PL64907Y1 - Urządzenie do modyfikacji temperatury - Google Patents

Description

2 PL 64 907 Υ1

Opis wzoru

Przedmiotem niniejszego zgłoszenia wzoru użytkowego jest urządzenie do modyfikacji temperatury, połączone z ubiorem i/lub podobnym strojem ochronnym, połączonym i częściowo okrywającym ciało istoty żywej, w szczególności człowieka, oraz wyposażone w urządzenie wytwarzające energię cieplną i połączony z nim termicznie wymiennik ciepła, który przekazuje energię cieplną do ciała lub pobiera ją z ciała.

Dokonywano wielu prób wyeliminowania lub zmniejszenia niekorzystnych fizjologicznie efektów nadmiernie wysokiej lub zbyt niskiej temperatury otoczenia działającej na osoby stale pracujące pod gołym niebem, przy czym wykorzystywano do tego na przykład ubiory. W tym celu stosuje się wyroby odzieżowe wykonane z materiału termoizolacyjnego lub z wkładami wykonanymi z takiego materiału, bądź też w niektórych rozwiązaniach wykorzystuje się energię elektryczną, przy czym elektryczne elementy grzejne umieszcza się wewnątrz ubioru lub okrycia, sporadycznie umieszcza się je jako zewnętrzną warstwę ubioru, połączoną ze źródłem energii, które najczęściej ma postać akumulatorów wielokrotnego ładowania, również połączonych z ubiorem. Tego rodzaju rozwiązania opisano na przykład w zgłoszeniach patentowych BG 568699, GB 163205 i US 2003/0131840.

Cechą wspólną tych rozwiązań jest to, że ich rzeczywista wydajność jest uzależniona w dużym stopniu od samego źródła energii, a utrzymywanie przez dłuższy czas wyższej wydajności wymaga wykorzystywania akumulatorów o większej pojemności, a połączenie takich akumulatorów z ubiorami lub noszenie ich w jakiś inny sposób razem z nimi narzuca poważne wymagania i ograniczenia osobie noszącej takie ubiory, i zazwyczaj jest stosunkowo męczące.

Innym stosowanym powszechnie rozwiązaniem jest ogrzewanie powietrza przez spalanie paliwa określonego rodzaju i wprowadzanie ogrzanego powietrza do ubioru lub pod ubiór. Ogrzewanie realizuje się z wykorzystaniem niewielkiego przenośnego sprzętu grzejnego, wytwarzającego ciepło wymagane w procesie ogrzewania, przy czym to ciepło jest zwykle wytwarzane przez spalanie alkoholu lub pewnych pochodnych ropy naftowej. Osoba nosząca ubiór musi zwykle założyć i przenosić tego rodzaju urządzenie na swoich plecach, na przykład w postaci plecaka, co związane jest z niewygodą, jak również wcale niemałym niebezpieczeństwem pożaru. W świetle powyższego, celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania, w którym przez wykorzystanie urządzenia według wynalazku stosująca je osoba będzie mogła przebywać w środowisku o zbyt wysokiej lub zbyt niskiej temperaturze otoczenia, również przez dłuższy czas, a więc rozważane urządzenie musi być małe, wygodne, uniwersalne i charakteryzować się stosunkowo dużą wydajnością.

Cel ten osiągnięto poprzez urządzenie do modyfikacji temperatury połączone z ubiorem i/lub podobnym strojem ochronnym, połączonym i częściowo okrywających ciało istoty żywej, w szczególności człowieka, oraz wyposażone w urządzenie wytwarzające energię cieplną i połączony z nim termicznie wymiennik ciepła dostarczający energię cieplną do ciała lub pobierający ją z ciała, przy czym wymiennik ciepła stanowi wkład wykonany jako elastyczne przewody rurowe, zawierające i transportujące ciekły czynnik przekazujący ciepło, przymocowane w postaci wężownicy pod podszewką ubioru, podczas gdy ten czynnik przekazujący ciepło zawiera wodę i/lub ciecz zapobiegającą zamarzaniu, przemieszczane w kanale przez blok wymiany ciepła utworzony wewnątrz urządzenia wytwarzającego ciepło, które stanowi niewielki przenośny palnik na propan-butan, zamknięty w obudowie odizolowanej termicznie od otoczenia, i połączony z jedną stroną wodnego/powietrznego bloku wymiany ciepła. W korzystnym wykonaniu ujawnionego urządzenia przewody rurowe są wykonane z rurek silikonowych o średnicy 5-10 mm.

