特别是人类的身体的服装和/或类似的防护衣服相关联，并配备有热能产生装置和与该热能产生装置热接触的热交换装置，用以向身体提供热能或从身体吸收热能，其特征在于，所述热交换装置是设计成柔性管路(1)的嵌入物，所述柔性管路(1)包含和传送液态传热介质，并作为盘管固定在衣服的内衬下面，其中，所述传热介质由水和/或防冻液组成，被引导通过在热能产生装置(2)内形成的热交换块的通道(7)，所述热能产生装置为小型的便携式丙烷-丁烷燃烧器，该燃烧器设置在与环境热绝缘的壳体(3)中，该壳体(3)与水/空气热交换块(6)的一侧连接。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述管路(1)由直径为5-10mm的硅酮管制成。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述管路(1)还在衣服的覆盖肢体的部分中引伸。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述小型的便携式丙烷-丁烷燃烧器是由气体提供动力的烙铁(4)。
5.根据权利要求1或4的设备，其特征在于，所述气动烙铁(4)单独地设置在为这一目的而设计的壳体(3)中。
6.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述壳体(3)本身是绝热的。
7.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述气动烙铁(4)由恒温器控制。
8.一种用于改变温度的设备，所述设备与连接到并部分覆盖活的生物特别是人类的身体的服装和/或类似的防护衣服相关联，并配备有热能产生装置和与该热能产生装置热接触的热交换装置，用以向身体提供热能或从身体吸收热能，其特征在于，所述热交换装置为设计成柔性管路(1)的嵌入物，所述柔性管路包含和传送液态传热介质，并作为盘管固定在衣服的内衬下面，其中，由水和/或防冻液组成的所述传热介质被引导通过热能产生装置(2)，该热能产生装置以热交换盘管的形式实现，该盘管与配备有内燃机的车辆例如摩托车的冷却水循环或排气管系统热接触，并使用该系统的热量加热在盘管中循环的传热介质。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于，所述管路(1)由直径为5-10mm的硅酮管制成。
10.根据权利要求8的设备，其特征在于，所述管路(1)还在衣服的覆盖肢体的部分中引伸。
11.根据权利要求8的设备，其特征在于，所述热交换盘管由恒温器控制。
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