KR20140122243A - 팬 어셈블리 - Google Patents

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KR20140122243A
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이안 로버트 낙
케빈 존 시몬즈
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

팬 어셈블리용 노즐은 공기 입구, 복수의 공기 출구, 및 환형 케이싱을 포함하며, 이 환형 케이싱은, 노즐 외부로부터 공기가 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 보어(bore)를 규정하는 환형 내벽, 및 이 내벽 주위에 연장되어 있는 외벽을 포함한다. 환형 케이싱은 공기를 공기 출구에 전달하기 위한 공기 통로를 포함하다. 이 공기 통로는, 내벽과 외벽 사이에 위치되어 노즐의 보어 주위에 연장되어 있는 입구부, 및 각기 보어를 가로질러 연장되어 있고 공기를 각각의 공기 출구에 전달하기 위한 복수의 출구부를 포함한다. 각 출구부의 각 단부에서 고른 공기 압력을 얻기 위해, 공기 통로의 입구부는 각 출구부의 각 단부에 공기를 전달하도록 되어 있다.

Description

팬 어셈블리{A FAN ASSEMBLY}
본 발명은 팬 어셈블리용 노즐 및 이러한 노즐을 포함하는 팬 어셈블리에 관한 것이다.
통상적인 가정용 팬은 일반적으로 축선을 중심으로 회전하도록 장착된 블레이드 세트 및 이 블레이드 세트를 회전시켜 공기 유동을 발생시키기 위한 구동 장치를 포함한다. 공기 유동의 순환 및 운동에 의해 "윈드 칠(wind chill)" 또는 미풍(breeze)이 발생되고, 그 결과 열이 대류 또는 증발로 소산됨에 따라 사용자는 냉각 효과를 경험하게 된다. 블레이드는 케이지 내부에 위치되며, 이 케이지는 사용자가 팬의 사용 중에 회전하는 블레이드를 건드리는 것을 방지하면서 공기 유동이 하우징을 통과할 수 있게 해준다.
US 2,488,467 에는 팬 어셈블리로부터 공기를 내보내기 위해 케이지식 블레이드를 사용하지 않는 팬이 기재되어 있다. 대신에, 그 팬 어셈블리는 기부(공기 유동을 그 기부 안으로 흡인하기 위한 모터 구동식 임펠러를 내장함) 및 이 기부에 연결되는 일련의 동심 환형 노즐들을 포함하며, 각각의 노즐은 팬으로부터 공기 유동을 방출하기 위해 노즐의 전방부에 위치되는 환형 출구를 포함한다. 각각의 노즐은 노즐이 주위에 연장되어 있는 보어를 규정하는 보어 축선 주위에 연장되어 있다.
각각의 노즐은 에어포일 형상으로 되어 있다. 에어포일은 노즐의 후방부에 위치되는 전연(leading edge) 및 그 노즐의 전방부에 위치되는 후연 및 상기 전연과 후연 사이에 있는 코드선을 갖는다고 생각할 수 있다. US 2,488,467 에서, 각 노즐의 코드선은 노즐의 보어 축선에 평행하다. 공기 출구는 코드선애 위치되고, 코스선을 따라 노즐로부터 멀어지는 방향으로 공기 유동을 방출하도록 되어 있다.
팬 어셈블리로부터 공기를 내보내기 위해 케이지식 블레이드를 사용하지 않는 다른 팬 어셈블리가 WO 2010/100451에 기재되어 있다. 이 팬 어셈블리는 원통형 기부(주 공기 유동을 그 기부 안으로 흡인하기 위한 모터 구동식 임펠러를 또한 내장함) 및 이 기부에 연결되는 단일의 환형 노즐을 포함하고, 이 노즐은 주 공기 유동이 팬에서 방출될 때 통과하게 되는 환형 입구를 포함한다. 노즐은 개구를 규정하여, 팬 어셈블리의 국부적인 환경에 있는 공기가 입구로부터 방출되는 주 공기 유동에 의해 상기 개구를 통해 흡인되어 그 주 공기 유동을 증폭시키게 된다. 상기 노즐은 코안다(Coanda) 표면을 포함하며, 상기 입구는 주 공기 유동을 그 코안다 표면 위로 향하게 한다. 코안다 표면은 개구의 중심 축선에 대해 대칭적으로 연장되어 있어, 팬 어셈블리에 의해 발생된 주 공기 유동은 원통형 또는 절두 원추형 프로파일을 갖는 환형 제트의 형태로 된다.
제 1 양태에서, 본 발명은,
임펠러와 이 임펠러를 구동시키기 위한 모터를 포함하는 기부; 및
상기 기부에 연결되는 노즐을 포함하는 팬을 제공하는 바,
상기 노즐은 적어도 하나의 공기 입구, 적어도 하나의 공기 출구, 팬의 외부로부터 공기가 상기 적어도 하나의 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 통로를 규정하는 케이싱, 및 상기 통로를 통해 흡인된 공기를 처리하기 위한 정전 침전기(electrostatic precipitator)를 포함한다.
상기 통로는 바람직하게는 노즐의 에워싸인 통로이다. 케이싱은 바람직하게는 환형 케이싱의 형태이며, 그래서 통로는 바람직하게는 상기 케이싱에 의해 규정되는 보어이고, 팬의 외부로부터 공기가 상기 공기 출구(들)로부터 방출된 공기에 의해 상기 보어를 통해 흡인된다.
제 2 양태에서, 본 발명은,
임펠러와 이 임펠러를 구동시키기 위한 모터를 포함하는 기부; 및
상기 기부에 연결되는 노즐을 포함하는 팬을 제공하는 바,
상기 노즐은 적어도 하나의 공기 입구, 적어도 하나의 공기 출구, 팬의 외부로부터 공기가 상기 적어도 하나의 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 보어(bore)를 규정하는 환형 케이싱, 및 상기 보어를 통해 흡인된 공기를 처리하기 위한 정전 침전기를 포함한다.
노즐의 공기 출구(들)로부터 방출된 공기(이하, 주 공기 유동이라고 함)는 노즐 주위의 공기를 동반하게 되는데, 따라서 이는 주 공기 유동 및 동반된 공기 둘다를 사용자에게 공급하는 공기 증폭기로 작용한다. 동반된 공기를 여기서 부차적인 공기 유동이라고 할 것이다. 이 부차적인 공기 유동은 실내 공간, 노즐 주위의 영역 또는 외부 환경으로부터 흡인된다. 부차적인 공기 유동의 일부는 노즐의 보어를 통해 흡인되고, 부차적인 공기 유동의 일부는 노즐의 하류에서 주 공기 유동 내에 동반될 것이다. 주 공기 유동은 동반된 부차적인 공기 유동과 결합하여 노즐의 전방부로부터 앞으로 내보내지는 결합된 또는 전체 공기 유동을 형성하게 된다.
노즐의 보어를 통해 흡인되는 공기의 유량은 노즐의 공기 출구(들)로부터 방출되는 주 공기 유동의 유량의 적어도 3배, 바람직하게는 적어도 5배이고 바람직한 실시 형태에서는 대략 8배이다. 주 공기 유동을 처리하는 것과는 달리, 보어를 통해 흡인된 부차적인 공기 유동의 일 부분을 처리하기 위한 정전 침전기를 제공함으로써, 팬에 의해 발생된 전체 공기 유동 중 정전 침전기로 처리되는 비율이 상당히 증가될 수 있다.
정전 침전기는 바람직하게는 노즐의 케이싱 내부에 위치된다. 정전 침전기의 적어도 일 부분은 바람직하게는 상기 노즐의 보어 내부에 위치된다. 일 실시 형태에서, 정전 침전기는 노즐의 보어 내부에 완전히 수용되며, 따라서 케이싱은 정전 침전기의 주위에 연장되어 있다. 다른 실시 형태에서, 정전 첨전기의 일 부분은 노즐의 보어 내부에 수용되고 정전 침전기의 다른 부분은 노즐의 환형 케이싱부 사이에 수용된다.
