專利名稱：風(fēng)扇組件和用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)扇組件。特別是，但不排他，本實用新型涉及一種地面或桌上風(fēng)扇組件，如桌扇，塔式風(fēng)扇或落地風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的家用風(fēng)扇通常包括安裝為繞軸旋轉(zhuǎn)的一套葉片或翼片，及旋轉(zhuǎn)該套葉片以產(chǎn)生空氣流的驅(qū)動裝置?？諝饬鞯囊苿雍脱h(huán)創(chuàng)造“風(fēng)冷”或微風(fēng)，因此，由于熱量通過對流和蒸發(fā)消散，用戶體驗了降溫效果。葉片通常定位在籠子里，該籠子允許空氣流通過罩， 同時防止使用風(fēng)扇時用戶接觸到旋轉(zhuǎn)葉片。US2，488，467描述了一種風(fēng)扇，該風(fēng)扇不使用帶籠的葉片從風(fēng)扇組件發(fā)射空氣。反而，風(fēng)扇組件包括基座，該基座容納電機驅(qū)動的葉輪以將空氣流抽吸進(jìn)入基座，和連接到基座的一系列同心環(huán)形噴嘴，該環(huán)形噴嘴每一個包括環(huán)形出口，環(huán)形出口定位在風(fēng)扇前部用于從風(fēng)扇發(fā)射空氣流。每一個噴嘴繞孔軸線延伸以限定一孔，噴嘴繞該孔延伸。每一個噴嘴為翼型形狀。翼型可以被認(rèn)為具有位于噴嘴后部處的前緣和位于噴嘴前部處的后緣，和在前緣和后緣之間延伸的弦線。在US2，488，467中，每一個噴嘴的弦線平行于噴嘴的孔軸線?？諝獬隹谖挥谙揖€上，且被布置為沿遠(yuǎn)離噴嘴且沿著弦線延伸的方向發(fā)射空氣流。

實用新型內(nèi)容在第一方面，本實用新型提供了一種用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴，該噴嘴包括限定具有孔軸線的孔的內(nèi)壁，內(nèi)壁在保護(hù)孔軸線的平面中具有橫截面輪廓，其為翼型表面的一部分的形狀，該翼型具有前緣、噴嘴前部附近的后緣和在前緣和后緣之間延伸的弦線，弦線的至少部分相對孔軸線傾斜；內(nèi)部通道，繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，位于噴嘴的前部處或前部附近，用于發(fā)射空氣流。從環(huán)形噴嘴發(fā)射的空氣流，后文中稱為主空氣流夾帶噴嘴附近的空氣，其由此作用為將主空氣流和夾帶的空氣兩者都提供給用戶的空氣放大器。夾帶的空氣在此處被稱作輔助空氣流。輔助空氣流抽吸自圍繞噴嘴的室內(nèi)空間、區(qū)域或外部環(huán)境。該主空氣流和夾帶的輔助空氣流匯合，以形成混合或總空氣氣流，或氣流，從噴嘴16前部向前噴出。優(yōu)選地，翼型具有美國國家航空咨詢委員會(NACA)翼型。翼型優(yōu)選具有對稱的4位數(shù)NACA翼型的形狀，在這種情況下弦線可以是直的且弦線相對于孔軸線傾斜。然而，翼型可以具有弧形4位數(shù)NACA翼型、5位數(shù)NACA翼型、6位數(shù)NACA翼型或其它非對稱翼型，在這種情況下弦線可以是彎曲的且只有部分弦線相對于孔軸線傾斜。外壁和內(nèi)壁可以一起具有翼型的形狀，但是外壁可以采用任何期望的形狀。噴嘴優(yōu)選地配置為使得主空氣流被發(fā)射遠(yuǎn)離噴嘴的內(nèi)壁。通過相對孔軸線傾斜弦線的至少部分，或更優(yōu)選的至少前部部分，主空氣流從出氣口射出所沿的方向可以被調(diào)整。例如，通過將弦線的至少部分沿從前緣向后緣延伸的方向朝向孔軸線傾斜，主空氣流可以以向內(nèi)成錐形的錐形形狀朝向孔軸線發(fā)射。另一方面，通過將弦線的至少部分沿從前緣向后緣延伸的方向遠(yuǎn)離孔軸線傾斜，主空氣流可以以向外成錐形的錐形形狀遠(yuǎn)離孔軸線發(fā)射。我們發(fā)現(xiàn)主空氣流從噴嘴發(fā)射所沿的角度的變化可以改變主空氣流對輔助空氣流的夾帶的程度，且由此改變由風(fēng)扇組件產(chǎn)生的組合空氣流的流率。本文中對組合空氣流的流率或最大速度的絕對或相對值的參考是針對在三倍噴嘴的出氣口直徑的距離處記錄的那些值。不希望受限于任何理論，我們認(rèn)為主空氣流對輔助空氣流的夾帶的程度與從噴嘴發(fā)射的主空氣流的外部分布的表面積大小相關(guān)。當(dāng)主空氣流向外成錐形或張開時，外部分布的表面積相對較高，促進(jìn)主空氣流和噴嘴周圍的空氣的混合且由此增加組合空氣流的流率，相反，當(dāng)主空氣流向內(nèi)成錐形時，外部分布的表面積相對較小，減少了主空氣流對輔助空氣流的夾帶且從而降低了組合空氣流的流率。增加由噴嘴產(chǎn)生的組合空氣流的流率具有降低組合空氣流的最大速度的效果。這可以使得噴嘴適用于用于產(chǎn)生穿過房間或辦公室的空氣流動的風(fēng)扇組件。另一方面，降低由噴嘴產(chǎn)生的組合空氣流的流率具有增大組合空氣流的最大速度的效果。這可以使得噴嘴適用于用于產(chǎn)生空氣流以快速涼爽位于風(fēng)扇前方的用戶的臺扇或其它桌上風(fēng)扇。所述至少部分弦線相對孔軸線傾斜的角度可以采用任何期望值，但是優(yōu)選為在O到45°范圍內(nèi)的傾斜角度。優(yōu)選地，內(nèi)部通道繞孔軸線延伸，且優(yōu)選為環(huán)形形狀。內(nèi)部通道優(yōu)選定位在噴嘴的內(nèi)壁和外壁之間，且更優(yōu)選由內(nèi)壁和外壁限定。出氣口優(yōu)選地繞孔軸線延伸。出氣口大致為環(huán)形形狀。