(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流れを作り出すための扇風機組立体であって、
ノズルと、
前記ノズルに接続されるとともに、空気入口と前記ノズルを通して空気流を作り出すための手段とを有する基部と、
前記空気入口の上流側に前記基部を取り囲むように設けられた、前記空気流から微粒子を除去するためのフィルタと、
を含み、
前記ノズルは、内部通路を形成する内壁及び外壁を含み、前記内壁及び前記外壁は、互いに近づくようにループ又は折りたたみ形状で構成されて該内部通路から前記空気流を受け取るための口部を構成し、前記口部は、前記内壁及び前記外壁の間に形成された出口に近いほど狭くなるテーパ付領域を含み、前記ノズルは、該口部に隣接して位置するコアンダ表面を含み、該口部は、該コアンダ表面の上で該空気流を誘導するように配置される、
ことを特徴とする組立体。
【請求項２】
前記フィルタは、高性能粒子補足濾材を含むことを特徴とする請求項１に記載の扇風機組立体。
【請求項３】
ブレードレスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の扇風機組立体。
【請求項４】
前記ノズルは、軸線の周りに延びて開口部を形成し、それを通して扇風機組立体の外側からの空気が、前記コアンダ表面の上で誘導される前記空気流によって引き込まれることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項５】
前記コアンダ表面は、前記軸線に関して対称的に延びることを特徴とする請求項４に記載の扇風機組立体。
【請求項６】
前記コアンダ表面と前記軸線の間に内在する角度が、７°から２０°の範囲、好ましくは、約１５°であることを特徴とする請求項５に記載の扇風機組立体。
【請求項７】
前記ノズルは、前記軸線の方向に少なくとも５ｃｍの距離だけ延びることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項８】
前記ノズルは、３０ｃｍから１８０ｃｍの範囲の距離だけ前記軸線の周りに延びることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項９】
前記ノズルは、ループを含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項１０】
前記ノズルは、実質的に環状であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項１１】
前記ノズルは、少なくとも部分的に円形であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項１２】
前記ノズルは、前記コアンダ表面の下流に位置する拡散器を含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項１３】
前記ノズルは、前記内部通路及び前記口部を形成する少なくとも１つの壁を含み、
前記少なくとも１つの壁は、前記口部を形成する対向する表面を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項１４】
前記口部は、出口を有し、該口部の該出口での前記対向する表面間の間隔が、０．５ｍｍから１０ｍｍの範囲、好ましくは、約５ｍｍであることを特徴とする請求項１３に記載の扇風機組立体。
【請求項１５】
前記ノズルを通して空気流を作り出すための前記手段は、モータによって駆動される羽根車を含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の扇風機組立体。
【請求項１６】
前記空気流を作り出すための手段は、ＤＣブラシレスモータ及び混合流羽根車を含むことを特徴とする請求項１５に記載の扇風機組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扇風機電気器具に関する。特に、限定するものではないが、本発明は、オフィス又は他の家庭環境において部屋の空気循環及び空気の流れを作り出すための卓上扇風機のような家庭用扇風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのタイプの家庭用扇風機が公知である。従来の扇風機は、軸線の周りで回転するように装着された単一組のブレード又はベーンと、一組のブレードを回転させるために軸線の周りに装着された駆動装置とを含むのが一般的である。家庭用扇風機は、様々な大きさ及び直径で利用可能であり、例えば、天井扇風機は、少なくとも１ｍの直径とすることができ、通常は、天井から吊り下げ方式で装着され、空気の下降流及び部屋全体の冷却をもたらすように位置決めされる。
