专利名称：节能空调帽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有制冷和制热功能的帽子，尤其是一种制冷时节省电池能源，并且，在环境温度低于35℃时，不用任何能源仍具有自动散热降温功能的帽子。
目前，公知的具有制冷功能的帽子，多使用一般电池供电，供电电源单一，同时，制冷装置耗能也较高，不具有节电功能或节电功能较差，并且，在电源停止供电时，其制冷装置亦不会继续具有散热降温功能。
本发明的目的是提供一种节能空调帽，其制冷装置不仅具有弹性和吸汗功能，使配戴应用更具舒适感，同时，在节省一般电池能源的情况下，具有较强的制冷和散热降温功能，使制冷工作持久稳定，并且，当环境温度低于35℃时，在与人体温差范围内，不用任何能源仍继续具有自动散热降温功能，此外，又具制冷或制热的功能变换和手动控温功能。
本发明的目的是这样实现的在帽体内位于前额部分，由比重小、导热系数大的轻金属薄片为基片，基片上安装由相同金属材料制成的若干排竖向或横向排列的通孔散热管，安装散热管基片的另一侧，顺序紧贴安装由导热硅橡胶制作的弹性蓄冷层和由具有吸汗功能的纺织品布料制作的吸汗层，基片和散热管组成弹性散热器，蓄冷层和吸汗层组成弹性蓄冷器，弹性散热器和弹性蓄冷器的组合体统称弹性散热带，为与前额相吻合的条形带状体，安装于帽体内活动内衬的条型开口之上，弹性散热带的吸汗层朝向前额部位，活动内衬由具有绝热性能的材料制成。与前额接触部分的弹性蓄冷器，均呈竖向排列的半圆柱体状，使弹性蓄冷器与前额之间形成若干排竖向排列的散热通气孔道。
弹性散热带两侧接近头部太阳穴处不安装散热管，此处各紧贴安装一小型热电堆，热电堆的另一侧均紧贴安装一小型金属散热器，称为主散热器，热电堆冷、热两端面之间由活动内衬密封相隔。
弹性散热器又称副散热器，它和主散热器均组合于活动内衬之上，活动内衬又通过其分布四周的数个活动内衬搭扣，根据头形大小选择性地安装于帽体内分布四周的固定内衬的数排搭扣孔之上，调整弹性散热带与前额接触部分相吻合。
当节能空调帽处于制冷工作状态、热电堆通电工作时，热电堆冷端面产生的低温，即首先通过与其顺序紧贴安装的基片、蓄冷层和吸汗层快速传导至前额两侧太阳穴处，其次，又通过基片传导至接近前额中部的弹性散热器和弹性蓄冷器，使整个前额表层温度也随之下降，并且尤以两侧太阳穴处温度为最低，产生较为明显的降温舒适感，而弹性蓄冷器具有的弹性和吸汗功能，又增添了配戴使用的舒适感。
由于弹性散热器安装有若干排竖向或横向排列的通孔散热管，其导热系数又较大，因此，散热管内外两侧和基片组成了散热面积较大、散热功能较强的散热装置，加之与其紧贴相连的弹性蓄冷器导热系数也较大(因吸汗层很薄，故对弹性蓄冷器导热系数影响甚微)，并且与前额接触面之间又布满竖向排列的散热通气孔道，因此，由弹性散热器和弹性蓄冷器组合而成的弹性散热带，其本身不需任何能源即具有较强的散热降温功能，能将与其接触的前额表层的高温迅速向外界散发，故而，在制冷工作时，较低的电池能耗即可产生较强的散热降温功效，并且，当环境温度低于35℃时，在与人体温差范围内，导热系数大、散热功能强的弹性散热带，因其本身温度低于前额表层温度，故而，在制冷工作停止供电的情况下，即不需任何能源，仅依靠其自身组合材料的特性及其结构特征，仍能将与其接触的前额表层的热量持续不断的迅速向外界散发，继续保持散热降温的功效。当帽体处于运动中或处于自然风状态下使用时，其散热降温功能更佳。此为本发明具有的主要节能特征之一。
