[发明专利]分布式热电加热和冷却的集成

说明书

背景技术

在申请人早期于2011年5月4日提交的美国专利申请号为13/101,015和2012年3月5日提交的美国专利申请号为13/394,288以及2011年9月12日提交的PCT申请号为PCT/US11/51227的申请中，描述了热电加热和冷却系统，包括交织在绝缘板中的热电元件连接线，该绝缘板可由柔性材料组成，如泡沫、记忆海绵、棉絮或天然纤维。导电材料在所述板的任一侧上扩展以在一侧上散发热量并在另一侧上冷却。以用热电加热和冷却的这种方式来升级的这种材料或表面被称为分布式热电板。在申请人早期的申请中，还描述了用所述绝缘板与床垫、椅子和毛毯的集成。最终结果是成本相对低廉，均匀分布地加热和冷却寝具、座椅、毛毯和其它产品。

发明内容

本发明相对于现有技术为加热和冷却产品提供了各种增强和改进，以及将热电加热和冷却板集成到床上方、医院病床、地毯（low-profile blankets），座椅上方、马甲和热控制存储容器。

更特别地，根据本发明，提供了分布式热电加热和冷却板，其由在绝缘材料内部的紧压导体和在绝缘材料外部的扩张导体组成，其中，含热电元件的所述组件基本平行于或相对于板的长度方面成锐角安装。基本上平行或相对于板的长度成锐角地定向含热电元件的所述组件消除了现有技术中定位垂直于板的长度定向的热电元件的情况造成的对于使用者凹凸不平的感觉，并有助于使用者感觉舒适。

附图说明

本发明进一步的特征和优点将从下面的详细描述并结合附图看出，其中相同的附图标记表示相同的部件，其中

图1a示意性示出了根据本发明的绝缘板和热电线；

图1b示意性示出了根据本发明的绝缘板和热电线；

图2a是显示根据本发明的隔网材料的横截面图；

图2b示出了根据本发明的绝缘板与图2a的隔网材料的集成；

图3示出了根据本发明的热电板与形成毛毯的隔网材料的集成；

图4是显示根据本发明的具有集成到床垫中的热电板的隔网的透视图；

图5a、5c和5d示出了根据本发明的二极管在热电线中的结合；

图5b示出了根据本发明的制备带狭缝的绝缘板以方便使用预扩张的导体；

图6示出了根据本发明的包括多个加热和冷却表面的系统，即毛毯和床垫；

图7示出了集成到座椅或床垫的本发明的另一个实施方式；

图8a和8b示出了整合到衣服中的本发明的另一个实施方式；

图9示出了本发明的又一实施方式，以在空气流能进入下面时尽量减少空气流的路径长度；

图10a和10b示出了集成到床垫或座椅底部垫的本发明的又一实施方式；

图11示出了并入办公椅的本发明的又一实施方式；

图12示出了本发明的又一实施方式；

图13a示出了本发明的又一实施方式，并且图13b示出了图13a的过渡区域的放大视图；

图14示出本发明的又一实施方式；并且图15a-15c示出了本发明的又一实施方式。

具体实施方式

图1a示出了由交织在细长绝缘板102中的热电线103组成的热电板，该细长绝缘板102具有相对于板的长度成锐角延伸的元件101。在现有技术的板中，该热电线元件在垂直方向上延伸。由于这些元件是有些刚性的，且所述元件是垂直放置的，所以在元件位置靠着身体的感觉是凹凸不平的，尤其是在使用者的重量下。由于图1a中的角度设计，元件101能在抵抗体重的压力下水平地变平整，消除凹凸不平的感觉。

图1b示出了另一种热电板，其中所述刚性元件104基本平行于板的长度延伸，再次消除了凹凸不平的感觉。由于线103的入口孔和出口孔不是共线的，标准的插入技术，例如戳穿绝缘材料是不可行的。因此，图1b示出了沿粘合线105分为两半的细长绝缘板。元件104放置在两半之间，然后在组装后重新粘合。另一种方法是将绝缘材料102注入到具有水平放置的元件104的模具中，以使元件104将在原位模制，其基本上平行于或与板的长度成角度的定向。