RU58860U1

RU58860U1 - COOLING CLOTHES

Info

Publication number: RU58860U1
Application number: RU2006126176/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Геннадьевич Барышев; Ольга Владимировна Евдокимова; Лариса Владимировна Ломакина; Степан Сергеевич Джимак
Original assignee: Южный научный центр Российской академии наук
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2006-12-10

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к одежде функционального назначения и может найти применение при продолжительном пребывании на открытом воздухе в условиях жаркого климата или в помещениях с повышенной температурой.The inventive utility model relates to clothing for functional purposes and can be used for extended periods of time outdoors in a hot climate or in rooms with high temperature.

Охлаждающая одежда снабженная кожухом с охлаждающей системой, выполнена в виде рубашки из натуральной ткани. Кожух также выполнен из натуральной ткани в виде оплечья с влагонепроницаемым покрытием с внутренней стороны и прикреплен к рубашке с обращенной к телу стороны. При этом охлаждающая система состоит из термоэлементов, герметично закрепленных в наружном не предназначенном для соприкосновения с телом слое кожуха и обращенных теплопоглощающим спаем внутрь него, при этом выступающие из кожуха тепловыделяющие части термоэлементов последовательно соединены между собой и подключены к источнику питания, соединенному с выключателем. В кожухе размещен пропитанный жидкостью, обладающей высокой теплоемкостью, губчатый материал. Источник питания представляет собой батарею последовательно-параллельно соединенных аккумуляторов и размещен на рубашке в нагрудном кармане, которая состоит из двух параллельных цепей - основной и дополнительной и каждая из них снабжена выключателем. В качестве губчатого материала, размещенного внутри кожуха, используют поролон, а в качестве жидкости с высокой теплоемкостью, которой пропитан поролон - воду. Оплечье выполнено съемным и верх рубашки снабжен крепежными элементами для его фиксации.The cooling clothes equipped with a casing with a cooling system are made in the form of a shirt made of natural fabric. The casing is also made of natural fabric in the form of a mantle with a waterproof coating on the inside and is attached to the shirt with the side facing the body. In this case, the cooling system consists of thermocouples hermetically fixed in the outer layer of the casing that is not intended for contact with the body and facing the heat-absorbing one we wrap inside it, while the heat-generating parts of the thermocouples protruding from the casing are connected in series and connected to a power source connected to the switch. A sponge material impregnated with a liquid having high heat capacity is placed in the casing. The power source is a battery of series-parallel connected batteries and is placed on the shirt in the breast pocket, which consists of two parallel circuits - the main and additional, and each of them is equipped with a switch. Foam rubber is used as a sponge material placed inside the casing, and water is used as a liquid with a high heat capacity, which is saturated with foam rubber. The mantle is removable and the top of the shirt is equipped with fasteners for fixing it.

Технический результат - расширение функциональных возможностей - получение возможности применения одежды в повседневной жизни, ее удешевление, повышение удобства и комфортности при носке.The technical result - the expansion of functionality - obtaining the possibility of using clothes in everyday life, its cheapening, increasing the convenience and comfort when wearing.

Description

Комфортные температурные условия являются одним из основных факторов нормальной жизнедеятельности человека. В связи с этим с древних времен существует функциональная одежда способствующая их поддержанию. При этом усилия большей частью направляются на защиту организма человека от холода. Однако необходимость защиты от перегрева, в частности, связанного с пребыванием в жаркий период времени на открытом воздухе, при нахождении в перегретых помещениях при отсутствии кондиционеров, при работе в горячих цехах и т.п.также весьма актуальна, т.к. нахождение человека при температуре -превышающей температуру комфорта не только снижает его активность и работоспособность, но может привести к неблагоприятным последствиям для организма, что особенно опасно для пожилых и (или) ослабленных людей.Comfortable temperature conditions are one of the main factors in normal human activity. In this regard, since ancient times, there is a functional clothing that contributes to their maintenance. At the same time, efforts are mainly aimed at protecting the human body from cold. However, the need for protection against overheating, in particular, associated with being outdoors during a hot period of time, when in overheated rooms in the absence of air conditioners, when working in hot shops, etc. is also very relevant, because finding a person at a temperature that exceeds the temperature of comfort not only reduces his activity and performance, but can lead to adverse consequences for the body, which is especially dangerous for the elderly and (or) weakened people.

