CN1333664A

CN1333664A - 冷却垫

Info

Publication number: CN1333664A
Application number: CN99815757A
Authority: CN
Inventors: 市谷弘司
Original assignee: Seft Development Laboratory Co Ltd
Current assignee: Seft Development Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 1999-10-01
Publication date: 2002-01-30
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: CA2371862A1; JP3697713B2; AU761579B2; WO2001024664A1; US6619382B1; EP1219211A1; AU761579C; CN1150844C; CA2371862C; AU6001199A

Abstract

本发明提供一种即使压力较低也能够使大量气体流动的冷却垫。这样的冷却垫用于形成冷却装置的冷却流道。“冷却装置”用于借助于吹风装置通过使气体流过一条基本平直的流动通道而使使用者的身体得到冷却。该冷却垫包括:多个沿冷却流道的厚度方向上具有长度分量的柱状部件(32a)和多个用于将多个柱状部件(32a)的顶端连接在一起的连接件(33a)。多个柱状部件(32a)通过底板部件(35)被一体制成,从而形成一个连续的结构。另外,当从流动通道的厚度方向观看时,每个柱状部件(32a)沿垂直气体流向的方向上的宽度都落入0.2mm至1cm的范围内;当从流动通道的厚度方向观看时,柱状部件沿垂直气体流向的方向上以每1cm²内0.1至25个的比率设置。

Description

冷却垫

技术领域

本发明是有关于一种用于冷却装置，例如冷却被褥、冷却坐垫、冷却席、冷却椅、冷却服和冷却鞋上的冷却垫，用于允许周围的空气从该冷却垫中流过，以冷却目标体。

背景技术

已经有许多人提出在用于冷却目标体(例如在不眠的夏夜)的被褥上设置能够直接冷却目标体的装置，例如通过使冷却空气流入加套的蒲团和/或枕垫而冷却目标体的装置。例如，空气流通型的加套蒲团内装填有粗棉材料或三维的纤维材料，以允许空气流过这些填料。这些棉材料和三维纤维材料作为隔垫用于允许空气围绕其流动。就是说，加套蒲团的构件通过被用作空气流动通道的空间相互叠合。除上述的棉材料和三维纤维材料外，用于空气流通型冷却装置上的隔垫包括多泡海绵和缠绕在一起的硬纤维。

但是，所有上述的隔垫仅能提供允许空气流过的较窄间隙，从而由于空气对隔垫各个构件的撞击而产生了极大的粘滞曳力。这样，为了能够使大量的空气流过隔垫，从而实现足够的冷却效果，就需要对空气施以更大的压力。因此，在空气流通型的传统冷却装置上需要安装能够产生高压的装置，这样就增加了成本，而且高压还产生了各种不同的缺陷。

发明内容

本发明是以传统的技术条件为基础开发出来的，因此本发明的一个目的在于提供一种即使压力较低也能够允许大量空气流过的冷却垫。

为实现上述目的，本发明的第一方面在于提供一种可用于冷却装置上的冷却垫，所述冷却装置是借助于吹风装置通过使气体流过一个大体平直的流动通道对冷却目标进行冷却的，其中流动通道设置在冷却装置与冷却目标相接触的侧面上，这种冷却垫用于形成流动通道，其包括：多个沿流动通道的厚度方向以直立的状态平行于气体流动方向设置的板状突出部分，这些板状凸出部分按下述方式一体制成以使其结构连续：当从流动通道的厚度方向观看时，每个板状突出部分沿垂直气体流向方向的宽度都落入0.2mm至2mm的范围内；当从流动通道的厚度方向观看时，板状突出部分沿垂直气体流向的方向以每1cm设置0.2至5个的比例制成。

为实现上述目的，本发明的第二方面在于提供一种可用于冷却装置上的冷却垫，所述冷却装置是借助于吹风装置通过使气体流过一个大体平直的流动通道对冷却目标进行冷却的，其中流动通道设置在冷却装置与冷却目标相接触的侧面上，所述冷却垫用于形成流动通道，其包括：多个沿流动通道的厚度方向以直立状态设置的柱状部件，这些柱状部件按下述方式一体制成以使其结构连续：当从流动通道的厚度方向观看时，每个柱状部件沿垂直气体流向方向的宽度都落入0.2mm至1cm的范围内；当从流动通道的厚度方向观看时，柱状部件以每1cm²设置0.2至25个的比例制成。

为实现上述目的，本发明的第三方面在于提供可用于冷却装置上的冷却垫，所述冷却装置是借助于吹风装置通过使气体流过一个大体平直的流动通道对冷却目标进行冷却的，其中流动通道设置在冷却装置与冷却目标相接触的侧面上，这种冷却垫用于形成流动通道并包括：多个沿流动通道的厚度方向具有一长度部分的柱状部件，和多个用于连接这些柱状部件的一端的连接件，其中多个柱状部件以下述方式一体制成以使其结构连续：当从流动通道的厚度方向观看时，每个柱状部件沿垂直气体流向方向的宽度都落入0.2mm至1cm的范围内；当从流动通道的厚度方向观看时，柱状部件以每1cm²设置0.2至25个的比例制成。

附图说明

图1为蒸发散热式冷却装置的结构示意图；

图2为当空气流量不变时用于测试冷却流动通道间隙和压力之间关系的初步实验结果的曲线图；

图3a、图3b和图3c分别为根据本发明第一实施例的垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图4为第一实施例的垫经变形后的放大透视图；

