TW202011838A - 空氣處理系統與具有空氣處理系統的頭部裝備 - Google Patents

Abstract

所揭示者係一種空氣處理系統、具有此種空氣處理系統的一頭部裝備、一種處理空氣的方法、與一種製造一空氣處理系統的方法。該空氣處理系統包括一歧管、及空氣過濾模組與一空氣處理模組。該歧管具有至少一個空氣入口。該空氣過濾模組係設置於該歧管中且經組態以接收來自該至少一個空氣入口的一空氣流。該空氣處理模組係設置於該歧管中且經組態以修改該空氣的至少一個性質。該歧管經組態以安裝至一頭部裝備，且該系統之一重量小於1000g。

Description

空氣處理系統與具有空氣處理系統的頭部裝備

本發明係廣泛地(但非排他地)有關於一種空氣處理系統、具有此種空氣處理系統的一頭部裝備、一種處理空氣的方法、與一種製造一空氣處理系統的方法。

諸如摩托車、小型機車(scooter)、及腳踏車的兩輪車輛係新興經濟體中常見的交通模式。絕大多數摩托車騎士生活在熱帶氣候的國家，通常在擁擠的城市或周圍。在這些國家中，摩托車對於步行、騎腳踏車或利用大眾運輸係有吸引力的替代方案，並且已經注意到隨著基於app的預訂出現，計程區段的兩輪車的使用正在增加。

一般而言，騎摩托車時需要或建議用安全帽以防止或減少意外事件中之頭部創傷的風險。當天氣炎熱時穿戴安全帽可能會感到不舒服，導致一些摩托車騎士無視這些要求而減損他們的安全。另一方面，安全帽內的炎熱條件可使騎士疲憊並甚至造成中暑，再次影響騎士的安全。

已提出併入通常用以冷卻空氣的空調元件之數種類型的安全帽。然而，這些空調元件不足以解決無數其他空氣品質問題(諸 如都市空氣污染)。此外，其等不適用於不同的使用條件，諸如不同之熱與冷條件。

因此，有需要提供一種尋求解決上述問題之至少一些者的一空氣處理系統及一頭部裝備。

本揭露之一態樣提供一種空氣處理系統，其包含一歧管、及空氣過濾模組與一空氣處理模組。該歧管具有至少一個空氣入口。該空氣過濾模組係設置於該歧管中且經組態以接收來自該至少一個空氣入口的一空氣流。該空氣處理模組係設置於該歧管中且經組態以修改該空氣的至少一個性質。該歧管經組態以安裝至一頭部裝備。

本揭露之另一態樣提供一種處理空氣的方法。透過一歧管的至少一個空氣入口接收一空氣流。該歧管經組態以安裝至一頭部裝備。使用設置於該歧管中的一空氣過濾模組過濾在該空氣流中的空氣。使用設置於該歧管中之一空氣處理模組來修改該空氣流中該空氣的至少一個性質。該空氣處理模組係基於來自通訊耦合至該空氣處理模組之一控制單元的一控制信號來控制。

本揭露之另一態樣提供一種製造一空氣處理單元的方法。提供具有至少一個空氣入口的一歧管，使得該歧管係可安裝至一頭部裝備。一空氣過濾模組係設置於該歧管中。該空氣過濾模組經組態以過濾從該至少一個空氣入口接收的一空氣流中的空氣。一空氣處理模組係設置於該歧管中。該空氣處理模組經組態以修改該空氣之至少一個性質。

