CN102770041B - 具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫 - Google Patents

Abstract

一种具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，包括内设有空气增量器（2）及压缩气源供给装置（7）的鞋垫本体（1）。空气增量器（2）包括顺次连接的进气管（21）和排气管（22），进气管（21）吸收位于鞋垫本体（1）底部的空气，排气管（22）连通到鞋垫本体（1）外，进气管（21）与排气管（22）两者的管腔连成气流通道（5），进气管（21）与排气管（22）的连接端面留有进气间隙（6），进气间隙（6）的一端接收来自压缩气源供给装置（7）的压缩气体，另一端是连接气流通道（5）的出风口（61），压缩气流通过进气间隙（6）往排气管（22）方向流动进而产生附壁效应，使得进气管（21）吸收的空气通过排气管（22）排到鞋垫本体（1）外。由于鞋垫 采用了附壁效应，可通过小量压缩气体抽拔大量的周边气流，使得鞋垫换气效果很好。

Description

具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫

技术领域

本发明涉及一种与鞋底相配使用的鞋垫，具体说是一种具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫。

背景技术

目前，市场上已出现了各种各样的具有呼吸换气功能的鞋子，它们都是在鞋底内镶设有呼吸换气机构，使鞋子具有呼吸换气功能。然而，这种结构的呼吸换气鞋子，其大多都是采用单独的气囊结构，气囊在实际使用过程中容易损坏，而且，其结构相对较复杂，为此，人们一直探究一种以新型结构取代气囊结构的呼吸换气鞋子。

随着呼吸换气鞋子的不断创新发展，设计者研发出一种应用流体力学原理的呼吸换气鞋。例如是中国发明专利申请200710102098.1公开的具有文丘里效应诱导的通气作用的鞋底，该结构的鞋底主要是提供给摩托车驾驶者穿着使用，它在鞋底内开设与外界大气连通的气流沟槽，气流沟槽的入气口设置在鞋底的前端，气流沟槽的出气口设置在鞋底的双侧面，使用者穿着该鞋驾驶摩托车时，冲击到鞋子前端的强烈气流从入气口流入气流沟槽，并从出气口向外排出，期间，入气口前端形成气流高压区，出气口外形成气流低压区，在气流低压区构成一定低压虹吸力，使在该区域形成文丘里效应，有助于鞋底内的气流沟槽的气流被抽出，实现对鞋内气流的诱导通气作用。但是，该结构鞋子的实际使用及其使用价值相当有限，主要体现在：（1）该鞋子只适用于气流形成定向冲击的运动场合，如果没有鞋外的冲击气流，该鞋子的出气口端无法形成文丘里效应，鞋子内部无法形成自身的主动换气功能；（2）该鞋子在穿着者步行时是不适用的，它基本上是不可能形成外界大气的文丘里诱导通气作用，一般的步行，不可能形成强烈的气流冲击作用，无法在鞋底的入气口形成高压区及在出气口形成低压区，而且，人在步行过程中，脚是前后来回摆动的，尽管脚在步行时摆动幅度及力度非常大，其所形成的高压区不可能形成如在摩托车驾驶时鞋子前端冲击气流所产生的高压区，其所形成的文丘里诱导作用非常薄弱；（3）该鞋子若是保持在诱导通气的情况下工作，它根本无法在沙尘暴、污染、雨天、雪地、小菌感染等环境下使用，大大缩小了该鞋子的使用环境。

而且，普通具有呼吸换气功能的鞋子，其气囊结构的换气模式，换气量小，仅为气囊本身压缩行程所能实现的换气量，呼吸换气效果不明显。

另外，市场上现有的具有呼吸换气功能的鞋子，大部分都是以透气薄膜或气囊式换气设计为主导，一旦鞋子的透气薄膜的微孔被尘埃堵塞封闭及气囊 的单向阀门失效与气囊损坏而失去换气功能，人们也不得不重新购买新鞋子，从而增加了使用者的投入成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种换气量大、换气效果好、结构简单、可灵活应用到不同鞋子上使用、使用环境不受限制的具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫。

