CN118077993A - 一种可穿戴调温设备 - Google Patents

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CN118077993A
CN118077993A CN202410246770.8A CN202410246770A CN118077993A CN 118077993 A CN118077993 A CN 118077993A CN 202410246770 A CN202410246770 A CN 202410246770A CN 118077993 A CN118077993 A CN 118077993A
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air
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wearable
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宋易静
曾毅
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Shenzhen Fabai Jingchuang Technology Co ltd
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Shenzhen Fabai Jingchuang Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种可穿戴调温设备,属于调温设备技术领域,包括:单元主体和外壳;所述单元主体包括依次设置的风扇、热量交换器、框体和热量交换片;所述框体的正面设有第一开口部,背面设有第二开口部;所述框体的内部设置有调温模块,所述调温模块的正面通过所述第一开口部与所述热量交换器贴合,背面通过所述第二开口部与所述热量交换片贴合;所述风扇和热量交换器置于所述外壳内腔;所述外壳的底部设有吸气部。本发明采用吸气部的结构设计,在将上衣等穿在该可穿戴调温设备的外侧的情况下,空气依然可被吸入外壳中,能够防止吸气部被上衣等衣服完全堵塞,保证了调温效果,提高了可穿戴调温设备的使用方便性。

Description

一种可穿戴调温设备
技术领域
本发明涉及调温设备技术领域,特别涉及一种可穿戴调温设备。
背景技术
目前市场上常见的调温设备使用不方便,如使用水循环调温设备时,由于其通过液体流通管道降温,导致其重量大,让使用者负重前行,不一会儿感觉累;使用风扇时,在环境温度高的情况下,降温效果差。
综上所述,需研发一台使用方便、调温效果好的调温设备。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷,本发明提供了一种可穿戴调温设备。
为了解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:
本发明实施例提供一种可穿戴调温设备,包括:单元主体2和外壳3;
所述单元主体2包括依次设置的风扇9、热量交换器10、框体20和热量交换片23;
所述框体20的正面设有第一开口部281,背面设有第二开口部252;
所述框体20的内部设置有调温模块4,所述调温模块4的正面通过所述第一开口部281与所述热量交换器10贴合,背面通过所述第二开口部252与所述热量交换片23贴合;
所述风扇9和热量交换器10置于所述外壳3内腔;
所述外壳3的底部31设有吸气部34。
在一些实施例中,所述吸气部34包括底面开口34a和侧面开口34b。
在一些实施例中,在所述外壳3的底部31设置有底板33,所述底板33的边缘部放射状地设有多个引导板32,且所述引导板32延伸连接所述外壳3的侧壁30的顶部,在相邻的引导板32之间形成所述吸气部34。
在一些实施例中,所述引导板32相对所述外壳3的侧壁30突出有伸出部32a。
在一些实施例中,所述伸出部32a是导杆构件。
在一些实施例中,所述热量交换器10具有与所述调温模块4的正面贴合的平板部11,在所述平板部11的正面上从其中央部向边缘部放射状地设置有竖立的散热鳍片12;
所述外壳3的侧壁30设有与所述散热鳍片12位置对应的排气窗35。
在一些实施例中,所述散热鳍片12的高度从所述平板部11的中央部向边缘部逐渐降低,且所述散热鳍片12的前端部的高度与所述排气窗35的开口高度相同。
在一些实施例中,所述框体20的内壁与所述调温模块4之间形成有空腔2c,侧面设有与所述空腔2c连通的送风口26;
所述热量交换器10设有贯通孔13a,所述贯通孔13a通过所述第一开口部281与所述空腔2c连通。
在一些实施例中,在所述平板部11的正面设有导风部13,所述导风部13设置于所述贯通孔13a的外沿,用于引导气体流向所述贯通孔13a。
