冷却元件的制作方法
【专利摘要】一种冷却元件包含两个箔材料层（1、2），所述两个箔材料层（1、2）通过焊接连接（14）紧固到彼此上，其方式为使得用于液体的封闭隔室（5）在其之间形成，并且所述层的至少一者在其表面区域的至少一部分上可以透蒸汽。所述两个箔材料层包含热塑性塑料，尤其为聚胺酯、聚丙烯或聚乙烯。可替代地或额外地，所述箔材料层至少在面对彼此的侧面上包含可焊材料，并且所述连接由焊接连接形成。所述箔材料层以及所述中间层可以由热塑性塑料制造。
【专利说明】冷却元件
[0001]本发明涉及包含两个可能有或无弹性的箔材料层的冷却元件，所述两个箔材料层借助于焊接连接紧固到彼此上，从而使得用于液体的封闭隔室在其之间形成，其中所述层的至少一者在其表面区域的至少一部分上可以透蒸汽。
[0002]例如，从英国专利申请案GB2348796A中已知类似的具有焊接结构的冷却元件，在所述文件中个人冷却服具有内层以及外层，所述内层以及外层之间界定了一个受限空间或囊状物以用于容纳液态水。所述层是对于空气以及液态水均不可渗透但水蒸汽可渗透的薄材料。GB2348796A未揭示各层之间的保水、释放蒸汽材料，诸如灯芯。
[0003]具有多层结构(焊接或未焊接)的冷却元件用于(例如)瓶架、包袋或帆布背包中，以便让装着饮料的瓶子等物体保持冷却。有时这种冷却元件用于让受伤肌束等人体部位保持相对较凉。
[0004]冷却效果来源于水的蒸发，要使水蒸发，需要供应热。因为所产生的蒸汽通过透湿气的箔材料排出，所以只要在吸液、释放蒸汽的材料中存在任何水分，蒸发就可以持续。
[0005]从服装业进一步了解包含三个材料层的结构，其中两个层围住第三吸液层。然而，此类夹层结构并不是设计用于提供冷却效果，而是用于(例如)美学效果或隔热保温。吸液属性实际上为这种夹层结构中的附带特征。
[0006]已知的冷却元件的缺点是，要制造令人满意的操作产品，不但困难而且成本很高。尤其是在涉及大规模制造的情况下。
[0007]本发明的目标是提供上文所描述的类型的改进的冷却元件。
[0008]为了实现此目标，本发明提供根据权利要求1所述的冷却元件。
[0009]由于存在热塑性塑料，确切地说是聚胺酯、聚丙烯或聚乙烯，所以可以获得较高的蒸汽透过率同时维持两个箔层的可焊性。由于可以焊接，所以(例如)通过超声波焊接，可以应用低成本并且高效的制造方法。之前，在现有技术中，箔层是由具有较低蒸汽透过率的可焊材料制成，或者是不可焊的并且是被粘合或缝合在一起。
[0010]粘合以及缝合连接是不利的，因为这种连接立即或在一段时间之后会发生泄漏。在制造期间粘合连接还需要固化时间，这使得整体制造过程使用的时间比在焊接连接的情况下长得多。
[0011]另一方面，如果借助于焊接实现了两个箔材料层之间的连接，那么该连接将是机械可靠的、防漏的，并且在实际焊接操作之后基本上立即可以使用，因此冷却元件随后可以立刻接受最后处理。
[0012]此外，通过选择焊接点，即接缝的位置以及取向(平行于冷却元件的折弯线或甚至与之重合)，可以在给定的方向上控制所获得的冷却元件(实际为预制面板)的硬度。因此焊缝同时也是折叠缝。
[0013]在一个实施例中，两个箔材料层包含塑料，根据测试标准IS0811，在至少4700mm(确切地说为5000mm)的水柱的水阻力下，根据测试标准ASTM E96-BW,所述塑料具有的潮气透过率超过3800g/m2/24h，确切地说为4000g/m2/24h。
[0014]在另一个实施例中，箔材料层包含塑料，(在3.175mm的RF撕裂下)所述塑料具有至少15kg/3cm的焊接抗扯强度，尤其为20kg/3cm，其为根据测试标准FS191A方法5970确
定的值。
[0015]有利的是，将具有吸液、释放蒸汽材料的中间层嵌入在箔层之间。这种中间层使隔室中存在的液体能够更加均匀地分布，并且因此增强了冷却元件的冷却功能。
[0016]因此，中间层本身应该有利地在隔室之上分布，而不会发生破碎等。通过下列方式可以提供这种效果:
[0017]-通过使中间层围绕着焊接点而定位，将中间层固定在一个或多个位置处，在所述位置处，箔材料层被焊接在一起；
[0018]-通过使至少一个焊接点通过中间层的一部分而构成并且使焊接点至少局部地围绕中间层的材料而混合，将中间层固定在一个或多个位置处，在所述位置处，箔材料层被焊接在一起；以及
[0019]-施加也包含可焊材料的中间层并且至少局部地将此层焊接到两个箔材料层上。
[0020]后一种方式具有以下优点:可以更加容易地制造冷却元件，因为不再必须预先将中间层变成恰当合适的形状。中间层只要插入在两个箔层之间即可，然后按照需要在任何位置中应用焊缝。
[0021]在另一个实施例中，在所述隔室的圆周内的所述箔材料层之间提供额外的焊接连接。与仅使形成隔室所必需的边缘焊接在一起相比，上述做法能让箔材料更好地保持在一起。额外的焊接连接使整体装配更加坚固，并且防止中间层折叠或破裂，中间层如果折叠或破裂的话将不再在整个表面区域上延伸。
[0022]优选地，额外的或非额外的焊接连接在其角和/或末端处是圆化的。这在与圆化的焊接连接相邻的箔材料中引起较少的应力集中，因此在冷却元件的使用期间在其形变后形成撕裂的现象被抵消。
[0023]还有可能的是，在至少一个焊接连接的区域处，额外的可焊箔材料层应用在所述两个可焊材料层之间或抵靠着所述两个可焊材料层。此层补偿由于焊接以及压缩处理所出现的厚度损失，其优点是抵消了局部弱化并且获得更加有吸引力的外观。
[0024]此外，在又一实施例中，借助于在至少一个透蒸汽的箔材料层背离中间层的一侧处的焊接接头，抵靠着所述至少一个透蒸汽的箔材料层而提供一个具有透湿气的材料的保护层。此实施例具有以下优点:其对于来自较尖物体及其类似物的冲击具有更强的抵抗性。
[0025]本发明进一步涉及包含两个箔材料层的冷却元件，在所述层之间容纳了具有吸液、释放蒸汽材料的中间层，所述两个箔材料层借助于连接紧固到彼此上从而在两层之间形成一个隔室，同时所述箔材料层的至少一者在其表面区域的至少一部分上可以透蒸汽，其特征在于所述隔室通过至少一个限流件与缓冲液池液体连通。
[0026]以此方式，可以用各种方式逐渐施配液体。有利的是，在此情况下，与在两个箔材料层之间的所述隔室相邻而形成所述缓冲液池，并且通过焊缝使所述隔室与缓冲液池分隔开来，在所述焊缝中，以至少一个液体通道的形式提供所述限流件。
[0027]在一个实施例中，当吸液释放蒸汽材料浸透液体时，缓冲液池的最大容积基本等于此材料的液体体积。由此，最好精确地获得吸液释放蒸汽材料(通常为灯芯)的一次充填，而不使冷却元件比填充灯芯需要的厚度更厚。如果添加更多的水，那么在冷却元件的某些结构变体中可能出现水泡。上文所提及的一些实施例的焊接点以及固定的灯芯与所描述的缓冲液池的大小相配合可以提供最佳冷却效果。
[0028]而在另一个实施例中，缓冲液池具有较大容量，适合在较长时间段期间维持隔室的冷却功能，所述较长时间段实际上比当吸液释放蒸汽材料浸透液体时其最大液体体积所维持的时间段更长。这有利地提供持续更长时间的冷却功能。此处，上文所提及的一些实施例的焊接点以及固定的灯芯可以用于优化冷却效果本身。
[0029]此外，限流件可以实现为成一条直线的两个焊缝之间的开口，其中与限流件相邻的所述接缝的头端是磨圆的。
[0030]最后，本发明涉及根据权利要求1到10中的一项以及权利要求11到15中的一项所述的冷却元件。这种冷却元件结合了这两组权利要求的优点。在此冷却元件中，由热塑性塑料制成的箔的优点也适用于缓冲液池以及限流件，所述缓冲液池以及限流件可以在同一个低成本焊接周期产生。
[0031]现在将参考附图更加详细地说明本发明，在附图中对应的组件用相同的参考标号表示，其中:
[0032]图1为根据本发明的冷却元件的平面图，以及
[0033]图2为沿图1的冷却元件的线A-A所截取的横截面图。