Przewody rurowe ponadto korzystnie są poprowadzone również w częściach ubioru okrywających kończyny.

Niewielki przenośny palnik na propan-butan korzystnie stanowi kolba lutownicza zasilana gazem. W korzystnym wykonaniu wynalazku zasilana gazem kolba lutownicza jest wbudowana osobno w obudowę zaprojektowaną do tego celu.

Obudowa ujawnionego urządzenia korzystnie jest izolowana termicznie. W korzystnym wykonaniu ujawnionego urządzenia zasilana gazem kolba lutownicza jest sterowana za pomocą termostatu. W takim przypadku możliwe jest utrzymywanie ustalonej temperatury, niezależnie od działań osoby noszącej ubiór, jak również od wzrostu lub spadku temperatury otoczenia.

Podczas wykorzystywania urządzenia do modyfikacji temperatury, uruchomienie urządzenia wytwarzającego energię cieplną powoduje rozpoczęcie procesu, w którym czynnik przekazujący ciepło w wymienniku ciepła jest ogrzewany, po czym czynnik przekazujący ciepło krąży w układzie ruro- 3 PL 64 907 Υ1 wym, przy czym jest to głównie obieg wymuszony, w mniejszym stopniu zaś obieg grawitacyjny, dzięki czemu osoba nosząca urządzenie jest ogrzewana. Przez sterowanie spalaniem/mocą wyjściową urządzenia wytwarzającego energię cieplną temperatura ubioru zawsze może być dopasowywana do warunków pogodowych/otoczenia.

Wymieniony wyżej cel osiągnięto również opracowując urządzenie do modyfikacji temperatury połączone z ubiorem i/lub podobnym strojem ochronnym, połączonym i częściowo okrywającym ciało istoty żywej, w szczególności człowieka, oraz wyposażone w urządzenie wytwarzające energię cieplną i połączony z nim termicznie wymiennik ciepła, który dostarcza energię cieplną do ciała lub pobierają z ciała, przy czym wymiennik ciepła stanowi wkład wykonany jako elastyczne przewody rurowe, zawierające i transportujące ciekły czynnik przekazujący ciepło, przymocowane w postaci wężownicy pod podszewką ubioru, podczas gdy ten czynnik przekazujący ciepło zawierający wodę i/lub ciecz zapobiegającą zamarzaniu jest przemieszczany przez urządzenie wytwarzające ciepło, mające postać wymieniającej ciepło wężownicy połączonej termicznie z układem obiegu wody chłodzącej lub układem wydechowym pojazdu wyposażonego w silnik wewnętrznego spalania, takiego jak motocykl, przy czym ciepło wytwarzane przez pojazd jest wykorzystywane do ogrzewania krążącego w wężownicy czynnika przekazującego ciepło. W korzystnym wykonaniu ujawnionego urządzenia przewody rurowe są wykonane z rurek silikonowych o średnicy 5-10 mm.

Przewody rurowe ponadto korzystnie są poprowadzone również w częściach ubioru okrywających kończyny. W korzystnym wykonaniu ujawnionego urządzenia wymieniająca ciepło wężownica jest sterowana za pomocą termostatu. W takim przypadku możliwe jest utrzymywanie ustalonej temperatury, niezależnie od działań osoby noszącej ubiór, jak również od wzrostu lub spadku temperatury otoczenia.

