CN107296420A - 一种新型冷暖座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及座椅。目的在于提供一种结构合理的、冬暖夏凉的新型冷暖座椅。所采用的技术方案是：一种新型冷暖座椅，包括座椅主体，所述座椅主体的坐垫由温度调节室和位于温度调节室上的垫层构成，所述温度调节室的顶面由透热板构成；温度调节室包括换热腔和安装腔，所述换热腔与坐垫前侧三分之二区域相对,所述安装腔与坐垫后侧三分之一区域相对；所述安装腔内设置制冷制热装置、控制系统及电源系统。本发明解决长期以来困扰办公人员、坐轮椅的病人或者是学生等久坐人群的难题，设计更加的合理、人性化，操作方便，结构简单，易于生产，适用面广，使用寿命更长。

Description

一种新型冷暖座椅
技术领域
本发明涉及座椅,具体涉及一种新型冷暖座椅。
背景技术
座椅是我们生活中经常会用到的一种生活用品，其种类多种多样，但传统座椅由于缝合成实心，空气不能在坐垫里面流动，特别在炎热的夏季，在没有空调的办公房间内，较高的气温通常使办公人员酷暑难耐，无法专心工作，即使在有空调的办公间内，也常常因制冷空间过大，影响空调制冷效果，即使将室内空调温度设置到最冷，由于冷气只能吹到办公人员正面，而办公人员坐在坐垫上面，坐部和背部依然汗湿，引起办公人员的不适，严重的还会引起湿疹，痤疮，痔疮等疾病，而对学生特别是高中生一天有十多个小时坐在教室里，情况更是如此。对长期坐轮椅的病人，如果可以在冬天和夏天提供更舒适的环境，就可以大大的减少其他疾病发生的概率。从而解决长期以来困扰办公人员、坐轮椅的病人或者是学生等人群的难题。同时，现有技术中出现的具有温度调节功能的座椅，其起到温度调节功能部件通常之间安装在坐垫的中部，由于坐垫中部在人坐下后受到较大的压力，长期承受该压力容易导致变形，从而影响座椅功能的实现，使用寿命通常较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理的、冬暖夏凉的新型冷暖座椅。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型冷暖座椅，包括座椅主体，所述座椅主体的坐垫由温度调节室和位于温度调节室上的垫层构成，所述温度调节室的顶面由透热板构成；温度调节室包括换热腔和安装腔，所述换热腔与坐垫前侧三分之二区域相对，所述安装腔与坐垫后侧三分之一区域相对；所述安装腔内设置制冷制热装置、控制系统及电源系统。
优选的，所述换热腔前侧的中部设置可启闭的排气孔。
优选的，所述制冷制热装置包括沿坐垫宽度方向排布的多个竖向的制冷制热块，所述制冷制热块包括半导体制冷片、散热片和静音风扇；所述半导体制冷片的两面分别设置一个散热片，所述散热片背向半导体制冷片的一面设置静音风扇；所述静音风扇和半导体制冷片均由控制系统控制。
优选的，所述坐垫的四周设置若干温度传感器，所述温度传感器与控制系统电性连接。
优选的，所述坐垫的两侧设置扶手，所述扶手上设置操作面板和显示部件，所述操作面板和显示部件均与控制系统电性连接。
优选的，所述操作面板由多个控制按钮组成，所述控制按钮分别为电源按钮、制热按钮、制冷按钮、升温按钮和降温按钮，所述显示部件为数码管显示器。
优选的，所述安装腔包括沿坐垫宽度方向依次排布的用于安装电源系统的第一腔室、用于安装制冷制热块的第二腔室及用于安装控制系统的第三腔室；所述安装腔两侧面分别设置外循环进风口，所述外循环进风口与第二腔室的下部连通并与制冷制热块的下半部相对；
所述换热腔内设置隔板，所述隔板将换热腔分隔为位于中部的主换热腔和位于两侧的S型风道，所述主换热腔与第二腔室的上部连通；所述S型风道通过内循环进风口与第二腔室的上部连通并与制冷制热块的上半部相对。
