專利名稱：風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在房間內產生氣流的風扇組件。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明涉及天花板風扇。
背景技術：
許多天花板風扇是已知的。標準天花板風扇包括繞第一軸線安裝的一組葉片和也繞該第一軸線安裝的用于旋轉該組葉片的驅動件。

發(fā)明內容
在第一方面，本發(fā)明提供一種用于在房間內產生氣流的風扇組件，該風扇組件包括環(huán)形殼體，該殼體限定具有至少一個進氣口的內部通道，該內部通道在所述至少一個進氣口的下游容置葉輪和用于驅動葉輪的馬達以抽吸氣流穿過所述至少一個進氣口且進入風扇組件，內部通道還具有至少一個出氣口，氣流的至少一部分從該出氣口被從風扇組件發(fā)射，該殼體限定內孔，該內部通道繞該內孔延伸且來自風扇組件外部的空氣被從所述至少一個出氣口發(fā)射的空氣抽吸通過該內孔。從環(huán)形殼體發(fā)射的空氣(后文稱為主氣流)拖拽殼體周圍的空氣，且由此風扇組件用作空氣放大器來供應主氣流和被拖拽的空氣給用戶。該被拖拽的空氣在下文被稱為副氣流。副氣流被從環(huán)繞殼體的外部環(huán)境或區(qū)域、房間空間抽吸。主氣流結合該被拖拽的副氣流以形成從殼體向前投射的組合的或總體的氣流。為了提供具有緊湊外觀的風扇組件，葉輪和用于驅動葉輪的馬達位于環(huán)形殼體的內部通道內。而且，通過將馬達和葉輪置于內部通道內，葉輪和內部通道的包含出氣口(一個或多個)的部分之間的氣流的方向的突變可被最小化，由此降低了氣流通入內部通道的該部分時的能量損失且由此增加從葉輪穿至出氣口(一個或多個)的氣流的效率。殼體優(yōu)選地包括限定內孔的第一環(huán)形側壁、繞第一側壁延伸的第二側壁、上壁和下壁。出氣口(一個或多個)可位于下壁和第一側壁之間，或位于下壁中。出氣口優(yōu)選地被配置為發(fā)射主氣流離開內孔軸線，優(yōu)選地為向外成錐形的圓錐的形狀。我們已經發(fā)現(xiàn)，主氣流從殼體沿遠離內孔軸線延伸的方向的發(fā)射可增加副氣流被主氣流拖拽的程度，和由此增加由風扇組件產生的組合氣流的流量。這里所指的組合氣流的流量的絕對或相對值，或最大速度，是關于在殼體的出氣口的直徑的三倍距離處記錄的那些值。不期望受到任何理論的束縛，我們認為副氣流被主氣流拖拽的程度可與從殼體發(fā)射的主氣流的外輪廓的表面積的大小相關。當主氣流是向外成錐形時，或擴張時，外輪廓的表面積相對較大，促進了主氣流和殼體周圍的空氣的混合，且由此增加了組合氣流的流量。增加由殼體產生的組合氣流的流量具有降低組合氣流的最大速度的作用。這可使得風扇組件適用于作為天花板風扇來產生穿過房間或辦公室的氣流。第一側壁優(yōu)選地包括鄰近下壁的段，其朝向下壁沿其遠離內孔軸線成錐形的方向延伸。側壁的該段相對于內孔軸線的傾斜角度可在0°至45°之間。側壁的該段優(yōu)選地具有大致截錐形的形狀。出氣口(一個或多個)可被設置為沿基本上平行于側壁的該段的方向發(fā)射主氣流。側壁的該段可與下端壁限定殼體的出氣口(一個或多個)。側壁的該段可與下壁的部分成整體。出氣口(一個或多個)優(yōu)選地繞內孔軸線延伸。殼體可包括繞內孔軸線成角度間隔的多個出氣口，但是在優(yōu)選實施例中殼體包括圓形出氣口，內孔軸線穿過該圓形出氣口的中心。位于出氣口附近的一部分內部通道可被設置形狀以引導穿過該出氣口的主氣流，從而該主氣流被弓I導遠離內孔軸線。殼體的該或每個進氣口優(yōu)選地大致垂直于殼體的出氣口。內部通道可包括具有進氣口(一個或多個)的進口段，和位于進口段下游且包括出氣口(一個或多個)的出口段。進口段優(yōu)選地繞出口段的至少一部分延伸以保持殼體的環(huán)形形狀；依賴于進口段和出口段之間的重疊程度，殼體可具有繞殼體的內孔延伸的盤繞形狀。內部通道的出口段優(yōu)選地繞內孔延伸。出口段的截面輪廓優(yōu)選地繞內孔變化。當氣流穿過出口段時，剩余在出口段內的氣流的流量隨著空氣被從殼體發(fā)射而繞內孔降低。為了保持出口段內的基本上恒定氣流速度，出口段的截面面積優(yōu)選沿從進口段延伸的方向減小。通過保持出口段內的基本恒定氣流速度，主氣流被從出口段發(fā)射的速度可繞內孔基本恒定，由此風扇組件產生的組合氣流的速度可繞內孔軸線基本均勻。出口段可具有大致矩形截面。出口段的橫截面積的變化可以以多種不同方式中的一種實現(xiàn)。例如，上壁和下壁之間的距離可繞內孔變化。替換地，或附加地，第一側壁和第二側壁之間的距離可繞內孔變化，后一替換例是優(yōu)選的，因為其允許出口段具有繞內孔均勻的高度。出口段優(yōu)選地為連續(xù)的。如果出口段的截面面積繞內孔變化，出口段優(yōu)選地為卷形段的形式，其截面面積從卷形進口段至卷形出口段減小。卷形進口段優(yōu)選地包括用于接收氣流的進氣端口，且卷形出口段包括用于將一部分氣流返回至卷形進口段的出氣端口。這可進一步輔助保持繞內孔的恒定主氣流速度。