RU2139015C1

RU2139015C1 - Local cooling device

Info

Publication number: RU2139015C1
Application number: RU96107910/14A
Authority: RU
Inventors: Е.П. Смирнов
Original assignee: Смирнов Евгений Павлович
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1999-10-10
Also published as: RU96107910A

Abstract

FIELD: medicine; physical culture and sports. SUBSTANCE: device has thermoelectronic instrument installed in contact with heat exchangers, temperature regulators with temperature-sensitive elements. Auxiliary heat exchangers made flexible and multisectional in compliance with relief of separated parts of body are connected to heat exchangers of thermoelectronic instrument by means of hoses. They form heat-carrier and cooling-agent circuits along with pump designed to ensure circulation. Auxiliary heat exchanger of heat-carrier circuit is positioned in heat-insulated chamber which may be connected to air-conditioner. Device provides for reduction of time required for setting up the operating more, extension of cooling action temperature range and for variation of cooling action zone. EFFECT: enhanced efficiency. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к приборам и устройствам для проведения гипотермии, криотерапии и может быть использовано в области физической культуры и спорта и для термостатирования. The invention relates to medicine, namely to devices and devices for hypothermia, cryotherapy and can be used in the field of physical culture and sports and for temperature control.

Известен аппарат для общей гипотермии (Якобсон В.Б. Применение холодильных машин. Учебник для техникумов. М., Машиностроение, 1975 г., с. 165-166), представляющий собой стол, покрытый раздвижным колпаком из органического стекла. Под столом смонтирован герметичный холодильный агрегат. Вентилятор направляет охлажденный воздух в камеру. A known apparatus for general hypothermia (Jacobson VB The use of refrigeration machines. A textbook for technical schools. M., Engineering, 1975, S. 165-166), which is a table covered with a sliding hood made of organic glass. A sealed refrigeration unit is mounted under the table. The fan directs the cooled air into the chamber.

Недостатком аппарата является его громоздкость и узкоспециализированность, невозможность проведения локальной гипотермии. The disadvantage of the apparatus is its bulkiness and highly specialized, the inability to conduct local hypothermia.

Известно устройство для термостатирования с термоэлектрическим охлаждением (а.с. СССР N 451890, кл. F 25 B 21/02), включающее рабочую камеру, полупроводниковую батарею, оребренную со стороны горячих спаев, и вентилятор для обдува последних. A device for thermostating with thermoelectric cooling (AS USSR N 451890, class F 25 B 21/02), including a working chamber, a semiconductor battery, ribbed from the hot junctions, and a fan for blowing the latter.

Однако при такой конструкции сравнительно трудно обеспечить одновременное локальное охлаждение парных органов, а также ограничить шум вентилятора. Прибинтовывание или приклеивание посредством пластыря твердотельного прибора к любому участку тела неудобно и создает дискомфорт. However, with this design, it is relatively difficult to provide simultaneous local cooling of paired organs, as well as to limit the fan noise. Fastening or gluing with a patch of a solid-state device to any part of the body is uncomfortable and creates discomfort.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является термоэлектрический аппарат локальной гипотермии (а.с. СССР N 1725917, кл. A 61 M 19/00), содержащий термоэлектронный прибор, установленный в контакте с теплообменниками, и регулятор температуры с термометром сопротивления, дополнительные теплообменники из эластичного материала, выполненные в соответствии с рельефом отдельных участков тела человека и соединенные шлангами с теплообменниками термоэлектронного прибора, с образованием контуров тепло- и хладагента и насос для обеспечения циркуляции последних. The closest in technical essence to the proposed solution is a thermoelectric device of local hypothermia (AS USSR N 1725917, class A 61 M 19/00), containing a thermoelectronic device installed in contact with heat exchangers, and a temperature controller with a resistance thermometer, additional heat exchangers made of elastic material, made in accordance with the relief of individual sections of the human body and connected by hoses to heat exchangers of a thermionic electronic device, with the formation of heat and refrigerant circuits and a pump for the circulation of the latter.

