NL9401494A

NL9401494A - Method and device for influencing the ambient temperature of a human or animal body

Info

Publication number: NL9401494A
Application number: NL9401494A
Authority: NL
Inventors: Johannes Baptist Haazen
Original assignee: Johannes Baptist Haazen
Priority date: 1994-09-15
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 1996-04-01

Abstract

The invention relates to a cover or layer 26, 27 which is intended to come into direct or indirect contact with a living body and contains a fluid circuit 6, 7; 12 to 25 which is in good thermal contact with one side of the cover and is preferably insulated on the other side, which circuit contains an inlet 6, 12 and an outlet 7, 25 and means for feeding fluid which is at a desired temperature to the inlet. <IMAGE>

Description

Werkwijze en inrichting voor het beïnvloeden van de omgevingstemperatuur van een menselijk of dierlijk lichaam.Method and device for influencing the ambient temperature of a human or animal body.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het beïnvloeden van de omgevingstemperatuur van een menselijk of dierlijk lichaam.The invention relates to a method and device for influencing the ambient temperature of a human or animal body.

Dergelijke werkwijzen en inrichtingen zijn op zeer ruime schaal bekend, bijvoorbeeld verwarming of airconditioning.Such methods and devices are very widely known, for example heating or air conditioning.

Ook zijn een aantal werkwijzen en inrichtingen bekend om de omgevingstemperatuur van het lichaam te beïnvloeden door temperatuurbeïnvloeding van een voorwerp, dat direct of indirect met het lichaam in aanraking is.A number of methods and devices are also known for influencing the ambient temperature of the body by influencing the temperature of an object that is in direct or indirect contact with the body.

De uitvinding beoogt in deze laatste sector een verbetering te verschaffen.The object of the invention is to provide an improvement in the latter sector.

De Nederlandse ter-inzage-legging 8200140 geeft een inrichting aan voor het koelen van in het bijzonder de borsten, waarbij een koelmiddel in een omhulling wordt gebracht, welke omhulling in aanraking met het lichaam wordt gebracht. Een dergelijke inrichting heeft slechts een beperkte warmtecapaciteit en zal bijgevolg in de loop van de tijd betrekkelijk snel zijn invloed zien verkleinen.The Dutch public disclosure 8200140 indicates an apparatus for cooling, in particular, the breasts, in which a coolant is introduced into an envelope, which envelope is brought into contact with the body. Such a device has only a limited heat capacity and will therefore see its influence diminish relatively quickly over time.

De Nederlandse ter-inzage-legging 8001414 beschrijft een zit en/of ligmeubel, waarbij tussen het binnenwerk en de meubelstof over althans een deel van het meubel een zwak-stroomverwarmingsdeken is geplaatst. Een dergelijke inrichting is ongeschikt voor koelwerking.The Dutch document for public inspection 8001414 describes a seating and / or lounging furniture, in which a weak current heating blanket is placed between at least part of the furniture between the interior and the furniture fabric. Such a device is unsuitable for cooling operation.

Verder openbaart het Nederlandse octrooi 167316 een verband in de vorm van een pleister, dat een afgekoeld kolloïdaal koelmedium bevat. Ook hier is de koelwerking in tijd en in omvang beperkt.Furthermore, the Dutch patent 167316 discloses a bandage in the form of a plaster containing a cooled colloidal cooling medium. Here, too, the cooling effect is limited in time and in size.

Tenslotte toont het Amerikaanse octrooischrift 3,545,230 een flexibele koelinrichting die een gel in bevroren toestand bevat.Finally, U.S. Patent 3,545,230 shows a flexible cooling device containing a gel in the frozen state.

