專利名稱：低阻力風(fēng)扇裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)扇，例如在建筑物內(nèi)進(jìn)行空氣循環(huán)和通風(fēng)用的吊扇和室內(nèi)風(fēng)扇。
眾所周知，用于空氣循環(huán)的吊扇通常具有4-6個從懸掛在房間天花板下面的電機向外伸展的槳狀葉片。這些槳狀葉片位于同一平面并且從一個位于中央位置的電機處向外延伸到外徑通常達(dá)4和五英尺之間。電機相對較大，其外徑一般為9-14英寸。如

圖1和2中所示，常規(guī)的吊扇可以產(chǎn)生一個通常為環(huán)形的氣流結(jié)構(gòu)，其中垂直氣流在房間的中心處向一個方向流動，在墻壁處則向相反方向流動。現(xiàn)有技術(shù)的其它通風(fēng)用風(fēng)扇都有一個格柵或罩蓋安裝在墻上或天花板上的通氣口處。其中有一種這樣的裝置是，在燈的周圍有一排環(huán)形排列的孔，示于LIAO注冊的34514號美國外觀設(shè)計專利。其它類型已為人們所熟知的室內(nèi)風(fēng)扇有用來產(chǎn)生主要為水平環(huán)流的臺扇和落地式風(fēng)扇等。
現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)扇由于具有下列一個或多個缺點而不能令人完全滿意1、它們不能提供理想的環(huán)流量和環(huán)流分布；2、它們的效率較低，因為它們對于給定的環(huán)流量呈現(xiàn)過大的氣動阻力，這是由于從葉片尖和葉片根部之間速度變化很大和電機或其笨重的中央結(jié)構(gòu)阻礙軸向流動的共同作用而造成的；3、它們具有危險性。與運動部件的偶然接觸可能造成嚴(yán)重?fù)p害；4、它們噪音太大。
因此需要有一種克服了現(xiàn)有技術(shù)缺點的風(fēng)扇。
本發(fā)明通過提供一種效能好、效率高、安全并無噪音的風(fēng)扇裝置來滿足上述要求。在本發(fā)明的一個方面的內(nèi)容中，風(fēng)扇裝置包括一組排成環(huán)形陣列的風(fēng)扇葉片；一個環(huán)形構(gòu)件將各葉片支撐性地連接在風(fēng)扇軸的周圍；至少多數(shù)葉片構(gòu)件的相應(yīng)端形成了該陣列的內(nèi)徑D1和外徑D2；葉片構(gòu)件取向得可隨著環(huán)形構(gòu)件的轉(zhuǎn)動在直徑D1與D2之間產(chǎn)生主軸向氣流；葉片構(gòu)件與環(huán)形構(gòu)件一起在風(fēng)扇軸周圍形成了一個一般為環(huán)形的開口，其直徑D0不小于D1的90％；以及用來把環(huán)形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動地支承在風(fēng)扇軸上的裝置，借此，當(dāng)環(huán)形構(gòu)件轉(zhuǎn)動以產(chǎn)生主軸向氣流時，在開口以里將產(chǎn)生不受阻礙的副軸向氣流。直徑D1不小于直徑D2的50％，葉片構(gòu)件在直徑D2的平面上于直徑D1和D2之間形成一個總的投影面積和一個相關(guān)的平均投面積密度，至少D0的75％以外的開口的環(huán)形邊緣部分受到不大于密度δ的5％的平均投影面積密度γ阻礙。
環(huán)形構(gòu)件可以伸展在直徑D0和D1之間，用來可轉(zhuǎn)動地支承環(huán)形構(gòu)件的裝置可包括多個從環(huán)形構(gòu)件向內(nèi)延伸的輻條和用來把這些輻條連接到一個轉(zhuǎn)動元件上的葉轂裝置。該風(fēng)扇裝置中還可包括一個具有可轉(zhuǎn)動的從動軸的電機，葉轂裝置包括一個適合與從動軸固定連接的葉轂，使環(huán)形構(gòu)件與從動軸完全一致地轉(zhuǎn)動。
葉片構(gòu)件可以作為第一陣列中的第一葉片構(gòu)件，而風(fēng)扇裝置還包括位于第二環(huán)形陣列中的多個第二葉片構(gòu)件；一個用來把第二陣列可轉(zhuǎn)動地支承在風(fēng)扇軸上的裝置；以及當(dāng)環(huán)形構(gòu)件轉(zhuǎn)動時用來使第二陣列風(fēng)扇軸轉(zhuǎn)動的裝置。至少大多數(shù)第二葉片構(gòu)件的末端形成了第二陣列的外徑D3，第二葉片構(gòu)件取向得能隨著環(huán)形構(gòu)件的轉(zhuǎn)動在直徑D3以里產(chǎn)生副軸向氣流。D3不大于D1的75％。風(fēng)扇裝置還包括一個用于使第二葉片構(gòu)件與輻條成固定關(guān)系的裝置。
