专利名称：具有均温分布绕组的热风输出加热装置的制作方法
技术领域：
本创作关于一种具有均温分布绕组的热风输出加热工具加热装置，特别 是具有多数绕组以及切换单元，利用切换单元控制绕组接续关系变化，使对 流热传导效率提升的具有均温分布绕组的热风输出加热装置。
背景技术：
热能或热风送出工具，如热风枪、吹风机等，其中热风枪经常使用在 热缩套管、热收縮膜包装、弯曲塑料管或工艺、修缮等工作上，另外尚有提 供为一般家用的吹风机等。请参阅图l、图2，大致基本架构会在机身1管体
10后方装设一风扇马达组12，由该风扇马达组12的运作产生气流吹向前方 而进入机身1管体10，而机身1管体10内部具有通常设有一略呈现十字型的 云母片材质所组成的绝缘架体14，该绝缘架体14上设有卡槽142，包括由铁、 镍、络成分所制成的圈状绕组16则抵靠卡槽142而环设在绝缘架体14上。 此外，在控制部分会有一段数切换开关(图未示)，以控制热能输送的强弱， 在弱段输出时风扇马达组12转速较慢，使出风口的温度低；反之，强段输出 吋风扇马达组12转速快，使出风口温度高。究其原因，是透过段数切换开关 改变跨接于风扇马达组12、绕组16的电压及电流大小(按风扇转速取决于端 电丄k，电压大则转速高，且绕组电流大及出风口温度高及功率高)。
不过，在外部电力相同之下，风扇马达组端跨设端电压、流经绕组的电 流以及绕组阻值是息息相关，因此，在供给电压、电流条件不变的情况下， 改变绕组的阻值即可改变其流经电流值而可进行切换强、弱段功率输出。当 然跨于马达两端的分压也将会，提高而事实上控制在强段输出时，是由切换
开关控制绕组为相对阻值(阻抗)小，使流经绕组电流大、马达的端电压高； 反之，控制在弱段输出时，让绕组相对阻值大，流经的电流小，由此控制因 紊可以控制其功率输出以及出风口温度。
由前述电气原理可知由段数切换开关改变绕组的阻值及控制流经绕组的 电流，即产生输出功率高低的电子特性，然而输出功率和出风口温度呈现相 对关系，在热风枪或吹风机的机身管体架构环境下，流经绕组的电流将使绕 组发热，发热将使绕组以及管体温度升高，在风扇马达运转产生的气流会吹 向管体使绕组的热能透过对流的热交换送至出风口。假设所有的条件均相同 (风扇产生的气流、风压、流经绕组的电流、绕组的阻值和材料条件等)，只 要热交换率相同就会有相同的功率输出及相应的出风口温度。所以在相同的 环境条件，只要达到提升热交换率，自然能够获得较佳的功率、出风口温度 的表现。
请参阅图3，传统的绕组是以单条形式绕设于云母片材质的架体上，其等 效电路如图4所示，其中Rll为该绕组、Rm为马达M的限流绕组，输入电流 n经切换开关s和其连接，并形成强、弱段切换。在强段时，电流[R1通过
绕组Rll产生^二/;mZx7^的功率输出，产生的功率El透过发热绕组表面 热能发散；当弱段时，电流II经二极管Dl半波整流，使经Rll电流仅为二 分之一，而马达端电压也降低，因此输出功率和马达转速也减半。上述方式 虽可行，但因二极管半波整流会产生电子干扰，无法通过FCC和EMI的规范， l与者，该二极管位于高温下恒时运作，损害机率高、耐用度不佳。此外，此 类单一绕组型态的出风口温度因为绕组与空气所接触的表面积不理想，出风 口温度也不如预期。
请参阅图5、图6所示，为另一习用绕组的绕设方式，其绕组分为两组
R21、 R22、及马达M的限流绕组Rm，输入电流II经切换开关和R21 、 R22连
接供电。在强段时，电流IR21经过R21产生E二/^2x/^的功率，即只有 R21的绕组产生功率并且发热，只有R21阻值小，通过的电流IR21大，因而 功率输出高，集中发热将使R21的绕组表面温度过高，但是相对的R21的表 面积A为u/ XL，其与前述公知技术相同属于表面积不足以负担散发热能的功 效；因此，在此项公知技术中绕组温度表面温度虽然高，但对流散热效率相 对低，以致绕组因持续高温又无法有效在该空间中对流散热，故除/出风口 温度并不理想之外，绕组材质包含铁、镍、铬所组成，遭高温快速氧化很快 就损毁。在弱段时，因绕组R21+R22因切换开关而为串联型态(R21、 Rm与 K22将同时提供功率输出)，通过该串联绕组的电流小、作功和输出功率则小， 所以绕组所产生的温度降低，不过反倒是绕组的散热面积A增加，所以输出 在出风口的温度与在强段相去不远。故在此公知技术其缺点为绕组极易损坏、 耐用度低，出风口的温度强、弱端差异不明显。