De uitvinding beoogt een werkwijze en inrichting te verschaffen, waarmede op permanente en regelbare wijze verwarming of koeling van een lichaam, zoals het menselijke lichaam, tot stand kan worden gebracht. Daarbij beoogt de uitvinding een oplossing te verschaffen, die aanmerkelijk minder energie vergt dan bijvoorbeeld airconditioning en in vele gevallen, zoals bij bedlegerigheid een zeer prettige verwarming of koeling geeft zonder dat de lucht daarbij onaangenaam droog wordt.The object of the invention is to provide a method and device with which heating or cooling of a body, such as the human body, can be effected in a permanent and controllable manner. The object of the invention is to provide a solution which requires considerably less energy than, for instance, air conditioning and in many cases, such as with bed-restraint, gives a very pleasant heating or cooling without the air thereby becoming uncomfortably dry.

Bovendien beoogt de uitvinding in andere gevallen, bijvoorbeeld in theaters of dergelijke zit- of ligmeubels te verschaffen, die zowel gekoeld als verwarmd kunnen worden. Ook dit kan met een aanmerkelijk geringer energieverbruik dan toepassing van airconditioning, terwijl bovendien in vele gevallen een aangename oplossing in de open lucht mogelijk is.Moreover, in other cases, for example in theaters or the like, the invention aims to provide seating or reclining furniture that can be cooled or heated. This is also possible with a considerably lower energy consumption than the use of air conditioning, while in many cases a pleasant solution in the open air is also possible.

Uitgaande van een werkwijze voor het thermisch manipuleren van een lichaam door middel van een verwarmbaar of koelbaar dek, dat direct of indirect met het oppervlak van het lichaam in aanraking is, die bekend is uit de Nederlandse ter-inzage-legging 8001414, voorziet de uitvinding er in, dat het dek via een toevoer en een afvoer door een verwar-mings- of koelmedium wordt doorstroomd, welke toevoer en afvoer binnen het dek met elkaar verbonden zijn langs stroomlijnen, die evenwijdig aan een oppervlak van het dek zijn en daarmede in goed warmtecontact.Starting from a method for thermal manipulation of a body by means of a heatable or coolable deck, which is in direct or indirect contact with the surface of the body, which is known from the Dutch publication 8001414, the invention provides in that the deck is flowed through a supply and a discharge through a heating or cooling medium, the supply and discharge within the deck being interconnected along streamlines parallel to a surface of the deck and thereby in good condition heat contact.

Tevens voorziet de uitvinding in een inrichting, die een dek bevat dat een verwarmings- of koeIdee1 bevat, dat evenwijdig aan een oppervlak van het dek is en in goed warmtecontact daarmede, waarbij er volgens de uitvinding in wordt voorzien, dat het verwarmings- of koeldeel uit een van een toevoer naar een afvoer leidende fluïdumstroomge-leiding bestaat, die langs tenminste één dekoppervlak van het dek loopt en daar een goed warmtecontact mee heeft.The invention also provides an apparatus comprising a deck containing a heating or cooling element which is parallel to a surface of the deck and in good heat contact therewith, according to the invention providing that the heating or cooling part consists of a fluid flow conduit leading from an inlet to an outlet, which runs along at least one deck surface of the deck and has good heat contact therewith.

Een dergelijk dek kan een deken of onderlegger voor een bed, een bekleding van een stoel of ligstoel zijn, maar ook een dek voor een paard op stal enzovoorts.Such a deck can be a blanket or underlay for a bed, a cover for a chair or lounger, but also a deck for a horse in the stable, and so on.

Als koelfluïdum komt in de eerste plaats water in aanmerking, maar ook een gasvormig medium kan desgewenst worden gebruikt. Bij voorkeur bestaat het bij de uitvinding gebruikte dek uit een tussenlaag, die tevens warmte kan opnemen door middel van een fluïdumcircuit dat daarin is aangebracht, in warmtecontact met de voorlaag, welk circuit tenminste één fluïdumtoevoer en één fluïdumafvoer bevat.Water is a suitable cooling fluid in the first place, but a gaseous medium can also be used if desired. Preferably, the deck used in the invention consists of an intermediate layer, which can also absorb heat by means of a fluid circuit arranged therein, in heat contact with the front layer, which circuit contains at least one fluid inlet and one fluid outlet.

