專利名稱：一種熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及降溫裝置，具體涉及一種熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
所謂熱聲效應(yīng)是指振蕩的可壓縮流體與固體介質(zhì)之間由于熱相互作用而產(chǎn)生的時(shí)均能量效應(yīng)，使得距固體壁面一定范圍內(nèi)沿著(或逆著)聲傳播方向產(chǎn)生一個(gè)時(shí)均熱流，并在這個(gè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生或吸收聲功的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)外的研究者從能量轉(zhuǎn)換觀點(diǎn)將一般情形的熱聲效應(yīng)分為兩類一是用熱來(lái)產(chǎn)生聲，即熱驅(qū)動(dòng)的聲振蕩；二是用聲來(lái)產(chǎn)生熱流，即聲驅(qū)動(dòng)熱傳輸。國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)相關(guān)通過(guò)熱聲制冷的原理來(lái)降溫的產(chǎn)品的專利，如孫大明等的“風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的熱聲冰 箱” (CN101672560A)。目前市面上的蒸發(fā)式冷風(fēng)扇是借助水蒸發(fā)吸熱的原理而使進(jìn)風(fēng)處的熱空氣經(jīng)水蒸發(fā)吸熱而降溫，冷空氣由風(fēng)機(jī)吹出，從而達(dá)到降溫的目的，但由于其不斷向被調(diào)節(jié)空間增加水蒸汽，一般廠家因此均要求將蒸發(fā)式冷風(fēng)扇用于空曠的空間。即使用于房間，也要求必須打開門窗，保持被調(diào)節(jié)區(qū)域的空氣與周圍環(huán)境的空氣可以充分混合流通，在許多情況下，尤其是在夜晚休息時(shí)，該要求難以滿足或難以完全滿足，同時(shí)存在水流噪聲等，致使很多用戶產(chǎn)生抱怨，大大地限制了該產(chǎn)品的使用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種噪音低、運(yùn)行可靠的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，采用揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)熱聲制冷正是按照“用聲來(lái)產(chǎn)生熱流”進(jìn)行工作，通過(guò)風(fēng)扇讓自然風(fēng)流過(guò)諧振管的冷段從而降溫，吹出清涼的風(fēng)；是第一次將熱聲制冷原理與風(fēng)扇相結(jié)合的產(chǎn)品，開辟了熱聲制冷原理應(yīng)用的一條新途徑。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，包括罩殼和諧振管，所述諧振管分為依次連接的三段熱段、板疊段和冷段，熱段、板疊段和冷段均為空心結(jié)構(gòu)并且連通，熱段端部設(shè)有密封塞，板疊段內(nèi)部設(shè)有板疊，冷段端部設(shè)有揚(yáng)聲器，冷段位于罩殼的出風(fēng)口處，諧振管是密封的，諧振管內(nèi)有空氣。所述熱段為金屬材料，板疊段為非金屬材料，冷段為金屬材料，密封塞為金屬材料。優(yōu)選的，所述熱段為黃銅管，板疊段為玻璃管(或者塑料管)，冷段為黃銅管(或者鋼管、鋁管)，密封塞為鋁塞(或者黃銅塞、鋼塞)。鋁塞加在熱段幫助進(jìn)一步散熱。所述熱段與板疊段通過(guò)琺瑯盤連接，板疊段與冷段通過(guò)琺瑯盤連接。所述罩殼的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)扇葉片，諧振管位于罩殼內(nèi)的底部，板疊段外設(shè)有隔開熱段和冷段的隔板，罩殼下面連接支架，支架下面連接支座。所述板疊段內(nèi)部還設(shè)有冷端換熱器和熱端換熱器，冷端換熱器和熱端換熱器分別位于板疊的兩邊。[0012]所述板疊包括卷片和硬質(zhì)線形材料，多條硬質(zhì)線形材料依次平行的粘在卷片上，卷片卷起后裝入玻璃管中。所述冷端換熱器和熱端換熱器均為帶孔的金屬片。所述諧振管直徑10cm，諧振管總長(zhǎng)度為31cm，諧振管形成共振波的有效長(zhǎng)度為30cm,玻璃管長(zhǎng)3. 5cm,熱段長(zhǎng)6. 5cm,冷段長(zhǎng)21cm,招塞長(zhǎng)度為2cm,招塞旋進(jìn)諧振管Icm ；硬質(zhì)線形材料為直徑0. 368mm的釣魚線或金屬線，卷片為寬35mm的膠卷，釣魚線或金屬線每隔5mm用502膠水依次平行的粘在膠卷上；冷端換熱器和熱端換熱器均為50目的銅片，冷端換熱器厚度為Icm,熱端換熱器厚度為2cm。所述揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)硬件系統(tǒng)是依次連接的AT89C52單片機(jī)、DDS信號(hào)發(fā)生器、低通濾波電路、功率放大電路，揚(yáng)聲器的內(nèi)阻為8 Q，額定功率為40W，工作頻率為283Hz。本風(fēng)扇的工作原理為揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲波在諧振管內(nèi)形成縱向駐波，諧振管的兩端為駐波的壓力波腹，當(dāng)聲壓增加時(shí)，氣團(tuán)向諧振管封閉端方向運(yùn)動(dòng)并且被壓縮，溫度升高，此時(shí)氣團(tuán)溫度比其附近板疊的溫度高，于是就把熱量輸給板疊，熱端換熱器又把熱量導(dǎo)出板疊，當(dāng)駐波繼續(xù)完成一周時(shí)，氣團(tuán)往回運(yùn)動(dòng)，聲壓降低，并且膨脹，溫度降低，由于板疊中熱量已經(jīng)被熱端換熱器導(dǎo)出，溫度降得更多，因此氣團(tuán)附近板疊溫度低于氣團(tuán)溫度，氣團(tuán)又向板疊傳熱。冷端換熱器加強(qiáng)了氣團(tuán)向板疊傳熱的能力。因此，氣團(tuán)每次振動(dòng)都是從聲源一端吸取熱量向諧振管封閉端輸送熱量。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型造價(jià)低，采用振動(dòng)小、壽命長(zhǎng)的揚(yáng)聲器作為熱聲驅(qū)動(dòng)器，是基于熱聲制冷原理的冷風(fēng)扇，與市面上的蒸發(fā)式冷風(fēng)扇相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。揚(yáng)聲器使氣體駐波頻率維持在諧振管的基頻附近，聲波使氣體在板疊通道里壓縮和膨脹形成振蕩。振蕩氣體與板疊表面熱交換進(jìn)行聲功泵熱,系統(tǒng)通過(guò)板疊兩邊的冷端換熱器、熱端換熱器將熱量傳入和導(dǎo)出板疊，使熱聲效應(yīng)更好的進(jìn)行。導(dǎo)熱性好的鋁塞可以防止管口堆熱影響制冷效果?？諝鈴倪M(jìn)風(fēng)口進(jìn)入罩殼，以一定的速度在諧振管冷段進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流換熱，使得進(jìn)氣空氣的溫度降低，從出風(fēng)口吹出涼爽的冷風(fēng)，從而達(dá)到送風(fēng)制冷的目的。在室內(nèi)空氣循環(huán)制冷可使得溫度不斷下降，至較接近于冷段溫度。

圖I是本實(shí)用新型的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是諧振管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是板疊的剖面圖。圖4是冷端換熱器或者熱端換熱器的正視圖。圖5是揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I和圖2所示的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，包括罩殼I和諧振管2，諧振管分為依次連接的三段熱段3、板疊段4和冷段5，熱段、板疊段和冷段均為空心結(jié)構(gòu)并且連通，熱段端部設(shè)有密封塞6,板疊段內(nèi)部設(shè)有板疊7,冷段端部設(shè)有揚(yáng)聲器8,冷段位于罩殼的出風(fēng)口 9處，諧振管是密封的，諧振管內(nèi)有空氣。熱段為黃銅管，板疊段為玻璃管，冷段為黃銅管，密封塞為鋁塞。鋁塞加在熱段幫助進(jìn)一步散熱。熱段與板疊段通過(guò)琺瑯盤10連接，板疊段與冷段通過(guò)琺瑯盤10連接。罩殼的進(jìn)風(fēng)口 11處設(shè)有風(fēng)扇葉片12,諧振管位于罩殼內(nèi)的底部,板疊段外設(shè)有隔開熱段和冷段的隔板13，罩殼下面連接支架14，支架下面連接支座15。板疊段內(nèi)部還設(shè)有冷端換熱器16和熱端換熱器17，冷端換熱器和熱端換熱器分 別位于板疊的兩邊。如圖3所示，板疊包括卷片18和硬質(zhì)線形材料19，多條硬質(zhì)線形材料依次平行的粘在卷片上，卷片卷起后裝入玻璃管中。冷端換熱器和熱端換熱器均為帶孔的金屬片。本實(shí)施例中，各個(gè)部件的尺寸和選材如下諧振管直徑10cm，諧振管總長(zhǎng)度為31cm，諧振管形成共振波的有效長(zhǎng)度為30cm，玻璃管長(zhǎng)3. 5cm,熱段長(zhǎng)6. 5cm,冷段長(zhǎng)21cm,招塞長(zhǎng)度為2cm,招塞旋進(jìn)諧振管Icm ;硬質(zhì)線形材料為直徑0. 368mm的釣魚線,卷片為寬35mm的膠卷,釣魚線每隔5mm用502膠水依次平行的粘在膠卷上；冷端換熱器和熱端換熱器均為50目的銅片，冷端換熱器厚度為1cm，熱端換熱器厚度為2cm。如圖5所示，揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)硬件系統(tǒng)是依次連接的AT89C52單片機(jī)、DDS信號(hào)發(fā)生器、低通濾波電路、功率放大電路，揚(yáng)聲器的內(nèi)阻為8Q，額定功率為40W，工作頻率為283Hzo上述具體實(shí)施方式
