一种可循环制冷的水冷风扇的制作方法

1.本发明涉及一种空气温度调节装置，具体说是一种冷能利用率高、功耗少的可循环制冷的水冷风扇。


背景技术：

2.空调是目前十分常用的室内温度调节设备，其利用冷媒的气液态及温度变化，实现室内空间温度的调节。特别是在炎热的夏天，其室内制冷功能受广大消费者的青睐。但是，在具有室内制冷的技术优势前提下，空调自身的技术缺点也十分明显。其一，空调工作时需要利用大功率的压缩机，所以空调设备在使用时的功耗十分巨大，其使用时的用电量也较大。其二，空调的室内制冷针对的是整个室内空间，当室内温度高于设定值，空调就会不断进行制冷，直到整个室内空间的温度一致。然而，一般使用者在室内的活动范围比较有限，不可能需要整个室内空间都降温，所以空调在使用时实际上会浪费大量的冷能，导致功耗的浪费。
3.为了改善空调功耗高、冷能浪费大的问题，市场上出现了水冷风扇。中国专利文献cn209295324u公开了一种微型水冷风扇，其利用水帘纸组件安装于水槽上方并吸收水槽内的水，风扇组件设置于水帘纸组件后方，并将水帘纸上的水向外吹出，以实现室内局部空间的降温。然而，水自身具有重力，在被水帘纸组件吸收后具有下沉的趋势，因而水帘纸组件在吸收水时不可能做到整个都均匀浸润，导致室内空气通过水帘纸组件时不能实现均匀降温，大幅影响了水冷风扇的冷却效果。所以，传统的水冷风扇结构仍然有待于进一步改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冷能利用率高、冷却均匀性好的可循环制冷的水冷风扇。
5.本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种隔热性能好、可节省大量能冷的可循环制冷的水冷风扇。
6.本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种可自动闭合，并实现水冷风扇电源自动通断的可循环制冷的水冷风扇。
7.本发明的目的是这样实现的：一种可循环制冷的水冷风扇，主要包括外壳、储水盒、冷却风扇和冷却芯。其中储水盒可分离的设置于外壳的底部，冷却风扇和冷却芯固定于外壳内，且其两者之间位置相互对应。外壳上开设了与冷却芯位置相对应的出风口，以及与冷却风扇位置相对应的进风口，冷却芯和冷却风扇位于外壳内，并固定在位于外壳中的内壳上，外壳上开有回风口，内壳与外壳之间具有回风通道，回风通道与冷却风扇进风的一侧连通，从而把内壳和外壳之间的空气抽进冷却风扇内。冷却芯和储水盒设置于外壳内并自上而下排列，储水盒内设置了水泵，水泵供水口以管路的连接一直连通至冷却芯上方，冷却芯的下方则具有回水板，回水板上开有回水孔，回水孔与储水盒连通。
8.通过对上面可循环制冷的水冷风扇做出进一步细化，内壳设有位于出风口一侧处
的竖向挡流板，竖向挡流板与外壳内壁连接，以防止出风口吹出的冷风进入回风通道。
9.通过对上面可循环制冷的水冷风扇做出进一步细化，内壳上固定有回风架，回风架位于冷却风扇和进风口之间处，其可对回风通道和冷却风扇起连通作用，并且回风架上设有可防止气流往上散溢的横向挡流板，除了确保回风通道的气流能顺利进入冷却风扇外，还可以防止壳体上方的空气进入冷却风扇。
10.对可循环制冷的水冷风扇结构进行优化，储水盒内分为冷水腔和常温水腔，冷水腔和常温水腔通过隔热壁隔开，冷水腔与水冷风扇的水冷组件连通，隔热壁上设有连接壁，连接壁下部设有补水孔，该补水孔连通冷水腔和常温水腔。
11.对可循环制冷的水冷风扇结构进行优化，外壳上活动设置了门体，该门体与冷却芯位置相对应，以确保冷却芯能从门体中取出。门体活动的一端与外壳的连接的部位处设置了磁性吸合组件，通过磁性吸合作用使门体活动端靠近外壳时能自动闭合，并赋予门体一定的紧闭力。而外壳内设有电源通断开关，电源通断开关与磁性吸合组件位置相互对应，且其与水冷风扇电路控制器电连接。
12.通过对上面可循环制冷的水冷风扇做出进一步细化，磁性吸合组件主要由安装座、固定座、导磁片和磁铁组成，其中安装座一体成型于门体上，固定座则于外壳内固定设置，导磁片和磁铁分别设置于安装座和固定座内，且导磁片和磁铁的位置相互对应。