在第二方面，本發(fā)明提供一種用于在房間內產生氣流的風扇組件，該風扇組件包括葉輪和用于驅動葉輪以抽吸氣流至風扇組件中的馬達，以及殼體，該殼體具有內部通道，該內部通道包括卷形段，該卷形段的截面面積從卷形進口段至卷形出口段減小，卷形進口段包括用于接收氣流進氣端口，該卷形出口段包括用于返回氣流的第一部分至卷形進口段的出氣端口，該卷形段具有至少一個出氣口用于從殼體發(fā)射氣流的第二部分，該殼體限定內孔，來自風扇外部的空氣被從所述至少一個出氣口發(fā)射的空氣卷吸通過該內孔。出氣端口優(yōu)選地定位為鄰近進氣端口。進氣端口和出氣端口優(yōu)選地基本上共平面，從而氣流的第一部分重新進入卷形段所沿的方向與氣流進入卷形進口段所沿的方向基本相同。葉輪和馬達優(yōu)選地位于進口段內。葉輪和馬達可位于進口段內的任意期望的位置。進口段優(yōu)選地包括葉輪容置段，其容置葉輪和馬達。葉輪容置段優(yōu)選地定位為鄰近內部通道的出口段，且優(yōu)選地徑向地位于出口段外側以繞內孔延伸，且優(yōu)選地使得葉輪的軸線不與殼體的內孔相交。葉輪容置段可具有與殼體的出口段不同的截面，其由此內部通道可包括連接葉輪容置段至出口段的變化截面的中間段。葉輪容置段可具有大致圓形截面，且由此中間段的截面可從其一端處的大致圓形截面變化為其另一端處的大致矩形截面。內部通道優(yōu)選地包括導管段，其從進氣口(一個或多個)延伸至葉輪容置段。導管段可繞出口段的至少一部分延伸，以保持殼體的環(huán)形形狀，且由此可為弧形形狀。進氣段可包括單個進氣口，或多個進氣口，氣流被抽吸穿過該進氣口進入進氣段。單個進氣口被優(yōu)選地定位在導管段的一端處用于接收基本上所有由旋轉葉輪產生的氣流。該進氣口優(yōu)選地為切向進氣口用于引導氣流沿基本上切向于殼體的內孔的方向進入風扇組件。這允許氣流進入殼體的內部通道而氣流的方向沒有任何急變。在第三方面，本發(fā)明提供一種用于在房間內產生氣流的風扇組件，該風扇組件包括葉輪和用于驅動葉輪以抽吸氣流進入風扇組件的馬達，以及殼體，該殼體包括連續(xù)的內部通道，該內部通道具有切向進氣口以及至少一個出氣口，基本上所有由葉輪吸入風扇組件的氣流通過該切向進氣口進入內部通道，該至少一個出氣口用于發(fā)射氣流的至少一部
分，殼體限定內孔，內部通道繞該內孔延伸且來自空氣風扇組件外部的空氣被從至少一個出氣口發(fā)射的卷吸通過該內孔。葉輪可繞葉輪軸線旋轉，且內孔具有內孔軸線，該內孔軸線優(yōu)選地基本上垂直于葉輪軸線。為了最小化進氣段的尺寸，葉輪優(yōu)選地為軸流葉輪，但是該葉輪可為混流葉輪。進氣段優(yōu)選地包括擴散器，其位于葉輪的下游以將氣流朝向殼體的出氣段引導。風扇優(yōu)選地包括用于在房間的天花板上支撐殼體的支撐組件。支撐組件優(yōu)選地包括安裝板，其附連至房間的天花板。葉輪軸線優(yōu)選地相對于安裝板成小于90°的角度。葉輪軸線更優(yōu)選地相對于安裝板成小于45°的角度，且可為基本上平行于安裝板的角度。如上所述，內孔軸線優(yōu)選地基本上垂直于葉輪軸線，且當葉輪軸線基本上平行于安裝板且由此基本上平行于安裝板被附連至的水平天花板時可允許風扇組件具有相對矮的輪廓。殼體可被定位為相對靠近天花板，降低用戶或用戶攜帶的物品接觸殼體的危險。葉輪容置段優(yōu)選地包括外殼、繞馬達和葉輪延伸的護罩、和用于安裝該護罩在外殼內的安裝裝置。護罩和外殼的每個可為基本上圓柱形。安裝裝置可包括位于外殼和護罩之間的多個安裝件，和連接在安裝件和護罩之間的多個彈性元件。除了相對于外殼定位護罩，優(yōu)選地使得護罩基本上與外殼同軸線，彈性元件可吸收在風扇組件使用過程中產生的振動。彈性元件優(yōu)選地在安裝件和護罩之間保持在張緊狀態(tài)，且優(yōu)選地包括多個拉力彈簧，其每個都在一端連接至護罩且在另一端連接至支撐件的一個。可提供用于促使拉力彈簧的端部分開的裝置，以保持彈簧處于張緊狀態(tài)。例如，安裝裝置可包括間隔環(huán)，其位于安裝件之間用于促使安裝件分開，且由此促使每個彈簧的一個端部遠離另一端部。支撐組件可被連接至風扇組件的出氣段或進氣段。例如，進氣段的一端可被連接至支撐組件。替換地，支撐組件可被連接至進氣段的位于進氣段的進氣口和葉輪容置段之間的部分。殼體優(yōu)選地可相對于支撐組件旋轉以允許用戶改變主氣流被發(fā)射至房間所沿的方向。殼體優(yōu)選地可繞旋轉軸線相對于支撐組件在第一取向和第二取向之間旋轉，沿該第一取向，主氣流被引導離開天花板，沿該第二取向，主氣流被朝向天花板引導。例如，在夏天，用戶可希望將殼體取向為使得主氣流被從風扇組件所附連的天花板發(fā)射且進入房間，從而由風扇組件產生的主氣流提供相對較冷的吹風用于冷卻風扇組件之下的用戶。但是在冬天，用戶可希望翻轉殼體180°，從而主氣流被朝向天花板發(fā)射以置換和循環(huán)上升至房間的墻的上部的暖空氣，而不直接在風扇組件之下產生吹風。當在第一取向和第二取向之間旋轉時，殼體可被翻轉。殼體的旋轉軸線優(yōu)選地基本上垂直于內孔軸線，且優(yōu)選地基本上與葉輪軸線共平面。支撐組件優(yōu)選地包括用于安裝風扇組件于天花板上的天花板安裝件、具有連接至天花板安裝件的第一端的臂、和連接器，該連接器連接臂的第二端至殼體。關于本發(fā)明的第一方面 的上述特征同等適用于本發(fā)明的第二和第三方面中的任一個，反之亦然。