本发明的发明目的是这样实现的：一种具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，包括鞋垫本体，其特征在于：所述鞋垫本体内设有空气增量器及压缩气源供给装置，空气增量器包括顺次连接的进气管和排气管，进气管的进气端口连通鞋内位于鞋垫本体底部并吸收该底部的空气，排气管连通到鞋垫本体外，期间，进气管与排气管两者的管腔连成气流通道，进气管与排气管的连接端面设有进气间隙，进气间隙的一端接收压缩气源供给装置输出的气流，另一端为连接气流通道的出风口，进气间隙的出风口方向朝向气流方向设置，使得从进气间隙流出的气流往排气管方向流动，该气流产生附壁作用，鞋垫本体底部的空气被进气管吸入后与从进气间隙进入的压缩气流混合后共同通过排气管而排到鞋垫本体外。由于采用了空气增量器效应，类似于飞机的推进器原理，可通过小量压缩气流吸收、抽拔大量的周边气流，实现鞋垫换气量大、换气效果好的功能。

作为上述技术方案所述的空气增量器，它的其中一种形式为具有科恩达效应的空气放大器。科恩达效应的空气放大器已是共知、气流抽拔效果非常好的空气增量器器件，器件制造技术成熟，购买容易，便于鞋垫产品生产制造。

作为上述技术方案所述的空气增量器，它的另一种形式可为管腔直径自大向小缩小的进气管与由若干级管段组成的排气管装配而成，各级管段的管腔连成而成的整体的直径是顺次由小变大的。由若干段管段组成排气管，每一管段均具有对空气的文丘里管效应作用，实现空气增量器对所吸入空气的多级虹吸、多级放大效果，更进一步增加空气的吸入量。

上述技术方案所述具有多级空气放大的排气管，它的各级管段的管腔直径变化是线性的。

在所述的空气增量器制造过程中，所述进气间隙的出风口为弯弧结构，弯弧的弯曲方向朝向气流方向设置，利于气源气流对虹吸而入的气流有更好的抽风作用。

另外，在上述的技术方案中，所述排气管的末端设有导气管，导气管设于鞋垫本体内并穿出鞋垫本体的侧壁面与外界连通。在排气管末端设置导气管，可将空气增量器吸收的空气排出鞋垫本体。

在本技术方案实施过程中，所述压缩气源供给装置为呼吸气囊，呼吸气囊的喷气管与进气间隙接收输入气流的一端连接，气囊结构作为压缩气源供给装置，简单价廉。

或者，所述压缩气源供给装置为呼吸气泵，呼吸气泵的出气管与进气间隙接收输入气流的一端连接，呼吸气泵的压缩气源提供效果好，更能实现为空气增量器提供稳定气源。

另外，在空气增量器的制造过程中，为了进气间隙与压缩气源供给装置更好的连接，所述进气间隙接收输入气流的一端通过一导气接头与压缩气源供给装置连接。

而其，作为上述技术方案的进一步改进，所述鞋垫本体上设有阻风柱，阻风柱位于进气管的进气端口前方。当进气端口前方的气流撞向阻风柱后产生文丘里效应，在阻风柱背面形成低压，使得进气管的进气端口对进入的气流具有初步的吸入作用，更可对周边气流具有引导作用，可增加进气管的进气端口的吸气量。

本发明与现有技术中具有呼吸换气功能的鞋垫相比，具有以下优点：

（1）本发明所述的鞋垫内设置空气增量器，由于空气增量器的作用，只要通过很少的压缩引导气流，气流在气流通道产生附壁效应，在进气管的进气端口必将产生负压，对外界空气产生巨大的虹吸、抽风作用，类似于飞机的推进器原理，使得大量的外界气流被吸入空气增量器内，鞋垫从而具有换气量大的特点，实现鞋垫有更好的呼吸换气功能。

（2）本发明结构简单，只需在鞋垫设置上述空气增量器与压缩气源供给装置，即可使鞋垫具有换气量大的特点，取代了传统单靠气囊结构、换气量小的鞋子结构，制造方便简单。

（3）本发明所述鞋垫，可灵活放置在不同的鞋子上使用，使普通的鞋子具有换气量大的呼吸换气效果，大大提升普通鞋子的使用质量与穿着舒适性，鞋垫产品成本低廉，容易普及推广。