13.对可循环制冷的水冷风扇结构进行优化，管路上设置了制冷组件，以降低冷却芯工作时的水温，该制冷组件包括制冷盒、半导体制冷片以及散热片，其中半导体制冷片位于制冷盒内，散热片则固定设置在半导体制冷片上方，制冷盒两端分别设有出水口和进水口，进水口与水泵管路连通。
14.通过对上面可循环制冷的水冷风扇做出进一步细化，出水口下方设有分水盘，分水盘内开有均匀分布的出水孔，出水孔位于冷却芯的上方，分水盘底部具有导水台，导水台与出水孔连通，从而把出水口流出的冷水自上而下均匀的渗透至冷却芯内。
15.通过对上面可循环制冷的水冷风扇做出进一步细化，半导体制冷片呈高低交错排列的翅片状，制冷盒内设有呈之字形分布的连接槽，连接槽可用于固定半导体制冷片，且其底部设有通水槽，通水槽可供流经制冷盒的水流通过，从而增大半导体制冷片与水流之间的接触面积。
16.本发明可循环制冷的水冷风扇有益效果在于：
17.1、本发明采用了水泵供水，从冷却芯的上方输出并经冷却芯下方的回水孔回收的循环结构。该结构可真正杜绝传统的下方吸附式冷却芯因水的重力作用导致其不能充分浸润的现象，从而大幅提升冷却芯对通过的热风冷却的均匀性，确保了水冷风扇的整体冷却效果。
18.2、本发明采用了内壳和外壳的组合结构，并在内壳与外壳之间设置了回风通道。首先，由于空气的热传导率较低，水冷风扇在工作时因热交换作用而散失的冷能传播速度也较慢，所以经外壳散失至外界的冷能量也较低，有效提升了冷能的利用率。其次，冷却风扇在工作时其进风的一侧处会产生负压，把散失至外壳和内壳之间的冷能经回风通道重新输入至冷却芯内，从而实现散失冷能的有效回收，大大减少水冷风扇工作时冷能的损耗。
19.3、本发明的管路上具有制冷组件，利用制冷组件对水流进行局部制冷，除了无需对整个储水盒制冷而增加额外的冷能外，还能减少水流在管路内的冷能因管路与外界热交
换而散失，改善了制冷组件冷能的利用率，并可有效降低制冷组件的功耗。
20.4、本发明的半导体制冷片呈高低交错排列的翅片状，而制冷盒内设有呈之字形分布的连接槽。该结构可增加水流与制冷片之间的接触面积，除了使其降温更加迅速外，还使制冷片的整个制冷效果更加均匀，进一步改善冷却芯对热风冷却的均匀性。
21.5、本发明采用了电源通断开关与磁性吸合组件的组合结构，实现了门体开闭直接控制水冷风扇的电源通断。首先，磁性吸合组件可令门体在关闭后持续保持着磁性力的作用，使门体始终处于闭合状态，避免门体在经过多次打开后因连接部件松动导致其出现脱落的情况，有效提升了门体使用的稳定性及可靠性。其次，电源通断开关通过磁性吸合组件实现水冷风扇电源的通断，其可保障门体在打开状态下水冷风扇不会工作，确保冷却芯能顺利取出。
附图说明
22.图1为本发明最佳实施例的结构示意图；
23.图2为本发明水泵、冷却芯、回水板和制冷组件的连接示意图；
24.图3为本发明水泵、冷却芯、回水板和制冷组件的另一连接示意图；
25.图4为本发明制冷组件和分水盘的连接分解示意图；
26.图5为本发明半导体制冷片和制冷盒连接的剖面示意图；
27.图6为本发明水泵管路和泄压口的结构示意图；
28.图7为本发明回风通道的结构分解图；
29.图8为本发明回风通道的工作原理示意图；
30.图9为本发明储水盒的结构示意图；
31.图10为本发明储水盒的另一结构示意图；
32.图11为本发明储水盒的剖面示意图；
33.图12为本发明门体安装的结构分解图；
34.图13为本发明磁性吸合组件的结构示意图。
35.图中标示如下：外壳1、门体101、连接扣102、电源通断开关103、安装座104、固定座105、导磁片106、磁铁107、压杆108、容置座109、卡扣110、香薰片111、储水盒2、冷水腔21、常温水腔22、连接壁23、补水孔24、壁体25、隔热腔26、导向条27、回流台28、散热风扇31、连接支架32、冷却芯301、水泵302、回水板303、回水孔304、出水口305、进水口306、制冷盒307、半导体制冷片308、散热片309、分水盘310、出水孔311、导水台312、连接槽313、通水槽314、挡水块315、泄压口316、挡水片317、密封圈318、分水台319、内壳4、冷却风扇401、出风口402、进风口403、回风口404、回风通道405、竖向挡流板406、回风架407、横向挡流板408。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。申请人在此强调，下述实施例是能实现本实用的新型技术方案、获得对应技术效果、解决相应技术问题的其中一个例子，并不代表该技术方案的保护范围仅包括下述实施例。
