KR102499685B1 - 팬 어셈블리용 노즐 - Google Patents

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필립 테니슨 라일리
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Abstract

팬 어셈블리용 노즐이 제공된다. 이 노즐은 공기 입구; 공기 유동을 배출하기 위한 제 1 공기 출구 및 공기 유동을 배출하기 위한 제 2 공기 출구(제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 총 공기 출구를 함께 형성함); 공기 입구와 제 1 및 제 2 공기 출구 사이에 연장되어 있는 단일 내부 공기 통로; 및 공기 입구로부터 제 1 및 제 2 공기 출구로 가는 공기 유동을 제어하기 위한 밸브를 포함한다. 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 움직일 수 있는 하나 이상의 밸브 부재를 포함하고, 공기 출구는 수렴점 쪽으로 배향되어 있다

Description

팬 어셈블리용 노즐
본 발명은 팬 어셈블리용 노즐 및 이러한 노즐을 포함하는 팬 어셈블리에 관한 것이다.
통상적인 가정용 팬은 전형적으로 축을 중심으로 회전할 수 있게 장착되는 일 세트의 블레이드 또는 베인, 및 공기 유동을 발생시키기 위해 그 일 세트의 블레이드를 회전시키기 위한 구동 장치를 포함한다. 공기 유동의 운동 및 회전에 의해 "풍속 냉각" 또는 미풍이 발생되고, 결과적으로, 열이 대류 및 증발을 통해 소산됨에 따라 사용자는 냉각 효과를 경험하게 된다. 블레이드는 일반적으로 케이지 내부에 위치되고, 이 케이지는, 사용자가 팬의 사용 중에 회전하는 블레이드와 접촉하는 것을 방지하면서 공기 유동이 하우징을 통과할 수 있게 해준다.
US 2,488,467에는, 공기를 팬 어셈블리로부터 내보내기 위해 케이지식 블레이드를 사용하지 않는 팬이 기재되어 있다. 대신에, 팬 어셈블리는 공기 유동을 기부 안으로 흡인하기 위한 모터 구동식 임펠러를 수용하는 기부, 및 기부에 연결되어 있는 일련의 동심 환형 노즐을 포함하고, 이 노즐 각각은 팬으로부터 공기 유동을 배출하기 위해 노즐의 앞에 위치되는 환형 출구를 포함한다. 각 노즐은 보어 축선 주위에 연장되어 있어 보어를 형성하고, 이 보어 주위에 노즐이 연장되어 있다.
각 노즐은 에어포일의 형태이고, 그래서 노즐의 후방부에 위치되는 선두 가장자리, 노즐의 전방부에 위치되는 후미 가장자리, 및 선두 가장자리와 후미 가장자리 사이에 연장되어 있는 현선(chord line)을 갖는다고 생각될 수 있다. US 2,488,467에는, 각 노즐의 현선은 노즐의 보어 축선에 평행하다. 공기 출구는 현선 상에 위치되고, 현선을 따라 노즐로부터 멀어지는 방향으로 공기 유동을 배출하도록 배치되어 있다.
팬 어셈블리로부터 공기를 내보내기 위해 케이지식 블레이드를 사용하지 않는 다른 팬 어셈블리는 WO 2010/100451에 기재되어 있다. 이 팬 어셈블리는 주 공기 유동을 기부 안으로 흡인하기 위한 모터 구동식 임펠러를 수용하는 원통형 기부, 및 이 기부에 연결되어 있는 단일의 환형 노즐을 포함하며, 이 노즐은 주 공기 유동이 팬에서 배출될 때 통과하는 환형 입구/출구를 포함한다. 노즐은 개구를 형성하며, 팬 어셈블리의 국부적인 환경 내의 공기가 입구에서 배출되는 주 공기 유동에 의해 그 개구를 통해 흡인되어 주 공기 유동을 증대시키게 된다. 노즐은 코안다(Coanda) 표면을 포함하고, 입구는 주 공기 유동을 그 코안다 표면 위로 보내도록 배치된다. 코안다 표면은 개구의 중심 축선을 중심으로 대칭적으로 연장되어 있어, 팬 어셈블리에 의해 발생된 공기 유동은 원통형 또는 절두 원추형 프로파일을 갖는 환형 젯트의 형태로 된다.
사용자는 공기가 노즐에서 배출되는 방향을 2가지 방법 중의 하나로 변경할 수 있다. 기부는 요동 기구를 포함하는데, 이 요동 기구를 작동시켜, 노즐과 기부의 일부분을 기부의 중심을 통과하는 수직 축선을 중심으로 요동시킬 수 있고, 그래서 팬 어셈블리에 의해 발생된 공기 유동은 약 180°의 호로 휩쓸리게 된다. 기부는 또한 경사 기구를 또한 포함하는데, 이 경사 기구에 의해, 노즐과 기부의 상측 부분이 수평에 대해 최대 10°의 각도로 기부의 하측 부분에 대해 경사질 수 있다.
제 1 양태에 따르면, 팬 어셈블리용 노즐이 제공된다. 이 노즐은 공기 입구; 공기 유동을 배출하기 위한 제 1 공기 출구 및 공기 유동을 배출하기 위한 제 2 공기 출구(제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 총 공기 출구를 함께 형성함); 공기 입구와 제 1 및 제 2 공기 출구 사이에 연장되어 있는 단일 내부 공기 통로; 및 공기 입구로부터 제 1 및 제 2 공기 출구로 가는 공기 유동을 제어하기 위한 밸브를 포함한다. 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기(즉, 개방 면적)에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 움직일 수 있는 하나 이상의 밸브 부재를 포함하고, 공기 출구는 수렴점 쪽으로 배향된다. 다시 말해, 밸브는, 하나 이상의 밸브 부재의 움직임에 의해, 제 1 및 2 공기 출구의 총 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 1 공기 출구의 크기가 조절되고 동시에 제 2 공기 출구의 크기가 반대로 조절되도록 배치된다. 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 개별적이다. 다시 말해, 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 물리적으로 서로 분리된다.
본 발명은 노즐을 제공하는데, 이 노즐은, 예컨대 단일 공기 공급원으로부터 단일 공기 유동의 입력을 받을 수 있고 또한 노즐이 부착되는 팬 어셈블리를 흔들거나 기울일 필요 없이, 노즐로부터 배출된 공기 유동의 방향이 변경될 수 있도록 공기 유동을 조작할 수 있다. 제 1 공기 출구는 제 1 공기 유동을 배출하고 제 2 공기 출구는 제 2 공기 유동을 배출한다. 노즐로부터 배출되는 전체 공기 유동(제 1 공기 유동과 제 2 공기 유동의 조합)은 일정하게 유지되지만, 제 1 및 2 공기 출구 각각을 통해 배출되는 전체 공기 유동의 비율을 변화시켜, 노즐로부터 배출되는 공기 유동의 프로파일이 변경될 수 있다.
하나 이상의 밸브 부재는, 제 1 공기 출구가 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구가 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이의 위치 범위에서 움직일 수 있다. 하나 이상의 밸브 부재는, 제 1 공기 출구가 최대로 막히고 제 2 공기 출구는 최대로 개방되는 제 1 끝 위치와 제 1 공기 출구가 최대로 개방되고 제 2 공기 출구는 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이의 위치 범위에서 움직일 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 밸브 부재는 노즐의 본체 또는 외부 케이싱에 대해 움직일 수 있다. 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기(즉, 개방 면적)에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하기 위해 움직일 수 있는 단일 밸브 부재를 포함한다. 대안적으로, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 서로 협력하는 복수의 밸브 부재를 포함할 수 있다. 이를 위해, 복수의 밸브 부재는 동시에 움직이도록 서로 연결될 수 있다.
제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 면에 제공될 수 있고 노즐의 면의 중심 축선 쪽으로 배향될 수 있다. 수렴점은 노즐의 면의 중심 축선 상에 위치될 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는 노즐의 면에서 직경 방향으로 서로 대향할 수 있다.
바람직하게, 노즐은 공기 출구에 인접하는 외부 안내면을 포함한다. 더 바람직하게, 외부 안내면은 제 1 및 2 공기 출구 사이에 연장되어 있다. 바람직하게, 외부 안내면은 외측으로 향해 있는데, 즉, 노즐의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 향한다. 다시 말해, 외부 안내면은 제 1 및 2 공기 출구 사이의 영역(즉, 이들 공기 출구를 분리하는 영역)에 걸쳐 있을 수 있다. 예컨대, 제 1 및 2 공기 출구는 노즐의 면에서 직경 방향으로 서로 대향할 수 있고, 중간 표면은 직경 방향으로 서로 대향하는 제 1 및 2 공기 출구 사이에 연장되어 있을 수 있다.
노즐은 노즐의 하나 이상의 최외측 표면을 규정하는 노즐 본체 또는 외부 케이싱을 더 포함할 수 있다. 노즐 본체 또는 외부 케이싱은 실질적으로 노즐의 외부 형상 또는 형태를 규정한다. 노즐 본체 또는 외부 케이싱은 노즐의 면에서 개구를 형성할 수 있고, 외부 안내면은 그 개구 내부에서 노출될 수 있다. 그러므로 노즐의 면은 외부 안내면을 포함할 수 있다. 그러므로 이 외부 안내면은 노즐의 면을 적어도 부분적으로 가로질러 연장되어 있을 수 있다. 노즐의 면은 외부 안내면의 둘레 주위에 연장되어 있거나 그를 둘러싸는 노즐 본체의 일부분(즉, 외부 안내면이 노출되는 개구의 가장자리)을 더 포함할 수 있다.
노즐 본체는 대체로 절두 타원체 형상을 가지며, 제 1 절두부는 노즐의 면을 형성하고 제 2 절두부는 노즐 본체의 기부를 형성한다. 공기 입구는 노즐 본체의 기부에 제공될 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는 노즐 본체의 면에 제공될 수 있다. 노즐 본체는 노즐 본체의 면에서 개구를 형성할 수 있고 외부 안내면은 그 개구 내부에 배치될 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는 외부 안내면의 둘레 주위에배치될 수 있다. 공기 입구는 적어도 부분적으로 공기 통로의 제 1 단부로 형성된다. 특히, 공기 입구는 적어도 부분적으로, 노즐 본체의 기부에 제공되는 추가 개구 내부에 배치되는 공기 통로의 제 1 단부로 형성될 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는 적어도 부분적으로 공기 통로의 반대편 제 2 단부로 형성될 수 있다. 특히, 제 1 및 2 공기 출구는 노즐 본체의 면에 있는 개구 내부에 배치되는 공기 통로의 반대편 제 2 단부로 형성될 수 있다.
제 1 및 2 공기 출구는 공기 유동을 외부 안내면의 적어도 일부분 위로 안내하도록 배치될 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는, 그로부터 배출된 공기 유동이 외부 안내면의 적어도 일부분을 가로질러 지나가도록, 그 공기 유동을 안내하도록 배치될 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는 공기 유동을 각각의 공기 출구에 인접하는 외부 안내의 일부분 위로 안내하도록 배치될 수 있다. 바람직하게, 외부 안내면은 제 1 및 2 공기 출구의 일부분을 형성한다. 하나 이상의 밸브 부재는 외부 안내면의 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 제 1 출구는 노즐의 본체의 제 1 부분 및 외부 안내면의 제 1 부분으로 형성되고 제 2 출구는 노즐의 본체의 제 2 부분 및 외부 안내면의 제 2 부분으로 형성된다. 외부 안내면의 제 1 부분(즉, 제 1 공기 출구를 부분적으로 형성함)은 노즐 본체의 대향하는 제 1 부분의 형상과 일치하는 형상을 가질 수 있다. 특히, 외부 안내면의 제 1 부분은 노즐 본체의 대향하는 제 1 부분의 곡률 반경과 실질적으로 같은 곡률 반경을 가질 수 있다. 외부 안내면의 제 2 부분(즉, 제 2 공기 출구를 부분적으로 형성함)은 노즐 본체의 대향하는 제 2 부분의 형상과 일치하는 형상을 가질 수 있다. 특히, 외부 안내면의 제 2 부분은 노즐 본체의 대향하는 제 2 부분의 곡률 반경과 실질적으로 같은 곡률 반경을 가질 수 있다.
노즐은 단일 내부 공기 입구 통로 내부의 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구 쪽으로 안내하도록 배치되는 적어도 하나의 공기 안내 표면을 더 포함할 수 있다.
하나 이상의 밸브 부재는 피봇식으로 장착될 수 있다. 바람직하게, 하나 이상의 밸브 부재는 노즐의 본체에 대해 회전하도록 배치되며, 선택적으로, 외부 안내면에 대해 회전하도록 배치될 수 있다. 하나 이상의 밸브 부재는 외부 안내면 밑에 또는 그에 인접하여 피봇식으로 장착될 수 있다.
밸브는, 노즐의 본체에 대해 회전하도록 배치되며 또한 선택적으로 외부 안내면에 대해 회전하도록 배치되는 단일 밸브 부재를 포함할 수 있다. 밸브 부재는, 제 1 공기 출구가 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구가 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 밸브 부재는, 제 1 공기 출구가 최대로 막히고 제 2 공기 출구는 최대로 개방되는 제 1 끝 위치와 제 1 공기 출구가 최대로 개방되고 제 2 공기 출구는 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 밸브 부재는, 밸브 부재가 제 1 끝 위치에 있을 때 제 1 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암, 및 밸브 부재가 제 2 끝 위치에 있을 때 제 2 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암을 포함할 수 있다. 밸브 부재는 단일 공기 입구 통로 내부의 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구 쪽으로 안내하도록 배치되는 공기 안내 표면을 포함할 수 있다. 제 1 밸브 아암과 제 2 밸브 아암은 공기 안내 표면의 대향 측들로부터 연장되어 있을 수 있고 또한 그 공기 안내 표면과 연속적일 수 있다.
밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 서로 협력하는 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재를 포함할 수 있다. 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재는 동시에 움직이도록 서로 연결될 수 있다. 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재 각각은 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배치되고, 제 1 끝 위치에서 제 1 공기 출구는 제 1 밸브 부재에 의해 최대로 막히고 제 2 끝 위치에서는 제 2 공기 출구가 제 2 밸브 부재에 의해 최대로 막히게 된다. 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재 각각은 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배치되고, 제 1 끝 위치에서 제 1 공기 출구는 제 1 밸브 부재에 의해 최대로 막히고 제 2 공기 출구는 최대로 개방되며, 제 2 끝 위치에서는 제 1 공기 출구는 최대로 개방되고 제 2 공기 출구는 제 2 밸브 부재에 의해 최대로 막히게 된다. 제 1 밸브 부재는 제 1 공기 출구에 인접하여 피봇식으로 장착되고 제 2 밸브 부재는 제 2 공기 출구에 인접하여 피봇식으로 장착된다.
제 1 밸브 부재는 커플러에 의해 제 2 밸브 부재에 연결되어, 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재는 동시에 회전하게 된다. 노즐은 로드를 더 포함하고, 로드의 운동에 의해 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재의 동시적인 움직임이 일어나도록, 로드는 제 1 밸브 부재, 제 2 밸브 부재 및 커플러 중의 어느 하나에 연결된다. 로드는 노즐 밖으로(즉, 노즐의 본체/외부 케이싱을 통해 밖으로) 연장되어 있고, 로드의 외측 부분은 사용자 조작 가능한 손잡이를 제공하도록 배치되며, 로드의 내측 부분은 제 1 밸브 부재, 제 2 밸브 부재 및 커플러 중의 어느 하나에 피봇식으로 연결된다.
제 1 밸브 부재는, 제 1 밸브 부재가 제 1 끝 위치에 있을 때 제 1 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암을 포함하고, 제 2 밸브 밸브 부재는, 밸브 부재가 제 2 끝 위치에 있을 때 제 2 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암을 포함한다. 제 1 밸브 아암은 제 1 밸브 부재로부터 제 1 공기 출구 안으로 연장될 수 있고 제 2 밸브 아암은 제 2 밸브 부재로부터 제 2 공기 출구 안으로 연장될 수 있다. 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재 각각은, 단일 공기 입구 통로 내부의 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구 쪽으로 각각 안내하도록 배치되는 공기 안내 표면을 포함할 수 있다. 제 1 밸브 아암은 제 1 밸브 부재의 공기 안내 표면으로부터 연장될 수 있고 또한 그 표면과 연속적일 수 있고 제 2 밸브 아암은 제 2 밸브 부재의 공기 안내 표면으로부터 연장될 수 있고 또한 그 표면과 연속적이다.
