專利名稱：冷卻衣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于冷卻身體的衣服。具體地，盡管如此但不是排他地，本發(fā)明涉及可 以按要求產(chǎn)生冷卻吸熱反應(yīng)的衣服。
背景技術(shù)：
當(dāng)人進(jìn)行身體活動(dòng)(工作或鍛煉)時(shí)，身體因肌肉活動(dòng)而產(chǎn)生熱量。另外，身體可 以通過食用影響(也就是食物的熱影響)、基礎(chǔ)代謝率以及通過輻射和傳導(dǎo)從環(huán)境中獲取 熱量。這些熱源的組合確定了人承受的總的熱負(fù)荷。熱量增益的程度還受身體失熱能力的 影響。身體可以獲得的冷卻機(jī)制包括輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流和蒸發(fā)。身體利用這些冷卻機(jī)制通過 平衡熱增益與熱損失來保持安全的核心體溫。這些狀態(tài)的不平衡(熱增益比熱損失更大) 將導(dǎo)致核心體溫的升高，這樣如果一直未經(jīng)檢查將導(dǎo)致熱疾病例如熱衰竭和中暑(有可能 致死的狀態(tài))。在周圍溫度高于體溫的環(huán)境狀態(tài)下，身體散熱的能力被限制為傳導(dǎo)的熱損失機(jī) 制，對(duì)流和輻射無效。在這些狀態(tài)下，身體實(shí)際上通過與被設(shè)計(jì)用于損失熱量的這些相同 機(jī)制獲取熱量。在這樣的狀態(tài)下，身體可以獲得的熱損失機(jī)制僅有蒸發(fā)。然而，這一熱損失 機(jī)制的有效性取決于露出的皮膚表面面積、空氣在身體周圍的移動(dòng)能力以及周圍溫度和濕 度。對(duì)于更高的周圍溫度和濕度，和對(duì)于降低的對(duì)流水平和露出的皮膚表面面積，熱損失變 得有效性更差。因而，當(dāng)身體穿著與他或她工作或訓(xùn)練所處的環(huán)境不相適應(yīng)的衣服時(shí)，身體的冷 卻機(jī)制受到損害。這一點(diǎn)在要求采用防護(hù)衣服的職業(yè)或運(yùn)動(dòng)中尤其明顯。例如，當(dāng)暴露于 化學(xué)溢出物或危險(xiǎn)的風(fēng)成材料中時(shí)，要求消防員穿著由多種無孔材料制成的可以完全包圍 身體(包括手和臉)的防護(hù)服。穿著這種服裝會(huì)在皮膚和衣服層之間創(chuàng)造一個(gè)微環(huán)境，并 會(huì)由于有限的暴露于外的皮膚表面積和身體周圍的對(duì)流而使身體散熱的能力大幅減緩。這 種情形會(huì)因在極端氣候條件(例如在夏天處于熱帶當(dāng)環(huán)境溫度超過35°C以及濕度上升到 80-90%以上時(shí))進(jìn)行身體活動(dòng)而變得更糟。在這樣的狀態(tài)下，穿著所述服裝進(jìn)行活動(dòng)所持 續(xù)的時(shí)間被限制為最多大致15-20分鐘，因?yàn)榉雷o(hù)服內(nèi)的溫度會(huì)基本上超過服裝外部環(huán)境 的溫度。因此，為了降低熱增益以及發(fā)生熱相關(guān)疾病的機(jī)會(huì)的同時(shí)在高溫環(huán)境下進(jìn)行身體 活動(dòng)，已經(jīng)提出多種外部的冷卻系統(tǒng)幫助身體有效冷卻。已經(jīng)描述了用于運(yùn)動(dòng)和職業(yè)情形 的可以提供冷卻效果多種冷卻系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括以下 利用在使用者穿用的背心或服裝內(nèi)的管路中得到泵送和循環(huán)的冷卻劑的外部 存儲(chǔ)的熱儲(chǔ)系統(tǒng)。 依靠從衣服中蒸發(fā)濕氣的蒸發(fā)背心和衣領(lǐng)。 利用預(yù)冷卻材料例如冰或凝膠體的插入件作為冷卻源的冷卻上衣或背心。 在指定溫度下改變相(例如從液態(tài)到固態(tài))并容納在上衣或背心內(nèi)部的相改變 材料。
同時(shí)，目前可以獲得多個(gè)非預(yù)冷卻的包裝，它們利用反應(yīng)物例如尿素或二氨基甲 醛與水之間的吸熱反應(yīng)。這些包裝一直與多種材料組合以生產(chǎn)可以在制服、衣服或防護(hù)服 下穿著的衣服，從而有助于提供冷卻效果并因此有助于防止發(fā)生過度熱增益。具體地，現(xiàn)有技術(shù)包括以下幾方面熱反應(yīng)包裝在1976年4月13日公布的授予Gossett的名稱為“裝備有具有打孔密封的內(nèi)部 包的尿素冷卻包”的美國(guó)專利No. 3，950，158和在2002年5月28日公布的授予Kohout的 名稱為“延長(zhǎng)生命的熱包”的美國(guó)專利No. 6，393，843。這些專利概述了熱反應(yīng)材料(例如 尿素)的使用，其容納在具有多孔接縫的包囊中，當(dāng)施加壓力時(shí)其使反應(yīng)材料可以與容納 在封裝包囊的外部包中的液體(水)混合。兩種材料的混合產(chǎn)生吸熱反應(yīng)。熱反應(yīng)背心或類似的裝置在1986年3月18日公布的授予Williams的名稱為“舒適領(lǐng)”的美國(guó)專利 No. 4，576，169描述了一種由毛巾狀材料包圍并可以容納冷卻包的細(xì)長(zhǎng)隔熱和柔軟的薄膜 衣領(lǐng)。該裝置被設(shè)計(jì)成繞人的頸部穿戴。在1991年11月5日公布的授予Siegel的名稱為“一次性身體冷卻器”的美國(guó)專 利No. 5，062，269描述了以平梯構(gòu)造布置并在小袋內(nèi)包含熱反應(yīng)材料的一系列互連管的使 用。而后向管內(nèi)加水以引起吸熱反應(yīng)。這些管具有使裝置能夠繞使用者頸部得到穿戴的軟 繩。在1992年9月15日公布的授予Steele的美國(guó)專利No. 5，146，625概述了使用具 有多個(gè)細(xì)長(zhǎng)水平隔熱的后袋和前袋的背心，所述袋被設(shè)計(jì)成容納凝膠形式的冷卻包裝。該 背心沿肩部并繞身體的側(cè)面緊固。在2006年2月16日公開的授予Cordani等人的名稱為“熱衣系統(tǒng)及其使用方法” 的美國(guó)專利公開號(hào)No. 2006/0036304A1描述了一種包括多個(gè)袋的衣狀裝置，所述袋被設(shè)計(jì) 成容納可以在需要時(shí)得到活化的一個(gè)或多個(gè)吸熱材料的袋。蒸發(fā)冷卻裝置在1998年5月26日公布的授予Silvas的名稱為“具有細(xì)長(zhǎng)條狀的包含聚合物吸 收材料的冷卻背心”描述了一種采用背心設(shè)計(jì)的裝置，其具有包含可以吸收水以形成凝膠 體的吸收材料(聚丙烯酰胺球珠)的一系列細(xì)長(zhǎng)分隔件。隨之產(chǎn)生的效果是通過蒸發(fā)進(jìn)行 冷卻。相變裝置在1989年8月15日公布的授予Scaringe等人的名稱為“微氣候控制背心”的美 國(guó)專利No. 4，856，294描述了具有形成隔熱袋的兩層的外衣的使用，所述隔熱袋包含傳熱 材料，其在承受一定溫度變化時(shí)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，由此從穿用者身上吸走熱量。所述材料可 以與冰組合以增大冷卻應(yīng)用。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)思和裝置存在相關(guān)的多個(gè)問題。許多裝置的固有問題是 它們依賴于在冷卻材料在使用之前的預(yù)冷卻或凍結(jié)。這一做法在緊急情況下或在遠(yuǎn)離冷卻 裝置(例如冰箱或冷凍器)時(shí)(這是在應(yīng)急車輛或遠(yuǎn)程位置上常見的情況)不總是可行的。 同樣，與依賴于蒸發(fā)作為提供冷卻的方法的裝置相關(guān)的缺陷是它們需要暴露在外部環(huán)境中 并因此不能穿著在外衣里面或在封閉服裝里面。
