FR2867085A1

FR2867085A1 - Dispositif de climatisation corporelle

Info

Publication number: FR2867085A1
Application number: FR0502083A
Authority: FR
Inventors: Jochim Koch
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2005-09-09
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: US20050197684A1; FR2867085B1; DE102004011139A1; DE102004011139B4

Abstract

Ce dispositif de climatisation corporelle adaptative individuelle, fonctionnant en fonction de la température corporelle effective du porteur (1), comprend :a) un vêtement, et spécialement un gilet (4), présentant des canaux de ventilation communiquant avec l'atmosphère à leur entrée et à leur sortieb) au moins un détecteur de température (11, 12) captant la température corporelle du porteur (1) du vêtement,c) un ventilateur (5) alimentant les canaux de ventilation en air ambiant (7), etd) une unité de mesure et d'analyse (13) reliée au détecteur de température (11, 12), au nombre minimum d'un, et au ventilateur (5).

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de climatisation

corporelle.

Le maintien d'une température corporelle individuelle physiologiquement adaptée est importante pour le bien-être de l'homme mais, jusqu'à présent, la climatisation s'effectuait, par exemple dans des pièces climatisées, sans rétroaction directe entre les sensations d'un certain individu et l'installation de climatisation présente dans la pièce ou dans l'immeuble. Dans le domaine médical, on dispose, dans le cas des couveuses, qui sont des appareils quasiment stationnaires, d'une climatisation de l'intérieur de la couveuse en rétroaction avec la température corporelle du patient, comme ceci est connu, par exemple, du document US 5,385,529.

Pour les pompiers et les sauveteurs, on se heurte depuis longtemps au problème spécifique que les personnes fortement sollicitées physiquement ne peuvent pas suffisamment évacuer la chaleur corporelle vers l'atmosphère. Suivant le document US 5,635,909, des signaux d'alarme sont déclenchés lorsque des valeurs limite de température prédéterminées sont dépassées dans le vêtement de protection d'un pompier. Le pompier qui porte des vêtements spéciaux est protégé contre les phénomènes mécaniques extérieurs violents et contre les effets de la chaleur. D'un autre côté, cette protection vis-à-vis des phénomènes extérieurs l'isole tellement, d'un point de vue thermique, qu'au fur et à mesure qu'augmente la durée de son intervention, sa température corporelle peut très fortement augmenter et atteindre des valeurs dangereuses. On sait, par des études, qu'un pourcentage considérable d'environ 40 % des pompiers qui décèdent en mission, meurent de problèmes cardiaques ou de troubles circulatoires. Ces cas sont clairement liés à des contraintes physiologiques et à la montée de la température corporelle.

Dans le domaine du sport et des loisirs, on connaît différents textiles qui permettent d'évacuer vers l'atmosphère l'humidité produite par la transpiration, par diffusion de vapeur. On connaît également des textiles protégeant d'une forte irradiation de chaleur extérieure et la combinaison des différents matériaux permet ainsi d'ajouter les propriétés citées ci-dessus. II s'est cependant avéré que les dispositions évoquées ne suffisent pas à éviter une augmentation de la température corporelle, par exemple dans le cas de pompiers en service actif. On connaît également, certes, des costumes à réfrigération active, équipés de refroidisseurs à glace, ou des gilets à aération active, mais ces concepts ne tiennent pas compte du fait que le corps humain dispose de sa propre thermorégulation, et ils ne fournissent qu'une puissance de refroidissement permanente et constante, sans prendre en compte le bien- être thermique individuel de la personne concernée.

L'invention a donc pour but de fournir un procédé et un dispositif de climatisation corporelle permettant de régler la température du vêtement de protection personnel en fonction de valeurs mesurées pour la température individuelle.

