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WO2001061257A1 - Systeme de refrigeration individuel cryogenique - Google Patents

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WO2001061257A1
WO2001061257A1 PCT/FR2001/000466 FR0100466W WO0161257A1 WO 2001061257 A1 WO2001061257 A1 WO 2001061257A1 FR 0100466 W FR0100466 W FR 0100466W WO 0161257 A1 WO0161257 A1 WO 0161257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exchanger
transfer fluid
container
garment
temperature
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2001/000466
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Schegerin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AU35701/01A priority Critical patent/AU3570101A/en
Priority to CA002406457A priority patent/CA2406457C/fr
Publication of WO2001061257A1 publication Critical patent/WO2001061257A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US10/222,967 priority patent/US6584798B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B17/00—Protective clothing affording protection against heat or harmful chemical agents or for use at high altitudes
    • A62B17/005—Active or passive body temperature control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/002—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment
    • A41D13/005—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment with controlled temperature
    • A41D13/0053—Cooled garments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
    • F25D3/14—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow portable, i.e. adapted to be carried personally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/26—Refrigerating devices for cooling wearing apparel, e.g. garments, hats, shoes or gloves

Definitions

  • Patent FR-26 19 315 dated 02/17/1981 which is entitled "Garment of the protective suit type for contaminated environments” relates to a garment maintained under slight pressure by a gas, for example 002, contained in a pressure container . It does not cool the subject effectively.
  • Patent EP-03 48 835 A2 of 03/01/1993 which has the title "Protective clothing against accelerations” relates to protective clothing against accelerations comprising a heat transfer fluid circulating in a closed loop in a heat exchanger. The presence of a different heat transfer fluid and an exchanger induces losses in overall efficiency and prohibitive additional masses and costs.
  • Patent WO 91 04 722 A1 of 18/04/1991 which has the title "Refreshing clothing” relates to an apparatus cooling a body by evaporation of liquid on the external face of the clothing. It does not cool a subject in difficult atmospheres or when the subject must be placed inside a waterproof garment.
  • Patent EP 057 0301 A1 of 18/11/1993 which has the title "Portable cryogenic device” relates to a device for the cryogenic treatment of the body. This device makes it possible to destroy living cells by cold, and does not cool a human being who is too hot.
  • Patent EP 04 90 347 of June 17, 1992 which has the title "Cooling garment of the jacket type or the like" relates to a device of the waistcoat type spaced from the wearer's skin and comprising an air ventilation making it possible to cool the subject . This system does not cool the subject when the air is hot and humid.
  • Patent FR 27 06 740 of 12/30/1994 which has the title "Composite material for the manufacture of refrigerated clothing and produced clothing” relates to a composite refrigerant material whose operation is based on a reversible endothermic reaction or absorption between an active solid and a gas.
  • Patent FR 26 21 459 of 04/14/1989 which is entitled "Refrigeration device for thermally insulating clothing” includes a source of packaged frigories provided with elastic opening systems. This system does not allow homogeneous and controllable body cooling.
  • the DRAGER company proposed a cooling system based on carbon dioxide bread comprising a heat transfer fluid (silicone oil) driven by a pump passing them successively through the garment and in an exchanger placed near the carbon dioxide bread solid carbon.
  • a heat transfer fluid silicone oil
  • the use of silicone oil as a heat transfer fluid which solidifies at very low temperature poses problems of pressure drop which increases the mass of the pump prohibitively and makes the cost of the assembly prohibitive. This solution is very bad because it leads to a total system mass and a prohibitive cost.
  • French patent n ° 95 15 234 entitled "Portable and ergonomic refrigeration equipment based on carbon dioxide” is a portable system comprising a pressure tank. This tank, which must be waterproof and resistant to internal pressures, is therefore heavier, more expensive and more dangerous.
  • the present invention aims to provide a system for individually cooling one or more people for a minimum mass and minimum cost.
  • An object of the invention is to provide a complete system allowing the efficient and comfortable cooling of one or more individuals, this system being light, portable, safe and economical.
