DE3102443C2

DE3102443C2 - Kühlanzug mit Eiskühlsystem

Info

Publication number: DE3102443C2
Application number: DE3102443A
Authority: DE
Inventors: Adalbert Dr. Dipl.-Ing. 2407 Bad Schwartau Pasternack
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE3102443A1; US4459822A; GB2091860A; GB2091860B

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kühlanzug mit Eiskühlsystem, entsprechend dem Gat: .ngsbegriff des Anspruches 1.

Der menschliche Körper erz-jgt durch den Stoffwechsel ständig Wärme. Diese Wärme wird normalerweise durch Strahlung, Leitung, Konvektion und Verdampfung in die Umgebung abgeleitet. Das notwendige Gleichgewicht, bei dem die Körpertemperatur nicht über die physiologischen Grenzen ansteigt, kann nur erreicht werden, wenn die Umgebung die Wärme so schnell aufnehmen kann, wie sie entsteht. Die unmittelbare Ableitung der Wärme vom Körper wird jedoch unmöglich, wenn die Umgebungstemperatur größer wird als die zulässige obere Grenze der Körpertemperatur des Menschen.

Eine bekannte Einrichtung zur Regelung der Körpertemperatur heizt oder kühlt die Haut. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist ein ventilierter Druckanzug, wie er von Piloten getragen wird. Der Anzug enthält dazu in seinem Innern eine Vielzahl paralleler flexibler Leitungen, die von einem flüssigen Kälteträger durchströmt werden. Die Enden dieser Leitungen sind, mit diesen einen Kreislauf bildend, mit einer Förderpumpe und einem Wärmeaustauscher verbunden. In einer speziellcn Ausführung enthält der Wärmeaustauscher Eis als festes körniges Kältemittel. Der umlaufende Kälteträger ist Wasser. Er wird, im Kreislauf bewegt, direkt durch das tauende Eis geleitet. Dort gibt er die beim Durchfluß durch die flexiblen Leitungen des Anzuges aufgenommene Wärme wieder ab. Nachteilig ist eine fehlende Ausglcichsmöglichkeit für das sich dabei ändernde Gesamtvolumen Eis —Kälteträger, also für das entstehende Wasser und die dabei geringer werdende Eismenge. Darunter leidet vor allem der direkte Wärmeübergang zwischen dem Wasser und den einzelnen Eiskörnchen (GB-PS 9 92 929).

Ein bekannler Wärmeschutzanzug besitzt zwei Leitungssysteme. In dem ersten Leitungssystem wird ein flüssiger Kälteträger von einer Pumpe durch einen Flüssigkeitskühler und Flüssigkeitskanäle des Anzugs im Kreislauf umgewälzt. Bei dem zweiten Leitungssystem wird Gas mittels einer Pumpe durch einen Gaseintritt aus der Umgebung angesaugt und über einen Gaskühler und durch Gaskanäle des Anzugs, und nach Aufnahme im Anzug anfallender Feuchtigkeit durch einen Gasaustritt wieder in die Umgebung zurück gefördert. Gaskühler und Flüssigkeitskühler bilden als gegeneinander geschlossene Hohlräume die starren Wände eines Wärmeaustauschers, in dessen innerem Hohlraum sich ein verdampfendes Kältemittel befindet. Eine gefederte Druckplatte preßt das Kältemittel an die Wände und bewirkt dadurch verbesserten Wärmeübergang und eine lageunabhängige Funktion. Der Kältemitteldampf wird über eine Abfuhrleitung zum Antrieb der Pumpen benutzt. Es liegt eine völlige Trennung zwischen dem Kältemittel und den Leitungssystemen vor, damit kein Kältemitteldampf in den Flüssigkeitskreislauf oder an den Körper des Benutzers gelangt. Zum Betrieb mit Eis (Wassereis) als Käitemiliei ist dieser Wärmeschutzanzug nicht geeignet, da hier der optimale Wärmeübergang nicht erreicht werden kann, wie er in diesem Fall durch direktes Einbringen des Kältemittels in den Flüssigkeitskreislauf unter Vermeidung zwischengeschalteier Wärme-ustauscherflächen möglich ist. Eis afs Kältemittel war jedoch durch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestimmt. Es ist überall vorhanden und leicht zu hantieren, der Wärmeschutzan^ug daher leicht einsetzbar (DE-OS 28 46 139).

