NO880140L - Stoevel ved varmesaale. - Google Patents

Description

Denne opfinnelse angår en støvel med en overdel og

en såle som omfatter en varmeavgivende innretning.

Slike støvler med en elektrisk oppvarmet sålekonstruk-sjon er f.eks. kjent fra DE-OS 2549375. Slike støvler med et elektrisk oppvarmingssystem oppvarmes ved hjelp av elektriske batterier eller elektrokjemiske akkumulatorer, men disse har ulempen med å ha liten energitetthet slik at støveloppvarm-ingen krever akkumulatorer eller batterier med betydelig samlet vekt.

Foreliggende oppfinnelse bygger på teknikkens stand innen dette område og tar sikte på skaffe til veie en støvel som på enkel og sikker måte er i stand til å avgi varme til en brukers fot for å hindre avkjøling av denne, men som samtidig er i stand til å kunne avgi overskuddsvarme fra foten.

Denne oppgave løses erfaringsmessig ved at støvelens såle består av en såleblokk eller et sålelegeme som omfatter en varmeblokk i form av et magasin for latent varme og hvis smelte-eller omvandlingspunkt ligger under fotens temperatur.

Varmeblokken består fortrinnsvis av et batteri av magasinelementer som er plassert mellom støvelens innersåle og den ytre gripesåle, og på denne måte oppnås at varmetapene fra støvelen mot underlaget kompenseres. Som materiale i magasinelementene velges en parafin som har et smelte- eller størk-ningspunkt noen få grader under fotens temperatur. På denne måte begrenser varmeblokken varmetransport fra foten og kompen-serer energitapet fra foten mot omgivelsene forøvrig ved å opp-rettholde denne lille temperaturforskjell ved kjemisk omvand-ling av mediet i varmeblokken. Anordningen kan også i motsatt tilfelle tjene til å hindre overheting i støvelen dersom foten avgir mer varme enn det som transporteres vekk gjennom støvelens ytterflate ved at det varmemagasinerende medium i delvis størk-net tilstand er i stand til å oppta overskuddsvarmen. Varme-effekten som en fot avgir varierer nemlig ekstremt fra en minimalverdi på under 10 mW/cm 2ved stillesitting over 20-30 mW/cm 2 ved løping opp til over 100 mW/cm 2 ved trappeløping.

Hensiktsmessige utforminger og modifikasjoner av oppfinnelsen vil fremgå av de etterfølgende underkrav.

I det følgende skal beskrivelsen gjennomgås med hen-visning til de ledsagende tegninger av utførelseseksempler, og hvor fig. 1 viser en støvel i samsvar med oppfinnelsen, gjennomskåret på langs, fig. 2 viser et ytterligere utførelseseseksempel av en støvel som tilsvarer den vist på fig. 1, fig. 3 viser de enkelte kamre i støvelens såleblokk og med et varmemagasin i form av en blokk som er dannet ved omvikling, ved at figuren viser en slik varmeblokk i snitt, fig. 4 viser ovenfra inner-siden av såleblokken for tydeligere å vise kamrenes og varme-blokkens tverrsnittsform, fig. 5 viser et ytterligere eksempel på en støvel i tilsvarende snitt som på fig. 1, og fig. 6 viser endelig nok en utførelsesform av en støvel i lengdesnitt.

Gjennomskåret er på fig. 1 vist en støvel i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, og denne støvel omfatter et støvelskaft 1, et vristparti 2 og et tåparti 3 såvel som en såleblokk 4. Såleblokken 4 danner en gripesåle 5 og en hel 6.

På oversiden av såleblokken 4 finnes en innleggs- eller innersåle 7 som brukerens fot kan hvile på.

På undersiden av innersålen 7 er en fleksibel elektrisk motstandsoppvarming i form av en selvregulerende varmefolie 8 anordnet. Varmefolien 8 er forbundet med en støpsel-kontakt 10 via elektriske ledninger 9 som på fig. 1 er vist stiplet. Støpselkontakten 10 benyttes for tilkobling til en strømkilde med f.eks. 12 V spenning. I støpselkontakten 10 er fortrinnsvis også anordnet en smeltesikring og kontakten er sikret mot inntrengning av smuss og vann med en lukkeklaff.

