（或总体上平行）于该底 座705并且被指定为903。而且，这些微结构901和903被示出为比实际大小更大，这仅仅 是出于说明的目的。一般而言，在图9A的配置中，这些垂直安排的微结构901向上运送水 130到该加湿腔室129的侧面上。这些水平安排的微结构903将来自这些垂直安排的微结 构901的微尺度水滴铺展在该加湿腔室129的顶部周围，从而相比于没有任何微结构的加 湿腔室将更大表面面积的水暴露于该空气流。这些微结构901和903由此增加了该加湿腔 室129的效率。
[0248] 图9B示出了图9A的这些微结构901和903的一部分的第一放大视图。如图9B中 示出，水向上行进到这些垂直安排的微结构901上。当微尺度水滴到达它的相应垂直安排 的微结构901的顶部时，该水滴随后沿着它的对应水平安排的微结构903 (或微结构的组） 行进。图9C示出了图9A的这些微结构901和903的一部分的第二放大视图。如图9C中示 出，空气流过该加湿腔室129并且遍及这些微结构901和903,引起这些微结构901和903 中的至少一些水滴蒸发。来自这些微结构901和903的蒸发的水作为蒸气进入空气流。在 替代配置（未示出）中，该加湿腔室129可以被配置成使水在重力下（而不是对抗重力） 沿着这些微结构向下流。此外，通道与销的组合可以按任何所希望的方式导向该流。
[0249] 这些垂直微结构901可以类似于上文在图8D中和本披露中的其他地方示出的微 结构，并且它们的形状和性质的以上讨论通过引用结合在此。图9D展示了示例水平微结构 903的横截面。
[0250] 图9A到9D中的垂直安排的微结构901和这些水平安排的微结构903的形状和配 置仅仅用于说明目的。本发明不限于所披露的实施例。
[0251] 出于以上关于管的实施例解释的原因，可以令人希望的是利用与具有令人希望的 表面能的表面组合的微结构，以便改进该表面的可湿性和水铺展特性。已知金属和玻璃具 有相对高的表面能和良好的可湿性。因此，该加湿腔室129的内表面可以包含金属或玻璃。 例如铝或铜的金属可以是令人希望的，因为这些材料也容易导热，这可以改进在该加湿腔 室129内的蒸发速率。玻璃可以是令人希望的，因为它的光学透明性可以允许用户在视觉 上检查在该加湿腔室129内的液面。塑料对于该加湿腔室129而言是特别令人希望的材料， 因为它们的成本低并且在制造中易于使用。然而，如上文解释，塑料具有相对低的表面能。 因而，可以令人希望的是用添加剂处理塑料，以便增加表面能，如上文解释。在至少一种配 置中，该加湿腔室129的壁包括具有涂覆有一层传导性金属（例如金）的内壁的聚（甲基 丙烯酸甲酯）塑料。在另一种配置中，该加湿腔室129壁的内表面包括陶瓷材料、石榴石、 或烧结材料（例如Ti0 2)。
[0252] 如以上提及，已经发现添加热量到微结构化表面上可以显著改进蒸发速率。因此， 该加湿腔室129可以在壁中结合加热细丝，这可以改进壁的加热，以及因此在这些微结构 中或在其上的液体蒸发的可能性。在至少一种配置中，加热护罩可以被置于该加湿腔室129 的周围，以改进到该加湿腔室129的热传递。此外，绝缘夹套可以被置于该加湿腔室129的 周围以防止热损失并且改进在该加湿腔室129之内的热保留。
[0253] 图23展示了加湿腔室2301的实施例，该加湿腔室2301包括多个叠片2303,在这 些叠片2303的至少一些表面上具有微结构2305。如所展示，这些叠片2303可被安排为多个 鳍片或壁；然而，其他配置可以包括塔、柱、或鳍片、塔和柱的组合。如示出，这些叠片2303 可以被安排为取向为通过该加湿腔室2301的空气流的方向的鳍片。然而，还可以使用其他 配置，从而延伸进入通过该加湿腔室2301的流并且诱导与这些微结构2305的更强的混合 和相互作用，并且因此诱导更强的蒸发。此外，在一些实施例中，不同的叠片可以具有不同 的高度，从而产生对于穿过该加湿腔室2301的气体的不规则流型或紊流。