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung des Wärmeüberganges Eis—Kälteträger bei einem Kühlanzug der eingangs genannten Art, um die günstigen Vorbedingungen der Verwendung des Eises, das überall vorhanden und leicht zu hantieren ist, maximal auszunutzen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die wärmeleitende Verbindung des flüssigen Kälteträgers mit dem Eis als Kältevorrat stets gleich bleibt. Der flexible Einsatz drückt bei kleiner werdendem Eisvolumen die Eisstückchen und den flüssigen Kälteträger immer mit gleichem Druck aneinander. Die^r. wird in einfacher Weise über den Druck in dem Zwischenraum zwischen dem Außengefäß und dem Einsatz erreicht. Der Einsatz aus einem flexiblen Material wird immer gegen das Eis und damit auch gegen den zwischen den Eisstückchen fließenden Kälteträger gedrückt. Neben dem Raumausgleich wird darüber hinaus ein lageunabhängiges Funktionieren sichergestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Der Benutzer trägt den Kühlanzug 1, der mit einem Eiskühlsystem ausgerüstet ist. Dieses besteht aus dem Leitungssystem 2 im Innern des Kühlanzuges I, einer Pumpe 3, die auch eine Luftfördereinrichtiing 4 besitzt, einem Wärmeaustauscher 5 und einer unteren und oberen Vcrbindungslcitung 6 und 7 für die Verbindung der Bauelemente 2,3 und 5 im Kreislauf.

Der Wärmeaustauscher 5 aus dem Außengcfäß 8 mit einem Deckel 9 besitzt einen flexiblen Einsatz 10 (z. B. aus Gummi), der mit Eisstückchen 11 gefüllt ist. Der

satz 10 wird ^wischer dem Außengefäß 8 und dem ekel 9 gehalten. Durch seinen Boden 12 ist ein igstutzen 13 als Teil der unteren Verbindungsleitung icht hindurchgeführt. Durch den Decke! 9 isi dicht ein jckstutzen 14 eingeführt, der in einem Verteiler 15 let.

Das Leitungssystem 2 ist mit einem flüssigen !teträger lö, wie z. B. Alkohol oder öl, gefüllt Der Iteträger 16 füllt dabei auch die Zwischenräume ischen den einzelnen Eisstückchen 11 voll aus. Er imt das Wassei des tauenden Eises auf. Die Pumpe 3 rt de" Kälteträger 16 im Kreislauf durch das npleue EisKühUysteni.
Die Luftfördereinrichtung 4 der Pumpe 3 ist über einen Schlauch 17 mit dem Zwischenraum **
dem AuQcngeiäö 8 und dem fle^hlen Einsatz 10 verbunden. Sie fördert Uingibungi.'iift in diesen Zwischenraum 18 hinein, bh a-zr el·:., i^ilie Druck

·- tu\'^ Überdruckventils 1** im Außengefäli S erreicht ist« unci schaltet dann ab. Nach dem Abfallen des Druckes Ki-.f'Λ des Druckwertes schaltet sie wieder ein und füllt den Zwischenraum 18 erneut auf. Der flexible Einsju id steht unter dem Druck des Zwischenraumes 18. H'< <

ι» diesem Druck drücken dann die Eisstückchen 11 und der flüssige Kälteträger 16 gegeneinander. Das sich mit dem Tauen der Eisstückchen 11 ändernde Volumen wird ausgeglichen. Der Wärmeübergang Eis — Kälteträger bleibt gleich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlanzug mit Eiskühlsytem, bestehend aus im Kreislauf verbundenen, im Anzug angeordneten vielfachen Leitungen, einer Pumpe und einem mit , Eisstückchen gefüllten Wärmeaustauscher, durch die ein flüssiger Kälteträger im Kreislauf direkt hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisstückchen (11) im Wärmeaustauscher (5) in einem flexiblen Einsatz (10) angeordnet sind, der dabei, in dem Wärmeaustauscher (5) mit dessen Außengefäß (8) einen mit einer Luftfördereinrichtung (4) der Pumpe (3) verbundenen Zwischenraum (18) bildend, unter dem durch ein Oberdruckventil (19) bestimmten Druck dieses ;5 Zwischenraumes (18) steht.

2. Kühlanzug mit Eiskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kälteträger^) Alkohol ist.

3. Kühlanzug mit Eiskühlsystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kälteträger (16) öl ist.

4. Kühlanzug mit Eiskühlsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (18), gesteuert vom Überdruckventil (19), nach dem Abfallen des Druckes unter '/j erneut aufgefüllt wird.