Существенным недостатком аппарата является ограниченный диапазон получаемых температур (он ограничен применяемыми термоэлектронным прибором и хладагентом), невозможность варьирования зоны охлаждающего воздействия и невозможность одновременного охлаждения парных органов. Аппарат не предусматривает удаление возможной выделяющейся влаги, что создает дискомфорт. A significant drawback of the apparatus is the limited range of temperatures obtained (it is limited by the thermoelectronic device and the refrigerant used), the impossibility of varying the cooling zone and the impossibility of simultaneously cooling paired organs. The device does not provide for the removal of possible released moisture, which creates discomfort.

Задачей данного изобретения является создание безопасного и надежного, комбинированного и многофункционального устройства, повышающего эффективность охлаждающего воздействия и не создающего дискомфорта. The objective of the invention is to provide a safe and reliable, combined and multifunctional device that increases the efficiency of the cooling effect and does not create discomfort.

Техническим результатом изобретения является возможность сокращения времени выхода на рабочий режим, расширение температурного диапазона за счет введения не только жидкостного, но и воздушного охлаждающего воздействия, возможность варьирования зоны охлаждающего воздействия вплоть до общего охлаждения и возможность одновременного воздействия на парные органы с обеспечением при этом комфортных условий для человека в различных климатических зонах или разное время года. The technical result of the invention is the possibility of reducing the time to reach the operating mode, expanding the temperature range due to the introduction of not only liquid, but also air cooling effect, the possibility of varying the zone of cooling effect up to general cooling and the possibility of simultaneous exposure to paired organs while ensuring comfortable conditions for people in different climatic zones or at different times of the year.

Поставленная цель достигается дополнительным введением теплоизолированной камеры (ею может служить отдельное помещение с дополнительной теплоизоляцией) с входным тамбуром и подсоединенной к кондиционеру или ФРИДЖА, в которой размещен дополнительный теплообменник контура теплоагента. ФРИДЖ - новый термин, происходящий от англоязычного fridge (разг.) - холодильник. Дополнительные теплообменники холодного и теплого контуров соединены через насос, перекачивающий тепло- и хладагент, с теплообменниками, контактирующими с термоэлектронным прибором. Использование дополнительных теплообменников обеспечивает безопасность для человека, т.к. исключена возможность соприкосновения тела человека с токоведущими частями. Заявленное устройство отличается от известного тем, что дополнительные теплообменники выполнены многосекционными в форме эластичных бинтов, крепящихся к телу на "липучках", и на них установлены температурные датчики, соединенные с регуляторами температуры, а дополнительный теплообменник контура теплоагента размещен в теплоизолированной камере, подсоединенной к кондиционеру с возможностью его функционирования через воздух и в пространстве вне теплоизолированной камеры, где размещен дополнительный теплообменник контура хладагента. This goal is achieved by the additional introduction of a heat-insulated chamber (it can serve as a separate room with additional thermal insulation) with an entrance vestibule and connected to an air conditioner or FRIGA, in which an additional heat exchanger of the heat agent circuit is located. FRIDGE - a new term derived from the English-language fridge (open) - refrigerator. Additional heat exchangers for cold and warm circuits are connected through a pump that transfers heat and refrigerant to heat exchangers in contact with a thermionic electronic device. The use of additional heat exchangers ensures safety for humans, as excluded the possibility of contact of the human body with live parts. The claimed device differs from the known one in that the additional heat exchangers are multi-sectioned in the form of elastic bandages that are attached to the body with Velcro, and they are equipped with temperature sensors connected to temperature controllers, and an additional heat exchanger of the heat agent circuit is placed in a heat-insulated chamber connected to the air conditioner with the possibility of its functioning through air and in the space outside the heat-insulated chamber, where an additional heat exchanger of the refrigerant circuit is located.

