嬰兒保暖器的製作方法

2023-12-08 02:32:26

專利名稱：嬰兒保暖器的製作方法
技術領域：
本文中公開的主題涉及帶有熱儲存裝置的嬰兒保暖器。
背景技術：
常規的嬰兒保育箱包括適於將嬰兒保持在受控環境中的封閉艙。對流加熱系統產生受熱空氣，以調節艙內的溫度。加熱系統包括配置成加熱空氣的電加熱器和配置成使受熱空氣循環的風機。常規的嬰兒保育箱的一個問題是，用於加熱系統的主要電源可能是不可靠的，尤其在發展中國家。不可靠的電力可能危及受控環境內的已調節的溫度。常規的嬰兒保育箱的另一個問題是，用於加熱系統的主要電源可能與電力剩餘 (即，電力尖峰(power spike))的周期和電力不足的周期不一致。傳統的嬰兒保育箱不能在不過度加熱嬰兒的情況下，將電力尖峰轉化為熱能，從而浪費大量的剩餘電力。浪費剩餘電力以避免過度加熱是使系統的效率減小的能量的不理想的使用。

發明內容
本文中致力於上述缺點、劣勢以及問題，通過閱讀和理解以下的說明將能夠懂得這些缺點、劣勢以及問題。在一個實施例中，嬰兒保暖器包括限定了嬰兒隔間的嬰兒艙和氣動地與嬰兒隔間聯接的加熱系統。加熱系統包括加熱器和熱儲存裝置，其中，加熱器配置成選擇性地將熱傳遞至嬰兒隔間，熱儲存裝置配置成儲存來自加熱器的熱並將所述儲存的熱選擇性地傳遞至嬰兒隔間。嬰兒保暖器還包括可運轉地連接至加熱系統的控制器。控制器配置成調節來自熱儲存裝置的熱的傳遞，從而在嬰兒隔間內維持目標溫度。在另一實施例中，嬰兒保暖器包括限定了嬰兒隔間的嬰兒艙和氣動地與嬰兒隔間聯接的加熱系統。加熱系統包括加熱器和熱儲存裝置，其中，加熱器配置成選擇性地將熱傳遞至嬰兒隔間，熱儲存裝置配置成儲存來自加熱器的熱並將所述儲存的熱選擇性地傳遞至嬰兒隔間。加熱系統還包括風機和絕熱殼，其中，風機配置成促進熱從熱儲存裝置至嬰兒隔間的傳遞，絕熱殼將熱儲存裝置至少部分地封入，所述絕熱殼包括絕熱門。嬰兒保暖器還包括可運轉地連接至加熱系統的控制器。控制器配置成調節風機的速度和/或絕熱門的位置，以控制來自熱儲存裝置的熱的傳遞，從而在嬰兒隔間內維持目標溫度。對於本領域的技術人員而言，根據附圖和附圖的詳細描述，本發明的各種其它的特徵、目的以及優勢將是顯而易見的。


圖I是根據實施例的嬰兒保暖器的側視圖；圖2是熱儲存模式中的加熱系統的示意圖；以及圖3是熱釋放模式中的加熱系統的示意圖。
具體實施例方式在以下的詳細描述中，參照了形成其一部分的附圖，並且，附圖中通過說明而顯示了可以實踐的具體實施例。充分詳細地描述了這些實施例，以使本領域的技術人員能夠實踐這些實施例，並將懂得，在不脫離實施例的範圍的情況下，可以利用其它的實施例，並且可以進行邏輯的、機械的、電的以及其它的變化。因此，以下的詳細描述不被認為是限制了本發明的範圍。參照圖1，根據實施例而顯示了嬰兒保暖器10的側視圖。嬰兒保暖器10可以包括底座12、垂直部件14、垂直框架16、嬰兒艙18、加熱系統20以及控制器21。底座12可以包括一個或更多輪子22，以促進保暖裝置10的平移。垂直部件14被固定至底座12，並且，垂直框架16被固定至垂直部件14。嬰兒艙18限定了嬰兒隔間24。嬰兒隔間24提供了受控環境，在受控環境中，能夠調節熱和溼度，以幫助嬰兒的成長和保持健康。嬰兒艙18可以被安裝至垂直部件14和 /或垂直框架16。嬰兒艙18包括嬰兒平臺26、多個壁28、遮篷30以及傳感器31。嬰兒平臺26支撐被設置在嬰兒隔間24內的嬰兒(未顯示)。壁28從嬰兒平臺 26的外圍向上延伸。壁28通常包括透明的塑性材料。壁28可以限定手孔32，以使得護理者能夠觸及嬰兒隔間24內的嬰兒。遮篷30位於嬰兒平臺26的上方，並且，可以包括覆蓋了壁28的上部外圍邊緣的透明的材料。傳感器31可以連接至控制器21，並且被設置在嬰兒隔間24內。根據一個實施例，傳感器31包括適於測量嬰兒隔間24內的溫度並將測量的溫度數據傳遞至控制器21的熱傳感器。如圖I所示，加熱系統20可以被設置在嬰兒平臺26的緊接下方。將加熱系統20 氣動地與嬰兒隔間24聯接，使得熱能能夠在加熱系統20和嬰兒隔間24之間傳遞。為了調節加熱系統的運轉，控制器21可以可運轉地連接至加熱系統20，從而維持了嬰兒隔間24內的預定的目標溫度。現在，參照圖2-3，根據實施例而顯示了加熱系統20。