Ujawnione rozwiązanie szczegółowo opisano poniżej, w oparciu o załączony rysunek, przedstawiający przykładowe wykonanie ujawnionego urządzenia, na którym: fig. 1 przedstawia przykład zastosowania jednego z wykonań urządzenia według wynalazku w wyrobie odzieżowym nakładanym na górną część ciała, fig. 2 przedstawia szkicowo jedno z wykonań urządzenia wytwarzającego ciepło w ujawnionym urządzeniu szkic, częściowo w przekroju, fig. 3 przedstawia inne wykonanie urządzenia według wynalazku, połączonego z wymiennikiem ciepła pojazdu, korzystnie motocykla.

Na fig. 1 przedstawiono korzystne, przykładowe i możliwe do zrealizowania wykonanie ujawnionego urządzenia. Jak pokazano, przewód rurowy 1 połączony z urządzeniem 2 wytwarzającym ciepło, umieszczonym lub przenoszonym na zewnątrz ubioru lub niezależnie od niego, jest wykonany w postaci wężownicy znajdującej się wewnątrz noszonego przez człowieka wyrobu odzieżowego, nakładanego na górną część ciała, takiego jak kurtka. Na rysunku przedstawiono schematycznie rozmieszczenie przewodu rurowego 1 wewnątrz artykułu odzieżowego, lecz jego rzeczywisty przebieg jest uzależniony oczywiście od danego ubioru oraz obszaru jego wykorzystywania. Tak jak to przedstawiono, po lewej stronie rysunku, przewód rurowy 1 może mieć postać wężownicy w części ubioru okrywającej ramię, czyli może on być rozmieszczony spiralnie. Przewód rurowy 1 może być również umieszczony tak, jak przedstawiono po prawej stronie rysunku, a więc może mieć postać wężownicy przebiegającej równolegle do części ubioru okrywającej ramię. Gęstość rozmieszczenia przewodu rurowego 1 jest zawsze dobierana w zależności od obszaru zastosowań, jak też od potrzeb osoby stosującej urządzenie, gdyż ciepło przekazywane przez urządzenie według wynalazku do osoby noszącej ubiór lub ciepło pobierane od tej osoby w przypadku chłodzenia jest częściowo określone gęstością rozmieszczenia przewodu rurowego 1.

Nasze doświadczenia wskazują na to, że przewód rurowy 1 powinien być wykonany z rurki z elastycznego tworzywa sztucznego, korzystnie silikonu, o odpowiednich właściwościach mechanicznych, jak również odpowiedniej odporności na zmiany temperatury. Przeprowadzone próby wykazały, że założony cel można osiągnąć przez zastosowanie rurki silikonowej o średnicy 5-10 mm, aczkolwiek pożądane rezultaty można osiągnąć również w przypadku stosowania przewodu rurowego 1 o mniejszej średnicy. Podczas użytkowania urządzenia, czynnik przekazujący ciepło przepływa przez urządzenie 2 wytwarzające ciepło i pobiera lub oddaje energię cieplną płynącą w przewodzie rurowym 1. W najprostszym przypadku jako czynnik przekazujący ciepło stosuje się wodę, chociaż w przypadku chłodzenia, biorąc pod uwagę wpływ środowiska, woda może być wymieszana z cieczą zapobiegającą zamarzaniu lub nawet zastąpiona nierozcieńczoną cieczą zapobiegającą zamarzaniu. Ponieważ 4 PL 64 907 Υ1 ujawniony układ jest układem zamkniętym, doskonale nadają się do tego celu powszechnie dostępne w handlu ciecze zapobiegające zamarzaniu, wykorzystywane w pojazdach samochodowych.

