AT10362U1 - Einrichtung zur veränderung der temperatur - Google Patents

Description

2 AT010 362U1

Der Gegenstand der vorliegenden Gebrauchsmusteranmeldung ist eine Einrichtung zur Veränderung der Temperatur, welche einer Bekleidung und/oder einer ähnlichen Schutzausrüstung zugeordnet ist, und teilweise den Körper eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen, bedeckt und mit einem Mittel zur Erzeugung von Wärmeenergie und einem mit diesem thermisch verbundenen, dem Körper Wärmeenergie zuführenden oder Wärmeenergie entziehenden Wärmetauschmittel ausgestattet ist.

In zahlreichen Versuchen wollte man die physiologisch ungünstige Wirkung von zu kalten oder zu warmen Temperaturen unter anderem bei sich dauerhaft im Freien aufhaltenden Personen mit Hilfe deren Bekleidung beheben oder vermindern. Für diesen Zweck werden einerseits aus verschiedenen wärmeisolierenden Materialen hergestellte, oder solche Futterstoffe enthaltende Kleidungsstücke verwendet, andererseits wird auf elektrische Energie zurückgegriffen, indem elektrische Heizelemente im Inneren der Bekleidung oder der Decke, oder als eine äußere Deckschicht angebracht werden, die mit einer ebenso mit der Bekleidung verknüpften Energiequelle, meistens mit Batterien, verbunden sind. Solche Lösungen sind unter anderem in den Patentschriften BG 569 699, GB 163 205, oder US 2003/0131840 dargelegt. Es ist diesen Lösungen gemeinsam, dass ihre Leistung sehr stark von der Energiequelle abhängt, das heißt höhere Leistung kann über längere Zeit nur mit Batterien mit hoher Kapazität abgegeben werden. Der Einbau solcher Batterien in der Bekleidung oder auch nur die Verknüpfung der Batterien und der Bekleidung im Interesse der Tragbarkeit bedeutet Gebundenheit und Einschränkungen für den Verbraucher und ist meistens sehr lästig.

Gemäß einer ebenso bekannten Lösung wird durch Verbrennung von Brennstoffen die Luft erwärmt und die erwärmte Luft in oder unter die Bekleidung geleitet. Für die Erwärmung der Luft werden solche kleinen und tragbaren Heizvorrichtungen verwendet, die die zur Erwärmung notwendige Wärme gewöhnlich durch Verbrennung von Alkohol oder irgendwelchen Erdölderivaten gewinnen. Diese Vorrichtungen sollen meistens vom Anwender als Rucksack am Rücken getragen werden und neben der Unbequemlichkeit darf man auch die Brandgefahr nicht unterschätzen.

Angesichts des Obigen ist es das Ziel, eine Lösung zu schaffen, durch welche gesichert wird, dass eine Person mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung auch über verhältnismäßig längeren Zeitraum in einer übermäßig kalten oder warmen Umgebung leben kann, wobei die Einrichtung kleine Abmessungen und verhältnismäßig hohe Leistung aufweist und bequem und vielseitig betrieben werden kann.

Die gestellte Aufgabe wurde mit einer Einrichtung zur Veränderung der Temperatur gelöst, welche einer Bekleidung und/oder einer ähnlichen Schutzausrüstung zugeordnet ist, und teilweise den Körper eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen, bedeckt und mit einem Mittel zur Erzeugung von Wärmeenergie und einem mit diesem thermisch verbundenen, dem Körper Wärmeenergie zuführenden oder Wärmeenergie entziehenden Wärmetauschmittel ausgestattet ist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Wärmetauschmittel durch eine Einlage gebildet ist, welche als eine, flüssiges wärmezuführendes Medium enthaltende und weiterleitende elastische Rohrleitung ausgebildet ist, und als eine Rohrschlange unter dem Innenfutter eines Kleidungsstückes befestigt ist, wobei das wärmezuführende Medium aus Wasser und/oder einem flüssigen Frostschutzmittel besteht, welches durch eine Passage eines innerhalb eines Wärmeenergie erzeugenden Mittels gebildeten Wärmetauschblockes geführt ist, wobei das Wärmeenergie erzeugende Mittel durch einen tragbaren Propangas-Brenner geringer Größe gebildet ist, welcher in einem von der Umgebung thermisch isolierten Gehäuse angeordnet ist und mit einer Seite des Wasser-Luft-Wärmetauschblocks verbunden ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Einrichtung ist die Rohrleitung aus einem Silikonrohr mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm gefertigt.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Rohrleitung auch in den die Extremitäten bedeckenden Teilen 3 AT 010 362 U1 der Bekleidung geführt ist.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der tragbare Propangas-Brenner geringer Größe durch einen Gaslötkolben gebildet ist.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn der Gaslötkolben separat in einem dafür ausgebildeten Gehäuse eingebaut ist.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Gehäuse selbst wärmeisoliert ausgebildet ist.

