一种微气候人体降温装置.pdf

本发明提供的一种微气候人体降温装置，其壳体总成的底面结构上设置有压缩机、水箱和水泵，压缩机与水箱分别靠近壳体总成相对的两个侧面设置，水泵位于水箱远离压缩机一侧的下侧；蒸发器为集成式微通道换热器，设置于水泵与壳体总成的顶面之间；冷凝器整体呈弯曲板状且设置于接近壳体总成的侧面的位置，过滤器设置于冷凝器下方，节流装置设置于壳体总成的底面。该技术方案根据壳体总成内部装置的结构特征采用紧凑的结构设计和特殊的安装位置设计，提高了空间占用率，较大程度上缩小了制冷装置的体积；蒸发器为集成式微通道换热器，冷凝器整体呈弯曲板状且接近壳体总成的侧面设置，其在保证了制冷效率的基础上，进一步缩小自身体积。

权利要求书
1.  一种微气候人体降温装置，包括液冷服(1)和通过管路结构与该液冷服(1)相连的制冷装置(4)，所述制冷装置(4)包括壳体总成以及设置于该壳体总成内部的压缩机(16)、冷凝器(15)、节流装置、蒸发器(20)、过滤器(17)、水箱(18)和水泵(19)；所述压缩机(16)、所述冷凝器(15)、所述过滤器(17)、所述节流装置和所述蒸发器(20)通过管路结构依次连接形成制冷剂的第一循环回路；所述水箱(18)、所述水泵(19)、所述蒸发器(20)以及所述液冷服(1)通过管路结构依次相连形成载冷剂的第二循环回路；
其特征在于：所述壳体总成的底面上分别设置有所述压缩机(16)、所述水箱(18)和所述水泵(19)，其中，所述压缩机(16)与所述水箱(18)分别靠近所述壳体总成相对的两个侧面设置，所述水泵(19)位于所述水箱(18)远离所述压缩机(16)一侧的下侧；所述蒸发器(20)为集成式微通道换热器，其设置于所述水泵(19)与所述壳体总成的顶面之间的区域；所述冷凝器(15)整体呈弯曲板状且设置于接近所述壳体总成的侧面的位置，所述过滤器(17)设置于所述冷凝器(15)下方，所述节流装置设置于所述壳体总成的底面。

2.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述壳体总成的顶面安装有作用方向朝向所述壳体总成外部的轴流风扇，该壳体总成上靠近所述冷凝器(15)的侧面上设置有进风格栅(12)。

3.  根据权利要求2所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述冷凝器(15)为平行流式换热器，其位于所述壳体总成的三个侧面的内侧。

4.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述压缩机(16)的中轴线垂直于所述壳体总成的底面，所述水箱(18)为高度远大于 长度及宽度的长方体结构，其沿纵向延伸至所述轴流风扇的底部。

5.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述壳体总成包括相对设置的上盖板(8)与下底板(11)、相对设置的前侧板(9)与后侧板(13)以及相对设置的左侧板(10)与右侧板(14)，其中，所述前侧板(9)、所述左侧板(10)、与所述右侧板(14)为一体结构；所述上盖板(8)及所述下底板(11)分别设有垂直于板面的连接沿，用于与后侧板(13)、前侧板(9)、右侧板(14)及左侧板(10)连接。

6.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述冷凝器(15)的底部通过安装结构安装于所述下底板(11)上，所述过滤器(17)位于所述冷凝器(15)与所述下底板(11)之间的区域内。

7.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：还包括控制所述制冷系统运行的控制系统，其包括设置于所述壳体总成侧面上的控制器和压缩机驱动模块，以及设置于所述壳体总成顶面上的显示该微气候人体降温装置运行状态的显示装置以及设置于所述压缩机(15)上的温度感应装置。

8.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：还包括为所述制冷装置(4)提供能源的蓄电池(5)，该蓄电池(5)与所述制冷装置(4)通过连接导线(7)和航空插头(6)与所述制冷装置(4)可拆卸连接。

9.  根据权利要求7所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述微气候人体降温装置还包括用于容置所述制冷装置(4)和所述蓄电池(5)的背包。

