一种超声冷暖空调型保健无叶风扇的制作方法

本实用新型涉及到日常生活用品领域，特别涉及到一种超声冷暖空调型保健无叶风扇。

背景技术：

在炎热的夏日，电风扇已经成为人们学习和工作不可或缺的生活用品。小型电扇(如台扇、落地扇和鸿运扇等)作为一种经济性和可以自由移动的家用小电器，以其价格低廉、占地小、使用方便和节能等优点而成为普通居民家庭消暑纳凉的利器。但是，现有的电风扇有以下问题：普通电风扇，主要是扇叶存在安全隐患，不易清洗，同时风力又过猛没有柔和感；无叶电风扇，由于其降温效果不是很好，导致市场占有率较低。

普通电扇主要由电机、叶轮和控制电路及附属电路等组成，如图5所示。电机在电能的驱动下带动叶轮旋转，驱动周围的空气作定向运动，形成风。现有小型电扇存在一些不足，主要表现在：1)转速是由电机线圈接入方法不同来控制，不能实现无级调速，风力变化较为明显；2)使用过程中有比较明显的机械噪音；3)机械运动部件由栅栏围绕，存在安全隐患；4)扇叶上没有防尘装置，容易积灰，影响美观；5)长时间使用后，因皮肤表面出现汗液的蒸发速度过快，导致皮肤表面干燥、降温效果不明显，使用舒适感明显下降。近年来出现的无叶风扇在一定程度上弥补了以上不足，特别是在外观美化、舒适性和安全性都有了较大提高，但仍然没有完全解决以上问题。特别是长时间使用后汗液蒸发速度过快，不能实现无级变速模拟自然风的设计，影响使用者舒适感的问题仍然突出。功能单一，降温效果一般，性价比低，是当前无叶电风扇在市场推广中遇到的重要障碍。进行功能上的开发和提高性价比是无叶电风扇今后发展的方向，也是本发明要解决的首要问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种超声冷暖空调型保健无叶风扇。其目的一为：解决了现有风扇不易清洗、降温效果不好等缺点；目的二为：该风扇可形成富含负氧离子雾珠的气流，有明显的降温、保健和加湿、加香等空气净化功效；目的三为：将PTC加热组件与加湿组件的双电路分别控制，可实现低成本的一机多用。

为解决上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

本实用新型以超声波雾化器原理为基础，用陶瓷换能器将水体雾化，以电机驱动气流裹挟水雾通过微气孔的有序排列形成涡旋风，雾珠接触皮肤表面蒸发时带走大量的热。本实用新型技术方案的构想主要来源于以下两点物理思想。

物理思想1：绝热环境下，水体表面积增加，内能(温度)降低

将大液滴(半径为R)分散成N个小液滴(半径为r)，表面积和表面能dw将增加

dw＝αldx＝αds (3)

α为表面张力系数。

根据能量的转化和守恒，绝热条件下其内能(温度)降低：

dE＝CdT＝-dw＝-αds＜0 (4)

物理思想2：水体在蒸发过程中需吸收大量的热，气体流动对蒸发有促进作用

水的汽化热为2260千焦/千克，水分蒸发吸收大量的热：

dQ_吸＝C_汽化dm＝2260dm＝-dE＝-γCdT (5)

此外，气体的流动更有利于水的蒸发，带走皮肤表面热量，人体感受更为凉爽舒适。

本实用新型通过电机驱动叶轮带动空气作定向流动，形成正压。由伯努利方程和连续性原理(式6)，在截面积突变的情况下，将形成压力差驱使附近空气定向流动。气流将扰乱和驱散管口流体的定向运动形成二次雾化。

本实用新型的技术方案如下：

一种超声冷暖空调型保健无叶风扇，包括微气孔通道、椭圆形微孔架、机壳、导流罩、高速电机、电机支架、PTC加热板、叶片、电路板、水雾导管、陶瓷雾化片、水箱、底座、托架、控制面板和万向连接件，所述无叶风扇在机壳顶部装有托架，托架用万向连接件连接有椭圆形微孔架，机壳中部的一侧装有控制面板，控制面板与电路板相连接，机壳内上部装有导流罩，导流罩内装有电机支架，电机支架上装有高速电机，高速电机的转动轴上装有叶片，导流罩底部装有PTC加热板，机壳的底部装有底座，底座上开有导气孔，底座上装有水箱，水箱外部一侧装有电路板，电路板通过电源线与电源连接，水箱底部装有陶瓷雾化片，陶瓷雾化片上装有水雾导管，水箱顶部装有水箱盖，水雾导管的一端穿出水箱盖，水箱盖的一端装有进水管，进水管伸入到水箱中且另一端与注水口相连通。

所述的电路板上装有电源变换模块、脉冲信号与电路控制模块(由STC89S52RC单片机及外围电路组成)、超声雾化驱动模块、电机驱动模块和PTC加热控制模块，脉冲信号与电路控制模块分别与电源变换模块、超声雾化驱动模块、电机驱动模块及PTC加热控制模块相连接，超声雾化驱动模块与陶瓷雾化片相连接，电机驱动模块与高速电机相连接，PTC加热控制模块与PTC加热板相连接，电源变换模块与电源线相连接。

