TWI795190B - 可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，包含一主機以及一能夠貼附固定於人體患部表面的可撓性敷帶，該主機包含一盛裝冷水的容器、一致冷晶片、一溫度傳導架及一抽水泵，該敷帶的基材內設有一供冷水流通的水路，外表面則鋪設有一與水路錯位的加熱膜片，以及一位於水路及加熱膜片外部的導溫層。該主機能將容器內經降溫的冷水，泵送至敷帶內的水路循環流通而進行冷敷，亦能夠快速將敷帶內的冷水排空後，令加熱膜片發熱進行熱敷，無需將冷水加熱即可高效冷熱轉換，並能依使用需求快速替換可撓性敷帶，極為簡單與實用。

Description

可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置
本發明為一種冷熱敷裝置，尤指一種將致冷源和加熱源分離而得以高效率冷熱轉換的冷熱敷裝置，除了節省能源以外，還能夠依使用者不同患部的需求快速替換敷帶。
現今冷熱敷裝置多以電熱致冷晶片做為溫度產生源，其原理是由電熱致冷晶片上的N型半導體和P型半導體經通電後，使電流從N型半導體流向P型半導體而吸收熱能，形成致冷端；若改變電流方向，由P型半導體流向N型半導體，便能釋放熱能，形成發熱端，使電熱致冷晶片達到致冷、發熱的功能。
冷熱敷裝置通常會配合冷水或熱水做為電熱致冷晶片的冷熱傳導媒介，讓冷水和熱水在預設管道中循環流通以達到冷敷或熱敷之目的。例如公告TW I614012按摩裝置，主要是在水箱內設置水泵和電熱致冷晶片，並透過複數管件連通至水袋，使電熱致冷晶片能將水箱內的循環水加熱或致冷到預設溫度，並由該水泵將循環水從水箱經複數管件泵送至水袋內，再循環抽送回水箱，使水袋內的循環水保持一定溫度，讓使用者將水袋貼靠於肌膚時，得到冷敷或熱敷的效果。
上述已知技術因冷熱敷功能都是透過同一個電熱致冷晶片及同一條循環管路及水箱來完成，因此在進行冷熱敷切換時，必須先將循環水由冷水/冰水加到溫熱水後，才有熱敷的效果；同樣的，由熱敷切換成冷敷時，一樣要先將溫熱水降溫成成冷水/冰水後，才能進行冷敷，顯然在加熱/致冷的速度較慢，效率欠佳，而且非常耗電力而浪費能源。
有鑑於此，本發明人乃累積多年相關領域的研究以及實務經驗，特創作出一種能夠快速轉換冷熱溫度的冷熱敷裝置，改善已知裝置因採用同一致冷/加熱源和循環管路，而讓裝置切換冷熱敷時，效率不佳、浪 費能源的缺失。
本發明之目的在於提供一種可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其主要是將致冷源和加熱源分離，進而提高冷熱敷溫度的轉換效率，不但節省能源，還可依使用者不同患部的需求快速替換敷帶。
為達成上述目的，本發明一種可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，包含一主機，以及一可分離地連接於該主機而能夠貼附於人體表面的可撓性敷帶，其中：該主機包含一盛裝冷水的容器、一設置在該容器的上方並具有一致冷面及一散熱面的致冷晶片、一疊靠在該致冷晶片之致冷面並延伸至容器內用以將冷水致冷的溫度傳導架、一設置在該致冷晶片之散熱面的散熱模組、一能循環泵送冷水的抽水泵，以及一控制該主機和該敷帶運作的控制單元；該敷帶是由兩片柔性基材相互疊合構成，二基材之間設有一供冷水流通的水路，該水路與該主機的抽水泵之間設有一組管件而相連通，且其中一基材外表面設有一與該水路隔離的加熱膜片，該加熱膜片與該主機之間設有一電源線彼此電連接；以及該主機上設有一接受該控制單元控制的水閥以控制該管件啟閉，使該抽水泵能夠將該容器內經過致冷晶片降溫的冷水，通過該組管件泵送至該敷帶內的水路循環流通而進行冷敷；或者是通過該抽水泵及水閥將該敷帶之水路內的冷水排空抽回到容器內，並利用該控制單元控制加熱膜片發熱進行熱敷。
