本發(fā)明涉及制冷鞋技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體制冷鞋。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體制冷鞋，也稱(chēng)為熱電制冷鞋。其利用半導(dǎo)體制冷元件通過(guò)導(dǎo)冷部件對(duì)鞋內(nèi)降溫，促進(jìn)人體散熱，有利于減輕高溫?zé)岷?duì)人體健康的影響，提高鞋的舒適性。相對(duì)于其他制冷方式，采用半導(dǎo)體制冷具有無(wú)需其他運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高，作用速度快，控制調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。

然而現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷鞋制冷元件冷熱端的導(dǎo)冷、散熱效果有待提高，而且不能在制冷核心裝置工作時(shí)提供充足的電源，存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，冷卻效率低，持續(xù)工作能力不足，實(shí)用性差等缺點(diǎn)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于半導(dǎo)體制冷鞋的制冷散熱問(wèn)題，尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體制冷鞋，其具有種結(jié)構(gòu)合理，制冷散熱效率高，持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，舒適性好的效果；

進(jìn)一步的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種半導(dǎo)體制冷鞋，包括鞋體，所述鞋體上設(shè)置制冷模塊，所述制冷模塊包括半導(dǎo)體制冷元件，所述半導(dǎo)體制冷元件熱端與散熱模塊連接，半導(dǎo)體制冷元件冷端與導(dǎo)冷模塊連接，半導(dǎo)體制冷元件進(jìn)行制冷通過(guò)導(dǎo)冷模塊輸送至鞋底和鞋面對(duì)鞋體內(nèi)部進(jìn)行降溫，同時(shí)將熱量通過(guò)散熱模塊散發(fā)至鞋體外部。

本發(fā)明通過(guò)半導(dǎo)體制冷元件進(jìn)行制冷，然后熱量通過(guò)散熱模塊散發(fā)至鞋體外部，制冷的冷量經(jīng)由導(dǎo)冷模塊輸送至鞋面和鞋底對(duì)鞋體內(nèi)部降溫，冷卻效果好，制冷散熱效率高。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體制冷元件還與電源連接，電源與控制器連接。通過(guò)控制器可以控制調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷元件的制冷功率。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)冷模塊包括設(shè)置于鞋體內(nèi)部的液體導(dǎo)冷模塊和固體導(dǎo)冷模塊，所述液體導(dǎo)冷模塊循環(huán)輸送冷卻液對(duì)鞋底和鞋面進(jìn)行降溫，所述固體導(dǎo)冷模塊覆于鞋體內(nèi)表面對(duì)鞋體內(nèi)表面進(jìn)行降溫。通過(guò)液體導(dǎo)冷模塊和固體導(dǎo)冷模塊同時(shí)為腳面和腳底降溫，采用半導(dǎo)體制冷的方法產(chǎn)生冷量，并使用液體循環(huán)導(dǎo)冷和固體導(dǎo)冷相結(jié)合的方式將產(chǎn)生的冷量均勻輸送到人體腳部，可以提高對(duì)鞋體內(nèi)的降溫速度，可靠有效。

進(jìn)一步的，所述液體導(dǎo)冷模塊包括與半導(dǎo)體制冷元件冷端貼合的液冷器，所述液冷器與循環(huán)動(dòng)力器連接形成循環(huán)通路。液冷器從半導(dǎo)體制冷元件吸收冷量，從而使得液冷器內(nèi)流體降溫，流體在與循環(huán)動(dòng)力器形成的循環(huán)通路中持續(xù)循環(huán)流動(dòng)，為鞋體各處持續(xù)供送冷量，進(jìn)行持續(xù)降溫。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)動(dòng)力器包括壓力液囊，所述壓力液囊與循環(huán)壓縮器連通，壓力液囊與液冷器之間連接第一液冷管，循環(huán)壓縮器和液冷器之間連接第二液冷管。

