Способ тепловой защиты человека Советский патент 1992 года по МПК A62B17/00 

Фиг.1

шейного воздуха. Каналы 11 оболочки 10. имеют отверстия 12 в местах, примыкающих к частям поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением. С помощью нагнетателя 1 подают воздух в низкотемпературный охладитель 2, заполняемый, например, твердой углекислотой или криогенными жидкостями. В охладителе 2 охлаждают воздух до температуры ниже тройной точки воды. При этом конденсируется вдага не только на низкотемпературных поверхностях, но и на расстоянии от них. Охлажденный воздух с оста- точным влагосодержанием до 2 г/кг направляют во влагоотделитель 5, например, инерционного типа. Охлажденный и осушенный воздух направляют по трубопроводу 6, отводам 7 и шлангу 9 в каналы 11 оболочки 10, откуда по отверстиям 12 подают к местам поверхности тела человека наиболее интенсивного потовыделения. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам тепловой защиты горноспасателей. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности тепловой защиты человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха. С нагнетателем 1 воздуха последовательно соединены низкотемпературный охладитель 2 с подводами 3 и 4 низкотемпературного хладагента, влагоотделитель 5 (например, инерционного типа), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном 8, соединительный шланг 9, соединяющий трубопровод 6 с теплозащитной одеждой. Оболочка 10 теплозащитной одежды объединяет последовательно соединенные каналы 11, предназначенные для циркуляции по ним хладоносителя - охлажденного и осуW сл С vj со о ся ю

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам теп- ловой защиты горноспасателей при выполнении работ в условиях высокой температуры и влажности воздуха.

Известны способы и устройства тепловой защиты организма человека, заключающиеся в подаче хладоносителя по трубкам и отводе после теплообмена нагретого хладоносителя,

Однако при выполнении тяжелой работы в шахтах в условиях высокой температуры и влажности окружающего воздуха эти способы и средства недостаточно эффективны, так как не обеспечивают необходимый теплоотвод от организма человека - свыше 500 ккал/ч.

Известны средства, основанные на избирательной подаче в подкостюмное пространство охлажденного воздуха.

Однако указанные средства не обеспечивают необходимый теплоотвод от организма человека в шахтах, в условиях высокой температуры и влажности воздуха, так как подаваемый хладоноситель не обладает необходимой хладоемкостью.

Известен газотеплозащитный скафандр, в котором применена система подачи в подкостюмное пространство охлажденного воздуха и отсасывания нагретого воздуха.

Данный скафандр характеризуется низкой эффективностью и недостаточной надежностью теплозащиты, а также сложностью конструкции устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ теплозащиты, согласно которому воздух перед подачей в подкостюмное пространство предварительно осушают в силикагелевом осушителе и охлаждают в радиаторе с твердой углекислотой.

Недостаток известного способа - низкая его эффективность вследствие маломощного силикагелевого осушителя и

неопределенности параметров воздуха- хладоносителя при охлаждении его твердой углекислотой.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности тепловой защиты организма человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха.

Цель достигается тем, что согласно способу охлаждение воздуха ведут на низкотемпературном охладителе до температуры ниже тройной точки воды, осушку проводят конденсированием и отделением влаги до абсолютного влагосодержания 2 г/кг, после

чего нагревают воздух до максимального граничного значения комфортной температуры 30°С и подают его в подкостюмное пространство непосредственно к поверхности тела человека в местах наиболее интенсивного потовыделения,

На фиг, 1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - места наибольшего потовыделения человека; на фиг. 3 - график изменения влагосодержания воздуха d от температуры t0; на фиг. 4 - графики, характеризующие комфортный состав воздуха.

Устройство включает последовательно соединенные нагнетатель 1, низкотемпературный охладитель 2 с подводами 3 и 4 низкотемпературногохладагента, влагоотделитель 5 (например, инерционного тела), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном 8, соединительный шланг

9, соединяющий трубопровод 6 с теплозащитной одеждой. Теплозащитная одежда включает оболочку 10, объединяющую, последовательно соединенные каналы 11, предназначенные для циркуляции по ним

хладоносителй - охлажденного и осушенного воздуха. Каналы 11 оболочки 10 имеют отверстия 12 в местах, примыкающих к частям 13 поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением (фиг. 2).