第二葉片構(gòu)件最好取向得能用來產(chǎn)生與主軸向氣流流向相反的副軸向氣流。風(fēng)扇裝置還可包括一個裝置，當(dāng)?shù)谝魂嚵幸缘谝唤撬俣缺或?qū)動時用來以第二角速度驅(qū)動第二陣列，該第二角速度大于第一角速度。環(huán)形構(gòu)件是主環(huán)形構(gòu)件，風(fēng)扇裝置還包括一個副環(huán)形構(gòu)件，它與第二葉片構(gòu)件的外端相連。
環(huán)形構(gòu)件可以是與葉片構(gòu)件的內(nèi)端相連第一環(huán)形構(gòu)件，風(fēng)扇裝置還包括一個與這些葉片的外端相連接的第二環(huán)形構(gòu)件。用來可轉(zhuǎn)動地支承環(huán)形構(gòu)件的裝置包括一個可轉(zhuǎn)動支承的導(dǎo)輪，該導(dǎo)輪與環(huán)形構(gòu)件滾動嚙合。該導(dǎo)輪可以是多個導(dǎo)輪中的一個。該風(fēng)扇裝置包括至少3個導(dǎo)輪。每對相鄰的導(dǎo)輪在隔開一段距離的位置與環(huán)形構(gòu)件相接觸，對著一個關(guān)于風(fēng)扇軸線成不大于180°的角度。風(fēng)扇裝置還可包括一個帶可轉(zhuǎn)動的從動軸的電機，和用來把導(dǎo)輪與環(huán)形構(gòu)件相耦連以使之轉(zhuǎn)動的裝置。耦連裝置可以包括由從動軸驅(qū)動的導(dǎo)輪。該耦連裝置還包括一個與環(huán)形構(gòu)件嚙合的驅(qū)動輪，驅(qū)動輪又與傳動軸相耦連。
參照下列說明、所附權(quán)利要求書及附圖可更好地理解本發(fā)明的這些以及其它特性、特征和優(yōu)點。其中圖1是裝在室內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)扇裝置的正面透視圖，示出了相關(guān)的環(huán)形氣流結(jié)構(gòu)；圖2是圖1的現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)扇裝置及氣流結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子裝置的正面透視圖；圖4是示出圖3的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子裝置所產(chǎn)生的空氣循環(huán)型式的透視圖；圖5是圖3的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子裝置與驅(qū)動電機組合在一起時的透視圖；圖6是圖5的風(fēng)扇組合的示意剖視圖，示出了軸向循環(huán)區(qū)域；圖7是裝在室內(nèi)的圖5風(fēng)扇組合的正面透視圖，示出了相關(guān)的雙同心環(huán)形氣流結(jié)構(gòu)；圖8是圖7的風(fēng)扇組合和氣流結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是示出圖3的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的另一種構(gòu)型的正面透視圖；圖10是類似圖6的示意圖，示出圖9的另一種構(gòu)型；圖11是圖5風(fēng)扇組合的另一種構(gòu)型的正面透視圖。
本發(fā)明的目的在于提供一種特別適合于用來有效通風(fēng)和循環(huán)室內(nèi)空氣的風(fēng)扇裝置。參看附圖3-8，風(fēng)扇裝置10具有多個徑向薄輻條12或其它用來可轉(zhuǎn)動地支承主風(fēng)扇轉(zhuǎn)子13的裝置，轉(zhuǎn)子13具有許多一般是沿徑向伸展的葉片構(gòu)件14，葉片構(gòu)件14取向得能隨著它的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生軸向氣流，裝置10在由葉片構(gòu)件14所環(huán)繞的中心區(qū)域內(nèi)提供基本無阻塞的軸向氣流。在裝置10的一個示例性結(jié)構(gòu)中，葉片構(gòu)件14的外端與外環(huán)形構(gòu)件16相連，內(nèi)端與內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18相連，主風(fēng)扇轉(zhuǎn)子13包括葉片構(gòu)件14以及環(huán)形構(gòu)件16和18。