В частном случае, когда требуемые температура и влажность обеспечиваются натуральными природными условиями вне жилого помещения, роль теплоизолированной камеры с подсоединенным кондиционером (фриджа) может играть обычная веранда или балкон. In the particular case, when the required temperature and humidity are provided by natural environmental conditions outside the living room, the role of a heat-insulated chamber with a connected air conditioner (fridge) can be played by an ordinary veranda or balcony.

На чертеже схематически изображено устройство для локального охлаждения. The drawing schematically shows a device for local cooling.

Устройство для локального охлаждения состоит из термоэлектронного прибора 1 с контактирующими с его поверхностями жесткими теплообменниками 2 и 3. Жесткий теплообменник 2 посредством шлангов 4 соединен через турникетный насос 5 с эластичным теплообменником (МИНИФРИДЖЕМ) 6, выполненным в виде двух бинтов, соединенных параллельно, используемым для контактного охлаждения отдельных участков тела человека охлажденной жидкостью. A device for local cooling consists of a thermionic device 1 with hard heat exchangers 2 and 3 in contact with its surfaces. A rigid heat exchanger 2 is connected via hoses 4 through a turnstile pump 5 to an elastic heat exchanger (MINIFRIDGE) 6, made in the form of two bandages connected in parallel, used for contact cooling of individual parts of the human body with a chilled liquid.

Жесткий теплообменник 3 посредством шлангов 7 соединен через турникетный насос 5 с теплообменником 8, выполненным в виде нескольких секций бинтов, соединенных параллельно и последовательно и использующимся для комфортного компенсирующего нагрева участков тела, охлаждение которых холодным воздухом от кондиционера нежелательно. The rigid heat exchanger 3 through hoses 7 is connected through a turnstile pump 5 to the heat exchanger 8, made in the form of several sections of bandages connected in parallel and in series and used for comfortable compensating heating of body parts, the cooling of which with cold air from the air conditioner is undesirable.

Турникетный насос 5 состоит из статора 9 с закрепленными на нем эластичными трубами 10 и 11 и ротора, выполненного в виде рычага 12 с закрепленными на его концах роликами 13. Ротор приводят во вращение приводным двигателем 14. The turnstile pump 5 consists of a stator 9 with elastic pipes 10 and 11 fixed to it and a rotor made in the form of a lever 12 with rollers fixed at its ends 13. The rotor is driven into rotation by a drive motor 14.

Как жесткие теплообменники 2 и 3, так и эластичные теплообменники 6 и 8 выполнены полыми и каждая из систем, состоящих из теплообменника 2, соединенного шлангами 4 через турникетный насос 5 с эластичным теплообменником 6, и теплообменника 3, соединенного шлангами 7 через турникетный насос 5 с эластичным теплообменником 8, заполнена агентом температурного переноса, в качестве которого может быть использована вода, спирт или тасол. Агент температурного переноса посредством турникетного насоса 5 осуществляет температурный перенос с жестких теплообменников 2 и 3 на соответствующие им эластичные теплообменники 6 и 8. Both rigid heat exchangers 2 and 3 and elastic heat exchangers 6 and 8 are hollow and each of the systems consisting of a heat exchanger 2 connected by hoses 4 through a turnstile pump 5 to an elastic heat exchanger 6 and a heat exchanger 3 connected by hoses 7 through a turnstile pump 5 s elastic heat exchanger 8, filled with a temperature transfer agent, which can be used as water, alcohol or tasol. The temperature transfer agent by means of a turnstile pump 5 carries out temperature transfer from the rigid heat exchangers 2 and 3 to the corresponding elastic heat exchangers 6 and 8.

На теплообменниках 6 и 8 установлены температурные датчики 15 и 16 (например, термометр сопротивления), соединенные с регуляторами температуры 17 и 18 (любой известный, например РТ-049), через которые напряжение с источника питания 19 поступает на термоэлектронный прибор 1. Heat exchangers 6 and 8 are equipped with temperature sensors 15 and 16 (for example, a resistance thermometer) connected to temperature controllers 17 and 18 (any known, for example, RT-049), through which the voltage from the power source 19 is supplied to the thermionic device 1.