在一些实施例中,所述框体20的内部还设有热量传导板6,所述热量传导板6的两面分别与所述调温模块4的背面、所述热量交换片23的正面贴合。
本发明提供的一种可穿戴调温设备,与现有技术相比,本发明取得的技术效果包括:可穿戴调温设备采用吸气部34的结构设计,调高了可穿戴调温设备的调温效果,即使在将上衣等穿在该可穿戴调温设备的外侧的情况下,空气依然可被吸入外壳3中,能够防止吸气部34被上衣等衣服完全堵塞,保证了调温效果,提高了可穿戴调温设备的使用方便性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种可穿戴调温设备的立体图;
图2是表示将可穿戴调温设备的单元主体和外壳分离的状态立体图;
图3是分解表示单元主体的各构成部件的立体图;
图4是表示一种可穿戴调温设备的内部结构的剖面图;
图5是外壳的内部结构的剖面图;
图6是用于将可穿戴调温设备安装在用户身体上的辅助部件的安装示意图;
图7是将可穿戴调温设备安装在用户身体上的示意图;
图8是可穿戴调温设备安装在用户身体上的状态剖面图;
图9是在可穿戴调温设备的外侧穿着上衣的状态的剖面图;
图10是可穿戴调温设备的控制机构图;
图11是在外壳的引导板32上设有伸出部的结构图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他方案,都应当属于本发明的保护范围。
实施例1
图1示出了一种可穿戴调温设备的立体图,其中1(a)、1(b)分别表示从偏正面侧和背面侧两个不同的方向观察该可穿戴调温设备的图,图2示出了将可穿戴调温设备的单元主体2和外壳3分离的状态立体图;由图1和2可知,该可穿戴调温设备包括单元主体2和外壳3,两者可拆卸地连接或一体成形。所述单元主体2包括依次设置的风扇9、热量交换器10、框体20和热量交换片23;
单元主体2与外壳3组装在一块时,风扇9和热量交换器10置于所述外壳3内腔,参照图4,换言之,外壳3以覆盖向单元主体2正面侧的热量交换器10和风扇9的方式安装。
图4是表示可穿戴调温设备的内部结构的剖面图,其中省略了风扇9的图示,由图3和4可知,所述框体20的正面设有第一开口部281,背面设有第二开口部252;所述框体20的内部设置有调温模块4,所述调温模块4的正面通过所述第一开口部281与所述热量交换器10贴合,背面通过所述第二开口部252与所述热量交换片23贴合;
如图1和2所示,外壳3具有侧壁30和用于进气的底部31,所述外壳3的底部31设有吸气部34,例如,外壳3具有大致底圆筒状的形态,具有覆盖热量交换器10及风扇9侧方边缘的侧壁30和覆盖侧壁30的另一端的底部31,圆筒状的侧壁30的内径比热量交换器10及风扇9的外径大。
使用时,将可穿戴调温设备放置在使热量交换片23靠近人体或与人体接触的位置,可穿戴调温设备工作时,调温模块4制冷或制热并通过热量交换片23将热量传递给人体,使人感受到制冷或供暖的效果,与此同时,风扇9通过所述吸气部34吸入空气,并将空气吹向热量交换器10进行热量交换。
如图2所示,优选地所述吸气部34包括底面开口34a和侧面开口34b,但并不限于图2中的方式,底面开口34a和侧面开口34b也可以间隔开来,所述侧面开口34b可以与排气窗35一样,设置成窗口的形式。具有吸气部34的可穿戴调温设备使用时,即使在将上衣等穿在可穿戴调温设备的外侧的情况下,空气依然可通过侧面开口34b吸入外壳3中,以防止吸气部34被上衣等衣服完全堵塞,保证可穿戴调温设备的调温效果,提高了可穿戴调温设备的使用方便性。
如图2所示,优选地在外壳3的底部31的中央设置有小尺寸的底板33。例如,底板33形成为直径比侧壁30的内径小的圆形板。所述底板33的边缘部放射状地设有多个引导板32,且所述引导板32延伸连接所述外壳3的侧壁30的顶部,在相邻的引导板32之间形成所述吸气部34。换言之,在外壳3的底部31设置有以与底板33的边缘部和侧壁30的顶部连接的方式设置的多个引导板32。引导板32形成为薄板状,多个引导板32从底板33放射状地配置,因此,在相互邻接的一对导向板32、32之间形成有将外部气体导入外壳3的内侧的吸气部34。例如,引导板32形成为直角三角形的板状,其锐角的两个顶点中的一个顶点与底板33连接,另一个顶点与侧壁30的顶部连接。因此,形成于外壳3的底部31的吸气部34,通过相互邻接的一对引导板32、32间的空间形成于外壳3的底面开口34a和侧面开口34b。由此,即使在将上衣等穿在可穿戴调温设备的外侧的情况下,也能够防止吸气部34被上衣等衣服完全堵塞,形成能够将外部空气吸入外壳3的内部的构造。采用如此结构设计的吸气部34,在外壳3大小相同的情况下,具有更大进气面积,即底面开口34a和侧面开口34b的进气面积之和最大,从而提高进气量,进而提高可穿戴调温设备的调温效果。
