(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配向され、１．７８センチメートル（０．７インチ）から２．０３センチメートル（０．８インチ）に間隔を空けられ、共通の中央軸を共有し、最下部のディスクを含む複数のディスクと、
装置の中央軸に位置し、かつ、外表面を有するポストであって、前記外表面は、前記ポストの前記外表面が層流空気流を促進するのを助けるように、凹状の側部を有する逆円錐型の形状である、ポストと、を含み、
各ディスクは外周部及び内周部を有し、
前記内周部は中央に位置する開口部を画定し、
前記複数のディスクは、前記ポストの前記の表面と、前記最下部のディスクの前記内周部との間に還気用スペースを形成するように、前記ポストに対して取り付けられ、
前記複数のディスクは、それらの中央軸の周りで自由に回転するように取り付けられる、前記装置において、層流の空気循環を生み出す方法であって、当該方法が、
前記還気用スペースの中へ、前記複数のディスクの間の外方へ、そして、前記のディスク外周部及び周囲空間の外へ、空気の流れが生じるのに十分な速度で前記複数のディスクを回転する工程を含むことにより、前記層流が作り出され、
前記装置で作動する前記の工程は、前記周囲空間において、層流の空気循環を作り出す、
方法。
【請求項２】
前記複数のディスクは、モータによって駆動される単一の駆動ディスクと、前記駆動ディスクによって駆動される４枚から７枚のスレーブディスクとを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層流ラジアルシーリングファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書に開示される発明は、空気の強制された動きを用いることによって住宅内の人の快適感を維持する。温度が暖かいとき、この人工的な微風は、微風が人の体の上を通過すると、より涼しさを感じることを助ける。
【０００３】
本発明の好ましい実施形態は、シーリングファンである。どんなファンも、ファンの動作、特に平坦な傾斜ブレード（ｐｉｔｃｈｅｄ  ｂｌａｄｅｓ）の動作を空気の動きに変換する役割を有する。先行技術は、空気の動きに人工的な微風を起こさせるモータによって回転されるブレードを用いる。
【０００４】
２０世紀半ば以降、夏場に住宅の内部温度を調整するように、セントラル空調システムなどのシステムが住宅に搭載されてきた。このようなシステムでは、住人のための単一のセントラルシステムを有するように、加熱要素を追加した。しかしながら、これらのシステムによって発生した熱気又は冷気の分布における限界は、建造物の室内又は囲まれた領域内における不均一な分布が、ユーザの快適さにとって、領域内の空気循環を補うためにシーリングファンを追加することに結びつくということが明らかにした。
【０００５】
加熱又は冷却システムの一部の欠陥は、部屋の領域内の空気の動きを明らかに増大させるシーリングファンを使用することによって部分的に対処されてきたと述べたように、シーリングファンの通常の動作状態は、動作が連続的なことである。この連続的な動作は、加熱／冷却システムが動作状態からオフ状態へと循環する間に起こる。
【０００６】
先行技術のブレードを有するシーリングファンの他の利点は、エネルギー消費の全体的な削減である。エネルギー消費は、加熱／冷却システムの設定温度を変えて動作時間を減らし、更に、集中管理された加熱／冷却システムのより低いデューティサイクル（ｌｏｗｅｒ  ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）を有する快適度をユーザに提供する機能によって引き起こされる。
【０００７】
既知の空気の物理的な特性は、シーリングファンの補助器具に役立つ。具体的には、より大きな密度を有するより低温の空気は、上昇するより暖かい空気よりも低い位置に向かう。先行技術のファンは、部屋の領域内での動きのより高い状態を作り出すために、従って、空気冷却源システムが使用されるときに低温の空気の分布を均一にするために、天井の高さにあるより暖かい空気を押し下げる。先行技術のシーリングファンの多くは、ファンブレードの回転方向を反転させることによって、空気の流れを逆流させる機能を搭載する。逆流を行うのは、冬場に、加熱／冷却システムの中央暖房機能が使用されているときに、暖かい空気の分布を高めるためである。逆流動作を行っている間、天井における暖かい空気は、天井にわたって循環し、所望の結果では、この動きが室内により大きな均一性を有する空気を分布する循環を作り出す。
