ES2337955T3 - Dispositivo activo de ventilacion llevado en el cuerpo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo activo de ventilación para la disposición en el cuerpo (1) de un usuario con un primer medio de fijación (2), que está fijado en una prenda de vestir o un objeto de equipamiento (10b) llevado en el cuerpo, y un segundo medio de fijación (3a, 3b), que está fijado o apoyado en el cuerpo, con medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) que están orientados hacia el cuerpo o en la dirección opuesta, caracterizado porque mediante una variación de distancia condicionada por el movimiento entre el primero y el segundo medio de fijación (2; 3a, 3b) se accionan mecánicamente los medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b).

Description

Dispositivo activo de ventilación llevado en el cuerpo.

La invención se refiere a un dispositivo activo de ventilación llevado en el cuerpo. La invención se refiere a una solución del problema de la generación de calor por debajo de la ropa llevada en el cuerpo. La generación de calor y la formación de sudor que va unida a ella son especialmente problemáticas en las situaciones en las que la ropa no puede quitarse por cuestiones de peligro. Esto es el caso, por ejemplo, cuando se trata de trajes de protección en el ámbito militar o de la ropa para intervenciones de socorro en el área de la protección civil. La acumulación de color que se produce en esta ropa, por ejemplo por el esfuerzo físico, y la extrema formación de sudor por debajo de la ropa, no sólo pueden poner en peligro así la intervención por mermar la capacidad fisiológica de la persona que la lleva, sino que puede conducir en un caso extremo a la muerte de la persona que la lleva. La ropa hoy día conocida intenta resolver el problema de la refrigeración, por un lado, mediante textiles altamente desarrollados, como membranas transpirables, etc. y, por otro lado, mediante orificios en la ropa aplicados de forma selectiva y provistos de filtros. Estos principios pasivos resultan ser insuficientes en la aplicación práctica y, en particular, en condiciones de temperatura extremas, puesto que sólo están basados en una corriente de convección, por ejemplo debido a un gradiente de la temperatura o de la concentración del vapor de agua.

Para mejorarlo, el documento US 5 564 124 propone, por ejemplo, una ventilación activa de una ropa con un ventilador alimentado por batería. Puesto que la alimentación de energía, por lo tanto, sólo está disponible de forma limitada, la intervención en cuestión tiene límites en cuanto al tiempo. Además, un dispositivo de este tipo es sensible y la aplicación en el ámbito militar es problemática debido a la generación de ruido. Por el documento US 5 515 543 se conoce, además, una ropa con canalización de ventilación y una bomba conectada con ella, que ha de manejarse manualmente. Esto presenta el inconveniente de que la ventilación sólo se realiza en caso de haber un accionamiento quedando limitada por ello la libertad de movimiento. Además, se describe, entre otros, en el documento WO 2005/110299 A2 un dispositivo de refrigeración alimentado por una pila electroquímica. Este dispositivo es comparativamente complicado, pesado y requiere un dispositivo electrónico de mando costoso, lo cual hace que el dispositivo no sea adecuado para la aplicación al aire libre y, en particular, para la aplicación militar.