图11示出了在外壳3的引导板32上设有伸出部32a的结构图,由图11可知,可穿戴调温设备在外壳3的引导板32上具有伸出部32a,该伸出部32a通过使引导板32比外壳3的侧壁30向半径方向外侧突出而形成,即所述引导板32相对所述外壳3的侧壁30突出有伸出部32a。例如,伸出部32a以向外壳3的侧壁30的法线方向突出的方式形成。另外,伸出部32a的突出量D优选为5~10mm。所述伸出部32a可以是可折叠拆卸的导杆构件,例如导杆构件为翘曲状或L型。由此,即使在穿着柔软的布料或薄的布料的上衣220的情况下,也能够在侧壁30的周围形成5~10mm的间隙,能够将外部空气吸入外壳3的内部。因此,如图11所示,在外壳3的引导板32上设置伸出部32a的可穿戴调温设备具有即使在外侧穿着薄型布料的上衣220的情况下,也能够将用户的身体200制冷或供暖为舒适的状态的优点。这样,可穿戴调温设备也可以采用使外壳3的引导板32向侧壁30的外侧突出的结构。可穿戴调温设备进行制冷或制热的身体200的部位并不一定限于用户的背部,外壳3的形状并不一定限于圆筒形状。
如图2和4所示,优选地所述热量交换器10具有与所述调温模块4的正面贴合的平板部11,在所述平板部11的正面上从其中央部向边缘部放射状地设置有竖立的散热鳍片12;
所述外壳3的侧壁30设有与所述散热鳍片12位置对应的排气窗35。所述侧壁30设有与所述散热鳍片12位置对应的排气窗35,工作时,风扇9将空气吹上热量交换器10,空气碰到热量交换器10后会沿着散热鳍片12流动,通过排气窗35吹出外壳3,从而使空气在外壳3的内外侧循环,加快空气与热量交换器10之间的热量交换,增强散热效果,进而使可穿戴调温设备的调温效果更好,让用户有更好的用户体验。
优选地,所述散热鳍片12的高度从所述平板部11的中央部向边缘部逐渐降低,且所述散热鳍片12的前端部的高度与所述排气窗35的开口高度相同或大致一致,因此排气窗35的开口面积比外壳3的底部31的进气开口面积小,当风扇9在外壳3的内部动作时,外侧的空气经由外壳3的底部31流入外壳3的内侧,流入外壳3内侧的空气与热量交换器10的平板部11的表面接触,形成朝向热量交换器10外侧的空气流,此时,由于设置在外壳3的侧壁30上的排气窗35的高度尺寸为与散热鳍片12的前端部的高度相同,因此朝向热量交换器10外侧的空气流通过狭窄的排气窗35向外壳3的外侧排气,使外壳3的内侧的气压比外壳3的外侧的气压高,从排气窗35排出的空气流的流速上升,进而使可穿戴调温设备从排气窗35向外壳3的外侧猛力地排出空气,能够将空气流吹出到比外壳3的周围更远的位置以及能吹动穿在可穿戴调温设备外侧的衣服,从而扩大外侧衣服与外壳3的空间间隙,进而增大外壳3的进气量,进一步增大可穿戴调温设备从排气窗35向外侧猛力地排出空气的强度,让可穿戴调温设备具有更好的调温效果,从而让用户有更好的用户体验。
实施例2
图1示出了一种可穿戴调温设备的立体图,其中1(a)、1(b)分别表示从偏正面侧和背面侧两个不同的方向观察该可穿戴调温设备的图,图2示出了将可穿戴调温设备的单元主体2和外壳3分离的状态立体图;由图1和2可知,该可穿戴调温设备包括单元主体2和外壳3,两者可拆卸地连接或一体成形。所述单元主体2包括依次设置的风扇9、热量交换器10、框体20和热量交换片23;
图4是表示可穿戴调温设备的内部结构的剖面图,其中省略了风扇9的图示,由图3和4可知,所述框体20包括第一结构部件21和第二结构部件22。所述第二结构部件22是所述框体20的正面,所述第一结构部件21是所述框体20的背面,两者是相互成对的部件,优选地两者相互卡合成所述框体20。所述框体20的内部设置有调温模块4,所述框体20的内壁与所述调温模块4之间形成有空腔2c;
优选地,第一结构部件21具有树脂制的固定框体25,第一结构部件21通过在该固定框体25上嵌入热量交换片23的边缘来固定热量交换片23,该固定框25设有第二开口部252。另外,第一结构部件21在固定框体25的边缘部位具有朝向正面侧突出形成的卡合片25a,该卡合片25a设置在固定框体25的边缘位置的多个部位。第一结构部件21在固定框体25的边缘部位与第二结构部件22相对的部分设有凹部26a。该凹部26a设置在固定框体25的边缘部位的多个部位。
优选地,第二结构部件22具有与第一结构部件21接合的板部件27,在板部件27的中央形成有用于安装热量交换器10的安装座28。例如,安装座28形成为使板部件27的中央部向正面突出的环状的台座,安装座28的外径优选比热量交换器10的外直径大。在该安装座28的中央设有第一开口部281,例如圆形孔281,优选地该圆形孔281的外直径比热量交换器10的小。另外,第二结构部件22具有在安装座28的周围正面突出的卡合突起24和连接器29。例如,卡合突起24设置在安装座28周围三处位置,连接器29设置在安装座28的下方位置。在连接器29上安装有省略图示的电缆,该电缆与调温模块4和风扇9连接。另外,第二结构部件22在板部件27的边缘部的多个部位具有与第一结构部件21的卡合片25a对应的卡合孔27a。第一结构部件21和第二结构部件22通过使卡合片25a与卡合孔27a卡合而形成一体地组装。另外,第二结构部件22在板部件27的边缘部与第一结构部件21相对的部分设置有凹部26b。该凹部26b设置在板部件27的边缘部的多个部位。具体而言,多个凹部26b形成在与设置在第一结构部件21上的多个凹部26a相对的位置。而且,当第一结构部件21和第二结构部件22一体地组装时,设置在第一结构部件21上的凹部26a的两端和设置在第二结构部件22上的凹部26b的两端相互接合,在框体20的侧面形成与所述空腔2c连通的送风口26,参照图3和4。
