专利名称：接触式冷却系统的制作方法接触式冷却系统本发明涉及一种接触式冷却系统。如下文中将描述的，已知多种不同的身体或物体的接触式冷却系统。US 5, 438, 707以及US 4， 738， 119分别公开了包括衣服的身体冷却装置，所述衣服容纳设有小的开口或微孔的管道网络，诸如空气或二氧化碳之类的加压气体流过所述小的开口或微孔。所述加压气体一旦喷出就迅速膨胀穿过所述开口或微孔，冷却其自身并吸收大量的热，对该衣服的穿戴者产生冷却效果。所述装置具有的缺点是，它们在所述衣服中包括十分伸展且复杂的、冷却物质穿过其流动的管道回路，导致不是非常柔软的衣服。而且，管道仅在加压气体流过它们时才冷却衣服，但是它们不能长时间储存致冷能(frigories)。另一方面，所述衣服的任何破损都会影响回路，使得冷却装置不起作用，并且破损也会促进所述冷却剂的泄露，而根据所使用物质的种类，该泄露可能会给该装置的使用者带来严重危险。而且，另一个缺点在于，所述装置不能使用处于非常低温度的致冷剂，因为在这些装置中冷却剂直接接触衣服的穿戴者。US 5， 787, 505 ^^开了一种用于冷却或加热身体的装置，该装置包括具有一个或几个口袋的衣服，所述口袋被设置来插入冷却或加热组件。冷却组件包括包含水或其他物质的密封室，所述水或其他物质当吸热时改变其状态，因此来冷却所述衣服的穿戴者。US 5, 038， 779公开了一种用于背痛的治疗衣服，该衣服在腰部区域包括至少一个口袋，所述口袋被设置来容纳冷却组件。该口袋被制成在衣服上折叠的一片材料。在这两篇文献中公开的两种装置都具有不适合于以非常低的温度提供冷却的缺点，因为冷却组件与衣服的穿戴者直接接触。与本发明具有相同申请人的国际专利申请WO 2005112675公开了 一种用于冷却身体的装置，该装置包括与所述身体接触的衣服、作为 冷却剂来冷却所述衣服的液氮以及所述冷却剂的储存装置。所述衣服 包括一层具有导热性的传导织物，该织物适合于通过接触将热传递给 所述冷却剂。该装置具有的缺点是，衣服的穿戴者必须穿戴一个或多个液氮储 藏仓(deposit),如果每个所述储藏仓有泄露的话，这会带来危险。 另一方面，低温储藏仓的使用使得该装置昂贵。


本发明的接触式冷却系统的目的是解决现有技术中已知的缺点，
提供将在下文中描述的多个优点。
本发明的接触式冷却系统包括冷却身体或物体的冷却流体以及至 少一个与所述身体或物体直接或间接接触的冷传递表面，并且其特征
在于，它包括至少一个用于收集和储存致冷能的装置，该装置可以从 外部装料装置接收预定量的冷却流体、储存所述致冷能并且将其以预 定速度和温度传递给所述冷传递表面。
因此，不像现有技术中那样，需要使用构成接触式冷却系统的一 部分的低温储藏仓，并且因为在压力增加时没有泄露和/或爆炸的危 险，安全性得到提高，并且成本大大降低。
而且，该系统提供很大的自主性，因为它能储存大量的致冷能， 约为20至40千千卡。
如上所述，在本发明的系统中，冷却流体由外部装料装置充填， 该外部装料装置提供足够的压力将所述冷却流体喷射到该系统。
当需要充填冷却流体时，本发明的系统在那时连接到外部装料装 置，该外部装料装置通过喷射将冷却流体输送到接触式冷却系统的元 件，因此由于该系统本身的元件的构造而输送致冷能。
有利地，所述至少一个用于收集和储存致冷能的装置包括至少一 个热传递元件。
优选地，每个传递元件具有适合于在同样预定的时间内获得最终 预定温度的导热性。
6根据本发明的第一实施方案，所述系统接合在衣服上。
有利地，所述至少一个用于收集和储存致冷能的装置包括容器，
该容器绝热，与待冷却的身体或物体直接或间接接触的冷传递表面除外。
