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Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem zur geregelten
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Zufuhr von Wärme oder Kälte zu einem Temperiergerät.
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Vorgenanntes Temperiersystem ist grundsätzlich als Heiz-und/oder Warmwassersystem,
beispielsweise in Haushalten, bekannt. Temperiergeräte können Dampfheizungskörper,
Kühlschränke, etc. sein und erfüllen hinlänglich bekannte Aufgaben. Die Temperiergeräte
sind im Temperiersystem stationär gehalten.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines besonderen Temperiersystems
zur geregelten Zufuhr von Wärme oder Kälte zu einem Temperiergerät, das bei einfachem
Aufbau und einfacher Handhabe eine exakte Temperierung von insbesondere in stationären
Temperiergeräten ermöglicht, welche vornehmlich in der Veterinär- und Humanmedizin
für therapeutische Zwecke Anwendung finden, wobei die Behandlungstemperatur des
Temperiergeräts grundsätzlich exakt einstellbar ist und während eines Behandlungsfalls
lange konstant gehalten werden kann, sofern dies erwünscht ist.
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Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einem Temperiersystem
der eingangs genannten Art dadurch, daß das Temperiergerät ein mit temperiertem
Wasser durchströmtes elastisches Kissen oder Bett für eine Wärme-oder Kältebehandlung
von Körperpartien eines Menschen oder Tieres ist, wobei das Kissen oder Bett im
Betrieb mit der zu behandelnden Körperpartie in Berührung steht und über flexible
isolierte Verbindungsschläuche an ein geschlossenes Wärme- oder Kühlaggregat angeschlossen
ist.
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Zweckmäßigerweise sind ein geschlossenes Kühlaggregat nach dem Prinzip
der Kaltdampfmaschine und als Kältemittel Dichlordefluormethan vorgesehen.
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Im eigentlichen Kühlaggregat befindet sich ein Wasservorratsbehälter,
der mit dem Wasserkreislauf verbunden ist,
in dem auch das Temperierkissen
oder -bett über Verbinduntrsschla#uche angeordnet ist. Im Wasservorratsbehälter
befindet sich ein Temperaturfühler, insbesondere ein NTC-Fühler, der über einen
elektronischen Brückenthermostaten einen intermittierenden Betrieb des eigentlichen
Kühlaggregates besorgt. Zwischen Wasservorratsbehälter und Wassereintrittsöffnung
des Temperierkissens oder -betts ist vorteilhafterweise im temperierten Wasservorlauf
der Verbindungsschläuche eine buchsenlose Umwälzpumpe für eine kontinuierliche Umwälzung
des Wassers vorgesehen. Die Umwälzpumpe ist zweckmäßigerweise als Kreiselpumpe aufgebaut.
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Das elastische Kissen oder Bett besitzt vorteilhafterweise Rohranschlußstutzen,
die über Schnellkupplungen mit den entsprechenden Verbindungsschläuchen des Wasservor-
und -rücklaufs verbunden werden können.
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Es können bei einer Kältemaschine nach einer Umwälzpumpe im Wasservorlauf
vorteilhafterweise ein oder mehrere separate Schlauchverzweigungen vorgesehen sein,
die ein oder mehrere Temperiergeräte versorgen. Entsprechende Schlauchverzweigungen
können auch im Wasserrücklauf zum Wasservorratsbehälter angeordnet sein, wobei letztlich
insbesondere eine gemeinsame Wasserrücklaufleitung zum Wasservorratsbehälter führt.
Dadurch lassen sich bei einem Temperiergerät unterschiedliche Temperierbereiche
des Gerätes ansteuern, wenn in den Schlauchverzweigungen Ventile angeordnet sind.
Auch können aufgrund dieser vorteilhaften Ausbildung mit Hilfe einer einzigen Kältemaschine
mehrere voneinander unabhängige Temperiergeräte mit Wärme oder Kälte versorgt werden.
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Es kann ein gemeinsames kastenförmiges Gehäuse oder Rahmengestell
vorgesehen sein, wobei im Gehäuse die Temperiergeräte, beispielsweise Temperierkissen,
aufbewahrt werden können, insbesondere in einer oberen Schublade des Gehäuses.
