CN104235037B - 一种具有能量转换装置的风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有能量转换装置的风扇，包括电机、与所述电机的转轴连接的扇叶以及设于所述扇叶前方的前网罩，所述电机与前网罩之间还设有将电机的动能转化为电能并以所述前网罩所在处作为电能输出点的能量转换装置。本发明通过在电机与前网罩之间设置将电机的动能转化为电能的能量转换装置为设置在所述前网罩上的用电器供电，如为各种数码产品供电，前网罩或机座上的液晶屏、LED灯供电等，拓展了风扇的功能和用途，提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种风扇，尤其涉及一种具有能量转换装置的风扇。
背景技术
风扇是常见的通过电机驱动扇叶转动以提高扇叶周围的空气流动速度的装置，常用于场地的通风降温。
现有的风扇通常没有将电机的机械能转换为电能的装置，造成电机机械能的浪费，而且功能单一。目前还出现一种风扇，通过在电机的转轴上设置三相发电线圈，当该转杆旋转以连动该三相发电线圈时，该三相发电线圈接收该机械能，以进行感应该磁场，进而产生一交流感应电动势并通过储能单元储存电能，通过上述方式将电动机所输出的机械能，利用发电机组转换成电能，再利用逆变器将储能单元的电能转输出交流电，以作为电机的辅助供电。这种三相发电线圈与转轴同步转动的结构不利于与转轴外的电器连接，而且其三相发电线圈也是针对为三相交流电机供电设置，对于需求日益提高的液晶显示、数码供电等功能无法有效支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有能量转换装置的风扇，可将电机的动能重新转化为电能并为相应的用电器供电，拓展风扇的用途，而且制造成本低，安全耐用。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有能量转换装置的风扇，包括电机、与所述电机的转轴连接的扇叶以及设于所述扇叶前方的前网罩，所述电机与前网罩之间还设有将电机的动能转化为电能并以所述前网罩所在处作为电能输出点的能量转换装置。作为上述方案的改进，所述能量转换装置包括相互套合连接的永磁铁和漆包线绕组，所述永磁铁受所述电机驱动而旋转，所述漆包线绕组固定设于所述前网罩上，所述永磁铁在旋转时的磁力线与所述漆包线绕组的绕线方向相切。
作为上述方案的改进，所述能量转换装置还包括与所述前网罩固定连接的定子座、设于所述定子座内的定子芯，所述定子芯设有所述漆包线绕组；所述永磁铁设于与所述电机的转轴或所述扇叶连接的扇叶螺母内。作为上述方案的改进，所述永磁铁为环形永磁铁，所述定子芯套接于所述环形永磁铁内。
作为上述方案的改进，所述定子座中部设有凹槽，外侧设有遮挡部，所述定子芯设于所述凹槽中；所述扇叶螺母和环形永磁铁设于所述凹槽中位于所述定子芯和所述遮挡部之间。
作为上述方案的改进，所述环形永磁铁为偶数对极。
作为上述方案的改进，所述定子座中部贯通，边沿设有环形槽；所述定子芯包括与所述环形槽配合的底部圆环，所述底部圆环上设有沿所述底部圆环的圆周排布的立柱，所述立柱上设有漆包线绕组；所述定子芯设于所述环形槽内。
作为上述方案的改进，所述永磁铁为圆柱形永磁铁，所述圆柱形永磁铁设于所述定子座轴心处。
作为上述方案的改进，所述圆柱形永磁铁为偶数对极。
作为上述方案的改进，所述前网罩上设有用电器，所述用电器由能量转换装置供电。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明通过在电机与前网罩之间设置将电机的动能转化为电能的能量转换装置为设置在所述前网罩上的用电器供电，如为各种数码产品供电，前网罩或机座上的液晶屏、LED灯供电等，拓展了风扇的功能和用途，提升了用户体验。
由于所述能量转换装置与风扇本身连接的家用电具有物理隔离，前网罩上的用电器由所述能量转换装置供电，相对于直接由家用电供电，可以防止由于电线老化短路等原因导致前网罩与家用电连通，对接触的人员造成伤害。
现有的具有液晶显示功能的风扇需要通过变压模块将家用电转换为供液晶面板使用的低压电，上述模块成本高；通过本发明为液面面板或LED灯供电，制造成本低，更加节省资源。
附图说明
图1是本发明一种具有能量转换装置的风扇的第一实施例结构示意图；
图2是本发明的漆包线绕组和定子座的第一实施例结构示意图；
图3是本发明的永磁铁和扇叶螺母的第一实施例结构示意图；
图4是本发明的永磁铁的第一实施例结构示意图；
图5是本发明一种具有能量转换装置的风扇的第二实施例结构示意图；
