DE2722613C2 - Thermal device for surface heating or cooling - Google Patents

Thermal device for surface heating or cooling

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DE2722613C2
DE2722613C2 DE19772722613 DE2722613A DE2722613C2 DE 2722613 C2 DE2722613 C2 DE 2722613C2 DE 19772722613 DE19772722613 DE 19772722613 DE 2722613 A DE2722613 A DE 2722613A DE 2722613 C2 DE2722613 C2 DE 2722613C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Vorrichtung zur Flächenerwärmung oder -abkühlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Vorrichtungen sind bekannt (US-PS 31 12 792; 32 11 216). Bei diesen bekannten, ebenso wie bei ähnlichen Vorrichtungen (US-PS 20 62 864; 23 97 232) weisen die innerhalb d^r Kammer ausgebildeten. Fluid leitenden Kanäle Schläuche oder dergleichen auf, die in unterschiedlichen Mustern innerhalb der Kammer angeordnet sind. Dabei kann es sich um einen durchgehenden, mäanderföriftig verlaufenden Schlauch handeln (US-PS 31 12 792) oder eine Anzahl von etwa parallel verlaufenden Schläuchen (US-PS 32 11 216). Beim Gebrauch dieser bekannten Vorrichtungen ergibt sich eine spezielle Schwierigkeit beim Abknicken. Wenn nämlich der Schlauch, oder einer von mehreren Schläuchen, umgebogen oder anderweitig verstopft wird, ist der Fiuiddurchtritt durch diesen Schlauch verhindert. Ein hartes, gegen Abknicken beständiges Material für den Fluidkanal würde zwar diese Störung durch Abknicken verhindern, die Vorrichtung würde jedoch dann so steif, daß sie für einen persönlichen Gebrauch, sei es als Heizkissen oder als Wärmeschutzanzug oder dergleichen, unbrauchbar wäre.The invention relates to a thermal device for surface heating or cooling according to the preamble of claim 1.
Such devices are known (US-PS 31 12 792; 32 11 216). In these known, as well as in similar devices (US Pat. No. 20 62 864; 23 97 232), the inside d ^ r chamber. Fluid-conducting channels, tubes or the like, which are arranged in different patterns within the chamber. This can be a continuous, meandering hose (US-PS 31 12 792) or a number of approximately parallel hoses (US-PS 32 11 216). When using these known devices, there is a particular difficulty in kinking. If the hose, or one of several hoses, is bent over or otherwise blocked, the passage of fluid through this hose is prevented. A hard, kink-resistant material for the fluid channel would prevent this interference by kinking, but the device would then be so stiff that it would be unusable for personal use, be it as a heating pad or as a heat protection suit or the like.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die durch Abklemmen oder Knicken verursachten Probleme beseitigt oder wenigstens sehr stark reduziert werden, so daß die Vorrichtung gewünschtenfalls umgefaltet oder zusammengelegt werden kann, und trotzdem noch eine Fluidströmung möglich istThe object of the invention is therefore to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that that eliminates or at least greatly reduces the problems caused by pinching or kinking so that the device can be folded or collapsed if desired, and still fluid flow is still possible

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. Wenn die Fluid leitenden Kanäle in dieser Form ausgebildet sind, steht jeder Kanal im Grunde mit jedem anderen Kanal in Verbindung, so daß auch dann, wenn einzelne Kanäle oder sogar ein erheblicher Teil aller Kanäle, durch Falten und andere Belastungen abgeklemmt ist, eine Fluidströmung aufrechterhalten wird, weil einfach das Fluid dann auf andere Kanalverbindungen ausweichen kann.According to the invention, this object is achieved by the measures listed in the characterizing part of claim 1 solved. When the fluid conducting channels are formed in this shape, each channel basically stands with every other channel in connection, so that even if individual channels or even a substantial one Part of all channels, pinched off by folds and other stresses, maintain fluid flow because the fluid can then simply switch to other channel connections.

