TWI788535B - 電子調冷調熱衣服及能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明主旨在於提供一種電子調冷調熱衣服及能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置,係包括:設有帕爾帖熱電元件(31)之領圍、衣領(衿領)或腋下部;以及設有電池(35)之前片或後片。其中,電池(35)向泵(341)及帕爾帖熱電元件(31)供電。熱介質循環通路(35)係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,該熱介質循環通路(35)密閉保持熱介質,該熱介質循環通路(35)之外表面具有第一電極與第二電極,該第一電極與該第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自電池(35)的電力送往帕爾帖熱電元件(31)及泵(341)。

Description

電子調冷調熱衣服及能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置
本發明係關於一種電子調冷調熱衣服及能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置。
專利文獻1記載了一種調冷調熱衣,係利用帕爾帖熱電元件對熱介質調冷調熱後,使其於設在衣服上的流路中流動,來均勻地對全身調冷調熱。專利文獻1還記載了適合穿著該調冷調熱衣之環境係:鐵工廠、造船廠等外部氣溫較高的環境;冷凍倉庫及寒冷的室外等外部氣溫較低的環境。
專利文獻2記載了一種身體調冷調熱裝置,係使帕爾帖熱電元件直接抵接於頸動脈部分來對身體調冷調熱。
專利文獻3記載了以下內容:使帕爾帖熱電元件直接抵接於人體頸部,根據隨心臟跳動而變化之電氣訊號的VLF(超低頻分量)來控制帕爾帖熱電元件的溫度。
本申請申請書所記載發明人(以下簡稱本申請發明人)曾負責監修非專利文獻1,非專利文獻1記載了用於冷卻頸部之穿戴式空調裝置(wearable air conditioner) 的原理及應用。27頁~33頁記載了以下內容等:心臟、大腦以及腸道等內部組織的溫度被稱作核心溫度(深部體溫),該溫度保持恆定係維持生命活動最重要的條件;為了將「大腦溫度」維持在適當的溫度,人才會產生「熱與冷」、「舒適與不舒適」等感覺。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-25052號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-82427號公報
[專利文獻3]日本專利特開2013-248293號公報
[非專利文獻]
「集中力
Figure 108107228-A0305-02-0004-1
Figure 108107228-A0305-02-0004-2
、脳
Figure 108107228-A0305-02-0004-3
Figure 108107228-A0305-02-0004-4
!」(「若要提升專注力,就先給大腦降降溫!」)監修板生清,作者吉田隆嘉+WIN研究組,出版社WANI BOOKS CO.,LTD.,2011年8月5日出版
本申請發明人已發明出專利文獻2、專利文獻3所記載之裝置,該裝置使帕爾帖熱電元件直接抵接於頸部粗血管處,並發明出專利文獻1所記載之調冷製暖衣,該調冷製暖衣係於高溫、低溫等特殊環境下作業時使用且利用熱介質加熱全身。
其後,本申請發明人繼續潛心研究,除了發明出專利文獻1所記載之在高溫、低溫等環境下作業時使用且具有特殊外觀的裝置,還想到了在為大眾所利用的較廣的民生領域,對電子調冷調熱衣服(用於利用電子裝置對身體調冷或/及調熱的衣服)及能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置(用於利用電子裝置對身體調冷或/及調熱的裝置)存在潛在需求。
例如,很多人都會參加以下活動等:夏季在高溫下外出;夏季在高溫下觀看棒球、高爾夫球比賽;作為興趣愛好參加比賽(參加競技);冬季在低溫下外出;冬季去觀看寒冷地區舉辦的室外活動(例如正月的煙火大會、冬季運動競技大會等);作為興趣愛好參加滑雪、滑冰等冬季運動;參加西太公魚的冰上垂釣。然而,若天氣過熱或過冷,人們就會因無法好好地享受而猶豫是否要參加這些活動。其結果,個人的社會活動減少,經濟活動也隨之減少,從而妨礙社會建設的進一步發展。
利用技術解決此等社會問題的一種方案可考慮提高眾人所在空間的整體舒適度。然而現狀係,提高此等空間的整體舒適度之方法存在種種問題,例如:能源消耗巨大;需要投資高額設備;導致自然被破壞,自然保護與人類獲得舒適環境的欲求之間發生矛盾。發明人認為解決該矛盾之最佳方法係普及一種供每個人日常穿著的電子調冷調熱衣服,於是提出了本發明。
亦即,電子調冷調熱衣服因不會排放尾氣等 而有利於自然保護,穿著電子調冷調熱衣服之人們的總能源消費量比對環境整體調冷調熱時所需要的能源消費量少,也不會破壞自然環境。此外,穿著電子調冷調熱衣服,可針對每個人將冷熱程度最優化。亦即,可實現自然環境保護與個人舒適度之保障相協調之社會。
發明人認為存在於衣服類商品領域之以下問題(1)~(3)係解決技術問題之前提。(1)「如何提供滿足個人喜好的衣服」。在觀看活動或作為興趣愛好進行體育運動等時,穿著自己喜歡且個性時尚的衣服係日常生活的一大樂趣。(2)「在一般市場上難以買到電子調冷調熱衣服」。現狀係,具有電子調冷調熱功能、符合自己喜好且個性時尚的電子調冷調熱衣服若非特別訂購則很難買到,而服裝商販及電子設備製造商也不向一般流通市場提供電子調冷調熱衣服。(3)「如何降低電子調冷調熱衣服的價格」。即使有商販提供電子調冷調熱衣服,也僅限於定制產品,定制產品的用途有限且只接受個別訂購。在此現狀下,電子調冷調熱衣服一直價格昂貴,如此下去根本無法在一般市場上普及。若不先解決以上問題(1)~(3)(商品領域的問題),便無法實現最終目標,亦即無法實現自然環境保護與個人舒適度的保障相協調之社會。因此,本發明欲解決的第一技術問題係提供一種技術,來解決上述問題(1)~(3),使具有調冷調熱功能的各種電子調冷調熱衣服在社會上廣泛普及。
電子調冷調熱衣服可理解為衣服與電子調冷 調熱裝置之複合商品。關於衣服,有些衣服會被長期穿著,而有些衣服受每個季節的時尚流行左右,僅會在流行期間被短暫地穿著。另一方面,高價電子裝置一般會被長期使用,電子調冷調熱裝置也不例外。
因此,即使本發明欲解決的第一技術問題得到解決,衣服與電子調冷調熱裝置一體化之電子調冷調熱衣服變得容易買到,也依然存在待解決的下述問題(4)。
(4)「難以提供具有流行性之電子調冷調熱衣服」。即使將短期穿著的衣服與可長期使用的電子調冷調熱裝置組合起來,過時的衣服或不再符合自己喜好的衣服也會喪失被穿著的機會。如此,高價電子調冷調熱裝置也會與衣服一起喪失被使用的機會,導致從價格及使用期間的觀點來看,具有流行性的電子調冷調熱衣服價格昂貴。其結果,不同於需求較大的工作服,對一般消費者而言具有流行性的衣服屬於嗜好品而無法產生較大需求,供給者的生產意欲也無法提高,具有流行性的電子調冷調熱衣服一直係高價之特別訂購產品,普及速度很慢。
若電子調冷調熱裝置得到普及而被大量生產,量產便會降低電子調冷調熱裝置的價格,當價格降低到一定程度時,電子調冷調熱裝置的一次性使用從價格上看就不會存在很大問題,然後電子調冷調熱技術也將逐漸應用於短暫流行的衣服。然而,僅僅等待上述時代的到來還不夠,目前需要有一種用於加速電子調冷調熱衣服普及的過渡技術,來實現高價電子調冷調熱裝置的再利用。亦 即,為了解決上述問題(4),本發明欲解決的第二技術問題係提供一種電子調冷調熱裝置之技術,該電子調冷調熱裝置能拆裝於市場上既有的衣服,包括流行性衣服。
本發明係提供一種電子調冷調熱衣服,解決了上述欲解決的第一技術問題,並提供一種能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置,解決了上述欲解決的第二技術問題。在此,欲解決第一技術問題的解決手段的主要部分與欲解決第二技術問題的解決手段的主要部分相同。該解決手段的主要部分係先前沒有、具有新特徵之手段。
本發明的電子調冷調熱衣服,係包括:設有溫變元件之領圍、衣領(衿領)或腋下部;以及設有熱介質循環通路、泵以及電池之前片或後片。前述溫變元件能抵接於皮膚,前述皮膚覆蓋通過頸部或腋下部之粗血管;前述熱介質循環通路與前述溫變元件的能抵接於前述皮膚之面的相反側的面熱結合;泵構成前述熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環;前述電池向前述泵及前述溫變元件供電。前述熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料且呈筒狀,前述熱介質循環通路的筒狀空間內部呈密閉狀態,前述熱介質保持在前述筒狀空間內部且在前述筒狀空間內部循環,前述熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,前述第一電極與前述第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自前述電池的電力送往前述溫變元件及前述泵。
