KR20110059838A - 결합형 천정용 팬과 조명기구 - Google Patents

Abstract

천장용 팬이 사용되지 않을 때 인입되고 발광 디바이스를 포함하는 인클로저 위에 수용되며, 팬이 사용시 원심력 하에 펼쳐지는 블레이드들(1-4)을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구(10)가 제공된다. 블레이드는 인클로저 위에 컴팩트하게 수용되고 합리적인 공기역학적 성능을 제공하는 식으로 형성된다. 각 블레이드는 부분적으로 수용 위치에 있을 때 이웃 블레이드와 겹치고, 블레이드는 수용 블레이드들의 집합의 전체 높이를 제한하면서 그러한 적층을 허용하도록 형성된다.

Description

결합형 천정용 팬과 조명기구{Combined Ceiling Fan and Light Fitting}

본 명세서에 기술된 발명은 팬이 사용되지 않을 때는 컴팩트하게 접혀지고 팬이 시동되면 밖으로 나오는 블레이드들을 갖는 결합형 조명기구 및 천정용 팬에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 이런 기기용의 향상된 팬 블레이드에 관한 것이다.

천정용 팬은 오랫동안 알려져 왔고 저렴한 방식으로 건물의 실내 공기의 이동을 제공하기 위해 사용되어 왔다. 팬은 예컨대 냉장 및 기화 에어컨과 같은 대체물에 비해 사용 및 설치가 간단하고 안전하며 구매 및 운영이 저렴할 수 있다. 팬은 종종 팬이 일으킨 공기 이동으로 피부의 땀이 증발되어 결과적으로 냉각효과를 줄 수 있어 에어컨에 대한 놀라울 정도로 효과적인 대안을 제공할 수 있다.

천정용 팬과 조명수단을 결합한 것이 알려져 있는데, 이는 첫째 천장에 장착된 조명원을 제공하기 위한 통상적인 요건이며, 둘째 결합된 팬과 조명기구를 작동시키기 위해 단일 전원을 제공하는 것이 편리하기 때문이다.

일반적이지는 않으나, 결합형 조명기구와 천정용 팬에 어떤 형태의 접힘 또는 인입식 블레이드 수단을 제공하는 것이 또한 알려져 있다. Le Velle는 3개의 형태를 설명하였다. 미국특허 제1445402호는 팬이 스위치 온되면 원심력을 받아 블레이드들이 외부로 이동하고, 팬이 스위치 오프되면 스프링에 의해 블레이드들이 인입되는 조명기구 및 천정용 팬을 개시하고 있다. 미국특허 제1458348호 및 제2079942호는 (미국특허 제1445402호의 초기 형태와는 달리) 블레이드의 내부 및 외부 이동이 동기화되는 향상된 형태를 개시하고 있다. 동기화 블레이드 이동은 팬의 회전부의 만족스러운 밸런스를 보존하는데 중요하다. 보다 최근에, 현대적 디자인에 맞는 숨겨져 있고 간단한 블레이드 이동 동기화 수단을 갖는 결합형 조명기구와 천정용 팬이 Villella에 의해 개시되었다(국제특허출원 제2007/006096호 참조).

결합형 조명기구와 천정용 팬의 디자인에서 한가지 문제는 사용시 과도한 전력을 필요로 하지 않으면서 유용한 공기이동 성능을 제공할 수 있고 사용되지 않을 경우 적절하게 컴팩트한 전체 형태로 접힐 수 있는 블레이드를 제공하는 것이다. 본 발명은 이 문제를 해결한다.

소정 특허들에 대한 본 명세서에서 상기 및 그 밖의 참조들은 어떠한 것도 다른 곳에서 해당기술분야에 통상적인 일반지식의 일부를 이루는 것으로 의도되거나 인정한 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 명세서에서 결합형 천정용 팬과 조명기구를 편의상 간략하게 팬/조명이라 한다.

본 발명은 팬 동작중에는 동작 위치로 밖으로 나오고 팬 동작이 중단되면 수용된 위치로 안으로 들어가는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 팬/조명에 관한 것이다. 블레이드들이 모터에 의해 팬 축 주위로 회전하면 원심력 작용에 의해 팬 블레이드들이 밖으로 이동한다. 팬 블레이드들이 수용된 위치로 들어가는 것은 탄성수단, 예컨대, 하나 이상의 스프링의 작용에 의해 있을 수 있다. 블레이드들이 동작 위치에 있을 때 블레이드들이 회전함으로써 공기를 아래로 이동시키고, 수용 위치에 있을 때는 백열등과 같이 발광디바이스용의 (평면도로 볼 때) 원형태의 반투명 인클로저의 반경과 같이 팬 축으로부터 소정 반경 내에 있도록 형성되고 배열된다. 각 블레이드는 수용시 적어도 하나의 다른 블레이드와 겹칠 수 있다.

합당한 공기 이동요건과 사용치 않을 때 블레이드의 컴팩트한 수용 간에 유용한 밸런스를 제공하는 것으로 여겨지는 블레이드의 바람직한 형태와 상대 위치가 개시되어 있다. 이들 형태는 특히 소정 입사각 분포, 블레이드 현(날개 앞전에서 날개 뒷전까지 측정된 거리) 및 2면각(dihedral)에 의해 특징된다. 이들은 하부 블레이드 표면이 오목하고 상부 블레이드 표면은 볼록한 그런 캠버(camber)를 갖는 에어포일 횡단면이 바람직하다.

보다 상세하게, 본 발명은 제 1 태양으로

수용 위치 및 전개 위치 간에 블레이드의 수직 회전축 주위로 회전될 수 있도록 각각 회전장착되고,

수용 위치에서는 수직 팬 회전축으로부터 특정 반경 내에 그리고 조명기구 부분 위에 있으며, 블레이드의 전개 위치에서는 상기 특정 반경을 넘어 뻗어 있는 공기 이동부를 각각 가지며,

평면도에서 볼 때 일반적으로 기다란 아치모양이고, 수용 위치에서 회전축들과 블레이드의 끝부분 사이에 상기 특정 반경 내에 원주방향으로 뻗어 있으며 블레이드 자신의 수용위치에서 블레이드들 중 이웃한 한 블레이드를 각각이 부분적으로 겹치는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서,

(a) 각 블레이드는 회전축 단부로부터 블레이드를 따라서 거리가 증가함에 따라 기준 높이 이상의 높이로 올라가 수용 위치에 있을 때 블레이드 자신의 수용 위치에 이웃한 블레이드의 회전축 단부 위에 놓이고,

(b) 블레이드의 끝부분을 향해 공기 이동부의 회전축 단부로부터 거리가 증가함에 따라 공기 이동부의 날개 앞전이 먼저 상기 기준 높이 이상으로 높이로 증가한 후 상기 기준 높이 이상의 끝부분 높이를 제한하도록 하방으로 후퇴하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구를 제공한다.

본 명세서에서 "이웃 블레이드"라는 용어는 한 블레이드로부터 원주방향 앞쪽으로(즉, 팬 회전방향으로) 움직임으로써 먼저 발견된 블레이드를 의미한다.

본 명세서에서 "하방 후퇴(turns downwardly)"라는 문구는 블레이드를 턴 다운시키는 것으로부터 끝부분으로 향해 거리가 증가함에 따라 실제로 감소하기 시작하는 것을 반드시 의미할 필요는 없다. 오히려 이는 블레이드가 턴 다운 전보다 더 낮은 속도로 높이가 증가하는 것을 의미하며, 이는 높이 증가 속도가 0 또는 마이너스를 배제하지 않더라도 여전히 플러스이다.

따라서, 각 블레이드의 공기 이동부의 날개 앞전은 공기 이동부의 회전축과 블레이드의 끝부분 사이의 위치에서 기준 높이 보다 큰 피크 높이를 가질 수 있다.

또한, 공기 이동부의 날개 앞전의 기준 높이 이상의 큰 높이는 블레이드의 끝부분을 향해 날개 앞전을 따라 거리가 증가함에 따라 상기 피크 높이로부터 감소할 수 있다.

"특정 반경"은 결합형 천자용 팬과 조명기구에 포함되고 블레이드 아래에 위치해 있으며 평면도에서 볼 때 원형인 대략 조명기구 부분의 반경일 수 있다.

"기준 높이"는 순전히 예로써 각 블레이드가 Villella에 기술된 구성의 경우처럼 회전 장착된 수평 판형부재의 상부면의 높이일 수 있다.

