BRPI0815785B1

BRPI0815785B1 - fan.

Info

Publication number: BRPI0815785B1
Application number: BRPI0815785-5A
Authority: BR
Inventors: Peter David Gammack; Frederic Nicolas; Kevin John Simmonds
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2012-10-16
Also published as: BRPI0815785A2

Description

"VENTILADOR""FAN"

A presente invenção refere-se a um aparelho de ventilador. Particularmente, porém não exclusivamente, a presente invenção refere-se a um ventilador doméstico, como um ventilador de mesa, para criar circulação de ar e corrente de ar em um cômodo, em um es- critório ou outro ambiente doméstico.The present invention relates to a fan apparatus. Particularly, but not exclusively, the present invention relates to a home fan, such as a table fan, for creating air circulation and airflow in a room, office or other home environment.

Diversos tipos de ventilador doméstico são conhecidos. É comum que um ventilador convencional inclua um único conjunto de pás ou palhetas montado para rotação em torno de um eixo geométrico, e aparelho de acionamento montado em torno do eixo geométrico para girar o conjunto de pás. Ventiladores domésticos são disponíveis em uma variedade de tamanhos e diâmetros, por exemplo, um ventilador de teto pode ter pelo menos 1 m de diâ- metro e é normalmente montado em um modo suspenso a partir do teto e posicionado para fornecer um fluxo descendente de ar e resfriamento em todo cômodo.Several types of home fan are known. It is common for a conventional fan to include a single blade or vane assembly mounted for rotation about a geometry axis, and drive apparatus mounted about a geometry axis to rotate the blade assembly. Household fans are available in a variety of sizes and diameters, for example, a ceiling fan can be at least 1 m in diameter and is typically mounted in a suspended mode from the ceiling and positioned to provide a downward air flow. and cooling throughout the room.

Ventiladores de mesa, por outro lado, têm freqüentemente em torno de 30 cm de diâmetro e são normalmente de colocação livre e portáteis. Em arranjos padrão de ventila- dores de mesa o único conjunto de pás é posicionado próximo ao usuário e a rotação das pás do ventilador fornece um fluxo para frente da corrente de ar em um cômodo ou para dentro de uma parte de um cômodo, e em direção ao usuário. Outros tipos de ventilador podem ser fixados no chão ou montados em uma parede. O movimento e circulação do ar criam um denominado 'resfriamento produzido pelo vento' ou brisa e, como resultado, o u- suário experimenta um efeito de resfriamento à medida que calor é dissipado através de convecção e evaporação. Ventiladores como aquele revelado em USD 103.476 são apropri- ados para colocação em uma escrivaninha ou mesa. A US 2.620.127 revela um ventilador de finalidade dupla apropriado para uso montado em uma janela ou como um ventilador de mesa portátil.Table fans, on the other hand, are often around 12 inches in diameter and are usually free standing and portable. In standard table fan arrangements the only set of blades is positioned close to the user and the rotation of the fan blades provides a forward flow of air in a room or into a part of a room, and in direction to the user. Other types of fans can be fixed to the floor or mounted on a wall. The movement and circulation of the air creates a so-called 'wind-produced cooling' or breeze, and as a result the user experiences a cooling effect as heat is dissipated through convection and evaporation. Fans like the one disclosed in USD 103,476 are suitable for placement on a desk or table. US 2,620,127 discloses a dual purpose fan suitable for use mounted on a window or as a portable desktop fan.

Em um ambiente doméstico é desejável que aparelhos sejam tão pequenos e com- pactos quanto possível. US 1.767.060 descreve um ventilador de mesa com uma função de oscilação que tem como objetivo fornecer uma circulação de ar equivalente a dois ou mais ventiladores da técnica anterior. Em um ambiente doméstico é indesejável que partes se projetem do aparelho, ou que o usuário seja capaz de tocar em quaisquer partes móveis do ventilador, como as pás. USD 103.476 inclui uma armação em torno das pás. Outros tipos de ventilador ou circulador são descritos em US 2.488.467, US 2.433.795 e JP 56-167897. O ventilador de US 2.433.795 tem fendas espirais em um envoltório giratório em vez de pás de ventilador.In a home environment it is desirable that appliances are as small and compact as possible. US 1,767,060 describes a desk fan with an oscillation function that is intended to provide air circulation equivalent to two or more prior art fans. In a domestic environment, it is undesirable for parts to protrude from the appliance, or for the user to be able to touch any moving parts of the ventilator, such as the blades. USD 103,476 includes a frame around the blades. Other types of fan or circulator are described in US 2,488,467, US 2,433,795 and JP 56-167897. The US 2,433,795 fan has spiral slots in a swivel wrap instead of fan blades.

Alguns dos arranjos da técnica anterior acima têm características de segurança como armação ou envoltório em torno das pás para proteger um usuário de se ferir nas par- tes móveis do ventilador. Entretanto, partes de pá dentro da armação podem ser difíceis de limpar e o movimento de pás através do ar pode ser barulhento e disruptivo em um ambien- te de casa ou escritório.Some of the above prior art arrangements have safety features such as a frame or wrap around the blades to protect a user from injury to the moving parts of the fan. However, spade parts inside the frame can be difficult to clean and the movement of blades through the air can be noisy and disruptive in a home or office environment.

Uma desvantagem de certos dos arranjos da técnica anterior é que o fluxo de ar produzido pelo ventilador não é sentido uniformemente pelo usuário devido a variações a- través da superfície da pá ou através da superfície voltada para fora do ventilador. Fluxo de ar irregular ou 'picotado' pode ser sentido como uma série de pulsos ou rajadas de ar. Uma desvantagem adicional é que o efeito de resfriamento criado pelo ventilador diminui com a distância do usuário. Isso significa que o ventilador deve ser colocado em proximidade es- treita com o usuário para que o usuário receba o benefício do ventilador.A disadvantage of certain prior art arrangements is that the air flow produced by the fan is not uniformly felt by the user due to variations through the blade surface or across the outwardly facing surface of the fan. Uneven or 'perforated' airflow can be felt as a series of pulses or gusts of air. An additional disadvantage is that the cooling effect created by the fan decreases with the user's distance. This means that the fan must be placed in close proximity to the user for the user to receive the benefit of the fan.

A localização de ventiladores como aqueles descritos acima, próximo a um usuário nem sempre é possível visto que a estrutura e formato volumoso significam que o ventilador ocupa uma quantidade significativa da área de espaço de trabalho do usuário. No caso es- pecífico de um ventilador colocado em, ou próximo a, uma escrivaninha o corpo do ventila- dor reduz a área disponível para trabalho escrito, um computador ou outro equipamento de escritório.Locating fans such as those described above, close to a user, is not always possible since the bulky structure and shape means that the fan occupies a significant amount of the user's workspace area. In the specific case of a fan placed on or near a desk, the fan body reduces the area available for written work, a computer, or other office equipment.

O formato e estrutura de um ventilador em uma escrivaninha não somente reduzem a área de trabalho disponível para um usuário como pode bloquear luz natural (ou luz de fontes artificiais) de atingirem a área de escrivaninha. Uma área de escrivaninha bem ilumi- nada é desejável para trabalho de perto e para leitura. Além disso, uma área bem iluminada pode reduzir tensão dos olhos e problemas de saúde relacionados que podem resultar de períodos prolongados de trabalho em níveis reduzidos de luz.The shape and structure of a fan on a desk not only reduces the work area available to a user, but can block natural light (or light from artificial sources) from reaching the desk area. A well-lit desk area is desirable for close work and reading. In addition, a well-lit area can reduce eye strain and related health problems that may result from prolonged periods of work at reduced light levels.

A presente invenção procura fornecer um conjunto aperfeiçoado de ventilador quer evita desvantagens da técnica anterior. É um objetivo de a presente invenção fornecer uma montagem de ventilador que, em uso, gera fluxo de ar em uma taxa uniforme sobre a área de saída de emissão do ventilador. É outro objetivo fornecer um conjunto aperfeiçoado de ventilador pelo que um usuário a uma distância do ventilador sente fluxo aperfeiçoado de ar e efeito de resfriamento em comparação com ventiladores da técnica anterior.The present invention seeks to provide an improved fan assembly while avoiding disadvantages of the prior art. It is an object of the present invention to provide a fan assembly which, in use, generates air flow at a uniform rate over the fan emission outlet area. It is another objective to provide an improved fan assembly whereby a user at a distance from the fan feels improved air flow and cooling effect compared to prior art fans.

De acordo com a invenção, é fornecido uma montagem de ventilador sem pás para criar uma corrente de ar, a montagem de ventilador compreendendo um bocal e meio para criar um fluxo de ar através do bocal, o bocal compreendendo uma passagem interior, uma boca para receber o fluxo de ar a partir da passagem interior, e uma superfície Coanda loca- lizada adjacente à boca e sobre a qual a boca é disposta para orientar o fluxo de ar.According to the invention, a bladeless fan assembly is provided for creating an air stream, the fan assembly comprising a nozzle and a means for creating an air flow through the nozzle, the nozzle comprising an interior passage, a mouth for receiving air flow from the interior passageway, and a Coanda surface located adjacent to the mouth and over which the mouth is arranged to guide the air flow.

Vantajosamente, por esse arranjo uma corrente de ar é gerada e um efeito de res- friamento é criado sem exigir um ventilador com pás. O arranjo sem pás leva a emissões inferiores de ruído devido à ausência do som de uma pá de ventilador que se move através do ar, e uma redução em partes móveis e complexidade.Advantageously, by this arrangement a draft is generated and a cooling effect is created without requiring a fan with blades. The bladeless arrangement leads to lower noise emissions due to the absence of sound from a fan blade moving through the air, and a reduction in moving parts and complexity.

Na seguinte descrição de ventiladores e em particular um ventilador da modalidade preferida, o termo 'sem pás' é utilizado para descrever aparelho no qual o fluxo de ar é emi- tido ou projetado para frente da montagem de ventilador sem o uso de pás. Por essa defini- ção uma montagem de ventilador sem pás pode ser considerado como tendo uma área de saída ou zona de emissão sem pás ou palhetas das quais o fluxo de ar é liberado ou emitido em uma direção apropriada para o usuário. Uma montagem de ventilador sem pás pode ser abastecido com uma fonte primária de ar de uma variedade de fontes ou meios de geração como bombas, geradores, motores ou outros dispositivos de transferência de fluido, que incluem dispositivos de rotação como um rotor de motor e um impulsor com pás para gerar fluxo de ar. O fornecimento de ar gerado pelo motor faz com que um fluxo de ar passe do espaço do cômodo ou ambiente fora da montagem de ventilador através da passagem inte- rior para o bocal e então para fora através da boca.In the following description of fans and in particular a fan of the preferred embodiment, the term 'no blades' is used to describe apparatus in which airflow is emitted or projected forward of the fan assembly without the use of blades. By this definition a bladeless fan assembly can be considered to have an outlet area or blanking zone without blades or vanes from which air flow is released or emitted in a direction suitable for the user. A bladeless fan assembly may be supplied with a primary air source from a variety of sources or generating means such as pumps, generators, motors or other fluid transfer devices, which include rotating devices such as a motor rotor and a impeller with blades to generate air flow. The engine-generated air supply causes an air flow to pass from room or environment space outside the fan assembly through the interior passage to the nozzle and then out through the mouth.

