驅動空氣裝置的製作方法
2023-04-25 06:41:26
專利名稱：驅動空氣裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動空氣裝置，包括吊扇、壁扇、通風裝置如排氣扇之類、及外部設有轉葉的裝置。
驅動空氣裝置如吊扇、抽氣扇等通常都有可用不同速率旋轉的多個伸展的扇葉。扇葉從中央轂部伸出，而轂部連在一根被電動機驅動的軸上。
這些風扇有兩個主要缺點第一，吊扇由於有轉動的金屬扇葉而有危險，不少次傷害過與扇葉接觸的孩子。同樣，孩子曾因把手指插入壁扇內而被傷害過。
這些風扇的第二個主要缺點是它們從葉片緊上面的區域內吸氣。即，空氣不是直接引入到葉片內然後在不是在葉片緊上面的位置上被葉片驅動。這種缺乏效率的缺點對設在爐子上方的排氣扇特別成為問題。通常，這些排氣扇只能排掉直接在風扇下面的一小部分空氣而不能立即從其他位置引入空氣。
另外，很難將加熱或冷卻裝置與大葉片的風扇直接結合在一起，因為這種做法非常沒有效率。對於葉片較小的風扇(如小的風扇加熱器)，也是缺乏效率的，因為被驅動的空氣的體積很小，而較小的風扇是極其分散地使用的。
吊扇另一個缺點是，由於它們的設計，它們並不適合使用，並且當裝在低的頂板上時確實是非常危險的，因為傳統的吊扇通常從頂板上掛下的距離可達50cm。
本發明的一個目的是要提供一種驅動空氣器，它能克服上述這些缺點或提供一種有用的或商業上可行的選擇。
本發明的一種形式為驅動空氣裝置，該裝置有一曲線體，空氣可在其周圍循環流動，曲線體有一邊緣，使用時，該邊緣的一側為低壓表面，而另一側為高壓表面，有一空氣出口以便使空氣噴吹到低壓表面上，有一空氣進口以便從高壓表面上吸入空氣，還有空氣加速裝置以便使空氣從空氣進口流動到空氣出口。
這樣安排時空氣便可環繞曲線體循環流動，而空氣加速裝置的作用是使空氣環繞曲線器流動。在低壓表面上循環空氣將吸入並挾帶鄰近的空氣，而當循環空氣通過高壓表面時，被挾帶的空氣將被向下拋出以便使空氣流動。這樣，一部分空氣環繞曲線體循環流動，而這部分空氣吸入、挾帶並拋出鄰近的空氣來提供空氣流動的效果。可以看到該裝置並沒有在外面轉動能夠傷害孩子的葉片。該裝置能夠在形狀上做得十分緊湊使它能夠用在頂板低的較低小的居室，還可注意到空氣是沿著低壓表面被吸入並被挾帶的，並不僅限於該裝置緊上面的區域。
最好曲線體為環狀體，即它可具有環形的形狀。但環狀體的橫截面不一定需要是圓的，它可變化成特殊的形狀，這取決於多種因素，這些因素包括環繞曲線體循環流動的空氣的速率和希望被驅動的空氣的體積。最好環狀體的橫截面這樣設計使低壓表面這一側被壓扁。環狀體有一邊緣，低壓表面在邊緣的一側，而高壓表面在邊緣的另一側(應該知道只是當空氣環繞環狀體循環流動時才有壓力)。
環狀體可由各種合適的材料如金屬、塑料和複合材料製成。環狀體可以是完全實心的或空心的。環狀體可由不透明或透明的材料製成。可將一個發光器件設置在環狀體內並在該實施例中用透明材料製成環狀體或一部分環狀體使光線能夠通過。
空氣出口可以是一個單一的出口或數個間隔開的出口。最好空氣出口為一單一出口。出口可以設在穿過環狀體的中心通道一端的附近。通道的這一端與低壓表面連通，這樣空氣通過出口後便漫流在低壓表面上。如果這是一個環狀體，那麼空氣出口可以成為一個環狀槽。
空氣進口可以是環狀體所形成的中心通道的另一端。
第一障礙件可設在中心通道所說一端的附近。第一障礙件可以有一條與環狀體間隔開的周邊以便形成空氣出口的環狀開口。該障礙件可有一個至少部分延伸到中心通道內的部分。該部分可具有一個形狀使空氣容易流動通過中心通道和空氣出口。該部分的一種形式可以是圓錐狀。
第一障礙件被可滑動地裝在一根軸上，使第一障礙件能在中心通道的上方「浮動」。這樣，空氣出口的大小就能根據第一障礙件的位置而變化，如果允許第一障礙件「浮動」，那麼空氣出口的大小就能根據通過空氣出口的空氣的體積和速率來變化。
空氣加速裝置可以是一個裝葉片的風扇，該風扇可以有一個轂部和多個伸展的葉片。合適的做法是，葉片至少要被完全定位在中心通道內。葉片可連結到轂部上，而該轂部可具有伸入到中心通道內的部分障礙件。在該實施例中，所說軸可連結到電動機上並被它驅動，從而可轉動第一障礙件並因而轉動葉片。
在另一個實施例中，第一障礙件可被不能旋轉地安裝著，而空氣加速裝置可以是一個裝葉片的風扇，該風扇被安裝成可相對於第一障礙件而旋轉。
裝葉片的風扇可以是任一種合適的型式，並可包括軸流風扇、離心風扇、或混流風扇。
第二障礙件可定位在中心通道另一端的附近。第二障礙件可以是板狀、網狀、柵狀，其作用是防止手指插入到中心通道內。
為了使空氣容易環繞環狀體流動，最好確保空氣為湍流。這樣，當空氣從空氣出口出來時最好使空氣彎曲並滾動成為渦流。在環狀體內鄰近空氣出口處制出凹槽或臺階有助於做到這一點。凹槽或臺階能夠使空氣射流吸入並抽空在它下面的空氣，從而使空氣射流彎曲並滾動成為渦流。凹槽或臺階最好延伸到空氣出口的全部長度。這樣，如果空氣出口為環狀，那麼凹槽或臺階最好也是環狀。
如果需要，該裝置可包括一個加熱器用來加熱空氣。加熱器可具有一個加熱元件。加熱元件可設置在中心通道內以便當空氣流動通過中心通道時將它加熱。如果加熱器設在中心通道內，那麼最好設有第二障礙件以便防止不小心地與加熱器接觸。同樣，可設置冷卻裝置如冷卻盤管。冷卻裝置也可設在中心通道內以便當空氣通過通道時將它冷卻。
曾經發現當空氣通過空氣出口而環繞曲線體流動時，能帶走低壓表面上的空氣。為了使在空氣出口附近和低壓表面上部的空氣容易被帶走，也為了使空氣容易在所需的位置上拋出，本裝置可與一個罩殼聯合使用。如果曲線體為一環狀體，那麼罩殼可以是一個環狀罩殼，該罩殼環繞環狀體延伸，一般是環繞環狀體的邊緣區延伸。在罩殼和環狀體外表面之間的間距是可以變化的，但該間距可大致等於渦流的直徑。該罩殼可成為本裝置的零件。或者不用罩殼，本裝置可裝在牆壁上或頂板上的一個開口內，而該開口的壁能起到罩殼的作用。
本發明的實施例將結合附圖予以說明並示出，圖中
圖1示出按照本發明一個實施例的驅動空氣裝置的曲線體。
圖2示出圖1的曲線體，有一空氣加速裝置設在其內。
圖3示出圖2的裝置，包括一個第一障礙件。
圖4為圖1、2和3的裝配好的裝置的上視圖。
圖5為驅動空氣裝置的側剖視圖。
圖6為驅動空氣裝置的側剖視圖。
參閱附圖，圖1示出驅動空氣裝置10的曲線體。曲線體為環狀體，有一中心通道11和外邊緣12。圖1到4還示出體10內的環狀凹槽或臺階13，其作用將在以後結合圖5和6詳細說明。體10可由任何一種合乎要求的材料如膨脹的塑料、其他塑料或金屬製成。體10可以是完全實心的、完全空心的、或部分實心部分空心的。體10的寬度和高度可隨需要而變，從極大尺寸變化到極小尺寸。
圖2示出的空氣加速裝置，形式為一裝葉片的風扇14，有一中心轂部15和許多間隔開而搭接的葉片16。裝葉片的風扇14有一軸18連結到電動機17上使它能驅動風扇14。
如圖3所示，中心通道11的上部部分被第一障礙件19部分地關閉。第一障礙件19擱置在中心通道11的上部上。第一障礙件有一部分20延伸到中心通道11內。可以看到，第一障礙件為截圓錐形。第一障礙件19的周邊21是從體10的外壁向內隔開一段距離以便形成一個環狀的噴吹槽22作為空氣出口。障礙件19的頂部有一小柱23以便將它連結到頂板或其他支承上。
參閱圖5和6，圖中示出驅動空氣裝置的橫截面圖。圖5較好地示出環狀噴吹槽22、風扇14的位置、和葉片16。圖5和6還示出體10的橫截面形狀，可以看到，該橫截面形狀在底部略被壓扁。
參閱圖5和6，環狀噴吹槽22將高速空氣噴吹到曲線體10上。空氣按照體10的曲度沿著體10流動，從噴吹槽22經過邊緣12然後通過進口24返回到中心通道11內。體10的上部25(即在噴吹槽22和邊緣12之間的部分)可看作低壓表面，因為空氣通過槽22噴吹出來流動越過體10而體10的表面面積增加，從而降低空氣壓力。由於空氣壓力的降低，鄰近的周圍空氣便被吸入或與漫流在低壓表面25的空氣混合。當空氣流動經過邊緣12並開始返回流動到中心通道11內時，空氣沿著流動的表面面積減少或收斂；體10的這部分可看作高壓表面26。隨著壓力的增加，挾帶的或混合的空氣便在裝置下面的位置從循環的空氣流中被拋出。
曾經發現，引入湍流如渦流能使空氣容易環繞體10流動。這個湍流可在體10上設置粗糙表面獲得。另外，環狀凹槽或臺階13也能起到形成湍流的作用。當高速空氣射流衝撞到凹槽或臺階13時，它吸入並抽空在它下面的空氣，使射流彎曲並滾動，在低壓表面25的上部或肩部77的開始處形成渦流。這被稱為環渦流因為它環繞體10的頂側。如果射流具有高速，那麼有好幾個這種渦流將會形成並向外旋轉越過肩部27。
旋轉的空氣由於其速率因而具有比周圍空氣低的壓力。於是鄰近的周圍空氣被吸入到渦流內，使渦流在向外流動時，直徑逐漸擴大。這些渦流由於其低壓力使它們容易沿著體10的曲線面流動並環繞體10滾動來到下側26。一旦這些渦流通過邊緣區12來到下側26，它們不再能繼續貼在體10的下側上流動較多的距離，因為這些渦流開始沿著一個縮減的表面面積流動，於是壓力上升。較高的壓力使空氣向外向下噴出。
但一部分空氣可以沿著體10的下側26流動到中心通道11內並環繞體10循環或再循環。
有一形式為板狀、柵狀、網狀之類的第二障礙體28可設在進口24的附近。板28的作用主要是防止將手指插入到中央通道11內，雖然板28也可用來使限定進口24的形狀或大小更為容易。
環狀體可以是空心的並可包括內部的燈光29。燈光可採用圓形螢光燈的形式。如果將燈光設在體10內，那麼最好體10或者是全部由透明材料製成，或者是至少下部由透明材料製成。
在中心通道11內可設置一個加熱元件35用來加熱沿著通道進入的空氣。或者或另外，還可將一冷卻盤管或其他型式的冷卻裝置設置在中央通道內。
第一障礙件19被可滑動地連結到小柱23上或用其他方法可滑動地連結，使它能上、下移動，從而增加或減少環狀噴吹槽22的大小。障礙件19可「浮動」在體10之上，並曾發現，障礙物19能主要根據通過其中的空氣的體積和速率自已調節環狀噴吹槽的大小。雖然不希望用理論加以限制，但看來如果環狀噴吹槽對通過其中的空氣的體積和速率顯得太大時，那麼有一些湍旋的空氣就會通過噴吹槽返回到通道內，這是不希望有的。採用使障礙件「浮動」的方法，障礙件能夠自動將環狀噴吹槽調節到正確的大小。
參閱圖5和6，當環渦流沿上部表面25流動時，周圍空氣被挾帶到渦流內。不僅在噴吹槽22緊上面的而且沿著整個低壓表面25的周圍空氣都將被吸入並挾帶到渦流內。一旦渦流經過邊緣14，壓力上升，挾帶的空氣就被向下噴出。但在鄰近邊緣部處，被噴的空氣可能會向上彎曲，返回到低壓表面25上的環渦流內，以致造成不需要的反饋圈。
為了減少這種情況發生，可以設置一個罩殼32。形式為環狀的罩殼32可由金屬或塑料製成，它可在邊緣部12環繞體10延伸。罩殼32可從體10間隔開一個距離，該距離大致等於經過邊緣12的環渦流的大小。罩殼32可減少空氣從邊緣12的緊下面打圈返回到邊緣12的緊上面。
如果本裝置被裝在牆壁或頂板上的開口內，那麼開口壁本身就可形成罩殼32，這時就不再需要另設一個罩殼。
本裝置可裝在一對對置的銷軸上，使它可被轉動180°。這樣安排時，本裝置可裝在牆壁內，它既可用作吹風機，也可轉動180°用作抽氣機。
可用支杆和其他裝置將各零件夾持在一起，在圖上為了清晰起見已將支杆去除。如果需要，風扇14可用多級的以便增加射流的噴射速率。
圖5和6示出風扇14，它以基本上為45°的角度噴出空氣，並示出臺階13，它可使空氣容易彎曲並湍旋。如果噴吹槽22相對於體10上緊接在噴吹槽22後面的部分基本上是水平的，並且如果所用為離心風機，空氣可被充分湍旋形成渦流，那麼臺階13可不需要。
應該知道，對所說明的實施例尚可作出各種其他的變化和修改而並沒有離開本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種驅動空氣裝置，具有一個曲線體，空氣可在其周圍循環流動曲線體有一邊緣，使用時，該邊緣的一側為低壓表面，而另一側為高壓表面，有一空氣出口以便使空氣噴吹到低壓表面上，有一空氣進口以便從高壓表面上吸入空氣，還有空氣加速裝置以便使空氣從空氣進口流動到空氣出口。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵為，所說曲線體為環狀體。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵為，所說空氣加速裝置設在環狀體所形成的中心通道內。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵為，所說空氣出口為在中心通道一端附近的環狀開口，所說空氣進口設在中心通道另一端的附近。
5.如權利要求4所述的裝置，還包括一個第一障礙件，該障礙件位於中心通道所說一端的附近，具有一個與曲線體間隔開的周邊以便形成空氣出口的環狀開口。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵為，所說第一障礙件有一部分伸入到中心通道內。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵為，所說空氣加速裝置為一風扇，由所說部分支承著。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵為，所說第一障礙件可滑動地裝在一根軸上。
9.如權利要求5所述的裝置，還包括一個第二障礙件，間隔鄰近於中心通道另一端，與曲線體間隔開以便形成空氣進口。
10.如權利要求7所述的裝置，其特徵為，有一凹槽設在曲線體內部鄰近空氣出口處以便用來吸入並抽空在其下面的空氣。
全文摘要
一種驅動空氣裝置(10)具有一個曲線體,空氣可在其周圍循環流動,曲線體有一邊緣(12),在使用時,在邊緣(12)的一側有一低壓表面,而在邊緣(12)的另一側有一高壓表面(26),有一空氣出口(22)可噴吹空氣使它漫流在低壓表面(25)上,有一空氣進口(24)可從高壓表面吸入空氣,還有空氣加速裝置(14)可使空氣從空氣進口(24)流動到空氣出口(22)。
文檔編號F04D29/40GK1173913SQ96191880
公開日1998年2月18日 申請日期1996年2月12日 優先權日1995年2月10日
發明者特倫斯·羅伯特·戴 申請人:美吉浮控股公司