  • At least one garment V worn close to the body comprising a set of fine pipes inside which circulates a heat-transfer fluid solidifying at the temperature TF and bringing frigories to the subject, said garment having characteristics of pressure drop depending on the flow according to the relation
  • D F1 (PE-PS) Where D is the flow of the heat transfer fluid in the garment PE is the inlet pressure in the garment PS is the outlet pressure of the garment
  • FI is the function which links the flow and the pressure drop of the garment
  • PF is the outlet pressure of the container F2 is the function which links the flow rate and the pressure drop of the container -
  • At least one pump P circulating the heat transfer fluid in the circuit El of the garment V and of the exchanger E2 of the container, this pump having the flow characteristics as a function of the differential outlet pressure equal to: D F3 (PF -PA) Where D is the flow of the heat transfer fluid in the pump P PA is the inlet pressure in the pump P PF is the outlet pressure of the pump P F3 is the function which links the flow and the pressure drop of the pump P
  • one of the said means comprises a set of walls, constituting the exchangers El and E2, having thermal insulation characteristics calibrated as a function of the characteristics of the pump P and of the pressure drops of the clothing circuits, such so that the coefficient Kl is three to ten times greater than K2 where
  • Kl sl / ((el) (ctl)) where: if is the exchange surface of the exchanger El: el is the thickness of the walls of the exchanger El
  • ctl is the heat exchange coefficient of the material constituting the exchanger El
  • K2 s2 / ((e2) (ct2)) where: s2 is the exchange surface of the exchanger E2: e2 is the thickness of the walls of the exchanger E2
  • ct2 is the heat exchange coefficient of the material constituting the exchanger E2 so that the heat-transfer fluid, in normal operation, never reaches its solidification temperature while allowing a satisfactory transfer of frigories from the block to the human body.
  • said exchanger E2 prefferably includes a circuit in which the pipes coming and going from the garment travel in pairs so that the temperature average is substantially constant at all points of the exchanger E2 and thus is never too low.
  • the heat-transfer fluid prefferably be a water plus antifreeze mixture having a solidification temperature equal to -35 ° C. while the carbon dioxide contained in the container is at a temperature equal to -78 ° C.
  • said waiting means comprise a parallel circuit comprising - a calibrated valve having an opening threshold of between 0.25 bar and 1 bar
  • an adjustment means allows the pilot to adjust the cold power which is brought to him.
  • said adjustment means is a tap placed in the clothing circuit making it possible to increase the pressure drop of the main circuit and thus to distribute the flows partly towards the vest and partly towards the secondary circuit.
  • At least two garments worn by at least two subjects to be placed in parallel on the circuit and each comprising an independent means for adjusting the flow rate and therefore the refrigerating power in order to be able to supply adjustable refrigerating power according to each subject. from a single container.
  • FIG. 1 represents an optimized embodiment according to the invention.
  • Figure 1 shows an exemplary embodiment of an embodiment according to the invention
  • FIG. 2 shows an example of an IF function linking the flow of heat transfer fluid with the pressure differential existing between the inlet and the outlet of the vest.
  • Figure 3 shows an example of function F2 linking the flow of heat transfer fluid with the pressure differential between the inlet and the outlet of the container.
  • FIG. 4 shows an example of a function linking the flow of heat-transfer fluid with the pressure differential existing between the inlet and the outlet of the pump.
  • FIG. 1 An exchanger El made up of fine pipes is placed near the body of a carrier.
  • a liquid water-based heat transfer liquid circulates in the exchanger El as shown by arrows 1 to 10.
  • Two of the emergency connectors / disconnects Cl and C2 are placed respectively at the inlet and at the outlet of the exchanger El.
  • a E2 exchanger placed inside a thermally insulating container, not necessarily sealed, makes it possible to lower the temperature of the heat transfer fluid by the presence of a solid 002 bar placed inside the container.
  • a pump P powered by a low power electrical source which can be a battery B, circulates the heat transfer fluid in the exchanger El and the exchanger E2 located in the container.
  • Connectors C3 and C4 can be placed at the inlet and outlet of the container.