具有可以用于提供人工冷卻的冷卻插入件的外衣通常由尼龍狀材料制成。這種外 衣通常與皮膚接觸而穿用不舒服，因較大單個(gè)或多個(gè)袋插入件而導(dǎo)致體積龐大，不是一次 性的(除了插入件之外)，并且不是被設(shè)計(jì)用于特定設(shè)備例如背面安裝的包裝或呼吸器。因 而，它們的用途局限于不需要在人的背部承載物品的應(yīng)用。另外，插入件通常需要大表面面 積的吸熱材料包，如果在與皮膚接觸時(shí)太冷其會(huì)形成降低冷卻裝置有效性的冷凝物。與現(xiàn)有技術(shù)的衣服例如由消防員穿用并具有防潮層(例如消防戰(zhàn)斗服)或由無孔 材料制成(例如核生化服裝)相關(guān)的另一問題是其會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量出汗。該出汗又會(huì)浸透 在外衣/服裝里面穿著的衣服以及積聚在穿用者的鞋襪內(nèi)。這種情形降低了外衣/服裝的 舒適性甚至可能進(jìn)一步產(chǎn)生傷害(例如擦傷和跌倒相關(guān)的傷害)。因此需要提供一種改進(jìn)的冷卻外衣，其可以被穿著無需另外的上體外衣仍然可以 向穿用者提供舒適性，同時(shí)可以吸收大量出汗以防止其浸透下體外衣和蓄積在穿用者鞋襪 中。此外，需要提供一種改進(jìn)的冷卻外衣，其可以立即獲得而與環(huán)境條件無關(guān)、不依賴于來 自外部源頭的預(yù)冷卻、可以貼合使用者的身體以及無論其被用作特定應(yīng)用裝置(例如被穿 著用于呼吸器)或在從熱增益環(huán)境復(fù)原過程中被用作一般冷卻外衣都可以提供有效的冷 卻。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一方面，本發(fā)明涉及一種冷卻衣，包括用于放置冷卻劑的至少一個(gè)管路基體(tubing matrix)；其中管路基體是格狀設(shè)計(jì)(waffle design)形式的。通常存在多個(gè)管路基體。優(yōu)選地，管路基體的格狀設(shè)計(jì)向所述衣服提供結(jié)構(gòu)支承并貼合各個(gè)體形。格狀設(shè)計(jì)包括多個(gè)壓窩(indentation)?？卓梢源┻^一個(gè)或多個(gè)壓窩定位?？壮?寸是可變的。通常，孔是圓形的?？字睆酵ǔＴ?毫米到20毫米之間。孔直徑可以在7毫 米到15毫米之間?？椎慕M合表面面積應(yīng)該不小于冷卻衣的總表面面積的并且不大于其 20%?？椎慕M合表面面積通常不小于冷卻衣的總表面面積的7%并且不大于其15%。通常，冷卻衣包括墊底材料(underlay material) 0管路基體連接在墊底材料上。 墊底材料可以是背心形式的?？梢栽O(shè)想墊底材料和管路基體可以在單次操作中形成。優(yōu)選地，冷卻劑由第一反應(yīng)物和第二反應(yīng)物構(gòu)成。第一反應(yīng)物可以是固體的并且 第二反應(yīng)物可以是液體的。固體可以是尿素同時(shí)液體可以是水。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到所采用的冷卻 劑可以由多種不同的反應(yīng)物構(gòu)成。例如反應(yīng)物中的一種可以是無水鹽例如硝酸銨、硝酸鉀、 氯化銨、氯化鉀、溴化鈉、硫酸鎂或硝酸鈉。第一反應(yīng)物可以在第二反應(yīng)物被放置在管路基體內(nèi)之前置于所述管路基體內(nèi)。至少一個(gè)固定開口機(jī)構(gòu)可以與管路基體流體連通(fluidly connected)以將第二 反應(yīng)物放置在管路基體內(nèi)。至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域可以被用于連接固定開口機(jī)構(gòu)與管路基體。第一反應(yīng)物還可以 位于存儲(chǔ)包裝(storage garment)內(nèi)。至少一個(gè)存儲(chǔ)包裝可以與管路基體相連。該存儲(chǔ)包裝可以填裝有第二反應(yīng)物。優(yōu) 選地，打開管路基體面積與存儲(chǔ)包裝之間的連接包括使包含第二反應(yīng)物并包括在存儲(chǔ)包裝中的易碎包囊破裂。優(yōu)選地，冷卻衣還包括頸部衣領(lǐng)。該頸部衣領(lǐng)可以包含第一反應(yīng)物。此外，頸部衣 領(lǐng)可以包括第二反應(yīng)物的可破裂包囊。備選地，頸部衣領(lǐng)可以包括至少一個(gè)固定開口機(jī)構(gòu) 以使第二反應(yīng)物位于頸部衣領(lǐng)內(nèi)。冷卻衣可以包括一個(gè)或多個(gè)緊固機(jī)構(gòu)以將冷卻衣緊固在使用者的身體上。冷卻衣可以包括外部隔熱層以使所述衣服與外部熱源隔熱。


為了有助于理解本發(fā)明并使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠具體實(shí)施本發(fā)明，下文僅參 照附圖通過舉例方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，圖中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的未折疊通用冷卻/復(fù)原衣的部件的頂視 圖；圖2是進(jìn)一步表示圖1所示的通用冷卻/復(fù)原衣的部件的后視圖；圖3是進(jìn)一步表示圖1所示的通用冷卻/復(fù)原衣的部件的正視圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的未折疊通用冷卻/復(fù)原衣的部件的頂視 圖；圖5是進(jìn)一步表示圖4所示的通用冷卻/復(fù)原衣的部件的后視圖；圖6是進(jìn)一步表示圖4所示的通用冷卻/復(fù)原衣的部件的正視圖；圖7是圖4所示的冷卻/復(fù)原衣的樣件的頂視圖；圖8是由使用者穿著的圖7所示的通用冷卻/復(fù)原衣樣件的正視圖；圖9是由使用者穿著的圖7所示的通用冷卻/復(fù)原衣樣件的后視圖；圖10是由使用者穿著的圖7所示的通用冷卻/復(fù)原衣樣件的側(cè)視圖；圖11是圖7所示的通用冷卻/復(fù)原衣樣件的近視圖；圖12是圖7所示的通用冷卻/復(fù)原衣樣件的剖視圖；圖13-19是表示第一研究結(jié)果的曲線圖；圖20-27是表示第二研究結(jié)果的曲線圖；圖28-35是表示第三研究結(jié)果的曲線圖；圖36是表示根據(jù)本發(fā)明備選實(shí)施方式的呼吸器(breathing apparatus)冷卻衣 的部件的正視圖；以及圖37是表示圖36所示的呼吸器冷卻衣的其他部件的后視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施方式包括冷卻衣。在附圖中以簡(jiǎn)要概括形式示出了本發(fā)明的要素， 附圖僅僅表示理解本發(fā)明的實(shí)施方式所需的那些具體細(xì)節(jié)，而不是要混淆具有本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員根據(jù)本說明書的教導(dǎo)顯而易見的額外細(xì)節(jié)的公開內(nèi)容。在本發(fā)明的說明書中，形容詞例如第一和第二、上和下、前和后、頂和底等僅被用 于限定一個(gè)元件或方法步驟區(qū)別于另一元件或方法步驟，而不必要求由該形容詞描述的特 定相對(duì)位置或順序。術(shù)語(yǔ)例如“包括”或“包含”不被用于限定排他的一組元件或方法步驟。 另外，這些術(shù)語(yǔ)僅僅限定了包含在本發(fā)明具體實(shí)施方式
