用于加热和冷却座椅和座椅组件的系统
背景技术：
[0001]
能够通过加热或冷却空气来对诸如飞机乘客座椅之类的座椅进行调节以增强舒适度。座椅加热系统通常利用电激活的嵌入式加热元件来提高与座椅乘员直接接触的座椅元件的表面温度。座椅冷却系统通常利用嵌入式空气循环系统，用于分配冷却的经调节的空气通过带孔的套罩。虽然加热系统需要为每个单独的座椅提供单独的加热元件，但是多个冷却系统能够从单个源(例如车辆空气调节系统)抽取经调节的空气。当前的系统都没有利用单个单元来加热或冷却座椅。
[0002]
因此，需要一种能够利用单个单元来加热和冷却座椅的系统，该系统对于在诸如飞机的乘客交通工具中的广泛应用是简单、坚固且经济的。除了其它优势以外，这样的系统将针对具有缺少座椅调节系统的座椅的运输工具提供一种竞争优势。
技术实现要素：
[0003]
为了实现上述和其他方面，本文公开的发明构思的实施例涉及一种座椅加热和冷却系统，其包括：加压空气源、涡流管、歧管组件、管道网络和控制器，其中，所述涡流管具有耦接到加压空气源的空气入口、设置在涡流管的第一端处的热空气出口和设置在涡流管的第二端处的冷空气出口；所述歧管组件具有耦接到热空气出口的热空气入口、耦接到冷空气出口的冷空气入口和耦接到加压空气源或车辆hvac系统的回风口；所述管道网络耦接到歧管组件并且嵌入在垫组件中以用于将经调节的空气分散到垫组件中；以及所述控制器用于控制热空气和冷空气通过歧管组件。
[0004]
在一些实施例中，所述垫组件包括嵌入的间隔网和穿孔的套罩，其中管道网络包括管道，所述管道定位以将经调节的空气分散到间隔网的内部中以使其通过所述穿孔的套罩分散。
[0005]
在一些实施例中，所述垫组件设置在靠背中，所述间隔网设置在所述靠背的上部和下部中，并且所述管道网络包括在所述靠背的上部和所述歧管组件之间延伸的至少一个管道以及在所述靠背的下部和所述歧管组件之间延伸的至少一个管道。
[0006]
在一些实施例中，所述垫组件设置在座椅底部中，所述间隔网设置在所述座椅底部的上部中，并且所述管道网络包括在所述座椅底部的上部和所述歧管组件之间延伸的至少一个管道。
[0007]
在一些实施例中，该系统还包括：第一垫组件和第二垫组件，所述第一垫组件设置在具有设置在所述靠背的上部和下部中的间隔网的靠背中，所述第二垫组件设置在具有设置在所述座椅底部的上部中的间隔网的座椅底部中，其中，所述管道网络包括在所述靠背的上部和所述歧管组件之间延伸的至少一个管道、在所述靠背的下部和所述歧管组件之间延伸的至少一个管道、以及在所述座椅底部的上部和歧管组件之间延伸的至少一个管道。
[0008]
在一些实施例中，所述歧管组件操作以将热气流和冷气流中的一个提供给所述管道网络，同时将热气流和冷气流中的另一个返回到加压空气源或车辆hvac系统。
[0009]
在一些实施例中，所述歧管组件操作以将从涡流管供应的热气流和冷气流混合。
[0010]
在一些实施例中，所述加压空气源是专用空气压缩机或来自车辆空气系统的空气。
[0011]
在一些实施例中，所述控制器设置在座椅元件中或邻近座椅设置。
[0012]
在一些实施例中，所述涡流管包括与所述空气入口、所述热空气出口和所述冷空气出口流体连通的伸长加速腔，并且其中，加压空气通过所述空气入口切向地进入所述管道的一侧并且进入所述加速腔中。
[0013]
在另一方面，本文公开的发明构思涉及一种乘客座椅，所述乘客座椅包括：框架、垫组件、涡流管、歧管组件、管道网络和控制器，其中，所述垫组件支撑在框架上并且包括间隔网；所述涡流管具有适于耦接到加压空气源的空气入口、设置在涡流管的第一端处的热空气出口和设置在涡流管的第二端处的冷空气出口；所述歧管组件具有耦接到热空气出口的热空气入口、耦接到冷空气出口的冷空气入口和适于耦接到加压空气源的回风口；所述管道网络耦接到歧管组件并且嵌入在座椅垫组件中以用于将经调节的空气分散到间隔网中；和所述控制器用于控制热空气和冷空气通过歧管组件，所述控制器设置在座椅元件内或邻近乘客座椅设置。
