專利名稱：熱電個人環(huán)境設備的制作方法
技術(shù)領域：
本申請一般涉及通過加熱和/或冷卻空氣來調(diào)節(jié)空氣，且更為具體地，關(guān)注于提 供個體的、局部的熱舒適性。
背景技術(shù)：
通常，在控制氣候的工作場地或居所，通過基于壓縮機的大型系統(tǒng)為包括多個單 獨區(qū)域的大型地域提供氣候控制。這樣的情況導致未被占用的調(diào)節(jié)區(qū)域的高額成本，同時 強迫在單一控制地域內(nèi)的區(qū)域接受這樣的氣候輸出而不管它是否滿足個體的舒適感或偏 好。此外，涵蓋大型地域的這種控制并不均勻，從而一些處于該地帶中的個體暴露在太熱的 區(qū)域而其他個體暴露在太冷區(qū)域。用于個體氣候控制的基于壓縮機的系統(tǒng)由于它們的尺寸、成本以及噪音輸出因 而是不切合實際的。其他的系統(tǒng)利用熱電裝置已經(jīng)滿足了個體氣候控制的需求。例如， 5，193，347號美國專利公開了一種帶有為佩戴者臉部供應冷風的熱電制冷器的頭盔。這樣 的系統(tǒng)不適于絕大多數(shù)實際工作或居住環(huán)境。另一個示例是在4，905，475號美國專利描述 的系統(tǒng)。在其說明中，該專利提出了一種系統(tǒng)，其具有被導向到個體的頭部與頸部的氣流， 且對于所產(chǎn)生的空氣溫度僅有初步的控制。許多工人，尤其是那些長期保持坐姿的工作， 需要利用一種設備來更為個體化地控制氣溫，該設備不那么密切且緊密地與他們個人相關(guān) 聯(lián)，但與基于壓縮機的大型系統(tǒng)或中央供熱系統(tǒng)相比，又更為密切地與之相關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
在特定實施例中，一種個人環(huán)境設備包括至少一個入口。該設備還進一步包括至 少一個熱電模塊，該至少一個熱電模塊包括主流導管與廢氣流導管。該至少一個熱電模塊 在所述至少一個入口上方。該設備進一步包括至少一個主出口，該至少一個主出口與至少 一個入口間隔開并與主流導管流體相通。該設備還包括至少一個廢氣出口，該至少一個廢 氣出口與至少一個入口間隔開并與廢氣流導管流體相通。該設備還包括在至少一個入口與 至少一個熱電模塊之間的至少一個過濾器。該設備還包括至少一個風扇，該至少一個風扇 被構(gòu)造成驅(qū)動來自該至少一個入口的第一氣流穿過該至少一個過濾器、穿過該主流導管并 穿過該至少一個主出口。該至少一個風扇進一步被構(gòu)造成驅(qū)動來自至少一個入口的第二氣 流穿過廢氣流導管并穿過該至少一個廢氣出口。
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在特定實施例中，用于個人環(huán)境設備的通風口包括入口部分與出口部分。所述通 風口進一步包括多個第一管狀導管，所述多個第一管狀導管彼此大致平行并沿第一方向從 入口部分延伸到出口部分。每一個第一管狀導管在第一方向上有一段長度，在與第一方向 大致垂直的第二方向上有一寬度，以及長度除以寬度的比率。通風口還包括多個第二管 狀導管，所述多個第二管狀導管彼此大致平行并沿第一方向從第一入口部分延伸到出口部 分。每一個第二管狀導管均在第一方向上有一段長度，在所述第二方向上有一寬度，以及長 度除以寬度的比率。所述多個第二管狀導管一般包圍所述多個第一管狀導管。第二管狀導 管的比率足夠大，因此來自第二管狀導管的氣流基本是層流的。在特定實施例中，一種方法調(diào)節(jié)使用者的個人環(huán)境。該方法包括提供一種包括至 少一個入口的設備。該設備進一步包括至少一個熱電模塊，該至少一個熱電模塊包括主流 導管與廢氣流導管。所述至少一個熱電模塊在該至少一個入口上方。該設備進一步包括與 至少一個入口間隔開并與該主流導管流體相通的至少一個主出口。該設備進一步包括與至 少一個入口間隔開并與該廢氣流導管流體相通的至少一個廢氣流出口。該設備還包括在該 至少一個入口與至少一個熱電模塊之間的至少一個過濾器。該方法還包括驅(qū)使來自該至少 一個入口的第一氣流穿過該至少一個過濾器、穿過該主流導管并穿過該至少一個主出口。 該方法還包括驅(qū)使來自該至少一個入口的第二氣流穿過該廢氣流導管并穿過該至少一個 廢氣出口。在特定實施例中，一種方法調(diào)節(jié)使用者的個人環(huán)境。該方法包括提供設備，該設備 包括構(gòu)造成輸出已調(diào)節(jié)空氣的出口通風口，所述通風口包括多個第一管狀導管，其彼此大 致平行。每一個第一管狀導管具有大致沿第一管狀導管的長度，沿垂直于所述第一管狀導 管的方向的寬度，以及所述長度除以所述寬度的比率。所述通風口還包括多個第二管狀導 管，其彼此大致平行。每一個第二管狀導管具有大致沿第二管狀導管的長度，沿垂直于所述 第二管狀導管的方向的寬度，以及所述長度除以所述寬度的比率。所述多個第二管狀導管 大致包圍所述多個第一管狀導管，所述第一管狀導管的所述比率小于所述第二管狀導管的 所述比率。所述方法還包括從所述出口通風口輸出已調(diào)節(jié)空氣，其中從所述第二管狀導管 流出的空氣基本是層流的。


圖1示意性示出根據(jù)在此說明的特定實施例的熱電個人環(huán)境設備的示例。圖2示意性示出熱電個人環(huán)境設備的熱電裝置與熱交換器部分的示例，其中在該 熱電個人環(huán)境設備中沿氣流方向?qū)嵤岣綦x以便提高性能與效率。圖3示意性示出在計算機監(jiān)視器上的熱電個人環(huán)境設備的示例。圖4示意性示出包括飲料冷卻器和/或加熱器的個人環(huán)境設備的示例。圖5示意性示出用在表面上的熱電個人環(huán)境設備的示例。圖6A與圖6B示意性示出根據(jù)在此說明的特定實施例的熱交換器的構(gòu)造的兩個示 例。圖7A和圖7B示意性示出根據(jù)在此描述的特定實施例的熱交換器的細節(jié)。圖7C示意性示出沿穿過熱交換器的氣流方向的熱交換器的側(cè)視圖。圖7D示意性示出沿與穿過熱交換器的氣流方向大致垂直的方向的熱交換器的俯視圖。圖7E示意性示出壓縮的熱交換器的側(cè)視圖。圖7F示意性示出熱交換器的透視圖。圖8示意性示出根據(jù)在此描述的特定實施例的設備示例的剖面圖。圖9示意性示出圖8的設備的局部剖切透視圖。圖10A示意性示出與在此描述的特定實施例兼容的出口通風口的示例。圖10B示意性示出圖9A的出口通風口的剖視圖。圖11A示意性示出與在此描述的具有大致長方形寄存器(register)的特定實施 例兼容的出口通風口的示例。圖11B示意性示出圖11A的出口通風口沿虛線B-B的剖視圖。圖11C示意性示出圖11A的出口通風口沿虛線C-C的剖視圖。
具體實施例方式在此描述的特定實施例通過構(gòu)建在不打攪他們或妨礙他們正常工作或其他環(huán)境 的裝置內(nèi)的一定范圍的可控性有利地為個體提供了局部的個人舒適感。在特定實施例中， 提供了一個或多個個體的鄰近地區(qū)內(nèi)的局部溫度控制。這樣的實施例區(qū)別于諸如個體冷卻 和加熱座椅的機動制冷系統(tǒng)，與局部環(huán)境相對該座椅更直接地給坐座位的人進行冷卻或供 暖。在特定實施例中，局部工作環(huán)境是可控的。在此描述的特定實施例有利地為個人環(huán)境設備增加了有用的附加特征且與其基 本設計相協(xié)作。這樣的特征包括局部空氣過濾、小區(qū)域照明、飲料加熱/冷卻、小型個人冰 箱以及安靜的聽覺環(huán)境。在此描述的特定實施例一般指的是非機動設備，但是也可在機動環(huán)境或工作空間 或工作區(qū)域設置中實施。在此描述的特定實施例提供了一種個人環(huán)境設備，其提供在局部區(qū)域，例如工作 區(qū)域內(nèi)的供暖和/或制冷。