專利名稱：風扇的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風扇。特別地，但不排他地，本實用新型涉及一種地面或桌上風扇，如桌扇，塔式風扇或落地風扇。
背景技術：
傳統的家用風扇通常包括安裝為繞軸線旋轉的葉片組或翼片組、以及用于旋轉所述葉片組以產生空氣流的驅動裝置。空氣流的移動和循環創造“風冷”或微風，因此，由于熱量通過對流和蒸發消散，用戶體驗了降溫效果。葉片被制造并定位在罩中，所述罩在防止用戶在風扇使用期間與旋轉中的葉片接觸的同時允許空氣流流經殼體。W02009/030879描述了一種不使用被罩收納的葉片以從風扇組件中將空氣吹出的風扇組件。替代地，該風扇組件包括圓柱形基部以及環形噴嘴，所述圓柱形基部收納有電機驅動的葉輪，以將主空氣流吸入基部中，所述環形噴嘴被連接至基部，且還包括環形出氣口，通過所述出氣口主空氣流從風扇排出。噴嘴限定了中心開口，風扇組件所處局部環境中的空氣被從出氣口排出的主空氣流抽吸通過該中心開口，放大主空氣流。W02010/100452還描述了這樣一種風扇組件。在基部內，所述葉輪被定位在葉輪殼體內，用于驅動葉輪的電機被定位在電機桶內，所述電機桶被安裝在葉輪殼體上。所述葉輪殼體通過多個有角度間隔開的支撐件被支撐在基部內。每個支撐件轉而被安裝在相應的支撐表面上，所述支撐表面從基部的內表面徑向向內延伸。為了在葉輪殼體和基部之間形成氣密密封，唇形密封件被定位在葉輪殼體的外側表面上用于接合基部的內側表面。
實用新型內容本實用新型提供了一種風扇，包括:具有進氣口和出氣口的外殼；被安裝在定位在所述外殼內的環形座上的葉輪殼體；被定位在葉輪殼體內用于產生沿從進氣口延伸穿過葉輪殼體到出氣口的路徑的空氣流的葉輪；被連接到葉輪殼體的電機殼體；被定位在電機殼體內用于驅動葉輪的電機；與葉輪殼體和座密封接合的環形密封件；及被定位在葉輪殼體和座之間用于減少施加到環形密封件的壓縮負荷的至少一個彈性支撐件。所述風扇組件由此包括在葉輪殼體和座之間的至少一個彈性支撐件和環形密封件，其中葉輪殼體被安裝在座上。在葉輪殼體和座之間的環形密封件的壓縮形成氣密密封，所述氣密密封阻止空氣沿在外殼和葉輪殼體之間延伸的路徑泄露返回到外殼的進氣口，并由此迫使由葉輪產生的加壓空氣流流動到外殼的出氣口。環形密封件優選為泡沫環形密封件。由泡沫材料形成環形密封件，與彈性體或橡膠材料相比，可減少通過環形密封件傳輸到外殼的振動。一個或多個彈性支撐件也被配置在葉輪殼體和座之間以便承受葉輪殼體、葉輪、電機殼體和電機的總重量的一些，從而減少作用在環形密封件上的壓縮負荷。這減少了環形密封件的變形程度；在葉輪殼體和座之間的環形密封件的過度壓縮會導致從電機殼體通過環形密封件傳輸到外殼的振動的不期望的增加。作用在環形密封件上的壓縮力優選與表面的最大剛度的方向對準，振動要被從該表面(即風扇的外殼)隔離。在優選實施例中，這個方向平行于外殼的縱向軸線。所述環形密封件優選從外殼的內表面間隔開，以便振動不能從環形密封件向外徑向傳遞到外殼。除了在葉輪殼體和外殼之間形成氣密密封外，環形密封件還可提供緩沖作用，用于在風扇組件使用期間減少一個或多個彈性支撐件的振動，且因而減少從電機殼體通過一個或多個彈性支撐件傳輸到外殼的振動。環形密封件優選由在10%壓縮量下呈現不超過0.0lMPa的應力的材料形成。在優選實施例中，環形密封件由閉孔泡沫材料形成。泡沫材料優選由合成橡膠形成，比如EPDM (乙烯丙烯二烯單體)橡膠。