[發明專利]一種生熱保溫鞋

有效

• 申請號: 201110091373.0
• 申請日: 2011-04-12
• 公開（公告）號: CN102150971A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 寧鐸;王盼盼;黃建兵;張婷;劉亞花
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: A43B7/04
• 分類號: A43B7/04;A43B7/34;H02N2/18;H05B3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種保溫鞋，特別涉及一種通過轉換運動能為電能以及電加熱法的生熱保溫鞋。

背景技術

對于嚴寒地區特殊工作者(如解放軍站崗放哨)來說，一雙具有理想功能的保溫鞋是非常必要的。而目前的保溫鞋大部分主要采用了性能良好的保溫材料以盡量避免鞋內熱量盡量少散失的方法達到保溫的目的，并取得了一定的成功。另外，隨著科學技術的發展，有人還根據穿鞋者在寒冷環境下雙腳不斷運動的特點，把身體重量通過腳面(主要是腳后跟)所產生的垂直運動的運動能通過機械結構轉換成旋轉運動，進而作為普通發電機的動力源驅動小電磁發電機發電后，再通過電熱絲把電能轉換成熱能量，這種在良好保溫功能基礎上再能夠把運動能轉換成電能，進而再產生熱量的方法，當然其效果更理想。但是由于在正常的鞋底部增加安裝相關的機械結構以及發電機等裝置，并且利用電熱絲實現電能與熱能之間轉換，毫無疑問給鞋的結構設計帶來一定困難，而且使得穿上保溫鞋在行走時舒適性等功能受到一定影響。如鞋底部變厚引起穩定性變差，特別是在寒冷的冰天雪地環境下更顯得重要。而復位彈簧的存在導致走路更吃力，因為需要腳相對抬的更高才能把鞋帶離開地面等，從而使其應用受到很大限制。

所以如上所述，如果在良好保溫的基礎上，既能把穿鞋者在寒冷環境下不斷上下運動的動能轉換成電能后再用來產生熱量，又能夠盡量避免或者減少由于安裝機械旋轉結構而引起對保溫鞋其他性能的不良影響，當然是最佳選擇。

發明內容

本發明的目的在于針對生熱保溫鞋實際使用過程中所存在的上述問題以及對產生的電能無需存蓄的特點，提供一種能夠獲得理想效果加熱和保溫效果的生熱保溫鞋。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：包括鞋底以及與鞋底連為一體的鞋幫，所述的鞋底包括鞋底膠層以及設置在鞋底膠層上端的鞋底保溫層，所述鞋幫包括鞋面和鞋里，在鞋底膠層和鞋底保溫層上開設有安裝壓電發電器的中間槽，在鞋面與鞋里之間設置有鞋幫保溫層，在鞋幫保溫層內附著有碳纖維材料制成的生熱層，所述的壓電發電器二端引出電源線分別直接與生熱層中碳纖維二個電極相連接。

本發明的壓電發電器包括受力塊、傳力塊、壓電器件和槽形盒，在槽形盒內的二端分別對稱設置有二個壓電器件，且二個壓電器件與槽形盒內側端面緊貼；所述的二個壓電器件的電源線分別與生熱層中碳纖維二個電極相連接，二個帶有滾輪的直角梯形滑塊傳力塊對稱處于二個壓電器件的內側并且在槽形盒中形成V形槽；受力塊左右二個側面分別與傳力塊的斜面相平行，且其底部和上平面下部高度高于槽形盒高度。

本發明利用壓電器件的壓電效應(如煤氣灶的高電壓點火裝置)實現把人垂直方向雙腳交替運動時的腳面對鞋底部壓力能量轉換成電能，以代替機械旋轉結構及其普通的電磁式發電機的功能，不但使其厚度和體積大幅度降低，即是安裝到鞋底部中也基本上不影響保溫鞋本身的整體結構設計；而且由于不需要機械復位的彈簧，從而徹底解決了由于復位彈簧的存在帶來的走路吃力的不良影響。另外，利用結構及機械性能類似于布類材料的碳纖維作為電-熱轉換材料代替電熱絲，既方便了保溫鞋的整體設計，保證了保溫鞋任何需要熱量的部位(包括鞋底部)都能夠實現電加熱，又不影響鞋的舒適度，同時也提高了電--熱轉換和傳輸效率均勻性以及壽命。還有，這種保溫鞋一般情況下比較厚重，鞋底材料基本沒有塑性形變，從而保證壓電器件(通常為鋯鈦酸鉛陶瓷材料，簡稱PZT)工作條件而不易損壞。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明壓電發電器6的結構示意圖；

圖3是本發明的工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1，本發明包括鞋底A以及與鞋底A連為一體的鞋幫B，所述的鞋底A包括鞋底膠層1以及設置在鞋底膠層1上端的鞋底保溫層2，所述鞋幫B包括鞋面4和鞋里5，在鞋底膠層1和鞋底保溫層2上開設有安裝壓電發電器6的中間槽，在鞋面4與鞋里5之間設置有鞋幫保溫層13，在鞋幫保溫層13內附著有碳纖維材料制成的生熱層3，所述的壓電發電器6二端引出電源線分別直接與生熱層3中碳纖維二個電極相連接。生熱層3的碳纖維二個電極在鞋幫與鞋底相膠合時連接在一起，其中附在保溫層2里面的生熱層3因為采用和布一樣的碳纖維材料實現電-熱轉換，所以能夠比電熱絲更好的與保溫層2以及鞋面4與鞋里5一起構成鞋幫，而且在鞋底和鞋幫相膠合工序時才完成碳纖維(負載)與壓電器件(電源)的電線連接，完全與制鞋工藝中鞋底與鞋幫各種加工好后再合成的工序一致，為工業化生產創造了條件。