优选地，该容器包括设有内部通道和外部翼状物的辐射器。
有利地，该容器还包括围绕该辐射器的粘性凝胶，该粘性凝胶填 充该容器的未被该辐射器占据的容积。
根据本发明的第二实施方案，所述系统接合在保护头盔内部，位 于外层和与使用者头部接触的冷传递表面之间。
有利地，所述至少一个用于收集和储存致冷能的装置包括用于传 导和分配冷却流体的管，该管占据该头盔的整个延展范围
(extension)，该管优选地为螺旋形。
优选地，用于传导和分配冷却流体的管放置在安全衬垫层内部。 有利地，所述至少一个用于收集和储存致冷能的装置还包括放置
在所述用于传导和分配冷却流体的管和所述冷传递表面之间的粘性凝胶层。
根据本发明的第三实施方案，所述系统接合到水箱或低温容器 (cold recipient)。
有利地，所述至少一个用于收集和储存致冷能的装置包括容器， 该容器由外部隔离层绝热，与所述水箱的内部部分直接或间接接触的 冷传递表面除外。
优选地，所述容器包括粘性凝胶。
有利地，所述冷却流体是低温流体。优选地，所述低温流体是液氮。
在任一前述实施方案中，所述系统包括用于将所述冷却流体传导 和分配到所述至少一个用于收集和储存致冷能的装置的装置。
有利地，所述用于传导和分配冷却流体的装置包括入口管，该入 口管在一末端设有入口喷嘴，该入口喷嘴设有岡门以间歇地连接到所 述外部装料装置。
优选地，所述入口管在其另一端连接到分配元件，该分配元件通 过副管将冷却流体分配到每个用于收集和储存致冷能的装置。
7优选地，所述入口喷嘴和所述外部装料装置之间的连接是卡销型的。
有利地，所述系统包括温度转移(temperature transfer)的控 制装置。
优选地，所述温度转移的控制装置包括待冷却的身体或物体与所 述冷传递表面之间的距离的调节装置。
有利地，所述系统包括用于储存由冷凝过程产生的水的装置，使 用它来增加已有的致冷能。
优选地，所述用于储存冷凝水的装置包括吸收性织物。
或者，所述系统包括防止冷凝水接触待冷却的身体或物体的防水 装置；以及用于收集和排出所述冷凝水的装置。
可选地，所述系统,皮容纳在热密封的衣JJ良内部以防止在其内部的 冷凝。


为了使得前面公开的描述更容易理解，附上了附图，在这些图中 概略性地且仅作为非限制性实施例，示出了接触式冷却系统的实施方 案的实例，其中
图1是根据本发明的第一实施方案的、设有接触式冷却系统的衣 服的前视立体图2是图1的衣服的后视立体图3是辐射器的立体图4是放置在没有盖的容器内部的辐射器的立体图5是根据本发明的第二实施方案的、包括接触式冷却系统的头 盔的横截面图6是图5的头盔的俯视图，示出了内部元件；
图7是根据本发明的第三实施方案的、包括接触式冷却系统的冰 箱的立体图8是图7的冰箱的俯视图；以及
图9是图7和图8的冰箱的壁的横截面图。

下文描述接触式冷却系统的三个优选实施方案。
第一实施方案在图1至4中示出，其中可见，接触式冷却系统1 被应用到诸如背心之类的衣服2 。
在这种情况下，接触式冷却系统1包括三个布置在背心2上的用 于收集和储存致冷能的装置3，该装置3可以从外部装料装置(未示 出)接收预定量的冷却流体，该冷却流体特别地为液氮。
为了实现这一点，该系统1包括用来传导和分配液氮的装置，该 装置包括入口管4，该入口管在一末端设有一个入口喷嘴5,该入口喷 嘴设有阀门以间歇地连接到外部装料装置。所述入口管4通过其另一 末端连接到分配元件6,该分配元件通过副管7将液氮分配到每个用 于收集和储存致冷能的装置3。
在入口喷嘴5和外部装料装置之间的连接可以是卡销型系统，因 为它是一种高效且舒适的附件。因此，保证了没有因液氮流动时产生 的收缩而引起的断开问题。喷嘴5可以被容纳在背心2内部，并且它 可以借助拉链而露出，并且一完成装料，它就可以藏在衣服2内部。
