УСТРОЙСТВО АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА ОТ ПЕРЕГРЕВА
DEVICE USED FOR ACTIVE PROTECTION OF HUMAN'S ORGANISM AGAINST OVERHEAT

Область техники
Изобретение относится к устройствам активной защиты организма человека от перегрева.
Уровень техники
Известно изобретение «Костюм для работы в условиях высокой температуры и влажности» (авторское свидетельство № SU 96656). Костюм состоит из четырех основных частей: собственно костюма, шлема, соединенного с патроном для выделения кислорода и поглощения углекислоты, противогаза и холодильно-осушительного агрегата. Особенностью данного костюма является то, что служащая дыхательным мешком оболочка костюма выполнена из нескольких слоев газонепроницаемой ткани, между которыми накачен газ с незначительной теплопроводностью, а шлем выполнен по типу сосуда Дьюара.
Наиболее близким техническим решение является изобретение «Теплозащитный костюм для аварийных работ в условиях высокой температуры» (авторское свидетельство № SU 91377). В состав костюма входят: головной убор с подшлемником, куртка и брюки, выполненные из прочной ткани, например брезента. Костюм снабжен тремя мешочного типа приемниками-охладителями для углекислого снега, сообщающимися шлангами с подбельевым пространством для распространения в нем холодного газообразного вещества, например углекислого газа, образующегося из углекислого снега под действием окружающей температуры. Приемники-охладители укреплены на спине, на груди и на голове человека.
Недостатком данных изобретений является большой вес костюма, ограничение движений при использовании костюма в качестве рабочей одежды, недостаточная эффективность охлаждения организма человека.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности охлаждения организма человека.
Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство защиты организма человека от перегрева, представляющее собой головной убор, содержащий внутреннюю и внешнюю оболочки, элементы из теплоизолирующего материала, полости, источник холода и газа, вторые отверстия, подложки, причем вторые отверстия выполнены во внутренней оболочке, к которой со стороны, противоположной полостям, прикреплены подложки, образующие между головой и устройством пространство для циркуляции холодного газа, генерируемого источником холода и газа, источник холода и газа расположен в полостях, сообщающихся с пространством для циркуляции посредством вторых отверстий, введены перегородки, внутренняя и внешняя теплоизоляции, выполнены углубления и первые отверстия, при этом внешняя и внутренняя оболочки выполнены незамкнутыми и соединены между собой перегородками, первые отверстия выполнены во внешней оболочке и обеспечивают возможность выхода холодного газа, генерируемого источником холода и газа из полостей во внешнюю среду, внешняя и внутренняя теплоизоляции расположены на внешней и внутренней оболочках соответственно, углубления выполнены во внутренней оболочке со стороны пространства для циркуляции холодного газа и ориентированы с обеспечением вытекания холодного газа по направлению из пространства для циркуляции холодного газа наружу.
Краткое описание чертежа
Изобретение поясняется чертежом, где изображена структура фрагмента устройства.
Раскрытие изобретения
На чертеже в порядке возрастания номеров по часовой стрелке обозначены: первые отверстия 1, внешняя теплоизоляция 2, внешняя оболочка 3, источник холода и газа 4, перегородки 5, внутренняя оболочка 6, внутренняя теплоизоляция 7, углубления 8, вторые отверстия 9, подложка 10, поверхность головы 11, воздушный зазор 12, полости 13.
Изобретение представляет собой специальное устройство, выполненное в виде головного убора или его части. Устройство содержит внешнюю 3 и внутреннюю 6 оболочки, соединенные между собой перегородками 5. Оболочки 3, 6 выполнены незамкнутыми и, как частный случай, могут быть соединены по краям или они могут быть выполнены как единое целое. Расстояние между внешней 3 и внутренней 6 оболочками составляет от 5 до 100 мм. Оболочки 3, 6 устройства могут быть изготовлены из пластика или, учитывая отсутствие влаги при испарении источника холода и газа 4, даже из бумаги. Перегородки 5 могут быть выполнены, например, в виде сетки. Внешняя 3, внутренняя 6 оболочки и перегородки 5 образуют полости 13, в которых расположен источник холода и газа 4. Источник холода и газа 4 представляет собой, в частности, твердую углекислоту, которая может содержать небольшое количество (менее 5%) парфюмерных добавок в качестве дезодорантов и ароматизаторов. На внешнюю оболочку 3 со стороны, противоположной внутренней оболочке 6, нанесена внешняя теплоизоляция 2. Внешняя теплоизоляция 2 может состоять из одного или нескольких слоев теплоизолирующего материала (например, аэрогеля). Внешняя теплоизоляция 2 может быть усилена светоотражающим покрытием, например зеркальным напылением. На внутреннюю оболочку 6 со стороны, противоположной внешней оболочке 3, нанесена внутренняя теплоизоляция 7. Конструктивно теплоизоляция 2, 7 может являться частью оболочек 3, 6, может быть выполнена как отдельные детали, прикрепленные к оболочкам 3, 6, и, как вариант, теплоизоляция 2, 7 и оболочки 3, 6 составляют единое целое. Полости 13, занимаемые источником холода и газа 4, сообщаются с внешним объемом посредством первых 1 и вторых 9 отверстий, выполненных во внешних оболочке 3 и теплоизоляции 2 и во внутренних оболочке 6 и теплоизоляции 7 соответственно. Диаметр вторых отверстий 9 составляет от 1 до 10 мм. Вторые отверстия 9 также могут быть выполнены в виде щелей шириной от 1 до 10 мм. К внутренней теплоизоляции 7 со стороны, противоположной внешней оболочке 3, местами присоединены подложки 10, толщина которых может составлять от 2 до 8 мм. Подложки 10 могут быть выполнены в следующих вариантах: в виде спирали, присоединенной к внутренней оболочке 6, в виде трубки с перфорацией, свернутой в виде спирали, пропущенной через вторые отверстия 9, в виде воздушных пузырьков, заключенных в пластиковую оболочку, являющихся частью внутренней оболочки 6 или присоединенных (например, приклеенных) к ней.