進(jìn)一步的，所述壓力液囊置于鞋體鞋跟處的非承壓腔內(nèi)，所述循環(huán)壓縮器置于鞋體鞋跟處的承壓腔內(nèi)，非承壓腔位于承壓腔上部。

在人穿著該制冷鞋走路時(shí)，壓縮循環(huán)壓縮器，即可為液冷器循環(huán)通路提供動(dòng)力，而壓力液囊可以維持循環(huán)所需的液體進(jìn)出口壓差。

進(jìn)一步的，所述第一液冷管和壓力液囊之間設(shè)置第一逆止閥，壓力液囊和循環(huán)壓縮器之間設(shè)置第二逆止閥。設(shè)置逆止閥，防止流體在其內(nèi)逆流。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)壓縮器為波紋管或彈簧液囊；所述壓力液囊為帶有彈性的液囊。循環(huán)壓縮器在承壓時(shí)可被壓縮，不承壓時(shí)自動(dòng)恢復(fù)，利用人體行走時(shí)的周期性壓力為冷卻液提供循環(huán)動(dòng)力。壓力液囊可以在循環(huán)壓縮器壓縮時(shí)容納流回循環(huán)動(dòng)力器的冷卻液，并在循環(huán)壓縮器內(nèi)壓力降低后將冷卻液壓入循環(huán)壓縮器。

進(jìn)一步的，所述第一液冷管和第二液冷管均沿鞋體內(nèi)鞋面和鞋底布設(shè)。經(jīng)與半導(dǎo)體制冷元件換熱后的流體在第一液冷管和第二液冷管內(nèi)流通過(guò)程中，對(duì)鞋體的鞋面和鞋底進(jìn)行降溫。

進(jìn)一步的，所述固體導(dǎo)冷模塊包括與液冷器貼合的導(dǎo)冷基板，所述導(dǎo)冷基板下部連接一根或多根導(dǎo)冷金屬絲。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)冷金屬絲沿鞋體內(nèi)表面向多個(gè)方向延伸。通過(guò)導(dǎo)冷基板吸收液冷器剩余冷量，將其利用起來(lái)通過(guò)導(dǎo)冷金屬絲傳遞至鞋體內(nèi)表面各處，提高冷卻效率。

進(jìn)一步的，所述鞋體內(nèi)表面還設(shè)置導(dǎo)冷硅膠片，所述導(dǎo)冷硅膠片和導(dǎo)冷金屬絲相貼合。將導(dǎo)冷硅膠片和導(dǎo)冷金屬絲貼合，共同傳導(dǎo)冷量。

進(jìn)一步的，所述散熱模塊包括與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的熱管基板，所述熱管基板通過(guò)一根或多根熱管和散熱翅片連接。散熱模塊將由半導(dǎo)體制冷元件吸收的熱量通過(guò)散熱翅片散發(fā)至鞋體外部，可以實(shí)現(xiàn)高效散熱。

進(jìn)一步的，所述鞋體包括連接成一體的鞋面、鞋幫和鞋底，所述鞋體內(nèi)還設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器連接。通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)鞋體內(nèi)的溫度，能精確控制鞋體內(nèi)溫度。

進(jìn)一步的，所述鞋面頂部設(shè)置鞋面絕熱層；所述鞋底由上至下分為內(nèi)墊層、鞋底絕熱層和橡膠底層。鞋面設(shè)置絕熱層，避免外界環(huán)境對(duì)鞋體內(nèi)溫度的影響；鞋底設(shè)置絕熱層可以減少冷量散失，保持鞋內(nèi)溫度，橡膠底層可增強(qiáng)穿著的舒適性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷的方式產(chǎn)生冷量，并且使用熱管散熱和固、液導(dǎo)冷結(jié)合的方式為鞋體內(nèi)部降溫，冷卻效果好，穿著舒適方便。

