专利名称：温控储能制冷服的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种健康防护制冷服装，特别涉及一种温控储能制冷服。
技术背景夏天高温季节，通常户外温度可以达到36-38度，一些特殊环境中的工作环境温 度甚至高于40度，比如舰艇轮机舱，高速运动中的装甲车，坦克车，三夏大忙时的拖拉机驾 驶舱，炼钢炉前，甚至战斗机中，有资料显示美军在伊拉克战场上因天气炎热，装甲车内温 度高达70度，迫使士兵弃车徒步巡逻；我国南方的西沙，南沙群岛的边防前线官兵，坚持 在城市交通指挥岗位上的交警，露天作业的建筑工地工人，长时间在高温环境下会使人大 量出汗，严重的导致中暑，通常遇到高温天气时，人们需要降低环境温度，如开动空调机，冲 凉，或者躲在树荫下以降低高温对人体的冲击。但是很多情况下处于户外或特定环境中的 人员是无法躲避高温酷暑的。为此很多国家在研制适合高温酷暑下使用的降温服。1989年美国海军舰船上的 水兵为了降温而采用了在前后兜里装满冰水的降温方法。这种原始的降温方法是把装有冰 水的软管缝在背心里，用水泵使其循环，这种降温系统也可以称为个人冷却系统。此系统用 泵使约2升冰水循环，冷却时间大约能维持35-45分钟。此系统可与防化服、防爆服同时使 用，由于制冷时间过短，因此一直未能广泛应用。1991年海湾战争期间，美军和多国部队进入海湾地区时，为使地勤人员在有化学 战剂存在的酷暑下正常工作，美空军为费尔柴尔德飞机公司(Fairchild)投资了 386万美 元，研制生产了一种新型间歇性多人降温系统。该系统由空调器、化学战剂过滤器和背心三 部份组成，空调器产生的冷气流经软管通入化学战剂过滤器，然后再通入防护服的背心内， 以起到降温作用。该系统可同时为10名地勤人员供送冷气。据报道派驻阿富汗执勤的英国士兵乘坐弯刀(scimitar)坦克巡逻沙漠地区时， 车内的最高温度可达70°C。为了解决降温问题，英国科学家研制出一套简易降温系统把 两条喉管插进上衣和裤子，接入坦克通风口，把户外较低温空气抽进衣服，可以使温度降至 58 °C。另据报道美国海军航空兵系统司令部正开发一种称为"制冷盔甲"的背心式空 调系统。整套系统只有笔记本大小，重5公斤，相当于目前美国海军和海军陆战队飞行员使 用的防弹罩。使用时，只需将其安装在飞行员背心的前部，用背带悬挂在肩上即可。“制冷 盔甲"是一种便携式、双循环冷却装置。为达到制冷效果，"制冷盔甲"背心内备有一小水 袋，利用空气和水之间的温差吸收周围的热气。该系统采用的方法是通过一套过滤吹风管 将周围的空气吸进位于进气口一侧的空气调节器，经过调节的空气从出气口进入飞行服内 的导管，达到降低飞行员体温的目的。系统开始运转后，内部电扇就会打开，并释放冷气，可 以将飞行员周围的温度降低18°C。“制冷盔甲"系统采用电池供电，不受飞机供电系统的 影响，即使飞行员离开飞机后也可以使用。该系统预期将于3年后装备F/A-18"大黄蜂" 战斗机。[0007]美军为应付酷热的侵袭，军方目前正加紧研发具备温度调节功能的新型单兵装 备，以确保部队在炎热环境下的战斗力。由“美国陆军士兵系统研究中心"(又名纳蒂克 实验室)开发的"拦截者"风冷式战术背心，就是基于这一需求研制的首批实用化装备。 它采用蜂窝状结构，并通过电动换气扇促进空气在防护服和皮肤之间的空隙中流通，从而 达到制冷和辅助排汗的效果。据介绍，该产品从去年开始就配发给驻扎在巴格达以及提克 里特地区的部队试穿，根据反馈意见，设计者今后还将对其进行改进，包括采用兼容性更好 的电池，减轻引擎重量，降低风扇噪音等等。据报道，我国南沙守礁部队部队装备了自动降温的专用服装，已通过专家鉴定。该 型服装由热区岛礁迷彩服、热区岛礁内衣裤、护膝护肩、遮阳凉帽、高腰防刺鞋等组成，具有 防紫外线、抗菌防臭、导湿快干和冷却降温功能。目前，我国另一款新型的便携式单兵降温系统业已研发成功，该系统由深圳某公 司历时5年研发而成，并于2007年年10月正式在国内推出。