Существуют различные способы и устройства для тепловой защиты организма человека в том числе и основанные на создании между слоями одежды вентилируемого пространства, применении специальных охлаждающих реагентов и др. (смотри, например, патенты на изобретения России №№2079313, 2120218, 2254792 и другие.There are various methods and devices for the thermal protection of the human body, including those based on creating a ventilated space between the layers of clothing, the use of special cooling agents, etc. (see, for example, patents for inventions of Russia No. 2079313, 2120218, 2254792 and others.

Наиболее близким к заявляемому является патент №2079313, опубл. 20.05.1997. Сущность изобретения состоит в том, что теплозащиту производят на основе твердого диоксида углерода с вентилированием Closest to the claimed is patent No. 2079313, publ. 05/20/1997. The essence of the invention lies in the fact that thermal protection is based on solid carbon dioxide with ventilation.

подкостюмного пространства охлажденным и осушенным воздухом. Образующийся при сублимации твердого диоксида углерода низкотемпературный газообразный диоксид углерода подают изолированно от воздушного потока в межслойное пространство одежды и после циркуляции в нем выпускают его в атмосферу. Для этого одежда включает кожух и расположенный внутри кожуха резервуар, наполненный твердым диоксидом углерода, охлаждающие панели, воздуходувку, сообщающуюся посредством полости между кожухом и резервуаром с коллектором охлаждающих панелей. При этом газовый патрубок резервуара соединен с теплоизолированными газовыми каналами теплозащитной одежды, выход которых через перфорацию в верхней части внешней оболочки одежды сообщен с атмосферой.undersuit space with chilled and drained air. The low-temperature gaseous carbon dioxide formed during the sublimation of solid carbon dioxide is fed separately from the air flow into the interlayer space of the garment and, after circulation, is released into the atmosphere. For this purpose, the clothing includes a casing and a reservoir inside the casing filled with solid carbon dioxide, cooling panels, a blower communicating through the cavity between the casing and the reservoir with the collector of the cooling panels. In this case, the gas pipe of the reservoir is connected to heat-insulated gas channels of heat-protective clothing, the outlet of which is connected to the atmosphere through perforation in the upper part of the outer shell of the clothing.

Эта одежда не сможет найти широкое распространение в быту, т.к. она громоздка, достаточно сложна конструктивно, следовательно не надежна, требует применения специального реагента - твердого диоксид углерода, дорогостояща. Она применима для охлаждения в условиях чрезвычайных ситуаций, но не может неприменима в бытовых условиях.These clothes will not be able to find wide distribution in everyday life, because it is bulky, structurally complex enough, therefore not reliable, requires the use of a special reagent - solid carbon dioxide, expensive. It is applicable for cooling in emergency situations, but cannot be used in domestic conditions.

Технической задачей предлагаемого решения является упрощение конструкции одежды, получение возможности применения в бытовых условиях, повышение надежности и удобства при эксплуатации.The technical task of the proposed solution is to simplify the design of clothing, to obtain the possibility of use in domestic conditions, increasing reliability and ease of use.

Указанная задача решается следующим образом. Охлаждающая одежда снабженная кожухом с охлаждающей системой, выполнена в виде рубашки из натуральной ткани. Кожух также выполнен из натуральной ткани в виде оплечья с влагонепроницаемым покрытием с внутренней стороны и прикреплен к рубашке с обращенной к телу стороны. При этом охлаждающая система состоит из термоэлементов, герметично The specified problem is solved as follows. The cooling clothes equipped with a casing with a cooling system are made in the form of a shirt made of natural fabric. The casing is also made of natural fabric in the form of a mantle with a waterproof coating on the inside and is attached to the shirt with the side facing the body. In this case, the cooling system consists of thermocouples, hermetically

закрепленных в наружном не предназначенном для соприкосновения с телом слое кожуха и обращенных теплопоглощающим спаем внутрь него, при этом выступающие из кожуха тепловыделяющие части термоэлементов последовательно соединены между собой и подключены к источнику питания, соединенному с выключателем. В кожухе размещен пропитанный жидкостью, обладающей высокой теплоемкостью, губчатый материал, служащий передающей охлаждение средой. Источник питания представляет собой батарею последовательно-параллельно соединенных аккумуляторов и размещен на рубашке в нагрудном кармане. Батарея аккумуляторов состоит из двух параллельных цепей - основной и дополнительной и каждая из них снабжена выключателем. В качестве губчатого материала, размещенного внутри кожуха, используют поролон, а в качестве жидкости с высокой теплоемкостью, которой пропитан поролон - воду. Оплечье выполнено съемным и верх рубашки снабжен крепежными элементами для его фиксации. Рубашка выполнена из хлопчатобумажной ткани.fixed in the outer layer of the casing that is not intended to be in contact with the body and facing a heat-absorbing layer, we wrap it inside, while the heat-generating parts of the thermoelements protruding from the casing are connected in series with each other and connected to a power source connected to the switch. The casing contains a sponge material impregnated with a liquid with high heat capacity, which serves as a cooling transfer medium. The power source is a battery of series-parallel connected batteries and is placed on the shirt in the breast pocket. The battery of batteries consists of two parallel circuits - the main and additional, and each of them is equipped with a switch. Foam rubber is used as a sponge material placed inside the casing, and water is used as a liquid with a high heat capacity, which is saturated with foam rubber. The mantle is removable and the top of the shirt is equipped with fasteners for fixing it. The shirt is made of cotton fabric.