[0014]
在另一方面，本文公开的发明构思涉及一种经济舱飞机乘客座椅组件，所述经济舱飞机乘客座椅组件包括垫组件、涡流管、歧管组件、管道网络和控制器，其中，所述垫组件包括间隔网部件；所述涡流管具有适于耦接到加压空气源的空气入口、设置在涡流管的第一端处的热空气出口和设置在涡流管的第二端处的冷空气出口；所述歧管组件具有耦接到热空气出口的热空气入口、耦接到冷空气出口的冷空气入口和适于耦接到加压空气源的回风口；所述管道网络耦接到歧管组件并且嵌入在座椅垫组件中以用于将经调节的空气分散到间隔网中；和所述控制器用于控制热空气和冷空气通过歧管组件，所述控制器设置在座椅元件内或邻近乘客座椅，所述控制器可操作地耦接到乘客座椅控制界面或该乘客座椅控制界面的组成部分，以便进行以下操作之一：激活所述控制器、在加热或冷却的经调节的空气之间选择和选择经调节的空气温度。
[0015]
本发明构思的实施例能够包括上述方面、特征和配置中的一个或更多个或任何组合。
附图说明
[0016]
当考虑下面的详细描述时，可以更好地理解本文公开的发明构思的实施方式。这种描述参考了所包括的附图，该附图未必按比例绘制，并且为了清楚起见，其中一些特征可能被放大并且一些特征可以被省略或可以被示意性地表示。附图中相似的附图标记可以表示并指代相同或相似的元件、特征或功能。在附图中：
[0017]
图1示出了根据本公开内容的用于座椅加热和冷却座椅的乘客座椅构造和系统；
[0018]
图2示出了根据本公开内容的靠背垫组件；
[0019]
图3示出了根据本公开内容的定位在乘客座椅组件内的间隔网；和
[0020]
图4示出了根据本公开内容的部分解构的靠背组件。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图阐述的描述旨在是对所公开的主题的各种说明性实施例的描述。结
合每个说明性实施例描述了特定的特征和功能；然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有那些特定特征和功能中的每一个的情况下实践所公开的实施例。除非明确说明或方面、特征或功能与实施例不兼容，以下结合一个实施例描述的方面、特征和功能旨在适用于以下描述的其他实施例。
[0022]
本文所公开的发明构思涉及用于利用单个单元来提供热调节空气和冷调节空气以对乘客座椅进行调节的乘客座椅构造和系统。本文所公开的系统适用于各种座椅构造，因此在诸如飞机之类的乘客交通工具中广泛应用，例如在乘务员座椅和其他座椅中的特等舱和经济舱飞机乘客座椅中。本文所公开的系统和部件能够集成到相互不包含座椅的调节和其他功能的座椅构造中。根据本公开内容的系统能够用于调节座椅元件以及其他装备、车辆环境等。
[0023]
参考图1至图3，以附图标记20示出了座椅组件的非限制性示例。座椅组件20通常包括靠背垫组件22和座椅底部衬垫组件24。靠背结构元件26支撑靠背垫组件22。座板28支撑座椅底部衬垫组件24。靠背结构元件26和座板28中的每一个都可以由诸如复合材料之类的刚性材料构成，以支撑其各自的柔性垫组件。靠背垫组件22和座椅底部衬垫组件26中的每一个都能够覆盖有套罩30，用于舒适、性能和美观。可以将套罩30的一部分穿孔以通过多孔表面将经调节的空气从垫组件内释放出来。如图3所示，带穿孔的部分可以对应于预定的目标区域或面积，例如，可以在靠背30的套罩的正面的上部和下部以及座椅底部24的套罩的上部中的一个或更多个中设置穿孔。
[0024]
