專利名稱：一種風(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。特別地，但非排他地，本發(fā)明涉及一種室內(nèi)風(fēng)扇，例如臺式風(fēng)扇，用以在房間、辦公室或其它室內(nèi)環(huán)境中產(chǎn)生空氣循環(huán)和空氣流。
背景技術(shù)：
很多類型的室內(nèi)風(fēng)扇已為我們所知。通常地，傳統(tǒng)風(fēng)扇包括單獨(dú)的一套安裝成繞軸線旋轉(zhuǎn)的葉片或翼，以及繞軸線安裝以使整套葉片旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置?？梢缘玫礁鞣N尺寸和直徑的室內(nèi)風(fēng)扇，例如，吊扇直徑可以為至少lm，且通常以懸吊于天花板上的方式安裝， 并定位成向下提供氣流以及使房間降溫。另一方面，臺式風(fēng)扇的直徑一般約為30cm，并且通?？梢噪S意放置且可攜帶。在標(biāo)準(zhǔn)臺式風(fēng)扇的配置中，單獨(dú)的一套葉片靠近使用者安置，并且風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動在房間或向房間的一部分提供朝向使用者的向前的空氣流。其它類型的風(fēng)扇可置于地板上或安裝到墻上?？諝獾倪\(yùn)動或循環(huán)產(chǎn)生所謂的“風(fēng)冷”或微風(fēng)，因此，使用者在熱量通過對流和蒸發(fā)被驅(qū)散時能感受到?jīng)鏊Ч?。諸如在USD103，476中公開的風(fēng)扇適于放置在桌子或臺子上。 US 2，620，127公開的兩用風(fēng)扇既可安裝在窗戶中也可以作為便攜式的臺扇。在家用的場合下，人們總是希望裝置盡量的小和緊湊。US1，767，060公開了一種具有搖擺功能的臺式風(fēng)扇，該功能的目的在于提供相當(dāng)于兩個或更多個現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)扇所能提供的空氣循環(huán)能力。在家用的場合下，人們不希望裝置具有突出部分，或者對于使用者來說，不希望能夠觸及風(fēng)扇的任何運(yùn)動的部件，例如葉片。USD103，476包括圍繞葉片的罩。 US 2，488，467、US 2，433，795和JP 56-167897中記載了其他類型的風(fēng)扇或循環(huán)器。US 2，433，795中記載的風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)套筒中具有螺旋型的槽，從而代替了風(fēng)扇葉片。上述現(xiàn)有技術(shù)的裝置中的一些具有安全設(shè)施，比如圍繞葉片的外罩或套筒，用來保護(hù)使用者不被風(fēng)扇的運(yùn)動部件傷到自己。然而，被罩住的葉片部分難以清洗，并且在家庭或辦公室的環(huán)境中，葉片在空氣中的運(yùn)動能產(chǎn)生噪音并帶來干擾?，F(xiàn)有技術(shù)中的一些裝置的缺點(diǎn)在于，風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流對于使用者來說感覺上并不均勻，這是由于氣流穿過葉片表面或風(fēng)扇的外表面時有變化，不均勻或“波浪式”的氣流會使人感覺像一系列的脈沖或陣陣強(qiáng)風(fēng)。氣流的不平衡可能會移動且擾亂位于風(fēng)扇附近的灰塵和碎屑，導(dǎo)致它們射向使用者。此外，氣流的這種類型會導(dǎo)致輕便物品，如放在風(fēng)扇附近的文件和文具移動或離開它們的原位。這在家庭或辦公室環(huán)境造成混亂。另外一個缺點(diǎn)在于，風(fēng)扇帶來的涼爽效果隨著與使用者的距離變遠(yuǎn)而變?nèi)?，這意味著風(fēng)扇必須放置在靠近使用者的位置上才能夠從中受益。如上所述的將風(fēng)扇定位在靠近使用者的地方并非總是可行的，因為對于形狀或結(jié)構(gòu)龐大的風(fēng)扇來說，它們本身就要占據(jù)使用者所在空間的很大一部分面積。特別是風(fēng)扇放在桌上或靠近桌子的情況下，風(fēng)扇的存在減小了用于擺放文書、電腦或其他辦公設(shè)備的空間。放在桌子上的風(fēng)扇的外形和結(jié)構(gòu)不僅減小了使用者的工作空間，而且也遮擋了射向桌子的自然光(或來自人造光源的光)。另外，緊張的工作或閱讀需要有良好的書桌光線，并且良好的光線能夠減小由于長時間工作在光線較弱的環(huán)境下所帶來的眼睛疲勞以及相關(guān)健康問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的風(fēng)扇組件以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。本發(fā)明的一個目的在于提供一種風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件在使用過程中能夠從風(fēng)扇的發(fā)射輸出面以均勻的速度產(chǎn)生氣流。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種風(fēng)扇組件，由此使得在較遠(yuǎn)距離的使用者能夠感覺到相對于現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)扇來說改善了的氣流，改善了的空氣質(zhì)量和改善了的涼爽效果。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括噴嘴、用于產(chǎn)生通過噴嘴的氣流的裝置和用于去除氣流中的微粒的過濾器，該噴嘴包括內(nèi)部通道、用于接收來自內(nèi)部通道的氣流的排氣口、和鄰近排氣口設(shè)置的柯恩達(dá)(Coanda)表面，排氣口設(shè)置成引導(dǎo)氣流流過該柯恩達(dá)表面。有利的是，通過這個裝置經(jīng)過過濾的氣流被產(chǎn)生，并可以從風(fēng)扇射出并傳到給使用者。過濾器可包括在風(fēng)扇組件內(nèi)的一個或多個位置的一個或任意數(shù)量的過濾器或過濾器組件。過濾器材料可包括過濾介質(zhì)，諸如泡沫材料，碳，紙，高效能微粒捕集器(High Efficiency Particle Arrester)過濾介質(zhì)，纖維或開孔的聚氨酯泡沫。過濾器可包括絲網(wǎng)或位于基座周圍的多孔材料，并可能形成外殼的一部分，或者被安裝到外殼。該過濾器可適用于從氣流中除去特定污染物和微粒，并可用于化學(xué)制品或異味去除。其他過濾方案或處理系統(tǒng)，如電離或紫外線處理，可以以任何組合用在過濾器內(nèi)和風(fēng)扇組件內(nèi)。該過濾器可位于產(chǎn)生空氣流的裝置的上游。該布置的好處是，用于確保產(chǎn)生空氣流的裝置免受可能被抽吸進(jìn)入裝置且破壞風(fēng)扇組件的碎屑和灰塵。該過濾器可位于風(fēng)扇的空氣進(jìn)口和產(chǎn)生空氣流的裝置之間。替代地，過濾器可位于空氣進(jìn)口的上游。例如，過濾器可在圍繞或其他方式繞空氣進(jìn)口所處的風(fēng)扇的一部分延伸。這部分可以是風(fēng)扇的基座，噴嘴連接到該風(fēng)扇的基座。替代地或附加地，過濾器可位于用于產(chǎn)生穿過噴嘴的空氣流的裝置的下游。有利的是，在這個位置上，它可以在前進(jìn)通過風(fēng)扇組件的元件并供給使用者之前過濾和清潔通過產(chǎn)生氣流的裝置抽吸的空氣，包括來自上述的裝置的任何排放物。過濾器可位于噴嘴內(nèi)。這種裝置提供了通過噴嘴的氣流路徑中的過濾，從而減少了對風(fēng)扇組件的部件的磨損，從而維減少維修費(fèi)用。優(yōu)選地，額外的過濾器位于用于產(chǎn)生氣流的裝置的上游。有利的是，該裝置提供了對裝置中的氣流的優(yōu)秀水平的過濾和清潔。除了通過噴嘴的氣流路徑中的過濾，額外的過濾器還確保所述裝置免受可能被抽吸進(jìn)入器具的碎屑和灰塵。風(fēng)扇組件優(yōu)選是無葉片的。通過該裝置可以產(chǎn)生氣流并帶來涼爽的效果，而不需要帶有葉片的風(fēng)扇。無葉片的裝置能夠減少噪音的產(chǎn)生，這是由于沒有了風(fēng)扇葉片在空氣中運(yùn)動帶來的聲響，同時還能減少運(yùn)動部件及裝置的復(fù)雜程度。在以下關(guān)于風(fēng)扇特別是關(guān)于優(yōu)選實施方式的風(fēng)扇的說明中，術(shù)語“無葉片”(bladeless)用來描述氣流在不使用葉片的情況下從風(fēng)扇組件中向前釋放或噴出的設(shè)備。通過該定義，無葉片風(fēng)扇組件可以被看作是具有沒有葉片或翼的輸出面或發(fā)射區(qū)，氣流沿大致朝向使用者的方向從中釋放或發(fā)射出去。無葉片風(fēng)扇可以藉由多種源裝置或發(fā)生裝置提供主要的空氣來源來產(chǎn)生氣流，例如泵、發(fā)電機(jī)、電機(jī)或包含發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子和葉輪片等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的其他流體輸送裝置。通過馬達(dá)產(chǎn)生的空氣量使得空氣氣流從房間或風(fēng)扇組件外的環(huán)境中穿過內(nèi)部通道到達(dá)噴嘴，然后從排氣口噴出。因此，關(guān)于無葉片風(fēng)扇組件的說明的目的不在于延伸至動力源和零部件等風(fēng)扇次要功能所需部件，比如馬達(dá)。風(fēng)扇次要功能的例子包括照明、調(diào)節(jié)和風(fēng)扇的擺動。該風(fēng)扇組件依靠噴嘴來實現(xiàn)上述輸出量和涼爽效果，該噴嘴包括柯恩達(dá)表面，以利用柯恩達(dá)效應(yīng)提供放大的區(qū)域?？露鬟_(dá)表面是被人熟知類型的表面，流體從靠近柯恩達(dá)表面的輸出口流出流過該表面時呈現(xiàn)出柯恩達(dá)效應(yīng)，流體傾向于緊靠表面流動，幾乎是貼在表面上或抱住該表面流動。柯恩達(dá)效應(yīng)是一個已經(jīng)被證明并有很好的文獻(xiàn)記載的卷吸方法，通過這種方法主氣流可以被引導(dǎo)流過柯恩達(dá)表面。有關(guān)柯恩達(dá)表面和流體流過柯恩達(dá)表面產(chǎn)生的柯恩達(dá)效應(yīng)的特征描述，可以在一些文章中找到，例如由Reba所著，收錄于 1963 年 6 月 ScientificAmerican 的第 214 卷 84-92 頁的文章。優(yōu)選地，噴嘴在軸線周圍延伸以限定開口，通過這個開口，風(fēng)扇組件的外部的空氣由被引導(dǎo)流劃柯恩達(dá)表面的氣流所吸入，外部環(huán)境中的空氣由被引導(dǎo)流劃柯恩達(dá)表面的氣流通過開口吸入。有利的是，通過這種設(shè)置，該裝置的生產(chǎn)和制造相比現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)扇來說需要更少的零部件，同時也降低了制造成本和工藝復(fù)雜程度。本發(fā)明中的風(fēng)扇組件通過噴嘴產(chǎn)生一股氣流，在以下的描述中，上述氣流稱為主氣流。該主氣流通過排氣口從噴嘴中流出，流劃柯恩達(dá)表面。主氣流卷吸了噴嘴的排氣口周圍的空氣，類似于空氣放大器，將主氣流和卷吸氣流一起供給使用者。在此卷吸氣流稱為副氣流。副氣流是從房間空間、區(qū)域或者噴嘴的排氣口的外部環(huán)境中，通過移置從風(fēng)扇組件周圍的其他區(qū)域吸過來的。被引導(dǎo)流過柯恩達(dá)表面的主氣流和被空氣放大器卷吸的副氣流一起構(gòu)成了總氣流，從噴嘴限定的開口中向使用者釋放或噴出。總氣流足以使風(fēng)扇組件產(chǎn)生適宜的涼爽氣流。相對于現(xiàn)有技術(shù)中其他設(shè)備來說，通過這種風(fēng)扇組件向使用者輸出的氣流具有低湍流和更加線性的氣流輪廓的好處。有利的是，來自風(fēng)扇的氣流可從開口以及噴嘴的排氣口所圍繞的區(qū)域以層流向前射出，讓使用者體驗到與來自有葉片的風(fēng)扇的相比更優(yōu)秀的涼爽效果。線性或?qū)恿鞯牡屯牧鞯臍饬饔行У膹尼尫劈c(diǎn)噴出，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的氣流來說達(dá)到湍流前損失更少的能量和更少的速度。對于使用者來說好處在于，即使相隔距離較遠(yuǎn)也會感覺到?jīng)鏊男Ч?，并且風(fēng)扇的整體效率提高了。這意味著使用者可以選擇在距離工作區(qū)域或書桌較遠(yuǎn)處安置風(fēng)扇，并且仍然可以感受到風(fēng)扇帶來的涼爽的益處。有利的是，該裝置由于卷吸了噴嘴的排氣口周圍的空氣使得主氣流被放大至少 15%,并能保持平穩(wěn)的整體輸出。該風(fēng)扇組件的卷吸和放大特點(diǎn)使得它比現(xiàn)有技術(shù)中其他設(shè)備具有更高的效率。從噴嘴限定的開口中噴出的氣流具有穿過噴嘴直徑方向近似扁平的速度輪廓。整體氣體流量和輪廓可以描述成部分區(qū)域帶有層流或局部層流的栓塞流。優(yōu)選地，柯恩達(dá)表面關(guān)于軸線對稱地延伸。更優(yōu)選地，柯恩達(dá)表面和軸線之間的夾角在7° 20°的范圍內(nèi)，優(yōu)選為15°左右。這樣提供了充足的主氣流流過柯恩達(dá)表面，從而達(dá)到最大空氣卷吸和最大副氣流量。
優(yōu)選地，噴嘴在軸線方向延伸至少5cm的距離。更優(yōu)選地，噴嘴繞軸線延伸30cm 180cm的距離。這使得噴出空氣的輸出面積和開口尺寸可以有多種不同選擇，比如可以適合于在使用者伏案工作時冷卻上身和面部。優(yōu)選地，噴嘴包括環(huán)路。噴嘴的形狀不受有葉片風(fēng)扇必需的容納空間所限制。在優(yōu)選的實施例中，噴嘴是大致環(huán)形的。通過設(shè)置環(huán)形的噴嘴，風(fēng)扇可以潛在地達(dá)到更大的區(qū)域。此外，房間內(nèi)或臺扇位置上的照明光源或自然光可以通過中央的開口射向使用者。在另一優(yōu)選的實施方式中，噴嘴至少部分是圓形的。這種布置可以為風(fēng)扇提供多種設(shè)計選擇， 增加使用者或用戶選擇的機(jī)會。在優(yōu)選的實施方式中，噴嘴包括位于柯恩達(dá)表面的下游的擴(kuò)散器。擴(kuò)散面和機(jī)翼狀的噴嘴有角度的配置和擴(kuò)散面可以增強(qiáng)風(fēng)扇組件的放大特性，同時減少噪音和摩擦損失。在優(yōu)選的實施方式中，噴嘴包括至少一個限定內(nèi)部通道和排氣口的壁，且該至少一個壁包括限定排氣口的相對面。優(yōu)選地，排氣口具有出口，并且排氣口出口處的相對面之間的距離在Imm IOmm之間，更優(yōu)選的是在5mm左右。通過這種布置使噴嘴具有所希望得到的流動特性，從而引導(dǎo)主氣流流過柯恩達(dá)表面，從而提供相對均勻或接近均勻的總氣流吹向使用者。在優(yōu)選的風(fēng)扇組件中，用于產(chǎn)生通過噴嘴的空氣流的構(gòu)件包括由馬達(dá)驅(qū)動的葉輪，這可以使風(fēng)扇具有高效的氣流產(chǎn)生。更優(yōu)選的是用于產(chǎn)生空氣流的構(gòu)件包括直流無刷電機(jī)和混流葉輪。這種布置提供了高效電機(jī)包(motor package)。此外，這種布置可以減少來自電機(jī)電刷的摩擦損失，并減少傳統(tǒng)電機(jī)中從電刷上掉下的碳屑。減少碳屑和顆粒物對于在要求潔凈或?qū)ξ廴疚锩舾械沫h(huán)境中使用來說是有利的，比如在醫(yī)院中或在易過敏人群中使用。用于產(chǎn)生通過噴嘴的氣流的裝置優(yōu)選定位在風(fēng)扇組件的基座中，連接到基座的噴嘴用于接收氣流。噴嘴相對于風(fēng)扇組件的基座部分或其他部分是可以旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)的。這使得噴嘴可以根據(jù)需要被引導(dǎo)朝向或遠(yuǎn)離使用者。風(fēng)扇組件可以安裝在書桌、地板、墻壁或天花板上。 這可以增大房間中讓使用者感覺涼爽的部分的面積。


現(xiàn)在將參考附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述，其中圖1為風(fēng)扇組件的正視圖；圖2為圖1所示風(fēng)扇組件的一部分的透視圖；圖3為圖1所示風(fēng)扇組件的一部分沿A-A線截取的側(cè)剖視圖，示出了第一過濾器
裝置；圖4為圖1所示風(fēng)扇組件的詳細(xì)的放大局部側(cè)剖視圖；圖5為沿圖3所示B-B線截取并從圖3中的F方向觀察的風(fēng)扇組件剖視圖；圖6是圖1中的風(fēng)扇組件的剖視圖，示出了第二過濾器配置的剖面圖；圖7為圖1所示風(fēng)扇組件的一部分沿A-A線截取的側(cè)剖視圖，示出了第三過濾器
配置；圖8是圖7所示的風(fēng)扇組件的一部分的放大側(cè)剖視細(xì)圖。
具體實施例方式圖1示出了從設(shè)備前面觀察的風(fēng)扇組件100的示例。風(fēng)扇組件100包括環(huán)形噴嘴 1，該環(huán)形噴嘴1限定中央開口 2。再參考圖2和圖3，噴嘴1包括內(nèi)部通道10、排氣口 12和靠近排氣口 12的柯恩達(dá)表面14?？露鬟_(dá)表面14設(shè)置成使得從排氣口 12離開并被引導(dǎo)流過柯恩達(dá)表面14的主氣流通過柯恩達(dá)效應(yīng)被放大。噴嘴1連接到具有外罩18的基座16 并由該基座支撐。基座16包括多個穿過外罩18可接近的選擇按鈕20，并且通過選擇按鈕可操控風(fēng)扇組件100。圖3、圖4和圖5進(jìn)一步給出了風(fēng)扇組件100的具體細(xì)節(jié)。用于產(chǎn)生穿過噴嘴1的氣流的馬達(dá)22位于基座16內(nèi)。基座16還包括在外罩18內(nèi)形成的空氣進(jìn)口 Ma，Mb，通過該空氣進(jìn)口空氣抽吸進(jìn)入基座16。用于馬達(dá)22的馬達(dá)殼觀也位于基座16內(nèi)。馬達(dá)22 由馬達(dá)殼觀支撐，保持并固定在基座16內(nèi)的牢固位置。在圖示的實施方式中，馬達(dá)22為直流(DC)無刷電機(jī)。葉輪30連接到從馬達(dá)22 向外延伸出的旋轉(zhuǎn)軸上，并且擴(kuò)散器32位于葉輪30的下游。擴(kuò)散器32包括具有螺旋葉片的固定靜態(tài)盤。通向葉輪30的進(jìn)口 34與在基座16的外罩18內(nèi)形成的空氣進(jìn)口 2 ，24b相通。 擴(kuò)散器32的出口 36和葉輪30的排氣口與位于基座16內(nèi)的中空通道部分或管道相通，以產(chǎn)生從葉輪30到噴嘴1的內(nèi)部通道10的氣流。馬達(dá)22連接到電連接和動力供應(yīng)件，且由控制器(未示出)控制。控制器和多個選擇按鈕20之間的通訊使得使用者可以操控風(fēng)扇組件100。噴嘴1的特征將結(jié)合圖3和圖4進(jìn)行說明。噴嘴1的形狀為環(huán)狀。在本實施方式中，噴嘴1的直徑為350mm左右，但噴嘴1可以具有任何需要的直徑，例如300mm左右。內(nèi)部通道10為環(huán)形并形成為噴嘴1內(nèi)的連續(xù)環(huán)道或管道。噴嘴1由限定內(nèi)部通道10和排氣口 12的至少一個壁形成。在本實施方式中，噴嘴1包括內(nèi)壁38和外壁40。在圖示實施方式中，壁38、40設(shè)置為環(huán)狀或折疊狀，使得內(nèi)壁38和外壁40接近彼此。內(nèi)壁38和外壁40 一起限定排氣口 12，且排氣口 12關(guān)于X軸延伸。排氣口 12包括漸縮于出口 44的錐形區(qū)域 42。出口 44包括在噴嘴1的內(nèi)壁38和噴嘴1的外壁40之間形成的縫隙或間距。在排氣口 12的出口 44處，壁38、40的相對表面之間的間距被選擇在Imm到IOmm的范圍內(nèi)。間距的選擇取決于期望的風(fēng)扇性能特點(diǎn)。在本實施方式中，出口 44大約5mm寬，并且排氣口 12 和出口 44與內(nèi)部通道10同心。排氣口 12靠近柯恩達(dá)表面14。噴嘴1進(jìn)一步包括位于柯恩達(dá)表面下游的擴(kuò)散器部分。擴(kuò)散器部分包括擴(kuò)散器表面46，以進(jìn)一步增大從風(fēng)扇組件100輸送或輸出的空氣流的流量。在圖3所示的示例中，排氣口 12和噴嘴1的整個配置使得柯恩達(dá)表面14和X軸之間的包角(the angle subtended)約為15°。該角度被選擇使得氣流能高效流過柯恩達(dá)表面14?；?6和噴嘴1在X軸方向具有一定深度。噴嘴1沿軸向方向延伸5cm左右的距離。擴(kuò)散器表面46和噴嘴1的整個輪廓基于機(jī)翼形狀，且在所示的示例中，擴(kuò)散器部分的延伸距離約為噴嘴1的整個深度的三分之二。以上描述的風(fēng)扇組件100以下述方式運(yùn)行。當(dāng)使用者從多個按鈕20中作出合適的選擇以操作或啟動風(fēng)扇組件100時，傳送一信號或其它訊息以驅(qū)動馬達(dá)22。由此馬達(dá)22 被啟動，并且空氣經(jīng)由空氣進(jìn)口被抽入到風(fēng)扇組件100中。在優(yōu)選的實施例中，空氣以大約每秒40到100升的速度被抽入，優(yōu)選地為大約801/s(升每秒)。空氣穿過外罩18并沿圖 3和圖6的箭頭F'，F(xiàn)"所示的路徑到達(dá)葉輪30的進(jìn)口 34。從擴(kuò)散器32的出口 36離開的氣流和葉輪30的排氣被分為兩股氣流，這兩股氣流以相反方向穿過內(nèi)部通道10。氣流進(jìn)入排氣口 12時被壓縮，并且在排氣口 12的出口 44處被進(jìn)一步壓縮。壓縮在系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力。馬達(dá)22產(chǎn)生通過噴嘴1的氣流，該氣流有至少300千帕的壓力，并可使用高達(dá)700千帕的壓力。該氣流克服通過壓縮產(chǎn)生的壓力，并且該氣流作為主氣流通過出口 44排出。主氣流的輸出和噴射在空氣進(jìn)口處產(chǎn)生低壓區(qū)域，并具有將額外空氣抽入風(fēng)扇組件100的效果。風(fēng)扇組件100的操作導(dǎo)致高氣流穿過噴嘴1并流出開口 2。主氣流被引導(dǎo)流過柯恩達(dá)表面14和擴(kuò)散器表面46，并通過柯恩達(dá)效應(yīng)被放大。副氣流通過卷吸來自外部環(huán)境的、尤其是來自出口 44周圍區(qū)域和噴嘴1的外邊緣附近的空氣而產(chǎn)生。被主氣流卷吸的部分副氣流也可以被引導(dǎo)而通過擴(kuò)散器表面46。該副氣流穿過開口 2，在開口 2處與主氣流結(jié)合以產(chǎn)生從噴嘴1向前的氣流量噴出的總氣流。卷吸和放大的結(jié)合使得風(fēng)扇組件100的開口 2處的總氣流大于在靠近噴射區(qū)域沒有諸如柯恩達(dá)或放大表面的風(fēng)扇組件輸出的氣流。產(chǎn)生的放大和層流類型的氣流使得持續(xù)的氣流從噴嘴1處被引導(dǎo)朝向使用者。 在優(yōu)選實施例中，從風(fēng)扇組件100中噴射的空氣的質(zhì)量流量至少為4501/s，優(yōu)選是在范圍 6001/s到7001/s內(nèi)。距離使用者高達(dá)三倍噴嘴直徑(即約1000到1200mm)距離處的流量約為400到5001/s?？倸饬骶哂械牧魉偌s為3到4m/s(米每秒)。通過減小柯恩達(dá)表面 14和X軸之間的包角可以獲得更高的速度。小的角度使得總氣流以一種更加集中和更有導(dǎo)向性的方式被噴射。這種類型的氣流趨向于以更高的速度和更小的質(zhì)量流量被噴射。反過來，通過增加柯恩達(dá)表面和軸之間的夾角可以獲得更大的質(zhì)量流量。這樣，噴射的氣流的流速減小，但產(chǎn)生的質(zhì)量流量增加。因此，可以通過改變柯恩達(dá)表面和X軸之間的包角來改變風(fēng)扇組件的性能。風(fēng)扇組件的性能風(fēng)扇組件100的第一過濾器裝置在圖3和圖5中示出。第一過濾器配置包括過濾器沈，該過濾器包括過濾介質(zhì)50。在這個過濾器裝置中，過濾器沈位于風(fēng)扇組件100的馬達(dá)22和葉輪30的上游，空氣進(jìn)口 2 ，24b的下游。因此，氣流通過空氣進(jìn)口 2 抽吸進(jìn)入基座16，并在進(jìn)入馬達(dá)殼28之前穿過過濾器沈和過濾介質(zhì)50。氣流進(jìn)入過濾器沈時被壓縮并穿過過濾介質(zhì)50。過濾器沈在風(fēng)扇組件100中提供馬達(dá)前過濾器，從而確保馬達(dá)免受可能被抽吸進(jìn)入裝置的污垢，灰塵和碎屑。在圖示的配置中，過濾器沈定位在鄰近空氣進(jìn)口 2 ，24b的位置。過濾器沈定位為使得它沿著軸線Y圓柱形地延伸，該軸線Y垂直于垂直于軸線X。風(fēng)扇組件100將包括凹糟或其他形狀，以將過濾器沈接收于其中。該凹槽優(yōu)選設(shè)計為貼合地容納過濾器26。 此外，過濾器沈優(yōu)選安裝和固定在凹槽內(nèi)，以建立氣密密封，使抽吸進(jìn)入空氣進(jìn)口 2 ，24b 的所有氣流都將穿過過濾介質(zhì)50。該過濾器沈優(yōu)選通過適當(dāng)固定設(shè)備固定地連接并固定在風(fēng)扇組件100內(nèi)，如帶螺紋部分，緊固件，密封構(gòu)件或其他等價裝置。用于風(fēng)扇組件100的第二過濾器裝置在圖6中示出。第二過濾器裝置包括過濾器 126，該過濾器包括過濾介質(zhì)150。如圖6所示的風(fēng)扇組件100和圖3、圖5中所示的不一樣之處在于在外殼18的下表面形成空氣進(jìn)口 25a，25b，而不是在它的圓柱形側(cè)壁。該過濾器126定位在下部空氣進(jìn)口 25a，25b附近，以便于大致覆蓋基座16的下表面。該過濾器1 優(yōu)選安裝和固定在基座16內(nèi)的固定裝置中，以建立氣密密封，使抽吸進(jìn)入空氣進(jìn)口 2 ，2 的所有氣流都將穿過過濾介質(zhì)150。該過濾器I^H尤選通過適當(dāng)?shù)墓潭ㄔO(shè)備固定地連接并保持在風(fēng)扇組件100內(nèi)。如上所述，過濾器1 從而在風(fēng)扇組件100中提供了馬達(dá)前過濾器，從而確保馬達(dá)免受可能被抽吸進(jìn)入裝置的污垢，灰塵和碎屑。風(fēng)扇組件100的第三過濾器裝置在圖7和圖8中示出。第三過濾器裝置可與第一和第二過濾器裝置結(jié)合使用或獨(dú)立于第一和第二過濾器裝置使用。第三過濾器裝置包括過濾器226，該過濾器包括過濾介質(zhì)250。該過濾器2 是環(huán)形的，并裝在噴嘴1的內(nèi)部通道10內(nèi)，使得過濾器繞X軸延伸。該過濾器2 有沿軸線X方向約5厘米的深度。過濾器 226的大小被選擇為使過濾器2 可貼合地容納在噴嘴1內(nèi)。以類似于第一和第二過濾器裝置的方式，過濾器尤選通過適當(dāng)?shù)墓潭ㄔO(shè)備固定地連接并保持在噴嘴1的內(nèi)部通道 10內(nèi)，如帶螺紋部分，緊固件，密封構(gòu)件或其他等價裝置。內(nèi)部通道10被過濾器2 分為外氣室2 和內(nèi)氣室230。每個氣室228，230包括噴嘴1內(nèi)的連續(xù)導(dǎo)管或通道。外氣室2 設(shè)置為接收來自基座16的空氣流，內(nèi)氣室230設(shè)置為將傳輸空氣流到排氣口 12。因此，抽吸進(jìn)入噴嘴1的所有氣流將進(jìn)入外氣室228，，穿過過濾介質(zhì)250并進(jìn)入內(nèi)氣室230，然后通過排氣口 12離開噴嘴1。該過濾器2 從而提供了在風(fēng)扇組件100中的馬達(dá)后過濾器，并從而能夠捕獲可能由傳統(tǒng)電機(jī)的電機(jī)電刷產(chǎn)生的或可能從風(fēng)扇組件外抽吸進(jìn)入噴嘴的污垢和碳屑。在上述任何過濾器裝置中，過濾器可包括在風(fēng)扇組件內(nèi)的一個或多個位置的一個或任意數(shù)量的過濾器或過濾器組件。例如，過濾器的形狀和大小和過濾材料的類型， 可以被改變。過濾材料可包括過濾介質(zhì)，諸如泡沫材料，碳，紙，高效能微粒捕集器(High Efficiency Particle Arrester)過濾介質(zhì)，纖維或開孔的聚氨酯泡沫體。過濾材料可具有與上面描述和說明的不同密度和厚度的材料。過濾器可包括絲網(wǎng)或位于基座周圍的多孔材料，并可能形成外殼的一部分，或者被安裝到外殼。該過濾器可適用于從氣流中除去特定污染物和微粒，并可用于化學(xué)制品或異味去除。其他過濾方案或處理系統(tǒng)，如電離或紫外線處理，可以以任何組合用在過濾器內(nèi)和風(fēng)扇組件內(nèi)。此外，本發(fā)明中的過濾器裝置被接收并定位在器具內(nèi)的方式對于本發(fā)明而言并非實質(zhì)的，熟練的讀者會明白，定位可以由接合相應(yīng)的表面，擠壓或卡扣裝置或其他等價裝置形成。該過濾器定位在風(fēng)扇組件任何部分中，或形成在風(fēng)扇組件任何部分周圍，它可定位為毗鄰或鄰近的空氣進(jìn)口，它可環(huán)繞基座、馬達(dá)或馬達(dá)殼的整個圓周或邊界。風(fēng)扇組件容納過濾器的部分的形狀和大小可被修改。本發(fā)明不限于上面給出的具體描述。各種變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。 例如，風(fēng)扇可以具有不同的高度或直徑。風(fēng)扇組件的性能可通過增加噴嘴直徑和嘴部開口面積而改良，噴嘴在軸線方向延伸的距離可大于5cm，并可達(dá)到20cm。風(fēng)扇不必放于桌上， 而可以自由擺放，安裝在墻上或天花板上。風(fēng)扇的形狀可以根據(jù)需要冷卻氣流的任意位置或地點(diǎn)而改變。便攜式風(fēng)扇可以具有更小的噴嘴，比如說直徑5cm。用于產(chǎn)生通過噴嘴的氣流的構(gòu)件可以是馬達(dá)或其它空氣噴射設(shè)備，例如可以是任何用于在房間產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇組件，如吹風(fēng)機(jī)或真空源。例如包括諸如交流(AC)感應(yīng)電機(jī)或直流(DC)無刷電機(jī)的馬達(dá)，但還可以包括任何適合空氣運(yùn)動或空氣傳輸?shù)脑O(shè)備，例如泵或其它提供定向流體流以產(chǎn)生氣流的裝置。馬達(dá)的部件可包括位于馬達(dá)下游的擴(kuò)散器或輔助擴(kuò)散器，以彌補(bǔ)馬達(dá)罩內(nèi)和通過馬達(dá)的一部分靜壓損失。可以想象其它形狀的噴嘴。例如，可以使用橢圓形或“賽道”形、單條或單線、或塊狀的噴嘴。由于沒有葉片，風(fēng)扇組件提供了到達(dá)風(fēng)扇中心部分的通路。這意味著諸如照明設(shè)備或鐘表或IXD顯示屏這樣的附加部件可以設(shè)置在噴嘴限定的開口內(nèi)?？梢哉{(diào)整排氣口的出口。排氣口的出口可以加寬或變窄至各種間距以使氣流最大化?？露鬟_(dá)效應(yīng)可以在很多不同表面上產(chǎn)生，或可結(jié)合使用很多內(nèi)部或外部設(shè)計以取得需要的流動和卷吸效果。其它部件可以包括可樞轉(zhuǎn)的或可傾斜的基座，以利于使用者調(diào)整和挪動噴嘴的位置。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇組件，所述風(fēng)扇組件包括噴嘴，用于產(chǎn)生通過所述噴嘴的氣流的裝置，和用于去除來自氣流中的微粒的過濾器，所述噴嘴包括內(nèi)部通道、用于接收來自所述內(nèi)部通道的氣流的排氣口以及緊鄰所述排氣口定位的柯恩達(dá)表面，所述排氣口設(shè)置為引導(dǎo)氣流流過所述柯恩達(dá)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇組件，其中，過濾器是位于產(chǎn)生空氣流的裝置的上游。
3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇組件，其中，過濾器是位于產(chǎn)生空氣流的裝置的下游。
4.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇組件，其中，過濾器是位于噴嘴內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的風(fēng)扇組件，包括位于產(chǎn)生空氣流的裝置的上游的額外的過 濾器。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，風(fēng)扇組件的無葉片的。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴沿著軸線延伸以限定開口，并且所述風(fēng)扇組件外部的空氣通過該開口由被引導(dǎo)流過所述柯恩達(dá)表面的氣流所抽吸。
8.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇組件，其中，柯恩達(dá)表面關(guān)于軸線對稱地延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇組件，其中，所述柯恩達(dá)表面與所述軸線之間的夾角在7° 至20°的范圍內(nèi)，優(yōu)選為15°左右。
10.如權(quán)利要求7-9中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，所述噴嘴沿所述軸線方向延伸至少5cm的距離。
11.如權(quán)利要求7-10中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，所述噴嘴關(guān)于所述軸線延伸的距離在30cm至180cm的范圍內(nèi)。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括環(huán)路。
13.如述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴是大致環(huán)形的。
14.如述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴至少部分是圓形的。
15.如述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括位于科恩達(dá)表面下游的擴(kuò)散器。
16.如述權(quán)利要求中任一項所述的風(fēng)扇組件，其中，噴嘴包括至少一個限定內(nèi)部通道和排氣口的壁，其中上述的至少一個壁包括限定排氣口的相對面。
17.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇組件，其中，排氣口具有出口，并且排氣口出口處的相對面之間的距離在0. 5mm IOmm之間，優(yōu)選的是在5mm左右。
18.如前述任一權(quán)利要求所述的風(fēng)扇組件，其中，用于產(chǎn)生通過噴嘴的空氣流的構(gòu)件包括由電機(jī)驅(qū)動的葉輪。
19.如權(quán)利要求18所述的風(fēng)扇組件，其中，用于產(chǎn)生空氣流的構(gòu)件包括直流無刷電機(jī)和混流葉輪。
20.一種風(fēng)扇組件，大致如參考附圖所述。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇組件。所提供的風(fēng)扇組件(100)包括噴嘴(1)，用于產(chǎn)生通過噴嘴(1)的氣流的裝置，和用于去除來自氣流中的微粒的過濾器(26，126，226)。噴嘴(1)包括內(nèi)部通道(10)、用于接收來自內(nèi)部通道(10)的氣流的排氣口(12)、和緊鄰排氣口(12)定位的柯恩達(dá)表面(14)，排氣口(12)設(shè)置成引導(dǎo)氣流流劃可恩達(dá)表面。該風(fēng)扇提供了無需帶葉片風(fēng)扇就能產(chǎn)生氣流和冷卻空氣流的裝置，即用無葉片風(fēng)扇產(chǎn)生氣流。
文檔編號F04D33/00GK102197227SQ200980142258
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月25日
發(fā)明者凱文·西蒙茲, 尼古拉斯·費(fèi)頓, 弗雷德里克·尼古拉斯, 彼得·甘馬克 申請人:戴森技術(shù)有限公司