Известно, что воротниковая зона, имеет большое число рецепторов (нервных окончаний), следовательно это эффективная зона воздействия на организм и при этом в этой зоне отсутствуют опасные с точки зрения длительного воздействия умеренного охлаждения органы. Поэтому охлаждающий элемент в форме оплечья, которым снабжена рубашка, эффективен и не опасен для здоровья человека.It is known that the collar zone has a large number of receptors (nerve endings), therefore it is an effective zone of influence on the body and there are no organs dangerous from the point of view of prolonged exposure to moderate cooling. Therefore, the cooling element in the form of a mantle, which is equipped with a shirt, is effective and not dangerous to human health.

На фиг.1 изображена одежда с охлаждающим оплечьем (вид сзади) с вырывом, на фиг.2 - принципиальная электрическая схема соединения термоэлементов с источником питания, а на фиг.3 разрез фиг.2 по А-А.Figure 1 shows clothes with a cooling arm (rear view) with a break, figure 2 is a circuit diagram of the connection of thermocouples with a power source, and figure 3 is a sectional view of figure 2 along aa.

Охлаждающая одежда (фиг.1, 2, 3) состоит из рубашки 1 с прикрепленным к ней оплечьем 2, состоящим из кожуха 3 с верхним, располагаемым под рубашкой, слоем 4, нижним - предназначенным для соприкосновения с телом - 5 и находящимся в кожухе с наполнителем 6 из пропитанного жидкостью губчатого материала. В верхнем слое кожуха Cooling clothes (Figs. 1, 2, 3) consist of a shirt 1 with a shoulder strap 2 attached to it, consisting of a casing 3 with an upper one located under the shirt, a layer 4, a lower one designed to come in contact with the body - 5 and located in the casing with filler 6 of a liquid-soaked sponge material. In the upper layer of the casing

4 размещены термоэлементы 7, соединенные с источник питания 8 соединительными проводами 9. 10 - выключатель основной цепи, 11 -выключатель дополнительной цепи аккумулятора.4 there are thermocouples 7 connected to the power source 8 by connecting wires 9. 10 - main circuit breaker, 11 - auxiliary battery circuit breaker.

Устройство работает следующим образом. Почувствовав дискомфорт связанный с повышенной температурой окружающей среды, пользователь, нажав на кнопку выключателя, включает в работу охлаждающее оплечье. При прохождении тока через термоэлементы их теплопоглощающий спай охлаждается, поглощая тепло из жидкости, которой пропитан губчатый материал. За счет равномерного распределения термоэлементов по оплечью происходит охлаждения всего его внутреннего объема и соответственно нижнего слоя кожуха оплечья, соприкасающегося с телом. Верхние же, тепловыделяющие спаи термоэлементов, находящиеся под слоем легкой хлопчатобумажной ткани, отдают тепло окружающей среде. Замыкая выключатели 10 и 11 одновременно или только 10 можно регулировать режим охлаждения.The device operates as follows. Feeling the discomfort associated with the increased ambient temperature, the user, by pressing the switch button, turns on the cooling mantle. As the current passes through the thermocouples, their heat-absorbing junction cools, absorbing heat from the liquid, which is impregnated with the spongy material. Due to the uniform distribution of thermocouples over the mantle, its entire internal volume and, accordingly, the lower layer of the mantle casing in contact with the body are cooled. The upper heat-generating junctions of thermocouples, which are under a layer of light cotton fabric, give off heat to the environment. By closing the switches 10 and 11 at the same time or only 10, you can adjust the cooling mode.

