Eine solche von einer Person tragbare Personenklimatisierungseinrichtung ist aus
US 6,427,476 B1 bekannt. Die Klimatisierungseinrichtung ist als Rucksackgerät
ausgeführt und besteht aus einem großvolumigen, isolierten Grundgehäuse, das
zur Aufnahme gekühlten Materials, beispielsweise Eis, dient. Durch das Gehäuse
sind mehrere Kühlleitungen geführt, durch die Mittels eines in einem abgedichteten
Gehäuseabschnitt angeordneten Ventilator, der Umgebungsluft ansaugt, Luft
geblasen wird. Nachdem die Kühlleitungen mit dem gekühlten Medium in Verbindung
stehen, erfolgt ein Wärmeaustausch, die in den Kühlleitungen geförderte Luft
wird gekühlt. Die Kühlleitungen münden in einem als Halskrause ausgeführten
Luftdiffusor, der den Hals der Person teilweise umgreift, wo die gekühlte Luft herausgeblasen
wird.
Dieses transportable Rucksack-Klimatisierungsgerät kann vom Benutzer relativ
einfach mitgenommen werden und bietet ihm die Möglichkeit, in der Freizeit, beim
Sport oder sonstigen Gelegenheiten, z.B. am Arbeitsplatz, bei denen er sich bei
hoher Umgebungstemperatur betätigt, eine Kühlung zu erfahren. Gleichwohl ist
der Verwendungszweck dieses Klimatisierungsgerätes ausschließlich auf die Personenklimatisierung
beschränkt. Der Träger, beispielsweise der Sportler, Wanderer
oder Berufstätige, hat aber während seiner Tätigkeit mitunter auch andere Bedürfnisse,
vornehmlich aber Durst, vor allem wenn er stark schwitzt. Zwar kann
dieses Bedürfnis durch die Kühlung etwas reduziert werden, da sich der Allgemeinzustand
der Personen infolge der Kühlung etwas angenehmer gestalten lässt,
gleichwohl kann dieses Grundbedürfnis nicht generell beseitigt werden.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Personenklimatisierungsgerät
anzugeben, das hinsichtlich seiner Funktion beziehungsweise Verwendbarkeit
verbessert ist.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung eine tragbare, am Körper einer
Person halterbare Personenklimatisierungseinrichtung vor, mit einer Aufnahme für
einen lösbar darin einbringbaren Latentwärmespeicher mit einer Befüllöffnung, der
ein verzehrbares, für den Klimatisierungsbetrieb gefrorenes Speichermedium enthält
oder aufnimmt, welche Aufnahme einen Einlass für am Latentwärmespeicher
vorbeizuführende, dort wärmetauschende Luft und einen Auslass zum Abgeben
der gekühlten Luft sowie einen über eine aufnahmeseitig vorgesehene Energieversorgung
betreibbaren Ventilator zum Fördern der Luft für einen autarken Betrieb
der Personenklimatisierungseinrichtung aufweist, wobei wenigstens eine
Entnahmeeinrichtung zur Entnahme von geschmolzenem verzehrbaren und als
Trinkflüssigkeit dienenden Speichermedium durch die oder eine Person vorgesehen
ist.
Die Erfindung schlägt mit besonderem Vorteil die Verwendung eines der einrichtungsseitig
vorgesehenen Aufnahme entnehmbaren Latentwärmespeicher vor, der
mit einem gefrorenen Speichermedium, das verzehrbarer Art ist, gefüllt ist. Dieser
Latentwärmespeicher wird von dem die Klimatisierungseinrichtung Benutzenden
nach Überführen des Speichermediums in den gefrorenen Zustand in die Aufnahme
eingebracht. Ist nun aufgrund der Betätigung der Person eine Kühlung erforderlich,
so erfolgt diese über den aufnahmeseitig vorgesehenen Ventilator, der
Umgebungsluft von außerhalb der Personenklimatisierungseinrichtung ansaugt
und diese seitlich an dem geschlossenen Latentwärmespeicher vorbeiführt, wodurch
ein Wärmeaustausch erfolgt, mithin die Luft gekühlt wird und als gekühlte
Luft der Person zugeführt werden kann. Während dieses Prozesses findet wie beschrieben
ein Wärmeaustausch statt, der dazu führt, dass das gefrorene Speichermedium
langsam schmilzt. Verspürt nun die Person aufgrund ihrer Betätigung
Durst, so besteht der besondere Vorteil, das geschmolzene Speichermedium, das
für die Luftkühlung per se nicht mehr benötigt wird, über die Entnahmeeinrichtung
abzuzapfen und als Trinkflüssigkeit zu verzehren, nachdem es sich bei dem Speichermedium
wie beschrieben um ein verzehrbares Medium handelt. Denkbar ist
hier die Verwendung reinen Wassers oder aber beliebiger Getränke auf Wasserbasis
wie isotonischer Getränke, Säfte etc. Verwendet werden kann jedes verzehrbare
und gefrierbare Speichermedium.
Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung ist vorteilhaft multifunktionell, da
sie zum einen eine hinreichende Personenkühlung zulässt, zum anderen als stets
verfügbares Trinkreservoir dient, nachdem die Person zu jeder Zeit den geschmolzenen
Anteil des Speichermediums zapfen kann. Es steht damit der Person
über lange Zeit ein Trinkreservoir zur Verfügung, dessen Größe letztlich abhängig
von dem Volumen des Latentwärmespeichers ist. Wie schnell eine verzehrbare
Flüssigkeitsmenge zur Verfügung steht, hängt letztlich davon ab, wie
schnell der Schmelzprozess vonstatten geht. Dies hängt letztlich davon ab, wie
intensiv der Wärmeaustausch ist, mithin also ob und wie intensiv die Luftkühlung
erfolgt, und wie groß dabei die Oberfläche des Latentwärmespeichers, an der der
Wärmeaustausch und mithin auch der Abschmelzprozess erfolgt, ist. Von der Person
wird es in jedem Fall als äußerst angenehm und vorteilhaft empfunden, wenn
ihm sowohl eine hinreichende Kühlmöglichkeit wie auch eine Getränkeversorgung
mit ein und dem selben Gerät zur Verfügung gestellt wird.
