ОХЛАЖДАЮЩАЯ ОДЕЖДА

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.
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.
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.
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
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.
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.
Технической задачей предлагаемого решения является упрощение конструкции одежды, получение возможности применения в бытовых условиях, повышение надежности и удобства при эксплуатации.
Технический результат - расширение функциональных возможностей - получение возможности применения одежды в повседневной жизни, ее удешевление, повышение удобства и комфортности при носке.
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
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.
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.
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.
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
4 размещены термоэлементы 7, соединенные с источник питания 8 соединительными проводами 9. 10 - выключатель основной цепи, 11 -выключатель дополнительной цепи аккумулятора.
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.
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.
Авторами были проведены эксперименты по получению охлаждающего эффекта, в которых подключали различное число
аккумуляторов с различным суммарным напряжением питания. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Таблица 1
№
Кол-во аккумуляторов
Напряжение В
Емкость аккумуляторов мА/ч
Ток мА
Кол-во термоэлементов
Температура окружающего воздуха °С
Достигаемая температ. оплечья °С
Макс. продолжительность работы час
1
4
4.8
2200
200
6
42
27
11
2
4
4.8
2200
200
6
38
23
11
3
4
4.8
2200
200
6
35
20
11
4
2
2.4
2200
100
6
30
21
22
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.
Возможность снятия оплечья существенно позволяет упростить стирку рубашки.
Таким образом предлагаемая одежда может эффективно выполнять свое назначение и сможет найти широкое применение среди населения особенно в южных регионах.