ВЕНТИЛЯТОР В СБОРЕ
FAN ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к соплу вентилятора в сборе и к вентилятору в сборе, содержащему такое сопло.
Уровень техники
Обычный бытовой вентилятор включает в себя набор лопастей или лопаток, установленных с возможностью вращения вокруг оси, и приводное устройство для вращения набора лопастей для генерации воздушного потока. Движение и циркуляция воздушного потока создает эффект «охлаждения ветром» или легкого ветра и, как следствие, пользователь испытывает охлаждающий эффект, так как тепло рассеивается посредством конвекции и испарения. Лопасти обычно расположены в сетчатом кожухе, что позволяет потоку воздуха проходить через корпус, и в тоже время, предотвращая пользователей от соприкосновения с вращающимися лопастями при использовании вентилятора.
В документе US 2488467 описан вентилятор, который не использует лопасти, огражденные сетчатым кожухом, для направления воздуха из вентилятора. Вместо этого, вентилятор в сборе содержит основание, на которое установлено рабочее колесо центробежного вентилятора с приводом от двигателя для забора воздушного потока в основание, и ряд концентрических, кольцевых сопел, соединенных с основанием, и каждое из которых содержит кольцевое выходное отверстие, расположенное на передней части сопла для испускания потока воздуха из вентилятора. Каждое сопло простирается вокруг оси канала, чтобы ограничить канал, вокруг которого простирается сопло.
Каждое сопло имеет форму аэродинамического профиля. Деталь с аэродинамическим профилем может рассматриваться как имеющая переднюю кромку, расположенную в задней части сопла, заднюю кромку, расположенную на передней части сопла, и линию хорды, проходящую между передней и задней кромками. В документе US 2488467 линия хорды каждого сопла параллельна оси канала сопел. Выходное воздушное отверстие расположено на линии хорды и выполнено с возможностью испускать поток воздуха в направлении, простирающемся от сопла и вдоль линии хорды.
Другой вентилятор в сборе, который не использует лопасти, огражденные сетчатым кожухом, для направления потока воздуха из вентилятора в сборе, описан в документе WO 2010/100451. Этот вентилятор в сборе содержит цилиндрическое основание, на которое также установлено рабочее колесо центробежного вентилятора с приводом от двигателя для забора первичного воздушного потока в основание, и одно кольцевое сопло, которое соединено с основанием и которое содержит кольцевое выходное отверстие, через которое первичный воздушный поток испускается из вентилятора. Сопло ограничивает отверстие, через которое воздух в локальном окружении вентилятора в сборе всасывается первичным потоком воздуха, испускаемым из выходного отверстия, усиливая первичный поток воздуха. Сопло включает в себя поверхность, обтекаемую с возникновением эффекта Коанда, на которой выходное отверстие выполнено с возможностью направлять первичный поток воздуха. Поверхность Коанда простирается симметрично вокруг центральной оси отверстия, так что воздушный поток, создаваемый вентилятором в сборе, представлен в виде кольцевой струи, имеющей цилиндрический или усечено-конический профиль.
Пользователь может изменить направление, в котором поток воздуха испускается из сопла, одним из двух способов. Основание включает в себя механизм колебаний, который может быть активирован с целью вызова колебаний сопла и части основания вокруг вертикальной оси, проходящей через центр основания так, чтобы воздушный поток, создаваемый вентилятором в сборе, перемещался по дуге около 180°. Основание также включает в себя механизм наклона для обеспечения наклона сопла и верхней части основания по отношению к нижней части основания под углом до 10° к горизонтали.
Раскрытие изобретения
Первым объектом настоящего изобретения является сопло для вентилятора в сборе, содержащее воздухозаборник; воздуховыпускное отверстие; внутренний канал для подачи воздуха из воздухозаборника к воздуховыпускному отверстию; кольцевую внутреннюю стенку; наружную стенку, проходящую вокруг внутренней стенки, внутренний канал, расположенный между внутренней стенкой и наружной стенкой, причем внутренняя стенка, по меньшей мере частично, ограничивает канал, через который наружный воздух сопла втягивается воздухом, испускаемым из воздуховыпускного отверстия, воздуховыпускное отверстие выполнено с возможностью направлять воздух по наружной поверхности сопла; порт управления потоком, расположенный по потоку после воздуховыпускного отверстия и упомянутой поверхности; камеру управления потоком для подачи воздуха в порт управления потоком; и средство управления для выборочного блокирования потока воздуха через порт управления потоком.
Посредством изменения потока воздуха через порт управления потоком профиль воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия, может быть изменен. Изменение потока воздуха через порт управления потоком может иметь эффект изменения градиента давления воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия сопла. Изменение градиента давления может привести к генерации силы, действующей на воздушный поток, испускаемый из воздуховыпускного отверстия. Действие этой силы может привести к перемещению потока воздуха в желаемом направлении.
Наружная поверхность, по которой воздуховыпускное отверстие выполнено с возможностью направлять воздух предпочтительно, по меньшей мере частично, ограничивая отверстие. Наружная поверхность предпочтительно простирается, по меньшей мере частично, вокруг оси канала. Эта поверхность может окружать ось канала. Наружная поверхность предпочтительно содержит изогнутую поверхность Коанда, расположенную по потоку непосредственно после воздуховыпускного отверстия. Наружная поверхность предпочтительно содержит диффузорную поверхность, которая расширяется наружу относительно оси канала. Эта диффузорная поверхность предпочтительно расположена по потоку после изогнутой поверхности Коанда. Диффузорная поверхность может иметь усечено-коническую форму или она может быть изогнута.
Сопло предпочтительно содержит направляющую поверхность, расположенную между воздуховыпускным отверстием и портом управления потоком для направления воздуха, испускаемого из воздуховыпускного отверстия в нужном направлении. Направляющая поверхность предпочтительно образует часть наружной поверхности, по которой воздух направляется воздуховыпускным отверстием. Направляющая поверхность предпочтительно расположена между диффузорной поверхностью и портом управления потоком. Направляющая поверхность предпочтительно наклонена относительно диффузорной поверхности. В предпочтительном варианте осуществления изобретения направляющая поверхность предпочтительно имеет изогнутую вовнутрь форму по отношению к диффузорной поверхности, и предпочтительно, по отношению также к оси канала. Направляющая поверхность может быть фасеточной, где каждая грань может быть прямой или изогнутой. Порт управления потоком предпочтительно расположен рядом с направляющей поверхностью. Предпочтительно, порт управления потоком расположен по потоку непосредственно после направляющей поверхности. Направляющая поверхность предпочтительно простирается, по меньшей мере частично, вокруг канала, и более предпочтительно окружает канал.
Сопло предпочтительно содержит направляющий элемент воздушного потока, который может быть соединен с внутренней стенкой сопла. Направляющая поверхность предпочтительно определяется наружной поверхностью направляющего элемента воздушного потока. Направляющий элемент воздушного потока может, по меньшей мере частично, ограничивать порт управления потоком. В предпочтительном примере порт управления потоком расположен между внутренней поверхностью направляющего элемента воздушного потока и наружной поверхностью третьей стенки сопла. Эта третья стенка сопла предпочтительно является передней стенкой сопла. Передняя стенка сопла предпочтительно соединена с по меньшей мере одной стенкой из внутренней стенки и наружной стенки сопла
Порт управления потоком предпочтительно выполнен с возможностью направлять поток воздуха по второй наружной поверхности сопла. Эта вторая наружная поверхность сопла предпочтительно является частью наружной поверхности передней стенки сопла. Вторая наружная поверхность может, по меньшей мере частично, ограничивать канал сопла, более предпочтительно переднюю секцию канала сопла. Вторая наружная поверхность предпочтительно содержит вторую поверхность Коанда, расположенную по потоку непосредственно после порта управления потока. Вторая наружная поверхность предпочтительно содержит вторую диффузорную поверхность, которая расширяется наружу относительно оси канала. Вторая диффузорная поверхность может иметь форму усеченного конуса или может быть изогнута.
Сопло предпочтительно содержит вторую направляющую поверхность, расположенную по потоку после порта управления потоком для направления воздуха, испускаемого из порта управления потоком в желаемом направлении. Вторая направляющая поверхность предпочтительно находится под углом по отношению к направляющей поверхности, расположенной по потоку после воздуховыпускного отверстия. Эта вторая направляющая поверхность может быть расположена по потоку после второй диффузорной поверхности. Альтернативно, вторая диффузорная поверхность может рассматриваться для формирования, по меньшей мере, части этой второй направляющей поверхности; например, часть второй диффузорной поверхности, расположенной на удалении от порта управления потоком, может быть рассмотрена для обеспечения этой второй направляющей поверхности. Вторая направляющая поверхность может быть расположена под углом относительно второй диффузорной поверхности. Вторая направляющая поверхность предпочтительно находится под углом по отношению к направляющей поверхности, расположенной по потоку после воздуховыпускного отверстия. Направляющая поверхность, расположенная по потоку после воздуховыпускного отверстия, называется далее как первая направляющая поверхность.
Когда воздух испускается из воздуховыпускного отверстия, то он будет, как правило, направляться на одну или более поверхностей, расположенных по потоку после воздуховыпускного отверстия. В предпочтительном примере эти поверхности включают в себя, по меньшей мере, диффузорную поверхность, расположенную по потоку после воздуховыпускного отверстия, и первую направляющую поверхность, расположенную по потоку после диффузорной поверхности. Первая направляющая поверхность предпочтительно прилегает к диффузорной поверхности, так что воздух направляется к первой направляющей поверхности, так как воздух течет от диффузорной поверхности. Форма первой направляющей поверхности направляет воздушный поток от наружной поверхности передней стенки сопла.
Направление, в котором воздух испускается из сопла, как правило, зависит от формы конечной наружной поверхности, к которой поток воздуха прилагается. Когда поток воздуха блокируется через порт управления потока, например, путем закрывания порта управления потоком или путем блокирования потока воздуха через камеру управления потоком, соединенную с портом управления потока, причем форма первой направляющей поверхности, предпочтительно такая, что поток воздуха направляется в сторону от второй наружной поверхности сопла и, таким образом, от второй направляющей поверхности сопла. Следовательно, когда поток воздуха через порт управления потоком блокируется, то направление, в котором воздух, испускается из сопла, будет зависеть от формы первой направляющей поверхности сопла.
Когда воздух выпускается из порта управления потоком одновременно с испусканием воздуха из воздуховыпускного отверстия, воздух, выходящий из порта управления потоком, имеет тенденцию прикрепляться ко второй наружной поверхности, расположенной по потоку после порта управления потоком. Выброс воздуха из порта управления потоком изменяет градиент давления поперек воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия. Например, относительно низкое давление может быть создано смежной к части второй наружной поверхности, расположенной по потоку непосредственно после порта управления потоком и, таким образом, на одной стороне воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия. Перепад давления, таким образом, создается поперек воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия, что создает силу, которая понуждает воздушный поток направляться ко второй наружной поверхности. Это может привести к тому, что, как воздух, испускаемый из воздуховыпускного отверстия, так и воздух, испускаемый из порта управления потоком, становится примыкающим ко второй наружной поверхности сопла. Как упоминалось выше, направление, в котором воздух испускается из сопла, зависит от формы конечной поверхности, к которой поток воздуха прилипает, и поэтому, в данном случае, направление, в котором воздух испускается из сопла, будет зависеть от формы второй направляющей поверхности сопла.
Когда поток воздуха через порт управления потоком, соответственно, блокируется, различие давления поперек воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия, устраняется. Поскольку больше нет силы, толкающей поток воздуха в сторону второй наружной поверхности, поток воздуха предпочтительно не отделяется от этой поверхности, и таким образом, направление, в котором воздух испускается из сопла, зависит, опять же, от формы первой направляющей поверхности сопла.
Таким образом, с помощью изменения потока воздуха от порта управления потоком воздушный поток, испускаемый из воздуховыпускного отверстия, может стать избирательно прикрепленным либо к одной направляющей поверхности, либо к двум направляющим поверхностям сопла.
Вторым объектом настоящего изобретения является сопло для вентилятора в сборе, содержащее воздухозаборник; воздуховыпускное отверстие; внутренний канал для подачи воздуха из воздухозаборника к воздуховыпускному отверстию; кольцевую внутреннюю стенку; наружную стенку, простирающуюся вокруг внутренней стенки, причем внутренний канал расположен между внутренней стенкой и наружной стенкой, при этом внутренняя стенка, по меньшей мере частично, ограничивает канал, через который воздух снаружи сопла втягивается воздухом, испускаемым из воздуховыпускного отверстия; первую направляющую поверхность, расположенную по потоку после воздуховыпускного отверстия; порт управления потоком, расположенный по потоку после первой направляющей поверхности; вторую направляющую поверхность, расположенную по потоку после порта управления потоком, при этом вторая направляющая поверхность наклонена по отношению к первой направляющей поверхности; камеру управления потоком для подачи воздуха к порту управления потоком; и средство управления для выборочного блокирования потока воздуха через порт управления потоком. Посредством выборочного блокирования потока воздуха через порт управления потоком, воздух, испускаемый из воздуховыпускного отверстия, может стать отсоединенным от второй направляющей поверхности.
Как упоминалось выше, порт управления потоком предпочтительно выполнен с возможностью направлять поток воздуха через вторую наружную поверхность сопла. Когда воздух испускается из порта управления потоком одновременно с испусканием воздуха из воздуховыпускного отверстия, воздух, испускаемый как из воздуховыпускного отверстия, так и из порта управления потоком будет иметь тенденцию становиться прикрепленным ко второй наружной поверхности, расположенной по потоку после порта управления потоком. Однако сопло может быть выполнено альтернативным способом, таким образом, что, когда поток воздуха через порт управления потоком блокируется, воздух, испускаемый из воздуховыпускного отверстия становится прикрепленным ко второй наружной поверхности, и когда поток воздуха через порт управления потоком, который выполнен с возможностью направлять воздух, испускаемый из воздуховыпускного отверстия, отделяется от второй наружной поверхности. Например, порт управления потоком может быть выполнен с возможностью направлять поток управления потоком воздуха внутрь, например, в радиальном направлении внутрь, в сторону вертикальной плоскости, проходящей через, и находящейся на оси канала. Так как поток управления потоком воздуха испускается из порта управления потоком, воздух, испускаемый из воздуховыпускного отверстия, отклоняется от второй наружной поверхности сопла. Следовательно, когда поток воздуха через порт управления потоком обеспечивает направление, в котором воздух испускается из сопла, будет зависеть от формы первой направляющей поверхности сопла.
Воздуховыпускное отверстие предпочтительно имеет форму щели. Внутренний канал предпочтительно окружает канал сопла. Воздуховыпускное отверстие предпочтительно простирается, по меньшей мере частично, вокруг канала. Например, сопло может содержать одно воздуховыпускное отверстие, которое простирается, по меньшей мере частично, вокруг канала. Например, воздуховыпускное отверстие также может окружать канал. Канал может иметь круглое поперечное сечение в плоскости, которая перпендикулярна к оси канала, и таким образом, воздуховыпускное отверстие может быть круглой формы. Альтернативно, сопло может содержать множество выпускных отверстий, которые распределены по каналу.
Сопло может иметь форму, ограничивающую канал, который имеет не круглое поперечное сечение в плоскости, которая перпендикулярна оси канала. Например, это поперечное сечение может быть эллиптической или прямоугольной формы. Сопло может иметь две относительно продолжительные прямые секции, верхнюю изогнутую секцию и нижнюю изогнутую секцию, при этом каждая изогнутая секция соединена соответствующими концами с прямыми секциями. Опять же, сопло может содержать одно воздуховыпускное отверстие, которое простирается, по меньшей мере частично, вокруг канала. Например, каждая из прямолинейных секций и верхняя изогнутая секция сопла могут содержать соответствующую часть этого воздуховыпускного отверстия. Альтернативно, сопло может содержать два воздуховыпускных отверстия, каждое из которых предназначено для испускания соответствующей части воздушного потока. Каждая прямолинейная секция сопла может содержать соответствующее одно из этих двух воздуховыпускных отверстий.
Воздух, выходящий из сопла, далее называется как первичный воздушный поток, увлекает воздух, окружающий сопло, что, таким образом, действует как усилитель для подачи, как первичного воздушного потока, так и вовлеченного воздуха к пользователю. Вовлеченный воздух будет упоминаться здесь как вторичный воздушный поток. Вторичный воздушный поток всасывается из пространства комнаты, области или наружной среды, окружающей сопло. Первичный воздушный поток, объединяясь с вовлеченным вторичным воздушным потоком, формирует объединенный или общий поток воздуха, направленный вперед от передней части сопла.
Изменение в направлении, в котором первичный поток воздуха испускается из сопла, может варьировать степень вовлечения вторичного воздушного потока посредством первичного воздушного потока и, таким образом, варьировать скорость потока объединенного воздушного потока, созданного вентилятором в сборе.
Не желая быть связанными какой-либо теорией, мы считаем, что скорость вовлечения вторичного воздушного потока первичным воздушным потоком может быть связана с величиной площади поверхности наружного профиля первичного воздушного потока, испускаемого из сопла. Для данной скорости потока воздуха, поступающего в сопло, когда первичный поток воздуха направлен наружу конусообразно или расширяется, площадь поверхности наружного профиля является относительно большой, способствуя перемешиванию первичного потока воздуха и воздуха, окружающего сопло и, таким образом, увеличивая скорость объединенного потока воздуха, в то время, когда первичный поток воздуха направлен внутрь конусообразно, площадь поверхности наружного профиля является относительно небольшой, уменьшения вовлеченность вторичного потока воздуха первичным потоком воздуха, и поэтому уменьшается скорость потока объединенного воздушного потока. Вовлечение потока воздуха через канал сопла также может быть ослаблено.
Увеличение скорости потока, измеренной на плоскости, перпендикулярной к оси канала, и смещение вниз по потоку от плоскости воздуховыпускного отверстия, объединенного потока воздуха, создаваемого соплом - путем изменения направления, в котором поток воздуха испускается из сопла - имеет эффект снижения максимальной скорости объединенного потока воздуха на эту плоскость. Это может сделать сопло пригодным для генерации относительно рассеянного потока воздуха в комнате или офисе. С другой стороны, уменьшение скорости потока объединенного воздушного потока, создаваемого соплом, имеет эффект увеличения максимальной скорости потока объединенного потока воздуха. Это может сделать сопло пригодным для генерации потока воздуха для быстрого охлаждения пользователя, находящегося в передней части сопла. Профиль потока воздуха, создаваемого соплом, может быстро переключаться между этими двумя различными профилями посредством селективного обеспечения возможности или блокирования прохождения воздушного потока через камеру управления потоком.
Геометрия воздуховыпускного отверстия(ий) и направляющей поверхности(ей) может, по меньшей мере частично, управлять двумя различными профилями для воздушного потока, генерируемого соплом. Например, если смотреть в поперечном сечении вдоль плоскости, проходящей через ось канала, и расположенные, в основном, в середине между верхним и нижним концами сопла, форма первой направляющей поверхности может отличаться от формы второй направляющей поверхности. Например, в этом сечении угол, образуемый между осью канала и первой направляющей поверхностью, может быть меньше, чем угол между осью канала и второй направляющей поверхностью.
Средство управления предпочтительно, имеет первое состояние, которое блокирует поток воздуха через порт управления потоком, и второе состояние, которое позволяет потоку воздуха проходить через порт управления потоком. Средство управления может быть выполнено в виде клапана, включающего в себя корпус клапана, для закрытия воздухозаборника камеры управления потоком, и приводом для перемещения корпуса клапана относительно входного отверстия. Кроме того, корпус клапана может быть выполнен с возможностью закрывать порт управления потоком. Клапан может управляться вручную посредством надавливания, вытягиванием или иным воздействием пользователя между этими двумя состояниями. В одном варианте осуществления исполнительный механизм имеет привод от электродвигателя. Двигатель предпочтительно приводится в действие контроллером или схемой управления сопла. Эта схема управления может быть основной схемой управления вентилятора в сборе. Альтернативно, эта схема управления может быть второй схемой управления, соединенной с основной схемой управления вентилятора, исполнительный элемент, расположенный на корпусе вентилятора в сборе, который приводится в действие пользователем для управления двигателем. Альтернативно или дополнительно, вентилятор в сборе может включать в себя пульт Основная схема управления предпочтительно выполнена с возможностью управлять двигателем в ответ на сигнал, принимаемый из пользовательского интерфейса вентилятора в сборе. Этот пользовательский интерфейс может содержать кнопку или другой элемент дистанционного управления для передачи сигнала, предписывающего основной схеме управления приводить в действие электродвигатель, чтобы изменить состояние средства управления.
Камера управления потоком может иметь воздухозаборник, расположенный на наружной поверхности сопла. В этом случае, весь поток воздуха, принятый внутренним каналом, может испускаться из воздуховыпускного отверстия(ий). Тем не менее, камера управления потоком предпочтительно выполнена с возможностью принимать поток воздуха для управления потоком из внутреннего канала. В этом случае первая часть воздушного потока, принятого с помощью внутреннего канала, может выборочно пропускаться в камеру управления потоком с образованием потока для управления потоком воздуха, с остальной частью воздушного потока, излучаемой из внутреннего канала через воздуховыпускное отверстие(я), воссоединяться с воздушным потоком для управления потоком по потоку после воздуховыпускного отверстия.
Внутренний канал может быть отделен от камеры управления потоком с помощью внутренней стенки сопла. Эта стенка предпочтительно включает в себя воздухозаборник камеры управления потоком. Воздухозаборник камеры управления потоком предпочтительно расположен по направлению к основанию сопла, через который воздушный поток поступает в сопло.
Камера управления потоком может простираться через сопло, прилегая к внутреннему каналу. Таким образом, камера управления потоком может простираться, по меньшей мере частично, вокруг канала сопла, и может окружать канал.
Внутренний канал может содержать средство для нагревания, по меньшей мере, части потока воздуха, принятого соплом.
Третьим объектом настоящего изобретения является вентилятор в сборе, содержащий крыльчатку, двигатель для вращения крыльчатки, чтобы генерировать воздушный поток, сопло, как указано выше для приема потока воздуха, и контроллер для управления двигателем и для изменения состояния средства управления. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулировать скорость двигателя, при изменении состояния средства управления. Например, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью снижать скорость двигателя, когда состояние средства управления изменяется, для получения сфокусированного потока воздуха, и увеличивать скорость двигателя, когда состояние средства управления изменяется, для формирования рассеянного потока воздуха.
Признаки, описанные выше, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, в равной степени применимы к каждому объекту из второго и третьего объектов изобретения и наоборот.
Краткое описание чертежей
Вариант осуществления настоящего изобретения будет теперь описан только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан вид спереди вентилятора в сборе;
на фиг. 2 - вертикальное поперечное сечение вентилятора в сборе, выполненное по линии А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид в перспективе слева, сверху сопла вентилятора в сборе;
на фиг. 4 - вид сопла с пространственным разделением деталей;
на фиг. 5 - изображение в разобранном виде задней секции корпуса сопла;
на фиг. 6 - вид спереди сопла;
на фиг. 7 - горизонтальное сечение сопла, выполненное по линии В-В на фиг. 6;
на фиг. 8 - вид в перспективе слева, снизу сопла;
на фиг. 9 - вид снизу сопла.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан внешний вид вентилятора 10 в сборе. В этом примере вентилятор 10 в сборе выполнен в виде тепловентилятора. Вентилятор 10 в сборе содержит корпус 12, содержащий вход 14 для воздуха, через который воздушный поток поступает в вентилятор 10 в сборе, и кольцевое сопло 16, установленное на корпусе 12. Сопло 16 содержит воздуховыпускные отверстия 18 для испускания воздуха из вентилятора 10 в сборе.
Корпус 12 содержит по существу цилиндрическую основную секцию 20 корпуса, установленную на по существу цилиндрической нижней секции 22 корпуса. Основная секция 20 корпуса и нижняя секция 22 корпуса предпочтительно имеют по существу один и тот же наружный диаметр, так что наружная поверхность основной секции 20 корпуса расположена по существу заподлицо с наружной поверхностью нижней секции 22 корпуса. Основная секция 20 корпуса включает в себя вход 14 для воздуха, через который воздух поступает в вентилятор 10 в сборе. В этом варианте осуществления изобретения вход 14 содержит множество отверстий, образованных в основной секции 20 корпуса. В качестве альтернативы, вход 14 может содержать одну или несколько решеток или сеток, установленных в пределах отверстий, образованных в основной секции 20 корпуса.
На фиг. 2 показан вид в разрезе вентилятора 10 в сборе. Нижняя секция 22 корпуса содержит пользовательский интерфейс вентилятора 10 в сборе. Пользовательский интерфейс содержит пользовательский исполнительный механизм или кнопку 24 для управления различными функциями вентилятора 10 в сборе и схему 26 управления пользовательским интерфейсом, соединенную с кнопкой 24. Вентилятор 10 в сборе может содержать пульт дистанционного управления (не показан) для передачи управляющих сигналов в схему 26 пользовательского интерфейса вентилятора 10 в сборе. В обзоре, пульт дистанционного управления содержит множество кнопок, которые нажимаются пользователем, и блок управления для генерирования и передачи сигналов инфракрасного света в ответ на нажатие одной из кнопок. Сигналы инфракрасного света излучаются из отверстия, расположенного на одном конце пульта дистанционного управления. Блок управления питается от батареи, расположенной в корпусе пульта дистанционного управления. Схема 26 пользовательского интерфейса содержит датчик или приемник 28 для приема сигналов, передаваемых с помощью пульта дистанционного управления, и дисплей 30 для отображения параметров текущей оперативной установки вентилятора 10 в сборе. Например, дисплей 30 обычно может показывать температурный режим, выбранный пользователем. Приемник 28 и дисплей 30 могут быть расположены непосредственно за прозрачной или полупрозрачной частью 32 наружной стенки нижней секции 22 корпуса. Нижняя часть 22 корпуса монтируется на основании 34 для взаимодействия с поверхностью, на которой расположен вентилятор 10 в сборе. Основание 34 может включать в себя дополнительную опорную пластину 36.
Нижняя секция 22 корпуса вмещает в себя основную схему управления, обозначенную позицией 38, которая соединена со схемой 26 пользовательского интерфейса. В ответ на работу кнопки 24 или при приеме сигнала от пульта дистанционного управления, схема 26 пользовательского интерфейса выполнена с возможностью передавать соответствующие сигналы в основную схему 38 управления для управления различными режимами вентилятора 10 в сборе.
Нижняя секция 22 корпуса также вмещает механизм, в целом обозначенный позицией 40, для обеспечения колебаний нижней секции 22 корпуса по отношению к основанию 34. Функционирование колебательного механизма 40 управляется основной схемой 38 управления в ответ на воздействие пользователем на одну из кнопок пульта дистанционного управления. Диапазон каждого цикла колебаний нижней секции 22 корпуса по отношению к основанию 34 предпочтительно находится между 60° и 180°, и в этом варианте осуществления изобретения составляет около 70°. Сетевой кабель 42 для подачи электрической энергии к основной схеме 38 управления вентилятора 10 в сборе проходит через отверстие, образованное в основании 34. Кабель 42 соединен с вилкой 44 для подключения к сети электропитания.
Основная секция 20 корпуса содержит канал 50, имеющий первый конец, ограничивая воздухозаборник 52 канала 50, и второй конец, расположенный напротив первого конца и ограничивающий воздуховыпускное отверстие 54 канала 50. Канал 50 выровнен в пределах корпуса 12 таким образом, что продольная ось канала 50 лежит на одной прямой с продольной осью корпуса 12 и так, что воздухозаборник 52 находится под воздуховыпускным отверстием 54.
Канал 50 простирается вокруг крыльчатки 56 для всасывания первичного потока воздуха в корпус 12 вентилятора 10 в сборе. Крыльчатка 56 является диагональным рабочим колесом. Крыльчатка 56 содержит в целом коническую втулку, множество лопастей, соединенных с втулкой, и, как правило, выполнена в форме усеченного конуса, соединенного с лопастями так, чтобы окружать втулку и лопасти. Лопасти предпочтительно выполнены за одно целое с втулкой, которая предпочтительно изготовлена из пластмассы.
Крыльчатка 56 соединена с вращающимся валом 58, выступающим наружу из двигателя 60 для приведения в движение крыльчатки 56 для вращения вокруг оси вращения, которая лежит на одной линии с продольной осью канала 50. В этом примере двигатель 60 представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, имеющий скорость, величина которой изменяется бесщеточным электродвигателем постоянного тока, управляемым основной схемой 38 управления. Пользователь может регулировать скорость вращения двигателя 60 при помощи кнопки 24 или пульта дистанционного управления. В этом примере пользователь имеет возможность выбрать один из десяти различных режимов скоростей. Номер текущей установки скорости отображается на дисплее 30, при изменении пользователем режима скорости вращения двигателя.
Двигатель 60 расположен внутри корпуса двигателя. Наружная стенка канала 50 окружает корпус двигателя, который обеспечивает внутреннюю стенку канала 50. Стенки канала 50, таким образом, образуют кольцевой тракт для воздушного потока, который проходит через канал 50. Корпус двигателя имеет нижнюю секцию 62, которая поддерживает двигатель 60, и верхнюю секцию 64, соединенную с нижней секцией 62. Вал 58 выступает через отверстие, образованное в нижней секции 62 корпуса двигателя, для обеспечения соединения крыльчатки 56 с валом 58. Двигатель 60 вставляется в нижнюю секцию 62 корпуса двигателя до соединения верхней секции 64 с нижней секцией 62. Нижняя секция 62 корпуса двигателя, как правило, имеет форму усеченного конуса и сужается внутрь в направлении прохождения воздуха к воздухозаборнику 52 канала 50. Верхняя секция 64 корпуса двигателя, как правило, имеет форму усеченного конуса и сужается внутрь в направлении воздуховыпускного отверстия 54 канала 50. Кольцевой диффузор 66 расположен между наружной стенкой канала 50 и верхней секцией 64 корпуса двигателя. Диффузор 66 содержит множество лопастей для направления воздушного потока в сторону воздуховыпускного отверстия 54 канала 50.
Форма лопастей такова, что поток воздуха выпрямляется, когда он проходит через диффузор 66. Кабель для подачи электропитания от основной схемы 38 управления к двигателю 60, проходит через наружную стенку канала 50, диффузор 66 и верхнюю секцию 64 корпуса двигателя. Верхняя секция 64 корпуса двигателя перфорирована, причем внутренняя поверхность верхней секции 64 корпуса двигателя может быть покрыта шумопоглощающим материалом, предпочтительно вспененным звукопоглощающим материалом, чтобы подавить широкополосный шум, создаваемый во время работы вентилятора 10 в сборе.
Канал 50 установлен на кольцевом седле 68, расположенном внутри корпуса 12. Седло 68 проходит радиально внутрь от внутренней поверхности основной секции 20 корпуса, так что верхняя поверхность седла 68 по существу ортогональна к оси вращения крыльчатки 56. Кольцевое уплотнение 70 расположено между каналом 50 и седлом 68. Кольцевое уплотнение 70 предпочтительно является пористым кольцевым уплотнением, и предпочтительно выполнено из пенопласта с закрытыми порами. Кольцевое уплотнение 70 имеет нижнюю поверхность, которая плотно прилегает к верхней поверхности седла 68, и верхнюю поверхность, которая плотно прилегает к каналу 50. Седло 68 содержит отверстие, чтобы обеспечить подачу кабеля (не показан) к двигателю 60. Кольцевое уплотнение 70 имеет форму для ограничения выемки для размещения части кабеля. Одна или более втулок или другие уплотнительные элементы могут быть использованы для предотвращения утечки воздуха через кабельное отверстие, и между выемкой и внутренней поверхностью основной секции 20 корпуса.
Как показано на фиг. 3, сопло 16 имеет кольцевую форму. Сопло 16 простирается вокруг оси X канала для ограничения канала 80 сопла 16. В этом примере, канал 80 имеет, в общем, удлиненную форму, имеющую высоту (как измерено в направлении, простирающемся от верхнего конца сопла к нижнему концу сопла 16), которая больше, чем ширина сопла 16 (как измерено в направлении, проходящем между боковыми стенками сопла 16). Сопло 16 содержит основание 82, которое соединено с открытым верхним концом основной секции 20 корпуса 12.
На фиг. 4 и 5 показан вид сопла 16 с пространственным разделением деталей. Сопло 16 содержит кольцевую заднюю корпусную секцию 84, кольцевую переднюю корпусную секцию 86 и кольцевую направляющую секцию 88 для воздушного потока, расположенную между задней корпусной секцией 84 и передней корпусной секцией 86. В то время, как каждая из передней секции 86 корпуса и направляющей секции 88 для воздушного потока показана здесь как образованная из одного компонента, одна или более из этих секций сопла 16 может быть образована множеством компонентов, соединенных вместе, например, с использованием клея.
Задняя корпусная секция 84 включает в себя кольцевую наружную корпусную секцию 90, соединенную с кольцевой внутренней корпусной секцией 92 и простирающуюся вокруг нее. Опять же, каждая из этих секций может быть образована множеством соединенных частей, но в этом варианте осуществления изобретения каждая из корпусных секций 90, 92 сформирована из соответствующей одной формованной части. Наружная корпусная секция 90 содержит основание 82 сопла 16. Со ссылкой также на фиг. 6 и 7, наружная корпусная секция 90 и внутренняя корпусная секция 92 вместе образуют кольцевой внутренний канал 94 сопла 16. Внутренний канал 94 простирается вокруг канала 80 сопла 16 и, таким образом, включает в себя две относительно прямолинейные секции, каждая из которых является смежной соответствующей удлиненной стороне канала 80, верхнюю изогнутую секцию, соединяющую верхние концы прямолинейных секций, и нижнюю изогнутую секцию, соединяющую нижние концы прямолинейных секций. Внутренний канал 94 ограничен внутренней поверхностью 96 наружной корпусной секции 90 и внутренней поверхностью 98 внутренней корпусной секции 92. Основание 82 содержит впускное отверстие 100 для воздуха, через которое воздух поступает в нижнюю изогнутую секцию внутреннего канала 94 корпуса 12.
Задняя корпусная секция 84 сопла 16 вмещает в себя пару нагревательных блоков 104. Каждый нагревательный блок 104 включает в себя ряд нагревательных элементов 106, расположенных бок о бок. Нагревательные элементы 106 предпочтительно выполнены из керамического материала с положительным температурным коэффициентом (ЛТК). Ряд нагревательных элементов расположен между двумя излучающими тепло компонентами 108, каждый из которых содержит набор излучающих тепло ребер, расположенных в пределах рамы. Излучающие тепло элементы 108 предпочтительно выполнены из алюминия или другого материала с высокой теплопроводностью (около 200 до 400 Вт/мК) и могут быть прикреплены к ряду нагревательных элементов 106 с помощью силиконового клея или зажимного механизма. Боковые поверхности нагревательных элементов 106 предпочтительно, по меньшей мере частично, покрыты металлической пленкой, чтобы обеспечить электрический контакт между нагревательными элементами 106 и излучающими тепло элементами 108. Такая пленка может быть изготовлена трафаретной печатью или распыленным алюминием. Электрические зажимы, расположенные на концах нагревательного блока 104, соединены с кабелем 110 для подачи электрической энергии на нагревательный блок 104. Кабель 110, в свою очередь, соединен со схемой 112 управления нагревателем, расположенной в основании 82 сопла 16, для активирования нагревательного блока 104. Схема 112 управления нагревателем, в свою очередь, управляется сигналами управления, подаваемыми основной схемой 38 управления. Схема 112 управления нагревателем включает в себя две тиристорные схемы для управления нагревательными элементами 106 нагревательного блока 104. Термистор для предоставления показания температуры воздуха, поступающего в вентилятор 10 в сборе, подключен к схеме 112 управления нагревателем. Термистор может быть расположен непосредственно за входом 14 для воздуха, но предпочтительно он находится в пределах основания 82 сопла 16 для подключения к схеме 112 управления нагревателем. Плавкий предохранитель и, возможно, тепловой выключатель расположены электрически между каждым нагревательным блоком 104 и схемой 112 управления нагревателем.
Пользователь может установить желаемую температуру или температурный режим, нажав на кнопку на пульте дистанционного управления. В зависимости от текущего режима работы вентилятора 10 в сборе, как описано более подробно ниже, схема 26 управления пользовательским интерфейсом может отображать температуру в данный момент, выбранную пользователем, на дисплее 30, температура которого может соответствовать желаемой температуре воздуха. При изменении параметра скорости двигателя 60 пользователем схема 26 управления пользовательским интерфейсом может отображать временную текущую настройку скорости, выбранную пользователем, на дисплее 30 в течение короткого периода времени, например несколько секунд, прежде чем вернуться к отображению температуры, выбранной пользователем.
Каждый нагревательный блок 104 установлен в соответствующей прямолинейной секции внутреннего канала 94 на каркасе 120. Каркас 120 включает в себя пару нагревательных кожухов, в которые вставлены нагревательные блоки 104. Нагревательные кожуха ограничены парой удлиненных внутренних стенок 122 кольцевого корпуса 124 и парой удлиненных наружных стенок 126, которые соединены с соответствующей удлиненной внутренней стенкой 122, например, с помощью винтов. Внутренние стенки 122 соединены друг с другом с помощью верхних и нижних закругленных секций 128, 130 кольцевого корпуса 124. Стенки 122, 126 имеют такую форму, что нагревательные кожухи открыты на переднем и заднем концах. Стенки 122, 126, таким образом, ограничивают два первых канала 132 для воздушного потока во внутреннем канале 94.
Задний конец внутренней корпусной секции 92 содержит верхний и нижний изогнутые фланцы 134, 136. Каждый фланец 134, 136 имеет форму для удержания соответствующего изогнутого уплотнительного элемента 138, 140. Каждый уплотнительный элемент 138, 140 выполнен с возможностью зацепления с соответствующим U-образным выступом 142, 144, выступающим вперед от верхней и нижней секций заднего конца наружной корпусной секции 90, чтобы образовывать уплотнение с ней. Во время сборки сопла 16 кольцевой корпус 124 продвигается по заднему концу наружной корпусной секции 90, так что каждый криволинейный участок 128, 130 кольцевого корпуса 124 входит в зацепление с соответствующим фланцем 134, 136. Уплотнительные элементы 138, 140 затем проталкивается в фланцы 134, 136 таким образом, что изогнутые части 128, 130 кольцевого корпуса 124 располагаются между наружной секцией 90 корпуса и уплотнительными элементами 138, 140. Это показано на фиг. 2. Возвращаясь к фиг. 7, внутренние стенки 122 каркаса 120 имеют такую форму, что задние концы 146 внутренних стенок 122 обернуты вокруг задних концов 148 удлиненных секций внутренней корпусной секции 92. Внутренняя поверхность 98 внутренней корпусной секции 92 содержит первый набор распорок 150, которые входят в зацепление с внутренними стенками 122, чтобы разнести внутренние стенки 122 от внутренней поверхности 98 внутренней корпусной секции 92. Задние концы 146 внутренних стенок 122 содержат второй набор распорок 152, которые входят в зацепление с наружной поверхностью 154 внутренней секцией 92 корпуса для разнесения задних концов 146 внутренних стенок 122 от наружной поверхности 154 внутренней корпусной секции 92.
Внутренние стенки 122 каркаса 120 и внутренняя корпусная секция 92, таким образом, ограничивают два вторых канала 156 для воздушного потока во внутреннем канале 94. Каждый из вторых каналов 156 для воздушного потока простирается вдоль внутренней поверхности 98 внутренней корпусной секции 92 и вокруг заднего конца 146 внутренней корпусной секции 92. Каждый второй канал 156 для воздушного потока отделен от соответствующего первого канала 128 для воздушного потока внутренней стенкой 122 каркаса 120. Каждый второй канал 156 для воздушного потока заканчивается на воздуховыпускном отверстии 158, расположенном между наружной поверхностью 154 внутренней корпусной секции 92 и задним концом 146 внутренней стенки 122. Каждое воздуховыпускное отверстие 158, таким образом, имеет форму вертикально простирающейся щели, расположенной на соответствующей стороне канала 80 собранного сопла 16. Каждое воздуховыпускное отверстие 158 предпочтительно имеет ширину в диапазоне от 0,5 до 5 мм, и в данном примере воздуховыпускные отверстия 158 имеют ширину около 1 мм.
В кольцевом корпусе 124 каркас 120 соединен с внутренней секцией 92 корпуса, нагревательный блок 104 расположен вдоль внутренних стенок 122 каркаса 120 так, что язычки 160, расположенные на верхнем конце каждого нагревательного блока 104, находятся в соответствующем гнезде 162, сформированном на кольцевом корпусе 124. Это служит для определения местоположения нагревательного блока 104, как правило, относительно кольцевого корпуса 124 до того, когда наружная стенка 126 соединяется с внутренними стенками 122 для удержания нагревательного блока 104 внутри нагревательных гнезд, ограниченных посредством каркаса 120. Каждая из внутренних стенок 122 и наружных стенок 126 содержит набор ребер 164, 166, которые служат для разнесения нагревательного блока 104 от внутренних поверхностей нагревательных гнезд. Это позволяет воздуху проходить как через теплоизлучающие элементы 108 нагревательного блока 104, так и вокруг нагревательного блока 104, когда он проходит через первые каналы 132 для воздушного потока. Кабель 110 затем подключается к нагревательному блоку 104, а схема 112 управления нагревателем соединена с кабелем 110. Схема 112 управления нагревателем может поддерживаться в устойчивом положении с помощью внутренней корпусной секции 92. Со ссылкой на фиг. 8 и 9, схема 112 управления нагревателем может быть прикреплена к внутренней корпусной секции 92 с помощью винтов 168, которые вставлены через отверстия, выполненные в печатной плате схемы 112 управления нагревателем, и находящиеся в выступах 170, образованных во внутренней корпусной секции 92.
Внутренняя корпусная секция 92 сопла 16 затем вставляется в наружную корпусную секцию 90 сопла 16. Наружная корпусная секция 90 имеет такую форму, чтобы часть внутренней поверхности 96 наружной корпусной секции 90 проходила вокруг наружных стенок 126 каркаса 120. Наружные стенки 126 имеют передний конец 172 и задний конец 174, и третий набор распорок 176, которые расположены на наружных боковых поверхностях наружных стенок 126 и которые проходят между концами 172, 174 наружной стенки 126. Распорки 176 выполнены с возможностью зацепления с внутренней поверхностью 96 наружной корпусной секции 90 для разнесения наружных стенок 126 от внутренней поверхности 96 наружной корпусной секции 90. Наружные стенки 126 каркаса 120 и наружная корпусная секция 90, таким образом, ограничивают два третьих канала 178 для воздушного потока в пределах внутреннего канала 94. Каждый из третьих каналов 178 для воздушного потока расположен в непосредственной близости от внутренней поверхности 96 наружной корпусной секции 90 и простирается вдоль нее. Каждый третий канал 178 для воздушного потока отделен от соответствующего первого проточного канала 128 посредством наружной стенки 126 каркаса 120. Каждый третий канал 178 потока заканчивается на воздуховыпускном отверстии 180, расположенном в переделах внутреннего канала 94 между задним концом 174 наружной стенки 126 каркаса 120 и наружной корпусной секцией 90 корпуса. Каждое воздуховыпускное отверстие 180 также имеет форму вертикально проходящей щели, расположенной в пределах внутреннего канала 94 сопла 16 и предпочтительно имеет ширину в диапазоне от 0,5 до 5 мм. В этом примере воздуховыпускные отверстия 180 имеют ширину около 1 мм.
Наружная корпусная секция 90 имеет форму, которая изогнута вовнутрь вокруг части задних концов 146 внутренних стенок 122 каркаса 120. Задние концы 146 внутренних стенок 122 содержат четвертый набор распорок 182, которые расположены на противоположной стороне внутренних стенок 122 относительно второго набора распорок 152 и которые выполнены с возможностью входа в зацепление с внутренней поверхностью 96 наружной корпусной секции 90 для разнесения задних концов 146 внутренних стенок 122 от внутренней поверхности 96 наружной корпусной секции 90. Наружная корпусная секция 90 и задние концы 146 внутренних стенок 122, таким образом, дополнительно ограничивают два воздуховыпускных отверстия 184. Каждое воздуховыпускное отверстие 184 расположено смежно с соответствующим одним из воздуховыпускных отверстий 158, при этом каждое воздуховыпускное отверстие 158 расположено между соответствующим воздуховыпускном отверстии 184 и наружной поверхностью 154 внутренней корпусной секции 92. Аналогично воздуховыпускным отверстиям 158, каждое воздуховыпускное отверстие 184 имеет форму вертикально проходящей щели, расположенной на соответствующей стороне канала 80 собранного сопла 16. Воздуховыпускные отверстия 184 предпочтительно имеют ту же длину, что и воздуховыпускные отверстия 158. Каждое воздуховыпускное отверстие 184 предпочтительно имеет ширину в диапазоне от 0,5 до 5 мм, и в данном примере воздуховыпускные отверстия 184 имеют ширину около 2 до 3 мм. Таким образом, воздуховыпускные отверстия 18 для испускания воздуха из вентилятора 10 в сборе содержат два воздуховыпускных отверстия 158 и два воздуховыпускных отверстия 184. Как упоминалось выше, наружная корпусная секция 90 содержит пару изогнутых выступов 142, 144, каждый из которых входит в зацепление с соответствующим уплотнительным элементом 138, 140 для предотвращения выброса воздуха из верхней и нижней криволинейных секций внутреннего канала 94.
Возвращаясь к фиг. 2-4, наружная поверхность 154 внутренней корпусной секции 92 содержит выпуклую поверхность 190 Коанда, которая прилегает к воздуховыпускным отверстиям 18 и поверх которой воздуховыпускные отверстия 18 выполнены с возможностью направлять воздух, выходящий из них. Наружная поверхность 154 внутренней корпусной секции 92 дополнительно содержит диффузорную поверхность 192, расположенную по потоку после поверхности 190 Коанда. Диффузорная поверхность 192 выполнена с возможностью расширяться от оси X канала 80 в направлении, проходящем от воздуховыпускных отверстий 18 в направлении передней части сопла 16.
Угол, образуемый между диффузорной поверхностью 192 и осью X канала 80 - если смотреть в горизонтальной плоскости, проходящей через ось X канала и содержащей ее - находится в диапазоне между 0° и 25°, и в этом примере составляет около 5°.
Внутренняя корпусная секция 92 включает в себя выступающую наружу переднюю расширяющуюся поверхность 194, соединенную с диффузорной поверхностью 192. Направляющая секция 88 для воздуха сопла 16 подсоединена к передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92. В этом примере внутренняя корпусная секция 92 включает в себя набор штырей 198, распределенных по передней поверхности 194, причем направляющая секция 88 для воздуха содержит набор отверстий 196 аналогично распределенных по наружной периферии направляющей секции 88 для воздуха. В процессе сборки направляющая секция 88 для воздуха прижимается к передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92 так, что штыри 198 входят в отверстия 196 для направления местоположения направляющей секции 88 для воздуха на задней корпусной секции 84. Как показано на фиг. 7, задний конец 200 направляющей секции 88 для воздуха входит в выемку 202, расположенную на передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92, так как направляющая секция 88 для воздуха прижимается к задней корпусной секции 84. Когда направляющая секция 88 для воздуха полностью прижата к задней корпусной секции 84, передняя секция 204 направляющей секции 88 для воздуха выступает вперед от передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92. Эта передняя секция 204 направляющей секции 88 для воздуха содержит кольцевую направляющую поверхность 206, которая расположена по потоку после диффузорной поверхности 192 внутренней корпусной секции 92 и прилегает к ней. Направляющая поверхность 206 выполнена с возможностью сужаться по направлению к оси X канала 80 в направлении, простирающемся от воздуховыпускных отверстий 18 в направлении передней части сопла 16. Угол, образуемый между направляющей поверхностью 206 и осью X канала 80 - если смотреть в горизонтальной плоскости, проходящей через ось X канала и содержащей ее - находится в диапазоне между 0° и -25°, и в данном примере составляет около -10°.
После прикрепления направляющей секции 88 для воздуха к задней корпусной секции 84, передняя корпусная секция 86 прижимается к передней части задней корпусной секции 84. Внутренняя поверхность передней корпусной секции 86 имеет форму, образующую первую кольцевую выемку 210, которая принимает как передний конец 212 наружной корпусной секции 90, так и передний конец 214 внутренней корпусной секции 92. В выемку 210 может быть помещен адгезивный материал для обеспечения надежной фиксации передней корпусной секции 86 к задней корпусной секции 84. Внутренняя поверхность передней корпусной секции 86 также имеет форму, которая ограничивает вторую кольцевую выемку 216, принимающую изогнутые выступы 218, 219 выступающие вперед от верхнего конца и нижнего конца направляющей секции 88 для воздуха соответственно. Опять же, адгезивный материал может быть помещен в выемку 216 для обеспечения надежного крепления передней корпусной секции 86 к направляющей секции 88 для воздуха.
В дополнение к внутреннему каналу 94, сопло 16 ограничивает камеру 220 управления потоком. Камера 220 управления потоком имеет кольцевую форму и простирается вокруг канала 80 сопла 16. Камера 220 управления потоком, таким образом, состоит из двух относительно прямолинейных секций, каждая из которых находится рядом с соответствующей удлиненной стороной канала 80, верхней изогнутой секции, соединяющей верхние концы прямолинейных секций, и нижней изогнутой секции, соединяющей нижние концы прямолинейных секций. Камера 220 управления потоком ограничена передней поверхностью 194 внутренней корпусной секции 92, внутренней поверхностью 222 направляющей секции 88 для воздуха и внутренней поверхностью 224 передней корпусной секции 86.
Камера 220 управления потоком выполнена с возможностью подачи воздуха в два порта 226 управления потоком для испускания воздуха из прямолинейных секций камеры 220 управления потоком. Зацепление между выемкой 216 передней корпусной секции 86 и изогнутыми выступами 218, 219 направляющей секции 88 для воздуха предотвращает выброс воздуха из криволинейных секций камеры 220 управления потоком. Порты 226 управления потоком расположены по потоку непосредственно после направляющей поверхности 206. Каждый порт 226 управления потоком выполнен в виде вертикально-расширяющейся щели, расположенной на соответствующей стороне канала 80 собранного сопла 16. Порты 226 управления потоком предпочтительно имеют ту же длину, что и воздуховыпускные отверстия 18. Каждый порт 226 управления потоком предпочтительно имеет ширину в диапазоне от 0,5 до 5 мм, и в этом примере порты 226 управления потоком имеют ширину около 1 мм.
Порты 226 управления потоком расположены между внутренней поверхностью 222 передней секции 204 направляющей секции 88 для воздуха и наружной поверхностью 228 передней корпусной секции 86. Пятый набор распорок 230 расположен на передней корпусной секции 86 и выполнен с возможностью входа в зацепление с внутренней поверхностью 96 наружной корпусной секции 90 для разнесения внутренней поверхности 222 передней секции 204 направляющей секции 88 для воздуха от наружной поверхности 228 передней корпусной секции 86 в непосредственной близости от портов 226 управления потоком.
Порты 226 управление потоком выполнены с возможностью направления воздуха по наружной поверхности 228 передней корпусной секции 86. Наружная поверхность 228 содержит выпуклую поверхность 232 Коанда, которая расположена рядом с портами 226 управления потоком и по которой порты 226 управления потоком выполнены с возможностью направления воздуха, выходящего из них. Наружная поверхность 228 передней корпусной секции 86 дополнительно содержит диффузорную поверхность 234, расположенную по потоку после поверхности 232 Коанда. Диффузорная поверхность 234 выполнена с возможностью расширяться от оси X канала X 80 в направлении, проходящем от портов 226 управления потоком в направлении передней части сопла 16. Угол, образуемый между диффузорной поверхностью 234 и осью X канала 80 - если смотреть в горизонтальной плоскости, проходящей через ось X канала и содержащей ее - находится в диапазоне между 20° и 70°, и в этом примере составляет около 45°.
Теперь со ссылкой на фиг. 4, 5, 8 и 9, воздух поступает в камеру 220 управления потоком через один или несколько воздухозаборников 236, образованных на передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92. В этом примере камера 220 управления потоком имеет два воздухозаборника 236. Воздухозаборники 236 выполнены с возможностью принимать воздух из нижней изогнутой секции внутреннего канала 94. Сопло 16 включает в себя механизм 240 управления для регулирования потока воздуха через камеру 220 управления потоком. В данном примере механизм 240 управления выполнен с возможностью выборочного сдерживания потока воздуха через камеру 220 управления потоком. Другими словами, механизм 240 управления имеет первое состояние, в котором механизм 240 управления выполнен с возможностью сдерживания потока воздуха через камеру 220 управления потоком таким образом, что воздух по существу не испускается из портов 226 управления потоком, и второе состояние, в котором механизм 240 управления выполнен с возможностью позволять потоку воздуха проходить через камеру 220 управления потоком, так что воздух, испускается одновременно из обоих портов 226 управления потоком.
Механизм 240 управления содержит корпус 242 клапана. Корпус 242 клапана выполнен с возможностью перемещаться относительно сопла 16, когда механизм 240 управления переключается между первым состоянием и вторым состоянием. В этом примере корпус 242 клапана содержит пару клапанов 244 для закупоривания воздухозаборников 236, чтобы сдержать поток воздуха через камеру 220 управления потоком, когда механизм 240 управления находится в первом состоянии. Клапаны 244 выполнены с возможностью входить в контакт с кольцевыми уплотнениями 246, прикрепленными к внутренней поверхности передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92, которые предотвращают утечку воздуха в воздухозаборники 236 из пространства между клапанами 244 и внутренней поверхностью внутренней корпусной секции 92, когда механизм 240 управления находится в первом состоянии.
Корпус 242 клапана соединен с внутренней секцией 92 корпуса для перемещения относительно сопла 16. Корпус 242 клапана содержит пару пальцев 248 на противоположных концах и с помощью конца каждого пальца 248 вставляется в корпус 250, образованный на внутренней поверхности передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92. Корпус 242 клапана, таким образом, имеет возможность поворачиваться относительно сопла 16 вокруг оси поворота, проходящей через концы пальцев 248. Механизм 240 управления содержит исполнительный механизм 252 для перемещения корпуса 242 клапана относительно сопла 16. Исполнительный механизм 252 выполнен в виде проволоки, которая имеет один конец, соединенный с корпусом 242 клапана, и другой конец, соединенный с двигателем 254, для приведения в движение исполнительного механизма 252. Двигатель 254 управляется схемой 112 управления нагревателем, в ответ на прием сигнала от основной схемы 38 управления. Как описано более подробно ниже, основная схема 38 управления управляет функционированием двигателя 254 в ответ на прием из схемы 26 пользовательского интерфейса сигнала, генерируемого с помощью пульта дистанционного управления.
Двигатель 254 вращается в различных направлениях, в зависимости от того, как механизм 240 управления переключается между первым состоянием и вторым состоянием. Когда двигатель 254 приводится в движение в первом направлении, при нахождении механизма 240 управления в первом состоянии, исполнительный механизм 252 поворачивает корпус 242 клапана в первом угловом направлении, чтобы переместить клапаны 244 по направлению к передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92 для закупоривания воздухозаборников 236. Когда двигатель вращается во втором направлении, противоположном первому направлению, исполнительный механизм 252 поворачивает корпус 242 клапана во втором угловом направлении, противоположном первому угловому направлению, чтобы переместить клапаны 244 от передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92 для открытия воздухозаборников 236.
В этом примере, вентилятор 10 в сборе работает в трех различных режимах. В первом рабочем режиме, который может быть назван как режим вентилятора, нагревательный блок 104 не активируется, а механизм 240 управления находится в первом состоянии. Во втором режиме работы, который может быть назван как режим точечного нагрева, нагревательный блок 104 активируются, а механизм 240 управления находится в первом состоянии. В третьем рабочем состоянии, который может быть назван как режим обогрева помещений, нагревательный блок 104 активируются, а механизм 240 управления находится во втором состоянии. Каждый из этих режимов может быть выбран пользователем во время работы вентилятора 10 в сборе при нажатии на одну или более кнопок на пульте дистанционного управления. Схема 26 пользовательского интерфейса может включать в себя ряд светодиодов, которые освещаются по-разному с помощью схемы 26 интерфейса пользователя в зависимости от выбранного режима работы.
Вентилятор 10 в сборе включается и выключается либо при нажатии на кнопку 24 или при нажатии на специальную кнопку на пульте дистанционного управления. Когда вентилятор 10 в сборе выключен, основная схема 38 управления хранит эксплуатационные параметры, выбранные пользователем, которые включают в себя текущий режим работы вентилятора 10 в сборе, текущий скоростной режим работы двигателя 60, выбранный пользователем, и - если вентилятор 10 в сборе находится в любом втором или третьем режиме работы - текущую температуру, выбранную пользователем. Когда вентилятор 10 в сборе затем включается, вентилятор 10 в сборе управляется с помощью сохраненных рабочих параметров.
Если, например, вентилятор 10 в сборе включен после предыдущего включения вентилятора 10 в сборе в режиме вентилятора, основная схема 38 управления выбирает скорость вращения двигателя 60 из первого диапазона значений, пример которого приведен ниже. Каждое значение в пределах первого диапазона значений связано с соответствующим одним из выбираемых пользователем режимов скоростей.
Первоначально, скорость, которая выбрана с помощью основной схемы 38 управления, соответствует значению скорости, которая была выбранной пользователем, когда вентилятор 10 в сборе был ранее выключен. Например, если пользователь выбрал установку 7 скорости, двигатель 60 вращается при 7600 оборотах в минуту, и число "7" отображается на дисплее 30. Как только пользователь выбирает другую настройку скорости, текущее значение скорости отображается на дисплее 30.
Двигатель 60 вращает крыльчатку 56, чтобы первичный поток воздуха для подавался в корпус 12 через вход 14 для воздуха и в воздухозаборник 52 канала 50. Поток воздуха проходит через канал 50 и направляется периферийной поверхностью воздуховыпускного отверстия 54 канала 50 на нижнюю изогнутую секцию внутреннего канала 94 сопла 16. В пределах нижней изогнутой секции внутреннего канала 94 первичный поток воздуха разделяется на два потока воздуха, которые проходят в противоположных направлениях вокруг канала 80 сопла 16. Один из потоков воздуха поступает в прямолинейную секцию внутреннего канала 94, расположенную по одну сторону от канала 80, в то время, как другой поток воздуха поступает в прямолинейную секцию внутреннего канала 94, расположенную по другую сторону канала 80. Так как воздушные потоки проходит через прямолинейные секции внутреннего канала 94, то каждый поток воздуха поворачивается вокруг на 90° и проходит через проточные каналы 128, 156, 178, ограниченные посредством каркаса 120 в направлении соответствующих воздуховыпускных отверстий 18 сопла 16.
Первичный поток воздуха, испускаемый из воздуховыпускных отверстий 18, проходит, в свою очередь, по поверхности 190 Коанда, ограниченной посредством задней корпусной секции 84 сопла 16, по диффузорной поверхности 192, ограниченной задней корпусной секцией 84 сопла 16, и, наконец, по направляющей поверхности 206, ограниченной посредством направляющей секции 88 для воздуха сопла 16. Когда первичный поток воздуха проходит по этим поверхностями, то поток прилипает к этим поверхностям, и поэтому профиль и направление первичного потока воздуха, при испускании из сопла 16, зависит от формы направляющей поверхности 206. Как упоминалось выше, в этом примере направляющая поверхность 206 сужается внутрь в направлении оси X канала сопла 16, и поэтому первичный поток воздуха, испускаемый из сопла 16, имеет профиль, который также сужается внутрь в направлении оси X канала.
Испускание воздушного потока из воздуховыпускных отверстий 18 создает вторичный поток воздуха, который генерируется посредством вовлечения воздуха из наружной среды. Воздух всасывается в поток воздуха через канал 80 сопла 16 из окружающей среды вокруг сопла 16 и перед ним. Этот вторичный поток воздуха совместно с потоком воздуха, испускаемым из сопла 16, образует объединенный или общий поток воздуха или поток воздуха, направляемый от вентилятора 10 в сборе. В связи с тем, что поток воздуха сужается вовнутрь в направлении оси X канала, область поверхности его наружного профиля является относительно небольшой, что в свою очередь, приводит к относительно низкой вовлеченности воздуха из области перед соплом 16 и относительно низкой скорости потока воздуха через канал 80 сопла 16, и поэтому объединенный поток воздуха, созданный вентилятором 10 в сборе, имеет относительно низкую скорость потока. Тем не менее, для данной скорости первичного потока воздуха, создаваемого крыльчаткой, уменьшение скорости объединенного потока воздуха, создаваемого вентилятором 10 в сборе, связано с увеличением максимальной скорости объединенного потока воздуха, взаимодействующего с фиксированной плоскостью, расположенной по потоку после сопла. Вместе с направлением воздушного потока в направлении оси X канала, объединенный поток воздуха становится пригодным для быстрого охлаждения пользователя, находящегося впереди вентилятора 10 в сборе. Пользователь может активировать механизм 40 колебаний посредством нажатия на специальную кнопку на пульте дистанционного управления, чтобы заставить сопло 16 наклониться в направлении, в котором поток воздуха направляется от вентилятора 10 в сборе.
s
a
s
Если пользователь нажимает на кнопку на пульте дистанционного управления для перевода режима работы вентилятора 10 в сборе во второй рабочий режим или в режим точечного нагрева, пульт дистанционного управления генерирует и передает сигнал в инфракрасном световом спектре, содержащий данные, свидетельствующие о данной операции. Сигнал принимается приемником 28 схемы 26 интерфейса пользователя, который информирует о получении этого сигнала основную схему 38 управления для перевода режима работы вентилятора 10 в сборе во второй рабочий режим. Когда в этом втором рабочем режиме основная схема 38 управления сравнивает температуру T, ранее выбранную пользователем, с температурой T воздуха внутри вентилятора 10 в сборе или проходящего через него, как определяется термистором, и предоставленную в основную схему 38 управления с помощью схемы 112 управления нагревателем. Когда Ta<T, основная схема 38 управления инструктирует схему 112 управления нагревателем активировать нагревательный блок 104.
В этом втором рабочем режиме основная схема 38 управления выбирает скорость вращения двигателя 60 из второго диапазона значений, пример которого приведен ниже. Опять же, каждое значение в пределах второго диапазона значений связано с соответствующим одним из выбираемых пользователем режимов скоростей.
В общем, для большинства установок скоростей, выбираемых пользователем, связанная с ними скорость вращения двигателя 60 ниже во втором диапазоне значений, чем в первом диапазоне значений, чтобы избежать нежелательной тяги в пределах локализованной среды для нагревания с помощью вентилятора 10 в сборе. Например, если пользователь выбрал установку 7 скорости, то скорость вращения двигателя 60 уменьшается с 7600 оборотов в минуту до 6150 оборотов в минуту, при переключении режима работы вентилятора 10 в сборе с первого режима работы во второй режим работы.
Как упоминалось выше, поскольку воздушные потоки проходят через прямолинейные секции внутреннего канала 94, каждый поток воздуха проходит через проточные каналы 128, 156, 178, ограниченные посредством каркаса 120 в направлении соответствующего воздуховыпускного отверстия 18 сопла 16. Первая часть каждого потока воздуха проходит через первый проточный канал 128, вторая часть каждого потока воздуха проходит через второй проточный канал 156 и третья часть каждого потока воздуха проходит через третий проточный канал 178. Когда нагревательный блок 104 активируются, тепло, вырабатываемое активированным нагревательным блоком 104, передается посредством конвекции к первым порциям первичного потока воздуха, чтобы повысить температуру первых порций первичного потока воздуха. Вторые порции первичного потока воздуха проходит вдоль внутренней поверхности 98 внутренней корпусной секции 92, таким образом, действуя как тепловой барьер между относительно горячими первыми порциями первичного потока воздуха и внутренней корпусной секцией 92. Третьи порции первичного потока воздуха проходят вдоль внутренней поверхности 96 наружной корпусной секции 90, таким образом, действуя как тепловой барьер между относительно горячими первыми порциями первичного потока воздуха и наружной корпусной секцией 90.
Третьи проточные каналы 178 выполнены с возможностью передавать третьи порции первичного потока воздуха в воздуховыпускные отверстия 180, расположенные в пределах внутреннего канала 94. При испускании из воздуховыпускных отверстий 180, третьи порции первичного потока воздуха объединяются с первыми порциями первичного потока воздуха. Эти объединенные порции первичного потока воздуха передаются между внутренней поверхностью 96 наружной секции 88 для корпуса и внутренними стенками 122 нагревателя корпуса к воздуховыпускным отверстиям 184. Воздуховыпускные отверстия 184 выполнены с возможностью направлять относительно горячие, объединенные первую и третью порции первичного воздушного потока по относительно холодным вторым частям первичного потока воздуха, испускаемого из воздуховыпускных отверстий 158, который действует как тепловой барьер между наружной поверхностью 92 внутренней корпусной секции 90 и относительно горячего воздуха, испускаемого из воздуховыпускных отверстий 184. Следовательно, большинство внутренних и наружных поверхностей сопла 16 экранированы от относительно горячего воздуха, сгенерированного вентилятором 10 в сборе.
a
a
s
s
При работе во втором рабочем режиме профиль объединенного потока воздуха, создаваемого с помощью вентилятора 10 в сборе по существу такой же, как генерируется во время работы вентилятора 10 в сборе в первом рабочем режиме. Когда температура воздуха во внешней окружающей среде увеличивается, температура T первичного потока воздуха, всасываемого в вентилятор 10 в сборе через вход 14 для воздуха, также увеличивается. Сигнал, указывающий температуру этого первичного потока воздуха, выводится из термистора в схему 112 управления нагревателем. Когда T поднялась на 1°С выше T, схема 112 управления нагревателем деактивирует нагревательный блок 104 и основная схема 38 управления снижает скорость вращения двигателя 60 до 1000 оборотов в минуту. Когда температура первичного потока воздуха упала до температуры примерно на 1°С ниже T, схема 112 управления нагревателя повторно активирует нагревательный блок 104 и основная схема 38 управления возвращает скорость двигателя 60 к связанной с ней текущему выбранному параметру скоростного режима.
Если пользователь нажимает на кнопку на пульте дистанционного управления для перевода вентилятора 10 в сборе в третий рабочий режим или в режим обогрева помещения, пульт дистанционного управления генерирует и передает инфракрасный световой сигнал, содержащий данные, которые свидетельствуют о данной операции. Сигнал принимается приемником 28 схемы 26 интерфейса пользователя, который передает сигнал в основную схему 38 управления о переводе вентилятора 10 в сборе в третий рабочий режим. В третьем рабочем режиме основная схема 38 управления выбирает скорость вращения двигателя 60 из третьего диапазона значений, пример которого приведен ниже. Опять же, каждое значение в третьем диапазоне значений связано с соответствующим одним из выбираемых пользователем режимов скоростей.
В общем, для большинства установок скорости, выбираемых пользователем, ассоциированные параметры скорости вращения двигателя 60 выше в третьем диапазоне значений, чем во втором диапазоне значений, чтобы увеличить скорость потока объединенного воздушного потока, генерированного вентилятором 10 в сборе, что способствует более быстрому нагреву комнаты или другого места, в котором находится вентилятор 10 в сборе. Например, если пользователь выбрал установку 7 скорости, скорость вращения двигателя 60 повышается с 6150 оборотов в минуту до 7200 оборотов в минуту, так как вентилятор 10 в сборе переключается со второго режима работы в третий рабочий режим.
В этом третьем режиме работы основная схема 38 управления управляет схемой 112 управления нагревателем для управления двигателем 254 во втором направлении, посредством механизма 240 управления в его втором состоянии. Это активирует исполнительный механизм 252 для поворота корпуса 242 клапана во втором угловом направлении, чтобы переместить клапаны 244 от передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92, чтобы открыть воздухозаборники 236 камеры 220 управления потоком. При нахождении механизма 240 управления во втором состоянии первая часть воздушного потока проходит через воздухозаборники 236 из нижней изогнутой части внутреннего канала 94, чтобы сформировать поток воздуха для управления потоком, который проходит через камеру 220 управления потоком. Вторая часть потока воздуха остается внутри внутреннего канала 94, в котором, как описано выше, поток разделен на два воздушных потока, которые проходят в противоположных направлениях вокруг канала 80 сопла 16. Величина пропорции воздушного потока, который поступает в камеру 220 управления потока, предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 30%, и в этом примере составляет около 20%.
В камере 220 управления потоком поток управления потоком воздуха разделяется на два потока воздуха, которые также проходят в противоположных направлениях вокруг канала 80 сопла 16. Как и во внутреннем канале 94, каждый из этих воздушных потоков поступает в соответствующий одну из двух прямолинейных секций камеры 220 управления потоком, и поставляется по существу в вертикальном направлении вверх через каждую из этих секций в направлении верхней изогнутой секции камеры 220 управления потоком. Поскольку эти воздушные потоки проходят через прямолинейные секции камеры 220 управления потоком, воздух испускается из портов 226 управления потоком. Поток управления потоком воздуха, испускаемый из портов 226 управления потоком, проходит, в свою очередь, по поверхности 232 Коанда, ограниченной передней корпусной секцией 86 сопла 16, и по диффузорной поверхности 234, ограниченной передней корпусной секцией 86 сопла 16.
Когда поток управления потоком воздуха проходит над этими поверхностями, то он припадает к этим поверхностям 232, 234, чтобы генерировать относительно низкое давление на прилегающем конце передней секции 204 направляющей секции 88 для воздуха. Это, в свою очередь, генерирует перепад давления на каждом воздушном потоке, испускаемом из воздуховыпускных отверстий 18 сопла 16, каждый из которых проходит по наружной направляющей поверхности 206, ограниченной передней секцией 204 направляющей секцией 88 для воздуха. Таким образом, перепад давления, созданный на воздушных потоках, создает силу, которая понуждает воздушные потоки направляться в направлении наружной поверхности 228 передней корпусной секции 86, в результате чего, потоки воздуха прилегают к наружной поверхности 228 передней корпусной секции 86 и объединяются с потоком воздуха для управления потоком, чтобы вновь образовать первичный воздушный поток.
Как упоминалось выше, диффузорная поверхность 234 передней корпусной секции 86 расширяется от оси X канала сопла 16 и, таким образом воздушный поток, испускаемый из сопла 16, имеет профиль, который расширяется наружу от оси X канала. Так как поток воздуха расширяется наружу от оси X канала, то площадь поверхности его наружного профиля является относительно большой, что в свою очередь, приводит к относительно высокой силе вовлечения воздуха из области в передней части сопла 16, и поэтому, для заданной скорости потока воздуха, генерируемого крыльчаткой, объединенный поток воздуха, генерируемый вентилятором 10 в сборе, имеет относительно высокую скорость потока. Таким образом, посредством установки механизма 240 управления во второе состояние, можно обеспечить работу вентилятора 10 в сборе, генерирующего относительно значительный, нагретый поток воздуха, поступающий в помещение или офис.
Если затем пользователь выбирает режим вентилятора или режим точечного нагрева, основная схема 38 управления инструктирует схему 112 управления нагревателем для управления двигателем 254 в первом направлении, чтобы вернуть механизм 240 управления в его первое состояние. Это приводит в действие исполнительный механизм 252 для поворота корпуса 242 клапана в первом угловом направлении, чтобы переместить клапаны 244 по направлению к передней поверхности 194 внутренней корпусной секции 92 для закрывания воздухозаборников 236 камеры 220 управления потоком. Так как проход воздуха через камеру 220 управления потоком прекращается механизмом 240 управления потоком, то перепад давлений воздушных потоков, испускаемых из воздуховыпускных отверстий 18, будет устранен. Это приводит к тому, что воздушные потоки отделяются от наружной поверхности 228 передней корпусной секции 86, и возвращают профиль первичного воздушного потока, испускаемого из сопла 16, к тому, который сужается внутрь в направлении оси X канала.
Таким образом, сопло для вентилятора в сборе включает в себя воздухозаборник, воздуховыпускное отверстие, внутренний канал для подачи воздуха из воздухозаборника к воздуховыпускному отверстию, кольцевую внутреннюю стенку и наружную стенку, проходящую вокруг внутренней стенки. Внутренний канал расположен между внутренней стенкой и наружной стенкой. Внутренняя стенка, по меньшей мере частично, ограничивает отверстие, через которое воздух снаружи сопла втягивается испускаемым воздухом из воздуховыпускного отверстия. Воздуховыпускное отверстие выполнено с возможностью направлять воздух по наружной поверхности сопла. Порт управления потоком расположен по потоку после этой поверхности. Камера управление потоком предназначена для подачи воздуха к порту управления потоком. Механизм управления избирательно обеспечивает поток воздуха через порт управления потоком для отклонения воздушного потока, испускаемого из воздуховыпускного отверстия.