藉由上述構造，本發明將致冷源和加熱源分離，當可撓性敷帶貼附固定於人體患部表面後，可利用該致冷晶片將容器內的冷水降溫，循環流通至敷帶內進行冷敷；熱敷時，則可將敷帶內的冷水抽出排空，再由該加熱膜片發熱進行熱敷，避免冷水在敷帶內被加熱，讓冷水無須如已知技術中反覆降溫及升溫，即可以最經濟、節省能源的方式，讓敷帶達到 高效率冷熱轉換的效果。
以下進一步說明各元件之實施方式：
實施時，該敷帶的二片基材分別為軟膠片或薄膜片，並且利用高溫熔接技術彼此相互疊合熔接而成，使該水路呈彎曲迴繞狀位於該二片基材之間，且該水路具有一入水口及一出水口分別與該組管件連通，該加熱膜片的形狀則對應於該水路之間的間隙而呈錯位的排列方式。
實施時，該敷帶的其中一基材外部進一步設有一鋪設在該水路及加熱膜片外表面的導溫層，該導溫層能夠將該水路或加熱膜片產生的冷熱溫度均勻傳導至人體患部；該導溫層實施時為可撓曲的石墨片或具有高熱傳導係數之水凝膠片。
實施時，該敷帶的另一片基材外部在相反於導溫層的另一面進一步設置有可供綁束在固定在人體患部的魔鬼氈、固定扣帶或具有複數加壓氣囊的固定扣帶。
實施時，該敷帶上進一步設有一能夠感測溫度的溫度感應模組。
實施時，該主機與該敷帶之間設有一能夠讓該敷帶快速拆裝的連接組件，該連接組件包含供該組管件套接而讓該主機與該敷帶連通的複數套接部，以及一提供該主機與該敷帶之間的電源線電連接的電連接器。
實施時，該主機的溫度傳導架包含一貼靠於該致冷晶片之致冷面的第一傳導片、以及複數片分別從該第一傳導片邊緣彎折延伸至容器內的第二傳導片，該複數片第二傳導片彼此之間具有固定間距，並且與該第一傳導片之間形成一供該抽水泵或水閥固定設置的空間。
實施時，該主機包含一可拆裝地組接在容器上方並罩覆於散熱模組外部的外殼，該散熱模組包含一組貼靠於該致冷晶片之散熱面的散熱鰭片、以及一能對該組散熱鰭片鼓風散熱的風扇，且該外殼對應於該風扇的周圍設有複數透孔。
實施時，該控制單元包含一電路板、一設置在外殼表面用以操作冷熱溫度的操作介面、以及一能夠供應該主機和該敷帶運作所需之電力的蓄電體。
實施時，該控制單元進一步包含一能與外來行動裝置訊號傳輸的無線傳輸模組。
相較於先前技術，本發明將致冷源和加熱源分離，使用時，可以利用該致冷晶片將冷水降溫，並且驅動冷水循環流通至敷帶進行冷敷，熱敷時，則將敷帶內的冷水抽出排空，再由該加熱膜片發熱進行熱敷，避免冷水在敷帶內被加熱而浪費能源，克服已知技術將循環水重複降溫及升溫，導致冷熱敷轉換效率不佳、浪費能源的缺失，達成高效率冷熱轉換以節省能源之功效。再者，透過該主機與敷帶之間的連接組件，讓本發明能依使用者不同患部的使用需求，快速替換適合的敷帶，極為簡單與實用。
以下依據本發明之技術手段，列舉出適於本發明之實施方式，並配合圖式說明如後：
1:主機
2:敷帶
10:容器
11:管件
12:水閥
13:外殼
131:透孔
20:致冷晶片
21:致冷面
22:散熱面
30:溫度傳導架
31:第一傳導片
32:第二傳導片
40:散熱模組
41:散熱鰭片
42:風扇
50:抽水泵
60:控制單元
61:電路板
62:操作介面
70:基材
71:水路
711:入水口
712:出水口
72:加熱膜片
73:電源線
74:導溫層
75:固定件
76:溫度感應模組
80:連接組件
81:套接部
82:電連接器
第一圖：本發明之立體外觀圖。
第二圖：本發明之主機的立體分解圖。
第三圖：本發明之主機的剖面結構圖。
第四圖：本發明之敷帶的立體分解圖。
第五圖：本發明之散熱模組的散熱示意圖。
第六圖：本發明之散熱模組第二實施例的散熱示意圖。
第七圖：本發明之散熱模組第三實施例的散熱示意圖。