정전 침전기는 공기 출구(들)로부터 방출된 공기에 의해 공기가 흡인될 때 통과하는 2-단 정전 침전기일 수 있다. 정전 침전기는 대전부를 통해 흡인되는 공기 유동 내에 있는 먼지, 꽃가루 및 연기와 같은 미립자를 대전시키기 위한 대전부 및 이 대전부의 하류에 위치되며 대전된 미립자를 공기 유동으로부터 제거하기 위한 집결부를 포함한다. 대전부와 집결부 각각은 노즐의 보어에 위치될 수 있다. 대안적으로, 집결부는 노즐의 보어에 위치될 수 있고, 대전부는 노즐의 환형 케이싱부에 사이에 수용될 수 있다.
대전부는 공기 유동을 이온화시키기 위한 전기장을 발생시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 대전부는 전기 분무 대전 기술을 이용하는데, 이 기술에서는, 물과 같은 전기전도성 유체가 복수의 노즐 또는 모세관에 공급되고, 강한 전기 전압이 노즐 또는 유체에 가해져 유체가 이온화되고 노즐 구멍으로부터 자발적으로 분무된다. 방출된 이온들은 흩어지고, 보어를 통해 흡인된 공기 내의 미립자와 상호 작용하여, 전하가 그들 미립자에 전달되게 된다. 노즐은 보어 내부에 완전히 위치될 수 있고, 또는 보어 주위에 연장되어 있는 챔버 또는 공기 유동 통로 내부에 수용될 수 있다. 노즐의 출구는 바람직하게는 보어를 규정하는 벽에 제공되어 있는 구멍에 인접하여 위치되며, 그래서 이온들은 그 구멍을 통해 노즐의 보어 안으로 분무된다. 대안적으로, 노즐은 보어 내부에서 이를 가로질러 연장되어 있는 하나 이상의 열, 칼럼 또는 기다란 배열로 배치될 수 있다.
집결부는 바람직하게는 복수의 판을 포함한다. 번갈아 있는 판에 음 또는 양의 전압이 가해져 판들 사이에 전기장이 발생된다. 공기가 대전부로부터 집결부에 들어갈 때, 대전된 미립지가 판에 끌어당겨져 그에 모이게 된다. 판은 바람직하게는 노즐의 보어 내부에 위치되고, 바람직하게는 노즐의 보어를 가로질러 연장되어 있다. 판들은 바람직하게는 평행하다.
정전 침전기는 노즐의 보어로부터 제거가능한 카트리지 내부에 수용될 수 있다. 이로써, 필요한 경우 예컨대 팬을 분해하지 않고도 정기적인 정화 또는 교체를 위해 정전 침전기를 노즐의 보어로부터 제거할 수 있다. 대전부는 카트리지의 대전부 챔버 내부에 수용될 수 있다. 대전부 챔버는, 보어를 통해 흡인된 공기 유동을 정전 침전기의 집결부 쪽으로 전달하기 위한 중앙 통로를 규정하기 위해 환형으로 될 수 있다. 이 챔버는 복수의 구멍을 포함할 수 있고, 노즐은 이온화된 유체를 그 구멍을 통해 공기 유동 안으로 분무하게 된다. 기부는 바람직하게는 정전 침전기의 대전부에 제 1 DC 전압을 공급하기 위한 제 1 전압원 및 정전 침전기의 집결부에 제 2 DC 전압을 공급하기 위한 제 2 전압원을 포함한다. 카트리지의 외부 표면에는, 전압원을 정전 침전기에 연결하기 위해 노즐의 케이싱에 제공되어 있는 접촉자와 결합하는 전기 접촉자가 제공될 수 있다.
더 큰 입자 또는 다른 물체가 정전 침전기 안으로 들어가는 것을 억제하기 위한 메쉬 그릴이 보어의 후방 단부에 제공될 수 있다.
공기 출구(들)는 정전 침전기로부터 멀어지게 공기를 방출할 수 있다. 예컨대, 공기 출구(들)는 정전 침전기의 하류에 위치될 수 있고, 정전 침전기의 판에 실질적으로 평행한 방향으로 공기를 방출할 수 있다. 노즐은 공기가 상기 공기 출구(들)로부터 방출되어 향하게 되는 전방 단부 및 이 전방 단부의 반대쪽에 있는 후방 단부를 포함하고, 상기 공기 출구(들)는 전방 단부와 후방 단부 사이에 위치된다. 보어를 통해 흡인된 공기 유동은 노즐의 후방 단부로부터 전방 단부로 간다. 정전 침전기는 공기 출구(들)와 노즐의 후방 단부 사이에 위치될 수 있다.
대안적으로, 공기 출구(들)는 정전 침전기의 적어도 일 부분의 적어도 일 측을 따라 공기를 방출하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 노즐은 정전 침전기의 적어도 일 부분 주위에 공기를 방출하도록 배치되어 있는 환형 공기 출구를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 노즐은 2개의 공기 출구를 포함할 수 있고 각각의 공기 출구는 정전 침전기의 각 측의 적어도 일 부분을 따라 공기를 방출하도록 되어 있다.
공기 출구(들)는 노즐의 보어를 통해 흡인된 공기의 유량을 최대화하기 위해 정전 침전기의 판에 실질적으로 평행한 방향으로 공기를 방출할 수 있다. 대안적으로, 공기 출구(들)는 정전 침전기의 판에 실질적으로 직교하는 방향으로 공기를 방출할 수 있다.
공기 출구(들)는 바람직하게는 보어를 가로질러 연장된다. 각각의 공기 출구는 바람직하게는 슬롯의 형태로 되어 있고, 팬은 복수의 공기 출구를 포함하고, 이들 공기 출구는 바람직하게는 실질적으로 평행하다.
노즐은 바람직하게는 공기 입구(들)로부터 공기를 공기 출구(들) 쪽으로 전달하기 위한 적어도 하나의 공기 통로를 포함한다. 환형 케이싱은 환형 내벽 및 이 내벽 주위에 연장되어 있는 외벽을 포함할 수 있고, 공기 통로가 편리하게 케이싱의 내벽과 외벽 사이에 위치될 수 있다. 케이싱의 각 벽은 단일 환형 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 노즐의 벽들 중의 하나 또는 둘 모두는 복수의 연결된 환형 부분으로 형성될 수 있다. 내벽의 일 부분은 외벽의 적어도 일 부분과 일체적으로 될 수 있다. 공기 통로는 바람직하게는 적어도 부분적으로 정전 침전기의 주위에 연장되어 있다. 예컨대, 공기 통로는 노즐의 보어를 둘러싸는 환형 통로일 수 있고, 따라서 정전 침전기를 둘러쌀 수 있다. 대안적으로, 공기 통로는, 노즐의 보어의 각 측을 따라 또한 그래서 정전 침전기의 각 측을 따라 연장되어 있어 각각의 공기 입구로부터 멀어지게 공기를 전달하는 복수의 부분들을 포함할 수 있다.
공기 통로는 상기 공기 입구(들)를 통해 상기 팬 안으로 흡인된 공기를 처리하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단에 의해, 주 공기 유동이 공기 출구(들)로부터 방출되기 전에 그 주 공기 유동으로부터 미립자가 제거될 수 있다. 공기 처리 수단은 적어도 하나의 공기 필터를 포함할 수 있다. 이 공기 필터는 HEPA 필터 또는 발포체, 탄소, 종이 또는 직물 필터와 같은 다른 필터 매체의 형태일 수 있다. 대안적으로, 공기 필터는 한쌍의 판을 포함할 수 있는데, 전기장이 이들 판 사이에 발생되어 주 공기 유동 내의 미립자들이 그들 판 중의 하나에 끌려가게 된다.
