БЕЗЛОПАСТНОЙ ПОЛОЧНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
SHELF BLADELESS FAN

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к соплу для потолочного вентилятора, предназначенному для создания воздушного потока в комнате, и к потолочному вентилятору, включающему в себя такое сопло.
Уровень техники
Известно множество видов потолочных вентиляторов. Стандартный потолочный вентилятор содержит множество лопастей, установленных вокруг первой оси, и привод, также установленный вокруг первой оси и предназначенный для вращения множества лопастей. Потолочный вентилятор другого типа генерирует в комнате направленный вниз столб воздуха. Например, в GB 2.049.16 описаны потолочный вентилятор, который имеет куполообразную опору, подвешенную на потолке, и приводимое в действие посредством мотора лопастное колесо, соединенное с внутренней поверхностью опоры. Воздушный поток, создаваемый лопастным колесом, проходит через в целом цилиндрический корпус, содержащий совокупность воздушных каналов, чтобы получить линейный воздушный поток, испускаемый потолочным вентилятором.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящего изобретения предложено кольцеобразное сопло для потолочного вентилятора, сопло, содержащее внутреннюю стенку, образующую отверстие, имеющее ось отверстия, внешнюю стенку, проходящую вокруг внутренней стенки, воздухоприемник, воздуховыпускной участок, проходящий между внутренней стенкой и внешней стенкой, воздуховыпускной участок, содержащий, по меньшей мере, одно воздуховыпускное отверстие, и внутренний канал, проходящий вокруг оси отверстия, предназначенный для подачи воздушного потока к воздуховыпускному участку, причем воздуховыпускной участок выполнен так, чтобы выводить воздушный поток от оси отверстия.
Воздушный поток, выходящий от кольцеобразного сопла, увлекает за собой воздух, окружающий сопло, которое, таким образом, действует как воздушный усилитель, чтобы подать и выходящий воздушный поток, и увлеченный воздух пользователю. Увлеченный воздух будет именоваться в этом документе как вторичный воздушный поток. Вторичный воздушный поток поступает из пространства комнаты, области или внешней среды, окружающей сопло. Выходящий воздушный поток объединяется с увлеченным вторичным воздушным потоком, чтобы образовать объединенный, или общий, воздушный поток, выходящий из сопла. Часть вторичного воздушного потока поступает через отверстие сопла, в то время как другие части вторичного воздушного потока проходят вокруг внешней стенки и перед соплом, чтобы объединиться с выходящим из отверстия воздушным потоком.
Внутренняя стенка предпочтительно имеет кольцеобразную форму, чтобы, проходя по кругу, образовывать отверстие. Внутренний канал предпочтительно расположен между внутренней стенкой и внешней стенкой, и более предпочтительно, по меньшей мере, частично образован внутренней стенкой и внешней стенкой. Сопло содержит, по меньшей мере, один воздухоприемник для приема воздушного потока. Внешняя стенка предпочтительно образует воздухоприемник(и). Например, воздухоприемник или каждый из воздухоприемников может представлять собой отверстие, выполненное во внешней стенке. Сопло содержит воздуховыпускной участок, проходящий между внутренней стенкой и внешней стенкой. Воздуховыпускной участок может представлять собой отдельный компонент, расположенный между внутренней стенкой и внешней стенкой. Как вариант, по меньшей мере, часть воздуховыпускного участка может быть выполнена как единое целое с внутренней стенкой или внешней стенкой. Воздуховыпускной участок предпочтительно образует, по меньшей мере, часть торцевой стенки, более предпочтительно нижней торцевой стенки сопла. Воздуховыпускной участок, по меньшей мере, частично образует воздуховыпускное отверстие сопла, предназначенное для выдачи воздушного потока. Воздуховыпускное(ые) отверстие(я) могут быть выполнены в воздуховыпускном участке. Как вариант, воздуховыпускное(ые) отверстие(я) может быть расположено между воздуховыпускным участком и внутренней или внешней стенкой. Воздухоприемник(и) сопла предпочтительно расположен по существу перпендикулярно воздуховыпускному(ым) отверстию(ям) сопла.
Воздуховыпускной участок выполнен так, чтобы выпускать воздушный поток от оси отверстия, предпочтительно в форме выходящего наружу конуса. Нами было установлено, что выдача воздушного потока из сопла в направлении, проходящем от оси отверстия, может увеличить степень увлечения выводимым воздушным потоком вторичного воздушного потока и, таким образом, увеличить скорость объединенного воздушного потока, вырабатываемого вентилятором. В этом документе ссылки на абсолютные или относительные значения скорости, или максимальной скорости, объединенного воздушного потока сделаны в отношении значений, записанных на расстоянии, в три раза превышающем диаметр воздуховыпускного отверстия сопла.
Не желая быть связанными какой-либо теорией, полагаем, что скорость увлечения вторичного воздушного потока может зависеть от величины площади поверхности внешнего профиля воздушного потока, выводимого из сопла. Если выводимый воздушный поток сужается наружу, или расширяется, то площадь поверхности внешнего профиля сравнительно высока, способствуя смешиванию выводимого воздушного потока и воздуха, окружающего сопло, и, таким образом, увеличивая скорость объединенного воздушного потока. Увеличение скорости объединенного воздушного потока, вырабатываемого соплом, обладает эффектом уменьшения максимальной скорости объединенного воздушного потока. Благодаря этому сопло может быть пригодно для использования с вентилятором для создания потока воздуха через комнату или офис.
Воздуховыпускной участок предпочтительно содержит внутренний участок, соединенный с внутренней стенкой, и внешний участок, соединенный с внешней стенкой. По меньшей мере, одно воздуховыпускное отверстие может быть расположено между внутренним участком и внешним участком кольцеобразной стенки. По меньшей мере, часть внутреннего участка может сужаться от оси отверстия. Угол наклона этой части внутреннего участка к оси отверстия может лежать в диапазоне от 0 до 45°. Эта часть внутреннего участка предпочтительно имеет по существу коническую форму. Воздуховыпускной участок может быть расположен так, чтобы выводить воздушный поток в направлении, по существу параллельном этой части внутреннего участка. Внешний участок предпочтительно по существу перпендикулярен оси отверстия.
По меньшей мере, одно воздуховыпускное отверстие проходит вокруг оси отверстия. Сопло может содержать множество воздуховыпускных отверстий распределенных под углом вокруг оси отверстия, но в предпочтительном варианте осуществления сопло содержит по существу кольцеобразное воздуховыпускное отверстие.
По меньшей мере, одно воздуховыпускное отверстие может иметь такую форму, чтобы выводить воздух в направлении, отходящем от оси отверстия. Участок внутреннего канала, примыкающий к воздуховыпускному отверстию, может иметь такую форму, чтобы направлять воздушный поток через воздуховыпускное отверстие так, чтобы выводимый воздушный поток был направлен от оси отверстия. Для упрощения изготовления воздуховыпускной участок может содержать воздушный канал для направления воздушного потока через воздуховыпускное отверстие. Воздушный канал предпочтительно наклонен к оси отверстия и предпочтительно имеет по существу форму усеченного конуса. Угол между воздушным каналом и осью отверстия предпочтительно составляет от 0 до 45°. В предпочтительном варианте осуществления этот угол составляет около 15°. Внутренний канал предпочтительно проходит вокруг оси отверстия и предпочтительно окружает ось отверстия. Внутренний канал может иметь любое желаемое сечение в плоскости, проходящей через ось отверстия. В предпочтительном варианте осуществления внутренний канал имеет по существу прямоугольное сечение в плоскости, проходящей через ось отверстия.
Сопло может содержать линию хорды, проходящую посередине между внутренней стенкой и внешней стенкой сопла. По меньшей мере, одно воздуховыпускное отверстие предпочтительно расположено между осью отверстия и линией хорды.
Во втором аспекте в настоящем изобретении предложен потолочный вентилятор, содержащий средство для получения воздушного потока и вышеотмеченное кольцеобразное сопло для вывода полученного воздушного потока. Средство для создания воздушного потока предпочтительно расположено в воздухоприемном участке вентилятора. Воздухоприемный участок предпочтительно соединен с внешней стенкой сопла. Воздухоприемный участок предпочтительно содержит вход, а средство для создания воздушного потока содержит лопастное колесо и мотор для вращения лопастного колеса вокруг своей оси, чтобы подавать воздушный поток через вход воздухоприемного участка. Ось лопастного колеса предпочтительно по существу перпендикулярна оси отверстия.
Вход воздухоприемного участка предпочтительно расположен так, чтобы ось лопастного колеса проходила через вход, более предпочтительно так, чтобы ось лопастного колеса была по существу перпендикулярна входу воздухоприемного участка.
Чтобы минимизировать размер воздухоприемного участка, лопастное колесо предпочтительно представляет собой осевую крыльчатку. Воздухоприемный участок предпочтительно содержит диффузор, расположенный после лопастного колеса для направления воздушного потока к соплу. Воздухоприемный участок предпочтительно содержит внешний корпус, защитный кожух, проходящий вокруг мотора и лопастного колеса, и монтажное устройство для установки защитного кожуха во внешнем корпусе. Монтажное устройство может содержать множество опор, расположенных между внешним корпусом и защитным кожухом, и множество упругих элементов, установленных между опорами и защитным кожухом. В дополнение к такому расположению защитного кожуха относительно внешнего корпуса, чтобы защитный кожух предпочтительно был по существу соосным внешнему корпусу, упругие элементы могут поглощать вибрации, получаемые во время использования вентилятора. Упругие элементы предпочтительно удерживают в напряженном состоянии между опорами и защитным кожухом, и они предпочтительно содержат множество пружин растяжения, каждая из которых с одного конца соединена с защитным кожухом, а с другого конца соединена с одной из опор. Может быть выполнено средство для разжимания друг от друга концов пружин растяжения, чтобы удерживать пружины в состоянии напряжения. Например, монтажное устройство может содержать распорное кольцо, расположенное между опорами, для удержания опор на расстоянии и тем самым отдаляя один конец каждой пружины от другого конца.
Вентилятор предпочтительно содержит опору в сборе, предназначенную для крепления сопла на потолке комнаты. Опора в сборе предпочтительно содержит монтажный кронштейн, который прикрепляют к потолку комнаты. Этот монтажный кронштейн может иметь форму пластины, закрепляемой на потолке, например, с использованием винтов. Опора в сборе предпочтительно выполнена так, чтобы поддерживать воздухоприемный участок и сопло таким образом, чтобы ось лопастного колеса была расположена под углом менее 90° к монтажному кронштейну, более предпочтительно, чтобы ось лопастного колеса была под углом менее 45° к монтажному кронштейну. В одном варианте осуществления опора в сборе выполнена так, чтобы поддерживать воздухоприемный участок и сопло таким образом, чтобы ось лопастного колеса была по существу параллельной монтажному кронштейну. Ось отверстия предпочтительно по существу перпендикулярна оси лопастного колеса, и, таким образом, опора в сборе может быть выполнена таким образом, чтобы поддерживать воздухоприемный участок и сопло так, чтобы ось отверстия была по существу перпендикулярной монтажному кронштейну. Воздухоприемный участок и сопло предпочтительно имеют по существу такую же глубину, что и глубина, измеренная вдоль оси отверстия.
Это может позволить так расположить вентилятор, чтобы он лежал по существу параллельно горизонтальному потолку, к которому прикрепляют монтажный кронштейн. Сопло может быть расположено сравнительно близко к потолку, снижая риск того, что пользователь или предмет, переносимый пользователем, соприкоснутся с соплом.
Воздухоприемный участок может быть расположен между опорой в сборе и соплом. Один конец воздухоприемного участка предпочтительно соединен с опорой в сборе, при этом другой конец воздухоприемного участка соединен с соплом. Воздухоприемный участок предпочтительно имеет по существу цилиндрическую форму. И защитный кожух, и внешний корпус могут иметь по существу цилиндрическую форму. Опора в сборе может содержать воздушный канал для подачи воздуха на вход воздухоприемного участка. Воздушный канал опоры в сборе предпочтительно по существу имеет одну ось с воздушным каналом воздухоприемного участка, в котором расположено лопастное колесо и мотор.
Сопло предпочтительно может поворачиваться относительно опоры в сборе, чтобы позволить пользователю изменить направление, в котором в комнату поступает воздушный поток. Сопло предпочтительно может поворачиваться относительно опоры в сборе вокруг оси вращения между первым положением, в котором воздушный поток направлен от потолка, и вторым положением, в котором воздушный поток направлен к потолку. Например, летом пользователь может пожелать сориентировать сопло так, чтобы воздушный поток испускался от потолка, к которому прикреплен вентилятор, в комнату, так чтобы воздушный поток, вырабатываемый вентилятором, обеспечивал сравнительно прохладный ветерок для охлаждения пользователя, расположенного под вентилятором. Но зимой пользователь может пожелать перевернуть сопло на 180° так, чтобы воздушный поток испускался к потолку, чтобы сместить и заставить циркулировать теплый воздух, который поднялся к верхним участкам стен комнаты, не создавая ветерка, направленного вниз от вентилятора.
Сопло может быть перевернуто при повороте между первым положением и вторым положением. Ось вращения сопла предпочтительно по существу перпендикулярна оси отверстия и предпочтительно по существу коллинеарна оси лопастного колеса.
Сопло может быть способно поворачиваться и относительно воздухоприемного участка, и относительно опоры в сборе. Как вариант, воздухоприемный участок может быть присоединен к опоре в сборе так, чтобы и воздухоприемный участок, и сопло могли поворачиваться относительно опоры в сборе.
Сопло может поворачиваться относительно, по меньшей мере, части опоры в сборе. Опора в сборе предпочтительно содержит потолочное крепление для крепления вентилятора к потолку, кронштейн, имеющий первый конец, соединенный с потолочным креплением, и корпус, соединенный со вторым концом кронштейна и соплом. Второй конец кронштейна может быть соединен непосредственно с соплом, или он может быть соединен с воздухоприемным участком. Корпус предпочтительно представляет собой кольцеобразный корпус, включающий в себя воздушный канал. Корпус предпочтительно может поворачиваться относительно кронштейна, чтобы переместить сопло между поднятым положением и опущенным положением. При опускании сопла можно увеличить расстояние между соплом и потолком, к которому прикреплен вентилятор, и, таким образом, сделать возможным поворот сопла относительно опоры в сборе, не касаясь потолка. При опускании сопла также можно сделать более легким его поворот для пользователя.
Сопло предпочтительно может поворачиваться относительно части опоры в сборе вокруг оси поворота, которая по существу ортогональна оси лопастного колеса. Ось поворота предпочтительно по существу перпендикулярна оси отверстия сопла. Ось лопастного колеса предпочтительно по существу горизонтальна, если сопло находится в поднятом положении, а опора в сборе соединена с по существу горизонтальным потолком.
Сопло может поворачиваться на угол в диапазоне от 5 до 45°, чтобы переместиться из поднятого положения в опущенное положение. В зависимости от радиуса внешней стенки сопла при перемещении из поднятого положения в опущенное положение сопло может поворачиваться на угол в диапазоне от 10 до 20°. Опора в сборе предпочтительно содержит освобождаемый блокировочный механизм для удерживания сопла в поднятом положении. Блокировочный механизм может быть освобожден пользователем, чтобы можно было переместить сопло в опущенное положение. Блокировочный механизм предпочтительно смещен к такой блокировочной конфигурации для блокировки корпуса относительно кронштейна, чтобы сопло удерживалось в поднятом положении. Блокировочный механизм предпочтительно устроен так, чтобы автоматически возвращаться в заблокированное положение, когда сопло перемещают из опущенного положения в поднятое положение.
Кронштейн предпочтительно соединен с потолочным креплением с возможностью вращения. Кронштейн предпочтительно может поворачиваться относительно потолочного крепления вокруг оси вращения, при этом кронштейн предпочтительно наклонен к оси вращения. Следовательно, когда кронштейн вращают вокруг его оси вращения, сопло и воздухоприемный участок перемещаются вокруг оси вращения. Это позволяет соплу перемещаться в желаемое положение в пределах сравнительно широкой кольцеобразной площади. Кронштейн предпочтительно наклонен под углом в диапазоне от 45 до 75° к горизонтальной оси, чтобы минимизировать расстояние между соплом и потолком. Ось вращения кронштейна предпочтительно по существу перпендикулярна оси поворота корпуса.
В третьем аспекте настоящего изобретения предложен потолочный вентилятор, содержащий:
воздухоприемный участок, у которого имеется воздухоприемник, лопастное колесо и мотор для вращения лопастного колеса вокруг его оси, чтобы подавать воздушный поток через воздухоприемник; и
кольцеобразное сопло для приема воздушного потока из воздухоприемного участка, сопло, содержащее внутреннюю стенку, образующую отверстие, имеющее ось отверстия, которая по существу перпендикулярна оси лопастного колеса, внешнюю стенку, проходящую вокруг внутренней стенки, воздуховыпускной участок, проходящий между внутренней стенкой и внешней стенкой, воздуховыпускной участок, содержащий, по меньшей мере, одно воздуховыпускное отверстие для воздушного потока, и внутренний канал, проходящий вокруг оси отверстия, предназначенный для подачи воздушного потока к воздуховыпускному участку, причем воздуховыпускной участок выполнен так, чтобы испускать воздушный поток от оси отверстия.
Признаки, описанные выше применительно к первому аспекту изобретения, одинаково применимы и ко второму, и к третьему аспектам изобретения, и наоборот.
Краткое описание чертежей
Теперь только на примере будут описаны предпочтительные признаки изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 приведен вид спереди сверху в перспективе потолочного вентилятора;
на фиг.2 приведен боковой вид слева потолочного вентилятора, установленного на потолке, при этом кольцеобразное сопло потолочного вентилятора находится в поднятом положении;
на фиг.3 приведен вид спереди потолочного вентилятора;
на фиг.4 приведен вид сзади потолочного вентилятора;
на фиг.5 приведен вид сверху потолочного вентилятора;
на фиг.6 показан вид потолочного вентилятора сбоку в разрезе, где сечение проходит вдоль линии А-А на фиг.5;
на фиг.7 приведен увеличенный вид области А, указанной на фиг.6, показывающий мотор и лопастное колесо воздухоприемного участка потолочного вентилятора;
на фиг.8 приведен увеличенный вид области В, указанной на фиг.6, показывающий воздуховыпускное отверстие кольцеобразного сопла;
на фиг.9 приведен увеличенный вид области D, указанной на фиг.6, показывающий соединение между потолочным креплением и кронштейном опоры в сборе потолочного вентилятора;
на фиг.10 показан вид сбоку в разрезе потолочного крепления и кронштейна опоры в сборе, причем сечение проходит вдоль линии С-С на фиг.6;
на фиг.11 приведен увеличенный вид области С, указанной на фиг.6, показывающий освобождаемый блокировочный механизм для удерживания кольцеобразного сопла в поднятом положении;
на фиг.12 показан вид в разрезе блокировочного механизма, где сечение проходит вдоль линии В-В на фиг.11; и
на фиг.13 приведен боковой вид слева потолочного вентилятора, установленного на потолке, при этом кольцеобразное сопло потолочного вентилятора находится в опущенном положении.
Подробное описание изобретения
На фиг.1-5 показан вентилятор в сборе для создания воздушного потока в комнате. В этом примере вентилятор в сборе является потолочным вентилятором 10, который можно закрепить на потолке С комнаты. Потолочный вентилятор 10 содержит воздухоприемный участок 12 для генерации воздушного потока, кольцеобразное сопло 14 для выдачи воздушного потока и опору 16 в сборе, предназначенную для удержания воздухоприемного участка 12 и сопла 14 на потолке С комнаты.
Воздухоприемный участок 12 содержит в целом цилиндрический внешний корпус 18, в котором расположена система для создания первичного воздушного потока, испускаемого из сопла 14. Как показано на фиг.1, 2 и 5, во внешнем корпусе 18 может быть выполнено множество проходящих вдоль оси усиливающих ребер 20, которые расположены вокруг продольной оси L внешнего корпуса 18, но эти ребра 20 могут отсутствовать в зависимости от прочности материала, из которого выполнен внешний корпус 18.
Теперь, обращаясь к фиг.6 и 7, в воздухоприемном участке 12 расположено лопастное колесо 22 для подачи первичного воздушного потока в потолочный вентилятор 10. Лопастное колесо 22 имеет вид осевой крыльчатки, которая может вращаться вокруг оси лопастного колеса, по существу коллинеарной продольной оси L внешнего корпуса 18. Лопастное колесо 22 соединено с вращающимся валом 24, проходящим от мотора 26. В этом варианте осуществления мотор 26 представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, скорость которого можно изменять посредством управляющей схемы (не показана), расположенной в опоре 16 в сборе. Мотор 26 размещен в корпусе мотора, содержащем передний участок корпуса мотора и задний участок корпуса мотора. При сборке мотор 26 вставляют в передний участок 28 корпуса мотора, а затем задний участок 30 корпуса мотора вставляют в передний участок 28, чтобы они вместе удерживали мотор 26 в корпусе мотора.
В воздухоприемном участке 12 также имеется диффузор, расположенный после лопастного колеса 22. Диффузор содержит множество лопастей 32 диффузора, расположенных между внутренней цилиндрической стенкой 34 и внешней цилиндрической стенкой диффузора. Диффузор предпочтительно отлит в виде единого элемента, но, как вариант, диффузор может быть выполнен из нескольких деталей или участков, соединенных вместе. Внутренняя цилиндрическая стенка 34 проходит вокруг корпуса мотора и поддерживает его. Внешняя цилиндрическая стенка обеспечивает защитный кожух 36, который проходит вокруг лопастного колеса 22 и корпуса мотора. В этом примере защитный кожух 36 по существу является цилиндрическим. Защитный кожух 36 на одном конце содержит воздухоприемник 38, через который первичный воздушный поток поступает в воздухоприемный участок 12 потолочного вентилятора 10, а на другом конце - воздуховыпускное отверстие 40, через которое первичный воздушный поток выходит из воздухоприемного участка 12 потолочного вентилятора 10. Лопастное колесо 22 и защитный кожух 36 имеют такую форму, чтобы, когда диффузор поддерживает лопастное колесо 22 и корпус мотора, кончики лопастей лопастного колеса 22 были расположены вблизи от внутренней поверхности защитного кожуха 36, но не касались ее, а лопастное колесо 22 по существу имело общую ось с защитным кожухом 36. Цилиндрический направляющий элемент 42 соединен с задней частью внутренней цилиндрической стенки 34 диффузора для направления первичного воздушного потока, создаваемого вращением лопастного колеса 22, к воздуховыпускному отверстию 40 защитного кожуха 36.
Воздухоприемный участок 12 содержит монтажное устройство, предназначенное для установки диффузора во внешнем корпусе 18 таким образом, чтобы ось лопастного колеса была по существу коллинеарна продольной оси L внешнего корпуса 18. Монтажное устройство расположено в кольцеобразном канале 44, проходящем между внешним корпусом 18 и защитным кожухом 36. Монтажное устройство содержит первую опору 46 и вторую опору 48, которая размещена на расстоянии вдоль продольной оси L от первой опоры 46. Первая опора 46 содержит пару соединенных друг с другом дугообразных элементов 46а, 46b, которые разнесены друг от друга вдоль продольной оси L. Вторая опора 48 аналогично содержит пару соединенных друг с другом дугообразных элементов 48а, 48b, которые разнесены друг от друга вдоль продольной оси L. Дугообразные элементы 46а, 48а каждого крепления 46, 48 содержат несколько соединителей 50 для пружин, каждый из которых соединен с одним концом соответствующей пружины растяжения (не показана). В этом примере монтажное устройство содержит четыре пружины растяжения, при этом каждый из этих дугообразных элементов 46а, 48а содержит два расположенных напротив друг друга соединителя 50. Другой конец каждой пружины растяжения соединен с соответствующим соединителем 52 для пружин, выполненным в защитном кожухе 36. Опоры 46, 48 удерживаются на расстоянии посредством дугообразного распорного кольца 54, вставленного в кольцеобразный канал 44 между опорами 46, 48 так, что пружины растяжения удерживаются в состоянии напряжения между соединителями 50, 52. Это служит для того, чтобы сохранять постоянное расстояние между защитным кожухом 36 и опорами 46, 48, в то же время, допуская некоторую степень радиального движения защитного кожуха 36 относительно опор 46, 48, чтобы снизить передачу вибраций от корпуса мотора на внешний корпус 18. На одном конце кольцеобразного канала 44 выполнено гибкое уплотнение 56, чтобы предотвратить возврат части первичного воздушного потока в воздухоприемник 40 защитного кожуха 36 вдоль кольцеобразного канала 44.
Кольцеобразный монтажный кронштейн 58 соединен с концом внешнего корпуса 18, который проходит вокруг воздуховыпускного отверстия 42 защитного кожуха 36, например, с помощью болтов 60. Кольцеобразный фланец 62 сопла 14 потолочного вентилятора 10 соединен с монтажным кронштейном 58, например, с помощью болтов 64. Как вариант, монтажный кронштейн 58 может быть выполнен как единое целое с соплом 14.
Возвращаясь к фиг.1-5, сопло 14 содержит внешний участок 70 и внутренний участок 72, соединенный с внешним участком 70 у верхнего конца (как показано) сопла. Внешний участок 70 содержит несколько дугообразных участков, которые соединены друг с другом, чтобы образовать внешнюю боковую стенку 74 сопла 14. Внутренний участок 72 аналогично содержит несколько дугообразных участков, каждый из которых соединен с соответствующим участком внешнего участка 70, чтобы образовать кольцеобразную внутреннюю боковую стенку 76 сопла 14. Внешняя стенка 74 проходит вокруг внутренней стенки 76. Внутренняя стенка 76 проходит вокруг центральной оси Х отверстия, чтобы образовать отверстие 78 сопла. Ось Х отверстия по существу перпендикулярна продольной оси L внешнего корпуса 18. Отверстие 78 имеет в целом круглое сечение, которое изменяется в диаметре вдоль оси Х отверстия. Сопло также содержит кольцеобразную верхнюю стенку 80, которая проходит между одним концом внешней стенки 74 и одним концом внутренней стенки 76, и кольцеобразную нижнюю стенку 82, которая проходит между другим концом внешней стенки 74 и другим концом внутренней стенки 76. Внутренний участок 70 соединен с внешним участком 72 по существу посередине вдоль внешней стенки 80, в то время как внешний участок 72 сопла образует большую часть нижней стенки 82.
Отдельно ссылаясь на фиг.8, сопло 14 также содержит кольцеобразный воздуховыпускной участок 84. Воздуховыпускной участок 84 содержит внутренний, в целом внутренний участок 86 в форме усеченного конуса, который соединен с нижним концом внутренней стенки 76. Внутренний участок 86 сужается по направлению от оси Х отверстия. В этом варианте осуществления угол между внутренним участком 86 и осью Х отверстия приблизительно равен 15°. Воздуховыпускной участок 84 также содержит кольцеобразный внешний участок 88, который соединен с нижним концом внешнего участка 70 сопла 14 и который образует часть кольцеобразной нижней стенки 82 сопла. Внутренний участок 86 и внешний участок 88 воздуховыпускного участка 84 соединены друг с другом посредством нескольких перемычек (не показаны), которые служат для того, чтобы контролировать расстояние между внутренним участком 86 и внешним участком 88 вокруг оси Х отверстия. Воздуховыпускной участок 84 может быть выполнен как единый элемент, но может быть выполнен из нескольких компонентов, соединенных вместе. Как вариант, внутренний участок 86 может быть выполнен как единое целое с внутренним участком 70, а внешний участок 80 может быть выполнен как единое целое с внешним участком 72. В этом случае либо внутренний участок 86, либо внешний участок 88 может быть выполнен с множеством разделителей, предназначенных для зацепления внутреннего участка 86 или внешнего участка 88, чтобы контролировать расстояние между внутренним участком 86 и внешним участком 88 вокруг оси Х отверстия.
Внутреннюю стенку 76 можно рассматривать как имеющую в плоскости, содержащей ось Х отверстия, профиль поперечного сечения части поверхности аэродинамического профиля. Передняя кромка этого аэродинамического профиля расположена в верхней стенке 80 сопла, задняя кромка - у нижней стенки 82 сопла, а линия CL хорды проходит между передней кромкой и задней кромкой. В этом варианте осуществления линия CL хорды в целом параллельна оси Х отверстия.
Воздуховыпускное отверстие 90 сопла 14 расположено между внутренним участком 86 и внешним участком 88 воздуховыпускного участка 84. Можно полагать, что воздуховыпускное отверстие 90 расположено в нижней стенке 82 сопла 14, примыкающей к нижней стенке 76 сопла 14, и, таким образом, между линией CL хорды и осью Х отверстия, как показано на фиг.6. Воздуховыпускное отверстие 90 предпочтительно имеет форму кольцеобразной щели. Воздуховыпускное отверстие 90 предпочтительно в целом является кольцеобразным и расположено в плоскости, перпендикулярной оси Х отверстия. Воздуховыпускное отверстие 90 предпочтительно имеет сравнительно постоянную ширину в диапазоне от 0,5 до 5 мм.
Кольцеобразный фланец 62 для соединения сопла 14 с воздухоприемным участком 12 выполнен как единое целое с одним из участков внешнего участка 70 сопла. Можно полагать, что фланец 62 проходит вокруг воздухоприемника 92 сопла для того, чтобы принимать первичный воздушный поток из воздухоприемного участка 12. Этот участок внешнего участка 70 сопла 14 имеет такую форму, чтобы подавать первичный воздушный поток в кольцеобразный внутренний канал 94 сопла 14. Внешняя стенка 76, верхняя стенка 80 и нижняя стенка 82 сопла 14 образуют внутренний канал 94, который проходит вокруг оси Х отверстия. Внутренний канал 94 имеет в целом прямоугольное сечение в плоскости, проходящей через ось Х отверстия.
Как показано на фиг.8, воздуховыпускной участок 84 содержит воздушный канал 96 для направления первичного воздушного потока через воздуховыпускное отверстие 90. Ширина воздушного канала 96 по существу такая же, что и ширина воздуховыпускного отверстия 90. В этом варианте осуществления воздушный канал 96 проходит к воздуховыпускному отверстию 90 в направлении D от оси Х отверстия, так что воздушный канал 96 наклонен относительно линии CL хорды аэродинамического профиля и относительно оси Х отверстия сопла 14.
Угол наклона оси Х отверстия или линии CL хорды к направлению D может принимать любое значение. Предпочтительно, чтобы угол лежал в диапазоне от 0 до 45°. В этом варианте осуществления угол наклона по существу постоянный вокруг оси Х отверстия и приблизительно равен 15°. Наклон воздушного канала 96 к оси Х отверстия, таким образом, по существу такой же, что и наклон внутреннего участка 86 к оси Х отверстия.
Первичный воздушный поток, таким образом, испускают от сопла 14 в направлении D, которое наклонено к оси Х отверстия сопла 14. Первичный воздушный поток также выводят от внутренней стенки 76 сопла 14. При регулировании формы воздушного канала 96 таким образом, чтобы воздушный канал 96 проходил от оси Х отверстия, скорость объединенного воздушного потока, создаваемого потолочным вентилятором 10, может быть увеличена по сравнению со скоростью объединенного воздушного потока, создаваемого, когда первичный воздушный поток выводят в направлении D, которое по существу параллельно оси Х отверстия или наклонено к оси Х отверстия. Не желая быть связанным какой-либо теорией, полагаем, что это происходит из-за вывода первичного воздушного потока, имеющего внешний профиль со сравнительно большой площадью поверхности. В этом примере первичный воздушный поток выводят из сопла 14 в целом в форме выходящего наружу конуса. Эта увеличенная площадь поверхности способствует смешиванию первичного воздушного потока с воздухом, окружающим сопло 14, повышая увлечение вторичного воздушного потока первичным воздушным потоком и тем самым увеличивая скорость объединенного потока воздуха.
Возвращаясь опять к фиг.1-5, опора 16 в сборе содержит потолочное 100 крепление, предназначенное для крепления потолочного вентилятора 10 к потолку С, кронштейн 102, имеющий первый конец, соединенный с потолочным 100 креплением, и второй конец, соединенный с корпусом 104 опоры 16 в сборе. Корпус 104, в свою очередь, соединен с воздухоприемным участком 12 потолочного вентилятора 10.
Потолочное 100 крепление содержит монтажный кронштейн 106, который можно присоединять к потолку С комнаты, используя винты, которые вставляют в отверстия 108 в монтажном кронштейне 106. Со ссылкой на фиг.9 и 10, потолочное 100 крепление дополнительно содержит соединитель в сборе, предназначенный для соединения первого конца 110 кронштейна 102 с монтажным кронштейном 106. Соединитель в сборе содержит соединительный диск 112, имеющий кольцеобразный обод 114, который входит в кольцевой паз 116 монтажного кронштейна 106, так что соединительный диск 112 может поворачиваться относительно монтажного кронштейна 106 вокруг оси R вращения. Кронштейн 102 наклонен к оси R вращения под углом θ, который предпочтительно находится в диапазоне от 45 до 75°, а в этом примере он приблизительно равен 60°. Следовательно, когда кронштейн 102 поворачивают вокруг оси R вращения, воздухоприемный участок 12 и сопло проходят вокруг оси R вращения.
Первый конец 110 кронштейна 102 соединен с соединительным диском 112 с помощью нескольких соединительных элементов 118, 120, 122 соединителя в сборе. Соединитель в сборе закрывают кольцевой крышкой 124, которую прикрепляют к монтажному кронштейну 106 и которая содержит отверстие, через которое проходит первый конец 110 кронштейна 102. Крышка 124 также окружает электрическую распределительную коробку 126, предназначенную для присоединения к электрической проводке для снабжения потолочного вентилятора 10 энергией. Электрический кабель (не показан) проходит от распределительной коробки 126 через отверстия 128, 130, выполненные в соединителе в сборе, и отверстие 132, выполненное в первом конце 100 кронштейна, и в кронштейн 102. Как показано на фиг.9-11, кронштейн 102 представляет собой трубку и содержит отверстие 134, проходящее вдоль протяженности кронштейна 102, в котором электрический кабель проходит от потолочного крепления 100 к корпусу 104.
Второй конец 136 кронштейна 102 соединен с корпусом 104 опоры 16 в сборе. Корпус 104 опоры 16 в сборе содержит кольцевой внутренний участок 138 корпуса и кольцевой внешний участок 140 корпуса, проходящий вокруг внутреннего участка 138 корпуса. Внутренний участок 138 корпуса содержит кольцеобразный фланец 142, который примыкает к фланцу 144, расположенному на внешнем корпусе 18 воздухоприемного участка 12. Кольцеобразный соединитель 146, например, С-образная защелка, соединен с фланцем 142 внутреннего участка 138 корпуса, так чтобы проходить вокруг фланца 144 внешнего корпуса 18 и поддерживать его, так что внешний корпус 18 может поворачиваться относительно внутреннего участка 138 корпуса вокруг продольной оси L. Кольцевое входное уплотнение 148 образует воздухонепроницаемое уплотнение между защитным кожухом 36 и фланцем 142 внутреннего участка 138 корпуса.
Воздухоприемный участок 12 и сопло 14, которое соединено с внешним корпусом 18 посредством монтажного кронштейна 58, таким образом, могут поворачиваться относительно опоры 16 в сборе вокруг продольной оси L. Это позволяет пользователю регулировать ориентацию сопла 14 относительно опоры 16 в сборе и, таким образом, относительно потолка С, к которому присоединена опора 16 в сборе. Чтобы регулировать ориентацию сопла относительно потолка С, пользователь тянет сопло 14, так чтобы повернуть и воздухоприемный участок 12, и сопло 14 вокруг продольной оси L. Например, летом пользователь может пожелать сориентировать сопло 14 так, чтобы первичный воздушный поток шел от потолка С в комнату, чтобы воздушный поток, создаваемый вентилятором, обеспечивал сравнительно прохладный ветерок для охлаждения пользователя, расположенного под потолочным вентилятором 10. Но зимой пользователь может пожелать перевернуть сопло 14 на 180° так, чтобы первичный воздушный поток шел к потолку С, чтобы сместить и заставить циркулировать теплый воздух, который поднялся к верхним участкам стен комнаты, не создавая ветерка, направленного вниз от потолочного вентилятора.
В этом примере и воздухоприемный участок 12, и сопло 14 можно поворачивать вокруг продольной оси L. Как вариант, потолочный вентилятор 10 может быть расположен так, чтобы сопло 14 можно было поворачивать относительно внешнего корпуса 18, и, таким образом, относительно и воздухоприемного участка 12, и опоры 16 в сборе. Например, внешний корпус 18 может быть прикреплен к внутреннему участку 138 корпуса посредством болтов или винтов, а сопло 14 может быть прикреплено к внешнему корпусу 18 так, чтобы его можно было поворачивать относительно внешнего корпуса 18 вокруг продольной оси L. В этом случае способ соединения между соплом 14 и внешним корпусом 18 может быть аналогичен способу, который применяется в этом примере между воздухоприемным участком 12 и опорой 16 в сборе.
Возвращаясь к фиг.11, внутренний участок 138 корпуса образует воздушный канал 150 для подачи первичного воздушного потока на воздухоприемник 38 воздухоприемного участка 12. Защитный кожух 36 образует воздушный канал 152, который проходит через воздухоприемный участок 12, при этом воздушный канал 152 опоры 16 в сборе по существу имеет общую ось с воздушным каналом 150 воздухоприемного участка 12. У воздушного канала 150 имеется воздухоприемник 154, перпендикулярный продольной оси L.
Внутренний участок 138 корпуса и внешний участок 140 корпуса вместе образуют углубление 156 корпуса 104 опоры 16 в сборе. В углублении 156 может размещаться управляющая схема (не показана) для снабжения энергией мотора 26. Электрический кабель проходит через отверстие (не показано), выполненное во втором конце 136 кронштейна 102, и соединен с управляющей схемой. Второй электрический кабель (не показан) проходит от управляющей схемы к мотору 26. Второй электрический кабель проходит через отверстие, выполненное во фланце 142 внутреннего участка 138 корпуса 104, и входит в кольцеобразный канал 44, проходящий между внешним корпусом 18 и защитным кожухом 36. Второй электрический кабель затем проходит через диффузор к мотору 26. Например, второй электрический кабель может проходить через лопасть 32 диффузора защитного кожуха и в корпус мотора. Вокруг второго электрического кабеля может быть расположена изолирующая втулка, чтобы образовать воздухонепроницаемое уплотнение с периферийной поверхностью отверстия, образованного в защитном кожухе 36, чтобы препятствовать утечке воздуха через это отверстие. Корпус 104 также может содержать пользовательский интерфейс, соединенный с управляющей схемой, чтобы предоставить пользователю возможность управления работой потолочного вентилятора 10. Например, пользовательский интерфейс может содержать одну или несколько кнопок или номерных дисков, чтобы предоставить пользователю возможность включать и выключать мотор 26 и чтобы управлять скоростью мотора 26. Как вариант, пользовательский интерфейс может содержать датчик, предназначенный для того, чтобы принимать управляющие сигналы от пульта дистанционного управления, предназначенного для управления функционированием потолочного вентилятора 10.
В зависимости от радиуса внешней стенки 74 сопла 14, длины кронштейна 102 и формы потолка, к которому прикреплен потолочный вентилятор 10, расстояние между продольной осью L внешнего корпуса 18, вокруг которой поворачивается сопло 14, и потолком может быть меньше, чем радиус внешней стенки 74 сопла 14, что могло бы препятствовать вращению сопла на 90° вокруг продольной оси L. Чтобы можно было перевернуть сопло, корпус 104 опоры 16 в сборе может поворачиваться относительно кронштейна 102 вокруг первой оси Р1 поворота, чтобы переместить сопло 14 из поднятого положения, как показано на фиг.2, в опущенное положение, как показано на фиг.3, и обратно. Первая ось Р1 поворота показана на фиг.11. Первая ось Р1 поворота образована продольной осью штифта 158, который проходит через второй конец 136 кронштейна 102 и концы которого удерживает внутренний участок 138 корпуса 104. Первая ось Р1 поворота по существу перпендикулярна оси R вращения, вокруг которой кронштейн 102 поворачивают относительно потолочного крепления 100. Первая ось Р1 поворота также по существу перпендикулярна продольной оси L внешнего корпуса 18.
В поднятом положении, показанном на фиг.2, продольная ось L внешнего корпуса 18 и, таким образом, ось лопастного колеса по существу параллельна монтажному кронштейну 106. Это может позволить расположить сопло 14 так, чтобы ось Х отверстия была по существу перпендикулярна продольной оси L и горизонтальному потолку С, к которому прикреплен потолочный вентилятор 10. В опущенном положении продольная ось L внешнего корпуса 18 и, таким образом, ось лопастного колеса, наклонена к монтажному кронштейну 106, предпочтительно под углом менее 90° и более предпочтительно под углом менее 45°. Корпус 104 может поворачиваться относительно кронштейна 102 на угол в диапазоне от 5 до 45°, чтобы переместить сопло 14 из поднятого положения в опущенное положение. В зависимости от радиуса внешней стенки 74 сопла 14 поворота на угол в диапазоне от 10 до 20° может быть достаточно для опускания сопла, чтобы можно было перевернуть сопло, не касаясь потолка. В этом примере корпус 104 может поворачиваться относительно кронштейна 102 на угол приблизительно от 12 до 15°, чтобы переместить сопло 14 из поднятого положения в опущенное положение.
Углубление 156 корпуса 104 также содержит освобождаемый блокировочный механизм 160, предназначенный для блокировки положения корпуса 104 относительно кронштейна 102. Блокировочный механизм 160 служит для того, чтобы удерживать корпус 104 так, чтобы сопло находилось в поднятом положении. Со ссылкой на фиг.11 и 12, в этом примере блокировочный механизм 160 содержит блокирующий клин 162, предназначенный для зацепления второго конца 136 кронштейна 102 и верхнего участка 164 корпуса 102, чтобы препятствовать движению кронштейна 102 и корпуса 104 друг относительно друга. Блокирующий клин 162 соединен с внутренним участком 138 корпуса, чтобы поворачиваться относительно него вокруг второй оси Р2 поворота. Вторая ось Р2 поворота по существу параллельна первой оси Р1 поворота. Блокирующий клин 162 удерживают в блокирующем положении, показанном на фиг.11, посредством запорного рычага 166, который проходит вокруг внутреннего участка 138 корпуса 104. Вал 168 запорного рычага соединен с возможностью вращения с верхним концом запорного рычага, чтобы зацеплять блокирующий клин 162 и чтобы минимизировать силы трения между блокирующим клином 162 и запорным рычагом 166. Запорный рычаг 166 соединен с внутренним участком 138 корпуса, чтобы поворачиваться относительно него вокруг третьей оси Р3 поворота. Третья ось Р3 поворота по существу параллельна первой оси Р1 поворота и второй оси Р2 поворота. Запорный рычаг 166 смещен к положению, показанному на фиг.11, посредством упругого элемента 170, предпочтительно пружины, расположенного между запорным рычагом 166 и фланцем 142 внутреннего участка 138 корпуса.
Для освобождения блокировочного механизма 160 пользователь нажимает на запорный рычаг 166 в направлении против смещающей силы упругого элемента 170 так, чтобы повернуть запорный рычаг 166 вокруг третьей оси Р3 поворота. Внешний участок 140 корпуса содержит окно 172, через которое пользователь может вставить инструмент, чтобы достать запорный рычаг 166. Как вариант, к нижнему концу запорного рычага 166 может быть прикреплена используемая пользователем кнопка таким образом, чтобы она проходила через окно 172 для нажатия пользователем. Перемещение запорного рычага 166 вокруг третьей оси Р3 перемещает вал 168 запорного рычага от второго конца 136 кронштейна 102, тем самым, позволяя блокирующему клину 162 повернуться вокруг второй оси Р2 поворота из положения блокировки и выйти из зацепления со вторым концом 136 кронштейна 102. Перемещение блокирующего клина 162 из блокирующего положения позволяет повернуть корпус 104 относительно кронштейна 102 вокруг первой оси Р1 поворота и, таким образом, переместить сопло 14 из поднятого положения в опущенное положение.
После того как пользователь повернул сопло 14 вокруг продольной оси L на желаемый угол, пользователь может вернуть сопло 14 в поднятое положение, поднимая конец сопла 14 так, чтобы корпус 104 повернулся вокруг первой оси Р1 поворота. Так как запорный рычаг 166 смещен в положение, показанное на фиг.11, то возврат сопла 14 в поднятое положение приводит к тому, что запорный рычаг 166 автоматически возвращается в положение, показанное на фиг.11, и, таким образом, блокирующий клин 162 возвращается в положение блокировки.
Чтобы управлять потолочным вентилятором 10 пользователь нажимает на соответствующую кнопку пользовательского интерфейса или пульта дистанционного управления. Управляющая схема пользовательского интерфейса передает это действие на главную управляющую схему, в ответ на это главная управляющая схема включает мотор 26, чтобы вращать лопастное колесо 22. Вращение лопастного колеса 22 приводит к тому, что первичный воздушный поток подают в корпус 104 опоры 16 в сборе через воздухоприемник 150. Пользователь, используя пользовательский интерфейс или пульт дистанционного управления, может управлять скоростью мотора 26 и, таким образом, скоростью, с которой воздух подают в опору 16 в сборе. Первичный воздушный поток проходит последовательно вдоль воздушного канала 150 опоры 16 в сборе и воздушный канал 152 воздухоприемного участка 12, чтобы поступить во внутренний канал 94 сопла 14.
Во внутреннем канале 94 сопла 14 первичный воздушный поток разделяют на два воздушных потока, которые проходят в противоположных направлениях вокруг отверстия 78 сопла 14. Когда воздушные потоки проходят через внутренний канал 94, воздух выводят через воздуховыпускное отверстие 90. Если смотреть в плоскости прохождения, содержащей ось Х отверстия, то первичный воздушный поток выводят через воздуховыпускное отверстие 90 в направлении D. Выход первичного воздушного потока из воздуховыпускного отверстия 90 приводит к появлению вторичного воздушного потока, получаемого путем увлечения воздуха из внешнего окружения, в частности из области вокруг сопла. Этот вторичный воздушный поток объединяется с первичным воздушным потоком, чтобы образовать объединенный, или общий, воздушный поток, или воздушное течение, выходящий из сопла 14.