專利名稱：冷暖床墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷暖床墊，尤其是涉及一種采用半導(dǎo)體致冷器件在夏季制冷冬季制熱的 冷暖床墊。
背景技術(shù)：
盛夏炎熱，人睡覺時身體與床墊接觸的部位潮熱汗?jié)?，往往在床上碾轉(zhuǎn)反復(fù)，難以入睡; 寒冬時節(jié)，溫暖的床墊能有效地提高人們睡眠的舒適程度和質(zhì)量，特別是對于老年和體弱有 病的人。人們在夏季普遍使用的是叫做涼席的床墊， 一般用草、竹絲或竹片編制或串接而成， 有利于通風(fēng)透氣，在一定程度上解決身體與床墊接觸部位汗?jié)竦膯栴}，但是，歸根到底并不 能降溫。冬季使用很普及的電熱毯，是在布料床墊內(nèi)鋪以電熱絲，通過電流的熱效應(yīng)加熱； 但普通電熱毯的燥熱使人感覺不舒服且容易使人"上火"；產(chǎn)生的電磁場也在一定程度上對人 體不利；因?yàn)殡姛崽号c人體通夜接觸，且經(jīng)常插拔電源插頭，存在發(fā)生觸電的隱患；經(jīng)常折 疊也容易損壞；此外，電熱毯只是提供了寒冬時節(jié)一種溫暖床墊，而不能在夏季制冷。曾有 人提出了一種"冷熱多用枕"的方案，由一個內(nèi)裝水的塑料袋和對其在冬季加熱夏季致冷的 半導(dǎo)體致冷器件組成；人睡覺枕在該枕頭上，在一定程度上可以使人在夏季比較舒適，但是， 也僅僅是頭部感覺涼快一些而已；另外，在冬季對枕頭加熱并不一定對身體有益。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種冬暖夏涼的床墊，而且長期使用感覺舒適，也比 較安全，調(diào)整設(shè)定溫度方便，還節(jié)約能源。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的冷暖床墊由床墊的外罩、床體、控制面板、溫度控制電 路、半導(dǎo)體致冷器件和電源組成，電源為低壓電源；在床墊的外罩內(nèi)為導(dǎo)熱板；導(dǎo)熱板由一 張導(dǎo)熱板材與至少一條導(dǎo)熱扁材緊密地貼合在一起組成；導(dǎo)熱板的每條導(dǎo)熱扁材的一個端部 折起一段，與一個半導(dǎo)體致冷器件的一個端面緊貼裝配；半導(dǎo)體致冷器件的另一端面安裝散 熱片；導(dǎo)熱扁材與散熱片之間有隔熱罩；散熱片上方附近有促進(jìn)空氣對流裝置；制冷和制熱 狀態(tài)的溫度調(diào)整控制電路各自獨(dú)立，冷熱選擇開關(guān)在切換半導(dǎo)體致冷器件連接極性時，同時 切換制冷或制熱調(diào)溫控制電路的供電。為了安裝彈簧、填充物質(zhì)等彈性材料，以提高床墊的舒適度，在導(dǎo)熱板材h開有多個孔 洞；延導(dǎo)熱板材縱向，還有多條凹槽。根據(jù)床墊的大小和為了提高床墊各區(qū)域溫度均勻性，導(dǎo)熱板上裝有多條導(dǎo)熱扁材；導(dǎo)熱 扁材的截面可以是均勻的，而作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，導(dǎo)熱扁材的截面為變截面，距離半導(dǎo) 體致冷器件近端截面大，遠(yuǎn)端截面小。在提高導(dǎo)熱均勻性的同時，降低材料消耗。作為一種促進(jìn)空氣對流加強(qiáng)散熱裝置，散熱片上方罩有一個喇叭口，喇叭口底部與波紋 管的一端連通，波紋管的另一端延伸出床體的上方敞露在空氣中。作為另一種空氣對流散熱裝置，還可以在散熱片上方裝電動風(fēng)扇，電動風(fēng)扇的出風(fēng)口露 出到床體外。在控制面板上安裝定時器、調(diào)溫控制器、電源按鈕開關(guān)、指示燈和冷熱選擇開關(guān)控制 面板露出固定在床體外一個側(cè)面。采用定時器進(jìn)行定時控制，定時器的控制觸點(diǎn)控制電源的輸入端。 調(diào)溫控制器采用一個同軸雙聯(lián)電位器進(jìn)行制冷和制熱的溫度設(shè)定。