专利名称：风扇组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风扇组件。在其优选实施方式中，本实用新型涉及一种低功率、市电操作(mains-operated)的风扇组件。
背景技术：
W02009/030879描述了一种风扇组件，其包括圆柱形基座和环形喷嘴，该圆柱形基座容纳市电驱动电机，该市电驱动电机用于旋转叶轮以将主气流抽吸到基座，该环形喷嘴连接到基座并包括环形嘴，主气流通过该环形嘴从风扇发出。喷嘴定义开口，在风扇组件的局域环境中的空气被嘴发出的主气流抽吸穿过该开口，放大了主气流。喷嘴包括柯恩达(Coanda)表面，嘴布置为引导主气流到该柯恩达表面上方。柯恩达表面关于开口的中心轴对称地延伸，使得风扇组件产生的气流为具有圆柱形或截头圆锥体形轮廓的环形喷射流体的形式。
实用新型内容在第一方面，本实用新型涉及一种风扇组件，包括:主体，包括空气入口、叶轮和用于驱动叶轮以抽吸气流穿过空气入口的电机；空气出口部，包括用于从主体接收气流的空气通道、用于从风扇组件发出气流的至少一个空气出口、和开口，来自风扇组件外部的空气被至少一个空气出口发出的气流抽吸穿过该开口 ；输入端子，用于从外部电源接收直流(DC)电压，优选在4至12V范围内；和电源电路，连接到输入端子用于向电机提供驱动电压。输入端子可配置为用于连接到多个不同的外部电源之一。在优选的实施方式中，输入端子可连接到适配器，该适配器用于将交流(AC)电压，诸如市电电源提供的110或220AC电压，转换为DC电压，例如4.8V DC电压。或者，输入端子可以通过适当的电缆连接到机动车的6V或12V电源,例如点火器(lighter socket)。又或者,输入端子可以为通用串行总线(USB)端口的形式，用于通过USB电缆从计算机接收在4.4至5.25V范围内的电压。在后一种情况下，风扇组件可以包括用于存储从USB端口接收的数据的存储器。风扇组件优选为低功率风扇组件，其中在使用中，电机提取小于IOW的功率，优选小于5W的功率。优选的，为了最小化制造成本，风扇组件具有相对低数量的部件。例如，部分的空气出口部可以与部分的主体成一体。在优选的实施方式中，空气出口部包括定义空气通道的外部和内部、空气出口、和开口，主体包括容纳电机和叶轮的侧壁。在此情况下，空气出口部的外部可以与主体的侧壁成一体。输入端子优选位于在主体侧壁中形成的孔洞内。主体可以包括用于支持风扇组件的基座。侧壁优选为管形，更优选为在其上端具有开口的圆柱形壁，气流通过该开口进入风扇组件的空气出口部。基座优选与侧壁成一体，所以可以从侧壁的下敞开端向外延伸以提高风扇组件的稳定性。基座可以具有大体圆形的外周，该外周具有的直径为主体的侧壁的直径的至少1.5倍，优选至少两倍。或者，基座可以具有任何其他期望的形状，诸如椭圆形或多边形形状。基座可以位于可旋转的基座板上，用于允许用户旋转风扇组件以再次引导由风扇组件产生的气流。基座板可以由摆动机构摆动(oscillate)从而以例如90°左右的角度扫过气流。风扇组件优选包括用于支撑电机和所述叶轮的支撑体。侧壁优选包括孔，支撑体插入孔。例如，支撑体可以包括框，该框通过侧壁的下敞开端可插入到主体的侧壁的孔中。框的下端优选为封闭的以提供风扇组件的基本连续的下表面。框优选为基本与主体的侧壁共轴的管形框。框优选包括多个孔洞，气流通过该孔洞在空气入口与叶轮之间穿过。电源电路优选安装在支撑体上，所以与支撑体同时插入主体。在装配过程中，在支撑体插入到主体中之前，电机和叶轮可以通过侧壁的下敞开端插入到主体中。然后，制动器可以例如通过形成在主体的侧壁中的孔洞连接到电源电路，使得用户能够选择性地开启和关闭电机。环形扩散器可以位于叶轮和空气出口部之间以在从叶轮发出的气流进入空气出口部之前控制其流体特性。扩散器可以与电机的外壳成一体，或者可以是单独的部件。外部和内部的每个优选为环形形状，使得开口具有大体圆形截面。风扇组件优选具有相对小的尺寸；开口的直径优选小于150mm，风扇组件的高度优选小于250mm。因此，风扇组件可以为便携式风扇组件，适合位于桌子、长凳或其他家具上，或者在汽车、有篷卡车(caravan)或具有适当的外部电源用于驱动风扇组件的电机的其他机动车中。空气入口可以包括形成在主体的侧壁中的一个或多个孔洞，气流通过该孔洞进入主体。空气出口部可以包括在开口周围延伸(优选围绕开口)的单个空气出口。或者，空气出口部可以包括绕开口间隔开的多个空气出口。例如，空气出口部可以包括位于开口的相对侧上的一对空气出口，每个空气出口发出气流的相应部分。该空气出口或每个空气出口优选为狭槽形式，优选具有在0.5至5mm范围内的宽度。在优选的实施方式中，该狭槽或每个狭槽具有3_左右的宽度。间隔物可以形成在空气出口部的外部上用于接合空气出口部的内部以保持空气出口部的内部与外部之间的相对均匀的间隔。或者，间隔物可以形成在空气出口部的内部上。空气出口优选定位在空气出口部的后部，并优选布置为引导气流穿过由空气出口部的内部的外表面定义的孔。该空气出口或每个空气出口优选由空气出口部的内部的外表面与外部的内表面的交叠部定义。空气出口部优选包括邻近空气出口的表面，空气出口布置在该表面上以引导由其发出的气流。优选的，该表面是弯曲表面，更优选为柯恩达表面。优选的，空气出口部的内部的外表面成形为定义柯恩达表面。柯恩达表面是公知的表面类型，在该表面上从靠近该表面的输出口发出的流体显示出柯恩达效应。流体趋向于在靠近该表面，几乎“紧贴”该表面或“抱住”该表面的表面上方流动。柯恩达效应已经是被证实的、有很多文献记载的卷吸(entrainment)方法,其中主气流被引导到柯恩达表面上方。柯恩达表面的特征的描述和柯恩达表面上方的流体的效应可以在文献中找到，例如Reba, ScientificAmerican, Volume214, 1966年6月，第84至92页。通过使用柯恩达表面，由空气出口发出的空气从风扇组件的外部抽吸增加的空气量穿过开口。[0016]在优选的实施方式中，产生气流，该气流从风扇组件的空气出口部发出。在下面的描述中，该气流将被称为主气流。主气流在柯恩达表面上方经过。主气流卷吸围绕空气出口部的空气，其充当空气放大器以向用户提供主气流和被卷吸的空气。被卷吸的空气在这里将被称为次气流。次气流从室内空间、区域或者围绕喷嘴的嘴的外部环境抽吸，以及通过转移而从风扇组件周围的其他区域抽吸，并主流地穿过由空气出口部定义的开口。引导到柯恩达表面上方的与被卷吸的次气流结合的主气流等于从风扇组件的空气出口部向前发出或发射的总气流。优选的，空气出口部包括位于柯恩达表面下游的扩散器表面。扩散器表面引导朝用户的位置发出的气流同时保持平稳、均匀的输出。在本实用新型的第二方面，提供一种风扇组件，包括:主体，包括空气入口、叶轮和用于驱动叶轮以抽吸气流穿过空气入口的电机；空气出口部，包括用于从主体接收气流的空气通道、用于从风扇组件发出气流的至少一个空气出口、和柯恩达表面，该至少一个空气出口布置为引导由其发出的气流到柯恩达表面上方；输入端子，用于从外部电源接收优选在4至12V范围内的直流电压；和电源电路，连接到输入端子用于向电机提供驱动电压。柯恩达表面优选关于与开口的平面正交的轴而延伸。在柯恩达表面与该轴之间所夹的角优选在5至30°范围内，更优选在15至25°范围内。主体和空气出口部优选由塑料材料形成。例如,主体和空气出口部的内部和外部可以由聚碳酸脂(PC)材料形成,诸如PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS, acrylonitrilebutadiene styrene)混合物。叶轮和直接位于叶轮下游的扩散器也优选由塑料材料形成，且PC/ABS混合物也可以用于形成这些部件。支撑体也可以由塑料材料形成，但是由于此部件主要位于主体内，它可以由较脆弱的塑料材料形成,诸如聚丙烯/滑石(talc)混合物。在第三方面，本实用新型提供一种风扇组件，包括:主体，包括空气入口、叶轮和用于驱动叶轮以抽吸气流穿过空气入口的电机；空气出口部，包括第一环形部、第二环形部、空气出口和开口，第一环形部与主体的一部分成一体，第二环形部连接到第一环形部，第一环形部和第二环形部定义用于从主体接收气流的空气通道，空气出口用于从风扇组件发出气流，来自风扇组件外部的空气被由空气出口发出的气流抽吸穿过该开口。优选的，空气出口部包括定义空气通道的外部和内部、空气出口和开口，主体包括容纳电机和叶轮的侧壁，该侧壁优选与风扇组件的空气出口部的外部成一体。侧壁优选包括主体的空气入口。在第四方面，本实用新型提供一种风扇组件，包括:主体，包括空气入口、叶轮和用于驱动所述叶轮以抽吸气流穿过所述空气入口的电机；空气出口部，包括与部分的所述主体一体的外部和位于所述外部以内的内部，所述内部和所述外部定义了用于从所述主体接收气流的空气通道、用于从所述风扇组件发出气流的空气出口、和开口，来自所述风扇组件外部的空气被所述空气出口发出的气流抽吸穿过所述开口。根据本实用新型的第一方面的上述特征相同地应用于本实用新型的第二、第三和第四方面，反之亦然。在一个方面，本实用新型提供一种风扇组件，该风扇组件包括:主体，包括空气入口、叶轮和用于驱动所述叶轮以抽吸气流穿过所述空气入口的电机；空气出口部，包括与部分的所述主体一体的环形外部和位于所述环形外部以内的环形内部，所述环形内部和所述环形外部定义了用于从所述主体接收气流的环形空气通道、用于从所述风扇组件发出气流的空气出口、和开口，来自所述风扇组件外部的空气被所述空气出口发出的气流抽吸穿过所述开口。所述主体包括侧壁，所述侧壁包括所述主体的所述空气入口。所述侧壁在所述主体的所述电机和所述叶轮周围延伸。所述空气出口部的所述环形外部与所述主体的所述侧壁一体。该风扇组件包括用于支撑所述电机和所述叶轮的支撑体，其中所述侧壁包括孔，所述支撑体插入所述孔。所述支撑体包括框。所述框具有封闭的下端。 所述框与所述主体的所述侧壁基本共轴。所述框包括多个孔洞，所述气流通过所述孔洞在所述空气入口与所述叶轮之间穿过。该风扇组件包括安装在所述支撑体上用于向所述电机提供驱动电压的电源电路。所述主体包括用于支撑所述风扇组件的基座，其中所述基座与所述侧壁成一体。所述主体包括用于从外部电源接收4V至13V范围内的直流电压的输入端子。所述开口具有大体圆形截面。所述开口的直径小于150mm。所述风扇组件具有小于250mm的高度。
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本实用新型的优选特征，在附图中:图1是风扇组件从上方的正面立体图；图2是风扇组件的正视图；图3是风扇组件沿图2的线A-A截取的侧截面图；图4是电机和叶轮单元的叶轮和电机的分解图；图5是风扇组件的后视图。
具体实施方式
图1和图2示出风扇组件10。风扇组件10包括具有空气入口部12和空气出口部14的主体。空气入口部12包括大致圆柱形的侧壁16，在侧壁16中形成有呈多个孔洞形式的空气入口 18，主气流穿过该空气入口 18从外部环境抽吸到空气入口部12中。空气出口部14包括用于从风扇组件10发出主气流的空气出口 20。空气出口部14包括连接到环形内部24并在环形内部24周围延伸的环形外部22。空气出口部14的环形部22、24在开口 26周围延伸并定义开口 26。这些部分的每个可以由多个连接的部分形成，但是在本实施方式中，外部22和内部24的每个由各自的单个模制的部分形成。在本示例中，外部22与空气入口部12的侧壁16成一体，但是外部22可以例如通过卡扣(snap-fit)连接、卡口安装(bayonet fitting)、螺钉安装、粘合、超声波焊接或任何其他合适的连接来连接到侧壁16。在装配期间，内部24通过外部22的敞开的前端28插入到外部22。如图3所示，前端28被接收在位于内部24的正面处的面向后的环形狭槽30中。外部22和内部24可以使用引入到狭槽30的粘合剂连接到一起。外部22和内部24 —起定义用于传送主气流到空气出口 20的环形内部通道32(在图3中示出)。内部通道32由外部22的内表面和内部24的内表面界定。空气入口部12的侧壁16具有敞开的上端34，该敞开的上端34定义一孔洞，主气流通过该孔洞从空气入口部12进入内部通道32。空气出口 20定位在空气出口部14的后部，并布置为通过开口 26朝风扇组件10的正面发出主气流。空气出口 20至少部分地在开口 26周围延伸，并优选围绕开口 26。空气出口 20通过使外部22的内表面的部分分别与内部24的外表面的部分交叠或面对而定义，并为环形狭槽的形式，优选具有在0.5至5mm范围内的相对恒定的宽度。在此示例中，空气出口具有3mm左右的宽度。间隔物35可以绕空气出口 20间隔开，用于推开外部22与内部24的交叠部以将空气出口 20的宽度保持在期望的水平。这些间隔物35可以与外部22或内部24成一体，在此示例中是与外部22成一体。空气出口 20成形为引导主气流到内部24的外表面上方。内部24的外表面包括柯恩达表面36和扩散器表面38，柯恩达表面36邻近空气出口 20定位，空气出口 20引导从风扇组件10发出的空气到该柯恩达表面36上方，扩散器表面38位于柯恩达表面36的下游。扩散器表面38布置得随着远离开口 26的中心轴X而成锥形，从而辅助从风扇组件10发出的空气的流动。在扩散器表面38与开口 26的中心轴X之间所夹的角在5到30°的范围内，在此示例中约为24°左右。如上所述，空气入口部12包括与空气出口部14的外部22 —体的侧壁16。侧壁16大致为圆柱形，并具有敞开的上端34、敞开的下端40和孔42。侧壁16包括空气入口 18，初级气流穿过该空气入口 18进入风扇组件10。在此实施方式中，空气入口 18包括形成在侧壁16中的孔洞的阵列。或者，空气入口 18可以包括安装在形成于侧壁16中的窗内的一个或多个网格或筛子。风扇组件10包括基座44，该基座44用于接合设置了风扇组件10的表面。基座44连接到空气入口部12的侧壁16且优选与空气入口部12的侧壁16成一体。基座44从侧壁16的下端40向外延伸。在此示例中，基座44为具有圆形外边缘的环形板形式，该圆形外边缘的直径为侧壁16的直径的两倍左右。风扇组件10的高度在150至250mm范围内，在此示例中是210mm左右。基座44的直径在100至200mm范围内，在此示例中是130mm左右。由空气出口部14定义的开口 26的直径从风扇组件10的后部朝风扇组件10的前部增加，在此示例中该直径从风扇组件后部的90mm左右变化到在风扇组件10的前部的130mm左右。因此风扇组件10的尺寸形成为可容易地定位在桌子或其他工作表面上，或者在架子、凸出物(ledge)或其他类似的表面上。现在参考图3，空气入口部12容纳电机和叶轮单元，在图3中概括地由46指示，用于驱动主气流穿过空气入口 18并进入孔42中。如图4所示，电机和叶轮单元46包括连接到旋转轴50的叶轮48，该旋转轴50从电机52向外延伸。在此实施方式中，使用中，电机52提取小于IOW的功率，优选小于5W的功率。叶轮48、轴50和电机52优选容纳在通过侧壁16的敞开下端40插入到空气入口部12的电机和叶轮单元46中。空气入口部12包括具有多个叶片的环形扩散器54，该多个叶片用于接收从叶轮48排出的主气流并用于引导该气流进入空气出口部14。扩散器54可以与电机和叶轮单元46成一体，或者如此示例中一样，扩散器54可以是在电机和叶轮单元46之前插入到空气入口部12的单独的部件，使得它邻近侧壁16的上敞开端34定位，并由电机和叶轮单元46的上端支撑。风扇组件10的主体可以包括从主体的内表面向内延伸的凸出物55以防止扩散器54超过侧壁16的敞开上端34。电机和叶轮单元46在空气入口部12内由支撑体56支撑。支撑体56包括大致管形的框58，该框58与侧壁16共轴并包括多个孔洞60，主气流通过该孔洞60在空气入口 18与叶轮48之间穿过。电机和叶轮单元46由支撑体56的上端支撑。支撑体56还定位电源电路62，该电源电路62连接到电机52用于向电机52提供驱动电压。类似于电机和叶轮单元46，支撑体56通过侧壁16的敞开下端40插入到空气入口部12。支撑体56优选具有支撑体基座64，该支撑体基座64用于在支撑体56完全插入侧壁16的孔42时封闭侧壁16的敞开下端40。或者，支撑体基座64可以是在支撑体56之后插入到侧壁16的孔42的单独的部件。支撑体基座64的外表面可以通过卡扣连接而连接到侧壁16。或者，支撑体基座64可以使用螺钉或其他紧固件固定到侧壁16或基座44。支撑体56优选包括多个用于定位电路62的弹性定位器66。电路62包括用于从外部电源接收优选在4至13V范围内的直流(DC)电压的输入端子68。在此示例中，输入端子68被构造为用于连接到适配器(未示出)，该适配器用于将交流(AC)电压，诸如市电电源提供的110或220AC电压，转换为DC电压，例如4.8V DC电压。参考图5，输入端子68位于电路62上，以在支撑体56插入到空气入口部12时位于在侧壁16的敞开下端40中形成的狭槽70内。狭槽70优选位于风扇组件10的后部或在风扇组件10的后部附近。电路62还包括用于允许用户选择性地开启或关闭电机52的开关72。开关72可以穿过位于侧壁16的前部的孔洞74突出，大致与输入端子68相对，并可以在电路62插入到空气入口部12之后连接到电路62。开关72可以为可按下或可旋转开启/关闭开关的形式，或者可以为允许用户改变叶轮48的旋转速度的转盘的形式。电路62可以包括发光二极管(LED)或者其他照明装置，用于在风扇组件10被开启时照亮侧壁16的围绕开关72的部分。为了操作风扇组件10，用户使用适配器将输入端子68连接到市电电源，并按下开关72。作为响应，电路62开启电机52以旋转叶轮48。叶轮48的旋转导致主气流穿过空气入口 18被抽吸到空气入口部12。主气流在穿过侧壁16的敞开上端34并进入空气出口部14之前顺序穿过支撑体56的孔60和电机和叶轮单元46。在空气出口部14内，主气流被分为两股气流，该两股气流绕空气出口部14的开口26沿相反方向行进。当气流穿过内部通道32时，空气通过空气出口 20发出。从空气出口20发出的主气流被引导到空气出口部14的柯恩达表面36上方，从而导致次气流，该次气流由来自外部环境(具体地，来自空气出口 20周围的区域和来自空气出口部14的后部周围的区域)的空气的卷吸产生。该次气流穿过空气出口部14的开口 26，在该处次气流与主气流结合以产生从空气出口部14向前发射的总气流或气流。
权利要求1.一种风扇组件，其特征在于，该风扇组件包括: 主体，包括空气入口、叶轮和用于驱动所述叶轮以抽吸气流穿过所述空气入口的电机； 空气出口部，包括与部分的所述主体一体的环形外部和位于所述环形外部以内的环形内部，所述环形内部和所述环形外部定义了用于从所述主体接收气流的环形空气通道、用于从所述风扇组件发出气流的空气出口、和开口，来自所述风扇组件外部的空气被所述空气出口发出的气流抽吸穿过所述开口。
2.根据权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，所述主体包括侧壁，所述侧壁包括所述主体的所述空气入口。
3.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，所述侧壁在所述主体的所述电机和所述叶轮周围延伸。
4.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，所述空气出口部的所述环形外部与所述主体的所述侧壁一体。
5.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，包括用于支撑所述电机和所述叶轮的支撑体，其中所述侧壁包括孔，所述支撑体插入所述孔。
6.根据权利要求5所述的风扇组件，其特征在于，所述支撑体包括框。
7.根据权利要求6所述的风扇组件，其特征在于，所述框具有封闭的下端。
8.根据权利要求6所述的风扇组件，其特征在于，所述框与所述主体的所述侧壁基本共轴。
9.根据权利要求6所述的风扇组件，其特征在于，所述框包括多个孔洞，所述气流通过所述孔洞在所述空气入口与所述叶轮之间穿过。
10.根据权利要求5所述的风扇组件，其特征在于，包括安装在所述支撑体上用于向所述电机提供驱动电压的电源电路。
11.根据权利要求2至10中任一所述的风扇组件，其特征在于，所述主体包括用于支撑所述风扇组件的基座，其中所述基座与所述侧壁成一体。
12.根据权利要求2至10中任一所述的风扇组件，其特征在于，所述主体包括用于从外部电源接收4V至13V范围内的直流电压的输入端子。
13.根据权利要求1至10中任一所述的风扇组件，其特征在于，所述开口具有大体圆形截面。
14.根据权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，所述开口的直径小于150mm。
15.根据权利要求1至10中任一所述的风扇组件，其特征在于，所述风扇组件具有小于250mm的高度。
专利摘要一种风扇组件包括主体和空气出口部。所述主体包括空气入口、叶轮、和用于驱动所述叶轮以抽吸气流穿过该空气入口的电机。该空气出口部包括用于从主体接收气流的空气通道、用于从风扇组件发出气流的空气出口、和开口，来自风扇组件外部的空气被空气出口发出的气流抽吸穿过该开口。风扇组件包括输入端子和电源电路，该输入端子用于从外部电源接收在4至12V范围内的直流电压，该电源电路连接到输入端子用于向电机提供驱动电压。
文档编号F04B41/06GK202926562SQ201220379720
公开日2013年5月8日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月4日
发明者K.J.西蒙斯 申请人:戴森技术有限公司