應(yīng)當(dāng)指出，只有一個環(huán)形構(gòu)件能用來支承性地與葉片構(gòu)件14相連，這個環(huán)形構(gòu)件可以位于該葉片構(gòu)件兩端中的任何一端，或者位于一個中間的位置。在上述的示例結(jié)構(gòu)中，各輻條12的外端連接沿內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18的圓周隔開一段距離的位置，各輻條12的另一端則通過葉轂19與中心軸20相連接，中心軸20可繞軸線21轉(zhuǎn)動。圖4示出了葉片構(gòu)件14繞軸20轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的軸向氣流的圖形，葉片構(gòu)件14取向得隨著它沿逆時針方向(從上面看)轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生向下的氣流。
如圖5中所示，軸20可由常規(guī)的風(fēng)扇電機20所驅(qū)動，電機22最好位于離內(nèi)環(huán)形件18足夠遠(yuǎn)的軸向距離處，以使環(huán)形構(gòu)件18以里的軸向氣流基本上不受電機22存在的影響。如圖6中進(jìn)一步示出的，除了從葉片構(gòu)件14的正反兩面伸出的吸氣和排氣區(qū)域24A和24B以外，還有在其鄰近處延伸的相應(yīng)的內(nèi)和外卷吸區(qū)26A和26B，內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18把內(nèi)卷吸區(qū)26A同吸氣和排氣區(qū)24A和24B隔開，外環(huán)形構(gòu)件16同樣也把外卷吸區(qū)26B同吸氣和排氣區(qū)24A和24B隔開，如圖6中進(jìn)一步示出的，吸氣和排氣區(qū)24A和24B的內(nèi)徑D1就是內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18的外徑，其外徑D2則是外環(huán)形構(gòu)件16的內(nèi)徑，內(nèi)卷吸區(qū)26A所具有的外徑D0是內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18的內(nèi)徑；而外卷吸區(qū)26B則有一個等于外環(huán)形構(gòu)件16的外徑的內(nèi)徑D0。卷吸區(qū)26A和26B隨著從相應(yīng)的環(huán)形構(gòu)件16和18伸開而逐漸減小強度，這些將在下面詳述。根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18的內(nèi)徑D0不小于其外徑D1的90％，并且至少為外徑D2的50％，以便于在內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18以里形成最小的相關(guān)氣動阻力和大量的軸向氣流。內(nèi)徑D0最好至少不小于D1的99％和D2的75％，更理想的是約為D2的80％。為使軸向氣流的阻力最小，人們設(shè)想在實施時使用厚度為0.1英寸或更薄的板材來制造環(huán)形構(gòu)件16和18，其中D0為30英寸或更大一些。這樣，D0通常要比D1的99％更大，而D2對D0的百分比甚至還要高。
輻條12的數(shù)目最好遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于葉片構(gòu)件14的數(shù)目。例如圖3-5示出的裝置10的示例結(jié)構(gòu)包括的葉片構(gòu)件的數(shù)目NB為120，而輻條12的數(shù)目NS僅為12。此外，每個輻條12最好制成為對內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18以里的局部氣流具有低阻力的形面。在這方面，對沿輻條12的相應(yīng)氣流方向范圍內(nèi)的低阻力形面可以通過使用較小的圓剖面的或倒有圓角的剖面形狀的各輻條12來實現(xiàn)。因此在圖3中所示的輻條12在內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18的平面中具有一個截面直徑d。