如第一圖所示，本發明為一種可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，包含一主機1、以及一可分離地連接於該主機1的敷帶2，該敷帶2為可撓性的片狀，能夠服貼於人體患部表面。
如第二至四圖所示，該主機1包含一盛裝冷水的容器10、一設置在該容器10的上方並具有一致冷面21及一散熱面22的致冷晶片20、一疊靠在該致冷晶片20之致冷面21的溫度傳導架30、一設置在該致冷晶片20之散熱面22的散熱模組40、一能循環泵送冷水的抽水泵50，以及一控制主機1和敷帶2運作的控制單元60。
該敷帶2是由二片柔性基材70相互疊合高溫熔接而成，二片基材70之間設有一供冷水流通的水路71，且其中一片基材70的外表面鋪設有一與水路71隔離並錯位設置的加熱膜片72，該加熱膜片72和該主機1之間設有一電源線73彼此電連接。
實施時，該二基材70分別為軟膠片或薄膜片，該水路71呈彎曲迴繞狀設置在二片基材70之間，且該加熱膜片72為可撓曲的材質，其形狀對應於該水路71之間的間隙而呈錯位的方式排列。
該水路71具有一入水口711及一出水口712，該入水口711及出水口712與抽水泵50之間設有一組管件11而與容器10相連通，且該主機1上設有一能夠接受該控制單元60控制的水閥12，透過該水閥12使該組管件11開啟或關閉，讓該容器10內的冷水可透過該抽水泵50及水閥12從該管件11、入水口711泵送至敷帶2的水路71內，再由出水口712、管件11回流至容器10裡，形成水循環，或者是透過水閥12及管件11將敷帶2之水路71內的冷水抽回至容器10內。
當使用者將敷帶2服貼於人體患部表面時，該致冷晶片20的致冷面21透過該溫度傳導架30吸收該容器10內冷水的熱能，使冷水經由致冷晶片20及溫度傳導架30降溫致冷後，由該主機1之抽水泵50將降溫的冷水經過該組管件11泵送至該敷帶2內的水路71循環流通，讓貼附於人體患部表面的敷帶2能夠進行冷敷。
欲進行熱敷時，該主機1可令抽水泵50及水閥12快速地將該敷帶2之水路71內的冷水排空抽回到容器10內，避免冷水回流至敷帶2，再由該控制單元60控制加熱膜片72產生溫度熱能，讓貼附於人體患 部表面的敷帶2能夠進行熱敷；實施時，透過前述控制單元60控制給予加熱膜片72不同電壓時，即可產生不同的溫度熱能，讓使用者可以視需求調整熱敷的溫度。
藉由上述構造，本發明將致冷源和加熱源分離，冷敷時可以利用致冷晶片20及抽水泵50等構件，將經過降溫的冷水循環泵送至敷帶2之水路71內進行冷敷，熱敷時，則可先將敷帶2之水路71內的冷水抽出排空，再由該加熱膜片72發熱進行熱敷，避免冷水在敷帶2內被加熱而消耗加熱膜片72所產生的熱能，讓冷水無須如已知技術般反覆降溫及升溫，就能夠以最經濟、節省能源的方式，高效率轉換冷熱敷。但實際實施時，敷帶2若是使用在較為低溫的環境中，例如室溫低於冷敷的水溫時，也不排除在冷水循環時，同時開啟加熱膜片72來增加冷水溫度。
另外，如第四圖所示，該主機1與該敷帶2之間可以透過該組管件11和電源線73直接連接拆裝，亦可進一步透過一連接組件80相互連接拆裝，讓使用者能夠依不同患部的使用需求快速替換敷帶。其中，該連接組件80包含複數套接部81、以及一電連接器82，該複數套接部81可供該組管件11快速套接，讓該主機1與該敷帶2連通。該電連接器82則可供該主機1與該敷帶2之間的電源線73電連接，使主機1供應敷帶2運作所需的電力，藉由該連接組件80可插拔、連接的功能而方便替換不同尺寸的敷帶2，以適用於人體不同部位，極為簡單與實用。實施時，該電連接器82可以為USB插接埠。
以下進一步說明主機1及敷帶2各組成要件的其它實施方式：
如第二、三圖所示，該溫度傳導架30實施時，包含一貼靠於該致冷晶片20之致冷面21的第一傳導片31、以及複數片分別從該第一傳導片31邊緣彎折延伸至容器10內的第二傳導片32，該複數片第二傳導片32彼此之間具有固定間距，並且與該第一傳導片之間形成一供該抽水泵或水閥固定設置的空間，以供該抽水泵50或水閥12固定設置於此處。