采用以上所述的結(jié)構(gòu)，冬季，由半導(dǎo)體致冷器件吸收環(huán)境中的熱量對床墊內(nèi)的導(dǎo)熱板加 熱，即從里向外，緩慢的加熱床墊，在設(shè)定好溫度的調(diào)溫控制器的自動控制下，溫度近于恒 定，人睡在床上溫暖舒適而不至于躁熱；夏季，半導(dǎo)體致冷器件切換成對床墊內(nèi)的導(dǎo)熱板制 冷，從而使床墊降溫，使人在炎熱季節(jié)舒適地入睡；定時器可以在人入睡后定時關(guān)閉電源， 節(jié)約電能；又由于本裝置的運(yùn)行機(jī)理是采用半導(dǎo)體致冷器件"搬運(yùn)"熱能，加之僅對封閉式 床墊這一小面積制冷或制熱，所以節(jié)能；由于采用低壓電源，且金屬材質(zhì)導(dǎo)熱板等均可以通 過電源插頭插座接地，所以使用比較安全；通過控制面板上的調(diào)溫控制器和定時器，可以方 便地設(shè)定自動控制溫度點(diǎn)和關(guān)閉電源的時間。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是本發(fā)明冷暖床墊的正視示意圖。圖2是本發(fā)明冷暖床墊的俯視示意圖。圖2中，為了清晰地表達(dá)主要結(jié)構(gòu)，將喇叭口 15 和波紋管16的位置單獨(dú)畫到了主要結(jié)構(gòu)視圖的左邊，而實(shí)際上喇叭口 15是對正散熱片13的， 特此說明。圖3是本發(fā)明冷暖床墊的電路圖。
具體實(shí)施方式
圖l、圖2所示本發(fā)明的冷暖床墊由床墊的外罩1、床體4、控制面板5、溫度控制電路、 半導(dǎo)體致冷器件12和電源14組成，電源14為低壓電源，為了提高效率，可選擇開關(guān)電源。 在床墊的外罩1內(nèi)水平安裝一塊與床墊外罩1尺寸相適應(yīng)的導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板由一張導(dǎo)熱板材 2與至少一條具有適當(dāng)截面形狀和面積的導(dǎo)熱扁材3緊密地貼合在一起組成，而以采用一張 導(dǎo)熱板材2與若干條互相間隔一定距離的具有一定厚度的導(dǎo)熱扁材3緊密地貼合在一起組成 更好，床墊各個區(qū)域溫度更均勻；兩者的接合面應(yīng)導(dǎo)熱良好，兩者的結(jié)合可以采用焊接、膠 結(jié)、鉚接或螺桿連接等方式導(dǎo)熱板在目前可以選擇導(dǎo)熱性好，價格適中的金屬材質(zhì)，例如 鋁材；導(dǎo)熱扁材3的截面為變截面，距離半導(dǎo)體致冷器件12近端截面大，遠(yuǎn)端截面小，在提 高導(dǎo)熱均勻性的同時，降低材料消耗；當(dāng)然其截面也可以是均勻的，但不具有變截面的優(yōu)點(diǎn)， 不過材料易得無需加工是其優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)熱板的每條導(dǎo)熱扁材3的一個端部以適當(dāng)角度折起一段， 與一個半導(dǎo)體致冷器件12的一個端面緊貼裝配，兩者的接合面同樣應(yīng)導(dǎo)熱良好；半導(dǎo)體致冷 器件12的另一端面安裝散熱片13。散熱片13可以采用多種形式，優(yōu)選一種由金屬底座及若干片垂直于金屬底座并與金屬底座連接在一起的金屬片組成的結(jié)構(gòu)，可以采用鑄造或其他金 加工方法制得。散熱片13的下方有進(jìn)入空氣的通道，散熱片13上方有促進(jìn)空氣流通加強(qiáng)散 熱的裝置。隔熱罩11安裝于導(dǎo)熱扁材3折起的一段與散熱片13之間，目的是為了隔絕半導(dǎo) 體致冷器件的熱端與冷端，提高熱效率，所以在隔斷位置處應(yīng)進(jìn)行封閉處理，而其材質(zhì)可選 用絕熱材料如聚氨酯塑料板材等。裝配好的冷暖床墊平鋪固定在床面上，冷暖床墊裝有半導(dǎo) 體致冷器件12和電源14的一端可固定于床體4內(nèi)部。圖3所示的制冷和制熱狀態(tài)的溫度調(diào) 整控制電路各自獨(dú)立，冷熱選擇開關(guān)10在選擇制冷或制熱狀態(tài)而切換半導(dǎo)體致冷器件12的 連接極性時，同時切換制冷或制熱調(diào)溫控制電路的供電。為了提高床墊的舒適度，在導(dǎo)熱板材2沒有對應(yīng)導(dǎo)熱扁材3的區(qū)域上開有多個孔洞，在 這些孔洞內(nèi)可以安裝彈簧或者波紋狀彈性塑料柱等；導(dǎo)熱板材2還沿縱向沖壓有多條凹槽， 在凹槽內(nèi)可以置放彈性物質(zhì)，在不影響換熱的前提下，進(jìn)一步提高床墊的舒適性。