（4）本发明所述的鞋垫，其使用不受任何环境限制，因其是工作于鞋子内，且空气增量器效应本身具有对气体的强大扯风、抽拔作用。

附图说明

附图1为本发明实施例1的结构外观图。

附图2为附图1中，将相互配合的空气增量器与呼吸气囊抽离鞋垫本体后的结构示意图。

附图3为附图1中，空气增量器的剖面图。

附图4为实施例1所述空气增量器的进气间隙的剖面放大图。

附图5为本发明实施例2的结构外观图。

附图6为附图5中，将相互配合的空气增量器与呼吸气囊抽离鞋垫本体后的结构示意图。

附图7为本发明实施例2中，空气增量器与压缩气源供给装置连接的另一种变换形式的结构示意图。

附图8为本发明实施例3的结构示意图。

附图9为本发明在吸气管前端设置阻风柱的结构示意图。

附图10为本发明中，另一种实施方式的空气增量器与压缩气源供给装置连接的结构示意图。

附图11为本发明的使用状态结构示意图。

注：附图1、附图5、附图8均是显示鞋垫本体的底面，该底面是直接与鞋底接触并与鞋底相配安装。

具体实施方式

说明：本发明是针对鞋垫作出的技术改进，所述的鞋垫是装设在鞋子内腔并位于鞋底上表面的脚垫物，鞋垫的主要作用是使穿着者的脚部踩压在鞋子上时感到柔软舒适。

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例一：

根据图1至图5所示的实施例，本发明所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，包括鞋垫本体1，它的底面是直接与鞋底接触并相配安装，鞋垫本体1一般是软性材料制成，它一般由后跟部、弓部及前掌部组成。本发明针对现有技术进行改进，所述鞋垫本体1内设有空气增量器2及压缩气源供给装置。而空气增量器2包括顺次连接的进气管21和排气管22，进气管21的进气端口211连通鞋内位于鞋垫本体1底部并吸收该底部的空气，排气管22连通到鞋垫本体1外，该排气管22的排风口设于鞋垫本体1的底部。期间，进气管21与排气管22两者的管腔连成气流通道5，进气管21与排气管22的连接端面设有进气间隙6，进气间隙6的一端接收压缩气源供给装置输出的压缩气流，另一端为连接气流通道5的出风口61，在此，压缩气源供给装置必须是能提供压缩气流供应，一般情况，经压缩气源供给装置输出的气流多是经过压缩的，该压缩气流输向进气间隙6；同时，为保证进气间隙6的设置，一般是通过进气管21与排气管22之间的安装间隙形成，该进气间隙6为在进气管21与排气管22的安装面周向设置预留位最佳，在满足气流对气流通道5供给的情况下，该进气间隙6可只设置在气源输入的位置。期间，进气间隙6的出风口61方向朝向气流方向设置，使得从进气间隙6流出的气流往排气管22方向流动，在具体的设计制造中，所述的空气增量器2制造过程中，所述进气间隙6的出风口61为弯弧结构，弯弧的弯曲方向朝向气流方向设置，如图4所示，这里所说的弯曲方向朝向气流方向，应该理解为该弯弧的弯曲切线与气流在排气管22的输出方向的夹角а为钝角，这样更利于气源气流对外界空气有更好的抽拔作用，如图3所示，而且，该进气间隙6在出风口61的间距应满足不大于0.5毫米为最佳。在上述进气间隙6的形成结构中，该间隙的一半是在进气管21的端面上，另一半是在排气管22的端面上，为此，该两管的端面至少在排气管22的端面设置上述弯弧结构，最佳状态时两个端面均设置上述的弯弧结构。空气增量器2工作时，压缩空气进入排气管22的腔壁并产生附壁效应，进气管21的进气端口211吸收其周边空气，并与进气间隙6进入的气流共同通过空气增量器2而从排出到鞋垫本体1外。

另外，在空气增量器2的制造过程中，为了进气间隙6与压缩气源供给装置更好的连接，本实施例的进气间隙6接收输入气流的一端通过一导气接头9与压缩气源供给装置连接。

在本实施例中所采用的空气增量器2为具有科恩达效应的空气放大器，在鞋垫塑造是将空气放大器镶嵌固定。科恩达效应的空气放大器已是共知器件，它的进气间隙6为0.05～0.1毫米的环形窄缝，气流抽拔效果及抽风效果非常好，它能输出相当于气源气流20多倍的空气，器件制造技术成熟，购买容易，便于鞋垫产品生产制造。

同时，本实施例采用的压缩气源供给装置为气囊，该呼吸气囊7固定安装在前掌部，呼吸气囊7的结构以为该领域的普通技术人员所熟悉或通过鞋类文献可获知，在此不再详述其内在结构。呼吸气囊7的喷气管71与进气间隙6接收输入气流的一端连接。即与导气接头9连接，呼吸气囊7结构作为压缩气源供给装置，简单价廉。

