KR20220044265A

KR20220044265A - 기류 장치

Info

Publication number: KR20220044265A
Application number: KR1020227000460A
Authority: KR
Inventors: 조 빌레라; 닐 왈드바움
Original assignee: 비콘 라이팅 인터내셔널 리미티드
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2022-04-07
Also published as: CN114364879A; AU2020288201A1; EP3980648A4; CA3140544A1; WO2020243772A1; US20220235782A1; EP3980648A1

Abstract

본 발명은 (i) 제1 및 제2 공기 스트림을 생성하기 위한 기류 생성 수단; (ii) 제1 및 제2 코안다 표면; 및 (iii) 제1 및 제2 공기 스트림을 각각 제1 및 제2 코안다 표면 위로 향하게 하는 수단을 포함하고; 그리고 (iv) 제1 코안다 표면을 떠나는 제1 공기 스트림은 제2 코안다 표면 위를 통과하도록 유도되는 기류 장치에 관한 것이다.

Description

기류 장치

[0001] 본 발명은 기류장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천정 장착형 선풍기에 관한 것이다.

[0002] 종래의 천정 선풍기는 천정에 매다는 방식으로 장착되고 통상적으로 하향 기류를 제공하기 위해 수직 축을 중심으로 회전할 수 있는 전동 블레이드 세트를 갖는다. 이러한 천정 선풍기는 구조적으로 부피가 크며, 가늘고 긴(elongated) 선풍기 블레이드를 구비하여 내부의 상당 부분을 차지하고, 보기 흉하고 청소하기 어려운 경우가 있다. 또한 노출된 상태로 움직이는 선풍기 블레이드는 부상의 위험이 있다. 사용 중 선풍기 블레이드의 움직임은 가정 및 사무실 환경에서 시끄럽고 방해가 될 수 있으며, 일반적으로 방 주변에서 균일하게 느껴지는 기류를 생성하지 못한다.

[0003] 본 출원인은 개선된 미적 및 기능적 성능을 갖는 천정 장착형 선풍기를 제공하는 것이 유리할 것이라고 결정하였다. 본 발명은 바람직한 실시형태에서 상기 지적한 문제 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 완화하는 것을 추구한다.

발명의 개요

[0004] 본 발명의 제1 양태에 따르면,

(i) 제1 및 제2 공기 스트림을 생성하기 위한 기류 생성 수단;

(ii) 제1 및 제2 코안다(Coanda) 표면; 및

(iii) 제1 및 제2 공기 스트림을 각각 제1 및 제2 코안다 표면 위로 향하게 하는 수단을 포함하고; 여기서

(iv) 제1 코안다 표면을 떠나는 제1 공기 스트림은 제2 코안다 표면을 통과하도록 유도된다.

[0005] 바람직하게는, 기류 발생 수단은 3개 이상의 공기 스트림을 발생시키고, 각 공기 스트림은 각 코안다 표면 위로 향하게 하고, 배열은 상류 코안다 표면을 떠나는 공기 스트림이 인접한 하류 코안다 표면 위로 향하게 하는 배열이다.

[0006] 증가된 기류는 직렬로 효과적으로 작동하는 다중 코안다 표면을 사용함으로써 달성될 수 있음이 밝혀졌다.

[0007] 바람직하게는, 제1 코안다 표면은 제2 코안다 표면 위에 위치되어 그들 사이에 출구를 형성하고, 공기 스트림은 출구를 통해 제2 코안다 표면 위로 통과하도록 상기 유도 수단에 의해 유도된다.

[0008] 바람직하게는, 출구의 개구는 약 20mm 이하의 높이를 갖는다.

[0009] 바람직하게는, 제1 및 제2 코안다 표면은 제2 코안다 표면에 대해 상대적으로 오프셋되어 위치된다.

[0010] 바람직하게는, 제1 및 제2 코안다 표면은 평면에서 볼 때 부분적으로 중첩된다.

[0011] 바람직하게는, 제1 및 제2 코안다 표면 중 적어도 하나는 형상이 볼록하다. 바람직하게는, 모든 코안다 표면은 모양이 볼록하다. 바람직하게는, 볼록한 만곡부의 반경은 약 380 mm이다.

[0012] 대안적으로, 제1 및 제2 코안다 표면 중 적어도 하나는 평평하다. 또는 모든 코안다 표면이 평평하다.

[0013] 바람직하게는, 제1 및 제2 코안다 표면은 수직 축에 대해 90° 미만의 각도로 하향 연장된다. 바람직하게는, 제1 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 20°내지 25°이다. 바람직하게는, 제2 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 30°내지 35°이다.

[0014] 바람직하게는, 코안다 표면은 환형 프레임의 형태로 구성된 각각의 베인에 제공된다. 바람직하게는, 각각의 베인은 서로에 대해 동축으로 장착된다.

[0015] 바람직하게는, 제1 코안다 표면의 베인은 제2 코안다 표면의 베인 직경보다 작은 직경을 갖는다.

[0016] 바람직하게는, 베인의 코안다 표면은 반경 방향으로 약 390 mm의 최소 폭을 갖는다.

[0017] 바람직하게는, 하나 이상의 가이드(들)는 제1 및 제2 코안다 표면 사이의 출구에 배열되어 외부 방향으로 제2 코안다 표면을 통과하는 공기 스트림을 유도한다. 바람직하게는, 외측 방향은 제2 코안다 표면의 외측 에지의 접선에 대해 90°의 반경 방향 각도이다.

[0018] 바람직하게는, 기류 발생 수단은 전기 모터에 의해 구동되는 임펠러이다. 바람직하게는, 공기 입구는 임펠러 위에 위치하는 기류를 동반하기 위해 임펠러 위에 위치된다.

[0019] 바람직하게는, 기류 생성 수단은 기류의 초기 스트림의 경로에 위치한 분할 부분에 의해 제1 및 제2 공기 스트림으로 분할되는 초기 기류 스트림을 생성하도록 구성된다.

[0020] 바람직하게는, 장치는 코안다 표면의 상류에 공기 입구 및 코안다 표면의 하류에 공기 출구를 갖는 하우징에 실질적으로 둘러싸여 있다.

[0021] 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상술한 바와 같은 기류 장치 및 기류 장치를 천정에 장착하기 위한 수단을 포함하는 천정 장착형 선풍기가 제공된다.

[0022] 본 발명의 제2 태양에 따르면, 출구를 갖는 하우징; 출구를 통과하는 공기 스트림을 생성하기 위해 하우징 내에 위치한 임펠러; 출구 내에 또는 그 출구에 인접하게 위치되고, 상기 공기 스트림이 코안다 표면 위로 지나가도록 배열되고, 주변 공기가 사용 중에 상기 공기의 상기 스트림으로 동반되는 제1 코안다 표면; 및 제1 코안다 표면을 떠나는 상기 공기 스트림이 제2 코안다 표면 위를 통과하고 유도되도록 제1 코안다 표면에 인접하게 위치된 제2 코안다 표면을 포함하는 천정 선풍기가 제공된다.

[0023] 바람직하게는, 선풍기는 사용시 상기 공기 스트림에 위치하도록 장착된 제1 베인 및 제2 베인을 더 포함하고, 제1 및 제2 코안다 표면은 각각 제1 및 제2 베인 상에 위치된다. 바람직하게는, 선풍기는 사용시 상기 공기 스트림에 위치하도록 장착된 하나 이상의 베인을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 추가적인 하나 이상의 베인 각각은 코안다 표면을 포함하고, 베인 각각은 상기 코안다 표면 중 연속되는 하나의 표면을 향해 공기를 유도하도록 작동한다. 바람직하게는, 또는 각각의 베인은 하우징에 동축으로 장착된다.

[0024] 바람직하게는, 임펠러는 사용시 하우징 및 베인(들)에 의해 실질적으로 은폐된다.

[0025] 바람직하게는, 각 베인은 환형 프레임의 형태로 구성된다.

[0026] 바람직하게는, 각 베인은 코안다 표면을 포함하고, 상기 코안다 표면 중 연속되는 하나의 표면을 향하여 공기를 유도하도록 작동한다. 대안적으로, 선풍기는 각각의 코안다 표면을 갖는 2 이상의 상기 베인을 포함한다. 대안적으로, 선풍기는 각각의 코안다 표면을 갖는 3개 이상의 상기 베인을 포함한다.

[0027] 바람직하게는, 코안다 표면은 서로에 대해 수직으로 배치된다. 바람직하게는, 더 높은 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 20˚내지 25˚이다. 바람직하게는, 하부 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 30°내지 35°이다.

[0028] 바람직하게는, 코안다 표면은 서로에 대해 반경 방향으로 오프셋 된다. 바람직하게는, 코안다 표면은 서로에 대해 평행하게 배치된다. 바람직하게는, 코안다 표면은 평면도로 볼 때 부분적으로 중첩된다.

[0029] 바람직하게는, 각 연속적인 베인은 하우징 또는 선행하는 베인의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다.

[0030] 바람직하게는, 하나 이상의 가이드(들)는 인접한 코안다 표면들 사이의 출구에 배열되어 공기 스트림이 하류 코안다 표면 위로 외향으로 통과하도록 한다. 바람직하게는, 외측 방향은 제2 코안다 표면의 외측 에지의 접선에 대해 90°의 반경 방향 각도이다.

[0031] 바람직하게는, 각 베인 또는 각각의 코안다 표면은 약 390 mm의 반경 방향으로 최소 폭을 갖는다.

[0032] 바람직하게는, 코안다 표면 중 적어도 하나는 볼록한 형상이다. 바람직하게는, 모든 코안다 표면은 모양이 볼록하다. 바람직하게는, 볼록한 만곡부의 반경은 약 380mm이다.

[0033] 대안적으로, 코안다 표면 중 적어도 하나는 평평하다. 또는 모든 코안다 표면이 평평하다.

[0034] 바람직하게는, 코안다 표면은 수직 축에 대해 90° 미만의 각도로 하향 연장된다. 바람직하게는, 각 코안다 표면은 하우징 또는 베인의 외부 표면의 일부를 형성한다.

[0035] 바람직하게는, 출구의 개구는 약 20 mm 이하의 높이를 갖는다.

[0036] 바람직하게는, 선풍기는 선풍기를 천정에 장착하기 위한 장착 수단 및 사용시 천정에 인접하여 위치하는 입구를 포함한다. 바람직하게는, 입구는 임펠러를 향해 하향 방향으로 주변 공기를 흡인하기 위해 임펠러 위에 위치된다.

[0037] 바람직하게는, 하우징은 베이스 벽을 포함하고, 조명 기기(light fitting)는 베이스 벽에 인접하게 위치된다.

[0038] 본 발명의 다른 양태에 따르면, 출구를 갖는 하우징; 출구를 통과하는 공기 스트림을 생성하기 위해 하우징 내에 위치한 임펠러; 및 사용시 상기 공기 스트림에 위치하도록 하우징에 동축으로 장착된 환형 프레임 형태로 구성된 2개 이상의 베인을 포함하고, 각 베인은 출구 내에 또는 그에 인접하게 위치된 평평한 표면을 포함하고, 상기 공기 스트림이 평평한 표면 위로 지나가고, 상기 평평한 표면 중 연속되는 표면을 향하도록 배열된다.

[0039] 바람직하게는, 각 평평한 표면은 수직 축에 대해 90° 미만의 각도로 하향 연장된다.

[0040] 바람직하게는, 평평한 표면은 서로에 대해 반경 방향으로 오프셋 되어 있다. 바람직하게는, 평면에서 볼 때 평평한 표면이 부분적으로 중첩된다.

[0041] 바람직하게는, 임펠러는 사용시 하우징 및 베인에 의해 실질적으로 은폐된다.

[0042] 바람직하게는, 선풍기는 선풍기를 천정에 장착하기 위한 장착 수단 및 사용시 천정에 인접하여 위치하는 입구를 포함한다.

[0043] 바람직하게는, 하우징은 베이스 벽을 포함하고 조명 기기는 베이스 벽에 인접하게 위치된다.

[0044] 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 출구를 갖는 하우징; 출구를 통과하는 공기 스트림을 생성하기 위해 하우징 내에 위치한 임펠러; 사용 중에 상기 공기 스트림에 위치하도록 하우징에 동축으로 장착된 환형 프레임의 형태로 구성된 2개 이상의 베인을 포함하는 천정 선풍기를 제공하고, 각 베인은, 출구에 또는 출구에 인접하게 위치되어 상기 공기 스트림이 편향 표면 위로 통과하고 상기 편향 표면 중 연속되는 하나의 표면을 향해 유도되는 편향 표면을 포함한다.

[0045] 바람직하게는, 각 편향 표면은 수직 축에 대해 90°미만의 각도로 하향 연장된다.

[0046] 바람직하게는, 편향 표면은 서로에 대해 반경 방향으로 오프셋 된다. 바람직하게는, 편향 표면은 평면도로 볼 때 부분적으로 중첩된다.

[0047] 바람직하게는, 임펠러는 사용시 하우징 및 베인에 의해 실질적으로 은폐된다.

[0048] 바람직하게는, 선풍기는 선풍기를 천정에 장착하기 위한 장착 수단 및 사용시 천정에 인접하여 위치하는 입구를 포함한다.

[0049] 바람직하게는, 하우징은 베이스 벽을 포함하고, 조명 기기는 베이스 벽에 인접하게 위치된다. 바람직하게는, 입구는 임펠러를 향해 하향 방향으로 주변 공기를 흡인하기 위해 임펠러 위에 위치된다.

[0050] 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 출구를 갖는 하우징; 출구를 통과하는 공기 흐름을 생성하기 위해 하우징 내에 위치한 임펠러; 및 출구에 또는 인접하게 위치되고 상기 공기 스트림이 코안다 표면 위로 통과하도록 배열된 복수의 코안다 표면을 포함하고, 여기서 주변 공기는 사용시 상기 공기 스트림으로 동반되며, 각각의 코안다 표면은 상기 코안다 표면 중 연속되는 하나의 표면을 향해 공기를 유도한다.