本揭露亦關於併入如上所述之空氣處理系統的一頭部裝備，諸如一摩托車安全帽。

100‧‧‧空氣處理系統/系統

102a,102b‧‧‧空氣過濾器

104‧‧‧熱電模組/熱電元件

106a,106b‧‧‧風扇或鼓風機

108a,108b‧‧‧熱界面元件

110‧‧‧傳導元件

112‧‧‧熱交換器

114‧‧‧電路

116‧‧‧可充電電池組

200‧‧‧空氣處理系統

202‧‧‧歧管

204a,204b‧‧‧空氣入口

206‧‧‧熱電模組

208a,208b‧‧‧空氣出口

210a,210b‧‧‧管

212‧‧‧軸流風扇

214‧‧‧熱空氣出口

300‧‧‧頭部裝備

302‧‧‧面部

304‧‧‧面罩/遮罩

400‧‧‧空氣處理系統

402‧‧‧歧管

404‧‧‧空氣入口

406‧‧‧熱電模組

408a,408b‧‧‧鼓風機

410a,410b‧‧‧空氣出口

412a,412b‧‧‧管

414‧‧‧軸流風扇

416‧‧‧熱空氣出口

500‧‧‧頭部裝備

502‧‧‧面部

504‧‧‧面罩/遮罩

600‧‧‧空氣通道

602‧‧‧表面

604‧‧‧熱管

700‧‧‧空氣處理系統/系統

702‧‧‧控制模組/控制單元

704‧‧‧麥克風

706‧‧‧揚聲器

708‧‧‧控制器

710‧‧‧加速度計

712‧‧‧收發器

800‧‧‧通訊系統

802‧‧‧無線裝置

902,904,1002,1004,1006‧‧‧步驟

1100‧‧‧空氣處理系統/空氣處理模組

1100A‧‧‧頭部裝備

1102‧‧‧歧管

1104‧‧‧進氣開口/開口/進氣

1106‧‧‧空氣處理模組/熱電模組

1108‧‧‧空氣遞送插入件

1110‧‧‧入口

1112‧‧‧彎曲面板

1113‧‧‧平坦中空通道

1114‧‧‧孔隙

1115‧‧‧支撐柱

1119‧‧‧外部表面

1120‧‧‧文氏管

1122‧‧‧空氣引導件

1125‧‧‧可滑動覆蓋件

1127‧‧‧箭頭

1129‧‧‧開口

1131,1132‧‧‧文氏管

1140‧‧‧熱電帕耳帖晶片

1142‧‧‧冷側

1143‧‧‧空氣通道/通道

1144‧‧‧熱側

1146‧‧‧散熱器

1150‧‧‧出口

1152‧‧‧位置

1200‧‧‧空氣處理系統

1210‧‧‧遮罩

1220‧‧‧水平歧管/空氣處理單元/溫度管理模組

1221‧‧‧開關

1230‧‧‧熱電模組

1232‧‧‧風扇

1234‧‧‧出口

1240‧‧‧電池組

1250‧‧‧熱電帕耳帖晶片

1251‧‧‧冷側

1252‧‧‧熱側

1254‧‧‧散熱器

1260‧‧‧空氣通道

1270‧‧‧空氣過濾器

1280‧‧‧位置

1290‧‧‧太陽能條

由以下僅作為實例之書面描述及結合圖式，所屬技術領域中具有通常知識者將可更了解並輕易地明白本發明之實施例，其中：

圖1顯示根據一實例實施例之一空氣處理系統的一示意圖。

圖2A與圖2B顯示圖1之空氣處理系統之一實施方案的透視圖。

圖3A至圖3E顯示併入圖2A與圖2B之空氣處理系統之一頭部裝備的示意圖。

圖4A與圖4B顯示圖1之空氣處理系統之另一實施方案的透視圖。

圖5A至圖5E顯示併入圖4A與圖4B之空氣處理系統之一頭部裝備的示意圖。

圖6顯示根據一實例實施例之一空氣通道之一佈局的一示意圖。

圖7A與圖7B顯示根據另一實例實施例之一空氣處理系統的示意圖。

圖8顯示根據一實例實施例之圖7A、圖7B之空氣處理系統與一無線裝置之間的一通訊系統的一示意圖。

圖9顯示根據一實例實施例繪示之處理空氣之方法的一流程圖。

圖10顯示根據一實例實施例繪示之製造一空氣處理單元之一方法的一流程圖。

圖11A至圖11H顯示包含用於一頭部裝備之一空氣遞送插入件之一空氣處理系統的各種視圖。

圖12A至圖12C顯示用於一頭部裝備遮罩(visor)上的一空氣處理系統。

圖13顯示接收來自空氣處理系統之各種感測器輸入之一電子控制單元(electronic control unit,ECU)的一示意圖。

本揭露提供一種空氣處理系統，其將空氣過濾與其他功能併入於一共同單元中。該空氣處理系統可係安裝至一頭部裝備(例如，一摩托車安全帽)而不會顯著改變整體重量或成為阻礙，並且可適用於不同的使用條件，使得即使在環境條件改變時頭部裝備的穿戴者被提供適當的空氣輸出。

圖1顯示根據一實例實施例之一空氣處理系統100的一示意圖。系統100包括一空氣過濾模組與一空氣處理模組。雖然在圖1中未具體顯示，但空氣過濾模組與空氣處理模組一般係設置於一殼體或歧管內。該空氣過濾模組經組態以接收一環境空氣流。該空氣處理模組可係設置於該空氣過濾模組之上游或下游。在此圖式中，該空氣處理模組係設置於該空氣過濾模組之下游並且可修改由該空氣過濾模組過濾之該空氣流的至少一個性質。在此實例中，空氣過濾模組係空氣過濾器102a、102b的形式，並且空氣處理模組係一溫度管理模組的形式，該溫度管理模組具有用以修改空氣流之溫度的至少一個熱電模組104。

例如，提供風扇或鼓風機106a、106b以將環境空氣吸入系統100中。來自空氣過濾器102a、102b的經過濾的空氣藉由風扇 或鼓風機106a、106b輸送至熱電模組104。如所屬技術領域中具有通常知識者將理解的，熱電模組104(在經啟動時)具有冷接面/表面與熱接面/表面。冷接面/表面(例如，經由一熱界面元件108a)與一傳導元件110熱接觸，並且冷卻通過傳導元件110的空氣。熱接面/表面(例如，經由一熱界面元件108b)與一熱交換器112熱接觸，並且加熱通過熱交換器112的空氣。如果天氣炎熱，則可將冷卻的空氣施配給頭部裝備的穿戴者，以改善穿戴者舒適度，同時可將加熱的空氣排出到環境中。另一方面，如果天氣寒冷，則可將加熱的空氣施配給穿戴者，以改善穿戴者的舒適度，同時可將冷卻的空氣排出到環境中。

