CN200939844Y - 汽车座椅用椅垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型是汽车座椅用椅垫，是在椅垫上铺设传热导管。传热导管一端通过隔热传输管同热交换包内所灌装的热交换剂的出口端连通，另一端通过隔热传输管同热交换包内所灌装的热交换剂的入口端连通。热交换包的外壁与热源接触。热交换包和热源两者之间的接触部分均是采用导热材料制备的构件。前述热源是半导体致冷片的一个工作端。通过电源极性转换开关可以切换流过半导体致冷片的电流方向到反向状态。该汽车座椅用椅垫可有效降低或提升自身的温度，使车辆驾乘人员在高温或低温环境下获得舒适的乘坐环境。

Description

汽车座椅用椅垫

技术领域

本实用新型涉及汽车座椅用椅垫，尤其是使用时铺设于汽车座椅的座位表面，非使用状态下可以同汽车座椅的座位表面相互分离的椅垫。该椅垫通常采用天然棉花制得，或者采用木质片材例如竹片或陶瓷材料例如瓷珠相互串接后制得，也可采用化学纤维材料制备的多孔塑料泡沫制得。

背景技术

炎炎夏季，机动车尤其是汽车，由于阳光的炙烤，其驾驶室或车厢内的乘坐环境通常较为闷热。如果使用在阳光下炙烤过一段时间的车辆，由于车内各构件的吸热效应，导致乘员的座椅温度升高，通常达到摄氏40至60度的高温，致使车厢内的座椅等设备滚烫得令人难以舒适地乘坐或驾驶。另一方面，在严寒的冬季，由于机动车通常置放于户外，因而其驾驶室或车厢内的乘坐环境通常较寒冷。如果使用在户外停放一段时间的车辆，则由于车内各构件的散热效应，乘员的座椅温度会降低至摄氏零度以下，有些地区甚至达到摄氏零下三十度，以致车厢内的座椅等设备冰凉得令人难以舒适地乘坐或驾驶。

虽然，对于密闭车厢内的环境温度，可以利用车辆原先配备的制冷设备或送热设备输送冷气或者暖气予以置换调节，但由于乘员坐到座椅上之后隔绝了座椅同车厢内冷气或暖气的接触，因此座椅蓄含的高于人体温度的热量或低于人体温度的低温状态，将通过其表面铺设的椅垫传递给使用者，导致乘员焦热烦躁或者瑟缩打颤。而对于处于敞开状态的车厢内的环境温度，由于制冷设备工作能力的有限性，通常不会考虑对这种环境实施温度调节。另一方面，由于乘员长时间使用同一个座位，在乘员和座椅之间只存在乘员同座椅或椅垫的热量交换，乘员和座椅两者之间的接触部分不能有效地向外界排放或吸收热量，造成热量堆积或者温度偏低，致使乘员的乘坐部位长期处于较高或较低的温度下，容易诱发褥疮或冻疮等皮肤疾病。

此外，对于安装有空调设备的汽车，由于空调设备额外附加的能耗，致使汽车除了正常行驶所需能量之外，另外会增加用于空调设备的油耗百分之十左右。在能源供应越来越紧张的现实社会环境下，切实降低车辆的能耗具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种汽车座椅用椅垫，该椅垫可有效地控制自身温度以达到乘员舒适使用的程度。

根据上述目的，本实用新型汽车座椅用椅垫，是在椅垫上铺设传热导管。传热导管一端通过隔热传输管同热交换包内所灌装的热交换剂的出口端连通，另一端通过隔热传输管同热交换包内所灌装的热交换剂的入口端连通。热交换包的外壁与热源接触。热交换包和热源两者之间的接触部分均是采用导热材料制备的构件。前述热源是半导体致冷片的一个工作端。通过电源极性转换开关可以切换流过半导体致冷片的电流方向到反向状态。

