CN111434928B

CN111434928B - 用于吊式风扇的叶片

Info

Publication number: CN111434928B
Application number: CN202010031823.6A
Authority: CN
Inventors: 博比·尼尔·诺伍德; 查尔斯·威廉·博特金
Original assignee: Hunter Fan Co
Current assignee: Hunter Fan Co
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2040-01-13
Also published as: CN111434928A; US20200224670A1; US10995769B2

Abstract

本申请公开了一种用于吊式风扇的叶片。吊式风扇或类似的空气移动装置可包括用于使一个或多个叶片旋转的马达以围绕空间驱动一定体积的空气。叶片可包括具有外表面的主体，该外表面具有平坦顶部表面和平坦底部表面以及侧边缘。弯曲过渡部分可在平坦顶部表面或平坦底部表面中的一者和侧边缘之间延伸。弯曲过渡部分可包括椭圆曲线。

Description

用于吊式风扇的叶片

技术领域

本公开涉及一种吊式风扇(ceiling fan，吊扇)和吊式风扇叶片，例如，其可用于住宅应用和商业应用。该应用可为室内的、室外的或两者。虽然本描述主要涉及住宅吊式风扇，但是其也可应用于使用风扇的任何环境或用于利用空气运动来冷却区域。

背景技术

吊式风扇通常是悬挂于结构的机器，以使一定体积的空气围绕区域移动。吊式风扇包括具有转子和定子的马达，该马达悬挂于结构并电耦接到该结构。一组叶片安装到转子，使得叶片可由转子旋转地驱动，并能以成角度的取向设置以使该体积的空气围绕该区域移动。由于能量成本变得越来越重要，因此需要改善吊式风扇的操作效率。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于吊式风扇的叶片，该吊式风扇具有用于使叶片旋转的风扇马达，该叶片包括具有在展向方向上在顶端和根部之间延伸并在弦向方向上在第一侧边缘和第二侧边缘之间延伸的外表面的主体，外表面具有平坦上部部分或平坦下部部分中的至少一者，并且该外表面具有过渡部分，该过渡部分具有将平坦上部部分或平坦下部部分中的至少一者连接到第一侧边缘或第二侧边缘中的至少一者的椭圆曲线。

在另一方面，本公开涉及一种用于吊式风扇的叶片，该叶片包括：平坦上部表面；与平坦上部表面相对的平坦下部表面；具有使平坦上部表面与平坦下部表面间隔开的宽度的侧边缘；以及在侧边缘和平坦上部表面之间过渡的第一弯曲过渡部分。

附图说明

在附图中：

图1是结构的示意图，其中吊式风扇悬挂于结构并包括一组叶片。

图2是来自图1的一组叶片的具有过渡到叶片的边缘的弯曲表面的一个叶片的俯视图。

图3是图2的叶片的剖视图，示出了到达叶片的边缘的顶部表面和底部表面上的弯曲过渡部分。

图4是图3的叶片的一个边缘的放大剖视图，示出了叶片的椭圆弯曲表面。

具体实施方式

如本文所使用的，术语“一组”或“一套”元件可为任何数量的元件，包括仅一个元件。所有方向参考(例如，径向、轴向、近端、远端、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、前方、后方、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、向前、向后等)仅用于帮助读者理解本公开的识别目的，并且不产生对本文所描述的本公开的尤其是在位置、取向或使用方面的限制。连接参考(例如，附接、耦接、连接和接合)应被广泛地解释，并可包括元件的集合之间的中间构件和元件之间的相对运动，除非另有说明。因此，连接参考并非必须推断为两个元件直接连接并相对于彼此处于固定关系中。示例性附图仅出于示出的目的，并且本文所附的附图所反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可变化。

现在参考图1，吊式风扇10悬挂于结构12。在非限制性示例中，吊式风扇10可包括一个或多个吊式风扇部件，包括悬架14、罩(canopy)16、悬杆18、马达适配器20、至少部分地包围具有转子26和定子28的马达24的马达壳体22、灯具套件30、以及一组叶片铁32。除了非限制性示例，吊式风扇10可包括一个或多个控制器、无线接收器、球架、悬球、灯具玻璃、灯具保持器、心轴、顶部装饰物、开关壳体、叶片叉、叶片顶端或叶片盖或其它吊式风扇部件。一组叶片34可从吊式风扇10径向地延伸，并且可旋转以驱动一定体积的流体，诸如，空气。叶片34在转子26处可操作地耦接到马达24，诸如，经由叶片铁32。叶片34可包括具有任何数量的叶片(包括仅一个叶片)的一组叶片34。

