吹风机的制作方法

专利名称：吹风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线吹风机，其包括向驱动风扇的电机提供动力的可充电电池以及向用于无火焰燃烧的催化剂供应气体的气体容器罐(gascanister)，无火焰燃烧可向由风扇驱动的空气提供热。
这样一种吹风机的构思是公知的(例如参见US-A-5009592、US-A-4635382、US-A-4800654、US-A-4903416、DE-A-3103843)，但是这样的商用产品还没有投放到市场上。其原因是复杂的，尤其是与电池的低效率及不能有效地将气体中的势能转化成空气中的热有关。
本发明解决的一个问题是确保使电子和电气故障不会危及产品的安全性，尤其是从气体储存器和电气部件的接近性的角度来看。
本发明的另一个目的是提供一种吹风机，其能够克服所经历的困难或至少减轻这些困难的效用。
本发明的各个方面在权利要求书中得到陈述。
利用这种加热空气的方式，即，使气流与从燃烧器出来的燃烧气体混合，并且遮盖燃烧器以使其不会出现被气流冷却的危险，就可消除无焰燃烧被终止的风险。
第二折流板(buffle)优选地包括陶瓷块，其在燃烧气体和空气流动的空气通道中留出环形空间。优选地，第二折流板的后端在空气和燃烧气体的流动方向上被截去顶部，从而通过在气流中产生湍流以确保空气和燃烧气体的完全混合。
根据本发明，它还提供了一种吹风机，优选地是无线吹风机，其包括燃烧器、用于存储燃料的燃料储存器以及用于控制来自储存器的燃料供应的机电控制器。控制器优选地包括储存器阀和电子阀控制电路。储存器阀被设置成在所述控制电路出现故障时关闭，其包括例如偏压关闭(biased closed)电磁阀。控制电路优选地包括阀控制部件，其与控制电路电隔离；例如它可以是光隔离的。控制电路可以包括一个或多个条件传感器，例如过冷温度(undertemperature)传感器或过热温度(overtemperature)传感器。
根据本发明的另一个方面，它提供了一种吹风机，优选地是无线吹风机，其包括燃烧器、流动通道和至少一个用于使通道中的流动转向的折流板，其中条件传感器与折流板设置在一起。条件传感器优选地为过冷温度或过热温度传感器。优选地，折流板遮盖燃烧器以防止气流冷却燃烧器，和/或使从燃烧器出来的燃烧气体转向从而与燃烧器周围流动的气流混合。
下面将结合附图以举例的方式进一步说明本发明，在附图中

图1是本发明吹风机的主要部件的分解立体图；图2是贯通吹风机的剖视图；图3示出了吹风机的控制和安全电路的视图；图4示出了吹风机的使用者控制器和指示器；图5示出了吹风机的一种可能的部件布局形式；图6示出了吹风机的一种变化的可能的部件布局形式；图7a的分解图示出了吹风机的一种可选择的布局形式；图7b示出了图7a的布局形式的示意性的侧面剖视图；图8a的分解图示出了吹风机的另一种可选择的布局形式；图8b示出了图8a的布局形式的示意性的侧面剖视图；图9a的分解图示出了吹风机的另一种可选择的布局形式；图9b示出了图9a的布局形式的示意性的侧面剖视图；图10a的分解图示出了吹风机的另一种可选择的布局形式；图10b示出了图10a的布局形式的示意性的侧面剖视图；图11a的分解图示出了吹风机的另一种可选择的布局形式；图11b示出了图11a的布局形式的示意性的侧面剖视图；图12a的分解图示出了吹风机的另一种可选择的布局形式；图12b示出了图12b的布局形式的示意性的侧面剖视图。
