专利名称：装有热调节器的鞋、服装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种其中包含热量调节元件的服装或鞋类的物品。
长期以来公知利用不同类型即电气、利用液体或气体燃料等的加热装置装备鞋类或服装的物品。在这类物品中包含的加热装置明显存在几个缺点，例如明显增加物品的成本价格、重量和体积。
此外，还公知一些服装类物品，设有用于将人体发出的热量排到大气中的散热管。众所周知，散热管是一种传热元件处在由密闭外套限定的薄的容积内，包含利用液相/气相变换例如处于蒸汽压力下的水的一种液体。构成一种调节服装或鞋类物品的热量的元件的散热管可以归并到这种物品中或附加到其上。
文献EP-A-0059581公开了一种羊毛上衣型的服装物品，其包含利用独立的外侧散热管以及连接件连接到一热阱(wel1)上的散热管。
文献WO-A-9213600也公开了一种包含可膨胀散热管的羊毛上衣，该羊毛上衣的内表面与穿用者身体相接触并且形成一热源区，而它的外表面形成一热阱区以便将人体的热量排放到大气中。
本发明提供这些物品的改进产品，利用可以非常易于装入该物品中的很简单的装置设有利用外侧能源能使身体的敏感的部分被暖热。
为此，这种其中包含有热量调节元件的服装或鞋类的物品包含一传热管，它有至少第一部分或热源区与该物品的穿戴者的身体的相对热的区域相接触产生热交换，它有至少另一部分或热阱区，其特征在于传热管的热阱区与穿戴者的身体的另一区域或与外侧相接触产生热交换，以便使由身体的热区域产生的热量从热源区向传热管的热阱区传输，利用向物品的外侧排出热量，或者利用这一热量暖热该位置直接接近传热管的热阱区的身体部分。
正如公知的，传热管是一种传热元件，在一由气密外套限定的薄形容积内包含有液相/汽相变换的流体，例如处于蒸汽压力下的水。构成用于对服装或鞋类物品进行热量调节元件的传热管可以归并到这种物品中或者附加到其上。本发明可以应用到各种类型的物品，例如鞋、手套、头带或覆盖耳部的矿工帽、工装裤等。
参照附图利用非限定性实例下文介绍本发明的各种形式的实施例，其中
图1是以断面图方式表示包含在服装或鞋类中的传热管的热量调节的效果的示意图。
图2是以断面图表示的热量调节元件的一种变型实施例的视图。
图3是以竖直及局部纵向断面图表示的一种在鞋底中包含用于将由脚产生的热量向外排放的传热管的防护鞋。
图4是以竖直和纵向断面图表示的如图3所示的鞋的变型实施例。
图5是以竖直和纵向断面图表示的适于暖热穿用者脚趾的鞋的变型实施例的示意图。
图6是一平面示意图，局部撕开表示，为一设有用于暖热带用者手指的传热管的手套。
图7是以竖直断面图表示的盖住戴用者耳部和设有用于暖热其耳部的传热管的矿工帽的示意图。
下面参阅图1，首先介绍在服装或鞋类物品中根据本发明采用的传热原理。在如下的说明书中，词语服装类物品应理解为严格指衣服以及任何其它可以置于与身体某一部分相接触的物品这两种，例如一种外套。这个图示意表示了物品的一个面层1，这个面层可以为一定厚度的织物、鞋的帮或底，一定厚度的外套等。这一面层1与物品的穿戴者的身体的一部分2相接触，这一部分是相对高温的。根据本发明的物品设计用来获取由身体部分2所产生热量Q1的主要部分并将这种热量或者传到物品的面层1外侧或者沿要被暖热的身体的另一部分的方向向内传热。根据本发明，用于保证这种传热的热量调节元件是由传热管3构成的，该管延伸在一位置在面向身体发热部分2的热源区3a，以及远离热源区3a的热阱(well)区3b，热量Q2由区3b释放到外侧。传热管3由一本身是封闭的气密套构成，含有液相/汽相变换的流体，例如处于蒸汽压力之下的水。传热管3是相当薄的，为了便于理解本发明在图1将其尺寸远为扩大了。传热管3的壁4是由沿边缘彼此熔接在一起的两个薄片组成的，是由热良导体例如金属或含金属的塑料材料制成的。传热管3的薄形的内部容积是随意的如图1所示，或者可以包含一内丝网6，例如金属织物，能够同时起间隔件以及液相的毛细管排放作用。
传热管3的工作原理是公知的。由身体部分2产生的由箭头Q1表示的热量使在传热管3的热源区3a中的液体汽化，这样产生的蒸汽朝传热管3中的较冷区或热阱区3b移动，在区3b这些热量如用箭头Q2所示转移到外侧。在热阱区3b蒸汽凝结，该返回到液态的液体返回到热源区3a。在传热管3内部的流体通道在图1中用箭头表示。