[0034]图1中所示的冷却元件包含两个箔材料层I和2，具有吸液释放蒸汽材料的中间层3被布置在所述两个箔材料层I与2之间。两个箔材料层I和2借助于焊接连接4紧固到彼此上，从而在两个箔材料层I和2与焊接连接4之间形成隔室5。箔材料层2不能透液体，但是能透蒸汽。在此实例中箔材料层I阻断液体以及蒸汽两者，但在替代实施例中它可以透蒸汽。箔材料层I和2由热塑性聚胺酯(可焊热塑性塑料)制成，并且在细长熔接缝4的区域处与中间材料层3焊接在一起。
[0035]在此实例中，两个箔材料层包含塑料，根据测试标准IS0811，在至少4700mm的水柱的水阻力下，根据测试标准ASTM E96-BW,所述塑料的潮气透过率超过3800g/m2/24h，尤其为4000g/m2/24h。此外，根据测试标准FS191A方法5970所确定，两个箔材料层具有至少15kg/3cm的焊接抗扯强度(3.175mm RF撕裂),尤其为20kg/3cm。
[0036]中间层3也由可焊材料形成，在目前情况下包含形成海绵状层的细线。中间层在焊缝4的区域处被压缩并且焊接在一起，从而使其变得非常细，并且箔材料层I和2大体上与彼此接触，这清楚地显示在图2中。在图1和图2中所示的实施例的修改形式(未图示)中，中间层由编织天然棉形成并且在接缝的区域被中断。
[0037]箔材料层I和2延伸超过熔接缝4到达隔室5外侧，以便形成圆周边缘6，所述圆周边缘6可以用于将冷却元件缝合到待冷却物体上，在此实例中为帆布背包。
[0038]图1还示出了在所述隔室的圆周内的所述箔材料层之间提供的另外的焊接连接
7。这些焊接连接尤其确保箔材料层I和2与中间层3保持靠近在一起，这使得冷却元件的操作更加容易并且使其不易受损。
[0039]焊接连接4和7在其一些角和末端处是磨圆的。因此，防止了在帆布背包的正常使用中当冷却元件变弯时，出现应力集中和最终撕裂。
[0040]隔室5与缓冲液池8邻接，所述缓冲液池8也在焊缝4与箔材料层I和2之间形成但并不包含中间层3。缓冲液池8具有圆形填料孔10，所述填料孔10具有外螺纹(未图示)，在所述螺纹上可以转动闭合帽(也未图示)以便以不透液体的方式封闭液池8。填料孔10通过其边缘11被焊接到箔材料层2上。
[0041]在缓冲液池8与隔室5之间提供了呈焊缝4中的中断形式的三个限流件9。限流件9的尺寸较窄，从而限制通过其的流量，并且因此防止缓冲液池立即排空自己而基本完全进入隔室5。此排空也被上文所提及的额外焊缝7的存在抵消，这确保了隔室5的体积是有限的，从而使直到液体已经通过箔材料层2蒸发之后，才接纳新鲜液体。
[0042]在此实例中，缓冲液池充当功能缓冲器，因为其最大容积远远大于当中间层3浸透液体时中间层的液体体积。可替代地(未图示)，当缓冲液池的容积大体上等于中间层液体体积时，它将充当填充缓冲器。还有一种变体未图示，其中提供一个缓冲液池，这个缓冲液池借助于充当限流件的管子连接到隔室5上，并且其中液池不是与隔室制造成单个的整体，而是制造成两个不同的单元。
[0043]在此实施例中，具有吸液释放蒸汽材料的中间层3同时也是真菌和细菌生长的抑制剂，因为它已经被某种液体浸溃，所述液体在变干之后会形成防止真菌和细菌生长的覆盖层。
[0044]所描述的实施例的操作是基于液体从隔室5中的中间层3的蒸发，所述蒸发归因于通过箔材料层I供应热以及通过箔材料层2排出由所述蒸发产生的水分。新鲜液体通过焊缝4中充当限流件9的开口从缓冲液池8供应出。必要时，缓冲液池8通过其中提供的可关闭的填料孔10填充满。
[0045]上文所描述的实施例是可以修改的。因此，例如，可以在透蒸汽的箔材料层2的背离中间层的一侧上提供透湿气的材料的保护层，并且可以借助于焊接接头或通过层压而将这个保护层连接到透蒸汽的箔材料层2上。
【权利要求】
1.一种包含两个可能有或无弹性的箔材料层(1、2)的冷却元件，所述两个箔材料层借助于焊接连接(14)紧固到彼此上，其方式为使得用于液体的封闭隔室(5)在其之间形成，并且所述层的至少一者在其表面区域的至少一部分上可以透蒸汽，其特征在于所述两个箔材料层包含热塑性塑料，尤其为聚胺酯、聚丙烯或聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的冷却元件，其特征在于所述两个箔材料层包含塑料，根据测试标准IS0811，在至少4700mm的水柱的水阻力下，根据测试标准ASTM E96-BW,所述塑料的潮气透过率超过3800g/m2/24h。
