PT843803E

PT843803E - Artigo de calcado ou de vestuario com um elemento de condicionamento termico incorporado

Info

Publication number: PT843803E
Application number: PT96928499T
Authority: PT
Inventors: Denis Clodic
Original assignee: Assoc Pour La Rech Et Le D Des
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2000-11-30
Also published as: US5953834A; ATE193940T1; CA2228733A1; EP0843803A1; DK0843803T3; EP0843803B1; ES2149492T3; WO1997006396A1; FR2737774B1; DE69608902D1; FR2737774A1; GR3034357T3; DE69608902T2

Description

1 is-

Descrição “Artigo de calçado ou de vestuário com um elemento de condicionamento térmico incorporado” A presente invenção refere-se um artigo de calçado com sola interior. É há muito tempo conhecido equipar artigos de calçado ou de vestuário com meios de aquecimento, de diferentes tipos, designadamente eléctricos, de combustível líquido ou gasoso, etc. Os sistemas de aquecimento incorporados em tais artigos oferecem evidentemente vários inconvenientes, tais como um aumento sensível do preço de revenda do artigo, do seu peso e do seu volume.

Por outro lado, conhecem-se igualmente artigos de vestuário providos de transferidores de calor (“caloducs”) para evacuar o calor emitido pelo corpo humano para a atmosfera. Como é bem conhecido, um “caloduc” é um elemento de transferência térmica que compreende, num volume fino delimitado por um espaço fechado estanque, um fluido de mudança de fase líquido/vapor, tal como água sob a sua tensão de vapor. O transferidor de calor, que constitui um elemento de condicionamento térmico do artigo de vestuário ou de calçado, pode ser integrado neste artigo ou então a ele aplicado. O documento EP-A-0 059 581 divulga um artigo de vestuário do género de um colete que contém transferidores de calor, o qual está ligado por um transferidor de calor exterior independente e um ligador a um poço de calor. O documento WO-A-9 213 600 descreve igualmente um colete que contém um transferidor de calor dilatável, estando a parede interior do colete em contacto com o corpo do portador e formando uma zona de fonte, enquanto que a sua parede exterior forma uma zona de poço, para evacuar o calor do corpo para a atmosfera. O documento ΕΡ-Α-305 715 descreve um artigo de calçado aquecedor, com sola interior, que contém uma passagem que se estende por toda a largura da sola interior e que compreende uma parte extrema anterior, que se estende para cima, na parte dianteira da casca do artigo de calçado, e uma parte extrema posterior, que se estende para cima, no contraforte traseiro do artigo de calçado. A passagem que se estende pelo comprimento da sola interior compreende um circuito fechado de circulação de um líquido portador de calorias, posto em movimento sob a acção da pressão exercida pelo pé em movimento. A presente invenção tem por objectivo aperfeiçoamentos introduzidos num artigo de calçado, que permitem assegurar o aquecimento ou o arrefecimento de uma parte sensível do pé, sem recorrer a uma fonte de energia exterior e isso por meios simples e que podem ser incorporados muito facilmente num tal artigo de calçado.

Para isso, a sola interior contém um transferidor de calor, que se estende por todo o comprimento da sola e que inclui uma zona de fonte, que recebe calor do pé, e pelo menos uma zona de poço, constituída por uma parte que se estende para cima.

Como é bem conhecido, o transferidor de calor é um elemento de transferência térmica que compreende, num volume fino, delimitado por um espaço fechado estanque, um fluido com mudança de fase líquido/vapor, tal como a água sob a sua tensão de vapor. O transferidor de calor que constitui um elemento de condicionamento térmico do artigo de vestuário ou de calçado, pode ser integrado neste artigo ou ser nele aplicado.

Descreve-se a seguir, a título de exemplos não limitativos, diversas formas de realização da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, nos quais: A fig. 1 é uma vista em corte, esquemática, que ilustra o efeito de 3 3

condicionamento térmico de um transferidor de calor incorporado num artigo de vestuário ou de calçado. A fig. 2 é uma vista em corte, de uma variante de realização do elemento de condicionamento térmico. A fig. 3 é uma vista em corte vertical e longitudinal parcial de um artigo de calçado de segurança, que compreende, na sola, um transferidor de calor, para a evacuação do calor do pé para o exterior. A fig. 4 é uma vista em corte vertical e longitudinal de uma variante de realização do artigo de calçado representado na fig. 3. A fig. 5 é uma vista em corte vertical e longitudinal esquemático de uma variante de realização do artigo de calçado adaptado para aquecer os dedos dos pés do portador.