葉輪殼體可被提供具有凹入區段，所述凹入區段限定用于接收密封件的環形通道。葉輪殼體的凹入區段優選包括密封接合表面，例如凸緣，所述凸緣從葉輪殼體徑向向外且大體平行于座延伸，且所述凸緣與密封件密封接合。所述風扇可包括用于阻止密封件相對于葉輪殼體的旋轉的裝置。葉輪殼體的凹入區段和密封件兩者的外周可為非圓形的或其他形狀的，以阻止密封件在環形通道內的旋轉。例如，葉輪殼體的凹入區段和密封件兩者的外周可為帶缺口的(scalloped)。替代地，或附加地，所述座可包括用于阻止密封件相對于葉輪殼體的旋轉的裝置。一個或多個彈性支撐件優選繞環形密封件延伸。風扇可包括單個環形彈性支撐件。替代地，風扇可包括多個彈性支撐件。彈性支撐件優選繞葉輪殼體有角度地間隔開。為了減少外殼的寬度，環形密封件的內周或外周可帶缺口或以其他方式成形以形成多個凹部，所述凹部每個用于至少部分地容納相應的彈性支撐件。替代地，環形密封件可被提供具有多個孔，其中每個彈性支撐件延伸穿過相應孔。該或每個彈性支撐件可包括相應彈簧。替代地，每個彈性支撐件可由彈性材料形成。例如，單個環形彈性支撐件可被提供為繞葉輪殼體布置的波紋管支撐件的形式。在所述風扇包括多個彈性支撐件的情況下，每個支撐件可包括桿或柱，所述桿或柱由橡膠或其他彈性的或彈性體材料形成。所述風扇優選包括用于阻止葉輪殼體相對于座(也就是繞葉輪的旋轉軸)的角運動的裝置。例如，風扇可包括用于阻止一個或多個彈性支撐件相對于座的角運動的裝置。座可被提供具有一個或多個擋止構件，擋止構件用于接合一個或多個彈性支撐件以防止一個或多個彈性支撐件沿座的運動。擋止構件可為座的凸起或凹入區段的形式。風扇還可包括用于阻止一個或多個彈性支撐件相對于葉輪殼體的角運動的裝置。例如，葉輪殼體可包括一個或多個擋止構件，所述擋止構件用于接合一個或多個彈性支撐件以防止一個或多個彈性支撐件沿葉輪殼體運動。在風扇包括多個彈性支撐件的情況下，葉輪殼體可包括多個安裝件，每個安裝件被連接到相應的彈性支撐件。所述座可被連接到風扇的基部的上端，以便被定位在外殼內。然而，所述座優選被 連接到外殼。所述座優選從外殼的側壁徑向向內延伸。
現在將參照附圖，僅通過實例對本實用新型的優選特征進行描述，在附圖中:圖1是風扇的正視圖；圖2是風扇的出氣口的從上方觀察的正透視圖；圖3是風扇的體部的側剖面圖；圖4是風扇的下部部分的葉輪殼體、環形密封件和彈性支撐件的從下方觀察的分解圖；及圖5是如圖4中所示的風扇的相同部件和外殼的體部的主體部區段的下部部分的從上方觀察的分解圖。
具體實施方式
圖1是風扇10的正視圖。風扇包括體部12，所述體部具有進氣口 14，進氣口 14為形成在體部12的外殼16中的多個孔的形式，主空氣流被從外部環境穿過進氣口抽吸進入體部12。環形噴嘴18被連接到體部12，環形噴嘴18具有出氣口 20，出氣口 20用于從風扇10排出主空氣流。體部還包括用戶界面，所述用戶界面用于允許用戶控制風扇10的操作。用戶界面包括多個用戶可操作按鈕22、24和用戶可操作撥盤26。還如圖2所示，噴嘴18包括連接到環形內殼體區段30且繞其延伸的環形外殼體區段28。噴嘴18的環形區段28、30繞開口 32延伸且限定開口 32。這些區段中每一個可由多個連接的部分形成，但是在此實施例中，外殼體區段28和內殼體區段30每個由各自的，單個模制部件形成。裝配期間，外殼體區段28被插入被定位在內殼體區段30的前部的槽中，如圖3和4所示。外殼體區段和內殼體區段28、30可使用施加于槽內的粘合劑連接在一起。