本發明的能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置,係包括:溫變元件,係能抵接於覆蓋粗血管的皮膚;熱介質循環通路,係與前述溫變元件的能抵接於前述皮膚之面的相反側的面熱結合;泵,係構成前述熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環;以及電池,係向前述泵及前述溫變元件供電。前述熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,前述熱介質循環通路之前述筒狀空間內部呈密閉狀態,熱介質保持在前述筒狀空間內部且在前述筒狀空間內部循環,前述熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,前述第一電極與前述第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自前述電池的電力送往前述溫變元件及前述泵。
根據本發明的電子調冷調熱衣服,透過將熱介質循環通路固定在領圍、衣領(衿領)或腋下部的至少一處或者將熱介質循環通路固定在前片或後片的至少一處,很簡單地即能夠製成電子調冷調熱衣服。並且,在領圍、衣領(衿領)或腋下部設置溫變元件,因此著衣者穿著該電子調冷調熱衣服時,溫變元件便抵接於覆蓋粗血管的皮膚,可將深部體溫調節到適當的溫度。
根據本發明的能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置,可將該電子調冷調熱裝置安裝到各種成品衣服上且可將該電子調冷調熱裝置從各種成品衣服拆卸下來。著衣 者穿著該電子調冷調熱衣服時,溫變元件便抵接於覆蓋粗血管的皮膚,可將深部體溫調節到適當的溫度。
本發明的電子調冷調熱衣服、本發明的能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置都不是對環境整體調冷調熱,而係依靠溫變元件抵接於覆蓋粗血管的皮膚,來將深部體溫調節到適當的溫度,因此不會破壞自然,可有效地對每個人調冷調熱。並且,透過持續穿著該電子調冷調熱衣服,可防止低體溫症及中暑。尤其是,對體溫調節功能衰退之老年人的健康管理很有用。
10:人體
20:電子調冷調熱衣服
30:電子調冷調熱裝置
31:溫變元件(帕爾帖熱電元件)
32:第一電極
33:第二電極
34:熱介質循環通路
35:電池
41:溫變元件控制部
42:電動機控制電路
54:外部氣溫計
55:熱介質溫度計
70:伺服器
80:簽約醫療機構
90:簽約保安公司
201:電子調冷調熱衣服
202:電子調冷調熱衣服
341:泵
341a:電動機
341b:流體移動裝置
342:泵
341a:電動機
342b:流體移動裝置
411:運算器
412:帕爾帖熱電元件功率控制器
421:電動機功率控制器
431:第一電極
432:第二電極
433:第三電極
434:第四電極
435:第五電極
4311:第一電極
4321:第二電極
4331:第三電極
4341:第四電極
4351:第五電極
4361:第六電極
圖1係示意性地顯示第一實施方式的第一實施例的電子調冷調熱衣服之圖。
圖2係示意性地顯示第一實施方式的第二實施例的電子調冷調熱衣服之圖。
圖3係方塊圖,顯示設在第一實施方式的第二實施例的電子調冷調熱衣服上的電子部件的相互關係。
圖4係第一實施方式的第一實施例、第二實施例中的電極的變形例。
圖5係第一實施方式的第一實施例、第二實施例的泵的變形例。
圖6係第一實施方式的第二實施例的電子調冷調熱衣服之縱向剖視圖。
圖7係第一實施方式的第二實施例的電子調冷調熱衣服之另一縱向剖視圖。
圖8係顯示第二實施方式的實施例的電子調冷調熱裝置的一例之圖。
圖9係顯示第一實施方式、第二實施方式的熱介質循環通路及電極的各種例子之圖。
圖10係設在第一實施方式、第二實施方式的熱介質循環通路外表面上的電極的變形例。
「第一實施方式的概要」
本實施方式的電子調冷調熱衣服係包括:設有溫變元件之領圍(yoke)、衣領(衿領)或腋下部;以及設有熱介質循環通路、泵以及電池之前片或後片。其中,溫變元件能抵接於皮膚,皮膚覆蓋通過頸部或腋下部之粗血管,熱介質循環通路與溫變元件的能抵接於皮膚之面的相反側的面熱結合,泵構成熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環,電池向泵及溫變元件供電。
熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料(具有柔軟性及熱傳導性的材料)形成,該熱介質循環通路的筒狀空間內部呈密閉狀態,熱介質保持在該筒狀空間內部且在該筒狀空間內部循環。熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,第一電極與第二電極係由柔軟性導電材料形 成,將來自電池的電力送往溫變元件及泵。又,就領圍形狀不明確的衣服而言,熱介質循環通路可以不固定在領圍上,而固定在離頸部粗血管較近的衣服領子(衣領、衿領)上。衣領這一術語係多用於洋服之情形,衿領這一術語係多用於和服之情形。
以下依次說明上述本實施方式的電子調冷調熱衣服的概要。
本實施方式的電子調冷調熱衣服係利用電子裝置對身體調冷或/及調熱的衣服。亦即,對人體調冷的衣服、對人體調熱的衣服、對人體調冷調熱的衣服全部包括在內。調冷或/及調熱的對象部分係覆蓋人體粗血管的皮膚部分。
如上所述,尤其是,通過人體頸部的粗血管係連結於大腦的血管,因此,使溫變元件抵接於覆蓋該血管的皮膚,便可將被稱作核心溫度(深部體溫)的大腦溫度保持在規定溫度,從而在高溫、低溫環境下也可維持生命活動。並且,「熱與冷」、「舒適與不舒適」等感覺很大程度上取決於大腦溫度。因此,透過對通過頸部的粗血管調冷調熱來實現舒適度的效果遠遠大於透過對人體其他部分調冷調熱所能得到的效果。
將單體溫變元件直接安裝到覆蓋通過頸部的粗血管的皮膚上很麻煩,要拆卸(取下)溫變元件時也很麻煩。因此本實施方式中,將溫變元件設在衣服的領圍上。穿好衣服時,衣服的領圍係位於衣服部位中離通過頸部之 粗血管最近的位置。特別是,於洋服之情形,領圍多為直接包裹頸部者。於此情形,透過將溫變元件配置在領圍上,即可將溫變元件配置在離通過頸部的粗血管上方的皮膚最近的位置。於和服之情形,有時不存在洋服般明確的領圍,因此,此時,將溫變元件配置在和服衿領上抵接於離粗血管較近的皮膚部分。此外,血管通過皮膚附近的部位不僅有頸部,還有腋下部。因此,也可以將溫變元件配置在衣服的腋下部。只要是離粗血管上方皮膚較近之部位,便適合供溫變元件抵接。
本實施方式的溫變元件係透過接收供電來向人體供熱或透過接收供電來從人體吸熱(冷卻)。用於調熱衣服的供給熱量的元件(供熱元件)可採用對電阻通電而使其發熱的加熱器或帕爾帖熱電元件(Peltier device)。用於調冷衣服的吸收熱量的元件(吸熱元件)可採用帕爾帖熱電元件。用於調冷調熱衣服的供熱元件兼吸熱元件可採用帕爾帖熱電元件。溫變元件這一名稱係作為供熱元件/吸熱元件的帕爾帖熱電元件的上位概念之術語。溫變元件包括利用熱泵作用工作、作為各種供熱元件/吸熱元件、供熱元件的加熱器等。本實施方式的說明中,以下適當地用溫變元件的一實施方式即帕爾帖熱電元件作為溫變元件的代表例進行說明。
帕爾帖熱電元件係同時具有供熱元件之功能及吸熱元件之功能。換個角度來看,帕爾帖熱電元件的一面為吸熱面,其相反側的面為供熱面,因應於帕爾帖熱電 元件中流動的電流方向,同一個面在吸熱面與供熱面之間切換。
並且,本實施方式的電子調冷調熱衣服係包括設有熱介質循環通路、泵以及電池的前片或後片。其中,熱介質循環通路係與帕爾帖熱電元件的能抵接於皮膚之面的相反側的面熱結合;泵構成熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環;電池向泵及帕爾帖熱電元件供電。
本實施方式的電子調冷調熱衣服中,熱介質循環通路呈筒狀。並且,具有使熱介質循環的功能,熱介質循環通路的筒狀空間內部呈密閉狀態,熱介質保持在該筒狀空間內部。筒狀外表面具有將來自電池的電力送往帕爾帖熱電元件及泵的功能。
熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成,因此可隨帕爾帖熱電元件的形狀、身體的形狀、衣服的形狀、著衣者的動作自由變形。著衣者將由此等柔軟性材料形成的熱介質循環通路與衣服一起穿著於身,藉此確保行動的自由,也不會因熱介質循環通路的存在而感到不舒服。
首先說明使熱介質循環通路的熱介質循環的功能。下面分別說明電子調冷調熱衣服作為電子調冷衣服發揮功能之情形及作為電子調熱衣服發揮功能之情形。
於電子調冷調熱衣服作為電子調冷衣服發揮功能之情形,為使帕爾帖熱電元件能抵接於皮膚之面作為吸收熱量的吸熱面發揮功能,規定方向的電流在帕爾帖熱 電元件的電極中流動。此時,能抵接於皮膚之面的相反側的面為供熱面且溫度上升。在此,若不使供熱面產生的熱量迅速地移動到帕爾帖熱電元件外部,熱量便會在供熱面與吸熱面之間移動而引起吸熱面的溫度上升,吸熱面將無法發揮預期的吸熱功能。
