人體降溫系統的製作方法

2023-04-30 01:49:21

專利名稱：人體降溫系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種降溫系統，尤其涉及一種適用於不宜安裝降溫設備的 高溫環境中的、直接針對人體的管式液冷降溫系統。
背景技術：
在高溫環境裡，人們通常會感到悶熱不適，極易發生中暑事件，特別是露 天作業者與體弱多病者。在室內安裝空調等降溫設備即可解決問題，然而野外作業、露天作業環境則難以通過空調等降溫設備達到目的。目前，除了野外作 業的地質勘測人員、軍人等需要常年忍受高溫、酷暑的煎熬，而且隨著全球氣 候的變暖，眾多的旅遊愛好者以及其他戶外工作者也將愈來愈多的面臨高溫環 境。針對這種現狀，逐漸出現了適用於室外的各種降溫設施、裝置，因為通過 衣服實現隔熱散熱降溫是最為直接且極其有效的途徑，故其中多是對衣服進行 改進或增設降溫裝置，以期達到降溫的目的，這其中又有蒸汽壓縮製冷、半導 體製冷、利用高壓氣體膨脹製冷、液冷等多種方式。而半導體製冷製冷係數小， 要達到一定的製冷量，需要較大的輸入功率，因此在實施上存在有困難，鮮有 採用。採用蒸汽壓縮製冷的如第03264232.6號專利用於人體降溫的防暑降溫裝 置，是利用蒸汽壓縮製冷技術提供人體所需要的能量，將蒸發器管道盤繞在一 個兩層夾板之間，然後將這個夾板縫在衣服背部來實現降溫防暑。釆取蒸汽壓 縮製冷，雖然能夠獲得有效地長時間降溫目的，但是蒸汽壓縮機雖然微型化， 依然不夠輕便，且成本高，同時還有噪音，某些場合不能適用。第200410052188.0號專利申請公開的一種穿戴降溫服，就是利用壓縮 氣體膨脹吸熱而產生低溫實現製冷目的，在衣服上設置有冷媒流道，通過分配 器與冷媒儲罐相連通，充裝在冷媒儲罐內的壓縮液化冷媒蒸發膨脹成氣體後溫 度下降，將溫度較低的氣體通過衣服引導流經人體表面吸熱，帶走人體表面周 圍熱量。該降溫服需要壓縮冷媒，因此雖具有換熱均勻、冷卻穩定的優點，卻 在實用上多多受限。利用液冷方式製冷，因其成本低，而且原料易得，是經常採用的方式之一。例如第89218510.4號專利的管式液冷防暑降溫背心，是由外置的製冷箱與設 置在衣服上的液冷管道連接，管道內置循環流動的液體；利用冰的融解熱作為 熱沉，以微型電動循環泵驅使液體經過熱交換器帶走人體軀幹和大腿上部的熱 量，在4(TC左右的高溫環境中，可減輕人體熱應激。其中外置的製冷箱包括 熱交換器、儲液瓶、穩壓電源、微型電動循環泵、密封連接器、連接軟管等。 該結構適合於在不能安裝空調設備的高溫環境中使用。然而該技術在實際應用 中存在尚存在有一定的缺陷，諸如製冷箱的結構不利於攜帶，會增加作業人 員的負荷，戶外作業一般需攜帶必要物件，負荷較多，此時再增加一製冷箱， 將會加大負擔，同時該製冷箱的結構還較為繁雜，體積較大；另外該背心覆蓋 了人體軀幹和大腿，由於背心主要由充滿液體的軟管盤繞而成，故還存在有穿 著不舒適及活動不便的不足。正因為上述缺陷的存在，雖然該技術在理論上成 立，但其實用性較差，導致在實踐中並未得到普及應用。綜合上述，採用液冷方式製冷，成本低，原料易得，無噪音，無汙染，只 要對結構進行改進，克服現有技術中存在的缺陷，依然不失為一種戶外最佳制 冷途徑。發明內容本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的上述問題，提出一種能夠 滿足在不宜安裝降溫設備的高溫環境中的製冷需求，易於攜帶、穿著貼身、溫 度可控、製冷時間較長且能夠同時解決使用及飲用冰水需求的液冷人體降溫系 統。上述的人體降溫系統，包括衣服體、水袋、降溫裝置、背包，衣服體包括 衣服本體、壓膜、塑料軟管；壓膜為呈平面"U"形波紋狀循環的塑料薄膜； 塑料軟管呈循環布置與壓膜相匹配，並通過壓膜熱壓固定在衣服本體上；壓膜 與衣服本體的壓合處距塑料軟管的兩側有一定的間隙；水袋內置冰體及循環管 道，循環管道的兩端伸出水袋，二者連接處為密封連接，內腔相互隔離；降溫 裝置包括電機驅動的微形水泵、溫控閥、第一管道、第二管道，水泵與水袋的 循環管道兩端相連；溫控閥設置在所述水泵出口端；第一、第二管道的一端連
