CN106998835B - 便携式冷却装置 - Google Patents

Abstract

佩戴式冷却装置包括腕带(17)和设置在腕带(17)上的冷却器，其中，根据本发明，冷却器被设计为用于指向冷却器的流出方向上引导的气流的气流产生器(1)，其中气流产生器(1)设置在紧固或形成在腕带(17)上的支架(11)中，其中所述支架包括在流出方向上突起的至少一个延伸部(10)，其至少部分地在气流内延伸或者至少部分地包围气流。以这种方式，本发明提供了一种佩戴式冷却装置，其可以以特别小且紧凑的方式设计，从而可以不显眼地佩戴。根据本发明的装置还是坚固的，并且与常规装置相比具有低电力要求。

Description

便携式冷却装置

技术领域

本发明涉及一种便携式冷却装置，其具有根据权利要求1的前序部分的腕带和设置在腕带上的冷却器。

背景技术

在温暖的环境温度下，需要冷却身体。如果不提供环境空气本身的冷却，则可以进行皮肤表面的冷却。为此目的，已知通过皮肤表面上的气流实现冷却效果的装置，诸如风扇等。此外，已知具有腕带和设置在腕带上的冷却器的便携式冷却装置，其中冷却器被实施为珀尔帖元件。然而，珀尔帖元件的特征在于高能量需求，使得具有珀尔帖元件的便携式装置只有短的操作时间和较长的充电时间。另外，珀尔帖元件必须与皮肤表面紧密接触使用，这有时令人感到不愉快。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种便携式冷却装置，其具有腕带和设置在腕带上的冷却器，该便携式装置具有比已知装置更小的功耗，因此在相同的充电时间下具有更长的操作时间。另外，根据本发明的冷却装置应该是佩戴不显眼的，并且还能够与适当的衣服一起使用，例如在计算机上工作同时手腕搁在桌面上的情况。

这些目的通过权利要求1的特征实现。根据本发明，在具有腕带和设置在腕带上的冷却器的便携式冷却装置中，冷却器被设计为用于在冷却器的排气方向上引导的气流的气流产生器，该气流产生器附接在腕带上的支架中，该支架至少具有在排气方向上展现的延伸部，并且该延伸部至少部分地位于气流内或气流处，或者至少部分地包围气流。

根据本发明，提供设置在支架中的气流产生器，其中气流的排气方向在腕带闭合时(即，沿皮肤表面方向佩戴腕带时)向内取向。在排气方向上维持合适的气流对于冷却装置的功能是至关重要的，这是根据本发明通过在排气方向上展现的延伸部来保证的，并且该延伸部至少部分地位于气流内或气流处或至少部分地包围气流。以这种方式，在佩戴腕带的情况下(如将更详细地说明的那样)设置了气流的冷却或排出区域，由此通过将冷却气流吹到皮肤表面上实现了最大冷却效果。以通常的方式将腕带佩戴在手腕区域，气流产生器位于手腕的脉搏点上方，这是能够感受到脉搏的区域。冷却脉搏点对人们的主观热感有很大影响。由于吹动空气，本发明的腕带的佩戴者主观感到更凉爽，而不必冷却整个身体。因此，最敏感的脉搏点之一在手根处，其被根据本发明的冷却装置利用。

然而，气流产生器的支架也可以在其在腕带闭合时朝外取向的侧面上设置有盖，该盖提供透气区域，空气可以穿过该透气区域被吸入冷却装置。这些透气区域可以通过不透气盖板上的穿孔或通过所使用的盖的材料的透气性来实现。气流产生器的支架也可以在其在腕带闭合时朝外取向的侧面上设置有盖，其中支架和盖形成至少一个侧向吸气口作为透气区域。由此，被吸入的空气穿过该至少一个侧向吸气口从基本垂直于闭合的腕带的净截面取向的方向上进入冷却装置，并且随后被偏转到排气方向。为此目的提供的盖维持被吸入的空气的这种偏转，并且例如，还在根据本发明的冷却装置被佩戴在长袖衬衫或短上衣下时保证这种偏转。该盖还防止气流产生器因穿在冷却装置上的衣服或在将前臂搁在桌面等上时造成气流产生减少。

例如，气流产生器可以设计为压电风扇。这些冷却器基于压电效应，也称为“双重压电冷却喷射”(DCJ)。它们具有两个设有压电元件的薄金属板，当提供交流电压时，薄金属板以数百赫兹至千赫兹的频率移动，并由此产生通过喷嘴输送的高速气流。类似于风箱，环境空气被吸入并且作为冷却空气被释放。优选使用以高于20kHz的频率操作的压电风扇，以使它们不被人耳察觉。

