半径方向熱電装置アセンブリ
幾つかの実施形態では、熱交換装置が、少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有する、ハウジングを含む。この装置は、ハウジング内に配置されており、かつ、少なくとも１つの入口から流体を受け取りかつこの流体を第１の出口と第２の出口との少なくとも１つに移動させるように形状構成されている、インペラをさらに含む。これに加えて、この装置は、一定の体積の流体を受け入れかつこの流体が第１の出口または第２の出口を経由して出て行く前にこの流体を選択的に温度調節するように形状構成されている１つまたは複数の熱交換モジュールを備える。一実施形態では、この熱交換モジュールは部分的または全体的にハウジング内に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、２００７年７月２３日付で出願された米国仮特許出願第６０／９５１，４３１号明細書の米国特許法１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張し、この仮出願の全体が本明細書中の引例によって本明細書に組み入れられている。
【０００２】
本開示は、一般的に温度調節装置に関し、および、さらに特に、加熱および／または冷却された流体を生じさせるために有用な熱電熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許第５，６２６，０２１号明細書は、熱電ユニットと送風機とを備える温度調節システムを開示し、この温度調節システムは、自動車の座席の表面に対して加熱および／または冷却された空気を提供するために使用されることが可能である。このシステムは、さらに、密閉空間、ベッド、椅子、他の座席アセンブリ、および／または、直接的にユーザに対して、加熱および／または冷却された空気を提供するためにも使用されることが可能である。
【０００４】
自動車の座席に関しては、こうした装置では、加熱および／または冷却された空気は、座席の中に形成されている１つまたは複数の空気ダクトを通して、および、その次にその座席の表面を通して乗客にその空気を送ることによって、乗客に対して配送されることが可能である。こうした温度調節システムのために座席の内側と下方と周囲とにおいて利用可能な空間の量が著しく制限されている場合が多い。例えば、自動車によっては、重量を減らすために、または、乗客室を増大させるために、座席の厚さが数インチであり、かつ、その自動車の床板または背部のような自動車の隣接構造に突き当たる。さらに、自動車製造業者が、座席の内側や下方や周囲に電子部品や可変ランバーサポートのような様々な装置をますます多く取り付けるようになっている。これに加えて、乗客空間を増大させるために、および／または、重量を減少させるために、座席によって占められるキャビン空間の量を可能な限り小さく減少させるように、座席のサイズ、特に背もたれのサイズが設計されることが多い。
【０００５】
現在の温度調節システムは、車両座席の内側や下方や周囲に取り付けるには大きすぎる可能性がある。従来のシステムは、空気の温度を選択的に調整する熱交換器に到達するためにダクトを通過する空気流を発生する、直径５インチまたは６インチの送風機を有する可能性がある。この熱交換器は、幅および長さが数インチである可能性があり、かつ、１インチほどの厚さである可能性がある。空気が熱交換器から座席クッションの底部および／または座席クッションの背部にダクトを通して搬送される。このシステムは大きいことが多く、および、自動車座席の下側または内側への取り付けが困難である場合が多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旋回可能または回転可能な座席背部にダクトが座席底部から到達しなければならない場合には、こうしたシステムと共に使用されるダクト装置も大きくかつ使用困難である可能性がある。こうしたダクトは座席内の追加の空間を使用するだけでなく、空気流を妨害し、したがって空気流を提供するためのより大きな送風機も必要とする。より大きな送風機は追加の空間を必要とする可能性があり、より早い速度で動作させられる必要があるだろうし、および／または、より大きい騒音を発生するだろう。自動車の車内では騒音は望ましくない。さらに、ダクト装置は、通過する空気の温度に悪影響を与え、および、低温の空気を加熱するかまたは高温の空気を冷却し、この結果として、より大きな送風機または熱交換器が必要になることが多い。こうした欠点を考慮して、よりコンパクトでエネルギー効率がより高い自動車座席用の加熱／冷却システムと、好ましくはより静かなシステムとが必要とされている。これに加えて、よりコンパクトでよりエネルギー効率が高い加熱／冷却システムは、さらに、他の局所的な空調環境においても使用される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
幾つかの実施態様では、熱交換装置が、少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有する、ハウジングを含む。この熱交換装置は、ハウジング内に配置されており、および、少なくとも１つの入口から流体を受け取りかつこの流体を第１の出口と第２の出口との少なくとも１つに移動させるように形状構成されている、インペラをさらに含む。これに加えて、この装置は、一定の体積の流体を受け入れかつこの流体が第１の出口または第２の出口を通って出て行く前にこの流体を選択的に温度調節するように形状構成されている、１つまたは複数の熱交換モジュールを備える。一実施態様では、この熱交換モジュールは部分的または全体的にハウジング内に配置されている。
【０００８】
幾つかの実施態様では、この熱交換モジュールは熱電装置を備える。他の実施態様では、この熱電装置はペルチエ回路を備える。別の構成では、この熱交換モジュールは、熱電装置と熱的に連通している熱交換器をさらに備え、したがって、流体の体積の少なくとも一部分がこの熱交換器を経由してまたはこの熱交換器の付近に送られる。１つの構成では、この熱交換器は、熱伝導性かつ非導電性の材料を含む基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）と熱的に連通している。
【０００９】
他の構成では、熱交換モジュールは、ハウジングの内部の外周部部分に沿って配置されている。別の実施態様では、熱交換モジュールは実質的にハウジングの外周部全体に沿って延びる。さらに別の構成では、この装置は、少なくとも２つの別々の熱交換モジュールを備える。一実施態様では、熱交換モジュールはハウジングの内部に実質的に互いに等間隔に配置されている。他の実施態様では、熱交換モジュールは互いに電気的に接続されている。一実施態様では、熱交換モジュールはエンドカップリング（ｅｎｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を使用して互いに電気的に接続されており、このエンドカップリングは熱電装置の基板の延長部分を備える。
【００１０】
幾つかの構成では、熱交換モジュールは、熱電装置の上部側部と流体連通している１組の上部熱交換器と、熱電装置の下部側部と流体連通している１組の下部熱交換器とを備える。１つの構成では、少なくとも１つの第１の出口はこの１組の上部熱交換器と流体連通しており、かつ、少なくとも１つの第２の出口はこの１組の下部熱交換器と流体連通している。別の構成では、少なくとも第１の出口はハウジングの側壁部分に沿って配置されており、かつ、少なくとも第２の出口はハウジングの底部部分に沿って配置されている。
【００１１】
幾つかの実施態様では、インペラは、少なくとも第１の出口と少なくとも第２の出口とに対して実質的に等体積の流体を配送するように形状構成されている。他の構成では、熱交換器は、上記熱交換器に近づく流体流方向に概ね一致する方向に沿って方向配置されている。さらに別の実施態様では、この装置は、例えば自動車座席、ベッド、ソファー、椅子、車椅子、スタジアムシート、および／または、これらの類似物のような、座席アセンブリに温度調節された流体を供給するように形状構成されている。幾つかの実施態様では、熱交換モジュールは、使用時の熱応力に順応するように形状構成されている。一実施態様では、熱交換モジュールの基板は少なくとも１つの伸縮継手を備える。
【００１２】
他の構成では、温度調節式座席アセンブリ（ｃｌｉｍａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｅａｔ ａｓｓｅｍｂｌｙ）が、座席底部部分と、座席背部部分と、熱交換装置とを備える。この熱交換装置は、少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有するハウジングと、そのハウジング内に配置されており、かつ、少なくとも１つの入口から流体を受け入れかつ第１の出口と第２の出口の少なくとも１つにその流体を移動させるように形状構成されているインペラと、一定の体積の流体を受け入れかつ第１の出口または第２の出口を通って上記流体が外に出る前に上記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている少なくとも１つの熱交換モジュールとを含む。幾つかの構成では、熱交換モジュールはハウジング内に配置されている。他の実施態様では、熱交換装置の第１の出口または第２の出口を出て行く温度調節された流体が、座席底部部分と座席背部部分の少なくともどちらか一方の部分の開口部内に配送されるように形状構成されている。さらに、幾つかの実施態様では、温度調節された流体は、座席アセンブリの乗客に向けて移動させられるように形状構成されている。幾つかの構成では、熱交換装置は、座席背部部分または座席底部部分の表面に取り付けられている。別の実施態様では、第１の出口と第２の出口の少なくとも１つが、座席背部部分または座席底部部分の開口部と概ね整合しかつ流体連通しているように形状構成されている。
【００１３】
他の実施態様では、流体を温度調節する方法が、送風機のハウジングの中に少なくとも１つの熱交換モジュールを配置することを含む。この少なくとも１つの熱交換モジュールは、一定の体積の流体を受け入れるように、かつ、ハウジングの出口を通って上記流体が出て行く前に上記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている。この方法は、さらに、上記熱交換モジュールに通電することと送風機のエンペラを作動させることとによって、上記流体を選択的に加熱または冷却することを含む。幾つかの構成では、この熱交換モジュールは熱電装置を含む。
【００１４】
米国特許第６，６０６，８６６号明細書が、上述した欠点の多くに対処するように形状構成されている半径方向熱交換器と熱電ユニットとを有する熱電装置（ＴＥＤ）の様々な形状構成を開示している。米国特許第６，６０６，８６６号明細書の設計の幾つかの側面が、従来技術に対する改善策を示すが、その商業的な用途を限定している。例えば、米国特許第６，６０６，８６６号明細書に開示されている半径方向熱電モジュールは、製造が困難である可能性があり、および、熱膨張力を原因とする疲労損傷を結果的に生じさせることがある。これに加えて、その半径方向熱交換器の中を通る空気流が商業的用途のためには最適化されないだろう。
【００１５】
幾つかの実施態様が、熱交換器モジュールシステムを備える環状熱交換器システムを提供する。この熱交換器モジュールシステムは、熱交換モジュールシステムの開口部を画定する内周部と、熱電装置の外周部の少なくとも一部分を画定する複数の扇形部分（ｓｅｃｔｏｒ）を備える第１の基板と第２の基板とを備える熱電装置と、第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える。
【００１６】
幾つかの実施態様が、外周部の少なくとも一部分と開口部とを画定する複数の熱交換器モジュールを備える熱交換器モジュールシステムを提供する。各々の熱交換器モジュールは、第１の基板と第２の基板とこの第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える熱電装置と、第２の基板に熱的に結合されている第２の熱交換器とを備える。
【００１７】
幾つかの実施態様が、複数の熱交換器モジュールを備える熱交換器モジュールシステムであって、この複数の熱交換器モジュールの各々は、
第１の基板と、第２の基板と、この第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える電熱装置と、
第１の基板に熱的に結合されている第１の熱交換器と、
第２の基板に熱的に結合されている第２の熱交換器と、
少なくとも幾つかの互いに隣接する熱交換器モジュールを結合する複数の結合部材
とを備える
熱交換器モジュールシステムを提供する。
【００１８】
幾つかの実施態様が、熱交換器モジュールシステムを製造する方法を提供し、この方法は、実質的に直線状の配列の形に配置されている複数の熱交換器モジュールを備える熱交換器モジュールシステムの結合部材を変形させることと、実質的に多角形の熱交換器モジュールシステムを形成するように互いに隣接する熱交換器モジュールを結合する部材を結合することとを含む。
【００１９】
幾つかの実施態様が、流体を調節する方法を提供し、この方法は、熱交換器モジュールの電熱装置に電圧を印加することであって、この熱交換器モジュールは、第１の基板と、第２の基板と、この第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える電熱装置と、第１の基板に熱的に結合されている第１の熱交換器と、第２の基板に熱的に結合されている第２の熱交換器とを備え、および、電圧は第１の基板と第２の基板との間の温度差を効果的に発生させることと、熱交換器モジュールシステムの第１の熱交換器と第２の熱交換器とを通して流体を流すこととを含む。この熱交換器モジュールシステムは、熱交換器モジュールシステムの外周部と開口部の外周部との少なくとも一部分を画定する複数の熱交換器モジュールを備え、および、各々のモジュールは上部部分と下部部分とを備え、および、流体の第１の部分は、開口部の外周部から熱交換器モジュールシステムの上部部分を通って半径方向に流れ、その次にそのシステムの外に半径方向に出て行き、および、流体の第２の部分は、開口部の外周部から熱交換器モジュールシステムの下部部分を通って半径方向に流れ、その次に約９０度向きを変えて軸方向に流出する。
【００２０】
幾つかの実施態様が、調節された空気を配送するための熱モジュールを提供し、このモジュールは、上部部分と下部部分とこの上部部分と下部部分との間を延びる側壁とを備えかつ内側空洞を画定するハウジングであって、上部部分はその内側空洞の中への入口を少なくとも部分的に画定し、側壁は第１の出口を少なくとも部分的に画定し、および、下部部分は第２の出口を少なくとも部分的に画定するハウジングと、ハウジング内に配置されているインペラであって、回転軸線を中心として回転するようにかつ入口を通してハウジングの中に空気を吸い込んでから側壁に向けて半径方向にその流れを方向付けるように形状構成されている複数の羽根を備えるインペラと、ハウジング内に配置されている熱電熱交換器システムとを備える。この熱電熱交換器システムは、インペラ軸の回転軸線の周りに形成されておりかつ流体が少なくとも部分的に第１の方向にその第１の熱交換器に沿って流れるように形状構成されている第１の熱交換器と、インペラの回転軸線の周りに形成されておりかつ第１の熱交換器の下方に配置されておりかつ流体が少なくとも部分的に第１の方向にその第２の熱交換器に沿って流れるように形状構成されている第２の熱交換器と、熱電装置を通って流れる電流に応答して一方の表面と反対側の表面との間の温度勾配を生じさせる互いに対向する表面を有し、かつ、その一方の表面が第１の熱交換器と熱的に連通しており、かつ、その反対側の表面が第２の熱交換器と熱的に連通している熱電装置とを備え、および、ハウジングの一部分が、第１の熱交換器からの流体が第１の出口に向けて方向付けられかつ第２の熱交換器からの流体が第２の出口に向けて方向付けられるように、第１の熱交換器の出口と第２の熱交換器の出口との間を延びる。
【００２１】
幾つかの実施態様が、上部部分と下部部分とこの上部部分と下部部分との間を延びる側壁とを含むハウジングを備える半径方向出口送風機を提供する。このハウジングは内側空洞を概ね画定し、および、上部部分は、この内側空洞の中への入口を少なくとも部分的に概ね画定する。さらに、下部部分は、実質的に周方向および／または半径方向において対称的な出口を少なくとも部分的に画定する。この半径方向出口送風機は、さらに、ハウジング内に配置されているインペラを含み、このインペラは、回転軸線を中心として回転するように、かつ、入口を通してハウジングの中に空気を吸い込んでから１つまたは複数の出口に向けて半径方向および／または軸方向に流れを方向付けるように形状構成されている複数の羽根を備える。
【００２２】
これらの特徴と他の特徴とを本明細書でさらに詳細に説明する。
【００２３】
本発明の装置とシステムと方法とのこれらの特徴と側面と利点と他の特徴と側面と利点とを、本発明を非限定的に図示することが意図されている特定の好ましい実施形態の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。これらの図面は７６個の図を含む。添付図面が本発明の着想を図示する目的のものであるということと、一定の縮小比ではないことがあるということとが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】図１Ａは、熱電熱交換器システムの実施形態の上方からの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されている熱電熱交換器システムの下方からの斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示されている熱電熱交換器システムの分解組立図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ａの熱交換器システムの側断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、熱交換器モジュールの実施形態の斜視図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、流れ誘導器（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）の実施形態上に取り付けられている図１Ｅの熱交換器モジュールの斜視図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、一実施形態による３つの熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリの上面図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは、一実施形態による２つの熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリの上面図である。
【図１Ｉ】図１Ｉは、別の実施形態による２つの熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリの上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、複数の長方形熱交換器を備える多角形熱交換器モジュールシステムの実施形態の上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、複数の長方形熱交換器を備える多角形熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、複数の長方形熱交換器を備える多角形熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、互いに隣接する熱交換器モジュールを結合するために使用可能な結合部材を備えるシステムの平明図を示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは、一実施形態による結合部材を使用して互いに連結されている互いに隣接する熱交換器モジュールの上面図を示す。
【図２Ｆ】図２Ｆは、一実施形態によるスポット溶接を使用して互いに取り付けられている互いに隣接する熱交換器モジュールの結合部材の側面図を示す。
【図２Ｇ】図２Ｇは、一実施形態による互いに隣り合わせに配置されている互いに隣接する熱交換器モジュールの結合部材の側面図を示す。
【図２Ｈ】図２Ｈは、一実施形態による使用して互いにスポット溶接されている図２Ｇの結合部材を示す。
【図２Ｉ】図２Ｉは、一実施形態による互いに隣接する熱交換器モジュールの間に配置されている流れ遮断部材を備えるアセンブリの上面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、変形自在な結合部材を備える直線状熱交換器モジュールシステムの実施形態の上面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、多角形の形状に変換された図３Ａの直線状熱交換器モジュールシステムを示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａに示されている熱交換器モジュールシステムの直線状の実施形態を図３Ｂに示されている多角形の実施形態の形に変換する場合の結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ａに示されている熱交換器モジュールシステムの直線状の実施形態を図３Ｂに示されている多角形の実施形態の形に変換する場合の結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、変形自在な結合部材を備える細部直線状熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、４Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、４Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、変形自在な結合部材を備える細部直線状熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、５Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、５Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、変形自在な結合部材を備える細部直線状熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、６Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、６Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ａの熱交換器モジュールシステムの製造に使用されるレイアウトの上面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、一実施形態による１つまたは複数の熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリで使用するように構成されているプリント回路基板の上面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、熱交換器システムでの使用に適している環状熱交換器モジュールの実施形態を斜視図の形で示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの熱交換器モジュールで使用可能な熱交換器の実施形態の斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａの熱交換器モジュールで使用可能な熱交換器の実施形態の詳細斜視図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ａの熱交換器モジュールで使用可能な熱交換器の実施形態の詳細斜視図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、図７Ａに示されている熱交換器モジュールの実施形態の断面図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、図７Ｅの熱交換器モジュールの第１の基板と第２の基板との間の温度差の効果を示す、図７Ｅの熱交換器モジュールの断面図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、図７Ａの熱交換器モジュールの第１の基板と第２の基板との間の温度差の効果を示す、図７Ａに示されている熱交換器で使用される電熱装置の実施形態の上面図である。
【図７Ｈ】図７Ｈは、セグメント化された基板の一部分の実施形態の上面図を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、扇形部分に分割された第１の基板と扇形部分に分割されていない第２の基板とを備える環状電熱装置の実施形態の上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、扇形部分に分割された第１の基板と扇形部分に分割されていない第２の基板とを備える環状電熱装置の実施形態の下面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、一実施形態による熱電装置の基板がそれから得られるシートの上面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａのシートから切断または他の方法で提供される複数の円弧形の基板部分を備える熱電装置の実施形態の上面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、別の実施態様による熱電装置の基板がそれから得られるシートの上面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、さらに別の実施形態による熱電装置の基板がそれから得られるシートの上面図である。
【図１０】図１０Ｄは、図１Ｄに示されている実施形態よりも第１および第２の熱交換器が低く配置されており、これによって第１および第２の熱交換器を通過する空気流を等化する、熱交換器システムの実施形態の側断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第１および第２の熱交換器を通過する空気流の横方向の分散を変更するためのフィンまたは羽根を備える熱交換器システムの実施形態の上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第１および第２の熱交換器を通過する空気流の横方向の分散を変更するためのフィンまたは羽根を備える熱交換器システムの別の実施形態の上面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、空気がインペラから送風機アセンブリの内側に配置されている熱交換器モジュールに向けて移動させられる一実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１１Ｃの送風機アセンブリの詳細な上面図を示す。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、送風機アセンブリ内に配置されている熱交換器モジュールの熱交換器の別の実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、送風機アセンブリ内に配置されている熱交換器モジュールの熱交換器の別の実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、送風機アセンブリ内に配置されている熱交換器モジュールの熱交換器の別の実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｈ】図１１Ｈは、一実施形態による折り返し熱交換器の斜視図を示す。
【図１１Ｉ】図１１Ｉは、一実施形態による波形形状を有する折り返し熱交換器の上面図を示す。
【図１１Ｊ】図１１Ｊは、一実施形態による波形形状を有する折り返し熱交換器の側面図を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第１および第２の熱交換器の中を通過する相対的な空気流を変更するように形状構成されている垂直スプリッタプレートをインペラが備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの垂直スプリッタプレートを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態の上面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第１および第２の熱交換器の中を通過する相対的な空気流を変更するように形状構成されている傾斜スプリッタプレートをインペラが備えるモータ／インペラアセンブリの別の実施形態の断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第１および第２の熱交換器の中を通過する相対的な空気流を変更するように形状構成されている傾斜スプリッタプレートをインペラが備えるモータ／インペラアセンブリの別の実施形態の断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、頂部リングを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態を斜視図の形で示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、頂部リングを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態を側断面図の形で示す。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ａと図１４Ｂに示されているモータモータ／インペラアセンブリの実施形態に関する計算された空気流の断面図である。