如圖1所示，系統100亦包括一電路114以控制熱電元件104、風扇或鼓風機106a、106b、傳導元件110及熱交換器112。如所屬技術領域中具有通常知識者將理解者，電路114係連接至一電源(諸如一可充電電池組116)並且一般而言包括諸如控制器、電力管理子電路、直流(direct current,DC)至DC轉換器等的組件。

圖2A與圖2B顯示圖1之空氣處理系統100之一實施方案的透視圖。圖3A至圖3E顯示併入圖2A與圖2B之空氣處理系統200的頭部裝備300之示意圖。

在此實施方案中，該空氣處理系統200包括一歧管202，該歧管具有彼此間隔開的兩個空氣入口204a、204b。例如，歧管202可係安裝至頭部裝備300之背部，且空氣入口204a、204b接收通過頭部裝備300之側部的環境空氣。一空氣過濾模組與一空氣處理模組(不可見)係設置在歧管202內。在一部分空氣被空氣處理模組的熱 電模組206冷卻之前，環境空氣被吸入至空氣入口204a、204b並且被空氣過濾模組過濾。將來自歧管202之冷卻空氣出口208a、208b之冷卻的空氣透過撓曲軟管或管210a、210b(圖3)輸送並釋放至頭部裝備300之穿戴者之面部302與頭部裝備300之面罩(或遮罩)304之間的空間，以改善在環境天氣炎熱時穿戴者的舒適度。剩餘部分的空氣與熱電模組206之熱表面進行熱交換，並由軸流風扇212吸入以經由熱空氣出口214排出至環境中。

圖4A與圖4B顯示圖1之空氣處理系統100之另一實施方案的透視圖。圖5A至圖5E顯示結合圖4A與圖4B之空氣處理系統400的頭部裝備500之示意圖。

在此實施方案中，空氣處理系統400包括具有一個空氣入口404的一歧管402。例如，歧管402可係安裝於頭部裝備500之殼上，使得空氣入口404係定位在頭部裝備500之頂部上，並且歧管402適形於殼之曲率且延伸至頭部裝備500之背部。一空氣過濾模組與一空氣處理模組(不可見)係設置在歧管402內。空氣入口404引導空氣流至兩個通道。該空氣處理模組之一熱電模組406係設置於該兩個通道之間。在流過第一通道的空氣透過與熱電模組406之冷表面接觸冷卻而流過第二通道的空氣透過與熱電模組406之熱表面接觸加熱之前，環境空氣被吸入空氣入口404並被空氣過濾模組過濾。藉由鼓風機408a、408b吸入冷卻的空氣以冷卻歧管402之空氣出口410a、410b，其中冷卻的空氣透過撓曲軟管或管412a、412b(圖5)輸送並釋放於頭部裝備500之穿戴者之面部502與頭部裝備500之面罩(或 遮罩)504之間的空間，以改善在環境天氣炎熱時穿戴者的舒適度。藉由軸流風扇414將加熱的空氣經由一熱空氣出口416排出到環境中。

如上文實例中所述，空氣處理系統200、400具有一歧管，該歧管適形於頭部裝備300、500的外部，使得空氣處理系統200、400可係容易地安裝至頭部裝備300、500而不會太顯眼。可藉由一或多個技術快速且安全地實現安裝，包括但不限於黏著劑、扣接配合鎖、緊固件、3M^TM鉤環、及Dual Lock^TM可重閉合緊固件等。再者，如從圖3與圖5中可看出者，頭部裝備300、500包括能夠透射可見光並阻擋紫外線與紅外線輻射的面罩或遮罩304、504。諸如防眩光、防霧、抗刮及損壞、撥水性(water repellence)等的其他性質亦可併入至遮罩304、504。

圖11A顯示包含放置在一頭部裝備內的一空氣遞送插入件之空氣處理系統之另一實施方案的一透視圖。該插入件包含連接至空氣處理模組的一入口、及連接至該入口的一彎曲面板，該彎曲面板包含用於排放經處理的空氣之複數個孔隙。該插入件係設計以插置在一頭部裝備穿戴者的頭部與該頭部裝備本身之間。在此實施方案中，空氣處理系統1100的特徵在於歧管1102。該歧管包含進氣開口1104，其可位於歧管的相對端處。在各開口1104處提供電驅動鼓風機，以將外部空氣吸入至歧管1102中並朝向空氣處理模組1106。在一實施例中，該空氣處理模組包含能夠修改空氣之溫度的熱電模組，使得空氣經冷卻或加熱。離開空氣處理模組的空氣被引導到空氣遞送插入件1108中，該空氣遞送插入件將空氣輸送到頭部裝備中以排放。參照圖 11B，空氣遞送插入件1108係置放於頭部裝備1100A內，使得該插入件係夾置在穿戴者的頭部與頭部裝備之間。空氣遞送插入件的其他替代構形係可行的，諸如類似於項圈在穿戴者的脖子周圍、或者類似於耳罩在穿戴者的耳朵周圍。