【０００３】
他方、卓上扇風機は、多くの場合に約３０ｃｍの直径であり、通常は自立形及び携帯式である。標準卓上扇風機の配置では、単一組のブレードが、ユーザの近くに位置決めされ、扇風機ブレードの回転は、部屋に又は部屋の一部内に及びユーザに向けて空気の前方への流れを提供する。他のタイプの扇風機は、床に取り付けるか又は壁上に装着することができる。空気の移動及び循環は、いわゆる「風冷」又は微風を作り出し、その結果、ユーザは、熱が対流及び蒸発により消散する時に冷却効果を得る。ＵＳＤ  １０３，４７６に開示されたような扇風機は、机又はテーブル上に立てるのに適している。ＵＳ  ２，６２０，１２７は、窓に装着するか又は携帯式卓上扇風機としてのいずれかで使用するのに適する二重目的の扇風機を開示している。
【０００４】
家庭環境では、電気器具は、できるだけ小さくて小型であるのが望ましい。ＵＳ  １，７６７，０６０は、２つ又はそれよりも多くの従来技術の扇風機と同等の空気循環を提供することを目的とする首振り機能を有する卓上扇風機を説明している。家庭環境では、部品が電気器具から突出すること、又はユーザがブレードのような扇風機のいずれかの可動部品に触れることができるのは望ましくない。ＵＳＤ  １０３，４７６は、ブレードの周囲のケージを含む。他のタイプの扇風機又は循環機は、ＵＳ  ２，４８８，４６７、ＵＳ  ２，４３３，７９５、及び特開昭５６−１６７８９７号公報に説明されている。ＵＳ  ２，４３３，７９５の扇風機は、扇風機ブレードの代わりに回転シュラウドに螺旋状スロットを有する。
【０００５】
上記従来技術の配置の中には、ブレードの周囲にケージ又はシュラウドのような安全機能を有し、扇風機の可動部品でユーザ自身を傷つけないようにユーザを保護するものがある。しかし、ケージに入れたブレード部品は、清掃するのが困難である場合があり、空気中のブレードの動きは、騒音になって家庭又はオフィス環境を乱す可能性がある。
【０００６】
従来技術の配置のある一定のものの欠点は、扇風機によって生成された空気流が、扇風機ブレード面にわたる又は外向き面にわたる変動により、ユーザには均一に感じられない点である。不規則な又は「不安定な」空気流は、空気の一連のパルス又はブラストとして感じられる可能性がある。不規則な空気流は、扇風機の近くに位置するほこり及び塵を移動させて乱し、それをユーザに向けて放出する可能性がある。更に、このタイプの空気流は、扇風機の近くに置かれた紙又は文房具のような軽量品目をこれらの場所から移動又は除去する可能性がある。これは、家庭又はオフィス環境において混乱を生じる。
【０００７】
更に別の欠点は、扇風機によって作り出される冷却効果が、ユーザからの距離と共に低下する点である。これは、ユーザが扇風機の恩典を受け取るために扇風機をユーザに近接して置く必要があることを意味する。上述のような扇風機をユーザの近くに位置させることは、かさ高い形状及び構造がユーザの作業空間領域の有意な量を占めることを意味するので必ずしも可能ではない。机上又は机の近くに置いた扇風機の特定の場合では、扇風機本体は、書類業務、コンピュータ、又は他のオフィス機器に利用することができる領域を縮小する。
【０００８】
机での扇風機の形状及び構造は、ユーザに利用可能な作業領域を縮小するだけでなく、自然光（又は人工光源からの光）が机領域に到達するのを遮断する可能性がある。十分に照らされた机領域は、精密作業に対して及び読書に対して望ましい。更に、十分に照らされた領域は、減光レベルで長期間作業することによって生じる場合がある眼精疲労及び関連健康問題を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＵＳＤ  １０３，４７６
【特許文献２】ＵＳ  ２，６２０，１２７
【特許文献３】ＵＳ  １，７６７，０６０
【特許文献４】ＵＳ  ２，４８８，４６７
【特許文献５】ＵＳ  ２，４３３，７９５
【特許文献６】特開昭５６−１６７８９７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｒｅｂａ、「Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｍｅｒｉｃａｎ」、２１４巻，１９６３年６月、８４から９２ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の欠点をなくす改良された扇風機組立体の提供を追求するものである。使用時に扇風機の放出出力領域にわたって均等な速度で空気流を発生させる扇風機組立体を提供することが本発明の目的である。別の目的は、扇風機から離れているユーザが、従来技術の扇風機に比較して改良された空気流、改良された空気品質、及び改良された冷却効果を感じる改良された扇風機組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明により、ノズル、ノズルを通して空気流を作り出すための手段、及び空気流から微粒子を除去するためのフィルタを含む空気の流れを作り出すための扇風機組立体を提供し、ノズルは、内部通路、内部通路から空気流を受け取るための口部、及び口部に隣接して位置するコアンダ表面を含み、口部は、コアンダ表面の上に配置されて空気流を誘導する。
【００１３】
有利な態様においては、この配置により、濾過された空気流が発生し、扇風機から放出されてユーザに送出することができる。
【００１４】
フィルタは、扇風機組立体内の１つ又はそれよりも多くの場所の１つ又はあらゆる数のフィルタ又はフィルタ組立体を含むことができる。フィルタ材料は、例えば、発泡体材料、炭素、紙、ＨＥＰＡ（高性能粒子捕捉器）濾材、織物又は開放セルポリウレタン発泡体のような濾材を含むことができる。フィルタは、扇風機組立体の基部の周囲に位置するメッシュ又は多孔質材料を含むことができ、外側ケーシングの一部を形成することができ、又は外側ケーシングに装着することができる。フィルタは、空気流からの特定の汚染物質又は微粒子の除去に適し、かつ化学的除去又は除臭のために使用することができる。イオン化又はＵＶ処理のような他の濾過手法又は処理システムは、フィルタ内及び扇風機組立体内であらゆる組合せで使用することができると考えられる。
【００１５】
フィルタは、空気流を作り出すための手段の上流に位置することができる。この配置の恩典は、空気流を作り出すための手段が、電気器具に吸い込まれる可能性があって扇風機組立体に損傷を与える場合がある塵及びほこりから確実に保護される点である。フィルタは、扇風機組立体の空気入口と空気流を作り出すための手段との間に位置することができる。代替的に、フィルタは、空気入口の上流に位置することができる。例えば、フィルタは、空気入口が位置する扇風機組立体の一部を取り囲み又はそうでなければ一部の周りに延びることができる。この部分は、ノズルが接続した扇風機組立体の基部である場合がある。
【００１６】
代替的に又は追加的に、フィルタは、ノズルを通して空気流を作り出すための手段の下流に位置することができる。有利な態様においては、この位置では、扇風機組立体の要素を通しての進行及びユーザへの供給の前に、上述の手段からのあらゆる排気放出物を含む空気流を作り出すための手段を通って吸い込まれた空気を濾過して清浄にすることが可能である。
【００１７】
フィルタは、ノズル内に位置することができる。この配置は、ノズルを通る空気流路において濾過を提供し、扇風機組立体の部品に対する磨耗の低減及び従って保守費用の低減をもたらす。好ましくは、付加的フィルタが、空気流を作り出すための手段の上流に位置する。有利な態様においては、この配置は、電気器具において空気流の優れたレベルの濾過及び清浄化を提供する。ノズルを通る空気流路の濾過に加えて、付加的フィルタは、上述の手段が、電気器具内に吸い込まれる場合がある塵及びほこりから保護されることを保証する。
【００１８】
好ましくは、扇風機組立体は、ブレードレスである。この配置により、ブレード付き扇風機を必要とすることなく、空気の流れが発生して冷却効果が作り出される。ブレードレス配置は、空気中を移動する扇風機ブレードの音がないことによる低騒音放出、並びに移動する部品及び複雑性の低減をもたらす。
【００１９】
扇風機の以下の説明において及び特に好ましい実施形態の扇風機においては、「ブレードレス」という用語を使用して、空気流がブレードを使用することなく扇風機組立体から前方に放出されるか又は発射される装置を説明する。この定義により、ブレードレス扇風機組立体は、空気流がユーザに対して適切な方向に解放されるか又は放出されるブレード又はベーンのない出力領域又は放出区画を有すると考えることができる。ブレードレス扇風機組立体には、空気流を発生させるためのモータ回転子及びブレード付き羽根車のような回転デバイスを含むポンプ、発電機、モータ又は他の流体移送デバイスのような様々な発生源又は発生手段から１次供給空気を供給することができる。モータによって発生する空気の供給により、空気の流れは、扇風機組立体の外側の部屋空間又は環境から内部通路を通ってノズルに及び次に口部を通って外に出される。
【００２０】
従って、ブレードレスとしての扇風機組立体の説明は、２次的扇風機機能に必要なモータのような電源及び構成要素の説明にまで及ぶことを意図していない。２次扇風機機能の例は、扇風機の照明、調節、及び首振りを含むことができる。
【００２１】
扇風機組立体は、コアンダ表面を含んでコアンダ効果を利用して増幅領域を提供するノズルを用いて上述の出力及び冷却効果を達成する。コアンダ表面は、公知のタイプの表面であり、その上で表面に近い出力オリフィスを出る流体流れがコアンダ効果を示すものである。流体は、表面に殆ど「粘着して」又は「密着して」密接に表面の上を流れる傾向がある。コアンダ効果は、既に証明済みの十分に立証された同伴の方法であり、それによって１次空気流は、コアンダ表面の上で誘導される。コアンダ表面の特徴及びコアンダ表面の上の流体流れの効果の説明は、Ｒｅｂａ、「Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｍｅｒｉｃａｎ」、２１４巻，１９６３年６月、８４から９２ページのような論文に見出すことができる。
【００２２】
好ましくは、ノズルは、軸線の周りに延びて開口部を形成し、それを通って扇風機組立体の外側からの空気は、コアンダ表面の上で誘導される空気流によって引き込まれる。外部環境からの空気は、コアンダ表面の上で誘導される空気流によって開口部を通って引き込まれる。有利な態様においては、この配置により、組立体は、従来技術の扇風機で必要なものよりも少ない数の部品で生成かつ製造することができる。これは、製造費用及び複雑性を低減する。
【００２３】
本発明では、空気流は、扇風機組立体のノズルを通して作り出される。以下の説明では、この空気流は、１次空気流と呼ぶことにする。１次空気流は、口部を通じてノズルを出て、コアンダ表面の上を通過する。１次空気流は、ノズルの口部を取り囲む空気を同伴し、ノズルの口部は、１次空気流及び同伴空気の両方をユーザに供給する増幅器として作用する。同伴空気は、本明細書では２次空気流と呼ぶことにする。２次空気流は、ノズルの口部を取り囲む部屋空間、領域、又は外部環境から、及び置換によって扇風機組立体の周囲の他の領域から引き込まれる。空気増幅器によって同伴された２次空気流と組み合わされたコアンダ表面の上で誘導される１次空気流は、ノズルによって形成された開口部からユーザまで前方に放出又は発射される総空気流を与える。総空気流は、扇風機組立体が冷却に適する空気の流れを作り出すのに十分である。
【００２４】
扇風機組立体によってユーザに送出される空気の流れは、乱流が少なく、他の従来技術のデバイスによって提供されるものよりも直線的な空気流プロフィルを有する空気流であるという恩典を有する。有利な態様においては、扇風機からの空気流は、ブレード付き扇風機からの空気流よりも優れた冷却効果としてユーザが体験する層流と共に、開口部及びノズルの口部を取り囲む領域から前方に発射することができる。乱流が少ない線形又は層流空気流は、放出点から効率的に出て移動し、従来技術の扇風機によって発生する空気流よりも乱流に対するエネルギ損失及び速度減少が少ない。ユーザに対しての利点は、冷却効果を少し離れても感じることができ、かつ扇風機の全体の効率が増大することである。これは、ユーザが作業領域又は机からある程度離れて扇風機を位置させるように選択することができ、依然として扇風機の冷却の恩典を感じることができることを意味する。
【００２５】
有利な態様においては、組立体は、滑らかな全体の出力を維持しながら、１次空気流が少なくとも１５％だけ増幅されるようなノズルの口部を取り囲む空気の同伴をもたらす。扇風機組立体の同伴及び増幅機能は、従来技術デバイスよりも高い効率を有する扇風機をもたらす。ノズルによって形成された開口部から放出される空気の流れは、ノズルの直径にわたってほぼ平坦な速度プロフィルを有する。全体の流量及びプロフィルは、層流又は部分層流を有する一部の領域を備えた栓流として説明することができる。
【００２６】
好ましくは、コアンダ表面は、対称的に軸線の周りに延びる。より好ましくは、コアンダ表面と軸線の間に内在する角度は、７°から２０°の範囲、好ましくは、約１５°である。これは、コアンダ表面の上の効率的な１次空気流を提供し、最大空気同伴及び２次空気流をもたらす。
【００２７】
好ましくは、ノズルは、軸線の方向に少なくとも５ｃｍの距離だけ延び、より好ましくは、ノズルは、３０ｃｍから１８０ｃｍの範囲の距離だけ軸線の周りに延びる。これは、例えば、机で作業する時にユーザの上体及び顔を冷却するのに適する場合があるような異なる出力領域及び開口部の大きさの範囲に対する空気の放出のオプションを提供する。
【００２８】
好ましくは、ノズルはループを含む。ノズルの形状は、ブレード付き扇風機のための空間を含む要件によって制約されない。好ましい実施形態では、ノズルは、実質的に環状である。環状ノズルを設けることにより、扇風機は、潜在的に広範な領域まで到達することができる。更に、部屋に又は卓上扇風機の場所にある照明光源又は自然光は、中心開口部を通してユーザに到達することができる。更に別の好ましい実施形態では、ノズルは、少なくとも部分的に円形である。この配置は、扇風機に対する様々な設計オプションを提供し、ユーザ又は顧客に利用可能な選択範囲を増大させる。
【００２９】
好ましい実施形態では、ノズルは、コアンダ表面の下流に位置する拡散器を含む。拡散器表面の角度配置、並びにノズル及び拡散器表面の翼タイプ成形は、騒音及び摩擦損失を最小にしながら扇風機組立体の増幅特性を強化することができる。
【００３０】
好ましい配置では、ノズルは、内部通路と口部とを形成する少なくとも１つの壁を含み、この少なくとも１つの壁は、口部を形成する対向する表面を含む。好ましくは、口部は、出口を有し、口部の出口での対向する表面間の間隔は、１ｍｍから１０ｍｍの範囲、より好ましくは、約５ｍｍである。この配置により、コアンダ表面の上で１次空気流を案内し、かつユーザに到達する比較的均一な又はほぼ均一な総空気流を提供する望ましい流れ特性をノズルに与えることができる。
【００３１】
好ましい扇風機配置では、ノズルを通して空気流を作り出すための手段は、モータによって駆動する羽根車を含む。この配置は、効率的な空気流発生を有する扇風機を提供する。より好ましくは、空気流を作り出すための手段は、ＤＣブラシレスモータ及び混合流羽根車を含む。この配置は、効率的モータパッケージを提供する、更に、この配置は、モータブラシからの摩擦損失を低減し、同じく従来型のモータにおけるブラシから炭素塵も低減する。炭素塵及び排出物の減少は、病院又はアレルギーを有する人の周囲のような清浄な又は汚染物質感受性の環境において有利である。ノズルを通して空気流を作り出すための手段は、好ましくは、扇風機組立体の基部に位置し、ノズルは、空気流を受け取るように基部に接続される。
【００３２】
ノズルは、扇風機組立体の基部部分又は他の部分に対して回転可能又はピボット回転可能とすることができる。これは、必要に応じてノズルをユーザの方向に又はユーザから離れるように向けることを可能にする。扇風機組立体は、机、床、壁、又は天井に装着可能とすることができる。これは、ユーザが冷却を体験する部屋の部分を増加させることができる。
【００３３】
ここで、本発明の実施形態を添付の図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】扇風機の正面図である。
【図２】図１の扇風機組立体の一部分の斜視図である。
【図３】第１のフィルタ配置を示す図１の扇風機組立体の一部分を通って線Ａ−Ａで取った側面断面図である。
【図４】図１の扇風機組立体の一部分の拡大側断面の詳細を示す図である。
【図５】図３の線Ｂ−Ｂに沿って取りかつ図３の方向Ｆから見た扇風機組立体の断面図である。
【図６】第２のフィルタ配置を示す図１の扇風機組立体の断面図である。
【図７】第３のフィルタ配置を示す図１の扇風機組立体の一部分を通って線Ａ−Ａで取った側面断面図である。
【図８】図７に示すような扇風機組立体の一部分の拡大側断面の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、デバイスの前面から見た扇風機組立体１００の実施例を示している。扇風機組立体１００は、中心開口部２を形成する環状ノズル１を含む。同様に図２及び３を参照すると、ノズル１は、内部通路１０、口部１２、及び口部１２に隣接するコアンダ表面１４を含む。コアンダ表面１４は、口部１２を出てコアンダ表面１４の上に向けられた１次空気流が、コアンダ効果によって増幅されるように配置される。ノズル１は、外側ケーシング１８を有する基部１６に接続されてそれによって支持される。基部１６は、外側ケーシング１８を通ってアクセス可能な複数の選択ボタン２０を含み、それによって扇風機組立体１００を作動させることができる。
【００３６】
図３、４、及び５は、扇風機組立体１００の更なる具体的な詳細を示している。ノズル１を通して空気流を作り出すためのモータ２２は、基部１６の内側に位置する。基部１６は、外側ケーシング１８に形成された空気入口２４ａ、２４ｂを更に含み、それによって空気は、基部１６に吸い込まれる。モータ２２のためのモータハウジング２８も、基部１６の内側に位置する。モータ２２は、モータハウジング２８によって支持され、基部１６内の安全な位置に保持されるか又は固定される。
【００３７】
図示の実施形態では、モータ２２は、ＤＣブラシレスモータである。羽根車３０は、モータ２２から外向きに延びる回転軸に接続され、拡散器３２は、羽根車３０の下流に位置決めされる。拡散器３２は、螺旋状のブレードを有する固定された静止ディスクを含む。
【００３８】
羽根車３０への入口３４は、基部１６の外側ケーシング１８に形成された入口２４ａ、２４ｂと連通する。拡散器３２の出口３６及び羽根車３０からの放出口は、羽根車３０からノズル１の内部通路１０までの空気流を確立するために基部１６の内側に位置する中空通路部分又はダクトと連通する。モータ２２は、電気接続部及び電源に接続され、コントローラ（図示せず）によって制御される。コントローラと複数の選択ボタン２０の間の通信は、ユーザが扇風機組立体１００を作動させることを可能にする。
【００３９】
ここで、ノズル１の特徴を図３及び４を参照して以下に説明する。ノズル１の形状は、環状である。この実施形態では、ノズル１は、約３５０ｍｍの直径を有するが、ノズル１は、あらゆる望ましい直径、例えば、約３００ｍｍを有することができる。内部通路１０は環状であり、ノズル１内に連続ループ又はダクトとして形成される。ノズル１は、内部通路１０及び口部１２を形成する少なくとも１つの壁から形成される。この実施形態では、ノズル１は、内壁３８及び外壁４０を含む。図示の実施形態では、壁３８、４０は、内壁３８及び外壁４０が互いに近づくようにループ又は折り畳み形状で配置される。内壁３８及び外壁４０は、一緒に口部１２を形成し、口部１２は軸線Ｘの周りに延びている。口部１２は、出口４４に近いほど狭くなるテーパ付領域４２を含む。出口４４は、ノズル１の内壁３８とノズル１の外壁４０の間に形成された間隙又は間隔を含む。口部１２の出口４４での壁３８、４０の対向する表面間の間隔は、１ｍｍから１０ｍｍの範囲にあるように選択される。この実施形態では、出口４４は、約５ｍｍ幅であり、口部１２及び出口４４は、内部通路１０と同心状に配置される。
【００４０】
口部１２は、コアンダ表面１４に隣接している。ノズル１は、コアンダ表面の下流に位置する拡散器部分を更に含む。拡散器部分は、扇風機組立体１００から送出又は出力された空気の流れの流量を更に促進する拡散器表面４６を含む。図３に示す実施例では、口部１２及びノズル１の全体の配置は、コアンダ表面１４と軸線Ｘとの間に内在する角度が約１５°であるようなものである。この角度は、コアンダ表面１４の上の効率的な空気流に対して選択される。基部１６及びノズル１は、軸線Ｘの方向の深さを有する。ノズル１は、軸線の方向に約５ｃｍの距離だけ延びる。拡散器表面４及びノズル１の全体のプロフィルは、翼形状に基づいており、図示の例では、拡散器部分は、ノズル１の全体の深さの約３分の２の距離だけ延びている。
【００４１】
上述の扇風機組立体１００は、以下の方式で作動する。ユーザが扇風機組立体１００を作動又は起動させるように複数のボタン２０から適切な選択をすると、信号又は他の通信が送られてモータ２２を駆動する。モータ２２は、従って起動し、空気は、空気入口を通じて扇風機組立体１００に吸い込まれる。好ましい実施形態では、空気は、１秒間当たり約４０から１００リットル、好ましくは、約８０リットル毎秒の割合で吸い込まれる。空気は、外側ケーシング１８を通って及び図３及び６の矢印Ｆ’、Ｆ’’によって示す経路に沿って羽根車３０の入口３４に移動する。拡散器３２の出口３６及び羽根車３０の放出口を離れた空気流は、内部通路１０を通って反対方向に進む２つの空気流に分かれる。空気流は、空気流が口部１２に入ると圧縮され、口部１２の出口４４において更に圧縮される。圧縮は、システムにおいて圧力を作り出す。モータ２２は、少なくとも３００ｋＰａの圧力を有するノズル１を通る空気流を作り出し、最大７００ｋＰａの圧力を使用することができる。作り出された空気流は、圧縮によって作り出された圧力に打ち勝ち、空気流は、１次空気流として出口４４を通って出る。
【００４２】
１次空気流の出口及び放出は、付加的空気を扇風機組立体１００に吸い込む効果を有する空気入口において低圧領域を作り出す。扇風機組立体１００の作動は、ノズル１を通して開口部２から外に高い空気流を誘導する。１次空気流は、コアンダ表面１４及び拡散器表面４６の上に向けられ、コアンダ効果によって増幅される。２次空気流は、外部環境から、具体的には出口４４の周囲の領域から及びノズル１の外縁の周囲から空気の同伴によって発生する。１次空気流によって同伴された２次空気流の一部分も、拡散器表面４６の上に案内することができる。この２次空気流は、開口部２を通過し、そこで、２次空気流は、１次空気流と組み合わされてノズル１から前方に放出される総空気流を生成する。
【００４３】
同伴及び増幅の組合せは、放出領域に隣接するそのようなコアンダ又は増幅表面のない扇風機組立体から出力された空気流よりも大きい扇風機組立体１００の開口部２から総空気流をもたらす。
【００４４】
生成された空気流の増幅及び層流のタイプは、ノズル１からユーザに向けられる持続空気流をもたらす。好ましい実施形態では、扇風機組立体１００から放出された空気の質量流量は、少なくとも４５０リットル毎秒、好ましくは、６００リットル毎秒から７００リットル毎秒の範囲である。ユーザから３ノズル直径までの距離（すなわち、約１０００から１２００ｍｍ）における流量は、約４００から５００リットル毎秒である。総空気流は、約３から４ｍ／ｓ（メートル毎秒）の速度を有する。より高い速度は、コアンダ表面１４と軸線Ｘとの間に内在する角度を低減することによって達成可能である。より小さな角度は、より集束及び誘導方式で放出される総空気流をもたらす。このタイプの空気流は、より高速ではあるが低質量流量で放出される傾向がある。反対に、より大きな質量流は、コアンダ表面と軸線の間の角度を増加させることによって達成することができる。この場合には、放出される空気流の速度は低下するが、発生する質量流は増加する。従って、扇風機組立体の性能は、コアンダ表面と軸線Ｘとの間に内在する角度を変更することによって変更することができる。
【００４５】
扇風機組立体１００に対する第１のフィルタ配置は、図３及び５に示されている。第１のフィルタ配置は、濾材５０を含むフィルタ２６を含む。このフィルタ配置では、フィルタ２６は、扇風機組立体１００のモータ２２及び羽根車３０の上流、並びに空気入口２４ａ、２４ｂの下流に置かれる。結果的に、空気入口２４ａを通って基部１６に吸い込まれた空気流は、モータハウジング２８に入る前にフィルタ２６及び濾材５０を通過する。空気流は、空気流がフィルタ２６に入って濾材５０を通過する時に圧縮される。フィルタ２６は、扇風機組立体１００にモータ前フィルタをもたらし、モータは、それによってデバイスに吸い込まれる可能性がある汚れ、ほこり、及び塵から確実に保護される。
【００４６】
図示の配置では、フィルタ２６は、空気入口２４ａ、２４ｂに隣接して位置決めされる。フィルタ２６は、フィルタ２６が軸線Ｘに対して垂直な軸線Ｙの周りに円筒形に延びるように位置する。扇風機組立体１００は、フィルタ２６を受け取る凹部又は他の成形部を含むことになる。凹部は、好ましくは、フィルタ２６をぴったり収容するように設計される。更に、フィルタ２６は、好ましくは、空気入口２４ａ、２４ｂに吸い込まれた空気流の全てが濾材５０を通過することになるように凹部内に装着されて固定され、気密シールを確立する。フィルタ２６は、好ましくは、ネジ山付き部分、ファスナ、密封部材、又は他の同等の手段のような適切な取付具によって扇風機組立体１００内に固定的に接続かつ固定される。
【００４７】
扇風機組立体１００に対する第２のフィルタ配置は、図６に示されている。第２のフィルタ配置は、濾材１５０を含むフィルタ１２６を含む。図６に示す扇風機組立体１００は、空気入口２５ａ、２５ｂが外側ケーシング１８の円筒側壁ではなくて外側ケーシング１８の下面に形成されるという点で、図３及び５に示す扇風機組立体１００とは異なる。フィルタ１２６は、下部空気入口２５ａ、２５ｂに隣接して位置決めされ、基部１６の下面を実質的に覆うように成形される。フィルタ１２６は、好ましくは、空気入口２５ａ、２５ｂに吸い込まれる空気流の全てが濾材１５０を通過することになるように、基部１６内の固定配置に装着されて固定され、気密シールを確立する。フィルタ１２６は、好ましくは、適切な取付具によって扇風機組立体１００に固定的に接続かつ固定される。上述のように、フィルタ１２６は、従って、扇風機組立体１００にモータ前フィルタをもたらし、モータは、それによってデバイスに吸い込まれる可能性がある汚れ、ほこり、及び塵から確実に保護される。
【００４８】
扇風機組立体１００に対する第３ノズルフィルタ配置は、図７及び８に示されている。この第３の配置は、第１及び第２のフィルタ配置のいずれかと組み合わせて、又はいずれとも別々に使用することができる。第３のフィルタ配置は、濾材２５０を含むフィルタ２２６を含む。フィルタ２２６は、フィルタ２２６が軸線Ｘの周りに延びるように環状であり、ノズル１の内部通路１０内に収容される。フィルタ２２６は、軸線Ｘの方向に約５ｃｍの深さを有する。フィルタ２２６の寸法は、フィルタ２２６がノズル１内にぴったり収容されるように選択される。第１及び第２のフィルタ配置と類似の方式で、フィルタ２２６は、好ましくは、ネジ山付き部分、ファスナ、密封部材、又は他の同等の手段のような適切な取付具によってノズル１の内部通路１０に固定的に接続かつ固定される。
【００４９】
内部通路１０は、フィルタ２２６によって外側空気チャンバ２２８及び内側空気チャンバ２３０に分けられる。各空気チャンバ２２８、２３０は、ノズル１内に連続ダクト又は通路を含む。外側空気チャンバ２２８は、基部１６から空気流を受け取るように配置され、内側空気チャンバ２３０は、口部１２に空気流を搬送するように配置される。
【００５０】
従って、ノズル１に吸い込まれた空気流の全ては、口部１２を通ってノズル１を出る前に、外側空気チャンバ２２８に入り、濾材２５０を通過して内側空気チャンバ２３０に入ることになる。フィルタ２２６は、従って、扇風機組立体１００にモータ後フィルタをもたらし、それによって従来型モータでモータブラシによって発生する可能性があるか又は扇風機組立体の外側からノズルに吸い込まれる可能性がある汚れ及び炭素塵を捕捉することができる。
【００５１】
上記フィルタ配置のいずれにおいても、フィルタは、扇風機組立体内の１つ又はそれよりも多くの場所の１つ又はあらゆる数のフィルタ又はフィルタ組立体を含むことができる。例えば、フィルタの形状及び大きさ、並びにフィルタ材料のタイプは、変更することができる。フィルタ材料は、例えば、発泡体材料、炭素、紙、ＨＥＰＡ（高性能粒子捕捉器）濾材、織物又は開放セルポリウレタン発泡体のような濾材を含むことができる。フィルタ材料は、上述して図示したものと異なる密度及び厚みを有する材料とすることができる。フィルタは、基部の周囲に位置するメッシュ又は多孔質材料を含むことができ、外側ケーシングの一部を形成することができ又は外側ケーシングに装着することができる。フィルタは、空気流からの特定の汚染物質及び微粒子の除去に適し、化学的除去又は除臭のために使用することができる。イオン化又はＵＶ処理のような他の濾過手法又は処理システムは、フィルタ内及び扇風機組立体内であらゆる組合せで使用することができる。
【００５２】
また、フィルタ配置を電気器具内に受け取って配置する方式は、本発明に対して重要ではなく、熟練した読者は、その場所は、対応する表面の嵌合、押し込み又はスナップ固定、又は他の同等の手段によって形成することができることを認めるであろう。フィルタは、扇風機組立体のいずれか部分に位置決めされるか又はその周囲に形成することができ、フィルタは、空気入口に隣接して又はこれに近接して位置することができ、フィルタは、基部、モータ、又はモータハウジングの周囲又は境界全体を取り囲むことができる。フィルタを収容する扇風機組立体の部分の形状及び大きさは、修正することができる。
【００５３】
本発明は、上述の詳細説明に限定されない。変形は、当業者には明らかであろう。例えば、扇風機は、異なる高さ又は直径のものとすることができる。扇風機組立体の性能は、ノズルの直径及び口部開口部の面積を増加させることによって修正することができ、ノズルが軸線の方向に延びる距離は、５ｃｍよりも大きくすることができ、かつ２０ｃｍまでとすることができる。扇風機は机上に位置する必要はなく、自立形、壁装着、又は天井装着とすることができる。扇風機の形状は、冷却空気流が望まれるあらゆる種類の状況又は場所に適合するようになっていると考えられる。携帯式扇風機は、例えば約５ｃｍの直径のより小さなノズルを有することができるであろう。ノズルを通して空気流を作り出すための手段は、扇風機組立体が部屋内で空気の流れを作り出すことができるように使用することができるいずれかの送風機又は真空供給源のようなモータ又は他の空気放出デバイスとすることができる。その例は、ＡＣ誘導モータ又はＤＣブラシレスモータのタイプのようなモータを含むが、空気流を発生かつ作り出すような定方向流体流れを提供するポンプ又は他の手段のようないずれかの適切な空気移動又は空気輸送デバイスも含むことができる。モータの機能には、モータハウジングにおいて及びモータを通じて損失した静圧の一部を回復するようにモータの下流に位置する拡散器又は２次拡散器を含むことができる。
【００５４】
ノズルの他の形状も想定されている。例えば、卵形、又は「レーストラック」形状、単一ストリップ又はライン、又はブロック形状を含むノズルを使用することができるであろう。扇風機組立体は、ブレードがないので扇風機の中心部へのアクセスを提供する。これは、ノズルによって形成された開口部に照明又は時計又はＬＣＤディスプレイのような付加的機能を設けることができることを意味する。
【００５５】
口部の出口は、修正することができる。口部の出口は、空気流を最大にするために様々な間隔に拡大又は縮小することができる。コアンダ効果は、いくつかの異なる表面の上で起こるようにすることができ、又はいくつかの内部又は外部設計を組み合わせて使用し、必要な流れ及び同伴を達成することができる。
【００５６】
他の機能には、ユーザに対するノズルの位置の移動及び調節を容易にするためのピボット回転可能又は傾斜可能な基部を含むことができると考えられる。
【符号の説明】
【００５７】
１  ノズル
１０  内部通路、ブレードレス扇風機によって作り出される空気流の供給
１２  口部
１４  コアンダ表面
２６  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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