该降温系统由降温背心和制 冷系统组成；制冷系统中分别有电池、泵和作为冷源的冰袋，以及其它部件。使用时将背心 和制冷系统相连接，开启电源后，利用制冷系统中的水泵将冰袋的冰水通过热循环注入背 心中，使其循环达到制冷功能，并通过热敏传导使系统达到恒温效果。经测试，在40摄氏度 环境下，背心的最低制冷时间为6小时，并且可以通过更换冷源方式提供持续制冷。系统根 据要求可将温度设定为18摄氏度、20摄氏度以及22摄氏度等，其特点是恒温效果好，同时， 还可按需求为使用者提供饮用冰水。该系统总重量为2. 2公斤(不带饮用水)，带饮用水时 重4. 5公斤。由于该款便携式单兵降温系统的降温背心可贴身穿着，制冷系统可作为背负 放入行军背包中，对于单兵还具有携带方便等优点，较适合单兵使用；另外该系统还可以作 为坦克、直升飞机、歼击机等的降温装备。因此它将广泛运用于空军、海军以及陆军等在高 温环境下作战的部队，从而保持士兵体力而提升战斗力。但是，战争条件下能否提供大量的 冰是一个问题。我国专利中已授权的制冷衣中，大多为直接水冷，风冷，供冷方式除了水冷外，还 有个别的采用高聚物蒸发制冷，最新的是利用半导体制冷器件制冷提供冷源如CN1156236， CN2508588, CN1695507, CN2648844, CN201213457等，天津工业大学研制的恒温服根据资料 显示采用石蜡微胶囊包覆颗粒，制备出的相变材料大胶囊直径为4 9. 8mm,相变温度为 28. 2 25. 4°C和32. 1 28. 5°C两种，储热量达150J/g以上，耐热和耐水性能良好。设计 制造了具有夹层的恒温服，服装在环境温度38°C时，保持内部温度不超过30°C，持续时间 达到2. 5小时，据说该产品已小批量生产，并在部队试用，具有明显的降温和保温效果。但 其使用前必须在冰箱保藏1小时或在25度室内放置3小时以上，且禁止水洗，2. 5小时后必 须放入冰箱复活方可再次使用，这给特定场合环境下的使用带来不便。综上所述，研制一种重量轻，复活方便，控制温度方便、时间长，随时随地可以启用 的降温制冷服装，且适应各类场合的需求成为必要
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述各种降温制冷服装的不足，而研制一种新型降 温制冷服装，即温控储能制冷服。本实用新型是这样实现的一种温控储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缝合、或通过肩带及腰部松紧带连接成背心，其特征在于， 制冷服前片和制冷服后片均由面料层、隔热层、内芯构成；本实用新型可以是这样实现的所述的面料层、隔热层合为一层；本实用新型还可以是这样实现的所述的面料层外表面有红外反射吸收涂层；本实用新型还可以是这样实现的所述的制冷服前片上有温控器储放袋，在温控 器储放袋内安置有显示环境温度和贴身温度的可在华氏和摄氏温度随意转换显示的双温 温度显示器；本实用新型还可以是这样实现的内芯为芯内充满降温材料的内芯，内芯内有由 多孔质吸收材料构成的内芯固体支撑架，在内芯中还设置有蛇形软管和内镶温度传感器， 内镶温度传感器通过插拔式插头和制冷服电子温控器相连；本实用新型还可以是这样实现的制冷服电子温控器由接口电路、控制模块、电磁 阀、及制冷剂罐构成；本实用新型还可以是这样实现的制冷服后片上设置有立领，制冷服后片和立领 的结合处暗藏设置有帽子冷却接口。本实用新型的有益效果 1、这种制冷服具备有在任何环境下都可以快速启用的特点。2、本实用新型不仅可长时间供冷，而且重量轻，使用转换方便。3、本实用新型采用涂层材料制成的装有无毒无害的降温材料密封腔。