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An unterer Stelle des Gehäuses oder des Rahmengestells befindet sich
das eigentliche Kälte- oder Wärmeaggregat, und
zwar in einer festen
Anordnung zum Gehäuse. Das Gehäuse kann insgesamt stationär, beispielsweise in einem
Krankenhaus angeordnet sein, oder aber auch Laufrollen besitzen, um einen transportablen
Einsatz von Temperiergeräten zu ermöglichen. Auch ist es denkbar, ein erfindungsgemäßes
Temperiersystem in einem gemeinsamen Gehäuse in einem Kraftfahrzeug anzuordnen und
dort an das Netz der Kraftfahrzeugbatterie anzuschließen. Insbesondere in der Veterinärmedizin
ist es zweckmäßig, wenn das erfindungsgemäß aufgebaute Temperiersystem in einem
transportablen Gehäuse untergebracht und insbesondere als Tragkoffer ausgebildet
ist.
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Das Temperiergerät kann in vorteilhafter Weise eine formgegossene
elastische Silikonmanschette oder ein Silikonflachbett sein, die bzw. das zumindest
einen inneren Durchflußhohlraum oder -kanal aufweist.
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Zwecks Gewichtsreduzierung und Erhöhung der Handlichkeit sind in vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung in Randbereichen des formgegossenen Silikonmaterials
des Temperiergeräts von den Hohlräumen oder Kanälen getrennte Durchgänge oder Durchbrüche
durch das im wesentlichen flache elastische Temperiergerät (elastisches Kissen oder
Bett) ausgebildet. Die Durchgänge oder -brüche erhöhen ferner die Flexibilität des
Kissens oder Betts.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere separate Kanäle oder Hohlräume
mit entsprechenden Rohranschlußstutzen für den Wasserein- und -auslauf vorgesehen
sind. Dadurch können einzelne Bereiche des Kissens bei Stillegung der anderen Kanäle
"temperiert" werden. Auch können einzelne Kanäle mit erhitztem, andere Kanäle mit
gekühltem Wasser durchspült werden, sofern dies der Einzelfall einer Behandlung
einer Körperpartie des Menschen oder Tiers erfordert oder zweckmäßig erscheinen
läßt und das Kälte und/ oder Wärmeaggregat des Temperiersysteins entspreChend n11!3-gelegt
ist.
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Große Varianten von lokal temperierten Bereichen des Temperierkissens
ergeben sich, wenn in zweckmäßiger Weise die im wesentlichen separaten Kanäle über
Stellventile oder Weichen miteinander verbunden sind. Dadurch kann während des Temperierbetriebs
der oder die Temperierbereiche des Kissens ausgewählt bzw. stillgelegt werden.
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Temperierkissen von handlichem Format finden bevorzugt als sogenannte
Kühlmanschetten Verwendung, die beispielsweise um das zu behandelnde Gelenk eines
Menschen oder Tieres gelegt sind. Derartig aufgebaute Temperierkissen sind bevorzugt
zumindest in einem Teil der Oberfläche einer Körperpartie des Menschen oder Tiers
angepaßt, beispielsweise dem Hand- oder Fußgelenk. Seitliche Befestigungsschnüre
oder -bänder können zweckmäßigerweise vorgesehen sein, um das Temperierkissen insgesamt
am Arm oder Bein oder dergleichen zu befestigen.
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Eine stabile Ausführungsform eines Temperierkissens kennzeichnet sich
dadurch, daß zumindest auf einem Teil der inneren Oberfläche des Durchflußhohlraums
oder -kanals ein Verstärkungsgewebe aufgebracht ist.
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Der Umfangsrand des Kissens oder Betts ist vorteilhafterweise zumindest
schlank oder teilweise verjüngt ausgebildet, um Gewicht einzusparen und die Flexibilität
zu erhöhen.
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Das erfindungsgemäß aufgebaute Temperiersystem eignet sich insbesondere
zur Erwärmung und Abkühlung von Wasser im Bereich von +100 C bis +450C. Das auf
die eingestellte Temperatur gebrachte Wasser wird aus dem im Gerät eingebauten Vorratsbehälter
mittels einer Umwälzpumpe, insbesondere Kreiselpumpe, in das Temperierkissen gedrückt.