外殼體區段28包括基部34，基部34被連接至體部12的外殼16的敞開的上端，且基部34具有用于接收來自體部12的主空氣流的敞開下端。外殼體區段28和內殼體區段30 —起限定了環形內部通道，用于將主空氣流傳輸至出氣口 20。該內部通道由外殼體區段28的內表面和內殼體區段30的內表面限定。外殼體區段28的基部34被成形為將主空氣流傳輸進入噴嘴18的內部通道內。出氣口 20被定位在噴嘴18的后部附近，且被布置為穿過開口 32朝向風扇10的前方噴出主空氣流。出氣口 20至少部分地繞開口 32延伸并且優選包圍開口 32。出氣口20通過分別使外殼體區段28的內表面和內殼體區段30的外表面的部分重疊或面對來限定，且為環形槽的形式，優選具有范圍為0.5至5_的相對恒定的寬度。在這個實例中，出氣口的寬度約為1mm。間隔件可繞出氣口 20間隔開用于促使外殼體區段28和內殼體區段30的重疊部分分開，以保持出氣口 20的寬度在期望水平。這些間隔件可與外殼體區段28或內殼體區段30的任一個成一體。出氣口 20被成形為將主空氣流引導經過內殼體區段30的外表面上方。內殼體區段30的外表面包括科恩達表面36 (該表面被定位在出氣口 20附近并且出氣口 20引導自風扇10排出的空氣經過該表面上方),擴散器表面38 (該表面被定位在科恩達表面36的下游)，和引導表面40 (該表面被定位在擴散器表面38的下游)。擴散器表面38被布置為成錐形地遠離開口 32的中心軸線X，通過這樣的方式以幫助自風扇10排出的空氣的流動。擴散器表面38與開口 32的中心軸X之間所夾的角在5°到25°的范圍內，并且在此例中大約為15°。引導表面40被布置為相對擴散器表面38成角度，以進一步幫助冷空氣流自風扇10的有效輸送。引導表面40優選被布置成與開口 32的中心軸線X基本平行，以向從出氣口 20排出的空氣流呈現基本平坦和基本平滑的表面。具有視覺吸引力的錐形表面42被定位在引導表面40的下游，終止在末端表面44處，該末端表面44與開口 32的中心軸線X大致垂直。錐形表面42和開口 32的中心軸線X之間所夾的角度優選為約45°。圖3示出了穿過風扇10的體部12剖取的側剖面圖。體部12包括基本圓柱形的主體部區段50，主體部區段50被安裝在基本圓柱形的下體部區段52上。主體部區段50和下體部區段52優選由塑料材料形成。該主體部區段50以及下體部區段52優選具有基本相同的外徑，以使得主體部區段50的外表面基本和下體部區段52的外表面平齊。主體部區段50包括進氣口 14，主空氣流穿過該進氣口 14進入風扇組件10。在該實施例中，進氣口 14包括形成在主體部區段50中的孔的陣列。替代地，進氣口 14可包括一個或多個格柵或網格，其被安裝在形成于主體部區段50內的窗口部內。主體部區段50在其上端敞開(如圖所示)，以提供出氣口 54，主空氣流穿過該出氣口 54從體部12排放到噴嘴18。主體部區段50可相對于下體部區段52傾斜，以調整主空氣流被從風扇組件10排出的方向。示例性地，下體部區段52的上表面以及主體部區段50的下表面可設置有互相連接的特征結構部，這些特征結構部允許主體部區段50相對于下體部區段52運動，同時阻止主體部區段50被從下體部區段52提起。示例性地，下體部區段52以及主體部區段50可包括互鎖的L形構件。下體部區段52被安裝在基部56上，基部56用于接合該風扇組件10所處其上的表面。下體部區段52包括上述用戶界面和控制電路(通常指示在58處)，控制電路用于響應用戶界面的操作控制風扇10的各種功能。