优选的，所述透热板为蜂窝状的铝板。
优选的，所述温度调节室的内表面设置保温层。
优选的，所述座椅主体的椅脚呈弓形。
优选的，还包括由控制系统控制的蜂鸣器，所述控制系统内设置计时模块。
本发明的有益效果集中体现在：
1、通过制冷制热装置对温度调节室内的温度进行调整，使得座椅的坐垫始终处于冬暖夏凉的状态，从而解决长期以来困扰办公人员、坐轮椅的病人或者是学生等久坐人群的难题，易于生产，适用面广。
2、由于使用者在坐椅子时一般仅使用坐垫前三分之二的面积，而后三分之一的面积为空置。制冷制热装置安装在坐垫后部三分之一的区域，不占用座椅的有效使用空间，避免在长期使用过程中制冷制热装置受到压迫，降低了故障的风险。结构更加的合理、人性化，使用寿命更长。
3、优选设置在温度调节室前侧面的排气孔可将冷热空气导出，吹向使用者的脚部，使得脚部更加的舒适。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为温度调节室的结构示意图；
图3为制冷制热块的安装示意图；
图4为制冷制热块的结构示意图；
图5为一种优选的制冷制热块的结构示意图；
图6为本发明的工作流程框图。
具体实施方式
结合图1-6所示的一种新型冷暖座椅，包括座椅主体，如图1所示，所述座椅主体通常包括椅脚、靠背、坐垫和扶手，为了提高本发明的稳定性，所述椅脚可以选择不易移动的呈弓形的椅脚，防止椅子移动撤掉电源线。所述座椅主体的坐垫1由温度调节室2和位于温度调节室2上的垫层3构成，所述坐垫1可以是软质垫层3，也可以是硬质垫层3。所述温度调节室2就是位于垫层3下方的中空的腔体。所述温度调节室2的顶面由透热板4构成，也就是说温度调节室2的顶面是透热板4，透热板4可使温度调节室2和垫层3之间形成热传递，从而通过调节温度调节室2内的温度来改变垫层3的温度，实现坐垫1温度的调节。
所述透热板4可选用铝板、铜板、合金板等，为了提高透热板4的导热性能，所述透热板4最好是选择蜂窝状的铝板，也就是在铝板上设置蜂窝状的孔，孔的上下两端分别与垫层3和温度调节室2相对，蜂窝状的铝板不仅具备良好的热传导性能，同时也可提高对流传热的效果。温度调节室2包括换热腔和安装腔，所述换热腔与坐垫1前侧三分之二区域相对，所述安装腔与坐垫1后侧三分之一区域相对。所述安装腔内设置制冷制热装置、控制系统7及电源系统。所述制冷制热装置用于调节温度调节室2内的温度，所述制冷制热装置的结构较多，例如：所述制冷制热装置可以是由设置在温度调节室2内的压缩机、换热盘管等构成，也就是说制冷制热装置为设置在温度调节室2内的小型空调机；制冷制热装置也可以是采用电热丝电冷风扇等联合构成。当然，采用其他能起到制冷制热功能的具体装置也是可行的，所述控制系统7通常为单片机或其他控制系统，电源系统为电线及变压器和用于对变压器进行散热的散热风扇。
本发明通过制冷制热装置对温度调节室2内的温度进行调整，使得座椅的坐垫1始终处于冬暖夏凉的状态，从而解决长期以来困扰办公人员、坐轮椅的病人或者是学生等久坐人群的难题。同时由于使用者在坐椅子时一般仅使用坐垫1前三分之二的面积，而后三分之一的面积为空置。将制冷制热装置安装在坐垫1后部三分之一的区域，不占用座椅的有效使用空间，避免在长期使用过程中制冷制热装置受到压迫，降低了故障的风险。结构更加的合理，使用寿命更长。进一步的，为了起到提醒作用，本发明还包括由控制系统7控制的蜂鸣器，所述控制系统7内设置计时模块，制冷制热装置开始工作后，计时模块进行持续计时，当连续工作达到一定时间后蜂鸣器在控制系统7的控制下报警，提醒久坐人员，降低了职业病发生的概率，通常以2小时为标准进行报警，当然也可以是1小时或其他标准。
