SE434828B - Sett och anordning for konditionering av inandningsluften for en dykare - Google Patents

Description

7811l03-3 kall.

Föreliggande uppfinning syftar till att erbjuda_ett sätt goch en anordning för konditionering av andningsluft för dykare, vilket sätt och vilken anordning skall eliminera ovannämnda nackdelar vid begagnande av värmd andningsluft. Detta syfte nås med sättet och anordningen enligt patentkraven.

Vid utövandet av sättet enligt uppfinningen fuktas and- ningsluften, som värmes.till en temperatur över användarens kroppstemperatur, till nära mättning, så att dess temperatur är lägre än daggpunkten, när den kyles i luftrören. Härigenom kondenseras en del av ånginnehållet i luften. Det värme, som frigöres under kondenseringen, avges till kroppen, och konden- satet absorberas av lungvävnaden och blodet.

Med antagande av att det värme per tidsenhet, som mot- svarar det mekaniska arbete, som utföres av kroppen, och det värme per tidsenhet, som avges av kroppen till omgivningen genom ledning, strålning och konvektion av värme,är konstant, att den utandade luften har ungefär kroppstemperatur och är ungefär mättad med ânga;_samt att det värme per tidsenhet, som alstras av kroppen själv, är konstant, kan kroppstemperaturen påverkas genom reglering.av andningsluftens temperatur och fukthalt. 1 Uppfinningen förklaras närmare i det följande med hän- visning till bifogade ritningar. ' _ F Fig. 1 och 2 visar schematiska längdsnitt genom två ut- föringsformer av en anordning enligt uppfinningen.

Anordningen enligt fig. 1 innefattar ett långsträckt, rörformigt hus 3 med en övre tvärvägg 2 och en nedre tvärvägg 5. Den övre tvärväggen 2 är försedd med ett inloppsrör 1, som är anslutet till en icke visad tank eller kompressor för kompri- merad luft genom en icke visad tryckreduceringsventil, medanden nedre tvärväggen 5 bildar en övre del av en vattenbehållare 6, som är fäst vid husets 3 nedre ände. Tvärväggen 5 är förseddnæd en klaffventil 7, som är fjäderhelastad till stängt läge ochsom öppnar i riktningen mot behållaren 6. Centralt i huset 3 finnes ett inre rör 4, vars övre änddel, som utgör anordningensutlopps- rör 11, bäres genom den övre_tvärväggen 2 i huset 3, ochvars ned- re änddel 8 är anordnad med sin öppning 9 på något avstånd ovan- 7811703-3 för väggen 5, så att en slits 10 bildas, vilken förbinder ut- rymmet mellan huset 3 och det centrala röret 4 med dess inre del.

I det centrala rörets 4 nedre ände finnes ett exempel- vis elektriskt värmeelement 12, och ovanför detta en filter- liknande plugg 19 av metalltrâdar, tunna metallremsor etc., som reducerar rörets 4 tvärsnitt.

Ett rör 14 med liten diameter och koaxiellt anordnat i förhållande till röret 4 sträcker sig genom samt är fäst vid husets 3 nedre tvärvägg 5. Rörets 14 nedre änddel 15 har en inloppsöppning 16, som är anordnad ett stycke ovanför vatten- behållarens 6 botten. Röret 14 sträcker sig uppåt genom en ur- borrning i värmeelementet 12, och dess övre änddel 17 har en utloppsöppning 18 anordnad i den filterliknande pluggen 19.

En värmeväxlare 20, som sträcker sig i tvärled till huset 3 och röret 4, är anordnad ovanför den filterlikande pluggen 19. Genomgående öppningar är anordnade i värmeväxla- ren, vilka sträcker sig i husets 3 och rörets 4 längdriktning.

I rörets 4 utloppsrör 11 är anordnad en temperaturavkän- nare, som är operativt förbunden med värmeelementet 12 för reg- lering av dettas uteffekt. Utloppsröret 11 kan vara förbundet med dykarens mun genom exempelvis ytterligare en reducerventil, icke visad.

Liksom vid den ovan beskrivna utföringsformen av anord- ningen enligt uppfinningen innefattar den i fig. 2 visade ut- föringsformen ett långsträckt, rörformigt hus 33 med en nedre tvärvägg 35. Huset inneslutes av en mantel 52, och utrymmet mellan denna och huset 33 är anordnat att fyllas med vatten genom ett icke visat påfyllningsrör, varvid manteln 52 bildar anordningens vattenbehållare 36.

Mantelns 52 övre tvärvägg 32 utgör husets 33 tak eller övre tvärvägg, genom vilken husets inloppsrör 31 sträcker sig.

