Индивидуальная система активной теплозащиты человека на море

 

Изобретение относится к области защитного снаряжения от переохлаждения человека, пребывающего в морской воде, и может быть использовано в водолазном и спасательном деле. Индивидуальная система активной теплозащиты человека на море содержит гидрокомбинезон с размещенными в нем теплораспределительными каналами и замкнутый циркуляционный контур теплоносителя, включающий в себя теплообменник, соединенный трубопроводом с теплораспределительными каналами гидрокомбинезона, насос с электроприводом, подключенный к автономному источнику электроэнергии. Последний выполнен в виде батареи химических источников тока, преимущественно электрохимической системы магний - вода. В эту батарею встроен упомянутый теплообменник. Замкнутый циркуляционный контур теплоносителя снабжен устройством регулирования подачи теплоносителя в гидрокомбинезон, состоящим из двух вентилей и дополнительного теплообменника, омываемого морской водой. Один из этих вентилей установлен на трубопроводе теплоносителя, а второй вентиль и дополнительный теплообменник соединены последовательно и образуют линию, подключенную к замкнутому циркуляционному контуру теплоносителя параллельно теплораспределительным каналам гидрокомбинезона. Такое выполнения устройства обеспечивает повышение тепловой безопасности человека. 1 ил.

Изобретение относится к области защитного снаряжения от переохлаждения человека в морской воде и может быть использовано в водолазном деле и при спасении на море.

Известна система активной теплозащиты водолаза, включающая источник тепла, размещенный на судне сопровождения или в подводном колоколе, гидрокомбинезон с теплораспределительными каналами, по которым протекает теплоноситель, насос и шланг подачи теплоносителя от источника тепла в гидрокомбинезон [Арктические подводные операции. Под редакцией Л. Рея. Л.: Судостроение, 1989, с. 184].

К недостаткам такой системы следует отнести ограничение перемещений водолаза длиной шланга и невозможность использования ее в спасательных целях.

Указанные недостатки устранены в принятой в качестве прототипа индивидуальной системы активной теплозащиты человека на море, содержащей гидрокомбинезон с размещенными в нем теплораспределительными каналами, автономный источник тепла и замкнутый циркуляционный контур теплоносителя, включающий в себя теплообменник, насос с электроприводом, питающимся от автономного источника электроэнергии, теплораспределительные каналы гидрокомбинезона и трубопровод, причем автономный источник тепла и теплообменник заключены в корпус, а теплоносителем служит преимущественно вода [Вишняков В.А, Меренов И.В. Глубоководная водолазная техника. Л.: Судостроение, 1982, с. 61].

Недостатками прототипа является малая продолжительность работы такой системы активного обогрева тела человека (всего несколько часов), необходимость в дополнительном автономном источнике электроэнергии (обычно, аккумуляторная батарея), его регулярном обслуживании и систематической подзарядке.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Это достигается тем, что в известной индивидуальной системе активной теплозащиты человека на море, содержащей гидрокомбинезон с размещенными в нем теплораспределительными каналами, автономный источник тепла и замкнутый циркуляционный контур теплоносителя, включающий в себя теплообменник, соединенный трубопроводом с теплораспределительными каналами гидрокомбинезона, насос с электроприводом, питающимся от автономного источника электроэнергии, при этом автономный источник тепла и теплообменник заключены в корпус, автономный источник тепла выполнен в виде батареи химических источников тока, преимущественно электрохимической системы магний - вода, к которой подключен электропривод насоса, а замкнутый циркуляционный контур теплоносителя снабжен устройством регулирования подачи теплоносителя в гидрокомбинезон, состоящим из двух вентилей и дополнительного теплообменника, омываемого морской водой, причем один вентиль установлен на трубопроводе теплоносителя, второй вентиль и дополнительный теплообменник соединены последовательно и образуют линию, подключенную к замкнутому циркуляционному контуру теплоносителя параллельно теплораспределительным каналам гидрокомбинезона, при этом корпус автономного источника тепла и теплообменника изготовлен из материала с низким коэффициентом теплопроводности, преимущественно из пенопласта.

Выполнение систем активной теплозащиты на базе химических источников тока позволяет значительно повысить эффективный КПД источника за счет рационального использования тепла, выделяющегося при протекании токообразующей реакции, исключить необходимость в дополнительном автономном источнике электроэнергии и упростить обслуживание снаряжения.