本發(fā)明通過(guò)固體導(dǎo)冷和液體導(dǎo)冷模塊同時(shí)為腳面和腳底降溫，在液體導(dǎo)冷模塊冷量不足時(shí)可通過(guò)固體導(dǎo)冷模塊補(bǔ)充冷量，實(shí)現(xiàn)多種方式共同作用下的有效降溫，降溫速度快，可靠性高。

本發(fā)明能夠滿足半導(dǎo)體制冷鞋的供電需求，替換方便。

本發(fā)明控制快捷、精確、方便，能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制冷溫度，滿足人體需求。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的鞋體示意圖；

圖2為本發(fā)明半導(dǎo)體制冷鞋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的散熱模塊示意圖；

圖4為本發(fā)明的固體導(dǎo)冷模塊示意圖；

圖中，1鞋面，2鞋幫，3鞋底，4半導(dǎo)體制冷元件，5電源，6散熱模塊，7導(dǎo)冷模塊，8液冷器，9液冷管，10第一逆止閥，11循環(huán)動(dòng)力器，12壓力液囊，13第二逆止閥，14循環(huán)壓縮氣囊，15鞋面絕熱層，16內(nèi)墊層，17鞋底絕熱層，18橡膠底層，19熱管基板，20熱管，21散熱翅片，22螺栓，23導(dǎo)冷基板，24軟金屬絲，25導(dǎo)冷硅膠片。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在半導(dǎo)體制冷鞋的制冷散熱問(wèn)題，為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N半導(dǎo)體制冷鞋。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖1-2所示，提供了一種半導(dǎo)體制冷鞋，包括制冷模塊、散熱模塊6、導(dǎo)冷模塊7和鞋體，制冷模塊設(shè)置于所述鞋體上，包括半導(dǎo)體制冷元件4、電源5和控制器。半導(dǎo)體制冷元件4熱端與所述散熱模塊6連接，將熱量通過(guò)散熱模塊6傳遞到鞋體外部環(huán)境中；半導(dǎo)體制冷元件4冷端與導(dǎo)冷模塊7連接，導(dǎo)冷模塊7包括固體導(dǎo)冷模塊和液體導(dǎo)冷模塊兩個(gè)模塊，冷量通過(guò)固、液兩種導(dǎo)冷方式同時(shí)傳遞到腳底和腳面，可實(shí)現(xiàn)鞋內(nèi)快速降溫，冷卻效果好，穿著舒適方便。半導(dǎo)體制冷元件4還外接有位于鞋體外部的電源5，電源5和控制器連接。

其中，本發(fā)明鞋體包括鞋面1、鞋幫2和鞋底3。鞋面1外層設(shè)置有用于安裝制冷模塊和散熱模塊6的孔洞，中層設(shè)置有鞋面絕熱層15，內(nèi)層設(shè)置有用于安裝導(dǎo)冷模塊7的腔體；所述鞋底3分為內(nèi)墊層16、鞋底絕熱層17和橡膠底層18，所述內(nèi)墊層16為透氣吸濕材料制成，可保持鞋內(nèi)干爽，鞋底絕熱層17位于內(nèi)墊層16下方，用于減少冷量散失，保持鞋內(nèi)溫度，橡膠底層18位于鞋底絕熱層17下方，其材料價(jià)格低廉、彈性大、絕熱性強(qiáng)，可增強(qiáng)穿著的舒適性；鞋底3位于后跟處還設(shè)置有承壓腔和非承壓腔，用于安裝循環(huán)動(dòng)力器11。

如圖3所示，散熱模塊6包括熱管基板19、熱管20和散熱翅片21。熱管基板19與半導(dǎo)體制冷元件4熱端貼合，通過(guò)螺栓22固定在鞋體外表面的鞋面絕熱層15上，熱管基板19兩側(cè)分別固定一根或多根熱管20，熱管基板與一根或多根熱管的吸熱端連接并形成一個(gè)與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的吸熱表面。所述熱管20間隔排列，每根熱管20至少一端沿鞋面1傾斜度變化向外延伸出鞋體外部，其延伸部分與散熱翅片21連接，用于系統(tǒng)散熱。