本发明帽体外部接近太阳穴两侧设有散热器罩，为帽体内部的主散热器遮阳挡雨，散热器罩下部开有若干排通气孔道，其上部各连接一条左、右分支通气管，并与帽体顶部主通气管相连，主通气管朝向帽沿的进风口内，安装一组不接任何电源的微型旋转扇叶，尾部出风口处安装一台微型直流风机。制冷工作时，主通气管出风口处微型直流风机即通电工作，主散热器周围产生的热空气即通过散热器罩和左、右分支通气管进入主通气管，又经主通气管内的微型旋转扇叶和微型直流风机迅速向帽体外部抽出，使主散热器迅速得到散热。在有自然风或人体朝前行进时，主通气管内气流会加速，此时主通气管进风口处未接任何电源的微型旋转扇叶即自动快速旋转，使主通气管内气流进一步加速，导致左、右分支通气管内热气流也随之加速吸进主通气管，并迅速向帽体外部抽出，从而在节省电池能耗的情况下，进一步增强主散热器的散热功能，增强热电堆的制冷功效。此为本发明具有的主要节能特征之二。
本发明主通气管上部安装有太阳能电池板，太阳能电池板固定在帽罩之上，帽罩通过其两侧下部的固定孔与安装于帽体之上的两侧电控包相连接，帽罩与帽体可进行大于90度及小于180度任意方位的固定调节，使帽罩顶部的太阳能电池板处于最佳太阳能转换位置，最大限度地应用太阳能及节省电池能源。帽体两侧安装的左、右电控包，其中组装有本帽所需的电池和大部分电子元件，并按其重量平均分布在帽体两侧，帽罩的设置对电控包亦有遮阳防雨作用，以确保电控包持久稳定地正常工作。
为进一步节省电池能源，制冷工作时，本发明在其工作电路中采用了太阳能自动转换电路，当太阳能电池产生一定电压时，与其并联连接的微型直流继电器即开始工作，则串联于微型直流风机和组合电池回路的微型直流继电器的常闭触点即断开，同时，串联于微型直流风机和太阳能电池板回路的微型直流继电器的常开触点则即接通，使微型直流风机在中止使用组合电池供电的情况下，自动使用太阳能电池板提供的电能继续工作。而当太阳能电池板无太阳能供电或其电压下跌到一定幅度时，微型直流继电器则又即刻停止工作，其常开、常闭触点即恢复原位，微型直流风机又自动恢复到使用一般组合电池供电状况继续工作，以确保主散热器的散热功效和热电堆的制冷功效，从而最大限度的利用太阳能供电，节省组合电池能源，使制冷工作持续长久。此为本发明具有的主要节能特征之三。
此外，本发明的工作电路设置有三联微动开关，分制冷和制热两个档位，当置于制冷档位时，节能空调帽处于制冷工作状态，当置于制热档位时，节能空调帽处于制热工作状态，同时，能自动切断用于制冷工作的微型直流风机的电源回路，使热电堆冷端面制冷效果增强，热电堆热端面始终处于低能耗工作状态，从而增强节能空调帽的低能耗制热功效。
本发明电路中还使用彩色发光二级管作为电源指示，并将发光二级管安装于帽沿前部下方，即防雨，又便于观察，同时又具有装饰功能。
本发明电路采用两只复合三级管电路或单只达林顿管电路进行电流控制，手动旋转小型电位器即可根据实际温度需要调整热电堆的制冷或制热工作电流，达到手动调温之目的。电路简单可靠，调温方便、自如。
由于采用上述方案，本发明制冷工作时，在节省一般组合电池能源的情况下，具有较强的制冷和散热降温功能，并且，当环境温度低于35度时，在与人体温差范围内，不用任何能源仍具有自动散热降温功能，使本发明在组合电池有限能源供电的情况下，稳定持久的工作。此外，具有弹性和吸汗功能的制冷装置，使配戴应用更具舒适感。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的侧面结构示意图。
图2是图1除去帽罩7的俯视对称半剖视结构图。
图3是图2的A-A剖面图和B-B剖面图。
图4是图1中帽罩7的俯视图。
图5是本发明的电路原理图。
