CN110425667A - 一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇 - Google Patents

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张靖鹏
唐黎明
宋琦
黎念
姜冠男
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F5/0003—Exclusively-fluid systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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Abstract

本发明公开了一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇，所述便携式冷热两用电扇包括风扇、气体压缩装置、用于驱动风扇和气体压缩装置的电动马达、与气体压缩装置相连接的涡流管装置，所述气体压缩装置在电动马达的驱动下产生高压气体并进入到涡流管装置，所述涡流管装置将高压气体转换为冷气流和热气流，所述风扇将冷气流或热气流驱动扩散到需要制冷或制热的空间。本发明提供的电扇可同时产生冷气和热气，具有结构简单和携带方便的特点。

Description

一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇
技术领域
本发明属于电扇技术领域，特别涉及一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇。
背景技术
目前的家用空调普遍采用分体式，需要安装室外机，便携性不足；而较为便携的常见风扇装置一方面不能提供冬季所需的热风，另一方面不具备实际的制冷效果。为了解决这个问题，研究人员提供了一些可以具备制冷效果的风扇以及可以冷热两用的风扇系统。涡流管是一种目前比较前沿的制冷方式，由于其结构简单，能同时产生冷气和热气，在生活及工业中得到了广泛的应用及研究。
发明专利CN201810759015.4公开了一种便于夏天吹冷风的风扇，通过存放冰块，利用冰块相变过程提供的冷量为电风扇提供冷源来达到制冷的效果。发明专利CN201810429587.6公开了一种新的水冷扇，利用水蒸发相变过程提供的冷量为电风扇提供冷源来达到制冷的效果。但此类电冷扇在制冷过程中一方面会增大空间内的湿度，对于南方湿热的气候，会降低人体的舒适度；另一方面无法在冬季提供供热效果。
而另一类电扇，在风扇上装有电热丝，可以在冬季提供热风，在夏季关闭电热丝，提供自然风，如发明专利CN201310377992.5公开的微型冷热两用电暖气，发明专利CN201711163277.6公开的一种冷热两用电风扇，发明专利CN201410762357.3公开的一种冷热电扇，但此类电扇在夏季时只是单纯的关闭电热丝，提供自然风，并没有提供实际的制冷效果。
还有研究者设计了双系统来满足冬夏两季对冷热的需求，如发明专利CN201510205083.2公开了一种基于太阳能供暖与雾炮式蒸发冷气扇降温的空调系统：利用于太阳能供暖在冬季输送热风，利用回收的自然降水和旋转雾炮式蒸发冷气扇进行夏季制冷。但此类设计需要对冬夏两季使用不同的系统，结构更为复杂，便携性不足。
也有研究者设计了单系统来同时满足冬夏两季对冷热的需求，如发明专利CN201710259898.8公开了一种油冷型半导体冷热两用器，利用半导体既能制冷也能制热的原理，可以仅使用单一系统简单切换便达到供冷供热的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇，可同时产生冷气和热气，并且具有结构简单和携带方便的特点。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇，所述便携式冷热两用电扇包括风扇、气体压缩装置、电动马达、与气体压缩装置相连接的涡流管装置，所述气体压缩装置在电动马达的驱动下产生高压气体并进入到涡流管装置，所述涡流管装置将高压气体转换为冷气流和热气流，所述风扇在电动马达的驱动下将冷气流或热气流驱动扩散到需要制冷或制热的空间。
所述气体压缩装置包括高压气筒、高压气筒内设置的压块和曲柄连杆，所述曲柄连杆的一端与压块连接、另一端与电动马达连接。
所述电动马达驱动风扇的同时，利用曲柄连杆结构同时驱动气体压缩装置。
所述压块上设有吸气口和吸气阀，所述高压气筒的底部设有排气口和排气阀，所述排气口与涡流管装置相连接。
所述高压气筒的顶部设有压盖，所述压盖通过螺纹结构固定于高压气筒的顶部。在压差作用下，吸气过程中吸气阀打开，排气阀关闭；排气过程中吸气阀关闭，排气阀打开。
所述涡流管装置包括涡流室、设置在涡流室上方的喷嘴、与涡流室两侧连接的热端和冷端，高压气体经喷嘴进入涡流室后产生冷气流和热气流，分别进入到冷端和热端。
所述冷端包括与涡流室连接的冷端管，所述冷端管的前端设有冷端孔板、末端设有冷端出口。其中，冷端管的前端是指与涡流室相近的一端。
所述热端包括与涡流室连接的热端管，所述热端管的末端依次设有热端调节阀和热端出口。热端调节阀用于改变热端气体压力，从而调节冷热两部分流体的流量比，改变冷热端气流温度。
所述风扇将涡流管冷端出口(热端出口)排出的冷气流(热气流)驱动扩散到需要制冷(制热)的空间，从热端出口(冷端出口)排出的热气流(冷气流)通过排气管排至空间外。