該設備一般包括驅(qū)動至少一個風扇的至少一個電動馬達、到所 述至少一個風扇的低壓力側(cè)面的至少一個入口空氣路徑、至少一個熱電裝置、與至少一個 熱電裝置熱相通的至少一個主側(cè)面熱交換器(其中進入的空氣穿過熱交換器并交換溫度) 以及至少一個出口，該至少一個出口用于為已經(jīng)穿過熱交換器的空氣提供局部區(qū)域的溫度 控制。在特定實施例中，至少一個絕熱插入件被包含在殼體內(nèi)，且其形狀設置成提供至 少一條空氣通路。例如，該至少一個絕熱插入件的形狀被構(gòu)造成形成至少一個入口空氣路徑。在特定實施例中，提供有空氣過濾器，優(yōu)選是可拆卸的，從而可被更換。在特定實 施例中，為出口提供了至少一個導流裝置。在特定實施例中，設置至少一個AC-DC電源為所 述至少一個熱電裝置供電。在特定實施例中，提供了使用者可操作的控制。使用者可操作的控制有利地調(diào)節(jié) 了空氣流率，和/或供暖或制冷量，和/或選擇制冷、供暖、沒有供暖或制冷情況下的風扇的 運轉(zhuǎn)以及關(guān)閉。本設備可被構(gòu)造成安置在表面上、從表面懸垂或者附裝到表面。在特定實施例中，該設備被構(gòu)造成安裝在計算機監(jiān)視器上。在特定實施例中，可提供一種防眩屏。在特定實 施例中，包括燈，例如工作表面的燈。在特定其他實施例中，提供一種音響發(fā)生器。音響發(fā) 生器可產(chǎn)生白噪聲或其他減少分神的音響，且也可提供積極的噪聲消減。在特定實施例中， 該設備包括熱電飲料冷卻器和加熱器。用于桌子器具的支撐件也可是該設備的一部分。在 特定的其他實施例中，熱電的冰箱可構(gòu)建在該設備內(nèi)。為了提高效率，特定實施例實行所述至少一個熱電裝置中的至少一些熱電裝置沿 流向的隔熱。如同在此所用的，術(shù)語“熱電模塊”或“ TE模塊”對本領域技術(shù)人員而言用它們通常 且習慣的含義的廣義意思，包括但不限于，⑴傳統(tǒng)熱電模塊，例如由德克薩斯州的Marlow Industries of Dallas生產(chǎn)的熱電模塊，(2)量子隧道轉(zhuǎn)換器(3)熱離子模塊，(4)磁熱模 ±夬，(5)利用熱電、磁熱、量子、隧道與熱離子效應中的一者或任意組合的元件，以及(6)上 述⑴至(5)中的任何組合、排列、組裝和其他結(jié)構(gòu)。如同在此所用的，詞語“冷”、“熱”、“較冷”、“較熱”等是相對的術(shù)語，并不特指具體 溫度或溫度范圍。此外，在此描述的實施例僅是示例，并不是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的范 圍比任何在此公開的單個實施例更廣。借助于確切的技術(shù)，提供個體局部區(qū)域的氣候控制需要小電力輸入以便獲得對個 體的容易辨別的效果。區(qū)域性的氣候控制溫度可被調(diào)節(jié)以減少所有空間氣候控制所需的電 力，且個體局部區(qū)域氣候控制設備可被用來為每一個個體微調(diào)環(huán)境?？偠灾?，這樣的系統(tǒng) 可節(jié)省能量。在此描述的特定實施例有利地利用小的、安靜的且正確應用時可非常高效的 熱電裝置。個體氣候控制也可提高生產(chǎn)率，不僅由于個體可選擇對他們最適宜的溫度，而且 因為他們能夠做出這樣的選擇。圖1是根據(jù)在此描述的特定實施例的個人環(huán)境設備101的示例的示意圖。熱電模 塊102與主側(cè)面熱交換器103以及廢氣側(cè)面熱交換器104有著良好的熱導通。例如，利用散 熱膏或?qū)岘h(huán)氧樹脂獲得良好的熱導通。如圖所示，熱交換器103與104是平直散熱片式 熱交換器，但是可以使用許多其他類型的熱交換器。根據(jù)由使用者控制器106的設定(開 /關(guān)、冷/熱以及高/低)而選定的，DC電力被電源105供應到TE模塊102。特定實施例 的電源105是開關(guān)電源以便實現(xiàn)效率最大化與成本和重量的最小化。電源105可在設備的 內(nèi)部或者是在外部通過適合的電纜線將電源105與使用者控制器106相連。到電源的輸入 可以是通過適合的軟線與插頭(未示出)而輸送的AC電力107。AC電力107也可通過使 用者控制器106(開/關(guān)以及風扇速度)而被供應到電動馬達驅(qū)動的風扇108。其他的電 源也是可接受的。如圖所示，特定實施例的電動馬達驅(qū)動的風扇具有單個馬達與單個扇葉。 取決于所需氣流的量以及必須產(chǎn)生的壓力差，可利用安裝在一個或多個軸馬達上的多個扇 葉?？商鎿Q地，可利用兩個完全獨立的扇葉與馬達組件。盡管也可使用DC風扇，但是特定 實施例的風扇馬達是兩速或三速AC馬達，以便使來自DC電源105的所需容量最小化。也 可使用DC風扇。風扇108拉動新鮮空氣109穿過位于新鮮空氣入口 111的過濾器110 (優(yōu)選可更 換的)并穿過導管112到達風扇108的低壓側(cè)面113。空氣從風扇108的高壓側(cè)面114放 出并經(jīng)過主側(cè)面空氣輸入導管115與廢氣側(cè)面輸入導管116，這兩個導管分別被連接到主側(cè)面熱交換器103與廢氣側(cè)面熱交換器104。有利地，為了使設備的性能最大化且使用者 的舒適感最大化，穿過主側(cè)面的氣流可接近5至10CFM，而在廢氣側(cè)面上的氣流可稍稍地更 大，例如，是主流量的1. 5至3倍。來自廢氣側(cè)面熱交換器104的氣流穿過廢氣側(cè)面輸出導 管117、在廢氣出口 118離開設備，在特定實施例中，該廢氣出口 118指向背離于新鮮空氣端 口 111與主出口 119。廢氣也可被排到外界、到其他房間或進入到狹小空隙或閣樓空間等。 來自主側(cè)面熱交換器103的氣流穿過主側(cè)面輸出導管120并穿過諸如帶有可調(diào)節(jié)天窗或帶 有在球座中方向可調(diào)節(jié)的球中的固定葉片的導流裝置121。當空氣穿過主側(cè)面熱交換器103時，其溫度因根據(jù)使用者控制器106所選定的量 并沿使用者控制器106所選定的方向進入的空氣而變化。當空氣穿過廢氣側(cè)面熱交換器 104時，其溫度沿相反方向改變。因此，如果使用者已經(jīng)選擇了制冷模式，則從主側(cè)面排出的 空氣的溫度更低，且如果選擇供暖模式，且使用者的高或低的選擇確定了溫度差的量，則從 主側(cè)面排出的空氣的溫度更高。如圖所示的，在特定實施例中的溫度變化量的調(diào)節(jié)僅有兩 個離散的等級。在特定的其他實施例中，可利用任意數(shù)量的離散等級，且在特定其他實施例 中，調(diào)節(jié)也可是連續(xù)的。這樣的控制也可與開/關(guān)的開關(guān)相結(jié)合成為實質(zhì)的單個控制。在特定實施例中，導管112、115、116、117和120由絕熱材料制成。如圖1和圖8 所示，它們是獨立的部件。它們有利地由一個或多個絕熱插入件(例如，由諸如Gecet 泡 沫材料制成)構(gòu)造成，其中該由一個或多個絕熱插入件的形狀構(gòu)造為提供連同在空腔的導 管，在該空腔內(nèi)可安放風扇組件、帶有熱交換器的TE模塊以及導流裝置。個人環(huán)境設備的性能可通過如圖2所示對熱電模塊與熱交換部分的改善而被改 進。這樣的改善如6，539，725號美國專利(在此全文并入以作參考)所述提供沿氣流方向 的熱隔離。特定實施例的熱電模塊201與多個熱交換器202在其主側(cè)面203上具有良好的熱 接觸，且與多個熱交換器204在其廢氣側(cè)面205上具有良好的熱接觸。如圖2所示，特定實 施例的熱交換器是散熱片結(jié)構(gòu)。在其他特定實施例中可利用其他類型的熱交換器替代?？?用散熱膏或?qū)崮z來獲得與熱電模塊的良好熱接觸。如果使用散熱膏，則特定的實施例有 利地提供了夾持力以保持熱交換器202與204牢固抵靠TE模塊201。在主側(cè)面203上的熱 交換器202可沿流體沿主側(cè)面203的流動方向207而被空隙206彼此分離，且在廢氣側(cè)面 205上的熱交換器204可沿流體沿廢氣側(cè)面205的流動方向208而被空隙206彼此分離。 