另外一個辦法是，可將輻條12做成氣動力葉片形狀，并扭轉(zhuǎn)一個角度，以便與相應(yīng)的局部氣流方向保持基本一致。但是，最好不要為了“升力”而對輻條12進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，至少是在輻條12上的某些固定位置處的相應(yīng)流動方向上會產(chǎn)生顯著變化的應(yīng)用中，因為內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18外側(cè)本身就存在較高的圓周速度，因而可更有效地獲得升力。另外要考慮的是，在內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18以里的軸向體積流量優(yōu)勢通常發(fā)生在內(nèi)徑D0的50％之外的一個環(huán)狀區(qū)域中。更具體地說，假定該軸向流動速度在該內(nèi)環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)側(cè)是均勻分布的，那么該流量的一半是位于直徑D0的70.7％以外。然而，如上所述，內(nèi)卷吸區(qū)26A的流量密度在靠近內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18處最高。因此，至少在直徑D0的75％與100％之間的一個環(huán)狀邊緣部分對于軸向氣流的阻力應(yīng)當(dāng)是最小的。因此本發(fā)明假定伸展在內(nèi)徑D0的75％與100％之間的環(huán)狀區(qū)域存在一個風(fēng)扇裝置10的平均投影面積密度γ，密度γ不大于在直徑D1與D2之間葉片組件14的相應(yīng)的平均投影面積密度δ的5％。例如，正如在葉片構(gòu)件14的相鄰兩葉片構(gòu)件的前緣和后緣的近似軸向?qū)?zhǔn)(δ＝1.0)所示出的那樣，在圖3-5所示結(jié)構(gòu)中的葉片構(gòu)件14大約覆蓋了直徑D1與D2之間100％的面積。面積密度γ是輻條12在0.75D0和1.0D0之間的投影面積除以這兩直徑之間的總面積所得，可以表示為γ≌2*NS*D0(1.0-0.75)d/π(DO2-(0.75D0)2)＝0.5*NS*D0d/7*πDO2/16＝8*NS*d/7πD0＝0.364*NS*d/D0當(dāng)NS＝12時，γ＝4.36d/D0。γ最好小于0.05，或者更準(zhǔn)確地說是小于葉片構(gòu)件14的投影密度δ的5％。在一個實例中，直徑D0為36英寸。因此γ＝0.121d，對于內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18的轉(zhuǎn)動支承來說，一個較小但是足夠的d的數(shù)值是0.025英寸，故γ僅約為0.03。這個數(shù)值僅是圖3-5中所述示例葉片結(jié)構(gòu)中的葉片密度δ的3％左右。
圖7和8中示出的裝置10，包括一個大體安裝在房屋結(jié)構(gòu)30的天花板28的中心位置的電機，結(jié)構(gòu)30還有墻壁內(nèi)面32和地板34。墻32在天花板28與地板34的周界段之間垂直伸展。為清楚起見，靠近一側(cè)的墻沒有示出。房間30有一個長度L、寬度W和高度H。在圖7和圖8的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)直徑D1和D2的平均值約為長度L和寬度W的一半并且直徑D1不小于直徑D2的約75％時，裝置10將產(chǎn)生“雙螺環(huán)”型的空氣循環(huán)。該雙螺環(huán)的循環(huán)型式與單螺環(huán)的循環(huán)型式(這是圖1和圖2中所述的現(xiàn)有技術(shù)的許多風(fēng)扇裝置的特征)相比好處是更均勻。因此本發(fā)明在恰當(dāng)?shù)姆块g結(jié)構(gòu)中可以提供更加均勻的溫度和流速的分布。此外，葉片構(gòu)件14可以位于更加靠近天花板28處而不會妨害循環(huán)，因為垂直回流可擴展到內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18形成的開口內(nèi)以及外環(huán)形構(gòu)件16的外側(cè)。還應(yīng)當(dāng)指出，在一個更大的房間內(nèi)可以使用多個風(fēng)扇裝置10，當(dāng)軸20的水平距離是直徑D0和D1的平均值的約2倍時，就可以產(chǎn)生成對的雙螺環(huán)型空氣循環(huán)。