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigtSpecial refinements of the invention emerge from the subclaims.
The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;F i g. 1 is a plan view of an embodiment of the invention;

Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines um die Hälfte zusammengelegten Kissens;Figure 2 is a perspective view of a pillow folded in half;

Fig.3 eine perspektivische Ansicht eines zu einem Viertel zusammengefalteten Kissens;Figure 3 is a perspective view one to one Quarter folded pillow;

F i g. 4 eine Ansicht eines Beispiels für den SchlauchanschluB: F i g. 4 a view of an example of the hose connection:

F i g. 5 bis 7 Ansichten von anderen Ausführungsbeispielen für Schlauchanschlüsse:F i g. 5 to 7 views of other exemplary embodiments for hose connections:

Fig.8 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß F ig. 4. ι ο8 shows a plan view of the exemplary embodiment according to Fig. 4. ι ο

In Fig. 1 ist eine thermische Vorrichtung 10 gezeigt, die zur Flächenerwärmung oder -abkühlung eines menschlichen Körpers oder Körpergliedes oder eines Säugetierkörpers oder Körpergliedes dient. Die thermische Vorrichtung 10 weist ein flexibles Kissen auf, das aus zwei übereinanderliegenden Lagen 12 und 14 aus einem fluidundurchlässigen Werkstoff, wie Vinylfolie besteht. Die Lagen 12 und 14 sind mit einer Umfangsversiegelung oder Abdichtung 16 versehen, wodurch eine fluiddichte Kammer 18 gebildet ist. In einem Bereich der thermischen Vorrichtung 10 ist eine FluideinlaBeinrichtung 20 und eine Fluidauslaßeinrichtung 22 in Form von Schläuchen 20a bzw. 22a vorgesehen, die an einem Ende mit der Kammer 18 in Verbindung stehen. Die anderen Enden sind jeweils an eine hier nicht gezeigte Fluidquelle bzw. einen Fluidabzug angeschlossen.1 shows a thermal device 10 which is used for surface heating or cooling of a human body or limb or a mammalian body or limb. The thermal device 10 has a flexible cushion which consists of two superimposed layers 12 and 14 made of a fluid-impermeable material such as vinyl foil. The layers 12 and 14 are provided with a circumferential seal or seal 16, whereby a fluid-tight chamber 18 is formed. In a region of the thermal device 10, a fluid inlet device 20 and a fluid outlet device 22 are provided in the form of hoses 20a and 22a, which are connected at one end to the chamber 18. The other ends are each connected to a fluid source (not shown here) or a fluid outlet.

Innerhalb der Kammer 18 sind viele Fluid leitende Kanäle oder Durchlässe 24 vorgesehen, die von einer großen Anzahl orientierter, diskontinuierlich verteilter Abdicht- bzw. Siegelflächen 26 gebildet sind, zwischen jo denen ein mit Λ bezeichneter gegebener Raum geschaffen ist. Bei dem Ausführungsbeispiei gemäß F i g. 1 sind die Siegelflächen 26 kreisförmig gestaltet, denn diese Gestalt bietet Festigkeit und ermöglicht eine gleichmäßige Fluidströmung um dieselben herum. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch andere geometrische Gestalten verwendbar sind, beispielsweise Quadrate, Rechtecke, Stangen, Ovale und dgl. Wenn als Werkstoff Vinyl verwendet wird, können die Siegelflächen und die Umfangsversiegelung durch einen dielektrischen Siegel- oder Schweißvorgang erzeugt werden.Many fluid-conducting channels or passages 24 are provided within the chamber 18, which are formed by a large number of oriented, discontinuously distributed sealing surfaces 26, between which a given space designated by Λ is created. In the embodiment according to FIG. 1, the sealing surfaces 26 are circular, because this shape offers strength and enables a uniform flow of fluid around them. However, it should be pointed out that other geometric shapes can also be used, for example squares, rectangles, rods, ovals and the like. If vinyl is used as the material, the sealing surfaces and the circumferential seal can be produced by a dielectric sealing or welding process.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zumindest einer der Fluid leitenden Kanäle so gestaltet, daß sich ein Fluideinlaßkanal 24a ergibt, und mindestens ein weiterer der Fluid leitenden Kanäle so gestaltet, daß ein Fluidauslaßkanal 24b gebildet ist. Die Kanäle 24a und 24b sind vom Rest der Kanäle durch ausgerichtete, diskontinuierlich verteilte Siegelflächen 26a und 26b abgetrennt, zwischen denen der Abstand B geringer ist als bei den Räumen A. Zur Unterstützung der Ventilation können einige oder alle Siegelflächen 26, 26a und 266 mit durchgehenden öffnungen 27 versehen sein.In the preferred embodiment, at least one of the fluid-conducting channels is designed so that a fluid inlet channel 24a results, and at least one further fluid-conducting channels is designed so that a fluid outlet channel 24b is formed. The channels 24a and 24b are separated from the rest of the channels by aligned, discontinuously distributed sealing surfaces 26a and 26b , between which the distance B is less than in the case of the spaces A. To support ventilation, some or all of the sealing surfaces 26, 26a and 266 can have continuous openings 27 may be provided.