In einer vorteilhaften Ausführung der vorgeschlagenen Einrichtung ist der Gaslöstkolben mittels eines Thermostats gesteuert. In diesem Fall kann ein voreingestellter Temperaturwert unabhängig von den allfälligen Eingriffen der tragenden Person beibehalten werden, und unabhängig davon, ob die Außentemperatur beliebig sinkt oder ansteigt. Während der Benutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Veränderung der Temperatur wird durch Inbetriebnahme des die Wärmeenergie erzeugenden Mittels jener Vorgang eingeleitet, mit dem das wärmezuführende Medium im Wärmetauscher erwärmt wird, und das wärmezuführende Medium zirkuliert hauptsächlich mittels einer Umwälzpumpe oder gegebenenfalls durch Gravitation in der Rohrleitung und erwärmt die die Einrichtung tragende Person. Durch Regelung der Leistung, das heißt des Brennvorganges des die Wärmeenergie erzeugenden Mittels kann gewährleistet werden, dass die Temperatur der Bekleidung sich den allfälligen Wetterund Umgebungsbedingungen anpasst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine beispielhafte Ausführungsform beziehungsweise eine beispielhafte Anwendung der vorgeschlagenen Einrichtung darstellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Beispiel für die Anwendung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung in einer Oberbekleidung, und

Figur 2 eine mögliche Ausführungsform des die Wärmeenergie erzeugenden Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung schematisch und teilweise im Schnitt.

Figur 1 zeigt eine vorteilhafte, beispielhafte mögliche Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung wie dargestellt, ist die mit dem Wärmeenergie erzeugenden Mittel 2 verbundene Rohrleitung 1 an der Außenseite der Oberbekleidung oder davon separat angebracht und als Rohrschlange im Inneren einer, von einer Person getragenen Oberbekleidung, z.B. einer Jacke, angeordnet. Die Figur zeigt eine symbolische Anordnung der Rohrleitung 1 im Inneren der Oberbekleidung, aber die tatsächliche Anordnung hängt natürlich von der tatsächlichen Bekleidung und vom Anwendungsgebiet ab. Die Rohrleitung 1 kann als Rohrschlange ausgebildet werden, wie es auf der linken Seite der Figur beim Ärmel des Kleidungsstückes sichtbar ist, also spiralförmig, oder kann auch derart ausgebildet werden, wie es auf der rechten Seite der Figur beim Ärmel des Kleidungsstückes sichtbar ist, also parallel zum Verlauf des Ärmels. Die Dichte der Rohrleitung 1 hängt vom allfälligen Anwendungsgebiet und ferner von den Wünschen des Benutzers ab, da die Dichte der Rohrleitung 1 jene Wärmeleistung bestimmt, die dem Träger der Bekleidung beim Heizen zugeführt oder beim Kühlen entzogen werden kann.

Erfahrungsgemäß kann die Rohrleitung 1 aus elastischem Kunststoff, bevorzugt aus Silikon, hergestellt werden, das sowohl mechanisch, wie thermisch geeignete Eigenschaften aufweist. Relevante Experimente haben gezeigt, dass das gesetzte Ziel mit einer aus einem Silikonrohr gefertigten Rohrleitung 1 mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm besonders vorteilhaft erreicht werden kann, obwohl die gewünschte Wirkung auch mit Leitungen mit kleinerem Durchmesser erreichbar ist. Im Betrieb der Einrichtung strömt in der Rohrleitung 1 jenes wärmeführende Mittel, das beim Durchgang durch das Wärmeenergie erzeugende Mittel 2 Wärmeenergie 4 AT 010 362 U1 aufnimmt oder abgibt. Als wärmeführendes Mittel kann im einfachsten Fall reines Wasser verwendet werden, das beim Kühlen statt Heizen unter Beachtung der Umgebungseinwirkungen mit zum Beispiel flüssigem Frostschutzmittel gemischt werden kann, oder es ist auch möglich, statt Wasser unverdünntes flüssiges Frostschutzmittel zu verwenden. Für diesen Zweck sind die zum Betrieb von Straßenfahrzeugen im Handel erhältlichen Frostschutzmittel infolge des an sich geschlossenen Wärmekreises vollkommen geeignet.

Das Wärmeenergie erzeugende Mittel 2, genauer gesagt ein dieses Mittel 2 beinhaltendes Gehäuse 3 ist in der Figur 1 nur schematisch dargestellt, während ein Ausführungsbeispiel davon in der Figur 2 näher dargestellt ist.

