CN109642738A - 空气调节器 - Google Patents

Abstract

公开一种空气调节器，包括：外壳，其具有供空气引入的引入口及供所述引入的空气吐出的吐出口；一个以上的圆盘，其在所述外壳内具有既定间隔地层叠，在其表面形成有热交换部；及驱动装置，其使所述圆盘旋转。

Description

空气调节器

技术领域

本发明涉及空气调节器，涉及一种能够借助于旋转体而发生空气的流动，调节所述空气的温度的装置。

背景技术

特斯拉涡轮机（Tesla turbine）作为无叶片的涡轮机，由一组圆盘构成。特斯拉涡轮机的特征在于，在所述圆盘旋转时，使特斯拉涡轮机的内部的空气向所述圆盘的边缘移动。如果使圆盘旋转，则空气吸入至所述圆盘的中心部，根据界面层效应（boundary layereffect），空气在圆盘的表面上划出螺旋轨迹并向圆盘的外廓移动。

所谓界面层效应（boundary layer effect），是如果固体移动，则与所述固体表面邻接的流体的界面也随着所述表面而移动。当固体与流体彼此相接时，在固体表面上的既定部分存在固体与流体间的界面。此时，如果固体移动，则所述界面也随着所述固体的移动而移动，此时，作用于所述界面的力不是摩擦力（friction），而是粘着力（adhesion）。相反，当流体在固体物质的表面上移动时，固体物质也借助于粘着力而移动。

一般而言，在以往的暖风机中，使空气移动的叶片与使空气加热的加热要素彼此分离。例如，如果考查吹风机的运转结构，则如下。空气如果进入，则借助于诸如叶片的旋转装置，形成空气的流动，空气的加热借助于另外的加热部而实现。被加热的空气通过吐出口，吐出到吹风机外。以往的普通暖风机，由于提供空气流动的旋转装置与使空气加热的加热装置彼此分离，因而暖风机的体积会较大。另外，由于旋转的叶片与空气间的摩擦而存在发生较大噪声的问题。

发明内容

（要解决的技术问题）

本发明旨在利用特斯拉涡轮机中使用的技术，提供低噪声的空气调节器，从而解决上述问题。

（解决问题的手段）

本发明一种观点的空气调节器包括：外壳，其具有供空气引入的引入口及供所述引入的空气吐出的吐出口；一个以上的圆盘，其在所述外壳内具有既定间隔地层叠，在其表面形成有热交换部；及驱动装置（旋转驱动装置），其使所述圆盘旋转。

此时，所述热交换部可以是发热体或冷却体。

此时，所述引入口可以配置于所述圆盘的旋转轴的延长方向，吐出口可以配置于所述圆盘的圆周切线的延长方向。

此时，在所述圆盘的中央部，可以形成有能够供空气流通的空气孔。

此时，用于使所述圆盘旋转的旋转轴可以固定结合于所述圆盘的中央部。

此时，所述驱动装置可以包括配置得彼此电磁结合的多个定子线圈和多个永磁铁（转子）。所述各永磁铁可以借助于预先决定的连接装置而分别固定结合于所述旋转轴，所述定子线圈可以相对于所述外壳而分别固定结合。

此时，在所述旋转轴上可以固定结合有两个滑环，各个所述滑环可以通过电刷而获得供应电气。

此时，所述热交换部可以包括如果通电则发热的发热体，在所述旋转轴上可以形成有用于向所述发热体提供电气的两个导电端子，所述各导电端子可以分别固定结合于所述发热体的两个端子。

此时，各个所述滑环可以包括固定结合于所述旋转轴的滑动电极，所述各滑动电极可以分别与所述两个导电端子电气连接。

此时，所述电刷可以在所述滑环旋转时，滑动接触所述滑环的表面，从而向所述滑环供应电气。

（发明的效果）

根据本发明，加热装置可以在其表面结合的圆盘形成空气流动的同时使空气加热。因此，在空气调节器中不需要用于加热空气的另外的装置，因而空气调节器的整体体积可以减小。另外，由于利用圆盘与空气间的粘着力，因而具有减小发生空气流动导致的噪声的效果。

附图说明

图1是显示本发明一个实施例的空气调节器的图。

图2是显示沿图1的X-X'截断的形态的暖风机的内部剖面图。

图3从另一观点显示了图2所示暖风机的主视图。

图4是一同显示本发明一个实施例的圆盘与旋转轴的图。

图5是只图示图2的“B”部分的图。

图6是用于说明图5的旋转轴、导电端子、滑环的结合关系的图。

图7是图2所示暖风机内的空气流动图。

图8是按功能将本发明一个实施例的空气调节器的各部件分类并重新构成的框图。

图9是用于帮助理解属于旋转部组件的部件间的连接关系及旋转部组件与外壳的连接关系的图。

具体实施方式

下面参考附图，说明本发明的实施例。但是，本发明不限定于本说明书中说明的实施例，可以以各种不同形态体现。本说明书中使用的术语用于帮助实施例的理解，并非要限定本发明的范围。另外，只要语句未明确表示相反的意义，以下使用的单数形态也包括复数形态。

本发明涉及一种可以借助于圆盘的旋转而发生空气的流动，利用在所述圆盘表面提供的热交换部，调节空气的温度的空气调节器。下面特意地示例性图示空气调节器中的暖风机，说明本发明的思想，但并非本发明的思想限定于暖风机。

图1是显示本发明一个实施例的暖风机的图。

暖风机1的整体形态例如可以为诸如哨子的形态，暖风机1的中心部的形态可以是同卷筒手纸那样形成有孔的形态。

暖风机1可以包括：旋转部，其包括一个以上的圆盘20和旋转轴30；外壳10；引入口11，其吸入空气；及吐出口12，其吐出外壳内部的空气。外壳10是构成暖风机1的外表面的箱子（case），还可以一同发挥保护暖风机1的内部构成要素的作用。在外壳10上可以形成有将空气引入外壳10内部的引入口11及供空气从外壳10吐出的吐出口12。在外壳10的外部，也可以还提供包裹外壳10的追加的外壳。例如，当暖风机1用作吹风机时，在暖风机1的外部，可以提供使得使用者便于用手抓握的另外的外壳。

一个以上的圆盘20可以在外壳10内具有既定间隔地层叠。圆盘20的外侧边缘优选地可以为圆形形状。在图1中，圆盘20的外侧边缘以虚线标识。圆盘20的宽阔表面，在理想情况下可以全部存在于一个平面上。而且，在圆盘20的表面，可以配置有用于提供热交换部的阻抗性发热体。

在圆盘20的中心部，成为圆盘20旋转中心的旋转轴30可以固定结合于圆盘20。

图2是显示沿图1的X-X'截断的形态的暖风机1内部剖面图，图3从另一观点显示了暖风机1的主视图。

在暖风机1中可以提供用于使圆盘20旋转的驱动装置，例如电动机。图2的“A”部分是为了说明用于使圆盘20旋转的驱动装置而显示的部分。在所述驱动装置为旋转电动机的情况下，可以包括旋转轴30、轴承31、永磁铁32及定子线圈33构成。

在旋转轴30上可以结合有用于能相对于外壳10旋转地支撑旋转轴30的轴承31。在轴承31的外侧，可以形成有引入口11，以便空气引入。

在旋转轴30上，可以借助于连接装置（例如，棒）34而固定结合有永磁铁32。永磁铁32能够以旋转轴30为中心旋转。在永磁铁32的旋转面的延长面上，可以提供定子线圈33。定子线圈33可以附着于外壳10的壁面。所述永磁铁32与定子线圈33可以发挥一个旋转电动机的作用。因此，如果通过电路基板40而向定子线圈33流入电流，则永磁铁32旋转，固定连接于永磁铁32的旋转轴30进行旋转，从而固定连接于旋转轴30的圆盘20可以旋转。

此时，可以借助于电源200而向电路基板40供应电气。在电路基板40中，可以提供控制驱动装置运转的控制电路46。

根据本发明的实施例，作为所述驱动装置而提供的电动机的工作原理，可以按DC（直流）电动机、AC（交流）电动机或BLDC（无刷直流）电动机的工作原理执行。并非本发明由所述驱动装置的具体示例所限定。

图2的“B”部分是显示为了使旋转的圆盘20表面的阻抗性发热体加热而供应电气的电气供应连接装置的部分。

在旋转轴30上可以固定结合有滑环41、42。此时，在外壳10的内部形成的电路基板40的控制电路部46，可以使得通过电刷（brush）43而向滑环41、42供应电气。此时，滑环41可以为（+）端子、滑环42可以为（-）端子，在另一实施例中，滑环41可以为（-）端子，滑环42可以为（+）端子。控制电路部46可以利用在固定结合于外壳的PCB基板40上提供的电子部件构成。滑环41、42的外部表面与电刷43为了使彼此间电气导通而可以以导电体构成。

图4是一同显示本发明一个实施例的一个圆盘20与旋转轴30的图。

如果参照图4进行说明，在固定结合于圆盘20中心部的旋转轴30表面的一部分，可以固定提供两个导电端子51、52。而且，在结合于圆盘20中心部的旋转轴30的周边部，作为从引入口11引入的空气的通路，可以形成有预先决定的形状的空气孔25。此时，所述空气孔25也可以邻接相互最靠近地连接图2所示左侧引入口11与右侧引入口11的空间进行配置。

在圆盘20的宽阔表面，可以如图4所示配置有阻抗性发热体21。此时，在阻抗性发热体21的两个端子61、62，可以固定结合有导电端子51、52。例如，在两个端子61、62，导电端子51、52可以用锡焊相互结合。形成有空气孔25的各圆盘20，可以借助于连接桥71、72而固定结合于旋转轴30。连接桥71、72也可以是与圆盘20一体形成的。

在本发明中，所述阻抗性发热体21的配置，可以通过将所述阻抗性发热体附着、埋设、安装或印刷于圆盘表面的方法而实现。

导电端子51、52例如可以在旋转轴30表面结合薄金属箔而提供。如图4所示，导电端子51与导电端子52可以保持相互绝缘的状态。

在一个实施例中，旋转轴30及圆盘20可以由绝缘体构成。安装于圆盘本体的阻抗性发热体21及导电端子51、52可以为导电体。

在又一实施例中，圆盘20本体与阻抗性发热体21可以为导电体，在圆盘本体与阻抗性发热体21之间，也可以提供绝缘膜。

圆盘20、阻抗性发热体21、旋转轴30及两个导电端子51、52相互固定结合，因而如果旋转轴30旋转，则圆盘20和两个导电端子51、52可以与旋转轴构成一个并以相同的角速度旋转。因此，圆盘20与两个导电端子51、52的旋转速度可以与旋转轴30的旋转速度相同。即，如果旋转轴30以角速度w1旋转，则各个圆盘20也可以以角速度w1旋转，两个导电端子51、52也可以以角速度w1旋转。圆盘20、阻抗性发热体21、旋转轴30、导电端子51、52及滑环41、42相互固定，以相同的角速度旋转，因而可以将其集合体指称为“旋转部”。在该旋转部的概念中，也可以还包括所述驱动装置（电动机）中包含的转子（例：永磁铁）。

图5是只图示图2的“B”部分的图，图6是用于说明图5的旋转轴、导电端子、滑环的结合关系的图。

图5所示的两个电刷43可以发挥将利用控制电路部46而提供的电流，提供给进行旋转的滑环41、42的介质作用。电刷43中与滑环相接的一端部，可以在滑环旋转时，沿着滑环的表面滑动并接触所述表面，向所述表面供应电流。电刷的另一端部可以电气连接于控制电路部46，相对于外壳固定结合。

滑环41、42的本体可以以绝缘体构成。而且，滑环41、42中与电刷43相接的表面可以以导电体构成。滑环41、42可以为诸如绕线筒的形状，在滑环41、42的中心部，可以形成有旋转轴30能够贯通的贯通孔。

在滑环41的外表面形成的导电体可以电气连接于在旋转轴30表面形成的导电端子51，在滑环42的外表面形成的导电体可以电气连接于在旋转轴30表面形成的导电端子52。为此，例如也可以在滑环的圆筒形本体上，形成有用于使在滑环外表面形成的导电体连接于在旋转轴表面形成的导电端子的导通孔（via）。但是，上述电气连接可以根据多样的以往技术而实现。在本发明的说明书中，所述“导电体”也可以指称“滑动电极”。

电刷43并非诸如上述旋转电动机的驱动装置中包含的电刷，而可以是如上所述用于向各个滑环41、42供应电气的另外的电刷。

下面参照图6，说明旋转轴、导电端子及滑环的示例性结合关系。

首先，如图6的（a）所示，可以在旋转轴30的表面形成有导电端子51、52。然后，如图6的（b）所示，可以在滑环41、42中***结合完成的旋转轴30，提供如图6的（c）所示的结构。图6用于帮助对旋转轴、导电端子及滑环的相对结合关系的理解，用于形成该结构的工序也可以通过其他方式进行。

图7是图2所示暖风机1内的空气流动图。

为了便利，图7省略了图2的附图标记而添加了空气的流动。附图标号301代表通过引入口11而引入的加热前的空气流动路径。即，附图标号301的虚线代表热交换前的空气流动路径。附图标号302的实线代表空气被阻抗性发热体21加热的空气流动路径。即，附图标号302代表热交换后的空气流动路径。如这种空气的流动所示，空气可以流入各个圆盘20之间。经热交换的空气向圆盘的外侧边缘方向流出，如果提供如图1所示的外壳10和吐出口12，则如此流出的空气可以通过吐出口12集中流出到外侧。

图8是按功能将本发明一个实施例的空气调节器1的各部件分类并重新构成的框图。

空气调节器1可以包括电源部500、控制部501、驱动部组件502及旋转部组件503。

电源部500可以是图2所示的电源200。

控制部501可以从电源部500接受供应电源，向驱动部组件502供应电气，或向旋转部组件503供应电气。控制部501可以包括电路基板40及控制电路部46。

驱动部组件502可以使旋转部组件503机械地旋转。驱动部组件502可以包括轴承31、永磁铁32、定子线圈33及连接装置34。即，驱动部组件502可以是包括上述驱动装置的概念。此时，连接装置34可以用于使旋转轴30与永磁铁32相互固定结合。此时，驱动部组件502中的定子线圈33可以从控制部501接受供应电气。

旋转部组件503可以意味着以与旋转轴30相同的角速度一同旋转的部件的集合。旋转部组件503可以包括圆盘20、表面发热体21、旋转轴30、滑环41、42、电刷43、导电端子51、52及连接桥71、72。旋转部组件503可以从控制部501，通过电刷43接受供应电气。此时，电气可以通过电刷43供应到滑环41、42。而且，电气可以供应到与电气滑环41、42的滑动电极电气连接的导电端子51、52及表面发热体21。电刷43虽然不以与旋转轴30相同的角速度旋转，但滑动接触滑环41、42的表面，从而使得向滑环41、42供应电气，因而也可以包括于旋转部组件503。

图9是用于帮助理解属于旋转部组件503的部件间的连接关系及旋转部组件503与外壳10的连接关系的图。

在旋转轴30上可以结合有多个圆盘20。此时，如图9所示，在圆盘中心部可以形成有供旋转轴30***的孔，以便圆盘20与旋转轴30固定结合。在滑环41、42的本体上，可以形成有用于供旋转轴30***的孔，以便滑环42及滑环41依次与旋转轴30固定结合。在永磁铁32上可以形成有用于供旋转轴30***的孔，以便用于使旋转轴30旋转的永磁铁32与旋转轴30固定结合。此时，永磁铁32可以为了减小电动机的体积而较薄地形成。进而，可以提供用于能相对于外壳旋转地固定旋转轴30的轴固定部300。在轴固定部300的中央部，可以形成有用于***旋转轴30的孔。所述孔周围可以配置有轴承31，以便支撑旋转轴30，使得旋转轴30能够相对于外壳，相对地进行滑动运动。在轴固定部300可以如图所示形成有用于供空气引入外壳10内的引入口11。