노즐은 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재 사이에 배치되는 공기 안내 표면을 더 포함할 수 있고, 이 공기 안내 표면은, 단일 공기 입구 통로 내부의 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구 쪽으로 안내하도록 배치된다. 그 공기 안내 표면은 제 1 1 밸브 부재의 최후방 단부와 제 2 밸브 부재의 최후방 단부 사이에 배치될 수 있고, 바람직하게는 볼록하거나 뾰족하며, 바람직하게는 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재의 공기 안내면과 실질적으로 연속적이도록 배치된다.
하나 이상의 밸브 부재는 병진적으로(즉, 회전 없이) 그리고 바람직하게는 선형적으로(즉, 직선으로) 움직이도록 배치된다. 하나 이상의 밸브 부재는 노즐의 본체에 대해 측방향으로 움직이도록 배치될 수 있고, 또한 선택적으로 외부 안내면에 대해 측방향으로 움직이도록 배치될 수 있다.
밸브는, 밸브 부재의 제 1 단부가 제 1 공기 출구를 최대로 막는 제 1 끝 위치와 밸브 부재의 제 2 단부가 제 2 공기 출구를 최대로 막는 제 2 끝 위치 사이에서 움직이도록 배치되는 단일 밸브 부재를 포함할 수 있다.
제 1 및 2 공기 출구는 한쌍의 기다란 슬롯을 형성할 수 있다. 한쌍의 기다란 슬롯은 환형 노즐의 일부분을 형성할 수 있다. 그 환형 노즐은 2개의 긴 평한한 측부를 포함하고, 한쌍의 기다란 슬롯이 각 측부에 위치된다. 환형 노즐은 보어를 형성할 수 있고, 노즐 외부로부터 공기가 공기 출구로부터 배출된 공기에 의해 그 보어를 통해 흡인된다.
밸브 부재는, 제 1 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 밸브 부재는, 제 1 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 막히고 제 2 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 개방되는 제 1 끝 위치와 제 1 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 개방되고 제 2 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 제 1 밸브 아암과 제 2 밸브 아암은 밸브 부재로부터 상기 제 1 및 2 공기 출구의 기다란 슬롯 안으로 각각 연장되어 있을 수 있다.
제 1 및 2 공기 출구는 한쌍의 아치형 슬롯을 형성할 수 있다. 노즐은 타원형 면을 가지며, 한쌍의 아치형 슬롯은 노즐의 면에 제공되고 또한 직경 방향으로 서로 대향한다. 한쌍의 아치형 슬롯은 대체로 원통형이거나 타원형인 노즐의 일부분을 형성할 수 있다. 노즐은 대체로 타원형인 개구를 형성할 수 있고, 한쌍의 아치형 슬롯은 그 개구의 개별적인 부분들로 제공될 수 있다. 예컨대, 노즐은 외부 안내면과 노즐 본체 사이의 개구 또는 틈(즉, 노즐 본체의 면에 있는 개구의 가장자리)를 형성할 수 있고, 하나 이상의 공기 출구는 그 개구 또는 틈의 부분들로 제공될 수 있다. 한쌍의 아치형 슬롯 사이에 있는 개구의 부분들은 각각 하나 이상의 커버로 막힐 수 있다. 하나 이상의 커버는 고정될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 커버는, 한쌍의 만곡된 슬롯 사이에 있는 개구의 일부분이 막히는 폐쇄 위치와 한쌍의 만곡된 슬롯 사이에 있는 개구의 일부분이 개방되는 개방 위치 사이에서 움직일 수 있다. 한쌍의 아치형 슬롯 사이에 있는 틈/개구의 부분들 각각에 대해, 대응하는 커버는 노즐 본체의 대향하는 부분의 형상과 일치하는 형상을 가질 수 있다. 특히, 대응하는 커버는, 노즐 본체의 대향하는 부분의 곡률 반경과 실질적으로 같은 곡률 반경을 가질 수 있다.
밸브 부재는, 밸브 부재의 제 1 단부가 제 1 공기 출구의 아치형 슬롯을 최대로 막는 제 1 끝 위치와 밸브 부재의 제 2 단부가 제 2 공기 출구의 아치형 슬롯을 최대로 막는 제 2 끝 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배치되는 단일 밸브 부재를 포함할 수 있다. 밸브 부재의 제 1 및 2 단부는 아치형일 수 있다.
밸브 부재는, 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배치되는 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재를 포함할 수 있고, 제 1 끝 위치에서 제 1 공기 출구의 아치형 슬롯은 제 1 밸브 부재에 의해 최대로 막히고 제 2 끝 위치에서는 제 2 공기 출구의 아치형 슬롯이 제 2 밸브 부재에 의해 최대로 막히게 된다. 제 1 밸브 아암은 제 1 밸브 부재로부터 제 1 공기 출구의 아치형 슬롯 안으로 연장되어 있고 상기 제 2 밸브 아암은 제 2 밸브 부재로부터 제 2 공기 출구의 아치형 슬롯 안으로 연장되어 있다.
노즐은 팬 어셈블리에 연결되도록 배치되는 기부를 더 포함하고, 이 기부는 노즐의 공기 입구를 형성한다. 기부에 대한 노즐의 면의 각도는 일정하다. 기부에 대한 면의 각도는 0 내지 90도, 더 바람직하게는 0 내지 45도이고, 더더욱 바람직하게는 20 내지 35도이다.
노즐은, 밸브를 제어하여 제 1 및 2 공기 출구를 통과하는 공기의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 제어 수단을 더 포함할 수 있다.
노즐은 다양한 공기 전달 용례에서 사용될 수 있다. 예컨대, 노즐은 팬, 정화기, 가습기, 천정 팬, AC 유닛, HVAC 유닛, 및 차량내 공기 송풍기에 포함될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 팬 어셈블리용 노즐이 제공된다. 이 노즐은 공기 입구; 공기 유동을 배출하기 위한 제 1 공기 출구 및 공기 유동을 배출하기 위한 제 2 공기 출구(제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 수렴 방향으로 배향됨); 및 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구를 제어하기 위한 밸브를 포함한다. 밸브는, 제 1 공기 출구의 크기를 조절하고 동시에 제 2 공기 출구의 크기를 반대로 조절하기 위해 움직일 수 있는 하나 이상의 밸브 부재를 포함한다. 하나 이상의 밸브 부재는, 제 1 공기 출구가 최대로 개방되고 제 2 공기 출구는 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 1 공기 출구가 최대로 막히고 제 2 공기 출구는 최대로 개방되는 제 2 끝 위치 사이의 위치 범위에서 움직일 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 임펠러, 공기 유동을 발생시키기 위해 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 및 공기 유동을 받기 위한 제 1 및 2 양태에 따른 노즐을 포함하는 팬 어셈블리가 제공된다. 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 면에 제공될 수 있다. 팬 어셈블리는 팬 어셈블리가 지지되는 기부를 더 포함할 수 있고, 팬 어셈블리의 기부에 대한 노즐의 면의 각도는 일정할 수 있다. 팬 어셈블리의 기부에 대한 노즐의 면의 각도는 0 내지 90도, 더 바람직하게는 0 내지 45도이고, 더더욱 바람직하게는 20 내지 35도일 수 있다. 팬 어셈블리의 기부는 바람직하게는 팬 어셈블리의 본체의 제 1 단부에 제공되고, 노즐은 바람직하게는 팬 어셈블리의 본체의 반대편 제 2 단부에 장착된다. 바람직하게는 모터와 임펠러는 팬 어셈블리의 본체 내부에 수용된다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 단지 예시적으로 설명할 것이다.
도 1은 팬 어셈블리의 제 1 실시 형태의 등각도이다.
도 2는 도 1의 팬 어셈블리의 정면도이다.
도 3은 도 2의 A - A 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1의 팬 어셈블리의 환형 노즐의 등각도이다.
도 5는 도 2의 B - B 선을 따라 취한 환형 노즐의 수평 단면도이다.
도 6은 도 2의 C - C 선을 따라 취한 환형 노즐의 단순화된 수평 단면도이다.
도 7은 도 1의 팬 어셈블리의 환형 노즐을 위한 유동 벡터링 밸브의 대안적인 실시 형태의 단순화된 수평 단면도이다.
도 8a는 제 1 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 환형 노즐의 단순화된 수평 단면도이다.
도 8b는 제 2 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 환형 노즐의 단순화된 수평 단면도이다.
도 8c는 제 3 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 환형 노즐의 단순화된 수평 단면도이다.
도 9는 팬 어셈블리의 제 2 실시 형태의 정면도이다.
도 10은 도 9의 팬 어셈블리의 측면도이다.
도 11은 도 9 및 10의 팬 어셈블리의 구형 노즐의 등각도이다.
도 12는 도 9 및 10의 팬 어셈블리의 구형 노즐의 상면도이다.
도 13은 도 9 및 10의 팬 어셈블리의 구형 노즐의 정면도이다.
도 14는 도 9 및 10의 팬 어셈블리의 구형 노즐의 측면도이다.
도 15는 도 13의 A - A 선을 따라 취한 구형 노즐의 수직 단면도이다.
도 16은 도 14의 B - B 선을 따라 취한 구형 노즐의 수직 단면도이다.
도 17은 상측 부분이 제거되어 있는, 도 11의 구형 노즐의 상면도이다.
도 18은 상측 부분이 제거되어 있는, 도 11의 구형 노즐의 등각도이다.
도 19a는 제 1 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 구형 노즐의 단순화된 수직 단면도이다.
도 19b는 제 2 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 구형 노즐의 단순화된 수직 단면도이다.
도 19c는 제 3 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 구형 노즐의 단순화된 수직 단면도이다.
도 20은 제 3 실시 형태의 원통형 노즐의 수직 단면도이다.
도 21a는 제 1 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 원통형 노즐의 수직 단면도이다.
도 21b는 제 2 위치에 있는 밸브 부재를 도시하는 원통형 노즐의 수직 단면도이다.
도 22는 제 4 실시 형태의 구형 노즐의 수직 단면도이다.
이제, 예컨대 단일 공기 공급원으로부터 단일 공기 유동의 입력을 받고, 또한, 노즐 또는 이 노즐이 부착되는 팬 어셈블리를 흔들거나 기울일 필요 없이, 노즐로부터 배출된 공기 유동의 방향이 변경될 수 있도록 공기 유동을 조작할 수 있는 팬 어셈블리의 노즐을 설명한다. 여기서 사용되는 "팬 어셈블리" 라는 용어는, 열적 편안함 및/또는 환경 또는 기후 제어의 목적으로 공기 흐름을 발생시키고 전달하도록 구성된 팬 어셈블리를 말한다. 이러한 팬 어셈블리는, 제습된 공기 흐름, 가습된 공기 흐름, 정화된 공기 흐름, 여과된 공기 흐름, 냉각된 공기 흐름 및 가열된 공기 흐름 중의 하나 이상을 발생시킬 수 있다.
노즐은 공기 유동을 받기 위한 공기 입구, 공기 유동을 배출하기 위한 제 1 공기 출구 및 공기 유동을 배출하기 위한 제 2 공기 출구를 포함하고, 제 1 및 2 공기 출구는 노즐의 총/조합된 공기 출구를 함께 형성하고 또한 제 1 및 2 공기 출구 둘 모두는 수렴점 쪽으로 배향된다. 단일 내부 공기 통로가 공기 입구와 제 1 및 제 2 공기 출구 사이에 연장되어 있고, 공기 입구로부터 제 1 및 제 2 공기 출구로 가는 공기 유동을 제어하기 위한 공기 유동 벡터링 밸브가 단일 내부 공기 통로 내부에 제공된다. 공기 유동 벡터링 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기(즉, 개방 면적)를 조절하도록 움직일 수 있는 하나 이상의 밸브 부재를 포함한다. 특히, 하나 이상의 밸브 부재는, 제 1 공기 출구가 최대로 막히는(즉, 가능한 최대의 정도로 막혀, 제 1 공기 출구의 크기가 최소로 됨) 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구가 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이의 위치 범위에서 움직일 수 있다. 반대로, 제 1 끝 위치에서 제 2 공기 출구는 최대로 개방될 수 있고(즉, 가능한 최대의 정도로 개방되어, 제 2 공기 출구의 크기가 최대로 됨) 또한 제 2 끝 위치에서는 제 1 공기 출구가 최대로 개방될 수 있다. 그러므로 공기 유동 벡터링 밸브는 바람직하게 제 1 및 2 공기 출구에 인접하여 위치된다. 다시 말해, 밸브는, 제 1 및 2 공기 출구의 총 크기를 일정하게 유지하면서, 하나 이상의 밸브 부재가 움직임으로써 제 1 공기 출구의 크기가 조절되고 또한 동시에 제 2 공기 출구의 크기가 반대로 조절되도록 배치된다.
여기서 사용되는 "공기 출구" 라는 용어는, 공기 유동이 노즐에서 빠져나갈 때 통과하는 노즐의 일부분을 말한다. 특히, 여기서 설명되는 실시 형태에서, 각 공기 출구는 노즐로 형성되는 도관 또는 덕트를 포함하고, 이를 통해 공기 유동이 노즐에서 나간다. 그러므로 각 공기 출구는 대안적으로 배출구라고 할 수 있다. 이는, 공기 출구로부터 상류에 있고 공기 유동을 노즐의 공기 입구와 공기 출구 사이에 보내는 역할을 하는 노즐의 다른 부분과 대조적이다.
제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기(즉, 개방 면적)를 변화시킴으로써, 제 1 및 2 공기 출구 각각을 통해 배출되는 공기 유동의 비율이 또한 변화되어, 노즐에 의해 발생되는 공기 유동의 프로파일이 변하게 된다. 특히, 제 1 및 2 공기 출구가 수렴점 쪽으로 배향됨에 따라, 제 1 및 2 공기 유동은 이 수렴점에서 그리고/또는 그 주위에 충돌하여, 노즐로부터 멀어지는 방향으로 향하는 단일의 조합된 공기 유동을 형성하게 된다. 조합된 공기 유동이 노즐로부터 나가는 각도 또는 벡터는 제 1 및 2 공기 유동의 상대 강도에 크게 달려 있다. 따라서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하기 위해 하나 이상의 밸브 부재를 움직여 그의 개별적인 강도를 변화시킴으로써, 조합된 공기 유동의 방향을 변경할 수 있다. 이러한 구성은, 총 공기 출구의 전체 크기가 일정하게 유지됨에 따라 시스템의 부하가 일정하게 됨을 의미한다. 이는, 노즐에서 배출되는 공기 유동이 앞뒤로 향하도록 제어될 수 있음에 따라, 압축기, 또는 공기 유동을 노즐에 공급하는 다른 수단의 작동점이 또한 일정하게 유지됨을 의미한다. 추가로, 이로써, 총 시스템 압력이 감소되어, 시스템이 더 에너지 효율적이고 조용하게 된다.
제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 면에 제공될 수 있다. 수렴점이 노즐의 면의 중심 축선 상에 위치되도록, 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 면의 중심 축선 쪽으로 배향될 수 있다. 바람직하게, 제 1 및 2 공기 출구는 노즐의 면에서 직경 방향으로 서로 대향한다. 또한, 노즐은 공기 출구에 인접하는 외부 안내면을 포함하는 것이 바람직하다. 이 외부 안내면은 팬 어셈블리의 외부면을 포함하며, 그래서 외측으로 향해 있고(즉, 노즐의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 향함) 평평하거나 또는 적어도 부분적으로 볼록할 수 있다. 제 1 및 2 공기 출구는 배출된 공기 유동을 이 외부 안내면의 적어도 일부분 위로 안내하도록, 즉 배출된 공기 유동이 외부 안내면의 적어도 일부분을 가로질러 지나가도록 배향될 수 있다. 바람직하게, 제 1 및 2 공기 출구는, 공기 출구에 인접하는 이 외부 안내면의 일부분에 실질적으로 평행한 방향으로 공기 유동을 배출하도록 배향된다. 외부 안내면은, 공기 유동이 제 1 및 2 공기 출구로부터 배출되는 방향으로부터 갈라지거나 방향을 바꾸도록 성형되어 있는 것이 바람직하며, 그래서 이들 공기 유동은 외부 안내면으로부터의 간섭을 받음이 없이 수렴점에 그리고/또는 그 주위에 충돌할 수 있다. 공기 유동을 외부 안내면을 가로질러 배출하면, 공기 유동이 처음에 노즐 떠날 때 그 공기 유동의 교란이 최소화되고, 이어서 공기 유동이 외부 안내면에서 벗어나면, 외부 안내면과 배출된 공기 유동 및 수렴점 사이에 분리 기포가 형성될 수 있다. 이 분리 기포의 형성은 2개의 상호 대향 공기 유동이 충돌할 때 형성되는 결과적인 젯트 또는 조합된 공기 유동을 안정화시키는 데에 도움을 줄 수 있다.