각 블레이드의 공기 이동부는 블레이드가 수용위치에 있을 때 실질적으로 팬 회전축상에 중심을 둔 대략 원호인 날개 뒷전을 가질 수 있다. 이 배열은 평면도에서 볼 때 둥근 조명기구 부분 위의 이용가능한 공간의 효과적 사용을 가능하게 한다.

바람직하기로, 수용 위치에 있을 때 각 블레이드에 대해, 공기 이동부의 날개 앞전와 날개 뒷전 사이의 반경방향 거리(즉, 평면도에서 볼 때 블레이드 테이퍼)는 블레이드 끝부분을 향해 공기 이동부의 길이를 따라 일부분은 최대값으로부터 점차 줄어든다.

보다 바람직하기로, 모든 블레이드들이 수용 위치에 있을 때, 각 블레이드에 대해 블레이드가 이웃 블레이드를 겹치는 공기 이동부의 날개 앞전상에 제 1 지점이 있고, 팬 회전축을 포함한 개념상 반경방향 면에서 볼 때 제 1 지점은 겹쳐진 이웃 블레이드의 날개 앞전상에 있는 동일한 개념상의 반경방향 면에 있는 제 2 지점보다 더 큰 반경에 놓여 있다.

보다 더 바람직하기로, 상기 제 1 지점은 상기 제 2 지점의 높이를 초과하지 않는 기준 높이 이상의 높이에 있을 수 있다.

이들 배열은 블레이드의 수용 컴팩트성을 강화할 수 있다.

각 블레이드의 공기 이동부는 상기 공기 이동부를 따라 일부분은 한 위치에서 최대 수평 입사각도를 갖는 것이 바람직하며, 입사각도는 블레이드의 끝부분을 향해 최대 입사각의 위치로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다.

바람직하기로는 또한, 공기 이동부는 회전축 단부에서 양의 수평 입사각도를 갖는다.

블레이드가 전개 위치에 있을 때 수평으로의 입사가 최대인 각 블레이드의 공기 이동부를 따른 일부 위치는 팬 회전축에 중심을 둔 호를 따라 측정된 블레이드 현이 최대값에 있는 위치의 반경방향 안쪽일 수 있다. 이런 특징은 (명백하진 않으나) 블레이드를 따라 공기에 대한 하방 추진력의 분포를 완만히 할 수 있어, 블레이드상에 유발된 항력을 줄일 수 있으리라 생각된다.

블레이드의 다른 개수들, 예컨대 3개 또는 5개에도 적용될 수 있으나, 블레이드의 개수는 블레이드의 회전축이 서로 원주방향으로 90도 떨어져 이격된 4개가 바람직하다.

블레이드가 수용 위치에 있을 때 회전축과 끝부분 간의 각 블레이드의 섹션은 팬 회전축에서 약 160도에서 170도의 각도에 대응한다. 이 범위의 값들은 임의의 지점에서 2 이상의 블레이드들의 적층을 필요로 하지 않고도 조명기구 부분 위쪽의 이용가능한 수용 공간 내에 합당한 블레이드 면적을 허용한다. 이는 컴팩트한 블레이드 수용을 달성하는데 일조한다.

바람직하기로, 각 블레이드는 수용 위치로부터 전개 위치로 이동하도록 약 180도의 각도로 회전한다. 이는 소정 블레이드 크기에 대한 만족스러운 블레이드-스윕 면적을 제공한다. 바람직하기로, 각 블레이드의 공기 이동부는 팬 회전축 상에 중심을 두고 특정 반경과 블레이드 끝부분 간의 반경에서 공기 이동부를 가로지르는 원통형 면상의 횡단면에서 볼 때 날개 앞전와 날개 뒷전 사이에서 위로 휘어있다(즉, 아래로 오목하다).

각 블레이드의 공기 이동부는 팬 회전축상에 중심을 두고 특정 반경과 블레이드 끝부분 간의 반경에서 공기 이동부를 가로지르는 원통형 면상의 횡단면에서 볼 때 블레이드를 따른 길이의 적어도 일부분 위에 라운드형 날개 앞전와 날카로운 날개 뒷전을 갖는 것도 또한 효율적인 공기 이동을 위해 바람직하다.

블레이드가 수용 위치에 있을 때 각 블레이드와 이웃 블레이드 간의 최소 높이 차는 대략적으로 블레이드가 이웃 블레이드와 겹치는 경우에 이점적으로 발생할 수 있다. 소정 시간동안 사용하지 않은 채로 있다면 블레이드들이 소정의 플라스틱들로 몰딩된 경우일 수 있을 때 겹치는 블레이드가 약간 처지면, 이 배열은 블레이드와 블레이드의 아래쪽 이웃 간에 접촉이 일단 이루어진 후 블레이드의 외부를 합당하게 잘 지탱하는 것을 알았다.

본 발명은 또 다른 태양으로 첫째로 조명기구 인클로저(enclosure) 위의 수용 위치 및 다음으로 블레이드가 조명기구 밖으로 넘어서 뻗어 있는 전개 위치 사이의 수직축 주위로 회전 이동할 수 있는 복수의 기다란 아크 평면을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서, 블레이드의 전개 위치에서는 블레이드의 날개 앞전이 먼저 조명기구 인클로저를 너머 반경이 증가함에 따라 우선은 증가하고 그런 후 아래로 크랭크(crank)되는 것을 특징으로 하는 결합형 천장용 팬 및 조명기구를 제공한다.

이 태양에서, 블레이드가 수용 위치에 있을 때, 각 블레이드는 일부가 조명기구 인클로저 위와 겹쳐진 블레이드의 하부측 아래의 갭에 수용되는 이웃 블레이드의 일부분을 겹치고, 상기 갭은 겹치는 블레이드의 크랭크 형태로 인해 있게 된다.

각 블레이드는 회전부재에 회전 장착되고 상기 갭은 판형부재 위에 놓일 수 있다.

제 3 태양으로, 본 발명은 사용시 갈매기 날개형 2면각을 나타내는 공기 이동 블레이드를 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구를 제공한다. 이런 2면각 형태는 심지어 인입식 블레이드의 컴팩트한 수용을 가능하게 하는 능력과는 별개로 그 자체로 이점적일 수 있다고 생각된다. "갈매기 날개형 2면각"은 양력 블레이드 또는 날개가 근단과 끝부분을 향한 길이를 따른 지점 또는 영역 사이에서 올라가고 그런 후 내려가거나, 높이를 유지한 채로 있거나 더 천천히 올라가는 의미로 받아들여져야 한다.

또 다른 태양으로, 본 발명은

수용 위치 및 전개 위치 간에 블레이드의 수직 회전축 주위로 회전될 수 있도록 각각 회전장착되고,

수용 위치에서는 수직 팬 회전축으로부터 특정 반경 내에 그리고 조명기구 부분 위에 있으며, 블레이드의 전개 위치에서는 상기 특정 반경을 넘어 뻗어 있는 공기 이동부를 각각 가지며,

평면도에서 볼 때 일반적으로 기다란 아치모양이고, 수용 위치에서 회전축들과 블레이드의 끝부분 사이의 상기 특정 반경 내에 원주방향으로 각각 뻗어 있는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서,

(a) 전개시 각 블레이드는 블레이드의 오목면이 블레이드의 회전방향으로 향하고 블레이드의 길이의 반경방향 외부는 밖으로 그리고 앞쪽으로 모두 뻗어 있도록 위치되어 있고,

(b) 원주방향으로 측정된 블레이드의 현이 최대값을 갖는 블레이드의 공기 이동부를 다소 따르는 제 1 위치와, 블레이드가 수평면에 대한 최대 양의 입사각을 갖는 블레이드의 공기 이동부를 다소 따르는 제 2 위치가 있으며,

(c) 제 1 위치는 제 2 위치보다 반경이 더 큰 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구를 제공한다.

즉, 본 명세서에 개시된 입사각 및 현의 분포는 블레이드 수용의 문제와는 별개로 그 자체로 이점적이라 생각된다.

본 발명은 개시된 팬/조명기구에 사용을 위해 형성된 블레이드를 또한 제공한다.

아래에 상세히 기술된 특정한 4개 블레이드의 실시예가 블레이드의 비율과 수용 및 전개 위치에 있을 때 상대 위치에 대해 모두 본 발명의 청구가능한 태양으로 받아들여져야 한다.

본 발명은 바람직하게는 죠 빌렐라(Joe Villella)의 국제특허출원 PCT/AU2006/000981를 기초로) 국제특허 공개공보 WO 2007/006096에 기술된 구성의 소정 특징들을 갖는 팬/조명에 적용된다.

본 발명의 또 다른 특징으로,

각 블레이드가 수직 팬 회전축 주위로 회전가능한 팬 부재에 회전 장착되어 상기 블레이드가 인입 위치와 상기 팬 부재의 수직 블레이드 회전축 주위의 동작 위치 간에 회전할 수 있고,

각 블레이드는 상기 블레이드가 인입 위치에 있을 때

(a) 상기 팬 회전축과 동축이고 블레이드부의 내부 에지에 접하는 내부 원통면과,

(b) 상기 팬 회전축과 동축이고 블레이드부의 외부 에지와 접하는 외부 원통면과,

(c) 상기 팬 회전축과 상기 블레이드 회전축을 포함하는 제 1 반경방향면과,

(d) 상기 제 1 반경방향면 및 상기 팬 회전축과 상기 지점을 포함하는 반경방향면 사이의 각도인 세타 각도가 상기 블레이드부상의 모든 지점과 연결되도록 상기 팬 회전축을 포함하고 블레이드의 끝과 접하는 제 2 반경방향면에 의해 한정된 공간 내에 놓이는 기다랗고 전반적으로 아치형 공기 이동 블레이드부를 갖고,

상기 제 1 및 제 2 반경방향면들 사이에 놓이는 블레이드부의 연속 부분내에, 상기 내부 에지는 세타가 증가함에 따라 기준 높이 이상의 높이로 증가하고 상기 팬 회전축과 동축인 원통면에 대한 상기 내부 에지의 반경방향 돌출부는 아래쪽으로 오목한 복수의 인입식 팬 블레이드를 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구가 제공된다.

바람직하기로는, 상기 블레이드의 상기 연속부내에 상기 내부 에지는 내부 에지 높이의 최대값이 먼저 세타 값이 블레이드 끝에서의 세타 값보다 더 작은 지점에 도달할 때까지 세타가 증가함에 따라 상기 기준 높이 이상의 높이로 증가한다.

상기 연속부내에 그리고 상기 내부 에지가 상기 기준 높이 이상의 최대 높이를 갖는 가장 작은 값보다 큰 세타 값에 대해, 상기 내부 에지의 높이는 세타가 증가함에 따라 감소될 수 있다. 이 특정한 실시예는 본 명세서에 상세히 기술된 바람직한 실시예에 해당한다.

이런 팬/조명기구에서, 블레이드 날개 뒷전 형태에 대한 것을 포함하여 본 명세서에 기술된 다른 바람직한 특징 비율과 블레이드의 상대 위치도 또한 적용될 수 있다.

다른 특징 및 우선순위와 독창적인 개념들은 하기의 상세한 설명과 특허청굼범위에 개시되어 있다.

이 명세서에서, 특허청구범위에 포함하여 한 세트의 숫자, 요소 또는 단계에 대하여 사용된 "구비하다"라는 단어(및 "구비하는', "구비한다", 그리고 "구비된"과 같은 파생어)는 다른 숫자, 요소 또는 단계가 있거나 포함될 수 있는 가능성을 배제하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 발명의 내용에 포함됨.

본 발명이 더 잘 이해될 수 있도록 하기 위해 첨부도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 비제한적인 바람직한 실시예들이 기술되어 있다.
도 1은 블레이드가 동작위치에 배치된 것을 나타낸 본 발명에 따른 인입식 팬 블레이들이 있는 팬/조명의 위에서 본 사시도이다.
도 2는 블레이드가 동작위치에 배치된 도 1에 나타낸 팬/조명의 아래에서 본 사시도이다.
도 3은 현재 접혀진 비동작 위치에 있는 팬 블레이드가 도시된 도 1에 도시된 팬/조명의 위에서 본 사시도이다.
도 4는 접혀진 비동작 위치에 있는 팬 블레이드가 도시된 도 1에 도시된 팬/조명의 아래에서 본 사시도이다.
도 5는 팬 블레이드가 동작위치에 배치된 것을 나타낸 도 1의 팬/조명의 평면도이다.
도 6은 접혀진 비동작 위치에 있는 팬 블레이드가 도시된 도 1의 팬/조명의 평면도이다.
도 7은 팬 블레이드가 동작위치에 배치된 것을 나타낸 도 1의 팬/조명의 측면도이다.
도 8은 접혀진 비동작 위치에 있는 팬 블레이드가 도시된 도 1의 팬/조명의 측면도이다.
도 9는 Villella의 국제특허출원 제2007/006096에 기술된 인입식 팬 플레이드가 있는 팬/조명 어셈블리의 아래에서 본 사시도이다.
도 10은 전개 및 인입 위치 모두에 있는 하나의 블레이드와 인입 위치 및 점선 라인에만 있는 다른 블레이들을 도시한 도 1에 도시된 팬/조명의 개략 평면도이다.
도 11은 인입 위치에서 점선 라인으로 도시된 모든 블레이들과 또한 전개 위치에 도시된 하나의 블레이드를 갖는 도 1에 도시된 팬/조명의 개략 평면도로서, 반경방향으로 이격된 위치들에 따라 위치되고 확장 블레이드를 교차하는 한 세트의 원통형 표면들의 위치들을 또한 도시하고 있다.
도 12는 도 10에 개략적으로 도시된 팬/조명의 인입 블레이드의 도 10에 정의된 바와 같은 반경면상에 있는 한 세트의 섹션들(라벨 a-1)이다.
도 13은 블레이드가 인입 위치에 있을 때 원주 위치의 함수로서 도 1에 도시된 팬/조명의 블레이드의 내부 및 외부 에지의 기준 높이 이상의 높이 그래프이다.
도 14는 블레이드가 인입 위치에 있을 때 원주 위치의 함수로서 도 1에 도시된 팬/조명의 블레이드의 내부 및 외부 에지 간의 반경방향 거리의 그래프이다.
도 15는 블레이드가 인입 위치에 있을 때 원주 위치의 함수로서 도 1에 도시된 팬/조명의 모든 블레이드들의 내부 및 외부 에지의 기준 높이 이상의 높이 그래프이다.
도 16은 1에서 8로 번호 매겨진 호(弧)에 접하는 면들에서 취해진 도 11에서 도시된 확장 블레이드의 한 세트의 횡단면이다.
도 17은 블레이드의 반경방향 위치의 함수로서 도 11에 도시된 확장 팬 블레이드의 수평면에 대한 입사각도의 그래프이다.
도 18은 블레이드의 반경방향 위치의 함수로서 도 11에 도시된 확장 블레이드의 현(弦)의 그래프이다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 팬/조명(10)을 도시한 것이다. 팬/조명(10)은 적어도 하나의 전기램프(미도시)에 장착되고 공지된 방식으로 관형 지지체(13)에 의해 천장으로부터 지탱되는 비회전 볼형 반투명 인클로저(12)를 갖는다. 팬/조명(10)은 또한 관형 지지체(13)와 동축인 수직축(15) 주위로 전기모터(미도시)에 의해 회전될 수 있는 팬 블레이드(1, 2, 3, 및 4)에 의해 회전될 수 있다. 전기모터 및 램프는 관형 지지체(13)를 통해 제공된 전력원으로부터 별개로 또는 함께 동작될 수 있다. 모터는 공지된 타입으로 관형 지지체(13)가 수용된 중앙 공동이 있는 회전 외부케이싱(미도시)을 갖는 천장용 팬에 광범위하게 사용된다. 인클로저(12)는 평면도에서 원형으로 축(15)에 중심을 두고 있다.

블레이드(1-4) 각각은 모터가 스위치 온될 때 도 1, 2, 5 및 7에 도시된 동작위치로 외부로 펼쳐지고, 모터가 스위치 오프될 때 도 3, 4, 6, 및 8에 도시된 위치로 인입된다(접혀진다). 회전 방향이 화살표 7로 도시되어 있다. 블레이드들(1-4) 중 각 하나는 지지하고 블레이드들(1-4)과 회전하며 디스크 형태이고 모터의 회전축(15)과 동축이며 모터의 케이싱에 고정된 블레이드 지지판(14)상에 회전 지지된다. 블레이드들이 도 3, 4, 6, 및 8에 도시된 접음 위치에 있을 때 장식 먼지커버(18)가 블레이드들(1-4) 위의 지지체(4)에 고정된다.

블레이드 지지판(14)상의 블레이드들(1-4)의 회전은 각각 모터의 회전축(15)에 평행한 축(21, 22, 23, 및 24) 주위이다. 모터가 스위치 온되면, 블레이드들(1-4)은 도 1, 2, 5 및 7에 도시된 동작위치에 이를 때까지 각각의 회전축(21-24) 주위로 회전하며 원심력의 영향 하에 밖으로 회전한다. 모터가 스위치 오프되면, 블레이드들(1-4)은 도 3, 4, 6 및 8에 도시된 수용 위치로 인입되며, 다시 각각의 축(21-24) 주위로 회전한다.

본 명세서에 참조로 합체된 (Villella의 PCT/AU2006/000981를 바탕으로 한) 국제특허 공개공보 제2007/006096호에서, 팬/조명(10)의 4개 블레이드(1-4) 대신 3개의 블레이드들이기는 하나 일반적으로 상기 원리 및 배열에 따른 팬/조명이 기술되어 있다. 바람직한 실시예에서 본 발명은 3개 대신 4개 블레이드(1-4)의 사용을 한 것 말고는 Villella의 개시에 나타낸 원리와 배열에 따라 행해졌다.

특히, 블레이드들(1-4)의 이동과 인입의 동기화는 Villella가 개시한 접근의 4개 블레이드들로의 간단한 적용에 의해 있을 수 있으며, 이제 간략히 기술한다. 도 9(Villella의 공개공보의 도 7과 유사함)는 모터(34)와, 블레이드 지지판(36)과, 3개의 블레이드(31,32,33)를 구비한 Villella의 팬/조명의 어셈블리(30)를 도시한 것이다. (주의: 어셈블리(30)를 기술하기 위해 본 명세서에 사용된 항목 번호는 인용된 Villella의 공개공보에 사용된 번호와 똑같지 않다.) 블레이드 지지판(36)은 링 형태이고 자신의 평면 내에서 회전하도록 (상술한 회전케이싱 타입의) 모터(34)에 고정되어 있다.

선 기어(38)가 블레이드 지지판(36) 아래에 고정되어 있다. ("선 기어"라는 용어는 소위 평면 기어링 시스템의 해당기술분야에서 사용되며, 외주 주위로 배열된 많은 "유성"기어들과 맞물리는 기어를 말한다.) 선 기어(38)는 지지판(36)이 모터(34)에 장착될 때 모터(34)와 동축이며, 지지판(36)에 대해 축 주위로 회전할 수 있다. 각각이 수용 및 동작 위치 사이에서 블레이드(31-33) 중 연결된 하나로서 회전하는 유성기어(41,42,43)가 선 기어(38)와 치합한다. 각각의 기어(41-43)는 블레이드(31-33) 중 연결된 하나로부터 아래로 지나는 쇼트 샤프트(미도시)에 고정되고 지지판(36)내에 회전할 수 있다. 기어(41-43)는 선 기어(38)의 외주 주위로 등거리로 이격되어 있고 자체적으로 모터(34)의 회전축(35)으로부터 서로 같은 반경에 모두 있다. 이런 배열의 효과는 블레이드(31-33)가 동일하고 지지판(36)에 대해 작동위치에 동일하게 고정될 경우 블레이드가 동작 및 인입 위치 사이에 회전할 때 항상 동기화를 유지한다는 것이다.

모터(34)가 스위치 오프될 때 블레이드(31-33)를 인입하기 위해, 코일 스프링(44)이 제공된다. 각 스프링의 일단은 지지판(36)에 매달린 형성물(46)에 고정되고 타단은 선 기어(38)에 매달린 형성물(48)에 고정된다. 코일 스프링(44)은 블레이드(31-33)가 인입 위치에 있을 때 인장상태에 있도록 배열되고 모터가 시동되면 원심력이 블레이드(31-33)를 밖으로 내몰기 때문에 펼쳐진다. 모터(34)가 멈추면, 스프링(34)은 선 기어(38)가 지지판(34)에 대해 회전하게 하여 블레이드(1-3)를 인입시킨다.

블레이드 동기화 및 인입에 대한 이런 배열에 대한 더 자세한 정보와 관련된 동작에 대해 Villella의 인용 공개공보를 참조로 할 수 있다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예의 4개의 블레이드(1-4)들에 대한 이런 배열을 적용하는 방법은 당업자에게는 손쉽게 명백할 것이다. (미도시하였으나, 선기어(38)에 등거리로 이격된) 3개 대신 선 기어 주위로 등거리 이격되고 각각 한 블에드에 연결된 (미도시하였으나, 기어(41-43)와 같은) 4개의 유성기어가 제공될 수 있다.

하기의 설명에서, 블레이드(1-4)는 기본적으로 지지판(36)과 유사한 지지판(14)에 회전 장착되고 서브어셈블리(30)의 블레이드(31-33)와 똑같이 동기화되고 인입되는 것으로 가정된다. 그러나, 블레이드(1-4)의 공기역학적 디자인과 인입시 블레이드들이 함께 "포개지는" 방식은 결코 이런 특별한 팬/조명 구성에 국한되지 않아야 하는 것이 강조된다. 블레이드(1-4)의 형태와 배열은 다른 구조의 팬/조명에 그리고 인입식 블레이드를 필요로 하고 전혀 조명 능력이 없는 팬에도 부착될 수 있다.

팬/조명(10)내 블레이드(1-4)와 블레이드의 배열을 설명한다. 블레이드(1-4)는 합리적인 확산 조명효과를 제공하기에 충분히 큰 반투명 인클로저(12)의 직경을 함께 가지며 만족스러운 공기이동 성능과 블레이드들이 수용(즉, 인입 또는 접힘) 위치에 있을 때 컴팩트성 간에 유용한 밸런스를 팬/조명(10)에 제공하도록 의도되어 있다. 블레이드(1-4)는 실질적으로 인입시 반투명 인클로저(12) 위에 놓여 있도록 의도되어 있다. 본 명세서에 도시되고 기술된 실시예에서, 인클로저(12)는 블레이드(1-4)가 동작을 위해 펼쳐진 전체 팬/조명(10) 직경의 약 39%인 직경을 갖는다. 인입식 블레이드가 없는 종래 천장용 팬 또는 팬/조명의 허브 직경은 일반적으로 블레이드에 걸친 전체 직경의 39% 보다 작다. 주어진 전체 직경에 대한 인클로저(12)의 직경이 더 클수록, 인클로저(12) 위에 블레이드(1-4)가 있는 컴팩트한 폴딩 요건을 충족하기기 더 쉽지만, 정상 팬 회전속도로 만족스런 공기이동 성능을 제공하기는 더 어렵다. 상기 비율에 대해 약 36%에서 약 42%의 범위는 본 명세서에 기술된 블레이드 형태의 직접적인 적용에 의해 가능할 것으로 생각되나 38%에서 40%의 영역에 있는 형태도 가능하다.

블레이드(1-4)의 기하학적 형태는 도 10 및 도 11에 정의된 양과 섹션들을 참조로 아래에 기술되어 있다. 도 10의 개략 평면도에서, 인클로저(12)는 원형의 외부 원주에지(26)로 간단히 나타나 있다. 블레이드(1-4)는 모두 인입 위치에서 윤곽으로 모두 도시되어 있고, 블레이드(1)는 실선으로 나머지는 점선으로 도시되어 있으며, 블레이드(1)는 또한 실선으로 전개 위치에 도시되어 있다. 블레이드(1-4)는 실질적으로 서로 동일하고 일반적으로 언월도 형태, 즉, 인입시 인클로저 원주에지(26) 내에 그리고 (미도시하였으나 축(15)에 중심을 두고 있는)모터 주위에 있도록 아치 형태이다. 회전축(21-24)은 블레이드(1-4)의 근단(51-54)에 각각 인접해 있고(도 11), 인입 위치에서 블레이드(1-4)는 팁(자유선단)에 시계방향으로 뻗어 있다. 첨자"a"가 있는 항목 번호는 전개 위치에 있는 블레이드(1)에 대한 것이고, 첨자"b"가 있는 항목 번호는 인입 위치에 있는 블레이드(1)에 대한 것이다.

팬/조명(10)의 블레이드(1-4)는 위에서 볼 때 시계방향 회전하는 것으로 (화살표 7로) 도시되어 있다. 그러나, 반시계방향 회전도 동일하게 선택될 수 있음이 이해되며, 이 경우, "반시계방향"이라는 용어는 하기에 주어진 "다음 블레이드" 및 "이전 블레이드"라는 용어의 정의들을 포함하여 본 명세서에서 현재 "시계방향"이 나타내는 곳에 적용될 수 있다. (반시계방향 회전에 대해, 블레이드는 각 블레이드의 끝부분이 오목한 것이 바람직하므로 블레이드(1-4)에 대해 반대쪽으로 이루어질 수 있음에 유의하라.)

블레이드(1-4) 중 임의의 주어진 하나에 대해, "다음 블레이드"라는 용어는 회전축이 주어진 블레이드의 회전축으로부터 회전방향(여기서 시계방향)으로 90도인 블레이드를 말하며, "이전 블레이드"라는 용어는 회전축이 주어진 블레이드의 회전축으로부터 회전방향에 반대인 역방향(여기서, 반시계방향)으로 90도인 블레이드를 말한다. 따라서, 블레이드(1)에 대해, 다음 블레이드는 블레이드(2)이고 이전 블레이드는 블레이드(4)이다. 블레이드 형태는 블레이드(1-4)가 실질적으로 동일한 것에 유의해 편의상 블레이드(1)를 참조로 주로 설명한다.

어떻게 블레이드(1-4)가 인입시 포개지는 형태로 서로에 대해 배열되는 지를 나타내기 위해, 반경면, 즉, 팬 축(15)을 포함한 면상의 횡단면도를 이용하는 것이 편리하다. 이런 면(42)은 도 10에 도시되어 있고, 블레이드의 양 축(15 및 21)을 포함한 동일면(44)에 대해 각도(θ)(세타)에 있는 것으로 도시되어 있다.

전개 위치에 있을 때, 공기역학적 특성의 관점에서 블레이드 형태에 대한 논의를 위해, 원통형이며 팬 축(15)과 동축이고 블레이드를 따라 반경방향으로 이격된 스테이션에 위치된 표면들에서 취한 블레이드부를 고려하는 것이 유용하다. 도 11에서 1에서 8로 번호 매겨진 호들이 블레이드(1)상의 이런 스테이션들을 나타낸다. 스테이션(1 및 8)은 각각 전체 팬 반경의(즉, 실질적으로 인클로저(12)의 가장자리에서의) 39% 내지 97&의 반경이며, 스테이션(2-7)은 스테이션(1 내지 8) 사이에 등거리로 반경방향으로 이격되어 있다.

각각의 블레이드(1-4)는 인입 및 동작 위치들 간에 180도 회전한다. 축(21)에서 팁(61)까지, 인입시 각각의 블레이드(1)는 세타=0도에서 세타=약 168도까지 확장된다. 각도 168도는 블레이드(1)가 전개될 때 팁(61)이 인클로저 외주 에지(26)에 분명 닿지 않으나, 블레이드가 오므라들 때 임의의 지점에서 블레이드(1-4) 중 불과 2개만이 서로 중첩되는 블레이드(1)를 제공하도록 180도에 가까우나 그 아래로 선택된다. 이는 인입시 블레이드(1-4)의 그룹의 전체 높이를 컴팩트하게 작은 값으로 유지하는데 있어 중요하다. 팁(61)이 세타=180도에 있으면, 블레이드 1, 2 및 3 세개 모두 세타=180도에서 중첩되는 것에 유의하라.

도 1, 5 및 7에 도시된 바와 같이, 각각의 블레이드(1)는 2개의 특징부, 즉, 근단부(80)와 동작 위치에서 인클로저(12)의 외주 에지(26)의 외부로 뻗어 있고 공기 이동을 용이하게 하도록 공기역학적으로 형성된 블레이드부(82)를 갖는다. 블레이드부(82)는 블레이드 지지판(14)에 회전가능하게 고정된 블레이드부(80)로부터 캔틸레버 형태로 지지된다. 바람직한 실시예에서, 부분(80 및 82)은 예컨대 적절한 플라스틱 재료로 사출성형에 의해 단일부로 형성된다.

근단부(80)는 위에 놓이고 판 상부면(46)을 지지하도록 대략 나란한 플레이트(84)를 구비한다. 플레이트(84)에서 홀(86)은 (미도시된) 스터브 샤프트(stub shaft)가 홀을 관통하고 지지판(14)의 아래로 지나 상술한 바와 같이 블레이드 동기화 장치의 유성기어(미도시)에 고정되도록 한다. 근단부(80)는 그 기능이 근단부와 블레이드부(80 및 82) 간에 적절하게 강한 연결을 제공하는 블레이드 엔드 플레이트 형성부(88)를 더 구비하고, 블레이드부(82)는 플레이트(84)에 대하여 입사각도로 기울어져 있다.

도 12는 인입 위치에서 대표 블레이드(1)와 다음 및 이전 블레이드(2 및 4)의 12개 한 세트의 반경 횡단면부(즉, 면들(42))을 도시한 것으로, 각 횡단면은 블레이드(1)에 대한 세타의 보정값으로 라벨붙여져 있다. 팬 축(15)으로부터의 반경은 횡단면(a)에서 (i)에서 오른쪽으로 증가한다. 각 횡단면에서, 블레이드 지지판(14)이 도시되어 있고, 외부 에지(90)는 횡단면들 간에 비교를 용이하게 하기 위해 각 페이지에서 동일한 측면 위치에 있다. 외부 에지(90)는 바로 내부에 반경방향으로 놓여 있으나 (도 12에 미도시됨) 인클로저 외부 에지(26)에 가까이 있다.

도 12의 횡단면(a)에서 (c)는 어떻게 블레이드(1)의 부분(80)이 캔틸레버 공기 이동부(82)로 옮겨가는 지를 도시한 것이다.

도 10에 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 대표 블레이드(1)의 부분(82)의 외부 에지(94)가 원형팁(61) 부근을 제외하고는 원호에 매우 가까우며, 호는 블레이드(1)가 인입될 때 팬축(15)상에 중심에 있고 인클로저 외주 에지(26)의 반경에 매우 가까운 반경을 갖는다. 따라서, 블레이드(1) 부분(82)의 외부 에지(4)는 도 12의 횡단면(d)에서 (i)에 도시된 바와 같이 팁(61) 부근을 제외하고는 다음 및 이전 블레이드(2 및 4)의 외부 에지와 거의 정확히 동일한 반경에 놓인다.

도 10 및 도 12의 횡단면(a)에서 (f)는 세타=0도와 약간 작은 세타=90도 사이에 하지만 블레이드(1 및 4) 간에 접촉하지 않고 대표 블레이드(1)가 중첩된 것을 도시한 것이다. 세타=90도와 세타=165도 사이에(횡단면(g)에서 (i)), 블레이드(1) 자체는 블레이드(1 및 2) 간에 접촉하지 않고 다음 블레이드(2)에 중첩된다.

도 13은 각도 세타의 함수로서 지지판(14)의 표면(46) 위에 있는 대표 블레이드(1)의 외부 에지(94)와 내부 에지(92)의 높이를 도시한 그래프이다. 내부 에지(92)는 소정 세타 값에 대해 외부 에지(94)보다 더 높으며, 이에 따라 블레이드는 전개시 공기를 아래로 이동시키도록 수평면에 입사각도를 갖는다(하기 참조). 블레이드(1-4)가 1200mm 전개된 전체 스윕직경을 갖는 팬/조명(10)에 대해 도 13에 절대 높이 수치들이 사용된다.

도 14는 각도 세타의 함수로서 인입된 위치에 있을 때 대표 블레이드(1)의 내부 에지(92)와 외부 에지(94) 간의 반경거리를 도시한 그래프이다. 블레이드(1-4)가 1200mm 전개된 전체 스윕직경을 갖는 팬/조명(10)에 대해 절대 반경거리가 도 13에 사용된다. 데이터 점들 간의 곡선은 그 점이 팁(61)의 라운딩에 의해 영향받기 때문에 데이터 점들 간의 곡선은 세타=165도에 대한 데이터 점까지 전개되지 않는다.

도 15는 도 13과 동일한 데이터를 도시한 그래프이나 이제는 각각의 외주 각도(세타) 위치에 있는 모든 블레이드들(1-4)이 도시되어 있다. 첫글자 "LE"와 "TE"는 도 15에서 각각 내부 및 외부 에지(92 및 94)용으로 사용되는데, 이는 전개 위치에 있을 때 블레이드의 내부 에지는 선두 에지이고 외부 에지는 날개 뒷전이기 때문이다. 블레이드 회전축(21, 22, 23, 및 24)은 각각 세타 각도 0도, 90도, 180도 및 280도에 있다.

도 12 내지 도 15는 인입 위치에 있는 블레이드(1-4)가 임의의 2개의 블레이드들이 서로 접촉하지 않고 함께 컴팩트하게 "포개지는" 지를 함께 나타낸 것이다. 도시된 배열은 또한 만족스러운 공기이동 성능을 제공할 수 있음이 발견된다.

도 13 및 도 15에서 에지 높이로 나타낸 바와 같이, 대표 블레이드(1)는 (세타=0도에 있는) 회전축(21)으로부터 다음 블레이드(2)와 중첩하고 뛰어넘어야 하는 (약 세터=90도에 있는) 한 점까지 완만히 올라간다. 그러나, 팁(61)에 대한 같은 속도로 계속 더 위로 가는 대신, 세타가 증가하는 내부 에지(92)의 높이를 고르게 하고 그런 후 감소하는 것으로 도시된 바와 같이, 블레이드(1)는 임의의 더 높은 상승을 멈춘다. 이 배열은 인입시 블레이드(1-4)의 그룹의 지지판(14) 위로 전체 높이(96)(도 12)를 제한한다. 높이(96)의 최대값은 약 세타=105도에서 대표 블레이드(1)에 대해 발생한다.

도 13 및 도 15에서, 약 세타=90도 및 세타=120도 사이에 대략 일정하게 유지된 후, 외부 에지 높이(94)는 다시 약 세타=120도를 넘어서 다시 증가한다. 도 12에서 횡단면(q)에서 (i)과, 도 4에 도시된 블레이드(1)의 약간 돌출로부터 알 수 있는 바와 같이, 이런 선택적 특징들은 (전체 높이(96)에 있어 어떠한 증가도 없지만) 블레이드 포갬 배열에서 컴팩트성이 다소 약간 희생이 발생되는 것을 의미하며, 이는 후술된 바와 같이 공기역학적으로 바람직한 것으로 생각되며, 그런 것이 선호된다.

도 13은 팬 축과 동축인 가상 원주면에 투사될 경우 나타날 수 있는 블레이드(1)의 부분적 도면으로 해석될 수 있고, 그 표면은 평평하게 놓여 있다. 이런 도면에서 블레이드(1)는 갈매기 날개 또는 먼저 근단으로부터 거리가 증가함에 따라 올라가고 소정 지점으로부터는 선단을 향해 더 이상 속도가 오르지 않거나 속도가 감소하는 가변 2면각의 특정 형태를 갖는 항공기 날개와 닮은 것으로 보인다.

도 15는 대표 블레이드(1)의 내부 에지 높이(92)가 약 150도보다 큰 세타 각의 값에 대해 다음 블레이드(2)의 날개 앞전 높이보다 낮게 되는 것을 도시한 것이다. 이는 도 12에서 횡단면(k) 및 (i)에서 볼 수 있다. 이는 블레이드(1)의 반경방향 폭의 감소가 블레이드(1)의 내부 에지(92)가 블레이드(2)의 대응하는 에지의 반경방향 외부에 있는 것을 의미하기 때문에 블레이드(1 및 2) 간에 접촉이 있는 것을 의미하지 않는다.

반듯하게 접히는 것 이외에, 블레이드(1-4)는 전개시 그리 팬축(15) 주위로 회전할 때 공기를 하방으로 합당하게 효율적으로 이동시켜야 하므로, 블레이드가 공기 이동에 영향을 주는 블레이드(1-4)의 형태를 기술한다. 도 11에서 번호(1-8)로 매겨진 호는 축(15)과 동축이고 반경방향으로 이격되어 있는 한 세트의 이격된 원주면을 나타낸다. 팬/조명(10)을 통과한 하방 기류가 일반적으로 정확하게 축에(즉, 축(15)에 평행하게) 있지 않아 이에 따라 그런 표면들에 발생하더라도, 블레이드 형태를 논의하는 합리적인 방법은 전개 위치에 있을 때 대표 블레이드(1)의 원주면(1-8)과 교차를 언급하는 것이다.

인입시 기하학적 형태를 기술하는데 있어 앞서 사용했던 각도 세타값을 언급하는 것이 전개시 대표 블레이드(1)의 하기 논의에도 또한 유용하다. 세타는 본질적으로 언월도 형태의 블레이드(1)를 따른 위치의 측정이다. 도 11에는, 블레이드(1)가 인입되면 축(15)에 있고, 블레이드(1)가 전개되면 블레이드 회전축(21) 주위로 축(1)으로부터 180도 정도 이격되어 있는 비물리적 지점(101)이 도시되어 있다. 전개된 블레이드(1)상의 특정 형태에 해당하는 각도 세타의 값은 해당 특징에 대한 선연결점(101)을 먼저 구성하고 다음으로 선연결점(102)을 구성해 축(21, 15 및 33)을 관통함으로써 도 11의 개략 평면도를 이용하여 찾을 수 있다. 세타는 이들 2개 선들 간의 각도이다.

도 16은 스테이션(1-8)의 원주면에 접한 현(100)에서 취한 블레이드(1)의 횡단면도를 도시한 것이다(도 10 참조). 이들은 평평히 놓일 경우 이들 표면이 나타날 때 스테이션(1-8)과 블레이드(1) 간의 교차 횡단면들의 형태에 가까운 근사이다. 도 16의 횡단면에서, 블레이드(1)는 우에서 좌로 움직이므로, 날개 앞전(92)와 날개 뒷전(94)가 도시된 바와 같은 위치에 있다. 날개 뒷전((4)는 물론 실제로 직선이 아니지만, 도 16에서 도면들은 모든 횡단면들에서 날개 뒷전(94)가 그들 간에 비교를 용이하게 하기 위해 수직으로 배열되도록 위치되어 있다.

도 17은 스테이션(2-8)에서 대표 블레이드(1)의 수평면에 입사하는 각인 알파(α)를 도시한 그래프로서, 알파의 의미는 도 16에서 스테이션(7)에 대하여 횡단면으로 도시되어 있다. 도 17에서 좌표로 표시된 알파의 값들은 도 16의 근사 횡단면으로부터 취해진 것이 아니라, 도 16의 횡단면들이 2에서 8로 번호 매겨진 원주면과 블레이드(1) 간의 진정한 교차면들의 평평히 놓인 전개인 경우 도시된 식으로 얻어질 수 있는 값들의 평가이다.

도 18은 1에서 8로 번호 매겨진 원주면과의 교차시 블레이드(1)의 진정한 현(즉, 날개 앞전(92)에서 날개 뒷전(94)까지 직접 측정된 거리)의 값을 도시한 그래프이다. 현 값은 도 16의 근사 횡단면에서 취해진 것이 아니라, 블레이드(1)와 1에서 8로 번호 매겨진 원주면 간의 진정한 교차면들이 얻어지고 평평히 놓여진 경우 얻어질 수 있는 값들의 평가이다.

블레이드(1-4)들이 도시된 기하학적 형태를 갖는 팬/조명(10)이 인클로저U12)의 직경 대 전개된 블레이드(1-4)가 지나가는 전체 직경의 비교적 큰 비율과 블레이드의 (평면도에서) 언월도 형태에도 불구하고 공기를 합당하게 만족스럽게 이동시키는 것이 발견되었다.

일반적으로, 블레이드(1-4)는 회전함에 따라 공기를 하방으로 밀어보낸다(그리고 스스로는 해당 반작용 양력을 느낀다). 여기서 (주어진 회전 속도에 대한) 블레이드의 효과는 적어도 에어포일 타입의 횡단면 형태, 수평면에 대한 입사, 크기(예컨대, 날개 앞전에서 날개 뒷전까지 측정된 현), 블레이드의 길이(날개 길이)를 따른 이들의 분포 및 평면도에서 본 형태에 따르는 것으로 여겨진다.

도 16에서 대표 블레이드(1)의 횡단면에서 볼 때, 블레이드(1-4)는 하부면이 오목하고 상부면이 볼록하도록 위로 휜 에어포일 타입의 횡단면 형태를 갖는다. 블레이드의 날개 앞전(예컨대 대표 블레이드(1)의 날개 앞전(92))는 둥글고 날개 뒷전(예컨대 대표 블레이드(1)의 날개 뒷전(94))는 날카롭다. 일반적으로, 블레이드(1-4)는 위로 휜 에어포일 횡단면을 갖는 것이 바람직하다.

대표 블레이드(1)는 전개시 인클로저 외주 에지(26)를 가로지르는 경우 회전단부 부근에 수평면에 양의 입사를 갖고(그리고 위로 휜 에어포일 횡단면이 되고), 이는 공기이동 성능에 있어 한가지 요인인 것으로 여겨진다. 이 양의 입사(0보다 큰 알파)는 도 16에서 번호 1로 매겨진 횡단면에 나타나 있다.

블레이드의 길이를 따른 양력 분포(및 결과적으로 발생한 공기이동효과의 분포)가 일반적으로 완만하게 변해야 하며 특히 외부(팁) 단부 가까이 상기 효과의 강한 집중이 없어야 하는 것이 바람직하다고 생각된다. 이런 집중은 팁 면적 아래의 고압 공기가 공기를 송두리째 하방으로 이동시키기보다는 단지 국소적으로 동요시키며(그리고 동력을 낭비하며) 팁 단부(대표 블레이드(1)에서 61)를 거쳐 팁 면적 위의 면적으로 상방으로 "새어나가게" 하는 경향을 일으키는 것으로 생각된다. 따라서, 도 17에 도시된 입사각도 알파의 분포는 약 20도의 피크 블레이드 입사각이 대략 스테이션(3)의 반경에 있고(도 11 참조), 스테이션(8)에서는 약 10도 반경이 증가함에 따라 완만히 감소되는 것이 도시되어 있다.(스테이션(3)은 매우 근사하게 세타=60도에 해당한다.)

도 17에 도시된 입사분포는 상술한 약 세타=120도를 넘어선 블레이드 날개 뒷전의 선택적 업스위핑에 부분적으로 기인한 것이다. 이 업스위핑이 포함되지 않는다면 블레이드(1-4)의 약간 더 컴팩트한 포갬이 달성될 수 있으나, 달성된 입사 분포에 대한 영향으로 인해 블레이드의 성능에 유익한 것으로 나타난다.

블레이드를 따른 양력 분포에 영향을 주는 다른 방법은 폭(현) 분포의 제어에 의해서이다. 도 11에서 블레이드(1-4)에 대해 도시된 식으로 전개된 길이를 따라 (예컨대 세타의 모든 값에 대해) 일정한 폭의 언월형 블레이드를 상상하면, 언월도 형태의 영향은 블레이드가 전개된 원주방향에서 측정된 바와 같이 블레이드 현이 블레이드 선단과 근단 사이에서 최고가 되는 것일 수 있다. 이 효과를 상쇄하고 선단과 근단에서 양력효과를 집중하는 경향을 제한하기 위해, 블레이드(1-4)는 폭이 일정하게 되지 않는다. 도 14를 참조하면, (평면도에서) 알 수 있는 바와 같이 블레이드 폭은 약 세타=90도에서 가장 크고 팁 선단(대표 블레이드(1)에 대해 61)을 향해 점차 감소된다. 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 세타=90도는 대략 스테이션(5)에 해당한다. 이런 감소는 (상술한 바와 같은) 인입시 블레이드의 컴팩트한 포갬과 소정의 블레이드 양력 분포를 얻는 이중 목적을 제공한다.

도 18은 팁 라운딩으로 인해 스테이션(8)에서 사라지기 전에 스테이션(2 및 3)의 영역에 최소로 증가한 블레이드 현을 도시한 것이다. 그러나, 반경에 따른 현의 증가 속도는 블레이드 폭이 본 명세서에 기술된 식으로 각도 세타에 따라 변하지 않는 경우에 있을 수 있는 것보다 덜하다. 페이지에서 1에서 8로 번호 매겨진 횡단면들의 정렬로 반경에 따른 현의 분포가 나타내진 도 16을 또한 참조하라.

상술한 바와 같이, 블레이드는 적절한 플라스틱 재료로 편의상 사출성형에 의해 이루어질 수 있다. 편안함이 본 발명에 따른 팬/조명의 바람직한 특징이므로, 이를 강화하는 한가지 방법은 블레이드가 투명 또는 적어도 반투명 재료로 형성되는 것을 제공하는 것이다. 이 특징은 자체적으로 독창적이라 생각된다.

본 명세서에 기술된 블레이드 적재 배열 및 방법은 블레이드들 간에 접촉 없이 블레이드의 적재를 제공하나, 블레이드들의 상술한 적재 위치는 서로 접촉하도록 한 블레이드가 약간 처점으로써 고장이 나지 않을 수 있도록 한다. 블레이드(1)와 인접 블레이드(2) 간의 최소 간격을 나타내는 횡단면도는 세타=90도에 해당하는 횡단면(g)인 것이 도 12에서 주목된다. 이는 팬 사용이 없는 적재 주기 후에, 블레이드(1)가 약간 처져야 할 경우 최소 간격에 대해 적절한 위치에 있고 블레이드(1 및 2) 간의 최초 접촉이 발생하는 것으로 생각된다. 블레이드(1 및 2) 간의 이런 접촉 후, 다른 처지는 경향은 제한될 것이고, 블레이드 접촉으로 인해 어떤 마찰력의 축(21) 주위로의 모멘트 암(moment arm)이 블레이드(1)의 팁(61)과 아래에 있는 블레이드(2)보다 덜하며, 따라서, 블레이드(1)의 고장 가능성을 제한해 팬 시동시 배치하도록 한다.

비교적 얇은(그 결과 블레이드가 사용하지 않을 경우 시간에 걸쳐 처질 수 있도록) 블레이드의 가능성은 또한 사용시 블레이드가 팁 선단을 향해 위로 굽혀질 수 있는 것을 의미한다. 이는 블레이드가 단단하다면 약간 더 외부로뿐만 아니라 아래로 공기를 지향시킬 수 있어. 이점적이라 생각된다.

인클로저(2)의 반투명 하부9)의 특정 형태는 결코 유일한 한가지 가능성이 아니다. 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 심지어 평면으로 원형이 아닌 형태도 다른 미학적 선택으로 사용될 수 있다.

다른 발명도 개시될 것이다. 상술한 PCT 특허출원에서 Villella가 개시한 팬/조명과 같은 팬/조명에서, "선기어"는 치합부들이 완전한 기어 대신 "유성기어"와 치합을 위해 고정되는 단일부재를 구비할 수 있다. 하나 이상의 유성기어와 조우하도록 어떤 하나의 치차에 대한 전개와 인입동안 충분히 멀리 회전하는 선기어를 필요로 하지 않는 적절한 선기어와 유성기어 비율이 선택될 수 있기 때문에 제조 비용을 줄일 수 있는 이런 가능성이 발생한다.

개시된 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 상술한 팬/조명에 대한 다른 많은 변경 및 선택들이 이루어질 수 있음이 당업자는 쉽게 이해할 것이다.

Claims (27)