[0254] 在所展示的实施例中，该加湿腔室2301可以被加热。在一些实施例中，该多个叠 片2303中的一者或多者可以包括导热材料，例如金属，以便进一步增强蒸发。在一些实施 例中，该多个叠片2303中的每一者的所有暴露表面可以结合这些微结构2305,这些微结构 可以从该加湿腔室2301的底部向上抽吸水2307到该加湿腔室2301的部分上，这些部分具 有增加的空气流或在这里的空气是更不潮湿的，并且因此使得更多的水分蒸发。该加湿腔 室2301被展示为方形盒；然而，可以使用其他形状，例如长方形、圆柱体、球体、圆顶，等等。
[0255] 微结构可以被结合在加湿系统内的任何数量的结构中。一种该结构是加湿腔室本 身的底座或底部。在一些实施例中，在加湿腔室底部上的微结构或不规则表面特征的使用 可以分散流体并且产生更大的表面面积，以便增强蒸发。在一些实施例中，微结构的使用可 以用于降低液体的深度，由此增强蒸发。在一些实施例中，这些微结构可以被配置为某种图 案，例如线性或直线或圆形图案。在一些实施例中，线性或直线图案比圆形图案更好地增加 表面面积。在一些实施例中，没有图案，并且该表面包括不规则的突出物或表面不规则物。
[0256] 在加湿眸宰中伸用的导壁
[0257] 参见图31到33,用于配合到该加湿器107 (例如，如图1中示出）的加湿腔室3102 优选地包括加湿腔室主体3104,该加湿腔室主体3104被耦合到由导热材料（例如，铝）构 造的热量传递底座3106上。蓄水池（未示出）在使用中通过入水口 3108将液体水供应到 该加湿腔室3102。由于热能由该加湿器107上的加热器板131通过该热量传递底座3106 供应，该加湿腔室3102含有液相水和气相水。该加湿腔室3102可以在许多方面类似于在 此披露的加湿腔室129。没有详细描述的加湿腔室3102的特征可以类似于该加湿腔室129 的对应特征，或可以具有另一种适合的安排。
[0258] 液体水通过入水口 3108进入该加湿腔室3102并且上升到取决于由于适合的控制 安排（例如一个或多个阀门）被允许进入该加湿腔室3102的水量的水位。在所展示的安 排中，复式阀门安排3110控制液体水从蓄水池或其他供水器进入该加湿腔室3102。该复式 阀门安排3110包括主阀系统3112和次级阀系统3114。在一些配置中，该主阀系统3112和 该次级阀系统3114中的至少一者是被浮子控制。在所展示的安排中，该主阀系统3112是 被主浮子3116控制，该主浮子3116可以是至少部分由空气或气体填充的密封元件或能够 随着水位上升和下降的其他浮力结构构造。优选地，该次级阀系统3114不被浮子控制，但 是由替代安排操作使得常用的次级浮子可被省略，由此提供对其他有利特征的空间，如下 文描述。在一些配置中，该主阀系统3112或该次级阀系统3114均不被浮子控制。相反地， 每一阀系统3112、3114是被替代安排控制，该安排例如水位传感器和致动器安排。因此，例 如，该主阀系统3112和该次级阀系统3114中的一者或两者可以被浮子或替代安排（例如， 基于传感器的致动器）控制。被浮子控制的阀门通常由于该加湿腔室3102内的水位的上 升而正常开放和闭合。传感器和阀门致动器可以被正常地开放或正常地闭合，并且可以由 该致动器移动到另一位置。用传感器和致动器阀门替换浮子阀门的优点是避免水表面面积 被浮子覆盖以增加可用于产生水蒸气的表面面积。