導(dǎo)冷模塊7包括液體導(dǎo)冷模塊和固體導(dǎo)冷模塊。液體導(dǎo)冷模塊包括液冷器8、液冷管9、第一逆止閥10、循環(huán)動(dòng)力器11、冷卻液；液冷器8的上表面與半導(dǎo)體制冷元件4冷端貼合，外接有一根或多根液冷管9，液冷器8內(nèi)部的低溫流體通過(guò)液冷管9循環(huán)為腳面和腳底降溫；液冷管9與循環(huán)動(dòng)力器11的液體進(jìn)口相連，連接處還設(shè)置有第一逆止閥10，液冷管9內(nèi)流體通過(guò)循環(huán)動(dòng)力器提供動(dòng)力流回液冷器8再次降溫。

其中，循環(huán)動(dòng)力器11包括壓力液囊12、第二逆止閥13、循環(huán)壓縮器14。所述壓力液囊12和循環(huán)壓縮器14分別嵌于鞋跟內(nèi)部的非承壓腔和承壓腔中，腔室進(jìn)出口均與液冷管9連接，液體入口側(cè)安裝有第二逆止閥13，當(dāng)人走路時(shí)壓縮循環(huán)壓縮器14，為液冷器9循環(huán)回路提供動(dòng)力。壓力液囊12位于循環(huán)壓縮器14上部腔室，用于維持循環(huán)所需的液體進(jìn)出口壓差。

其中，循環(huán)壓縮器14可以是波紋管或彈簧液囊等形式，其內(nèi)部空間在承壓時(shí)可被壓縮，不承壓時(shí)自動(dòng)恢復(fù)，利用人體行走時(shí)的周期性壓力為冷卻液提供循環(huán)動(dòng)力。

其中，壓力液囊12是具有一定彈性的液囊，可以在循環(huán)壓縮器14壓縮時(shí)容納流回循環(huán)動(dòng)力器11的冷卻液，并在循環(huán)壓縮器14內(nèi)壓力降低后將冷卻液壓入循環(huán)壓縮器14。

如圖4所示，固體導(dǎo)冷模塊包括導(dǎo)冷基板23、軟金屬絲24和導(dǎo)冷硅膠片25。所述導(dǎo)冷基板23上表面與液冷器8下表面貼合，下表面設(shè)置有一根或多根所述軟金屬絲24；軟金屬絲24沿鞋內(nèi)表面向各個(gè)方向延伸；鞋內(nèi)表面還設(shè)置有所述導(dǎo)冷硅膠片25，導(dǎo)冷硅膠片25與所述軟金屬絲24貼合，共同用于傳導(dǎo)冷量。導(dǎo)冷基板23和軟金屬絲24均采用導(dǎo)冷效率高的材料，可以將液冷器8剩余的冷量利用起來(lái)為腳面降溫，提高冷卻效率，而且采用固體導(dǎo)冷方式可以在液體導(dǎo)冷模塊失效時(shí)繼續(xù)工作，提高了裝置整體的可靠性。

液冷管、軟金屬絲均采用導(dǎo)熱率高的材料，液冷器、液冷管、循環(huán)動(dòng)力器內(nèi)部流體均采用納米流體。

控制器還與溫度傳感器連接，溫度傳感器設(shè)置于鞋體內(nèi)部，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷功率和鞋內(nèi)溫度；電源5為直流蓄電池，安裝在鞋體前部，可拆卸充電并反復(fù)使用。

本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷的方法產(chǎn)生冷量，并使用液體循環(huán)導(dǎo)冷和固體導(dǎo)冷相結(jié)合的方式將產(chǎn)生的冷量均勻輸送到人體腳部，其可靠性高，冷卻效果好，而且能夠在制冷核心裝置工作時(shí)提供充足的電源，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)用性較強(qiáng)。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。