專利名稱：冷卻加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冷卻加熱裝置。
背景技術：
已知技術的醫(yī)療用冷熱敷包，使用前系將醫(yī)療包放置于冰箱冷卻或?qū)⑵溆盟蠹訜峄蛴梦⒉t加熱后使用，如市面上3M公司販售的Nexcare-first aid。已知技術的冰敷袋是由高吸水性樹酯和丙二醇(Propylene glycol)組成，用于頭痛、發(fā)燒、扭傷等，使用前置于冰箱內(nèi)冷卻，其冷卻效果持續(xù)時間約為四小時。另外，暖暖包中含有鐵粉、蛭石、活性碳、鹽四種主要成分，發(fā)熱的原因為蛭石及活性碳能夠吸收水分，使鐵氧化后放熱，其化學反應方程式為。
已知的冰敷袋、暖暖包及醫(yī)療用冷熱敷包在冰箱內(nèi)冷卻或是煮水加熱后使用，若直接覆蓋在皮膚表面時，會因溫度過低或過高而有凍傷或灼燙傷的危險，我們也確實聽到消保會的呼吁及消費者的抱怨，另外單次使用式的暖暖包是利用化學原理生熱，因此并不可以重復使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種冷卻加熱裝置，其可重復使用，并可長時間維持適合人體的溫度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是一種冷卻加熱裝置，由冷暖包及冷卻加熱凝膠交換瓶組成，其交換瓶中有冷卻加熱凝膠。
該冷暖包內(nèi)部分成兩空間，一為冷卻加熱凝膠通路，另一為液體空間，其更進一步包含有注入口及抽取口。
該冷卻加熱凝膠交換瓶上配有具有注入抽取兩功能的注入器。
該冷卻加熱凝膠通路的凝膠容量與交換瓶中的凝膠容量相等。
該冷卻加熱凝膠為半液體狀。
該液體空間內(nèi)為真空狀態(tài)。
液體空間裝置有水。
采用上述方案后，本發(fā)明在使用時，將交換瓶中已冷卻或加熱凝膠注入凝膠通路(該凝膠可重復使用)，讓凝膠所儲存的冷或熱借由與其接觸的水傳導能量至冷暖包內(nèi)面(與身體的接觸面)，從而達到人體保冷及保暖的功能，并可使其長時間維持適合人體的溫度。第二次以后再使用時，需先將內(nèi)部凝膠抽取后，再注入已冷卻或加熱過的新凝膠，從而達到重復使用的目的。
另外，由于本發(fā)明冷暖包已不再只是醫(yī)療用品，而成為日常生活的一部分，是一種經(jīng)由抽去注入凝膠的方式使其冷卻加熱的裝置，更進一步讓凝膠所儲存的冷或熱借由與其接觸的水傳導能量至冷暖包內(nèi)面，不再象原來技術中冷暖包溫度極端，本發(fā)明直接貼附于人體皮膚時也不會不舒適，進而達到人體保冷及保暖的功能。不論是何時何地皆可穿戴于身上使用，即使是大熱天或冷天在室外走路也不會感覺不舒服，在室內(nèi)時也可以不必要開啟冷暖氣就可以享受適切的溫度，特別是在這個講求環(huán)境及能源的時代，本發(fā)明確實可達到節(jié)省電力節(jié)省能源的效果。另外，到寒冷地方旅游時，只需帶個冷暖包就可取代相當厚重的大衣外套，間接減輕了許多行李負擔。


圖1為本發(fā)明應用于冷暖衣的斷面圖；圖2為本發(fā)明應用于冷暖衣的立體圖(穿戴于身上時)；圖3為本發(fā)明應用于冷暖衣的側(cè)邊斷面圖；圖4為本發(fā)明應用于冷暖敷坐墊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1 冷暖衣 11 凝膠通路 12 水空間13 凝膠注入口 14 已冷卻或加熱后的交換瓶15 凝膠抽取口 16 空瓶的凝膠交換瓶 17 領口21 冷暖衣的厚度31 大氣 32 隔熱材料33 布 34 空氣層 35 人體4 冷暖敷坐墊 41 凝膠通路 42 水空間43 凝膠注入口 44 已冷卻或加熱后的交換瓶45 凝膠抽取口 46 空瓶的凝膠交換瓶具體實施方式