Por el documento US 6 982 497 B2 se conoce un dispositivo en el que el movimiento pendular de una carga suspendida elásticamente en la mochila se usa para generar, entre otras cosas mediante un movimiento de un pistón, una corriente de aire, que además de para la generación de corriente se usa para la refrigeración. El dispositivo presenta el inconveniente de que el movimiento pendular debe conseguirse mediante una mecánica comparativamente costosa. Para no perjudicar la traslación cuando empieza a funcionar la resonancia, el movimiento pendular debe amortiguarse de forma costosa. Puesto que la vibración está limitada fundamentalmente a un grado de libertad, la generación de la corriente de aire no queda garantizada en todos los tipos de traslación, por ejemplo no al reptar, al moverse en estado sentado ni al escalar. Además, la suspensión oscilante de la carga hace en los puntos de inversión del movimiento oscilante que haya un carga comparativamente elevada al llevarla, lo cual perjudica el confort al llevarla. Gracias a la estructura comparativamente compleja, la mochila es propensa a fallos, corre peligros en caso de haber humedad y es sólo poco apta para usarla al aire libre. El sistema requiere, además, una adaptación exacta a la carga que ha de llevarse. Cuando la carga es una estructura oscilante, por ejemplo una botella para beber parcialmente llenada, la oscilación se realiza de forma caótica y perjudica la generación de corrientes de aire. Además, la suspensión oscilante no es apta para cargas sensibles o para cargas que han de desplazarse lo menos posible respecto al cuerpo, como es el caso, por ejemplo, cuando se trata de placas antibalas. Además, el equipamiento ocupa bastante espacio en comparación con otros, por lo que sólo queda una posibilidad limitada de llevar otras cargas en la espalda.

Ante este panorama de los inconvenientes anteriormente descritos del estado de la técnica, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo activo de ventilación para la disposición en el cuerpo de un usuario, que pueda usarse de forma más fiable, más compacta y más universal.

Este objetivo se consigue mediante el dispositivo indicado en la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas se refieren a configuraciones ventajosas.

El dispositivo activo de ventilación según la invención para la disposición en el cuerpo de un usuario comprende un primer medio de fijación, que está fijado en una prenda de vestir llevada en el cuerpo o en un objeto de equipamiento, por ejemplo un bastidor de soporte de una mochila o un bastidor de soporte para placas antibalas y un segundo medio de fijación, que está fijada o apoyado en el cuerpo, por ejemplo mediante una correa. Además, están previstos medios para la generación de una corriente de aire, que está orientada hacia el cuerpo o en la dirección opuesta. En el caso más sencillo está previsto un orificio de salida con tobera para la corriente de aire, que está orientada sobre la piel desnuda del usuario. Para ello, por ejemplo, es posible que la ropa esté prevista de un tejido de redecillo en la zona de la tobera.

El dispositivo de ventilación según la invención se caracteriza porque una variación de la distancia entre el primero y el segundo medio de fijación, condicionada por el movimiento, es decir, provocada por el movimiento, acciona mecánicamente los medios para la generación de una corriente de aire. El dispositivo según la invención aprovecha, por lo tanto, los distintos desarrollos de movimiento que existen gracias a las diferencias de peso y los diferentes comportamientos de inercia entre la prenda de vestir llevada en el cuerpo o el objeto de equipamiento y el tramo de cuerpo correspondiente y que conducen a una aproximación o un alejamiento relativo de los tramos correspondientes. Por lo tanto, no es necesario un accionamiento manual o eléctrico de los medios de generación de la corriente de aire. Por lo tanto, la corriente de aire puede generarse de forma comparativamente sencilla y de forma casi continua cuando hay movimiento. Puesto que una acumulación de calor por debajo de una ropa es fundamentalmente un problema que se produce cuando la persona que la lleva se está moviendo, además, no es necesario generar una ventilación mediante el dispositivo en las pausas de movimiento. Por lo contrario, es ventajosa la inactividad existente en las pausas de movimiento y, por lo tanto, el que el dispositivo no genere ruido, en particular en la aplicación militar o en la caza. Además, no es necesaria una mecánica para la oscilación del péndulo costosa, propensa a fallos. Asimismo pueden aprovecharse todos los grados de libertad de oscilación de la prenda de vestir o del objeto del equipamiento, puesto que según la invención sólo es necesaria una variación de la distancia entre los puntos de fijación. De este modo, el dispositivo puede hacer de una forma efectiva que haya una ventilación cuando se produzca una variación mínima, lo cual es ventajoso, en particular en el caso de cargas sensibles, fijadas en el objeto de equipamiento. Puesto que en todos los modos de traslación del usuario se produce por lo general un movimiento relativo de la prenda de vestir o del objeto de equipamiento respecto al cuerpo, el dispositivo también puede usarse al reptar, al trasladarse en estado sentado, al escalar y al avanzar cuerpo a tierra. La potencia generada en cuanto a la corriente de aire depende, entre otras cosas, del peso de la prenda de vestir o del objeto de equipamiento y de la libertad de movimiento de éstos, así como de la fijación del dispositivo. Un experto puede determinar y elegirlo adecuadamente con ayuda de pocos ensayos.