노즐의 공기 입구(들)는 팬의 하나 이상의 공기 입구를 제공할 수 있다. 예컨대, 공기 입구(들)는 노즐의 외벽에 형성되는 복수의 구멍을 포함할 수 있으며, 공기가 이 구멍을 통해 팬에 들어간다. 이 경우, 기부에 위치되는 모터 구동식 임펠러가 주 공기 유동을 발생시키고, 이 주 공기 유동은 노즐에 있는 공기 입구(들)로부터 기부로 가고 이어서 이 기부로부터 노즐에 있는 공기 출구(들)로 가게 된다. 따라서, 노즐은 공기를 상기 기부에 전달하기 위한 공기 출구 포트 및 기부로부터 공기를 받기 위한 공기 입구 포트를 포함한다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 공기 통로는, 상기 공기 입구(들)로부터 공기를 공기 출구 포트에 전달하기 위한 제 1 공기 통로 및 공기 입구 포트로부터 공기를 상기 공기 출구(들)에 전달하기 위한 제 2 공기 통로를 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 제 1 공기 통로는 노즐의 보어를 둘러싸는 환형 통로일 수 있다. 대안적으로, 제 1 공기 통로는, 노즐의 보어의 각 측을 따라 연장되어 있어 각각의 공기 입구로부터 공기를 노즐의 공기 출구 포트 쪽으로 전달하는 복수의 부분들을 포함할 수 있다. 제 1 공기 통로는 바람직하게는 케이싱의 내벽과 외벽 사이에 위치된다. 제 1 공기 통로는 공기 입구(들)를 통해 팬 안으로 흡인된 공기를 처리하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
노즐은 공기 입구 포트로부터 받은 공기 유동의 각 부분을 방출하기 위한 복수의 공기 출구를 포함할 수 있다. 대안적으로, 노즐은 단일의 공기 출구를 포함할 수 있다. 공기 출구(들)는 노즐의 내벽 또는 외벽에 형성될 수 있다. 다른 대안으로서, 공기 출구(들)는 케이싱의 내벽과 외벽 사이에 위치될 수 있다. 이들 경우 중 어떤 것이든, 제 2 공기 통로는 내벽과 외벽 사이에 위치될 수 있고, 케이싱의 내벽과 외벽 사이에 위치되는 하나 이상의 격벽에 의해 제 1 공기 통로부터 격리될 수 있다. 제 1 공기 통로와 유사하게, 제 2 공기 통로는 노즐의 보어를 둘러싸는 환형 통로를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제 2 공기 통로는, 노즐의 보어의 각 측을 따라 연장되어 있어 공기 입구 포트로부터 공기를 각각의 공기 출구에 전달하는 복수의 부분을 포함할 수 있다.
다른 대안으로서, 공기 출구(들)는 노즐의 보어에 위치될 수 있다. 다시 말해, 공기 출구(들)는 노즐의 내벽으로 둘러싸일 수 있다. 띠라서 공기 출구(들)는 보어의 전방부에 위치될 수 있고, 정전 침전기는 그 보어의 후방부에 위치되어, 공기 출구(들)는 공기를 정전 침전기로부터 멀어지게 방출하게 된다. 대안적으로, 각각의 공기 출구(들) 및 정전 침전기는 공통의 부분, 예컨대 보어의 후방부에 위치될 수 있다. 어느 경우든, 정전 침전기는 보어를 통과하는 공기에 대해 공기 출구(들)로부터 상류에 위치될 수 있다. 다른 예로서, 정전 침전기의 판들은 공기 출구(들)의 주위에 또는 그의 일측에 위치될 수 있다.
적어도 제 2 공기 통로의 출구부는 따라서 적어도 부분적으로 노즐의 보어를 가로질러 연장되어 있어 공기를 공기 출구(들)에 전달할 수 있다. 예컨대, 제 2 공기 통로의 출구부는 보어의 하단부와 그 보어의 상단부 사이에 연장되어 있을 수 잇다. 제 2 공기 통로의 출구부는 보어의 중심 축선에 직교하는 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 제 2 공기 통로는 노즐의 보어를 가로질러 연장되어 공기를 각각의 공기 출구에 전달하는 복수의 기둥형 또는 기다란 출구부를 포함한다. 제 2 공기 통로의 출구부는 바람직하게는 평행하다. 제 2 공기 통로의 각 출구부는 보어를 가로질러 연장되어 있는 각각의 관형 벽으로 형성될 수 있다.
제 2 공기 통로의 기다란 각각의 부분의 길이를 따라 비교적 고른 공기 유동을 얻기 위해, 출구부의 각 단부는 바람직하게는 각각의 공기 입구를 포함한다. 제 2 공기 통로는 바람직하게는, 보어 주위에 연장되어 있고 제 2 공기 통로의 각 출구부의 각 단부 안으로 공기를 전달하도록 되어 있는 환형 입구부를 포함한다. 이리하여, 제 2 공기 통로의 출구부의 각 단부에서 고른 공기 압력을 얻을 수 있다.
각각의 공기 출구는 바람직하게는 제 2 공기 통로의 각각의 출구부를 따라 연장되어 있는 슬롯의 형태이다. 각각의 공기 출구는 바람직하게는 제 2 공기 통로의 각각의 출구부의 전방부에 위치되어 공기를 노즐의 전방 단부 쪽으로 방출하게 된다.
공기 출구로부터 방출된 공기 유동들은 바람직하게는 노즐의 보어 내부에서 합쳐지지 않는다. 예컨대, 이들 공기 유동은 노즐의 보어 내부에서 서로 격리될 수 있다. 노즐의 보어는 보어를 두 부분으로 분할하는 분할벽을 포함할 수 있는데, 각 부분은 각각의 공기 출구를 포함한다. 이 분할벽은 보어의 축선에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어 있을 수 있고, 정전 침전기의 집결부의 판에 실질적으로 평행할 수 있다. 보어의 상단부와 하단부 사이의 중간에 위치되며 보어의 축선을 포함하는 평면에서, 각 공기 출구는 노즐의 내벽과 분할벽 사이의 중간에 위치될 수 있다. 각각의 공기 출구는 분할벽에 실질적으로 평행하게 연장되어 있을 수 있다.
공기 출구를 노즐의 전방 단부와 후방 단부 사이에 위치시키면 노즐의 보어를 통해 흡인된 공기는 정전 침전기를 비교적 고른 유량으로 관류하게 되는 것을 알았다. 공기 출구와 노즐의 전방 단부 사이의 바람직한 거리는 공기 출구의 갯수의 함수인데, 공기 출구의 갯수가 증가하면 노즐의 깊이를 줄일 수 있지만, 노즐의 복잡성이 증가하게 되는데, 그래서 바람직한 실시 형태에서는 팬은 각기 보어 내부에서 노즐의 전방 단부와 후방 단부 사이에 위치되는 2개의 공기 출구를 포함한다. 이 경우, 분할벽은 보어를 2개의 동등한 절반부로 분할할 수 있다. 보어의 각 부분 내에서 또한 그 보어의 상단부와 하단부 사이의 중간에 위치되고 보어의 축선을 포함하는 평면내에서, 제 1 라인(보어의 축선에 평행하게 공기 출구로부터 보어의 전방 단부쪽으로 연장되어 있음)과 제 2 라인(공기 출구로부터 분할벽의 전방 단부로 연장되어 있음) 사이의 각도는 5 ∼ 25°, 바람직하게는 10 ∼ 20°, 더 바람직하게는 10 ∼ 15°일 수 있다. 상기 각도는 보어를 통해 흡인되는 공기의 유량이 최대가 되도록 선택된다.