特定實施例的TE模塊201的主側(cè)面203與廢氣側(cè)面205由陶瓷材料制成。在特定實施例 中，TE模塊201的側(cè)面203與側(cè)面205的足夠低的熱傳導率連同空隙206提供了從一個熱 交換器到另一個熱交換器的可接受的熱隔離量。在圖中的箭頭示出沿熱電模塊201的主側(cè) 面203與廢氣側(cè)面205的流動方向207、208。在特定實施例中，流動是主流動和廢氣流動在 相反方向內(nèi)流動的反向流動。然而這并不是必要的，且在特定的其他實施例中，沿相同方向 或非平行方向也是可能的。個人環(huán)境設備101可構(gòu)造成以各種方式被布置在工作區(qū)域內(nèi)。例如，可簡單地安 放在工作表面上，在這種情況下，空氣入口有利地處于底部，而底部表面從工作表面升高以 便允許空氣進入。在另一個示例中，該設備可從諸如書架的工作表面借助于位于下方但在 設備上表面附近的槽而被懸置，而該設備鉤在書架的一部分上。這樣的構(gòu)造中，空氣進口可 在設備的底部上。而在又一個示例中，安裝孔或安裝架可被提供以用于永久性地將設備附連到工作區(qū)域內(nèi)的方便的表面。此外，在此描述的特定實施例也可用在家庭居住區(qū)域或公 寓內(nèi)的多種環(huán)境中。在特定的這種實施例中的實施與使用與在工作場所相類似，都在于個 體局部的舒適性。另一個示例是將設備的殼體與內(nèi)部機構(gòu)構(gòu)造成安裝在計算機監(jiān)視器上和外圍周 圍。圖3示出這樣的示例裝置。個人環(huán)境設備302安置在計算機監(jiān)視器301的頂面上，且 如圖所示，具有到監(jiān)視器側(cè)面的主出口 303。使用者控制器304可便利地位于設備302的前 面上的監(jiān)視器301的頂面上方。在此示例中，空氣305在設備302的頂部進入。在本實施 例中，已調(diào)節(jié)空氣306從主出口 303排出到前側(cè)，而廢氣從后側(cè)(未示出)排出。廢氣在另 一個實施例中可被引致另一個區(qū)域。在一個實施例中，防炫屏可設置有所述設備來覆蓋計 算機屏幕。其他特征可添加到熱電個人環(huán)境設備。在特定實施例中，在從工作空間的家具懸 置或附裝到工作空間的家具的設備的示例中，添加燈來提供設備下方的工作表面的照明。 在這樣特定實施例中，燈是熒光的以便使產(chǎn)生的熱量最小化并提供散射光。圖4示出了額 外的飲料加熱器和/或冷卻器。作為一個示例，特定的這種實施例的殼體301包括平臺402， 在該平臺402內(nèi)具有大小配合特定杯、杯子或罐的大致圓形凹部403。在凹部403內(nèi)是熱電 模塊404。在殼體401內(nèi)，且附裝到熱電模塊404下方的是定位的熱交換器(未示出)，從 而廢氣通路(可被適當?shù)匦薷?包括熱交換器。用于選擇加熱或制冷且用于選擇加熱或制 冷的量的使用者可操作控制器405可位于殼體401上或從殼體401凸出。設備的飲料加熱 器/冷卻器部分可通過給氣候控制部分供電的相同電源供電或可以是被單獨供電。音響機器的使用可有利于產(chǎn)生安靜和愉悅的環(huán)境。在此所述的特定實施例中的個 人環(huán)境設備的風扇產(chǎn)生輕微噪聲，通過適當?shù)脑O計，該輕微的噪聲可在幅度和特性方面被 調(diào)節(jié)。此外，在特定實施例中，可將揚聲器添加到設備以便由例如計算機CDR0M驅(qū)動器和聲 卡的外部信號源產(chǎn)生聲音。揚聲器可由電源105或外部電源通電。可添加揚聲器或獨立音 響系統(tǒng)以消除來自環(huán)境或裝置本身的不需要的噪聲。這些構(gòu)造可在上述這些的框架內(nèi)或可 與設計用來安裝在被改裝成足夠延伸側(cè)壁以便容納揚聲器的計算機監(jiān)視器上的構(gòu)造整合， 如圖3所示。通過利用本設備內(nèi)存在的熱電制冷的性能，可添加小冰箱。在個人供暖或制冷的 操作中，在主側(cè)面或者在廢氣側(cè)面上總是產(chǎn)生冷空氣。這樣的一部分空氣可被引至絕熱盒， 該絕熱盒適于保持少量食品或飲料、適于增大熱電元件的數(shù)量以及擴大供應給所需附加制 冷的DC電源的容量。在此構(gòu)造中，使用者控制器被構(gòu)造成允許使用者如所期望地控制個人 供暖與制冷且同時使冰箱運轉(zhuǎn)。為了將冷空氣引至冰箱而不考慮熱/冷控制器的狀態(tài)如 何，例如，電動閥或葉片(vane)可被操作以響應熱/冷開關(guān)設定從而從恰當?shù)膶Ч塬@得冷 空氣。當使用者關(guān)閉個人供暖或制冷時，熱電模塊與風扇可處于備用電路的控制下，其中通 過該備用電路，到TE模塊的恰當?shù)目諝庋h(huán)量與供電量可基于溫度測量通過例如冰箱隔 室的電熱調(diào)節(jié)器而被確定。工作空間或工作區(qū)域的組織者特征可被添加到該設備。例如，在特定實施例中，設 備可包括殼體的附屬物，該附屬物可帶有用于書寫工具、記事本以及其他工作地方通常出 現(xiàn)的其他材料的隔間。圖5示出熱電個人環(huán)境設備的另一個具體實施例的剖視圖，該設備被設計成放置在表面501 (例如工作表面)上。殼體502包括可選過濾器503 (其在特定實施例中是可更 換的)、帶有風扇馬達505的風扇504、一起形成主側(cè)面導管507和廢氣側(cè)面導管508的幾 個插入件506。有利地，插入件是絕熱的。熱電模塊509可位于主側(cè)面導管507與廢氣側(cè) 面導管508之間，且可與位于主側(cè)面導管507內(nèi)的主側(cè)面熱交換器510以及位于廢氣側(cè)面 導管508內(nèi)的廢氣側(cè)面熱交換器511具有良好的熱接觸。在特定實施例中，導流器512被 布置在圖5所示的主側(cè)面導管507的左手端內(nèi)。供給熱電裝置509與風扇馬達505的電可 通過軟線與壁插頭513而供應自AC電力。使用者可操作控制器514可允許使用者選擇開 /關(guān)、冷/熱以及高/低。在特定實施例中，空氣在其底部穿過在殼體502中的一個或多個端口 515而進入殼體?？諝獗伙L扇504吸入而穿過過濾器503。離開風扇的空氣進入主側(cè)面導管507與廢 氣側(cè)面導管508，從而穿過沿所示的相反方向的主側(cè)面熱交換器510與廢氣側(cè)面熱交換器 511。通過導管507與508的重新布置，也可以沿相同方向流動。有利地，在特定實施例中， 包括熱電模塊509、主側(cè)面熱交換器510以及廢氣側(cè)面熱交換器511的組件被構(gòu)造成沿如同 圖2中上述流動方向而熱隔離。在特定實施例中，在進入到廢氣側(cè)面熱交換器511之前，小型馬達制冷導管516離 開廢氣側(cè)面導管558，并供應空氣以便冷卻馬達505。在繞過馬達505之后，空氣經(jīng)由重新 連接廢氣側(cè)面熱交換器511后方的廢氣側(cè)面導管508的另一個小型馬達空氣排出導管517 而離開馬達空腔。穿過廢氣側(cè)面導管508的所有空氣可從裝置經(jīng)由通風口 518而排出，其 中所述通風口 518有利地定位成將空氣引導成背離裝置上導流器512所處一側(cè)。如圖5所 示，該方向可以正交于剖切的平面。在特定實施例中，在主側(cè)面導管507內(nèi)的空氣穿過主側(cè)面熱交換器510，在此處根 據(jù)使用者可操作控制器514的設定而將該空氣冷卻或加熱。在特定實施例中，離開主側(cè)面 熱交換器510的空氣穿過使用者可根據(jù)需要調(diào)節(jié)流動方向的導流器512。在特定實施例中，風扇馬達505是雙速AC風扇，而用于熱電模塊509的DC是根據(jù) 本領域公知的例如全波(使用者可操作控制器514設定到高)或半波(使用者可操作控制 器514設定到低)整流無需濾波的方法從AC產(chǎn)生的。在此描述的特定實施例中，可以使用多個過濾系統(tǒng)以便改進由這里描述的特定實 施例中的設備調(diào)節(jié)的空氣的質(zhì)量。