接水泵，另一端分別連接塑料軟管的進、出口端；背包的上端設置有穿孔，降 溫裝置和水袋收容在該背包內，第一、第二管道的上端伸出穿孔後接塑料軟管。其中壓膜為單層或雙層；雙層時為上下疊加的兩層，此時塑料軟管熱壓固定在兩層壓膜之間，與壓膜和衣服體的壓合處具有一定間隙。塑料軟管的進 口端設置有第一快速接頭，出口端設置有第二快速接頭，通過第一、第二快速 接頭連接第一、第二管道。水袋的袋體採用PU厚膜熱壓成形，上部設置有注水口，下部設置有出水 口，注水口通過封蓋密封，出水口與一軟管密封連接；軟管的伸出端端部設有 一飲水接頭。出水口與軟管通過連接器連接，連接器與袋體熱壓連接，並貼著 袋體傾斜向上伸出。內循環管道的管道排列沿豎直的方向循環布置，進、出口 端分別設有第三、第四快速接頭連接水泵。內循環管道為熱壓PU循環管道， 並通過兩側的熱壓膜限位固定，熱壓膜的下部設有多個小孔。電機的電源為充電電池，容置電池的電源盒裝設在所述的第一管道與第二 管道之間，與電機電性連接。背包是保溫背包。該人體降溫系統，通過無刷電機帶動微形水泵，將水袋裡的冰塊或冰種的 冷量，導入製冷液體，再經過溫控閥調節溫度，流入衣服體，經過壓膜遍布衣 服本體，從而對人體起降溫作用。水袋裡的冰融成冰水，即可通過飲水接頭讓 使用者直接飲用，從而更進一步的起到降溫作用。該系統尤其適用於軍警及室 外高溫作業人群，能夠提供人體降溫及飲用冰水的雙重防護措施；而且背包的 結構適合攜帶，同時水袋可快速更換的結構，保證了連續製冷的實現；且水袋 內置冰體簡單方便，背包的保溫結構也保證了多個水袋的便利攜帶。


圖1是本實用新型人體降溫系統的組合結構示意圖；圖2是本實用新型人體降溫系統的背包結構示意圖；圖3是圖1的A-A向局部放大示意圖；圖4是本實用新型人體降溫系統的水袋結構示意主視圖；圖5是本實用新型人體降溫系統的水袋結構示意俯視圖；圖6是本實用新型人體降溫系統的循環管道較佳實施例主視圖；圖7是本實用新型人體降溫系統的循環管道較佳實施例側視圖； 圖8是本實用新型人體降溫系統的降溫裝置主視圖； 圖9是本實用新型人體降溫系統的降溫裝置仰視圖； 圖IO是本實用新型人體降溫系統的降溫裝置後視圖。
具體實施方式
如圖1至圖10所示，本實用新型的人體降溫系統，主要包括衣服體1、 水袋2、降溫裝置3、背包4，其中如圖l、圖3所示，衣服體l包括衣服本體ll、壓膜12、塑料軟管13; 衣服本體11可以是棉和萊卡成分的面料或其他面料；壓膜12為呈平面"U" 形波紋狀循環的塑料薄膜，塑料軟管13與壓膜12通過熱壓固連為一體，壓膜 12的邊緣通過熱壓成形，壓合在衣服本體]1上，形成固定。壓膜12與衣服 本體1的壓合處距離塑料軟管13的兩側均有一定的間隙，在塑料軟管13的 兩側分別形成一個氣流管道。其中壓膜12可以是單層或者雙層，在實施例當中，壓膜12為雙層結構， 如圖3所示，此時塑料軟管13設置在該兩層薄膜12之間。壓膜12與塑料軟 管13呈沿豎直方向循環布置。同樣該兩層壓膜12壓合處與塑料軟管13的兩 側留有間隙i21、 122，形成有氣流管道。該氣流管道的存在可以均勻分散塑 料軟管13散發的冷量，更便於人體吸收，採用雙層壓膜的結構可更有利於制 冷液體在塑料軟管13中均勻流動。同時採用熱壓成形壓合在衣服本體11上， 適合使用者的貼身穿者。如圖4、圖5所示，水袋2包括袋體21、封蓋22、循環管道23、軟管24; 水袋2內置冰體。其中袋體21是採用PU厚膜熱壓四邊壓合成形，上部設置 有熱壓成形的注水口 211，下部設置有出水口212，內部設置有循環管道23。 注水口 211通過封蓋22密封，出水口 212通過連接器241與軟管24密封連接， 連接器241與袋體21熱壓連接。