  • the contact surface, the thickness of the walls, the heat exchange coefficient of the two exchangers E1 and E2 are chosen so that the performance of heat exchange and of pressure drop and of pump characteristic allows a cooling power of 400 Watt while respecting the physiological constraints linked to human factors. For this it is necessary that the product Kl is six times greater than K2 where
  • Kl sl / ((el) (ctl)) where: si is the exchange surface of the exchanger El
  • el is the thickness of the walls of the exchanger El
  • ctl is the heat exchange coefficient of the material constituting the exchanger El and or
  • K2 s2 / ((e2) (ct2)) where: s2 is the exchange surface of the exchanger E2
  • e2 is the thickness of the walls of the exchanger E2
  • ct2 is the heat exchange coefficient of the material constituting the exchanger E2
  • a secondary circuit comprising a valve calibrated at a threshold pressure value substantially equal to the sum of the pressure losses of the two circuits E1 and E2 as well as a secondary exchanger makes it possible to discharge the excess frigories and also makes it possible to efficiently use a pressure tap. adjustment of the cooling capacity supplied to each subject.

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Abstract

Système de refroidissement individuel comprenant: (a) un vêtement V; (b) un récipient contenant un bloc de matière libérant une quantité d'énergie frigorifique par changement de phase; (c) une pompe P, caractérisé par la présence d'un moyen permettant le fonctionnement en continu de l'ensemble sans solidification du fluide caloriporteur, bien que la température de solidification du fluide caloriporteur soit supérieure à la température du bloc de matière libérant l'énergie frigorifique par changement de phase.

Description

SYSTEME DE REFRIGERATION INDIVIDUEL CRYOGENIQUE
Lorsque l'activité métabolique est élevée etou lorsque les conditions d'humidité et de température sont difficiles il est nécessaire d'apporter un refroidissement actif au sujet.
Il existe de nombreux système permettant de transférer des quantités de froid à un sujet.
Le brevet FR-26 19 315 du 17/02/1981 qui a pour titre « Vêtement du genre combinaison de protection pour milieux contaminés » concerne un vêtement maintenu sous légère pression par un gaz, par exemple du 002, contenu dans un récipient sous pression. Il ne permet pas de refroidir le sujet de façon efficace.
Le brevet EP-03 48 835 A2 du 03/01/1993 qui a pour titre « Vêtement de protection contre les accélérations » concerne un vêtement de protection contre les accélérations comprenant un fluide caloporteur circulant en boucle fermée dans un échangeur de chaleur. La présence d'un fluide caloporteur différent et d'un échangeur induit des pertes de rendement global et des masses et coûts supplémentaires prohibitifs. Le brevet WO 91 04 722 Al du 18/04/1991 qui a pour titre « Vêtement rafraîchissant » concerne un appareil refroidissant un corps par évaporation de liquide sur la face externe du vêtement. Il ne permet pas de refroidir un sujet dans des ambiances difficiles ou lorsque le sujet doit être placé à l'intérieur d'un vêtement étanche. Le brevet EP 057 0301 Al du 18/11/1993 qui a pour titre « Dispositif cryogénique portable » concerne un dispositif pour le traitement cryogénique du corps. Ce dispositif permet de détruire par le froid des cellules vivantes, et ne permet pas de refroidir un être humain qui a trop chaud.
Le brevet EP 04 90 347 du 17/06/1992 qui a pour titre « Vêtement de refroidissement du type veste ou analogue » concerne un dispositif du type gilet espacé de la peau du porteur et comprenant une ventilation d'air permettant de refroidir le sujet. Ce système ne permet pas de refroidir le sujet lorsque l'air est chaud et humide.
Le brevet FR 27 06 740 du 30/12/1994 qui a pour titre « Matériau composite pour la fabrication de vêtements réfrigérants et vêtements produits » concerne un matériau composite réfrigérant dont le fonctionnement est basé sur une réaction ou absorption endothermique réversible entre un solide actif et un gaz.