为了进一步提高本发明的性能，更好的做法是如图3和4所示，所述制冷制热装置包括沿坐垫1宽度方向排布的多个竖向的制冷制热块6，制冷制热块6可以使两个、三个、四个或更多个。如图3所示，所述制冷制热块6的数量为三个，三个制冷制热块6沿坐垫1的宽度方向排布。如图4所示，所述制冷制热块6包括半导体制冷片9、散热片8和静音风扇10。所述半导体制冷片9的两面分别设置一个散热片8，所述散热片8背向半导体制冷片9的一面设置静音风扇10，图4中位于上部的散热片8朝上的一面设置静音风扇10，位于下部的散热片8朝下的一面设置静音风扇10。所述静音风扇10和半导体制冷片9均由控制系统7控制。在使用时，制冷制热块6竖向安装，如图4所示，当开启制冷模式时，半导体制冷片9冷端在上，热端在下，半导体制冷片9的冷端通过上方的静音风扇10实现与换热腔内的空气的内循环换热，热端通过下方的静音风扇10实现与外界空气的外循环换热。本发明的制冷制热块6由于采用半导体制冷片9和静音风扇10相结合的制冷制热方式，噪音低、振动小、使用寿命长、安装方便。同时，由于功率小，对电压要求不高，电源系统可采用在安装腔内置变压器和散热风扇的组合，通过变压器将220V交流电变为12V低压直流电就可供应座椅的正常使用。散热风扇又可为变压器进行散热，保障本发明的正常运转。
为了进一步提高制冷制热块6的性能，如图5所示，更好的做法还可以是，所述制冷制热块6包括两个半导体制冷片9、两个散热片8、两个静音风扇10及一个导热片。两个所述半导体制冷片9的一面通过导热片相互连接，另一面分别设置一个散热片8，所述散热片8背向半导体制冷片9的一面设置静音风扇10。当开启制冷模式时，两个半导体制冷片9均是冷端在上，热端在下，位于上方的半导体制冷片9的热端通过导热片将热量传递至位于下方的半导体制冷片9的冷端，利用下方的半导体制冷片9对上方的半导体制冷片9的热端进行降温，能够显著的降低上方的半导体制冷片9冷端的温度，从而提高制冷的效果。同理，在开启制热模式时，也能够提高制热的效果。
考虑到使用者脚部的舒适性，更好的做法还可以是如图1和3所示，所述温度调节室2前侧的中部设置排气孔5，排气孔5可将冷热空气导出，吹向使用者的脚部，使得脚部更加的舒适。同理，也可以在坐垫1后部设置针对使用者背部的朝上的排气孔5，这样使用就更加的方便。为了进一步提高本发明的性能，更好的做法还可以是排气孔5为可启闭的结构，也就是说排气孔5可以打开或关闭。关闭排气孔5后，隔绝温度调节室2内的空气与外界空气的交换，更加的节能。实现排气孔5可启闭的具体方式较多，例如：所述排气孔5处设置相匹配的橡胶堵头，取下橡胶堵头即实现打开，塞上橡胶堵头即实现关闭。也可以是在排气孔5处设置电磁阀，通过电磁阀启闭控制排气孔5启闭，电磁阀由控制系统7进行控制，只需设置对应的操作按钮即可。当然，采用其他起到相同作用的方式也是可行的。
为了使座椅温度能够实时响应控制系统7的控制，更好的做法还可以是所述坐垫1的四周设置若干温度传感器，所述温度传感器与控制系统7电性连接，温度传感器的数量可设置多个，温度传感器的数量越多其探测的针对性越强，精度越高。但出于成本的考虑，通常设置三个即可满足大多数的需求，三个温度传感器分别位于坐垫1的前侧和左右两侧。通过温度传感器可实时探测坐垫1温度，使用非常方便。同时，还可以在坐垫1内设置重量传感器，重量传感器用于探测使用者在坐下时坐垫1的受力情况，避免使用者超重导致本发明受损，所述重量传感器与控制系统7连接，将重量信息反馈至控制系统7，在超重时，由控制系统7控制蜂鸣器报警。