中的最小一組元件或方法步驟。
參照?qǐng)D1，頂視圖表示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的未折疊通用冷卻/復(fù)原衣100的 部件。衣服100被設(shè)計(jì)成穿著在防護(hù)服(例如消防戰(zhàn)斗服)的下面，并使穿用者能夠按要 求實(shí)現(xiàn)對(duì)他或她的身體立即和加速的冷卻。備選地，衣服100可以被穿用作單個(gè)服裝用品 以有助于在身體活動(dòng)之前、過程中或之后的冷卻。衣服100是完全模制成一體的背心設(shè)計(jì)，包括墊底材料101、管路基體125、存儲(chǔ)包 裝130、頸部衣領(lǐng)145和緊固機(jī)構(gòu)150，155。墊底材料101具有前部105、包括頭孔115的肩部110以及后部120。管路基體 125連接在墊底材料101上。墊底材料101可以由網(wǎng)狀布料制成以使衣服100貼合身體表 面，同時(shí)避免形成小氣候。所述網(wǎng)狀材料可以沿前部105和后部120向下延伸，從而提供粘 結(jié)管路基體125的表面。在形成管路基體125時(shí)采用格狀設(shè)計(jì)126以提供結(jié)構(gòu)完整性和最大貼合度，同時(shí) 避免由聚合物表面覆蓋的較大不可滲透的面積相對(duì)穿用者的皮膚形成小氣候。格狀設(shè)計(jì) 126還可以使衣服100對(duì)身體表面具有最大貼合度。管路基體125的外表面得到隔熱以確 保最大冷卻持續(xù)時(shí)間。在使用衣服100之前，尿素形式的固體反應(yīng)物被抽真空并采用熱敏聚合物熱密封 在管路基體125中的相應(yīng)位置，優(yōu)選大體上沿前部105和后部120定位。液體反應(yīng)物例如 水容納在存儲(chǔ)包裝130中，該存儲(chǔ)包裝優(yōu)選在前部105和后部120的頂部附近靠近肩部110 連接在衣服100上。采用固體反應(yīng)物和液體反應(yīng)物的混合產(chǎn)生吸熱反應(yīng)并提供冷卻劑。管 路基體125和存儲(chǔ)包裝130還延伸到右側(cè)翼片135和左側(cè)翼片140以使穿用者的軀干能夠 完全由基體面積125和存儲(chǔ)包裝130包圍。當(dāng)衣服100的穿用者需要額外冷卻他或她的身體時(shí)，水存儲(chǔ)包裝130可以破裂或 由穿用者打開，并且液體冷卻劑流過管路基體125，從而引發(fā)冷卻身體的吸熱反應(yīng)。衣服100還包含頸部衣領(lǐng)145，其可以采用與管路基體125類似的吸熱反應(yīng)并且可 以由類似的熱敏聚合物制成并具有外隔熱襯里。固體反應(yīng)物例如尿素可以容納在頸部衣領(lǐng) 和管路基體125內(nèi)的真空/熱密封易碎包囊中，一旦包囊破裂則尿素與周圍的液體反應(yīng)物 混合ο衣服100被設(shè)計(jì)成布置在穿用者的頭部并采用分別設(shè)置在衣服100的前部105和 后部120的頂部、中間和底部的緊固機(jī)構(gòu)150，155固定在相應(yīng)位置。緊固機(jī)構(gòu)150，155還 使衣服100能夠調(diào)節(jié)達(dá)到舒適并確保在衣服100與穿用者身體之間形成最大接觸。參照?qǐng)D2，后視圖進(jìn)一步表示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的通用冷卻/復(fù)原衣100的 部件。存儲(chǔ)包裝130被示為在穿用者臂所用開口下面的每一側(cè)延伸，由此圍繞身體提供增 強(qiáng)冷卻同時(shí)不會(huì)阻礙穿用者的移動(dòng)能力。存儲(chǔ)包裝130是液體反應(yīng)物在與存儲(chǔ)在管路基體125中的固體反應(yīng)物混合之前所 處的位置。存儲(chǔ)包裝130可以通過熱密封連接與管路基體125相連，當(dāng)向存儲(chǔ)包裝130施 加壓力時(shí)，所述熱密封連接斷裂。第二反應(yīng)物隨后將流過管路基體125，與第一反應(yīng)物混合 并引發(fā)吸熱反應(yīng)。存儲(chǔ)包裝130可以僅沿包裝130的下邊緣與管路基體125和衣服100相 連。這樣使存儲(chǔ)包裝130在排空時(shí)能折疊在管路基體125的頂部上以消除在存儲(chǔ)包裝130 排空時(shí)在包裝130的聚合物襯里的表面下形成的小氣候。與緊固機(jī)構(gòu)155相連的緊固機(jī)構(gòu)150使衣服100可以繞穿用者身體得到緊固，從
7而能夠與皮膚接觸同時(shí)還提供舒適性調(diào)節(jié)。緊固機(jī)構(gòu)150，155可以由多種裝置制成(例如
連接在鉤環(huán)系統(tǒng)上的布帶材料，Velcro 布帶、彈性件、鈕扣、線束夾子或其他類似的緊固
裝置)。優(yōu)選地，緊固機(jī)構(gòu)150，155不具有任何可能割傷穿用者、衣服管路基體125、存儲(chǔ)包 裝130或任何材料的襯里或穿著在衣服100上的防護(hù)服的鋒利邊緣。無論選擇何種方法， 緊固機(jī)構(gòu)150，155都可以很容易得到調(diào)節(jié)并僅花幾秒鐘就可以固定。參照?qǐng)D3，正視圖進(jìn)一步表示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的通用冷卻/復(fù)原衣100的 部件。如圖所示，管路基體125的格狀設(shè)計(jì)126表示冷卻劑(例如尿素和水)在混合之后 所處的位置。格狀設(shè)計(jì)126使小的管狀系統(tǒng)能夠以任何定向(例如垂直、水平或?qū)?得 到布置并為與身體相互作用的液體冷卻材料提供增大的強(qiáng)度、更大的表面面積，以及通過 消除任何從沒有冷卻劑的面積處暴露在聚合物表面下的方式來避免形成小氣候。如圖所示，右側(cè)翼片135被設(shè)計(jì)成使冷卻表面延長(zhǎng)并由此通過盡可能利用所述表 面面積來提供更有效的身體冷卻。繞身體側(cè)面的冷卻系統(tǒng)的延長(zhǎng)還有利于核心身體冷卻， 因?yàn)橥ǔ４嬖诟俚耐鈱又M織(outer post tissue)，從而使冷卻可以在血管的大面積 上有效吸收熱量。頸部衣領(lǐng)145可以采用與衣服100別處所采用的相同的熱敏聚合物與衣服100的 墊底材料的肩部110相連。頸部衣領(lǐng)145可以包括反應(yīng)物的易碎包囊或多個(gè)包囊，在向包 囊(多個(gè)包囊)施加壓力并使材料之間的連接斷裂時(shí)反應(yīng)物將與衣領(lǐng)145的液體成分混 合。衣領(lǐng)145可以完全環(huán)繞頭孔115并且可以包括外隔熱襯里。同時(shí)，衣領(lǐng)145可以是柔 性的以提供對(duì)穿用者頸部輪廓更大的貼合度并因此可以被制成具有與更大的前和后管路 基體125類似的圖案但更小的形式。圖4-6表示冷卻衣200的第二實(shí)施方式。圖7-12表 示根據(jù)圖4-6的示意圖生產(chǎn)的冷卻衣200的樣件。因此，采用相同的附圖標(biāo)記描述冷卻衣。 