当使用这样的压电风扇时，建议至少一个延伸部是喷嘴形状。至少一个喷嘴形状的延伸部指向皮肤表面，从而使皮肤表面有冷却空气略过或循环。在这种情况下，可以利用喷嘴效应，在该效应中强烈移动的空气夹带着周围空气从而使风扇效应倍增。

然而，气流产生器也可以设计为轴流风扇，其被安装在设计为支承板的支架的穿透部上，该轴流风扇具有垂直于支承板的旋转轴线。优选将盖设计为跨过轴流风扇的盖板。该盖板有利于空气唯一地穿过侧向吸气口吸入，并且增大在轴流风扇的相同转速下的被吸入的空气的通流速度。该侧向吸气口也可以被板条覆盖，该板条保护轴流风扇免受有害小部件的刺入，并且如果合适的话也防止喷溅的水，但允许流入的空气无阻碍通过。

延伸部也可以设计为垂直于闭合的腕带的净截面延伸的腹板。这样的实施方式促进将要垂直于闭合的腕带的净截面被排出的空气的排气方向的调节。在这种情况下，腹板也可以设计为是弧形的，特别是采用在中间区域中比在外端区域中更加彼此靠近的多个腹板的形式。这种实施方式有利于热空气的散发。也已经发现，如果延伸部被设计为是导热的，例如是金属材料的，则是特别有利的，因为它们由此能够从皮肤表面吸收与皮肤接触的热量并将该热量释放到气流中。

气流产生器可以通过相应的控制元件或仅通过闭合腕带来开始操作。然而，为了避免承载者的习惯效应并因此防止减小的冷却效应，提出了腕带设置有控制单元，该控制单元连接到气流产生器，以用于实现开启和关闭循环。每次气流产生器再次被开启时，冷却效果再次被主观强烈地感知。与珀尔帖元件相比，气流产生器具有的优点是在开启或关闭后立即没有延迟地激活或撤销冷却效果，从而可以快速控制。另外，通过开启和关闭循环可以减少气流产生器的当前要求，并且可以显著增加操作时间。此外，腕带也可以设置有连接到控制单元的脉搏和/或温度传感器。这些传感器测量皮肤和/或环境温度，并且可以使用控制单元来调节冷却次数、冷却时间和冷却阶段，从而实现最佳主观冷却效果。也可以设置湿度计、位置传感器等，并且可以使用它们的数据来优化冷却效果。这些传感器可以安装在支架中、支架的延伸部中或腕带的其他部分中。

当然，根据本发明提供的腕带也可以用作其他装置的载体，例如具有附加功能的表(“智能表”)、太阳能电池或便携式通信装置。为气流产生器提供的电源也可以用作附加装置的电源，或者为附加装置提供的电源用作气流产生器的电源。

附图说明

下面通过附图参照示例性实施方式更详细地说明本发明。

图1表示根据本发明具有轴流风扇的冷却装置的实施方式的立体图；

图2表示根据本发明的冷却装置的实施方式在使用中的立体图；

图3是根据图1的冷却器的实施方式截取的剖视图；

图4表示根据本发明的冷却装置的另一实施方式的立体图；

图5表示根据本发明的冷却装置的实施方式处于操作位置的剖视图，以用于说明所产生的气流；

图6a和图6b是根据本发明具有间隔物的不同实施方式的冷却装置的立体图；

图7表示冷却器的实施方式截取的剖视图；

图8a和图8b是用于说明阻尼元件的可能实施方式的图示；

图9是根据本发明具有智能表的冷却装置的另一实施方式的立体图；

图10表示根据本发明具有附加传感器的冷却装置的另一实施方式的立体图；

图11是用于说明吸气口的可能实施方式的冷却器的表示图；

图12表示根据本发明具有压电风扇的冷却装置的另一实施方式截取的剖视图；

图13表示具有压电风扇和喷嘴形状延伸部的可能实施方式的、根据本发明的实施方式的剖视图；

图14表示在使用压电风扇时喷嘴形状延伸部的另一实施方式的剖视图；

图15表示具有压电风扇和喷嘴形状延伸部的另一实施方式的、根据本发明的实施方式的剖视图；

图16是图15的A-A方向上的剖视图；

图17表示具有压电风扇和喷嘴形状延伸部的另一实施方式的、根据本发明的实施方式的剖视图，所述喷嘴形状延伸部具有向下取向的吸气口；

图18表示具有压电风扇和喷嘴形状延伸部的另一实施方式以及向下取向的吸气口的、根据本发明的实施方式的剖视图。

具体实施方式

首先参照图1，该图表示根据本发明的冷却装置的实施方式的立体图，该冷却装置具有腕带17和紧固或形成到腕带17上的支架11，该支架在所示的示例性实施方式中被设计为支承板。在闭合腕带17时，支架11形成腕带17的周边区域的一部分。在被设计为支承板的支架11中，气流产生器1体现为被可旋转地安装的轴流风扇，该轴流风扇的旋转轴线以及因此所产生的气流的排气方向被定向为垂直于支承板。

支架11在其在腕带17闭合时向外取向的侧面上设置有盖4，盖4与支架11形成至少一个侧向吸气口2。为此目的，支架11和盖4由足够刚性的材料制成。在所示的示例性实施方式中，盖4被设计为跨过轴流风扇的盖板。

在支架11的在腕带17闭合时向内取向的侧面上，设置有在排气方向上突出的延伸部10。在所示的示例性实施方式中，延伸部10被设计为垂直于闭合的腕带17的净截面延伸的两个腹板，这两个腹板一体形成在支架11上。在佩戴腕带17时，延伸部10也用作间隔物，以保证支架11与皮肤表面充分间隔开并且如可以从图2看出的那样在支架11的下方形成用于所产生的气流的冷却空间。

图2表示根据本发明的冷却装置的实施方式在使用期间的立体图，其中可以看出腕带17以常规方式佩戴在手腕区域，气流产生器1位于手腕脉搏点上方，即，可以感受到脉搏的区域。如已经提到的，脉搏点的冷却对人的主观热感有很大影响。根据本发明的冷却装置的承载者通过膨胀的空气而在主观上感到更凉爽，而不必冷却整个身体。因此，最敏感的脉搏点之一位于手根部，其被根据本发明的冷却装置利用。延伸部10在根据本发明的冷却装置的使用期间靠近手腕，并且保证具有气流产生器1的支架11与皮肤表面5间隔开(同样参见图3)。优选地，延伸部10可以设计为是导热的，使得它们可以散发皮肤表面5的热量，并可以将该热量输送给旁通气流。

参照图3，该图表示根据图1的冷却器的实施方式截取的剖视图，说明了由冷却器产生的气流。轴流风扇平行于轴流风扇的旋转轴线将气流从吸入侧输送到压力侧。然而，由于盖4与支架11间隔开从而在盖4和支架11之间形成至少一个侧向吸气口2，因此吸入的空气垂直于闭合的腕带的净截面穿过至少一个侧向吸气口2进入冷却装置，并且随后被轴流风扇偏转到旋转轴线方向并被喷射至平行于旋转轴线的排气方向，以到达压力侧。在支架11的在腕带17闭合时向内取向的侧面上，根据本发明，通过在排气方向上从支架11突出的延伸部10保证了由此产生的气流。以这种方式样，当佩戴腕带17时，在支架11和皮肤表面5之间设置了用于气流的冷却区域，由此通过用冷却气流垂直吹向皮肤表面5实现了最大冷却效果，并且另一方面，通过将支架11与皮肤表面5间隔开而设置了侧向排气口3，热空气可以穿过该侧向排气口3离开根据本发明的冷却装置。

图4表示根据本发明的冷却装置的另一实施方式的立体图，侧向吸气口2设置有跨过吸气口2的薄片6。此外，可以看到设置在腕带17中的控制单元7以及带有充电插座16的电源8。例如，电源8被设计为借助微型USB的可充电电池。控制单元7、气流产生器1和电源8通过电导体(未示出)彼此连接。控制单元7可以大致设计为使得其控制气流产生器1的开启和关闭循环，进而避免承载者的习惯效应和相关的主观冷却效果的减小。另外，减少了气流产生器1的当前要求，并且可以显著延长操作时间。控制单元7还可以执行其他功能，将在下面更详细的说明。

参照图5说明了处于操作位置的、根据本发明具有轴流风扇的冷却装置的实施方式内所产生的气流，冷却装置支撑在衬衫袖子9的下方。可以看出盖4是如何保护轴流风扇不受穿在冷却装置上方的衣服阻碍轴流风扇的旋转运动的影响。通过盖4、轴流风扇和延伸部10的合作影响从垂直于闭合的腕带17的净截面的吸入方向上被吸入的空气偏转到垂直于皮肤表面5取向的冷却气流。

图6a和图6b表示具有延伸部10的不同实施方式的、根据本发明的冷却装置的立体图。如已经提到的，延伸部10可以设计为垂直于闭合的腕带17的净截面延伸的腹板，例如在图6a中示出了两个这样的腹板。这种实施方式有助于调节将要垂直于闭合的腕带17的净截面被排出的空气的排气方向。在这种情况下，腹板也可以是弧形的，如可以从图6b看出的那样。曲率被实现为，使得腹板在它们的中间区域中比在它们的外端区域中彼此更加靠近，从而使排气口3的净截面从腹板的中间区域到腹板的端部区域变宽。排气口3的扩大的截面促进排出空气的排出，因为空气在排气口3的方向上的流速减小，并且扩大的体积减小了回流效应。设计为腹板的延伸部10至少部分地位于气流内。

图7表示体现为轴流风扇的气流产生器的实施方式截取的剖视图。可以看出，面向至少一个吸气口2的轴向通气机至少沿其周边区域突出超过在其吸入侧上设计为支承板的支撑表面11。这种设置增加了被吸入的空气的吸入体积，进而提高了在轴流风扇的相同转速下的冷却空气的量。

关于轴流风扇，具有高运行稳定性和安静操作特点的设计是可用的。然而，为了吸收轴流风扇的任何可能的振动并且避免振动传递到佩戴者的手腕，可以设置弹性阻尼元件13，其设置在容纳轴流风扇的壳体12和支架11之间的接触区域中。图8a和图8b示出了这些阻尼元件13的可能实施方式，例如，这些阻尼元件可以由薄的橡胶薄片制成，并且例如，可以设计为在边缘上的边缘带(图8a)或角部薄片(图8b)。这些阻尼元件13还吸收在通过手佩戴时所产生的冲击力。以这种方式，保护轴流风扇的轴承免受损坏。

如已经提到的，根据本发明提供的腕带17也可以用作其他装置14的载体，例如用于具有附加功能的表(“智能表”)或便携式通信装置。例如，图9表示具有智能表的根据本发明的冷却装置的使用。根据本发明的冷却装置和附加装置14位于腕带17的相对侧。从而可以对冷却装置和附加装置14使用相同组件。例如，为气流产生器1提供的电源8也可以用作附加装置14的电源，或者为附加装置14提供的电源可以用作气流产生器1的电源8。

如可以从图10看出的那样，根据本发明的冷却装置也可以设置有连接到控制单元7的脉搏和/或温度传感器15。这些脉搏和/或温度传感器15测量皮肤和/或环境温度，并且可以使用控制单元7来设置冷却次数、冷却持续时间和冷却阶段，从而实现最佳主观冷却效果。也可以设置湿度计、位置传感器等，并且可以将它们的数据用于优化主观冷却效果。这些传感器以及提到的脉搏和/或温度传感器15可以安装在延伸部10中、支架11中或腕带的其他部件中。

图11表示跨过侧向吸气口2的薄片6的另一实施方式。以保护被设计为轴流风扇的气流产生器1的组合的形式彼此平行设置的薄片防止有害小部件的刺入，并且在合适的实施方式的情况下也抵御飞溅的水，但是允许流入的空气无阻碍通过。

参照图12至图18说明具有设计为压电风扇的气流产生器1的、根据本发明的冷却装置的另外的实施方式。压电风扇设置在支架11中，该支架11在其向外取向的侧面上设置有盖4，该盖4与支架11形成至少一个侧向吸气口2。支架11也可以设置有喷嘴形状的排气口18，由气流产生器1产生的气流穿过该排气口出射。在支架11的在腕带17闭合时向内取向的侧面上，设置有向内突起的延伸部10，在佩戴腕带17时，该延伸部10再次用作皮肤表面5的间隔物。通常，在这样的实施方式中，排气口18设置在两个延伸部10之间，从而使延伸部10至少部分地包围气流。

如图13中所示，喷嘴形状的排气口18也可以被延伸为使其本身也用作间隔物，由此排出的气流被喷嘴形状的排气口18偏转，从而使所产生的气流从排气口3平行于皮肤表面5出射，并以冷却的方式沿皮肤表面5流动。

图14表示具有喷嘴形状的排气口3的延伸部10的另一实施方式的剖视图，该喷嘴形状的排气口3被设计为使得所产生的气流再次从排气口3平行于皮肤表面5出射，并以冷却的方式沿皮肤表面5流动。在这种实施方式中，延伸部10完全包围所产生的气流。

图15和图16表示具有设计为压电风扇的气流产生器1和延伸部10的另一实施方式的、根据本发明的实施方式的剖视图，在所示的示例性实施方式中延伸部10具有多个喷嘴3，所产生的气流从排气口3出射并以冷却的方式沿皮肤表面5流动。同样在该实施方式中，延伸部10完全包围所产生的气流并且形成排气空间直到气流在排气口3处出射。

图17表示具有体现为压电风扇的气流产生器1和具有喷嘴形状的排气口3的延伸部10的另一实施方式的、根据本发明的实施方式的剖视图，其中所产生的气流从排气口3出射，并以冷却的方式沿皮肤表面5流动。此外，可以看到吸气口2的另一实施方式，该吸气口2现在位于支架11的在腕带17闭合时向内取向的一侧。当闭合腕带17时，沿皮肤表面5吸入空气，该空气穿过吸气口2进入冷却装置。结果，空气可以通过设计为压电风扇的气流产生器1加速，并且再次穿过喷嘴形状的延伸部10从冷却装置出射。喷嘴形状的延伸部10在这种情况下也用作间隔物，以保证支架11与皮肤表面5充分间隔开，从而保持吸气口2开放。

图18表示与图17相当的实施方式，但是是对称的。再次，当闭合腕带17时，沿皮肤表面5吸入空气，该空气随后穿过吸气口2进入冷却装置。结果，空气通过设计为压电风扇的气流产生器1被加速，并再次穿过喷嘴形状的延伸部10出射。然而，喷嘴形状的延伸部10现在被设计为对称的，并且在相对的方向上输送冷却装置两侧的冷却气流。延伸部10在这种情况下也用作间隔物，以保证支架11与皮肤表面5充分间隔开，从而保持吸气口2开放。

因此，本发明提供了一种便携式冷却装置，其可以被设计为极其小和紧凑，从而可以不显眼地佩戴，例如，佩戴在适当的衣服下。根据本发明的装置还坚固耐用，因此适合日常使用，并且具有与常规装置相比更低的电力消耗，因此具有更长的操作时间。

附图标记列表

1 气流产生器

2 吸气口

3 排气口

4 盖

5 皮肤表面

6 薄片

7 控制单元

8 电源

9 衬衫袖子

10 延伸部

11 安装支架

12 壳体

13 阻尼元件

14 附加装置

15 脉搏和/或温度传感器

16 充电插座

17 腕带

18 排气喷嘴

Claims (10)

1.一种便携式冷却装置，其包括腕带(17)和设置在腕带(17)上的冷却器，其特征在于，冷却器被设计为气流产生器(1)，其用于在冷却器的排气方向上引导的气流，其中气流产生器(1)位于支架(11)中，支架(11)安装或形成在腕带(17)上并且具有展现在排气方向上的至少一个延伸部(10)，并且所述延伸部(10)至少部分位于气流内或气流处，或者至少部分地包围气流。

2.根据权利要求1所述的便携式冷却装置，其特征在于，支架(11)在其在腕带(17)闭合时向外取向的侧面上设置有盖(4)，盖(4)具有透气区域。

3.根据权利要求1或2所述的便携式冷却装置，其特征在于，气流产生器(1)被设计为压电风扇。

4.根据权利要求1或2所述的便携式冷却装置，其特征在于，至少一个延伸部(10)是喷嘴形状的。

5.根据权利要求1或2所述的便携式冷却装置，其特征在于，气流产生器(1)被设计为轴流风扇，其被安装在被设计为支承板的支架(11)的穿透部中，所述轴流风扇的旋转轴线垂直于该支承板。

6.根据权利要求1或2所述的便携式冷却装置，其特征在于，设置有多个延伸部(10)，它们被设计为垂直于闭合的腕带(17)的净截面延伸的腹板。

7.根据权利要求6所述的便携式冷却装置，其特征在于，腹板是弧形的。

8.根据权利要求1或2所述的便携式冷却装置，其特征在于，至少一个延伸部(10)被设计为是导热的。

9.根据权利要求1或2所述的便携式冷却装置，其特征在于，所述腕带(17)设置有控制单元(7)，所述控制单元(7)连接至气流产生器，以用于实现开启和关闭循环。

10.根据权利要求9所述的便携式冷却装置，其特征在于，腕带(17)设置有连接至控制单元(7)的脉搏和/或温度传感器(15)。