如图3和4所示,所述调温模块4的正面通过所述第一开口部281与所述热量交换器10贴合,背面通过所述第二开口部252与所述热量交换片23贴合;
调温模块4可以是专用制冷模块,专用供暖模块,或可切换的既能制冷又能供暖的模块,也就是说,可穿戴调温设备可以是专用制冷设备,专用供暖设备,或可切换的既能制冷又能供暖的设备。
优选地所述调温模块4是珀尔帖半导体模块。如图3所示,优选地将珀尔帖半导体模块4制成大致矩形的薄板状元件,在其正、背面配置有两种不同的金属,其利用了通过在该两种金属的接合部流过电流,热从一种金属向另一种金属传递,例如,当直流电流从一个金属流向另一个金属时,珀尔帖半导体模块4的一个面吸热,在另一个面产生发热。如果反转直流电流的极性,则产生吸热、发热作用的两个面反转。可穿戴调温设备利用该珀尔帖半导体模块4的特性对用户的身体进行制冷或供暖。例如,当可穿戴调温设备对使用者的身体进行制冷时,使珀尔帖元件4的背面产生吸热作用,正面产生发热作用。与此相反,当可穿戴调温设备对使用者的身体进行供暖时,使珀尔帖元件4的背面产生发热作用,正面产生吸热作用。
如图3和4所示,所述热量交换器10设有贯通孔13a,所述贯通孔13a通过所述第一开口部281与所述空腔2c连通。优选地,在所述第一开口部281的周围设置有与所述热量交换器10的贯通孔13a位置对应的切口部282,例如,切口部282在圆形孔281的周围以45度的等角度间隔设置,参照图3。
其中送风口26和贯通孔13a的数量及开口大小可根据使用需求而设置,优选地,所述贯通孔13a的开口面积大于所述送风口26的开口面积,从而使可穿戴调温设备能从送风口26向外侧猛烈地吹出空气,使空气流吹出到更远的位置,进而增强可穿戴调温设备的调温效果,让用户有更好的用户体验。
如图3和4所示,热量交换器10可以是具有与调温模块4的正面贴合的平板部11,例如该平板部11是圆盘状,在所述平板部11的正面上从其中央部向边缘部放射状地设置有竖立的散热鳍片12,增加热量交换器10的热量交换面积,从而增大热量交换器10的热量交换效果,也就是说,由于热量交换器10配置成将其背面与调温模块4的正面接合的状态,因此吸收在调温模块4的正面产生的热,将经由多个散热鳍片12更有效地将从调温模块4中吸收的热量进行热量交换。
优选地所述热量交换器10的平板部11上设有固定构件(图中未示出),所述风扇9通过该固定构件安装在热量交换器10的正面,参照图2,例如,风扇9的外径优选为与热量交换器10的外径大致相同或稍大于热量交换器10的外径的尺寸。
所述风扇9具有通过将空气吹向热量交换器10,空气与所述热量交换器10进行热量交换,并且通过所述热量交换器10的贯通孔13a,向所述框体20的内部送入外部空气的功能。
单元主体2与外壳3组装在一块时,风扇9和热量交换器10置于所述外壳3内腔。如图1所示,外壳3以覆盖向单元主体2正面侧的热量交换器10和风扇9的方式安装,以保护风扇9正常运行以及引导更多空气通过热量交换器10上的贯通孔13a流进空腔2c,然后从送风口26吹出,从而增强可穿戴调温设备的调温效果,让用户有更好的用户体验,与此同时,扩大外侧衣服与可穿戴调温设备的空间间隙,进而增大外壳3的进气量,进一步增强可穿戴调温设备的调温效果,从而让用户有更好的用户体验。
如图1和2所示,外壳3具有侧壁30和用于进气的底部31,例如,外壳3具有大致底圆筒状的形态,具有覆盖热量交换器10及风扇9侧方边缘的侧壁30和覆盖侧壁30的另一端的底部31,圆筒状的侧壁30的内径比热量交换器10及风扇9的外径大。所述侧壁30设有与所述散热鳍片12位置对应的排气窗35,工作时,风扇9将空气吹上热量交换器10,空气碰到热量交换器10后会沿着散热鳍片12流动,通过排气窗35吹出外壳3,从而使空气在外壳3的内外侧循环,加快空气与热量交换器10之间的热量交换,增强散热效果,进而使可穿戴调温设备的调温效果更好,让用户有更好的用户体验。
如图2所示,优选地在设置于单元主体2的第二结构部件22的中央的安装座28的边缘部形成有与外壳3的端面30a卡合的卡合部28a。另一方面,在外壳3的侧壁30的端面30a的内侧设有与该卡合部28a卡合的突起部(图中未示出)。外壳3在将侧壁30的端面30a按压在第二结构部件22的表面上的状态下沿规定方向旋转规定角度,可使端面30a的内侧的突起部与卡合部28a卡合,安装在单元主体2上。另外,外壳3在安装于单元主体2的状态下向相反方向旋转规定角度,由此能够从单元主体2上简单地拆卸下来。
