CN106038039A - 一种便携式电子降温仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式电子降温仪，其导冷介质中采用水凝胶材料作为导冷材料。水凝胶材料非常柔软，能贴合适应不同的额头形状，不仅舒适性高，而且能够实现均匀导冷的目的。与现有技术相比，本发明提供的便携式电子降温仪中，将冷源通过水凝胶材料传递到人体表皮，在均匀导冷的前提下，由于水凝胶材料的热导率大于现有技术中水的热导率，即导冷速度快，故所损耗的冷量极小，冷传递效率高，因此在相同的降温需求下，所需要的功耗更低，从而能够达到降低功耗、节省能源、提高整机续航能力的目的。并且，这种导冷介质制造工艺简单，使用寿命长。

Description

一种便携式电子降温仪

技术领域

本发明涉及家用及医疗辅助仪器技术领域，特别涉及一种便携式电子降温仪。

背景技术

儿童发烧是一种常见疾病，当体温在39℃以下时临床上建议采用物理降温，特别是体温超过39℃以后由于儿童身体尚不完全发育，对大脑损害最大，甚至容易产生大脑功能紊乱而造成意识不清、全身抽搐等症状，医学上称高温惊厥。如不及时护理抽搐次数过多，会造成脑细胞损伤，影响智力发育。传统的物理降温方式如降温贴、冰袋、湿毛巾、酒精擦拭等都存在种种缺陷，因此，市场需要一种安全、有效、轻便、可随身携带的降温设备。

现有技术中，利用半导体制冷片作为制冷部件的降温仪产品的制冷结构主要包括以下部件：

a.半导体制冷片，作用为产生冷源，一面制冷另一面制热；

b.散热器，作用为增大散热面积；

c.风扇，作用为加强通风，制造连续的空气对流循环散热；

d.导冷金属板，作用为将制冷片冷面的冷源传递给导冷介质；

e.导冷介质，因半导体制冷片所连接的导冷金属板无法将冷源均匀的传递出去，所以需要利用水囊或水袋等导冷介质将金属板上不均匀的冷源均匀的传递出去。

上述技术方案有以下缺陷：通过上述导冷介质将冷源传递到人体表皮，传递过程中损耗的冷源(即冷损耗)较多，故冷传递效率较低，其中，冷传递效率＝冷利用量/产冷总量＝(产冷总量-冷损耗)/产冷总量。由于冷传递效率较低，因此在相同的降温需求(即相同的冷利用量)下，所需要的功耗(即产冷总量)大，续航能力弱，需要使用专门的电池或电源适配器，续航能力为1-2h(输入功率9V-2A)，如果要增加续航时间则会使电池体积成倍增加，增加携带负担。

因此，如何提高降温仪产品中导冷介质的冷传递效率，减小功耗，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种便携式电子降温仪，该降温仪的导冷介质中，采用水凝胶材料作为导冷材料，不仅舒适性高，而且导热均匀、冷传递效率高、功耗更低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种便携式电子降温仪，所述降温仪的导冷介质中，采用水凝胶材料作为导冷材料为。

优选地，在上述降温仪中，所述水凝胶材料构成的水凝胶片的厚度为1.5mm至3.5mm。

优选地，在上述降温仪中，还包括：

制冷器；

导冷金属板，所述制冷器位于所述导冷金属板的上侧面且与其固连，所述水凝胶材料贴附于所述导冷金属板的下侧面构成水凝胶片；

用于包覆所述水凝胶片的塑料薄膜，所述塑料薄膜与所述导冷金属板的下侧面连接构成封闭腔体，所述水凝胶片位于所述封闭腔体内。

优选地，在上述降温仪中，所述导冷金属板为铝丝编织板。

优选地，在上述降温仪中，所述降温仪的散热装置包括：

位于所述制冷器上侧的散热基板；

与所述散热基板固连的第一散热器；

与所述散热基板固连的第二散热器；

与所述散热基板固连的散热风扇，所述散热风扇位于所述第一散热器和所述第二散热器之间。

优选地，在上述降温仪中，所述第一散热器和所述第二散热器均为由多个铜片构成的密齿散热器，每个所述铜片均与所述散热基板垂直，并且，每个所述铜片所在平面，均与所述第一散热器和所述第二散热器的中心连线平行。

优选地，在上述降温仪中，所述散热风扇为无框风扇。

优选地，在上述降温仪中，还包括：

设置有空心结构的中框，所述散热装置位于所述中框内部，所述中框的两端分别设置有散热孔；

覆盖于所述中框上侧的前盖，所述前盖上设置有与所述散热风扇位置对应的进气孔。

优选地，在上述降温仪中，还包括输出功率大于或等于5V-1A的移动电源，或输出功率大于或等于5V-1A电源适配器，并且，所述降温仪设置有与所述移动电源和/或所述电源适配器接口适配的USB接头。