冷卻衣的第二實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上與冷卻衣100的第一實(shí)施方式本質(zhì)上非常類似。冷卻衣200 也是模制一體的背心設(shè)計(jì)形式并包括墊底材料201、管路基體225、存儲(chǔ)區(qū)域230、頸部衣領(lǐng) 245和緊固機(jī)構(gòu)250，255。墊底材料201提供用于冷卻衣200的樣板并具有前部205、包括頭孔215的肩部 210和后部220。墊底材料201由網(wǎng)狀材料制成，其上附著管路基體225。該墊底材料201 提供冷卻衣200的襯里并將與皮膚接觸。墊底材料201將由柔性材料制成。盡管墊底材料 201是一體的，但肩部210將具有從衣服(garment)的外邊緣延伸到頭孔215的內(nèi)邊緣以使 使用者的頭可以從側(cè)面進(jìn)入的側(cè)開口 211。前部205和后部220都將具有短的側(cè)部212，其 將繞身體以及在臂下方折疊并相交以連接前部205和后部220。管路基體225由能夠容納冷卻劑的一系列管或通道構(gòu)成。冷卻劑可以處于多種不 同的形式但通常是混合在一起的兩種反應(yīng)物(例如尿素混合水)。尿素可能位于在相應(yīng)位 置粘附有熱敏聚合物的管路基體225內(nèi)或處于可透水的包囊內(nèi)。管路基體225處于格狀設(shè)計(jì)226的形式。格狀設(shè)計(jì)226形成了以任何定向(例如 垂直和水平或?qū)?布置的通道或管系統(tǒng)并使衣服200具有增大的強(qiáng)度。格狀設(shè)計(jì)226被 用于形成用于冷卻劑運(yùn)送的通道或管以及有助于防止因布設(shè)壓窩而產(chǎn)生的小氣候的壓窩。 可以在壓窩上也就是附著的側(cè)面沖壓出孔228?？?28可以由多個(gè)形狀構(gòu)成(例如圓形、三 角形、正方形、矩形)。然而，圓形是優(yōu)選的形狀，因?yàn)橄烁郊舆B接(additional joints) 或交角(corners)并由此有助于實(shí)現(xiàn)冷卻衣200的完整性。
孔228的表面面積應(yīng)該不小于冷卻衣200的總表面面積的1 %并且不大于其 20%?？?28的尺寸(除去繞孔構(gòu)成壓窩的一部分的密封邊)可以是直徑范圍3-20毫米 并且可以改變以反映衣服的應(yīng)用，例如穿著作為工作或復(fù)原冷卻衣。例如，在極熱且封閉環(huán) 境下，例如完全封閉的防護(hù)服由消防員在在需要更大冷卻效果的熱帶地區(qū)穿著，此時(shí)通過 采用更小尺寸的孔可以使更多的冷卻劑被用于與皮膚接觸。備選地，當(dāng)衣服200被用于接 觸外界較低溫度和空氣流動(dòng)的復(fù)原衣時(shí)，可以利用更大的孔尺寸以使更大的輻射、蒸發(fā)和 對(duì)流冷卻發(fā)生。格狀設(shè)計(jì)226的采用能夠使冷卻劑具有與使用者身體相互作用的更大表面面積， 同時(shí)通過消除暴露在沒有冷卻劑的聚合物表面面積下而避免形成小氣候。另外，格狀設(shè)計(jì) 226的使用使冷卻衣200的深度能夠保持最小，由此避免因大面積無支承的聚合物表面被 推向前而導(dǎo)致的“膨脹效應(yīng)”(與用水填充塑料袋的效果類似)，同時(shí)使身體能夠不受限制 地移動(dòng)。格狀設(shè)計(jì)226還定向成使得位于管路基體225內(nèi)的管或通道的尺寸和間隔可以根 據(jù)冷卻衣200的尺寸和在身體不同部位所需的冷卻效果而改變。這一點(diǎn)通過改變壓窩227 的間隔或壓窩227在格狀設(shè)計(jì)226中的尺寸或二者的組合來實(shí)現(xiàn)。在管路基體225內(nèi)采用 不同密度的通道或管的優(yōu)勢(shì)在于可以控制沿冷卻衣200移動(dòng)的反應(yīng)物的通過。這樣通過利 用殘留反應(yīng)物能力(反應(yīng)物與冷卻劑的比例提高)以及提供在身體存在較大熱積聚/散發(fā) 的頂部提供大量冷卻而使衣200能夠保持更長(zhǎng)的冷卻效果。冷卻衣200的存儲(chǔ)區(qū)域270是大比例尿素在與水混合以形成冷卻劑之前所處的位 置。存儲(chǔ)區(qū)域270將通過多個(gè)小通道251與管路基體225的上邊緣相連。固定開口機(jī)構(gòu)260形成在存儲(chǔ)區(qū)域270中的每個(gè)的頂部以使水可以添加到存儲(chǔ)區(qū) 域270。固定開口機(jī)構(gòu)260可以利用多個(gè)裝置(例如單向閥、螺帽或推拔帽或其他類似的 固定開口裝置)但必須不帶有任何鋒利邊緣以確保不會(huì)對(duì)穿用者、冷卻衣200或任何材料 的襯里或穿著在其上的防護(hù)服產(chǎn)生任何危險(xiǎn)。固定開口機(jī)構(gòu)260應(yīng)該足夠大以允許進(jìn)行最 大速度的填裝并適應(yīng)多種填裝方法(例如帶、軟管或容器)。無論選擇何種裝置，開口機(jī)構(gòu) 260都將易于操作并僅花費(fèi)幾秒鐘添加液體冷卻劑以及固定閉合。頸部衣領(lǐng)245將采用與衣服200其余部分相同的熱敏聚合物與衣服200的網(wǎng)狀部 件相連。其包含將與水混合以形成冷卻劑的尿素。除了側(cè)面進(jìn)入開口 211處以外頸部衣領(lǐng) 245將完全包圍頭孔215。與所述用于存儲(chǔ)區(qū)域270的類似的開口機(jī)構(gòu)260可以被用于使 水位于頸部衣領(lǐng)245內(nèi)。頸部衣領(lǐng)245將被成形為提供對(duì)頸部輪廓的貼合度。緊固機(jī)構(gòu)250，255使冷卻衣200可以繞身體得到緊固以確保冷卻衣200接觸使用 者的皮膚。此外，同時(shí)還提供舒適性調(diào)節(jié)。緊固機(jī)構(gòu)250，255可以由多種裝置制成(例如 連接在鉤環(huán)系統(tǒng)上的布帶材料，VekiO 布帶、彈性件、鈕扣、線束夾子或其他類似的緊固 裝置)，但必須不具有任何鋒利邊緣以確保不對(duì)穿用者、冷卻衣200或任何材料的襯里或穿 著在其上的防護(hù)服產(chǎn)生任何危險(xiǎn)。相同的緊固機(jī)構(gòu)將被用于將衣服200固定在肩部進(jìn)入點(diǎn) 216上以及使頸部衣領(lǐng)245與皮膚表面保持接觸。無論選擇何種方法，緊固機(jī)構(gòu)250，255將 很容易得到調(diào)節(jié)并且僅花費(fèi)幾秒鐘實(shí)現(xiàn)固定。衣服200利用常見的尿素和水(但不局限于尿素和水)的吸熱化學(xué)反應(yīng)提供顯著 的冷卻效果。用于這些反應(yīng)物的常見比例是一份尿素比一份水。然而，像對(duì)于冷卻衣200來 說通過提高尿素/水的比例(任何地方都達(dá)到2 1)以及通過物理隔層(格狀設(shè)計(jì)226)，在發(fā)生反應(yīng)的過程中產(chǎn)生多種新的成分。盡管尿素的體積繞衣服200平均分布/散布以產(chǎn)生即時(shí)的冷卻效果，但尿素在前 胸和背部上的存儲(chǔ)區(qū)域270起到延長(zhǎng)冷卻效果的作用。這是因?yàn)椴皇撬械哪蛩卦诔跏继?加水時(shí)(因?yàn)樗捎玫哪蛩乇人谋壤岣?都溶解以及粒狀尿素由管路基體225的格狀 設(shè)計(jì)226容納。當(dāng)尿素溶解時(shí)，尿素的各個(gè)顆粒開始穿過管路基體225的格狀設(shè)計(jì)226落 下，由此提供進(jìn)一步的冷卻?？梢栽谒腥芙獾哪蛩?cái)?shù)量由(a)衣服200中的液體數(shù)量和(b)衣服200內(nèi)液體 的溫度來確定。