【図１５】図１５は、頂部リングを備えないモータ／インペラアセンブリの実施形態の側断面図である。
【図１６】図１６は、互いに異なる数の上部羽根部分と下部羽根部分とを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態を示す。
【図１７】図１７は、一実施形態による熱電装置を含む換気システムの略図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、半径方向出口送風機の実施形態の断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、半径方向出口送風機の実施形態の斜視図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、座席クッション内に取り付けられている半径方向出口送風機の実施形態の上面図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、座席クッション内に取り付けられている半径方向出口送風機の実施形態の側面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、空気流出口が筒口（ｓｎｏｕｔ）を使用して９０度曲げられている送風機を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、座席クッション内に取り付けられている図１９Ａに示されている送風機の上面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、座席クッション内に取り付けられている図１９Ａに示されている送風機の側面図である。
【図２０】図２０は、半径方向出口送風機の実施形態を備える座席システムの実施形態の側断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下で説明する実施形態が、１つまたは複数の改善点を実現するために使用できる様々な形状構成を示す。これらの特定の実施形態および具体例は単に例示的なものにすぎず、および、本明細書に示されている着想、および／または、その様々な側面および／または特徴を限定することは意図されていない。本明細書で使用される場合に、術語「冷却側（ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｉｄｅ）」、「加熱側（ｈｅａｔｉｎｇ ｓｉｄｅ）」、「低温側（ｃｏｌｄ ｓｉｄｅ）」、「高温側（ｈｏｔ ｓｉｄｅ）」、「より低温側（ｃｏｏｌｅｒ ｓｉｄｅ）」、「より高温側（ｈｏｔｔｅｒ ｓｉｄｅ）」等は、相対的な術語であり、および、何らかの特定の温度を意味するものではない。例えば、熱電素子またはアレイの「高温（ｈｏｔ）」側、「加熱（ｈｅａｔｉｎｇ）」側、または、「より高温（ｈｏｔｔｅｒ）」側が、外界温度であってよく、かつ、「低温（ｃｏｌｄ）」側、「冷却（ｃｏｏｌｉｎｇ）」側、または、「より低温（ｃｏｏｌｅｒ）」側が、外界温度よりも低い温度であってもよい。これとは逆に、「低温（ｃｏｌｄ）」側、「冷却（ｃｏｏｌｉｎｇ）」側、または、「より低温（ｃｏｏｌｅｒ）」側が外界温度であってよく、かつ、「高温（ｈｏｔ）」側、「加熱（ｈｅａｔｉｎｇ）」側、または、「より高温（ｈｏｔｔｅｒ）」側が外界温度よりも高い温度であってもよい。したがって、これらの術語は、熱電の一方の側の温度が逆に設計されている側よりも高いか低い温度であるということを示すように、互いに対して相対的である。
【００２６】
これに加えて、以下の説明では流体の流れが方向を有するものとして言及されている。この言及が行われる時には、この言及は、一般的に、図面に示されている方向を意味する。例えば、熱交換器上でのまたは熱交換器を通過する流体の流れが、これらの熱交換器がそれを中心として配置されている軸線から遠ざかるものとして、または、この軸線に沿ったものとして説明されることがある。当業者は、装置内の流体の流れのパターンが、螺旋状、円環運動、別の乱流または層流パターン、および／または、類似のパターンとなる可能性があるということを理解するだろう。本明細書において説明されている、軸線から「遠ざかって」または軸線に「沿って」または他のあらゆる方向を表す術語は、図面に関する方向の例示的な一般化であることが意図されている。さらに、「頂部の（ｔｏｐ）」、「底部の（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上部の（ｕｐｐｅｒ）」、「下部の（ｌｏｗｅｒ）」、「左の（ｌｅｆｔ）」、「右の（ｒｉｇｈｔ）」、「前部の（ｆｒｏｎｔ）」、「背部の（ｂａｃｋ）」、「時計回りの（ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）」、および、「反時計回りの（ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）」のような方向に関する術語も、図面に示されている形状構成に関連している。
【００２７】
図１Ａは、概ね円板形の熱電熱交換器システム１００の実施形態の上部斜視図である。この図示されている熱電熱交換器システム１００は平らな円筒形外側ハウジング１１０を備え、この外側ハウジング１１０は内側空洞または内側チャンバ１１１（図１Ｄを参照されたい）を画定する。ハウジング１１０は、一般的に、頂部壁１１２と底部壁１１４と側部壁１１６とを備える。図示されている実施形態では頂部壁１１２と底部壁１１４は概ね平らかつ円形であり、および、側部壁１１６は概ね円筒形である。他の構成または実施形態では、ハウジング１１０、頂部壁１１２、底部壁１１４、側部壁１１６、および／または、システム１００のあらゆる他の部分の形状が、所望または必要に応じて変更されることが可能であるということを当業者は理解するだろう。
【００２８】
概ね円形の取り入れ口または入口１２２が頂部壁１１２の中央または中央付近に備えられることが可能である。他の実施形態では、取り入れ口が、図示されている取り入れ口１２２に加えて、または、この取り入れ口１１２の代わりに、底部壁１１４内に形成されることが可能である。第１の出口１２４が、側部壁１１６の頂部または上部部分に形成されている１つまたは複数の開口部を備える。さらに、第２の出口１２６（図１Ｂに示されている）が、底部壁１１４の外周部の周りに形成されている１つまたは複数の開口部１２６を備える。取り入れ口１２２、第１の出口１２４、および／または、第２の出口１２６の各々は、ハウジング１１０の内側空洞の中に延びてもよく、および、この内側空洞と流体連通していてもよい。
【００２９】
続けて図１Ａを参照すると、モータ／インペラまたは送風機アセンブリ１３０がハウジング１１０内に配置されており、および、取り入れ口１２２の中を通して目に見えている。図示されているように、流れ誘導器（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）または流れセパレータ（ｆｌｏｗ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）１４０が側部壁１１６に交差して貫通して延びることが可能である。図示されている実施形態では、流れ誘導器１４０は、頂部壁１１２と側部壁１１６の上部部分とを備える上部部分１１０ａと、側部壁１１６の下部部分と底部壁１１４とを備える下部部分１１０ｂとに、ハウジング１１０を区分する。セパレータ１４０は本明細書でさらに詳細に説明される。
【００３０】
図１Ｂは、熱電熱交換器システム１００の底部斜視図であり、底部壁１１４内に形成されている第２の出口１２６を示す。多くの用途では、第１の出口１２４および／または第２の出口１２６は、熱電熱交換器システム１００によって供給される温度調節された流体を１つまたは複数の所望の場所に誘導しおよび／またはこうした場所から誘導するダクト系統（ｄｕｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）と流体連通している。取り入れ口１２２と第１の出口１２４と第２の出口１２６とに関する他の構成が特定の用途または使用に応じて他の実施形態において使用されるということを当業者は理解するだろう。例えば、取り入れ口１２２、第１の出口１２４、および／または、第２の出口１２６の図示されている実施形態の形状と場所とが、所望または必要に応じて他の実施形態において変更されることが可能である。
【００３１】
図１Ｃは、図１Ａと図１Ｂとに示されている熱電熱交換器システム１００の分解組立図である。頂部から底部にかけて、図１Ｃは、ハウジングの上部部分１１０ａと、複数の熱交換器モジュール１５２を備える熱交換器モジュールシステム１５０と、流れ誘導器１４０と、モータ／インペラアセンブリ１３０が中に取り付けられているハウジングの下部部分１１０ｂとを示す。この図示されている実施形態では、熱交換器モジュールシステム１５０は、例えば正六角形のような多角形の構成に方向配置されている複数の熱交換器モジュール１５２を備える。このような構成は、さらに、本明細書では「多角形熱交換器モジュールシステム」とも呼ばれており、これは本明細書でさらに詳細に説明する。本明細書でさらに詳細に説明されているように、変更された実施形態において、この多角形熱交換器モジュールシステム１５０は、６個より多いかまたは６個より少ない熱交換器モジュール１５２を含むことが可能であることが想定されている。これに加えて、この図示されている実施形態では熱交換器モジュール１５２が平らな側部を有する概ね長方形であるが、変更された実施形態が、平らではない側部を有する熱交換器モジュール１５２を含むことが可能であることが想定されている。例えば、１つの特定の構成では、熱交換器システム１５０は、概ね円形のパターンの形に配列されている複数の円弧形セグメントを備える。
【００３２】
図１Ｄは、熱電熱交換器システム１００の周端部に沿った断面図であり、この図は、中央軸線１０２を中心として装置１００が概ね回転対称であるので、装置１００の概ね半分部分だけを示す。上述したように、ハウジング１１０は頂部部分１１０ａと底部部分１１０ｂとを備えることが可能である。図示されている構成では、流れ誘導器１４０がハウジングの頂部部分１１０ａと底部部分１１０ｂとの間に配置されている。モータ／インペラアセンブリ１３０が、ハウジング１１０によって画定されている空洞１１１内において底部壁１１４の中央に取り付けられている。取り入れ口１２２は頂部壁１１２の中央に形成されている。熱交換器モジュール１５２は流れ誘導器１４０に接触しており、および、装置１００の中を通って流れる流体の実質的にすべてがその中に配置されている熱交換器モジュール１５２の１つまたは複数を通って流れるように、頂部壁１１２と底部壁１１４との間を延びる。
【００３３】
さらに続けて図１Ｄに示されている実施形態を参照すると、熱交換器モジュール１５２は、第１の熱交換器１５４と、第２の熱交換器１５６と、一般的にこれらの間に配置されている熱電装置１６０とを備える。幾つかの構成では、熱交換モジュール１５２、１５４はフィン（例えば、折れ曲がりフィン）およびその類似物を備える。熱電装置１６０が電気エネルギーを温度差または温度勾配に変換するようになっていることが有利である。適切な熱電装置１６０の一例がペルチェ素子であり、このペルチェ素子は、例えば一連のｎ型またはｐ型の半導体ペレットまたは素子のような、電気的には直列に接続されておりかつ熱的には並列に接続されている少なくとも１対の互いに異なる材料を備える。幾つかの構成では、複数の半導体ペレットが第１の基板１６４と第２の基板１６６との間に配置されている。熱電装置１６０を通過する電流の向きに応じて、第１の基板１６４または第２の基板１６６の一方が加熱され、かつ、その他方が冷却されるだろう。基板１６４、１６６は典型的には、例えば特定のセラミック材料および／またはポリマー樹脂のような、高い熱伝達率と低い導電率とを有する当業で公知の材料を含む。一実施形態では、基板１６４、１６６は、ポリイミド（例えば、充填ポリイミド）、エポキシ、および／または、この類似物を含む。
【００３４】
図示されている実施形態では、第１の熱交換器１５４は第１の基板１６４に熱的に結合されており、および、第２の熱交換器１５６は第２の基板１６６に熱的に結合されている。熱交換器は任意の適切な手段によって基板に熱的に結合されている。一実施形態では、これらの基板は、ポリイミド層の片側または両側に固定されている銅または他の金属の部材を備える。したがって、熱交換器（例えば、フィン）は、基板内に含まれている銅または他の金属の外側層に溶接または他の形で固定されることが可能である。他の構成では、熱交換器は、例えば、サーマル接着剤、サーマルエポキシ、サーマルグリース、サーマルペースト、および／または、当業で公知の他のサーマルコンパウンドのような１つまたは複数のサーマルコンパウンドを互いに隣接する基板の間に配置することによって、隣接する基板に熱的に結合されることが可能である。サーマル接着剤および／またはサーマルエポキシを使用する実施形態では、サーマルコンパウンドは、さらに、基板に熱交換器を機械的に固定する役割を果たすことも可能である。幾つかの実施形態では、熱交換器は、当業で公知の機械的留め具を使用して基板に固定される。熱交換器１５４、１５６は典型的には、例えばフィン、羽根、ピン、流路、および／または、この類似物のような、半径方向の流体流を可能にする、表面積が大きい幾何学的形状に形成されている熱伝導性材料を備える。
【００３５】
より詳細に本明細書で説明されるように、幾つかの実施形態では、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６は（例えば、流体流の方向に、流れの方向に対して概ね垂直な方向に、および／または、他の任意の方向に）放射状にセグメント化されている。熱交換器をセグメント化することが、隣接するセグメントを互いに熱的に隔離することによって、熱交換器から流体への熱伝達の効率を増大させることを促進することが可能である。これに加えて、熱交換器および／または基板のセグメント化は、空気または他の流体が熱電装置によって加熱または冷却される時のそのシステムに対する熱応力を減少させることを促進することが可能である。他の実施形態では、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６は、半径方向のセグメント化なしに、または、部分的な半径方向のセグメント化を伴う形で、形成されることが可能である。
【００３６】
図示されている実施形態では、流れ誘導器１４０またはデバイダ（ｄｉｖｉｄｅｒ）が熱電装置１６０に接触しかつこの熱電装置１６０から半径方向に延び、この熱電装置１６０は、頂部壁１２２と側部壁１１６の上部部分と共に、空洞１１１の頂部の外周部の周りに第１のチャンバ１１８を画定する。同様に、流れ誘導器１４０と熱電装置１６０と底部壁１１４と側部壁１１６の下部部分とが、空洞の底部の外周部の周りに第２のチャンバ１１９を画定する。加熱された流体が第１および第２のチャンバ１１８、１１９の一方の中を通って流れ、かつ、冷却された流体が第１および第２のチャンバ１１８、１１９の他方の中を通って流れるので、幾つかの実施形態では、流れ誘導器１４０は、当業で公知の断熱材料を備える。適切な断熱材料の例が、例えばポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリスルホン、ポリウレア、ポリカーボネート、コポリマー、これらのブレンド、および、これらの混合物のような、１つまたは複数のポリマー樹脂を含む。幾つかの実施形態では、断熱材料は、例えば発泡剤を使用して膨張させられ、このことがその材料の断熱値を増大させる。流れ誘導器１４０の幾つかの実施形態は複合材料を含み、このことが、例えば、所望の断熱特性と所望の機械的特性の両方を実現する。例えば、幾つかの実施形態では、１つまたは複数のポリマー材料と、当業で公知の１つまたは複数の繊維強化材料（例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ホウ素繊維等）とを含む複合材料が形成される。好ましい実施形態では、第１のチャンバ１１８と第２のチャンバ１１９との間には実質的に流体が流れない。第１の出口１２４は第１のチャンバ１１８を装置１００の第１の外側部分と流体連通させることが可能であり、一方、第２の出口１２６は第２のチャンバ１１９を装置１００の第２の外側部分と流体連通させることが可能である。
【００３７】
図１Ｅに示されている熱交換器モジュール１５２の実施形態に示されているように、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６は熱電装置よりも（半径方向に）長いことが可能であり、これによってスロット１５８を形成する。次に図１Ｆを参照すると、この図示されている構成では、流れ誘導器１４０の少なくとも一部分が、熱交換器１５４、１５６の間に概ね形成されているスロット１５８の中に受け入れられるように寸法決定され形状構成されている。したがって、幾つかの実施形態では、流れ誘導器１４０と、熱電装置１６０のスロット１５８の垂直寸法とが、実質的に同一の厚さである。図示されている実施形態では、流れ誘導器１４０は、各々の熱交換器モジュール１５２の横方向の動きを減少させるために各々の熱交換器モジュール１５２を横方向に（すなわち、そのそれぞれの末端において）係合させて固定するように寸法決定されている複数の係合部材１４２を備える。
【００３８】
続けて図１Ｄを参照すると、モータ／インペラアセンブリ１３０が、モータロータ１３４に固定されている複数の送風機羽根１３２を含むことが可能である。熱電装置１６０とモータ／インペラアセンブリ１３０とに給電する電気回路の電流経路と端子の詳細は、図面を明瞭化するために省略されている。
【００３９】
使用時には、例えば空気のような流体が、モータ／インペラアセンブリ１３０によって取り入れ口１２２の中を通して熱電熱交換器システム１００の中に吸い込まれ、モータ／インペラアセンブリ１３０は流体を圧縮するかまたは他の形で流体にエネルギーを及ぼす。したがって、空気または他の流体は、ハウジング１１０内のチャンバ１１１の中に半径方向に追い出されることが可能である。流体の第１の部分が第１の熱交換器１５４の中を通過させられ、この第１の熱交換器１５４は、例えば、流体の第１の部分を冷却する。その次に、この流体の冷却された第１の部分が第１のチャンバ１１８の中に入り、および、第１の出口１２４（例えば、排出出口）を通って外に出る。同様に、流体の第２の部分が第２の熱交換器１５６の中を通過させられ、この第２の熱交換器１５４は、例えば、流体の第２の部分を加熱する。この流体の第２の部分が第２のチャンバ１１９の中に入り、および、第２の出口１２６（例えば、主出口）を通って装置１００の外に出る。この図示されている実施形態では、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６と第１のチャンバ１１８と第２のチャンバ１１９のすべてが、ハウジング１１０内に配置されており、および、したがって、ハウジング１１０によって画定されている空洞１１１の一部分の中に配置されている。
【００４０】
図１Ｄの矢印が、熱交換器システム１００の中を通る全体的な流体の流れを示す。これらの矢印を参照すると、この図示されている実施形態では、流体が、モータ／インペラアセンブリ１３０の回転軸線に対して概ね平行であるかまたは実質的に平行でありかつ円板形のハウジング１１０に対して垂直である第１の方向Ａにおいて、システム１００の中に入る。その次に、流体は、モータ／インペラアセンブリの１３０の回転軸線に対して実質的に半径方向Ｂに方向付けられるように約９０度向きを変えられる。この流れは、第１および第２の熱交換器１５４、１５６を通ってこの半径方向に進み続ける。この図示されている構成では、第１の熱交換器１５４の中を通る流体は第１の出口１２４の中を半径方向に進んでハウジング１１０の外に出る。この図示されている実施形態では、第２の熱交換器１５６の中を通る流体は流れ続けて側壁１１６によって約９０度向きを変えられ、第２の出口１２６を通って外に出て、半径方向Ｂに対して概ね垂直でありかつモータ／インペラアセンブリ１３０の回転軸線に対して平行である方向にハウジング１１０の外に出る。変更された実施形態において、第１の出口１２４および／または第２の出口１２６が、半径方向に、接線方向に、軸方向に、または、任意の中間方向に、流体を放出するように、互いに無関係に形状構成されることが可能であるということを当業者は理解するだろう。
【００４１】
一実施形態では、第１の熱交換器１５４は、熱交換器システム１００の「排出側（ｗａｓｔｅ ｓｉｄｅ）」を含む。すなわち、第２の熱交換器１５６の中を通る空気の流れが、熱交換器システム１００によって冷却および／または加熱される座席アセンブリ（例えば、自動車座席、ベッド等）の表面に向けて方向付けられることが可能である。第２の熱交換器を通る空気の流れが加熱されるべきかまたは冷却されるべきかに応じて、第１の熱交換器１５２の中を流れる空気から熱が取り除かれるかまたはこの空気に対して熱が伝達される。変更された実施形態では、システム１００が逆にされ、第２の熱交換器１５６が熱交換器システム１００の「排出側」として働く。例えば、この逆の加熱／冷却モードは、ペルチェ回路または他の熱電装置に供給される電流の向きを変更することによって実現されることが可能である。
【００４２】
幾つかの実施形態では、図１Ｇから図１Ｉに示されているように、および、本明細書でさらに詳細に説明されるように、熱交換器モジュールシステムが、システムの外周部全体の周りに配置されてはいない１つまたは複数の熱交換システム（例えば、熱電装置、熱交換器等）を含むことが可能である。例えば、図１Ｇに示されている構成では、このシステムは、中央インペラ１３０′の周りに（例えば、１２０度の増分のように、等しいまたは実質的に等しい間隔で）配置されている、合計で３個の熱交換システム１５０′を備える。他の実施形態では、熱交換システム１５０′の数量、サイズ、形状、間隔、位置、および／または、他の詳細事項が、所望または必要に応じて様々であることが可能である。幾つかの実施形態では、熱交換システム１５０′は互いに電気的に接続されている（例えば、ペレットが互いに直列に電気的に接続されている）。しかし、他の構成では、熱交換システム１５０′は互いに別個に給電および制御される。
【００４３】
図１Ｇから図１Ｉに示されている、断続的に間隔が開けられている熱交換システム１５０′は、そのシステムの全体または大半の周りに熱交換システムを含むもの（例えば、図１Ｃ、図２Ａ等）と同様の仕方で機能する。空気が温度調節のために１つまたは複数の熱交換システム１５０′に送られる。上述したように、空気の一部分が主出口を通ってそのシステムから出て行き、一方、空気の残り部分が排出出口を通ってそのシステムから出て行く。このシステムのハウジングは、断続的に配置されている開口部を含むことが可能である。例えば、一実施形態では、この開口部（例えば、出口、排出口等）は熱交換システム１５０′の場所、サイズ、間隔、および／または、他の特徴に概ね一致する。
【００４４】
図１Ｈに示されているシステムは図１Ｇに示されておりかつ本明細書で説明されている実施形態に類似している。しかし、示されているように、この図示されているシステムは、インペラ１３０″の互いに反対側の端部に概ね配置されている２つの熱交換システム１５０″だけを含む。図１Ｇと図１Ｈでは、熱交換システムは、このシステムのハウジング、インペラ、および／または、１つまたは複数の他の構成要素または特徴要素の傾斜した形状に概ね適合するように、湾曲した形状を含む。しかし、図１Ｉに示されているように、熱交換システム１５０′″は概ね長方形の形状または他の任意の形状を含むことが可能である。
【００４５】
図１Ｇから図１Ｉに示されている実施形態は、熱交換モジュールのサイズと複雑性（例えば、構成要素の個数、必要な材料の量等）が削減されるので、こうしたアセンブリの製造コストを低下させることを促進することが可能である。このような形状構成は、さらに、パッケージング上の追加の柔軟性をアセンブリに与えることを促進することも可能である。
【００４６】
図２Ａは、本明細書で説明されている熱交換器システム１００で使用されることが可能な多角形熱交換器モジュールシステム２２００の変更された実施形態の上面図を示す。上述した実施形態とは対照的に、図２Ａの実施形態は８個の熱交換器モジュール２２１０の組を備え、熱交換器モジュール２２１０の各々は多角形の一辺の少なくとも一部分を形成する。これらの熱交換器モジュール２２１０は、集合的に、多角形熱交換器モジュールシステム２２００の外周部の少なくとも一部分を形成する。熱交換器モジュールシステム２２００内の開口部２２４０が、例えば上述したモータ／インペラアセンブリを受け入れるように、形成され、寸法決定され、および、他の仕方で形状構成されている。図示されているこの実施形態では、熱交換器モジュール２２１０は、さらに、開口部２２４０の外周部の少なくとも一部分を画定する。この図示されている実施形態は、中央軸線２２５０を中心として概ね対称的であり、および、正多角形（例えば、八角形）を形成する。当業者は、他の実施形態が回転対称ではないこともあるということを理解するだろう。
【００４７】
この図示されている実施形態では、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０は互いに概ね接触し、これによって小さな間隙を伴っているかまたは間隙をまったく伴わない閉じた形状を形成する。この形状構成は、熱交換器モジュールシステム２２００の中を通して流体を送ることを促進することが可能である。上述したように、この図示されている熱交換器モジュールシステム２２００は、例えば図１Ａから図１Ｆに示されている熱交換器システムでの使用に適している。各々の熱交換器モジュール２２１０は、熱電装置２２１６の互いに反対側の表面に熱的に結合している第１の熱交換器および第２の熱交換器（図示されていない）を含むことが可能である。幾つかの実施形態では、熱電装置２２１６の面積は、第１の熱交換器２２１２と第２の熱交換器（図示されていない）の面積と同一の広がりをもつのではない。例えば、図示されている実施形態では、熱電装置２２１６は、網掛けで示されている第１の熱交換器２２１２および第２の熱交換器よりも狭い。したがって、熱交換器モジュールシステム２２００は、流体が、多角形の内側の開口部２２４０から、熱電装置に熱的に結合されている熱交換器を通過して多角形の外側に流れ出すことを可能にするように形状構成されている。上述したように、このことが、所望に応じて、こうした空気または他の流体が選択的に加熱または冷却されることを可能にする。
【００４８】
図示されている実施形態では、後述する湾曲した熱交換器モジュールとは対照的に、各々の熱交換器モジュール２２１０が、上方から見た場合に概ね長方形または直線状である。長方形の熱交換器モジュールを含むシステムの実施形態が、熱電装置２２１６および／または熱交換器モジュール２２１０の製造の容易性、コストの削減、互換性、交換可能性、設計上の融通性等という１つまたは複数の利点を提供することが可能である。例えば、図示されている実施形態が実質的に概ね等しい寸法形状の熱交換器モジュール２２１０を備えるが、他の実施形態が少なくとも２つの異なる寸法形状の熱交換器モジュールを備える。
【００４９】
他の実施形態では、熱交換器モジュールシステムが、多角形の外周部の少なくとも一部分を画定する複数の熱電装置と、それに熱的に結合されている第１および第２の熱交換器とを備える。第１および第２の熱交換器の少なくとも一方が、互いに隣接する熱電装置にまたがる。例えば、幾つかの実施形態が、図２Ａから図２Ｃに示されているハウジングのような特定のハウジングの中に含まれている熱交換器モジュール（例えば、熱電装置、基板等）の幾つかまたは全部にそって延びるように、寸法決定されているか、形成されているか、または、他の仕方で形状構成されている、図７Ａと図７Ｂとに示されているタイプの単体の（ｕｎｉｔａｒｙ）の環状熱交換器を備える。したがって、単体の環状熱交換器の熱伝達の利点を伴う、本明細書でさらに詳細に説明されるように、熱電装置の多角形配列の利点。
【００５０】