參照圖11C，空氣遞送插入件1108包含可連接至空氣處理模組1106的一入口1110、及一彎曲面板1112。入口1110可包含單一連接的空氣通道，而在另一實施例中，入口1110包含複數個分開的個別空氣通道。如圖11E所示，入口可係封閉腔室，其中內部通道係模製成一文氏管(venturi)1120的形狀，即通道包含連接一縮窄入口與一展開出口的收縮部，使得複數個文氏管形狀的通道(下文稱為「文氏管」)1120係在該入口內彼此平行依列配置。據認為，文氏管使氣壓能夠在收縮部中增加並且當空氣離開收縮部時，空氣膨脹並且溫度下降，從而進一步冷卻空氣。可在歧管進氣處提供高功率鼓風機，以產生足夠的壓力以與文氏管運作。替代地，可在入口中使用沒有文氏管的直通通道。

在離開入口之後，將該空氣引導至該彎曲面板1112中。彎曲面板1112係一氣道系統，其將冷空氣攜帶至頭部裝備中並且亦作用於緩衝穿戴者頭部上的頭部裝備的重量。據此，其可包含彎曲形狀以適合入類頭部的輪廓並且亦可貼合地適配至頭部裝備的下側中。為了更佳舒適性，彎曲面板的外部表面1119可具備彈性內襯，諸如由橡膠或發泡體所製成者、或由類似彈性材料製成的流體填充袋。流體可包含水凝膠或其他合適的流體，諸如具有高熱容量的流體(例如， 水)。在此層下方係一平坦中空通道1113，其將入口流體地連接至空氣透過其排放之孔隙1114。在一較佳實施例中，彎曲面板包含複數個支撐螺柱，該複數個支撐螺柱包含一彈性材料。孔隙1114可係穿插在從彎曲面板的基部延伸之複數個支撐螺柱1115中(參見圖11D中的放大圖示)，該複數個支撐柱將與使用者的頭部接觸。該等支撐螺柱有助於在該彎曲面板與穿戴者頭部之間提供一間隙，使得所排放的空氣係更有效地跨穿戴者頭部分布。支撐柱1115可包含牢固但有彈性的材料，較佳為具有圓化尖端，且均勻地跨該彎曲面板分布，以將頭部裝備舒適地支撐在穿戴者的頭部上。彈性材料可包含任何彈性材料，諸如橡膠、聚合物發泡體、聚合物複合物、及彈簧負載的結構。

為了將空氣引導至穿戴者的面部區域，彎曲面板可向前延伸至穿戴者的前額附近，且包含在其末端處的孔隙，其中經處理的空氣於該孔隙排出空氣處理系統。在一實施例中，空氣引導件1122係配置在彎曲面板1112之末端處。空氣引導件1122可包含複數個水平葉片與垂直葉片(圖11F)。可容易地改變葉片的方向以將空氣引導朝向面部之所欲區域。除了面部區域外，穿戴者的頭部之其他區域可受益於空氣引導件，諸如耳部與頸部。

在一實施例中，入口可具備一選擇器開關(圖11G)以回應於穿戴者的選擇而阻擋空氣流至該頭部區域同時允許空氣流至該前空氣引導件。入口1110的構造可以下列的方式製成使得具有對應於入口之文氏管的大小與位置之匹配開口1129的可滑動覆蓋件1125係置於空氣處理模組1100的入口與出口之間。當希望切換至僅將空氣供 應至面部時，可將可滑動覆蓋件1125朝向一側(箭頭1127)移動，從而覆蓋中心文氏管的進入口，而位於側部的文氏管1131、1132維持開放，允許空氣繞過頭部區域，而替代地排放在穿戴者的面部。此對穿戴者提供引導該經處理的空氣至何處的選擇。

該系統之組件係選擇以在相對小空間內操作，同時仍提供所需的性能。一般而言，使用複數個熱電模組並且其等可以各種構形(例如，串接、蛇形等)配置，以增加冷卻能力。再者，在使用複數個熱電模組的實施例中，可獨立地啟動或控制模組以適應不同的需求及使用條件。

在一較佳實施例中，該空氣處理系統包含複數個熱電模組，該複數個熱電模組各包含一殼體，在該殼體中設置有一或多個熱電帕耳帖(Peltier)晶片，該殼體包含用於接收來自該大氣之空氣流的一入口及用於排放經處理的空氣的一出口，且該至少一個帕耳帖晶片係配置在具有相對於該空氣流之方向的一平行定向的一平面以接觸該空氣流。在圖11H中詳細顯示此一配置的一實例。熱電模組1106包含複數個熱電帕耳帖晶片1140，其經配置成冷側1142面向內部空氣通道1143，而熱側1144面向外。帕耳帖晶片的熱側1144可附接至散熱器1146，該散熱器繼而附接到熱電模組的蓋件，或者暴露於環境空氣(未圖示)，以有效地將熱量從空氣通道1143傳遞走。相反地，若希望提供加熱的空氣，則熱電帕耳帖晶片可經設置成熱側面向空氣通道，而冷側面向外。透過進氣1104吸入的大氣空氣行進通過歧管且隨後經引導通過通道1143，空氣與帕耳帖晶片(其係平行於空氣流放置)於 該通道接觸，然後通過出口1150排放。在一實施例中，用於吸入大氣空氣的進氣1104可在位置1152處直接地包含在熱電模組中。熱電模組1106亦可在1152處容納用於供電給熱電帕耳帖晶片的一電池組。

