ВЕНТИЛЯТОР
FAN

Настоящее изобретение относится к вентилятору. Предпочтительно изобретение относится к бытовому вентилятору, такому как напольный вентилятор, предназначенному для создания циркуляции воздуха и воздушной струи в комнате, в офисе или других бытовых условиях, и к стойке для такого вентилятора.
Обычный бытовой вентилятор, как правило, содержит набор лопастей или лопаток, установленных с возможностью вращения относительно оси, и устройство привода, предназначенное для вращения набора лопастей и, таким образом, создания воздушного потока. Перемещение и циркуляция воздушного потока порождает «охлаждение ветром» или легкий ветерок и, в результате, пользователь ощущает охлаждающее действие, так как тепло рассеивается благодаря конвекции и испарению.
Размеры и формы таких вентиляторов могут быть различны. Например, диаметр потолочных вентиляторов может составлять, по меньшей мере, 1 м и они могут подвешиваться к потолку с целью создания направленного вниз воздушного потока, охлаждающего комнату. С другой стороны, диаметр настольных вентиляторов часто может составлять примерно 30 см, и обычно такие вентиляторы выполнены в виде отдельно стоящих и переносимых устройств. Расположенные на полу вентиляторы обычно содержат регулируемую по высоте стойку, которая поддерживает устройство привода и набор лопастей, предназначенных для создания воздушного потока, расход которого обычно составляет от 300 до 500 л/с.
Недостаток вентиляторов такого типа заключается в том, что воздушный поток, созданный вращающимися лопастями вентилятора, обычно не является равномерным. Это происходит из-за изменений вдоль поверхности лопастей или вдоль внешней поверхности вентилятора. Степень таких изменений может меняться от одного типа вентилятора к другому и даже от одного вентилятора к другому. Эти изменения приводят к созданию неравномерного или «прерывистого» воздушного потока, что можно ощутить как серии пульсаций воздуха, и они могут быть некомфортны пользователю.
В бытовых условиях нежелательно, чтобы части устройства выступали наружу или чтобы пользователь мог коснуться каких-либо движущихся частей, таких как лопасти. Напольные вентиляторы обычно содержат кожух, окружающий лопасти, что нужно для предотвращения повреждений от контакта с вращающимися лопастями, но может затруднить чистку части таких кожухов. Более того, из-за крепления устройства привода и вращающихся лопастей сверху стойки, центр тяжести напольного вентилятора обычно смещен в сторону верха стойки. Из-за этого напольный вентилятор склонен падать, если его случайно задеть, если только стойка не снабжена сравнительно широким или тяжелым основанием, что может быть нежелательно для пользователя.
В настоящем изобретении предложена стойка вентилятора, содержащая телескопическую трубку, предназначенную для перемещения воздушного потока в выпускное отверстие вентилятора, при этом трубка содержит внешний цилиндрический элемент, имеющий первый стопорный элемент, внутренний цилиндрический элемент, который расположен, по меньшей мере, частично во внешнем цилиндрическом элементе и который выполнен с возможностью перемещения относительно внешнего цилиндрического элемента, при этом внутренний цилиндрический элемент содержит второй стопорный элемент, предназначенный для взаимодействия с первым стопорным элементом с целью предотвращения извлечения внутреннего цилиндрического элемента из внешнего цилиндрического элемента, и ходовую пружину, установленную с возможностью вращения на втором стопорным элементе, при этом ходовая пружина содержит свободный конец, удерживаемый первым стопорным элементом.
Таким образом, в настоящем изобретении телескопическая трубка может служить как для поддержки отверстия для выпуска воздуха, через которое выпускается воздушный поток, созданный вентилятором, так и для перемещения созданного воздушного потока в сопло. Таким образом, средство создания воздушного потока через трубку может быть расположено в нижней части стойки, тем самым центр тяжести вентилятора находится ниже по сравнению с известными напольными вентиляторами, в которых лопастной вентилятор и устройство привода для лопастного вентилятора соединены с верхом стойки, и тем самым вентилятор менее склонен падать, если его задеть. Например, в предпочтительном варианте осуществления изобретения стойка содержит основание, содержащее средство создания воздушного потока. В качестве альтернативы средство создания воздушного потока может быть расположено в телескопической трубке.
Как упомянуто выше, ходовая пружина с возможностью вращения установлена на втором стопорном элементе, при этом свободный конец ходовой пружины удерживается первым стопорным элементом. Таким образом, ходовая пружина разматывается при перемещении - внутреннего цилиндрического элемента во внешнем цилиндрическом элементе. Энергия упругой деформации, запасенная в ходовой пружине, служит как противовес, необходимый для поддержания выбранного пользователем положения внутреннего цилиндрического элемента относительно внешнего цилиндрического элемента.
Предпочтительно, чтобы первый стопорный элемент содержал втулку, соединенную с внутренней поверхностью внешнего цилиндрического элемента. Свободный конец ходовой пружины может удерживаться между втулкой и внутренней поверхностью внешнего цилиндрического элемента. В качестве альтернативы свободный конец ходовой пружины может быть соединен с втулкой. Предпочтительно, чтобы второй стопорный элемент содержал втулку, соединенную с внутренним цилиндрическим элементом.
Предпочтительно, чтобы внутренний цилиндрический элемент содержал средство взаимодействия с внутренней поверхностью внешнего цилиндрического элемента и средство прижатия средства взаимодействия к внутренней поверхности внешнего цилиндрического элемента. Это может увеличить силы трения, которые противодействуют перемещению внутреннего цилиндрического элемента относительно внешнего цилиндрического элемента. Предпочтительно, чтобы средство взаимодействия было установлено на втором стопорном элементе и предпочтительно, чтобы оно, по меньшей мере, частично окружало второй стопорный элемент. В предпочтительном варианте осуществления изобретения средство взаимодействия выполнено в виде ленты, частично окружающей второй стопорный элемент, а средство прижатия содержит пружину или другой упругий элемент, расположенный между концами ленты и разводящий концы ленты друг от друга, тем самым прижимая внешнюю поверхность ленты к внутренней поверхности внешнего цилиндрического элемента.
