ВЕНТИЛЯТОР
FAN

Изобретение относится к вентилятору. В частности, изобретение относится к бытовому вентилятору, такому как настольный вентилятор, предназначенному для обеспечения циркуляции воздуха и создания воздушной струи в комнате, в офисе или других бытовых помещениях.
Обычный бытовой вентилятор, как правило, содержит набор лопастей или лопаток, установленных с возможностью вращения относительно оси, и приводное устройство, предназначенное для вращения набора лопастей и, таким образом, создания воздушного потока. Перемещение и циркуляция воздушного потока порождает «охлаждение ветром» или легкий ветерок, и в результате пользователь ощущает охлаждающее действие, так как тепло рассеивается благодаря конвекции и испарению.
Размеры и формы таких вентиляторов могут быть различны. Например, диаметр потолочных вентиляторов может составлять, по меньшей мере, 1 м, и они могут подвешиваться к потолку с целью создания направленного вниз воздушного потока, охлаждающего комнату. С другой стороны, диаметр настольных вентиляторов часто может составлять примерно 30 см, и обычно такие вентиляторы выполнены в виде отдельно стоящих и переносных устройств. Вентиляторы других типов могут быть прикреплены к полу или стене. Такие вентиляторы, как вентиляторы, описанные в документах USD 103476 и US 1767060, могут располагаться на рабочем или письменном столе.
Недостаток вентиляторов такого типа заключается в том, что воздушный поток, созданный вращающимися лопастями, обычно не является равномерным. Это происходит из-за изменений вдоль поверхности лопастей или вдоль внешней поверхности вентилятора. Степень таких изменений может меняться от одного типа вентилятора к другому и даже от одного вентилятора к другому. Эти изменения приводят к созданию неравномерного или «прерывистого» воздушного потока, что можно ощутить как серии пульсаций воздуха, и они могут быть некомфортны для пользователя. Еще один недостаток заключается в том, что охлаждающее действие, создаваемое вентилятором, ослабляется при увеличении расстояния от пользователя. Это означает, что вентилятор должен быть расположен близко к пользователю, чтобы он ощущал охлаждающее действие вентилятора.
Для вращения выпускного устройства вентилятора может быть использован колебательный механизм, чтобы воздушный поток направлялся в широкую область комнаты. Колебательный механизм может несколько улучшать качество и равномерность воздушного потока для пользователя, тем не менее, воздушный поток остается «прерывистым».
Расположение таких вентиляторов, как описано выше, близко к пользователю не всегда возможно, так как громоздкая форма и конструкция вентилятора означает, что вентилятор занимает значительное количество рабочего пространства пользователя.
Некоторые вентиляторы, такие как вентиляторы, описанные в документе US 5609473, предлагают пользователю вариант по регулированию направления, в котором воздух выходит из вентилятора. В документе US 5609473 вентилятор содержит основание и пару стоек, каждая из которых отходит вверх от соответствующего конца основания. Внешняя часть вентилятора содержит двигатель и набор вращающихся лопастей. Внешняя часть прикреплена к опорам с возможностью вращения относительно основания. Часть с вентилятором может поворачиваться относительно основания от, в целом, вертикального не наклоненного положения до наклоненного положения. Таким образом, направление воздушного потока, выбрасываемого из вентилятора, может изменяться.
В таких вентиляторах для фиксации положения основной части вентилятора относительно основания может использоваться крепежный механизм. Крепежный механизм может содержать зажим или заворачивающиеся вручную винты, использование которых может быть затруднительным, особенно для пожилых пользователей или пользователей с ослабленными двигательными возможностями.
В бытовых условиях из-за возможной ограниченности пространства желательно, чтобы электроприборы были маленькими и компактными. В отличие от этого механизмы регулировки вентилятора часто являются громоздкими и крепятся к внешней поверхности вентилятора, часто отходя от верхней поверхности вентилятора. Когда такой вентилятор расположен на столе, зона расположения механизма регулировки может нежелательно уменьшать площадь, доступную для работы с документами, для компьютера или другого офисного оборудования. Кроме того, нежелательно, чтобы части электроприбора выступали наружу, это объясняется как вопросами техники безопасности, так и тем, что такие части может быть трудно чистить.
Первым объектом изобретения является вентилятор, предназначенный для создания воздушной струи и содержащий устройство для выпуска воздуха, установленное на опоре, которая содержит основание и основную часть, выполненную с возможностью наклона относительно основания от не наклоненного положения до наклоненного положения, при этом как основание, так и основная часть содержат внешние поверхности, форма которых такова, что прилегающие части внешних поверхностей расположены по существу заподлицо, когда основная часть находится в не наклоненном положении.
Это может обеспечить аккуратный и единообразный внешний вид опоры, когда она находится в не наклоненном положении. Такой лаконичный внешний вид желателен и часто нравится пользователю или клиенту. Кроме того, такое расположение внешних поверхностей основания и основной части позволяет легко и быстро протирать их начисто.
Предпочтительно, чтобы основание можно было перемещать относительно основания от не наклоненного положения до наклоненного положения. Это может позволить легко переместить основную часть относительно основания между не наклоненным положением и наклоненным положением, если, например, толкать основную часть относительно основания или тянуть основную часть относительно основания.
Предпочтительно, чтобы опора имела границу раздела между основанием и основной частью, а, по меньшей мере, внешние поверхности основания и основной части, прилегающие к границе раздела, имели по существу одинаковый профиль. Предпочтительно, чтобы граница раздела имела изогнутую, более предпочтительно, волнообразную внешнюю границу. Предпочтительно, чтобы обращенные друг к другу поверхности основания и основной части были изогнуты согласующимся образом. Предпочтительно, чтобы основание имело изогнутую верхнюю поверхность, и предпочтительно, чтобы основная часть имела согласующимся образом изогнутую верхнюю поверхность. Например, верхняя поверхность основания может быть выпуклой, а нижняя поверхность основной части может быть вогнутой.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения профиль внешних поверхностей основания и основной части является по существу одинаковым. Например, профиль внешних поверхностей основания и основной части может быть по существу круглым, эллиптическим или многогранным.
Предпочтительно, чтобы опора содержала сцепляющиеся средства, предназначенные для удержания основной части на основании. Предпочтительно, чтобы сцепляющиеся средства были закрыты внешними поверхностями основания и основной части, когда основная часть находится в не наклоненном положении, так что опора сохраняет аккуратный и единообразный внешний вид. Таким образом, вторым объектом изобретения является вентилятор, предназначенный для создания воздушной струи и содержащий устройство для выпуска воздуха, установленное на опоре, которая содержит основание и основную часть, выполненную с возможностью наклона относительно основания от не наклоненного положения до наклоненного положения, и сцепляющиеся средства, предназначенные для удержания основной части на основании, при этом сцепляющиеся средства закрыты внешними поверхностями основания и основной части, когда основная часть находится в не наклоненном положении.
Предпочтительно, чтобы опора содержала средство прижатия сцепляющихся средств друг к другу для обеспечения сопротивления перемещению основной части от наклоненного положения. Предпочтительно, чтобы основание содержало несколько опорных элементов, которые предназначены для поддержки основной части и которые, предпочтительно, закрыты внешними поверхностями основания и основной части, когда основная часть находится в не наклоненном положении. Предпочтительно, чтобы каждый опорный элемент содержал вращающийся элемент, предназначенный для поддержки основной части, при этом основная часть содержит несколько изогнутых желобов, которые предназначены для размещения вращающихся элементов и в которых двигаются вращающиеся элементы при перемещении основной части от не наклоненного положения до наклоненного положения.
Предпочтительно, чтобы сцепляющиеся средства содержали первые несколько сцепляющихся элементов, расположенных на основании, и вторые несколько сцепляющихся элементов, которые расположены на основной части и которые удерживаются первыми несколькими сцепляющимися элементами. Предпочтительно, чтобы сцепляющиеся элементы имели по существу L-образную форму. Предпочтительно, чтобы сцепляющиеся элементы содержали сцепляющиеся буртики, которые предпочтительно изогнуты. Предпочтительно, чтобы кривизна буртиков сцепляющихся элементов основания по существу совпадала с кривизной буртиков сцепляющихся элементов основной части. Это может максимизировать силы трения, которые создаются между сцепляющимися буртиками и препятствуют перемещению основной части от наклоненного положения.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения центр тяжести вентилятора в сборе не выходит за границы зоны расположения основания, когда основная часть находится в полностью наклоненном положении, тем самым уменьшается риск опрокидывания вентилятора при его использовании. Предпочтительно, чтобы опора содержала средство, предотвращающее перемещение основной части относительно основания за пределы полностью наклоненного положения. Предпочтительно, чтобы средство предотвращения перемещения содержало стопорный элемент, зависящий от основной части и предназначенный для зацепления с частью основания, когда основная часть находится в полностью наклоненном положении. В предпочтительном варианте осуществления изобретения стопорный элемент расположен так, чтобы зацепляться за часть сцепляющихся средств, предпочтительно за буртик сцепляющегося элемента основания, что необходимо для предотвращения перемещения основной части относительно основания за пределы полностью наклоненного положения.
Предпочтительно, чтобы вентилятор представлял собой безлопастной вентилятор. Благодаря использованию безлопастного вентилятора воздушная струя может быть создана без использования лопастного вентилятора. Без использования лопастного вентилятора с целью выталкивания воздушной струи из вентилятора, может быть создана сравнительно равномерная воздушная струя, и эта воздушная струя может быть направлена в комнату или к пользователю. Воздушная струя может эффективно перемещаться из устройства для выпуска воздуха с малыми потерями энергии и скорости на турбулентность.
Термин «безлопастной» используется для описания вентилятора, в котором воздушный поток выбрасывается или выталкивается вперед из вентилятора без использования движущихся лопастей. Следовательно, безлопастной вентилятор можно рассматривать как вентилятор, имеющий выходную область или зону выброса, в которой отсутствуют движущиеся лопасти, от которых воздушный поток направляется к пользователю или в комнату. В выходную область безлопастного вентилятора может поступать первичный воздушный поток, созданный одним из множества различных источников, таких как насосы, генераторы, двигатели или другие устройства передачи текучих сред и которые могут содержать предназначенное для создания воздушного потока вращающееся устройство, такое как ротор двигателя и/или крыльчатку. Созданный первичный воздушный поток может проходить из пространства комнаты или другой среды снаружи вентилятора и далее перемещаться назад в пространство комнаты через выпускное отверстие.
Следовательно, не предусматривается, что описание вентилятора как безлопастного вентилятора содержит описание источника энергии и элементов, таких как двигатели, которые необходимы для осуществления вторичных функций вентилятора. Примерами вторичных функций вентилятора могут служить запуск, регулировка и колебание вентилятора.
Предпочтительно, чтобы опора содержала средство создания воздушного потока через вентилятор. Предпочтительно, чтобы средство создания воздушного потока содержало крыльчатку, двигатель, предназначенный для вращения крыльчатки, и диффузор, расположенный по потоку после крыльчатки. Предпочтительно, чтобы крыльчатка была крыльчаткой с косым потоком. Предпочтительно, чтобы двигатель был бесщеточным двигателем постоянного тока с целью исключения потерь на трение и обеспечения отсутствия углеродной пыли от щеток, используемых в обычных щеточных двигателях. Уменьшение количества углеродной пыли и выбросов целесообразно в чистых или чувствительных к загрязнению средах, таких как больница, или в присутствии людей, страдающих от аллергии. Хотя индукционные двигатели, которые обычно используются в напольных вентиляторах, также не содержат щеток, бесщеточные двигатели постоянного тока могут обеспечить гораздо более широкий диапазон рабочих скоростей вращения по сравнению с индукционными двигателями.
Предпочтительно, чтобы средство создания воздушного потока через вентилятор было расположено в основной части опоры. Вес элементов средства создания воздушного потока, в частности двигатель, может обеспечивать устойчивость основной части на основании, когда основная часть находится в наклоненном положении. Предпочтительно, чтобы основная часть имела, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха, через которое воздух всасывается в вентилятор с помощью средства создания воздушного потока. Это может обеспечить короткий путь для воздушного потока, для которого минимизируется шум и потери на трение.
Предпочтительно, чтобы основание содержало средство управления, предназначенное для управления вентилятором. По соображениям техники безопасности и для простоты использования целесообразно располагать элементы управления на расстоянии от наклоняемой основной части, так что такие функции управления как, например, колебание, наклон, запуск или выполнение установки скорости нельзя осуществлять при операции наклона.
Предпочтительно, чтобы устройство для выпуска воздуха содержало сопло, установленное на опоре, причем сопло расположено вокруг оси с целью определения отверстия, через которое воздух снаружи сопла всасывается потоком воздуха, выходящим из выпускного участка. Предпочтительно, чтобы сопло окружало отверстие. Сопло может представлять собой кольцеобразное сопло, высота которого предпочтительно составляет от 200 до 600 мм, более предпочтительно - от 250 до 500 мм.
Предпочтительно, чтобы выпускной участок сопла окружал отверстие и предпочтительно, чтобы выпускной участок был кольцеобразным. Предпочтительно, чтобы сопло содержало внутреннюю часть корпуса и внешнюю часть корпуса, которые определяют выпускной участок сопла. Предпочтительно, чтобы каждая часть была сформирована из соответствующего кольцеобразного элемента, но каждая часть может представлять собой несколько элементов, соединенных друг с другом или каким-либо образом собранных с целью формирования указанной части. Предпочтительно, чтобы форма внешней части корпуса была такова, чтобы частично перекрывать внутреннюю часть корпуса. Это может дать возможность определить выпускное отверстие выпускного участка между перекрывающимися частями внешней поверхности внутренней части корпуса и внутренней поверхности внешней части корпуса сопла. Предпочтительно, чтобы выпускное отверстие имело вид щели и предпочтительно, чтобы ее ширина составляла от 0,5 мм до 5 мм, более предпочтительно - от 0,5 мм до 1,5 мм. Сопло может содержать несколько разделителей, предназначенных для разделения перекрывающихся частей внутренней части корпуса и внешней части корпуса сопла. Это может способствовать поддержанию по существу равномерной ширины выпускного отверстия вокруг отверстия. Предпочтительно, чтобы разделители были расположены на одинаковых расстояниях вдоль выпускного отверстия.
Предпочтительно, чтобы сопло содержало внутренний канал, предназначенный для приема воздушного потока из опоры. Предпочтительно, чтобы внутренний канал был кольцеобразным и предпочтительно, чтобы форма внутреннего канала была такой, чтобы разделять воздушный поток на два воздушных потока, которые текут в противоположных направлениях вокруг отверстия. Предпочтительно, чтобы внутренний канал также был определен внутренней частью корпуса и внешней частью корпуса сопла.
Предпочтительно, чтобы вентилятор содержал средство, предназначенное для колебания сопла так, чтобы воздушная струя колебалась по дуге, предпочтительно в диапазоне от 60 до 120°. Например, основание опоры может содержать средство колебания верхнего элемента основания, к которому присоединена основная часть, относительно нижнего элемента основания.
Максимальный расход воздуха для воздушной струи, созданной вентилятором, предпочтительно составляет от 300 до 800 л/с, более предпочтительно - от 500 до 800 л/с.
Предпочтительно, чтобы сопло содержало поверхность Коанда, расположенную рядом с выпускным участком, направляющим выходящий из него воздушный поток поверх указанной поверхности. Предпочтительно, чтобы форма внешней поверхности внутренней части корпуса сопла была такова, чтобы определять поверхность Коанда. Предпочтительно, чтобы поверхность Коанда была расположена вокруг отверстия. Поверхность Коанда является известной поверхностью, для которой при протекании текучей среды, выходящей из выпускного отверстия близко к поверхности, наблюдается эффект Коанда. Текучая среда стремится течь близко к поверхности и поверх нее, практически «прилипая» к поверхности или «держась» за нее. Эффект Коанда является доказанным, хорошо задокументированным способом увлечения, при котором первичный воздушный поток направляют поверх поверхности Коанда. Описание свойств поверхности Коанда и действие потока текучей среды, проходящего поверх поверхности Коанда, можно найти в статьях, таких как статья Reba, журнал Scientific American, том 214, июнь 1966 г., страницы от 84 до 92. Благодаря использованию поверхности Коанда, воздух, выходящий из выпускного участка, всасывает через отверстие большее количество воздуха, находящегося снаружи вентилятора.
Предпочтительно, чтобы воздушный поток попадал в сопло вентилятора из основания. В последующем описании этот воздушный поток будет называться первичным воздушным потоком. Первичный воздушный поток выходит из выпускного участка сопла и предпочтительно проходит поверх поверхности Коанда. Первичный воздушный поток увлекает воздух, окружающий выпускной участок сопла, который действует как усилитель воздуха, предназначенный для подачи пользователю как первичного воздушного потока, так и увлеченного воздуха. Увлеченный воздух будет называться вторичным воздушным потоком. Вторичный воздушный поток всасывается из пространства комнаты, области или внешней среды, окружающей выпускной участок сопла и, благодаря перемещению, - из других областей вокруг вентилятора и проходит в основном через отверстие, определяемое соплом. Первичный воздушный поток, направленный поверх поверхности Коанда и объединенный с увлеченным вторичным воздушным потоком, составляет общий воздушный поток, выходящий или выталкиваемый вперед из отверстия, определенного соплом. Предпочтительно, чтобы увлечение воздуха, окружающего выпускной участок сопла, было таково, чтобы первичный воздушный поток усиливался, по меньшей мере, в пять раз, более предпочтительно, по меньшей мере, в десять раз, при одновременном поддержании общей равномерности выходящего потока.
Предпочтительно, чтобы сопло содержало расширяющуюся поверхность, расположенную по потоку после поверхности Коанда. Предпочтительно, чтобы форма внешней поверхности внутренней части корпуса сопла была такова, чтобы определять расширяющуюся поверхность.
Третьим объектом изобретения является опора вентилятора, содержащая основание и основную часть, выполненную с возможностью наклона относительно основания, при этом как основание, так и основная часть содержат внешние поверхности, форма которых такова, что прилегающие части внешних поверхностей расположены по существу заподлицо, когда основная часть находится в не наклоненном положении. Четвертым объектом изобретения является опора, содержащая основание и основную часть, выполненную с возможностью наклона относительно основания от не наклоненного положения до наклоненного положения, и сцепляющиеся средства, предназначенные для удержания основной части на основании, при этом сцепляющиеся средства закрыты внешними поверхностями основания и основной части, когда основная часть находится в не наклоненном положении.
Описанные выше признаки первого и второго объектов изобретения в равной степени применимы как к третьему, так и к четвертому объектам изобретения и наоборот.
Далее будет описан один вариант осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан вентилятор, вид спереди;
на фиг.2 - сопло вентилятора, изображенного на фиг.1, вид в перспективе;
на фиг.3 - вентилятор, изображенный на фиг.1, вид в разрезе;
на фиг.4 - часть вентилятора, показанного на фиг.3, увеличенный вид;
на фиг.5а - вентилятор, изображенный на фиг.1, в не наклоненном положении, вид сбоку;
на фиг.5b - вентилятор, изображенный на фиг.1, в первом наклоненном положении, вид сбоку;
на фиг.5с - вентилятор, изображенный на фиг.1, во втором наклоненном положении, вид сбоку;
на фиг.6 - верхний элемент основания вентилятора, изображенного на фиг.1, вид сверху в перспективе;
на фиг.7 - основная часть вентилятора, изображенного на фиг.1, вид сзади в перспективе;
на фиг.8 - основная часть, изображенная на фиг.7, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг.9а - расположение двух линий разреза основания, когда вентилятор находится в не наклоненном положении;
на фиг.9b - разрез по линии А-А, изображенной на фиг.9а;
на фиг.9с - разрез по линии В-В, изображенной на фиг.9а;
на фиг.10а - расположение двух других линий разреза основания, когда вентилятор находится в не наклоненном положении;
на фиг.10b - разрез по линии С-С, изображенной на фиг.10а;
на фиг.10с - разрез по линии D-D, изображенной на фиг.10а.
На фиг.1 показан вид спереди вентилятора 10. Предпочтительно вентилятор 10 представляет собой безлопастной вентилятор, содержащий опору 12 и сопло 14, установленное на опоре 12 и поддерживаемое ей. Опора 12 содержит, по существу, цилиндрический внешний корпус 16 с множеством отверстий 18 для впуска воздуха, которые выполнены во внешнем корпусе 16 и через которые первичный воздушный поток всасывается в опору 12 из внешней среды. Кроме того, опора 12 содержит несколько управляемых пользователем кнопок 20 и управляемый пользователем регулятор 22, который предназначен для управления работой вентилятора 10. Опора 12 предпочтительно имеет высоту, равную от 200 до 300 мм, а внешний диаметр внешнего корпуса 16 предпочтительно составляет от 100 до 200 мм.
Как показано на фиг.2, сопло 14 имеет кольцеобразную форму и определяет центральное отверстие 24. Высота сопла 14 составляет от 200 до 400 мм. Сопло 14 содержит выпускной участок 26, расположенный в задней части вентилятора 10 и предназначенный для выпуска воздуха из вентилятора 10 через отверстие 24. Выпускной участок 26, по меньшей мере, частично расположен вокруг отверстия 24. Внутренняя периферийная поверхность сопла 14 содержит поверхность 28 Коанда, расположенную рядом с выпускным участком 26, направляющим выходящий из вентилятора 10 воздух поверх указанной поверхности; расширяющуюся поверхность 30, расположенную по потоку после поверхности 28 Коанда; и направляющую поверхность 32, расположенную по потоку после расширяющейся поверхности 30. Расширяющаяся поверхность 30 расположена по конусу от центральной оси Х отверстия 24 таким образом, чтобы способствовать течению потока воздуха, выходящего из вентилятора 10. Угол между расширяющейся поверхностью 30 и центральной осью Х отверстия 24 составляет от 5 до 25°, и в данном примере равен примерно 15°. Направляющая поверхность 32 расположена под углом к расширяющейся поверхности 30, чтобы дополнительно способствовать эффективной доставке охлаждающего воздушного потока из вентилятора 10. Предпочтительно направляющая поверхность 32 расположена параллельно центральной оси Х отверстия 24, чтобы представлять собой по существу плоскую и по существу гладкую поверхность для воздушного потока, выходящего из выпускного участка 26. Визуально привлекательная скошенная поверхность 34 расположена по потоку после направляющей поверхности 32 и заканчивается концевой поверхностью 36, расположенной по существу перпендикулярно центральной оси Х отверстия 24. Предпочтительно, чтобы угол между скошенной поверхностью 34 и центральной осью Х отверстия 24 был равен примерно 45°. Общая глубина сопла 24 в направлении вдоль центральной оси Х отверстия 24 составляет от 100 до 150 мм и в данном примере она равна примерно 110 мм.
На фиг.3 показан вид в разрезе вентилятора 10. Опора 12 содержит основание, образованное из нижнего элемента 38 основания и верхнего элемента 40 основания, который установлен на нижнем элементе 38 основания, и основную часть 42, установленную на основании. Как показано на фиг.1 и 5, таким образом, между основной частью 42 и основанием образуется граница I раздела. Граница I раздела имеет изогнутую, предпочтительно, волнообразную внешнюю границу. Таким образом, по меньшей мере, внешние поверхности основания и основной части 42, которые прилегают к границе раздела, имеют по существу одинаковый, в данном варианте осуществления изобретения круглый, профиль.
Нижний элемент 38 основания имеет по существу плоскую нижнюю поверхность 43. В верхнем элементе 40 основания расположен контроллер 44, предназначенный для управления работой вентилятора 10 в ответ на нажатие управляемых пользователем кнопок 20, которые показаны на фиг.1 и 2, и/или в ответ на манипуляции с управляемым пользователем регулятором 22. Верхний элемент 40 основания также может содержать колебательный механизм 46, предназначенный для осуществления колебательного движения верхнего элемента 40 основания и основной части 42 относительно нижнего элемента 38 основания. Предпочтительно, чтобы диапазон колебательного цикла основной части 42 составлял от 60° до 120°, при этом в данном примере он равен примерно 90°. В данном примере колебательный механизм 46 может выполнять примерно от 3 до 5 колебательных циклов в минуту. Кабель 48 питания выходит через отверстие, выполненное в нижнем элементе 38 основания, и предназначен для подачи электрической энергии к вентилятору 10.
Основная часть 42 опоры 12 имеет открытый верхний конец, с которым соединено сопло 14, например, с помощью защелкивающегося соединения. Основная часть 42 содержит цилиндрическую защитную сетку 50, в которой выполнено множество отверстий с целью получения отверстий 18 для впуска воздуха. Основная часть 42 содержит крыльчатку 52, предназначенную для всасывания первичного воздушного потока через отверстия защитной сетки 50 в опору 12. Предпочтительно, чтобы крыльчатка 52 имела форму крыльчатки с косым потоком. Крыльчатка 52 соединена с вращающимся валом 54, выходящим из двигателя 56. В данном примере двигатель 56 представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, скорость вращения которого регулируется контроллером 44 в ответ на манипуляции пользователя с регулятором 22. Предпочтительно, чтобы максимальная скорость вращения двигателя 56 составляла от 5 000 до 10 000 об/мин. Двигатель 56 расположен в кожухе двигателя, который содержит верхнюю часть 58, соединенную с нижней частью 60. Верхняя часть 58 или нижняя часть 60 кожуха двигателя содержит диффузор 62 в виде неподвижного диска со спиральными лопастями, который расположен по потоку после крыльчатки 52.
Кожух двигателя расположен в корпусе 64 крыльчатки и прикреплен к нему. Корпус 64 крыльчатки, в свою очередь, прикреплен к нескольким размещенным на некотором угловом расстоянии друг от друга опорам 66, в данном примере к трем опорам, расположенным в основной части 42 опоры 12. В корпусе 64 крыльчатки расположен кожух 68, в целом имеющий форму усеченного конуса. Форма кожуха 68 выбрана такой, чтобы внешние края крыльчатки 52 были расположены близко к внутренней поверхности кожуха 68, но не касались ее. По существу кольцеобразный элемент 70 для впуска воздуха соединен с низом корпуса 64 крыльчатки и предназначен для направления первичного воздушного потока в корпус 64 крыльчатки. Предпочтительно, чтобы опора 12 дополнительно содержала шумопоглощающий пеноматериал, предназначенный для уменьшения распространения шума из опоры 12. В данном примере, основная часть 42 опоры 12 содержит дискообразный элемент 72, выполненный из пеноматериала и направленный к основанию основной части 42, и по существу кольцеобразный элемент 74, выполненный из пеноматериала и расположенный в кожухе двигателя.
На фиг.4 показан разрез сопла 14. Сопло 14 содержит кольцеобразную внешнюю часть 80 корпуса, соединенную с кольцеобразной внутренней частью 82 корпуса и окружающую внутреннюю часть. Каждая из указанных частей может быть выполнена из нескольких соединенных деталей, но в данном варианте осуществления изобретения как внешняя часть 80 корпуса, так и внутренняя часть 82 корпуса, представляет собой одно литое изделие. Внутренняя часть 82 корпуса определяет центральное отверстие 24 сопла 14 и содержит внешнюю периферийную поверхность 84, форма которой определяет поверхность 28 Коанда, расширяющуюся поверхность 30, направляющую поверхность 32 и скошенную поверхность 34.
Вместе внешняя часть 80 корпуса и внутренняя часть 82 корпуса определяют кольцеобразный внутренний канал 86 сопла 14. Таким образом, внутренний канал 86 расположен вокруг отверстия 24. Внутренний канал 86 ограничен внутренней периферийной поверхностью 88 внешней части 80 корпуса и внутренней периферийной поверхностью 90 внутренней части 82 корпуса. Внешняя часть 80 корпуса содержит основание 92, которое соединено с открытым верхним концом основной части 42 опоры 12, например, с помощью защелкивающегося соединения и которое расположено над верхним концом основной части 42 опоры 12. Основание 92 внешней части 80 корпуса имеет отверстие, через которое первичный воздушный поток попадает во внутренний канал 86 сопла 14 из открытого верхнего конца основной части 42 опоры 12.
Выпускной участок 26 сопла 14 расположен в задней части вентилятора 10. Выпускной участок 26 образован путем перекрытия частей 94, 96 внутренней периферийной поверхности 88 внешней части 80 корпуса и внешней периферийной поверхности 84 внутренней части 82 корпуса, соответственно. В данном примере выпускной участок 26 является по существу кольцеобразным и, как показано на фиг.4, имеет по существу U-образное поперечное сечение в разрезе по линии, проходящей по диаметру сопла 14. В данном примере перекрывающиеся части 94, 96 внутренней периферийной поверхности 88 внешней части 80 корпуса и внешней периферийной поверхности 84 внутренней части 82 корпуса выполнены так, что выпускной участок 26 сходится по направлению к выпускному отверстию 98, предназначенному для направления первичного воздушного потока поверх поверхности 28 Коанда. Выпускное отверстие 98 имеет форму кольцеобразной щели, предпочтительно сравнительно постоянной ширины, составляющей от 0,5 до 5 мм. В данном примере ширина выпускного отверстия 98 равна примерно 1,1 мм. В выпускном участке 26 могут быть расположены разделители, предназначенные для отделения друг от друга перекрывающихся частей 94, 96 внутренней периферийной поверхности 88 внешней части 80 корпуса и внешней периферийной поверхности 84 внутренней части 82 корпуса с целью поддержания необходимой ширины выпускного отверстия 98. Эти разделители могут составлять единое целое с внутренней периферийной поверхностью 88 внешней части 80 корпуса или с внешней периферийной поверхностью 84 внутренней части 82 корпуса.
Как показано на фиг.5а, 5b и 5с, основная часть 42 выполнена подвижной относительно основания опоры 12. Основная часть 42 может перемещаться от первого полностью наклоненного положения, показанного на фиг.5b, до второго полностью наклоненного положения, показанного на фиг.5с. Предпочтительно, чтобы ось Х была наклонена на угол, равный примерно 10°, когда основная часть 42 переместилась от не наклоненного положения, показанного на фиг.5а, до одного из двух полностью наклоненных положений. Формы внешних поверхностей основной части 42 и верхнего элемента 40 основания таковы, что соседние части этих внешних поверхностей основной части 42 и основания по существу расположены заподлицо, когда основная часть 42 находится в не наклоненном положении.
Как показано на фиг.6, верхний элемент 40 основания содержит кольцеобразную нижнюю поверхность 100, которая устанавливается на нижнем элементе 38 основания, по существу цилиндрическую боковую стенку 102 и изогнутую верхнюю поверхность 104. Боковая стенка 102 имеет несколько отверстий 106. Управляемый пользователем регулятор 22 выступает через одно из отверстий 106, а управляемые пользователем кнопки 20 могут быть доступны через другие отверстия 106. Изогнутая верхняя поверхность 104 верхнего элемента 40 основания имеет вогнутую форму и в целом можно сказать, что она имеет седлообразную форму. В верхней поверхности 104 верхнего элемента 40 основания выполнено отверстие 108, предназначенное для размещения электрического кабеля 110 (показан на фиг.3), отходящего от двигателя 56.
Дополнительно верхний элемент 40 основания содержит четыре опорных элемента 120, предназначенных для поддержания основной части 42 на верхнем элементе 40 основания. Опорные элементы 120 выступают вверх от верхней поверхности 104 верхнего элемента 40 основания и расположены по существу на одинаковом расстоянии друг от друга и по существу на одинаковом расстоянии от центра верхней поверхности 104. Первая пара опорных элементов 120 расположена вдоль линии В-В, показанной на фиг.9а, а вторая пара опорных элементов 120 параллельна первой паре опорных элементов 120. Как показано на фиг.9b и 9с, каждый опорный элемент 120 содержит цилиндрическую внешнюю стенку 122, а также открытый верхний конец 124 и закрытый нижний конец 126. Внешняя стенка 122 опорного элемента 120 окружает вращающийся элемент 128, выполненный в виде шариковой опоры. Предпочтительно, чтобы радиус вращающегося элемента 128 был немного меньше радиуса цилиндрической внешней стенки 122, чтобы вращающийся элемент 128 удерживался в опорном элементе 120 и был подвижным. Упругий элемент 130, расположенный между закрытым нижним концом 126 опорного элемента 120 и вращающимся элементом 128, толкает вращающийся элемент 128 от верхней поверхности 104 верхнего элемента 40 основания, так что часть вращающегося элемента 128 выступает за границу открытого верхнего конца 124 опорного элемента 120. В данном варианте осуществления изобретения упругий элемент 130 выполнен в виде винтовой пружины.
Как показано на фиг.6, верхний элемент 40 основания также содержит несколько направляющих, предназначенных для удержания основной части 42 на верхнем элементе 40 основания. Направляющие также служат для направления перемещения основной части 42 относительно верхнего элемента 40 основания, так что по существу отсутствует скручивание или вращение основной части 42 относительно верхнего элемента 40 основания при перемещении основной части 42 из наклоненного положения или при перемещении в наклоненное положение. Каждая из направляющих расположена в направлении, которое по существу параллельно оси X. Например, одна из направляющих расположена вдоль линии D-D, показанной на фиг.10а. В данном варианте осуществления изобретения несколько направляющих представляют собой пару сравнительно длинных внутренних направляющих 140, расположенных между парой сравнительно коротких внешних направляющих 142. Как также показано на 9b и 10b, поперечное сечение каждой из внутренних направляющих 140 имеет Г-образную форму и каждая из внутренних направляющих 140 содержит стенку 144, которая расположена между соответствующей парой опорных элементов 120 и которая соединена с верхней поверхностью 104 верхнего элемента 40 основания и отходит от нее вверх. Каждая из внутренних направляющих 140 дополнительно содержит изогнутый буртик 146, который расположен вдоль длины стенки 144 и который выступает перпендикулярно от верха стенки 144 по направлению к соседней внешней направляющей 142. Поперечное сечение каждой из внешних направляющих 142 также имеет Г-образную форму и каждая из внешних направляющих 142 содержит стенку 148, которая соединена с верхней поверхностью 52 верхнего элемента 40 основания и отходит от нее вверх, и содержит изогнутый буртик 150, который расположен вдоль длины стенки 148 и который выступает перпендикулярно от верха стенки 148 по направлению от соседней внутренней направляющей 140.
Как показано на фиг.7 и 8, основная часть 42 содержит по существу цилиндрическую боковую стенку 160, кольцеобразный нижний конец 162 и изогнутое основание 164, которое находится на расстоянии от нижнего конца 162 основной части 42 с целью образования углубления. Предпочтительно, чтобы сетка 50 была выполнена как единое целое с боковой стенкой 160. Внешний диаметр боковой стенки 160 основной части 42 по существу совпадает с внешним диаметром боковой стенки 102 верхнего элемента 40 основания. Основание 164 имеет выпуклую форму и в целом можно сказать, что оно имеет перевернутую седлообразную форму. В основании 164 выполнено отверстие 166, предназначенное для размещения кабеля 110, выходящего из основания 164 основной части 42. Две пары стопорных элементов 168 выступают вверх (как показано на фиг.8) от границы основания 164. Каждая пара стопорных элементов 168 расположена вдоль линии, проходящей в направлении, которое по существу параллельно оси X. Например, одна из пар стопорных элементов 168 расположена вдоль линии D-D, показанной на фиг.10а.
С основанием 164 основной части 42 соединена выпуклая пластина 170 наклона. Пластина 170 наклона расположена в углублении основной части 42, и ее кривизна по существу совпадает с кривизной основания 164 основной части 42. Каждый из стопорных элементов 168 выступает через одно из соответствующих отверстий 172, расположенных по границе пластины 170 наклона. Форма пластины 170 наклона такова, что она определяет пару выпуклых желобов 174, предназначенных для взаимодействия с вращающимися элементами 128 верхнего элемента 40 основания. Каждый желоб 174 тянется в направлении по существу параллельном оси Х и предназначен для размещения вращающихся элементов 128 соответствующей пары опорных элементов 120, как показано на фиг.9с.
Пластина 170 наклона также имеет несколько дорожек, каждая из которых расположена так, чтобы, по меньшей мере, частично располагаться под соответствующей направляющей верхнего элемента 40 основания и, таким образом, взаимодействовать с направляющей с целью удержания основной части 42 на верхнем элементе 40 и с целью направления перемещения основной части 42 относительно верхнего элемента 40. Таким образом, каждая из дорожек проходит в направлении, по существу параллельном оси X. Например, одна из дорожек расположена вдоль линии D-D, показанной на фиг.10а. В данном варианте осуществления изобретения несколько дорожек представляют собой пару относительно длинных внутренних дорожек 180, расположенных между парой сравнительно коротких внешних дорожек 182. Как также показано на фиг.9b и 10b, поперечное сечение каждой внутренней дорожки 180 имеет Г-образную форму, и каждая из внутренних дорожек 180 содержит по существу вертикальную стенку 184 и изогнутый буртик 186, который выступает перпендикулярно внутрь от части верха стенки 184. Кривизна изогнутого буртика 186 каждой внутренней дорожки 180 по существу совпадает с кривизной изогнутого буртика 146 каждой внутренней направляющей 140. Поперечное сечение каждой внешней дорожки 182 также имеет Г-образную форму, и каждая из внешних дорожек 182 содержит по существу вертикальную стенку 188 и изогнутый буртик 190, который проходит вдоль длины стенки 188 и который выступает перпендикулярно внутрь от части верха стенки 188. Кривизна изогнутого буртика 190 каждой внешней дорожки 182 по существу совпадает с кривизной изогнутого буртика 150 каждой внешней направляющей 142. Пластина 170 наклона дополнительно имеет отверстие 192, предназначенное для размещения электрического кабеля 110.
Для соединения основной части 42 с верхним элементом 40, пластину 170 наклона переворачивают по отношению к положению, показанному на фиг.7 и 8, а дорожки 174 пластины 170 наклона располагают непосредственно сзади опорных элементов 120 верхнего элемента 40 основания и выравнивают их относительно опорных элементов 120. Электрический кабель 110, пропущенный через отверстие 166 основной части 42, может быть продет через отверстия 108, 192 пластины 170 наклона и верхнего элемента 40 основания, соответственно, для последующего соединения с контроллером 44, как показано на фиг.3. Далее пластину 170 наклона вдвигают поверх верхнего элемента 40 так, чтобы вращающиеся элементы 128 взаимодействовали с дорожками 174, как показано на фиг.9b и 9 с, изогнутый буртик 190 каждой внешней дорожки 182 располагался под изогнутым буртиком 150 соответствующей внешней направляющей 142, как показано на фиг.9b и 10b, а изогнутый буртик 186 каждой внутренней дорожки 180 располагался под изогнутым буртиком 146 соответствующей внутренней направляющей 140, как показано на фиг.9b, 10b и 10с.
Когда пластина 170 наклона расположена по центру на верхнем элементе 40 основания, основную часть 42 опускают на пластину 170 наклона так, чтобы стопорные элементы 168 были расположены в отверстиях 172 пластины 170 наклона, а пластина 170 наклона располагалась в углублении основной части 42. Далее верхний элемент 40 основания и основную часть 42 переворачивают и элемент 40 основания перемещают вдоль направления оси Х до появления первого множества отверстий 194а, расположенных на пластине 170 наклона. Каждое из этих отверстий 194а выравнивают относительно цилиндрических выступов 196а, расположенных на основании 164 основной части 42. Самонарезающий винт завинчивают в каждое из отверстий 194а с целью проникновения в расположенный ниже выступ 196а, тем самым частично соединяют пластину 170 наклона с основной частью 42. Далее верхний элемент 40 основания перемещают в обратном направлении до появления второго множества отверстий 194b, расположенных на пластине 170 наклона. Каждое из этих отверстий 194b также выравнивают относительно цилиндрических выступов 196b, расположенных на основании 164 основной части 42. Самонарезающий винт завинчивают в каждое из отверстий 194b с целью проникновения в расположенный ниже выступ 196b с целью завершения соединения пластины 170 наклона с основной частью 42.
Когда основная часть 42 прикреплена к основанию и нижняя поверхность 43 нижнего элемента 38 основания расположена на опорной поверхности, основная часть 42 поддерживается вращающимися элементами 128 опорных элементов 120. Упругие элементы 130 опорных элементов 120 отодвигают вращающиеся элементы 128 по направлению от закрытых нижних концов 126 опорных элементов 120 на расстояние, которого достаточно для предотвращения задевания верхних поверхностей верхнего элемента 40 основания, когда основная часть 42 наклонена. Например, как показано на каждой из фиг.9b, 9с, 10b и 10с, нижний конец 162 основной части 42 отодвигают от верхней поверхности 104 верхнего элемента 40 основания с целью предотвращения их контакта в случае, когда основная часть 42 наклонена. Далее, действие упругих элементов 130 отодвигает вогнутые верхние поверхности изогнутых буртиков 186, 190 дорожек от выпуклых нижних поверхностей изогнутых буртиков 146, 150 направляющих.
Для того чтобы наклонить основную часть 42 относительно основания, пользователь двигает основную часть 42 в направлении, параллельном оси Х с целью перемещения основной части 42 в одно из полностью наклоненных положений, показанных на фиг.5b и 5с, в результате чего вращающиеся элементы 128 перемещаются вдоль дорожек 174. Когда основная часть 42 находится в требуемом положении, пользователь освобождает основную часть 42, которая удерживается в требуемом положении силами трения, порождаемыми благодаря контакту вогнутых верхних поверхностей изогнутых буртиков 186, 190 дорожек и выпуклых нижних поверхностей изогнутых буртиков 146, 150 направляющих, при этом силы трения препятствуют перемещению основной части 42 под действием силы тяжести по направлению к не наклоненному положению, показанному на фиг.5а. Полностью наклоненные положения основной части 42 определяются касанием одного из стопорных элементов 168 каждой пары соответствующей внутренней направляющей 140.
С целью управления вентилятором 10 пользователь нажимает соответствующую одну из кнопок 20, расположенных на опоре 12, в результате чего контроллер 44 запускает двигатель 56 с целью вращения крыльчатки 52. Вращение крыльчатки 52 приводит к тому, что первичный воздушный поток всасывается в опору 12 через отверстия 18 для впуска воздуха. В зависимости от скорости вращения двигателя 56, расход первичного воздушного потока может составлять от 20 до 30 л/с.Первичный воздушный поток последовательно проходит через корпус 64 крыльчатки, открытый верхний конец основной части 42 и попадает во внутренний канал 86 сопла 14. В сопле 14 первичный воздушный поток разделяется на два воздушных потока, которые проходят в противоположных направлениях вокруг центрального отверстия 24 сопла 14. Когда воздушные потоки проходят через внутренний канал 86, воздух поступает в выпускной участок 26 сопла 14. Предпочтительно, чтобы воздушный поток в выпускном участке 26 был по существу равномерно распределен вокруг отверстия 24 сопла 14. В каждой части выпускного участка 26 направление течения части воздушного потока по существу противоположное. Часть воздушного потока сжимается сходящейся частью выпускного участка 26 и выходит через выпускное отверстие 98.
Первичный воздушный поток, выходящий из выпускного участка 26, направляется поверх поверхности 28 Коанда сопла 14, что приводит к созданию вторичного воздушного потока благодаря увлечению воздуха из внешней среды, более конкретно из области вокруг выпускного отверстия 98 выпускного участка 26 и из области вокруг задней части сопла 14. Этот вторичный воздушный поток проходит через центральное отверстие 24 сопла 14, где он объединяется с первичным воздушным потоком и получается общий воздушный поток или воздушная струя, выталкиваемая вперед из сопла 14. В зависимости от скорости вращения двигателя 56, массовый расход воздушного потока, выходящего вперед из вентилятора 10, может доходить до 400 л/с, предпочтительно может доходить до 600 л/с, а максимальная скорость воздушной струи может составлять от 2,5 до 4 м/с.
Равномерное распределение первичного воздушного потока вдоль выпускного участка 26 сопла 14 обеспечивает равномерное прохождение воздушного потока поверх расширяющейся поверхности 30. Расширяющаяся поверхность 30 вызывает уменьшение средней скорости воздушного потока из-за перемещения воздушного потока через область управляемого расширения. Сравнительно малый угол между расширяющейся поверхностью 30 и центральной осью Х отверстия 24 позволяет воздушному потоку расширяться постепенно. Иначе резкое или быстрое отклонение могло бы привести к разрывам воздушного потока, при этом в области расширения образовывались бы завихрения. Такие завихрения могут приводить к увеличению турбулентности и связанного с ней шума в воздушном потоке, что может быть нежелательно, особенно в бытовом устройстве, таком как вентилятор. Воздушный поток, выталкиваемый вперед за расширяющуюся поверхность 30, может стремиться продолжить расходиться. Наличие направляющей поверхности 32, расположенной по существу параллельно центральной оси Х отверстия 24, дополнительно сужает воздушный поток. В результате воздушный поток может эффективно перемещаться из сопла 14, при этом воздушный поток может быстро ощущаться на расстоянии нескольких метров от вентилятора 10.
Изобретение не ограничено приведенным выше подробным описанием. Специалисты в рассматриваемой области могут предложить различные изменения. Например, опора 12 может быть использована в различных приборах, отличающихся от вентилятора. Перемещение основной части 42 относительно основания может осуществляться с помощью двигателя и может приводиться в действие пользователем путем нажатия на одну из кнопок 20.