3.根据权利要求1或2所述的冷却元件，其特征在于根据测试标准FS191A方法5970所确定，所述箔材料层包含具有至少15kg/3cm的焊接抗扯强度(3.175mm RF撕裂)的塑料。
4.根据权利要求1到3中的一项所述的冷却元件，其特征在于具有吸液释放蒸汽材料的中间层(3)被容纳在所述箔层之间。
5.根据以上权利要求1到4中的一项所述的冷却元件，其特征在于通过使所述中间层围绕所述焊接点而定位，将所述中间层固定在一个或多个位置处，在所述位置处，所述箔材料层被焊接在一起。
6.根据以上权利要求1到4中的一项所述的冷却元件，其特征在于通过使所述焊接点的至少一者通过所述中间层的一部分而构成并且使所述焊接点至少局部地围绕所述中间层的材料而混合，将所述中间层固定在一个或多个位置处，在所述位置处，所述箔材料层被焊接在一起。
7.根据以上权利要求1到4中的一项所述的冷却元件，其特征在于所述中间层还包含可焊材料并且至少局部地焊接到两个箔材料层上。
8.根据以上权利要求中的一项所述的冷却元件，其特征在于在所述隔室(5)的圆周内的所述箔材料层之间提供额外焊接连接(7)。
9.根据以上权利要求中任一项所述的冷却元件，其特征在于在所述焊接连接的至少一者的区域处，额外的可焊箔材料层施加在所述两个可焊箔材料层(1、2)之间或抵靠着所述两个可焊箔材料层(1、2)。
10.根据以上权利要求中任一项所述的冷却元件，其中另外，具有透湿气的材料的保护层在至少一个透蒸汽的箔材料层背离中间层的一侧处抵靠着所述至少一个透蒸汽的箔材料层而提供，并且借助于焊接连接而连接到所述箔材料上。
11.一种包含两个箔材料层(1、2)的冷却元件，在所述两个箔材料层(1、2)之间容纳了具有吸液释放蒸汽材料的中间层(3)，所述两个箔材料层借助于连接(4)紧固到彼此上，从而在其之间形成隔室(5)，同时所述箔材料层的至少一者在其表面区域的至少一部分上可以透蒸汽，其特征在于所述隔室通过至少一个限流件(9)与缓冲液池(8)液体连通。
12.根据权利要求9所述的冷却元件，其特征在于所述缓冲液池(8)与在所述两个箔材料层(1、2)之间的所述隔室(5)相邻而形成，并且通过焊缝(4)与其分隔开来，在所述焊缝(4)中，以所述隔室与所述缓冲液池(8)之间的至少一个液体通道的形式提供所述限流件(9)。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的冷却元件，其特征在于所述缓冲液池(8)的最大容积基本等于当所述吸液释放蒸汽材料(3)浸透液体时此材料的液体体积。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的冷却元件，其特征在于所述缓冲液池(8)的容量适合在较长时间段期间维持所述隔室的冷却功能，所述较长时间段实际上比当所述吸液释放蒸汽材料(3)浸透液体时其最大液体体积所维持的时间段更长。
15.根据 以上权利要求11到14中的一项所述的冷却元件，其特征在于所述限流件(9)实现为成一条直线的两个焊缝之间的开口，其中与所述限流件相邻的所述接缝的头端是圆化的。
16.根据以上权利要求1到10中的一项以及以上权利要求11到15中的一项所述的冷却元件。
【文档编号】F25D7/00GK103975205SQ201180072253
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2011年7月15日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】文森·德耶科玛, 埃兰·巴克斯 申请人:Inuteq有限公司