JP5778293B2 - 送風機アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、送風機アセンブリに関する。特に、限定するものではないが、本発明は、机上、塔型、又は台座型送風機のような床上又は卓上送風機に関する。

従来の家庭用送風機は、通常、軸線の周りに回転するように取り付けた１組のブレード又はベーンと、１組のブレードを回転させて空気流を発生させる駆動装置とを含む。空気流の移動及び循環が「風冷」又は微風を生成し、その結果、ユーザは、熱が対流及び蒸発により消散する時に冷却効果を体感する。ブレードは、一般的に、送風機の使用中にユーザが回転ブレードに接触するのを防止しながら空気流がハウジングを通過することを可能にするケージ内に位置付けられる。

ＵＳ ２，４８８，４６７は、送風機アセンブリから空気を放出するケージ入りのブレードを使用しない送風機を説明している。代わりに、送風機アセンブリは基部を含み、基部は、空気流を基部内に引き込むモータ駆動式インペラと、各々がノズルの前部に位置して送風機から空気流を放出する環状出口を含む基部に結合された一連の同心状の環状ノズルとを収容する。各ノズルは、ボア軸線の周りに延びて、その周りにノズルが延びるボアを形成する。

各ノズルは翼の形状にされる。翼は、ノズルの後部に配置された前縁、ノズルの前部に配置された後縁、及び前縁と後縁の間を延びる翼弦線を有すると考えることができる。ＵＳ ２，４８８，４６７では、各ノズルの翼弦線は、ノズルのボア軸線と平行である。空気出口は、翼弦線上に位置付けられると共に、ノズルから離れるように延びる方向にかつ翼弦線に沿って空気流を放出するように構成される。

米国特許第２，４８８，４６７号

第１の態様において、本発明は、送風機アセンブリのための環状ノズルを提供し、ノズルは、ボア軸線を有するボアを形成し、ボア軸線を含む平面内で前縁と、ノズルの前部の近くの後縁と、前縁と後縁の間を延びる翼弦線とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有し、翼弦線の少なくとも一部がボア軸線に対して傾斜した内壁と、空気流を受け入れるためにボア軸線の周りに延びる内部通路と、空気流を放出するためにノズルの前部に又はその近くに位置付けられた空気出口とを含む。

環状ノズルから放出される空気流は、以下において１次空気流と呼び、ノズルを取り囲む空気を同伴し、それは、従って、空気増幅器として作用して、１次空気流及び同伴された空気流の両方をユーザに提供する。同伴空気は、以下において２次空気流と呼ぶことになる。２次空気流は、ノズルを取り囲む室内空間、領域、又は外部環境から引き込まれる。１次空気流は、同伴２次空気流と結合して、ノズルの前部から前方に放出される結合した又は全体的な空気流を形成する。

好ましくは、翼は、全米航空諮問委員会（ＮＡＣＡ）翼の形状を有する。この翼は、好ましくは、対称な４桁ＮＡＣＡ翼の形状を有し、その場合に、翼弦線は、真っ直ぐとすることができ、翼弦線はボア軸線に対して傾斜する。しかし、翼は、上反りになった４桁ＮＡＣＡ翼、５桁ＮＡＣＡ翼、６桁ＮＡＣＡ翼、又は他の対称な翼の形状を有することができ、その場合に、翼弦線は、湾曲することができ、翼弦線の一部のみがボア軸線に対して傾斜する。外壁及び内壁は、一緒になって翼の形状を有することができるが、外壁はいずれの望ましい形状でも取ることができる。ノズルは、好ましくは、１次空気流がノズルの内壁から離れるように放出されるように構成される。

翼弦線の少なくとも一部、より好ましくは、翼弦線の前部部分の一部をボア軸線に対して傾斜させることにより、１次空気流が空気出口から放出される方向を調節することができる。例えば、前縁から後縁まで延びる方向に翼弦線の少なくとも一部をボア軸線に向けて傾斜させることにより、１次空気流は、内向きにテーパのついた円錐の形状でボア軸線に向けて放出することができる。他方、前縁から後縁まで延びる方向に翼弦線の少なくとも一部をボア軸線から離れるように傾斜させることにより、１次空気流は、外向きにテーパのついた円錐の形状でボア軸線から離れるように放出することができる。

本発明者は、１次空気流がノズルから放出される方向のこの変動が、１次空気流による２次空気流の同伴の程度を変化させることができ、従って、送風機アセンブリにより発生される結合空気流の流量を変化させることを見出した。ここでは、結合空気流の流量又は最大速度の相対値又は絶対値は、ノズルの空気出口の直径の３倍の距離で記録された値を参照する。

いずれの理論にも拘束されることを望まないが、本発明者は、１次空気流による２次空気流の同伴の割合は、ノズルから放出される１次空気流の外側プロフィールの表面積のマグニチュードに関係すると考えている。１次空気流に外向きにテーパがつけられ又は開く場合、外側プロフィールの表面積は、相対的に大きくなり、１次空気流とノズルを取り囲む空気との混合を促進し、従って、結合空気流の流量が増加し、これに対して、１次空気流に内向きにテーパがつけられる場合、外側プロフィールの表面積は、相対的に小さくなり、１次空気流による２次空気流の同伴を低減し、従って、結合空気流の流量が減少する。

ノズルにより発生される結合空気流の流量の増加は、結合空気流の最大速度を低くする作用がある。それによって部屋又はオフィスを通る空気流を発生する送風機アセンブリとの使用にノズルを適するものにすることができる。他方、ノズルにより発生される結合空気流の流量の減少は、結合空気流の最大速度を高くする作用がある。それによってファンの前にいるユーザを急速に冷却するための空気流を発生させる机上ファン又は他の卓上ファンとの使用にノズルを適するものにすることができる。

ボア軸線に対する翼弦線の少なくとも一部の傾斜は、いかかる望ましい値でも取ることができるが、好ましい傾斜の角度は、０°から４５°までの範囲にある。

好ましくは、内部通路は、ボア軸線の周りに延び、好ましくは形状が環状である。内部通路は、好ましくは、ノズルの内壁と外壁の間に位置付けられ、より好ましくは、これらにより境界付けられる。

空気出口は、好ましくは、ボア軸線の周りに延びる。空気出口は、形状がほぼ環状とすることができる。例えば、空気出口は、形状がほぼ円形とすることができるが、空気出口は、いずれの望ましい形状でも取ることができる。代わりに、空気出口は、ボア軸線の周りに離間して各々が内部通路からの空気流のそれぞれの部分を受け入れる複数の部分を含むことができる。これらの部分は、直線、弧、角度付きとすることができ、又は他のどのような形状も有することができる。

空気出口に隣接して配置された内部通路の一部分は、空気出口を通るように空気流を誘導するような形状にすることができる。内部通路のこの部分は、１次空気流が空気出口から翼の翼弦線に沿って延びる方向に放出されるような形状にすることができる。代わりに、内部通路のこの部分は、翼弦線の少なくとも一部に対して傾斜する方向に１次空気流が空気出口から放出されるような形状にすることができる。これは、ボア軸線に対する翼弦線の傾斜の代替案として提供することができる。例えば、前縁から後縁まで延びる方向に翼弦線をボア軸線から離れるように傾斜させることは、ノズルの大きさを増大させることがあるので望ましくない。翼弦線がボア軸線と平行になるように又は前縁から後縁まで延びる方向にそれがボア軸線に向けて傾斜するように翼弦線を構成しながら、１次空気流を翼弦線に対して傾斜した方向に空気出口から放出することにより、ノズルの大きさを不当に増加することなく、結合空気流の増加した流量が得られる。

従って、第２の態様において、本発明は、送風機アセンブリのための環状ノズルを提供し、ノズルは、外壁と、外壁によって取り囲まれ、ボア軸線を有するボアを形成し、ボア軸線を含む平面内で前縁と、後縁と、前縁と後縁の間の翼弦線とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する内壁と、空気流を受け入れるために内壁と外壁の間に位置付けられてボア軸線の周りに延びる内部通路と、空気流を放出するために後縁に又はその近くに位置付けられた空気出口とを含み、ノズルは、翼弦線の少なくとも一部に対して傾斜した方向に空気流を放出するように構成される。翼弦線の少なくとも一部と空気流が空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、いずれの値でも取り得るが、好ましくは、０°から４５°までの範囲にある。上述したように、翼弦線は湾曲することができるので、翼弦線と空気流が空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、翼弦線に沿って変わる場合がある。翼弦線の形状に応じて、翼弦線の一部のみを空気流が空気出口から放出される方向に対して傾斜させ、又は翼弦線の実質的に全ての部分を空気流が空気出口から放出される方向に対して傾斜させることができる。

上述したように、翼弦線は、前縁から後縁まで延びる方向にボア軸線に向けて又はこれから離れるように傾斜することができる。ノズルが机上送風機の一部としての使用に適する実施形態において、翼弦線の少なくとも一部は、内壁の大部分がボア軸線に向けてテーパが付くようにボア軸線に対して傾斜する。

ノズルの内壁が後に続く翼の形状は、好ましくは、内壁が、後縁に隣接する前部分と前縁に隣接する後部分とを含むようなものである。ボア軸線に対する内壁の前部分の傾斜の角度は、好ましくは、０°から４５°までの範囲にある。ノズルの形状に応じて、ボア軸線に対する内壁の前部分の傾斜の角度は、比較的浅くすることができ、一実施形態において、この傾斜の角度は、０°と５°の間にある。内壁の前部分は、好ましくは、実質的に円錐の形状を有する。

ノズルの内壁が後に続く翼の形状は、好ましくは、ボア軸線から離れるように延びる方向に前部分が後部分ら空気出口まで延びるようになっている。

上述したように、ノズルにより発生される結合空気流の流量を増加させるために、１次空気流は、ボア軸線から離れるように外向きにテーパのついた円錐の形状で放出することができる。従って、第３の態様において、本発明は、送風機アセンブリのための環状ノズルを提供し、ノズルは、外壁と、外壁によって取り囲まれ、ボア軸線を有するボアを形成する内壁と、空気流を受け入れるために内壁と外壁の間に位置付けられてボア軸線の周りに延びる内部通路と、空気流を放出するためにノズルの前部に又はその近くに位置付けられた空気出口とを含み、ノズルは、ボア軸線から離れるように延びる方向に空気流を放出するように構成される。

ボア軸線と空気流が空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、いずれの値でも取り得るが、好ましくは、０°から４５°までの範囲にある。ボア軸線と空気流が空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、ボア軸線の周りで実質的に一定にすることができる。代わりに、ボア軸線と空気流が空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、ボア軸線の周りで変えることができる。ボア軸線と空気流が空気出口から放出される方向との間に内在する角度を変化させることにより、ノズルにより発生される空気流は、ノズルの外面の大きさ又は形状を大幅に変更することなく、非円筒形又は非円錐台プロフィールを有することができる。例えば、角度は、ボア軸線の周りで少なくとも１つの最大値と少なくとも１つの最小値との間で変えることができる。角度は、ボア軸線の周りで複数の最大値と複数の最小値との間で変えることができる。最大値及び最小値は、ボア軸線の周りで規則的に又は不規則的に離間することができる。

角度は、ノズルの上端及び下端の少なくとも一方で又はその近くで最小値とすることができる。最小値をこれらの端の一方又は両方に位置付けることにより、空気流が円形プロフィールよりもむしろ長円形プロフィールを有するように、ノズルにより発生される空気流のプロフィールの上端及び下端を「平ら」にすることができる。空気流のプロフィールはまた、最大値をノズルの各側端又はその近くに位置付けることにより、好ましくは広がる。空気流のプロフィールをこのように平らにすること又は広げることにより、部屋、オフィス、又は他の環境で送風機の近くにいる幾人かのユーザを同時に冷却する空気流を送出する机上送風機の一部としての使用にノズルを特に適するものにすることができる。角度は、ボア軸線の周りで連続的に変えることができる。

上述したように、空気出口に隣接して配置された内部通路の一部分は、１次空気流が空気出口から上述の方向に放出されるように空気流を空気出口まで運ぶような形状とすることができる。製造の容易化のために、内部通路は、空気出口を通るように１次空気流を誘導する空気チャンネルを含むことができる。ボア軸線と平行な方向に空気流が放出される場合、空気チャンネルは、実質的に管状又は円筒形とすることができ、かつボア軸線上に中心を有することができる。代わりに、ボア軸線に対して傾斜する方向に空気流が放出される場合、空気チャンネルは、発散するか又は収束する形状を有することができる。換言すれば、空気チャンネルは、ボア軸線と直交する平面内で断面積を有することができ、この断面積は、ボア軸線に沿って変えることができる。例えば、この断面積は、空気出口の近くで増加させることができる。空気チャンネルは、空気出口の近くでボア軸線から離れるか又はこれに向う方向に延びることができる。

空気出口は、翼の後縁に又はその近くに位置付けることができる。空気出口は、翼の翼弦線上に位置付けることができる。代わりに、空気出口は、翼の翼弦線から離間することができる。それによって空気流が空気出口から放出される方向をボア軸線から更に離れるように傾斜させることが可能になる。第５の態様において、本発明は、送風機アセンブリのための環状ノズルを提供し、ノズルは、ボア軸線を有するボアを形成し、ボア軸線を含む平面内で前縁と、ノズルの前部の近くの後縁と、前縁と後縁の間の翼弦線とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する内壁と、空気流を受け入れるためにボア軸線の周りに延びる内部通路と、ノズルの内壁から離れるように空気流を放出するために後縁に又はその近くに位置付けられて翼弦線から離間された空気出口とを含む。翼弦線は、好ましくは、空気出口とボア軸線の間に位置付けられるが、空気出口は、翼弦線とボア軸線の間に位置付けることができる。

第６の態様において、本発明は、送風機アセンブリのための環状ノズルを提供し、ノズルは、外壁と外壁によって取り囲まれ、ボア軸線を有するボアを形成し、ボア軸線を含む平面内で前縁とノズルの前部の近くの後縁とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する内壁と、空気流を受け入れるために内壁と外壁の間に位置付けられてボア軸線の周りに延びる内部通路と、ボア軸線に対して傾斜した方向へ空気流を放出するために後縁に又はその近くに位置付けられた空気出口とを含む。

第７の態様において、本発明は、空気流を生成するための手段と空気流を放出するための上述のノズルとを含む送風機アセンブリを提供する。

空気流を生成するための手段は、好ましくは、モータにより駆動されるインペラを含む。モータは、好ましくは、可変速度モータであり、より好ましくは、速度がユーザにより最小値と最大値の間で選択可能なＤＣモータである。これは、ユーザが、送風機アセンブリにより発生される結合空気流の流量を必要に応じて変更することを可能にし、従って、第８の態様において、本発明は、可変速度モータにより駆動されて空気流を発生させるインペラと空気流を放出するノズルとを含む送風機アセンブリを提供し、ノズルは、ボア軸線を有するボアを形成し、ボア軸線を含む平面内で前縁と、後縁と、前縁と後縁の間の翼弦線とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する内壁と、空気流を受け入れるためにボア軸線の周りに延びる内部通路と、空気流を放出するために後縁に又はその近くに位置付けられた空気出口とを含む。

本発明の第１の態様に関連して上述した特徴は、本発明の第２の態様から第８の態様のいずれにも同様に適用可能であり、逆も同じである。

次に、本発明の好ましい特徴を添付の図面を参照して単に一例として説明する。

送風機アセンブリの第１の実施形態の正面斜視図である。 図１の送風機アセンブリの正面図である。 図２の線Ａ−Ａに沿って取り出した側面断面図である。 図３の一部の拡大図である。 図４（ａ）で識別された領域Ｚの拡大図である。 送風機アセンブリの第２の実施形態の正面斜視図である。 図５の送風機アセンブリの正面図である。 図６の線Ａ−Ａに沿って取り出した側面断面図である。 図７の一部の拡大図である。 図８（ａ）で識別された領域Ｚの拡大図である。 送風機アセンブリの第３の実施形態の正面斜視図である。 図９の送風機アセンブリの正面図である。 図１０の線Ａ−Ａに沿って取り出した側面断面図である。 図１１の一部の拡大図である。 図１２（ａ）で識別された領域Ｚの拡大図である。 送風機アセンブリの第４の実施形態の正面斜視図である。 図１３の送風機アセンブリの正面図である。 図１４の線Ａ−Ａに沿って取り出した側面断面図である。 図１５の一部の拡大図である。 図１６（ａ）で識別された領域Ｚの拡大図である。

図１及び図２は、送風機アセンブリ１０の第１の実施形態の外観図である。送風機アセンブリ１０は、１次空気流がそこを通って送風機アセンブリ１０に入る空気入口１４を含む本体１２と、この本体１２に取り付けた環状ノズル１６とを含み、ノズル１６は、送風機アセンブリ１０から１次空気流を放出する空気出口１８を含む。

本体１２は、実質的に円筒形の下側本体部分２２に取り付けた実質的に円筒形の主本体部分２０を含む。主本体部分２０及び下側本体部分２２は、好ましくは、上側本体部分２０の外面が下側本体部分２２の外面と実質的に同一平面にあるように実質的に同じ外径を有する。この実施形態において、本体１２は、１００ｍｍから３００ｍｍの範囲の高さ、及び１００ｍｍから２００ｍｍの範囲の直径を有する。

主本体部分２０は、１次空気流がそこを通って送風機アセンブリ１０に入る空気入口１４を含む。この実施形態において、空気入口１４は、主本体部分２０に形成された開口のアレイを含む。代わりに、空気入口１４は、主本体部分２０に形成した窓内に取り付けた１つ又はそれよりも多くのグリル又はメッシュを含むことができる。主本体部分２０は、その上端で開放して（図示のように）１次空気流がそこを通って本体１２から排出される空気出口２３（図３に示す）を提供する。

主本体部分２０は、下側本体部分２２に対して傾くことができ、１次空気流が送風機アセンブリ１０から放出される方向を調節する。例えば、下側本体部分２２の上面及び主本体部分２０の下面は、主本体部分２０の下側本体部分２２からの持上げを防止しながら、主本体部分２０の下側本体部分２２に対する移動を許す相互接続特徴部を含むことができる。例えば、下側本体部分２２及び主本体部分２０は、相互接続Ｌ字形部材を含むことができる。

下側本体部分２２は、送風機アセンブリ１０のユーザインタフェースを含む。ユーザインタフェースは、複数のユーザ作動可能ボタン２４、２６と、ユーザの送風機アセンブリ１０の様々な機能の制御を可能にするダイヤル２８と、ボタン２４、２６及びダイヤル２８に接続したユーザインタフェース制御回路３０とを含む。下側本体部分２２は、送風機アセンブリ１０がその上に位置付けられた表面と係合するための基部３２上に取り付けられる。

図３は、送風機アセンブリ１０を通る断面図である。下側本体部分２２は、全体を符号３４で示され、ユーザインタフェース制御回路３０に接続した主制御回路を収容する。ボタン２４、２６及びダイヤル２８の操作に応答して、ユーザインタフェース制御回路３０は、適切な信号を主制御回路３４へ伝達して送風機アセンブリ１０の様々な作動を制御するように構成される。

下側本体部分２２はまた、全体が符号３６で示され、基部３２に対して下側本体部分２２を首振りさせる機構を収容する。首振り機構３６の作動は、ボタン２６のユーザ操作に応答して主制御回路３４により制御される。基部３２に対する下側本体部分２２の各首振りサイクルの範囲は、好ましくは６０°と１２０°の間、この実施形態では約８０°である。この実施形態において、首振り機構３６は、１分間当たり約３回から５回の首振りサイクルを行うように構成される。送風機アセンブリ１０に電力を供給するための主電力ケーブル３８が、基部３２に形成された開口を貫通して延びる。ケーブル３８は、主電源へ接続するためにプラグ（図示せず）へ接続される。

主本体部分２０は、１次空気流を空気入口１４から本体１２内へ引き込むインペラ４８を収容する。好ましくは、インペラ４０は、混流インペラの形態とされる。インペラ４０は、モータ４４から外向きに延びる回転軸４２に結合される。この実施形態において、モータ４４は、ダイヤル２８のユーザ操作に応答して主制御回路３４により速度が可変とされるＤＣブラシレスモータである。モータ４４の最大速度は、好ましくは５，０００ｒｐｍから１０，０００ｒｐｍの範囲にある。モータ４４は、下側部分４８に結合された上側部分４６を含むモータバケットに収容される。モータバケットの上側部分４６は、螺旋ブレードを有する静止ディスクの形態とされたディフューザ５０を含む。

モータバケットは、ほぼ円錐台のインペラハウジング５２内に位置付けられ、かつこれに取り付けられる。インペラハウジング５２は、次に、基部１２の主本体部分２０内に位置付けられかつこれに結合された複数の角度的に離間した支持体５４、この実施形態では３つの支持体上に取り付けられる。インペラ４０及びインペラハウジング５２は、インペラ４０がインペラハウジング５２の内面に近接するがこれと接触しないような形状にされる。実質的に環状の入口部材５６がインペラハウジング５２の底部に結合され、１次空気流をインペラハウジング５２の中に案内する。電気ケーブル５８は、主制御回路３４から本体１２の主本体部分２０及び本体部分２２に形成された開口、並びにインペラハウジング５２及びモータバケットに形成された開口を通ってモータ４４に至る。

好ましくは、本体１２は、本体１２からのノイズ放出を低減する消音発泡体を含む。この実施形態において、本体１２の主本体部分２０は、空気入口１４の下に配置された第１の発泡部材６０と、モータバケット内に位置付けられた第２の環状発泡部材６２とを含む。

可撓性の密封部材６４が、インペラハウジング５２上に取り付けられる。可撓性密封部材は、空気がインペラハウジング５２の外面の周りを通って入口部材５６へ流れるのを防止する。密封部材６４は、好ましくは、好ましくはゴムから形成された環状リップシールを含む。密封部材６４は、グロメットの形態とされ電気ケーブル５８をモータ４４へと案内する案内部分を更に含む。

図１及び図２へ戻って、ノズル１６は環状形状を有する。ノズル１６は、外壁７０と、ノズル１６の後部で外壁７０へ結合された内壁７２とを含む。外壁７２は、内壁７０と一体化することができる。代替例として、外壁７０と内壁７２は、ノズル１６の後部で例えば接着剤を使用して結合された別々の壁とすることができる。別の代替例として、ノズル１６は、互いに結合された複数の環状部分を含み、各部分は、外壁７０及び内壁７２の少なくとも一方の一部を含むことができる。内壁７２は、中心のボア軸線Ｘの周りに延びてノズル１６のボア７４を形成する。ボア７４は、ほぼ円形の断面形状を有し、その直径がボア軸線Ｘに沿ってノズル１６の後端７６からノズル１６の前端７８にかけて変動する。

特に図３及び図４（ａ）を参照すると、少なくとも内壁７２は、ボア軸線Ｘを含む平面内で、翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する。この例では、外壁７０及び内壁７２は、翼の形状にされ、この例では、対称な４桁ＮＡＣＡ翼とされる。翼は、ノズル１６の後端７６における前縁８０、ノズル１６の前端７８における後縁８２、及び前縁８０と後縁８２の間を延びる翼弦線Ｃ₁を有する。この実施形態において、翼弦線Ｃ₁は、ボア軸線Ｘと平行であり、従って、ノズル１６の内壁７２の大部分は、ボア軸線Ｘから離れるようにテーパが付いている。この実施形態において、内壁７２は、ボア軸線Ｘから離れるようにテーパのついた前部分８４、８６と、ボア軸線Ｘへ向けてテーパのついた後部分８８とを有する。前部分は、断面がほぼ円錐形の前部分８４と、断面が湾曲して前部分８４と後部分８８の間を延びる後部分８６とを有する。

ノズル１６は、本体１２の主本体部分２０の開放上端に結合されて本体１２から１次空気流を受け入れる開放下端を有する基部９０を含む。基部９０は、１次空気流をノズル１６の環状内部通路９２内まで運ぶような形状にされる。ノズル１６の外壁７０及び内壁７２は、一緒にボア軸線Ｘの周りに延びる内部通路９２を形成する。ノズル１６の空気出口１８は、ノズル１６の前端７８に位置付けられ、かつ翼の翼弦線Ｃ₁上に位置付けられる。空気出口１８は、好ましくは、環状スロットの形態とされる。スロットは、好ましくは、形状がほぼ円形であり、ボア軸線Ｘと直交する平面内に位置付けられる。スロットは、好ましくは、０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で比較的一定の幅を有する。この例では、空気出口１８の幅は、約１ｍｍである。

図４（ｂ）に示すように、内部通路９２は、空気出口１８を通るように１次空気流を誘導する狭い空気チャンネル９４を含む。空気チャンネル９４は、形状が管状であり、かつ翼の翼弦線Ｃ₁上に位置する。空気チャンネル９４の幅は、空気出口１８の幅と同じである。ノズル１６のボア軸線Ｘを含む平面で見た場合、空気チャンネル９４は、１次空気流が空気出口１８を通って方向Ｄ₁に放出されるように、翼の翼弦線Ｃ₁と平行でかつこれとほぼ共線にある図４（ｂ）に示す方向Ｄ₁に延びる。

送風機アセンブリ１０を作動させるために、ユーザは、ユーザインタフェースのボタン２４を押圧する。ユーザインタフェース制御回路３０は、この操作を主制御回路３４に伝達し、これに応答して、主制御回路３４は、モータ４４を起動してインペラ４０を回転させる。インペラ４０の回転は、１次空気流を空気入口１４から本体１２内へ引き込む。ユーザは、ユーザインタフェースのダイヤル２８を操作することにより、モータ４４の速度、従って、空気が空気入口１４を通って本体１２内へ引き込まれる割合を制御することができる。モータ４４の速度に応じて、インペラ４０が発生する１次空気流は、１０リットル／秒から３０リットル／秒とすることができる。１次空気流は、順に、インペラハウジング５２と主本体部分２０の開放上端における空気出口２３とを通ってノズル１６の内部通路９２へ入る。

内部通路９２内で、１次空気流は、２つの空気ストリームに分けられ、それらは、ノズル１６のボア７４の周りで反対方向に通る。空気ストリームが内部通路８８を通る時に、空気は、空気出口１８を通って放出される。ボア軸線Ｘを含みかつこれを通る平面で見た場合、１次空気流は、空気出口１８を通って方向Ｄ₁へ放出される。空気出口１８からの１次空気流の放出は、外部環境から、具体的にはノズル１６の周りの領域から空気を同伴して２次空気流を発生させる。この２次空気流は、１次空気流と結合し、ノズル１６から前方に放出される結合空気流又は全体空気流を生成する。

図５から図８を参照して、送風機アセンブリ１００の第２の実施形態を以下に説明する。第１の実施形態と同様に、送風機アセンブリ１００は、１次空気流がそこを通って送風機アセンブリ１０に入る空気入口１４を含む本体１２と、本体１２上に取り付けた環状ノズル１０２とを含み、ノズル１０２は、送風機アセンブリ１０から１次空気流を放出する空気出口１０４を含む。送風機アセンブリ１００の基部１２は、送風機アセンブリ１０の基部１２と同じであるので、ここでは説明しない。

ノズル１０２は、送風機アセンブリ１０のノズル１６とほぼ同じ形状を有する。詳述すると、ノズル１０２は、外壁１０６と、ノズル１０２の後部で外壁１０６へ結合された内壁１０８とを含む。内壁１０８は、中心のボア軸線Ｘの周りに延びてノズル１０２のボア１１０を形成する。ボア１１０は、ほぼ円形の断面形状を有し、その直径は、ボア軸線Ｘに沿ってノズル１０２の後端１１２からノズル１０２の前端１１４にかけて変動する。

特に図７及び図８（ａ）を参照すると、少なくとも内壁１０８は、ボア軸線Ｘを含む平面内で、翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する。この例では、外壁１０６及び内壁１０８は、翼の形状、この例では、ノズル１２の翼のそれと同じ対称な４桁ＮＡＣＡ翼とされる。翼は、ノズル１０２の後端１１２の前縁１１６、ノズル１０２の前端１１４の後縁１１８、及び前縁１１６と後縁１１８の間を延びる翼弦線Ｃ₂を有する。この実施形態において、翼弦線Ｃ₂は、ボア軸線Ｘと平行であり、従って、ノズル１０２の内壁１０８の大部分は、ボア軸線Ｘから離れるようにテーパが付いている。この実施形態において、内壁１０２は、ボア軸線Ｘから離れるようにテーパのついた前部分１２０、１２２と、ボア軸線Ｘへ向けてテーパのついた後部分１２４とを有する。前部分は、断面がほぼ円錐形の前部分１２０と、断面が湾曲して前部分１２０と後部分１２４の間を延びる後部分１２２とを有する。この実施形態において、内壁１０８の前部分１２０とボア軸線Ｘとの間に内在する角度は、約１６°である。

ノズル１０２は、本体１２の主本体部分２０の開放上端に結合されて本体１２から１次空気流を受け入れる開放下端を有する基部１２６を含む。基部１２６は、１次空気流をノズル１０２の環状内部通路１２８内まで運ぶ形状にされる。ノズル１０２の外壁１０６及び内壁１０８は、一緒にボア軸線Ｘの周りに延びる内部通路１２８を形成する。内部通路１２８の形状及び容積は、ノズル１６の内部通路９２の形状及び容積と実質的に同じである。

ノズル１６の空気出口１０４は、ノズル１０２の前端１１４にかつ翼の後縁１１８に位置付けられる。空気出口１０４は、好ましくは、環状スロットの形態とされる。スロットは、好ましくは、形状がほぼ円形であり、ボア軸線Ｘと直交する平面内に位置付けられる。スロットは、好ましくは、０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で比較的一定の幅を有する。この例では、空気出口１０４の幅は、約１ｍｍである。空気出口１０４の直径は、空気出口１８の直径と実質的に同じである。

図８（ｂ）に示すように、内部通路１２８は、空気出口１０４を通るように１次空気流を誘導する空気チャンネル１３０を含む。空気チャンネル１３０の幅は、空気出口１０４の幅と実質的に同じである。この実施形態において、空気チャンネル１３０は、空気チャンネル１３０が翼の翼弦線Ｃ₂に対して及びノズル１０２のボア軸線Ｘに対して傾斜するように、空気出口１０４の近くでボア軸線Ｘから離れる方向Ｄ₂に延びる。空気チャンネル１３０の形状は、空気チャンネル１３０の断面積が、ボア軸線Ｘと直交する平面内で見た時に空気出口１０４の近くで増加するようになっている。

方向Ｄ₂に対するボア軸線Ｘ又は翼弦線Ｃ₂の傾斜の角度θ₂は、いずれの値でも取ることができる。角度は、好ましくは、０°と４５°の間にある。この実施形態において、傾斜の角度θ₂は、ボア軸線Ｘの周りで実質的に一定であり、約１６°である。空気チャンネル１３０のボア軸線Ｘに対する傾斜は、従って、内壁１０８の前部部分１２０のボア軸線Ｘに対する傾斜と実質的に同じである。

１次空気流は、従って、翼の翼弦線Ｃ₂に対して及びノズル１０４のボア軸線Ｘに対して傾斜した方向Ｄ₂へノズル１０２から放出される。１次空気流はまた、ノズル１０４の内壁１０８から離れるように放出される。空気チャンネル１３０がボア軸Ｘから離れるように延びるように空気チャンネル１３０の形状を調節することにより、送風機アセンブリ１００により発生される合計空気流の流量は、送風機アセンブリ１０により発生される合計空気量のそれと比べて１次空気流の所定の流量に関して増加する。いずれの理論にも拘束されることを望まないが、本発明者は、これは、送風機アセンブリ１００から放出される１次空気流の外側プロフィールの表面積が増加したことによると考えている。この第２の実施形態において、１次空気流は、ノズル１０２から外向きにテーパのついたほぼ円錐の形状で放出される。この表面積の増加は、１次空気流とノズル１０２を取り囲む空気との混合を促進し、１次空気流による２次空気流の同伴を増加させ、それによって合計空気流の流量が増加する。

図９から図１２を参照して、送風機アセンブリ２００の第３の実施形態を以下に説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、送風機アセンブリ２００は、１次空気流がそこを通って送風機アセンブリ１０に入る空気入口１４を含む本体１２と、本体１２上に取り付けた環状ノズル２０２とを含み、ノズル２０２は、送風機アセンブリ１０から１次空気流を放出する空気出口２０４を含む。送風機アセンブリ２００の基部１２は、送風機アセンブリ１０の基部１２と同じであるので、ここでは説明しない。

ノズル２０２は、上述のノズル１６、１０２の形状とは少し異なる形状を有する。ノズル１６、１０２と同様に、ノズル２０２は、外壁２０６と、ノズル２０２の後部で外壁２０６へ結合された内壁２０８とを含む。内壁２０８は、中心のボア軸線Ｘの周りに延び、ノズル２０２のボア２１０を形成する。ボア２１０はほぼ円形の断面形状を有し、その直径は、ボア軸線Ｘに沿ってノズル２０２の後端２１２からノズル２０２の前端２１４にかけて変動する。

特に図１１及び図１２（ａ）を参照すると、少なくとも内壁２０８は、ボア軸線Ｘを含む平面内で、翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する。この例では、外壁２０６及び内壁２０８は、翼の形状、この例では、対称な４桁ＮＡＣＡ翼とされる。翼は、ノズル２０２の後端２１２の前縁２１６、ノズル２０２の前端２１４の後縁２１８、及び前縁２１６と後縁２１８の間を延びる翼弦線Ｃ₃を有する。

翼弦線Ｃ₃は、ボア軸線Ｘに対して傾斜する。翼弦線Ｃ₃とボア軸線Ｘの間に内在する角度は、いずれの値でも取ることができる。この値は、好ましくは、０°から４５°までの範囲にある。この実施形態において、翼弦線Ｃ₃は、前縁２１６から後縁２１８まで延びる方向にボア軸線Ｘに向けて約１６°だけ傾斜する。その結果、ノズル２０２の内壁２０８の大部分は、ボア軸線Ｘに向けてテーパが付く。この実施形態において、内壁２０２は、ボア軸線Ｘから離れるようにテーパのついた前部分２２０と、ボア軸線Ｘへ向けてテーパのついた後部分２２２、２２４とを有する。前部分２２０は、断面がほぼ円錐形であり、内壁２０８の前部分２２０とボア軸線Ｘとの間に内在する角度は、０°から５°の範囲にある。

上述したように、ノズル２０２は、本体１２の主本体部分２０の開放上端に結合されて本体１２から１次空気流を受け入れる開放下端を有する基部２２６を含む。基部２２６は、１次空気流をノズル２０２の環状内部通路２２８内まで運ぶ形状にされる。ノズル２０２の外壁２０６及び内壁２０８は、一緒にボア軸線Ｘの周りに延びる内部通路２２８を形成する。内部通路２２８の容積は、第１の実施形態及び第２の実施形態におけるノズル１６、１０２の内部通路９２、１２８の容積と実質的に同じである。

ノズル２０２の空気出口２０４は、ノズル２０２の前端２１４にかつ翼の後縁２１８に位置付けられる。空気出口２０４は、好ましくは、環状スロットの形態とされる。スロットは、好ましくは、形状がほぼ円形であり、ボア軸線Ｘと直交する平面内に位置付けられる。スロットは、好ましくは、０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で比較的一定の幅を有する。この例では、空気出口２０４の幅は、約１ｍｍである。空気出口２０４の直径は、第１の実施形態及び第２の実施形態における空気出口１８、１０４の直径と実質的に同じである。

図１２（ｂ）に示すように、内部通路２２８は、空気出口２０４を通るように１次空気流を誘導する空気チャンネル２３０を含む。空気チャンネル２３０の幅は、空気出口２０４の幅と実質的に同じである。しかし、この実施形態において、空気チャンネル２３０は、形状が全体的に管状であり、ボア軸線Ｘとほぼ平行に延びる方向Ｄ３に空気出口２０４まで延びる。空気チャンネル２３０は、従って、翼の翼弦線Ｃ₃に対して傾斜する。この実施形態において、１次空気流が空気出口２０４から放出される方向Ｄ₃に対する翼弦線Ｃ₃の傾斜の角度θ₃は、ボア軸線Ｘの周りで実質的に一定であり、約１６°である。

従って、空気チャンネル２３０が翼の翼弦線Ｃ₃から離れるように傾斜していることにより、空気流は、ノズル２０２の前端２１４からほぼ円筒形の形状で、しかし、ここでもまたノズル２０２の内壁２０８から離れるように放出される。一方、空気チャンネル２３０がノズル１６の空気チャンネル９４と同様に構成されると、すなわち、翼の翼弦線Ｃ₃に沿う方向に延びると、空気流は、ノズル２０２の前端２１４からほぼ内向きにテーパのついた円錐の形状で放出される。空気チャンネル２３０が翼の翼弦線Ｃ₃から離れるように傾斜し、それによって発生する１次空気流の外側プロフィールの表面積が増加する結果、送風機アセンブリ２００により発生される合計空気流の流量が増加可能である。

図１３から１６を参照して、送風機アセンブリ３００の第４の実施形態を以下に説明する。第１の実施形態から第３の実施形態と同様に、送風機アセンブリ３００は、１次空気流がそこを通って送風機アセンブリ１０に入る空気入口１４を含む本体１２と、本体１２上に取り付けた環状ノズル３０２とを含み、ノズル３０２は、送風機アセンブリ１０から１次空気流を放出する空気出口３０４を含む。送風機アセンブリ３００の本体１２は、送風機アセンブリ１０の本体１２と同じであるので、ここでは説明しない。

ノズル３０２は、送風機アセンブリ２００のノズル２０２の形状と同じ形状を有する。ノズル３０２は、外壁３０６と、ノズル３０２の後部で外壁３０６へ結合された内壁３０８とを含む。内壁３０８は、中心のボア軸線Ｘの周りに延びて、ノズル３０２のボア３１０を形成する。ボア３１０はほぼ円形の断面形状を有し、その直径は、ボア軸線Ｘに沿ってノズル３０２の後端３１２からノズル３０２の前端３１４にかけて変動する。

特に図１５及び図１６（ａ）を参照すると、少なくとも内壁３０８は、ボア軸線Ｘを含む平面内で、翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する。この例では、外壁３０６及び内壁３０８は、翼の形状、この例では、対称な４桁ＮＡＣＡ翼とされる。

翼は、ノズル３０２の後端３１２の前縁３１６、ノズル３０２の前端３１４の後縁３１８、及び前縁３１６と後縁３１８の間を延びる翼弦線Ｃ₄を有する。第３の実施形態と同様に、翼弦線Ｃ₄は、ボア軸線Ｘに対して傾斜する。この実施形態でも、前縁３１６から後縁３１８まで延びる方向において、翼弦線Ｃ₄は、ボア軸線Ｘに向けて約１６°だけ傾斜する。その結果、ここでもまた、ノズル３０２の内壁３０８の大部分は、ボア軸線Ｘに向けてテーパが付く。この実施形態において、内壁３０２は、ボア軸線Ｘから離れるようにテーパのついた前部分３２０と、ボア軸線Ｘへ向けてテーパのついた後部分３２２、３２４とを有する。前部分３２０は、断面がほぼ円錐形であり、内壁３０８の前部分３２０とボア軸線Ｘとの間に内在する角度は、０°から５°の範囲にある。

上述したように、ノズル３０２は、本体１２の主本体部分２０の開放上端に結合されて本体１２から１次空気流を受け入れる開放下端を有する基部３２６を含む。基部３２６は、１次空気流をノズル３０２の環状内部通路３２８内まで運ぶ形状にされる。ノズル３０２の外壁３０６及び内壁３０８は、一緒にボア軸線Ｘの周りに延びる内部通路３２８を形成する。内部通路３２８の大きさ及び容積は、ノズル２００の内部通路２２８の容積と実質的に同じである。

ノズル３０２の空気出口３０４は、ノズル３０２の前端３１４にかつ翼の後縁３１８に位置付けられる。空気出口３０４は、好ましくは、環状スロットの形態とされる。スロットは、好ましくは、形状がほぼ円形であり、ボア軸線Ｘと直交する平面内に位置付けられる。スロットは、好ましくは、０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で比較的一定の幅を有する。この例では、空気出口３０４の幅は、約１ｍｍである。空気出口３０４の直径は、第１の実施形態から第３の実施形態における空気出口１８、１０４、２０４の直径と実質的に同じである。

図１６（ｂ）に示すように、内部通路３２８は、空気出口３０４を通るように１次空気流を誘導する空気チャンネル３３０を含む。空気チャンネル３３０の幅は、空気出口３０４の幅と実質的に同じである。しかし、この第４の実施形態において、第２の実施形態と同様に、空気チャンネル３３０は、空気出口３０４までボア軸線Ｘ及び翼弦線Ｃ₄の両方から離れるように延びる方向Ｄ₄に延びる。この実施形態において、１次空気流が空気出口３０４から放出される方向Ｄ₄に対するボア軸線Ｘの傾斜の角度は、方向Ｄ₄に対する翼弦線Ｃ₄の傾斜の角度とは異なる。この実施形態において、１次空気流が空気出口３０４から放出される方向Ｄ₄に対する翼弦線Ｃ₄の傾斜の角度θ₄は、ボア軸線の周りで実質的に一定であり、かつ約３２°であり、一方、ボア軸線Ｘに対する翼弦線Ｃ₄の傾斜により、方向Ｄ₄に対するボア軸線Ｘの傾斜の角度は、約１６°である。更に、空気チャンネル３３０が空気出口３０４まで延びる方向Ｄ₄に対する翼弦線Ｃ₄の傾斜の角度θ₄の比較的大きな値によって、空気出口３０４は、翼弦線Ｃ₄から離間する。ここでもまた、１次空気流は、ノズル３０４の内壁３０８から離れるように放出される。

従って、第３の実施形態と比較して、翼弦線から離れる空気チャンネル３３０の傾斜が増加したために、第２の実施形態と同様に、空気流は、ノズル３０２の前端３１４からほぼ外向きに広がる円錐の形状で放出される。空気チャンネル３３０がボア軸線Ｘから離れるように傾斜し、それによって発生する１次空気流の外側プロフィールの表面積が増加する結果、送風機アセンブリ３００により発生される合計空気流の流量は、送風機アセンブリ２００により発生される合計空気流のそれと比較して増加する。

１０２ ノズル
１０４ 空気出口
１０６ 外壁
１０８ 内壁
１２８ 内部通路

Claims (22)

1. 送風機アセンブリのための環状ノズルであって、
   外壁、及び該外壁によって取り囲まれてボア軸線を有するボアを形成する内壁と、
   前記内壁と前記外壁の間に位置付けられ、かつ空気流を受け入れるために前記ボア軸線の周りに延びる内部通路と、
   前記空気流を前記ボア軸線から離れるように延びる方向に放出するためにノズルの前部に又はその近くに位置付けられた空気出口と、
   を含み、
   前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、該ボア軸線の周りで変化する、
   ことを特徴とするノズル。
2. 前記内壁は、前記ボア軸線を含む平面に、翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有することを特徴とする請求項１に記載のノズル。
3. 前記内壁は、前部分及び後部分を含み、
   前記内壁の前記前部分は、実質的に円錐の形状を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のノズル。
4. 前記ボア軸線に対する前記内壁の前記前部分の傾斜の角度が、０°と４５°の間であることを特徴とする請求項３に記載のノズル。
5. 前記翼は、ＮＡＣＡ翼の形状を有することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のノズル。
6. 前記翼は、前縁、後縁、及び該前縁と該後縁の間を延びる翼弦線を有し、
   前記空気出口は、前記翼の前記後縁に又はその近くに位置付けられる、
   ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のノズル。
7. 送風機アセンブリのための環状ノズルであって、
   外壁、及び該外壁によって取り囲まれ、ボア軸線を有するボアを形成し、該ボア軸線を含む平面に、前縁とノズルの前部近くの後縁とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する内壁と、
   前記内壁と前記外壁の間に位置付けられ、かつ空気流を受け入れるために前記ボア軸線の周りに延びる内部通路と、
   前記空気流を前記ボア軸線に対して傾斜した方向に放出するために前記後縁に又はその近くに位置付けられた空気出口と、
   を含み、
   前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、該ボア軸線の周りで変化する、
   ことを特徴とするノズル。
8. 前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口を通して放出される方向との間に内在する角度が、０°と４５°の間であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のノズル。
9. 前記空気出口は、前記ボア軸線の周りに延びることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のノズル。
10. 前記空気出口は、形状がほぼ環状であることを特徴とする請求項９に記載のノズル。
11. 前記内部通路は、前記空気出口へ向けて延びる空気チャンネルを含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のノズル。
12. 前記空気チャンネルは、前記ボア軸線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１１に記載のノズル。
13. 前記空気チャンネルは、収束する形状を有することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のノズル。
14. 前記空気チャンネルと前記ボア軸線の間に内在する角度が、０°から４５°までの範囲にあることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載のノズル。
15. 前記内壁の大部分には、前記ボア軸線に向けてテーパがついていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のノズル。
16. 前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口から放出される前記方向との間に内在する前記角度は、該ボア軸線の周りで少なくとも１つの最大値と少なくとも１つの最小値の間で変化することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のノズル。
17. 前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口から放出される前記方向との間に内在する前記角度は、該ボア軸線の周りで複数の最大値と複数の最小値の間で変化することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のノズル。
18. 前記最大値及び前記最小値は、前記ボア軸線の周りで規則的に離間することを特徴とする請求項１７に記載のノズル。
19. 前記角度は、ノズルの上端及び下端のうちの少なくとも一方で又はその近くで最小値にあることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載のノズル。
20. 空気流を生成するための手段と、
    前記空気流を放出するための請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の環状ノズルと、
    を含むことを特徴とする送風機アセンブリ。
21. 送風機アセンブリであって、
    １次空気流を生成するための手段と、
    環状ノズルと、
    を含み、
    前記環状ノズルは、
    外壁、及び該外壁によって取り囲まれ、ボア軸線を有するボアを形成する内壁と、
    前記内壁と前記外壁の間に位置付けられ、かつ空気流を受け入れるために前記ボア軸線の周りに延びる内部通路と、
    前記空気流を放出するために前記ノズルの前部に又はその近くに位置付けられた空気出口と、
    を含み、
    前記ノズルは、前記空気流を前記空気出口を通して前記ボア軸線から離れるように延びる方向に放出するように構成され、
    前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、該ボア軸線の周りで変化する、
    ことを特徴とする送風機アセンブリ。
22. 送風機アセンブリであって、
    １次空気流を生成するための手段と、
    環状ノズルと、
    を含み、
    前記環状ノズルは、
    外壁、及び該外壁によって取り囲まれ、ボア軸線を有するボアを形成し、該ボア軸線を含む平面に、前縁と前記ノズルの前部近くの後縁とを有する翼の表面の一部の形状にされた断面プロフィールを有する内壁と、
    前記内壁と前記外壁の間に位置付けられ、かつ空気流を受け入れるために前記ボア軸線の周りに延びる内部通路と、
    前記空気流を前記ボア軸線に対して傾斜した方向に放出するために前記後縁に又はその近くに位置付けられた空気出口と、
    を含み、
    前記ボア軸線と前記空気流が前記空気出口から放出される方向との間に内在する角度は、該ボア軸線の周りで変化する、
    ことを特徴とする送風機アセンブリ。

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