專利名稱：溫控儲能制冷服的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種健康防護(hù)制冷服裝，特別涉及一種溫控儲能制冷服。
技術(shù)背景夏天高溫季節(jié)，通常戶外溫度可以達(dá)到36-38度，一些特殊環(huán)境中的工作環(huán)境溫 度甚至高于40度，比如艦艇輪機(jī)艙，高速運(yùn)動中的裝甲車，坦克車，三夏大忙時(shí)的拖拉機(jī)駕 駛艙，煉鋼爐前，甚至戰(zhàn)斗機(jī)中，有資料顯示美軍在伊拉克戰(zhàn)場上因天氣炎熱，裝甲車內(nèi)溫 度高達(dá)70度，迫使士兵棄車徒步巡邏；我國南方的西沙，南沙群島的邊防前線官兵，堅(jiān)持 在城市交通指揮崗位上的交警，露天作業(yè)的建筑工地工人，長時(shí)間在高溫環(huán)境下會使人大 量出汗，嚴(yán)重的導(dǎo)致中暑，通常遇到高溫天氣時(shí)，人們需要降低環(huán)境溫度，如開動空調(diào)機(jī)，沖 涼，或者躲在樹蔭下以降低高溫對人體的沖擊。但是很多情況下處于戶外或特定環(huán)境中的 人員是無法躲避高溫酷暑的。為此很多國家在研制適合高溫酷暑下使用的降溫服。1989年美國海軍艦船上的 水兵為了降溫而采用了在前后兜里裝滿冰水的降溫方法。這種原始的降溫方法是把裝有冰 水的軟管縫在背心里，用水泵使其循環(huán)，這種降溫系統(tǒng)也可以稱為個(gè)人冷卻系統(tǒng)。此系統(tǒng)用 泵使約2升冰水循環(huán)，冷卻時(shí)間大約能維持35-45分鐘。此系統(tǒng)可與防化服、防爆服同時(shí)使 用，由于制冷時(shí)間過短，因此一直未能廣泛應(yīng)用。1991年海灣戰(zhàn)爭期間，美軍和多國部隊(duì)進(jìn)入海灣地區(qū)時(shí)，為使地勤人員在有化學(xué) 戰(zhàn)劑存在的酷暑下正常工作，美空軍為費(fèi)爾柴爾德飛機(jī)公司(Fairchild)投資了 386萬美 元，研制生產(chǎn)了一種新型間歇性多人降溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)由空調(diào)器、化學(xué)戰(zhàn)劑過濾器和背心三 部份組成，空調(diào)器產(chǎn)生的冷氣流經(jīng)軟管通入化學(xué)戰(zhàn)劑過濾器，然后再通入防護(hù)服的背心內(nèi)， 以起到降溫作用。該系統(tǒng)可同時(shí)為10名地勤人員供送冷氣。據(jù)報(bào)道派駐阿富汗執(zhí)勤的英國士兵乘坐彎刀(scimitar)坦克巡邏沙漠地區(qū)時(shí)， 車內(nèi)的最高溫度可達(dá)70°C。為了解決降溫問題，英國科學(xué)家研制出一套簡易降溫系統(tǒng)把 兩條喉管插進(jìn)上衣和褲子，接入坦克通風(fēng)口，把戶外較低溫空氣抽進(jìn)衣服，可以使溫度降至 58 °C。另據(jù)報(bào)道美國海軍航空兵系統(tǒng)司令部正開發(fā)一種稱為"制冷盔甲"的背心式空 調(diào)系統(tǒng)。整套系統(tǒng)只有筆記本大小，重5公斤，相當(dāng)于目前美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)飛行員使 用的防彈罩。使用時(shí)，只需將其安裝在飛行員背心的前部，用背帶懸掛在肩上即可。“制冷 盔甲"是一種便攜式、雙循環(huán)冷卻裝置。為達(dá)到制冷效果，"制冷盔甲"背心內(nèi)備有一小水 袋，利用空氣和水之間的溫差吸收周圍的熱氣。