参照图1和2，吹风机10包括其一端由两个蛤壳状(clamshell)半部分14a和14b组成的壳体12、中部的管状部分16以及末端喷嘴18。用于驱动风扇22的电机20设于蛤壳的端部14内。风扇22通过端孔24(端孔24可设有格栅(图中未示出)用以防止手指进入风扇22)轴向地抽吸空气。风扇22将空气径向地排出，但是蛤壳14a和14b的形状被做成使得由风扇22排出的空气轴向地偏转进入壳体12的管状部分16。因此这种结构使空气通过由壳体12限定出的空气通道26而呈现管状流动。事实上，电机20限定出了空气通道26的角形起始部分(angular start)26a。
十字形部件30装在壳体12的管状部分16的入口处。螺丝33将十字形部件固定在适当位置。两个螺纹孔32设在十字形部件30中，一个螺纹孔在另一个螺纹孔的上方，每一个螺纹孔都与一个燃烧器34螺纹连接。
每个燃烧器34包括与孔32螺纹连接并且带有气体连接端(gasterminal)38的黄铜圈36。从气体供应源(图中未示出)通过启动装置或其它供应控制机构(图中未示出)接出的气管(图中未示出)可与连接端38相连。连接端38设有向圈36内部开口的窄孔，用于向圈内喷射气体。由压制/烧结金属制成的颈状部分40螺纹固定在圈36中。由多孔金属制成的塞子42设于颈状部分40内，用于调节通过燃烧器34的气流。从塞子42喷出的气体沿颈状部分40的孔44流动，并在那里与从通过十字形孔/端口46吸入的空气混合。
空气在由孔44中的高速度气流(其受塞子42控制)所引致的低压作用下被抽吸进端口46。从而使化学计量体积(stoichiometric volume)的气体及其空气沿颈状部分40流动并进入套筒50。最后，在套筒50的宽截面区52设有用铂涂布的盘绕的催化线(图未示)，在那里可燃气体混合物发生无火焰燃烧。
最后，燃烧的气体从燃烧器34排出并撞击陶瓷折流板54，以被辐射状地向外偏转，从而与由风扇22引起的管状气流混合。
第二折流板56设置在套筒50的四周以通过限定空气通道26的环形空间26c来进一步限定管状流动。第二折流板56可防止气流直接与燃烧器34的放置催化剂的杯状部分52接触。这能确保催化剂在所需要的温度，从而确保可燃气体的完全燃烧。如图所示，折流板56设在每个燃烧器34的几个翅片58中的一个上，特别是最接近杯状部分52的那个翅片。然而，它同样可安装在从壳体部分16的内表面延伸出的它的外伸支架(spider)上。
延伸到颈状部分40的翅片58用于散发在燃烧器杯状部分52中形成并沿着燃烧器34的材料传导的热。通过环绕气流的对流和辐射进行散热。事实上，通过提供与折流板56类似的带有杯状边缘的第三折流板60，辐射散热是更明显的。这还通过环形空间26b限定出了管状空气通道。折流板60通过穿经折流板60中的孔(图未示)的燃烧器34被固定于十字形部分50。折流板60防护了端口46，并可防止由风扇22带动的气流从端口46中吸出气体。相反，与流经燃烧器34的颈状部分40的孔44的气体相比，折流板60后面停滞的空气处于相对较高的压力。
返回来看第二折流板54，它通过杆62安装在管状壳体部分16内部的另一个十字形部件64上。壳体部分16的末端安装有喷嘴18，其形状可被做成能够进一步增强混合。
如前所述，有两个燃烧器34，每一个都向折流板54喷放热废气。折流板54设有隆起部分66，其与连接各个燃烧器纵向轴线的直线对齐。从每个燃烧器流出的气体的大部分被排散到隆起部分66的一侧或另一侧。然而，在隆起部分的任一端的折流板54上设有脊68。这样，从每个燃烧器远离另一个燃烧器的部分排出的气体相对于被隆起部分偏转的气体成直角转向。这样使热气体更快地扩散渗透进气流，从而可更有效地进行混合，同时使热斑(hot spot)发生的可能性更小。
折流板54由钝状末端70终结，从而环绕它的气流发生湍流，因此进一步增强了气体混合和温度稳定作用。
如前所述，总体上吹风机包括气体燃烧器和气体储存器及风扇。此外，如下面详细说明的，还设有向风扇供应动力的控制电路和电池。第一折流板包围燃烧器，防止气流冷却燃烧器。第二折流板使得从燃烧器出来的气体转向，从而与环绕燃烧器的气流混合。
图5至12以示意图的形式示出了本发明吹风机的各种产品结构，但为清楚起见，这些图中并未显示出壳体和控制部件。每个图都显示出了通常标记为300的无线吹风机，其包括风扇302、燃烧器304、末端喷嘴306、电池组308和气体容器罐(gas canister)310。风扇302、燃烧器304及喷嘴306限定出了一条共用的轴线312，并且燃烧器304处于风扇302和喷嘴306之间，但是可预期到其余部件可以具有不同的结构。在每种情况下，设计都要避免通过风扇的气流受到阻塞，以保持驱动风扇所需要的动力最小。
参照图5，带有较大容量电池的电池组吊挂在下边，并与轴312平行，是在风扇302前方的2×2结构。气体容器罐310垂直地突出在轴312下方，并置于风扇302和电池组308之间，为增强安全性，其可被容纳在充分远离燃烧器的手柄之中。在图6中，带有较大容量电池的电池组308和气体容器罐310相对于燃烧器反方位排列，以提高容量。在图7a和图7b中，气体容器罐310沿轴312设置，但位于风扇302的后部，并且具有更短粗的结构。
参照图8a和图8b，其结构与图6所示的相似，但气体容器罐310位于轴312的上方而不是下方。
图9a和图9b的结构与图6的相似，但气体容器罐310的外形有轻微变化，从而形成从底部逐渐变细的锥形。
参照图10a和图10b，除了风扇的方向被改变之外，其结构与图7所示的相似。具体而言，风扇位于轴312下方并与轴垂直，从而可将空气向轴推动。作为结果，需要适合的导向板以将空气偏转向燃烧器。
除了气体容器罐310更加细长、风扇302的壳体更加细长之外，图11a和图11b的结构也与图7的相似。此外，电池组308设置成4×1的结构。
最后参照图12a和图12b，所有的部件都与轴312排成一条直线。气体室沿轴延伸，并位于风扇302的后部，电池绕气体室的外周分布。在图示的实施方案中，电池以90°的间隔被安装在设于气体室外壁的槽中。
至于本发明更详细的方面，控制和安全电路可控制电机的速度、燃烧程度、燃烧器点火，并在各种故障模式下提供安全关机。由于控制器和燃烧器可以是物理上远离的，所以对纯机械控制和安全特性的需要较小。由于可以使用电源(用于电机)，所以至少部分气体控制系统优选是受电发动的和/或对电敏感。这能提供最多种的控制方法，从开发的观点来看，这具有是最小的困难和危险性，并使得控制起来与普通有线吹风机几乎一样。
参照图3中的控制和安全电路的方块图399，可充电电池组400对吹风机供应所有的电力。来自电池的正极供电可通过机械on/off开关402来切换。在off(关闭)位置时，没有可用来向通常关闭的(弹簧返回)螺线管操纵的气体关闭阀404供电，该阀包括储存器阀。
当开关402位于on(开启)位置时，来自电池的带电连接线与叶片型气流开关406相连。该开关由塑料模制的叶片和微开关组成。当风扇打开并且气流在最小值之上时，开关406关闭，电池电源400与过热温度热开关408连接。在可选择的实施方案中，可能省掉流动开关406，并且纯粹依赖过热温度开关408来检测气流的下降或缺少。
任何适合类型的过热温度热开关408放置在最接近燃烧器处以检测由任何原因产生的过热(过度燃烧水平、受限的气流或风扇/电机故障)。如果开关408由于过热而打开，那么动力将与电磁阀404断开，从而关闭气体源414。开关408的磁滞作用应该是这样的，当过冷温度开关416已经打开的情况下，它将不再关闭，直到温度处于正常范围为止，这样就可防止当部件单元冷却时气体阀404再次打开的可能性。
安全电路399中接下来的部件是过冷温度热开关416和与其并联的超越开关(override switch)418。除了当超越开关418被使用者置于点火位置时，(任何适合类型的)过冷温度热开关416将打开，只要燃烧器的温度在预定值以下(这表明燃烧器410未曾或未被点燃)。如果气体燃烧器410未被点燃，它可解除对气体控制阀404的供电，从而断开气体供应。
过热和过冷开关都包括条件传感器，它们设在图1所示的折流板56上。
为初始点燃燃烧器410，超越开关418被移动到点火位置，此位置可瞬时绕过过冷温度开关416，从而提供动力以打开气体阀404。超越开关418也向燃烧器点火电路420提供动力以点燃气体。由于电源与电子点火电路可通过安全电路电连接，因此不可能操作点火电路，除非开关418处于点火位置。
一旦点燃气体，几秒后过冷开关将关闭，并且在超越开关放开后电源400将与电磁阀404保持连接。光隔离的监测电路422确定过冷温度开关416是否已经关闭以通过点亮LED来表明燃烧器已经点燃。监测电路422对安全电路没有影响，对使用者而言完全是作为气体点燃的指示器424，并且它也可放开点火/超越开关418。监测电路422的故障是指错误地表明燃烧器是否点燃，其对气体供应的安全关闭没有影响。
在气体关闭阀404使用例如阀的on/off周期脉宽调制来调节热程度的情况下，光隔离信号通过隔离器426以电子切换通过隔离器426到达电磁阀的动力的开/关。当其它的电连接安全部件指示有故障情况时，电子电路的故障绝不会打开控制阀。
在使用手动调节阀428实现气体调节的情况下，可以省略光隔离电路，气体电磁阀404直接与过冷温度开关416和超越开关418的连接端连接。
电机的控制对于吹风机的安全性不是关键的，因此可电控制，这是因为引起过热的故障可由电连接的过热开关(如果需要，还有气流开关)来检测。然而，安全关键部件如电磁阀404则使用机电部件连接。此外，HT供应源430到点火器420和到电磁阀的连接是通过电子控制电路434中的任何适合类型的各个隔离部分432、426进行电学光隔离的。
按照这种结构，安全关键电路不会受电子部件故障的损害。这一点可由使用光隔离部件来确保，其可防止对电子部件的控制电路的任何监测或控制电路向安全电路提供动力或不正确的启动部件。电子控制电路的故障可阻止吹风机的操作，但总是处于故障安全方式。
在不能点燃燃烧器(或随后由于控制或故障原因导致的燃烧器熄灭)、过热条件(由于风扇/电机故障、气流阻塞等)或气流低于最低水平的情况下，安全电路切断气体供应。
关于电机控制和电子气体调节，有两个实施方案可用来实现气体调节(以提供不同的热设置)。一种方案是使用手动调节阀428以提供可变的热控制，另一种方案是调节气体关闭阀的开/关周期以控制平均气流。
电磁阀的电子控制的优点是减少了机械部件(虽然增加了电子控制)并且在控制器的安装位置和类型上更自由。
电子控制电路(ECC)434优选地为印刷电路板，除了可能的电磁阀PWM(脉宽调制)控制件以外，该印刷电路板还设有风扇电机的PWM速度控制件、需要时的点火电路430(参见部分3.11)，电池监测电路和低电池显示LED 436、燃烧器点燃监测和显示LED 424，on/off/点火开关的安装平台、燃烧器控制开关438和电机控制开关440的安装平台、以及气体电磁阀404的安装平台和电缆连接的“接线盒”。
图4示出可本发明吹风机的控制开关和指示器的一种可能的结构499。
一个on/off(开/关)滑动开关500控制了从电池组到吹风机的所有电力供应。当开关处于“关(off)”位置时，所有动力从电子部件、风扇电机和螺线管气体关闭阀中消除，从而保证使气体源关闭。on/off滑动开关500是凹陷进去的，在可能将其从off位置移动前其必须压进去。这可使意外操作的可能性最小。
将开关移到“开(on)”位置504可向电子部件和电机控制电路提供动力。风扇将以通过“风扇速度”控制开关512选定的速度来运转，它可以是能够给出两种风扇速度的2位置或多种速度设置的开关。在这种状态时气体仍是关闭的。
on/off滑动开关500具有第三瞬时弹簧负载位置506。这是“点火”位置，使用者必须握住开关来点燃气体。将开关移到此位置打开气体阀和打开HT火花点火器430(图3)。一旦燃烧器已点燃，那么温度传感器就会检测到这一点，LED灯508发光表明气体点燃，并且使用者可松开开关500以返回到“on”位置504。如果在气体点燃前使用者松开开关，那么气体供应将切断，并且吹风机将继续吹出冷空气。开关必须再次被移动到“点火”位置506以打开气体供应和启动点火电路。
通过开关(或手动调节器)510控制热程度，其可给出两种热程度或多种热设置。
使用后，使用者将滑动开关移至“off”位置502。这将使风扇停止，并关闭气体供应阀。要再点燃气体供应，使用者必须重复点火过程。
“冷喷气”选项也可能涉及使燃烧器熄灭和再点燃。也可进行将单元切换到“off”、然后将开关移至“on”而没有点燃气体的冷空气操作。
关于燃烧器的点火，优选的实施方式是上面讨论的电火花点火系统430，其可重复产生火花直到气体被点燃或使用者松开点火按钮为止。这种电子系统可以按相似的方式用于常规电源动力吹风机中。
较便宜的选择是任何适合类型的简单机械压电点火系统。一旦当使用者将on/off/点火开关500移动到点火位置时，压电将被触发。其缺点是如果燃烧器不能点燃，使用者需要重复此过程，如果燃烧器是不可见的，在几十秒内这将是不明显的。
更安全和相关的方面包括火花电极的位置，对该位置的选择可进一步使由于在火花电极上形成的硅氧烷(silicone)而使气体产物点燃的可能性达到最小。
此外，为防止头发进入产品，在空气入口处设置了过滤器或格栅。这可防止头发因风扇的原因被吸进并缠绕，并可将其它碎屑留在外面。
此外，为防止吸进吹风机的碎片(例如柔毛、头发等)被气体燃烧器点燃，并作为燃烧物或极热颗粒喷射出，首先空气入口过滤器将防止大多数颗粒被吸进吹风机，其次通过设计产品而将与火焰或极热表面接触的任何颗粒被吸进的可能性最小化。具体而言，气体燃烧器通过催化剂起作用，因此在约500-800℃(而不是1300℃)的温度下，基本上是没有火焰的燃烧。此外，这些热催化表面防止吸入的空气从而保持燃烧。这样，通过产品吸入的颗粒就不会暴露在可能造成危害的高温之下。
此外，可合理地用于吹风机的产品(如凝胶和头发定型剂)没有因各种特性而表现出有安全危险。
例如，气流可通过产品受到控制，从而气溶胶等与表面的接触可能性降低，因此有足够的热点燃它们，火花点火源被适当放置，催化燃烧器的操作温度被降低，吹风机内发生安全的燃烧。
因此，这里所述的本发明仅是简单应用，并且在使用上与现有的有线吹风机相似。它提供了在燃烧器点火故障或任何原因的熄灭的情况下的气体关闭、两级(或更多)热输出和风扇速度、气体点火、降低的气流检测和气体关闭、过热检测和气体关闭、过冷检测和气体关闭(其可用于检测点火故障)、电池低指示以及燃烧指示器。
可以理解，适当时在不脱离本发明构思下可组合或交换各种实施方案的特征和部件。对于所述的各个部件如果其是通用或有现货供应的产品，那么对于熟悉的读者应是公知的，因此没有进行详细说明。
权利要求
1.一种吹风机，包括壳体，其限定出空气通道；电池，其用于向电机和受电机驱动的风扇供电，以驱动空气沿着所述空气通道流动；燃烧器，其处于所述空气通道中，并且为在其开口端包围有催化剂的套筒形式；向所述燃烧器供应可燃气体流的装置；其中第一折流板遮盖所述燃烧器，并且防止在环绕所述折流板和燃烧器的通道中流动的空气使所述燃烧器冷却；以及第二折流板，其使从所述燃烧器出来的燃烧气体转向，从而在环绕燃烧器流动后与空气混合。
2.如权利要求1所述的吹风机，其中所述套筒在所述燃烧器的后面装有翅片，用以通过辐射、对流将从所述燃烧器传导出的热量发散至周围气流。
3.如权利要求2所述的吹风机，其中所述第一折流板从所述翅片中的一个伸出。