図２Ｂは、図２Ａに示されている実施形態に類似している熱交換器モジュールシステム２２００の別の実施形態の上面図を示す。しかし、図示されているように、図２Ｂに示されている実施形態は合計で６個の熱交換器モジュール２２１０を含む。図２Ｃの上面図に示されている熱交換器モジュールシステム２２００の実施形態は、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０の間に間隙を有するということを除いて、図２Ｂに示されている実施形態に類似している。幾つかの実施形態では、間隙２２０２が熱交換器モジュールシステム２２００の製造し易さを向上させる。例えば、この間隙は、個別の構成要素の１つまたは複数に関するより広範囲の寸法許容差を可能にする。間隙２２０２は、例えば熱膨張および熱収縮、機械的運動、および／または、これに類似した動きのような、熱交換器モジュール２２１０および／またはその構成要素の相対的な動きも可能することができる。熱交換器モジュールの相互間の間隙は、例えば、適切に形状構成された流れ誘導器を使用して、および／または、別個のフィラーストリップ（ｆｉｌｌｅｒ ｓｔｒｉｐ）を使用して、満たされることが可能であり、これによって流体が熱交換器モジュールシステムを迂回することを防止する。他の実施形態は、あらゆる互いに隣接する対の熱交換器モジュールの間に間隙を備えない。互いに隣接する熱交換器モジュールの間に間隙を備える実施形態では、こうした間隙のサイズが個別の用途による所望または必要に応じて変化することが可能である。
【００５１】
図２Ｄは、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０を機械的および／または電気的に結合するためのシステム２２００の実施形態の一部分を図示する。この図示されている実施形態では、各々の熱交換器モジュール２２１０は、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０の１つまたは複数の構成要素（例えば、基板、熱交換器等）および／または一部分を機械的および／または電気的に結合させるように寸法決定され形状構成されている相互連結タブの形の結合部材２２３０を各々の末端に備える。例えば、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０の基板は、１つまたは複数の互いに隣接する熱電装置のペレットを通して電流を有利に送るために、互いに電気的に結合されることが可能である。この結合部材２２３０は、例えばプラグ、ソケット、クイックコネクト（ｑｕｉｃｋ ｃｏｎｎｅｃｔ）、クリップ、はんだ継手、溶接部、ねじ、スエージ、リベット、接着剤、これらの組合せ、および／または、これらの類似物を使用して、当業で公知の任意の方法によって結合させられることが可能である。上述したように、互いに隣接する熱交換モジュールの１つまたは複数の部分または構成要素（例えば、熱電装置、基板、フィン、または、他の熱交換器等）が、１つまたは複数の取り付け方法または装置を使用して互いに接合させられることが可能である。幾つかの実施形態では、熱交換モジュールは、そのシステムの設計を単純化するために互いに電気的および／または熱的に連結されている。
【００５２】
図２Ｅに図示されているように、互いに隣接する熱交換モジュールは、結合部材２２３０′に沿って、または、このモジュールの端縁に沿って延びる別の部分に沿って、互いに取り付けられることが可能である。幾つかの実施形態では、結合部材２２３０′は、隣接する熱交換モジュールの結合部材２２３０′と重なり合うように形成され、寸法決定され、および、他の仕方で形状構成されている概ね長方形のタブ部材である。幾つかの実施形態では、この結合部材２２３０′は、互いに隣接する熱交換モジュールの熱電装置を互いに電気的に連通させるように形状構成されている金属層または金属ストリップまたは別の伝導性部材を備える。この結果として、１つのモジュールに供給される電流が、特定のシステム内の１つまたは複数の他のモジュールに有利に送られることが可能である。
【００５３】
図２Ｆは、互いにスポット溶接されている互いに隣接する結合部材２２３０′の側面図を示す。図示されているように、スポット溶接電極Ｅ＋、Ｅ−が、結合部材２２３０′の互いに反対側の端部に沿って配置されることが可能である。結合部材２２３０′を互いに接触させるように押し付けるために十分な力が加えられ終わると、電流が一方の電極Ｅ＋から他方の電極Ｅ−に流されることが可能である。このプロセスの結果として、結合部材２２３０′が互いに接触している場所またはこの付近に、スポット溶接部２２６８が形成されることが可能である。
【００５４】
幾つかの実施形態では、結合部材２２３０′は単純に熱電装置の上部および／または下部基板の延長部分である。上述したように、この基板が、例えばポリイミド、セラミック、および／または、これらの類似物のような、熱伝導性かつ電気絶縁性の層を含むことが好ましい。この結果として、電流が結合部材２２３０′を通過して一方の電極Ｅ＋から他方の電極Ｅ−に流れるための導電性経路が存在しなければならないので、結合部材２２３０′内へのこうした非導電性層の延長部分が、結合部材２２３０′を互いにスポット溶接することをさらに困難にする可能性がある。したがって、スポット溶接プロセスが行われることが可能となる前に、基板の非導電性層または部分（例えば、ポリイミド、セラミック等）が除去され、穿通され、または、他の仕方で露出させられるだろう。
【００５５】
図２Ｇは、互いに隣接する熱交換モジュール内の熱電装置の基板２２６４（例えば、下部または上部）の本質的に延長部分である２つの結合部材２２３０′の側面図を示す。図示されているように、各々の結合部材２２３０′は、隣接する結合部材２２３０′の金属層２２６６に接触しているかまたは隣接しているように形状構成されている金属（例えば、銅）層２２６６を含む。これに加えて、基板２２６４の互いに反対側の側面が、ポリイミド層２２６５、セラミック層、または、何らかの他の非導電性材料の層を含む。したがって、上述したように、この非導電性材料層２２６５は、スポット溶接部２２６８が結合部材２２３０′の相互間に形成されることが可能である前に、除去されるか、切り込まれるか、穿通されるか、または、他の仕方で露出させられる必要があるだろう。
【００５６】
一実施形態では、スポット溶接部２２６８が、非導電性材料層２２６５を露出させることなしに、互いに隣接する結合部材２２３０′の間に形成されることが可能である、図２Ｈに示されている。図示されているように、電極Ｅ＋、Ｅ−が、互いに対して水平方向に位置合わせされていない場所に、各々の結合部材２２３０′の金属層２２６６に沿って配置されるだろう。この結果として、安定性のために、各々の電極Ｅ＋、Ｅ−の反対側に反作用力または平衡力Ｂを加える必要があるだろう。これに加えて、金属層または部材２２６６の相互間の適正な接触を確実なものにするために、スポット溶接部２２６８が必要とされている結合部材２２３０′の部分に沿って、締め付け力または圧迫力Ｆが加えられるだろう。図示されているように、電流が、スポット溶接時（例えば、図２Ｆ）に通常に行われるものに比べて直接的ではない経路に沿って、金属層または部材２２６６を通して送られることが可能である。しかし、このスポット溶接方法は、ポリイミドまたは別の非導電性層を結合部材２２３０′から除去する必要なしに、結合部材２２３０′の相互間に適切なスポット溶接部２２６８が形成されることを可能にするだろう。このようなスポット溶接方法が、熱交換器システムの互いに隣接する熱交換モジュールを連結することに無関係である他の使用分野に適用可能であることが理解されるだろう。
【００５７】
図２Ｉは、熱交換アセンブリ内に配置されている複数の熱交換器モジュール１５０の上面図を示す。上述したように、熱交換器モジュール１５０は、熱電装置と熱的に連通している互いに隣接する熱交換器（例えば、フィン）の間に間隙１８８を形成するように方向配置されることが可能である。送風機によって動かされる空気または他の流体が熱交換器モジュール１５０の熱交換器をバイパスまたは迂回することがないことを確実なものにするために、流れ遮断タブ１９０または他の部材が１つまたは複数のこうした間隙１８８に効果的に配置されることが可能である。幾つかの実施形態では、タブ１９０はハウジング（例えば、上部プレート、下部プレート、側部壁等）に取り付けられている。しかし、他の実施形態では、タブ１９０または他の流れ遮断部材は、モジュール１５０および／またはそのアセンブリの別の部分に取り付けられている。
【００５８】
図３Ａは、複数の熱交換器モジュール２３１０と、互いに隣接する熱交換器モジュール２３１０を結合する複数の結合部材２３６０とを備える、熱交換器モジュールシステム２３００の一実施形態の上面図を示す。末端の結合部材２３７０が各々の末端熱交換器モジュール２３１０ａから延びる。このシステム２３００の実施形態は、例えば、図２Ａに示されている熱交換器モジュールシステムに類似した熱交換器モジュールシステムを製造するために、有用である。各々の熱交換器モジュール２３１０は実質的に上述したとおりであり、熱電装置と第１の熱交換器と第２の熱交換器とを備える。
【００５９】
図３Ａを続けて参照すると、熱交換器モジュール２３１０各々の端縁と、結合部材２２３０各々の端縁と、末端結合部材２３７０各々の端縁とが、実質的に同一直線上にあることが可能である。この図示されている実施形態は、例えば、製造時の装置２３００の形状構成である。しかし、当業者は、異なる構成が他の実施形態で使用可能であるということを理解するだろう。この図示されている実施形態では、結合部材２３６０は互いに隣接する熱交換器モジュール２３１０を機械的かつ電気的に結合させ、および、末端結合部材２３７０は末端熱交換器モジュール２３１０ａに機械的かつ電気的に結合されている。幾つかの実施形態では、より詳細に後述するように、各結合部材２３６０の少なくとも一部分が可撓性であり、湾曲可能であり、および／または、変形可能である。
【００６０】
図３Ｂは、図３Ａに示されている直線状の形状構成（破線で示されている）から多角形（例えば、この図示されている実施形態では六角形）の形状構成への熱交換器モジュールシステム２３００の変換の上面図を示す。この図示されている実施形態では、この変換は、所望の形状構成を実現するために結合部材２３６０を湾曲または変形させることによって生じさせられる。この図示されている実施形態では、末端結合部材２３７０は最終的な形状構成に近い。
【００６１】
図３Ｃと図３Ｄは、図２３００Ａに示されている直線状の形状から図３Ｂに示されているもののような閉じた形状へ装置２３００を再び形状構成するための、結合部材２３６０の実施可能な折り返しの斜視図である。
【００６２】
図４Ａは、図２Ａに概ね示されているタイプの熱交換器モジュールシステムを製造するのに適している結合部材２４６０と互いに隣接する熱交換器モジュール２４１０との別の実施形態の詳細部分の上面図である。図４Ｂと図４Ｃは、結合部材２４６０の適切な折り曲げまたは変形を示す。図４Ｂに最も適切に見て取とれるように、結合部材２４６０の一部分２４６２は、熱交換器モジュール２４１０の下流側に配置されることが可能であり、および、したがって、熱交換器モジュール２４１０からの空気流を部分的にまたは完全に遮断するように形状構成されることが可能である。
【００６３】
図５Ａは、図２Ａに示されているタイプの熱交換器モジュールシステムを製造するのに適している結合部材２５６０と互いに隣接する熱交換器モジュール２５１０との別の実施形態の詳細部分の上面図である。図５Ｂと図５Ｃは、結合部材２５６０の適切な折り曲げまたは変形を示す。
【００６４】
図６Ａは、図２Ａに示されているタイプの熱交換器モジュールシステムを製造するのに適している結合部材２６６０と互いに隣接する熱交換器モジュール２６１０との別の実施形態の詳細部分の上面図である。図６Ｂと図６Ｃは、結合部材２６６０の適切な折り曲げまたは変形を示す。図５Ａと図６Ａに示されている折り曲げ形状構成では、結合部材２５６０、２６６０のどんな部分も熱交換器モジュール２５１０、２６１０の下流側に位置していないので、空気流の遮断は問題ではない。
【００６５】
さらに、図６Ａに最も適切に見てとれるように、結合部材２６６０は、熱交換器モジュール２６１０のエンベロープ内（例えば、すなわち、熱交換器モジュールの幅の境界の範囲内）に全体として形成されることが可能である。したがって、結合部材２６６０の少なくとも一部分が熱交換器モジュール２６１０の少なくとも一部分（例えば、熱電装置の基板または他の部分または構成要素）と共に一体状に形成されている実施形態では、この図示されている実施形態は、例えば図４Ａ−４Ｃおよび図５Ａ−５Ｃに示されている実施形態のような熱交換器モジュールのエンベロープを越えて結合部材が延びる実施形態と比較して、廃棄物がより少ない形で製造されることが可能である。２個の熱交換器モジュール２６１０の例示的なレイアウトが図６Ｄに示されており、この図はこうした効率的なレイアウトを示す。したがって、図６Ａ−６Ｃに示されている熱交換器モジュールシステムの実施形態は、より効率的であり、製造がより容易であり、および／または、製造コストがより低いことが可能である。
【００６６】
図６Ｅは、１つまたは複数の熱交換器モジュール１５０を取り付けることを容易にするために使用されることが可能である、プリント回路基板（ＰＣＢ）１８０または他の電気バスの一実施形態を示す。図示されているように、ＰＣＢ １８０または他の基部部材は、モジュール１５０の端部１５１が上に取り付けられることが可能な複数のスリット１８２または他の接続箇所を含むことが可能である。このスリット１８２は、各スリット１８２において有利に露出させられる主電気ストリップ１８１または導電性部材を使用してモジュール１５０の端部１５１が（例えば、直流の形状構成に）互いに電気的に連通させられることを可能にするように、形状構成されることが可能である。この結果として、１つまたは複数のモジュール１５０（例えば、熱電装置、フィン、または、他の熱交換器等）がＰＣＢ １８０または類似の基部に容易に固定されることが可能である。例えば、モジュール１５０は、スリット１８２または他の接続箇所においてＰＣＢ １８０にはんだ付けされることが可能である末端端子１５１を含むことが可能である。このことが、熱交換器モジュール１５０に関する数量とタイプと他の詳細事項を選択することによってユーザが特定のアセンブリを便利良くカスタマイズすることを可能にする。さらに、ＰＣＢに対する容易な接続が、互いに隣接するモジュール１５０の間のより複雑で、より労働集約的で、かつ、高コストである電気的接続部を不要にする。ＰＣＢまたは他の電気バス部材が、本明細書に図示および／または説明されている実施形態またはその等価物のいずれの中にも組み込まれることが可能であるということが理解されるだろう。
【００６７】
図４から図６に示されている実施形態は、さらに、その少なくとも一部分が（例えば図７Ｂに示されている実施形態に類似している熱交換器のような）後述する複数の熱電装置にまたがっている、第１および第２の熱交換器に熱的に結合されている多角形の外周部を画定する複数の熱電装置を備える熱交換器システムにおいても有用である。
【００６８】
図７Ａは、例えば本明細書で説明および／または図示（例えば、図１、図９等）されている熱交換器システムのような、熱交換器システムにおいて使用するのに適している熱交換器モジュール１９００の実施形態の斜視図を示す。図示されている熱交換器モジュール１９００は、熱電装置１９１０と、熱電装置１９１０の上部表面上に配置されている第１の熱交換器１９２０と、熱電装置１９１０の下部表面上に配置されている第２の熱交換器１９３０とを備える。この図示されている実施形態では、熱電装置１９１０は、開口部１９４０の外周部を形成する小さい方の半径（Ｒ１）と熱交換器モジュール１９００の外周部を形成する大きい方の半径（Ｒ２）とによって画定されている、薄いリング形または環状の円板の形態である。幾つかの実施形態では、この開口部１９４０は、例えば上述されておりかつ図１Ｄに示されているような、モータ／インペラアセンブリを受け入れるように寸法決定および形状構成されている。この図示されている実施形態では、熱交換器１９２０、１９３０の各々は実質的にリング形であり、熱電装置１９０１と同じか実質的に同じ高さ（Ｈ）と、熱電装置１９０１と同じかまたは実質的に同じ小さい方の半径（Ｒ１）と大きい方の半径（Ｒ２）とを有する。しかし、他の構成では、このモジュールの相対的な高さ（Ｈ）、小さい方の半径、および／または、大きい方の半径、および／または、他の任意の属性が、所望または必要に応じて変化させられるだろう。
【００６９】
図７Ａに示されている実施形態では、熱交換器１９２０、１９３０は、図７Ｂ−７Ｄに示されている複数のフィン１９２２を形成するように１つまたは複数の熱伝導性材料をプリーツ状にするか扇状に折り畳むことによって製造される。当業者は、他の実施形態が異なる扇状の折り畳み形状を使用することがあるということを理解するだろう。図７Ｂに示されている熱交換器１９２０の詳細図である図７Ｃと図７Ｄとに示されているように、フィン１９２２は小さい方の半径Ｒ１において互いにより接近しており、かつ、大きい方の半径Ｒ２において最大の間隔にまで半径方向により大きく相互間隔が広がる。したがって、フィンの密度は、図示されている構成では流体流の上流側にある熱交換器１９２０、１９３０の中央において最も高く、および、流体流の下流側にある外側端縁において最も低い。
【００７０】
幾つかの実施形態では、パイプを通る流体流のための熱伝達が、２つの重要な変数、すなわち、熱伝達係数ｈと熱伝達表面積Ａとによって決まるだろう。熱伝達係数ｈがパイプ入口（この場合にはＲ１における熱交換器の上流側の末端）で最も高いということが公知である。表面積ＡもＲ１で最も大きく、これはフィン密度がＲ１において最も高いからである。これらの効果の両方が組み合わさって、入口のファン密度がより高くかつ出口のファン密度がより低い熱交換器における改善された熱交換を実現し、このことは、図示されている実施形態においては、フィンの間隔を変更するために熱交換器の頂部および底部に対して垂直な軸線を中心として推定上の長方形熱交換器を湾曲または変形させることによって実現される。この図示されている実施形態では、この変形は円形であり、結果的にリング形の熱交換器を生じさせる。当業者は、他の実施形態において、例えば円弧形への変形のような他の変形を使用して同一の結果が得られるということを理解するだろう。
【００７１】
図７Ｅは、図７Ａの断面Ｅ−Ｅに沿った熱交換器モジュール１９００の断面を示す。熱電装置１９１０は、第１の基板１９１２と、第２の基板１９１４と、これらの間に配置されている複数の半導体ペレット１９１６とを備える。この半導体ペレット１９１６は、電気エネルギーを温度勾配に変換するための当業で公知のタイプである。基板１９１２、１９１４は、典型的には、当業で公知の高い熱伝導性と低い導電性とを有する上述した材料を含む。
【００７２】
第１の熱交換器１９２０は第１の基板１９１２（例えば、基板上に配置されている銅または他の金属の層）に固定されており、かつ、第２の熱交換器１９３０は第２の基板に同様に固定されている。上述したように、熱交換器１９２０、１９３０は、典型的には、基板１９１２と基板１９１４との間の適切な熱伝導性を実現すると同時に、使用中はその２つの部分が適切に互いに連結された状態のままであることを確実にする形で、それぞれに基板１９１２、１９１４に固定されている。
【００７３】
使用時には、電圧がペレットを挟んで印加される時に、第１の基板１９１２と第２の基板１９１４の一方が暖まり（高温）、かつ、その他方が冷える（低温）。第１の基板１９１２が高温の基板でありかつ第２の基板１９１４が低温の基板である図７Ｅに示されているように、通常の（正の）熱膨張係数を有する材料の場合には、高温の基板が膨張し、かつ、低温の基板が収縮する。基板１９１２と基板１９１４の膨張差がペレット１９０６における剪断モーメントと曲げモーメントと剪断応力と曲げ応力とを生じさせ、このことが熱電装置１９１０の機械的故障の原因となる可能性がある。熱電装置１９１０の物理的変形が、さらに、熱交換器システムにおける流体力学にも悪影響を及ぼす可能性があり、これによってそのシステムの効率を低下させる。剪断力と曲げ力と剪断応力と曲げ応力との大きさは、基板１９１２、１９１４の熱膨張の係数、温度差（ΔT=Ｔｈ−Ｔｃ）、基板１９１２、１９１４のサイズ（例えば、長さ、幅、厚さ等）（Ｌ）、および／または、１つまたは複数の他のファクタに依存するだろう。
【００７４】
図７Ｇは、使用中の図７Ａに示されている熱電装置１９１０の上面図であり、第１の基板１９１２の膨張と第２の基板１９１４の収縮とを示す。この装置１９１０に関する有効長さＬは、より小さい、大きい方の半径と小さい方の半径との間の差（Ｒ２−Ｒ１）ではなく、熱電装置１９１０全体の外径（２Ｒ２）である。こうしたより大きな有効寸法が、図示されている実施形態において、比較的に大きい剪断力と曲げ力とを結果的に生じさせるだろう。
【００７５】
図８Ａと図８Ｂは、膨張差の有害な効果の少なくとも一部分を減少させると同時に湾曲形またはリング形の熱交換器からの熱伝達の増大という利点を維持する、環状熱電装置２０１０の上面図と下面図をそれぞれに示す。熱電装置２０１０は、概ね円筒形の形状を有する、図７Ａ−７Ｆに示されている熱電装置１９１０に類似しており、および、例えば、図７Ａに示されている熱電熱交換器モジュールの構成要素として、および／または、図１に示されている熱電熱交換器システムにおいて、類似の用途に適している。この示されている熱電装置２０１０は、それぞれに第１および第２の基板２０１２、２０１４と、これらの基板の間に配置されている複数のペレット（図示されていない）とを備える。概ね円形の開口部２０４０が、例えば、上述したモータ／インペラアセンブリを受け入れるために、備えられている。この図示されている実施形態では、第２の基板２０１４とペレットは、概ね熱電装置１９１０に関して上述した通りである。しかし、第１の基板２０１２は複数の扇形部分または部品２０１２ａを備える。この図示されている実施形態では、扇形部分２０１２ａは中心軸線２０５０を中心として概ね回転対称である。したがって、７つの扇形部分２０１２ａの各々は概ね同一のサイズを有する。当業者は、他の実施形態が、互いに等しくないサイズの扇形部分、および／または、他のより多いかまたはより少ない扇形部分を備えるということを理解するだろう。第１の基板の扇形部分２０１２ａが単一のユニットとしてではなく個別的に自由に動くので、第１の基板２０１２と第２の基板２０１４との間の温度差によって生じさせられる剪断力と曲げ力とを評価する際の関連の長さＬが、基板２０１０の直径（２Ｒ２）ではなく、各扇形部分２０１２ａの半径方向幅（Ｒ２−Ｒ１）、および／または、各扇形部分２０１２ａの周方向幅Ｗのどちらか長い方である。Ｒ２−Ｒ１が２Ｒ２よりも小さく、および、幾つかの実施形態ではＲ２−Ｒ１が２Ｒ２よりも著しく小さいので、剪断力と曲げ力と剪断応力と曲げ応力とが有利に減少させられることが可能である。本質的には、第１の基板２０１２を扇形部分２０１２ａに分割することが、そのための「伸縮継手」２０１３を実現する。所望または必要に応じて、基板が半径方向および／または周方向にこうした伸縮継手２０１３または間隙を備えることが可能であるということが理解されるだろう。
【００７６】
この図示されている実施形態では、扇形部分２０１２ａは概ね円弧形または切頭くさび形であり、複数の概ね半径方向の切れ目を有する単一部品の第１の基板１９１２（図７Ｇ）に対応し、これによって、第１の基板１９１２の外周部の少なくとも一部分を画定する複数の横方向または周方向に区分された扇形部分を結果的に生じさせる。この図示されている実施形態では、扇形部分２０１２ａは第１の基板２０１２の外周部（Ｒ１）と開口部２０４０の外周部（Ｒ２）の両方を画定する。幾つかの実施形態では、図７Ｂに示されている実施形態に類似している環状の第１の熱交換器が、第１の基板２０１０に熱的に結合されている。他の実施形態が多構成要素形の熱交換器（ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を使用し、例えば各々の構成要素が扇形部分２０１２ａに相当する。他の構成では、単一の熱交換器が、伸縮継手を有する基板の２つ以上の異なる扇形部分２０１２ａにわたって部分的にまたは完全に延びることが可能である。この扇形部分に区分された基板２０１２は、図１Ｄに示されている実施形態に関して上述したセグメント化された熱交換器とは異なっており、このセグメント化された熱交換器は横方向でなく概ね半径方向に区分されている。扇形部分化された基板２０１２を備える熱交換器モジュールまたはシステムの幾つかの実施形態は、さらに、１つまたは複数の半径方向にセグメント化された熱交換器も備え、この１つまたは複数の半径方向にセグメント化された熱交換器は、流れの方向におけるセグメントの相互間の断熱と、改善された熱的性能とを実現する。
【００７７】
図７Ｈは、第１の基板２０１０の一部分の実施形態の上面図であり、この第１の基板２０１０は横方向と半径方向の両方において扇形部分２０１０ａに区分されており、これによって、熱電装置の第１の基板と第２の基板との間の温度差から生じる機械的応力をさらに減少させる。したがって、これらの基板を周方向にセグメント化することによって、加熱および／または冷却中に周方向において応力が減少させられることが可能である。これに加えて、その装置に大きな半径方向の寸法がある場合には、半径方向におけるセグメント化も応力を減少させることが可能である。これに加えて、半径方向のセグメント化は、さらに、より効率的な熱伝達を結果的に生じさせることが可能な断熱を実現することも可能である。熱電装置の使用中に生じさせられる熱応力の減少に関する追加の詳細事項に関しては、２００７年７月２３日付で出願された米国特許出願公開第６０／９５１，４３２号明細書と、２００８年７月２３日付で出願されており、かつ、本明細書にその内容全体が引例として組み入れられている米国特許出願公開第６０／９５１，４３２号明細書の米国特許法１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張する、標題「セグメント化された熱電装置（ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＴＨＥＲＭＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＥＶＩＣＥ）」の非仮出願（出願番号は不明）とを参照されたい。
【００７８】
図９Ａは、図８Ａと図８Ｂとに示されている実施形態に類似している環状熱電装置２１１０の上部基板および／または下部基板を供給するように切断されるかまたは他の仕方で形成されることが可能な熱伝導性で非導電性の材料のシート２１０９Ａの上面図を示す。熱電装置２１１０のための基板がそれから得られるシート２１０９Ａまたは他の部材が、比較的に大きい長方形の形状を備えることが可能である。図９Ａに示されているように、熱電装置２１１０が概ね湾曲した形状を含む実施形態では、基板は、複数の円弧形の部材を備えることが可能である。これは、本明細書でさらに詳細に説明するように、使用中に熱応力を軽減することを促進するために熱電装置の基板の一方（例えば、上部基板または下部基板）が半径方向の伸縮継手を含む場合に当てはまるだろう。したがって、第１の基板２１１２は、図８Ａに示されている実施形態の第１の基板２０１２に類似している扇形部分２１１２ａの形に分割されるだろう。
【００７９】
図９Ａを続けて参照すると、この円弧形基板の使用が、個別の基板部分が抜き出される基板シートの「パッキング効率（ｐａｃｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」を増加させることを促進することが可能である。言い換えると、廃棄される（例えば、基板の一部分を提供するために切断されるかまたは他の形で使用されることが不可能な）シート２１０９Ａの材料の量が、有利に減少させられることが可能である。このことが、特に基板材料の関連コストが比較的高い場合に、こうした装置のための製造コストおよび／またはアセンブリコストを低下させることが可能である。これとは対照的に、複数のセグメント化された円弧形部分の代わりに単一の環状基板（図８Ｂ）が使用される場合には、「廃棄される」シート材料の量が著しくより多いだろうということを当業者が理解するだろう。
【００８０】
熱電装置２１１０から製造される熱交換器モジュールは、さらに、上述したように、第１の基板２１１２に熱的に結合されている第１の熱交換器と、第２の基板２１１４に熱的に結合されている第２の熱交換器とを備える。幾つかの実施形態では、第１および第２の熱交換器は円弧形熱電装置サブユニット２１１０ａに形状的に実質的に一致し、これによって円弧形の熱交換器サブモジュールを形成する。あるいは、この代わりに、円弧形熱交換器ユニットの各々は個別の熱交換器モジュールと見なされることが可能であり、および、個別の熱交換器モジュールのアセンブリは熱交換器モジュールアセンブリまたはシステムを形成すると見なされることが可能である。
【００８１】
他の実施形態では、第１および第２の熱交換器の少なくとも一方の熱交換器の境界が、円弧形熱電装置サブユニット２１１０ａの少なくとも１つに対する境界の１つに実質的に一致しない。例えば、幾つかの実施形態では、第１および第２の熱交換器の各々が、例えば図７Ｂに示されているような単体の熱交換器を備える。幾つかの実施形態では、熱電装置の第１および第２の基板の少なくとも一方が、半径方向に区分されている扇形部分を備え、幾つかの実施形態では同中心の熱電装置を本質的に形成する。この構成の詳細な説明は米国特許第６，５３９，７２５号明細書に見いだされることが可能であり、この明細書の全体が本明細書に引例として組み入れられている。
【００８２】