Наличие устройства регулирования подачи теплоносителя в гидрокомбинезон обеспечивает температурный комфорт в случае повышения температуры тела, которое обеспечивает сброс излишнего тепла, подводимого к гидрокомбинезону, в окружающую среду при помощи дополнительного теплообменника без нарушения теплового режима работы батареи химических источников тока.

Теплоизоляционный корпус предназначен для уменьшения потерь тепла в окружающую среду.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема индивидуальной системы активной теплозащиты человека в морской воде. Она состоит из гидрокомбинезона 1 с размещенными в нем теплораспределительными каналами 2, батареи химических источников тока 3 с встроенным в нее теплообменником 4, который формируется из теплосъемных полостей 5. Теплосъемные полости 5, размещенные между электродами батареи 6, объединены при помощи раздаточного 7 и сборного 8 коллекторов. Батарея 3 и теплообменник 4 установлены в теплоизоляционном корпусе 9, выполненном преимущественно из пенопласта. Электропривод насоса 10, предназначенного для прокачивания теплоносителя, получает питание от батареи 3. Два вентиля 11 и дополнительный теплообменник 12 предназначены для регулирования подачи теплоносителя и тепла в гидрокомбинезон, причем один вентиль установлен на трубопроводе теплоносителя, второй вентиль и дополнительный теплообменник 12 соединены последовательно и образуют линию, подключенную к замкнутому циркуляционному контуру теплоносителя параллельно теплораспределительным каналам 2 гидрокомбинезона 1.

При погружении человека, облаченного в гидрокомбинезон 1, происходит заполнение внутреннего объема теплоизоляционного корпуса 9 и межэлектродных зазоров батареи 3 морской водой, которая в случае применения электрохимической системы магний - вода служит электролитом. При этом начинает протекать токообразующая реакция с преобразованием части запасенной химической энергии в электричество. Непреобразованная часть химической энергии выделяется в батареи 3 в виде тепла, которое отбирается циркулирующим теплоносителем и передается в гидрокомбинезон 1. Нагретый теплоноситель, протекая по теплораспределительным каналам 2 гидрокомбинезона 1, обогревает тело человека.

Известно, что для обеспечения температурного комфорта температура теплоносителя на входе в гидрокомбинезон 1 должна составлять 40-42^oС. Для достижения требуемой температуры теплоносителя предназначен теплоизоляционный корпус 9, который уменьшает потери тепла в окружающую среду и содержит в своем внутреннем объеме электролит.

Устройство регулирования подачи теплоносителя в гидрокомбинезон позволяет поддерживать оптимальные температурные условия для человека, не изменяя расход теплоносителя в теплообменнике и обеспечивая тем самым постоянство теплового режима работы батареи. Вырабатываемая электроэнергия может быть использована на собственные нужды системы активной теплозащиты, а также для питания радиотехнических и сигнальных средств (например, сигнальная лампа 13). Продолжительность работы устройства определяется толщиной магниевого анода и может составлять 10 ч и более.

Батарея химических источников тока может быть выполнена на базе других электрохимических систем, например, литий - вода. В качестве теплоносителя возможно применение антифриза.

Формула изобретения

Индивидуальная система активной теплозащиты человека на море, содержащая гидрокомбинезон с размещенными в нем теплораспределительными каналами и замкнутый циркуляционный контур теплоносителя, включающий в себя теплообменник, соединенный трубопроводом с теплораспределительными каналами гидрокомбинезона, насос с электроприводом, подключенным к автономному источнику электроэнергии, отличающаяся тем, что автономный источник электроэнергии выполнен в виде батареи химических источников тока, преимущественно электрохимической системы магний - вода, при этом теплообменник встроен в указанную батарею, а замкнутый циркуляционный контур теплоносителя снабжен устройством регулирования подачи теплоносителя в гидрокомбинезон, состоящим из двух вентилей и дополнительного теплообменника, омываемого морской водой, причем один вентиль установлен на трубопроводе теплоносителя, второй вентиль и дополнительный теплообменник соединены последовательно и образуют линию, подключенную к замкнутому циркуляционному контуру теплоносителя параллельно теплораспределительным каналам гидрокомбинезона, при этом автономный источник электроэнергии установлен в корпусе, изготовленном из материала с низким коэффициентом теплопроводности, преимущественно из пенопласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1