CN111109935A - 一种自发热坐垫及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自发热坐垫及其制作方法，包括垫体和发热组件，所述垫体囊封于所述发热组件，所述发热组件包括第一发热层、储能层和第二发热层，储能层设于所述第一发热层的上方；第二发热层设于所述储能层的上方，其中，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量。通过在第一发热层和第二发热层之间设置一储能层，储能层将集中释放的热量暂时的储存起来，防止热量集中传递至坐垫表面，当坐垫表面温度降低时，储能层通过热传递的方式将热量缓慢释放出来，如此既能够避免热量的集中释放造成的安全隐患，又能够维持较长一段时间的发热效果。

Description

一种自发热坐垫及其制作方法

技术领域

本发明总体来说涉及发热坐垫技术领域，具体而言，涉及一种自发热坐垫及其制作方法。

背景技术

目前，现有的坐垫在室外供热时，主要有自发热式和电发热式两种。其中电发热式需要配备大容量的便携式移动电源，在室外低温情况下很难稳定的储存电能，并且存在安全隐患。自发热式由于其主要是通过化学反应的方法释放热量，很难控制化学物质进行匀速反应。如果化学物质用量较大，则热量会集中释放，造成坐垫表面温度过热；如果用量较少则可能不足以维持长时间的使用。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种自发热坐垫及其制作方法，既能够避免热量的集中释放造成的安全隐患，又能够维持较长一段时间的发热效果。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种自发热坐垫，包括垫体和发热组件，所述垫体囊封于所述发热组件，所述发热组件包括第一发热层、储能层和第二发热层，储能层设于所述第一发热层的上方；第二发热层设于所述储能层的上方，其中，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量。

根据本发明的一实施方式，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量的三倍。

根据本发明的一实施方式，所述第一发热层和所述第二发热层均包含通过化学反应产生热量的物质。

根据本发明的一实施方式，所述储能层的材料包括结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类、石蜡、醋酸中的一种或多种。

根据本发明的一实施方式，所述发热组件还包括导热层，所述导热层设于所述第二发热层和所述储能层之间。

根据本发明的一实施方式，所述导热层的材料包括石墨烯导热膜、石墨膜、铜箔、铝箔中的一种。

根据本发明的一实施方式，所述垫体包括：

槽部，界定一容置空间，所述发热组件容纳于所述容置空间内；以及

盖部，可拆卸地连接于所述槽部，并覆盖于所述发热组件。

根据本发明的一实施方式，所述盖部与所述槽部通过拉链或魔术贴连接。

根据本发明的一实施方式，所述槽部的材料包括聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、气凝胶毡中的一种或多种。

根据本发明的另一方面，提供一种自发热坐垫的制作方法，包括：

提供第一发热层；

提供储能层，设于所述第一发热层的上方；

提供第二发热层，设于所述储能层的上方，其中，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量；以及

提供一垫体，囊封于所述第一发热层、所述储能层和所述第二发热层。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明通过在第一发热层和第二发热层之间设置一储能层，储能层将集中释放的热量暂时的储存起来，防止热量集中传递至坐垫表面，当坐垫表面温度降低时，储能层通过热传递的方式将热量缓慢释放出来，如此既能够避免热量的集中释放造成的安全隐患，又能够维持较长一段时间的发热效果。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种自发热坐垫的侧视图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种自发热坐垫的剖面图。

图3示出的是本发明自发热坐垫第一加热阶段的传热示意图。

图4示出的是本发明自发热坐垫第二加热阶段的传热示意图。

图5示出的是本发明自发热坐垫第三加热阶段的传热示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、垫体

110、槽部

120、盖部

130、拉链

20、发热组件

210、第一发热层

220、储能层

230、第二发热层

240、导热层

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本发明的发明人在研究中发现，相关技术中的自发热坐垫内的发热物质常常用量较大，以维持在室外较长时间的使用，但较大用量会造成热量集中释放，导致坐垫表面温度过高，易造成人员烫伤和安全隐患；然而，较少用量的发热物质常常不能够维持室外的长时间使用。