靜電過濾是本領域公知的，且可被包含在已調(diào)節(jié)空氣流 中或在入口內(nèi)從而過濾已調(diào)節(jié)空氣和廢氣。可替換地，其他形式的過濾也可被用于相同目 的?？赏ㄟ^包含一種諸如活化碳的可吸收過濾介質(zhì)或多種具有互補吸收性能的介質(zhì)組合來 移除有機物蒸汽和其他污染物?？商鎿Q地，濕度、清新空氣的氣味或芳香、清潔劑、消毒劑和 /或其他空氣改進劑可被添加到空氣氣流中以便改善系統(tǒng)的功能性。過濾器也可包括離子 功能。在此所述的特定實施例中，可用多種方式來控制已調(diào)節(jié)空氣。例如通過自動前后 旋轉(zhuǎn)噴嘴，空氣可被導向從而周期性地掃過一個角度。例如通過將適當?shù)臄U散機構(gòu)并入到 噴嘴內(nèi)(例如在一些飛行器乘客通風系統(tǒng)中已經(jīng)實現(xiàn))出口具有將已調(diào)節(jié)空氣聚集于窄角 度內(nèi)或驅(qū)使已調(diào)節(jié)空氣遍布闊角度的性能。供給品可以被設計成允許手動地調(diào)節(jié)空氣輸出 方向。在特定實施例中，設備可在具體的時段內(nèi)操作，或可在給定的時間過去后自己關(guān)閉。為了提供這樣的性能，包括時鐘的定時器控制機構(gòu)可被包含在設備控制系統(tǒng)106內(nèi)。使 用者或者設定設備將要開始和停止的時間，或者可替換地，使用者設定設備運轉(zhuǎn)的時間長 度，而當指定時間過去時設備自行關(guān)閉。作為附加特征，時鐘和報警器可被包含在此處描述的特定實施例中。在特定的其他實施例中，設備被整合到自由站立的臺燈底座內(nèi)，從而組合了兩個裝置的功能。設備的多 種構(gòu)造可以這種方式被整合。圖6A和圖6B示意性示出根據(jù)在此所述特定實施例的熱交換器構(gòu)造的兩個示例。 在特定實施例中，熱交換器202、204包括與熱電模塊201的側(cè)面203、205熱連通的散熱片。 如圖6A和圖6B所示，熱交換器202與熱電模塊201的主側(cè)面203具有良好的熱接觸，且熱 交換器204與熱電模塊201的廢氣側(cè)面205具有良好的熱接觸。附近的熱交換器202大致 彼此平行并彼此間隔從而流體可沿方向207在其間流動，因而允許在熱交換器202和沿方 向207流動的流體之間進行熱傳遞。附近的熱交換器204大致彼此平行并彼此間隔從而流 體可沿方向208在其間流動，因而允許在熱交換器204和沿方向208流動的流體之間進行 熱傳遞。在特定實施例中，熱交換器202 —般不彼此平行，和/或熱交換器204 —般不彼此 平行。在圖6A中，熱交換器202具有大致沿方向207的彎曲形狀，從而流體流沿主側(cè)面 203彎曲。在圖6B中，熱交換器202具有大致沿方向207的直線形狀，從而流體流沿主側(cè)面 203大致是直線的。圖6A和圖6B還示出了熱交換器204可大致沿方向208具有彎曲形狀 或直線形狀，因此影響流體流。熱交換器的其他形狀也與在此所述的特定實施例兼容。在特定實施例中，多排熱交換器202沿流體沿主側(cè)面203的流動方向207被空隙 206彼此分離，且多排熱交換器204沿流體沿廢氣側(cè)面205的流動方向被空隙206彼此分 離。在特定的這種實施例中，熱交換器202沿流體流動的方向207彼此大體熱隔離，且熱交 換器204沿流體流動的方向208彼此大體熱隔離。圖7A-7F示意性示出根據(jù)在此所述特定實施例的熱交換器300的示例，圖7A和圖 7B示意性示出了該熱交換器300的細節(jié)。圖7C示意性示出熱交換器300沿氣流穿過熱交 換器300的方向的側(cè)視圖。圖7D示意性示出了熱交換器300沿與氣流穿過熱交換器300 的方向大致垂直的方向的俯視圖。圖7E示意性示出壓縮的熱交換器300的側(cè)視圖。圖7F 示意性示出熱交換器300的透視圖。在特定實施例中，熱交換器300可用在主側(cè)面203上、在廢氣側(cè)面205上或兩者 上。在特定實施例中，熱交換器300包括至少一個具有厚度(例如0.25毫米)的導熱板 310 (例如A11060退火或0回火)。導熱板310具有多個第一折痕320 (例如20-30折)和 多個第二折痕330 (例如20-30折)，以便所述板形成多個散熱片340 (例如30-60個散熱 片)。圖7A示意性示出根據(jù)在此所述的特定實施例的一對相鄰散熱片330。如圖7C示意 性所示，導熱板310前后折疊以便形成手風琴狀散熱片結(jié)構(gòu)。在特定實施例中，如同圖7E 和圖7F所示意性示出的，熱交換器300可沿與流動方向大致垂直的方向被壓縮，從而相鄰 的折痕320彼此接觸且相鄰折痕330彼此接觸。在特定實施例中，包括多個折疊散熱片340 的這樣的熱交換器300可有利地避免由于在散熱片與熱電模塊201的材料之間的熱膨脹不 匹配而導致的問題(如果具有一個熱膨脹系數(shù)的大型標準散熱片被粘合到具有不同(例如 較低)熱膨脹系數(shù)的熱電模塊201，則這樣的問題會出現(xiàn))。
在特定實施例中，多個第一折痕320與熱電模塊201的主側(cè)面203或廢氣側(cè)面205熱連通。折痕320可被附裝到熱電模塊201的側(cè)面并可用作熱交換器300與熱電模塊201 之間的接觸點，或者折痕320可以被保持成接近熱電模塊201的側(cè)面且其間具有干涉材料， 以便提高熱電模塊201與熱交換器300之間的導熱性。例如，粘合劑(例如導熱膠)可用 于將熱交換器300附裝到熱電模塊201。在特定的其他實施例中，機械卡子或夾具可用于保 持熱交換器300連同在熱電模塊201與熱交換器300之間提供導熱性的導熱膏或相變材料 (例如導熱蠟)就位。在特定實施例中，散熱片340沿相應的流體流動方向207、208彼此大體熱隔離。在 不同位置，熱交換器300包括在相鄰散熱片340之間沿空氣流動方向的多個空隙350，如圖 7D和圖7F示意性所示。例如，在特定實施例中，在板310折疊之前，導熱板310可具有切入 板310內(nèi)的多個槽。一旦將板310折疊而形成散熱片340，則槽形成空隙350。在特定實施例中，熱交換器300包括一個或多個橋350，其提供與熱交換器300的 附加結(jié)構(gòu)整體性。例如，如圖7D和圖7F示意性所示，橋360可包括在形成空隙350的槽之 間的板310的多個部分。一旦折疊該板310以形成散熱片340，則每一個橋360沿氣流方向 連接兩個相鄰的散熱片340。然而，在特定實施例中，橋360足夠小從而不提供它要連接到 的兩個散熱片340之間的明顯導熱量。圖7B示意性示出根據(jù)在此所述的特定實施例的橋 360的剖視圖。在特定實施例中，橋350遍布熱交換器300大致均勻分布(例如橋360被放 置成沿大致垂直于空氣流動方向的方向在每6個散熱片之后，在多行散熱片340之間錯開 兩個散熱片340)。在特定實施例中，多個第二折痕330被連接到大致平行于熱電模塊201的側(cè)面的 絕熱板(例如層板或背面膠帶的薄膜)。絕熱板可附裝到折痕330以便通過將多組絕熱散 熱片340保持在一起且在散熱片340之間沿氣流方向不提供導熱性而為熱交換器300提 供附加的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在特定實施例中，絕熱板也至少部分限制空氣流動所通過的流動導 管。在特定實施例中，絕熱板密封在散熱片340之間氣流所經(jīng)過的空氣通道的側(cè)面，同時保 持沿氣流流動方向的大體熱隔離。由特定實施例中的絕熱板提供的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有利地允許 以相對經(jīng)濟的方式實現(xiàn)熱交換器202、204的制造以及將熱交換器202、204安裝到熱電模塊 201。例如，不同于必須將單個散熱片定位在熱電模塊201上，熱交換器300可作為一個單 元而定位，從而使得制造更簡單。