在本身重量的作用下，以及在这样一种情况下，热量Q1一定在传热管3的低点提供并且在传热管的高点排放(热量Q2)，使液相流体可以由热阱区3b朝热源区3a传输，重新提供。在这种情况下，不需要内部丝网6。液相流体还可以单由毛细管通道传输重新提供，以及凝结成液相的流体可以在相同的高度下甚至从比蒸发侧液面低的液面从热阱区3b向热源区3a重新提供，如图2所示。在这种情况下，在传热管3中内丝网6的存在是必不可少的。最后，这种传输还可以在重力和毛细作用下共同进行，在这种情况下，明显需要丝网6。
下面参阅图3介绍将发明应用到防护鞋。在图3中所示的防护鞋总体用标号7来表示，其包含主体(body)8、外底9、防侵入或防贯穿的内底11、以及在脚部的后部的用于保护脚跟的一个后部加强件。根据本发明，防侵入内底11沿其厚度方向包含一薄形传热管13，在鞋底的整个长度范围内延伸并且通过向上延伸的端部13a、13b继续延伸并且构成热阱区。前端部13a朝后弯曲以便取用于保护脚趾的前壳层14的形状。后端部13b基本上在用于保护脚跟的后加强件12中竖直延伸。
防护鞋7的穿用者脚部的热量是由贴靠脚的区域即在防侵入底11上的脚掌和跟部提供的，并且利用在鞋底11中容纳的传热管13的热源区中的传导作用传输的。实际上在这种具体应用中，传热管13包含两个热源区，分别位于贴靠脚掌和脚跟部的区域的下方。在传热管13的热源区产生的热量使流体相态变化从而汽化并且这些热量传输到构成热阱区的传热管的前端部(13a)和后端部(13b)。经过设在鞋帮中的空气流通导道放出释放到在热阱区13a、13b外侧的热量。在前端，第一空气流通导道15从设在鞋壳层的前端中的下空气进气孔口16起并且在设在鞋的顶部的空气排气孔口17止。在后端，后流通导道18从位于后部加强件底部的下空气进气孔口19起并且在位于升高的在加强件上的空气排气孔口20止。因此，由于自然对流空气在前导道(15)和后导道(18)中如由箭头所示进行流通，并且掠过传热管13的前热阱区(13a)和后热阱区(13b)，朝外侧排走热量。
在图3所示鞋的实施例中，防侵入鞋底11还设有强迫通风装置，并且为此形成一个在鞋底的整个长度范围内延伸的下空气流通导道21，其在传热管13下方并在其端部与前(15)和后(18)空气流通导道相连通。通道22设在贴靠穿用者脚跟的区域中的防侵入鞋底11中，将鞋的内侧与下流通导道21相连通。这样就使得能够利用穿用者的脚跟对于防侵入鞋底11的周期性的压力产生泵的作用，促使空气在传热管13下方和在前(15)和后(18)流通导道中流通。前(16)和后(19)空气进气孔口可以设有可调活片，使得当活片打开时或当活片关闭使空气朝着传热管13的热阱区13a、13b引导时，使承受泵压作用的空气朝外排放。
虽然在图3中所示的鞋7包含具有两个前(13a)和后(13b)热阱区的传热管13，无须赘言，鞋可包含这些热阱区的其中之一。
根据上述介绍可以看出，只要空气温度小于脚部皮肤的最大温度，就可以冷却脚，脚皮肤的最大温度对于一般体育锻炼约为33℃，在长时间体育锻炼(跑步)的情况下可以达到40℃。在所限定的发热区，由于空气温度小于30℃或可能出现的40℃，向外侧的传热是可调节的。因此根据穿用者的舒适要求，可以使传热增加，稳定或者甚至消除。
图4表示图3所示防护鞋的一种变型实施例，其不具有空气循环泵。在这种情况下，在防侵入鞋底11中没有设置下导道21，这里同样，在下空气进气孔口16和19装设可调的活片使得在前(15)和后(18)导道中利用烟囱效应使空气能流通，而当活片关闭时，消除了这种流通。
下面参阅图5，介绍根据本发明的鞋的一个变型实施例。在这一实例中，由脚的下侧的最热的部分即脚跟和脚掌产生的热量并没有排放到外侧，而是在鞋的前部被回收以便暖热穿用者的脚趾。因而，传热管13仅包含位置直接接近脚趾的一个前部热阱区13a。这个热阱区13a利用鞋的前鞋帮最大限度地与外侧相隔离。在图5中，由热阱区13a发出的热量Q2如箭头所示朝向穿用者的脚趾并且利用热屏障、对流和幅射效应传热。
根据一种变型方案，替代归并到鞋的鞋帮中的方式，通过利用自卡紧型装置可以将前热阱区13a附加固定到穿用者的短袜上，在这种情况下，以通过织物附加导热的方式传热。
在如图5所示能保证冷却脚趾的鞋的实例中，含有传热管13的鞋底可以不再归并在鞋本体之中，而是可以另外附加到其内侧。按照第一种变型方案，含有传热管13的附加鞋底可以置于鞋中在穿用者短袜的外侧，以便附在脚上像一个拖鞋一样，根据另一种变型方案，包含传热管13的内鞋底可以包含在短袜内侧，在这种情况下，传热管13的材料是一种柔软的材料。