Em primeiro lugar, com referência à fig. 1, descreveremos o princípio da transferência de calor que é realizada, de acordo com a invenção, num artigo de calçado ou de vestuário. Por artigo de vestuário entenderemos, na descrição que vai seguir-se, tanto uma peça de vestuário propriamente dita, como um outro artigo qualquer que possa ser posto em contacto com o corpo, por exemplo uma cobertura. Nesta figura está representada esquematicamente uma parede (1) do artigo, podendo esta parede ser de uma espessura de tecido, uma parede ou uma sola de um sapato, uma espessura de uma cobertura, etc. Esta parede (1) está em contacto com uma parte (2) do corpo do portador do artigo, parte que está a uma temperatura relativamente elevada. O artigo segundo a invenção foi concebido para captar a maior parte do calor Qi produzido pela parte (2) do corpo e para transferir este calor, ou para o exterior da parede (1) do artigo, ou para o interior, no sentido de uma outra 4 parte do corpo que deve ser aquecida. De acordo com a presente invenção, o elemento de condicionamento térmico, que é utilizado para assegurar esta transferência de calor, é constituído por um transferidor de calor (3), que se estende entre uma zona de fonte (3 a), situada em frente da parte quente (2) do corpo, e uma zona de poço (3b), afastada da zona de fonte (3a) e a partir da qual o calor Q2 é libertado para o extenor. Este transferidor de calor (3) é constituído por um espaço fechado estanque, fechado sobre si mesmo, que contém um fluido de transformação de fase líquido/vapor, tal como, por exemplo, água sob a sua tensão de vapor. O transferidor de calor (3) é relativamente fino e a sua dimensão está nitidamente exagerada na fig. 1, para facilitar a compreensão da invenção. A parede (4) do transferidor de calor é constituída por duas folhas finas, soldadas uma à outra, ao longo dos seus bordos, de um material bom condutor do calor, tal como um metal ou um material plástico com uma carga metálica. O volume interior fino do transferidor de calor (3) pode ser livre, tal como está representado na fig. I, ou então pode conter \ uma torcida interior (6), tal como uma chapa metálica, que desempenha simultaneamente uma função de peça separadora e de drenagem capilar da fase líquida. O princípio de funcionamento do transferidor de calor (3) é bem conhecido. O calor, representado pelas setas (Ql), produzido pela parte (2) do corpo provoca, na zona de fonte (3a) do transferidor de calor (3), a ebulição do fluido e o vapor assim produzido desloca-se para a zona mais fna ou zona de poço (3b) do transferidor de calor (3), onde este calor é dissipado para o exterior, como está indicado pelas setas (Q2). Na zona de poço (3b), o vapor condensa-se e o fluido que volta ao estado líquido retoma à zona de fonte (3a). O trajecto do fluido no interior 5 5

do transferidor de calor (3) está indicado por setas na fíg. 1. A transferência de realimentação da fase líquida da zona de poço (3b) para a zona de fonte (3a) pode fazer-se sob a acção apenas da gravidade e, neste caso, o calor (Q1) deve ser imperativamente fornecido no ponto mais baixo do transferidor de calor (3) e evacuado (calor (Q2)) no ponto elevado do transferidor de calor. Não é então necessária neste caso qualquer torcida interna (6). A transferência de realimentação da fase líquida pode igualmente fazer-se unicamente por via capilar e a realimentação do líquido da fase condensada, da zona de poço (3b), para a zona de fonte (3a) pode fazer-se à mesma altitude e mesmo a partir de um nível mais baixo que o nível de evaporação, tal como está ilustrado na fíg. 2. Neste caso, a presença de uma torcida interna (6) no transferidor de calor (3) é indispensável. Finalmente, a transferência pode também ser realizada conjuntamente sob a acção da gravidade e da capilaridade e, neste caso, é evidentemente obrigatória a torcida (6).

