CN108552642A - 一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣 - Google Patents

一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：包括三层材料，由外向内依次为辐射散热薄膜层、相变材料层和亲肤层，所述相变材料层与亲肤层之间通过导热胶连接。该适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣可有效帮助散热不良病人降温，以使散热不良病人在高温环境中也可正常活动。

Description

一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣
【技术领域】
本发明涉及功能性服装技术领域，具体涉及一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣。
【背景技术】
对正常人而言，夏天可以通过出汗降低体温，但是对于系统硬化病、广泛皮肤烧伤后瘢痕形成或先天性汗腺缺乏症等患者而言，他们没有汗腺或者汗腺被损害，不能通过排汗来降低体温，因此，会使他们的运动受限(对环境温度要求高)，且高温也更容易对他们的健康造成影响。这种情况下，常规的轻薄的、透气的服装对他们而言就非常不适合。因为散热的三个途径，传导、对流、辐射，在夏季温度高时就失去了效用，而人类高温情况下唯一的依赖，蒸发散热也因为缺乏汗腺而无能为力。因此他们需要一种能够帮助他们进行散热的装置来保证正常的活动。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提供一种可帮助散热不良病人在高温环境中进行降温、防止温度过高对散热不良病人的健康造成损害的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：包括三层材料，由外向内依次为辐射散热薄膜层、相变材料层和亲肤层，所述相变材料层与亲肤层之间通过导热胶连接。
进一步的，所述辐射散热薄膜层与亲肤层之间还设有气囊层，所述气囊层靠近所述相变材料层的一侧的内表面设有半导体制冷片，所述半导体制冷片与一微型电源电连接，所述气囊层靠近所述相变材料层的一侧的外表面通过导热胶与所述相变材料层粘接，所述气囊层上设有气孔及相应的气孔塞。
进一步的，所述亲肤层上与人体贴合的一侧设有温度传感器一，所述辐射散热薄膜层内侧设有温度传感器二，所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣上还设有单片机、控制面板和提示装置，所述控制面板设置在所述辐射散热薄膜外侧，所述温度传感器一和温度传感器二分别与所述单片机的输入端相连，所述单片机的输出端与半导体制冷片和提示装置相连，所述单片机与所述微型电源和控制面板相连。
进一步的，辐射散热薄膜层外表面上设有单向进气阀，所述单向进气阀与所述气囊层相连通。
进一步的，所述单向进气阀设置在所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣的正面，所述单向进气阀设有多个，所述单向进气阀上设有相应的密封阀盖。
进一步的，所述辐射散热薄膜层采用约50微米厚的TPX塑料薄膜制成，所述TPX塑料薄膜的一面镀有银，另一面随机镶嵌有直径在8微米左右的小玻璃珠，所述小玻璃珠的直径为8微米左右。
进一步的，所述相变材料层的相变温度为25-30℃。
本发明的有益效果是：所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣的最外层采用辐射散热薄膜制成，有利于反射太阳光，减小由于太阳光直射造成的温度升高，且可将8-13微米的红外辐射辐射到外太空，减少热辐射造成的温度升高；相变材料层的设置可起到通过吸收相变潜热的作用来实现对使用者进行降温的目的；亲肤层的设置使得该降温衣穿着时更舒适；所述气囊层的设置使得可以在使用者所处环境的温度高于亲肤层与人体之间的环境温度时，向所述气囊层内充气，由于空气的导热系数小，可以起到防止外界高温经热传导的方式传递给人体；所述半导体制冷片的设置使得可在必要时对人体进行更好的降温，半导体制冷片设置在气囊层靠近相变材料层一侧的内表面，气囊层与相变材料层之间通过导热胶粘结，可以起到对相变材料层降温，进而对人体进行降温的作用，气囊层中的空气也可起到防止半导体制冷片所产生的冷量散失的作用，降低能耗；所述温度传感器一、温度传感器二、单片机和语音提示装置的设置使得所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣使用起来更加方便、智能；所述单向进气阀的设置使得当使用者相对于空气运动时，可自动向所述气囊层充气，不需要另外设置充气装置，充气结束后盖上所述密封阀盖即可停止向气囊充气，也可通过气囊层上的气孔和气孔塞调节气囊内的空气的量。
