一种热阻可调的充气装置

技术领域

本发明涉及服装领域，尤其涉及一种热阻可调的充气装置。

背景技术

苏文桢等基于美国NuDown公司的充气背心开发的一件新型的充气夹克，衣身充气面料由内外2层膜-织物复合材料通过热压黏合形成封闭气囊，各气囊之间通过空气通道相连，不充气气囊厚度为0.3cm，充满气气囊厚度为1.85cm。气囊呈菱形状且均匀分布于上半身，由连接气囊的橡胶充气泵和泄压阀实现对服装的充、放气的控制。袖子为防水型覆膜涂层面料和聚酯纤维里料的复合。该服装在不充气和充满气状态下，上身总热阻只相差0.08clo，热阻变化量非常小。此外，该服装在不同的充气量条件下，上身总热阻并无显著差异。因此，充气及充满气时对该服装保暖性的影响是非常小的。研究发现，风速的增加会显著降低该充气服装的保暖性。

苏文桢等研制的充气夹克Mountain，该充气夹克衣身分成若干大小相等且相通的正六边形气囊，气囊中无其他填充物，最大充气厚度为1.9cm，廓形呈H型，气囊呈非直线排列，运动舒适性有所提升。虽然上身总热阻随着充气量的增加而增加，但在充气1/3、2/3、及充满状态时，总热阻的增幅分别为6.4％、2.9％、0.2％，且热阻可调节范围小。

郝静雅等与兴丰强科技有限公司合作研发的一款充气马甲，该充气马甲衣身分成若干大小相等且相通的正六边形气囊，气囊中无其他填充物，最大充气厚度为2.5cm，款式为H型等宽立领男士马甲，未充气和充满气状态下保暖率相差33％，但是充气厚度为1cm～2.5cm时，保温率只相差3.76％。

目前，利用充气结构来提高保暖性能的服装产品，其气囊内均无填充物，气囊内的静止空气含量和保持能力低下，自然对流比较严重，导致服装在服装充气前后、以及随充气量增加，热阻提升不够显著，并且极易受外界环境条件如风速的剧烈影响；同时，目前的充气结构及服装的热阻的有效调节范围很窄，不能满足通过充气量的调节，适应较宽的环境条件的需求。

发明内容

因此，针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种热阻可调的充气装置，主要应用于保暖服装或其它防护性服装的设计和生产领域，通过在其气囊内部填充絮料，增加内部静止空气含量，从而提升静止空气的稳定性，避免受外界环境变化或人体活动造成气囊内部产生过多的自然对流，充气结构的热阻的可调节范围有很大的提升，使得充气量变化对服装保暖性的提升效果更加显著，能够切实满足生产生活场景中的有效调节服装热阻的需求。

具体的，主要通过以下技术方案来实现：

一种热阻可调的充气装置，包括：

充气层和填充层；

充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；

填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

优选地，所述内层为平面结构。

优选地，所述外层为立体结构或平面结构。

优选地，所述内层和外层使用不透气材料。

优选地，所述多个充气部分之间相互连通。

优选地，所述定型部分包括定型内层和定型外层。

优选地，所述定型部分包括透气孔结构，所述透气孔结构由小而密的贯通小孔构成，形成透湿通道。

优选地，填充层使用具有保暖性能和回弹功能的材料。

优选地，所述填充层与所述充气层为非连接状态。

附图说明

1、图1为本发明实施例中提供的一种热阻可调的充气装置的结构示意图；

2、图2为本发明实施例中提供的充气层和填充层的局部示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更清楚的理解本发明的核心思想，下面将结合附图对其进行详细的说明。

针对传统的充气结构的气囊内无填充物，导致气囊内的静止空气含量和保持能力低下，自然对流比较严重，服装在服装充气前后、以及随充气量增加，热阻提升不够显著，并且极易受外界环境条件如风速的剧烈影响；同时，热阻的有效调节范围很窄，不能满足通过充气量的调节，适应较宽的环境条件的需求，本发明公开了一种热阻可调的充气装置，主要应用于保暖服装或其它防护性服装的设计和生产领域。

实施例一

本发明公开的一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

需要说明的是，由于服装或材料热阻大小取决于其内部静止空气的含量，而静止空气是目前已知的隔热性最佳的方式之一。传统的充气服装或结构热阻的提升不明显，热阻的可调节范围很有限，其主要原因在于充气结构内部只存在空气，但是一般充气结构内的气体无法完全保持稳定，即静止空气含量不足。

因此，本发明通过在充气装置中设计填充层，填充层位于充气层内的气囊内部，其填充材料使用具备保暖性能和回弹功能的材料，使得本发明充气装置在充放气过程中能够保持对充气部分的充分填充，有效地阻止了所述充气部分内部的空气因受外界环境变化或人体活动而产生自然对流，而且，由于充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布，限定了空气部分的厚度和形状，可进一步地减少充气部分内部的空气产生自然对流，从而增加了所述充气装置内的静止空气含量，提升了静止空气的稳定性，因此，本发明实施例有效的提升了充气装置的保暖能力，且使充气装置的热阻提升更明显，热阻的可调节范围更大；同时，充气部分使得充气层能够用于储存气体，定型部分可以控制充气部充气后的形状、厚度使得充气服装能够保持原本款式的形状，从而能够有效提高充气服装的美观性。

实施例二

本发明公开的一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

其中，所述充气层的内层为平面结构，可以更好的贴合人体以便形成静止空气层。所述充气层的外层为立体结构，使得充气部分内的气体向外膨胀时，不对所述充气层的内层产生过多的压力。而对于充气量以及填充絮料量小的充气结构，所述充气层的外层也可以为平面结构。