4.如权利要求3所述的吹风机，其中所述第一折流板从所述套筒最接近所述燃烧器的翅片伸出。
5.如前述任一项权利要求所述的吹风机，其中所述燃烧器包括以由涂布铂的线绕成的线圈形式的催化剂。
6.如前述任一项权利要求所述的吹风机，其中所述第二折流板包括陶瓷块，其在燃烧气体和空气流动的空气通道中留出环形空间。
7.如权利要求6所述的吹风机，其中所述第二折流板的后端在空气和燃烧气体的流动方向上被截去顶部，从而通过在气流中产生湍流以确保空气和燃烧气体的完全混合。
8.如权利要求7所述的吹风机，其中所述折流板在流动方向上被做成锥形。
9.如前述任一项权利要求所述的吹风机，其中第三折流板设于燃烧器的上游，并使受风扇驱动的空气产生管状流动。
10.如权利要求9所述的吹风机，其中所述第三折流板包括被设于风扇的空气通道下游的电机。
11.如权利要求9或10所述的吹风机，其中所述的第三折流板包括杯形板。
12.如前述任一项权利要求所述的吹风机，其中所述燃烧器包括在所述第一折流板的套筒下游的端口，通过所述端口，空气被抽吸并与从所述套筒供应的气体混合，从而产生所述可燃气体。
13.如权利要求11和12所述的吹风机，其中所述第三折流板遮盖住所述端口，并在其入口处产生正压力。
14.如前述任一项权利要求所述的吹风机，其中所述风扇是径向风扇，其通过所述壳体的端部开口轴向地抽吸空气，并将径向地来自风扇的空气排向使空气偏转成管状流动的遮盖物。
15.如权利要求13所述的吹风机，其中所述遮盖物包括所述壳体本身。
16.如前述任一项权利要求所述的吹风机，其中在所述空气通道中有多个所述燃烧器，它们的纵轴平行排列。
17.如权利要求15所述的吹风机，其中在所述空气通道中有两个所述燃烧器，所述第二折流板包括与连接所述纵轴的直线平行的隆起部分及基本上位于所述各个燃烧器纵轴上的各端的脊。
18.一种吹风机，其包括燃烧器、用于存储燃料的燃料储存器以及用于控制来自所述储存器的燃料供应的机电控制器。
19.如权利要求18所述的吹风机，其中所述控制器包括储存器阀和电子阀控制电路中的至少一个。
20.如权利要求19所述的吹风机，其中所述储存器阀被设置成在所述控制电路出现故障时关闭。
21.如权利要求20所述的吹风机，其中所述储存器阀包括偏压关闭的电磁阀。
22.如权利要求19至21中任一项所述的吹风机，其中所述控制电路包括阀控制部件，其与所述控制电路电隔离。
23.如权利要求22所述的吹风机，其中所述阀控制部件与所述控制电路光隔离。
24.如权利要求18至23中任一项所述的吹风机，其中所述控制电路包括条件传感器。
25.如权利要求24所述的吹风机，其中所述条件传感器包括过冷温度传感器或过热温度传感器中的至少一个。
26.一种吹风机，其包括燃烧器、流动通道和至少一个用于使所述通道中的流动转向的折流板，其中条件传感器与折流板设置在一起。
27.如权利要求26所述的吹风机，其中所述条件传感器包括过冷温度传感器或过热温度传感器中的至少一个。
28.如权利要求26或27所述的吹风机，其中所述折流板遮盖所述燃烧器。
29.一种吹风机，其包括作为部件的气体燃烧器、气体储存器、风扇、以及用于向风扇供电的电池，其中所述各个部件被设计成避免阻塞气流从所述风扇到所述燃烧器的流动。
全文摘要
一种无线的电池供电的吹风机(10)包括含有催化剂的气体燃烧器(34)和由电机驱动的风扇(22)。第一折流板(58)遮盖燃烧器以防止气流使燃烧器冷却，第二折流板(54)使从燃烧器(34)出来的燃烧气体转向，从而在环绕燃烧器流动后与空气流混合。
文档编号A45D20/00GK1870918SQ02824379
公开日2006年11月29日 申请日期2002年12月6日 优先权日2001年12月6日
发明者尼古拉斯·科利尔, 约瑟夫·威廉·森德兰, 马克·瑞德林 申请人:自由创新有限公司