由于本实施例采用了具有科恩达效应的空气放大器作为空气增量器2效应，由于空气放大器的作用，只要通过少量的引导气流，气流在气流通道5产生附壁效应，在进气管21的进气端口必将产生负压，对外界空气产生巨大的虹吸、抽风作用，使得大量的外界气流被吸入空气放大器内并沿排气管22排出，鞋垫从而具有换气量大的特点，实现鞋垫有更大风量的呼吸换气功能。

实施例二：

请参见附图5至附图7，本实施例为呼吸换气鞋垫的另一实施例，其结构和实施例一基本一致，在此省略不述，稍有不同的是：

（1）本实施例所采用的压缩气源供给装置为呼吸气泵8，该呼吸气泵8固定安装于鞋垫的后跟部，期间，呼吸气泵8的结构可采用本人在“可拆、缓震压力可调的能量回弹换气鞋垫”专利申请所述的减震换气部件的结构制得。呼吸气泵8的出气管81与进气间隙6接收输入气流的一端连接，随着使用者不停的踩压呼吸气泵8，呼吸气泵8为具有科恩达效应的空气放大器提供足够的气源，而且，呼吸气泵8提供的气源效果好，更能实现为空气放大器提供稳定风源。

（2）在本实施例方案中，所述排气管22的末端设有导气管3，导气管3设于鞋垫本体1内并穿出鞋垫本体1的侧壁面与外界连通。在排气管末端设置导气管，可将空气增量器吸收的空气排出鞋垫本体。期间，因空气增量器2本身的抽入大量的空气，其气流输出也是非常大的，所以，在本产品中，设置的排气管22的出气端的导气管3，其管径应须足够大，需及时排出吸入的空气，且外，一般情况下，导气管3可设置两条，分别设在排气管22端口的两侧，并分别连通鞋垫本体1两侧壁；或者用堵塞物将其中一条导气管3封闭，使两条导气管3的其中一条工作，也可达到上述排气作用。

在实施例二中，进气管21的进气端口211吸收来自于前掌部14方向的空气，经空气放大器吸收向后跟部15方向的侧壁喷射而出。而作为实施例二的另外一种变换形式，在不需设置导气管3的情况下，可将空气放大器掉头设置，排气管22的排风口设于鞋垫本体1的底部并朝向前掌部14方向，使进气管21的端口朝后跟部15方向设置，吸收后跟部15方向的空气，而经空气放大器吸收的空气则经向前掌14方向喷射而出，此时喷射出来的气流正对着穿着者的脚趾，使穿着者的脚趾部位获得较好的换气效果，如图7所示。

实施例三：

请参见附图8，本实施例为呼吸换气鞋垫的第三实施例，其结构和图5所示的实施例二基本一致，在此省略不述，稍有不同的是：

本实施例在呼吸气泵8作为压缩气源供给装置的前提下，在鞋垫的前掌部增设一呼吸气囊7，呼吸气囊7的喷气管的端口喷出的气流作为进气管21的进气端口211所吸收空气的有效增量，增大了进气管21的空气吸入量，更优化了鞋垫的呼吸换气功能。期间，呼吸气囊7已先为鞋垫实现第一次的呼吸换气作用，也能为鞋垫底部提供充足的气源，与上述空气放大器同装在鞋垫本体1内，使鞋垫实现二次换气，更能提高鞋垫的换气效果。

在上述的所有实施例中，作为技术方案的进一步改进，所述鞋垫本体1上设有阻风柱10，阻风柱10位于进气管21的进气端口前方，阻风柱10的迎风面为尖弧面结构，类似于飞机的机翼结构，当进气端口前方吸入的气流撞向阻风柱10后产生文丘里效应，在阻风柱10背面形成低压，使得进气管21的进气端口对进入的气流具有初步的抽风作用，更可对周边气流具有引导作用，可增加进气管21的进气端口的吸气量，如图9所示。

