烟道管风扇的制作方法

本发明涉及一种烟道管风扇，其特定来说但不一定专门用于木材燃烧炉。本发明进一步涉及一种包含烟道管风扇的炉设备。

背景技术：

木材燃烧炉和类似的固体燃料炉变得越来越流行，尤其是对于可持续燃料来源的使用的增长共识。炉顶热动力风扇用以在炉所安装的房间内更有效地分布来自炉的热，且这些风扇一般安装到炉的平坦顶部表面。

所述风扇并入有热电电机，所述电机利用温度差来产生电压，所述电压又可为风扇叶片的旋转提供动力。热电电机的主体通常被形成为鳍式或扇式金属元件，其基底与炉直接接触。因此，在主体的顶部与基底之间将存在显著的温度梯度，这产生热电效应。

这些热电风扇的一个问题在于用户经常将它们定位得太靠近炉的烟道，这使主体的顶部加热且抵消了热电效应。这也会对风扇主体造成损坏，因为风扇不是被设计成以此方式受热。尽管烟道的辐射加热效应抑制风扇的操作，但将风扇安装到烟道是不可能的，因为出于安全原因而无法在烟道中钻孔，原因是这将产生废气逸出通路。

其它问题是现代的炉现在经常涂覆或另外覆盖有例如大理石或皂石顶部，这限制了通过石头顶部的热传导。这阻碍了炉顶风扇的操作。此外，风扇通常自由定位于炉顶上，这使得风扇容易被碰倒。热电电机是相当精细的，且在从炉高度摔落的情况下容易破裂。

本发明寻求提供一种烟道管风扇，其限制或排除了上文提到的问题。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供一种烟道管风扇，其包括可管安装的主体、所述可管安装的主体上的安装元件、由所述安装元件直接或间接支撑的热电电机，以及可由所述热电电机驱动的风扇叶片，所述可管安装的主体具有至少部分弓形的面对管的表面以及至少一个接合元件，优选为磁性元件，以用于将所述可管安装的主体以可释放方式固持到烟道管。

通过将风扇附接到烟道管，风扇被碰倒从而对热电电机造成损坏的危险较小，同时可管安装的主体和安装元件提供热电电机与烟道管之间的缓冲，这允许电机的正常操作。风扇到烟道的磁性附接还消除了与烟道管的钻孔相关联的危险。

优选地，所述可管安装的主体可以包括弓形主体部件，所述弓形主体部件界定所述弓形的面对管的表面且至少部分地可接纳于烟道管的外表面周围。所述弓形主体部件可以包括至少一个接纳部分，所述至少一个磁性元件可接纳于所述至少一个接纳部分内，在此情况下，所述至少一个接纳部分可以定位于所述弓形主体部件的所述弓形的面对管的表面上。可提供多个所述接纳部分，所述接纳部分沿着所述弓形主体部件对称地间隔。

所述可管安装的主体的布置被配置以便改善风扇到烟道管的附接的简易性和安全性，这使风扇从烟道管的意外排出的风险最小。

任选地，所述安装元件可以包括平台元件以及连接到所述平台元件的安装连接器，所述安装连接器可连接到所述可管安装的主体以使得所述平台元件在使用中处于或大体上处于垂直于烟道管的纵轴的平面中。所述平台元件可以垂直于或大体上垂直于所述安装连接器。所述可管安装的主体可以包含安装通道，所述安装元件的安装连接器可与所述安装通道接合。此外，所述安装连接器可以包含至少一个间隔脊部，用于在使用中使所述热电电机与所述可管安装的主体间隔，且所述至少一个间隔脊部可以由绝热体形成。在一个实施例中，所述安装平台可以包含凹部，所述热电电机可与所述凹部正向接合。

所述安装元件被形成以便提供所述烟道管与所述热电电机之间的辐射缓冲，同时仍维持到电机的基底的热链接，以使得热电效应能够有效地起作用。

优选地，所述或每一磁性元件可以包括钐钴磁体。

烟道管可达到高达约300摄氏度的温度，且因此利用高温性能磁体作为所述或每一磁性元件是明智的，以便防止磁体的无意中去磁。

优选地，所述风扇进一步包括所述热电电机所安装到的热交换器，所述热交换器安装到所述安装元件。所述可管安装的主体和安装元件可优选地由导热材料形成，所述可管安装的主体和安装元件形成从所述可管安装的主体到热交换器的基底的热传导路径。此外，所述热交换器的高度可以小于或等于所述安装元件的高度，使得在使用中，所述安装元件充当烟道管与所述热交换器之间的辐射热分隔物。

