CN217958960U - 具有透气降温功能的鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有透气降温功能的鞋，包括鞋本体和透气结构，鞋本体和透气结构相连通，透气结构上设置有风道，外界空气由风道流入鞋本体内部，以使鞋本体内部的热量散失，从而实现鞋本体内部的温度降低。本实用新型提供的具有透气降温功能的鞋，通过在鞋本体上设置多个孔洞单元，增加鞋本体内部的空气对流散热，同时降低鞋本体内部的温度。

Description

具有透气降温功能的鞋

技术领域

本实用新型涉及鞋的技术领域，尤其涉及一种具有透气降温功能的鞋。

背景技术

随着国民经济的持续增长，人民生活水平不断提高，受益于国家政策的推动，我国国民参加运动的广度及深度持续提升。这就给运动鞋的专业性、功能性及舒适性提出了更高的挑战。

人体一刻不停的生理活动和肌肉运动在不停的消耗能量，人体所消耗的能量除了少部分转化成对外的机械功，其他最终全部转化成热量，主要通过皮肤与环境之间的辐射、对流、传导，以及必要时的出汗等四大途径散失到空气中。而当环境温度超过皮肤平均温度的32℃时，四大散热途径中辐射、对流、传导全部失效，只有通过出汗散热，这将会增加局部环境微环境的湿度。研究表明，湿度会影响人体的热平衡与热感知，从而影响热舒适性。尤其针对夏季运动鞋来说，散热不佳一方面引起鞋内腔的舒适性降低，影响穿着感受，尤其对一些竞技类运动员而言，闷热的鞋腔环境影响其运动表现，即使作为普通穿着者而言，湿热的环境也会引起真菌感染，引发诸如脚气等疾病发生等。

据文献报道，鞋内温度为24-32℃时，足部体感热舒适度最佳。但足部热舒适度不仅与足部皮肤温度、鞋内环境温度相关，而且人体在不同运动状态下对足部热舒适度的感受存在差异。如冬季跑步时，足部皮肤温度从18.1 度上升至31.7度；而夏季跑步时，足皮肤温度从36.1度上升至38.3度。但两种运动状态下，受试者对不同温度的热舒适度评分相似。因此，鞋内热舒适温度阈值可能是一个相对值。增加辐射、对流、传导散热途径和抑制出汗，是有效提高不同运动状态下鞋内足部的热舒适性的有效手段。

现有鞋内降温技术中，一种是在鞋面、鞋底等处开孔，主要集中在鞋底的中腰，前掌下方等区域，通过增加鞋内空气对流等来实现散热，该种方法降温效果有限，对鞋的整体结构的稳定性、包裹性、抗扭性等都存在影响。另一种方法是利用冰球等降温物质来实现鞋内降温，该方法不可持续，甚至需要不断更换降温材料。还有的方法是采用通透性更好的网布作为鞋面，或者在鞋面进行开孔设计等，在保证足够鞋面支撑的基础上提供散热，这类实施方案则是从出气孔角度考虑，鞋内空气和外部空气的置换无法形成有效交换。

因此，亟需设计一种仅需自身结构特点无需其他降温材料便能实现鞋内透气降温效果的结构来提高鞋的热舒适性。

实用新型内容

为解决背景技术中提及的运动状态下鞋内足部的热舒适性差的技术问题，提供一种具有透气降温功能的鞋，实现降低鞋内温度，提高鞋内的热舒适性。

为实现上述目的，本实用新型的具有透气降温功能的鞋的具体技术方案如下：

一种具有透气降温功能的鞋，包括鞋本体和透气结构，鞋本体和透气结构相连通，透气结构上设置有风道，外界空气由风道流入鞋本体内部，以使鞋本体内部的热量散失，从而实现降低鞋本体内部的温度。

作为本实用新型的优选实施例，风道为锥形孔道。

作为本实用新型的优选实施例，风道上设置有进风口和出风口，进风口面积大于出风口面积。

作为本实用新型的优选实施例，风道的横截面积为圆形或方形或多边形。

作为本实用新型的优选实施例，透气结构包括主体，主体上设置有多个孔洞单元。

作为本实用新型的优选实施例，多个孔洞单元依次连接。

作为本实用新型的优选实施例，风道设置在孔洞单元上，以使空气由多条风道进入鞋本体内部。

作为本实用新型的优选实施例，鞋本体上开设有通风口，出风口和通风口相连通，以使空气由进风口、出风口和通风口依次流入鞋本体内部。

作为本实用新型的优选实施例，透气结构设置在鞋本体的头部和/或鞋本体两侧。

作为本实用新型的优选实施例，透气结构和鞋本体的头部为一体成型结构和/或透气结构和鞋本体两侧为一体成型结构。

本实用新型的具有透气降温功能的鞋具有以下优点：

本实用新型提供的具有透气降温功能的鞋，通过在鞋本体上设置多个孔洞单元，增加鞋本体内部的空气对流散热，同时降低鞋本体内部的温度。

附图说明

图1为本实用新型的具有透气降温功能的鞋的透气结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型的具有透气降温功能的鞋的整体结构示意图一；

图3为本实用新型的具有透气降温功能的鞋的整体结构示意图二；

图4为本实用新型的具有透气降温功能的鞋的实验设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种具有透气降温功能的鞋，包括鞋本体2、鞋底3和透气结构1。空气通过透气结构1流入至鞋本体2内部，以使鞋本体2内部的热量散失，从而实现降低鞋本体2内部的温度。

进一步，透气结构1上设置有风道13，风道13为锥形孔道，锥形孔道主要是通过进风口11沿出风口12的方向形成的风道13孔壁为锥形结构。

根据可压缩完全气体的伯努利定理可知，当空气通过锥形孔道时，入口处的动能与内能之和等于出口处的动能与内能之和。由于入口直径相对于出口直径较大，根据质量守恒定理可知，入口的流速相对于出口的流速较小，因此入口处的动能相对于出口处的动能较小，从而可知入口处的内能相对于出口处的内能较大，即出口处的温度低于入口处的温度，出口处空气形成降温的效果，而入口和出口直径比越大，降温效果越明显。

当空气通过锥形孔道时，空气与孔道壁面发生摩擦，能量将以热能的形式损耗，因此出口处的总能量将下降，进一步增加了出口处空气降温的效果。当孔深长度一定时，而入口和出口直径比越大，接触壁面越长，摩擦消耗的能量越多，降温效果越明显。

由流体力学理论可知，出口处流速的增大，将增加涡流的形成，涡流对流体能量的消耗也以热能的形式耗散，也将增加出口处空气降温的效果，而入口和出口直径比越大，出口处流速越高，形成涡流的能量损耗也越大，降温效果越明显。在鞋本体2上设置的透气结构1，增加了鞋腔内的空气对流散热，同样也降低了鞋腔内的温度。如此设计具有较大锥度的结构，可以有效较低鞋腔内温度，提高鞋的热舒适性。

作为优选的实施例，风道13的进风口11面积大于出风口12面积。当然，可以理解的是，进风口11的面积远大于出风口12的面积。根据上述原理可知，当风道13内壁的长度一定时，进风口11的直径和出风口12的直径比越大，接触壁面越长，摩擦消耗的能量越多，降温效果越明显。

进一步，透气结构1包括主体，主体上设置有多个孔洞单元，每个孔洞单元依次设置，以使多个孔洞单元紧邻设置，对于主体上设置孔洞单元的个数可以不进行具体的限定，只要将每个孔洞单元的结构设置成上述实施例的结构即可。每个孔洞单元的结构可以相同也可以不同，具体的根据降低的温度或者透气的效果进行限定。

进一步，每个孔洞单元形成有风道13，孔洞单元的进风口11设置在主体的一侧，出风口12设置在主体的另一侧，以使空气由进风口11流入至风道13，进而从出风口12流出，出风口12流出的空气再流向鞋本体2内部，以使外界的空气和鞋本体2内部形成空气流通，降低鞋本体2内部的温度。

作为优选的实施例，多个孔洞单元的排布形式可以有多种形式。相邻两个孔洞单元平行设置，或者相邻两个孔洞单元形成有夹角。当然可以理解的是，相邻两个孔洞单元形成的夹角可以为任意角度，可以为锐角也可以为钝角或者为直角，具体的角度设定在此不做具体的限定。

进一步，对于孔洞单元的侧壁的形状可以设置为圆形孔或方形孔或其他多边形孔结构，当然孔洞单元的具体结构还可以设置为其他的结构，在此不做具体的限定。

作为优选的实施例，透气结构1为一体成型结构，可以通过3D打印或者吹塑制成。当然对于透气结构1的具体形式不做限定，还可以通过其他的方式制成。

进一步，透气结构1的材料可为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯 (PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(俗称尼龙)(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)(PMMA)等常见工程塑料，也可为聚乳酸(PLA)及其聚合物等新型可降解材料。

如图2所示，透气结构可以设置在鞋底3，也可以设置在鞋本体2上。作为优选的实施例，透气结构1设置在鞋本体2上，透气结构1设置为具有弧度的块状结构，块状结构上设置多个孔洞单元，当然透气结构1形成的弧度主要根据鞋本体2的形状进行设定。透气结构1还可以固定设置在鞋本体 2的头部，透气结构1的弧度和鞋本体2头部的弧度相适配，以使透气结构 1可以固定在鞋本体2的头部。透气结构1设置在鞋本体2的头部，可充分利用跑步或其他运动过程中鞋的摆动产生的空气与鞋的相对运动，在鞋本体 2头部位置形成相对的空气高速流动，这种高速的空气流动会将外部空气高效引入鞋本体2内部，完成与鞋本体2内部的空气置换。

当然，可以理解的是，透气结构1和鞋本体2的固定形式可以通过缝制或者胶粘等固定形式。还可以将鞋本体2的头部和透气结构1一体成型设置。对于鞋本体2和透气结构1的固定方式不做具体的限定，只要能将透气结构 1固定在鞋本体2上即可。

进一步，鞋本体2的相对两侧设置有透气结构1，也就是鞋面上设置有透气结构1，更加进一步地提高换热效率，以使外界更多的空气通过透气结构1流入鞋本体2内部，进一步降低鞋本体2内部的温度。

作为优选的实施例，鞋本体2两侧和透气结构1可以为一体成型结构，也可以设置为将透气结构1固定在鞋本体2两侧设置，或者将透气结构1设置在鞋本体2的表面，对于透气结构1具体的固定形式，在此不做具体的限定。

进一步，鞋本体2的材料可以设置为网布面，增加外界空气和鞋本体2 内部的空气流动，以使体感温度降低。

下面通过具体的实验对透气结构1的降温效果做以说明。

实验一

如图4所示，实验设备包括固定座7，固定座7上设置有漏斗结构4，漏斗结构4模仿上述实施例中提到的孔洞单元的结构。孔洞单元呈漏斗结构4，进风口11的面积大于出风口12的面积，且风道13的内壁呈锥形孔道结构。进风口11处设置第一传感器5，出风口12处设置第二传感器6，空气中的气流由进风口11流入漏斗结构4后从出风口12流出，进而通过第一传感器5和第二传感器6检测进风口11和出风口12的温度。

具体的实验步骤为：搭建实验装置后，以6m/s的风速(通过风速计测定) 通过吹风机提供常温风(27℃)和热风(55℃)，开机60s待风速及循环场稳定后，通过第一传感器5和第二传感器6测定进风口11温度和出风口12 温度，并做记录。

实验二

利用图4中的实验设备，将漏斗结构4设置为进风口11直径相同均为 70mm，出风口12直径分别为15mm和20mm，孔径的长度为80mm的两种尺寸，根据上述实验一和实验二得出实验结果如下表所示：

入口风型	出口直径	进风口温度	出口处温度	进风口和出风口温度差
					常温风	15mm	23.08℃	20.62℃	2.46℃
常温风	20mm	23.47℃	21.32℃	2.15℃
					热风	15mm	53.87℃	41.48℃	12.39℃
热风	20mm	53.69℃	42.83℃	9.86℃

根据上述实验一的实验数据得出实验结果，空气流经漏斗结构4使得进风口11温度高于出风口12温度，漏斗结构4具有降温的效果。进风口11的温度越高，进风口11和出风口12的温度差越大，降温效果越好。

根据上述实验二的实验数据得出实验结果，不同出风口12面积的漏斗结构4通过相同温度的降温效果不同。出风口12的直径越小，漏斗结构4的降温效果越好。

进一步，可以通过仿真实验看出温度较高的空气通过锥形孔道，锥形孔道的出风口12的温度低于进风口11的温度。锥形孔道的出风口12的空气流速增加，出风口13的空气流速比进风口11的空气流速明显加快，会带来明显的体感降温效果。由于进风口11的风速一定，出风口12流出的空气温度低、流速快，因此出风口12的空气会带来体感温度的降低。

本实用新型提供的具有透气降温功能的鞋，通过在鞋本体2上设置多个孔洞单元，增加鞋本体2内部的空气对流散热，同时降低鞋本体2内部的温度。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种具有透气降温功能的鞋，其特征在于，包括鞋本体和透气结构，鞋本体和透气结构相连通，透气结构上设置有风道，风道为锥形孔道，风道上设置有进风口和出风口，进风口面积大于出风口面积，外界空气由风道流入鞋本体内部，以使鞋本体内部的热量散失，从而实现鞋本体内部的温度降低。

2.根据权利要求1所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，风道的横截面积为圆形或方形或多边形。

3.根据权利要求1所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，透气结构包括主体，主体上设置有多个孔洞单元。

4.根据权利要求3所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，多个孔洞单元依次连接。

5.根据权利要求3或4所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，风道设置在孔洞单元上，以使空气由多条风道进入鞋本体内部。

6.根据权利要求1所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，鞋本体上开设有通风口，出风口和通风口相连通，以使空气由进风口、出风口和通风口依次流入鞋本体内部。

7.根据权利要求1所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，透气结构设置在鞋本体的头部和/或鞋本体表面。

8.根据权利要求7所述的具有透气降温功能的鞋，其特征在于，透气结构和鞋本体的头部为一体成型结构和/或透气结构和鞋本体表面为一体成型结构。

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