KR20130118357A - 환형 노즐과 천장 마운트를 포함하는 팬 어셈블리 - Google Patents

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KR20130118357A
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제임스 다이슨
네일 앤드류 스튜어트
로드니 제임스 브라운
마크 니올 오'리오단
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

방 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 어셈블리로서, 상기 팬 어셈블리는 공기 유입구 영역과 환형 노즐를 포함하고, 상기 공기 유입구 영역은, 공기 유입구, 임펠러, 및 상기 공기 유입구를 통해 공기 유동을 끌어오기 위하여 임펠러 축에 대하여 임펠러를 회전시키기 위한 모터를 포함하고, 상기 환형 노즐은 내부 벽, 상기 내부 벽 주위로 연장되는 외부 벽, 상기 공기 유동을 배출하기 위한 적어도 하나의 공기 배출구, 및 상기 적어도 하나의 공기 배출구에 상기 공기 유동을 전달하기 위해 상기 내부 벽과 상기 외부 벽 사이에 위치하는 내부 통로를 포함하고, 상기 내부 벽은 보어를 한정하고, 상기 보어를 통해서 상기 노즐의 외부로부터의 공기가 상기 적어도 하나의 공기 배출구로부터 배출된 공기 유동에 의해 끌려온다. 지지 어셈블리는 상기 방의 천장 상에 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지한다.

Description

환형 노즐과 천장 마운트를 포함하는 팬 어셈블리{FAN ASSEMBLY COMPRISING ANNULAR NOZZEL AND CEILING MOUNT}
본 발명은 방 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 어셈블리에 관한 것이다. 바람직한 실시예에서, 팬 어셈블리는 천장 팬(ceiling fan)의 형태이다.
수많은 천장 팬이 알려져 있다. 표준 천장 팬은 제1 축에 대하여 장착된 일세트의 블레이드 및 이 일세트의 블레이드를 회전시키기 위해 역시 제1 축에 대하여 장착된 드라이브를 포함한다. 다른 유형의 천장 팬은 한 줄기의 공기를 방 내로 아래쪽으로 발생시킨다. 예컨대, GB 2,049,161은 천장에 매달린 돔형 지지대 및 이 지지대의 내부면에 결합된 모터-구동식 임펠러를 가진 천장 팬을 기술하고 있다. 임펠러로부터 배출된 공기 흐름은 일어레이의 공기 통로를 포함하는 전체적으로 원통형인 바디를 통하여 전달되어, 천장 팬으로부터 배출된 선형의 공기 흐름을 발생시킨다.
제1 양태에서 본 발명은, 방 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 어셈블리를 제공하는데, 상기 팬 어셈블리는 공기 유입구 영역, 환형 노즐, 및 지지 어셈블리를 포함하고, 상기 공기 유입구 영역은, 공기 유입구, 임펠러, 및 상기 공기 유입구를 통해 공기 유동을 끌어오기 위하여 임펠러 축에 대하여 임펠러를 회전시키기 위한 모터를 포함하고, 상기 환형 노즐은 내부 벽, 상기 내부 벽 주위로 연장되는 외부 벽, 상기 공기 유동을 배출하기 위한 적어도 하나의 공기 배출구, 및 상기 적어도 하나의 공기 배출구에 상기 공기 유동을 전달하기 위해 상기 내부 벽과 상기 외부 벽 사이에 위치하는 내부 통로를 포함하고, 상기 내부 벽은 보어를 한정하고, 상기 보어를 통해서 상기 노즐의 외부로부터의 공기가 상기 적어도 하나의 공기 배출구로부터 배출된 공기 유동에 의해 끌려오고, 상기 지지 어셈블리는 상기 방의 천장 상에 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지한다.
환형 노즐로부터 배출된 공기 유동은 노즐 주변의 공기를 동반하고, 이것은 공기 증폭기로서 작용하여, 배출된 공기 유동과 동반된 공기 모두를 사용자에게 공급한다. 본 명세서에서, 동반된 공기는 2차 공기 유동이라고 지칭될 것이다. 2차 공기 유동은 방 공간, 영역, 또는 노즐 주변의 외부 환경으로부터 끌려온다. 배출된 공기 유동은 동반된 2차 공기 유동과 조합되어, 노즐로부터 전방으로 분출되는 조합된 또는 전체 공기 유동을 형성한다. 2차 공기 유동의 일부가 노즐의 보어를 통해 끌어오는 반면, 2차 공기 유동의 다른 부분은 외부 벽의 바깥쪽 주위를 지나서, 노즐의 전방에서 보어의 하류방향의 배출된 공기 유동과 조합된다.
내부 벽은 바람직하게는 환형 형상으로, 보어 주위에서 연장되어 보어를 한정한다. 내부 통로는 바람직하게는 내부 벽과 외부 벽 사이에 위치하고, 더 바람직하게는 내부 벽과 외부 벽에 의해 적어도 일부분이 한정된다. 노즐은 공기 유동을 받아들이기 위한 적어도 하나의 공기 유입구를 포함한다. 외부 벽은 바람직하게는 이 공기 유입구(들)을 한정한다. 예컨대, 상기 또는 각각의 공기 유입구는 외부 벽에 형성된 개구의 형태일 수 있다. 노즐은 바람직하게는 내부 벽과 외부 벽 사이에서 연장되는 공기 배출구 영역을 포함한다. 공기 배출구 영역은 내부 벽과 외부 벽 사이에 연결된 별도의 부품일 수 있다. 대안적으로, 공기 배출구 영역의 적어도 일부분이 외부 벽과 내부 벽 중 하나와 통합될 수 있다. 공기 배출구 영역은 바람직하게는 노즐의 단부 벽의 적어도 일부분, 더 바람직하게는 노즐의 하부 단부 벽의 적어도 일부분을 형성한다. 바람직하게는, 공기 배출구 영역은 공기 유동을 배출하기 위한 노즐의 적어도 하나의 공기 배출구를 적어도 일부분 한정한다. 공기 배출구(들)은 공기 배출구 영역에 형성될 수도 있다. 대안적으로, 공기 배출구(들)은 공기 배출구 영역과 내부 벽 및 외부 벽 중 하나의 사이에 위치할 수 있다. 노즐의 공기 유입구(들)은 바람직하게는 노즐의 공기 배출구(들)에 대해 실질적으로 수직하다.
공기 배출구 영역은 바람직하게는 보어 축으로부터 멀어지게 공기 유동을 배출하도록 구성되고, 바람직하게는 바깥쪽으로 테이퍼진 원뿔 형상이다. 우리는, 보어 축으로부터 멀어지게 연장되는 방향으로의 노즐로부터의 공기 유동의 배출이, 배출된 공기 유동에 의한 2차 공기 유동의 동반 정도를 증가시킬 수 있고, 따라서 팬 어셈블리에 의해 발생되는 조합된 공기 유동의 유량(flow rate)을 증가시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 본 명세서에서 조합된 공기 유동의 유량의 절대값 또는 상대값, 또는 최대 속도는, 그러한 값들에 대하여 노즐의 공기 배출구의 직경의 3배의 거리에서 측정된 것으로서 언급하였다.
어떠한 이론에도 구속되는 것을 원하지 않고, 우리는 2차 공기 유동의 동반률이, 노즐로부터 배출된 공기 유동의 외부 프로파일의 표면적의 크기와 관계가 있을 수 있다고 생각한다. 배출된 공기 유동이 바깥쪽으로 테이퍼지거나(tapering) 플레어될(flared) 때, 외부 프로파일의 표면적이 상대적으로 높아서, 배출된 공기 유동과 노즐 주변의 공기의 혼합을 촉진시키고, 따라서 조합된 공기 유동의 유량을 증가시킨다. 노즐에 의해 발생되는 조합된 공기 유동의 유량의 증가는 조합된 공기 유동의 최대 속도를 감소시키는 효과를 가진다. 이것은 노즐이, 방 또는 사무실을 통과하는 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 어셈블리와 함께 사용하기에 적절하도록 만들 수 있다.
바람직하게는, 공기 배출구 영역은 내부 벽에 연결된 내부 영역 및 외부 벽에 연결된 외부 영역을 포함한다. 적어도 하나의 공기 배출구는 환형 벽의 내부 영역과 외부 영역 사이에 위치할 수 있다. 내부 영역의 적어도 일부분이 보어 축으로부터 멀어지게 테이퍼질 수 있다. 내부 영역의 이러한 부분의 보어 축에 대한 경사 각도는 0°와 45°사이일 수 있다. 내부 영역의 이러한 부분은 바람직하게는 실질적으로 원뿔형인 형상을 가진다. 공기 배출구 영역은 내부 영역의 이러한 부분에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 공기 유동을 배출하도록 배치될 수 있다. 외부 영역은 바람직하게는 보어 축에 대해 실질적으로 수직하다.
적어도 하나의 공기 배출구는 바람직하게는 보어 축 주위에서 연장된다. 노즐은 보어 축 주위에 소정의 각도로 이격된 복수의 공기 배출구를 포함하지만, 바람직한 실시예에서 노즐은 실질적으로 환형인 공기 배출구를 포함한다.
적어도 하나의 공기 배출구는 보어 축으로부터 멀어지게 연장되는 방향으로 공기를 배출하는 형상일 수 있다. 공기 배출구에 인접해 위치한 내부 통로의 일부분은, 배출된 공기 유동이 보어 축으로부터 멀어지게 지향되도록, 공기 배출구를 통한 공기 유동을 지향시키는 형상일 수 있다. 제작이 용이하도록, 공기 배출구 영역은 공기 배출구를 통한 공기 유동을 지향시키기 위한 공기 채널을 포함한다. 이 공기 채널은 바람직하게는 보어 축에 대하여 기울어져 있고, 바람직하게는 전체적으로 원뿔대 형상을 가진다. 공기 채널과 보어 축 사이의 중심내각(subtended angle)은 바람직하게는 0°와 45°사이이다. 바람직한 실시예에서, 이 각도는 약 15°이다. 내부 통로는 바람직하게는 보어 축 주위에서 연장되고, 바람직하게는 보어 축을 둘러싼다. 내부 통로는 보어 축을 지나가는 평면에서 원하는 어떠한 단면도 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 내부 통로는 보어 축을 지나가는 평면에서 실질적으로 직사각형 단면을 가진다.
노즐은 노즐의 내부 벽과 외부 벽 사이의 중간에서 연장되는 시위선(chord line)을 포함한다. 적어도 하나의 공기 배출구가 바람직하게는 보어 축과 시위선 사이에 위치한다.
지지 어셈블리는 바람직하게는 방의 천장에 부착가능한 마운팅 브라켓을 포함한다. 이러한 마운팅 브라켓은, 예컨대 스크류를 이용하여, 천장에 부착가능한 플레이트 형태일 수 있다. 지지 어셈블리는 바람직하게는, 임펠러 축이 마운팅 브라켓에 대하여 90°미만의 각도가 되도록, 더 바람직하게는 임펠러 축이 마운팅 브라켓에 대하여 45°미만의 각도가 되도록, 공기 유입구 영역과 노즐을 지지하도록 구성된다. 일실시예에서, 지지 어셈블리는, 임펠러 축이 마운팅 브라켓에 대해 실질적으로 평행하도록, 공기 유입구 영역과 노즐을 지지하도록 구성된다. 보어 축이 임펠러 축에 실질적으로 수직하여, 지지 어셈블리는, 보어의 축이 마운팅 브라켓에 대해 수직하도록, 공기 유입구 영역과 노즐을 지지하도록 구성될 수 있다. 공기 유입구 영역과 노즐은 바람직하게는 보어 축을 따라 측정되었을 때 실질적으로 동일한 깊이를 가진다.
이것은 팬 어셈블리가 마운팅 브라켓이 부착된 수평 천장에 대해 실질적으로 평행하게 놓이도록 배치되게 해준다. 노즐은 천장에 상대적으로 가깝게 위치할 수 있어서, 사용자 또는 사용자의 의해 운반되는 물건이 노즐과 접촉하게 될 위험을 감소시킨다.
공기 유입구 영역의 공기 유입구는 단일의 개구 또는 복수의 개구를 포함할 수 있고, 이 개구를 통하여 주 공기 유동이 공기 유입구 영역 내로 끌려온다. 공기 유입구는 바람직하게는, 임펠러 축이 공기 유입구를 통과해 지나가도록, 더 바람직하게는 임펠러 축이 공기 유입구 영역의 공기 유입구에 대해 실질적으로 수직하도록, 배치된다.
공기 유입구 영역의 크기를 최소화시키기 위하여, 임펠러는 바람직하게는 축방향 유동 임펠러이다. 공기 유입구 영역은 바람직하게는 노즐 쪽으로 공기 유동을 가이드하기 위해 임펠러로부터 하류방향에 위치한 디퓨저를 포함한다. 공기 유입구 영역은 바람직하게는 외부 케이싱, 모터와 임펠러 주위에서 연장되는 쉬라우드, 및 외부 케이싱 내에 쉬라우드를 장착시키기 위한 마운팅 장치(mounting arrangement)를 포함한다. 디퓨저는 바람직하게는 모터를 지지하기 위한 내부 환형 벽, 쉬라우드에 연결된 외부 환형 벽, 및 내부 벽과 외부 벽 사이에 위치한 복수의 만곡형 날개를 포함한다. 케이싱과 쉬라우드는 바람직하게는 실질적으로 원통형이다.
마운팅 장치는, 외부 케이싱과 쉬라우드 사이에 위치한 복수의 마운트 및 마운트와 쉬라우드 사이에 연결된 복수의 탄성 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는 쉬라우드가 외부 케이싱과 실질적으로 동일축 상에 있도록 쉬라우드를 외부 케이싱에 대해 상대적으로 위치시키는 것에 추가하여, 탄성 요소는 팬 어셈블리가 사용되는 동안 발생되는 진동을 흡수할 수 있다. 탄성 요소는 바람직하게는 마운트와 쉬라우드 사이에서 인장 상태로 유지되고, 바람직하게는 각각이 일단부에서 쉬라우드에 연결되고, 타단부에서 지지부에 연결되는 복수의 인장 스프링을 포함한다. 스프링을 인장 상태에 유지하기 위하여 인장 스프링의 단부들을 서로 멀어지게 하는 수단이 제공될 수 있다. 예컨대, 마운팅 장치는 마운트들이 서로 멀어지게 하기 위하여 마운트들 사이에 위치한 스페이서 링(spacer ring)을 포함할 수 있어서, 각각의 스프링의 일단부를 타단부로부터 멀어지게 한다.
제2 양태에서, 본 발명은 모터를 케이싱 내에서 지지하기 위한 장치를 제공하는데, 이 장치는 모터에 연결되고 임펠러 주위에서 연장되는 쉬라우드, 케이싱과 쉬라우드의 사이에 위치한 복수의 마운트, 및 마운트와 쉬라우드 사이에 연결된 복수의 탄성 요소를 포함하고, 이 탄성 요소는 마운트와 쉬라우드 사이에서 인장 상태로 유지된다.
공기 유입구 영역은 바람직하게는 지지 어셈블리와 노즐 사이에 위치한다. 공기 유입구 영역의 일단부는 바람직하게는 지지 어셈블리에 연결되고, 공기 유입구 영역의 타단부는 노즐에 연결된다. 공기 유입구 영역은 바람직하게는 실질적으로 원통형이다.
지지 어셈블리는 공기 배출구(들)의 상류방향에 배치된 공기 통로를 포함할 수 있다. 임펠러에 의해 발생된 공기 유동은 이 공기 통로를 통해 지나간다. 지지 어셈블리와 공기 유입구 영역의 상대적인 위치들에 따라서, 공기 통로는 공기를 공기 유입구 영역으로 또는 공기 유입구 영역으로부터 전달할 수 있다. 예컨대, 지지 어셈블리의 공기 통로는, 임펠러와 모터를 수용하는 공기 유입구 영역의 공기 통로와 실질적으로 동일축 상에 있을 수 있다.
노즐은 바람직하게는 지지 어셈블리에 대해 회전가능하여, 사용자가 주 공기 유동이 방 내로 배출되는 방향을 변화시킬 수 있게 한다. 노즐은 바람직하게는 회전 축을 중심으로 지지 어셈블리에 대하여, 그리고 공기 유동이 천장으로부터 멀어지게 지향되는 제1 배향 및 공기 유동이 천장 쪽으로 지향되는 제2 배향 사이에서 회전가능하다. 예컨대, 여름철에는 사용자가, 공기 유동이 팬 어셈블리가 부착된 천장으로부터 멀어지게 방 내로 배출되어, 팬 어셈블리에 의해 발생된 공기 유동이 팬 어셈블리 아래에 위치한 사용자를 시원하게 하기 위한 상대적으로 시원한 바람을 제공하도록, 노즐의 배향을 바꾸기를 원할 수 있다. 그러나, 겨울철에는 사용자가, 공기 유동이, 팬 어셈블리 바로 아래에서 바람을 생성하지 않고, 방의 벽의 상부 부분들로 상승된 따뜻한 공기를 이동하여 순환시키도록 천장 쪽으로 배출되도록, 노즐(14)을 180°뒤집기를 원할 수 있다.
노즐은 제1 배향과 제2 배향 사이에서 회전되면서 뒤집어질 수 있다. 노즐의 회전 축은 바람직하게는 보어 축에 대해 실질적으로 수직하고, 바람직하게는 임펠러 축과 실질적으로 동일평면 상에 있다.
노즐은 공기 유입구 영역과 지지 어셈블리 모두에 대해 회전가능할 수 있다. 대안적으로는, 공기 유입구 영역이, 공기 유입구 영역과 노즐 모두가 지지 어셈블리에 대해 회전가능하도록, 지지 어셈블리에 연결될 수 있다.
지지 어셈블리는 바람직하게는 천장 상에 팬 어셈블리를 장착하기 위한 천장 마운트, 천장 마운트에 연결된 제1 단부를 가진 암, 및 암의 제2 단부와 노즐에 연결된 바디를 포함한다. 바디는 노즐에 또는 공기 유입구 영역에 직접 연결될 수 있다. 바디는 바람직하게는 환형의 바디이고, 공기 유동을 공기 배출구(들)에 전달하기 위한 공기 통로를 포함한다.
바디는 바람직하게는 암에 대해 피벗가능하여, 노즐을 상승 위치(raised position)와 하강 위치(lowered position) 사이에서 이동시킨다. 따라서, 노즐과 공기 유입구 영역은 지지 어셈블리의 마운팅 브라켓에 대해 피벗가능하다. 노즐을 하강시키는 것은, 노즐과 팬 어셈블리가 부착된 천장 사이의 거리를 증가시킬 수 있어서, 노즐이 천장과 접촉하지 않으면서 지지 어셈블리에 대해 회전될 수 있게 한다. 노즐을 하강시키는 것은 또한 사용자에 의한 노즐의 회전을 용이하게 한다.
노즐과 공기 유입구 영역은 바람직하게는 임펠러 축에 대해 실질적으로 수직한 피벗 축에 대하여 피벗가능하다. 따라서, 바디는 바람직하게는 임펠러 축에 대해 실질적으로 수직한 피벗 축을 중심으로 암에 대하여 피벗가능하다. 피벗 축은 바람직하게는 노즐의 보어 축에 대해 실질적으로 수직하다. 노즐이 상승 위치에 있고, 지지 어셈블리가 실질적으로 수평인 천장에 연결되었을 때, 임펠러 축은 바람직하게는 실질적으로 수평이다.
바디는 5 내지 45°범위의 각도로 피벗가능할 수 있어, 노즐을 상승 위치에서 하강 위치로 이동시킨다. 노즐의 외부 벽의 반경에 따라, 바디는 10 내지 20°범위의 각도로 피벗가능하여, 노즐을 상승 위치에서 하강 위치로 이동시킨다. 바디는 바람직하게는 암에 대해 바디를 잠그기 위한 해제가능한 잠금 기구(releasable locking mechanism)를 수용하여, 노즐이 상승 위치에서 유지된다. 잠금 기구는 사용자에 의해 해제가능하여, 노즐이 하강 위치로 이동되도록 한다. 잠금 기구는 바람직하게는 암에 대하여 바디를 잠그기 위하여 잠금 구성(locking configuration)을 향하여 바이어스되어, 노즐이 상승 위치에 유지된다. 노즐이 하강 위치에서 상승 위치로 이동되었을 때, 잠금 기구는 바람직하게는 자동적으로 잠금 구성으로 복귀되도록 배치된다.
암은 바람직하게는 천장 마운트에 회전가능하게 연결된다. 암은 바람직하게는 회전 축을 중심으로 천장 마운트에 대해 회전가능하고, 암은 바람직하게는 이 회전 축에 대해 기울어진다. 따라서, 암이 그 회전 축에 대하여 회전할 때, 노즐과 공기 유입구 영역은 회전 축에 대하여 회전한다. 이것은 노즐이 상대적으로 넓은 환형 범위 내에서 원하는 위치로 이동될 수 있게 한다. 암은 바람직하게는 회전 축에 대해 45 내지 75°범위의 각도로 기울어져서, 노즐과 천장 사이의 거리를 최소화한다. 암의 회전 축은 바람직하게는 바디의 피벗 축에 대해 실질적으로 수직하다.
본 발명의 제1 양태에 관련된 전술한 특징들은 본 발명의 제2 양태에 동일하게 적용되고, 그 반대도 가능하다.
이하 본 발명의 바람직한 특징은 첨부된 도면들을 참조하여, 오직 예시로서만 설명될 것이다.
도 1은 위쪽에서 바라본 천장 팬의 정면 사시도이다.
도 2는 천장에 장착된 천장 팬의 좌측면도인데, 천장 팬의 환형 노즐이 상승 위치(raised position)에 있다.
도 3은 천장 팬의 정면도이다.
도 4는 천장 팬의 후면도이다.
도 5는 천장 팬의 상면도이다.
도 6은 도 5의 A-A 선을 따라 자른 천장 팬의 측단면도이다.
도 7은 도 6에 표시된 A 영역의 확대도로서, 천장 팬의 공기 유입구 영역의 모터 및 임펠러를 도시하고 있다.
도 8은 도 6에 표시된 B 영역의 확대도로서, 환형 노즐의 공기 배출구를 도시하고 있다.
도 9는 도 6에 표시된 D 영역의 확대도로서, 천장 마운트와 천장 팬의 지지 어셈블리의 암 사이의 연결을 도시하고 있다.
도 10은 도 6의 C-C 선을 따라 자른 천장 마운트와 지지 어셈블리의 암의 측단면도이다.
도 11은 도 6에 표시된 C 영역의 확대도로서, 상승 위치에 환형 노즐을 유지시키기 위한, 해제가능한 잠금 기구를 도시하고 있다.
도 12는 도 11의 B-B 선을 따라 자른 잠금 기구의 단면도이다.
도 13은 천장에 장착된 천장 팬의 좌측면도인데, 천장 팬의 환형 노즐이 하강 위치(lowered position)에 있다.
도 1 내지 5는 방 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 어셈블리를 도시하고 있다. 본 예시에서, 팬 어셈블리는, 방의 천장(C)에 연결가능한 천장 팬(10)의 형태이다. 천장 팬(10)은, 공기 유동을 발생시키기 위한 공기 유입구 영역(12), 공기 유동을 배출하기 위한 환형 노즐(14), 및 공기 유입구 영역(12)과 노즐(14)을 방의 천장(C) 상에 지지하기 위한 지지 어셈블리(16)를 포함한다.
공기 유입구 영역(12)은, 노즐(14)로부터 배출되는 주 공기 유동을 발생시키기 위한 시스템을 수용하는, 전체적으로 원통형인 외부 케이싱(18)을 포함한다. 도 1, 2, 및 5에 표시된 바와 같이, 외부 케이싱(18)은 이 외부 케이싱(18)의 종축(L) 주위에 이격되고 축방향으로 연장되는 복수의 강화 리브(20)로 형성될 수 있지만, 이러한 리브(20)는 외부 케이싱(18)의 재료의 강도에 따라 생략될 수도 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 공기 유입구 영역(12)은 천장 팬(10) 내로 주 공기 유동을 끌어오기 위한 임펠러(22)를 수용한다. 임펠러(22)는, 외부 케이싱(18)의 종축(L)과 실질적으로 동일선 상에 있는 임펠러 축에 대하여 회전가능한 축방향 유동 임펠러의 형태이다. 임펠러(22)는 모터(26)로부터 바깥쪽으로 연장되는 회전 샤프트(24)에 연결된다. 본 실시예에서, 모터(26)는 지지 어셈블리(16) 내에 위치한 제어 회로(미도시)에 의해 가변적인 속도를 가지는 DC 브러시리스 모터이다. 모터(26)는, 전방 모터 케이싱 영역(28)과 후방 모터 케이싱 영역(30)을 포함하는 모터 케이싱 내에 수용된다. 조립하는 동안, 모터(26)가 전방 모터 케이싱 영역(28) 내로 먼저 삽입되고, 후방 모터 케이싱 영역(30)은 전방 케이싱 영역(28) 내로 후속적으로 삽입되어, 모터 케이싱 내에서 모터(26)를 유지하고 지지한다.
공기 유입구 영역(12)은 또한 임펠러(22)로부터 하류방향에 위치한 디퓨저를 수용한다. 디퓨저는 디퓨저의 내부 원통형 벽(34)과 외부 원통형 벽 사이에 위치한 복수의 디퓨저 날개(32)를 포함한다. 디퓨저는 바람직하게는 단일체로서 성형되지만, 대안적으로 디퓨저가, 서로 연결된 복수의 부분 또는 영역으로 형성될 수도 있다. 내부 원통형 벽(34)은 모터 케이싱 주위에서 연장되어 모터 케이싱을 지지한다. 외부 원통형 벽은 임펠러(22)와 모터 케이싱 주위에서 연장되는 쉬라우드(shroud; 36)를 제공한다. 본 예시에서, 쉬라우드(36)는 실질적으로 원통형이다. 쉬라우드(36)는 일단부에 공기 유입구(38)와 타단부에 공기 배출구(40)를 포함하는데, 공기 유입구(38)를 통하여 주 공기 유동이 천장 팬(10)의 공기 유입구 영역(12)에 들어가고, 공기 배출구(40)를 통하여 주 공기 유동이 천장 팬(10)의 공기 유입구 영역(12)으로부터 배출된다. 임펠러(22)와 쉬라우드(36)는, 임펠러(22)와 모터 케이싱이 디퓨저에 의해 지지되어 있을 때, 임펠러(22)의 블레이드 팁들이 아주 근접하지만 접촉하지는 않고, 쉬라우드(36)의 내부면과 임펠러(22)가 쉬라우드(36)와 실질적으로 동일축 상에 있는 형상을 가진다. 원통형 가이드 부재(42)는, 임펠러(22)의 회전에 의해 발생된 주 공기 유동을 쉬라우드(36)의 공기 배출구(40) 쪽으로 가이드하기 위하여, 디퓨저의 내부 원통형 벽(34)의 후방에 연결된다.
공기 유입구 영역(12)은 외부 케이싱(18) 내에서 디퓨저를 장착하기 위한 마운팅 장치를 포함하여, 임펠러 축이 외부 케이싱(18)의 종축(L)과 실질적으로 동일 선 상에 존재한다. 마운팅 장치는 외부 케이싱(18)과 쉬라우드(36) 사이에서 연장되는 환형 채널(44) 내에 위치한다. 마운팅 장치는 제1 마운트(46) 및 제1 마운트(46)로부터 종축(L)을 따라 축방향으로 이격된 제2 마운트(48)를 포함한다. 제1 마운트(46)는 종축(L)을 따라 서로 축방향으로 이격된 한 쌍의 상호연결된 아치형 부재(46a, 46b)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 마운트(48)는 종축(L)을 따라 서로 축방향으로 이격된 한 쌍의 상호연결된 아치형 부재(48a, 48b)를 포함한다. 각각의 마운트(46, 48)의 아치형 부재(46a, 48a)는 복수의 스프링 커넥터(50)를 포함하고, 각각의 스프링 커넥터(50)는 개별적인 인장 스프링(미도시)의 일단부에 연결된다. 본 예시에서, 마운팅 장치는 4개의 인장 스프링을 포함하고, 이러한 아치형 부재들(46a, 48a) 각각은 직경방향으로 서로 반대편에 있는 2개의 커넥터(50)를 포함한다. 각각의 인장 스프링의 타단부는 쉬라우드(36)에 형성된 개별적 스프링 커넥터(52)에 연결된다. 마운트들(46, 48)은 마운트들(46, 48) 사이에서 환형 채널(44) 내에 삽입된 아치형 스페이서 링(54)에 의해 서로 떨어지도록 되어, 인장 스프링이 커넥터들(50, 52) 사이에서 인장 상태로 유지된다. 이것은 쉬라우드(36)와 마운트들(46, 48) 사이의 규칙적인 간격을 유지하는 작용을 하면서, 마운트들(46, 48)에 대한 쉬라우드(36)의 반경방향 움직임을 어느 정도 허용하여, 모터 케이싱에서 외부 케이싱(18)으로의 진동의 전달을 감소시킨다. 가요성 시일(56)이 환형 채널(44)의 일단부에 제공되어, 주 공기 유동의 일부가 환형 채널(44)을 따라 쉬라우드(36)의 공기 유입구(40)로 되돌아오는 것을 방지한다.
환형 마운팅 브라켓(58)은, 쉬라우드(36)의 공기 배출구(42) 주위에서 연장되는 외부 케이싱(18)의 단부에, 예컨대 볼트들(60)을 이용하여, 연결된다. 천장 팬(10)의 노즐(14)의 환형 플랜지(62)는 마운팅 브라켓(58)에, 예컨대 볼트들(64)을 이용하여, 연결된다. 대안적으로, 마운팅 브라켓(58)은 노즐(14)과 일체로 형성될 수 있다.
도 1 내지 5에서, 노즐(14)은 외부 영역(70) 및 노즐의 상부 단부에서(도시된 바와 같이) 외부 영역(70)에 연결된 내부 영역(72)을 포함한다. 외부 영역(70)은, 노즐(14)의 외부 측벽(74)을 한정하도록 함께 연결되는 복수의 아치형 영역을 포함한다. 마찬가지로, 내부 영역(72)은, 노즐(14)의 환형 내부 측벽(76)을 한정하도록 외부 영역(70)의 개별적 영역에 각각 연결되는 복수의 아치형 영역을 포함한다. 외부 벽(74)은 내부 벽(76) 주위에서 연장된다. 내부 벽(76)은 중앙 보어 축(X) 주위에서 연장되어, 노즐의 보어(78)를 한정한다. 보어 축(X)은 외부 케이싱(18)의 종축(L)에 대해 실질적으로 직각이다. 보어(78)는 보어 축(X)을 따라 직경이 변하는 전체적으로 원형인 단면을 가진다. 노즐은 또한 환형 상부 벽(80) 및 환형 하부 벽(82)을 포함하는데, 환형 상부 벽(80)은 외부 벽(74)의 일단부와 내부 벽(76)의 일단부 사이에서 연장되고, 환형 하부 벽(82)은 외부 벽(74)의 타단부와 내부 벽(76)의 타단부 사이에서 연장된다. 내부 영역(70)은 상부 벽(80)을 따라 실질적으로 중간에서 외부 영역(72)에 연결되고, 노즐의 외부 영역(72)은 하부 벽(82)의 대부분을 형성한다.
특히 도 8을 참조하면, 노즐(14)은 또한 환형 공기 배출구 영역(84)을 포함한다. 배출구 영역(84)은, 내부 벽(76)의 하부 단부에 연결되는 전체적으로 원뿔대형인 내부 영역(86)을 포함한다. 내부 영역(86)은 보어 축(X)으로부터 멀어지게 테이퍼진다. 본 실시예에서, 내부 영역(86)과 보어 축(X) 사이의 중심내각(subtended angle)은 약 15°이다. 외부 영역(84)은 또한 환형 외부 영역(88)을 포함하는데, 이 환형 외부 영역(88)은 노즐(14)의 외부 영역(70)의 하부 단부에 연결되고, 노즐의 환형 하부 벽(82)의 일부를 한정한다. 내부 영역(86)과 배출구 영역(84)의 외부 영역(88)은 복수의 웹(미도시)에 의해 함께 연결되고, 이 복수의 웹은 보어 축(X) 주위에서 내부 영역(86)과 외부 영역(88) 사이에 간격을 제어하는 역할을 한다. 배출구 영역(84)은 단일체로서 형성될 수 있지만, 함께 연결되는 복수의 부품으로서 형성될 수도 있다. 대안적으로, 내부 영역(86)은 외부 영역(70)과 통합될 수 있고, 외부 영역(88)은 외부 영역(72)과 통합될 수 있다. 이 경우에, 내부 영역(86)과 외부 영역(88) 중 하나는, 내부 영역(86)과 외부 영역(88) 중 다른 하나와 맞물리기 위한 복수의 스페이서와 함께 형성될 수 있어서, 보어 축(X) 주위에서 내부 영역(86)과 외부 영역(88) 사이의 간격을 제어한다.
내부 벽(76)은, 보어 축(X)을 포함하는 평면에서, 에어포일(airfoil)의 표면의 일부의 형상인 단면 프로파일을 가지는 것으로 생각될 수 있다. 이러한 에어포일은, 노즐의 상부 벽(80)에 리딩 에지(leading edge), 노즐의 하부 벽(82)에 트레일링 에지(trailing edge), 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 시위선(chord line; CL)을 가진다. 본 실시예에서, 시위선(CL)은 보어 축(X)에 대해 전체적으로 평행하다.
노즐(14)의 공기 배출구(90)는 내부 영역(86)과 배출구 영역(84)의 외부 영역(88) 사이에 위치한다. 공기 배출구(90)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐(14)의 내부 벽(76)에 인접하여 노즐(14)의 하부 벽(82)에, 따라서 시위선(CL)과 보어 축(X) 사이에서, 위치하는 것으로 생각될 수 있다. 공기 배출구(90)은 바람직하게는 환형 슬롯의 형태이다. 공기 배출구(90)은 바람직하게는 형상이 전체적으로 원형이고, 보어 축(X)에 수직한 평면에 위치한다. 공기 배출구(90)는 바람직하게는 0.5 내지 5 mm 범위에서 상대적으로 일정한 폭을 가진다.
노즐(14)을 공기 유입구 영역(12)에 연결하기 위한 환형 플랜지(62)는 노즐의 외부 영역(70)의 영역들 중 하나와 일체로 형성된다. 플랜지(62)는, 공기 유입구 영역(12)으로부터 주 공기 유동을 받아들이기 위한 노즐의 공기 유입구(92) 주위에서 연장되는 것으로 생각할 수 있다. 노즐(14)의 외부 영역(70)의 이러한 영역은, 노즐(14)의 환형 내부 통로(94) 내로 주 공기 유동을 전달하는 형상을 가진다. 노즐(14)의 외부 벽(74), 내부 벽(76), 상부 벽(80), 및 하부 벽(82)은 함께 내부 통로(94)를 한정하고, 이 내부 통로(94)는 보어 축(X) 주위에서 연장된다. 내부 통로(94)는 보어 축(X)를 지나가는 평면에서 전체적으로 직사각형인 단면을 가진다.
도 8에 도시된 바와 같이, 공기 배출구 영역(84)은 공기 배출구(90)를 통하여 주 공기 유동을 지향시키기 위한 공기 채널(96)을 포함한다. 공기 채널(96)의 폭은 공기 배출구(90)의 폭과 실질적으로 동일하다. 본 실시에에서, 공기 채널(96)은, 보어 축(X)로부터 멀어지게 연장되는 방향(D)으로 공기 배출구(90) 쪽으로 연장되어, 공기 채널(96)이 에어포일의 시위선(CL)에 대하여, 그리고 노즐(14)의 보어 축(X)에 대하여 경사진다.
보어 축(X) 또는 시위선(CL)의 D 방향에 대한 경사 각도는 어떠한 값이라도 가질 수 있다. 이 각도는 바람직하게는 0 내지 45°의 범위에 있다. 본 실시예에서, 경사 각도는 보어 축(X) 주위로 실질적으로 일정하고, 약 15°이다. 따라서, 공기 채널(96)의 보어 축(X)에 대한 경사는, 내부 영역(86)의 보어 축(X)에 대한 경사와 실질적으로 동일하다.
따라서, 주 공기 유동은, 노즐(14)의 보어 축(X)에 대해 경사진 방향(D)으로 노즐(14)로부터 배출된다. 주 공기 유동은 또한 노즐(14)의 내부 벽(76)으로부터 멀어지게 배출된다. 공기 채널(96)이 보어 축(X)으로부터 멀어지게 연장되도록 공기 채널(96)의 형상을 조절함으로써, 천장 팬(10)에 의해 발생되는 조합된 공기 유동의 유량은, 보어 축(X)에 실질적으로 평행하거나 보어 축(x) 쪽으로 경사진 방향(D)으로 주 공기 유동이 배출될 때 발생되는 조합된 공기 유동의 유량에 비해서 증가될 수 있다. 우리는, 어떠한 이론에도 구속되길 원하지 않고, 이러한 현상이 상대적으로 큰 표면적의 외부 프로파일을 가진 주 공기 유동의 배출 때문이라고 생각한다. 본 예시에서, 주 공기 유동은 전체적으로 바깥쪽으로 테이퍼진 원뿔 형상인 노즐(14)로부터 배출된다. 이러한 증가된 표면적은 주 공기 유동과 노즐(14) 주변의 공기와의 혼합을 촉진시키고, 주 공기 유동에 의한 2차 공기 유동의 동반을 증가시킴으로써, 조합된 공기 유동의 유량을 증가시킨다.
도 1 내지 5에서, 지지 어셈블리(16)는 천장(C) 상에 천장 팬(10)을 장착하기 위한 천장 마운트(100)를 포함하고, 암(102)은 천장 마운트(100)에 연결된 제1 단부 및 지지 어셈블리(100)의 바디(104)에 연결된 제2 단부를 가진다. 그리고, 바디(104)는 천장 팬(10)의 공기 유입구 영역(12)에 연결된다.
천장 마운트(100)는 마운팅 브라켓(106)을 포함하고, 마운팅 브라켓(106)은 마운팅 브라켓(106)에 있는 개구들(108)을 관통하여 삽입가능한 스크류들을 이용하여 방의 천장(C)에 연결될 수 있다. 도 9 및 10을 참조하면, 천장 마운트(100)는, 암(102)의 제1 단부(110)를 마운팅 브라켓(106)에 연결하기 위한 커플링 어셈블리를 더 포함한다. 커플링 어셈블리는, 마운팅 브라켓(106)의 환형 그루브(116) 내에 수용되는 환형 림(rim; 114)을 가지는 커플링 디스크(12)를 포함하여,이 커플링 디스크(112)가 회전 축(R)을 중심으로 마운팅 브라켓(106)에 대해 회전할 수 있다. 암(102)은 회전 축(R)에 대해 각도 θ만큼 경사지고, 이 각도 θ는 바람직하게는 45 내지 75°의 범위에 있고, 본 예시에서는 약 60°이다. 따라서, 암(102)이 회전 축(R)에 대해 회전할 때, 공기 유입구 영역(102) 및 노즐은 회전 축(R)에 대하여 회전한다.
암(102)의 제1 단부(110)는, 커플링 어셈블리의 수 개의 커플링 부재들(118, 120, 122)에 의해 커플링 디스크(112)에 연결된다. 커플링 어셈블리는 환형 캡(124)에 의해 둘러싸이고, 이 환형 캡(124)은 마운팅 브라켓(106)에 고정되고 또한 개구를 포함하고, 이 개구를 통하여 암(102)의 제1 단부(110)가 돌출된다. 캡(124)은 또한 천장 팬(10)에 전원을 공급하기 위한 전기 케이블에 연결하기 위한 전기 접속 박스(electrical junction box; 126)를 둘러싼다. 전기 케이블(미도시)은 접속 박스(126)로부터, 커플링 어셈블리에 형성된 개구들(128, 130) 및 암의 제1 단부(100)에 형성된 개구(132)를 통과하여, 암(102) 내로 연장된다. 도 9 내지 11에 도시된 바와 같이, 암(102)은 관형이고, 보어(134)를 포함하는데, 이 보어(134)는 암(102)의 길이방향으로 연장되고, 이 보어(134) 내에서 전기 케이블이 천장 마운트(100)에서 바디(104)로 연장된다.
암(102)의 제2 단부(136)는 지지 어셈블리(16)의 바디(104)에 연결된다. 지지 어셈블리(16)의 바디(104)는 환형 내부 바디 영역(138) 및 내부 바디 영역(138) 주위에서 연장되는 환형 외부 바디 영역(140)을 포함한다. 내부 바디 영역(138)은, 공기 유입구 영역(12)의 외부 케이싱(18) 상에 위치하는 플랜지(144)와 맞물리는 환형 플랜지(142)를 포함한다. 환형 커넥터(146), 예컨대 C형 클립은, 외부 케이싱(18)의 플랜지(144) 주위에서 연장되고 플랜지(144)를 지지하도록, 내부 바디 영역(138)의 플랜지(142)에 연결되어서, 외부 케이싱(18)이 종축(L)을 중심으로 내부 바디 영역(138)에 대해 회전할 수 있다. 환형 유입구 시일(148)은 쉬라우드(36)와 내부 바디 영역(138)의 플랜지(142) 사이의 기밀 시일(air-tight seal)을 형성한다.
공기 유입구 영역(12) 및 마운팅 브라켓(58)에 의해 외부 케이싱(18)에 연결된 노즐(14)은 따라서 종축(L)을 중심으로 지지 어셈블리(16)에 대해 회전가능하다. 이것은 사용자가 지지 어셈블리(16)에 대해 노즐(14)의 배향을 조절하는 것을 가능하게 하고, 따라서 지지 어셈블리(16)가 연결된 천장(C)에 대해 조절하는 것을 가능하게 한다. 천장(C)에 대한 노즐의 배향을 조절하기 위하여, 사용자는 노즐(14)을 당김으로써, 공기 유입구 영역(12)과 노즐(14) 모두 종축(L)에 대하여 회전한다. 예컨대, 여름철에 사용자는, 주 공기 유동이 천장(C)으로부터 멀어지게 방 내로 배출되어, 팬에 의해 발생된 공기 유동이 천장 팬(10) 아래에 위치한 사용자를 시원하게 하기 위해 상대적으로 시원한 바람을 제공하도록, 노즐(14)의 배향을 바꾸기를 원할 수 있다. 그러나, 겨울철에는 사용자가, 주 공기 유동이, 천장 팬 바로 아래에서 바람을 생성하지 않고, 방의 벽의 상부 부분들로 상승된 따뜻한 공기를 이동하여 순환시키도록, 천장(C) 쪽으로 배출되도록, 노즐(14)을 180°뒤집기를 원할 수 있다.
본 예시에서, 공기 유입구 영역(12)과 노즐(14) 모두 종축(L)에 대해 회전가능하다. 대안적으로, 천장 팬(10)이, 노즐(14)이 외부 케이싱(18)에 대해 회전가능하여, 공기 유입구 영역(12)과 지지 어셈블리(16) 모두에 대해 회전가능하도록, 배치될 수도 있다. 예컨대, 외부 케이싱(18)은 볼트 또는 스크류를 이용하여 내부 바디 영역(138)에 고정될 수 있고, 노즐(14)은 종축(L)을 중심으로 외부 케이싱(18)에 대해 회전가능한 방식으로 외부 케이싱(18)에 고정될 수 있다. 이 경우, 노즐(14)과 외부 케이싱(18) 사이의 연결 방식은, 본 예시에서 공기 유입구 영역(12)과 지지 어셈블리(16) 사이에 적용된 것과 유사할 수 있다.
도 11에서, 내부 바디 영역(138)은 공기 유입구 영역(12)의 공기 유입구(38)에 주 공기 유동을 전달하기 위한 공기 통로(150)를 한정한다. 쉬라우드(36)는 공기 유입구 영역(12)을 통해 연장되는 공기 통로(152)를 한정하고, 지지 어셈블리(16)의 공기 통로(152)는 공기 유입구 영역(12)의 공기 통로(150)와 실질적으로 동일축 상에 있다. 공기 통로(150)는 종축(L)에 대해 수직한 공기 유입구(154)를 가진다.
내부 바디 영역(138)과 외부 바디 영역(140)은 함께 지지 어셈블리(16)의 바디(104)의 하우징(156)을 한정한다. 하우징(156)은 모터(26)에 전원을 공급하기 위한 제어 회로(미도시)을 보유할 수 있다. 전기 케이블은, 암(102)의 제2 단부(136)에 형성된 개구(미도시)를 통해 연장되고, 제어 회로에 연결된다. 제2 전기 케이블(미도시)은 제어 회로에서 모터(26)로 연장된다. 제2 전기 케이블은 바디(104)의 내부 바디 영역(138)의 플랜지(142)에 형성된 개구를 통과해서, 외부 케이싱(18)과 쉬라우드(36) 사이에 연장되는 환형 채널(44)로 들어간다. 그 이후, 제2 전기 케이블은 디퓨저를 통해 모터로 연장된다. 예컨대, 제2 전기 케이블은 쉬라우드의 디퓨저 날개(32)를 통과해서 모터 케이싱 내로 들어간다. 그로밋(grommet)이 제2 전기 케이블 주위에 위치해서, 쉬라우드(36)에 형성된 개구의 둘레면과 기밀 시일을 형성하여, 이 개구를 통한 공기의 누설을 방지한다. 바디(104)는 또한, 사용자가 천장 팬(10)의 동작을 제어할 수 있도록 하기 위한 제어 회로에 연결된 유저 인터페이스(user interface)을 포함할 수 있다. 예컨대, 유저 인터페이스는, 사용자가 모터(26)를 활성화 및 비활성화하고 모터(26)의 속도를 제어할 수 있도록 하기 위한 하나 이상의 버튼 또는 문자판(dial)을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 유저 인터페이스는 천장 팬(10)의 동작을 제어하기 위한 리모콘으로부터의 제어 신호를 수신하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
노즐의 외부 벽(74)의 반경, 암(102)의 길이, 및 천장 팬(10)이 연결되는 천장의 형상에 따라, 노즐(14)이 회전하는 외부 케이싱(18)의 종축(L)과 천장 사이의 거리가, 노즐(14)의 외부 벽(74)의 반경보다 짧을 수 있고, 이것은 노즐이 종축(L)에 대해 90°를 지나 회전하는 것을 방지할 것이다. 노즐이 뒤집어 질 수 있도록 하기 위하여, 지지 어셈블리(16)의 바디(104)는 제1 피벗 축(P1)을 중심으로 암(102)에 대해 피벗가능하여, 도 2에 도시된 바와 같은 상승 위치와 도 13에 도시된 바와 같은 하강 위치 사이에서 노즐(14)을 이동시킨다. 제1 피벗 축(P1)은 도 11에 도시되어 있다. 제1 피벗 축(P1)은 핀(158)의 종축에 의해 한정되고, 이 핀(158)은 암(102)의 제2 단부(136)를 관통하여 연장되고, 바디(104)의 내부 바디 영역(138)에 의해 유지되는 단부들을 가진다. 제1 피벗 축(P1)은, 천장 마운트(100)에 대해 회전하는 암(102)의 회전 축(R)에 대해 실질적으로 수직하다. 제1 피벗 축(P1)은 또한 외부 케이싱(18)의 종축(L)에 대해 실질적으로 수직하다.
도 2에 도시된 상승 위치에서, 외부 케이싱(18)의 종축(L)과 임펠러 축은 마운팅 브라켓(106)에 대해 실질적으로 평행하다. 이것은 보어 축(X)이 종축(L)에 대해 실질적으로 수직하고, 또한 천장 팬(10)이 부착되는 수평 천장(C)에 대해 실질적으로 수직하도록, 노즐(14)이 배향되게 한다. 하강 위치에서, 외부 케이싱(18)의 종축(L)과 임펠러 축은 마운팅 브라켓(106)에 대하여 바람직하게는 90°미만의 각도만큼, 더 바람직하게는 45°미만의 각도만큼 경사진다. 바디(104)는 노즐(14)을 상승 위치에서 하강 위치로 움직이기 위하여, 암(102)에 대하여 5 내지 45° 범위의 각도로 피벗가능할 수 있다. 노즐(14)의 외부 벽(74)의 반경에 따라서, 10 내지 20° 범위의 각도의 피벗 운동은, 노즐이 천장에 닿지 않고 뒤집어 지도록 노즐을 충분히 하강시키는데 충분할 수 있다. 본 예시에서, 바디(104)는, 노즐(14)을 상승 위치에서 하강 위치로 이동시키기 위하여 약 12 내지 15°의 각도로 암(102)에 대해 피벗가능하다.
바디(104)의 하우징(156)은 또한 암(102)에 대한 바디(104)의 위치를 잠그기 위한 해제가능한 잠금 기구(160)를 수용한다. 잠금 기구(160)는 바디(104)를 소정의 위치에 유지하는데 사용되고, 이것에 의해 노즐이 상승 위치에 있게 된다. 도 11 및 12를 참조하면, 본 예시에서 잠금 기구(160)는 암(102)의 제2 단부(136)와 바디(104)의 상부 부분(164)과 맞물리기 위한 잠금 웨지(162)를 포함하여, 암(102)과 바디(104) 사이의 상대적인 움직임을 방지한다. 잠금 웨지(162)는 제2 피벗 축(P2) 중심으로의 내부 바디 영역(138)에 대한 피벗 운동을 위하여 내부 바디 영역(138)에 연결된다. 제2 피벗 축(P2)은 제1 피벗 축(P1)에 대해 실질적으로 평행하다. 잠금 웨지(162)는, 바디(104)의 내부 바디 영역(138) 주위에서 연장되는 잠금 암(166)에 의해, 도 11에 도시된 잠금 위치에 유지된다. 잠금 암 롤러(168)는 잠금 암(166)의 상부 단부에 회전가능하게 연결되어, 잠금 웨지(162)와 맞물리고, 잠금 웨지(162)와 잠금 암(166) 사이의 마찰력을 최소화시킨다. 잠금 암(166)은 제3 피벗 축(P3) 중심으로의 내부 바디 영역(138)에 대한 피벗 운동을 위하여 내부 바디 영역(138)에 연결된다. 제3 피벗 축(P3)는 제1 피벗 축(P1)과 제2 피벗 축(P2)에 대해 실질적으로 평행하다. 잠금 암(166)은, 잠금 암(166)과 내부 바디 영역(138)의 플랜지(142) 사이에 위치한 탄성 요소(17), 바람직하게는 스프링에 의해, 도 11에 도시된 위치를 향하여 바이어스된다.
잠금 기구(160)를 해제하기 위하여, 사용자는 잠금 암(166)을 제3 피벗 축(P3)에 대하여 피벗시키도록, 탄성 요소(17)의 바이어싱력(biasing force)에 대항하여 잠금 암(166)을 누른다. 외부 바디 영역(14)은 윈도우(172)를 포함하고, 이 윈도우(172)를 통하여 사용자가 잠금 암(166)과 맞물릴 툴(tool)을 삽입할 수 있다. 대안적으로, 사용자 동작가능식 버튼이 사용자에 의해 눌러지기 위하여, 윈도우(172)를 통하여 돌출되도록 잠금 암(166)의 하부 단부에 부착될 수도 있다. 제3 피벗 축(P3)에 대한 잠금 암(166)의 운동은 암(102)의 제2 단부(136)로부터 멀어지는 방향으로 잠금 암 롤러(168)을 이동시킴으로써, 잠금 웨지(162)가 제2 피벗 축(P2)을 중심으로, 잠금 위치로부터 멀어지는 방향으로 및 암(102)의 제2 단부(136)와의 맞물림을 벗어나도록 피벗되도록 한다. 잠금 위치로부터 멀어지는 방향으로의 잠금 웨지(162)의 운동은, 바디(104)가 제1 피벗 축(P1)을 중심으로 암(102)에 대해 피벗하도록 하여, 노즐(14)을 상승 위치에서 하강 위치로 이동시킨다.
사용자가 노즐(14)을 종축(L)에 대하여 원하는 양만큼 회전시키고 나면, 사용자는, 바디(104)가 제1 피벗 축(P1)에 대해 피벗하도록 노즐(14)의 단부를 들어올림으로써 노즐(14)을 상승 위치로 복귀시킬 수 있다. 잠금 암(166)이 도 11에 도시된 위치를 향하여 바이어스되기 때문에, 노즐(14)을 상승 위치로 복귀시키는 것은 잠금 암(166)을 자동적으로 도 11에 도시된 위치로 복귀시켜서, 잠금 웨지(162)를 잠금 위치로 복귀시킨다.
천장 팬(10)을 동작하기 위하여, 사용자는 유저 인터페이스 또는 리모콘의 적절한 버튼을 누른다. 유저 인터페이서의 제어 회로는 이러한 행동을 주 제어 회로에 전달하고, 이것에 반응하여 주 제어 회로는 임펠러(22)를 회전시키도록 모터(26)를 활성화시킨다. 임펠어(22)의 회전은, 주 공기 유동이 공기 유입구(150)를 통하여 지지 어셈블리(16)의 바디(104) 내로 끌려오게 한다. 사용자는 유저 인터페이스 또는 리모콘을 이용하여 모터(26)의 속도를 제어할 수 있어서, 지지 어셈블리(16) 내로 끌려오는 공기의 유량을 제어할 수 있다. 주 공기 유동은 연속하여 지지 어셈블리(16)의 공기 통로(150) 및 공기 유입구 영역(12)의 공기 통로(152)를 따라서 통과하여, 노즐(14)의 내부 통로(94)로 들어간다.
노즐(14)의 내부 통로(94) 내에서, 주 공기 유동은, 노즐(14)의 보어(78) 주위로 반대 방향으로 지나가는 2개의 공기 흐름으로 나뉘어진다. 공기 흐름이 내부 통로(94)를 통과해 지나가면서, 공기는 공기 배출구(90)를 통해 배출된다. 보어 축(X)을 지나가고 포함하는 평면에서 볼 때, 주 공기 유동은 D 방향으로 공기 배출구(90)를 통해 배출된다. 공기 배출구(9)로부터의 주 공기 유동의 배출은, 외부 환경으로부터의, 특히 노즐 주위 영역으로부터의 공기의 동반에 의해, 2차 공기 유동이 발생되게 한다. 이러한 2차 공기 유동은 주 공기 유동과 조합되어, 노즐(14)로부터 전방으로 분출되는, 조합된 또는 전체 공기 유동 또는 공기 흐름을 생성한다.

Claims (34)

  1. 방 내에서 공기 유동을 발생시키기 위한 팬 어셈블리로서,
    상기 팬 어셈블리는 공기 유입구 영역, 환형 노즐, 및 지지 어셈블리를 포함하고,
    상기 공기 유입구 영역은, 공기 유입구, 임펠러, 및 상기 공기 유입구를 통해 공기 유동을 끌어오기 위하여 임펠러 축에 대하여 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터를 포함하고,
    상기 환형 노즐은 내부 벽, 상기 내부 벽 주위에서 연장되는 외부 벽, 공기 유동을 배출하기 위한 적어도 하나의 공기 배출구, 및 상기 적어도 하나의 공기 배출구에 공기 유동을 전달하기 위해 상기 내부 벽과 상기 외부 벽 사이에 위치하는 내부 통로를 포함하고, 상기 내부 벽은 보어를 한정하고, 상기 보어를 통해서 상기 노즐의 외부로부터의 공기가 상기 적어도 하나의 공기 배출구로부터 배출된 공기 유동에 의해 끌려오고,
    상기 지지 어셈블리는 상기 방의 천장 상에 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지하는,
    팬 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 상기 방의 상기 천장에 부착가능한 마운팅 브라켓을 포함하는, 팬 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지하도록 구성되어, 상기 임펠러 축이 상기 마운팅 브라켓에 대하여 90° 미만의 각도에 있는, 팬 어셈블리.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지하도록 구성되어, 상기 임펠러 축이 상기 마운팅 브라켓에 대하여 45° 미만의 각도에 있는, 팬 어셈블리.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지하도록 구성되어, 상기 임펠러 축이 상기 마운팅 브라켓에 대하여 실질적으로 평행한, 팬 어셈블리.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 상기 공기 유입구 영역 및 상기 노즐을 지지하도록 구성되어, 상기 보어의 축이 상기 마운팅 브라켓에 대하여 실질적으로 수직한, 팬 어셈블리.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 및 상기 공기 유입구 영역은 상기 마운팅 브라켓에 대하여 피벗가능한, 팬 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 노즐 및 상기 공기 유입구 영역은, 상기 임펠러 축에 대해 실질적으로 수직한 피벗 축에 대하여 피벗가능한, 팬 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 지지 어셈블리에 대하여 회전가능한, 팬 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 임펠러 축과 실질적으로 동일평면 상에 있는 축에 대하여 회전가능한, 팬 어셈블리.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펠러 축은 상기 공기 유입구 영역의 상기 공기 유입구를 관통해 지나가는, 팬 어셈블리.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펠러는 축방향 유동 임펠러인, 팬 어셈블리.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유입구 영역은 상기 임펠러로부터 하류방향에 위치한 디퓨저를 포함하는, 팬 어셈블리.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유입구 영역은 외부 케이싱, 상기 모터와 상기 임펠러 주위에서 연장되는 쉬라우드(shroud), 및 상기 쉬라우드를 상기 외부 케이싱 내에 장착하기 위한 마운팅 장치를 포함하는, 팬 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 마운팅 장치는, 상기 외부 케이싱과 상기 쉬라우드 사이에 위치한 복수의 마운트; 및 상기 마운트와 상기 쉬라우드 사이에 연결된 복수의 탄성 요소를 포함하는, 팬 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 탄성 요소는 상기 마운트와 상기 쉬라우드 사이에서 인장 상태로 유지되는, 팬 어셈블리.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쉬라우드와 상기 외부 케이싱 각각은 실질적으로 원통형인, 팬 어셈블리.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유입구 영역은 상기 지지 어셈블리와 상기 노즐 사이에 위치하는, 팬 어셈블리.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 상기 적어도 하나의 공기 배출구의 상류방향에 위치하는 공기 통로를 포함하는, 팬 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 공기 통로는 상기 환형 노즐을 향하여 공기 유동을 전달하도록 배치되는, 팬 어셈블리.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 공기 통로는 상기 공기 유입구 영역의 공기 유입구에 공기를 전달하도록 배치되는, 팬 어셈블리.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펠러 및 상기 모터는 상기 유입구 영역의 공기 통로 내에 위치하고, 상기 지지 어셈블리의 공기 통로는 상기 공기 유입구 영역의 공기 통로와 실질적으로 동일축 상에 있는, 팬 어셈블리.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는 천장 마운트; 상기 천장 마운트에 연결된 제1 단부를 가지는 암; 및 상기 암의 제2 단부와 상기 노즐에 연결된 바디를 포함하는, 팬 어셈블리.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 바디는 환형인, 팬 어셈블리.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 암은 상기 천장 마운트에 회전가능하게 연결되는, 팬 어셈블리.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 내부 벽과 상기 외부 벽 사이에서 연장되는 공기 배출구 영역을 포함하고, 상기 공기 배출구 영역은 상기 적어도 하나의 공기 배출구를 포함하는, 팬 어셈블리.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 공기 배출구 영역은 상기 내부 벽에 연결된 내부 영역 및 상기 외부 벽에 연결된 외부 영역을 포함하고, 상기 내부 영역의 적어도 일부분이 상기 보어 축으로부터 멀어지게 테이퍼(taper)진, 팬 어셈블리.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 내부 영역의 상기 적어도 일부분의 상기 보어 축에 대한 경사 각도는 0과 45°사이인, 팬 어셈블리.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 내부 영역의 상기 적어도 일부분은 실질적으로 원뿔형인 형상을 가지는, 팬 어셈블리.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공기 배출구는 상기 내부 영역과 상기 외부 영역의 사이에 위치하는, 팬 어셈블리.
  31. 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 영역은 상기 보어의 축에 실질적으로 수직한, 팬 어셈블리.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공기 배출구는 상기 보어의 축 주위에서 연장되는, 팬 어셈블리.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공기 배출구는 실질적으로 환형인 공기 배출구를 포함하는, 팬 어셈블리.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유입구 영역과 상기 노즐은, 상기 보어의 축에 대해 평행한 방향으로 실질적으로 동일한 깊이를 가지는, 팬 어셈블리.
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