[0259] 该所展示的第一或主浮子3116包括耦合安排，例如耦合臂3118,该耦合安排由一 起界定该主浮子3116的旋转轴的一对枢转构件3112 (只示出了一个）枢转地连接到铰链 支架3120上。该铰链支架3120可以由该加湿腔室主体3104支撑。例如，该铰链支架3120 的上部部分可以被耦合（例如，紧固、卡扣配合或粘结）到该加湿腔室主体3104的入水口 3108的部分，并且如果希望，该铰链支架3120的下部部分可以抵着该加湿腔室主体3104的 侧表面搁置。因此，该主浮子3116随着该加湿腔室3102内的水位一起上升和下降。
[0260] 该主浮子3116致动该主阀系统3112。具体是，该主浮子3116移动推杆3124,该推 杆3124包括被枢转地耦合到该主浮子3116的耦合臂3118的第一部分或下端部分3128和 第二部分或上端部分3126。该上端部分3126包括阀体3130,该阀体3130与该复式阀门安 排3110的第一阀座3132协作。该阀体3130和第一阀座3132形成该第一或主阀系统3112 的一部分。该阀体3130可直接或间接接合该第一阀座3132,以闭合该主阀系统3112并且 产生至少大部分密封件，该密封件禁止或实质上防止水经由该主阀系统3112进入该加湿 腔室3102。该阀体3130还可以从该第一阀座3132脱离以开放该主阀系统3112并且允许 水进入该加湿腔室3102。该主浮子3116、耦合臂3118、推杆3124以及第一阀座3132被确 定大小、成比例、安排或以其他方式被配置成一旦达到该加湿腔室3102内的令人希望的水 位便闭合该主阀系统3112，并且当实际水位下降到该令人希望的水位以下时开放该主阀系 统3112,由此优选地将该实际水位维持在该令人希望的水位或接近该令人希望的水位。
[0261] 该次级阀系统3114结合该主阀系统3112操作为冗余或失效保护安排。优选地， 该主阀系统3112在正常操作条件下控制水进入该加湿腔室3102。然而，如果该主阀系统 3112出现故障或无论出于何种原因该水位上升到该令人希望的水位以上，那么该次级阀系 统3114优选地闭合以便禁止或阻止水进入该加湿腔室3102。该次级阀系统3114还可以在 该水位下降到该令人希望的水位以下时开放以允许水的充填和加湿器107的继续使用。
[0262] 该次级阀系统3114包括在闭合位置与开放位置之间可移动的可移动阀体组件 3134,在该闭合位置中，阀体元件3136直接或间接地接触该次级阀系统3114的第二阀座 3138以禁止或阻止水通过该次级阀系统3114进入该加湿腔室3102,并且在该开放位置中， 该阀体元件3136不会接触该次级阀系统3114的第二阀座3138使得水被允许通过该次级 阀系统3114进入该加湿腔室3102。该阀体组件3134可以被正常地偏置到这些开放或闭合 位置中的一者，并且可以在适当情况下通过适合的致动器移动到这些开放或闭合位置中的 另一者。在一些配置中，该阀体组件3134被正常地偏置到该闭合位置，并且在某些条件下 (例如当该加湿腔室3102被适当地组装到该加湿器107时）被偏置到该开放位置。
[0263] 在该所展示的安排中，该阀体组件3134由一对枢转构件3140 (只示出一个）枢转 地连接到该铰链支架3120上。该所展示的阀体组件3134包括底座3142和护圈帽3144,该 底座3142和该护圈帽3144支撑其间的次级推管3146。该底座3142界定或承载这些枢转 构件3140。该次级推管3146界定或承载该阀体元件3136。优选地，该底座3142界定半球 形部分3148,并且该次级推管3146界定与该半球形部分3148协作以形成球形接头安排的 互补半球形部分3150,该球形接头安排允许该次级推管3146相对于该底座3142绕两个旋 转轴旋转。因此，该次级推管3146的令人希望的取向可以被维持在该底座3142的枢转移 动的范围内。该护圈帽3144可以由任何适合的安排（例如，例如且不限于卡扣配合安排、 机械紧固器、胶粘剂或超声波焊接）固定到该底座3142。优选地，在该护圈帽3144与该次 级推管3146之间提供空间使得该护圈帽3144禁止该次级推管3146与该底座3142分离， 同时允许该次级推管3146相对于该底座3142相对自由移动。