Um die Personenklimatisierungseinrichtung auf einfache Weise transportieren zu
können, ist die Aufnahme, die vorzugsweise eine geeignete Isolierung aufweist,
um zu vermeiden, dass das Speichermedium zu schnell abschmilzt oder der Abschmelzprozess
von der Umgebungsluft, die nicht gezielt am Latentwärmespeicher
vorbeigefördert wird, verursacht wird, in einem mit Tragriemen versehenen
Rucksack angeordnet, alternativ kann sie auch in einer Umhänge- oder Gürteltasche
angeordnet sein. Die Ausprägung der Personenklimatisierungseinrichtung
kann jedoch beliebig sein, solange sie ein einfaches Transportieren zulässt. In
jeden Fall sind an der Klimatisierungseinrichtung außenseitig entsprechende Öffnungen
vorgesehen, die über geeignete Verbindungsleitungen mit den Öffnungen
der Aufnahme verbunden sind, so dass über den Ventilator Umgebungsluft angesaugt
und die gekühlte Luft nach Außen abgegeben werden kann.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass der Latentwärmespeicher
einen Flüssigkeitssammelabschnitt aufweist oder dass ihm ein
solcher separat zugeordnet ist, in dem sich zumindest ein Teil des geschmolzenen
Speichermediums sammelt, und an dem die Entnahmeeinrichtung angeordnet ist.
Das geschmolzene Speichermedium sammelt sich im Laufe der Zeit in dem Flüssigkeitssammelabschnitt,
der in der Regel nicht so groß dimensioniert werden
braucht, dass das gesamt geschmolzene Speichermedium aufgenommen werden
kann, da in der Regel eine häufigere Entnahme und damit Entleerung des Sammelabschnitts
erfolgt. Sollte der Sammelabschnitt jedoch einmal voll sein, verbleibt
die geschmolzene Flüssigkeit letztlich im Latentwärmespeicher beziehungsweise
dem das gefrorene Speichermedium enthaltende Speicherabschnitt und fließt erst
dann in den Sammelabschnitt nach, wenn dieser entleert wird.
Dabei kann der zugeordnete Flüssigkeitssammelabschnitt mit dem Latentwärmespeicher
über ein gegebenenfalls vom Benutzer von Hand zu öffnendes Ventil
verbunden sein. Dieser separate, vorzugsweise außerhalb der Aufnahme angeordnete
Flüssigkeitssammelabschnitt ist zweckmäßigerweise lösbar mit dem Latentwärmespeicher
verbunden, um beide separat entnehmen und reinigen zu können,
beziehungsweise um lediglich den Latentwärmespeicher zu entnehmen,
wenn das Speichermedium wieder gefroren werden muss, was zweckmäßigerweise
in geeigneten Gefriergeräten (Gefrierschrank o.ä.) erfolgt.
Alternativ zur Anordnung eines separaten Flüssigkeitssammelabschnitts im Rucksack,
in der Tasche oder allgemein in der Klimatisierungseinrichtung kann der
Flüssigkeitssammelabschnitt auch integraler Teil des Latentwärmespeichers sein
und über eine oder mehrere Drainageöffnungen mit dem das gefrorene Speichermedium
enthaltenden Speicherabschnitt verbunden sein. Dies hat den Vorteil,
dass die geschmolzene Flüssigkeit kontinuierlich aus dem das gefrorene Speichermedium
enthaltenden Speicherabschnitt abgezogen wird und dadurch eine
Isolierung des geschmolzenen Speichermediums gegenüber der Speicherwand,
die durch darin stehende Schmelzflüssigkeit bewirkt wird und die den Kältetransport
an die durchströmende Luft behindert, vermieden wird.
Der Latentwärmespeicher selbst, gegebenenfalls auch der ihm zugeordnete separate
Flüssigkeitssammelabschnitt können ein festes oder flexibles Gehäuse aufweisen.
Insbesondere die Verwendung flexibler Gehäuse ist von Vorteil, da hierdurch
sichergestellt werden kann, dass die äußere Wandung des Latentwärmespeichers
kontinuierlich der Form des abschmelzenden Speichermediums folgt,
mithin also die Speicherwand immer unmittelbar am gefrorenen Speichermedium
anliegt und infolgedessen ein optimaler Kälteaustausch möglich ist. Hierdurch
kann der Wirkungsgrad der Kühlung verbessert werden, nachdem die bereits beschriebene
isolierende Schmelzflüssigkeitsschicht aufgrund des kontinuierlichen
Abzugs nicht mehr vorliegt und die Speicherwand sich der Form des gefrorenen
Speichermediums weitestgehend anpassen kann. Ein fester Latentwärmespeicher
kann beispielsweise taschen- oder behälterartig ausgebildet sein, während der
flexible Latentwärmespeicher schlauch- oder beutelartig ausgebildet sein kann.
Da naturgemäß die Schmelzrate des gefrorenen Speichermediums im Bereich des
Lufteintritts durch die hier größere Temperaturdifferenz zur Umgebungsluft höher
ist als am Luftaustritt sieht eine zweckmäßige Erfindungsausgestaltung vor, den
Latentwärmespeicher im dem Lufteinlass zugewandten Bereich breiter als im dem
Luftauslass zugewandten Bereich auszuführen. Auf diese Weise kann das unterschiedliche
Abschmelzverhalten in einer Weise kompensiert werden, dass eine
größt mögliche Eiskernoberfläche über die gesamte Auftauzeit erhalten bleibt.