图5a、图5b和图5c分别为根据本发明第二实施例的垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图6a、图6b和图6c分别为根据本发明第三实施例的垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图7a、图7b和图7c分别为根据本发明第四实施例的一种垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图8a、图8b和图8c分别为根据本发明第四实施例的另一种垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图9a、图9b和图9c分别为根据本发明第四实施例的又一种垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图10a、图10b和图10c分别为根据本发明第四实施例的再一种垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图11a、图11b和图11c分别为根据本发明第四实施例的另一种垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图12a、图12b和图12c分别为根据本发明第四实施例的又一种垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图13a和图13b分别为根据本发明第四实施例的一种垫的平面图和侧视图；

图14a、图14b和图14c分别为根据本发明第一实施例的再一种垫的平面图和侧视图，及垫的突出部分的透视图；

图15a、图15b和图15c分别为根据本发明第一实施例的另一种垫的平面图和侧视图，及垫的突出部分的透视图；

图16a、图16b和图16c分别为根据本发明第五实施例的垫的平面图、侧视图和局部透视图；

图17为将设置有第四实施例的垫的冷却坐垫安装在椅子上的视图；

图18a和图18b分别为图17所示的冷却坐垫的平面图和剖视图；

图19a、图19b和图19c分别为设置有第四实施例的冷却枕垫的平面图、前视图和右视图；

图20a、图20b和图20c分别为用于图19所示的冷却枕垫上的蒸发薄板的平面图和剖视图，及导水织物和相互配合构成蒸发薄板的薄织物的平面图；

图21为图19所示的冷却枕垫的空气流动通道的局部剖视图。

具体实施方式

现参照附图，对实现本发明的最佳方式作出说明。

本发明人已经发明了象冷却被褥、冷却坐垫、冷却席、冷却椅、冷却服装和冷却鞋这样的冷却装置，这些冷却装置能够以简单的结构获得良好的冷却效果，同时还不会对使用者的身体产生危害。每个冷却装置都能够借助于电动风扇通过使象空气这样的气体流过冷却流道而冷却目标体，其中冷却流道设置在与目标体相接触的装置部分上。在这样的冷却装置中形成冷却流道所需要的部件就是本发明的冷却垫。

上述的冷却装置大体上划分为两种类型，即：空气流通式和蒸发散热式。在空气流通式的冷却装置中，低于人体温度的周围空气通过风机从冷却流道的一端流入冷却流道并从其另一端流出，从而增加人体和冷却流道之间的温度梯度。温度梯度的数值决定了从人体散发出去的热量的多少，从而对使用者的温度感觉产生很大影响。这样，就可以通过强制增加人体表面附近的温度梯度，从而增加从人体表面散发出去的热量，而令使用者产生凉爽感。一般情况下，冷却流道被一织物薄板所覆盖。

图1为一种蒸发散热式冷却装置的结构示意图。蒸发散热式冷却装置数值有一冷却流道2和一个蒸发薄板4，该蒸发薄板设置于冷却流道2与目标体相接触的那一侧。这种蒸发薄板4包括一个用于疏导水流的导水部件4a和一个用于防止水渗透到导水部件4a内的防水部件4b。该蒸发薄板4以下述方式设置：使导水部件4a与冷却流道2相对。另外，来自水箱6的水被提供给导水部件4a，而由风机8为冷却流道2输送空气，从而使水从导水部件4a上蒸发，而且由水蒸发而需要的热量是由防水部件4b从人体吸收热量来提供的，以冷却目标体。

上述两种类型的冷却装置均可通过使空气流过一条大体平直的冷却流道，从而有效地从人体带走热量，来实现冷却作用的。这样，冷却效果就决定于用来形成冷却流道的冷却垫所采用的结构。因此，冷却垫在冷却装置的组成部件中尤为重要。

实际上，可通过增加每单位时间流过冷却流道的空气流量来提高冷却装置的冷却效果。反之，如果流量不变，那么在靠近目标体表面的位置上增加空气的流速也能够提高冷却效果。为此，可以充分减小冷却垫的厚度。但是，为提高流速而减小冷却垫的厚度将会增加空气流入冷却流道所需的压力，这主要与空气的粘性有关。

现在，本发明人将针对冷却流道的厚度和冷却流道的入口压力与出口压力的压差之间的关系所作的初步实验加以说明。在该实验中，两块长500mm、宽250mm的铝板平行设置，其纵向端部开放，其侧面端部被气密封闭，从而形成一条冷却流道。另外，我们还研究了当空气通过电动风机沿纵向以1升/秒的流速供给，同时改变铝板之间的距离时，冷却流道入口压力和出口压力的压差的变化情况。图2示出了初步实验结果的曲线图。在图2中，横坐标表示两铝板之间的距离d(mm)，纵坐标表示压力差p(mmH₂O)。这里，压力单位(mmH₂O)与标准大气压(atm)之间的关系为1mmH₂O＝9.672×10^-5atm。

由于吹入的空气量是固定不变的，因此距离d越小，那么空气的流速也就越大。当流速变大时，由于具有一定粘性的空气和通道内壁之间的摩擦而使流动空气受到的阻力也变大。这样，当为增加流速而减小冷却流动的厚度时，所需压力也会迅速增加，如图2所示。超过一定水平的压力需要用一个特殊的风机来替代小型风机，从而增加了成本，加大了电力损耗，而且还会使风机产生噪音问题。这样，具有这种结构的冷却装置尤其不能用于被褥上。另外，过高压力的空气会增加空气在冷却流道和流动入口之间的接合处产生泄漏的可能性，而且还增加了从与形成冷却流道的冷却垫相接触的薄板上泄漏空气的可能性。在这些条件下，将冷却流道的厚度，即冷却垫的厚度减小至一个小于2mm的值是不现实的。

另一方面，为增加流量而过大地增加冷却流道的厚度不仅会降低冷却效果，而且还需要增加用于形成冷却流道的冷却垫的强度。因此，实际上，根据冷却装置的具体类型，其冷却流道的厚度上限为20至30mm。