Das im Gehäuse 3 eingebaute, Wärmeenergie erzeugende Mittel 2 erzeugt die Wärmeenergie durch Verbrennen irgendwelcher Brennstoffe, und ist in diesem Beispiel ein gewöhnlicher tragbarer Gaslötkolben 4. Solche Gaslötkolben 4 sind im Handel leicht zu beschaffen, als Beispiel dafür werden der Gaslötkolben Typ GL 1300 der Firma Steinei oder der Gaslötkolben Typ Pyropen WP1 der Firma Weller genannt. Es ist bezeichnend für diese Gaslötkolben, dass sie im Allgemeinen mit Piezozündung und Leistungsregler versehen sind, ihre Höchstleistung in einem Bereich von 100 bis 150 W liegt und sie mit Butangas (Feuerzeuggas) gespeist werden, das heißt sie sind leicht füll- und nachfüllbar. Mit einer Spitze 5 des Gaslötkolbens 4, die gewöhnlich austauschbar ist und aus Metall gefertigt ist, steht ein ebenso aus Metall gefertigter Wärmetauschblock 6 in Verbindung. In diesem Wärmetauschblock 6 ist eine Passage für das wärmeführende Mittel ausgebildet, das mittels Füllstutzen 8 mit der Rohrleitung 1 verbunden ist. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der Wärmetauschblock 6 mit einer Wärmeisolierung 9 umgeben, und der Betrieb des Gaslötkolbens 4 wird mit einem Schalter 10 gestartet und gestoppt.

Der Wärmetauschblock 6 besteht vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, die wie bekannt, hoch wärmeleitfähige Stoffe sind. Die Passage 7 kann in dem einstückigen Wärmetauschblock 6 ausgebildet werden, oder der Wärmetauschblock 6 kann aus mehreren Teilen zusammengebaut werden. Im letzteren Fall kann die separate und vorzugsweise aus Kupfer gefertigte Passage 7 in die entsprechend ausgeformten Vertiefungen des Wärmetauschblocks 6 eingesetzt werden. Die Passage 7 soll sinngemäß mit der möglichst größten Länge im Wärmetauschblock 6 ausgebildet werden, um dadurch den Wirkungsgrad des Wärmeenergie erzeugenden Mittels 2 bestmöglich auszunutzen, und aus dem selben Grund ist die Wärmeisolierung 9 um den Wärmetauschblock 6 angeordnet. Dieses mit dem Gaslötkolben 4 und dem Wärmetauschblock 6 aufgebaute Wärmeenergie erzeugende Mittel 2 kann in bekannter Weise zum Beispiel mittels Schrauben am Gehäuse 3 befestigt werden, wobei sein Füllstutzen 8 über entsprechende Aussparungen des Gehäuses 3 überragend mit dem die Rohrleitung 1 bildenden Silikonrohr in Verbindung steht.

Im Fall der obigen einfachsten Lösung strömt das in dem Wärmetauschblock 6 erwärmte wärmeführende Medium, zum Beispiel Wasser, infolge der Gravitation in der Rohrleitung 1; der Wirkungsgrad einer solchen Lösung ist aber erfahrungsgemäß nur in einigen ausgewählten Fällen zufriedenstellend. Deshalb kann in dem Gehäuse 3 neben den bisher dargestellten Einheiten eine weitere, bevorzugt durch Batterien oder wiederaufladbare Batterien gespeiste Flüssigkeitspumpe eingesetzt werden, die in den Flüssigkeitskreis des wärmeführenden Mediums in Reihe eingefügt in bekannter Weise für die Umwälzung der Flüssigkeit Sorge trägt. Jede beliebige Pumpe, zum Beispiel eine mit Niederspannung gespeiste Radialpumpe, Axialpumpe, peristaltische Pumpe, usw. kann als eine solche Flüssigkeitspumpe eingesetzt werden, wobei nur ihr Leistungsbedarf und das erzeugte Geräusch bei ihrem Einsatz beachtet werden soll. Eine solche, in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendbare Außenpumpe vertreibt zum Beispiel die Firma Conrad Electronic GmbH, Hirschau, DE unter der Bezeichnung "Extra" unter der Bestellnummer 570265.