【附图说明】
图1为本发明的各层之间的结构分解示意图；
附图标号说明：1.辐射散热薄膜层，11.温度传感器二，2.相变材料层，3.亲肤层，31.温度传感器一，4.气囊层，41.半导体制冷片，42.气孔，43.单向进气阀。
【具体实施方式】
本发明中的“内侧”、“外侧”均是所述降温衣的各组成部分相对于其与人体之间的位置关系来说的，以靠近人体的一侧为“内侧”，远离人体的一侧为“外侧”。
辐射散热的原理，是物品透过辐射散去热能的过程。任何温度高于绝对零度的物体都会通过辐射向环境中散发热量，使自身温度降低。地球周围的大气层对不同的电磁波有不同的透过率,透过率较高的波段称为“大气窗口”,0.3～2.5、3.2～4.8、8～13μm就是这样的“大气窗口”。常温下的黑体辐射主要集中在8～13μm波段,利用此特性,地面上的物体可以通过辐射换热,将自身热量以8～13μm的电磁波形式排放到外宇宙绝对零度空间,达到自身冷却的目的。因此，辐射冷却是一种不需要消耗外界能量就能有效降温的冷却方式。在现实生活中，物体在散发热量的同时往往也在吸收环境中的可见光与红外线，并将其转化为热能，导致散热小于吸热。此外，在物体内部，一部分散发的热量往往又会被其他部分或另外的物体吸收，不能实现散热的效果。
下面结合附图1与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
实施例1：散热不良病人在需要到环境温度较高的地方时，可穿着由辐射散热薄膜层1、相变材料层2和亲肤层3(从外到内)组成的降温衣，辐射散热薄膜层1不仅具有良好的反射太阳光的作用，还可以将8-13微米的红外辐射辐射到外太空，起到降低温度的作用；相变材料层2与亲肤层3相连，人体产生的热量经亲肤层3传递给相变材料层2，相变材料层2内的相变材料吸收热量后会发生状态的变化，例如，从固态变为液态，即可实现降低体温的目的；所述亲肤层3的设计有利于保障使用者的舒适性，亲肤层3与相变材料层2之间通过导热胶粘结，有利于亲肤层3将热量更好的传递给相变材料层2。通过辐射散热薄膜层1反射光线、将红外辐射辐射到外太空和相变材料储热的性能实现对使用者的降温，散热性能优于普通服装。
实施例2：所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣由外到内依次由辐射散热薄膜层1、气囊层4、相变材料层2和亲肤层3组成，所述气囊层4靠近所述相变材料层2的一侧的内表面上设有半导体制冷片41，且气囊层4靠近所述相变材料层2的一侧的外表面通过导热胶与所述相变材料层2粘接，气囊层4上设有气孔42及相应的气孔塞。当使用者感到所处环境的温度明显高于所述降温衣与人体之间的内环境的温度时，可打开所述气孔塞通过气孔42向所述气囊层4充气，充气结束后盖好充气孔塞，由于空气的导热性能差，气囊层4内的空气可起到避免外界的热量经热传导作用传递给使用者的作用。为了达到更好的效果，使用者可使半导体制冷片41工作，由于半导体制冷片41设置在气囊层4上与相变材料层2接触的一侧的内侧面，可通过气囊层4的侧面和导热胶使所述相变材料层2的温度下降，进而使与人体接触的亲肤层3的温度下降，为使用者降温。
实施例3：在实施例2的基础上，在所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣上设置用于检测人体表面温度或人体与亲肤层3之间的空气温度(内环境)的温度传感器一31(设置在亲肤层3内侧)、用于检测经辐射散热薄膜1反射光线、辐射8-13微米的红外辐射的作用后，辐射散热薄膜1的温度(设置在辐射散热薄膜内侧)的温度传感器二11以及单片机、控制面板和提示装置，将温度传感器一31和温度传感器二11分别与单片机的输入端连接，单片机的输出端与半导体制冷片41和提示装置相连，单片机与微型电源和控制面板相连；当单片机接收到温度传感器一31和温度传感器二11发送过来的温度信号后，若经判断温度传感器一31所检测到的温度小于温度传感器二11所检测到的温度，说明此时辐射散热薄膜1会经热传导的方式向人体传送热量，不利于使用者降温，单片机会控制半导体制冷片41工作，以达到降温的目的，同时提示装置震动或发出语音提示使用者，使用者可向所述气囊层4充气，以使气囊层4可起到隔热的作用；也可以对温度传感器一31进行参数设定，当温度传感器一31所检测到的温度超过设定值时，即启动半导体制冷片41工作，帮助使用者降温。