[0264] 该所展示的阀体组件3134由一个偏置元件或多个偏置元件（例如一个或多个弹 簧臂3152)正常地偏置到闭合位置。优选地，提供与该底座3142整体形成的一对横向分开 的弹簧臂3152 (只示出一个）。这些所展示的弹簧臂3152从该半球形部分3148向下突出 并且接触该铰链支架3120。这些弹簧臂3152可以如所展示般弯曲，或可以相对或实质上笔 直。笔直的弹簧臂可以相对于该底座3142的剩余部分成角度，并且以向下和向后方向突出 以接触该铰链支架3120。这些所展示的弹簧臂3152最初从该底座3142的剩余部分总体上 向下笔直地突出，并且以向后方向弯曲在这些末端处以与该铰链支架3120接触。还可以使 用其他偏置安排，这些偏置安排包括与该底座3142分尚的偏置兀件、护圈帽3144或该阀体 组件3134的其他所展示的部件。无关于具体安排，优选地，这些弹簧臂3152被配置成提供 倾向于朝该闭合位置偏置该阀体组件3134的偏置力。
[0265] 优选地，该加湿器107包括用于抵着这些弹簧臂3152的偏置力将该阀体组件3134 移动到开放位置中的机构。具体是，该阀体组件3134优选地在该加湿器107的正常操作期 间（例如当该加湿腔室3102被定位到该加湿器107的底座上时）移动到该开放位置。在 所展示的安排中，该加湿器107包括致动器安排3154,该致动器安排3154包括例如致动器 杆3156的致动器主体，该致动器主体将该阀体组件3134选择性地移动到该开放位置。该 致动器杆3156优选地由该加湿器107的控制系统（例如，该电子主控制器125)操作以在 该加湿器107的正常操作期间将该阀体组件3134移动到该开放位置中。如果该主阀3112 失灵或感测到不令人希望的高水位，那么该加湿器107可以移动该致动器杆3156以允许该 阀体组件3134被移动到该闭合位置以闭合该次级阀3114。优选地，当该次级阀3114是在 该闭合位置中时，没有水被允许通过该复式阀门安排3110进入该加湿腔室3102。在一些配 置中，该致动器杆3156的一部分被定位在该加湿腔室3102外部，并且一部分在该致动器杆 3156的至少一些位置中突出到该加湿腔室3102中。该加湿腔室主体3104可以包括或承 载柔性隔膜或密封元件3158,该致动器杆3156通过该柔性隔膜或密封元件3158作用于该 阀体组件3134上。该密封元件3158伸展以适应该致动器杆3156朝该阀体组件3134的移 动。因此，在该安排中，该致动器杆3156并未物理地进入该加湿腔室3102的内部空间，因 为该密封元件3158维持该加湿腔室3102的内部空间与该致动器杆3156之间的障壁。虽 然被展示在水平取向上，但是该致动器杆3156可以被提供在其他取向上，例如（例如）垂 直取向。在该安排中，该致动器杆3156可以朝其上的阀体组件3134延伸。
