DE20002182U1 - Neuartige Weste zum Kühlen des menschlichen Körpers - Google Patents

Description

Neuartige Weste zum Kühlen des menschlichen Körpers

Die Erfindung bezieht sich auf ein westenförmiges Kleidungsstück mit einem neuartigen Kühlsystem, welches bei Bedarf Teilzonen des menschlichen Körpers kühlt, die einer übermäßigen Hitze ausgesetzt sind.

Die Anwendung zielt auf Berufsgruppen mit entsprechenden Schutzanzügen, die zeitweise großer Hitze ausgesetzt sind. Das sind u. a. Soldaten mit sogenannten Kampfanzügen, welche gasdicht sind etc. Obwohl die meisten dieser Schutzanzüge teilweise einen Schutz gegen äußere Hitzeeinwirkung aufweisen, kommt es im Innern zu großen Hitzestaus, die negative Auswirkungen auf das Wohlbefinden haben bzw. die zu Beeinträchtigungen des Vorhabens führen, zu welchem der Schutzanzug bestimmt ist. Bei Ganzkörper-Schutzanzügen von Soldaten ist die überhitzung im Innern sehr groß, da aus Tarngründen keine äußere reflektierende Oberfläche des Anzuges gegen Strahlungserwärmung möglich ist. Bei sogenannten chemical-biological warfare suits der Soldaten ist das oben beschriebene Problem der inneren überhitzung als sehr große Behinderung aufgetreten.

Es sind Systeme bekannt, die wie Unterkleidung mit einer integrierten Kühlung ausgebildet sind. Die Funktion derartiger Systeme beruht auf Kühltechnik nach dem Stand der Technik, derart, daß dünne Kühlschläuche in dem Gewebe eingearbeitet sind, durch die Kühlflüssigkeit gepumpt wird. Die notwendige Kühlenergie kommt von einem tragbaren Kühlaggregat, welches wie ein Mini-Kühlschrank aufgebaut ist mit allen Varianten der Kühltechnik vom Absorberprinzip bis zur Trockeneis-Speisung. Es sind auch Systeme in der Entwicklung, die mit dem sogenannten Prinzip der Zeolith-Technik arbeiten sollen. Mit diesem Verfahren kühlen beispielsweise Eisenbahn und Luftfahrt ihre Speisen.

Die Verbindung von Weste und Kühlaggregat besteht aus Schlauchleitungen, die durch den Schutzanzug geführt werden. Hierbei sind die Schlauchleitungen mit trennbaren Schlauchkupplungen versehen, die durch eine Öffnung im Schutzanzug geführt werden. Diese Durchbrüche müssen gasdicht sein. Das ist alles sehr aufwendig. Das Material dieser Schutzanzüge ist aus Gewichtsgründen sehr dünn. Das macht bei derartigen Systemen aufwendige Verstärkungseinlagen notwendig. Es ist ersichtlich, daß diese Systeme teuer in der Herstellung, vom Gewicht her viel zu unhandlich und bei Anwendung für einen Kampfanzug wie oben beschrieben nicht optimal sind.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine leichte Weste zur Kühlung des Körpers zu schaffen - im folgenden Weste genannt - die sehr günstig in der Herstellung ist, sehr wenig Gewicht hat und minimale Behinderung beim Tragen verursacht und bei jeder Art Schutzanzug benutzt werden kann, ohne daß der Schutzanzug wie oben beschrieben daraufhin eingerichtet werden muß. Es sollen nur spezielle Körperteile gekühlt werden, vornehmlich im oberen hinteren Nackenbereich und vorne im Brustbereich. Dies ist aus medizinischer Kenntnis ausreichend. Auch soll die Dauer der Kühlung begrenzt werden auf ca. zwei Stunden. Dies ist für einen Anwendungsbereich wie Brandeinsatz oder für einen Kampfeinsatz von Soldaten in der Praxis völlig ausreichend. Die zu erreichende Temperaturdifferenz zur normalen Körpertemperatur soll ca. 8 - 12° C nicht überschreiten.

Die erfinderische Lösung wird anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Weste (1) mit verbundenem Kühlaggregat (7). Die Weste wird beim Anlegen durch das Halsloch (2) über den Kopf gezogen und durch eine Bebänderung (5) am Körper festgeschnürt. Die Weste kann direkt auf der Haut getragen werden oder vorzugsweise über einem dünnen Unterhemd.

Man erkennt die eigentlichen Kühlzonen im Brustbereich (3) und im Nackenbereich (4). Innerhalb der Weste sind zum Körper hin Kühlbahnen vorhanden, in denen sich das Kühlmittel befindet. Die Kühlbahn ist als geschlossener Kreislauf ausgeführt, der durch das Kühlaggregats geführt wird (8). Als Kühlmittel kann sowohl Kühlflüssigkeit oder, wegen der niedrigen Temperaturdifferenz; auch normale Luft eingesetzt werden.

Das eigentliche Kühlaggregat besteht aus zwei Hauptteilen, im folgenden als Teil 1 und Teil 2 bezeichnet. In beiden Teilen befinden sich integrierte Dauermagnete, deren Magnetkraft unterstützt durch eine geometrisch ineinandergreifende Formgebung - an den Verbindungsflächen normalerweise fest verbunden sind. Diese Dauermagnete haben bekannterweise hohe Haltekräfte, so daß eine sehr feste Verbindung beider Teile entsteht, womit das Aggregat nahezu als einstückig angesehen werden kann. Wie Fig. 1 und Fig. 6 zeigen, bilden Weste und Aggregat eine miteinander verbundene Einheit.

