(57)【要約】  ファン組立体用のノズルが提供される。ノズルは、ノズル本体と、空気流を受け取るための空気入口と、空気流を放出するための１又は２以上の空気出口と、を備える。ノズル本体は、切頭楕円体の全体的形状を有し、第１の切頭部がノズル本体の面を定め、第２の切頭部がノズル本体のベースを定める。１又は２以上の空気出口が、ノズル本体の面に設けられる。好ましくは、空気入口は、ノズル本体のベースにて設けられる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファン組立体用のノズルであって、
切頭楕円体の全体的形状を有するノズル本体であって、第１の切頭部が前記ノズル本体の面を定め、第２の切頭部が前記ノズル本体のベースを定めるノズル本体と、
前記ノズル本体のベースに設けられた、空気流を受け取るための空気入口と、
前記ノズル本体の面に設けられた、前記空気流を放出するための１又は２以上の空気出口と、
を備え、
前記ノズル本体が、該ノズル本体の面に開口部を定め、前記ノズルが更に、前記開口部内に配置された中間面を備え、前記１又は２以上の空気出口が、前記中間面の周囲の周りに配置される、ノズル。
【請求項２】
前記ノズル本体内で前記空気入口と前記１又は２以上の空気出口との間に延びる単一の内部空気通路を更に備える、請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記空気通路は、前記ノズルの内面によって少なくとも部分的に定められる、請求項２に記載のノズル。
【請求項４】
前記空気通路の断面積が、前記空気入口と前記１又は２以上の空気出口との間で変化する、請求項２又は３の何れか１項に記載のノズル。
【請求項５】
前記空気通路は、前記空気入口の近辺で幅広になり、前記１又は２以上の空気出口の近辺で狭くなる、請求項２〜４の何れか１項に記載のノズル。
【請求項６】
前記空気通路は、前記空気入口と前記１又は２以上の空気出口の間にプレナム領域を含む、請求項２〜５の何れか１項に記載のノズル。
【請求項７】
前記プレナム領域は、前記ノズルの内面と、前記ノズル本体内に配置された方向転換面とによって定められ、前記方向転換面は、前記空気通路内の前記空気流を前記１又は２以上の空気出口に向けて導くように配置される、請求項６に記載のノズル。
【請求項８】
前記ノズル本体のベースに対する前記ノズル本体の面の角度が固定される、請求項１〜７の何れか１項に記載のノズル。
【請求項９】
前記ベースに対する前記面の角度が、０〜９０度、より好ましくは０〜４５度であり、更により好ましくは２０〜３５度である、請求項８に記載のノズル。
【請求項１０】
前記ノズル本体のベースは、前記ファン組立体の空気出口を覆って取り付けられるように配置される、請求項１〜９の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１１】
前記中間面は、前記１又は２以上の空気出口の間の領域にわたる、請求項１〜１０の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１２】
前記中間面は、前記１又は２以上の空気出口の各々の一部を定める、請求項１〜１１の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１３】
前記１又は２以上の空気出口が各々、前記中間面の一部と前記ノズル本体の対向する部分とによって定められる、請求項１２に記載のノズル。
【請求項１４】
前記１又は２以上の空気出口の各々において、前記空気出口を部分的に定める前記中間面の一部は、前記ノズル本体の対向する部分の形状と対応する形状を有する
【請求項１５】
前記１又は２以上の空気出口は、前記中間面の少なくとも一部を覆って空気流を導くように配向される、請求項１〜１４の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１６】
前記ノズルは、前記中間面と前記ノズル本体との間にギャップを定め、前記１又は２以上の空気出口が、前記ギャップの部分によって設けられる、請求項１〜１５の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１７】
前記１又は２以上の空気出口が各々、前記ノズル本体の面に設けられた湾曲スロットを含む、請求項１〜１６の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１８】
前記ノズルは、第１の空気出口と第２の空気出口とを含む、請求項１〜１７の何れか１項に記載のノズル。
【請求項１９】
前記第１及び第２の空気出口は、前記ノズル本体の面上で正反対に配置された湾曲スロットのペアを含む、請求項１８に記載のノズル。
【請求項２０】
前記第１及び第２の空気出口は、２０〜１１０度、好ましくは４５〜９０度、より好ましくは６０〜８０度の円弧角度を有する弧状スロットのペアを含む、請求項１９に記載のノズル。
【請求項２１】
前記湾曲スロットのペアが、楕円形のギャップの別個の部分によって提供される、請求項１７に従属する場合の請求項１９又は２０の何れか１項に記載のノズル。
【請求項２２】
前記湾曲スロットのペアの間の前記ギャップの部分が各々、１又は２以上のカバーによって閉塞される、請求項２１に記載のノズル。
【請求項２３】
前記空気入口から前記空気出口への空気流を制御するバルブを更に備える、請求項１〜２２の何れか１項に記載のノズル。
【請求項２４】
前記第１及び第２の空気出口が組み合わされて複合空気出口を定め、前記バルブは、前記複合空気出口のサイズを一定に保ちながら、前記第２の空気出口のサイズに対する前記第１の空気出口のサイズを調整するよう移動可能である１又は２以上のバルブ部材を含む、請求項１８に従属する場合の請求項２３に記載のノズル。
【請求項２５】
前記ノズル本体は、切頭球体の全体的形状を有し、第１の切頭部が前記ノズル本体の円形面を形成し、第２の切頭部が前記ノズル本体の円形ベースの少なくとも一部を形成する、請求項１〜２４の何れか１項に記載のノズル。
【請求項２６】
インペラーと、空気流を生成するために前記インペラーを回転させるモータと、前記空気流を受け取るための請求項１〜２５の何れか１項に記載のノズルと、を備えるファン組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファン組立体用ノズル、並びにこのようなノズルを備えたファン組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の家庭用ファンは、典型的に、軸線の周りに回転するように取り付けられたブレード又はベーンのセットと、ブレードのセットを回転させて空気流を発生させる駆動装置とを含む。空気流の移動及び循環が「風冷」又は微風を生成し、その結果として、対流及び蒸発を介して熱が放散されると、ユーザが冷却効果を受ける。ブレードは一般に、ケージ内に配置され、これによりファンの使用中に回転しているブレードとユーザが接触するのを防ぎながら、空気流がハウジング内を通過するのが可能になる。
【０００３】
米国特許第２，４８８，４６７号には、ファン組立体から空気を放出するためにケージに入れられたブレードを使用しないファンが記載されている。或いは、ファン組立体は、空気流を引き込むためにモータ駆動インペラーを収容するベースと、ベースに接続された一連の同心環状ノズルとを備え、各ノズルは、ファンから空気流を放出するように前部に位置する環状出口を備える。各ノズルは、ボア軸線の周りに延びて、ノズルが周りに延びるボアを定める。
【０００４】
各ノズルは翼形部の形状であり、従って、ノズルの後部に位置する前縁と、ノズルの前部に配置される後縁と、前縁と後縁の間に延びる翼弦線とを有すると見なすことができる。米国特許第２，４８８，４６７号では、各ノズルの翼弦線は、ノズルのボア軸線と平行である。空気出口は翼弦線上に位置し、ノズルから離れて翼弦線に沿って延びる方向に空気流を放出するように配置される。
【０００５】