下體部區段52還容納有用于使下體部區段52相對于基部56擺動的機構。擺動機構的運行由控制電路58響應于用戶壓下按鈕24而控制。下體部區段52相對于基部56的每一次擺動周期的范圍優選地在60°至120°之間，且擺動機構被布置執行約3至5個擺動周期每分鐘。用于供應電力到風扇10的主電源線(未顯示)延伸穿過形成在基部56中的孔。主體部區段50容納有葉輪60，用于抽吸主空氣流通過進氣口 14并進入體部12內。葉輪60被連接到旋轉軸62，該旋轉軸62自電機64向外延伸。在這個實施例中，電機64為DC無刷電機，其速度可被控制電路58響應于撥盤26的用戶操作進行變動。電機64的最大速度優選地在從5000至IOOOOrpm的范圍內。電機64被容納在電機殼體內。電機殼體包括下部區段66和上部區段68，下部區段66支撐電機64，上部區段68被連接到下部區段66。軸62突出穿過形成在電機殼體的下部區段66中的孔，以允許葉輪被連接到軸62。電機64在上部區段68被連接到下部區段66之前被插入電機殼體的下部區段66中。上部區段68包括環形擴散器70，該擴散器70具有多個葉片，用于接收從葉輪64排放的主空氣流且用于引導該空氣流到主體部區段50的出氣口 54。罩72被連接到葉輪60的葉片的外邊緣。電機殼體通過葉輪殼體74被支撐在主體部區段50內。葉輪殼體74為大體截頭錐形形狀，且包括進氣口 76和出氣口 78，進氣口 76位于葉輪殼體74的相對小的向外擴口的下端(如所示)處,用于接收主空氣流,出氣口 78位于葉輪殼體74的相對大的上端(如所示)，當電機殼體被支撐在葉輪殼體74內時，該葉輪殼體74被定位在擴散器72的直接上游。葉輪60、罩72和葉輪殼體74被成形以便當葉輪60由葉輪殼體74支撐時，罩72緊密靠近但沒有接觸葉輪殼體74的內表面，且葉輪60與葉輪殼體74是基本同軸的。環形入口構件80引導來自外殼16的進氣口 14的空氣流到葉輪殼體74的進氣口76。盤狀泡沫消聲構件82被定位在主體部區段50內，葉輪殼體74的進氣口 76的下方。環形泡沫消聲構件84被定位在電機殼體中。還參考圖4和5，葉輪殼體74被定位在主體部區段50內，以便葉輪60的旋轉軸線與主體部區段50的縱向軸線基本共線。葉輪殼體74被安裝在環形座86上，該座86被定位在主體部區段50內。該座86從主體部區段50的內表面徑向向內延伸，以便座86的上表面與葉輪60的旋轉軸線基本正交。環形密封件88被定位在葉輪殼體74和座86之間。環形密封件88優選為泡沫環形密封件，且優選由閉孔泡沫材料(closed cell foam material)形成。在這個實例中，環形密封件88由EPDM(乙烯丙烯二烯單體(ethylene propylene diene monomer))橡膠形成，但環形密封件88可由其它閉孔泡沫材料(優選在10%壓縮量下呈現不超過0.0lMPa的應力)形成。環形密封件88的外徑優選小于主體部區段50的內徑，以便環形密封件88從主體部區段50的內表面間隔開。環形密封件88具有下表面和上表面，該下表面與座86的上表面密封接合，該上表面與葉輪殼體74密封接合。在這個實例中，葉輪殼體74包括凹入式密封接合區段90，凹入式密封接合區段90繞葉輪殼體的外壁延伸。葉輪殼體74的密封接合區段90包括凸緣92，凸緣92限定了環形通道94，用于接收環形密封件88。凸緣92從葉輪殼體74的外表面徑向向外延伸以便凸緣92的下表面與葉輪60的旋轉軸線基本正交。凸緣92的周向唇部96的內周邊和環形密封件88的外周邊優選帶缺口或為其他形狀，以限定多個凹部98，100，從而阻止在葉輪殼體74和環形密封件88之間的相對旋轉。座86包括孔102，以使電纜(未顯示)能夠從控制電路58行進到電機64。葉輪殼體74的凸緣92和環形密封件88每個成形以限定相應凹部104、106，用于容納電纜的一部分。一個或多個墊圈或其他密封構件可被繞電纜提供，以阻止空氣在凹部104、106和主體部區段50的內表面之間和通過孔102的泄漏。多個彈性支撐件108還被提供在葉輪殼體74和座86之間用于支撐電機64、電機殼體、葉輪60和葉輪殼體74的重量的一部分。彈性支撐件108從主體部區段50的縱向軸線等距地間隔開且繞主體部區段50的縱向軸線等距地間隔開。彈性支撐件108每個具有第一端部和第二端部，第一端部被連接到定位在葉輪殼體74的凸緣92上的相應的安裝件110，第二端部被接收在形成在座86中的凹部112內，以阻止彈性支撐件108沿座86且繞主體部區段50的縱向軸線的運動。在這個實例中，彈性支撐件108每個包括彈簧114和橡膠腳116，彈簧114被定位在相應安裝件110上，橡膠腳116被利用相應凹部112定位。替代地，彈簧114和橡膠腳116可被由橡膠或其他彈性或彈性體材料形成的桿或柱替代。作為另一替代，多個彈性支撐件108可由繞環形密封件88延伸的單個環形彈性支撐件替代。在這個實施例中，環形密封件88的外周進一步帶缺口或以其他方式成形以形成多個凹部118，該凹部118每個用于至少部分地接收相應的彈性支撐件88。這允許彈性支撐件88在沒有減少環形密封件80的徑向厚度或增加主體部區段50的直徑的情況下被定位為更靠近主體部區段50的縱向軸線。為了操作風扇10，用戶按下用戶界面的按鈕22，響應于此，控制電路58激活電機64以旋轉葉輪60。葉輪60的旋轉導致主空氣流經過進氣口 14被吸入體部12內。用戶可通過操控撥盤26來控制電機64的速度，且由此控制空氣通過進氣口 14被吸入體部12內的速率。根據電機64的速度，由葉輪60產生的主空氣流量可在每秒20到30升之間。葉輪60通過電機64旋轉產生振動，該振動經過電機殼體和葉輪殼體74向座86傳遞。被定位在葉輪殼體74和座86之間的環形密封件88在電機殼體、電機64、葉輪60以及葉輪殼體74的重量作用下被壓縮，使得它與座86的上表面和葉輪殼體74的凸緣92的下表面密封接合。環形密封件88由此不僅防止主空氣流沿在主體部區段50的內表面和葉輪殼體74的外表面之間延伸的路徑返回葉輪殼體74的進氣口 76，而且還減少這些振動到座86且由此到風扇10的體部12的傳遞。在葉輪殼體74和座86之間存在彈性支撐件108阻止隨著時間過去環形密封件88的任何過度壓縮，其否則會增加經過環形密封件88傳輸到座86的振動。彈性支撐件108的柔性允許彈性支撐件相對于座86軸向地和徑向地彎曲，其減少了經過彈性支撐件88傳輸到座86的振動。環形密封件88用于緩沖彈性支撐件108相對于座86的彎曲運動。主空氣流依次在葉輪60和葉輪殼體74之間穿過、穿過擴散器72，然后穿過體部12的出氣口 54且進入噴嘴18。在噴嘴18內，主空氣流被分成兩股空氣流，其沿相反的方向環繞噴嘴18的開口 32行進。當空氣流經過噴嘴18時，空氣通過出氣口 20被排出。由出氣口 20排出的主空氣流被引導越過噴嘴18的科恩達表面36，導致來自外部環境(特別是來自出氣口 20附近，以及來自噴嘴18的后部附近的區域)的空氣的卷吸所產生的次空氣流。次空氣流流動穿過噴嘴18的中心開口 32，其在該中心開口 32處和主空氣流匯合，以產生總空氣流，或氣流，從噴嘴18向前噴出。