為防止此等事態發生,熱介質循環通路具有使於帕爾帖熱電元件的供熱面產生的熱量向帕爾帖熱電元件外部移動的功能。因為熱介質循環通路係與帕爾帖熱電元件的能抵接於皮膚之面的相反側的面熱結合,所以於抵接於皮膚之面為吸熱面之情形,供熱面便與熱介質循環通路熱結合。在此,熱介質循環通路係由具有熱傳導性的材料形成,因此可將在熱介質循環通路內部循環的熱介質的熱量傳遞給熱介質循環通路,從而釋放到其外部,也可將來自熱介質循環通路外部的熱量傳遞給熱介質循環通路中的熱介質。
在熱介質循環通路的筒狀空間內部循環之熱介質可為氣體介質(例如空氣、二氧化碳、氫氟碳化物等),也可為液體介質(例如水、為防止凍結而以乙二醇等為主要成分之冷卻液、油)。熱介質循環通路係呈甜甜圈形狀,固定在領圍、衣領(衿領)或腋下部或固定在前片或後片上。在熱介質循環通路中設有泵。在此所說的甜甜圈形狀係拓撲學意義上之甜甜圈形狀。亦即,甜甜圈形狀不限於所設孔為圓形,所設孔還可為其他形狀。只要熱介質循環通路具有使熱介質循環的功能,其形狀便可為任意形 狀,熱介質循環通路上還可以有凹凸。
熱介質循環通路中溫度更高的熱介質會集中到更上方。因此,人保持站立姿勢時,高溫熱介質就會滯留於配置在衣服的領圍、衣領(衿領)或腋下部附近之帕爾帖熱電元件的供熱面附近。泵強制性地使熱介質在熱介質循環通路中循環。透過使熱介質移動,隨熱介質移動而在供熱面產生的熱量便會從衣服的領圍、衣領(衿領)或腋下部附近向沿前片或後片延伸之熱介質循環通路的內部流動,並在該過程中向熱介質循環通路外部以及衣服外部散熱。亦即,熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,因此也作為熱交換器(散熱器)發揮功能。
熱介質循環通路由柔軟性熱傳導材料形成之理由在於:若不具有柔軟性(彎曲性質),衣服上裝有熱介質循環通路之狀態下,身體則會無法自由活動;若不具有柔軟性,則外力會集中於熱介質循環通路的特定位置而可能導致熱介質循環通路破損。而且,若不具有熱傳導性(傳熱性質),便無法使熱量在熱介質循環通路的壁面內部的熱介質與熱介質循環通路的壁面外部之間移動,從而無法作為前述熱交換器發揮功能。熱介質循環通路的內部與外部之間的熱量移動量取決於熱介質循環通路的壁面厚度。若壁面較薄,即使材質本身的熱傳導性不高,也依然可發揮熱介質循環通路之功能。
熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,意味著熱介質循環通路的一部分可不由柔軟性 熱傳導材料形成且不呈筒狀。即使熱介質循環通路的一部分包括不是筒狀柔軟性熱傳導材料部分(例如筒狀柔軟性非熱傳導材料(柔軟性且非熱傳導材料)部分、筒狀非柔軟性非熱傳導材料(非柔軟性且非熱傳導材料)部分),只要該部分的比例較小,根據部位不同,可能幾乎不會影響熱介質循環通路的功能。於使用柔軟性非熱傳導材料形成熱介質循環通路的一部分之情形,影響僅為:熱介質與外部空間之間的熱交換功能係因應柔軟性非熱傳導材料之部分佔熱介質循環通路整體的比例而下降。於使用非柔軟性非熱傳導材料形成熱介質循環通路的一部分之情形,熱交換功能與柔軟性非熱傳導材料之情形相同,影響僅為:非柔軟性材料部分不會彎曲。例如,泵的材料有時會採用非柔軟性非熱傳導材料。若泵為小型泵,便不會妨礙著衣者的行動,他人也不會察覺到泵的存在。
透過使熱介質的熱量向熱介質循環通路外部釋放,朝向熱介質循環通路上與帕爾帖熱電元件的供熱面熱結合的部分循環一周而返回的熱介質會再次變為低溫。然後,熱介質會從帕爾帖熱電元件的供熱面奪取熱量,熱介質再次變為高溫而重複循環。在此,朝向熱介質循環通路上與供熱面熱結合的部分流動的熱介質的溫度越低,從供熱面向熱介質移動的熱量就越多。因此從帕爾帖熱電元件的供熱面向吸熱面移動的熱量減少。因應該減少量,更多的熱量從皮膚下的血管向吸熱面移動,調冷效果就會提高。
熱介質循環通路上與帕爾帖熱電元件的供熱面熱結合的部分係衣服之離通過頸部粗血管較近的領圍部分或領子部分,因此較佳為使熱介質循環通路從帕爾帖熱電元件的供熱面向遠處繞得盡可能遠。並且,為了防止熱介質循環通路離身體過近而導致熱介質循環通路中的熱介質的熱量再次向人體移動,較佳為在可保證與衣服及身體之間有足夠間距的部位即前片或後片的下部散熱。因此,若要設置促進散熱之散熱鰭片,較佳為在前片或後片的下部設置散熱鰭片。
於電子調冷調熱衣服作為電子調熱衣服發揮功能之情形,為使帕爾帖熱電元件能抵接於皮膚之面係作為供給熱量的供熱面發揮功能,方向與吸熱時相反的電流在帕爾帖熱電元件的電極中流動。此時,能抵接皮膚之面的相反側的面為吸熱面且溫度下降。在此,若不使吸熱面產生的冷氣迅速地移動到帕爾帖熱電元件外部(更準確來講,若不使熱循環路中的熱介質的熱量迅速地移動到帕爾帖熱電元件的吸熱面),熱量就會在吸熱面與供熱面之間移動而引起供熱面的溫度下降,供熱面將無法發揮預期的供熱功能。
調冷時,熱量從供熱面向熱介質循環通路移動。相反,調熱時,熱量從熱介質循環通路向吸熱面移動。為提高帕爾帖熱電元件的調熱調冷效率,熱介質循環通路具有使熱介質的熱量在抵接於皮膚之面的相反側的面與熱介質循環通路之間移動的功能,這一點在調冷時及調 熱時相同。
同樣,於作為電子調熱衣服發揮功能之情形,在熱介質循環通路的筒狀空間內部循環的熱介質與電子調冷衣服之情形相同。熱介質循環通路在衣服上的配置方式也與電子調冷衣服之情形相同。在熱介質循環通路中設置泵這一點也與電子調冷衣服之情形相同。
熱介質循環通路中溫度更低的熱介質會集中到更下方。因此,人保持站立姿勢時,配置在衣服的領圍、衣領(衿領)或腋下部附近的帕爾帖熱電元件的吸熱面附近的低溫熱介質會向衣身的下方流動,因此熱介質循環通路中的熱介質會產生些許自然循環。然而,為了使熱介質更好地循環,不依賴於人的姿勢而促進熱介質可靠地循環,利用泵強制性地使熱介質在熱介質循環通路中循環。
朝向熱介質循環通路與吸熱面熱結合之部分流動的熱介質的溫度越高,供向吸熱面的熱量越多,因此調熱效果提高。於是,若在熱介質循環通路外表面設置吸熱鰭片,吸收熱量的效果就更好,調熱效果進一步提高。調冷時的散熱鰭片在調熱時作為吸熱鰭片發揮功能。
以下說明熱介質循環通路之將來自電池的電力送往帕爾帖熱電元件及泵的功能。
熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,第一電極與第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自電池的電力送往帕爾帖熱電元件及泵。亦即,本實施方式的熱介質循環通路在存在由前述柔軟性熱傳導材料形成這一 柔軟性條件與熱傳導條件的基礎上,還存在電導條件。以下在已滿足柔軟性條件與熱傳導條件之前提下,說明為送電而導入的新部件即電極的條件。
第一電極與第二電極必須為互相絕緣結構。其理由在於:為了向溫變元件(帕爾帖熱電元件)及泵供電,至少需要有+電極(正電極)與-電極(負電極)之故。
在熱介質循環通路外表面上形成互相絕緣的第一電極與第二電極之實施方式係可透過各種方法實現。例如,熱介質循環通路具有由柔軟性導電材料(柔軟性且導電材料,例如銅箔管、鋁箔管等)形成的柔軟性導電部及由柔軟性非導電材料形成的柔軟性非導電部(柔軟性且非導電材料,例如聚矽氧橡膠管)。第一電極係第一柔軟性導電部,第二電極係第二柔軟性導電部。在第一柔軟性導電部的一端與第二柔軟性導電部的一端之間連結有第一柔軟性非導電部,在第一柔軟性導電部的另一端與第二柔軟性導電部的另一端之間連結有第二柔軟性非導電材料。如此,便形成熱介質不會洩漏的甜甜圈形狀之熱介質循環通路,並利用第一柔軟性非導電部及第二柔軟性非導電材料使第一電極與第二電極互相絕緣(參照圖9(b))。
第一電極、第二電極的另一實施方式如下所述。熱介質循環通路係由柔軟性非導電材料(柔軟性且非導電材料)形成,第一電極係將第一柔軟性導電箔(具有柔軟性的薄導電性箔:銅箔、鋁箔等)貼合於熱介質循環通路外表面上而形成;第二電極係將第二柔軟性導電箔貼合 於前述熱介質循環通路外表面上而形成(參照圖9(a))。在後述實施例中會進一步詳細說明該方法。
第一電極、第二電極的又一實施方式如下所述。熱介質循環通路係由柔軟性非導電材料(柔軟性且非導電材料)形成,第一電極係由熱介質循環通路外表面的第一鍍覆部(鍍有導電材料的部分)或第一導電塗料部(塗佈有導電性塗料的部分)形成;第二電極係由熱介質循環通路外表面的第二鍍覆部或第二導電塗料部形成(參照圖9(c))。
在圖9(a)、圖9(b)、圖9(c)中記載的熱介質循環通路具有以下共同特徵。亦即,熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,熱介質循環通路之筒狀空間內部呈密閉狀態,熱介質保持在該筒狀空間內部且在該筒狀空間內部循環。該熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,第一電極與第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自電池的電力送往帕爾帖熱電元件及泵。