該系統亦經組態為重量輕，使得提供使用者舒適性。目前發現，為了讓使用者保持整體舒適性與安裝在頭部裝備上的系統的機械平衡，應觀察系統整體重量的上限，其對應於頸部肌肉對系統增加的重量的回應。一般而言，該系統之整體重量小於約1000g。較佳地，該系統之整體重量小於約750g。最佳的是，該系統之整體重量小於約500g。在某些實施例中，該系統之整體重量係600g或更大。在一個實施方案中，選擇系統之組件使得電源(即，電池組)的重量約90g，軸流風扇的重量約30g，鼓風機的重量約20g，具有熱電模組之散熱器的重量約150g，電路板的重量約30g，且歧管的重量約130g。在該實施方案中系統的整體重量約450g。

此外，在歧管內的空氣通道係調適以使由該至少一個熱電模組提供的冷卻最大化。圖6顯示根據一實例實施例之一空氣通道600之一佈局的一示意圖。空氣通道600包括作用為熱電模組之散熱器的複數個表面(亦稱為鰭片)602。各表面602與複數個熱管604熱接觸，該複數個熱管從至少一個熱電模組之冷接面/表面延伸。多個表面602可在空氣流通過空氣通道600並接觸該等表面時增加與空氣流的熱交換。此外，如圖6中可見，熱管604係沿著平行於空氣流的方向之空氣通道600的中央軸設置。此配置可改善從熱管604至表面602及空氣流的傳導效率，並減少空氣流阻力(drag)。

在一些實施例中，可較佳的係將空氣處理系統配置在頭部裝備的遮罩上(參見圖3D中的304；圖5D中的504)。例如，包含用於修改空氣之溫度之至少一個熱電模組之空氣處理系統可配置在遮罩上。此一配置可係提供在頭部裝備之殼上之空氣處理系統的一替代或附加方案，並且可有助於增加至穿戴者之經處理的空氣之體積。遮罩有助於將經處理的空氣保持在穿戴者之面部區域內，同時防止來自周圍的環境空氣，否則環境空氣將與空氣處理系統產生之經處理的空氣混合，從而使其無效。參照圖12A，空氣處理系統1200包含水平歧管1220，該水平歧管經配置在可用於頭部裝備的遮罩1210的上邊緣上，並且可由開關1221操作。在圖12B中，空氣處理系統1200包含複數個熱電模組1230，該熱電模組經操作以經由風扇1232吸入外部空氣，然後經由經配置在各熱電模組1230內的熱電帕耳帖晶片來冷卻(或加熱)，並且隨後經由出口1234排放，該出口與在遮罩上的孔隙對齊使得經處理的空氣排放至穿戴者面部區域。電池組1240提供電力以電性地操作熱電模組與風扇。圖12C顯示空氣處理系統1200的截面視圖，其中熱電帕耳帖晶片1250經配置以具有面向空氣通道1260的冷側1251與附接至散熱器1254的熱側1252。藉由風扇1232將外部空氣吹過空氣通道1260使其冷卻，之後冷空氣經由出口1234離開。

可併入其他空氣處理模組，諸如空氣過濾器1270，其可被提供以移除模組入口處的微粒污染物。若需要，可在1280處提供一相機模組。可提供一太陽能條1290以用於將電池組充電。

空氣處理單元1220可進一步包含適配以判定進入空氣的品質與流量的感測器。額外地，其亦可包含用於過濾空氣的一相鄰狹縫/埠。在一些實施例中，風扇1232係藉由空氣流感測器而啟動，例如，當穿戴者靜止時開啟風扇。可提供一空氣控制旋鈕以調控風量。溫度管理模組1220可透過機械緊固件或透過黏著劑的使用附接至遮罩。

在一些實施例中，空氣過濾模組可包括一多孔聚合膜，諸如多孔聚四氟乙烯(ePTFE)。在其他實施例中，空氣過濾模組可包括由一膜過濾層製成的複合過濾器介質，該膜過濾層包含一多孔聚合膜(諸如多孔聚四氟乙烯(ePTFE))及/或包含聚烯烴纖維的熔噴非織造織物，並且係設置在相對於通過該過濾器之空氣流方向之該膜過濾層的上游側。在使用中，空氣過濾模組可從空氣流中移除至少95%的微粒。在一些實例中，空氣過濾模組可包括一感測器或偵測器，該感測器或偵測器經組態以提供指示該過濾器之真實性的信號，例如，若使用不相容的過濾器。該空氣過濾模組亦可具有一整合感測器以提供指示在過濾器中過濾介質之壽命結束的一信號，使得可進行替換。