Som det likeledes fremgår av tegningen er støvelens innside kledd med et for 11 for å hindre unødvendig varmetap.

Såleblokken 4 har, som vist på fig. 1 og 4, en vist romoppdeling med en rekke kamre 12 som i støvelens helparti er utformet som hulkamre som øverst er lukket med innersålen 7, mens kamrene 12 i den fremre del av såleblokken 4 er fylt med magasinelementer 13 som samlet danner en varmeblokk 14 i form av et magasin for latent varme og som avgir eller opptar varme i samsvar med en reversibel kjemisk prosess.

Som varmemagasinerende materiale velges et som har

et størkningspunkt og et smeltepunkt i området mellom 15 og 30°C, og materialet velges slik at størkningspunktet ligger noen få grader under brukerens individuelle fottemperatur. For menn ligger denne temperatur normalt mellom 28 og 29°C, mens for kvinner er temperaturen noe lavere, nemlig mellom 24 og 25°C.

Røkere kan imidlertid ha inntil 6 eller 7°C lavere fottempera-turer.

Varmeblokken 14 tjener til å kompensere for varmetap fra foten via støvelen, særlig i dennes fremre parti. Som materiale for varmeblokken kan forskjellige parafiner benyttes, hvilke dekker de ovenfor nevnte temperaturomfang. Parafiner har fordelen av høy energitetthet og ingen motforestillinger foreligger rent fysiologisk for anvendelse av slike. For menn med normal fottemperatur vil n-oktadekan C-^gH^g me<3 et smeltepunkt som ved teknisk oppnådd renhet vil ligge i området 25-26° C være egnet, mens for kvinner vil en parafin med noe lavere smeltepunkt, f.eks. heptadekan c-^H^g være egnet. Energitetthet-en i slike parafiner ligger i området ved 60-70 Wh/kg.

Materialvalget for varmeblokken med en varmestabili-serende temperatur på noen grader under fotens hindrer avkjøl-ing av denne ved liten varmegenerering i foten, dvs. ved lav fysisk aktivitet.

Den kammerstruktur som er vist på fig. 1 og 4 når det gjelder såleblokken 4 illustrerer en viss avstand mellom de enkelte skillevegger 15 på mellom 1 og 4 cm. I stedet for den kvadratiske tverrsnittsform som er vist på tegningen kan kamrene 12 også ha en annen form, og skilleveggene 15 har en veggtykkelse som er tilstrekkelig til å kunne oppta det mekan-iske trykk av foten mot underlaget. For å oppnå høy varme-kapasitet for varmeblokken 14 er kamrene 12 størst mulige. Skilleveggene 15 er i det utførelseseksempel som er vist på

fig. 1 en del av selve såleblokken 4, men de utførelseseksempler som er vist på fig. 5 og 6 har skillevegger 15 som utgjør et separat innlagt byggeelement.

Kamrene 12 mellom skilleveggene 15 er i det eksempel som er vist på fig. 1 fyl.t. med magasinelementer 13 som f.eks. kan være oppbygget slik som vist på fig. 3. Fra fig. 1 fremgår videre at oversiden av kamrene 12 er lukket med en tynn på-vulkanisert matte 16 slik at de, når de som senere skal beskriv-es fylles med et varmeledende materiale og et syntetisk skinn, oppstårved påvulkaniseringen av matten 16 et større antall separat avlukkede kamre 12. Den parafin som er benyttet som varmemagasinerende materiale kan innføres i kamrene i flytende form gjennom rør eller hule nålespisser som stikkes gjennom matten 16. Innstikksstedene lukkes deretter med et sjiktklebe-stoff etter at de er rengjort med løsningsmiddel. Deretter legges varmefolien 8 inn og så plasseres innersålen 7 på toppen. Naturligvis kan også kamrene i støvelenshelparti fylles, f.eks. med polystyrolskum i stedet for å være luftfylte.