En otra forma de realización ventajosa, los medios para la generación de una corriente de aire están concebidos de tal modo que la corriente de aire se genera según el principio de la bomba de aire. Los medios comprenden un cilindro y un pistón móvil en el interior de éste. El pistón termina con una junta hacia la pared interior del cilindro. En un lado, el pistón está unido a un vástago de pistón que sale del cilindro. Para la entrada y salida de aire en el cilindro está previsto un orificio para la aspiración y la expulsión de aire del cilindro. Como alternativa, pueden estar previstos orificios de aspiración y de expulsión separados. La variación de la distancia provoca un desplazamiento del pistón a través del vástago de pistón. Según la disposición de un orificio de salida o de la dirección de movimiento del pistón, durante este proceso se desplaza aire del cilindro o se aspira aire. Para permitir sólo una de las dos posibilidades y conseguir, por lo tanto, un intercambio de aire especialmente extenso, en una forma de realización está prevista una válvula de retención y un orificio de aspiración separado en el espacio del orificio de salida para hacer que se aspire aire del exterior en el exterior de la ropa en la zona del cilindro.

En otra forma de realización ventajosa, el cilindro presenta un orificio de salida, que presenta un área de la sección transversal reducida en comparación con la sección transversal del cilindro para la corriente de aire. Dado el caso, una canalización conectada con el orificio de salida presenta también una sección transversal reducida en comparación con la sección transversal del cilindro. Gracias a esta reducción de la sección transversal en la zona de salida, se consigue una salida de aire con una velocidad de flujo comparativamente elevada (efecto Venturi), de modo que pueden compensarse pérdidas de corriente, por ejemplo debido a fricción, en el camino del aire hacia el cuerpo del usuario, consiguiendo, además, el aire que pasa por el cuerpo del usuario un efecto de refrigeración.

Gracias al principio de la bomba de aire puede realizarse un dispositivo que requiere comparativamente poco mantenimiento, silencioso y compacto, que es, además, especialmente apto para el uso al aire libre. Asimismo, el principio de la bomba de aire hace en una prenda de vestir o en un objeto de equipamiento de un peso comparativamente elevado que mejore el confort al llevar la prenda de vestir o el objeto de equipamiento gracias a la fricción del pistón, la resistencia al flujo y el efecto de amortiguación, que se debe a la compresibilidad del aire en el cilindro. Este efecto de amortiguación puede ajustarse previamente, entre otras cosas, mediante la capacidad de paso (el diámetro) del orificio de entrada o salida de aire.

Ha resultado ser especialmente ventajoso unir el vástago de pistón con los primeros medios de fijación y unir el cilindro que coopera con el pistón a los segundos medios de fijación. De este modo, el cilindro que genera la corriente puede fijarse casi en una cercanía directa al cuerpo manteniéndose su posición relativa respecto al cuerpo casi constante, por lo que puede ser especialmente efectiva la ventilación gracias a las pérdidas reducidas de flujo gracias a la distancia comparativamente corta y constante. Una canalización de la corriente de aire, si realmente es necesaria, puede ser comparativamente corta y no requiere ninguna adaptación flexible respecto a la distancia variable entre el cilindro y el cuerpo.