在如上文參照圖1至圖6所敘述的實例中，空氣處理模組包括一溫度管理模組以修改空氣流的溫度。然而，將理解到可在替代實施例中提供其他空氣處理功能。例如，空氣處理模組可包括一濕度管理模組以修改空氣流的濕度位準。濕度管理模組可作用為一除濕模組以從空氣流移除多餘的濕氣，且可包含用於從冷卻表面接收凝結的一冷凝物接收器、或用以從空氣流中可移除地吸收濕氣的一乾燥劑。 替代地，濕度管理模組可作用為一加濕模組以向頭部裝備的穿戴者提供冷霧。

替代地或額外地，空氣處理模組可包括一異味管理模組以修改空氣流的一異味。在一些實施例中，異味管理模組可作用為一除臭劑以從空氣流中移除令人不愉快的異味。合適的除臭劑的非限制性實例包括碳、小蘇打粉末、及化學除臭物。在其他實施例中，異味管理模組可作用為一芳香劑以將一香劑釋放到空氣流中。

替代地或額外地，空氣處理模組可包括一滅菌模組以實質上將空氣流滅菌。例如，一紫外(ultraviolet,UV)光發射裝置可用以殺滅可存在於空氣流中的有害病原體。

亦將理解到可在相同的系統中提供多個空氣處理模組以解決不同的需求。例如，若環境空氣係炎熱且潮濕的，則溫度管理模組可以與濕度管理模組結合使用，或者兩個模組可經整合以提供冷卻及除濕兩者。取決於實際需求，其他組合及排列係可行的。

圖7A與圖7B顯示根據另一實例實施例之一空氣處理系統700的一示意圖。圖8顯示根據一實例實施例之圖7A之空氣處理系統700與一無線裝置802之間的一通訊系統800的一示意圖。

空氣處理系統700大致具有與圖1之空氣處理系統100相同功能的空氣處理模組，但具有由控制模組702提供之增強的控制功能。控制模組702包括輸入/輸出裝置，並可提供一控制信號以最佳化空氣處理模組的操作。下面參考圖7A、圖7B、及圖8描述一些實例控制方案。

在一個實施方案中，控制模組702具有以麥克風704之形式的一音訊輸入裝置及以耳罩式耳機或揚聲器706之形式的一音訊輸出裝置。揚聲器706可提供空氣處理系統的狀態的反饋，例如，電池電量是否低、過濾模組中的過濾器是否需要替換、是否有任何部件過熱等。麥克風704可偵測頭部裝備之穿戴者的語音命令及產生一適當控制信號以操作該空氣處理系統。例如，麥克風704可接收來自穿戴者之語音命令「啟動除濕器」，且控制器708將此命令轉換成一控制信號以開啟空氣處理系統700的濕度管理模組。類似地，可適當地轉換諸如「降低空氣溫度」、「增加風扇速度」等的其他命令。此功能性可提高安全性，此係因為穿戴頭部裝備的摩托車騎士仍然可在將他/她的手保持在摩托車的把手桿上的同時控制該系統700。

替代地或額外地，控制單元702可包括至少一個感測器以偵測頭部裝備之外部或內部空氣之至少一個性質，並且控制器708可基於該至少一個感測器的輸出來產生控制信號。在一個實例中，感測器係一加速度計710，該加速度計可偵測頭部裝備是否移動，即摩托車和騎士係移動中或靜止。控制器708可解譯由加速度計產生的信號，以控制是否開啟或關閉空氣處理系統700的鼓風機。例如，當摩托車移動時，對騎士有一定程度的通風，並且空氣可係容易地吸入至系統中，所以系統可在低風扇速度模式運轉。另一方面，當摩托車不移動時(例如，在交通交接處或交通堵塞中)，加速度計讀數可觸發高風扇速度模式以確保提供足夠的冷空氣以改善騎士的舒適度。

將理解到，可適當地整合其他類型感測器，例如溫度感測器、濕度感測器、異味感測器、亮度感測器、空氣速度感測器等。

為了將來自感測器的各種輸入轉換成用於控制空氣處理單元的邏輯輸出，可提供一電子控制單元(ECU)。如圖13所示，ECU可接收來自質量空氣流感測器、濕度感測器、溫度感測器、及空氣品質感測器的信號，並且向風扇馬達及/或帕耳帖晶片輸出適當的信號以增加或減少空氣處理能力。一整合溫度控制器(諸如Maxim Integrated ® MAX1978/MAX1979單晶片溫度控制器)可係用以控制至帕耳帖晶片、或進氣風扇的電流(或電壓)。對於更複雜的控制，可以設計特殊應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)以對於整個空氣處理系統提供整合控制。在一個實例中，若冷卻頭皮區域所需的空氣流係95%，則該TEG控制單元將以信號通知熱電模組以斜升至95%能力，直至達成所需的頭皮溫度。

替代地或額外地，控制單元702可包括一收發器712，該收發器經組態以通訊地耦合至一無線裝置802(圖8)，且控制器708可基於從無線裝置802傳輸至收發器712的資料而產生控制信號。例如，無線裝置802係一行動電話或平板電腦，其係經由一無線網路連接至網際網路、一雲端運算平台、或資料庫並且可提供即時資料至控制單元702。一般而言，資料係基於位置的。此資料的一些非限制性實例包括騎士之位置處的空氣品質、交通條件、溫度、及濕度位準等。控制器708可解譯由收發器712所接收的資料以選擇性地操作空氣處理系統700的模組。在一些實施例中，可以分析資料以向摩托車 騎士提供建議或反饋。例如，可基於使用頻率、里程等來計算空氣過濾模組的壽命，並且可提供替換空氣過濾模組的信號。

