CN105774478A - 用于车辆的生态加湿器 - Google Patents
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Abstract
一种用于车辆的生态加湿器，该生态加湿器在无需单独动力的情况下通过使用太阳光能来执行加湿功能，并且所述生态加湿器包括：壳体，具有配置成用于容纳水的空间，并且其中用于接收光收集装置的安装在壳体的顶部以聚集太阳光；多个金属纳米颗粒，金属纳米颗粒沉降在容纳于壳体中的水中，以吸收通过光收集装置的太阳光；以及冷凝器、蒸发器、以及鼓风机马达，该冷凝器、蒸发器、以及鼓风机马达通过连接管道而与壳体的上侧连接，其中金属纳米颗粒通过表面等离子体共振现象而被加热，以使水蒸发成蒸汽。
Description
相关申请的交叉引证
本申请要求2015年1月14日提交的韩国专利申请第10-2015-0006515号的权益，通过引证将该专利申请的整体内容结合于此。
技术领域
本发明涉及用于车辆的加湿器，并且更具体地涉及用于车辆的生态加湿器(ECO-humidifier)，其配置成通过使用表面等离子体共振现象而使得沉降在水中的金属纳米颗粒吸收太阳光线，来执行加湿功能而无需单独的动力。
背景技术
通过无论外部温度如何变化而将车辆的温度维持在恰当的状态，用于车辆内部的加热、通风和空气调节的车辆空调用于对驾驶员提供更舒适的环境。
空调由压缩制冷剂的压缩机、冷凝和液化所压缩制冷剂的冷凝器、使液化的制冷剂热膨胀且使得热膨胀的制冷剂变成低温低压制冷剂的热膨胀阀(TXV)，以及使膨胀的制冷剂蒸发的蒸发器构成。在相应阶段，制冷剂以高温高压气体、室温高压液体、低温低压液体、以及低温低压气体的不同相的形式存在。
然而，在现有技术的空调中，当加热器长时间运行时，车辆中的湿气由于高温而持续蒸发，并且因此车辆的内部是干燥的并且乘客可能体验到皮肤的不舒适或干燥。
因此，已寻求在车辆中安装加湿器的技术，然而由于能够储存加湿水的空间是有限的，并且需要超声振荡器来振荡水并且将振荡的水转化为蒸汽，并且由于加湿动作仅仅在加热过程中执行，因此不可能持续地维持恰当的湿度，并且制造成本可能过高。
同时，近年来，由于气候变化受到日益关注，因此在包括车辆开发的整个工业领域中存在对再生能量技术日益感兴趣的趋势，并且已寻求在车辆中利用太阳能的研究。
然而，车辆内部环境的技术开发是有限的，并且对将新再生能量有效应用于车辆的设备的研究是不完善的。
因此，迫切需要一种用于车辆的加湿器，其能够有效利用太阳能，并通过防止车辆的内部变得干燥而对驾驶员提供舒适的驾驶环境。
在该背景技术部分公开的上述信息仅仅用于加强对本发明背景的理解，并且因此其可能包含在本国对本领域普通技术人员而言不构成已知现有技术的内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于车辆的生态加湿器，其能够通过利用太阳能而无需单独的动力来执行加湿功能。
此外，本发明的另一目的是提供一种用于车辆的生态加湿器，其能够通过使用金属纳米颗粒执行抗菌、灭菌和净化功能，并且根据车辆的内部环境而选择性提供用户所期望的湿度量。
待由本发明解决的技术目的不限于上述技术目的，并且通过本说明书和所附权利要求，本领域技术人员将清楚理解未提及的技术目的。
在一个方面，本发明提供一种用于车辆的生态加湿器，其包括：壳体，具有配置成容纳水的空间，其中，用于接收光收集装置安装在壳体的顶部以聚集太阳光；多个金属纳米颗粒，金属纳米颗粒沉降在容纳于壳体中的水中，以吸收穿过光收集装置的太阳光；以及冷凝器、蒸发器和鼓风机马达，冷凝器、蒸发器和鼓风机马达通过连接管道而与壳体的上侧连接，并且金属纳米颗粒通过表面等离子体共振现象而被加热，以使水蒸发成蒸汽。
在优选实施例中，壳体可安装在车辆的内部仪表板上或者安装在布置于车辆的顶板上的遮阳棚(sunroof，天窗)上。
在另一优选实施例中，光收集装置可配置成菲涅尔透镜(Fresnellens)，并且金属纳米颗粒可包括金(Au)纳米颗粒、银(Ag)纳米颗粒、或铜(Cu)纳米颗粒中的至少一者。
在另一优选实施例中，用于车辆的生态加湿器可进一步包括打开/关闭阀，该打开/关闭阀安装在连接壳体与冷凝器的连接管道上，该打开/关闭阀由车辆的电子控制单元(ECU)控制，以控制穿过连接管道的蒸汽的量。
在另一优选实施例中，一种用于车辆的生态加湿器可包括：壳体，具有配置成容纳水的空间；光收集装置，安装在壳体的顶部中，光收集装置配置成聚集太阳光；以及多个金属纳米颗粒，由金、银、和铜中的至少一者制成，金属纳米颗粒配置成沉降在容纳于壳体中的水中，以吸收穿过光收集装置的太阳光，其中，金属纳米颗粒通过表面等离子体共振现象而被加热，以使水蒸发成蒸汽。
在具有上述构造的本发明中，由于通过使用金属纳米颗粒吸收穿过光收集装置的太阳光而使得水蒸发成蒸汽，并且在此之后，该蒸汽可用于车辆的加湿功能，因此加湿功能可以半永久性的方式实现而无需单独的动力。
此外，本发明具有的优点在于，由于容纳水的壳体可安装在车辆的内部仪表板上或者安装在布置于顶板上的遮阳棚上，因此与现有技术中用于车辆的加湿器相比，增加了能够储存加湿水的空间。
另外，由于本发明可不使用单独的动力而通过使用太阳能来实施，因此本发明是环境友好的，并且由于所吸收太阳能中的80％甚至更多可用于产生蒸汽，因此显著提高了效率。
此外，用在本发明中的金属纳米颗粒(金纳米颗粒、银纳米颗粒、或铜纳米颗粒)具有抗菌、灭菌和净化功能，因此抑制了在现有技术的用于车辆的加湿器中的问题，比如病毒/细菌的繁殖。
此外，在本发明中，可选择用户所期望的湿度，并且通过使用由车辆的ECU控制的电子打开/关闭阀来逐步接近该湿度，以防止用户的疾病等，并有助于皮肤健康，从而增加车辆的适销性。
本发明的其他方面和优选实施例在下文讨论。
附图说明
现在将参照在附图中示出的本发明特定示例性实施例，来详细描述本发明的上述和其他特征，其中附图仅以示意的方式在下文中给出，并且因此附图不对本发明构成限制，在附图中：
图1为示意性示出了根据本发明实施例的用于车辆的生态加湿器的视图；
图2为壳体中未容纳有金纳米颗粒时测量该壳体中湿度的图表；以及
图3为其中在壳体中容纳有金纳米颗粒时测量该壳体中湿度的图表。
应当理解的是，附图并非必然成比例绘制，因此呈现的是示出本发明基本原理的各个优选特征的某种简化图示。本文公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、定向、位置以及形状)将部分地由特定用途应用和使用环境来确定。
在图中，贯穿多个附图，参考标号指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
下文将详细参照本发明的多个实施例，本发明的实例在附图中示出并在下文中描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，然而应当理解的是，本说明不旨在将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且还涵盖各种替换、修改、等同物和其他实施例，只要这些替换、修改、等同物和其他实施例包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
下文中，将在下文参照附图更充分地描述本发明，使得本领域技术人员容易实施本发明。然而，本发明可以多种不同的形式实现，并且不限于本文描述的实施例。
将省略与本说明不相关的部分以清楚地描述本发明，并且在附图中，相似的参考标号在整个说明书中指代相似的元件。
应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动交通工具，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、大巴车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插入式(plug-in，外接充电式)混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其他可替代的燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如用汽油动力和电能动力的车辆。
这里使用的术语仅仅用于描述特定实施例的目的而不旨在限制本发明。如本文使用的，单数形式“一个((a)和(an))”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指明。应当进一步理解的是，当在本发明中使用时，术语“包括(comprise)”和/或“包含(comprising)”表明所陈述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其群组的存在或增添。如本文使用的，术语“和/或”包括相关列举项目中的一个或多个的任意组合和所有组合。在整篇说明书中，词语“包括(comprise)”及其变型(诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”)应当理解为暗指包括所陈述的元件但并不排除任何其他元件，除非明确说明与之相反。此外，说明书中描述的术语“单元”、“-器(-er)”、“-部(-or)”、和“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可由硬件部件或软件部件或它们的组合来实施。
此外，本发明的控制逻辑可体现为计算机可读介质上的永久性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读介质还可分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布的方式存储和执行。
图1为示意性示出了根据本发明实施例的用于车辆的生态加湿器的视图。
如在图1中所示，根据本发明实施例的用于车辆的生态加湿器包括：壳体10，具有用于容纳水10a的空间12，壳体10具有光收集装置20，该光收集装置安装在壳体的顶部处(即，位于壳体10的顶部或附近)用以收集太阳光；多个金属纳米颗粒30，沉降在容纳在壳体10中的水10a中以吸收穿过光收集装置20的太阳光；冷凝器40，通过连接管道46而与壳体10的上侧连接；蒸发器42；以及鼓风机马达44。
如在图1中所示，在壳体10中，顶部是敞开的而底部是关闭的，空间12形成在壳体10中，并且用于加湿功能的预定量的水10a容纳在内部空间12中。
壳体10可形成为诸如圆柱形或椭圆柱形的形状，并且当壳体10耦接至安装在车辆中的部件时，壳体10可根据部件的形状而以整体形成的方式形成。
详细地，根据本发明实施例的壳体10优选地安装在车辆的内部仪表板(未示出)上或者设置在车辆的顶棚板上的遮阳棚(未示出)上，并且因此，该空间可足够大以容纳一定量的水而不会影响车辆的布设。
仪表板代表了这样的部分，在该部分中驾驶所需的各种仪器安装在车辆的驾驶员座椅和乘客座椅的前方，并且可由显示驾驶所需信息的仪器板、用于操作车辆方向的方向盘、带有音频系统和空调的控制盘的中央仪表等构成，而遮阳棚是安装成用于打开/关闭在顶板上开口，从而使车辆的内部通风和开放的部件。
光收集装置20安装在壳体10的顶部上以收集被引导至壳体10的太阳光，并且可通过考虑所需蒸汽的量等而安装一个或多个光收集装置20。
光收集装置20优选地与壳体10一体形成，从而完全密封壳体的顶部，并且在一些情况下，光收集装置20可以可拆卸地耦接至壳体10的顶部，使得使用者可容易地移除光收集装置20。
作为光收集装置20，可使用收集太阳能的镜片，诸如凸透镜或光收集镜片，并且根据本发明实施例的光收集装置20优选地由菲涅尔透镜配置而成。菲涅尔透镜代表这样的透镜，在该透镜中，围绕中央的部分通过将晶态大放大镜切割成几十个至几百个同心圆而减薄，并且具有在不增加透镜厚度的情况下使光更加聚集的特性。使用者通过考虑壳体的尺寸、所容纳水的量、壳体的安装位置等而以各种方式形式菲涅尔透镜，以配置最佳的光收集装置20。
多个金属纳米颗粒30沉降在容纳于壳体10中的水10a中，并且当吸收太阳光的金属纳米颗粒30被加热至100℃或更高温度时，水10a蒸发成蒸汽。
金属纳米颗粒30代表3D外部尺寸每一个均为大约1nm至100nm的金属颗粒，并且根据本发明实施例的金属纳米颗粒30优选地为金(Au)纳米颗粒、银(Ag)纳米颗粒和铜(Cu)纳米颗粒中的至少一种，或为这些类型颗粒的组合。
当金属纳米颗粒30吸收穿过光收集装置20的太阳光时，金属纳米颗粒30的表面因此被快速加热，并且这样的动作是通过表面等离子体共振现象而实现的。
表面等离子体共振现象代表这样的现象，其中，在其中具有纳米尺寸的贵重金属表面上的电子的集体振荡动作的独特波矢量与入射光的波矢量彼此重合的状况下引起光吸收，从而使场放大。
表面等离子体共振现象主要广泛地用作测量金属纳米颗粒上的样本的吸收度的表面测量原理，并且特别地是广泛用于通过颜色变化来检测样本的量的生物传感器。
然而，还未曾开发出这样的现有技术，其如本发明一样具体地通过使用入射光以及金属纳米颗粒30的表面等离子体共振现象来实施用于车辆的加湿器。
此外，由于已知金属纳米颗粒30具有抗菌、灭菌和净化功能，因此本发明在抑制病毒/细菌的繁殖方面是有效的，而病毒/细菌的繁殖对现有技术的用于车辆的加湿器而言是个问题。
图2为在壳体中未容纳有金(Au)纳米颗粒时测量该壳体中湿度的图表。图3为在壳体中容纳有金(Au)纳米颗粒时测量该壳体中湿度的图表。
如在图2中所示，当容纳在壳体10中的水10a中不存在金纳米颗粒时，壳体10中的湿度不超过80％；而如在图3中所示，当容纳在壳体10中的水10a中存在金纳米颗粒时，壳体10中的湿度达到接近90％。
特别地，本领域技术人员应当了解，与在25℃室温下不存在金纳米颗粒的情况相比，在其中存在金纳米颗粒的情况下，壳体10中的湿度增加；并且当太阳光入射以加热金纳米颗粒时，两种情况在湿度方面的差异彼此进一步显著增加。
如在图1中所示，壳体10通过连接管道46连接至冷凝器40、蒸发器42以及鼓风机马达44，并且在壳体10中产生的蒸汽穿过连接管道46流动。
如上所述，由于金属纳米颗粒30被穿过光收集装置20的太阳光加热至100℃或更高温度，首先蒸发的蒸汽具有非常高的温度。
因此，蒸汽通过连接管道46而转移至冷凝器40并首先冷凝，并且之后通过蒸发器42蒸发，从而发生相变成为低温低压气体，并且之后通过鼓风机马达44而供应至车辆的内部。
对于冷凝器40、蒸发器42以及鼓风机马达44，可仅使用在车辆的空调中的冷凝器、蒸发器以及鼓风机马达，或者冷凝器、蒸发器以及鼓风机马达可根据本发明而单独地制造和使用。
打开/关闭阀50安装在连接壳体10与冷凝器40的连接管道46上，并且该打开/关闭阀50由车辆的电子控制单元(ECU)控制，用来控制穿过连接管道的蒸汽量。
打开/关闭阀50可在用户按压设置在车辆中的按钮而逐步选择期望的湿度程度时操作，或者根据用户设计的湿度而自动操作。
如上所述，根据本发明实施例的用于车辆的生态加湿器仅仅通过纯太阳能来执行加湿功能，而无需车辆的电池消耗，并且因此无需使用诸如超声振荡器的环境友好部件，从而降低车辆的制造成本。
尽管如此，上述本发明不限于前述实施例和附图，并且对本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本发明的技术精神的情况下，可做出各种替换、修改和改变。
已参照本发明优选实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员应当认识到，在不背离本发明原理和精神的情况下可对这些实施例做出改变，而本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种用于车辆的生态加湿器，所述生态加湿器包括：
壳体，所述壳体具有配置成容纳水的空间，所述壳体的顶部用于容纳光收集装置，所述光收集装置配置成聚集太阳光；
多个金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒沉降在容纳于所述壳体中的水中，以吸收穿过所述光收集装置的太阳光；以及
冷凝器、蒸发器和鼓风机马达，所述冷凝器、所述蒸发器和所述鼓风机马达通过连接管道而与所述壳体的上侧连接，
其中，所述金属纳米颗粒通过表面等离子体共振现象而被加热，以使水蒸发成蒸汽。
2.根据权利要求1所述的生态加湿器，其中，所述壳体安装在所述车辆的内部仪表板上或者安装在布置于所述车辆的顶板上的遮阳棚上。
3.根据权利要求1所述的生态加湿器，其中，所述光收集装置配置为菲涅尔透镜。
4.根据权利要求1所述的生态加湿器，其中，所述金属纳米颗粒包括金纳米颗粒、银纳米颗粒和铜纳米颗粒中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的生态加湿器，进一步包括：
打开/关闭阀，所述打开/关闭阀安装在连接所述壳体与所述冷凝器的连接管道上，所述打开/关闭阀由所述车辆的电子控制单元控制，以控制穿过所述连接管道的蒸汽的量。
6.一种用于车辆的生态加湿器，包括：
壳体，所述壳体具有配置成容纳水的空间；
光收集装置，所述光收集装置安装在所述壳体的顶部中，所述光收集装置配置成用于聚集太阳光；以及
多个金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒由金、银和铜中的至少一种制成，所述金属纳米颗粒配置成沉降在容纳于所述壳体中的水中，以吸收穿过所述光收集装置的太阳光，
其中，所述金属纳米颗粒通过表面等离子体共振现象而被加热，以使水蒸发成蒸汽。
7.根据权利要求6所述的生态加湿器，所述生态加湿器进一步包括：
打开/关闭阀，所述打开/关闭阀安装在连接所述壳体与冷凝器的连接管道上，所述打开/关闭阀由所述车辆的电子控制单元控制，以控制穿过所述连接管道的蒸汽的量。
8.根据权利要求6所述的生态加湿器，其中，所述壳体安装在所述车辆的内部仪表板上或者安装在布置于所述车辆的顶板上的遮阳棚上。
9.根据权利要求6所述的生态加湿器，其中，所述光收集装置配置为菲涅尔透镜。
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