[發明專利]通過壓縮/膨脹困在柔性多孔材料的單元內的氣體控制柔性多孔材料的溫度的方法及相關裝置

有效

• 申請號: 201980037050.8
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN112204319B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 布律諾·奧貝爾
• 申請（專利權）人: 布律諾·奧貝爾
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00;A43B7/083;A43B7/00;A43B7/02;A43B7/34;A43B13/12
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李璐;臧建明

本發明涉及一種柔性材料的溫度調節控制方法。硅樹脂或其他彈性體制成的柔性材料由不同肖氏硬度(H)和熱導率(λ)的兩層組成，并配備有大量特定的氣體填充的單元。每個單元有兩個相互連接的區域：一個在壓縮材料用于存儲氣體并位于具有高硬度和熱導率的層(C層)中；另一個在解壓所述材料時在具有低硬度和熱導率的層(D層)中膨脹相同的氣體。因此所述柔性材料可以用作鞋的鞋底，以當人在例如熱地面上行進時保持涼爽的溫度。每走一步，腳都會壓縮柔性材料，而位于C層中的單元區域由此充當絕熱室，其中的氣體被壓縮時升溫。C層的熱導率越高，會使得與外部的熱交換更好。當腳離開地面，于是不再有任何壓縮時，所述柔性材料通過材料的彈性而恢復其體積，位于D層中的單元區域起到反應器噴嘴的作用，使空氣膨脹，從而冷卻空氣。該層的較低的熱導率使得能保持該涼爽。

技術領域

本發明涉及一種通過壓縮和膨脹困在柔性多孔材料的單元內的氣體來熱調節柔性多孔材料的方法及其相關裝置。

優選應用于鞋底，即使在炎熱的道路上行走，也能使腳保持涼爽溫度。

背景技術

目前很少有能使鞋底清爽的裝置。許多填充凝膠的鞋底裝置被放在冰箱里以儲存寒冷，但這種類型的裝置是不切實際的，因為開始時的低溫太強烈，有造成燒傷的風險，然后該裝置很快就會變得不那么有效。其次，冷卻效果的持續時間很短(幾分鐘到幾十分鐘)，并且例如，不適合長時間慢跑。

有許多裝置聲稱使用珀耳帖(Peltier)效應部件，如KR20160066190、US2012018418或WO2005087031。然而，這些裝置需要大量的電源，因為珀耳帖效應部件的產量不是很好。因此，在一個小時或更長時間內不可能產生足夠的制冷量。此外，這些珀耳帖效應部件通常由陶瓷制成，因此非常易碎。最后，在部件重量和電池重量之間，而通常必須很輕的運動鞋很快就會變得太重。

也有一些裝置，如US2018220739所述，使用透氣材料以排水，或如CN107788617中使用多孔材料以改善通風，但這些系統都不能進行真正的熱調節或使溫度顯著地下降或升高。

發明內容

新方法涉及在柔性多孔材料上施加循環壓力時，例如，當人或動物走路時(腳放在地上然后抬離地面等)，通過壓縮并隨后膨脹困在柔性多孔材料的密封單元中的氣體來熱調節柔性多孔材料。

所述柔性材料優選由硅樹脂(silicone)或其他彈性體制成，并且由不同的肖氏(shore)硬度(H)和熱導率(λ)的兩層組成，并配備有大量特定的填充有空氣或氣體的單元。每個單元有兩個相互連接的區域：C區域，用于在壓縮過程中存儲空氣或氣體，該區域位于具有較高硬度和熱導率的層(C層)中；D區域，用于在解壓過程中膨脹在具有較低硬度和熱導率的層(D層)中的相同空氣或氣體。

因此，所述柔性材料可以用作鞋的鞋底，以當人例如在熱表面上跑步時保持涼爽。每走一步，腳都會壓縮柔性材料，而C層中的單元將充當絕熱室，其氣體將通過壓縮而升溫。由于C層的熱導率比D層大，因此與外部(在這種情況下是指鞋的底部)的熱交換更好。

當腳離開地面，于是不再有壓縮時，所述柔性材料將通過材料的彈性作用而恢復其體積，位于D層中的單元將起到反應器噴嘴的作用，使空氣膨脹，從而冷卻空氣。由于D層的熱導率較低，交換作用會減弱，因此并且可以更好地保持涼爽。

根據另一種優選的布置，所述材料可以適合如貓和狗等家養動物的形態，它們在陽光直射的道路上行進時經常燒傷它們的腳掌。救援犬尤其如此。

根據另一項提供，所述柔性多孔材料可在人流量大的公共建筑或企業中用作地毯，以為大量的足部壓力提供熱調節。

附圖說明

圖1至圖3示出了各部分的裝置，所述裝置用于例如，作為鞋的鞋底放置，其中D層與腳接觸。

具體實施方式