另外，冷却垫还要求具有一定程度的柔性，因为冷却装置内的冷却流道与使用者的身体相接触。此外，如将冷却装置应用于加套的蒲团上时，那么就要求冷却垫的重量足够轻；如将冷却装置应用到置于下方的蒲团上时，还要求冷却垫具有足够的强度支撑使用者的身体。

下面将对根据本发明的冷却垫的结构特征加以说明。

本发明的每个冷却垫都能够形成冷却装置的冷却流道，而且设置有多个基本平直排列的凸出部分。在本说明书中，冷却垫大体上被划分为三种类型：A、B和C型。A型冷却垫使用了多个平行于气体流动方向设置的板状凸出部分，这些板状的凸出部分沿冷却流道的厚度方向直立排列。就是说，每个A型冷却垫都预先限定了气体流动方向。将在下面作出说明的实施例1和2所示的冷却垫与A型垫相对应。

B型垫使用了多个柱状部件作为凸出部分，这些柱状部件沿冷却流道的厚度方向直立排列。将在后面作出说明的实施例3对应于B型垫。另外，每个C型垫都设置有：多个沿冷却流道的厚度方向具有长度分量的柱状部件；多个用于连接柱状部件的顶端的连接部件。在这种情况下，一个凸出部分是由一个连接部件和被一个连接部件连接在一起的相关柱状部件构成的。在实施例4和5中示出的垫对应于C型垫，后面将对实施例4和5加以说明。

实际上，每个冷却垫都按照下述方式构成：凸出部件被一体制成，以使其通过底板部件形成连续的结构。这是因为在冷却垫的制造过程中，单独或分别制成凸出部件需要付出繁重的劳动，因此不具实用性。不过，用于形成冷却流道的冷却垫不必作为一个整体一体制成。例如，可以通过将其分成多个部分来使用，或使用被适当排列成小于5cm的垫。

具体而言，可以低廉的价格制造这种冷却垫，例如可用软塑料注模法制造这种冷却垫。就是说，这种垫是通过将受热并液化的塑料注入到一个模具中而成形的。这样，由于使用模具而使冷却垫被一体制成，因此在一体成形过程中，冷却垫不会存在通过该垫厚度方向上的空间与其它部分相重叠的部分。但是，当一体成形后，将一加强件连接到冷却垫上时，就可能形成一个通过冷却垫厚度方向上的空间与冷却垫其它部分相互重叠的部分。当然，可能会这样。

基于对上述初步实验结果的考虑，在该实施例中，冷却垫的厚度至少为2mm。这是因为厚度小于2mm就需要极大地增加空气压力，从而使空气以恒定的流量流动，因此这种方案也不实用。

在上述的冷却垫中，凸出部分的分配密度和其间距离的设计决定于材料的强度、凸出部分的形状及可应用的冷却装置类型。这样，尤其重要的因素在于降低由空气对凸出部分的撞击而产生的粘滞曳力。这是因为较大的粘滞曳力需要用一个特殊的风机产生更大的压力，以使空气以恒定的流量流动，这样就增加了电力损耗和噪音。本发明人所作实验的结果已经表明：如果适量的吹入空气(例如，对于宽度为250mm厚度为5mm的冷却垫而言，其流量为1升/秒)处于流动状态下，同时A型垫上的凸出部分之间的距离及B型、C型垫上的柱状部件之间的距离值小于2mm，那么将极大地提高粘滞曳力。这样，就要求A型垫上的凸出部分之间的距离值及B型、C型垫上的柱状部件之间的距离值应该至少为2mm。换言之，这就要求：对于A型垫而言，当从冷却垫的厚度方向观看时，沿垂直气体流向的方向上，在每1cm内凸出部分的数量最多为5个；对于B型和C型垫而言，当从冷却垫的厚度方向观看时，每1cm²内的柱状部件数量最多为25个。

此外，由于冷却垫还具有使空气从其中流过的用途，因此还需要在一定程度上增加在垂直空气流向方向上的平面内的开口率。具体而言，最好将开口率设定为30％或更高。这样，如果99％的开口率是通过在1mm的距离内排列10微米的纤维而形成的，那么即使开口率为99％也将极大增加粘滞曳力。这样，当上述对突出部分或柱状部件之间距离的要求得到满足后，开口率应该相应地增加。综上，这些实施例具有如下特点：对于A型垫而言，当从垫的厚度方向观看时，每个板状突出部分沿垂直气体流向的方向上的宽度被设定为0.2mm至2cm；对于B型垫和C型垫而言，当从垫的厚度方向观看时，每个柱状部件沿垂直气体流向的方向其宽度被设定为0.2mm至1cm。应该注意到：如果B型和C型垫的厚度小于0.2mm，那么其强度将极大地降低，而且在其成形过程中也容易损坏。

同时，在各种情况下，在冷却垫与使用者身体相接触的那个侧面上的开口率最好很大。具体而言，开口率最好为20％或更高。具体地说，空气流通式冷却装置本身还具有另一辅助作用：由于身体表面排汗而在体表附近产生的湿气可被排入冷却流道。但是，当冷却垫由气密材料制成时，如果与使用者身体相接触的冷却垫侧面的开口率较小，那么由于水蒸气穿过冷却垫的渗透力较差，因此这种辅助作用很难实现。另外，在蒸发散热式的冷却装置中，如果在与垫的侧面相接触的使用者身体处开口率较小，那么与蒸发薄板相接触的流动空气的接触比也较小，从而减少蒸发量，这样就会降低冷却效果。