En otra forma de realización ventajosa, el objeto de equipamiento es un bastidor de soporte y/o una mochila. Se ha mostrado que el dispositivo de ventilación según la invención coopera de una forma especialmente efectiva con un bastidor de soporte o una mochila. El sistema de soporte usado habitualmente en mochilas o bastidores de soporte, que está realizado mediante correas portadoras que pasan por los hombros, es especialmente adecuado para la combinación con el dispositivo según la invención, puesto que de este modo puede realizare un desplazamiento relativo y, por lo tanto, una variación de la distancia especialmente elevados, en particular, cuando la mochila o el bastidor de soporte están cargados con un peso elevado o un peso adicional.

Otra configuración ventajosa prevé que en el bastidor de soporte estén fijadas placas antibalas. Se ha mostrado que las placas comparativamente pesadas se mueven muy fácilmente respecto al cuerpo gracias a su elevado momento de inercia. En combinación con el rendimiento muy elevado del dispositivo según la invención, en particular al usarse el principio de la bomba de aire, bastan variaciones mínimas de distancia para conseguir de una forma efectiva una ventilación. Esto significa, que el movimiento de las placas antibalas puede limitarse, por un lado, a una medida para no poner en peligro la protección de la persona que las lleva, bastando este movimiento, no obstante, aún para generar de forma efectiva la corriente de aire.

En otra forma de realización ventajosa, los medios para la generación de una corriente de aire comprenden una válvula de estrangulación ajustable. De este modo puede regularse de forma ventajosa la intensidad de la corriente de aire. Al mismo tiempo puede ajustarse con la misma el efecto de amortiguación anteriormente descrito.

Los medios para la generación de una corriente de aire están conectados de forma ventajosa con al menos un canal de corriente de aire integrado en la ropa para orientar la corriente de aire hacia el cuerpo. De este forma se consigue una refrigeración especialmente eficaz.

Según otra forma de realización ventajosa, se proporcionan varios canales de aire mediante un género de punto distanciador integrado en la ropa. De este modo puede proporcionarse una distribución especialmente efectiva, en una gran superficie de la corriente de aire, entre otras cosas por la baja resistencia al flujo.

Los segundos medios de fijación se fijan o apoyan preferiblemente en la zona de la cadera y/o de la columna vertebral del cuerpo. Se ha mostrado que una fijación de este tipo en combinación con un bastidor de soporte o mochila fuertemente cargados mejora considerablemente el confort al llevarlo, puesto que gracias al efecto de amortiguación y, por lo tanto, el apoyo en esta zona se minimiza considerablemente la carga en la zona de las correas portadoras llevadas por los hombros.

Según otra configuración ventajosa están previstos, además, medios para la generación de una corriente eléctrica a partir de la variación de la distancia. Por ejemplo, el vástago de pistón movido genera una corriente de inducción, que se usa, por ejemplo, para la alimentación de componentes eléctricos o para la carga de un acumulador. Como alternativa, la corriente de aire puede accionar un generador de turbina.

En el dispositivo activo de ventilación según la invención, al menos uno de los medios de fijación comprende de forma ventajosa un apoyo giratorio, preferiblemente un apoyo articulado de eje, de forma aún más preferible, un apoyo articulado esférico mediante bola y tejuelo. Gracias a esta posibilidad de giro, no se limita el movimiento relativo entre la prenda de vestir o el objeto de equipamiento pudiendo aprovecharse de una forma efectiva para la generación de una corriente de aire cualquier alejamiento o aproximación relativa.

En el dispositivo según la invención está previsto, además, insertar en la corriente de aire un filtro, por ejemplo un filtro de carbón activo o un filtro para la filtración de agentes de combate químicos y/o biológicas, para que la corriente pase por el filtro para una depuración de la contaminación. El filtro está dispuesto preferiblemente en la zona de aspiración de aire del dispositivo de generación de la corriente de aire para impedir una contaminación del dispositivo.