図９Ｂは、複数の基板部分２１１０ａ、すなわち、図示されている実施形態では３つの熱電装置サブユニットが、半径方向に入れ子状に納められている、熱電装置２１１０の実施形態の上面図を示す。説明したように、単一の円形またはドーナッツ形の基板に比較すると、複数の円弧形の基板２１１０ａの使用は、廃棄物を減少させることによって製造コストを減少させることを促進するだろう。明確に言えば、円弧形の基板部分は、図９Ｂに示されているように切断物の間の廃棄物を減少させるために積み重ね構成または入れ子状構成の形で互いに隣接して切断されるだろう。これとは対照的に、円形またはドーナッツ形の熱電装置の使用は、環状またはドーナッツ形の基板部分がシートまたは他の部材２１０９Ｃ（図９Ｃを参照されたい）から切断されるかまたは打ち抜かれる時に、基板の穴の部分が廃棄されるので、より多量の基板材料（例えば、銅または他の金属部分が表面の片方または両方に付着しているポリイミド）が廃棄されることを結果的に生じさせる。
【００８３】
図９Ｄを参照すると、長方形の基板部分の使用が、熱伝導性材料のシート２１０９Ｄが切断されるかまたは他の仕方で加工される時に生じさせられる廃棄材料の量をさらに減少させることが可能である。示されているように、幾つかの実施形態では、長方形の基板の使用は、シート２１０９Ｄが複数の水平線と垂直線とに沿って簡単に切断可能なので、廃棄基板材料の量を最小限にすることを促進することが可能である。図９Ｄに示されているようにこのような長方形の基板部分を使用するように形状構成される複数の長方形の熱電装置２１１２Ｄを備える装置の一実施形態。
【００８４】
図１Ｄを参照して本明細書で説明したように、第１の熱交換器１５４からの空気（例えば、廃棄空気）が半径方向に送られることが可能であり、一方、第２の熱交換器１５６からの空気（例えば、主空気）が、モータ／インペラアセンブリ１３０の回転軸線に平行である方向に送られることが可能である。異なる出口方向に加えて、モータ／インペラからの流れが空洞１１１の下側へと偏倚させられるだろう。このことが、熱交換器１５４、１５６の間の不均一な流れを結果的に生じさせる可能性がある。一般的には、等しい量または概ね等しい量の空気が両方の熱交換器１５４、１５６に送られることが望ましい。
【００８５】
図１０は、変更された熱交換器システム３００を示す。この図示されている実施形態では、上部ハウジング部分３０２と下部ハウジング部分３０４とセパレータ３０６とが、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６とが上述した図１Ａ−１Ｄの実施形態よりも低く位置しているように形状構成されている。したがって、モータ／インペラアセンブリ１３０を出て行く空気は、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６とに入る前に半径方向かつ下向きの方向に移動する。この構成は、空洞１１１の下部部分への空気の偏倚を補正する第１の熱交換器１５４の中を通してより多くの空気を押し流す。
【００８６】
図１１Ａは、流れ調整または流れ誘導フィンまたは羽根３２０が第１および第２の熱交換器１５４、１５６の上流および／または下流に配置されることが可能な追加の実施形態を示す。この羽根は、その装置の出口を経由した空気流の横方向の分散を実現するために使用されることが可能である。幾つかの実施形態では、このフィンまたは羽根３２０は、等しいかまたは実質的に等しい流れを熱電装置に供給するように形状構成されている。他の実施形態では、このフィンまたは羽根３２０は、所望の流れのパターンを得るために使用される。
【００８７】
図１１Ｂは、流れを制限して第１の熱交換器１５４を通るように流れを偏倚させるために選択的に使用されることが可能であるフィンまたは羽根３２２を第２の熱交換器１５６の出口１２６が備えている実施形態を示す。インペラから１つまたは複数の熱電装置および／または出口に向けて空気が半径方向に遠ざかるように送られる時にその空気を分配および／または調整するために、１つまたは複数の他の装置または方法が使用されることが可能であるということが理解されるだろう。
【００８８】
上述したように、インペラによって移動させられる空気または他の流体が、フィンまたは他の熱交換器の中への容易な流体の流入を可能にする方向に方向付けられないことがある。したがって、図１１Ｃと図１１Ｄとに示されているように、熱交換器システム１５０Ｃは、インペラ１３０Ｃによってその熱交換器システムに向けて方向付けられる空気をより適切に受け入れるように形状構成されることが可能である。図１１Ｄの詳細な上面図を参照すると、互いに隣接するフィン１５６Ｃまたは他の熱交換器が、その中を通って流体が流入することを容易にするように、方向配置されることが可能である。例えば、フィン１５６Ｃは、予想される空気流方向Ａに一致するかまたは実質的に一致するように概ねなっている特定の角度θ2だけ、半径方向に対して傾斜していることが可能である。この結果として、このシステムを通過する場合の流体ヘッドロスが有利に減少させられることが可能である。さらに、この特徴は、騒音の減少と、そのシステムの効率の改善と、１つまたは複数の他の利点の実現を促進することが可能である。
【００８９】
図１１Ｅ−１１Ｇは、熱交換器システムの先頭端部に空気または他の流体が接近する時にその空気または他の流体により適切に順応するように形状構成されている熱交換器システム１５０Ｅ、１５０Ｆ、１５０Ｇの様々な他の実施形態を示す。例えば、図１１Ｄに示されている構成と同様に、図１１Ｅ−１１Ｇに示されている３つの実施形態は、インペラから出て行く空気流Ａの予想方向に応じて湾曲させられている先頭端部を有するフィン１５６Ｅ、１５６Ｆ、１５６Ｇを備える。
【００９０】
図１１Ｅに示されているように、フィン１５６Ｅまたは他の熱交換器の末尾端部は（例えば、先頭端部と同一の方向に、または、これとは反対の方向に）湾曲させられていることも可能である。さらに、フィン１５６Ｆの末尾端部は、図１１Ｆに示されているように、湾曲していない（例えば、半径方向に概ね一直線状である）ことが可能である。これに加えて、図１１Ｇに示されているように、フィン１５６Ｇまたは他の熱交換器は、それに流入して通過する空気が所望の仕方で方向付けられることを可能にするための任意の他の形状または形状構成を有することが可能である。
【００９１】
図１Ｈは、本明細書に開示されている実施形態のいずれにおいても使用されるように形状構成されている折り曲げ形フィン１５６Ｈの斜視図を示す。上述したように、このフィンまたは他の熱交換器は、１つまたは複数の熱電装置または基板と熱的に連通した状態にされることが可能である。特定のアセンブリが、所望または必要に応じて、１組、２組、または、それより多くの組のこうしたフィン１５６Ｈを含むことが可能である。上述したように、こうした熱交換器の単体構造が、１つ、２つ、または、３つ以上の熱交換器モジュールの頂部上または底部上に配置されることが可能である。
【００９２】
図１１Ｉと図１１Ｊは、折り曲げ形熱交換器１５６Ｉ（例えば、フィン）の別の実施形態の上面図と側面図をそれぞれに示す。図示されているように、フィン１５６Ｉは湾曲しているかまたは縦溝が付いた（ｆｌｕｔｅｄ）形状を含むことが可能である。例えば、上述したように、この形状構成は、空気または他の流体が中を通って流入することを容易にすることが可能である。熱交換器が所望または必要に応じて１つまたは複数の他の形状、設計、または、形状構成を含むことが可能である。
【００９３】
図１２Ａは、第１および第２の熱交換器１５４、１５６の間で流れを偏倚させるための別の構成を示す。この実施形態では、モータ／インペラアセンブリ１３０は、インペラ１３０の羽根を高さＬ１の上部部分１３２ａと高さＬ２の下部部分１３２ｂとに分ける水平スプリッタプレート１３８を備え、この場合にＬ２＞Ｌ１である。上部部分１３２ａまたは下部部分１３２ｂの相対的高さまたは他の寸法を増大させることによって、特定の用途または使用による所望または必要に応じて、空気が第１の熱交換器１５４または第２の熱交換器１５６のどちらに対しても偏倚させられることが可能である。図１０の実施形態に比較すると、この実施形態は、そのシステムの頂部表面の概ね平らな輪郭を有利に維持することが可能である（すなわち、図１０の頂部壁３０２は段差を含む可能性がある）。
【００９４】
図１２Ｂは、図１２Ａに示されている水平スプリッタプレート１３８を含むモータ／インペラアセンブリ１３０の実施形態の上面図を示す。モータロータ１３４からスプリッタプレート１３８／羽根１３２ａ、１３２ｂアセンブリに延びる複数のスポーク１３６が、取り入れ口または入口１２２（図１Ｄ）を通して吸い込まれる流体が羽根の下部部分１３２ｂに流れることを可能にするだろう。当業者は、本明細書で明確に開示されている装置および方法の代わりに、または、これに加えて、羽根の下部部分１３２ｂに流体を供給するための他の手段が他の実施形態で使用されることが可能であるということを理解するだろう。例えば、底部壁１１４（図１Ｄ）内の１つまたは複数の流体取り入れ口が備えられることが可能である。
【００９５】
図１３Ａは、図１２の構成の変更された実施形態を示す。この実施形態では、スプリッタプレート１３８は、第１の熱交換器または第２の熱交換器のどちらかに向けて空気が方向付けられる時に円滑な移行を実現するために、半径方向から角度θに上方または下方に傾斜させられることが可能である。このことが、スプリッタプレート１３８に空気が接触する時に生じさせられる乱流を削減および／または排除することが可能である。図１３Ｂは、相対的な流体流が矢印によって概ね表示されているスプリッタプレート１３８の周囲の領域の詳細図である。幾つかの実施形態では、スプリッタプレート１３８は、さらに、特定の用途または使用による所望または必要に応じて、さらに乱流を減少させるために湾曲した輪郭または他の形の輪郭を含むことが可能である。
【００９６】
図１４Ａと図１４Ｂは、頂部リング１３９を備えるモータ／インペラアセンブリ１３０の実施形態をそれぞれに斜視図と側断面図との形で示す。幾つかの実施形態では、頂部リング１３９は、図１４Ｃに示されているように、上部チャンバ１１８と流体連通している上部熱交換器を通る空気流を減少させ、この図１４Ｃは、頂部リング１３９を備えるモータモータ／インペラアセンブリ１３０の計算流体力学（ＣＦＤ）モデルの断面図である。頂部リング１３９からの乱流が上部熱交換器を通過する空気流の減少の原因であるだろうと考えられており、この空気流の減少は、第１および第２の熱交換器の間において不均衡な空気流を結果的に生じさせる。
【００９７】
したがって、モータ／インペラアセンブリ１３０の幾つかの実施形態は頂部リングを備えず、図１５において側断面図にその具体例が示されている。モータ／インペラアセンブリ１３０の幾つかの実施形態が、頂部リングを備える類似のモータ／インペラアセンブリに比較した場合の上部熱交換器を通過する空気流の改善を実現し、これによって第１および第２の熱交換器の間におけるより均衡のとれた空気流を結果的にもたらす。
【００９８】
図１６は、第１および第２の熱交換器を通る相対的な空気流の制御を可能にするモータ／インペラアセンブリ１３０の別の実施形態の側面図を示す。図示されているように、モータ／インペラアセンブリ１３０は、図１２Ａと図１３Ａと図１３Ｂとに示されている実施形態に類似している、上部部分１３２ａと下部部分１３２ｂとに羽根を概ね分割する垂直スプリッタプレート１３８を備えることが可能である。この図示されている実施形態では、この相対的な空気流が、羽根の上部部分１３２ａおよび／または下部部分１３２ｂの個数を変化させることによって変更される。例えば、この図示されている実施形態は、５０個の上部羽根部分１３２ａと８０個の下部羽根部分１３２ｂとを備える。当業者は、所望または必要に応じて、様々な個数の上部羽根部分１３２ａと下部羽根部分１３２ｂとを備えるということを理解するだろう。さらに、上部羽根部分１３２ａの個数は下部羽根部分１３２ｂの個数よりも多いことが可能である。個々の用途において上部羽根部分１３２ａの個数と下部羽根部分１３２ｂの個数とに影響を与える要因が、非限定的に、モータ／インペラアセンブリ１３０および装置全体の特定の幾何学的形状（例えば、形状、サイズ等）、熱交換器の特徴、および／または、その類似物を含むだろう。幾つかの実施形態では、この要因は、例えばＣＦＤのようなモデル化によって、１つまたは複数の経験的な方法によって、および／または、これらに類似した方法によって決定される。
【００９９】
本明細書で上述したように、幾つかの実施形態は、自動車座席、ベッド、家具、車椅子、他の静止的または可動的な座席アセンブリまたは他の装置、および／または、これらの類似物に温度調節された空気を供給するのに有用であるが、こうした用途だけに限定されるのではない。この方法および装置は、温度調節された空気の局所化された流れが必要とされるあらゆる場合に使用可能である。幾つかの実施形態では、空気または他の流体を選択的に温度調節するようになっているこうした流体移送システムおよび装置が、直接的に（例えば、スポット加熱または冷却）、または、座席アセンブリまたは他の装置の流体配送システムを経由して、１人または複数人のユーザに向けて送られることが可能である。図１７は、本明細書で説明されている熱交換システム１００が換気式自動車座席１０との組合せの形で使用される一実施形態を示す。このシステム１００は、専用の制御装置１２によって、または、主制御ユニット（図示されていない）によって、別個に制御されることが可能である。
【０１００】
本明細書で説明されているシステムと装置と方法の実施形態は、空気および／または他の気体または流体の調節に限定されていない。例えばヘリウムのような幾つかの気体が空気よりも高い熱伝導率を有し、および、特定の用途では望ましいが、一方、酸素、窒素、および／または、アルゴンのような他の気体が他の用途において望ましい。様々な気体と気体混合物が、個々の用途に応じて使用されることが可能である。
【０１０１】
幾つかの実施形態が、適切なシール、断熱材、および／または、当業で公知の他の構成要素を使用して、例えば液体および／または超臨界流体のような他の流体を加熱または冷却するのに使用可能であり、これによって、こうした流体が電気接点、熱電装置、および／または、他の任意の電気的および／または機械的構成要素の性能に悪影響を及ぼすことを防止する。したがって、水および不凍液のような液体が本明細書に説明されている方法および装置の実施形態に適合可能であり、液体金属（例えば、液体ナトリウム）、流体および固体のスラリー、他のニュートン流体または非ニュートン流体、および／または、これらの類似物も同様である。
【０１０２】
熱電装置システムから得られる温度変化が大きいことが可能なので、本明細書で説明されている熱交換器システムとその変形物は、広範囲の様々な用途に適用可能である。本明細書で説明されている方法と装置は、温度調節された流体を移送する（例えば、ポンプ送りする）必要があるあらゆる状況に対して一般的に適用可能である。こうした用途は、例えば熱電対アセンブリの場合のような基準温度を使用する装置のような、定温装置を含む。別の例示的な用途は、例えば実験室用および／または工業用の、定温浴における構成要素としてである。本明細書で説明されている方法および装置は、低い流量および／または小さい温度変化を伴う用途と、高い流量および／または大きな温度差を伴う用途とにおいて有用である。
【０１０３】
熱交換器上、熱交換器の上流側または下流側、および／または、どこか他の場所において、予め決められた場所に温度センサを配置することと、インペラの回転を電子的に制御することとによって、予め決められた温度に温度を維持するために、または、予め決められた温度条件を実現するために、温度調節された流体の調整された流れが実現されることが可能である。したがって、例えば自動車座席、ベッド、ウォーターベッド、水槽、ウォータークーラー、飲料の冷却等において、局所化された温度制御が望まれている場合に、幾つかの実施形態が特に有用である。
【０１０４】
特定の実施形態では、熱電装置が１つまたは複数のセンサを備えることが可能である。幾つかの実施形態では、熱電装置の内側または熱電装置の外側に配置されることが可能であるこうしたセンサが、制御ルーチンの一部分としておよび／または安全装置機構の一部分として温度が使用できるように、制御装置（図示されていない）の１つまたは複数と通信するように形状構成されることが可能である。他の実施形態では、温度センサが、送風機／熱電装置アセンブリの内側および／またはこのアセンブリの上流側および／または下流側の他の位置に配置されることが可能である。
【０１０５】
さらに、幾つかの実施形態が、異なる時点で異なる温度を有する流体が必要とされる状況において特に使用される。幾つかの実施形態では、この装置は送風機として運転され、および、熱電的側面が所望に応じて活用される。例えば、幾つかの実施形態が、より温かい流体、より冷たい流体、および／または、周囲温度の流体を提供する。
【０１０６】
図１８Ａに断面図として示されておりかつ図１８Ｂに斜視図として示されている別の実施形態では、装置１８００は、ＴＥＤ、熱交換器、ヒータ、または、他の温度変更ユニットまたは熱変更ユニットを含まない。その代わりに、この装置またはシステムは、装置１００における対応する構成要素と同様である、ハウジング１８１０と取り入れ口１８２２と出口１８２４とモータ／インペラアセンブリ１８３０とを備える半径方向出口送風機１８００として形状構成されることが可能である。この図示されている実施形態では、出口１８２４から外に出る空気流の方向が装置１８００の対称軸と概ね同軸である。この形状構成は、座席クッション１８９０内に取り付けられている半径方向出口送風機１８００の実施形態の上面図と側面図である図１８Ｃと図１８Ｄとに示されているように、空気分配流路１８９２が出口１８２４の外周部の周りに流体的に連結されることが可能なので、例えばシート用、クッション用、または、ベッド用の、大きな表面全体にわたって換気が分配される用途において利点を有する。空気流が送風機出口において拡散させられるので、本明細書で説明されている他の送風機アセンブリよりも小さい圧力しか必要でない。
【０１０７】
出口１９２４から外に出て行く空気流が、例えば図１９Ａに示されているような筒口（ｓｎｏｕｔ）を使用して（例えば、９０度等に）向きを変えられる送風機１９００では、座席アセンブリ、ベッド、または、他の装置の１つまたは複数の分配流路がその筒口を通して連結され、この結果としてより複雑な流体連結システムを生じさせる。このシステムは、さらに、例えば、座席クッション１９９０とこれに関連した分配流路１９０２とに取り付けられている送風機１９００の上面図と側面図である図１９Ｂと図１９Ｃとに示されているように、より高い背圧も示すだろう。
【０１０８】
半径方向出口送風機１８００の幾つかの実施形態は、さらに、他のタイプの送風機に比較して減少した騒音を生じさせる。例えば、図１９Ａに示されている送風機１９００は、スクロール（ｓｃｒｏｌｌ）のカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）に「カットオフ区域（ｃｕｔｏｆｆ ｚｏｎｅ）」１９８０を備える。幾つかの実施形態では、このカットオフ区域においては、空気の一部分が出口１９２４から外に出て行き、および、別の部分が送風機１９００のハウジング内を循環し続け、このことが、スクロールとインペラとカットオフとの形状構成に応じて騒音を発生させる可能性がある。図１８Ａに示されている半径方向出口送風機１８００がカットオフを備えないので、装置１８００はカットオフ騒音を全く生じさせず、この結果としてより静かな装置をもたらす。さらに、送風機内の騒音が、ハウジングの周囲での圧力勾配を結果的に生じさせる流れ、圧力、速度、および／または、１つまたは複数の流れ特性または属性における不均一性に関連している。半径方向出口送風機１８００の対称性が、こうした非均一性を減少させるように形状構成されることが可能であり、これによって同一の流量および背圧において騒音を減少させる。
【０１０９】
半径方向出口送風機１８００の幾つかの実施形態は、同じ空気流においては、スクロールを備える送風機と同じだけ高い背圧を生じさせることはないが、しかし、および、したがって、相対的により高い背圧が望ましい特定の用途には適していない。
【０１１０】
図２０は、座面２０１０と背部２０２０とを換気するように形状構成されている半径方向出口送風機１８００を備える座席システム２０００の実施形態の側断面図を示す。この図示されている実施形態は、座面２０１０と背部２０２０との両方のシート外装（ｓｅａｔ ｔｒｉｍ）２０４０の下方に配置されている採用随意の加熱マット２０３０または他の加熱要素を備える。
【０１１１】
本明細書で説明されている実施形態のいずれにおいても、一体化された送風機−ＴＥＤ装置が、１人または複数人のユーザに対して温度調節された空気または他の流体を直接的に送るように形状構成されることが可能である。例えば、こうした空気は、ダクトまたは他の導管（例えば、座席アセンブリ、ベッド等の内部流路）を使用して、ユーザの首、肩、足、および／または、他の解剖学的区域に配送されることが可能である。幾つかの構成では、こうしたダクトまたは導管は座席アセンブリの外側に配置されている（例えば、座席、ベッド等の側部に沿って配置されている）。
【０１１２】
他の実施形態では、図２０に示されているように、送風機−ＴＥＤ装置の１つまたは複数の主出口が、クッション、マットレス（例えば、芯部分、トッパ（ｔｏｐｐｅｒ）部分等）内に形成されている対応する流路、入口、または、他の導管、または、座席アセンブリ（例えば、自動車座席、ベッド等）のあらゆる他の部材または構成要素と流体連通しているように形状構成されることが可能である。上述したように、このことが、別個の導管または相互連結ダクト部材を不要にすることが可能であり、このことは、空間が一般的に比較的に制限されている実施形態において特に有利だろう。
【０１１３】
幾つかの好ましい実施形態と特定の特徴とを本明細書で説明してきたが、様々な省略と置換と組合せと変更と、このシステム、装置および／または方法の詳細事項の１つまたは複数とが、本明細書の開示内容からの逸脱なしに、当業者によって行われることが可能であるということが理解されるだろう。さらに、１つの図面および／または実施形態の１つまたは複数の様々な構成要素が、任意の特定の図面または実施形態において図示および／または説明されていない特定の組合せを生じさせるために、他の図面および／または実施形態の構成要素との異なる組合せの形で使用されてもよい。したがって、本開示内容の範囲は上述の説明によっては限定されず、上述の説明は例示を意図されている。
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、２００７年７月２３日付で出願された米国仮特許出願第６０／９５１，４３１号明細書の米国特許法１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張し、この仮出願の全体が本明細書中の引例によって本明細書に組み入れられている。
【０００２】
本開示は、一般的に温度調節装置に関し、および、さらに特に、加熱および／または冷却された流体を生じさせるために有用な熱電熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許第５，６２６，０２１号明細書は、熱電ユニットと送風機とを備える温度調節システムを開示し、この温度調節システムは、自動車の座席の表面に対して加熱および／または冷却された空気を提供するために使用されることが可能である。このシステムは、さらに、密閉空間、ベッド、椅子、他の座席アセンブリ、および／または、直接的にユーザに対して、加熱および／または冷却された空気を提供するためにも使用されることが可能である。
【０００４】
自動車の座席に関しては、こうした装置では、加熱および／または冷却された空気は、座席の中に形成されている１つまたは複数の空気ダクトを通して、および、その次にその座席の表面を通して乗客にその空気を送ることによって、乗客に対して配送されることが可能である。こうした温度調節システムのために座席の内側と下方と周囲とにおいて利用可能な空間の量が著しく制限されている場合が多い。例えば、自動車によっては、重量を減らすために、または、乗客室を増大させるために、座席の厚さが数インチであり、かつ、その自動車の床板または背部のような自動車の隣接構造に突き当たる。さらに、自動車製造業者が、座席の内側や下方や周囲に電子部品や可変ランバーサポートのような様々な装置をますます多く取り付けるようになっている。これに加えて、乗客空間を増大させるために、および／または、重量を減少させるために、座席によって占められるキャビン空間の量を可能な限り小さく減少させるように、座席のサイズ、特に背もたれのサイズが設計されることが多い。
【０００５】
現在の温度調節システムは、車両座席の内側や下方や周囲に取り付けるには大きすぎる可能性がある。従来のシステムは、空気の温度を選択的に調整する熱交換器に到達するためにダクトを通過する空気流を発生する、直径５インチまたは６インチの送風機を有する可能性がある。この熱交換器は、幅および長さが数インチである可能性があり、かつ、１インチほどの厚さである可能性がある。空気が熱交換器から座席クッションの底部および／または座席クッションの背部にダクトを通して搬送される。このシステムは大きいことが多く、および、自動車座席の下側または内側への取り付けが困難である場合が多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旋回可能または回転可能な座席背部にダクトが座席底部から到達しなければならない場合には、こうしたシステムと共に使用されるダクト装置も大きくかつ使用困難である可能性がある。こうしたダクトは座席内の追加の空間を使用するだけでなく、空気流を妨害し、したがって空気流を提供するためのより大きな送風機も必要とする。より大きな送風機は追加の空間を必要とする可能性があり、より早い速度で動作させられる必要があるだろうし、および／または、より大きい騒音を発生するだろう。自動車の車内では騒音は望ましくない。さらに、ダクト装置は、通過する空気の温度に悪影響を与え、および、低温の空気を加熱するかまたは高温の空気を冷却し、この結果として、より大きな送風機または熱交換器が必要になることが多い。こうした欠点を考慮して、よりコンパクトでエネルギー効率がより高い自動車座席用の加熱／冷却システムと、好ましくはより静かなシステムとが必要とされている。これに加えて、よりコンパクトでよりエネルギー効率が高い加熱／冷却システムは、さらに、他の局所的な空調環境においても使用される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
幾つかの実施態様では、熱交換装置が、少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有する、ハウジングを含む。この熱交換装置は、ハウジング内に配置されており、および、少なくとも１つの入口から流体を受け取りかつこの流体を第１の出口と第２の出口との少なくとも１つに移動させるように形状構成されている、インペラをさらに含む。これに加えて、この装置は、一定の体積の流体を受け入れかつこの流体が第１の出口または第２の出口を通って出て行く前にこの流体を選択的に温度調節するように形状構成されている、１つまたは複数の熱交換モジュールを備える。一実施態様では、この熱交換モジュールは部分的または全体的にハウジング内に配置されている。
【０００８】
幾つかの実施態様では、この熱交換モジュールは熱電装置を備える。他の実施態様では、この熱電装置はペルチエ回路を備える。別の構成では、この熱交換モジュールは、熱電装置と熱的に連通している熱交換器をさらに備え、したがって、流体の体積の少なくとも一部分がこの熱交換器を経由してまたはこの熱交換器の付近に送られる。１つの構成では、この熱交換器は、熱伝導性かつ非導電性の材料を含む基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）と熱的に連通している。
【０００９】
他の構成では、熱交換モジュールは、ハウジングの内部の外周部部分に沿って配置されている。別の実施態様では、熱交換モジュールは実質的にハウジングの外周部全体に沿って延びる。さらに別の構成では、この装置は、少なくとも２つの別々の熱交換モジュールを備える。一実施態様では、熱交換モジュールはハウジングの内部に実質的に互いに等間隔に配置されている。他の実施態様では、熱交換モジュールは互いに電気的に接続されている。一実施態様では、熱交換モジュールはエンドカップリング（ｅｎｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を使用して互いに電気的に接続されており、このエンドカップリングは熱電装置の基板の延長部分を備える。
【００１０】
幾つかの構成では、熱交換モジュールは、熱電装置の上部側部と流体連通している１組の上部熱交換器と、熱電装置の下部側部と流体連通している１組の下部熱交換器とを備える。１つの構成では、少なくとも１つの第１の出口はこの１組の上部熱交換器と流体連通しており、かつ、少なくとも１つの第２の出口はこの１組の下部熱交換器と流体連通している。別の構成では、少なくとも第１の出口はハウジングの側壁部分に沿って配置されており、かつ、少なくとも第２の出口はハウジングの底部部分に沿って配置されている。
【００１１】
幾つかの実施態様では、インペラは、少なくとも第１の出口と少なくとも第２の出口とに対して実質的に等体積の流体を配送するように形状構成されている。他の構成では、熱交換器は、上記熱交換器に近づく流体流方向に概ね一致する方向に沿って方向配置されている。さらに別の実施態様では、この装置は、例えば自動車座席、ベッド、ソファー、椅子、車椅子、スタジアムシート、および／または、これらの類似物のような、座席アセンブリに温度調節された流体を供給するように形状構成されている。幾つかの実施態様では、熱交換モジュールは、使用時の熱応力に順応するように形状構成されている。一実施態様では、熱交換モジュールの基板は少なくとも１つの伸縮継手を備える。
【００１２】