Dadurch erfolgt die Abkühlung bzw. Erwärmung des Kissens und somit auch eine entsprechende
Abkühlung oder Erwärmung angelegter Körperteile.
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Das aus dem Temperierkissen austretende Wasser wird in den Vorratsbehälter
zurückbefördert und erneut auf den eingestellten Temperaturwert temperiert. So entsteht
ein Wärmefluß vom eigentlichen Wärmeaggregat zum Temperierkissen und umgekehrt.
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Die Regelung der Wassertemperatur erfolgt durch Ab- und Zuschalten
der Kältemaschine. Die Umwälzpumpe arbeitet im Dauerbetrieb. Bei einer Umwälzung
des Wassers wird bei einer praktischen Ausführungsform einer buchsenlosen Kreiselpumpe
ein Volumenstrom von ca. 8 1/Minute erzeugt, und zwar bei gegebenen Apparatewiderständen.
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Die Verbindung Temperierkissen-Wärme-/Kälteaggregat ist mit flexiblen,
isolierten Verbindungsschläuchen ausgeführt.
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Die Länge der Schläuche läßt sich beliebig ändern.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angeführt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht
auf ein Temperiergerät in Form eines Temperierkissens mit einem Durchflußkanal,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Kissens nach Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt durch
das Kissen der Figuren 1 und 2, Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein Temperierkis#
sen in anderer Ausführungsform mit Darstellung des inneren Durchflußkanals, Fig.
5 das Temperierkissen nach Fig. 4 in einer Seiten an sicht,
Fig.
6 einen Teilschnitt des Temperierkissens nach den Figuren 4 und 5, Fig. 7 ein Temperierbett
in einer Draufsicht, Fig. 8 das Temperierbett nach Fig. 7 in schematischer Draufsicht
mit einem aufgebrochenen Abschnitt zwecks Darstellung der Durchflußkanäle, Fig.
9 die Wasserumwälzung des erfindungsgemäßen Temperiersystems mit angeschlossenen
Temperiergeräten in schematischer auseinandergezogener Darstellung, Fig. 10 einen
Kältemittelkreislauf des Temperiersystems in schematischer Darstellung, Fig. 11
eine Stirnansicht eines rollbaren Temperiersystenis in einem integrierten Rahmengestell,
Fig. 12 das Temperiersystem nach Fig. i1 in einer Seitenansicht, Fig. 13 ein transportables
als Handkoffer ausgebildetes Temperiersystem, und Fig. 14 das Temperiersystem nach
Fig. 13 in einer Stirnansicht mit Darstellung der Anschlußbuchsen für einen netzunabhängigen
Betrieb.
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Das Temperiersystem 30 ist grundsätzlich nach den Figuren 9 und 10
aufgebaut und besitzt einen geschlossenen Wasserkreislauf (Fig. 9) und einen geschlossenen
Kältemittelkreislauf 13 (Fig. 10). Beide Kreisläufe stehen in einer Wirkverbindung
im eigentlichen Kühl-/Wärmeaggregat 11, in welchem im Betrieb durch das Kältemittel
des Kältemittelkreislaufs dem Wasser des Wasserkreislaufs Wärme in vorbestimmter
Menge entzogen wird, so daß temperiertes
Wasser entsteht. Insbesondere
erfolgt der Betrieb der Kälteanlage durch Ab- oder Zuschalten mit Hilfe eines elektronischen
Brückenthermostaten und mit einem NTO-Fühler, welcher sich im Wasservorratsbehälter
des Wärmetauschers 12 befindet, so daß eine hohe Temperaturkonstanz gegebenenfalls
gewährleistet ist.