在圖8所示的實例中，無線裝置802係具有無線連接的一行動電話或平板電腦，並且收發器712係一藍牙模組。然而，將理解到，在其他實施例中，無線裝置802可係與物聯網(Internet of Things,IoT)框架相容的裝置，包括但不限於一感測器節點、一中繼器、一傳輸器、或一類似的空氣處理系統。例如，安裝在路邊結構(例如，路標或燈柱)上的一感測器單元可經由收發器712與空氣處理系統700通訊，以提供即時資料以最佳化空氣處理系統700的操作。在此實施例中，收發器712可在不同的無線網路或系統(諸如ZigBee、Wi-Fi等)上操作。

圖9顯示根據一實例實施例繪示之處理空氣之方法的一流程圖。在步驟902，透過一歧管的至少一個空氣入口接收一空氣流。該歧管經組態以安裝至一頭部裝備。在步驟904，使用設置於該歧管中的一空氣過濾模組過濾在該空氣流中的空氣。在步驟904，使用設置於該歧管中之一空氣處理模組來修改該空氣流中該空氣的至少一個性質。該空氣處理模組係基於來自通訊耦合至該空氣處理模組之一控制單元的一控制信號來控制。

圖10顯示根據一實例實施例繪示之製造一空氣處理單元之一方法的一流程圖。在步驟1002，提供具有至少一個空氣入口的一歧管，使得該歧管係可安裝至一頭部裝備。在步驟1004，一空氣過濾模組係設置於該歧管中。該空氣過濾模組經組態以過濾從該至少一 個空氣入口接收的一空氣流中的空氣。在步驟1006，一空氣處理模組係設置於該歧管中。該空氣處理模組經組態以修改該空氣之至少一個性質。該歧管、空氣過濾模組、及空氣處理模組係選擇使得該系統之一重量小於1000g。

如所述，在實例實施例中的空氣處理系統可減輕與摩托車騎士經常遇到之都市空氣污染與暴露於熱相關聯的問題。該系統可係併入至摩托車騎士的現有安全帽中，而不會顯著改變重量或外觀。該系統可適應性地調整各種模組的性能或操作，使得可最大化電池組壽命。可透過語音命令或自動觸發器(例如，感測器讀數、網路資料)提供免持(hands-free)控制，使得不會減損騎士的安全。

所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，可對特定實施例中所示之本發明進行眾多變更及/或修改，而不致脫離概括地說明之發明的精神或範疇。因此，現有之實施例在各方面皆應被視為說明性而非限制性。

200‧‧‧空氣處理系統

202‧‧‧歧管

204a,204b‧‧‧空氣入口

206‧‧‧熱電模組

208a,208b‧‧‧空氣出口

212‧‧‧軸流風扇

214‧‧‧熱空氣出口

Claims (42)

1. 一種空氣處理系統，其包含：

   一歧管，其具有至少一個空氣入口；

   一空氣過濾模組，其設置於該歧管中且經組態以接收來自該至少一個空氣入口的一空氣流；及

   一空氣處理模組，其設置於該歧管中且經組態以修改該空氣的至少一個性質，

   其中該歧管經組態以安裝至一頭部裝備。
2. 如請求項1之空氣處理系統，其中該系統之該重量小於1000g。
3. 如請求項1之空氣處理系統，其中該系統之該重量小於750g。
4. 如請求項1之空氣處理系統，其中該系統之該重量小於500g。
5. 如請求項1之空氣處理系統，其中該空氣處理模組係設置於該歧管中該空氣過濾模組之下游。
6. 如請求項1之空氣處理系統，其進一步包含一控制單元，該控制單元通訊地耦合至該空氣處理模組且經組態以基於一控制信號來控制該空氣處理模組的一操作。
7. 如請求項6之空氣處理系統，其中該控制單元包含一麥克風，且其中該控制信號包含基於由該麥克風所接收之該頭部裝備之一穿戴者的一語音命令所產生之一信號。
8. 如請求項6之空氣處理系統，其中該控制單元包含至少一個感測器，該至少一個感測器經組態以偵測該頭部裝備之一外部或內部上之空氣的至少一個性質，且其中該控制信號包含由該至少一個感測器所產生之一信號。
9. 如請求項6之空氣處理系統，其中該控制單元包含一收發器，該收發器經組態以通訊地耦合至一無線裝置，且其中該控制信號包含基 於從該無線裝置傳輸至該收發器之資料所產生的一信號。
10. 如請求項1之空氣處理系統，其中該空氣處理模組包含一溫度管理模組，該溫度管理模組經組態以修改該空氣之一溫度。
11. 如請求項10之空氣處理系統，其中該溫度管理模組包含用於修改該空氣之該溫度的至少一個熱電模組。
12. 如請求項11之空氣處理系統，其中該至少一個熱電模組包含一熱電帕耳帖(Peltier)晶片。
13. 如請求項11之空氣處理系統，其中該溫度管理模組包含一空氣通道及一散熱器，該散熱器設置於該空氣通道中且經組態以接觸該空氣通道中的該空氣流。
14. 如請求項1之空氣處理系統，其中該空氣處理模組包含一濕度管理模組，該濕度管理模組經組態以修改該空氣之一濕度位準。
15. 如請求項1之空氣處理系統，其中該空氣處理模組包含一異味管理模組，其經組態以修改該空氣的一異味。
16. 如請求項1之空氣處理系統，其中該空氣處理模組包含一滅菌模組，該滅菌模組經組態以實質上將該空氣滅菌。
17. 如請求項1之空氣處理系統，其中該空氣過濾模組包含一過濾器，且其中該空氣過濾模組經組態以提供指示該過濾器的一真實性的一信號。
18. 如請求項17之空氣處理系統，其中該空氣過濾模組經組態以提供用於替換在該過濾器中之過濾介質之一信號。
19. 一種頭部裝備，其包含一抗衝擊殼及安裝至該殼之如前述請求項中任一項之空氣處理系統。
20. 如請求項19之頭部裝備，其進一步包含一面罩，其中該面罩能夠以下的一或多者：透射可見光、阻擋紫外線與紅外線輻射、防止霧形成、抗刮與損壞、及撥水。
21. 一種處理空氣的方法，該方法包含：