適用于裝置10的材料包括金屬，例如鋁和鋼，以及塑料。實際上人們可以想到把環(huán)形構(gòu)件16和18同葉片構(gòu)件14整體地模壓成一件或幾個扇形體。這種整體模壓還可以把輻條12和葉轂19包括在內(nèi)。另一個方法是，輻條20可以用不同的較硬的材料例如碳絲/有機復(fù)合材料制成，然后再把它們焊接到內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18和葉轂19上。
再參看圖9和10，另一種結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇裝置10包括通常與葉片構(gòu)件14共平面但又在內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18以里按一定間隔配置的副葉片構(gòu)件36的一個陣列，葉片構(gòu)件14也被稱為主葉片構(gòu)件。從圖10中可以最清楚地看出，這種結(jié)構(gòu)的一個示例性裝置是在副風(fēng)扇轉(zhuǎn)子37中裝上副葉片構(gòu)件36，葉片構(gòu)件36沿徑向從副環(huán)形構(gòu)件38(內(nèi)徑為D3)向內(nèi)延伸到較小的環(huán)形構(gòu)件40(外徑為D4)上。副環(huán)形構(gòu)件38的外徑為DS，較小環(huán)形構(gòu)件40的內(nèi)徑為DM。通常，D3約為D0的一半，并且較小環(huán)形構(gòu)件40可以與葉轂件19結(jié)合在一起，在此情況下，直徑D4僅為D3的10％左右。在圖9和10的示例性結(jié)構(gòu)中，較小的環(huán)形構(gòu)件40與葉轂構(gòu)件19隔開一定距離，在此情況下，直徑D4約為直徑D3的35％-75％。特別是在直徑D4小于直徑D3的60％的情況下，副葉片構(gòu)件36最好用常規(guī)的方法沿徑向逐步改變其斜角，以達(dá)到軸向升力和較低的轉(zhuǎn)動阻力的理想結(jié)合。
再參看圖11，標(biāo)為10’的另外一種結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇裝置具有一個被標(biāo)為22’的配對電機，該電機通過驅(qū)動滾軸或驅(qū)動輪42驅(qū)動外環(huán)形構(gòu)件16，輪42安裝在電機22’的從動軸43上。一個或多個惰輪44也與環(huán)形構(gòu)件16相嚙合，輪42和44一起為外環(huán)形構(gòu)件16提供轉(zhuǎn)動支承。應(yīng)當(dāng)指出，輪42和44本身可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞娇赊D(zhuǎn)動地支承于靜結(jié)構(gòu)上，外環(huán)形構(gòu)件16除具有圖11所示的水平取向外，還可以取向在垂直平面內(nèi)。而且，外環(huán)形構(gòu)件16可齊平地裝在墻或天花板的開口上，輪42和44則可轉(zhuǎn)動地裝在相應(yīng)的墻或天花板上。輪42和44的轉(zhuǎn)動支承可以通過這些輪的凸緣部分與外環(huán)形構(gòu)件16的對應(yīng)邊緣表面相嚙合而實現(xiàn)。而驅(qū)動輪42和外環(huán)形構(gòu)件16之間則可采取齒輪嚙合。此外，還可在驅(qū)動輪42和外環(huán)形構(gòu)件16之間設(shè)置一條柔性皮帶或鏈條。
本發(fā)明的風(fēng)扇裝置的顯著優(yōu)點在于，當(dāng)直徑D1是直徑D2的大部分時，在沿葉片構(gòu)件14各點的圓周速度接近一致。在某些應(yīng)用場合，這將顯著地降低在給定流量下的噪音和功率消耗；在另外一些應(yīng)用場合，這可以顯著地增大流量而不增加功耗。裝置10在許多室內(nèi)環(huán)境下大大改善了循環(huán)的均勻性。圖11結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇裝置10’的一個重要特性就是，在內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18以里的空間完全沒有阻礙。