CN113841950B - 一种便携式自控吸水即时降温装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷降温设备的技术领域，更具体地，涉及一种便携式自控吸水即时降温装置及其使用方法。一种便携式自控吸水即时降温装置，包括框体、与水分接触后进行吸热的无水盐层；所述框体为中空设置，且框体的一个侧面设有亲水导热层；所述无水盐层设置于框体内，且无水盐层与亲水导热层相接触，当无水盐层接触到汗液，无水盐层在吸收水分的过程中伴随着吸热过程，从而使得无水盐层的温度降低，进而促使人体表面的热量被无水盐层所吸收，当人体的温度降低至适宜的水平时，人体将不再继续排汗，此时无水盐层无法继续吸收水分，不再继续降温，若待人体再次排汗，则此时无水盐层将再次吸收汗液中的水分进行降温，从而形成自适应循环降温。

Description

一种便携式自控吸水即时降温装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及制冷降温设备的技术领域，更具体地，涉及一种便携式自控吸水即时降温装置及其使用方法。

背景技术

在日常生活中，常有工作人员身处密闭环境内工作，例如消防员身穿消防服灭火、检测人员身穿防护服工作等。由于环境密闭，体内热量不能及时散失，且外界热量可能输入到体内，致使体温上升，工作环境逐渐恶劣，不能长时间高效工作。同时，对于部分执勤人员等，长时间工作在炎热环境下，同样面临着继续工作和自身健康之间的抉择。此外，在远离国家能源网络覆盖的地区，面对随时随地的冷链运输需求时，往往缺乏相关低成本、及时性的制冷技术支持。因此，迫切需要时间尺度可控的降温装置，以延长工作时间、提高工作时效、保护人员健康、维持所需低温的环境。

现有技术中的一些便携制冷装置，常常还需要额外的电池进行供电，例如半导体制冷器，而在公开号为CN206507357U的中国实用新型专利中，公开了一种利用相变材料进行降温的新型降温服装，然而相变降温过程不可控，相变材料在需要冷却的地方将持续吸热，直至没有制冷能力，难以实现可控降温。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的降温不可控的问题，提供一种便携式自控吸水即时降温装置，其具有降温过程可控，且适用于多种场景的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种便携式自控吸水即时降温装置，包括框体、与水分接触后进行吸热的无水盐层；所述框体为中空设置，且框体的一个侧面设有亲水导热层；所述无水盐层设置于框体内，且无水盐层与亲水导热层相接触。

本发明中亲水导热层，贴在人体的皮肤表面，吸收人体排出的汗液，与亲水导热层相接触的无水盐层接触到汗液后，吸收汗液中的水分，无水盐层在吸收水分的过程中伴随着吸热过程，从而使得无水盐层的温度降低，进而促使人体表面的热量通过亲水导热层被无水盐层所吸收，从而达到了降温效果。当人体的温度降低至较为舒适的水平时，人体将不再继续排汗，此时无水盐层无法继续吸收水分，亦即难以继续降温，从而达到了降温过程自适应控制的效果；若人体仍处于高温环境中，则人体将会再次排汗，则此时无水盐层将再次吸收汗液中的水分进行降温，从而形成自适应循环降温。

进一步地，所述框体与亲水导热层相对的侧壁为疏水绝热层，且所述疏水绝热层及亲水导热层可拆卸设置在框体上。

进一步地，所述框体内设置有用于防止无水盐层在框体内变形的支撑骨架，所述支撑骨架嵌设在无水盐层内；且所述支撑骨架为吸水柔性材料，所述框体、亲水导热层、疏水绝热层皆为柔性材质；所述框体上设置有用于将框体固定在指定位置上的固定装置。

进一步地，还包括用于储水的蓄水袋，所述蓄水袋上插设有输水管，所述蓄水袋通过输水管与框体内部相连通，所述输水管上安装有控制输水管通断的开关；所述框体上还设置有疏水导热层，所述疏水导热层设置在亲水导热层背离无水盐层的侧面。

进一步地，所述框体的侧壁上设置有输水通道，所述框体的内壁上设置有多个出水孔，所述出水孔与输水通道相连通，所述输水通道与蓄水袋相连通；所述支撑骨架上设置有多个导流槽，多个所述导流槽与多个所述出水孔一一对应连通。