例如，出氣口可以是大致圓形形狀，但是出氣口可以采用任何期望的形狀。替代地，出氣口可以包括多個區(qū)段，這些區(qū)段繞孔軸線間隔開且每一個用于接收來自內(nèi)部通道的空氣流的相應(yīng)部分。這些區(qū)段可以是直的、弧形的、成角度的或可以具有任何其它形狀。定位為與出氣口相鄰的內(nèi)部通道的部分可以被成形為引導(dǎo)空氣流通過出氣口。內(nèi)部通道的該部分可以被成形為使得主空氣流被從出氣口沿翼型的弦線延伸的方向發(fā)射。替代地，內(nèi)部通道的該部分可以被成形為使得主空氣流被從出氣口沿相對弦線的至少部分傾斜的方向發(fā)射。這可以提供作為弦線相對于孔軸線傾斜的替代方式。例如，使得弦線沿從前緣到后緣延伸的方向傾斜遠(yuǎn)離孔軸線可能不期望地增大噴嘴的尺寸。通過使得主空氣流從出氣口沿相對于弦線傾斜的方向射出，同時布置弦線使得它平行于孔軸線或沿從前緣到后緣延伸的方向朝向孔軸線傾斜，組合空氣流的流率的增大可以被實現(xiàn)而不會過度地增大噴嘴的尺寸。由此，在第二方面，本實用新型提供了一種用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴，該噴嘴包括外壁和被外壁圍繞的內(nèi)壁，內(nèi)壁限定具有孔軸線的孔，內(nèi)壁在包含孔軸線的平面中具有橫截面輪廓，該橫截面輪廓為翼型表面的部分的形狀，該翼型具有前緣、后緣和在前緣和后緣之間延伸的弦線，內(nèi)部通道定位在內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，定位在后緣處或后緣附近，用于發(fā)射空氣流，且其中噴嘴被配置為沿相對弦線的至少部分傾斜的方向發(fā)射空氣流。在所述弦線的至少部分和空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向之間所夾的角度可以采取任何值，但是優(yōu)選在O到45°范圍。如上所述，弦線可以是彎曲的，且從而在弦線和空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向之間所夾的角度可以沿著弦線變化。取決于弦線的形狀，弦線的僅一部分可以相對于空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向傾斜，或基本上全部弦線可以相對于空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向傾斜。如上所述，弦線可以沿從前緣到后緣延伸的方向朝向或遠(yuǎn)離孔軸線傾斜。在噴嘴適用于臺扇的部件的實施例中，弦線的至少部分相對孔軸線傾斜，從而內(nèi)壁的大部分朝向孔軸線成錐形。噴嘴內(nèi)壁所遵循的翼型形狀優(yōu)選使得內(nèi)壁包括與后緣相鄰的前部區(qū)段和與前緣相鄰的后部區(qū)段。內(nèi)壁的前部區(qū)段相對孔軸線的傾斜角度優(yōu)選在O到45°范圍內(nèi)。取決于噴嘴的形狀，內(nèi)壁的前部區(qū)段相對孔軸線的傾斜角度可以相對較窄，在一個實施例中該傾斜角度在O到5°范圍內(nèi)。內(nèi)壁的前部區(qū)段優(yōu)選具有大致錐形的形狀。噴嘴內(nèi)壁所遵循的翼型形狀優(yōu)選使得前部區(qū)段沿遠(yuǎn)離孔軸線延伸的方向從后部區(qū)段延伸到出氣口。如上所述，為了增加由噴嘴產(chǎn)生的組合空氣流的流率，主空氣流可以以向外成錐形的錐形形狀發(fā)射遠(yuǎn)離孔軸線。由此，在第三方面，本實用新型提供了一種用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴，該噴嘴包括外壁和被外壁所圍繞的內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定具有孔軸線的孔；內(nèi)部通道，位于內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，位于噴嘴的前部處或前部附近，其中噴嘴被配置為口沿遠(yuǎn)離孔軸線延伸的方向發(fā)射空氣流。在孔軸線和空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向之間所夾的角度可以采取任何值,但是優(yōu)選在O到45°范圍內(nèi)。在孔軸線和空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向之間所夾的角度可以繞孔軸線大致恒定。替代地，在孔軸線和空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向之間所夾的角度可以繞該軸線變化。通過繞軸線改變在孔軸線和空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向之間所夾的角度，由噴嘴產(chǎn)生的氣流可以具有非圓柱形或非截頭錐形的分布而不會顯著改變噴嘴外表面的尺寸或形狀。例如，角度可以繞孔軸線在至少一個最大值和至少一個最小值之間變化。角度可以繞孔軸線在多個最大值和多個最小值之間變化。最大值和最小值可以繞孔軸線規(guī)則地或不規(guī)則地間隔開。角度可以在噴嘴的上極點和下極點中的至少一個處或至少一個附近為最小值。將最小值定位在這些極點中的一個或兩者可以“扁平”由噴嘴產(chǎn)生的氣流的分布的上下極點，從而空氣流具有橢圓形而不是圓形的分布?？諝饬鞯姆植純?yōu)選還通過將最大值定位在噴嘴的每一個側(cè)極點處或附近來加寬。這種空氣流分布的扁平或加寬可使得噴嘴特別適合用于在室內(nèi)、辦公室或其他環(huán)境中將冷卻的空氣流同時輸送至多個鄰近風(fēng)扇組件的用戶的臺扇。角度可以繞孔軸線連續(xù)地變化。如上所述，定位為與出氣口相鄰的內(nèi)部通道的部分可以被成形為傳輸空氣流到出氣口，使得主空氣流沿上述方向從出氣口射出。為了便于制造，內(nèi)部通道可包括空氣槽道用于引導(dǎo)主空氣流穿過出氣口。在空氣流要被沿平行于孔軸線的方向發(fā)射的情況下，空氣槽道可以大致為管狀或圓柱形，且可以在孔軸線上居中。替代地，在空氣流要被沿相對孔軸線成角度的方向發(fā)射的情況下，空氣槽道可以具有會聚或發(fā)射的形狀。換句話說，空氣槽道可以在垂直于孔軸線的平面中具有橫截面面積，且該橫截面面積沿著孔軸線變化。例如，橫截面面積可以朝向出氣口增大?？諝獠鄣揽梢匝剡h(yuǎn)離或朝向孔軸線延伸的方向朝向出氣口延伸。優(yōu)選地，在空氣槽道和孔軸線之間所夾的角度在O到45°范圍內(nèi)。[0024]出氣口可以定位在翼型的后緣處或后緣附近。出氣口可以定位在翼型的弦線上。替代地，出氣口可以從翼型的弦線間隔開。這可以允許空氣流從出氣口發(fā)射所沿的方向更傾斜遠(yuǎn)離孔軸線。在第五方面，本實用新型提供了一種用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴，該噴嘴包括內(nèi)壁，限定具有孔軸線的孔，內(nèi)壁在包含孔軸線的平面中具有橫截面輪廓，該橫截面輪廓為翼型表面的部分的形狀，該翼型具有前緣、噴嘴前部附近的后緣和在前緣和后緣之間延伸的弦線，內(nèi)部通道定位在內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，定位在后緣處或后緣附近，且從弦線間隔開，用于發(fā)射空氣流遠(yuǎn)離噴嘴的內(nèi)壁。弦線優(yōu)選定位在出氣口和孔軸線之間，但是出氣口可以定位在弦線和孔軸線之間。在第六方面，本實用新型提供了一種用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴，該噴嘴包括外壁和被外壁圍繞的內(nèi)壁，內(nèi)壁限定具有孔軸線的孔，內(nèi)壁在包含孔軸線的平面中具有橫截面輪廓，該橫截面輪廓為翼型表面的部分的形狀，該翼型具有前緣和噴嘴前部附近的后緣，內(nèi)部通道定位在內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，定位在后緣處或后緣附近，用于沿相對孔軸線傾斜的方向發(fā)射空氣流。在第七方面，本實用新型提供了一種風(fēng)扇組件，其包括用于產(chǎn)生空氣流的裝置和如上所述用于發(fā)射空氣流的噴嘴?！ぴ撚糜诋a(chǎn)生空氣流的裝置優(yōu)選包括由電機驅(qū)動的葉輪。該電機優(yōu)選為可變速電機，更優(yōu)選為DC電機，具有可由用戶在最大和最小值之間選擇的速度。這可以允許用戶按期望改變由風(fēng)扇組件產(chǎn)生的組合空氣流的流率，且從而在本實用新型的第八方面，提供了一種風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括可變速馬達(dá)驅(qū)動的葉輪，用于產(chǎn)生空氣流，和用于發(fā)射空氣流的噴嘴，該噴嘴包括內(nèi)壁，限定具有孔軸線的孔，內(nèi)壁在包含孔軸線的平面中具有橫截面輪廓，該橫截面輪廓為翼型表面的部分的形狀，該翼型具有前緣、后緣和在前緣和后緣之間延伸的弦線，內(nèi)部通道繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，定位在后緣處或后緣附近用于發(fā)射空氣流。以上結(jié)合本實用新型的第一方面所描述的特征可被等同地應(yīng)用于本實用新型的第二到第八方面中的任一個，反之亦然。

現(xiàn)在將參考附圖僅通過舉例的方式描述本實用新型的優(yōu)選特征，在附圖中圖I是風(fēng)扇組件的第一實施例的前透視圖；圖2是圖I中的風(fēng)扇組件的前視圖；圖3是沿圖2中A-A線截取的側(cè)截面視圖；圖4 Ca)是圖3的部分的放大視圖，且圖4 (b)是在圖4 Ca)中標(biāo)出的Z區(qū)域的放大視圖；圖5是風(fēng)扇組件的第二實施例的前透視圖；圖6是圖5中的風(fēng)扇組件的前視圖；圖7是沿圖6中A-A線截取的側(cè)截面視圖；圖8 (a)是圖7的部分的放大視圖，且圖8 (b)是在圖8 (a)中標(biāo)出的Z區(qū)域的放大視圖；圖9是風(fēng)扇組件的第三實施例的前透視圖；[0039]圖10是圖9中的風(fēng)扇組件的前視圖；圖11是沿圖10中A-A線截取的側(cè)截面視圖；圖12 (a)是圖11的部分的放大視圖，且圖12 (b)是在圖12 (a)中標(biāo)出的Z區(qū)域的放大視圖；圖13是風(fēng)扇組件的第四實施例的前透視圖；圖14是圖13中的風(fēng)扇組件的前視圖；圖15是沿圖14中A-A線截取的側(cè)截面視圖；以及圖16 (a)是圖15的部分的放大視圖，且圖16 (b)是在圖16 (a)中標(biāo)出的Z區(qū)域的放大視圖。
具體實施方式
圖I和2是風(fēng)扇組件10的第一實施例的外部視圖。該風(fēng)扇組件10包括體部12以及環(huán)形噴嘴16，體部12包括進(jìn)氣口 14，其中主空氣流穿過進(jìn)氣口 14進(jìn)入風(fēng)扇組件10，而噴嘴16安裝在體部12上，且其包括出氣口 18，用于從風(fēng)扇組件10噴射出主空氣流。體部12包括基本圓柱形的主體部部分20，其安裝在基本圓柱形的下體部部分22上。該主體部部分20以及下體部部分22優(yōu)選地包括基本相同的外徑，以使得上體部部分20的外表面基本和下體部部分22的外表面平齊。在該實施例中，體部12的高度范圍為從100至300mm，且其直徑的范圍為從100至200mm。主體部部分20包括進(jìn)氣口 14，主空氣流穿過該進(jìn)氣口進(jìn)入風(fēng)扇組件10。在該實施例中，進(jìn)氣口 14包括形成在主體部部分20中的開口陣列?？商鎿Q地，進(jìn)氣口 14可包括一個或多個格柵或網(wǎng)格，其被安裝在形成于主體部部分20內(nèi)的窗口部內(nèi)。主體部部分20在其上端敞開(如圖所示)，以提供出氣口 23 (在圖3中示出)，主空氣流穿過該出氣口排出體部12。主體部部分20可相對于下體部部分22傾斜，以調(diào)整主空氣流被從風(fēng)扇組件10中噴射出的方向。示例性地，下體部部分22的上表面以及主體部部分20的下表面可設(shè)置有互相連接的特征結(jié)構(gòu)部，這些特征結(jié)構(gòu)部允許主體部部分20相對于下體部部分22運動，同時阻止主體部部分20從下體部部分22升起。示例性地，下體部部分22以及主體部部分20可包括互鎖的L形構(gòu)件。下體部部分22包括風(fēng)扇組件10的用戶界面。該用戶界面包括讓用戶控制風(fēng)扇組件的各種功能的撥盤28，多個用戶可操作按鈕24、26，以及連接至按鈕24、26以及撥盤28的用戶界面控制電路30。下體部部分22被安裝在基底32上，基底32用于和該風(fēng)扇組件10所處的表面相接合。圖3示出了通過風(fēng)扇組件10的截面圖。下體部部分22容納有主控制電路，主控制電路總體地以附圖標(biāo)記34示出，其被連接至用戶界面控制電路30。響應(yīng)按鈕24、26以及撥盤28的操作，用戶界面控制電路30被布置為將合適的信號傳輸至主控制電路34，以控制風(fēng)扇組件10的各種運行。下體部部分22也容納有由附圖標(biāo)記36總體地示出的機構(gòu)，用于使下體部部分22相對于基底32擺動。擺動機構(gòu)36的運行被主控制電路34響應(yīng)于按鈕26的用戶操作而控制。下體部部分22相對于基底32的每一次擺動周期的范圍優(yōu)選地在60°至120°，且在該實施例中為約80°。在該實施例中，擺動機構(gòu)36被布置為實施每分鐘約3至5次的擺動循環(huán)。用于為風(fēng)扇組件10提供電力的主電源電纜38延伸穿過形成于基底32內(nèi)的開孔。電纜38被連接至插座(未示出)，以和主電源相連接。主體部部分20容納有葉輪40，以抽吸主空氣流經(jīng)過進(jìn)氣口 14并進(jìn)入體部12內(nèi)。優(yōu)選，葉輪40為混流葉輪。葉輪40連接到旋轉(zhuǎn)軸42，該軸自電機44向外延伸。在該實施例中，電機44為DC無刷電機，其速度可被主控制電路34響應(yīng)于撥盤28的用戶操作進(jìn)行變動。電機44的最大速度優(yōu)選地在5000至IOOOOrpm的范圍內(nèi)。電機44被容納在電機桶內(nèi)，該桶包括連接到下部部分48的上部部分46。電機桶的上部部分46包括擴散器50，該擴散器為具有螺旋葉片的靜態(tài)盤形式。電機桶位于大體為截頭錐形的葉輪殼體52內(nèi)，且被安裝在其上。葉輪殼體52繼而被安裝在多個(在此示例中為3個)角度間隔開的支撐部54上，所述支撐部位于基座12的主體部部分20內(nèi)，且被連接至該主體部部分。葉輪40以及葉輪殼體52被成形為使得葉輪40和葉輪殼體52的內(nèi)表面緊密靠近，但不發(fā)生接觸。大致呈環(huán)形入口構(gòu)件56連接到葉 輪殼體52的底部，以引導(dǎo)主空氣流進(jìn)入葉輪殼體52中。電纜58從主控制電路34穿過形成于主體部部分20以及體部12的下體部部分22內(nèi)以及位于葉輪殼體52和電機桶內(nèi)的開孔,到達(dá)電機44。優(yōu)選地，體部12包括吸音泡沫材料，以降低由體部12發(fā)出的噪音。在該實施例中，體部12的主體部部分20包括位于空氣進(jìn)氣口 14之下的第一泡沫材料構(gòu)件60，以及位于電機桶內(nèi)的第二環(huán)狀泡沫材料構(gòu)件62?？蓳鲜矫芊獠考?4被安裝到葉輪殼體52?？蓳鲜矫芊獠考柚箍諝鈴娜~輪殼體52的外表面周圍流至入口構(gòu)件56。密封構(gòu)件64優(yōu)選地包括環(huán)狀唇形密封件，其優(yōu)先地由橡膠制成。密封構(gòu)件64還包括導(dǎo)向部分，其為套管形式，以將電纜58引導(dǎo)至電機44。返回到圖I和2，噴嘴16具有環(huán)形形狀。噴嘴16包括外壁70和在噴嘴16的后部處連接到外壁70的內(nèi)壁72。外壁70可以與內(nèi)壁72是一體的。替代地，外壁70和內(nèi)壁72可以是在噴嘴16的后部處，例如使用粘接劑，連接的獨立壁。作為另一替代例，噴嘴16可以包括多個連接到一起的環(huán)形區(qū)段，每一個區(qū)段包括外壁70和內(nèi)壁72中的至少一個的一部分。內(nèi)壁72繞中心孔軸線X延伸以限定噴嘴16的孔74?？?4具有大致圓形的橫截面，其直徑沿孔軸線X從噴嘴16的后端76到噴嘴16的前端78改變。特別參考圖3和4 (a)，至少內(nèi)壁72在包含孔軸線X的平面中具有橫截面輪廓，其為翼型表面的一部分的形狀。在該例子中，外壁和內(nèi)壁70，72都是翼型形狀，在該例子中為對稱的四位數(shù)NACA翼型(four-digit NACA airfoil)。翼型具有在噴嘴16的后端76處的前緣80，在噴嘴16的后端78處的后緣82，以及在前緣80和后緣82之間延伸的弦線Q。在該實施例中，弦線C1平行于孔軸線X，且從而噴嘴16的內(nèi)壁72的大部分遠(yuǎn)離孔軸線X成錐形。在該實施例中，內(nèi)壁72具有前部區(qū)段84，86和后部區(qū)段88，其中前部區(qū)段84，86遠(yuǎn)離孔軸線X成錐形，后部區(qū)段88朝向孔軸線X成錐形。前部區(qū)段具有前部部分84和后部部分86，其中前部部分84的截面為大致錐形，而后部部分86的截面彎曲，且后部部分86在前部部分84和后部區(qū)段88之間延伸。噴嘴16包括基底90，其被連接至體部12的主體部部分20的開口上端，且包括用于接收來自體部12的主空氣流的開口下端。基底90被成形為將主空氣流傳遞進(jìn)入噴嘴16的環(huán)形內(nèi)通道92內(nèi)。噴嘴16的外壁70和內(nèi)壁72—起限定該內(nèi)部通道90，其繞孔軸線X延伸。噴嘴16的出氣口 18定位在該噴嘴16的前端78處，且位于翼型的弦線C1上。出氣口 18優(yōu)選為環(huán)形槽的形式。該槽優(yōu)選為圓形形狀且定位在垂直于孔軸線X的平面中。該槽優(yōu)選具有相對不變的寬度，所述寬度在O. 5至5mm的范圍內(nèi)。在該示例中，出氣口 18具有約Imm的寬度。如圖4 (b)所示，內(nèi)部通道92包括窄空氣槽道94用于引導(dǎo)主空氣流穿過出氣口
18。空氣槽道94為管狀形狀，且位于翼型的弦線C1上?？諝獠鄣?4的寬度與出氣口 18的寬度相同。當(dāng)在包含噴嘴16的孔軸線X的平面中觀察時，空氣槽道94沿方向D1 (在圖4 (b)中示出)延伸，該方向平行于翼型的弦線C1，并大致與其共線，從而主空氣流沿方向D1穿過出氣口 18發(fā)射。為了操作風(fēng)扇組件10，用戶可按下用戶界面中的用戶按鈕24。用戶界面控制電路30將該動作通訊至主控制電路34，響應(yīng)于該動作，主控制電路34促動電機44，以旋轉(zhuǎn)葉輪 40。葉輪40的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致主空氣流經(jīng)過進(jìn)氣口 14被吸入體部12內(nèi)。用戶可通過操控用戶界面的撥盤28來控制電機44的速度，且由此控制空氣通過進(jìn)氣口 14被吸入體部12內(nèi)的速率。根據(jù)電機44的速度，由葉輪40產(chǎn)生主空氣流可能在每秒10到30升之間。主空氣流順序地穿過葉輪殼體52以及位于主體部20的開口上端處的空氣出口 23，以進(jìn)入噴嘴16的內(nèi)部通道92。體部12的空氣出口 23處的主空氣流的壓力可為至少150Pa，且優(yōu)選地在從250Pa至I. 5kPa的范圍內(nèi)。在噴嘴16的內(nèi)部通道92內(nèi)，主空氣流被分成兩股空氣流，其沿相反的方向環(huán)繞噴嘴16的孔74行進(jìn)。當(dāng)空氣流動經(jīng)過內(nèi)部通道88時，空氣通過出氣口 18被噴出。當(dāng)在穿過且包含孔軸線X的平面中觀察時，主空氣流沿方向D1穿過出氣口 18發(fā)射。主空氣流從出氣口 18的發(fā)射導(dǎo)致通過從外部環(huán)境特別是噴嘴16周圍的區(qū)域夾帶而產(chǎn)生輔助空氣流。該輔助空氣流和主空氣流匯合，以產(chǎn)生混合或總空氣氣流，或氣流，從噴嘴16向前噴出。參考圖5到8，現(xiàn)在將描述風(fēng)扇組件100的第二實施例。類似于第一實施例，該風(fēng)扇組件100包括體部12以及環(huán)形噴嘴102，體部12包括進(jìn)氣口 14，其中主空氣流穿過進(jìn)氣口 14進(jìn)入風(fēng)扇組件10，而噴嘴102安裝在體部12上，且其包括出氣口 104，用于從風(fēng)扇組件10噴射出主空氣流。風(fēng)扇組件100的基座12與風(fēng)扇組件10的基座12相同，且從而將不再次描述。噴嘴102具有與風(fēng)扇組件10的噴嘴16大致相同的形狀。更具體地，噴嘴102包括外壁106和在噴嘴102的后部處連接到外壁106的內(nèi)壁108。內(nèi)壁108繞中心孔軸線X延伸以限定噴嘴102的孔110?？?10具有大致圓形的橫截面，其直徑沿孔軸線X從噴嘴102的后端112到噴嘴102的前端114改變。特別參考圖7和8 (a)，至少內(nèi)壁108在包含孔軸線X的平面中具有橫截面輪廓，其為翼型表面的一部分的形狀。在該實例中，內(nèi)壁和外壁106，108為翼型形狀，在該實例中為對稱的四位數(shù)NACA翼型，其大致與噴嘴16的翼型的形狀相同。翼型具有在噴嘴102的后端112處的前緣116，在噴嘴102的后端114處的后緣118，以及在前緣116和后緣118之間延伸的弦線C2。在該實施例中，弦線C2平行于孔軸線X，且從而噴嘴102的內(nèi)壁108的大部分遠(yuǎn)離孔軸線X成錐形。在該實施例中，內(nèi)壁102具有前部區(qū)段120，122和后部區(qū)段124，其中前部區(qū)段84，86遠(yuǎn)離孔軸線X成錐形，后部區(qū)段88朝向孔軸線X成錐形。前部區(qū)段具有前部部分120和后部部分122，其中前部部分120的截面為大致錐形，而后部部分86的截面彎曲，且后部部分86在前部部分84和后部區(qū)段124之間延伸。在該實施例中，內(nèi)壁108的前部部分120和孔軸線X之間所對的角度為約16°。噴嘴102包括基底126，其被連接至體部12的主體部部分20的開口上端，且包括用于接收來自體部12的主空氣流的開口下端。基底126被成形為將主空氣流傳遞進(jìn)入噴嘴102的環(huán)形內(nèi)通道128內(nèi)。噴嘴102的外壁106和內(nèi)壁108—起限定該內(nèi)部通道128，其繞孔軸線X延伸。內(nèi)部通道128的形狀和體 積與噴嘴16的內(nèi)部通道92的形狀和體積大致相同。噴嘴102的出氣口 104定位在該噴嘴102的前端114處，且位于翼型的后緣118處。出氣口 104優(yōu)選為環(huán)形槽的形式。該槽優(yōu)選為圓形形狀且定位在垂直于孔軸線X的平面中。該槽優(yōu)選具有相對不變的寬度，所述寬度在O. 5至5mm的范圍內(nèi)。在該示例中，出氣口 104具有約Imm的寬度。出氣口 104的直徑與出氣口 18的直徑大致相同。如圖8 (b)所示，內(nèi)部通道128包括空氣槽道130用于引導(dǎo)主空氣流穿過出氣口104?？諝獠鄣?30的寬度與出氣口 104的寬度大致相同。在該實施例中，空氣槽道130沿遠(yuǎn)離孔軸線X延伸的方向D2朝向出氣口 104延伸，從而空氣槽道130相對翼型的弦線C2以及相對于噴嘴102的孔軸線X傾斜。空氣槽道130的形狀為使得空氣槽道130的橫截面面積(在垂直于孔軸線X的平面中觀察時)朝向出氣口 104增大?？纵S線X或弦線C2相對方向D2的傾斜角度Θ 2可以采用任何值。該角度優(yōu)選為在O到45°范圍。在該實施例中，θ2的角度繞孔軸線X大致恒定，且為約16°?？諝獠鄣?30相對于孔軸線X的傾斜由此與內(nèi)壁108的前部部分120相對于孔軸線X的傾斜大致相同。主空氣流由此沿相對翼型的弦線C2以及相對于噴嘴102的孔軸線X傾斜的方向D2從噴嘴102射出。主空氣流還發(fā)射遠(yuǎn)離噴嘴104的內(nèi)壁108。通過調(diào)整空氣槽道130的形狀使得空氣槽道130延伸遠(yuǎn)離孔軸線X，由風(fēng)扇組件100產(chǎn)生的組合空氣流的流率(flowrate)對于給定流率的主空氣流與風(fēng)扇組件10產(chǎn)生的組合空氣流的流率相比可以增大。不希望受限于任何理論，我們認(rèn)為這是由于從風(fēng)扇組件100射出的主空氣流的外部分布的較大表面積。在該第二實施例中，主空氣流大致以向外成錐形的錐形體形狀從噴嘴102發(fā)射。該增加的表面積促進(jìn)主空氣流與噴嘴102周圍空氣的混合，增加了主空氣流對輔助空氣流的夾帶，且由此增加了組合空氣流的流率。參考圖9到12，現(xiàn)在將描述風(fēng)扇組件200的第三實施例。類似于第一和第二實施例，該風(fēng)扇組件200包括體部12以及環(huán)形噴嘴202，體部12包括進(jìn)氣口 14，其中主空氣流穿過進(jìn)氣口 14進(jìn)入風(fēng)扇組件10，而噴嘴202安裝在體部12上，且其包括出氣口 204，用于從風(fēng)扇組件10噴射出主空氣流。風(fēng)扇組件200的基座12與風(fēng)扇組件10的基座12相同，且從而將不再次描述。噴嘴202具有稍稍不同于上述噴嘴16和102的形狀。類似于噴嘴16和102，噴嘴202包括外壁206和在噴嘴202的后部處連接到外壁206的內(nèi)壁208。內(nèi)壁208繞中心孔軸線X延伸以限定噴嘴202的孔210?？?10具有大致圓形的橫截面，其直徑沿孔軸線X從噴嘴202的后端212到噴嘴202的前端214改變。特別參考圖11和12 (a)，至少內(nèi)壁208在包含孔軸線X的平面中具有橫截面輪廓，其為翼型表面的一部分的形狀。在該例子中，外壁和內(nèi)壁206，208都是翼型形狀，在該例子中為對稱的四位數(shù)NACA翼型(four-digit NACA airfoil)。翼型具有在噴嘴202的后端212處的前緣216，在噴嘴202的后端214處的后緣218，以及在前緣216和后緣218之間延伸的弦線C3。弦線C3相對于孔軸線X傾斜。在弦線C3和孔軸線X之間所夾的角度可以采取任何值。該值優(yōu)選為在O到45°范圍。在該實施例中，弦線C3沿從前緣216到后緣218延伸的方向，并以約16°的角度朝向孔軸線X傾斜。結(jié)果是噴嘴202的內(nèi)壁208的大部分朝向孔軸線X成錐形 。在該實施例中，內(nèi)壁202具有前部區(qū)段220和后部區(qū)段222，224，其中前部區(qū)段202遠(yuǎn)離孔軸線X成錐形，后部區(qū)段222，224朝向孔軸線X成錐形。前部區(qū)段220大致為錐形截面，且在內(nèi)壁208的前部部分220和孔軸線X之間所夾的角度在O到5°范圍。如上所述，噴嘴202包括基底226，其被連接至體部12的主體部部分20的開口上端,且包括用于接收來自體部12的主空氣流的開口下端?；?26被成形為將主空氣流傳遞進(jìn)入噴嘴202的環(huán)形內(nèi)通道228內(nèi)。噴嘴202的外壁206和內(nèi)壁208 —起限定該內(nèi)部通道228，其繞孔軸線X延伸。內(nèi)部通道228的體積大致與第一和第二實施例的噴嘴16和102的內(nèi)部通道92和128的體積相同。噴嘴202的出氣口 204定位在該噴嘴202的前端214處，且位于翼型的后緣218處。出氣口 204優(yōu)選為環(huán)形槽的形式。該槽優(yōu)選為圓形形狀且定位在垂直于孔軸線X的平面中。該槽優(yōu)選具有相對不變的寬度，所述寬度在O. 5至5mm的范圍內(nèi)。在該示例中，出氣口 204具有約Imm的寬度。出氣口 204的直徑與第一和第二實施例的出氣口 18，104的直徑大致相同。如圖12 (b)所示，內(nèi)部通道228包括空氣槽道230用于引導(dǎo)主空氣流穿過出氣口204?？諝獠鄣?30的寬度與出氣口 204的寬度大致相同。然而，在該實施例中，空氣槽道230為大致管狀形狀，且沿大致平行于孔軸線X延伸的方向D3延伸到出氣口 204。空氣槽道230相對于翼型的弦線C3傾斜。在該實施例中，弦線C3相對于方向D3 (主空氣流沿該方向穿過出氣口 204射出)的傾斜角度Θ 3繞孔軸線X大致恒定，且約為16°?？諝獠鄣?30遠(yuǎn)離翼型的弦線C3的傾斜由此導(dǎo)致空氣流大致以圓柱形形狀從噴嘴202的前端214發(fā)射，但仍發(fā)射遠(yuǎn)離噴嘴202的內(nèi)壁208。另一方面，如果使得空氣槽道230以類似于噴嘴16的空氣槽道94的方式布置，即沿著翼型的弦線C3的方向延伸，空氣流將大致以向內(nèi)成錐形的錐形形狀從噴嘴202的前端213射出。作為主空氣流的外部分布的增大的表面積(這通過空氣槽道230遠(yuǎn)離翼型的弦線C3的傾斜所產(chǎn)生)的結(jié)果，由風(fēng)扇組件200產(chǎn)生的組合空氣流的流率可以增大。參考圖13到16，現(xiàn)在將描述風(fēng)扇組件300的第四實施例。類似于第一到第三實施例，該風(fēng)扇組件300包括體部12以及環(huán)形噴嘴302，體部12包括進(jìn)氣口 14，其中主空氣流穿過進(jìn)氣口 14進(jìn)入風(fēng)扇組件10，而噴嘴302安裝在體部12上，且其包括出氣口 304，用于從風(fēng)扇組件10噴射出主空氣流。風(fēng)扇組件300的基座12與風(fēng)扇組件10的基座12相同，且從而將不再次描述。噴嘴302具有與風(fēng)扇組件200的噴嘴202相似的形狀。噴嘴302包括外壁306和在噴嘴302的后部處連接到外壁306的內(nèi)壁308。內(nèi)壁308繞中心孔軸線X延伸以限定噴嘴302的孔310。孔310具有大致圓形的橫截面，其直徑沿孔軸線X從噴嘴302的后端312到噴嘴302的前端314改變。特別參考圖15和16 (a)，至少內(nèi)壁308在包含孔軸線X的平面中具有橫截面輪廓，其為翼型表面的一部分的形狀。在該例子中，外壁和內(nèi)壁306，308都是翼型形狀，在該例子中為對稱的四位數(shù)NACA翼型(four-digit NACA airfoil)。翼型具有在噴嘴302的后端312處的前緣316，在噴嘴302的后端314處的后緣318，以及在前緣316和后緣318之間延伸的弦線C4。如第三實施例，弦線C4相對于孔軸線X傾斜。同樣地，在該實施例中，弦線C3沿從前緣316到后緣318延伸的方向，并以約16°的角度朝向孔軸線X傾斜。由此，同樣地，噴嘴302的內(nèi)壁308的大部分朝向孔軸線X成錐形。在該實施例中，內(nèi)壁302具有前部區(qū)段320和后部區(qū)段322，324，其中前部區(qū)段202遠(yuǎn)離孔軸線X成錐形，后部區(qū)段222，224朝向孔軸線X成錐形。前部區(qū)段320大致 為錐形截面，且在內(nèi)壁308的前部部分320和孔軸線X之間所夾的角度在O到5°范圍。如上所述，噴嘴302包括基底326，其被連接至體部12的主體部部分20的開口上端,且包括用于接收來自體部12的主空氣流的開口下端?；?26被成形為將主空氣流傳遞進(jìn)入噴嘴302的環(huán)形內(nèi)通道328內(nèi)。噴嘴302的外壁306和內(nèi)壁308 —起限定該內(nèi)部通道328，其繞孔軸線X延伸。內(nèi)部通道328的尺寸和體積與噴嘴200的內(nèi)部通道228的體積大致相同。噴嘴302的出氣口 304定位在該噴嘴302的前端314處，且位于翼型的后緣318處。出氣口 304優(yōu)選為環(huán)形槽的形式。該槽優(yōu)選為圓形形狀且定位在垂直于孔軸線X的平面中。該槽優(yōu)選具有相對不變的寬度，所述寬度在O. 5至5mm的范圍內(nèi)。在該示例中，出氣口 304具有約Imm的寬度。出氣口 304的直徑與第一到第三實施例的出氣口 18，104，204的直徑大致相同。如圖16 (b)所示，內(nèi)部通道328包括空氣槽道330用于引導(dǎo)主空氣流穿過出氣口304。空氣槽道330的寬度與出氣口 304的寬度大致相同。然而，在第四實施例中，類似于第二實施例，空氣槽道330沿遠(yuǎn)離孔軸線X和弦線C4兩者延伸的方向D4延伸到出氣口 304。在該實施例中，孔軸線X相對方向D4 (空氣流沿該方向通過出氣口 304射出)的傾斜角度不同于弦線C4相對于方向D4的傾斜角度。在該實施例中，弦線C4相對于方向D4(主空氣流沿該方向通過出氣口 304射出)的傾斜角度θ4繞孔軸線大致恒定，且為約32°，而由于弦線C4相對于孔軸線X的傾斜，孔軸線X相對方向D4的傾斜角度為約16°。此外，由于弦線C4相對于方向D4 (空氣槽道330沿該方向朝向出氣口 304延伸)的傾斜角度Θ 4的相對較大的值，出氣口 304從弦線C4間隔開。同樣地，主空氣流發(fā)射遠(yuǎn)離噴嘴304的內(nèi)壁308?？諝獠鄣?30遠(yuǎn)離弦線的增大的傾斜(與第三實施例相比)由此導(dǎo)致空氣流大致以向外張開的錐形形狀從噴嘴302的前端314發(fā)射，如在第二實施例中那樣。作為主空氣流的外部分布的增大的表面積(這通過空氣槽道330遠(yuǎn)離孔軸線X的傾斜所產(chǎn)生)的結(jié)果，由風(fēng)扇組件300產(chǎn)生的組合空氣流的流率與由風(fēng)扇組件200產(chǎn)生的組合空氣流相比可以增大。
權(quán)利要求1.一種用于風(fēng)扇組件的環(huán)形噴嘴，其特征在于，該噴嘴包括 外壁和被外壁所圍繞的內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定具有孔軸線的孔； 內(nèi)部通道，位于內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及 出氣口，位于噴嘴的前部處或前部附近，用于沿遠(yuǎn)離孔軸線延伸的方向發(fā)射空氣流。
2.如權(quán)利要求I所述的噴嘴，其特征在于，內(nèi)壁在包含孔軸線的平面中具有橫截面輪廓，該橫截面輪廓為翼型表面的一部分的形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的噴嘴，其特征在于，內(nèi)壁包括前部區(qū)段和后部區(qū)段，且其中內(nèi)壁的前部部分具有大致錐形的形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的噴嘴，其特征在于，內(nèi)壁的前部區(qū)段相對孔軸線的傾斜角度在O和45。之間。
5.如權(quán)利要求2所述的噴嘴，其特征在于，所述翼型具有NACA翼型的形狀。
6.如權(quán)利要求2所述的噴嘴，其特征在于，所述翼型具有前緣、后緣和在前緣和后緣之間延伸的弦線，且其中出氣口定位在翼型的后緣處或后緣附近。
7.如權(quán)利要求I所述的噴嘴，其特征在于，在孔軸線和空氣流穿過出氣口射出所沿的方向之間所夾的角度在O和45°之間。
8.如權(quán)利要求I所述的噴嘴，其特征在于，出氣口繞孔軸線延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的噴嘴，其特征在于，出氣口為大致環(huán)形形狀。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的噴嘴，其特征在于，內(nèi)部通道包括朝向出氣口延伸的空氣槽道。
11.如權(quán)利要求10所述的噴嘴，其特征在于，空氣槽道相對孔軸線傾斜。
12.如權(quán)利要求10所述的噴嘴，其特征在于，空氣槽道具有會聚的形狀。
13.如權(quán)利要求10所述的噴嘴，其特征在于，在空氣槽道和孔軸線之間所夾的角度在O到45。范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求I到9中任一項所述的噴嘴，其特征在于，內(nèi)壁的大部分朝向孔軸線成錐形。
15.如權(quán)利要求I到9中任一項所述的噴嘴，其特征在于，在孔軸線和空氣流穿過出氣口射出所沿的方向之間所夾的角度繞孔軸線基本恒定。
16.如權(quán)利要求I到9中任一項所述的噴嘴，其特征在于，在孔軸線和空氣流穿過出氣口射出所沿的方向之間所夾的角度繞孔軸線變化。
17.如權(quán)利要求16所述的噴嘴，其特征在于，在孔軸線和空氣流穿過出氣口射出所沿的方向之間所夾的角度繞孔軸線在至少一個最大值和至少一個最小值之間變化。
18.如權(quán)利要求16所述的噴嘴，其特征在于，在孔軸線和空氣流穿過出氣口射出所沿的方向之間所夾的角度繞孔軸線在多個最大值和多個最小值之間變化。
19.如權(quán)利要求18所述的噴嘴，其特征在于，所述最大值和最小值繞孔軸線規(guī)則地間隔開。
20.如權(quán)利要求18所述的噴嘴，其特征在于，所述角度在噴嘴的上極點和下極點中的至少一個處或至少一個附近為最小值。
21.一種風(fēng)扇組件，包括用于產(chǎn)生主空氣流的裝置和環(huán)形噴嘴，其特征在于，該環(huán)形噴嘴包括外壁和被外壁所圍繞的內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定具有孔軸線的孔； 內(nèi)部通道，位于內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流；以及出氣口，位于噴嘴的前部處或前部附近，用于發(fā)射空氣流，其中噴嘴被配置為通過出氣口沿遠(yuǎn)離孔軸線延伸 的方向發(fā)射空氣流。
專利摘要一種風(fēng)扇組件包括環(huán)形噴嘴和用于產(chǎn)生主空氣流的裝置。噴嘴包括外壁和被外壁所圍繞的內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定具有孔軸線的孔。噴嘴還包括內(nèi)部通道，位于內(nèi)壁和外壁之間，且繞孔軸線延伸用于接收空氣流，以及出氣口，位于噴嘴的前部處或前部附近，用于發(fā)射空氣流。噴嘴被配置為通過出氣口沿遠(yuǎn)離孔軸線延伸的方向發(fā)射空氣流。當(dāng)主空氣流向外成錐形或張開時，外部分布的表面積相對較高，促進(jìn)主空氣流和噴嘴周圍的空氣的混合且由此增加組合空氣流的流率。
文檔編號F04F5/16GK202431624SQ20112042780
公開日2012年9月12日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者A.H.達(dá)維斯, F.尼古拉斯 申請人:戴森技術(shù)有限公司