Das Gehäuse 3 wird vorzugsweise als ein starres Gehäuse aus Kunststoff oder Metall hergestellt, das in bekannter Weise entweder der die Rohrleitung 1 enthaltenden Bekleidung oder

Claims (7)

1. 5 AT 010 362 U1 anderen Schutzausrüstung, zum Beispiel einer Decke, zugeordnet werden kann, oder aber selbst an der Bekleidung oder an der die Schutzausrüstung tragenden Person ähnlich wie eine Gurttasche befestigt werden kann. Bei der praktischen Ausführung der vorgeschlagenen Einrichtung kann die Rohrleitung 1 nicht ausschließlich als eine, eine einzige Flüssigkeitsführung bildende Rohrschlange verwirklicht werden. Um eine Verstopfung infolge einer Luftblase oder Verunreinigung vorzubeugen und eine kontinuierliche Strömung aufrechtzuerhalten, kann die Rohrleitung 1 in mehrere parallele Zweige geteilt werden. Indem die nur als eine vorteilhafte Möglichkeit dargestellte Ausführungsform verwendet wird, das heißt der Gaslötkolben 4 als das die Wärmeenergie erzeugende Mittel 2 dient, so kann ein ununterbrochener Betrieb bei der niedrigen Leistung des Gaslötkolbens 4 - die als wärmeführendes Medium dienende Flüssigkeit wird auf ungefähr 40 bis 50 °C erwärmt - ungefähr 4 bis 6 Stunden lang gewährleistet werden und auch die Energieversorgung der die Flüssigkeitsströmung erzeugenden Pumpe soll dementsprechend gewählt werden. Für diesen Zweck sind die heutzutage weit verbreiteten Ni-Mh Batterien völlig geeignet. Zur Abführung der Verbrennungsprodukte können im Gehäuse 3 geeignete Öffnungen ausgebildet oder ein das Innere des Gehäuses 3 durchlüftender separater Lüfter eingebaut werden, obwohl die Benutzung des die Wärmeenergie erzeugenden Mittels 2 infolge der verwendeten Gas-Luft-Mischung mit einem Verhältnis von 1:15 keinen unangenehmen Geruch verursacht. Es ist ferner vorteilhaft, wenn eine geeignete Stelle, zum Beispiel ein Rohrstutzen, zur Entlüftung der Rohrleitung 1 an der Rohrleitung 1 selbst ausgebildet ist. Während der Erwärmung des wärmeführenden Mediums findet eine Dehnung statt, doch durch geeignete Materialwahl für die Rohrleitung 1 (zum Beispiel Silikonschlauch) ist ein separater Dehnungsbehälter nicht notwendig. Wird eine elektrische Sensoreinheit, Sensor oder Thermostat in dem Wirkungsbereich der Rohrleitung 1 angeordnet, mit dem man die unmittelbare Umgebungstemperatur der Rohrleitung 1 misst und wird dieser Sensor über eine, bevorzugt auf einem mit der Rohrleitung 1 gemeinsamen Weg geführte Leitung mit dem Wärmeenergie erzeugenden Mittel 2, zum Beispiel mit der den Betrieb des Gaslötkolbens 4 steuernden Schalteinheit verbunden, so kann man im einfachsten Fall den eingestellten und mittels des Temperatursensors erfassten Temperaturwert ohne aktive Mitwirkung der die Bekleidung tragenden Person in der Bekleidung oder Schutzausrüstung erhalten. Neben dem Temperatursensor können natürlich weitere Stellelemente eingesetzt werden, die zusammen mit dem Temperatursensor die Einsteilbarkeit der gewünschten Temperatur in der Bekleidung elektrisch möglich machen. Ansprüche: 1. Einrichtung zur Veränderung der Temperatur, welche einer Bekleidung und/oder ähnlichen Schutzausrüstung zugeordnet ist, und teilweise den Körper eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen, bedeckt und mit einem Mittel zur Erzeugung von Wärmeenergie und einem mit diesem thermisch verbundenen, dem Körper Wärmeenergie zuführenden oder Wärmeenergie entziehenden Wärmetauschmittel ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschmittel durch eine Einlage gebildet ist, welche als eine flüssiges wärmezuführendes Medium enthaltende und weiterleitende elastische Rohrleitung (1) ausgebildet ist, und als Rohrschlange unter dem Innenfutter eines Kleidungsstückes befestigt ist, wobei das wärmezuführende Medium aus Wasser und/oder einem flüssigen Frostschutzmittel besteht, welches durch eine Passage (7) eines innerhalb eines Wärmeenergie erzeugenden Mittels (2) gebildeten Wärmetauschblockes geführt ist, wobei das Wärmeenergie erzeugende Mittel (2) durch einen tragbaren Propangas-Brenner geringer Größe 6 AT 010 362 U1 gebildet ist, welcher in einem von der Umgebung thermisch isolierten Gehäuse (3) angeordnet ist und mit einer Seite des Wasser-Luft-Wärmetauschblocks (6) verbunden ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (1) aus einem Silikonrohr mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm gefertigt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (1) auch in den die Extremitäten bedeckenden Teilen der Bekleidung geführt ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der tragbare Propangas-Brenner geringer Größe durch einen Gaslötkolben (4) gebildet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaslötkolben (4) separat in einem dafür ausgebildeten Gehäuse (3) eingebaut ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) selbst wärmeisoliert ausgebildet ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaslötkolben (4) mittels eines Thermostats gesteuert ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen