CN108386378A - 热胀冷缩原理自动温控风扇 - Google Patents
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Abstract
提供一种热胀冷缩原理自动温控风扇，由安装架、玻璃试管、涂润滑脂的运动活塞、随活塞上下移动当自动开关使用的正极金属片和位置固定的负极金属片、小型直流电机、风扇叶轮、充电电池以及太阳能电池板组成。本发明利用气体受热膨胀、遇冷收缩的性质，通过运动活塞上下运动，使正极金属片和负极金属片之间的结合或分离，来实现小型直流电机供电电路的自动导通或切断，实现自动温控风扇设计，结构简单，经济、绿色、环保。
Description
技术领域
本发明属自动温控风扇技术领域，具体涉及一种热胀冷缩原理自动温控风扇。
背景技术
目前，大多数可实现自动控制温度的风扇均由温度传感器、中央控制器、中央控制芯片、继电器、风扇电机等电子元器件组成，需要借助中央控制器内的预设程序实现风扇根据温度改变的智能启停控制。结构组成过于复杂，且成本较高。因此，现提出一种结构简单，利用气体热胀冷缩原理实现风扇自动启停控制的小型温控风扇，使其更符合当今节能环保的绿色理念设计，现提出如下技术方案。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种热胀冷缩原理自动温控风扇，利用玻璃试管内运动活塞所密封的气体介质随着玻璃试管外界环境温度的升高或降低，受热膨胀、遇冷收缩的特性，带动运动活塞上下移动，实现正极金属片和负极金属片之间的结合或分离；解决小型直流电机供电电路的自动导通或切断问题，通过正、负极金属片形成一个结构简单、可替代继电器使用的“自动开关”；实现风扇随温度变化的自动通断控制；复合节能、经济、绿色环保等设计理念，更具现实意义。
本发明采用的技术方案：热胀冷缩原理自动温控风扇，具有可放置于桌面呈倒T型的安装架，所述安装架具有竖直板，所述竖直板的板体固定安装瓶口朝上竖直的玻璃试管；所述玻璃试管内密封适配安装可沿其管壁沿轴向上下自由滑动且与管壁紧贴合的运动活塞，所述运动活塞与玻璃试管管壁紧贴合的外圆周面涂有润滑脂；且玻璃试管内下部通过运动活塞密封形成的封闭空腔内密封装有经热胀冷缩后可推动运动活塞上下移动一定距离的气体介质；所述运动活塞的顶端中心安装正极金属片安装架，所述正极金属片安装架上端固定安装正极金属片；位于玻璃试管的管内侧壁固定安装负极金属片安装架，所述负极金属片安装架上固定安装负极金属片，所述负极金属片位于正极金属片正上方并可与正极金属片通过运动活塞的上移贴合对接以导通电路；其中，正极金属片通过导线Ⅰ与充电电池的正极导通连接；负极金属片通过导线Ⅱ与充电电池的负极导通连接；所述充电电池与正极金属片和负极金属片所在的闭合回路上串接小型直流电机，且当玻璃试管内密封的气体介质受热膨胀后推动起始位置在下方的运动活塞带动正极金属片上移与上方的负极金属片贴合对接实现小型直流电机与充电电池闭合回路电流电路的导通；所述小型直流电机的电机输出轴上同轴固定安装风扇叶轮；为小型直流电机供电的充电电池通过充电装置连接太阳能电池板。
在上述技术方案基础上，作为本发明的一个实施例，为减少运动活塞被膨胀的气体推动在光滑的玻璃试管内向上移动过程中因运动活塞自身重力导致的上升阻力过大影响；并结合润滑脂的润滑和密封作用，选用更为合适的材料，提高运动活塞对于玻璃试管下部密封气体介质的密封效果：所述运动活塞为空心盖式结构，并用聚苯乙烯泡沫塑料制成。
作为本发明的另一个实施例，为更好更稳定地实现充电电池与正、负极金属片之间的连接：所述充电电池的正极端通过外露固定安装于竖直板上的正极接线柱通过导线Ⅰ连接正极金属片；所述充电电池的负极端通过外露固定安装于竖直板上的负极接线柱用导线Ⅱ连接负极金属片。
在上述技术方案基础上，为采用简单的电路设计为充电电池提供绿色洁净环保的太阳能供电：作为优选技术方案，所述充电装置的充电电路由变压电路和充电电路组成。
在上述技术方案基础上，为采用简单且稳定的结构实现安装架对各元部件的安装，方便将温控风扇整体放置于桌面平台，并提高其整体在桌面平台放置时的稳定性，并随时方便挪移：作为优选技术方案，所述安装架由水平板和竖直板组成，所述水平板放置于桌面平台，所述竖直板与水平板上端面过水平板的中线与水平板垂直正交固连为一体；所述水平板内安装配重块；所述竖直板用塑料或木板制成。
在上述技术方案基础上，为采用最为普遍且常见的气体介质，利用热胀冷缩原理推动或抽拉运动活塞在玻璃试管内的上、下挪移：作为优选技术方案，所述热胀冷缩的气体介质为为空气。
在上述技术方案基础上，为在必要情况下，通过手动操作快速切断小型直流电机的供电：作为本发明的另一个实施例，所述玻璃试管的下部适配可单独挪移并选择性使用的口杯，所述口杯内盛装冰水混合物，盛装冰水混合物的口杯仅用于在高温炎热天气下受热膨胀后的气体介质的快速遇冷收缩以切断小型直流电机的供电电路时使用。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本发明通过正极金属片和负极金属片替代自动温控风扇的开关，较继电器控制风扇启停的方式结构精简，材料经济，易于实现；
2、本发明玻璃试管内用运动活塞密封封闭的一定体积的气体介质，通过气体介质受热体积膨胀，遇冷收缩的热胀冷缩原理，带动密封连接的运动活塞3在玻璃试管内壁上、下移动，来实现正极金属片和负极金属片之间的对接和分离，实现对风扇电机随温度变化的自动启停控制，无需继电器、温度传感器等电子元件即可实现风扇的自动启停控制，结构简单，易于实现；
3、本发明充电电池利用太阳能为其提供使用不竭的电能供给，属于可再生清洁能源，更为清洁、绿色和环保。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明温控风扇电机自动通断控制的电路连接简图；
图3为本发明运动活塞的纵剖结构示意图；
图4为本发明安装架一种实施例的剖视图；
图5为本发明直流电机太阳能充电的电路连接简图示意。
具体实施方式
下面结合附图1-5描述本发明的具体实施例。
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中控制电路的实现，如无特殊说明，均为常规控制方式。下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。此外，在本发明中，在未作特别说明的情况下，“上、下、左、右、内、外、竖直、水平”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。再者，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，应当以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：热胀冷缩原理自动温控风扇，(如图1所示)具有可放置于桌面呈倒T型的安装架1，所述安装架1具有竖直板102，所述竖直板102的板体固定安装瓶口朝上竖直的玻璃试管2；所述玻璃试管2内密封适配安装可沿其管壁沿轴向上下自由滑动且与管壁紧贴合的运动活塞3，所述运动活塞3与玻璃试管2管壁紧贴合的外圆周面涂有润滑脂；且玻璃试管2内下部通过运动活塞3密封形成的封闭空腔内密封装有经热胀冷缩后可推动运动活塞3上下移动一定距离的气体介质4；所述运动活塞3的顶端中心安装正极金属片安装架5，所述正极金属片安装架5上端固定安装正极金属片6；位于玻璃试管2的管内侧壁固定安装负极金属片安装架7，所述负极金属片安装架7上固定安装负极金属片8，所述负极金属片8位于正极金属片6正上方并可与正极金属片6通过运动活塞3的上移贴合对接以导通电路；其中，正极金属片6通过导线Ⅰ9与充电电池10的正极导通连接；负极金属片8通过导线Ⅱ12与充电电池10的负极导通连接；所述充电电池10与正极金属片6和负极金属片8所在的闭合回路上串接小型直流电机14，且当玻璃试管2内密封的气体介质4受热膨胀后推动起始位置在下方的运动活塞3带动正极金属片6上移与上方的负极金属片8贴合对接实现小型直流电机14与充电电池10闭合回路电流电路的导通；所述小型直流电机14的电机输出轴上同轴固定安装风扇叶轮15；为小型直流电机14供电的充电电池10通过充电装置16连接太阳能电池板17。(如图5所示)。
实施例2：在实施例1的结构基础上，为减少运动活塞3被膨胀的气体推动在光滑的玻璃试管2内向上移动过程中因运动活塞3自身重力导致的上升阻力过大影响；并结合润滑脂的润滑和密封作用，选用更为合适的材料，提高运动活塞3对于玻璃试管2下部密封气体介质4的密封效果：所述运动活塞3为空心盖式结构，(如图3所示)并用聚苯乙烯泡沫塑料制成。
实施例3：在实施例1的结构基础上，作为本发明的另一个实施例，为更好更稳定地实现充电电池10与正、负极金属片之间的连接：所述充电电池10的正极端通过外露固定安装于竖直板102上的正极接线柱11通过导线Ⅰ9连接正极金属片6；所述充电电池10的负极端通过外露固定安装于竖直板102上的负极接线柱13用导线Ⅱ12连接负极金属片8。
实施例4：在实施例1的结构基础上，为采用简单的电路设计为充电电池10提供绿色洁净环保的太阳能供电：作为优选技术方案，所述充电装置16的充电电路由变压电路和充电电路组成。
实施例5：在实施例1的结构基础上，为采用简单且稳定的结构实现安装架1对各元部件的安装，方便将温控风扇整体放置于桌面平台，并提高其整体在桌面平台放置时的稳定性，并随时方便挪移：(如图4所示)作为优选技术方案，所述安装架1由水平板101和竖直板102组成，所述水平板101放置于桌面平台，所述竖直板102与水平板101上端面过水平板101的中线与水平板101垂直正交固连为一体；所述水平板101内安装配重块103；所述竖直板102用塑料或木板制成。
实施例6：在实施例1的结构基础上，为采用最为普遍且常见的气体介质，利用热胀冷缩原理推动或抽拉运动活塞在玻璃试管内的上、下挪移：作为优选技术方案，所述热胀冷缩的气体介质为4为空气。
实施例7：在上述技术方案的结构基础上，为在必要情况下(如人离开房间，无需风扇持续运转的情况下)，通过手动操作快速切断小型直流电机14的供电：作为本发明的另一个实施例，所述玻璃试管2的下部适配可单独挪移并选择性使用的口杯18，所述口杯18内盛装冰水混合物，盛装冰水混合物的口杯18仅用于在高温炎热天气下受热膨胀后的气体介质4的快速遇冷收缩以切断小型直流电机14的供电电路时使用。
可见，本发明通过正极金属片6和负极金属片8替代自动温控风扇的开关(如图2所示)，较继电器控制风扇启停的方式结构精简，材料经济，易于实现；本发明玻璃试管2内用运动活塞3密封封闭的一定体积的气体介质4，通过气体介质4受热体积膨胀，遇冷收缩的热胀冷缩原理，带动密封连接的运动活塞3在玻璃试管2内壁上、下移动，来实现正极金属片6和负极金属片8之间的对接和分离，实现对风扇电机随温度变化的自动启停控制，无需继电器、温度传感器等电子元件即可实现风扇的自动启停控制，结构简单，易于实现；本发明充电电池利用太阳能为其提供使用不竭的电能供给，属于可再生清洁能源，更为清洁、绿色和环保。
工作原理：玻璃试管2在14-16℃条件下，通过运动活塞3密封封装一定体积的空气，随着室温环境温度的升高，玻璃试管2内密封封装的气体介质4的体积受热膨胀；此时，膨胀的气体介质4推动外圆周涂覆润滑脂的运动活塞3沿试管壁向上移动，随着运动活塞3的上移，使得原本分开断开的正极金属片6和负极金属片8之间相互接触；(其中，为防止运动活塞3固连的正极金属片6因过度上移而超过负极金属片8使两者再次脱离，可将如图1所示实施例的负极金属片8设计为横置L型水平限位结构，既能阻挡正极金属片6的不断上移，还不影响正极金属片6随运动活塞3的下移复位)当正极金属片6和负极金属片8之间相互接触的同时，小型直流电机14的供电电路瞬间导通，风扇叶轮15开始旋转，实现温控风扇随温度升高的自动开启；相反地，当室温环境温度下降恢复至14-16℃条件时，玻璃试管2内密封封装的气体介质4的体积恢复至原始状态，正极金属片6和负极金属片8之间分离，与此同时切断了小型直流电机14的供电，风扇叶轮15停转，实现温控风扇随温度降低的自动断电。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (7)
1.热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：具有可放置于桌面呈倒T型的安装架(1)，所述安装架(1)具有竖直板(102)，所述竖直板(102)的板体固定安装瓶口朝上竖直的玻璃试管(2)；所述玻璃试管(2)内密封适配安装可沿其管壁沿轴向上下自由滑动且与管壁紧贴合的运动活塞(3)，所述运动活塞(3)与玻璃试管(2)管壁紧贴合的外圆周面涂有润滑脂；且玻璃试管(2)内下部通过运动活塞(3)密封形成的封闭空腔内密封装有经热胀冷缩后可推动运动活塞(3)上下移动一定距离的气体介质(4)；所述运动活塞(3)的顶端中心安装正极金属片安装架(5)，所述正极金属片安装架(5)上端固定安装正极金属片(6)；位于玻璃试管(2)的管内侧壁固定安装负极金属片安装架(7)，所述负极金属片安装架(7)上固定安装负极金属片(8)，所述负极金属片(8)位于正极金属片(6)正上方并可与正极金属片(6)通过运动活塞(3)的上移贴合对接以导通电路；其中，正极金属片(6)通过导线Ⅰ(9)与充电电池(10)的正极导通连接；负极金属片(8)通过导线Ⅱ(12)与充电电池(10)的负极导通连接；所述充电电池(10)与正极金属片(6)和负极金属片(8)所在的闭合回路上串接小型直流电机(14)，且当玻璃试管(2)内密封的气体介质(4)受热膨胀后推动起始位置在下方的运动活塞(3)带动正极金属片(6)上移与上方的负极金属片(8)贴合对接实现小型直流电机(14)与充电电池(10)闭合回路电流电路的导通；所述小型直流电机(14)的电机输出轴上同轴固定安装风扇叶轮(15)；为小型直流电机(14)供电的充电电池(10)通过充电装置(16)连接太阳能电池板(17)。
2.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：所述运动活塞(3)为空心盖式结构，并用聚苯乙烯泡沫塑料制成。
3.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：所述充电电池(10)的正极端通过外露固定安装于竖直板(102)上的正极接线柱(11)通过导线Ⅰ(9)连接正极金属片(6)；所述充电电池(10)的负极端通过外露固定安装于竖直板(102)上的负极接线柱(13)用导线Ⅱ(12)连接负极金属片(8)。
4.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：所述充电装置(16)的充电电路由变压电路和充电电路组成。
5.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：所述安装架(1)由水平板(101)和竖直板(102)组成，所述水平板(101)放置于桌面平台，所述竖直板(102)与水平板(101)上端面过水平板(101)的中线与水平板(101)垂直正交固连为一体；所述水平板(101)内安装配重块(103)；所述竖直板(102)用塑料或木板制成。
6.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：所述热胀冷缩的气体介质为(4)为空气。
7.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理自动温控风扇，其特征在于：所述玻璃试管(2)的下部适配可单独挪移并选择性使用的口杯(18)，所述口杯(18)内盛装冰水混合物，盛装冰水混合物的口杯(18)仅用于在高温炎热天气下受热膨胀后的气体介质(4)的快速遇冷收缩以切断小型直流电机(14)的供电电路时使用。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |