冷却装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种冷却装置，其包括载体以及平板式冷却导管。该平板式冷却导管由高导热材料所构成，其设置于该载体上，并包括导管部以及平板部。该导管部具有导通孔，用以传导冷却液。该平板部贴覆于该载体，使该冷却液借由该平板部与该载体间的接触面积进行热交换。借此，本发明可提高该冷却装置的热交换效率，以有效降低该载体的温度。
【专利说明】冷却装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷却装置，特别是涉及一种具有冷却导管的冷却装置。
【背景技术】
[0002]近年来人们对于水冷式冷却装置的需求日益扩大，相关的产品如冷却衣、冷却被褥或冷却床垫等也是蓬勃发展。
[0003]现有技术公开有一种冷却装置(如冷却衣)，其于载体(如衣物)内附加水管，并将冷却液(如冰水)填充于水管内，再利用贮水器贮存该冷却液，另借由唧筒抽吸该冷却液，使该冷却液于该水管内作循环流动，并使该冷却液与该载体(或人体)进行热交换，进而降低该载体(或人体)的温度。
[0004]但是，该冷却装置使用普通的水管，而该水管与该载体的接触面积较小，且该水管由一般的导热材料所制成，致使该水管与该载体(或人体)间的热交换效率较差。
[0005]此外，该冷却装置的贮水器内贮存如冰水等冷却液，由于该冷却液的持续时间较短，使得该冷却装置无法使用较长的时间。同时，当冰全部溶化为水后，该冷却液的温度会快速提升，导致该冷却装置的温度的波动幅度过大。
[0006]因此，如何解决上述现有技术的缺失，遂成为本领域技术人员的重要课题。
【发明内容】
[0007]有鉴于上述现有技术的缺失，本发明的主要目的在于提供一种冷却装置，可提高该冷却装置的热交换效率，以有效降低该载体的温度。
[0008]本发明提供一种冷却装置，其包括载体以及平板式冷却导管。平板式冷却导管利用高导热材料构成，其设置于该载体上，并包括导管部以及平板部，该导管部具有导通孔以传导冷却液，而平板部贴覆于载体上，使导通孔内的冷却液借由平板部与载体间的大接触面积进行热交换，同时利用冷源胶体对导通孔内的冷却液进行热交换，以提高冷却装置的热交换效率，并可有效降低载体的温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1A为本发明的冷却装置的平面示意图；
[0010]图1B为本发明图1A中冷却装置的平板式冷却导管于连线AA的剖面示意图；
[0011]图2为本发明具高导热材料的平板式冷却导管与其它冷却方式相比较的温度变化曲线图；以及
[0012]图3为本发明的冷源胶体与冰相比较的温度变化曲线图。
[0013]主要组件符号说明
[0014]100冷却装置
[0015]110 载体
[0016]120平板式冷却导管[0017]121导管部
[0018]122平板部
[0019]123导通孔
[0020]124、125 循环方向
[0021]130 容器
[0022]131冷源胶体
[0023]132 水
[0024]133包覆物
[0025]140控制单元
[0026]151、152、153、154、161、162 温度变化曲线
[0027]171、172、173温度上升斜率
[0028]AA 连线。
【具体实施方式】
[0029]以下借由特定的具体实施形态说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效，也可借由其它不同的具体实施形态加以施行或应用。
[0030]图1A为绘示本发明的冷却装置100的平面示意图，图1B为绘示图1A中冷却装置100的平板式冷却导管120于连线AA的剖面示意图。
[0031]如图所示，冷却装置100包括载体110以及平板式冷却导管120。该载体110可为衣物、被褥、床垫、椅垫、坐垫或背垫等物品。
[0032]该平板式冷却导管120由高导热材料所构成，也可由软性材料混合该高导热材料所构成。该高导热材料可为金属材料(如金属粉末)、纳米材料或导热碳材等。
[0033]该软性材料可为硅胶、乳胶、橡胶、硅胶玻纤、尼龙、铁氟龙、聚氨酯(polyurethane ；PU)、聚乙烯(polyethylene ；PE)、聚丙烯(polypropylene ；PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride ;PVC)、聚偏二 氟乙烯(polyvinylidene difluoride ；PVDF)、全氟烧氧基碳氟化合物(perfluoroalkoxy fluorocarbon resin ;PFA)、聚全氟乙丙烯(perfluorinated ethylene-propylene ；FEP)或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂(acrylonitrile — butadience styrene platics ；ABS)等。
[0034]该平板式冷却导管120具有可挠性，设置于该载体110的内部或表面上，并包括一体成型或相互结合而成的导管部121与平板部122。该导管部121的截面形状可为圆形或椭圆形，该平板部122的截面形状可为长方形。
[0035]该导管部121与该平板部122蜿蜒于该载体110的表面或内部，该导管部121也可延伸至该载体110的外部并形成回路。
[0036]该导管部121具有导通孔123,用以传导冷却液,使该冷却液于该导管部121的导通孔123内作循环流动。该冷却液可为水、冰水或其混合物，该混合物可为抗冻剂或颜料
坐寸ο
[0037]该平板部122贴覆或结合于该载体110的表面或内部，使该冷却液借由该平板部122与该载体110间的大接触面积进行热交换，以提高该平板式冷却导管120的热交换效率。因此，当使用者使用该冷却装置100时，该平板式冷却导管120及其导通孔123内的冷却液可与该载体110及该使用者的身体进行热交换，进而降低该载体110的温度及该使用者的体温。
[0038]该冷却装置100可包括容器130以及冷源胶体131。该容器130可为贮水器，用以容置该冷源胶体131与水132，该导管部121通过该容器130，并与该冷源胶体131或水132相接触。
[0039]该冷源胶体131可包覆于包覆物133内，该包覆物133可放置于水132中，该冷源胶体131用以与该导通孔123内的冷却液进行热交换，以降低该冷却液的温度上升斜率或速度，或降低该冷却液的温度。
[0040]该冷源胶体131具有高分子与气泡，故其热传性极差，因此可通过该冷源胶体131的低热传性质，提高该冷却装置100的持续时间，并延长该冷却装置100的使用时间。