在鞋垫的实际制造过程中，空气增量器2不单只是上述的具有科恩达效应的空气放大器，它还可以是如附图10所示为空气增量器2的另一种形式：它为为管腔直径自大向小缩小的进气管21与由若干级管段221一体成型的排气管22装配而成，各级管段的管腔连成而成的整体的直径是顺次由小变大的。更进一步来说，排气管22的各级管段221的管腔直径变化是线性的，如图10所示，它与压缩气源供给装置相配的安装方式如实施例二，或者，排气管22的各级管段221的管腔直径变化也可是阶梯状设置。由若干段管段221组成排气管22，每一管段221均具有对空气的文丘里管效应，实现空气增量器2对所吸入空气的多级放大效果，更进一步增加空气的吸入量。与该结构的空气增量器2相适配的压缩气源供给装置可以是呼吸气囊7，也可是附图10所示的呼吸气泵8。

在鞋垫产品中，为保证鞋垫有更好的呼吸换气效果，一般还在鞋垫本体1开相应的换气槽11及换气孔12，如各实施例附图所示，使得鞋垫上下的气流得到充分的流通。

图11所示本发明实施例的使用状态，它可直接放置在普通的鞋底13上，使普通的鞋子具有强大的呼吸换气效果，大大提升普通鞋子的使用质量。

本发明在使用过程中，当穿着者步行时，由于脚前掌和脚后跟交替对鞋垫的前掌部及后跟部进行踩压，不断的踩压动作使得鞋垫内不断产生另一个除呼吸气囊7或呼吸气泵8以外的气源，作为进气管21的一个稳定空气源，同样有助于进气管21能吸收大量的空气，有利于空气增量器2发挥更大的增量效果，促进鞋垫的呼吸换气效果。

本发明由于采用空气增量器2，进气管21的进气端必将对空气产生巨大的抽风效果，实现如类似于飞机的推进器作用，使鞋垫从而具有换气量大、呼吸换气好的优点；而且，本发明结构简单，可灵活放置在任何不同的普通鞋子上使用，使普通的鞋子具有强大的呼吸换气效果，大大提升普通鞋子的使用质量与穿着舒适性。且外，本发明所述的鞋垫，其使用不受任何环境限制，由于空气增量器2效应本身具有对气体的强大虹吸、抽风作用，只要鞋垫底部周边或鞋内有空气，鞋子内部就具有优异的呼吸换气效果。

Claims (10)

1.一种具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，包括鞋垫本体(1)，其特征在于：所述鞋垫本体(1)内设有空气增量器(2)及压缩气源供给装置，空气增量器(2)包括顺次连接的进气管(21)和排气管(22)，进气管(21)的进气端连通鞋内位于鞋垫本体(1)底部并吸收该底部的空气，排气管(22)连通到鞋垫本体(1)外，期间，进气管(21)与排气管(22)两者的管腔连成气流通道(5)，进气管(21)与排气管(22)的连接端面设有进气间隙(6)，进气间隙(6)的一端接收压缩气源供给装置输出的气流，另一端为连接气流通道(5)的出风口(61)，进气间隙(6)的出风口(61)方向朝向气流方向设置，使得从进气间隙(6)流出的压缩气流往排气管(22)方向流动，鞋垫本体(1)底部的空气被进气管(21)吸入后与从进气间隙(6)进入的压缩气流混合共同通过排气管(22)而排到鞋垫本体(1)外。

2.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述空气增量器(2)为具有科恩达效应的空气放大器。

3.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述空气增量器(2)为管腔直径自大向小缩小的进气管(21)与由若干级管段(221)组成的排气管(22)装配而成，各级管段的管腔连成而成的整体的直径是顺次由小变大的。

4.根据权利要求3所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述排气管(22)的各级管段(221)的管腔直径变化是线性的。

5.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述进气间隙(6)的出风口(61)为弯弧结构，弯弧的弯曲方向朝向气流方向设置。

6.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述排气管(22)的末端设有导气管(3)，导气管(3)设于鞋垫本体(1)内并穿出鞋垫本体(1)的侧壁面与外界连通。

7.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述压缩气源供给装置为呼吸气囊(7)，呼吸气囊(7)的喷气管(71)与进 气间隙(6)接收输入气流的一端连接。

8.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述压缩气源供给装置为呼吸气泵(8)，呼吸气泵(8)的出气管(81)与进气间隙(6)接收输入气流的一端连接。

9.根据权利要求7或8所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述进气间隙(6)接收输入气流的一端通过一导气接头(9)与压缩气源供给装置连接。

10.根据权利要求1所述具有空气增量效应的呼吸换气鞋垫，其特征在于：所述鞋垫本体(1)上设有阻风柱(10)，阻风柱(10)位于进气管(21)的进气端口(211)前方。