本發(fā)明所述的冷卻加熱裝置，包括一冷暖包及兩個冷卻加熱凝膠交換瓶。其中冷暖包內(nèi)以塑膠或較強韌的保鮮材質(zhì)分成兩空間，一為冷卻加熱凝膠通路，另一為液體(水)空間；而交換瓶上有抽取注入器。使用時將交換瓶中已冷卻或加熱凝膠注入凝膠通路，讓凝膠所儲存的冷或熱借由與其接觸的水傳導能量至冷暖包內(nèi)面(與身體的接觸面)，從而達到人體保冷及保暖的功能。第二次以后再使用時，需先將內(nèi)部凝膠抽取后，再注入已冷卻或加熱過的新凝膠，從而達到重復使用的目的。
本發(fā)明的技術手段是將冷暖包內(nèi)部分成兩個空間，一個空間是冷卻加熱凝劑通路，另一個空間是液體的空間，使用的液體需具有高傳導率及低密度，在這里先假設為水。冷卻加熱凝劑通路設計用來交換冷卻加熱劑，此外冷卻加熱劑需作成半液體狀，以方便流入及流出冷卻加熱劑管道。本發(fā)明是利用少許的冷卻加熱凝膠將其所儲存的能量透過水傳遞到冷暖包的表面。
另外，除了冷暖包外有二個交換瓶，一個用來裝入冷暖包的凝膠注入瓶，另一個是用來回收冷暖包內(nèi)凝膠的回收瓶，此注入瓶與回收瓶構(gòu)造相同，各具有注入及抽取的功能。為了能使溫度平均分布至冷暖包表面上，交換瓶與管道的容量需一致，也就是說新注入的凝膠劑恰好完全取代冷暖包中流出的凝膠劑，回收于交換瓶中的冷卻加熱劑可放置到冰箱或是熱水加熱后重復使用。
因冷暖包將應用于衣服、褲子、坐墊、圍巾、帽子、手套或其他適當配戴物件等等上，所以也就是說其重量越輕越好。以短袖的設計來假設計算，400mm(腰寬)*500mm(上半身長)*1mm(厚)*2(前后兩面)的情形，其總體積為4.0*105mm3。假設冷暖包里面全部都是水的情況下，其中水的密度是1.0*10-3g/mm3，冷暖包總重約為400g。比起一般的長袖(500g)還稍微輕一些。另外水空間中必須將其抽取成真空狀態(tài)使其立起時并不會讓水流至下方處。
體積決定后，開始要測定凝膠的比熱、密度及熱傳導率以決定凝膠及水的比率，可通過以下算式水及冷卻加熱凝膠的質(zhì)量及其平衡溫度由H＝m*s*Δt算式中求出。也就是說熱交換必須平衡，水增加(減少)的能量要等于冷卻加熱凝膠所減少(增加)的能量。其中H為熱量，單位可為J或cal；m為質(zhì)量，單位為kg或g；s為水及凝膠的比熱，單位可為J/(g*t)或cal/(g*t)；Δt為溫度變化，單位為℃。
在此之后，為了找出凝膠通路的最適切位置及其長寬高，必須以電腦模擬找出最佳設計。另外透過電腦模擬可找出其冷暖包各點的溫度、各時間點的瞬間溫度及維持時間可由以下算式求出
冷卻加熱凝膠的溫度變化及隨時間變化的溫度分布是由Q＝k*A*Δt算式中求出。Q為熱能，單位可為W；k為傳導系數(shù)，單位為W/(m*℃)；A為面積，單位為cm2或mm2；Δt為溫度變化，單位為℃。
基本上凝膠通路設置于外側(cè)(與空所的接觸面)，而水空間則設置于內(nèi)側(cè)(與身體的接觸面)，此設計是為使冷暖包表面上的各點溫度能相等。
電腦模擬后最適切的結(jié)果，必須實際作成成品，在夏天、冬天、白天、晚上各種設定情況下作測試及測量實際人體各點溫度，以驗證是否與模擬條件一致。如此反覆試驗以找出最輕薄短小的設計。
本發(fā)明的應用范圍相當廣泛，舉凡衣服、褲子、座墊、冷熱敷腰帶、帽子、圍巾、手套皆可使用。