实施例4：在实施例1、2或3的基础上，可在所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣上设置多个单向进气阀43，当外界环境的温度高于人体表面温度或人体与亲肤层3之间的环境温度时，在风的作用下或使用者运动方向与所述单向进气阀43的开口方向相同时，会有空气通过所述单向进气阀43进入所述气囊层4，气囊层4内的空气可以起到良好的隔热作用，避免外界环境向人体进行热传导。此时若半导体制冷片41工作，空气层也可起到防止降温衣与人体之间的冷量散失的作用。单向进气阀43的设置使得也不需要再单独设置向气囊充气的装置，节省能源。
为了达到更好的效果，单向进气阀43设置在降温衣的正面，当人相对于空气向前运动时，空气即可通过所述单向进气阀43进入气囊内，当气囊内的空气适量后，使用者盖上相应的密封阀盖，即可阻止空气进入气囊。为了方便使用，密封阀盖与单向进气阀43之间可采用一端铰接，另一端可拆卸连接(如搭扣连接等)，避免密封阀盖的丢失；单向进气阀43以及密封阀盖的外观也可设置成符合人们审美的形状、图案和色彩，增加所述降温衣的美观性和实用性。
为了达到更好的效果，所述辐射散热薄膜层1优选采用在约50微米厚的TPX塑料薄膜的一面镀有银，另一面随机镶嵌有8微米左右的小玻璃珠的辐射散热材料，该材料在可见光范围具有高反射率，在8-13微米范围内具有高发射率，使得薄膜发射的红外辐射可以直接穿过大气层散到外太空去。这种方法不需要复杂的纳米超材料制作，便宜并且易于制造，白天和晚上都可以工作，平均制冷功率在100瓦每平方米左右。
为了达到更好的效果所选用的相变材料的温度在25-30℃时效果更好，可根据现有技术优先选择导热系数大的相变材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：包括三层材料，由外向内依次为辐射散热薄膜层、相变材料层和亲肤层，所述相变材料层与亲肤层之间通过导热胶连接。
2.根据权利要求1所述的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：所述辐射散热薄膜层与亲肤层之间还设有气囊层，所述气囊层靠近所述相变材料层的一侧的内表面设有半导体制冷片，所述半导体制冷片与一微型电源电连接，所述气囊层靠近所述相变材料层的一侧的外表面通过导热胶与所述相变材料层粘接，所述气囊层上设有气孔及相应的气孔塞。
3.根据权利要求1或2所述的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：所述亲肤层上与人体贴合的一侧设有温度传感器一，所述辐射散热薄膜层内侧设有温度传感器二，所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣上还设有单片机、控制面板和提示装置，所述控制面板设置在所述辐射散热薄膜外侧，所述温度传感器一和温度传感器二分别与所述单片机的输入端相连，所述单片机的输出端与半导体制冷片和提示装置相连，所述单片机与所述微型电源和控制面板相连。
4.根据权利要求3所述的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：辐射散热薄膜层外表面上设有单向进气阀，所述单向进气阀与所述气囊层相连通。
5.根据权利要求4所述的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：所述单向进气阀设置在所述适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣的正面，所述单向进气阀设有多个，所述单向进气阀上设有相应的密封阀盖。
6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：所述辐射散热薄膜层采用约50微米厚的TPX塑料薄膜制成，所述TPX塑料薄膜的一面镀有银，另一面随机镶嵌有直径在8微米左右的小玻璃珠。
7.根据权利要求1所述的适用于高温环境下的散热不良病人的降温衣，其特征在于：所述相变材料层的相变温度为25-30℃。
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