CN110617593A - 一种液压加湿器及其加湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压加湿器及其加湿方法，属于加湿器技术领域。其中，液压加湿器包括：蓄水装置、发电装置以及加湿器主体，蓄水装置包括蓄水池和过滤装置，发电装置包括叶轮组件、发电机、齿轮组以及电容器，加湿器主体包括水槽、喷雾电极、喷雾管以及喷嘴。本发明利用蓄水池蓄水，叶轮组件将蓄水池内的水的重力势能转变为动能，发电机将动能转变为电能并通过电容器存储，喷雾电极通电后使水槽内的水形成喷雾，喷雾通过喷雾管上的喷嘴喷出从而实现喷雾加湿。与现有技术相比，本发明提供的液压加湿器将水的重力势能转化成动能后再转化为电能，解决了加湿器依赖外接电源的问题，解除了夏季和冬季断电对加湿器的使用限制，扩大了加湿器的使用范围。

Description

一种液压加湿器及其加湿方法

技术领域

本发明属于加湿器技术领域，尤其是一种液压加湿器及其加湿方法。

背景技术

加湿器是一种增加房间湿度的设备，对于室内的干燥空气具有明显的改善作用，加湿器行业在中国发展有近20年的历史，随着人们的生活水平的提高以及多年的空气质量概念普及，加湿器被越来越多的人接受，并被广泛运用至家庭及办公场所。

市面常见的加湿器种类繁杂，主要有超声波加湿器、电加热式加湿器、浸入式电极加湿器等，虽然各种加湿器的工作原理不尽相同，但是加湿器均需要接入外接电源，通过外接电源向加湿器供电，方可使加湿器对房间的空气进行加湿。

当时当遇到用电紧张时，尤其是夏季和冬季用电高峰期时，部分城市甚至通过区域性断电解决电力不足的问题，此时加湿器不能接入外接电源，导致加湿器无法使用，同时，夏季和冬季空气干燥，更加增加了人们的不适感。

发明内容

本发明提供了一种液压加湿器及其加湿方法，以优化现有加湿器的性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种液压加湿器，包括：

蓄水装置，包括：蓄水池以及设于蓄水池内的过滤装置，所述过滤装置与蓄水池底部之间存在设定距离；

发电装置，包括：叶轮组件、发电机、用于连接叶轮组件和发电机的齿轮组以及电容器，所述叶轮组件包括叶轮壳体以及设置于叶轮壳体内的叶片轮，所述叶轮壳体的上端连接有进水管，所述叶轮壳体的下端连接有出水管，所述进水管远离叶轮壳体的一端与蓄水池的底部连通，所述叶片轮包括轮盘，与轮盘同轴连接的叶轮转轴以及沿轮盘的周面分布的伸缩叶片，所述叶轮转轴和叶轮壳体的中心轴线之间存在设定的距离，所述叶轮转轴远离轮盘的一端贯穿叶轮壳体并延伸出叶轮壳体的外壁与齿轮组连接，所述齿轮组与发电机连接，所述电容器与发电机电性连接，所述发电装置的水平高低低于蓄水池；

加湿器主体，包括：水槽、设于水槽内的喷雾电极、与水槽连接的喷雾管以及与喷雾管连通的喷嘴，所述水槽与出水管远离叶轮壳体的一端连通，所述喷雾电极与电容器电性连接，所述喷雾管设置于水槽的顶部，所述喷雾管与水槽内部连通。

在进一步的实施例中，所述进水管上还设有节水阀，所述节水阀位于水槽和叶轮壳体之间，通过节水阀可以控制进水管的水流量，能够调整发电机的发电效率。

在进一步的实施例中，所述叶轮组件还包括防水圈，所述防水圈套机于叶轮转轴，所述防水圈套设于叶轮壳体的侧面壁上，通过设置防水圈增加叶轮转轴和叶轮壳体之间的密封性，防止水从叶轮转轴和叶轮壳体之间的缝隙。

