KR20140087042A - 팬 조립체 - Google Patents

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KR20140087042A
KR20140087042A KR1020147014534A KR20147014534A KR20140087042A KR 20140087042 A KR20140087042 A KR 20140087042A KR 1020147014534 A KR1020147014534 A KR 1020147014534A KR 20147014534 A KR20147014534 A KR 20147014534A KR 20140087042 A KR20140087042 A KR 20140087042A
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로이 에드워드 폴톤
앨런 하워드 데이비스
조셉 에릭 하제트
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

팬 조립체를 위한 노즐은 공기 유입구, 공기 유출구, 공기 유입구로부터 공기 유출구를 향해 공기를 이송하기 위한 내부 통로, 환형 내벽, 및 내벽의 주위에서 연장되는 외벽을 포함한다. 내부 통로는 내벽과 외벽의 사이에 위치된다. 내벽은 적어도 부분적으로 보어를 한정하고, 이 보어를 통해 노즐의 외측의 공기가 공기 유출구로부터 방출되는 공기에 의해 인출된다. 유동 제어 포트는 공기 유출구로부터 하류에 위치된다. 유동 제어 체임버는 유동 제어 포트에 공기를 이송하기 위해 제공된다. 제어 메커니즘은 공기 유출구로부터 방출되는 공기류를 편향시키기 위해 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 선택적으로 억제한다.

Description

팬 조립체{A FAN ASSEMBLY}
본 발명은 팬 조립체용 노즐 및 이와 같은 노즐을 포함하는 팬 조립체에 관한 것이다.
종래의 가정용 팬은 전형적으로 축선을 중심으로 회전하도록 장착되는 한 세트의 블레이드 또는 베인 및 공기류를 발생시키기 위해 블레이드의 세트를 회전시키기 위한 구동 장치를 포함한다. 공기류의 이동 및 순환은 '풍냉(wind chill)' 또는 바람을 생성하고, 그 결과 열이 대류 및 증발을 통해 소산되므로 사용자는 냉각 효과를 경험하게 된다. 일반적으로 블레이드는 공기류의 하우징 통과를 허용함과 동시에 팬의 사용 중에 회전하는 블레이드와 사용자의 접촉을 방지하는 케이지 내에 위치된다.
US 2,488,467은 팬 조립체로부터 공기를 발사하는 케이지에 수용되는 블레이드를 사용하지 않는 팬을 설명한다. 대신, 팬 조립체는 베이스 내에 공기류를 흡입하기 위한 모터 구동식 임펠러를 수용하는 베이스 및 이 베이스에 연결되는 일련의 동심형 환형 노즐을 포함하고, 각각의 노즐은 팬으로부터 공기류를 방출하기 위해 노즐의 전방에 위치되는 환형 유출구를 포함한다. 각각의 노즐은 보어를 한정하는 보어 축선을 중심으로 연장되고, 보어의 주위로 노즐이 연장된다.
각각의 노즐은 에어포일의 형상을 갖는다. 노즐의 후방에 위치되는 리딩 에지(leading edge), 노즐의 전방에 위치되는 트레일링 에지(trailing edge), 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에 연장되는 코드 라인(chord line)을 갖는 에어포일이 고려될 수 있다. US 2,488,467에서, 각각의 노즐의 코드 라인은 노즐의 보어 축선에 평행이다. 공기 유출구는 코드 라인 상에 위치되고, 노즐로부터 멀어지는 방향으로 그리고 코드 라인을 따라 연장하는 방향으로 공기류를 방출하도록 배치된다.
팬 조립체로부터 공기를 발사하는 케이지에 수용되는 블레이드를 사용하지 않는 다른 팬 조립체는 WO 2010/100451에 설명되어 있다. 이러한 팬 조립체는 베이스 내에 1차 공기류를 흡인하기 위한 모터 구동식 임펠러를 수용하는 원통형 베이스 및 이 베이스에 연결되는 그리고 팬으로부터 1 차 공기류를 방출하는 환형 개구부를 포함하는 단일의 환형 노즐을 포함한다. 노즐은 개구를 한정하고, 이 것을 통해 팬 조립체의 국소적 환경 내의 공기는 개구부로부터 방출되는 1 차 공기류에 의해 인출되고, 이 1 차 공기류를 증량한다. 노즐은 코안다(Coanda) 표면을 포함하고, 이 코안다 표면 상에 개구부가 1 차 공기류를 안내하도록 배치된다. 코안다 표면은, 팬 조립체에 의해 발생되는 공기류가 원통형 또는 원추대형 프로파일을 가지는 환 형태를 갖도록, 개구의 중심 축선을 중심으로 대칭으로 연장된다.
사용자는 2 개의 방향 중 하나로 노즐로부터 방출되는 공기류의 방향을 변화시킬 수 있다. 베이스는, 팬 조립체에 의해 발생되는 공기류가 약 180°의 호를 형성하는 만곡 운동을 하도록, 베이스의 중심을 관통하는 수직 축선을 중심으로 노즐 및 베이스의 일부가 진동을 유발하도록 작동될 수 있는 진동 메커니즘을 포함한다. 베이스는 또한 노즐 및 베이스의 상부가 수평에 대해 최대 10°의 각도만큼 베이스의 하부에 대해 틸팅될 수 있도록 하는 틸팅 메커니즘을 포함한다.
본 발명은 팬 조립체용 노즐을 제공하고, 상기 노즐은, 공기 유입구, 공기 유출구, 상기 공기 유입구로부터 상기 공기 유출구로 공기를 이송하기 위한 내부 통로, 환형 내벽, 상기 내벽의 주위에 연장되는 외벽으로서, 상기 내부 통로는 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 위치되고, 상기 내벽은 상기 공기 유출구로부터 방출되는 공기에 의해 상기 노즐의 외측으로부터 공기를 인출하는 보어를 적어도 부분적으로 한정하는, 외벽, 상기 공기 유출구로부터 하류에 위치되는 유동 제어 포트, 상기 유동 제어 포트에 공기를 이송하기 위한 유동 제어 체임버, 및 상기 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 선택적으로 억제하기 위한 제어 수단을 포함한다.
유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 선택적으로 억제하는 것을 통해, 공기 유출구로부터 방출되는 공기류의 프로파일이 변화될 수 있다. 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동의 억제는 노즐로부터 방출되는 공기류를 횡단하는 압력 기울기를 변화시키는 효과를 가질 수 있다. 압력 기울기의 변화에 의해 방출되는 공기류에 작용하는 힘이 발생될 수 있다. 이 힘의 작용에 의해 공기류는 원하는 방향으로 이동할 수 있다.
노즐은 공기 유출구로부터 하류에 위치되는 안내면을 포함하는 것이 바람직하다. 안내면은 공기 유출구에 인접하여 위치될 수 있다. 공기 유출구는 안내면 상으로 공기류를 안내하도록 배치될 수 있다. 유동 제어 포트는 공기 유출구와 안내면 사이에 위치될 수 있다. 예를 들면, 유동 제어 포트는 공기 유출구에 인접하여 위치될 수 있다.
유동 제어 포트는 안내면 상으로 공기를 안내하도록 배치될 수 있다. 유동 제어 포트는 공기 유출구와 안내면 사이에 위치될 수 있다. 대안적으로, 유동 제어 포트는 안내면 내의 적어도 일부의 하류에 위치될 수 있다.
노즐은 단일의 안내면을 포함할 수 있으나, 하나의 실시형태에서, 노즐은 2 개의 안내면을 포함하고, 공기 유출구는 2 개의 안내면 사이에서 공기류를 방출하도록 배치된다. 유동 제어 체임버는 제 1 안내면에 인접하여 위치되는 제 1 유동 제어 포트 및 제 2 안내면에 인접하여 위치되는 제 2 유동 제어 포트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 노즐은 제 1 유동 제어 체임버 및 제 2 유동 제어 체임버를 포함할 수 있고, 각각의 유동 제어 체임버는 각각의 안내면에 인접하여 위치되는 각각의 유동 제어 포트를 갖는다.
각각의 유동 제어 포트로부터 공기가 방출되어 공기 유출구로부터 방출되는 공기류와 혼합될 때, 노즐로부터 방출되는 공기류는 2 개의 안내면 중 하나에 부착하게 되는 경향을 갖는다. 공기류가 부착하게 되는 안내면은 유동 제어 포트를 통과하는 공기의 유동 속도, 유동 제어 포트로부터 방출되는 공기의 속도, 공기 유출구의 형상, 안내면에 대한 공기 유출구의 배향, 및 안내면의 형상과 같은 다수의 설계 파라미터 중 하나 이상에 의존할 수 있다.