為了促進(jìn)空氣對流加強(qiáng)散熱，在散熱片13上方附近安裝一個喇叭n 15,喇叭口15可以 用塑料制作，口部尺寸以罩住全部散熱片13為宜；喇叭口 15底部與一根波紋管16的一端連 通，波紋管16的另一端延伸出床體4的上方敞露在空氣中。這種促進(jìn)空氣對流裝置的優(yōu)點(diǎn)是 不消耗能量且無噪音。還可以采用在散熱片13上方安裝電動風(fēng)扇，電動風(fēng)扇的出風(fēng)口露出到 床體4外，床體4相應(yīng)位置安裝網(wǎng)罩，電動風(fēng)扇的運(yùn)行通過電路控制，與半導(dǎo)體致冷器件12 的運(yùn)行同步。其優(yōu)點(diǎn)是空氣對流快。控制面板5上安裝定時器6、調(diào)溫控制器7、電源按鈕開關(guān)8、兩個指示燈9和冷熱選擇 開關(guān)IO,冷熱選擇開關(guān)10安裝于控制面板5的一個小盒內(nèi)，使用方便且避免誤操作；控制 面板5露出固定在床體4外一個側(cè)面。定時器可以采用市售成品；也可以選用集成電路塊設(shè)計(jì)長延時電路或者時間計(jì)數(shù)電路， 自行裝配制作；甚至還可以選用機(jī)械旋轉(zhuǎn)式電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的成品定時器，這種情況下，圖3中 調(diào)整設(shè)定時間的電位器R2就換成了定時器的軸，而相關(guān)電路及元件也要相應(yīng)改變，但控制 功能不變。圖3中，L和N是電源接線端，F(xiàn)U1是保險管，AN1是按鈕開關(guān)，即圖1中的電源按鈕 開關(guān)8; El是電源，Dl、 D3、 D6、 D7是二極管，Cl禾Q C2是電容器，Rl、 R3、 R4、 R6、 R8、 R9、 Rll、 R13、 R14是電阻，D2是穩(wěn)壓二極管，R2是電位器，Tl是定時器，VI、 V2、 V3是三極管；Jl、 J2、 J3是繼電器，J1K是繼電器J1的觸點(diǎn)，J2K是J2的觸點(diǎn)，J3K是J3 的觸點(diǎn)，圖3中所示這三個觸點(diǎn)均在常閉位置；K1和K2是一體的雙刀雙擲開關(guān)，也就是圖 1中所示的冷熱選擇開關(guān)10;圖3中該開關(guān)位置在制熱端，此狀態(tài)下，通過開關(guān)K1給繼電 器J2供電，繼電器J2可以在控制電路的控制下工作，而通過開關(guān)K2，將繼電器J3的供電端 接電源負(fù)極，繼電器J3不能工作，其觸點(diǎn)J3k將始終保持在圖3中所示的常閉位置；若開關(guān) K1與K2位置在制冷端，則情況與上述相反；PN1是半導(dǎo)體致冷器件；D4、 D5是發(fā)光二極 管，即圖1中的2個指示燈9; R5、 R12為熱敏電阻；R7、 R10是同軸雙聯(lián)電位器，作為調(diào) 溫控制器的調(diào)整器件，旋動一個旋鈕就可以進(jìn)行制冷或制熱的溫度設(shè)定；IC1、 IC2為集成電 路，封裝在一體內(nèi)。圖3中，F(xiàn)U1、 AN1、 El、 Dl、 Cl、 Rl、 D2、 C2組成電源電路；R2、Tl、 VI、 Jl、 Jlk和D3組成定時器控制電路，R2用來設(shè)定定時時間，定時器的控制觸點(diǎn)Jlk 接在電源的輸入端，直接控制電源的通斷；Kl、 K2、 R3、 D4、 R4、 D5和PN1組成制熱或 制冷電路；R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 IC1、 V2、 J2、 J2k和D6組成制熱溫度控制電路，R5作 為溫度傳感器，安裝于床墊內(nèi)導(dǎo)熱板附近；R7設(shè)定制熱溫度控制點(diǎn)；RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 IC2、 V3、 J3、 J3k和D7組成制冷溫度控制電路，R12作為溫度傳感器，安裝于床墊內(nèi) 導(dǎo)熱板附近；R10設(shè)定制冷溫度控制點(diǎn)。按照圖3所示電路設(shè)計(jì)印刷電路板并進(jìn)行元件裝配 和電氣連接。使用時，根據(jù)季節(jié)用冷熱選擇開關(guān)10選擇加熱或者制冷，然后設(shè)定調(diào)溫控制器7的控制 溫度，插上電源，按一下電源按鈕開關(guān)8，即可使用。如果需要在若干時間后停止加熱或者 制冷，可設(shè)定定時器6的關(guān)閉時間，到設(shè)定時刻，定時器6會自動斷丌電源。