在特定實施例中，如圖6A和圖6B所示，通過線209 (例如20AWG)將熱電模塊201 電連接到電連接器210。在特定的這種實施例中，當線209a具有施加的正電壓時，在主側(cè)面 203上的熱交換器202是熱的且在廢氣側(cè)面205上的熱交換器204是冷的。在特定實施例 中，電連接器210被構(gòu)造成連接到對應的插座，從而線209與電源是電連通的。圖8示意性示出根據(jù)在此描述的特定實施例的設備701的示例的剖視圖。設備701 包括至少一個入口 711。在特定實施例中，設備701的第一部分736 (例如底座部分)包括 所述至少一個入口 711。設備701還包括至少一個熱電模塊702，該熱電模塊702包括主流 導管703和廢氣流導管704。所述至少一個熱電模塊702在所述至少一個入口 711的上方。 設備701還包括至少一個主出口 712和至少一個廢氣出口 713。在特定實施例中，設備701 包括第二部分720 (例如殼體)，該第二部分720包括至少一個主出口 712以及至少一個廢 氣出口 713。該至少一個主出口 712與所述至少一個入口 711隔開并與主流導管703流體連通。該至少一個廢氣出口 713與所述至少一個入口 711隔開且與廢氣流導管704流體相 通。設備701還包括在所述至少一個入口 711與所述至少一個熱電模塊702之間的至少一 個過濾器740。在特定實施例中，主流導管703與廢氣流導管704均包括熱交換器組件，例如，如 圖6A和圖6B示意性示出的多個散熱片熱交換器。在圖8的示例設備701中，沿主流導管 703的流體流是平行于且大致相同于流體流沿廢氣流導管704的流動方向。在其他特定實 施例中，沿主流導管703與沿廢氣流導管704的流體流是平行的但沿著相反的方向。沿主 流導管703與廢氣流導管704的其他 流體流方向的構(gòu)造也同樣與各種在此所述的實施例兼 容。設備701還包括由至少一個馬達驅(qū)動的至少一個散熱片708以及多個散熱片(未 示出)。在特定實施例中，所述至少一個散熱片708將新鮮空氣通過所述至少一個入口 711 吸入設備701?？諝庵型ㄟ^該至少一個入口 711吸入的第一部分由所述至少一個風扇708 驅(qū)使穿過主流導管703并穿過至少一個主出口 712?？諝庵型ㄟ^所述至少一個入口 711吸 入的第二部分由所述至少一個風扇708驅(qū)使穿過廢氣流導管704并穿過至少一個廢氣出口 713。在特定實施例中，主流導管703的散熱片熱交換器、廢氣流導管704的散熱片熱交換 器以及氣流被最優(yōu)化以便最佳的供暖和/或制冷。在特定實施例中，如圖8所示，所述至少一個廢氣出口 713與該至少一個主出口 712相隔開且該至少一個廢氣出口 713與該至少一個入口 711相隔開，從而有利地避免或減 少了熱循環(huán)。特定實施例的所述至少一個廢氣出口 713位于靠近廢氣流導管704，從而有利 地改善了自設備701的熱移除。在特定實施例中，該至少一個主出口 712在設備701的第 一側(cè)面上且該至少一個廢氣出口 713在設備701的不同的第二側(cè)面上。例如，如圖8所示， 該至少一個廢氣出口 713位于或接近設備701的頂部并位于設備701的與至少一個主出口 712相對的側(cè)面上。在這樣的特定實施例中，穿過該至少一個主出口 712的第一氣流一般朝 向設備701的使用者且穿過該至少一個廢氣出口 713的第二氣流一般沿遠離使用者向上的 方向(例如有利地允許熱從廢氣流導管704離開設備701和設備701的使用者而上升)。圖9示意性示出圖8的設備701的部分剖切透視圖。設備701的第二部分720進 一步包括至少第一元件722和第二元件724。在特定實施例中，第一元件722與第二元件 724中的每一個均形成為第二部分720的約一半，如圖9所示。在特定實施例中，第一元件 722與第二元件724以“蛤殼”構(gòu)造而配合在一起，該蛤殼構(gòu)造有利于容易地組裝設備701。 第一與第二元件722、724可被固定到一起(例如，用膠)和/或他們可具有扣合在一起以 形成第二部分720的對應的凸起與凹部。在特定實施例中，當被組裝在一起以形成第二部分720時，第一與第二元件722、 724形成從主流導管703到至少一個主出口 712的主流路徑732，并形成從廢氣流導管704 到至少一個廢氣出口 713的廢氣流路徑734。例如，在特定實施例中，第一與第二元件722、 724中的每一個均具有中空的或切除的區(qū)域，這些區(qū)域當放置成彼此相鄰時形成了主流路 徑732、廢氣流路徑734或主流與廢氣流路徑732、734兩者。在特定實施例中，第一與第二 元件722、724包括一個或多個凹部與一個或多個凸起，當?shù)谝慌c第二元件722、724被組裝 而形成第二部分720時，該凹部與凸起互鎖或匹配在一起以便提供主流路徑732、廢氣流路 徑734或該兩者的基本氣密密封。在圖8的剖視圖中，第一元件722從主流路徑732延伸到第二部分720的外殼并從廢氣流路徑734延伸到第二部分720的外殼。在特定實施例中，第一元件722與第二元件724中的每一個均包括形成主流與廢氣流路徑732、734且將主流路徑732與廢氣流路徑734熱隔離的絕熱材料。此外，在特定 實施例中，第一與第二元件722、724的絕熱材料使主流路徑732與設備701的外表面熱隔 離且使廢氣流路徑734與設備701的外表面熱隔離。與在此所述特定實施例兼容的材料的 示例包括，但不限于，Gecet 泡沫、Styrofoam 以及低密度塑料。在特定實施例中，所述至少一個入口 711位于遠離所述至少一個廢氣出口 713。以 這樣的方式，特定的實施例有利地避免使空氣直接從所述至少一個廢氣出口 713進入所述 至少一個入口 711。包括特定實施例的至少一個入口 711的第一部分736被構(gòu)造成在設備 701的工作期間位于表面上(例如桌子或地板的大致水平表面)以支撐設備701。所述至 少一個入口 711被構(gòu)造成當設備701置于表面上時，允許空氣流入設備701。例如，如圖9 所示，特定實施例的所述至少一個入口 711包括沿第一部分736的周邊的多個孔。在特定實施例中，所述至少一個過濾器740在設備701內(nèi)的所述至少一個入口 711 與所述至少一個風扇708之間。在特定其他實施例中，所述至少一個過濾器740在所述至少 一個風扇708與所述至少一個熱電模塊702之間。通過在到達所述至少一個熱電模塊702、 所述主流導管703以及所述廢氣流導管704之前使空氣穿過所述至少一個過濾器740，特定 實施例有利地避免或減少了這些部件被流動空氣中的微粒污染或阻塞的程度。此外，在特 定實施例中，通過使得第一部分736或第二部分720內(nèi)的至少一個過濾器740位于至少一 個熱電模塊702下方，從至少一個熱電模型702、主流導管703和/或廢氣流導管704的凝 結(jié)液可滴落(例如沿向下方向)到至少一個過濾器740上，其中從該至少一個過濾器740 凝結(jié)液可以蒸發(fā)到流動空氣中。與在此所述特定實施例兼容的過濾器740的示例包括，但 不限于，木炭的、化學的、靜電的、離子的或HEPA過濾器或其組合。在特定實施例中，第一部分736可從設備701的其余部分分離以提供到第二部分 720內(nèi)的入口并可被更換以關(guān)閉設備701。通過使得第一部分736可從設備701的其余部 分分離，特定實施例有利地允許容易地更換至少一個過濾器740。在特定實施例中，設備701包括一種為從至少一個主出口 712排出的空氣添加適 宜味道的元件。該元件可以是固體或液體，并可被布置在沿從至少一個入口 711到至少一 個主出口 712的氣流路徑的一個或多個位置處。在特定實施例中，設備701進一步包括出口通風口 750，通過該出口通風口流出主 出口 712的空氣被引向設備701的使用者。圖IOA示意性示出與在此所述的特定實施例兼 容的出口通風口 750的示例，且圖IOB示意性示出圖IOA的出口通風口 750沿虛線B-B的剖 視圖。