在此，取衣服形式的冷暖包設計為一范例來說明，請先參考圖1及圖2所示，圖1為冷暖衣1的斷面圖，圖2為冷暖衣1穿戴于身上時的的立體圖。通常根據(jù)本發(fā)明，該最佳裝置包括一凝膠通路，一液體空間、一凝膠注入口、一凝膠抽取口及兩個交換瓶。請參考圖1的凝膠通路11及水空間12；凝膠注入口13、已冷卻或加熱后的交換瓶14；凝膠抽取口15、空瓶的凝膠交換瓶16；另外，17為領口的部分。再請參閱圖2所示，凝膠注入口13設計在肩膀處，以方便使用者注入凝膠；而凝膠抽取口15設計在腰處，以方便使用者抽取出凝膠；其中圖2上省略了凝膠通路；此外，冷暖衣1的厚度21實際設計時是相當薄的，并非如圖2所示的圖面印象。使用時將交換瓶中已冷卻或加熱膠注入凝膠通路11，讓凝膠所儲存的冷或熱借由與其接觸的水傳導能量至冷暖包內(nèi)面(與身體的接觸面)，從而達到人體保冷及保暖的功能。
如圖3所示，為穿戴在身體上時的側(cè)面斷面圖，大氣31在圖3上為最左邊，隔熱材料32在冷暖包的最外側(cè)，此設計可將冷及熱長時間保留在冷暖包里，而不流失于空氣中。凝膠線路11設置于外側(cè)(與空氣的接觸面)，而水空間12則設置于內(nèi)側(cè)(與身體的接觸面)，此設計可使冷暖包表面上的各點溫度相等。在冷暖包的最內(nèi)側(cè)有一層布33，該布層的設計不會讓人體有不舒適感。最后，在人體35與冷暖包中有一層薄空氣層34。
圖4為本發(fā)明另一實施例的斷面圖，此設計為冷暖敷坐墊4，其結(jié)構(gòu)設計較圖1簡單一些，少了領口設計，不過還是包括凝膠通路41、水空間42、凝膠注入口43、凝膠抽取口45，此外還有已冷卻或加熱后的交換瓶44、空瓶的凝膠交換瓶46以抽取注入凝膠。
此外本發(fā)明的交換瓶可為二瓶以上，本發(fā)明的應用范圍相當廣泛，舉凡衣服、褲子、座墊、冷熱敷腰帶、帽子、圍巾、手套等配戴物品皆屬于本發(fā)明的應用范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種冷卻加熱裝置，其特征在于該裝置由冷暖包及冷卻加熱凝膠交換瓶組成，其交換瓶中有冷卻加熱凝膠。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻加熱裝置，其特征在于該冷暖包內(nèi)部分成兩空間，一為冷卻加熱凝膠通路，另一為液體空間，其更進一步包含有注入口及抽取口。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻加熱裝置，其特征在于該冷卻加熱凝膠交換瓶上配有具有注入抽取兩功能的注入器。
4.如權(quán)利要求1或2所述的冷卻加熱裝置，其特征在于該冷卻加熱凝膠通路的凝膠容量與交換瓶中的凝膠容量相等。
5.如權(quán)利要求1所述的冷卻加熱裝置，其特征在于該冷卻加熱凝膠為半液體狀。
6.如權(quán)利要求2所述的冷卻加熱裝置，其特征在于該液體空間內(nèi)為真空狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求2或6所述的冷卻加熱裝置，其特征在于該液體空間裝置有水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷卻加熱裝置，包括一冷暖包及兩個冷卻加熱凝膠交換瓶。其中冷暖包內(nèi)分有兩空間，一為冷卻加熱凝膠通路，另一為液體(水)空間；其更進一步包括凝膠注入口、抽取口；而交換瓶上有抽取注入器以利注入及抽取凝膠。使用時將交換瓶中已冷卻或加熱凝膠注入凝膠通路，讓凝膠所儲存的冷或熱借由與其接觸的水傳導能量至冷暖包內(nèi)面(與身體的接觸面)，從而達到人體保冷及保暖的功能。第二次以后使用時，須先將內(nèi)部凝膠抽取后，再注入已冷卻或加熱過的新凝膠。本發(fā)明的應用范圍相當廣泛，舉凡衣服、褲子、座墊、冷熱敷腰帶、帽子、圍巾、手套等配戴物品皆可使用。
文檔編號A61F7/00GK1836643SQ20051003387
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者謝俊民 申請人:謝俊民