图6是本发明的漆包线绕组和定子座的第二实施例结构示意图；
图7是本发明的永磁铁和扇叶螺母的第二实施例结构示意图；
图8是本发明的永磁铁的第二实施例结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明第一实施例提供了一种具有能量转换装置的风扇，包括电机1、与所述电机1的转轴连接的扇叶2以及设于所述扇叶2外围的前网罩3，所述前网罩3与所述电机1的外壳固定连接，所述电机1与前网罩3之间还设有将电机1的动能转化为电能并以所述前网罩3所在处作为电能输出点的能量转换装置4。
本发明通过在电机1与前网罩3之间设置将电机1的动能转化为电能的能量转换装置4为设置在所述前网罩3上的用电器供电，可提供各种数码产品供电，前网罩3上的液晶屏、LED灯供电等功能，拓展了风扇的功能和用途，提升了用户体验。
由于所述能量转换装置4与风扇本身连接的家用电具有物理隔离，前网罩3上的用电器由所述能量转换装置4供电，相对于直接由家用电供电，可以防止由于电线老化短路等原因导致前网罩3与家用电连通，对接触的人员造成伤害。
现有的具有液晶显示功能的风扇需要通过变压模块将家用电转换为供液晶面板使用的低压电，上述模块成本高；通过本发明为液面面板或LED灯供电，制造成本低，更加节省资源。
优选地，所述能量转换装置4包括相互套合连接的永磁铁和漆包线绕组9a，所述永磁铁受所述电机1驱动而旋转，所述漆包线绕组9a固定设于所述前网罩3上，所述永磁铁在旋转时的磁力线与所述漆包线绕组9a的绕线方向相切。
优选地，所述能量转换装置4还包括与所述前网罩3固定连接的定子座7a、设于所述定子座7a内的定子芯8a，所述定子芯8a设有所述漆包线绕组9a。所述永磁铁可以设于与所述电机1的转轴或所述扇叶2连接的扇叶螺母10内，也可以直接与所述电机1的转轴连接，使所述电机1的转轴带动所述永磁铁转动；也可以通过齿轮、皮带等传动件按一定的转换比例将电机1的转动传递到所述永磁铁。由于所述定子芯8a与前网罩3固定连接，所述漆包线绕组9a的出线端可以直接设置在所述前网罩3上，与前网罩3或者是风扇的机座上的用电器连接。
本发明实施例的的原理是：风扇在正常使用时，电机1转动驱动扇叶2旋转，实现基本的吹风功能，与此同时与所述电机1的转轴同步转动的永磁铁开始旋转，产生旋转的磁场，设于所述永磁铁中心的漆包线绕组9a被动地切割磁感线，产生交变电流，产生的交变电流可以直接供应给外部的用电器，也可以通过整流模块，将交变电流转换成恒定直流电，为直流用电器或电池供电。
优选地，所述永磁铁为环形永磁铁11，所述定子芯8a套接于所述环形永磁铁11内。
优选地，所述定子座7a中部设有凹槽12，外侧设有遮挡部13，所述定子芯8a设于所述凹槽12中；所述扇叶螺母10和环形永磁铁11设于所述凹槽12中位于所述定子芯8a和所述遮挡部13之间。
需要说明的是，所述遮挡部13可以防止灰尘进入漆包线绕组9a或永磁铁内。所述定子芯8a设于所述凹槽12中，其漆包线绕组9a可以得到充分保护，而且漆包线绕组9a和永磁铁的整体体积缩小，减少对风扇出风部分的阻挡。
如图4所示，优选地，所述环形永磁铁11为偶数对极。具体的说，所述环形永磁铁11可以是多对磁铁结合在一起，每个磁铁为一对极，如两对极11a、四对极11b、六对极11c等，依此类推，所述环形永磁铁11的极性数量影响最终输出的电流频率，可根据用电器的参数配置。
优选地，所述前网罩3上设有用电器（图中未画出），所述用电器由能量转换装置4供电。所述用电器可以是LED灯，结合相应传感器显示当前温度、湿度等环境参数的液晶屏，以及电池等储能装置。根据不同用电器的需求，还可以在所述用电器和能力转换装置之间加入整流模块，将交流电源转换为直流电源，并进行稳压滤波等处理。
如图5所示，本发明第二实施例提供了一种具有能量转换装置4的风扇，包括电机1、与所述电机1的转轴连接的扇叶2以及设于所述扇叶2外围的前网罩3，所述前网罩3与所述电机1的外壳固定连接，所述电机1与前网罩3之间还设有将电机1的动能转化为电能并以所述前网罩3所在处作为电能输出点的能量转换装置4。
优选地，所述能量转换装置4包括相互套合连接的永磁铁和漆包线绕组9b，所述永磁铁受所述电机1驱动而旋转，所述漆包线绕组9b固定设于所述前网罩3上，所述永磁铁在旋转时的磁力线与所述漆包线绕组9b的绕线方向相切。