[0051] 본 발명의 다른 양태에 따르면, 허브 부재 상에 균일하게 배치된 복수의 길이방향 연장 블레이드로서, 허브 부재의 융기된 중심으로부터 연속적인 아치형 경로를 따라 외측으로 방사하도록 구성되는 복수의 블레이드를 포함하는 기류장치용 임펠러를 제공하며, 여기서 아치형 경로는 30°내지 40°의 코드(chord) 각도를 따른다.

[0052] 바람직하게는, 복수의 블레이드 각각은 블레이드의 루트 단부 부분에 또는 그 부근에 위치하는 루트 부분, 본체 부분 및 선단부 부분을 포함하고, 여기서 블레이드는 그 높이가 블레이드의 루트 단부에 대해 일정하게 유지되고 블레이드의 길이를 따라 몸체부로부터 블레이드의 선단부로 갈수록 점차 감소하도록 구성된다.

[0053] 바람직하게는, 블레이드 중 적어도 하나는 블레이드의 선단부 부분에서 또는 그 부근에서 블레이드의 스파인을 따른 단차를 포함한다.

[0054] 바람직하게는, 블레이드 중 적어도 하나는 블레이드의 루트 단부 부분에 또는 블레이드의 루트 단부 부분에 근접한 전방 경사 에지 및 블레이드의 선단부에 또는 근접한 후방 경사 에지로 구성된다.

[0055] 바람직하게는, 복수의 블레이드는 위에서 볼 때 허브 부재의 중심에 대해 반시계 방향 아치형 경로를 따른다.

[0056] 바람직하게는, 복수의 블레이드 각각의 선단부는 허브 부재의 주변 에지를 넘어 연장된다.

[0057] 바람직하게는, 임펠러 허브 부재는 약 400mm의 직경으로 구성된다.

[0058] 바람직하게는, 허브 부재의 중심은 직경 90mm의 돔으로 구성된다.

[0059] 바람직하게는, 허브 부재는 모터 유닛을 수용하기 위한 공동으로 구성된다.

[0060] 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 기류 장치는 매력적인 외관을 갖도록 만들어질 수 있는 만곡된 원통형 하우징을 갖는 천정 선풍기/조명으로 형성된다. 만곡된 원통 표면의 일부는 코안다 표면으로 기능하며, 코안다 표면의 복합 효과로 인해 향상된 기류를 생성하도록 하나 이상의 베인이 포함될 수 있다. 복합 코안다 표면은 또한 하우징의 출구를 떠나는 공기 스트림으로 더 많은 주변 공기를 동반하는 기능을 한다.

[0061] 본 발명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다,
도 1은 본 발명에 따라 구성된 천정 선풍기/조명의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선풍기/조명의 사시도이다.
도 3은 선풍기/조명을 통한 개략적인 단면도이다.
도 4는 동반된 주변 공기의 스트림을 보여주는 단면도이다.
도 5는 복수의 코안다 표면을 포함하는 선풍기/조명 하우징의 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 하우징의 측면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 하우징의 부분 확대도이다.
도 8은 복합 코안다 표면에 의해 생성된 향상된 기류를 보여주는 개략도이다.
도 9는 선풍기/조명의 추가 실시형태의 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 선풍기/조명을 통한 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 천정 선풍기 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 천정 선풍기 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 11의 천정 선풍기 어셈블리를 나타내는 측면도이다.
도 14는 도 11의 천정 선풍기 어셈블리의 평면도이다.
도 15는 도 11의 천정 선풍기 어셈블리의 저면도이다.
도 16은 도 13에 도시된 천정 선풍기 어셈블리의 단면도이다.
도 17은 선풍기 어셈블리의 표면에 대한 기류의 스트림을 보여주는 도 13의 선풍기 어셈블리의 개략적인 부분 확대 단면도이다.
도 18은 도 11의 천정 선풍기 어셈블리를 도시한, 위에서 본 분해도이다.
도 19는 도 11의 천정 선풍기 어셈블리를 도시한, 하부 분해도이다.
도 20은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 천정 선풍기와 함께 사용하기 위한 임펠러의 평면도이다.
도 21은 도 20의 임펠러의 측면도이다.
도 22는 본 발명을 구현하는 선풍기 어셈블리 내에 장착된, 도 20의 임펠러의 사시도이다.
도 23은 도 22의 임펠러의 확대 사시도이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 선풍기 어셈블리의 부분 단면 개략 평면도이다.
도 25a는 1개, 2개 및 3개의 코안다 베인을 갖는 본 발명을 구현하는 선풍기 어셈블리에 대한 초기 공기 흐름 단계에서 CFD 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 25b는 2차 공기 흐름 단계에서 도 25a의 선풍기 어셈블리의 CFD 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 25c는 3차 공기 흐름 단계에서 도 25a의 선풍기 어셈블리의 CFD 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 임펠러와 베인 하우징 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 27은 도 26의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 평면도이다.
도 28은 도 26의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 측면도이다.
도 29는 도 28의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 단면도이다.
도 30은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 임펠러의 평면도이다.
도 31은 도 30에 도시된 임펠러의 측면도이다.
도 32는 도 30의 임펠러의 사시도이다.
도 33 내지 도 39는 도 30의 임펠러의 평면도 및 도 33에 나타낸 임펠러의 6개의 단면도를 도시한다.
도 40은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 임펠러와 베인 하우징 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 41은 도 40의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 평면도이다.
도 42는 도 40의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 측면도이다.
도 43은 도 40의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 단면도이다.
도 44는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 임펠러의 평면도이다.
도 45는 도 44에 도시된 임펠러의 측면도이다.
도 46은 도 44의 임펠러의 사시도이다.
도 47 내지 도 53은 도 44의 임펠러의 평면도 및 도 47에 나타낸 임펠러의 6개의 단면도를 도시한다.
도 54 내지 도 57은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 격리된 연속 블레이드를 갖는 임펠러의 다양한 개략도를 도시한다.
도 58 내지 62는 전체 기류 속도 및 소음 압력 성능과 관련하여 상이한 임펠러 구성을 비교하는 CFD 시뮬레이션 출력을 나타낸다.
도 63은 코드 각도가 상이한 다양한 임펠러 블레이드 구성을 나타낸다.
도 64 내지 66은 전체 기류 속도 및 소음 압력 성능과 관련하여 도 63의 상이한 코드 각도를 갖는 임펠러를 비교한 CFD 시뮬레이션 출력을 나타낸다.
도 67 내지 74는 기류 속도 및 소음 압력 성능과 관련하여 상이한 임펠러 및 선풍기 하우징 구성을 비교하는 CFD 시뮬레이션 출력을 나타낸다.
도 75 내지 도 77은 기류 속도 및 소음 압력 성능과 관련하여 추가 임펠러 및 선풍기 하우징 구성을 비교하는 CFD 시뮬레이션 출력을 나타낸다.
도 78은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 임펠러 및 베인 하우징 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 79는 도 78의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 평면도이다.
도 80은 도 78의 임펠러 및 하우징 어셈블리의 단면도이다.
도 81은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 임펠러의 평면도이다.
도 82는 도 81에 도시된 임펠러의 측면도이다.
도 83은 도 81의 임펠러의 사시도이다.
도 84 내지 도 90은 도 81의 임펠러의 평면도와 도 84에 나타낸 임펠러의 6개의 단면도를 나타낸다.

[0062] 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따라 구성된 선풍기/조명(2)를 개략적으로 도시한다. 예시된 배열에서, 선풍기/조명(2)은 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 천정(4)에 장착하도록 되어 있다. 선풍기/조명(2)은 상부 하우징 부분(8) 및 돔형 베이스 벽(12)을 포함하는 하우징(6)을 포함한다. 돔형 베이스 벽(12)은 상부 하우징 부분(8)의 하부 림(15)을 넘어 연장되는 하부 림(11)을 가지며, 림(15)을 횡방향으로 지나는 영역에서 코안다 표면(10)을 형성한다.

[0063] 선풍기/조명(2)에는 도 3에서 파선으로 도시된 조명 기기(13)가 제공된다. 조명 기기(13)는 연관된 구동 회로, 형광 램프 또는 다른 발광 요소를 갖는 LED 어레이를 포함할 수 있다. 조명 기기(13)는 일반적으로 선풍기/조명(2)에 매력적인 외관을 제공하기 위해 반투명 확산기(미도시)를 포함할 것이다. 조명 기기(13)의 세부 사항은 당업계에서 일반적으로 사용되는 것과 동일할 수 있으므로 자세히 설명할 필요는 없다. 조명 기기(13)의 외주는 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 코안다 표면(10) 위로 흐르는 공기에 영향을 미치지 않도록 림(11) 너머로 연장되지 않는 것이 바람직하다.

[0064] 상부 하우징 부분(8), 코안다 표면(10) 및 돔형 베이스 벽(12)은 내부 챔버(14)를 형성하고, 그 내부에 임펠러(16)가 위치된다. 임펠러(16)는 전기 모터(20)에 의해 구동되는 임펠러 샤프트(18)에 장착된다. 임펠러 샤프트(18)는 일반적인 방식으로 조명 기기(13)를 위한 전기 전도체(미도시)를 운반할 수 있도록 속이 비어 있는 것이 바람직하다. 선풍기/조명(2)는 사용 중에 천정(4)에 견고하게 연결할 수 있는 모터 장착 브래킷(22)을 포함한다. 예시된 배열에서, 브래킷(22)은 사용시에 천정(4)으로부터 그리고 챔버(14)의 내부를 향해 내향으로 연장되는 만곡된 스커트(23)를 포함한다. 샤프트(18)의 하단부는 예시된 배열에서 돔형 베이스 벽(12)의 상부 표면(25)에 연결되는 베어링(24)에 의해 베이스 벽(12)에 연결된다.

[0065] 도시된 배열에서, 상부 하우징 부분(8)의 상부 림(26)은 챔버로의 입구(28)를 형성하도록 천정(4)으로부터 이격된다. 챔버(14)는 상부 하우징 부분(8)의 하부 림(15)과 베이스 벽(12)의 상부 표면(25) 사이의 갭에 의해 규정되는 출구(30)를 갖는다. 베이스 벽(12)은 상부 하우징 부분(8)과 베이스 벽(12) 사이에 그리고 챔버(14) 내부에 연결된 리브 또는 브래킷(미도시)에 의해 지지될 수 있다.

[0066] 선풍기/조명(2)의 기본 작동은 모터(20)가 임펠러(16)를 구동하여 임펠러 축(32)을 중심으로 회전하도록 하는 것이다. 이는 공기가 입구(28)로 유입되고 출구(30)를 빠져나가게 한다. 챔버(14)의 내부 표면 및 상부 하우징 부분(8)과 베이스 벽(12)의 상부 표면(25) 사이의 갭의 형상은 출구(30)를 통과하는 공기 스트림(34)이 층류 또는 실질적으로 층류를 갖도록 하는 것이다. 코안다 표면(10)을 통과하는 공기 스트림(34)은 코안다 효과를 경험하여 코안다 표면에 인접하게 이동하고 일반적으로 내측 및 외측 방향으로 아래의 방으로 배출된다.

[0067] 상부 하우징 부분(8) 및 코안다 표면(10)의 만곡된 형상으로 인해, 동반된 공기 스트림(36)은 출구(30)로부터 나오는 공기 스트림(34) 내로 또는 이에 인접하여 혼입될 것이다. 이는 기류 부피를 상당히 증가시켜 본 발명의 선풍기/조명을 효율적으로 만든다. 예시된 배열에서, 상부 하우징 부분(8)은 축(32)에 대한 회전 표면으로서 형성되지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 그러나 하우징(6)의 내부 및 외부 표면은 출구(30)로부터 일반적으로 층류의 생성을 향상시키도록 공기역학적으로 형상화되는 것이 바람직하다. 베이스 벽(12)의 돔 형태는 또한 출구(30)로부터의 층류를 향상시킨다. 만곡 스커트(23)는 바람직하게는 입구 통로(38)를 규정하고 하우징(6)으로 들어가는 공기를 위한 대체로 원활한 경로를 형성하기 위해 상부 하우징 부분(8)의 인접 영역에 일반적으로 평행하고 이로부터 이격된다. 임펠러(16) 하류의 출구 통로(39)가 상부 하우징 부분(8)의 내부 표면과 베이스 벽(12)의 상부 표면(25) 사이에 형성되고 개구(30)를 향해 점진적으로 테이퍼진다는 것이 도 3 및 4로부터 또한 이해될 것이다. 이것은 공기 속도를 증가시키고 다시 층류를 촉진한다.

[0068] 하우징(6)을 형성하는 부품은 폴리스티렌 또는 ABS와 같은 플라스틱 재료로 성형될 수 있다. 또는 알루미늄과 같은 방적 또는 압착 금속으로 형성될 수 있다.

[0069] 히터, 이온화 장치, 공기 청정기 및/또는 가습기의 추가하는 것과 같이 다양한 향상이 선풍기/조명에 포함될 수 있다. 임펠러와 하우징(6)으로의 및 하우징으로부터의 기류에 의해 야기되는 소음을 감소시키기 위해 공지된 기술이 또한 채택될 수 있다. 선풍기 또는 선풍기/조명에 이러한 특징을 통합하기 위한 기술은 당업계에 공지되어 있으므로 자세히 설명할 필요는 없다.