国際公開特許第２０１０／１００４５１号には、ファン組立体から空気を放出するためにケージに入ったブレードを使用しない別のファン組立体が記載されている。このファン組立体は、一次空気流を引き込むためにモータ駆動インペラーを同様に収容する円筒状ベースと、ベースに接続され、一次空気流がファンから放出される環状開口／出口を備えた単一の環状ノズルとを備える。ノズルは開口部を定め、この開口部を介して、ファン組立体の局所環境内の空気が環状開口から放出された一次空空気流によって引き込まれ、一次空気流が増幅される。ノズルはコアンダ面を含み、コアンダ面にわたって開口が一次空気流を配向するように配置される。コアンダ面は、開口部の中心軸線の周りで対称的に延びて、ファン組立体によって発生した空気流が、円筒形又は円錐台形のプロファイルを有する環状噴流の形態であるようになる。
【０００６】
ユーザは、空気流がノズルから放出される方向を、２つの方法の内の１つで変更することができる。ベースは、ノズル及びベースの一部をベースの中心を通る垂直軸線の周りに揺動させて、ファン組立体により発生した空気流が約１８０度の円弧の周りに掃引されるように作動させることができる揺動機構を含む。ベースはまた、ノズル及びベースの上部を水平線に対し最大１０度の角度でベースの下側部品に対して傾斜させることができる傾動機構を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第２，４８８，４６７号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１０／１００４５１号
【発明の概要】
【０００８】
第１の態様によれば、ファン組立体用のノズルが提供される。ノズルは、切頭楕円体の全体的形状を有するノズル本体であって、第１の切頭部がノズル本体の面を定め、第２の切頭部がノズル本体のベースを定めるノズル本体と、ノズル本体のベースに設けられた、空気流を受け取るための空気入口と、ノズル本体の面に設けられた、空気流を放出するための１又は２以上の空気出口と、を備える。ノズル本体が、該ノズル本体の面に開口部を定め、ノズルが更に、開口部内に配置された中間面を備え、１又は２以上の空気出口が、中間面の周囲の周りに配置される。
【０００９】
ノズル本体又は外側ケーシングが、ノズルの１又は２以上の最外面を定める。従って、ノズル本体又は外側ケーシングが、ノズルの外部形状又は外形を定める。ノズルの面は、中間面と、中間面の周囲の周りに延びる又はこれを取り囲むノズル本体の一部分（すなわち、開口部の縁部）を備えることができる。好ましくは、ノズル本体のベースは、ファン組立体から放出された空気流がノズルの空気入口によって受け取られるように、ファン組立体の空気出口を覆って取り付けられるように配置される。ノズル本体は、ノズル本体のベースにて更なる開口部を定めることができ、ノズルの空気入口は、この更なる開口部内に設けられる。
【００１０】
このノズルの幾何学的形状は、従来のノズルに優る複数の利点をもたらす。詳細には、ノズル本体の楕円形状は、ノズル本体が、ファン本体からの環状出口、ノズルの面に設けられた略楕円の全体出口、ノズルの空気入口から全体出口まで延びる湾曲した内部空気通路の各々に実質的に共形であることを提供する。従って、この形状は、ノズル本体によって使用される空間を最適化しながら、ノズルの空気入口と全体空気出口との間の空気流の流路を最適化して、空気流がノズルによって導かれる全体効率を改善するようにする。この点について、空気流がモータ駆動インペラーから排出される通気口／開口部は通常、環状形状である。従って、ノズル本体の楕円形状は、ノズルの空気入口でのノズル本体の形状が環状又は略環状の空気入口の形状と実質的に共形であることを提供する。加えて、ノズル本体の楕円形状は、大きな入口端部を有するノズルを提供し、モータ駆動インペラーを含むファン本体からの対応する出口をより大きくすることができ、改善された空気流、圧力及び効率を提供する。更に、略楕円の全体空気出口を備えたノズルを提供することで、空気流をノズルから放出することができる効率及び柔軟性に関して利点を提供する。従って、ノズル本体の楕円形状は、ノズルの全体空気出口におけるノズル本体の形状が、楕円空気出口の形状に実質的に共形であることを提供する。
【００１１】
ノズルは、ノズル本体内で空気入口と１又は２以上の空気出口との間に延びる単一の内部空気通路を更に備えることができる。好ましくは、空気入口は、空気通路の第１の端部によって少なくとも部分的に定められ、１又は２以上の空気出口は、空気通路の対向する第２の端部によって少なくとも部分的に定められる。空気通路の第１の端部は、ノズル本体のベースにて別の開口部内に配置することができる。空気通路の第２の端部は、ノズル本体の面にて開口部内に配置することができる。空気通路は、ノズルの内面によって少なくとも部分的に定めることができる。好ましくは、内部空気通路を定めるノズルの内面は、湾曲している。
【００１２】
空気通路は、略楕円の断面（すなわち、ノズル本体の面又はベースの何れかに平行な面において）を有することができる。好ましくは、空気通路の断面積は、空気入口と１又は２以上の空気出口との間で変化する。より好ましくは、空気通路は、空気入口の近辺で幅広になり、１又は２以上の空気出口の近辺で狭くなる。空気通路の断面積は、空気入口と１又は２以上の空気出口との間で最大になる。
【００１３】
空気通路は、空気入口と１又は２以上の空気出口との間にプレナム領域を含むことができる。プレナム領域は、ノズルの内面と、ノズル本体内に配置された方向転換面とによって定めることができ、方向転換面は、空気通路内の空気流を１又は２以上の空気出口に向けて導くように配置される。
【００１４】
また、単一の内部空気通路を用いて略環状の空気入口から楕円形の空気出口まで空気流を運ぶことにより、特に、ノズルの空気入口から空気出口に進むにつれて、空気流の円滑な移行を提供するような形状にこの通路がされている場合には、効率及び柔軟性の改善を提供する。ノズル本体の楕円形状は更に、ノズル本体の形状が、ノズルの追加の構成要素に空間を提供しながら、内部通路の形状にほぼ共形であることを提供する。
【００１５】
ノズル本体のベースに対するノズル本体の面の角度は固定することができる。好ましくは、ベースに対する面の角度は、０〜９０度、より好ましくは０〜４５度であり、更により好ましくは２０〜３５度である。
【００１６】
中間面は、１又は２以上の空気出口の間の領域にわたることができる。換言すると、中間面は、１又は２以上の空気出口によって境界付けられる領域にわっって延びることができる。好ましくは、中間面は、ノズル本体の面内で同心状に配置することができる。中間面は、平坦又は部分的に凸状とすることができる。好ましくは、中間面は、１又は２以上の空気出口の各々の部分を定める。１又は２以上のくう空気出口は各々、中間面とノズル本体の対向する部分によって定めることができる。１又は２以上の空気出口の各々において、空気出口を部分的に定める中間面の一部は、ノズル本体の対向する部分の形状に対応する形状を有することができる。詳細には、空気出口を部分的に定める中間面の一部は、ノズル本体の対向する部分の曲率半径に実質的に等しい曲率半径を有することができる。
【００１７】
１又は２以上の空気出口は、中間面の少なくとも一部を覆って空気流を導くように配向することができる。１又は２以上の空気出口は、そこから放出される空気流を導いて、その空気流が中間面の少なくとも一部分をわたって通過するように配置することができる。１又は２以上の空気出口は、それぞれの空気出口に隣接する中間面の一部を覆って空気流を導くように配置することができる。
【００１８】
ノズルは、中間面とノズル本体との間に略楕円のギャップ／開口部を定めることができ、１又は２以上の空気出口は、ギャップ／開口部の部分によって提供することができる。詳細には、ギャップ／開口部は、ノズル本体の面における開口部の縁部及び中間面の対向する部分によって定めることができる。
【００１９】
１又は２以上の空気出口は、収束点に向かって配向することができる。収束点は、ノズル本体の面の中心軸上に位置することができる。
【００２０】
１又は２以上の空気出口は各々、ノズル本体の面に設けられた湾曲スロットを含むことができる。湾曲スロットは、弧状とすることができる。好ましくは、１又は２以上の空気出口は、合同弧の形状にされ、より好ましくは合同円弧の形にされる。
【００２１】
