CN214841344U - 一种自动调速并降温的落地电风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动调速并降温的落地电风扇，其包括控制模块、传感模块、电源模块、电机驱动模块、半导体制冷模块、按键模块和LED灯。其中传感模块将人体的红外信号转换为单片机可以识别的高低电平，将环境温度信号传输给单片机，单片机根据红外信号控制电风扇的开关，根据温度信号控制电风扇的转速。半导体制冷模块对空气进行降温，电风扇旋转后，其后部产生一个负压，通过虹吸效应将降温后的气体吸入电扇中吹向用户。本实用新型设计了一种可以自动调速，实现无人自动关闭和可以吹出冷风的电风扇，提高了智能化。

Description

一种自动调速并降温的落地电风扇

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种家用电器，尤其涉及一种自动调速并降温的落地电风扇。

技术背景

在夏天，人们大多使用空调，但是他也存在一定的缺陷：耗电量大，不便携带，产生的氟利昂会造成污染和温室效应。相比之下，电风扇的价格低廉是有很多人在选择电风扇作为天热时候的选择。但传统电风扇存在以下缺陷：(1)传统的电风扇只能人工去调档，在人不方便调档的时候，并不会随着温度的变化而改变他的转速，只会一直不变的转下去，自动化程度低。比如在温差较大的的地区，夜间温度较低，而那时候人已经入睡，而电风扇仍然在运转，这样一来万一温度降得比较快，就容易使人感冒，而且温度低的情况下还开着电扇，对电力也是一种浪费。(2)传统的电风扇吹出的风都是热的，没有凉气，无法给人带来清爽的感觉。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种自动调速并降温的落地电风扇，避免夜间入睡的人们感冒和在没有人使用下自动关闭节约电力，并解决电风扇吹出的风没有凉气无法给人带来清爽的感觉。

本实用新型解决上述问题的技术方案如下：其包括控制模块、传感模块、电源模块、电机驱动模块和半导体制冷模块。所述的控制模块采用单片机，所述的电源模块包括电源插头、交直流变换器、继电器、蓄电池和电压检测模块，所述的传感模块包括红外传感器和温度传感器，所述的半导体制冷模块包括散热风扇、制冷驱动模块和半导体制冷器，所述的电机驱动模块包括电机和电机驱动及转速调节模块，所述的电源模块可以在停电时为控制模块、传感模块、半导体制冷模块和电机驱动模块供电，所述的控制模块可以根据电压检测模块反馈的数值控制蓄电池的充电状态，所述的控制模块通过控制电机驱动模块中的电机驱动及转速调节模块实现电机的不同转速，所述的传感模块将环境的温度和有无人员使用情况反馈给控制模块，所述的半导体制冷模块的开关受到控制模块控制。

所述的蓄电池放在底座的内部，在停电时拨动供电选择开关将外部供电切换为蓄电池供电，由蓄电池为单片机模块、红外传感模块、温度传感器、半导体制冷器、散热风扇和电机供电。所述的电源插头位于操作台的后表面，通过交直流变换器为蓄电池充电和为单片机模块、红外传感模块、温度传感器、半导体制冷器散热风扇和电机供电。所述的操作台内部安装有所述单片机、电压检测模块和制冷驱动模块，所述的操作台前表面设置有按键模块、红外传感器、温度传感器和LED灯，所述的红外传感器为感应开关，检测电风扇前方是否有人员使用，所述的温度传感器用来测量环境温度与设定的舒适温度作比较，输出一个合适的PWM控制电机的转速，所述的LED灯是为了提示人们蓄电池的充电状况，所述的按键模块共有五个按键，分别为供电选择开关、断电按键、调速按键一、调速按键二、调速按键三，所述的S型保温管用于输送被铜盒降温的冷气体，所述的L型保温管增加与铜盒的距离，将铜盒周围的热空气进入铜盒内部前进行自然降温，所述的铜盒将空气的热量传导给半导体制冷器的制冷面，所述的半导体制冷器的制冷面粘贴在铜盒的四个表面，用来吸收热量，所述的散热风扇为降低半导体制冷器的制热面的温度。

本实用新型的工作原理

一种自动调速并降温的落地电风扇包含控制模块、传感模块、电源模块、电机驱动模块和半导体制冷模块。

在电风扇运转条件下，风扇前方无人时，红外传感器接收不到红外信号，向单片机发送低电平信号，单片机控制电机驱动及转速调节模块让电机停止转动，在电风扇停止运转条件下，风扇前方有人时，红外传感器接收到红外信号，向单片机发送高电平信号，此时单片机还会检测断电按键是否按下，如果断电按键被按下，单片机会检测接收到低电平，此时单片机会控制电机驱动及转速调节模块让电机转动。

在电风扇运转条件下，单片机每隔一段时间从温度传感器获取一次环境温度并保存当前的环境温度，并将每次获取的环境温度与设定的舒适温度比较，并根据比较的差值计算出合适的占空比PWM控制电机的运转的速度，当环境温度比设定的舒适温度过低时，此时输出的PWM数值让电机缓慢转动，当环境温度比设定的舒适温度过高时，此时输出的PWM数值让电机全速转动。在电风扇运转条件下，当环境温度超过设定的舒适温度一定的数值时，启动半导体制冷模块对铜盒内部的空气降温产生冷空气，当电风扇的旋转后通过虹吸效应将冷空气汇入到电风扇的后罩，降低吹向用户的气体温度，产生凉意，当环境温度低于设定的舒适温度一定数值时，关闭半导体制冷模块停止对铜盒内部的空气降温，此时通过吹向用户的风带走人体的热量，给人一种凉意。电风扇被启动时，单片机控制电机会先全速转动一段时间，然后会读取温度传感器的温度信息调节电机转速，在未停电时，外部电源经过交直流变换器为电机驱动模块、传感模块、半导体制冷模块和控制模块供电。在停电的状态手动拨动供电选择开关由外部供电切换为蓄电池供电，由蓄电池为电机驱动模块、传感模块、半导体制冷模块和控制模块供电。蓄电池的充电受到单片机的控制，当单片机获取到的电压数值低于设定的数值时控制继电器闭合为蓄电池充电，同时LED灯亮，提示人们蓄电池充电，当蓄电池充满电时，继电器断开停止充电，同时LED灯灭。

电风扇的风叶旋转时，风扇的后部会产生一个负压，风扇后部的气压要小于大气压力，造成气体的流动，为了气体在铜盒内部达到良好的降温效果，在铜盒的右侧端面设置了由保温材质制作的L型保温管，增加了气体进入铜盒的距离，让气体进入铜盒之前进行自然降温。为了对铜盒内的空气降温，将半导体制冷器的制冷面与铜盒的上表面粘连在一起，当半导体制冷器通电后，半导体制冷器的制冷面的热量会被传递到半导体制冷器的制热面，由于铜的良好导热性和热传导效应实现对铜盒和内部的铜片的降温，为了能将铜盒内部的气体实现良好的降温效果，在铜盒内部设置了铜片，铜盒内部的铜片采用钻石排布，铜片的钻石排布增加了与流动气体的接触，利用铜的良好导热性和热传导效应可以将更多的气体热量传导给了半导体制冷器的制冷面，实现气体的降温。为了输送被铜盒降温的气体，在铜盒左侧端面设置了由保温材质制作的S型保温管，避免被铜盒制冷的气体与热的空气产生热交换，使得被铜盒制冷的气体被输送到风扇端，在半导体制冷器在工作时，半导体的制冷面的温度降低，同时制热面的温度上升，S型保温管的特殊设计和散热风扇将热气往上方吹，使半导体制冷器产生的热气在电风扇的上方并上升从而不影响吹向用户气流。

本实用新型优点

1.能够自动根据温度和周围是否有人来自动调节转速或自动停止运转，达到节约用电和避免夜间入睡感冒的目的。

2.采用半导体制冷器降低空气温度，结构简单，易于维护。

附图说明

图1为原理图

图2为供电选择开关原理图

图3为电风扇整体结构图

图4为后罩与S型保温管连接示意图(正视图)

图5为后罩与S型保温管连接示意图(右视图)

图6为铜盒与S型保温管连接示意图

图7为铜盒与L型保温管连接示意图

图8为半导体制冷器与铜盒连接示意图

图9为铜盒内部铜片排布示意图(俯视图)

图10为半导体制冷器散装置热示意图

图11为A部的局部放大示意图

具体实施方式

如图1所示，一种自动调速并降温的落地电风扇，其包括控制模块1、传感模块3、电源模块6、电机驱动模块12、半导体制冷模块26、按键模块18和LED灯19。

所述的传感模块3中红外传感模块4和温度传感模块5通过导线连接单片机2，在电机14停止运转条件下，风扇前方有人时，红外传感器4接收到红外信号，向单片机2发送高电平信号，此时单片机2还会检测断电按键181是否按下，如果断电按键181被按下，单片机2会接收到低电平，此时单片机2会控制电机驱动及转速调节模块13让电机14转动，当电机14被启动后，单片机2控制电机14先全速转动一段时间，然后会读取温度传感器5的温度信息调节电机14转速，在风扇运转下，红外传感模块4检测到电风扇前方无人时，向单片机2发送低电平信号，单片机2控制电机驱动及转速调节模块13让电机14停止转动，在风扇运转下，单片机2隔一段时间从温度传感模块5获取温度信息，将当下的温度与设定的舒适温度比较，并根据比较的差值计算出占空比合适的PWM控制电机14的运转的速度，当环境温度比设定的舒适温度过低时，此时输出的PWM数值让电机14缓慢转动，当环境温度比设定的舒适温度过高时，此时输出的PWM数值让电机14全速转动，在电风扇运转条件下，当环境温度超过设定的舒适温度一定的数值时，启动半导体制冷模块26对铜盒23内部的空气降温产生冷空气，当电风扇的旋转后通过虹吸效应将铜盒23内的冷风空气汇入到电风扇的后罩20，降低吹向用户的气体温度，产生凉意，当环境温度低于设定的舒适温度一定数值时，关闭半导体制冷模块26停止对铜盒23内部的空气降温，此时通过吹向用户的风带走人体的热量，给人一种凉意。

所述的电机驱动模块12中电机驱动及转速调节模块13通过导线连接单片机2和电机14，所述的半导体制冷模块26中制冷驱动模块25通过导线连接单片机2、半导体制冷器24和散热风扇30，所述的电源模块6中电源插头7、交直流变换器8、继电器9、蓄电池10和电压检测模块11通过导线依次连接，所述的继电器9为常开型继电器，受单片机2控制，所述的电压检测模块11检测蓄电池10的电压，并通过导线将电压数值传输给单片机2，当电压过低时，单片机2控制继电器9吸合为蓄电池10充电，同时单片机2控制LED灯19亮，当蓄电池10的电压饱和时，停止充电，同时LED灯19灭。

如图1和图2所示，所述的按键模块18中断电按键181、调速按键一183、调速按键二184和调速按键三185是独立按键，通过导线连接单片机2，按下不同的按键会让单片机2控制电机驱动及转速调节模块13让电机14以不同转速旋转，属于按键模块18中的供电选择开关182是单刀双掷开关，单刀双掷开关的不动端c与负载连接，蓄电池10正极与第一动端a连接，交直流变换器8正极与第二动端b连接。作为优选，单刀双掷开关常闭于动端b处，由交直流变换器8为负载供电，当停电时，拨动开关置于动端a处，由蓄电池10为负载供电。

如图3所示，所述的蓄电池10、交直流变换器8和继电器9放置在底座15内，支撑杆16两端分别与底座15和操作台17连接，所述的单片机2、电压检测模块11、电机驱动及转速调节模块13和制冷驱动模块25安装在操作台17的内部，所述的红外传感模块4、温度传感模块5、LED灯19、调速按键三185、调速按键二184、调速按键一183、供电选择开关182和调速断电按键181由上而下依次安装在操作台17的前表面，所述的操作台17后表面有电源插头7，电机14安装在操作台17上方，风叶22和后罩20安装在电机前端，前罩21与后罩20连接。

如图4和图5所示，S型保温管27安装在后罩20的上半部，当风叶22旋转时，后部会产生一个负压，风扇后部的气压要小于大气压力，造成气体的流动，由于铜盒23与S型保温管27的连接，会将被铜盒23制冷的冷空气吸入到风扇，吹出冷气，给人凉意。

如图6和图7所示，铜盒23左端与S型保温管27连接，铜盒23与S型保温管27连接处有一块隔热板32，所述的铜盒23的右端与L型保温管28连接，铜盒23与L型保温管28连接处有一块隔热板32，所述的铜盒23的形状为左右两端开放的长方体，为铜材质所制，由于铜的良好导热性使得铜盒23将空气的热量传给半导体制冷器24的制冷面，将热空气的温度降低产生冷空气，所述的隔热板32为圆形且中央有一方形孔洞，是由隔热材质制作，所述的隔热板32用来隔离半导体制冷器24制热面产生的热量。

如图8和图9所示，所述的半导体制冷器24的制冷面粘连在铜盒23的表面，作为优选，所述的铜盒23只有上表面粘连有两个半导体制冷器24，所述的铜盒23嵌入隔热套33，所述的隔热套33为一个U型且由隔热材质制作，避免外部的热空气与铜盒23接触，当半导体制冷器24通电工作时，半导体制冷器24的制冷面开始制冷，由于热传导效应使得铜盒23的表面和内部钻石排布的铜片温度降低，当电风扇的风叶22旋转时，风扇的后部会产生一个负压，风扇后部的气压要小于大气压力，造成气体的流动，流动的气体从L型保温管28下部端口进入并流动到铜盒23，由于铜盒23内部的铜片采取钻石排布，流动气体接触到铜片机率变大，气体可以将更多热量传导给铜片，气体的温度下降更低。

如图10所示，所述的半导体制冷器24的制冷面与铜盒23连接，所述的半导体制冷器24的制热面与导热铜片31粘连在一起，所述的导热铜片31的形状与半导体制冷器24大小相同，作为优选，两块导热铜片31与鳍片铝材散热器29粘连在一起，在鳍片铝材散热器29上表面上粘连有两个散热风扇30。当半导体制冷器24通电工作时，制冷面的温度降低，制热面的温度上升，导热铜片31将制热面的热量传导给鳍片铝材散热器29，通过散热风扇30将气体吸入鳍片铝材散热器29缝隙中，让气体将鳍片的热量带走，使得半导体制冷器24的制热面的温度降低，产生的热气被散热风扇30吹到较远的上方，避免被电风扇吸入。

如图11所示，铜盒23两端分别与S型保温管27和L保温管28连接，铜盒23在与S型保温管27和L保温管28连接面处有隔热板32隔绝热量，铜盒23上表面与半导体制冷器24制冷面连接，作为优选，两个半导体制冷器24安装在铜盒23的上表面，所述的半导体制冷器24的制热面与导热铜片31粘连在一起，所述的导热铜片31与鳍片铝材散热器29粘连在一起，所述的鳍片铝材散热器29上表面粘连有两个散热风扇30，所述的铜盒23的前后下三个表面与隔热套33粘连。当电机14、半导体制冷器24、散热风扇29通电工作时，由于风叶22的旋转，风扇的后部会产生一个负压，造成L型保温管28、S型保温管27、铜盒23内部气体的流动，铜盒23内部的铜片采取钻石排布让流动的气体可以将更多热量传导给铜片，造成气体的温度下降的更低，铜的良好导热性会将热量传导给了半导体制冷器24的制冷面，半导体制冷器24的工作，会将半导体制冷器24的制冷面的热量传递到半导体制冷器24的制热面，铜的良好导热性会将半导体制冷器24的制热面的热量先传导给导热铜片31再将热量传导给鳍片铝材散热器29，通过散热风扇29的工作会将气体吸入鳍片铝材散热器29缝隙中，气体从两侧流入将鳍片的热量带走，使得半导体制冷器24的制热面的温度降低，高温的气体被散热风扇30吹到较远的上方让其自然冷却，避免被吸入电风扇内减弱制冷效果。所述的L型保温管28用来增加进气口与铜盒23的距离，让铜盒23周围气体进入管道前自然降温，使气体进入铜盒23内可以达到良好的降温效果，经过制冷的空气在虹吸的效应下通过S型保温管27到达风叶22，被风扇吹出。

Claims (6)

1.一种自动调速并降温的落地电风扇，包括控制模块、传感模块、电源模块、电机驱动模块、电机、半导体制冷模块、按键模块和风叶，其特征在于，所述的电源模块通过按键模块中的供电选择开关分别向控制模块、传感模块、电机驱动模块和半导体制冷模块供电，位于风叶上方的所述半导体制冷模块其冷端入口侧连接有一个开口朝下的L型保温管、且出口侧通过一个S型保温管连接到风叶后方风扇后罩的上部。

2.根据权利要求1所述的一种自动调速并降温的落地电风扇，其特征在于，还包括LED灯，所述控制模块采用单片机，所述电风扇的底座、支撑杆、操作台、电机依次从下往上安装，所述的电机与放置在操作台内部的电机驱动及转速调节模块连接，所述的操作台内部安装有所述单片机、电压检测模块和半导体制冷模块中的驱动模块，操作台的前表面由上而下依次设置有红外传感模块、温度传感模块、LED灯、调速按键三、调速按键二、调速按键一、供电选择开关和断电按键。

3.根据权利要求1所述的一种自动调速并降温的落地电风扇，其特征在于，所述的电源模块中蓄电池、交直流变换器和继电器位于底座内部，所述交直流变换器、继电器和蓄电池依次连接通电源插头从外部交流电源取电，与蓄电池连接的电压检测模块与单片机的一个输入端口连接，所述的继电器为常开型，且继电器的控制端口与单片机的一个输出端口连接，所述的蓄电池还与供电选择开关的第一动端连接，交直流变换器还与供电选择开关的第二动端连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动调速并降温的落地电风扇，其特征在于，所述的半导体制冷模块包含制冷驱动模块、半导体制冷器和散热风扇，所述的制冷驱动模块分别与半导体制冷器和散热风扇连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动调速并降温的落地电风扇，其特征在于，所述的半导体制冷模块与S型保温管和L型保温管连接处均分别设有隔热的隔热板，且隔热板形状为圆形且中央有一方形孔洞，所述的半导体制冷器的冷端位于铜盒的上方，且粘连在铜盒的表面，半导体制冷器的热端、导热铜片、鳍片铝材散热器和散热风扇依次粘连，所述的铜盒形状为左右两端开放的长方体，且铜盒内设有钻石排布的铜片，所述的铜盒嵌于一个U型隔热套中，且隔热套是由隔热材质制作。

6.根据权利要求2所述的一种自动调速并降温的落地电风扇，其特征在于，所述的单片机还与断电按键、调速按键一、调速按键二、调速按键三、制冷驱动模块、红外传感模块、温度传感模块、电机驱动及转速调节模块连接。

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