Zweckmäßig ist eine im Wesentlichen dreieckige Form, wobei natürlich auch andere
Formen wie eine Tropfenform oder dergleichen denkbar sind. Die Form der
Aufnahme selbst ist zweckmäßiger Weise im Wesentlichen der Form des Latentwärmespeichers
zumindest im gefrorenen Zustand angepasst. Auf diese Weise
kann der gefrorene Latentwärmespeicher zum einen auf einfache Weise in die
Aufnahme eingebracht werden, zum anderen ergibt sich hierdurch ein im Wesentlichen
definierter Luftströmungsweg zwischen der Innenwand der Aufnahme und
der Außenwand des Latentwärmespeichers, nachdem beide formmäßig aufeinander
abgestimmt sind. Die Aufnahme selbst kann fest oder flexibel, mithin auch elastisch
sein.
Um eine ausreichende Luftströmung zu ermöglichen sieht eine vorteilhafte Erfindungsausgestaltung
vor, dass aufnahmeseitig und oder/oder speicherseitig Mittel
zur Schaffung eines vorzugsweise allseitig den Latentwärmespeicher umgebenden
Luftspalts vorgesehen sind. Über diese Mittel wird sichergestellt, dass Aufnahme
und Latentwärmespeicher hinreichend weit voneinander beabstandet sind,
so dass sich ein ausreichender Strömungsquerschnitt ergibt, über den eine hinreichende
Luftmenge gefördert werden kann. In der Praxis wird es insbesondere bei
Verwendung flexibler Materialien zur Bildung des Latentwärmespeichers wie auch
der Aufnahme nicht immer möglich sein, einen den Latentwärmespeicher voll
umfänglich umgebenden Luftspalt realisieren zu können, gleichwohl sollte aber
stets ein hinreichend großer Belüftungsquerschnitt gegeben sein. Als solche den
Luftspalt realisierende Mittel können beispielsweise ein oder mehrere Abstandshalter
eingesetzt werden, die die Aufnahme mit dem Latentwärmespeicher voneinander
beabstanden. Diese können beispielsweise als Vorsprünge oder Rippen
oder dergleichen ausgebildet sein. Denkbar wäre sogar, eine Art Federlagerung
des Latentwärmespeichers mit federnden Abstandshaltern zu realisieren, die bei
einer hinreichend stabilen Ausführungsform der Aufnahme auf das Gehäuse des
Latentwärmespeichers drücken und dieses möglichst lange in Kontakt mit dem
gefrorenen Speichermedium bringen, sofern das Speichergehäuse hinreichend
flexibel ist.
Um die Entnahme des geschmolzenen Speichermediums auf einfache Weise zu
ermöglichen kann erfindungsgemäß am Latentwärmespeicher oder am separaten
Flüssigkeitssammelabschnitt eine vorzugsweise lösbar befestigte flexible Flüssigkeitsleitung
vorgesehen sein. Diese hinreichend lange Leitung wird beispielsweise
bei einer Ausführung der Klimatisierungseinrichtung in Form eines Rucksacks über
die Schulter der Person geführt, so dass sie sich stets griffbereit in Kopfnähe
befindet und die Person ohne Problem die Flüssigkeit ansaugen kann. Hierzu
können beispielsweise im Bereich der Tragriemen entsprechende Klemmmittel
vorgesehen sein, an denen die Flüssigkeitsleitung bei Nichtgebrauch gehaltert
werden kann. Alternativ oder zusätzlich dazu ist auch denkbar, eine verschließbare
Trink- oder Auslassöffnung am entnehmbaren Latentwärmespeicher vorzusehen.
Zu diesem Zweck muss der Latentwärmespeicher jedoch aus der Aufnahme
genommen werden. Beispielsweise kann es sich hier um einen Schraubverschluss
oder dergleichen handeln. Selbstverständlich kann eine solche Öffnung auch am
separaten Flüssigkeitssammelabschnitt vorgesehen sein, der zum Zapfen dann
ebenfalls dem Klimatisierungsgerät entnommen werden muss. Dies ist insbesondere
bei einer Verbindung des Latentwärmespeichers und des Flüssigkeitssammelabschnitt
über ein Ventil ohne weiteres möglich, dieses kann dann geschlossen
werden, so dass vermieden wird, dass geschmolzene Flüssigkeiten ungewollt
austritt. Schließlich kann auch alternativ oder zusätzlich ein Ablassventil vorgesehen
sein, das von außen her bedient werden kann, und über das beispielsweise
eine Ablassleitung, die an der Außenseite beispielsweise des Rucksacks mündet,
geöffnet und geschlossen werden kann.
Kommt eine Flüssigkeitsleitung zum Einsatz, so ist an deren vorderen Ende
zweckmäßigerweise eine Verschlusseinrichtung angeordnet, z.B. in Form einer
Steckkappe, eines ventilartigen Drehverschlusses oder dergleichen, um ein Heraustropfen
zu verhindern.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass der
separate, entnehmbare Flüssigkeitssammelabschnitt eine Befüllöffnung zum Befüllen
mit einer verzehrbaren Flüssigkeit, die über die Entnahmeeinrichtung entnehmbar
ist, aufweist. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass
der Flüssigkeitssammelabschnitt von Haus aus als Reservoir für die Trinkflüssigkeit
verwendet werden kann. Das heißt, vor der Benutzung der Einrichtung setzt
die Person den gefrorenen Latentwärmespeicher wie auch einen mit einer Trinkflüssigkeit
gefüllten Flüssigkeitssammelabschnitt ein und koppelt diese. Aufgrund
der von Haus aus im Flüssigkeitssammelabschnitt befindlichen Flüssigkeit steht
damit der Person von Anfang an ein gewisses Flüssigkeitsreservoir zum Trinken
zur Verfügung, sie muss also nicht erst warten, bis hinreichend Speichermedium
abgeschmolzen ist. Der Flüssigkeitssammelabschnitt wird mit zunehmender Kühldauer
immer wieder kontinuierlich aufgefüllt und dient fortan als Trinkspeicher.