[0266] 优选地，该加湿器107包括感测该加湿腔室3102内的水位的水位感测安排3160。 该加湿器107可以使用由该水位感测安排3160提供的水位信息以控制该致动器安排3154 的操作，具体是该致动器杆3156的操作。在一些配置中，该水位感测安排3160包括传感器 3162,该传感器3162可以是光学传感器。该传感器3162可以被配置成检测该水位是否高于 或可替代地为或低于所希望的水位。当该实际水位高于该所希望的水位时，该传感器3162 可以将适合的信号（包括信号的缺失）提供到该加湿器107的控制系统，这可以移动该致 动器杆3156 (或其他致动器安排3154)以允许该阀体组件3134移动到该闭合位置。如果 该实际水位为或低于该所希望的水位时，那么该传感器3162可以将适合的信号（包括信号 的缺失）提供到该加湿器107的控制系统，这可以移动该致动器杆3156 (或其他致动器安 排3154)以将该阀体组件3134移动到该开放位置。在一些配置中，只有当该加湿器107配 备有电力或被接通时、该传感器3162正常运行并且该水位为或低于该所希望的水位时，该 加湿器107的控制系统才将该阀体组件3134移动到该开放位置。适合的光学传感器可以 包括例如LED或LDR传感器，或可以检测该加湿腔室3102内的水的存在或缺失的其他传感 器类型。可替代地，该传感器3162可以是或包括具有数字图像处理的照相机，该照相机可 以被结合在该加湿器107的控制系统中，被配置成检测该水位或确定具体水位的水的存在 或缺失。
[0267] 如所描述，该入水口 3108结合包括该第一阀座3132和该第二阀座3138的复式阀 门安排3110。所展示的阀门致动机构包括该推杆3124,该推杆3124位于同轴外部圆柱形次 级推管3146内。该推杆3124和次级推管3146能够自由并且彼此独立移动。该推杆3124 面向该入水口 3108的末端变细到钝点，从而形成该阀体3130。该推杆3124的阀体3130和 该次级推管3146的阀体元件3136被阀门密封元件3164覆盖，该阀门密封元件3164可以 是柔性密封隔膜。优选地，该阀门密封元件3164被配置成紧密地配合在该次级推管3146 的边缘上方，因此以浮动连接将该次级推管3146耦合到该推杆3124。因此，优选地，当相应 阀门处于闭合位置中时，该阀门密封元件3164使该第一阀座3132和该第二阀座3138直接 接触。此外，当该次级阀系统3114闭合时，该阀门密封元件3164可以防止水通过该入水口 3108进入该加湿腔室3102,而无关于该主阀系统3112的位置。该阀门密封元件3164可以 由柔顺但是强度大的材料（例如，医用级硅酮橡胶材料）制成。
[0268] 该加湿腔室3102进一步装配有入口端口 3170和出口端口 3172。在加湿的过程中， 该加湿腔室3102的热量传递底座3106被提供来自该加湿器107的热量，从而引起蒸气从 该液体水的表面上升，并且与通过该加湿腔室3102的气体混合。在利用双层浮子安排的加 湿器设计中，该次级浮子的大小在物理上典型地大于该主浮子并且占据加湿腔室的大量容 积。该次级浮子的大尺寸有利于提供该次级阀的增加闭合力。该所展示的加湿腔室3102中 的次级浮子的消除促进了其他有利特征的提供，这些特征中的至少一些在下文加以描述。
[0269] 在一些配置中，该加湿腔室3102包括气流引导特征和/或表面面积增强特征，例 如可引导或导向该加湿腔室3102内介于该入口端口 3170与该出口端口 3172之间的气体 流动的一部分的一个或多个导壁3180。在所展示的安排中，该加湿腔室3102包括彼此分开 以界定一个或多个流动通道3182的多个导壁3180。这些导壁3180可以包括内部导壁，并 且在一些配置中，该加湿腔室主体3104的外部侧壁可以形成导壁。在所展示的安排中，这 些导壁3180总体上被同心地安排。在一些配置中，这些导壁3180和/或流动通道3182可 以具有变化的高度/深度。在所展示的安排中，相邻流动通道3182具有交替方式的不同深 度；其中浅的通道3182具有深的通道3182的深度的约一半。这些流动通道3182的宽度取 决于所希望的流动特性可以总体上相同或不同。优选地，这些流动通道3182延伸该加湿腔 室3102的内部空间的大部分高度，并且可以但是不一定必须接触该热量传递底座3106或 该加湿腔室3102的另一底面。