Descrever-se-á agora, com referência à fíg. 3, uma aplicação da invenção a um sapato de segurança. O sapato de segurança representado na fig. 3, designado no seu conjunto pela referência (7), compreende um corpo (8), uma sola exterior (9), uma sola interior anti-intrusão ou anti-penetração e, na parte de trás da haste do sapato, um contraforte traseiro (12), de protecção do calcanhar. De acordo com a invenção, a sola interior anti-intrusão (11) contém, na sua espessura, um transferidor de calor fino (13), que se estende a todo o comprimento da sola e se prolonga por partes extremas (13a, 13b), que se estendem para cima e constituem zonas de poço. A parte extrema anterior (13a) é encurvada para trás de modo a casar-se com a forma de uma casca de protecção anterior (14) do sapato A parte externa posterior (13b) estende-se, sensivelmente verticalmente, no contraforte traseiro (12) de 6 protecção do calcanhar. O calor do pé do portador do sapato de segurança (7) é fornecido pelas zonas de apoio do pé, isto é, a planta e o calcanhar, à sola anti-intrusão (11) e é transferido, por condução, para a zona de fonte do transferidor de calor (13), alojada na sola (11). De facto, nesta aplicação particular, o transferidor de calor (13) compreende duas zonas de fonte situadas respectivamente por baixo das zonas de apoio da planta do pé e do calcanhar. O calor introduzido nas zonas de fonte do transferidor de calor (13) provoca a ebulição do fluido, com mudança de fase, sendo esse calor transmitido às partes extremas anterior (13a) e posterior (13b) do transferidor de calor, que constituem zonas de poço. O calor libertado para o exterior nas zonas de poço (13a, 13b) é evacuado por condutas de circulação de ar, previstas nas paredes do sapato. À frente, uma primeira conduta de circulação de ar (15) parte de um orifício de entrada de ar inferior (16), previsto na parte dianteira da casca do sapato e termina num orifício de saída de ar.(17), previsto na parte superior do sapato. Na parte de trás, uma conduta de circulação posterior (18) parte de um orifício de entrada de ar inferior (19), situado na base do contraforte traseiro, e termina num orifício de saída de ar (20) situado mais alto no contraforte. Por conseguinte, o ar circula, por convexão natural, nas condutas anterior (15) e posterior (18), como está indicado por setas, e lambe as zonas de poço anterior (13a) e posterior (13b) do transferidor de calor (13) para evacuar o calor para o exterior.

Na forma de realização do sapato representada na fig. 3, a sola anti-intrusão (11) está igualmente equipada com um dispositivo de ventilação forçada, apresentando para esse efeito uma conduta de circulação de ar inferior (21), que se estende a todo o comprimento da sola, por baixo do transferidor de calor (13) e que 7 7

comunica, nas suas extremidades, com as condutas de circulação de ar anterior (15) e posterior (18). Prevê-se uma passagem (22) na sola anti-intrusão (11), na zona de apoio do calcanhar do portador, para fazer comunicar o interior do sapato com a conduta de circulação inferior (21). Isto permite utilizar a pressão periódica do calcanhar do portador na parte traseira da sola anti-intrusão (11), para produzir um efeito de bomba, que favorece a circulação de ar por baixo do transferidor de ar (13) e nas condutas de circulação anterior (15) e posterior (18). Os orifícios de entrada de ar anterior (16) e posterior (19) podem estar providos de palas reguláveis, que permitem a evacuação do ar bombeado para o exterior, quando estão abertas, ou a canalização do ar para as zonas de poço (13a, 13b) do transferidor de calor (13), quando estão fechadas.

Embora o sapato (7) ilustrado na fig. 3 inclua um transferidor de calor (13) com duas zonas de poço anterior (13a) e posterior (13b), é evidente que poderia ter apenas uma única destas zonas de poço.

De acordo com a descrição que precede, vê-se que o arrefecimento do pé é possível desde que a temperatura do ar seja inferior à temperatura máxima da pele do pé, que é da ordem dos 33°C, para um exercício físico normal e que pode atingir cerca de 40°C, no caso de exercícios físicos prolongados (corrida a pé). Na zona térmica definida, com uma temperatura do ar inferior a 30°C ou, eventualmente, 40°C, a transferência de calor para o exterior é regulável. Pode portanto ser reforçada, estabilizada ou mesmo anulada, de acordo com as exigências de conforto do utilizador. A fíg. 4 representa uma variante de realização do sapato de segurança da fíg. 3, sem a bomba de colocação do ar em circulação. Neste caso, não se prevê a 8 conduta inferior (21) na sola anti-intrusão (11). Ainda nesse caso, as palas reguláveis que se prevêem nos orifícios de entrada de ar inferiores (16) e (19) permitem a circulação do ar, por efeito de chaminé, nas condutas anterior (15) e posterior (18) e anulam esta circulação quando forem fechadas.