实施例三

一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

所述内层和外层所用材料均为不透气材料，如：高密、涂层面料、PVC薄膜等不透气材料，使得充气部分能够形成储存气体的密闭空间。

实施例四

一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

所述多个充气部分之间相互连通，使得所充气体可以在各个充气部分之间相互转移，从而使得充气服装内各储存气体的充气部分内的气压相等，可有效保证充气衣服各充气部的厚度相同，有利于充气服装在充气后保持原有的廓形。

实施例五

一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

定型部分由定型内层和定型外层相连接形成，以使得定型部分具有阻碍所述内层与外层分离的拉力。

实施例六

一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

定型部分还包括有透气孔结构，所述透气孔结构位于定型部分，由小而密的贯通小孔构成，形成透湿通道，以便于机体水汽的散失，可有效增强该充气装置的透湿性能，避免中低强度运动后汗液蒸发堆积造成不适，提高着装舒适性。

需要说明的是，贯通小孔的孔径和分布密度，可根据实际应用场景进行设定，本发明实施例不作具体限定。本发明实施例具体可以为：贯通小孔的孔径为0.5mm～6mm，间距为2mm～20mm。当孔径为2mm，间距为10mm时，蒸发散热量约为54.72W/m

在一个优选地实施例中，定型部分还提供了各充气部分之间的空隙，在人体活动时能够提供一定自由形变量，从而提供一定的活动量，有利于增强服装的运动舒适性。

实施例七

一种热阻可调的充气装置，如图1和2所示，具体包括充气层和填充层；充气层包括靠近人体皮肤的内层和远离人体皮肤的外层，所述内层和外层的边缘链接，形成密封的腔室，所述密封的腔室内设置有多个充气部分和定型部分，所述充气部分和定型部分形成气囊，用于储存气体，其中，所述充气部分和定型部分呈一定规律间隔分布；填充层位于所述气囊内部，用于稳定气囊内部的气体。

所述填充层位于充气层内部的充气部分，填充材料使用具有保暖性能和回弹功能的材料，从而，在该充气装置充放气过程中能够保持对充气部分的充分填充。

填充材料的保暖性最大程度上可保证装置内部空气的相对静止；回弹性在充放气过程中很好的保证了填充材料对充气部分的填充率和填充效率，并且具备了对外界冲击的缓冲能力，进而增加了其间的静止空气对外部冲击力的物理抗压性。

另一方面，本发明实施例采用絮料(填充材料)与空气混合填充，有利于减少絮料的使用量，能够有效降低碳排放，从而使得衣服更加环保。

在一个优选地实施例中，所述填充层的材料不与充气层进行连接，是为了避开充气层内外层的边缘和定位部分，有利于增加对充气部分的填充率。

在一个优选地实施例中，所述填充层的材料可使用石墨烯絮料、涤纶絮料，腈纶絮料、羊毛絮料等各类保暖絮料，絮料要求蓬松度、回弹性比较好，以适合作为充气部分内部的气体支撑和稳定结构，有效稳定内部气体，大幅提升充气结构及服装保暖性，进而拉大各充气量的热阻差距，适应真实的生产生活场景。

针对上述实施例，需要说明的是，外层所用不透气材料配合弹性、蓬松度良好的填充絮料可以形成简单的弹性装置，服装厚度会由絮料蓬松程度、充气量、以及外层包裹材料之间的相互作用所决定，外层的不透气材料可以有效的限制絮料内的有效静止空气固定总量，从而赋予普通絮料填充结构所没有的可控热阻调节性能。

良好的保暖性能配合有效的控制性，显著拉大了各充气量差异下的材料热阻或服装热阻的差异，从而真正实现有效的热阻调节，以满足真实场景下人类生产生活的服装保暖性调节需求。

经实验测试，当采用厚度为0.18mm的PVC薄膜制作气囊，内部填充100g/m

如果以3.2km/h速度步行的人，在相对湿度50％、风速小于0.1m/s的条件下，分别穿着1.046clo、1.762clo、2.259clo、3.345clo的服装，根据人体热平衡方程计算得知，以上4个热阻的服装比较适合的环境温度分别约为14.1℃、7.3℃、2.5℃、-4.7℃。可见本发明的热阻可调充气装置，热阻的调节范围大，制成服装后的适合环境的温度条件范围也大。

絮料本身具有一定的抗压性，显著高于现有技术中无填充的充气结构。在遭受冲击时能提供缓冲，从而增强服装在风、人体活动等场景下的抗压能力，减少内部静止空气被影响的程度，从而提升了其热阻以及热阻的稳定性。

此外，充气层的固定部分提供透湿、透气的透气孔结构，给予了人体在活动过程中的透湿需求，以及活动关节、躯干产生形变时所需的服装形变能力，从而提升了着装的舒适性和运动的舒适性。

综上所述，本发明的热阻可调节的充气装置为充气类服装提供了气体储存的空腔，并且加强了空腔内气体的静止空气的含量和稳定性，使得服装可以通过充放气来对其整体的保暖性进行大范围的调节，增加了空腔内静止空气对形变和冲击的物理抗压性，且具备一定的透湿性能。从而拓宽了服装的适应性，辅助人体展开热调节的作用，增加了服装的适用场景、穿着实用性和舒适性。

本发明实施例所公开的热阻可调节的充气装置的热阻调节范围大，可广泛适用于较寒冷环境下且人体活动状态变化较大的场景，例如用作登山服、滑雪服等保暖性防护服装的保温层，而不同的充气厚度、絮料规格和类型，适用于不同的环境条件，可以根据应用的环境温度范围，选择适合的絮料、规格以及充气调节量，本发明实施例对此不作具体限定。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。