Die schlangenförmigen Pfeile in den Kanälen 24, 24a und 24Zj gemäß F i g. 1 zeigen die normale Fluidströmungsrichtung durch die Kanäle. Es ergibt sich deutlich aus Fig. 1, daß ein Abklemmen zwischen beliebigen zwei oder mehr Siegelflächen 26 praktisch keine Auswirkung auf die Fluidströmung hat, da ein solcher eingeengter Bereich einfach umströmt wird.The serpentine arrows in channels 24, 24a and 24Zj according to FIG. 1 show the normal direction of fluid flow through the canals. It is clear from Fig. 1 that a clamping between any two or more sealing surfaces 26 has practically no effect on the fluid flow, since such a narrowed one Area is simply flowed around.

Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion ergibt sich &o aus F i g. 2 und 3, die eine thermische Vorrichtung zeigen, welche um die Hälfte bzw. zu einem Viertel der Größe zusammengelegt ist. Bei diesen beiden Zuständen arbeitet derjenige Bereich der thermischen Vorrichtung 10, der mit dzr Einlaß- und Auslaßeinrichtung 20 bzw. 22 in Verbindung steht, weiter ganz normal. Another advantage of this construction emerges from FIG. Figures 2 and 3 showing a thermal device collapsed one-half and one-fourth the size, respectively. In these two states, that region of the thermal device 10 which is connected to the inlet and outlet devices 20 and 22 continues to operate quite normally.

Das Muster der Siegelfiächen 26, die den Hauptkörper der thermischen Vorrichtung 10 bilden, kann in verschiedener Hinsicht verändert werden, z. B. handelt es sich bei dem in F i g. 1 gezeigten Muster um ein lineares, quadratisches Muster mit Siegelflächen an den Ecken jedes Quadrates, wobei einander benachbarte Reihen abwechselnd um die Hälfte des Quadrates versetzt sind. Gleichfalls geeignet sind sechseckige Muster und nichtlineare Muster. Das jeweils verwendete Muster bestimmt die Richtung der Fluidströmung.The pattern of the sealing surfaces 26 that make up the main body of the thermal device 10 can be varied in several ways, e.g. B. is it in the case of FIG. 1 is a linear, square pattern with sealing surfaces at the corners each square, with adjacent rows alternately offset by half the square. Hexagonal patterns and non-linear patterns are also suitable. The particular pattern used determines the direction of fluid flow.

Auch die Umfangsabdichtung 16 unterstützt die Fluidströmung und ist vorzugsweise mit abgerundeten Ecken versehen.The circumferential seal 16 also supports the fluid flow and is preferably rounded Provide corners.

Ein weiterer Bereich, in dem das Abklemmen immer ein Problem darstellte, ist der Bereich unmittelbar in der Nähe derjenigen Stelle, an der die Fluideinlaß- und Fluidauslaßeinrichtung mit dem Inneren der Kammer 18 verbunden ist. Dieses Problem ist dadurch wirksam verringert oder ausgeschaltet, daß gewährleistet ist. daß die Schläuche 20a und 22a innerhalb der Kammer 18 in verschiedenen Ebenen enden. Das läßt sich, wie F i g. 1 zeigt, dadurch erzielen, daß einer de; Schläuche weiter in die Kammer 18 ragt als der andere.Another area where pinching has always been a problem is the area immediately within Proximity where the fluid inlet and outlet means meet the interior of the chamber 18 is connected. This problem is effectively reduced or eliminated by ensuring. that the tubes 20a and 22a within the chamber 18 terminate in different planes. This can be, as FIG. 1 shows, achieve in that one de; Hoses further protrudes into the chamber 18 than the other.

Gemäß einer anderen Lösung können die verschiedenen Ebenen auch am Abschlußbereich des Schlauches vorgesehen sein.According to another solution, the different levels can also be at the end area of the hose be provided.