加熱系統20包括加熱器50、 熱儲存裝置52、絕熱殼54、多個風機56-58以及多個通道或過道60-68。參照圖2，在熱儲存模式中示意性地描繪了加熱系統20，在熱儲存模式中，使加熱器50起作用而加熱嬰兒隔間24並且/或者將熱傳遞至熱儲存裝置52。有利地，以所述方式儲存熱能可以保持來自電力尖峰的能量，因而增加了加熱系統20的效率，否則，在常規的系統中來自電力尖峰的能量將丟失。更具體地，當常規的加熱系統遇到電力高峰或電力尖峰時，剩餘電力不能在不過度加熱嬰兒的情況下被有效地轉化為熱。在加熱系統20的一個實施例中，控制器21能夠將剩餘電力從高峰或尖峰轉移至熱儲存裝置52，使得剩餘電力被儲存並在以後可以起作用而加熱嬰兒隔間24，因而增加了效率。這種優勢在電源經常不一致的發展中國家中是尤其顯著的。加熱器50經由通道60和62而氣動地與嬰兒隔間24聯接。通道60和62分別配置成將較涼的空氣從嬰兒隔間24傳遞至加熱器50，並將較暖的空氣從加熱器50傳遞至嬰兒隔間24。風機56氣動地與通道62聯接，以促進受熱空氣從加熱器50至嬰兒隔間24的傳遞。根據一個實施例，加熱器50包括能夠被插入插座中並由插座提供電力的電加熱器。 然而，應該懂得，加熱器50可以備選地由其它已知的電源提供電力，例如太陽能電池、發電機、電池、風車等。加熱器50經由通道64而也氣動地與熱儲存裝置52由空氣作用聯接，使得來自加熱器50的熱能可以被傳遞至熱儲存裝置52，並由熱儲存裝置52儲存。熱儲存裝置52可以包括適於保持或儲存熱能的任何已知的材料。熱儲存裝置的材料的非限制性的名單可以包括諸如石頭、圬工材料或金屬材料的高密度固體，液體以及/或者相變材料。熱儲存裝置 52可以包括連接至控制器21的傳感器53。根據一個實施例，傳感器53包括適於測量熱儲存裝置的溫度並將測量的溫度數據傳遞至控制器21的熱傳感器。絕熱殼54適於將熱儲存裝置52絕熱。絕熱殼54可以包括絕熱門70和致動器 72。絕熱門70可以在殼54內以能夠選擇的角度從圖2所示的完全關閉的位置縮進至圖3 所示的完全打開的位置。致動器72可以配置成使絕熱門70縮進和延伸。致動器72可以包括任何已知的致動器裝置，例如伺服電動機。致動器72可以可運轉地連接至控制器21， 並由控制器21調節。在圖2中所描繪的熱儲存模式中，絕熱門70優選地被完全關閉，使得熱儲存裝置52被絕熱材料完全包圍，因而限制了熱損失。用於絕熱殼54和/或絕熱門70 的材料成分的非限制性的名單包括玻璃纖維絕熱和泡沫絕熱。在圖2中描繪的熱儲存模式中，控制器21可以可運轉地連接至加熱器50、風機56 以及傳感器31。控制器21能夠部分地基於來自傳感器31的反饋而調節加熱器50的運轉。 作為示例，控制器21可以運轉加熱器50而將熱傳遞至嬰兒隔間24，直至來自嬰兒隔間24 內的傳感器31的反饋指示已經達到了目標溫度。然後，控制器21能夠以適於維持嬰兒隔間24內的目標溫度的方式運轉加熱器50，同時將任何剩餘熱從加熱器50轉移至熱儲存裝置52。參照圖3，在熱釋放模式中示意性地描繪了加熱系統20，在熱釋放模式中，嬰兒隔間24能夠接收來自加熱器50和/或熱儲存裝置52的熱能。熱釋放模式使嬰兒保暖器10 在不能獲得主要電源的周期的期間能夠保持運轉。這在電力損失相對普遍的發展中國家中是尤其有利的。當絕熱門70被描繪為完全打開時(即，完全縮進絕熱殼54內)，應該懂得，絕熱門 70能夠選擇性地縮進至完全關閉(圖2中所示)和完全打開(圖3中所示)之間的任何位置。在任何打開位置，絕熱門70限定了絕熱殼54中的開口 71，通過該開口能夠傳遞熱。 開口 71的尺寸和相應的熱傳遞速率，與絕熱門70的位置直接成比例。在熱釋放模式中，熱儲存裝置52經由通道66和68而氣動地與嬰兒隔間24聯接。 通道66和68分別配置成將較涼的空氣從嬰兒隔間24傳遞至熱儲存裝置52，並將較暖的空氣從熱儲存裝置52傳遞至嬰兒隔間24。風機58氣動地與通道68聯接，以促進受熱空氣從熱儲存裝置52至嬰兒隔間24的傳遞。可以使控制器21起作用，以調節從熱儲存裝置52至嬰兒隔間24的熱傳遞的速率，從而維持目標溫度。通過調整風機58的速度和/或絕熱門70的位置，可以調節熱轉移速率。以下將提供一些非限制性的示例。根據一個實施例，控制器21能夠通過調整風機58的速度來調節熱轉移速率，以維持嬰兒隔間24中的目標溫度。