軟管24的伸出端端部連接有一飲水接頭242， 軟管24的外面套有發泡保護管。該飲水接頭242的造型適合使用者的嘴形， 可以為咬嘴式。連接器241的位置較佳選擇是貼著袋體21傾斜向上伸出，以 方便於軟管24的裝配；軟管24長度可長可短， 一般為1米。循環管道23的管道沿豎直的方向循環布置，兩端自袋體21內伸出，二者 連接處設置有密封圈，循環管道23與袋體21的容腔完全隔離。較佳實施例如 圖6、圖7所示，循環管道23為熱壓PU循環管道，通過薄膜230熱壓固定， 熱壓薄膜230靠近管道兩端的下部設有多個小孔233，以方便於袋體21內的 冰水的對流。如圖8、圖9、圖10所示，降溫裝置3包括直流無刷電機30驅動的微形 水泵31、溫控閥32、第一管道33、第二管道34。水泵21包括兩個隔離腔室 (圖未示出)，分別儲存冷液和回流液體，其中冷液腔室的出口接第一管道33， 進口接水袋2的循環管道23出口；回流液體腔室的進口接第二管道34，出口 接水袋2的循環管道23進口。第一、第二管道33、 34另一端分別連接衣服體 1的塑料軟管13兩端。至此，形成一個完整的液流迴路。溫控閥32設置在冷 液腔出口及回流腔進口處。電機30的電源可採用充電電池，容置電池的電源盒301通過支架302裝 設在第一管道33與第二管道34之間，與電機30電性連接。控制開關303採 用防水式的電子開關，如橡膠套保護的電子開關等。其中第一管道33、第二管道34可以做成硬質管道，自水泵31的同側延 伸出，同時作為支架起到支撐和固定水袋2的作用。如圖2所示，保溫背包4可以是肩背式或腰跨式保溫背包，包括尼龍布外 層41、中間的海棉夾層42、含絕熱層的尼龍布裡層43;背包4的上端設置有 穿孔44，與第一管道33和第二管道34的上端相匹配。背包4的大小可放入 降溫裝置3和水袋2。為便於連接，在塑料軟管13的進水口端設置有第一快速接頭]31，出水 口端設置有第二快速接頭132。循環管道23的進口端連接第三快速接頭23L 出口端連接第四快速接頭232。為方便第三、第四快速接頭231、 232的插入， 在循環管道23的出口及進口處分別加設有一 PU硬管。上述的各個快速接頭 的連接方式均為直插式。使用時，首先將水袋2內裝滿可飲用的水，扭緊封蓋22，放入冰箱儲存 至結冰狀態；將冰凍狀態的水袋2通過第三快速接頭231與降溫裝置3的水泵 31連接；然後將降溫裝置3和水袋2放入背包4，其中第一管道33和第二管 道34的上端穿過背包4上端的穿孔44，扣緊背包4;再連接可充電電池，提 供電源；之後使用者穿上衣服體，拉上拉鏈，背上該背包4，此時，第一管 道33與第二管道34的端部分別連接第一快速接頭131、第二快速接頭〖32， 將降溫裝置3與衣服體1連接成一體；最後打開防水電源開關，該降溫系統即 開始工作。隨著水袋2的使用，裡面的冰會慢慢融化成為冰水，使用者可以通過飲水接頭242直接飲用融化的冰水。待水袋2內的冰完全融化或使用完畢，可以斷開快速接頭直接更換另一個水袋，以保持連續製冷。具體工作過程通過無刷電機30帶動微形水泵31，吸入水泵21中的制 冷液體，經過溫控閥32，進入結冰的水袋2的循環管道23，製冷液體在通過 循環管道23時，導入水袋2中冰或冰種的冷量，製冷液體溫度降低，冷卻流 出，流經水泵21、溫控閥23及第一管道33，進入衣服體l的塑料軟管13， 從而將冷量送達人體，同時溫控閥32將製冷液體的溫度控制在設定的溫度內， 以滿足^^體對低溫的需求；流經塑料軟管13的製冷液體逐漸吸收人體熱量達 到設定溫度後，經第二管道34回流，到達水泵21的回流液體腔室。至此，完 成一次循環。如此重複循環，達到對人體降溫的作用。與此同時水袋2中逐漸 融化的冰水，通過飲水接頭242直接飲用，由此進一歩的滿足降溫需求。其中 水袋的容積可以分為1.5升，3升和5升等不同規格。溫控閥32通過對溫度的傳感或水流的大小，來控制整個系統裡面製冷液 體的溫度,對製冷液體進行調節溫度或恆溫控制，從而讓使用者更舒服的使用， 不會受超低溫的傷害。