Эластичные теплообменники в виде бинтов снабжены для крепления к телу человека полосками из мягкой ткани на "липучках" 20. The elastic heat exchangers in the form of bandages are equipped for fastening to the human body with strips of soft fabric with Velcro 20.

Эластичный теплообменник 8 размещен в теплоизолированной камере 21, снабженной входным тамбуром 22 для уменьшения нежелательного притока тепла в камеру и подсоединенной к воздушному кондиционеру 23 (любой известный унифицированный, в лучшем случае - с дистанционным управлением, обеспечивающий достаточную хладопроизводительность и создающий необходимую температуру за приемлемый промежуток времени). Возможно использование кондиционера и для работы в пространстве вне теплоизолированной камеры, где размещен дополнительный теплообменник контура хладагента 6. Стенки камеры 24 выполнены из теплоизолирующего материала: пенополиуретана, стеклянной ваты, пробки, минеральной шерсти, пористой резины, пенопласта и т.п. An elastic heat exchanger 8 is placed in a heat-insulated chamber 21, equipped with an inlet 22 to reduce undesirable heat influx into the chamber and connected to an air conditioner 23 (any known unified, with remote control at best, providing sufficient cooling capacity and creating the necessary temperature for an acceptable period of time ) You can use the air conditioner and to work in the space outside the insulated chamber, where the additional heat exchanger of the refrigerant circuit is located 6. The walls of the chamber 24 are made of heat-insulating material: polyurethane foam, glass wool, cork, mineral wool, porous rubber, foam, etc.

Устройство для локального охлаждения работает следующим образом. A device for local cooling operates as follows.

Для локального контактного охлаждающего воздействия охлажденной жидкостью для управления используется терморегулятор 17, кондиционер 23 через естественную среду - воздух работает на создание комфортных условий вне фриджа, где размещен дополнительный теплообменник контура хладагента 6 (работа "В РЕЖИМЕ МИНИФРИДЖА"). Теплообменники 6 (минифридж) надеваются на охлаждаемый участок тела и крепятся на "липучках". На терморегуляторе 17 устанавливают необходимую температуру. Теплообменник 8 служит в качестве радиатора теплоотдачи, а фридж 21 при необходимости может быть использован, например, для тепловых процедур или в качестве сушилки для одежды, накопившееся тепло из которого в любой момент может быть выброшено в окружающую среду с помощью кондиционера. For local contact cooling action with the chilled fluid, a temperature controller 17 is used for control, air conditioning 23 through the natural environment - the air works to create comfortable conditions outside the fridge, where an additional heat exchanger of the refrigerant circuit 6 is located (operation "MINIMAGE MODE"). Heat exchangers 6 (minifridge) are put on a cooled area of the body and are mounted on Velcro. On the thermostat 17 set the desired temperature. The heat exchanger 8 serves as a heat transfer radiator, and the cartridge 21, if necessary, can be used, for example, for thermal procedures or as a clothes dryer, the accumulated heat from which can be released into the environment at any time using an air conditioner.

При подаче питания на термоэлектронный прибор 1 его поверхность с закрепленным на ней теплообменником 2 начинает охлаждаться, а другая поверхность с закрепленным на ней теплообменником 3 начинает нагреваться. When power is applied to the thermionic electronic device 1, its surface with the heat exchanger 2 attached to it begins to cool, and the other surface with the heat exchanger 3 attached to it begins to heat up.

Вращаясь, ротор турникетного насоса 5 прокачивает агент температурного переноса, при этом эластичный теплообменник 6 начинает охлаждаться, действуя охлаждающе на участок тела, на котором он установлен, а эластичный теплообменник 8, нагреваясь, отдает тепло среде внутри фриджа. While rotating, the rotor of the turnstile pump 5 pumps a temperature transfer agent, while the elastic heat exchanger 6 begins to cool, acting cooling on the part of the body on which it is installed, and the elastic heat exchanger 8, when heated, gives off heat to the medium inside the cartridge.

