專利名稱：風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)扇裝置。特別地，但不是排除性地，本發(fā)明涉及家用風(fēng)扇，如桌
上風(fēng)扇，用于增加室內(nèi)、辦公室或其他家用環(huán)境中的空氣循環(huán)和空氣流動
背景技術(shù)：
已知多種類型的家用風(fēng)扇。傳統(tǒng)家用風(fēng)扇通常包括被安裝為用于繞軸線轉(zhuǎn)動的一 套葉片或葉輪和繞該軸線安裝用于讓該套葉片旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動設(shè)備。家用風(fēng)扇可以具有各種尺 寸和直徑。例如，吊扇可以是至少lm的直徑，且通常以從天花板懸吊的方式安裝，以提供向 下的氣流來冷卻房間。 另一方面，桌上風(fēng)扇通常是30cm左右的直徑，且通常可以自由站立且是便攜式 的。在標(biāo)準(zhǔn)桌面風(fēng)扇結(jié)構(gòu)中，該一套葉片被定位靠近使用者且風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)在室內(nèi)或進(jìn) 入室內(nèi)部分以及朝向使用者提供向前的氣流。其它類型的風(fēng)扇可附連到地面或安裝在墻 上?？諝獾倪\動和循環(huán)建立所謂的"風(fēng)寒"或微風(fēng)，且由此，使用者體驗到冷卻效果，因為熱 量通過對流和蒸發(fā)被耗散。例如披露于USD103476和US1767060中的風(fēng)扇適于立在桌上或 工作臺上。US1767060描述了具有擺動功能的桌面風(fēng)扇，其用于提供等于兩個或多個現(xiàn)有技 術(shù)風(fēng)扇的空氣循環(huán)。 這類裝置的缺點是，通過風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的氣流向前的流動不能被使用者均 勻地感受到。這時由于跨過葉片表面或跨過風(fēng)扇沖外面的表面的變化而導(dǎo)致的。由于一系 列空氣的脈動或吹動的干擾，所以會感受到不均勻或"紊亂"的氣流?？缛~片表面或跨其它 風(fēng)扇表面的變化可根據(jù)產(chǎn)品不同而變化且可能甚至從一個單獨風(fēng)扇到另一個都有變化。
在家用風(fēng)扇中，由于空間的限制，期望這些裝置能盡可能地小且緊湊。不希望部件 從裝置突出，或者使用者能接觸風(fēng)扇的任意移動部件，例如葉片。 一些結(jié)構(gòu)具有安全特征， 例如葉片周圍的網(wǎng)或罩，用于保護(hù)使用者自身免受風(fēng)扇的移動部件的傷害。USD103476示出 了已知類型的圍繞葉片的網(wǎng)，但是，被網(wǎng)住的葉片難于清潔。 其他類型的風(fēng)扇或循環(huán)器描述于US 2， 488， 467， US 2， 433， 795和JP 56-167897 中。US 2，433，795的風(fēng)扇具有在旋轉(zhuǎn)罩蓋(shroud)中的螺旋槽，而不是風(fēng)扇葉片。US 2， 488， 467中披露的循環(huán)風(fēng)扇從一系列噴嘴發(fā)射氣流并具有很大的基部，該基部包括電機 和吹風(fēng)器或風(fēng)扇，用于產(chǎn)生氣流。 不是總能把上述風(fēng)扇靠近使用者放置，因為笨拙的形狀和結(jié)構(gòu)意味著該風(fēng)扇占據(jù) 使用者相當(dāng)數(shù)量的工作空間區(qū)域。在風(fēng)扇放在桌面上或桌面附近的特定情形下，風(fēng)扇主體 或基部減小了處理文件、計算機或其他辦公設(shè)備的可用區(qū)域。通常，多種電器必須放在同一 區(qū)域中，靠近電源點，且與其他電器很近以易于連接和降低操作成本。 在桌面上的風(fēng)扇的形狀和結(jié)構(gòu)不僅減小了使用者可用的工作區(qū)域而且會阻擋自 然光(或來自人造光源的光)到達(dá)桌面區(qū)域。對于近距工作或?qū)τ陂喿x來說非常需要被很 好地照明的桌面區(qū)域。此外，被很好地照亮的區(qū)域可以減少眼部疲勞和相關(guān)的健康問題，這 是因在降低的光亮水平下長時間工作造成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供一種改善的風(fēng)扇組件，其能克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。 本發(fā)明的第一發(fā)明提供一種用于形成氣流的無葉片風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括噴