在进一步的实施例中，所述齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述从动齿轮包括第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮设于叶轮转轴上，所述第一齿轮的尺寸大于第二齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮与发电机的转子转轴同轴连接，所述第三齿轮的尺寸小于第四齿轮的尺寸，所述第一齿轮和第三齿轮可以啮合配合，所述第二齿轮和第四齿轮可以啮合配合，通过设置两组主动齿轮和从动齿轮，增加齿轮组传动比的多样性，当蓄水充足时，采用传动比较大的齿轮啮合方式，提高发电机的转速以更快发电；当蓄水不足时，采用传动比较小的齿轮啮合方式，降低齿轮组对叶片轮的转动阻力。

在进一步的实施例中，所述第一齿轮和第三齿轮的啮合传动比为1:2，所述第二齿轮和第四齿轮的传动比为3:1。

在进一步的实施例中，所述加湿器主体还包括水位电极和排水阀，所述水位电极设于水槽内，所述水位电极的水平高度高于喷雾电极，所述水槽的底部连通有排水管，所述排水阀设于排水管上，所述水位电极与电容的一端电性连接，所述排水阀的一端电极与电容的另一端电性连接，所述排水阀的另一端电极通过导线延伸至水槽底部，当水槽内的水位上升并与水位电极接触时，电容、水位电极、水槽内的水以及排水阀构成电流回路，排水阀打开排水，通过此设置能够避免水槽内水位过高。

在进一步的实施例中，所述喷嘴的数量大于2，所述喷嘴沿喷雾管的侧面外壁均匀分布，所述喷嘴位于靠近喷雾管侧面靠近顶部的一端，通过多个喷嘴将喷雾向多个方向喷出，扩大喷雾的范围，使一定空间内的空气湿度迅速提高。

为实现上述目的，本发明还采用以下技术方案

一种液压加湿器的加湿方法，所述加湿方法包括以下步骤：

首先，蓄水，利用蓄水池蓄水，过滤装置对通过过滤装置的水进行过滤，将杂质过滤；

其次，发电，打开节流阀，蓄水池积聚的水通过进水管流入叶轮壳体内并带动叶片轮转动，叶片轮转动带动叶轮转轴转动，叶轮转轴转动带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮转动带动发电机的转子转轴转动，实现发电，发电机与电容器电性连接，发电机产生的电力存储于电容器上；

然后，喷雾，叶轮壳体内的水通过出水管流入水槽内，水槽内的水位上升与喷雾电极接触，水槽内的水、电极以及电容构成完整的电流回路，电容向喷雾电极供电，喷雾电极使水槽内的水蒸发形成喷雾，喷雾通过喷雾管后再通过喷嘴喷出；

最后，排水，当水槽内的水位上升与水位电极接触，电容、水位电极、水槽内的水以及排水阀构成完整的电流回路，排水阀打开，水槽内的水通过排水管排出，当水槽内的水位低于水位电极时，排水阀断电关闭，水槽内的水停止排放。

有益效果：本发明提出的液压加湿器，利用蓄水池蓄水，蓄水池内的水在重力的作用下从进水管流入叶轮壳体内带动叶片轮转动后再通过出水管流入水槽内，转动的叶片轮通过齿轮组带动发电机发电，发电机产生的电能通过电容器进行存储，与电容器电性连接的喷雾电极利用电容器上的电能将水槽内的水蒸发形成喷雾，喷雾通过喷雾管上的喷嘴喷出实现加湿。与现有技术相比，本发明提供的液压加湿器将水的重力势能转化成动能后再转化为电能，解决了加湿器依赖外接电源的问题，解除了夏季和冬季断电对加湿器的使用限制，扩大了加湿器的使用范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的叶轮组件的剖视图。

图3是本发明的加湿器主体的结构示意图。

图4是本发明的叶轮组件的侧视图。

图5是本发明的齿轮组的结构示意图。

图1至图5中的各标注为：蓄水池10、过滤装置11、叶轮组件20、叶轮壳体201、叶片轮202、轮盘2021、叶轮转轴2022、伸缩叶片2023、进水管203、出水管204、橡皮圈205、防水圈206、发电机21、转子转轴211、齿轮组23、第一齿轮231、第二齿轮232、第三齿轮233、第四齿轮234、电容器24、水槽30、排水管301、喷雾电极31、喷雾管32、喷嘴33、节水阀40、水位电极50、排水阀60。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

经过申请人的研究分析，加湿器是一种利用电能将液体水转变水喷雾从而实现加湿的设备，目前市面上常见的加湿器主要是利用外接电源为加湿器提供电力，但是当遇到用电紧张时，尤其是夏季和冬季用电高峰期时，部分地区电力不足，一些城市通过区域性断电解决电力不足的问题，此时加湿器不能接入外接电源，导致加湿器无法使用，由于夏季和冬季空气干燥，加湿器无法使用，增加了人们的不适感。因此如何解决断电时加湿器无法加湿的问题成了亟需解决的问题

本发明提供的液压加湿器，包括：蓄水装置、发电装置以及加湿器主体。

具体的，如图1所示，本实施例中的蓄水装置包括蓄水池10以及设于蓄水池10内的过滤装置11，在使用过程中可以通过外接水管与自来水或人为添加的方式向蓄水池10内添加液体水，过滤装置11对添加进来的液体水进行过滤，将其中的杂质去除，避免水中的杂质污染发电装置以及加湿器主体，造成发电机21装置和加湿器主体内杂质沉积，增加清理的难度，所述过滤装置11与蓄水池10底部之间存在设定距离，过滤装置11可以起到隔绝添加的水和过滤的水的作用，本实施例中的蓄水池10采用塑料材质制成，避免蓄水池10长期使用造成的腐蚀，同时可以降低蓄水池10的重量；

结合图2，本实施例中的发电装置包括叶轮组件20、发电机21、齿轮组23以及电容器24，叶轮组件20和发电机21通过齿轮组23连接。其中，叶轮组件20包括叶轮壳体201以及设置于叶轮壳体201内的叶片轮202，叶轮壳体201的上端连接有进水管203，进水管203远离叶轮壳体201的一端与蓄水池10的底部连通，叶轮壳体201的下端连接有出水管204，叶轮壳体201与进水管203以及出水管204采用一体成型的方式制成，进水管203和蓄水池10的底部通过焊接固定，提高密封性；叶片轮202包括轮盘2021、与轮盘2021同轴连接的叶轮转轴2022以及沿轮盘2021的周面分布的伸缩叶片2023，叶轮转轴2022和叶轮壳体201的中心轴线之间存在设定的距离，叶片轮202和叶轮壳体201偏心设置，轮盘2021到叶轮壳体201内壁的距离不相等，设定轮盘2021的周面到叶轮壳体201的内壁的距离较大的一侧为A侧，轮盘2021的周面到叶轮可以的内壁的距离较小的一侧为B侧，叶轮壳体201的内壁面上贴附有橡皮圈205，轮盘2021转动过程中，伸缩叶片2023远离轮盘2021的一侧和橡皮圈205抵接，伸缩叶片2023、橡皮圈205以及轮盘2021之间构成一个储水空间，A侧的储水空间大于B侧的储水空间，从进水管203流入叶轮壳体201内的水进入储水空间，A侧的水量大于B侧的水量，轮盘2021两侧的水压不相等，使得轮盘2021转动，设置橡皮圈205能够避免轮盘2021转动时伸缩叶片2023和叶轮壳体201摩擦接触造成的磨损问题；叶轮转轴2022远离轮盘2021的一端贯穿叶轮壳体201并延伸出叶轮壳体201的侧面外壁与齿轮组23连接，齿轮组23与发电机21连接，轮盘2021转动电动叶轮转轴2022转动，叶轮转轴2022转动带动齿轮组23转动，齿轮组23转动带动发电机21发电，电容器24与发电机21连接，发电机21产生的电能被电容器24存储。本实施例中发电装置的水平高度低于蓄水池10，蓄水池10内的水向下流动，将水的重力势能转化为叶片轮202转动的动能，叶片轮202通过齿轮组23带动发电机21的转子转轴211转动，将叶片轮202的动能通过发电机21转变成电能后通过电容器24存储。本实施例中的发电机21型号为F50-12V，能够满足小功率电器的电量实用需求。

结合图3，本实施例中的加湿器主体包括水槽30、设于水槽30内的喷雾电极31、与水槽30连接的喷雾管32以及与喷雾管32连通的喷嘴33。其中水槽30的结构为封闭式结构，并与叶轮壳体201下方的出水管204连通；喷雾管32设于水槽30的顶部，并与水槽30内部连通；喷雾电极31的数量为2个，这2个喷雾电极31分别通过导线和电容器24的两级电性连接。水流通过出水管204流入水槽30内使得水槽30内的水位不断上升，当水槽30内的水与喷雾电极31接触时，水槽30内的水充当了导电介质，使得电容器24、喷雾电极31以及水槽30内的水形成完整的电流回路，喷雾电极31通电状态下使水槽30内的水蒸发，形成水喷雾，水喷雾在喷雾管32的引导下通过喷嘴33向外喷出达到加湿的目的。本实施例中的水槽30为绝缘材质制成，例如工程塑料，提高加湿器的安全性。

本实施例中，进水管203上还设有节水阀40，节水阀40位于蓄水池10和叶轮壳体201之间，通过节水阀40可以控制进水管203的水流量，通过控制水流量来调整叶片轮202的转速从而实现发电机21的发电效率。

结合图4，本实施例中的叶轮组件20还包括防水圈206，防水圈206采用橡胶材质制成，所述防水圈206套设于叶轮转轴2022，防水圈206套设于叶轮壳体201的侧面壁上，叶轮壳体201的侧面壁上开有转轴孔，叶轮转轴2022插设有转轴孔内，防水圈206套设于转轴孔内，避免了叶轮转轴2022和叶轮壳体201侧面壁直接接触，降低叶轮转轴2022和叶轮壳体201侧面壁之间的磨损；同时通过设置防水圈206增加叶轮转轴2022和叶轮壳体201之间的密封性，防止水从叶轮转轴2022和叶轮壳体201之间的缝隙渗出。

结合图5，本实施例中的齿轮组23包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮包括第一齿轮231和第二齿轮232，从动齿轮包括第三齿轮233和第四齿轮234，第一齿轮231和第二齿轮232设于叶轮转轴2022上，第一齿轮231的尺寸大于第二齿轮232，第三齿轮233和第四齿轮234与发电机21的转子转轴211同轴连接，第三齿轮233的尺寸小于第四齿轮234的尺寸，第三齿轮233和第三齿轮233之间留有一定的距离，此距离大于第一齿轮231和第二齿轮232的齿宽，发电机21设于直线运动机构上，直线运动机构的运动方向与发电机21的转子转轴211的长度方向一致，通过直线运动机构的运动可以调整发电机21的位置，使齿轮组23存在不同的啮合方式，即第一齿轮231和第三齿轮233可以啮合配合，第二齿轮232和第四齿轮234可以啮合配合，通过设置两组主动齿轮和从动齿轮，增加齿轮组23传动比的多样性，当蓄水充足时，采用传动比较大的齿轮啮合方式，提高发电机21的转速以更快发电；当蓄水不足时，采用传动比较小的齿轮啮合方式，降低齿轮组23对叶片轮202的转动阻力。

本实施例中，第一齿轮231和第三齿轮233的啮合传动比为1:2，所述第二齿轮232和第四齿轮234的传动比为3:1。在实际使用中，可以根据蓄水池10的蓄水量以及发电效率需求选择合适的齿轮组23。