Во внутренней теплоизоляции 7 со стороны, противоположной внешней оболочке 3, выполнены углубления 8 для формирования воздушных зазоров 12 на границе между поверхностью головы 11 и устройством, которые служат для создания направленного потока газа от устройства вдоль тела в нужных направлениях.
Осуществление изобретения
Работа устройства заключается в отборе излишков тепла с помощью испарения реагента, в частности твердой углекислоты. Работает оно следующим образом. Устройство надевается на голову человека. Оболочки 3, 6 устройства предназначены для фиксации источника холода и газа 4 в определенном объеме и в определенной форме, в том числе, для обеспечения отсутствия прямого контакта источника холода и газа 4 с поверхностью головы 11 человека. Тепло, выделяемое поверхностью головы 11 человека, и тепло из окружающей среды адсорбируется источником холода и газа 4. Тепло, поглощенное источником холода и газа 4, вызывает его частичное испарение с выходом холодного газа через вторые отверстия 9 в воздушный зазор 12 между поверхностью головы 11 человека и устройством. В воздушном зазоре 12 холодный газ, перемещаясь по объему, поддерживаемому с помощью подложки 10, дополнительно гарантирующей отсутствие прямого контакта источника холода и газа 4 и головы человека, поглощает излишнее тепло и, нагреваясь, создает комфортные температурные условия для головы человека. Воздушный зазор 12 должен быть заданного размера, необходимого для создания комфортной температуры воздуха вблизи поверхности головы 11. Если поступление газа слишком велико и создается избыточное охлаждение, то можно вручную открыть первые отверстия 1 для отвода излишков газа. За счет избыточного давления в воздушном зазоре 12 прохладный газ из воздушных зазоров, сформированных с помощью углублений 8, вытекает направленным потоком вдоль тела в нужных направлениях: в частности, вдоль лба, вдоль висков, от затылка по шее в сторону груди, от затылка вдоль позвоночника, дополнительно охлаждая тело человека. При уменьшении объема источника холода и газа 4 за счет испарения и при движении человека перегородки 5 препятствуют его смещению и перекрытию вторых отверстий 9. Таким образом, обеспечивается беспрепятственный выход газа через вторые отверстия 9.
Устройство может быть как многоразовым и подзаряжаемым, так и одноразовым. Зарядка устройства источником холода и газа 4 (в частности, углекислотой) осуществляется путем подачи его в полости 13 через первые 1 и вторые 9 отверстия. Источник холода и газа 4 подается в сжиженном виде с последующим его испарением при атмосферном давлении и превращением в твердый.
Это устройство обеспечивает отсутствие прямого контакта поверхности головы 11 с твердым источником холода и газа 4 и создание комфортной температуры вблизи головы человека. Кроме того, это устройство производит потоки прохладного углекислого газа, направленные вдоль тела человека сверху вниз, что создает вокруг него дополнительную защиту от высокой внешней температуры и дополнительный отбор тепла, выделяемого его телом. Устройство может быть использовано непосредственно в качестве головного убора, а также может надеваться на голову под головной убор или парик, и в этом случае оно может иметь дополнительные крепления для присоединения к головному убору.
Устройство выгодно отличается от существующих решений в виде теплоизолирующих плащей и скафандров тем, что не стесняет движений, и поэтому может применяться как часть рабочей одежды. Оно может применяться даже во время принятия солнечных ванн или занятий спортом, так как отбирает излишки тепла, не изолируя человека от окружающей среды.