또한, 외부 안내면은 제 1 및 2 공기 출구의 일부분을 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 제 1 출구는 노즐의 본체 또는 하우징의 제 1 부분 및 외부 안내면의 제 1 부분으로 형성되고, 제 2 출구는 노즐의 본체/하우징의 제 2 부분 및 외부 안내면의 제 2 부분으로 형성될 수 있다. 공기 유동 벡터링 밸브의 하나 이상의 밸부 부재는, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하기 위해 노즐의 본체/하우징 및/또는 외부 안내면에 대해 움직일 수 있다. 특히, 외부 안내면은 노즐의 본체/하우징에 고정될 수 있고, 그래서 하나 이상의 밸브 부재는 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하기 위해 노즐의 본체/하우징 및 외부 안내면에 움직일 것이다. 대안적으로, 하나 이상의 밸브 부재는 노즐 본체/하우징에 대해 움직이는 외부 안내면을 포함할 수 있고, 그래서 하나 이상의 밸브 부재는 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절할 수 있다.
도 1 및 2는 팬 어셈블리(1000)의 제 1 실시 형태의 외부도이다. 도 1은 팬 어셈블리(1000)의 등각도를 나타내고 도 2는 팬 어셈블리(1000)의 정면도이다. 도 3은 도 2의 A - A 선을 따라 취한 팬 어셈블리의 본체 또는 스탠드(1100)를 통과한 단면도를 나타내고, 도 4는 팬 어셈블리(1000)의 노즐(1200)의 등각도를 나타낸다.
팬 어셈블리(1000)는 본체 또는 스탠드(1100) 및 본체(1100)에 장착되는 기다란 환형 노즐(1200)을 포함한다. 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 환형 노즐(1200)은 팬 어셈블리(1000)로부터 공기를 배출하기 위한 2개의 개별적인 기다란 노즐(1210, 1220)을 포함한다. 이 실시 형태에서, 본체(1100)는 실질적으로원통형이고, 공기 유동이 팬 어셈블리(1000)의 본체(1100)에 들어갈 때 통과하는 공기 입구(1110)를 포함하고, 이 공기 입구(1110)는 본체(1100)에 형성되어 있는 구멍의 어레이를 포함한다. 대안적으로, 공기 입구(1110)는 본체(1100)에 형성되어 있는 창(window) 내부에 장착되는 하나 이상의 그릴 또는 메쉬를 포함할 수 있다.
도 3은 팬 어셈블리(1000)의 단면도를 도시한다. 본체(1100)는, 주 공기 유동을 공기 입구(1110)를 통해 공기를 본체(1100) 안으로 흡인하기 위한 임펠러(1120)를 내장한다. 바람직하게는, 임펠러(1120)는 혼합류 임펠러의 형태이다. 임펠러(1120)는 모터(1130)로부터 외측으로 연장되어 있는 회전축(1121)에 연결된다. 도 3에 도시되어 있는 실시 형태에서, 모터(1130)는, 사용자에 의해 제공되는 제어 입력에 응답하여 제어 회로(1140)에 의해 가변적인 속도를 갖는 DC 브러시레스 모터이다. 모터(1130)는, 하측 부분(1132)에 연결되는 상측 부분(1131)을 포함하는 모터 하우징 내부에 수용된다. 모터 하우징의 상측 부분(1131)은, 모터 하우징의 상측 부분(1131)의 외면으로부터 돌출해 있는 만곡된 블레이드 형태의 환형 확산기(1132)를 더 포함한다.
모터 하우징(1131, 1132)은 본체(1100) 내부에 장착되는 덕트 내부에 장착된다. 이 덕트는 대체로 절두 원추형인 상측 벽(1151), 대체로 절두 원추형인 하측 벽(1152) 및 이 하측 벽(1152) 내부에 위치되어 그에 접촉하는 임펠러 쉬라우드(1122)를 포함한다. 실질적으로 환형인 입구 부재(1160)가 주 공기 유동을 임펠러 하우징 안으로 안내하기 위해 덕트의 바닥에 연결된다. 그러므로 덕트의 공기 입구는 덕트의 바닥 단부에 제공되어 있는 환형 입구 부재(1160)로 형성된다. 공기 배출구/개구(1170)(이를 통해 주 공기 유동이 본체(1100)로부터 배출됨)가 모터 하우징의 상측 부분(1131) 및 덕트의 상측 벽(1151)으로 형성된다.
가요성 시일링 부재(나타나 있지 않음)가 덕트의 상측 벽(1151)과 본체(1110) 사이에 부착되어, 공기가 덕트의 외면 주위를 지나 입구 부재(1160)로 가는 것을 방지한다. 시일링 부재는 바람직하게는 고무로 형성된 환형 립 시일을 포함한다.
노즐(1200)은, 주 공기 유동이 본체(1100)를 나갈 때 통과하는 공기 배출구(1170) 위에서 본체(1110)의 상단부에 장착된다. 노즐(1200)은 본체(1100)의 상단부에 연결되는 목부/기부(1230)를 포함하고, 이 목부/기부는 본체(1100)로부터 주 공기 유동을 받기 위한 공기 입구(1240)를 제공하는 개방 하단부를 갖는다. 노즐(1200)의 기부(1230)의 외면은 본체(1100)의 외측 가장자리와 실질적으로 평평하다. 그러므로 기부(1230)는, 이 실시 형태에서 제어 회로(1140)를 포함하는, 본체(1100)의 상측 표면에 제공되는 팬 어셈블리(1000)의 부품들을 덮고/에워싸는 하우징을 포함한다.
도 4에 도시되어 있는 실시 형태에서, 노즐(1200)은 종종 경기장 또는 원반 직사각 형상으로 불리는 기다란 환형 형상을 가지며, 대응적으로 성형된 개구 또는 보어(1300)를 형성하고, 이 개구 또는 보어는 그의 폭(노즐(1200)의 측벽들 사이에 연장되어 있는 방향으로 측정됨) 보다 큰 높이(노즐(1200)의 상단부에서 노즐의 하단부까지 연장되어 있는 방향으로 측정됨) 및 중심 축선(X)을 갖는다. 그러므로 노즐(1200)은 각기 개구(1300)의 각각의 기다란 측부에 인접하는 2개의 평행한 곧은 부분(1201, 1202), 곧은 부분(1201, 1202)의 상단부에 연결되는 상측 만곡 부분(1203) 및 곧은 부분(1201, 1202)의 하단부에 연결되는 하측 만곡 부분(1204)을 포함한다.
평행한 측방 부분(1201, 1202) 각각은 개별적인 기다란 선형 노즐(1210, 1220)을 형성한다. 선형 노즐(1210, 1220)은 실질적으로 측방 부분(1201, 1202)의 전체 길이를 따라 연장되어 있다. 도 5 및 6에 나타나 있는 바와 같이, 각 선형 노즐(1210, 1220)은 제 1 공기 출구(1211) 및 제 2 공기 출구(1212)를 포함한다. 제 1 공기 출구(1211) 및 제 2 공기 출구(1212)는, 고정된 안내면(1213)의 상호 대향 측에 위치되어 있고, 공기 유동을 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(1213)의 일부분 위로 안내하도록 배향되어 있다. 선형 노즐(1210, 1220)의 구성 및 작용에 대해서는 도 5 내지 7과 관련하여 아래에서 더 상세히 설명한다.
기다란 환형 노즐(1200)의 공기 입구(1240)는, 주 공기 유동이 본체(1100)로부터 배출될 때 통과하는 공기 배출구/개구(1170)로부터 공기 유동을 받도록 배치된다. 단일의 내부 공기 통로(1250)가 기다란 환형 노즐(1200) 주위에 연장되어 있고 공기 입구(1240)로부터 공기를 받는다. 공기가 공기 배출구/개구(1170)로부터 기다란 환형 노즐(1200)의 공기 입구(1240) 안으로 흐를 때, 2개의 부분으로 나누어져, 내부 공기 통로(1250)를 통해 기다란 환형 노즐(1200)의 보어(1300) 주위에서 서로 반대의 각방향으로 흐르게 된다.
기다란 환형 노즐(1200)의 상하측 만곡 부분(1203, 1204)은, 공기 유동이 만곡 부분(1203, 1204)을 통해 기다란 환형 노즐(1200)에서 나가지 못하도록 차단되어 있다. 오히려, 공기 유동은, 기다란 환형 노즐(1200)의 평행한 측방 부분(1201, 1202)을 따라 연장되어 있는 선형 노즐(1210, 1220)을 통해 기다란 환형 노즐(1200)에서 나갈 수 있다. 공기 안내 베인(나타나 있지 않음)이 평행한 측방 부분(1201, 1202)의 내면에 제공되어 있어, 수직 방향으로 향하는 공기 유동을 선형 노즐(1210, 1220)(기다란 환형 노즐(1200)의 전향 표면에 제공되어 있음) 쪽으로 90°만큼 방향 전환시키게 된다.
이제 도 6을 참조하면, 이 도는 도 2의 C - C 선을 띠라 취한 기다란 환형 노즐(1200)의 수평 단면도를 나타낸다. 선형 노즐(1210, 1220)의 구성 및 작용은 동일하고, 그래서 명료성을 위해 선형 노즐(1210)만 참조할 것이다. 이 설명은 다른 선형 노즐(1220)에도 적용될 것이다. 선형 노즐(1210, 1220)은 독립적으로 제어 될 수 있어, 평행한 측방 부분(1201, 1202) 각각으로부터 배출되는 공기 유동의 방향이 독립적으로 제어될 수 있다. 이리하여, 기다란 환형 노즐(1200)은 많은 상이한 유동 패턴을 발생시킬 수 있는데, 이는 아래에서 더 상세히 설명할 것이다.
이 실시 형태에서, 기다란 환형 노즐(1200)의 본체는 기다란 환형 노즐(1200)의 외벽(1260) 및 기다란 환형 노즐(1200)의 내벽(1270)으로 부분적으로 형성된다. 내벽(1270)의 외면은 보어 축선(X)을 둘러싸고 보어(1300)를 형성한다. 외벽(1260) 및 내벽(1270)은 내부 공기 통로(1250)를 형성한다. 기다란 환형 노즐(1200)의 전방 단부에서 외벽(1260)과 내벽(1270)은 선형 노즐(1210)의 중심 축선(Y) 쪽으로 내측으로 향해 있다. 외벽(1260)과 내벽(1270)의 내향 부분(1261, 1271)은 부분적으로 선형 노즐(1210)의 제 1 공기 출구(1211) 및 제 2 공기 출구(1212)를 형성한다.
안내면(1213)은 외벽(1260)과 내벽(1270)의 내향 부분(1261, 1271) 사이에 위치된다. 안내면(1213)의 제 1 부분(1213a) 및 외벽(1260)의 내향 부분(1261)은 제 1 공기 출구(1211)를 형성하는 기다란 선형적인 슬롯을 함께 형성하고, 안내면(1213)의 제 2 부분(1213b) 및 내벽(1270)의 내향 부분(1271)은 제 2 공기 출구(1212)를 형성하는 추가의 기다란 선형적인 슬롯을 함께 형성한다. 이들 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212)는 동일한 크기이며 선형적인 노즐(1210)의 총 또는 조합된 출구를 함께 형성한다.
이 실시 형태에서, 안내면(1213)은, 부분적으로 외벽(1260) 및 내벽(1270)으로 형성되는 기다란 환형 노즐(1200)의 본체에 대해 고정된다. 안내면(1213)은 볼록하고, 외벽(1260) 및 내벽(1270)의 최외측 점은 안내면(1213)의 최외측 점에 대해 오프셋되어 있다. 특히, 외벽(1260) 및 내벽(1270)의 최외측 점은 안내면(1213)의 최외측 점의 앞에 있다.
안내면(1213) 뒤에 밸브 부재(1214)가 장착된다. 밸브 부재(1214)는 안내면(1213)의 중심 축선(Y) 바로 뒤에 피봇식으로 장착되고 밸브 부재(1214)의 중심 축선에 대해 대칭적이다. 밸브 부재(1214)는 일반적으로 "앵커형"으로 설명될 수 있고, 볼록한 후방 공기 안내 표면(1214a), 밸브 부재 본체의 전방면으로부터 연장되어 있는 중심 수직 힌지 아암(1214b) 및 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212) 쪽으로 연장되어 있는 한쌍의 대향하는 밸브 아암(1214c, 1214d)을 갖는 밸브 부재 본체를 포함한다. 안내 표면(1214a)은 단일 내부 공기 통로(1250) 내부의 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212) 쪽으로 안내하거나 방향 전환시키도록 배치된다. 제 1 및 2 밸브 아암(1214c, 1214d)은 안내 표면(1214a)의 대향 측들로부터 연장되어 있고 안내 표면(1214a)과 연속적이다.
사용시 밸브 부재(1214)는, 제 1 밸브 아암(1214c)이 제 1 공기 출구(1211) 안으로 들어가 이를 폐쇄하거나 막도록 제 1 방향으로 회전할 수 있고, 또한 제 2 밸브 아암(1214d)이 제 2 공기 출구(1212) 안으로 들어가 이를 폐쇄하거나 막도록 제 1 방향의 반대인 제 2 방향으로 회전할 수 있다. 그러므로, 밸브 부재(1214)는, 밸브 부재(1214)가 제 1 끝 위치에 있을 때 제 1 밸브 아암(1214c)이 제 1 공기 출구(1211)를 최대로 막고(즉, 가능한 최대의 정도로 막혀, 제 1 공기 출구(1211)의 크기가 최소로 됨) 또한 밸브 부재(1214)가 제 2 끝 위치에 있을 때는 제 2 밸브 아암(1214d)이 제 2 공기 출구(1212)를 최대로 막도록 배치된다. 반대로, 밸브 부재(1214)가 제 1 끝 위치에 있을 때 제 2 공기 출구(1212)는 최대로 개방되고(즉, 가능한 최대의 정도로 개방되어, 제 2 공기 출구의 크기가 최대로 됨) 또한 밸브 부재(1214)가 제 2 끝 위치에 있을 때는 제 1 공기 출구(1211)가 최대로 개방된다. 밸브 부재(1214)가 그의 두 끝 위치 사이에서 회전할 때 총/조합된 공기 출구의 크기/개방 면적은 일정하게 유지된다.
제 1 공기 출구(1211) 및 제 2 공기 출구(1212) 각각은, 배출된 공기 유동을 안내면(1213)의 중심 축선(X)과 정렬된 수렴점 쪽으로 안내하도록 배치되어 있다. 제 1 공기 출구(1211), 제 2 공기 출구(1212) 및 안내면(1213)은, 배출된 공기 유동이 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(1213)의 일부분 위로 안내되도록 배치된다. 특히, 공기 출구(1211, 1212)는, 공기 출구(1211, 1212)에 인접하는 안내면(1213)의 일부분에 실질적으로 평행한 방향으로 공기 유동을 배출하도록 배치된다. 안내면(1213)의 볼록한 형상으로 인해, 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212)에서 배출된 공기 유동은 수렴점에 접근함에 따라 안내면(1213)에서 떠날 것이며, 그래서 이들 공기 유동은 안내면(1213)으로부터의 간섭을 받음이 없이 수렴점에 그리고/또는 그 주위에 충돌할 수 있다. 배출된 공기 유동이 충돌하면, 분리 기포가 형성되는데, 이 기포는 2개의 상호 대향 공기 유동이 충돌할 때 형성되는 결과적인 젯트 또는 조합된 공기 유동을 안정화시키는 데에 도움을 줄 수 있다.
