CN112971234A - 冷却服饰系统 - Google Patents
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Abstract
一种冷却服饰系统包括服饰、流体通道、流体储存器、导管以及马达。服饰具有热隔绝布以及热传导布，其中热传导布配置于热隔绝布相对于外界环境的表面。流体通道夹置于热隔绝布与热传导布之间，且由热隔绝布与热传导布部分地压合而成。流体通道具有入口端以及出口端。流体储存器具有入口处以及出口处。导管连接流体通道与流体储存器，其中导管将流体通道的入口端及出口端分别连接于流体储存器的出口处及入口处。马达配置于导管上，其中导管通过马达以将流体通道的入口端连接于流体储存器的出口处。通过热隔绝布、热传导布以及流体通道的配置，冷却服饰系统可具有长效冷却特性以及轻量化特性。
Description
技术领域
本揭露是有关于一种温度调节服饰系统，且特别是有关于一种冷却服饰系统。
背景技术
近年来，全球温室效应造成极端的气候变迁，而极冷与极热的气候亦改变着衣着的型态。对于在高温作业环境下工作的人员(例如交通警察或锻造从业人员)来说，特别需要能够长时间降低人体温度(即冷却)的功能的衣物。然而，目前在具冷却功能的衣物的设计上，仍无法同时满足长冷却维持时间以及重量轻的需求。因此，如何制造具有长效冷却特性以及轻量化特性的衣物是目前一个相当重要课题。
发明内容
本揭露内容提供一种冷却服饰系统。
根据本揭露一实施方式，冷却服饰系统包括服饰、流体通道、流体储存器、导管以及马达。服饰具有热隔绝布以及热传导布，其中热传导布配置于热隔绝布相对于外界环境的表面。流体通道夹置于热隔绝布与热传导布之间，且由热隔绝布与热传导布部分地压合而成，其中流体通道具有入口端以及出口端。流体储存器具有入口处以及出口处。导管连接流体通道与流体储存器，其中导管将流体通道的入口端及出口端分别连接于流体储存器的出口处及入口处。马达配置于导管上，其中导管通过马达以将流体通道的入口端连接于流体储存器的出口处。
在本揭露一实施方式中，流体通道的轮廓是由热隔绝布以及热传导布定义。
在本揭露一实施方式中，热隔绝布具有第一基布以及热隔绝防水涂层，且热隔绝防水涂层配置于第一基布面对流体通道的表面。
在本揭露一实施方式中，热隔绝防水涂层包括水性聚氨酯以及二氧化硅气凝胶，且二氧化硅气凝胶掺杂于水性聚氨酯中。
在本揭露一实施方式中，热传导布具有第二基布以及热传导防水涂层，且热传导防水涂层配置于第二基布面对流体通道的表面。
在本揭露一实施方式中，热传导防水涂层包括水性聚氨酯以及银微粒，且银微粒掺杂于水性聚氨酯中。
在本揭露一实施方式中，冷却服饰系统还包括配置于导管上的流体控制阀。
在本揭露一实施方式中，冷却服饰系统还包括电性连接于马达的控制模块。
在本揭露一实施方式中，马达的重量介于20克至50克之间。
在本揭露一实施方式中，冷却服饰系统还包括感温器，配置于导管上且位于流体通道的入口端与流体储存器的出口处之间。
根据本揭露上述实施方式，在冷却服饰系统中，由于流体通道是直接形成于部分未经压合的热隔绝布与热传导布之间，因此不须额外配置已知的流体管路于热隔绝布与热传导布之间，从而大幅降低服饰的重量以及流体管路配置于服饰中的异物感。此外，以局部压合的方式形成的流体通道可轻易地分布于服饰的弯曲处，从而克服已知的流体管路配置于服饰中的所受到的空间分布限制。
附图说明
图1绘示根据本揭露一实施方式的冷却服饰系统的示意图；
图2绘示图1的冷却服饰系统沿线段a-a'的剖面图；
图3绘示实施例以及各比较例的冷却服饰系统的热隔绝布的表面温度与时间关系曲线图。
【符号说明】
100…冷却服饰系统
110…服饰
110a…热隔绝布
110b…热传导布
112a…第一基布
112b…第二基布
113a…水性聚氨酯
113b…水性聚氨酯
114a…热隔绝防水涂层
114b…热传导防水涂层
115a…二氧化硅气凝胶
115b…银微粒
120…流体通道
130…流体储存器
140…导管
150…马达
160…控制模块
170…流体控制阀
180…感温器
I…入口处
O…出口处
IE…入口端
OE…出口端
H1、H2…厚度
F…流体
a-a'…线段
具体实施方式
以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
本揭露的冷却服饰系统具有包括热隔绝布与热传导布的服饰以及由热隔绝布与热传导布经局部压合而形成的流体通道。通过热隔绝布、热传导布以及流体通道的配置，冷却服饰系统可具有长效冷却特性以及轻量化特性。