上述汽车座椅用椅垫，其传热导管可位于椅垫同乘员接触的表面。

上述汽车座椅用椅垫，其传热导管可位于椅垫内部。

上述汽车座椅用椅垫，其热交换剂可以是水、盐水、含水酒精、油料或防冻液之一种。

更好地，前述汽车座椅用椅垫，在其传热导管和热交换包构成的循环系统中，于热交换剂的流动通道上串接驱动泵。

进一步地，前述汽车座椅用椅垫，其半导体致冷片与工作端相对的一端同传热片连接，传热片附近设置有风扇。

上述椅垫方案中，根据环境温度的需要，通过改变流过半导体致冷片的电流方向的方式，就可以容易地把半导体致冷片的冷端转化为热端，或者把半导体致冷片的热端转化为冷端。这只需在半导体致冷片的供电线路上加装一个电源极性转换开关例如单刀换向开关或双刀换向开关即可。或者车厢内设定一个环境温度比较标准，通过由继电器、温度传感器和放大器等组成的控制电路也可以完成半导体致冷片中电流方向的切换。经过这种转换之后，同一套带有调温系统的汽车椅垫就可以在取暖椅垫和降温椅垫两种状态之间实现相互转化。这种取暖椅垫或降温椅垫可以极大地提升工作在严冬或酷暑环境中的机动车辆架乘人员的工作环境质量。

本实用新型的汽车座椅用椅垫，通过热源产生的降温或升温效应，由热交换包经过其与热源之间的热量交换，降低或提升其内部热交换剂的温度。热交换剂流经一定的传输管道，到达车辆座椅上的椅垫部位，在椅垫部位实现同乘员乘坐部位之间的热量交换，从而迅速有效地降低或提升该部位的温度，达到调节椅垫温度适宜乘员使用的目的。在环境温度30～40℃，或者在使用前停放了一段时间而其自身温度达到40～50℃的情况下，该汽车座椅用椅垫可在极短的时间，例如数秒钟内降温至10～15℃。在摄氏零下三十度的环境中，该汽车座椅用椅垫可在极短的时间，例如数秒钟内升温至10～15℃。本实用新型的汽车座椅用椅垫在现有椅垫的基础上，使用简单的辅助材料例如塑料、橡胶或者PVC制备的传热导管，盐水等多种形式的热交换剂，以及通过市场购买方式极容易获得的半导体致冷片，经过简单的组装工艺即可获得，因此生产工艺极为简单方便。此外，该汽车座椅用椅垫使用的原材料或零部件均可以回收利用，或者其使用的辅助材料例如水、酒精等都是清洁材料，因此该产品环境效应友好，且成本低廉。

再者，本实用新型汽车座椅用椅垫中半导体致冷片工作于直流电环境下，其供电方式可以采用发电机和/或蓄电池电瓶等供电。在汽车正常行驶期间，车辆发电机产生的直流电在将蓄电池电瓶充满电能之后，通常由机动车辆附设的放电回路，例如发热电阻电路等予以释放。这部分被凭空释放的电能由于未被应用于有效的目的而白白浪费掉。本实用新型汽车座椅用椅垫则充分利用了这部分无效能耗，在车辆启动之前的极短时间内利用蓄电池电瓶向半导体致冷片供电，在车辆正常行驶期间则由汽车发电机供电。由此，该椅垫能有效地减少汽车空调开启的时间，或者避免直接使用空调，从而达到节约油料的目的。

图面说明

图1本实用新型椅垫应用于汽车座椅时的结构示意图。

图2应用本实用新型椅垫的汽车座椅结构示意图。

图3本实用新型汽车座椅用椅垫结构示意图。

图4本实用新型椅垫使用的半导体致冷片结构原理示意图。

具体实施方式

参见图1、2，应用本实用新型椅垫的汽车及其座椅结构示意图。该实施方式以降温椅垫作为主要的描述对象，经过适当调整或变换获得的升温椅垫由于具有同降温椅垫一致的工作原理，因而可以作为本实用新型椅垫的补充内容。