當(dāng)衣服200初始使用時(shí)，衣服200內(nèi)的尿素將在大致3攝氏度下形成飽和溶 液。當(dāng)衣服200由使用者穿用時(shí)，使用者身體的溫度將使衣服200內(nèi)的冷卻劑的溫度提高。 這時(shí)，更多的尿素可以溶解在冷卻劑內(nèi)直至其再次達(dá)到飽和(取決于液體溫度的提高)，由 此提供進(jìn)一步的冷卻。如果衣服200的穿用者從事中等劇烈的工作，則從事該工作的使用者的身體運(yùn)動(dòng) 也有助于溶解包含在存儲(chǔ)區(qū)域上的殘留尿素(與搖動(dòng)衣服類似)，從而提供進(jìn)一步的冷卻。提高尿素/水的比例的另一優(yōu)勢(shì)在于在更高的周圍溫度(>35攝氏度)下，當(dāng)衣 200初始使用時(shí)，需要更多的尿素使衣服200的溫度降到3攝氏度。在使用時(shí)，通過位于頸部衣領(lǐng)245和存儲(chǔ)區(qū)域270上的固定開口添加水。水和尿 素混合以促使吸熱反應(yīng)發(fā)生并形成冷卻劑。冷卻劑穿過管路基體225的格狀設(shè)計(jì)226的通 道行進(jìn)。如上所述，格狀設(shè)計(jì)226 —直被用于提供強(qiáng)度同時(shí)避免由聚合物表面下大的未破 裂面積形成小氣候。格狀設(shè)計(jì)226還能夠使衣服200對(duì)身體表面具有最大貼合度。隨后從一側(cè)進(jìn)入衣服200以使頸部衣領(lǐng)245能夠在不越過頭部的情況下封閉頸 部并利用設(shè)置在衣服的頂部、中間和底部以及在頸部衣領(lǐng)245上的緊固機(jī)構(gòu)固定在相應(yīng)位 置。緊固機(jī)構(gòu)250，255還使衣服200能夠得到舒適性調(diào)節(jié)并確保在衣服200與身體201之 間形成最大接觸。側(cè)面入口被設(shè)計(jì)成消除頸部衣領(lǐng)245在前部或后部上的連接(由此降低 了冷卻衣200的有效性)并在身體位置(頸部的側(cè)面)具有對(duì)冷卻產(chǎn)生最小影響的連接。 此外，衣服200的側(cè)翼片235，240被設(shè)計(jì)成使冷卻表面繞身體延伸并由此利用盡可能大的 表面面積提供更有效的身體冷卻。冷卻系統(tǒng)繞身體側(cè)面的延伸還有利于核心冷卻，原因是 通常存在更少的外層柱組織，從而可以使冷卻沿血管的大面積更有效地吸收熱量。為了系統(tǒng)地驗(yàn)證冷卻裝置的有效性，針對(duì)上述冷卻衣200的樣件。必須通過多種活動(dòng)和在熱/潮濕環(huán)境中的復(fù)原情形包括模擬的消防戰(zhàn)斗行動(dòng)測(cè) 試?yán)鋮s衣200的樣件。驗(yàn)證過程的一部分包括將冷卻衣樣件與現(xiàn)有市場(chǎng)銷售的提供類似冷 卻受益的冷卻裝置相比，該過程一直被用于其他冷卻裝置發(fā)明。為了適應(yīng)這種驗(yàn)證過程，計(jì) 劃包括一系列漸進(jìn)式研究，提高活動(dòng)的強(qiáng)度或熱負(fù)荷和任務(wù)的復(fù)雜性。研究1——復(fù)原衣比較第一研究?jī)H在熱和潮濕環(huán)境下的活動(dòng)之后的復(fù)原過程中將冷卻衣的樣件與另一 市場(chǎng)上銷售的冷卻裝置進(jìn)行比較。在表3中示出其他細(xì)節(jié)。在一段熟悉期后，八個(gè)對(duì)象在 2-3周時(shí)間內(nèi)以自由順序參與三個(gè)試驗(yàn)期。在試驗(yàn)期之間僅有最少的3-4天以消除從一個(gè) 時(shí)期到另一時(shí)期產(chǎn)生任何可能的延期生效。一個(gè)試驗(yàn)期是對(duì)象完成活動(dòng)并在之后不借助于 冷卻裝置復(fù)原的控制試驗(yàn)。其余試驗(yàn)期包括僅在復(fù)原過程中采用冷卻衣的樣件或市場(chǎng)上銷 售的冷卻裝置。讓對(duì)象穿著常規(guī)跑步/體育服裝(包括跑步鞋)。
測(cè)試規(guī)程在開始試驗(yàn)期的活動(dòng)部分之前有10分鐘的周期由所有對(duì)象承擔(dān)在氣候室中適應(yīng) 和采集靜止數(shù)據(jù)的工作以消除由空調(diào)實(shí)驗(yàn)室中做準(zhǔn)備而帶來的任何冷卻效果的影響。在整 個(gè)適應(yīng)期內(nèi)，對(duì)象保持在就座位置。在適應(yīng)/靜止周期之后，對(duì)象在市場(chǎng)上銷售的具有可控 速度和坡度的旋踏器上立即開始30分鐘的活動(dòng)。用于控制和介入試驗(yàn)的30分鐘活動(dòng)期包括在指定工作負(fù)荷下交替進(jìn)行極限下 (sub-maximal)的步行(6km/h)和跑步(10km/h)的周期，如下表所示。 步行和跑步的周期與斜度變化(0和6% )組合以提供提高對(duì)象完成工作的強(qiáng)度和 量的能力(由此提高身體溫度)。步行和跑步周期與斜度變化的交替有助于降低對(duì)象的肌 肉疲勞同時(shí)能夠控制體溫的升高。30分鐘活動(dòng)周期的意圖是使對(duì)象的核心體溫升高到中 等水平(38°C以上但39°C以下)。如果對(duì)象達(dá)到39°C則所有的測(cè)試立即停止并開始復(fù)原程 序。交替步行和跑步的周期的程式對(duì)所有對(duì)象都相同，但相應(yīng)交替周期的速度可以改變以 提供足夠的工作使該對(duì)象的體溫產(chǎn)生所需升高同時(shí)適應(yīng)它們相應(yīng)的健康水平。一旦對(duì)象的 程式在第一次試驗(yàn)過程中建立，則對(duì)象在每個(gè)隨后的試驗(yàn)中重復(fù)相同的程式。在活動(dòng)周期之后，對(duì)象立即安靜地坐在氣候室內(nèi)的椅子上同時(shí)它們的復(fù)原在30 分鐘周期內(nèi)受到監(jiān)控。對(duì)于控制試驗(yàn)，對(duì)象不具有任何冷卻裝置以確定他們的身體在熱/ 潮濕條件下多快復(fù)原。在介入試驗(yàn)過程中，向?qū)ο筇峁├鋮s衣的樣件或市場(chǎng)上銷售的冷卻 裝置同時(shí)監(jiān)控他們的復(fù)原。研究2——防飛濺服(Splash Suit)模擬第二研究測(cè)試在由昆士蘭州火災(zāi)和救援工作(QFRS)隊(duì)員在受控的熱和潮濕環(huán)境 下穿著防飛濺服進(jìn)行活動(dòng)過程中和之后作為冷卻裝置的冷卻衣的樣件的有效性。在表4中 示出了其他細(xì)節(jié)。在熟悉期之后，六個(gè)QFRS隊(duì)員在兩周時(shí)間內(nèi)參與了兩個(gè)試驗(yàn)期。在試驗(yàn) 期之間僅有最少的七天以消除從一個(gè)時(shí)期到另一時(shí)期產(chǎn)生任何可能的延期生效。一個(gè)試驗(yàn) 期是對(duì)象穿著包括承載17kg呼吸器單元的防飛濺服完成活動(dòng)期并在之后不借助冷卻裝置 完成復(fù)原期的控制試驗(yàn)。另一試驗(yàn)期包括在活動(dòng)和復(fù)原時(shí)間穿著冷卻衣的樣件。對(duì)象在防 飛濺服里面穿著他們標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一衣服。
11