Na fig. 1 przedstawiono schematycznie urządzenie 2 wytwarzające ciepło, lub uściślając, zawierającą to urządzenie obudowę 3, natomiast przykładowe wykonanie przedstawiono szczegółowiej na fig. 2. W niniejszym rozwiązaniu urządzenie 2 wytwarzające ciepło, znajdujące się w obudowie 3, stanowi urządzenie wytwarzające energię cieplną przez spalanie paliw niektórych rodzajów, taki jak przykładowo niewielki przenośny palnik na propan-butan lub przenośna kolba lutownicza zasilana gazem, czyli zasilana gazem kolba lutownicza 4. Urządzenia takie jak zasilana gazem kolba lutownicza 4 są powszechnie dostępne w handlu w wielu miejscach, lecz jako przykład można podać zasilaną gazem kolbę lutowniczą typu S1300 produkowaną przez firmę Steinel lub kolbę lutowniczą typu Pyropen WP1 produkowaną przez firmę Weller. Takie zasilane gazem kolby lutownicze są wyposażone zwykle w piezoelektryczne urządzenie zapłonowe oraz urządzenie sterujące mocą, ich moc maksymalna mieści się w zakresie 100 - 150W, a stosowane w nich paliwo to butan (gaz do zapalniczek), a więc ich wielokrotne napełnianie jest proste. Końcówka 5 zasilanej gazem kolby lutowniczej 4 jest zwykle połączona z blokiem 6 wymiany ciepła, również wykonanym z metalu. W bloku 6 wymiany ciepła znajduje się kanał na czynnik przekazujący ciepło, przy czym kanał ten należy połączyć za pośrednictwem końcówki połączeniowej 8 z przewodem rurowym 1. Tak jak jest to widoczne na fig. 2, blok 6 wymiany ciepła jest otoczony izolacją termiczną 9, a zasilana gazem kolba lutownicza 4 może być uruchamiana lub wyłączana za pomocą przełącznika 10.

Blok 6 wymiany ciepła korzystnie jest wykonany z miedzi lub aluminium, materiałów dobrze znanych z ich przewodnictwa cieplnego, kanał 1 w bloku 6 wymiany ciepła zaś może być wykonany oddzielnie lub też blok 6 wymiany ciepła może składać się z kilku części, przy czym w takim przypadku oddzielny kanał 1 na czynnik, który korzystnie również jest wykonany z miedzi, może być umieszczony w odpowiednio ukształtowanych wgłębieniach w bloku 6 wymiany ciepła. Oczywiście kanał 1 w bloku 6 wymiany ciepła powinien być na tyle długi, na ile jest to możliwe, co ma na celu optymalne wykorzystanie mocy urządzenia wytwarzającego ciepło, i z tych samych powodów blok 6 wymiany ciepła jest osłonięty izolacją termiczną 9. Urządzenie 2 wytwarzające ciepło wykonane w postaci zasilanej gazem kolby lutowniczej 4 oraz blok 6 wymiany ciepła mogą być przymocowane w powszechnie znany sposób, przykładowo przez przykręcenie ich w obudowie 3, dzięki czemu końcówka połączeniowa 13 może być połączona z rurką silikonową tworzącą przewód rurowy 1 przez wyprowadzenie połączenia przez odpowiednie otwory wycięte w obudowie 3. W przypadku powyższego rozwiązania, które jest najprostszym z możliwych, czynnik przekazujący ciepło, na przykład woda, ogrzewany w bloku wymiany ciepła 6 krąży w obiegu grawitacyjnym w przewodzie rurowym 1, lecz wydajność i bezpieczeństwo użytkowania takiego rozwiązania są wystarczające jedynie w kilku szczególnych przypadkach. Z tego powodu, poza wymienionymi powyżej elementami, w obudowie 3 może być umieszczona dodatkowa pompa do cieczy, która korzystnie jest zasilana za pomocą połączonych szeregowo baterii lub akumulatorów, dzięki czemu obieg cieczy jest zapewniony w dobrze znany sposób. Pompa ta może być dowolną pompą promieniową, pompą osiową, pompą perystaltyczną itp. zasilaną prądem o niskim napięciu, przy czym wybór pompy dokonuje się w oparciu o wymagania dotyczące jej wydajności oraz poziomu generowanego przez pompę hałasu. Pompy nadające się do stosowania w urządzeniu według wynalazku obejmują przykładowo pompę zewnętrzną o nazwie „Extra” o numerze zamówieniowym 570265, produkowana przez „Conrad Electronics”.

Obudowa korzystnie jest wykonana ze sztywnego tworzywa sztucznego lub z metalu i przymocowana w dowolny znany sposób do części odzieży zawierającej przewód rurowy 1 lub do innego ubioru ochronnego takiego jak okrycie, przy czym możliwe jest mocowanie obudowy do fragmentu samego ubioru lub przenoszenie jej przez osobę noszącą ubiór ochronny na przykład w torbie na pasku.