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照某些最佳方案進(jìn)行了特別詳細(xì)的說明，但是其它方案仍然是可能的。例如輻條12可以向外和稍微向下傾斜以便利用其張力強度來支承內(nèi)環(huán)形構(gòu)件18。此外，還可以通過例如耦連到軸20的齒輪嚙合裝置或者一個相當(dāng)于電機22的獨立電機來驅(qū)動副風(fēng)扇轉(zhuǎn)子37，使之以與主葉片構(gòu)件14不同(更高)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以提高效率。而且，副風(fēng)扇轉(zhuǎn)子37的轉(zhuǎn)動方向可以獨立控制而與主葉片構(gòu)件14無關(guān)。因此，本發(fā)明權(quán)利要求書的精神和范圍并不局限于本文中的最佳方案的說明。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇裝置，它包括(a)一組風(fēng)扇葉片構(gòu)件的環(huán)形陣列；(b)一個將葉片構(gòu)件支承連接在風(fēng)扇軸周圍的環(huán)形構(gòu)件，至少大多數(shù)葉片的相應(yīng)端形成了陣列的內(nèi)徑D1和外徑D2。葉片構(gòu)件取向得可隨著環(huán)形構(gòu)件的轉(zhuǎn)動在直徑D1與D2之間產(chǎn)生主軸向氣流。D1不小于D2的50％，葉片構(gòu)件在直徑D2的平面內(nèi)于直徑D1和D2之間有一個總投影面積和一個相關(guān)的平均投影面積密度δ；(c)葉片構(gòu)件與環(huán)形構(gòu)件相結(jié)合在風(fēng)扇軸周圍形成了一個一般為環(huán)形的開口，開口具有一個直徑D0不小于D1的90％，D0的75％以外的開口至少有一圈邊緣受到不大于密度δ的5％的平均投影面積密度γ的阻礙；(d)將環(huán)形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動地支承在風(fēng)扇軸上的裝置；如此，當(dāng)環(huán)形構(gòu)件轉(zhuǎn)動以產(chǎn)生主軸向氣流時，在該開口中將產(chǎn)生不受阻礙的副軸向氣流。
2.權(quán)利要求1的風(fēng)扇裝置，其中環(huán)形構(gòu)件伸展在直徑D0和D1之間。
3.權(quán)利要求2的風(fēng)扇裝置，其中用來可轉(zhuǎn)動地支承環(huán)形構(gòu)件的裝置有多個從環(huán)形構(gòu)件向內(nèi)伸展的輻條和用來把輻條連接到一個轉(zhuǎn)動元件上的葉轂裝置。
4.權(quán)利要求3的風(fēng)扇裝置，還包括一個帶可旋轉(zhuǎn)的從動軸的電機，葉轂裝置包括一個適于固定連接從動軸的葉轂構(gòu)件，以此使環(huán)形構(gòu)件與從動軸完全一致地轉(zhuǎn)動。
5.權(quán)利要求3的風(fēng)扇裝置，其中葉片構(gòu)件是第一陣列中的第一葉片構(gòu)件。裝置還包括多個在第二環(huán)形陣列中的第二葉片構(gòu)件；用來將第二陣列可轉(zhuǎn)動地支承在風(fēng)扇軸上的裝置；以及當(dāng)環(huán)形構(gòu)件被轉(zhuǎn)動時使第二陣列繞風(fēng)扇軸轉(zhuǎn)動的裝置。
6.權(quán)利要求5的風(fēng)扇裝置，其中至少多數(shù)第二葉片構(gòu)件的末端形成了第二陣列的外徑D3。第二葉片構(gòu)件取向得能隨著環(huán)形構(gòu)件的轉(zhuǎn)動在直徑D3內(nèi)產(chǎn)生副軸向氣流，D3不大于D1的75％。
7.權(quán)利要求6的風(fēng)扇裝置，還包括用來保持第二葉片構(gòu)件與輻條構(gòu)件成固定關(guān)系的裝置。
8.權(quán)利要求7的風(fēng)扇裝置，其中第二葉片構(gòu)件取向得在與主軸向氣流相反的方向上產(chǎn)生副軸向氣流。
9.權(quán)利要求6的風(fēng)扇裝置，還包括一個當(dāng)?shù)谝蝗~片陣列以第一角速度被驅(qū)動時用來以第二角速度驅(qū)動第二陣列的裝置，第二角速度大于第一角速度。
10.權(quán)利要求6的風(fēng)扇裝置，其中環(huán)形構(gòu)件為主環(huán)形構(gòu)件。裝置還包括一個與第二葉片構(gòu)件的外端相連的副環(huán)。