他の構成では、温度調節式座席アセンブリ（ｃｌｉｍａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｅａｔ ａｓｓｅｍｂｌｙ）が、座席底部部分と、座席背部部分と、熱交換装置とを備える。この熱交換装置は、少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有するハウジングと、そのハウジング内に配置されており、かつ、少なくとも１つの入口から流体を受け入れかつ第１の出口と第２の出口の少なくとも１つにその流体を移動させるように形状構成されているインペラと、一定の体積の流体を受け入れかつ第１の出口または第２の出口を通って上記流体が外に出る前に上記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている少なくとも１つの熱交換モジュールとを含む。幾つかの構成では、熱交換モジュールはハウジング内に配置されている。他の実施態様では、熱交換装置の第１の出口または第２の出口を出て行く温度調節された流体が、座席底部部分と座席背部部分の少なくともどちらか一方の部分の開口部内に配送されるように形状構成されている。さらに、幾つかの実施態様では、温度調節された流体は、座席アセンブリの乗客に向けて移動させられるように形状構成されている。幾つかの構成では、熱交換装置は、座席背部部分または座席底部部分の表面に取り付けられている。別の実施態様では、第１の出口と第２の出口の少なくとも１つが、座席背部部分または座席底部部分の開口部と概ね整合しかつ流体連通しているように形状構成されている。
【００１３】
他の実施態様では、流体を温度調節する方法が、送風機のハウジングの中に少なくとも１つの熱交換モジュールを配置することを含む。この少なくとも１つの熱交換モジュールは、一定の体積の流体を受け入れるように、かつ、ハウジングの出口を通って上記流体が出て行く前に上記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている。この方法は、さらに、上記熱交換モジュールに通電することと送風機のエンペラを作動させることとによって、上記流体を選択的に加熱または冷却することを含む。幾つかの構成では、この熱交換モジュールは熱電装置を含む。
【００１４】
米国特許第６，６０６，８６６号明細書が、上述した欠点の多くに対処するように形状構成されている半径方向熱交換器と熱電ユニットとを有する熱電装置（ＴＥＤ）の様々な形状構成を開示している。米国特許第６，６０６，８６６号明細書の設計の幾つかの側面が、従来技術に対する改善策を示すが、その商業的な用途を限定している。例えば、米国特許第６，６０６，８６６号明細書に開示されている半径方向熱電モジュールは、製造が困難である可能性があり、および、熱膨張力を原因とする疲労損傷を結果的に生じさせることがある。これに加えて、その半径方向熱交換器の中を通る空気流が商業的用途のためには最適化されないだろう。
【００１５】
幾つかの実施態様が、熱交換器モジュールシステムを備える環状熱交換器システムを提供する。この熱交換器モジュールシステムは、熱交換モジュールシステムの開口部を画定する内周部と、熱電装置の外周部の少なくとも一部分を画定する複数の扇形部分（ｓｅｃｔｏｒ）を備える第１の基板と第２の基板とを備える熱電装置と、第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える。
【００１６】
幾つかの実施態様が、外周部の少なくとも一部分と開口部とを画定する複数の熱交換器モジュールを備える熱交換器モジュールシステムを提供する。各々の熱交換器モジュールは、第１の基板と第２の基板とこの第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える熱電装置と、第２の基板に熱的に結合されている第２の熱交換器とを備える。
【００１７】
幾つかの実施態様が、複数の熱交換器モジュールを備える熱交換器モジュールシステムであって、この複数の熱交換器モジュールの各々は、
第１の基板と、第２の基板と、この第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える電熱装置と、
第１の基板に熱的に結合されている第１の熱交換器と、
第２の基板に熱的に結合されている第２の熱交換器と、
少なくとも幾つかの互いに隣接する熱交換器モジュールを結合する複数の結合部材
とを備える
熱交換器モジュールシステムを提供する。
【００１８】
幾つかの実施態様が、熱交換器モジュールシステムを製造する方法を提供し、この方法は、実質的に直線状の配列の形に配置されている複数の熱交換器モジュールを備える熱交換器モジュールシステムの結合部材を変形させることと、実質的に多角形の熱交換器モジュールシステムを形成するように互いに隣接する熱交換器モジュールを結合する部材を結合することとを含む。
【００１９】
幾つかの実施態様が、流体を調節する方法を提供し、この方法は、熱交換器モジュールの電熱装置に電圧を印加することであって、この熱交換器モジュールは、第１の基板と、第２の基板と、この第１の基板と第２の基板との間に配置されている複数の熱電ペレットとを備える電熱装置と、第１の基板に熱的に結合されている第１の熱交換器と、第２の基板に熱的に結合されている第２の熱交換器とを備え、および、電圧は第１の基板と第２の基板との間の温度差を効果的に発生させることと、熱交換器モジュールシステムの第１の熱交換器と第２の熱交換器とを通して流体を流すこととを含む。この熱交換器モジュールシステムは、熱交換器モジュールシステムの外周部と開口部の外周部との少なくとも一部分を画定する複数の熱交換器モジュールを備え、および、各々のモジュールは上部部分と下部部分とを備え、および、流体の第１の部分は、開口部の外周部から熱交換器モジュールシステムの上部部分を通って半径方向に流れ、その次にそのシステムの外に半径方向に出て行き、および、流体の第２の部分は、開口部の外周部から熱交換器モジュールシステムの下部部分を通って半径方向に流れ、その次に約９０度向きを変えて軸方向に流出する。
【００２０】
幾つかの実施態様が、調節された空気を配送するための熱モジュールを提供し、このモジュールは、上部部分と下部部分とこの上部部分と下部部分との間を延びる側壁とを備えかつ内側空洞を画定するハウジングであって、上部部分はその内側空洞の中への入口を少なくとも部分的に画定し、側壁は第１の出口を少なくとも部分的に画定し、および、下部部分は第２の出口を少なくとも部分的に画定するハウジングと、ハウジング内に配置されているインペラであって、回転軸線を中心として回転するようにかつ入口を通してハウジングの中に空気を吸い込んでから側壁に向けて半径方向にその流れを方向付けるように形状構成されている複数の羽根を備えるインペラと、ハウジング内に配置されている熱電熱交換器システムとを備える。この熱電熱交換器システムは、インペラ軸の回転軸線の周りに形成されておりかつ流体が少なくとも部分的に第１の方向にその第１の熱交換器に沿って流れるように形状構成されている第１の熱交換器と、インペラの回転軸線の周りに形成されておりかつ第１の熱交換器の下方に配置されておりかつ流体が少なくとも部分的に第１の方向にその第２の熱交換器に沿って流れるように形状構成されている第２の熱交換器と、熱電装置を通って流れる電流に応答して一方の表面と反対側の表面との間の温度勾配を生じさせる互いに対向する表面を有し、かつ、その一方の表面が第１の熱交換器と熱的に連通しており、かつ、その反対側の表面が第２の熱交換器と熱的に連通している熱電装置とを備え、および、ハウジングの一部分が、第１の熱交換器からの流体が第１の出口に向けて方向付けられかつ第２の熱交換器からの流体が第２の出口に向けて方向付けられるように、第１の熱交換器の出口と第２の熱交換器の出口との間を延びる。
【００２１】
幾つかの実施態様が、上部部分と下部部分とこの上部部分と下部部分との間を延びる側壁とを含むハウジングを備える半径方向出口送風機を提供する。このハウジングは内側空洞を概ね画定し、および、上部部分は、この内側空洞の中への入口を少なくとも部分的に概ね画定する。さらに、下部部分は、実質的に周方向および／または半径方向において対称的な出口を少なくとも部分的に画定する。この半径方向出口送風機は、さらに、ハウジング内に配置されているインペラを含み、このインペラは、回転軸線を中心として回転するように、かつ、入口を通してハウジングの中に空気を吸い込んでから１つまたは複数の出口に向けて半径方向および／または軸方向に流れを方向付けるように形状構成されている複数の羽根を備える。
【００２２】
これらの特徴と他の特徴とを本明細書でさらに詳細に説明する。
【００２３】
本発明の装置とシステムと方法とのこれらの特徴と側面と利点と他の特徴と側面と利点とを、本発明を非限定的に図示することが意図されている特定の好ましい実施形態の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。これらの図面は７６個の図を含む。添付図面が本発明の着想を図示する目的のものであるということと、一定の縮小比ではないことがあるということとが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】図１Ａは、熱電熱交換器システムの実施形態の上方からの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されている熱電熱交換器システムの下方からの斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示されている熱電熱交換器システムの分解組立図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ａの熱交換器システムの側断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、熱交換器モジュールの実施形態の斜視図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、流れ誘導器（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）の実施形態上に取り付けられている図１Ｅの熱交換器モジュールの斜視図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、一実施形態による３つの熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリの上面図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは、一実施形態による２つの熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリの上面図である。
【図１Ｉ】図１Ｉは、別の実施形態による２つの熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリの上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、複数の長方形熱交換器を備える多角形熱交換器モジュールシステムの実施形態の上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、複数の長方形熱交換器を備える多角形熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、複数の長方形熱交換器を備える多角形熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、互いに隣接する熱交換器モジュールを結合するために使用可能な結合部材を備えるシステムの平明図を示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは、一実施形態による結合部材を使用して互いに連結されている互いに隣接する熱交換器モジュールの上面図を示す。
【図２Ｆ】図２Ｆは、一実施形態によるスポット溶接を使用して互いに取り付けられている互いに隣接する熱交換器モジュールの結合部材の側面図を示す。
【図２Ｇ】図２Ｇは、一実施形態による互いに隣り合わせに配置されている互いに隣接する熱交換器モジュールの結合部材の側面図を示す。
【図２Ｈ】図２Ｈは、一実施形態による使用して互いにスポット溶接されている図２Ｇの結合部材を示す。
【図２Ｉ】図２Ｉは、一実施形態による互いに隣接する熱交換器モジュールの間に配置されている流れ遮断部材を備えるアセンブリの上面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、変形自在な結合部材を備える直線状熱交換器モジュールシステムの実施形態の上面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、多角形の形状に変換された図３Ａの直線状熱交換器モジュールシステムを示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａに示されている熱交換器モジュールシステムの直線状の実施形態を図３Ｂに示されている多角形の実施形態の形に変換する場合の結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ａに示されている熱交換器モジュールシステムの直線状の実施形態を図３Ｂに示されている多角形の実施形態の形に変換する場合の結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、変形自在な結合部材を備える細部直線状熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、４Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、４Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、変形自在な結合部材を備える細部直線状熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、５Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、５Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、変形自在な結合部材を備える細部直線状熱交換器モジュールシステムの別の実施形態の上面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、６Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、６Ａの結合部材の変形の具体例の斜視図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ａの熱交換器モジュールシステムの製造に使用されるレイアウトの上面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、一実施形態による１つまたは複数の熱交換器モジュールを備える送風機アセンブリで使用するように構成されているプリント回路基板の上面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、熱交換器システムでの使用に適している環状熱交換器モジュールの実施形態を斜視図の形で示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの熱交換器モジュールで使用可能な熱交換器の実施形態の斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａの熱交換器モジュールで使用可能な熱交換器の実施形態の詳細斜視図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ａの熱交換器モジュールで使用可能な熱交換器の実施形態の詳細斜視図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、図７Ａに示されている熱交換器モジュールの実施形態の断面図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、図７Ｅの熱交換器モジュールの第１の基板と第２の基板との間の温度差の効果を示す、図７Ｅの熱交換器モジュールの断面図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、図７Ａの熱交換器モジュールの第１の基板と第２の基板との間の温度差の効果を示す、図７Ａに示されている熱交換器で使用される電熱装置の実施形態の上面図である。
【図７Ｈ】図７Ｈは、セグメント化された基板の一部分の実施形態の上面図を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、扇形部分に分割された第１の基板と扇形部分に分割されていない第２の基板とを備える環状電熱装置の実施形態の上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、扇形部分に分割された第１の基板と扇形部分に分割されていない第２の基板とを備える環状電熱装置の実施形態の下面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、一実施形態による熱電装置の基板がそれから得られるシートの上面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａのシートから切断または他の方法で提供される複数の円弧形の基板部分を備える熱電装置の実施形態の上面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、別の実施態様による熱電装置の基板がそれから得られるシートの上面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、さらに別の実施形態による熱電装置の基板がそれから得られるシートの上面図である。
【図１０】図１０Ｄは、図１Ｄに示されている実施形態よりも第１および第２の熱交換器が低く配置されており、これによって第１および第２の熱交換器を通過する空気流を等化する、熱交換器システムの実施形態の側断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第１および第２の熱交換器を通過する空気流の横方向の分散を変更するためのフィンまたは羽根を備える熱交換器システムの実施形態の上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第１および第２の熱交換器を通過する空気流の横方向の分散を変更するためのフィンまたは羽根を備える熱交換器システムの別の実施形態の上面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、空気がインペラから送風機アセンブリの内側に配置されている熱交換器モジュールに向けて移動させられる一実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１１Ｃの送風機アセンブリの詳細な上面図を示す。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、送風機アセンブリ内に配置されている熱交換器モジュールの熱交換器の別の実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、送風機アセンブリ内に配置されている熱交換器モジュールの熱交換器の別の実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、送風機アセンブリ内に配置されている熱交換器モジュールの熱交換器の別の実施形態の上面図を示す。
【図１１Ｈ】図１１Ｈは、一実施形態による折り返し熱交換器の斜視図を示す。
【図１１Ｉ】図１１Ｉは、一実施形態による波形形状を有する折り返し熱交換器の上面図を示す。
【図１１Ｊ】図１１Ｊは、一実施形態による波形形状を有する折り返し熱交換器の側面図を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第１および第２の熱交換器の中を通過する相対的な空気流を変更するように形状構成されている垂直スプリッタプレートをインペラが備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの垂直スプリッタプレートを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態の上面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第１および第２の熱交換器の中を通過する相対的な空気流を変更するように形状構成されている傾斜スプリッタプレートをインペラが備えるモータ／インペラアセンブリの別の実施形態の断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第１および第２の熱交換器の中を通過する相対的な空気流を変更するように形状構成されている傾斜スプリッタプレートをインペラが備えるモータ／インペラアセンブリの別の実施形態の断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、頂部リングを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態を斜視図の形で示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、頂部リングを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態を側断面図の形で示す。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ａと図１４Ｂに示されているモータモータ／インペラアセンブリの実施形態に関する計算された空気流の断面図である。
【図１５】図１５は、頂部リングを備えないモータ／インペラアセンブリの実施形態の側断面図である。
【図１６】図１６は、互いに異なる数の上部羽根部分と下部羽根部分とを備えるモータ／インペラアセンブリの実施形態を示す。
【図１７】図１７は、一実施形態による熱電装置を含む換気システムの略図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、半径方向出口送風機の実施形態の断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、半径方向出口送風機の実施形態の斜視図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、座席クッション内に取り付けられている半径方向出口送風機の実施形態の上面図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、座席クッション内に取り付けられている半径方向出口送風機の実施形態の側面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、空気流出口が筒口（ｓｎｏｕｔ）を使用して９０度曲げられている送風機を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、座席クッション内に取り付けられている図１９Ａに示されている送風機の上面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、座席クッション内に取り付けられている図１９Ａに示されている送風機の側面図である。
【図２０】図２０は、半径方向出口送風機の実施形態を備える座席システムの実施形態の側断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下で説明する実施形態が、１つまたは複数の改善点を実現するために使用できる様々な形状構成を示す。これらの特定の実施形態および具体例は単に例示的なものにすぎず、および、本明細書に示されている着想、および／または、その様々な側面および／または特徴を限定することは意図されていない。本明細書で使用される場合に、術語「冷却側（ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｉｄｅ）」、「加熱側（ｈｅａｔｉｎｇ ｓｉｄｅ）」、「低温側（ｃｏｌｄ ｓｉｄｅ）」、「高温側（ｈｏｔ ｓｉｄｅ）」、「より低温側（ｃｏｏｌｅｒ ｓｉｄｅ）」、「より高温側（ｈｏｔｔｅｒ ｓｉｄｅ）」等は、相対的な術語であり、および、何らかの特定の温度を意味するものではない。例えば、熱電素子またはアレイの「高温（ｈｏｔ）」側、「加熱（ｈｅａｔｉｎｇ）」側、または、「より高温（ｈｏｔｔｅｒ）」側が、外界温度であってよく、かつ、「低温（ｃｏｌｄ）」側、「冷却（ｃｏｏｌｉｎｇ）」側、または、「より低温（ｃｏｏｌｅｒ）」側が、外界温度よりも低い温度であってもよい。これとは逆に、「低温（ｃｏｌｄ）」側、「冷却（ｃｏｏｌｉｎｇ）」側、または、「より低温（ｃｏｏｌｅｒ）」側が外界温度であってよく、かつ、「高温（ｈｏｔ）」側、「加熱（ｈｅａｔｉｎｇ）」側、または、「より高温（ｈｏｔｔｅｒ）」側が外界温度よりも高い温度であってもよい。したがって、これらの術語は、熱電の一方の側の温度が逆に設計されている側よりも高いか低い温度であるということを示すように、互いに対して相対的である。
【００２６】
これに加えて、以下の説明では流体の流れが方向を有するものとして言及されている。この言及が行われる時には、この言及は、一般的に、図面に示されている方向を意味する。例えば、熱交換器上でのまたは熱交換器を通過する流体の流れが、これらの熱交換器がそれを中心として配置されている軸線から遠ざかるものとして、または、この軸線に沿ったものとして説明されることがある。当業者は、装置内の流体の流れのパターンが、螺旋状、円環運動、別の乱流または層流パターン、および／または、類似のパターンとなる可能性があるということを理解するだろう。本明細書において説明されている、軸線から「遠ざかって」または軸線に「沿って」または他のあらゆる方向を表す術語は、図面に関する方向の例示的な一般化であることが意図されている。さらに、「頂部の（ｔｏｐ）」、「底部の（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上部の（ｕｐｐｅｒ）」、「下部の（ｌｏｗｅｒ）」、「左の（ｌｅｆｔ）」、「右の（ｒｉｇｈｔ）」、「前部の（ｆｒｏｎｔ）」、「背部の（ｂａｃｋ）」、「時計回りの（ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）」、および、「反時計回りの（ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）」のような方向に関する術語も、図面に示されている形状構成に関連している。
【００２７】
図１Ａは、概ね円板形の熱電熱交換器システム１００の実施形態の上部斜視図である。この図示されている熱電熱交換器システム１００は平らな円筒形外側ハウジング１１０を備え、この外側ハウジング１１０は内側空洞または内側チャンバ１１１（図１Ｄを参照されたい）を画定する。ハウジング１１０は、一般的に、頂部壁１１２と底部壁１１４と側部壁１１６とを備える。図示されている実施形態では頂部壁１１２と底部壁１１４は概ね平らかつ円形であり、および、側部壁１１６は概ね円筒形である。他の構成または実施形態では、ハウジング１１０、頂部壁１１２、底部壁１１４、側部壁１１６、および／または、システム１００のあらゆる他の部分の形状が、所望または必要に応じて変更されることが可能であるということを当業者は理解するだろう。
【００２８】
概ね円形の取り入れ口または入口１２２が頂部壁１１２の中央または中央付近に備えられることが可能である。他の実施形態では、取り入れ口が、図示されている取り入れ口１２２に加えて、または、この取り入れ口１１２の代わりに、底部壁１１４内に形成されることが可能である。第１の出口１２４が、側部壁１１６の頂部または上部部分に形成されている１つまたは複数の開口部を備える。さらに、第２の出口１２６（図１Ｂに示されている）が、底部壁１１４の外周部の周りに形成されている１つまたは複数の開口部１２６を備える。取り入れ口１２２、第１の出口１２４、および／または、第２の出口１２６の各々は、ハウジング１１０の内側空洞の中に延びてもよく、および、この内側空洞と流体連通していてもよい。
【００２９】
続けて図１Ａを参照すると、モータ／インペラまたは送風機アセンブリ１３０がハウジング１１０内に配置されており、および、取り入れ口１２２の中を通して目に見えている。図示されているように、流れ誘導器（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）または流れセパレータ（ｆｌｏｗ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）１４０が側部壁１１６に交差して貫通して延びることが可能である。図示されている実施形態では、流れ誘導器１４０は、頂部壁１１２と側部壁１１６の上部部分とを備える上部部分１１０ａと、側部壁１１６の下部部分と底部壁１１４とを備える下部部分１１０ｂとに、ハウジング１１０を区分する。セパレータ１４０は本明細書でさらに詳細に説明される。
【００３０】