På det utførelseseksempel som er vist på fig. 2 er såleblokken likeledes utstyrt med kamre med skillevegger, og en del av disse er likeledes fylt med magasinelementer på samme måte som" den støvel som er vist på fig. 1 og 4. Samme henvisningstall er benyttet i samtlige figurer, der hvor de enkelte elementer går igjen.

Som det fremgår av fig. 2 ligger magasinelementene

13 innesluttet mellom en øvre fleksibel matte 17 og en nedre

tilsvarende matte 18. Et syntetisk materiale benyttes for disse matter 17, 18, særlig NBR-kautsjuk er funnet å være godt egnet da dette materiale er både fleksibelt og ugjennomtrengelig for parafin. I det eksempel som er vist på fig. 2 ligger den øvre matte 17 over det fremre parti av såleblokken. Som vist på fig. 2 og 4 danner den nedre matte 18 en rekke opptaksrom i hvilke magasinelementene 13 er plassert og som på sin side kan pres-ses inn i kamrene 12. Kamrenes 12 dybde velges derved slik at det etter fullstendig inntrykking av den varmeblokk 24 som på denne måte er dannet, avsettes luftkamre 20 mellom den nedre matte 18 og kamrenes 12 bunn. Disse luftkamre 20 gir en termisk tilleggsisolasjon ned mot gripesålen 5.

På oversiden av luftkamrene 12 strekker seg den nedre matte 18 langs skilleveggene 15 opp til den øvre matte 17, med hvilken den forbindes ved skilleveggenes endeflater.

Den varmeblokk 24 som dannes på denne måte vil være høyst fleksibel og lett kunne legges inn i de mellomrom som i kamrene 12 dannes mellom de enkelte skillevegger 15.

På samme måte som i det utførelseseksempel som er vist på fig. 1 er også her anordnet en varmefolie 8 som dekker varmeblokken 24 på oversiden. En innersåle 7 strekker seg også her over hele såleblokken 4.

Fig. 3 viser i forstørret målestokk et magasinelement 13 slik som det kan anvendes for fremstilling av en varmeblokk 14 på tilsvarende måte som vist på fig. 1 eller den varmeblokk 24 som er vist på fig. 2. Selv om mattene 17 og 18 samt luftkamrene 20 på fig. 3 er vist mellom skilleveggene 15 vil disse elementer også kunne være anordnet tilsvarende det som er vist på fig. 1.

Magasinelementet 13 ifølge fig. 3 består av en to-lags omvikling som er bygget opp av et første lag av et absorberende materiale, særlig et finporet syntetisk skinn 30 som er dyppet i eller senere får anledning til å suge opp parafin. Som det andre sjikt er en kobberfolie 31 benyttet. Ved å an-vende et finporet syntetisk skinnmateriale er det således mulig å suge opp parafin i flytende tilstand, og dette har fordelen av at parafinen i flytende tilstand ikke vil bevege seg særlig mye i sålen, og slik hindres unødig varmetransport ved konvenksjon. Ellers vil det også kunne være en viss risiko for at parafinen kan renne ut ved beskadigelse av den tynne matte 16, den øvre matte 17 eller den nedre matte 18, hvilke fortrinnsvis er fremstilt av kautsjuk. .Innleggingen av kobberfolien 31,tjener til forbedring av varmeledningen inne i magasinelementene 13. Ved disses fremstilling sammenvikles det syntetiske skinn 30 og kobberfolien 31 til en rull med strimler som har samme bredde, men som likevel ligger noe forskjøvet omviklet i forhold til hverandre. Kobberfolien 31 stikker derved noe opp på oversiden og bøyes rundt slik som vist på fig. 3 for å forbedre varmeovergangen på oversiden. I det nederste parti er det således ingen kobberfolie 31 og varmeledningen er tilsvarende lavere, og dette er også vist på fig. 3. Disse partier med forskjellig varmeledningsevne spiller en viktig rolle for varmetransporten fra oversiden for magasinelementenes 13 størkning og smelting og for å redu-sere varmetapene nedover til et minimum.

Ved den segmentering som særlig er vist på fig. 3 oppnås stor mekanisk fleksibilitet av det varmemagasinerende materiale, da partiet mellom to magasinelementer 13 på en måte virker som et ledd. På fig. 4 fremgår videre at forskjellige skostørrelser kan utføres med samme grunnmønster, idet magasinelementer 13 kan tilføyes eller tas bort avhengig av den ønsk-de størrelse. Luftkamrene 20 som på fig. 3 er vist mellom ålen og magasinelementene 13 sørger ved sin forbedring av in termiske isolasjon at volumforandringer i varmeblokkmateri-et ved endring av dettes kjemiske tilstand vil kunne oppfanges.

I stedet for en oppbygging som fremstilt på fig. 3

av magasinelementene 13 kan disse være anordnet slik at det dannes soner med forskjellig varmeledningsevne ved å benytte to typer syntetisk skinn, idet et underste parti da benytter en alminnelig type med dårlig varmeledningsevne, mens et syntetisk skinn av plast med innlagte metalltråder benyttes for den del som skal ha god varmeledningsevne. Det vil også være mulig å forbedre et slikt syntetisk skinns varmeledningsevne ved å til-føye andre-tilleggsmaterialer såsom metallfolier, tråder, tråd-nett, flak eller pulvere. Likeledes kan en reduksjon av varmeledningsevnen skje ved å tilføye bedre termisk isolerende flak eller pulvere, og endelig kan varmeledningsevnen for den nedre matte 18 påvirkes ved endring av tykkelsen.

På fig. 4 er vist en rektangulær eller kvadratisk oppbygging av hvert enkelt kammer med skillevegger 15, idet kamrene i støvelens helparti er tomme eller fylt med polystyrolskum, mens de i støvelens fremre parti har magasinelementer 13 i en form som er beskrevet ovenfor. I eksemplet vist på fig. 4 er magasinelementene bygget opp som en omvikling i to lag med syntetisk skinn 30 og en kobberfolie 31. Videre fremgår at varmefolien 8 befinner seg i støvelens fremre parti, og at strømtilførselen skjer via støpselkontakten 10 bakerst på støvelen via de elektriske ledninger 9.

På fig. 5 er vist en støvel hvor såleblokken 4 i det fremre parti har en forholdsvis stor utsparing 40, mens det i helpartiet som før er skillevegger 15. Utsparingen 40 er ved bunnen 41 kledd med en filtsåle 42. I den således forede utsparing 40 er så innsatt en varmeblokk 44 som i motsetning til den utførelsesform som er vist på fig. 2 ikke har separate

er/

magasinelementer 13, men'en større blokk som ligger mellom en øvre fleksibel 45 og en nedre tilsvarende ytterkledning 46. Mellom ytterkledningene 45 og 46 finnes et skilleraster 47 som ikke er fast forbundet med ytterkledningene ved endeflatene. Hulrommene innenfor skillerasteret 47 tjener til opptak av magasinelementer 13 som f.eks. kan være utført i samsvar med eksemplet vist på fig. 3, men hvor det i stedet for en isolasjon ved hjelp av luftkamre 20 er sørget for varmeisolasjon med filtsålen 42.

Som det fremgår av fig. 5 danner den nedre fleksible ytterledning 46 også sidevegger for de magasinelementer 13 som

ligger ute ved kanten av varmeblokken 44.

På fig. 6 er vist en modifikasjon av utførelsesformen vist på fig. 5. Samme elementer har på ny samme henvisningstall. Inne i såleblokken 4 finnes som tidligere en utsparing 40 i hvilken en varmeblokk 54 kan innsettes. Under denne finnes filtsålen 42 som gir en god termisk varmeisolering overfor støvelens gripesåle 5.