De uitvinding omvat eveneens een dek, dat bij de inrichting gebruikt kan worden. Een dergelijk dek moet aan de eis voldoen, dat het een laag heeft, die in goed warmtecontact is met een door het dek gevoerd vloeistofkanaal, dat langwerpig kan zijn en in verschillende bochten gelegd dan wel een kussenvorm kan hebben en een achterlaag van het dek, die bij voorkeur warmte-isolerend is. Aan de voorzijde kan een dergelijke laag dan worden afgesloten met een contact-laag, die aan de zijde ligt van het te verwarmen of te koelen lichaam.The invention also includes a deck that can be used with the device. Such a deck must meet the requirement that it has a layer which is in good heat contact with a fluid channel passed through the deck, which may be elongated and laid in different bends or have a cushion shape and a back layer of the deck, which is preferably heat insulating. At the front, such a layer can then be closed with a contact layer which lies on the side of the body to be heated or cooled.

Volgens een nadere voorkeursuitvoering van de uitvinding worden één of meer inrichtingen volgens de uitvinding opgenomen in een installatie, die toevoer- en afvoerleidingen heeft voor een warm of koel fluïdum en via regelorganen met de inrichtingen zijn verbonden.According to a further preferred embodiment of the invention, one or more devices according to the invention are included in an installation which has supply and discharge pipes for a hot or cool fluid and are connected to the devices via control means.

Teneinde daarbij voor de verschillende inrichtingen een instelling over een ruim regelbereik mogelijk te maken kan er hierbij in worden voorzien, dat de toevoer- en afvoer-leidingen voor warm fluïdum en de toevoer- en afvoerleidingen voor koud fluïdum met de inrichtingen zijn verbonden.In order to enable adjustment over a wide control range for the various devices, provision can be made here for the supply and discharge lines for hot fluid and the supply and discharge lines for cold fluid to be connected to the devices.

De uitvinding biedt niet alleen het voordeel, dat een ingestelde temperatuur praktisch onbeperkt gehandhaafd kan worden, maar ook dat het mogelijk is gedurende de gehele tijd dat het lichaam met de inrichting in aanraking is er voor te zorgen, dat de temperatuur van het dek als aangenaam wordt ervaren. Dat is bij koeling bij temperaturen van 18°C en meer in het algemeen het geval en bij verwarming bij temperaturen tot 38°C.The invention offers the advantage not only that a set temperature can be maintained practically indefinitely, but also that it is possible, during the entire time that the body is in contact with the device, to ensure that the temperature of the deck is pleasant. is experienced. This is the case with cooling at temperatures of 18 ° C and more generally, and with heating at temperatures up to 38 ° C.

Uiteraard kan de inrichting volgens de uitvinding niet alleen als aparte eenheid, zoals een deken of onderlegger worden vervaardigd, maar kan ook in meubelen of dergelijke worden ingebouwd, zoals in zit- en ligmeubelen, autostoelen, theaterstoelen enzovoorts. Daarbij geeft de inrichting steeds een aangename verwarming of koeling. Zogenaamd doorzweten op een zitting of rugleuning van een autostoel kan bijvoorbeeld voorkomen worden, en daardoor ook onaangename tocht in een auto of dergelijke, wanneer er relatief sterk gekoeld moet worden door ventilatie.Naturally, the device according to the invention can not only be manufactured as a separate unit, such as a blanket or underlay, but can also be built into furniture or the like, such as seating and reclining furniture, car seats, theater seats and so on. In addition, the device always provides pleasant heating or cooling. So-called sweating on a seat or backrest of a car seat can be prevented, for example, and therefore also unpleasant drafts in a car or the like, when cooling is required by ventilation.