Alternativ zur Verwendung des separaten Flüssigkeitssammelabschnitts als bereits
vorab abgefüllter Trinkspeicher sieht eine Erfindungsausführungsform vor,
dass ein weiterer mit einer verzehrbaren Flüssigkeit gefüllter oder füllbarer, entnehmbarer
Speicher vorgesehen ist, der mit dem Latentwärmespeicher oder dem
separaten Flüssigkeitssammelabschnitt oder direkt mit der Entnahmeeinrichtung
gekoppelt oder koppelbar ist. Es besteht also für die Person die Möglichkeit, einen
zusätzlichen Trinkflüssigkeitsspeicher beispielsweise im Rucksackgerät zu integrieren
und je nach Ausgestaltung zu koppeln, um auf diese Weise bereits zu Beginn
der Benutzung der Klimatisierungseinrichtung ein hinreichendes Flüssigkeitsreservoir
zur Verfügung zu haben. Selbstverständlich kann der zusätzliche Trinkflüssigkeitsspeicher
auch in Verbindung mit dem entnehmbaren und von Haus aus
befüllbaren Flüssigkeitssammelabschnitt verwendet werden.
Mit dem Latentwärmespeicher lässt sich eine beachtliche Luftkühlung um mehrere
Kelvin erreichen, wobei ein Latentwärmespeicher auch eine hinreichende Kühlleistung
zur Verfügung stellt. Sollte die Kühlung dem individuellen Empfinden der
Person nach zu stark sein, sieht eine zweckmäßige Erfindungsausgestaltung einen
weiteren Lufteinlass für mit der gekühlten Luft zu mischende ungekühlte Luft
vor, wobei dem Lufteinlass zweckmäßigerweise ein in die Aufnahme geführte
Luftzufuhrleitung nachgeschaltet ist, die dort vor dem gemeinsamen Luftauslass
mündet. Hierüber kann also der gekühlten Luft die warme Umgebungsluft zugemischt
werden, so dass die letztendlich der Person gegebene Luft temperiert werden
kann.
Vorteilhafterweise ist hierzu ein vorzugsweise klappenartiges oder schieberartiges
Stellelement zugeordnet, über das der Öffnungsgrad des Zufuhrwegs für die ungekühlte
Luft variierbar ist. Das heißt, die Person kann manuell oder gegebenenfalls
automatisch über die integrierte Elektronik beziehungsweise Steuerungseinrichtung
gesteuert den Öffnungsgrad und damit die zugeführte ungekühlte Luftmenge
variieren. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Stellelement derart angeordnet
ist, dass simultan der Öffnungsgrad des Zufuhrwegs der ungekühlten Luft
und des Abfuhrwegs der gekühlten Luft zur Einstellung der jeweiligen zu mischenden
Luftmengen veränderbar ist. Auch dies kann manuell oder elektrisch, insbesondere
über die integrierte Leistungsversorgung bzw. Steuerungseinrichtung gesteuert
erfolgen.
Zum Ansaugen und Fördern der ungekühlten Luft wird zweckmäßigerweise der
ohnehin bereits aufnahmeseitig integrierte Ventilator verwendet. Alternativ dazu
besteht die Möglichkeit, wenigstens einen weiteren Ventilator zum Ansaugen und
Fördern der ungekühlten Luft vorzusehen.
Wie beschrieben lassen die vorher beschriebenen Erfindungsausgestaltungen
eine Temperierung der der Person zugeführten Luft zu. Um diese Temperierung
möglichst komfortabel zu gestalten sieht eine vorteilhafte Erfindungsausgestaltung
ein von der Person bedienbares Thermostat zum Einstellen der Temperatur der
der Person zugeführten, gegebenenfalls gemischten Luft vor. Die Person kann
also über eine geeignete Einrichtung eine Temperatur einstellen, wobei in Abhängigkeit
dieser Einstellung das Thermostat automatisch den Klimatisierungsbetrieb
steuert, also z.B. die Drehzahl des oder der Ventilatoren oder die Position des
Stellelements und damit den Mischbetrieb etc. Hierfür sind ein oder mehrere geeignete
Sensoren vorgesehen, über die z.B. die Temperatur der (gegebenenfalls
gemischten) Luft am Luftauslass gemessen oder die Drehzahl der Ventilatoren
oder aber die Position der Stellklappe bestimmt wird.
In jedem Fall zweckmäßig ist es ferner, wenn die Drehzahl des oder der Ventilatoren
von der Person variiert werden kann, das heißt, die Person kann auf diese
Weise auch die Intensität des Gebläses variieren. Sollten die Ventilatoren mit zu
hoher Drehzahl arbeiten und mithin die Luft zu stark angeblasen werden, kann
man entsprechend nachregeln. Hierzu ist beispielsweise ein Stellknopf oder dergleichen
an einer geeigneten Position vorgesehen.
Zur Energieversorgung können Akkumulatoren, Batterien oder Brennstoffzellen
vorgesehen sein, auch Solarzellen sind denkbar, die an der Außenseite der Einrichtung
angeordnet, jedoch vor Beschädigung zu schützen sind. Zweckmäßigerweise
kann ferner eine Ladezustandsanzeige für die integrierte Energieversorgung
vorgesehen sein. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, dass mehrere der
beschriebenen Energieversorgungen parallel verwendet werden, so z.B. Akkumulatoren
und Solarzellen, über welche die Akkumulatoren kontinuierlich wieder
aufgeladen werden können.
Neben einer Ladezustandsanzeige für die integrierte Energieversorgung können
ferner auch Mittel zur Erfassung des Ladezustands des Latentwärmespeichers
und eine Ladezustandsanzeige vorgesehen sein. Diese Mittel erfassen beispielsweise
die Menge des noch vorhandenen gefrorenen Speichermediums, um anhand
dieser Information beispielsweise zu ermitteln, wie lange diese Mengen noch
für eine hinreichende Kühlung ausreichend ist. Dies kann z.B. durch Erfassen des
Gewichts des gefrorenen Speichermediums oder der Menge an abgeflossenem
geschmolzenen Speichermedium erfolgen.