当环境温度 低于降温材料温度时，降温材料将释放温度，以保持表面温度在30度左右，当环境温度高 于降温材料温度时，降温材料材料开始吸收热量，以降低环境温度对人体的热冲击，仍然是 表面温度保持在30度，随着吸收热量的累积，原本固体的降温材料逐渐融化为液态，但由 于预制内芯的固体支撑架的多孔质吸收材料的毛细作用，融化的液态吸热材料留存在毛细 孔里，直到饱和不再吸收热量而失去降温作用。此饱和温度正是温度传感器的触发温度，内 藏温度传感器将按照预先设定的条件发送信号给温度控制器，温度控制器再输出电流打开 电磁阀门同时发出报警声，自动或手动导入高压冷源，(10秒左右)快速降低储能材料的温 度，达到快速复活的效果。本实用新型可洗，亦可在冰箱，冷水中复活。4、本实用新型采用马甲式结构，立领可对人的颈部冷却，立领背后暗藏一个外接 快速接口，可同时连接头部帽子的供冷接口。5、本实用新型可同时以IXD数字双温度显示器服装外部环境温度，贴身内表面温 度，密封腔内传感器温度。控制器可以自行设定(0-100度间)电磁阀供冷温度点位。适合 于各种环境中自动，手动控制使用。除发内芯中预置温度传感器被密封在密封腔中，其余的 传感器和控制器均可与衣服分离，通过插头连接。6、本实用新型的蛇形软管进出口处安装了插拔式快速接头，以方便连接。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型图1的A-A剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。在图1、图2中，本实用新型温控储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或直接缝合、或通过肩带及腰部松紧带8连接成背心，制冷服前 片3和制冷服后片2均由面料层14、隔热层15、内芯16构成；面料层14、隔热层15可合为 一层；面料层14外表面有红外反射吸收涂层；面料层14制成背心，背心内有内芯16 ；内芯 16为芯内充满降温材料的内芯，内芯内有由多孔质吸收材料构成的内芯固体支撑架，在内 芯16中还设置有蛇形软管17和内镶温度传感器18，内镶温度传感器18可以有二个以上， 内镶温度传感器18通过插拔式插头和制冷服电子温控器相连；制冷服电子温控器由接口 电路、控制模块、电磁阀、及制冷剂罐构成；制冷服后片2上设置有立领4，制冷服后片2和 立领4的结合处暗藏设置有帽子冷却接口 5。本实用新型内芯16采用了涂层面料制成的装有无毒无害的降温材料的密封腔。 当环境温度低于降温温度时，降温材料将释放温度，以保持表面温度在30度左右，当环境 温度高于降温温度时，降温材料开始吸收热量，以降低环境温度对人体的热冲击，仍然是表 面温度保持在30度，随着吸收热量的累积，原本固体的降温材料逐渐融化为液态，但由于 预制内芯的固体支撑物的多孔质吸收材料的毛细作用，融化的液态吸热材料留存在毛细孔 里，直到饱和不再吸收热量而失去制冷作用。此饱和温度正是温度传感器的触发温度，内芯 16内镶温度传感器18将按照预先设定的条件发送信号给电子温控器，电子温控器再输出 电流打开电磁阀门同时发出报警声，手动或自动导入高压冷源，快速降低降温材料的温度， 达到快速复活的效果。本实用新型的外部面料层14的朝外层均可采用有红外热反射吸收涂层(理论上 该涂层材料可以屏蔽红外热能，因而具有对抗主动和被动式夜视仪的隐身功能)，背面的 (即向里面)真空绝热的涂层即隔热层15 (面料层14、隔热层15可合为一层时)，可以将很 大部分红外热阻挡在制冷服外面。按照医学资料理论皮肤和某些粘膜上的温度感受器，分为冷觉感受器和温觉感 受器两种。它们将皮肤及外界环境的温度变化传递给体温调节中枢。人类在实际生活中， 当皮肤温为30°C时产生冷觉，而当皮肤温为35°C左右时则产生温觉。下丘脑、脑干网状结构和脊髓都有对温度变化敏感的神经元在温度上升时冲动 发放频率增加者，称温敏神经元；在温度下降时冲动发放频率增加者，称冷敏神经元。在下 丘脑前部和视前区温敏神经元数目较多，网状脑干结构中则主要是冷敏神经元，但两种神 经元往往同时存在。