结构12例如可为天花板，吊式风扇10悬挂于该结构。应当理解的是，结构12是示意性地示出的，并且仅以示例的方式示出，并可包括其中通过适合的或需求的吊式风扇来使空气移动的任何合适的建筑物、结构、住宅、商业或其它环境。结构12还可包括可设置在结构12中的电源36，并可电耦接到吊式风扇10，以向吊式风扇10和其中的马达24提供电能。还设想了，在非限制性示例中，电源来源于除结构12之外的地方，诸如电池或发电机。

控制器38可电耦接到电源36，以经由电源36控制吊式风扇10的操作。替代地，控制器38可为无线的或通信地耦接到吊式风扇10，构造成无需专用连接件而远程地控制吊式风扇10的操作。对吊式风扇10的控制的非限制性示例可包括风扇速度、风扇方向或灯具操作。此外，仅是有线控制器38或者除了有线控制器38之外，单独的无线控制器40可通信地耦接到吊式风扇10中的控制器或无线接收器，以控制吊式风扇10的操作。在一个替代示例中，进一步设想了，吊式风扇仅由无线控制器40操作，并且不与有线控制器38可操作地耦接。

参考图2，一个叶片34与图1的风扇10的剩余部分隔离开。在叶片34中设置有三个紧固件孔50，以用于将叶片紧固到用于使叶片34围绕风扇10旋转的马达24，尽管设想了任何数量的紧固件孔或叶片附接方法。叶片34包括具有顶部表面54的外表面52。顶部表面54终止在侧边缘56处。顶部表面54可包括平坦部分58和从平坦部分58过渡到侧边缘56的顶部弯曲过渡部分60。替代地，顶部表面不需要为平坦的，但是可为延伸到弯曲过渡部分60的替代几何形状。在一个示例中，弯曲过渡部分60可为大约一英寸，尽管设想了任何宽度。在另一示例中，弯曲过渡部分60可在相对的侧边缘56之间在叶片的弦向宽度的5％-40％之间延伸，尽管设想了小于5％或大于40％的距离。

叶片34进一步包括顶端62和根部64，其中根部64邻近紧固件孔50，并且顶端62与根部64相对。弯曲拐角66在顶端62和侧边缘56之间过渡，尽管应当理解的是，弯曲拐角66可为任选的或可包括其它形状，例如，诸如尖锐拐角。弦向方向可限定在相对的侧边缘56之间，并且展向方向可限定在顶端62和根部64之间。叶片34可在弦向方向上限定了在展向方向上延伸的宽度增加，尽管设想了叶片的任何自上而下的形状，诸如具有限定在向外延伸的展向方向上的变薄的弦向宽度。叶片形状的非限制性示例可包括方形的、矩形的、弯曲的、成角度的或圆形的。

此外，叶片34可包括作为侧边缘56的第一边缘68和第二边缘70，其可分别布置成前缘和后缘，尽管具体的布置可基于叶片的旋转方向变化。限定叶弦的弦向方向可在第一边缘68和第二边缘70之间限定。如可理解的，因为叶片34向外延伸变宽，因此叶弦从根部64朝向顶端62增加。

仍进一步地，弯曲过渡部分60可沿着第一边缘68、第二边缘70、顶端62或根部64的全部延伸。如所示出的，弯曲过渡部分沿着第一边缘68和第二边缘70以及顶端62延伸，在侧边缘68、70与顶端62相遇的位置处的拐角66处弯曲。

参考穿过图2的III-III截面截取的图3，叶片34进一步包括平坦底部表面80和从平坦底部表面80过渡到侧边缘56的底部弯曲过渡部分82。侧边缘56包括宽度84，以限定使位于顶部表面54处的弯曲过渡部分60与位于底部表面80处的弯曲过渡部分82间隔开的距离。在一个附加示例中，宽度84可为零，使得来自顶部表面54的弯曲过渡部分60立刻过渡到底部表面80的弯曲过渡部分82。叶片34可关于中心线86对称，尽管设想了叶片34可为不对称的、可为弯曲的、或可包括其它形状，并且不应限制于如所示出的对称形状。

进一步地，应当理解的是，叶片34能以一迎角安装。迎角可基于叶片34的角度位置限定，使得平坦底部表面80和平坦顶部表面54相对于水平面或相对于吊有或悬挂有吊式风扇的平面以一角度布置。迎角允许叶片34驱动一定体积的空气，基于叶片34的角度和运动方向在向上或向下方向上推动空气。在不存在迎角的情况下，由叶片34所产生的空气运动将最小化。

现在参考图4，叶片34的第一边缘68的放大剖视图更好地示出了弯曲过渡部分60、82的曲线。弯曲过渡部分60、82可提供顶部表面54和底部表面80到垂直于顶部表面54和底部表面80布置的侧边缘56之间的过渡。弯曲过渡部分60、82中的一者或两者可具体地成形为具有椭圆弧，其限定弯曲过渡部分60、82的椭圆轮廓的至少一部分。更具体地，弯曲过渡部分中的一者或两者可由以标准形式书写的等式(1)表示：

其中，在笛卡尔坐标中，x表示x轴线88，并且y表示y轴线90。x轴线88可在从顶部表面54到底部表面80延伸的方向上限定，并且y轴线90可在弦向方向上限定。此外，a表示椭圆的相应于x轴线的长度，并且b表示椭圆的相应于y轴线的长度。还应理解的是，在a＝b的情况下，椭圆可为未限定长轴或短轴的圆形，因为圆形的直径相等。此外，所有其它椭圆可为非圆形，其中，分别限定为最大直径和最小直径的长轴和短轴的a与b不相等。因此，设想了弯曲过渡部分60、82可限定为椭圆形状、非圆形的椭圆形状、抛物线形状或双曲线形状。

在图4中，从顶部表面54到侧边缘56的弯曲过渡部分60可例如由以下等式(2)表示：

其中a＝6并且b＝1。此外，从侧边缘56到底部表面80的弯曲过渡部分82可为90度圆形的椭圆，例如由以下的等式(3)表示：

其中a＝2并且b＝2。应当理解的是，虽然位于底部表面80处的弯曲过渡部分82被示出为具有形成圆形的相等的长轴和短轴的椭圆，但可替代的是具有不相等的长轴和短轴的椭圆。此外，表示弯曲过渡部分60、82的具体等式可为任何合适的椭圆弧，并且不应受由上述等式(2)和(3)限定的具体的弧限制。

在其中弯曲过渡部分60、82中的一者为抛物线的示例中，表示弯曲过渡部分60、82的曲线的至少一部分的等式可以标准形式表示为：

(x-h)²＝4p(y-k) (4)

其中，焦点可限定为(h,k+p)，并且准线可限定为y＝k-p。x可表示x轴线88，并且y可表示y轴线90。

在其中弯曲过渡部分60、82的一者为双曲线的另一示例中，表示弯曲过渡部分60、82的曲线的至少一部分的等式能以标准形式表示为：

或

其中，等式(5)基于水平横轴并且等式(6)基于竖直横轴，其最终取决于限定叶片34的弯曲过渡部分60、82的局部坐标系。(h,k)可用于限定双曲线的中心，而x可表示x轴线88，并且y可表示y轴线90。

位于顶部表面54处的弯曲过渡部分60可具有比位于底部表面80处的弯曲过渡部分82的距侧边缘56的弦向延伸范围更大的弦向延伸范围，如由图4中的虚线所示出的可理解的。这种更大的弦向延伸范围可例如由位于顶部表面54处的弯曲过渡部分60的椭圆曲线的更大长轴限定。此外，应当理解的是，虽然示出为具有两个弯曲过渡部分60、82，但是设想了仅包括一个弯曲过渡部分60的叶片34，其中以拐角或边缘代替第二弯曲部分82，例如，诸如沿着任一弯曲过渡部分60、82处的虚线。

应当理解的是，介于顶部表面54和底部表面80和侧边缘56之间的一个或多个弯曲过渡部分60、82可提供叶片34的增加的效率。由于第一边缘68和第二边缘70两者可包括弯曲过渡部分60、82，使得在叶片34的任一旋转方向上可获得这种效率增加。此外，相比于不具有弯曲过渡部分或具有标准的非椭圆弯曲过渡部分或仅具有圆形过渡部分的叶片，一个或多个弯曲过渡部分60、82的椭圆几何形状可提供叶片34的改善的效率。

本文所描述的叶片及其区段提供了吊式风扇的增加的总流动体积，导致增加的效率，同时保持了具有消费者所要求的吊式风扇的未装饰底部表面的美学外观。更具体地，弯曲过渡部分60、82或其椭圆几何形状提供了作用在空气上的增加的向下力，这增加了气流的总体积，同时叶片的平坦上部表面和下部表面匹配传统的风扇叶片样式，提供了令人愉悦的或吸引人的用户美感。

对于未描述的方面，各种特征的不同特征和结构可根据需要结合使用。在本公开的所有方面中未示出一个特征并不意味着被解释为不能如此，而是为了描述的简洁而进行的。因此，本文描述的不同方面的各种特征可根据需要混合和匹配以形成新的特征或其方面，无论是否明确地描述了这些新的方面或特征。本公开覆盖本文所描述的特征的所有组合或排列。

本书面描述使用示例来使本文所描述的方面(包括最佳模式)变得详细，并使本领域任何技术人员能够实践本文所描述的方面，包括制造和使用任何装置或系统并执行任何所合并的方法。本文中所描述的方面的可取得专利权的范围由权利要求限定，并可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果其它示例具有与权利要求的文字语言不同的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的文字语言无实质性差异的等效结构元件，则这些其它示例旨在落在权利要求的范围内。

Claims

1.一种用于吊式风扇的叶片，所述吊式风扇具有用于使所述叶片旋转的风扇马达，所述叶片包括具有在展向方向上在根部和顶端之间延伸并在弦向方向上在第一侧边缘和第二侧边缘之间延伸的外表面的主体，所述外表面具有至少部分地在所述第一侧边缘和所述第二侧边缘之间延伸的平坦上部部分或平坦平面下部部分中的至少一者，并且所述外表面具有至少一个弯曲过渡部分，所述至少一个弯曲过渡部分具有将所述平坦上部部分或所述平坦平面下部部分中的至少一者连接到所述第一侧边缘或所述第二侧边缘中的至少一者的椭圆曲线；

其中，所述至少一个弯曲过渡部分包括至少两个弯曲过渡部分，其中至少第一弯曲过渡部分设置在所述第一侧边缘和所述平坦上部部分之间，并且第二弯曲过渡部分设置在所述第一侧边缘和所述平坦平面下部部分之间；并且

其中，所述第一弯曲过渡部分限定非圆形轮廓并沿着比所述第二弯曲过渡部分的弦向延伸范围更大的弦向延伸范围延伸，并且其中，所述第一弯曲过渡部分包括限定椭圆曲线的长轴的椭圆曲线，所述长轴大于所述第二弯曲过渡部分的椭圆曲线的另一长轴。

2.根据权利要求1所述的叶片，其中，所述至少两个弯曲过渡部分包括四个弯曲过渡部分，一个弯曲过渡部分位于所述第一侧边缘和所述平坦上部部分的接合处，一个弯曲过渡部分位于所述第一侧边缘和所述平坦平面下部部分的接合处，一个弯曲过渡部分位于所述第二侧边缘和所述平坦上部部分的接合处，并且一个弯曲过渡部分位于所述第二侧边缘和所述平坦平面下部部分的接合处。

3.根据权利要求1所述的叶片，其中，所述至少一个弯曲过渡部分在所述弦向方向上限定的所述第一侧边缘和所述第二侧边缘之间的宽度的5％至40％之间延伸。

4.根据权利要求1所述的叶片，其中，所述至少一个弯曲过渡部分沿着所述第一侧边缘和所述第二侧边缘延伸到所述顶端并沿着整个所述顶端延伸。

5.根据权利要求1所述的叶片，其中，所述至少一个弯曲过渡部分沿着整个所述第一侧边缘延伸。

6.一种用于吊式风扇的叶片，所述叶片包括：

主体，所述主体具有包括上部表面、下部表面、第一侧边缘和第二侧边缘的外表面，所述主体在展向方向上限定的根部和顶端之间延伸并在弦向方向上限定的所述第一侧边缘和所述第二侧边缘之间延伸；以及

第一弯曲过渡部分，所述第一弯曲过渡部分在所述上部表面到所述第一侧边缘或所述第二侧边缘中的一者之间过渡，其中所述第一弯曲过渡部分包括第一椭圆曲线；以及

第二弯曲过渡部分，所述第二弯曲过渡部分在所述下部表面到所述第一侧边缘或所述第二侧边缘中的一者之间过渡，其中所述第二弯曲过渡部分包括第二椭圆曲线；

7.根据权利要求6所述的叶片，其中，所述第一椭圆曲线或所述第二椭圆曲线为非圆形的椭圆形状、抛物线形状或双曲线形状中的一者。

8.根据权利要求6所述的叶片，其中，所述上部表面或所述下部表面中的至少一者为平坦的。

9.根据权利要求8所述的叶片，其中，所述第一椭圆曲线或所述第二椭圆曲线限定具有平行于所述上部表面或所述下部表面中的一者布置的长轴的椭圆的一部分。

10.根据权利要求6所述的叶片，其中，所述第一侧边缘和所述第二侧边缘包括使所述上部表面与所述下部表面间隔开的宽度。

11.根据权利要求6所述的叶片，其中，所述第一弯曲过渡部分围绕所述第一侧边缘、所述第二侧边缘和所述顶端延伸。