為了發揮熱交換器之功能,第一實施方式、後述第二實施方式中所使用熱介質循環通路最佳為由柔軟性熱傳導材料(柔軟性且熱傳導材料)形成且呈筒狀。然而,於熱介質循環通路的一部分係由柔軟性非熱傳導材料(柔軟性且非熱傳導材料)形成之情形,柔軟性非熱傳導材料部分不發揮熱交換功能。因為熱介質循環通路的其他部分會發揮熱交換功能,所以不會引起很大問題。而且,例如,泵部係活動機構部,出於這一性質,可以採用由非柔 軟性非熱傳導材料(非柔軟性且非熱傳導材料)形成的泵並由該泵構成熱介質循環通路的一部分。
熱介質循環通路固定到衣服上的方法,係可為用紗線將熱介質循環通路固定到衣服的領圍、衣領(衿領)或腋下部或固定到前片或後片上,也可為用魔鬼氈(Hook and loop fastener)將熱介質循環通路固定到衣服的領圍、衣領(衿領)或腋下部或固定到前片或後片上。
習知魔鬼氈係由兩條織物作為一組使用,一條具有表面排列有小環的環面,另一條具有表面為細小鉤狀的鉤面。例如,在熱介質循環通路上設置鉤面,在衣服面上設置環面,用力壓緊兩個面,鉤狀部分就與環狀部分扣合,二者便固定在一起了。
就電池及泵而言,可在身體與衣服之間存在足夠間距的部分,亦即前片或後片的下部設置吸熱鰭片或散熱鰭片。例如,可在前片或後片相對靠下的下部設置一個或複數收納袋,並將電池及泵收納在該收納袋內部。而且,與熱介質循環通路熱結合的散熱鰭片也可以保持在前片或後片的相對靠下的下部收納袋內部。
泵係由具有吸入口及噴出口之密閉箱、設在該密閉箱內部之流體移動裝置(例如活塞或風扇)以及為驅動流體移動裝置而設在密閉箱外部的電動機構成。泵的吸入口與熱介質循環通路的筒狀一端結合以保證熱介質不會洩漏,泵的噴出口與熱介質循環通路的筒狀另一端結合以保證熱介質不會洩漏。泵具有使熱介質在熱介質循環通路 中循環的功能,還作為甜甜圈形狀熱介質循環通路的一部分發揮功能。本實施方式中,熱介質於熱介質循環通路中之流動方向不會影響發明的作用。此外,因應熱介質的流動方向,同一部分既可為吸入口,也可為噴出口。
由設在熱介質循環通路外部的第一電極與第二電極向驅動流體移動裝置的電動機供電。其電源為電池,電池產生的電力經第一電極與第二電極供往泵及溫變元件。透過切換經第一電極與第二電極供往溫變元件之電流方向,調冷調熱衣服便作為調冷衣服或調熱衣服中之一者發揮功能。
「第二實施方式的概要」
本實施方式的能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置係包括:溫變元件,係能抵接於覆蓋粗血管的皮膚;熱介質循環通路,係與溫變元件的能抵接於皮膚之面的相反側的面熱結合;泵,係構成熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環;以及電池,係向泵及溫變元件供電。
在本實施方式的能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置中,熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,熱介質循環通路的筒狀空間內部呈密閉狀態,熱介質保持在該內部空間內並在該內部空間內循環,熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,該第一電極與第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自電池的電力送往溫變元件及泵。
第一實施方式與第二實施方式中,以下新技術特徵相同。(1)包括熱介質循環通路、泵以及電池。其中,熱介質循環通路與溫變元件的能抵接於皮膚之面的相反側的面熱結合,泵構成熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環,電池向泵及溫變元件供電。(2)熱介質循環通路係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,熱介質循環通路的筒狀空間內部呈密閉狀態,熱介質保持在該內部空間內並在該內部空間內循環,熱介質循環通路具有第一電極與第二電極,該第一電極與第二電極係由柔軟性導電材料形成,將來自電池的電力送往溫變元件及泵。
第二實施方式與第一實施方式在構成上的實質性差異係:第一實施方式中,第二實施方式的電子調冷調熱裝置固定在衣服上;在第二實施方式中,電子調冷調熱裝置能拆裝於衣服。第二實施方式的能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置的主要部分與第一實施方式的電子調冷調熱衣服的主要部分相同,因此省略第二實施方式的概要說明。
以下參照圖式詳細說明實施方式。
(第一實施方式的第一實施例)
圖1係示意性地顯示第一實施方式的電子調冷調熱衣服之圖。以下參照圖1說明第一實施方式的實施例。
圖1係示意性地顯示人體(圖1的虛線部)與電子調冷調熱衣服20(圖1的單點劃線)之間的關係。電子調 冷調熱衣服20係將用於調冷調熱的各種部件設在襯衫、毛衣、外套等衣服上而得到者。冬季外套、雨衣、打底衫、西裝、夾克、風衣、休閒西裝(Blazer coat)、工作服、制服等至少覆蓋人體上半身的衣服都可作為實施例的調熱調冷衣服發揮功能。
一種習知衣服類型係,前片包括帶扣眼的外側前片及帶鈕扣的裡側前片。該類型(第一類型)可實現兩種狀態:鈕扣不扣進扣眼,外側前片與裡側前片沒有固定起來;鈕扣扣進扣眼,外側前片與裡側前片固定起來。另一類型(第二類型)係可實現兩種狀態:前片在不拉上拉鍊的狀態下左右分開;前片在拉上拉鍊的狀態下左右合上。前述第一類型或第二類型的衣服中,將前片分為兩個部分穿著到人體上半身上,這係習知技術。穿著後為了使衣服貼合人體上半身而將前片的兩個部分固定起來並保持該狀態,這也係習知技術。
採用前述第一類型或第二類型的衣服作為圖1所示之電子調冷調熱衣服20之際,難以將熱介質循環通路34設在前片22上。其理由在於,針對前片22可分為兩個部分的第一類型、第二類型衣服而言,熱介質循環通路34形成為閉合通路的熱介質流路,因此該熱介質循環通路34難以被分成兩個部分。於是,採用第一類型或第二類型的衣服作為圖1所示之電子調冷調熱衣服20之際,要將熱介質循環通路34設在後片23上。
另一習知衣服類型(第三類型)係,穿著時從 頭上套下去,脫掉時按照與著衣時相反的順序脫掉。採用第三類型的衣服作為圖1所示之電子調冷調熱衣服20之際,可將熱介質循環通路34設在前片22及後片23中任一者上。而且,在第三類型衣服中,也可將熱介質循環通路34設在遍及前片、後片二者之區域。
另一習知衣服類型(第四類型)係競技運動衣,前片為不帶鈕扣及拉鍊的平面,後片帶拉鍊可穿脫。同樣透過開合後片來穿脫的衣服係女性在正式宴會上穿著的正裝亦即禮服,也係習知衣服。採用此等透過開合後片來穿脫的第四類型衣服作為電子調冷調熱衣服20之際,可將熱介質循環通路34設在前片22上。
本實施方式中,將溫變元件的一實施方式即帕爾帖熱電元件31設在衣服的領圍(也包括衣領、衿領)上,不過衣服的領圍有很多種。被稱作高領的領圍係沿頸部直立得較高,從衣身延伸出去,沒有翻折。被稱作高翻領的領圍係將領圍部分翻折來穿著。被稱作瓶口領(bottleneck)者係直立的領圍,比高領略低,僅包裹人體頸部的下部。
本實施方式中,高領、高翻領、瓶口領是適合安裝帕爾帖熱電元件31的地方。例如,如上文引用的專利文獻3(日本專利特開2013-248293號公報)的圖1所記載,係直接將帕爾帖熱電元件安裝到人體頸部。若直接將帕爾帖熱電元件安裝到人體頸部,則不僅有損時尚性,拆裝也很麻煩。與此情形相比,本實施方式具有以下優點:若將 抵接於熱介質循環通路34的帕爾帖熱電元件31設在本實施方式圖1所示的電子調冷調熱衣服20的高領、高翻領、瓶口領等領圍21上,則可最大限度地發揮帕爾帖熱電元件31的功能,且不會降低衣服本身的時尚性。此外,電子調冷調熱衣服20的穿脫方式與普通衣服相同,因此不會因穿著電子裝置而感覺不舒服。
上文引用的專利文獻2(日本專利特開2010-82427號公報)中,記載了直接將帕爾帖熱電元件安裝到人體上之做法,具體係「在頸部後側,有負責調節體溫的動靜脈吻合血管(AVA)的開關。對前述頸部的後部調冷調熱,可打開或關閉前述動靜脈吻合血管(AVA),提高血液循環所帶來的調冷調熱效果」。若將熱介質循環通路34上的帕爾帖熱電元件31設在本實施方式的電子調冷調熱衣服20的高領、高翻領、瓶口領等領圍21上,則可使帕爾帖熱電元件也抵接於「頸部後側」而實現專利文獻2所記載的效果。
本實施方式中,採用和服作為調冷調熱衣服20之際,一般而言,和服的前片左右分開,衿領上存在抵接於人體後頸部的部分。因此,帕爾帖熱電元件31最適合安裝在衿領的抵接於後頸部的部分上。
女性穿著和服時,不讓衿領碰到人體後頸部係一種習知穿著方法。於此情形,帕爾帖熱電元件31不適合安裝在和服衿領的對應後頸部的部分上,而適合安裝在衿領的與皮膚接觸的部分上。其中,該皮膚係離通過頸部 的粗血管盡可能近的皮膚。
如上所述,衣服與調冷調熱相關構成部一體化之調冷調熱衣服20能夠適用於範圍非常廣泛之習知衣服。本實施例並非如專利文獻2及專利文獻3所記載般,直接將帕爾帖熱電元件31安裝到人體上,而係將帕爾帖熱電元件31安裝到衣服上,使帕爾帖熱電元件31與衣服一起抵接於人體10,因此透過適當地設置與衣服連結的部件,並將帕爾帖熱電元件31安裝到該部件上,也可使帕爾帖熱電元件31抵接於人體10的期望部位。例如,在腋下部的皮膚附近有供體內循環的血液通過的血管經過,可使帕爾帖熱電元件31也抵接於腋下部,圖1中未圖示。