优选地在外壳3的底部31的中央设置有小尺寸的底板33。例如,底板33形成为直径比侧壁30的内径小的圆形板。另外,在外壳3的底部31设置有以与底板33的边缘部和侧壁30的顶部连接的方式设置的多个引导板32。引导板32形成为薄板状,多个引导板32从底板33放射状地配置,因此,在相互邻接的一对导向板32、32之间形成有将外部气体导入外壳3的内侧的吸气部34。例如,引导板32形成为直角三角形的板状,其锐角的两个顶点中的一个顶点与底板33连接,另一个顶点与侧壁30的顶部连接。因此,形成于外壳3的底部31的吸气部34,通过相互邻接的一对引导板32、32间的空间形成于外壳3的底面开口34a和侧面开口34b。由此,即使在将上衣等穿在可穿戴调温设备的外侧的情况下,也能够防止吸气部34被上衣等衣服完全堵塞,形成能够将外部空气吸入外壳3的内部的构造。
优选地,所述散热鳍片12的高度从所述平板部11的中央部向边缘部逐渐降低,且所述散热鳍片12的前端部的高度与所述排气窗35的开口高度相同或大致一致,因此排气窗35的开口面积比外壳3的底部31的进气开口面积小,当风扇9在外壳3的内部动作时,外侧的空气经由外壳3的底部31流入外壳3的内侧,流入外壳3内侧的空气与热量交换器10的平板部11的表面接触,形成朝向热量交换器10外侧的空气流,此时,由于设置在外壳3的侧壁30上的排气窗35的高度尺寸为与散热鳍片12的前端部的高度相同,因此朝向热量交换器10外侧的空气流通过狭窄的排气窗35向外壳3的外侧排气,使外壳3的内侧的气压比外壳3的外侧的气压高,从排气窗35排出的空气流的流速上升,进而使可穿戴调温设备从排气窗35向外壳3的外侧猛力地排出空气,能够将空气流吹出到比外壳3的周围更远的位置以及能吹动穿在可穿戴调温设备外侧的衣服,从而扩大外侧衣服与外壳3的空间间隙,进而增大外壳3的进气量,进一步增大可穿戴调温设备从排气窗35向外侧猛力地排出空气的强度,让可穿戴调温设备具有更好的调温效果,从而让用户有更好的用户体验。
如图3和4所示,在另一个实施例中,优选地热量交换器10的贯通孔13a在散热鳍片12之间,在平板部11的正面设有导风部13,所述导风部13设置于所述贯通孔13a的外沿,用于引导气体流向所述贯通孔13a,从而使更多的气体流进空腔2c,然后从送风口26吹出,从而增强了可穿戴调温设备的调温效果,让用户有更好的用户体验。
使用时,将可穿戴调温设备放置在使热量交换片23靠近人体或与人体接触的位置,可穿戴调温设备工作时,调温模块4制冷或制热并通过热量交换片23将热量传递给人体,使人感受到制冷或供暖的效果,与此同时,风扇9将空气吹向热量交换器10增强其散热效果,并且将空气吹进热量交换器10上的贯通孔13a,从而将空气吹进空腔2c,在此过程中调温模块4会对空腔2c中的空气进行制冷或制热,最后从送风口26吹出冷气或暖气,使人感受到制冷或供暖的效果,也就是说,该可穿戴调温设备,在不增加重量或增大尺寸的情况下,能够更大范围、高效地对用户身体进行制冷或供暖,尤其从送风口26向该设备周围吹出大量调温后的空气流,与热量交换片23共同对用户身体进行制冷或供暖,从而提供更舒适的用户体验。
如图3和4所示,在另一个实施例中所述框体20的内部还设有热量传导板6,所述热量传导板6的两面分别与所述调温模块4的背面、所述热量交换片23的正面贴合,以减少调温模块4的能量消耗量,如电流消耗量,从而节约资源、成本。所述热量传导板6优选为金属板,金属板通过调温模块4的吸热或放热作用而降温或升温。例如该金属板由铝金属制成。铝金属的热导率比较高,而且重量轻,因此适合作为热量传导介质。金属板不限于由铝金属制成,只要由热传导率比较高的金属制成即可。例如,也可以使用铜或锡等金属制成金属板。
优选地所述热量传导板6的面积大于调温模块4的面积。通过将比调温模块4的面积大的热量传导板6紧密贴合在调温模块4的一个面上,能够高效地将调温模块4产生的吸热或放热,传递到热量传导板6。但是,热量传导板6的面积相对于调温模块4的面积不可过大。热量传导板6由于调温模块4的吸热或放热作用而整体降温或升温,因此如果热量传导板6的热容量过大,则会增加调温模块4负荷,从而会增加调温模块4的能量消耗量。因此,热量传导板6的面积应保持为调温模块4面积的1.5~4倍范围。
优选地在第一结构部件21的固定框体25的中央部还具有固定热量传导板6的固定框251。该固定框251在中央具有用于嵌入所述热量传导板6的第二开口部252。所述热量传导板6通过嵌入所述第二开口部252而与嵌入固定框体25的热量交换片23的正面接合,即第一结构部件21为固定使热量交换片23和热量传导板6相互接合的状态。