該系統(tǒng)采用的方法是通過一套過濾吹風(fēng)管 將周圍的空氣吸進(jìn)位于進(jìn)氣口一側(cè)的空氣調(diào)節(jié)器，經(jīng)過調(diào)節(jié)的空氣從出氣口進(jìn)入飛行服內(nèi) 的導(dǎo)管，達(dá)到降低飛行員體溫的目的。系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，內(nèi)部電扇就會打開，并釋放冷氣，可 以將飛行員周圍的溫度降低18°C?！爸评淇?系統(tǒng)采用電池供電，不受飛機(jī)供電系統(tǒng)的 影響，即使飛行員離開飛機(jī)后也可以使用。該系統(tǒng)預(yù)期將于3年后裝備F/A-18"大黃蜂" 戰(zhàn)斗機(jī)。[0007]美軍為應(yīng)付酷熱的侵襲，軍方目前正加緊研發(fā)具備溫度調(diào)節(jié)功能的新型單兵裝 備，以確保部隊(duì)在炎熱環(huán)境下的戰(zhàn)斗力。由“美國陸軍士兵系統(tǒng)研究中心"(又名納蒂克 實(shí)驗(yàn)室)開發(fā)的"攔截者"風(fēng)冷式戰(zhàn)術(shù)背心，就是基于這一需求研制的首批實(shí)用化裝備。 它采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)，并通過電動換氣扇促進(jìn)空氣在防護(hù)服和皮膚之間的空隙中流通，從而 達(dá)到制冷和輔助排汗的效果。據(jù)介紹，該產(chǎn)品從去年開始就配發(fā)給駐扎在巴格達(dá)以及提克 里特地區(qū)的部隊(duì)試穿，根據(jù)反饋意見，設(shè)計(jì)者今后還將對其進(jìn)行改進(jìn)，包括采用兼容性更好 的電池，減輕引擎重量，降低風(fēng)扇噪音等等。據(jù)報(bào)道，我國南沙守礁部隊(duì)部隊(duì)裝備了自動降溫的專用服裝，已通過專家鑒定。該 型服裝由熱區(qū)島礁迷彩服、熱區(qū)島礁內(nèi)衣褲、護(hù)膝護(hù)肩、遮陽涼帽、高腰防刺鞋等組成，具有 防紫外線、抗菌防臭、導(dǎo)濕快干和冷卻降溫功能。目前，我國另一款新型的便攜式單兵降溫系統(tǒng)業(yè)已研發(fā)成功，該系統(tǒng)由深圳某公 司歷時(shí)5年研發(fā)而成，并于2007年年10月正式在國內(nèi)推出。該降溫系統(tǒng)由降溫背心和制 冷系統(tǒng)組成；制冷系統(tǒng)中分別有電池、泵和作為冷源的冰袋，以及其它部件。使用時(shí)將背心 和制冷系統(tǒng)相連接，開啟電源后，利用制冷系統(tǒng)中的水泵將冰袋的冰水通過熱循環(huán)注入背 心中，使其循環(huán)達(dá)到制冷功能，并通過熱敏傳導(dǎo)使系統(tǒng)達(dá)到恒溫效果。經(jīng)測試，在40攝氏度 環(huán)境下，背心的最低制冷時(shí)間為6小時(shí)，并且可以通過更換冷源方式提供持續(xù)制冷。系統(tǒng)根 據(jù)要求可將溫度設(shè)定為18攝氏度、20攝氏度以及22攝氏度等，其特點(diǎn)是恒溫效果好，同時(shí)， 還可按需求為使用者提供飲用冰水。該系統(tǒng)總重量為2. 2公斤(不帶飲用水)，帶飲用水時(shí) 重4. 5公斤。由于該款便攜式單兵降溫系統(tǒng)的降溫背心可貼身穿著，制冷系統(tǒng)可作為背負(fù) 放入行軍背包中，對于單兵還具有攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，較適合單兵使用；另外該系統(tǒng)還可以作 為坦克、直升飛機(jī)、殲擊機(jī)等的降溫裝備。因此它將廣泛運(yùn)用于空軍、海軍以及陸軍等在高 溫環(huán)境下作戰(zhàn)的部隊(duì)，從而保持士兵體力而提升戰(zhàn)斗力。