Ce système est peu performant et très lourd. Le brevet FR 26 21 459 du 14/04/1989 qui a pour titre « Dispositif de réfrigération pour vêtement thermiquement isolants » comprend une source de frigories emballée et munie de systèmes élastiques d'ouverture. Ce système ne permet pas un refroidissement du corps homogène et pilotable. La société DRAGER a proposé un système de refroidissement à base de pain de dioxyde de carbone comportant un fluide caloriporteur (de l'huile siliconée) mue par une pompe les faisant passer successivement dans le vêtement et dans un échangeur placé près du pain de dioxyde de carbone solide. L'utilisation de l'huile siliconée comme fluide caloriporteur qui se solidifie à très basse température pose des problèmes de perte de charge qui augmente de façon rédhibitoire la masse de la pompe et rend le coût de l'ensemble prohibitif. Cette solution est très mauvaise car elle conduit à une masse totale de système et un coût prohibitif. La société INTERTECHNIQUE a proposé une solution utilisant de l'air liquide placé dans un réservoir et refroidissant le sujet à travers un échangeur. Cette solution conduit à un système très lourd, dangereux et très coûteux. Le brevet français n° 98 05 374 intitulé « Logistique transportable pour l'obtention sur site de pains de CO2 solide à forme et densité prédéterminée » permet de réaliser quelques pains par jour sur site mais ne résous pas le problème d'avoir un système complet utilisable et efficace pour un grand nombre d'individus déplacés sur un théâtre d'opération.
Le brevet français n° 95 15 234 intitulé « Equipement de réfrigération portable et ergonomique à base de dioxyde de carbone » est un système portable comprenant un réservoir sous pression. Ce réservoir devant être étanche et résistant aux pressions internes est de ce fait, plus lourd, plus cher et plus dangereux.
L'ensemble des solutions proposées par le passé ne permet pas de réaliser un système simple, léger, sûr, et économique.
En fait on s'aperçoit qu'il est très difficile de réfrigérer un être humain car la peau est à 34 degrés Celsius environ et ne tolère pas le contact de températures trop basses.
L'utilisation de la puissance frigorifique provenant de la sublimation du dioxyde de carbone solide a nécessité de nombreux essais, mais a conduit à la réalisation d'un prototype performant. La présente invention vise à fournir un système permettant de rafraîchir individuellement une ou plusieurs personnes pour une masse minimale et un coût minimal.
Le dioxyde de carbone, en se sublimant libère un grand nombre de frigories (627 Joules par kilogramme). Cette énergie frigorifique peut être utilisée efficacement pour rafraîchir un sujet qui aurait trop chaud. Le problème fondamental est le transfert optimal de ces frigories disponibles au corps humains en respectant les limites physiologiques du corps humain. Un but de l'invention est de réaliser un système complet permettant le refroidissement efficace et confortable de un ou plusieurs individus, ce système étant léger, portable, sûr et économique.
Ces buts sont atteints par le système de refroidissement individuel, selon l'invention comprenant
au moins un vêtement V porté près du corps comportant un ensemble de tuyaux fins à l'intérieur desquels circule un fluide caloriporteur se solidifiant à la température TF et apportant les frigories au sujet, ce dit vêtement ayant des caractéristiques de perte de charge en fonction du débit suivant la relation
D=F1(PE-PS) Où D est le débit du fluide caloriporteur dans le vêtement PE est la pression d'entrée dans le vêtement PS est la pression de sortie du vêtement
FI est la fonction qui lie le débit et la perte de charge du vêtement
- au moins un récipient thermiquement isolant contenant un bloc de matière libérant une quantité d'énergie frigorifique QE par changement de phase à une température TCP et contenant un échangeur thermique E2 ayant les caractéristiques de débit en fonction de la perte de charge égales à : D=F2(PC-PF) Où D est le débit du fluide caloriporteur dans le récipient PC est la pression d'entrée dans le récipient
PF est la pression de sortie du récipient F2 est la fonction qui lie le débit et la perte de charge du récipient - au moins une pompe P faisant circuler le fluide caloriporteur dans la circuit El du vêtement V et de l'échangeur E2 du récipient , cette pompe ayant les caractéristiques de débit en fonction de la pression différentielle de sortie égale à : D=F3(PF-PA) Où D est le débit du fluide caloriporteur dans la pompe P PA est la pression d'entrée dans la pompe P PF est la pression de sortie de la pompe P F3 est la fonction qui lie le débit et la perte de charge de la pompe P
caractérisé par la présence d'au moins un moyen permettant le fonctionnement en continu de l'ensemble sans solidification du fluide caloriporteur, bien que la température de solidification du fluide caloriporteur TF soit supérieure au moins de plus de 10 degrés Celcius de la température du bloc B de matière libérant l'énergie frigorifique par changement de phase.