37.根据图1至图13所示，本发明的可循环制冷的水冷风扇主要包括外壳1、储水盒2、
冷却风扇401和冷却芯301。其中储水盒2可分离的设置于外壳1的底部，冷却风扇401和冷却芯301固定于外壳1内，且其两者之间位置相互对应。
38.本发明的冷却芯301和储水盒2均位于外壳1内，两者自上而下排列设置，储水盒2内还设置了水泵302。储水盒2可从外壳1内抽离，实现使用者对其进行加水、清洗等操作。水泵302的出水口305上连接有管路，并通过管路的引导把储水盒2内的水从冷却芯301的上方输出。而冷却芯301的下方则固定有回水板303，其用于收集冷区芯因浸润充分而不能吸收的水。回水板303上开设有回水孔304，而回水孔304则与储水盒2连通。通过水泵302的输送、管路的引导，从而把储水盒2的水引至冷却芯301上方，防止冷却芯301在吸收过程中因水的重力作用而不能完全浸润。
39.为了进一步实现储水盒2中水的冷却，提升水冷风扇对室内热空气的冷却效果，水泵302的管路上还设置了制冷组件。由于水冷风扇自身具有水的降温效果，因而制冷组件制冷量的要求并不高，但如何在功耗低、制冷量小的情况下使冷却芯301工作时水温能有效下降，则是制冷组件设置的关键。本发明的制冷组件主要由制冷盒307、半导体制冷片308以及散热片309组成，半导体制冷片308固定于制冷盒307内，制冷盒307两端分别设有出水口305和进水口306，进水口306与水泵302管路连通。通过水泵302管路的输送，水流从进水口306进入制冷盒307，并与半导体制冷片308进行热交换，再经出水口305输出。散热片309则固定设置在半导体制冷片308的上方，其用于降低半导体制冷片308中冷端和热端之间的温度差，以确保半导体制冷片308正常工作。事实上，为了避免水流从出水口305输出时因流速过快而产生喷溅现象，在出水口305的下部设置了分水台319，分水台319与出水口305采用一体成型的方式加工。
40.由于制冷组件工作时，制冷量不能太大，否则制热量也会随之增大，所以本发明的制冷盒307内的水流和半导体制冷片308的接触面积越大，接触时间越长，其冷能的使用效率也就越高。本发明的半导体制冷片308采用高低交错排列的翅片状结构，而制冷盒307内则设置了连接槽313，连接槽313与制冷盒307为一体加工成型，其用于固定半导体制冷片308，除了改善半导体制冷片308在制冷盒307内的结构稳定性外，还可以确保水流与半导体制冷片308的顺利热交换。连接槽313呈之字形分布排列，从而使制冷盒307内构成蛇形水道，增大了水流和半导体制冷片308之间的接触面积。连接槽313的底部设有通水槽314，通水槽314呈向下凹陷状，其可供流经制冷盒307的水流通过。此外，制冷盒307与半导体制冷片308的接触部还设置了密封圈318，以保障水流不产生外溢的情况。
41.本发明中，制冷盒307的出水口305下方固定了分水盘310，分水盘310内开有若干出水孔311，出水孔311位于冷却芯301的上方，并且在分水盘310内均匀分布。分水盘310的设置是为了使水流从制冷盒307出来后能均匀分布并滴落至冷却芯301的上表面，以实现冷水在重力作用下于冷却芯301内部不断向下渗透、浸润。为了进一步改善分水盘310中水流输出的均匀性，在分水盘310底部可固定设置导水台312，导水台312与分水盘310为一体加工成型，且其与出水孔311连通。在水的表面张力作用下，水流经出水孔311流出时，水滴会粘结在分水台319上。当分水盘310的水量达到重力上限时，水滴会克服表面张力作用离开分水台319并滴落至冷却芯301上。该结构可进一步确保水滴在冷却芯301上表面的均匀滴落，保障水流在冷却芯301内的均匀分布，改善其对通过的热风冷却的均匀性及稳定性。由于水流从分水盘310中滴落至冷却芯301上，为了避免冷水溅出冷却芯301外，冷却芯301上