图1绘示根据本揭露一实施方式的冷却服饰系统100的示意图。图2绘示图1的冷却服饰系统100沿线段a-a'的剖面图。请同时参阅图1及图2，冷却服饰系统100包括服饰110、流体通道120、流体储存器130、导管140以及马达150。在一些实施方式中，冷却服饰系统100可选择性地包括控制模块160、流体控制阀170以及感温器180。当使用者使用冷却服饰系统100时，流体F(例如，水)会受马达150的驱动而由流体储存器130流出，并流经导管140以进入至流体通道120中，从而带走使用者身体产生的热能以提供使用者冷却效果。应了解到，图1中各元件之间的尺寸比例关系并不代表各元件之间的实际尺寸比例关系，不应以此对本揭露作出限制性的解释。
在一些实施方式中，服饰110具有热隔绝布110a以及热传导布110b，且热传导布110b配置于热隔绝布110a相对于外界环境的表面。具体来说，当使用者将服饰110穿在身上时，热隔绝布110a配置为与外界环境接触，而热传导布110b配置为与使用者身体接触。应了解到，虽然图1所绘示的服饰110为上衣，但本揭露不以此为限。在其他实施方式中，服饰110可例如为背心、外套、裤子、帽子或其他使用者可穿戴的衣物。
在一些实施方式中，热隔绝布110a具有第一基布112a以及热隔绝防水涂层114a，且热隔绝防水涂层114a配置于第一基布112a相对于外界环境的表面。在一些实施方式中，可使用涂布的方式将热隔绝防水涂层114a形成于第一基布112a的表面。第一基布112a的基底材料可例如是聚酯纤维、弹性纤维、羊毛或上述任意的组合。在一些实施方式中，第一基布112a的厚度H1可介于0.25mm至0.35mm之间，以具备一定程度的抗压能力，从而避免流体通道120中的流体F因压力太大而由热隔绝布110a渗出。此外，热隔绝防水涂层114a可包括水性聚氨酯113a以及二氧化硅气凝胶115a，且二氧化硅气凝胶115a掺杂于水性聚氨酯113a中。由于二氧化硅气凝胶115a可有效地隔绝热能，因此热隔绝防水涂层114a可防止来自外界环境的热能进入至服饰110中，以避免外界环境的热能影响流体通道120中的流体F与使用者身体产生的热能之间的换热程序。
在一些实施方式中，热传导布110b具有第二基布112b以及热传导防水涂层114b，且热传导防水涂层114b配置于第二基布112b相对于使用者身体的表面。具体来说，热隔绝防水涂层114a以及热传导防水涂层114b配置于第一基布112a与第二基布112b之间，热隔绝防水涂层114a配置于第一基布112a面对流体通道120的表面，且热传导防水涂层114b配置于第二基布112b面对流体通道120的表面。在一些实施方式中，可使用涂布的方式将热传导防水涂层114b形成于第二基布112b的表面。第二基布112b的基底材料可例如是聚酯纤维、弹性纤维、羊毛或上述任意的组合。在一些实施方式中，第二基布112b的厚度H2可介于0.25mm至0.35mm之间，以具备一定程度的抗压能力，从而避免流体通道120中的流体F因压力太大而由热传导布110b渗出。此外，热传导防水涂层114b可包括水性聚氨酯113b以及银微粒115b，且银微粒115b掺杂于水性聚氨酯113b中。由于银微粒115b具有良好的热传导能力，因此热传导防水涂层114b可有效地将使用者身体产生的热能传递至流体通道120中的流体F，以完成流体F与使用者身体产生的热能之间的换热程序。
在一些实施方式中，热隔绝布110a与热传导布110b彼此部分地紧密压合，而部分未经压合的热隔绝布110a与的热传导布110b之间便可形成连续的流体通道120。在一些实施方式中，可透过局部热压合的方式将部分的热隔绝布110a与部分的热传导布110b彼此紧密地压合。详细来说，流体通道120夹置于热隔绝布110a的热隔绝防水涂层114a与热传导布110b的热传导防水涂层114b之间，且流体通道120的轮廓是由热隔绝布110a的热隔绝防水涂层114a以及热传导布110b的热传导防水涂层114b共同定义。也就是说，流体通道120的通道壁是由热隔绝布110a的热隔绝防水涂层114a以及热传导布110b的热传导防水涂层114b共同形成。
由于流体通道120是直接形成于部分未经压合的热隔绝布110a与热传导布110b之间，因此不须额外配置已知的流体管路于热隔绝布110a与热传导布110b之间，从而大幅降低服饰110的重量以及已知的流体管路于服饰中的异物感。此外，以局部压合的方式所形成的流体通道120可轻易地分布于服饰110的弯曲处，从而克服已知的流体管路于服饰中所受到的空间分布限制。另外，由于流体通道120的通道壁是由热隔绝防水涂层114a以及热传导防水涂层114b共同形成，且热传导防水涂层114b的热传导系数k1大于流体F的热传导系数k2，而流体F的热传导系数k2又大于热隔绝防水涂层114a的热传导系数k3(即k1>k2>k3)，因此可提升流体F与使用者身体产生的热能之间的换热程序的效率。此外，由于流体通道120的通道壁是由分别包括水性聚氨酯113a及113b的热隔绝防水涂层114a及热传导防水涂层114b共同形成，因此可避免流体F由热隔绝布110a及/或热传导布110b渗透至外界环境及/或使用者身体。