同時背包4的保溫結構，也可以讓水袋2裡的冰源保持 更長的時間，並且可以讓使用者在任何狀態下(坐臥行走等)，都方便使用。由於水袋2的袋體21是由PU厚膜熱壓成，對人體無害；且PU材質柔軟， 便於攜帶；同時水袋2裡的內循環管道23可以讓製冷液體流動，帶走冰塊或 冰種的冷量，該內循環管道23的結構為管道沿豎直方向的循環布置，更便於 製冷液體流動，與冰的接觸點更加直接。以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，非因此局限本實用新型的保 護範圍，故舉凡運用本實用新型說明書及圖示內容所為的等效技術變化，均包 含於本實用新型的保護範圍內。
權利要求1. 一種人體降溫系統，其特徵在於所述系統包括衣服體、水袋、降溫裝置、背包，所述衣服體包括衣服本體、壓膜、塑料軟管；所述壓膜為呈平面「U」形波紋狀循環的塑料薄膜；所述塑料軟管呈循環布置與所述壓膜相匹配，並通過所述壓膜熱壓固定在所述衣服本體上；所述的壓膜與衣服本體的壓合處距離所述塑料軟管的兩側有一定的間隙；所述水袋內置冰體及循環管道；所述循環管道的兩端伸出所述水袋，二者連接處為密封連接，內腔相互隔離；所述降溫裝置包括電機驅動的微形水泵、溫控閥、第一管道、第二管道；所述水泵與所述水袋的循環管道兩端相連；所述溫控閥設置在所述水泵出口端；所述第一、第二管道的一端連接所述水泵，另一端分別連接所述塑料軟管的進、出口端；所述背包的上端設置有穿孔，所述降溫裝置和水袋收容在所述背包內，所述第一、第二管道的上端伸出所述穿孔接所述塑料軟管。
2、 如權利要求1所述的人體降溫系統，其特徵在於所述壓膜為單層或 雙層。
3、 如權利要求2所述的人體降溫系統，其特徵在於所述壓膜為上下疊 加的兩層，所述塑料軟管熱壓固定在所述兩層壓膜之間，與所述的壓膜和衣服 體的壓合處具有一定間隙。
4、 如權利要求1所述的人體降溫系統，其特徵在於所述塑料軟管的進 口端設置有第一快速接頭，出口端設置有第二快速接頭，通過所述第一、第二 快速接頭連接所述第一、第二管道。
5、 如權利要求1所述的人體降溫系統，其特徵在於所述水袋的袋體採 用PU厚膜熱壓成形，上部設置有注水口，下部設置有出水口，注水口通過封 蓋密封，出水口與一軟管密封連接；所述軟管的伸出端端部設有一飲水接頭。
6、 如權利要求5所述的人體降溫系統，其特徵在於所述出水口與所述 軟管通過連接器連接，所述連接器與袋體熱壓連接，並貼著袋體所述傾斜向上 伸出。
7、 如權利要求1或5所述的人體降溫系統，其特徵在於所述內循環管 道的管道排列沿豎直的方向循環布置，進、出口端分別設有第三、第四快速接 頭連接所述水泵。
8、 如權利要求7所述的人體降溫系統，其特徵在於所述內循環管道為 熱壓PU循環管道，並通過兩側的熱壓膜限位固定，所述熱壓膜的下部設有多 個小孔。
9、 如權利要求1所述的人體降溫系統，其特徵在於所述電機的電源為 充電電池，容置電池的電源盒裝設在所述的第一管道與第二管道之間，與所述 電機電性連接。
10、 如權利要求1所述的人體降溫系統，其特徵在於所述背包是保溫背 包，包括尼龍布外層、中間的海棉夾層、含絕熱層的尼龍布裡層。
專利摘要本實用新型涉及一種人體降溫系統，包括衣服體、水袋、降溫裝置、背包，其中衣服體包括通過壓膜熱壓成形固定於衣服本體上的的塑料軟管；水袋內置冰體及內循環管道；該塑料軟管和內循環管道分別與降溫裝置的水泵連通，水泵出口處設置有溫控閥；降溫裝置和水袋收容在背包內。該系統同時提供了身體降溫及飲用冰水的雙重防護，水袋可快速更換保證了連續製冷的實現，便利攜帶，使用方便。尤其適用於軍警及室外高溫作業人群。
文檔編號A61F7/00GK201079484SQ200720172668
公開日2008年7月2日 申請日期2007年10月26日 優先權日2007年10月26日
發明者孫正軍 申請人:孫正軍