11.權(quán)利要求1的風(fēng)扇裝置，其中環(huán)形構(gòu)件為與葉片構(gòu)件的內(nèi)端相連接的第一環(huán)形構(gòu)件，裝置還包括一個與葉片構(gòu)件的外端相連接的第二環(huán)形構(gòu)件。
12.權(quán)利要求1的風(fēng)扇裝置，其中用來轉(zhuǎn)動地支承環(huán)形構(gòu)件的裝置包括一個可轉(zhuǎn)動地支承的導(dǎo)輪，該導(dǎo)輪與環(huán)形構(gòu)件滾動嚙合。
13.權(quán)利要求12的風(fēng)扇裝置，其中的導(dǎo)輪是多個導(dǎo)輪中的一個。
14.權(quán)利要求13的風(fēng)扇裝置，包括至少三個導(dǎo)輪，每對相鄰的導(dǎo)輪在隔開一段距離的位置與環(huán)形構(gòu)件相接觸，對著一個關(guān)于風(fēng)扇軸線成小于180°的角。
15.權(quán)利要求12的風(fēng)扇裝置，還包括一個帶有可轉(zhuǎn)動的從動軸的電機，和一個用來把導(dǎo)輪與環(huán)形構(gòu)件相耦連使之轉(zhuǎn)動的裝置。
16.權(quán)利要求15的風(fēng)扇裝置，其中的耦連裝置包括由從動軸驅(qū)動的導(dǎo)輪。
17.權(quán)利要求15的風(fēng)扇裝置，其中的耦連裝置包括一個與環(huán)形構(gòu)件相嚙合的驅(qū)動輪，驅(qū)動輪則耦連到從動軸。
18.一種風(fēng)扇裝置，包括(a)一組第一風(fēng)扇葉片構(gòu)件的第一環(huán)形陣列；(b)將第一葉片構(gòu)件的內(nèi)端支承地連接在風(fēng)扇軸周圍的第一主環(huán)形構(gòu)件，第一葉片構(gòu)件的至少多數(shù)葉片的相應(yīng)端形成了陣列的內(nèi)徑D1和外徑D2，第一葉片構(gòu)件取向得隨著第一環(huán)形構(gòu)件的轉(zhuǎn)動在直徑D1和D2之間產(chǎn)生一個主軸向氣流，D1不小于D2的50％，第一葉片構(gòu)件在直徑D2的平面內(nèi)于直徑D1和D2之間有一個總投影面積和一個相關(guān)的平均投影面積密度δ，第一環(huán)形構(gòu)件伸展在直徑D0和D1之間；(c)一個與第一葉片構(gòu)件的外端相連接的第二主環(huán)形構(gòu)件；(d)第一葉片構(gòu)件與第一環(huán)形構(gòu)件相結(jié)合在風(fēng)扇軸周圍形成了一個通常為環(huán)形的開口，開口有一個不小于D1的90％的直徑D0，D0的75％以外的開口至少有一個環(huán)狀邊緣受到不大于密度δ的5％的平均投影面積密度γ的阻礙；(e)第二環(huán)形陣列的多個第二葉片構(gòu)件取向得在與主軸向氣流的相反方向上產(chǎn)生副軸向氣流；(f)一個與第二葉片構(gòu)件的外端相連接的副環(huán)。至少第二葉片構(gòu)件的多數(shù)葉片的末端形成了第二陣列的外徑D3，D3不大于D1的75％；(g)多個從第一主環(huán)形構(gòu)件向內(nèi)伸展的輻條，用于可轉(zhuǎn)動地支承著第一主環(huán)形構(gòu)件；(h)一葉轂裝置將各輻條連接到一個轉(zhuǎn)動元件上，第二葉片構(gòu)件也與各輻條保持固定關(guān)系，如此，當(dāng)轉(zhuǎn)動元件轉(zhuǎn)動以產(chǎn)生主軸向氣流時，在副環(huán)形構(gòu)件之外的開口中產(chǎn)生不受阻礙的副軸向氣流。
全文摘要
一種風(fēng)扇裝置,包括第一風(fēng)扇葉片的第一環(huán)形陣列;將第一葉片的內(nèi)端支承地連接在風(fēng)扇軸周圍的第一主環(huán)形構(gòu)件;一個與第一葉片的外端相連接的第二主環(huán)形構(gòu)件;可任選的多個第二葉片的第二環(huán)形陣列;一個與第二葉片的外端相連接的副環(huán);多個從第一主環(huán)形構(gòu)件向內(nèi)伸展的輻條,用來可轉(zhuǎn)動地支承第一主環(huán)形構(gòu)件;一個用來把輻條連接到一個轉(zhuǎn)動元件上的葉轂,第二葉片構(gòu)件保持與輻條成固定關(guān)系。
文檔編號F04D25/16GK1172217SQ9711119
公開日1998年2月4日 申請日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月14日
發(fā)明者布賴德福德·T·索倫森 申請人:Smc美蜆貿(mào)易公司