При осуществлении способа включают в работу нагнетатель 1, с помощью которого воздух подают в низкотемпературный воздухоохладитель 2 (содержащий, например, твердую углекислоту или криогенные жидкости, подаваемые по отводам 3, 4). При прохождении воздуха через низкотемпературный охладитель снижается его температура и конденсируется влага. Причем влага конденсируется не только на низкотемпературных поверхностях, но и на расстоянии от них. Расход подаваемого воздуха регулируют с расчетом, чтобы на выходе из воздухоохладителя 2 температура его была ниже температуры в тройной точке воды (ниже 0°С) и остаточное влагосодержание его по- еле отделения сконденсировавшейся влаги составляло до 2 г/кг (фиг. 3). Отделение сконденсировавшейся в потоке воздуха влаги и находящейся в твердом состоянии производят за счет инерционных сил во вла- гоотделителе 5.

Охлажденный и осушенный воздух по трубопроводу 6 и через отводы 7 и соединительные шланги 9 подают в каналы 11 оболочки 10 теплозащитной одежды. За счет движения охлажденного воздуха по каналам 11 оболочки 10 осуществляют теплозащиту от внешних источников тепла. При этом воздух нагревается и при нагреве его до максимального граничного значения комфортной температуры 30°С (фиг. 4) относительная влажность его снижается ниже 10%. Струи 14 воздуха с низкой относительной влажностью по отверстиям 12 направ

ляют к местам поверхности тела человека

наиболее интенсивного потовыделения. За счет испарения влаги пота осуществляют теплоотвод от внутренних источников тепловыделения организма человека.

Таким образом, повышается эффектна- ность тепловой защиты организма человека при тяжелых работах в сложных климатических условиях.

Количество тепла (см. таблицу), отводимое за счет теплообмена охлажденным воз- духом при движении его по каналам 11 оболочки 10 составляет

5 0 5 0

5 0

5

0

5

qi-QB -ув Ср At t), где qi - количество тепла, ккал/ч;

QB - расход воздуха, м3/ч; ув - удельный вес воздуха, кг/м3;

Ср - теплоемкость воздуха, ккал/кг.град;

At- разность температур воздуха до и после нагревания его в каналах оболочки; т} КПД устройства, объемные доли.

Количество тепла, отводимое от организма человека за счет теплообмена при испарении влаги пота, равно

Q2 - 1ы щ Оь уь Atbi щ ij, где ы щ -теплота испарения воды, ккал/кг;

Adbi ni изменение влагосодержания воздуха при изменении его температуры на At, кг/кг.

Принимаем, что температура воздуха повышается в воздухопроводе после охлаждения с -10 до -5°С и в каналах оболочки с -5 до 30°С. т.е.

At 30-(-5) 35°C.

При этом фактическое (или возможное) влагосодержание воздуха изменяется от 2 г/кг при t -10°С до 26 г/кг при t 30°С, а относительная влажность воздуха при 30°С составляет 7%.

Формула изобретения

Способ тепловой защиты человека, заключающийся в вентилировании подко- стюмного пространства охлажденным на низкотемпературном охладителе и осушенным воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности тепловой защиты организма человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха, охлаждение воздуха ведут до температуры ниже тройной точки воды, осушку проводят конденсированием и отделением влаги до абсолютного влагосодержания 2 г/кг, после чего нагревают воздух до максимального граничного значения комфортной температуры 30°С и подают в подкостюм- ное пространство непосредственно к поверхности тела человека в местах наиболее интенсивного потовыделения.

Фиг 2

Ю -5 Q 5 10 15 20 25 30 35 40 45 t C ФигЗ

f5

зо- ъ

д- -.« JOJАЭ«г- ,

температура nocyacows 1в ометпР

зо- ъг

«г- ,