Wykonanie przewodu rurowego 1 w postaci wężownicy będącej pojedynczym kanałem dla cieczy nie jest jedynym możliwym sposobem zrealizowania ujawnionego urządzenia. W celu zapobieżenia blokowaniu się przewodu na skutek powstawania korka powietrznego lub obecności różnych rodzajów zanieczyszczeń, jak również w celu utrzymania ciągłego przepływu, przewód rurowy 1 może być podzielony na kilka równoległych odgałęzień. W przypadku stosowania przedstawionego rozwiązania stanowiącego jedynie przykładowe korzystne wykonanie wynalazku, czyli stosowania zasilanej gazem kolby lutowniczej 4 stanowiącej urządzenie 1 wytwarzające energię cieplną przy niskiej skutecznej mocy wyjściowej zasilanej gazem kolby lutowniczej 4 (ciecz stosowana jako czynnik przekazujący ciepło jest podgrzewana do temperatury

Claims (11)

1. 5 PL 64 907 Υ1 około 40 - 50°C) możliwe jest zapewnienie ciągłego działania przez 4 do 6 godzin. Skutkiem tego należy odpowiednio dobrać źródło energii zasilającej pompę zapewniającą obieg cieczy. Doskonale nadają się do tego celu na przykład stosowane obecnie akumulatory wielokrotnego ładowania Ni-Mh 0 dużej pojemności. W celu usuwania na zewnątrz produktów spalania, w obudowie 3 muszą być wykonane odpowiednie otwory bądź też można zastosować specjalny wentylator do przewietrzania wnętrza obudowy 3, aczkolwiek ze względu na stosowanie mieszaniny gazu/powietrza w stosunku 1:15 użytkowanie urządzenia 1 wytwarzającego energię cieplną nie powoduje powstawania nieprzyjemnych zapachów. Korzystne jest również zaprojektowanie miejsca odpowiedniego do odpowietrzania przewodu rurowego 1, takiego przykładowo jak odpowiednia końcówka rurowa. Czynnik przekazujący ciepło pod wpływem ogrzewania rozszerza się, lecz dzięki odpowiedniemu doborowi materiału przewodu rurowego 1 (przykładowo rurka silikonowa), nie jest konieczne stosowanie zbiornika wyrównawczego. Jeżeli w pobliżu przewodu rurowego 1 zostanie umieszczone elektryczne urządzenie czujnikowe, czujnik lub termostat, do mierzenia temperatury w bezpośrednim otoczeniu przewodu rurowego 1, 1 jeśli to urządzenie czujnikowe, korzystnie poprowadzone wzdłuż przewodu rurowego 1, jest połączone z urządzeniem 1 wytwarzającym energię cieplną, na przykład z przełącznikiem sterującym działaniem zasilanej gazem kolby lutowniczej 4, wtedy w najprostszym przypadku temperatura określona przez czujnik temperatury może być utrzymywana w ubiorze lub stroju ochronnym, bez potrzeby podejmowania jakichkolwiek działań przez osobę noszącą urządzenie. Oczywiście poza czujnikiem temperatury mogą być stosowane również inne urządzenia regulujące, zapewniające wraz z czujnikiem temperatury elektroniczne ustawienie pożądanej temperatury panującej w ubiorze. W przedstawionym na fig. 3 kolejnym korzystnym wykonaniu ujawnionego urządzenia, urządzenie 2 wytwarzające energię cieplną jest również wykonane w postaci wężownicy połączonej termicznie z pojazdem wyposażonym w silnik wewnętrznego spalania, takim jak na przykład motocykl, przy czym wężownica jest połączona z układem obiegu wody chłodzącej lub układem rury wydechowej, a ciepło wytwarzane przez silnik wykorzystuje do podgrzewania krążącego w wężownicy czynnika przekazującego ciepło. W takim przypadku, wężownica stosowana do wymiany ciepła może być wykonana na przykład z termoodpornego, mechanicznie trwałego materiału, w korzystny sposób z metalu, korzystnie z miedzi, przy czym wężownica może być owinięta wokół rury wydechowej motocykla lub połączona w znany sposób zapewniający wymianę ciepła z dowolną jego powierzchnią emitującą ciepło, jak również połączona z przewodem rurowym 