유동 제어 포트 중 하나를 통한 공기의 유동이, 예를 들면, 유동 제어 포트 중 하나를 폐쇄함으로써, 또는 유동 제어 포트에 연결되는 유동 제어 체임버를 통한 공기의 유동을 억제함으로써 억제될 때, 노즐로부터 방출되는 공기류를 횡단하는 압력 기울기는 변화된다. 예를 들면, 제 1 안내면에 인접하여 위치되는 제 1 유동 제어 포트로부터 공기가 실질적으로 방출되지 않는 경우, 제 1 안내면에 인접하여 비교적 낮은 압력이 생성될 수 있다. 따라서 공기류를 횡단하여 생성되는 압력차는 제 1 안내면을 향해 공기류를 압박하는 힘을 발생한다. 물론, 전술한 설계 파라미터에 따라 공기류는 이미 그 표면에 부착되었고, 이 경우 제 1 제어 포트를 통한 공기의 유동이 억제될 때 공기류는 그 안내면에 부착된 상태로 유지된다. 이어서 제 2 유동 제어 포트로부터 공기가 실질적으로 방출되지 않지만 제 1 유동 제어 포트로부터 공기가 방출되도록 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동이 스위칭될 때, 공기류를 횡단하는 압력차는 반전된다. 이것은 공기류가 부착될 수 있는 제 2 안내면을 향하여 공기류를 압박하는 힘을 발생시킨다. 공기류는 제 1 안내면으로부터 분리되는 것이 바람직하다.
이에 반해, "개방된" 유동 제어 포트로부터의 공기의 유동 속도 및/또는 방출 속도에 따라, 유동 제어 포트로부터 방출되는 공기류는 유동 제어 포트에 인접하여 위치되는 안내면에 부착하게 될 수 있다. 이 경우, 공기 유출구로부터 방출되는 공기류는 유동 제어 포트로부터 방출되는 공기류 내에 연행(entrain)될 수 있다.
어느 경우에서나, 노즐로부터 공기의 방출 방향은 공기류가 부착되는 안내면의 형상에 의존한다. 예를 들면, 안내면은 노즐로부터 방출되는 공기류가 외방으로 확개되는 프로파일을 갖도록 보어의 축선에 대해 외방으로 테이퍼를 이룰 수 있다. 대안적으로, 안내면은 노즐로부터 방출되는 공기류가 내방으로 테이퍼를 이루는 프로파일을 갖도록 보어의 축선에 대해 내방으로 테이퍼를 이룰 수 있다. 노즐이 2 개의 이와 같은 안내면을 포함하는 경우, 하나의 안내면은 보어를 향해 테이퍼를 이룰 수 있고, 다른 안내면은 보어로부터 멀어지는 방향으로 테이퍼를 이룰 수 있다. 안내면은 원추대 형상을 가질 수 있고, 또는 만곡될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 안내면은 볼록한 형상을 갖는다. 안내면은 페싯(facet) 가공될 수 있고, 각각의 페싯은 직선형이거나 만곡형일 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 유동 제어 포트로부터의 공기류의 선택적 억제를 통해 공기 유출구로부터 방출되는 공기류는 안내면에 부착되거나, 또는 안내면으로부터 분리될 수 있다. 상기 유동 제어 포트 또는 각각의 유동 제어 포트는 공기 유출구와 안내면 사이에 위치될 수 있고, 따라서 안내면 상으로 공기를 방출하도록 배치될 수 있다.
유동 제어 포트로부터 공기류의 억제에 의해 공기류가 제 1 안내면으로부터 분리되지만 제 2 안내면에 부착되지 않는 경우, 노즐로부터 공기의 방출 방향은 노즐의 보어의 축선에 대한 공기 유출구의 경사도와 같은 파라미터에 의존할 수 있다. 예를 들면, 공기 유출구는 보어의 축선을 향해 연장하는 방향으로 공기를 방출하도록 배치될 수 있다.
공기 유출구는 슬롯의 형태인 것이 바람직하다. 내부 통로는 노즐의 보어를 둘러싼다. 공기 유출구는 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 노즐은 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 단일의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 공기 유출구는 보어를 둘러쌀 수도 있다. 보어는 보어 축선에 수직한 평면에서 원형의 횡단면을 가질 수 있고, 따라서 공기 유출구는 원 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 노즐은 보어의 주위에 이격되는 복수의 공기 유출구를 포함할 수 있다.
노즐은 보어 축선에 대해 수직한 평면에서 비원형 횡단면을 가지는 보어를 한정하도록 성형될 수 있다. 예를 들면, 이 횡단면은 타원 또는 사각형일 수 있다. 노즐은 2 개의 비교적 긴 직선 섹션, 상부 만곡 섹션 및 하부 만곡 섹션을 가질 수 있고, 각각의 만곡 섹션은 직선 섹션의 각각의 단부에 접합된다. 이 경우도, 노즐은 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 단일의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 노즐의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션의 각각은 이 공기 유출구의 각각의 부분을 포함할 수 있다. 대안적으로, 노즐은 공기류의 각각의 부분을 방출하기 위한 2 개의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 노즐의 각각의 직선 섹션은 이들 2 개의 공기 유출구 중의 각각의 하나를 포함할 수 있다.
안내면은 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 보어를 둘러싼다. 노즐이 2 개의 안내면을 포함하는 경우, 제 1 안내면은 제 2 안내면이 보어와 제 1 안내면 사이에 위치되도록 제 2 안내면의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 제 2 안내면을 둘러싼다.
노즐은 환형 전방 케이싱 섹션으로 편리하게 형성될 수 있고, 이 환형 전방 케이싱 섹션은 공기 유출구(들)을 한정하고, 제 1 안내면을 한정하는 제 1 환형 표면 및 제 2 안내면을 한정하는 제 2 환형 표면을 갖고, 제 2 환형 표면은 제 1 환형 만곡면에 연결되고, 그리고 제 1 환형 만곡면의 주위에 연장된다. 케이싱 섹션의 2 개의 환형 표면은 공기 유출구(들)을 횡단하는 환형 표면들 사이에서 연장되는 복수의 스포크(spoke) 또는 웨브(web)에 의해 연결될 수 있다. 그 결과, 공기류의 각각의 부분이 제 1 안내면에 부착될 때, 공기는 보어의 축선을 향해 내방으로 테이퍼를 이루는 프로파일을 가진 노즐로부터 방출될 수 있고, 반면에 공기류의 각각의 부분이 제 2 안내면에 부착될 때, 공기는 보어의 축선으로부터 외방으로 멀어지는 방향으로 테이퍼를 이루는 프로파일을 가진 노즐로부터 방출될 수 있다.
노즐로부터 방출되는 공기(이하, 1 차 공기류라 함)는 노즐을 둘러싸고 있는 공기를 연행하고, 따라서 사용자에게 1 차 공기류와 연행된 공기의 양자 모두를 공급하는 공기 증량기(amplifier)의 역할을 한다. 여기서 연행된 공기는 2 차 공기류라 한다. 2 차 공기류는 노즐을 둘러싸고 있는 실내 공간, 영역 또는 외부 환경으로부터 도입된다. 1 차 공기류는 연행된 2 차 공기류와 결합되어 노즐의 전방으로부터 전방으로 투사되는 결합된 공기류 또는 총체적 공기류를 형성한다.
노즐로부터 1 차 공기류의 방출 방향의 변화는 1 차 공기류에 의한 2 차 공기류의 연행의 각도를 변화시킬 수 있고, 따라서 팬 조립체에 의해 발생되는 혼합된 공기류의 유동 속도를 변화시킬 수 있다.