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Das temperierte Wasser gelangt über den Wasservorlauf mit Hilfe einer
buchsenlosen Umwälzpumpe 10 (Kreiselpumpe) zu einer Schlauchverzweigung 9 und von
dort in separaten parallelen Verbindungsschläuchen 8 zu den Eingängen eines Temperiergerätes
1. Das temperierte Wasser fließt in noch beschriebener Weise durch das Temperiergerät
1 und gelangt über Ausgangsöffnungen zu weiteren Verbindungsschläuchen 8 und von
dort zu einer weiteren Schlauchverzweigung 9, die in eine gemeinsame Wasserrücklaufleitung
21 mündet, welche ihrerseits zum Wasservorratsbehälter des Wärmetauschers 12 geführt
ist. Der Wasservorratsbehälter weist einen äußeren Uber- oder Ablauf in Form eines
Abflußhahns 15 auf.
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Dem Wasser des Wärmetauscher-Wasservorratbehälters wird Wärme durch
ein zugeleitetes Kühlmittel entzogen, welches in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf
13 gemäß Fig.
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10 betrieben ist. Nach dem Wärmetauscher 12 (Kältemittel-Wasser) gelangt
das Kühlmittel (Dichlordefluormethan) in Pfeilrichtung der Fig. 10 zu einem Verdichter
14 und von dort zu einem luftgekühlten Kondensator 2. Der Kältemittelkreislauf 13
wird fortgesetzt durch ein nachfolgendes Magnetventil 17 und eine Einspritzdüse
18. Im Anschluß hieran gelangt das gekühlte Kältemittel wieder zurück in den Wärmetauscher
12.
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Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Temperiersystenis werden Temperiergeräte
1 in vielfacher Ausführungsform betrieben. Drei Beispiele von derartigen Temp eri
ergeräten sind in den Figuren 1 bis 3, Figuren 4 bis 6 bzw. Figuren
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und 8 veranschaulicht. Das in den Figuren 1 bis 3 veran schaulicht e Ausführungsbeispiel
eines Temperiergeräts in Form eines Temperierkissens 1 besteht aus einem formgegossenen
elastischen Silikonmaterial und besitzt einen inneren Hohlraum oder Durchflußkanal
2, der mit seitlichen Rohranschlußstutzen 3, 4 verbunden ist, um einen Durchlauf
vom Rohranschlußstutzen 3 über den Kanal 2 zum Rohranschlußstutzen 4 zu schaffen.
Die Rohranschlußstutzen 3, 4 bestehen aus Kunststoff oder Metall und sind über (nicht
veranschaulichte) Schnellkupplungen mit den Verbindungsschläuchen 8 verbindbar.
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Das Temperierkissen 1 weist eine im wesentlichen konstante Dicke von
ca. 17 mm auf und hat eine Länge im Bereich der Rohranschlußstutzen 3, 4 von ca.
330 mm sowie eine Breite von ca. 275 mm. Länge und Breite des Temperierkissens bestimmen
im wesentlichen die wirksame Temperierungs fläche des Gerätes im Betrieb.
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Der Durchflußkanal 2 im Temperierkissen 1 weist im wesentlichen S-förmigen
Verlauf auf, wie dies auch der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 zu entnehmen
ist.
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Im Betrieb wird das flexible Temperierkissen 1 längs seiner Längsseite
im Bereich der Rohrstutzen 3, 4 um eine zu behandelnde Körperpartie eines Menschen
oder Tiers gewickelt, beispielsweise um die Fesseln eines Pferdes, und es wird das
Kissen mittels (nicht veranschaulichter) Befestigungsschnüre am entsprechenden Körperglied
befestigt.
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Anschließend werden über Schnellkupplungen die flexiblen isolierten
Verbindungsschläuche 8 mit den Rohranschlußstutzen 3, 4 verbunden. Die Verbindungsschläuche
8 behalten ihr temperiertes Wasser aus dem vorstehend beschriebenen Wasserkreislauf.
Das temperierte Wasser ist beispielsweise auf 120C eingestellt. Ersichtlich kann
mithin in einem Temperierkissen 1 eine konstante Kühltemperatur über längere Zeit
gehalten werden.
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Das in den Figuren 4 bis 6 veranschaulichte zweite Ausführungsbeispiel
entspricht im wesentlichen demjenigen nach den Figuren 1 bis 3. Das Temperierkissen
1 weist zwei entgegengesetzt angeordnete Umfangsränder 6 mit einer Schrägverjüngung
auf, wie dies insbesondere in den Figuren 5 und 6 zu entnehmen ist. In den Umfangsrändern
6 sind zwecks Gewichtsreduzierung und Erhöhung der Flexibilität mehrere Durchbrüche
oder -gänge 5 vorgesehen, die von dem eigentlichen Durchflußkanal 2 getrennt sind.