如圖IOA與圖IOB示意性所示，特定實施例的出口通風口 750包括入口部分751與 出口部分752。出口通風口 750還包括彼此大致平行且沿第一方向從入口部分751延伸到 出口部分752的多個第一管狀導管753。每一個第一管狀導管753均具有沿第一方向的長 度，沿大致垂直于第一方向的第二方向的寬度，以及長度除以寬度的比率。出口通風口 750 還包括大致彼此平行的且沿第一方向從入口部分751延伸到出口部分752的多個第二管狀 導管754。每一個第二管狀導管754均具有沿第一方向的長度，沿第二方向的寬度，以及長 度除以寬度的比率。多個第二管狀導管754 —般圍繞多個第一管狀導管753。第二管狀導 管754的比率足夠大從而來自第二管狀導管754的氣流是基本層流的。在特定實施例中，第一管狀導管的比率也足夠大從而來自第一管狀導管753的氣流是基本層流的。在特定實施例中，出口通風口 750具有在約20毫米與約100毫米之間范圍內(nèi)的總 厚度(例如沿第一方向在入口部分751與出口部分752之間的距離)，且在特定的其他實 施例中，出口通風口 750的總厚度是約60毫米。在特定實施例中，出口通風口 750具有在 約50毫米與約150毫米之間范圍內(nèi)的直徑(例如，沿大致垂直于第一方向跨過出口通風口 750的距離)，且在特定的其他實施例中，直徑是約100毫米。在特定實施例中，出口通風口 750可旋轉(zhuǎn)地連接到第二部分720并可定位成使得 從設備701流出的空氣可沿所需方向被引導。在特定實施例中，出口通風口 750被構(gòu)造成 轉(zhuǎn)過士60度之間、士45度之間或士30度之間范圍的角度。在特定實施例中，出口通風口 750的角度可由使用者人工設定，而在其他特定實施例中，設備701包括馬達或其他機構(gòu)以 便在工作期間自動旋轉(zhuǎn)出口通風口 750。
如圖IOA所示，出口通風口 750包括多個第一管狀導管753與多個第二管狀導管 754，其中各種管狀導管753、754被大致圓形寄存器(register)中的壁755彼此分隔開。 例如，多個第一管狀導管753與多個第二管狀導管754可按大致同中心的模式被布置，如圖 IOA示意性所示。第一與第二管狀導管753、754大體彼此平行且從其中流過的空氣被引導 成沿大致平行于第一與第二管狀導管753、754的方向流動。在特定實施例中，每一個第二 管狀導管754均具有垂直于第一方向的大致矩形橫截面，且每一個第一管狀導管753均具 有大致垂直于第一方向的大致環(huán)帶扇形橫截面，如圖IOA示意性所示。在特定實施例中，第一管狀導管753的長度在約20毫米與約60毫米之間的范圍 內(nèi)，而在特定其他實施例中，第一管狀導管753的長度是約40毫米。在特定實施例中，第一 管狀導管753具有彼此大約相等的長度，而在其他特定實施例中，第一管狀導管753中的至 少一些具有彼此不同的長度。在特定實施例中，第二管狀導管754的長度在約20毫米和約 60毫米的范圍內(nèi)，而在其他特定實施例中，第二管狀導管754的長度約為40毫米。在特定 實施例中，第二管狀導管754具有彼此大約相同的長度，而在特定其他實施例中，第二管狀 導管754中的至少一些第二管狀導管具有彼此不同的長度。在特定實施例中，第一管狀導 管753具有與第二管狀導管754大約相同的長度，而在特定實施例中，第一管狀導管753中 的至少一些具有與第二管狀導管754中的至少一些不同的長度。如圖IOA和圖IOB示意性所示，特定實施例的第一與第二管狀導管753、754具有 變化的寬度。例如，特定實施例在接近出口通風口 750的中心處具有大致更寬的第一管狀 導管753，而圍繞出口通風口 750的周邊具有大致更窄的第二管狀導管754。在特定實施例 中，第一管狀導管753的比率小于第二管狀導管754的比率。例如，在特定實施例中，第一 管狀導管753的比率大于4，且第二管狀導管754的比率大于7。在特定實施例中，第一與 第二管狀導管753、754的寬度可用水力直徑表示。在特定實施例中，每一個第二管狀導管 754具有在2毫米與6毫米之間范圍的水力直徑，而在其他特定實施例中，每一個第二管狀 導管754具有約4毫米的水力直徑。在特定實施例中，每一個第一管狀導管753具有在5毫 米和15毫米之間范圍的水力直徑，而在特定的其他實施例中，每一個第一管狀導管753具 行約10毫米的水力直徑。在特定實施例中，出口通風口 750包括彼此大體平行并沿第一方向從入口部分 751延伸到出口部分752的中間管狀導管756。中間管狀導管756在周邊與中心之間從而多個中間管狀導管756大致圍繞多個第一管狀導管753且被多個第二管狀導管754大致圍繞。每一個中間管狀導管756均具有沿第一方向的長度，沿第二方向的寬度，以及長度除以 寬度的比率。在特定實施例中，中間管狀導管756的比率小于第二管狀導管754的比率且 大于第一管狀導管753的比率。在特定實施例中，中間管狀導管756具有在4毫米和12毫 米之間范圍內(nèi)的水力直徑，而在其他特定實施例中，這些中間管狀導管756具有約7毫米的 水力直徑。在管狀導管753、754、756之間的壁755具有在約0. 2毫米和約4毫米之間范圍 內(nèi)的厚度，而在特定的其他實施例中，壁755具有大約1毫米的厚度。中間管狀導管756大 致包圍第一管狀導管753 (例如，以包圍中心軸線的環(huán)形式)，且第二管狀導管754大致圍繞 中間管狀導管756(例如，以包圍中心軸線的環(huán)形式)。例如，對于圖IOA和圖IOB的出口通風口 750，第一與第二管狀導管753、754中的 每一個均具有約40毫米的長度且在管狀導管753、754、756之間的壁具有約1毫米的厚度。 第一管狀中心導管753與第一管狀導管753的第一圍繞環(huán)均具有約10毫米的水力直徑，對 應約為4的長寬比。中間管狀導管756朝向周邊的下二個環(huán)具有約7毫米的水力直徑，對 應大約5-7的長寬比。第二管狀導管754的兩個外環(huán)具有大約4毫米的水力直徑，對應于 約10的長寬比。在特定實施例中，第一與第二管狀導管753、754的這種構(gòu)造有利地減少了從設備 701流出的空氣與周圍空氣的混合。不受理論束縛情況下，從更窄的第二管狀導管754流出 的空氣可有效地保護從第一管狀導管753流出的在出口通風口 750的中心區(qū)域內(nèi)的空氣使 其不與周圍空氣混合，從而當傳到使用者時，來自中心區(qū)域的空氣的溫度相對未改變(因 此提供了“隧道”或“管道”效應)。此外，在特定實施例中，在周邊處從第二管狀導管754 流出的空氣比在中心附近從第一管狀導管753流出的空氣更少，且因為在周邊的空氣主要 與周圍空氣混合，因此有利地減少了已調(diào)節(jié)空氣與周圍空氣的混合。圖IlA示意性示出了與在此所述特定實施例兼容的具有大致矩形寄存器的出口 通風口 750的示例。例如，多個第一管狀導管753與多個第二管狀導管754可以大致矩形 的模式被布置，如圖IlA示意性所示。圖IlB示意性示出圖IlA的出口通風口 750沿虛線 B-B的剖視圖，且圖IlC示意性示出圖IlA的出口通風口 750沿虛線C-C的剖視圖。在特定 實施例中，每一個第二管狀導管754均具有垂直于第一方向的大致矩形橫截面，且每一個 第一管狀導管753均具有垂直于第一方向的大致矩形橫截面，如圖1IA示意性所示。如圖IOA與圖IOB示意性所示帶有圓形寄存器的出口通風口 750，圖11A-11C的出 口通風口 750具有水力直徑約10毫米的第一管狀導管753、水力直徑約7毫米的中間管狀 導管756以及水力直徑約4毫米的第二管狀導管754。中間管狀導管756大體圍繞第一管 狀導管753 (例如以圍繞中心軸線的環(huán)的方式)，且第二管狀導管754大體圍繞中間管狀導 管756(例如以圍繞中心軸線的環(huán)的方式)。在特定實施例中，出口通風口 750的前面757是圓角的，如圖IlB與圖IlC(例如 為了裝飾目的)所示。