在一些实施方式中，流体通道120具有入口端IE以及出口端OE，从而与其他元件连接。当使用者使用冷却服饰系统100时，装载于流体储存器130内的流体F可由入口端IE进入至流体通道120中，并由出口端OE流出以带走使用者身体产生的热能，使得使用者身体得以维持在温度舒适的环境。应了解到，流体通道120的布置位置及布置密度等不以图1所绘示的情形为限，流体通道120的布置位置及布置密度等可基于使用者身体的表面温度、汗腺分布、热能产生量以及舒适性需求等而有所调整。举例来说，流体通道120的布置位置可对应于使用者身体的腋下、大腿根部等具有较大的热能产生量、较高的温度以及较大的出汗量的部位，且对应于该些部位的流体通道120可配置为具有较大的布置密度。
在一些实施方式中，导管140连接流体通道120与流体储存器130，以使冷却服饰系统100形成密封式的循环系统。在一些实施方式中，导管140将流体通道120的入口端IE及出口端OE分别连接于流体储存器130的出口处O及入口处I。在一些实施方式中，可将导管140的两个末端分别由流体通道120的入口端IE及出口端OE插入，并透过局部热压的方式将导管140的两个末端固定于流体通道120中，以形成流体通道120与导管140之间的连接。在一些实施方式中，导管140的部分区段连接流体通道120的出口端OE与流体储存器130的入口处I，而导管140的部分区段通过马达150以连接流体通道120的入口端IE与流体储存器130的出口处O。当使用者使用冷却服饰系统100时，马达150可提供动力以驱动流体F自流体储存器130的出口处O流出，并经由导管140自流体通道120的入口端IE流入至流体通道120中，而后由流体通道120的出口端OE流出，并经由导管140自流体储存器130的入口处I流入至流体储存器130中。
在一些实施方式中，导管140的材质可包括聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)或聚氨酯(polyurethane，PU)，但并不用以限制本揭露。在一些实施方式中，马达150可为直流微型隔膜马达、直流变频马达、直流无刷马达或直流电动式压电微型马达。在一些实施方式中，马达150可电性连接于例如电池的电源供应器，且电源供应器可产生约5伏特至约12伏特的电压。在一些实施方式中，马达150的重量介于约20克至约50克之间。由于马达150具有很小的重量，因此可便于使用者随身携带，并便于以各种合适的方式收纳于服饰110中。此外，导管140与流体储存器130之间的连接处或导管140与马达150之间的连接处可设置有连接结构，以达到良好的连接强度。在一些实施方式中，连接结构可例如是连接头、阀或环扣等结构。
在一些实施方式中，控制模块160电性连接于马达150以控制流体F的流量。此外，控制模块160可电性连接于例如电池的电源供应器，且电源供应器可产生约5伏特至约12伏特的电压。在一些实施方式中，流体控制阀170配置于导管140上。详细来说，流体控制阀170可配置于连接流体通道120的出口端OE与流体储存器130的入口处I的导管140上。当使用者使用冷却服饰系统100时，流体控制阀170可控制流体F由流体通道120的出口端OE流入流体储存器130的流量。
在一些实施方式中，感温器180配置于导管140上且位于流体通道120的入口端IE与流体储存器130的出口处O之间，以感测自流体储存器130的出口处O流出的流体F的温度。在一些实施方式中，感温器180电性连接于控制模块160，使得控制模块160可根据感温器180所感测到的温度来控制马达150，以进一步调整流体F的流量。然而，本揭露并不以此为限。在其他实施方式中，感温器180可电性绝缘于控制模块160。
当使用者使用冷却服饰系统100时，流体F可自流体通道120的入口端IE流入至流体通道120中，并带走使用者身体产生的热能以提供使用者冷却效果，而后由自流体通道120的出口端OE流出，并接着经过导管140而自流体储存器130的入口处I流入至流体储存器130中，以准备进行下一次循环。如此一来，冷却服饰系统100可透过重复进行流体F与使用者身体产生的热能的换热程序来达到长效冷却特性。
下文将参照实施例以及比较例1至比较例2，更具体地描述本揭露的特征。应了解到，在不逾越本揭露范畴的情况下，可适当地改变所使用的材料、质量与比率、处理细节以及处理流程等。因此，不应由下文所描述的实施例对本揭露作出限制性的解释。