但是，戰(zhàn)爭條件下能否提供大量的 冰是一個(gè)問題。我國專利中已授權(quán)的制冷衣中，大多為直接水冷，風(fēng)冷，供冷方式除了水冷外，還 有個(gè)別的采用高聚物蒸發(fā)制冷，最新的是利用半導(dǎo)體制冷器件制冷提供冷源如CN1156236， CN2508588, CN1695507, CN2648844, CN201213457等，天津工業(yè)大學(xué)研制的恒溫服根據(jù)資料 顯示采用石蠟微膠囊包覆顆粒，制備出的相變材料大膠囊直徑為4 9. 8mm,相變溫度為 28. 2 25. 4°C和32. 1 28. 5°C兩種，儲熱量達(dá)150J/g以上，耐熱和耐水性能良好。設(shè)計(jì) 制造了具有夾層的恒溫服，服裝在環(huán)境溫度38°C時(shí)，保持內(nèi)部溫度不超過30°C，持續(xù)時(shí)間 達(dá)到2. 5小時(shí)，據(jù)說該產(chǎn)品已小批量生產(chǎn)，并在部隊(duì)試用，具有明顯的降溫和保溫效果。但 其使用前必須在冰箱保藏1小時(shí)或在25度室內(nèi)放置3小時(shí)以上，且禁止水洗，2. 5小時(shí)后必 須放入冰箱復(fù)活方可再次使用，這給特定場合環(huán)境下的使用帶來不便。綜上所述，研制一種重量輕，復(fù)活方便，控制溫度方便、時(shí)間長，隨時(shí)隨地可以啟用 的降溫制冷服裝，且適應(yīng)各類場合的需求成為必要
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述各種降溫制冷服裝的不足，而研制一種新型降 溫制冷服裝，即溫控儲能制冷服。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種溫控儲能制冷服含有制冷服前片和制冷服后片，制冷服前片和制冷服后片或直接縫合、或通過肩帶及腰部松緊帶連接成背心，其特征在于， 制冷服前片和制冷服后片均由面料層、隔熱層、內(nèi)芯構(gòu)成；本實(shí)用新型可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的面料層、隔熱層合為一層；本實(shí)用新型還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的面料層外表面有紅外反射吸收涂層；本實(shí)用新型還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的制冷服前片上有溫控器儲放袋，在溫控 器儲放袋內(nèi)安置有顯示環(huán)境溫度和貼身溫度的可在華氏和攝氏溫度隨意轉(zhuǎn)換顯示的雙溫 溫度顯示器；本實(shí)用新型還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的內(nèi)芯為芯內(nèi)充滿降溫材料的內(nèi)芯，內(nèi)芯內(nèi)有由 多孔質(zhì)吸收材料構(gòu)成的內(nèi)芯固體支撐架，在內(nèi)芯中還設(shè)置有蛇形軟管和內(nèi)鑲溫度傳感器， 內(nèi)鑲溫度傳感器通過插拔式插頭和制冷服電子溫控器相連；本實(shí)用新型還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的制冷服電子溫控器由接口電路、控制模塊、電磁 閥、及制冷劑罐構(gòu)成；本實(shí)用新型還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的制冷服后片上設(shè)置有立領(lǐng)，制冷服后片和立領(lǐng) 的結(jié)合處暗藏設(shè)置有帽子冷卻接口。