[0041]该冷源胶体131可为水添加增稠剂，该增稠剂的成分可为聚维酮(polyvinylpyrrolidone;PVP)、丙烯酸聚合物(carbopol)、纤维素、纤维素淀粉、洋菜粉、海藻酸钠或几丁聚醣等。
[0042]该冷却装置100可包括控制单元140，其连接该导管部121，并可设置于该载体110的外部或内部。该控制单元140可为控制器、切换器、开关组件或马达，用以开启或关闭该冷却液于该导管部121内的循环流动，或用以调整该冷却液于该导管部121内的循环方向，例如顺时钟的循环方向124或逆时钟的循环方向125。
[0043]图2为绘示本发明具高导热材料的平板式冷却导管与其它冷却方式相比较的温度变化曲线图。
[0044]如图所示，可对一载体作温度量测，起始温度为温度35°C。仅通过空气对载体的冷却方式，载体的温度变化曲线151的温度下降速度最慢。此外，利用水管对载体的冷却方式，载体的温度变化曲线152的温度下降速度较空气快。
[0045]另外，利用不具高导热材料的平板式冷却导管对载体的冷却方式，载体的温度变化曲线153的温度下降速度又较水管快。最后，利用本发明具高导热材料的平板式冷却导管对载体的冷却方式，载体的温度变化曲线154的温度下降速度最快。举例而言，如图2所示，其所使用的高导热材料为铝粉，而软质材料为硅胶，其中，铝粉的添加比例为30%，硅胶热传导系数可由原本的0.7ff/m-k上升至1.4ff/m-k0铝粉的添加比例最高可到达70%，而热传系数可达2.6W/m-k。此外，上述的高导热材料也可为Al、AU、Ag、Cu、AIN、A1203、SiC、BeO、钻石粉末、碳材、graphite、si I icon、si I ica、BN或其混合材料,也可为上述材料经纳米化后的材料或其混合；该些高导热材料的热传系数可介于0.5-1500ff/m-k之间，而较佳的高导热材料的热传系数为50w/m-k以上，才能使平板式冷却导管达到较高的热交换效率。
[0046]图3为绘示本发明的冷源胶体与冰相比较的温度变化曲线图。
[0047]如图所示，当使用250克的冰与100克的水作温度量测时，在纯水相变化(冰与水共存)的过程中，温度变化曲线161的温度上升斜率171较小，但在相变化结束(冰全部溶化为水)后，温度变化曲线161的温度上升斜率172则快速变大。
[0048]但是，在本发明的冷源胶体中，当使用250克的冷源胶体与100克的水作温度量测时，温度变化曲线162的温度上升斜率173则较为趋缓，不会产生太大的变化，故可降低温度的波动幅度。[0049]综上所述，本发明的冷却装置至少具有下列的功效:
[0050]I)利用高导热材料构成该平板式冷却导管，并将该平板部贴覆于该载体上，使该导通孔内的冷却液借由该平板部与该载体间的大接触面积进行热交换，以提高该平板式冷却导管的热交换效率，进而降低该载体的温度与人体的体温。
[0051]2)利用该冷源胶体对该导通孔内的冷却液进行热交换，以降低该冷却液的温度上升斜率或速度，或降低该冷却液的温度。同时，通过该冷源胶体的低热传性质，可提高该冷却装置的持续时间，并降低温度的波动幅度。
[0052]3)利用该控制单元开启或关闭该冷却液于该导管部内的循环流动，或调整该冷却液于该导管部内的循环方向，可提升该冷却装置的持续时间及热交换效率。
[0053]上述实施形态仅例示性说明本发明的原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为所附的权利要求所涵盖。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种冷却装置，其包括: 载体；以及 平板式冷却导管，由高导热材料所构成，其设置于该载体上或该载体内，并包括: 导管部，其具有导通孔，用以传导冷却液；以及 平板部，其贴覆于该载体，使该冷却液借由该平板部与该载体间的接触面积进行热交换。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该载体为衣物、被褥、床垫、椅垫、坐垫或背垫。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该平板式冷却导管由软性材料混合该高导热材料所构成。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，该软性材料为硅胶、乳胶、橡胶、硅胶玻纤、尼龙、铁氟龙、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷氧基碳氟化合物(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP)或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)。
5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该高导热材料为Al、AU、Ag、Cu、AlN、八1203、3:[(]、1^0、钻石粉末、碳材、〖以卩11；^6、8；[1;[(3011、8；[1;[03、1^或其混合材料,或为经纳米化后的 Al、AU、Ag、Cu、AIN、A1203、SiC、BeO、钻石粉末、碳材、graphite> silicon、silica、BN或其混合材料。
6.根据权利要求1所述的冷却装置`，其特征在于，该导管部的截面形状为圆形或椭圆形，该平板部的截面形状为长方形。
7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却液为水、冰水或其混合物。
8.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括冷源胶体，用以与该导通孔内的冷却液进行热交换。
9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括容器，用以容置该冷源胶体，该导管部通过该容器。
10.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括控制单元，其连接该导管部，用以开启或关闭该冷却液于该导管部内的循环流动，或用以调整该冷却液于该导管部内的循环方向。
【文档编号】F25D9/00GK103673448SQ201210459094
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2012年9月11日
【发明者】刘家铭, 陈联泰, 宋清潭, 杨锦添, 李思儒 申请人:财团法人工业技术研究院