具体实施方式

现在将描述一种包含喷嘴的风扇组件，其能够产生复制自然风的流动特性的空气流，因此可被认为为用户提供了更高的热舒适性。术语“风扇组件”在本文中指的是被配置为产生和输送空气流用于热舒适和/或环境或气候控制的目的的风扇组件。这样的风扇组件可能够产生除湿空气流、加湿空气流、净化空气流、过滤空气流、冷却空气流和加热空气流中的一个或多个。

风扇组件包括基座、空气流发生器和空气出口，基座被布置为将风扇组件支撑在一表面上，空气流发生器被布置为产生空气流，空气出口被布置为从风扇组件发射空气流的至少一部分，其中空气出口被布置为相对于基座摆动。风扇组件还包括控制器，控制器被布置为控制空气出口相对于基座的摆动，且控制器被布置为针对每次摆动改变空气出口的摆动速度。

这里所使用的术语“摆动”是指在沿第一方向的运动与沿相反的第二方向的运动之间反复切换的运动。特别地，尽管摆动可涉及在两个固定端点之间来回运动和/或围绕固定中心点来回运动，但是这里使用的术语“摆动”并不旨在限于这样的运动模式，而是还包括在可变端点之间的来回运动和/或没有固定中心点的来回运动。因此，这里使用的术语“摆动”和“单次摆动”是指在特定方向上的完整运动。例如，摆动包含在特定方向上的运动，该运动发生在紧接的上个方向变化和紧接的下个方向变化之间。

这里所使用的术语“摆动速度”是指摆动的速度或速率(即摆动过程中的运动速度)。例如，对于风扇组件，空气出口的摆动通常涉及出空气出口相对于旋转轴线的旋转，以使空气出口摆动的速度包括以弧度或每秒度为单位的旋转速度或角速度。这里所使用的术语“摆动幅度”是指摆动的大小或程度。例如，对于空气出口的摆动涉及空气出口相对于旋转轴线的旋转的风扇组件，摆动的幅度于是将包括摆动/旋转角，即在摆动期间空气出口旋转经过的角度。这里使用的术语“摆动频率”是指在一段时间内发生的且以赫兹(Hz)表示的单次摆动的数量。因此，摆动频率由摆动速度和每次摆动的摆动幅度的组合限定。

在优选实施例中，所述控制器被布置为针对每次摆动随机改变空气出口的摆动速度。特别地，控制器优选地被布置为从预定摆动速度范围内随机选择用于每次摆动的摆动速度。举例来说，这个预定摆动速度范围可由摆动速度上限和摆动速度下限定义，以使控制器将被布置为随机选择介于摆动速度上限和摆动速度下限之间的摆动速度。作为另一示例，控制器可被布置为使用随机数生成器来选择全部具有相等的被选择概率的值范围中的一个值，然后执行查找来确定与该随机选择的值对应的摆动速度。当使用这种方法时，控制器将优选被配置为存储或访问包含每个可用值的摆动速度的查找表，其中这些摆动速度从摆动速度下限到摆动速度上限被等距间隔开。

在可选实施例中，控制器被布置为针对空气出口的每次摆动改变摆动速度和摆动幅度两者。该控制器于是可被布置为针对每次摆动随机改变空气出口的摆动幅度。特别地，控制器可被布置为从预定摆动幅度范围内随机选择用于每次摆动的摆动幅度。举例来说，这个预定摆动幅度范围可由摆动幅度上限和摆动幅度下限定义，以使控制器于是将被布置为随机选择介于该摆动幅度上限和摆动幅度下限之间的摆动幅度。

在优选实施例中，控制器被配置为针对每次摆动从预定范围中选择参数(例如摆动速度和摆动幅度)，该预定范围大约对应于从0.15Hz-2Hz的摆动频率，优选从0.2Hz至1.5Hz的摆动频率。在这方面，已发现，人类感知的频率范围通常在0.15Hz-2 Hz之间，而大多数感知被包含在0.2Hz和1.5Hz之间。