管4和7的设计是人机工程学的，以便它们可以保持隐蔽并且它 们不会干扰穿戴者。
适合于液氮的传导和分配装置4至7的材料是非金属材料，主要 诸如Teflon、 Pyrex、 Armaflex，金属材料因其会破裂而不适合。
另一选择在于不使用液氮的传导和分配装置，因此直接从外部装 料装置为每个致冷能的收集和储存装置3供料。因此，提高了衣服2 的人才几工程学。
参照图3和4，每个致冷能的收集和储存装置3包括容器8，该容 器是绝热的，具有最小宽度的壁9除外，该壁会接触衣服2,充当冷 传递表面，如下文中将描述的。
容器8可以由诸如聚氨酯之类的塑料材料制成；考虑到与将会为 衣服2提供约-15TC的温度的塑料材料相比，金属将会为衣服2提供低 于约-30lC的温度，冷传递表面9可以由塑料或金属材料制成。
容器8包括带盖的主体，该主体在其内部容纳辐射器10,该辐射 器IO设有内部通道(未示出)和外部翼状物11。适合于辐射器10的
9材料是金属，主要诸如铝、铜和钢。
液氮的装料通过入口管12被喷入辐射器10内并流过内部通道， 使得当氮通过所述通道时所述辐射器IO可以从该氮收集致冷能，并且
氮可以将温度从-198x:(液氮的温度)增加到约-160x:(氮从液态变
成气态的温度)。辐射器10内的气体通过出口管13排出容器8，提供
最后的致冷能给该系统1。
另一方面，容器8包括粘性凝胶(未示出)，该粘性凝胶围绕金属 辐射器10并填充容器8的未被辐射器10填充的容积。辐射器10的设 计因外部翼状物11而得以优化，以提供与凝胶的最大接触面积。
所述凝胶具有适于储存通过接触从金属辐射器10所传递的导热 性，其从约-160。C变化到约-40X:。
必须指出，凝胶允许在预定时间内将冷慢慢传递到容器8的冷传 递表面9，该冷传递表面接收约-15iC的温度。此温度适合于在人体处 于1001C以上的环境热量条件下时，如消防员所处的场合下，由人体 承受约两个小时。该系统可以提供20至40千千卡，提供很大的自主 性。
所用的凝胶可以是任意已知的其热性能允许达到合适的最终温度 和在预定时间内传递冷的凝胶。尽管凝胶因其易放置以及易适应金属 辐射器10的外表面而是较适合的材料，但是必须指出，可以使用主要 诸如聚丙烯、聚乙烯之类的塑料材料来代替凝胶。
因此，容器8具有容纳辐射器10以及凝胶的作用，并且还具有允 许通过厚度为0. 2mm的表面9转移温度的作用。
因此，在该第一实施方案中在液氮和衣服2之间有三个传递致冷 能的层，它们是金属辐射器IO、凝胶以及传递容器的冷的表面9。
一旦装配起来，该系统1就可以是自便携式的，即，它可以包括 不同部件之间的借助弹性装具(harness)和带子的固定。
第二实施方案在图5和6中示出，其中可见，接触式冷却系统la 应用于头盔20,诸如汽车驾驶员头盔。该系统la放置在头盔的外层 21和与使用者头部接触的表面22之间，该表面22具有冷传递表面的 作用，如下文中将描述的。
在这种情况下，接触式冷却系统la包括单个用于收集和储存致冷能的装置3a，该装置3a适合于从外部装料装置(未示出)接收预定 量的冷却流体，该冷却流体特别地是液氮。
为了实现这一点，该系统la包括传导和分配液氮的管23，该管 为螺旋形，放置在安全衬垫层24内部，以高效地覆盖头盔20的整个 表面。所述管23包括入口喷嘴25,该入口喷嘴设有阀门以间歇地连 接到外部装料装置。适合于液氮的所述传导和分配管23的材料是 Teflon,并且出于安全原因不可以^_用金属。因此，由Teflon制成的 管23可以快速收集大量致冷能，并且它可以将温度从液氮的-1981C升 高到约-160X:。