정전 침전기의 집결부는 생략될 수 있으며, 그래서 팬은 보어를 통해 흡인된 공기를 처리하기 위한 이온화기를 포함한다. 그러므로, 본 발명의 제 3 양태에서, 본 발명은, 임펠러와 이 임펠러를 구동시키기 위한 모터를 포함하는 기부; 및 상기 기부에 연결되는 노즐을 포함하는 팬을 제공하는 바, 상기 노즐은 적어도 하나의 공기 입구, 적어도 하나의 공기 출구, 팬의 외부로부터 공기가 상기 적어도 하나의 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 통로를 규정하는 케이싱, 및 상기 통로를 통해 흡인된 공기를 처리하기 위한 이온화기를 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 통로는 바람직하게는 노즐의 에워싸인 통로이다. 케이싱은 바람직하게는 환형 케이싱의 형태이며, 그래서 통로는 바람직하게는 상기 케이싱에 의해 규정되는 보어이고, 팬의 외부로부터 공기가 상기 공기 출구(들)로부터 방출된 공기에 의해 상기 보어를 통해 흡인된다.
제 4 양태에서 본 발명은 팬 어셈블리용 노즐을 제공하는 바, 이 노즐은 공기 입구, 복수의 공기 출구, 및 환형 케이싱을 포함하며, 이 케이싱은 노즐 외부로부터 공기가 상기 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 보어를 규정하는 환형 내벽 및 이 내벽 주위에 연장되어 있는 외벽을 포함하고, 환형 케이싱은 공기를 공기 출구에 전달하기 위한 공기 통로를 포함하며, 이 공기 통로는, 상기 내벽과 외벽 사이에 위치되어 노즐의 보어 주위에 연장되어 있는 입구부, 및 각기 보어를 가로질러 연장되어 있고 공기를 각각의 공기 출구에 전달하기 위한 복수의 출구부를 포함하고, 공기 통로의 입구부는 각 출구부의 각 단부에 연결되어 있다.
제 5 양태에서 본 발명은 팬 어셈블리용 노즐을 제공하는 바, 이 노즐은 적어도 하나의 공기 입구, 복수의 공기 출구, 및 환형 케이싱을 포함하고, 이 케이싱은 공기를 공기 출구에 전달하기 위한 공기 통로를 포함하며, 케이싱은 노즐의 외부로부터 공기가 상기 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 보어를 규정하며, 이 보어는 전방 단부 및 이 전방 단부의 반대쪽에 있는 후방 단부를 포함하고, 케이싱은 보어를 두 부분으로 분할하는 분할벽을 포함하며, 보어의 각 부분은 공기 통로의 각각의 출구부 및 각각의 공기 출구를 포함하고, 공기 출구는 보어의 전방 단부와 후방 단부 사이에 위치된다.
노즐에서 팬의 하나 이상의 공기 입구를 형성하는 것에 대한 대안으로, 팬의 기부는 주 공기 유동이 팬에 들어갈 때 통과하게 되는 하나 이상의 공기 입구를 포함할 수 있다. 이 경우, 공기 통로는 노즐 내부에서 노즐의 공기 입구로부터 노즐의 공기 출구까지 연장되어 있을 수 있다. 공기 통로는 보어 주위에 연장되어 있을 수 있다. 예컨대, 공기 통로는 노즐의 보어를 둘러쌀 수 있다. 노즐은 적어도 부분적으로 노즐의 보어 주위에 연장되어 있고 바람직하게는 그 보어를 둘러싸는 단일의 공기 출구를 포함할 수 있다. 대안적으로, 노즐은, 각기 적어도 부분적으로 노즐의 보어 주위에 연장되도록 그 노즐의 각 측에 위치되는 복수의 공기 출구를 포함할 수 있다. 공기 출구는 노즐의 내벽과 외벽 사이에 위치되는 적어도 하나의 슬롯을 포함할 수 있다. 각각의 슬롯은 노즐의 전방 단부와 후방 단부 사이에 위치될 수 있거나 또는 노즐의 전방 단부에 위치될 수 있다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 양태와 관련하여 전술한 특징들은 본 발명의 다른 각각의 양태에도 마찬가지로 해당되며 그 반대도 성립된다.
이제 본 발명의 일 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 단순히 예시적으로 설명하도록 한다.
도 1 은 팬의 제 1 실시 형태를 위에서 본 전방 사시도이다.
도 2 는 팬을 위에서 본 후방 사시도이다.
도 3 은 팬의 좌측면도이다.
도 4 는 팬의 평면도다.
도 5 는 팬의 본체, 정전 침전기 및 후방 그릴의 분해도이다.
도 6 는 정전 침전기의 분해도이다.
도 7 은 전방 그릴이 제거된 상태에 있는 팬의 정면도이다.
도 8 은 후방 그릴이 제거된 상태에 있는 팬의 배면도이다.
도 9 은 도 4 의 선 A - A 을 따라 취한 측단면도이다.
도 10 은 도 3 의 선 B - B 를 따라 취한 상단면도이다.
도 11 은 팬의 제 2 실시 형태를 위에서 본 전방 사시도이다.
도 12 는 도 11 의 팬을 위에서 본 후방 사시도이다.
도 13 은 도 11 의 팬의 정면도이다.
도 14 는 도 11 의 팬의 배면도이다.
도 15 는 도 11 의 팬의 평면도이다.
도 16 은 도 15 의 선 C - C 을 따라 취한 측단면도이다.
도 1 ∼ 4 는 팬(10)의 제 1 실시 형태의 외부도이다. 이 팬(10)은 본체를 포함하며, 이 본체는 기부(12) 및 이 기부(12)에 장착되는 노즐(14)을 포함한다. 노즐(14)은 환형 케이싱(16)을 포함하는 루프의 형태로 되어 있고, 그 환형 케이싱은 복수의 공기 입구(18)를 가지며, 주 공기 유동이 그 입구를 통해 팬(10) 안으로 흡인된다. 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 공기 입구(18)는 케이싱(16)에 형성되어 있는 복수의 구멍을 포함한다. 대안적으로, 각각의 공기 입구(18)는 케이싱(16)에 부착되는 메쉬 또는 그릴을 포함할 수 있다. 아래에서 더 자세히 논의하는 바와 같이, 노즐(14)은 팬(10)으로부터 주 공기 유동을 방출시키기 위한 적어도하나의 공기 출구를 포함한다.
또한 도 5 를 참조하면, 케이싱(16)은 노즐(14)의 보어(20) 주위에 연장되어 있고 그 보어를 규정한다. 이 실시예에서, 보어(20)는 일반적으로 기다란 형상으로 되어 있고, 폭(노즐(14)의 측벽들 사이의 방향으로 측정됨) 보다 큰 높이(노즐(14)의 상단부로부터 그 노즐의 하단부로 가는 방향으로 측정됨)를 갖는다. 팬(10)으로부터 주 공기 유동이 방출되면, 팬(10)의 외부로부터 노즐(14)의 보어(20)를 통해 공기가 흡인된다.
노즐(14)은 이 노즐(14)의 보어(20)를 통해 흡인되는 공기를 처리하기 위한 정전 침전기(22; electrostatic precipitator)를 내장한다. 이 정전 침전기(22)는 환형 카트리지(24) 내부에 수용되고, 이 카트리지는 노즐(14)의 보어(20)의 후방부에 삽입될 수 있고 또한 바람직하게는 그로부터 제거가능하다. 한쌍의 그릴(26, 28)이 노즐(14)의 전방 단부와 후방 단부 각각에 제공되어, 비교적 큰 입자 또는 다른 물체가 정전 침전기(22) 안으로 들어가는 것을 억제한다.