圖11A-11C的出口通風口 750的總厚度約40毫米，且矩形前面757 具有約60毫米X約90毫米的尺寸，導致與圖IOA和IOB的圓形寄存器構(gòu)造大約相等的總 面積。在特定實施例中，出口通風口 750通過(例如在端部和在頂部與底部)樞軸機械地 連接到設備701，從而其定向可被調(diào)節(jié)以沿所需方向弓丨導氣流。在此所述特定實施例提供了對使用者局部環(huán)境的調(diào)節(jié)，這比由傳統(tǒng)風扇或空間供暖器提供的更為局部化，傳統(tǒng)風扇或空間供暖器雖然是局部化的但更為區(qū)域化。例如，特定實施例只作用在個體使用者上。作為進一步的示例，特定實施例僅作用于個體使用者的一 部分，且可以使用從設備701傳送的流體來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的供暖或制冷墊。在特定實施例中，設 備701提供比傳統(tǒng)系統(tǒng)更為有效的調(diào)節(jié)(例如，傳遞給使用者每BTU效率的兩倍)。例如， 在此描述的特定實施例利用了傳統(tǒng)空間供暖器的大約1/15至大約1/20。
本發(fā)明的各種實施例以描述如上。盡管本發(fā)明以參考這些具體實施例描述，但是 本說明將是發(fā)明的示意，并不旨在限制。本領域技術(shù)人員可實現(xiàn)各種改型與應用而不脫離 由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的真正精神與范圍。
權(quán)利要求
一種個人環(huán)境設備，其包括至少一個入口；至少一個熱電模塊，其包括主流導管與廢氣流導管，所述至少一個熱電模塊在所述至少一個入口上方；至少一個主出口，其與所述至少一個入口隔開且與所述主流導管流體連通；至少一個廢氣出口，其與所述至少一個入口隔開且與所述廢氣流導管流體連通；至少一個過濾器，其在所述至少一個入口與所述至少一個熱電模塊之間；以及至少一個風扇，其被構(gòu)造成驅(qū)動第一空氣流從所述至少一個入口、穿過所述至少一個過濾器、穿過所述主流導管并且穿過所述至少一個主出口，所述至少一個風扇還被構(gòu)造成驅(qū)動第二空氣流從所述至少一個入口、穿過所述廢氣流導管并且穿過所述至少一個廢氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個主出口是在所述設備的第一側(cè)面 上，且所述至少一個廢氣出口是在所述設備的第二側(cè)面上，所述第二側(cè)面不同于所述第一 側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設備，其中穿過所述至少一個主出口的所述第一空氣流大致 朝向所述設備的使用者，且穿過所述至少一個廢氣出口的所述第二空氣流沿遠離所述使用 者大致向上的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個風扇進一步構(gòu)造成驅(qū)動所述第二空 氣流從所述至少一個入口、穿過所述至少一個過濾器、穿過所述廢氣流導管并且穿過所述 至少一個廢氣出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個熱電模塊被定位成使得形成在所述 至少一個熱電模塊上的凝結(jié)液滴落到所述至少一個過濾器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述熱電模塊包括至少一個熱電元件，所述至少 一個熱電元件包括與所述主流導管熱連通的主側(cè)面且包括與所述廢氣流導管熱連通的廢 氣側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設備，其中所述主流導管包括與所述主側(cè)面熱連通的一個或 更多個主熱交換器，且所述廢氣流導管包括與所述廢氣側(cè)面熱連通的一個或更多個廢氣熱 交換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設備，其中所述一個或更多個主熱交換器包括沿所述第一空 氣流穿過所述主流導管的方向而彼此基本絕熱的多個部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設備，其中所述一個或更多個廢氣熱交換器包括沿所述第二 空氣流穿過所述廢氣流導管的方向而彼此基本絕熱的多個部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中穿過所述主流導管的所述第一空氣流基本平行 于穿過所述廢氣流導管的所述第二空氣流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設備，其中穿過所述主流導管的所述第一空氣流與穿過所 述廢氣流導管的所述第二空氣流是沿基本相同的方向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中穿過所述至少一個主出口的所述第一空氣流與 穿過所述至少一個廢氣出口的所述第二空氣流是沿不同的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中從所述主流導管到所述至少一個主出口的所述第一空氣流與從所述廢氣流導管到所述至少個廢氣出口的所述第二空氣流基本熱隔離。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設備，其中所述設備包括在所述第一空氣流與所述第二空 氣流之間的基本絕熱材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，進一步包括殼體，該殼體基本封裝所述至少一個熱電 模塊、所述至少一個過濾器以及所述至少一個風扇，所述殼體包括被構(gòu)造成被連接在一起 以形成所述殼體的至少兩個獨立元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設備，其中當被連接到一起以形成所述殼體時，所述至少 兩個獨立元件為所述第一空氣流提供了從所述主流導管到所述至少一個主出口的主流路 徑，并且為所述第二空氣流提供了從所述廢氣流導管到所述至少一個廢氣出口的廢氣流路 徑，其中所述主流路徑與所述廢氣流路徑彼此基本絕熱。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，其中所述至少兩個獨立元件包括一個或更多個凹部 和一個或更多個凸起，當所述至少兩個獨立元件被組裝到一起時，所述一個或更多個凹部 和所述一個或更多個凸起匹配在一起從而提供所述主流路徑、所述廢氣流路徑或該兩者的 基本氣密密封。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述熱電模塊包括主側(cè)面，并且所述主流導管包 括與所述主側(cè)面熱連通的主熱交換器，所述主熱交換器包括至少一個導熱板，所述至少一 個導熱板具有多個第一折痕與多個第二折痕以便所述板形成多個散熱片。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設備，其中所述多個第一折痕與所述主側(cè)面熱連通。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設備，其中所述多個第二折痕被連接到大致平行于所述主 側(cè)面的絕熱板，所述絕熱板至少部分限定所述主流導管。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述熱電模塊包括廢氣側(cè)面，且所述廢氣流導管 包括與所述廢氣側(cè)面熱連通的廢氣熱交換器，所述廢氣熱交換器包括至少一個導熱板，所 述至少一個導熱板具有多個第一折痕與多個第二折痕以便所述板形成多個散熱片。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設備，其中所述多個第一折痕與所述廢氣側(cè)面熱連通。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設備，其中所述多個第二折痕被連接到大致平行于所述廢 氣側(cè)面的絕熱板，所述絕熱板至少部分限定所述廢氣流導管。