Il est avantageux qu'un des dits moyens comprenne un ensemble de parois, constituant les échangeurs El et E2, ayant des caractéristiques d'isolement thermiques calibrées en fonction des caractéristiques de la pompe P et des pertes de charges des circuits du vêtement, de telle sorte que le coefficient Kl soit trois à dix fois supérieur à K2 où
Kl=sl/((el)(ctl)) où : si est la surface d'échange de l'échangeur El : el est l'épaisseur des parois de l'échangeur El
: ctl est le coefficient d'échange thermique du matériau constituant l'échangeur El et où
K2=s2/((e2)(ct2)) où : s2 est la surface d'échange de l'échangeur E2 : e2 est l'épaisseur des parois de l'échangeur E2
: ct2 est le coefficient d'échange thermique du matériau constituant l'échangeur E2 pour que le fluide caloriporteur, en fonctionnement normal, n'atteigne jamais sa température de solidification tout en permettant un transfert satisfaisant des frigories du bloc au corps humain.
Il est avantageux que le dit échangeur E2 comprenne un circuit où chemine par paire les tuyaux allant et venant du vêtement de façon que la température moyenne soit sensiblement constante en tout point de l'échangeur E2 et ainsi ne soit jamais trop basse.
Il est avantageux que le fluide caloriporteur soit un mélange eau plus antigel ayant une température de solidification égale à -35 °C alors que le dioxyde de carbone contenu dans le récipient est à une température égale à - 78 °C.
Il est avantageux que le dit récipient soit placé dans un véhicule comprenant
- un système de connexion et déconnexion d'urgence - un moyen d'attente permettant au fluide caloriporteur de ne pas se solidifier en cas de déconnexion.
Il est avantageux que le dit moyen d'attente comporte un circuit en parallèle comprenant - une soupape tarée ayant un seuil d'ouverture compris entre 0,25 bar et 1 bar
- un échangeur permettant d'évacuer automatiquement les frigories excédentaires
II est avantageux qu'un moyen de réglage permette au pilote de régler la puissance de froid qui lui est apportée.
Il est avantageux que le dit moyen de réglage soit un robinet placé dans le circuit du vêtement permettant d'augmenter la perte de charge du circuit principal et ainsi de répartir les flux pour partie vers le gilet et pour partie vers le circuit secondaire.
Il est avantageux qu'au moins deux vêtements portés par au moins deux sujets soient placés en parallèle sur le circuit et comportent chacun un moyen indépendant de réglage de débit et donc de puissance frigorifique afin de pouvoir alimenter en puissance frigorifique réglable au gré de chaque sujet à partir d'un seul récipient.
Il est avantageux que le gaz provenant de la sublimation du bloc soit envoyé de façon privilégiée sur la partie interne d'une visière afin de la désembuer.
Il est avantageux que le gaz provenant de la sublimation du bloc soit utilisé pour faire baisser le taux d'oxygène du gaz constituant l'ambiance confinée d'une combinaison étanche ou casi-étanche. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'un mode de réalisation illustrée par la figure 1 annexée qui représente un exemple de réalisation optimisé suivant l'invention.
La figure 1 présente un exemple de réalisation d'un mode de réalisation suivant l'invention
La figure 2 présente un exemple de fonction FI liant le débit de fluide caloriporteur avec le différentiel de pression existant entre l'entrée et la sortie du gilet .