図１Ｂは、熱電熱交換器システム１００の底部斜視図であり、底部壁１１４内に形成されている第２の出口１２６を示す。多くの用途では、第１の出口１２４および／または第２の出口１２６は、熱電熱交換器システム１００によって供給される温度調節された流体を１つまたは複数の所望の場所に誘導しおよび／またはこうした場所から誘導するダクト系統（ｄｕｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）と流体連通している。取り入れ口１２２と第１の出口１２４と第２の出口１２６とに関する他の構成が特定の用途または使用に応じて他の実施形態において使用されるということを当業者は理解するだろう。例えば、取り入れ口１２２、第１の出口１２４、および／または、第２の出口１２６の図示されている実施形態の形状と場所とが、所望または必要に応じて他の実施形態において変更されることが可能である。
【００３１】
図１Ｃは、図１Ａと図１Ｂとに示されている熱電熱交換器システム１００の分解組立図である。頂部から底部にかけて、図１Ｃは、ハウジングの上部部分１１０ａと、複数の熱交換器モジュール１５２を備える熱交換器モジュールシステム１５０と、流れ誘導器１４０と、モータ／インペラアセンブリ１３０が中に取り付けられているハウジングの下部部分１１０ｂとを示す。この図示されている実施形態では、熱交換器モジュールシステム１５０は、例えば正六角形のような多角形の構成に方向配置されている複数の熱交換器モジュール１５２を備える。このような構成は、さらに、本明細書では「多角形熱交換器モジュールシステム」とも呼ばれており、これは本明細書でさらに詳細に説明する。本明細書でさらに詳細に説明されているように、変更された実施形態において、この多角形熱交換器モジュールシステム１５０は、６個より多いかまたは６個より少ない熱交換器モジュール１５２を含むことが可能であることが想定されている。これに加えて、この図示されている実施形態では熱交換器モジュール１５２が平らな側部を有する概ね長方形であるが、変更された実施形態が、平らではない側部を有する熱交換器モジュール１５２を含むことが可能であることが想定されている。例えば、１つの特定の構成では、熱交換器システム１５０は、概ね円形のパターンの形に配列されている複数の円弧形セグメントを備える。
【００３２】
図１Ｄは、熱電熱交換器システム１００の周端部に沿った断面図であり、この図は、中央軸線１０２を中心として装置１００が概ね回転対称であるので、装置１００の概ね半分部分だけを示す。上述したように、ハウジング１１０は頂部部分１１０ａと底部部分１１０ｂとを備えることが可能である。図示されている構成では、流れ誘導器１４０がハウジングの頂部部分１１０ａと底部部分１１０ｂとの間に配置されている。モータ／インペラアセンブリ１３０が、ハウジング１１０によって画定されている空洞１１１内において底部壁１１４の中央に取り付けられている。取り入れ口１２２は頂部壁１１２の中央に形成されている。熱交換器モジュール１５２は流れ誘導器１４０に接触しており、および、装置１００の中を通って流れる流体の実質的にすべてがその中に配置されている熱交換器モジュール１５２の１つまたは複数を通って流れるように、頂部壁１１２と底部壁１１４との間を延びる。
【００３３】
さらに続けて図１Ｄに示されている実施形態を参照すると、熱交換器モジュール１５２は、第１の熱交換器１５４と、第２の熱交換器１５６と、一般的にこれらの間に配置されている熱電装置１６０とを備える。幾つかの構成では、熱交換モジュール１５２、１５４はフィン（例えば、折れ曲がりフィン）およびその類似物を備える。熱電装置１６０が電気エネルギーを温度差または温度勾配に変換するようになっていることが有利である。適切な熱電装置１６０の一例がペルチェ素子であり、このペルチェ素子は、例えば一連のｎ型またはｐ型の半導体ペレットまたは素子のような、電気的には直列に接続されておりかつ熱的には並列に接続されている少なくとも１対の互いに異なる材料を備える。幾つかの構成では、複数の半導体ペレットが第１の基板１６４と第２の基板１６６との間に配置されている。熱電装置１６０を通過する電流の向きに応じて、第１の基板１６４または第２の基板１６６の一方が加熱され、かつ、その他方が冷却されるだろう。基板１６４、１６６は典型的には、例えば特定のセラミック材料および／またはポリマー樹脂のような、高い熱伝達率と低い導電率とを有する当業で公知の材料を含む。一実施形態では、基板１６４、１６６は、ポリイミド（例えば、充填ポリイミド）、エポキシ、および／または、この類似物を含む。
【００３４】
図示されている実施形態では、第１の熱交換器１５４は第１の基板１６４に熱的に結合されており、および、第２の熱交換器１５６は第２の基板１６６に熱的に結合されている。熱交換器は任意の適切な手段によって基板に熱的に結合されている。一実施形態では、これらの基板は、ポリイミド層の片側または両側に固定されている銅または他の金属の部材を備える。したがって、熱交換器（例えば、フィン）は、基板内に含まれている銅または他の金属の外側層に溶接または他の形で固定されることが可能である。他の構成では、熱交換器は、例えば、サーマル接着剤、サーマルエポキシ、サーマルグリース、サーマルペースト、および／または、当業で公知の他のサーマルコンパウンドのような１つまたは複数のサーマルコンパウンドを互いに隣接する基板の間に配置することによって、隣接する基板に熱的に結合されることが可能である。サーマル接着剤および／またはサーマルエポキシを使用する実施形態では、サーマルコンパウンドは、さらに、基板に熱交換器を機械的に固定する役割を果たすことも可能である。幾つかの実施形態では、熱交換器は、当業で公知の機械的留め具を使用して基板に固定される。熱交換器１５４、１５６は典型的には、例えばフィン、羽根、ピン、流路、および／または、この類似物のような、半径方向の流体流を可能にする、表面積が大きい幾何学的形状に形成されている熱伝導性材料を備える。
【００３５】
より詳細に本明細書で説明されるように、幾つかの実施形態では、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６は（例えば、流体流の方向に、流れの方向に対して概ね垂直な方向に、および／または、他の任意の方向に）放射状にセグメント化されている。熱交換器をセグメント化することが、隣接するセグメントを互いに熱的に隔離することによって、熱交換器から流体への熱伝達の効率を増大させることを促進することが可能である。これに加えて、熱交換器および／または基板のセグメント化は、空気または他の流体が熱電装置によって加熱または冷却される時のそのシステムに対する熱応力を減少させることを促進することが可能である。他の実施形態では、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６は、半径方向のセグメント化なしに、または、部分的な半径方向のセグメント化を伴う形で、形成されることが可能である。
【００３６】
図示されている実施形態では、流れ誘導器１４０またはデバイダ（ｄｉｖｉｄｅｒ）が熱電装置１６０に接触しかつこの熱電装置１６０から半径方向に延び、この熱電装置１６０は、頂部壁１２２と側部壁１１６の上部部分と共に、空洞１１１の頂部の外周部の周りに第１のチャンバ１１８を画定する。同様に、流れ誘導器１４０と熱電装置１６０と底部壁１１４と側部壁１１６の下部部分とが、空洞の底部の外周部の周りに第２のチャンバ１１９を画定する。加熱された流体が第１および第２のチャンバ１１８、１１９の一方の中を通って流れ、かつ、冷却された流体が第１および第２のチャンバ１１８、１１９の他方の中を通って流れるので、幾つかの実施形態では、流れ誘導器１４０は、当業で公知の断熱材料を備える。適切な断熱材料の例が、例えばポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリスルホン、ポリウレア、ポリカーボネート、コポリマー、これらのブレンド、および、これらの混合物のような、１つまたは複数のポリマー樹脂を含む。幾つかの実施形態では、断熱材料は、例えば発泡剤を使用して膨張させられ、このことがその材料の断熱値を増大させる。流れ誘導器１４０の幾つかの実施形態は複合材料を含み、このことが、例えば、所望の断熱特性と所望の機械的特性の両方を実現する。例えば、幾つかの実施形態では、１つまたは複数のポリマー材料と、当業で公知の１つまたは複数の繊維強化材料（例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ホウ素繊維等）とを含む複合材料が形成される。好ましい実施形態では、第１のチャンバ１１８と第２のチャンバ１１９との間には実質的に流体が流れない。第１の出口１２４は第１のチャンバ１１８を装置１００の第１の外側部分と流体連通させることが可能であり、一方、第２の出口１２６は第２のチャンバ１１９を装置１００の第２の外側部分と流体連通させることが可能である。
【００３７】
図１Ｅに示されている熱交換器モジュール１５２の実施形態に示されているように、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６は熱電装置よりも（半径方向に）長いことが可能であり、これによってスロット１５８を形成する。次に図１Ｆを参照すると、この図示されている構成では、流れ誘導器１４０の少なくとも一部分が、熱交換器１５４、１５６の間に概ね形成されているスロット１５８の中に受け入れられるように寸法決定され形状構成されている。したがって、幾つかの実施形態では、流れ誘導器１４０と、熱電装置１６０のスロット１５８の垂直寸法とが、実質的に同一の厚さである。図示されている実施形態では、流れ誘導器１４０は、各々の熱交換器モジュール１５２の横方向の動きを減少させるために各々の熱交換器モジュール１５２を横方向に（すなわち、そのそれぞれの末端において）係合させて固定するように寸法決定されている複数の係合部材１４２を備える。
【００３８】
続けて図１Ｄを参照すると、モータ／インペラアセンブリ１３０が、モータロータ１３４に固定されている複数の送風機羽根１３２を含むことが可能である。熱電装置１６０とモータ／インペラアセンブリ１３０とに給電する電気回路の電流経路と端子の詳細は、図面を明瞭化するために省略されている。
【００３９】
使用時には、例えば空気のような流体が、モータ／インペラアセンブリ１３０によって取り入れ口１２２の中を通して熱電熱交換器システム１００の中に吸い込まれ、モータ／インペラアセンブリ１３０は流体を圧縮するかまたは他の形で流体にエネルギーを及ぼす。したがって、空気または他の流体は、ハウジング１１０内のチャンバ１１１の中に半径方向に追い出されることが可能である。流体の第１の部分が第１の熱交換器１５４の中を通過させられ、この第１の熱交換器１５４は、例えば、流体の第１の部分を冷却する。その次に、この流体の冷却された第１の部分が第１のチャンバ１１８の中に入り、および、第１の出口１２４（例えば、排出出口）を通って外に出る。同様に、流体の第２の部分が第２の熱交換器１５６の中を通過させられ、この第２の熱交換器１５４は、例えば、流体の第２の部分を加熱する。この流体の第２の部分が第２のチャンバ１１９の中に入り、および、第２の出口１２６（例えば、主出口）を通って装置１００の外に出る。この図示されている実施形態では、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６と第１のチャンバ１１８と第２のチャンバ１１９のすべてが、ハウジング１１０内に配置されており、および、したがって、ハウジング１１０によって画定されている空洞１１１の一部分の中に配置されている。
【００４０】
図１Ｄの矢印が、熱交換器システム１００の中を通る全体的な流体の流れを示す。これらの矢印を参照すると、この図示されている実施形態では、流体が、モータ／インペラアセンブリ１３０の回転軸線に対して概ね平行であるかまたは実質的に平行でありかつ円板形のハウジング１１０に対して垂直である第１の方向Ａにおいて、システム１００の中に入る。その次に、流体は、モータ／インペラアセンブリの１３０の回転軸線に対して実質的に半径方向Ｂに方向付けられるように約９０度向きを変えられる。この流れは、第１および第２の熱交換器１５４、１５６を通ってこの半径方向に進み続ける。この図示されている構成では、第１の熱交換器１５４の中を通る流体は第１の出口１２４の中を半径方向に進んでハウジング１１０の外に出る。この図示されている実施形態では、第２の熱交換器１５６の中を通る流体は流れ続けて側壁１１６によって約９０度向きを変えられ、第２の出口１２６を通って外に出て、半径方向Ｂに対して概ね垂直でありかつモータ／インペラアセンブリ１３０の回転軸線に対して平行である方向にハウジング１１０の外に出る。変更された実施形態において、第１の出口１２４および／または第２の出口１２６が、半径方向に、接線方向に、軸方向に、または、任意の中間方向に、流体を放出するように、互いに無関係に形状構成されることが可能であるということを当業者は理解するだろう。
【００４１】
一実施形態では、第１の熱交換器１５４は、熱交換器システム１００の「排出側（ｗａｓｔｅ ｓｉｄｅ）」を含む。すなわち、第２の熱交換器１５６の中を通る空気の流れが、熱交換器システム１００によって冷却および／または加熱される座席アセンブリ（例えば、自動車座席、ベッド等）の表面に向けて方向付けられることが可能である。第２の熱交換器を通る空気の流れが加熱されるべきかまたは冷却されるべきかに応じて、第１の熱交換器１５２の中を流れる空気から熱が取り除かれるかまたはこの空気に対して熱が伝達される。変更された実施形態では、システム１００が逆にされ、第２の熱交換器１５６が熱交換器システム１００の「排出側」として働く。例えば、この逆の加熱／冷却モードは、ペルチェ回路または他の熱電装置に供給される電流の向きを変更することによって実現されることが可能である。
【００４２】
幾つかの実施形態では、図１Ｇから図１Ｉに示されているように、および、本明細書でさらに詳細に説明されるように、熱交換器モジュールシステムが、システムの外周部全体の周りに配置されてはいない１つまたは複数の熱交換システム（例えば、熱電装置、熱交換器等）を含むことが可能である。例えば、図１Ｇに示されている構成では、このシステムは、中央インペラ１３０′の周りに（例えば、１２０度の増分のように、等しいまたは実質的に等しい間隔で）配置されている、合計で３個の熱交換システム１５０′を備える。他の実施形態では、熱交換システム１５０′の数量、サイズ、形状、間隔、位置、および／または、他の詳細事項が、所望または必要に応じて様々であることが可能である。幾つかの実施形態では、熱交換システム１５０′は互いに電気的に接続されている（例えば、ペレットが互いに直列に電気的に接続されている）。しかし、他の構成では、熱交換システム１５０′は互いに別個に給電および制御される。
【００４３】
図１Ｇから図１Ｉに示されている、断続的に間隔が開けられている熱交換システム１５０′は、そのシステムの全体または大半の周りに熱交換システムを含むもの（例えば、図１Ｃ、図２Ａ等）と同様の仕方で機能する。空気が温度調節のために１つまたは複数の熱交換システム１５０′に送られる。上述したように、空気の一部分が主出口を通ってそのシステムから出て行き、一方、空気の残り部分が排出出口を通ってそのシステムから出て行く。このシステムのハウジングは、断続的に配置されている開口部を含むことが可能である。例えば、一実施形態では、この開口部（例えば、出口、排出口等）は熱交換システム１５０′の場所、サイズ、間隔、および／または、他の特徴に概ね一致する。
【００４４】
図１Ｈに示されているシステムは図１Ｇに示されておりかつ本明細書で説明されている実施形態に類似している。しかし、示されているように、この図示されているシステムは、インペラ１３０″の互いに反対側の端部に概ね配置されている２つの熱交換システム１５０″だけを含む。図１Ｇと図１Ｈでは、熱交換システムは、このシステムのハウジング、インペラ、および／または、１つまたは複数の他の構成要素または特徴要素の傾斜した形状に概ね適合するように、湾曲した形状を含む。しかし、図１Ｉに示されているように、熱交換システム１５０′″は概ね長方形の形状または他の任意の形状を含むことが可能である。
【００４５】
図１Ｇから図１Ｉに示されている実施形態は、熱交換モジュールのサイズと複雑性（例えば、構成要素の個数、必要な材料の量等）が削減されるので、こうしたアセンブリの製造コストを低下させることを促進することが可能である。このような形状構成は、さらに、パッケージング上の追加の柔軟性をアセンブリに与えることを促進することも可能である。
【００４６】
図２Ａは、本明細書で説明されている熱交換器システム１００で使用されることが可能な多角形熱交換器モジュールシステム２２００の変更された実施形態の上面図を示す。上述した実施形態とは対照的に、図２Ａの実施形態は８個の熱交換器モジュール２２１０の組を備え、熱交換器モジュール２２１０の各々は多角形の一辺の少なくとも一部分を形成する。これらの熱交換器モジュール２２１０は、集合的に、多角形熱交換器モジュールシステム２２００の外周部の少なくとも一部分を形成する。熱交換器モジュールシステム２２００内の開口部２２４０が、例えば上述したモータ／インペラアセンブリを受け入れるように、形成され、寸法決定され、および、他の仕方で形状構成されている。図示されているこの実施形態では、熱交換器モジュール２２１０は、さらに、開口部２２４０の外周部の少なくとも一部分を画定する。この図示されている実施形態は、中央軸線２２５０を中心として概ね対称的であり、および、正多角形（例えば、八角形）を形成する。当業者は、他の実施形態が回転対称ではないこともあるということを理解するだろう。
【００４７】
この図示されている実施形態では、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０は互いに概ね接触し、これによって小さな間隙を伴っているかまたは間隙をまったく伴わない閉じた形状を形成する。この形状構成は、熱交換器モジュールシステム２２００の中を通して流体を送ることを促進することが可能である。上述したように、この図示されている熱交換器モジュールシステム２２００は、例えば図１Ａから図１Ｆに示されている熱交換器システムでの使用に適している。各々の熱交換器モジュール２２１０は、熱電装置２２１６の互いに反対側の表面に熱的に結合している第１の熱交換器および第２の熱交換器（図示されていない）を含むことが可能である。幾つかの実施形態では、熱電装置２２１６の面積は、第１の熱交換器２２１２と第２の熱交換器（図示されていない）の面積と同一の広がりをもつのではない。例えば、図示されている実施形態では、熱電装置２２１６は、網掛けで示されている第１の熱交換器２２１２および第２の熱交換器よりも狭い。したがって、熱交換器モジュールシステム２２００は、流体が、多角形の内側の開口部２２４０から、熱電装置に熱的に結合されている熱交換器を通過して多角形の外側に流れ出すことを可能にするように形状構成されている。上述したように、このことが、所望に応じて、こうした空気または他の流体が選択的に加熱または冷却されることを可能にする。
【００４８】
図示されている実施形態では、後述する湾曲した熱交換器モジュールとは対照的に、各々の熱交換器モジュール２２１０が、上方から見た場合に概ね長方形または直線状である。長方形の熱交換器モジュールを含むシステムの実施形態が、熱電装置２２１６および／または熱交換器モジュール２２１０の製造の容易性、コストの削減、互換性、交換可能性、設計上の融通性等という１つまたは複数の利点を提供することが可能である。例えば、図示されている実施形態が実質的に概ね等しい寸法形状の熱交換器モジュール２２１０を備えるが、他の実施形態が少なくとも２つの異なる寸法形状の熱交換器モジュールを備える。
【００４９】
他の実施形態では、熱交換器モジュールシステムが、多角形の外周部の少なくとも一部分を画定する複数の熱電装置と、それに熱的に結合されている第１および第２の熱交換器とを備える。第１および第２の熱交換器の少なくとも一方が、互いに隣接する熱電装置にまたがる。例えば、幾つかの実施形態が、図２Ａから図２Ｃに示されているハウジングのような特定のハウジングの中に含まれている熱交換器モジュール（例えば、熱電装置、基板等）の幾つかまたは全部にそって延びるように、寸法決定されているか、形成されているか、または、他の仕方で形状構成されている、図７Ａと図７Ｂとに示されているタイプの単体の（ｕｎｉｔａｒｙ）の環状熱交換器を備える。したがって、単体の環状熱交換器の熱伝達の利点を伴う、本明細書でさらに詳細に説明されるように、熱電装置の多角形配列の利点。
【００５０】
図２Ｂは、図２Ａに示されている実施形態に類似している熱交換器モジュールシステム２２００の別の実施形態の上面図を示す。しかし、図示されているように、図２Ｂに示されている実施形態は合計で６個の熱交換器モジュール２２１０を含む。図２Ｃの上面図に示されている熱交換器モジュールシステム２２００の実施形態は、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０の間に間隙を有するということを除いて、図２Ｂに示されている実施形態に類似している。幾つかの実施形態では、間隙２２０２が熱交換器モジュールシステム２２００の製造し易さを向上させる。例えば、この間隙は、個別の構成要素の１つまたは複数に関するより広範囲の寸法許容差を可能にする。間隙２２０２は、例えば熱膨張および熱収縮、機械的運動、および／または、これに類似した動きのような、熱交換器モジュール２２１０および／またはその構成要素の相対的な動きも可能することができる。熱交換器モジュールの相互間の間隙は、例えば、適切に形状構成された流れ誘導器を使用して、および／または、別個のフィラーストリップ（ｆｉｌｌｅｒ ｓｔｒｉｐ）を使用して、満たされることが可能であり、これによって流体が熱交換器モジュールシステムを迂回することを防止する。他の実施形態は、あらゆる互いに隣接する対の熱交換器モジュールの間に間隙を備えない。互いに隣接する熱交換器モジュールの間に間隙を備える実施形態では、こうした間隙のサイズが個別の用途による所望または必要に応じて変化することが可能である。
【００５１】
図２Ｄは、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０を機械的および／または電気的に結合するためのシステム２２００の実施形態の一部分を図示する。この図示されている実施形態では、各々の熱交換器モジュール２２１０は、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０の１つまたは複数の構成要素（例えば、基板、熱交換器等）および／または一部分を機械的および／または電気的に結合させるように寸法決定され形状構成されている相互連結タブの形の結合部材２２３０を各々の末端に備える。例えば、互いに隣接する熱交換器モジュール２２１０の基板は、１つまたは複数の互いに隣接する熱電装置のペレットを通して電流を有利に送るために、互いに電気的に結合されることが可能である。この結合部材２２３０は、例えばプラグ、ソケット、クイックコネクト（ｑｕｉｃｋ ｃｏｎｎｅｃｔ）、クリップ、はんだ継手、溶接部、ねじ、スエージ、リベット、接着剤、これらの組合せ、および／または、これらの類似物を使用して、当業で公知の任意の方法によって結合させられることが可能である。上述したように、互いに隣接する熱交換モジュールの１つまたは複数の部分または構成要素（例えば、熱電装置、基板、フィン、または、他の熱交換器等）が、１つまたは複数の取り付け方法または装置を使用して互いに接合させられることが可能である。幾つかの実施形態では、熱交換モジュールは、そのシステムの設計を単純化するために互いに電気的および／または熱的に連結されている。
【００５２】
図２Ｅに図示されているように、互いに隣接する熱交換モジュールは、結合部材２２３０′に沿って、または、このモジュールの端縁に沿って延びる別の部分に沿って、互いに取り付けられることが可能である。幾つかの実施形態では、結合部材２２３０′は、隣接する熱交換モジュールの結合部材２２３０′と重なり合うように形成され、寸法決定され、および、他の仕方で形状構成されている概ね長方形のタブ部材である。幾つかの実施形態では、この結合部材２２３０′は、互いに隣接する熱交換モジュールの熱電装置を互いに電気的に連通させるように形状構成されている金属層または金属ストリップまたは別の伝導性部材を備える。この結果として、１つのモジュールに供給される電流が、特定のシステム内の１つまたは複数の他のモジュールに有利に送られることが可能である。
【００５３】
図２Ｆは、互いにスポット溶接されている互いに隣接する結合部材２２３０′の側面図を示す。図示されているように、スポット溶接電極Ｅ＋、Ｅ−が、結合部材２２３０′の互いに反対側の端部に沿って配置されることが可能である。結合部材２２３０′を互いに接触させるように押し付けるために十分な力が加えられ終わると、電流が一方の電極Ｅ＋から他方の電極Ｅ−に流されることが可能である。このプロセスの結果として、結合部材２２３０′が互いに接触している場所またはこの付近に、スポット溶接部２２６８が形成されることが可能である。
【００５４】
幾つかの実施形態では、結合部材２２３０′は単純に熱電装置の上部および／または下部基板の延長部分である。上述したように、この基板が、例えばポリイミド、セラミック、および／または、これらの類似物のような、熱伝導性かつ電気絶縁性の層を含むことが好ましい。この結果として、電流が結合部材２２３０′を通過して一方の電極Ｅ＋から他方の電極Ｅ−に流れるための導電性経路が存在しなければならないので、結合部材２２３０′内へのこうした非導電性層の延長部分が、結合部材２２３０′を互いにスポット溶接することをさらに困難にする可能性がある。したがって、スポット溶接プロセスが行われることが可能となる前に、基板の非導電性層または部分（例えば、ポリイミド、セラミック等）が除去され、穿通され、または、他の仕方で露出させられるだろう。
【００５５】
図２Ｇは、互いに隣接する熱交換モジュール内の熱電装置の基板２２６４（例えば、下部または上部）の本質的に延長部分である２つの結合部材２２３０′の側面図を示す。図示されているように、各々の結合部材２２３０′は、隣接する結合部材２２３０′の金属層２２６６に接触しているかまたは隣接しているように形状構成されている金属（例えば、銅）層２２６６を含む。これに加えて、基板２２６４の互いに反対側の側面が、ポリイミド層２２６５、セラミック層、または、何らかの他の非導電性材料の層を含む。したがって、上述したように、この非導電性材料層２２６５は、スポット溶接部２２６８が結合部材２２３０′の相互間に形成されることが可能である前に、除去されるか、切り込まれるか、穿通されるか、または、他の仕方で露出させられる必要があるだろう。
【００５６】
一実施形態では、スポット溶接部２２６８が、非導電性材料層２２６５を露出させることなしに、互いに隣接する結合部材２２３０′の間に形成されることが可能である、図２Ｈに示されている。図示されているように、電極Ｅ＋、Ｅ−が、互いに対して水平方向に位置合わせされていない場所に、各々の結合部材２２３０′の金属層２２６６に沿って配置されるだろう。この結果として、安定性のために、各々の電極Ｅ＋、Ｅ−の反対側に反作用力または平衡力Ｂを加える必要があるだろう。これに加えて、金属層または部材２２６６の相互間の適正な接触を確実なものにするために、スポット溶接部２２６８が必要とされている結合部材２２３０′の部分に沿って、締め付け力または圧迫力Ｆが加えられるだろう。図示されているように、電流が、スポット溶接時（例えば、図２Ｆ）に通常に行われるものに比べて直接的ではない経路に沿って、金属層または部材２２６６を通して送られることが可能である。しかし、このスポット溶接方法は、ポリイミドまたは別の非導電性層を結合部材２２３０′から除去する必要なしに、結合部材２２３０′の相互間に適切なスポット溶接部２２６８が形成されることを可能にするだろう。このようなスポット溶接方法が、熱交換器システムの互いに隣接する熱交換モジュールを連結することに無関係である他の使用分野に適用可能であることが理解されるだろう。
【００５７】
図２Ｉは、熱交換アセンブリ内に配置されている複数の熱交換器モジュール１５０の上面図を示す。上述したように、熱交換器モジュール１５０は、熱電装置と熱的に連通している互いに隣接する熱交換器（例えば、フィン）の間に間隙１８８を形成するように方向配置されることが可能である。送風機によって動かされる空気または他の流体が熱交換器モジュール１５０の熱交換器をバイパスまたは迂回することがないことを確実なものにするために、流れ遮断タブ１９０または他の部材が１つまたは複数のこうした間隙１８８に効果的に配置されることが可能である。幾つかの実施形態では、タブ１９０はハウジング（例えば、上部プレート、下部プレート、側部壁等）に取り付けられている。しかし、他の実施形態では、タブ１９０または他の流れ遮断部材は、モジュール１５０および／またはそのアセンブリの別の部分に取り付けられている。
【００５８】
図３Ａは、複数の熱交換器モジュール２３１０と、互いに隣接する熱交換器モジュール２３１０を結合する複数の結合部材２３６０とを備える、熱交換器モジュールシステム２３００の一実施形態の上面図を示す。末端の結合部材２３７０が各々の末端熱交換器モジュール２３１０ａから延びる。このシステム２３００の実施形態は、例えば、図２Ａに示されている熱交換器モジュールシステムに類似した熱交換器モジュールシステムを製造するために、有用である。各々の熱交換器モジュール２３１０は実質的に上述したとおりであり、熱電装置と第１の熱交換器と第２の熱交換器とを備える。
【００５９】
