省空间的直立型风扇的制作方法

专利名称：省空间的直立型风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及风扇。本发明更特别是涉及用在工作区域中的省空间风扇。
背景技术：
在诸如办公室环境的工作区域中的空气流动多年来是通过公知风扇处理。大多数此类型的公知风扇较小，有助于使在例如书桌、桌子或柜台工作表面上的装置所需空间减到最少。尽管公知风扇已能提供此所需面积，其仍具有若干缺点。
公知使用轴向风扇叶片装置的缺点是其经常需要易于赋予看见装置周边区域能力的宽度。此外，宽度使这类装置更易于意外接触及翻倒。公知风扇的意外翻倒可造成时间及工作上的损失。虽然体积较小，但使用轴向风扇叶片的公知风扇经常为了稳定性而需要较大基座，需要使用者牺牲工作表面的明显部分。若不使用公知风扇，则此空间可加以利用。
使用轴向风扇叶片且主要用在桌上或书桌顶部的公知装置的另一缺点在于所产生空气模式的形状。使用轴向风扇叶片的公知装置产生锥状气流，且当气流行进距离增加时其直径会增加。当气流的直径增加时，该气流将开始干扰书桌或桌子顶部上的对象。结果，例如纸类松散物将可能随气流通过而移动。这是不符合要求的，因为这类对象可能被从其预期位置移动。此外，在气流内的原先于安装表面上的灰尘、花粉或皮屑对于空气将是干扰。这类灰尘及碎屑可能对于例如呼吸状况是有害的。
使用轴向风扇叶片的公知装置的又另一缺点是与用轴向风扇叶片旋转有关的运动及分心。例如当该装置主要用在桌子或书桌顶部上，若使用者位置靠近该装置时尤其不利。

发明内容
本发明是一种使用交叉流空气叶轮及具有细长垂直空气出口的省空间风扇。该省空间风扇具有增强其省空间特征的最少平面使用区域尺寸。
如上述省空间风扇也使可能的意外翻倒及与这类意外相关的工作损失减到最少。装置于外罩内使用交叉流空气叶轮减少叶轮的可视可检测运动，并且因此减少与叶轮旋转有关的分心。
省空间风扇也具有允许使用者导引需求气流的能力。旋转及/或振荡的使用使排出气流的定向能力最佳化。
如所述的省空间风扇产生足够速度及容积的气流，且有效地冲击且冷却使用者。有效冷却是由省空间风扇产生，同时占用工作区域(例如，书桌或桌子顶部)上的最小空间。
较佳的是该省空间风扇将会完全地组装且由于其结构、形状及精简尺寸，其将使用可促进有效运输的出货包装。该装置的运输是通过可放置在出货容器(卡车)内的较大量省空间风扇而提高。这类出货的优点是可用以减少使用者的成本。


在结合附图阅读以上详细描述时可更加了解本发明。重要的是根据常识，附图的各种特性未按比例。相反地，各种特性的尺寸为求明显是随意扩张或缩小。在附图中，包括以下附图图1是省空间风扇的示例性具体实施例的透视图；图2显示图1的示例性具体实施例的分解图；图3A及3B是通过图1的示例性具体实施例的对比性水平截面图，其显示可与省空间风扇一起使用的空气叶轮；图4显示省空间风扇的具体实施例的各种组件的尺寸特点；
图5显示示范省空间风扇之一具体实施例的效能特征的图表；图6A及6B分别显示由该装置产生的空气流动模式的省空间风扇的示例性具体实施例的端视和俯视图；图7A及7B显示省空间风扇的尺寸及包装特征；图8显示省空间风扇的另一具体实施例；及图9显示省空间风扇的另一具体实施例。
主要元件标记说明100 省空间风扇101 细长外罩102 侧壁104 底部104a孔径104b孔径105 电源线106 顶部110 垂直空气出口112 格栅元件130 叶轮组合131 上框架132 交叉流空气叶轮132a进入侧132b排出侧133 轴承134 马达
135 马达轴137 空气切断件138 空气导引件139 下框架140 振荡机构142 振荡马达144 偏移轮146 销148 基座槽150 控制组合300 叶片310 叶片320 排出口340 进入空气342 排出气流502a气流边界502b气流边界504 排出流路径中心线600 假设性圆柱602 出货包装700 省空间风扇701 外罩702a侧壁702b侧壁
704 底部706 顶部730 隔室732 时钟900 省空间风扇901 细长外罩902 侧壁904 表面906 表面910 空气出口912 格栅元件930 叶轮组合950 控制件970 空气进口980 附接机构982 部分“A”982b末端984 部分“B”984b末端986 柄988 空间具体实施方式
以下是省空间风扇的说明。如所述，该省空间风扇在外罩内使用交叉流空气叶轮。使用减少叶轮的可检测运动的交叉流空气叶轮，因此减少与具有轴向风扇叶片的公知风扇旋转有关的分心。
省空间风扇的外罩具有增强其省空间特征的最小平面使用面积尺寸。如所述，最小平面使用面积连同最小化宽度也减轻可能的意外翻倒及有关这类事件的工作损失。
当省空间风扇位于书桌或桌子上时，如上述产生的气流速度具有有效冷却使用者的适当特征。
省空间风扇也允许使用者导引气流通过细长垂直出口离开到需求位置。旋转及/或振荡的使用有利于最佳化排出气流的定向能力。
省空间风扇的精简形状及大小将可使用促进有效运输的出货包装。可将较大量省空间风扇放置在出货容器(卡车)内。此对于使用者而言是一种优势，可减少成本。
图1是一示例性省空间风扇100的透视图。如图1所示，省空间风扇100包括细长外罩101。细长外罩101包括侧壁102、底部104及顶部106。在此示例性实施例中，侧壁102是由有孔材料制造。垂直空气出口110显示附接至细长外罩101。垂直空气出口110可包括格栅元件112，用于导引排出空气流离开垂直空气出口110。
叶轮组合130设置在细长外罩101内。叶轮组合130引导进入空气进入细长外罩101。叶轮组合130加速该进入空气产生排出气流，其通过垂直空气出口110离开细长外罩101。
省空间风扇100也包括至少一个控制组合150。控制组合150控制省空间风扇100的一种或多种功能。同样显示的是电源线105，其是用以连接省空间风扇100到电源(即，壁出口)。省空间风扇100的电气组件连接已整合于该装置内，如在控制组合150及叶轮组合130之间。装置内的电气组件连接的整合免除使用者制造这类连接的需要。在所示的示例性具体实施例中，操作该装置仅需要例如至电源的电源线105的连接。该装置内所有电气组件连接的整合也增强省空间风扇100的便携性。
电源线105较佳是利用安全插头。安全插头的细节及其优点可参考美国专利6,394,848号、6,604,965号、6,793,535号及6,896,544号，以上专利是通过引用并入本文。
图1中也显示截面平面3-3。该水平截面是沿图3A和3B所示截面平面3-3取得。
图2是省空间风扇100的分解透视图。如图2所示，细长外罩101可由多于一个组件构成，诸如侧壁102、底部104及顶部106。在此示例性实施例中，侧壁102由有孔材料制成。位于此示例性实施例中的垂直空气出口110位置接近侧壁102且介于细长外罩101的底部104及顶部106之间。本发明涵盖该细长外罩101及垂直空气出口110可使用组合装置(图中未显示；如螺丝、粘着物或扣件)组合在一起。
细长外罩101中披露的是叶轮组合130。如所示的叶轮组合130包括交叉流空气叶轮132及马达134。交叉流空气叶轮132是通过马达轴135连接至马达134。交叉流空气叶轮132如图所示由上框架131及轴承133支撑。马达134是通过马达托架136连接至下框架139。在此示例性实施例中，空气切断件137及空气导引件138设置在上框架131和下框架139之间。空气切断件137及空气导引件138用以在结构上彼此相对地支撑上框架131及下框架139。马达134使交叉流空气叶轮132绕着旋转轴Z旋转。如本具体实施例中所示，旋转轴Z实质上垂直型。
本发明涵盖叶轮组合的部分(如上框架131、下框架139、空气切断件137及/或空气导引件138)可与省空间风扇100的其它部分一体地构建，诸如细长外罩101的侧壁102、底部104及/或顶部106。
交叉流空气叶轮132具有界定垂直细长纵横比的预定直径及预定轴向长度。在一具体实施例中，交叉流空气叶轮132的预定长度对预定直径纵横比大于约2∶1。在又一具体实施例中，交叉流空气叶轮的预定直径少于约2.5英寸。维持交叉流空气叶轮132的细长状纵横比允许叶轮组合130适于提供用于省空间风扇100的省空间特征的细长外罩101内。
如图2所示，马达134最好通过孔径104a定位在细长外罩101的底部104内。如所述，通过降低马达134相对于支撑表面的质量，马达134的位置可增加省空间风扇100的稳定性。如所述增强省空间风扇100的稳定性使将省空间风扇100维持在垂直直立位置中所需的基座大小减到最少。使用最小化基座的能力增强省空间风扇100的省空间特征。
较佳的是马达134将是通风型电动马达。通风型马达允许空气在使用时进入马达134且有效地冷却马达134。马达134的冷却将允许材料减少及减少马达134的成本，此最后将减少省空间风扇100的总成本。交叉流空气叶轮132的最小化预定直径必须以足够速率旋转，以致以需求的速度特征产生排出气流(参照图5)。排出气流的需求速度应足以使排出气流有效地冲击在使用者表面(皮肤)上，及使水分(汗)的蒸发最大。蒸发有利于使用者所受的冷却感觉。
本发明涵盖叶轮组合130的马达134可为使用交流电或直流电的电动马达。本发明也涵盖使用直流马达134的省空间风扇100可使用各种电源，例如汽车、船、公交车等的电池及电气系统。使用电池的能力将增加省空间风扇100的便携性。本发明涵盖省空间风扇100也可为手持式电池操作冷却装置。
图2也显示振荡机构140。振荡机构140通过一定范围的振荡运动来移动省空间风扇100的细长外罩101。振荡运动允许排出空气的流动视需要分散在更大的区域上。在此示例性实施例中，振荡机构140是由振荡马达142、偏移轮144、销146及基座槽148构成。本示例性具体实施例中的振荡马达固定地连接至底部104，且底部104可旋转地连接至基座120。振荡马达142旋转偏移轮144，其依次旋转销146。偏移轮144界定振荡马达142的旋转轴及销146间的距离。销146适配到基座槽148内。随着偏移轮144旋转迫使底部104相对于基座120旋转及/或振荡。基座120相对于支撑表面静止，并且所述振荡机构140的动态使细长外罩101相对于基座120振荡或旋转。本发明涵盖振荡机构140可反转，其中振荡马达142将固定地连接至基座120，且基座槽148将会附接至底部104。在此情况下，细长外罩101的合成运动相同。本发明也涵盖其它振荡机构，诸如连杆及枢轴，或可逆式同步马达及齿轮可用来达到需求的振荡运动。图2同时显示脚件122。
用于工作表面上(如书桌或桌子顶部)的省空间风扇100的省空间特点由于其有限尺寸而提高。可用于振荡机构140的有限空间也可限制细长外罩101的振荡运动的包含角范围成为少于约60度。限制振荡的包含角范围有助于减少振荡机构140的大小，从而增强振荡机构140适配在由基座120界定的空间中的能力。
如此示例性实施例中所示，细长外罩101振荡的旋转轴最好是平行于交叉流空气叶轮132的旋转轴Z。此减少在细长外罩101振荡期间回转偏移的效应且增加省空间风扇100的稳定性。在一具体实施例中，细长外罩101振荡的旋转轴与交叉流空气叶轮132的旋转轴Z共线。
控制组合150用来控制省空间风扇100的功能，如叶轮132的旋转速率及/或外罩101的旋转或振荡。如所示，控制组合150可包括例如开关、电源控制板及LED指示器。在一较佳具体实施例中，控制组合150通过孔径104b安装在外罩101的底部104。或者是，遥控单元150a可结合及/或取代控制组合150以达到省空间风扇100的控制。
本发明所涵盖的马达134是多速马达。多速马达134的使用允许使用者视需要调整排出气流的空气量及空气速度。本发明进一步涵盖用以结合控制组合150的单速马达134可用来改变交叉流空气叶轮132的旋转速率，达到与可变速马达的类似结果。
省空间风扇100可用例如聚合物、密封马达、密封开关及其它组件的材料构建，其它组件例如可最佳化全天候构造的雨水感应器。此将有利于省空间风扇100用在可能曝露于变化天气条件下的区域中。
图3A及3B是沿图1所示平面3-3的水平截面图。如图3A所示，进入空气340通过交叉流空气叶轮132的旋转通过侧壁102抽入省空间风扇100中。交叉流空气叶轮132加速产生排出气流342的进入空气340，其通过垂直空气出口110离开省空间风扇100。垂直空气出口110包括格栅元件112。格栅元件112导引排出气流342，以形成如图所示的实质上线性气流。形成实质上线性气流的能力允许排出气流342由省空间风扇100的使用者视需要更精确地导引。
格栅元件112经设计以使对于通过垂直空气出口110离开省空间风扇100的排出气流的阻抗减到最少。格栅元件112结合在交叉流空气叶轮132及垂直空气出口110间实质上直接与未受阻的流体连通，进一步提高省空间风扇100产生排出气流342的需求速度的能力。或者是，格栅元件112可为例如在百叶窗样式中可活动的垂直板条，其允许排出气流342被水平导引至右及/或左。额外的水平百叶窗(图中未示出)可并入垂直空气出口110，允许排出气流342被垂直地导引至上及/或下。
同时在图3A中显示的是空气切断件137及空气导引件138。空气切断件137及空气导引件138相对于交叉流空气叶轮132的位置允许交叉流空气叶轮132绕着旋转轴Z自由旋转。在此示例性实施例中，当从交叉流空气叶轮132的旋转轴Z参考时，空气导引件138是凹状。在此示例性实施例中，当从交叉流空气叶轮132旋转轴Z参考时，空气切断件137是凸状。
空气导引件138及空气切断件137将交叉流空气叶轮132分成进入侧132a及排出侧132b。进入侧132a界定为在交叉流空气叶轮132沿其圆周旋转的方向中，自交叉流空气叶轮132与空气切断件137间最靠近径向近端的点，到交叉流空气叶轮132与空气导引件138间最靠近径向近端的点所测量到的第一距离。排出侧132b界定为在交叉流空气叶轮132沿交叉流空气叶轮132圆周旋转的方向中，自交叉流空气叶轮132与空气导引件138间最靠近径向近端的点，到交叉流空气叶轮132与空气切断件137间最靠近径向近端的点所测量到的第二距离。交叉流空气叶轮132的进入侧132a与侧壁102直接流体连通。根据类似方式，交叉流空气叶轮132的排出侧132b与垂直空气出口110直接且实质上未受阻地流体连通。
如图3A中所示，交叉流空气叶轮132由数个叶片300构成，上述叶片300界定位于叶片300间的空气通道302。叶片300及空气通道302位于接近交叉流空气叶轮132的圆周。图3A是示范由金属制造的交叉流空气叶轮。
图3B与图3A类似，除了交叉流空气叶轮132由聚合物制成。由于聚合物材料的模造限制条件(诸如拖拽力需求及塑料流动性质)，当与图3A的金属叶片300厚度比较时，叶片310厚度约3倍大。空气通道312的尺寸必须足以允许进入空气340有效地流过交叉流空气叶轮132。当与金属叶片(参照图3A)相比时，叶片310的额外厚度连同空气通道312的足够尺寸限制位置接近交叉流空气叶轮132的圆周的叶片310数目。位置接近交叉流空气叶轮132的圆周的叶片数影响排出气流342的容积。伴随适当大小的空气通道的叶片数愈多，排出气流342的容积愈增加。
如通过比较图3A与图3B可了解，在交叉流空气叶轮132上由金属制造的叶片300数目(图3A)，大于在交叉流空气叶轮132上由聚合物制造的叶片310数目(图3B)。例如，具有约1.2英寸的预定直径的交叉流空气叶轮132将会利用约20片材料厚度在约0.16英寸的金属叶片300。对于具有约1.2英寸的预定直径使用聚合物叶片310的类似交叉流空气叶轮132，叶片材料厚度在约0.45英寸的叶片数目将会是16。
与厚聚合物叶片310相比，由薄金属形成叶片300的能力，允许图3A的交叉流空气叶轮132产生具有足够空气容积的排出气流342。在一较佳具体实施例中，交叉流空气叶轮132的叶片300由金属形成。本发明涵盖若由高熔点聚合物形成时，可利用薄模造聚合物叶片。分离的聚合物部分(例如从薄聚合物片卷切割及形成)也能被用来制造薄聚合物叶片。然而，这类聚合物应用可能增加与交叉流空气叶轮132的制造有关的成本。
图4所示为垂直空气出口110与叶轮组合130的排出口320相比的示例性比例。叶轮组合130的排出口320的过流面积“AB”定义为排出口320尺寸“BOW”的宽度乘以排出口320垂直长度尺寸“BOL”。“BOW”定义为自空气切断件137至空气导引件138的最小尺寸。“BOL”定义为排出口320的最大垂直范围，在此示例性实施例中，“BOL”显示为上框架131和下框架139间的最小距离。在另一具体实施例中，“BOL”实质上等于交叉流空气叶轮132的垂直长度。垂直空气出口110的过流面积“AO”定义为宽度“OW”乘以垂直空气出口110的垂直长度“OL”，减去所有格栅元件112的面积。出口宽度“OW”定义为包括平行安装表面所测量到的垂直空气出口110的开口的最大水平范围的尺寸。垂直长度“OL”定义为包括垂直安装表面所测量到的垂直空气出口110的开口的垂直范围的长度。示例性具体实施例中的所有格栅元件112的面积定义元件宽度“EW”乘以元件长度“EL”乘以格栅元件数“n”。
排出口320的AB＝BOWxBOL垂直空气出口110的AO＝(OWxOL)-(EWxELxn)在所示的具体实施例中，格栅元件中112笔直、垂直且延伸至尺寸“OL”的长度，然而本发明不限于此。本发明涵盖使用其它用于格栅元件112的结构，诸如洞(实质上圆形及/或实质上多边形)、对角线元件及水平元件，或垂直、水平、对角线元件的结合。所有格栅元件112的实际面积应该基于其实际形式及尺寸加以计算。
垂直空气出口110的过流面积“AO”经过尺寸设计且设置以使其对于排出气流342的阻抗减到最少(参照图3A)，且增强排出气流342的能力以维持其速度，且导引其如需求地离开省空间风扇100。在一具体实施例中，垂直空气出口110的过流面积“AO”大于排出口320的过流面积“AB”约50％。此比例增强排出气流342用最小流动阻抗自省空间风扇100离开的能力。
AO＞.5xAB如图所示，垂直空气出口110具有由“OL”大于“OW”界定的垂直纵横比。在一示例性具体实施例中，垂直空气出口110的垂直纵横比大于约4∶1。较佳的是大于约6∶1的垂直纵横比。在一示例性具体实施例中，垂直空气出口110的宽度“OW”少于约1.5英寸，并且垂直空气出口110的长度“OL”大于约6英寸。
如所述，当与公知的轴向叶片风扇比较时，垂直空气出口110及格栅元件112及导引排出气流342的能力具有优势。使用轴向风扇叶片的公知风扇产生的锥状气流，当气流行进距离增加时直径会增加。当气流直径增加时，该气流干扰书桌或桌子顶部上的物件。结果，例如纸类松散对象可能当气流通过时移动。此可能不符合需求，因为对象可能被从其预期位置移动。此外，在气流内原先在安装表面上的灰尘、花粉或皮屑对于空气将是干扰。这类灰尘及碎屑可能对于例如呼吸状况是有害的。如所述，垂直空气出口110及格栅元件112维持圆柱状直立型排出气流，其使有关公知风扇描述的问题减到最少。格栅元件112理想中将增强排出气流342的层流，进一步如需求增加导引排出气流342的能力。圆柱状直立型排出气流也更密切符合人类需求。
图5所示为交叉流空气叶轮132的旋转速率在排出气流342的速度及容积上的影响。用以产生在图5表上使用的数据的交叉流空气叶轮132具有约1.2英寸的直径，总数约20片位于靠近交叉流空气叶轮132圆周的金属叶片300，及大约11.5英寸的轴向长度。用于特定RPM的叶轮132的排出气流342的最大速度，是通过将风速计定位在接近便携式省空间风扇100的垂直空气出口110处而测量到。该风速计垂直地上下及水平移动，直至找到排出气流342内的最大速度。对于特定RPM的交叉流空气叶轮132，排出气流342的每分钟立方英尺空气容积(CFM)是使用在空气出口110处的气流342的平均速度计算出。
在一具体实施例中，接近便携式省空间风扇100的垂直空气出口110测量到的排出气流342的最大速度约每分钟500英尺或更大，且排出气流342的最大空气容积约20CFM或更大。当省空间风扇位于书桌上时，如所述的排出气流342具有适于使使用者冷却有效率的速度特征。
在一较佳具体实施例中，交叉流空气叶轮132具有大约1850RPM或更大的旋转速率。在一具体实施例中，叶轮组合130的马达134(参照图2)是双极马达。如所述的空气叶轮132的旋转速率允许交叉流空气叶轮132具有少于2.5英寸的有限预定直径，以产生需求的空气速度。
由马达134产生的电磁场对于在紧密近端内的其它电气装置将有负面影响。若便携式省空间风扇100为书桌顶部使用设计时，则特别不利。
若位置靠近省空间风扇100，C框架双极遮蔽磁极马达的使用可能影响计算机监视器。理想中，由电动马达线圈产生的所有磁通量包含在电动马达的铁材料内。C框架双极遮蔽磁极马达设计试图迫使所有产生的磁通量在一方向中行进。此单向通量路径不正常且允许一部分已产生的磁通量行经空气，增加了围绕C框架双极遮蔽磁极马达的EMF大小。此扩大EMF干扰在紧密接近范围内的其它电气设备。EMF遮蔽件(图中未示出)的使用可用以减轻C框架马达的这类负面影响。
具有分离直接绕组线圈的2极遮蔽磁极马达(与C框架设计相反)的使用大幅地减少所产生EMF的大小，及其对于位置靠近省空间风扇100的其它电气装置的影响。直接绕组马达具有可用于从线圈的北到南磁极两方向的铁材料，且因此马达内含有杂散磁通量，减少马达周边的空气中的通量线。此大幅地减少EMF场的大小及提高便携式省空间风扇100的桌上使用性。
在一较佳具体实施例中，马达134是具有分离直接绕组线圈的2极遮蔽磁极马达。在另一具体实施例中，马达134具有EMF遮蔽件(图中未显示)。直接绕组线圈及/或EMF遮蔽件的使用增强设计在书桌顶部上使用的省空间风扇100的使用。具有分离直接绕组线圈的2极遮蔽磁极马达的使用，会减少使用EMF遮蔽件的需要且有助于对制造商及消费者提供低成本。
如所述，交叉流空气叶轮132少于约2.5英寸的有限预定直径降低排出气流342产生的空气容积。由空气产生的有限容积不需要移动较大空气容积所需的功率。降低功率需求减少所需马达转矩，因此降低由马达134产生的热。马达134因此可利用较少的材料以减少其成本，同时仍产生符合需求的空气速度及用于排出气流342的足够容积。此最后得以节省制造商及消费者的成本。在一具体实施例中，马达134产生少于约1.0英寸-盎司的最大转矩。
图6A及6B所示分别为产生示例性气流模式的省空间风扇100的示例性具体实施例的端视及俯视图。如图6A及6B中显示，进入空气340是通过交叉流空气叶轮132的旋转运动被抽入外罩101中。交叉流空气叶轮132将能量赋予气流，且产生排出气流342。如图6A及6B中显示，排出气流342通过垂直空气出口110从外罩101离开。
参照图6B，排出气流342根据线性方式沿排出流路径中心线504及实质上在集中的气流边界502a及502b内离开外罩101。外罩101的振荡或旋转能合并，以致允许水平地沿箭头520及522导引排出气流342。
如图6B中所示，实质上所有进入空气340皆在由角度500指定的区域内被抽入外罩101内。角度500其顶点位于最接近交叉流空气叶轮132的旋转轴Z处。如图示，角度500位于与排出流路径中心线504相对呈角度506处。
在一具体实施例中，角度500大于约60度。在另一具体实施例中，角度500在约70度及约135度之间。维持角度500尽可能地宽可增加交叉流空气叶轮132的效率。角度506大于约45度。维持角度506大于45度减少可能在排出气流342及进入空气340间发生的空气再循环。
尽管已显示侧壁102为实质上多孔材料，例如有孔金属，本发明不限于此。本发明涵盖侧壁102能从实质上非多孔材料构成，其具有在由角度500指示的区域中的空气进口(图中未显示)。使用实质上非多孔材料作为侧壁102可将交叉流空气叶轮132隐藏在外罩101的结构内。将交叉流空气叶轮132隐藏在外罩101内，可减少由于可见到交叉流空气叶轮132的旋转而导致使用者分心。当省空间风扇100是在紧密接近使用者处(例如在书桌或桌子顶部上)使用时，减少使使用者分心对工作环境有利。实质上将交叉流空气叶轮132隐藏在外罩101的结构内的另一优点是增加安全。此限制了外物可能用以接触省空间风扇100的交叉流空气叶轮132的可能进入点，因而当与利用轴向叶片的公知风扇比较时，可改进省空间风扇100的安全特征。省空间风扇100无须大的开放式格栅以保护在公知风扇上可发现的曝露轴向风扇叶片。
图7A显示说明总尺寸的省空间风扇100的示例性具体实施例的透视图。总高“OAH”定义为自安装表面到省空间风扇100的最高垂直范围的尺寸。假设性圆柱直径“HCD”定义为能包含省空间风扇100的范围的假设性圆柱600的最小直径尺寸。假设性圆柱600的轴定位于与交叉流空气叶轮132的旋转轴Z实质上平行。
省空间风扇100具有的垂直纵横比定义为“OAH”，其大于“HCD”。在一示例性具体实施例中，省空间风扇100的垂直纵横比大于约2比1。省空间风扇100也具有一个平面使用面积。此平面使用面积是省空间风扇100在安装表面(诸如书桌或者桌子顶部)上占用的面积。省空间风扇100的平面使用面积是由“HCD”的面积定义。一示例性具体实施例中，平面使用面积少于标准信纸大小的四分之一面积，或少于约23平方英寸。另一示例性具体实施例中，“HCD”限于约5英寸或更少。在又另一示例性具体实施例中，“HCD”限于约1.5英寸及约4.5英寸的范围间。如所述限制“HCD”及平面使用面积使省空间风扇100的突出性减到最少，及使在安装表面(诸如书桌或者桌子顶部)上可用的工作区域最大。
图7B所示为用于省空间风扇100出货包装602的总体尺寸的示例性具体实施例的透视图。出货包装602由高度“PH”、宽度“PW”及深度“PD”定义。在一较佳具体实施例中，省空间风扇100的结构允许该装置完全组装地出货。一具体实施例中，出货包装602的“PH”少于省空间风扇100的“OAH”的约115％，出货包装602的“PW”少于省空间风扇100的“HCD”的约115％，且出货包装602的“PD”少于省空间风扇100的“HCD”的约115％。如所述的省空间风扇100的结构和出货包装602，允许在出货容器中运送最大数目的单元，从而使运输成本减到最少。
图8所示为各种额外特征的省空间风扇700的一替代性具体实施例。如图所示的省空间风扇700可包括时钟732。本发明涵盖可在时钟732的原地使用模拟时钟、温度计及其它电子装置。同时显示的是隔室730。如本具体实施例中显示，隔室730位于外罩701底部704的一侧。隔室730可用来储存铅笔、笔、回形针等等。(图中未示出)可将光源并入省空间风扇700中，因此允许省空间风扇700也作为书桌及/或者桌子的灯。较佳的是，该光源将会位于靠近省空间风扇700的顶部706且因此高度在安装表面上方。本发明也涵盖空气质量组件，如过滤器及/或离子化器可并入省空间风扇700中。
图8所示也为外罩701包括侧壁702a及侧壁702b。如图所示，侧壁702a由多孔材料构成，诸如金属或聚合物。侧壁702b可由非多孔材料构成。侧壁702a及702b相对于外罩701内交叉流空气叶轮132的位置比先前具体实施例更靠近。应理解外罩701(先前具体实施例的外罩101)的截面形状可形成为各种形状，例如卵形、多边形及椭圆。
图9是省空间风扇900另一替代具体实施例的透视图。如图9显示，省空间风扇900包括细长外罩901及附接机构980。
细长外罩901包括侧壁902。在此示例性实拖例中，侧壁902包括空气进口970。空气出口910显示附接至细长外罩901。空气出口910可包括格栅元件912，用于导引排出气流离开垂直空气出口910。
叶轮组合930设置在细长外罩901内。叶轮组合930引导进入空气以通过空气进口970进入细长外罩901。叶轮组合930加速产生排出气流的进入空气，其通过空气出口910离开细长外罩901。同时显示的是用以控制叶轮组合930的功能的控制件950。
附接机构980连接在外罩901上且是用以安装省空间风扇900至例如书桌或桌子边缘的表面。在示例性具体实施例中，附接机构980显示为具有部分“A”982及部分“B”984的弹簧负载夹。部分“B”984是通过柄986连接至外罩901。部分“A”982相对于部分“B”移动，分别在部分“A”982和部分“B”984的末端982b和984b之间产生空间988。一图中未示出的弹簧是用来强制末端982b及984b在一起。当表面的边缘是放置在空间988内时，弹簧保持附接机构980及细长外罩901在与支撑表面的相对位置。尽管附接机构980显示为弹簧负载夹，本发明不受此限制。本发明涵盖使用各种附接机构，诸如磁铁、粘着物、具螺纹的夹具等。
如图所示，外罩901是水平型，然而本发明不受此限制。本发明涵盖外罩901能连接至附接机构980，以致垂直地定位。本发明也涵盖附接机构980可分离地耦合外罩901，使得自外罩901移走附接机构980将允许省空间风扇900用外罩901的表面904或表面906接合安装表面。
应可了解，附接机构980的使用结合将附接机构980与外罩901可分离地耦合的能力，大幅地增加省空间风扇900的使用的灵活性。
如所述，省空间风扇100使用外罩101内的交叉流空气叶轮132。在外罩内使用交叉流空气叶轮132减少叶轮132的可检测式运动，因此减少与公知风扇的轴向风扇叶片旋转有关的分心。省空间风扇100的外罩101具有最小的平面使用面积，因此提高其省空间特征。结合马达134的交叉流空气叶轮132产生具有足够容积及速度的排出气流，以有效地冲击且冷却使用者。交叉流空气叶轮132是经设计以符合省空间风扇100的垂直细长纵横比。
当与使用轴向风扇叶片的公知风扇比较时，省空间风扇100也具有允许使用者更精确导引排出气流342通过垂直空气出口110离开的能力。旋转，振荡及百叶窗的使用有利于最佳化排出气流的定向能力。
由于其结构，形状及精简尺寸，省空间风扇100使用可促进有效运输的出货包装。较大量省空间风扇100可放置在出货容器(卡车)内，使制造商及使用者获得成本上的优势。
虽然已参考示例性具体实施例描述本发明，但本发明不受其限制。而是随附权利要求应视为包括其它变化及本发明的具体实施例，其可由所属技术领域的技术人员进行而不会脱离本发明的真实精神及范畴。
权利要求1.一种便携式省空间风扇，其特征是其包含细长外罩；至少一个空气进口；细长空气出口，其具有一个实质上未受阻碍的过流面积；设置在该细长外罩内的叶轮组合，其包含；交叉流空气叶轮，其包含；该交叉流空气叶轮的预定直径，其小于约2.5英寸；该交叉流空气叶轮的总轴向长度；数个叶片，这些实质上等距且位于接近该预定直径的周边圆周；该交叉流空气叶轮的旋转轴；该交叉流空气叶轮的该轴向长度对该预定直径的纵横比大于约2比1；排出口，其具有实质上未受阻碍的过流面积；马达，其连接至该交叉流空气叶轮且加以旋转；进入气流，其通过该至少一个空气进口被抽入该细长外罩中；及排出气流，其从该细长外罩通过该细长空气出口离开；假设性圆柱，其具有可包含该便携式省空间风扇的范围的直径，该假设性圆柱的轴的方位是实质上平行该交叉流空气叶轮的该旋转轴；其中该假设性圆柱的该直径少于约5英寸，且其中该交叉流空气叶轮的旋转速率大于约1850RPM。
2.根据权利要求1所述的便携式省空间风扇，其特征是进一步包含基座，其接触支撑表面且可旋转地连接至该细长外罩，其中该细长外罩可绕着实质上垂直的旋转轴旋转。
3.根据权利要求2所述的便携式省空间风扇，其特征是该细长外罩的该实质上垂直的旋转轴是实质上与该交叉流空气叶轮的该旋转轴共线。
4.根据权利要求1所述的便携式省空间风扇，其特征是进一步包含附接机构，其连接至该细长外罩，用于附接该省空间风扇至支撑表面。
5.根据权利要求4所述的便携式省空间风扇，其特征是该附接机构是可分离地耦合该细长外罩。
6.根据权利要求5所述的便携式省空间风扇，其特征是缺少该附接机构的该细长外罩能够可操作地放置在实质上平坦支撑表面上。
7.根据权利要求1所述的便携式省空间风扇，其特征是该叶轮组合进一步包括空气导引件及空气切断件，其中当从该交叉流空气叶轮的该旋转轴参考时，该空气导引件具有凹形，并且当从该交叉流空气叶轮的该旋转轴参考时，该空气切断件具有凸形。
8.根据权利要求1所述的便携式省空间风扇，其特征是该交叉流空气叶轮的实质部分是由金属制成。
9.根据权利要求1所述的便携式省空间风扇，其特征是当接近该细长空气出口测量时，该排出气流具有每分钟至少约50英尺的速度。
10.根据权利要求1所述的便携式省空间风扇，其特征是该排出空气流动具有每分钟至少约20立方英尺的空气容积。
专利摘要本实用新型披露一种省空间的直立型风扇，其具有最小平面使用面积以促进省空间特征。该装置包括设置在外罩内的交叉流空气叶轮。该交叉流空气叶轮在垂直旋转轴上旋转，产生通过垂直型空气出口离开该外罩的排出气流。该省空间风扇的特征增强在书桌及/或桌子顶部上的可用性。
文档编号F04D29/44GK2888138SQ20062000014
公开日2007年4月11日 申请日期2006年1月5日 优先权日2005年1月6日
发明者汤玛斯·J·多利, 保罗·W·厄尔 申请人:拉斯科控股公司