所述烟道管与同热电电机相关联的热交换器的基底之间的热接触是重要的，因为须维持跨越热交换器的高度的温度差。所述可管安装的主体和安装元件的特定布置有益地服务以提供这些特征。

在一个实施例中，所述可管安装的主体可以包含主要的主体部件以及至少一个可调整的侧面部件，所述或每一可调整的侧面部件可相对于所述主要的主体部件移动以更改所述弓形的面对管的表面的尺寸。所述至少一个接合元件可以方便地安装于所述或每一可调整的侧面部件中或上。此外，所述或每一可调整的侧面部件可以与所述主要的主体部件以铰接方式接合。

可调整的可管安装的主体的提供允许与不同直径的不同烟道管结合使用单个烟道管风扇。

根据本发明的第二方面，提供一种炉设备，其包括：炉；烟道管，其连接到所述炉以用于从所述炉引导废气；以及优选根据本发明的第一方面的烟道管风扇，所述烟道管风扇的所述可管安装的主体直接安装到所述烟道管。

根据本发明的第三方面，提供一种烟道管风扇安装设备，其包括：可管安装的主体；所述可管安装的主体上的安装元件，经由所述安装元件可直接或间接支撑热电电机，所述可管安装的主体具有弓形的面对管的表面以及至少一个接合元件以用于将所述可管安装的主体以可释放方式固持到烟道管。

根据本发明的第四方面，提供一种将烟道管风扇安装到炉的烟道管的方法，所述方法包括以下步骤：a]提供优选根据本发明的第一方面的烟道管风扇；以及b]使用所述至少一个磁性元件将所述弓形的面对管的表面接合到烟道管，使得可在所述安装元件处或邻近处形成温度梯度以对所述热电电机供电。

附图说明

现在将仅举例来说参考附图更特定描述本发明，附图中：

图1示出了根据本发明的第一方面的烟道管风扇的第一实施例的透视表示，其中为了简易而移除了热电电机和风扇叶片；

图2示出了图1的烟道管风扇的热交换器、热电电机和风扇叶片的前视图；

图3示出了图4的热交换器、热电电机和风扇叶片的侧视图；

图4示出了图1的烟道管风扇的可管安装的主体的透视表示；

图5示出了图1的烟道管风扇的安装元件的透视表示；

图6示出了根据本发明的第一方面的烟道管风扇的热交换器、热电电机和风扇叶片的第二实施例的前视图；

图7a示出了用于作为根据本发明的第一方面的烟道管风扇的部分而使用的可管安装的主体的第二实施例的处于关闭条件的透视表示；以及

图7b示出了处于打开条件的图7a的可管安装的主体的透视表示。

具体实施方式

参见图1，示出了以10全局指示的烟道管风扇，用于附接到炉的烟道管。烟道管风扇10的热电电机和风扇叶片从图1中省略，但这些特征在图2和3中可见。

烟道管风扇10包括可管安装的主体12和安装元件14，热电电机16可直接或间接安装到所述安装元件。可管安装的主体12被形成以便具有弓形的面对管的表面18，其与烟道管的外表面可接合，优选地可互补地接合。提供热电电机16以便耦合到风扇叶片20。在此实施例中，提供四叶风扇叶片20。

在当前情境中，热电电机利用温度差以便产生电力。此电机可以提供为固态装置，其经由塞贝克效应(Seebeck effect)将热通量转换为电能。铋合金、尤其是碲化物、铅合金和硅锗合金是热电材料的实例。

在本实施例中，可管安装的主体12具有弯曲主体部件22，其将弓形的面对管的表面18界定为具有均匀半径的圆柱体的表面的一部分。可管安装的主体12还可具有弓形的向外表面24，其在使用中远离烟道管，可用以最小化或减少可管安装的主体12的重量。

可以提供至少一个、且优选多个接纳部分26，优选地形成于弓形的面对管的表面18中，但将了解，取决于烟道管风扇10的制造复杂性，这些接纳部分可形成于可管安装的主体12内部或向外表面24上。每一接纳部分26可以优选地被形成为长形凹槽，其横跨弓形的面对管的表面18的轴向(即，烟道管的使用中轴向方向)范围。优选地，接纳部分26可以围绕由弯曲主体部件22界定的圆周对称地间隔和/或定位。