靠背结构元件26和座板28的构造和配置可以变化。例如，这两个部件可以在座椅的相应的背部和底部上是连续的，或者可以是支撑隔膜的骨架元件。这两个部件可以枢转地耦接，使得靠背能够相对于座椅底部枢转以使座椅倾斜。这些部件可以彼此枢转地耦接，或者枢转地耦接到诸如座椅横支杆之类的其他框架元件。可以相对于座椅底部调整靠背的倾斜并且锁定。例如，在经济舱座椅构造中，气体压缩弹簧可以在靠背和框架之间运作，其中，释放装置位于扶手中，除了其它装置以外，所述释放装置被致动以通过杠杆和鲍登(bowden)线缆装置来解锁气体弹簧。在特等舱座椅构造中，控制面板可以电耦接到一个或更多个专用于驱动部件可调节性的座椅致动器，以单独或一起实现预定的坐姿。本文所公开的系统可以与座椅调节系统一起操作或彼此互不包含地进行操作。
[0025]
靠背垫组件22和座椅底部衬垫组件24中的每一个都能够利用材料的组合进行构造。在一些实施例中，垫组件包括具有可选的耐火层或添加剂的一层或更多层开孔泡沫和闭孔浮选泡沫，在本文中统称为垫组件的“泡沫”部分，通常以附图标记32示出。垫组件能够额外包括定位在垫组件的预定区域中的间隔网34。在一些实施例中，间隔网可以是附接到或嵌入泡沫内的三维网状体，用以防止间隔网相对于泡沫体移位。在一些实施例中，间隔网被定位在垫组件的通风区域中，并且泡沫被定位在垫组件的通风区域的外侧。尽管泡沫和间隔网均提供舒适性和乘客支撑，但是间隔网的开孔结构允许更好的空气流动和通过所述间隔网的分散。垫组件内的一些间隔网可以定位在垫组件的前部附近，以引导空气流出通过穿孔的套罩并穿过乘客。其他间隔网可以位于座椅垫组件内部。
[0026]
通风区域可能对应于可能与乘客接触的表面。关于靠背垫组件22，间隔网可以设置在下靠背或腰部区域36、上靠背区域38、侧垫区域40和头枕区域42中的至少一个中。关于座椅底部衬垫组件24，间隔网可以定位在座椅底部的中央区域44的顶表面中。尽管间隔网
的定位可以对应于在不同的坐姿可能与乘客接触的垫组件的区域，但是在实施例中，间隔网也可以定位于一个或更多个横向端和纵向端，从而一般起到使空气流过垫组件。
[0027]
与间隔网相比，泡沫的特性(例如，聚氨酯泡沫、软合成树脂泡沫等)可以提供更好的舒适性能，而与泡沫相比，间隔网的开孔结构可以提供更好的空气流通性能。根据泡沫和间隔网的类型，乘客可能无法感觉到两种泡沫类型之间的舒适性差异，特别是当定位在座椅套罩下方时。泡沫和间隔网中的每一个可以形成有轮廓和凹入部分以符合乘客的人体解剖学。间隔网邻近泡沫的部分可以被密封以防止空气泄漏。在一些实施例中，间隔网背离乘客的面可以被密封，使得间隔网中包含的空气通过未密封面被引导向乘客。
[0028]
通风装置可以并入靠背垫组件22和座椅底部衬垫组件24以及其他座椅元件中的一个或更多个中。诸如空气压缩机或车辆空气系统(例如，车辆hvac系统)之类的加压空气源48将加压空气供应到涡流管52或类似无转子涡轮膨胀器管的空气入口50。进入涡流管52并沿着管的长度加速的加压空气分离成热空气流(即，高于环境空气温度的空气温度)和冷空气流(即，低于环境空气温度的空气温度)，所述热空气流通过热空气出口54从管道的第一端排出，所述冷空气流通过冷空气出口56从管道的第二端排出。热空气出口54经由第一管道58耦接到歧管组件62等的热空气入口60，并且冷空气出口56经由第二管道64耦接到同一歧管组件的冷空气入口66。歧管组件62操作以控制流过的热空气和冷空气的通过和混合，并且所述歧管组件能够包括用于将热空气和冷空气混合在一起或与环境空气混合以产生经调节的空气的蝶阀等，所述经调节的空气通过管道或管道网络68流出，用于通过间隔网分散。歧管组件62可以包括多个经调节的空气出口70，其每个出口与流体连通地耦接到管道，所述管道的长度的一部分嵌入在垫组件中，并且分散部分定位在间隔网中。可以沿着每个管道的长度设置多个开口，以减小分散的经调节的空气的空气压力。