嘴和用于形成通過該噴嘴的氣流的裝置，該噴嘴包括用于接收氣流的內(nèi)部通道、嘴部和間
隔裝置，其中氣流通過嘴部而被發(fā)射，該嘴部由噴嘴的相對表面限定，且間隔裝置用于隔開
噴嘴的相對表面，噴嘴限定一開口 ，來自風(fēng)扇組件外部的空氣被從所述嘴部發(fā)射的氣流拽
吸通過所述開口。 有利地，通過這種結(jié)構(gòu)，不需要帶葉片的風(fēng)扇就能產(chǎn)生氣流并形成冷卻效果。風(fēng)扇組件形成的氣流與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相比具有低湍流和更線性氣流曲線的氣流。這可改善接收氣流的使用者的舒適性。 有利地，把噴嘴的相對表面間隔開的間隔裝置的使用使得可以把平滑均勻的氣流輸出輸送到使用者的位置，而不使使用者感覺紊亂的流動。風(fēng)扇組件的間隔裝置提供了風(fēng)扇組件的噴嘴的可靠、可重復(fù)的制造。這意味著使用者不會感覺到由于產(chǎn)品隨時間老化而導(dǎo)致氣流的強度的改變，或由于制造的變化而導(dǎo)致的從一個風(fēng)扇組件到另一風(fēng)扇組件的改變。本發(fā)明提供一種風(fēng)扇組件，與已有技術(shù)風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流相比能帶來經(jīng)導(dǎo)向且集中的適當(dāng)冷卻感受 在風(fēng)扇的隨后說明中，且特別是在優(yōu)選實施例的風(fēng)扇中，術(shù)語"無刷"用于描述這
樣一裝置，在該裝置中氣流從風(fēng)扇組件向前發(fā)射或噴射，而不使用葉片。按照該定義，無葉
片風(fēng)扇組件可以被認(rèn)為是具有無葉片或葉輪的輸出區(qū)域或發(fā)射區(qū)域，從該區(qū)域氣流被沿以
對于使用者合適的方向釋放或發(fā)射。無葉片風(fēng)扇組件被從各種來源或發(fā)生裝置提供主要氣
流的來源，該發(fā)生裝置例如泵、發(fā)生器(generator)、電機或其他流體傳輸裝置，其包括旋轉(zhuǎn)
裝置，如電機轉(zhuǎn)子和/或用于產(chǎn)生氣流的葉片式葉輪。由電機產(chǎn)生的空氣供應(yīng)可以從風(fēng)扇
組件外的室內(nèi)空間或環(huán)境經(jīng)過內(nèi)部通道到達(dá)噴嘴，并隨后通過嘴部離開。 因此，風(fēng)扇組件描述為無葉片的并不是要延伸到電源或諸如電機這樣的部件的描
述，所述部件需要用于次要的風(fēng)扇功能。次要風(fēng)扇功能的例子包括風(fēng)扇的發(fā)光、調(diào)整和振動。 在優(yōu)選實施例中，噴嘴繞軸線延伸以限定一開口，且間隔裝置包括繞所述軸線成角度地隔開的多個間隔件，優(yōu)選地繞軸線等角度地隔開。 優(yōu)選地，引導(dǎo)部分繞軸線大致呈圓筒狀延伸。這形成了用于對從由風(fēng)扇組件的噴
嘴限定的開口周圍輸出的氣流引導(dǎo)和導(dǎo)向。此外，圓筒結(jié)構(gòu)形成了看起來整潔且一致的噴
嘴的組件。對使用者或顧客來說整潔的設(shè)計是所需的且有吸引力的。風(fēng)扇組件的優(yōu)選特征
和尺寸導(dǎo)致緊湊的結(jié)構(gòu)同時從風(fēng)扇組件產(chǎn)生適量的氣流來涼爽使用者。 優(yōu)選地，噴嘴沿軸線的方向延伸至少5cm的距離。優(yōu)選地，噴嘴繞軸線延伸的距離
在30cm到180cm范圍內(nèi)。這提供了用于在不同輸出區(qū)域和開口尺寸范圍的空氣發(fā)射方案，
例如可以適用于在桌子上工作時冷卻使用者臉部和上身。 噴嘴優(yōu)選地包括內(nèi)部殼體部分和外部殼體部分，其限定內(nèi)部通道、嘴部和開口。每個殼體部分可包括多個部件，但是在優(yōu)選實施例中這些部分中的每個都由單個環(huán)形部件形成。