图1和2示出了依照本发明的风扇组件1000的实施例的外部视图。图1示出了风扇组件1000的立体视图，图2示出了风扇组件1000的正视图。图3于是示出了穿过风扇组件1000的侧部截面视图。

风扇组件1000包括体部或支座1100，其包含空气流发生器和喷嘴1200，该空气流发生器被布置为产生穿过风扇组件1000的空气流，该喷嘴1200被安装在风扇体部1100上，被布置为从风扇组件1000发射空气流。该风扇体部包括空气入口1101和空气出口/通风孔1102，空气流通过空气流发生器穿过该空气入口被吸入风扇体部1100，该空气出口在空气流发生器的下游，用于从风扇体部1100发射空气流且进入喷嘴1200。喷嘴1200于是包括第一空气出口1201和第二空气出口1202，第一空气出口1201和第二空气出口1202每个被布置为从风扇组件1000发射空气流的至少一部分。

在所示实施例中，风扇体部1100包括具有侧壁、封闭的下端和敞开的上端的圆柱形壳体/外壳1103。于是，风扇体部1100的空气入口1101被设置在外壳1103的侧壁中。在所示实施例中，进入风扇组件1000的体部1100的空气入口1101包括形成在外壳1103的侧壁中的孔阵列；然而，空气入口1101可替代地包括一个或多个格栅或网格，其被安装在形成于侧壁中的窗口内。于是，外壳1103的封闭的下端提供了基座1104(即下表面)，风扇组件1000停靠/支撑在该基座上，而敞开的上端提供了空气出口/通风孔1102，穿过该空气出口，空气流从风扇体部1100发射出且进入喷嘴1200。

空气流发生器被布置在风扇体部1100内。在所示实施例中，该空气流发生器由电机驱动叶轮提供，该电机驱动叶轮被容纳在叶轮壳体1105内，该叶轮壳体朝向风扇体部1100的内部的上端被支撑。特别地，空气流发生器包括叶轮1106，其被连接到旋转轴1107，该轴从电机1108向外延伸。在所示实施例中，叶轮1106为混流叶轮的形式，电机1108为直流无刷电机。

风扇组件1000的各种电子部件也被布置在风扇体部1100内，包括控制器1109，该控制器被配置为控制风扇组件1000的各种功能。在所示实施例中，控制器1109包括被安装在具有与摆动电机1110和空气流发生器的电子接口的电路板上的电子部件。举例来说，控制器1109的电子部件可包括处理器，比如中央处理单元或微处理器和存储器。于是，存储器可包括主存储器(比如随机存取存储器(RAM)，其由处理器直接访问)和用于任何数据(比如由处理器实施的任何计算机程序/软件应用程序)的次存储器。

在所示实施例中，外壳1103的内部通过在外壳1103内的下端处布置在外壳1103内的平台1111划分为下部区段和上部区段。因此，平台1111的凸起表面将外壳1103的内部划分为上部区段和下部区段，其中下部区段包括外壳1103内部的位于该表面下方的那个部分，上部区段包括该表面上方的那个部分。从而，下部区段提供了隔间1112，风扇组件1000的各种电子部件(包括控制器1109)被容纳在该隔间内，平台1111形成盖，其位于风扇组件1000的剩余部分上且将电子器件与风扇组件1000的剩余部分分开，同时上部区段提供了单独的隔间1113，空气流发生器被布置在其内，且空气穿过风扇体部1100的空气入口进入其内。

喷嘴1200于是被安装在空气出口1102上方的风扇体部1100上，且被布置为接收从风扇体部1100的空气出口1102排出的空气流。喷嘴1200包括喷嘴体部1203、被布置为从风扇组件1000的体部1100接收空气流的空气入口1204和被布置为从风扇组件1000发射空气流的一对空气出口1201、1202。风扇组件100于是还包括用于使喷嘴体部1203相对于风扇体部1100摆动的摆动机构。喷嘴摆动机构包括摆动电机1110，其被布置为驱动驱动构件和从动构件，从动构件被布置为由驱动构件驱动以绕旋转轴旋转，其中从动构件被设置在喷嘴体部1203上且摆动电机1110和驱动构件两者被设置在风扇组件1000的体部1100上。由此，图4示出了喷嘴摆动机构的特定实施例的透视图。在所示实施例中，驱动构件包括小齿轮1114，那么从动构件包括弧形齿条或环形齿轮1205，该齿条1205包括与被设置在小齿轮1114上的齿啮合的一组齿。特别地，驱动构件包括具有径向突出的齿的直齿齿轮或正齿齿轮，该径向突出的齿是直的且平行于旋转轴线对齐，从动构件包括具有径向突出的齿的直齿齿条或正齿齿条，该多个径向突出的齿是直的且平行于旋转轴线对齐。

在所示实施例中，喷嘴体部1203具有截形球形的总体形状，其中第一截头形成喷嘴1200的圆形表面，且第二截头形成喷嘴1200的圆形基座。喷管1200的空气入口1204于是被设置在喷嘴1200的基座处，而第一空气出口1201和第二空气出口1202在喷嘴1200的表面上直径地相对。喷嘴1200还包括喷嘴体部1203内的内部空气通道1206，该通道在空气入口1204与第一和第二空气出口1201、1202之间延伸。因此，从第一空气出口1201发射的第一流出空气流和从第二空气出口1202发射的第二流出空气流将每个包括通过空气入口1204进入喷嘴1200的进入空气流的至少一部分。

如上所述，在图1-4所示的实施例中，风扇体部1100包括基座1104，喷嘴1200被布置为相对于风扇体部1100摆动，以使空气出口1201，1202相对于基座1204摆动。因此，控制器1209被布置为通过控制喷嘴摆动机构来控制空气出口1201、1202相对于基座1104的摆动。特别地，控制器1109被布置为控制摆动电机1110，该摆动电机1110被布置为驱动小齿轮1114，该小齿轮提供了风扇组件1000的体部1100上的驱动构件。当控制喷嘴摆动机构时，控制器1109被配置为实施四种不同摆动模式中的任何一种，其中控制器1109响应通过用户界面从风扇组件1000的用户接收到的指令以这四种模式中的一种运行。特别地，该四种摆动模式包括固定模式(其中没有摆动发生)、传统的摆动模式(其中针对所有摆动，摆动速度是不变的)、第一风合成模式(其中摆动速度在连续的摆动之间变化且其中摆动幅度是不变的)和第二风合成模式(其中摆动速度和摆动幅度在连续的摆动之间变化)。特别地，在第一和第二风合成模式中，控制器1109被布置为通过从预定摆动速度范围内随机选择用于每次摆动的摆动速度来随机改变用于每次摆动的摆动速度。

图5和6是依照本发明的风扇组件2000的另一实施例的外部视图。图5示出了风扇组件2000的立体视图，图6示出了风扇组件2000的正视图。图7于是示出了穿过风扇组件2000的侧部截面视图。

风扇组件2000包括体部或支座2100，其包含空气流发生器和喷嘴2200，该空气流发生器被布置为产生穿过风扇组件的空气流，该喷嘴2200被安装在风扇体部2100上且被布置为从风扇组件2000发射空气流。该风扇体部2100于是包括空气入口2101和空气出口/通风孔2102，空气流通过空气流发生器穿过该空气入口被吸入体部2100，该空气出口在空气流发生器的下游，用于从风扇体部2100发射空气流且进入喷嘴2200。喷嘴2200于是包括第一空气出口2201和第二空气出口2202，第一空气出口1201和第二空气出口1202每个被布置为从风扇组件2000发射空气流的至少一部分。

在所示实施例中，风扇组件2000的体部2100包括大体圆柱形上部体部区段2103，其被安装在大体圆柱形下部体部区段2104上。风扇组件2000的上部体部区段2103包括具有侧壁的圆柱形壳体/外壳2105。那么，进入风扇组件2000的体部2100的空气入口2101包括被形成在外壳2105的侧壁中的孔阵列。在所示实施例中，进入风扇组件2000的体部2100的空气入口2101包括被形成在外壳2105的侧壁中的孔阵列；然而，空气入口2101可替代地包括一个或多个格栅或网格，其被安装在形成于侧壁中的窗口内。上部体部区段2103的上端于是提供了空气出口/通风孔2102，空气流通过该空气出口从体部2100发射且进入喷嘴2200，而下部体部区段2104的下端提供了基座2106，风扇组件2000安置在该基座上。