【０００８】
先行技術のシーリングファンの全てが、部屋の垂直な面に対して平行に、従って、部屋の水平面に対して垂直に、空気を動かすことによって、ユーザへの快適さを向上させることを目的としている、ということに留意することは重要である。従って、先行技術の空気循環の動作は、部屋の中央部分で一般に見られる、強制された空気の単一の柱に限定されるか、あるいは、大きな部屋の場合、複数のファンが天井に装着される。明確化のために、本明細書では、好ましい実施形態である、典型的な一戸建て住宅における平均的な部屋の中央に取り付けられた単一ユニットについて説明する。
【０００９】
前述のように、先行技術である傾斜ブレードを有するシーリングファンは、単一の垂直な空気柱を天井から床に向かって下方に押しやる。
【００１０】
先行技術は、単一の垂直な空気柱の動きを利用して部屋の水平な面の１つにぶつかり、従って、空気柱の急激な９０°回転が必要となる。これは、非効率的な乱れた空気の流れを次々と作り出してしまう。従って、先行技術は、空気を効率的に循環させ、かつ、自然な暖かい層及び冷たい層を均一又は均質にしようとする試みが不完全である。
【００１１】
代替的なファンの設計がある。その最も基本的な設定では、ファン設計は２つの平坦な平行のディスクを構成する。ディスクが回転し、ディスクの間に閉じ込められた気塊（ａｉｒ  ｍａｓｓ）を回転させる。遠心力が気塊に作用し、そして、ディスクの縁部を超えて外方に、かつ、周囲の空間へと気塊を放出する。ディスクが何かしらの経路を有して放出された空気の場所に新たな空気を取り込むことを可能にする場合、回転ディスクは空気を循環させる。従って、回転ディスクは、従来型のファンブレードを必要とすることなく、空気を循環させることができる。
【００１２】
先行技術では、この構造は、「テスラタービン（Ｔｅｓｌａ  ｔｕｒｂｉｎｅ）」、「プラントル層タービン（Ｐｒａｎｄｔｌ  ｌａｙｅｒ  ｔｕｒｂｉｎｅ）」又は「ディスク型」タービンとして認識しされてきた。この設計は、水力タービン、あるいは、真空クリーナ用モータ又はジェットエンジンタービンなどといった高圧空気利用の分野においてのみ有益であると考えられてきた。
【００１３】
テスラタービンは、室内用ファンの分野では実用的ではないと考えられてきた。これは、１つの空間の標準的な空気圧において、テスラタービンは、十分な量の空気を非実用的に大きくならずに簡単に動かすことができないと考えられたからである。このデバイスは、非常に多くのディスクを必要とし、各ディスクは大きすぎ、かつ、ディスクを非常に高いＲＰＭで回転させる必要があるので、実用的ではなかった。
【００１４】
意外にも、本発明者らは、標準的な気圧において動作可能なディスク型ファンのための実用的な設計を見出だした。実際、当業者によって理解されるように、開示される本発明のディスク型ファンは、実用的であるだけではなく、先行技術のファンシステムも改良する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以下の本発明の開示の「目的」は、実施例又は好ましい実施形態を説明することであり、先行技術と本発明を比較及び対照させることにおいて使用されることを目的とする。しかしながら、本開示は請求項に係る発明を制限することを一切意図していない。
【００１６】
それ故、本発明の一般的な目的は、目的を達成し、かつ、上述のような制限を最小限にするシーリングファン装置を提供することである。
【００１７】
本発明の特定の目的は、加速した層流（ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ）における回転面に対して横方向の吐出を強いるシーリングファンを提供することである。
【００１８】
本発明の他の特定の目的は、部屋の領域中で使用されるとき、異なる温度の空気の完全な循環及び混合を提供することである。
【００１９】
本発明の他の特定の目的は、回転面に対して平行な全ての方向（３６０°）において大量の層流空気の移動（ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ  ａｉｒ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を分散させることである。
【００２０】
本発明の他の目的は、シーリングファンに入る空気を妨げないようにすることである。
【００２１】
本発明の他の目的は、妨げられずに流入した空気に起因するバフェティング（ｂｕｆｆｅｔｉｎｇ）を起こすことなく吐出される層流空気を放出させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
先行技術の欠陥に対する解決方法を提供するために、本発明の好ましい実施形態は、層流ラジアルシーリングファンを提供する。層流ラジアルシーリングファンは、均等に積み重ねられ、かつ、中央軸の周りで放射状の対称性を有する多数のディスクを構成する。ファンは、中央軸の周りでディスクを回転させることによって作動する。回転ディスクは、妨げられない空気がディスクにおける中央開口部から入り、続いて、大量の層流でディスクの配置の間の均等なスペースを介して全ての方向に出るのを可能にするように製造される。室内におけるこの特有な空気の流れは、好ましい発明形態が使用されているとき、停滞した空気を取り除くことができる。先行技術は、比較的小さな流入開口部が原因で失敗したシーリングファンにとって通例である有益な回転速度で増大した層流を得ようと試みる。
【００２３】
追加的に、好ましい発明は、比較的低圧の幅広い流入開口部の結果による空気移動の動作の改良を行う。空気がファンに戻ると、空気は逆に膨張する円錐状の回転となる。この円錐状の還気（ｒｅｔｕｒｎ  ａｉｒ）は、部屋の垂直な境界（壁）に広がる基部を有する室内の最も低い地点（床）にその発生源を有する。この円錐状の還気の頂点は、ファンそのものを開口する流入口におけるファンの基部である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の目的及び利点は、添付の図面と併せた以下の発明を実施するための形態から明らかになるであろう。
【図１】ファンを出る空気に関する好ましい気流パターンを示す図である。
【図２】還気を強調する好ましい気流のパターン、つまり、円錐状の還気パターンを示す図である。
【図３】ファンから出て、ファンに入る、特有な空気の流れの経路を含む好ましい実施形態の完成図を示す。
【図４】好ましい発明の分解図を示す。
【図５】好ましい発明の単一のスレーブディスクの上面図である。
【図６】嵌合穴を図示する、２つの垂直な間座（ｓｐａｃｅｒｓ）の断面図である。
【図７Ａ】空力羽根のさまざまな図、つまり、層流空気流（ｌａｍｉｎａｒ  ａｉｒ  ｆｌｏｗ）を更に推進させるデザインバリエーションを示す図である。
【図７Ｂ】空力羽根のさまざまな図、つまり、層流空気流を更に推進させるデザインバリエーションを示す図である。
【図７Ｃ】空力羽根のさまざまな図、つまり、層流空気流を更に推進させるデザインバリエーションを示す図である。
【図７Ｄ】空力羽根のさまざまな図、つまり、層流空気流を更に推進させるデザインバリエーションを示す図である。
【図８】モータ装着部及び平滑な円錐形状を備えて層流空気流を促進する好ましい実施形態の上部又はマスター、駆動ディスクを示す図である。
【図９】好ましい実施形態の取り付け保持リングの上面図である。
【図１０】図９の取り付け保持リングに取り付けられるボルト受け用シリンダの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
先行技術に対する１つの改良は、より効率的な空気循環である。複数のディスク、それらの特定のサイズ、形状及び相対的な位置決めに起因して、好ましい実施形態では、ファンは標準的な部屋全体にわたって空気を効率的に循環させる層流空気循環パターンを生み出す。図１に示すように、例えば、ファンが天井の中央に位置するとき、空気は回転ディスクから天井にわたって水平方向に出て、部屋の壁に向かう全ての方向に均一に分散する。再び図１を参照すると、壁では、空気は下方に流れ、壁と平行に進み、空気の流れは床に沿って内部に向かい、そして、部屋の中央に戻る。図２に示すように、次に、ファンの底部に位置する還気用開口部に向かう逆サイクロンパターンで、空気は上方回転する。最終的に、空気は還気用開口部を通ってファンに入り、従って、循環パターンを完了する。
【００２６】
この空気循環は、さまざまな機能的なファン設計における実証実験の結果である。ファン設計の各々は、特に、ディスクの寸法、ディスクの枚数及びディスクの相対的な位置決めといったファンのさまざまな特徴を兼ね備える。
【００２７】
これらの空気パターンは、図３に図示したファンから生じる。図３に図示したファンは、以下の図４における分解図でも示される組立式層流シーリングファンである。水平な矢印４０７は、スレーブディスク４０１の縁部を超えてファンを出る空気を表す。還気４０６が、中央還気用開口部を通ってファンに入ることが示され、中央還気用開口部は図５の１０３でも示される。空気がファンに入ると、空気は、以下の図８により詳細に説明されるマスター駆動ディスクの円錐形状部４０８によって、外方へと滑らかに移動させられる。気流の層流を著しく邪魔することなく、ファンの内外へと気流を移動させる、この新規な特徴は、先行技術には完全に欠けていた特有な特性である。
【００２８】
図３の実施形態は、下方にある８枚のスレーブディスク４０１のアレイ上方に取り付けられる、１つのマスター又は駆動のディスク４０５を含む。マスターディスクをスレーブディスクに取り付ける通しボルト４０２は、平行に、かつ、所定の間隔を空けてスレーブディスク４０１を維持する垂直なスペース４０３を介して挿通される。マスターディスクは、空気侵入経路４０６を通って入る空気をアレイの側部に示される層流吐出４０７に移動させる、平滑な発明された円錐形状も特徴づける。
【００２９】
図４は、完成したファンの分解図である。５０１は電気モータである。通しボルト５０２は、スレーブディスクアレイ全体をマスター駆動ディスク５０３に固着させるアレイ全体を通って進み、そして、取り付け及び保持リング５０４において停止する。ベースエアガイド５０５は、ファンの作動中にモータ取り付けねじアセンブリ５０６を覆うが、ファンの組み立て中及び修理中に取り外すことができる。このアセンブリは、モータ５０１をマスター駆動ディスク５０３に接続する。
【００３０】
完成したスレーブディスクアレイ５０７及びマスター駆動ディスク５０３は、マスター駆動ディスク用のモータ取り付けねじ穴５０６を介して５つの小ねじ（ｍａｃｈｉｎｅ  ｓｃｒｅｗｓ）を装着することによって、固定した駆動モータ５０１に組み立てられ、かつ、装着された状態で図示される。マスター駆動ディスク用のモータ取り付けねじ穴５０６は、好ましい発明の構成を完成させる。モータ５０１は、マスター駆動ディスク５０３及びスレーブディスクアレイ５０７全体をそれぞれ回転させる。
【００３１】
図５は、好ましい実施形態の単一のスレーブディスク１０１の上面図である。各スレーブディスクは、プラスチック原料から射出成形され、円形の開口部と同様に製造されることが好ましい。空気侵入穴（ａｉｒ  ｅｎｔｒｙ  ｃａｖｉｔｙ）１０３が各ディスクの中央に存在する。ファン内の各ディスクは、この穴を有する。以下で更に十分に説明するように、ディスクが図３に示すように一緒に積み重ねられるとき、空気侵入穴は還気用開口部を形成し、そこへ、空気が流入する（４０６）。
【００３２】
スレーブディスク１０１は、両側部に平滑面を形成するように、プラスチック射出成形を介して製造されることが好ましい。平滑面は、回転ディスク１０１上の層流を促進させるための好ましい表面である。もちろん、層流を促進するように設計されるいかなる表面も本発明では機能する。これは、高度な航空工学を用いることができるハイエンドな設計に特に当てはまる。
【００３３】
空気侵入穴１０３の直径は、以下の方程式から算出される。ディスクの内部直径（ＩＤ：Ｉｎｎｅｒ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）は、単一ディスクの表面積（Ａ）の関数であり、以下のような式で表される。
【数１】
0006329956.tif 000002
スレーブディスク１０５の外部直径（ＯＤ：Ｏｕｔｅｒ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）は、以下のように決定される。
【数２】
0006329956.tif 000003
より詳細には、以下のような式で表される。
【数３】
0006329956.tif 000004
もちろん、正確なＩＤ：ＯＤにおいて、一部の変動は許容可能である。実際、特定の条件（部屋の大きさ、大気圧）の下、いくつかの試験が行われ、２％、５％、１０％及び１５％までの変動が最適性能を達成するために必要である。
【００３４】
好ましい実施形態において、表面積（Ａ）は約５００ｓｑ．インチであり、外部直径（ＯＤ）は約３４インチで、内部直径（ＩＤ）は約２３インチである。
【００３５】
アレイ３０１におけるディスクの最適数が決定される。スレーブディスクの枚数を１枚から８枚の範囲で増加させるにつれて、ファンはより効率的に機能する。（ただし、マスターディスクが含まれる場合、枚数の範囲は２枚から９枚となる。）好ましい実施形態において、アレイのディスクの枚数が、７枚から８枚に増えると、効率性においてわずかではあるが、有意な向上が見られる。驚くことに、８枚を超えて枚数を増やしても、効率性に何の向上も観測されないので、８枚が上限のようである。
【００３６】
一体型の間座１０２は、垂直な円錐形状又は空力的な形状（ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ  ｓｈａｐｅ）である。ディスクの間のスペース、つまり、垂直寸法（Ｖ）は、ディスクの外部直径（ＯＤ）及び内部直径（ＩＤ）の関数であり、以下のような式で表される。
【数４】
0006329956.tif 000005
好ましい実施形態において、垂直寸法（Ｖ）は０．７５インチである。
【００３７】
前述の式が、請求項に係る発明の一実施形態を設計するための有益な解決方法を提供する一方で、もちろん、垂直寸法において許容可能な差異がある。しかし、それは驚くほど小さな差異である。垂直距離を約１０％増加させると層流は存続するが、垂直距離が１００％増加された後では、層流は停止するということが予測される。もちろん、ハイエンドの使用では、強引な実験（ｂｒｕｔｅ  ｆｏｒｃｅ  ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ）により、特定の実施形態に対して垂直寸法の最大限度を決定することができる。層流が乱流よりも有意で、かつ、動いた空気量を最大化する、最適距離がわかるまで、異なる垂直寸法を有するさまざまなファンを簡単に組み立てることができる。
【００３８】
図６は、間座の垂直な断面図である。一式の間座が、好ましい実施形態において、ディスクのＩＤからディスクのＯＤまでの３分の１の距離で一定の円形パターンで、スレーブディスクの周りに分配される。好ましい実施形態において、合計１０個の一体型の垂直な間座は、図５の破線１０４で示される円弧に沿って成形され、かつ、上述したように均等に分散される。
【００３９】
図６は、間座の垂直な積み重ねを可能にする好ましい設計を図示する。上述のように、間座１０２は、スレーブディスクアレイ４０１における各ディスクによって、かつ、スレーブディスクアレイ４０１における各ディスクの間に均等で垂直な分離を提供し、通しボルト４０２、５０２がディスクアレイを貫通することを可能にする中央孔１０２ａを特徴づける。加えて、一体型の間座は被装着部（ｍａｔｉｎｇ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）と、位置決め穴（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｃａｖｉｔｙ）１０１ｂとを有する。位置決め穴１０１ｂは、垂直な間座対応部１０２ｂと一致し、かつ、これを受容する。間座対応部１０２ｂは、次に続くディスクをもたらし、垂直な間座の肩部１０３ｂの上に乗る。
【００４０】
図７Ａから図７Ｄは、図６の垂直な間座の中に任意に接続され得る層流翼型羽根を図示する。図７Ａは不等角投影図である。図７Ｂは上面図である。図７Ｃは前面図で、図７Ｄは右側面図である。各羽根７０１の高さ７０３は、羽根が取り付けられた垂直な間座の高さよりは小さく、取り付け孔７０２の直径は、垂直な間座の外径よりもわずかに大きい。共に、これらの特徴は羽根が自由に回転することを可能にする。羽根全体は、迎角（ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ａｔｔａｃｋ）を変化させて、空気の速度やモータＲＰＭなどの変更に起因して時折、変化することができる、流入する層流空気の動きに合わせることができる。これらの羽根７０１は、流入する層流空気の経路で回転し、かつ、配置される垂直な羽根の遠心力に起因して吐出される空気の速度を高める。効果は、平坦な段ボール紙片を取り、人の顔の前でそれを仰いで涼しい微風を作り出す効果と同様である。
【００４１】
図示したような羽根は、好ましい実施形態であり、所望の層流翼型に応じて異なった形状を取ることができる。必要に応じて、羽根は固定され得る。
【００４２】
図８は、スレーブディスクアレイ４０１に、装着基部と、モータ取り付け孔３０３を介する駆動モータとを提供する上部のマスター駆動ディスク３０１を描く。マスター駆動ディスク３０１は、単片として成形されることが好ましい。マスター駆動ディスク３０１は、不等角投影図において、ボルトが貫通し、取り付け保持リング２０１に接続することを可能にするボルト挿通孔３０２を示す。ただし、通しボルト及び垂直な間座１０２が最上部のディスクからアレイを通ってファンの底部にある保持リングへと通過することができるように、位置決め穴３０４のパターンは、図５及び図９のものと同一である。ただし、マスター駆動ディスクは円錐共形エアガイド（ｃｏｎｉｃａｌ  ｃｏｎｆｏｒｍａｌ  ａｉｒ  ｇｕｉｄｅ）３０５を有し、これは、回転ディスクアレイの内外に妨げられない空気の通過を提供することによって、層流の増加だけでなく空気の侵入をも助ける。
【００４３】
図９及び図１０は、保持リング及び保持リングボルトをそれぞれ図示する。取り付け保持リング２０１の上面図が示される。保持リングの目的は、図８のマスター駆動ディスク３０１と、ディスクアレイにおける各スレーブディスク１０１とを貫通するボルトを収容することである。図１０は、調整及び保持リングを示し、ボルト受け用シリンダ２０１ａ、２０２ａは、底部のスレーブディスク１０１に入るように設計され、かつ、ボルト受け用シリンダの中央孔１０２ａを介して、ねじ付きボルトを受容するように形成される。これらの保持ボルトは、一体型の垂直な間座１０２のパターンと一致するようなパターンで分配される。このパターンは破線２０３で描かれる。ボルト受け用シリンダ２０１ａは、ボルトの底部における位置決め穴１０１ｂに対して共形（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）である。取り付け保持リング２０１は、その上面が最下部のディスクと同一平面（ｆｌｕｓｈ）となるように、アレイ４０１の底部ディスクに装着される。
【００４４】
ユニットとして好ましい発明は、上述の方程式により説明された数のディスクを有する。好ましい発明の動作回転速度は、従来型シーリングファンに関する通常の範囲内である。モータ５０１は、ユーザの所望量の層流空気に応じてさまざまな速度を調整するように設計される。以下の式は、気流の強さを説明するために使用され得る。これは、周囲の空気圧に対する、ファンを出る空気によって生成された圧力の差として定義される（Ｐ２−Ｐ１）。
【数５】
0006329956.tif 000006
ここで、「流体密度（ｆｌｕｉｄ  ｄｅｎｓｉｔｙ）」は、標準的な空気密度であり、Ｒ２及びＲ１は、ディスクの回転中心から測定した、ディスクの外縁部及び内縁部への距離をそれぞれ示す。
【００４５】
上述したように、先行技術のファンの空気流のパターンは、効率的でない。空気の流れのパターンは、一般に、周囲の空気を移動させる、単一の空気柱の形成に限定される。この空気柱の大きさは、ファンのハブの周りを回転するブレードの直径により限定される。また、空気柱は、部屋の中央に位置するファンを出る。一般的な設置において、部屋では、部屋の水平面との接触が行われるまで、空気柱は、空気柱に対して横方向の任意の地点において限定的な効果を有する。夏場では、周囲の空気よりも多少より低温で、より密度が大きい空気柱は、下方に偏向する。これは、熱風が天井付近で集まることを許してしまい、部屋を涼しくするには非常に効率の悪い方法である。
【００４６】
本発明を説明する中で、好ましい実施形態及び本発明の例示的な利点を参照する。当業者及び本発明の開示に詳しい人であれば、本発明及び請求項の範囲に該当する、追加、削除、修正、代替及び他の変更を認識することができる。
【００４７】
例えば、上述の実施形態のうちの１つは、最適数として、８枚のディスクをアレイに有する。しかしながら、このアレイサイズは、通常の大きさの部屋において、家庭用に設計されたファンに依存している。しかし、ファンがこの特定のサイズであるという理論的な理由はない。実際、適切な予算があれば、大きな産業用空間に適したファンアレイを設計することができる。これらの用途では、還気用開口部はより大きく、そしてアレイにおけるディスクの最適数も更に多くなるだろう。それどころか、これらのより大きなディスクは、製造するには更に多くの費用がかかるだろう。ディスクはより大きな遠心力の影響を受け、比例的により頑丈で、より高価な材料が必要となるであろう。それでもなお、大型の倉庫又は飛行機の格納庫を取り扱うことのできるアレイの構成には、理論的問題はない。
【００４８】
説明した設計の特徴に加えて、発明者らは、特に、層流を促進する任意の空気の動的特性が請求項に係る発明の特定の実施形態において有益となるであろうと想定する。本明細書では、わずかではあるが、むしろ、費用効率が高い特徴についてのみ言及してきた。利用可能な予算に応じて、追加的な特徴も適切になる。
【００４９】
本発明の好ましい実施形態に従った、発明の層流シーリングファンについての前述の詳細な説明を読み、かつ、理解した後で、本発明の層流シーリングファンのいくつかの明白な利点が得られる、ということが理解されよう。
【００５０】
主な利点のうちの少なくとも一部には、プラスチックから作られ、一体型の垂直な間座を有して、射出成形されるディスクアレイ４０１を提供することを含む。ディスクアレイは、完成されるディスクの垂直な積み重ねを可能にする一体型の垂直な間座１０２に起因して、治具なしで、簡単に構成される。完成したディスクアレイ４０１は、駆動モータ５０１で回転されるとき、開放した空気の入口４０６を介して妨げられない空気を吸入し、大量かつ低ＲＰＭの層流空気を先行技術に対して回転方向に平行な３６０°全ての方向に放出する。使用されるとき、かつ、先行技術のシーリングパドルファンに関連して、好ましい発明の誘導型循環は、その回転方向に対するいかなる変更も行わずに、室内の空気を均質にして、中で温められた、あるいは、調整された空気の均一な温度分布を引き起こす。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
平行に配向され、間隔を空け、共通の中央軸を共有し、最下部のディスクを含む複数のディスクと、
装置の中央軸に位置し、かつ、外表面を有するポストと、を含み、
各ディスクは外周部及び内周部を有し、
前記内周部は中央に位置する開口部を画定し、
前記複数のディスクは、前記ポストの前記の表面と、前記最下部のディスクの前記内周部との間に還気用スペースを形成するように、前記ポストに対して取り付けられ、
前記複数のディスクは、それらの中央軸の周りで自由に回転するように取り付けられる、
前記装置において、層流の空気循環を生み出す方法であって、当該方法が、
前記還気用スペースの中へ、前記複数のディスクの間の外方へ、そして、前記のディスク外周部及び周囲空間の外へ、空気の流れが生じるのに十分な速度で前記複数のディスクを回転する工程を含むことにより、前記層流が作り出され、
前記装置で作動する前記の工程は、前記周囲空間において、概して層流の空気循環を作り出す、
方法。
［適用例２］
前記装置は、前記ポストが層流空気流を促進するのを助けるように、凹状の側部を有する逆円錐型の一般的な形状を有する前記ポストを更に含む、適用例１に記載の方法。
［適用例３］
前記周囲空間は、私邸、小売業用空間、フロントオフィスビジネス空間及びバックオフィスビジネス空間からなる群から選ばれる建物内の部屋である、適用例１に記載の方法。
［適用例４］
前記複数のディスクの枚数の範囲は、５枚から８枚である、適用例１に記載の方法。
［適用例５］
前記複数のディスクは、モータによって駆動される単一の駆動ディスクと、前記駆動ディスクによって駆動される４枚から７枚のスレーブディスクとを含む、適用例４に記載の方法。
［適用例６］
前記複数のディスクの各々は本質的に同一で、
前記のディスク外周部は約３０インチから約３８インチで、
前記のディスク内周部は約２０インチから約２４インチである、適用例４に記載の方法。
［適用例７］
前記複数のディスクの各々は、約０．７インチから約０．８インチの距離において間隔を空ける、適用例４に記載の方法。
［適用例８］
平行に配向され、間隔を空け、共通の中央軸を共有し、最下部のディスクを含む複数のディスクと、
装置の中央軸に位置し、かつ、外表面を有するポストと、
を含み、
各ディスクは外周部及び内周部を有し、
前記内周部は中央に位置する開口部を画定し、
前記複数のディスクは、前記ポストの前記の表面と、前記最下部のディスクの前記内周部との間に還気用スペースを形成するように、前記ポストに対して取り付けられ、
前記複数のディスクは、それらの中央軸の周りで自由に回転するように取り付けられ、
前記還気用スペースのサイズ、前記ポストの前記外表面の形状、前記複数のディスクの前記の距離スペース、前記複数のディスクの枚数及び前記の回転速度は、全て、前記装置の周りの空間内に一般的な層流の空気循環を作り出すように構成される、
装置。
［適用例９］
前記装置は、前記ポストが層流空気流を促進するのを助けるように、凹状の側部を有する逆円錐型の一般的な形状を有する前記ポストを更に含む、適用例８に記載の装置。
［適用例１０］
前記の周囲空間は、私邸、小売業用空間、フロントオフィスビジネス空間及びバックオフィスビジネス空間からなる群から選ばれる建物内の部屋である、適用例８に記載の装置。
［適用例１１］
前記複数のディスクの枚数の範囲は、５枚から８枚である、適用例８に記載の装置。
［適用例１２］
前記複数のディスクは、モータによって駆動される単一の駆動ディスクと、前記駆動ディスクによって駆動される４枚から７枚のスレーブディスクとを含む、適用例１１に記載の装置。
［適用例１３］
前記複数のディスクの各々は本質的に同一で、
前記のディスク外周部は約３０インチから約３８インチで、
前記のディスク内周部は約２０インチから約２４インチである、適用例１１に記載の装置。
［適用例１４］
前記複数のディスクの各々は、約０．７インチから約０．８インチの距離において間隔を空ける、適用例１１に記載の装置。
【符号の説明】
【００５１】
１０１    スレーブディスク又は回転ディスク
１０１ｂ    位置決め穴
１０２    間座
１０２ａ    中央孔
１０２ｂ    間座対応部
１０３    空気侵入穴
１０３ｂ    肩部
１０４    破線
１０５    スレーブディスク
２０１    取り付け保持リング
２０１ａ    ボルト受け用シリンダ
２０２ａ    ボルト受け用シリンダ
２０３    破線
３０１    アレイ又はマスター駆動ディスク
３０２    ボルト挿通孔
３０３    モータ取り付け孔
３０４    位置決め穴
３０５    円錐共形エアガイド
４０１    スレーブディスクアレイ又はスレーブディスク
４０２    通しボルト
４０３    スペース
４０５    ディスク
４０６    還気又は空気侵入経路又は空気の入口
４０７    矢印又は層流吐出
４０８    円錐形状部
５０１    モータ又は駆動モータ
５０２    通しボルト
５０３    マスター駆動ディスク
５０４    取り付け及び保持リング
５０５    ベースエアガイド
５０６    モータ取り付けねじアセンブリ又はモータ取り付けねじ穴
５０７    スレーブディスクアレイ
７０１    羽根
７０２    取り付け孔
【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７Ａ】
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【図７Ｂ−７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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