图中1.帽沿 2.帽体 3.左散热器罩 4.主通风管 5.左分支通风管6.铆钉 7.帽罩 8.左电控包 9.左固定钮 10.固定内衬 11.微型旋转扇叶12.右分支通风管 13.右散热器罩 14.右固定钮 15.右电控包 16.铆钉17.活动内衬 18.活动内衬搭扣 19.固定内衬搭扣孔 20.散热器罩通风孔21.帽罩固定孔 22.弹性散热器 23.散热管 24.基片 25.弹性蓄冷体器26.蓄冷层 27.吸汗层 28.主散热器 30.组合电池 31.电位器开关32.发光二极管 33.电阻 34.三极管 35.三极管 36.电阻 37.太阳能电池板 38.微型直流继电器 38-1.微型直流继电器常开触点38-2.微型直流继电器常闭触点 39.微型直流风机 40.三联微动开关41.热电堆 42.热电堆在图1所示实施例中，弹性散热器22与弹性蓄冷器25组合成的弹性散热带，安装于帽体2内部接近前额处，发光二极管32位于帽沿1下方，主通风管4安装于帽体2顶部，左分支通风管5由左散热器罩3上部接出，并与主通风管4相连，太阳能电池板37安装于帽罩7之上，左电控包8由铆钉6固定在帽体2左侧，左固定钮9将帽罩7固定在左电控包8之上，通过左固定钮9，能将帽罩7在大于90度及小于180度范围内进行任意方位固定调节，使位于帽罩7顶部的太阳能电池板37处于最佳太阳能转换位置，最大限度地利用太阳能、节省电池能源。电位器开关31和三联微动开关40安装于左电控包8(或右电控包15)下部，电位器开关31用于电源开关和温度调节，三联微动开关40用于制冷和制热变换调节。
在图2所示实施例中，竖向排列的散热管23、基片24、蓄冷层26和吸汗层27顺序紧贴安装，组合成一体化弹性散热带，其面向前额部位，均呈竖向排列的半圆柱体状，与前额之间形成若干排竖向排列的散热通气孔道，热电堆41之两端面分别紧贴安装于主散热器28与基片24之间，弹性散热带和热电雄41安装于活动内衬17的开口之中，由图2的对称性可知，弹性散热带、热电堆41、主散热器28，以及对称的另一侧热电堆和主散热器均组合于活动内衬17之上，活动内衬17又通过其分布四周的活动内衬搭扣18，与固定于帽体2内部的固定内衬10相连接，固定内衬10分布四周的数排固定内衬搭扣孔19，用于调节活动内衬17和弹性散热带与前额接触部分相吻合。位于帽体2右侧的右散热器罩13的底部，设有与左散热器罩3底部相同的散热器罩通风孔20，右分支通风管12连接于右散热器罩13的上部与主通风管4之间，铆钉16将右电控包15固定于帽体2右侧，右固定钮14位于右电控包15下部，微型旋转扇叶11和微型直流风机39分别安装于主通风管4的进风口和出风口处。图中，发光二极管32、热电堆41、微型直流风机39、右电控包15及图中暗示的、对称相映的左电控包8、热电堆42，相互之间均按图5所示电路原理图实施电连接。
在图3所示实施例A-A剖面图中，热电堆41之两端面分别紧贴安装于主散热器28和基片24之间，并且，热电堆41之两端面由绝热材料制成的活动内衬17密封相隔，蓄冷层26和吸汗层27与基片24顺序紧贴安装。
在图3所示实施例B-B剖面图中，弹性散热器22由散热管23和基片24组合成一体，散热管23为竖向排列的通孔圆管，其与基片24均为铝合金等轻金属薄片制成，蓄冷层26和吸汗层27与弹性散热器22顺序紧贴安装，组合成一体化弹性散热带，并安装于活动内衬17之上，蓄冷层26由导热硅橡胶制作，吸汗层27由纺织品布料制作，活动内衬17由具有绝热性能的塑料制作。
在图4所示实施例俯视图中，帽罩7的顶部安装太阳能电池板37，帽罩7的两侧下部加工有帽罩固定孔21，用于与位于帽体两侧的左、右电控包8和15连接，以使帽罩7和帽体2组成有机的整体。