Für eine weitergehende Beschreibung sind die beiden Hauptteile, Teil 1 und Teil 2, zum besseren Verständnis in Fig. 2, 5 und 7 getrennt dargestellt. Die Perspektivskizze Fig. 2 zeigt den äußeren Aufbau der Hauptteile. Teil 1 ist mit dem Kühlkreis der Weste durch ein kurzes Mundstück bzw. eine Zuführungsleitung Fig. 2, (4) fest verbunden, in dem sich die Zu -und Rückleitung befindet (5, 6). Teil 1 ist zum Teil 2 hin kallottenförmig ausgebildet. Außen erkennt man drei Dauermagnete an der Kontaktfläche. Die Seitenansicht Fig. 3 zeigt ein Dauermagnetpaar (7, 8), welches durch die Magnetkraft Teil 1 und 2 fest zusammenhält. Eine gewünschte Trennung beider Teile erfolgt durch eine integrierte Schraubmechanik Fig. 3 (9), Fig. 2 (9), mit der die Dauermagneten von Teil 2 etwas in das Gehäuse zurückgezogen werden. Dadurch reduziert sich die Haltekraft beider Dauermagnete zueinander und beide Teile können mit leichter Handkraft von einander gelöst werden.

Fig. 7 zeigt einen Hauptschnitt durch die getrennten Gehäuseteile (1, 2). Die Kühlenergie wird im Teil 2 erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein themoelektrisches Prinzip eingesetzt. Dieses Prinzip ist auch als Peltier-Technik bekannt und Stand der Technik. Bei dieser Technik, wie bei allen Kühltechniken, wird Kühle und Wärme immer gleichzeitig erzeugt. Das Thermoelement (10) liegt mit der kälteerzeugenden Seite an der konkaven Außenfläche. Die entstehende Wärme an der gegenüberliegenden Seite des Thermoelementes (10) wird durch einen Ventilator (12) durch die Öffnungen (16, 17) nach außen abgeführt. Die elektrische Energie wird vorzugweise durch aufladbare Akkus bereitgestellt (14). Ein einfacher Ein- und Ausschalter (15) steuert das Kühlsystem.

In Teil 1 befindet sich eine Umwälzpumpe (11), die das Kühlmedium der Weste durch die Zu-und Rückleitung (6, 7) durch die Kammer (5) leitet. Die innere Wand der Kalotte ist kammförmig ausgebildet (8). Diese Kämme ragen in die Kammer (5). Das Material der kammförmigen Wand besteht aus Aluminium und ist daher sehr gut wärmeleitend. Liegen Teil 1 und 2 dicht ineinander, wie oben beschrieben, findet zwischen Teil 1 und Teil 2 ein Kälteaustausch statt nach dem Prinzip eines Wärmetauschers. Für gasdichte Schutzanzüge ist der Einsatz einer Kühlweste der hier beschriebenen Bauart von großem Vorteil, da der Anzug nicht mit speziellen Öffnungen für Schläuche etc. versehen werden muß.

Fig. 4 zeigt die einfache Skizze eines Anzugs (1) mit der innen getragenen Weste (2) und den Kühlflächen (3) sowie den von Teil 2 getrennten Teil 1 der Kühleinheit (4). Von außen wird das Teil 2 einfach an Teil 1 gedrückt. Das folienartige Material des Schutzanzugs liegt also zwischen den beiden Teilen 1 und 2, Fig. 5 (6). Das Material derartiger Schutzanzüge ist relativ dünn, so daß die Dauermagnete nicht wesentlich in ihrer Haltekraft gemindert werden. Die kalottenförmige Augestaltung der Kontaktflächen von Teil 1und 2 ergeben eine gute räumliche Orientierung der

beiden Teile zueinander. Bei Betrieb des Kühlaggregats mindert das eingeklemmte Material (6) des Schutzanzugs den Energietransfer
von Teil 2 zu Teil 1 etwas. Versuche haben ergeben, daß dies von der Leistung her nur am Anfang der Dauer des Kühlvorhabens
auftritt und bei den zu erzielenden Temperaturdifferenzen
(8 - 12° C) von der zu Verfügung stehenden Leistung aufgefangen wird.

Claims (1)

1. Eine neuartige Weste zum Kühlen von Körperzonen, vornehmlich im Nacken- und Brustbereich, die unter Schutzanzügen getragen wird, in denen der Träger zeitweise unter großer Wärmebelastung steht und durch Schwitzen eine Behinderung erfährt, die die Anwendung des eigentlichen Schutzanzuges stark beeinträchtigt, mit einem Kühlaggregat, welches aus zwei Teilen besteht, deren einer Teil mit der Weste fest verbunden ist und durch das das Kühlmittel der Weste mit einer Pumpe geführt wird und in dessen anderem Teil das kälteerzeugende Energieteil liegt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teile an den gegenüberliegenden Flächen je deckungsgleich konkav und konvex ausgebildet sind und außerhalb einer dieser Flächen mindestens ein Dauermagnet integriert ist.