基于此，本发明提供一种自发热坐垫，包括垫体和发热组件，垫体囊封于发热组件，发热组件包括第一发热层、储能层和第二发热层，储能层设于第一发热层的上方；第二发热层设于储能层的上方，其中，第一发热层释放的热量大于第二发热层释放的热量。

本发明通过在第一发热层和第二发热层之间设置一储能层，储能层将集中释放的热量暂时的储存起来，防止热量集中传递至坐垫表面，当坐垫表面温度降低时，储能层通过热传递的方式将热量缓慢释放出来，如此既能够避免热量的集中释放造成的安全隐患，又能够维持较长一段时间的发热效果。

下面结合附图以具体实施方式，对本发明提出的自发热坐垫的各主要组成部分的结构、连接方式以及功能关系进行详细说明。

如图1和图2所示，图1是根据一示例性实施方式示出的一种自发热坐垫的侧视图，图2是根据一示例性实施方式示出的一种自发热坐垫的剖面图。在一实施方式中，本发明提供的一种自发热坐垫，包括垫体10和发热组件20，垫体10囊封于发热组件20，使得发热组件20与外界隔离，用以保护发热组件20。

在一示例实施方式中，垫体10包括槽部110和盖部120，槽部110界定一容置空间，发热组件20容纳于容置空间内，盖部120可拆卸地连接槽部110，并覆盖于发热组件20，以将发热组件20囊封。通过将垫体10设计为分体式结构，当第一发热层210和第二发热层230反应完全并失效后，通过将垫体10拆开，以对发热层进行更换，使得坐垫能够重复利用。在一实施方式中，盖部120和槽部110可通过拉链130可拆卸地连接，方便随时更换失效的发热层。在其他实施方式中，盖部120和槽部110也可以采用其他可拆卸连接结构，例如魔术贴粘贴或其他合适的方式，此处不再一一列举。

在一实施方式中，槽部110为具有一定空隙和强度的聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、气凝胶毡等保温材料中的一种制成，防止发热组件20所释放的热量从槽部110的侧面漏出。

在一实施方式中，盖体为棉布、海绵等舒适度较高的材料制成，用于将发热组件20覆盖起来，起到美观和保护的作用。

当然，在其他实施方式中，垫体10也可以设计为一体式结构，垫体10将发热组件20封闭其中，即发热组件20中的发热层不可更换。

在一示例实施方式中，发热组件20包括第一发热层210、储能层220和第二发热层230，储能层220设于第一发热层210的上方，第二发热层230设于储能层220的上方。第一发热层210释放的热量大于第二发热层230释放的热量，以便当第二发热层230放热失效后，第一发热层210还能够继续发热，为坐垫供热。进一步地，第一发热层210释放的热量大于第二发热层230释放的热量的三倍。

在一实施方式中，第一发热层210和第二发热层230均由通过化学反应产生热量的物质制成，例如铁粉与氧气和水反应产生热量。在使用时，将阻挡铁粉与空气接触的隔膜抽出，此时铁粉与空气接触，发热层即开始释放出热量。然而，本发明并不限定该化学物质，在其他实施方式中，也可以采用其他化学物质，此处不再一一列举。

在一实施方式中，储能层220为结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类、石蜡、醋酸中的一种或几种组成的具有良好储能性质的相变材料。

在使用时，第一发热层210和第二发热层230中的化学物质与外界空气接触开始释放热量，第二发热层230释放出的一部分热量向上传递至坐垫表面，使其表面温度升高，达到即开即热的效果；另一部分热量向下传递至储能层220存储起来。同时，第一发热层210释放出的热量向上传递至储能层220，被储能层220存储起来，并不会继续向上传递至第二发热层230，避免使第二发热层230向上传递的热量过高，此时为第一发热阶段。

当第二发热层230中的化学物质反应一段时间后，化学反应逐渐减弱直至失效，第二发热层230不再继续释放热量，由于此时储能层220的温度高于第二发热层230的温度，热量开始由储能层220向第二发热层230传递，使第二发热层230仍然能够保持恒定的温度，以确保坐垫表面的加热温度。由于第一发热层210释放的热量大于第二发热层230释放的热量，此时第一发热层210仍然释放热量，并且该部分热量继续传递至储能层220，为储能层220提供热量，此时为第二发热阶段。