在图5所示实施例电路原理图中，组合电池30按其重量平均分装在左、右电控包8和15内，其余全部电子元器件，除发光二极管32、太阳能电池板37、微型直流风机39、热电堆41和42分别安装在帽体2的其他部位外，均集中组合安装在左电控包8或右电控包15之内。左电控包8和右电控包15之内、外全部电子元器件，均按图5所示电路原理图实施电连接，其中，由太阳能电池板37、微型直流继电器38以及微型直流风机39组成的太阳能自动转换电路，通过微型直流继电器常闭触点38-2与三联微动开关40串联连接，与整个工作电路联机工作，组成一体化电气自动控制系统。
权利要求
1.一种制冷、制热两用节能空调帽，其特征在于它主要由位于帽体内部的散热管、基片、蓄冷层、吸汗层、主散热器、热电堆、活动内衬、固定内衬，以及帽体外部的帽沿、左、右散热器罩、左、右分支通风管、主通风管、微型旋转扇叶、微型直流风机、左、右电控包、太阳能电池板、帽罩等主要部件组合于帽体之上，其中，热电堆、左、右电控包、微型直流风机、太阳能电池板，以及安装于帽沿下方的发光二极管，相互间为电连接结构。
2.根据权利要求1所述的节能空调帽，其特征在于由铝合金等轻金属薄片制成的散热管，以若干排竖向或横向排列的方式组合于相同金属薄片制成的基片之上组成弹性散热器，由导热硅橡胶制作的蓄冷层和由纺织品布料制作的吸汗层组成弹性蓄冷器，与基片顺序紧贴安装，弹性散热器和弹性蓄冷器又组成与前额相吻合的条形带状弹性散热带，其中，弹性蓄冷器与前额接触面，均呈竖向排列的半圆柱体状。
3.根据权利要求1所述的节能空调帽，其特征在于基片两侧位于太阳穴处，且与弹性蓄冷器相贴的另一面，均顺序紧贴安装热电堆和主散热器，热电堆和主散热器以及弹性散热带，均组合在位于前额部位的活动内衬之上。
4.根据权利要求1所述的节能空调帽，其特征在于帽体顶部的主通风管与左、右分支通风管相连接，左、右分支通风管分别与帽体两侧的左、右散热器罩相连接，其中，主通风管进风口和出风口处分别安装微型旋转扇叶和微型直流风机，微型旋转扇叶不与任何电源相接，左、右散热器罩分别正对帽体内部两侧主散热器安装。
5.根据权利要求1所述的节能空调帽，其特征在于主通风管上部安装帽罩，帽罩顶部安装太阳能电池板，其左、右两内侧安装左、右电控包，帽罩通过其两侧下部的帽罩固定孔及左、右固定钮，可进行大于90度及小于180度任意方位的固定调节。
6.根据权利要求1所述的节能空调帽，其特征在于左、右电控包分别安装在帽体外部两侧，组合电池按其重量平均分装在左、右电控包内，工作电路所需全部电子元器件，除发光二极管、太阳能电池板、微型直流风机、热电堆分别安装在帽体其他部位外，均集中组合安装在左电控包或右电控包之内，左电控包和右电控包之内、外全部电子元器件，均按图5电路原理图实施电连接。
7.根据权利要求1所述的节能空调帽，其特征在于电连接工作电路中安装有太阳能自动转换电路，电路中，太阳能电池板与微型直流继电器并联连接，微型直流继电器常开触点串联连接于微型直流风机和太阳能电池板所在的回路中，微型直流继电器常闭触点串联连接于微型直流风机和组合电池所在的回路中，并且，太阳能自动转换电路通过微型直流继电器常闭触点与三联微动开关串联连接，与节能空调帽整个工作电路联机工作，组成一体化电气自动控制系统。
全文摘要
一种制冷、制热两用节能空调帽，它由安装于帽体之上的散热管、基片、弹性蓄冷器、主散热器、热电堆、主通风管、微型旋转扇叶、微型直流风机、太阳能电池板、电控包等主要部件组成，热电堆、微型直流风机、太阳能电池板和电控包相互间为电连接结构。本发明在节省电池能源的情况下，对头部具有较强的散热、降温和制冷功能，并且，当环境温度低于35℃时，在与人体温差范围内，不用任何能源仍具有自动散热降温功能。
文档编号A42B1/18GK1484998SQ02138309
公开日2004年3月31日 申请日期2002年9月23日 优先权日2002年9月23日
发明者孟友良 申请人:孟友良