Otras características, detalles y ventajas de la invención resultan de las reivindicaciones y del dibujo expuesto a continuación, en el que está representado un ejemplo de realización del dispositivo activo de ventilación según la invención con la disposición en el cuerpo, sin limitar la invención a la forma de realización mostrada. Muestran:

La fig. 1 un alzado lateral del dispositivo de ventilación según la invención, que es el llevado por un usuario en el cuerpo 1;

la fig. 2 una vista ampliada de un detalle del dispositivo de la fig. 1;

la fig. 3 una vista frontal del dispositivo de ventilación llevado según la invención en el cuerpo 1 del usuario de las fig. 1 y 2 con una vista ampliada de un detalle.

La figura 1 muestra un dispositivo activo de ventilación según la invención que se lleva en el cuerpo 1 de un usuario. El usuario lleva en su espalda una mochila 10a, que queda colgado en el hombro del usuario mediante un bastidor de soporte 10b y un sistema de correas no representado para mayor claridad. En el bastidor de soporte 10b está prevista una zona de absorción de la carga 10 a que forma la mochila y placas antibalas. El dispositivo de ventilación según la invención presenta un primer medio de fijación 2, por ejemplo una articulación esférica, con el que está unido al bastidor de soporte 10b de la mochila. El dispositivo presenta, además, un pistón 4b, que está dispuesto de forma desplazable en un movimiento de vaivén en un cilindro 5a. El cilindro 5a se apoya a su vez mediante una articulación esférica 3a y el cinturón pélvico 3b, que representan los segundos medios de fijación, en el cuerpo 1, en la zona de la cadera. El movimiento del bastidor de soporte 10b provocado al andar, correr, escalar y reptar, que se indica en la fig. 1 mediante la flecha doble, hace que haya una variación de distancia casi continua y, gracias al desarrollo continuo del movimiento, periódica, entre el primer medio de fijación 2 y el segundo medio de fijación 3a, 3b. Se vuelve a mencionar que, aunque aquí la dirección de movimiento se indique mediante la flecha doble como lineal o unidimensional, según la invención, para la generación de la corriente de aire sólo tiene importancia una variación de distancia entre el primero y el segundo medio de fijación 2, 3a, 3b, por lo que el rendimiento en la generación de aire es especialmente elevado. Esta variación de la distancia se transmite mediante el vástago de pistón 4a rígido o sólo poco flexible al pistón 4b que, como puede verse mejor en la vista de detalle de la fig. 2, desplaza o aspira aire en el volumen parcial de cilindro 5b, según la dirección de movimiento del pistón 4b. En función de la capacidad de paso ajustada del orificio que desemboca en el canal de la corriente de aire 6a, en caso de una reducción de la distancia, se produce una sobrepresión y un desplazamiento del aire que se encuentra en el volumen parcial del cilindro 5b y, en caso de un aumento de la distancia, una depresión y una aspiración de aire en el volumen parcial de cilindro a través de filtro 9. La sobrepresión o la depresión hace que se produzca una amortiguación, por lo que puede mejorarse, por ejemplo, el confort al llevarse la mochila 10a, puesto que se amortigua el movimiento pendular de la mochila, en particular en la zona de resonancia. El desplazamiento de aire hace que haya una corriente de aire que a través del tramo de canal de aire 6a que pasa por la espalda y, a continuación, el género de punto distanciador integrado en la ropa, que se indica de forma esquemática mediante la distancia 6b, va dirigida hacia la piel del cuerpo 1.

En caso de una reducción de la distancia entre el primero y el segundo medio de fijación se produce un desplazamiento del aire en el volumen parcial del cilindro 5b, lo cual conduce a una corriente de aire en forma de una expulsión de aire dirigida hacia el cuerpo a través del canal de la corriente de aire 6a y el género de punto 6b. Al aumentar la distancia, la válvula de retención 8 en el canal de la corriente de aire 6a hace que el aire no se aspire a través de este canal 6a ni de la ropa. Además, está prevista una válvula de estrangulación 7 ajustable, con la que puede regularse la capacidad de paso del orificio de salida que desemboca en el canal de la corriente de aire 6a, para poder ajustar la amortiguación según las necesidades. El orificio de salida que desemboca en el canal de la corriente de aire 6a y este canal 6a presentan una sección transversal reducida en comparación con la sección transversal del cilindro para conseguir una velocidad de flujo comparativamente elevada al salir la corriente de aire del mismo.