根据实际需求，在夏天可以使用涡流管冷端出口排出的冷气，经由风扇扩散对空间制冷，将热气从热端出口反向散走；在冬天使用涡流管热端出口排出的热气，经由风扇扩散对空间制热，将冷气从冷端出口反向散走。
本发明的优点和积极效果是：(1)本发明利用电动马达同时驱动风扇与气体压缩装置，气体压缩装置产生的高压气流经过涡流管装置的作用，可同时产生冷气流和热气流，并且可通过涡流管装置中的热端调节阀在一定范围内调节出口气体温度和流量，根据需求来进行供冷和供热；(2)具有结构简单，携带方便等特点，可以进行便携的移动。
附图说明
图1为本发明提供的基于涡流管的便携式冷热两用电扇的结构示意图；
图2为本发明提供的基于涡流管的便携式冷热两用电扇的部分结构示意图；
图3为本发明提供的涡流管装置的结构示意图；
其中，1-电动机马达；2-风扇；3-气体压缩装置；31-高压气筒；32-压块；33-曲柄连杆；34-压盖；321-吸气口；322-吸气阀；311-排气口；312-排气阀；5-软管；4-涡流管装置；41–喷嘴；42–涡流室；43–冷端孔板；44–冷端管；45–冷端出口；46–热端管；47–热端调节阀；48–热端出口；6-排气管。
具体实施方式
如下具体实施方式将结合附图进行进一步说明。
如图1及图2所示，本实施例提供的基于涡流管的便携式冷热两用电扇包括电动马达1、风扇2、气体压缩装置3和涡流管装置4，电动马达1和气体压缩装置3通过曲柄连杆结构33连接，气体压缩装置3和涡流管装置4通过软管5连接，电动马达1的转动轴同时驱动风扇2和曲柄连杆结构33，曲柄连杆结构33带动气体压缩装置3工作。气体压缩装置3产生的高压气体(高压空气)经软管5进入涡流管装置4，涡流管装置4产生的冷气流(冷空气)/热气流(热空气)经过风扇2的驱动扩散到需要制冷或制热的空间。
其中，气体压缩装置3由高压气筒31、压块32、曲柄连杆33、压盖34、吸气口321、吸气阀322、排气口311、排气阀312组成，曲柄连杆33与压块32相连接，压块32置于高压气筒31中，压盖34通过螺纹结构固定于高压气筒31的顶部。在压块32上设有吸气口321，吸气口321处设有吸气阀322；在高压气筒31底部设有排气口311，排气口311处设有排气阀312，排气口311通过软管5与涡流管装置连接。在压差作用下，吸气过程中吸气阀322打开，排气阀312关闭；排气过程中吸气阀322关闭，排气阀312打开。
其中，涡流管装置4的内部结构如图3所示，由喷嘴41、涡流室42、冷端孔板43、冷端管44、冷端出口45、热端管46、热端调节阀47、热端出口48组成。喷嘴41设置在涡流室42的上方，喷嘴41通过软管5与排气口312连接，涡流室42的两侧分别连接着冷端管44和热端管46，冷端管44前端装有冷端孔板43，末端为冷端出口45，热端管46末端设有热端调节阀47，热端调节阀47后连接着热端出口48。其中，冷端孔板43、冷端管44和冷端出口45组成冷端，热端管46、热端调节阀47和热端出口48组成热端。
涡流管装置4的工作过程为：由排气口311排出的压缩气体经过软管5进入涡流管装置4的喷嘴41，在喷嘴41内膨胀并沿管壁切向进入涡流室42，高速旋转的气流经涡流变换分离成温度不等的两部分，中心部位的气流温度低，外层部位的气流温度高。冷气流依次经冷端孔板43与冷端管44从冷端出口45排出，热气流经热端管46从热端出口48排出。其中，热端调节阀47用于改变热端气体压力，从而调节冷热两部分流体的流量比，改变冷热端气流温度。
根据实际的需求，在夏天可以使用涡流管冷端出口45排出冷气流，经由风扇2扩散对空间制冷，热气流从热端出口48经由排气管6排至空间外；在冬天改变涡流管朝向，将涡流管热端出口48对着风扇，使用涡流管热端出口48排出的热气流，经由风扇2扩散对空间制热，冷气流从冷端出口45经由排气管6排至空间外。
以上实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于涡流管的便携式冷热两用电扇，其特征在于，所述便携式冷热两用电扇包括风扇、气体压缩装置、电动马达、与气体压缩装置相连接的涡流管装置，所述气体压缩装置在电动马达的驱动下产生高压气体并进入到涡流管装置，所述涡流管装置将高压气体转换为冷气流和热气流，所述风扇在电动马达的驱动下将冷气流或热气流驱动扩散到需要制冷或制热的空间。
2.根据权利要求1所述的基于涡流管的便携式冷热两用电扇，其特征在于，所述气体压缩装置包括高压气筒、高压气筒内设置的压块和曲柄连杆，所述曲柄连杆的一端与压块连接、另一端与电动马达连接。
3.根据权利要求2所述的基于涡流管的便携式冷热两用电扇，其特征在于，所述压块上设有吸气口和吸气阀，所述高压气筒的底部设有排气口和排气阀，所述排气口与涡流管装置相连接。
4.根据权利要求1基于涡流管的便携式冷热两用电扇，其特征在于，所述涡流管装置包括涡流室、设置在涡流室上方的喷嘴、与涡流室两侧连接的热端和冷端，高压气体经喷嘴进入涡流室后产生冷气流和热气流，分别进入到冷端和热端。
5.根据权利要求4基于涡流管的便携式冷热两用电扇，其特征在于，所述冷端包括与涡流室连接的冷端管，所述冷端管的前端设有冷端孔板、末端设有冷端出口。
6.根据权利要求4基于涡流管的便携式冷热两用电扇，其特征在于，所述热端包括与涡流室连接的热端管，所述热端管的末端依次设有热端调节阀和热端出口。
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