在上述的两种类型的冷却装置中，冷却流道是通过将一织物薄片或蒸发薄板覆盖到与人体相接触的冷却垫侧面上形成的。这样，在将冷却装置应用于下置蒲团的情况下，如果冷却垫上的凸出部分之间的距离较宽，那么当使用者坐在凸出部分上时，就会有高低不平的感觉。为防止产生这种高度不平的感觉，将带网眼的材料作为插入材料设置在薄板和柱状部件或连接件之间就已经足够了。但是，如果凸出部分之间的距离过宽，那么由这种带网眼的材料所产生的效果也非常有限。这样，为有效减少高低不平的感觉，就需要限制凸出部件之间的距离上限。具体而言，对于A型冷却装置来说，最好将凸出部分之间的距离设定为50mm；对于B型和C型冷却装置来说，最好将柱状部件之间的距离设定为30mm。从上述内容的角度考虑，这些实施例提供以下特点：在A型垫中，当从冷却流道的厚度方向观看时，沿垂直气体流向的方向上，每1cm内凸出部分的数量被设定为至少0.2个；而在B型和C型垫中，当从冷却流道的厚度方向观看时，每1cm²内柱状部件的数量至少为0.1个。

下面，将对根据本发明的冷却垫的具体实施例加以说明。

图3至16是用于解释说明各种不同冷却垫的视图。图3至15示出了小规格的冷却垫，例如5cm×4cm规格的冷却垫。

【实施例1】

图3a、图3b和图3c分别为实施例1的冷却垫10a的平面图、侧视图和局部透视图。

图3所示的冷却垫10a被称为“中空轨道式冷却垫”，其包括一个矩形的底板部件11a和多个轨道状的凸出部分12a。这些轨道状的凸出部分12a以使其纵向平行于底板部件11a的长侧面的方式排列，而且由底板部件11a以物理方式连接在一起，从而形成一个连续的结构。如图3c所示，每个轨道状的凸出部分12a都包括两个板状的凸出部分15和一个连接这两个板状部分上端的连接件16。这样，就由相邻的轨道状凸出部分12a之间的空间和每个轨道状凸出部分12a内部的空间形成了一条允许空气流过的通道。

当从垫的厚度方向观看时，每个板状凸出部分15沿垂直气体流向的方向上的宽度都被设定为0.2mm至2cm。另外，板状凸出部分15之间的距离可被设定为2mm至50mm。因此，当从垫的厚度方向观看时，沿垂直气体流向的方向上每1cm内板状凸出部分15的数量被设定为0.2至5个。上述数值在下述的实施例2中也同样适用。

中空轨道式的冷却垫10a可通过弯曲象硬纸板这样的薄板材料或通过对塑料薄膜进行真空模压而制成。用于冷却垫10a以这种方式一体制成，因此冷却垫10a上不存在通过垫的厚度方向上的空间与该垫其它部分相互重叠的部分。这一点同样适用于将在下面加以说明的实施例。

实施例1中的垫10a具有下述特征：不仅易于制造，而且允许空气既能够流过轨道状凸出部分12a之间的空间又能够流过轨道状凸出部分12a的内部空间。由于当冷却垫10a被用来形成冷却装置的冷却流道时会有高低不平的感觉，因此只需要在轨道状部分12a上安装一个被用作插入材料的网眼部件。另外，由于冷却垫10a沿纵向具有较小的柔性，因此最好将这种冷却垫10a应用于在该方向上几乎不要求柔性的冷却装置上。

应该注意到：当需要提高冷却垫10a的强度时，可将一底板19粘接到底板部件11a的底面上，如图4所示。

【实施例2】

图5a、图5b和图5c分别为根据实施例2的泠却垫10b的平面图、侧视图和局部透视图。

图5所示的冷却垫10b被称为“分段轨道式冷却垫”，其包括一个矩形的底板部件11b和多个短的板状凸出部分12b。这些板状凸出部分12b以使其纵向平行于底板部件11b的长侧面的方式排列，而且由底板部件11b以物理方式连接在一起，从而形成一个连续的结构。与实施例1中的板状凸出部分相比，板状凸出部分12b较短，可以认为这些较短的板状凸出部分12b是通过将实施例1的板状凸出部分划分为多个部分而形成的。与实施例1不同，相邻的板状凸出部分12b的上端在实施例2中未被连接在一起，从而使相邻板状凸出部分12b之间的空间用作一条允许空气流过的通道。

这种分段轨道式冷却垫10b可通过橡胶的压缩模压或软塑料的注塑而被制成。

实施例2的冷却垫10b沿其纵向设置有许多短的板状凸出部分12b，从而使冷却垫10b在其纵向上也具有柔性。另外，与实施例1所示的冷却垫相比，这种冷却垫10b能够支撑更大的载荷。

由于当由冷却垫10b形成冷却装置的冷却流道时，会产生高低不平的感觉，因此需要将作为插入材料的网眼部件设置在板状凸出部分12b上。

在实施例2的冷却垫10b中，可增加板状凸出部分12b的厚度，从而在其中形成一个空腔。这样，出于对其重量阻力的考虑，就能够得到重量轻的冷却垫。在这种情况下，冷却垫10b可通过橡胶的压缩模压、软塑料的注模或塑料薄膜的真空模压而被制成。

【实施例3】

图6a、图6b和图6c分别为根据实施例3的冷却垫20的平面图、侧视图和局部透视图。

图6所示的冷却垫20被称为“圆柱型冷却垫”，其包括一个矩形的底板部件21和多个圆柱形的部件22。每个圆柱形的部件22都以沿垂直方向从底板部件21向上延伸的方式被制成。这样，这些圆柱形部件22就通过底板部件21以物理方式连接在一起，从而形成一个连续的结构。

当从冷却垫的厚度方向观看时，每个圆柱形部件22沿垂直气体流向的方向上的宽度都被设定为0.2mm至1cm。另外，圆柱形部件22之间的距离被设定为2mm至30mm。这样，当从冷却垫的厚度方向观看时，每cm²内圆柱形部件22的数量就落入0.1至25的范围内。