10.  根据权利要求1所述的微气候人体降温装置，其特征在于：所述的制冷装置(4)与所述液冷服(1)通过连接管(3)和快速接头(2)密封连接。

说明书一种微气候人体降温装置
技术领域
本发明涉及一种调温装置，具体地说是一种微气候人体降温装置。
背景技术
在常温环境下，人体所产生的热量与向环境散发的热量大致相等，人体处于热平衡状态，这时人体的体温可以基本保持不变，，大约37摄氏度左右。但在高温环境下，人体所处的环境温度高于人体温度时，就会阻止人体热量的散发，使人体体温升高而造成不适。当深部体温升高到38摄氏度以上时，会出现头晕、头疼、胸闷、心悸、眼花、恶心、呕吐、兴奋不安等症状，严重时可引起虚脱、疲竭、晕厥、昏迷乃至死亡。此即为热应激现象。
现实生活中，不可避免地要进行一定的高温作业，，例如冶金、纺织、交警、夏季钓鱼、单兵作战等，为了使人体在高温环境下仍处于热平衡状态，避免热应激带来的影响，需增加人体的散热量。因此需要为人体创造一个微气候环境，进行人体降温。
现有技术中，人体降温常见的为液冷式人体降温，，中国授权公告号为CN201957790U公开了一种微气候人体降温系统，该降温系统由制冷系统、控制系统和液冷服组成。该降温系统的制冷系统为微型蒸汽压缩式制冷系统，包括壳体及装配在壳体内通过连接管密封连接的冷凝器、水箱、过滤器、压缩机和蒸发器，制冷剂在其中循环流动。该技术方案利用微型制冷系统制得低温水循环于液冷服以带走人体的热量，但其仍然具有一定局限性。
由于对于人体降温装置来说，便携性以及制冷效率是判断该装置优劣的最重要的标准。而上述专利中的制冷系统中，压缩机、水箱、冷凝器、过滤器以及水泵分别平铺设置于装配底板上；并且，其冷凝器选择普通板状结 构，水箱为方形结构，如此设计导致其制冷系统空间利用率较低，占用空间较大，从而导致不方便携带或者相同体积下制冷效率低。
发明内容
本发明提供一种微气候人体降温装置，以解决现有技术中微气候人体降温装置体积较大，携带不方便和制冷效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种微气候人体降温装置，其包括液冷服和通过管路结构与该液冷服相连的制冷装置，所述制冷装置包括壳体总成以及设置于该壳体总成内部的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、过滤器、水箱和水泵；所述压缩机、所述冷凝器、所述过滤器、所述节流装置和所述蒸发器通过管路结构依次连接形成制冷剂的第一循环回路；所述水箱、所述水泵、所述蒸发器以及所述液冷服通过管路结构依次相连形成载冷剂的第二循环回路；
所述壳体总成的底面上分别设置有所述压缩机、所述水箱和所述水泵，其中，所述压缩机与所述水箱分别靠近所述壳体总成相对的两个侧面设置，所述水泵位于所述水箱远离所述压缩机一侧的下侧；所述蒸发器为集成式微通道换热器，其设置于所述水泵与所述壳体总成的顶面之间的区域；所述冷凝器整体呈弯曲板状且设置于接近所述壳体总成的侧面的位置，所述过滤器设置于所述冷凝器下方，所述节流装置设置于所述壳体总成的底面。
可选的，所述壳体总成的顶面安装有作用方向朝向所述壳体总成外部的轴流风扇，该壳体总成上靠近所述冷凝器的侧面上设置有进风格栅。
可选的，所述冷凝器为平行流式换热器，其位于所述壳体总成的三个侧面的内侧。
可选的，所述压缩机的中轴线垂直于所述壳体总成的底面，所述水箱为高度远大于长度及宽度的长方体结构，其沿纵向延伸至所述轴流风扇的底部。
可选的，所述壳体总成包括相对设置的上盖板与下底板、相对设置的前侧板与后侧板以及相对设置的左侧板与右侧板，其中，所述前侧板、所述左侧板、与所述右侧板为一体结构；所述上盖板及所述下底板分别设有垂直于板面的连接沿，用于与后侧板、前侧板、右侧板及左侧板连接。
可选的，所述冷凝器的底部通过安装结构安装于所述下底板上，所述过滤器位于所述冷凝器与所述下底板之间的区域内。