또한 도 6 ∼ 8 을 참조하면, 이 실시예에서 정전 침전기(22)는 2-단 정전 침전기의 형태로 되어 있는데, 이 침전기는 노즐(14)의 보어(20)를 통해 흡인되는 공기 내에 있는 먼지, 꽃가루 및 연기와 같은 미립자를 대전시키기 위한 대전부(30) 및 이 대전부(30)의 하류에 위치되며 대전된 미립자를 공기 유동으로부터 제거하기 위한 집결부(32)를 포함한다. 대전부(30)는 카트리지(24)의 후방 단부에 위치되는 환형 대전부 챔버(34) 내에 수용된다. 대전부(30)는 복수의 노즐(36)을 포함하며, 이들 노즐 각각은 대전부 챔버(34)에 형성되어 있는 각각의 구멍(38)에 인접하여 위치된다. 각각의 노즐(36)은 0.05 ∼ 0.5 mm 범위의 직경을 갖는 구멍을 갖는다. 각각의 노즐(36)은 도관(40)에 연결되고, 이 도관은 카트리지(24)의 하측 챔버부(44) 내에 수용되어 있는 유체 저장부(42)로부터 물 또는 공기와 같은 유체를 노즐(36)에 전달한다. 저장부(42)로부터 유체를 노즐(36)에 전달하는 펌프가 제공되어 있다. 강한 전기적 대전을 부여하여 노즐(36) 내의 유체를 이온화시키고 노즐 구멍으로부터 구멍(38)을 통해 자발적으로 분무되도록 하는 바늘형 전극(미도시)이 각 노즐(36)에 삽입될 수 있다. 대안적으로, 유체는 예컨대 저장부(42) 내에 대전 전극을 제공하여 직접 대전될 수 있다. 하나 이상의 와이어(미도시)가 대전부(30)를 위한 하나 이상의 접지 전극을 제공한다. 기부(12)는 제 1 DC 전압을 바늘형 전극에 공급하기 위한 제 1 전압원(미도시)을 내장한다. 제 1 DC 전압은 5 ∼ 15 kV 일 수 있다. 노즐(36)에 공급되는 유체가 물인 일 실시예에서, 제 1 DC 전압은 약 8 kV 일 수 있다. 대안적으로, 제 1 전압원은 AC 전압을 전극에 공급하도록 구성될 있다.
집결부(32)는 복수의 평행한 판(46)을 포함한다. 이들 판(46)은 스테인레스 강으로 형성될 수 있다. 도 10 을 또한 참조하면, 판(46)들은 판(46) 사이에 일련의 공기 통로(48)를 형성하도록 배치되는데, 이 공기 통로는 집결부(32)를 통해 공기를 전달하기 위한 것이다. 판(46)들은 보어(20)의 중심 축선(X)에 실질적으로 평행한 방향으로 각각의 공기 통로(48)가 보어(20)의 전방 단부쪽으로 연장되어 있도록 배치된다. 이 실시예에서, 판(46) 사이의 간격 및 그래서 공기 통로(48)의 폭은 5 mm 이다. 기부(12)는 바람직하게는 음인 제 2 DC 전압을 번갈아 있는 판(46)에 공급하여 서로 인접하는 판(46) 사이에 전기장을 발생시키기 위한 제 2 전압원(미도시)을 내장한다. 이 실시예에서, 제 2 전압원은 대략 -5 kV의 DC 전압을 공급하도록 되어 있다. l
케이싱(16)의 내측 표면에 위치하는 스탑 부재(50)에 카트리지(24)의 전방 단부가 접촉할 때까지 카트리지(24)가 노즐(14)의 보어(20) 안으로 삽입된다. 케이싱(16)은 환형 내벽(54) 주위에 연장되어 있는 외벽(52)을 포함한다. 내벽(54)은 노즐(14)의 보어(20)를 규정한다. 이 실시예에서, 내벽(54)은 전방 내벽부(56)를 포함하고, 이 내벽부는 일 단부에서 외벽(52)의 전방 단부에 연결되고 다른 단부에서는 후방 내벽부(58)에 연결되며, 이 후방 내벽부는 외벽(52)과 일체적으로 되어 있다. 상기 스탑 부재(50)는 후방 내벽부(58)의 전방 단부에 형성된다. 후방 내벽부(58)는 제 1 세트의 전기 접촉자(미도시)를 포함하는데, 이들 접촉자는, 카트리지(24)가 노즐(14)의 보어(20) 안으로 완전히 삽입되면, 카트리지(24)의 외측 표면에 위치하는 제 2 세트의 전기 접촉자와 결합하게 된다. 도 9 를 참조하면, 전기 접촉자들 간의 접촉에 의해, 기부(12)의 주 제어 회로(60)에 제공되어 있는 전압원이 정전 침전기(22)에 연결된다. 주 제어 회로(60)에 전기를 공급하기 위한 주 전력 케이블(62)이 기부(12)에 형성되어 있는 구멍을 통과한다. 케이블(62)은 주 전력 케이블에의 연결을 위한 플러그(미도시)에 연결된다.
주 제어 회로(60)는 공기 입구(18)를 통해 팬(10) 안으로 공기를 흡인하기 위한 임펠러(66)를 구동시키기 위한 모터(64)에 연결된다. 바람직하게는, 임펠러(66)는 혼합 유동 임펠러의 형태이다. 모터(64)는 바람직하게는, 사용자가 다이얼(68)을 조작하면 주 제어 회로(60)에 의해 변할 수 있는 속도를 갖는 DC 브러시레스 모터이다. 모터(64)는, 임펠러(66)의 하류에서 디퓨저(70)를 포함하는 모터 버킷 내부에 내장된다. 디퓨저(70)는 만곡된 블레이드를 갖는 환형 디스크의 형태이다. 모터(64)는, 주 제어 회로(60)로부터 디퓨저(70)를 통해 모터(64)까지 이르는 케이블에 의해 주 제어 회로(60)에 연결된다. 모터 버킷은 일반적으로 절두 원추형인 임펠러 하우징 내부에 위치되어 그 하우징 상에 장착되며, 이 하우징은 기부(12)에 연결되어 각도적으로 이격된 복수의 지지부 상에 장착된다. 바람직하게는, 기부(12)는 기부(12)에서 나는 소음을 줄이기 위해 소음 발포체(silencing foam)를 포함한다. 이 실시 형태에서, 기부(12)는 임펠러 하우징 밑에 위치되는 발포체 부재(72)를 포함한다.
이 실시예에서, 기부(12)는, 노즐(14)로부터 주 공기 유동을 받기 위해 기부(12)의 후방부에 위치되는 제 1 공기 통로(74), 및 노즐(14)의 공기 출구를 통해 배출되도록 주 공기 유동을 노즐(14)에 돌려보내기 위해 기부(12)의 전방부에 위치되는 제 2 공기 통로(76)를 포함한다. 주 공기 유동은 일반적으로 서로 반대 방향을 공기 통로(74, 76)를 통과한다. 주 공기 유동은 제 1 공기 통로(74)로부터, 공기 통로(74, 76)의 하단부에 위치하는 구멍(78)을 통해 제 2 공기 통로(76)로 간다. 모터(64) 및 임펠러(66)는 바람직하게는 제 2 공기 통로(76)에 위치된다.
주 제어 회로(60)는, 기부(12)를 통과하는 주 공기 유동으로부터 격리되는 기부(12)의 하측 챔버(80) 내부에 위치된다. 케이블이 그 하측 챔버(80)에 있는 구멍을 통과하여 주 제어 회로(60)를 모터(64) 및 노즐(14)의 내벽(54)에 위치하는 전기 접촉자에 연결해준다.
주 공기 유동은 노즐(14)의 외벽(52)의 하단부에 위치하는 공기 출구 포트(82)를 통해 기부(12)의 제 1 공기 통로(74)에 들어간다. 노즐(14)은 공기 입구(18)로부터 공기를 공기 출구 포트(82)에 전달하기 위한 제 1 공기 통로(84)를 포함한다. 제 1 공기 통로(84)는 외벽(52)과 내벽(54)의 후방 내벽부(58) 사이에 위치된다. 이 실시 형태에서, 제 1 공기 통로(84)는 노즐(14)의 보어(20)와 이 보어(20) 내부에 삽입되는 정전 침전기(22) 모두를 둘러싸는 루프의 형태로 되어 있다. 그러나, 제 1 공기 통로(84)는 보어(20) 주위에 완전히 연장되어 있지는 않을 수 잇고, 그래서 공기 출구 포트(82)에서 합쳐지는 복수의 부분을 포함할 수 있고, 그 부분 각각은 각각의 공기 입구(18)로부터 공기를 공기 출구 포트(82)에 전달한다.
도 10 에 도시되어 있는 바와 같이, 선택적으로 제 1 공기 통로(84)는 공기 입구(18)를 통해 팬(10) 안으로 흡인된 주 공기 유동을 처리하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이 공기 처리 수단은 하나 이상의 필터를 포함할 수 있는데, 이 필터는 HEPA, 발포체, 탄소, 종이 또는 직물 필터 매체 중의 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이 실시 형태에서, 공기 통로(84)는 두 세트의 평행한 판(86)을 포함하며, 각각의 판은 공기 출구 포트(82)와 각각의 공기 입구(18) 사이에 위치하도록 제 1 공기 통로(84) 안에 배치된다. 카트리지(24) 내부에 위치되는 제 2 전압원에 의해 전압이 각 세트의 평행한 판(86)들 중의 하나에 공급될 수 있고, 카트리지(24)가 노즐(14)의 보어(20) 안으로 완전히 삽입되면 상기 판과 제 2 전압원 사이에 전기적 접촉이 이루어질 수 있다. 대안적으로, 이 전압은 기부(12) 내에 위치하는 주 제어 회로(60)에 의해 직접 공급될 수 있다. 정전 침전기(22)의 대전부(30)는 판(86)의 상류에서 주 공기 유동 내의 미립자를 대전할 수 있다. 예컨대, 대전부(30)의 노즐(36)은 예컨대 후방 내벽부(58)에 제공되어 있는 구멍을 통해 주 공기 유동 안으로 이온을 방출할 수 있다.
노즐(14)은 기부(12)의 제 2 공기 통로(76)로부터 주 공기 유동을 받기 위한 공기 입구 포트(88)를 포함한다. 이 공기 입구 포트(88)는 케이싱(16)의 외벽(52)의 하단부에 위치된다. 공기 입구 포트(88)는 주 공기 유동을 노즐(14)의 제 2 공기 통로 안으로 전달하게 된다. 이 실시 형태에서, 제 2 공기 통로는 기부(12)로부터 주 공기 유동을 받기 위해 케이싱(16)의 외벽(52)과 전방 내벽부(56) 사이에 위치되는 환형 입구부(90)를 포함한다. 제 2 공기 통로의 입구부(90)는 외벽(52)과 내벽(54) 사이에 연장되어 있는 환형 격벽(92)에 의해 제 1 공기 통로(84)로부터 격리된다.
제 2 공기 통로는 입구부(90)로부터 공기를 받기 위한 2개의 기다란 출구부(94)를 포함한다. 각각의 출구부(94)는 정전 침전기(22)의 앞에서 보어(20)의 전방부 내에 위치되는 각각의 관형 벽(96)에 의해 규정된다. 각각의 관형 벽(96)은, 전방 내벽부(56)의 하단부와 전방 내벽부(56)의 상단부 사이에서 노즐(14)의 보어(20)를 가로질러 있다. 각각의 벽(96)은 각기 제 2 공기 통로의 입구부(90)로부터 공기를 받기 위한 열린 상단부 및 열린 하단부를 갖는다. 관형 벽(96)들은 노즐(14)의 보어(20) 내부에 나란히 위치되며, 각각의 관형 벽은 보어(20)의 중심 축선(X)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다.
각 관형 벽(96)의 전방 단부에는 공기 출구(98)가 형성되어 있다. 각각의 공기 출구(98)는, 바람직하게는 공기가 정전 침전기(22)의 판(46)들 사이에 위치되는 공기 통로(48)를 통과하는 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 공기를 정전 침전기(22)로부터 멀어지게 방출하도록 되어 있다. 대안적으로, 정전 침전기(22)의 판(46)들 사이에 위치되는 공기 통로(48)에 대해 공기 출구(98)가 각을 이루도록 판(46) 또는 벽(96)의 배향을 조정할 수 있다. 예컨대, 정전 침전기(22)의 판(46)들 사이에 위치되는 공기 통로(48)에 대해 공기 출구(98)가 직교하도록 판(46)이 배향될 수 있다. 각각의 공기 출구(98)는 바람직하게는 보어(20)의 중심 축선(X)에 직교하는 방향으로 연장되어 있는 슬롯의 형태로 되어 있다. 각각의 슬롯은 실질적으로 각 관형 벽(96)의 전체 길이에 걸쳐 연장되어 있고, 그의 길이를 따라 1 ∼ 5 mm의 일정한 폭을 갖는다.
보어(20)의 전방부는, 보어(20)의 전방부의 상단부와 하단부 사이에서 보어(20)의 중심을 통과하는 분할벽(102)에 의해 2개의 동등한 절반부(100)로 분할된다. 도 10 은, 보어(20)의 축선(X)을 포함하고 그 보어(20)의 상단부와 하단부 사이의 중간에 위치되는 평면에서 본 팬(10)의 상단면도를 도시한다. 보어(20)의 각 절반부(100)로, 공기 출구(98)는 전방 내벽부(56)와 분할벽(102) 사이의 중간에 위치된다. 바람직하게는, 제 1 라인(L1)(보어(20)의 축선(X)에 평행하게 공기 출구(98)로부터 보어(20)의 전방 단부쪽으로 연장되어 있음)과 제 2 라인(L2)(공기 출구(98)로부터 분할벽(102)의 전방 단부(104)로 연장되어 있음) 사이의 각도(θ)가 5 ∼ 25°가 되도록, 각각의 공기 출구(98)는 또한 보어(20)의 전방 단부 뒤에 위치된다. 이 실시 형태에서, 상기 각도(θ)는 대략 15°이다.
팬(10)을 작동시키기 위해, 사용자는 기부(12)에 위치하는 버튼(106)을 누르면 된다. 사용자 인터페이스 제어 회로(108)가 이 행위를 주 제어 회로(60)에 전달하고, 이에 응하여 주 제어 회로(60)는 모터(64)를 작동시켜 임펠러(60)를 회전시키게 된다. 임펠러(60)의 회전에 의해, 주 또는 제 1 공기 유동이 공기 입구(18)를 통해 팬(10) 안으로 흡인된다. 사용자는 다이얼(68)을 조작하여, 모터(64)의 속도를 제어할 수 있고, 그래서 공기가 공기 입구(18)를 통해 팬(10) 안으로 흡인되는 양을 제어할 수 있다. 모터(64)의 속도에 따라, 임펠러(60)에 의해 발생되는 공기 유동의 유량은 초당 10 ∼ 40 리터일 수 있다.
주 공기 유동은 노즐(14)의 제 1 공기 통로(84)를 통해 흡인되고 노즐(14)의 공기 출구 포트(82)를 통해 기부(12)에 들어가게 된다. 주 공기 유동은 공기 입구 포트(88)를 통해 기부(12)에서 방출되기 전에 기부(12)에 있는 제 1 공기 통로(74)와 제 2 공기 통로(76)를 통과하게 된다. 주 공기 유동은 노즐(14)로 되돌아가면 노즐(14)의 제 2 공기 통로에 들어가게 된다. 제 2 공기 통로의 환형 입구부(90) 내부에서 주 공기 유동은, 노즐(14)의 보어(20)의 하측부 주위에서 서로 반대 방향으로 전달되는 2개의 공기 흐름으로 분할된다. 각 공기 흐름의 제 1 부분은 관형 벽(96)의 열린 하단부를 통해 각각의 출구부(94)에 들어가고, 각 공기 흐름의 제 2 부분은 환형 입구부(90) 내부에 남아 있게 된다. 공기 흐름의 제 2 부분은 노즐(14)의 보어(20) 주위를 지나 관형 벽(96)의 열린 상단부를 통해 출구부(94)에 들어간다. 다시 말해, 출구부(94)는 공기 흐름의 각 부분을 받기 위한 2개의 공기 입구를 갖는다. 공기 흐름의 상기 부분은 그래서 서로 반대 방향으로 출구부(94)에 들어가게 된다. 공기 흐름은 공기 출구(98)를 통해 출구부(94)로부터 방출된다.
공기 출구(98)에서 공기 유동이 방출되면, 외부 환경으로부터 공기가 동반되어 부차적인 공기 유동이 발생된다. 노즐(14)의 주위와 그 앞의 환경으로부터 공기가 노즐(14)의 보어(20)를 통해 공기 유동 안으로 흡인된다. 노즐(14)의 보어(20)를 통해 흡인된 공기 유동은 대전부(30) 및 정전 침전기(22)의 집결부(32)의 판(46)들 사이의 공기 통로(48)를 통과한다. 부차적인 공기 유동은 노즐(14)에서 방출된 공기 유동과 결합되어, 팬(10)에서 앞으로 내보내지는 결합된 또는 전체 공기 유동을 발생시킨다.
노즐(14)의 보어(20)를 통해 흡인된 공기로부터 미립자를 제거하기 위해, 사용자는 기부(12)에 위치되어 있는 버튼(110)을 눌러 정전 침전기(22)를 작동시킨다. 사용자 인터페이스 제어 회로(108)는 이 행위를 주 제어 회로(60)에 전달하고 이에 응하여 주 제어 회로(60)는 기부(12)에 위치되어 있는 전압원을 작동시킨다. 제 1 전압원은 제 1 DC 전압을 대전부(30)의 노즐(36)에 연결되어 있는 바늘형 전극에 공급하고, 제 2 전압원은 제 2 DC 전압을 공급하여 집결부(32)의 판들을 번갈아 한다. 또한 펌프가 예컨대 전압원들 중의 하나에 의해 또는 직접 주 제어 회로(60)에 의해 작동되어 대전부(30)의 노즐(36)에 유체를 공급한다. 하나 이상의쌍의 판이 또한 노즐(14) 내부의 제 1 공기 통로(84) 내에 위치되면, 제 2 DC 전압 이 또한 각 쌍의 판들 중의 하나에 공급될 수 있다.
노즐(36) 내부에 위치하는 유체에서 높은 전기적 대전이 발생되면, 유체가 이온화되고 노즐 구멍으로부터 구멍(38)을 통해 자발적으로 분무된다. 방출된 이온들은 흩어지고, 보어(20)를 통해 흡인되어 대전부(30)를 통과는 공기 내의 미립자와 상호 작용하게 되며, 또한 노즐(36) 중의 적어도 하나가 이온을 제 1 공기 통로(84) 안으로 방출하게 되는 경우에는 주 공기 유동 내의 미립자와 상호 작용한다. 카트리지(24) 내부에서 공기가 집결부(32)의 판(46)들 사이에 위치하는 공기통로(48)를 통과할 때, 대전된 미립자는 대전된 판(46)에 끌어 당겨져 그에 모이게 되고, 제 1 공기 통로(84) 내부에서는 대전된 미립자가 제 1 공기 통로(84)에 위치하는 대전된 판에 끌어 당겨져 그에 모이게 된다.
정전 침전기를 포함하는 팬(200)의 제 2 실시 형태가 도 11 ∼ 16 에 도시되어 있다. 팬(10)과 유사하에, 팬(210)은 기부(212) 및 이 기부(212)에 장착되는 노즐(214)를 포함한다. 노즐(214)은 또한 환형 케이싱(216)을 포함하지만, 주 공기 유동이 팬(210) 안으로 흡인될 때 통과하게 되는 공기 입구(218)는 이제 팬(210)의 기부(212)에 위치된다. 공기 입구(218)는 기부(212)에 형성되는 복수의 구멍을 포함한다.
기부(212)는 실질적으로 원통형인 하측 몸체부(222)에 장착되는 실질적으로 원통형인 주 몸체부(220)를 포함한다. 주 몸체부(220) 및 하측 몸체부(222)는 바람직하게는 실질적으로 동일한 외경을 갖고 있어, 상측 몸체부(220)의 외부 표면은 하측 몸체부(222)의 외부 표면과 실질적으로 같은 면을 이루게 된다. 주 몸체부(220)는 공기가 팬 어셈블리(10)에 들어갈 때 통과하게 되는 공기 입구(218)를 포함한다. 주 몸체부는 공기 통로(224)를 규정하며, 팬(210)의 작동 중에 공기 입구(218)를 통해 흡인된 주 공기 유동이 그 공기 통로를 통해 노즐(214) 쪽으로 흐르게 된다.
하측 몸체부(222)는 상측 몸체부(220)를 통과하는 공기 유동으로부터 격리된다. 하측 몸체부(222)는 팬(10)과 동일한 사용자 조작 버튼(106, 110), 다이얼(68) 및 사용자 인터페이스 제어 회로(108)를 포함한다. 주 제어 회로(60)에 전기를 공급하기 위한 주 전력 케이블(62)이 하측 몸체부(222)에 형성되어 있는 구멍을 통과한다. 하측 몸체부(222)는 이 하측 몸체부(222)에 대해 주 몸체부(220)를 요동시키기 위한 기구(전체적으로 "226"으로 표시되어 있음)를 또한 내장하고, 창(228; window)을 포함하는데, 원격 제어부(미도시)로부터 신호가 그 창을 통해 팬(210)에 들어가게 된다.
주 몸체부(220)는 공기 입구(218)를 통해 팬(210) 안으로 주 공기 공기를 흡인하기 위한 기구를 내장한다. 주 공기 유동을 팬(210) 안으로 흡인하기 위한 상기 기구는 팬(10)에서 사용되는 것과 동일하며, 그래서 여기서 다시 자세히 설명하지 않겠다. 주 공기 유동으로부터 미립자를 제거하기 위한 필터가 기부(212) 내부에 또는 공기 입구(218) 주위에 제공될 수 있다.
노즐(214)은 환형 내측 케이싱부(232)에 연결되어 그 주위에 연장되어 있는 환형 외측 케이싱부(230)를 포함한다. 이들 각각의 케이싱부는 복수의 연결된 부분들로 형성될 수 있는데, 하지만 이 실시 형태에서는 외측 케이싱부(230) 및 내측 케이싱부(232) 각각은 각각의 단일 성형품으로 형성된다. 내측 케이싱부(232)는 노즐(214)의 보어(236)를 규정한다. 메쉬 그릴(26, 28)이 노즐(214)의 전후방 단부에 연결되어 있다.
외측 케이싱부(230) 및 내측 케이싱부(232)는 함께 노즐(214)의 환형 공기 통로(238)를 규정한다. 따라서, 공기 통로(238)는 보어(236) 주위에 연장되어 있다. 공기 통로(238)는 외측 케이싱부(230)의 내부 둘레 표면 및 내측 케이싱부(232)의 내부 둘레 표면에 의해 경계진다. 외측 케이싱부(230)는 팬(210)의 기부(212)에 연결되는 기부(240)를 포함한다. 외측 케이싱부(230)의 기부(240)는 공기 입구 포트(242)를 포함하고, 주 공기 유동이 그 공기 입구 포트를 통해 노즐(214)의 공기 통로(238)에 들어간다.