Centralt i huset 33, exempelvis koaxiellt till detta, är anord- nat ett inre rör 34, vars övre änddel, som utgör anordningens utloppsrör_41, går genom mantelns 52 övre tvärvägg. Det inre rörets 34 nedre änddel är försedd med en tvärvägg, i vilken en fjäderbelastad klaffventil 54 är anordnad, vilken ventil öppnas uppåt i riktningen bort från husets 33 nedre del och in 7811703-3 i det inre röret 34; Ett rör 44 sträcker sig koaxiellt till det rörformigahuset 33 från en öppning i dess nedre tvärvägg samt uppåt och in i det inre röret 34, varvid rörets 44 övre ände är försedd med ett munstycke och avslutas samt tillslutes med 'en filterliknande plugg 49, som fyller innerrörets 34 hela tvärsnitt.

I munstycksrörets 44 nedre änddel kan en fjäderbelastad klaffventil 53 anordnas, vilken öppnas, d.v.s. tillåter fluid- strömning, uppåt mot munstycket. Ett värmeelement 42 är anord- nat i vattenbehållaren 36 och är anordnat att hålla vattnets temperatur konstant. I I' K 7 I Ett kylrör 55, vars ena ände bäres genom utloppsrörets 41 vägg inuti huset 33, sträcker sig in i utloppsröret 41 längs en del av längden i dess nedströmsriktning. I den andra änden är kylröret 55 försett med en ventilkropp 56, som är anordnad att öppna och sluta denna ände i beroende av temperaturen hos andningsluften, som strömmar i utloppsröret såsom anges av pi- larna 57, exempelvis genom en bimetallfjäder eller liknande.

.Förutom ovannämnda ventiler kan båda utföringsformerna även vara försedda med icke visade ventiler för fullständigt eller partiell ömsesidig kompensation av trycket mellan anord- ningens olika utrymmen och/eller mellan dessa utrymmen och. det omgivnade vattnet under exempelvis uppstigning eller ned- stigning i vattnet, för återföring av kondenserad ånga till- baka till vattenbehållaren och för erbjudande av förbigång av andningsluften förbi det inre röret 34, om exempelvis den fil- terliknande pluggen 49 skulle täppas till.

Utföringsformen enligt fig. 1 arbetar på följande sätt: Torr, kall luft från en behållare med komprimerad luft, kompressor eller liknande, strömmar in i anordningens inlopps- ' rör 1 genom en reducerventil, som en följd av en tryckminskning vid utloppsröret 11, som förorsakas av dykarens inandning. Torr luft med ett tryck, som är något högre än omgivningstrycket, strömmar nedåt i utrymmet mellan det inre röret 4 och huset 3, genom öppningarna i den del av värmeväxlaren 20, som finnes i detta utrymme, varigenom luften i någon mån värmes. Vid husets 3 nedre ände avlänkas luftströmningen och styres genom slitsen 10 mellan det inre rörets 4 nedre änddel 8 och husets 3 nedre 7811703-3 tvärvägg 5 samt uppåt och in i det inre röret 4 genom värme- elementets 12 öppningar, där luftens temperatur höjes till exempelvis över 1000C.

Den filterliknande plugg, som bildar en reduktion för rörets 4 tvärsnitt, accelererar luftströmningen med åtföljande minskning av dess statiska tryck, på liknande sätt som ett venturi-munstycke, när dykaren andas in. Härigenom bringas vatten att sugas uppåt genom röret 14 från vattenbehållaren 6, vilket vatten därefter fördelas i pluggen 19 på dennas trådar eller remsor, varigenom den effektiva förångningsytan blir stor. Ventilen 7 öppnas, när skillnaden mellan trycket hos luften ovanför tvärväggen 5 och trycket hos luften ovanför vattnet i behållaren 6 når ett på förhand bestämt värde.

Vattnet i pluggen 19 värmes av den varma luften och - Wförångas, varigenom luftens temperatur faller till exempelvis 80 ä 1000C, medan den relativa fuktigheten stiger till exempel- vis 50%. Luften strömmar därefter förbi värmeväxlaren 20, vars del utanför röret 4 kyles av den kalla luft, som strömmar in i inloppsröret 1, och luftens temperatur sänkes till exempel- vis 5O0C, medan den relativa fuktigheten avsevärt höjes. Luf- ten strömmar därefter ut ur utloppsröret 11, förbi den däri anordnade temperaturavkännaren 21, som exempelvis genom en i och för sig känd elektronisk krets, reglerar värmeelementets uteffekt och sålunda ger dykaren luft av en lämplig temperatur genom en reducerventil, som minskar lufttrycket till ungefär omgivningstrycket. På grund av att den torra, kalla luften strömmar på det inre rörets 4 utsida, genom vilket varm luft strömmar längs en större del av dess längd, minskas anordning- ens värmeförlust till omgivningen.

Om så önskas kan anordningen isoleras för att ytterligare minska värmeförlusten.

Anordningen enligt fig. 2 arbetar på ett liknande sätt.