作為示例，如果傳感器31指示嬰兒隔間24內的測量的溫度顯著地低於目標溫度，那麼控制器21能夠增加風機58的速度，從而增加熱傳遞速率。如果傳感器31指示嬰兒隔間24內的測量的溫度正在接近目標溫度，那麼，控制器21能夠減少風機58的速度，從而減小熱轉移速率。根據另一實施例，控制器21能夠通過調整絕熱門70的位置來調節熱轉移速率，以維持嬰兒隔間24中的目標溫度。作為示例，如果傳感器31指示嬰兒隔間24內的測量的溫度顯著地低於目標溫度，那麼，控制器21能夠完全地打開絕熱門70(如圖3所示)，從而以較高的速率傳遞熱能。如果傳感器31指示嬰兒隔間24內的測量的溫度稍稍低於目標溫度，那麼，控制器21能夠部分地打開絕熱門70，從而以中等的速率傳遞熱能。如果傳感器 31指示嬰兒隔間24內的測量的溫度處於目標溫度，那麼，控制器21能夠完全地關閉絕熱門 70 (如圖2所示)。為了更加精確地維持目標溫度，控制器21可以配置成估計與給定的風機58的速度和/或絕熱門70的位置相關聯的熱傳遞速率。這種熱傳遞速率的估計可以基於測量的數據、相關的材料性質以及/或者計算。作為非限制性的示例，控制器21可以基於以下的一個或更多而估計來自熱儲存裝置52的熱傳遞速率來自傳感器53的熱儲存裝置52的測量的溫度；諸如熱容量和熱導率的熱儲存裝置52的材料特性；根據熱力學和/或熱傳遞推導的計算(例如，熱方程式)；基於位於不同的絕熱門70的位置的熱儲存裝置52的暴露的表面積的計算。本書面描述使用了示例來公開發明，包括最佳模式，並且，也使得本領域的任何技術人員能夠實踐本發明，包括製作和使用任何裝置或系統，以及執行任何合併的方法。本發明的可以取得專利的範圍由權利要求限定，並可以包括本領域的技術人員想到的其它示例。如果這種其它的示例具有並不與權利要求的字面語言不同的結構要素，或者，如果它們包括與權利要求的字面語言無實質性差異的等同結構要素，那麼，這種其它的示例被意圖包括在權利要求的範圍中。部件名單
圖I :
10嬰兒保暖器
12底座
14垂直部件
16垂直框架
18嬰兒艙
20加熱系統
21控制器
22輪子
24嬰兒隔間
26嬰兒平臺
28壁
30遮篷
31傳感器
32手孔
圖2
20加熱系統
21控制器
24嬰兒隔間
31傳感器
50加熱器
52熱儲存裝置
53傳感器
54絕熱殼
56風機
58風機
60通道
62通道
64通道
66通道
68通道
70絕熱門
72致動器
圖3:
20加熱系統
21控制器
24嬰兒隔間
31傳感器
50加熱器
52熱儲存裝置
53傳感器
54絕熱殼
56風機
58風機
60通道
62通道
64通道
66通道
68通道
70絕熱門
71開口
72致動器
權利要求
1.一種嬰兒保暖器(10)，包括嬰兒艙(18)，限定了嬰兒隔間(24)；加熱系統(20)，氣動地與所述嬰兒隔間(24)聯接，所述加熱系統(20)包括加熱器(50)，配置成選擇性地將熱傳遞至所述嬰兒隔間(24)；以及熱儲存裝置(52)，配置成儲存來自所述加熱器(50)的熱並將所述儲存的熱選擇性地傳遞至所述嬰兒隔間(24);以及控制器(21)，可運轉地連接至所述加熱系統(20)，所述控制器(21)配置成調節來自所述熱儲存裝置(52)的熱的傳遞，從而在所述嬰兒隔間(24)內維持目標溫度。
2.根據權利要求I所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述加熱系統(20)還包括可運轉地設置在所述熱儲存裝置(52)和所述嬰兒艙(18)之間的風機(58)，所述風機(58)配置成促進熱從所述熱儲存裝置(52)至所述嬰兒隔間(24)的傳遞。
3.根據權利要求2所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成控制所述風機(58)的速度，以調節來自所述熱儲存裝置(52)的熱的傳遞。
4.根據權利要求I所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述加熱系統(20)還包括將所述熱儲存裝置(52)至少部分地封入的絕熱殼(54)，所述絕熱殼(54)包括絕熱門(70)。