스텝퍼 모터(나타나 있지 않음)가 밸브 부재(1214)에 연결되며 작동되면 밸브 부재(1214)가 그의 피봇점(1214e)을 중심으로 회전할 수 있다. 도 8a 내지 8c를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 각 선형 노즐(1210, 1220)의 각 공기 출구(1211, 1212)로부터 배출되는 공기 유동의 상대량을 변화시켜 기다란 환형 노즐(1200)로부터 배출되는 공기 유동의 방향을 제어할 수 있다. 도 6 및 7에서 처럼 밸브 부재(1214)가 중심 위치에 있을 때, 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212)의 크기는 동일하고, 따라서 같은 양의 공기 유동이 각 출구(1211, 1212)로부터 배출된다. 공기 유동은 안내면(1213)의 앞에서 충돌할 것이고, 또한 동일한 크기를 가짐에 따라 결과적인 공기 유동은 앞쪽 방향으로 향하게 될 것이다. 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212)의 상대 크기(즉, 개방 면적)를 변화시켜, 팬 어셈블리를 흔들거나 기울일 필요 없이 다양한 상이한 유동 거동을 얻을 수 있다.
도 7은 공기 입구로부터 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212)로 가는 공기 유동을 제어하기 위한 밸브의 대안적인 실시 형태를 나타낸다. 이 실시 형태에서, 밸브 부재(1214)의 후방 공기 안내 표면(1214a)은, 매끄러운 볼록한 후방 공기 안내 표면을 갖지 않고, 단일의 내부 공기 통로(1250) 내부의 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212) 쪽으로 안내하거나 방향 전환시키는 더 뾰족한 형상을 갖는다. 특히, 이 실시 형태에서, 밸브 부재(1214)의 본체는 실질적으로 삼각형인 단면을 가지며, 중심의 수직 힌지 아암(1214b)이 그 본체의 전방 가장자리로부터 연장되어 있다. 공기 안내 표면(1214a)은 매끄러운 점 또는 꼭지점으로 수렴하는 본체의 두 최후방 가장자리로 형성된다. 제 1 밸브 아암(1214c)은 두 최후방 가장자리 중의 제 1 가장자리로부터 연장되어 있고 또한 그와 연속적이고, 제 2 밸브 아암(1214d)은 두 최후방 가장자리 중의 제 2 가장자리로부터 연장되어 있고 또한 그와 연속적이다.
이제 도 8a - 8c를 참조하면, 이들 도는, 각 선형 노즐(1210, 1220)의 제 2 공기 출구(1212)의 크기에 대한 제 1 공기 출구(1211)의 크기(즉, 개방 면적)를 변화시켜 얻어질 수 있는 3개의 가능한 공기 유동 조합을 나타낸다. 실제로, 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212)의 상대 크기를 변화시켜 그리고/또는 각 선형 노즐(1210, 1220)을 독립적으로 제어하여, 다양한 가능한 공기 유동 조합 및 거동을 얻을 수 있다.
도 8a에서, 각 선형 노즐(1210, 1220)은 그의 밸브 부재(1214)가 중심 위치에 있는 상태로 배치되어 있고, 그래서, 제 1 및 2 공기 출구(1211, 1212) 각각으로부터 동일한 양의 공기가 흐르게 된다. 이는 각 선형 노즐(1210, 1220) 및 그래서 팬 어셈블리(1000) 전체에 의해 발생된 결과적인 공기 유동이, 화살표(A)로 나타나 있는 바와 같이, 대체로 앞쪽 방향으로 향하게 됨을 의미한다.
도 8b에서, 각 선형 노즐(1210, 1220)은 공기 유동을 보어(1300)의 축선에 대해 외측으로 향하게 하여 확산적인 전체 공기 유동을 얻도록 배치되어 있다. 이러한 유동은 실내 가열에 특히 유리하다. 제 1 선형 노즐(1210)에서, 밸브 부재(1214)는 제 1 공기 출구(1211)를 최대로 막도록 회전되어 있다. 이는, 제 1 선형 노즐(1210)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 2 공기 출구(1212)를 통해 배출됨을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(1213) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 1 공기 출구(1211)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 보어(1300)의 축선에 대해 외측으로 그의 유동 경로에서 계속될 것이다. 제 2 선형 노즐(1220)에서, 밸브 부재(1214)는 제 1 공기 출구(1211)를 최대로 막도록 회전되어 있으며, 그래서 제 2 선형 노즐(1220)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 2 공기 출구(1212)를 통해 배출될 것이다. 제 1 선형 노즐(1210)의 경우처럼, 공기 유동은 통상적으로 안내면(1213) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 1 공기 출구(1211)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 보어(1300)의 축선에 대해 외측으로 그의 유동 경로에서 계속될 것이다. 제 1 및 2 선형 노즐(1210, 1220) 둘 모두로 나오는 공기 유동이 외측으로 향함으로써, 화살표(B)로 나타나 있는 바와 같이, 팬 어셈블리로부터 확산적인 전체 공기 유동이 얻어진다.
도 8c에서, 각 선형 노즐(1210, 1220)은 공기 유동을 집속된 공기 유동으로 보어(1300)의 축선에 대해 내측으로 향하게 하도록 배치되어 있다. 이러한 유동은 개인 가열에 특히 유리하다. 제 1 선형 노즐(1210)에서, 밸브 부재(1214)는 제 2 공기 출구(1212)를 최대로 막도록 회전되어 있다. 이는, 제 1 선형 노즐(1210)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 1 공기 출구(1211)를 통해 배출됨을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(1213) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 2 공기 출구(1212)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 보어(1300)의 축선을 향해 내측으로 그의 유동 경로에서 계속될 것이다. 제 2 선형 노즐(1220)에서, 밸브 부재(1214)는 제 2 공기 출구(1212)를 최대로 막도록 회전되어 있다. 이는 제 2 선형 노즐(1220)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 1 공기 출구(1211)를 통해 배출될 것임을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(1213) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 2 공기 출구(1212)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 보어(1300)의 축선을 향해 내측으로 그의 유동 경로에서 계속될 것이다. 제 1 및 2 선형 노즐(1210, 1220) 둘 모두로 나오는 공기 유동이 내측으로 향함으로써, 화살표(C)로 나타나 있는 바와 같이, 집속된 공기 유동이 얻어진다.
도 8a, 8b 및 8c의 예는 단지 대표적인 것이고 실제로는 일부 극단적인 경우를 나타내는 것임을 쉽게 이해할 것이다. 제어 회로(1140)를 이용하여 제 1 및 2 선형 노즐(1210, 1220) 각각의 내부에 있는 밸브 부재(1214)에 연결되어 있는 스텝모터를 제어하여, 다양한 결과적인 공기 유동을 얻을 수 있다. 특히 유리한 거동은, 각각 선형 노즐(1210, 1220)을 위한 스텝퍼 모터를 제어하여, 팬 어셈블리를 물리적으로 움직일 필요 없이, 요동하는 공기 유동의 효과를 일으키는 것이다. 이 효과는, 보어(1300)의 축선 쪽으로 내측으로 향하는 제 1 선형 노즐(1210) 및 보어(1300)의 축선으로부터 외측으로 향하는 제 2 선형 노즐(1220)로 시작하여 얻어진다. 그런 다음에, 스텝퍼 모터를 함께 제어하여, 제 1 선형 노즐(1210)에 의해 발생된 공기 유동이 점진적으로 외측에서 내측으로 향하게 되고 제 2 선형 노즐(1220)은 점진적으로 내측에서 외측으로 향하게 되도록 선형 노즐(1210, 1220)을 점진적으로 조절할 수 있다. 이의 효과로, 팬 어셈블리(1000)에 의해 발생된 공기 유동은 전방 좌측으로 향하다가 전방 우측으로 향하게 된다. 이 과정은 원래의 위치로 복귀하도록 반대로 될 수 있다. 이 사이클을 통해, 팬 어셈블리(1000)를 물리적으로 흔들 필요 없이, 요동 효과가 얻어진다. 다양한 가능한 팬 거동이 이 방법을 사용하여 얻어질 수 있음을 알 것이다.
도 1 내지 8c에 도시되어 있는 팬 어셈블리(100)에서, 공기 유동이 선형 노즐(1210, 1220)로부터 배출됨으로 인해, 이차 공기 유동이 외부 환경으로부터의 공기 유동의 동반에 의해 발생된다. 구체적으로, 외부 환경으로부터 공기가 보어(1300)를 통해 흡인되어 기다란 환형 노즐(1200)의 측부 주위를 지나게 된다. 이 이차 공기 유동은 기다란 환형 노즐(1200)로부터 배출되는 주 공기 유동과 합쳐져, 팬 어셈블리(1000)로부터 앞으로 내보내지는 조합된 또는 전체 공기 유동 또는 공기 흐름이 생성된다.
도 9 및 10은 본 발명에 따른 팬 어셈블리(2000)의 제 2 실시 형태를 나타낸다. 도 9 및 10에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 팬 어셈블리(1000, 2000)의 중요한 차이는, 제 2 실시 형태에서 팬 어셈블리(2000)는 보어를 둘러싸는 기다란 환형 노즐을 갖지 않는다는 것이다. 팬 어셈블리(1000, 2000)는 상당히 서로 다른 것으로 보이지만, 팬 어셈블리의 본체(1100, 2100)는 본질적으로 같다. 이러한 이유로, 본체(2100)의 설명은 반복하지 않을 것이다.
노즐(2200)은, 주 공기 유동이 본체(2100)를 나갈 때 통과하는 공기 배출구 위에서 본체(2110)의 상단부에 장착된다. 노즐(2200)은 본체(2100)로부터 주 공기 유동을 받기 위한 공기 입구(2240)를 제공하는 개방 하단부를 갖는다. 노즐(2200)의 외벽의 외면은 본체(2100)의 외측 가장자리와 합쳐진다.
노즐(2200)은, 노즐의 최외측 표면을 규정하고 그래서 노즐(2200)의 외부 형상 또는 형태를 규정하는 노즐 본체, 외부 케이싱 또는 하우징(2230)을 포함한다. 도시되어 있는 실시 형태에서, 노즐(2200)의 노즐 본체/외부 케이싱(2230)은 대체로 절두 구체의 형상을 가지고 있고, 제 1 절두부는 노즐의 원형 면(2231)을 형성하고, 제 2 절두부는 노즐 본체(2230)의 원형 기부(2232)를 형성하며, 노즐 본체(2230)의 기부(2232)에 대한 노즐 본체(2230)의 면(2231)의 각도(α)는 일정하다. 도시되어 있는 실시 형태에서, 이 각도(α)는 대략 25도인데, 하지만, 노즐 본체(2230)의 기부(2232)에 대한 면(2231)의 각도(α)는 0부터 90도까지 어떤 각도라도 될 수 있고, 더 바람직하게는, 0 내지 45도이고, 더더욱 바람직하게는 20 내지 35도이다.
도시된 실시 형태에서, 제 1 절두부에 의해, 노즐 본체(2230)의 직경(DN)은 노즐 본체(2230)의 원형 면(2231)의 직경(DF) 보다 대략 1.2 배 크지만, 노즐 본체(2230)의 직경(DN)은 노즐 본체의 원형 면(2231)의 직경(DF) 보다 1.05 배 내지 2 배 클 수 있고, 바람직하게는 1.1 배 내지 1.4 배 클 수 있다. 제 2 절두부에 의해, 노즐 본체(2230)의 직경(DN)은 노즐 본체(2230)의 원형 기부(2232)의 직경(DB) 보다 역시 대략 1.2 배 크지만 노즐 본체(2230)의 직경(DN)은 노즐 본체(2230)의 원형 기부(2232)의 직경(DB) 보다 1.05 배 내지 2 배 클 수 있고, 바람직하게는 1.1 배 내지 1.4 배 클 수 있다.
노즐 본체(2230)는 노즐 본체(2230)의 원형 면(2231)에서 개구를 형성한다. 그래서 노즐(2200)은 고정된 외부 안내면(2250)을 더 포함하는데, 외부 안내면은, 이 외부 안내면(2250)이 개구 내부에서 적어도 부분적으로 노출되도록 노즐 본체(2230)의 원형 면(2231)에 있는 개구 내부에 동심으로 위치될 수 있고, 노즐 본체(2230)의 일부분이 안내면(2250)의 둘레 주위에 연장된다. 그래서 외부 안내면(2250)은 바깥쪽으로 향한다(즉, 노즐의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 향함).
도시된 실시 형태에서, 이 안내면(2250)은 볼록하고 실질적으로 디스크형인데, 하지만, 대안적인 실시 형태에서, 안내면(2250)은 평평하거나 단지 부분적으로 볼록할 수 있다. 노즐 본체(2230)의 내측으로 만곡된 상측 부분(2230a)은 안내면(2250)의 원주 방향 부분(2250a)과 겹쳐 있거나 오버행되어 있다. 볼록한 안내면의 최외측 중심 부분(2250b)은 노즐 본체(2230)의 개방된 원형 면(2231)의 최외측 점에 대해 오프셋되어 있다. 특히, 노즐 본체(2230)의 개방된 원형 면(2231)의 최외측 점은 안내면의 최외측 부분(2250b)의 앞에 있다.
안내면(2250)의 원주 방향 부분(2250a) 및 노즐 본체(2230)의 대향하는 부분 사이에는 대체로 환형인 틈(2260)이 형성되며, 이 틈(2260)의 두 직경 방향으로 대항하는 부분은, 노즐(2200)의 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)를 제공하는 한쌍의 합동적인 원호형 슬롯을 형성한다. 그러므로, 안내면(2250)은 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220) 사이의 영역에 걸쳐 있는 중간 표면을 제공한다. 다시 말해, 안내면(2250)은 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)를 분리하는 공간을 가로질러 연장되어 있는 중간 표면을 형성한다. 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 노즐(2200)의 적어도 하나의 구성에서, 한쌍의 아치형 슬롯을 분리하는 틈(2260)의 부분이 덮이고 막히게 된다.
도시되어 있는 실시 형태에서, 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)를 제공하는 한쌍의 아치형 슬롯 각각은 대략 60도의 호각도(β)(즉, 원형 면(2231)의 중심에서 호에 의해 형성되는 각도)를 갖는데, 하지만, 각 아치형 슬롯은 20 내지 110도의 호각도, 바람직하게는 45 내지 90도의 호각도, 더 바람직하게는 60 내지 80도의 호각도를 가질 수 있다. 따라서, 틈(2260)의 면적은 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220) 각각의 면적 보다 3 내지 18 배, 바람직하게는 4 내지 8 배, 더 바람직하게는 4 내지 6 배 클 수 있다.
제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)는 대략 동일한 크기이며, 구형 노즐(2200)의 총 또는 조합된 공기 출구를 함께 형성한다. 제 1 공기 출구(2210) 및 제 2 공기 출구(2220)는 안내면(2250)의 상호 대향 측에 위치되고, 배출된 공기 유동을 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(2250)의 일부분 위로 해서 안내면(2250)의 중심 축선(YY)과 정렬된 수렴점 쪽으로 안내하도록 배향되어 있다. 제 1 공기 출구(2210), 제 2 공기 출구(2220) 및 안내면(2250)은, 배출된 공기 유동이 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(2250)의 일부분 위로 안내되도록 배치된다. 특히, 공기 출구(2210, 2220)는, 공기 출구(2210, 2220)에 인접하는 안내면(2250)의 일부분에 실질적으로 평행한 방향으로 공기 유동을 배출하도록 배치된다. 안내면(2250)의 볼록한 형상으로 인해, 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)에서 배출된 공기 유동은 수렴점에 접근함에 따라 안내면(2250)에서 떠날 것이며, 그래서 이들 공기 유동은 안내면(2250)으로부터의 간섭을 받음이 없이 수렴점에 그리고/또는 그 주위에 충돌할 수 있다. 배출된 공기 유동이 충돌하면, 분리 기포가 형성되는데, 이 기포는 2개의 상호 대향 공기 유동이 충돌할 때 형성되는 결과적인 젯트 또는 조합된 공기 유동을 안정화시키는 데에 도움을 줄 수 있다.
아래에서 노즐(2200)의 구성과 작용을 도 11 내지 19c와 관련하여 더 상세히 설명하도록 한다. 도 11은 도 9 및 10의 팬 어셈블리(2000)의 노즐(2200)의 등각도를 나타낸다. 도 12, 13 및 14는 노즐(2200)의 상면도, 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 15는 도 13의 A - A 선을 따른 단면도를 나타내고, 도 16은 도 13의 B - B 선을 따른 단면도를 나타낸다. 도 17 및 18은 노즐 본체의 안내면과 상측 부분이 제거되어 있는, 노즐(2200)의 상면도와 등각도를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 노즐(2200)은 대체로 절두 구체의 형상을 가지며, 제 1 절두부는 노즐의 원형 면(2231)을 형성하고, 제 2 절두부는 노즐 본체(2230)의 원형 기부(2232)를 형성한다. 그러므로, 노즐 본체(2230)는 절두 구형을 형성하는 외벽(2233)을 포함한다. 이 외벽(2233)은 노즐(2200)의 원형 면(2231)에 있는 원형 개구 및 노즐 본체(2230)의 원형 기부(2232)에 있는 원형 개구를 형성한다. 노즐 본체(2230)는 제 1 절두부를 형성하는 외벽(2233)의 가장자리로부터 내측으로 연장되어 있는 립(2234)을 또한 포함한다. 이 립(2234)은 대체로 절두 원추형이고 안내면(2250) 쪽으로 내측으로 테이퍼져 있다.
노즐 본체(2230)는 노즐 본체(2230) 내부에 배치되는 내벽(2235)을 더 포함하고, 이 내벽은 노즐(2200)의 단일 내부 공기 통로(2270)를 형성한다. 내벽(2235)은 전체적으로 만곡되어 있고 또한 대체로 원형인 단면을 가지며, 노즐 본체(2230)의 면(2231) 또는 기부(2232)에 평행한 평면 내에서의 내벽(2235)의 단면적은, 공기 입구(2240)와 하나 이상의 공기 출구(2210, 2220) 사이에서 변한다. 특히, 내벽(2235)은 공기 입구(2240)에 인접하여 외측으로 확장되어 있거나 벌어져 있으며 그런 다음에 공기 출구(2210, 2220)에 인접해서는 좁아져 있다. 그러므로 내벽(2235)은 대체로 노즐 본체(2230)의 형상에 일치한다.
내벽(2235)은, 노즐(2200)의 원형 기부(2232)의 원형 개구 내부에 동심으로 위치되는 원형 개구를 하단부에서 가지고 있으며, 내벽(2235)의 이 하측 원형 개구는 본체(2100)로부터 공기 흐름을 받기 위한 공기 입구(2240)를 제공한다. 내벽(2235)은 또한 노즐 본체(2230)의 원형 면(2231)의 원형 개구 내부에 동심으로 위치되는 원형 개구를 상단부에서 가지고 있다. 내벽(2235)의 내측으로 만곡된 상단부는, 외벽(2233)으로부터 내측으로 연장되어 노즐 본체(2230)의 원형 면(2231)의 원형 개구를 형성하는 립(2234)과 만나거나 접한다.
안내면(2250)은 내벽(2235)의 상측 원형 개구의 중심 축선을 따라 내벽(2235)의 상측 원형 개구와 동심으로 그리고 내벽(2235)의 상측 원형 개구에 대해 오프셋되어 위치되며, 그래서 틈(2260)은 내벽(2235)과 안내면(2250)의 인접 부분 사이의 공간으로 형성된다. 내벽(2235)의 내측으로 만곡된 상단부는 안내면(2250)의 원주 방향 부분(2250a)과 겹치거나 오버행되어 있어, 공기 유동이 노즐(2200)에서 나가는 각도는 노즐(2200)에 의해 발생되는 결과적인 공기 유동을 최적화하기에 충분히 작다. 특히, 공기 유동이 노즐(2200)에서 나가는 각도는, 안내면(2250)의 중심 축선(YY)을 따른 수렴점의 거리 및 공기 유동이 그 수렴점에 충돌하는 각도를 결정할 것이다. 그래서 립(2234)의 테이퍼형 외면은 공기 유동이 변할 수 있는 각도 범위에 대한 이 오버행의 영향을 최소화한다.
이 실시 형태에서, 2개의 개별적인 밸브 기구가 안내면(2250) 밑에 위치된다. 이들 밸브 기구 중의 제 1 밸브 기구는, 노즐(2200)의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지하면서, 제 2 공기 출구(2220)의 크기에 대한 제 1 공기 출구(2210)의 크기(즉, 개방 면적)를 조절하여, 공기 입구(2240)로부터 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)로 가는 공기 유동을 제어하도록 배치되는 유동 벡터링 밸브이다. 이들 밸브 기구 중의 제 2 밸브 기구는, 노즐(2200)의 공기 전달 모드를 지향 모드에서 확산 모드로 변경하도록 배치되는 모드 전환 밸브이다. 양 밸브 개구는 아래에서 더 상세히 설명할 것이다.
노즐(2200)은 양 밸브 기구 밑에서 내부 공기 안내 또는 방향 전환 표면(2271)을 더 포함하는데, 이 공기 안내 표면(2271)은 단일의 공기 입구 통로(2270) 내부의 공기 유동을 틈(2260) 쪽으로 그래서 또한 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220) 쪽으로 안내하도록 배치된다. 이 실시 형태에서, 이 공기 안내 표면(2271)은 볼록하고 실질적으로 디스크형이며, 그래서 형태 면에서 안내면(2250)과 유사하고, 안내면(2250)과 정렬되거나 동심이다. 그러므로 양 밸브 기구는 안내면(2250)과 공기 안내 표면(2271) 사이에 형성된 공간 내부에 수용된다.
이 실시 형태에서, 공기 입구(2240)와 환형 틈(2260) 사이에 연장되어 있는 내부 공기 통로(2270)는, 틈(2260) 및 그래서 또한 공기 출구(2210, 2220)에의 더욱더 균일한 분포를 위해 팬 어셈블리(2000)의 본체(2100)로부터 받은 공기 유동의 압력을 동등하게 하는 기능을 하는 플레넘 챔버를 형성한다. 그러므로 공기 안내 표면(2271)은 내부 공기 통로(2270)에 의해 형성되는 플레넘 챔버의 상측 표면을 형성한다.
유동 벡터링 밸브는, 안내면(2250) 밑에 그리고 공기 안내 표면(2271) 위쪽에 장착되는 단일 밸브 부재(2280)를 포함한다. 유동 벡터링 밸브 부재(2280)는 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 병진적으로 움직이도록 배치된다. 특히, 유동 벡터링 밸브(2280)는 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 선형적으로(즉, 직선으로) 움직이도록 배치된다. 구체적으로, 유동 벡터링 밸브 부재(2280)는 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 안내면(2250)에 대해 측방향으로(즉, 옆방향으로, 옆으로) 움직이도록 배치된다. 제 1 끝 위치에서, 제 1 공기 출구(2210)는 밸브 부재(2280)에 의해 최대로 막히며(즉, 가능한 최대의 정도로 막혀, 제 1 공기 출구의 크기가 최소로 됨), 제 2 공기 출구(2220)는 최대로 개방되고(즉, 가능한 최대의 정도로 개방되어, 제 2 공기 출구의 크기가 최대로 됨), 제 2 끝 위치에서는, 제 2 공기 출구(2220)가 밸브 부재(2280)에 의해 완전히 폐쇄되며, 제 1 공기 출구(2210)는 최대로 개방된다. 밸브 부재(2280)가 그의 두 끝 위치 사이에서 움직일 때, 총/조합된 공기 출구의 크기/개방 면적은 일정하게 유지된다.
최소일 때 제 1 및/또는 2 공기 출구(2210, 2220)는 완전히 막히거나 폐쇄될 수 있다. 그러나, 최소일 때 제 1 및/또는 2 공기 출구(2210, 2220)는 적어도 매우 작은 정도로 개방되며, 그리하여, 공기가 통과할 때 추가적인 소음(예컨대, 휘파람 소리)을 유발할 수 있는 작은 틈이, 제조 동안에 생기는 공차/부정확성에 의해 생기지 않을 것이다.
도시된 실시 형태에서, 밸브 부재(2280)는, 밸브 부재(2280)가 제 1 끝 위치에 있을 때 제 1 공기 출구(2210)를 최대로 막게 되는 제 1 단부(2280a), 및 밸브 부재(2280)가 제 2 끝 위치에 있을 때 제 2 공기 출구(2220)를 최대로 막게 되는 대향하는 제 2 단부(2280b)를 갖는다. 밸브 부재(2280)의 제 1 및 2 단부(2280a, 2280b)의 원위 가장자리 둘 다는, 대응하는 공기 출구를 부분적으로 형성하는 노즐 본체(2230)의 대향 표면의 형상과 일치하도록 아치형으로 되어 있다. 특히, 각 밸브 부재의 원위 가장자리는, 노즐 본체(2230)의 대향 표면의 곡률 반경과 실질적으로 같은 곡률 반경을 갖는다. 그러므로 밸브 부재(2280)의 제 1 단부(2280a)는, 제 1 공기 출구(2210)를 막기 위해 제 1 끝 위치에 있을 때 대향 표면과 접촉할 수 있고(즉, 접하거나 인접하거나 근처에 있음), 그리하여 이 대향 표면은 제 1 밸브 시트를 제공하고, 반면에, 밸브 부재(2280)의 제 2 단부(2280b)는, 제 2 공기 출구(2220)를 막기 위해 제 2 끝 위치에 있을 때 대향 표면과 접촉할 수 있고(즉, 접하거나 인접하거나 근처에 있음), 그리하여 이 다른 대향 표면은 제 2 밸브 시트를 제공한다. 추가로, 밸브 부재(2280)의 제 1 및 2 단부(2280a, 2280b)의 원위 가장자리의 아치 형상으로 인해, 제 2 끝 위치에 있을 때 제 1 단부(2280a)의 원위 가장자리는 안내면(2250)의 인접 가장자리와 실질적으로 평평하게 될 것이며, 또한 제 1 끝 위치에 있을 때는 제 2 단부(2280b)의 원위 가장자리는 안내면(2250)의 인접 가장자리와 실질적으로 평평하게 될 것이다.
유동 벡터링 밸브는 밸브 모터(2281)를 더 포함하고, 이 모터는 주 제어 회로에서 받은 신호에 응답하여 안내면(2250)에 대한 밸브 부재(2280)의 병진 운동을 일으키도록 배치된다. 이를 위해, 밸브 모터(2281)는 밸브 부재(2280)에 제공되어 있는 선형 랙(2280c)과 맞물리는 피니언(2282)을 회전시키도록 배치된다. 이 실시 형태에서, 선형 랙(2280c)은 제 1 및 2 단부(2280a, 2280b) 사이에 연장되어 있는 밸브 부재의 중간 부분에 제공된다. 따라서, 피니언(2282)이 밸브 모터(2281)에 의해 회전되면, 밸브 부재(2280)의 선형 운동이 일어나게 될 것이다.
모드 전환 밸브는, 노즐(2200)의 공기 전달 모드를 지향 모드에서 확산 모드로 변경하도록 배치된다. 지향 모드에서, 모드 전환 스위치는, 노즐로부터 나가는 지향 공기 유동을 제공하기 위해 사용되는 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)를 제외하고 모두 폐쇄한다(즉, 한쌍의 아치형 슬롯을 분리하는 틈(2260)의 부분을 덮거나 막음). 이 지향 모드에서, 그런 다음에 유동 벡터링 밸브가 사용되어, 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220) 만으로 노즐(2200)로부터 배출되는 공기 유동의 방향을 제어한다. 지향 모드에서 확산 모드로 전환할 때, 모드 전환 밸브는 틈(2260)의 나머지를 개방한다(즉, 한쌍의 아치형 슬롯을 분리하는 틈(2260)의 부분을 개방함). 이 확산 모드에서, 전체 틈(2260)은 노즐(2200)의 단일 공기 출구가 되며, 그리하여 더 많은 확산적인 저압 공기 유동을 제공하게 된다. 추가로, 전체 틈(2260)이 모드 전환 밸브에 의해 개방됨으로써, 노즐(2200)을 떠나는 공기는 안내면(2250)의 전체 주변/원주 주위에 분산될 수 있고 모두 수렴점으로 향하게 되고, 그래서, 노즐(2200)에 의해 발생된 결과적인 공기 유동은 노즐(2200)의 면(2231)에 대해 실질적으로 수직하게 향하게 될 것이다. 이 실시 형태에서, 노즐(2200)의 기부(2232)에 대한 그리고 팬 어셈블리(2000)의 기부에 대한 노즐(2200)의 면(2231)의 각도는, 대략 수평인 표면에 위치될 때, 노즐(2200)이 확산 모드로 있을 때 팬 어셈블리(2000)에 의해 발생되는 결과적인 공기 유동이 대체로 위쪽 방향으로 향하도록 정해진다.
이러한 이중 모드 구성은, 노즐이 정화된 공기를 제공하도록 구성된 팬 어셈블리와 함께 사용되기 위한 것일 때 특히 유용한데, 그러한 팬 어셈블리의 사용자는 지향 모드에서 제공되는 고압의 집속된 공기 유동에 의해 생기는 냉각 효과 없이 팬 어셈블리로부터 정화된 공기를 계속 받고 싶어할 수 있기 때문이다. 예컨대, 이는, 사용자가 지향 모드 공기 유동에 의해 제공되는 냉각 효과를 사용하기에는 온도가 너무 낮다라고 생각할 수 있는 겨울의 경우일 수 있다. 이러한 상황에서, 사용자는 사용자 인터페이스를 조작하여 공기 전달 모드를 제어할 수 있다. 이들 사용자 입력에 응하여, 주 제어 회로는 모드 전환 밸브 부재가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 움직이게 하여, 전체 틈이 노즐의 단일 공기 출구가 되게 하며, 그리하여 더 확산적인 저압의 공기 유동이 제공된다. 또한, 바람직한 실시 형태에서, 노즐의 기부에 대한 또한 그래서 팬 어셈블리의 기부에 대한 노즐의 면의 각도는, 대략 수평인 표면 상에 위치될 때, 노즐이 확산 모드로 있을 때 팬 어셈블리에 의해 발생된 결과적인 공기 유동이 대체로 위쪽인 방향으로 향하도록 정해진다. 그러므로 이들 실시 형태에서, 확산 모드 공기 유동은 사용자에게 간접적으로 전달되어, 공기 유동에 의해 생기는 냉각 효과가 더 감소된다.
도시된 실시 형태에서, 모드 전환 밸브는, 안내면(2250) 밑에 그리고 공기 안내 표면(2271) 위쪽에 장착되는 한쌍의 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)를 포함한다. 이들 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 안내면(2250)에 대해 측방으로 움직이도록(즉, 병진적으로) 배치된다. 폐쇄 위치에서, 아치형 슬롯 사이에(즉, 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)를 제공하는 슬롯 사이에) 있는 틈(2260)의 부분은 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)에 의해 막히며, 개방 위치에서, 아치형 슬롯 사이에 있는 틈(2260)의 부분이 개방된다. 그러므로, 이들 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)는 가동 커버라고 생각할 수 있다.
도시된 실시 형태에서, 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)는, 폐쇄 위치에서 제 1 공기 출구(2210)의 한 단부와 제 2 공기 출구(2220)의 인접 단부 사이에 있는 틈(2260)의 개별적인 직경 방향으로 대향하는 부분을 막도록 배치된다. 이를 위해, 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)는, 폐쇄 위치에서 제 1 공기 출구(2210)의 대향 단부와 제 2 공기 출구(2220)의 인접 단부 사이에 연장되도록 배치된다.