图6表示将本发明应用到手套24上，它的手套面包含传热管25。这种传热管包含相对较大表面的热源区25a，与带用者的手的手掌接触进行热交换，以及还包含位于在手套各个手指部分的热阱区25b，以便暖热对于寒冷特别敏感的带用者的手指。因此，传热管25包含5个相对窄的构成热阱区25b的通道，它们与热源区25a相连通，由带用者手掌产生的热量连续地传输到热源区25a并从该区朝位于与穿用者手指接触产生热交换的热阱区25b。
图7表示将本发明应用到矿工帽或耳套的情况。它们包含在头部范围延伸并覆盖两个对寒冷敏感的耳部的传热管27。传热管27的热源区27a接收由带用者头部发出的热量Q1，而热阱区27b在耳部高度重还热量Q2，以便使耳部暖和。
根据一种变型方案，还可以将传热管27装入覆盖头部的帽兜，它的热源区27a与头的后部相接触，它的两个热阱区27b与带用者的两个耳朵相接触。
本发明还可以应用在工装裤中，在这种情况下传热管的热源区与身体的较热区相接触，例如肺部和下腹部，而热阱区与身体的对寒冷特别敏感的端部相接触。
虽然，上面的介绍是针对本发明对可由人类利用物品的应用，无须赘言，本发明还可以应用到意在由动物穿戴的物品，例如外套等。
权利要求
1.一种服装或鞋类物品，其中含有热量调节元件，包含由至少一第一部分或热源区(3a)和至少另一部分或热阱区(3b)组成传热管(3)，该热源区(3a)与该物品的穿带者的身体的相对热的区域(2)相接触产生热交换，其特征在于，传热管中的热阱区(3b)与穿戴者身体的另一区域相接触或与外侧接触产生热交换，以便将由身体的热区产生的热量(Q1)从热源区(3a)朝传热管的热阱区(3b)传输，通过朝物品的外侧排出热量(Q2)或者利用这一热量(Q2)暖热该位置直接接近传热管(3)中的热阱区(3b)的身体的部分。
2.根据权利要1所述的物品，其为具有内鞋底(11)的鞋，其特征在于内鞋底(11)包含一传热管(13)，其在鞋底的整个长度范围内延伸并且包含至少一个竖直向上延伸构成热阱区的端部部分(13a，13b)。
3.根据权利要求2所述的物品，其特征在于，该传热管(13)包含在鞋的壳层的前部延伸的前热阱区(13a)，和/或在鞋的后加强件(12)中延伸的后热阱区(13b)。
4.根据权利要求3所述的物品，其特征在于沿着传热管(13)的每个热阱区(13a，13b)，延伸有一相应的空气流通导道(15，17)，这个空气流通导道在下空气进气孔口(16，19)和上空气排气孔口(17、20)之间延伸。
5.根据权利要求4所述的物品，其特征在于，每个下空气进气孔口(16、19)设有可调的活片。
6.根据权利要求4或5所述的物品，其特征在于，下空气流通导道(21)在鞋的整个长度范围内在传热管(13)的下方延伸，在其端部该传热管与空气流通导道(15、18)相连通，以及在鞋底(11)中，在与穿用者的脚跟相贴靠的区域设有一个通道(22)，以便将鞋的内部与下流通导道(21)相连通。
7.根据权利要求2所述的物品，其特征在于，该传热管(13)包含一个位置直接邻近穿用者脚趾的一前热阱区(13a)，这一热阱区(13a)用鞋的前壳层与外侧相隔离，以便将由热阱区(13a)发出的热量(Q2)引向穿用者的脚趾，以及包含该传热管(13)的鞋底归并在鞋底中或附加在其内侧。
8.根据权利要求7所述的物品，其特征在于，附加的包含传热管(13)的鞋底置于鞋中在穿用者短袜的外侧，或者包含在短袜的内侧，传热管(13)的材料在这种情况下是一种柔软的材料。
9.根据权利要求1所述的物品，其为一手套，其特征在于，手套面包含一传热管(25)，该传热管(25)包含具有相对大的表面与带用者的手的手掌相接触产生热交换的热源区(25a)，以及位于在手套的相应手指部的热阱区(25b)，传热管(25)包含的相对窄的容纳在手套手指部内的热阱区(25b)与热源区(25a)相连通。
10.根据权利要求1所述的物品，为一矿工帽或耳套，其特征在于，其包含的传热管(27)的热源区(27a)与戴用者的头部相接触产生热交换，它的热阱区(27b)与戴用者的耳部相接触产生热交换。
全文摘要
本发明涉及一种服装或鞋类物品,其中包含有热量调节元件。这种物品其特征在于包含一传热管(3),传热管(3)的第一部分或热源区(3a)与该物品的穿戴者的身体相对热的区域相接触产生热交换,以及它的另一部分或热阱区(3b)与穿戴者的身体的另一区域或与外侧相接触产生热交换,以便使由身体的热区域产生的热量(Q1)由热源区(3a)传输到传热管的热阱区(3b)。
文档编号A43B7/02GK1190553SQ9710488
公开日1998年8月19日 申请日期1997年2月13日 优先权日1997年2月13日
发明者C·丹尼斯 申请人:工业方法和过程研究及发展协会