因為可在人體10與帕爾帖熱電元件31之間設置柔軟的熱傳導性墊並用衣服將其遮住,所以可消除對人體帶來的負擔(感覺不舒服,引發接觸性皮膚炎)。並且,因為可用衣服支撐並覆蓋人體10的較大範圍,所以與調冷調熱相關之部件的重量就不會集中到頸部,可分散到肩部及其他部位,從而可減輕重量負擔。而且,透過用衣服上的部件覆蓋調冷調熱的各相關部件或使調冷調熱的各相關部件自然地與衣服融為一體,而使這些部件變得不顯眼。藉此,身上穿著有異物這一事實,便不會如專利文獻1~專利文獻3的各圖所記載般顯眼,可消除著衣者的精神負擔,例如擔心會帶給別人奇特的印象、被他人注視等。
圖1係顯示將帕爾帖熱電元件31安裝在領圍或衣領(衿領)上之情形,於要將帕爾帖熱電元件31安裝在 腋下部之情形,可透過將帕爾帖熱電元件的位置設在衣服的腋下部來同樣地實施。
以下參照圖1說明供熱介質循環的熱介質循環通路34的功能。於電子調冷調熱衣服20作為電子調冷衣服發揮功能之情形,為使帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面吸熱,規定方向的電流在帕爾帖熱電元件31中流動。例如,透過使電池35的正極與第一電極32相連接,電池35的負極與第二電極33相連接,帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面便會吸熱。亦即,帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面作為吸熱面發揮功能。
熱介質循環通路34與帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面的相反側的面熱結合。亦即,熱介質循環通路34具有隔熱功能,保證在帕爾帖熱電元件31的供熱面產生的熱量不會傳向能抵接於皮膚之吸熱面。為提高隔熱效果,必須有效地使在帕爾帖熱電元件31的供熱面產生的熱量向熱介質循環通路34移動,而不向帕爾帖熱電元件31的吸熱面移動。因為熱量從高溫側向低溫側擴散,所以帕爾帖熱電元件31的供熱面(高溫側)與熱介質循環通路34上與其熱結合的部分(低溫側)之溫度差越大,就有越多熱量從帕爾帖熱電元件31的供熱面向熱介質循環通路34移動,前述帕爾帖熱電元件31將兩個面之間的熱量切斷的隔熱功能得到提高,吸熱面維持在較低的溫度,對皮膚乃至血管的吸熱效果也得到提高。
泵341的功能是迅速有效地使熱量從熱介質 循環通路34上與供熱面熱結合的部分移動出去。泵341係由使流體亦即熱介質移動的流體移動裝置341b及驅動流體移動裝置341b的電動機341a構成。圖1所示的泵341係採用風扇作為流體移動裝置341b,利用電動機341a驅動風扇旋轉,藉此使熱介質在熱介質循環通路34中朝向單方向循環流動。
泵341構成熱介質循環通路34的一部分。如圖1所示,泵341的一端(例如吸入口)插入筒狀熱介質循環通路34的一端並用黏著劑固定以防止流體洩漏。同樣,泵341的另一端(例如噴出口)插入筒狀熱介質循環通路34的另一端並用黏著劑固定以防止流體洩漏。
泵341的另一構成可以如下,未圖示。採用帶閥門的活塞替代風扇,利用電動機341a驅動活塞做往復運動,利用閥門的作用使熱介質在熱介質循環通路34中朝向單方向循環流動。
在帕爾帖熱電元件31的供熱面產生的熱量使熱介質溫度上升,溫度上升後的熱介質利用泵的作用在熱介質循環通路34中循環的過程中散熱,熱介質再次到達與帕爾帖熱電元件31的供熱面熱結合的部分時溫度已經降到較低。因此,在帕爾帖熱電元件31的供熱面產生的熱量再次使熱介質溫度上升這一動作可重複進行。如此,隔熱功能得到提高,吸熱面維持在較低的溫度,對皮膚的吸熱效果得到提高。在此,熱介質循環通路34係由柔軟性熱傳導材料形成且呈筒狀,因此熱量在熱介質循環通路34中的熱 介質與熱介質循環通路34外部的空間(身體所在的環境)之間移動,熱介質循環通路34也作為熱交換器(散熱器)發揮功能。
又,熱介質循環通路34的厚度係與傳向外部空間的熱量有關。例如,於熱介質循環通路34的熱傳導度較小之情形,若熱量移動方向的距離較短(熱介質循環通路34的厚度較薄),則也會有較多的熱量在熱介質與外部空間之間移動。另一方面,於熱介質循環通路34的熱傳導度較大之情形,若熱介質循環通路34的厚度較厚,則熱介質的熱量也會向熱介質循環通路34中的較大範圍擴散,也會有較多的熱量在熱介質循環通路34與外部空間之間移動。因此,可因應形成熱介質循環通路34之材料的熱傳導度與材料強度,適當地設定熱介質循環通路34的厚度(筒狀部件的斷面厚度)。
本實施例中,熱介質係採用容易處理的流體亦即水。在寒冷地區,為防止熱介質凍結,會採用冷卻液替代水。圖1中,在熱介質循環通路34中流動的熱介質的循環方向既可為向右循環,也可為向左循環。亦即,即使變更電池35相對第一電極及第二電極的極性,在熱介質循環通路34中流動的熱介質所發揮的效果也沒有差異。透過變更電池35相對第一電極及第二電極的極性,泵341的吸入口與噴出口就會互換。
熱介質循環通路34的筒狀外表面具有第一電極32與第二電極33,第一電極32與第二電極33都具有導電 性,將來自電池35的電力送往溫變元件(帕爾帖熱電元件)31及泵341的電動機341a。
第一電極32、第二電極33的實施例如下。第一電極32、第二電極33係在由柔軟性絕緣材料形成的熱介質循環通路34的筒狀外表面上貼合具有柔軟性的兩張互相絕緣的導電性薄箔(銅箔、鋁箔等)而形成。實施例中,在由聚矽氧橡膠形成的熱介質循環通路34外表面上,係用黏著劑將厚10μm(微米)~100μm之銅箔貼合到熱介質循環通路34上來形成第一電極32、第二電極33(參照圖9(a))。
不同於一般的空調裝置,本實施例的調冷調熱衣服20不經由空氣而係直接對身體調冷調熱,因此調冷調熱效率極高。向帕爾帖熱電元件31及電動機341a輸送的電力合計為:調冷時20W(瓦)左右,調熱時10W左右。實施例中,電池35的電壓為12V(伏),因此在第一電極32、第二電極33中流動的電流均為:調冷時1.7A(安)左右,調熱時0.85A左右。
使電子調冷調熱衣服20作為電子調熱衣服發揮功能時,透過將電池35的負極與第一電極32連接,將電池35的正極與第電極33連接,帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面便會供熱。亦即,帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面作為供熱面發揮功能。使用圖1中未圖示之極性切換開關即很容易切換電池35的極性,因此電子調冷調熱衣服20可兼作電子調熱衣服及電子調冷衣服使用。在此,透過用切換開關切換極性,在熱介質循環通路34中流 動的熱介質的循環方向會反過來,不過如上所述,熱介質的循環方向不會影響調熱效果。
熱介質循環通路34與外部環境之間的熱交換較佳為利用衣服外表面進行。因此,可以採用以下做法:僅將帕爾帖熱電元件31安裝在衣服的內面側,並設置使衣服的內面側與外面側連通之孔部,將熱介質循環通路34的大多部分及電池35、泵341等設在衣服外部(參照圖7)。不過,將熱介質循環通路34設在衣服內部也可實現解決技術問題之目的(參照圖6)。其理由在於,將帕爾帖熱電元件31配置到與大腦連結的粗血管附近係為了將深部體溫保持在適當的溫度上,以便維持生命活動,將深部體溫保持在適當的溫度之結果,人也會感到舒適。因此,深部體溫會優先得到適當的管理,由於熱介質循環通路34的存在,即使人體皮膚的表層部溫度略微上升或下降也不會帶來很大影響。
如上所述,於電子調冷調熱衣服20作為電子調熱衣服發揮功能之情形,帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面作為供熱面發揮功能。另一方面,帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面的相反側的面為吸熱面。為了對帕爾帖熱電元件的吸熱面與供熱面隔熱而提高調熱效率,帕爾帖熱電元件的吸熱面與熱介質循環通路34熱結合。
因為帕爾帖熱電元件的吸熱面與熱介質循環通路34熱結合,所以熱介質的熱量會向帕爾帖熱電元件的吸熱面移動。亦即,熱介質循環通路34具有隔熱功能,保 證帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之發熱面產生的熱量不會向帕爾帖熱電元件31的吸熱面移動。如此,熱量從帕爾帖熱電元件的發熱面向帕爾帖熱電元件的吸熱面的移動受到阻礙,帕爾帖熱電元件的發熱面維持在較高的溫度,對皮膚乃至血管的吸熱效果得到提高。
(第一實施方式的第二實施例)
圖2係示意性地顯示第二實施例的電子調冷調熱衣服201之圖。圖3係顯示設在電子調冷調熱衣服201上的電子部件的相互關係之方塊圖。以下參照圖2及圖3說明第二實施例。
第二實施例的電子調冷調熱衣服201係在第一實施例的電子調冷調熱衣服20上追加各種構成部而具有更高的性能。用同一符號顯示電子調冷調熱衣服201的構成部中與電子調冷調熱衣服20的構成部發揮相同作用及效果者,並省略說明。