进一步地，还包括导热件，所述导热件包括受冷端与受热端，所述受冷端与疏水导热层相连接，所述受热端为自由端且朝向背离疏水导热层的方向延伸，所述受冷端与受热端皆呈螺旋状。

进一步地，所述无水盐层为钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、亚硫酸盐中的一种或两种以上的组合。

本发明还提供一种便携式自控吸水即时降温装置的使用方法，包括如下步骤：

S1.利用固定装置将便携式自控吸水即时降温装置固定在人体的贴身衣物上，并将亲水导热层与人体皮肤贴合；

S2.当无水盐层饱和时，将疏水绝热层拆卸，并将无水盐层与支撑骨架从框体内取出烘干，完成烘干后将无水盐层与支撑骨架装入框体，并将疏水绝热层安装复位，重复S1即可继续降温。

本发明还提供一种便携式自控吸水即时降温装置的使用方法，包括如下步骤：

S1.将便携式自控吸水即时降温装置放置在待降温对象附近；

S2.通过挤压或驱动装置将蓄水袋内的水通过输水管输入框体内，无水盐层开始制冷；

S3.当无水盐层未饱和，且无水盐层停止制冷时，重复S2；

当无水盐层饱和时，将疏水绝热层拆卸，并将无水盐层与支撑骨架从框体内取出烘干，完成烘干后将无水盐层与支撑骨架装入框体，并将疏水绝热层安装复位，重复S2即可继续降温；

S4.当降温对象的降温需求已被满足时，即可停止向框体内输水，停止降温制冷。

本发明还提供一种便携式自控吸水即时降温装置的使用方法，包括如下步骤：

S1.将导热件的受热端与待降温对象连接；

S2.通过挤压或驱动装置将蓄水袋内的水通过输水管输入框体内，无水盐层开始制冷；

S3.当无水盐层未饱和，且无水盐层停止制冷时，重复S2；

当无水盐层饱和时，将疏水绝热层拆卸，并将无水盐层与支撑骨架从框体内取出烘干，完成烘干后将无水盐层与支撑骨架装入框体，并将疏水绝热层安装复位，重复S2即可继续降温；

S4.当降温对象的降温需求已被满足时，即可停止向框体内输水，并将导热件的受热端与待降温对象相分离，停止降温制冷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.无水盐层接触到汗液后，吸收汗液中的水分，无水盐层在吸收水分的过程中伴随着吸热过程，从而使得无水盐层的温度降低，进而促使人体表面的热量通过亲水导热层被无水盐层所吸收，从而达到了降温效果。当人体的温度降低至较为舒适的水平时，人体将不再继续排汗，此时无水盐层无法继续吸收水分，亦即难以继续降温，从而达到了降温过程自适应控制的效果；通过无水盐类吸水过程的吸热特点以实现降温，由于降温过程是物理过程，不发生任何化学反应，因此安全性得以保证；

2.当无水盐层因吸收水分而变成半固体状时，支撑骨架能够对无水盐层进行承托支撑，改善软化的无水盐层因重力作用而堆聚在框体底部，进而导致降温效果欠佳的问题；支撑骨架、框体、亲水导热层、疏水绝热层皆为柔性材质，能够附于衣物表面对人体降温，并利用人体在热环境下排汗和冷环境下不排汗的特点，通过“升温-排汗-吸汗-降温-不排汗-不吸汗-升温”的循环控制方式，实现人体自适应、自调节的按需降温；吸水后的盐类和支撑骨架，通过高温加热等手段使盐类和支撑骨架脱水，脱水后的盐类和支撑骨架可重复使用，实现对降温对象的低成本降温；

3.通过设置蓄水袋，当需要快速降温时，将蓄水袋内的水倒入或挤入框体内，使得大面积的无水盐层能够快速吸收水分并大量地吸收热量，从而到达快速降温的效果；采用无水盐类和水分开的布置方式，通过控制盐和水接触时间和接触程度，实现降温时间和降温区间的按需可控；

4.当降温对象为密闭空间，且不能与外界环境直接接触时，将导热件的受热端放置于待降温的密闭空间内部，在外界通过控制无水盐层的吸水过程，进而实现对密闭空间内部的冷却降温；