Предлагаемая одежда - рубашка может быть выполнена из любой легкой натуральной ткани, например, хлопчатобумажной. Кожух оплечья - также из натуральной ткани с влагонепроницаемым покрытием. В качестве термоэлементов могут использоваться стандартные термоэлементы со следующими характеристиками: максимальная тепловая мощность 1,5 Вт, максимальный ток 1,2 А. (смотри, например, книгу Пасынков В.В., Чиркин Л.К., Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов по специальностям «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» - М.: Высшая школа, 1987, с.438-441). В качестве элементов питания могут быть использованы стандартные аккумуляторные батарейки емкостью 2200 мА/ч. В качестве губчатого материала может быть использован поролон, а жидкости - вода, т.к. она обладает большой теплоемкостью.Offered clothing - a shirt can be made of any lightweight natural fabric, such as cotton. The mantle casing is also made of natural fabric with a waterproof coating. Standard thermocouples with the following characteristics can be used as thermocouples: maximum thermal power 1.5 W, maximum current 1.2 A. (see, for example, the book Pasynkov VV, Chirkin LK, Semiconductor devices: Textbook for high schools in the specialties "Semiconductors and dielectrics" and "Semiconductor and microelectronic devices" - M .: Higher school, 1987, p. 438-441). As batteries, standard rechargeable batteries with a capacity of 2200 mA / h can be used. Foam rubber can be used as a sponge material, and water can be used as a liquid, as It has a large heat capacity.

Авторами были проведены эксперименты по получению охлаждающего эффекта, в которых подключали различное число The authors conducted experiments to obtain the cooling effect, in which a different number was connected.

аккумуляторов с различным суммарным напряжением питания. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.batteries with different total supply voltage. The experimental results are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 №No. Кол-во аккумуляторовNumber of batteries Напряжение ВVoltage V Емкость аккумуляторов мА/чBattery Capacity mAh Ток мАMA current Кол-во термоэлементовNumber of thermocouples Температура окружающего воздуха °СAmbient temperature ° С Достигаемая температ. оплечья °СAchievable temperament. Mantle ° C Макс. продолжительность работы часMax. working hours 1one 4four 4.84.8 22002200 200200 66 4242 2727 11eleven 22 4four 4.84.8 22002200 200200 66 3838 2323 11eleven 33 4four 4.84.8 22002200 200200 66 3535 20twenty 11eleven 4four 22 2.42.4 22002200 100one hundred 66 30thirty 2121 2222

В результате проведенных экспериментов установлено, что с помощью данной одежды можно получать охлаждающий эффект не вредящий здоровью человека в течении не менее 10 часов (т.е. - светового дня жаркого времени года). Система подключения аккумуляторов позволяет изменять температуру охлаждающей поверхности. Число аккумуляторов, а также их емкость могут варьироваться.As a result of the experiments, it was found that with the help of these clothes it is possible to obtain a cooling effect that does not harm human health for at least 10 hours (i.e., daylight hours of the hot season). The battery connection system allows you to change the temperature of the cooling surface. The number of batteries and their capacity may vary.

Возможность снятия оплечья существенно позволяет упростить стирку рубашки.The ability to remove the mantle significantly simplifies the washing of the shirt.

Таким образом предлагаемая одежда может эффективно выполнять свое назначение и сможет найти широкое применение среди населения особенно в южных регионах.Thus, the proposed clothing can effectively fulfill its purpose and can be widely used among the population, especially in the southern regions.

Claims

1. Cooling clothes equipped with a casing with a cooling system, characterized in that it is made in the form of a shirt made of natural fabric, and the casing is made of natural fabric with a waterproof coating on the inside in the form of a mantle and attached to the shirt with the side facing the body, with the cooling system consists of thermocouples hermetically fixed in the outer layer of the casing not intended for contact with the body and facing the heat-absorbing layer we join inside it, while the heat-protruding from the casing e parts of thermocouples are connected in series with each other and connected to a power source through a switch; in addition, a sponge-impregnated material having a high heat capacity is placed in the casing.

2. Cooling clothes according to claim 1, characterized in that the power source is a battery of series-parallel connected batteries and is placed on a shirt in a breast pocket.

3. The cooling clothing according to claim 1, characterized in that foam rubber is used as a sponge material placed inside the casing, and water is used as a liquid with a high heat capacity, which is saturated with foam rubber.

4. Cooling clothes according to claim 1, characterized in that the mantle is removable and the top of the shirt is equipped with fasteners for fixing it.

5. Cooling clothes according to claim 1, characterized in that the shirt is made of cotton fabric.