在轿车的轿厢1内设置有两排相对于行驶方向呈横向排列的座椅。单排座椅可以采用供多人无间隔乘坐的长条座椅形式，也可以采用供单人乘坐的独立座椅形式。座椅通常呈沙发形式，包括靠背在内的座椅内部镶装有富有弹性的海绵类物质。这里以设置于前排的单人独立座椅2为例描述本实用新型汽车座椅用椅垫，但并不意味着应用于单人独立座椅的椅垫就不能应用于其它形式的座椅例如长条座椅，依照以下描述的单人独立座椅椅垫的结构，相关技术人员经过适当的形状、大小调整后，可容易地得到适用于其它形式座椅的椅垫。

单人独立座椅2外形呈现为单人靠背沙发形式。在其承受乘员重量的座椅面上，以及提供乘员乘靠的靠背面上，分别设置相互独立的椅垫3和靠垫4。靠垫4和椅垫3分别通过相应线绳悬挂或拴系于靠背和座椅上。当然也可以把靠垫4和椅垫3设计成靠垫4和椅垫3同为一体的连体形式。椅垫3同乘员接触的用于乘坐的乘坐表面302通过粘接方式、编织连接或者其它类似的连接方式固定有采用塑料、橡胶或PVC制备的呈不规则蛇形分布的传热导管301(见图3)。靠垫4根据使用需求可以参照椅垫3处理。

参见图3，椅垫3约呈长方体形状。位于椅垫3乘坐表面302上的传热导管301具有其位置大体位于椅垫3范围内的两个端口，即进口端3011和出口端3012。传热导管301通过进口端3011和出口端3012分别与采用聚乙烯泡沫绵或者EPE发泡绵等隔热材料制备的隔热传输管5的输出口501和类似材料制备的隔热传输管6的输入口601相互液密封地对接连通。隔热传输管5和隔热传输管6通常放置于椅垫3的外部，因此隔热传输管5和隔热传输管6的选材不限于上述隔热材料，其结构形式也可以是在普通材料导管的外表面上包覆一层前述的隔热材料，以防止隔热传输管从外部环境中吸收热量，或者向外部环境中释放热量。

隔热传输管5的输入口502和隔热传输管6的输出口602分别与热交换包8连通。在热交换包8内部，灌装有热交换剂——水、盐水、含水酒精、油料或者防冻液之任一种。在传热导管301、隔热传输管5和隔热传输管6与热交换包8共同构成密闭的循环系统之后，整个循环系统内部充满了热交换剂——水、盐水、含水酒精、油料或者防冻液之任一种。

热交换包8的部分外表面采用前述隔热材料予以包覆，以防止热交换包8同外部环境发生热量交换。热交换包8的其余外表面与半导体致冷片9的冷端接触。热交换包8与半导体致冷片9冷端接触的腔壁采用导热性能良好的金属材料制备。当然，为提高传热效率，半导体致冷片9与热交换包8接触的冷端也通常采用导热性能良好的相应半导体材料制备。

半导体致冷片9的热端同导热性能良好的传热片10通过铆接或螺栓形式等固定连接。在传热片10附近增加设置风扇11，同时保持风扇11所形成的气流大体平行于传热片10的面积较大的表面，使传热片10从半导体致冷片9热端汲取的热量得以迅速释放，而排入大气环境中。

此外，在隔热传输管5的大约中段串入微型水泵12。在工作状态下，微型水泵12通过其涡轮叶片的旋转，驱动由传热导管301、隔热传输管5和隔热传输管6与热交换包8共同构成的循环系统内部的热交换剂——水、盐水、含水酒精、油料或者防冻液之任一种，在该系统内做循环流动。考虑到该循环系统具有一定的空间体积，除椅垫3和乘坐表面302上的传热导管301外，该循环系统的其余部分可以设置于发动机所在的前部车厢，或者设置于车辆底盘的适当位置，当然也可以设置于轿车后备厢内的适当部位。