本實(shí)用新型的有益效果 1、這種制冷服具備有在任何環(huán)境下都可以快速啟用的特點(diǎn)。2、本實(shí)用新型不僅可長時(shí)間供冷，而且重量輕，使用轉(zhuǎn)換方便。3、本實(shí)用新型采用涂層材料制成的裝有無毒無害的降溫材料密封腔。當(dāng)環(huán)境溫度 低于降溫材料溫度時(shí)，降溫材料將釋放溫度，以保持表面溫度在30度左右，當(dāng)環(huán)境溫度高 于降溫材料溫度時(shí)，降溫材料材料開始吸收熱量，以降低環(huán)境溫度對人體的熱沖擊，仍然是 表面溫度保持在30度，隨著吸收熱量的累積，原本固體的降溫材料逐漸融化為液態(tài)，但由 于預(yù)制內(nèi)芯的固體支撐架的多孔質(zhì)吸收材料的毛細(xì)作用，融化的液態(tài)吸熱材料留存在毛細(xì) 孔里，直到飽和不再吸收熱量而失去降溫作用。此飽和溫度正是溫度傳感器的觸發(fā)溫度，內(nèi) 藏溫度傳感器將按照預(yù)先設(shè)定的條件發(fā)送信號給溫度控制器，溫度控制器再輸出電流打開 電磁閥門同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，自動或手動導(dǎo)入高壓冷源，(10秒左右)快速降低儲能材料的溫 度，達(dá)到快速復(fù)活的效果。本實(shí)用新型可洗，亦可在冰箱，冷水中復(fù)活。4、本實(shí)用新型采用馬甲式結(jié)構(gòu)，立領(lǐng)可對人的頸部冷卻，立領(lǐng)背后暗藏一個(gè)外接 快速接口，可同時(shí)連接頭部帽子的供冷接口。5、本實(shí)用新型可同時(shí)以IXD數(shù)字雙溫度顯示器服裝外部環(huán)境溫度，貼身內(nèi)表面溫 度，密封腔內(nèi)傳感器溫度?？刂破骺梢宰孕性O(shè)定(0-100度間)電磁閥供冷溫度點(diǎn)位。適合 于各種環(huán)境中自動，手動控制使用。除發(fā)內(nèi)芯中預(yù)置溫度傳感器被密封在密封腔中，其余的 傳感器和控制器均可與衣服分離，通過插頭連接。6、本實(shí)用新型的蛇形軟管進(jìn)出口處安裝了插拔式快速接頭，以方便連接。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型圖1的A-A剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。在圖1、圖2中，本實(shí)用新型溫控儲能制冷服含有制冷服前片3和制冷服后片2，制 冷服前片3和制冷服后片2或直接縫合、或通過肩帶及腰部松緊帶8連接成背心，制冷服前 片3和制冷服后片2均由面料層14、隔熱層15、內(nèi)芯16構(gòu)成；面料層14、隔熱層15可合為 一層；面料層14外表面有紅外反射吸收涂層；面料層14制成背心，背心內(nèi)有內(nèi)芯16 ；內(nèi)芯 16為芯內(nèi)充滿降溫材料的內(nèi)芯，內(nèi)芯內(nèi)有由多孔質(zhì)吸收材料構(gòu)成的內(nèi)芯固體支撐架，在內(nèi) 芯16中還設(shè)置有蛇形軟管17和內(nèi)鑲溫度傳感器18，內(nèi)鑲溫度傳感器18可以有二個(gè)以上， 內(nèi)鑲溫度傳感器18通過插拔式插頭和制冷服電子溫控器相連；制冷服電子溫控器由接口 電路、控制模塊、電磁閥、及制冷劑罐構(gòu)成；制冷服后片2上設(shè)置有立領(lǐng)4，制冷服后片2和 立領(lǐng)4的結(jié)合處暗藏設(shè)置有帽子冷卻接口 5。本實(shí)用新型內(nèi)芯16采用了涂層面料制成的裝有無毒無害的降溫材料的密封腔。 