Устройство для локального охлаждения

Устройство для локального охлаждения

Реферат

 

Изобретение используется в медицине, а именно в приборах и устройствах для проведения гипотермии, криотерапии, и может быть использовано в области физической культуры и спорта, а также для термостатирования. Устройство содержит термоэлектронный прибор, установленный в контакте с теплообменниками, регуляторы температуры с температурными датчиками. Дополнительные теплообменники, выполненные эластичными и многосекционными, в соответствии с рельефом отдельных участков тела соединены шлангами с теплообменниками термоэлектронного прибора и образуют контуры тепло- и хладоагента вместе с насосом для обеспечения циркуляции. Дополнительный теплообменник контура теплоагента размещен в теплоизолированной камере, выполненной с возможностью соединения ее с кондиционером. Изобретение обеспечивает сокращение времени выхода на рабочий режим, расширение температурного диапазона охлаждающего воздействия, возможность варьирования зоны охлаждающего воздействия вплоть до общего охлаждения с обеспечением при этом комфортных условий для человека в различных климатических зонах. 1 ил.

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.

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.

Недостатком аппарата является его громоздкость и узкоспециализированность, невозможность проведения локальной гипотермии.

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.

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.

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.

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.

Задачей данного изобретения является создание безопасного и надежного, комбинированного и многофункционального устройства, повышающего эффективность охлаждающего воздействия и не создающего дискомфорта.

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.

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.

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.

На чертеже схематически изображено устройство для локального охлаждения.

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.

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.

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.

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.

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.

Эластичные теплообменники в виде бинтов снабжены для крепления к телу человека полосками из мягкой ткани на "липучках" 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.

Устройство для локального охлаждения работает следующим образом.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Формула изобретения

Устройство для локального охлаждения, содержащее термоэлектронный прибор, установленный в контакте с теплообменниками, регулятор температуры, соединенный с температурным датчиком, дополнительные теплообменники из эластичного материала, соединенные шлангами с теплообменниками термоэлектронного прибора и выполненные в соответствии с рельефом отдельных участков тела человека, с возможностью образования контуров теплохладоагента и насос для обеспечения циркуляции последних, отличающееся тем, что дополнительные теплообменники выполнены многосекционными и на них установлены температурные датчики, соединенные с регулятором температуры, а дополнительный теплообменник контура теплоагента размещен в теплоизолированной камере, выполненной с возможностью соединения ее с кондиционером.

РИСУНКИ

Рисунок 1