ФЕН ДЛЯ ВОЛОС С ВЫПУСКНЫМ ВОЗДУХОВОДОМ С ЭФФЕКТОМ КОАНДА
HAIR DRYER WITH AIR OUTLET DUCT WITH COANDA EFFECT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области фенов для волос и направлено на решение технической проблемы по обеспечению важных характеристик сушки и улучшению ощущений при использовании наряду со снижением уровня шума устройства.
Уровень техники
Традиционно фены для волос содержат воздуховпускную зону, камеру циркуляции воздуха, воздуховыпускную зону, систему циркуляции воздуха и нагревательный элемент. Система циркуляции воздуха и нагревательный элемент встроены в камеру циркуляции. Система циркуляции воздуха выполнена с возможностью засасывания воздуха снаружи через впускную зону, переноса указанного воздуха через камеру циркуляции сверху вниз по потоку с прохождением через нагревательный элемент и последующего выдувания в большей или меньшей степени нагретого воздуха наружу через выпускную зону для осуществления сушки волос.
Из патентной заявки US 2013/0111777 А1 известен фен для волос, выполненный с возможностью увеличения поступления воздуха на выходе. Для этого фен для волос содержит выпускную головку, обеспечивающую возникновение эффекта Коанда, вызывающего ускорение воздушного потока и усиление указанного воздушного потока. Для возникновения оптимального эффекта Коанда при такой конструкции поток воздуха на выходе перпендикулярен потоку воздуха в камере циркуляции, что требует значительной мощности системы циркуляции и работы на высокой скорости электродвигателя, который содержит указанная система циркуляции. Поэтому такая конструкция приводит к значительному энергопотреблению и высокому уровню шума -проблемам, часто встречающимся в фенах для волос предшествующего уровня техники, причем вне зависимости от их конструкции.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков фенов для волос предшествующего уровня техники и, в частности, направлено на оптимизацию использования эффекта Коанда в воздуховыпускной зоне.
Поэтому настоящее изобретение относится к фену для волос, содержащему камеру циркуляции воздуха, имеющую впускную зону и выпускную зону. Фен для волос также содержит систему циркуляции воздуха и нагревательный элемент, расположенные в камере циркуляции. Система циркуляции выполнена с возможностью засасывания воздуха снаружи через впускную зону, переноса указанного воздуха через камеру циркуляции сверху вниз по потоку с прохождением через нагревательный элемент и последующего выдувания в большей или меньшей степени нагретого воздуха через выпускную зону. Как известно, фен для волос содержит средства регулировки температуры нагревательного элемента, так чтобы изменять температуру выдуваемого воздуха на выходе и средства регулировки скорости циркуляции воздуха в камере циркуляции, управляющие, в частности, скоростью вращения электродвигателя, приводящего в действие крыльчатку.
Следует отметить, что фен для волос согласно изобретению содержит воздуховод, являющийся продолжением камеры циркуляции около выпускной зоны. Таким образом, камера циркуляции и воздуховод расположены вдоль одной и той же продольной оси. Кроме того, воздуховод имеет верхний по потоку конец, нижний по потоку конец и шейку, расположенную между указанными верхним по потоку и нижним по потоку концами. Точнее шейка соответствует части внутреннего контура воздуховода с минимальным поперечным сечением. Первый участок воздуховода, расположенный между верхним по потоку концом и шейкой, выполнен с углом наклона относительно продольной оси камеры циркуляции, находящимся в пределах от 40° до 88°. Таким образом, поперечное сечение первого участка воздуховода непрерывно сужается от верхнего по потоку конца до шейки. Угол наклона соответствует максимальному углу расположения первого участка воздуховода относительно продольной оси. Второй участок воздуховода, расположенный между шейкой и нижним по потоку концом, выполнен с углом повторного раскрытия относительно указанной продольной оси, находящимся в пределах от 1,5° до 3,5°. Таким образом, поперечное сечение второго участка воздуховода непрерывно расширяется от шейки до нижнего по потоку конца. Переход от сужения к расширению поперечного сечения воздуховода обеспечивает возникновение эффект Коанда на уровне шейки. Шейка, соединяющая указанные первый и второй участки воздуховода, имеет изогнутую форму, предпочтительно кольцевую форму, обеспечивающую возникновение указанного эффекта Коанда.
Эффект Коанда, возникающий на уровне шейки, приводит к ускорению воздуха на выходе из воздуховода. Кроме того, угол повторного раскрытия позволяет увеличить сечение второго участка воздуховода, расположенного между нижним по потоку концом и шейкой, что приводит к увеличению поступления воздуха на выходе из воздуховода. Изобретателем было установлено, что при выполнении воздуховода с упомянутыми геометрическими параметрами, то есть в случае выбора угла наклона и угла повторного раскрытия в упомянутых диапазонах значений, воздуховод обеспечивает ускорение воздуха и оптимальное увеличение поступления воздуха на выходе. Следовательно, можно снизить мощность и размеры системы циркуляции воздуха, электродвигатель которой может работать на меньших оборотах, чем в случае фенов для волос предшествующего уровня техники, при этом будут обеспечены эквивалентные или даже улучшенные характеристики сушки и ощущений при использовании на волосах. Это обеспечивает преимущество, которое состоит в улучшении акустических характеристик фена для волос.
В предпочтительном варианте осуществления фена для волос согласно изобретению угол наклона равен 82°. Точно так же угол повторного раскрытия предпочтительно равен 2,5°. Выбор одного и/или другого из указанных параметров обеспечивает оптимизацию результата.
В предпочтительном варианте осуществления фена для волос согласно изобретению воздуховод в поперечном сечении имеет круглую форму. Тем не менее, может быть рассмотрен воздуховод, имеющий в поперечном сечении прямоугольную или треугольную форму, и даже другие формы, не выходя за рамки области правовой охраны изобретения.
Согласно предпочтительному варианту осуществления фена для волос, в котором воздуховод в поперечном сечении имеет круглую форму, диаметр шейки относительно нижнего по потоку конца уменьшается в пределах от 2 мм до 4 мм. Предпочтительно такое уменьшение диаметра составляет 2 мм.
В варианте осуществления фена для волос согласно изобретению нагревательный элемент удален от шейки воздуховода на расстояние, которое составляет от 0 мм до 5 мм. Если нагревательный элемент находится в зоне конвергенции шейки воздуховода, соответствующей нулевому расстоянию, проявление эффект Коанда существенно снижается. Напротив, если расстояние больше 5 мм, никакой разницы относительно эффекта Коанда не отмечено. В предпочтительном варианте осуществления указанное расстояние равно 4 мм, что обеспечивает оптимизацию эффекта Коанда.
В варианте осуществления фена для волос согласно изобретению между нагревательным элементом и воздуховодом размещена решетка. Такая решетка размещена, чтобы препятствовать любому прямому контакту нагревательного элемента с пальцами при их введении в воздуховод.
В варианте осуществления фена для волос согласно изобретению между камерой циркуляции и воздуховодом размещены разъемные соединительные средства для обеспечения возможности извлечения указанного воздуховода, например, для замены воздуховода с круглым поперечным сечением другим аналогичным воздуховодом с другими размерами или другим воздуховодом с прямоугольным или треугольным поперечным сечением.
Краткое описание чертежей
Следующее описание предпочтительного варианта осуществления позволяет пояснить объект изобретения со ссылками на фигуры, на которых:
на фиг. 1 проиллюстрирован вид в разрезе фена для волос согласно изобретению;
на фиг. 2 проиллюстрирован увеличенный частичный вид нижней по потоку части фена для волос, проиллюстрированного на фиг. 1;
на фиг. 3 проиллюстрирован вид в разрезе воздуховода.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, фен 1 для волос содержит корпус 2, имеющий более или менее цилиндрическую форму, обеспечивающую образование камеры 3 циркуляции, имеющей продольную ось X. Указанная камера 3 циркуляции содержит впускную зону 4 и выпускную зону 5. В указанной камере 3 циркуляции размещена система 6 циркуляции, обеспечивающая засасывание окружающего воздуха через впускную зону, перенос указанного воздуха по всей длине камеры 3 циркуляции, и последующеее выдувание воздуха наружу из фена 1 через выпускную зону 5. Указанная система 6 циркуляции содержит крыльчатку 7, размещенную около впускной зоны 4, электродвигатель 8, обеспечивающий приведение крыльчатки 7 во вращение, и спрямляющее устройство 9, размещенное на выходе крыльчатки 7 и обеспечивающее направление воздуха на выходе из указанной крыльчатки 7. Фен 1 также содержит нагревательный элемент 10, размещенный на выходе спрямляющего устройства 9 и обеспечивающий нагревание воздуха в нижней по потоку части камеры 3 циркуляции перед его выдуванием через выпускную зону 5. Фен 1 также содержит средства управления и регулировки электродвигателя 8 и нагревательного элемента 10 (не показаны), обеспечивающие возможность по отдельности изменять скорость вращения электродвигателя 8 и температуру нагрева нагревательного элемента 10 от положения выключения до положения полной мощности. Поскольку фены для волос обычно обладают всеми указанными признаками, то в продолжении описания они не будут описываться подробно.
Изобретение также относится к воздуховоду 11, проиллюстрированному на фиг. 1-3. Воздуховод 11 является продолжением выпускной зоны 5 камеры 3 циркуляции вдоль продольной оси X, как показано на фиг. 1 и 2. Воздуховод 11 предпочтительно имеет круглую форму и содержит верхний по потоку конец 12 и нижний по потоку конец 13. Сечение верхнего по потоку конца 12 воздуховода 11 соответствует сечению выпускной зоны 5 камеры 3 циркуляции. Кроме того, воздуховод 11 имеет форму тела вращения с шейкой 14, задающей в указанном воздуховоде 11 верхний по потоку участок 15 и нижний по потоку участок 16, проиллюстрированные на фиг. 3. Такая конструкция воздуховода 11, проиллюстрированная на фиг. 1-3, позволяет подвергнуть выпускаемый из камеры 3 циркуляции воздух эффекту Коанда - явлению известному из механики текучих тел. Уменьшение сечения прохода вследствие наличия шейки 14 оказывает влияние на поток воздуха, выпускаемого из камеры 3 циркуляции около выпускной зоны 5, в результате чего воздух протекает под углом, соответствующим углу а наклона верхнего по потоку участка 15, проиллюстрированному на фиг. 3. Следовательно, выпускаемый воздух сжимается до сечения прохода шейки 14. После прохождения через шейку происходит расширение указанного выпускаемого воздуха согласно увеличению сечения прохода до нижнего по потоку конца 13 воздуховода 11. При этом расширение и протекание выпускаемого воздуха происходит под углом, соответствующим углу β повторного раскрытия нижнего по потоку участка 16, проиллюстрированном на фиг. 3. Угол α наклона и угол β повторного раскрытия заданы относительно продольной оси X на фиг. 3. Такая форма воздуховода 11 обеспечивает возможность засасывания выпускаемого воздуха к нижнему по потоку концу 13, что увеличивает скорость воздуха на выходе. Кроме того, указанная форма воздуховода 11 одновременно обеспечивает увеличение поступления воздуха на выходе.
Исследования, проведенные изобретателем, продемонстрировали важность выбора угла α наклона верхнего по потоку участка 15 и угла β повторного раскрытия нижнего по потоку участка 16, выполненных с возможностью обеспечения увеличения скорости и поступления воздуха на выходе из воздуховода 11. Изобретателем было установлено, что угол α наклона, находящийся в пределах от 40° до 88°, предпочтительно равный 82°, и угол β повторного раскрытия, находящийся в пределах от 1,5° до 3,5°, предпочтительно равный 2,5°, обеспечивают оптимизацию указанного увеличения скорости и поступления воздуха на выходе из воздуховода 11.
Размеры воздуховода 11 являются изменяемыми параметрами и частично соответствуют размерам камеры 3 циркуляции, при этом сечение прохода верхнего по потоку конца 12 указанного воздуховода 11 соответствует сечению прохода выпускной зоны 5 указанной камеры 3 циркуляции, а углы α наклона и углы β повторного раскрытия воздуховода 11 выбраны в упомянутых диапазонах значений.
Изобретателем была установлена возможность дополнительного увеличения скорости воздуха на выходе из воздуховода, с сохранением при этом надлежащего поступления, если уменьшить диаметр D1 на уровне шейки 14 относительно диаметра D2 на уровне нижнего по потоку конца 13 на величину, находящуюся в пределах от 2 мм до 4 мм, предпочтительно на 2 мм. Предпочтительно диаметр D2 на уровне нижнего по потоку конца 13 воздуховода находится в пределах от 30 мм до 40 мм и предпочтительно равен 32 мм, что также способствует выдуванию воздуха на выходе с оптимизированной скоростью и сохранением надлежащего поступления.
Как показано, в частности, на фиг. 2, нижний по потоку конец 17 нагревательного элемента 10 удален от шейки 14 воздуховода 11 на расстояние d, составляющее от 0 мм до 5 мм, что оказывает влияние на требуемый эффект Коанда. Предпочтительно для оптимизации указанного эффекта Коанда указанное расстояние d составляет 4 мм.
Как показано на фиг. 1 и 2, фен 1 для волос содержит решетку 18, размещенную на выходе нагревательного элемента 10 в камере 3 циркуляции. Указанная решетка позволяет избежать какого-либо контакта с нагревательным элементом 10.
Могут быть рассмотрены другие отличительные признаки или варианты, не выходящие за рамки области правовой охраны изобретения.
На фиг. 1-3, воздуховод 11 имеет круглую форму. Тем не менее, может быть рассмотрен вариант, в котором сечение воздуховода 11 имеет квадратную, прямоугольную или треугольную форму и даже другую формы, с сохранением при этом угла α наклона и угла β повторного раскрытия такими, как предусмотренные для варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг. 1-3.
На фиг. 1-3 воздуховод 11 прикреплен несъемным образом к камере 3 циркуляции. Тем не менее, могут быть выполнены разъемные соединительные средства между нижним по потоку концом 19 камеры 3 циркуляции и верхним по потоку концом 12 воздуховода 11, например, раструбное соединение или защелкивающая система между указанными нижним по потоку концом 19 и верхним по потоку концом 12, обеспечивающие возможность снятия воздуховода 11 для его замены другим воздуховодом с другой конструкцией, которая не выходит за рамки области правовой охраны изобретения.