1, z wykorzystaniem dowolnego dostępnego na rynku rozwiązania obejmującego dobrze znane szybkozłącza. W takim przypadku, podczas użytkowania motocykla, czyli podczas jazdy, możliwe jest zapewnienie właściwego obiegu czynnika przekazującego ciepło i przekazywania ciepła do osoby noszącej ten ubiór, jedynie dzięki działaniu pompy umieszczonej w urządzeniu 2 wytwarzającym energię cieplną. Zastrzeżenia ochronne 1. Urządzenie do modyfikacji temperatury połączone z ubiorem i/lub podobnym strojem ochronnym, połączonym i częściowo okrywających ciało istoty żywej, w szczególności człowieka, oraz wyposażone w urządzenie wytwarzające energię cieplną i połączony z nim termicznie wymiennik ciepła dostarczający energię cieplną do ciała lub pobierający ją z ciała, znamienne tym, że wymiennik ciepła stanowi wkład wykonany jako elastyczne przewody rurowe (1), zawierające i transportujące ciekły czynnik przekazujący ciepło, przymocowane w postaci wężownicy pod podszewką ubioru, podczas gdy ten czynnik przekazujący ciepło zawiera wodę i/lub ciecz zapobiegającą zamarzaniu, przemieszczane przez kanał (7) bloku wymiany ciepła utworzony wewnątrz urządzenia (2) wytwarzającego ciepło, które stanowi niewielki przenośny palnik na propan-butan, umieszczony w obudowie (3) odizolowanej termicznie od otoczenia, i połączony z jedną stroną wodnego/powietrznego bloku (6) wymiany ciepła.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewody rurowe (1) są wykonane z rurek silikonowych o średnicy 5-1 Omm.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewody rurowe (1) są poprowadzone również w częściach ubioru okrywających kończyny.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ten niewielki przenośny palnik na propan-butan stanowi kolba lutownicza (4) zasilana gazem. PL 64 907 Υ1
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, że zasilana gazem kolba lutownicza (4) jest wbudowana osobno w obudowę (3) zaprojektowaną do tego celu.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa (3) jest izolowana termicznie.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zasilana gazem kolba lutownicza (4) jest sterowana za pomocą termostatu
8. 8. Urządzenie do modyfikacji temperatury połączone z ubiorem i/lub podobnym strojem ochronnym, połączonym i częściowo okrywającym ciało istoty żywej, w szczególności człowieka, oraz wyposażone w urządzenie wytwarzające energię cieplną i połączony z nim termicznie wymiennik ciepła, który dostarcza energię cieplną do ciała lub pobiera ją z ciała, znamienne tym, że wymiennik ciepła stanowi wkład wykonany jako elastyczne przewody rurowe (1), zawierające i transportujące ciekły czynnik przekazujący ciepło, przymocowane w postaci wężownicy pod podszewką ubioru, podczas gdy ten czynnik przekazujący ciepło zawierający wodę i/lub ciecz zapobiegającą zamarzaniu jest przemieszczany przez urządzenie (2) wytwarzające ciepło, mające postać wymieniającej ciepło wężownicy połączonej termicznie z układem obiegu wody chłodzącej lub układem wydechowym pojazdu wyposażonego w silnik wewnętrznego spalania, takiego jak motocykl, przy czym ciepło wytwarzane przez pojazd jest wykorzystywane do ogrzewania krążącego w wężownicy czynnika przekazującego ciepło.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że przewody rurowe (!) są wykonane z rurek silikonowych o średnicy 5-10 mm.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że przewody rurowe (1) są poprowadzone również w częściach ubioru okrywających kończyny.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wymieniająca ciepło wężownica jest sterowana za pomocą termostatu.