在優(yōu)選實施例中，間隔裝置安裝在噴嘴的相對表面的一個上且優(yōu)選與其形成整體。有利地，間隔裝置與該表面的這種整體結(jié)構(gòu)可減少制造的獨立部件的數(shù)量，由此簡化部件制造過程和組件裝配，且由此減少了成本和風(fēng)扇組件的復(fù)雜性。間隔裝置優(yōu)選設(shè)置為接觸所述相對表面的另一個。 間隔裝置優(yōu)選設(shè)置為在噴嘴的相對表面之間保持一規(guī)定距離。該距離優(yōu)選處于從0. 5至5mm的范圍中。優(yōu)選地，噴嘴的相對表面中的一個朝向該相對表面中的另一個偏壓，且由此該間隔裝置用于把噴嘴的相對表面保持隔開以在其之間維持該規(guī)定距離。這可確保間隔裝置接合相對表面中的所述另一個且由此可確保實現(xiàn)相對表面之間的期望的隔離。間隔裝置可被定位和取向在任意合適位置中，以使得噴嘴的相對表面像期望的那樣隔開而不需要其它支撐或定位構(gòu)件來設(shè)定相對表面的期望的隔離。優(yōu)選地，間隔裝置包括多個間隔件，其優(yōu)選地繞開口間隔。通過該結(jié)構(gòu)，多個間隔件的每個都可接合相對表面的所述另一個，以使得在每個間隔件和所述另一相對表面之間提供接觸點。間隔件的優(yōu)選數(shù)目是在5至50的范圍內(nèi)。 在如上所述的本發(fā)明的風(fēng)扇組件中，噴嘴可以包括柯恩達(dá)表面，該表面位于在嘴部附近的且在該表面上方嘴部被布置以引導(dǎo)氣流?？露鬟_(dá)表面是已知類型的表面，在該表面上，從該表面附近的輸出口排出的流體呈現(xiàn)柯恩達(dá)效應(yīng)。流體趨向于在表面上緊貼地流動，幾乎是"粘著"或"緊抱(hugging)"表面?？露鬟_(dá)效應(yīng)是一種被證明的且很好地被記載了的巻吸方法，通過該效應(yīng)，主要氣流在柯恩達(dá)表面上被導(dǎo)向?？露鬟_(dá)表面的特點的描述以及柯恩達(dá)表面上方流體流動的效果可以在一些文章中找到，如Reba在1963年的ScientificAmerican第214冊84到92頁。通過使用柯恩達(dá)表面，從風(fēng)扇組件外部而來空氣被在柯恩達(dá)表面上引導(dǎo)的氣流拽吸通過開口 。 在優(yōu)選實施例中，氣流通過風(fēng)扇組件的噴嘴形成。在隨后的描述中，這種氣流的描述被稱為主要氣流。主要氣流經(jīng)由嘴部離開噴嘴并優(yōu)選地經(jīng)過柯恩達(dá)表面。主要氣流巻吸在噴嘴嘴部周圍的空氣，其用作放大器，以將對主要氣流和被巻吸氣流供應(yīng)到使用者。被巻吸的空氣在這里被稱為次要氣流。次要氣流抽吸自室內(nèi)空間、噴嘴的嘴部周圍的區(qū)域外部環(huán)境中以及通過置換從風(fēng)扇組件周圍的其他區(qū)域中吸入。主要氣流在柯恩達(dá)表面上被導(dǎo)向并與被空氣放大器巻吸的次要氣流結(jié)合，以成為從噴嘴所限定的開口向前朝使用者發(fā)射或噴射的總氣流。總氣流對風(fēng)扇組件來說足以形成適于冷卻的氣流。 優(yōu)選地，噴嘴包括環(huán)圈部。噴嘴的形狀不受到葉片風(fēng)扇情形下所需空間的限制。在優(yōu)選實施例中，噴嘴是環(huán)形的。通過提供環(huán)形噴嘴，風(fēng)扇可以潛在地達(dá)到寬闊區(qū)域。在進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，噴嘴至少部分是圓形的。這種結(jié)構(gòu)可以提供各種用于風(fēng)扇的設(shè)計方案，增加了使用者或顧客的選擇性。進(jìn)而，噴嘴可以被制造為單件，減少風(fēng)扇組件的復(fù)雜度且由此減少制造成本。 在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，噴嘴包括限定了內(nèi)部通道和嘴部的至少一個壁，且該至少一個壁包括限定出口的相對表面。優(yōu)選地，嘴部具有出口 ，且嘴部的出口處相對表面之間的間隔在0. 5mm到10mm范圍。通過該布置，噴嘴可以具有所需的流動性能，以在表面上引導(dǎo)主要氣流并提供到達(dá)使用者的相對均一、或接近均一的總氣流。 在優(yōu)選風(fēng)扇組件中，形成通過噴嘴的氣流的裝置是電機驅(qū)動的葉輪。該布置為風(fēng)扇提供有效氣流產(chǎn)生。更優(yōu)選地，用于形成氣流的裝置包括DC無刷電機和混流葉輪(mixed
6flow impeller)。這可以降低來自電機電刷的摩擦損耗且可避免來自傳統(tǒng)電機中使用的電 刷的碳屑。減少碳屑和發(fā)射在清潔或污染敏感環(huán)境中是有利的，如醫(yī)院或過敏人群周圍。盡 管感應(yīng)電機——其通常用在帶葉片風(fēng)扇中——也不具有電刷，但是直流無刷電機可以提供 比感應(yīng)電機更寬的運行速度范圍。 用于形成通過噴嘴的氣流的裝置優(yōu)選被定位在風(fēng)扇組件的基部中。噴嘴優(yōu)選安裝 在該基部上。 在第二方面中，本發(fā)明提供一種用于風(fēng)扇組件優(yōu)選用于無葉片風(fēng)扇組件的噴嘴， 該無葉片風(fēng)扇組件用于形成氣流，該噴嘴包括用于接收氣流的內(nèi)部通道、嘴部和間隔裝置， 其中氣流通過嘴部而被發(fā)射，該嘴部由噴嘴的相對表面限定，且間隔裝置用于隔開噴嘴的 相對表面，噴嘴限定一開口 ，來自風(fēng)扇組件外部的空氣被從所述嘴部發(fā)射的氣流拽吸通過 所述開口。 優(yōu)選地，噴嘴包括柯恩達(dá)表面，位于嘴部附近，且嘴部被布置為在該表面上引導(dǎo)氣 流。在優(yōu)選實施例中，噴嘴包括位于柯恩達(dá)表面下游的擴(kuò)撒部分。該擴(kuò)散部分引導(dǎo)發(fā)射的 氣流朝向使用者的位置同時保持平順均勻的輸出，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)睦鋮s效果而不使使用者感覺 到"紊亂"氣流。 本發(fā)明還提供一種包括前述噴嘴的風(fēng)扇組件。 噴嘴可以是相對于風(fēng)扇組件的基部部分或其他部分可旋轉(zhuǎn)的或可樞轉(zhuǎn)的。這使得 噴嘴可按照需要而朝向或遠(yuǎn)離使用者。風(fēng)扇組件可以是桌面、地板、墻壁或天花板安裝式 的。這增加了使用者可以感受到?jīng)鏊氖覂?nèi)部分。 與本發(fā)明第一方面有關(guān)的上述特征可以等同地應(yīng)用到本發(fā)明的第二方面，反之亦 然。


現(xiàn)在將參考所附附圖描述本發(fā)明的實施例，其中 圖1是風(fēng)扇組件的前視圖； 圖2是圖1的風(fēng)扇組件的一部分的透視圖； 圖3是沿A-A線截取的圖1風(fēng)扇組件一部分的側(cè)截面圖； 圖4是圖1的風(fēng)扇組件一部分的放大側(cè)截面詳細(xì)情況； 圖5是替換結(jié)構(gòu)，示出了圖1的風(fēng)扇組件的一部分的放大側(cè)截面詳細(xì)情況；禾口
圖6是從圖3的F方向觀察并沿圖3的B_B線截取的風(fēng)扇組件的截面圖。
具體實施例方式
圖1顯示了從裝置前方觀察的風(fēng)扇組件100的例子。風(fēng)扇組件100包括限定了中 央開口 2的環(huán)形噴嘴1。參見圖2和3，噴嘴1包括內(nèi)部通道10、嘴部12和臨近該嘴部12 的柯恩達(dá)表面(Coanda surface) 14。柯恩達(dá)表面14布置為使得從嘴部12排出并經(jīng)過柯 恩達(dá)表面14的主要氣流通過柯恩達(dá)效應(yīng)放大。噴嘴1連接到基部16并被該基部支承，該 基部16具有外殼18?；?6包括多個選擇按鈕20，這些選擇按鈕可通過外殼18接近且 通過選擇按鈕20可以操作風(fēng)扇組件100。風(fēng)扇組件具有高度H、寬度W和深度D，如圖1和 3所示。噴嘴1布置為大致關(guān)于X軸線正交地延伸。風(fēng)扇組件的高度H垂直于軸線X，且從基部16的遠(yuǎn)離噴嘴1的端部延伸到噴嘴1的遠(yuǎn)離基部16的端部。在該實施例中，風(fēng)扇組 件100具有的高度H為約530mm，但風(fēng)扇組件100可以具有任何所需的高度?；?6和噴 嘴1具有垂直于高度H且垂直于軸線X的寬度W。在圖1中，基部16的寬度顯示為標(biāo)號W1 且噴嘴1的寬度顯示為標(biāo)號W2?；?6和噴嘴1具有沿軸線X的方向的深度。在圖3中， 基部16的深度顯示為標(biāo)號Dl且噴嘴1的深度顯示為標(biāo)號D2。 圖3、4、5和6進(jìn)一步顯示了風(fēng)扇組件100的具體細(xì)節(jié)。用于產(chǎn)生通過噴嘴1的氣 流的電機22位于基部16內(nèi)。基部16還包括形成在外殼18中的空氣入口 24a、24b，空氣經(jīng) 這些入口被抽入基部16。電機22的電機殼體28也位于基部16內(nèi)。電機22被電機殼體 28支承保持或固定在基部16內(nèi)的固定位置。 在所示實施例中，電機22為DC無刷電機。葉輪30連接到從電機22向外延伸的 旋轉(zhuǎn)軸，且擴(kuò)散件(diffuser)32定位在葉輪30下游。擴(kuò)散件32包括固定、靜止的盤狀物， 該盤狀物具有螺旋葉片。 通向葉輪30的入口 34與形成在基部16的外殼18中的空氣入口 24a、24b連通。 擴(kuò)散件32的出口 36和來自葉輪30的排出部與位于基部16中的管道或中空通道部分連通， 以便建立從葉輪30到噴嘴1的內(nèi)部通道10的氣流。電機22連接到電連接部和電源且通 過控制器(未示出)控制?？刂破骱投鄠€選擇按鈕20之間的通信使得使用者能操作風(fēng)扇 組件100。 將參考圖3、4和5描述噴嘴1的特征。噴嘴l的形狀是環(huán)形的。在本實施例中，噴 嘴1具有的直徑是約350mm，但是噴嘴可以具有任何所需的直徑，例如約300mm。內(nèi)部通道 10是環(huán)形的且形成為在噴嘴1中的連續(xù)環(huán)圈或管道。噴嘴1包括限定了內(nèi)部通道10和嘴 部12的壁38。在示出的實施例中，壁38包括連接在一起的兩個彎曲的壁部分38a和38b， 且后文一起稱為壁38。壁38包括內(nèi)表面39和外表面40。在所示實施例中，壁38布置為 環(huán)圖形或折疊形，以使得內(nèi)表面39和外表面40彼此接近和部分相對或重疊。內(nèi)表面39和 外表面40的相對部分限定了嘴部12。嘴部12繞軸線X延伸且包括向出口 44逐漸變窄的 錐形區(qū)域(t即ered region) 42。 壁38被通過預(yù)加載力而被壓和保持處于拉緊，以使得內(nèi)表面39和外表面40的相 對部分中的一個被朝向另一個偏壓；在優(yōu)選實施例中，外表面40被朝向內(nèi)表面39偏壓。內(nèi) 表面39和外表面40的這些相對部分通過間隔裝置保持隔開。在所示的實施例中，間隔裝 置包括多個間隔件26，其優(yōu)選地繞軸線X等角度地間隔開。間隔件26優(yōu)選與壁38為整體 且優(yōu)選位于壁38的內(nèi)表面39上，以接觸外表面40和保持在嘴部12的出口 44處內(nèi)表面39 和外表面40的相對部分之間繞軸線X基本上恒定間隔。 圖4和5示出了間隔件26的兩種替換布置。圖4中示出的這些間隔件26包括多 個指260，每個都具有內(nèi)邊緣264和外邊緣266。每個指260都位于壁38的內(nèi)表面39和外 表面40的相對部分之間。每個指260都在其內(nèi)邊緣264處被固定到壁38的內(nèi)表面39。臂 260的一部分延伸超過出口 44。臂260的外邊緣266接合壁38的外表面40以隔開內(nèi)表面 39和外表面40的相對部分。 圖5中所示的間隔件類似于圖4中所示的，除了圖5的指360與嘴部12的出口 44
基本上平齊地結(jié)束。 指260、360的尺寸確定內(nèi)表面39和外表面40的相對部分之間的間隔。
在嘴部12的出口 44處的相對部分之間的間隔被選擇為在從0. 5mm到10mm的范 圍內(nèi)。間隔的選擇取決于風(fēng)扇的所需性能特點。在該實施例中，出口 44約1. 3mm寬，且嘴 部12和出口 44與內(nèi)部通道10同心。 嘴部12臨近包括柯恩達(dá)表面14的表面。所示實施例的噴嘴1的表面還包括位于 柯恩達(dá)表面14下游的擴(kuò)散部分46和位于擴(kuò)散部分46的下游的引導(dǎo)部分48。擴(kuò)散部分46 包括擴(kuò)散表面50，該表面布置為呈錐面地離開軸線X，其方式是使得輔助從風(fēng)扇組件100輸 出或輸送的氣流的流動。在圖3所示的例子中，噴嘴1的總體結(jié)構(gòu)和嘴部12使得擴(kuò)散表面 50和軸線X之間所夾(subtend)的角度為約15° 。為柯恩達(dá)表面14和擴(kuò)散部分46上的有 效的氣流而選擇該角度。引導(dǎo)部分48包括布置為與擴(kuò)散表面50成一角度的引導(dǎo)表面52， 以便于進(jìn)一步有效地傳送冷卻氣流到使用者。在所示實施例中，引導(dǎo)表面52布置為基本平 行于軸線X且對于從嘴部12發(fā)射的氣流呈現(xiàn)基本平坦且基本平滑的面。
所示實施例的噴嘴1的表面終止在向外張開的表面54處，該表面54位于引導(dǎo)部 分48的下游且遠(yuǎn)離嘴部12。張開表面54包括限定出圓形開口 2的末端58和錐形部分56， 氣流從該開口 2發(fā)射并從風(fēng)扇組件1噴出。錐形部分56布置為成錐面地離開軸線X，其方 式是錐形部分56和軸線之間所夾的角度為約45。。錐形部分56布置在與軸線成一角度 處，該角度比擴(kuò)散表面50和軸線之間的所夾的角度更陡峭。圓滑、成錐形的視覺效果通過 張開表面54的錐形部分56獲得。張開表面54的形狀和混合從噴嘴1包括擴(kuò)散部分46和 引導(dǎo)部分48的相對較厚的部分處減小。使用者的眼睛被錐形部分56沿從軸線X遠(yuǎn)離且向 外的方向朝向末端58引導(dǎo)和導(dǎo)向。通過該結(jié)構(gòu)，外觀具有精細(xì)、光澤、整齊的設(shè)計，通常受 到使用者或顧客的喜歡。 噴嘴1沿軸線方向延伸約5cm的距離。擴(kuò)散部分46和噴嘴1的總體輪廓部分地 基于機翼(aerofoil)形狀。在所示例子中，擴(kuò)散部分46延伸約噴嘴1總深度的三分之二 的距離，且引導(dǎo)部分48延伸約噴嘴總深度的六分之一的距離。 上述風(fēng)扇組件100以以下方式運行。當(dāng)使用者從多個按鈕20中作出適當(dāng)選擇來 操作或起動風(fēng)扇組件100時，信號或其他通信信息被發(fā)送以驅(qū)動電機22。電機22由此被起 動且空氣經(jīng)由空氣入口 24a、24b被抽入到風(fēng)扇組件100。在優(yōu)選實施例中，空氣以約20到 30升每秒的速度被抽入，優(yōu)選地約271/s(升每秒)?？諝馔ㄟ^外殼18并沿圖3的箭頭F' 所示的路徑到達(dá)葉輪30的入口 34。氣流離開擴(kuò)散件32的出口 36且葉輪30的排氣被分成 沿相反方向通過內(nèi)部通道10的兩股氣流。在氣流進(jìn)入嘴部12時氣流受到限制，在間隔件 26周圍被引導(dǎo)且經(jīng)過該間隔件，且在嘴部12的出口 44處進(jìn)一步受到限制。該限制在系統(tǒng) 中形成壓力。電機22形成具有至少400kPa壓力的流過噴嘴16的氣流。產(chǎn)生的氣流克服 通過限制形成的壓力，且該氣流作為主要氣流通過出口 44排出。 主要氣流的輸出和發(fā)射形成了在空氣入口 24a、24b處的低壓區(qū)域，具有將額外空 氣吸入到風(fēng)扇組件100的效果。風(fēng)扇組件100的運轉(zhuǎn)引發(fā)高速氣流流過噴嘴1且通過開口 2排出。主要氣流在柯恩達(dá)表面14、擴(kuò)散表面50和引導(dǎo)表面52上被導(dǎo)向。主要氣流通過 柯恩達(dá)效應(yīng)放大且通過引導(dǎo)部分48和引導(dǎo)表面50到擴(kuò)散表面50的角度設(shè)置而朝向使用 者會聚或集中。次氣流通過從外部環(huán)境巻吸空氣而產(chǎn)生，特別是從出口 44周圍和從噴嘴1 外邊緣的周圍的區(qū)域。通過主要氣流夾帶的一部分次氣流也在擴(kuò)散表面48上被引導(dǎo)。該 次氣流通過開口 2，在該處其與主要氣流結(jié)合以產(chǎn)生從噴嘴1向前噴出的總氣流。
9
巻吸和放大相結(jié)合形成來自風(fēng)扇組件100的開口 2的總氣流，該氣流比沒有這種 在發(fā)射區(qū)域附近的柯恩達(dá)表面或放大表面的風(fēng)扇組件輸出的氣流更大。
氣流在擴(kuò)散部分46上的分布和運動將從表面處流體動力學(xué)的方面來描述。
通常，擴(kuò)散器用于將諸如空氣這樣的流體的平均速度下降，這通過讓空氣在一區(qū) 域上運動或運動經(jīng)過一受控膨脹的空間(volume of controlledexpansion)來獲得。形成 流體運動經(jīng)過的空間的發(fā)散通道或結(jié)構(gòu)必須允許流體受到的膨脹或發(fā)散逐漸發(fā)生。劇烈或 迅速的發(fā)散將會導(dǎo)致氣流被擾動，使得在膨脹區(qū)域中形成漩渦。在這種情況下，氣流會與膨 脹表面分離且將產(chǎn)生不均勻的流動。漩渦導(dǎo)致氣流中紊流和相關(guān)噪聲的增加，這是不希望 出現(xiàn)的，特別是在諸如風(fēng)扇這樣的家用產(chǎn)品中。 為了獲得逐漸的發(fā)散并逐漸地將高速空氣轉(zhuǎn)換成低速空氣，擴(kuò)散件可以在幾何形 狀上是發(fā)散(divergent)的。在上述結(jié)構(gòu)中，擴(kuò)散部分46的結(jié)構(gòu)能避免在風(fēng)扇組件中紊流 和漩渦的產(chǎn)生。 擴(kuò)散表面50上經(jīng)過的且越過擴(kuò)散部分46的氣流趨于繼續(xù)發(fā)散，如其在經(jīng)過擴(kuò)散 部分46形成的通道時那樣。引導(dǎo)部分48對氣流的影響使得從風(fēng)扇開口發(fā)射或輸出的氣流 朝向使用者或向室內(nèi)會聚或集中。最終結(jié)果是改善使用者處的冷卻效果。
氣流放大與通過擴(kuò)散部分46和引導(dǎo)部分48提供的平滑發(fā)散和會聚效果的結(jié)合導(dǎo) 致與沒有這種擴(kuò)散部分46和引導(dǎo)部分48的風(fēng)扇的輸出相比更平滑、更少紊流的輸出。
所產(chǎn)生的氣流的層流類型和放大形成從噴嘴1朝向使用者導(dǎo)向的持續(xù)空氣流動。 在優(yōu)選實施例中，從風(fēng)扇組件100噴出的空氣質(zhì)量流動速率(massflow rate)至少為4501/ s，優(yōu)選在6001/s到7001/s范圍。在距離使用者高達(dá)3個噴嘴直徑(即約1000到1200mm 范圍)處的流動速率約為400到5001/s?？倸饬骶哂屑s3到4m/s (米每秒)的速度。更高 的速度通過減小表面與軸線X之間所夾(subtend)的角度來實現(xiàn)。較小的角度導(dǎo)致總氣流 以更集中且更受到引導(dǎo)的方式發(fā)射。這類氣流趨于以較高速度發(fā)射，但具有降低的質(zhì)量流 速率。相反，較大的質(zhì)量流可以通過增加表面和軸線之間的角度來實現(xiàn)。在這種情況下，發(fā) 射的氣流的速度降低，但所產(chǎn)生的質(zhì)量流增加。由此，風(fēng)扇組件的性能可以通過改變表面和 軸線X之間所夾的角來改變。 本發(fā)明并不限于上述的詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知各種變化。例如，風(fēng) 扇可以具有不同的高度或直徑。風(fēng)扇的基部和噴嘴可以具有不同的深度、寬度和高度。風(fēng) 扇不必位于桌上，而可以是自由站立式、墻壁安裝式或吊頂安裝式的。風(fēng)扇形狀可以調(diào)整 為適于座落在需要冷卻的氣流的任何種類的情況或位置。便攜風(fēng)扇可以具有較小的噴嘴， 如5cm直徑。用于通過噴嘴形成氣流的裝置可以是電機或其他類型的空氣發(fā)射裝置，如任 何吹氣機或真空源，其可用于使得風(fēng)扇組件在室內(nèi)產(chǎn)生氣流。例子包括諸如AC感應(yīng)電機或 DC無刷電機這樣的電機，但是也可包括任何適于空氣運動和空氣傳輸?shù)脑O(shè)備，譬如提供有 方向性流體流動的泵或其他裝置，以產(chǎn)生并形成氣流。電機的特征部可以包括位于電機下 游的擴(kuò)散器或次級擴(kuò)散器，以重新獲得電機殼體中和通過電機的一些靜壓力損失。
嘴部的出口可以修改。嘴部的出口可加寬或變窄成各種間隔，以使氣流最大。間 隔裝置或間隔件可以是嘴部的出口尺寸要求的任意尺寸和形狀。間隔件可包括用于聲音和 噪音減少或傳輸?shù)某尚尾糠?。嘴部的出口可具有統(tǒng)一的間隔，替換地該間隔可繞噴嘴變化。 可具有多個間隔件，每個都具有統(tǒng)一的尺寸和形狀，替換地每個間隔件或任意數(shù)量的間隔件可具有不同的形狀和尺寸。間隔裝置可與噴嘴的表面為整體或可被制造為一個或多個獨 立部件且通過粘接或例如螺栓或螺釘或卡扣緊固件這樣的固定件固定到噴嘴或噴嘴的表 面，可使用其它適當(dāng)?shù)墓潭ㄊ侄巍ｉg隔裝置可被定位在噴嘴的嘴部，如上所述，或可位于噴 嘴的嘴部的上游。間隔裝置可由任意適當(dāng)?shù)牟牧现圃?，例如塑料、樹脂或金屬?
通過嘴部發(fā)射的氣流可以經(jīng)過諸如柯恩達(dá)表面這樣的表面，替換地，氣流可以通 過嘴部發(fā)射并從風(fēng)扇組件向前噴射而不經(jīng)過相鄰表面?？梢宰尶露鬟_(dá)效應(yīng)發(fā)生在多個不 同表面，或多種內(nèi)部或外部設(shè)計可以結(jié)合使用以實現(xiàn)所需的流動和巻吸。擴(kuò)散部分可以 具有各種擴(kuò)散件長度和結(jié)構(gòu)。引導(dǎo)部分可以具有各種長度且可以布置在多個不同位置和 方位上，以如需要的那樣用于不同風(fēng)扇要求和不同類型的風(fēng)扇性能。使氣流效果具有導(dǎo) 向或集中的效果可以以許多不同方式來實現(xiàn)；例如，引導(dǎo)部分可以具有異形表面(shaped surface)或成角度地遠(yuǎn)離或朝向噴嘴的中心和軸線X。 可以設(shè)想到噴嘴的其他形狀。例如，可以使用包括卵形、或"跑道"形、單個條帶或 線、或塊形(block shape)的噴嘴。風(fēng)扇組件可以提供對風(fēng)扇中心部分的訪問，因為那兒不 存在葉片。這意味著，諸如燈或鐘或LCD顯示部這樣的額外結(jié)構(gòu)部件可以設(shè)置在由噴嘴限 定的開口中。 其他特征可以包括可樞轉(zhuǎn)或可傾斜的基部，以便于使用者可容易地移動和調(diào)整噴 嘴的位置。
1權(quán)利要求
一種用于形成氣流的無葉片風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括噴嘴和用于形成通過該噴嘴的氣流的裝置，該噴嘴包括用于接收氣流的內(nèi)部通道、嘴部和間隔裝置，其中氣流通過嘴部而被發(fā)射，該嘴部由噴嘴的相對表面限定，且間隔裝置用于隔開噴嘴的相對表面，噴嘴限定一開口，來自風(fēng)扇組件外部的空氣被從所述嘴部發(fā)射的氣流拽吸通過所述開口。
2. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇組件，其中噴嘴繞一軸線延伸以限定所述開口，且其中所 述間隔裝置包括多個繞所述軸線成角度間隔的間隔件，優(yōu)選繞所述軸線等角度地間隔。
3. 如權(quán)利要求2所述的風(fēng)扇組件，其中，所述噴嘴繞所述軸線大致圓筒狀地延伸。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴沿所述軸線方向延伸至少5cm的距離。
5. 如權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴繞軸線延伸30cm到180cm范圍的距離。
6. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，所述間隔裝置與噴嘴的所述相對表 面中的一個成整體。
7. 如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇組件，其中，所述間隔裝置被設(shè)置為接觸噴嘴的所述相對 表面的另一個。
8. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，所述間隔裝置被設(shè)置為在噴嘴的相 對表面之間保持規(guī)定距離。
9. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴的相對表面中的一個被朝向該 相對表面中的另一個偏壓。
10. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，間隔裝置包括多個間隔件，該間隔 件的數(shù)目在從5至50的范圍內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括環(huán)圈。
12. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴大致為環(huán)形。
13. 如權(quán)利要求l至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴至少部分地是圓形。
14. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括限定出該內(nèi)部通道和該 嘴部的至少一個壁，且其中，所述至少一個壁包括限定出所述嘴部的相對表面。
15. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，所述嘴部具有出口 ，且在所述嘴部 的出口處所述相對表面之間的間隔在0. 5mm到10mm的范圍。
16. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括內(nèi)部殼體部分和外部殼 體部分，其一起限定內(nèi)部通道和嘴部。
17. 如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇組件，其中嘴部位于噴嘴的內(nèi)部殼體部分的外表面和噴 嘴的外部殼體部分的內(nèi)表面之間。
18. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的風(fēng)扇組件，其中用于形成通過噴嘴的氣流的裝置包 括由電機驅(qū)動的葉輪。
19. 如權(quán)利要求18所述的風(fēng)扇組件，其中用于形成氣流的裝置包括DC無刷電機和混流 葉輪。
20. —種用于無葉片風(fēng)扇組件的噴嘴，該無葉片風(fēng)扇組件用于形成氣流，該噴嘴包括用 于接收氣流的內(nèi)部通道、嘴部和間隔裝置，其中氣流通過嘴部而被發(fā)射，該嘴部由噴嘴的相 對表面限定，且間隔裝置用于隔開噴嘴的相對表面，噴嘴限定一開口，來自風(fēng)扇組件外部的空氣被從所述嘴部發(fā)射的氣流拽吸通過所述開口。
21.如權(quán)利要求20所述的噴嘴，其中噴嘴包括位于嘴部附近的柯恩達(dá)表面，嘴部被布 置為在該柯恩達(dá)表面上引導(dǎo)氣流。
22..如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中噴嘴包括位于柯恩達(dá)表面下游的擴(kuò)散件。
全文摘要
描述了一種用于形成氣流的風(fēng)扇組件(100)，該風(fēng)扇組件(100)包括安裝在基部(16)承裝裝置上的噴嘴，該基部承裝裝置用于形成經(jīng)過該噴嘴(1)的氣流。該噴嘴包括用于接收來自基部(16)的氣流的內(nèi)部通道(10)和嘴部(12)，其中氣流通過嘴裝部(12)被發(fā)射，該嘴部(12)由噴嘴(1)的相對表面限定，和用于隔開噴嘴(1)的相對表面的間隔裝置(26)。噴嘴(1)大致垂直地繞一軸線延伸以限定一開口(2)，來自風(fēng)扇組件(100)外部的空氣被從所述嘴部(12)發(fā)射的氣流拽吸通過所述開口。該風(fēng)扇提供一種結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生氣流且不需要帶葉片的風(fēng)扇形成冷卻空氣的流動。間隔裝置為風(fēng)扇組件和風(fēng)扇組件的性能提供可靠可在生產(chǎn)的噴嘴。
文檔編號F04F5/16GK101749289SQ20091025324
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者凱文·J·西蒙斯, 弗雷德里克·尼古拉斯 申請人:戴森技術(shù)有限公司