Предпочтительно, чтобы средство создания воздушного потока в трубке содержало крыльчатку, двигатель, предназначенный для вращения крыльчатки, и диффузор, расположенный по потоку после крыльчатки. Предпочтительно, чтобы крыльчатка была крыльчаткой с косым потоком. Предпочтительно, чтобы двигатель был бесщеточным двигателем постоянного тока с целью исключения потерь на трение и отсутствия углеродной пыли от щеток, используемых в обычных щеточных двигателях. Уменьшение количества углеродной пыли и выбросов целесообразно в чистых или чувствительных к загрязнению средах, таких как госпиталь или в присутствии людей, страдающих от аллергии. Хотя индукционные двигатели, которые обычно используются в вентиляторах, также не содержат щеток, бесщеточные двигатели постоянного тока могут обеспечить гораздо более широкий диапазон рабочих скоростей вращения по сравнению с индукционными двигателями.
Предпочтительно, чтобы диффузор содержал множество спиральных лопастей, в результате чего из диффузора выходит спиральный воздушный поток. Так как воздушный поток через трубку в общем направлен в осевом или продольном направлении, предпочтительно, чтобы трубка содержала средство направления воздушного потока, выходящего из диффузора в трубку. Это может уменьшить потери внутри трубки. Предпочтительно, чтобы средство направления воздушного потока содержало множество лопастей, каждая из которых предназначена для направления соответствующей части воздушного потока, выходящего из диффузора, по направлению к трубке. Эти лопасти могут быть расположены на внутренней поверхности направляющего воздух элемента, установленного поверх диффузора, и предпочтительно, чтобы указанные лопасти были расположены по существу на одинаковых расстояниях друг от друга. Средство направления воздушного потока также может содержать несколько радиальных лопастей, расположенных, по меньшей мере, частично внутри трубки, при этом каждая радиальная лопасть прилегает к соответствующей лопасти из указанного выше множества лопастей. Эти радиальные лопасти могут определять множество осевых или продольных каналов, которые расположены в трубке и каждый из которых принимает соответствующую часть воздушного потока из каналов, определенных множеством лопастей. Предпочтительно, чтобы эти части воздушного потока соединялись внутри трубки.
В настоящем изобретении также предложен вентилятор, содержащий упомянутую выше стойку. Предпочтительно, чтобы вентилятор представлял собой безлопастной вентилятор. Благодаря использованию безлопастного вентилятора воздушная струя может быть создана без использования лопастного вентилятора. По сравнению с лопастным вентилятором, безлопастной вентилятор является менее сложным и содержит меньшее количество движущихся частей. Далее без использования лопастного вентилятора для выталкивания воздушной струи из вентилятора, сравнительно равномерная воздушная струя может быть создана и направлена в комнату или к пользователю. Воздушная струя может эффективно перемещаться из выпускного отверстия с потерей малого количества энергии и скорости на турбулентность.
Термин «безлопастной» используется для описания вентилятора, в котором воздушный поток выбрасывается или выталкивается вперед из вентилятора без использования движущихся лопастей. Следовательно, безлопастной вентилятор можно рассматривать как вентилятор, содержащий область вывода или зону выброса, в которой отсутствуют движущиеся лопасти и от которой воздушный поток направляется к пользователю или в комнату. В область вывода безлопастного вентилятора может поступать первичный воздушный поток, созданный одним из множества различных источников, таких как насосы, генераторы, двигатели или другие устройства передачи текучей среды и которые могут содержать предназначенное для создания воздушного потока вращающееся устройство, такое как ротор двигателя и/или крыльчатку. Созданный первичный воздушный поток может проходить из пространства комнаты или другой среды снаружи вентилятора и далее перемещаться назад в пространство комнаты через выпускное отверстие.
Следовательно, не предусматривается, что описание вентилятора как безлопастного вентилятора содержит описание источника энергии и компонентов, таких как двигатели, которые нужны для осуществления вторичных функций вентилятора. Примерами вторичных функций вентилятора могут служить запуск, регулировка и колебание вентилятора.
Предпочтительно, чтобы вентилятор содержал сопло, установленное на стойке, при этом сопло содержит выпускной участок, предназначенный для выпуска воздушного потока, и расположено вокруг отверстия, через которое воздух снаружи сопла всасывается воздушным потоком, выходящим из выпускного участка. Предпочтительно, чтобы сопло окружало отверстие. Сопло может представлять собой кольцеобразное сопло, высота которого предпочтительно находится в диапазоне от 200 до 600 мм, более предпочтительно - от 250 до 500 мм.
Предпочтительно, чтобы выпускной участок сопла окружал отверстие и предпочтительно, чтобы выпускной участок был кольцеобразным. Предпочтительно, чтобы сопло содержало внутреннюю часть корпуса и внешнюю часть корпуса, которые определяют выпускной участок сопла. Предпочтительно, чтобы каждая часть была сформирована из соответствующего кольцеобразного элемента, но каждая часть может представлять собой несколько элементов, соединенных друг с другом или каким-либо образом собранных с целью формирования указанной части. Предпочтительно, чтобы форма внешней части корпуса была такова, чтобы частично перекрывать внутреннюю часть корпуса. Это может дать возможность определить выпускное отверстие выпускного участка между перекрывающимися частями внешней поверхности внутренней части корпуса и внутренней поверхности внешней части корпуса сопла. Предпочтительно, чтобы выпускное отверстие было выполнено в виде щели, предпочтительно, чтобы ее ширина составляла от 0,5 мм до 5 мм, более предпочтительно - от 0,5 мм до 1,5 мм. Сопло может содержать несколько разделителей, предназначенных для разъединения перекрывающихся частей внутренней части корпуса и внешней части корпуса сопла. Это может способствовать поддержанию по существу равномерной ширины выпускного отверстия выпускного участка вокруг отверстия сопла. Предпочтительно, чтобы разделители были расположены на одинаковых расстояниях вдоль выпускного отверстия.
Предпочтительно, чтобы сопло содержало внутренний канал, предназначенный для перемещения воздушного потока из трубки. Предпочтительно, чтобы внутренний канал был кольцеобразным и предпочтительно, чтобы форма внутреннего канала была такой, чтобы разделять воздушный поток на два воздушных потока, которые текут в противоположных направлениях вокруг отверстия. Предпочтительно, чтобы внутренний канал также был определен внутренней частью корпуса и внешней частью корпуса сопла.
Предпочтительно, чтобы вентилятор содержал средство, предназначенное для обеспечения колебания сопла так, чтобы воздушная струя колебалась по дуге, предпочтительно в диапазоне от 60 до 120°. Например, стойка может содержать основание, содержащее средство колебания верхней части основания, к которой присоединено сопло, относительно нижней части основания.
Максимальный расход воздуха для воздушной струи, созданной вентилятором, предпочтительно находится в диапазоне от 300 до 800 л/с, более предпочтительно - от 500 до 800 л/с.
Сопло может содержать поверхность Коанда, которая прилегает к выпускному участку и поверх которой выпускной участок, направляет выходящий из него воздушный поток. Предпочтительно, чтобы форма внешней поверхности внутренней части корпуса сопла была такова, чтобы определять поверхность Коанда. Предпочтительно, чтобы поверхность Коанда была расположена вокруг отверстия. Поверхность Коанда является известной поверхностью, для которой при протекании текучей среды, выходящей из выпускного отверстия близко к поверхности, наблюдается эффект Коанда. Текучая среда стремится течь близко поверх поверхности, практически «прилипая» к поверхности или «держась» за нее. Эффект Коанда является доказанным, хорошо задокументированным способом увлечения, при котором первичный воздушный поток направляется поверх поверхности Коанда. Описание свойств поверхности Коанда и действие потока текучей среды, текущей поверх поверхности Коанда, можно найти в статьях, таких как статья Reba, журнал Scientific American, том 214, июнь 1966 г., страницы от 84 до 92. Благодаря использованию поверхности Коанда, воздух, выходящий из выпускного участка, всасывает через отверстие большее количество воздуха, находящегося снаружи вентилятора.
В настоящем изобретении воздушный поток попадает в сопло вентилятора из телескопической трубки. В последующем описании этот воздушный поток будет называться первичным воздушным потоком. Первичный воздушный поток выходит из выпускного участка сопла и предпочтительно проходит поверх поверхности Коанда. Первичный воздушный поток увлекает воздух, окружающий выпускной участок сопла, которое действует как усилитель воздуха, предназначенный для подачи пользователю как первичного воздушного потока, так и увлеченного воздуха. Увлеченный воздух будет называться вторичным воздушным потоком. Вторичный воздушный поток всасывается из пространства комнаты, области или внешней среды, окружающей выпускной участок сопла и, благодаря перемещению, из других областей вокруг вентилятора и проходит в основном через отверстие, определяемое соплом. Первичный воздушный поток, направленный поверх поверхности Коанда и объединенный с увлеченным вторичным воздушным потоком, составляет общий воздушный поток, выбрасываемый или выталкиваемый вперед из отверстия, определенного соплом. Предпочтительно, чтобы увлечение воздуха, окружающего выпускной участок сопла, было таково, чтобы первичный воздушный поток усиливался, по меньшей мере, в пять раз, более предпочтительно, по меньшей мере, в десять раз, при одновременном поддержании общей равномерности выхода.
Предпочтительно, чтобы сопло содержало расширяющуюся поверхность, расположенную по потоку после поверхности Коанда. Предпочтительно, чтобы форма внешней поверхности внутренней части корпуса сопла была такова, чтобы определять расширяющуюся поверхность.
Далее будет описан один вариант осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан вентилятор, в котором телескопическая трубка вентилятора находится в полностью выдвинутом положении, вид в перспективе;
на фиг.2 - вентилятор с фиг.1, в котором телескопическая трубка вентилятора находится в полностью сложенном положении, вид в перспективе;
на фиг.3 - основание стойки вентилятора с фиг.1, вид в разрезе;
на фиг.4 - телескопическая трубка вентилятора с фиг.1, вид с пространственным разделением деталей;
на фиг.5 - трубка с фиг.4 в полностью выдвинутом положении, вид сбоку;
на фиг.6 - трубка с фиг.5, вид в разрезе по А-А;
на фиг.7 - трубка с фиг.5, вид в разрезе по В-В;
на фиг.8 - трубка с фиг.4 в полностью выдвинутом положении, вид в перспективе с вырезанной частью внешнего цилиндрического элемента;
на фиг.9 - часть фиг.8, увеличенный вид, на котором удалены некоторые части трубки;
на фиг.10 - трубка с фиг.4 в сложенном состоянии, вид сбоку;
на фиг.11 - трубка с фиг.10, вид в разрезе по С-С;
на фиг.12 - сопло вентилятора с фиг.1, вид с пространственным разделением деталей;
на фиг.13 - сопло с фиг.12, вид спереди;
на фиг.14 - сопло с фиг.13, вид в разрезе по Р-Р; и
на фиг.15 - увеличенный вид области R, показанной на фиг.14;
На фиг.1 и 2 показаны виды в перспективе варианта выполнения вентилятора 10. В этом варианте осуществления изобретения вентилятор 10 является безлопастным вентилятором и выполнен в виде бытового напольного вентилятора, содержащего регулируемую по высоте стойку 12 и сопло 14, установленное на стойке 12 и предназначенное для выпуска воздуха из вентилятора 10. Стойка 12 содержит расположенное на полу основание 16 и регулируемую по высоте опору, в виде телескопической трубки 18, которая выступает вверх от основания 16 и которая предназначена для перемещения первичного воздушного потока из основания 16 в сопло 14.
Основание 16 стойки 12 содержит по существу цилиндрическую часть 20 корпуса с двигателем, установленную по существу на цилиндрической нижней части 22 корпуса. Предпочтительно, чтобы часть 20 корпуса с двигателем и нижняя часть 22 корпуса имели по существу одинаковый внешний диаметр, чтобы внешняя поверхность части 20 корпуса с двигателем была по существу выровнена с внешней поверхностью нижней части 22 корпуса. При желании нижняя часть 22 корпуса может быть установлена на расположенной на полу дискообразной пластине 24 основания и может содержать несколько управляемых пользователем кнопок 26 и управляемый пользователем регулятор 28, предназначенный для управления работой вентилятора 10. Кроме того, основание 16 дополнительно содержит несколько каналов 30 для впуска воздуха, которые в этом варианте осуществления изобретения выполнены в виде отверстий, которые выполнены в части 20 корпуса с двигателем и через которые первичный воздушный поток всасывается в основание 16 из внешней среды. В этом варианте осуществления изобретения высота основания 16 стойки 12 составляет от 200 до 300 мм, а диаметр части 20 корпуса с двигателем составляет от 100 до 200 мм. Предпочтительно, чтобы диаметр пластины 24 основания составлял от 200 до 300 мм.
Телескопическая трубка 18 стойки 12 выполнена с возможностью перемещения от полностью выдвинутого положения, показанного на фиг.1, до сложенного положения, показанного на фиг.2. Трубка 18 содержит по существу цилиндрическое основание 32, установленное на основании 12 вентилятора 10, внешний цилиндрический элемент 34, который соединен с основанием 32 и который отходит вверх от основания 32, и внутренний цилиндрический элемент 36, который частично расположен во внешнем цилиндрическом элементе 34. Соединительное устройство 37 соединяет сопло 14 и открытый верхний конец внутреннего цилиндрического элемента 36 трубки 18. Внутренний цилиндрический элемент 36 выполнен с возможностью перемещения во внешнем цилиндрическом элементе 34 от полностью выдвинутого положения, показанного на фиг.1, до сложенного положения, показанного на фиг.2. Когда внутренний цилиндрический элемент 36 находится в полностью выдвинутом положении, предпочтительно, чтобы высота вентилятора 10 составляла от 1200 до 1600 мм, а когда внутренний цилиндрический элемент 36 находится в сложенном положении, предпочтительно, чтобы высота вентилятора 10 составляла от 900 до 1300 мм. Для регулировки высоты вентилятора 10, пользователь может взяться за открытую часть внутреннего цилиндрического элемента 36 и переместить внутренний цилиндрический элемент 36 по желанию вверх или вниз, чтобы сопло 14 заняло требуемое положение по вертикали. Когда внутренний цилиндрический элемент 36 находится в сложенном положении, пользователь может взяться за соединительное устройство 37 и вытянуть внутренний цилиндрический элемент 36 вверх.
Сопло 14 имеет кольцеобразную и окружает центральную ось X, определяя отверстие 38. Сопло 14 содержит выпускной участок 40, распложенный в задней части сопла 14 и предназначенный для выпуска первичного воздушного потока из вентилятора 10 через отверстие 38. Выпускной участок 40 расположен вокруг отверстия 38 и предпочтительно также является кольцеобразным. Внутренняя периферийная часть сопла 14 содержит поверхность 42 Коанда, которая прилегает к выпускному участку 40 и поверх которой выпускной участок 40 направляет выпускаемый из вентилятора 10 воздух, расширяющуюся поверхность 44, расположенную по потоку после поверхности 42 Коанда, и направляющую поверхность 46, расположенную по потоку после расширяющейся поверхности 44. Расширяющаяся поверхность 44 расположена по конусу от центральной оси Х отверстия 38 таким образом, чтобы способствовать течению потока воздуха, выброшенного из вентилятора 10. Угол между расширяющейся поверхностью 44 и центральной осью Х отверстия 38, находится в диапазоне от 5 до 25°, и в этом примере равен примерно 7°. Направляющая поверхность 46 расположена под углом к расширяющейся поверхности 44, чтобы дополнительно способствовать эффективной доставке охлаждающего воздушного потока из вентилятора 10. Предпочтительно, чтобы направляющая поверхность 46 была расположена параллельно центральной оси Х отверстия 38, чтобы представлять собой по существу плоскую и по существу гладкую поверхность для воздушного потока, выброшенного из выпускного участка 40. По потоку после направляющей поверхности 46 расположена визуально привлекательная скошенная поверхность 48, которая заканчивается конечной поверхностью 50, расположенной по существу перпендикулярно центральной оси Х отверстия 38. Предпочтительно, чтобы угол между скошенной поверхностью 48 и центральной осью Х отверстия 38 был равен примерно 45°. В этом варианте осуществления изобретения высота сопла 14 составляет от 400 до 600 мм.
На фиг.3 показан вид в разрезе основания 16 стойки 12. В нижней части 22 корпуса расположен контроллер, в целом обозначенный ссылочной позицией 52 и предназначенный для управления работой вентилятора 10 в ответ на нажатие управляемых пользователем кнопок 26, которые показаны на фиг.1 и 2, и/или в ответ на манипуляции с управляемым пользователем регулятором 28. Нижняя часть 22 корпуса также может содержать датчик 54, предназначенный для получения управляющих сигналов от пульта дистанционного управления (не показан) и передачи этих управляющих сигналов в контроллер 52. Предпочтительно, чтобы эти управляющие сигналы были инфракрасными сигналами. Датчик 54 расположен за окошком 55, через которое управляющие сигналы поступают в нижнюю часть 22 корпуса основания 16. Также может быть предусмотрен светодиод (не показан), показывающий, что вентилятор 10 находится в режиме готовности. Нижняя часть 22 корпуса также содержит механизм, в целом обозначенный ссылочной позицией 56 и предназначенный для осуществления колебательного движения части 20 корпуса с двигателем основания 16 относительно нижней части 22 корпуса основания 16. Колебательный механизм 56 содержит вращающийся вал 56а, который отходит от нижней части 22 корпуса и заканчивается в части 20 корпуса с двигателем. Вал 56а установлен во втулке 56b, соединенной с нижней частью 22 корпуса, с помощью подшипников, чтобы вал 56а мог вращаться относительно втулки 56b. Один конец вала 56а соединен с центральной частью кольцеобразной соединительной пластины 56с, при этом внешняя часть соединительной пластины 56с соединена с основанием части 20 корпуса с двигателем. Это дает возможность вращения части 20 корпуса с двигателем относительно нижней части 22 корпуса. Колебательный механизм 56 также содержит двигатель (не показан), который расположен в нижней части 22 корпуса и который управляет кривошипно-шатунным механизмом, в целом обозначенным ссылочной позицией 56d и осуществляющим колебательное движение основания части 20 корпуса с двигателем относительно верхней части нижней части 22 корпуса. Кривошипно-шатунные механизмы, предназначенные для осуществления колебательного движения одного узла относительно другого, известны и поэтому не будут описаны в настоящем документе. Предпочтительно, чтобы диапазон колебательного цикла части 20 корпуса с двигателем составлял от 60° до 120°, а в этом варианте осуществления изобретения он равен примерно 90°. В этом варианте осуществления изобретения колебательный механизм 56 может выполнять примерно от до 5 колебательных циклов в минуту. Кабель 58 питания выходит через отверстие, выполненное в нижней части 22 корпуса, и предназначен для подачи электрической энергии к вентилятору 10.
Часть 20 корпуса с двигателем содержит цилиндрическую защитную сетку 60, в которой выполнено множество отверстий 62 с целью формирования каналов 30 для впуска воздуха, распложенных в основании 16 стойки 12. Часть 20 корпуса с двигателем вмещает крыльчатку 64, предназначенную для всасывания первичного воздушного потока через отверстия 62 в основание 12. Предпочтительно, чтобы крыльчатка 64 имела форму крыльчатки с косым потоком. Крыльчатка 64 соединена с вращающимся валом 66, выходящим из двигателя 68. В этом варианте осуществления изобретения двигатель 68 представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, скорость вращения которого изменяется контроллером 52 в ответ на манипуляции пользователя с регулятором 28 и/или в ответ на сигнал, принятый от пульта дистанционного управления. Предпочтительно, чтобы максимальная скорость вращения двигателя 68 находилась в диапазоне от 5000 до 10000 об./мин. Двигатель 68 расположен в кожухе двигателя, который содержит верхнюю часть 70, соединенную с нижней частью 72. Верхняя часть 70 кожуха двигателя содержит диффузор 74 в виде неподвижного диска со спиральными лопастями. Кожух двигателя установлен в корпусе 76 крыльчатки, который в целом имеет форму усеченного конуса и который соединен с частью 20 корпуса с двигателем. Форма крыльчатки 64 и корпуса 76 крыльчатки выбрана такой, чтобы крыльчатка 64 была близко расположена к внутренней поверхности кожуха 76 крыльчатки, но не касалась ее. По существу кольцеобразный элемент 78 для впуска воздуха соединен с низом корпуса 76 крыльчатки и предназначен для направления первичного воздушного потока в корпус 76 крыльчатки.
Предпочтительно, чтобы основание 16 стойки 12 дополнительно содержало шумопоглощающий пеноматериал, предназначенный для уменьшения распространения шума из основания 16. В этом варианте осуществления изобретения часть 20 корпуса с двигателем основания 16 содержит первый кольцеобразный элемент 80, выполненный из пеноматериала и расположенный под защитной сеткой 60, и второй кольцеобразный элемент 82, выполненный из пеноматериала и расположенный между корпусом 76 крыльчатки и элементом 78 для впуска воздуха.
Далее со ссылками на фиг.4-11 будет описана телескопическая трубка 18 стойки 12. Основание 32 трубки 18 содержит по существу цилиндрическую боковую стенку 102 и кольцеобразную верхнюю поверхность 104, которая по существу перпендикулярна боковой стенке 102 и предпочтительно выполнена за одно целое с боковой стенкой 102. Предпочтительно, чтобы внешний диаметр боковой стенки 102 по существу совпадал с внешним диаметром части 20 корпуса с двигателем основания 16, а форма боковой стенки 102 была такова, чтобы внешняя поверхность боковой стенки 102 была по существу расположена заподлицо с внешней поверхностью части 20 корпуса с двигателем основания 16, когда трубка 18 соединена с основанием 16. Кроме того, основание 32 содержит сравнительно короткий воздушный патрубок 106, отходящий от верхней поверхности 104 и предназначенный для перемещения первичного воздушного потока во внешний цилиндрический элемент 34 трубки 18. Предпочтительно, чтобы воздушный патрубок 106 был по существу соосен с боковой стенкой 102, а его внешний диаметр был немного меньше внутреннего диаметра внешнего цилиндрического элемента 34 трубки 18, чтобы была возможность полностью вставить воздушный патрубок 106 во внешний цилиндрический элемент 34 трубки 18. На внешней поверхности воздушного патрубка 106 может быть расположено множество ребер 108, расположенных вдоль оси и предназначенных для формирования посадки с натягом с внешним цилиндрическим элементом 34 трубки 18, и, таким образом, для крепления внешнего цилиндрического элемента 34 к основанию 32. Поверх верхнего конца воздушного патрубка 106 расположен кольцеобразный уплотняющий элементно для формирования воздухонепроницаемого уплотнения между внешним цилиндрическим элементом 34 и воздушным патрубком 106.
Трубка 18 содержит куполообразный элемент 114, предназначенный для направления первичного воздушного потока, выходящего из диффузора 74, в воздушный патрубок 106. Направляющий воздух элемент 114 содержит открытый нижний конец 116, предназначенный для приема первичного воздушного потока из основания 16, и открытый верхний конец 118, предназначенный для перемещения первичного воздушного потока в воздушный патрубок 106. Направляющий воздух элемент 114 расположен внутри основания 32 трубки 18. Направляющий воздух элемент 114 соединен с основанием 32 с помощью защелкивающихся соединительных элементов 120, расположенных на основании 32 и направляющем воздух элементе 114. Второй кольцеобразный уплотняющий элемент 121 расположен вокруг открытого верхнего конца 118 с целью формирования воздухонепроницаемого уплотнения между основанием 32 и направляющим воздух элементом 114. Как показано на фиг.3, направляющий воздух элемент 114 соединен с открытым верхним концом части 20 корпуса с двигателем основания 16, например, с помощью защелкивающихся соединительных элементов 123 или резьбовых соединительных элементов, расположенных на направляющем воздух элементе 114 и части 20 корпуса с двигателем основания 16. Таким образом, направляющий воздух элемент 114 служит для соединения трубки 18 с основанием 16 стойки 12.
На внутренней поверхности направляющего воздух элемента 114 расположено множество направляющих воздух лопастей 122 для направления спирального воздушного потока, выходящего из диффузора 74, в воздушный патрубок 106. В этом примере направляющий воздух элемент 114 содержит семь направляющих воздух лопастей 122, которые равномерно распределены по внутренней поверхности направляющего воздух элемента 114. Направляющие воздух лопасти 122 сходятся в центре открытого верхнего конца 118 направляющего воздух элемента 114 и, таким образом, определяют несколько воздушных каналов 124 в направляющем воздух элементе 114, каждый из которых предназначен для направления соответствующей части первичного воздушного потока в воздушный патрубок 106. Как показано на фиг.4, семь радиальных направляющих воздух лопастей 126 расположены в воздушном патрубке 106. Каждая из этих радиальных направляющих воздух лопастей 126 расположена вдоль по существу всей длины воздушного патрубка 106 и примыкает к соответствующей одной направляющей воздух лопасти 122, когда направляющий воздух элемент 114 соединен с основанием 32. Таким образом, радиальные направляющие воздух лопасти 126 определяют несколько расположенных по оси воздушных каналов 128 внутри воздушного патрубка 106, при этом каждый из воздушных каналов 128 принимает часть первичного воздушного потока из соответствующего одного из воздушных каналов 124, расположенных внутри направляющего воздух элемента 114, и перемещает эту часть первичного воздушного потока по оси через воздушный патрубок 106 во внешний цилиндрический элемент 34 трубки 18. Таким образом, основание 32 и направляющий воздух элемент 114 трубки 18 служит для преобразования спирального воздушного потока, выходящего из диффузора 74, в осевой воздушный поток, который проходит через внешний цилиндрический элемент 34 и внутренний цилиндрический элемент 36 в сопло 14. Для формирования воздухонепроницаемого уплотнения между направляющим воздух элементом 114 и основанием 32 трубки 18 может быть предусмотрен третий кольцеобразный уплотняющий элемент 129.
Цилиндрическая верхняя втулка 130 соединена, например, с помощью клеящего вещества или с помощью посадки с натягом с внутренней поверхностью верхней части внешнего цилиндрического элемента 34, так что верхний конец 132 верхней втулки 130 находится на одном уровне с верхним концом 134 внешнего цилиндрического элемента 34. Внутренний диаметр верхней втулки 130 немного больше внешнего диаметра внутреннего цилиндрического элемента 36, чтобы дать возможность внутреннему цилиндрическому элементу 36 пройти через верхнюю втулку 130. Третий кольцеобразный уплотняющий элемент 136 расположен на верхней втулке 130 с целью формирования воздухонепроницаемого уплотнения с внутренним цилиндрическим элементом 36. Третий кольцеобразный уплотняющий элемент 136 содержит кольцеобразную кромку 138, которая взаимодействует с внешним цилиндрическим элементом 34 с целью получения воздухонепроницаемого уплотнения между верхней втулкой 130 и внешним цилиндрическим элементом 34.
Цилиндрическая нижняя втулка 140 соединена, например, с помощью клеящего вещества или с помощью посадки с натягом с внешней поверхностью нижней части внутреннего цилиндрического элемента 36, так что нижний конец 142 внутреннего цилиндрического элемента 36 расположен между верхним концом 144 и нижним концом 146 нижней втулки 140. Внешний диаметр верхнего конца 144 нижней втулки 140 по существу совпадет с внешним диаметром нижнего конца 148 верхней втулки 130. Таким образом, в полностью выдвинутом положении внутреннего цилиндрического элемента 36 верхний конец 144 нижней втулки 140 примыкает к нижнему концу 148 верхней втулки 130, предотвращается извлечение внутреннего цилиндрического элемента 36 из внешнего цилиндрического элемента 34. В сложенном положении внутреннего цилиндрического элемента 36 нижний конец 146 нижней втулки 140 примыкает к верхнему концу воздушного патрубка 106.
Ходовая пружина 150 намотана на ось 152, которая с возможностью вращения установлена между направленными внутрь кронштейнами 154 нижней втулки 140 трубки 18, как показано на фиг.7. Как показано на фиг.8, ходовая пружина 150 представляет собой стальную полосу, свободный конец 156 которой неподвижно закреплен между внешней поверхностью верхней втулки 130 и внутренней поверхностью внешнего цилиндрического элемента 34. Следовательно, ходовая пружина 150 разматывается с оси 152, когда внутренний цилиндрический элемент 36 опускают от полностью выдвинутого положения, показанного на фиг.5 и 6, до сложенного положения, показанного на фиг.10 и 11. Энергия упругой деформации, запасенная в ходовой пружине 150, служит как противовес, необходимый для поддержания выбранного пользователем положения внутреннего цилиндрического элемента 36 относительно внешнего цилиндрического элемента 34.
Дополнительное сопротивление перемещению внутреннего цилиндрического элемента 36 относительно внешнего цилиндрического элемента 34 обеспечивается подпружиненной дугообразной лентой 158, предпочтительно выполненной из пластического материала и расположенной в кольцеобразной канавке 160, расположенной по окружности вокруг нижней втулки 140. Как показано на фиг.7 и 9, лента 158 не полностью охватывает нижнюю втулку 140 и, таким образом, содержит два противоположных конца 161. Каждый конец 161 ленты 158 содержит внутреннюю по радиусу часть 161 а, которая расположена в отверстии 162, выполненном в нижней втулке 140. Пружина 164 расположена между внутренними по радиусу частями 161 а концов 161 ленты 158, чтобы прижимать внешнюю поверхность ленты 158 к внутренней поверхности внешнего цилиндрического элемента 34, тем самым увеличивая силы трения, которые сопротивляются перемещению внутреннего цилиндрического элемента 36 относительно внешнего цилиндрического элемента 34.
Лента 158 дополнительно содержит выемку 166, которая в этом варианте осуществления изобретения расположена противоположно пружине 164 и которая определяет расположенную по оси канавку 167 на внешней поверхности ленты 158. Канавка 167 ленты 158 расположена над выступающим ребром 168, которое расположено по оси вдоль длины внутренней поверхности внешнего цилиндрического элемента 34. Угловая ширина и глубина по радиусу канавки 167 по существу совпадает с угловой шириной и глубиной по радиусу выступающего ребра 168, что нужно для предотвращения взаимного вращения между внутренним цилиндрическим элементом 36 и внешним цилиндрическим элементом 34.
Далее со ссылками на фиг.12-15, будет описан сопло 14 вентилятора 10. Сопло 14 содержит кольцеобразную внешнюю часть 200 корпуса, соединенную с кольцеобразной внутренней частью 202 корпуса и окружающую внутреннюю часть 202 корпуса. Каждая из указанных частей может быть выполнена из нескольких соединенных деталей, но в этом варианте осуществления изобретения и внешняя часть 200 корпуса и внутренняя часть 202 корпуса представляют собой одно литое изделие. Внутренняя часть 202 корпуса определяет центральное отверстие 38 сопла 14 и содержит внешнюю периферийную поверхность 203, форма которой определяет поверхность 42 Коанда, расширяющуюся поверхность 44, направляющую поверхность 46 и скошенную поверхность 48.
Вместе внешняя часть 200 корпуса и внутренняя часть 202 корпуса определяют кольцеобразный внутренний канал 204 сопла 14. Таким образом, внутренний канал 204 расположен вокруг отверстия 38. Внутренний канал 204 ограничен внутренней периферийной поверхностью 206 внешней части 200 корпуса и внутренней периферийной поверхностью 208 внутренней части 202 корпуса. Основание внешней части 200 корпуса имеет отверстие 210.
Соединительное устройство 37, которое соединяет сопло 14 с открытым верхним концом 170 внутреннего цилиндрического элемента 36 трубки 18, содержит механизм наклона, предназначенный для наклона сопла 14 относительно стойки 12. Механизм наклона содержит верхний элемент в виде пластины 300, неподвижно расположенной в отверстии 210. При желании пластина 300 может быть выполнена как единое целое с внешней частью 200 корпуса. Пластина 300 имеет круглое отверстие 302, через которое первичный воздушный поток попадает во внутренний канал 204 из телескопической трубки 18. Соединительное устройство 37 дополнительно содержит нижний элемент в виде воздушного патрубка 304, который, по меньшей мере, частично вставлен в открытый верхний конец 170 внутреннего цилиндрического элемента 36. Внутренний диаметр этого воздушного патрубка 304 по существу совпадает с внутренним диаметром круглого отверстия 302, выполненного в верхней пластине 300 соединительного устройства 37. При необходимости для формирования воздухонепроницаемого уплотнения между внутренней поверхностью внутреннего цилиндрического элемента 36 и внешней поверхностью воздушного патрубка 304 может быть предусмотрен кольцеобразный уплотняющий элемент, который предотвращает извлечение воздушного патрубка 304 из внутреннего цилиндрического элемента 36. Пластина 300 с возможностью поворота соединена с воздушным патрубком 304 с помощью набора соединительных элементов, которые в целом обозначены на фиг.12 ссылочной позицией 306 и которые закрыты заглушками 308. Гибкая трубка 310 расположена между воздушным патрубком 304 и пластиной 300 и предназначена для перемещения воздуха между воздушным патрубком 304 и пластиной 300. Гибкая трубка 310 может быть выполнена в виде кольцеобразного гофрированного уплотняющего элемента. Первый кольцеобразный уплотняющий элемент 312 образует воздухонепроницаемое уплотнение между трубкой 310 и воздушным патрубком 304, а второй кольцеобразный уплотняющий элемент 314 образует воздухонепроницаемое уплотнение между трубкой 310 и пластиной 300. Для наклона сопла 14 относительно стойки 12 пользователь просто тянет или толкает сопло 14, чтобы трубка 310 изогнулась и дала возможность пластине 300 переместиться относительно воздушного патрубка 304. Усилие, требуемое для перемещения сопла 14, зависит от плотности соединения между пластиной 300 и воздушным патрубком 304 и предпочтительно, чтобы указанное усилие составляло от 2 до 4 Н. Предпочтительно, чтобы сопло 14 было выполнено с возможностью перемещения в диапазоне ±10° от не наклоненного положения, в котором ось Х расположена по существу горизонтально, до полностью наклоненного положения. Когда сопло 14 наклоняют относительно стойки 12, ось Х поворачивается по существу в вертикальной плоскости.
Выпускной участок 40 сопла 14 расположен в задней части вентилятора 10. Выпускной участок 40 образован за счет перекрытия частей 212, 214 внутренней периферийной поверхности 206 внешней части 200 корпуса и внешней периферийной поверхности 203 внутренней части 202 корпуса соответственно. В этом примере выпускной участок 40 является по существу кольцеобразным и, как показано на фиг.15, имеет по существу U-образное поперечное сечение в разрезе по линии, проходящей по диаметру через сопло 14. В этом примере перекрывающиеся части 212, 214 внутренней периферийной поверхности 206 внешней части 200 корпуса и внешней периферийной поверхности 203 внутренней части 202 корпуса выполнены так, что выпускной участок 40 сходится по направлению к выпускному отверстию 216, предназначенному для направления первичного воздушного потока поверх поверхности 42 Коанда. Выпускное отверстие 216 имеет форму кольцеобразной щели, предпочтительно сравнительно постоянной ширины, находящейся в диапазоне от 0,5 до 5 мм. В этом примере ширина выпускного отверстия 216 составляет от 0,5 до 1,5 мм. В выпускном участке 40 могут быть расположены разделители, предназначенные для разведения друг от друга перекрывающихся частей 212, 214 внутренней периферийной поверхности 206 внешней части 200 корпуса и внешней периферийной поверхности 203 внутренней части 202 корпуса с целью поддержания ширины выпускного отверстия 216 на нужном уровне. Эти разделители могут составлять единое целое или с внутренней периферийной поверхностью 206 внешней части 200 корпуса или с внешней периферийной поверхностью 203 внутренней части 202 корпуса.
С целью управления вентилятором 10 пользователь нажимает соответствующую одну из кнопок 26, расположенных на основании 16 стойки 12, в результате чего контроллер 52 запускает двигатель 68 с целью вращения крыльчатки 64. Вращение крыльчатки 64 приводит к тому, что первичный воздушный поток всасывается в основание 16 стойки 12 через отверстия 62 защитной сетки 60. В зависимости от скорости вращения двигателя 68, расход первичного воздушного потока может составлять от 20 до 40 л/с. Первичный воздушный поток последовательно проходит через корпус 76 крыльчатки и диффузор 74. Спиральная форма лопастей диффузора 74 приводит к тому, что первичный воздушный поток выходит из диффузора 74 в виде спирального воздушного потока. Первичный воздушный поток попадает в направляющий воздух элемент 114, где изогнутые направляющие воздух лопасти 122 делят первичный воздушный поток на несколько частей и направляют каждую часть первичного воздушного потока в соответствующие расположенные по оси воздушные каналы 128, находящиеся в воздушном патрубке 106 основания 32 телескопической трубки 18. Части первичного воздушного потока сливаются в направленный по оси воздушный поток при выходе из воздушного патрубка 106. Первичный воздушный поток проходит вверх через внешний цилиндрический элемент 34 и внутренний цилиндрический элемент 36 трубки 18 и через соединительное устройство 37 попадает во внутренний канал 204 сопла 14.
В сопле 14 первичный воздушный поток разделяется на два воздушных потока, которые проходят в противоположных направлениях вокруг центрального отверстия 38 сопла 14. Когда воздушные потоки проходят через внутренний канал 204, воздух попадает в выпускной участок 40 сопла 14. Предпочтительно, чтобы воздух протекал в выпускном участке 40 по существу равномерно вокруг отверстия 38 сопла 14. В выпускном участке 40 направление воздушного потока меняется по существу на противоположное. Воздушный поток сжимается с помощью сходящейся части выпускного участка 40 и выходит через отверстие 216.
Первичный воздушный поток, выходящий из выпускного участка 40, направляется поверх поверхности 42 Коанда сопла 14, что приводит к созданию вторичного воздушного потока благодаря увлечению воздуха из внешней среды, более конкретно из области вокруг выпускного отверстия 216 выпускного участка 40 и из области вокруг задней части сопла 14. Этот вторичный воздушный поток проходит через центральное отверстие 38 сопла 14, где он объединяется с первичным воздушным потоком и получается общий воздушный поток или воздушная струя, выталкиваемая вперед из сопла 14. В зависимости от скорости вращения двигателя 68, расход воздушного потока, выходящего вперед из вентилятора 10, может доходить до 400 л/с, предпочтительно - до 600 л/с, а максимальная скорость воздушной струи может составлять от 2,5 до 4 м/с.
Равномерное распределение первичного воздушного потока вдоль выпускного участка 40 сопла 14 обеспечивает равномерное прохождение воздушного потока поверх расширяющейся поверхности 44. Расширяющаяся поверхность 44 вызывает уменьшение средней скорости воздушного потока из-за перемещения воздушного потока через область управляемого расширения. Сравнительно малый угол между расширяющейся поверхностью 44 и центральной осью Х отверстия 38 позволяет воздушному потоку расширяться постепенно. Иначе резкое или быстрое отклонение могло бы привести к разрывам воздушного потока, при этом в области расширения образовывались бы завихрения. Такие завихрения могут приводить к увеличению турбулентности и связанного с ней шума в воздушном потоке, что может быть нежелательно, особенно в бытовом устройстве, таком как вентилятор. Воздушный поток, выталкиваемый вперед за расширяющуюся поверхность 44, может стремиться продолжить расходиться. Наличие направляющей поверхности 46, расположенной по существу параллельно центральной оси X отверстия 38, дополнительно сужает воздушный поток. В результате воздушный поток может эффективно перемещаться из сопла 14, при этом воздушный поток может быстро ощущаться на расстоянии нескольких метров от вентилятора 10.