Um die gekühlte Luft der Person zuzuführen sind unterschiedliche Möglichkeiten
denkbar. Eine Erfindungsausgestaltung sieht vor, am Auslass der Aufnahme eine
schlauchartige Luftleitung anzukoppeln, über die die Luft der die Klimatisierungseinrichtung
tragenden Person zugeführt wird. Es kann sich hierbei um eine Luftleitung
mit einer einzelnen Auslassöffnung handeln, alternativ kann sie auch einen
oder mehrere Abzweige aufweisen, so dass die Luft der Person an mehreren
Stellen zugeführt werden kann. Beispielsweise wird die oder werden die Leitungen
in vorhandene Öffnungen in der Bekleidung der Person (Kragen, Ärmel etc.) eingeführt.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, am Auslass der Aufnahme Anschlussmittel
zum Koppeln mit einer die Luft zu in einem von der Person tragbaren
Bekleidungsstück integrierten Auslassöffnungen führenden Luftleitung vorzusehen.
Das heißt, hier wird die Klimatisierungseinrichtung mit einer entsprechend
konfigurierten Funktionsbekleidung (z.B. Hemd, Jacke, Hose, Overall), die über
integrierte Luftleitungen und Auslassöffnungen in verteilter Anordnung verfügt,
gekoppelt.
Wird eine Luftleitung lediglich unter die normale Bekleidung geführt, so ist es
zweckmäßig, an der Luftleitung einen beliebig geformten, aus einem verformbaren
und gegebenenfalls hautfreundlichen Material bestehenden, mehrere Auslassdüsen
aufweisenden Auslassabschnitt vorzugsweise lösbar anzuordnen, der im Wesentlichen
teller- oder halbtellerförmig ausgebildet und mehrerer in unterschiedliche
Richtungen weisende Auslassdüsen aufweisen sollte. Dieser beispielsweise
handtellergroße Auslassabschnitt kann beispielsweise unter das Hemd geführt
und entsprechend befestigt werden, so dass er die Luft je nach Richtung der Auslassöffnungen
verteilt.
Schließlich kann noch vorgesehen sein, dass die Lufteinlass- und Luftauslassöffnungen,
die an der Klimatisierungseinrichtung, beispielsweise rucksackseitig vorgesehen
sind, über geeignete Klappen und dergleichen bei Nichtgebrauch verschlossen
werden können um zu verhindern, dass Schmutz eindringt.
Schließlich besteht die Möglichkeit, den Latentwärmespeicher oder gegebenenfalls
einen weiteren Latentwärmespeicher, der gleichermaßen in der Aufnahme
angeordnet werden kann, nicht als Kältespeicher, sondern als Wärmespeicher zu
verwenden. Hierfür wird in den oder den gegebenenfalls weiteren Latentwärmespeicher
ein wärmespeicherndes Medium gefüllt. Die Funktionsweise der Personenklimatisierungseinrichtung
ist dann zwangsläufig umgekehrt, sie dient zum Erwärmen
von der Person zuzuführender Luft, wenn die Klimatisierungseinrichtung
beispielsweise in sehr kalter Umgebung eingesetzt wird. Als wärmespeicherndes
Medium kann z.B. ein wachsartiges Material, das in den Latentwärmespeicher
beispielsweise in Perl- oder Kugelform eingeführt wird, verwendet werden. Unter
Verwendung dieses wärmespeichernden Mediums, das - ähnlich dem gefrorenen
Speichermedium - ebenfalls eine hinreichende Wärmespeicherkapazität aufweist,
kann für beachtlich lange Zeit die Lufterwärmung erfolgen. Selbstverständlich
entfällt in diesem Fall die Trinkoption. Diese Ausgestaltung bietet jedoch zusätzlich
zur zentralen erfindungsgemäßen Verwendung der Personenklimatisierungseinrichtung
als Kühleinrichtung und gleichzeitiges Trinkreservoir die Möglichkeit, die
Klimatisierungseinrichtung multifunktionell auch im Bedarfsfall zur Personenerwärmung
zu verwenden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung
einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 2
- eine Prinzipskizze einer Klimatisierungseinrichtung einer erfindungsgemäßen
zweiten Ausführungsform,
- Fig. 3
- eine Prinzipskizze einer Klimatisierungseinrichtung einer erfindungsgemäßen
dritten Ausführungsform,
- Fig. 4
- eine Prinzipskizze einer Klimatisierungseinrichtung einer erfindungsgemäßen
vierten Ausführungsform, und
- Fig. 5
- eine Teilansicht zur Darstellung der Bedienelemente einer erfindungsgemäßen
Klimatisierungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung
1, die sowohl zum Erzeugen gekühlter Luft wie auch zur Trinkflüssigkeitsversorgung
dient. Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung 1
weist ein rucksackartiges Tragchassis 2 auf, mit einem rucksackartigen Außengehäuse
3, das in der Regel aus flexiblen, zumeist Wasser undurchlässigem Material
wie bei bekannten Rucksäcken ist, aber auch aus einem stabilen Material tornisterartig
sein kann. Über geeignete Tragriemen 4 kann die Einrichtung auf den Rücken
geschnallt werden.
Im Inneren des rucksackartigen flexiblen Gehäuses, das bevorzugt aus einem isolierenden
Material besteht beziehungsweise eine hinreichende Isolierlage 5 aufweist
(siehe Fig. 2), ist eine Aufnahme 6 angeordnet, die darin entweder fest integriert
oder aber beispielsweise über Reißverschlüsse, Steckverschlüsse oder dergleichen
lösbar ist. Die Aufnahme 6 kann aus einem formstabilen Kunststoffmaterial
sein, sie kann aber auch selbst flexibel, in ihrer Form also veränder- und damit
anpassbar sein.