这种圆柱形的冷却垫20可通过橡胶的压缩模压、软塑料的注模或压延法制成。

实施例3的冷却垫20具有重量轻、全方位的柔性并允许空气全方位通过冷却垫的优点。但，这种冷却垫20不能承受较大的载荷，因此适合应用于象衣服和加套蒲团这样的冷却装置上。应该注意到：可通过增加圆柱形部件22的直径而在其中形成一空腔。

【实施例4】

在图7至15中示出的全部九种冷却垫30a、30b、…、30i被称为“部件连接式冷却垫”。在图7至15中，每个a、b和c都分别为一种适用的部件连接式冷却垫的平面图、侧视图及冷却垫的凸出部分的透视图。

图7所示的部件连接式冷却垫30a包括多个大体以平面状设置于矩形底板部件35上的凸出部分31a。就是说，凸出部分31a通过底板部件35以物理形式连接在一起，以形成一个连续的结构。如图7c所示，每个凸出部分31a都包括四个柱状部件32a和一个方格形的连接件33a。每个柱状部件32a都从底板部件35向上沿倾斜方向延伸。每个柱状部件32a的顶端都与连接件33a的一个拐角部分相连接。另外，每个相关凸出部分31a的各个柱状部件32a都设置有一个下端，所述下端与邻近相关凸出部分31a的三个凸出部分31a的柱状部件32a的下端相连接，从而使所有的凸出部分31a都能够规则地排列。

图8所示的部件连接式冷却垫30b包括多个大体以平面状设置于矩形底板部件35上的凸出部分31b。就是说，凸出部分31b通过底板部件35以物理形式连接在一起，以形成一个连续的结构。如图8c所示，每个凸出部分31b都包括三个柱状部件32b和一个环形的连接件33b。每个柱状部件32b都从底板部件35向上沿倾斜方向延伸。柱状部件32b的顶端与连接件33b的一个拐角部分连接在一起。这样，当从图8a所示的冷却垫30b的上方观看时，相邻的流过柱状部件32b形成一个120°的角度。另外，每个相关的凸出部分31b上的各个柱状部件32a都设置有一个下端，所述下端与邻近相关凸出部分31b的两个凸出部分31b的柱状部件32b的下端相连接。从而，使所有的凸出部分31b都能够规则地排列，并当从上方观看时，形成一个大体上的蜂巢图案。

图9、图10和图11所示的部件连接式冷却垫30c、30d和30e是图8所示的冷却垫30b的变形实施例，在这些实施例中，主要修改了连接件的形状。在图9所示的部件连接式冷却垫30c中，每个凸出部分31c都包括三个柱状部件32c和一个连接件33c，该连接件是一个等边三角形框架。每个柱状部件32c都设置有一个与连接件33c的一个拐角部分相连接的顶端。另外，在图10所示的部件连接式冷却垫30d中，每个凸出部分31d都包括三个柱状部件32d和一个倒“Y”形的连接件33d。每个柱状部件32d都设置有一个与连接件33d的顶端相连接的顶端。在图11所示的部件连接式冷却垫30e中，每个凸出部分31e都包括三个柱状部件32e和一个双环形的连接件33e。冷却垫30c、30d和30e的其它结构基本上与图8所示的冷却垫30b相同。

图12示出了一种部件连接式冷却垫30f，其包括多个大体上以平面状设置于矩形底板部件35上的凸出部分31f。凸出部分31f通过底板部件35连接在一起，以形成一个连续的结构。如图12c所示，每个凸出部分31f都包括两个柱状部件32f和一个杆状连接件33f。每个柱状部件32f都从底板部件35垂直向上延伸。每个柱状部件32f都设置有与连接件33f的一个顶端相连接的顶端。凸出部分31f以预定的间隔规则排列，从而使每个凸出部分31f的纵向都指向侧面。

图13所示的部件连接式冷却垫30g是图12所示的冷却垫30f的应该变形实施例，其区别仅在于修改了凸出部分31f的排列方式。就是说，使那些纵向指向侧面的凸出部分31f和纵向指向纵向的凸出部分31f规则交错地排列。这样，当从上方观看时，多个凸出部分31f就被排列成一个大体为正方形网格的图案。其它结构与图12所示的冷却垫30f大体相同。

图14所示的部件连接式冷却垫30h包括多个大体以平面状排列在矩形底板部件35上的凸出部分31h。这些凸出部分31h通过底板部件35以物理方式连接在一起，从而形成一个连续的结构。如图14c所示，每个凸出部分31h都包括四个柱状部件32h和一个十字形连接件33h。每个柱状部件32h都从底板部件35向上垂直延伸。每个柱状部件32h的顶端都与连接件33h的一个顶端相连接。另外，凸出部分31h以预定的间隔规则排列。

图15所示的部件连接式冷却垫30i是图14所示的冷却垫30h的一个变形实施例，在该实施例中主要修改了连接件的形状。在图15所示的部件连接式冷却垫30i中，每个凸出部分31i都包括三个柱状部件32I和一个连接件33i，该连接件33i是一个方形的框架。每个柱状部件32I都设置有一个与连接件33I的一侧的中心部分相连接的顶端。其它结构与图14所示的冷却垫30h基本相同。

在上述的每个部件连接式冷却垫30a、30b、…、30i中，当从垫的厚度方向察看时，每个柱状部件沿垂直气体流向的方向上的宽度都被设定为0.2mm至1cm。另外，柱状部件之间的距离可被设定为2mm至30mm。这样，当从垫的厚度方向察看时，每平方厘米内柱状部件的数量为0.1至25个。这些数值同样适用于将在下文加以说明的实施例5。