모드 전환 밸브 부재(2290a, 1290b) 각각은 실질적으로 평평하고, 이 밸브 부재의 원위 가장자리는, 틈(2260)을 부분적으로 형성하는 노즐 본체(2230)의 대향 표면의 형상과 일치하도록 아치형으로 되어 있다. 특히, 각 밸브 부재의 원위 가장자리는, 노즐 본체(2230)의 대향 표면의 곡률 반경과 실질적으로 같은 곡률 반경을 갖는다. 밸브 부재(2290a, 2290b) 각각의 원위 가장자리는 아치형 슬롯 사이의 틈(2260)의 부분을 막기 위해 폐쇄 위치에 있을 때 대향 표면(즉, 대응하는 밸브 시트)에 접촉할 수 있다. 추가로, 밸브 부재(2290a, 1290b) 각각의 원위 가장자리의 아치 형상으로 인해, 개방 위치에서 원위 가장자리는 안내면(2250)의 인접 가장자리와 실질적으로 평평하게 된다. 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b) 각각에는, 이 밸브 부재의 근위 가장자리로부터 연장되어 있는 밸브 스템(2290c, 2290d)이 제공되어 있다.
모드 전환 밸브는 모드 전환 밸브 모터(2291)를 더 포함하고, 이 모터는 주제어 회로에서 받은 신호에 응답하여 안내면(2250)에 대한 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)의 병진 운동을 일으키도록 배치된다. 이를 위해, 밸브 모터(2291)는 밸브 스템(2290c, 2290c) 각각에 제공되어 있는 선형 랙과 맞물리는 피니언(2292)의 회전을 일으키도록 배치된다. 그러므로 밸브 모터(2291)에 의한 피니언(2292)의 회전에 의해, 양 밸브 부재(2290a, 2290b)의 선형 운동이 일어난다. 이 실시 형태에서, 밸브 모터(2291)에 의한 피니언(2292)의 회전은 일 세트의 기어를 사용하여 이루어지고, 밸브 모터(2291)의 축에 장착되는 구동 기어는 피니언(2292)에 고정되는 피동 기어와 맞물리고, 그래서 피동 기어와 피니언(2292)은 복합 기어를 형성한다.
도 15 내지 18에 도시된 실시 형태에서, 모드 전환 밸브는, 노즐(2200)이 지향 모드로 있을 때 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)로부터 각각 배출되는 공기를 보내는 것을 도와주도록 배치되는 두쌍의 가동 배플(2293, 2294)을 더 포함한다. 특히, 제 1 쌍의 가동 배플(2293a, 2293b)은, 노즐(2200)이 지향 모드로 있을 때 제 1 공기 출구(2210)로부터 배출되는 공기를 보내는 것을 도와주도록 배치되고, 제 2 쌍의 가동 배플(2294a, 2294b)은, 노즐(2200)이 지향 모드로 있을 때 제 2 공기 출구(2220)로부터 배출되는 공기를 보내는 것을 도와주도록 배치된다. 그러므로, 이들 두쌍의 가동 배플(2293, 2294)은, 노즐(2200)이 지향 모드로 있을 때 연장되고 또한 노즐(2200)이 확산 모드로 있을 때는 후퇴되어 배플이 틈(2260)을 막는 것을 피하도록 배치된다.
각 쌍의 가동 배플(2293, 2294)은 제 1 가동 배플(2293a, 2294a) 및 제 2 가동 배플(2293b, 2294b)을 포함하고, 제 1 가동 배플(2293a, 2294a) 및 제 2 가동 배플(2293b, 2294b)은 기다란 지주(2293c, 2294c)의 상호 반대 단부들에 제공되어 있다. 각 가동 배플(2293a, 2293b, 2294a, 2294b)은 대략 L-형 단면을 가지며, 제 1 평평한 부분은 배플이 부착되는 지주(2293c, 2294c)의 단부로부터 아래쪽으로 연장되어 있고, 제 2 평평한 부분은 지주(2293c, 2294c)의 길이에 평행한 방향으로 제 1 평평한 부분의 바닥 단부로부터 연장되어 있다. 그리고 각 배플의 제 1 및 2 평평한 부분은 지주(2293c, 2294c)의 길이에 수직인 방향으로도 연장되어 있다. 각 배플의 제 1 평평한 부분은 제 1 및 2 지향 모드 공기 출구(2210, 2220) 중 하나의 일 단부를 형성한다. 각 배플의 제 2 평평한 부분의 원위 가장자리는, 틈(2260)을 부분적으로 형성하는 노즐 본체(2230)의 대향 표면의 형상과 일치하도록 아치형으로 되어 있다. 특히, 각 배플의 원위 가장자리는 노즐 본체(2230)의 대향 표면의 곡률 반경과 실질적으로 같은 곡률 반경을 갖는다. 그러므로, 각 배플의 제 2 평평한 부분의 원위 가장자리는 폐쇄 위치에 있을 때 대향 표면에 접촉할 수 있다. 각 배플의 제 2 평평한 부분은, 인접하는 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)의 근위 가장자리의 일 부분과 겹쳐, 공기가 배플과 인접 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b) 사이에서 노즐(2200)을 나갈 수 있는 경로가 없게 하도록 배치된다.
이 실시 형태에서, 이들 쌍의 가동 배플(2293, 2294)은, 노즐(2200)이 지향 모드로 있을 때의 연장 위치와 노즐(2200)이 확산 모드로 있을 때의 후퇴 위치 사이에서 안내면(2250)에 대해 측방향으로 움직이도록(즉, 병진적으로) 배치된다. 이를 위해, 각 쌍의 가동 배플(2293, 2294)에는, 지주(2293c, 2294c)의 단부들 사이의 위치에서 대응 지주(2293c, 2294c)로부터 수직하게 연장되어 있는 액츄에이터 아암(2293d, 2294d)이 제공되어 있다. 이들 액츄에이터 아암(2293d, 2294d) 각각에는, 모드 전환 밸브의 피니언(2292)과 맞물리는 선형 랙이 제공되어 있다. 피니언(2292)이 모드 전환 밸브 모터(2291)에 의해 회전되면, 두쌍의 가동 배플(2293, 2294)의 선형 운동이 일어나게 된다. 따라서, 모드 전환 밸브가 사용되어 지향 모드와 확산 모드 사이에서 노즐(2200)의 공기 전달 모드를 변경할 때, 모드 전환 밸브 모터(2291)가 활성화되어 피니언(2292)의 회전이 일어나고, 이에 의해, 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 움직이게 되며, 또한, 동시에, 가동 배플(2293, 2294)의 쌍들이 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 움직이게 된다.
도 15 내지 18에서, 노즐(2200)은 지향 모드로 있고, 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)는 폐쇄 위치에 있으며 두 쌍의 가동 배플(2293, 2294)은 연장 위치에 있다. 그러므로, 제 1 공기 출구(2210)와 제 2 공기 출구(2220) 사이에 있는 틈(2260)의 일부분은 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)에 의해 막히게 되며, 각 쌍의 가동 배플(2293, 2294)의 제 1 평평한 부분은 공기를 안내면(2500) 위로 해서 수렴점 쪽으로 보내는 것을 도와 주기 위해 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)의 상호 반대 단부들을 형성한다.
노즐(2200)을 확산 모드로 전환시키기 위해, 모드 전환 밸브 모터(2291)가 활성화되어 피니언(2292)의 회전을 일으키고, 이에 의해, 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 움직이게 된다. 개방 위치에서, 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)는 안내면(2250)과 공기 안내 표면(2271) 사이에 형성된 공간 안으로 후퇴되어, 제 1 공기 출구(2210)와 제 2 공기 출구(2220) 사이에 있는 틈(2260)의 부분을 더 이상 막지 않게 된다. 동시에, 피니언(2292)의 이 회전에 의해, 가동 배플(2293, 2294)의 쌍들이 연장 위치로부터 후퇴 위치로 움직이게 된다. 후퇴 위치에서, 가동 배플(2293, 2294)의 쌍들은 안내면(2250)과 공기 안내 표면(2271) 사이에 형성된 공간 안으로 후퇴되어, 제 1 공기 출구(2210)와 제 2 공기 출구(2220) 사이에 있는 틈(2260)의 부분을 더 이상 막지 않게 된다. 바람직하게, 노즐(2200)을 지향 모드에서 확산 모드로 전환할 때, 유동 벡터링 밸브 모터(2281)가 또한 활성화되어 피니언(2282)의 회전이 일어나고, 이에 의해, 유동 벡터링 밸브 부재(2280)가 중심 위치로 이동될 것이며, 이 중심 위치에서, 제 1 공기 출구(2210)와 제 2 공기 출구(2220)는 크기가 서로 같게 된다. 이러한 구성에서, 전체 틈(2260)은 노즐의 단일 공기 출구가 되어, 더 확산적인 저압의 공기 유동을 제공하게 된다.
도 15 - 18에 도시되어 있는 실시 형태에서, 노즐(2200)은, 노즐(2200)의 원형 면에 있는 한쌍의 아치형 슬롯의 위치가 변할 수 있도록 배치된다. 구체적으로, 안내면(2250)의 중심 축선(YY)에 대한 한쌍의 아치형 슬롯의 각위치는 가변적이다. 그러므로, 노즐(2200)은 출구 회전 모터(2272)를 더 포함하고, 이 회전 모터는 안내면(2250)의 중심 축선(YY) 주위로 일어나는 한쌍의 아치형 슬롯의 회전 운동을 일으키도록 배치된다. 이를 위해, 출구 회전 모터(2272)는 공기 안내 표면(2271)에 연결되어 있는 아치형 랙(2274)과 맞물리는 피니언(2273)의 회전을 일으키도록 배치된다. 그리고 공기 안내 표면(2271)은 노즐 본체(2230) 내부에 회전 가능하게 장착되고, 유동 벡터링 밸브 및 모드 전환 밸브 기구는 공기 안내 표면(2271)에 의해 지지된다. 그러므로, 출구 회전 모터(2272)에 의한 피니언(2273)의 회전에 의해, 노즐 본체(2230) 내부의 공기 안내 표면(2271)의 회전 운동이 일어날 것이고, 이에 의해, 유동 벡터링 밸브 및 모드 전환 밸브 기구 둘 모두가 안내면(2250)의 중심 축선(YY) 주위로 회전될 것이다. 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)를 형성하는 한쌍의 아치형 슬롯이 모드 전환 밸브 부재(2290a, 2290b)에 의해 막히지 않는 틈(2260)의 일 부분으로 형성되면, 모드 전환 밸브의 회전에 의해, 안내면(2250)의 중심 축선(YY)에 대한 한쌍의 아치형 슬롯의 각위치가 변하게 된다.
이제 도 19a 내지 19c를 참조하면, 이들 도는, 노즐(2200)의 지향 모드 공기 출구의 크기를 일정하게 유지하면서, 제 2 공기 출구(2220)의 크기에 대한 제1 공기 출구(2210)의 크기를 변화시켜, 노즐(2200)이 지향 모드로 있을 때 얻어질 수 있는 3개의 가능한 결과적인 공기 유동을 나타낸다.
도 19a에서, 유동 벡터링 밸브는 유동 벡터링 밸브 부재(2280)가 중심 위치에 있는 상태로 배치되어 있고, 그 중심 위치에서는 제 1 공기 출구(2210)와 제2 지향 모드 공기 출구(2220)의 크기가 같고, 그래서 같은 양의 공기 유동이 제 1 공기 출구(2210)와 제 2 공기 출구(2220)로부터 배출된다. 제 1 모드 공기 출구(2210)와 제 2 공기 출구(2220)는 안내면(2250)의 중심 축선(YY)과 정렬되어 있는 수렴점 쪽으로 배향된다. 도 19a의 경우처럼, 두 공기 유동이 동일한 강도를 가지면, 결과적인 공기 유동은, 화살표(AA)로 나타나 있는 바와 같이, 노즐(2200)의 면(2231)으로부터 앞으로(즉, 그 면에 대해 실질적으로 수직하게) 향하게 될 것이다.
도 19b에서, 유동 벡터링 밸브는 유동 벡터링 밸브 부재(2280)가 제 1 끝 위치에 있는 상태로 배치되어 있는데, 이 위치에서는 제 1 공기 출구(2210)가 최대로 막히고 제 2 공기 출구(2220)는 최대로 개방된다. 이는, 노즐(2200)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 2 공기 출구(2220)를 통해 배출됨을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(2250) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 1 공기 출구(2210)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 화살표(BB)로 나타나 있는 바와 같은 유동 경로에서 계속될 것이다.
도 19c에서, 유동 벡터링 밸브는 유동 벡터링 밸브 부재(2280)가 제 2 끝 위치에 있는 상태로 배치되어 있는데, 이 위치에서는 제 2 공기 출구(2220)가 최대로 막히고 제 1 공기 출구(2210)는 최대로 개방된다. 이는, 노즐(2200)에 들어가는 공기의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 1 공기 출구(2210)를 통해 배출됨을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(2250) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 2 공기 출구(2220)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 화살표(CC)로 나타나 있는 바와 같은 유동 경로에서 계속될 것이다.
도 8a 내지 8c와 관련하여 위에서 논의한 바와 같이, 도 19a, 19b 및 19c의 예는 단지 대표적인 것이고 실제로는 일부 극단적인 경우를 나타내는 것임을 쉽게 이해할 것이다. 제어 회로를 이용하여 유동 벡터링 밸브 부재(2280)에 연결되어 있는 유동 벡터링 밸브 모터(2281)를 제어하여, 다양한 결과적인 공기 유동을 얻을 수 있다. 결과적인 공기 유동의 방향은, 출구 회전 모터(2272)를 제어해서 제 1 및 2 공기 출구(2210, 2220)의 각위치를 조절하여 더 변화될 수 있다.
도 20, 21a, 및 21b는 팬 어셈블리용 노즐(3200)의 추가 실시 형태의 단면도를 나타낸다. 이 추가 실시 형태에서, 노즐(3200)은 전술한 제 1 및 2 실시 형태의 것과 실질적으로 같은 팬 본체에 사용되기에 적합하고, 그래서 팬 본체는 더 도시되거나 설명되지 않을 것이다. 하지만, 이 추가 실시 형태의 노즐(3200)은, 기다란 환형 또는 절두 구형을 갖지 않고, 대체로 원통형이며, 그래서 노즐(3200)의 구성에 차이가 있고 또한 노즐(3200) 내부에 제공되는 유동 벡터링 밸브에 차이가 있다.
이 실시 형태에서, 노즐(3200)은, 팬 어셈블리의 본체로부터 주 공기 유동을 받기 위한 공기 입구(3240)를 제공하는 개방 하단부를 갖는다. 노즐(3200)은, 팬 본체에 장착되면 노즐(3200)의 외벽의 외면이 외부 가장자리와 합쳐지도록 배치된다.
노즐(3200)은, 노즐의 최외측 표면을 규정하고 그래서 노즐(3200)의 외부 형상 또는 형태를 규정하는 노즐 본체, 외부 케이싱 또는 하우징(3230)을 포함한다. 도시되어 있는 실시 형태에서, 노즐(3200)의 노즐 본체/외부 케이싱(3230)은 대체로 직원통 형상을 가지고 있고, 원형 면(3231) 및 원형 기부(3232)를 갖는다. 노즐 본체(3230)의 기부(3232)에 대한 노즐 본체(3230)의 면(3231)의 각도는 일정하다. 도시되어 있는 실시 형태에서, 이 각도는 0도이어서, 원형 면(3231) 및 원형 기부(3232)는 실질적으로 평행하다.
노즐(3200)은, 노즐 본체(3230)의 원형 면(3231)에 있는 개구 내부에 동심으로 위치되는 고정된 외부 안내면(3250)을 더 포함하며, 그래서 이 외부 안내면(3250)은 개구 내부에서 적어도 부분적으로 노출되며, 노즐 본체(3230)의 일부분은 안내면(3250)의 둘레 주위에 연장되어 있다. 그러므로 외부 안내면(3250)은 바깥쪽으로 향한다(즉, 노즐의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 향함).
도시된 실시 형태에서, 이 안내면(3250)은 볼록하고 실질적으로 디스크형인데, 하지만, 대안적인 실시 형태에서, 안내면(3250)은 평평하거나 단지 부분적으로 볼록할 수 있다. 노즐 본체(3230)의 내측으로 만곡된 상측 부분(3230a)은 안내면(3250)의 원주 방향 부분(3250a)과 겹쳐 있거나 오버행되어 있다. 볼록한 안내면의 최외측 중심 부분(3250b)은 노즐 본체(3230)의 개방된 원형 면(3231)의 최외측 점에 대해 오프셋되어 있다. 특히, 노즐 본체(3230)의 개방된 원형 면(3231)의 최외측 점은 안내면의 최외측 부분(3250b)의 앞에 있다.
