CN113587296B - 一种加湿器的阶梯式聚能环 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种加湿器的阶梯式聚能环，设置于溶液内，包括：聚能块和支架，聚能块可拆卸地安装在支架上，支架的中心贯穿设置有第一聚能孔，聚能块的中心开设有与第一聚能孔对应的第二聚能孔，其中，聚能块的密度小于溶液密度，支架的密度大于溶液密度，以使得聚能环的平均密度小于溶液的密度且第一聚能孔完全浸没于溶液中。基于本发明的技术方案，根据溶液的密度，设置聚能块的密度小于溶液的密度同时，选择合适密度的支架组成聚能环，使第一聚能孔能够完全浸没于溶液中，避免由于各地区水质的差异而导致加湿器的作用效果不佳，有效提高加湿器的加湿效果。

Description

一种加湿器的阶梯式聚能环
技术领域
本发明涉及加湿器技术领域，特别地涉及一种加湿器的阶梯式聚能环。
背景技术
目前市面上新兴一种聚能环加湿器，其优点在于体积小且结构简单，为一体机结构，易于清洗，然而，当加湿器在不同溶液中工作时，由于溶液中的成分有所不同，导致溶液的密度有所差异，聚能环在溶液中的漂浮位置也会发生相应改变，当聚能环漂浮于溶液中位置过高时，聚能孔无法完成完整的震荡作用，进而导致加湿器的加湿效果较差，即难以控制聚能环在水中的位置，以达到最佳加湿效果。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种加湿器的阶梯式聚能环，可使得聚能环的第一聚能孔能够完全浸没于溶液中，完成一次完整的震荡作用，使得加湿器在不同溶液中均能够正常工作。
本发明的加湿器的阶梯式聚能环，设置于溶液内，包括：
聚能块和支架，所述聚能块可拆卸地安装在所述支架上，所述支架的中心贯穿设置有第一聚能孔，所述聚能块的中心开设有与所述第一聚能孔对应的第二聚能孔，其中，所述聚能块的密度小于所述溶液密度，所述支架的密度大于所述溶液密度，以使得所述聚能环的平均密度小于所述溶液的密度且所述第一聚能孔完全浸没于所述溶液中。
在一个实施方式中，所述聚能环的平均密度匹配所述溶液的密度，以使得所述第一聚能孔顶部与所述溶液表面之间的距离保持恒定，使得所述第一聚能孔能够实现最佳工作状态，提高加湿器的加湿量。
在一个实施方式中，所述第一聚能孔的顶部与所述溶液表面距离为10mm，通过本实施方式，经过发明人大量实验研究发现，当所述溶液密度为1g/cm3时，所述第一聚能孔的顶部与所述溶液表面保持10mm距离时，所述聚能环能够达到最大加湿量，根据溶液密度的不同，随之调节所述第一聚能孔的顶部与所述溶液表面的距离，使得所述聚能环达到最大加湿量的工作状态。
在一个实施方式中，所述第二聚能孔包括大径段和小径段，所述小径段靠近所述第一聚能孔且两者的内径相等，通过本实施方式，设置的第二聚能孔能够控制超声波在所述第二聚能孔内发生二次震荡，增大加湿量。
在一个实施方式中，所述第二聚能孔的大径段和小径段整体呈阶梯状结构，通过本实施方式，使得在低水位时，第二聚能孔能够起到散热的作用，避免聚能环在低水位时由于聚能环过热而烧融聚能孔顶部。
在一个实施方式中，所述第二聚能孔的大径段为内径沿远离所述小径段的方向逐渐增大的锥形孔状，通过本实施方式，进一步提高第二聚能孔的散热作用。
在一个实施方式中，所述聚能块任一处的横截面均沿所述第二聚能孔圆心呈中心对称结构，通过本实施方式，使得所述聚能块的重心位于第二聚能孔的轴线上，不易在溶液中发生晃动，使其在溶液中稳定性更高。
在一个实施方式中，所述支架任一处的横截面均沿所述第一聚能孔圆心呈中心对称结构，通过本实施方式，使得所述支架的重心位于第一聚能孔的轴线上，不易在溶液中发生晃动，使其在溶液中稳定性更高。
在一个实施方式中，所述聚能块上开设有环形凹槽，所述支架上设置有与所述环形凹槽相配合的插件，以供所述聚能块可拆卸安装在所述支架上，通过本实施方式，使得所述支架上的插件能够完全嵌入所述聚能块的环形凹槽中，使得所述聚能块与所述支架之间连接更为紧固，提高所述聚能环的稳定性。
在一个实施方式中，所述支架上设置有两个转台，所述聚能块沿中心轴线分割成两对称部分并分别安装在所述转台上，通过本实施方式，将所述聚能块沿中心轴线分割成两个部分，并分别安装在所述转台上，使得操作所述支架即可控制所述聚能块的开合，方便对所述聚能块内部进行清洁维护。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
本发明提供的一种加湿器的阶梯式聚能环，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
(1)通过调节支架的材质密度，即可调节聚能环在不同密度溶液中的漂浮位置，使聚能环始终能够保持在合适的位置进行工作，使第一聚能孔能够完全浸没于溶液中，以完全发生一次震荡，同时使第一聚能孔与溶液表面的距离保持最佳，使得聚能环的加湿量达到最佳状态。
(2)聚能块与支架的横截面均为沿第一聚能孔圆心中心对称的结构，使得聚能环整体的重心位于第一聚能孔轴线上，提高聚能环在溶液中的稳定性。
(3)在聚能块设置的第二聚能孔与第一聚能孔形成阶梯结构，第二聚能孔能够使得超声波发生二次震荡，以增大聚能环的加湿量，与此同时，在低水位状态下，设置的第二聚能孔能够起到一定的散热效果，避免传统聚能环在低水位时聚能环过热而烧毁聚能孔顶部。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了本发明的结构示意图；
图2a显示了本发明聚能块的简化模型示意图；
图2b显示了本发明聚能块安装在支架上的简化模型示意图；
图3a显示了在没有聚能环时超声波发生器的工作示意图；
图3b显示了聚能环完全浸没于溶液中时的工作示意图；
图3c显示了聚能环没有完全浸没于溶液时的工作示意图；
图4a显示了超声波在本发明的聚能环内反射的示意图；
图4b显示了超声波在传统单孔聚能环内反射的示意图；
图5显示了本发明另一实施例的结构示意图；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
附图标记：
1-支架，2-聚能块，3-第一聚能孔，4-第二聚能孔，5-转台。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种加湿器的阶梯式聚能环，设置于溶液内，如图1所示，包括：聚能块2和支架1，聚能块2可拆卸地安装在支架1上，支架1的中心贯穿设置有第一聚能孔3，聚能块2的中心开设有与第一聚能孔3对应的第二聚能孔4，其中，聚能块2的密度小于溶液密度，支架1的密度大于溶液密度，以使得聚能环的平均密度小于溶液的密度且第一聚能孔3完全浸没于溶液中，经研究发现，由于各地区水质成分不同导致水的密度有些许差异，从而使得聚能块2在不同水质中的出水高度存在一定差异，使得聚能环在溶液中的出水高度并不相同，在较差的情况下，第一聚能孔3并不能完全浸没于溶液中，导致加湿器的加湿效果极差，通过选择合适的支架1对聚能块2进行支撑，使得聚能环在任意溶液中均能够完成一次完整的震荡，使得聚能环在不同密度的溶液中均能够保持正常工作，聚能块2可拆卸安装在支架1上，以根据不同溶液密度而选择合适的支架1供聚能块2安装，使得在聚能环的生产过程中，能够根据用户的使用需求或者用户当地的水质情况选择合适的支架进行发货，也可以满足用户的不同使用需求，相应的搭配多个不同密度的支架进行发货，以满足用户的使用需求。
需要说明的是，如图3c所示，在第一聚能孔3未完全浸没于溶液中时，声波在第一聚能孔内未完成完整的震荡即经过溶液表面折射而分散出去，导致其在溶液表面处的工作强度较低，使得加湿器加湿效果较差，如图3b所示，当声波在第一聚能孔3内完整进行一次震荡后再射向溶液表面，以提高加湿量。
在一个实施例中，聚能环的平均密度匹配溶液的密度，以使得第一聚能孔3顶部与溶液表面之间的距离保持为恒定距离。
需要说明的是，经发明人研究发现，由于各地区水质成分不同导致水的密度有些许差异，从而使得聚能环在不同水质中的出水高度存在一定差异，同时由于超声波加湿器的雾化器发射超声波能力有限，如图3b所示，若聚能环的聚能孔位置距溶液表面较远，超声波到达水面时能量衰减至难以产生水雾，加湿效果极差，若聚能孔距离溶液表面较近，声波并未集中作用于溶液表面，导致能量分散，加湿效果也达不到最佳，即第一聚能孔3与溶液表面之间存在一个最佳工作距离，通过改变聚能环的材质密度和/或高度，即改变聚能环的重心位置，即可使得聚能环在不同溶液中均能够实现最佳工作状态。
具体的，如图2a所示，当聚能块2漂浮于溶液中时，将聚能块2简化为外轮廓模型，其受力分析如下：
h1ρ1＝(h1-d)ρ溶液
即，
Figure BDA0003207833120000051
即，当聚能块2单独自然漂浮于溶液中时，其露出溶液部分的高度为d；当增加密度不同的支架1后，如图2b所示，将聚能环简化为外轮廓模型，此时支架1的受力分析如下：
πr2△dρ溶液g＝m2g
基于此，可以得到
Figure BDA0003207833120000052
进一步的，即增加密度不同的支架1后，聚能环露出溶液部分高度为：
D1＝d-△d
显而易见的，在聚能环露出溶液部分高度确定的情况下，第一聚能孔3与溶液表面之间的距离即可得到确定。
其中：h1-聚能块高度，ρ1-聚能块密度，d-单独聚能块露出溶液部分高度，ρ2-支架密度，h2-支架高度，△d-安装支架1后聚能块的下沉高度，m2-支架的质量；D1-安装支架后聚能环露出溶液部分高度，r-外轮廓模型的半径。
即，聚能环出水高度D1由溶液密度ρ溶液、支架密度ρ2及支架高度h2决定，而第一聚能孔3的顶部与溶液表面的距离由聚能环出水高度D1决定，在溶液密度确定的情况下，改变聚能环密度和/或聚能环高度即可控制第一聚能孔3的顶部与溶液表面之间的距离，作为优选的实施方式，产品的模型在确定的情况下，改变其高度或体积较为麻烦，即可以通过仅改变支架2的密度，使聚能环的平均密度匹配溶液密度，使得第一聚能孔3与溶液之间的距离在最佳状态下保持恒定，提高加湿器的加湿量。
在一个实施例中，第一聚能孔3的顶部与溶液表面距离为10mm，以达到最佳加湿状态，经过大量实验研究发现，当溶液密度为1g/cm3时，第一聚能孔3的顶部与溶液表面保持10mm距离时，聚能环能够达到最大加湿量，经过研究发现，根据溶液密度的不同，第一聚能孔3的最佳位置也会有所不同，因此，需要随之调节第一聚能孔3的顶部与溶液表面的距离，使得聚能环达到最大加湿量的工作状态，溶液的密度对加湿器的工作状态影响较大，即十分有必要测试各地区溶液的密度，并得到在各地区第一聚能孔3最佳的工作位置，进而调节聚能环的重心使其保持最佳加湿工作状态。
在一个实施例中，聚能块2的中心还贯穿设置有位于第一聚能孔3上方的第二聚能孔4，在正常水位的情况下，设置的第二聚能孔能够控制超声波在第二聚能孔内继一次震荡后继续发生二次震荡，增大加湿器的加湿量。
在一个实施例中，第二聚能孔4的内径大于第一聚能孔3的内径，第二聚能孔4与第一聚能孔3组合呈阶梯状结构，在加湿器低水位的情况下，二级聚能孔4能够起到散热的作用，避免聚能环在低水位时由于聚能环过热而烧融聚能孔顶部。
需要说明的是，传统的聚能环如图4b所示，超声波在聚能孔内易多次反射，在水位较低时，聚能孔的顶部得不到有效散热，易烧毁聚能孔顶部，而如图4a所示，本发明设置的第二聚能孔4的内径大于第一聚能孔3的内径，在水位较低时，超声波在第二聚能孔4内发散，使得聚能块2散热效果好。
在一个实施例中，聚能块2任一处的横截面均沿第二聚能孔4圆心呈中心对称结构，如图1所示，使得聚能块的重心位于第一聚能孔的轴线上，不易在溶液中发生晃动，使其在溶液中稳定性更高。
在一个实施例中，支架1任一处的横截面均沿第一聚能孔3圆心呈中心对称结构，如图1所示，使得支架的重心位于第一聚能孔的轴线上，不易在溶液中发生晃动，使其在溶液中稳定性更高。
在一个实施例中，如图1所示，聚能块2上开设有环形凹槽，支架1上设置有与环形凹槽相配合的插件，以供聚能块2可拆卸安装在支架1上，使得支架1上的插件能够完全嵌入聚能块2的环形凹槽中，使得聚能块2与支架1连接更为紧固，提高聚能环的稳定性。
在一个实施例中，如图5所示，支架1上设置有两个转台5，此时聚能块2沿中心轴线分割成两对称部分并分别安装在转台5上，使得操作支架1即可控制聚能块2的开合，方便对聚能块2内部进行清洁维护。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (9)

1.一种加湿器的阶梯式聚能环，设置于溶液内，其特征在于，包括：聚能块和支架，所述聚能块可拆卸地安装在所述支架上，所述支架的中心贯穿设置有第一聚能孔，所述聚能块的中心开设有与所述第一聚能孔对应的第二聚能孔，其中，所述聚能块的密度小于溶液密度，所述支架的密度大于所述溶液密度，以使得所述聚能环的平均密度小于所述溶液的密度且所述第一聚能孔完全浸没于所述溶液中，所述聚能环的平均密度匹配所述溶液的密度，以使得所述第一聚能孔顶部与所述溶液表面之间的距离保持恒定。
2.根据权利要求1所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述第一聚能孔的顶部与所述溶液表面距离为10mm。
3.根据权利要求1所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述第二聚能孔包括大径段和小径段，所述小径段靠近所述第一聚能孔且两者的内径相等。
4.根据权利要求3所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述第二聚能孔的大径段和小径段整体呈阶梯状结构。
5.根据权利要求4所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述第二聚能孔的大径段为内径沿远离所述小径段的方向逐渐增大的锥形孔状。
6.根据权利要求1所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述聚能块任一处的横截面均沿所述第二聚能孔圆心呈中心对称结构。
7.根据权利要求1所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述支架任一处的横截面均沿所述第一聚能孔圆心呈中心对称结构。
8.根据权利要求1所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述聚能块上开设有环形凹槽，所述支架上设置有与所述环形凹槽相配合的插件，以供所述聚能块可拆卸安装在所述支架上。
9.根据权利要求1所述的加湿器的阶梯式聚能环，其特征在于，所述支架上设置有两个转台，所述聚能块沿中心轴线分割成两对称部分并分别安装在所述转台上。
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