另外，每个部件连接式冷却垫30a、30b、…、30i都可通过软塑料注塑法一体制成。这样，柱状部件和相关的连接件就以无缝的形式成为一个连续的构件，一些柱状部件可根据柱状部件和连接件的形状连续而平滑地转换成连接件。借助于这种一体成形法，任一种部件连接式冷却垫30a、30b、…、30I上都不会存在通过垫的厚度方向上的空间与冷却垫其它部分相互重叠的部分。这样，在图7至15的c中所示的30a、30b、…、30i中，就会形成有预定的孔37a、37b、…、37i，例如可在与从底板向上倾斜延伸的柱状部件相对并与连接件相对的那些底板区域内设置孔。

由于实施例4中的每个部件连接式冷却垫在从其厚度方向观看时每个单位面积内都设置有许多连接件，因此这种冷却垫可以在一定程度上减少高低不平的感觉。另外，由于这种冷却垫的重量很轻，因此提高了每种垫的柔韧性，而且使每种垫都能够承受较大的载荷。此外，由于垫的凸出部分可被制造成各种不同的形状，因此每种垫都可应用于任何类型的冷却装置上。例如，如图7所示，设置有方形框架状连接件的垫30a可通过增加厚度而能够承受相当大的载荷。因此，这种垫可应用于象放在下面的蒲团这样的冷却装置上。反之，减小厚度将极大地降低重量并提高柔韧性，从而能够将其应用于象服装这样的冷却装置上。这样，部件连接式的冷却垫就具有多功能性。

应该注意：如果增加实施例4所述的每种部件连接式冷却垫的强度，那么可在一些凸出部分中将相邻的柱状部件相互连接在一起或通过另一连接件将相邻的连接件固定到一起就足够了。

【实施例5】

图16a、图16b和图16c分别为根据实施例5的冷却垫40的局部平面图、局部侧视图和局部透视图。

图16所示的冷却垫40被称为“上下直线型冷却垫”，其包括多个上部轨道41、多个下部轨道42和多个柱状部件43。多个上部轨道41以预定的间隔设置于图16a中的垂直方向上，而多个下部轨道42以预定间隔设置于图16a中的横向方向上。当从上方观看时，柱状部件43分别设置于上部轨道41和下部轨道42的各个交叉处，从而将上部轨道41和下部轨道42连接起来。这样，多个柱状部件43就以物理方式将上部轨道41和下部轨道42连接成一个连续的结构。

在实施例5中，上部轨道41与本发明的连接件相对应。这样，就可以认为：一个凸出部分由一个上部轨道41和多个与上部轨道41相连接的柱状部件43构成。

上下直线型冷却垫40例如可通过塑料的注塑法制成。

实施例5的冷却垫40包括上部和下部网眼侧面，从而使冷却垫40具有较小的高低不平感，而且还具有极轻的重量及得以提高的柔韧性。垫40还具有另一特征：即使倒转，垫40的功能也不会改变。因此，在冷却装置内形成冷却流道的过程中，垫40可被倒转使用。当需要提高垫40的强度时，可以加厚柱状部件43。

另外，如果有较大的推力作用于实施例5所示的垫40上时，上部轨道和下部轨道之间的距离可能要变宽。为避免出现这种情况，可在几个位置上设置连接件，将相邻的上部轨道或相邻的下部轨道相互连接起来。

同时，在实施例1至4所述的冷却垫中，还可以根据需要在底板部件上设置许多大孔。就是说，如果将各个垫应用于冷却装置上时，包括有多个设置于各个底板部件上的凸出部分的那些垫应该用于向下安装各个底板部件并将使用者的身体放置在凸出部分的上端。但是，冷却坐垫一定要翻转使用。这样，在底板部件上设置多个大孔减少了垫与使用者身体相接触的面积，从而允许翻转使用冷却坐垫。此外，在底板部件上设置大量的大孔还减轻了垫的重量，从而提高垫的柔韧性。

另外，现在可用下述方法由实施例1至4所示的小型构件构成的垫制成较大的垫，例如规格为2m×2m的垫。就是说，当制造垫所用的材料为塑料时，可通过将各个垫的侧面相互连接在一起或通过热焊接将其连接起来而容易地制成一个较大的垫子。还可以将各个小型构件粘接到一个较大的板上，或通过连接件以使各个构件相对折叠的方式将各个构件连接在一起。

下面将分别对接合有根据本发明的冷却垫的冷却装置作出说明。在本说明书中，将分别对将冷却装置应用于空气流通型冷却坐垫和蒸发散热式冷却枕垫上的情况加以说明。

【应用于冷却坐垫上的实例】

图17示出了将接合有本发明的冷却垫的冷却坐垫放置在椅子上的情况；图18a为冷却坐垫的平面图；图18b为冷却坐垫沿箭头方向A-A的剖视图。

如图17所示，这种冷却坐垫100可通过将其放置在椅子X上而得以使用。当然，也可以通过将其放置在长椅或沙发上来使用这种坐垫。如图18所示，该冷却坐垫100包括一条冷却流道110、一个连接流道120、一个用作吹风装置的直流风扇130、一电池140、一主开关150和一个压力开关160。冷却流道110用于使空气通过直流风扇130产生流动，而且包括一个规格为400mm×400mm的正方形垫30i和一薄板111。就是说，该实例采用了图15所示的部件连接式垫30i。如果冷却坐垫100通过将其放置在椅子上而得以使用，那么我们希望冷却坐垫100的整体尺寸最多为500mm×500mm。

薄板111最好被加工成袋形，以覆盖整个垫30i。应该注意：在图18a中，薄板111设置有一个开口的右侧112，用于吸入空气。薄板111的材料可以是任何易于水的蒸发并允许水透过的材料，例如高密度棉布或一般的织物。