När trycket i utloppsröret 41 sänkes på grund av inand- ning, strömmar torr, kall luft från behållaren med komprimerad luft, kompressorn etc,, genom en reducerventil och in i anord- ningens inloppsrör 31, samt nedåt och in i utrymmet mellan huset 33 och det inre röret 34. Vattnet i vattenbehållaren 36, vilket värmes av värmeelementet 42, avger en del av sitt värme 7811703-3 genom husets 33 väggar till den.luft, som strömmar i nämnda utrymme, och den sålunda värmda, mycket torra luften strömmar in i det inre röret 34 genom ventilen 54. Här suges vatten upp i munstycksröret 44 på samma sätt som beskrivits ovan och fuk- tar den luft, som strömmar ut ur utloppsröret 41. Om temperatu- ren hos den andningsluft, som strömmar i utloppsröret 41, är alltför hög, kommer en anordning, exempelvis en bimetallfjäder . eller liknande, vilken verkar på ventilkroppen 56, att föra den- na bort från dess säte och därigenom åstadkomma, att kylrörets 55 utloppsände öppnas, varigenom kall luft strömmar från anord- ningens inlopp, genom kylröret och kyler detta och därigenom den omgivande andningsluften i utloppsröret 41. Den kalla luf- ten strömmar slutligen ut i detta rör, förbi ventilkroppen 56.

Om andningsluftens temperatur därigenom skulle bli alltför låg, stänger ventilkroppen kylrörets utloppsände. ' I stället för röret 14 respektive 44 och den filterlik- nande pluggen 19 respektive 49 kan vekar anordnas/ vilka drager vatten från vattenbehållaren 6 respektive 36 och för in vattnet i det inre röret 4 respektive 34 nedströms den del av vatten- strömningspassagen, som påverkas av värmeelementet för tillföran- de av vatten till den värmda, torra luften.

Claims (5)

7811703-3 PATENTKRAV

1. Sätt att konditionera inandningsluften för en dykare, varvid torr, kall luft drages från en tryckluftkälla som gen- svar på dykarens andningsbehov och den nämnda luften värmes till en temperatur, som är väsentligt högre än dykarens norma- la kroppstemperatur, k ä n n e t e c k n a t av att den upp- värmda luften fuktas genom att den tillföres vatten och ledes genom en filteranordning med stor yta, i vilken vattnet förde- las över ytan för uppnâende av effektiv förångning, att den v-ärmda och fuktade luften kyles till en temperatur, som ligger obetydligt över dykarens normala kroppstemperatur, så att luf- tens relativa fuktighet ökas till nära mättnad, samt att den sålunda konditionerade luften såsom inandningsluft direkt till- föres dykarens lungor.

2. Anordning för konditionering av inandningsluften för en dykare innefattande ett hus (3, 33), som bfldar en genomgående luftpassage, till vars ena ände är kopplat ett inloppsrör (1, 31) för anslutning av en källa för torr, kall luft under tryck, ett värmeelement (12,_42) för värmning av den inkommande, tor- ra, kalla luften, samt ett till luftpassagens andra ände kopp- lat utloppsrör (11, 41) för anslutning av en anordning med ett andflngsventilreglage för tillförsel av konditionerad luft till dykaren, k ä n n e t e c k n a d av en behållare (6, 36) för ett förråd av vatten, en anordning (14, 19, 44, 49) för regle- rad tillförsel av fuktande vatten från behållaren till den värmda luften och innefattande en metallfilterduk (19, 49) med stor yta för fördelning och effektiv förångning av vatten, som tillföras densamma tillsammans med den värmda luften, samt en temperaturavkännare (21) i anordningen och vid andningsventil- reglaget för styrning av en anordning (56) för reglering av inandningsluftens temperatur, så att den konditionerade inand- ningsluften har en temperatur, som ligger över dykarens nor- mala kroppstemperatur, samt en fuktighet, som ligger nära mättnad. 2

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a d av att metallfilterduken (19, 49) utgör en snävare del av luftpassagen omedelbart nedströms den del av denna, som värmes av värmeelementet (12, 42), vilken snävare luftpassage- 7811703-3 del med ett rör (14, 44) står i förbindelse med vatten i be- hållaren (6, 36)»

4. Anordning enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e- t e c k n a d av en värmeväxlare (20) nedströms värmeelemen- tet (12) och det ställe, där vatten tillföres den värmda luf- ten, för förvärmning av den inkommande, torra, kalla luften och kylning av den värmda,_fuktade-luften.

5. Anordning enligt något av patentkraven 2 - 4, k ä n- n e t e c k_n a d av ett kylrör (55), som sträcker sig in i en del av utloppsröret (41) och som har en inloppsöppning i förbindelse med inloppsröret (31) och en utloppsöppning, som är belägen i utloppsröret (41) och styres av den temperatur- reglerande anordningen (56)._