水槽30内的水位过高会导致喷雾电极31完全被水淹没，导致喷雾困难，为了防止水槽30内的水位过高，本实施例中的加湿器主体还包括水位电极50和排水阀60。其中，水位电极50设于水槽30内，水位电极50的水平高度高于喷雾电极31；水槽30的底部连通有排水管301，所述排水阀60设于排水管301上。水位电极50的数量为1个，水位电极50通过导线与电容的一端电性连接，排水阀60的一端的电极通过导线与电容的另一端电性连接，排水阀60的另一端的电极通过导线延伸至水槽30底部。当水槽30内的水位上升并与水位电极50接触时，电容、水位电极50、水槽30内的水以及排水阀60构成完整电流回路，排水阀60通电并打开，水槽30内的水通过排水管301排出，水槽30内的水位降低，当水槽30内的水位低于水位电极50，电容、水位电极50、水槽30内的水以及排水阀60构成的电流回路断开，排水阀60断电并关闭，水槽30内的水停止排放，通过此设置能够避免水槽30内水位过高。

在进一步的实施例中，喷嘴33的数量大于2，喷嘴33沿喷雾管32的侧面外壁均匀分布，所喷嘴33位于靠近喷雾管32侧面靠近顶部的一端，加湿器产生的喷雾经喷雾管32的引导通过喷嘴33喷出，达到喷雾加湿的目的，通过设置多个喷嘴33可以将喷雾向多个方向喷出，扩大喷雾的范围，使一定空间内的空气湿度迅速提高。本实施例中的喷嘴33的数量为4个，任意相邻的两个喷嘴33的轴线的夹角为90°，可以实现四个方向的同时喷雾加湿。

本发明提供的液压加湿器的加湿方法，具体步骤如下：

首先，蓄水，利用蓄水池10蓄水，过滤装置11对通过过滤装置11的水进行过滤，将杂质过滤；

其次，发电，打开节流阀，蓄水池10积聚的水通过进水管203流入叶轮壳体201内并带动叶片轮202转动，叶片轮202转动带动叶轮转轴2022转动，叶轮转轴2022转动带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮转动带动发电机21的转子转轴211转动，实现发电，发电机21与电容器24电性连接，发电机21产生的电力存储于电容器24上；

然后，喷雾，叶轮壳体201内的水通过出水管204流入水槽30内，水槽30内的水位上升与喷雾电极31接触，水槽30内的水、电极以及电容构成完整的电流回路，电容向喷雾电极31供电，喷雾电极31使水槽30内的水蒸发形成喷雾，喷雾通过喷雾管32后再通过喷嘴33喷出；

最后，排水，当水槽30内的水位上升与水位电极50接触，电容、水位电极50、水槽30内的水以及排水阀60构成完整的电流回路，排水阀60打开，水槽30内的水通过排水管301排出，当水槽30内的水位低于水位电极50时，排水阀60断电关闭，水槽30内的水停止排放。

本发明提出的液压加湿器，利用蓄水池10蓄水，蓄水池10内的水在重力的作用下从进水管203流入叶轮壳体201内带动叶片轮202转动后再通过出水管204流入水槽30内，转动的叶片轮202通过齿轮组23带动发电机21发电，发电机21产生的电能通过电容器24进行存储，与电容器24电性连接的喷雾电极31利用电容器24上的电能将水槽30内的水蒸发形成喷雾，喷雾通过喷雾管32上的喷嘴33喷出实现加湿。与现有技术相比，本发明提供的液压加湿器将水的重力势能转化成动能后再转化为电能，解决了加湿器依赖外接电源的问题，解除了夏季和冬季断电对加湿器的使用限制，扩大了加湿器的使用范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种液压加湿器，其特征在于，包括：