当第一发热层210中的化学物质继续反应一段时间后，化学反应逐渐减弱直至失效，第一发热层210也不再继续释放热量，此时储能层220中的热量继续传递至第二发热层230，通过消耗储能层220中的热量为坐垫表面供热，当储能层220中的热量消耗殆尽时，坐垫表面不再产生热量，此时为第三发热阶段。

如图2所示，在另一示例实施方式中，发热组件20包括第一发热层210、储能层220、导热层240和第二发热层230，储能层220设于第一发热层210的上方，导热层240设于储能层220上方，第二发热层230设于导热层240的上方。

在一实施方式中，导热层240为石墨烯导热膜、石墨膜、铜箔、铝箔等具有良好导热性能的材料中的一种，能够在第二发热层230和储能层220之间快速地传递热量。

在一实施方式中，储能层220为结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类、石蜡、醋酸中的一种或几种组成的具有良好储能性质的相变材料。

如图3所示，示出的是本发明自发热坐垫第一加热阶段的传热示意图。在使用时，第一发热层210和第二发热层230中的化学物质与外界空气接触开始释放热量，第二发热层230释放出的一部分热量向上传递至坐垫表面，使其表面温度升高，达到即开即热的效果；另一部分热量经过导热层240向下传递至储能层220存储起来，导热层240能够将第二发热层230和储能层220之间的热量快速传递。同时，第一发热层210释放出的热量向上传递至储能层220，被储能层220存储起来，并不会继续向上传递至第二发热层230，避免使第二发热层230向上传递的热量过高。

如图4所示，示出的是本发明自发热坐垫第二加热阶段的传热示意图。当第二发热层230中的化学物质反应一段时间后，化学反应逐渐减弱直至失效，第二发热层230不再继续释放热量，由于此时储能层220的温度高于第二发热层230的温度，且储能层220和第二发热层230之间设有导热层240，热量开始由储能层220向第二发热层230传递，使第二发热层230仍然能够保持恒定的温度，以确保坐垫表面的加热温度。结合图4所示，由于第一发热层210的层高大于第二发热层230的层高，故示意性地示出第一发热层210释放的热量大于第二发热层230释放的热量，换句话说，第一发热层210释放热量的时长大于第二发热层230释放热量的时长，此时虽然第二发热层230停止释放热量，但第一发热层210仍然释放热量，并且该部分热量继续传递至储能层220，为储能层220提供热量，进一步地，再由储能层220为第二发热层230提供热量。

如图5所示，示出的是本发明自发热坐垫第三加热阶段的传热示意图。当第一发热层210中的化学物质继续反应一段时间后，化学反应逐渐减弱直至失效，第一发热层210也不再继续释放热量，由于储能层220的温度大于第一发热层210和第二发热层230的温度，此时储能层220中的一部分热量会继续传递至第二发热层230，为坐垫表面供热，储能层220中的另一部分热量也会向第一发热层210传递，该另一部分热量为热量损失。然而，由于本发明的实施方式中在第二发热层230和储能层220之间设有导热层240，而在第一发热层210和储能层220之间未设有导热层240，导热层240起到很好的导热效果，故储能层220中的大部分热量会向第二发热层230传递，为坐垫表面供热，而小部分的热量传递至第一发热层210中，从而达成降低热量损失的功效。当储能层220中的热量消耗殆尽时，坐垫表面不再产生热量。

本发明一实施方式还提供一种自发热坐垫的制作方法，包括：提供第一发热层210；提供储能层220，设于第一发热层210的上方；提供第二发热层230，设于储能层220的上方；其中，第一发热层210释放的热量大于第二发热层230释放的热量；提供一垫体10，囊封于第一发热层210、储能层220和第二发热层230。

本发明通过在第一发热层210和第二发热层230之间设置一储能层220，储能层220将集中释放的热量暂时的储存起来，防止热量集中传递至坐垫表面，当坐垫表面温度降低时，储能层220通过热传递的方式将热量缓慢释放出来，如此既能够避免热量的集中释放造成的安全隐患，又能够维持较长一段时间的发热效果。

在一实施方式中，第一发热层210和第二发热层230均由通过化学反应产生热量的物质组成，例如铁粉与氧气和水反应产生热量。在使用时，将阻挡铁粉与空气接触的隔膜抽出，此时铁粉与空气接触，发热层即开始释放出热量。然而，本发明并不限定该化学物质，在其他实施方式中，也可以采用其他化学物质，此处不再一一列举。

在一实施方式中，储能层220为结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类、石蜡、醋酸中的一种或几种组成的具有良好储能性质的相变材料。

在一示例实施方式中，本发明的自发热坐垫的制作方法，还包括：提供一导热层240，所述导热层240设置在第二发热层230和储能层220之间。

在一实施方式中，导热层240为石墨烯导热膜、石墨膜、铜箔、铝箔等具有良好导热性能的材料，能够在第二发热层230和储能层220之间快速地传递热量。

如图5所示，示出的是本发明自发热坐垫第三加热阶段的传热示意图。当第一发热层210中的化学物质继续反应一段时间后，化学反应逐渐减弱直至失效，第一发热层210也不再继续释放热量，由于储能层220的温度大于第一发热层210和第二发热层230的温度，此时储能层220中的一部分热量会继续传递至第二发热层230，为坐垫表面供热，储能层220中的另一部分热量也会向第一发热层210传递，该另一部分热量为热量损失。然而，由于本发明的实施方式中在第二发热层230和储能层220之间设有导热层240，而在第一发热层210和储能层220之间未设有导热层240，导热层240起到很好的导热效果，故储能层220中的大部分热量会向第二发热层230传递，为坐垫表面供热，而小部分的热量传递至第一发热层210中，从而达成降低热量损失的功效。

综上所述，本发明的自发热坐垫及其制作方法的优点和有益效果在于：

本发明通过在第一发热层210和第二发热层230之间设置一储能层220，储能层220将集中释放的热量暂时的储存起来，防止热量集中传递至坐垫表面，当坐垫表面温度降低时，储能层220通过热传递的方式将热量缓慢释放出来，如此既能够避免热量的集中释放造成的安全隐患，又能够维持较长一段时间的发热效果。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的自发热坐垫及其制作方法仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (10)

1.一种自发热坐垫，包括垫体和发热组件，所述垫体囊封于所述发热组件，其特征在于，所述发热组件包括：

第一发热层；

储能层，设于所述第一发热层的上方；以及

第二发热层，设于所述储能层的上方，其中，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量。

2.根据权利要求1所述的自发热坐垫，其特征在于，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量的三倍。

3.根据权利要求1所述的自发热坐垫，其特征在于，所述第一发热层和所述第二发热层均包含通过化学反应产生热量的物质。

4.根据权利要求1所述的自发热坐垫，其特征在于，所述储能层的材料包括结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类、石蜡、醋酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的自发热坐垫，其特征在于，所述发热组件还包括导热层，所述导热层设于所述第二发热层和所述储能层之间。

6.根据权利要求5所述的自发热坐垫，其特征在于，所述导热层的材料包括石墨烯导热膜、石墨膜、铜箔、铝箔中的一种。

7.根据权利要求1所述的自发热坐垫，其特征在于，所述垫体包括：

槽部，界定一容置空间，所述发热组件容纳于所述容置空间内；以及

盖部，可拆卸地连接于所述槽部，并覆盖于所述发热组件。

8.根据权利要求7所述的自发热坐垫，其特征在于，所述盖部与所述槽部通过拉链或魔术贴连接。

9.根据权利要求7所述的自发热坐垫，其特征在于，所述槽部的材料包括聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、气凝胶毡中的一种或多种。

10.一种自发热坐垫的制作方法，其特征在于，包括：

提供第一发热层；

提供储能层，设于所述第一发热层的上方；

提供第二发热层，设于所述储能层的上方，其中，所述第一发热层释放的热量大于所述第二发热层释放的热量；以及

提供一垫体，囊封于所述第一发热层、所述储能层和所述第二发热层。

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