5.采用疏水导热层和疏水绝热层包裹无水盐层，并配有蓄水袋的方式，可利用具有一定腐蚀性但吸水降温能力强的盐类材料，使核心盐类材料的具有较宽的可选择范围；采用储水袋为无水盐类供水的方式，使含有结晶水的盐类进一步融化以吸收更多热量，可以满足降温需求较强的降温对象。

6.本发明只需要隔水的方式储存，对储存条件要求低，能实现长时间、低成本存储；通过模块化设计，使本发明装置单元化，根据实际降温需求，合理安排无水盐层的盐种类、模块数量以及安装位置，实现对不同降温对象的局部可控降温；针对实际制冷需求，本发明装置通过改变盐类材料以及模块化设计，能够拓展应用至其他降温场合，以适应不同类型的降温场合。

附图说明

图1是本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例1的使用方法流程图；

图3是本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例2的整体结构示意图；

图4是本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例2的使用方法流程图；

图5是本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例3的整体结构示意图；

图6是本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例3的使用方法流程图。

附图中：1、框体；2、无水盐层；3、亲水导热层；4、疏水绝热层；5、支撑骨架；6、蓄水袋；7、输水管；8、开关；9、输水通道；10、导流槽；11、导热件；111、受冷端；112、受热端；12、疏水导热层；13、固定装置；14、出水孔。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

参照图1与图2，为本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例1，包括框体1、与水分接触后进行吸热的无水盐层2；框体1为中空设置，且框体1的一个侧壁为亲水导热层3；无水盐层2设置于框体1内，且无水盐层2与亲水导热层3相接触。

具体来说，无水盐层2可以是钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、亚硫酸盐中的一种，本实施例中优选为铵盐。框体1呈长方体状，框体1长度方向的侧面安装亲水导热层3，无水盐层2呈长方体状，无水盐层2的一侧壁与亲水导热层3贴合。

在其中一个实施例中，框体1与亲水导热层3相对的侧壁为疏水绝热层4，且疏水绝热层4可拆卸设置在框体1上。疏水绝热层4与亲水导热层3相对设置，疏水绝热层4能够防止来源于待降温对象之外的水分进入框体1而与无水盐层2接触，同时能够防止待降温对象之外的高温环境中的热量进入框体1，降低本装置对待降温对象的降温效果。疏水绝热层4背离框体1的一侧安装有用于将整个装置固定在衣物上的固定装置13。当无水盐层2吸水达到饱和时，可将疏水绝热层4拆卸，并将无水盐层2取出进行烘干，直至无水盐层2内的水分蒸发，即可将无水盐层2再次放入框体1进行使用。

在其中一个实施例中，框体1内设置有用于防止无水盐层2在框体内变形的支撑骨架5，支撑骨架5嵌设在无水盐层2内。支撑骨架5由多个长方形板纵横交错排列呈方格网络状，无水盐层2设置在支撑骨架5的每个方格内。当无水盐层2因吸收水分而变成半固体状时，支撑骨架5能够对无水盐层2进行承托支撑，改善软化的无水盐层2因重力作用而堆聚在框体1底部，进而导致降温效果欠佳的问题。

本实施例的使用方法为：

S1.利用固定装置13将便携式自控吸水即时降温装置固定在人体的贴身衣物上，并将亲水导热层3与人体皮肤贴合；

S2.当无水盐层2饱和时，将疏水绝热层4拆卸，并将无水盐层2与支撑骨架5从框体1内取出烘干，完成烘干后将无水盐层2与支撑骨架5装入框体1，并将疏水绝热层4安装复位，重复S1即可继续降温。

实施例2

参照图3与图4，为本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例2，其与实施例1的区别在于，还包括用于储水的蓄水袋6，蓄水袋6与框体1内部相连通。当需要快速降温时，将蓄水袋6内的水倒入或挤入框体1内，使得大面积的无水盐层2能够快速吸收水分并大量地吸收热量，从而到达快速降温的效果。

在其中一个实施例中，蓄水袋6上插设有输水管7，蓄水袋6通过输水管7与框体1内部相连通，输水管7上安装有控制输水管7通断的开关8。通过开关8，即可控制蓄水袋6内的水进入框体1的量，从而控制降温过程。