안내면(3250)의 원주 방향 부분(3250a) 및 노즐 본체(3230)의 대향하는 부분 사이에는 대체로 환형인 틈이 형성되며, 이 틈(3260)의 두 직경 방향으로 대항하는 부분은, 노즐(3200)의 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)를 제공하는 한쌍의 합동적인 원호형 슬롯을 형성한다. 그러므로, 안내면(3250)은 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220) 사이의 영역에 걸쳐 있는 중간 표면을 제공한다. 다시 말해, 안내면(3250)은 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)를 분리하는 공간을 가로질러 연장되어 있는 중간 표면을 형성한다. 이 실시 형태에서, 한쌍의 아치형 슬롯을 분리하는 틈의 부분은 각각 고정된 커버(나타나 있지 않음)로 막힌다. 제 2 실시 형태의 노즐(2200)과는 대조적으로, 이 추가 실시 형태의 노즐(3200)은 단일의 지향 모드만 가지며 별도의 확산 모드는 갖지 않는다.
도시되어 있는 실시 형태에서, 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)를 제공하는 한쌍의 아치형 슬롯 각각은 대략 60도의 호각도(즉, 원형 면(3231)의 중심에서 호에 의해 형성되는 각도)를 갖는데, 하지만, 각 아치형 슬롯은 20 내지 110도의 호각도, 바람직하게는 45 내지 90도의 호각도, 더 바람직하게는 60 내지 80도의 호각도를 가질 수 있다.
제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)는 대략 동일한 크기이며, 구형 노즐(3200)의 총 또는 조합된 공기 출구를 함께 형성한다. 제 1 공기 출구(3210) 및 제 2 공기 출구(3220)는 안내면(3250)의 상호 대향 측에 위치되고, 배출된 공기 유동을 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(3250)의 일부분 위로 해서 안내면(3250)의 중심 축선(YYY)과 정렬된 수렴점 쪽으로 안내하도록 배향되어 있다. 제 1 공기 출구(3210), 제 2 공기 출구(3220) 및 안내면(3250)은, 배출된 공기 유동이 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(3250)의 일부분 위로 안내되도록 배치된다. 특히, 공기 출구(3210, 3220)는, 공기 출구(3210, 3220)에 인접하는 안내면(3250)의 일부분에 실질적으로 평행한 방향으로 공기 유동을 배출하도록 배치된다. 안내면(3250)의 볼록한 형상으로 인해, 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)에서 배출된 공기 유동은 수렴점에 접근함에 따라 안내면(3250)에서 떠날 것이며, 그래서 이들 공기 유동은 안내면(3250)으로부터의 간섭을 받음이 없이 수렴점에 그리고/또는 그 주위에 충돌할 수 있다. 배출된 공기 유동이 충돌하면, 분리 기포가 형성되는데, 이 기포는 2개의 상호 대향 공기 유동이 충돌할 때 형성되는 결과적인 젯트 또는 조합된 공기 유동을 안정화시키는 데에 도움을 줄 수 있다.
이 실시 형태에서, 노즐 본체(3230)는 노즐(3200)의 원통 형상과 노즐(3200)의 단일 내부 공기 통로(3270)를 규정하는 외벽(3233)을 포함한다. 이 외벽(3233)은 노즐(3200)의 원형 면(3231)에서 원형 개구를 형성하고 또한 노즐 본체(3230)의 원형 기부(3232)에서 원형 개구를 형성한다. 외벽(3233)의 하측 원형 개구는 팬 본체로부터 주 공기 유동을 받기 위한 공기 입구(3240)를 제공한다. 노즐 본체(3230)는 상측 부분(3230a)을 또한 포함하고, 이 상측 부분은 안내면(3250)의 중심 축선 쪽으로 내측으로 만곡되어 있다.
안내면(3250)은 외벽(3233)의 상측 원형 개구와 동심으로 위치되며, 외벽(3233)의 상측 원형 개구의 중심 축선을 따라 외벽(3233)의 상측 원형 개구에 대해 오프셋되어 있으며, 그래서 외벽(3233)의 상측 원형 개구와 안내면(3250)의 인접한 부분 사이의 공간에 틈이 형성된다.
유동 벡터링 밸브가 안내면(3250) 밑에 위치된다. 이 유동 벡터링 밸브는, 노즐(3200)의 전체 공기 출구의 크기를 일정하게 유지하면서, 제 2 공기 출구(3220)의 크기에 대한 제 1 공기 출구(3210)의 크기를 조절하여 공기 입구로부터 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)로 가는 공기 유동을 제어하도록 배치된다.
유동 벡터링 밸브는, 노즐(3200)의 전체 공기 출구의 크기를 일정하게 유지하면서, 제 2 공기 출구(3282)의 크기에 대한 제 1 공기 출구(3281)의 크기를 조절하도록 상호 협력하는 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)를 포함한다. 이를 위해, 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)는 동시에 움직이도록 연결되어 있다. 그러므로 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282) 각각은 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 노즐 본체(3230)와 안내면(3250)에 대해 회전 가능하도록 배치된다. 제 1 끝 위치에서, 제 1 공기 출구(3210)는 제 1 밸브 부재(3281)에 의해 최대로 막히며(즉, 가능한 최대의 정도로 막혀, 제 1 공기 출구의 크기가 최소로 됨), 제 2 공기 출구(3220)는 최대로 개방된다(즉, 가능한 최대의 정도로 개방되어, 제 2 공기 출구의 크기가 최대로 됨). 제 2 끝 위치에서는, 제 2 공기 출구(3220)가 제 2 밸브 부재(3282)에 의해 최대로 막히며, 제 1 공기 출구(3210)는 최대로 개방된다.
최소일 때 제 1 및/또는 2 공기 출구(3210, 3220)는 완전히 막히거나 폐쇄될 수 있다. 그러나, 최소일 때 제 1 및/또는 2 공기 출구(3210, 3220)는 적어도 매우 작은 정도로 개방되며, 그리하여, 공기가 통과할 때 추가적인 소음(예컨대, 휘파람 소리)을 유발할 수 있는 작은 틈이, 제조 동안에 생기는 공차/부정확성에 의해 생기지 않을 것이다.
이 실시 형태에서, 제 1 밸브 부재(3281)는 제 1 공기 출구(3210)에 인접한 위치에서 안내면(3250) 밑에 피봇식으로 장착되고, 제 2 밸브 부재(3282)는 제 2 공기 출구(3220)에 인접한 위치에서 안내면(3250) 밑에 피봇식으로 장착된다. 제 1 밸브 부재(3281)는 커플러(3283)에 의해 제 2 밸브 부재(3282)에 연결되어, 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)는 동시에 회전하게 된다. 그러므로, 안내면(3250), 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282) 및 커플러(3283)는 평평한 4변 링크, 구체적으로 평행 사변형 4절 링크를 형성한다. 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)는 각각 링크 부분(3281a, 3282a)을 포함하고, 링크 부분의 제 1 단부는 힌지로 커플러(3283)에 연결되고, 링크 부분의 제 2 단부는 다른 힌지로 안내면(3250)의 저면에 연결된다. 그러므로 제 1 및 2 밸브 부재(3281, 3282)의 이들 링크 부분은 4절 링크의 크랭크로서 기능한다.
제 1 밸브 부재(3281)는, 제 1 밸브 부재(3281)가 제 1 끝 위치에 있을 때 제 1 공기 출구(3210)를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암(3281b)을 더 포함하고, 제 2 밸브 부재(3282)는, 밸브 부재(3282)가 제 2 끝 위치에 있을 때 제 2 공기 출구(3220)를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암(3282b)을 더 포함한다.제 1 밸브 아암(3281b)은 제 1 밸브 부재(3281)로부터 제 1 공기 출구(3210) 안으로 연장되어 있고, 제 2 밸브 아암(3282b)은 제 2 밸브 부재(3282)로부터 제 2 공기 출구(3220) 안으로 연장되어 있다. 특히, 제 1 밸브 아암(3281b)은 제 1 밸브 부재(3281)의 링크 부분(3281a)의 제 1 단부로부터 연장되어 있고, 제 2 밸브 아암(3282b)은 제 2 밸브 부재(3282)의 링크 부분(3282a)의 제 1 단부로부터 연장되어 있다.
유동 벡터링 밸브는 로드(3284)를 더 포함하고, 이 로드는 로드(3284)의 운동에 의해 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)의 동시적인 움직임이 일어나도록 커플러(3283)에 연결되어 있다. 이 실시 형태에서, 로드(3284)는 안내면(3250)의 중심을 통해 노즐(3200) 밖으로 연장되어 있고, 로드(3284)의 외측 부분(3284a)은 사용자 조작 가능한 손잡이를 제공하도록 배치되며, 로드(3284)의 내측 부분(3284b)은 커플러(3283)에 피봇식으로 연결된다. 로드(3284)의 외측 부분(3284a)과 커플러(3283)에 대한 로드(3284)의 피봇 연결부 사이에서, 로드(3284)는 또한 안내면(2050) 바로 밑에서 피봇식으로 연결되어 있다.
노즐(3200)은 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282) 사이에 배치되는 내부 공기 안내/방향 전환 표면(3271)을 더 포함하고, 이 표면은 단일 공기 입구 통로(3270)로부터/내부에서 받은 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220) 쪽으로 안내하도록 배치된다. 이 실시 형태에서, 이 공기 안내 표면(3271)은 볼록하고, 실질적으로 디스크형이며, 커플러(3283)의 하측 표면에 장착된다. 그러므로 공기 안내 표면(3271)은 커플러(3283)와 함께 움직이고, 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)의 위치에 무관하게, 항상 제 1 밸브 부재(3281)의 최후방 단부와 제 2 밸브 부재(3282) 사이에 배치된다. 추가로, 단일 내부 공기 통로(3270)와 대향하는 제 1 밸브 아암(3281b)과 제 2 밸브 아암(3282b) 각각의 표면들은, 단일 공기 입구 통로(3270)로부터/내부에서 받은 공기 유동을 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220) 쪽으로 각각 안내하도록 배치된다. 특히, 제 1 밸브 아암(3281b)과 제 2 밸브 아암(3282b) 각각의 이들 공기 안내 표면은 일반적으로 공기 안내 표면(3271)과 연속적이도록 배치된다.
이 실시 형태에서, 공기 입구(3240)와 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220) 사이에 연장되어 있는 내부 공기 통로(3270)는, 제 1 및 2 공기 출구(3210, 3220)에의 더 고른 분포를 위해 팬 본체로부터 받은 공기 유동의 압력을 같게 하는 기능을 하는 플레넘 챔버를 형성한다. 그러므로 공기 안내 표면(3271)은 내부 공기 통로(3270)에 의해 형성되는 그 플레넘 챔버의 상측 표면을 형성한다.
도 21a 및 21b는, 노즐(3200)의 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구(3220)의 크기에 대한 제 1 공기 출구(3210)의 크기를 변화시켜 얻어질 수 있는 2개의 가능한 결과적인 공기 유동을 나타낸다.
도 21a에서, 유동 벡터링 밸브는 제 1 및 2 밸브 부재(3281, 3282)가 중심 위치에 있는 상태로 배치되어 있고, 그 중심 위치에서, 제 1 공기 출구(3210)와 제 2 공기 출구(3220)는 크기가 서로 같게 되어, 같은 양의 공기 유동이 제 1 공기 출구(3210)와 제 2 공기 출구(3220)로부터 배출된다. 제 1 공기 출구(3210)와 제 2 공기 출구(3220)는, 안내면(3250)의 중심 축선(YYY)과 정렬된 수렴점 쪽으로 배향된다. 도 21a에서의 경우처럼, 두 공기 유동이 같은 강도를 가지면, 결과적인 공기 유동은, 화살표(AAA)로 나타나 있는 바와 같이, 노즐(3200)의 면(3231)으로부터 앞으로(즉, 그 면에 대해 실질적으로 수직하게) 향하게 될 것이다.
도 21b에서, 유동 벡터링 밸브는 제 1 밸브 부재(3281)와 제 2 밸브 부재(3282)가 제 1 끝 위치에 있는 상태로 배치되어 있는데, 제 1 끝 위치에서, 제 1 공기 출구(3210)는 최대로 막히고 제 2 공기 출구(3220)는 최대로 개방된다. 이는, 노즐(3200)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 2 공기 출구(3220)를 통해 배출됨을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(3250) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 1 공기 출구(3210)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로, 화살표(BBB)로 나타나 있는 바와 같은 유동 경로에서 계속될 것이다.
도 21a 및 21b의 예는 단지 대표적인 것이고 실제로는 일부 극단적인 경우를 나타내는 것임을 쉽게 이해할 것이다. 유동 벡터링 밸브 부재(3281, 3282)에 연결되어 있는 로드(3284)의 사용자 조작 가능한 손잡이 부분을 이용하여, 다양한 결과적인 공기 유동을 얻을 수 있다.
도 22는 팬 어셈블리용 노즐(4200)의 다른 추가 실시 형태의 단면도를 나타낸다. 이 추가 실시 형태에서, 노즐(4200)은 전술한 제 1, 2 및 3 실시 형태와 실질적으로 같은 팬 본체에 사용되기에 적합하고, 그러므로 팬 본체는 더 도시되거나 설명되지 않았다.
이 추가 실시 형태의 노즐(4200)은 제 2 실시 형태의 것과 유사하다. 특히, 이 제 4 실시 형태의 노즐(4200)의 본체(4230)는 대체로 절두 구체의 형상을 가지고 있고, 제 1 절두부는 노즐의 원형 면(4231)을 형성하고, 제 2 절두부는 노즐 본체(4230)의 원형 기부(4232)를 형성하며, 노즐 본체(4230)의 기부(4232)에 대한 노즐 본체(4230)의 면(4231)의 각도(α)는 대략 35도로 일정하다. 그러나, 이 제 4 실시 형태의 유동 벡터링 밸브는 제 2 실시 형태의 노즐(2200)에 사용되는 것과 다르다.
제 2 실시 형태의 노즐(2200)에서, 밸브 부재(2280)는 안내면(2250) 밑에 그리고 공기 안내 표면(2271) 위쪽에 장착되고, 안내면(2250)과 공기 안내 표면(2271) 둘 모두에 대해 독립적으로 움직인다. 대조적으로, 이 제 4 실시 형태의 노즐에서, 밸브 부재(4280)는 외부 안내면(4250)과 내부 공기 안내 표면(4271) 둘 모두를 포함하고, 이것들은 노즐 본체(4230)에 대해 움직이도록 구성되어 있다. 도시되어 있는 실시 형태에서, 안내면(4250)은 볼록하고 실질적으로 디스크형이지만, 대안적인 실시 형태에서, 안내면(4250)은 평평하거나 부분적으로만 오목하다.
밸브 부재(4280)가 중심 위치에 있을 때, 안내면(4250)의 원주 방향 부분(4250a)과 노즐 본체(4230)의 대향 부분 사이에는 대체로 환형인 틈(4260)이 형성되고, 이 틈(4260)의 두 직경 방향으로 대향하는 부분은 노즐(4200)의 제 1 및 2 공기 슬롯(4210, 4220)을 제공하는 한쌍의 합동적인 원호형 슬롯을 형성한다.
이 실시 형태에서, 제 1 및 2 공기 출구(4210, 4220)는 대략 동일한 크기이며, 구형 노즐(4200)의 총 또는 조합된 공기 출구를 함께 형성한다. 제 1 공기 출구(4210) 및 제 2 공기 출구(4220)는 안내면(4250)의 상호 대향 측에 위치되고, 배출된 공기 유동을 각각의 공기 출구에 인접하는 안내면(4250)의 일부분 위로 해서 안내면(4250)의 중심 축선(YYYY)과 정렬된 수렴점 쪽으로 안내하도록 배향되어 있다.