所述的椭圆形微孔架上开有微孔，且椭圆形微孔架内开有中空通道。

所述的万向连接件中间开有中孔，中孔的两端分别与托架内的微气孔通道和椭圆形微孔架内的中空通道相连通。

所述托架内的微气孔通道与导流罩内的空间相连通。

本实用新型的积极效果为：

1、该风扇的无叶片外观设计，避免手指被扇叶打伤，无叶风扇的设计摒弃传统风扇所带来的机械安全和难于清洗的不足，外观更漂亮、整洁；同时实现低成本的降温，且易于清洗；

2、该电风扇使用了独立控制装置，实现了风向和风力大小的自由调节，不再局限于传统电风扇的风向固定和不能连续可调的问题；

3、该风扇利用了水雾蒸发吸热的物理原理，增强降温效果；在风扇外壳内部的下部设计有一水箱，在水箱内安装有一陶瓷雾化片装置；通电后，陶瓷换能器将水箱中的水在1.7MHz的高频超声波震荡下将水雾化成1～5um直径的雾珠，在外界气流形成的低压环境下经管道补充到气流中，形成富含负氧离子雾珠的气流；若在雾化水箱中添加少量的香水，还可实现对空气进行洁净和清新的功效；

4、该风扇的出风口利用流体力学原理，将无叶风扇的出气微孔设计为按逆时针方向偏向一侧的设计，利用气流运动时偏向产生气流的涡旋效应，通过微排气孔出口的有序侧向排列，实现了气流运动方向的有序性，带动周围的气流形成涡旋风，风通量更大，舒适感更强，提高降温效果；

5、该风扇将PTC加热组件与加湿组件的双电路分别控制，可实现低成本的一机多用，提高机器的利用效率；

6、该风扇采用现有的D/A数字转换和梯形脉冲波信号发生电子技术实现模拟自然风的调控技术，可实现对电机转速的无级或阶梯型速度变化模式的转换，实现风力变换的渐进性和柔和性；

7、该风扇采用万向支架设计，在气流导通支架上设计两个可以自由转动的托架——

底部设计为可在平面内360°旋转，椭圆形微孔架设计为竖直平面内360°旋转，实现在立体空间内的全方位朝向设计；

8、该电风扇加湿的同时兼顾增湿、增香(需添加香料)功能，起到空气净化的效果，一机多用；

9、该风扇适用于不同地区、不同季节的増湿、保健和温度调节的需求。

附图说明

图1、超声冷暖空调型保健无叶风扇剖视结构示意图；

图2、超声冷暖空调型保健无叶风扇整体结构示意图；

图3、超声冷暖空调型保健无叶风扇工作原理图；

图4、电路板结构框图；

图5、现有电扇电路图。

具体实施方式

下面结合附图1-4和实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例一

制冷状态

参见图1-4，通过装在水箱盖12一端的进水管13向水箱14内注水，水箱14的注水量为水箱高度的二分之一，当电源线18接通电源后，电路板9内的电源变换模块20将220v的交流电变成±5V、±12V供控制电路使用，变成24v的直流电源供无叶风扇使用。脉冲信号与电路控制模块22发出指令，使超声雾化驱动模块23控制装在水箱14底部的陶瓷雾化片11工作，陶瓷雾化片11利用1.7MHz高频振荡作用于水体时产生的空化作用，将水体粉碎成1-3μm的微粒，形成富含负氧离子的水雾25并通过水雾导管10将水雾25导入导流罩4内，在水雾25形成的同时，脉冲信号与电路控制模块22同时发出指令，使电机驱动模块24驱动装在电机支架6上的高速电机5带动叶片8转动，将水雾25和从底座15上导气孔16流入的空气形成的高速气流26一并抽入到托架17内开设的微气孔通道1中，并在压力差的作用下，通过万向连接件28上的中孔29进入到椭圆形微孔架2中的中空通道中，最后通过椭圆形微孔架2上的微孔送出舒适的冷风。椭圆形微孔架2上的出风口利用流体力学的原理，即边缘从里向外逐渐增大截面积，实现气流的二次雾化，提高降温效果。无叶风扇的操作可以通过控制面板19进行功能操作，也可以在一定距离内使用遥控装置21进行功能操作。椭圆形微孔架2可以在装在托架17上的万向连接件28上进行任意方向的转动。

实施例二

暖风状态

参见图1-4，当装在机壳3上的电源线18接通电源后，电路板9内的电源变换模块20将220v的交流电变成±5V、±12V供控制电路使用，变成24v的直流电源供无叶风扇使用。脉冲信号与电路控制模块22收到加热信号后，发出指令到PTC加热控制模块27并控制装在导流罩4底部的PTC加热板7工作，同时脉冲信号与电路控制模块22也指令输送到电机驱动模块24，控制装在电机支架6上的高速电机5带动叶片8工作，此时从底座15上的导气孔16进入的冷空气经PTC加热板7加热后，进入导流罩4中，并经过托架17的微气孔通道1、万向连接件28上的中孔29进入椭圆形微孔架2的中空中通道内，最后由椭圆形微孔架2上的微孔送出暖风。无叶风扇的操作可以通过控制面板19进行功能操作，也可以在一定距离内使用遥控装置21进行功能操作。椭圆形微孔架2可以在装在托架17上的万向连接件28上进行任意方向的转动。

实施例三

加香及保健状态

参见附图1-4，再向水箱14中加水时，同时在水中添加少量的香料、香精或保健药液，以下的操作与实施例一相同，在水中添加香料、香精或保健药液的作用是净化空气或对人体起保健作用，以提高人们的生活品质，同时也起到一机多用的效果。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是本实用新型的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。