在其中一个实施例中，框体1上还设置有疏水导热层12，疏水导热层12设置于在亲水导热层3背离无水盐层2的侧面。疏水导热层12在传递热量的同时，能够与疏水绝热层4共同阻止框体1内未被无水盐层2吸收的水分流出造成不良影响。

在其中一个实施例中，框体1的侧壁上设置有输水通道9，框体1的内壁上设置有多个出水孔14，出水孔14与输水通道9相连通，输水通道9与蓄水袋6相连通。框体1的顶部开设有输水通道9，多个出水孔14开设于框体1的内顶壁上，输水管7的一端插设在输水通道9内，另一端插设在蓄水袋6内。出水孔14使得进入框体1的水流能够均匀流在无水盐层2上，使得无水盐层2的表面能够较为均匀地与水接触，防止出现仅有局部降温的现象。

在其中一个实施例中，支撑骨架5上设置有多个导流槽10，多个导流槽10与多个出水孔14一一对应连通。导流槽10开设在支撑骨架5的外壁上，支撑骨架5顶部的导流槽10与出水孔14一一对应连通，使得出水孔14流出的水能够被导流槽10所引流，进而促使水流均匀地布满无水盐层2的表面。

本实施例的使用方法为：

S1.将便携式自控吸水即时降温装置放置在待降温对象附近；

S2.通过挤压或驱动装置将蓄水袋6内的水通过输水管7输入框体1内，无水盐层2开始制冷；

S3.当无水盐层2未饱和，且无水盐层2停止制冷时，重复S2；

当无水盐层2饱和时，将疏水绝热层4拆卸，并将无水盐层2与支撑骨架5从框体1内取出烘干，完成烘干后将无水盐层2与支撑骨架5装入框体1，并将疏水绝热层4安装复位，重复S2即可继续降温；

S4.当降温对象的降温需求已被满足时，即可停止向框体1内输水，停止降温制冷。

实施例3

参照图5与图6，为本发明一种便携式自控吸水即时降温装置的实施例3，其与实施例2的区别在于，还包括导热件11，导热件11包括受冷端111与受热端112，受冷端111与疏水导热层12相连接，受热端112朝向背离疏水导热层12的方向延伸。受冷端111与受热端112皆呈螺旋状。

当降温对象处于密闭空间，且其不能与外界环境直接接触时，例如穿着防护服的医护人员，将受热端112放置于防护服内部，将该装置的其余部件放置于待降温的密闭空间外部，并打开开关8，挤压蓄水袋6，使其内部的水沿着输水管7、输水通道9、出水孔14、导流槽10到达无水盐层2的表面。水份将逐渐从无水盐层2表面进入其内部被吸收，此吸水过程伴随着吸收热量，使得医护人员的身体热量通过受热端112传递至受冷端111并最终被无水盐层2吸收，从而使得穿着防护服的医护人员能够得到降温效果，螺旋状的受冷端111能够扩大其与疏水导热层12的接触面积，螺旋状的受热端112能够扩大受热端112与降温对象的热交换面积，从而在尽量减少导热件11重量的情况下达到提升降温速率的效果。

本实施例的使用方法为：

S1.将导热件11的受热端112与待降温对象连接；

S2.通过挤压或驱动装置将蓄水袋6内的水通过输水管7输入框体1内，无水盐层2开始制冷；

S3.当无水盐层2未饱和，且无水盐层2停止制冷时，重复S2；

当无水盐层2饱和时，将疏水绝热层4拆卸，并将无水盐层2与支撑骨架5从框体1内取出烘干，完成烘干后将无水盐层2与支撑骨架5装入框体1，并将疏水绝热层4安装复位，重复S2即可继续降温；

S4.当降温对象的降温需求已被满足时，即可停止向框体1内输水，并将导热件11的受热端112与待降温对象相分离，停止降温制冷。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式自控吸水即时降温装置，其特征在于，包括框体（1）、与水分接触后进行吸热的无水盐层（2）；所述框体（1）为中空设置，且框体（1）的一个侧面设有用于贴在人体的皮肤表面以吸收人体排出的汗液的亲水导热层（3）；所述无水盐层（2）设置于框体（1）内，且无水盐层（2）与亲水导热层（3）相接触；