可选的，还包括控制所述制冷系统运行的控制系统，其包括设置于所述壳体总成侧面上的控制器和压缩机驱动模块，以及设置于所述壳体总成顶面上的显示该微气候人体降温装置运行状态的显示装置以及设置于所述压缩机上的温度感应装置。
可选的，还包括为所述制冷装置提供能源的蓄电池，该蓄电池与所述制冷装置通过连接导线和航空插头与所述制冷装置可拆卸连接。
可选的，所述微气候人体降温装置还包括用于容置所述制冷装置和所述蓄电池的背包。
可选的，所述的制冷装置与所述液冷服通过连接管和快速接头密封连接。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明提供的一种微气候人体降温装置，其壳体总成的底面结构上分布设置有压缩机、水箱和水泵，其中压缩机与水箱分别靠近壳体总成相对的两个侧面设置，水泵位于水箱远离所述压缩机一侧的下侧；蒸发器为集成式微通道换热器，其设置于水泵与所述壳体总成的顶面之间的区域；冷凝器整体呈弯曲板状且设置于接近壳体总成的侧面的位置，过滤器设置于冷凝器下方，节流装置设置于水箱与冷凝器之间的区域内。该技术方案根据壳体总成内部装置的结构特征采用紧凑的结构设计和特殊的安装位置设计，提高了制冷装置内零部件的空间占用率，较大程度上缩小了制冷装置的体积，便于携带；而蒸发器为集成式微通道换热器，冷凝器整体呈弯曲板状且接近壳体 总成的侧面设置，其在保证了制冷效率的基础上，进一步缩小自身体积。
2、本发明提供的一种微气候人体降温装置，其包括为制冷装置提供能源的蓄电池，该蓄电池与制冷装置通过航空插头密封连接，还包括用于容置蓄电池和制冷装置的背包。首先，该背包式设计便于使用者在工作状态下双手工作，提高工作效率；其次，蓄电池和航空插头的设计便于蓄电池的更换，从而有利于该微气候人体降温装置的长时间工作。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明提供的一种微气候人体降温装置实施例的整体示意图；
图2是图1中制冷装置整体结构爆炸图；
图3是图1中制冷装置的局部装配示意图；
图4是图1中制冷装置的俯视图；
图5是本发明提供的一种微气候人体降温装置实施例的连接关系图。
图中附图标记表示为：1-液冷服、2-快速接头、3-连接管、4-制冷装置、5-蓄电池、6-航空插头、7-连接导线、8-上盖板、81-第一连接沿、9-前侧板、10-左侧板、11-下底板、111-第二连接沿、12-进风格栅、13-后侧板、13-壳体骨架、14-右侧板、15-冷凝器、16-压缩机、17-过滤器、18-水箱、19-水泵、20-蒸发器。
具体实施方式
图1至图5示出了本发明提供的一种微气候人体降温装置实施例。从图1中可以看出，该微气候人体降温装置包括液冷服1和制冷装置4。所述制冷装置4与所述液冷服1之间通过连接管3和快速接头2密封连接。选用快速插头则可在保证所述制冷装置4与所述液冷服1之间连接密封性的同时， 方便所述液冷服1和所述制冷装置4的连接或者断开。当所述液冷服1或所述制冷装置4出现故障时，仅更换出现故障的所述液冷服1或所述制冷装置4即可，便于紧急状态下使用。
所述液冷服1包括衣面和设置于衣面内的软管系统。该软管系统通常采用软管环绕而成，包括入口端和出口端。载冷剂自入口端进入该软管系统，在环绕设置的软管内流动，该载冷剂在流动过程中与使用者身体交换热量，然后经出口端流出。
为了增加与使用者身体的接触面积，增加换热效率，所述液冷服1通常制作成衣裤一体的样式。如图1所示，也可根据实际情况仅仅设计成背心样式。为了保证良好的透气性和较高的换热效率，该制冷服的衣面通常采用针织物制作，衣面的裁剪和选材以及软管系统的布局应确保该液冷服1紧贴使用者的内衣或者皮肤，软管系统中软管环绕分布尽量均匀。