図３Ａを続けて参照すると、熱交換器モジュール２３１０各々の端縁と、結合部材２２３０各々の端縁と、末端結合部材２３７０各々の端縁とが、実質的に同一直線上にあることが可能である。この図示されている実施形態は、例えば、製造時の装置２３００の形状構成である。しかし、当業者は、異なる構成が他の実施形態で使用可能であるということを理解するだろう。この図示されている実施形態では、結合部材２３６０は互いに隣接する熱交換器モジュール２３１０を機械的かつ電気的に結合させ、および、末端結合部材２３７０は末端熱交換器モジュール２３１０ａに機械的かつ電気的に結合されている。幾つかの実施形態では、より詳細に後述するように、各結合部材２３６０の少なくとも一部分が可撓性であり、湾曲可能であり、および／または、変形可能である。
【００６０】
図３Ｂは、図３Ａに示されている直線状の形状構成（破線で示されている）から多角形（例えば、この図示されている実施形態では六角形）の形状構成への熱交換器モジュールシステム２３００の変換の上面図を示す。この図示されている実施形態では、この変換は、所望の形状構成を実現するために結合部材２３６０を湾曲または変形させることによって生じさせられる。この図示されている実施形態では、末端結合部材２３７０は最終的な形状構成に近い。
【００６１】
図３Ｃと図３Ｄは、図２３００Ａに示されている直線状の形状から図３Ｂに示されているもののような閉じた形状へ装置２３００を再び形状構成するための、結合部材２３６０の実施可能な折り返しの斜視図である。
【００６２】
図４Ａは、図２Ａに概ね示されているタイプの熱交換器モジュールシステムを製造するのに適している結合部材２４６０と互いに隣接する熱交換器モジュール２４１０との別の実施形態の詳細部分の上面図である。図４Ｂと図４Ｃは、結合部材２４６０の適切な折り曲げまたは変形を示す。図４Ｂに最も適切に見て取とれるように、結合部材２４６０の一部分２４６２は、熱交換器モジュール２４１０の下流側に配置されることが可能であり、および、したがって、熱交換器モジュール２４１０からの空気流を部分的にまたは完全に遮断するように形状構成されることが可能である。
【００６３】
図５Ａは、図２Ａに示されているタイプの熱交換器モジュールシステムを製造するのに適している結合部材２５６０と互いに隣接する熱交換器モジュール２５１０との別の実施形態の詳細部分の上面図である。図５Ｂと図５Ｃは、結合部材２５６０の適切な折り曲げまたは変形を示す。
【００６４】
図６Ａは、図２Ａに示されているタイプの熱交換器モジュールシステムを製造するのに適している結合部材２６６０と互いに隣接する熱交換器モジュール２６１０との別の実施形態の詳細部分の上面図である。図６Ｂと図６Ｃは、結合部材２６６０の適切な折り曲げまたは変形を示す。図５Ａと図６Ａに示されている折り曲げ形状構成では、結合部材２５６０、２６６０のどんな部分も熱交換器モジュール２５１０、２６１０の下流側に位置していないので、空気流の遮断は問題ではない。
【００６５】
さらに、図６Ａに最も適切に見てとれるように、結合部材２６６０は、熱交換器モジュール２６１０のエンベロープ内（例えば、すなわち、熱交換器モジュールの幅の境界の範囲内）に全体として形成されることが可能である。したがって、結合部材２６６０の少なくとも一部分が熱交換器モジュール２６１０の少なくとも一部分（例えば、熱電装置の基板または他の部分または構成要素）と共に一体状に形成されている実施形態では、この図示されている実施形態は、例えば図４Ａ−４Ｃおよび図５Ａ−５Ｃに示されている実施形態のような熱交換器モジュールのエンベロープを越えて結合部材が延びる実施形態と比較して、廃棄物がより少ない形で製造されることが可能である。２個の熱交換器モジュール２６１０の例示的なレイアウトが図６Ｄに示されており、この図はこうした効率的なレイアウトを示す。したがって、図６Ａ−６Ｃに示されている熱交換器モジュールシステムの実施形態は、より効率的であり、製造がより容易であり、および／または、製造コストがより低いことが可能である。
【００６６】
図６Ｅは、１つまたは複数の熱交換器モジュール１５０を取り付けることを容易にするために使用されることが可能である、プリント回路基板（ＰＣＢ）１８０または他の電気バスの一実施形態を示す。図示されているように、ＰＣＢ １８０または他の基部部材は、モジュール１５０の端部１５１が上に取り付けられることが可能な複数のスリット１８２または他の接続箇所を含むことが可能である。このスリット１８２は、各スリット１８２において有利に露出させられる主電気ストリップ１８１または導電性部材を使用してモジュール１５０の端部１５１が（例えば、直流の形状構成に）互いに電気的に連通させられることを可能にするように、形状構成されることが可能である。この結果として、１つまたは複数のモジュール１５０（例えば、熱電装置、フィン、または、他の熱交換器等）がＰＣＢ １８０または類似の基部に容易に固定されることが可能である。例えば、モジュール１５０は、スリット１８２または他の接続箇所においてＰＣＢ １８０にはんだ付けされることが可能である末端端子１５１を含むことが可能である。このことが、熱交換器モジュール１５０に関する数量とタイプと他の詳細事項を選択することによってユーザが特定のアセンブリを便利良くカスタマイズすることを可能にする。さらに、ＰＣＢに対する容易な接続が、互いに隣接するモジュール１５０の間のより複雑で、より労働集約的で、かつ、高コストである電気的接続部を不要にする。ＰＣＢまたは他の電気バス部材が、本明細書に図示および／または説明されている実施形態またはその等価物のいずれの中にも組み込まれることが可能であるということが理解されるだろう。
【００６７】
図４から図６に示されている実施形態は、さらに、その少なくとも一部分が（例えば図７Ｂに示されている実施形態に類似している熱交換器のような）後述する複数の熱電装置にまたがっている、第１および第２の熱交換器に熱的に結合されている多角形の外周部を画定する複数の熱電装置を備える熱交換器システムにおいても有用である。
【００６８】
図７Ａは、例えば本明細書で説明および／または図示（例えば、図１、図９等）されている熱交換器システムのような、熱交換器システムにおいて使用するのに適している熱交換器モジュール１９００の実施形態の斜視図を示す。図示されている熱交換器モジュール１９００は、熱電装置１９１０と、熱電装置１９１０の上部表面上に配置されている第１の熱交換器１９２０と、熱電装置１９１０の下部表面上に配置されている第２の熱交換器１９３０とを備える。この図示されている実施形態では、熱電装置１９１０は、開口部１９４０の外周部を形成する小さい方の半径（Ｒ１）と熱交換器モジュール１９００の外周部を形成する大きい方の半径（Ｒ２）とによって画定されている、薄いリング形または環状の円板の形態である。幾つかの実施形態では、この開口部１９４０は、例えば上述されておりかつ図１Ｄに示されているような、モータ／インペラアセンブリを受け入れるように寸法決定および形状構成されている。この図示されている実施形態では、熱交換器１９２０、１９３０の各々は実質的にリング形であり、熱電装置１９０１と同じか実質的に同じ高さ（Ｈ）と、熱電装置１９０１と同じかまたは実質的に同じ小さい方の半径（Ｒ１）と大きい方の半径（Ｒ２）とを有する。しかし、他の構成では、このモジュールの相対的な高さ（Ｈ）、小さい方の半径、および／または、大きい方の半径、および／または、他の任意の属性が、所望または必要に応じて変化させられるだろう。
【００６９】
図７Ａに示されている実施形態では、熱交換器１９２０、１９３０は、図７Ｂ−７Ｄに示されている複数のフィン１９２２を形成するように１つまたは複数の熱伝導性材料をプリーツ状にするか扇状に折り畳むことによって製造される。当業者は、他の実施形態が異なる扇状の折り畳み形状を使用することがあるということを理解するだろう。図７Ｂに示されている熱交換器１９２０の詳細図である図７Ｃと図７Ｄとに示されているように、フィン１９２２は小さい方の半径Ｒ１において互いにより接近しており、かつ、大きい方の半径Ｒ２において最大の間隔にまで半径方向により大きく相互間隔が広がる。したがって、フィンの密度は、図示されている構成では流体流の上流側にある熱交換器１９２０、１９３０の中央において最も高く、および、流体流の下流側にある外側端縁において最も低い。
【００７０】
幾つかの実施形態では、パイプを通る流体流のための熱伝達が、２つの重要な変数、すなわち、熱伝達係数ｈと熱伝達表面積Ａとによって決まるだろう。熱伝達係数ｈがパイプ入口（この場合にはＲ１における熱交換器の上流側の末端）で最も高いということが公知である。表面積ＡもＲ１で最も大きく、これはフィン密度がＲ１において最も高いからである。これらの効果の両方が組み合わさって、入口のファン密度がより高くかつ出口のファン密度がより低い熱交換器における改善された熱交換を実現し、このことは、図示されている実施形態においては、フィンの間隔を変更するために熱交換器の頂部および底部に対して垂直な軸線を中心として推定上の長方形熱交換器を湾曲または変形させることによって実現される。この図示されている実施形態では、この変形は円形であり、結果的にリング形の熱交換器を生じさせる。当業者は、他の実施形態において、例えば円弧形への変形のような他の変形を使用して同一の結果が得られるということを理解するだろう。
【００７１】
図７Ｅは、図７Ａの断面Ｅ−Ｅに沿った熱交換器モジュール１９００の断面を示す。熱電装置１９１０は、第１の基板１９１２と、第２の基板１９１４と、これらの間に配置されている複数の半導体ペレット１９１６とを備える。この半導体ペレット１９１６は、電気エネルギーを温度勾配に変換するための当業で公知のタイプである。基板１９１２、１９１４は、典型的には、当業で公知の高い熱伝導性と低い導電性とを有する上述した材料を含む。
【００７２】
第１の熱交換器１９２０は第１の基板１９１２（例えば、基板上に配置されている銅または他の金属の層）に固定されており、かつ、第２の熱交換器１９３０は第２の基板に同様に固定されている。上述したように、熱交換器１９２０、１９３０は、典型的には、基板１９１２と基板１９１４との間の適切な熱伝導性を実現すると同時に、使用中はその２つの部分が適切に互いに連結された状態のままであることを確実にする形で、それぞれに基板１９１２、１９１４に固定されている。
【００７３】
使用時には、電圧がペレットを挟んで印加される時に、第１の基板１９１２と第２の基板１９１４の一方が暖まり（高温）、かつ、その他方が冷える（低温）。第１の基板１９１２が高温の基板でありかつ第２の基板１９１４が低温の基板である図７Ｅに示されているように、通常の（正の）熱膨張係数を有する材料の場合には、高温の基板が膨張し、かつ、低温の基板が収縮する。基板１９１２と基板１９１４の膨張差がペレット１９０６における剪断モーメントと曲げモーメントと剪断応力と曲げ応力とを生じさせ、このことが熱電装置１９１０の機械的故障の原因となる可能性がある。熱電装置１９１０の物理的変形が、さらに、熱交換器システムにおける流体力学にも悪影響を及ぼす可能性があり、これによってそのシステムの効率を低下させる。剪断力と曲げ力と剪断応力と曲げ応力との大きさは、基板１９１２、１９１４の熱膨張の係数、温度差（ΔT=Ｔｈ−Ｔｃ）、基板１９１２、１９１４のサイズ（例えば、長さ、幅、厚さ等）（Ｌ）、および／または、１つまたは複数の他のファクタに依存するだろう。
【００７４】
図７Ｇは、使用中の図７Ａに示されている熱電装置１９１０の上面図であり、第１の基板１９１２の膨張と第２の基板１９１４の収縮とを示す。この装置１９１０に関する有効長さＬは、より小さい、大きい方の半径と小さい方の半径との間の差（Ｒ２−Ｒ１）ではなく、熱電装置１９１０全体の外径（２Ｒ２）である。こうしたより大きな有効寸法が、図示されている実施形態において、比較的に大きい剪断力と曲げ力とを結果的に生じさせるだろう。
【００７５】
図８Ａと図８Ｂは、膨張差の有害な効果の少なくとも一部分を減少させると同時に湾曲形またはリング形の熱交換器からの熱伝達の増大という利点を維持する、環状熱電装置２０１０の上面図と下面図をそれぞれに示す。熱電装置２０１０は、概ね円筒形の形状を有する、図７Ａ−７Ｆに示されている熱電装置１９１０に類似しており、および、例えば、図７Ａに示されている熱電熱交換器モジュールの構成要素として、および／または、図１に示されている熱電熱交換器システムにおいて、類似の用途に適している。この示されている熱電装置２０１０は、それぞれに第１および第２の基板２０１２、２０１４と、これらの基板の間に配置されている複数のペレット（図示されていない）とを備える。概ね円形の開口部２０４０が、例えば、上述したモータ／インペラアセンブリを受け入れるために、備えられている。この図示されている実施形態では、第２の基板２０１４とペレットは、概ね熱電装置１９１０に関して上述した通りである。しかし、第１の基板２０１２は複数の扇形部分または部品２０１２ａを備える。この図示されている実施形態では、扇形部分２０１２ａは中心軸線２０５０を中心として概ね回転対称である。したがって、７つの扇形部分２０１２ａの各々は概ね同一のサイズを有する。当業者は、他の実施形態が、互いに等しくないサイズの扇形部分、および／または、他のより多いかまたはより少ない扇形部分を備えるということを理解するだろう。第１の基板の扇形部分２０１２ａが単一のユニットとしてではなく個別的に自由に動くので、第１の基板２０１２と第２の基板２０１４との間の温度差によって生じさせられる剪断力と曲げ力とを評価する際の関連の長さＬが、基板２０１０の直径（２Ｒ２）ではなく、各扇形部分２０１２ａの半径方向幅（Ｒ２−Ｒ１）、および／または、各扇形部分２０１２ａの周方向幅Ｗのどちらか長い方である。Ｒ２−Ｒ１が２Ｒ２よりも小さく、および、幾つかの実施形態ではＲ２−Ｒ１が２Ｒ２よりも著しく小さいので、剪断力と曲げ力と剪断応力と曲げ応力とが有利に減少させられることが可能である。本質的には、第１の基板２０１２を扇形部分２０１２ａに分割することが、そのための「伸縮継手」２０１３を実現する。所望または必要に応じて、基板が半径方向および／または周方向にこうした伸縮継手２０１３または間隙を備えることが可能であるということが理解されるだろう。
【００７６】
この図示されている実施形態では、扇形部分２０１２ａは概ね円弧形または切頭くさび形であり、複数の概ね半径方向の切れ目を有する単一部品の第１の基板１９１２（図７Ｇ）に対応し、これによって、第１の基板１９１２の外周部の少なくとも一部分を画定する複数の横方向または周方向に区分された扇形部分を結果的に生じさせる。この図示されている実施形態では、扇形部分２０１２ａは第１の基板２０１２の外周部（Ｒ１）と開口部２０４０の外周部（Ｒ２）の両方を画定する。幾つかの実施形態では、図７Ｂに示されている実施形態に類似している環状の第１の熱交換器が、第１の基板２０１０に熱的に結合されている。他の実施形態が多構成要素形の熱交換器（ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を使用し、例えば各々の構成要素が扇形部分２０１２ａに相当する。他の構成では、単一の熱交換器が、伸縮継手を有する基板の２つ以上の異なる扇形部分２０１２ａにわたって部分的にまたは完全に延びることが可能である。この扇形部分に区分された基板２０１２は、図１Ｄに示されている実施形態に関して上述したセグメント化された熱交換器とは異なっており、このセグメント化された熱交換器は横方向でなく概ね半径方向に区分されている。扇形部分化された基板２０１２を備える熱交換器モジュールまたはシステムの幾つかの実施形態は、さらに、１つまたは複数の半径方向にセグメント化された熱交換器も備え、この１つまたは複数の半径方向にセグメント化された熱交換器は、流れの方向におけるセグメントの相互間の断熱と、改善された熱的性能とを実現する。
【００７７】
図７Ｈは、第１の基板２０１０の一部分の実施形態の上面図であり、この第１の基板２０１０は横方向と半径方向の両方において扇形部分２０１０ａに区分されており、これによって、熱電装置の第１の基板と第２の基板との間の温度差から生じる機械的応力をさらに減少させる。したがって、これらの基板を周方向にセグメント化することによって、加熱および／または冷却中に周方向において応力が減少させられることが可能である。これに加えて、その装置に大きな半径方向の寸法がある場合には、半径方向におけるセグメント化も応力を減少させることが可能である。これに加えて、半径方向のセグメント化は、さらに、より効率的な熱伝達を結果的に生じさせることが可能な断熱を実現することも可能である。熱電装置の使用中に生じさせられる熱応力の減少に関する追加の詳細事項に関しては、２００７年７月２３日付で出願された米国特許出願公開第６０／９５１，４３２号明細書と、２００８年７月２３日付で出願されており、かつ、本明細書にその内容全体が引例として組み入れられている米国特許出願公開第６０／９５１，４３２号明細書の米国特許法１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張する、標題「セグメント化された熱電装置（ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＴＨＥＲＭＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＥＶＩＣＥ）」の非仮出願（出願番号は不明）とを参照されたい。
【００７８】
図９Ａは、図８Ａと図８Ｂとに示されている実施形態に類似している環状熱電装置２１１０の上部基板および／または下部基板を供給するように切断されるかまたは他の仕方で形成されることが可能な熱伝導性で非導電性の材料のシート２１０９Ａの上面図を示す。熱電装置２１１０のための基板がそれから得られるシート２１０９Ａまたは他の部材が、比較的に大きい長方形の形状を備えることが可能である。図９Ａに示されているように、熱電装置２１１０が概ね湾曲した形状を含む実施形態では、基板は、複数の円弧形の部材を備えることが可能である。これは、本明細書でさらに詳細に説明するように、使用中に熱応力を軽減することを促進するために熱電装置の基板の一方（例えば、上部基板または下部基板）が半径方向の伸縮継手を含む場合に当てはまるだろう。したがって、第１の基板２１１２は、図８Ａに示されている実施形態の第１の基板２０１２に類似している扇形部分２１１２ａの形に分割されるだろう。
【００７９】
図９Ａを続けて参照すると、この円弧形基板の使用が、個別の基板部分が抜き出される基板シートの「パッキング効率（ｐａｃｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」を増加させることを促進することが可能である。言い換えると、廃棄される（例えば、基板の一部分を提供するために切断されるかまたは他の形で使用されることが不可能な）シート２１０９Ａの材料の量が、有利に減少させられることが可能である。このことが、特に基板材料の関連コストが比較的高い場合に、こうした装置のための製造コストおよび／またはアセンブリコストを低下させることが可能である。これとは対照的に、複数のセグメント化された円弧形部分の代わりに単一の環状基板（図８Ｂ）が使用される場合には、「廃棄される」シート材料の量が著しくより多いだろうということを当業者が理解するだろう。
【００８０】
熱電装置２１１０から製造される熱交換器モジュールは、さらに、上述したように、第１の基板２１１２に熱的に結合されている第１の熱交換器と、第２の基板２１１４に熱的に結合されている第２の熱交換器とを備える。幾つかの実施形態では、第１および第２の熱交換器は円弧形熱電装置サブユニット２１１０ａに形状的に実質的に一致し、これによって円弧形の熱交換器サブモジュールを形成する。あるいは、この代わりに、円弧形熱交換器ユニットの各々は個別の熱交換器モジュールと見なされることが可能であり、および、個別の熱交換器モジュールのアセンブリは熱交換器モジュールアセンブリまたはシステムを形成すると見なされることが可能である。
【００８１】
他の実施形態では、第１および第２の熱交換器の少なくとも一方の熱交換器の境界が、円弧形熱電装置サブユニット２１１０ａの少なくとも１つに対する境界の１つに実質的に一致しない。例えば、幾つかの実施形態では、第１および第２の熱交換器の各々が、例えば図７Ｂに示されているような単体の熱交換器を備える。幾つかの実施形態では、熱電装置の第１および第２の基板の少なくとも一方が、半径方向に区分されている扇形部分を備え、幾つかの実施形態では同中心の熱電装置を本質的に形成する。この構成の詳細な説明は米国特許第６，５３９，７２５号明細書に見いだされることが可能であり、この明細書の全体が本明細書に引例として組み入れられている。
【００８２】
図９Ｂは、複数の基板部分２１１０ａ、すなわち、図示されている実施形態では３つの熱電装置サブユニットが、半径方向に入れ子状に納められている、熱電装置２１１０の実施形態の上面図を示す。説明したように、単一の円形またはドーナッツ形の基板に比較すると、複数の円弧形の基板２１１０ａの使用は、廃棄物を減少させることによって製造コストを減少させることを促進するだろう。明確に言えば、円弧形の基板部分は、図９Ｂに示されているように切断物の間の廃棄物を減少させるために積み重ね構成または入れ子状構成の形で互いに隣接して切断されるだろう。これとは対照的に、円形またはドーナッツ形の熱電装置の使用は、環状またはドーナッツ形の基板部分がシートまたは他の部材２１０９Ｃ（図９Ｃを参照されたい）から切断されるかまたは打ち抜かれる時に、基板の穴の部分が廃棄されるので、より多量の基板材料（例えば、銅または他の金属部分が表面の片方または両方に付着しているポリイミド）が廃棄されることを結果的に生じさせる。
【００８３】
図９Ｄを参照すると、長方形の基板部分の使用が、熱伝導性材料のシート２１０９Ｄが切断されるかまたは他の仕方で加工される時に生じさせられる廃棄材料の量をさらに減少させることが可能である。示されているように、幾つかの実施形態では、長方形の基板の使用は、シート２１０９Ｄが複数の水平線と垂直線とに沿って簡単に切断可能なので、廃棄基板材料の量を最小限にすることを促進することが可能である。図９Ｄに示されているようにこのような長方形の基板部分を使用するように形状構成される複数の長方形の熱電装置２１１２Ｄを備える装置の一実施形態。
【００８４】
図１Ｄを参照して本明細書で説明したように、第１の熱交換器１５４からの空気（例えば、廃棄空気）が半径方向に送られることが可能であり、一方、第２の熱交換器１５６からの空気（例えば、主空気）が、モータ／インペラアセンブリ１３０の回転軸線に平行である方向に送られることが可能である。異なる出口方向に加えて、モータ／インペラからの流れが空洞１１１の下側へと偏倚させられるだろう。このことが、熱交換器１５４、１５６の間の不均一な流れを結果的に生じさせる可能性がある。一般的には、等しい量または概ね等しい量の空気が両方の熱交換器１５４、１５６に送られることが望ましい。
【００８５】
図１０は、変更された熱交換器システム３００を示す。この図示されている実施形態では、上部ハウジング部分３０２と下部ハウジング部分３０４とセパレータ３０６とが、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６とが上述した図１Ａ−１Ｄの実施形態よりも低く位置しているように形状構成されている。したがって、モータ／インペラアセンブリ１３０を出て行く空気は、第１の熱交換器１５４と第２の熱交換器１５６とに入る前に半径方向かつ下向きの方向に移動する。この構成は、空洞１１１の下部部分への空気の偏倚を補正する第１の熱交換器１５４の中を通してより多くの空気を押し流す。
【００８６】
図１１Ａは、流れ調整または流れ誘導フィンまたは羽根３２０が第１および第２の熱交換器１５４、１５６の上流および／または下流に配置されることが可能な追加の実施形態を示す。この羽根は、その装置の出口を経由した空気流の横方向の分散を実現するために使用されることが可能である。幾つかの実施形態では、このフィンまたは羽根３２０は、等しいかまたは実質的に等しい流れを熱電装置に供給するように形状構成されている。他の実施形態では、このフィンまたは羽根３２０は、所望の流れのパターンを得るために使用される。
【００８７】
図１１Ｂは、流れを制限して第１の熱交換器１５４を通るように流れを偏倚させるために選択的に使用されることが可能であるフィンまたは羽根３２２を第２の熱交換器１５６の出口１２６が備えている実施形態を示す。インペラから１つまたは複数の熱電装置および／または出口に向けて空気が半径方向に遠ざかるように送られる時にその空気を分配および／または調整するために、１つまたは複数の他の装置または方法が使用されることが可能であるということが理解されるだろう。
【００８８】
上述したように、インペラによって移動させられる空気または他の流体が、フィンまたは他の熱交換器の中への容易な流体の流入を可能にする方向に方向付けられないことがある。したがって、図１１Ｃと図１１Ｄとに示されているように、熱交換器システム１５０Ｃは、インペラ１３０Ｃによってその熱交換器システムに向けて方向付けられる空気をより適切に受け入れるように形状構成されることが可能である。図１１Ｄの詳細な上面図を参照すると、互いに隣接するフィン１５６Ｃまたは他の熱交換器が、その中を通って流体が流入することを容易にするように、方向配置されることが可能である。例えば、フィン１５６Ｃは、予想される空気流方向Ａに一致するかまたは実質的に一致するように概ねなっている特定の角度θ2だけ、半径方向に対して傾斜していることが可能である。この結果として、このシステムを通過する場合の流体ヘッドロスが有利に減少させられることが可能である。さらに、この特徴は、騒音の減少と、そのシステムの効率の改善と、１つまたは複数の他の利点の実現を促進することが可能である。
【００８９】
図１１Ｅ−１１Ｇは、熱交換器システムの先頭端部に空気または他の流体が接近する時にその空気または他の流体により適切に順応するように形状構成されている熱交換器システム１５０Ｅ、１５０Ｆ、１５０Ｇの様々な他の実施形態を示す。例えば、図１１Ｄに示されている構成と同様に、図１１Ｅ−１１Ｇに示されている３つの実施形態は、インペラから出て行く空気流Ａの予想方向に応じて湾曲させられている先頭端部を有するフィン１５６Ｅ、１５６Ｆ、１５６Ｇを備える。
【００９０】
図１１Ｅに示されているように、フィン１５６Ｅまたは他の熱交換器の末尾端部は（例えば、先頭端部と同一の方向に、または、これとは反対の方向に）湾曲させられていることも可能である。さらに、フィン１５６Ｆの末尾端部は、図１１Ｆに示されているように、湾曲していない（例えば、半径方向に概ね一直線状である）ことが可能である。これに加えて、図１１Ｇに示されているように、フィン１５６Ｇまたは他の熱交換器は、それに流入して通過する空気が所望の仕方で方向付けられることを可能にするための任意の他の形状または形状構成を有することが可能である。
【００９１】
図１Ｈは、本明細書に開示されている実施形態のいずれにおいても使用されるように形状構成されている折り曲げ形フィン１５６Ｈの斜視図を示す。上述したように、このフィンまたは他の熱交換器は、１つまたは複数の熱電装置または基板と熱的に連通した状態にされることが可能である。特定のアセンブリが、所望または必要に応じて、１組、２組、または、それより多くの組のこうしたフィン１５６Ｈを含むことが可能である。上述したように、こうした熱交換器の単体構造が、１つ、２つ、または、３つ以上の熱交換器モジュールの頂部上または底部上に配置されることが可能である。
【００９２】
図１１Ｉと図１１Ｊは、折り曲げ形熱交換器１５６Ｉ（例えば、フィン）の別の実施形態の上面図と側面図をそれぞれに示す。図示されているように、フィン１５６Ｉは湾曲しているかまたは縦溝が付いた（ｆｌｕｔｅｄ）形状を含むことが可能である。例えば、上述したように、この形状構成は、空気または他の流体が中を通って流入することを容易にすることが可能である。熱交換器が所望または必要に応じて１つまたは複数の他の形状、設計、または、形状構成を含むことが可能である。
【００９３】
図１２Ａは、第１および第２の熱交換器１５４、１５６の間で流れを偏倚させるための別の構成を示す。この実施形態では、モータ／インペラアセンブリ１３０は、インペラ１３０の羽根を高さＬ１の上部部分１３２ａと高さＬ２の下部部分１３２ｂとに分ける水平スプリッタプレート１３８を備え、この場合にＬ２＞Ｌ１である。上部部分１３２ａまたは下部部分１３２ｂの相対的高さまたは他の寸法を増大させることによって、特定の用途または使用による所望または必要に応じて、空気が第１の熱交換器１５４または第２の熱交換器１５６のどちらに対しても偏倚させられることが可能である。図１０の実施形態に比較すると、この実施形態は、そのシステムの頂部表面の概ね平らな輪郭を有利に維持することが可能である（すなわち、図１０の頂部壁３０２は段差を含む可能性がある）。
【００９４】
図１２Ｂは、図１２Ａに示されている水平スプリッタプレート１３８を含むモータ／インペラアセンブリ１３０の実施形態の上面図を示す。モータロータ１３４からスプリッタプレート１３８／羽根１３２ａ、１３２ｂアセンブリに延びる複数のスポーク１３６が、取り入れ口または入口１２２（図１Ｄ）を通して吸い込まれる流体が羽根の下部部分１３２ｂに流れることを可能にするだろう。当業者は、本明細書で明確に開示されている装置および方法の代わりに、または、これに加えて、羽根の下部部分１３２ｂに流体を供給するための他の手段が他の実施形態で使用されることが可能であるということを理解するだろう。例えば、底部壁１１４（図１Ｄ）内の１つまたは複数の流体取り入れ口が備えられることが可能である。
【００９５】
