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)扇組件。在其優(yōu)選實(shí)施例中，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(dòng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)家用風(fēng)扇通常包括被安裝為用于繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一套葉片或葉輪和用于讓該套葉片旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生氣流的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。氣流的運(yùn)動(dòng)和循環(huán)形成“風(fēng)冷”或微風(fēng)，結(jié)果，由于熱量通過(guò)對(duì)流和蒸發(fā)而消散所以使用者感受到冷卻的效果。這種風(fēng)扇可以具有各種尺寸和形狀。例如，吊扇可以是至少Im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(lái)冷卻房間。另一方面，桌上風(fēng)扇通常是30cm左右的直徑，且通?？梢宰杂烧玖⑶沂潜銛y式的。這類裝置的缺點(diǎn)是，通過(guò)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的氣流向前的流動(dòng)不能被使用者均勻地感受到。這時(shí)由于跨過(guò)葉片表面或跨過(guò)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(dòng)或吹動(dòng)的干擾，所以會(huì)感受到不均勻或“紊亂”的氣流。其他的缺點(diǎn)是風(fēng)扇所產(chǎn)生的冷卻效果隨距離使用者的距離增大而減小，且使用者可能不位于能感受到最大冷卻效果的位置或距離上。這意味著風(fēng)扇必須放在距離使用者很近處，以便讓使用者感受到風(fēng)扇的好處。其他類型的風(fēng)扇描述于US 2，488，467，US 2，433，795 和 JP 56-167897 中。US2，433，795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(jī)和吹風(fēng)器或風(fēng)扇，用于產(chǎn)生氣流。在家用環(huán)境中，由于空間上的限制，需要的是電器(appliance)盡可能小且緊湊。例如，放在桌面上或桌面附近的風(fēng)扇基部減小了處理文件、計(jì)算機(jī)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(diǎn)，且與其他電器很近以易于連接。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(huì)阻擋自然光(或來(lái)自人造光源的光)到達(dá)桌面區(qū)域。對(duì)于近距工作或?qū)τ陂喿x來(lái)說(shuō)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(wèn)題，這是因在降低的光亮水平下長(zhǎng)時(shí)間工作造成的。此外，不期望的是家用電器的部件向外突出，既是因?yàn)榘踩囊蛩匾彩且驗(yàn)檫@些部件難以清潔。

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。
第一方面，本發(fā)明提供一種用于形成氣流的無(wú)葉片風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括用于形成氣流的裝置和一噴嘴，該噴嘴包括用于接收氣流的內(nèi)部通道的和用于發(fā)射氣流的嘴部，噴嘴繞一軸線延伸，以限定一開(kāi)口，來(lái)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(guò)所述開(kāi)口，噴嘴包括一表面，用以引導(dǎo)氣流，嘴部被設(shè)置在該表面上方，該表面包括擴(kuò)散部分和引導(dǎo)部分，該擴(kuò)散部分呈錐形地遠(yuǎn)離所述軸線，該引導(dǎo)部分在所述擴(kuò)散部分下游并與之成角度。有利地，通過(guò)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。無(wú)葉片結(jié)構(gòu)因不存在風(fēng)扇葉片穿過(guò)空氣運(yùn)動(dòng)的聲音而形成低噪音的發(fā)射，且運(yùn)動(dòng)部件減少。錐形擴(kuò)散部分增強(qiáng)風(fēng)扇組件的放大性能并使得表面上的噪聲和摩擦損失最小化。引導(dǎo)部分的結(jié)構(gòu)和角度使得排出出口的發(fā)散氣流成形或成型。有利地，在氣流經(jīng)過(guò)引導(dǎo)部分時(shí)平均速度增加，這增加了使用者感受到的涼爽感覺(jué)。有利地，引導(dǎo)部分和擴(kuò)散部分的設(shè)置將氣流朝向使用者導(dǎo)向同時(shí)保持平穩(wěn)均勻的輸出，而不會(huì)讓使用者感覺(jué)到“紊亂”的流動(dòng)。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(lái)經(jīng)導(dǎo)向且集中的適當(dāng)冷卻感受。在風(fēng)扇組件的隨后說(shuō)明中，且特別是在優(yōu)選實(shí)施例的風(fēng)扇中，術(shù)語(yǔ)“無(wú)刷”用于描述風(fēng)扇組件，在該組件中氣流從風(fēng)扇組件向前發(fā)射或噴射，而不使用運(yùn)動(dòng)的葉片。按照該定義，無(wú)葉片風(fēng)扇組件可以被認(rèn)為是具有無(wú)運(yùn)動(dòng)葉片的輸出區(qū)域或發(fā)射區(qū)域，從該區(qū)域朝向使用者或室內(nèi)引導(dǎo)氣流。無(wú)葉片風(fēng)扇組件的輸出區(qū)域可提供主要?dú)饬?，該主要?dú)饬魍ㄟ^(guò)各種不同的來(lái)源產(chǎn)生，如泵、發(fā)聲器(generator)、電機(jī)或其他流體傳輸裝置，且其可以包括旋轉(zhuǎn)裝置，如電機(jī)轉(zhuǎn)子和/或用于產(chǎn)生氣流的葉片式葉輪。所產(chǎn)生的主要?dú)饬骺梢詮娘L(fēng)扇組件外的室內(nèi)空間或其他環(huán)境經(jīng)過(guò)內(nèi)部通道到達(dá)噴嘴，并隨后通過(guò)噴嘴的嘴部回到室內(nèi)空間。因此，風(fēng)扇組件描述為無(wú)葉片的并不是要延伸到電源或諸如電機(jī)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)扇組件的發(fā)光、調(diào)整和振動(dòng)。優(yōu)選地，擴(kuò)散部分和軸線之間所夾的角在7°到20°的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是約15°。該布置提供有效的氣流生成。在優(yōu)選實(shí)施例中，引導(dǎo)部分關(guān)于軸線對(duì)稱地延伸。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)部分形成平衡、或一致的輸出表面，在該表面上通過(guò)該風(fēng)扇組件產(chǎn)生的氣流被發(fā)射。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(duì)從由風(fēng)扇組件的噴嘴限定的開(kāi)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(lái)整潔且一致的噴嘴的組件。對(duì)使用者或顧客來(lái)說(shuō)整潔的設(shè)計(jì)是所需的且有吸引力的。優(yōu)選地，噴嘴沿軸線的方向延伸至少50mm的距離。優(yōu)選地，噴嘴繞軸線延伸的距離在300mm到1800mm。這提供了用于在不同輸出區(qū)域和開(kāi)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(shí)冷卻使用者臉部和上身。優(yōu)選地，引導(dǎo)部分沿軸線方向延伸5mm到60mm范圍的距離，更優(yōu)選地約20mm。該距離提供了一種合適的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以用于將從風(fēng)扇組件發(fā)出的氣流導(dǎo)向和集中，并產(chǎn)生合適的冷卻效果。噴嘴的優(yōu)選尺寸形成緊湊結(jié)構(gòu)同時(shí)產(chǎn)生來(lái)自風(fēng)扇組件的適當(dāng)量的氣流，用于讓使用者涼快。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(dòng)，幾乎是“粘著”或“緊抱(hugging)”表面。柯恩達(dá)效應(yīng)是一種被證明的且很好地被記載了的卷吸方法，其中，主要?dú)饬髟诳露鬟_(dá)表面上被導(dǎo)向?？露鬟_(dá)表面的特點(diǎn)的描述以及柯恩達(dá)表面上方流體流動(dòng)的效果可以在一些文章中找到，如Reba在1963年的Scientific American第214冊(cè)84到92頁(yè)。通過(guò)使用柯恩達(dá)表面，從風(fēng)扇組件外部而來(lái)的增加量的空氣被從嘴部發(fā)射的空氣拽吸通過(guò)開(kāi)口。在優(yōu)選實(shí)施例中，氣流通過(guò)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?dú)饬?。主要?dú)饬鲝膰娮斓淖觳堪l(fā)射并優(yōu)選地經(jīng)過(guò)柯恩達(dá)表面。主要?dú)饬骶砦趪娮熳觳恐車目諝猓溆米鞣糯笃?，以將?duì)主要?dú)饬骱捅痪砦鼩饬鞴?yīng)到使用者。被卷吸的空氣在這里被稱為次要?dú)饬鳌４我獨(dú)饬鞒槲允覂?nèi)空間、噴嘴的嘴部周圍的區(qū)域外部環(huán)境中以及通過(guò)置換從風(fēng)扇組件周圍的其他區(qū)域中吸入，并主要經(jīng)過(guò)噴嘴所限定的開(kāi)口。主要?dú)饬髟诳露鬟_(dá)表面上被導(dǎo)向并與被卷吸的次要?dú)饬鹘Y(jié)合，以成為從噴嘴所限定的開(kāi)口向前發(fā)射或噴射的總氣流?？倸饬鲗?duì)風(fēng)扇組件來(lái)說(shuō)足以形成適于冷卻的氣流。優(yōu)選地，噴嘴的嘴部周圍空氣的卷吸使得主要?dú)饬鞅恢辽俜糯笪灞?，?yōu)選地十倍，而保持了平穩(wěn)的總輸出。從噴嘴所限定的開(kāi)口發(fā)射的氣流在噴嘴的直徑范圍內(nèi)可以具有近似的平均速度分布。總流量和分布可以被描述為是某些區(qū)域具有層流或特定層流的栓塞流(plug flow)。與已有技術(shù)裝置相比，通過(guò)該風(fēng)扇組件向使用者輸送的氣流具有更低紊流且更具線性氣流分布的優(yōu)點(diǎn)。有利地，來(lái)自風(fēng)扇的氣流可以從開(kāi)口和噴嘴的嘴部周圍區(qū)域向前噴射為帶有層流與葉片風(fēng)扇相比可被使用者感受到更優(yōu)越冷卻效果。具有很低紊流的層流氣流可以有效地從噴射點(diǎn)通過(guò)并與已有技術(shù)的風(fēng)扇所產(chǎn)生的氣流相比因?yàn)槲闪鲹p失更小的能量和更少的速度。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)一種優(yōu)點(diǎn)在于甚至可以在遠(yuǎn)距離處感受到冷卻效果且風(fēng)扇的總體效率增加。這意味著，使用戶則可以選擇將風(fēng)扇坐落在距工作區(qū)域或桌子一定距離處，而仍能感受到風(fēng)扇的冷卻效果。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(shí)施例中，噴嘴是環(huán)形的。通過(guò)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(shí)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(jì)方案，增加了使用者或顧客的選擇性。進(jìn)而，在該結(jié)構(gòu)中，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。替換地，噴嘴組件可以包括限定了內(nèi)部通道、嘴部和開(kāi)口的外部殼體部分和內(nèi)部殼體部分。每個(gè)殼體部分可包括多個(gè)部件或單個(gè)環(huán)形部件。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(gè)壁，且該至少一個(gè)壁包括限定出口的相對(duì)表面。優(yōu)選地，該至少一個(gè)壁包括內(nèi)壁和外壁，且其中，嘴部被限定在內(nèi)壁和外壁的相對(duì)表面之間。優(yōu)選地，嘴部具有出口，且嘴部的出口處相對(duì)表面之間的間隔優(yōu)選在0. 5_到5_范圍。通過(guò)該布置，噴嘴可以具有所需的流動(dòng)性能，以在表面上引導(dǎo)主要?dú)饬鞑⑻峁┑竭_(dá)使用者的相對(duì)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(guò)噴嘴的氣流的裝置是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的葉輪。其可為風(fēng)扇組件提供有效氣流產(chǎn)生。用于形成氣流的裝置包括DC無(wú)刷電機(jī)和混流葉輪(mixed flowimpeller)。這可以避免來(lái)自有刷電機(jī)的刷子的碳屑和摩擦損失。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(guò)敏人群周圍。盡管感應(yīng)電機(jī)——其通常用在帶葉片風(fēng)扇中一也不具有電刷，但是直流無(wú)刷電機(jī)可以提供比感應(yīng)電機(jī)更寬的運(yùn)行速度范圍。噴嘴可以是相對(duì)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。在第二方面中，本發(fā)明提供一種用于產(chǎn)生氣流的無(wú)葉片風(fēng)扇組件的噴嘴，該噴嘴包括用于接收氣流的內(nèi)部通道和用于發(fā)射氣流的嘴部，該噴嘴繞軸線延伸以限定一開(kāi)口，其中來(lái)自風(fēng)扇組件外部的空氣可被從嘴部發(fā)射的氣流拽吸通過(guò)該開(kāi)口，該噴嘴包括一表面，在該表面上嘴部被設(shè)置以引導(dǎo)氣流，該表面包括呈錐形地遠(yuǎn)離所述軸線的擴(kuò)散部分和位于擴(kuò)散部分下游并與之成角度的引導(dǎo)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(shí)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；和圖5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(shí)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(kāi)口 2的環(huán)形噴嘴I。參見(jiàn)圖2和3，噴嘴I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?？露鬟_(dá)表面14布置為使得從嘴部12排出并經(jīng)過(guò)柯恩達(dá)表面14的主要?dú)饬魍ㄟ^(guò)柯恩達(dá)效應(yīng)放大。噴嘴I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(gè)選擇按鈕20，這些選擇按鈕可通過(guò)外殼18接近且通過(guò)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I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I的端部延伸到噴嘴I的遠(yuǎn)離基部16的端部。在該實(shí)施例中，風(fēng)扇組件具有的高度H為約530mm，但風(fēng)扇組件可以具有任何所需的高度?；?6和噴嘴I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(hào)Wl且噴嘴I的寬度顯示為標(biāo)號(hào)W2。基部16和噴嘴I具有的深度沿軸線X的方向。在圖3中，基部16的深度顯示為標(biāo)號(hào)Dl且噴嘴I的深度顯示為標(biāo)號(hào)D2。圖3、4和5顯示了風(fēng)扇組件100的具體細(xì)節(jié)。用于產(chǎn)生通過(guò)噴嘴I的氣流的電機(jī)22位于基部16內(nèi)?；?6基本是圓筒形的且在該實(shí)施例中基部16具有的直徑(既寬度Wl和深度Dl)約為145mm?；?6還包括形成在外殼18中的空氣入口 24a、24b。電機(jī)殼體26位于基部16內(nèi)。電機(jī)22被電機(jī)殼體26支承且通過(guò)橡膠安裝部或密封構(gòu)件28保持在固定位置。在所示實(shí)施例中，電機(jī)22為DC無(wú)刷電機(jī)。葉輪30連接到從電機(jī)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。
到葉輪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(lái)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I的內(nèi)部通道10的氣流。電機(jī)22連接到電連接部和電源且通過(guò)控制器(未示出)控制?？刂破骱投鄠€(gè)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和4描述噴嘴I的特征。噴嘴I的形狀是環(huán)形的。在本實(shí)施例中，噴嘴I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I中的連續(xù)環(huán)圈或管道。噴嘴I由限定了內(nèi)部通道10和嘴部12的至少一個(gè)壁形成。在該實(shí)施例中，噴嘴I包括內(nèi)壁38和外壁40。在所示實(shí)施例中，壁38、40布置為環(huán)圈形或折疊形，以使得內(nèi)壁38和外壁40彼此接近。內(nèi)壁38和外壁40的相對(duì)表面一起限定了嘴部12。嘴部12繞軸線X延伸。嘴部12包括向出口 44變窄的錐形區(qū)域(tapered region)42。出口 44包括形成在噴嘴I的內(nèi)壁38和噴嘴I的外壁40之間的間隙或間隔。在嘴部12的出口 44處的壁38、40的相對(duì)表面之間的間隔被選擇為在從0. 5mm到5_的范圍內(nèi)。間隔的選擇取決于風(fēng)扇的所需性能特點(diǎn)。在該實(shí)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(shí)施例的噴嘴I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(kāi)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(dòng)。在圖3所示的例子中，噴嘴I的總體結(jié)構(gòu)和嘴部12使得擴(kuò)散表面和軸線X之間所對(duì)(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(shí)施例中，引導(dǎo)表面52布置為基本平行于軸線X且對(duì)于從嘴部12發(fā)射的氣流呈現(xiàn)基本圓柱形且基本平滑的面。所示實(shí)施例的噴嘴I的表面終止在向外張開(kāi)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(kāi)表面54包括限定出圓形開(kāi)口 2的末端58和錐形部分56，氣流從該開(kāi)口 2發(fā)射并從風(fēng)扇組件I噴出。錐形部分56布置為成錐面地離開(kāi)軸線X，其方式是錐形部分56和軸線之間所對(duì)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和軸線之間的角度更陡峭。圓滑、成錐形的視覺(jué)效果通過(guò)張開(kāi)表面54的錐形部分56獲得。張開(kāi)表面54的形狀和混合從噴嘴I包括擴(kuò)散部分46和引導(dǎo)部分48的相對(duì)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(guò)該結(jié)構(gòu)，外觀具有精細(xì)、光澤、整齊的設(shè)計(jì)，通常受到使用者或顧客的喜歡。噴嘴I沿軸線方向延伸約50mm的距離。擴(kuò)散部分46和噴嘴I的總體輪廓部分地基于機(jī)翼(aerofoil)形狀。在所示例子中，擴(kuò)散部分46延伸約噴嘴I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(yùn)行。當(dāng)使用者從多個(gè)按鈕20中作出適當(dāng)選擇來(lái)操作或起動(dòng)風(fēng)扇組件100時(shí)，信號(hào)或其他通信信息被發(fā)送以驅(qū)動(dòng)電機(jī)22。電機(jī)22由此被起動(dòng)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(shí)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^(guò)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(kāi)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(guò)內(nèi)部通道10的兩股氣流。在氣流進(jìn)入嘴部12時(shí)氣流受到限制，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(jī)22形成具有至少400kPa壓力的流過(guò)噴嘴16的氣流。由此產(chǎn)生的氣流克服通過(guò)限制形成的壓力，且該氣流作為主要?dú)饬魍ㄟ^(guò)出口 44排出。主要?dú)饬鞯妮敵龊桶l(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(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)噴嘴I引發(fā)高速氣流且通過(guò)開(kāi)口2排出。主要?dú)饬髟诳露鬟_(dá)表面14、擴(kuò)散表面50和引導(dǎo)表面52上被導(dǎo)向。主要?dú)饬魍ㄟ^(guò)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(huì)聚或集中。次氣流通過(guò)從外部環(huán)境卷吸空氣而產(chǎn)生，特別是從出口 44周圍和從噴嘴I外邊緣的周圍的區(qū)域。通過(guò)主要?dú)饬鲓A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(guò)開(kāi)口 2，在該處其與主要?dú)饬鹘Y(jié)合以產(chǎn)生從噴嘴I向前噴出的總氣流。卷吸和放大相結(jié)合形成來(lái)自風(fēng)扇組件100的開(kāi)口 2的總氣流，該氣流比沒(méi)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(yùn)動(dòng)將從表面處流體動(dòng)力學(xué)的方面來(lái)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(guò)讓空氣在一區(qū)域上運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一受控膨脹的空間(volume of controlled expansion)來(lái)獲得。形成流體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)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(huì)導(dǎo)致氣流被擾動(dòng)，使得在膨脹區(qū)域中形成漩渦。在這種情況下，氣流會(huì)與膨脹表面分離且將產(chǎn)生不均勻的流動(dòng)。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)扇組件中紊流和游潤(rùn)的廣生。擴(kuò)散表面50上經(jīng)過(guò)的且越過(guò)擴(kuò)散部分46的氣流趨于繼續(xù)發(fā)散，如其在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散部分46形成的通道時(shí)那樣。引導(dǎo)部分48對(duì)氣流的影響使得從風(fēng)扇開(kāi)口發(fā)射或輸出的氣流朝向使用者或向室內(nèi)會(huì)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(guò)擴(kuò)散部分46和引導(dǎo)部分48提供的平滑發(fā)散和會(huì)聚效果的結(jié)合導(dǎo)致與沒(méi)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I朝向使用者導(dǎo)向的持續(xù)空氣流動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，從風(fēng)扇組件100噴出的空氣質(zhì)量流量(mass flow 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(gè)噴嘴直徑(即約1000到1200mm范圍)處的流量約為400到5001/s。總氣流具有約3到4m/s (米每秒)的速度。更高的速度通過(guò)減小表面與軸線X之間所夾(subtend)的角度來(lái)實(shí)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)量流量。相反，較大的質(zhì)量流可以通過(guò)增加表面和軸線之間的角度來(lái)實(shí)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(guò)改變表面和軸線X之間所夾的角來(lái)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，而是可以是自由站立式、墻壁安裝式或吊頂安裝式的。風(fēng)扇形狀可以調(diào)整為適于坐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(guò)噴嘴形成氣流的裝置是電機(jī)或其他類型的空氣發(fā)射裝置，如任何吹氣機(jī)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(jī)或DC無(wú)刷電機(jī)這樣的電機(jī)，但是也可包括任何適于空氣運(yùn)動(dòng)和空氣傳輸?shù)脑O(shè)備，譬如提供有方向性流體流動(dòng)的泵或其他裝置，以產(chǎn)生并形成氣流。電機(jī)的特征部可以包括位于電機(jī)下游的擴(kuò)散器或次級(jí)擴(kuò)散器，以恢復(fù)電機(jī)殼體中和通過(guò)電機(jī)的一些靜壓力損失。嘴部的出口可以修改。嘴部的出口加寬或變窄成各種間隔，以使氣流最大。通過(guò)嘴部發(fā)射的氣流可以經(jīng)過(guò)諸如柯恩達(dá)表面這樣的表面，替換地，氣流可以通過(guò)嘴部發(fā)射并從風(fēng)扇組件向前噴射而不經(jīng)過(guò)相鄰表面?？梢宰尶露鬟_(dá)效應(yīng)發(fā)生在多個(gè)不同表面，或多種內(nèi)部或外部設(shè)計(jì)可以結(jié)合使用以實(shí)現(xiàn)所需的流動(dòng)和卷吸。擴(kuò)散部分可以具有各種擴(kuò)散件長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)。引導(dǎo)部分可以具有各種長(zhǎng)度且可以布置在多個(gè)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(lái)實(shí)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?？梢栽O(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(gè)條帶或線、或塊形(block shape)的噴嘴。風(fēng)扇組件可以提供對(duì)風(fēng)扇中心部分的訪問(wèn)，因?yàn)槟莾翰淮嬖谌~片。這意味著，諸如燈或鐘或IXD顯示部這樣的額外特征可以設(shè)置在由噴嘴限定的開(kāi)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(dòng)和調(diào)整噴嘴的位置。
權(quán)利要求
1.一種用于形成氣流的無(wú)葉片風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括用于形成氣流的裝置和噴嘴，該噴嘴包括用于接收氣流的內(nèi)部通道的和用于發(fā)射氣流的嘴部，所述噴嘴繞一軸線延伸，以限定一開(kāi)口，來(lái)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(guò)所述開(kāi)口，所述噴嘴包括一表面，所述嘴部被設(shè)置在該表面上以引導(dǎo)氣流，該表面包括擴(kuò)散部分和引導(dǎo)部分，該擴(kuò)散部分呈錐形地遠(yuǎn)離所述軸線，該引導(dǎo)部分在所述擴(kuò)散部分下游并與之成角度。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇組件，其中，擴(kuò)散部分和軸線之間所夾的角度在從7°到20°的范圍，優(yōu)選地約15°。
3.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，該引導(dǎo)部分繞該軸線大致圓筒狀地延伸。
4.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴沿軸線方向延伸至少50mm的距離。
5.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴繞軸線延伸從300mm到1800mm范圍的距離。
6.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，引導(dǎo)部分關(guān)于軸線對(duì)稱地延伸。
7.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，引導(dǎo)部分沿軸線方向延伸從5mm到60mm范圍的距離，優(yōu)選地約20mm。
8.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括環(huán)圈。
9.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴大致為環(huán)形。
10.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴至少部分地是圓形。
11.如權(quán)利要求1或2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(gè)壁，且其中，所述至少一個(gè)壁包括限定出所述嘴部的相對(duì)表面。
12.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)扇組件，其中，所述至少一個(gè)壁包括內(nèi)壁和外壁，且其中，所述嘴部被限定在所述內(nèi)壁和所述外壁的相對(duì)表面之間。
13.如權(quán)利要求11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(duì)表面之間的間隔在0. 5mm到5mm的范圍。
14.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中，用于形成通過(guò)噴嘴的氣流的裝置包括被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的葉輪。
15.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)扇組件，其中，電機(jī)為DC無(wú)刷電機(jī)，且葉輪是混流葉輪。
16.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中所述噴嘴包括內(nèi)部殼體部分和外部殼體部分，所述內(nèi)部殼體部分和外部殼體部分限定了所述內(nèi)部通道、嘴部和開(kāi)口。
17.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中所述噴嘴被連接到基部，該基部具有外殼和形成在外殼中的空氣入口。
18.如權(quán)利要求17所述的風(fēng)扇組件，其中所述用于形成氣流的裝置包括位于基部中的電機(jī)。
19.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)扇組件，其中所述噴嘴的表面包括位于引導(dǎo)部分下游的向 外張開(kāi)的表面。
20.一種用于無(wú)葉片風(fēng)扇組件的噴嘴，該無(wú)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)部通道和用于發(fā)射氣流的嘴部，該噴嘴繞軸線延伸，以限定一開(kāi)口，其中來(lái)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(guò)所述開(kāi)口，該噴嘴包括一表面，所述嘴部被布置在所述表面上以弓I導(dǎo)氣流，該表面包括擴(kuò)散部分和引導(dǎo)部分，該擴(kuò)散部分呈錐形地遠(yuǎn)離所述軸線，該引導(dǎo)部分在該擴(kuò)散部分下游并與之成角度。
21.如權(quán)利要求20所述的噴嘴，其中，擴(kuò)散部分和軸線之間所夾的角度在從7°到20°的范圍，優(yōu)選地約15°。
22.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，該引導(dǎo)部分繞該軸線大致圓筒狀地延伸。
23.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，噴嘴沿軸線方向延伸至少50mm的距離。
24.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，噴嘴繞軸線延伸從300mm到1800mm范圍的距離。
25.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，引導(dǎo)部分關(guān)于軸線對(duì)稱地延伸。
26.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，引導(dǎo)部分沿軸線方向延伸從5mm到60mm范圍的距離，優(yōu)選地約20mm。
27.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，是環(huán)圈的形式。
28.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，是環(huán)形噴嘴的形式。
29.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，噴嘴至少部分地是圓形。
30.如權(quán)利要求20或21所述的噴嘴，其中，噴嘴包括限定出該內(nèi)部通道和該嘴部的至少一個(gè)壁，且其中，所述至少一個(gè)壁包括限定出所述嘴部的相對(duì)表面。
31.如權(quán)利要求30所述的噴嘴，其中，所述至少一個(gè)壁包括內(nèi)壁和外壁，且其中，所述嘴部被限定在所述內(nèi)壁和所述外壁的相對(duì)表面之間。
32.如權(quán)利要求30所述的噴嘴，其中，所述嘴部具有出口，且在所述嘴部的出口處所述相對(duì)表面之間的間隔在0. 5mm到5mm的范圍。
33.如權(quán)利要求20或21所述的風(fēng)扇組件，其中所述噴嘴包括內(nèi)部殼體部分和外部殼體部分，所述內(nèi)部殼體部分和外部殼體部分限定了所述內(nèi)部通道、嘴部和開(kāi)口。
34.如權(quán)利要求20或21所述的風(fēng)扇組件，其中所述噴嘴的表面包括位于引導(dǎo)部分下游的向外張開(kāi)的表面。
全文摘要
一種用于形成氣流的無(wú)葉片風(fēng)扇組件(100)，該風(fēng)扇組件包括安裝在基部(16)承裝裝置上的噴嘴，該基部承裝裝置用于形成經(jīng)過(guò)該噴嘴(1)的氣流。該噴嘴包括用于接收來(lái)自基部(16)的氣流的內(nèi)部通道(10)和嘴部(12)，其中氣流通過(guò)嘴裝部(12)被發(fā)射。噴嘴(1)繞一軸線延伸，以限定一開(kāi)口(2)，來(lái)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(guò)所述開(kāi)口。噴嘴(1)包括一表面，在該表面上方所述嘴部(12)被設(shè)置以引導(dǎo)氣流。該表面包括擴(kuò)散部分(46)和引導(dǎo)部分(48)，該擴(kuò)散部分呈錐形地遠(yuǎn)離所述軸線，該引導(dǎo)部分在所述擴(kuò)散部分(46)下游并與之成角度。
文檔編號(hào)F04F5/16GK103032386SQ201210375289
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者尼古拉斯.G.菲頓, 弗雷德里克.尼古拉斯, 彼得.D.甘馬克 申請(qǐng)人:戴森技術(shù)有限公司