[0070] 도 1 내지 도 4에 도시된 선풍기/조명(2)에는 단일 코안다 표면(10)이 있다. 하우징으로부터 흐르는 공기에 동반되는 상당히 더 많은 양의 주변 공기를 유도하기 위해 직렬로서 효과적으로 작동하는 하나 이상의 코안다 표면을 제공함으로써 성능이 상당히 개선될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

[0071] 도 5 내지 도 8은 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태에서 하우징(6)을 교체하는데 사용될 수 있는 변형된 하우징(50)을 도시한다. 이 실시형태에서, 동일한 참조 번호는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태와 동일하거나 대응하는 부분을 나타내기 위해 사용될 것이다. 하우징(50)은 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태의 배열에 비해 다소 절두된 상부 하우징 부분(8)을 포함한다. 상부 림(26)은 도 5에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이 원형이다. 이 실시형태에서, 베이스 벽(12)은 이전의 실시형태에서와 같이 다시 돔형이 되고, 상부 하우징 부분(8)의 하부 림(15)을 가로질러 연장되고, 그 외주 영역은 코안다 표면(10)을 형성한다. 하우징은 챔버(14)의 출구(30)로 이어지는 환형 출구 통로(54)를 형성하는 내향 플랜지(52)를 포함한다. 하우징(50)은, 도 5 및 8에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 코안다 표면(10)에 인접하여 위치하는 제1 및 제2 환형 베인 요소(56,58)를 포함한다. 베인 요소(56)는 하우징(50)의 출구(30) 내에 또는 이에 인접하여 위치되는 선단 에지(60)를 갖는다. 도 8에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 베인 요소(56)의 선단 에지(60)는 하우징 부분(8)의 하부 림(15)의 반경 방향 내측으로 약 3 내지 20mm, 바람직하게는 약 10mm의 거리만큼 위치한다(베인 요소(56)의 외부 표면에 대해 접선 방향으로 측정 시). 챔버(14)로부터의 공기는 출구(30)를 통과하고, 베인 요소(56)의 위와 아래를 통과하고, 그 상부 볼록 표면은 제2 코안다 표면(64)을 구성한다. 제2 베인 요소(58)는 선단(leading) 에지(70)와 후단(trailing) 에지(73)을 포함한다. 선단 에지(70)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 베인 요소(56)의 후단 에지(72)의 상류 및 후단 에지(72)와 코안다 표면(10) 사이의 대략 중간에 위치한다(베인 요소(56,58)에 대해 수직 방향으로 그리고 선단 에지(70)에 인접하여 측정). 베인 요소(58)의 상부 볼록 표면은 제3 코안다 표면(74)을 구성한다.

[0072] 제2 베인 요소(58)의 선단 에지(70)는 제1 베인 요소(56)의 후단 에지(72)의 상류에 약 3 내지 20mm, 바람직하게는 약 10mm(베인 요소(58)의 외부 표면에 대해 접선 방향으로 측정)의 거리만큼 위치한다.

[0073] 도 5 내지 도 8에 도시된 하우징(50)은 다양한 부품을 상호 연결하는 장착 요소 또는 포스트, 리브 등(미도시)을 포함한다. 전형적으로, 상부 하우징 부분(8)은 브래킷(22)에 의해 지지될 것이고, 베이스 벽(12) 및 베인 요소(56,58)는 그로부터 지지된다. 상부 하우징 부분(8), 베인 요소(56,58) 및 베이스 벽(12)은 모두 고정되어 있음을 이해할 것이다. 베인 요소(56,58)는 베인 요소 주위를 흐르는 공기 스트림에 대해 선단 에지 및 후단 에지를 갖는 것으로 간주될 수 있다.

[0074] 도 5 내지 도 8에 도시된 하우징(50)의 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 실질적으로 증가된 기류가 다중 코안다 표면의 사용에 의해 달성될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 출구(30)에서 약 4m/sec의 기류로, 약 7.5m/sec의 기류가 베인 요소(56)의 선단 에지(60)와 림(15) 사이에서 예측된다. 유사한 기류 속도가 제2 베인 요소(58)의 선단 에지(70) 위에서 예측된다. 기류는 코안다 표면(10)의 하부 림(11)에서 약 7m/초로 감소한다. 시뮬레이션은 또한 상부 하우징 부분(8), 베인 요소(56, 58), 코안다 표면(10)의 외부 표면 위로 동반되고 출구(30)를 통과하는 공기 스트림 내부로 동반된 공기의 증가된 부피로 인해, 복합 코안다 표면에 의해 야기되는 증가된 기류를 예측한다. 이것은 선풍기의 전반적인 효율성을 상당히 향상시킨다.

[0075] 베인 요소(56,58)의 치수는 기류를 최적화하도록 선택될 수 있다. 일 실시형태에서, 베인 요소(56)의 선단 에지(60)는 림(15)의 약 5mm 상류에 위치된다. 림(15)과 베인 요소(56)의 선단 에지(60) 사이의 갭은 약 2 내지 20mm, 바람직하게는 약 10mm이다(베인 요소(56)의 외부 표면에 대해 수직으로 측정될 때). 유사하게, 제2 베인 요소(58)의 선단 에지(70) 사이의 갭은 약 2 내지 20mm, 바람직하게는 약 10mm의 거리만큼 제1 베인 요소의 후단 에지(72) 아래에 위치된다(선행 에지(70)에 인접한 제2 베인 요소의 상부 표면에 대해 수직으로 측정됨). 베인 요소(56,58)의 길이(접선 방향으로 측정됨)는 선풍기/조명의 전체 크기에 따라 변경될 수 있다.

[0076] 도 5 내지 도 8에 도시된 배열에는, 3개의 코안다 표면을 효과적으로 생성하는 2개의 추가 베인 요소가 있다. 동반된 공기의 양을 추가로 증가시키기 위해 추가 베인 요소가 선풍기/조명에 통합될 수 있다고 생각된다. 그러나 추가 베인 요소는 제조 복잡성을 유발할 수 있으며, 선풍기/조명의 전체 모양에 바람직하지 않은 미적 효과를 줄 수도 있다.

[0077] 도 9 및 10은 변형된 선풍기/조명(78)을 개략적으로 도시한다. 이전 실시형태와 동일하거나 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 사용하였다. 이러한 배열에서, 복수의 조정 가능 베인(80)은 코안다 표면(10)의 하부 림(11) 상에 또는 이에 인접하게 장착된다. 베인(80)은 일반적으로 연속적인 표면을 유지하면서 방향이 조정될 수 있도록 서로 중첩된다. 즉, 실제적으로 간격이 없다. 물론, 도 5 내지 도 8에 도시된 것과 유사한 복수의 다중 코안다 표면 배열로 베인을 제공하는 것이 가능할 것이다. 사용시, 베인(80)은 코안다 표면(10)을 떠나는 공기 스트림의 각도를 변경하도록 코안다 표면(10)에 대해 방향이 조정될 수 있다. 베인(80)은 조정 가능한 베인이 모두 임펠러 축(32)에 수직이고 일반적으로 코안다 표면(10)의 하부 림(11)에 접하는 축(84)을 중심으로 회전할 수 있게 하는 피벗 연결부(82)에 의해 연결된다. 예시의 명확성을 위해, 축(84) 중 하나만이 도 9에 도시되어 있다. 베인은 방향을 조정하기 위해 서보 모터(도시되지 않음)에 의해 작동될 수 있는 연결 시스템(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 이것은 실내의 기류 분포를 변경하기 위해 제어 유닛(도시되지 않음) 또는 원격 컨트롤러로부터 사용자가 사용할 수 있는 옵션이 될 것으로 예상된다.

추가 실시형태

[0078] 도 11 내지 도 26은 본 발명의 추가 실시형태에 따라 구성된 선풍기 어셈블리(100)를 개략적으로 도시한다. 선풍기 어셈블리(100)는 장식용 조명 장착 및/또는 기류 장치와 함께 사용하기에 적합하다. 예시된 배열에서, 선풍기 어셈블리(100)는 일반적으로 하향 및 외부 방향으로 기류를 투사하기 위해 천정에 장착되도록 구성된다. 일 구성에서, 선풍기 어셈블리(100)는 높은 블레이드 회전 속도에서 높은 풍량 흐름을 생성하기 위한 속도 조절 가능한 천정 선풍기로서 적합하다. 선풍기 어셈블리(100)는 환형 상부 하우징 부분(210)을 포함하는 외부 하우징(200)과 하우징(200)에 장착된 동심 베인(300) 형태의 복수의 환형 기류 유도 프레임으로 루버(louvered) 외부 하우징(200)을 포함한다. 각 베인(300)은 경사진 블레이드식 환형 프레임(330)이 그 사이에 형성되도록 상이한 직경의 하부 림(310) 및 상부 림(320)으로 구성된다. 일 구성에서, 베인(300)은 기류 통로(168) 및 출구(170)를 형성하도록 수직으로 중첩되는 방식으로 상부 하우징 부분(210)에 대해 그리고 서로에 대해 동축으로 장착된다. 바람직한 실시형태에서, 외부 하우징(200)은 중첩된 방식으로 서로에 대해 수직으로 연결된 3개의 그러한 베인(300)으로 루버링된다. 대안적인 실시형태에서, 외부 하우징(200)은 중첩된 방식으로 서로에 대해 수직으로 연결된 2개의 그러한 베인(300)으로 루버링된다. 또 다른 대안적인 실시형태에서, 단지 하나의 베인(300)이 구비되고 외부 하우징(200)에 장착된다. 선풍기 어셈블리(100)의 외부 하우징(200), 상부 하우징(210) 및 베인(들)(300)이 환형 구성으로 제공되는 것으로 설명되었지만, 본 발명의 이러한 특징은 이러한 원형 형상으로 제한되지 않으며, 직사각형, 타원형, 정사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 및 기타 비원형 형상이 선풍기 어셈블리(100), 외부 하우징(200), 베인(300), 임펠러(400) 및 선풍기 어셈블리(100)의 다른 임의의 부품에도 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 바람직한 실시형태에서, 원심 임펠러 형태의 회전 임펠러(400)는 외부 하우징(200) 내부에 장착되어 원심 임펠러 형태의 회전 임펠러(400)는 외부 하우징(200) 내부에 장착되어 베인들(300) 사이의 유출 공기 스트림을 생성하고, 전기 모터(120)는 모터(120)의 하우징 역할을 하는 임펠러(400) 내부에 조밀하게 안착된다. 외부 하우징(200)의 루버 섹션(베인(300))을 통한 유출 공기 스트림은 내부 및 외부 공기 흐름의 조합이며, 후자는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 기류 체적 및 속도를 개선하기 위해 직렬 코안다 기류 효과와 함께 외부 하우징(200)을 따라 주변 공기를 동반하는 것을 포함하는 것을 의도한다.

[0079] 임의의 적절한 형상 및 구성의 조명 커버 및 기기(들)(240,242)은 선풍기 어셈블리(100)의 하부 부분(230)에 장착될 수 있다. 일 예에서, 장착 플레이트(110)는 예를 들어 모터 장착 브래킷(112), LED 조명 기기(242) 및 조명 기기 커버(240)를 장착하기 위해 가장 낮은 위치에 위치한 베인(300)에 부착된다. 일부 실시형태에서, 조명 기기 커버(240)는 일반적으로 선풍기 어셈블리(100)의 하부 부분(230)을 둘러싸는 돔 형태로 되어 있어 선풍기의 구성요소가 사용 중일 때 시야에서 보이지 않고 시각적으로 매력적인 외관을 제공한다. 조명 기기(242)는 연관된 구동 회로, 형광 램프 또는 다른 발광 요소를 갖는 LED 어레이를 포함할 수 있고, 선풍기 어셈블리(100)에 매력적인 외관을 제공하기 위해 일반적으로 반투명 확산기(미도시)를 포함할 것이다. 조명 기기의 세부 사항은 당업계에서 일반적으로 사용되는 것과 동일할 수 있으므로 자세히 설명할 필요는 없다. 조명 커버 및/또는 기기(들)(240,242)의 외주연은, 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 베인(300) 위로 흐르는 공기에 어떠한 영향도 미치지 않도록 가장 낮은 위치에 위치한 베인(300)의 하부 림(310)을 넘어 연장되지 않는 것이 바람직하다.

[0080] 상부 하우징 부분(210) 및 외부 하우징(200)의 하나 이상의 베인(들)(300)은 임펠러(400) 및 전기 모터(120)가 위치되는 내부 챔버(220)를 형성한다. 임펠러(400)는 전기 모터(120)에 동축으로 장착되어 구동되는 임펠러 샤프트(122)에 장착된다. 일 실시형태에서, 임펠러(400)는 원심 임펠러이다. 다른 실시형태에서, 임펠러(400)는 주변 공기를 흡인하고 일반적으로 외측 방향으로 공기 흐름을 생성하도록 구성된 임펠러 블레이드(420)를 갖는 임의의 적합한 임펠러일 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 임펠러(400)는 사용시 수직 축에 일반적으로 수직인 반경방향 외향으로 공기 스트림을 생성하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 임펠러(400)는 임펠러(400)와 모터(120) 사이에 위치된 임펠러 마운트(402)를 통해 임펠러 샤프트(122)와 모터(120)에 축 방향으로 장착된다. 일부 구성에서, 임펠러(400)는 모터(120)가 임펠러(400)의 허브 내에 안착된 상태로 모터(120) 위에 장착되는 반면(후에 자세히 설명됨), 다른 구성에서 임펠러(400)는 모터(120) 아래에 장착된다. 임펠러 샤프트(122)는 조명 기기(들)(242)를 위한 전기 전도체(미도시)를 가질 수 있도록 중공형인 것이 바람직하다. 선풍기 어셈블리(100)는 일단이 천정 브라켓(미도시)에 고정되고 타단이 임펠러 샤프트(122)에 결합되는 다운 로드(down rod)(140)를 포함한다. 선풍기 어셈블리(100)에는 또한 사용시에 모터(120)를 외부 하우징(200) 및/또는 베인(300)에 고정하는 모터 장착 브래킷(112)이 제공된다. 선호하는 임펠러 디자인에 대한 세부 사항은 아래 별도 섹션에서 설명한다. 동일한 수직 임펠러 샤프트(122)를 따라 모터(120), 임펠러(400) 및 하우징(200)을 장착함으로써, 제조시 조립의 용이성을 향상시키고 작동시 선풍기의 안정성을 향상시킨다.

[0081] 도시된 배열에서, 상부 하우징 부분(210)의 상부 림(214)은 내부 챔버(220)에 대한 기류 입구(224)를 형성하는 개구(222)를 갖는다. 개구(222)는 입구(224)에서 난류 기류를 감속하도록 벤트(130) 아래에 위치한 일펠러(400)의 입구에 입구 기류(170)를 유도 및/또는 흡인하기 위해 스위핑(sweeping) 만곡된 기류 통로를 갖는 슈라우드 형태의 벤트(130)를 수용하도록 구성되고, 이는 이어서 입구 기류의 부피 및 임펠러(400)의 성능을 향상시킨다. 또한, 벤트(130)는 임펠러(400) 입구 주변의 압력 손실(공기 누설)과 누설로 인한 소음을 감소함과 동시에 낮은 RPM 범위에서 임펠러(400)의 성능과 효율성을 개선하기 위해 벤트(130)와 임펠러 블레이드 사이의 간격을 최소화하도록 구성될 수 있다. 일 구성에서, 벤트(130)는 벤트(130)의 외부 에지에 더 가깝게 위치한 개구를 통해 흐르도록 공기를 유도하기에 적합하다. 입구(224)가 선풍기 어셈블리(100)를 위한 주요 기류 입구이지만, 임펠러(400)에 대한 기류 경로에 노출된 다른 개구로부터 공기가 또한 유입될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 구성에서 벤트(130)는 입구 기류(170)를 흡인하기 위한 개구(222)에 제공되지 않는다.

[0082] 외부 하우징(200)의 루버 베인(300)은 내부 챔버(220)로부터 기류 출구(170)로 이어지는 하나 이상의 환형 출구 통로(들)(168)를 형성한다. 출구 통로(168)는 인접한 베인들(300) 사이, 또는 상부 하우징 부분(210)과 인접하게 장착된 베인(300)과의 사이에 형성된 환형 갭(172)에 의해 규정된다. 예를 들어, 환형 갭은 상부 하우징 부분(210)의 하부 림(212)과, 상부 하우징 부분(210)에 바로 인접하여 장착되는 베인(300)의 경사 블레이드(330)의 상부 표면(340)과의 사이에 형성될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 추가의 환형 출구 통로(168) 및 출구(170)는 인접하게 장착된 베인(300)의 하부 림(310)과 연속적인 베인(300)의 상부 표면(330) 등과의 사이에 형성된 환형 갭(172)에 의해 제공된다. 인접한 베인(300)의 연속적인 세트 사이에 형성된 각 환형 갭(172)은 추가 기류 출구(170)를 제공한다. 상부 하우징 부분(210)은 일정 길이의 스페이서 돌출부 또는 슬리브(302)에 의해 인접한 베인(300)의 경사 블레이드(330)에 이격되어 결합될 수 있어 그들 사이에 일정한 출구 갭(172)을 유지한다. 유사한 스페이서 돌출부 또는 슬리브(302)는 인접한 베인들(300) 사이의 일정한 출구 갭(172)을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구성에서 슬리브(302)는 하우징(200) 및/또는 베인(300)의 하면에 형성된다.

[0083] 상부 하우징 부분(210)과 베인의 경사 블레이드(330) 사이의 갭(172)은 균일하게 이격되고, 약 20mm 이하의 균일한 높이를 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 실시형태에서, 갭(172)의 높이는 약 15mm이고, 보다 바람직하게는 약 10mm이다. 다른 실시형태에서, 갭(172)의 높이는 약 5mm이다. 일부 구성에서, 베인(300) 및/또는 상부 하우징 부분(210) 및 이의 인접한 베인(300)의 위치는 상이한 높이의 환형 갭(172)이 사용되도록 구성된다. 예를 들어, 선풍기 어셈블리(100)는 각각 약 11mm, 9mm 및 7mm의 갭 높이를 갖는 환형 갭(172)의 3세트로 구성된 외부 하우징(200)을 가질 수 있다. 다른 구성에서, 선풍기 어셈블리(100)는 각각 약 15mm 및 10mm의 갭 높이를 갖는 두 세트의 환형 갭(172)으로 구성된 외부 하우징(200)을 가질 수 있다. 기류 출구(들)(170)가 바람직한 실시형태에서 환형인 것으로 설명되었지만, 비환형 및 선형 출구도 원하는 경우 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

[0084] 바람직한 실시형태에서, 선풍기 어셈블리(100)는 직경이 증가하는 복수의 베인(300)을 구비하고, 각각의 베인(300)은 연속적인 하부 베인(300)의 경사 블레이드(330)의 상부 표면(340)에 수직 중첩 방식으로 결합된다, 일 실시형태에서, 선풍기 어셈블리(100)에는 2개의 베인(300)이 구비되는 반면, 다른 실시형태에서 선풍기 어셈블리(100)에는 3개 이상의 베인(300)이 제공된다. 일부 구성에서, 베인들(300) 사이의 출구 갭(172)은 상부 하우징 부분(210)과 인접하게 장착된 베인(300)과의 사이에 형성된 출구 갭(172)과 비교할 때 높이가 상이하다. 바람직한 실시형태에서, 각 베인(300)의 상부 림(320)은 각 베인의 하부 림(310)보다 더 작은 직경을 가지며, 이는 사용 시 천정에 장착될 때 경사 블레이드(330)가 일반적으로 위쪽을 향하는 상부 표면(340) 및 일반적으로 아래쪽을 향하는 하부 표면(350)을 갖게 한다. 상부 표면(340)은 베인(330)의 외부 표면의 일부를 형성한다. 일부 구성에서, 경사 블레이드(330)는 임의의 원하는 폭을 가질 수 있을지라도, 경사 블레이드(330)는 반경 방향으로 약 40mm의 폭을 가질 수 있고, 바람직하게는 약 40mm의 최소 폭을 가질 수 있다. 베인(300)은 약 2mm 두께 또는 임의의 적절한 두께로 구성되어 베인(300)이 상부 하우징 부분(210)에 용이하게 장착되고, 수직으로 중첩되는 방식으로 더 큰 직경의 연속적인 베인(300)에 장착될 수 있도록 함과 동시에, 출구 갭(172)의 형성을 가능하게 한다.

[0085] 일 실시형태에서, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 출구 통로(168)를 형성하는 인접한 루버 베인들(300) 사이의 중첩 부분(및/또는 상부 하우징 부분(210)과 그 인접한 루버 베인(300) 사이의 중복 부분)은 서로에 대해 실질적으로 평행하다. 다른 실시형태에서, 중첩 부분, 및 이에 따른 출구 통로(168)는 입구 단부로부터 출구 단부로 발산되고, 이는 출구 단부에서의 갭 높이가 입구 단부에서의 갭 높이보다 더 크다는 것을 의미하므로, 출구(170)에서 유리한 기류 압력 및 속도 프로파일을 제공한다.

[0086] 각 경사 블레이드(330)는 환형 출구 통로(168)의 입구 내에 또는 이에 인접하여 위치하는 선단 에지(360) 및 선단 에지(360)에 대향하는 베인(300)의 단부에 위치되는 후단 에지(370)를 갖는다. 도 17에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각 베인(300)의 선단 에지(360)는 하우징 부분(210)의 하부 림(212) 또는 베인(300)의 하부 림(310)의 반경방향 내측으로 약 2 내지 20mm, 바람직하게는 약 10mm의 거리만큼 위치한다(베인(300)의 외부 표면에 대해 접선 방향으로 측정됨). 챔버(220)로부터의 공기 스트림은 환형 출구 통로(168) 및 출구(170)를 통해 흐르고, 선단 에지(360)로부터 후단 에지(370)로 경사 블레이드(330)의 상부 표면(340) 위를 통과한다.

[0087] 상부 하우징 부분(210)과 인접한 베인(300) 사이에 형성된 출구 갭(172)뿐만 아니라 상기 인접한 베인과 임의의 연속적인 베인(300) 사이에 형성된 임의의 출구 갭(들)(172)은 내부 챔버(220) 내부로부터 공기 출구(17)로 출구 기류를 향하게 한다. 비슷한 크기의 출구 갭(172)을 갖는 복수의 베인(300)을 갖는 배열에서, 선풍기 어셈블리(100)의 가장 낮은 장착형 베인(300)의 상부 표면(340)은 가장 큰 기류를 가질 것이고, 따라서 사용 중인 선풍기 어셈블리(100)의 일차 공기 출구(174)의 역할을 할 것이다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 각 베인(300)의 상부 표면(340) 및 하부 표면(350)은 임펠러(400)로부터 주변으로의 공기 스트림의 흐름 특성을 지시하는 중요한 기능을 한다. 바람직한 실시형태에서, 각 베인(300)의 상부 표면(340)은 주변 공기를 출구 공기 스트림으로 동반하기 위해 사용하는 동안 상부 표면(340) 바로 앞의 공기 입구에서 저압 영역을 생성하도록 코안다 표면(342)으로 구성되고, 그로 인해 출구(170)에서 기류의 크기를 증폭시킨다(코안다 효과).

[0088] 베인(300)의 각 코안다 표면(342)은 각 베인(300)의 상기 코안다 표면(342) 중 연속되는 하나의 표면을 향해 공기를 유도하기 위해 작동하도록 구성된다. 예를 들어, 도 18을 참조하면, 제1 베인(300A)의 코안다 표면(342A)을 떠나는 기류는 제2 베인(300B)의 코안다 표면(342B)으로 흡인되고, 추가 주변 공기(192)는 후속 출력 기류(190)로 동반된다. 따라서 직렬로서 효과적으로 작동하는 다중 코안다 표면을 사용함으로써 증가된 기류가 달성될 수 있음이 밝혀졌다. 바람직한 실시형태에서, 제2 베인(300B)을 떠나는 출력 기류(190)는 제3 베인(300C)의 추가 코안다 표면(342C)으로 흡인되며, 이는 출구 기류에 의해 동반되는 주변 공기(192)의 부피 및 결과적인 기류(190)의 속도를 추가로 증가시킨다. 각 베인(300A,300B, 300C) 사이에 형성된 각 갭(172)은 출구 기류의 압력 강하를 더욱 증가시키고, 결과적으로 기류로의 주변 공기의 유입을 향상시킨다. 이러한 방식으로 다중 코안다 표면의 사용은 일차 공기 출구(174)(일차 유출 공기(194))에서의 기류 부피를 상당히 증가시켜, 선풍기 어셈블리(100)의 기류 부피 및 속도 프로파일을 개선한다.

[0089] 일 실시형태에서, 경사 블레이드(330)의 전체 상부 표면(340)은 코안다 표면(342)을 구성한다. 코안다 표면(342)은 볼록하고 약 300mm 내지 400mm의 볼록한 만곡부의 반경으로 구성된다. 코안다 표면(342)의 볼록한 만곡부는 코안다 표면(342) 위로 이동하는 기류가 연속하여 이어지는 더 낮은 코안다 표면(342)을 향하도록 유도하는 것을 돕는다. 바람직한 실시형태에서, 코안다 표면(342)은 서로에 대해 수직으로 배열되고 수직 축에 대해 90°미만의 각도로 하향 연장된다. 바람직하게는, 코안다 표면(342)의 하향 연장 각도는 약 20°내지 약 40°, 보다 바람직하게는 약 31°내지 36°를 포함하여 약 24°내지 38°이다. 일부 구성에서, 후속 하류 코안다 표면(342)의 하향 연장 각도는 선행(상류) 코안다 표면(342)의 하향 연장 각도보다 상이하게 하향 연장된 각도를 갖는다. 바람직한 실시형태에서, 수직으로 배열된 일련의 베인(300)의 모든 코안다 표면(342)은 볼록한 만곡부를 갖는다. 일부 구성에서, 베인, 따라서 코안다 표면(342)은 서로에 대해 상대적으로 오프셋 된 위치에 배치되고, 평면도에서 볼 때 부분적으로 중첩되도록 배열된다. 이러한 배열은 하나의 코안다 표면(342)으로부터 그 다음으로 직렬로 공기 스트림의 흐름을 개선한다. 일 구성에서, 경사 블레이드(330)의 상부 표면(340) 및 그에 따른 하나 이상의 베인(300)의 코안다 표면(342)은 공기 저항을 감소시키고, 출구 기류(190)로의 주변 공기(192)의 동반을 증가시킴으로써 코안다 효과를 향상시키기 위해 에어로포일 등고선(contour)으로 형성된다. 코안다 표면(342)은 또한 그 중심축에 대해 캠버(camber)된다고 말할 수 있다. 일부 구성에서, 베인(300)에는 공기역학적 유동 특성을 향상시키기 위해 둥근 선단 에지(360) 및 테이퍼진 후단 에지(370)가 제공된다.

[0090] 각각의 평평한 코안다 표면(342)으로부터의 출구 기류의 각도는, 코안다 표면(342)이 주변 공기(192)의 동반을 돕고 일련의 코안다 표면(342)으로부터 다른 표면으로 공기 스트림의 흐름을 유도하도록 볼록한 베인과 다를 수 있을지라도, 코안다 효과는 또한 각 베인(300)의 하나 이상의 상부 표면이 평평한 코안다 표면(342)으로 구성되어 있으므로 달성될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 모든 코안다 표면(342)은 평평하다. 이 구성은 제조 복잡성과 비용을 줄여준다.

[0091] 베인(300)은 사용시에 임펠러(400)로부터의 공기 출구 스트림의 경로에 위치되도록 배열된다. 각 베인(300)의 하부 표면(350)은 출구 공기 스트림을 하나 이상의 개별 공기 스트림으로 분할하기 위해 임펠러(400)의 하류에 위치된 편향기로서 기능하며, 이들 각각은 인접한 베인들(300) 사이 또는 상부 하우징 부분(210)과 그 인접한 베인(300) 사이에 형성된 갭(172) 및 각각의 출구 통로(168)를 통해 경로지정(routed)된다. 도 18을 참조하면, 분리된 공기 스트림(180)은 갭(172)을 통해 그리고 각각의 코안다 표면(342) 위로 통과하도록 하부 표면(350)에 의해 유도된다. 분리된 공기 스트림(180)은 직렬 코안다 기류 스트림(190)(위에서 설명됨)을 증가시켜 선풍기 어셈블리(100)로부터 일차 공기 출구(174)를 통한 결과적인 배출 기류(194)의 유량 및 체적 특성을 더욱 향상시킨다.

[0092] 베인(300)의 치수는 기류를 최적화하도록 선택될 수 있다. 베인(300)의 길이(접선 방향으로 측정)는 선풍기 어셈블리(100)의 전체 크기에 따라 변경될 수 있다. 도 11 내지 도 20에 도시된 실시형태에서, 3개의 추가 베인(300)이 상부 하우징 부분(210)에 장착되어 3개의 코안다 표면(342)을 효과적으로 생성한다. 동반된 공기의 체적을 추가로 증가시키기 위해 추가의 베인(300)이 선풍기 어셈블리(100)에 통합될 수 있다고 생각된다. 그러나 추가 베인(300)은 제조 복잡성을 야기할 수 있고 또한 선풍기 어셈블리(100)의 전체 외관에 바람직하지 않은 미적 효과를 가져올 수 있다.

[0093] 1) 주변 공기(192)를 동반하기 위해 직렬로 작동하는 상부 표면(340)의 다중 코안다 표면(342), 및 2) 임펠러(400)로부터의 추가 기류 스트림(180)으로 상기 코안다 기류(190)를 보충하는 시너지 효과는 선풍기 어셈블리(100)의 전체적인 성능을 실질적으로 개선한다. 예를 들어, 도 17을 참조하면, 약 6.4 m/sec의 결과적인 기류 속도가 분당 약 620 회전으로 작동하는 직경 400 mm의 임펠러를 갖는 제3 베인(300C)의 일차 공기 출구(174)에서 달성되었다. 이 기류 속도는 제1 베인(300A)의 출구(170)를 떠나는 공기 스트림의 속도보다 상당히 높다. 1개, 2개 및 3개의 코안다 표면을 갖는 본 발명을 구현하는 선풍기 어셈블리의 초기 기류에서 3차 기류 단계의 시간 기반 단면 유동 프로파일 비교에 관한 도 25a 내지 25c를 참조하면, 직렬로 작동하는 다중 코안다 표면이 선풍기 어셈블리에 의해 동반되는 주변 공기의 양뿐만 아니라 일차 출구 기류에서 선풍기 어셈블리의 기류 속도를 향상시켰음을 알 수 있다. 코안다 표면은 또한 출구 기류를 아래의 사용자에게 실질적으로 하향 및 외측 방향으로 유도하는 역할을 한다.

[0094] 예시된 배열에서, 상부 하우징 부분(210)은, 이것이 필수적인 것은 아니지만, Y축을 중심으로 하는 회전 표면으로서 형성된다. 하우징(200)의 내부 및 외부 표면은 출구(170) 및 일차 공기 출구(174)로의 일반적인 층류의 생성을 향상시키도록 공기역학적으로 성형되는 것이 또한 바람직하다. 베인(300)의 경사 블레이드(330)의 상부 및 하부 표면(340,350)의 만곡된 구성은 매끄러운 기류 경로를 제공하고 또한 출구(170,174)로의 층류를 향상시킨다. 일 구성에서, 경사 블레이드(330)의 내부 선단 에지는 환형으로 구성되고 임펠러(400)가 요구되는 허용 오차 내에서 회전할 수 있도록 중심에 위치한다. 일 실시형태에서, 하우징(200) 및 베인(300)은 상부 하우징 부분(210)의 내부 표면과 각 베인(300)의 상부 표면(340) 사이에 형성된 임펠러(400)의 하류 출구 통로가 개구(170)를 향해 점차 테이퍼 되도록 구성된다. 하우징(200) 및 베인(300)은 상부 하우징 부분(210)의 내부 표면과 각 베인(300)의 상부 표면(340) 사이에 형성된 임펠러(400)의 하류 출구 통로가 개구(170)를 향해 점차 테이퍼 되도록 구성된다. 이것은 기류 속도를 증가시키고 다시 층류를 촉진한다.

[0095] 일부 실시형태에서, 하우징(200)은 다양한 부품을 상호 연결하는 장착 요소 또는 포스트, 리브 등(미도시)을 포함할 수 있다. 일반적으로 상부 하우징 부분(210)은 고정된 다운 로드(140) 및 천정 장착 브래킷에 의해 지지될 것이고, 하나 이상의 베인(300)은 그로부터 지지된다. 상부 하우징 부분(210), 하나 이상의 베인(300) 및 임의의 조명 기기가 모두 고정되어 있다는 것이 이해될 것이다.

[0096] 다른 실시형태에서, 복수의 조정 가능한 베인(300)이 대신 상부 하우징 부분(210)의 하부 림(212) 상에 또는 이에 인접하여 장착된다. 조정 가능한 베인(300)은 공기의 유출을 가능하게 하는 충분한 출구 갭(172)을 여전히 유지하면서 방향이 조정될 수 있도록 서로 중첩된다. 물론, 도 11 내지 도 20에 도시된 것과 유사한 다중 코안다 표면 배열로 베인을 제공하는 것이 가능할 것이다. 사용시, 베인(300)은 코안다 표면(342)을 떠나는 공기 스트림의 각도를 변화시키도록 코안다 표면(들)(342)에 대한 배향에서 조정 가능하다. 일 구성에서, 조정 가능한 베인(300)은 조정 가능한 베인(300)이 임펠러 Y축에 수직이고 일반적으로 베인(300)의 하부 림(310)에 접하는 축을 중심으로 피벗할 수 있게 하는 피벗 연결부에 의해 연결된다. 베인(300)은 방향을 조정하기 위해 서보 모터(도시되지 않음)에 의해 작동될 수 있는 연결 시스템(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 이것은 방의 기류 분포를 변경하기 위해 제어 유닛(도시되지 않음) 또는 원격 컨트롤러로부터 사용자가 사용할 수 있는 옵션이 될 것으로 예상된다.

[0097] 도 24를 참조하면, 대안적인 실시형태에서, 환형 출구 통로(168) 및/또는 베인(300)의 경사 블레이드(330) 상의 출구 갭(172) 사이에 원주방향으로 제공되는 아치형 편향기(390) 형태의 가이드는 출구 기류(180,190)가 외향으로 흐르도록 유도한다. 일 구성에서, 외측 방향은 경사 표면(340) 또는 코안다 표면(342)의 외부 에지의 접선에 대해 90°의 반경 방향 각도이다. 예시된 실시형태에서, 아치형 편향기(390)는 2개의 인접한 베인(300)에 걸쳐 있다. 편향기(390)는 하나의 베인(300)을 점유하거나 복수의 베인(300)에 걸쳐 퍼질 수 있음을 이해해야 한다. 도 25에 도시된 바와 같은 편향기(390)는 평면도에서 볼 때 아치형이지만, 선형으로 구성된 편향기(390)가 원하는 경우에도 사용될 수 있다. 아치형 편향기는 베인의 아래쪽에 부착되며 동일한 베인의 선단 에지로부터 후단 에지까지 확장된다.

[0098] 도 16에서, 선풍기 어셈블리(100)의 기본 동작은 모터(120)가 임펠러 Y축을 중심으로 회전하도록 임펠러(400)를 구동하는 것이다. 이는 공기가 입구(130) 내로 유입되고 출구(170,174)를 통해 흐르게 한다. 내부 챔버(220)의 내부 표면 및 상부 하우징 부분(210)과 베인(300)의 상부 표면(340) 사이의 갭(172)의 형상은 출구(170,174)를 통과하는 공기 스트림(180)이 층류 또는 실질적으로 층류를 갖도록 되어 있다. 코안다 표면(342) 위를 통과하는 공기 스트림(180)은 코안다 효과를 경험하여 코안다 표면(342)에 인접하게 이동하고 일반적으로 하향 외측 방향으로 아래의 실내 내부로 배출되거나 또는 직렬로 장착된 후속 베인의 코안다 표면으로 배출된다. 위에서 설명된 바와 같이, 하우징(200)으로부터 흐르는 공기로 동반되는 주변 공기의 부피 및 유속이 상당히 더 높아지도록 직렬로 효과적으로 작동하는 다중 코안다 표면(342)을 제공함으로써 성능이 상당히 개선될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 하우징(200) 및 베인(300)을 형성하는 부품은 폴리스티렌 또는 ABS와 같은 플라스틱 재료로 성형될 수 있다. 또는 알루미늄과 같은 방적 또는 프레스 금속으로 형성될 수 있다.

임펠러 설계

[0099] 이하, 본 발명의 바람직한 실시형태와 함께 사용하기 위한 임펠러는 도 20 내지 23을 참조하여 설명된다. 본 발명의 선풍기 어셈블리(100)에는 축 방향으로부터 주변 공기를 끌어들이고 바깥 방향으로 기류를 발생시키는 적절한 임펠러가 본 발명의 선풍기 어셈블리(100)와 함께 사용될 수 있지만, 바람직한 실시형태에서는 원심형 임펠러가 사용된다. 원심 임펠러는 입구에서 회전축에 실질적으로 평행하고 출구에서 회전축에 실질적으로 수직인 환형 유동 경로로 구성된 임펠러로 규정될 수 있다.

[0100] 바람직한 실시형태에서, 임펠러(400)는 임펠러 허브(410)가 고정되는 임펠러 마운트(402)를 통해 모터(120)에 장착될 수 있는 회전 가능한 임펠러 허브(410)를 포함한다. 임펠러 허브(410)는 허브 돔(412)의 형태로 중앙이 융기된 일반적인 돔 형태이며, 허브(410)의 높이는 허브 돔(412) 또는 그 주변에서 최고 지점으로부터 허브(410)의 (원주방향) 에지 있는 최저 지점까지 원활하게 전환된다. 일 구성에서, 허브(410)는 조립될 때 모터(120) 위에 안착되고, 또한 모터(120)를 은폐하기 위한 하우징으로서 작용한다. 그러나, 모터(120)는 천정에 더 가깝게 임펠러(400) 위에 장착될 수도 있다. 허브(410)에는 다운 로드(140) 또는 임펠러 샤프트(122)를 수용하기 위한 중앙 개구(414)가 제공된다. 일 구성에서, 임펠러 허브는 약 400mm의 직경을 갖지만, 본 발명을 구현하는 임펠러는 임의의 적절한 치수에 따라 구성될 수 있음을 이해해야 한다.

[0101] 도 20 내지 도 23에서 알 수 있는 바와 같이, 임펠러(400)는 허브(410) 상에 위치된 2세트의 블레이드를 포함한다. 아치형 연속 블레이드(420) 세트는 허브(410)에 균일하게 이격되어 있고, 각 연속 블레이드는 허브(410)의 중심에 근접하게 위치되고 허브(410)의 주변 에지(416)까지 연장되는 루트 단부(434)에 위치된다. 아치형 스플리터 블레이드(422) 세트는 인접한 연속 블레이드들(420) 사이에 위치되며; 스플리터 블레이드(422)는 블레이드 길이가 더 짧고 인접한 연속 블레이들20) 사이의 갭(공기 채널)을 줄이는 역할을 하여, 허브 돔(412)으로부터 주변 에지(416)까지 임펠러 허브 둘레가 증가함에 따라 공기 채널의 크기가 증가하기 때문에 공기 흐름의 과도한 확산을 방지하기 위해 인접한 연속 블레이드들(420) 사이의 갭(공기 채널)을 줄이는 역할을 한다. 바람직한 실시형태에서, 임펠러 블레이드(420,422)는 시계 방향 회전에 최적화되도록 길이를 따라(블레이드 루트 단부(434)의 관점에서 볼 때 좌측을 향하여) 만곡된다. 다른 실시형태에서, 임펠러 블레이드(420,422)의 만곡부는 반시계 방향 회전에 최적화되어 있다. 연속 블레이드(420)의 높이는 블레이드 루트 단부(434)에서 최대 블레이드 높이로 시작하여 블레이드 선단부(432)에서 가장 낮은 블레이드 높이까지 경사져 블레이드 길이를 따라 변한다. 길이에 따른 블레이드 높이의 변화는 임펠러 블레이드(420,422)가 선풍기 어셈블리(100)의 외부 하우징(200) 및 루버(louvred) 베인(300) 내에 고정되는 것을 가능하게 한다. 인접한 루버 베인(300)의 위치를 수용하기 위해 각 블레이드(420,422)의 상부 부분에 꼬임(kink) 형태의 블레이드 단차(430)가 제공된다. 이는 블레이드(420,422)와 상부 하우징(210) 및/또는 루버 베인(300)의 대응하는 하면 사이에 형성된 임의의 공기 채널 갭을 감소시켜 외부 하우징(200)에 의해 형성된 출구 통로(168)를 통한 공기 흐름을 개선하고 난류를 감소시킨다. 일 구성에서, 블레이드 단차(430)는 전방으로 기울어진 에지를 갖고, 여기서 단차(430)의 상부 에지는 단차(430)의 내부 에지보다 더 큰 반경을 갖는다. 블레이드 단차의 상부 에지의 각도는 외부 하우징(200)에 의해 형성된 출구 통로(168)의 각도에 맞도록 구성될 수 있다.

[0102] 임펠러 블레이드(420,422)는 블레이드 길이를 따라 트위스트 프로파일을 갖는다고 말할 수 있다. 연속 블레이드(420)는 3개의 별개의 섹션, 즉 (1) 일반적으로 블레이드 루트 단부(434)에 가장 가까운 블레이드(420) 부분을 지칭하는 블레이드 루트 부분(424), (2) 일반적으로 블레이드(420)의 중간 부분으로 지칭되는 블레이드 중간 부분, 및 (3) 일반적으로 블레이드 선단부(432)에 가까운 블레이드 부분이라고 지칭되는 블레이드 단부 부분으로 나뉘어 진다. 일 실시형태에서, 도 22에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 블레이드 루트 부분(424)은 최대 블레이드 높이로 구성되고, 전방으로 기울어진(시계 회전 방향으로 전방으로 기울어지는) 블레이드 벽을 포함한다. 블레이드 중간 부분(426)은 감소된 블레이드 높이로 루트 부분(424)으로부터 연속적으로 연장하고 블레이드 벽은 일반적으로 중립적인 기울기(기울지 않음)로 전환한다. 블레이드 길이의 마지막 1/3인 블레이드 단부 부분(428)은 블레이드 중간 부분(426)으로부터 연속적으로 연장되며, 블레이드 높이는 허브(410)의 중심으로부터 반경 방향 거리가 증가함에 따라 감소한다. 일 구성에서, 블레이드 단부 부분(428)의 블레이드 벽은 블레이드 중간 부분(426)의 신경 린(neural lean)으로부터 전방 린으로 다시 천이한다.

[0103] 스플리터 블레이드의 루트 부분(423)은 임펠러 허브 중심으로부터 더 멀리 위치되고 인접한 연속 블레이드(420)의 벽보다 낮고 수평면에 대해 실질적으로 평행한 블레이드 벽으로 구성될지라도, 스플리터 블레이드(422)의 중간 부분(426) 및 단부(428)의 높이 및 기울기 특성은 일반적으로 연속 블레이드(420)의 대응하는 부분과 일치한다. 일 구성에서, 임펠러 블레이드(420,422)의 선단부(432)는 하우징(200)과의 개선된 맞춤 고정(fit)을 위해 임펠러 허브(410)의 주변 에지(416)로부터 돌출된다. 블레이드 프로파일은 외부 하우징(200)과 루버 베인(300)에 의해 규정된 환형 출구 통로(168)의 형상 및 구성과 일치하도록 구성되어 그들 사이에 형성되는 임의의 갭을 감소시켜 원하지 않는 난류 효과를 감소시키기 때문에, 임펠러 블레이드(420,422)의 프로파일은 설명된 예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

[0104] 사용시, 임펠러는 시계 방향으로 회전하도록 구성되고, 주변 공기는 기류 입구(224)로부터 돔형 임펠러 허브(410)의 상부 부분(중앙) 내로 흡입된다. 입구의 공기는 임펠러 회전축과 평행한 방향(임펠러가 천정 선풍기에 장착된 경우 수직)으로 이동하여 중심에 가장 가까운 임펠러 허브(410)와 연속 블레이드(420)의 루트 부분으로 들어간다. 공기는 후속적으로 블레이드 루트 단부(434)로부터 블레이드 선단부(432)로 임펠러 블레이드(420,422)에 의해 전방으로 구동된다. 공기가 임펠러(400)를 통해 이동함에 따라, 흐름 방향은 구심 가속도에 의해 그리고 블레이드(420,422)의 프로파일을 따라 변경되어 흐름 방향이 회전 축에 평행한 방향으로부터 모든 방향에서 수직 방향으로 변경된다. 블레이드의 선단부(432)를 떠나는 유출 공기 스트림(180)은 유출 갭(172) 사이에 형성된 출구 통로(168)를 통해 이동한다.

[0105] 바람직한 실시형태의 원심 임펠러(400)가 시계 방향 회전으로 작동하는 것으로 설명되었지만, 임펠러(400)는 이러한 방향으로 제한되지 않고 반시계 방향 회전으로도 작동될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실험에서, 임펠러(400)를 반시계 방향 회전으로 작동시키는 것이 1차 기류 출구에서 더 높은 기류 부피 및 속도를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

[0106] 원심 임펠러(400)의 추가 실시형태는 도 26 내지 39, 도 40 내지 53, 및 도 54 내지 57에 도시되어 있고, 추가 실시형태의 효능을 뒷받침하는 실험 데이터가 도 58 내지 66에 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 도 26 내지 39는 하우징(200) 및 앞서 설명된 베인(300)의 3개 층과 함께 사용하기 위한 R7 변형형으로 도면에서 라벨링된 원심 임펠러(400)를 나타내고, 도 40 내지 53은 하우징(200) 및 베인(300)의 2개 층과 함께 사용하기 위한 R8 변형형으로서 도면에서 라벨링된 임펠러(400)를 도시한다. 도 54 내지 도 57은 R7 변형형 임펠러(400)의 단일 연속 블레이드(420)를 예시하는 다양한 도면을 도시한다. 도 58 내지 62는 상대 속도, 선풍기 어셈블리(100)를 떠나는 기류의 절대 속도 및 소음 측정과 관련하여 초기 임펠러 설계와 R7 및 R8 변형형의 성능을 비교하는 유체 모델링 데이터를 보여주는 반면, 도 63 내지 66은 코드 각도가 30˚, 35˚ 및 40˚인 R7 변형형 임펠러(400)에 대한 주요 측정 파라미터의 비교를 보여준다. 도 54를 참조하면, 코드 각도는 블레이드(420)가 뒤따르는 아치형 경로에 대해 블레이드(420)의 루트 단부(434)로부터 연장되는 제1 코드와 허브(410)의 중심과 블레이드(420)의 선단부(432)로부터 연장되는 제2 코드와의 사이에 형성된 각도를 지칭한다.

[0107] 도 26 및 39로 돌아가 참조하면, R7 변형형 임펠러(400)는 임펠러 허브(410)가 고정되는 임펠러 마운트(402)를 통해 모터(120)에 장착될 수 있는 회전 가능한 임펠러 허브(410)를 포함한다. 임펠러 허브(410)는 허브 돔(412)의 형태로 중앙이 융기된 일반적인 돔 형태이며, 허브(410)의 높이는 허브 돔(412) 또는 그 주변에서 가장 높은 지점으로부터 허브(410)의 주변(원주방향) 에지에 있는 가장 낮은 지점까지 원활하게 전환된다(도 34 참조). 임펠러(400)는 허브(410) 상에 위치된 단일 세트의 연속 블레이드(420)를 포함한다. 각 연속 블레이드(420)는 중앙 허브 돔(412)에 더 가깝게 위치된 블레이드 루트 단부(434)로부터 허브 주변 에지(416)를 향해 반경방향 외측으로 연장되며, 그 동안 블레이드(420)는 3개의 독특한 기하학적 단계들 사이에 블레이드 루트 부분(424), 블레이드 중간 부분(426) 및 블레이드 단부 부분(428)을 전환한다.

[0108] 블레이드 루트 부분(424)에서, 블레이드(420)는 "포지티브 경사(positive lean)"로 구성된다. 즉, 블레이드 루트 부분(424)의 상부 부분은 임펠러(400)의 시계방향 회전방향으로 만곡되어 허브 돔(412)에 더 가까운 단부에서 실질적으로 평평하다. 블레이드(420)의 이러한 초기 만곡 구성은 벤트(130) 또는 공기 입구로부터 임펠러(400) 아래쪽으로 기류를 흡인하고 인접한 블레이드들(420) 사이에 형성된 채널을 통해 기류를 분산시키는 데 도움이 된다. 블레이드 루트 부분(424)의 상부 부분과 그 포지티브 경사 구성은 인접한 블레이드들(420) 사이에 형성된 기류 채널이 결과적으로 블레이드 루트 부분(424)에 의해 적어도 부분적으로 덮이도록 하고, 이는 채널 사이에서 흐르는 공기의 발생을 감소시켜 난류를 감소시킨다. 블레이드 루트 부분(424) 구성의 포지티브 경사는 연속 블레이드(420)의 길이를 따라 중립 위치(450)로 다시 점진적으로 조정되며, 여기서 블레이드(420)는 어느 한쪽이 다른 쪽으로 기울어지는 것과 대조적으로 실질적으로 직립이다. 블레이드(420)가 "네거티브 경사(negative lean)" 구성으로 변하는 것은 블레이드(420)의 이러한 중립 위치(450) 또는 그 부근이다. 네거티브 경사는 블레이드(420) 본체가 임펠러(400)의 시계 회전 방향으로부터 멀어져서 만곡되어 있는 것으로 이해될 수 있다. 길이 방향을 따라 블레이드(420)의 포지티브 및 네거티브 경사 기하학적 구조 사이의 전환은 블레이드 루트 단부(434)와 블레이드 선단부(432) 사이의 길이를 따라 블레이드(420)가 트위스트되는 모양을 제공한다. 블레이드(420)의 중간 부분(426) 및 단부 부분(428)의 네거티브 경사 구성은 사용 중에 임펠러(400)에 의해 생성되는 소음 압력을 유리하게 감소시키는 것으로 밝혀졌다.

[0109] 도 54 내지 도 57을 참조하면, 블레이드 루트 부분(424)의 포지티브 경사는 블레이드 중간 부분(426) 및 블레이드 단부 부분(428)의 네거티브 경사보다 크다. 일 실시형태에서, 블레이드(420)는 위치 경사 구성으로부터 중립 위치(450) 또는 그 부근에서 네거티브 경사 구성으로 전환하지만, 블레이드(420)는 또한 블레이드 중간 부분(426) 및/또는 블레이드 단부 부분(428)에서 네거티브 경사 구성으로 전환하기 전에 일정 거리 동안 중립 직립 위치에서 계속하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 설명된 임펠러 블레이드(420) 구성은 시계 방향으로 회전하는 임펠러에 대해 설계되었으며, 기하학적 구조 및 구성은 반시계 방향으로 회전하는 임펠러에 대해 반전될 수 있음을 이해해야 한다.

[0110] 연속 블레이드(420)는 또한 블레이드(420)의 길이를 따라 블레이드 본체의 윤곽을 따르는 스파인 부분(442,440,444)을 포함하지만, 일반적으로 블레이드(420)의 스파인은 블레이드 루트 단부(434)로부터 블레이드 선단부(432)까지 블레이드의 길이를 따라 높이가 감소한다. 구체적으로, 루트 부분 스파인(442)은, 블레이드의 루트 부분(424)이 벤트 입구(130)의 상당한 부분을 덮도록 블레이드의 중립 지점(450) 및/또는 네거티브 경사 중간 부분(426)으로의 전환 전에 블레이드의 루트 부분(424)을 따라 실질적으로 동일한 높이를 유지한다. 임펠러 허브(410)가 그 주변 에지(416)를 향해 기울어져 있을지라도, 루트 부분 스파인(442)은 벤트 입구(130)를 가로질러 블레이드(420)의 높이를 유지한다는 것을 유의한다. 그 다음, 블레이드 중간 부분(426)의 중간 부분 스파인(440)은 중립 지점(450)으로부터 또는 그 부근에서 블레이드 단부 부분(428) 및 블레이드 선단부(432)를 향해 높이가 점진적으로 감소한다. R7 임펠러 변형형에서, 도 30 내지 39에 도시된 바와 같이, 인접하는 루버 베인(300)을 수용하고 인접한 루버 베인(300)을 통한 개선된 기류를 제공하기 위해, 전술한 바와 같은 블레이드 단차(430)는 블레이드 중간 부분(426)과 블레이드 단부 부분(428) 사이에 유사하게 제공된다.

[0111] R7 변형형 임펠러(400)는 허브 돔(412)을 중심으로 임펠러 허브(410) 상에 균일하게 위치된 전술한 다수의 유사한 연속 블레이드(420)를 포함한다. 일 구성에서, 임펠러는 16개의 유사한 블레이드(420)를 포함한다. 도 33 내지 도 39는 임펠러 허브(410)에 조립된 블레이드(420)의 단면도를 도시한다. 도 63 내지 도 66을 참조하면, 블레이드(420)의 코드 각도가 블레이드 선단부(432)에서 임펠러(400)의 출력 속도에 영향을 미친다는 것이 발견되었다. 본 발명의 임펠러 블레이드(420)와 관련하여 사용되는 코드 각도는 블레이드 선단부(432)가 도 54 및 도 63에 도시된 바와 같이 블레이드 루트 단부(434) 및/또는 블레이드 루트 부분(424)으로부터 후방으로 얼마나 멀리 만곡되는지를 지배하는 각도를 지칭한다. 보다 구체적으로, 코드 각도는, 블레이드 선단부(432)와 임펠러 허브(410)의 중심(회전 중심) 간에 그려진 방사상 라인과 블레이드 루트 부분(424)의 선형 부분과 블레이드 루트 부분(424)의 선형 부분과의 사이의 각도를 측정한다. 도 64 내지 66에서 볼 수 있는 바와 같이, 코드 각도 40˚는 소음 압력의 상당한 감쇠를 초래하는 것으로 나타났다. 30˚ 내지 40˚의 코드 각도 사이에서, 40˚는 만족스러운 절대 및 상대 기류 속도 프로파일을 유지하면서 소음이 전반적으로 감소한 것으로 나타났다.

[0112] 도 40 내지 도 53을 참조하면, R8 변형형으로 알려진 임펠러(400)의 다른 실시형태가 도시되어 있다. 임펠러(400)의 R8 변형형은 루버 베인(300)의 2개 층만을 갖는 선풍기 어셈블리(100)와 함께 작동하도록 설계되었다. 이러한 구성에서, 블레이드 단차(430)는 베인 블레이드(330)와 공기 출구(170) 사이의 출구 갭(172)을 통한 충분한 기류를 확실하게 하기 위해 더 이상 필요하지 않다는 것이 밝혀졌다. 따라서 임펠러(400)의 R8 변형형은 R7 변형형 임펠러(400)의 것과 유사하지만, 기본 차이점은 R8 변형 임펠러(400)의 연속 블레이드(420)는 블레이드 단차(430)를 요구하지 않고, 도 44 내지 46에 도시된 바와 같이, 블레이드 중간 부분(426)과 블레이드 단부 부분(428) 사이에서 블레이드 본체 및 블레이드 스파인의 원활한 전환을 갖는다는 것이다.

[0113] 도 58 내지 62는 본 발명에 따른 선풍기 어셈블리(100)의 기류 속도 및 소음 성능 파라미터와 관련하여 R7 및 R8 임펠러 변형의 것을 포함하여, 수많은 임펠러 설계를 시험하기 위해 수행된 전산 유체 역학(CFD) 모델링에 기반한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 앞서 설명한 임펠러의 벤치마크 성능과 비교하여, 7개의 추가 임펠러 구성이 시험되었다. 성능 출력에 따르면, 설명된 R7 및 R8 임펠러 변형은 유리하게는 임펠러 블레이드 선단부(432)에서의 기류 속도 출력과 생성된 소음 수준의 가장 바람직한 균형을 생성한다.

[0114] 광범위한 CFD 시뮬레이션 및 테스트는, 본 발명을 구현하는 천정 선풍기 어셈블리의 다양한 구성 간에 전력 효율과 전체 기류 처리량과의 사이에 균형 및 절충 고려 사항이 있음을 나타내고 있다.

도 67 내지 도 74를 참조하면, 추가 CFD 시뮬레이션은 3개의 경사 블레이드(330)를 구비한 환형 루버 베인(300)을 갖는 하우징을 구비한 전술한 바와 같은 R7 변형형 임펠러(400), 및 2개의 경사 블레이드(330)를 구비한 환형 루버 베인(300)을 갖는 하우징을 구비한 상기의 R8 변형형 임펠러(400)에 대해 수행되었다. 전반적으로, 출구 갭 크기를 늘리면 일반적으로 모든 경우에서 원하는 성능이 감소하고, 더 작은 출구 갭은 더 낮은 전력 소비를 초래하지만 여전히 가장 높은 유량 비율과 가장 낮은 피크 소음 압력을 생성한다는 것이 밝혀졌다. 기타 모든 조건이 동일한 경우, 앞서 설명한 R8 선풍기 어셈블리 변형의 임펠러 설계와 루버 베인 구성의 조합은, 앞에서 설명한 R7 선풍기 어셈블리 변형의 임펠러 설계 및 루버 베인 구성과 비교할 때, 최대 25%의 전력을 사용하는 동시에 6% 내지 10% 더 나은 유량비 결과를 달성한다. 그러나 도 75 내지 도 77에 도시된 바와 같이, 루버 베인(300)에서 경사 블레이드(330)의 수를 추가로 줄인 경우, 전체적인 전력 사용 및 피크 소음 성능을 개선하는 동시에 감소된 기류 성능을 명백하게 초래하였다.

[0115] 도 78 내지 도 90은 독립형 임펠러(400)로서 또는 천정 선풍기 어셈블리(100)를 위한 기류를 생성하기에 적합한 임펠러(400)의 다른 변형을 도시한다. 임펠러(400)는 이전에 설명된 R7 및 R8 변형과 구성이 유사하고, 임펠러 허브(410)가 고정되는 임펠러 마운트(402)를 통해 모터(120)에 장착 가능한 회전 가능한 임펠러 허브(410)를 포함한다. 임펠러 허브(410)는 허브 돔(412)의 형태로 중앙이 융기된 일반적인 돔 형태이며, 허브(410)의 높이는 허브 돔(412) 또는 그 주변에서 가장 높은 지점으로부터 허브(410)의 주변(원주 방향) 에지에 있는 가장 낮은 지점으로 전환된다(도 83 참조).

[0116] 임펠러(400)는 허브(410) 상에 위치된 단일 세트의 연속 블레이드(420)를 포함한다. 각 연속 블레이드(420)는 중앙 허브 돔(412)에 더 가깝게 위치된 블레이드 루트 단부(434)로부터 아치형 경로에서 허브 주변 에지(416)를 향해 반경방향 외측으로 연장된다. 도시된 바와 같은 구성에서, 각각의 연속 블레이드(420)는 아치형 경로를 따르는, 다음과 같은 3개의 블레이드 섹션, 즉 허브 중심의 왼쪽을 향해 선형으로 연장되는 제1 섹션, 임펠러를 위에서 볼 때 실질적으로 반시계 방향으로 만곡하는 제2 섹션, 및 블레이드의 선단부(432)를 향해 실질적으로 선형으로 연장하는 제3 섹션을 포함한다. 반대의 구성이 다른 실시형태에서도 가능하다는 것을 이해해야 한다. 각 블레이드는 30˚ 내지 40˚의 코드 각도로 구성된다. 각 블레이드는 스파인의 상단 부분에서 측정된 바와 같이 루트 단부(434)로부터 블레이드의 선단부(432)까지 블레이드의 길이를 따라 감소하는 높이를 갖는다. 일부 구성에서, 각 블레이드의 스파인의 높이는 사용 시 하우징(200)의 개구(222) 또는 입구 벤트(130)와 중복되는 섹션에서 균일한 높이를 유지한다. R7 및 R8 임펠러 변형과 달리, 도 78 내지 90에 표시된 임펠러(400)는 각 블레이드의 길이를 따라 기하학적 트위스트 또는 "경사"가 없다. 오히려, 각 블레이드는 도 80, 및 85 내지 90에 도시된 단면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 허브(410)로부터 실질적으로 수직으로 상승하도록 구성된다. 이 설계는 언더컷 성형이 필요하지 않고, 그 결과의 임펠러는 앞서 설명한 임펠러 변형과 비교하여 허용 가능한 성능을 제공하므로 제조 용이성을 향상시키는 것으로 결정되었다.

추가 실시형태

[0117] 일 실시형태에서, 선풍기 어셈블리(100)에는 내부 챔버(220) 내부의 공기 흐름을 가열하도록 구성된 통합 히터가 유리하게 제공된다. 히터는 가열 요소 또는 임의의 다른 적절한 히터의 형태일 수 있으며, 사용자에 의한 온도 제어를 위한 센서 및 제어 회로가 제공된다. 히터 유닛은 바람직하게는 내부 챔버(220) 내에 선풍기 어셈블리(100)에 장착 가능하도록 구성되고, 모터(120) 및/또는 조명 기기(242)에 전력을 공급하는 동일한 전기 시스템에 연결된다. 기타 구성에서, 가열 요소는 외부 하우징(200) 아래에 위치되거나 또는 모터(120) 아래의 브래킷에 장착될 수 있다. 내부 챔버(220)의 가열된 공기 스트림 및/또는 외부 하우징(200) 주위/아래의 가열된 주변 공기(190)는 본 발명에서 직렬로 작동하는 코안다 베인으로부터 발생되는 대량 및 고속 층류 출구 기류에 의해 효과적으로 순환(그리고 따뜻한 주변 공기의 경우 흡인)될 수 있기 때문에, 통합 히터는 본 발명의 무 블레이드 선풍기 어셈블리(100) 선풍기 어셈블리(100)와 상승적으로 작동한다. 선풍기 어셈블리(100)에 히터를 통합하면, 천정 선풍기 어셈블리(100)가 따듯하거나 시원한 계절 조건에 반응하여 사용되는 것이 유리하여 일년 내내 천정 선풍기의 유용성이 확장된다.

[0118] 공기를 여과하기 위한 장치는 또한 선풍기 어셈블리(100)에 통합될 수 있다. 고효율 미립자 공기(HEPA, High Efficiency Particulate Air) 필터와 같은 멤브레인 기반 필터는 공기가 선풍기 어셈블리(100)의 외부로 순환되기 전에, 내부 챔버(220) 또는 임펠러(400) 하류의 기류로 흡인된 공기 스트림으로부터 오염 물질 입자를 여과하기 위해 기류 입구(224) 및/또는 출구 통로(168)에 근접하게 장착될 수 있다. 일 실시형태에서, 필터 부재는, 공기가 임펠러(400)의 입구에 들어가기 전에 벤트(130)의 상류 또는 벤트(130)의 하류에서 여과될 수 있도록, 기류 입구(224)의 벤트(130)에 대해 장착될 수 있다. 일부 구성에서, 전하를 사용하여 주변 공기의 오염 물질 입자를 여과하는 공기 이온화기가 선풍기 어셈블리(100)에 통합될 수 있다. 이와 관련하여, 공기 이온화기는 기류 입구(224)에 및/또는 출구 통로(168)에 근접하게 장착될 수 있다. 공기 필터 및/또는 공기 이온화기는 본 발명을 구현하는 선풍기 어셈블리(100)와 함께 상승적으로 작용하여 선풍기 어셈블리(100)가 여과 목적을 위해 주변 공기를 능동적으로 흡인하여 출력 기류에 동반함에 따라, 선풍기가 위치하는 실내의 공기 품질을 개선한다. 공기 필터 및 이온화기의 세부 사항은 당업계에서 일반적으로 사용되는 것과 동일할 수 있으므로 상세하게 설명할 필요는 없다. 이온화기 전원 및 제어 장치는 선풍기 어셈블리(100), 바람직하게는 내부 챔버(220) 내에 장착 가능하도록 구성되고, 모터(120) 및/또는 조명 기기(242)에 전력을 공급하는 동일한 전기 시스템에 연결된다.

[0119] 인터넷 라우터 및 무선 연결 기능도 선풍기 어셈블리(100)에 통합될 수 있다. 일 실시형태에서, 적절한 온-보드 무선 네트워크(Wi-Fi) 칩셋 및/또는 회로 기판은 모터(120) 아래에 장착될 수 있고, 모터(120) 및/또는 조명 기기(242)에 전력을 공급하는 동일한 전기 시스템에 연결될 수 있다. 무선 네트워크 칩셋은 선풍기 어셈블리(100)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있고, 선풍기 어셈블리(100)의 기류 특성에 심각한 악영향을 미치지 않도록 임의의 적절한 장착 위치에 배치될 수 있음을 이해해야 한다. 무선 네트워크 칩셋에는 로컬 연결 네트워크(무선 핫스팟) 및/또는 신호 리피터를 설정하는 것과 같은 기능뿐만 아니라 표준 Wi-Fi 신호 릴레이 및 전송과 호환되는 적절한 칩셋이 포함될 수 있다. 무선 칩셋의 세부 사항은 당업계의 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 것과 동일할 수 있으므로 자세히 설명하지 않아도 된다. 천정 선풍기는 일반적으로 실내에서 높은 위치에 있기 때문에 무선 네트워크 데이터의 전송 및 릴레이를 위한 Wi-Fi 라우터의 위치에 이상적인 캐리어이다(네트워크 커버 범위를 향상하고 건물 구내를 통한 도달). 무선 네트워크 기능과 천정 선풍기의 조합은 천정 장착 공간의 활용도를 높이고, 건물 구내에 걸쳐 별도의 네트워크 장치/중계기의 필요성을 줄이고 혼잡성을 줄이며 미학적으로 매력적이고 다기능적인 장치를 제공함으로써 시너지 효과를 발휘한다. 다른 실시형태에서, 블루투스 및/또는 Wi-Fi 지원 스피커는 선풍기 어셈블리(100) 아래에 장착되어, 실내 환경의 중심이 거주자가 스피커를 듣기에 이상적인 위치이므로, 블루투스 및/또는 Wi-Fi를 통해 장치를 연결하여 거주자에게 서라운드 사운드를 방출할 수 있다.

[0120] 절전 기능은 또한 본 발명을 구현하는 천정 선풍기에 통합될 수 있다. 특히, 적외선, 소나 또는 이미지 센서 형태의 모션 센서, 또는 임의의 다른 적절한 센서는 선풍기 어셈블리(100)가 장착되는 실내 또는 목표 영역 내에 움직임 또는 인간 활동을 검출하도록 선풍기 어셈블리(100)의 하부 표면에 장착될 수 있다. 선풍기 어셈블리(100)는 자동으로 전원이 켜지고 사람의 활동/움직임이 방 또는 목표 영역에서 검출될 때 미리 결정된 설정에 따라 기류를 제공하도록 프로그래밍될 수 있다. 일 구성에서, 선풍기 어셈블리(100)는 미리 결정된 기간 동안 활동이 검출되지 않을 때 전원이 꺼지도록 프로그래밍된다. 일 실시형태에서, 움직임 및 점유를 검출하기 위한 모션 센서(들)는 조명 커버(240) 내에 장착되거나 통합될 수 있고, 모터(120) 및/또는 조명 기기(242)에 전력을 공급하는 동일한 전기 시스템에 연결될 수 있다.

[0121] 선풍기 어셈블리(100)가 천정 선풍기로서 사용하기에 적용 가능한 것으로 설명되었지만, 선풍기 어셈블리(100)는 스탠딩 선충기로서 사용하기에 동일하게 적합할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일 실시형태에서, 선풍기 어셈블리(100)는 테이블 선풍기에 적합하도록 축소된 치수로 구성된다. 그러한 실시형태에서, 다운 로드(140)는 환형 루버 베인(300) 위로 도달/윤곽을 이루는 하나 이상의 아치형 아암을 갖는 테이블 마운트에 결합될 수 있다. 테이블 마운트는 선풍기 어셈블리(100)를 테이블에 안착시키기 위한 베이스를 포함한다. 대안적인 실시형태에서, 다운 로드(140)가 제거되고, 선풍기 어셈블리(100)에는 선풍기 어셈블리(100)의 하부 부분(230) 또는 조명 기기 커버에 일체로 또는 다른 방식으로 결합되도록 구성된 수직 부재가 제공된다(조명 기기가 제공되는 경우). 수직 부재는 선풍기 어셈블리(100)를 테이블에 안착시키는 베이스에 대향 단부에서 연결된다. 대안적인 실시형태에서, 선풍기 어셈블리(100)는 또한 받침대 선풍기(자립형)로서 구성될 수 있다. 이 실시형태에서, 테이블 선풍기와 관련하여 설명된 것과 유사한 장착 메커니즘은, 선풍기 어셈블리(100)의 치수, 장착 메커니즘 및 받침대 베이스가 그에 따라 조정된다는 점을 제외하고, 받침대 선풍기로 사용될 때 선풍기 어셈블리(100)에 적용될 수 있다. 선풍기 어셈블리(100)는 수직 부재에 연결된 피벗 장치에 의해 거주자가 원하는 방향으로 향하도록 회전될 수 있다. 선풍기 어셈블리 또는 조명 기기에 피벗 장치를 통합하는 기술은 당업계에 알려져 있으므로 자세히 설명할 필요는 없다.

[0122] 임펠러(400) 및 하우징(200)으로 및 그로부터의 기류에 의해 야기되는 소음을 감소시키기 위해 공지된 기술이 또한 채택될 수 있다. 선풍기 어셈블리 또는 조명 기기에 이러한 특징을 통합하는 기술은 당업계에 알려져 있으므로 자세히 설명할 필요는 없다.

[0123] 선풍기 어셈블리의 양태가 본 발명의 바람직한 실시형태에서 서로 조합하여 사용하기 위해 설명되었지만, 본 발명의 일부 양태는 본 발명에서 설명되지 않은 선풍기 어셈블리, 천정 선풍기 또는 입식 선풍기에 개별적으로 통합될 수 있는 독립형 발명으로서 및/또는 상이한 선풍기 실시형태 사이에서 사용하기에 동등하게 적합하다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다.

[0124] 본 발명의 다양한 실시형태가 위에서 설명되었지만, 그것들은 단지 예로서 제시되었고 제한이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음은 관련 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 상술한 예시적인 실시형태에 의해 제한되어서는 안 된다.

[0125] 본 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 용어 "포함하다", 및 "포함하는"과 같은 변형은 언급된 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹을 포함하지만, 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹은 제외되지 않는다는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

2: 선풍기/조명 4: 천정
6: 하우징 8: 상부 하우징 부분
10: 코안다 표면 11: 하부 림
12: 베이스 벽 13: 조명 기기
14: 내부 챔버 15: 하부 림
16: 임펠러 18: 임펠러 샤프트
20: 전기 모터 22: 브래킷
23: 만곡 스커트 24: 베어링
25: 상부 표면 26: 상부 림
28: 입구 30: 출구
32: 임펠러 축 34: 공기 스트림
36: 동반된 공기 스트림 38: 입구 통로
50: 하우징 52: 플랜지
54: 환형 출구 통로 56: 제1 베인 요소
58: 제2 베인 요소 60,70: 선단 에지
64: 제2 코안다 표면 72,73: 후단 에지
74: 제3 코안다 표면 78: 변형된 선풍기/조명
80: 조정 가능 베인 82: 피벗 연결부
84: 축 100: 선풍기 어셈블리
110: 장착 플레이트 112: 모터 장착 브래킷
120: 모터 122: 임펠러 샤프트
130: 벤트 140: 다운 로드
160: 입구 기류 168: 환형 출구 통로
170: 공기 출구 172: 출구 갭
174: 일차 기류 출구 180: 유출 공기 스트림
190: 코안다 기류 192: 동반 주변 기류
194: 일차 출구 기류 200: 하우징
210: 상부 하우징 부분 212: 하부 림
214: 상부 림 220: 내부 챔버
222: 개구 224: 기류 입구
230: 하부 부분 240: 조명 기기 커버
242: LED 조명 기기 250: 하우징 칼라
300: 베인 302: 슬리브
310: 하부 림 320: 상부 림
330: 경사 블레이드 340: 상부 표면
342: 코안다 표면 350: 하부 표면
360: 선단 에지 370: 후단 에지
390: 편향기 400: 임펠러
402: 임펠러 마운트 410: 임펠러 허브
412: 임펠러 허브 돔 414: 임펠러 허브 개구
416: 임펠러 허브 주변 에지 420: 임펠러 블레이드(연속)
422: 임펠러 블레이드(스플리터) 423: 스플릿 블레이드 루트 부분
424: 블레이드 루트 부분 426: 블레이드 중간 부분
428: 블레이드 단부 부분 430: 임펠러 블레이드 단차
432: 임펠러 블레이드 선단부 433: 블레이드 선단 돌기
434: 임펠러 블레이드 루트 단부 442: 블레이드 루트 부분 스파인
440: 블레이드 중간 부분 스파인 444: 블레이드 선단 부분 스파인
450: 블레이드 중립 지점

Claims

(i) 제1 및 제2 공기 스트림을 생성하기 위한 기류 생성 수단;
(ii) 제1 및 제2 코안다 표면; 및
(iii) 제1 및 제2 공기 스트림을 각각 제1 및 제2 코안다 표면 위로 유도하는 수단을 포함하고; 그리고
(iv) 제1 코안다 표면을 떠나는 제1 공기 스트림은 제2 코안다 표면 위를 통과하도록 유도되는 기류 장치.
제1항에 있어서,
상기 기류 생성 수단은 3개 이상의 공기 스트림을 생성하고, 각 공기 스트림은 각각의 코안다 표면 위로 유도되고, 배열은 상류 코안다 표면을 떠나는 공기 스트림이 인접한 하류 코안다 표면 위로 유도되도록 이루어지는 기류 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 코안다 표면은 제2 코안다 표면 위에 위치되어 그들 사이에 출구를 형성하고, 공기 스트림은 출구 및 제2 코안다 표면 위를 통과하도록 상기 유도 수단에 의해 유도되는 기류 장치.
제3항에 있어서,
상기 출구의 개구는 약 20mm 이하의 높이를 갖는 기류 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코안다 표면은 제2 코안다 표면에 대해 상대적으로 오프셋 되어 위치되는 기류 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
평면에서 볼 때 제1 및 제2 코안다 표면은 부분적으로 중첩되는 기류 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코안다 표면 중 적어도 하나는 볼록 형상인 기류 장치.
제7항에 있어서,
모든 코안다 표면은 볼록한 형상인 기류 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
볼록한 만곡부의 반경이 약 380mm인 기류 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코안다 표면 중 적어도 하나는 평평한 기류 장치.
제10항에 있어서,
모든 코안다 표면은 평평한 기류 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코안다 표면은 수직 축에 대해 90°미만의 각도로 하향 연장되는 기류 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 20°내지 25°인 기류 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제2 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 30°내지 35°인 기류 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면은 환형 프레임의 형태로 구성된 각각의 베인에 제공되는 기류 장치.
제15항에 있어서,
각각의 베인은 서로에 대해 동축으로 장착되는 기류 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 제1 코안다 표면의 베인은 제2 코안다 표면의 베인 직경보다 작은 직경을 갖는 기류 장치.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인의 코안다 표면은 약 390mm의 반경 방향에서 최소 폭을 갖는 기류 장치.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 가이드(들)는 제1 및 제2 코안다 표면 사이의 출구에 배열되어, 제2 코안다 표면 위를 통과하는 공기 스트림을 외측 방향으로 유도하도록 하는 기류 장치.
제19항에 있어서,
상기 외측 방향은 제2 코안다 표면의 외측 에지의 접선에 대해 90°의 반경 방향 각도인 기류 장치.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기류 생성 수단은 기류의 초기 스트림의 경로에 위치한 분할기에 의해 제1 및 제2 공기 스트림으로 분할되는 기류의 초기 스트림을 생성하도록 구성되는 기류 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 코안다 표면의 공기 입구 상류 및 코안다 표면의 공기 출구 하류를 갖는 하우징에 실질적으로 둘러싸이는 기류 장치.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
기류 발생 수단은 전기 모터에 의해 구동되는 임펠러인 기류 장치.
제23항에 있어서,
공기 입구는 임펠러 위에 위치하는 기류를 동반하기 위해 임펠러 위에 위치하는 기류 장치.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 기류 장치 및 기류 장치를 천정에 장착하기 위한 수단을 포함하는 천정 장착형 선풍기.
출구를 갖는 하우징;
출구를 통과하는 공기 스트림을 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 임펠러;
출구 내에 또는 그 출구에 인접하게 위치되고, 상기 공기 스트림이 코안다 표면 위를 통과하도록 배열되고, 사용시 주변 공기가 상기 공기 스트림 내부로 동반되는 제1 코안다 표면; 및
제1 코안다 표면을 떠나는 상기 공기 스트림이 제2 코안다 표면 위를 통과하기 위해 유도되도록 제1 코안다 표면에 인접하게 위치된 제2 코안다 표면을 포함하는 천정 선풍기.
제26항에 있어서,
상기 선풍기는 사용시에 상기 공기 스트림에 배치되도록 장착된 제1 베인 및 제2 베인을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 코안다 표면은 각각 제1 및 제2 베인 상에 배치되는 천정 선풍기.
제27항에 있어서,
상기 선풍기는 사용시 상기 공기 스트림에 배치되도록 장착된 하나 이상의 추가 베인을 포함하는 천정 선풍기.
제28항에 있어서,
하나 이상의 추가 베인 각각은 코안다 표면을 포함하고, 이들 각각은 상기 코안다 표면 중 연속되는 하나의 표면을 향해 공기를 유도하도록 작동하는 천정 선풍기.
제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인 또는 각각의 베인은 하우징에 동축으로 장착되는 천정 선풍기.
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임펠러는 사용시에 하우징 및 베인(들)에 의해 실질적으로 은폐되는 천정 선풍기.
제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인 또는 각각의 베인은 환형 프레임의 형태로 구성되는 천정 선풍기.
제26항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면은 서로에 대해 수직으로 배열된 동심 표면인 천정 선풍기.
제33항에 있어서,
상기 동심 표면들 중 적어도 하나는 동심원 링 형태인 천정 선풍기.
제33항 또는 제34항에 있어서,
더 높은 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 20°내지 25°인 천정 선풍기.
제33항 또는 제34항에 있어서,
하부 코안다 표면의 하향 연장 각도는 수직 축에 대해 약 30°내지 35°인 천정 선풍기.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면은 서로에 대해 반경 방향으로 오프셋 되어 있는 천정 선풍기.
제26항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면은 평면에서 볼 때 서로에 대해 평행하게 배치되고 부분적으로 중첩되는 천정 선풍기.
제26항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
각 연속적인 베인은 하우징 또는 선행하는 베인의 직경보다 큰 직경을 갖는 천정 선풍기.
제26항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 가이드(들)는 인접한 코안다 표면들 사이의 출구에 배열되어 공기 스트림이 코안다 하류 표면 위를 외향으로 통과하도록 유도하는 기류 장치.
제40항에 있어서,
상기 외측 방향은 제2 코안다 표면의 외측 에지의 접선에 대해 90°의 반경 방향 각도인 기류 장치.
제27항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베인 또는 각 베인의 각각의 코안다 표면은 약 390mm의 반경 방향으로 최소 폭을 갖는 천정 선풍기.
제27항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면 중 적어도 하나는 볼록 형상인 천정 선풍기.
제43항에 있어서,
모든 코안다 표면은 볼록 형상인 천정 선풍기.
제43항 또는 제44항에 있어서,
상기 볼록한 만곡부의 반경은 약 380mm인 천정 선풍기.
제27항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면 중 적어도 하나는 평평한 천정 선풍기.
제46항에 있어서,
모든 코안다 표면은 평평한 천정 선풍기.
제27항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면은 수직 축에 대해 90° 미만의 각도로 하향 연장되는 천정 선풍기.
제27항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코안다 표면 또는 각 코안다 표면은 하우징 또는 베인의 외부 표면의 일부를 형성하는 천정 선풍기.
제27항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구의 개구는 약 20mm 이하의 높이를 가지는 천정 선풍기.
제27항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선풍기를 천정에 장착하기 위한 장착 수단 및 사용시 천정에 인접하여 배치되는 입구를 포함하는 천정 선풍기.
제51항에 있어서,
상기 입구는 임펠러를 향해 하향 방향으로 주변 공기를 흡인하기 위해 임펠러 위에 배치되는 천정 선풍기.
제 27 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 베이스 벽을 포함하고, 조명 기기는 베이스 벽에 인접하게 배치되는 천정 선풍기.
출구를 갖는 하우징;
출구를 통과하는 공기 스트림을 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 임펠러; 및
사용시 상기 공기 스트림에 배치되도록 하우징에 동축으로 장착된 환형 프레임의 형태로 구성된 2개 이상의 베인으로서, 각 베인은 출구 내에 또는 출구에 인접하게 위치된 편향 표면을 포함하고, 상기 공기 스트림이 편향 표면 위로 통과하고, 상기 편향 표면 중 연속되는 하나의 편향 표면으로 유도되도록 배열되는 베인을 포함하는 천정 선풍기.
제54항에 있어서,
상기 각 편향 표면은 실질적으로 평평한 천정 선풍기.
제54항 또는 제55항에 있어서,
상기 각 편향 표면은 수직 축에 대해 90°미만의 각도로 하향 연장되는 천정 선풍기.
제54항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편향 표면은 서로에 대해 반경 방향으로 오프셋 되는 천정 선풍기.
제54항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편향 표면은 평면에서 볼 때 부분적으로 중첩되는 천정 선풍기.
제54항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임펠러는 사용시에 하우징 및 베인에 의해 실질적으로 은폐되는 천정 선풍기.
제54항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선풍기를 천정에 장착하기 위한 장착 수단 및 사용시 천정에 인접하게 배치되는 입구를 포함하는 천정 선풍기.
제54항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 베이스 벽을 포함하고, 조명 기기는 베이스 벽에 인접하게 위치되는 천정 선풍기.
제61항에 있어서,
상기 입구는 임펠러를 향하여 하향 방향으로 주변 공기를 흡인하기 위해 임펠러 위에 배치되는 천정 선풍기.
허브 부재 상에 균일하게 배치된 복수의 길이방향 연장 블레이드로서, 블레이드가 허브 부재의 융기된 중심으로부터 연속적인 아치형 경로를 따라 외측으로 방사하도록 구성되며, 아치형 경로는 30°내지 40°의 코드 각도를 따르는 블레이드를 포함하는 기류 장치용 임펠러.
제63항에 있어서,
복수의 블레이드 각각은 블레이드의 루트 단부 부분에 또는 그 부근에 위치하는 루트 부분, 본체 부분 및 선단부 부분을 포함하고, 그리고 블레이드는 그 높이가 블레이드의 루트 단부 부분에 대해 일정하게 유지되고 블레이드의 길이를 따라 본체 부분으로부터 블레이드의 선단 부분을 향해 점차적으로 감소하도록 구성되는 기류 장치용 임펠러.
제64항에 있어서,
블레이드 중 적어도 하나는 블레이드의 선단부 부분에 또는 그 부근에 블레이드의 스파인을 따라 단차를 포함하는 기류 장치용 임펠러.
제64항 또는 제65항에 있어서,
블레이드들 중 적어도 하나는 블레이드의 루트 단부 부분에 또는 그 부근에 임펠러의 시계 방향 회전에 대한 전방 경사 에지 및 블레이드의 선단에 또는 그 부근에 임펠러의 시계 방향 회전에 대한 후방 경사 에지로 구성되는 기류 장치용 임펠러.
제63항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 블레이드는 위에서 볼 때 허브 부재의 중심에 대해 반시계 방향 아치형 경로를 따르는 기류 장치용 임펠러.
제63항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 블레이드 각각의 선단은 허브 부재의 주변 에지를 넘어 연장되는 기류 장치용 임펠러.
제63항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임펠러 허브 부재는 약 400 mm의 직경으로 구성되는 기류 장치용 임펠러.
제63항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허브 부재의 중심은 약 90mm의 직경을 갖는 돔으로 구성되는 기류 장치용 임펠러.
제63항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허브 부재는 모터 유닛을 수용하기 위한 공동으로 구성되는 기류 장치용 임펠러.