공기 입구(4240)와 제 1 및 2 공기 출구(4210, 4220) 사이에 연장되어 있는 단일 내부 공기 통로(4270)는, 제 1 및 2 공기 출구(4210, 4220) 사이에 있는 틈(4260)의 부분에 공기 유동이 도달하지 않도록 성형되어 있다. 특히, 단일 내부 공기 통로에는, 제 1 공기 출구(4210)를 제공하는 만곡된 슬롯의 단부와 제 2 공기 출구(4220)를 제공하는 만곡된 슬롯의 인접 단부와 대체로 평행하고 또한 그들 단부 사이에 연장되어 있는 측벽(4272)이 제공된다. 그래서 단일 내부 공기 통로(4270)는 공기 출구(4210, 4220)의 단부를 넘어 연장되지 않으며 또한 한 공기 출구의 원위 만곡 변/가장자리에서 다른 출구의 원위 만곡 변/가장자리까지 중간 표면/안내면(4250)의 대응하는 부분 아래에서 연장되어 있다. 이 구성에서, 단일 내부 공기 통로(4270)는 노즐(4200)의 공기 입구(4240)를 통해 수용되는 공기 유동을 위한 플레넘 영역을 여전히 제공할 것이지만 이를 공기 출구(4210, 4220) 사이의 그리고 그 아래의 영역에 한정할 것이다.
유동 벡터링 밸브가 밸브 부재(4280)가 중심 위치에 있는 상태로 배치되어 있을 때, 외부 안내면(4250)은 노즐 본체(4230)의 개방된 원형 면(4231) 내부에 동심으로 위치되며, 제 1 공기 출구(4210)와 제 2 공기 출구(4220)의 크기가 같고, 그래서 같은 양의 공기 유동이 제 1 공기 출구(4210)와 제 2 공기 출구(4220)로부터 배출된다. 그러므로, 결과적인 공기 유동은 노즐(4200)의 면(4231)으로부터 앞으로(즉, 그 면에 대해 실질적으로 수직하게) 향하게 될 것이다.
유동 벡터링 밸브가 밸브 부재(4280)가 제 1 끝 위치에 있는 상태로 배치될 때, 밸브 부재(4280)의 제 1 단부는 노즐 본체(4230)의 대향 표면과 접촉하고(즉, 접하거나 인접하거나 근처에 있음), 그리하여, 제 2 공기 출구(4220)를 최대로 개방하면서 제 1 공기 출구(4210)를 최대로 막게 된다. 그러므로, 외부 안내면은 제 1 공기 출구(3210) 쪽으로 또한 제 2 공기 출구(4210)로부터 멀어지게 움직일 것이고 더 이상 동심 위치에 있지 않을 것이다. 이는, 노즐(4200)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 2 공기 출구(4220)를 통해 배출될 것임을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(4250) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 1 공기 출구(4210)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로 그의 유동 경로에서 계속될 것이다.
유동 벡터링 밸브가 밸브 부재(4280)가 제 2 끝 위치에 있는 상태로 배치될 때, 밸브 부재(4280)의 제 2 단부는 노즐 본체(4230)의 대향 표면과 접촉하고(즉, 접하거나 인접하거나 근처에 있음), 그리하여, 제 1 공기 출구(4210)를 최대로 개방하면서 제 2 공기 출구(4220)를 최대로 막게 된다. 그러므로, 외부 안내면은 제 2 공기 출구(4220) 쪽으로 또한 제 1 공기 출구(4210)로부터 멀어지게 움직일 것이고 더 이상 동심 위치에 있지 않을 것이다. 이는, 노즐(4200)에 들어가는 공기 유동의 대부분(전부는 아니더라도)이 제 1 공기 출구(4210)를 통해 배출될 것임을 의미한다. 공기 유동은 통상적으로 안내면(4250) 위에서 흐르도록 안내될 것이지만, 제 2 공기 출구(4220)로부터 배출되는 큰 공기 유동과 충돌하지 않을 것이므로 그의 유동 경로에서 계속될 것이다.
전술한 개별적인 항목들은 단독으로 또는 도면에 나타나 있거나 설명부에 기재되어 있는 다른 항목과 조합되어 사용될 수 있고 또한 서로 동일한 단락 또는 서로 동일한 도에서 언급된 항목들은 서로 조합되어 사용될 필요는 없음을 알 것이다. 추가로, "수단" 이라는 표현은 바람직하다면 액츄에이터 또는 시스템 또는 장치로 대체될 수 있다. 추가로, "포함하는" 또는 "이루어지는" 이라고 말할 때, 이는 결코 한정적인 것이 아니고, 독자는 그에 따라 설명부와 청구 범위를 해석해야 한다.
또한, 본 발명은 위에서 주어진 바와 같은 바람직한 실시 형태의 면에서 설명되었지만, 이들 실시 형태는 단지 실례적인 것임을 이해해야 한다. 당업자는, 첨부된 청구 범위에 속한다고 생각되는 수정예와 대안예를 본 개시를 고려하여 만들 수 있을 것이다. 예컨대, 당업자는, 전술한 발명은 단지 자유 직립형 팬 어셈블리에만 적용 가능한 것이 아니라 다른 종류의 환경 제어 팬 어셈블리에도 동등하게 적용 가능함을 알 것이다. 예컨대, 그러한 팬 어셈블리는 자유 직립형 팬 어셈블리, 천정 또는 벽 장착 팬 어셈블리 및 차량내 팬 어셈블리 중의 어떤 것이라도 될 수 있다.
추가 예로, 전술한 유동 벡터링 밸브 기구 각각은 다양한 노즐의 실시 형태 간에 상호 교환 가능하다. 특히, 제 1 실시 형태와 관련하여 설명한 것과 같은 단일의 피봇팅 밸브 부재가 제 2 또는 3 노즐 실시 형태에서 사용될 수 있다. 유사하게, 제 2 및 4 실시 형태와 관련하여 설명한 것과 같은 단일의 선형 이동 가능한 밸브 부재가 제 1 또는 3 노즐 실시 형태에서 사용될 수 있다. 제 3 실시 형태와 관련하여 설명한 것과 같은 한쌍의 연결된 피봇팅 밸브 부재가 제 1, 2 및 4 노즐 실시 형태 중의 어느 하나에서 사용될 수 있다.
다른 추가의 예로, 제 2 실시 형태에서, 제 1 및 2 지향 모드 공기 출구 사이에 있는 틈의 일부분은 가동 커버로 막히지만, 이는, 제 3 실시 형태에서의 경우처럼, 마찬가지로 고정 커버로 막힐 수 있어, 제 2 실시 형태의 노즐은 공기 전달의 단일 지향 모드만 갖게 될 것이다. 반대로, 제 3 실시 형태의 고정 커버는 제 2 실시 형태와 관련하여 설명한 것과 같은 가동 커버로 대체될 수 있어, 제 3 실시 형태의 노즐은 지향 공기 전달 모드와 확산 공기 전달 모드 둘 다를 갖게 된다.
추가로, 전술한 실시 형태의 노즐과 출구는 다른 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제 1 및 2 공기 출구를 제공하는 슬롯은, 대체로 원호 형상을 갖지 않고, 타원 호일 수 있다. 유사하게, 제 2 실시 형태의 노즐은, 대체로 구형인 형상을 갖지 않고, 대체로 타원체 또는 회전 타원체의 형상을 가질 수 있다. 제 3 실시 형태의 노즐은 또한, 대체로 직원통인 형상을 갖지 않고, 대체로 타원 원통의 형상을 가질 수도 있다. 또한, 노즐의 면도 다른 형상을 가질 수 있다. 특히, 노즐의 면은 타원형일 수 있다.
추가로, 전술한 실시 형태 중의 일부는, 외부 안내면에 대해 독립적이고 그 안내면에 대해 움직이는 하나 이상의 밸브 부재를 사용하지만, 하나 이상의 밸브 부재는, 제 4 실시 형태에서의 경우처럼, 밸브 부재 및 외부 안내면 둘 모두가 노즐 본체에 대해 함께 움직이도록 외부 안내면을 포함하거나 그에 연결되는 것도 가능하다. 유사하게, 전술한 실시 형태 중의 일부는, 내부 공기 안내 표면에 대해 독립적이고 그 표면에 대해 움직이는 하나 이상의 밸브 부재를 사용하지만, 하나 이상의 밸브 부재는, 제 3 실시 형태에서의 경우처럼, 밸브 부재 및 내부 공기 안내 표면 둘 모두가 노즐 본체에 대해 함께 움직이도록 내부 공기 안내 표면을 포함하거나 그에 연결되는 것도 가능하다.
더욱이, 전술한 실시 형태 중의 일부는 하나 이상의 밸브 부재의 운동을 일으키기 위해 밸브 모터를 사용하지만, 여기서 설명된 노즐 모두는 대안적으로 밸브 부재(들)의 운동을 일으키기 위한 수동식 기구를 포함할 수 있고, 사용자가 힘을 가하면, 밸브 부재(들)가 움직일 것이다. 예컨대, 이는 회전 가능한 다이얼 또는 휠 또는 슬라이딩 다이얼 또는 스위치의 형태를 취할 수 있고, 사용자가 다이얼을 회전 또는 슬라이딩시키면 피니언이 회전된다.

Claims (30)

  1. 팬 어셈블리용 노즐로서,
    공기 입구;
    공기 유동을 배출하기 위한 제 1 공기 출구 및 공기 유동을 배출하기 위한 제 2 공기 출구 - 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 총 공기 출구를 함께 형성함 -;
    상기 공기 입구와 제 1 및 제 2 공기 출구 사이에 연장되어 있는 단일 내부 공기 통로; 및
    상기 공기 입구로부터 제 1 및 제 2 공기 출구로 가는 공기 유동을 제어하기 위한 밸브를 포함하고,
    상기 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 움직일 수 있는 하나 이상의 밸브 부재를 포함하고, 상기 공기 출구는 수렴점 쪽으로 배향되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브 부재는, 상기 제 1 공기 출구가 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구가 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이의 위치 범위에서 움직일 수 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구는 노즐의 면에 제공되어 있고 또한 노즐의 그 면의 중심 축선 쪽으로 배향되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은 공기 출구에 인접하는 외부 안내면을 포함하고, 그 외부 안내면은 상기 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구 사이의 영역에 걸쳐 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 공기 출구는 공기 유동을 상기 외부 안내면의 적어도 일부분 위로 안내하도록 배향되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 안내면은 상기 제 1 및 2 공기 출구의 일부분을 형성하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 공기 출구는 노즐의 본체의 제 1 부분 및 외부 안내면의 제 1 부분으로 형성되고, 상기 제 2 공기 출구는 노즐의 본체의 제 2 부분 및 외부 안내면의 제 2 부분으로 형성되는, 팬 어셈블리용 노즐.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브 부재는 피봇식으로 장착되는, 팬 어셈블리용 노즐.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 노즐은 공기 출구에 인접하는 외부 안내면을 포함하고, 그 외부 안내면은 상기 제 1 공기 출구와 제 2 공기 출구 사이의 영역에 걸쳐 있고,
    상기 하나 이상의 밸브 부재는 상기 외부 안내면 밑에 또는 그에 인접하여 피봇식으로 장착되는, 팬 어셈블리용 노즐.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 노즐의 본체에 대해 회전하도록 배치되는 단일 밸브 부재를 포함하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 상기 제 1 공기 출구가 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구가 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이에서 회전 가능하도록 배치되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 밸브 부재가 제 1 끝 위치에 있을 때 상기 제 1 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암 및 밸브 부재가 제 2 끝 위치에 있을 때 상기 제 2 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암을 포함하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 상호 협력하는 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재를 포함하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재는 동시에 움직이도록 서로 연결되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재 각각은 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 움직이도록 배치되고, 제 1 끝 위치에서 상기 제 1 공기 출구는 상기 제 1 밸브 부재에 의해 최대로 막히고 제 2 끝 위치에서는 상기 제 2 공기 출구가 상기 제 2 밸브 부재에 의해 최대로 막히는, 팬 어셈블리용 노즐.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재는 상기 제 1 공기 출구에 인접하여 피봇식으로 장착되고, 상기 제 2 밸브 부재는 상기 제 2 공기 출구에 인접하여 피봇식으로 장착되는, 팬 어셈블리용 노즐.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 부재는, 제 1 밸브 부재가 제 1 끝 위치에 있을 때 상기 제 1 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암을 포함하고, 상기 제 2 밸브 부재는, 밸브 부재가 제 2 끝 위치에 있을 때 상기 제 2 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암을 포함하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 아암은 제 1 밸브 부재로부터 제 1 공기 출구 안으로 연장되어 있고 상기 제 2 밸브 아암은 제 2 밸브 부재로부터 제 2 공기 출구 안으로 연장되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브 부재는 병진적으로 움직이도록 배치되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 밸브는, 밸브 부재의 제 1 단부가 제 1 공기 출구를 최대로 막는 제 1 끝 위치와 밸브 부재의 제 2 단부가 제 2 공기 출구를 최대로 막는 제 2 끝 위치 사이에서 움직이도록 배치되는 단일 밸브 부재를 포함하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  21. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 공기 출구는 한쌍의 기다란 슬롯을 형성하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 한쌍의 기다란 슬롯은 환형 노즐의 일부분을 형성하고, 그 환형 노즐은 2개의 기다란 평행한 측부를 포함하고, 한쌍의 기다란 슬롯이 각 측부에 위치되는, 팬 어셈블리용 노즐.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 노즐의 본체에 대해 회전하도록 배치되는 단일 밸브 부재를 포함하고, 상기 밸브 부재는, 상기 제 1 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 막히는 제 1 끝 위치와 제 2 공기 출구의 기다란 슬롯이 최대로 막히는 제 2 끝 위치 사이에서 회전 가능하도록 배치되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 밸브 부재가 제 1 끝 위치에 있을 때 상기 제 1 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암 및 밸브 부재가 제 2 끝 위치에 있을 때 상기 제 2 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암을 포함하며, 상기 제 1 밸브 아암과 제 2 밸브 아암은 상기 밸브 부재로부터 상기 제 1 및 2 공기 출구의 기다란 슬롯 안으로 각각 연장되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  25. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 공기 출구는 한쌍의 아치형 슬롯을 형성하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 노즐은 타원형 면을 가지며, 한쌍의 아치형 슬롯은 상기 노즐의 면에 제공되고 또한 직경 방향으로 서로 대향하는, 팬 어셈블리용 노즐.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 밸브는 단일 밸브 부재를 포함하며, 상기 밸브 부재는, 상기 밸브 부재의 제 1 단부가 제 1 공기 출구의 아치형 슬롯을 최대로 막는 제 1 끝 위치와 상기 밸브 부재의 제 2 단부가 제 2 공기 출구의 아치형 슬롯을 최대로 막는 제 2 끝 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배치되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 상호 협력하는 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재를 포함하고, 상기 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재 각각은 제 1 끝 위치와 제 2 끝 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배치되어 있고, 제 1 끝 위치에서 제 1 공기 출구의 아치형 슬롯은 제 1 밸브 부재에 의해 최대로 막히고 제 2 끝 위치에서는 제 2 공기 출구의 아치형 슬롯이 제 2 밸브 부재에 의해 최대로 막히는, 팬 어셈블리용 노즐.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 밸브는, 노즐의 총 공기 출구의 크기를 일정하게 유지시키면서, 제 2 공기 출구의 크기에 대한 제 1 공기 출구의 크기를 조절하도록 상호 협력하는 제 1 밸브 부재와 제 2 밸브 부재를 포함하고, 상기 제 1 밸브 부재는, 제 1 밸브 부재가 제 1 끝 위치에 있을 때 상기 제 1 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 1 밸브 아암을 포함하고, 상기 제 2 밸브 부재는, 밸브 부재가 제 2 끝 위치에 있을 때 상기 제 2 공기 출구를 최대로 막도록 배치되는 제 2 밸브 아암을 포함하며, 상기 제 1 밸브 아암은 제 1 밸브 부재로부터 상기 제 1 공기 출구의 아치형 슬롯 안으로 연장되어 있고 상기 제 2 밸브 아암은 제 2 밸브 부재로부터 상기 제 2 공기 출구의 아치형 슬롯 안으로 연장되어 있는, 팬 어셈블리용 노즐.
  30. 임펠러, 공기 유동을 발생시키기 위해 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터, 및 상기 공기 유동을 받기 위한 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 팬 어셈블리용 노즐을 포함하는 팬 어셈블리.
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