Ce but est atteint grâce à un procédé de climatisation corporelle avec un vêtement comportant des canaux de ventilation, un détecteur de température proche de l'intérieur du corps et un détecteur de température à la périphérie du corps, un ventilateur destiné à introduire de l'air ambiant dans les canaux de ventilation, et une unité de mesure et d'analyse reliée aux détecteurs de température et au ventilateur, le procédé comprenant les étapes suivantes: a) le ventilateur est mis en route à une vitesse de rotation prédéterminée, b) lorsque la température mesurée, proche de l'intérieur du corps, passe en-dessous d'une valeur limite prédéterminée, le ventilateur est arrêté, c) lorsque la différence entre la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps dépasse une valeur limite prédéterminée, le ventilateur est arrêté, d) dans les autres cas, la vitesse de rotation du ventilateur est réglée en fonction de la température proche de l'intérieur du corps et de la température à la périphérie du corps, telles qu'elles sont mesurées.

Ce but est également atteint grâce à un dispositif de climatisation corporelle comprenant a) un vêtement présentant des canaux de ventilation communiquant avec l'atmosphère à leur entrée et à leur sortie b) au moins un détecteur de température captant la température corporelle du porteur du vêtement, c) un ventilateur alimentant les canaux de ventilation en air ambiant, et d) une unité de mesure et d'analyse reliée au détecteur de 35 température, au nombre minimum d'un, et au ventilateur.

L'avantage essentiel apporté par l'invention réside dans la possibilité individuelle de climatisation et de régulation de température, en fonction de la température effective du corps, pour le porteur d'un vêtement selon l'invention, de sorte que les personnes sollicitées, en particulier sur le plan thermique et simultanément physique, telles que les pompiers, les pilotes ou les soldats, profitent de l'invention.

Avantageusement, la vitesse de rotation du ventilateur est réglée en fonction de la température ambiante, qui est mesurée à l'aide d'un troisième capteur de température.

De façon avantageuse, le ventilateur est mis en marche lorsqu'une valeur limite inférieure de température ambiante est dépassée et/ou lorsqu'une valeur limite inférieure de température proche de l'intérieur du corps est dépassée.

Selon une possibilité, les températures mesurées et les différences entre température proche de l'intérieur du corps et température à la périphérie du corps sont interrogées par l'unité de mesure et d'analyse, suivant un schéma temporel prédéterminé, et comparées à des valeurs stockées en mémoire, pour régler le ventilateur.

Selon une autre possibilité, le signal d'humidité mesuré par le capteur supplémentaire d'humidité de l'air ambiant est utilisé pour régler le ventilateur, de sorte que ce n'est en particulier que lorsqu'une valeur limite supérieure prédéterminée, pour la température ambiante, est dépassée d'une certaine valeur que le ventilateur est arrêté.

Selon encore une autre possibilité, lorsque la différence entre la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps passe en-dessous d'une valeur prédéterminée, et lorsque, simultanément, la température proche de l'intérieur du corps dépasse une certaine valeur prédéterminée, la vitesse de rotation du ventilateur est augmentée.

Selon un mode de réalisation du dispositif de l'invention, il est prévu respectivement un capteur de température pour détecter la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps.

Selon une forme d'exécution du dispositif de l'invention, l'unité de mesure et d'analyse est reliée, en outre, à un capteur de la température 35 ambiante.

Selon une possibilité, un premier capteur pour l'humidité d'échappement, relié à l'unité de mesure et d'analyse, est présent à la sortie des canaux de ventilation.

Avantageusement, le vêtement est un gilet, un pantalon, ou un 5 costume de protection complet.

Selon un mode de réalisation avantageux, le capteur de détection de la température proche de l'intérieur du corps et/ou de la température à la périphérie du corps est intégré dans le vêtement.

De façon avantageuse, l'unité de mesure et d'analyse est équipée d'une unité de communication pour la transmission télémétrique de signaux, et les canaux de ventilation sont constitués dans un matériau perméable à la vapeur d'eau.

Avantageusement, il est prévu un deuxième capteur d'humidité pour l'air ambiant, ainsi qu'un capteur de température pour détecter la 15 température d'échappement à la sortie des canaux de ventilation.

II est également prévu, selon l'invention, un dispositif de chauffage de l'air ambiant qui est introduit dans les canaux de ventilation.

Enfin, l'unité de mesure et d'analyse est reliée à un capteur de pouls et/ou à des électrodes pour détecter l'activité cardiaque du porteur.