蓄水装置，包括：蓄水池以及设于蓄水池内的过滤装置，所述过滤装置与蓄水池底部之间存在设定距离；

发电装置，包括：叶轮组件、发电机、用于连接叶轮组件和发电机的齿轮组以及电容器，所述叶轮组件包括叶轮壳体以及设置于叶轮壳体内的叶片轮，所述叶轮壳体的上端连接有进水管，所述叶轮壳体的下端连接有出水管，所述进水管远离叶轮壳体的一端与蓄水池的底部连通，所述叶片轮包括轮盘，与轮盘同轴连接的叶轮转轴以及沿轮盘的周面分布的伸缩叶片，所述叶轮转轴和叶轮壳体的中心轴线之间存在设定的距离，所述叶轮转轴远离轮盘的一端贯穿叶轮壳体并延伸出叶轮壳体的外壁与齿轮组连接，所述齿轮组与发电机连接，所述电容器与发电机电性连接，所述发电装置的水平高低低于蓄水池；

加湿器主体，包括：水槽、设于水槽内的喷雾电极、与水槽连接的喷雾管以及与喷雾管连通的喷嘴，所述水槽与出水管远离叶轮壳体的一端连通，所述喷雾电极与电容器电性连接，所述喷雾管设置于水槽的顶部，所述喷雾管与水槽内部连通。

2.根据权利要求1所述的液压加湿器，其特征在于，所述进水管上还设有节水阀，所述节水阀位于水槽和叶轮壳体之间。

3.根据权利要求1所述的液压加湿器，其特征在于，所述叶轮组件还包括防水圈，所述防水圈套机于叶轮转轴，所述防水圈套设于叶轮壳体的侧面壁上。

4.根据权利要求1所述的液压加湿器，其特征在于，所述齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述从动齿轮包括第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮设于叶轮转轴上，所述第一齿轮的尺寸大于第二齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮与发电机的转子转轴同轴连接，所述第三齿轮的尺寸小于第四齿轮的尺寸，所述第一齿轮和第三齿轮可以啮合配合，所述第二齿轮和第四齿轮可以啮合配合。

5.根据权利要求4所述的液压加湿器，其特征在于，所述第一齿轮和第三齿轮的啮合传动比为1:2，所述第二齿轮和第四齿轮的传动比为3:1。

6.根据权利要求1所述的液压加湿器，其特征在于，所述加湿器主体还包括水位电极和排水阀，所述水位电极设于水槽内，所述水位电极的水平高度高于喷雾电极，所述水槽的底部连通有排水管，所述排水阀设于排水管上，所述水位电极与电容的一端电性连接，所述排水阀的一端电极与电容的另一端电性连接，所述排水阀的另一端电极通过导线延伸至水槽底部。

7.根据权利要求1所述的液压加湿器，其特征在于，所述喷嘴的数量大于2，所述喷嘴沿喷雾管的侧面外壁均匀分布，所述喷嘴位于靠近喷雾管侧面靠近顶部的一端。

8.一种液压加湿器的加湿方法，其特征在于，所述加湿方法包括以下步骤：

步骤1：蓄水，利用蓄水池蓄水，过滤装置对通过过滤装置的水进行过滤，将杂质过滤；

步骤2：发电，打开节流阀，蓄水池积聚的水通过进水管流入叶轮壳体内并带动叶片轮转动，叶片轮转动带动叶轮转轴转动，叶轮转轴转动带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮转动带动发电机的转子转轴转动，实现发电，发电机与电容器电性连接，发电机产生的电力存储于电容器上；

步骤3：喷雾，叶轮壳体内的水通过出水管流入水槽内，水槽内的水位上升与喷雾电极接触，水槽内的水、电极以及电容构成完整的电流回路，电容向喷雾电极供电，喷雾电极使水槽内的水蒸发形成喷雾，喷雾通过喷雾管后再通过喷嘴喷出；

步骤4：排水，当水槽内的水位上升与水位电极接触，电容、水位电极、水槽内的水以及排水阀构成完整的电流回路，排水阀打开，水槽内的水通过排水管排出，当水槽内的水位低于水位电极时，排水阀断电关闭，水槽内的水停止排放。