測(cè)試規(guī)程在研究2中采用與研究1中所述大多相同的規(guī)程除了改進(jìn)例如降低活動(dòng)速度以適 應(yīng)防飛濺服的穿著。在開始試驗(yàn)期的活動(dòng)部分之前有10分鐘的周期由所有對(duì)象承擔(dān)在氣 候室中適應(yīng)和采集靜止數(shù)據(jù)的工作。在整個(gè)適應(yīng)期內(nèi)，對(duì)象保持在“準(zhǔn)備位置”，包括穿著達(dá) 到腰部的防飛濺服和手套，但服裝的上部自由懸在座位的后部。在適應(yīng)期結(jié)束之前的兩分 鐘，對(duì)象完成穿衣并戴上呼吸器。對(duì)于介入試驗(yàn)，在服裝封閉之前穿上冷卻衣的樣件。在適 應(yīng)/靜止周期之后，對(duì)象立即開始30分鐘的活動(dòng)程式。用于控制和介入試驗(yàn)的30分鐘活動(dòng)期包括在指定工作負(fù)荷下交替進(jìn)行極限下的 步行(5-6.5km/h)的周期。樣例程式如下表所示。 平直和傾斜步行的交替周期有助于降低對(duì)象的肌肉疲勞同時(shí)能夠控制體溫的升 高。與研究1相同，30分鐘活動(dòng)周期的意圖是使對(duì)象的核心體溫升高到中等水平(38°C以 上但39°C以下)。如果對(duì)象達(dá)到39°C則所有的測(cè)試立即停止并開始復(fù)原程序。所述程式對(duì) 所有對(duì)象都相同，但速度可以改變以提供足夠的工作使該對(duì)象的體溫產(chǎn)生所需升高同時(shí)適 應(yīng)步幅長(zhǎng)度和健康水平的差異。一旦對(duì)象的程式在第一次試驗(yàn)過程中建立，則對(duì)象在每個(gè) 隨后的試驗(yàn)中重復(fù)相同的程式。在訓(xùn)練周期之后，對(duì)象立即安靜地坐在氣候室內(nèi)的椅子上同時(shí)它們的復(fù)原在30 分鐘周期內(nèi)受到監(jiān)控。對(duì)于控制試驗(yàn)，對(duì)象不具有任何冷卻裝置以確定他們的身體在熱/ 潮濕條件下多快復(fù)原。在介入試驗(yàn)過程中，向?qū)ο筇峁┬碌睦鋮s衣的樣件同時(shí)監(jiān)控他們的復(fù)原。研究3——化學(xué)溢出物(Chemical Spill)模擬第三研究包括利用QFRS隊(duì)員實(shí)地在模擬現(xiàn)實(shí)消防演習(xí)(化學(xué)溢出物模擬)中穿 著冷卻衣的樣件。在表5中示出了其他細(xì)節(jié)。在熟悉/介紹之后，四個(gè)QFRS隊(duì)員在兩周時(shí) 間內(nèi)參與了兩個(gè)試驗(yàn)期。在試驗(yàn)期之間僅有最少的七天以消除從一個(gè)時(shí)期到另一時(shí)期產(chǎn)生 任何可能的延期生效。在每個(gè)試驗(yàn)過程中，兩個(gè)對(duì)象作為控制目標(biāo)完成所述時(shí)期的任務(wù)，其 中他們穿著包括承載17kg的呼吸器單元的防飛濺服完成模擬的消防演習(xí)并隨后不借助冷卻裝置完成復(fù)原周期(因?yàn)樵谳啺嗤度胝鎸?shí)的緊急情況時(shí)他們通常是那樣的)。其余兩個(gè) 對(duì)象完成相同的模擬消防演習(xí)但在訓(xùn)練和恢復(fù)周期內(nèi)使用冷卻衣的樣件。對(duì)象成對(duì)(一對(duì) 具有冷卻衣的樣件并且另一對(duì)不具有冷卻衣的樣件)完成演習(xí)，這是QFRS投入化學(xué)品方面 的緊急情況時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的操作程序。隨后，所有人員在兩周時(shí)間內(nèi)完成對(duì)給定演習(xí)的控制和介 入試驗(yàn)。QFRS隊(duì)員在防飛濺服里面穿著他們標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一衣服。測(cè)試規(guī)程對(duì)象在陰涼處完成10-15分鐘的預(yù)活動(dòng)適應(yīng)期，在此時(shí)間內(nèi)為他們準(zhǔn)備監(jiān)控設(shè) 備。在封閉防飛濺服并戴上呼吸器之前，為完成介入試驗(yàn)的那些對(duì)象安裝冷卻衣的樣件。模 擬真實(shí)的消防演習(xí)包括消防隊(duì)員(4個(gè)消防隊(duì)員)中的一個(gè)完成“仿造”化學(xué)溢出物的污染 (包括危險(xiǎn)材料的移去)。該任務(wù)包括消防員在鏟沙以形成阻隔層之前使26X20升液體圓 筒從一個(gè)位置到另一位置移動(dòng)20m距離。演習(xí)的活動(dòng)部分的總持續(xù)時(shí)間是20分鐘。之后 四分鐘模擬干去污過程，包括在移動(dòng)到陰涼的復(fù)原區(qū)域之前站在太陽(yáng)下。一旦摘掉呼吸器 并且防飛濺服的上半部分落下，則對(duì)象安靜地坐在陰涼處同時(shí)他們的復(fù)原在30分鐘周期 內(nèi)得到監(jiān)控。對(duì)于控制試驗(yàn)，對(duì)象不具有任何冷卻裝置以確定他們?cè)跓?潮濕條件下多快 復(fù)原。對(duì)于完成介入試驗(yàn)的那些對(duì)象，所使用的冷卻衣的樣件被脫下并安裝新的冷卻衣。對(duì)象在參與之前，采用病史篩查調(diào)查表對(duì)所有對(duì)象的健康狀況和危險(xiǎn)因素進(jìn)行排查， 并執(zhí)行包括測(cè)量靜止心率和血壓的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)訓(xùn)練程序以確認(rèn)和排除對(duì)測(cè)試程序具有禁忌的 任何對(duì)象。向每個(gè)對(duì)象提供描述測(cè)試目的、測(cè)試程序和研究所涉及的危險(xiǎn)的情報(bào)資料。還 要求每個(gè)對(duì)象在參與任何研究之前簽署告知同意單。由于這些研究在冷卻衣樣件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、待審專利申請(qǐng)和之后的商品化方面具有 機(jī)密的屬性，因此要求研究1中的所有對(duì)象在能夠參與研究之前簽定保密協(xié)議。QFRS在成 為參與研究2和3的對(duì)象之前也簽定保密協(xié)議。設(shè)備研究1禾口 2所有測(cè)試在得到控制的35°C和70%濕度環(huán)境條件下的Cairns，James Cook大學(xué) 的體育及運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院的氣候室內(nèi)進(jìn)行。上述溫度被用于模擬在熱的地方經(jīng)歷的典型熱/ 潮濕條件。類似的溫度還被其他調(diào)查者廣泛用于在測(cè)試類似冷卻裝置時(shí)模擬熱/潮濕條 件。研究3在Cairns Central Fire Station進(jìn)行模擬真實(shí)的消防演習(xí)。市場(chǎng)上的冷卻裝置在研究1中被用于對(duì)比目的的市場(chǎng)上銷售的冷卻裝置是通常所稱的“預(yù)冷卻上 衣”，其在被放置在對(duì)象身上之前采用冰水使該外衣冷卻到所需溫度(在本申請(qǐng)中是與樣件 溫度相匹配的_6°C )。市場(chǎng)上銷售的冷卻裝置被廣泛用于運(yùn)動(dòng)環(huán)境中，如英式橄欖球、沖浪 救生、騎腳踏車活動(dòng)和網(wǎng)球比賽。在控制和介入期內(nèi)的測(cè)量在三個(gè)研究過程中測(cè)量多個(gè)參數(shù)以監(jiān)控對(duì)象的身體狀態(tài)并確保他們的安全。在所 有三個(gè)研究的適應(yīng)期結(jié)束和整個(gè)活動(dòng)和復(fù)原期的三分鐘間隔記錄數(shù)據(jù)。