ノズルは、第１の空気出口及び第２の空気出口を備えることができる。第１及び第２の空気出口は個別的である。換言すると、第１の指向モード空気出口と第２の指向モード空気出口は物理的に互いに分離されている。好ましくは、第１及び第２の空気出口は、ノズル本体の面に正反対に配置された湾曲スロットのペアを含む。第１及び第２の空気出口は、２０〜１１０度、好ましくは４５〜９０度、より好ましくは６０〜８０度の円弧角度を有する弧状スロットのペアを含むことができる。湾曲スロットのペアは、ギャップ／開口部の別個の部分によって提供することができる。開口部の外周又は内周は、第１及び第２の空気出口の各々の外周又は内周の３〜１８倍であり、好ましくは４〜８倍、より好ましくは４〜６倍である。
【００２２】
湾曲スロットのペア間のギャップ／開口部の部分は各々、１又は２以上のカバーによって閉塞することができる。１又は２以上のカバーは、湾曲スロットのペア間の開口部の部分が閉塞される閉位置と、湾曲スロットのペア間の開口部の部分が開放される開位置の間で移動可能とすることができる。或いは、１又は２以上のカバーは固定とすることができ、好ましくは、ノズル本体及びノズルの中間面のうちの１又は２以上と一体化される。湾曲スロットのペア間のギャップ／開口部の部分の各々において、対応するカバーは、ノズル本体の対向する部分の形状と対応する形状を有することができる。詳細には、対応するカバーは、ノズル本体の対向する部分の曲率半径に実質的に等しい曲率半径を有することができる。
【００２３】
ノズルは、空気入口から１又は２以上の空気出口への空気流を制御するためのバルブを備えることができる。第１及び第２の空気出口が組み合わされて複合／統合空気出口を定めることができ、バルブは、複合／統合空気出口のサイズを一定に保ちながら、第２の空気出口のサイズに対する第１の空気出口のサイズ（すなわち、開口面積）を調整するよう移動可能である１又は２以上のバルブ部材を含むことができる。バルブ部材の各々において、バルブ部材は、ノズル本体の対向する部分の形状と対応する形状を有することができる。詳細には、バルブ部材は、ノズル本体の対向する部分の曲率半径に実質的に等しい曲率半径を有することができる。１又は２以上のバルブ部材は、並進的に（すなわち、回転せずに）、好ましくは直線的に（すなわち、真っ直ぐに）移動するように配置することができる。１又は２以上のバルブ部材は、ノズルの本体に対して横方向に移動するように配置することができ、また、任意選択的に外部案内面に対して横方向に移動するように配置することができる。
【００２４】
ノズル本体の最大直径は、ノズル本体の円形ベースの直径の１．０５〜２倍とすることができ、好ましくは、１．１〜１．４倍である。ノズル本体の最大直径は、ノズル本体の円形面の直径の１．０５〜２倍とすることができ、好ましくは、１．１〜１．４倍である。
【００２５】
ノズル本体は、切頭球体の全体的形状を有することができ、第１の切頭部がノズルの円形面を形成し、第２の切頭部がノズル本体の円形ベースの少なくとも一部を形成する。
【００２６】
第２の態様によれば、ファン組立体用のノズルが提供される。ノズルは、ノズル本体と、空気流を受け取るための空気入口と、空気流を放出するための１又は２以上の空気出口と、を備えるノズル本体は、切頭楕円体の全体的形状を有し、第１の切頭部がノズル本体の面を形成し、第２の切頭部がノズル本体のベースを形成する。１又は２以上の空気出口が、ノズル本体の面に設けられる。好ましくは、空気入口は、ノズル本体のベースにて設けられる。
【００２７】
第３の態様によれば、インペラーと、空気流を生成するためにインペラーを回転させるモータと、空気流を受け取るための第１の態様及び第２の態様の何れかによるノズルと、を備えるファン組立体が提供される。ファン組立体は、ファン組立体が支持されるベースを備えることができ、ファン組立体のベースに対するノズルの面の角度は固定されるのが好ましい。好ましくは、ファン組立体のベースに対するノズルの面の角度は、０〜９０度、より好ましくは０〜４５度であり、更により好ましくは２０〜３５度である。ファン組立体のベースは、好ましくは、ファン組立体の本体の第１の端部に設けられ、この場合、ノズルは、ファン組立体の本体の対向する第２の端部に取り付けられるのが好ましい。好ましくは、モータ及びインペラーは、ファン組立体の本体内に収容される。
【００２８】
ここで、添付図面を単に例証として参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ファン組立体の第１の実施形態の正面図である。
【図２】図１のファン組立体の側面図である。
【図３】図１及び図２のファン組立体の球状ノズルの斜視図である。
【図４】図１及び図２のファン組立体の球状ノズルの上面図である。
【図５】図１及び図２のファン組立体の球状ノズルの正面図である。
【図６】図１及び図２のファン組立体の球状ノズルの側面図である。
【図７】図６の線Ａ−Ａに沿った、球状ノズルの垂直断面図である。
【図８】図１０の線Ｂ−Ｂに沿った、球状ノズルの垂直断面図である。
【図９】上側部分が取り外された図３の球状ノズルの上面図である。
【図１０】上側部分が取り外された図３の球状ノズルの斜視図である。
【図１１ａ】第１の位置にあるバルブ部材を示す、球状ノズルの簡易垂直断面図である。
【図１１ｂ】第２の位置にあるバルブ部材を示す、球状ノズルの簡易垂直断面図である。
【図１１ｃ】第３の位置にあるバルブ部材を示す、球状ノズルの簡易垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、切頭楕円体の全体的形状を有するファン組立体用のノズルについて説明するが、この幾何学的形状は、従来のノズルに優る複数の利点をもたらす。本明細書で使用される用語「ファン組立体」は、温度快適性及び／又は環境制御もしくは温度調節の目的で空気流を発生させて供給するように構成されたファン組立体を意味する。このようなファン組立体は、除湿空気流、加湿空気流、浄化空気流、濾過空気流、冷却空気流、及び加熱空気流の内の１又は２以上を発生させることができる。
【００３１】
ノズルは、切頭楕円体の全体的形状を有するノズル本体又は外側ケーシングであって、第１の切頭部がノズル本体の面を定め且つ第２の切頭部がノズル本体のベースを定めるノズル本体又は外側ケーシングと、ノズル本体のベースに設けられた、空気流を受け取るための空気入口と、ノズル本体の面に設けられた、空気流を放出するための１又は２以上の空気出口と、を備える。ノズル本体は、ノズル本体の面に開口部を定め、ノズルは更に、開口部内に配置された中間面を備え、１又は２以上の空気出口は、中間面の周囲の周りに配置される。ノズル本体／外側ケーシングの切頭楕円形状は、ノズル本体／外側ケーシングの面及びベースの両方が略楕円形であるようにする。好ましくは、ノズル本体のベースに対するノズル本体／外側ケーシングの面の角度は固定され、この角度は０〜９０度である。
【００３２】
ノズル本体又は外側ケーシングは、ノズルの１又は２以上の最外面を定める。従って、ノズル本体又は外側ケーシングは、ノズルの外部形状又は外形を実質的に定める。従って、ノズルの面は、中間面と、中間面の周囲の周りに延びる又はこれを取り囲むノズル本体の一部分（すなわち、開口部の縁部）を備えることができる。次いで、中間面は、外向きであり、すなわち、ノズルの中心から外方に面し、ノズル本体の面にて開口部内で露出される。従って、中間面は、ノズルの面を少なくとも部分的にわたって延びることができる。好ましくは、ノズル本体のベースは、ファン組立体から放出された空気流がノズルの空気入口によって受け取られるように、ファン組立体の空気出口を覆って取り付けられるように配置される。ノズル本体は、ノズル本体のベースにて更なる開口部を定めることができ、ノズルの空気入口は、この更なる開口部内に設けられる。
【００３３】
本明細書で使用される用語「楕円体」は、形状の全ての平面断面が楕円又は円である３次元の幾何学的形状を意味する。従って、楕円体は、独立した３つの軸を有し、通常は、３つの半軸の長さで指定される。２つの半軸の長さが等しい楕円体は、回転楕円体と呼ばれる。３つの半軸全てが等しい長さの楕円体は、球体と呼ばれる。
【００３４】
本明細書で使用する用語「空気出口」は、空気流がノズルから流出するノズルの部分を指す。詳細には、本明細書に記載する実施形態では、各空気出口は、ノズルによって定められ且つ空気流がノズルから流出する導管又はダクトを備える。従って、各空気出口は、代わりに排出口と呼ぶことができる。これは、空気出口から上流側にあり、ノズルの空気入口と空気出口との間で空気流を送る役割を果たすノズルの他の部分とは対照的である。
【００３５】
ノズルは、空気入口と１又は２以上の空気出口との間に延びる単一の内部空気通路又はダクトを備えることが好ましい。空気入口は、空気通路の第１の端部によって少なくとも部分的に定められ、１又は２以上の空気出口は、空気通路の対向する第２の端部によって少なくとも部分的に定めることができる。好ましくは、空気通路は、ノズル本体の形状にほぼ共形であるような形状にされる。従って、空気通路は、略楕円断面を有することができ、ノズル本体の面又はベースの何れかに平行な平面における空気通路の断面積が、空気入口と１又は２以上の空気出口との間で変化する。その結果として、空気通路の第１の端部と空気通路の第２の端部の一方又は両方が略楕円断面を有することが好ましい。
【００３６】
好ましくは、空気通路は、空気入口の近辺で外方に幅広又は裾広がりになり、１又は２以上の空気出口の近辺で狭くなる。換言すると、空気通路の断面積は、空気入口と１又は２以上の空気出口あとの間で最大に達するまで空気通路が空気入口から延びるにつれて増大し、その後、空気通路が１又は２以上の空気出口に接近するにつれて減少することが好ましい。好ましくは、空気通路の面は、空気入口から１又は２以上の空気出口に進むにつれて、空気流の円滑な移行を提供するために全体的に湾曲している。本明細書で使用する用語「湾曲した」は、円滑で連続的に平面性から漸次的に逸脱する面を意味する。
【００３７】
空気通路は、ノズルの内面によって少なくとも部分的に定めることができる。この内面は、ノズルの内壁によって提供することができ、内壁は、ノズル本体内に配置される。
【００３８】
図１及び２は、ファン組立体１０００の第１の実施形態の外観図である。図１は、ファン組立体１０００の正面図を示し、図２は、ファン組立体１０００の側面図である。図３は、図１及び図２のファン組立体１０００のノズル１２００の斜視図を示す。次いで、図４、５及び６は、ノズル２２００のそれぞれ上面図、正面図及び側面図を示す。
【００３９】
ファン組立体１０００は、本体又はスタンド１１００と、本体１１００に取り付けられた略球状ノズル１２００とを備える。以下でより詳細に説明するように、ノズル１２００のノズル本体／外側ケーシング１２３０は、切頭球体の全体的形状を有し、第１の切頭部がノズル本体１２３０の円形面１２３１を形成し、第２の切頭部がノズル本体１２３０の円形ベース１２３２を形成し、ベース１２３２に対する面１２３１の角度（α）が約２５度で固定される。しかしながら、ノズル本体１２３０のベース１２３２に対する面１２３１の角度は、０〜９０度の何れでもよく、より好ましくは０〜４５度であり、更により好ましくは２０〜３５度である。次いで、ノズル１２００は、ノズル１２００の空気入口１２４０を部分的に定めてノズル１２００のベース１２３２に設けられた円形開口部から、ノズル１２００の空気出口を部分的に定めてノズル１２００の面１２３１にある略環状開口部１２６０まで延びる単一の内部空気通路１２７０を有する。
【００４０】
この実施形態では、本体１１００は、略円筒状であり、ファン組立体１０００の本体１１００に空気流が流入する空気入口１１１０を備え、空気入口１１１０は、本体１１００に形成されたアパーチャのアレイを備える。或いは、空気入口１１１０は、本体１１００に形成されたウィンドウ内に取り付けられた１又は２以上のグリル又はメッシュを備えることができる。本体１１００は、空気入口１１１０を介して本体１１００内に空気流を引き込むためのモータ駆動インペラー（図示せず）を収容する。好ましくは、本体１１００は更に、少なくとも１つの粒子フィルタメディアを含む少なくとも１つの清浄化／フィルタ組立体（図示せず）を備える。少なくとも１つの清浄化／フィルタ組立体は、好ましくは、空気入口１１１０の下流側で且つモータ駆動インペラーの上流側に位置し、インペラーによって本体１１００に引き込まれた空気は、インペラーを通過する前にフィルタリングされる。これは、場合によってはファン組立体１０００への損傷を引き起こす可能性がある粒子を除去する役割を果たし、また、ノズル１２００から放出される空気に粒子が存在しないのを確実にする。加えて、清浄化／フィルタ組立体は更に、好ましくは、健康上有害となる可能性がある空気流から様々な化学物質を除去してノズル１２００から放出される空気が清浄化されるようにする役割を果たす少なくとも１つの化学フィルタメディアを含む。
【００４１】
図示の実施形態において、ノズル１２００は、空気流が本体１１００から流出する環状通気口を覆って本体１１００の上端に取り付けられる。ノズル１２００は、本体１１００から空気流を受け取るための空気入口１２４０を提供する開口下端を有する。この場合、ノズル１２００の外壁の外面は、本体１１００の外縁と合一する。
【００４２】
ノズル１２００の本体又は外側ケーシング１２３０は、ノズルの最外面を定め、ひいてはノズル１２００の外部形状又は外形を定める。上述のように、ノズル１２００が全体として切頭球体の全体的形状を有するように、本体又は外側ケーシング１２３０は、切頭球体の全体的形状を有する。図示の実施形態では、第１の切頭部は、ノズル本体１２３０の直径（ＤN）が、ノズル本体１２３０の円形面１２３１の直径（ＤF）の約１．２倍であるようにするが、ノズル本体１２３０の直径（ＤN）は、ノズル本体１２３０の円形面１２３１の直径（ＤF）の１．０５〜２倍の何れでもよく、好ましくは１．１〜１．４倍である。次いで、第２の切頭部は、ノズル本体１２３０の直径（ＤN）が、ノズル本体２２３０の円形ベース１２３２の直径（ＤB）の約１．２倍であるようにするが、ノズル本体１２３０の直径（ＤN）は、ノズル本体１２３０の円形ベース１２３２の直径（ＤF）の１．０５〜２倍の何れでもよく、好ましくは１．１〜１．４倍である。
【００４３】
ノズル本体１２３０は、ノズル本体１２３０の円形面１２３１に開口部を定める。次に、ノズル１２００は更に、ノズル本体１２３０の円形面１２３１にある開口部内に同心円状に配置することができる固定の外部案内面１２５０を備え、この外部案内面１２５０が開口部内に少なくとも部分的に露出されて、ノズル本体１２３０の一部が案内面１２５０の周囲に延びるようになっている。従って、外部案内面１２５０は、外向きである（すなわち、ノズルの中心から外方に面する）。
【００４４】
図示の実施形態では、この案内面１２５０は、凸状で実質的にディスク状であるが、代替の実施形態では、案内面１２５０は、平坦又は部分的にだけ凸状とすることができる。次に、ノズル本体１２３０の内方に湾曲した上側部分１２３０ａは、案内面１２５０の円周部分１２５０ａに重なる／突出している。次いで、凸状のガイド面の最外の中央部分１２５０ｂは、ノズル本体１２３０の開放された円形面１２３１の最外点に対して相対的にオフセットされる。詳細には、ノズル本体１２３０の開口円形面１２３１の最外点は、案内面の最外部１２５０ｂの前方にある。
【００４５】
案内面１２５０の円周部分１２５０ａとノズル本体１２３０の対向する部分は、組み合わされてこれらの間に略環状のギャップ１２６０を定め、このギャップ１２６０は、ノズル１２００の単一の全体空気出口を提供する。従って、案内面１２５０は、ノズル１２００の全体空気出口によって囲まれ／境界付けられる領域にわたる中間面を提供する（すなわち、ズル１２００の全体空気出口がこの中間面の周囲／外周の周りに配置される）。
【００４６】
ノズル１２００の構造及び動作について、図７〜１１ｃに関連して以下で更に詳細に説明する。図７は、図５の線Ａ−Ａを通る断面図を示し、図８は、図６の線Ｂ−Ｂを通る断面図を示す。図９及び１０は、案内面及びノズル本体の上側部分を取り外したノズル１２００の上面図及び斜視図を示す。
【００４７】
上述のように、ノズル１２００は、切頭球体の全体的形状を有し、第１の切頭部がノズルの円形面１２３１を形成し、第２の切頭部がノズル本体１２３０の円形ベース１２３２を形成する。従って、ノズル本体１２３０は、切頭球体形状を定める外壁１２３３を備える。この場合、外壁１２３３は、ノズル１２００の円形面１２３１上の円形開口部と、ノズル本体１２３０の円形ベース１２３２上の円形開口部とを定める。ノズル本体１２３０はまた、第１の切頭部を形成する外壁１２３３の縁部から内方に延びるリップ１２３４を備える。このリップ１２３４は、形状が略円錐台状であり、案内面１２５０に向かって内方に先細となっている。
【００４８】
ノズル本体１２３０は更に、ノズル本体１２３０内に配置されてノズル１２００の単一の内部空気通路１２７０を定める内壁１２３５を備える。内壁２１２３５は、全体的に湾曲し、略円形の断面を有し、ノズル本体１２３０の面１２３１又はベース１２３２の何れかに平行な平面における内壁１２３５の断面積が、空気入口１２４０とノズル１２００の１又は２以上の空気出口を定めるギャップ１２６０との間で変化する。詳細には、内壁１２３５は、空気入口１２４０の近辺で外方に幅広又は裾広がりになり、次いで空気出口の近辺で狭くなる。従って、内壁１２３５は、ノズル本体１２３０の形状にほぼ共形である。
【００４９】
内壁１２３５は、その下端において、ノズル本体１２００の円形ベース１２３２の円形開口部内に同心円状に配置された円形開口部を有し、内壁１２３５のこの下側円形開口部が、本体１１００からの空気流を受け取るための空気入口１２４０を提供する。内壁１２３５はまた、その上端において、ノズル本体１２３０の円形面１２３１の円形開口部内に同心円状に配置された円形開口部を有する。この場合、内壁１２３５の内方に湾曲した上端は、外壁１２３３から内方に先細になるリップ１２３４と合一／当接して、ノズル本体１２３０の円形面１２３１の円形開口部を定める。
【００５０】
次いで、案内面１２５０は、内壁１２３５の上側円形開口部と同心円状に配置され、内壁１２３５の上側円形開口部の中心軸線に沿って内壁１２３５の上側円形開口部に対してオフセットされ、結果として、内壁１２３５と案内面１２５０の隣接部分との間の空間によってギャップ１２６０が定められる。この場合、内壁１２３５の内方に湾曲した上端は、案内面１２５０の円周部分１２５０ａに重なり／突出し、環状ギャップ１２６０を通ってノズル１２００から空気流が流出する角度が、ノズル１２００によって生成された合成空気流を最適化するほど十分に浅くなることを確実にする。詳細には、空気流が環状ギャップ１２６０を通ってノズル１２００から流出する角度は、案内面１２５０の中心軸線（Ｘ）に沿う収束点の距離と、空気流が収束点にて衝突する角度とを決定する。この場合、リップ１２３４の先細外面は、空気流を変化させることができる角度範囲に対するこの突出の影響を最小限にする。
【００５１】
この実施形態では、２つの別個のバルブ機構が、案内面１２５０の下方に配置される。これらのバルブの内の第１のバルブ機構は、ノズル１２００の空気供給モードを指向モードから拡散モードに変更するために配置されたモード切替バルブである。これらのバルブの内の第２のバルブ機構は、指向モードにあるときにノズルによって生成された空気流の方向を制御するよう配置された流れベクタリングバルブである。両方のバルブ機構について、以下で更に詳細に説明する。
【００５２】
ノズル１２００は更に、両方のバルブ機構の下方に内部空気誘導面又は方向転換面１２７１を備え、空気誘導面１２７１が、単一の空気入口通路１２７０内の空気流を環状ギャップ１２６０に向けて導くように配置されている。この実施形態では、この空気誘導面１２７１は、凸状で実質的にディスク状であり、従って、案内面１２５０と形状が類似しており、案内面１２５０と整列／同心状態にある。結果として、両方のバルブ機構は、案内面１２５０と空気誘導面１２７１との間に定められた空間内に収容される。
【００５３】
図示の実施形態において、空気入口１２４０と環状ギャップ１２６０との間に延びる内部空気通路１２７０は、ファン組立体１０００の本体１１００から受け取った空気流の圧力を均等化してギャップ１２６０により均等に分配するように機能するプレナムチャンバを形成する。従って、空気誘導面１２７１は、内部空気通路１２７０によって定められるプレナムチャンバの上面を形成する。
【００５４】
上記で概略的に説明されたように、モード切替バルブは、ノズル１２００の空気供給モードを指向モードから拡散モードに変更するために配置される。指向モードでは、モード切替バルブは、ギャップ１２６０の２つの正反対に配置された別個の（すなわち、互いに物理的に分離された）部分を除く全てを閉鎖する。ギャップ１２６０のこれらの残りの開放部分は、ノズル１２００の第１の指向モード空気出口１２１０及び第２の指向モード空気出口１２２０を提供する合同の円弧形状スロットのペアを形成する。以下でより詳細に説明するように、流れベクタリングバルブを用いて、第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０だけによってノズル１２００から放出される空気流の方向を制御する。
【００５５】
指向モードから拡散モードに切り替わるときに、モード切替バルブは、ギャップ１２６０の閉鎖部分を開放する（すなわち、弧状スロットのペアを分離するギャップ１２６０の当該部分を開く）。この拡散モードでは、ギャップ１２６０全体がノズル１２００の単一の空気出口となり、これによって、より拡散した低圧の空気流を提供することができる。加えて、モード切替バルブによるギャップ１２６０全体の開放により、ノズル１２００から出る空気を案内面１２５０の周囲／円周全体に分配して、その全てを収束点に導くことができるようにされ、ノズル１２００によって生成された合成空気流は、ノズル１２００の面１２３１に対して実質的に垂直に導かれるようになる。この実施形態では、ノズル１２００のベース１２３２に対する、従ってファン組立体１０００のベースに対するノズル１２００の面１２３１の角度は、ファン組立体１０００が略水平面上に配置されている場合、ノズル１２００が拡散モードにあるときにファン組立体１０００によって生成された合成空気流が、略上向き方向に導かれるようになる。
【００５６】
図示の実施形態では、モード切替バルブは、案内面１２５０の下方で且つ空気誘導面１２７１の上方に取り付けられたモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂのペアを備える。これらのモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂは、閉位置と開位置との間で案内面１２５０に対して横方向に（すなわち、並進的に）移動するように配置される。閉位置では、弧状スロット間のギャップ１２６０の部分が、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂによって閉塞されるのに対し、開位置では、弧状スロット間のギャップ１２６０の部分が開口している。従って、これらのモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂは、弧状スロット間にある環状ギャップ１２６０の当該部分に対して移動可能なカバーであると見なすことができる。
【００５７】
図示の実施形態では、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂは、閉位置において、第１の指向モード空気出口１２１０の一端と第２の指向モード空気出口１２２０の隣接端との間にあるギャップ１２６０の正反対に配置された別個の部分をそれぞれ閉塞するように配置される。このために、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂは、閉位置において、第１の指向モード空気出口１２１０の対向する端部と第２の指向モード空気出口１２２０のその隣接端との間にそれぞれ延びるように配置される。
【００５８】
モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの各々は略平面状であり、この場合、バルブ部材の遠位縁は、弧状の形状であり、ギャップ１２６０を部分的に定めるノズル本体１２３０の対向面の形状に対応するようになる。詳細には、各バルブ部材の遠位縁は、ノズル本体１２３０の対向面の曲率半径と実質的に等しい曲率半径を有する。従って、各バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの遠位縁は、弧状スロット間のギャップ１２６０の一部を閉塞するために閉位置にあるときに、対向面（すなわち、対応するバルブシート）に当接することができる。加えて、各バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの遠位縁の弧状形状はまた、開位置にあるときに遠位縁が案内面１２５０の隣接縁と略面一であるようになっている。次に、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの各々は、バルブ部材の近位縁から延びるバルブステム１２９０ｃ、１２９０ｄを備える。
【００５９】
モード切替バルブは更に、主制御回路から受信した信号に応答して、案内面１２５０に対するモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの横方向（並進）移動を引き起こすように配置されたモード切替バルブモータ１２９１を備える。そのために、バルブモータ１２９１は、各バルブステム１２９０ｃ、１２９０ｄ上に設けられた直線ラックと係合するピニオン１２９２の回転を引き起こすように配置される。従って、バルブモータ１２９１によるピニオン１２９２の回転は、バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの両方の直線移動をもたらすことになる。この実施形態では、バルブモータ１２９１によるピニオン１２９２の回転は、ギアのセットを用いて達成され、バルブモータ１２９１のシャフトに取り付けられた駆動ギアが、ピニオン１２９２に固定された従動ギアと係合し、これによって従動ギアとピニオン１２９２が複合ギアを形成する。
【００６０】
図７〜１０に示す実施形態では、モード切替バルブは更に、ノズル１２００が指向モードにあるときに、それぞれ第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０から放出される空気の送給を支援するように配置された可動バッフル１２９３、１２９４の２つのペアを備える。詳細には、可動バッフルの第１のペア１２９３ａ、１２９３ｂは、ノズル１２００が指向モードにあるときに第１の指向モード空気出口１２１０から放出される空気の送給を支援するように配置されるのに対し、可動バッフルの第２のペア１２９４ａ、１２９４ｂは、ノズル１２００が指向モードにあるときに第２の空気出口１２２０から放出される空気の送給を支援するように配置される。従って、これら可動バッフル１２９３、１２９４の２つのペアは、ノズル１２００が指向モードにあるときに延伸し、ノズル１２００が拡散モードにあるときには、バッフルがギャップ１２６０を遮るのを回避するために後退するように配置される。
【００６１】
可動バッフル１２９３、１２９４の各ペアは、第１可動バッフル１２９３ａ、１２９４ａと第２可動バッフル１２９３ｂ、１２９４ｂとを備え、第１可動バッフル１２９３ａ、１２９４ａ及び第２可動バッフル１２９３ｂ、１２９４ｂは、細長いストラット１２９３ｃ，１２９４ｃの対向する端部に設けられる。各可動バッフル１２９３ａ、１２９３ｂ、１２９４ａ、１２９４ｂは、略Ｌ字形の断面を有し、第１平面セクションは、バッフルが取り付けられたストラット１２９３ｃ、１２９４ｃの端部から下方に延び、第２平面セクションは、第１平面セクションの底端部からストラット１２９３ｃ、１２９４ｃの長さと平行な方向に延びる。次いで、各バッフルの第１及び第２の平面セクションはまた、ストラット１２９３ｃ、１２９４ｃの長さに垂直な方向に延びる。各バッフルの第１平面セクションは、第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０の内の一方の空気出口の端部を定める。この場合、各バッフルの第２平面セクションの遠位縁は弧状形状であり、ギャップ１２６０を部分的に定めるノズル本体１２３０の対向面の形状に対応するようになる。従って、各バッフルの第２平面セクションの遠位縁は、閉位置にあるときに対向面に当接することができる。各バッフルの第２平面セクションは更に、隣接するモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂの近位縁の一部と重なるように配置され、バッフルと、隣接するモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂとの間で空気がノズル１２００から流出することができる経路が確実に存在しないようにする。
【００６２】
この実施形態では、これらの可動バッフル１２９３、１２９４のペアは、ノズル１２００が指向モードにあるときの延伸位置と、ノズル１２００が拡散モードにあるときの後退位置との間で、案内面１２５０に対して横方向に（すなわち、並進的に）移動するように配置される。そのために、可動バッフル１２９３、１２９４の各ペアは、ストラット１２９３ｃ、１２９４ｃの端部間の途中の位置で、対応するストラット１２９３ｃ、１２９４ｃから垂直に延びるアクチュエータアーム１２９３ｄ、１２９４ｄを備える。これらのアクチュエータアーム１２９３ｄ、１２９４ｄは各々、モード切替バルブのピニオン１２９２と係合する直線ラックを備える。従って、モード切替バルブモータ１２９１によるピニオン１２９２の回転は、可動バッフル１２９３、１２９４の両方のペアの直線移動をもたらすことになる。結果として、モード切替バルブを用いてノズル１２００の空気供給モードを指向モードと拡散モードとの間で変更する場合、モード切替バルブモータ１２９１の起動は、ピニオン１２９２の回転を引き起こし、これによりモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂを閉位置と開位置との間で移動させ、同時にまた、可動バッフル１２９３、１２９４のペアを延伸位置と後退位置との間で移動させることになる。
【００６３】
図７〜１０では、ノズル１２００が指向モードで示され、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂが閉位置にあり、可動バッフル１２９３、１２９４の両方のペアが延伸位置にある。従って、第１の指向モード空気出口１２１０と第２の指向モード空気出口１２２０との間にあるギャップ１２６０の部分は、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂによって閉塞され、可動バッフル１２９３、１２９４の各ペアの第１平面セクションは、第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０の対向する端部を定め、案内面１５００を越えて収束点に向かう空気の送給を支援するようにする。
【００６４】
ノズル１２００を拡散モードに切り替えるために、モード切替バルブモータ１２９１を起動させて、ピニオン１２９２の回転を引き起こし、これによりモード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂが閉位置から開位置に移動するようになる。開位置では、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂは、案内面１２５０と空気誘導面１２７１との間に定められた空間内に後退し、第１の指向モード空気出口１２１０と第２の指向モード空気出口１２２０との間にあるギャップ１２６０の部分をもはや遮ることはない。同時に、ピニオン１２９２のこの回転はまた、可動バッフル１２９３、１２９４のペアを延伸位置から後退位置に移動させることになる。後退位置では、可動バッフル１２９３、１２９４のペアは、案内面１２５０と空気誘導面１２７１との間に定められた空間内に後退し、第１の指向モード空気出口１２１０と第２の指向モード空気出口１２２０との間にあるギャップ１２６０の部分をもはや遮ることはないようになる。
【００６５】
上記で概略的に説明されるように、流れベクタリングバルブは、指向モードにあるときにノズルによって生成された空気流の方向を制御するよう配置される。そのために、流れベクタリングバルブは、ノズル１２００の統合指向モード空気出口のサイズ（すなわち、開放面積）を一定に保ちながら、第１の指向モード空気出口１２１０のサイズ（すなわち、開放面積）を第２の指向モード空気出口１２２０のサイズ（すなわち、開放面積）に対して調整することによって、空気入口から第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０への空気流を制御するように配置される。
【００６６】
図７〜１０に示された実施形態において、ノズルが指向モードにあるときに開放したままであるギャップ１２６０の２つの正反対に配置された部分は、ノズル１２００の第１及び第２の指向モード空気出口１２１０，１２２０を提供する合同の円弧状スロットのペアを形成する。従って、案内面１２５０は、第１及び第２の指向モード空気出口の間に延びる中間面を提供し、ノズル１２００の全体空気出口は、この中間面の周囲／外周の周りに配置される。
【００６７】
図示の実施形態では、第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０を提供する弧状スロットのペアは各々、約６０度の円弧角度（β）（すなわち、円形面２２３１の中心にて弧に対する角度）を有するが、これらは各々、２０〜１１０度、好ましくは４５〜９０度、より好ましくは６０〜８０度の何れかの円弧角度を有することができる。結果として、ギャップ１２６０の面積は、第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０の各々の面積の３〜１８倍の何れかとすることができ、好ましくは４〜８倍、より好ましくは４〜６倍である。
【００６８】
第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０はほぼ同じサイズであり、組み合わされて球状ノズル１２００の統合又は複合指向モード空気出口を形成する。第１の指向モード空気出口１２１０と第２の指向モード空気出口１２２０は、案内面１２５０の対向する側部に位置し、それぞれの空気出口に隣接する案内面１２５０の一部分を覆って放出される空気流を案内面１２５０の中央軸線（Ｘ）と整列する収束点に向けて導くように配向される。この場合、第１の指向モード空気出口１２１０、第２の指向モード空気出口１２２０及び案内面１２５０は、放出される空気流がそれぞれの指向モード空気出口に隣接する案内面１２５０の一部分を覆って導かれるように配置される。詳細には、指向モード空気出口１２１０、１２２０は、空気出口１２１０、１２２０に隣接する案内面１２５０の部分と実質的に平行な方向に空気流を放出するように配置される。この場合、案内面１２５０の凸形状は、第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０から放出された空気流が収束点に接近するにつれて、案内面１２５０から逸脱することになり、これらの空気流は、案内面１２５０からの干渉なしに収束点で及び／又はその周辺で衝突することができるようになっている。放出された空気流が衝突すると、２つの対向する空気流が衝突するときに形成される合成噴流又は複合空気流を安定化させる上で助けとなることができる剥離バブルが形成される。
【００６９】
流れベクタリングバルブ部材１２８０は、第１の端部位置と第２の端部位置との間で案内面１２５０に対して横方向に（すなわち、並進的に）移動するように配置される。第１の端部位置では、第１の指向モード空気出口１２１０は、バルブ部材１２８０によって最大限に閉塞され（すなわち、第１の指向モード空気出口のサイズが最小となるように、可能な限り最大限に閉塞され）、第２の指向モード空気出口１２２０は、最大限に開口される（すなわち、第２の指向モード空気出口のサイズが最大となるように、可能な限り最大限に開口される）のに対して、第２の端部位置では、第２の指向モード空気出口１２２０は、バルブ部材１２８０によって最大限に閉塞され、第１の指向モード空気出口１２１０は、最大限に開口される。バルブ部材１２８０は、その２つの極端な位置の間で移動するときに、統合／複合指向モード空気出口のサイズ／開口面積は、一定のままである。
【００７０】
最小時には、第１及び／又は第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０は、完全に閉塞／閉鎖することができる。しかしながら、最小時にて、第１及び／又は第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０は、少なくとも極めて小さい程度まで開口することができ、そうすることによって、製造中に生じるあらゆる誤差／不正確さが、空気の通過時に付加的な異音（例えば、ホイッスリング）を誘起する可能性のある小ギャップに繋がらないようにすることができる。
【００７１】
図示の実施形態では、バルブ部材１２８０は、バルブ部材１２８０が第１の端部位置にあるときに第１の指向モード空気出口１２１０を最大限に閉塞する第１の端部セクション１２８０ａと、バルブ部材１２８０が第２の端部位置にあるときに第２の指向モード空気出口１２２０を最大限に閉塞する対向する第２の端部セクション１２８０ｂとを有する。バルブ部材１２８０の第１及び第２の端部セクション１２８０ａ、１２８０ｂの遠位縁は両方とも弧状形状であり、対応する指向モード空気出口を部分的に定めるノズル本体１２３０の対向面の形状と対応するようになる。詳細には、各バルブ部材の遠位縁は、ノズル本体１２３０の対向する面の曲率半径に実質的に等しい曲率半径を有する。従って、バルブ部材１２８０の第１の端部セクション１２８０ａは、第１の指向モード空気出口１２１０を閉塞するために、第１の端部位置にあるときに対向面に当接する（すなわち、接触する、又は隣接する／近接する）ことができ、これによってこの対向面が第１バルブシートを提供するのに対して、バルブ部材１２８０の第２の端部セクション１２８０ｂは、第２の指向モード空気出口１２２０を閉塞するために、第２の端部位置にあるときに対向面に当接する（すなわち、接触する、又は隣接する／近接する）ことができ、これによってこの他方の対向面が第２バルブシートを提供する。加えて、バルブ部材１２８０の第１及び第２の端部セクション１２８０ａ、１２８０ｂの遠位縁の弧状形状により、第１の端部セクション１２８０ａの遠位縁が、第２の端部位置にあるときに案内面１２５０の隣接縁と略面一になり、第２の端部セクション１２８０ｂの遠位縁が、第１の端部位置にあるときに案内面１２５０の隣接縁と略面一になる。
【００７２】
流れベクタリングバルブは更に、主制御回路から受信した信号に応答して、案内面１２５０に対するバルブ部材１２８０の横方向（並進）移動を引き起こすように配置されたバルブモータ１２８１を備える。そのために、バルブモータ１２８１は、バルブ部材１２８０上に設けられた直線ラック１２８０ｃと係合するピニオン１２８２を回転させるように配置される。この実施形態では、直線ラック１２８０ｃは、第１の端部セクション１２８０ａと第２の端部セクション１２８０ｂとの間に延びるバルブ部材の中間セクションに設けられる。結果として、バルブモータ１２８１によるピニオン１２８２の回転は、バルブ部材１２８０の直線移動をもたらすことになる。バルブ部材１２８０の直線移動は、ノズル１２００の統合指向モード空気出口のサイズを一定に保ちながら、第２の指向モード空気出口１２２０のサイズに対して第１の指向モード空気出口１２１０のサイズを変化させる。好ましくは、ノズル１２００を指向モードから拡散モードに切り替えるときに、流れベクタリングバルブモータ１２８１もまた起動させて、ピニオン１２８２の回転を引き起こすようにし、これにより、流れベクタリングバルブ部材１２８０が、第１の指向モード空気出口１２１０と第２の指向モード空気出口１２２０のサイズが等しい中央位置に移動することになる。この構成では、ギャップ１２６０全体がノズルの単一の空気出口になる。
【００７３】
図７〜１０に示す実施形態では、ノズル１２００はまた、ノズル１２００の円形面上の弧状スロットのペアの位置を変えることができるように配置される。具体的には、案内面１２５０の中心軸線（Ｘ）に対する弧状スロットのペアの角度位置は可変である。従って、ノズル１２００は更に、案内面１２５０の中心軸線（Ｘ）の周りで弧状スロットのペアの回転移動を引き起こすように配置された出口回転モータ１２７２を備える。そのために、出口回転モータ１２７２は、空気誘導面１２７１に接続された弧状ラック１２７４と係合するピニオン２２７３の回転を引き起こすように配置される。この場合、空気誘導面１２７１はノズル本体１２３０内に回転可能に取り付けられ、流れベクタリングバルブ機構及びモード切替バルブ機構は、空気誘導面１２７１によって支持される。従って、出口回転モータ１２７２によるピニオン２２７３の回転は、ノズル本体１２３０内での空気誘導面１２７１の回転移動をもたらし、これにより、案内面１２５０の中心軸線（Ｘ）の周りに流れベクタリングバルブとモード切替バルブの両方の回転を引き起こすことになる。第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０を形成する弧状スロットのペアが、モード切替バルブ部材１２９０ａ、１２９０ｂによって閉塞されないギャップ１２６０の部分によって定められることを考えると、モード切替バルブの回転は、案内面１２５０の中心軸線（Ｘ）に対する弧状スロットのペアの角度位置の変化をもたらす。
【００７４】
ここで図１１ａ〜１１ｃを参照すると、これらは、ノズル１２００が指向モードにある場合に、ノズル１２００の統合指向モード空気出口のサイズを一定に保ちながら、第１の指向モード空気出口１２１０のサイズを第２の指向モード空気出口１２２０のサイズに対して変化させることによって達成することができる３つの可能性のある合成空気流を示している。
【００７５】
図１１ａにおいて、流れベクタリングバルブは、流れベクタリングバルブ部材１２８０が中央位置にある状態に配置され、この位置では、第１の指向モード空気出口１２１０と第２の指向モード空気出口１２２０はサイズが等しく、第１の指向モード空気出口１２１０及び第２の指向モード空気出口１２２０から等量の空気流が放出されるようになる。第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０は、案内面１２５０の中心軸線（X）と整列する収束点に向けて配向される。図１１ａの事例のように、２つの空気流が同じ強度を有する場合、合成空気流は、矢印ＡＡで示すように、ノズル１２００の面１２３１から前方に（すなわち、面１２３１に対して実質的に垂直に）導かれることになる。
【００７６】
図１１ｂでは、流れベクタリングバルブは、流れベクタリングバルブ部材１２８０が第１の端部位置にある状態で配置され、この位置では、第１の指向モード空気出口１２１０が最大限に閉塞され、第２の指向モード空気出口１２２０が最大限に開口している。これは、ノズル１２００に入る空気流の全てではないにしても大部分が、第２の指向モード空気出口１２２０を通って放出されることを意味する。空気流は、通常通り案内面１２５０の上方を流れるように導かれるが、第１の指向モード空気出口１２１０から放出される何れかの有意な空気流とも衝突しないので、矢印ＢＢで示すようにその流れ進路を進み続けることになる。
【００７７】
図１１ｃでは、流れベクタリングバルブは、流れベクタリングバルブ部材１２８０が第２の端部位置にある状態に配置され、この位置では、第２の指向モード空気出口１２２０が最大限に閉塞され、第１の指向モード空気出口１２１０が最大限に開口している。これは、ノズル１２００に入る空気流の全てではないにしても大部分が、第１の指向モード空気出口１２１０を通って放出されることを意味する。空気流は、通常通り案内面１２５０の上方を流れるように導かれるが、第２の指向モード空気出口１２２０から放出される何れかの有意な空気流とも衝突しないので、矢印ＣＣで示すようにその流れ進路を進み続けることになる。
【００７８】
図１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの実施例は、単に代表的なものに過ぎず、実際には一部の極端な場合を表していることは容易に理解されるであろう。制御回路を利用して流れベクタリングバルブ部材１２８０に接続された流れベクタリングバルブモータ１２８１を制御することにより、多種多様な合成空気流を実現することが可能である。出口回転モータ１２７２を制御して第１及び第２の指向モード空気出口１２１０、１２２０の角度位置を調整することによって、合成空気流の方向を更に変化させることができる。
【００７９】
上述のように、ノズルの二重モード構成は、ノズルが清浄空気を提供するように構成されたファン組立体での使用を意図する場合に特に有用であり、このようなファン組立体のユーザが、指向モードで提供されるより高圧で集束した空気流によって作り出される冷却効果なしで、ファン組立体から清浄空気を引き続き受けたいと望む場合があることによる。更に、上述の好ましい実施形態では、ノズルのベースに対する、従ってファン組立体のベースに対するノズルの面の角度は、ファン組立体が略水平面上に配置されている場合、ノズルが拡散モードにあるときにファン組立体によって生成された合成空気流が、略上向き方向に導かれるようになっている。従って、これらの実施形態はまた、拡散モードの空気流が間接的にユーザに供給されるようにし、これにより空気流によって作り出される冷却効果を更に減少させる。
【００８０】
上述の個々の項目を単独で、又は図面に示したもしくは明細書に記載された他の項目と組み合わされて用いることができ、並びに互いに同じ節又は互いに同じ図面に記載した項目を互いに組み合わせて使用する必要はないことは、理解されるであろう。加えて、「手段」という表現は、必要に応じて、アクチュエータ又はシステム又はデバイスと置き換えることができる。加えて、「備える」又は「から構成される」に対する何れの言及によって、いかなる意味でも限定を意図するものではなく、読み手はこれに相応して本明細書及び特許請求の範囲を解釈すべきである。
【００８１】
更に、上述のように好ましい実施形態に関して本発明を記述してきたが、これらの実施形態は例示的なものに過ぎないことを理解されたい。当業者は、本開示の見地から変更形態及び代替形態を作成することができ、これらは添付の特許請求の範囲に入ると企図される。例えば、上述の発明が自立式ファン組立体だけでなく、他のタイプの環境制御ファン組立体にも等しく適用できることを当業者は理解するであろう。例として、このようなファン組立体は、自立式ファン組立体、天井取付型又は壁取付型のファン組立体、及び車載ファン組立体の何れでもよい。
【００８２】
別の実施例として、上述の実施形態において、ノズルは、切頭球体の全体的形状を有し、ノズルの総合／全体空気出口を定める面及びスロットの両方が、略円形形状であり、ノズル及びスロットが異なる形状を有することができる。例えば、上述の実施形態のノズルは、球体の全体的形状を有するのではなく、直円筒、非球形楕円体又は非球非回転楕円体などの円筒体の全体的形状を有することができる。加えて、ノズルの面は、円形ではなく、非円楕円の形状を有することができる。同様に、ノズルの総合／全体空気出口を定めるスロットは、円形ではなく、非円形楕円の形状を有することができ、第１及び第２の指向モード空気出口は各々、非円形の楕円弧である。
【００８３】
更に、上述の実施形態において、ノズルは、略環状のギャップの形態の単一の空気出口を有するが、ノズルは、同様に複数の空気出口を備えることができる。例えば、中間案内面とノズル本体との間の空間は、複数の別個の弧状スロットに分割することができ、これらのスロットの各々は、組み合わされてノズルの全体／総合空気出口を定める別個の空気出口を形成する。この事例では、モード切替バルブは、指向モードにおいて、複数の空気出口の第１のサブセットだけが１又は２以上のバルブ部材によって閉塞され、拡散モードにおいては、複数の空気出口の第１のサブセットが少なくとも部分的に開放され、好ましくは最大限に開放されるように配置される。指向モード及び拡散モードの両方において、複数の空気出口の第２のサブセットは、少なくとも部分的に開放され（すなわち、バルブは、バルブ部材が複数の空気出口の第２のサブセットに侵入又は衝突しないように配置されることになる）、この第２のサブセットは、ノズルの指向モード空気出口を提供する。
【００８４】
加えて、上述の実施形態において、ノズル本体のベースは、ファン組立体のベースの上端に直接取り付けられるが、代替の実施形態では、ノズルは更に、ノズル本体のベースに設けられ且つファン組立体の本体の上端に接続されるように配置されたネック部を備えてもよい。この場合、ネック部は、ノズルの空気入口を定めることができ、ノズル本体の開放上端がノズル本体の空気入口を定める。更に、上述の実施形態の幾つかは、１又は２以上のバルブ部材の移動を駆動するためにバルブモータを利用するが、本明細書に記載したノズルの全ては、代わりに、バルブ部材（複数可）の移動を駆動するために手動機構を含むことができ、この場合、ユーザによる力の付与がバルブ部材（複数可）の移動に変換されることになる。例えばこれは、回転可能なダイヤル又はホイール、或いは摺動可能なダイヤル又はスイッチの形態をとることができ、ユーザによるダイヤルの回転又は摺動がピニオンの回転を引き起こす。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【国際調査報告】
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