CN207279774U - 一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，属于电取暖器设备领域，利用电热膜管加热元件直热式、高温、高辐射特性，以辐射加热为主，兼顾强对流热风加热方式，再利用传感探测技术和单片机控制技术，以直热式电热膜管作热源，风扇产生风场，红外感应、红外测距传感器探测人逼近方位和距离信息，依据程序单片机控制步进电机和电控继电器，设计具有智能探测旋扫、定向辐照、热源功率自调节等功能的取暖器，高效节能，便捷环保，经济、环境、社会效益可观，前景广阔。

Description

一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置

技术领域

本实用新型属于电取暖器设备领域，具体涉及一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置。

背景技术

冬季取暖期，越来越严重的城市雾霾天气导致了高速公路封闭、企业停工、航班停飞等，部分中小学停课，市民的生活和健康受到了很大影响，低碳经济、节能环保已成为令人关注的社会焦点话题，取缔以燃煤为热源、推进清洁取暖，“宜气则气，宜电则电”成为大势所趋。

而传统的石英管式、电热丝式、油汀式、碳纤维式等类型电取暖器，从热源上讲多采用电热丝管，属于旁热式加热，存在升降温缓慢、热耗大、能效低、加热元件使用寿命短等问题，从传热方式上来讲，它们均是以辐射加热为主，且多是固定方向辐射，不具备追踪旋扫功能。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了电热膜追踪旋扫热风辐照装置，顺应了电热膜加热技术的应用普及，利用电热膜管加热元件直热式、高温、高辐射特性，以辐射加热为主，兼顾强对流热风加热方式，再利用传感探测技术和单片机控制技术，以直热式电热膜管作热源，风扇产生风场，红外感应、红外测距传感器探测人逼近方位和距离信息，依据程序单片机控制步进电机和电控继电器，设计具有智能探测旋扫、定向辐照、热源功率自调节等功能的取暖器，高效节能，便捷环保，经济、环境、社会效益可观，前景广阔。

本实用新型采用的具体技术方案是：

一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，本装置中包括机座及与机座旋转连接的机头，所述的机头内设置有加热元件，所述的机座内设置有驱动电路，所述的加热元件与驱动电路电连接，所述的加热元件为电热膜管，所述的机头内设置有吹风机构，所述的电热膜管设置在吹风机构的出风口处，本装置还设置有与驱动电路电连接的追踪传感装置。

所述的机头呈筒形结构，机头内设置有半球冠状结构的集光反射罩，所述的吹风机构的出风口设置在该集光反射罩中心，所述的加热元件包括一组围绕该出风口设置的电热膜管。

所述的电热膜管一端与集光反射罩固定，电热膜管的悬伸端连接有支架，该支架上固定有保护盒。

所述的集光反射罩的端口处覆盖有防护网。

所述的机头借助U型托架安装在机座上，所述的U型托架借助电机驱动的旋转轴与机座形成绕竖直轴线方向的旋转连接，所述的机头与U型托架之间设置有铰接轴，机头借助该铰接轴与U型托架形成绕水平方向轴线的俯仰旋转连接。

所述的追踪传感装置包括人体红外感应模块及红外测距传感器，所述的人体红外感应模块与机座固定，该人体红外感应模块在机座上围绕旋转轴间隔120°呈环状设置有三组，所述的红外测距传感器固定在U型托架上。

所述的出风口处设置有锥形结构的吹风管，吹风管的侧壁上设置有矩阵式排列的通孔。

所述的吹风机构设置在机头内的集光反射罩背面，包括盒状的、侧壁设置有进气孔的导风腔室，导风腔室的出风口与集光反射罩连接，所述的导风腔室内设置有风机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用电热膜管加热元件直热式、高温、高辐射特性，以辐射加热为主，兼顾强对流热风加热方式，再利用传感探测技术和单片机控制技术，以直热式电热膜管作热源，风扇产生风场，红外感应、红外测距传感器探测人逼近方位和距离信息，依据程序单片机控制步进电机和电控继电器，设计具有智能探测旋扫、定向辐照、热源功率自调节等功能的取暖器，高效节能，便捷环保，经济、环境、社会效益可观，前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的爆炸示意图；

图3为本实用新型的驱动电路原理框图；

图4为本实用新型的控制流程图；

附图中，1、机座，2、机头，3、电热膜管，4、集光反射罩，5、支架，6、保护盒，7、防护网，8、U型托架，9、旋转轴，10、铰接轴，11、人体红外感应模块，12、红外测距传感器，13、吹风管，14、导风腔室，15、风机。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：

具体实施例如图1所示，本实用新型为一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，本装置中包括机座1及与机座1旋转连接的机头2，所述的机头2内设置有加热元件，所述的机座1内设置有驱动电路，所述的加热元件与驱动电路电连接，所述的加热元件为电热膜管3，所述的机头2内设置有吹风机构，所述的电热膜管3设置在吹风机构的出风口处，本装置还设置有与驱动电路电连接的追踪传感装置。本实用新型在工作时借助追踪传感装置捕捉人员方位，并旋转机头2指向该方位进行辐照，实现了智能化的取暖方式，便捷环保且节约能源。

具体的控制过程如图3所示，图中驱动电路包括以单片机为核心的主控模块、给以电热膜管为核心的热风辐照模块供电的电控模块及驱动机头2旋转的旋转模块，及给上述主控模块、热风辐照模块、旋转模块、电控模块供电的电源模块。

主控模块包括单片机及与单片机连接的追踪传感装置，所述的追踪传感装置包括人体红外感应模块11及红外测距传感器12，所述的人体红外感应模块11与机座1固定，该人体红外感应模块11在机座1上围绕旋转轴9间隔120°呈环状设置有三组，所述的红外测距传感器12固定在U型托架8上，借助人体红外感应模块11能够感应到机座1周圈360°范围内的人员活动，当人员进入感应范围后自动触发人体红外感应模块11，单片机电根据预定程序中三组人体红外感应模块11的方位获知来人方向(即触发的人体红外感应模块11方位)，单片机驱动旋转模块中设置的步进电机旋转预定角度，将机头转到来人方向的120°角度范围内，红外测距传感器12检测人员距离，当人员进入预定的辐照距离后，单片机启动电控模块，电控模块内的光耦继电器组闭合、驱动固态继电器组闭合、将热风辐照模块中的电热膜管3、风机15与电源模块接通，从而开始对人员的辐照取暖，采用光耦继电器避免了大电流对单片机的干扰，保证了系统运行稳定。

具体实施例2，作为本实用新型的进一步改进，所述的机头2呈筒形结构，机头2内设置有半球冠状结构的集光反射罩4，两者之前填充隔热材料，所述的吹风机构的出风口设置在该集光反射罩4中心，所述的加热元件包括一组围绕该出风口设置的电热膜管3。所述的电热膜管3一端与集光反射罩4固定，电热膜管3设置在集光反射罩4中心，借助集光反射罩4的汇聚实现热量的集中辐射，增大热量辐照的集中度，电热膜管3的悬伸端连接有支架5，该支架5上固定有保护盒6。所述的集光反射罩4的端口处覆盖有防护网7。电热膜管3采用两段接电的方式，保护盒6垫在支架5与防护网7之间，避免了防护网7带电，使得防护网7能够良好的保证绝缘，并且起到避免人员误触电热膜管3造成烫伤的事故发生。

具体实施例3，所述的机头2借助U型托架8安装在机座1上，所述的U型托架8借助电机驱动的旋转轴9与机座1形成绕竖直轴线方向的旋转连接，所述的机头2与U型托架8之间设置有铰接轴10，机头2借助该铰接轴10与U型托架8形成绕水平方向轴线的俯仰旋转连接。该U型托架8及旋转轴9构成旋转装置，借助铰接轴10使得机头2能够进行俯仰方向的调节，从而多不同高度的目标进行辐照，而借助U型托架8承托机头2，使得机头2相对于机座1具有旋转的自由度，且借助电机驱动，特别是步进电机驱动，能够精确控制U型托架8的转过的角度，从而最大程度上保证了跟踪辐照时的准确性。

用模数匹配的大小齿轮，步进电机轴对接小齿轮，旋转轴9套接大齿轮，实现旋转减速；用上下两套轴承减小旋转阻力，同时兼具防止旋转时机头2的晃动；齿轮组、轴承套、步进电机固定在支架上，支架固定在机座1箱体中心底部，支架外部有一个保护套；旋转主轴的顶部，通过联轴器与“导电滑环”同轴对接，导电滑环的定子(外套)用支架固定，滑环(内套)用紧定螺丝锁紧在转轴上。

具体实施例4，所述的出风口处设置有锥形结构的吹风管13，吹风管13的侧壁上设置有矩阵式排列的通孔，利用fluent软件对不同形状、管壁开洞的“吹风管”内风场的分布大小进行模拟、比较，并对整体产品的风场分布进行模拟。保证吹风管口出风较为均匀且在一定长度距离内水头损失、能量损失达到最小，吹风管13的形状为圆锥柱形，侧面有8排孔，每排9个通孔，直径Ф3mm，下端口敞开直径Ф50mm，有3个固定凸座，上端口封闭，但正中间有一个直径Ф13mm的通风孔洞，且焊接了固定保护盒6的螺丝母。所述的吹风机构设置在机头2内的集光反射罩4背面，包括盒状的、侧壁设置有进气孔的导风腔室14，导风腔室14的出风口与集光反射罩4连接，所述的导风腔室14内设置有风机15。借助吹风管13使得吹风方向偏向围绕在吹风管13周围的电热膜管3，使得电热膜管3的热量被吹出，并借助集光反射罩4进行汇聚，进而实现热量辐照方向的准确，提高热量的利用效率，避免热量损失。

如图4所示流程图，系统软件写在控制器的单片机内，用C语言编程，采用流行的模块法编程，设置了“人工”和“自动”两种运行模式，单片机上电，程序首先进行“运行模式”判断，如果“运行模式选择键”被按下，进入“手动”工作模式：按下“加热”开关，开启“热辐照”功能，再按下“风力”开关，开启“热风辐照”功能；按下“快旋转”或“慢旋转”开关，开启“180度旋转”功能。

如果“运行模式选择键”没有被按下，直接进入“自动”工作模式：

第一级“环境温度是否超限”判断，当环境温度超过设定阈值，不能够开机，不超限则进入；

第二级“是否有人体逼近”探测判断，当某一区域有人“逼近”，且达到设定“距离阈值”时，步进电机带动“热风辐照模块”立即在这一区域进行循环“旋转扫描”工作——旋扫角度120度，或者240度，或者360度；系统随即在旋扫区域进行；

第三级“是否逼近开机距离”探测判断，当人继续逼近至设定“距离阈值”时，立即开启“热风辐照模块”进行旋扫辐照；系统随即进入；

第四级“是否撤离关机距离”探测判断，当人移出“距离阈值”时，整个装置关机。

本装置基于红外电热膜加热、单片机控制、传感监测、Fluent流体热风场模拟等技术设计，兼顾辐射与强对流热量传输方式，直热式电热膜管产生“热辐射”，经轴流风扇和吹风管产生“均匀热风场”，提高了热辐射传输效率；采用具有“双层膜结构”直热式红外电热膜加热元件，相较传统旁热式电热管、电热膜管，更为高效节能，低碳环保；利用三个红外热释电感应模块，全方位角度探知人员逼近，实现自动旋转追踪；运用红外距离传感器，探测人员逼近的距离，自动开启、关闭热风辐照装置，实现热风场的功率自调节；运用温度传感器检测环境温度，当超过温度阈值上限时，主动关闭本系统；

本装置装置具有“热辐照”、“热风辐照”、“定向辐照”、“追踪旋扫辐照”、“主动关闭”等多重功能，既可分立使用，又可联合使用。具有直热式，以辐射加热为主，兼顾热风对流加热，针对性强，高效节能，便捷环保，贴近生活且极好地助力低碳生活、更好地服务低碳社会的发展。是现代家居、学校、商场、办公、娱乐等场所，特别是城市非供暖期、广大农村冬季取暖的最佳选择，适用性强，本项目实施推广，经济效益、环境效益和社会效益可观，市场应用前景广阔。

Claims (8)

1.一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，本装置中包括机座(1)及与机座(1)旋转连接的机头(2)，所述的机头(2)内设置有加热元件，所述的机座(1)内设置有驱动电路，所述的加热元件与驱动电路电连接，其特征在于：所述的加热元件为电热膜管(3)，所述的机头(2)内设置有吹风机构，所述的电热膜管(3)设置在吹风机构的出风口处，本装置还设置有与驱动电路电连接的追踪传感装置。

2.根据权利要求1所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的机头(2)呈筒形结构，机头(2)内设置有半球冠状结构的集光反射罩(4)，所述的吹风机构的出风口设置在该集光反射罩(4)中心，所述的加热元件包括一组围绕该出风口设置的电热膜管(3)。

3.根据权利要求2所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的电热膜管(3)一端与集光反射罩(4)固定，电热膜管(3)的悬伸端连接有支架(5)，该支架(5)上固定有保护盒(6)。

4.根据权利要求2所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的集光反射罩(4)的端口处覆盖有防护网(7)。

5.根据权利要求1所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的机头(2)借助U型托架(8)安装在机座(1)上，所述的U型托架(8)借助电机驱动的旋转轴(9)与机座(1)形成绕竖直轴线方向的旋转连接，所述的机头(2)与U型托架(8)之间设置有铰接轴(10)，机头(2)借助该铰接轴(10)与U型托架(8)形成绕水平方向轴线的俯仰旋转连接。

6.根据权利要求5所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的追踪传感装置包括人体红外感应模块(11)及红外测距传感器(12)，所述的人体红外感应模块(11)与机座(1)固定，该人体红外感应模块(11)在机座(1)上围绕旋转轴(9)间隔120°呈环状设置有三组，所述的红外测距传感器(12)固定在U型托架(8)上。

7.根据权利要求2所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的出风口处设置有锥形结构的吹风管(13)，吹风管(13)的侧壁上设置有矩阵式排列的通孔。

8.根据权利要求2所述的一种电热膜追踪旋扫热风辐照装置，其特征在于：所述的吹风机构设置在机头(2)内的集光反射罩(4)背面，包括盒状的、侧壁设置有进气孔的导风腔室(14)，导风腔室(14)的出风口与集光反射罩(4)连接，所述的导风腔室(14)内设置有风机(15)。