1. 수용 위치 및 전개 위치 간에 블레이드의 수직 회전축 주위로 회전될 수 있도록 각각 회전장착되고,
   수용 위치에서는 수직 팬 회전축으로부터 특정 반경 내에 그리고 조명기구 부분 위에 있으며, 블레이드의 전개 위치에서는 상기 특정 반경을 넘어 뻗어 있는 공기 이동부를 각각 가지며,
   평면도에서 볼 때 일반적으로 기다란 아치모양이고, 수용 위치에서 회전축들과 블레이드의 끝부분 사이에 상기 특정 반경 내에 원주방향으로 뻗어 있으며 블레이드 자신의 수용위치에서 블레이드들 중 이웃한 한 블레이드를 각각이 부분적으로 겹치는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서,
   (a) 각 블레이드는 회전축 단부로부터 블레이드를 따라서 거리가 증가함에 따라 기준 높이 이상의 높이로 올라가 수용 위치에 있을 때 블레이드 자신의 수용 위치에 이웃한 블레이드의 회전축 단부 위에 놓이고,
   (b) 블레이드의 끝부분을 향해 공기 이동부의 회전축 단부로부터 거리가 증가함에 따라 공기 이동부의 날개 앞전이 먼저 상기 기준 높이 이상으로 높이로 증가한 후 상기 기준 높이 이상의 끝부분 높이를 제한하도록 하방으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 특정 반경은 결합된 천장용 팬과 조명기구에 포함되고 블레이드 아래에 위치해 있으며 평면도에서 볼 때 원형인 대략 조명기구 부분의 반경인 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   각 블레이드의 공기 이동부의 날개 앞전은 회전축 단부와 블레이드 끝부분 사이의 위치에서 기준 높이 이상의 피크 높이를 갖는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
4. 제 3 항에 있어서,
   공기 이동부의 날개 앞전의 기준 높이 이상의 높이는 블레이드의 끝부분을 향해 날개 앞전을 따라서 거리가 증가함에 따라 상기 피크 높이로부터 감소되는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각 블레이드의 공기 이동부는 평면도에서 볼 때 블레이드가 수용위치에 있을 경우 실질적으로 팬 회전축 상에 중심을 두고 있는 대략 원호(圓弧)인 날개 뒷전을 갖는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
6. 제 5 항에 있어서,
   블레이드의 수용 위치에 있을 때 각 블레이드에 대해 공기 이동부의 날개 앞전과 날개 뒷전 사이의 반경방향 거리는 블레이드 끝부분을 향해 공기 이동부의 길이를 따라 일부분은 최대값으로부터 점차 줄어드는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
7. 제 6 항에 있어서,
   모든 블레이드들이 수용 위치에 있을 때, 블레이드가 이웃 블레이드에 겹쳐지는 공기 이동부의 날개 앞전 상에 각 블레이드에 대한 제 1 지점이 있고,
   팬 회전축을 포함한 개념상 반경방향 면에서 볼 때 제 1 지점은 겹쳐진 이웃 블레이드의 날개 앞전 상에 있는 동일한 개념상 반경방향 면내 제 2 지점보다 더 큰 반경에 놓여 있는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 지점은 상기 제 2 지점의 높이를 초과하지 않는 기준 높이 보다 큰 높이에 있는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각 블레이드의 공기 이동부는 블레이드의 전개 위치에서 공기 이동부를 따라 일부분은 한 위치에서 수평면에 대한 최대 입사각을 갖고, 입사각은 블레이드의 끝부분을 향한 최대 입사각 위치로부터 거리가 증가함에 따라 감소하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 이동부는 회전축 단부에서 수평면에 대한 양의 입사각을 갖는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    블레이드가 전개 위치에 있을 때 수평면에 대한 입사각이 최대인 각 블레이드의 공기 이동부를 따른 위치는 일부분이 팬 회전축에 중심을 둔 호(弧)를 따라 측정된 블레이드 현(弦)이 최대값인 위치의 반경방향 안쪽에 있는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    블레이드의 개수는 4개이고 블레이드의 회전축은 서로 원주방향으로 90도 떨어져 이격되어 있는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
13. 제 12 항에 있어서,
    회전축과 블레이드가 수용 위치에 있을 때 끝부분 간의 각 블레이드의 부분은 팬 회전축에서 약 160도에서 170도의 각도에 대응하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    각 블레이드는 수용 위치로부터 전개 위치까지 이동하는데 약 180도의 각도를 통해 회전하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 블레이드의 공기 이동부는 팬 회전축에 중심을 두고 특정 반경과 블레이드 끝부분 사이의 반경에서 공기 이동부를 가로지르는 원통형 면상의 횡단면에서 볼 때 날개 앞전와 날개 뒷전 간에 위로 볼록하게 휜(즉, 아래로 오목한) 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 블레이드의 공기 이동부는 팬 회전축에 중심을 두고 특정 반경과 블레이드 끝부분 사이의 반경에서 공기 이동부를 가로지르는 원통형 면상의 횡단면에서 볼 때 블레이드를 따른 길이의 적어도 일부분 위로 라운드형 날개 앞전와 날개 뒷전을 갖는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    블레이드가 수용 위치에 있을 때 각 블레이드와 이웃 블레이드 간의 최소 높이 차는 대략적으로 블레이드가 이웃 블레이드와 겹치는 경우에 발생하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
18. 실질적으로 본 명세서에서 도 10 내지 도 18을 참조로 개시된 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
19. 실질적으로 본 명세서에서 도 10 내지 도 18을 참조로 개시된 결합형 천장용 팬 및 조명기구용 블레이드.
20. 첫째로 조명기구 인클로저 위의 수용 위치 및 다음으로 블레이드가 조명기구 밖으로 넘어서 뻗어 있는 전개 위치 사이의 수직축 주위로 회전 이동할 수 있는 복수의 기다란 아크 평면을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서,
    블레이드의 전개 위치에서는 블레이드의 날개 앞전이 먼저 조명기구 인클로저를 넘어 반경이 증가함에 따라 우선은 증가하고 그런 후 아래로 크랭크되는 것을 특징으로 하는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
21. 제 20 항에 있어서,
    블레이드가 수용 위치에 있을 때 각 블레이드는 일부가 조명기구 인클로저 위와 겹쳐진 블레이드의 하부측 아래의 갭에 수용되는 이웃 블레이드의 일부분 위에 놓이고, 상기 갭은 겹치는 블레이드의 크랭크 형태로 인해 있게 되는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    각 블레이드는 회전부재에 회전 장착되고 상기 갭은 판형부재 위에 놓이는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
23. 이용시 갈매기 날개형 2면각을 나타내는 공기 이동 블레이드를 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
24. 수용 위치 및 전개 위치 간에 블레이드의 수직 회전축 주위로 회전될 수 있도록 각각 회전장착되고,
    수용 위치에서는 수직 팬 회전축으로부터 특정 반경 내에 그리고 조명기구 부분 위에 있으며, 블레이드의 전개 위치에서는 상기 특정 반경을 넘어 뻗어 있는 공기 이동부를 각각 가지며,
    평면도에서 볼 때 일반적으로 기다란 아치모양이고, 수용 위치에서 회전축들과 블레이드의 끝부분 사이의 상기 특정 반경 내에 원주방향으로 각각 뻗어 있는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서,
    (a) 전개시 각 블레이드는 블레이드의 오목면이 블레이드의 회전방향으로 향하고 블레이드의 길이의 반경방향 외부는 밖으로 그리고 앞쪽으로 모두 뻗어 있도록 위치되어 있고,
    (b) 원주방향으로 측정된 블레이드의 현이 최대값을 갖는 블레이드의 공기 이동부를 다소 따르는 제 1 위치와, 블레이드가 수평면에 대한 최대 양의 입사각을 갖는 블레이드의 공기 이동부를 다소 따르는 제 2 위치가 있으며,
    (c) 제 1 위치는 제 2 위치보다 반경이 더 큰 것을 특징으로 하는 복수의 팬 블레이드들을 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
25. 복수의 인입식 팬 블레이드를 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구로서,
    각각의 블레이드는 수직 팬 회전축 주위로 회전가능한 팬 부재에 회전 장착되어 상기 블레이드가 인입 위치와 상기 팬 부재의 수직 블레이드 회전축 주위의 동작 위치 간에 회전할 수 있고,
    각 블레이드는 상기 블레이드가 인입 위치에 있을 때
    (a) 상기 팬 회전축과 동축이고 블레이드부의 내부 에지에 접하는 내부 원통면과,
    (b) 상기 팬 회전축과 동축이고 블레이드부의 외부 에지와 접하는 외부 원통면과,
    (c) 상기 팬 회전축과 상기 블레이드 회전축을 포함하는 제 1 반경방향면과,
    (d) 상기 제 1 반경방향면 및 상기 팬 회전축과 상기 지점을 포함하는 반경방향면 사이의 각도인 세타 각도가 상기 블레이드부상의 모든 지점과 연결되도록 상기 팬 회전축을 포함하고 블레이드의 끝과 접하는 제 2 반경방향면에 의해 한정된 공간 내에 놓이는 기다랗고 전반적으로 아치형 공기 이동 블레이드부를 갖고,
    상기 제 1 및 제 2 반경방향면들 사이에 놓이는 블레이드부의 연속 부분내에, 상기 내부 에지는 세타가 증가함에 따라 기준 높이 이상의 높이로 증가하고 상기 팬 회전축과 동축인 원통면에 대한 상기 내부 에지의 반경방향 돌출부는 아래쪽으로 오목한 복수의 인입식 팬 블레이드를 갖는 결합형 천장용 팬 및 조명기구.
26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 결합형 천장용 팬 및 조명기구용으로 형성된 팬 블레이드.
27. 제 26 항에 있어서,
    천장용 팬에 사용시 블레이드의 끝부분을 향해 위로 휘어질 정도로 충분히 유연한 팬 블레이드.

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