所述框体（1）与亲水导热层（3）相对的侧壁为疏水绝热层（4），且所述疏水绝热层（4）及亲水导热层（3）可拆卸设置在框体（1）上；

所述框体（1）内设置有用于防止无水盐层（2）在框体内变形的支撑骨架（5），所述支撑骨架（5）嵌设在无水盐层（2）内；且所述支撑骨架（5）为吸水柔性材质，所述框体（1）、亲水导热层（3）、疏水绝热层（4）皆为柔性材质；所述框体（1）上设置有用于将框体（1）固定在指定位置上的固定装置（13）。

2.根据权利要求1所述的便携式自控吸水即时降温装置，其特征在于，还包括用于储水的蓄水袋（6），所述蓄水袋（6）上插设有输水管（7），所述蓄水袋（6）通过输水管（7）与框体（1）内部相连通，所述输水管（7）上安装有控制输水管（7）通断的开关（8）；所述框体（1）上还设置有疏水导热层（12），所述疏水导热层（12）设置在亲水导热层（3）上背离无水盐层（2）的侧面。

3.根据权利要求2所述的便携式自控吸水即时降温装置，其特征在于，所述框体（1）的侧壁上设置有输水通道（9），所述框体（1）的内壁上设置有多个出水孔（14），所述出水孔（14）与输水通道（9）相连通，所述输水通道（9）与蓄水袋（6）相连通；所述支撑骨架（5）上设置有多个导流槽（10），多个所述导流槽（10）与多个所述出水孔（14）一一对应连通。

4.根据权利要求2所述的便携式自控吸水即时降温装置，其特征在于，还包括导热件（11），所述导热件（11）包括受冷端（111）与受热端（112），所述受冷端（111）与疏水导热层（12）相连接，所述受热端（112）为自由端且朝向背离疏水导热层（12）的方向延伸；所述受冷端（111）与受热端（112）皆呈螺旋状。

5.根据权利要求2所述的便携式自控吸水即时降温装置，其特征在于，所述无水盐层（2）为钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、亚硫酸盐中的一种或两种以上的组合。

6.一种应用权利要求1所述的便携式自控吸水即时降温装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.利用固定装置（13）将便携式自控吸水即时降温装置固定在人体的贴身衣物上，并将亲水导热层（3）与人体皮肤贴合；

S2.当降温需求未满足，且无水盐层（2）饱和时，将疏水绝热层（4）拆卸，并将无水盐层（2）与支撑骨架（5）从框体（1）内取出烘干，完成烘干后将无水盐层（2）与支撑骨架（5）装入框体（1），并将疏水绝热层（4）安装复位，重复S1即可继续降温；当降温需求满足时，将便携式自控吸水即时降温装置从衣物上取下，即可停止制冷降温。

7.一种应用权利要求2所述的便携式自控吸水即时降温装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将便携式自控吸水即时降温装置放置在待降温对象附近；

S2.通过挤压或驱动装置将蓄水袋（6）内的水通过输水管（7）输入框体（1）内，无水盐层（2）开始制冷；

S3.当无水盐层（2）未饱和，且无水盐层（2）停止制冷时，重复S2；

当无水盐层（2）饱和时，将疏水绝热层（4）拆卸，并将无水盐层（2）与支撑骨架（5）从框体（1）内取出烘干，完成烘干后将无水盐层（2）与支撑骨架（5）装入框体（1），并将疏水绝热层（4）安装复位，重复S2即可继续降温；

S4.当降温对象的降温需求已被满足时，即可停止向框体（1）内输水，停止降温制冷。

8.一种应用权利要求4所述的便携式自控吸水即时降温装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将导热件（11）的受热端（112）与待降温对象连接；

S2.通过挤压或驱动装置将蓄水袋（6）内的水通过输水管（7）输入框体（1）内，无水盐层（2）开始制冷；

S3.当无水盐层（2）未饱和，且无水盐层（2）停止制冷时，重复S2；

当无水盐层（2）饱和时，将疏水绝热层（4）拆卸，并将无水盐层（2）与支撑骨架（5）从框体（1）内取出烘干，完成烘干后将无水盐层（2）与支撑骨架（5）装入框体（1），并将疏水绝热层（4）安装复位，重复S2即可继续降温；

S4. 当降温对象的降温需求已被满足时，即可停止向框体（1）内输水，并将导热件（11）的受热端（112）与待降温对象相分离，停止降温制冷。