當使用者攜帶主機1外出時，可以先攜帶空的容器10，以減輕重量。欲使用時，可以很方便地在外取得常溫水、冷水或冰水盛裝在容器10內後，再透過致冷晶片20及溫度傳導架30吸收常溫水或冷水的熱能而致冷，且該容器10能夠設計為保溫材質，防止水溫受到環境溫干擾，也能夠輔助維持冷水致冷的溫度，節省能源。
實施時，該主機1包含一可拆裝地組接在容器10上方的外殼13，該外殼13將主機1內的電子零件與容器10內的冷水相互隔離，並罩覆於散熱模組40的外部。
該散熱模組40包含一組貼靠於該致冷晶片20之散熱面22的散熱鰭片41、以及一能對該組散熱鰭片41鼓風散熱的風扇42，且該外殼13對應於該風扇42的周圍設有複數透孔131，使致冷晶片20運作時產生的廢熱，能夠經由散熱模組40及風扇42逸散至環境中。該風扇42實施時可視主機大小及功能而有不同的設計，例如第五圖所示，數量為一個並架設在該組散熱鰭片41上方，或者是如第六圖所示，該風扇42的數量為二個並架設在該組散熱鰭片41上方，或者是如第七圖，該風扇42數量為二個並設置在該組散熱鰭片41側邊。
如第二、三圖所示，該控制單元60包含一電路板61、一能與外來行動裝置訊號傳輸的無線傳輸模組(圖未揭示)、一設置在外殼13表面用以操作冷熱溫度的操作介面62、以及一能夠供應該主機1和該敷帶2運作電力的蓄電體(圖未揭示)。讓使用者能夠直接透過該控制單元60的操作介面62對致冷/加熱時間及溫度進行控制，或者透過該無線傳輸模組與外來行動裝置訊號連接，以方便使用者透過外來行動裝置設定致冷/加熱時間及溫度。
該電路板61如圖所示設置在該散熱模組40的上方，實施時與散熱模組40之間的距離可以經過設計後固定，例如當風扇42設置在該組散熱鰭片41上方時，該風扇42與電路板61之間需保持一定距離，以確保有足夠的空氣能流進外殼13內，而當風扇42設置在散熱鰭片41側 邊時，則可將散熱鰭片41高度最大化，較為靠近電路板61。
如第四圖所示，該敷帶2的其中一片基材70外部進一步設有一導溫層74，該導溫層74鋪設在該水路及加熱膜片72的外表面，以供貼合於人體，並且將水路71內的冷水，或者是加熱膜片72的熱能均勻傳導至人體患部。實施時，該導溫層74的材質可利用可撓曲的石墨片，或具有高熱傳導係數的柔性水凝膠片等材質製成。
再者，該敷帶2的另一片基材外部在相反於導溫層74的另一面能夠設置魔鬼氈、固定扣帶或具有複數加壓氣囊的固定扣帶等固定件75，使該敷帶使用時能綁束固定於使用者患部；其中具有複數加壓氣囊的固定扣帶具有彈性加壓效果，可以讓前述的導溫層74更加緊密地貼合於患部，加強冷熱敷效果。
此外，實施時，該敷帶2上進一步設有一能夠感測溫度的溫度感應模組76，該溫度感應模組76能夠感測溫度數值，以確保該敷帶2有達成預設的冷熱溫度，實施時，也不排除該溫度感應模組76設置在該主機1上。
以上實施例說明及圖式，僅舉例說明本發明之較佳實施例，並非以此侷限本發明之範圍；舉凡與本發明之目的、構造、裝置、特徵等近似或相雷同者，均應屬本發明之專利範圍。
1:主機
2:敷帶
10:容器
11:管件
13:外殼
131:透孔
62:操作介面
70:基材
72:加熱膜片
73:電源線
74:導溫層
75:固定件
76:溫度感應模組
80:連接組件
82:電連接器

Claims (10)