權利要求1.一種風扇，其特征在于，該風扇包括: 外殼，具有進氣口和出氣口 ； 葉輪殼體，被安裝在定位在所述外殼內的環形座上； 葉輪，被定位在葉輪殼體內，用于產生沿從進氣口延伸穿過葉輪殼體到出氣口的路徑的空氣流； 電機殼體，被連接到葉輪殼體； 電機，被定位在電機殼體內，用于驅動葉輪； 環形密封件，與葉輪殼體和該座密封接合；及 至少一個彈性支撐件，被定位在葉輪殼體和該座之間，用于減少施加到環形密封件的壓縮負荷。
2.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，所述座被連接到外殼。
3.如權利要求2所述的風扇，其特征在于，所述座從外殼的側壁徑向向內延伸。
4.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，所述葉輪殼體包括凹入區段，所述凹入區段限定了用于接收所述密封件的環形通道。
5.如權利要求4所述的風扇，其特征在于，所述凹入區段包括密封接合表面，所述密封接合表面從葉輪殼體的側壁徑向向外且平行于所述座延伸。
6.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，該風扇包括用于阻止密封件相對于葉輪殼體的旋轉的裝置。
7.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，該風扇包括用于阻止葉輪殼體相對于所述座的角運動的裝置。
8.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，所述至少一個彈性支撐件包括多個彈性支撐件。
9.如權利要求8所述的風扇，其特征在于，所述彈性支撐件繞葉輪殼體有角度地間隔開。
10.如權利要求8所述的風扇，其特征在于，所述密封件的外周表面被成形以便形成多個凹部，所述凹部每個用于至少部分地接收相應的彈性支撐件。
11.如權利要求8所述的風扇，其特征在于，所述葉輪殼體包括多個安裝件，所述安裝件每個被連接到相應的彈性支撐件。
12.如權利要求8所述的風扇，其特征在于，所述環形密封件包括多個凹部，所述凹部每個用于接收相應的彈性支撐件。
13.如權利要求8所述的風扇，其特征在于，所述彈性支撐件每個包括相應的彈簧。
14.如權利要求1至13中任一項所述的風扇，其特征在于，所述環形密封件為泡沫環形密封件。
15.如權利要求1至13中任一項所述的風扇，其特征在于，所述環形密封件由閉孔泡沫材料形成。
16.如權利要求1至13中任一項所述的風扇，其特征在于，所述環形密封件從外殼的內側表面間隔開。
專利摘要一種風扇，包括外殼和葉輪殼體，外殼具有進氣口和出氣口，葉輪殼體被定位在外殼內。葉輪被提供在葉輪殼體內，用于產生沿從進氣口延伸穿過葉輪殼體到出氣口的路徑的空氣流。電機用于驅動葉輪，電機被定位在電機殼體內，電機殼體被連接到葉輪殼體。泡沫環形密封件被定位在葉輪殼體和座之間，以阻止空氣在葉輪殼體和外殼之間泄漏。多個彈性支撐件被提供在葉輪殼體和座之間，以減少環形密封件上的負荷。
文檔編號F04D29/08GK203067322SQ201320030559
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月21日 優先權日2012年1月19日
發明者A.F.阿特金森 申請人:戴森技術有限公司