Een laatste voordeel van de uitvinding is, dat het mogelijk is door variatie van de druk van het medium een enigszins masserende werking uit te oefenen door die druk periodiek, bijvoorbeeld enige malen per minuut, te laten veranderen. Een koeloppervlak met een door deze drukvariatie bewerkstelligde massage is voor praktisch onbeweeglijk liggende patiënten, waarbij doorliggen voorkomen kan worden, een belangrijke mogelijkheid hun lot te veraangenamen.A final advantage of the invention is that it is possible to exert a somewhat massaging effect by varying the pressure of the medium by having that pressure change periodically, for instance several times per minute. A cooling surface with a massage effected by this pressure variation is an important possibility for making patients fare practically immobile, whereby bedsores can be prevented.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een schematische doorsnede toont door een stoel, die van de uitvinding is voorzien; fig. 2 schematisch een aanzicht toont van een ligstoel in opengewerkte vorm met daarin het patroon van doorstroomka-nalen; fig. 3 een aanzicht toont van een deken of onderlegger; fig. 4 een doorsnede over de lijn IV-IV daarvan toont; en fig. 5 een schema toont van een installatie, waarin de uitvinding op een aantal inrichtingen is toegepast.The invention is further elucidated hereinbelow with reference to the drawing, in which: Fig. 1 shows a schematic cross section through a chair provided with the invention; Fig. 2 schematically shows a view of a lounger in openwork form with the pattern of flow-through channels in it; Fig. 3 shows a view of a blanket or pad; Fig. 4 shows a section along line IV-IV thereof; and Fig. 5 shows a diagram of an installation in which the invention has been applied to a number of devices.

In fig. 1 is schematisch een stoel weergegeven met zitvlak 1 en rugleuning 2. Afgezien van het gebruikelijke binnenwerk bestaat de laag, waarop gezeten wordt of waartegen geleund wordt uit een warmte-isolerende achterlaag 3, een een vloeistof doorlatende middenlaag 4 en een warmte geleidende voorlaag 5. De nader toe te lichten vloeistof- of gascircuits in de laag 4 zijn via aansluitingen 6 en 7, en regelkranen 8 en 9 verbonden met een toevoerleiding 10 respectievelijk een afvoerleiding 11. In eenvoudiger uitvoeringsvormen kan één van de twee kranen 8 en 9 vervallen.Fig. 1 schematically shows a chair with seat 1 and backrest 2. Apart from the usual interior, the layer on which is seated or leaned against consists of a heat-insulating back layer 3, a liquid-permeable middle layer 4 and a heat-conducting front layer 5. The liquid or gas circuits in layer 4 to be explained further are connected via connections 6 and 7, and control valves 8 and 9 to a supply line 10 and a discharge line 11. In simpler embodiments, one of the two valves 8 and 9 cancelled.

Aan de toevoerleiding 10 wordt geconditioneerd fluïdum, bijvoorbeeld water met een temperatuur van 18-24°C ingeval van koeling en een temperatuur van 30-38eC ingeval van verwarming toegevoerd. Via de leiding 11 wordt dit water na iets opgewarmd respectievelijk iets afgekoeld te zijn weer teruggevoerd naar een niet getekende inrichting voor het op temperatuur houden van het water. Als fluïdum heeft water het belangrijke voordeel een grote warmtecapaciteit per volume-eenheid te bezitten en ingeval van lekkage tot weinig hinderlijke toestanden te leiden. In dit opzicht is het gebruik van een koel- of verwarmingsmedium dat gasvormig is nog meer aan te bevelen. Dan dient evenwel een betrekkelijk groot volume toegepast te worden en heeft men bijgevolg betrekkelijk ruime leidingen nodig wil geen geruis ontstaan.Conditioned fluid, for example water with a temperature of 18-24 ° C in the case of cooling and a temperature of 30-38 ° C in the case of heating, is supplied to the supply line 10. After slightly heated or slightly cooled, this water is returned via line 11 to a device (not shown) for maintaining the temperature of the water. As a fluid, water has the important advantage of having a large heat capacity per unit volume and, in the event of leakage, leading to little annoying conditions. In this regard, the use of a gaseous cooling or heating medium is even more recommended. In that case, however, a relatively large volume must be used and consequently relatively large pipes are required if no noise is to be generated.