Des exemples d'exécution de l'invention vont maintenant être expliqués à l'aide des figures.

La figure 1 est une vue en coupe à travers un gilet de climatisation corporelle, la figure 2 représente schématiquement un gilet de climatisation 25 corporelle, la figure 3 représente schématiquement un dispositif de climatisation corporelle et la figure 4 est un organigramme concernant le procédé de climatisation corporelle.

Un dispositif de climatisation corporelle selon la figure 1 comprend un vêtement, par exemple un gilet 4, qui contient des canaux de ventilation 2 qui peuvent recevoir de l'air ambiant 7 (figure 2) par leur entrée. Les canaux de ventilation 2 sont, de préférence, perméables à la vapeur d'eau et absorbent, par leurs parois, l'humidité et la chaleur de la peau du porteur 1. L'air ambiant 7, qui est acheminé par les canaux de ventilation 2, absorbe l'humidité par diffusion et l'évacue, par la sortie des canaux de ventilation 2, vers l'atmosphère. Le gilet 4, afin d'assurer une isolation vis-à-vis d'une forte irradiation de chaleur extérieure et d'une température ambiante élevée, peut être isolé par un textile de protection thermique 3, par exemple en Nomex .

La figure 2 représente le gilet 4, pourvu de canaux de ventilation 2 qui sont parallèles, dans l'exemple, et en particulier équidistants, ainsi que des composants supplémentaires. Un ventilateur 5 aspire de l'air ambiant 7 et le refoule dans les canaux de ventilation 2 du gilet 4. Dans un premier répartiteur 8, l'air ambiant 7 aspiré est réparti dans les différents canaux de ventilation 2. La sortie des canaux de ventilation 2 mène à un deuxième répartiteur 9 et, enfin, à la sortie 10 vers l'atmosphère. Un capteur de la température ambiante 6 est, dans l'exemple, monté en amont du premier répartiteur 8 et du ventilateur 5. Un filtre à particules 15, monté en option en amont, est censé protéger le porteur 1 de substances dangereuses. II est possible de disposer, en outre, d'un filtre à gaz pour protéger le porteur 1, le cas échéant, de gaz toxiques. Un capteur de température permettant de détecter la température d'échappement 17 se trouve, en option, dans la zone d'échappement des canaux de ventilation 2.

Un dispositif de climatisation corporelle est représenté de façon schématique à la figure 3, avec le gilet 4, le ventilateur 5, le capteur de température et, éventuellement, d'humidité pour la température ambiante 6 et la température d'échappement 17, ainsi qu'avec le capteur de température pour détecter la température 11 proche de l'intérieur du corps et la température 12 à la périphérie du corps. Enfin, les capteurs et le ventilateur 5 sont reliés à l'unité de mesure et d'analyse 13 qui régule le dispositif. Dans un mode de réalisation spécial, l'unité de mesure et d'analyse 13 est équipée d'une unité de communication pour la transmission télémétrique de signaux, par exemple à une centrale et, en option, avec un capteur de pouls etlou des électrodes pour détecter l'activité cardiaque du porteur 1. L'alimentation en énergie est réalisée, de préférence, au moyen d'accumulateurs.