In die Aufnahme 6 ist ein Latentwärmespeicher 7 eingebracht, der ein gefrorenes,
von der die Klimatisierungseinrichtung 1 tragenden Person P verzehrbares, also
bekömmliches Speichermedium 8, z.B. gefrorenes gewöhnliches Wasser oder ein
anderes wasserhaltiges Getränk, z.B. isotonisches Getränk oder Saft oder dergleichen
enthält. Während die Aufnahme 6 ebenfalls aus einem thermisch isolierenden
Material bestehen kann, besteht das Gehäuse 9 des Latentwärmespeichers
7 aus einem einen sehr guten Wärmeaustausch ermöglichenden Material,
bevorzugt aus einem sehr dünnen Kunststoff. Die Form des Gehäuses kann stabil,
also fest sein, alternativ ist auch die Verwendung eines flexiblen Gehäuses in
Beutel- oder Schlauchform wie in Fig. 1 gezeigt denkbar.
Über eine Lufteinlassöffnung 10 wird über einen in der Aufnahme integrierten
Ventilator 11 Luft eingesaugt und wie durch die Pfeile gezeigt am kalten Latentwärmespeicher
7 vorbeigefördert. Hierbei findet ein Wärmeaustausch statt, die
Luft wird hierbei gekühlt und gelangt über den Auslass 12 im gezeigten Beispiel an
eine Luftleitung 13, die der Person im Bereich des Kragens zugeführt ist, wo sie
über geeignete Luftaustrittsöffnungen ausgeblasen wird. Hierüber kann, solange
im Latentwärmespeicher gefrorenes Speichermedium vorhanden ist, eine Luftkühlung
erfolgen, was je nach Größe des Latentwärmespeichers bis zu mehreren
Stunden der Fall sein kann.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist am Latentwärmespeicher 7 im gezeigten Beispiel im
unteren Bereich eine Flüssigkeitsleitung 14 angeordnet, die über die Schulter der
Person für die Person greifbar geführt ist. Aufgrund des Wärmetauschs schmilzt
das gefrorene Speichermedium allmählich und sammelt sich, nachdem das gefrorene
Speichermedium leichter ist als das geschmolzene, im unteren Bereich des
Latentwärmespeichers 7. Über die dort angekoppelte Flüssigkeitsleitung 14 kann
nun die Person bei Bedarf die geschmolzene Flüssigkeit ansaugen und trinken.
Bereits an dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass wie auch die Aufnahme 6
lösbar angeordnet sein kann, auch die Leitungen 13 und 14 mit der Aufnahme beziehungsweise
dem Latentwärmespeicher lösbar verbunden sein können, beispielsweise
über geeignete Schraub- oder Steckverschlüsse etc. Diese insbesondere
im Falle der Flüssigkeitsleitung 14 von Vorteil, um sie auf einfache Weise
reinigen zu können. Selbstverständlich kann im Bereich des jeweiligen Anschlusspunktes
ein geeignetes Ventil oder dergleichen vorgesehen sein, das beim Anschließen
der jeweiligen Leitung automatisch geöffnet und beim Abkoppeln geschlossen
wird.
Fig. 2 zeigt in Form einer vergrößerten Prinzipdarstellung ein erfindungsgemäßes
Klimatisierungsgerät 1 a einer zweiten Ausführungsform. Am Latentwärmespeicher
7 ist eine Befüllöffnung 15 vorgesehen, über die der Latentwärmespeicher mit der
verzehrbaren Flüssigkeit zunächst gefüllt werden kann. Über ein Ventil 16 ist dem
Latentwärmespeicher 7 ein Flüssigkeitssammelabschnitt 17 nachgeschaltet, an
dem im gezeigten Beispiel die Flüssigkeitsleitung 14 lösbar angekoppelt ist, wobei
auch hier im Ankopplungsbereich ein Ventil oder dergleichen vorgesehen sein
kann. In diesem Flüssigkeitssammelabschnitt 17 sammelt sich die aufgrund des
Wärmetausches anfallende geschmolzene Flüssigkeit, sie wird also vom Latentwärmespeicher
7 abgezogen. Dies hat den Vorteil, dass sich dort keine isolierenden
Flüssigkeitsschichten bilden können. Insbesondere bei einem flexiblen Gehäuse
9 des Latentwärmespeichers 7, das beispielsweise aus einer Kunststofffolie
besteht, kann somit erreicht werden, dass die Gehäusewandung stets weitgehend
flächig am gefrorenen Speichermedium anliegt, mithin also ein optimaler Wärmebeziehungsweise
Kälteübergang zur daran vorbeigeführten Luft stattfinden kann.
Der Flüssigkeitssammelabschnitt selbst dient als Trinkreservoir und kann bei Bedarf
dem rucksackartigen Außengehäuse 3 wie auch der Latentwärmespeicher 7
über eine nicht näher gezeigte Öffnung entnommen werden. Es besteht die Möglichkeit,
ihn vorab mit trinkbarer Flüssigkeit zu füllen, um so bereits bei Beginn des
Betriebs ein hinreichendes Getränkevolumen zur Verfügung stehen zu haben.
Um einen ausreichen Luftspalt zwischen dem Latentwärmespeicher 7 und der
Aufnahme 6 für einen hinreichend großen Strömungsquerschnitt zu realisieren
sind im gezeigten Beispiel am Latentwärmespeicher geeignete Abstandshalter 18
in Form der Vorsprünge vorgesehen. Die Aufnahme 6 selbst wird am rucksackartigen
Außengehäuse 3, das beispielsweise eine hinreichend stabile Form aufweisen
kann, über geeignete Abstandshalter 19, beispielsweise federnder Art oder
durch den Druck eines Luftpolsters, gehalten. Oder die Aufnahme 6 schmiegt sich
durch elastische Eigenschaft an die Abstandshalter 18 an.