其中接纳部分26提供于弓形的面对管的表面18上的弯曲主体部件22可以具备至少一个加强元件28，其定位于向外表面24上与接纳部分26相对。此加强元件28可以对弯曲主体部件22增加刚性或结构支撑，以便提供每一接纳部分26内部的连接方式。

接纳部分26被设定大小且塑形以便在其中接纳且牢固地固持磁性元件30。优选地，提供单个磁性元件30以贴合地配合于每一相应接纳部分26中，且所述磁性元件是由耐高温的永久磁性材料形成。钐钴磁体适合于此目的，但其它高温磁体是可用的，其在烟道管处通常产生的温度下将不会去磁。

虽然磁性元件由于其操作稳健、可靠且简单而是优选的，但可以考虑其它合适的接合元件，例如环绕安装管的条带或带子。所利用的接合元件优选地不可插入到管中，原因在于从所形成的任何开口的潜在危险的气体泄漏。

提供每一磁性元件30以便优选地经由扣件32而紧固于适当位置，所述扣件例如为可与可管安装的主体12中的对应接纳螺纹互补接合的带螺纹扣件。这在图4中可见。然而，将了解，磁性元件30可以保持俘获于其相应接纳部分26中而不需要专用扣件，例如通过将磁性元件30和接纳部分26塑形以形成例如楔等过盈配合。

可管安装的主体12的弓形的面对管的表面18的弓形可以通过磁性元件30的塑形来维持。每一磁性元件30的面对管的表面可以被形成为具有与弓形的面对管的表面18对应的曲率，从而允许磁性元件30在使用中与烟道管齐平或大体上齐平而安置，以便改善其间的磁性接触。

热电电机16优选地安装到热交换器34，所述热交换器是由导热材料形成，例如钢或铝。本实施例的热交换器34具有基底部分36，其被形成为具有下部安装表面40的平坦板38。提供一对支撑件42，其从主干40分叉延伸且支撑多个优选弓形的散热器鳍片44。安装区域46可以形成于所述对支撑件42之间，热电电机16可安装于所述区域内。这在图1到3中可见。

可以提供热电电机16的输出轴杆48以便从热交换器34的前面突出，从而对风扇叶片20准许可在其中旋转的自由空间。耦合布线布置50则可以从热交换器16的后部向外延伸。耦合布线布置50可与热交换器16接合以便利用使用中温度差，所述温度差将跨越热交换器34的高度而产生。

安装元件14被形成以便充当用于热交换器34的支撑件或支架。然而，将了解，安装元件14可以被形成以便在需要时充当热交换器34。图5中详细示出了安装元件14。

安装元件14此处包含平台元件52和安装连接器54。平台元件52是支撑件，热交换器34可安装于其上，且可以提供凹部56，其正向接受热交换器34的基底部分36。另外或替代地，可以提供紧固扣件，热交换器34可经由所述扣件与安装元件14接合以将热电电机16更牢固地扣紧在适当位置。

安装连接器54允许安装元件14耦合到可管安装的主体12。这可以被提供为长形臂58，其从安装平台52垂直地或大体上垂直地延伸，且包含耦合构件以准许安装元件14接合到可管安装的主体12。在此实例中，可管安装的主体12包含安装通道60，安装元件14的安装连接器54可与所述安装通道接合，所述安装通道优选地定位于弯曲主体部件22的向外侧24上。随后可提供一个或多个扣件62，安装连接器54可通过所述扣件连接到可管安装的主体12。安装通道60优选地被形成以便与长形臂58的轴向范围贴合地接合，且可以在安装通道60上提供一个或多个唇缘64以辅助将安装元件14正向保持于适当位置。

安装连接器54可优选地进一步包括至少一个间隔脊部66，用于在使用中使热电电机16与可管安装的主体12间隔。所述或每一间隔脊部66可以由绝热体形成以改善此效果。虽然建议了间隔脊部66，但可以提供从长形臂58突出以便充当用于热交换器34的止挡件的任何间隔元件。

优选地，热交换器34的高度小于或等于安装连接器54的高度。在使用中，安装连接器54能够至少部分地充当辐射挡板或分隔物以限制热交换器34的散热器鳍片44(即，热交换器34的上部部分)从烟道管的辐射加热。