请参考图2至图4，该微气候人体降温装置的制冷装置4包括壳体总成以及设置于该壳体总成内部的压缩机16、冷凝器15、蒸发器20、节流装置、过滤器17、水泵19和水箱18。
从图2中可以看出，所述壳体总成包括相对设置的上盖板8与下底板11、相对设置的前侧板9与后侧板13以及相对设置的左侧板10与右侧板14。其中，所述前侧板9、所述左侧板10、与所述右侧板14为一体结构。所述上盖板8及所述下底板11分别设有垂直于板面的第一连接沿81和第二连接沿111，用于与后侧板13、前侧板9、右侧板14及左侧板10连接。
上盖板8、下底板11、后侧板13、前侧板9、右侧板14和左侧板10合围形成完整的保护壳体，并且用于限制该壳体总成其他结构的位置和安装固定该壳体总成的其他结构。本实施例中，所述壳体总成为钣金件。作为另一种实施方式，所述壳体总成也可由塑料制成。
为了使叙述方便，将所述后侧板13及前侧板9横向延伸的方向定义为长度方向，以右侧板14及左侧板10横向延伸的方向定义为宽度方向，以后侧板13、前侧板9、右侧板14及左侧板10纵向延伸的方向定义为高度方向。
如图3和图4所示，所述压缩机16、所述水箱18和所述水泵19分别固定设置于所述下底板11。其中，所述压缩机16与所述水箱18分别靠近所述壳体总成相对的两个侧面设置。具体地，所述压缩机16靠近前侧板9设置，所述水箱18靠近后侧板13设置，为了使所述制冷装置4更加紧凑，该压缩机16与水箱18在壳体本体的宽度方向上错开设置，所述水泵19位于所述水箱18远离所述压缩机16一侧，也即位于所述水箱18与左侧板14之间的区域内。这种设置方式使现有技术中组成制冷装置4中占空比较大的三个零件合理地布置于壳体总成内，较大程度上缩小了制冷装置4的体积，便于携带。
更具体地，所述压缩机16通过安装结构固定设置于下底板11的上平面，该压缩机16的中轴线垂直于该下底板11。所述压缩机16选用微型直流变频压缩机16，变频可使该压缩机16实现无级调速，根据需求进行设定，满足不同需求。该压缩机16的出口端通过管路结构与所述冷凝器15的入口端密封相连。
所述冷凝器15选用平行流式换热器，整体呈弯曲板状，设置于接近所述壳体总成的侧面的位置。具体地，该冷凝器15位于所述壳体总成的三个侧面的内侧，即位于所述左侧右侧板14、前侧板9、左侧板10内侧，对其他零部件具有包围趋势。如此弯曲板状的结构设计，可充分利用壳体总成内部空间，缩小该制冷装置4整体的体积，环绕于壳体总成内侧的弯曲板状设计还可以增大冷凝器的换热面积，提高制冷装置4的制冷效率。
所述冷凝器15通过安装结构设置于下底板11，且该安装结构与下底板11保持有一定间隙。具体地，该安装结构包括支撑所述冷凝器15的底座，该底座整体呈板状且横截面大于冷凝器的横截面，且其外周面与左侧板、右侧板及前侧板相抵靠；还包括用于将该底座固定于所述下底板11上的连接板，该连接板通过螺栓与下底板11上的所述第二连接沿111固定连接。
该冷凝器15出口端通过管路结构与所述过滤器17相连。该过滤器17设置于所述冷凝器15与所述下底板11之间的区域内。如此设计，可充分利 用壳体总成内部空间，缩小该制冷装置4整体的体积。所述过滤器17与所述节流装置相连。所述节流装置设置于所述壳体总成的底面，充分利用壳体总成内部空间，并与所述蒸发器20相连。所述节流装置为毛细管结构。。
所述水箱18为高度远大于长度及宽度的长方体结构，通过固定于所述下底板11的支架垂直安装于该下底板11。需特别说明的是，此处“远大于”表示大于5倍，即该水箱18的长度至少为其长度或宽度的5倍。该水箱18顶部通过管路结构与设置与上盖板8的注水口相连，可通过该注水口向该水箱18内添加载冷剂。所述水箱18包括入口端和出口端。该入口端通过连接管3和快速接头2与液冷服1密封连接，该出口端通过管路结构与水泵19相连。