In fig. 2 is een opengewerkt voorbeeld getoond van een ligstoel, waarin het leidingenpatroon binnen de tussenlaag zichtbaar is. De leidingen kunnen uit dunne slangetjes bestaan, waarover een voorlaag is gelegd, maar ook is het mogelijk de leidingen uit te sparen in de middenlaag. Een voorbeeld van een onderlegger of deken is weergegeven in fig. 3, waarbij fig. 4 aangeeft op welke wijze de doorvoer-leidingen zijn uitgespaard. In fig. 3 komt het verwarmings-of koelfluïdum via de aansluiting 12 binnen en gaat dan eerst door een aantal in lengterichting lopende kanalen 13, 14, 15 en 16 heen in weer in lengterichting. Het kanaal 16 gaat over in een aantal in breedterichting op elkaar volgende kanalen 17, 18 enzovoorts, die door middel van tus- senstukken 19 met elkaar zijn verbonden. Het laatste van deze kanalen van het type 17 en 18 is weer verbonden met een aantal onderling verbonden in lengterichting lopende kanalen 20, 21, 22, 23 en 24, welk laatste kanaal met de afvoer 25 is verbonden.Fig. 2 shows a cut-away example of a lounger, in which the piping pattern is visible within the intermediate layer. The pipes can consist of thin tubes, over which a front layer has been laid, but it is also possible to save the pipes in the middle layer. An example of a pad or blanket is shown in Fig. 3, in which Fig. 4 indicates the manner in which the lead-through pipes have been cut out. In Fig. 3, the heating or cooling fluid enters through connection 12 and then first passes through a number of longitudinal channels 13, 14, 15 and 16 again in longitudinal direction. Channel 16 transitions into a plurality of channels 17, 18, and so on, which are successive in width direction, and which are connected to each other by means of spacers 19. The last of these channels of types 17 and 18 is again connected to a number of mutually connected longitudinal channels 20, 21, 22, 23 and 24, which last channel is connected to the drain 25.

Fig. 4 toont een doorsnede over de lijn IV-IV, waarin zichtbaar is dat de kanalen 13-18 en 20-24 en de tussenstukken 19, 27 zijn uitgespaard in een dikkere plaat, die bijvoorbeeld van niet doorlatende schuim kunststof is vervaardigd. Het voordeel van deze constructie is, dat een goede warmte-isolatie naar de onderzijde wordt verkregen en een goed warmtecontact met de bovenlaag 26, terwijl de produktie aanmerkelijk goedkoper is dan de aanbrenging van slangen en de vastlegging daarvan. De laag 26 kan op de laag 27 zijn gelijmd of daarmede door lassen zijn verbonden.Fig. 4 shows a section along the line IV-IV, in which it can be seen that the channels 13-18 and 20-24 and the spacers 19, 27 are recessed in a thicker plate, which is for instance made of impermeable foam plastic. The advantage of this construction is that good thermal insulation to the bottom is obtained and good thermal contact with the top layer 26, while production is considerably cheaper than the application of hoses and the fixing thereof. The layer 26 can be glued or bonded to the layer 27 by welding.

Fig. 5 toont schematisch een installatie met een aantal inrichtingen volgens de uitvinding, waarbij elke inrichting afzonderlijk naar keuze op koelen of verwarmen kan worden geschakeld. Dit zal zich maar zelden voordoen en in het algemeen is het gemakkelijker slechts één toevoer en afvoer voor de inrichting te hebben, waaraan dan naar wens verwarmd of gekoeld medium kan worden toegevoerd.Fig. 5 schematically shows an installation with a number of devices according to the invention, in which each device can be optionally switched to cooling or heating. This will seldom occur, and generally it is easier to have only one inlet and outlet for the device, to which heated or cooled medium can be supplied as desired.