Consequentemente, a descrição de uma montagem de ventilador como sem pás não pretende se estender à descrição da fonte de energia e componentes como motores que são necessários para funções secundárias do ventilador. Os exemplos de funções se- cundárias do ventilador podem incluir iluminação, ajuste e oscilação do ventilador.Accordingly, the description of a bladeless fan assembly is not intended to extend to the description of the power source and components such as motors that are required for secondary fan functions. Examples of secondary fan functions may include illumination, adjustment, and fan oscillation.

A montagem de ventilador sem pás obtém a saída e efeito de resfriamento descrito acima com um bocal que inclui uma superfície Coanda para fornecer uma região de amplifi- cação que utiliza o efeito Coanda. Uma superfície Coanda é um tipo conhecido de superfície sobre a qual fluxo de fluido que sai de um orifício de saída próximo à superfície apresenta o efeito Coanda. O fluido tende a fluir sobre a superfície junto quase 'aderindo a' ou 'abraçan- do' a superfície. O efeito Coanda é um método bem documento já comprovado de arrasto pelo que um fluxo de ar primário é dirigido sobre a superfície Coanda. Uma descrição das características de uma superfície Coanda, e o efeito de fluxo de fluido sobre uma superfície Coanda, pode ser encontrada em artigos como Reba, Scientific American, volume 214, ju- nho de 1963 páginas 84 a 92.The fanless fan assembly achieves the output and cooling effect described above with a nozzle that includes a Coanda surface to provide a region of amplification that utilizes the Coanda effect. A Coanda surface is a known type of surface on which fluid flowing out of an outlet hole near the surface has the Coanda effect. Fluid tends to flow over the surface together almost 'adhering to' or 'hugging' the surface. The Coanda effect is a well documented proven method of drag whereby a primary air flow is directed over the Coanda surface. A description of the characteristics of a Coanda surface, and the effect of fluid flow on a Coanda surface, can be found in articles such as Reba, Scientific American, Volume 214, June 1963, pages 84 to 92.

Preferivelmente, o bocal define uma abertura através da qual ar a partir do exterior da montagem de ventilador é aspirado pelo fluxo de ar dirigido sobre a superfície Coanda. Ar a partir do ambiente externo é aspirado através da abertura pelo fluxo de ar dirigido sobre a superfície Coanda. Vantajosamente, por esse arranjo a montagem pode ser produzida e fabricada com um número reduzido de partes do que aquele exigido em ventiladores da téc- nica anterior. Isso reduz o custo de fabricação e complexidade.Preferably, the nozzle defines an opening through which air from outside the fan assembly is drawn in by the air flow directed over the Coanda surface. Air from the outside environment is drawn through the opening by the flow of air directed over the Coanda surface. Advantageously, by this arrangement the assembly can be produced and manufactured with a reduced number of parts than that required in prior art fans. This reduces manufacturing cost and complexity.

Na presente invenção um fluxo de ar é criado através do bocal da montagem de ventilador. Na descrição a seguir esse fluxo de ar será mencionado como fluxo de ar primá- rio. O fluxo de ar primário sai do bocal através da boca e passa sobre a superfície Coanda. O fluxo de ar primário arrasta o ar circundando a boca do bocal, que atua como um amplifi- cador de ar para fornecer tanto o fluxo de ar primário como o ar arrastado ao usuário. O ar arrastado será mencionado aqui como um fluxo de ar secundário. O fluxo de ar secundário é aspirado do espaço do cômodo, região ou ambiente externo que circunda a boca do bocal e, por deslocamento, de outras regiões em torno da montagem de ventilador. O fluxo de ar primário orientado sobre a superfície Coanda combinado com o fluxo de ar secundário ar- rastado pelo amplificador de ar fornece um fluxo de ar total emitido ou projetado para frente para um usuário a partir da abertura definida pelo bocal. O fluxo de ar total é suficiente para que a montagem de ventilador crie uma corrente de ar apropriada para resfriamento.In the present invention an air flow is created through the nozzle of the fan assembly. In the following description this air flow will be referred to as primary air flow. Primary airflow exits the nozzle through the mouth and passes over the Coanda surface. Primary airflow drags air around the mouth of the nozzle, which acts as an air amplifier to provide both primary air flow and entrained air to the user. The entrained air will be referred to here as a secondary air flow. Secondary airflow is drawn from the space of the room, region or external environment surrounding the mouth of the nozzle and, by displacement, from other regions around the fan assembly. Coanda surface-oriented primary airflow combined with the secondary airflow carried by the air amplifier provides a total airflow emitted or projected forward to a user from the opening defined by the nozzle. Total airflow is sufficient for the fan assembly to create a proper airflow for cooling.

A corrente de ar distribuída pela montagem de ventilador para o usuário tem o be- nefício de iniciar um fluxo de ar com baixa turbulência e com um perfil de fluxo de ar mais linear do que aquele fornecido por outros dispositivos da técnica anterior. O fluxo de ar linear com baixa turbulência se desloca eficientemente para fora do ponto de emissão e perde menos energia e menos velocidade para turbulência do que o fluxo de ar gerado pelos venti- ladores da técnica anterior. Uma vantagem para um usuário é que o efeito de resfriamento pode ser sentido mesmo a uma distância e a eficiência geral do ventilador aumenta. Isso significa que o usuário pode escolher colocar o ventilador a certa distância de uma área de trabalho ou escrivaninha e ainda ser capaz de sentir o benefício de resfriamento do ventila- dor.The airflow delivered by the fan assembly to the user has the benefit of initiating low turbulent airflow and a more linear airflow profile than that provided by other prior art devices. The low turbulent linear air flow efficiently moves out of the emission point and loses less energy and less turbulence velocity than the air flow generated by the prior art fans. An advantage for a user is that the cooling effect can be felt even from a distance and overall fan efficiency increases. This means the user can choose to place the fan some distance from a work area or desk and still be able to experience the cooling benefit of the fan.

Vantajosamente, o conjunto resulta no arrasto de ar que circunda a boca do bocal de tal modo que o fluxo de ar primário é amplificado em pelo menos 15%, enquanto uma saída geral suave é mantida. As características de amplificação e arrasto da montagem de ventilador resultam em um ventilador com eficiência mais elevada do que dispositivos da técnica anterior. A corrente de ar emitida da abertura definida pelo bocal tem um perfil de velocidade aproximadamente plano através do diâmetro do bocal. No geral a taxa de fluxo e perfil podem ser descritos como fluxo de bujão com algumas regiões tendo um fluxo laminar ou laminar parcial.Advantageously, the assembly results in the air drag surrounding the mouth of the nozzle such that the primary air flow is amplified by at least 15% while a smooth overall outlet is maintained. The fan mounting amplification and drag characteristics result in a higher efficiency fan than prior art devices. The air stream emitted from the opening defined by the nozzle has an approximately flat velocity profile across the nozzle diameter. In general the flow rate and profile may be described as plug flow with some regions having a partial laminar or laminar flow.

Preferivelmente, o bocal compreende um laço. O formato do bocal não é limitado pela exigência de incluir espaço para um ventilador com pás. Em uma modalidade preferida o bocal é anular. Por fornecer um bocal anular o ventilador pode atingir potencialmente uma área ampla. Em uma modalidade preferida adicional o bocal é pelo menos parcialmente cir- cular. Esse arranjo pode fornecer uma variedade de opções de desenhos para o ventilador, aumentando a escolha disponível para um usuário ou cliente.Preferably, the mouthpiece comprises a loop. The shape of the nozzle is not limited by the requirement to include space for a fan with blades. In a preferred embodiment the mouthpiece is annular. By providing an annular nozzle the fan can potentially reach a wide area. In a further preferred embodiment the nozzle is at least partially circular. This arrangement can provide a variety of fan design options, increasing the choice available to a user or customer.

Preferivelmente, a passagem interior é contínua. Isso permite fluxo de ar desimpe- dido, suave no bocal e reduz perdas friccionais e ruído. Nesse arranjo o bocal pode ser fa- bricado como uma peça única, reduzindo a complexidade da montagem de ventilador e des- se modo reduzindo custos de fabricação.Preferably, the interior passage is continuous. This allows for clean, smooth nozzle air flow and reduces frictional losses and noise. In this arrangement the nozzle can be made as one piece, reducing the complexity of the fan assembly and thereby reducing manufacturing costs.

Prefere-se que a boca seja substancialmente anular. Por fornecer uma boca subs- tancialmente anular o fluxo de ar total pode ser emitido em direção a um usuário sobre uma área ampla.It is preferred that the mouth be substantially annular. By providing a mouth substantially nullify the total air flow can be emitted towards a user over a wide area.

Vantajosamente, uma fonte de iluminação no cômodo ou no local de ventilador de mesa ou luz natural pode chegar ao usuário através da abertura central.Advantageously, a light source in the room or place of table fan or natural light can reach the user through the central opening.

Preferivelmente1 a boca é concêntrica com a passagem interior. Esse arranjo será visualmente atraente e a localização concêntrica da boca com a passagem facilita fabrica- ção. Preferivelmente, a superfície Coanda estende simetricamente em torno de um eixo ge- ométrico. Mais preferivelmente, o ângulo subentendido entre a superfície Coanda e o eixo geométrico está na faixa de 7o a 20°, preferivelmente em torno de 15°. Isso provê um fluxo de ar primário eficiente sobre a superfície Coanda e leva a arrasto máximo de ar e fluxo de ar secundário.Preferably the mouth is concentric with the inner passageway. This arrangement will be visually appealing and the concentric location of the mouth with the passage facilitates fabrication. Preferably, the Coanda surface extends symmetrically about a geometrical axis. More preferably, the implied angle between the Coanda surface and the geometric axis is in the range of 7 ° to 20 °, preferably around 15 °. This provides efficient primary air flow over the Coanda surface and leads to maximum air drag and secondary air flow.

Preferivelmente, o bocal estende-se por uma distância de pelo menos 5 cm na dire- ção do eixo geométrico. Preferivelmente o bocal estende-se em torno do eixo geométrico no formato de um laço e preferivelmente por uma distância na faixa de 30 cm a 180 cm. Isso provê opções para emissão de ar através de uma gama de áreas de saída diferentes e ta- manhos de abertura, como pode ser apropriado para resfriar a parte superior do corpo e rosto de um usuário ao trabalhar em uma escrivaninha, por exemplo. Na modalidade prefe- rida o bocal compreende um difusor localizado à jusante da superfície Coanda. Um arranjo angular da superfície do difusor e uma modelagem do tipo aerofólio do bocal e superfície de difusor podem aumentar as propriedades de amplificação da montagem de ventilador en- quanto minimiza ruído e perdas friccionais.Preferably, the nozzle extends a distance of at least 5 cm in the direction of the geometry axis. Preferably the nozzle extends about the geometric axis in the form of a loop and preferably over a distance in the range of 30 cm to 180 cm. This provides options for air emission across a range of different outlet areas and aperture sizes, as may be appropriate for cooling a user's upper body and face when working at a desk, for example. In the preferred embodiment the nozzle comprises a diffuser located downstream of the Coanda surface. An angled arrangement of the diffuser surface and aerofoil-type modeling of the nozzle and diffuser surface can enhance the amplifier properties of the fan assembly while minimizing noise and frictional losses.

Em um arranjo preferido o bocal compreende pelo menos uma parede que define a passagem interior e a boca, e pelo menos uma parede compreende superfícies opostas que definem a boca. Preferivelmente, a boca tem uma saída, e o espaçamento entre as superfí- cies opostas na saída da boca está na faixa de 1 mm a 5 mm, mais preferivelmente em tor- no de 1,3 mm. Por esse arranjo um bocal pode ser dotado das propriedades de fluxo dese- jadas para guiar o fluxo de ar primário sobre a superfície Coanda e fornecer um fluxo de ar total relativamente uniforme, ou próximo à uniforme, que atinge o usuário.In a preferred arrangement the mouthpiece comprises at least one wall defining the inner passage and the mouth, and at least one wall comprising opposite surfaces defining the mouth. Preferably, the mouth has an outlet, and the spacing between opposite surfaces at the mouth outlet is in the range of 1 mm to 5 mm, more preferably around 1.3 mm. By this arrangement a nozzle may be provided with the desired flow properties to guide the primary air flow over the Coanda surface and provide a relatively uniform, or near uniform, total air flow that reaches the user.

No arranjo de ventilador preferido os meios para criar um fluxo de ar através do bo- cal compreendem um impulsor acionado por um motor. Esse arranjo provê um ventilador com geração def luxo de ar eficiente. Mais preferivelmente os meios para criar um fluxo de ar compreende um motor sem escovas CC e um impulsor de fluxo misto. Esse arranjo reduz perdas friccionais das escovas do motor e também reduz resíduos de carbono das escovas em um motor tradicional. A redução de resíduos de carbono e emissões é vantajosa em um ambiente sensível a poluente ou limpo como um hospital ou em torno daqueles com alergi- as.In the preferred fan arrangement the means for creating an air flow through the nozzle comprises a motor driven impeller. This arrangement provides a fan with efficient generation of efficient air. More preferably the means for creating an air flow comprises a brushless DC motor and a mixed flow impeller. This arrangement reduces frictional loss of motor brushes and also reduces carbon waste from brushes in a traditional motor. Reducing carbon waste and emissions is advantageous in a pollutant or clean environment such as a hospital or around those with allergies.

O bocal pode ser giratório ou pivotável em relação a uma porção de base, ou outra porção da montagem de ventilador. Isso permite que o bocal seja dirigido em direção ou se afastando de um usuário como necessário. A montagem de ventilador pode ser montável em mês, chão, parede ou teto. Isso pode aumentar a parte de um cômodo na qual o usuário experimenta esfriamento. Uma modalidade da invenção será descrita agora com referência aos desenhos em anexo, nos quais:The nozzle may be rotatable or pivotable relative to a base portion, or other portion of the fan assembly. This allows the nozzle to be directed toward or away from a user as needed. The fan assembly can be mounted on month, floor, wall or ceiling. This can increase the part of a room in which the user experiences cooling. An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

A figura 1 é uma vista frontal de uma montagem de ventilador;Figure 1 is a front view of a fan assembly;

A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma porção da montagem de ventilador da figura 1;Figure 2 is a perspective view of a portion of the fan assembly of Figure 1;

A figura 3 é uma vista em seção lateral através de uma porção da montagem de ventilador da figura 1 tomada na linha A-A;Figure 3 is a side sectional view through a portion of the fan assembly of Figure 1 taken on line A-A;

A figura 4 é um detalhe em seção lateral ampliado de uma porção da montagem de ventilador da figura 1; eFigure 4 is an enlarged side section detail of a portion of the fan assembly of Figure 1; and

A figura 5 é uma vista em seção da montagem de ventilador tomada ao longo da li- nha B-B da figura 3 e vista a partir da direção F da figura 3.Figure 5 is a sectional view of the fan assembly taken along line B-B of figure 3 and viewed from the direction F of figure 3.

A figura 1 mostra um exemplo de uma montagem de ventilador 100 vista a partir da frente do dispositivo. A montagem de ventilador 100 compreende um bocal anular 1 que define uma abrtura central 2. Com referência também às figuras 2 e 3, o bocal 1 compreen- de uma passagem interior 10, uma boca 12 e uma superfície Coanda 14 adjacente à boca .12. A superfície Coanda 14 é disposta de modo que um fluxo de ar primário que sai da boca .12 e dirigido sobre a superfície Coanda 14 é amplificado pelo efeito Coanda. O bocal 1 é conectado a, e sustentado por, uma base 16 tendo um invólucro externo 18. A base 16 inclui uma pluralidade de botões de seleção 20 acessíveis através do invólucro externo 18 e atra- vés dos quais a montagem de ventilador 100 pode ser operada.Figure 1 shows an example of a fan assembly 100 viewed from the front of the device. The fan assembly 100 comprises an annular nozzle 1 defining a central opening 2. Referring also to FIGS. 2 and 3, the nozzle 1 comprises an interior passage 10, a mouth 12 and a Coanda surface 14 adjacent the mouth. . The Coanda surface 14 is arranged such that a primary air flow exiting the mouth 12 directed at the Coanda surface 14 is amplified by the Coanda effect. The nozzle 1 is connected to and supported by a base 16 having an outer housing 18. The base 16 includes a plurality of selection buttons 20 accessible through the outer housing 18 and through which the fan assembly 100 may be operated.

As figuras 3, 4 e 5 mostram detalhes específicos adicionais da montagem de venti- lador 100. Um motor 22 para criar um fluxo de ar através do bocal 1 é localizado dentro da base 16. A base 16 compreende ainda uma entrada de ar 24 formada no invólucro externo .18. Um alojamento de motor 26 é localizado dentro da base 16. O motor 22 é sustentado pelo alojamento de motor 26 e retido em uma posição segura por um elemento de vedação ou suporte de borracha 28.Figures 3, 4 and 5 show additional specific details of the fan assembly 100. A motor 22 for creating an air flow through the nozzle 1 is located within the base 16. The base 16 further comprises an air inlet 24 formed in the outer casing .18. An engine housing 26 is located within base 16. Motor 22 is supported by engine housing 26 and held in a secure position by a sealing member or rubber support 28.

Na modalidade ilustrada, o motor 22 é um motor sem escovas CC. Um impulsor 30- é conectado a um eixo giratório que se estende para fora do motor 22, e um difusor 32 é posicionado à jusante do impulsor 30. O difusor 32 compreende um disco estacionário, fixo tendo pás espirais.In the illustrated embodiment, motor 22 is a brushless DC motor. An impeller 30- is connected to a rotary shaft extending out of motor 22, and a diffuser 32 is positioned downstream of impeller 30. The diffuser 32 comprises a stationary, fixed disc having spiral blades.

Uma entrada 34 para o impulsor 30 se comunica com a entrada de ar 24 formada no invólucro externo 18 da base 16. A saída 36 do difusor 32 e descarga do impulsor 30 se comunicam com condutos ou porções de passagem ocas localizados dentro da base 16 para estabelecer fluxo de ar a partir do impulsor 30 para a passagem interior 10 do bocal 1. O motor 22 é conectado a uma conexão elétrica e fonte de energia e é controlado por um controlador (não mostrado). A comunicação entre o controlador e a pluralidade de botões de seleção 20 permite que um usuário opere a montagem de ventilador 100.An inlet 34 for the impeller 30 communicates with the air inlet 24 formed in the outer casing 18 of the base 16. The outlet 36 of the diffuser 32 and the discharge of the impeller 30 communicate with hollow ducts or through portions located within the base 16 to establish air flow from impeller 30 to interior passage 10 of nozzle 1. Motor 22 is connected to an electrical connection and power source and is controlled by a controller (not shown). Communication between the controller and the plurality of select buttons 20 allows a user to operate the fan assembly 100.

As características do bocal 1 serão descritas agora com referência às figuras 3 e 4. O formato do bocal 1 é anular. Nessa modalidade o bocal 1 tem um diâmetro em torno de 350 mm, porém o bocal pode ter qualquer diâmetro desejado, por exemplo em torno de 300 mm. A passagem interior 10 é anular e é formada como um laço contínuo ou conduto dentro do bocal 1. O bocal 1 é formado de pelo menos uma parede que define a passagem interior 10 e a boca 12. Nessa modalidade o bocal 1 compreende uma parede interna 38 e uma pa- rede externa 40. Na modalidade ilustrada as paredes 38, 40 são dispostas em um formato dobrado ou em laço de tal modo que a parede interna 38 e parede externa 40 se aproximem uma da outra. A parede interna 38 e parede externa 40 juntas definem a boca 12, e a boca- 12 estende em torno do eixo geométrico X. A boca 12 compreende uma região ãfilada 42" se estreitando para uma saída 44. A saída 44 compreende uma folga ou espaçamento formado entre a parede interna 38 do bocal 1 e a parede externa 40 do bocal 1. O espaçamento en- tre as superfícies opostas das paredes 38, 40 na saída 44 do bocal 12 é escolhido para star na faixa de 1 mm a 5 mm. A escolha de espaçamento dependerá das características dese- jadas de desempenho do ventilador. Nessa modalidade a saída 44 tem largura em torno de 1,3 mm, e a boca 12 e a saída 44 são concêntricas com a passagem interior 10.The characteristics of the nozzle 1 will now be described with reference to figures 3 and 4. The shape of the nozzle 1 is annular. In this embodiment the nozzle 1 has a diameter of about 350 mm, but the nozzle may have any desired diameter, for example about 300 mm. The inner passage 10 is annular and is formed as a continuous loop or conduit within the mouth 1. The mouth 1 is formed of at least one wall defining the inner passage 10 and the mouth 12. In this embodiment the mouth 1 comprises an inner wall 38 and an outer wall 40. In the illustrated embodiment the walls 38, 40 are arranged in a folded or looped shape such that the inner wall 38 and outer wall 40 approach each other. The inner wall 38 and outer wall 40 together define the mouth 12, and the mouth 12 extends around the geometric axis X. The mouth 12 comprises an angled region 42 "narrowing to an outlet 44. The outlet 44 comprises a clearance or Spacing formed between the inner wall 38 of the nozzle 1 and the outer wall 40 of the nozzle 1. The spacing between the opposite surfaces of the walls 38, 40 at the outlet 44 of the nozzle 12 is chosen to star in the range of 1 mm to 5 mm. The choice of spacing will depend on the desired performance characteristics of the fan In this embodiment the outlet 44 is about 1.3 mm wide and the mouth 12 and outlet 44 are concentric with the inner passage 10.

A boca 12 é adjacente à superfície Coanda 14. O bocal 1 compreende ainda uma porção de difusor localizada à jusante da superfície Coanda. A porção de difusor inclui uma superfície de difusor 46 para auxiliar adicionalmente o fluxo de corrente de ar distribuída ou transmitida da montagem de ventilador 100. No exemplo ilustrado na figura 3 a boca 12 e o arranjo geral do bocal 1 é tal que o ângulo subentendido entre a superfície Coanda 14 e o eixo geométrico X é em torno de 15°. O ângulo é escolhido para fluxo eficiente de ar sobre a superfície Coanda 14. A base 16 e o bocal 1 têm uma profundidade na direção do eixo ge- ométrico X. O bocal 1 estende-se por uma distância em torno de 5 cm na direção do eixo geométrico. A superfície de difusor 46 e o perfil geral do bocal 1 são baseados em um for- mato de aerofólio, e no exemplo mostrado a porção de difusor estende-se por uma distância em torno de dois terços da profundidade geral do bocal 1.The mouth 12 is adjacent to the Coanda surface 14. The nozzle 1 further comprises a diffuser portion located downstream of the Coanda surface. The diffuser portion includes a diffuser surface 46 to further assist the distributed or transmitted air flow of the fan assembly 100. In the example illustrated in Figure 3 the mouth 12 and the general arrangement of the nozzle 1 is such that the angle implied between the Coanda 14 surface and the geometric axis X is around 15 °. The angle is chosen for efficient air flow over the Coanda 14 surface. Base 16 and nozzle 1 have a depth in the direction of the geometry axis X. Nozzle 1 extends about 5 cm in the direction of the geometric axis. The diffuser surface 46 and the general profile of the nozzle 1 are based on an airfoil shape, and in the example shown the diffuser portion extends about two thirds of the general depth of the nozzle 1.

A montagem de ventilador 100, descrita acima, opera da seguinte maneira. Quando um usuário faz uma seleção apropriada da pluralidade de botões 20 para operar ou ativar a montagem de ventilador 100, um sinal ou outra comunicação é enviada para acionar o motor 22. O motor 22 é desse modo ativado e ar é aspirado para dentro da montagem de ventila- dor 100 através da entrada de ar 24. Na modalidade preferida ar é aspirado para dentro em uma velocidade de aproximadamente 20 a 30 litros por segundo, preferivelmente em torno de 27 l/s (litros por segundo). O ar passa através do invólucro externo 18 e ao longo da rota ilustrada pela seta F da figura 3 para a entrada 34 do impulsor 30. O fluxo de ar que sai da saída 36 do difusor 32 e descarga do impulsor 30 é dividido em dois fluxos de ar que pros- seguem em direções opostas através da passagem interior 10. O fluxo de ar é contraído à medida que entra na boca 12 e é adicionalmente contraído na saída 44 da boca 12. O fluxo de ar sai através da saída 44 como um fluxo de ar primário.The fan assembly 100 described above operates as follows. When a user properly selects the plurality of buttons 20 to operate or activate fan assembly 100, a signal or other communication is sent to drive motor 22. Motor 22 is thereby activated and air is drawn into the assembly. 100 through the air inlet 24. In the preferred embodiment air is drawn in at a rate of about 20 to 30 liters per second, preferably around 27 l / s (liters per second). Air passes through the outer shell 18 and along the route illustrated by arrow F of Figure 3 to the impeller inlet 34. The air flow from the diffuser outlet 32 and discharge 30 from the impeller 30 is divided into two flows. proceeding in opposite directions through the interior passage 10. The air flow is contracted as it enters the mouth 12 and is additionally contracted at the outlet 44 of the mouth 12. The air flow exits through the outlet 44 as a primary air flow.

A saída e emissão do fluxo de ar primário criam uma área de pressão baixa na en- trada de ar 24 com o efeito de aspirar ar adicional para dentro da montagem de ventilador .100. A operação da montagem de ventilador 100 induz fluxo de ar elevado através do bocal .1 e para fora através da abertura 2. O fluxo de ar primário é dirigido sobre a superfície Co- anda 14 e superfície de difusor 46, e é amplificado pelo efeito Coanda. Um fluxo de ar se- cundário é gerado por arrasto de ar a partir do ambiente externo, especificamente a partir da 10 região em torno da saída 44 e a partir de em torno da borda externa do bocal 1. Uma porção do fluxo de ar secundário arrastado pelo fluxo de ar primário também pode serguiado sobre a superfície de difusor 46. Esse fluxo de ar secundário passa através da abertura 2, onde combina com o fluxo de ar primário para produzir um fluxo total de ar projetado para frente da montagem de ventilador 100 na região de 500 a 700 l/s.The primary air flow outlet and emission creates a low pressure area at air inlet 24 with the effect of drawing in additional air into the .100 fan assembly. Operation of the fan assembly 100 induces high air flow through the nozzle .1 and out through the opening 2. The primary air flow is directed over the Coating surface 14 and diffuser surface 46, and is amplified by the effect. Coanda. A secondary air flow is generated by air drag from the outside environment, specifically from the region around outlet 44 and from around the outer edge of the nozzle 1. A portion of the secondary air flow entrained by the primary air flow can also be guided over the diffuser surface 46. This secondary air flow passes through the opening 2 where it combines with the primary air flow to produce a total forward air flow of the fan assembly 100 in the region of 500 to 700 l / s.

A combinação de arrasto e amplificação resulta em um fluxo total de ar da abertura .2_da montagem de ventilador 100 que é maior do que a saída de fluxo de ar de uma monta- gem de ventilador sem tal superfície de amplificação ou Coanda adjacente à área de emis- são.The combination of drag and amplification results in a total air flow from the aperture .2_ of the fan assembly 100 that is larger than the air flow outlet of a fan assembly without such an amplifying or Coanda surface adjacent to the fan area. emission.

A amplificação e o tipo laminar de fluxo de ar produzido resultam em um fluxo inin- terrupto de ar sendo dirigido a um usuário a partir do bocal 1. A velocidade de fluxo em uma distância de até 3 diâmetros de bocal (isto é, em torno de 1000 a 1200 mm) a partir de um usuário é em torno de 400 a 500 l/s. O fluxo total de ar tem uma velocidade em torno de 3 a .4 m/s (metros por segundo). Velocidades mais elevadas são obteníveis por reduzir o ângulo subentendido entre a superfície Coanda 14 e o eixo geométrico X. Um ângulo menor resulta no fluxo total de ar sendo emitido em um modo mais focado e dirigido. Esse tipo de fluxo de ar tende a ser emitido em uma velocidade mais elevada porém com uma taxa de fluxo de massa reduzida. Inversamente, fluxo de massa maior pode ser obtido pelo aumento do ân- gulo entre a superfície Coanda e o eixo geométrico. Nesse caso a velocidade do fluxo de ar emitido é reduzida porém o fluxo de massa gerado aumenta.The amplification and laminar type of airflow produced results in uninterrupted airflow being directed to a user from the nozzle 1. The flow velocity at a distance of up to 3 nozzle diameters (ie around 1000 to 1200 mm) from a user is around 400 to 500 l / s. The total air flow has a velocity around 3 to .4 m / s (meters per second). Higher speeds are achievable by reducing the perceived angle between the Coanda 14 surface and the X axis. A smaller angle results in the total air flow being emitted in a more focused and directed mode. This type of airflow tends to be emitted at a higher velocity but with a reduced mass flow rate. Conversely, larger mass flow can be obtained by increasing the angle between the Coanda surface and the geometry axis. In this case the velocity of the emitted air flow is reduced but the mass flow generated increases.

Desse modo o desempenho da montagem de ventilador pode ser alterado por alte- rar o ângulo subentendido entre a superfície Coanda e o eixo geométrico X.In this way the performance of the fan assembly can be altered by changing the implied angle between the Coanda surface and the X axis.

A invenção não é limitada à descrição detalhada dada acima. Variações serão evi- dentes para a pessoa versada na técnica. Por exemplo, o ventilador poderia ser de um diâ- metro ou altura diferente. O ventilador não necessita ser localizado em uma escrivaninha, porém poderia ser de colocação livre, montado na parede ou montado no teto. O formato do ventilador poderia ser adaptado para se adequar a qualquer tipo de situação ou local onde um fluxo de resfriamento de ar é desejado. Um ventilador portátil poderia ter um bocal me- nor, digamos 5 cm de diâmetro. O meio para criar um fluxo de ar através do bocal pode ser um motor ou outro dispositivo de emissão de ar, como qualquer soprador de ar ou fonte de vácuo que pode ser utilizada de modo que a montagem de ventilador possa criar uma cor- rente de ar em um cômodo. Os exemplos incluem um motor como um motor de indução CA ou tipos de motor sem escovas CC1 porém podem também compreender qualquer dispositi- vo de transporte de ar ou movimento de ar apropriado como uma bomba ou outro meio de fornecer fluxo de fluido orientado para gerar e criar um fluxo de ar. As características de um motor podem incluir um difusor ou um difusor secundário localizado à jusante do motor para recuperar um pouco da pressão estática perdida no alojamento de motor e através do motor.The invention is not limited to the detailed description given above. Variations will be evident to the person skilled in the art. For example, the fan could be of a different diameter or height. The fan does not need to be located on a desk, but could be freely placed, wall mounted or ceiling mounted. The shape of the fan could be adapted to suit any type of situation or location where an air cooling flow is desired. A portable fan could have a smaller nozzle, say 5 cm in diameter. The means for creating an air flow through the nozzle may be a motor or other air emitting device, such as any air blower or vacuum source that may be used so that the blower assembly may create a power stream. air in a room. Examples include a motor such as an AC induction motor or CC1 brushless motor types but may also comprise any appropriate air movement or air conveying device such as a pump or other means of providing oriented fluid flow to generate and create an air flow. Features of an engine may include a diffuser or a secondary diffuser located downstream of the engine to recover some of the static pressure lost in the engine housing and through the engine.

A saída da boca pode ser modificada. A saída da boa pode ser alargada ou estrei- tada para uma variedade de espaçamentos a fim de maximizar fluxoUe ar. O efeito Coanda pode ser feito ocorrer através de diversas superfícies diferentes, ou diversos desenhos in- ternos ou externos podem ser utilizados em combinação para obter o fluxo e arrasto neces- sários.The mouth outlet can be modified. The outlet can be widened or narrowed to a variety of spacings to maximize air flow. The Coanda effect can be made to occur across several different surfaces, or various internal or external designs can be used in combination to achieve the required flow and drag.

Outros formatos de bocal são considerados. Por exemplo, um bocal que compreen- de um formato oval ou 'de pista de corrida', uma linha ou tira única, ou formato de bloco po- deria ser utilizado. A montagem de ventilador provê acesso à parte central do ventilador vis- to que não há pás. Isso significa que características adicionais como iluminação ou um reló- gio ou display de LCD poderiam ser fornecidas na abertura definida pelo bocal.Other nozzle shapes are considered. For example, a nozzle comprising an oval or 'race track' shape, a single line or strip, or block shape could be used. The fan assembly provides access to the central part of the fan as there are no blades. This means that additional features such as lighting or an LCD clock or display could be provided in the opening defined by the mouthpiece.

Outras características poderiam incluir uma base pivotável ou inclinável para facili- dade de movimento e ajuste da posição do bocal para o usuário.Other features could include a pivot or tiltable base for ease of movement and adjustment of the nozzle position to the user.

Claims

1. Bladeless fan assembly for creating a draft, the fan assembly being characterized by the fact that it comprises a nozzle and means for creating an air flow through the nozzle, the nozzle comprising an interior passage, a mouth for receiving the air flow from the interior passage, and a coanda surface located adjacent the mouth and over which the mouth is arranged to guide the air flow.

Fan assembly according to claim 1, characterized in that the nozzle defines an opening through which air from outside the fan assembly is drawn in by the air flow directed over the Coanda surface.

Fan assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle comprises a loop.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the nozzle is substantially annular.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzle is at least partially circular.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the interior passage is continuous.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the interior passage is substantially annular.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the mouth is substantially annular.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the mouth is concentric with the interior passageway.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the Coanda surface extends symmetrically about a geometric axis.

Fan assembly according to claim 10, characterized in that the subtended angle between the Coanda surface and the geometry axis is in the range of 7 ° to 20 °, preferably around 15 °.

Fan assembly according to claim 10 or 11, characterized in that the nozzle extends a distance of at least 5 cm in the direction of the geometry axis.

Fan assembly according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the nozzle extends about the geometry axis by a distance in the range of 30 cm to 180 cm.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the nozzle comprises a diffuser located downstream of the Coanda surface.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the nozzle comprises at least one wall defining the interior passage and the mouth, and wherein at least one wall comprises opposite surfaces. that define the mouth.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the mouth has an outlet, and the spacing between opposite surfaces at the mouth outlet is in the range of 1 mm to 5 mm.

Fan assembly according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the means for creating an air flow through the nozzle comprises a motor driven impeller.

Fan assembly according to claim 17, characterized in that the means for creating an air flow comprises a brushless DC motor and a mixed flow impeller.