固定设置了挡水块315，挡水块315与冷却芯301以一体成型的方式加工，其与分水盘310位置相对应。
42.另外，由于本发明的水流动力是水泵302，为避免水泵302功率过大而使水流速度过快，制冷组件的制冷效果下降，在水泵302管路上开设有位于储水盒2内的泄压口316，该泄压口316横向设置。而在储水盒2内固定设置了挡水片317，该挡水片317与泄压口316位置相对应，并且与泄压口316之间具有小段距离，该结构避免了泄压口316水流速度过快而产生噪声，改善了水冷风扇工作时的静音效果。
43.本发明的外壳1中还设置了内壳4，冷却芯301和冷却风扇401固定连接于内壳4上，而内壳4则与外壳1固定在一起。外壳1上开设了出风口402和进风口403，出风口402和进风口403分别与冷却芯301和冷却风扇401位置相对应。水冷风扇工作时，由冷却风扇401把外界热空气抽入冷却芯301内，热空气在冷水浸润的冷却芯301通过时产生热交换并降温，再经出风口402输出至外界。由于冷却芯301在冷水浸润下整体温度较低，所以其与外界会产生热交换，使冷能产生散失的现象。本发明中，外壳1与内壳4之间为分离式设置，两者之间的空隙构成了回风通道405，以储存从冷却芯301上散失至内壳4表面上的冷能。由于空气本身热传导率较低，从而防止冷能经热传导进一步散失至外壳1表面。而在外壳1上开设了回风口404，回风通道405分别与冷却风扇401进风的一侧及回风口404连通。当冷却风扇401工作时，其外侧处会产生负压，回风口404外的空气会由于负压的影响经回风通道405向冷却风扇401处流动，并把内壳4表面上散失的冷能一起经回风通道405往冷却风扇401处流动，实现了散失冷能的回收。事实上，为使散失冷能的回收更加彻底，回风口404可设置在外壳1上与冷却风扇401相对应的一侧处，以实现回风通道405可以囊括整个内壳4的侧面。
44.本发明中，由于内壳4固定在外壳1内，所以当回风通道405内产生气流时，出风口402处被降温的气流也会被其牵引，导致出风口402的出风量下降。为了杜绝这种情况，内壳4上设置了竖向挡流板406，该挡流板位于出风口402的一侧处，且其与外壳1内壁连接在一起。另外，内壳4上还设置了回风架407，回风架407位于冷却风扇401与进风口403之间，并可连通回风通道405和冷却风扇401。回风架407的设置可在进风口403和冷却风扇401之间形成间隙，以实现冷却风扇401在工作时其外侧形成负压空间，该负压空间与回风通道405的连通使回风口404外的空气不断承受负压拉力而经回风通道405流向冷却风扇401，从而把散失在内壳4表面上的冷能也带进冷却风扇401内。
45.为了使回风通道405形成一进一出的单向流动气道，回风架407上固定有横向挡流板408。通过横向挡流板408的阻隔效果，防止壳体上方的空气进入冷却风扇401，确保回风通道405的气流不受影响，以实现冷能的有效回收。而竖向挡流板406和横向挡流板408与内壳4均采用一体成型的方式加工，除了提升竖向挡流板406和横向挡流板408与内壳4连接的稳定性外，还能改善两者与回风通道405之间的密封性能。
46.本发明的储水盒2内分为冷水腔21和常温水腔22，冷水腔21和常温水腔22通过隔热壁进行划分和阻隔。储水盒2外壁上设置有导向条27，该导向条27与外壳1内壁相配连接，导向条27的设置可方便操作人员在储水盒2内加水后能顺利插接在外壳1底部，并避免冷水腔21和常温水腔22位置的混淆。冷水腔21与水冷风扇的水冷组件连通，其用于水冷风扇正常工作的直接供水，且水冷风扇的回流水也是直接进入冷水腔21内。冷水腔21内可以放入冰袋、冰块等制冷物，也可以通过制冷部件对冷水腔21内的水进行制冷。隔热壁上设置有连
接壁23，而连接壁23下部则具有补水孔24。补水孔24连通冷水腔21和常温水腔22，其用于当冷水腔21的水量下降时，从常温水腔22中引入常温水至冷水腔21内，并保持冷水腔21和常温水腔22的液面平衡。事实上，由于冷水腔21中的水不断进入水冷组件内，因此冷水腔21内的液面在水冷风扇工作时会始终低于常温水腔22，避免了冷水腔21内的冷水进入常温水腔22内导致冷能的外流。