发明内容
本创作的目的在于在相同的机构环境条件下，以电子控制方式加t排列 在绝缘架体上的绕组，在同样的空间条件和电气环境下，以增加散热面积达 成对流热传率的提升效果。
本创作的次一目的在于提供选择式的连结点不同的复数绕组，该复数绕 组将因电子切换控制而达成串联、并联的接续关系，在串、并联的变化之下， 即可提供绕组不同的表面温度，加上对流热传率的提升进而减小绕组表面的 温度和出风口的温度的温降梯度。
本创作的又一目的在于对流热传率提升时绕组上的热能避免于累积在本 体上，除节省电能的耗费外，相对的对于绕组本身的寿命、整体机架不会积 热，提升使用上的安全，也在电气安规标准上符合FCC、 EMI的要求。
本创作具有均温分布绕组的热风输出加热装置，包括有一为包覆状、且 具有前后开口的管状结构体，在该管状结构体处依序装设有发热单元、风扇 马达组，该发热单元为至少三绕组的型态依序环绕设于绝缘架体上，并有一 切换单元控制该三绕组的电气连接方式。在切换单元切换为第一型态时，其 中二绕组将为并联形式使该阻抗因并联变小、流经电流大输出功率高，故绕 组表面温度提高，以该三绕组将增加表面面积散热，再搭以风扇马达组吹袭， 绕组表面温度与出风口温降梯度变小，出风口温度控制于强段的高温输出； 切换为第二型态时，三绕组为串联形式使该阻抗因串联变大、流经电流小输 出功率低，故绕组表面温度较低，但是三绕组仍各自持续产生热能，绕组表 面温度与出风口温降梯度小，出风口温度控制于弱段的低温输出。
以该切换方式使三绕组无论在强段或是弱段均有功率输出，阻值的变化 在于控制该流经的电流对其作功的输出功率大小，所以本创作的三绕组恒时 均被完全利用，而提升散热面积自然使对流热传率更加优异，以及良好的对 流热传率，可以在相同功率和绕组表面温度，提升出风口的温度，或定义出 风口温度于预定温度，可以再降低绕组的发热温度，达到节能省电，但具高 效率的热风、热能送出效果。
以下将配合图式说明本创作的实施例，下述所列举的实施例是用以阐 明本创作，并非用以限定本创作的范围，任何熟悉此技术者，当可做些许 更动与修改，因此本创作的保护范围当视本创作的权利要求所界定者为准。
图1为公知热风输出装置结构图； 图2为公知热风输出装置工作图； 图3为公知其中一种绕组缠绕方式；
图4为图3的等效电路图5为公知另一种绕组缠绕方式；
图6为图5的等效电路图7为本创作的复数绕组缠绕方式；
图8为图7的等效电路图9为本创作透视结构以及气流路径示意图。
主要组件符号说明
10机身管体12风扇马达组
14绝缘架体142卡槽
16绕组20管状结构体
22风扇马达组24绝缘架体
26出风口28进气口
30切换单元风扇马达
R,、 &、 R:i 绕组具体实施方式
本创作利用电流通过绕组对其做功，并于绕组上产生热量，风扇旋出气 流在绕组表面流动产生热能传递，即所谓对流传导，其对流热传率为 g二/zAAT， q为对流热传率、h为对流热传系数、A为面积、AT为两物体温
度差(在此指绕组表面温度和气流温度，气流温度视为室温)。
请参阅屈7所示，为本创作的内部结构图。其中，主要包括有三绕组R1、 R2、 R3以及风扇马达Rm依序分别环绕设于绝缘架体24上，彼此间利用一切
换单元30控制得以电气连接。先参阅图9，该绕组R1、 R2、 R3以及绝缘架体 24是设置在一为包覆状、且具有前端开口的管状结构体20内，风扇马达组 22受切换单元30控制由后方进气口 28进气，吹向前方的在管状结构体20中 的绕组R1、 R2、 R3，最后由前方的出风口 26出气，此结构以及工作内容近似 吹风机以及工业级热风枪，故本创作将以权利要求的界定为准。
请参阅图8，为本创作的等效电路图。前面提到，本创作主要包括有三绕 组Rl 、 R2、 R3以及风扇马达Rm，电流将经由切换单元30选择和三绕组Rl 、 R2、 R3之间产生串、并联的变化连接而产生功率输出。本创作将以强、弱段 据以说明，不过熟知该项技术领域者当知以两段以上的多段设计也能达成散 热面积扩增的优点，文中并且在各绕组文字说明后方加注一拟阻值作为计算 依据。当切换单元30切入第一型态、也就是欲使出风口26温度高的强段时， 绕组R2 (19Q)、绕组R3 (19Q)为并联状态，电流将经过绕组Rl U9Q)