權(quán)利要求
1. 一種冷暖床墊，由床墊的外罩(1)、床體(4)、控制面板(5)、溫度控制電路、半導(dǎo)體致冷器件(12)和電源(14)組成，電源(14)為低壓電源，其特征在于所述床墊的外罩(1)內(nèi)為導(dǎo)熱板；所述導(dǎo)熱板由一張導(dǎo)熱板材(2)與至少一條導(dǎo)熱扁材(3)緊密地貼合在一起組成；所述導(dǎo)熱板的每條導(dǎo)熱扁材(3)的一個端部折起一段，與一個半導(dǎo)體致冷器件(12)的一個端面緊貼裝配；所述半導(dǎo)體致冷器件(12)的另一端面安裝散熱片(13)；所述導(dǎo)熱扁材(3)與散熱片(13)之間有隔熱罩(11)；所述散熱片(13)上方有促進(jìn)空氣對流裝置；所述制冷和制熱狀態(tài)的溫度調(diào)整控制電路各自獨(dú)立，冷熱選擇開關(guān)(10)在切換半導(dǎo)體致冷器件(12)連接極性時，同時切換制冷或制熱調(diào)溫控制電路的供電。
2. 按照權(quán)利要求1所述的冷暖床墊，其特征在于在導(dǎo)熱板材(2)上有多個孔洞；導(dǎo) 熱板材(2)縱向還有多條凹槽。
3. 按照權(quán)利要求1所述的冷暖床墊，其特征在于導(dǎo)熱板上裝有多條導(dǎo)熱扁材(3);導(dǎo) 熱扁材(3)的截面為變截面，距離半導(dǎo)體致冷器件(12)近端截面大，遠(yuǎn)端截面小。
4. 按照權(quán)利要求1所述的冷暖床墊，其特征在于散熱片(13)上方罩有一個喇叭口(15)， 喇叭口 (15)底部與波紋管(16)的一端連通，波紋管(16)的另一端延伸出床體(4)的上 方敞露在空氣中。
5. 按照權(quán)利要求1所述的冷暖床墊，其特征在于在散熱片(13)上方裝有電動風(fēng)扇， 電動風(fēng)扇的出風(fēng)口露出到床體(4)夕卜。
6. 按照權(quán)利要求1所述的冷暖床墊，其特征在于控制面板(5)上安裝定時器(6)、 調(diào)溫控制器(7)、電源按鈕開關(guān)(8)、指示燈(9)和冷熱選擇開關(guān)(10);控制面板5露出 固定在床體(4)外一個側(cè)面。
7. 按照權(quán)利要求6所述的冷暖床墊，其特征在于采用定時器(6)進(jìn)行定時控制，定 時器(6)的控制觸點(diǎn)控制電源的輸入端。
8. 按照權(quán)利要求6所述的冷暖床墊，其特征在于調(diào)溫控制器(7)采用一個同軸雙聯(lián) 電位器進(jìn)行制冷和制熱的溫度設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷暖床墊，由外罩(1)、床體(4)、控制面板(5)、半導(dǎo)體致冷器件(12)和電源(14)組成。外罩(1)內(nèi)為導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板由一張導(dǎo)熱板材(2)與導(dǎo)熱扁材(3)緊貼組成；導(dǎo)熱扁材(3)的一個端部與半導(dǎo)體致冷器件(12)的一個端面緊貼，半導(dǎo)體致冷器件(12)的另一端面安裝散熱片(13)；隔熱罩(11)位于導(dǎo)熱扁材(3)和散熱片(13)的中間；散熱片(13)上方有喇叭口(15)與波紋管(16)組成的促進(jìn)空氣對流裝置，該裝置也可以使用風(fēng)扇；制冷和制熱的溫度調(diào)整控制電路各自獨(dú)立；控制面板(5)上安裝定時器(6)、調(diào)溫控制器(7)、電源按鈕開關(guān)(8)、指示燈(9)和冷熱選擇開關(guān)(10)。本床墊能方便地設(shè)定自動控制溫度點(diǎn)和關(guān)閉電源的時間，冬暖夏涼且節(jié)能。
文檔編號A47C21/04GK101254052SQ20081009100
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者莊永華 申請人:莊永華