為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定，其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于包括罩殼和諧振管，所述諧振管分為依次連接的三段熱段、板疊段和冷段，熱段、板疊段和冷段均為空心結(jié)構(gòu)并且連通，熱段端部設(shè)有密封塞，板疊段內(nèi)部設(shè)有板疊，冷段端部設(shè)有揚(yáng)聲器，冷段位于罩殼的出風(fēng)口處，諧振管是密封的，諧振管內(nèi)有空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述熱段為金屬材料，板疊段為非金屬材料，冷段為金屬材料，密封塞為金屬材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述熱段為黃銅管，板疊段為玻璃管，冷段為黃銅管，密封塞為鋁塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述熱段與板疊段通過(guò)琺瑯盤連接，板疊段與冷段通過(guò)琺瑯盤連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述罩殼的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)扇葉片，諧振管位于罩殼內(nèi)的底部，板疊段外設(shè)有隔開熱段和冷段的隔板，罩殼下面連接支架，支架下面連接支座。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述板疊段內(nèi)部還設(shè)有冷端換熱器和熱端換熱器，冷端換熱器和熱端換熱器分別位于板疊的兩邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述板疊包括卷片和硬質(zhì)線形材料，多條硬質(zhì)線形材料依次平行的粘在卷片上，卷片卷起后裝入玻璃管中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述冷端換熱器和熱端換熱器均為帶孔的金屬片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述諧振管直徑10cm，諧振管總長(zhǎng)度為31cm,諧振管形成共振波的有效長(zhǎng)度為30cm,玻璃管長(zhǎng)3. 5cm,熱段長(zhǎng)6.5cm,冷段長(zhǎng)21cm,招塞長(zhǎng)度為2cm,招塞旋進(jìn)諧振管Icm ;硬質(zhì)線形材料為直徑0. 368mm的釣魚線或金屬線，卷片為寬35mm的膠卷，釣魚線或金屬線每隔5mm用502膠水依次平行的粘在膠卷上；冷端換熱器和熱端換熱器均為50目的銅片，冷端換熱器厚度為1cm，熱端換熱器厚度為2cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，其特征在于所述揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)硬件系統(tǒng)是依次連接的AT89C52單片機(jī)、DDS信號(hào)發(fā)生器、低通濾波電路、功率放大電路，揚(yáng)聲器的內(nèi)阻為8 Q，額定功率為40W，工作頻率為283Hz。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種熱聲制冷型環(huán)保冷風(fēng)扇，包括罩殼和諧振管，所述諧振管分為依次連接的三段熱段、板疊段和冷段，熱段、板疊段和冷段均為空心結(jié)構(gòu)并且連通，熱段端部設(shè)有密封塞，板疊段內(nèi)部設(shè)有板疊，冷段端部設(shè)有揚(yáng)聲器，冷段位于罩殼的出風(fēng)口處，諧振管是密封的，諧振管內(nèi)有空氣。本實(shí)用新型采用揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)熱聲制冷正是按照“用聲來(lái)產(chǎn)生熱流”進(jìn)行工作，通過(guò)風(fēng)扇讓自然風(fēng)流過(guò)諧振管的冷段從而降溫，吹出清涼的風(fēng)；是第一次將熱聲制冷原理與風(fēng)扇相結(jié)合的產(chǎn)品，開辟了熱聲制冷原理應(yīng)用的一條新途徑。
文檔編號(hào)F24F5/00GK202511408SQ20122012677
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者葉健文, 吳偉林, 張紅, 薛啟帆, 鄭麗菲, 鄭宜峰, 陳琳楠 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)