为了便于使用者操作，如图1所示，所述坐垫1的两侧设置扶手11，所述扶手11上设置操作面板和显示部件，所述操作面板和显示部件均与控制系统7电性连接。使用者可通过操作面板对座椅进行总体控制，操作面板既可以是触摸屏的形式也可以是按钮的形式，当采用控制按钮12的形式时，所述控制按钮12分别为电源按钮、制热按钮、制冷按钮、升温按钮和降温按钮。所述显示部件用于向使用者展示座椅的实时状态，例如温度、制冷模式、制热模式等的字样。所述显示部件可以是LED屏幕、LCD屏幕等，为了降低生产成本，也可以为数码管显示器13。
另外，结合图2和3所示，所述安装腔包括沿坐垫1宽度方向依次排布的用于安装电源系统的第一腔室32、用于安装制冷制热块6的第二腔室33及用于安装控制系统7的第三腔室34。所述安装腔两侧面分别设置外循环进风口30，所述外循环进风口30与第二腔室33的下部连通并与制冷制热块6的下半部相对。在制冷时，半导体制冷片9冷端在上、热端在下，通过外循环进风口30将外部空气导入第二腔室33的下部，从而实现与半导体制冷片9下半部的热端换热。在制热时，冷端在下、热端在上，通过外循环进风口30将外部空气导入第二腔室33的下部，从而实现与半导体制冷片9下半部的冷端换热。
为了进一步提高本发明的性能，如图2和3所示，更好的做法还可以是，所述换热腔内设置隔板14，所述隔板14将换热腔分隔为位于中部的主换热腔35和位于两侧的S型风道36，所述主换热腔35与第二腔室33的上部连通。所述S型风道36通过内循环进风口31与第二腔室33的上部连通并与制冷制热块6的上半部相对。半导体制冷片9上半部产生的热空气或冷空气可直接进入主换热腔35内，并沿着S型风道36、内循环进风口31重新进入到第二腔室33的上部，由半导体制冷片9上半部重新进行制冷或制热，从而实现空气的内循环。为了进一步提高温度调节室2的保温性能，更好的做法是所述温度调节室2的内表面设置保温层，所述保温层可以是泡沫塑料、海绵等构成。
本发明在使用过程中，其散热片8作为半导体制冷片9与空气进行换热的主要媒介，其热传导性能对制冷制热块6的效果起到至关重要的作用。因此，更好的做法是，所述散热片8采用铝合金材料，所述铝合金材料按质量配比的元素百分比数为：硅Si：15％-18％；铜Cu：2-3％；镁Mg：3％；铬Cr:0.85-0.90％；钪Sc：0.3-0.5％；钡Ba：3-4％；锰Mn：1-2％；钛Ti：0.15-0.25％；锶Sr：0.1-0.2％；铌Nb：0.05-0.1％，锑Sb：1-1.5％，剩余为铝Al。
本发明所述的铝合金材料由以下步骤制备：
(1)通过化学分析对原材料筛选，其中必须确保铝的纯度大于99.9％，硅、铜、镁的纯度大于99.5％，然后对所有原材料进行烘干，烘干温度为100-105度，时间≥2小时。
(2)将所有的原材料装入中频真空感应炉，在装炉时使各原材料紧密接触。
(3)检查设备，确保设备正常，如：水循环管路、电力系统和观察孔等。
(4)抽真空，至20Pa以下时送电启动。起始功率45KW；2-3分钟后调整至55KW；当合金融化后，调整至80KW并保持8分钟后浇注。
(5)浇注完成后冷却120分钟以上方可出炉，然后取出本发明所述的铝合金材料。
将本发明所述的铝合金材料进行物理分析，得出屈服强度(按ASTME-8标准)及导热系数(按GB/T 3651-2008标准)。然后与常用的导热性较好的铝合金材料及银、铜进行对比，对比结果通过下表列出：
本方案 1070铝 1050铝 6061铝 6063铝
强度MPa 78 23 34 82 93
导热度W/(m*k) 346 226 209 155 195