该制冷装置4中，水箱18细长结构纵向设置且压缩机16轴线垂直壳体总成下底板11设置，可以节约在下底板11的占用面积，最大程度地缩小壳体总成的宽度，避免了现有的制冷装置4较宽导致通过背包携带该制冷装置4导致重心后移，走路不稳的问题。
作为优选的实施例，该水箱18设置有保温层。
所述水泵19固定于下底板11，固定方式可采用焊接、螺纹连接等本领域人员熟知的固定方式。该水泵19采用微型水泵，安装后高度远低于所述水箱18的高度。所述水泵19的入口端通过管路结构和卡箍与水箱18密封连接，出口端通过管路结构和卡箍与蒸发器20的入口端密封相连。
所述蒸发器20采用集成式微通道换热器，该类型的换热器在保证换热效率的基础上，体积大幅度缩小。从而使得制冷系统在同类产品中，具备制冷能力高、重量轻、体积小等优点。该蒸发器20通过管路支撑设置于所述水泵19上方位置,因此，此处管路优选铜管。所述蒸发器20也可通过安装结构安装于所述水泵19上方。如此设计可进一步充分利用所述壳体总成内部空间，缩小该制冷装置4的体积。
所述制冷装置4还包括设置在上盖板8上的轴流风扇，该轴流风扇的作用方向朝向所述壳体总成外部。所述壳体总成靠近所述冷凝器15的侧面上 设置有进风格栅12。轴流风扇与进风格栅12的设置冷凝器15周围空气快速流动，从而提高所述冷凝器15的换热效率。如图5所示，压缩机16、冷凝器15、过滤器17、节流装置、蒸发器20和压缩机16通过管路结构依次连接形成第一循环回路，该第一循环回路中为制冷剂。蒸发器20、液冷服1、水箱18、水泵19和蒸发器20通过管路结构依次相连形成第二循环回路，该第二循环回路中为载冷剂。
载冷剂的使用使得第一循环回路和第二循环回路相对隔离，减少了制冷剂的充灌量以及降低了制冷剂泄漏的可能性。本实施例中，可选用水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液、二氯甲烷和三氯乙烯等常见的载冷剂。制冷剂可选用本领域技术人员熟知的类型。
该微气候人体降温装置采用蓄电池5供电方式，该蓄电池5与所述制冷装置4通过航空插头6密封连接。如此设计，通过更换蓄电池5即可延续微气候人体降温装置的续航。
所述微气候人体降温装置还包括用于容置所述制冷装置4和所述蓄电池5的背包。使用者可将制冷装置4和蓄电池5装于背包后背于背后，从而可以释放双手，有利于提高恶劣环境下的工作效率。
显而易见地，该制冷装置4还包括控制所述制冷系统运行的控制系统，该控制系统包括设置于所述壳体总成侧面上的控制器和压缩机16驱动模块，以及设置于所述壳体总成顶面上的显示该微气候人体降温装置运行状态的显示装置。
本实施例中，所述显示装置为指示灯，具体包括电源指示灯、运行指示灯、报警指示灯。根据指示灯状态，可以实时了解装置状态。当装置出现异常状况时，使用者可以迅速做出对策，避免损坏装置。
该控制系统还可设置用于报警的蜂鸣器或者扬声器。
作为可替换的实施例，所述显示装置选用液晶显示屏。
所述微气候人体降温装置的工作原理：蓄电池5提供动力，制冷装置4 冷却制冷剂，制冷剂在蒸发器20内与载冷剂交换热量，降低载冷剂温度。载冷剂在水泵19的作用下流入液冷服1中，与人体发生热交换，从而将人体体表温度保持在合适的区间范围。
上述技术方案根据壳体总成内部装置的结构特征采用紧凑的结构设计和特殊的安装位置设计，提高了制冷装置内零部件的空间占用率，较大程度上缩小了制冷装置的体积。并通过选用集成式微通道换热器、微型直流变频压缩机、微型水泵等装置，在保证了制冷效率的基础上，进一步缩小自身体积。
根据该技术方案制作的微气候人体降温装置中，壳体总成的外形参数为：185*96*177mm，制冷量：250-450W,质量：2.0kg。由此可见，本发明提供的微气候降温装置在保证了制冷效率的基础上，缩小自身体积和降低重量，便于携带。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。