优选地，在上述降温仪中，还包括绑带，所述绑带的两端分别与所述中框的两端固连，并且，所述导冷介质、所述导冷金属板、所述散热基板、所述中框和所述前盖，均设置为与人体额头适配的弧形结构。

本发明提供的便携式电子降温仪中，采用水凝胶材料作为导冷材料，由于水凝胶材料非常柔软，可以有较好的弹性变化，能贴合适应不同的额头形状，不仅舒适性高，而且，可以将不均匀的冷源均匀的传递出去，不会出现局部温度过低情况，即实现均匀导冷的目的。与现有技术相比，本发明提供的便携式电子降温仪中，将冷源通过水凝胶材料传递到人体表皮，在均匀导冷的前提下，水凝胶材料的热导率大于现有技术中水的热导率，即导冷速度快，故所损耗的冷量极小，冷传递效率高，因此在相同的降温需求下，所需要的功耗更低，从而能够达到降低功耗、节省能源、提高整机续航能力的目的。此外，这种导冷介质制造工艺简单，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的便携式电子降温仪的分解结构示意图；

图2为本发明实施例提供的便携式电子降温仪的组装结构剖视图；

图3为本发明实施例提供的散热器与散热风扇间的内嵌结构示意图；

图4为本发明第一具体实施例提供的便携式电子降温仪的充电方式图；

图5为本发明第二具体实施例提供的便携式电子降温仪的充电方式图；

图6为本发明实施例提供的便携式电子降温仪的佩戴效果图。

1-前盖，2-散热风扇，31-第一散热器，32-第二散热器，33-散热基板，

4-中框，41-散热孔，42-进气孔，5-绑带，6-制冷器，7-导冷金属板，8-控温模块，9-导冷介质，10-塑料薄膜，11-USB接头(USB，英文全称Universal Serial Bus，通用串行总线)，12-电源适配器，13-移动电源。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种便携式电子降温仪，该降温仪的导冷介质中，采用水凝胶材料作为导冷材料，不仅舒适性高，而且导热均匀、冷传递效率高、功耗更低。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，图1为本发明实施例提供的便携式电子降温仪的分解结构示意图，图2为本发明实施例提供的便携式电子降温仪的组装结构剖视图，图3为本发明实施例提供的散热器与散热风扇间的内嵌结构示意图，图4为本发明第一具体实施例提供的便携式电子降温仪的充电方式图，图5为本发明第二具体实施例提供的便携式电子降温仪的充电方式图，图6为本发明实施例提供的便携式电子降温仪的佩戴效果图。

本发明实施例提供的便携式电子降温仪中，采用水凝胶材料作为导冷介质9中的导冷材料。

事实证明，水凝胶材料非常柔软，作为导冷介质中的导冷材料，可以令导冷介质有较好的弹性变化，能贴合适应不同的额头形状，不仅舒适性高，而且，采用水凝胶材料作为导冷材料，可以将不均匀的冷源均匀的传递出去，不会出现局部温度过低情况，即实现均匀导冷的目的。

本发明实施例提供的便携式电子降温仪中，将冷源通过水凝胶材料传递到人体表皮，在能够均匀导冷的前提下，水凝胶材料的热导率大于现有技术中水的热导率，即导冷速度快，故冷传递过程中所损耗的冷量极小，冷传递效率高，因此在相同的降温需求下，所需要的功耗更低，从而能够达到降低功耗、节省能源、提高整机续航能力的目的。此外，这种导冷介质制造工艺简单，使用寿命长。

其具体推理过程如下：

(a)冷损耗＝产冷总量-冷利用量

(b)冷利用量＝单位时间内传递的冷量*时间

(c)冷传递效率＝冷利用量/产冷总量＝(产冷总量-冷损耗)/产冷总量

(d)单位时间内传递的冷量与导冷介质的热导率成正比

(e)单位时间内产冷总量是定值

可见，在水凝胶材料和水均能够实现均匀导热的前提下：

由于水凝胶材料的热导率大，故通过(b)和(d)可知，相同时间内，利用水凝胶材料导冷时，冷利用量较高；

因此，再结合(a)和(e)可知，利用水凝胶材料导冷时，冷损耗较小；

从而，再结合(c)和(e)可知，利用水凝胶材料导冷时，冷传递效率较高；

从而，再结合(c)可知，利用水凝胶材料导冷时，在相同的降温需求(即相同的冷利用量)下，所需要的功耗(即产冷总量)更低。

此外，事实证明，水凝胶材料作为导冷介质中的导冷材料，构成的水凝胶片，其厚度在1.5mm至3.5mm范围内(优选水凝胶材料层的厚度为2mm)时，水凝胶材料层的弹性和舒适性最好，不仅能够贴合适应不同的额头形状，均匀导冷，而且佩戴稳固定性最好。因此，在本发明提供的优选实施例中，水凝胶片的厚度在1.5mm至3.5mm范围内，最优选的水凝胶片的厚度为2mm。但并不局限于此，本发明对此不做具体限定。