La figure 3 présente un exemple de fonction F2 liant le débit de fluide caloriporteur avec le différentiel de pression existant entre l'entrée et la sortie du récipient.
La figure 4 présente un exemple de fonction liant le débit de fluide caloriporteur avec le différentiel de pression existant entre l'entrée et la sortie de la pompe.
La description détaillée qui suit, d'un mode préférentiel de réalisation, se réfère à la figure 1. Comme le montre la figure 1, un échangeur El constitué de fins tuyaux est placés près du corps d'un porteur. Un liquide caloriporteur à base d'eau liquide circule dans l'échangeur El comme le représentent les flèches 1 à 10. Deux des connecteurs/deconnecteurs d'urgence Cl et C2 sont placés respectivement en entrée et en sortie de l'échangeur El. Un échangeur E2 placé à l'intérieur d'un récipient thermiquement isolant, non nécessairement étanche, permet d'abaisser la température de fluide caloriporteur par la présence d'un pain de 002 solide placé à l'intérieur du récipient.
Une pompe P alimentée par une source électrique de faible puissance, qui peut être une batterie B fait circuler le fluide caloriporteur dans l'échangeur El et l'échangeur E2 situé dans le récipient . Des connecteurs C3 et C4 peuvent être placés à l'entrée et la sortie du récipient . La surface de contact, l'épaisseur des parois, le coefficient d'échange thermique des deux échangeurs El et E2 sont choisis pour que les performances d'échange thermique et de perte de charge et de caractéristique de la pompe permette une puissance de refroidissement de 400 Watt tout en respectant les contraintes physiologiques liées aux facteurs humains. Pour cela il est nécessaire que le produit Kl soit six fois supérieur à K2 où
Kl=sl/((el)(ctl)) où : si est la surface d'échange de l'échangeur El
: el est l'épaisseur des parois de l'échangeur El : ctl est le coefficient d'échange thermique du matériau constituant l'échangeur El et OÙ
K2=s2/((e2)(ct2)) où : s2 est la surface d'échange de l'échangeur E2
: e2 est l'épaisseur des parois de l'échangeur E2 : ct2 est le coefficient d'échange thermique du matériau constituant l'échangeur E2
Un circuit secondaire comprenant une soupape tarée à une valeur de pression seuil sensiblement égale à la somme des pertes de charge des deux circuit El et E2 ainsi qu'un échangeur secondaire permet de déverser les frigories excédentaires et permet également d'utiliser efficacement un robinet de réglage de la puissance frigorifique fournie à chaque sujet.
Le lecteur comprendra que de nombreuses variantes d'applications de ce concept objet de l'invention existent. Les applications les plus importantes sont celles liées à la protection des sauveteurs en ambiance chaudes ou toxiques avec ou sans tenue de protection étanche et le refroidissement de pilotes en ambiances chaudes ou humides.

Claims

REVENDICATIONS
- Système de refroidissement individuel comprenant: - au moins un vêtement V porté près du corps comportant un ensemble de tuyaux fins à l'intérieur desquels circule un fluide caloriporteur se solidifiant à la température TF et apportant les frigories au sujet, ce dit vêtement ayant des caractéristiques de perte de charge en fonction du débit suivant la relation D=F1(PE-PS)
Où D est le débit du fluide caloriporteur dans le vêtement PE est la pression d'entrée dans le vêtement PS est la pression de sortie du vêtement
FI est la fonction qui lie le débit et la perte de charge du vêtement
- au moins un récipient thermiquement isolant contenant un bloc de matière générateur de frigories et libérant une quantité d'énergie frigorifique QE par changement de phase à une température TCP et contenant un échangeur thermique E2 ayant les caractéristiques de débit en fonction de la perte de charge égales à :
D=F2(PC-PF) Où D est le débit du fluide caloriporteur dans le récipient PC est la pression d'entrée dans le récipient PF est la pression de sortie du récipient F2 est la fonction qui lie le débit et la perte de charge du récipient
- au moins une pompe P faisant circuler le fluide caloriporteur dans la circuit El du vêtement V et de l'échangeur E2 du récipient , cette pompe ayant les caractéristiques de débit en fonction de la pression différentielle de sortie égale à :