In fig. 5 is met 28a een verwarmingsinrichting aangeduid en met 28b een koelinrichting. Uit 28a komt de leiding 29 met aftakkingen 30, 31 enzovoorts die via kranen 32, 33 enzovoorts met de toevoeren 34, 35 van de inrichtingen 36, 37 enzovoorts zijn verbonden. Afvoeren 38, 39 enzovoorts zijn via kranen 40, 41 enzovoorts verbonden met de retourleiding 42 voor de verwarmingsinrichting 28a. Een analoog circuit bestaat voor de koelinrichting 28b met een toevoerleiding 43, die vier kranen 44 respectievelijk 45 enzovoorts verbonden is met de toevoeren 34, 35 enzovoorts van de inrichtingen 36, 37. Via kranen 46, 47 enzovoorts zijn de afvoeren 38, 39 van de inrichtingen 36, 37 verbonden met de retourleiding 48 van de koelinrichting 28b.In Fig. 5 a heating device is indicated by 28a and a cooling device by 28b. From line 28a the line 29 comes with branches 30, 31 and so on which are connected via taps 32, 33 and so on to the feeds 34, 35 of the devices 36, 37 etc. Drains 38, 39 and so on are connected via taps 40, 41 and so on to the return conduit 42 for the heating device 28a. An analog circuit exists for the cooling device 28b with a supply line 43, which four taps 44 and 45, etc., are connected to the inputs 34, 35, etc., of the devices 36, 37. Via taps 46, 47, etc., the outlets 38, 39 of the devices 36, 37 connected to the return line 48 of the cooling device 28b.

Ingeval er slechts gekoeld behoeft te worden zijn de kranen 32, 33, 40, 41 en de leidingen waarin zij liggen overbodig. Men kan dan gebruik maken van een inrichting 28a of 28b die in afhankelijkheid van het seizoen koelt of verwarmt.If only cooling is required, the taps 32, 33, 40, 41 and the pipes in which they lie are unnecessary. One can then use a device 28a or 28b that cools or heats depending on the season.

Uiteraard zijn (niet getekende) pompmiddelen aanwezig om het fluïdum te laten stromen en eventueel de fluïdumdruk te variëren.Of course (not shown) pumping means are present for flowing the fluid and optionally varying the fluid pressure.

Claims

Method for thermally manipulating a body by means of a heatable or coolable deck, which is in direct or indirect contact with the surface of the body, characterized in that the deck is supplied via a supply and a discharge through a heating or cooling medium is flowed through, the inlet and outlet within the deck being interconnected along streamlines which are parallel to a surface of the deck and therewith in good heat contact.

Device for applying the method according to claim 1, comprising a deck, which contains a heating or cooling part, which is parallel to a surface of the deck and in good heat contact therewith, characterized in that the heating or cooling The cooling section consists of a fluid flow guide leading from an inlet to an outlet, which runs along at least one deck surface of the deck and has good heat contact therewith.

Device according to claim 2, characterized in that the deck is a blanket or a pad.

Device as claimed in claim 2, characterized in that the deck comprises a seat and / or backrest of a seating unit.

Cover consisting of a backsheet, a heat-emitting intermediate layer and a front layer, characterized in that the intermediate layer is in heat contact with the front layer by means of a fluid circuit arranged therein, which circuit contains at least one fluid inlet and one fluid outlet and it is also suitable to absorb heat.

Cover according to claim 5, characterized in that the intermediate circuit is recessed from the intermediate layer.

Cover according to claim 6, characterized in that the intermediate layer consists of an oily-permeable foam.

Cover according to claims 5-7, characterized in that the front layer or the back layer forms one whole with the intermediate layer.

Installation provided with one or more devices according to claims 2-4, characterized in that supply and discharge pipes for warm or cool medium are connected to the devices via control members.

Installation according to claim 9, characterized in that a supply and a discharge pipe for a hot and a supply and a discharge pipe for cool fluid are present, which are connected to the devices via control means.

11. Device according to one or more of claims 2-4, characterized in that means are present for periodically changing the fluid pressure.