本發(fā)明的優(yōu)選實施例現(xiàn)在將參考附圖僅通過實例進行描述，其中圖I是天花板風扇的第一實例的從上方觀察的前透視圖；圖2是安裝至天花板的圖I的天花板風扇的左側視圖，該天花板風扇的環(huán)形噴嘴處于上升位置中；圖3是圖I的天花板風扇的前視圖；圖4是圖I的天花板風扇的后視圖；圖5是圖I的天花板風扇的頂視圖；圖6是沿圖5中的線A-A截取的圖I的天花板風扇的側截面視圖；圖7是圖6中所標區(qū)域A的近視圖，示出了圖I的天花板風扇的進氣段的馬達和葉輪；圖8是圖6中所標區(qū)域B的近視圖，示出了環(huán)形噴嘴的出氣口 ；圖9是圖6中所標區(qū)域D的近視圖，示出了圖I的天花板風扇的天花板安裝件和支撐組件的臂之間的連接部；圖10是沿圖6中的線C-C截取的天花板安裝件和支撐組件的臂的側截面視圖；圖11是圖6中所標區(qū)域C的近視圖，示出了用于將環(huán)形噴嘴保持在上升位置中的可釋放鎖定機構；圖12是沿圖11中的線B-B截取的鎖定機構的截面視圖；圖13是安裝至天花板的圖I的天花板風扇的左側視圖，該天花板風扇的環(huán)形噴嘴處于下降位置中；圖14是天花板風扇的第二實例的環(huán)形殼體的頂視圖；圖15是圖14的環(huán)形殼體的底視圖；圖16是圖14的環(huán)形殼體的前視圖；圖17是沿圖16中的線K-K截取的環(huán)形殼體的頂截面視圖；和圖18 (a)是沿圖17中的線F_F截取的環(huán)形殼體的截面圖，圖18 (b)是沿圖17中的線G-G截取的環(huán)形殼體的截面視圖，圖18 (c)是沿圖17中的線H-H截取的環(huán)形殼體的截面圖；圖18 (d)是沿圖17中的線J-J截取的環(huán)形殼體的截面視圖，圖18 (e)是沿圖17中的線L-L截取的環(huán)形殼體的截面視圖。
具體實施例方式圖I至5示出了用于在房間內產生氣流的風扇組件的第一實例。在該實例中，風扇組件是天花板風扇10的形式，其可被連接至房間的天花板C。天花板風扇10包括進氣段12、出氣段14、和用于將進氣段12和出氣段14支撐在房間的天花板C上的支撐組件16。出氣段14是連接至進氣段12的一端的環(huán)形噴嘴的形式。進氣段12包括大致圓柱形外殼18，該外殼18容置用于產生氣流的系統(tǒng)，該氣流被從出氣段14發(fā)射。如圖1、2和5中所指，外殼18可被形成有多個軸向延伸加強肋20，所述加強肋20繞外殼18的縱向軸線L間隔開，但是這些肋20可被省略，這依賴于用于形成外殼18的材料的強度。參考圖6和7，進氣段12容置葉輪22，所述葉輪22用于抽吸氣流進入天花板風扇10。葉輪22是軸流式葉輪的形式，其可繞葉輪軸線旋轉，該軸線基本上與外殼18的縱向軸線L共線。葉輪22被連接至旋轉軸24，該旋轉軸24從馬達26向外延伸。在該實例中，馬達26是DC無刷馬達，其具有可通過位于支撐組件16內的控制電路(未示出)改變的速度。馬達26被容置在馬達殼體內，該馬達殼體包括前馬達殼體段28和后馬達殼體段30。在裝
配過程中，馬達26被首先插入前馬達殼體段28，后馬達殼體段30被隨后插入前馬達殼體段28以保持和支撐馬達26于馬達殼體內。進氣段12還容置位于葉輪22下游的擴散器。擴散器包括多個擴散器葉片32，所述擴散器葉片32位于擴散器的外圓柱形壁和內圓柱形壁34之間。擴散器優(yōu)選地被模制為單體，但是替換地擴散器可由被連接在一起的多個部分或段形成。內圓柱形壁34繞馬達殼體延伸且支撐馬達殼體。外圓柱形壁提供護罩36，所述護罩36繞葉輪22和馬達殼體延伸。在該實例中，護罩36是基本上圓柱形的。護罩36包括位于其一端處的進氣口 38，氣流通過該進氣口 38進入天花板風扇10的進氣段12，和位于其另一端處的出氣口 40，氣流通過該出氣口從天花板風扇10的進氣段12排出。葉輪22和護罩36被設置形狀為使得當葉輪22和馬達殼體由擴散器支撐時，葉輪22的葉片末端非常接近但是不接觸護罩36的內表面，且葉輪22基本上與護罩36共軸線。圓柱形引導構件42被連接至擴散器的內圓柱形壁34的后部用于將通過葉輪22的旋轉產生的氣流朝向護罩36的出氣口 40引導。進氣段12包括安裝裝置，用于將擴散器安裝在外殼18中，從而葉輪軸線基本上與外殼18的縱向軸線L共線。安裝裝置位于環(huán)形通道44內，該通道44在外殼18和護罩36之間延伸。安裝裝置包括第一安裝件46和第二安裝件48，該第二安裝件48沿縱向軸線L從第一安裝件46軸向地間隔開。第一安裝件46包括一對互連弧形構件46a、46b，所述弧形構件46a、46b沿縱向軸線L相互軸向地間隔開。第二安裝件48類似地包括一對互連弧形構件48a、48b，所述弧形構件48a、48b沿縱向軸線L相互軸向地間隔開。每個安裝件46、48的弧形構件46a、48a包括多個彈簧連接器50，每個彈簧連接器50被連接至相應拉力彈簧(未示出)的一端。在該實例中，安裝裝置包括四個拉力彈簧，且這些弧形構件46a、48a的每個都包括兩個在直徑上相對的連接器50。每個拉力彈簧的另一端被連接至形成在護罩36中的相應彈簧連接器52。安裝件46、48被插入安裝件46、48之間的環(huán)形通道44中的弧形間隔環(huán)54促動分開，從而拉力彈簧在連接器50、52之間被保持在張緊狀態(tài)中。這用于保持護罩36和安裝件46、48之間的正常間隔，同時允許護罩36相對于安裝件46、48 —定程度的徑向運動，以降低震動從馬達殼體至外殼18的傳遞。柔性密封件56被設置在環(huán)形通道44的一端處，以防止部分氣流沿環(huán)形通道44返回至護罩36的進氣口 38。環(huán)形安裝支架58被連接至外殼18的繞護罩36的出氣口 40延伸的端部，例如通過螺栓60。天花板風扇10的出氣段14的環(huán)形凸緣62被連接至安裝支架58，例如通過螺栓64。替換地，安裝支架58可與出氣段14為整體。如上所述，出氣段14是環(huán)形噴嘴的形式。返回圖I至5，噴嘴包括外部段70和在噴嘴的上端處(如所示)連接至外部段70的內部段72。外部段70包括多個弧形段，所述弧形段被連接在一起以限定噴嘴的環(huán)形外側壁74。內部段72類似地包括多個弧形段，所述多個弧形段每個被連接至外部段70的相應段，以部分限定噴嘴的環(huán)形內側壁76。內壁76繞中心內孔軸線X延伸以限定噴嘴的內孔(bore)78。內孔軸線X基本上垂直于外殼18的縱向軸線L。內孔78具有沿內孔軸線X改變直徑的大致圓形截面。噴嘴還包括環(huán)形上壁80和環(huán)形下壁82，該上壁80在外壁74的一端和內壁76的一端之間延伸，該下壁82在外壁74的另一端和內壁76的另一端之間延伸。內部段72沿上壁80在基本上中間被連接至外部段70，而噴嘴的外部段70形成下壁82的大部分。特別參考圖8，噴嘴還包括環(huán)形出口段84。出口段84包括內部的大致截錐形的內壁86，該內壁86被連接至內部段72的下端，以限定噴嘴的環(huán)形內側壁76的一段。內壁86
呈錐形遠離內孔軸線X。在該實例中，內壁86和內孔軸線X之間的夾角是約15°。出口段84還包括環(huán)形外壁88，該外壁88被連接至噴嘴的外部段70的下端，且該外壁88限定噴嘴的部分環(huán)形下壁82。出口段84的內壁86和外壁88被多個腹板(未示出)連接在一起，所述腹板用于控制繞內孔軸線X內壁86和外壁88之間的間隔。出口段84可被形成為單體，但是其可被形成為連接到一起的多個部件。替換地，內壁86可與內部段72為整體，且外壁88可與外部段70為整體。在該情況下，內壁86和外壁88中的一個可被形成有多個間隔件，用于接合內壁86和外壁88中的另一個，以控制繞內孔軸線X內壁86和外壁88之間的間隔。內壁76可被認為在包含內孔軸線X的平面內具有一橫截面輪廓，其形狀為翼型表面的一部分。該翼型具有位于噴嘴的上壁80處的前邊緣、位于噴嘴的下壁82處的后邊緣，和在前邊緣和后邊緣之間的延伸的弦線CL。在該實例中，弦線CL大致平行于內孔軸線X。噴嘴的出氣口 90位于出口段84的內壁86和外壁88之間。出氣口 90可被認為是位于噴嘴的下壁82中，鄰近噴嘴的內壁76，和由此在弦線CL和內孔軸線X之間，如圖6所示。出氣口 90優(yōu)選地為環(huán)形槽的形式。該槽優(yōu)選地大致為圓形，且位于垂直于內孔軸線X的平面中。槽優(yōu)選地具有從O. 5至5mm范圍內的相對恒定寬度。用于連接噴嘴至進氣段12的環(huán)形凸緣62與噴嘴的外部段70的一個段為整體。凸緣62可被認為繞噴嘴的進氣口 92延伸，該進氣口 92用于接收來自進氣段12的氣流。噴嘴的外部段70的該段被設置形狀以傳送氣流至噴嘴的環(huán)形內部通道94中。噴嘴的外壁74、內壁76、上壁80和下壁82 —起限定內部通道94，該內部通道94繞內孔軸線X延伸。內部通道94在穿過內孔軸線X的平面中具有大致矩形截面。如圖8所示，內部通道94可包括用于引導氣流穿過出氣口 90的空氣通道96。空氣通道96的寬度基本上與出氣口 90的寬度相同。在該實例中，空氣通道96沿遠離內孔軸線X延伸的方向D朝向出氣口 90延伸，從而空氣通道96相對于翼型的弦線CL且相對于噴嘴的內孔軸線X傾斜。內孔軸線X或弦線CL相對于方向D的傾斜角度可采取任意值。該角度優(yōu)選地在從O至45°的范圍內。在該實例中，傾斜角度繞內孔軸線X是基本上恒定的，且為約15°?？諝馔ǖ?6相對于內孔軸線X的傾斜度由此基本上與內壁86相對于內孔軸線X的傾斜度相同。氣流由此從噴嘴沿相對噴嘴的內孔軸線X傾斜的方向D發(fā)射。該氣流也被發(fā)射遠離噴嘴的內壁76。通過控制空氣通道96的形狀使得空氣通道96延伸遠離內孔軸線X，與當氣流沿基本上平行于內孔軸線X或朝向內孔軸線X傾斜的方向D發(fā)射時產生的組合氣流的流量(flow rate)相比，由天花板風扇10產生的組合氣流的流量可被增加。不希望受到任意理論的限制，我們認為這是因為具有帶相對較大表面積的外部輪廓的氣流的發(fā)射。在該例中，氣流被從噴嘴以大致向外成錐形的圓錐形狀發(fā)射。該增加的表面積促進了氣流與噴嘴周圍的空氣的混合，增 加了環(huán)境空氣被發(fā)射氣流的夾帶程度且由此增加了組合氣流的流量。再返回至圖I至5，支撐組件16包括用于將天花板風扇10安裝在天花板C上的天花板安裝件100、具有連接至天花板安裝件100的第一端和連接至支撐組件16的主體104的第二端的臂102。該主體104進而被連接至天花板風扇10的進氣段12。天花板安裝件100包括安裝板106，該安裝板106能利用能穿過安裝板106中的孔108的螺釘連接至房間的天花板C。參考圖9和10，天花板安裝件100還包括聯(lián)接組件，用于聯(lián)接臂102的第一端110至安裝板106。聯(lián)接組件包括聯(lián)接盤112，該聯(lián)接盤112具有接收在安裝板106的環(huán)形溝槽116內的環(huán)形邊沿114，從而聯(lián)接盤112可相對于安裝板106繞旋轉軸線R旋轉。臂102相對于旋轉軸線R傾斜一角度Θ，該角度Θ優(yōu)選地在從45°至75°的范圍內，且在該實例中為約60°。因此，當臂102繞旋轉軸線R旋轉時，進氣段12和噴嘴繞旋轉軸線R軌道運行。臂102的第一端110通過聯(lián)接組件的多個聯(lián)接構件118、120、122而被連接至聯(lián)接盤112。聯(lián)接組件被環(huán)形帽124包圍，該環(huán)形帽124被固定至安裝板106且包括孔，臂102的第一端110穿過該孔。帽124還圍繞電連接盒126，該電連接盒126用于連接電線以供應電力至天花板風扇10。電纜(未示出)從連接盒126延伸穿過形成在聯(lián)接組件中的孔128、130，和形成在臂的第一端110中的孔132，然后進入臂102。如圖9至11中所示，臂102是管狀的，且包括沿臂102的長度延伸的內孔134且電纜在該內孔中從天花板安裝件100延伸至主體104。臂102的第二端136被連接到支撐組件16的主體104。支撐組件16的主體104包括環(huán)形內部主體段138和繞內部主體段138延伸的環(huán)形外部主體段140。內部主體段138包括環(huán)形凸緣142，所述凸緣142接合位于進氣段12的外殼18上的凸緣144。環(huán)形連接器146，例如C形卡，被連接至內部主體段138的凸緣142，以繞外殼18的凸緣144延伸且支撐該凸緣144，從而外殼18可相對于內部主體段138繞縱向軸線L旋轉。環(huán)形入口密封件148形成護罩36和內部主體段138的凸緣142之間的氣密密封。進氣段12和噴嘴(其被安裝支架58連接至外殼18)由此能相對于支撐組件16繞縱向軸線L旋轉。這允許用戶調節(jié)噴嘴相對于支撐組件16的、且由此相對于支撐組件16所連接至的天花板C的取向。為了調節(jié)噴嘴相對于天花板C的取向，用戶拉動噴嘴使得進氣段12和噴嘴二者都繞縱向軸線L旋轉。例如，在夏天，用戶可希望將噴嘴取向為使得氣流被發(fā)射為離開天花板C且進入房間，從而由風扇產生的氣流提供相對較冷的吹風，用于使位于天花板風扇10之下的用戶涼快。但是在冬天，用戶可能希望翻轉噴嘴180°，從而氣流被朝向天花板C發(fā)射以置換和循環(huán)上升至房間的墻的上部的暖空氣，而不直接在天花板風扇之下產生吹風。在該實例中，進氣段12和噴嘴二者都能繞縱向軸線L旋轉。替換地，天花板風扇12可被布置為使得噴嘴能相對于外殼18且由此相對于進氣段12和支撐組件16旋轉。例如，外殼18可通過螺栓或螺釘而被固定至內部主體段138，且噴嘴可以以能相對于外殼18繞縱向軸線L旋轉的方式被固定至外殼18。在這種情況下,噴嘴和外殼18之間的連接方式可類似于該實例中的進氣段12和支撐組件16之間的實現(xiàn)的連接方式。返回圖11，內部主體段138限定空氣通道150，用于傳送氣流至進氣段12的進氣口 38。護罩36限定空氣通道152，該空氣通道152延伸穿過進氣段12，且支撐組件16的空氣通道150基本上與進氣段12的空氣通道152共軸線?？諝馔ǖ?50具有進氣口 154，該進氣口 154垂直于縱向軸線L。內部主體段138和外部主體段140 —起限定支撐組件16的主體104的殼體156。殼體156可容納控制電路(未示出)用于供應電力至馬達26。電纜延伸穿過形成在臂102的第二端136中的孔(未示出)且被連接至控制電路。第二電纜(未示出)從控制電路延伸至馬達26。第二電纜穿過形成在主體104的內部主體段138的凸緣142中的孔，且進入在外殼18和護罩36之間延伸的環(huán)形通道44。第二電纜隨后延伸穿過擴散器至馬達26。例如，第二電纜可穿過護罩的擴散器葉片32且進入馬達殼體。墊圈可繞第二電纜定位以形成與形成在護罩36中的孔的外周表面的氣密密封，以阻止空氣通過該孔的泄露。主體104還可包括用戶接口，所述用戶接口被連接至控制電路用于允許用戶控制天花板風扇10的運行。例如，用戶接口可包括一個或多個按鈕或撥盤用于允許用戶激活和關閉馬達26，和控制馬達26的速度。替換地，或附加地，用戶接口可包括傳感器用于接收來自遙控器的控制信號，以控制天花板風扇10的運行。依賴于噴嘴的外壁74的半徑、臂102的長度和天花板風扇10被連接至的天花板的形狀，外殼18的縱向軸線L (噴嘴繞其旋轉)和天花板之間的距離可短于噴嘴的外壁74的半徑，其將阻止噴嘴繞縱向軸線L旋轉過90°。為了允許噴嘴被翻轉，支撐組件16的主體104能相對于臂102繞第一樞轉軸線Pl樞轉，以將環(huán)形噴嘴在上升位置(如圖2所示)和下降位置(如圖13所示)之間運動。第一樞轉軸線Pl被示出于圖11中。第一樞轉軸線Pl由銷158的縱向軸線限定，該銷158延伸穿過臂102的第二端136，且具有由主體104的內部主體段138保持的端部。第一樞轉軸線Pl基本上垂直于臂102相對于天花板安裝件100旋轉所繞的旋轉軸線R。第一樞轉軸線Pl還基本上垂直于外殼18的縱向軸線L。在圖2中示出的上升位置中，外殼18的縱向軸線L，且由此葉輪軸線，基本上平行于安裝板106。這可允許噴嘴被取向為使得內孔軸線X基本上垂直于縱向軸線L且垂直于天花板風扇10被附連至的水平天花板C。在下降位置中，外殼18的縱向軸線L，且由此葉輪軸線，相對于安裝板106傾斜，優(yōu)選地傾斜一小于90°的角度，且更優(yōu)選地傾斜一小于45°的角度。本體104可相對于臂102樞轉約從5°至45°范圍內的角度，以將噴嘴從上升位置運動至下降位置。依賴于噴嘴的外壁74的半徑，約從10°至20°范圍內的角度的樞轉運動可足以將噴嘴充分地下降，以允許噴嘴被翻轉而不接觸天花板。在該實例中，本體104可相對于臂102樞轉約12°至15°的角度，以將噴嘴從上升位置運動至下降位置。主體104的殼體156還容置可釋放鎖定機構160，用于鎖定主體104相對于臂102的位置。鎖定機構160用于將主體104保持在一位置中，由此噴嘴處于其上升位置中。參考圖11和12，在該實例中，鎖定機構160包括鎖定楔形件162，用于接合臂102的第二端136和主體104的上部部分164，以抑制臂102和主體104之間的相對運動。鎖定楔形件162被連接至內部主體段138用于繞第二樞轉軸線P2相對于內部主體段138樞轉運動。第二樞轉軸線P2基本上平行于第一樞轉軸線P1。鎖定楔形件162通過鎖定臂166被保持在圖11中示出的鎖定位置中，該鎖定臂166繞主體104的內部主體段138延伸。鎖定臂滾輪168可旋轉地連接至鎖定臂166的上端，以接合鎖定楔形件162,和最小化鎖定楔形件162和鎖定臂166之間的摩擦力。鎖定臂166被連接至內部主體段138用于繞第三樞轉軸線P3相對于內部主體段138樞轉運動。第三樞轉軸線P3基本上平行于第一樞轉軸線Pl和第二樞轉軸線P2。鎖定臂166被彈性元件170朝向圖11中所示的位置偏壓，該彈性元件170優(yōu)選地為彈簧，位于鎖定臂166和內部主體段138的凸緣142之間。為了釋放鎖定機構160，用戶抵抗彈性元件170的偏壓力推動鎖定臂166，以將鎖定臂166繞第三樞轉軸線P3樞轉。外部主體段140包括窗口 172，用戶通過該窗口 172可
插入工具來接合鎖定臂166。替換地，用戶操作按鈕可被附連至鎖定臂166的下端，以穿過該窗口 172突出用于被用戶按壓。鎖定臂166繞第三樞轉軸線P3的運動將鎖定臂滾輪168移動遠離臂102的第二端136，由此允許鎖定楔形件162繞第二樞轉軸線P2樞轉遠離其鎖定位置和脫離與臂102的第二端136的接合。鎖定楔形件162遠離其鎖定位置的運動允許主體104相對于臂102繞第一樞轉軸線Pl樞轉，且由此將噴嘴從其上升位置運動至其下降位置。一旦用戶已經將噴嘴繞縱向軸線L旋轉期望的量，用戶可通過抬起噴嘴的端部使得主體104繞第一樞轉軸線Pl樞轉而將噴嘴返回至其上升位置。由于鎖定臂166被朝向圖11中所示的位置偏壓，噴嘴至其上升位置的返回導致鎖定臂166自動地返回至圖11中所示的位置，且由此使得鎖定楔形件162返回至其鎖定位置。為了操作天花板風扇10，用戶按壓遙控器或用戶接口的適當按鈕。用戶接口的控制電路將該動作通訊至主控制電路，響應于此，主控制電路激活馬達26以旋轉葉輪22。葉輪22的旋轉導致氣流通過進氣口 150而被吸入支撐組件16的主體104。使用用戶接口或遙控器，用戶可控制馬達26的速度，且由此控制空氣被吸入支撐組件16的速率。氣流順序地沿支撐組件16的空氣通道150和進氣段的空氣通道152穿過，以進入噴嘴的內部通道94。在噴嘴的內部通道94中，氣流被分為繞噴嘴16的內孔78沿相反方向行進的兩股氣流。當氣流穿過內部通道94時，空氣被通過出氣口 90發(fā)射。當在穿過且包含內孔軸線X的平面中觀察時，氣流穿過出氣口 90沿方向D發(fā)射。氣流從出氣口 90的發(fā)射導致通過對來自外部環(huán)境特別是來自噴嘴周圍區(qū)域的空氣的夾帶而產生副氣流。該副氣流結合發(fā)射的氣流以形成組合的或總體的從噴嘴向前投射的氣流或空氣流動。圖14至16示出了用于在房間內產生氣流的風扇組件的第二實例。在該第二實例中，風扇組件200形成天花板風扇的部分，其可被連接至房間的天花板。支撐組件(未示出)被設置用于在房間的天花板上支撐風扇組件200。天花板風扇10的支撐組件16可被連接至風扇組件200以在天花板上支撐風扇組件200，且由此支撐組件將不在這里結合第二實例進一步描述。
在該第二實例中，風扇組件200是環(huán)形殼體的形式，其具有內部通道202，該內部通道202具有進氣口 204和出氣口 206。該殼體具有環(huán)形出氣段208和弧形進氣段212，該出氣段208限定內部通道202的出口段210和出氣口 206，該進氣段212部分地繞殼體的出氣段208延伸，且限定內部通道202的進口段214和進氣口 204。殼體的出氣段208包括內部殼體段和在殼體的上端(如所示)處連接至內部段的外部殼體段。參考圖14,內部殼體段包括多個弧形段216a、126b、216c、216d,所述多個弧形段被連接在一起以限定殼體的第一環(huán)形側壁218的上部218a。第一側壁218繞中心內孔軸線X延伸以限定殼體的內孔222。內孔222具有大致圓形截面。外部殼體段也包括多個弧形段224a、224b、224c、224d、224e，其被連接至內部殼體段。還參考圖17和18 (a)至18(e)，外部殼體段的段224a、224b、224c、224d和內部殼體段的段216a —起限定殼體的第二側壁226。第二側壁226繞第一側 壁218延伸。外部殼體段的段224a、224b、224c、224d和內部殼體段的段216a還一起限定上壁228，該上壁228在殼體的側壁218、226之間延伸。殼體的出氣段208還包括出氣殼體段，該出氣殼體段被連接至內部殼體段和外部殼體段。參考圖15，外部殼體段也包括多個弧形段230a、230b、230c、230d、230e、230f。出氣殼體段的每個弧形段從第一側壁218的上部218a的下端延伸至外部殼體段的弧形段，以限定第一側壁218的下部218b和定位為與上壁228相對的下壁232。第一側壁218的下部218b的外表面大致為截錐形，以遠離內孔軸線X成錐形。在該實例中，內孔軸線X和第一側壁218的下部218b的外表面之間的夾角是約15°。內部通道202的出口段210由此由殼體的側壁218、226、上壁228和下壁232限定。內部通道202的出口段210具有大致矩形截面。第二側壁226繞第一側壁218延伸約360°。如圖17中最清晰所示，側壁218、226之間的徑向距離關于內孔軸線X變化，從而內部通道202的出口段210是卷形段(scrollsection)的形式，其具有繞內孔軸線X連續(xù)變化的截面。出口段210具有相對較寬的卷形進口段234和相對較窄的卷形出口段236，出口段210的截面面積在這些段234、236之間連續(xù)地減小。還參考圖18(e)，卷形進口段234具有進氣端口 238，用于接收來自殼體的進氣段212的氣流，且卷形出口段236具有出氣端口 240，用于將氣流的第一部分返回至卷形進口段234。內部通道202的出口段210由此繞內孔軸線X連續(xù)。進氣端口 238位于第二側壁226的端部242、244之間。出氣端口 240位于第一側壁218和第二側壁226的一端242之間。出氣端口 240定位為與進氣端口 238相鄰。如圖17所示，進氣端口 238和出氣端口 240優(yōu)選地基本上共平面。出氣殼體段限定殼體的出氣口 206，氣流的第二部分通過該出氣口 206而被從殼體發(fā)射。在該實例中，出氣口 206優(yōu)選地為環(huán)形槽的形式。該槽優(yōu)選地大致為圓形，且位于垂直于內孔軸線X的平面中。槽優(yōu)選地具有從0.5至5_范圍內的相對恒定寬度。出氣口206位于第一側壁218的下部218b和下壁232之間。第一側壁218的下部218b的內表面被設置形狀以沿相對于內孔軸線X傾斜且延伸遠離內孔軸線X的方向引導氣流的第二部分穿過出氣口 206。類似于第一實例，氣流的第二部分被沿相對于內孔軸線X傾斜約15°角度的方向發(fā)射穿過出氣口 206。下壁232和第一側壁218的下部218b被多個腹板252連接至一起，所述腹板252用于控制槽的寬度。如圖15和17所示，這些腹板252被繞內孔軸線X成角度地間隔開。與第一實例一樣，第一側壁218的上部218a和下部218b可為整體的，且下壁232可與第二側壁226為整體的。在這種情況下，側壁的一個可被形成有多個間隔件，其用于接合另一側壁以控制繞內孔軸線X的側壁之間的間距和由此控制出氣口 206的寬度。如上所述，殼體具有弧形進氣段212，該進氣段212部分地繞殼體的出氣段208延伸，且限定風扇組件200的進氣口 204和內部通道202的進口段214。內部通道202的進口段214從進氣口 204傳送氣流至卷形進口段234的進氣端口 238。類似于第一實例，進口段214容置葉輪22和馬達26，該葉輪22用于抽吸氣流進入風扇組件200，馬達26用于驅動葉輪22。進口段214還容置位于 葉輪22下游的擴散器，且擴散器包括多個擴散葉片32。葉輪22、馬達26和擴散器位于進氣段212的大致圓柱形葉輪容置段254內。葉輪容置段254由外部殼體段的段224e限定。葉輪22具有縱向軸線L，葉輪22被布置在葉輪容置段254內，從而縱向軸線L大致垂直于內孔軸線X但是不與其相交。葉輪22、馬達26和擴散器在葉輪容置段254內的布置基本上與天花板風扇10的進氣段12的圓柱形外殼18內的那些部件的布置相同，且由此這些部件在葉輪容置段254內的布置在這里不再描述。用于接收來自遙控器的控制信號且用于響應接收到的控制信號來控制馬達26的控制電路可位于葉輪容置段254內。替換地，或附加地，用戶接口可位于葉輪容置段254上。用戶接口可包括一個或多個按鈕或撥盤，用于允許用戶激活和關閉馬達26，和控制馬達26的速度。用于在葉輪容置段254內安裝這些部件的安裝裝置可基本上與天花板風扇10的進氣段12的圓柱形外殼18內的那些部件的布置相同，且由此安裝裝置在這里不再描述。葉輪容置段254還可包括第一靜音裝置256，其位于葉輪22的上游，和第二靜音裝置258，其位于擴散器葉片32的下游。每個靜音裝置256、258可包括一個或多個聲學泡沫和多個亥姆霍茲共鳴器(Helmholtz resonator)。由于葉輪容置段254具有大致圓柱形截面，內部通道202的進口段214包括變截面的中間段260，該中間段260連接葉輪容置段254至內部通道202的出口段210。中間段260也由外部殼體段的段224e限定。內部通道202的進口段214還包括導管262，該導管262從進氣口 204傳輸氣流至葉輪容置段254。導管262繞殼體的出氣段208延伸，且為弧形形狀。進氣口 204位于導管262的一端處。