[0029]
歧管组件62还可以进一步包括流体连通地耦接到加压空气源、车辆hvac系统、驾驶室环境或其他的回风口或排气口72。加压空气源48可以是专用于座椅调节系统的空气压缩机。每个座椅都可以配备有自己的空气压缩机，或多个座椅可以从中央压缩机抽取空气。压缩机的性能决定了可达到的温度范围，温度和压力之间具有直接关系。例如，约5psi可以产生约62
°
f至约97
°
f的温度范围，而约20psi可以产生约50
°
f至约150
°
f的温度范围。加压空气的替代源能够包括但不限于泵、飞机空气供应等。
[0030]
在个体压缩机的情况下，压缩机可以与座椅组件一起定位，例如定位在座板28或靠背结构元件26下方。歧管组件62可以直接地附接到空气压缩机48，或者可以从所述空气压缩机移除，并与诸如空气软管等的空气导管流体连通地耦接到所述空气压缩机，使得歧管组件和空气压缩机由于包装限制能够相对于座椅组件定位在两个不同位置。空气压缩机的电动机被激活以产生加压空气的供应。空气压缩机能够包括压力调节器和压力计，以控制提供给歧管组件的压力量。空气压缩机可以包括或可以不包括小容量的空气储罐，该空气储罐提供用于在压力下存储空气的储罐，以根据需要立即实现座椅通风性能。在包括空气储罐的系统中，当储罐达到预定的低压点时，空气压缩机可以有规律地循环打开和关闭以补充储罐中的空气供应。在没有空气储罐的系统中，空气压缩机可以通过控制命令来启用以供应空气和通过控制命令来停用以停止供应空气。
[0031]
歧管组件62能够包括用于从歧管组件内释放压力的安全压力释放阀。歧管组件62通常操作以控制和分配加热或冷却的经调节的空气到导管网络68。歧管组件62通常包括热
空气入口60和冷空气入口66，所述热空气入口和冷空气入口与涡流管52的热空气出口54和冷空气出口56流体连通地耦接。可以在歧管组件上设置附加的出口，以向第二座椅提供经调节的空气，或允许将来进行系统扩展。压力调节器组件可以并入歧管组件中，该歧管组件包括一个或更多个阀，所述一个或更多个阀通过致动控制器以调节在一个或更多个出口处的流动空气的压力而打开或关闭。例如，可以希望提供通过靠背和座椅底部的相同或不同的空气流速。也可以需要向具有较长长度或弯曲的管道提供更多的气流。
[0032]
管道网络68通常包括一个或更多个长度的空气管道，例如空气管道，其在歧管组件62上的出口与垫组件的一部分之间延伸。空气导管的每个长度可以是直接延伸的，或者可以被分开以分散垫组件的不同部分的空气。空气导管可在沿着支撑元件的面限定的通道内被引导通过相应的垫组件，引导在垫组件及其相应的支撑元件之间。
[0033]
图4示出了特定的座椅构造，其中通道74形成在结构框架元件26的前侧中并且从元件的前平面凹入。每个通道74的深度能够基本对应于引导通过所述每个通道的管道68(例如空气导管)的厚度。在一些实施例中，通道74被成形并从元件的空气导管入口点引导至上述目标区域以及其他区域之一中的目标区域。如图所示，空气导管能够由刚性管部分构成，该刚性管部分与连接器76连接在一起以用于提供方向变化。每个空气导管能够在其远端以及在目标区域内的其他地方被打开，以将气流分散到各个目标区域中。
[0034]
在此参考图1，控制器78手动地或通过电子控制来操作歧管组件62，并且在一些实施例中，所述控制器还激活加压空气供应装置48。控制器78可以可操作地耦接到乘客座椅控制接口或乘客座椅控制界面的组成部分。控制界面可以位于座椅组件上或邻近该座椅组件。控制界面可以与座椅控制特征搭配，使得所有座椅舒适性控制都设置在同一乘客设备中。通风系统控制可以包括但不限于以下各项中的一个或更多个：激活气流、调节输出、选择待调节的目标区域、温度控制等。每个乘客控制界面都可以与能够覆盖每个个体座椅控制器的主机组控制器联网。例如，所有通风系统可以在滑行、起飞和着陆期间停用，并允许在飞行期间选择性地启用。