如图3和4所示,在另一个实施例中所述单元主体2还包括支撑部件5;所述调温模块4嵌入于所述支撑部件5。优选地,支撑部件5由与调温模块4相同厚度的树脂板制成。该支撑部件5在中央具有与调温模块4的外形对应的支撑孔5a,以在该支撑孔5a嵌入调温模块4的状态支撑。由于支撑部件5的厚度与调温模块4的厚度相同,所以支撑部件5能够在使嵌入支撑孔5a的调温模块4的正反两面露出到支撑部件5的正反两侧的状态下支撑。另外,支撑部件5的厚度也可以比调温模块4薄。当第一结构部件21和第二结构部件22一体地组装时,在支撑调温模块4的支撑部件5的周围,由第一结构部件21固定的热量交换片23和第二结构部件22的板部件27之间形成空腔2c。
优选地所述支撑部件5的外径与第二结构部件22的安装座28上的圆形孔281的内径相同或稍小,因此支撑部件5能够支撑为将调温模块4的正面接合在热量交换器10的背面的状态。另外,支撑部件5能够支撑为将调温模块4的背面接合在热量传导板6的正面的状态。
如图3所示,优选地所述热量交换片23由薄型的金属片制成,其一边具有半圆状形态,在该热量交换片23的中央有用于插通小螺钉233的孔232,通过将从热量交换片23的背面侧插孔232的螺钉233拧入热量传导板6背面侧,从而使热量交换片23在第一结构部件21的背面与热量传导板6背面贴合的方式配置,对用户的身体进行冷却或加热。优选地热量交换片23尺寸比热量传导板6的大,因此热量交换片23的热容量比热量传导板6的大。另外,热量交换片23可以由铜、锡、铝等制成。
热量交换片23由铜制成时,由于铜热传导率比较高,能够有效地进行热交换,所以热量交换片23优选使用厚度为0.3~0.8mm的铜板作为基材,并对除与热量传导板6接合的部分以外的板表面(包括正反两面)实施镀锡工艺。通过将热量交换片23厚度设为0.3~0.8mm以得到适当的硬度。另外,由于铜容易氧化,所以通过对其表面实施镀锡工艺以防止氧化。另外,通过对在与热量传导板6的接合部不做镀锡工艺,能够有效地将热量传导板6的热传导至热量交换片23。
热量交换片23由锡制成时,由于锡柔软性好,对用户身体有较好的贴合性,所以热量交换片23优选使用厚度为0.5~1.0mm的锡板作为基材,对热量传导板6的板表面(包括正反两面)实施镀银或镀铜工艺。通过将热量交换片23厚度设为0.5~1.0mm以得到适当的硬度。另外,由于锡的导热率比铜低,因此通过对其表面实施银或铜的电镀以大幅度改善导热率低的问题。另外,通过对与热量传导板6做银或铜电镀工艺,能够有效地将热量传导板6的热传导至热量交换片23。
热量交换片23由铝制成时,优选使用厚度为0.5~0.8mm的铝板作为基材,对铝板预先实施预处理以防止铝氧化引起的腐蚀。优选对热量传导板6的表面(包括正反两面)实施电镀银处理工艺,银在金属中的热传导率较高,因此能够更有效地传递热量。
图5示出了外壳3的内部结构的剖视图。如图5a所示,从热量交换器10的平板部11立设的多个散热鳍片12从平板部11的中央部朝向边缘部放射状地设置。所述散热鳍片12靠近平板部11中央的基端部的高度为H1,靠近平板部11的边缘部的前端部12a的高度为H2。高度H1、H2满足H1>H2的关系。即,多个散热鳍片12形成为前端部12a的高度H2比基端部的高度H1低。具体而言,多个散热鳍片12高度随着从平板部11的中央部朝向边缘部逐渐降低。
形成在外壳3的侧壁30上的排气窗35位于多个散热鳍片12的外侧。排气窗35的开口高度尺寸与散热鳍片12的前端部12a的高度H2大致相同。换言之,排气窗35的开口高度比散热鳍片12的基端部的高度H1低。因此,排气窗35的开口面积比设置在外壳3的底部31上的吸气部34的开口面积小。当风扇9在外壳3的内部动作时,外侧的空气经由设置在外壳3的底部31上的吸气部34流入外壳3的内侧。流入外壳3内侧的空气与热量交换器10的平板部11的表面接触,形成朝向热量交换器10外侧的空气流。此时,由于设置在外壳3的侧壁30上的排气窗35的高度尺寸与散热鳍片12的前端部12a的高度H2相同,因此朝向热量交换器10外侧的空气流通过狭窄的排气窗35向外壳3的外侧排气。因此,外壳3内侧的气压比外壳3外侧的气压高,从排气窗35排出的空气流的流速V上升。其结果,从排气窗35向外壳3的外侧猛力地排出空气,能够将空气流吹出到比外壳3的周围更远的位置,参照图5b。
图6示出了用于将可穿戴调温设备安装在用户身体上的辅助部件40的安装示意图;
如图6a所示,该辅助部件40具有由树脂制的薄板状部件41,在该板状部件41的中央具有能够插入外壳3的孔42。另外,辅助部件40在板状部件41的孔42的周围3处的位置设置有能够与单元主体2的卡合突起24卡合脱离的卡合孔43。另外,辅助部件40在板状部件41的孔42的下方位置具有覆盖单元主体2的连接器29的罩部44。而且,辅助部件40在板状部件41的周围3处具有能够插通带的带安装孔45。
如图6a所示,所述辅助部件40从单元主体2的正面侧安装在单元主体2上。并且,当将卡合孔43嵌入单元主体2的卡合突起24时,如图6B所示,辅助部件40成为安装在单元主体2上的状态。