连接流道120是一个形成于直流风扇130和冷却流道110之间的空间。直流风扇130用于从冷却流道110和连接流道130吸入空气并将其排向外部。电池140用于驱动直流风扇130。电池140可以是普通的干电池，最好是在冷却坐垫100不使用时能够用交流电充电的蓄电池。

压力开关160设置于冷却流道110的中上部。主开关150和压力开关160相互串联在一起，从而当开关150、160处于打开状态时，使直流风扇130能够被来自电池140的电力所驱动。

如图17所示，使用时，冷却坐垫被放置在能够使连接流道120定位于椅子的后部(靠背)上。直流风扇130通常被放置在使其吹气口朝下定位的位置上，但也可根据椅子的结构而翻转定位。当使用者在上述条件下坐在椅子X上时，压力开关160通过检测就坐的压力而打开。如果主开关150已经被打开，那么直流风扇130将沿着能够从薄板111的右侧112吸入周围空气的方向旋转。通过侧面112被吸入的空气流过由垫30i形成的连接流道111，接下来被直流风扇130向下排出。流动的空气量达到1升/秒的数量级就足够了，这样用于使上述空气量产生流动的直流电扇130就可以是规格为40mm长×40mm宽×10mm厚的小型电扇。

这种冷却坐垫能够通过使低于使用者体温的周围空气恰好在臀部下方流动来提高已坐在冷却坐垫上的使用者的臀部的温度梯度。这样，即使就坐的时间很长，也不会由于使用者的体温而增加冷却坐垫与臀部相接触的那些部分的温度，从而防止出汗并提供舒适的感觉。

在垫30i的底板部件35上设置的许多大孔即使在冷却坐垫被翻转使用的情况下也能够得到足够的冷却效果。在这种情况下，也可以防止出汗。

【应用于冷却枕垫上的实例】

图19a、图19b和图19c分别为设置有根据本发明的垫的冷却枕垫的平面图、前视图和右视图。图20a是用于冷却枕垫上的蒸发薄板的平面视图；图20b为沿B-B箭头方向观看时蒸发薄板的剖视图；图20c为构成蒸发薄板的导水织物和薄织物的平面图。另外，图21为冷却枕垫内的空气流动通道的局部剖视图。

如图19所示，冷却枕垫200设置有一空气流道210，一蒸发薄板220，一软垫材料230，一个用作吹风装置的风扇240和一个水箱250。该冷却枕头200设置有一中央部分202，用于将使用者的头部放置在该部分202上。该冷却枕头200包括一个下部，该下部上设置有用于加水的水箱250，软垫材料230被放置在水箱250上。软垫材料230用于改善睡眠过程中的感觉。在图19中，冷却枕头200以如下方式被使用：令使用者的身体位于标有“正面”的那一侧。

空气流道210被安装在软垫材料230上。放置在空气流道210的中心部分202的上部的是蒸发薄板220的上端部，蒸发薄板220的另一端通过设置于水箱250上的狭缝插入到水箱250内并浸入水箱内的水中。

如图19b所示，空气流道210是一条能够使被风扇240送进的空气流过的通道，其中风扇240设置于冷却枕头200的侧面部分上。流过空气流道210的空气通过与风扇240相对的侧面部分(图19b中的右侧)排放到外部。

现对蒸发薄板220加以说明。如图20所示，蒸发薄板220包括：被用作导水部件的一导水织物221和一个薄布222；一导水织物外套223；一个被用作防水部件的防水薄板224；和一个连接件225。如图20c所示，导水织物221被制造成梳子形。该部分与薄布222粘接在一起，用于使水充分透过。例如，可将毛巾用作导水织物221。毛巾具有较好的吸水和存水性能。

如图20a和20b所示，导水织物221的下部被由聚乙烯制成的导水织物外套所覆盖。另外，导水织物外套223的下端设置有许多吸水孔223a。

被导水织物外套223所覆盖的导水织物221的下部插入到连接件225内。连接件225可拆卸地插在水箱250的狭缝内，以利于将导水织物221插入到水箱250内。将由导水织物外套223所覆盖的导水织物221的下部插入到水箱250内会使导水织物221通过吸水孔223a在毛细现象的作用下将水吸向导水织物221的上部。导水织物的外套223起到在吸水过程中防止多余水分蒸发的作用，而且还起到防止软垫材料230被弄湿的作用。

如图19a所示，薄布222及导水织物221的梳子形部分被设置于空气流道210的中心部分202上。从导水织物221的下部吸收的水分从位于导水织物221上部的梳子形部分输送给薄布222，并立即分散，从而在整个薄布222上扩散。一般情况下，在将导水织物221插入水箱250内之后，薄布222要被整体润湿约10分钟。均被放置在空气流道210上的导水织物221的梳子形部分和薄布222还被防水薄板224所覆盖，以防止放置在梳子形部分和薄布222上的使用者的头部被弄湿。

应该注意：导水织物221、薄布222和防水薄板224可以是能够按照上述方式组合在一起的独立部件，或者可被预先制成一个整体部件。

如图21所示，空气流道210包括垫30i和薄板211。即，该实施例采用了图15所示的部件连接式垫30i。除空气流道210的中心部分202外，整个垫30i都被薄板211从垫30i的上侧所覆盖。例如，可将高密度棉布用作薄板211。另外，设置于空气流道210的中心部分202上的是蒸发薄板220，在该蒸发薄板220的上侧安装有防水薄板224。这样，流过空气流道210的中心部分202的空气就会与薄布222紧密接触。

