TWM460938U - 風扇元件及用於風扇元件的噴嘴 - Google Patents

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Roy Edward Poulton
Alan Howard Davis
Joseph Eric Hodgetts
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Dyson Technology Ltd
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Description

風扇元件及用於風扇元件的噴嘴
本實用新型涉及一種用於風扇元件的噴嘴，和包括這樣的噴嘴的風扇組件。
 背景技術
傳統的家用風扇通常包括一組安裝成用於繞軸線旋轉的葉片或槳葉、以及用於旋轉葉片組以產生空氣流動的驅動裝置。空氣流的運動和迴圈產生了“風冷”效果或微風，且作為結果，由於熱量通過對流和蒸發消散，用戶體驗了降溫效果。葉片通常位於籠中，籠在防止用戶於風扇使用中和旋轉中的葉片接觸的同時允許空氣流動穿過殼體。
US2488467描述了一種不使用被籠收納的葉片從風扇元件中將空氣吹出的風扇。反而，風扇組件包括基底，該基底容納馬達驅動的葉輪以將空氣流抽吸進入基底，和連接到基底的一系列同心環形噴嘴，該環形噴嘴每一個包括環形出口，環形出口定位在風扇前部用於從風扇發射空氣流。每一個噴嘴繞孔軸線延伸以限定孔，噴嘴繞該孔延伸。
每一個噴嘴為翼型形狀。該翼型可被認為具有引導邊緣，拖尾邊緣和翼弦線，該引導邊緣位於噴嘴的後部，該拖尾邊緣位於噴嘴的前部，該翼弦線在引導邊緣 和拖尾邊緣之間延伸。在US2488467中，每個噴嘴的翼弦線平行於噴嘴的孔軸線。出氣口位於翼弦線上且被佈置在遠離噴嘴且沿翼弦線延伸的方向發射空氣流。
另一風扇元件被描述在WO2010/100451中，該風扇元件沒有使用被籠收納的葉片從風扇元件將空氣吹出。這個風扇元件包括圓柱形基底以及單一的環狀噴嘴，圓柱形基底還收納有馬達驅動的葉輪，以將主空氣流吸入基底中，單一的環狀噴嘴被連接至基底，且包括環狀嘴部，通過該嘴部主空氣流從風扇噴射出。噴嘴限定了開口，風扇組件所處的環境中的空氣由嘴部噴出的主空氣流吸入通過開口，將主空氣流放大。該噴嘴包括科恩達表面，嘴部被佈置為引導主空氣流流過科恩達表面上方。科恩達表面關於開口的中心軸線對稱地延伸，以使得由風扇元件產生的空氣流表現為具有圓柱形或截頭圓錐形分佈的環狀氣流。
用戶能夠以兩種方法中的一種改變空氣流從噴嘴噴射出的方向。基底包括擺動機構，該擺動機構可被促動以使得噴嘴和基底的一部分繞穿過基底中心的縱向軸線擺動以便風扇元件產生的空氣流以約180°的弧度掃掠。基底還包括傾斜機構，該傾斜機構還允許噴嘴和基底的上部部分相對於基底的下部部分以與水準成高至10°的角度傾斜。
本實用新型提供了一種用於風扇元件的噴嘴，該噴嘴包括進氣口，出氣口，用於將空氣從進氣口傳輸到出氣口的內部通道，環狀內壁，繞內壁延伸的外壁，流體控制埠，流體控制腔以及控制器件，內部通道位於內壁和外壁之間，內壁至少部分地限定孔，來自噴嘴外部的空氣穿過該孔被從出氣口噴射出的空氣抽吸，流體控制埠位於出氣口下游，流體控制腔用於將空氣傳輸到流體控制埠，控制器件用於選擇性地阻止空氣流動穿過流體控制埠。
通過選擇性地阻止空氣流動穿過流體控制埠，從出氣口噴射出的空氣流的輪廓可被改變。對空氣流動穿過流體控制埠的阻止可具有改變跨過從噴嘴噴射出的空氣流的壓力梯度的效果。壓力梯度的改變可導致力的產生，該力作用於噴射出的空氣流上。這個力的作用可導致空氣流沿期望方向運動。
噴嘴優選包括位於出氣口下游的引導表面。引導表面可定位為鄰近出氣口。出氣口可被佈置為引導空氣流越過引導表面。流體控制埠可位於出氣口和引導表面之間。例如，流體控制埠可定位為鄰近出氣口。
流體控制埠可被佈置為引導空氣越過引導表面。流體控制埠可位於出氣口和引導表面之間。替代地，流體控制埠可位於引導表面內，且在引導表面至少一部分的下游。
噴嘴包括單個引導表面，但在一個實施例中，噴嘴 包括兩個引導表面，其中出氣口被佈置在兩個引導表面之間噴射出空氣流。流體控制腔可包括定位為鄰近第一引導表面的第一流體控制埠和定位為鄰近第二引導表面的第二流體控制埠。替代地，噴嘴可包括第一流體控制腔和第二流體控制腔，其中每個流體控制腔具有定位為鄰近相應引導表面的相應流體控制埠。
當從流體控制埠的每個中噴射出的空氣與從出氣口噴射出的空氣結合時，從噴嘴噴射出的空氣流將趨向於附著到兩個引導表面中的一個上。空氣流附著到的引導表面可取決於大量設計參數中的一個或多個，比如空氣穿過流體控制埠的流動速率，空氣從流體控制埠噴射出的速度，出氣口的形狀，出氣口相對於引導表面的方位以及引導表面的形狀。
當空氣穿過流體控制埠中的一個的流動被阻止(例如通過封閉流體控制埠中的一個或通過阻止空氣流動穿過被連接到該流體控制埠的流體控制腔)時，跨從噴嘴噴射出的空氣流的壓力梯度被改變。例如，如果基本沒有空氣從鄰近第一引導表面的第一流體控制埠噴射出，相對低的壓力可產生於鄰近該第一引導表面處。由此產生的跨過空氣流的壓力差產生力，該力將空氣流促向第一引導表面。當然，取決於前述設計參數，空氣流可能已經被附著到那個表面，在這種情況下當空氣穿過第一流體控制埠的流動被阻止時空氣流保持被附著到該引導表面。當空氣穿過流體控制埠的流動隨後被切換
使得基本沒有空氣從第二流體控制埠噴射出，但空氣從第一流體控制埠噴射出時，跨過空氣流的壓力差被反向。這進而產生力，該力將空氣流促向第二引導表面，空氣流可被附著到該第二引導表面。空氣流優選從第一引導表面分離。
在另一方面，根據從“打開”的流體控制埠噴射出的空氣的流動速率和/或速度，從流體控制埠噴射出的空氣流可被附著到定位為鄰近該流體控制埠的引導表面。在這種情況下，從出氣口噴射出的空氣流可被夾帶在從流體控制埠噴射出的空氣流內。
在任一情況下，從噴嘴噴射出空氣的方向取決於空氣流所附著的引導表面的形狀。例如，引導表面可相對於孔軸線向外成錐形以便從噴嘴噴射出的空氣流具有向外張開的輪廓。替代地，引導表面可相對於孔軸線向內成錐形以便從噴嘴噴射出的空氣流具有向內成錐形的輪廓。在噴嘴包括兩個這樣的引導表面的情況下，一個引導表面可朝向孔成錐形，另一個引導表面可遠離孔成錐形。引導表面可為截頭錐形形狀或可為彎曲的。在一個實施例中，引導表面為凸形。引導表面可被切面，其中每個切面為直的或彎曲的。
如上所述，通過選擇性地阻止來自流體控制埠的空氣流，從出氣口噴射出的空氣流可被附著到引導表面或從引導表面分離。這個或每個流體控制埠可位於出氣口和引導表面之間，從而可被佈置為噴射空氣越過引導表面。
在阻止空氣流動穿過流體控制埠導致該空氣流被從第一引導表面分離，但沒有附著到第二引導表面的情況下，空氣從噴嘴噴射出的方向可取決於參數(比如出氣口相對於噴嘴的孔軸線的傾斜度)。例如，出氣口可被佈置為沿朝向孔軸線延伸的方向噴射空氣。
出氣口優選為槽的形式。內部通道優選圍繞噴嘴的孔。出氣口優選至少部分地繞孔延伸。例如，噴嘴可包括單個出氣口，該出氣口至少部分地繞孔延伸。例如，出氣口還可圍繞孔。孔可以在垂直於孔軸線的平面中具有圓形橫截面，且所以出氣口可為圓形形狀。替代地，噴嘴可包括多個出氣口，該多個出氣口被繞孔間隔開。
噴嘴可成形以限定孔，該孔可在垂直於孔軸線的平面中具有非圓形的橫截面。例如，該橫截面可為橢圓形或矩形。噴嘴可具有兩個相對長的直的部分、上部彎曲部分和下部彎曲部分，其中每個彎曲部分連接直的部分的相應端部。此外，噴嘴可包括單個出氣口，該出氣口至少部分地繞孔延伸。例如，噴嘴的直的部分和上部彎曲部分中的每個可包括該出氣口的相應部分。替代地，噴嘴可包括兩個出氣口，每個用於噴出空氣流的相應部分。噴嘴的每個直的部分可包括這兩個出氣口中的相應一個。
引導表面優選至少部分地繞孔延伸，更優選圍繞孔。在噴嘴包括兩個引導表面的情況下，第一引導表面優選至少部分地繞第二引導表面延伸，更優選圍繞第二 引導表面延伸，以便第二引導表面位於孔和第一引導表面之間。
噴嘴可方便地利用環狀前殼體區段形成，該環狀前殼體區段限定了出氣口且具有第一環狀表面和第二環狀表面，該第一環狀表面限定了第一引導表面，該第二環狀表面被連接到第一環狀彎曲表面且繞其延伸且限定了第二引導表面。殼體區段的兩個環狀表面由在環狀表面之間延伸且跨過出氣口的多個輻條或腹板連接。結果，當空氣流的每個部分被附著到第一引導表面時，空氣可從噴嘴噴射出，該空氣具有朝向孔軸線向內成錐形的輪廓，然而，當空氣流的每個部分被附著到第二引導表面時，空氣可從噴嘴噴射出且具有遠離孔軸線向外成錐形的輪廓。
從噴嘴發射的空氣，後文中稱為主空氣流，其夾帶噴嘴附近的空氣，其由此作用為將主空氣流和夾帶的空氣兩者都提供給用戶的空氣放大器。夾帶的空氣在此處被稱作輔助空氣流。輔助空氣流抽吸自噴嘴周圍的室內空間、區域或外部環境。該主空氣流和夾帶的輔助空氣流匯合，以形成混合或總空氣氣流，或氣流，從噴嘴前部向前噴出。
主空氣流從噴嘴發射所沿的方向的變化可以改變主空氣流對輔助空氣流的夾帶的程度，且由此改變由風扇元件產生的組合空氣流的流動速率。
不希望受限於任何理論，我們認為主空氣流對輔助 空氣流的夾帶的程度與從噴嘴發射的主空氣流的外部輪廓的表面面積的大小相關。對於進入噴嘴的空氣的給定的流動速率，當主空氣流向外成錐形或張開時，外部輪廓的表面面積相對較高，促進主空氣流和噴嘴周圍的空氣的混合且由此增加組合空氣流的流動速率，相反，當主空氣流向內成錐形時，外部輪廓的表面面積相對較小，減少了主空氣流對輔助空氣流的夾帶且從而降低了組合空氣流的流動速率。穿過噴嘴的孔的空氣流動的引入也可被削弱。
通過改變空氣流從噴嘴噴射出的方向而增加由噴嘴產生的組合空氣流的流動速率(如在垂直於孔軸線且從出氣口的平面向下游偏移的平面上測量)具有減小在該平面上的組合空氣流的最大速度的效果。這可使噴嘴適用於產生相對擴散的空氣流動，其穿過房子或辦公室用於使鄰近噴嘴的大量用戶涼爽。另一方面，降低由噴嘴產生的組合空氣流的流動速率具有增大組合空氣流的最大速度的效果。這可以使得噴嘴適用於產生空氣流動以快速涼爽位於噴嘴前方的用戶。噴嘴產生的空氣流的輪廓可通過選擇性地允許或阻止空氣流動通過流體控制埠而在這兩個不同輪廓之間迅速地切換。
出氣口(一個或多個)和引導表面(一個或多個)的幾何形狀可至少部分地控制噴嘴產生的空氣流的兩個不同輪廓。例如，當觀察沿穿過孔軸線且基本位於噴嘴的上部和下部端部之間的中途的平面的橫截面時，第 一引導表面的曲率可不同於第二引導表面的曲率。例如，在這個橫截面中，第一引導表面可具有比第二引導表面更高的曲率。