图7示出了将可穿戴调温设备安装在用户身体上的示意图,当将带48安装在所述辅助部件40的带安装孔45中时,可穿戴调温设备能够安装在用户的背上。在这种情况下,带48构成为从用户的左右两肩向腰部架设的肩带。在图7中,用户在穿着内衣等衣服210的状态下在衣服210的外侧安装了可穿戴调温设备的状态。在该状态下,当可穿戴调温设备动作时,对用户的背部进行制冷或供暖。
此外,也可以不使用上述的辅助部件40,而直接将带48安装在单元主体2上。在该情况下,只要是在单元主体2中设置有上述卡合突起24的部位设置有能够插通带48的带安装孔45的结构即可。
图8示出了可穿戴调温设备安装在用户身体上的状态剖面图。所述可穿戴调温设备安装在衣服210的外侧时,热量交换片23被配置成夹着衣服210接近用户的身体200。另外,在图8中,可穿戴调温设备的热量交换片23与用户的身体200之间存在间隙的状态,但实际上优选可穿戴调温设备的热量交换片23安装在与用户的身体200紧贴的状态。风扇9工作时,外部空气如箭头F1所示从设于外壳3的底部31的吸气部34被吸入外壳3的内部。而且,风扇9将外壳3内部的空气朝向热量交换器10送风。由风扇9产生的空气流包括朝向热量交换器10的中央部的空气流和朝向热量交换器10的边缘部的空气流。朝向热量交换器10的中央部的空气流碰到热量交换器10的平板部11,夺走平板部11的热,然后,与平板部11抵接的空气流向热量交换器10的边缘部折弯,从散热鳍片12也夺走热,从排气窗35如箭头F2所示那样向外壳3的外部放出。另外,朝向热量交换器10的边缘部的空气流从热量交换器10的散热鳍片12夺走热,如箭头F2所示,从排气窗35向外壳3的外部放出。如上所述,从排气窗35向外壳3的外部放出的空气流有气势,从外壳3向远处吹出。因此,外部空气在外壳3的内侧和外侧良好地循环,与热量交换器10进行热交换。
另外,由风扇9产生的空气流的一部分如箭头F3所示,通过热量交换器10的导风部13,被引导到单元主体2的热量交换片23与第二结构部件22之间的空腔2c。该空气流在流入空腔2c时,被热量交换片23冷却或加热,成为调温后的空气。例如,在可穿戴调温设备对用户的身体200进行制冷的情况下,热量交换片23被冷却到比外部气温低的温度,因此,从热量交换器10的导风部13进入到热量交换片23和第二结构部件22之间的空腔2c的空气被热量交换片23冷却到比外部气温低的温度,然后,冷却后的空气从形成于单元主体2的边缘部的送风口26如箭头F4所示向单元主体2的周围放出。
因此,使用者通过使身体200经由衣服210与热量交换片23接触,不仅可以享受热量交换片23的制冷效果或制热效果,还可以通过向单元主体2周围放出温度调节的空气来享受制冷效果或制热效果。即,可穿戴调温设备不仅能够有效地对用户的身体200中的热量交换片23相对的部分进行制冷或供暖,还能够有效地对热量交换片23周围的较宽的部分进行制冷或供暖,因此能够给用户带来优异的舒适感。另外,从送风口26吹出的空气从用户的身体夺走气化热,能够给用户带来舒适感。另外,从送风口26放出的调温后的空气例如也可以使衣服210干燥成舒适的状态。因此,可穿戴调温设备能够使用户的整个背部保持舒适状态。如此,可穿戴调温设备能够利用风扇9将用户的整个背部保持为舒适的状态,与此同时,不会增大单元重量或增大单元尺寸,能够在比以往更大的范围内有效地对用户的身体进行制冷或制热。
图9示出了在可穿戴调温设备的外侧穿着上衣的状态的剖面图,当在可穿戴调温设备的外侧穿着上衣220时,在风扇9动作时上衣220覆盖吸气部34的底面开口34a,由于形成在外壳3上的吸气部34形成为底面开口34a和侧面开口34b相互连通的吸气口,因此,如图9所示,即使上衣220覆盖底面开口34a,侧面开口34b不被覆盖而维持开放的状态。也就是说,即使在将上衣220穿在可穿戴调温设备的外侧的情况下,吸气部34也能够如箭头F1所示那样从侧面开口34b将外部气体取入外壳3的内部。由此,能够在外壳3的内部正常地进行外部空气的循环,能够防止可穿戴调温设备的制冷效率或制热效率降低。因此,可穿戴调温设备具有即使在外侧穿着上衣220的情况下也能够将用户的身体200制冷或供暖为舒适的状态的优点。
特别是在夏季使用可穿戴调温设备作为制冷机的情况下,在可穿戴调温设备的外侧穿着上衣220时,从排气窗35吹出的有气势的空气流,如箭头F2,在上衣220的内侧遍及用户的整个背部,给用户带来清凉感。因此,能够从排气窗35吹出有气势的空气流的可穿戴调温设备特别适合在夏季使用。该可穿戴调温设备不限于仅在夏季使用,在冬季也可以作为暖气机使用。
另外,在图9中示出了可穿戴调温设备的热量交换片23与用户的身体200之间存在间隙的状态,但实际上优选可穿戴调温设备的热量交换片23安装在与用户的身体200紧贴的状态。