D=F3(PF-PA) Où D est le débit du fluide caloriporteur dans la pompe P PA est la pression d'entrée dans la pompe P PF est la pression de sortie de la pompe P F3 est la fonction qui lie le débit et la perte de charge de la pompe P
caractérisé par la présence simultanée
- d'un bloc générateur de frigories libérant son énergie frigorifique à une température TCP, et d'un fluide caloriporteur ayant une température de solidification TF supérieure d'au moins dix degrés Celsius de la température TCP,
- et au moins un ensemble de parois, constituant les échangeurs El et E2, ayant des caractéristiques d'isolement thermiques calibrées en fonction des caractéristiques de la pompe P et des pertes de charges des circuits du vêtement, de telle sorte que le coefficient Kl soit trois à dix fois supérieur à K2 où Kl=sl/((el)(ctl)) où : si est la surface d'échange de l'échangeur El
: el est l'épaisseur des parois de l'échangeur El : ctl est le coefficient d'échange thermique du matériau constituant l'échangeur El et où
K2=s2/((e2)(ct2)) où : s2 est la surface d'échange de l'échangeur E2
: e2 est l'épaisseur des parois de l'échangeur E2 : ct2 est le coefficient d'échange thermique du matériau constituant l'échangeur E2 pour que le fluide caloriporteur, en fonctionnement normal, n'atteigne jamais sa température de solidification tout en permettant un transfert satisfaisant des frigories du bloc générateur de frigories au corps humain bien que le fluide caloriporteur aie une température de solidification TF supérieure d'au moins dix degrés Celsius de la température TCP de changement de phase du bloc générateur de frigories.
- Système de réfrigération individuel suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dit échangeur E2 comprend un circuit où chemine par paire les tuyaux allant et venant du vêtement de façon que la température moyenne soit sensiblement constante en tout point de l'échangeur E2 et ainsi ne soit jamais trop basse.
- Système de réfrigération individuel suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le fluide caloriporteur est un mélange eau plus antigel ayant une température de solidification égale à -35 °C alors que le dioxyde de carbone contenu dans le récipient soit à une température égale à - 78 °C.
- Système de réfrigération individuel suivant la revendication 1,2 ou 3 caractérisé en ce que le dit récipient est placé dans un véhicule comprenant
- un système de connexion et déconnexion d'urgence - un moyen d'attente permettant au fluide caloriporteur de ne pas se solidifier en cas de déconnexion.
- Système de réfrigération individuel suivant la revendications 4 caractérisé en ce que le dit moyen d'attente comporte un circuit en parallèle comprenant
- une soupape tarée ayant un seuil d'ouverture compris entre 0,25 bar et 1 bar
- un échangeur permettant d'évacuer automatiquement les frigories excédentaires
- Système de réfrigération individuel suivant une des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que un moyen de réglage permet au pilote de régler la puissance de froid qui lui est apportée.
- Système de réfrigération individuel suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le dit moyen de réglage est un robinet placé dans le circuit du vêtement permettant d'augmenter la perte de charge du circuit principal et ainsi de répartir les flux pour partie vers le gilet et pour partie vers le circuit secondaire.
- Système de réfrigération individuel suivant une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que au moins deux vêtements portés par au moins deux sujets sont placés en parallèle sur le circuit et comportent chacun un moyen indépendant de réglage de débit et donc de puissance frigorifique afin de pouvoir régler individuellement au gré de chaque sujet la puissance frigorifique qui lui est fournie à partir d'un seul récipient.
- Système de réfrigération individuel suivant une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le gaz provenant de la sublimation du bloc générateur de frigories est envoyé de façon privilégiée sur la partie interne d'une visière afin de la désembuer.
0-Système de réfrigération individuel suivant une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le gaz provenant de la sublimation du bloc générateur de frigories est utilisé pour faire baisser le taux d'oxygène du gaz constituant l'ambiance confinée d'une combinaison étanche ou casi-étanche.
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