노즐(214)의 공기 출구(244)는 팬(210)의 후방부 쪽에 위치되며, 공기 출구(244)는 외측 케이싱부(230)의 내부 둘레 표면과 내측 케이싱부(232)의 외부 둘레 표면의 서로 겹치는 또는 대향하는 부분에 의해 규정된다. 이 실시예에서, 공기 출구(244)는 실질적으로 환형이고, 도 16 에 도시되어 있는 바와 같이, 노즐(214)은 직경 방향으로 통과하는 라인을 따라 잘라서 볼 때 실질적으로 U-형 단면을 갖는다. 이 실시예에서, 외측 케이싱부(230) 및 내측 케이싱부(232)는 공기 통로(238)가 공기 출구(244) 쪽으로 테이퍼져 있도록 형성되어 있다. 공기 출구(244)는 환형 슬롯의 형태로 되어 있고, 이 슬롯은 바람직하게는 0.5 ∼ 5 mm 의 비교적 일정한 폭을 갖는다.
정전 침전기(22)의 대전부(30)는 노즐(214)의 공기 통로(238) 내부에 수용된다. 이 실시 형태에서, 정전 침전기는 제거가능한 카트리지(24) 내부에 위치되지 않고, 대신에 노즐(214) 내부에 영구적으로 수용된다. 대전부(30)의 노즐은 노즐(214)의 보어(236)의 후방부를 규정하는 외측 케이싱부(230)의 후방 내측부에 위치하는 구멍(246)에 인접하게 위치되어, 그 구멍(246)을 통해 이온을 보어(236) 안으로 흡인된 공기 중으로 분무한다. 대전부(30)의 노즐에 유체를 공급하기 위한 유체 저장부(42)가 보어(236)의 하측부에 위치된다. 제 1 전압원이 또한 보어(236)의 하측부 내부에 또는 기부(212)의 하측 몸체부(222)에 위치될 수 있다. 정전 침전기(22)의 집결부(32)는 노즐(214)의 보어(236) 내부에 수용된다. 마찬가지로 제 2 전압원도 보어(236)의 하측부 내부에 또는 기부(212)의 하측 몸체부(222)에 위치될 수 있다.
팬(210)을 작동시키기 위해, 사용자는 기부(212)에 위치하는 버튼(106)을 누르면 된다. 사용자 인터페이스 제어 회로(108)가 이 행위를 주 제어 회로(60)에 전달하고, 이에 응하여 주 제어 회로(60)는 모터(64)를 작동시켜 임펠러(60)를 회전시키게 된다. 임펠러(60)의 회전에 의해, 주 공기 유동이 기부(212)에 있는 공기 입구(218)를 통해 팬(210) 안으로 흡인된다. 공기 유동은 공기 통로(224)를 통과하고 또한 공기 입구 포트(242)를 통해 노즐(214)의 공기 통로(238)에 들어가게 된다.
공기 통로(238) 내부에서 주 공기 유동은, 노즐(214)의 보어(236) 주위에서 서로 반대 방향으로 흐르는 2개의 공기 흐름으로 분할된다. 공기 흐름이 공기 통로(238)를 통과할 때 공기는 공기 통로(238)의 테이퍼형 부분에 들어가 공기 출구(244)로부터 방출된다. 공기 통로(238)의 테이퍼형 부분 안으로 들어가는 공기 유동은 노즐(214)의 보어(236) 주위에서 실질적으로 고르다. 주 공기 유동은 외측 케이싱부(230)와 내측 케이싱부(232)의 서로 겹치는 부분에 의해 내측 케이싱부(232)의 외부 표면 위에서 노즐(214)의 전방 단부 쪽으로 향하게 된다. 이 실시 형태에서, 공기 출구(244)는 정전 침전기(22)의 집결부(32)의 주위로 공기를 방출하도록 정전 침전기(22)에 대해 배치되어 있다.
제 1 실시 형태 처럼, 공기 출구(244)에서 공기 유동이 방출되면, 외부 환경으로부터 공기가 동반되어 부차적인 공기 유동이 발생된다. 노즐(214)의 주위와 그 앞의 환경으로부터 공기가 노즐(214)의 보어(226)를 통해 공기 유동 안으로 흡인된다. 노즐(214)의 보어(236)를 통해 흡인된 공기 유동은 대전부(30) 및 정전 침전기(22)의 집결부(32)의 판(46)들 사이의 공기 통로를 통과한다. 부차적인 공기 유동은 노즐(214)에서 방출된 공기 유동과 결합되어, 팬(210)에서 앞으로 내보내지는 결합된 또는 전체 공기 유동을 발생시킨다.
노즐(214)의 보어(236)를 통해 흡인된 공기로부터 미립자를 제거하기 위해, 사용자는 팬(210)의 기부(212)에 위치되어 있는 버튼(110)을 눌러 정전 침전기(22)를 작동시킨다. 노즐(214)의 보어(236)를 통해 흡인된 공기로부터 미립자를 제거하는 것은, 노즐(14)의 보어(20)를 통해 흡인된 공기로부터 미립자를 제거하는 것과 유사한데, 공기가 보어(236)를 통과할 때 그 공기 내의 미립자는 정전 침전기(22)의 대전부(30)의 노즐(36)로부터 방출되는 이온에 의해 대전되며, 정전 침전기(22)의 집결부(32)의 판(46)에 모이게 된다.
팬(10, 210)에서, 정전 침점기(22)의 집결부(32)는 생략될 수 있고, 그래서 팬(10, 210)은 노즐의 보어를 통해 흡인된 공기 내의 미립자를 대전시키기 위한 대전부(30)만 포함한다. 이리하여, 정전 침전기(22)는 노즐의 보어를 통해 흡인된 공기를 처리하는 공기 이온화기로 전환될 수 있다.

Claims (12)

  1. 팬 어셈블리용 노즐로서,
    적어도 하나의 공기 입구;
    복수의 공기 출구; 및
    환형 케이싱을 포함하며,
    상기 환형 케이싱은, 노즐 외부로부터 공기가 상기 공기 출구로부터 방출된 공기에 의해 흡인될 때 통과하게 되는 보어(bore)를 규정하는 환형 내벽, 및 이 내벽 주위에 연장되어 있는 외벽을 포함하고,
    상기 환형 케이싱은 공기를 공기 출구에 전달하기 위한 공기 통로를 포함하며, 이 공기 통로는, 상기 내벽과 외벽 사이에 위치되어 노즐의 보어 주위에 연장되어 있는 입구부, 및 각기 보어를 가로질러 연장되어 있고 공기를 각각의 공기 출구에 전달하기 위한 복수의 출구부를 포함하고, 상기 공기 통로의 입구부는 각 출구부의 각 단부에 연결되어 있는 팬 어셈블리용 노즐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 통로의 각 출구부는 상기 보어의 축선에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장되어 있는 팬 어셈블리용 노즐.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐은 공기가 상기 공기 출구로부터 방출되어 향하게 되는 전방 단부 및 이 전방 단부의 반대쪽에 있는 후방 단부를 포함하고, 상기 공기 출구는 상기 전방 단부와 후방 단부 사이에 위치되는 팬 어셈블리용 노즐.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 공기 출구는 상기 공기 통로의 각각의 출구부의 전방부에 위치되는 팬 어셈블리용 노즐.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 통로의 각 출구부는 상기 보어를 가로질러 연장되어 있는 관형 벽으로 형성되어 있는 팬 어셈블리용 노즐.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 공기 출구는 슬롯의 형태로 되어 있는 팬 어셈블리용 노즐.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각각의 슬롯은 상기 보어의 축선에 실질적으로 직교하여 연장되어 있는 팬 어셈블리용 노즐.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 출구는 실질적으로 평행한 팬 어셈블리용 노즐.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구부는 상기 보어 주위에 연장되어 있는 팬 어셈블리용 노즐.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 입구부는 환형인 팬 어셈블리용 노즐.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공기 입구는 공기를 상기 공기 통로의 입구부 안으로 전달하기 위한 공기 입구 포트를 포함하는 팬 어셈블리용 노즐.
  12. 기부 및 이 기부로부터 공기 유동을 받기 위한 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 노즐을 포함하는 팬.
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