[0270] 在所展示的安排中，这些导壁3180和流动通道3182在从该加湿腔室3102的顶部 观察时总体上为U型。该入口端口 3170和该出口端口 3172位于这些U型流动通道3182 的相应末端处。优选地，这些导壁3180和流动通道3182沿着该入口端口 3170与该出口端 口 3172之间的流动路径的相当大部分或实质上整个流动路径延伸。这些所展示的流动通 道3182被配置成提供通过这些通道3182的平行流动。也就是说，进入该加湿腔室3102的 气流被分开在可用流动通道3182中。然而，在其他安排中，这些流动通道3182可以被连续 安排使得通过该加湿腔室3102的气流以连续方式通过多个或所有这些可用流动通道3182 以增加该加湿腔室3102内的保留时间。因此，这些导壁3180可以被配置成界定通过该加 湿腔室3102的弯折流动路径。有利的是，这些导壁3180对于在此描述的微结构中的任一 者的放置提供另外的表面面积以增加可用于使气流通过该加湿腔室3102的水的总表面面 积。此外，该加湿腔室3102的一个或多个壁（例如，内部导壁3180和/或外壁）可以包括 被配置成由该加湿器107的加热器底座加热。该加湿腔室3102可以包括被配置为由不同 于该加湿器107的加热构件加热的壁。该加湿腔室3102可以进一步包括布置在至少在接 近该蒸发器部分的加湿腔室3102的壁上或上方的绝缘件。在一些配置中，这些壁3180可 以被提供成主要或完全用于增加微结构的表面面积并且提供更少或不提供气流的引导。
[0271] 如所展示，该入口端口 3170和该出口端口 3172可以位于该复式阀门安排3110的 相对侧上。这些导壁3180促进所希望的气流通过该入口端口 3170与该出口端口 3172之 间的加湿腔室3102,使得该入口端口 3170和该出口端口 3172可以按照希望相对于整体加 湿腔室3102定位在例如该加湿腔室主体3104的壁处或附近。例如，该入口端口 3170和/ 或该出口端口 3172可以被定位在例如该加湿腔室主体3104的后壁3184处或附近。在所展 示的安排中，该后壁3184总体上是平坦的，这可以促进该光学（或其他）传感器3162的使 用变得实际或变得可能。此外，导壁3180的提供可以使得对于该加湿腔室主体3104使用 除了总体上圆柱形之外的形状变得可能或实际，这可增加该加湿腔室3102内的水的可用 表面面积和/或可以增加该热量传递底座3106的表面面积以更有效地对该加湿腔室3102 内的水进行加热。
[0272] 用于在加湿眸宰中伸用的涡轮机
[0273] 参见图34到37,在导壁3180的替代中或除了导壁3180之外，该加湿腔室3102 还可以包括增加可用于微结构和/或促进该加湿腔室3102内的水的气相和液相的混合的 其他结构。例如，在一些配置中，该次级浮子的消除在该加湿腔室3102内提供用于混合元 件或结构3186的空间，该混合元件或结构3186促进该加湿腔室3102内的水的气相和液相 的混合。在所展示的安排中，该混合元件3186是在该加湿腔室3102内可旋转并且相对于 该加湿腔室3102可旋转的涡轮机。在替代安排中，该涡轮机或其他混合结构3186可以形 成次级浮子的一部分或以其他方式与该次级浮子整合，和/或可以是固定的而不是可移动 的。在其他安排中，如上文描述，可以对该复式阀门安排3110使用任何其他类型或组