在具体实施例中，上述便携式电子降温仪还包括制冷器6、导冷金属板7和塑料薄膜10。其中，制冷器6用于将电能转化为制冷源；导冷金属板7用于将制冷器6的冷量传递出去；塑料薄膜10用于包覆水凝胶材料，起到固定和定型的作用，令水凝胶材料具有合适的厚度，均匀贴合人体额头。具体地，请参阅图1和图2，制冷器6位于导冷金属板7的上侧面且与其固连，水凝胶材料贴附于导冷金属板7的下侧面构成水凝胶片，塑料薄膜10与导冷金属板7的下侧面连接构成层状的封闭腔体，水凝胶片位于封闭腔体内。

进一步地，在具体实施例中，制冷器6采用半导体制冷片，导冷金属板7为铝丝编织板或铝板(优选采用铝丝编织板)，控温模块8与制冷器6均位于导冷金属板7的上侧。并且，塑料薄膜10为PU(Polyurethane的缩写，中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯)材质或TPU(Thermoplasticpoly urethanes的缩写，中文名为热塑性聚氨酯弹性体橡胶)材质，用于包裹水凝胶材料起到定型的作用。

通过上述技术方案，水凝胶材料9和塑料薄膜10组合作为导冷介质，既满足了柔软舒适的要求，也满足了均匀且高效传递冷量的要求，是本发明实施例提供的在降温仪产品上应用的关键技术。只有提高了传导效率，才能降低了机器的功耗，增加续航时间。

在具体实施例中，本发明实施例提供的便携式电子降温仪中，散热装置包括散热基板33、第一散热器31、第二散热器32、散热风扇2。其中，散热风扇2的作用为强制增加空气对流，提升散热效率，第一散热器31和第二散热器32的作用为增大散热面积。具体地，散热基板33位于制冷器6的上侧，第一散热器31、第二散热器32、散热风扇2均位于散热基板33的上侧且与其固连，并且，散热风扇2位于第一散热器31和第二散热器32之间。具体请参阅图1至图3。

为了进一步优化上述技术方案，上述降温仪中，如图1所示，散热风扇2为无框风扇，第一散热器31和第二散热器32均为由多个铜片构成的密齿散热器。其中，每个铜片均匀排列且均与散热基板33垂直，并且，每个铜片所在平面，均与第一散热器31和第二散热器32的中心连线平行，以利于散热风扇2产生的气流经过密齿散热器向人体额头两侧吹散。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供的便携式电子降温仪中，采用了利用超薄铜板连接而成的密齿散热器，可以增大单位体积的散热面积，同样的散热指标使用更小的体积的散热器就可以满足散热要求，令降温仪具有体积小、重量轻、便于佩戴等优点。并且，本发明中的散热风扇2内嵌于第一散热器31和第二散热器32之间(现有技术中，风扇叠加置于散热器的上部，体积大，不便于佩戴)，散热风扇2为无边框设计的无框风扇，可以令降温仪具有更加合理的布局空间。此外，本发明实施例提供的便携式电子降温仪由于功耗降低，所以使用的零件可以更加轻薄，密齿散热器中的铜片更加密集、超薄。

在此需要进一步说明的是，“无框风扇”即没有边框/外罩/外壳体的风扇，只包括扇叶和位于扇叶中心的驱动装置，使用无框风扇与密齿散热器，可有效减少散热装置的体积，从而减小降温仪的体积，使机器佩戴更加轻便，没有负重感。

在具体实施例中，如图1和图2所示，本发明实施例提供的便携式电子降温仪中，还包括中框4和前盖1。其中，前盖1和中框4构成降温仪的外观件，保护机器内部元器件。具体地，中框4设置有空心结构，散热装置位于中框4的内部，中框4的两端分别设置有散热孔41，用于第一散热器31和第二散热器32附近的空气流通；前盖1覆盖且固连于中框4的上侧，前盖1上设置有与散热风扇2位置对应的进气孔42，用于散热风扇2附近的空气流通。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的便携式电子降温仪，设置有USB接头11。在第一具体实施例中，该降温仪包括输出功率大于或等于5V-1A的移动电源13，该USB接头11与移动电源13的接口适配；在第二具体实施例中，该降温仪包括输出功率大于或等于5V-1A电源适配器12，该USB接头11与电源适配器12的接口适配。