如图6和图7所示，优选地，所述能量转换装置4还包括与所述前网罩3固定连接的定子座7b、设于所述定子座7b内的定子芯8b，所述定子芯8b设有所述漆包线绕组9b。所述永磁铁可以设于与所述电机1的转轴或所述扇叶2连接的扇叶螺母10内，也可以直接与所述电机1的转轴连接，使所述电机1的转轴带动所述永磁铁转动；也可以通过齿轮、皮带等传动件按一定的转换比例将电机1的转动传递到所述永磁铁。由于所述定子芯8b与前网罩3固定连接，所述漆包线绕组9b的出线端可以直接设置在所述前网罩3上，与前网罩3或者是风扇的机座上的用电器连接。
本发明实施例的的原理是：风扇在正常使用时，电机1转动驱动扇叶2旋转，实现基本的吹风功能，与此同时与所述电机1的转轴同步转动的永磁铁开始旋转，产生旋转的磁场，设于所述永磁铁外沿的定子5b被动地切割磁感线，产生交变电流，产生的交变电流可以直接供应给外部的用电器，也可以通过整流模块，将交变电流转换成恒定直流电，为直流用电器或电池供电。
优选地，所述定子座7b中部贯通，边沿设有环形槽14；所述定子芯8b包括与所述环形槽14配合的底部圆环15，所述底部圆环15上设有沿所述底部圆环15的圆周排布的立柱16，所述立柱16上设有漆包线绕组9b；所述定子芯8b设于所述环形槽14内。
需要说明的是，本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例的定子5b设于所述永磁铁的外沿，这种排布方式增大了定子5b的散热面积，可以为漆包线绕组9b提供足够的散热，而且每个漆包线绕组9b均缠绕在独立的所述立柱16上，绕组之间间隔一定距离，可以降低绕组之间的线路老化引起的短路风险，延长使用寿命。所述定子芯8b完全被所述定子座7b包裹，防尘防水，可以适应工厂厂房等较为恶劣的环境，工作可靠。
优选地，所述永磁铁为圆柱形永磁铁17，所述圆柱形永磁铁17设于所述定子座7b轴心处。圆柱形永磁铁17相对环形永磁铁11在相同条件下磁性更强，能量转换能力更高，为了使更多的磁力线切割所述漆包线绕组9b，所述圆柱形永磁铁17的磁极应该设置在其两个端面上。
优选地，所述圆柱形永磁铁17为偶数对极。
需要说明的是，如图8所示，所述圆柱形永磁铁17可以是多对磁铁结合在一起，每个磁铁为一对极，如两对极17a、四对极17b、六对极17c等，依此类推，所述圆柱形永磁铁17的极性数量影响最终输出的电流频率，可根据用电器的参数配置。
优选地，所述前网罩3上设有用电器（图中未画出），所述用电器由能量转换装置4供电。所述用电器可以是LED灯，结合相应传感器显示当前温度、湿度等环境参数的液晶屏，以及电池等储能装置。根据不同用电器的需求，还可以在所述用电器和能力转换装置之间加入整流模块，将交流电源转换为直流电源，并进行稳压滤波等处理。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种具有能量转换装置的风扇，其特征在于，包括电机、与所述电机的转轴连接的扇叶以及设于所述扇叶前方的前网罩，所述电机与前网罩之间还设有将电机的动能转化为电能并以所述前网罩所在处作为电能输出点的能量转换装置；
所述能量转换装置包括相互套合连接的永磁铁和漆包线绕组，所述永磁铁受所述电机驱动而旋转，所述漆包线绕组固定设于所述前网罩上，所述永磁铁在旋转时的磁力线与所述漆包线绕组的绕线方向相切；
其中，所述能量转换装置还包括与所述前网罩固定连接的定子座，设于所述定子座内的定子芯、所述定子芯设有所述漆包线绕组；所述永磁铁设于与所述电机的转轴或所述扇叶连接的扇叶螺母内。
2.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，所述永磁铁为环形永磁铁，所述定子芯套接于所述环形永磁铁内。
3.如权利要求2所述的风扇，其特征在于，所述定子座中部设有凹槽，外侧设有遮挡部，所述定子芯设于所述凹槽中；所述扇叶螺母和环形永磁铁设于所述凹槽中位于所述定子芯和所述遮挡部之间。
4.如权利要求3所述的风扇，其特征在于，所述环形永磁铁为偶数对极。
5.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，所述定子座中部贯通，边沿设有环形槽；所述定子芯包括与所述环形槽配合的底部圆环，所述底部圆环上设有沿所述底部圆环的圆周排布的立柱，所述立柱上设有漆包线绕组；所述定子芯设于所述环形槽内。
6.如权利要求5所述的风扇，其特征在于，所述永磁铁为圆柱形永磁铁，所述圆柱形永磁铁设于所述定子座轴心处。
7.如权利要求6所述的风扇，其特征在于，所述圆柱形永磁铁为偶数对极。
8.如权利要求1-7任一项所述的风扇，其特征在于，所述前网罩上设有用电器，所述用电器由能量转换装置供电。
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