在該實例中，導管262包括第一導管段262a，其被連接至外部殼體段的段224d，以及第二導管段262b，其被連接在第一導管段262a和葉輪容置段254之間。導管262可包括任意數(shù)量的這種導管段，以繞殼體的出氣段208延伸更多或更少的程度。在該實例中，導管262具有大致矩形截面，且由此內部通道202的進口段214包括變截面的第二中間段264，該第二中間段264連接導管262至葉輪容置段254。殼體的進氣段212可進一步包括一個或多個靜音裝置。在該實例中，進氣段212包括兩個靜音泡沫的弧形段266a、266b，其位于第一導管段262a的相對側上，以及靜音泡沫的弧形段266c，其位于第二導管段262b的一側上。進氣口 204為切向進氣口，其中該進氣口引導氣流沿基本上相切于殼體的內孔222的方向進入風扇組件200。這允許氣流進入殼體的內部通道202而沿氣流的方向無任何急變，且由此可減小由葉輪上游的湍流產生的噪音。天花板風扇10的支撐組件16可被連接至進氣口 204。為了操作風扇組件200，用戶按壓遙控器或用戶接口的適當按鈕。用戶接口的控制電路將該動作通訊至主控制電路，響應于此，主控制電路激活馬達26以旋轉葉輪22。葉輪22的旋轉導致氣流通過進氣口 204而被吸入內部通道202的進口段214中。使用用戶接口或遙控器，用戶可控制馬達26的速度，且由此控制空氣被吸入內部通道202的速率。氣流順序地穿過導管262、第二中間段264、葉輪容置段254和中間段260，以通過進氣口 238進入內部通道202的出口段210。當氣流穿過內部通道202的出口段210時，一部分氣流被通過出氣口 206發(fā)射。當在穿過且包含內孔軸線X的平面中觀察時，該部分氣流被沿延伸遠離內孔軸線X的方向D發(fā)射穿過出氣口 206。該部分氣流從出氣口 206的發(fā)射導致通過對來自外部環(huán)境特別是來自風扇組件200周圍區(qū)域的空氣的夾帶而產生的副氣流。該副氣流結合發(fā)射的氣流以形成組合的 或總體的從風扇組件200向前投射的氣流或空氣流動。 如上所述，另一部分氣流穿過出氣端口 240以重新進入卷形進口段234。該部分氣流返回至卷形進口段234允許氣流被繞內孔軸線X以基本恒定速度從出氣口 206發(fā)射。如上所述，進氣端口 238和出氣端口 240基本上共平面，從而該部分的氣流重新進入卷形進口段234所沿的方向與氣流進入卷形進口段234所沿的方向基本相同。這可最小化卷形進口段234內的湍流的產生。
權利要求
1.一種用于在房間內產生氣流的風扇組件，該風扇組件包括 葉輪和馬達，該馬達用于驅動葉輪以抽吸氣流進入風扇組件，和 殼體，其包括連續(xù)的內部通道，該內部通道具有切向進氣口以及至少一個出氣口，基本上所有由葉輪吸入風扇組件的氣流通過該切向進氣口進入內部通道，該至少一個出氣口用于發(fā)射該氣流的至少一部分； 該殼體限定內孔，內部通道繞該內孔延伸，且來自風扇組件外的空氣被從所述至少一個出氣口發(fā)射的空氣抽吸穿過該內孔。
2.如權利要求I所述的風扇組件，其中內部通道包括進口段和出口段，該進口段包括所述切向進氣口，該出口段位于進口段下游且包括所述至少一個出氣口。
3.如權利要求2所述的風扇組件，其中進口段繞出口段的至少一部分延伸。
4.如權利要求2所述的風扇組件，其中出口段具有繞內孔連續(xù)改變的截面。
5.如權利要求2所述的風扇組件，其中出口段是連續(xù)的。
6.如權利要求2所述的風扇組件，其中出口段具有大致矩形截面。
7.如權利要求2所述的風扇組件，其中葉輪和馬達位于進口段內。
8.如權利要求7所述的風扇組件，其中進口段包括葉輪容置段和導管段，該葉輪容置段容置葉輪和馬達，該導管段從切向進氣口延伸至葉輪容置段。
9.如權利要求8所述的風扇組件，其中導管段繞出口段延伸。
10.如權利要求8所述的風扇組件，其中導管段是弧形形狀的。
11.如權利要求I所述的風扇組件，其中葉輪能繞葉輪軸線旋轉，且內孔具有內孔軸線，且其中內孔軸線基本上垂直于葉輪軸線。
12.如權利要求I所述的風扇組件，其中葉輪是軸流葉輪和混流葉輪中的一種。
13.如權利要求I所述的風扇組件，包括位于葉輪下游的擴散器。
14.如前述任一項權利要求所述的風扇組件，其中殼體包括限定內孔的第一環(huán)形側壁、繞第一側壁延伸的第二側壁、在側壁之間延伸的上壁，和定位為與上壁相對的下壁。
15.如權利要求14所述的風扇組件，其中所述至少一個出氣口位于下壁和第一側壁之間。
16.如權利要求I至13中任一項所述的風扇組件，其中所述至少一個出氣口包括圓形槽。
全文摘要
一種用于在房間內產生氣流的風扇組件包括葉輪和用于驅動葉輪以抽吸氣流進入風扇組件的馬達，以及殼體，其包括連續(xù)的內部通道，該內部通道具有切向進氣口以及至少一個出氣口，氣流通過該切向進氣口進入內部通道，該至少一個出氣口用于發(fā)射至少一部分該氣流。該殼體限定內孔，內部通道繞該內孔延伸且來自風扇組件外的空氣被從所述至少一個出氣口發(fā)射的空氣抽吸穿過該內孔。
文檔編號F04F5/16GK102878060SQ20121024654
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權日2011年7月15日
發(fā)明者N.A.斯圖爾特, M.J.阿德金, D.A.蒂貝茨 申請人:戴森技術有限公司