下面，暖风机1的整体运转可以如下。

向暖风机1供应电气，使空气进入在外壳10的两侧形成的引入口11后，通过在各个圆盘20上形成的空气通道25，空气可以向外壳内部散开。此时，借助于在圆盘20表面安装的阻抗性发热体21，圆盘20周边的空气被加热，随着圆盘20的旋转，空气可以借助于粘着力而旋转。如此变热的空气借助于旋转导致的离心力而可以通过在外壳10上形成的吐出口12，吐出到暖风机1之外。

在圆盘上安装有发热体而同时实现空气加热与空气送风的本发明，并非只适用于空气的加热，还可以应用于空气的冷却。例如，就冷风发生装置而言，与暖风机一样，可以利用提供了冷却体的圆盘。冷却体例如可以由诸如珀尔帖元件的部件构成。此时，当空气沿着冷却的圆盘表面移动时，空气可以被冷却。然后，被冷却的空气可以通过冷风发生装置的吐出口吐出。

在本发明的变形实施例中，也可以取代图1至图6所示的圆盘而使用诸如螺旋桨（propeller）、叶轮（impeller）的叶片（blade）。即，上述发热体及冷却体可以在所述叶片表面提供。

利用上述本发明的实施例，本发明技术领域的技术人员可以在不超出本发明本质特性的范围内，容易地实施多样变更及修订。权利要求书的各权利要求项的内容，可以在通过本说明书而可以理解的范围内，结合于无引用关系的其他权利要求项。

Claims (10)

1.一种空气调节器，包括：

一个以上的圆盘，其在外壳内具有既定间隔地层叠，在其各表面形成有热交换部；及驱动装置，其使所述圆盘旋转；利用在所述圆盘旋转时，从所述圆盘的中心部向所述圆盘的外侧移动的空气的流动。

2.根据权利要求1所述的空气调节器，其中，

所述外壳具备供空气引入的引入口及供所述引入的空气吐出的吐出口。

3.根据权利要求2所述的空气调节器，其中，

所述引入口配置于所述圆盘的旋转轴的延长方向，所述吐出口配置于所述圆盘的圆周切线的延长方向。

4.根据权利要求1所述的空气调节器，其中，

在所述圆盘的中央部，形成有空气能够流通的空气孔。

5.根据权利要求1所述的空气调节器，其中，

用于使所述圆盘旋转的旋转轴固定结合于所述圆盘的中央部。

6.根据权利要求5所述的空气调节器，其中，

所述驱动装置包括配置得彼此电磁结合的多个定子线圈和多个永磁铁，所述各永磁铁借助于预先决定的连接装置而分别固定结合于所述旋转轴，所述定子线圈分别相对于所述外壳固定结合。

7.根据权利要求5所述的空气调节器，其中，

在所述旋转轴上固定结合有两个滑环，各个所述滑环通过电刷而获得供应电气。

8.根据权利要求7所述的空气调节器，其中，

所述热交换部包括如果通电则发热的发热体，在所述旋转轴上形成有用于向所述发热体提供电气的两个电气端子，所述各电气端子分别固定结合于所述发热体的两个端子。

9.根据权利要求8所述的空气调节器，其中，

各个所述滑环包括固定结合于所述旋转轴的滑动电极，所述各滑动电极分别与所述两个电气端子电气连接。

10.根据权利要求7所述的空气调节器，其中，

所述电刷在所述滑环旋转时，滑动接触所述滑环的表面，从而获得供应电气。