根据上表所示的数据，按本方案配比而成的铝合金材料和常规的铝合金相比，不仅导热性能更好，而且结构强度更佳。本发明所述铝合金材料强度高，使用寿命长，尤其是其导热性能大大的超出了常规的铝合金材料，非常适用于散热片8的制作，且成本较低。

Claims (10)

1.一种新型冷暖座椅，包括座椅主体，其特征在于：所述座椅主体的坐垫(1)由温度调节室(2)和位于温度调节室(2)上的垫层(3)构成，所述温度调节室(2)的顶面由透热板(4)构成；温度调节室(2)包括换热腔和安装腔，所述换热腔与坐垫(1)前侧三分之二区域相对，所述安装腔与坐垫(1)后侧三分之一区域相对；所述安装腔内设置制冷制热装置、控制系统(7)及电源系统。
2.根据权利要求1所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述换热腔前侧的中部设置可启闭的排气孔(5)。
3.根据权利要求2所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述制冷制热装置包括沿坐垫(1)宽度方向排布的多个竖向的制冷制热块(6)，所述制冷制热块(6)包括半导体制冷片(9)、散热片(8)和静音风扇(10)；所述半导体制冷片(9)的两面分别设置一个散热片(8)，所述散热片(8)背向半导体制冷片(9)的一面设置静音风扇(10)；所述静音风扇(10)和半导体制冷片(9)均由控制系统(7)控制。
4.根据权利要求3所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述坐垫(1)的四周设置若干温度传感器，所述温度传感器与控制系统(7)电性连接。
5.根据权利要求4所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述坐垫(1)的两侧设置扶手(11)，所述扶手(11)上设置操作面板和显示部件，所述操作面板和显示部件均与控制系统(7)电性连接。
6.根据权利要求5所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述操作面板由多个控制按钮(12)组成，所述控制按钮(12)分别为电源按钮、制热按钮、制冷按钮、升温按钮和降温按钮，所述显示部件为数码管显示器(13)。
7.根据权利要求6所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述安装腔包括沿坐垫(1)宽度方向依次排布的用于安装电源系统的第一腔室(32)、用于安装制冷制热块(6)的第二腔室(33)及用于安装控制系统(7)的第三腔室(34)；所述安装腔两侧面分别设置外循环进风口(30)，所述外循环进风口(30)与第二腔室(33)的下部连通并与制冷制热块(6)的下半部相对；
所述换热腔内设置隔板(14)，所述隔板(14)将换热腔分隔为位于中部的主换热腔(35)和位于两侧的S型风道(36)，所述主换热腔(35)与第二腔室(33)的上部连通；所述S型风道(36)通过内循环进风口(31)与第二腔室(33)的上部连通并与制冷制热块(6)的上半部相对。
8.根据权利要求7所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述透热板(4)为蜂窝状的铝板，所述温度调节室(2)的内表面设置保温层。
9.根据权利要求8所述的新型冷暖座椅，其特征在于：所述座椅主体的椅脚呈弓形。
10.根据权利要求9所述的新型冷暖座椅，其特征在于：还包括由控制系统(7)控制的蜂鸣器，所述控制系统(7)内设置计时模块。
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