生理數(shù)據(jù)包括核心體溫、體表溫度(胸部、背部和前臂)、心率和失重。還監(jiān)控兩個(gè)主觀參數(shù)，包括感覺運(yùn)用 (僅研究2和3)和熱舒適性。下文給出對(duì)這些測(cè)量的詳細(xì)描述。尿樣采集和分析在所有研究中的每個(gè)試驗(yàn)期之前要求所有對(duì)象提供尿樣進(jìn)行尿比重(Usg)測(cè)試。 Usg值被用于確定對(duì)象的水合水平以及確保足夠的水合狀態(tài)以容許在高熱和濕度環(huán)境下進(jìn) 行活動(dòng)。核心體溫在整個(gè)預(yù)活動(dòng)適應(yīng)、活動(dòng)和復(fù)原期內(nèi)采用胃腸無線電丸(澳大利亞和許多外國(guó)軍 事力量常用的監(jiān)控作戰(zhàn)士兵的方法)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)控和記錄核心體溫。對(duì)象在每個(gè)試驗(yàn)期之 前四個(gè)小時(shí)吞服所述丸。體表溫度小的溫度/濕度熱敏電阻固定在胸部(第二肋間隙的水平)、背部(C7下方9cm) 和前臂上(上1/3)的相應(yīng)位置以測(cè)量局部體表溫度。在整個(gè)試驗(yàn)過程中通過裝置記錄數(shù) 據(jù)并在每個(gè)試驗(yàn)之后立即下載數(shù)據(jù)。心率采用極性心率監(jiān)控器連續(xù)測(cè)量和記錄心率，其中發(fā)送器繞胸部搭接并且記錄裝置 連接在手腕上。重量損失采用在每個(gè)試驗(yàn)期的開始之前獲取的裸體重量和在每個(gè)試驗(yàn)期完成之后立即獲 取的最終體重評(píng)估體重?fù)p失。對(duì)于任何研究來說在預(yù)活動(dòng)、活動(dòng)或復(fù)原期內(nèi)不消耗任何流 體。主觀評(píng)估包括標(biāo)準(zhǔn)活動(dòng)標(biāo)度、感覺運(yùn)用等級(jí)(RPE，表1)和熱舒適性(表2)。這些標(biāo)度要求 對(duì)象評(píng)價(jià)他們身體工作的努力程度(RPE)和他們感覺的熱舒適程度(熱舒適性)。表ζI感覺運(yùn)用等級(jí)標(biāo)度
6
7非常非常微弱
8
9非常微弱
10
11相當(dāng)微弱
12
13略微強(qiáng)烈
14
15強(qiáng)烈
16
17非常強(qiáng)烈
18
19非常非常強(qiáng)烈
14
20表5熱舒適性標(biāo)度1.0 舒適1.52.0略微不舒適2.53.0不舒適3.54.0非常不舒適4.55.0極為不舒適其他細(xì)節(jié)和結(jié)果已經(jīng)通過圖表提供了每個(gè)測(cè)試的其他細(xì)節(jié)和結(jié)果以表示冷卻衣樣件的有效性。圖 13-20表示第一研究的其他細(xì)節(jié)和結(jié)果。圖21-29表示第二研究的其他細(xì)節(jié)和結(jié)果。圖 30-39表示第三研究的其他細(xì)節(jié)和結(jié)果。參照?qǐng)D40，正視圖表示根據(jù)本發(fā)明備選實(shí)施方式的呼吸器冷卻衣400的部件。呼 吸器冷卻衣400的整體設(shè)計(jì)與上述通用冷卻衣100類似，除了下文所述的幾處改進(jìn)。包含吸濕材料(例如干硅膠化合物)的材料帶405可以繞衣服400的底部得到連 接，并且可以貼合使用者的身體形狀。材料帶405可以吸汗并防止其行進(jìn)到穿用者腿部區(qū) 域。為了確保材料帶405保持接觸身體，可以包括諸如彈性襯里或軟繩的機(jī)構(gòu)以使衣服400 的邊緣被拉入身體內(nèi)。與圖1-3所示的冷卻衣100類似，衣服400還包括格狀設(shè)計(jì)411形 式的管路基體410、位于衣服400胸部的高位置的存儲(chǔ)包裝415和包括反應(yīng)物包囊或多個(gè)包 囊的頸部衣領(lǐng)420。參照?qǐng)D41，后視圖表示根據(jù)本發(fā)明備選實(shí)施方式的呼吸器冷卻衣400的其他部 件。一體模具525位于衣服400的背部中間以使呼吸器系統(tǒng)(未示出)可以由使用者穿上 而呼吸器不必壓在管路基體410上或存儲(chǔ)包裝415上。這樣防止呼吸器系統(tǒng)在使用者的背 部上形成不穩(wěn)定的負(fù)荷，并且還降低了管路基體410和存儲(chǔ)包裝415中的管或包囊破裂的 幾率。模具525可以由布、泡沫、聚合物或其他適當(dāng)材料制成以有助于將呼吸器系統(tǒng)定位在 使用者的背部上同時(shí)為使用者的背部提供軟墊。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，除了呼 吸器系統(tǒng)之外，模具525還可以被設(shè)計(jì)用于要求承載背包的任何職業(yè)或活動(dòng)，同時(shí)支承件 在肩部、中間背部或腰部處與背部接觸。因此本發(fā)明的一些實(shí)施方式例如衣服100或衣服400的優(yōu)勢(shì)包括以下幾方面無需從外部來源實(shí)施預(yù)冷卻，因而衣服100，200，400易于運(yùn)輸并可以長(zhǎng)期保持在 待用狀態(tài)(可長(zhǎng)保存期)。因此衣服100，200,400理想地用于熱/潮濕和/或無法獲得其 他冷卻形式的遙遠(yuǎn)緊急情形下。同時(shí)，衣服100，400可以簡(jiǎn)單地通過這樣的方式在幾秒鐘之內(nèi)投入使用，即向封 裝在連接于衣服100，400的前部和后部上的頸部衣領(lǐng)145，420或液體存儲(chǔ)包裝130，415中 的反應(yīng)物包囊施加壓力以使連接接縫裂開，隨后在使用之前搖動(dòng)衣服100，400短時(shí)間(例 如30秒)。備選地，冷卻衣200可以利用固定開口機(jī)構(gòu)250被快速填裝上水并也搖動(dòng)30秒以使衣服200準(zhǔn)備待用。這種快速準(zhǔn)備因素使衣服100，400理想地用于需要即時(shí)冷卻效果 的情形(例如在治療高熱癥的過程中或在威脅材料防護(hù)服下使用)。此外，衣服100，400可以通過管路基體125,225,410的格狀設(shè)計(jì)126,226,411輔 助冷卻，無論它們有沒有被穿著在衣服制品下(例如對(duì)于從身體活動(dòng)中復(fù)原來說)，這樣提 高了暴露在環(huán)境下的皮膚表面面積，以及與身體的實(shí)質(zhì)面積接觸以在使用者的臂和頸部下 進(jìn)行有效冷卻。此外，衣服100，200，400可以很容易貼合使用者的體形并包含有限的材料以使它 們能夠被穿著在其他衣服之下而不會(huì)限制移動(dòng)。衣服100，200，400還易于在幾秒鐘內(nèi)改 變、更換和脫掉而無需更換插入件或冷卻劑。衣服100，200，400還可以由暴露在潛在提高 核心體溫的環(huán)境下并在活動(dòng)過程中或之后立即需要冷卻的任何人擔(dān)負(fù)費(fèi)用和使用。還設(shè)想冷卻衣因該衣服繞使用者的整個(gè)軀干延伸而提供額外的冷卻效果以及具 有衣領(lǐng)以繞使用者的頸部提供特定冷卻。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到根據(jù)本發(fā)明多種實(shí)施方式的冷卻衣不局限于例 如所示的那些背心，還包括其他類型的衣服，例如短袖衫、長(zhǎng)袖衫、服裝、褲子和帽子。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到上述冷卻衣可以包括外隔熱層以使衣服與外部熱源隔熱。這樣可以增 強(qiáng)冷卻劑的冷卻效果以及提高冷卻劑的有效時(shí)間。為了描述向相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員提供了本發(fā)明多種實(shí)施方式的以上描述。其 不意味著是排他的或?qū)⒈景l(fā)明限制于單個(gè)公開的實(shí)施方式。如上所述，本發(fā)明的多個(gè)備選 和變化對(duì)以上教導(dǎo)的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員是顯而易見的。因而，盡管已經(jīng)具體論述了一 些備選的實(shí)施方式，但其他實(shí)施方式也是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見或相對(duì)易于開發(fā) 的。本發(fā)明的說明書要包含已經(jīng)在此得到描述的本發(fā)明的所有備選、修改和變化，以及落入 上述發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的其他實(shí)施方式。表 1研究1——復(fù)原衣比較 參與者-8個(gè)身體活躍的大學(xué)學(xué)生 設(shè)計(jì)3個(gè)時(shí)期-控制——在活動(dòng)或復(fù)原過程中沒有任何冷卻衣-JCU——僅在復(fù)原過程中有冷卻衣-Arctic——僅在復(fù)原過程中有蒸發(fā)的冷卻衣-隨機(jī)順序-在落座位置10分鐘的適應(yīng)-30分鐘間歇的平直步行(6km/h)和斜坡跑步(在6%下10km/h)或30°C核心(無 論先實(shí)現(xiàn)哪一個(gè))-30分鐘的落座復(fù)原 氣候——采用氣候室得到控制-35 °C 和 70% 的濕度表 2研究2——防飛濺服模擬
參與者6 個(gè) QFRS 隊(duì)員 設(shè)計(jì)2個(gè)時(shí)期-控制——在活動(dòng)或復(fù)原過程中沒有任何冷卻衣-介入——在活動(dòng)和復(fù)原過程中都有冷卻衣-在落座的“準(zhǔn)備位置”10分鐘的適應(yīng)-30分鐘的間歇的承載BA系統(tǒng)的平直/傾斜(6%和5_6. 5km/h)步行或39°C的核 心(無論先實(shí)現(xiàn)哪一個(gè))-30分鐘的落座復(fù)原(再次處于準(zhǔn)備位置)-整個(gè)70分鐘測(cè)試過程中沒有任何飲用 氣候——采用氣候室得到控制-35 °C 和 70% 的濕度表 3研究3——化學(xué)溢出物模擬 參與者-4 個(gè) QFRS 隊(duì)員 設(shè)計(jì)以任意順序的2日試驗(yàn)_ Jgctiki式I-^t Cairns Central Station-控制日——在活動(dòng)或復(fù)原過程中沒有任何冷卻衣-介入日——在活動(dòng)和復(fù)原過程中都有冷卻衣-在陰涼處準(zhǔn)備10分鐘-隨機(jī)順序-20分鐘的承載BA系統(tǒng)的活動(dòng)或39°C的核心(無論先實(shí)現(xiàn)哪一個(gè))，包括 在20米距離上運(yùn)輸圓筒10分鐘· 10分鐘鏟沙· 4分鐘模擬去污(站在太陽(yáng)下4分鐘)-30分鐘的就座復(fù)原 氣候——不受控制(場(chǎng)地試驗(yàn))-第1 日-26°C (地球(globe) 30°C )和 37% 的濕度-第2 日-29°C (地球(globe) 34°C )和 46% 的濕度
權(quán)利要求
一種冷卻衣，包括用于放置冷卻劑的至少一個(gè)管路基體；其中管路基體是格狀設(shè)計(jì)形式的。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻衣，其特征在于，所述格狀設(shè)計(jì)包括多個(gè)壓窩，其中孔穿過 一個(gè)或多個(gè)所述壓窩定位。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻衣，其特征在于，所述孔是圓形的。
4.如權(quán)利要求3所述的冷卻衣，其特征在于，所述孔直徑在3毫米到20毫米之間。
5.如權(quán)利要求2所述的冷卻衣，其特征在于，所述孔直徑在7毫米到15毫米之間。
6.如權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，所述孔的組合表面面積不 小于所述冷卻衣的總表面面積的并且不大于其20%。
7.如權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，所述孔的組合表面面積不 小于所述冷卻衣的總表面面積的7%并且不大于其15%。
8.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，包括其上連接所述至少一 個(gè)管路基體的墊底材料。
9.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，至少一種反應(yīng)物在第二反 應(yīng)物被放置在所述管路基體內(nèi)之前置于所述至少一個(gè)管路基體內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的冷卻衣，其特征在于，所述至少一種反應(yīng)物是尿素。
11.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，包括與所述至少一個(gè)管路 基體流體連通的至少一個(gè)固定開口機(jī)構(gòu)。
12.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域與所述 至少一個(gè)管路基體相連。
13.如權(quán)利要求12所述的冷卻衣，其特征在于，至少一個(gè)固定開口機(jī)構(gòu)與所述至少一 個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域相連。
14.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，還包括頸部衣領(lǐng)。
15.如權(quán)利要求14所述的冷卻衣，其特征在于，頸部衣領(lǐng)包含第一反應(yīng)物。
16.如權(quán)利要求14或權(quán)利要求15所述的冷卻衣，其特征在于，所述頸部衣領(lǐng)包括至少 一個(gè)固定開口機(jī)構(gòu)。
17.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，至少一個(gè)存儲(chǔ)包裝與至少 一個(gè)所述管路基體流體連通。
18.如在前權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的冷卻衣，其特征在于，還包括一個(gè)或多個(gè)固定機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷卻衣，其包括用于放置冷卻劑的至少一個(gè)管路基體；其中管路基體是格狀設(shè)計(jì)形式的。
文檔編號(hào)A62B17/00GK101909470SQ200880124780
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者G·迪金, R·恩尼斯-托馬斯, W·阿姆斯特朗 申請(qǐng)人:詹姆斯庫(kù)克大學(xué)