  1. 一種可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，包含一主機，以及一可分離地連接於該主機而能夠貼附於人體表面的可撓性敷帶，其中：該主機包含一盛裝冷水的容器、一設置在該容器的上方並具有一致冷面及一散熱面的致冷晶片、一疊靠在該致冷晶片之致冷面並延伸至容器內用以將冷水致冷的溫度傳導架、一設置在該致冷晶片之散熱面的散熱模組、一能循環泵送冷水的抽水泵，以及一控制該主機和該敷帶運作的控制單元；該敷帶是由兩片柔性基材相互疊合構成，二基材之間設有一供冷水流通的水路，該水路與該主機的抽水泵之間設有一組管件而相連通，且其中一基材外表面設有一與該水路隔離的加熱膜片，該加熱膜片與該主機之間設有一電源線彼此電連接；以及該主機上設有一接受該控制單元控制的水閥以控制該管件啟閉，使該抽水泵能夠將該容器內經過致冷晶片降溫的冷水，通過該組管件泵送至該敷帶內的水路循環流通而進行冷敷；或者是通過該抽水泵及水閥將該敷帶之水路內的冷水排空抽回到容器內，並利用該控制單元控制加熱膜片發熱進行熱敷。
  2. 如請求項1所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該敷帶的二片基材分別為軟膠片或薄膜片，並且利用高溫熔接技術彼此相互疊合熔接而成，使該水路呈彎曲迴繞狀位於該二片基材之間，且該水路具有一入水口及一出水口分別與該組管件連通，該加熱膜片的形狀則對應於該水路之間的間隙而呈錯位的排列方式。
  3. 如請求項2所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該敷帶的其中一基材外部進一步設有一鋪設在該水路及加熱膜片外表面的導溫層，該導溫層能夠將該水路或加熱膜片產生的冷熱溫度均勻傳導至人體患部。
  4. 如請求項3所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該敷帶的另一片基材外部在相反於導溫層的另一面進一步設置有可供綁束在固定在人體患部的魔鬼氈、固定扣帶或具有複數加壓氣囊的固定扣帶。
  5. 如請求項3所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該敷帶上進一步設有一能夠感測溫度的溫度感應模組。
  6. 如請求項1至5任一項所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該主機與該敷帶之間設有一能夠讓該敷帶快速拆裝的連接組件，該連接組件包含供該組管件套接而讓該主機與該敷帶連通的複數套接部，以及一提供該主機與該敷帶之間的電源線電連接的電連接器。
  7. 如請求項1至5任一項所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該主機的溫度傳導架包含一貼靠於該致冷晶片之致冷面的第一傳導片、以及複數片分別從該第一傳導片邊緣彎折延伸至容器內的第二傳導片，該複數片第二傳導片彼此之間具有固定間距，並且與該第一傳導片之間形成一供該抽水泵或水閥固定設置的空間。
  8. 如請求項7述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該主機包含一可拆裝地組接在容器上方並罩覆於散熱模組外部的外殼，該散熱模組包含一組貼靠於該致冷晶片之散熱面的散熱鰭片、以及一能對該組散熱鰭片鼓風散熱的風扇，且該外殼對應於該風扇的周圍設有複數透孔。
  9. 如請求項8所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該控制單元包含一電路板、一設置在外殼表面用以操作冷熱溫度的操作介面、以及一能夠供應該主機和該敷帶運作所需之電力的蓄電體。
  10. 如請求項9所述之可高效冷熱轉換及快速置換敷帶之冷熱敷裝置，其中，該控制單元進一步包含一能與外來行動裝置訊號傳輸的無線傳輸模組。
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