Ersichtlich ist neben dem zentralen unteren Lufteinlass 10, über den die zu kühlende
Luft angesaugt ist, und der über eine geeignete Verschlussklappe 20 bei
Nichtgebrauch verschlossen werden kann, ein weiterer Lufteinlass 21 vorgesehen,
über den im gezeigten Beispiel mittels des Ventilators 11 ungekühlte Luft angesaugt
werden kann. Der Lufteinlass 21 mündet direkt oder über eine geeignete
Zufuhrleitung oberhalb des Latentwärmespeichers 7 in den Bereich der bereits
gekühlten Luft. Hierüber kann eine Luftzumischung erfolgen. Über ein im gezeigten
Beispiel klappenartiges Gestellelement 22 kann der Lufteinlass 21 geöffnet
und geschlossen beziehungsweise sein Öffnungsgrad generell verstellt werden.
Die gemischte Luft tritt dann über die Luftleitung 13 zur Person hin aus.
Fig. 2 zeigt ferner die Steuerungseinrichtung 23, die eine integrierte Energieversorgung
24 beispielsweise in Form von Akkumulatoren oder Batterien aufweist.
Hierauf wird nachfolgend noch eingegangen. In jedem Fall wird hierüber der Klimatisierungsbetrieb
gesteuert.
Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Klimatisierungseinrichtung
1 b. Ersichtlich ist hier, dass der Latentwärmespeicher 7 im unteren,
der Lufteinlassöffnung 10 zugewandten Bereich deutlich dicker ist als im oberen,
der Luftauslassöffnung 12 zugewandten Bereich. Hierdurch wird das unterschiedliche
Abschmelzverhalten aufgrund der Temperaturunterschiede bezüglich
der zugeführten beziehungsweise der abgeführten Luft kompensiert. Das heißt,
der Latentwärmespeicher 7 schmilzt im unteren, mit wärmerer Luft beaufschlagten
Bereich schneller ab als im oberen Bereich. Gezeigt ist ferner gestrichelt der Flüssigkeitssammelabschnitt
17, der optional vorgesehen sein kann, wie auch ein ebenfalls
optional vorgesehener weiterer Flüssigkeitsspeicher 25, der im rucksackartigen
Außengehäuse 3 angeordnet werden kann und der im gezeigten Beispiel
gegebenenfalls mit dem Flüssigkeitssammelabschnitt 17 verbunden werden kann.
Dieser Flüssigkeitsspeicher 25 dient wie gegebenenfalls auch der Flüssigkeitssammelabschnitt
17 als originär gefüllter Flüssigkeitsspeicher, über den die Person
Flüssigkeit zu sich nehmen kann, auch wenn noch kein Klimatisierungsbetrieb
und damit kein abgeschmolzenes Speichermedium vorliegt.
Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, die im Wesentlichen
der Ausführungsform aus Fig. 3 entspricht. Jedoch ist hier ein weiterer Ventilator
26 zum Ansaugen wärmerer, zuzumischender Umgebungsluft über den weiteren
Lufteinlass 21 vorgesehen. Auch dieser Ventilator 26 wird über die Steuerungseinrichtung
23 beziehungsweise die integrierte Energieversorgung 24 betrieben.
Auch dieser Lufteinlass kann über eine Verschlussklappe 27 bei Bedarf verschlossen
werden, wie dies auch für den Luftauslass 12 bei abgekoppelter Luftleitung 13
über die Verschlussklappe 28 möglich ist. Gezeigt ist ferner, das an der Flüssigkeitsleitung
14 angeordnete Mundstück 29, das beispielsweise auch als Verschluss
für die Flüssigkeitsleitung 14 dienen kann, um zu vermeiden, dass ungewollt
Flüssigkeit heraustropft.
Fig. 5 zeigt schließlich in Form einer Prinzipansicht das Bedientableau 30 der
Steuerungseinrichtung 23, das beispielsweise an der frei zugänglichen Rückwand
des rucksackartigen Gehäuses 3 angeordnet ist, gleichermaßen kann es aber
auch an der Seite angeordnet sein, so dass es die Person gegebenenfalls bei angelegter
Einrichtung bedienen kann.
Gezeigt ist Ein/Aus-Schaltknopf 31, der zu betätigen ist, wenn die Luftkühleinrichtung
in Betrieb genommen werden soll. Hierbei wird automatisch wenigstens der
Ventilator 11 in Betrieb gesetzt, um Luft anzusaugen und die Kühlung zu erwirken.
Gezeigt ist ferner ein nicht näher dargestelltes Thermostat 32 umfassend einen
Wählschalter 33, über den eine an einem Display 34 angezeigte gewünschte
Temperatur eingestellt werden kann. Die Steuerungseinrichtung 23 ist in der Lage,
automatisch die Temperatur auf die gewünschte Temperatur zu regeln, was durch
eine automatische Beeinflussung des Betriebs des Ventilators 11 zur Variierung
der geförderten Luftmenge oder aber, sofern vorhanden, des zweiten Ventilators
26 beziehungsweise des Stellelements 22, über das der Öffnungsgrad der die ungekühlte
Luft zuführenden Luftleitung variiert werden kann, gesteuert wird. Es
werden sämtliche erforderlichen Elemente automatisch angesteuert, um die gewählte
Temperatur einzuregeln.
Schließlich ist ein Schalter 35 vorgesehen, über den die Person beispielsweise
manuell eine Verstellung des Stellelements 22 zur Temperaturregulierung vornehmen
kann, wenn der Thermostatbetrieb nicht gewünscht wird. Weiterhin ist ein
Schalter 36 vorgesehen, über den die Drehzahl des Ventilators 11 und gegebenenfalls
des zweiten Ventilators 26 verändert werden kann, um so die Intensität
des Gebläses variieren zu können. Der Schalter 36 kann beispielsweise als kombinierter
Dreh-Druck-Schalter ausgeführt sein um von einer Ansteuerung des Ventilators
11 durch Drücken auf den Schalter 36 auf eine Ansteuerung des zweiten
Ventilators 26 umschalten zu können. Die Möglichkeit beide hierüber anzusteuern
ist durch das Symbol "U1/2" angedeutet.