出氣口(一個或多個)可被配置為，對於每個出氣口，引導表面中的一個比另一個引導表面更接近於該出氣口。替代地，或附加地，出氣口可被佈置為使得引導表面中的一個比另一個更接近於假想的彎曲表面，該假想的彎曲表面繞孔軸線延伸且平行於孔軸線且居中地穿過出氣口以便大致描繪從出氣口噴射出的空氣流的輪廓。
控制器件優選具有第一狀態和第二狀態，第一狀態阻止空氣流動穿過流體控制埠，第二狀態允許空氣流動穿過流體控制埠。控制器件可為閥的形式，其包括用於封閉流體控制腔的進氣口的閥體和用於將閥體相對於進口運動的致動器。替代地，閥體可被佈置為封閉流體控制埠。閥可為手動操作閥，其被用戶推，拉或以其他方式在這兩個狀態之間運動。在一個實施例中，閥可為電磁閥，其可由用戶遠端地促動，例如使用遙控設備或通過操作位於風扇元件上的按鈕或其他開關。
流體控制腔可具有位於噴嘴的外表面上的進氣口。在這種情況下，由內部通道接收的所有空氣流可從出氣口(一個或多個)噴射出。然而，流體控制腔優選被佈置為接收來自內部通道的流體控制空氣流。在這種情況下，由內部通道接收的空氣流的第一部分可選擇性 地被允許進入流體控制腔以形成流體控制空氣流，其中剩餘的空氣流穿過出氣口從內部通道噴射出在出氣口下游與流體控制空氣流重新組合。
內部通道可通過噴嘴的內壁從流體控制腔分隔開。這個壁優選包括流體控制腔的進氣口。流體控制腔的進氣口優選定位為鄰近噴嘴的基底，空氣流通過該基底進入噴嘴。
流體控制腔可與內部通道相鄰地延伸穿過噴嘴。因此，流體控制腔可至少部分地繞噴嘴的孔延伸，且可圍繞孔。
如上所述，噴嘴可包括定位為鄰近出氣口的第二流體控制埠和用於將空氣傳輸到第二流體控制埠以使從出氣口噴射出的空氣流偏斜的第二流體控制腔。該第二流體控制埠優選位於出氣口和第二引導表面之間。
控制器件可被佈置為選擇性地阻止空氣流動穿過第二流體控制埠。控制器件可具有第一狀態和第二狀態，第一狀態阻止空氣流動穿過第一流體控制埠，第二狀態阻止空氣流動穿過第二流體控制埠。例如，控制器件的狀態可通過調整單個閥體的位置來控制。替代地，控制器件可包括第一閥體，第二閥體以及致動器，第一閥體用於封閉第一流體控制腔的進氣口，第二閥體用於封閉第二流體控制腔的進氣口，致動器用於將閥體相對於進氣口運動。不是封閉相應流體控制腔的進氣口，控制器件可被佈置為封閉第一和第二流體控制埠中的選 定的一個。
與第一流體控制腔一樣，第二流體控制腔可具有位於噴嘴的外表面上的進氣口。然而，噴嘴優選包括器件，比如多個內壁，用於將噴嘴的內部空間分為內部通道和兩個流體控制腔。
第二流體控制腔的進氣口優選定位為鄰近噴嘴的基底。第二流體控制腔還可與內部通道相鄰地延伸穿過噴嘴。因此，第二流體控制腔可至少部分地繞噴嘴的孔延伸且可圍繞孔。出氣口(一個或多個)可位於流體控制腔之間。
內部通道可包括器件，用於加熱從噴嘴接收的空氣流的至少一部分。
在第二方面，本實用新型提供了一種風扇元件，該風扇元件包括葉輪，用於旋轉葉輪以產生空氣流的馬達，如上述的用於接收空氣流的噴嘴以及用於控制馬達的馬達控制器。馬達控制器可被佈置為當控制器件被用戶操作時自動地調整馬達的速度。例如，馬達控制器可被佈置為當控制器件被操作為將由噴嘴產生的空氣流朝向孔軸線匯聚時降低馬達的速度。
以上結合本實用新型的第一方面所描述的特徵可被等同地應用於本實用新型的第二方面，反之亦然。
圖1是風扇組件10的外部視圖。風扇組件10包括 體部12和環狀噴嘴16，該體部12包括進氣口14，穿過進氣口14空氣流進入風扇組件10，該環狀噴嘴16被安裝在體部12上。噴嘴16包括用於從風扇組件10噴射出空氣流的出氣口18。
體部12包括基本圓柱形的主體部部分20，其安裝在基本圓柱形的下體部部分22上。該主體部部分20以及下體部部分22優選地具有基本相同的外徑，以使得上體部部分20的外表面基本和下體部部分22的外表面平齊。主體部部分20包括進氣口14，主空氣流穿過該進氣口14進入風扇組件10。在該實施例中，進氣口14包括形成在主體部部分20中的孔陣列。可替換地，進氣口14可包括一個或多個格柵或網格，其被安裝在形成於主體部部分20內的視窗部內。主體部部分20在其上端敞開(如圖所示)，以提供出氣口23(在圖2中示出)，空氣流穿過該出氣口排出體部12。出氣口23可被提供在位於噴嘴16和主體部部分20之間的可選的上體部部分中。
下體部部分22包括風扇元件10的使用者介面。該使用者介面包括多個使用者可操作按鈕24、26，讓使用者控制風扇元件10的各種功能的撥盤28，以及連接至按鈕24、26以及撥盤28的使用者介面控制電路30。下體部部分22還包括視窗32，來自遙控器(未顯示)的信號穿過該視窗32進入風扇元件10。下體部部分22被安裝在底板34上，底板34用於和風扇元件10所處的表面相接合。
圖2示出了通過風扇元件10的截面圖。下體部部分22容納有主控制電路，主控制電路總體地以附圖標記36示出，其被連接至使用者介面控制電路30。回應按鈕24、26以及撥盤28的操作，使用者介面控制電路30被佈置為將合適的信號傳輸至主控制電路36，以控制風扇元件10的各種運行。
下體部部分22還容納有由附圖標記38總體地示出的機構，用於使主體部部分20相對於下體部部分22擺動。擺動機構38的運行被主控制電路36回應於按鈕26的使用者操作而控制。主體部部分20相對於下體部部分22的每一個擺動週期的範圍優選地在60°至180°之間，且在該實施例中為約90°。用於為風扇元件10提供電力的主電源電纜39延伸穿過形成於下體部部分22內的孔。電纜39被連接至插座(未示出)，以和主電源相連接。
主體部部分20容納有葉輪40，葉輪40用於抽吸空氣經過進氣口14進入體部12內。優選地，葉輪40為混流葉輪的形式。葉輪40連接到旋轉軸42，該軸自馬達44向外延伸。在該實施例中，馬達44為DC無刷馬達，其速度可被主控制電路36回應於撥盤28的用戶操作進行變動。馬達44被容納在馬達桶內，該馬達桶包括被連接到下部部分48的上部部分46。馬達桶的該上部部分46包括擴散器50。擴散器50為環形盤的形式，其具有彎曲葉片。
馬達桶位於大體為截頭錐形的葉輪殼體52內，且被安裝在其上。葉輪殼體52繼而被安裝在多個(在此示例中為3個)角度間隔開的支撐部54上，支撐部位於基底12的主體部部分20內，且被連接至該主體部部分。葉輪40以及葉輪殼體52被成形為使得葉輪40和葉輪殼體52的內表面緊密靠近，但不發生接觸。基本環形的入口構件56被連接至葉輪殼體52的底部，以將空氣引入葉輪殼體52中。電纜58從主控制電路36穿過形成於主體部部分20以及體部12的下體部部分22內、以及葉輪殼體52和馬達桶內的孔，到達馬達44。
優選地，體部12包括吸音泡沫材料，以降低由體部12發出的噪音。在該實施例中，體部12的主體部部分20包括位於進氣口14之下的第一環狀泡沫材料構件60，以及位於葉輪殼體52和入口構件56之間的第二環狀泡沫材料構件62。
返回到圖1至圖4，噴嘴16具有環形形狀。噴嘴16繞孔軸線X延伸以限定噴嘴16的孔64。在該實施例中，孔64具有大體細長的形狀，具有大於噴嘴16的寬度(在噴嘴16的側壁之間延伸的方向測量)的高度(在從噴嘴的上端延伸到噴嘴16的下端的方向測量)。噴嘴16包括基底66，基底66被連接至體部12的主體部部分20的開口上端，且具有用於接收來自體部12的空氣流的開口下端68。如上所述，噴嘴16具有用於從風扇元件10噴射出空氣流的出氣口18。出氣口18定位在噴 嘴16的前端70附近且優選為繞孔軸線X延伸的槽的形式。出氣口18優選具有相對不變的寬度，其範圍為0.5至5mm。
噴嘴16包括環狀後殼體區段72，環狀內部殼體區段74和環狀前殼體區段76。後殼體區段72包括噴嘴16的基底66。雖然此處描述的每個殼體區段是單一部件，一個或多個殼體區段可由多個部件連接在一起而形成，例如使用粘合劑。後殼體區段72具有環狀內壁78和環狀外壁80，外壁80在後殼體區段72的後端82處被連接到內壁78。內壁78限定了噴嘴16的孔64的後部部分。內壁78和外壁80一起限定噴嘴16的內部通道84。在該實施例中，內部通道84為環形形狀，圍繞噴嘴16的孔64。內部通道64的形狀由此遵循內壁78的形狀，因此具有位於孔64的相對側邊上的兩個直的部分，連接直的部分的上端的上部彎曲部分，以及連接直的部分的下端的下部彎曲部分。空氣從內部通道84噴射出穿過出氣口18。出氣口18朝向出口孔口減縮，該出口孔口具有範圍為1至3mm的寬度W1 。
出氣口18由噴嘴16的前殼體區段76限定。前殼體區段76為基本環狀形狀，且具有環形內壁88和環形外壁90。內壁88限定了噴嘴16的孔64的前部部分。出氣口18位於前殼體區段76的內壁88和外壁90之間。
出氣口18位於形成外壁90的內表面的一部分的第一引導表面92和形成內壁88的內表面的一部分的第二 引導表面94後面。出氣口18由此被佈置為在引導表面92,94之間噴射空氣流。在該實施例中，每個引導表面92,94為凸狀形狀，其中第一引導表面92遠離孔軸線X彎曲和第二引導表面94朝向孔軸線X彎曲。替代地，每個引導表面92,94可被切面(faceted)。如圖7中所示，當在沿穿過孔軸線X且位於噴嘴16的上端和下端之間的大致中途的平面的橫截面中觀察時，引導表面92,94可具有不同的曲率；在該實施例中，第一引導表面92具有比第二引導表面94更大的曲率。
一系列的腹板96將內壁88連接到外壁90。腹板96優選與內壁88和外壁90兩者一體，且約為1mm的厚度。腹板96還從壁88,90延伸到出氣口88且穿過出氣口18以連接出氣口18到壁88,90。腹板96還可由此用於引導空氣從內部通道84流動穿過出氣口18以便它從噴嘴16沿基本平行於孔軸線X的方向噴射出。腹板96還可用於控制出氣口的寬度。在內壁88和外壁90由獨立的部件形成的情況下，腹板96可由一系列間隔件代替，該系列間隔件位於壁88,90中的一個上，用於接合壁88,90中的另一個以促使壁分開從而確定出氣口18的寬度。
如圖5中所示，在這個實施例中，出氣口18繞噴嘴16的孔軸線X部分地延伸以便僅僅從內部通道84的直的部分和上部彎曲部分接收空氣。前殼體區段76的下部彎曲部分被成形以形成屏障98，屏障98阻止空 氣從前殼體區段76的下部彎曲部分發射。當噴嘴16具有細長形狀時，這可允許從噴嘴16噴射出的空氣流的輪廓被更精細地被控制；否則存在空氣以相對陡峭角度朝向孔軸線X向上噴射的趨勢。屏障98在圖2中示出，且具有與腹板96形狀相同的橫截面形狀，該腹板96被沿出氣口18的長度週期性地佈置。
回到圖7，在製造期間，內部殼體區段74被插入後殼體區段72。內部殼體區段74具有環狀外壁100和環狀內壁102，外壁100接合後殼體區段72的外壁80的內表面，內壁102接合後殼體區段72的內壁88的內表面。肩部形成在壁100,102的前端上以提供擋止構件，用於限制內部殼體區段74到後殼體區段72中的插入，其可使用粘合劑被連接到後殼體區段72。內部殼體區段74具有後壁104，後壁104在壁100,102的後端之間延伸。形成在後壁104的孔106允許空氣從內部通道84流到出氣口18。此外，孔106繞噴嘴16的孔軸線X部分地延伸以便僅僅從內部通道84的直的部分和上部彎曲部分傳輸空氣到出氣口18。相對短的腹板108可被沿孔106的長度週期性地佈置以控制孔106的寬度。如圖9中所示，這些腹板108之間的間距與腹板96之間的間距基本相同，以便當內部殼體區段74完全插入後殼體區段72時每個腹板96的端部鄰接相應的腹板108的端部。前殼體區段76於是被附接到後殼體區段72，例如使用粘合劑，從而內部殼體區段74被後殼 體區段72和前殼體區段76包圍。
除了內部通道84之外，噴嘴限定了第一流體控制腔110。第一流體控制腔110是環形形狀，且繞噴嘴16的孔64延伸。第一流體控制腔110由出氣口18，前殼體區段76的外壁90以及內部殼體區段74的外壁100和後壁104界定。第一流體控制器110被佈置為將空氣傳輸到定位為鄰近第一引導表面92的流體控制埠111。流體控制埠111位於出氣口18和第一引導表面92之間且被佈置為將空氣從第一流體控制腔110傳輸越過第一引導表面92。
在該實施例中，噴嘴16還限定第二流體控制腔112。第二流體控制腔112也是環形形狀，且繞噴嘴16的孔64延伸。第一流體控制腔110繞第二流體控制腔112延伸。第二流體控制腔112由出氣口18，前殼體區段76的內壁88以及內部殼體區段74的內壁102和後壁104限定。第二流體控制器112被佈置為將空氣傳輸到定位為鄰近第二引導表面94的流體控制埠113。流體控制埠113位於出氣口18和第二引導表面94之間且被佈置為將空氣從第二流體控制腔112傳輸越過第二引導表面94。
空氣穿過形成在內部殼體區段74的後壁104中的相應進氣口116,118進入流體控制腔110,112中的每個。如圖2，圖3，圖9和圖11中所示，進氣口116,118每個被佈置為接收來自內部通道84的下部彎曲部分的空氣。
噴嘴16包括控制機構120，控制機構120用於控制空氣穿過流體控制腔110,112的流動。在該實施例中，控制機構120被佈置為選擇性地阻止空氣流動穿過流體控制埠111,113中的一個同時允許空氣流動穿過流體控制埠111,113中的另一個。例如，在第一狀態中，控制機構120被佈置為阻止空氣流動穿過第一流體控制腔110，然而在第二狀態中控制機構120被佈置為阻止空氣流動穿過第二流體控制腔112。
如圖2，圖3，圖8和圖9中更明顯的示出，控制機構120主要定位在噴嘴16的後殼體區段72內。控制機構120包括第一閥體122和第二閥體124，第一閥體用於封閉第一流體控制腔110的進氣口116，第二閥體用於封閉第二流體控制腔112的進氣口118。控制機構120還包括致動器126，致動器136用於將閥體122,124朝向或遠離它們的相應的進氣口116,118運動。在該實施例中，致動器126是馬達驅動齒輪裝置。齒輪裝置被配置為以便當馬達沿第一方向被驅動時，第一閥體122朝向內部殼體區段74的後壁104運動以封閉第一流體控制腔110的進氣口116，同時第二閥體124運動遠離內部殼體區段74的後壁104以打開第二流體控制腔112的進氣口118。當馬達沿與第一方向相反的第二方向被驅動時，第一閥體122運動遠離內部殼體區段74的後壁104以打開第一流體控制腔110的進氣口116，同時第二閥體124朝向內部殼體區段74的後壁104運動以 封閉第二流體控制腔112的進氣口118。
致動器126的馬達可由主控制電路36或內部電源(比如蓄電池組)供給電力。替代地，齒輪裝置可手動驅動。致動器126可由用戶使用杆128操作，該杆突出穿過位於噴嘴16的基底66中的小孔130。替代地，致動器126可使用位於風扇元件10的體部12的下部殼體區段22上的附加按鈕和/或使用位於遙控器上的按鈕操作。在這種情況下，使用者介面控制電路30可傳輸適當的信號到主控制電路36，其命令主控制電路36操作致動器126以將控制機構120放置在它的第一和第二狀態中的選定的一個中。
為了操作風扇元件10，使用者可按下使用者介面中的按鈕24。使用者介面控制電路30將該動作通訊至主控制電路36，響應於該動作，主控制電路34促動馬達44，以旋轉葉輪40。葉輪40的旋轉導致主空氣流或第一空氣流經過進氣口14被吸入體部12內。使用者可通過操控使用者介面的撥盤28來控制馬達44的速度，且由此控制空氣通過進氣口14被吸入體部12內的速率。根據馬達44的速度，由葉輪40產生的空氣流的流動速率可能在每秒10到40升之間。空氣流順序地穿過葉輪殼體52以及位於主體部部分20的開口上端處的出氣口23，以進入噴嘴16的內部部道84。
在該實施例中，當風扇元件10被開啟時控制機構被佈置在第一和第二狀態之間的狀態。在這種狀態下， 控制機構120允許空氣被傳輸穿過進氣口116,118中的每個。控制機構可被佈置為當風扇元件10被關閉時運動到這種狀態以便當風扇元件10下次開啟時控制機構自動地處於這種初始狀態。
在控制機構處於這種初始狀態的情況下，空氣流的第一部分穿過進氣口116以形成穿過第一流體控制腔110的第一流體控制空氣流。空氣流的第二部分穿過進氣口118以形成穿過第二流體控制腔112的第二流體控制空氣流。空氣流的第三部分保持在內部通道84中，其中空氣流的第三部分被分為兩股氣流，兩股氣流繞噴嘴16的孔64沿相反方向行進。這兩股氣流的每股進入內部通道84的兩個直的部分中的相應的一個，且沿基本垂直方向向上朝向上部彎曲部分的朝向上部彎曲部分傳輸穿過這些部分中的每個。當氣流經過內部通道84的直的部分和上部彎曲部分時，空氣通過出氣口18被噴出。
在第一流體控制腔110內，第一流體控制空氣流被分成兩股氣流，兩股氣流也沿相反的方向環繞噴嘴16的孔64行進。如在內部通道84中那樣，這兩股氣流的每股進入第一流體控制腔110的兩個直的部分中的相應的一個，且沿基本垂直方向向上朝向第一流體控制腔110的上部彎曲部分傳輸穿過這些部分中的每個。當氣流穿過第一流體控制腔110的直的部分和上部彎曲部分時，空氣從鄰近第一引導表面92的第一流體控制埠111 噴射出，且優選沿第一引導表面92噴射出。在第二流體控制腔112內，流體控制空氣流被分成兩股氣流，兩股氣流沿相反的方向環繞噴嘴16的孔64行進。這兩股氣流的每股進入第二流體控制腔112的兩個直的部分中的相應的一個，且沿基本垂直方向向上朝向上部彎曲部分傳輸穿過這些部分中的每個。當氣流穿過第二流體控制腔112的直的部分和上部彎曲部分時，空氣從鄰近第二引導表面94的流體控制埠113噴射出，且優選沿第二引導表面94噴射出。流體控制空氣流由此與從出氣口18噴射出的空氣匯合以重新組合由葉輪產生的空氣流。
從出氣口18噴射出的空氣流被附著到第一和第二引導表面92,94中的一個。在該實施例中，噴嘴16的尺寸和出氣口18的位置被選擇以確保當控制機構120在它的初始狀態時空氣流自動地附著到兩個引導表面中的一個。出氣口18被定位為使得在出氣口和第一引導表面92之間的最小距離W2 不同於在出氣口18和第二引導表面94之間的最小距離W3 。距離W2 ，W3 可採取任何選定的尺寸。在該實施例中，這些距離W2 ，W3 中的每個也優選在範圍1至3mm，且繞孔軸線X基本不變。出氣口18還被定位為使得引導表面92,94中的一個定位為比另一個更靠近假想的彎曲表面P1 ，該表面P1 繞孔軸線X延伸且平行於孔軸線X且居中地穿過出氣口18。該表面P1 在圖7中示出且大致描述了從出氣 口18噴射出的空氣的輪廓。在該實施例中，平面P1 和第一引導表面92之間的最小距離W4 大於在平面P1 和第二引導表面94之間的最小距離W5 。
結果，當風扇組件10剛啟動時，從噴嘴16噴射出的空氣流趨向於附著到第二引導表面94。當從噴嘴16噴射出時空氣流的輪廓和方向於是取決於第二引導表面94的形狀。如上所述，在該實施例中，第二引導表面94朝向噴嘴16的孔軸線X彎曲，且所以從噴嘴16噴射出的空氣流具有沿P2 指示的路徑朝向孔軸線X向內成錐形的輪廓。
空氣流從出氣口18的發射導致通過從外部環境夾帶而產生輔助空氣流。空氣被從噴嘴的前面或前面周圍的環境穿過噴嘴16的孔64吸入空氣流。輔助空氣流和從噴嘴16發射出的空氣流匯合，以產生混合或總空氣流，或氣流，從風扇組件10向前噴出。在空氣流朝向孔軸線X向內傾斜的情況下，它的外部輪廓的表面面積是相對低的，其進而導致從噴嘴16前面區域的空氣的相對低的夾帶和穿過噴嘴16的孔64的空氣的相對低的流動速率，所以由風扇元件10產生的混合空氣流具有相對低的流動速率。然而，對於通過葉輪產生的主空氣流的給定的流動速率，由風扇元件10產生的組合空氣流的流動速率的降低與在位於噴嘴下游的固定的平面上受到的組合空氣流的最大速度的增加相關聯。連同朝向孔軸線X的空氣流的方向，這可使組合空氣流適合用 於迅速涼爽位於風扇元件前面的使用者。
如果控制機構120的致動器126被操作以控制機構置於它的第一狀態中，第二閥體124運動遠離內部殼體區段74的後部表面104以將第二流體控制腔112的進氣口118保持在打開狀態。同時地，第一閥體122朝向後部表面104運動以封閉第一流體控制腔110的進氣口116。作為結果，僅空氣流的單個部分從內部通道轉向離開以形成穿過第二流體控制腔112的流體控制空氣流。
如上所述，在第二流體控制腔112內，流體控制空氣流被分成兩股氣流，所述兩股氣流沿相反的方向環繞噴嘴16的孔64行進。這些氣流的每股進入第二流體控制腔112的兩個直的部分中的相應的一個，且沿基本垂直方向向上朝向上部彎曲部分傳輸穿過這些部分中的每個。當氣流穿過第二流體控制腔112的直的部分和上部彎曲部分時，空氣從鄰近第二引導表面94的流體控制埠113噴射出，且優選沿第二引導表面94噴射出。流體控制空氣流與從出氣口18噴射出的空氣匯合以重新組合空氣流。然而，由於穿過流體控制埠111的空氣的通道被控制機構120阻止，相對低的壓力在第一引導表面92附近產生。由此產生的跨空氣流的壓力差產生力，該力將空氣流促向第一引導表面92，其導致空氣流從第二引導表面94分離且被附著到第一引導表面92。
如上所述，第一引導表面92彎曲遠離噴嘴16的孔軸線X，所以從噴嘴16噴射出的空氣流具有輪廓，該輪廓遠離孔軸線X沿圖7中的P3 指示的路徑向外成錐形。在空氣流現在遠離孔軸線X向外成錐形的情況下，它的外部輪廓的表面面積是相對大的，其進而導致從噴嘴16前面區域的空氣的相對高的夾帶，所以對於由葉輪產生的空氣的給定的流動速率，由風扇元件10產生的組合空氣流具有相對高的流動速率。因此，將控制機構120置於它的第一狀態中，導致風扇元件10產生穿過房子或辦公室的相對寬的空氣流動。
如果控制機構120的致動器126被操作以將控制機構置於它的第二狀態中，第二閥體124朝向內部殼體區段74的後部表面104運動以封閉第二流體控制腔112的進氣口118。同時地，第一閥體122運動遠離後部表面104以打開第一流體控制腔110的進氣口116。作為結果，空氣流的一部分被從內部通道轉向離開以形成穿過第一流體控制腔110的流體控制空氣流。
如上所述，在第一流體控制腔110內，流體控制空氣流被分成兩股氣流，所述兩股氣流沿相反的方向環繞噴嘴16的孔64行進。這些氣流的每股進入第一流體控制腔110的兩個直的部分中的相應的一個，且沿基本垂直方向向上朝向上部彎曲部分傳輸穿過這些部分中的每個。當氣流穿過第一流體控制腔110的直的部分和上部彎曲部分時，空氣從鄰近第一引導表面92的流體控 制埠111噴射出，優選沿第一引導表面92噴射出。流體控制空氣流與從出氣口18噴射出的空氣匯合以重新組合空氣流。然而，由於穿過流體控制埠113空氣的通道被控制機構120阻止，跨空氣流的壓力差被反向。這進而產生力，該力將空氣流促向第二引導表面94。這導致空氣流從第一引導表面92分離且重新附著到第二引導表面94。
除了促動控制機構120的狀態的改變之外，主控制電路36可被配置為根據控制機構120選定的狀態自動地調整馬達44的速度。例如，當控制機構120被置於它的第一狀態時，主控制電路36可被佈置為增加馬達44的速度以增加從噴嘴16噴射出的空氣流的速度，從而促進風扇元件10所在的房子或其他地點更迅速的涼爽。
替代地，或附加地，當控制機構120被置於它的第二狀態時，主控制電路36可被佈置為降低馬達44的速度以降低從噴嘴16噴射出的空氣流的速度。當加熱元件位於內部通道84內時(以如在共同待決的專利申請WO2010/100453中描述的方式，其內容通過引用被合併於此)，這可特別有益。降低被引導朝向使用者的加熱空氣流的速度可使風扇元件10適用於作為用於加熱直接位於噴嘴16前面的用戶的“現場加熱器”。
總的來說，一種用於風扇元件的噴嘴，包括進氣口，出氣口，內部通道，環狀內壁和外壁，內部通道用 於將空氣從進氣口傳輸到出氣口，外壁繞內壁延伸。內部通道位於內壁和外壁之間。內壁至少部分地限定了孔，噴嘴外部的空氣被從出氣口噴射出的空氣抽吸穿過該孔。流體控制埠定位為鄰近出氣口。流體控制腔被提供用於將空氣傳輸到流體控制埠。控制機構選擇性地阻止空氣流動穿過流體控制埠使從出氣口噴射出的空氣流偏斜。
10‧‧‧風扇組件
12‧‧‧體部
14‧‧‧進氣口
16‧‧‧環狀噴嘴
18‧‧‧出氣口
20‧‧‧主體部部分
22‧‧‧下體部部分
23‧‧‧出氣口
24‧‧‧按鈕
26‧‧‧按鈕
28‧‧‧撥盤
30‧‧‧控制電路
32‧‧‧視窗
34‧‧‧底板
36‧‧‧主控制電路
38‧‧‧擺動機構
39‧‧‧電纜
40‧‧‧葉輪
42‧‧‧旋轉軸
44‧‧‧馬達
46‧‧‧上部部分
48‧‧‧下部部分
50‧‧‧擴散器
52‧‧‧葉輪殼體
54‧‧‧支撐部
56‧‧‧入口構件
58‧‧‧電纜
60‧‧‧第一環狀泡沫材料構件
62‧‧‧第二環狀泡沫材料構件
64‧‧‧孔
66‧‧‧基底
68‧‧‧開口下端
70‧‧‧前端
72‧‧‧後殼體區段
74‧‧‧內部殼體區段
76‧‧‧前殼體區段
78‧‧‧內壁
80‧‧‧外壁
82‧‧‧後端
84‧‧‧內部通道
88‧‧‧內壁
90‧‧‧外壁
92‧‧‧第一引導表面
94‧‧‧第二引導表面
96‧‧‧腹板
98‧‧‧屏障
100‧‧‧外壁
102‧‧‧內壁
104‧‧‧後壁
106‧‧‧孔
108‧‧‧腹板
110‧‧‧第一流體控制腔
111‧‧‧流體控制埠
112‧‧‧第二流體控制腔
113‧‧‧流體控制埠
116‧‧‧進氣口
118‧‧‧進氣口
120‧‧‧控制機構
122‧‧‧第一閥體
124‧‧‧第二閥體
126‧‧‧致動器
128‧‧‧杆
130‧‧‧孔
136‧‧‧致動器
現在將參考附圖僅通過舉例的方式描述本實用新型的實施例，在附圖中：圖1是風扇組件的前視圖；圖2為沿圖1中線A-A截取的風扇組件的垂直橫截面視圖；圖3是圖1中的風扇元件的噴嘴的分解圖；圖4是噴嘴的右側視圖；圖5是噴嘴的前視圖；圖6為沿圖5中線H-H截取的噴嘴的水準橫截面視圖；圖7是圖6中標出的區域J的放大圖；圖8是噴嘴從下方觀察的右透視圖；圖9是噴嘴的一部分從上方觀察的後部透視圖，包括噴嘴的內部和後部殼體區段和流體控制器；圖10是圖9中描述的噴嘴的一部分的右側視圖；圖11是沿圖10中的線F-F截取的局部垂直橫截面視圖；及 圖12是沿圖11中的線G-G截取的水準橫截面。
10‧‧‧風扇組件
12‧‧‧體部
14‧‧‧進氣口
16‧‧‧環狀噴嘴
18‧‧‧出氣口
20‧‧‧主體部部分
22‧‧‧下體部部分
23‧‧‧出氣口
28‧‧‧撥盤
30‧‧‧控制電路
34‧‧‧底板
36‧‧‧主控制電路
38‧‧‧擺動機構
39‧‧‧電纜
40‧‧‧葉輪
44‧‧‧馬達
46‧‧‧上部部分
48‧‧‧下部部分
50‧‧‧擴散器
52‧‧‧葉輪殼體
54‧‧‧支撐部
58‧‧‧電纜
60‧‧‧第一環狀泡沫材料構件
62‧‧‧第二環狀泡沫材料構件
66‧‧‧基底
70‧‧‧前端
78‧‧‧內壁
80‧‧‧外壁
84‧‧‧內部通道
110‧‧‧第一流體控制腔
112‧‧‧第二流體控制腔
116‧‧‧進氣口
118‧‧‧進氣口
120‧‧‧控制機構
122‧‧‧第一閥體
124‧‧‧第二閥體
126‧‧‧致動器
128‧‧‧杆
130‧‧‧孔

Claims (21)

  1. 一種用於風扇元件的噴嘴，該噴嘴包括：一進氣口；一出氣口；一內部通道，用於將空氣從進氣口傳輸到該出氣口；一環狀內壁；延伸該內壁的一外壁，該內部通道位於該內壁和該外壁之間，該內壁至少部分地限定一孔，噴嘴外部的空氣被該出氣口噴射出的空氣抽吸穿過該孔；一流體控制埠，位於該出氣口下游；一流體控制腔，用於將空氣傳輸到該流體控制埠；及一控制器件，用於選擇性地阻止空氣流動穿過該流體控制埠。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其另包括位於該出氣口下游的一引導表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該流體控制埠位於該出氣口和該引導表面之間。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該出氣口被佈置為導引空氣流越過該引導表面。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該流體控制埠被佈置為導引空氣流越過該引導表面。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該引導表面相對於一孔軸線向外成錐形。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該引導表面是彎曲的。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該引導表面是凸形的。
  9. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該引導表面至少部分地繞該孔軸線延伸。
  10. 如申請專利範圍第2項所述的噴嘴，其中該引導表面圍繞該孔軸線。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該流體控制腔位於該內部通道前面。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該內部通道圍繞該噴嘴的該孔。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該出氣口至少部分地繞該孔延伸。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該出氣口具有繞該噴嘴的孔延伸的一彎曲部分。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該出氣口為槽的形式。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該控制器件具有一第一狀態和一第二狀態，該第一狀態用於阻止空氣通過該流體控制腔，該第二狀態用於允許空氣通過該流體控制腔。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該控制器件包括用於封閉該流體控制腔的該進氣口的一閥體和用於將該閥體相對於該進氣口運動的一致動器。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該流體控制腔至少部分地繞該孔軸線延伸。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的噴嘴，其中該流體控制腔圍繞該孔。
  20. 一種風扇元件，該風扇元件包括一體部；一如上述第1至19項申請專利範圍所述的用於接收空氣流的噴嘴，其被安裝在該體部上；其中該體部內容置 有一葉輪、一用於旋轉該葉輪以產生空氣流的馬達以及一用於控制該馬達的控制器。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的風扇元件，其中該控制器被佈置為當控制器件被用戶操作時自動地調整該馬達的速度。
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