和并联后的绕组R2 (19Q)、绕组R3 (19Q)的阻抗(TT+一F7 )产生功率输 出，也就是R2、 R3并联后的阻值为9.5Q，产生的功率较高，与公知技术相 比在此相同条件、环境和功率输出条件下，绕组的表面温度和空气的温差AT 是相同的，不过绕组的表面积A二 ( vxLRl) + ( wxLR2)十(￥xLR3)却因大 幅增加，因此对流热传率《z^AAT将变的相当优异，在对流热传效率提升之 下，出风口的温度也将与绕组的表面的温度相距不远。也就是说，其降温梯 度小，在强段时出风口的设定温度若为摄氏500度时，其绕组表面温度将会 稍高于此一数值。
切换单元切入第二型态，也就是欲使出风口温度较低的弱段时，绕组R1、 R2、 R3将成为串联型态(19Q+19Q+19Q),经过绕组的电流将会变小，功 率输出也不似第一型态强段，此时绕组表面温度较低，不过却因绕组表面积 仍维持A二 (vxLRl) + (u/xLR2) + ( vxLR3)，致使对流热传率《二 ^A"1'仍
将相当优异，温度差AT为功率降低的自然表现。若此时弱段的绕组表面温度 为摄氏300度时，则出风口的温度将会接近此一数值。
因此，本创作不论强段、弱段，变化的仅在于其中二绕组的并联或串联， 使其阻值变化形成强、弱段不同输出功率，不过可贵的是却因为此二绕组的
串、并联变化将对流热传率提升，增加绕组面积且使各绕组恒时均有完全的 利用率，进而配合风扇马达组12，在弱段输出时风扇转速较慢，使出风口的 温度低；反之，强段输出时风扇转速快，使出风口温度高。
除了具有强、弱段明显的区别外，本创作能达到节省电能，及提供良好 的对流热传率将热能送到出风口，使在相同功率和绕组表面温度，提升出风 U的温度，或定义出风口于预定温度，可以降低绕组发热温度，也能使机壳 不会积热，提升使用安全，当然，内部电子组件也可免虞超过临界温度而致 毁损。
权利要求1.一种具有均温分布绕组的热风输出加热装置，包括有一为包覆状、且具有前端开口的结构体，该结构体内装设有发热单元、绝缘架体以及风扇马达组，其特征在于该发热单元为至少三绕组依序环绕设于绝缘架体上，并有一切换单元控制该三绕组的连接，其中至少二绕组可由该切换单元切换电气连接型态，改变其绕组接续阻值以输出具有温度差的热风。
2. 如权利要求1所述的具有均温分布绕组的热风输出加热装置，其特征在 于该结构体为-一管状结构体。
3. 如权利要求1所述的具有均温分布绕组的热风输出加热装置，其特征在于在切换单元切换为第一型态时，其中二绕组将为并联形式，阻抗因并联变小、输出功率高，绕组表面温度提高，以该三绕组将增加表面积 散热，以风扇马达组吹袭，绕组表面温度与出风口温降梯度变小，出风口温度高。1 如权利要求1所述的具有均温分布绕组的热风输出加热装置，其特征在于在切换为第二型态时，该三绕组为串联形式使该阻抗因串联变大、 输出功率低，绕组表面温度低，三绕组仍各自持续产生热能，绕组表面 温度与出风口温降梯度小，出风口温度低。 5.如权利要求1所述的具有均温分布绕组的热风输出加热装置，其特征在 于该风扇马达组运转的速度受控于马达的限流绕组两端的端电压。
专利摘要本创作提出一种具有均温分布绕组的热风输出加热工具，该绕组能够利用切换单元产生接续关系变化而使加热工具有不同的功率输出，进而产生多段式变化的热风输出，并且在该有限加热工具的环境结构条件之下提升对流传导效率，本创作以串、并联连接关系变化控制电流通过绕组时对其作功，且于绕组表面产生热量，由于提供使用绕组的面积增加，热量也将分布在各绕组并透过该表面发散，故以增加对流散热面积使整体热输出效率显著提升。
文档编号F24H9/18GK201000198SQ20062013727
公开日2008年1月2日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者郑宗益 申请人:郑宗益