In F i 'j, 4 ist der Abschlußbereich des Einlaßschlauchs 20a mit einer einzigen V-förmigen Kerbe 28 versehen.In Fig. 4, the terminating area of the inlet hose 20a is provided with a single V-shaped notch 28.

Gemäß F i g. 5 hat das Ende eine Vielzahl länglicher V-förmiger Einschnitte oder Kerben 30. In Fig.6 sind Löcher 32 und in F i g. 7 ein einziger diagonaler Schnitt 34 vorgesehen. Fig.8 ist eine Draufsicht auf den in F i g. 4 gezeigten Schlauch.According to FIG. 5, the end has a variety of elongated V-shaped cuts or notches 30. In Fig.6 are Holes 32 and in FIG. 7 a single diagonal cut 34 is provided. Fig. 8 is a top plan view of the in F i g. 4 hose shown.

Bei der Wahl eines dieser Enden ergeben sich verschiedene Ebenen innerhalb der Kammer 18. wodurch es außerordentlich schwer wird, daß in diesem Bereich noch ein Abklemmen auftritt.If one of these ends is selected, different levels result within the chamber 18, as a result of which it will be extremely difficult for pinching to occur in this area.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß eine neuariige thermische Vorrichtung geschaffen wird, die gegenüber dem Stand der Technik viele Vorteile hat. So kaan sie gefaltet werden und trotzdem noch funktionieren. Sie läßt sich praktisch nicht abklemmen und kann leicht und wirtschaftlich hergestellt werden. Außerdem kann sie überzogen werden und zur Abgabe von Medikamenten verwendet werden, oder sie kann für feuchte Wärmeanwendungen naß gemacht werden. Da keine kontinuierlichen, geschweißten, schlangenförmigen Kanäle vorgesehen sind, ist die Vorrichtung flexibler, wenn sie mit Fluid gefüllt ist und legt sich ohne weiteres an unebene Körperflächen an.From the description it appears that a novel thermal device is created opposite has many advantages over the prior art. So they can be folded and still work. she can practically not be pinched off and can be produced easily and economically. Besides, she can Can be coated and used for drug delivery, or it can be used for moist heat applications to be made wet. Since no continuous, welded, serpentine channels are provided the device is more flexible when it is filled with fluid and lies easily on uneven surfaces Body surfaces.

Darüber hinaus haben Tests mit Wasser von 40.560C (105° Fahrenheit) gezeigt, daß eine Temperaturschwankung von weniger als ca. 6,11 ° C bis 6,67° C (3 bis 4° Fahrenheit) zwischen den verschiedenen Teilen der Verrichtung besteht.In addition, tests with water at 40.56 0 C (105 ° Fahrenheit) have shown that a temperature variation of less than about 6.11 ° C to 6.67 ° C (3 to 4 degrees Fahrenheit) between the different parts of the operation it is .

