CN1161429A - 双风扇室内加热器 - Google Patents

Abstract

一种双风扇室内加热器，其包含一已知吊扇及一安装于吊扇下方的加热组件，加热组件具有一PTC型加热元件及将空气循环至加热元件上方的第二风扇。双风扇以高效、实用且舒适的方式产生热量。

Description

双风扇室内加热器

本发明涉及吊扇，尤其是指包含加热器的风扇及装设于吊扇上的加热器。

众所周知，吊扇是令空气于封闭空间内循环的有效装置，其主要用于温暖气候下，以利室内冷却及通风，通常设于室内天花板中央的风扇皆用较大的叶片(例如长度半公尺)以低速旋转(例如130rpm)，且将空气下吹至室内中央，而返回到风扇的空气则接近于室内壁面及天花板，由于吊扇以低速操作，故操作上较安静，此为室内人员最希望的。

虽然吊扇几乎都使用于温暖气候下，但是当封闭空间需加热时，其亦对冰冷气候有使用价值，由于热空气会上升，所以室内之顶部易加热，在冷天时反而延长使用者的不舒适感，尤其当天花板较高时，同时其亦耗电，因为室内之顶部并无人在。由于其易令空气接近室内之天花板后再下降至室内中央，因此吊扇可增加冷室中人员的舒适性，而其利用室内空气的循环而加热，且可减少能量，另一方面，其所产生的微风对于酷热天气虽感舒适，但是在冰冷天气则有反效果。

已知技术中已有多种方案使吊扇本身具有加热室内的装置，普遍的方向如第4,78213及4504191号美国专利所示，其在吊扇叶片上安装加热元件，其困难在于需对加热器电路提供可移动的接触器，且在加热室内时需载有较大的电流，另一困难在于扇叶接近于天花板时易损失热量给天花板。

第二种方法为将加热元件安装于扇叶附近，使待加热的空气抽送至加热元件上方，此方法可见于第5077825，5333235及5425126号美国专利，然而其亦存在诸多严重缺陷。

如第5077825及5333235号美国专利，若加热元件安装在扇叶下方，则就美感及消费者接受性来看，其应接近于风扇的旋转轴线为佳，然而，此例中设于其正上方的吊扇电机需备有热保护装置，因而限制了加热元件传热至循环空气，这些因素皆限制了可安全地产生的热量。

反之，如第5425126号美国专利所示，若加热元件设于扇叶上方，则风扇电机及天花板相对加热元件皆需绝热。`126号专利装置中，扇叶向后操作将空气吹送至加热元件上方，除非有特殊的设计，否则此种循环空气在至达室中央之前会先将热耗费于天花板及墙壁上，因此，在`126案的装置中，热空气通过一组管件，可将热空气流出至吊扇叶片的径向扫过范围下方，因此热空气可输送至室内中央，然而，这些管件使装置产生不常见的外观，降低了消费者的接受性。

本发明的目的在于克服已知技术的多个缺陷，并且提供一种吊扇室内加热器，可在冷冰气候下舒适地加热一封闭空间，以及在温热气候下可依一般方式在封闭空间中循环空气及通风。本发明的一个重要目的在于提供一种可安静地送热的吊扇室内加热器，本发明的另一目的在于提供一种可安装于现有吊扇上的加热组件，以利依一高效且舒适的方式送热，本发明的再一目的在于对现有吊扇提供一加热组件，而其可较易地安装于吊扇上，本发明的又一目的在于对一吊扇提供一加热组件可配合吊扇的式样及精致性。本发明又一目的在于对吊扇提供一加热组件，可使用一般吊扇所具有的灯具。

本发明提供一种双风扇室内加热器，其可有效而舒适地在冰冷气候下对一封闭空间加热，双风扇加热器包含一吊扇组件及一加热组件，吊扇组件包含多个径向延伸的扇叶及一可低速操作以利于室内循环空气的吊扇电机。双风扇加热器可工厂组装成一单元再提供给消费者，另外，加热组件本身对于新吊扇购买者而言可为一选择配件，或为一已预先安装的吊扇附件，本案中的加热组件最好做为一般吊扇灯具的替代品。

加热组件本身包含至少一电阻式电子加热元件，一加热风扇组件，包含多个扇叶及一电机，用于将气流导向至少一电阻加热元件上方，以利提供加热气流。最好至少一电阻式电子加热元件包含一PTC型元件(正温度系数)。加热组件另包含一壳体，壳体包含空气入口装置及空气出口装置，最好加热组件安装于吊扇叶片下方，且来自加热组件的热气流朝下，旋转的吊扇叶片本身在其下方亦产生一大致朝向下的气流。

加热组件另外包含响应环境温度的温控装置，加热组件最好亦包含响应加热器操作者的加热率控制装置，加热组件最好另包含一将热气流朝下导向旋转吊扇叶片所生气流的装置，同时最好另包含一将导向至少电阻式加热元件上方的气流作预先过滤的装置。双风扇室内加热器可另包含至少一发光元件。

本发明另提供一种加热组件，均可安装于一吊扇上，而形成双风扇室内加热器，加热组件包含：

至少一电阻式电子加热元件，

一加热风扇组件，包含多个扇叶及一电机，用于将气流导向至少一电阻加热元件上方，以利提供加热气流，及

用于将加热风扇组件安装于吊扇上的装置。

本发明可克服已知技术中的缺陷，且提供一可安装于现有吊扇上的加热组件，而以高效且舒适的方式安静地送热，本发明的加热组件可较易地安装于现有吊扇上，且可使用一般的灯具，并可配合吊扇的式样及精致性。

图1是本发明双风扇加热器的第一优选实施例正视图；

图2是图1双风扇加热器的截面图；

图3是图双风扇加热器的仰视立体分解图；

图4是图1双风扇加热器的电路图；

图5是本发明第二实施例的截面图；

图6是加热组件壳体的主体与盖的截面图，揭示一用于锁住图1加热组件带盖主体的装置；

图7是图6所示壳体的截面图；

图8是示意图，揭示由图1双风扇室内加热器加热的室内气流状态；

图9是示意图，揭示由图1双风扇室内加热器加热的室内温度分布情况。

参照各附图，其中相同编号指相同元件，图1是本发明双风扇室加热器10的第一实施例正视图。

如图2的示意截面图所示，双风扇室内加热器10是以一般方式安装于电路箱12内，而电路箱则固定于待加热封闭空间的天花板14中，但是现有且接近于天花板14中央的吊灯所用的电路箱12亦可使用，箱体12可包含一固定于已知灯具安装杆18上的箱盖16，用于供双风扇加热器10固定之用。

双风扇加热器10包含一吊扇组件20及一加热组件30，吊扇组件20包含一中央电机壳体22，用于罩住一已知的低速电动机23，电机则悬吊四、五或六片叶片24，图1、2中为求清晰而仅示出其二个。各叶片24可包含一装饰金属柄25，其经由加工表面抛光制成具有明亮或复古的金属外观，以利配合吊扇电机壳体22，各柄25将对应的木制叶片26安装于吊扇电机的转子上(图中未示出)。

本发明的一项特性中，吊扇组件20包含一预先安装的吊扇，其适可容纳一灯具，此种吊扇中，灯具所用的安装杆28及电力接头29(如图4)由吊扇制造商所提供，安装杆及电力接头通常由吊扇制造商设于一小鼓形壳体21内，并由一盖(图中未示出)封闭于吊扇中央内且在扇叶24下方，盖子可较易拆除，以利通向安装杆28及电力接头29。本发明的此项特性中，一加热组件30由客户或电工安装，而本发明的另一特性中，双风扇加热器10由制造商完全或至少局部组合成一单元。

如图1及图3的立体分解图所示，加热组件30包含一略呈鼓形的壳体32，壳体具有一中央圆筒形主体50，其最好以金属制成并经加工以利配合吊扇电机壳体22及扇叶24的装饰柄25，主体50的顶部呈开口状而底部向内折边，而形成一窄环形表面或突缘52，以利安装一围封的空气出口装置或出口段60。如图2，6所示，最好一组在径向对称地设置的椭圆形孔54设于主体50中，以利安装一组灯泡或灯具100，101。壳体32包含一锥形盖34，其中设有多个梯形空气入口孔36(如图3)，而提供一用于加热组件30的空气入口装置或进气口，盖34包含一筒形顶段38，一截头锥形的中央段40及一筒形裙部42。

如图2所示，一可拆除的滤尘件33靠置在盖34的顶部上，以利过滤掉进入加热组件30的气流中的颗粒物，滤尘件33最好由三个相同的三角形段31构成，各段具有一对侧边，该段侧边可互相结合而构成滤尘件33，各段包含一挠性塑料框，可供接合一无纺布或膨胀泡沫式滤材。如图6，7所示，欲将加热组件30安装于吊扇组件20上时，盖34具有多条朝内的槽道44，用于容纳设于主体50中的对应朝内突起56，各槽道44具有一设于盖34中的对应刻槽45，其接近于各槽道44的顶端及其一侧上，各刻槽45具有一底壁46，底壁具有第一段47及第二段48，底壁46在第一段47相对于第二段而略为突起，盖34的裙部42内侧尺寸则可容纳主体的顶端。

安装加热组件30时，盖34先安装于灯具安装杆28上且接于已知的安装螺帽，电力连接是利用将加热组件30上的接头69(如图4)插入吊扇制造商制造用于灯具的对应接头29内，此时，包含主体50的加热组件其余部分即滑入盖34内，而主体50中的突起56则对齐于盖34中的各槽道44，随后转动主体50使突起56滑入各刻道45内，持续旋转直到突起56在刻槽45中横移，只要刻槽45的侧向延伸段许可。当主体50旋转时，突起56先移至第一段47上方再移至刻槽45底壁46的第二段48上方，然后安装者释放主体50，使突起56的底缘靠置于刻槽45的底壁46上，因而将含有主体50的加热组件底部锁合于盖34上，由于底壁46的第一段47比第二段48略为突出，因此主体50朝向槽道44的意外旋转即可受阻。

为了确使含有主体50的加热组件其余部分可在安装期间完全旋转，多个对准孔43设于盖34的底部或裙部42中，盖34中的各孔43逐渐对齐于主体50中所设的各相对应之对准孔58且接近于突起56处，安装者于此时可利用固定螺丝59而拧紧盖34与主体50，此仅在主体50正确定位于盖34内后才能完成。

如图3所示，出口段60包含一中央金属网片62，其具有多个空气出口孔64且最好呈暗黑色，网片62由多个销66固定于环形安装环68上，安装环最好以耐热材料制成，例如耐热的热固性塑料，安装环68再接于主体50底部的突缘52上。

加热组件30还包含一加热扇70及一加热段80及相关的控制电路(如图4)，加热段80是设于壳体32内且在出口段60正上方，如图2所示，加热扇70包含一风扇电机72及多个叶片74，且其设于加热段80正上方。加热扇70最好为高品质的滚球轴承型，且以较低速操作，如2500rpm，以利减少风扇噪音，风扇电机72的速度最好依文后所述方式控制，以利提供所需的空气流量通过加热段80。加热段80最好包含至少一PTC型电阻加热元件82，在一优选实施例中，如图3所示，PTC元件82包含略呈长方形的陶瓷半导体PTC单元81(如图3)，其呈一组平行片排列，且以多个散热器铝翼片83延伸于平行片之前(即翼形元件)。且PTC元件82设于由耐高温塑料制成的一对元件座84之前，使风扇70所输送的空气易于通过翼片83。另外，其他型式的PTC元件亦可采用，例如由固体状半导体制成且内部设有多个空气通道的碟形元件(即碟形元件)，其它型式的电阻式加热元件也可使用，但是相较于PTC型元件则不常用，因此PTC具有自限温度特性(电阻随温度上升而增高)。

如图8所示，操作时加热组件30内的加热扇70(如图2)将室内空气向下抽入滤尘件33及壳体32的盖34上的空气入口孔36内，室内空气吹在PTC加热元件82的传热翼片83上(如图3)且直接向下吹出出口段60，由此提供热空气，由于空气变热(例如大约50°)，其即开始上升(如图8)，然而，此时其会遇到来自旋转吊扇叶片24的下游气流，因而产生混合。当双风扇室内加热器操作时，室温的分布会形成加热器下方的温度明显高于室壁附近。

图9说明由本发明双风扇室加热器加热的封闭空间内的温度分布示意状态，在侧向或水平方向的温度分布H代表图中(其中温度在一固定高度，大约离地3尺说明其为至室内中央距离的函数)，室温较不接近于室壁温度，因而可减少冷却外壁所造成的热损，而室内中央处为最大温度值，此处为室内人员最常占用之处。同样，如垂直方向的温度分布代表图所示(其中在室内中央的温度为高度的函数)，温度在接近中间处接近最大值，此处即使用者较喜之处。

本发明的第二实施例中，如图5的截面图所示，出口段60经修改而有一略呈锥形的环形凹部61，使热空气依箭头方向向外且向下地吹向吊扇叶片24所生的朝下气流，相信其可提供稍为快速的加热。

如图4的电路示意图所示，加热元件82最好包含一第一段85及一第二段86，二者并联且由一旋转开关90接至电源，旋转开关90可同时将二相邻的电极接到电源，且可提供以下顺序：(1)停止)(2)半开)(3)全开(4)半开。风扇70在电力供给至加热元件82时即可连续操作，风扇的速度由双向可控硅整流器76控制，当电流供给至加热元件82的第一、第二段85、86时，风扇转速较高，而当电流仅供给其中一段时则较低。增加风扇转速易减少出口段60的操作温度，且增加加热元件82的传热率。

发光二极管94、96安装于空气出口段60的环形安装环68中，从加热组件30下方即可看见，LEDs94、96之其中一个并联于PTC元件段85、86之其中一个，因此，当电力供给至各PTC元件段85、86时，各LED即在使用状态。旋转开关90由元件座84一侧上的支架91所安装，并由一穿过环形安装环68模制孔的控制线或链条63所带动，控制线63可依以下方式操作。因此，加热组件30的加热率可由操作者拧动旋转开关90而控制或改变，且当时的加热率可由LEDs94、96发出信号。另，可设置一用于控制加热率的遥控系统，例如利用一壁装式控制器或遥控红外线系统。

一第二旋转开关102可用于控制开关100、101，旋转开关102可同时将二相邻电极接至电源，而提供以下顺序：(1)开关(2)第一对灯(3)第一、二对灯(4)第二对灯。第二旋转开关102由第二支架103安装于PTC元件座82上，并由一穿过环形安装环68的第二模制孔的第二线或链条104所控制，以利操作者从加热组件30下方控制灯具100、101。加热组件30也备有双金属式限温控制器110，但是必要时可使用自动温度调节控制器，此外，加热组件30备有一安全开关120，其包含一小片PTC材料，接线并联于一继电器型的接触器上，且其一极为双金属式，若加热组件30的温度超过预定限制时，接触器即开启，然后，一小电流流过小PTC元件，而进一步流至温热双铭记电极，因此保持接触器开断，直到操作者令其闭合且安全开关120冷却。

本发明装置不同实施例的细部结构中仍可有不同的修改方式，然而，其皆在本发明的构思范围中，并且由权利要求范围界定。

Claims (20)

1.一种双风扇室内加热器，其包含：

(a)一吊扇组件，包含多个在径向延伸的扇叶及一以低速操作而可在室内循环空气的吊扇电机，及

(b)一加热器组件，包含至少一电阻式电子加热元件；一加热风扇组件，其包含多个扇叶及一电机，用于将气流导向至少一电阻加热元件上方，以利提供一加热的气流。

2.根据权利要求1所述的双风扇室加热器，其特征在于至少一电阻式电子加热元件包含一PTC型元件。

3.根据权利要求1所述的双风扇室加热器，其特征在于加热组件还包含一壳体，壳体包含空气入口装置及空气出口装置，加热组件安装于吊扇叶片下方。

4.根据权利要求2所述的双风扇室加热器，其特征在于加热组件还包含响应环境温度的温控装置。

5.根据权利要求2所述的双风扇室加热器，其特征在于加热组件还包含响应加热器操作者的加热率控制装置。

6.根据权利要求5所述的双风扇室加热器，其特征在于加热组件包含多个电阻加热元件，且加热率控制装置包含(a)改变由电流所供给的加热元件数量，及(b)控制加热风扇速度的装置。

7.根据权利要求1所述的双风扇室加热器，其特征在于加热气流从加热组件向下吹送。

8.根据权利要求1所述的双风扇室加热器，其特征在于旋转的吊扇叶片在其下方产生大致朝下的气流，且其还包含将加热气流导向朝下气流的装置。

9.根据权利要求2所述的双风扇室加热器，其特征在于还包含将朝向至少一电阻加热元件上方的气流预先过滤的装置。

10.根据权利要求1所述的双风扇室加热器，其特征在于还包含至少一发光元件。

11.一种加热组件，可安装于一吊扇上，而形成双风扇室内加热器，加热组件包含：

至少一电阻式电子加热元件，

一加热风扇组件，包含多个扇叶及一电机，用于将气流导向至少一电阻加热元件上方，以利提供一加热的气流，及

用于将加热风扇组件安装于吊扇上的装置。

12.根据权利要求11所述的加热组件，其特征在于至少一电阻式电子加热元件包含一PTC型元件。

13.根据权利要求11所述的加热组件，其特征在于还包含一壳体，壳体包含空气入口装置及空气出口装置，加热组件安装于吊扇叶片下方。

14.根据权利要求11所述的加热组件，其特征在于还包含响应环境温度的温控装置。

15.根据权利要求11所述的双风扇室内加热器，其特征在于加热组件还包含响应加热器操作者的加热率控制装置。

16.根据权利要求15所述的双风扇室内加热器，其特征在于加热组件包含多个电阻加热元件，且加热率控制装置包含(a)改变由电流所供给的加热元件数量，及(b)控制加热风扇速度的装置。

17.根据权利要求11所述的双风扇室内加热器，其特征在于加热气流从加热组件向下吹送。

18.根据权利要求11所述的双风扇室内加热器，其特征在于旋转的吊扇叶片在其下方产生大致朝下的气流，且其还包含将加热气流导向朝下气流的装置。

19.根据权利要求12所述的双风扇室内加热器，其特征在于还包含将朝向至少一电阻加热元件上方的气流预先过滤的装置。

20.根据权利要求11所述的双风扇室内加热器，其特征在于还包含至少一发光元件。

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