電子調冷調熱衣服201係包括獨立電極亦即第一電極431、第三電極433以及第五電極435。第一電極431、第三電極433以及第五電極435係將第一實施例的第一電極32一分為三而得到者。電子調冷調熱衣服201係包括獨立電極亦即第二電極432、第四電極434以及第六電極436。第二電極432、第四電極434以及第六電極436係將第一實施例的第二電極33一分為三而得到者。
電子調冷調熱衣服201還包括電子調冷調熱 衣服20所沒有的溫變元件控制部41及電動機控制電路42。溫變元件控制部41設在電池35與溫變元件(帕爾帖熱電元件)31之間。電動機控制電路42設在電池35與泵341的電動機341a之間。
電子調冷調熱衣服201還包括電子調冷調熱衣服20所沒有的各種感測器亦即體溫感測器511、脈波感測器512以及發汗感測器513。體溫感測器511係被稱作體溫計之習知感測器,用於檢測人體皮膚表面溫度亦即體溫Tb。脈波感測器512係用於檢測血液流動的血管的脈波Wb之習知感測器。發汗感測器513係用於檢測皮膚出汗量Ap之習知感測器。體溫Tb、脈波Wb、汗量Ap等被總稱為生命徵象(Vital signs)。又,各感測器利用內置之超小型電池(例如耳道型助聽器用之超小型鈕扣電池)自主工作,並可用魔鬼氈、紗線、收納袋或迴紋針固定在電子調冷調熱衣服201的期望位置。
生命徵象係医學医療術語,「vital」意為「活著」,「sign」意為「徵象」。亦即,生命徵象意為顯示人類活著之狀態的徵象。被稱為生命徵象的例如有以下各者。*有心跳。*血壓保持在一定值以上。*有呼吸。*維持著體溫。*有排尿及排便。*會依照意識狀態做出反應。*腦波呈現特定的波形。至於生命徵象採用何者,可因應欲解決之技術問題適當選擇。
又,脈波Wb可用習知心電圖檢查裝置檢測。呼吸可用習知空氣動壓感測器檢測。關於排尿及排 便,若檢測係在排尿及排便之後,則可用習知濕度檢測器檢測尿墊之濕度。關於是否依照意識狀態做出應答,可用由習知揚聲器及麥克風構成之應答系統在一定程度上做出檢測。腦波的波形可用包括腦波感測器的習知腦波儀檢測。因此,生命徵象之選擇方式及生命徵象之檢測方法不限於前述者,檢測手段不限於前述檢測方法。
本實施方式中,欲解決之技術問題係如何在對身體十分嚴苛的外部環境下,將深部體溫控制在適當的溫度上。更具體而言,如何維持舒適的健康狀態;如何預防對老年人來講特別危險的低體溫症及中暑這些症狀。基於此等欲解決之技術問題及發明人至今的研究成果,在第二實施例中為檢測生命徵象,採用前述體溫感測器511、脈波感測器512、發汗感測器513這三種感測器,並採用作為外部環境感測器檢測外部氣溫的外部氣溫計54、用於控制調冷調熱的熱介質溫度計55。如何使用這五種感測器控制帕爾帖熱電元件31及控制整個系統會後述。
第一實施例所沒有的第二實施例的構成部係溫變元件控制部41及電動機控制電路42,以下參照圖3說明它們的作用。
溫變元件控制部41具有控制溫變元件亦即帕爾帖熱電元件31之功能。溫變元件控制部41具有運算器411、帕爾帖熱電元件功率控制器412以及收發訊號IF(收發訊號介面)413。運算器411按照預先設定的處理步驟處理及運算來自感測器的資訊,並向帕爾帖熱電元件功率控 制器412輸出運算結果亦即帕爾帖熱電元件控制訊號Sp。帕爾帖熱電元件功率控制器412係驅動帕爾帖熱電元件31的功率放大器。
首先,說明溫變元件控制部41的帕爾帖熱電元件功率控制器412。其次,說明驅動泵341的電動機341a的電動機控制電路42,電動機控制電路42同樣為功率放大器。再者,說明溫變元件控制部41的運算器411。
溫變元件控制部41不僅如第一實施方式般僅用開關切換帕爾帖熱電元件的電流方向,還因應帕爾帖熱電元件控制訊號Sp控制在帕爾帖熱電元件中流動的電流大小。其中,帕爾帖熱電元件控制訊號Sp係基於來自前述四種感測器的資訊決定。因此,帕爾帖熱電元件功率控制器412係由功率元件(MOSFET等)構成。帕爾帖熱電元件功率控制器412係降壓型DC-DC轉換器,為了使功率損耗最小化及實現小型化,由習知全橋式PWM(脈寬調變:Pulse Width Modulation)電路構成且產生正負兩種極性的類比電壓。又,降壓型DC-DC轉換器的輸出側連接有由LC(電感器及電容器)構成的低通濾波器,從而將PWM訊號轉換為類比訊號。第二實施例中的功率控制電路全部採用PWM方式,因此不僅省電及實現小型化,還可實現薄型化,從而不會太突出而破壞衣服外面及內面的美觀,可將穿著時的不舒服感降至最低。
電池35的正極與第一電極431相連接,電池35的負極與第二電極432相連接,第一電極431、第二電極 432係連接於帕爾帖熱電元件功率控制器412的降壓型DC-DC轉換器的輸入側。帕爾帖熱電元件功率控制器412的輸出側亦即降壓型DC-DC轉換器的低通濾波器的輸出側係與第三電極433、第四電極434相連接,並驅動與第三電極433、第四電極434相連接之帕爾帖熱電元件31。
以下說明電動機控制電路42。於電動機341a係感應電動機等交流(AC)電動機之情形,電動機控制電路42的電動機功率控制器421係由習知全橋式PWM(Pulse Width Modulation)電路構成的直流交流轉換器。於電動機341a係由三相交流驅動的同步電動機之情形,將從電動機控制電路42輸出的三個電極(圖2中未圖示)連接同步電動機來驅動。
於電動機341a係直流(DC)電動機之情形,電動機功率控制器421係由習知全橋式PWM電路或半橋式PWM電路構成之降壓型DC-DC轉換器或升降壓型DC-DC轉換器。DC-DC轉換器的輸出側係與第五電極435、第六電極436相連接,並驅動與第五電極435、第六電極436相連接之電動機341a。第二實施例中,由直流(DC)驅動的電動機341a的旋轉方向不需要切換,因此不需要切換從降壓型DC-DC轉換器或升壓型DC-DC轉換器輸出的電動機驅動電壓的極性。電動機341a可為由直流交流轉換器驅動的交流(AC)電動機。
電動機控制電路42包括收發訊號IF422且收發訊號IF422用於接收從溫變元件控制部41無線發出的電 動機控制訊號Sd,因此電動機控制電路42可接收在溫變元件控制部41中經過處理及運算的電動機控制訊號Sd。又,也可以透過在電動機控制電路42中處理及運算來自各感測器的資訊來生成電動機控制訊號Sd,採用前述構成係為了使溫變元件控制部41作為電子調冷調熱衣服201的所有電子設備的主要控制部而實現整體動作的匹配。
以下說明溫變元件控制部41的運算器411。由收發訊號IF413接收並檢測從各感測器向運算器411以無線發出的資訊。收發訊號IF413具有發送用於控制電動機控制電路42的電動機控制訊號Sd之功能,還具有連接網路之功能。
因為以無線方式收發感測資訊,所以各感測器的配置位置沒有限定,可選擇最適合收集期望之資訊的地方。例如,脈波感測器512可以配置在頸部的粗血管附近、心臟附近、腕錶的錶帶與皮膚之間等。發汗感測器513可以配置在頸部附近、皮膚容易出汗的部位附近等。體溫感測器511可以貼著頸部附近、腋下的內側周邊配置。外部氣溫計54可以配置在電子調冷調熱衣服201上面向外部環境的部位且遠離熱介質循環通路34的位置。熱介質溫度計55較佳為配置在熱介質循環通路34附近。
運算器411的主要構成部為MPU(微處理器:Micro Processing Unit),並以MPU為中心構成。在運算器411中,透過運算處理來自五種感測器的資訊來生成帕爾帖熱電元件控制訊號Sp。帕爾帖熱電元件控制訊號Sp係輸 入帕爾帖熱電元件功率控制器412。並且,運算器411中,透過運算處理來自五種感測器的資訊來生成電動機控制訊號Sd。如上所述,電動機控制訊號Sd係輸入電動機功率控制器421。例如,於帕爾帖熱電元件控制訊號Sp較大之情形,帕爾帖熱電元件31與熱介質之間的熱量的移動量較多。於此情形,若不加快熱介質的移動速度來使每單位時間內的熱量移動量增多,帕爾帖熱電元件31的效率就會下降。在此,於帕爾帖熱電元件控制訊號Sp較大之情形,若使電動機控制訊號Sd也變大來提高電動機341a的轉速,便可防止帕爾帖熱電元件31的效率下降。相反,於帕爾帖熱電元件控制訊號Sp較小之情形,若使電動機控制訊號Sd也變小來降低電動機341a的轉速,便可抑制電池35過度放電。
第二實施例中,緊貼熱介質循環通路34外表面設有熱介質溫度計55。於熱介質循環通路34與熱介質溫度計55之間的熱傳導度較大之情形,由熱介質溫度計55檢測出的熱介質溫度Tn及在熱介質溫度計55正下方流動的熱傳導介質的溫度之差較小,熱介質溫度Tn的檢測精度較高。於是,可將熱介質溫度Tn視為在熱介質溫度計55正下方流動的熱傳導介質的溫度。熱介質溫度Tn與外部氣溫To的差之絶對值越小,越有利於熱介質發揮良好的功能,熱介質溫度Tn與外部氣溫To的差之絶對值越大,越不利於熱介質發揮良好的功能。因此,若因應熱介質溫度Tn與外部氣溫To的差之絕對值變更電動機控制訊號Sd的大小,便可 有效地控制電動機341a的轉速。亦即,於熱介質溫度Tn與外部氣溫To的差之絶對值較大之情形,提高電動機341a的轉速來加快熱介質的流速而使熱介質溫度Tn與外部氣溫To的差之絶對值減小,從而使熱介質的熱量移動量增多。於相反之情形,可降低電動機341a的轉速來防止過度消耗電力。
以下說明由溫變元件控制部41的運算器411進行的處理及運算。
例如,運算器411所進行最簡單處理及運算係:當外部氣溫計54檢測出的環境溫度高於規定溫度時,輸出一定值之帕爾帖熱電元件控制訊號Sp,以使帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面為吸熱面;當外部氣溫計54檢測出的環境溫度低於規定溫度時,輸出一定值之帕爾帖熱電元件控制訊號Sp,以使帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面為發熱面。該方法之變形例可以為:因應外部氣溫計54檢測出的環境溫度與規定溫度之差,輸出絕對值不同之帕爾帖熱電元件控制訊號Sp。此等控制方法係完全不考慮帕爾帖熱電元件31對人體的效果之前饋控制,對人體的調冷調熱效果有很大的個體差異。
可改善前饋控制之缺點的控制例如還有回饋控制,係使體溫感測器511檢測出的體溫Tb達到規定值。專利文獻3(日本專利特開2013-248293號公報)記載以下內容:以體溫Tb為規定值之人工性回饋控制系統會與人體固有的用於發揮恆定性功能之生物回饋控制系統互相衝突而 導致無法正常調節體溫,亦即,僅使用一種生命徵象亦即透過身體表面的皮膚檢測出的體溫Tb來進行控制是不夠的。
於是,第二實施例的電子調冷調熱衣服201採用專利文獻3所記載以下使用帕爾帖熱電元件31來調節體溫的體溫調節方法。
運算器411根據時間序列資訊亦即脈波Wb求出每隔規定時間的心率,進行習知FFT運算(快速傅立葉變換運算)求出心率的頻率分量。透過頻寬高於0.2Hz之分量的積分檢測與副交感神經的活動相關的值HF,透過頻寬0.04~0.2Hz之分量的積分檢測與交感神經的活動相關的值LF,透過頻寬小於0.04之分量的積分檢測與體溫調節所關係之交感神經的活動相關的值VLF。運算器411決定帕爾帖熱電元件控制訊號Sp的極性,因應值VLF或汗量Ap決定帕爾帖熱電元件控制訊號Sp之絕對值,以保證:若外部氣溫To高於預先設定的規定值,則帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面為吸熱面;若外部氣溫To低於預先設定的規定值,則帕爾帖熱電元件31的能抵接於皮膚之面為發熱面。
圖4係第一實施方式的第一實施例、第二實施例中電極變形例。如圖4所示,可以增大設於熱介質循環通路34外表面的熱傳導性電極的表面積,使其作為吸熱鰭片或散熱鰭片(以下稱作吸熱散熱鰭片)發揮功能,從而進一步提高散熱效果。圖4(a1)係電極之俯視圖,圖4(a2) 係電極之剖視圖。在電極表面形成有圓錐狀突起,增大與外部空氣接觸的表面積。為了減小接觸電阻,在電極上與電子部件(圖4中虛線所示)相連接的部分未形成圓錐狀突起。圖4(b1)、圖4(b2)係另一電極之例。圖4(b1)係電極之俯視圖,圖4(b2)係電極之剖視圖。在電極表面形成有線狀突起,增大與外部空氣接觸的面之表面積。為了減小接觸電阻,在電極上連接電子部件的部分未形成線狀突起。
圖5係顯示第一實施方式的第一實施例、第二實施例之泵變形例之圖。如圖5所示,可採用扁平狀泵342,泵342係沿平行於衣服布料之平面方向呈扁平狀。圖5(a)係俯視圖,圖5(b)係側視圖。泵342係由扁平狀電動機342a及扁平狀流體移動裝置342b構成,電動機342a係沿布料之平面方向呈扁平狀,流體移動裝置342b係沿布料之平面方向呈扁平狀。扁平狀電動機342a可構成為習知無刷同步電動機,係具有扁平狀磁鐵及與其相對的扁平狀繞組。扁平狀流體移動裝置342b可由碗狀槳葉(propeller)形成。圖5(a)中,若碗狀槳葉沿箭頭所示的方向旋轉,則熱介質從吸入口向噴出口移動。透過採用扁平狀泵342且泵342係沿平行於衣服布料的平面方向呈扁平狀,不會使著衣者感覺不舒服,衣服上不會產生不自然的凹凸,視覺上不會帶給別人奇特的印象。
圖6係第一實施方式的第二實施例的電子調冷調熱衣服201之縱向剖視圖。包括熱介質循環通路34的所有電子部件都設在電子調冷調熱衣服201內部。因此, 會有熱量在熱介質循環通路34與電子調冷調熱衣服201內部移動,從而影響電子調冷調熱衣服201內部的溫度。然而,如上所述,可利用帕爾帖熱電元件31將深部體溫管理在適當的溫度,考慮到這一優點,內部溫度大致均勻地略微上升或下降屬於可容許之範圍。
圖7係第一實施方式的第二實施例的電子調冷調熱衣服202之另一縱向剖視圖。帕爾帖熱電元件31、帕爾帖熱電元件31正下方的熱介質循環通路34、第三電極433以及第四電極434的一部分設在電子調冷調熱衣服202內部。其他構成部都配置在電子調冷調熱衣服202外部。因此,幾乎沒有熱量在熱介質循環通路34與電子調冷調熱衣服202內部之間移動。大部分熱量在熱介質循環通路34與外部環境之間移動。在電子調冷調熱衣服202上設置有開口部,該開口部用於將熱介質循環通路34分配到電子調冷調熱衣服202的內部及外部。
也可並非如圖4所示般使電極兼用作鰭片,而係在熱介質循環通路34上設置僅以散熱、吸熱為目的之習知專用鰭片,未圖示。若要設置散熱鰭片,較佳為設在前片或後片的下部。
(第二實施方式的實施例)
圖8係顯示第二實施方式的實施例的電子調冷調熱裝置30的一例之圖。在圖8中,沒有圖2的衣服中單點劃線所示的部分,但各構成部的構成及作用與第二實施例相同, 因此用同一符號顯示並省略說明。在電子調冷調熱裝置30的熱介質循環通路34的與衣服相對的面(圖2的紙張背面側)上,設有魔鬼氈的鉤面。因此,可容易地固定到設有魔鬼氈的鉤面的衣服內側的表面上。亦即,於採用圖6所示的固定方法之情形,只要衣服內側(身體側)的表面具有環面,電子調冷調熱裝置30便可固定到一般市場上銷售的任何衣服上。電子調冷調熱裝置30相對於衣服的拆裝也可以利用習知摁扣(凹凸合成一對的鈕扣,也稱作SNAP)實現。
只要持有一個電子調冷調熱裝置30,便可將普通衣服變為電子調冷調熱衣服。將衣服變為電子調冷調熱衣服後,也可簡單地拆卸(取下)電子調冷調熱裝置30,恢復到通常的衣服以供穿著。從衣服上拆卸(取下)的電子調冷調熱裝置30又可安裝到其他衣服上使用。又,各種生命徵象感測器等感測器類可以適當地設在電子調冷調熱裝置30上或設在衣服上並抵接於身體各處。
(其他實施例1)
近年來,電子技術有著驚人的進步,構成電子調熱調冷裝置的各構成部的高性能化、高效率化、省電化、小型化、降低成本等的進步速度因構成部不同而各有差異。因此,需要有一種技術,並非採用更換整個電子調熱調冷裝置的做法,而係透過更換其一部分構成部來實現版本升級。亦即,本發明欲解決的第三技術問題係提供一種技 術,使電子調冷調熱衣服的一部分構成部或能拆裝於衣服之電子調冷調熱裝置的一部分構成部可更換。
上述欲解決的第三技術問題可透過以下手段解決。在第一實施方式、第二實施方式中,係感測器的一部分直接安裝到衣服上,此外的部件固定在熱介質循環通路34上。固定在熱介質循環通路34上的部件為溫變元件(帕爾帖熱電元件)31、溫變元件控制部41、電池35、電動機控制電路42、電動機341a、電動機342a、流體移動裝置341b以及流體移動裝置342b。直接固定在熱介質循環通路34上的部件為流體移動裝置341b及流體移動裝置342b,其他部件固定在個數為兩個或兩個以上之電極上。又,熱介質溫度計55配置在熱介質循環通路34附近,但並未固定在電極上,利用內置電池工作,以無線方式收發資訊,因此容易更換熱介質溫度計55。
流體移動裝置341b、流體移動裝置342b可透過與以下相同的習知方法更換:於一般機構部件發生故障之情形,更換壓接到本體上的部件,該部件係不使用黏著劑而透過壓合或螺紋固定來壓接。亦即,流體移動裝置341b、流體移動裝置342b係藉由壓接插入熱介質循環通路34的本體以防止熱介質洩漏,可從本體上拔下流體移動裝置341b、流體移動裝置342b,並更換為新的流體移動裝置。
固定於電極的電子部件的習知更換方法係沿螺紋旋開來更換。然而,需要具有柔軟性的第一電極431 至第六電極436均為薄箔而無法採用該方法。因此,透過習知技術中沒有的以下方法來更換。
固定於電極之部件中,溫變元件(帕爾帖熱電元件)31固定在第三電極433及第四電極434上。溫變元件控制部41固定在第一電極431、第二電極432、第三電極433以及第四電極434上。電池35固定在第一電極431及第二電極432上。電動機控制電路42固定在第一電極431、第二電極432、第五電極435以及第六電極436上。電動機341a、電動機342a固定在第五電極435及第六電極436上。
首先,前提是前述各電子部件的輸入輸出端子的位置要在預先設定的範圍內。亦即,更大的前提是各端子要配置在應連接的電極上。若滿足此等前提,便可透過以下方法簡單地更換電子部件。
將第一電極431至第六電極436上供設置電子部件的那一側表面設為前述魔鬼氈的環面。之所以設為環面,係為了防止第一電極431至第六電極436過度地黏附衣服或廢物。為了作為電極發揮功能,該環面具有導電性。
另一方面,將部件側的輸入輸出端子設為鉤面。為了作為電極發揮功能,該鉤面具有導電性。亦即,溫變元件(帕爾帖熱電元件)31、溫變元件控制部41、電池35、電動機控制電路42、電動機341a、電動機342a的輸入輸出端子係具有導電性之鉤面。
如上所述,以略強的力按壓各電極與各電子部件,即可將各電極與各電子元部件固定起來。之後,靠 一般大小的力便無法使二者分離。在要使各電極與各電子部件分離之際,以略強的力將各電極與各電子部件分開,即可使二者分離。
還有一種方法,係用衣服及電子部件按壓具有電極的熱介質循環通路34。此時,保證按壓的部分為熱介質循環通路34的一部分且不會大幅度地妨礙熱介質流動。具體而言,用具有鉤面的綁帶將溫變元件(帕爾帖熱電元件)31、溫變元件控制部41、電池35、電動機控制電路42、電動機341a、電動機342a各自的部件側輸入輸出端子及熱介質循環通路34的電極緊綁到具有環面的衣服上。該方法之優點在於,電子部件的端子不必呈特殊形狀。
(其他實施例2)
圖10係設在熱介質循環通路外表面上的電極的變形例。圖10所示的電極具有吸熱散熱鰭片之功能,且作為魔鬼氈發揮功能。圖10(a)係顯示設在熱介質循環通路34外表面上之第一電極4311、第二電極4321、第三電極4331、第四電極4341、第五電極4351、第六電極4361各自之俯視圖。圖10(a)中虛線所示的四邊形係分別顯示溫變元件(帕爾帖熱電元件)31的配置位置、溫變元件控制部41的配置位置、電池35的配置位置、及電動機341a的配置位置。
第一電極4311、第二電極4321的一部分之剖視圖係顯示於圖10(d)、圖10(e)、圖10(f)。第三電極4331、第四電極4341之剖視圖係顯示於圖10(b1)、圖 10(b2)、圖10(c)。第五電極4351、第六電極4361之剖視圖係顯示於圖10(g)、圖10(h)。
如圖10(a)所示,第一電極4311至第六電極4361各自的吸熱散熱鰭片的平面形狀為直線狀。如圖10(b1)至圖10(h)所示,第一電極4311至第六電極4361各自的吸熱散熱鰭片的斷面形狀為朝向熱介質循環通路34一側之方向逐漸變窄且靠各電子部件一側較寬。各吸熱散熱鰭片沿與呈直線狀延伸之方向正交的方向具有彈簧力而可彎曲。亦即,各電極具有鰭片,鰭片在各電極表面呈直線狀平行排列,鰭片的斷面形狀朝向熱介質循環通路一側逐漸變窄,鰭片沿與直線狀平行排列之方向正交的方向具有彈簧力。
如圖10(b2)所示,在帕爾帖熱電元件31已拆卸之拆卸狀態下,帕爾帖熱電元件31的第一端子、第二端子未與第三電極4331、第四電極4341連接。溫變元件控制部41、電池35、電動機控制電路42、電動機341a的拆卸狀態與圖10(b2)相同,未圖示。
第一端子、第二端子係向帕爾帖熱電元件31供電的端子。圖10(c)所示的第三端子、第四端子係溫變元件控制部41的輸出側端子。圖10(d)所示的第五端子、第六端子係溫變元件控制部41的輸入側端子。圖10(e)所示的第七端子、第八端子分別係電池35的正極端子、負極端子。圖10(f)所示的第九端子、第十端子係電動機控制電路42的輸入側端子。圖10(g)所示的第十一端子、第十二端 子係電動機控制電路42的輸出側端子。圖10(h)所示的第十三端子、第十四端子係電動機341a的端子。
如圖10(b1)、圖10(c)至圖10(h)所示,各電子部件的端子亦即第一端子至第十四端子分別插入相鄰的吸熱散熱鰭片之間,利用彈簧力壓接嵌合到第一電極4311至第六電極4361中一者上而實現電導通。此等壓接嵌合狀態係各電子部件已安裝上之安裝狀態。
圖10(c)、圖10(d)係顯示已裝上溫變元件控制部41的安裝狀態之圖。圖10(e)係顯示已裝上電池35的安裝狀態之圖。圖10(f)、圖10(g)係顯示已裝上電動機控制電路42的安裝狀態之圖。圖10(h)係顯示已裝上電動機341a的安裝狀態之圖。
與具有環面與鉤面之前述魔鬼氈同樣,透過使用此等吸熱散熱鰭片及與其嵌合的端子,各電子部件能夠拆裝於太薄而不適合使用螺釘與螺母的電極。當要將各電子部件安裝到電極上時便按壓二者,當要從電極上拆卸(取下)各電子部件時便拉開二者。
(其他實施例3)
第一實施方式、第二實施方式中,參照圖式說明了利用帕爾帖熱電元件調冷調熱的部位係在通過頸部的粗血管附近之情形。然而,如上所述,為了將深部體溫維持在適當的溫度,對人體調冷調熱的部位不限於頸部。血液為了保證大腦及心臟等重要器官的工作而在體內循環,供血液 流動的血管通過皮膚附近的部位不僅存在於頸部,也存在於腋下部。因此,透過對腋下部調冷調熱來替代對頸部調冷調熱,也可得到與對頸部調冷調熱之情形相同的效果。而且,透過對頸部及腋下部同時調冷調熱,也可得到相同的效果。於衣服為內衣之情形,透過將帕爾帖熱電元件固定到內衣的抵接於人體腋下之部分上,可對腋下部調冷調熱。
(其他實施例4)
預先製備一開始就設有電極且帕爾帖熱電元件可安裝在該熱介質循環通路的對應頸部、衣領(衿領)、腋下部的所有部分上的熱介質循環通路,然後僅設在期望部位(例如僅頸部)設置帕爾帖熱電元件,這樣做也可以。電極及熱介質循環通路係由柔軟性材料形成,因此若熱介質循環通路較長,便可使電極及熱介質循環通路以鬆馳的狀態安裝到內衣或外套等各種不同尺寸的衣服上。此外,著衣者的身高、胖瘦程度的偏差等也可透過鬆弛量調節。
(其他實施例5)
如圖3所示,可以讓溫變元件控制部41經由網路與伺服器70、簽約醫療機構80、簽約保安公司90交換資訊。例如,伺服器70向著衣者提供由溫變元件控制部41的運算器411執行的最新程式、新聞等一般資訊。例如,簽約醫療機構80收取著衣者的生命徵象而進行健康管理,一旦簽約 醫療機構80的伺服器的AI(人工智慧:artificial intelligence)或簽約醫療機構80所屬醫師判斷著衣者的生命徵象出現問題,簽約醫療機構80會與著衣者取得聯繫並給出適當的指示。例如,簽約保安公司90利用溫變元件控制部41內部的GPS(全球衛星定位系統:Global Positioning System)掌握著衣者的位置以達到防止老人徘徊之目的,有異常狀況發生時奔赴現場,向著衣者提供海嘯警報等地域資訊。
經由網路與此等伺服器及外部機構交換資訊之手段既可以係著衣者所擁有的智慧型手機,也可以係設在溫變元件控制部41上之顯示器、揚聲器、耳機、麥克風等,圖3未圖示。又,溫變元件控制部41與外部經由網路進行的通訊中斷時(著衣者因災害而被隔離在電波無法到達之處時等),溫變元件控制部41會檢測到網路斷開之情形。溫變元件控制部41按照儲存在運算器411的內部記憶體中之處理命令,使電子調冷調熱裝置30、電子調冷調熱衣服202不依賴於外部的資訊支援而作為獨立工作的單機設備發揮功能,從而在發生災害時等惡劣環境下也發揮維持生命活動之功能。
不僅可實施上述實施方式,也可實施將本說明書、圖式所記載之實施方式、實施例的全部構成或部分構成任意組合而得到的新實施方式、實施例。
10‧‧‧人體
20‧‧‧電子調冷調熱衣服(襯衫、毛衣、外套等)
21‧‧‧領圍
22‧‧‧前片(紙張之表面側)
23‧‧‧後片(紙張之背面側)
31‧‧‧溫變元件(帕爾帖熱電元件)
32‧‧‧第一電極
33‧‧‧第二電極
34‧‧‧熱介質循環通路
35‧‧‧電池
341‧‧‧泵
341a‧‧‧電動機
341b‧‧‧流體移動裝置

Claims (2)

  1. 一種電子調冷調熱裝置,係包括:溫變元件,係能抵接於覆蓋粗血管的皮膚,熱介質循環通路,係與前述溫變元件的能抵接於前述皮膚之面的相反側的面熱結合,泵,係構成前述熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環,以及電池,係向前述泵及前述溫變元件供電;前述熱介質循環通路,係形成為具有筒狀的柔軟性熱傳導材料,並且具有由柔軟性導電材料形成的柔軟性導電部及由柔軟性非導電材料形成的柔軟性非導電部,並具有:第一電極與第二電極,係將於前述筒狀的空間內部循環的熱介質密閉保持並且將來自前述電池的電力送往前述溫變元件及前述泵,前述第一電極係第一柔軟性導電部,前述第二電極係第二柔軟性導電部,前述第一柔軟性導電部的一端與前述第二柔軟性導電部的一端之間連結有第一柔軟性非導電部,前述第一柔軟性導電部的另一端與前述第二柔軟性導電部的另一端之間連結有第二柔軟性非導電部。
  2. 一種電子調冷調熱衣服,係包括:設有溫變元件之領圍、衣領(衿領)或腋下部,以及 設有熱介質循環通路、泵以及電池之前片或後片,前述溫變元件能抵接於皮膚,前述皮膚覆蓋通過頸部或腋下部之粗血管,前述熱介質循環通路與前述溫變元件的能抵接於前述皮膚之面的相反側的面熱結合,前述泵構成前述熱介質循環通路的一部分並使熱介質循環,前述電池向前述泵及前述溫變元件供電,前述熱介質循環通路,係形成為具有筒狀的柔軟性熱傳導材料,且具有由柔軟性導電材料形成的柔軟性導電部及由柔軟性非導電材料形成的柔軟性非導電部,並具有:第一電極與第二電極,係將於前述筒狀的空間內部循環的熱介質密閉保持並且將來自前述電池的電力送往前述溫變元件及前述泵,前述第一電極係第一柔軟性導電部,前述第二電極係第二柔軟性導電部,前述第一柔軟性導電部的一端與前述第二柔軟性導電部的一端之間連結有第一柔軟性非導電部,前述第一柔軟性導電部的另一端與前述第二柔軟性導電部的另一端之間連結有第二柔軟性非導電部。
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