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (15)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Thermische Vorrichtung zur Flächenerwärmung oder -abkühlung, bestehend aus einem flexiblen Kissen aus zwei übereinanderliegenden Lagen aus einem fluidundurchlässigen Werkstoff, die längs des Umfanges so abgedichtet sind, daß sie eine fluiddichte Kammer bilden, einer Fluideinlaßeinrichtung und einer dieser benachbarten Fluidauslaßeinrichtung. die mit der Kammer in Verbindung stehen, und einer Vielzahl von Fluid leitenden Kanälen, die innerhalb der Kammer ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid leitenden Kanäle (24) aus einer großen Anzahl orientierter, diskontinuierlich verteilter Siegelflächen (26) mit gegebenem Raum zwischen denselben gebildet sind.1. Thermal device for surface heating or cooling, consisting of a flexible Cushions made of two superimposed layers of a fluid-impermeable material, which are longitudinally the circumference are sealed so that they are fluid-tight Form chamber, a fluid inlet device and a fluid outlet device adjacent to this. communicating with the chamber and a plurality of fluid conducting channels opening within the chamber are formed thereby characterized in that the fluid-conducting channels (24) from a large number of oriented, discontinuously distributed sealing surfaces (26) with a given Space between them are formed. 2. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinlaßeinrichtung und die Fluidauslaßeinrichtung in der Kammer (18) in vecgcbiedenen Ebenen enden.2. Thermal device according to claim 1, characterized in that the fluid inlet device and the fluid outlet means terminate in the chamber (18) in different planes. 3. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Fluid leitenden Kanäle so gestaltet ist, daß er einen Fluideinlaßkanil bildet, der mit der Fluideinlaßeinrichtung (20) in Verbindung steht, und daß mindestens einer der Fluid leitenden Kanäle so gestaltet ist. daß er einen Fluidauslaßkanal bildet, der mit der Fluidauslaßeinrichtung (22) in Verbindung steht3. Thermal device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the Fluid-conducting channels is designed so that it forms a fluid inlet channel which communicates with the fluid inlet device (20) is in communication, and that at least one of the fluid-conducting channels is designed is. that it forms a fluid outlet channel which is in communication with the fluid outlet device (22) 4. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluideinlaßkanal und der FluidauJaßkanal von der restlichen Vielzahl Fluid leitender Kanäle durch ?-vientierte, diskontinuierlich verteilte Sicgelfl^chen abgetrennt ist, die einen geringeren als den sonst ^gebenen Abstand haben.4. Thermal device according to claim 3, characterized in that the fluid inlet channel and the FluidauJaßkanal from the remaining plurality of fluid-conducting channels through? -oriented, discontinuous distributed sicl areas is separated, the one have smaller than the usual ^ given distance. 5. Thermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die orientierten, diskontinuierlich verteilten Flächen (26) im wesentlichen kreisförmig sind.5. Thermal device according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the oriented, discontinuously distributed surfaces (26) are substantially circular. 6. Thermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die orientierten, diskontinuierlich verteilten Flächen nicht kreisförmig sind.6. Thermal device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the oriented, discontinuously distributed surfaces are not circular. 7. Thermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtung und die Auslaßeinrichtung Schläuche (20a, 22a) aufweist.7. Thermal device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the inlet device and the outlet device have hoses (20a, 22a) . 8. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnt, daß die verschiedenen Ebenen des Endbereichs der Schläuche dadurch gebildet sind, daß sich ein Schlauch weiter in die Kammer (18) erstreckt als der andere Schlauch.8. Thermal device according to claim 7, characterized in that the different levels of the end region of the hoses are formed in that a hose extends further into the chamber (18) extends than the other hose. 9. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ebenen des Endbereichs der Schläuche durch Kerben in den Schläuchen gebildet sind (F i g. 4 und 5).9. Thermal device according to claim 7, characterized in that the different levels of the end region of the tubes are formed by notches in the tubes (Figs. 4 and 5). 10. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ebenen des Endbereichs der Schläuche durch ein diagonales Ende gebildet sind (Fig. 7).10. Thermal device according to claim 7, characterized in that the different levels of the end region of the tubes are formed by a diagonal end (Fig. 7). 11. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ebenen des Endbereichs der Schläuche dadurch gebildet sind, daß der Endbereich gelocht ist (F i g. 6).11. Thermal device according to claim 7, characterized in that the different levels of the end region of the hoses are formed in that the end region is perforated (FIG. 6). 12. Thermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß die orientierten, diskontinuierlich verteilten Siegelflä-12. Thermal device according to one of claims 3 to 11, characterized in that the oriented, discontinuously distributed sealing surface chen. die keinen Teil des Einlaß- und Auslaßkanals bilden, in einem linearen Muster angeordnet sind.chen. which do not form part of the inlet and outlet ducts are arranged in a linear pattern. 13. Thermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die orientierten diskontinuierlich verteilten Siegelflächen. die keinen Teil des Einlaß- und Auslaßkanais bilden, in einem nichtlinearen Muster angeordnet sind.13. Thermal device according to one of claims 3 to 11, characterized in that the oriented discontinuously distributed sealing surfaces. which are not part of the inlet and outlet ducts are arranged in a non-linear pattern. 14. Thermische Vorrichtung nach einen- der Ansprüche 1 bis 1.3, dadurch gekennzeichnet, daß der fluidundurchlässige Werkstoff ein dielektrisch schweißbares Vinyl ist.14. Thermal device according to one of the claims 1 to 1.3, characterized in that the fluid-impermeable material is a dielectric is weldable vinyl. 15. Thermische Vorrichtung nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsabdichtung und die orientierten, diskontinuierlich verteilten Siegelflächen dielektrisch geschweißt sind.15. Thermal device according to claim 14, characterized in that the peripheral seal and the oriented, discontinuously distributed sealing surfaces are dielectrically welded.
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