Gezeigt sind ferner mehrere Solarzellen 37, die die Energieversorgung dienen.
Über sie können beispielsweise die die Energieversorgung 24 bildenden Akkumulatoren
38 kontinuierlich aufgeladen werden. Weiterhin ist eine Ladezustandsanzeige
39, z.B. in Form einer LED, für die Energieversorgung und eine ähnliche
Ladezustandsanzeige 40 für den Latentwärmespeicher vorgesehen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
So ist es beispielsweise möglich, das Gehäuse 3 als Bauch- oder Beckentasche,
die nach Art eines Gürtels umgeschnallt wird, auszuführen, mithin also etwas kleiner
zu gestalten. Auch die Ausführungen in Form einer Umhängetasche ist denkbar.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstelle der in den Figuren gezeigten Luftleitung
13 an ihrem Ende eine in sich deutlich vergrößernden Auslassabschnitt
vorzusehen, an dem beispielsweise radial verschieden gerichtete Auslassdüsen
vorgesehen sind, über die die gekühlte Luft ausgeblasen werden kann. Dieser flache
Auslassabschnitt kann beispielsweise unter die Bekleidung geschoben werden,
so dass der Körper gekühlt werden kann. Schließlich ist darauf hinzuweisen,
dass für den Betrieb des Thermostaten geeignete Sensorelemente zur Erfassung
der relevanten Parameter wie Ist-Temperatur am Luftauslass, gegebenenfalls
Umdrehungszahl(en) des/der Ventilatoren wie auch der Position des Stellelements
vorgesehen sein können. Ferner sind natürlich entsprechende vorzugsweise elektrische
Stellmittel für die Veränderung der Position des Stellelements 22 in Form
eines kleinen Elektromotors oder dergleichen vorgesehen. Es ist aber auch eine
mechanische Bewegungskopplung mit dem Schalter 35 denkbar.
Schließlich besteht die Möglichkeit, die Personenklimatisierungseinrichtung nicht
als kombinierte Kühl-Trinkreservoir-Einrichtung zu verwenden, sondern als Erwärmungsgerät,
kombiniert mit der Trinkmöglichkeit. Dies wird beispielsweise
dann zweckmäßig sein, wenn die Einrichtung in sehr kalter Umgebung verwendet
wird. In diesem Fall ist es denkbar, in den Latentwärmespeicher (oder gegebenenfalls
einen weiteren zusätzlichen Latentwärmespeicher) ein heißes, verzehrbares
Speichermedium einzufüllen, das zur Erwärmung der an ihm vorbeigeförderten
Luft dient. Kühlt das Speichermedium im Laufe des Erwärmungsbetriebs aufgrund
des Wärmeaustauschs ab, kann die Flüssigkeit gezapft und getrunken werden.
Denkbar ist es beispielsweise, heißes Wasser oder heißen Tee oder jedes andere
heiße Getränk einzufüllen. Wenngleich die Wärmespeicherkapazität bzw. der
einbringbare Energieinhalt des heißen Speichermediums deutlich geringer ist als
der des gefrorenen Speichermediums, kann gleichwohl für eine längere Zeit eine
Lufterwärmung erzielt werden, die vom Träger als angenehm empfunden wird. Bei
dieser Ausgestaltung ist selbstverständlich der separate Flüssigkeitssammelabschnitt
nicht erforderlich, da das Speichermedium ohnehin flüssig vorliegt. Gleichwohl
sind aber sämtliche anderen Erfindungsausgestaltungen, die bezüglich der in
der vorangehenden Beschreibung zur Verwendung als Kühleinrichtung beschrieben
sind, auch in diesem Fall zweckmäßig vorzusehen.
Alternativ zur Verwendung der beschriebenen Einrichtung als Heizeinrichtung unter
Verwendung eines ebenfalls verzehrbaren Speichermediums besteht die Möglichkeit,
nach Art eines Klimatisierungssystems einen weiteren Latentwärmespeicher
vorzusehen, der aufgrund der Austauschbarkeit im Bedarfsfall in die Aufnahme
eingebracht werden kann, und der ein wärmespeicherndes, nicht verzehrbares
Medium wie beispielsweise ein wachsartiges Medium enthält. Dieses kann beispielsweise
in einer Mikrowelle oder einem Ofen oder dergleichen aufgeheizt und
in heißem Zustand in die Aufnahme eingebracht werden. Hierüber kann die Personenklimatisierungseinrichtung
gleichermaßen als Heizeinrichtung zur Lufterwärmung
verwendet werden, wenngleich in diesem Fall die Trinkmöglichkeit nicht
gegeben ist. Diese wäre gegeben, wenn beispielsweise ein separater Flüssigkeitsspeicher
vorgesehen wird, oder wenn der (in diesem Fall als Flüssigkeitssammelabschnitt
per se nicht benötigte) Flüssigkeitssammelabschnitt von Haus
aus mit Trinkflüssigkeit gefüllt wird, dieser ist aber in diesem Fall nicht mit dem
Latentwärmespeicher gekoppelt. Hierdurch besteht ebenfalls die Möglichkeit - und
aufgrund der Verwendung beispielsweise wachsartigen Materials für deutlich längere
Zeit - eine Lufterwärmung zu realisieren. Ein solcher weiterer Latentwärmespeicher
kann beispielsweise im Rahmen der Nachrüstung des erfindungsgemäßen
Personenklimatisierungsgeräts zugekauft werden. Eine reversible Befüllung
dieses Latentwärmespeichers ist, nachdem keine Entnahme des Speichermediums
erfolgt, in diesem Fall nicht erforderlich. Auch in diesem Fall weist die Personenklimatisierungseinrichtung
sämtliche auch in Verbindung mit ihrer Verwendung
als Kühleinrichtung beschriebenen Merkmale auf.