下面将对冷却枕垫冷却使用者头部的原理加以说明。

如上所述，冷却枕头200在其侧面部分设置有风扇240。该风扇240从底面吸入空气并将空气输送至上方。接着，空气流过设置于软垫材料230上的空气流道210并从与设置风扇240的那一侧相对的侧面部分排向外部。此时，流过空气流道210的中心部分202的空气与薄布222紧密接触。通过空气和薄布222的接触，促使保留在薄布222内的水分蒸发。蒸发的水分与流动的空气一起被排向外部。水在蒸发成气态的过程中，将从周围的水分子中带走蒸发热量，从而使保存在薄布222内的水温降低。这样，就可以冷却通过防水薄板224与薄布222接触的使用者头部，从而使睡眠中的使用者的头部感觉凉爽。

另外，由于蒸发而得以冷却的蒸发薄板220内的水分与流过空气流动210的空气紧密接触，从而还冷却了流过的空气。就是说，由于水的蒸发而产生的吸热作用以两种形式用于冷却蒸发薄板220和空气流道210内的空气。由于空气流道210的位置非常接近使用者的头部，因此冷却空气流道210内的空气极大地提高了使用者头部附近的温度梯度。因此，温度梯度的增加将促进热量的散失，从而令使用者感觉更加凉爽。

如上所述，根据本发明的冷却垫能够降低在流动空气撞击凸出部分的过程中所产生的粘滞曳力，因此即使压力较低也能够使大量的空气流动。因此，这样的冷却垫最好被用在象冷却被褥、冷却坐垫、冷却席、冷却椅、冷却服和冷却鞋这样的冷却装置上，用于使空气在使用者的体表附近平行流动，从而冷却使用者的身体。

应该注意：本发明并非局限于上述的实施例，在本发明的范围内可对其作出各种不同的变形。

例如，图3至15所示的那些冷却垫是在多个凸出部分已经分别形成于底板部件的上表面上的情况下加以说明的。但，凸出部分可分别形成于底板部件的上表面和下表面上。

如上所述，根据本发明的冷却垫能够降低在流动空气撞击凸出部分的过程中所产生的粘滞曳力，因此即使压力较低也能够使大量的空气流动。因此，这样的冷却垫可被用在象冷却被褥、冷却坐垫、冷却席、冷却椅、冷却服和冷却鞋这样的冷却装置上，用于使空气在使用者的体表附近平行流动，从而冷却使用者的身体。

Claims

1.一种用于冷却装置上的冷却垫，该冷却垫借助于吹风装置通过使气体流过一条大体平直的流动通道来冷却散热对象，其中流动通道设置在冷却装置与冷却对象相接触的侧面上，其中所述冷却垫用于形成流动通道并包括：多个平行于气体流动方向设置的板状凸出部分，所述板状凸出部分沿流动通道的厚度方向处于直立状态，其特征在于：

所述多个板状凸出部分被一体制成，从而以下述方式形成一个连续的结构：当从流动通道的厚度方向观看时，每个所述板状凸出部分沿垂直气体流向的方向上的宽度落入0.2mm至2cm的范围内；当从流动通道的厚度方向观看时，所述板状凸出部分沿垂直气体流动方向的方向上以每1cm内0.2至5个的比率设置。

2.根据权利要求1所述的冷却垫，其特征在于：每个所述板状凸出部分沿流动通道的厚度方向上的长度至少为2mm。

3.根据权利要求1所述的冷却垫，其特征在于：还包括：一个带网眼的部件，该部件设置于所述多个板状凸出部分上。

4.一种用于冷却装置上的冷却垫，该冷却垫借助于吹风装置通过使气体流过一条大体平直的流动通道来冷却散热对象，其中流动通道设置在冷却装置与冷却对象相接触的那一侧，其中所述冷却垫用于形成流动通道并包括：多个沿流动通道的厚度方向以直立状态设置的柱状部件，其特征在于：

所述多个柱状部件被一体制成，从而以下述方式形成一个连续的结构：当从流动通道的厚度方向观看时，每个所述柱状部件沿垂直气体流向的方向上的宽度落入0.2mm至1cm的范围内；当从流动通道的厚度方向观看时，所述柱状部件沿垂直气体流动方向的方向上以每1cm²内0.1至25个的比率设置。

5.根据权利要求4所述的冷却垫，其特征在于：每个所述柱状部件沿流动通道的厚度方向上的长度至少为2mm。

6.根据权利要求4所述的冷却垫，其特征在于：还包括：一个带网眼的部件，该部件设置于所述多个柱状部件上。

7.一种用于冷却装置上的冷却垫，该冷却垫借助于吹风装置通过使气体流过一条大体平直的流动通道来冷却散热对象，其中流动通道设置在冷却装置与冷却对象相接触的那一侧，其中所述冷却垫用于形成流动通道并包括：多个柱状部件和多个用于将多个柱状部件的一端连接在一起的多个连接件，每个柱状部分在流动通道的厚度方向上都具有一长度分量，其特征在于：

所述多个柱状部件被一体制成，从而以下述方式形成一个连续的结构：当从流动通道的厚度方向观看时，每个所述柱状部件沿垂直气体流向的方向上的宽度都落入0.2mm至1cm的范围内；当从流动通道的厚度方向观看时，所述柱状部件沿垂直气体流向的方向上以每1cm²内0.1至25个的比率设置。

8.根据权利要求7所述的冷却垫，其特征在于：所述多个柱状部件和多个连接件不存在通过流动通道厚度方向上的空间与所述垫的其它部件相互重叠的部分。

9.根据权利要求7所述的冷却垫，其特征在于：每个所述柱状部分沿流动通道的厚度方向上的长度至少为2mm。

10.根据权利要求7所述的冷却垫，其特征在于：还包括：一个设置于所述多个柱状部件上的带网眼部件。