[0035]
在一些实施例中，该系统包括位于座椅组件中的至少一个传感器，所述座椅组件通信地耦接到控制器78。传感器可以是温度传感器、气流传感器或两者。传感器可以响应于超过预定阈值(例如预定阈值温度)而向控制器发送关于感测到的状况的信号以提供自动调节。每个传感器可以是能够检测座椅组件内的状况变化并且具有控制器内的或与控制器通信的处理器的设备或子系统。系统传感器将信息中继到处理器，在处理器中处理逻辑分析接收到的数据以控制系统。处理器可以是服务器的部件，例如数字计算机，所述数字计算机还包括输入/输出(i/o)接口、网络接口、数据存储和内存。所述部件可以经由诸如一个或更多个总线或其他有线或无线连接的本地接口通信地耦接。本地接口可以具有其他元素，例如控制器、缓冲区(缓存)、驱动器、中继器和接收器等，以实现通信。此外，本地接口可以包括地址、控制和/或数据连接，以实现部件之间的适当通信。
[0036]
处理器是用于执行诸如排序算法之类的软件指令的硬件设备。处理器可以是任何定制的或市售的处理器、中央处理器(cpu)、与服务器相关联的多个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片集的形式)，或者通常是用于执行软件指令的任何设备。当服务器在运行时，处理器被配置为执行存储在存储器中的软件，以与存储器进行数据通信，以及根据软件指令总体上控制服务器的操作。i/o接口可以用于从一个或更多
个设备或部件(例如所描述的或推断的传感器、飞机网络和机组人员设备)接收用户输入和/或用于向所述一个或更多个设备或部件提供系统输出。i/o接口可能包括串行端口、并行端口、小型计算机系统接口(scsi)、串行ata(sata)、光纤通道、infiniband、iscsi、pci express接口(pci-x)、红外(ir)接口、射频(rf)接口和/或通用串行总线(usb)接口。
[0037]
网络接口可以用于使服务器能够在诸如因特网、广域网(wan)、诸如安全飞机网络之类的局域网(lan)之类的网络上进行通信。网络接口可以包括地址、控制和/或数据连接，以实现网络上的适当通信。数据存储可以用于存储数据。数据存储可以包括任何易失性存储元件(例如，随机存取存储器(ram，例如dram、sram、sdram等))、非易失性存储元件(例如，rom、硬盘驱动器、磁带、cdrom等)及其组合。在一个示例中，数据存储可以位于服务器内部，例如，连接到服务器中本地接口的内部硬盘驱动器。附加地，在其他实施例中，数据存储可以位于服务器外部，例如，连接到i/o接口(例如，scsi或usb连接)的外部硬盘驱动器。在另一个实施例中，数据存储可以通过网络(例如，网络附加文件服务器)连接到服务器。
[0038]
存储器中的软件可以包括一个或更多个软件程序，一个或更多个软件程序中的每一个包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。存储器中的软件包括合适的操作系统(o/s)以及一个或更多个程序。操作系统实质上控制其他计算机程序(例如一个或更多个程序)的执行，并提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、内存管理以及通信控制和相关服务。一个或更多个程序可以被配置为实现本文描述或推断的各种过程、算法、方法、技术等。
[0039]
尽管上文的描述仅通过示例的方式提供了本发明的实施例，但是可以预见，其他实施例可以执行相似的功能和/或实现相似的结果。任何和所有这样的等同实施例和示例都在本发明的范围内，并且旨在由所附权利要求书覆盖。