При достижении теплообменником 6 температуры, заданной терморегулятором 17, питание на термоэлектронный прибор 1 рвется, и понижение температуры прекращается. Но, как только температура теплообменника 6 повышается выше заданной, питание на термоэлектронный прибор 1 подается вновь, поддерживая таким образом сколько угодно заданную температуру, не создавая при этом дискомфорта, поскольку эластичные теплообменники 6 не причиняют болевых ощущений и не ограничивают движений, а необходимые для комфорта температура и влажность поддерживаются кондиционером 23. When the heat exchanger 6 reaches the temperature set by the temperature controller 17, the power to the thermionic device 1 breaks, and the temperature decrease stops. But, as soon as the temperature of the heat exchanger 6 rises above a predetermined temperature, the power to the thermionic electronic device 1 is supplied again, thus maintaining an arbitrarily set temperature, without creating discomfort, since the elastic heat exchangers 6 do not cause pain and do not limit movements, but are necessary for comfort temperature and humidity are supported by air conditioning 23.

Когда необходимо воздушное охлаждение и требуется изменять площадь охлаждающего воздействия, устройство работает "В РЕЖИМЕ ФРИДЖА". Температуру теплого теплообменника 8 регулируют с помощью терморегулятора 18 и температурного датчика 25 аналогично, как в холодном контуре. Человек, находясь внутри фриджа, необходимую температуру устанавливает с помощью подсоединенного к камере воздушного кондиционера, а зону охлаждения выделяет, исключая из охлаждения соответствующие участки с помощью компенсирующего нагревания наиболее удобными секциями теплого теплообменника 8, которые крепятся на "липучках". Компенсирующее нагревание регулируют, руководствуясь чувством комфорта или дискомфорта. Теплообменники 6 при необходимости могут быть использованы для неконтролируемого охлаждения, например, прохладительных напитков. When air cooling is required and it is required to change the area of cooling effect, the device works "FRIGAGE MODE". The temperature of the warm heat exchanger 8 is controlled using a temperature controller 18 and a temperature sensor 25 in the same way as in a cold circuit. A person, being inside the fridge, sets the required temperature using an air conditioner connected to the chamber, and selects the cooling zone, excluding the corresponding sections from the cooling by compensating heating with the most convenient sections of the warm heat exchanger 8, which are attached to the Velcro. Compensatory heating is regulated, guided by a sense of comfort or discomfort. The heat exchangers 6, if necessary, can be used for uncontrolled cooling, for example, soft drinks.

Эластичные теплообменники 6 и 8 можно изготавливать из полимеров любым известным способом так, чтобы внутри их по всей внутренней поверхности, прилегающей к телу, были образованы сообщающиеся полости, по которым протекает агент температурного переноса, прокачиваемый насосом 5. Flexible heat exchangers 6 and 8 can be made of polymers by any known method so that communicating cavities are formed inside them over the entire inner surface adjacent to the body, through which the temperature transfer agent pumped by pump 5 flows.

Применение устройства для локального охлаждения позволяет надежно и безопасно проводить локальное охлаждение любых участков тела в комфортных условиях. При этом охлаждение того или иного участка тела проводят на любую заданную температуру и меняют ее величину в процессе охлаждения. The use of a device for local cooling allows reliable and safe local cooling of any parts of the body in comfortable conditions. In this case, cooling of a particular part of the body is carried out at any given temperature and its value is changed during cooling.

Claims

A device for local cooling, comprising a thermionic device installed in contact with heat exchangers, a temperature regulator connected to a temperature sensor, additional heat exchangers made of elastic material, connected by hoses to heat exchangers of a thermionic electronic device and made in accordance with the relief of individual sections of the human body, with the possibility of forming contours coolant and pump to ensure the circulation of the latter, characterized in that the additional heat exchangers They are not multisectional and they are equipped with temperature sensors connected to a temperature controller, and an additional heat exchanger of the heat agent circuit is placed in a heat-insulated chamber configured to connect it to the air conditioner.