本发明实施例提供的便携式电子降温仪，因为传导效率高、功耗低，从而可以使用输出功率大于或等于5V-1A(输入功率5W，作用于人体的能量只有少许衰减)此种较为普遍常见和通用的移动电源。但是并不局限于此，对于本发明实施例提供的便携式电子降温仪来说，只要设置有USB接口，输出功率大于或等于5V-1A的输出电源都可以使用。可见，本发明实施例提供的便携式电子降温仪，不仅续航能力强，使用时间长，而且电源适用范围广，使用更加灵活、便利，实用性更强。

在具体实施例中，如图1和图2所示，本发明实施例提供的便携式电子降温仪中，还包括绑带5，绑带5的两端分别与中框4的两端固连。并且，导冷介质9、导冷金属板7、散热基板33、中框4和前盖1，均设置为与人体额头适配的弧形结构，以便于提高佩戴者的佩戴舒适性。

本发明实施例提供的便携式电子降温仪，在使用时，制冷器6通电后将产生的冷量传递到导冷金属板7，然后传递到水凝胶材料9，再传递到人体表皮，由于人体温度高于水凝胶材料的温度，根据传递原理进行热交换，以到达降温的目的。散热装置主要将制冷器6另一面产生的热强制传递到空气中去，整个过程持续循环达到恒定的降温效果。制冷器6和散热风扇2的通电方式包括采用电源适配器12和采用移动电源13两种方式。

最后，还需要说明的是，在本文中，“上侧”、“上表面”、“下侧”、“下表面”是相对于佩戴者来说的，远离佩戴者额头即为“上”，反之则为“下”；此外，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种便携式电子降温仪，其特征在于，所述降温仪的导冷介质(9)中，采用水凝胶材料作为导冷材料。

2.根据权利要求1所述的降温仪，其特征在于，所述水凝胶材料构成的水凝胶片的厚度为1.5mm至3.5mm。

3.根据权利要求1所述的降温仪，其特征在于，还包括：

制冷器(6)；

导冷金属板(7)，所述制冷器(6)位于所述导冷金属板(7)的上侧面且与其固连，所述水凝胶材料贴附于所述导冷金属板(7)的下侧面构成水凝胶片；

用于包覆所述水凝胶片的塑料薄膜(10)，所述塑料薄膜(10)与所述导冷金属板(7)的下侧面连接构成封闭腔体，所述水凝胶片位于所述封闭腔体内。

4.根据权利要求3所述的降温仪，其特征在于，所述导冷金属板(7)为铝丝编织板。

5.根据权利要求3所述的降温仪，其特征在于，所述降温仪的散热装置包括：

位于所述制冷器(6)上侧的散热基板(33)；

与所述散热基板(33)固连的第一散热器(31)；

与所述散热基板(33)固连的第二散热器(32)；

与所述散热基板(33)固连的散热风扇(2)，所述散热风扇(2)位于所述第一散热器(31)和所述第二散热器(32)之间。

6.根据权利要求5所述的降温仪，其特征在于，所述第一散热器(31)和所述第二散热器(32)均为由多个铜片构成的密齿散热器，每个所述铜片均与所述散热基板(33)垂直，并且，每个所述铜片所在平面，均与所述第一散热器(31)和所述第二散热器(32)的中心连线平行。

7.根据权利要求5所述的降温仪，其特征在于，所述散热风扇(2)为无框风扇。

8.根据权利要求5所述的降温仪，其特征在于，还包括：

设置有空心结构的中框(4)，所述散热装置位于所述中框(4)内部，所述中框(4)的两端分别设置有散热孔(41)；

覆盖于所述中框(4)上侧的前盖(1)，所述前盖(1)上设置有与所述散热风扇(2)位置对应的进气孔(42)。

9.根据权利要求5所述的降温仪，其特征在于，还包括输出功率大于或等于5V-1A的移动电源(13)，或输出功率大于或等于5V-1A电源适配器(12)，并且，所述降温仪设置有与所述移动电源(13)和/或所述电源适配器(12)接口适配的USB接头(11)。

10.根据权利要求9所述的降温仪，其特征在于，还包括绑带(5)，所述绑带(5)的两端分别与所述中框(4)的两端固连，并且，所述导冷介质(9)、所述导冷金属板(7)、所述散热基板(33)、所述中框(4)和所述前盖(1)，均设置为与人体额头适配的弧形结构。