當(dāng)環(huán)境溫度低于降溫溫度時(shí)，降溫材料將釋放溫度，以保持表面溫度在30度左右，當(dāng)環(huán)境 溫度高于降溫溫度時(shí)，降溫材料開始吸收熱量，以降低環(huán)境溫度對人體的熱沖擊，仍然是表 面溫度保持在30度，隨著吸收熱量的累積，原本固體的降溫材料逐漸融化為液態(tài)，但由于 預(yù)制內(nèi)芯的固體支撐物的多孔質(zhì)吸收材料的毛細(xì)作用，融化的液態(tài)吸熱材料留存在毛細(xì)孔 里，直到飽和不再吸收熱量而失去制冷作用。此飽和溫度正是溫度傳感器的觸發(fā)溫度，內(nèi)芯 16內(nèi)鑲溫度傳感器18將按照預(yù)先設(shè)定的條件發(fā)送信號給電子溫控器，電子溫控器再輸出 電流打開電磁閥門同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，手動或自動導(dǎo)入高壓冷源，快速降低降溫材料的溫度， 達(dá)到快速復(fù)活的效果。本實(shí)用新型的外部面料層14的朝外層均可采用有紅外熱反射吸收涂層(理論上 該涂層材料可以屏蔽紅外熱能，因而具有對抗主動和被動式夜視儀的隱身功能)，背面的 (即向里面)真空絕熱的涂層即隔熱層15 (面料層14、隔熱層15可合為一層時(shí))，可以將很 大部分紅外熱阻擋在制冷服外面。按照醫(yī)學(xué)資料理論皮膚和某些粘膜上的溫度感受器，分為冷覺感受器和溫覺感 受器兩種。它們將皮膚及外界環(huán)境的溫度變化傳遞給體溫調(diào)節(jié)中樞。人類在實(shí)際生活中， 當(dāng)皮膚溫為30°C時(shí)產(chǎn)生冷覺，而當(dāng)皮膚溫為35°C左右時(shí)則產(chǎn)生溫覺。下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓都有對溫度變化敏感的神經(jīng)元在溫度上升時(shí)沖動 發(fā)放頻率增加者，稱溫敏神經(jīng)元；在溫度下降時(shí)沖動發(fā)放頻率增加者，稱冷敏神經(jīng)元。在下 丘腦前部和視前區(qū)溫敏神經(jīng)元數(shù)目較多，網(wǎng)狀腦干結(jié)構(gòu)中則主要是冷敏神經(jīng)元，但兩種神 經(jīng)元往往同時(shí)存在。中樞溫度感受器直接感受流經(jīng)腦和脊髓的血液溫度變化，并通過一定 的神經(jīng)聯(lián)系，將沖動傳到下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞。因腦下丘，腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓是控制冷熱感覺的神經(jīng)系統(tǒng)，故本發(fā)明根據(jù)人體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)成馬甲式立領(lǐng)，旨在對上半身，脊椎，和頸部進(jìn)行冷卻，并在立領(lǐng)4后的結(jié)合處暗藏設(shè)置有 帽子冷卻接口 5，以最近的距離通過制冷帽子對腦部進(jìn)行降溫，不用時(shí)隱藏在立領(lǐng)4后部。本實(shí)用新型因會被用戶貼身穿戴，故在材料表面使用了申請人合成的有機(jī)硅季銨 鹽抗菌防霉劑。該防霉劑無毒，無刺激性，并可與面料產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，不溶于水，耐洗滌，效 果持久。本實(shí)用新型的蛇形軟管17可為蛇形硅膠管或氟硅膠管，形狀為彎曲S形，夾在內(nèi)芯兩層涂層纖維面料之間，進(jìn)出口均設(shè)在密封腔外的右下側(cè)，蛇形軟管17端口安裝有快速 接頭以方便連接。