邻近所述衬垫层24,有一个凝胶(未示出)层26，该凝胶具有适 于收集由Teflon制成的管23穿过衬垫层24所传递的致冷能的导热 性，并在预定时间内储存该致冷能，从约-160"C变化到约-401C。
必须指出，凝胶允许在预定时间内将冷慢慢传递到冷传递表面22， 该冷传递表面接收约-15X:的温度，该温度适合于在人体处于40匸以 上的环境热量条件下时，如一级方程式驾驶员，由人体承受约两个小 时。
因此，在该第二实施方案中在液氮和头盔的与使用者头部接触的 材料层22之间有两个冷传递层，它们是由Teflon制成的管23以及凝 胶。
第三实施方案在图7至9中示出，其中可见，接触式冷却系统lb 应用于可以放置在双层底中的水箱或低温容器30。
在这种情况下，接触式冷却系统lb包括四个各放置在冰箱30的 一个壁中的、收集和储存致冷能的装置3b,该装置可以从外部装料装 置接收预定量的冷却流体，该冷却流体特别地是液氮。
为实现这一点，所述系统lb包括液氮的传导和分配装置，该装置 包括主管31，该主管31在一末端设有入口喷嘴32,该入口喷嘴设有 阀门以间歇地连接到外部装料装置。液氮通过副管33分配到每个致冷 能的收集和储存装置3b。用于液氮的传导和分配装置的合适材料是非 金属材料，主要诸如Teflon， Pyrex， Armaflex，金属因其会破裂而 不适合。
每个致冷能的收集和储存装置3b包括容器34，该容器由隔离外
ii层35绝热，壁36除外，该壁将与冰箱30的内部部分接触，充当冷传 递表面，如下文中将描述的。
每个容器34在其内部容纳凝胶(未示出)，该凝胶具有适于从液 氮收集致冷能并在预定时间内储存它们的导热性，从约-198lC变化到 约-401C。
必须指出，凝胶允许在预定时间内将冷慢慢传递到与冰箱30的内 部部分接触的冷传递表面36。
因此，在此第三实施方案中在液氮和与冰箱30的内部部分接触的 冷传递表面36之间有一个致冷能传递层，其是凝胶。
该系统lb也可以用在运输易腐烂产品的车辆中，以保持法定的温 度来在无害条件下保存食物使其适于消费。
在任意一个所描述的实施方案中可以使用温度转移的控制装置，
离以改变致冷能的交换。例如，在衣服或头盔的情况下，所述控制装 置可以包括在冷传递表面和人体之间设置的气室，并且当最终温度太 低时，所述气室可以被充气；或者，在水箱的情况下，所述控制装置 可以包括分隔两个金属表面的其他种类的装置，其中一个金属表面是 冷传递表面。
必须指出，在一些环境下，容器可以呈现大于预期的水冷凝的水 冷凝。如果使用者想要使用特有的冷凝，系统可以包括用于储存由冷 凝过程所产生的水的装置，之后使用它增加已有的致冷能。为了实现 这一点，所述用于储存冷凝水的装置可以包括吸收性织物。
如果不希望使用冷凝水，系统可以包括防止冷凝水接触待冷却的
身体或物体的防水装置；以及用于收集和排出所述冷凝水的装置。例
如，在衣服或头盔的情况下，它可以包括在其下部的管以排出水。在 水箱的情况下，它可以包括已知系统来防止冷凝。
此外，本发明的系统可以被容纳在热密封衣服内部以防止在其内 部的冷凝。


一种冷却系统，包括冷却身体或物体的冷却流体以及至少一个与所述身体或物体直接或间接接触的冷传递表面(9)。该系统的特征在于，它包括至少一个用于收集和储存致冷能的装置(10)，该装置可以从外部装料装置接收预定量的冷却流体，储存所述致冷能并且将它们以预定速度和温度传递给所述冷传递表面(9)。得到了一个不必使用构成其一部分的低温储藏仓的系统，因此安全性得到提高并且成本减少。而且，该系统提供很大的自主性，因此它能储存大量的致冷能。