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Das in den Figuren 7 und 8 veranschaulichte dritte Ausführungsbeispiel
ist als sogenanntes Temperierbett nach Art einer Wassermatratze aufgebaut. Der innere
Durchflußkanal 2 weist im Bereich der Längskanten jeweils einen in Längsrichtung
sich erstreckenden Kanal 2 sowie eine Reihe von in Querrichtung des Betts verlaufende
Kanalzweige auf, die durch innere integrierte Querstege 7 aus Silikon eingerichtet
werden. Im Betrieb durchströmt das temperierte Wasser das Temperierbett vom Rohranschlußstutzen
3 zum Rohranschlußstutzen 4 des Wasserrücklaufs gemäß Pfeile der Fig. 8. Durch die
Querstege 7 wird zum einen ein Zwangsdurchlauf des Wassers eingerichtet und zum
anderen die Querstabilität des Temperierbetts erhöht, während das Bett in Längsrichtung
gebogen bzw. aufgerollt werden kann.
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In den Rohranschlußstutzen 3, 4 können (nicht veranschaulicht) Schließventile
angeordnet sein, um beispielsweise das Kissen oder Bett nach Art einer "Wärmeflasche't
oder Wassermatratze temperiersystemunabhängig zu benutzen. Geht die Kühl- oder Wärmewirkung
des Kissens oder Betts bei weniger anspruchsvollen Temperierbehandlungsfällen nachhaltig
verloren, so wird das Temperiergerät an das Wärme-/ Kältesystem angeschlossen und
ein Wassertausch im Kissen oder Bett vollzogen. Bei einer derartigen Anordnung kann
ein einziges Wärme-/Kältesystem eine Vielzahl von Temperierkissen oder -betten versorgen,
wobei ein Wassertausch schnell und sauber durchgeführt werden kann.
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In den Figuren ii und 12 ist ein vorstehend beschriebenes Temperiersystem
30 in einem kastenförmigen Gehäuse 19 untergebracht, das als Rahmengestell ausgebildet
ist und eine obere Schublade 22 aufweist, in der sich Temperierkissen 1 und Zubehör
(z.B. Verbindungsschläuche 8) befinden. Im unteren Teil des Gehäuses 19 ist das
eigentliche Kälte-Wärmeaggregat des Temperiersystems untergebracht. Der Gehäusekasten
weist untere Laufrollen 23 auf, um das System insgesamt transportabel zu machen,
beispielsweise für einen leichten Transport in einem Krankenhaus.
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Im praktischen Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 19 insgesamt 400
mm breit, ca. 340 mm tief und ca. 650 mm hoch.
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Eine weitere Ausführungsform eines transportablen Temperiersystenis
30 ist aus den Figuren 13 und 14 ersichtlich.
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Das Temperiersystem ist in Form eines Tragkoffers 24 mit einem Handgriff
25 aufgebaut und weist Anschlußbuchsen 26 für einen netzunabhängigen Betrieb auf.
Eine derartige Ausführungsform eignet sich insbesondere in der Veterinärmedizin.
Der Koffer ist ca. 400 mm lang, ca. 300 mm breit und ca. 300 mm hoch und hat ein
Gesamtgewicht von ca.
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13,2 kg. Die maximale Kühlleistung des Geräts beträgt bei 120C Wassertemperatur
und 300c Umgebungstemperatur 270 Watt bei einer Heizleistung von 1000 Watt.
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Auch kann ein transportables Temperiersystem für einen netzunabhängigen
Betrieb in Kraftfahrzeugen angezogen werden. Es ist dadurch die Möglichkeit gegeben,
beispielsweise zu behandelnde Tiere schon während eines Transports zu behandeln.
Das Gerät wird an das Kraftfahrzeugbordnetz von 12 Volt oder 24 Volt an die dort
eingebaute Steckdose angeschlossen und wie vorstehend betrieben.
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