Descrevem-se agora, com referência à fig. 5, uma variante de realização de um sapato de acordo com a invenção. Neste caso, o calor produzido pelas partes mais quentes da parte inferior do pé, isto é o calcanhar e a planta, não é evacuado para o exterior, mas sim é recuperado na parte dianteira do sapato para aquecer os dedos do pé do portador. Por conseguinte, o transferidor de calor (13) apenas tem a zona de poço anterior (13a), situada na proximidade imediata dos dedos do pé. Esta zona de poço (13a) é isolada ao máximo do exterior, pela parede dianteira do sapato. Na fig. 5, o calor Q- emitido pela zona de poço (13a) está representado por setas dirigidas para os dedos do pé do utilizador do sapato e é transferido por efeito de parede quente, por convexão e radiação.

De acordo com uma variante, em vez de estar integrada na parede do sapato, a zona de poço anterior (13a) poderia ser aplicada por uma arrumação do calçado do portador por meio de um dispositivo do tipo autofixante, sendo nesse caso a transferência de calor feita, além disso, através do tecido.

No caso do sapato que assegura o arrefecimento dos dedos, como se ilustra na fig. 5, a sola que contém o transferidor de calor (13) pode não estar já integrada no próprio sapato, podendo, pelo contrário, ser aplicada no interior do sapato. De acordo com uma primeira variante, a sola aplicada, que contém o transferidor de calor (13), pode ser colocada no sapato do portador de modo a aprisionar o pé, como um chinelo. De acordo com outra variante, a sola que contém o transferidor de calor 9 pode (13) ser incluída no interior do sapato, sendo nesse caso o material do transferidor de calor (13) um material flexível.

Lisboa, 21 de Agosto de 2000

Claims

ι Reivindicações 1. Sapato com sola interior, contendo a sola interior (11) um transferidor de calor (“caloducs”) (13), que se estende a todo o comprimento da sola e que compreende uma zona de fonte, que recebe o calor do pé, e pelo menos uma zona de poço, constituída por uma parte (13a) que se estende para cima.
2. Sapato de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o transferidor de calor (13) compreender uma parte extrema anterior (13a), que se estende para cima, para uma parte dianteira da casca do sapato, e constitui á zona de poço.
3. Sapato de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o transferidor de calor (13) compreender, além disso, uma parte extrema posterior (13b), que se estende para cima, no contraforte traseiro (12) do sapato e que constitui uma zona de poço do transferidor de calor (13).
4. Sapato de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, ao longo da zona de poço (13a, 13b) do transferidor de calor (13), se estende uma conduta de circulação de ar respectiva (15, 17), estendendo-se esta conduta de circulação de ar entre um orifício de entrada de ar inferior (16, 19) e um orifício de saída de ar superior (17, 20).
5. Sapato de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o orifício de entrada de ar inferior (16, 19) estar provido de palas reguláveis.
6. Sapato de acordo com qualquer das reivindicações 4 e 5, caracterizado por uma conduta de circulação de ar inferior (21) se estender a todo o comprimento da sola, por baixo do transferidor de calor (13), a qual comunica nas suas extremidades com as condutas de circulação de ar (15, 18) e prevendo-se uma 2 passagem (22) na sola (11), na zona de apoio do calcanhar do utilizador, para estabelecer a comunicação do interior do sapato com a conduta de circulação inferior (21).
7. Sapato de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a zona de poço anterior única (13a) do transferidor de calor (13), situada na proximidade imediata dos dedos do pé do utilizador, estar isolada do exterior pela parede dianteira do sapato, de modo que o calor (Q2) emitido pela zona de poço anterior (13a) seja dirigido para os dedos do pé do utilizador e a sola que contém o transferidor de calor (13) estar integrada no sapato ou ser aplicada no interior do mesmo.
8. Sapato de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a sola aplicada, que contém o transferidor de calor (13), ser colocada no sapato, no exterior do sapato do utilizador ou então ser inclusa no interior do sapato, sendo então o material do transferidor de calor (13) de material flexível.

125-0 LISBOA 1 Resumo “Artigo de calçado ou de vestuário com um elemento de condicionamento térmico incorporado'' Artigo de calçado ou de vestuário, com um elemento de regulação térmica integrado, caracterizado por compreender um transferidor de calor (3) com uma primeira porção, ou área de fonte (3 a), em contacto de permuta térmica com uma zona (2) relativamente quente rio corpo do utilizador, e uma outra porção, ou zona de poço (3b), em contacto de permuta térmica com uma outra zona do corpo do utilizador ou com a atmosfera, de modo a transferir o calor (Q1) produzido pela zona quente do corpo da área da fonte (3a) para a área de poço (3b) do transferidor de calor.

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