在使用中，可管安装的主体12经组装以使得磁性元件30处于其接纳部分26中的适当位置且紧固于适当位置。通过使热交换器34的基底部分36接合于安装元件14的安装平台52上或处可将热电电机16安装到安装元件14。安装元件14可随后附接到可管安装的主体12以完全组装烟道管风扇10。

随后可以将弓形的面对管的表面18引入到具有对应曲率的烟道管。磁性元件30将以强且稳定的方式夹持到烟道管。

热传导通路形成于可管安装的主体12之间，经过安装元件14，且进入热交换器34的基底部分36。由此，烟道管能够间接地传导加热热交换器34的基底部分36。

热交换器34的散热器鳍片44经由基底部分36仅与烟道管成传导热接触。这允许所述鳍片快得多地冷却，从而跨越热交换器34的垂直高度产生温度差，这可用以为热电电机16供电且因此又使风扇叶片20旋转。

另一方面，可管安装的主体12和安装元件14的定位将散热器鳍片44阻隔于烟道管，以便抑制烟道管对热交换器34的辐射加热。这进一步改善了热交换器34在使用中的温度差。

一个风险在于在操作期间热交换器34可能被碰到，使得散热器鳍片44与安装连接器52接触。所述或每一间隔元件66的提供确保了即使热交换器被碰到而触碰安装连接器54，也仅提供小的接触区域，原因是由间隔脊部66形成的小表面区域。这限制了安装连接器54与热交换器34之间的潜在传导通路，有助于维持跨越热交换器34的温度梯度。

图6示出了用于以110全局指示的烟道管风扇的热交换器、热电电机和风扇叶片的第二实施例。将使用相同或类似参考标号来提及第二实施例的相同或类似特征，且为了简明将省略进一步详细描述。

热交换器134、热电电机116和风扇叶片120的第二实施例差别在于热交换器134的型面以及作为两叶风扇叶片的风扇叶片120的形式。此布置可具有不同的辐射性质，且因此在某些情况下可以比第一烟道管风扇10或多或少地有效。

图7a和7b中指示本发明的第三实施例，示出了以212全局指示的替代的可管安装的主体。将使用与第一和第二实施例中使用的那些参考标号相同或类似的参考标号来提及相同或类似的组件，且为了简明将省略进一步详细描述。

此处提供可管安装的主体212以便具有主要的主体部件222，其具有可与主要的主体部件222可移动地接合的至少一个、且优选两个可调整的侧面部件268。主要的主体部件222和所述或每一侧面部件268共同界定面对管的表面218，所述表面在部件222、268之间至少部分地弯曲或弓形以与烟道管的形状互补。

每一可调整的侧面部件268可以优选可枢转方式连接到主要的主体部件222，例如通过提供铰链270，所述铰链允许相对宽的移动弧形以使得可针对烟道管的多种不同直径来调整面对管的表面218。

图7a中示出了可管安装的主体212的关闭条件，其中可调整的侧面部件268定位于向前枢转位置，这将允许磁性元件230以磁性方式夹持到烟道管。图7b中示出了可管安装的主体212的打开条件，可调整的侧面部件268已经缩回以使磁性元件230从烟道管脱开。在此布置中，可调整的侧面部件268有效地充当围绕烟道管的磁性钳或夹具。

将了解，虽然至此已经整体描述了也称为炉管风扇装置的烟道管风扇，但有可能提供一种烟道管风扇安装设备，其包括可管安装的主体和安装连接器，且可能还包括热交换器。这可以允许现有的炉顶风扇以回溯方式安装到烟道管，且可以被提供为专用转换套件。

虽然预期烟道管风扇借助其下部末端处的安装平台进行安装，但如果跨越热交换器可实现适当的温度差，那么可以倒转整个设备。

因此有可能提供一种用于改善炉周围的空气循环的风扇，其可安装到炉的烟道管而不是炉顶自身。这可改善房间中的空气循环，同时限制对风扇自身的损坏的风险。这可通过使用磁性夹持布置来实现，所述布置允许风扇连接于适当位置而不损害其热电电机操作所需的温度梯度。

词语“包括”和词语“具有/包含”当参考本发明在本文中使用时用以指定所陈述特征、整体、步骤或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或其群组的存在或添加。

应了解，为了清楚而在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合地提供。相反，为了简明在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可分开地或以任何合适的子组合来提供。

上文所述的实施例是仅借助于实例而提供，且在不脱离如本文界定的本发明的范围的情况下，本领域的技术人员将了解各种其它修改。