24.一種用于個人環(huán)境設備的通風口，所述通風口包括入口部分與出口部分；多個第一管狀導管，其彼此大致平行且沿第一方向從所述入口部分延伸到所述出口部 分，每一個第一管狀導管均具有沿所述第一方向的長度、沿大致垂直于所述第一方向的第 二方向的寬度以及所述長度除以所述寬度的比率；以及多個第二管狀導管，其彼此大致平行且沿所述第一方向從所述入口部分延伸到所述出 口部分，每一個第二管狀導管均具有沿所述第一方向的長度、沿所述第二方向的寬度以及 所述長度除以所述寬度的比率，所述多個第二管狀導管大致圍繞所述多個第一管狀導管， 其中所述第二管狀導管的比率足夠大以便穿過所述第二管狀導管的空氣流是基本層流的。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中所述第一管狀導管的比率足夠大以便穿過所 述第一管狀導管的空氣是基本層流的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中所述多個第一管狀導管與所述多個第二管狀 導管以大致矩形的模式被布置。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中所述多個第一管狀導管與所述多個第二管狀 導管以大致同中心的模式被布置。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中每一個第二管狀導管均具有垂直于所述第一 方向的大致矩形橫截面。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的通風口，其中每一個第一管狀導管均具有垂直于所述第一 方向的大致矩形橫截面。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的通風口，其中每一個第一管狀導管均具有垂直于所述第一 方向的大致環(huán)帶扇形橫截面。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中每一個第一管狀導管均具有在約20毫米和約 60毫米之間范圍內(nèi)的長度。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中每一個第二管狀導管均具有在約20毫米和約 60毫米之間范圍內(nèi)的長度。
33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中所述第一管狀導管的所述比率小于所述第二 管狀導管的所述比率。
34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中所述第一管狀導管的所述比率大于4，且所述 第二管狀導管的所述比率大于7。
35.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中每一個第一管狀導管均具有在5毫米和15毫 米之間范圍的水力直徑，且每一個第二管狀導管均具有在2毫米和6毫米之間范圍的水力 直徑。
36.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，其中從所述第二管狀導管流出的空氣有效地防護 從所述第管狀導管流出的空氣使其免于與周圍空氣混合。
37.根據(jù)權(quán)利要求24所述的通風口，進一步包括大致彼此平行且沿所述第一方向從所 述入口部分延伸到所述出口部分的多個中間管狀導管，每一個中間管狀導管均具有沿所述 第一方向的長度、沿所述第二方向的寬度以及所述長度除以所述寬度的比率，所述多個中 間管狀導管大致包圍所述多個第一管狀導管，所述多個第二管狀導管大致包圍所述多個中 間管狀導管，所述中間管狀導管的所述比率小于所述第二管狀導管的所述比率且大于所述 第一管狀導管的所述比率。
38.調(diào)節(jié)使用者的個人環(huán)境的方法，所述方法包括提供一種設備，其包括至少一個入口；至少一個熱電模塊，其包括主流導管與廢氣流導管，所述至少一個熱電模塊在所述至 少一個入口上方；至少一個主出口，其與所述至少一個入口隔開且與所述主流導管流體連通；至少一個廢氣出口，其與所述至少一個入口隔開且與所述廢氣流導管流體連通；以及至少一個過濾器，其在所述至少一個入口與所述至少一個熱電模塊之間；以及驅(qū)動第一空氣流從所述至少一個入口、穿過所述至少一個過濾器、穿過所述主流導管 并穿過所述至少一個主出口 ；以及驅(qū)動第二空氣流從所述至少一個入口、穿過所述廢氣流導管并穿過所述至少一個廢氣出口。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，進一步包括引導所述第一空氣流大致朝向所述設備 的使用者穿過所述至少一個主出口，并引導所述第二空氣流大致遠離所述使用者向上穿過 所述至少一個廢氣出口。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中驅(qū)動所述第二空氣流包括驅(qū)動所述第二空氣流 從所述至少一個入口、穿過所述至少一個過濾器、穿過所述廢氣流導管并穿過所述至少一 個廢氣出口。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，進一步包括允許形成在所述至少一個熱電模塊上的 凝結(jié)液滴落到所述至少一個過濾器上并允許所述凝結(jié)液從所述至少一個過濾器蒸發(fā)。
42.調(diào)節(jié)使用者的個人環(huán)境的方法，所述方法包括提供設備，該設備包括被構(gòu)造成輸出已調(diào)節(jié)空氣的出口通風口，所述通風口包括 多個第一管狀導管，其彼此大致平行，每一個第一管狀導管均具有大致沿第一管狀導 管的長度、沿大致垂直于所述第一管狀導管的方向的寬度以及所述長度除以所述寬度的比 率；以及多個第二管狀導管，其彼此大致平行，每一個第二管狀導管均具有大致沿第二管狀導 管的長度、沿大致垂直于所述第二管狀導管的方向的寬度以及所述長度除以所述寬度的比 率，所述多個第二管狀導管大致包圍所述多個第一管狀導管，所述第一管狀導管的所述比 率小于所述第二管狀導管的所述比率；以及從所述出口通風口輸出已調(diào)節(jié)空氣，其中從所述第二管狀導管流出的空氣是基本層流的。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中從所述第二管狀導管流出的空氣有效地防護從 所述第一管狀導管流出的空氣以使其免于與圍繞的空氣混合。
全文摘要
個人環(huán)境設備與用于個人環(huán)境設備的通風口。本設備包括在至少一個入口上方的至少一個熱電模塊。本設備還包括與該至少一個入口隔離開的至少一個主出口以及與該至少一個入口隔離開的至少一個廢氣出口。本發(fā)明還包括在該至少一個入口與該至少一個熱電模塊之間的至少一個過濾器。通風口包括大致彼此平行的多個第一管狀導管，且每一個第一管狀導管具有長度除以寬度的比率。通風口還包括大致彼此平行且具有長度除以寬度的比率的多個第二管狀導管。該多個第二管狀導管一般圍繞該多個第一管狀導管。第二管狀導管的比率足夠大從而從第二管狀導管流出的空氣是基本層流的。
文檔編號F24F5/00GK101809371SQ200880019378
公開日2010年8月18日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者D·帕克, L·E·貝爾, R·W·迪勒 申請人:Bsst有限責任公司