    接收通過一歧管的至少一個空氣入口的一空氣流，其中該歧管經組態以安裝於一頭部裝備；

    使用設置於該歧管中的一空氣過濾模組過濾在該空氣流中的空氣；及

    使用設置於該歧管中之一空氣處理模組修改在該空氣流中該空氣的至少一個性質，其中該空氣處理模組係基於來自通訊地耦合至該空氣處理模組之一控制單元的一控制信號而控制。
22. 如請求項21之方法，其中該空氣處理模組係設置於該歧管中該空氣過濾模組之下游。
23. 如請求項21之方法，其中修改在該空氣流中該空氣的至少一個性質包含修改該空氣之一溫度。
24. 如請求項21之方法，其中修改在該空氣流中該空氣的至少一個性質包含修改該空氣之一濕度位準。
25. 如請求項21之方法，其中修改在該空氣流中該空氣的至少一性質包含修改該空氣之一異味。
26. 如請求項21至25中任一項之方法，其中修改在該空氣流中該空氣的至少一性質包含實質上將該空氣滅菌。
27. 一種製造一空氣處理系統的方法，該方法包含：

    提供具有至少一個空氣入口之一歧管，使得該歧管可安裝至一頭部裝備；

    將一空氣過濾模組設置於該歧管中，其中該空氣過濾模組經組態以過濾從該至少一個空氣入口接收的一空氣流中的空氣；及

    將一空氣處理模組設置於該歧管中，其中該空氣處理模組經組態以修改該空氣的至少一個性質。
28. 如請求項27之方法，其中該歧管、空氣過濾模組、及空氣處理模組 係經選擇使得該系統之一重量小於1000g。
29. 如請求項28之方法，其中該系統之該重量小於750g。
30. 如請求項29之方法，其中該系統之該重量小於500g。
31. 如請求項27之方法，其中將該空氣處理模組設置於該歧管中包含將該空氣處理模組設置於該空氣過濾模組之下游。
32. 如請求項27之方法，其中該空氣處理模組包含一溫度管理模組，該溫度管理模組經組態以修改該空氣之一溫度。
33. 如請求項32之方法，其中該溫度管理模組包含用於修改該空氣之該溫度的至少一個熱電模組。
34. 如請求項33之方法，其中該至少一個熱電模組包含一熱電帕耳帖晶片。
35. 如請求項27之方法，其中該空氣過濾模組包含一過濾器，且其中該空氣過濾模組經組態以提供指示該過濾器的一真實性的一信號。
36. 如請求項35之方法，其中該空氣過濾模組經組態以提供用於替換在該過濾器中之過濾介質之一信號。
37. 如請求項1之空氣處理系統，其進一步包含用於置放在一頭部裝備內的一空氣遞送插入件。
38. 如請求項37之空氣處理系統，其中該空氣遞送插入件包含

    一入口，其連接至該空氣處理模組，及

    一彎曲面板，其連接至該入口，該彎曲面板包含用於排放經處理的空氣之複數個孔隙。
39. 如請求項38之空氣處理系統，其進一步包含配置在該彎曲面板之該端處的一空氣引導件。
40. 如請求項11之空氣處理系統，其進一步包含複數個熱電模組，該複數個熱電模組各包含一殼體，在該殼體中設置有一或多個熱電帕耳帖晶片，該殼體包含用於接收來自該大氣之空氣流的一入口及用於 排放經處理的空氣的一出口，且該至少一個帕耳帖晶片係配置在具有相對於該空氣流之方向的一平行定向的一平面以接觸該空氣流。
41. 一種用於一頭部裝備之遮罩(visor)，其包含如請求項1之空氣處理系統。
42. 如請求項41之遮罩，其中該空氣處理系統透過在該遮罩中的孔隙排放經處理的空氣。

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