図１３Ａは、図１２の構成の変更された実施形態を示す。この実施形態では、スプリッタプレート１３８は、第１の熱交換器または第２の熱交換器のどちらかに向けて空気が方向付けられる時に円滑な移行を実現するために、半径方向から角度θに上方または下方に傾斜させられることが可能である。このことが、スプリッタプレート１３８に空気が接触する時に生じさせられる乱流を削減および／または排除することが可能である。図１３Ｂは、相対的な流体流が矢印によって概ね表示されているスプリッタプレート１３８の周囲の領域の詳細図である。幾つかの実施形態では、スプリッタプレート１３８は、さらに、特定の用途または使用による所望または必要に応じて、さらに乱流を減少させるために湾曲した輪郭または他の形の輪郭を含むことが可能である。
【００９６】
図１４Ａと図１４Ｂは、頂部リング１３９を備えるモータ／インペラアセンブリ１３０の実施形態をそれぞれに斜視図と側断面図との形で示す。幾つかの実施形態では、頂部リング１３９は、図１４Ｃに示されているように、上部チャンバ１１８と流体連通している上部熱交換器を通る空気流を減少させ、この図１４Ｃは、頂部リング１３９を備えるモータモータ／インペラアセンブリ１３０の計算流体力学（ＣＦＤ）モデルの断面図である。頂部リング１３９からの乱流が上部熱交換器を通過する空気流の減少の原因であるだろうと考えられており、この空気流の減少は、第１および第２の熱交換器の間において不均衡な空気流を結果的に生じさせる。
【００９７】
したがって、モータ／インペラアセンブリ１３０の幾つかの実施形態は頂部リングを備えず、図１５において側断面図にその具体例が示されている。モータ／インペラアセンブリ１３０の幾つかの実施形態が、頂部リングを備える類似のモータ／インペラアセンブリに比較した場合の上部熱交換器を通過する空気流の改善を実現し、これによって第１および第２の熱交換器の間におけるより均衡のとれた空気流を結果的にもたらす。
【００９８】
図１６は、第１および第２の熱交換器を通る相対的な空気流の制御を可能にするモータ／インペラアセンブリ１３０の別の実施形態の側面図を示す。図示されているように、モータ／インペラアセンブリ１３０は、図１２Ａと図１３Ａと図１３Ｂとに示されている実施形態に類似している、上部部分１３２ａと下部部分１３２ｂとに羽根を概ね分割する垂直スプリッタプレート１３８を備えることが可能である。この図示されている実施形態では、この相対的な空気流が、羽根の上部部分１３２ａおよび／または下部部分１３２ｂの個数を変化させることによって変更される。例えば、この図示されている実施形態は、５０個の上部羽根部分１３２ａと８０個の下部羽根部分１３２ｂとを備える。当業者は、所望または必要に応じて、様々な個数の上部羽根部分１３２ａと下部羽根部分１３２ｂとを備えるということを理解するだろう。さらに、上部羽根部分１３２ａの個数は下部羽根部分１３２ｂの個数よりも多いことが可能である。個々の用途において上部羽根部分１３２ａの個数と下部羽根部分１３２ｂの個数とに影響を与える要因が、非限定的に、モータ／インペラアセンブリ１３０および装置全体の特定の幾何学的形状（例えば、形状、サイズ等）、熱交換器の特徴、および／または、その類似物を含むだろう。幾つかの実施形態では、この要因は、例えばＣＦＤのようなモデル化によって、１つまたは複数の経験的な方法によって、および／または、これらに類似した方法によって決定される。
【００９９】
本明細書で上述したように、幾つかの実施形態は、自動車座席、ベッド、家具、車椅子、他の静止的または可動的な座席アセンブリまたは他の装置、および／または、これらの類似物に温度調節された空気を供給するのに有用であるが、こうした用途だけに限定されるのではない。この方法および装置は、温度調節された空気の局所化された流れが必要とされるあらゆる場合に使用可能である。幾つかの実施形態では、空気または他の流体を選択的に温度調節するようになっているこうした流体移送システムおよび装置が、直接的に（例えば、スポット加熱または冷却）、または、座席アセンブリまたは他の装置の流体配送システムを経由して、１人または複数人のユーザに向けて送られることが可能である。図１７は、本明細書で説明されている熱交換システム１００が換気式自動車座席１０との組合せの形で使用される一実施形態を示す。このシステム１００は、専用の制御装置１２によって、または、主制御ユニット（図示されていない）によって、別個に制御されることが可能である。
【０１００】
本明細書で説明されているシステムと装置と方法の実施形態は、空気および／または他の気体または流体の調節に限定されていない。例えばヘリウムのような幾つかの気体が空気よりも高い熱伝導率を有し、および、特定の用途では望ましいが、一方、酸素、窒素、および／または、アルゴンのような他の気体が他の用途において望ましい。様々な気体と気体混合物が、個々の用途に応じて使用されることが可能である。
【０１０１】
幾つかの実施形態が、適切なシール、断熱材、および／または、当業で公知の他の構成要素を使用して、例えば液体および／または超臨界流体のような他の流体を加熱または冷却するのに使用可能であり、これによって、こうした流体が電気接点、熱電装置、および／または、他の任意の電気的および／または機械的構成要素の性能に悪影響を及ぼすことを防止する。したがって、水および不凍液のような液体が本明細書に説明されている方法および装置の実施形態に適合可能であり、液体金属（例えば、液体ナトリウム）、流体および固体のスラリー、他のニュートン流体または非ニュートン流体、および／または、これらの類似物も同様である。
【０１０２】
熱電装置システムから得られる温度変化が大きいことが可能なので、本明細書で説明されている熱交換器システムとその変形物は、広範囲の様々な用途に適用可能である。本明細書で説明されている方法と装置は、温度調節された流体を移送する（例えば、ポンプ送りする）必要があるあらゆる状況に対して一般的に適用可能である。こうした用途は、例えば熱電対アセンブリの場合のような基準温度を使用する装置のような、定温装置を含む。別の例示的な用途は、例えば実験室用および／または工業用の、定温浴における構成要素としてである。本明細書で説明されている方法および装置は、低い流量および／または小さい温度変化を伴う用途と、高い流量および／または大きな温度差を伴う用途とにおいて有用である。
【０１０３】
熱交換器上、熱交換器の上流側または下流側、および／または、どこか他の場所において、予め決められた場所に温度センサを配置することと、インペラの回転を電子的に制御することとによって、予め決められた温度に温度を維持するために、または、予め決められた温度条件を実現するために、温度調節された流体の調整された流れが実現されることが可能である。したがって、例えば自動車座席、ベッド、ウォーターベッド、水槽、ウォータークーラー、飲料の冷却等において、局所化された温度制御が望まれている場合に、幾つかの実施形態が特に有用である。
【０１０４】
特定の実施形態では、熱電装置が１つまたは複数のセンサを備えることが可能である。幾つかの実施形態では、熱電装置の内側または熱電装置の外側に配置されることが可能であるこうしたセンサが、制御ルーチンの一部分としておよび／または安全装置機構の一部分として温度が使用できるように、制御装置（図示されていない）の１つまたは複数と通信するように形状構成されることが可能である。他の実施形態では、温度センサが、送風機／熱電装置アセンブリの内側および／またはこのアセンブリの上流側および／または下流側の他の位置に配置されることが可能である。
【０１０５】
さらに、幾つかの実施形態が、異なる時点で異なる温度を有する流体が必要とされる状況において特に使用される。幾つかの実施形態では、この装置は送風機として運転され、および、熱電的側面が所望に応じて活用される。例えば、幾つかの実施形態が、より温かい流体、より冷たい流体、および／または、周囲温度の流体を提供する。
【０１０６】
図１８Ａに断面図として示されておりかつ図１８Ｂに斜視図として示されている別の実施形態では、装置１８００は、ＴＥＤ、熱交換器、ヒータ、または、他の温度変更ユニットまたは熱変更ユニットを含まない。その代わりに、この装置またはシステムは、装置１００における対応する構成要素と同様である、ハウジング１８１０と取り入れ口１８２２と出口１８２４とモータ／インペラアセンブリ１８３０とを備える半径方向出口送風機１８００として形状構成されることが可能である。この図示されている実施形態では、出口１８２４から外に出る空気流の方向が装置１８００の対称軸と概ね同軸である。この形状構成は、座席クッション１８９０内に取り付けられている半径方向出口送風機１８００の実施形態の上面図と側面図である図１８Ｃと図１８Ｄとに示されているように、空気分配流路１８９２が出口１８２４の外周部の周りに流体的に連結されることが可能なので、例えばシート用、クッション用、または、ベッド用の、大きな表面全体にわたって換気が分配される用途において利点を有する。空気流が送風機出口において拡散させられるので、本明細書で説明されている他の送風機アセンブリよりも小さい圧力しか必要でない。
【０１０７】
出口１９２４から外に出て行く空気流が、例えば図１９Ａに示されているような筒口（ｓｎｏｕｔ）を使用して（例えば、９０度等に）向きを変えられる送風機１９００では、座席アセンブリ、ベッド、または、他の装置の１つまたは複数の分配流路がその筒口を通して連結され、この結果としてより複雑な流体連結システムを生じさせる。このシステムは、さらに、例えば、座席クッション１９９０とこれに関連した分配流路１９０２とに取り付けられている送風機１９００の上面図と側面図である図１９Ｂと図１９Ｃとに示されているように、より高い背圧も示すだろう。
【０１０８】
半径方向出口送風機１８００の幾つかの実施形態は、さらに、他のタイプの送風機に比較して減少した騒音を生じさせる。例えば、図１９Ａに示されている送風機１９００は、スクロール（ｓｃｒｏｌｌ）のカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）に「カットオフ区域（ｃｕｔｏｆｆ ｚｏｎｅ）」１９８０を備える。幾つかの実施形態では、このカットオフ区域においては、空気の一部分が出口１９２４から外に出て行き、および、別の部分が送風機１９００のハウジング内を循環し続け、このことが、スクロールとインペラとカットオフとの形状構成に応じて騒音を発生させる可能性がある。図１８Ａに示されている半径方向出口送風機１８００がカットオフを備えないので、装置１８００はカットオフ騒音を全く生じさせず、この結果としてより静かな装置をもたらす。さらに、送風機内の騒音が、ハウジングの周囲での圧力勾配を結果的に生じさせる流れ、圧力、速度、および／または、１つまたは複数の流れ特性または属性における不均一性に関連している。半径方向出口送風機１８００の対称性が、こうした非均一性を減少させるように形状構成されることが可能であり、これによって同一の流量および背圧において騒音を減少させる。
【０１０９】
半径方向出口送風機１８００の幾つかの実施形態は、同じ空気流においては、スクロールを備える送風機と同じだけ高い背圧を生じさせることはないが、しかし、および、したがって、相対的により高い背圧が望ましい特定の用途には適していない。
【０１１０】
図２０は、座面２０１０と背部２０２０とを換気するように形状構成されている半径方向出口送風機１８００を備える座席システム２０００の実施形態の側断面図を示す。この図示されている実施形態は、座面２０１０と背部２０２０との両方のシート外装（ｓｅａｔ ｔｒｉｍ）２０４０の下方に配置されている採用随意の加熱マット２０３０または他の加熱要素を備える。
【０１１１】
本明細書で説明されている実施形態のいずれにおいても、一体化された送風機−ＴＥＤ装置が、１人または複数人のユーザに対して温度調節された空気または他の流体を直接的に送るように形状構成されることが可能である。例えば、こうした空気は、ダクトまたは他の導管（例えば、座席アセンブリ、ベッド等の内部流路）を使用して、ユーザの首、肩、足、および／または、他の解剖学的区域に配送されることが可能である。幾つかの構成では、こうしたダクトまたは導管は座席アセンブリの外側に配置されている（例えば、座席、ベッド等の側部に沿って配置されている）。
【０１１２】
他の実施形態では、図２０に示されているように、送風機−ＴＥＤ装置の１つまたは複数の主出口が、クッション、マットレス（例えば、芯部分、トッパ（ｔｏｐｐｅｒ）部分等）内に形成されている対応する流路、入口、または、他の導管、または、座席アセンブリ（例えば、自動車座席、ベッド等）のあらゆる他の部材または構成要素と流体連通しているように形状構成されることが可能である。上述したように、このことが、別個の導管または相互連結ダクト部材を不要にすることが可能であり、このことは、空間が一般的に比較的に制限されている実施形態において特に有利だろう。
【０１１３】
幾つかの好ましい実施形態と特定の特徴とを本明細書で説明してきたが、様々な省略と置換と組合せと変更と、このシステム、装置および／または方法の詳細事項の１つまたは複数とが、本明細書の開示内容からの逸脱なしに、当業者によって行われることが可能であるということが理解されるだろう。さらに、１つの図面および／または実施形態の１つまたは複数の様々な構成要素が、任意の特定の図面または実施形態において図示および／または説明されていない特定の組合せを生じさせるために、他の図面および／または実施形態の構成要素との異なる組合せの形で使用されてもよい。したがって、本開示内容の範囲は上述の説明によっては限定されず、上述の説明は例示を意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換装置であって、
少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有する、ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されており、および、前記少なくとも１つの入口から流体を受け取りかつ前記流体を前記第１の出口と前記第２の出口との少なくとも１つに移動させるように形状構成されているインペラと、
一定の体積の流体を受け入れかつ前記流体が前記第１の出口または前記第２の出口を通って出て行く前に前記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている少なくとも１つの熱交換モジュールと、を備えている熱交換装置において、
前記熱交換モジュールは前記ハウジング内に配置されている、
熱交換装置。
【請求項２】
前記熱交換モジュールは熱電装置を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記熱電装置はペルチェ回路を備える請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記熱交換モジュールはさらに熱交換器を備え、前記熱交換器は前記熱電装置と熱的に連通しており、および、前記一定の体積の流体の少なくとも一部分が前記熱交換器を経由してまたは前記熱交換器の付近に送られる請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記熱交換器は基板と熱的に連通しており、および、前記基板は熱伝導性かつ非導電性の材料を備える請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記熱交換モジュールは、前記ハウジングの内部の外周部分に沿って配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記熱交換モジュールは前記ハウジングの外周部分全体に沿って延びる請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記装置は少なくとも２つの別々の熱交換モジュールを備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記熱交換モジュールは前記ハウジングの内部において互いに等間隔に配置されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記熱交換モジュールは互いに電気的に接続されている請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記熱交換モジュールはエンドカップリングを使用して互いに電気的に接続されており、および、前記エンドカップリングは熱電装置の基板の延長部分を含む請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記熱交換モジュールは、前記熱電装置の上部側部と流体連通している１組の上部熱交換器と、前記熱電装置の下部側部と流体連通している１組の下部熱交換器とを備え、および、前記少なくとも１つの第１の出口が前記１組の上部熱交換器と流体連通しており、かつ、前記少なくとも１つの第２の出口が前記１組の下部熱交換器と流体連通している請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも第１の出口は前記ハウジングの側壁部分に沿って配置されており、および、前記少なくとも第２の出口は前記ハウジングの底部部分に沿って配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記インペラは、前記少なくとも第１の出口と前記少なくとも第２の出口とに対して等体積の流体を配送するように形状構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記熱交換器は、前記熱交換器に接近する流体流方向に一致する方向に沿って方向配置されている請求項４に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置は、温度調節された流体を座席アセンブリに供給するように形状構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記熱交換モジュールは、使用中の熱応力に順応するように形状構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記熱交換モジュールの基板は少なくとも１つの伸縮継手を備える請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
座席底部部分と、座席背部部分と、熱交換装置とを備えている温度調節式座席アセンブリであって、
前記熱交換装置は、
少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの第１の出口と、少なくとも１つの第２の出口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されているインペラであって、前記少なくとも１つの入口から流体を受け入れ、かつ、前記第１の出口と前記第２の出口との少なくとも１つに前記流体を送るインペラと、
一定の体積の流体を受け入れかつ前記第１の出口または前記第２の出口を通って前記流体が外に出る前に前記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている少なくとも１つの熱交換モジュールと、を備えており、
前記熱交換モジュールは前記ハウジング内に配置されており、
前記熱交換装置の前記第１の出口または前記第２の出口を出て行く前記温度調節された流体は、前記座席底部部分と前記座席背部部分との少なくともの開口部の中に配送されるように形状構成されており、
前記温度調節された流体は、前記座席アセンブリの乗員に向かって移送されるように形状構成されている、
温度調節式座席アセンブリ。
【請求項２０】
前記熱交換装置は前記座席背部部分または前記座席底部部分の表面に取り付けられている請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の出口と前記第２の出口の少なくとも１つは、前記座席底部部分または前記座席背部部分の開口部に概ね整合しかつ前記開口部と流体連通しているように形状構成されている請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
流体を温度調節する方法であって、
送風機のハウジングの中に少なくとも１つの熱交換モジュールを配置することであって、前記少なくとも１つの熱交換モジュールは、一定の体積の流体を受け入れるように、かつ、前記ハウジングの出口を経由して前記流体が出て行く前に前記流体を選択的に温度調節するように形状構成されていることと、
前記熱交換モジュールに通電することと前記送風機のエンペラを作動させることとによって、前記流体を選択的に加熱または冷却すること
とを含み、
前記熱交換モジュールは熱電装置を含む、
方法。
【請求項１】
熱交換装置であって、
少なくとも１つの入り口と少なくとも１つの第１の出口と少なくとも１つの第２の出口とを有する、ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されており、および、前記少なくとも１つの入口から流体を受け取りかつ前記流体を前記第１の出口と前記第２の出口との少なくとも１つに移動させるように形状構成されているインペラと、
一定の体積の流体を受け入れかつ前記流体が前記第１の出口または前記第２の出口を通って出て行く前に前記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている少なくとも１つの熱交換モジュールと、を備えている熱交換装置において、
前記熱交換モジュールは前記ハウジング内に配置されている、
熱交換装置。
【請求項２】
前記熱交換モジュールは熱電装置を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記熱電装置はペルチェ回路を備える請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記熱交換モジュールはさらに熱交換器を備え、前記熱交換器は前記熱電装置と熱的に連通しており、および、前記一定の体積の流体の少なくとも一部分が前記熱交換器を経由してまたは前記熱交換器の付近に送られる請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記熱交換器は基板と熱的に連通しており、および、前記基板は熱伝導性かつ非導電性の材料を備える請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記熱交換モジュールは、前記ハウジングの内部の外周部分に沿って配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記熱交換モジュールは前記ハウジングの外周部分全体に沿って延びる請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記装置は少なくとも２つの別々の熱交換モジュールを備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記熱交換モジュールは前記ハウジングの内部において互いに等間隔に配置されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記熱交換モジュールは互いに電気的に接続されている請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記熱交換モジュールはエンドカップリングを使用して互いに電気的に接続されており、および、前記エンドカップリングは熱電装置の基板の延長部分を含む請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記熱交換モジュールは、前記熱電装置の上部側部と流体連通している１組の上部熱交換器と、前記熱電装置の下部側部と流体連通している１組の下部熱交換器とを備え、および、前記少なくとも１つの第１の出口が前記１組の上部熱交換器と流体連通しており、かつ、前記少なくとも１つの第２の出口が前記１組の下部熱交換器と流体連通している請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも第１の出口は前記ハウジングの側壁部分に沿って配置されており、および、前記少なくとも第２の出口は前記ハウジングの底部部分に沿って配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記インペラは、前記少なくとも第１の出口と前記少なくとも第２の出口とに対して等体積の流体を配送するように形状構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記熱交換器は、前記熱交換器に接近する流体流方向に一致する方向に沿って方向配置されている請求項４に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置は、温度調節された流体を座席アセンブリに供給するように形状構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記熱交換モジュールは、使用中の熱応力に順応するように形状構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記熱交換モジュールの基板は少なくとも１つの伸縮継手を備える請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
座席底部部分と、座席背部部分と、熱交換装置とを備えている温度調節式座席アセンブリであって、
前記熱交換装置は、
少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの第１の出口と、少なくとも１つの第２の出口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されているインペラであって、前記少なくとも１つの入口から流体を受け入れ、かつ、前記第１の出口と前記第２の出口との少なくとも１つに前記流体を送るインペラと、
一定の体積の流体を受け入れかつ前記第１の出口または前記第２の出口を通って前記流体が外に出る前に前記流体を選択的に温度調節するように形状構成されている少なくとも１つの熱交換モジュールと、を備えており、
前記熱交換モジュールは前記ハウジング内に配置されており、
前記熱交換装置の前記第１の出口または前記第２の出口を出て行く前記温度調節された流体は、前記座席底部部分と前記座席背部部分との少なくともの開口部の中に配送されるように形状構成されており、
前記温度調節された流体は、前記座席アセンブリの乗員に向かって移送されるように形状構成されている、
温度調節式座席アセンブリ。
【請求項２０】
前記熱交換装置は前記座席背部部分または前記座席底部部分の表面に取り付けられている請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の出口と前記第２の出口の少なくとも１つは、前記座席底部部分または前記座席背部部分の開口部に概ね整合しかつ前記開口部と流体連通しているように形状構成されている請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
流体を温度調節する方法であって、
送風機のハウジングの中に少なくとも１つの熱交換モジュールを配置することであって、前記少なくとも１つの熱交換モジュールは、一定の体積の流体を受け入れるように、かつ、前記ハウジングの出口を経由して前記流体が出て行く前に前記流体を選択的に温度調節するように形状構成されていることと、
前記熱交換モジュールに通電することと前記送風機のエンペラを作動させることとによって、前記流体を選択的に加熱または冷却すること
とを含み、
前記熱交換モジュールは熱電装置を含む、
方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図７Ｆ】
【図７Ｇ】
【図７Ｈ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図７Ｆ】
【図７Ｇ】
【図７Ｈ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０】
【公表番号】特表２０１０−５３４８２１（Ｐ２０１０−５３４８２１Ａ）
【公表日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１８３６４（Ｐ２０１０−５１８３６４）
【出願日】平成２０年７月２３日（２００８．７．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７０９３３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１５２３５
【国際公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（５０９１０３４９５）アメリゴン インコーポレイティド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２３日（２００８．７．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７０９３３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１５２３５
【国際公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（５０９１０３４９５）アメリゴン インコーポレイティド (3)
【Ｆターム（参考）】
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