中枢温度感受器直接感受流经脑和脊髓的血液温度变化，并通过一定 的神经联系，将冲动传到下丘脑体温调节中枢。因脑下丘，脑干网状结构和脊髓是控制冷热感觉的神经系统，故本发明根据人体结构 设计成马甲式立领，旨在对上半身，脊椎，和颈部进行冷却，并在立领4后的结合处暗藏设置有 帽子冷却接口 5，以最近的距离通过制冷帽子对脑部进行降温，不用时隐藏在立领4后部。本实用新型因会被用户贴身穿戴，故在材料表面使用了申请人合成的有机硅季铵 盐抗菌防霉剂。该防霉剂无毒，无刺激性，并可与面料产生化学交联，不溶于水，耐洗涤，效 果持久。本实用新型的蛇形软管17可为蛇形硅胶管或氟硅胶管，形状为弯曲S形，夹在内芯两层涂层纤维面料之间，进出口均设在密封腔外的右下侧，蛇形软管17端口安装有快速 接头以方便连接。在图1、图2中，1为温度传感器，它可测量接近人体及室外温度，接双温显示器；6 为制冷服后片2的降温气体进气口，7为制冷服后片2的降温气体出气口； 11为制冷服前片 3的降温气体进气口，12为制冷服前片3的降温气体出气口 ；降温气体进气口 6、降温气体 出气口 7、降温气体进气口 11、降温气体出气口 12均安装有快速接头以方便连接；9为温控 器储放袋，用于放置双温显示器，即显示人体温度和室外温度的可在华氏和摄氏温度随意 转换的双温温度显示器，10为电池袋。本实用新型内芯16贴身内面设置两个紧贴着的开口向上的口袋，袋内便于需要 时安装膜式电热器，这样本实用新型冷热两用。
权利要求一种温控储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)或直接缝合、或通过肩带及腰部松紧带连接成背心，其特征在于制冷服前片(3)和制冷服后片(2)均由面料层(14)、隔热层(15)、内芯(16)构成。
2.一种如权利要求1所述的温控储能制冷服，其特征在于面料层(14)、隔热层(15)合为一层。
3.—种如权利要求1或2所述的温控储能制冷服，其特征在于所述的面料层(14)外 表面有红外反射吸收涂层。
4.一种如权利要求1所述的温控储能制冷服，其特征在于内芯(16)为芯内充满降温 材料的内芯，内芯内有由多孔质吸收材料构成的内芯固体支撑架，在内芯中还设置有蛇形 软管(17)和内镶温度传感器(18)，内镶温度传感器(18)通过插拔式插头和制冷服电子温 控器相连。
5.一种如权利要求4所述的温控储能制冷服，其特征在于制冷服电子温控器由接口 电路、控制模块、电磁阀、及制冷剂罐构成。
6.一种如权利要求1所述的温控储能制冷服，其特征在于所述的制冷服前片上有温 控器储放袋(9)，在温控器储放袋(9)内安置有显示环境温度和贴身温度的可在华氏和摄 氏温度随意转换显示的双温温度显示器。
7.—种如权利要求1所述的温控储能制冷服，其特征在于制冷服后片⑵上设置有 立领(4)，制冷服后片(2)和立领(4)的结合处暗藏设置有帽子冷却接口(5)。
专利摘要本实用新型涉及一种健康防护制冷服装，特别涉及一种温控储能制冷服。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或直接缝合、或通过肩带及腰部松紧带8连接成背心，其特征在于，制冷服前片3和制冷服后片2均由面料层14、隔热层15、内芯16构成，内芯16为芯内充满降温材料的内芯，内芯内有由多孔质吸收材料构成的内芯固体支撑架，在内芯16中还设置有蛇形软管17和内镶温度传感器18，内镶温度传感器18和制冷服电子温控器相连；本实用新型采用马甲式结构，立领可对人的颈部冷却，立领背后暗藏一个外接快速接口，可同时连接头部帽子的供冷接口，复活方便，控制温度方便、随时随地可以启用，且适应各类场合的需要。
文档编号A41D13/005GK201577570SQ200920297088
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者吴正建 申请人:吴正建