47.为了进一步实现冷能的集中利用，减少冷能在水冷风扇工作过程中因与外界热交换而使其大量散失，冷水腔21的体积设置为小于常温水腔22体积。而隔热壁的结构主要由壁体25和隔热腔26组成，隔热腔26设置于壁体25内，并与外界空气连通。该结构是利用空气热传导率远低于水的原理，实现冷水腔21内的冷能与常温水腔22有效隔离。同时，由于采用了中空隔热结构，隔热壁与储水盒2可一体成型的方式加工，增强了冷水腔21和常温水腔22之间的密封隔离效果，以进一步减少冷水腔21内冷能的损失。另外，冷水腔21的侧部还设有回流台28，回流台28的设置可避免水冷风扇内的水回流时产生滴落的声音，改善了水冷风扇工作时的静音效果。
48.本发明的外壳1上还设置了门体101，门体101活动设置于外壳1上，并位于与冷却芯301相对应的位置上，便于使用者可从外壳1中经打开的门体101取出冷却芯301。门体101具有连接端和活动端，连接端以连接扣102与外壳1连接，活动端与门体101相对的位置上装设了磁性吸合组件，利用磁性吸合作用，门体101活动端在靠近外壳1时能通过磁力而自动闭合。外壳1内设置了电源通断开关103，该电源通断开关103与磁性吸合组件的位置相对应，且其与水冷风扇电路控制器电连接，以实现门体101通过磁性吸合组件的活动来控制水冷风扇的电路通断。为了实现上述控制功能，可把电源通断开关103串联于外界电源与水冷风扇电路控制器的电路上。
49.本发明中，磁性吸合组件主要由安装座104、固定座105、导磁片106和磁铁107组成。安装座104设于门体101上，其与门体101以一体成型的方式加工，以改善安装座104位置的稳定性；固定座105位于外壳1内，其与外壳1固定在一起，并与安装座104位置相对应。实际上，固定座105可设置于内壳4上，以实现其在外壳1中的完全内藏。导磁片106固定于安装座104内，而磁铁107则固定于固定座105内，且导磁片106和磁铁107的位置相互对应，从而实现了门体101在关闭时导磁片106和磁铁107能顺利吸合。电源通断开关103可以固定在固定座105上，在安装座104上可以设置压杆108，该压杆108可顶压在电源通断开关103上，并随着门体101的关闭或打开而触发电源通断开关103的通断动作。
50.本发明中，外壳1内设置了制冷组件、散热片309和散热风扇31，制冷组件、散热片309和散热风扇31依次序固定连接，并且散热风扇31位于与制冷组件相对应的位置上，以使制冷组件工作时发热端产生的热量能通过散热片309和散热风扇31被带走。根据制冷组件和散热片309不同的连接面积，厂家可选择把两者连接在外壳1或内壳4上。同理，根据散热风扇31不同的连接面积，厂家可选择把散热风扇31直接连接在外壳1上，或者是通过连接支架32固定在外壳1上。另外，外壳1上设置了容置座109，容置座109通过卡扣110与外壳1活动连接，且容置座109位于与散热片309相互对应的的位置上。同时，容置座109内设有香薰片111，香薰片111与散热片309的散热部位连通，以利用散热片309上散发的热量加速香薰片111内香味的挥发。
51.本发明的水冷风扇工作时，使用者先在储水盒2内加水，水泵302把储水盒2的冷水
腔21内的水抽取并输送至制冷组件处。当水流经制冷组件并被冷却后，从制冷盒307的出水口305输出至分水盘310内。在水的重力和表面张力作用下，水在分水盘210内均匀分布并经出水孔311流出，然后滴落至冷却芯301上。水在冷却芯301上通过重力不断往下渗透和浸润，并与冷却风扇401抽冷却芯301内的热风进行热交换使其降温。最后经过冷却后的气流通过门体101吹出外界，实现室内温度的降低。
52.本发明半导体制冷片308的工作原理，可参考中国专利cn209282236u的具体内容，在此不再详述。
53.上述具体实施例仅为本发明效果较好的具体实施方式，凡与本发明的可循环制冷的水冷风扇相同或等同的结构，均在本发明的保护范围内。