5.根據權利要求4所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成控制所述絕熱門(70)的位置，以調節來自所述熱儲存裝置(52)的熱的傳遞。
6.根據權利要求I所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述嬰兒艙(18)包括適於測量所述嬰兒隔間(24)內的溫度的第一熱傳感器(31)。
7.根據權利要求6所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成至少部分地基於來自所述第一熱傳感器(31)的反饋而調節來自所述熱儲存裝置(52)的熱的傳遞。
8.根據權利要求I所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述加熱系統(20)還包括適於測量所述熱儲存裝置(52)的溫度的第二熱傳感器(53)。
9.根據權利要求8所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成至少部分地基於來自所述第二熱傳感器(53)的反饋而調節來自所述熱儲存裝置(52)的熱的傳遞。
10.一種嬰兒保暖器(10)，包括嬰兒艙(18)，限定了嬰兒隔間(24)；加熱系統(20)，氣動地與所述嬰兒隔間(24)聯接，所述加熱系統(20)包括加熱器(50)，配置成選擇性地將熱傳遞至所述嬰兒隔間(24)；熱儲存裝置(52)，配置成儲存來自所述加熱器(50)的熱並將所述儲存的熱選擇性地傳遞至所述嬰兒隔間(24)；風機(58)，配置成促進熱從所述熱儲存裝置(52)至所述嬰兒隔間(24)的傳遞；以及絕熱殼(54)，將所述熱儲存裝置(52)至少部分地封入，所述絕熱殼(54)包括絕熱門(70);以及控制器(21)，可運轉地連接至所述加熱系統(20)，所述控制器(21)配置成調節所述風機(58)的速度和/或所述絕熱門(70)的位置，以控制來自所述熱儲存裝置(52)的熱的傳遞，從而在所述嬰兒隔間(24)內維持目標溫度。
11.根據權利要求10所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述嬰兒艙(18)包括適於測量所述嬰兒隔間(24)內的溫度的第一熱傳感器(31)。
12.根據權利要求11所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成至少部分地基於來自所述第一熱傳感器(31)的反饋而調節所述風機(58)的速度和/或所述絕熱門(70)的位置。
13.根據權利要求10所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述加熱系統(20)還包括適於測量所述熱儲存裝置(52)的溫度的第二熱傳感器(53)。
14.根據權利要求13所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成至少部分地基於來自所述第二熱傳感器(53)的反饋而調節所述風機(58)的速度和/或所述絕熱門(70)的位置。
15.根據權利要求10所述的嬰兒保暖器(10)，其特徵在於，所述控制器(21)配置成至少部分地基於所述熱儲存裝置(52)的材料特性而調節所述風機(58)的速度和/或所述絕熱門(70)的位置。
全文摘要
本發明涉及嬰兒保暖器。具體而言，涉及一個系統，該系統包括嬰兒隔間(24)和氣動地與嬰兒隔間(24)聯接的加熱系統(20)。加熱系統(20)包括加熱器(50)和熱儲存裝置(52)，其中，加熱器(50)配置成選擇性地將熱傳遞至嬰兒隔間(24)，熱儲存裝置(52)配置成儲存來自加熱器(50)的熱並將所述儲存的熱選擇性地傳遞至嬰兒隔間(24)。控制器(21)可運轉地連接至加熱系統(20)。控制器(21)配置成調節來自熱儲存裝置(52)的熱的傳遞，從而在嬰兒隔間(24)內維持目標溫度。
文檔編號A61G11/00GK102525773SQ20111029648
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月23日 優先權日2010年9月24日
發明者L·G·滕埃克, S·M·法爾克 申請人:通用電氣公司