Varmeblokken 54 omfatter et skilleraster 47 tilsvarende fig. 5, men her er dette fast forbundet med både den øvre 45 og den nedre fleksible ytterkledning 46. Kamrene innenfor skillerasteret 47 er utført på en av de måter som er beskrevet tidligere og omslutter separate magasinelementer 13.

Hvert kammer i skillerasteret 47 er lukket, da de enkelte skillevegger innenfor rasteret er festet oppe og nede til ytterklednignene 45, 46 . Ved klebing eller vulkanisering forbindes skilleveggene med ytterkledningene og samtidig dannes således en bunn og et øvre tak for kamrene.

Den øvre ytterkledning 45 er fortrinnsvis tynn,f.eks. 0,5-1 mm for å tillate en god varmegjennomgang. Den nedre ytterkledning 46 er imidlertid utført tykkere, f.eks. 3 - 5 mm for å gi større varmemotstand i såleblokkens nedre del.

Claims (16)

1. Støvel med overdel og en såle som omfatter en varmeavgivende innretning, karakterisert ved at sålen består av en såleblokk (4) i hvilken det er anordnet en varmeblokk (14, 24, 44, 54) hvis kjemiske omvandlingspunkt ligger under en brukers fottemperatur.

2. Støvel ifølge krav 1, karakterisert ved at varmeblokken (14, 24, 44, 54) er segmentert og består av flere enkelte magasinelementer (13) som er anordnet i kamre (12) i såleblokken (4).

3. Støvel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at såleblokken (14, 24, 44, 54) inneholder parafin.

4. Støvel ifølge krav 3, karakterisert ved at magasinelementet (13) består av absorberende elementer, sælig poret syntetisk skinn (30) i hvilket parafin er absorbert.

5. Støvel ifølge krav 4, karakterisert ved at det syntetiske skinn (30) er oppviklet sammen med en metall-folie (31) til en vikling.

6. Støvel ifølge krav 5, karakterisert ved at metallfolien er en kobberfolie (31) som stikker frem på den ene side av det syntetiske skinn (30), men på den side av viklingen som befinner seg nærmest støvelens gripesåle (5) er trukket tilbake.

7. Støvel ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at det i det syntetiske skinn (30) er til-føyet metalltråder, et metalltrådnett, flak eller pulvere som varmeledningstilsats eller som varmeisolasjonstilsats.

8. Støvel ifølge ett av kravene 2-8, karakterisert ved at kamrene (12) er anordnet med mellomlig-gende skillevegger (15) i såleblokken (4) i form av et regel-messig skilleraster (47).

9. Støvel ifølge ett av kravene 2-8, karakterisert ved at kamrene (12) er lukket på den side som vender fra gripesålen (5) med en matte (16) som dekker varmeblokken (14) .

10. Støvel ifølge krav 8, karakterisert ved at magasinelementet (13) er innelukket i en omslutning (17, 18, 45, 46) av kautsjuk.

11. Støvel ifølge krav 10, karakterisert ved at det også er anordnet et luftkammer (20) mellom de om-sluttede magasinelementer (13) og den nedre innerside av kamrene (12) .

12. Støvel ifølge krav 1, karakterisert ved at varmeblokken (44, 54) er avgrenset ved en øvre (45) og en nedre ytterkledning (46) mellom hvilke magasinelementene (13) og skillerasteret (47) strekker seg.

13. Støvel ifølge krav 12, karakterisert ved at skillerasteret (47) er forbundet med begge ytterkledninger (45, 56).

14. Innretning ifølge ett av kravene 12 eller 13, karakterisert ved at en filtsåle (42) er anordnet mellom den nedre ytterkledning (46) og gripesålen (5).

15. Støvel ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det på varmeblokken (14, 24,, 44, 54) er anordnet en elektrisk motstandsoppvarming (8).

16. Støvel ifølge krav 15, karakterisert ved at den elektriske motstandsoppvarming omfatter en selvregulerende varmefolie (8).