La fig. 3 muestra una vista frontal del cuerpo con dos dispositivos de ventilación según la invención que se apoyan respectivamente en la cadera del cuerpo 1 del usuario. Gracias a esta concepción doble se consigue una ventilación especialmente efectiva. En el bastidor de soporte 10b está fijada, además, una placa antibalas 11 para proteger el cuerpo 1, que debido a su inercia de masa contribuye también a la generación de la corriente de aire.

Lista de signos de referencia

1

Cuerpo del usuario

2

Primer medio de fijación

3a

Cinturón pélvico (cinturón de cadera) del segundo medio de fijación

3b

Apoyo en articulación esférica del segundo medio de fijación

4a

Vástago de pistón

4b

Pistón

5a

Cilindro

5b

Volumen parcial del cilindro

6a

Canal de la corriente de aire en la zona de la espalda

6b

Continuación del canal de la corriente de aire 6a en la zona del pecho

7

Válvula de estrangulación

8

Válvula de retención

9

Filtro

10a

Zona de absorción de carga de la mochila

10b

Bastidor de soporte

11

Placa antibalas

Claims (13)

1. Dispositivo activo de ventilación para la disposición en el cuerpo (1) de un usuario con un primer medio de fijación (2), que está fijado en una prenda de vestir o un objeto de equipamiento (10b) llevado en el cuerpo, y un segundo medio de fijación (3a, 3b), que está fijado o apoyado en el cuerpo, con medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) que están orientados hacia el cuerpo o en la dirección opuesta, caracterizado porque mediante una variación de distancia condicionada por el movimiento entre el primero y el segundo medio de fijación (2; 3a, 3b) se accionan mecánicamente los medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b).

2. Dispositivo activo de ventilación según la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) generan la corriente de aire según el principio de la bomba de aire.

3. Dispositivo activo de ventilación según la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) comprenden un pistón (4b) que está unido mediante un vástago de pistón (4a) al primer medio de fijación (2) y un cilindro (5a, 5b) que coopera con el pistón, que está unido a los segundos medios de fijación (3a, 3b).

4. Dispositivo activo de ventilación según la reivindicación anterior, caracterizado porque el cilindro (5a, 5b) presenta un orificio de salida, que presenta un área de sección transversal reducida en comparación con la sección transversal del cilindro para la corriente de aire.

5. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el objeto de equipamiento es un bastidor de soporte (10b) y/o una mochila (10a, 10b).

6. Dispositivo activo de ventilación según la reivindicación anterior, caracterizada porque en el bastidor de soporte está fijada al menos una placa antibalas (11).

7. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) comprenden una válvula de estrangulación (7) ajustable.

8. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios para la generación de una corriente de aire (4a, 4b; 5a, 5b, 6a, 6b) están conectados con al menos un canal de la corriente de aire (6a, 6b) integrado en la ropa para orientar la corriente de aire hacia el cuerpo.

9. Dispositivo activo de ventilación según la reivindicación anterior, caracterizada porque mediante un género de punto distanciador se proporcionan varios canales de aire.

10. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los segundos medios de fijación (3a, 3b) están fijados o apoyados en la zona de la cadera y/o de la columna vertebral del cuerpo.

11. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos, además, medios para la generación de una corriente eléctrica mediante la variación de la distancia.

12. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los medios de fijación (2; 3a, 3b) comprende un apoyo giratorio (3a).

13. Dispositivo activo de ventilación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente de aire pasa, además, por un filtro (9), por ejemplo un filtro de carbón activo o un filtro para la filtración de agentes de combate químicos y/o biológicas.