Le dispositif fonctionne de la façon suivante: en cas de hausse de la température corporelle du porteur 1, c'est tout d'abord la température à la périphérie du corps, captée par le capteur de température 12, mesurée par exemple au poignet, qui augmente. Lorsqu'augmente la température proche de l'intérieur du corps, mesurée par exemple dans la zone de la poitrine (capteur de température 11), la périphérie du corps est mieux irriguée, du fait de l'élargissement des vaisseaux sanguins, ce qui a pour résultat que la température de la périphérie du corps augmente également, ou que la différence entre la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie de celui-ci, se réduit. Dans ce cas, on peut partir du principe que le corps du porteur 1 est fortement sollicité et produit beaucoup de chaleur, qu'il ne peut pas suffisamment évacuer vers l'atmosphère. A partir d'une température proche de l'intérieur du corps dépassant de peu les 37 degrés Celsius, le corps commence à transpirer. C'est au plus tard lorsque cette valeur limite de température est dépassée, pour la température proche de l'intérieur du corps, que le ventilateur 5 est mis en route, afin de faire circuler, à travers le gilet 4, un air ambiant 7 plus frais et plus sec, et évacuer ainsi l'humidité et la chaleur du corps du porteur 1. Lorsqu'est dépassée une valeur limite pour la température ambiante 6, par exemple 45 degrés Celsius, l'unité de mesure et d'analyse 13 coupe le ventilateur 5, afin d'éviter une surchauffe ou même des brûlures sur le porteur 1. Lorsqu'on utilise un capteur d'humidité supplémentaire pour l'air ambiant 7, cette valeur limite de température pour la température ambiante 6 peut être fixée à un niveau supérieur, au cas où l'humidité ambiante est faible car, dans ce cas, l'air évacué peut absorber plus d'humidité dans les canaux de ventilation 2. En outre, il est possible de prévoir pour le dispositif, outre le ventilateur 5, un chauffage servant d'actionneur.

Lorsque le porteur 1 est plus sollicité et au cas où la différence entre la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps passe en-dessous d'une valeur limite prédéterminée, et où la température proche de l'intérieur du corps dépasse une valeur limite prédéterminée, l'unité de mesure et d'analyse 13 augmente la puissance de refroidissement en agissant sur le débit d'air, qui dépend de la vitesse de rotation du ventilateur 5. Si, d'un autre côté, la température proche de l'intérieur du corps est, par exemple, inférieure à 36,5 degrés Celsius, l'unité de mesure et d'analyse 13 coupe le ventilateur 5.

Au lieu que le système s'adapte aux températures du corps au moyen des deux capteurs de température 11, 12, comme décrit, il est possible d'utiliser, suivant un mode de réalisation simple, la température à l'intérieur des canaux de ventilation 2 et, le cas échéant, l'humidité, à l'aide du capteur de température destiné à la température d'échappement 17: Lorsqu'augmente la température corporelle, fa température d'échappement 17 augmente également, ainsi que l'humidité associée, qui est mesurée à la sortie 10 des canaux de ventilation 2. Ensuite, le débit est augmenté en agissant sur la vitesse de rotation du ventilateur 5. Au cas où la température d'échappement 17 est encore très basse et correspond, par exemple, à la température ambiante 6, il n'y a pas besoin de refroidissement, et le débit est réduit, ou le ventilateur 5 est coupé. Lorsqu'une valeur limite de température prédéterminée est dépassée, le ventilateur 5 est mis en route, ou le débit est augmenté.

La figure 4 représente un organigramme du procédé de climatisation corporelle: tout d'abord, le ventilateur 5 est mis en route avec une vitesse de rotation prédéterminée, selon 100. Lorsqu'est remplie cette condition, le ventilateur 5 est coupé, selon 110, ou, si une valeur limite prédéterminée pour la température proche de l'intérieur du corps (tc), par exemple 38 degrés Celsius, est dépassée, la vitesse de rotation est augmentée. Le ventilateur 5 est arrêté lorsque la température proche de l'intérieur du corps (tc) qui est mesurée passe en-dessous d'une valeur limite prédéterminée de, par exemple, 37 degrés Celsius, lorsque la différence entre la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps (tc tp) dépasse une valeur limite prédéterminée, par exemple de 1 K, ou lorsque la température ambiante 6 (tamb) dépasse une valeur limite prédéterminée de 45 degrés Celsius par exemple.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de climatisation corporelle avec un vêtement comportant des canaux de ventilation (2), un détecteur de température (11) proche de l'intérieur du corps et un détecteur de température (12) à la périphérie du corps, un ventilateur (5) destiné à introduire de l'air ambiant (7) dans les canaux de ventilation (2), et une unité de mesure et d'analyse (13) reliée aux détecteurs de température (11, 12) et au ventilateur (5), le procédé comprenant les étapes suivantes: a) le ventilateur (5) est mis en route à une vitesse de rotation 10 prédéterminée b) lorsque la température proche de l'intérieur du corps mesurée passe en-dessous d'une valeur limite prédéterminée, le ventilateur (5) est arrêté, c) lorsque la différence entre la température proche de l'intérieur du 15 corps et la température à la périphérie du corps dépasse une valeur limite prédéterminée, le ventilateur (5) est arrêté, d) dans les autres cas, la vitesse de rotation du ventilateur (5) est réglée en fonction de la température proche de l'intérieur du corps et de la température à la périphérie du corps, telles qu'elles sont mesurées.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (5) est réglée en fonction de la température ambiante (6) , qui est mesurée à l'aide d'un troisième capteur de température.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ventilateur (5) est mis en marche lorsqu'une valeur limite inférieure de température ambiante (5) est dépassée et/ou lorsqu'une valeur limite inférieure de température proche de l'intérieur du corps est dépassée.