图10示出了可穿戴调温设备的控制机构图,所述可穿戴调温设备具有控制器7和移动电源8作为分别对调温模块4和风扇9进行电控制的控制机构。移动电源8例如是充电电池,并向控制器7供电,控制器7通过将从移动电源8提供的电力提供给可穿戴调温设备来驱动调温模块4和风扇9。该控制器7通过切换供给调温模块4的直流电流的极性,能够切换制冷和制热。但是,无论是制冷还是制热,驱动风扇9的方向(旋转方向)都不变。这样的控制器7及移动电源8以收容在用户穿着的衣服210上设置的口袋(图中未示出)等中的状态被携带。
图11示出了在外壳3的引导板32上设有伸出部32a的结构图,由图11可知,可穿戴调温设备在外壳3的引导板32上具有伸出部32a,该伸出部32a通过使引导板32比外壳3的侧壁30向半径方向外侧突出而形成。例如,伸出部32a以向外壳3的侧壁30的法线方向突出的方式形成。另外,伸出部32a的突出量D优选为5~10mm。所述伸出部32a可以是可折叠拆卸的导杆构件,例如导杆构件为翘曲状或L型。由此,即使在穿着柔软的布料或薄的布料的上衣220的情况下,也能够在侧壁30的周围形成5~10mm的间隙,能够将外部空气吸入外壳3的内部。因此,如图11所示,在外壳3的引导板32上设置伸出部32a的可穿戴调温设备具有即使在外侧穿着薄型布料的上衣220的情况下,也能够将用户的身体200制冷或供暖为舒适的状态的优点。这样,可穿戴调温设备也可以采用使外壳3的引导板32向侧壁30的外侧突出的结构。可穿戴调温设备进行制冷或制热的身体200的部位并不一定限于用户的背部,外壳3的形状并不一定限于圆筒形状。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可穿戴调温设备,其特征在于,包括:单元主体(2)和外壳(3);
所述单元主体(2)包括依次设置的风扇(9)、热量交换器(10)、框体(20)和热量交换片(23);
所述框体(20)的正面设有第一开口部(281),背面设有第二开口部(252);
所述框体(20)的内部设置有调温模块(4),所述调温模块(4)的正面通过所述第一开口部(281)与所述热量交换器(10)贴合,背面通过所述第二开口部(252)与所述热量交换片(23)贴合;
所述风扇(9)和热量交换器(10)置于所述外壳(3)内腔;
所述外壳(3)的底部(31)设有吸气部(34)。
2.根据权利要求1所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述吸气部(34)包括底面开口(34a)和侧面开口(34b)。
3.根据权利要求2所述的可穿戴调温设备,其特征在于,在所述外壳(3)的底部(31)设置有底板(33),所述底板(33)的边缘部放射状地设有多个引导板(32),且所述引导板(32)延伸连接所述外壳(3)的侧壁(30)的顶部,在相邻的引导板(32)之间形成所述吸气部(34)。
4.根据权利要求3所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述引导板(32)相对所述外壳(3)的侧壁(30)突出有伸出部(32a)。
5.根据权利要求4所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述伸出部(32a)是导杆构件。
6.根据权利要求1-5任一所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述热量交换器(10)具有与所述调温模块(4)的正面贴合的平板部(11),在所述平板部(11)的正面上从其中央部向边缘部放射状地设置有竖立的散热鳍片(12);
所述外壳(3)的侧壁(30)设有与所述散热鳍片(12)位置对应的排气窗(35)。
7.根据权利要求6所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述散热鳍片(12)的高度从所述平板部(11)的中央部向边缘部逐渐降低,且所述散热鳍片(12)的前端部的高度与所述排气窗(35)的开口高度相同。
8.根据权利要求6所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述框体(20)的内壁与所述调温模块(4)之间形成有空腔(2c),侧面设有与所述空腔(2c)连通的送风口(26);
所述热量交换器(10)设有贯通孔(13a),所述贯通孔(13a)通过所述第一开口部(281)与所述空腔(2c)连通。
9.根据权利要求8所述的可穿戴调温设备,其特征在于,在所述平板部(11)的正面设有导风部(13),所述导风部(13)设置于所述贯通孔(13a)的外沿,用于引导气体流向所述贯通孔(13a)。
10.根据权利要求6所述的可穿戴调温设备,其特征在于,所述框体(20)的内部还设有热量传导板(6),所述热量传导板(6)的两面分别与所述调温模块(4)的背面、所述热量交换片(23)的正面贴合。
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