在圖1、圖2中，1為溫度傳感器，它可測量接近人體及室外溫度，接雙溫顯示器；6 為制冷服后片2的降溫氣體進(jìn)氣口，7為制冷服后片2的降溫氣體出氣口； 11為制冷服前片 3的降溫氣體進(jìn)氣口，12為制冷服前片3的降溫氣體出氣口 ；降溫氣體進(jìn)氣口 6、降溫氣體 出氣口 7、降溫氣體進(jìn)氣口 11、降溫氣體出氣口 12均安裝有快速接頭以方便連接；9為溫控 器儲放袋，用于放置雙溫顯示器，即顯示人體溫度和室外溫度的可在華氏和攝氏溫度隨意 轉(zhuǎn)換的雙溫溫度顯示器，10為電池袋。本實(shí)用新型內(nèi)芯16貼身內(nèi)面設(shè)置兩個(gè)緊貼著的開口向上的口袋，袋內(nèi)便于需要 時(shí)安裝膜式電熱器，這樣本實(shí)用新型冷熱兩用。
權(quán)利要求一種溫控儲能制冷服含有制冷服前片(3)和制冷服后片(2)，制冷服前片(3)和制冷服后片(2)或直接縫合、或通過肩帶及腰部松緊帶連接成背心，其特征在于制冷服前片(3)和制冷服后片(2)均由面料層(14)、隔熱層(15)、內(nèi)芯(16)構(gòu)成。
2.一種如權(quán)利要求1所述的溫控儲能制冷服，其特征在于面料層(14)、隔熱層(15)合為一層。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的溫控儲能制冷服，其特征在于所述的面料層(14)外 表面有紅外反射吸收涂層。
4.一種如權(quán)利要求1所述的溫控儲能制冷服，其特征在于內(nèi)芯(16)為芯內(nèi)充滿降溫 材料的內(nèi)芯，內(nèi)芯內(nèi)有由多孔質(zhì)吸收材料構(gòu)成的內(nèi)芯固體支撐架，在內(nèi)芯中還設(shè)置有蛇形 軟管(17)和內(nèi)鑲溫度傳感器(18)，內(nèi)鑲溫度傳感器(18)通過插拔式插頭和制冷服電子溫 控器相連。
5.一種如權(quán)利要求4所述的溫控儲能制冷服，其特征在于制冷服電子溫控器由接口 電路、控制模塊、電磁閥、及制冷劑罐構(gòu)成。
6.一種如權(quán)利要求1所述的溫控儲能制冷服，其特征在于所述的制冷服前片上有溫 控器儲放袋(9)，在溫控器儲放袋(9)內(nèi)安置有顯示環(huán)境溫度和貼身溫度的可在華氏和攝 氏溫度隨意轉(zhuǎn)換顯示的雙溫溫度顯示器。
7.—種如權(quán)利要求1所述的溫控儲能制冷服，其特征在于制冷服后片⑵上設(shè)置有 立領(lǐng)(4)，制冷服后片(2)和立領(lǐng)(4)的結(jié)合處暗藏設(shè)置有帽子冷卻接口(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種健康防護(hù)制冷服裝，特別涉及一種溫控儲能制冷服。它含有制冷服前片3和制冷服后片2，制冷服前片3和制冷服后片2或直接縫合、或通過肩帶及腰部松緊帶8連接成背心，其特征在于，制冷服前片3和制冷服后片2均由面料層14、隔熱層15、內(nèi)芯16構(gòu)成，內(nèi)芯16為芯內(nèi)充滿降溫材料的內(nèi)芯，內(nèi)芯內(nèi)有由多孔質(zhì)吸收材料構(gòu)成的內(nèi)芯固體支撐架，在內(nèi)芯16中還設(shè)置有蛇形軟管17和內(nèi)鑲溫度傳感器18，內(nèi)鑲溫度傳感器18和制冷服電子溫控器相連；本實(shí)用新型采用馬甲式結(jié)構(gòu)，立領(lǐng)可對人的頸部冷卻，立領(lǐng)背后暗藏一個(gè)外接快速接口，可同時(shí)連接頭部帽子的供冷接口，復(fù)活方便，控制溫度方便、隨時(shí)隨地可以啟用，且適應(yīng)各類場合的需要。
文檔編號A41D13/005GK201577570SQ200920297088
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者吳正建 申請人:吳正建