어떤 이론에도 구애됨이 없이, 발명자들은 1 차 공기류에 의한 2 차 공기류의 연행율(rate of entrainment)은 노즐로부터 방출되는 1 차 공기류의 외부 프로파일의 표면적의 크기에 관련될 수 있다고 생각한다. 노즐로 유입되는 소정의 공기 유량에 대해, 1 차 공기류가 외방으로 테이퍼링(tapering)되거나 확개(flaring)된 경우, 외부 프로파일의 표면적은 비교적 넓고, 1 차 공기류와 노즐을 둘러싸고 있는 공기의 혼합을 촉진하고, 따라서 결합된 공기의 유량을 증대시키고, 반면 1 차 공기류가 내방으로 테이퍼링된 경우, 외부 프로파일의 표면적은 비교적 좁고, 1 차 공기류에 의한 2 차 공기류의 연행이 감소됨으로써 결합된 공기류의 유량을 감소시킨다. 노즐의 보어를 통한 공기의 유동의 유발이 또한 저하될 수 있다.
노즐로부터 공기류의 방출 방향을 변화시킴으로써 노즐에 의해 발생되는 혼합된 공기류의 유동 속도(보어 축선에 대해 수직하고, 그리고 공기 유출구의 평면으로부터 하류로 옵셋된 평면 상에서 측정됨)를 증가시키면, 이 평면 상에서의 혼합된 공기류의 최대 속도가 감소되는 효과가 있다. 이것에 의해 노즐은 이 노즐에 인접하는 다수의 사용자를 냉각시키기 위해 실내 또는 사무실을 통해 비교적 확산하는 공기의 유동을 발생하기에 적합하게 될 수 있다. 이에 반해, 노즐에 의해 발생되는 결합된 공기류의 유량의 감소는 결합된 공기류의 최대 속도를 증대시키는 효과를 갖는다. 이것은 노즐을 노즐의 전방에 위치하는 사용자를 신속하게 냉각시키기 위한 공기류를 발생하기에 적합하게 만들 수 있다. 노즐에 의해 발생되는 공기류의 프로파일은 유동 제어 체임버를 통한 공기의 통과를 선택으로 가능하게 하거나 억제함으로써 2 개의 상이한 프로파일 사이에서 신속하게 스위칭될 수 있다.
공기 유출구(들) 및 안내면(들)의 기하학적 형상은, 적어도 부분적으로, 노즐에 의해 발생되는 공기류의 2 개의 상이한 프로파일을 제어할 수 있다. 예를 들면, 보어 축선을 관통하는, 그리고 대체로 노즐의 상단부와 하단부 사이의 중간에 위치되는 평면을 따르는 단면도로 도시되었을 때, 제 1 안내면의 곡률은 제 2 안내면의 곡률과 다를 수 있다. 예를 들면, 이 횡단면에서 제 1 안내면은 제 2 안내면보다 큰 곡률을 가질 수 있다.
공기 유출구(들)은 각각의 공기 유출구를 위한 안내면 중 하나가 다른 안내면보다 그 공기 유출구에 더 근접하여 위치되도록 배치될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 보어 축선의 주위에서 연장되고, 그리고 보어 축선에 평행하고, 공기 유출구(들)로부터 방출되는 공기류의 프로파일을 대체로 묘사하도록 공기 유출구(들)의 중심을 통과하는 가상의 만곡면에 대해 안내면 중 하나가 다른 안내면보다 근접하여 위치되도록 공기 유출구(들)이 배치될 수 있다.
바람직하게 제어 수단은 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 억제하는 제 1 상태와 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 허용하는 제 2 상태를 갖는다. 제어 수단은 유동 제어 체임버의 공기 유입구를 폐쇄하기 위한 밸브 본체 및 유입구에 대해 밸브 본체를 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함하는 밸브의 형태일 수 있다. 대안적으로, 밸브 본체는 유동 제어 포트를 폐쇄하도록 배치될 수 있다. 밸브는 이들 2 가지 상태 사이에서 사용자가 밀거나, 당기거나, 또는 이동시킬 수 있는 수동식 밸브일 수 있다. 하나의 실시형태에서, 밸브는 사용자가 예를 들면 리모콘 장치를 사용하여 또는 팬 조립체 상에 위치되는 버튼이나 기타 스위치를 작동시킴으로써 원격으로 작동될 수 있는 솔레노이드 밸브이다.
유동 제어 체임버는 노즐의 외부 표면 상에 위치되는 공기 유입구를 가질 수 있다. 이 경우, 내부 통로에 수용되는 공기류의 전부는 공기 유출구(들)로부터 방출될 수 있다. 그러나, 유동 제어 체임버는 내부 통로로부터 유동 제어 공기류를 수용하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 내부 통로에 수용되는 공기류의 제 1 부분은 유동 제어 공기류를 형성하도록 유동 제어 체임버 내로 선택적으로 유입될 수 있고, 공기류의 나머지는 공기 유출구(들)로부터 하류의 유동 제어 공기류와 재혼합되도록 공기 유출구(들)을 통해 내부 통로로부터 방출된다.
내부 통로는 노즐의 내벽에 의해 유동 제어 체임버로부터 분리될 수 있다. 이 벽은 유동 제어 체임버의 공기 유입구를 포함하는 것이 바람직하다. 유동 제어 체임버의 공기 유입구는 공기류를 노즐에 유입시키는 노즐의 베이스의 근처에 위치되는 것이 바람직하다.
유동 제어 체임버는 내부 통로에 인접하는 노즐을 통해 연장될 수 있다. 따라서, 유동 제어 체임버는 노즐의 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장될 수 있고, 보어를 둘러쌀 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 노즐은 공기 유출구에 인접하여 위치되는 제 2 유동 제어 포트 및 공기 유출구로부터 방출되는 공기류를 편향시키기 위해 제 2 유동 제어 포트에 공기를 이송하기 위한 제 2 유동 제어 체임버를 포함할 수 있다. 이러한 제 2 유동 제어 포트는 공기 유출구 및 제 2 안내면 사이에 위치되는 것이 바람직하다.
제어 수단은 제 2 유동 제어 포트를 통해 공기의 유동을 선택적으로 억제하도록 배치될 수 있다. 제어 수단은 제 1 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 억제하는 제 1 상태 및 제 2 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 억제하는 제 2 상태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제어 수단의 상태는 단일의 밸브 본체의 위치를 조절함으로써 제어될 수 있다. 대안적으로, 제어 수단은 1 유동 제어 체임버의 공기 유입구를 폐쇄하기 위한 제 1 밸브 본체, 제 2 유동 제어 체임버의 공기 유입구를 폐쇄하기 위한 제 2 밸브 본체, 및 공기 유입구에 대해 밸브 본체를 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함할 수 있다. 제어 수단은 각각의 유동 제어 체임버의 공기 유입구를 폐쇄하는 대신 제 1 유동 제어 포트 및 제 2 유동 제어 포트 중 선택된 하나를 폐쇄하도록 배치될 수 있다.
1 유동 제어 체임버와 같이, 제 2 유동 제어 체임버는 노즐의 외면 상에 위치되는 공기 유입구를 가질 수 있다. 그러나, 노즐은 노즐의 내부 체적을 내부 통로 및 2 개의 유동 제어 체임버로 분할하기 위한 복수의 내벽과 같은 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
제 2 유동 제어 체임버의 공기 유입구는 노즐의 베이스의 근처에 위치되는 것이 바람직하다. 제 2 유동 제어 체임버는 또한 내부 통로에 인접하는 노즐을 통해 연장될 수 있다. 따라서, 제 2 유동 제어 체임버는 노즐의 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장될 수 있고, 보어를 둘러쌀 수 있다. 공기 유출구(들)은 유동 제어 체임버들 사이에 위치될 수 있다.
내부 통로는 노즐에 수용되는 공기류의 적어도 일부를 가열하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
제 2 양태에서, 본 발명은 또한 임펠러, 공기류를 발생하기 위해 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 공기류를 수용하기 위한 전술한 바와 같은 노즐, 및 모터를 제어하기 위한 모터 제어기를 포함하는 팬 조립체를 제공한다. 모터 제어기는 제어 수단이 사용자에 의해 작동되었을 때 모터의 속도를 자동으로 조절하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 모터 제어기는 제어 수단이 노즐에 의해 발생되는 공기류를 보어 축선을 향해 집속시키도록 작동될 때 모터의 속도를 감속시키도록 배치될 수 있다.
본 발명의 제 1 양태와 관련하여 위에서 설명되는 특징은 본 발명의 제 2 양태에 동등하게 적용할 수 있고, 반대의 경우도 마찬가지이다.
본 발명의 실시형태는 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 단지 예시로서 설명된다.
도 1은 팬 조립체의 전면도이고;
도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 취해진 팬 조립체의 수직 단면도이고;
도 3은 도 1의 팬 조립체의 노즐의 분해도이고;
도 4는 노즐의 우측면도이고;
도 5는 노즐의 정면도이고;
도 6은 도 5의 H-H 선을 따라 취해진 노즐의 수평 단면도이고;
도 7은 도 6의 J 영역의 확대도이고;
도 8은 노즐의 아래로부터의 우측 사시도이고;
도 9는 내부 및 후방 케이싱 섹션 및 노즐의 유동 제어기를 포함하는 노즐의 일부의 위로부터의 후방 사시도이고;
도 10은 도 9에 도시된 노즐의 일부의 우측면도이고;
도 11은 도 10의 F-F 선을 따라 취해진 부분 수직 단면도이고;
도 12는 도 11의 G-G 선을 따라 취해진 수평 단면도이다.
도 1은 팬 조립체(10)의 외관도이다. 팬 조립체(10)는 이 팬 조립체(10) 내에 공기류를 유입시키는 공기 유입구(14)를 포함하는 본체(12) 및 이 본체(12) 상에 장착되는 환형 노즐(16)을 포함한다. 노즐(16)은 팬 조립체(10)로부터 공기류를 방출하는 공기 유출구(18)를 포함한다.
본체(12)는 실질적으로 원통형인 하부 본체 섹션(22) 상에 장착되는 실질적으로 원통형인 주 본체 섹션(20)을 포함한다. 바람직하게 주 본체 섹션(20) 및 하부 본체 섹션(22)은 실질적으로 동일한 외경을 가지므로 상부 주 본체 섹션(20)의 외면과 하부 본체 섹션(22)의 외면은 실질적으로 동일 평면에 위치한다. 주 본체 섹션(20)은 팬 조립체(10) 내에 공기를 유입시키는 공기 유입구(14)를 포함한다. 본 실시형태에서, 공기 유입구(14)는 주 본체 섹션(20) 내에 형성되는 일련의 개구를 포함한다. 대안적으로, 공기 유입구(14)는 주 본체 섹션(20) 내에 형성되는 윈도우 내에 장착되는 하나 이상의 그릴 또는 망(mesh)을 포함할 수 있다. 주 본체 섹션(20)은 본체(12)로부터 공기류를 배출시키는 공기 유출구(23)(도 2에 도시됨)를 제공하기 위해 그 상단부에서 개방된다. 공기 유출구(23)는 노즐(16)과 주 본체 섹션(20)의 사이에 위치되는 임의의 상부 본체 섹션 내에 제공될 수 있다.
하부 본체 섹션(22)은 팬 조립체(10)의 사용자 인터페이스를 포함한다. 사용자 인터페이스는 복수의 사용자 조작용 버튼(24, 26), 사용자가 팬 조립체(10)의 다양한 기능을 제어할 수 있도록 하는 다이얼(28), 및 버튼(24, 26) 및 다이얼(28)에 연결되는 사용자 인터페이스 제어 회로(30)를 포함한다. 하부 본체 섹션(22)은 또한 윈도우(32)을 포함하고, 이것을 통해 리모콘(도시되지 않음)으로부터의 신호가 팬 조립체(10) 내로 진입한다. 하부 본체 섹션(22)은 팬 조립체(10)가 위치되는 표면과 맞물리도록 베이스 플레이트(34) 상에 장착된다.
도 2는 팬 조립체(10)의 단면도를 도시한다. 하부 본체 섹션(22)은 사용자 인터페이스 제어 회로(30)에 연결되는 총괄적으로 36으로 표시되는 주 제어 회로를 수용한다. 버튼(24, 26) 및 다이얼(28)의 작동에 응답하여, 사용자 인터페이스 제어 회로(30)는 팬 조립체(10)의 다양한 작업을 제어하기 위해 주 제어 회로(36)에 적절한 신호를 송신하도록 배치된다.
하부 본체 섹션(22)은 또한 하부 본체 섹션(32)에 대해 본체 섹션(22)을 진동시키기 위한 총괄적으로 38로 표시되는 메커니즘을 수용한다. 진동 메커니즘(38)의 작동은 사용자의 버튼(26)의 작동에 응답하여 주 제어 회로(36)에 의해 제어된다. 하부 본체 섹션(22)에 대한 본체 섹션(20)의 각각의 진동 사이클의 범위는 60° 내지 180° 사이의 범위인 것이 바람직하고, 본 실시형태에서는 약 90°이다. 팬 조립체(10)에 전력을 공급하기 위한 전원 전력 케이블(39)은 하부 본체 섹션(22)에 형성되는 개구를 통해 연장된다. 케이블(39)은 전원 전력 공급부에의 연결을 위한 플러그(도시되지 않음)에 연결된다.
주 본체 섹션(20)은 공기 유입구(14)를 통해 본체(12) 내로 공기를 흡인하기 위한 임펠러(40)를 수용한다. 바람직하게, 임펠러(40)는 혼합류 임펠러의 형태를 갖는다. 임펠러(40)는 모터(44)로부터 외방으로 연장되는 회전축(42)에 연결된다. 본 실시형태에서, 모터(44)는 사용자의 다이얼(28)의 조작에 응답하여 주 제어 회로(36)에 의해 변화될 수 있는 속도를 갖는 DC 브러시리스 모터이다. 모터(44)는 하측 부분(48)에 연결되는 상측 부분(46)을 포함하는 모터 버킷 내에 수용된다. 모터 버킷의 상부(46)는 확산기(50)를 포함한다. 확산기(50)는 만곡된 블레이드를 갖는 환형 디스크 형태를 갖는다.
모터 버킷은 대체로 원추대형인 임펠러 하우징(52) 내에 위치되고, 이 하우징(52) 상에 장착된다. 다음에 임펠러 하우징(52)은, 본 실시예에서는 베이스(12)의 주 본체 섹션(20) 내에 위치되는 그리고 주 본체 섹션(20)에 연결되는 3 개의 지지체인, 각도 방향으로 이격되는 복수의 지지체(54) 상에 장착된다. 임펠러(40) 및 임펠러 하우징(52)은, 임펠러(40)가 임펠러 하우징(52)의 내면에 근접하지만 접촉하지 않도록 하는, 형상을 갖는다. 실질적으로 환형인 유입구 부재(56)는 임펠러 하우징(52) 내로 공기를 안내하기 위해 임펠러 하우징(52)의 저부에 연결된다. 전기 케이블(58)은 본체(12)의 주 본체 섹션(20) 및 하부 본체 섹션(22) 내 및 임펠러 하우징(52) 및 모터 버킷 내에 형성된 개구를 통해 주 제어 회로(36)로부터 모터(44)까지 연장된다.
바람직하게, 본체(12)는 본체(12)로부터 소음(noise) 방출을 감소시키기 위한 소음용(siliencing) 발포체를 포함한다. 본 실시형태에서, 본체(12)의 주 본체 섹션(20)은 공기 유입구(14)의 하측에 위치되는 제 1 환형 발포체 부재(60) 및 임펠러 하우징(52)과 유입구 부재 사이에 위치되는 제 2 환형 발포체 부재(62)를 포함한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 노즐(16)은 환 형상을 갖는다. 노즐(16)은 노즐(16)의 보어(64)를 한정하기 위해 보어 축선(X)을 중심으로 연장된다. 본 실시예에서, 보어(64)는 노즐(16)의 폭(노즐(16)의 측벽들 사이에서 연장하는 방향으로 측정됨)보다 큰 높이(노즐의 상단부로부터 노즐(16)의 하단부로 연장하는 방향으로 측정됨)를 갖는 대체로 세장 형상을 갖는다. 노즐(16)은 베이스(66)를 포함하고, 이 베이스(66)는 본체(12)의 주 본체 섹션(20)의 개방된 상단부(23)에 연결되고, 본체(12)로부터 공기를 수용하기 위한 개방된 하단부를 갖는다. 위에서 언급한 바와 같이, 노즐(16)은 팬 조립체(10)로부터 공기류를 방출하는 공기 유출구(18)를 갖는다. 공기 유출구(18)는 노즐(16)의 전단부(70)의 근처에 위치되고, 바람직하게 보어 축선(X)을 중심으로 연장되는 슬롯의 형태를 갖는다. 바람직하게 공기 유출구(18)는 0.5 내지 5 mm의 범위의 비교적 일정한 폭을 갖는다.
노즐(16)은 환형 후방 케이싱 섹션(72), 환형 내부 케이싱 섹션(74) 및 환형 전방 케이싱 섹션(76)을 포함한다. 후방 케이싱 섹션(72)은 노즐(16)의 베이스(66)를 포함한다. 여기서 각각의 케이싱 섹션이 단일의 컴포넌트로 형성되는 것으로서 도시되어 있으나, 하나 이상의 케이싱 섹션은, 예를 들면, 접착제를 이용하여 상호 연결되는 복수의 컴포넌트로 형성될 수 있다. 후방 케이싱 섹션(72)은 환형 내벽(78) 및 환형 외벽(80)을 갖고, 환형 외벽(80)은 후방 케이싱 섹션(72)의 후단부(82)에서 내벽(78)에 연결된다. 내벽(78)은 노즐(16)의 보어(64)의 후방 부분을 한정한다. 내벽(78)과 외벽(80)은 함께 노즐(16)의 내부 통로(84)를 한정한다. 본 실시예에서, 내부 통로(84)는 노즐(16)의 보어(64)를 둘러싸는 환 형상을 갖는다. 따라서 내부 통로(84)의 형상은 내벽(78)의 형상에 밀접하게 따르므로 보어(64)의 대향측에 위치되는 2 개의 직선 섹션, 직선 섹션의 상단부에 접합되는 상부 만곡 섹션, 및 직선 섹션의 하단부에 접합되는 하부 만곡 섹션을 갖는다. 공기는 내부 통로(84)로부터 공기 유출구(18)을 통해 방출된다. 공기 유출구(18)는 1 내지 3 mm의 범위의 폭(W1)을 갖는 유출구 오리피스를 향해 테이퍼를 이룬다.
공기 유출구(18)는 노즐(16)의 전방 케이싱 섹션(76)에 의해 한정된다. 전방 케이싱 섹션(76)은 대체로 환형의 형상을 갖고, 환형 내벽(88) 및 환형 외벽(90)을 갖는다. 내벽(88)은 노즐(16)의 보어(64)의 전방 부분을 한정한다. 공기 유출구(18)는 전방 케이싱 섹션(76)의 내벽(88) 및 외벽(90) 사이에 위치된다.
공기 유출구(18)는 외벽(90)의 내면의 일부를 형성하는 제 1 안내면(92)과 내벽(88)의 내면의 일부를 형성하는 제 2 안내면(94)의 후측에 위치된다. 따라서, 공기 유출구(18)는 안내면(92, 94) 사이에서 공기류를 방출하도록 배치된다. 본 실시예에서, 각각의 안내면(92, 94)은 볼록한 형상을 갖고, 제 1 안내면(92)은 보어 축선(X)으로부터 멀어지는 방향으로 만곡되고, 제 2 안내면(94)은 보어 축선(X)을 향해 만곡된다. 대안적으로, 각각의 안내면(92, 94)은 페싯 가공될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 보어 축선(X)을 관통하는, 그리고 대체로 노즐(16)의 상단부와 하단부 사이의 중간에 위치되는 평면을 따르는 단면도로 도시되었을 때, 안내면(92, 94)은 상이한 곡률을 가질 수 있고, 본 실시예에서 제 1 안내면(92)은 제 2 안내면(94)보다 큰 곡률을 가진다.
일련의 웨브(96)는 내벽(88)을 외벽(90)에 연결한다. 웨브(96)는 내벽(88) 및 외벽(90)의 양자모두와 일체인 것이 바람직하고, 약 1 mm의 두께를 갖는다. 웨브(96)는 공기 유출구(18)를 벽(88, 90)에 연결하기 위해 벽(88, 90)으로부터 공기 유출구(18)까지, 그리고 이 공기 유출구(18)를 횡단하여 연장된다. 그러므로 웨브(96)는 공기가 보어 축선(X)에 대체로 평행한 방향으로 노즐(16)로부터 방출되도록 내부 통로(84)로부터 공기 유출구(18)를 통해 유동하는 공기를 안내하는 역할을 할 수도 있다. 웨브(96)는 공기 유출구(18)의 폭을 제어하는 역할을 할 수도 있다. 내벽(88) 및 외벽(90)이 분리된 컴포넌트로부터 형성된 경우, 웨브(96)는 벽(88, 90) 중의 하나와 맞물리도록 벽(88, 90) 중의 다른 하나에 위치됨으로써 벽들을 이격 상태가 되도록 압박하고, 이것에 의해 공기 유출구(18)의 폭을 결정하는 일련의 스페이서로 대체될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 공기 유출구(18)는 내부 통로(84)의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션으로부터만 공기를 수용하도록 노즐(16)의 보어 축선(X)의 주위에 부분적으로 연장될 수 있다. 전방 케이싱 섹션(76)의 하부 만곡 섹션은 전방 케이싱 섹션(76)의 하부 만곡 섹션으로부터의 공기의 방출을 억제하는 차단벽(98)을 형성하도록 성형된다. 이것에 의해, 노즐(16)이 세장형 형상을 가졌을 때, 노즐(16)로부터 방출되는 공기류의 프로파일이 더 신중하게 제어될 수 있고, 그렇지 않은 경우 공기는 보어 축선(X)을 향해 비교적 급격한 각도로 상방으로 방출되는 경향이 있다. 차단벽(98)은 도 2에 도시되어 있고, 공기 유출구(18)의 길이를 따라 주기적으로 배치되는 웨브(96)의 형상과 동일한 단면 형상을 갖는다.
도 7로 돌아가면, 제조 중에 내부 케이싱 섹션(74)은 후방 케이싱 섹션(72) 내에 삽입된다. 내부 케이싱 섹션(74)은 후방 케이싱 섹션(72)의 외벽(80)의 내면과 맞물리는 환형 외벽(100) 및 후방 케이싱 섹션(72)의 내벽(88)의 내면과 맞물리는 환형 내벽(102)을 갖는다. 숄더는 후방 케이싱 섹션(72) 내로 내부 케이싱 섹션(74)의 삽입을 제한하기 위한 스톱 부재를 제공하기 위해 벽(100, 102)의 전단부 상에 형성되고, 이것은 접착제를 이용하여 후방 케이싱 섹션(72)에 연결될 수 있다. 내부 케이싱 섹션(74)은 벽(100, 102)의 후단부들 사이에서 연장되는 후벽(104)을 갖는다. 후벽(104)에 형성된 개구(106)는 내부 통로(84)로부터 공기 유출구(18)로의 공기의 유동을 허용한다. 이 경우에도, 개구(106)는 내부 통로(84)의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션으로부터만 공기 유출구(18)로 공기를 이송하도록 노즐(16)의 보어 축선(X)의 주위에 부분적으로 연장된다. 비교적 짧은 웨브(108)는 개구(106)의 폭을 제어하기 위해 개구(106)의 길이를 따라 주기적으로 배치될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 내부 케이싱 섹션(74)이 후방 케이싱 섹션(72) 내에 완전히 삽입되었을 때 각각의 웨브(96)의 단부가 각각의 웨브(108)의 단부에 맞댐되도록, 이들 웨브(108) 사이의 간격은 웨브(96) 사이의 간격과 실질적으로 동일하다. 다음에 전방 케이싱 섹션(76)은, 예를 들면, 접착제를 이용하여 후방 케이싱 섹션(72)에 부착되고, 따라서 내부 케이싱 섹션(74)은 후방 케이싱 섹션(72) 및 전방 케이싱 섹션(76)에 의해 포위된다.
내부 통로(84) 외에도 노즐(16)은 1 유동 제어 체임버(110)를 한정한다. 제 1 유동 제어 체임버(110)는 환형을 갖고, 노즐(16)의 보어(64)의 주위에 연장된다. 제 1 유동 제어 체임버(110)는 공기 유출구(18), 전방 케이싱 섹션(76)의 외벽(90), 및 내부 케이싱 섹션(74)의 외벽(100) 및 후벽(104)에 의해 경계를 이룬다. 제 1 유동 제어 체임버(110)는 제 1 안내면(92)에 인접하여 위치되는 유동 제어 포트(111)에 공기를 이송하기 위해 배치된다. 유동 제어 포트(111)는 공기 유출구(18)와 제 1 안내면(92) 사이에 위치되고, 제 1 유동 제어 체임버(110)로부터 제 1 안내면(92) 상으로 공기를 이송하기 위해 배치된다.
본 실시예에서, 노즐(16)은 또한 제 2 유동 제어 체임버(112)를 한정한다. 제 2 유동 제어 체임버(112)는 또한 환형을 갖고, 노즐(16)의 보어(64)의 주위에 연장된다. 제 1 유동 제어 체임버(110)는제 2 유동 제어 체임버(112)에 연장된다. 제 2 유동 제어 체임버(112)는 공기 유출구(18), 전방 케이싱 섹션(76)의 내벽(88), 및 내부 케이싱 섹션(74)의 내벽(102) 및 후벽(104)에 의해 경계를 이룬다. 제 2 유동 제어 체임버(112)는 제 2 안내면(94)에 인접하여 위치되는 유동 제어 포트(113)에 공기를 이송하기 위해 배치된다. 유동 제어 포트(113)는 공기 유출구(18)와 제 2 안내면(94) 사이에 위치되고, 제 2 유동 제어 체임버(112)로부터 제 2 안내면(94) 상으로 공기를 이송하기 위해 배치된다.
공기는 내부 케이싱 섹션(74)의 후벽(104)에 형성된 각각의 공기 유입구(116, 118)를 통해 각각의 유동 제어 체임버(110, 112) 내에 유입된다. 도 2, 3, 9 및 11에 도시된 바와 같이, 각각의 공기 유입구(116, 118)는 내부 통로(84)의 하부 만곡 섹션으로부터 공기를 수용하도록 배치된다.
노즐(16)은 유동 제어 체임버(110, 112)를 통한 공기의 유동을 제어하기 위한 제어 메커니즘(120)을 포함한다. 본 실시예에서, 제어 메커니즘(120)은 유동 제어 포트(111, 113) 중 하나를 통한 공기의 유동을 선택적으로 억제함과 동시에 유동 제어 포트(111, 113) 중 다른 것을 통해 공기의 유동을 허용하도록 배치된다. 예를 들면, 제 1 상태에서 제어 메커니즘(120)은 1 유동 제어 체임버(110)를 통한 공기의 유동을 억제하도록 배치되고, 반면에 제 2 상태에서 제어 메커니즘(120)은 제 2 유동 제어 체임버(112)를 통한 공기의 유동을 억제하도록 배치된다.
도 2, 3, 8 및 9에가장 명확하게 도시된 바와 같이, 제어 메커니즘(120)은 노즐(16)의 후방 케이싱 섹션(72) 내에 주로 위치된다. 제어 메커니즘(120)은 제 1 유동 제어 체임버(110)의 공기 유입구(116)를 폐쇄하기 위한 제 1 밸브 본체(122) 및 제 2 유동 제어 체임버(112)의 공기 유입구(118)를 폐쇄하기 위한 제 2 밸브 본체(124)를 포함한다. 제어 메커니즘(120)은 또한 그 각각의 공기 유입구(116, 118)를 향해, 그리고 그 각각의 공기 유입구(116, 118)로부터 멀어지는 방향으로 밸브 본체(122, 124)를 이동시키기 위한 액츄에이터(126)를 포함한다. 본 실시예에서, 액츄에이터(126)는 모터 구동식 기어 배열체이다. 기어 배열체는, 모터가 제 1 방향으로 구동될 때, 제 1 밸브 본체(122)가 내부 케이싱 섹션(74)의 후벽(104)을 향해 이동함으로써 1 유동 제어 체임버(110)의 공기 유입구(116)를 폐쇄하도록, 동시에 제 2 밸브 본체(124)가 내부 케이싱 섹션(74)의 후벽(104)으로부터 멀어지는 방향으로 이동함으로써 제 2 유동 제어 체임버(112)의 공기 유입구(118)를 개방하도록, 구성된다. 모터가 제 1 방향의 반대인 제 2 방향으로 구동될 때, 제 1 밸브 본체(122)는 내부 케이싱 섹션(74)의 후벽(104)으로부터 멀어지는 방향으로 이동함으로써 1 유동 제어 체임버(110)의 공기 유입구(116)를 개방하고, 한편 제 2 밸브 본체(124)는 내부 케이싱 섹션(74)의 후벽(104)을 향해 이동함으로써 제 2 유동 제어 체임버(112)의 공기 유입구(118)를 폐쇄한다.
액츄에이터(126)의 모터는 주 제어 회로(36)에 의해, 또는 배터리와 같은 내부 전원에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 대안적으로, 기어 배열체는 수동으로 구동될 수 있다. 액츄에이터(126)는 노즐(16)의 베이스(66)에 위치되는 작은 개구를 통해 돌출하는 레버(128)를 이용하여 사용자에 의해 작동될 수 있다. 대안적으로, 액츄에이터(126)는 팬 조립체(10)의 본체(12)의 하부 케이싱 섹션(22) 상에 위치되는 추가의 버튼을 이용하여, 및/또는 리모컨 상에 위치되는 버튼을 이용하여 작동될 수 있다. 이 경우, 사용자 인터페이스 제어 회로(30)는 주 제어 회로(36)에 적절한 신호를 전송할 수 있고, 이것은 제어 메커니즘(120)의 제 1 상태 및 제 2 상태 중 선택된 하나에 제어 메커니즘(120)을 배치시키도록 액츄에이터(126)를 작동시키기 위해 주 제어 회로(36)에 명령한다.
팬 조립체(10)를 작동시키기 위해 사용자는 사용자 인터페이스의 버튼(24)을 누른다. 사용자 인터페이스 제어 회로(30)는 이러한 작용을 주 제어 회로(36)에 전달하고, 이것에 반응하여 주 제어 회로(34)는 임펠러(40)를 회전시키도록 모터(44)를 작동시킨다. 임펠러(40)의 회전에 의해 1 차 공기류 또는 제 1 공기류는 공기 유입구(14)를 통해 본체(12) 내로 흡인된다. 사용자 인터페이스의 다이얼(28)을 조작함으로써 사용자는 모터(44)의 속도 및 이에 따라 공기 유입구(14)를 통해 본체(12) 내로 흡인되는 공기의 속도를 제어할 수 있다. 모터(44)의 속도에 따라, 임펠러(40)에 의해 발생되는 1 차 공기류의 유속은 10 내지 40 리터/초의 범위일 수 있다. 이 공기류는 주 본체 부분(20)의 개방된 상단부에서 임펠러 하우징(52) 및 공기 유출구(23)를 순차적으로 통과하여 노즐(16)의 내부 통로(84) 내에 유입된다.
본 실시예에서, 팬 조립체(10)가 스위칭 온되었을 때, 제어 메커니즘(120)은 제 1 상태와 제 2 상태 사이에 위치되는 상태가 되도록 배치된다. 이 상태에서, 제어 메커니즘(120)은 각각의 공기 유입구(116, 118)를 통한 공기의 이송을 허용한다. 제어 메커니즘(120)은, 팬 조립체(10)가 스위치 오프되었을 때, 이 상태로 이동하도록 배치될 수 있고, 따라서 팬 조립체(10)가 다음에 스위칭 온되었을 때 자동으로 이 초기 상태로 된다.
제어 메커니즘이 이러한 초기 상태에 있는 경우, 공기류의 제 1 부분은 제 1 유동 제어 체임버(110)를 통과하는 제 1 유동 제어 공기류를 형성하도록 공기 유입구(116)를 통과한다. 공기류의 제 2 부분은 제 2 유동 제어 체임버(112)를 통과하는 제 2 유동 제어 공기류를 형성하도록 공기 유입구(118)를 통과한다. 공기류의 제 3 부분은 내부 통로(84) 내에 유지되고, 여기서 이것은 노즐(16)의 보어(64)의 주위에서 대향 방향으로 유동하는 2 개의 공기 흐름으로 분할된다. 이들 공기 흐름의 각각은 내부 통로(84)의 2 개의 직선 섹션 중 각각의 하나 내로 유입되고, 이들 섹션의 각각을 통해 상부 만곡 섹션을 향해 실질적으로 수직 상방으로 이송된다. 이 공기 흐름이 내부 통로(84)의 직선 영역과 상부의 만곡 영역을 통과할 때, 공기는 공기 유출구(18)를 통해 방출된다.
제 1 유동 제어 체임버(110) 내에서, 제 1 유동 제어 공기류는 노즐(16)의 보어(64)의 주위에서 반대 방향으로 유동하는 2 개의 공기 흐름으로 분할된다. 내부 통로(84)에서와 같이, 이들 공기 흐름의 각각은 1 유동 제어 체임버(110)의 2 개의 직선 섹션 중 각각의 하나 내에 유입되고, 1 유동 제어 체임버(110)의 상부 만곡 섹션을 향해 이들 섹션의 각각을 통해 실질적으로 수직 상방으로 이송된다. 공기 흐름이 1 유동 제어 체임버(110)의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션을 통과할 때, 공기는 제 1 안내면(92)에 인접하는, 그리고 바람직하게 제 1 안내면(92)을 따르는 제 1 유동 제어 포트(111)로부터 방출된다. 제 2 유동 제어 체임버(112) 내에서, 유동 제어 공기류는 노즐(16)의 보어(64)의 주위에서 대향 방향으로 유동하는 2 개의 공기 흐름으로 분할된다. 이들 공기 흐름의 각각은 제 2 유동 제어 체임버(112)의 2 개의 직선 섹션 중 각각의 하나 내로 유입되고, 이들 섹션의 각각을 통해 상부 만곡 섹션을 향해 실질적으로 수직 상방으로 이송된다. 공기 흐름이 제 2 유동 제어 체임버(112)의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션을 통과할 때, 공기는 제 1 안내면(94)에 인접하는, 그리고 바람직하게 제 2 안내면(94)을 따르는 제 1 유동 제어 포트(113)로부터 방출된다. 따라서 유동 제어 공기류는 임펠러에 의해 발생되는 공기류를 재혼합시키기 위해 공기 유출구(18)로부터 방출되는 공기와 혼합된다.
공기 유출구(18)로부터 방출되는 공기류는 제 1 안내면(92) 및 제 2 안내면(94) 중 하나에 부착된다. 본 실시예에서, 노즐(16)의 치수 및 공기 유출구(18)의 위치는, 제어 메커니즘(120)이 그 초기 상태에 있을 때, 공기류가 2 개의 안내면 중 하나에 자동으로 부착하는 것을 보장하도록 선택된다. 공기 유출구(18)는 공기 유출구(18)와 제 1 안내면(92) 사이의 최소 거리(W2)가 공기 유출구(18)와 제 2 안내면(94) 사이의 최소 거리(W3)와 다르도록 위치된다. 거리(W2, W3)는 임의의 선택된 크기를 가질 취할 수 있다. 본 실시예에서, 이들 거리(W2, W3)의 각각은 1 내지 3 mm의 범위인 것이 바람직하고, 보어 축선(X)의 주위에서 실질적으로 일정하다. 안내면(92, 94) 중의 하나가 보어 축선(X)의 주위에서 보어 축선(X)에 평행하게 연장되는, 그리고 공기 유출구(18)의 중심을 관통하는 가상의 만곡면(P1)에 다른 것보다 근접하여 위치되도록 공기 유출구(18)는 위치된다. 이 면(P1)은 도 7에 표시되어 있고, 공기 유출구(18)로부터 방출되는 공기의 프로파일을 대체로 묘사한다. 본 실시예에서, 평면(P1)과 제 1 안내면(92) 사이의 최소 거리(W4)는 평면(P1)과 제 2 안내면(94) 사이의 최소 거리(W5)보다 크다.
그 결과, 팬 조립체(10)가 먼저 스위칭 온되었을 때, 노즐(16)로부터 방출되는 공기류는 제 2 안내면(94)에 부착되는 경향을 갖는다. 따라서, 공기류가 노즐(16)로부터 방출될 때 공기류의 프로파일 및 방향은 제 2 안내면(94)의 형상에 의존한다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 실시예에서, 제 2 안내면(94)은 노즐(16)의 보어 축선(X)을 향해 만곡되고, 따라서 공기류는 P2로 표시되는 경로를 따라 보어 축선(X)을 향해 내방으로 테이퍼를 이루는 프로파일로 노즐(16)로부터 방출된다.
공기 유출구(18)로부터의 공기류의 방출에 의해 외부 환경으로부터의 공기의 연행에 의해 2 차 공기류가 발생된다. 노즐(16)의 주위 및 전방의 양자 모두의 환경으로부터의 공기는 노즐(16)의 보어(64)를 통한 공기류 내로 흡인된다. 이러한 2 차 공기류는 노즐(16)로부터 방출되는 공기류와 결합되어 팬 조립체(10)로부터 전방으로 투사되는 결합된 공기류, 또는 총체적 공기류, 또는 공기 흐름을 생성한다. 공기류가 보어 축선(X)을 향해 내방으로 테이퍼를 이룬 경우, 그 외부 프로파일의 표면적은 비교적 작고, 그 결과 노즐(16)의 전방의 영역으로부터 공기의 비교적 낮은 연행 및 노즐(16)의 보어(64)를 통한 비교적 낮은 공기의 유동 속도가 유발되고, 따라서 팬 조립체(10)에 의해 발생되는 혼합된 공기류는 비교적 낮은 유동 속도를 갖는다. 그러나, 임펠러에 의해 발생되는 1 차 공기류의 소정의 유동 속도에 대해, 팬 조립체(10)에 의해 발생되는 혼합된 공기류의 유동 속도를 감속시키는 것은 노즐로부터 하류에 위치되는 고정된 평면 상에서 경험되는 혼합된 공기류의 최대 속도를 증속시키는 것과 관련된다. 이것은 보어 축선(X)을 향하는 공기류의 방향과 더불어, 혼합된 공기류가 팬 조립체의 전방에 위치하는 사용자를 신속하게 냉각시키기 위해 적합하도록 조성한다.
제어 메커니즘(120)의 액츄에이터(126)가 제어 메커니즘(120)을 그 제 1 상태에 배치하도록 작동되는 경우, 제 2 밸브 본체(124)는 제 2 유동 제어 체임버(112)의 공기 유입구(118)를 개방 상태에 유지시키기 위해 내부 케이싱 섹션(74)의 후면(104)으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 동시에, 제 1 밸브 본체(122)는 1 유동 제어 체임버(110)의 공기 유입구(116)를 폐쇄하기 위해 후면(104)을 향해 이동한다. 그 결과, 공기류의 단일의 부분만이 제 2 유동 제어 체임버(112)를 통과하는 유동 제어 공기류를 형성하도록 내부 통로로부터 멀어지는 방향으로 전환된다.
위에서 설명한 바와 같이, 제 2 유동 제어 체임버(112) 내에서, 유동 제어 공기류는 노즐(16)의 보어(64)의 주위에서 대향 방향으로 유동하는 2 개의 공기 흐름으로 분할된다. 이들 공기 흐름의 각각은 제 2 유동 제어 체임버(112)의 2 개의 직선 섹션 중 각각의 하나 내로 유입되고, 이들 섹션의 각각을 통해 상부 만곡 섹션을 향해 실질적으로 수직 상방으로 이송된다. 공기 흐름이 제 2 유동 제어 체임버(112)의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션을 통과할 때, 공기는 제 1 안내면(94)에 인접하는, 그리고 바람직하게 제 2 안내면(94)을 따르는 제 1 유동 제어 포트(113)로부터 방출된다. 유동 제어 공기류는 공기류와 재혼합되도록 공기 유출구(18)로부터 방출되는 공기와 혼합된다. 그러나, 유동 제어 포트(111)를 통한 공기의 통과가 유동 제어 메커니즘(120)에 의해 억제될 때, 제 1 안내면(92)에 인접하여 비교적 낮은 압력이 생성된다. 따라서 공기류를 횡단하여 생성되는 압력 차이에 의해 공기류를 제 1 안내면(92)을 향해 압박하는 힘이 발생되고, 그 결과 제 2 안내면(94)으로부터 분리되고, 제 1 안내면(92)에 부착되는 공기류가 유발된다.
위에서 언급한 바와 같이, 제 1 안내면(92)은 노즐(16)의 보어 축선(X)으로부터 멀어지는 방향으로 만곡되고, 따라서 공기류는 도 7에서 P3로 표시되는 경로를 따라 보어 축선(X)으로부터 멀어지는 외방으로 테이퍼를 이룬다. 다음에 공기류가 보어 축선(X)으로부터 멀어지는 외방으로 테이퍼를 이룬 경우, 그 외부 프로파일의 표면적은 비교적 크고, 그 결과 노즐(16)의 전방의 영역으로부터 공기의 비교적 높은 연행이 유발되고, 따라서 임펠러에 의해 발생되는 공기의 소정의 유동 속도에 대해, 팬 조립체(10)에 의해 발생되는 혼합된 공기류는 비교적 높은 유속을 갖는다. 따라서, 제어 메커니즘(120)을 그 제 1 상태에 배치하면, 팬 조립체(10)는 실내 또는 사무실을 통해 비교적 광범위한 공기의 유동을 생성한다.
다음에 제어 메커니즘(120)을 그 제 2 상태에 배치하도록 제어 메커니즘(120)의 액츄에이터(126)가 작동되는 경우, 제 2 밸브 본체(124)는 제 2 유동 제어 체임버(112)의 공기 유입구(118)를 폐쇄하도록 내부 케이싱 섹션(74)의 후면(104)을 향해 이동한다. 동시에, 제 1 밸브 본체(122)는 1 유동 제어 체임버(110)의 공기 유입구(116)를 개방하도록 후면(104)으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 그 결과, 공기류의 일부는 1 유동 제어 체임버(110)를 통과하는 유동 제어 공기류를 형성하도록 내부 통로로부터 멀어지는 방향으로 전환된다.
위에서 설명한 바와 같이, 제 1 유동 제어 체임버(110) 내에서, 유동 제어 공기류는 노즐(16)의 보어(64)의 주위에서 대향 방향으로 유동하는 2 개의 공기 흐름으로 분할된다. 이들 공기 흐름의 각각은 1 유동 제어 체임버(110)의 2 개의 직선 섹션 중 각각의 하나 내로 유입되고, 이들 섹션의 각각을 통해 실질적으로 상방으로 상부 만곡 섹션을 향해 이송된다. 공기 흐름이 1 유동 제어 체임버(110)의 직선 섹션 및 상부 만곡 섹션을 통과할 때, 공기는 제 1 안내면(92)에 인접하는, 그리고 바람직하게 제 1 안내면(92)을 따르는 유동 제어 포트(111)로부터 방출된다. 유동 제어 공기류는 공기류와 재혼합되도록 공기 유출구(18)로부터 방출되는 공기와 혼합된다. 그러나, 유동 제어 포트(113)를 통한 공기의 통과가 유동 제어 메커니즘(120)에 의해 억제될 때, 공기류를 횡단하는 압력 차이는 반전된다. 결국 이것은 제 2 안내면(94)을 향해 공기류를 압박하는 힘을 발생한다. 그 결과 공기류는 제 1 안내면(92)으로부터 분리되고, 제 2 안내면(94)에 다시 부착된다.
제어 메커니즘(120)의 상태 변화를 작동시키는 것 외에도, 주 제어 회로(36)는 제어 메커니즘(120)의 선택된 상태에 따라 모터(44)의 속도를 자동으로 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 주 제어 회로(36)는, 제어 메커니즘(120)이 그 제 1 상태에 배치되었을 때, 노즐(16)로부터 방출되는 공기류의 속도를 증속시킴으로써 팬 조립체(10)가 위치되는 실내 또는 다른 장소의 더 신속한 냉각을 촉진하기 위해 모터(44)의 속도를 증속시키도록 배치될 수 있다.
대안적으로, 또는 추가적으로, 주 제어 회로(36)는, 제어 메커니즘(120)이 그 제 2 상태에 배치되었을 때, 노즐(16)로부터 방출되는 공기류의 속도를 감속시키기 위해 모터(44)의 속도를 감속시키도록 배치될 수 있다. 이것은 참조로 본 명세서에 내용이 포함되는 본 출원인의 동시 계류중인 특허 출원 WO2010/100453에 설명된 방식으로 가열 요소가 내부 통로(84) 내에 위치되어 있을 때 특히 유리할 수 있다. 사용자를 향하는 가열된 공기의 속도를 감속시키면, 팬 조립체(10)는 노즐(16)의 직접적인 전방에 위치되는 사용자를 가열하기 위한 "스폿 히터(spot heater)"로서 사용하기에 적합하게 될 수 있다.
요약하면, 팬 조립체의 노즐은 공기 유입구, 공기 유출구, 공기 유입구로부터 공기 유출구를 향해 공기를 이송하기 위한 내부 통로, 환형 내벽, 및 내벽의 주위에서 연장되는 외벽을 포함한다. 내부 통로는 내벽과 외벽의 사이에 위치된다. 내벽은 적어도 부분적으로 보어를 한정하고, 이 보어를 통해 노즐의 외측의 공기가 공기 유출구로부터 방출되는 공기에 의해 인출된다. 유동 제어 포트는 공기 유출구에 인접하여 위치된다. 유동 제어 체임버는 유동 제어 포트에 공기를 이송하기 위해 제공된다. 제어 메커니즘은 공기 유출구로부터 방출되는 공기류를 편향시키기 위해 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 선택적으로 억제한다.

Claims (22)

  1. 팬 조립체용 노즐로서, 상기 노즐은,
    공기 유입구;
    공기 유출구;
    상기 공기 유입구로부터 상기 공기 유출구로 공기를 이송하기 위한 내부 통로;
    환형 내벽;
    상기 내벽의 주위에 연장되는 외벽으로서, 상기 내부 통로는 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 위치되고, 상기 내벽은 상기 공기 유출구로부터 방출되는 공기에 의해 상기 노즐의 외측으로부터 공기를 인출하는 보어를 적어도 부분적으로 한정하는, 외벽;
    상기 공기 유출구로부터 하류에 위치되는 유동 제어 포트;
    상기 유동 제어 포트에 공기를 이송하기 위한 유동 제어 체임버; 및
    상기 유동 제어 포트를 통한 공기의 유동을 선택적으로 억제하기 위한 제어 수단을 포함하는, 팬 조립체용 노즐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 유출구로부터 하류에 위치되는 안내면을 포함하는, 팬 조립체용 노즐.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동 제어 포트는 상기 공기 유출구와 상기 안내면 사이에 위치되는, 팬 조립체용 노즐.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 공기 유출구는 상기 안내면 상으로 공기류를 안내하도록 배치되는, 팬 조립체용 노즐.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 유동 제어 포트는 상기 안내면 상으로 공기류를 안내하도록 배치되는, 팬 조립체용 노즐.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내면은 상기 보어의 축선에 대해 외방으로 테이퍼를 이루는, 팬 조립체용 노즐.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내면은 만곡된, 팬 조립체용 노즐.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내면은 볼록한 형상을 갖는, 팬 조립체용 노즐.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내면은 상기 보어의 축선의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는, 팬 조립체용 노즐.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내면은 상기 보어의 축선을 둘러싸는, 팬 조립체용 노즐.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동 제어 체임버는 상기 내부 통로의 전방에 위치되는, 팬 조립체용 노즐.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 통로는 상기 노즐의 보어를 둘러싸는, 팬 조립체용 노즐.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유출구는 상기 보어의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는, 팬 조립체용 노즐.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유출구는 상기 노즐의 보어의 주위에 연장되는 만곡 섹션을 갖는, 팬 조립체용 노즐.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 유출구는 슬롯의 형태를 갖는, 팬 조립체용 노즐.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 유동 제어 체임버를 통한 공기의 통과를 억제하기 위한 제 1 상태와 상기 유동 제어 체임버를 통한 공기의 통과를 허용하기 위한 제 2 상태를 갖는, 팬 조립체용 노즐.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 유동 제어 체임버의 공기 유입구를 폐쇄하기 위한 밸브 본체 및 상기 공기 유입구에 대해 상기 밸브 본체를 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함하는, 팬 조립체용 노즐.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동 제어 체임버는 상기 보어 축선의 주위에 적어도 부분적으로 연장되는, 팬 조립체용 노즐.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동 제어 체임버는 상기 보어를 둘러싸는, 팬 조립체용 노즐.
  20. 임펠러, 공기류를 발생하기 위해 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 상기 공기류를 수용하기 위한 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 청구된 노즐, 및 상기 모터를 제어하기 위한 제어기를 포함하는 팬 조립체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제어 수단이 사용자에 의해 작동될 때 상기 모터의 속도를 자동으로 조절하도록 배치되는, 팬 조립체.
  22. 실질적으로 첨부한 도면을 참조하여 설명된 팬 조립체용 노즐 또는 팬 조립체.
KR1020147014534A 2011-11-24 2012-11-05 팬 조립체 KR101630719B1 (ko)

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