实施例
在实施例的冷却服饰系统中，服饰的热隔绝布的热隔绝防水涂层包括水性聚氨酯以及二氧化硅气凝胶；服饰的热传导布的热传导防水涂层包括水性聚氨酯以及银微粒；导管的材质是聚氨酯；马达是直流电动式压电微型马达；电源供应器的电压是12伏特。
比较例1
在比较例1的冷却服饰系统中，采用与实施例的冷却服饰系统相似的元件来制造比较例1的冷却服饰系统，其差异处主要在于：服饰的热传导布的热隔绝防水涂层不包括银微粒。
比较例2
在比较例2的冷却服饰系统中，采用与实施例的冷却服饰系统相似的元件来制造比较例1的冷却服饰系统，其差异处主要在于：服饰的热隔绝布不包括热隔绝防水涂层；服饰的热传导布不包括热传导防水涂层；及流体通道由已知的流体管路替代，且流体管路的材质是聚氨酯。
随后，将实施例、比较例1以及比较例2的冷却服饰系统于外界环境温度为32℃时与外界环境温度达到热平衡。接着，使用300克且温度为4℃的水以300毫升/分钟的水流量运作实施例、比较例1以及比较例2的冷却服饰系统，并在不同的时间点下测量实施例、比较例1以及比较例2的冷却服饰系统各自的热隔绝布的表面温度。应了解到，此处的“热隔绝布的表面温度”是指“热隔绝布面对外界环境的表面所具有的温度”。
图3绘示实施例以及各比较例的冷却服饰系统的热隔绝布的表面温度与时间关系曲线图。如图3所示，在约第40分钟至约第100分钟的过程中，实施例、比较例1以及比较例2的冷却服饰系统各自的热隔绝布的最低表面温度分别约为15℃、18℃以及21℃。由此可知，实施例的冷却服饰系统相对于比较例1及比较例2的冷却服饰系统具有较佳的冷却能力。
根据本揭露上述实施方式，由于流体通道是直接形成于部分未经压合的热隔绝布与热传导布之间，因此不须额外配置已知的流体管路于热隔绝布与热传导布之间，从而大幅降低服饰的重量以及流体管路于服饰中的异物感。此外，以局部压合的方式所形成的流体通道可轻易地分布于服饰的弯曲处，从而克服已知的流体管路于服饰中所受到的空间分布限制。此外，通过热隔绝布、热传导布以及流体通道的配置，本揭露的冷却服饰系统可具有长效冷却特性以及轻量化特性。
虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种冷却服饰系统，其特征在于，包括：
服饰，具有热隔绝布以及热传导布，其中所述热传导布配置于所述热隔绝布相对于外界环境的表面；
流体通道，夹置于所述热隔绝布与所述热传导布之间，且由所述热隔绝布与所述热传导布部分地压合而成，其中所述流体通道具有入口端以及出口端；
流体储存器，具有入口处以及出口处；
导管，连接所述流体通道与所述流体储存器，其中所述导管将所述流体通道的入口端及出口端分别连接于所述流体储存器的出口处及入口处；以及
马达，配置于所述导管上，其中所述导管通过所述马达以将所述流体通道的入口端连接于所述流体储存器的出口处。
2.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，所述流体通道的轮廓是由所述热隔绝布以及所述热传导布定义。
3.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，所述热隔绝布具有第一基布以及热隔绝防水涂层，且所述热隔绝防水涂层配置于所述第一基布面对所述流体通道的表面。
4.根据权利要求3所述的冷却服饰系统，其特征在于，所述热隔绝防水涂层包括水性聚氨酯以及二氧化硅气凝胶，且所述二氧化硅气凝胶掺杂于所述水性聚氨酯中。
5.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，所述热传导布具有第二基布以及热传导防水涂层，且所述热传导防水涂层配置于所述第二基布面对所述流体通道的表面。
6.根据权利要求5所述的冷却服饰系统，其特征在于，所述热传导防水涂层包括水性聚氨酯以及银微粒，且所述银微粒掺杂于所述水性聚氨酯中。
7.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，还包括流体控制阀，配置于所述导管上。
8.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，还包括控制模块，电性连接于所述马达。
9.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，所述马达的重量介于20克至50克之间。
10.根据权利要求1所述的冷却服饰系统，其特征在于，还包括感温器，配置于所述导管上且位于所述流体通道的入口端与所述流体储存器的出口处之间。
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