参见图4，半导体致冷片9由若干对N型和P型半导体顺序排列而成。其中，在N型和P型半导体之间以及N型或P型半导体的自由端，采用普通导体13例如铜、铝等金属导体相连接而构成一完整回路，最后采用绝缘且导热良好的两片陶瓷片14像三明治一样把半导体致冷片9夹在中间。当直流电从N极流向P极时，半导体致冷片9位于N型和P型半导体之间的131端头产生从外界吸收热量的现象，131端头急剧降温，因而构成半导体致冷片9的冷端；半导体致冷片9对应于N型或P型半导体的自由端——132端头产生释放热量的现象，132端头急剧升温，因而构成半导体致冷片9的热端。如果电流方向出现反转，则半导体致冷片9的冷热端相互转换。因此，根据环境温度的需要，通过改变流过半导体致冷片9的电流方向的方式，就可以容易地把半导体致冷片的冷端转化为热端，或者把半导体致冷片的热端转化为冷端。经过这种转换之后，同一套带有调温系统的汽车椅垫就可转化为取暖椅垫。这种取暖椅垫可以极大地提升工作在严冬的机动车辆架乘人员的工作环境质量。

工作时，向半导体致冷片9通以直流电源，半导体致冷片9冷端形成的低温状态通过热量交换被传递至热交换包8，进而降低热交换包8内部的热交换剂——水、盐水、含水酒精、油料或者防冻液之任一种的温度。随即微型水泵12启动沿图3虚线箭头α所示顺时针方向旋转，抽取热交换包8内部经过降温的热交换剂灌入隔热传输管5。灌入隔热传输管5的热交换剂沿图3虚线箭头γ所示方向流入传热导管301。传热导管301在椅垫3所在部位同椅垫3进行热量交换。经过热量交换的热交换剂继续沿隔热传输管6回流至热交换包8，至此，完成热交换剂的循环传输过程。传热导管301内部的热交换剂由于吸收椅垫3所携带的热量而导致温度回升。因此，流回热交换包8内部的热交换剂的温度高于经过与半导体致冷片9完成热交换过程的流出热交换包8的热交换剂。由此，椅垫3可以获得良好的降温效果。另一方面，半导体致冷片9热端形成的低温状态通过热量交换被传递至传热片10。传热片10吸收的热量通过风扇11所形成的气流沿图3虚线箭头β所示路线被释放进入大气中。

参照上述本实用新型椅垫的精神实质，相关技术人员会发现采用其它的制冷方式也能够获得具有温度调节功能的汽车坐垫。例如，利用压缩空气膨胀吸热效应，在汽车坐垫中获得降温效果；利用车辆本身配置的制冷系统产生的冷气，或者与制冷系统产生的冷气经过热交换后获得的冷却液体，在汽车坐垫中得到降温效果等等。这些技术方案都与本实用新型车用椅垫具有相通之处。此外，本实用新型车用椅垫的应用范围并不局限于机动车辆，它还可以扩展到其它使用坐垫的领域，例如家庭、宾馆、医院、办公室使用的床垫、坐垫等等。

Claims (6)

1.汽车座椅用椅垫，其特征在于所述椅垫铺设有传热导管，所述传热导管的一端通过隔热传输管同热交换包内所灌装的热交换剂的出口端连通，另一端通过隔热传输管同所述热交换包内所灌装的所述热交换剂的入口端连通，所述热交换包外壁与热源接触，所述热交换包和所述热源两者之间的接触部分均是采用导热材料制备的构件，所述热源是半导体致冷片的一个工作端，通过电源极性转换开关切换流过所述半导体致冷片的电流方向反向。

2.根据权利要求1所述的汽车座椅用椅垫，其特征在于所述传热导管位于所述椅垫同乘员接触的表面。

3.根据权利要求1所述的汽车座椅用椅垫，其特征在于所述传热导管位于所述椅垫内部。

4.根据权利要求3所述汽车座椅用椅垫，其特征在于所述热交换剂可以是水、盐水、含水酒精、油料或者防冻液之一。

5.根据权利要求1、2、3、4之一所述的汽车座椅用椅垫，其特征是在所述传热导管和所述热交换包构成的循环系统中，在所述热交换剂的流动通道上串接有驱动泵。

6.根据权利要求5所述的汽车座椅用椅垫，其特征是所述半导体致冷片与所述工作端相对的一端同传热片连接，所述传热片附近设置有风扇。

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