4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les températures mesurées et les différences entre température proche de l'intérieur du corps et température à la périphérie du corps sont interrogées par l'unité de mesure et d'analyse (13), suivant un schéma temporel prédéterminé, et comparées à des valeurs stockées en mémoire, pour régler le ventilateur (5).

5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal d'humidité mesuré par le capteur supplémentaire d'humidité de l'air ambiant (7) est utilisé pour régler le ventilateur (5), de sorte que ce n'est en particulier que lorsqu'une valeur limite supérieure prédéterminée, pour la température ambiante (6), est dépassée d'une certaine valeur que le ventilateur (5) est arrêté.

6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lorsque la différence entre la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps passe en-dessous d'une valeur prédéterminée, et lorsque, simultanément, la température proche de l'intérieur du corps dépasse une certaine valeur prédéterminée, la vitesse de rotation du ventilateur (5) est augmentée.

7. Dispositif de climatisation corporelle comprenant a) un vêtement présentant des canaux de ventilation (2) communiquant avec l'atmosphère à leur entrée et à leur sortie b) au moins un détecteur de température (11, 12; 17) captant la température corporelle du porteur (1) du vêtement, c) un ventilateur (5) alimentant les canaux de ventilation (2) en air 15 ambiant (7), et d) une unité de mesure et d'analyse (13) reliée au détecteur de température (11, 12), au nombre minimum d'un, et au ventilateur (5).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que il est prévu respectivement un capteur de température (11, 12) pour détecter la température proche de l'intérieur du corps et la température à la périphérie du corps.

9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'unité de mesure et d'analyse (13) est reliée, en outre, à un capteur de la température ambiante (6).

10. Dispositif selon les revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'un premier capteur pour l'humidité d'échappement, relié à l'unité de mesure et d'analyse (13), est présent à la sortie des canaux de ventilation (2).

11. Dispositif selon les revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le vêtement est un gilet (4), un pantalon, ou un costume de protection complet.

12. Dispositif selon les revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le capteur de détection (11, 12) de la température proche de l'intérieur du corps et/ou de la température à la périphérie du corps est intégré dans le vêtement.

13. Dispositif selon les revendications 7 à 12, caractérisé en ce que l'unité de mesure et d'analyse (13) est équipée d'une unité de communication pour la transmission télémétrique de signaux.

14. Dispositif selon les revendications 7 à 13, caractérisé en ce que les canaux de ventilation (2) sont constitués dans un matériau perméable à la vapeur d'eau.

15. Dispositif selon les revendications 7 à 14, caractérisé en ce que il est prévu un deuxième capteur d'humidité pour l'air ambiant (7).

16. Dispositif selon les revendications 7 à 15, caractérisé en ce qu'il est prévu un capteur de température pour détecter la température d'échappement (17) à la sortie des canaux de ventilation (2).

17. Dispositif selon les revendications 7 à 16, caractérisé en ce qu'il 10 est prévu un dispositif de chauffage de l'air ambiant (7) qui est introduit dans les canaux de ventilation (2).

18. Dispositif selon les revendications 7 à 17, caractérisé en ce que l'unité de mesure et d'analyse (13) est reliée à un capteur de pouls et/ou à des électrodes pour détecter l'activité cardiaque du porteur (1).