空气流发生器被布置在风扇体部2100内。在所示实施例中，该空气流发生器由电机驱动叶轮提供，该电机驱动叶轮被容纳在叶轮壳体2107内，该叶轮壳体朝向风扇体部2100的内部的上端被支撑。特别地，空气流发生器包括叶轮2108，其被连接到旋转轴2109，该轴从电机2110向外延伸。特别地，叶轮2108为混流叶轮的形式，且电机2110为直流无刷电机。风扇组件2000的上部体部区段2103还被布置为支撑在空气入口2101上游的可移除过滤器组件2300，以便通过电机驱动叶轮被吸引穿过空气入口2101的空气流在进入风扇组件2000的体部2100之前被过滤。上部体部区段2103于是还具有用于从风扇组件2000的体部2100保持和释放过滤器组件2300的机构2111。

喷嘴2200于是被安装在空气出口2102上方的风扇体部2100上，且被布置为接收从风扇体部2100的空气出口2102排出的空气流。喷嘴2200包括喷嘴体部2203、被布置为从风扇组件2000的体部2100接收空气流的空气入口2204和被布置为从风扇组件2000发射空气流的一对空气出口2201、2202。在所示实施例中，喷嘴2200还包括颈部/基座2205，其在喷嘴体部2203和风扇体部2100的上端之间延伸，其中喷嘴2200的基座2205的外表面与上部体部区段2103的外部缘大体齐平。喷嘴2200的基座2205由此提供了壳体，其覆盖/围绕风扇组件2000的设置在风扇体部2100的上表面上的任何部件。特别地，风扇组件2000的各种电子部件(包括控制器2112)被布置在喷嘴2200的基座2205内，该控制器被配置为控制风扇组件2000的各种功能。在所示实施例中，控制器2112包括被安装在具有与空气流发生器和摆动电机2206，2207的每个的电气接口的电路板上的电子部件。举例来说，控制器2112的电子部件可包括处理器(比如中央处理单元或微处理器)和存储器。于是，存储器可包括主存储器(比如随机存取存储器(RAM)，其由处理器直接访问)和用于任何数据(比如由处理器实施的任何计算机程序/软件应用程序)的次存储器。

在所示实施例中，风扇体部2100包括风扇组件2000的基座2106，且喷嘴体部2203相对于风扇体部2100被固定。于是，喷嘴2200的第一空气出口2201和第二空气出口2202被布置为相对于喷嘴体部2203摆动，以使空气出口2201、2202相对于基座2106摆动。特别地，第一空气出口2201和第二空气出口2202被布置为相对于喷嘴体部2203独立地旋转以使由空气出口2201，2202的每个发射的空气流的一部分的方向可变化而不需要相对于风扇体部2100旋转喷嘴体部2203。因此，控制器2112被布置为通过独立地控制第一空气出口摆动机构和第二空气出口摆动机构来控制空气出口2201、2202相对于风扇组件2000的基座2106的摆动。特别地，控制器2112被布置为独立地控制被布置为旋转第一空气出口2201的第一摆动电机2206和被布置为旋转第二空气出口2202的第二摆动电机2207。

在所示实施例中，喷嘴体部2203具有细长环形形状的，通常被称为体育场或不规则矩形形状，且限定了相应成形的孔2208和中心轴线(X)，该孔的高度(沿从喷嘴2200的上端延伸到喷嘴2200的下端的方向测量)具有大于它的宽度(沿在喷嘴2200的侧壁之间延伸的方向测量)。喷嘴体部2203由此包括两个平行的笔直侧部区段2209，2210(每个邻近孔2208的相应的细长侧)、连接笔直区段2209，2210的上端的上部弯曲区段2211以及连接笔直区段2209，2210的下端的下部弯曲区段2212。

在所示实施例中，喷嘴体部2203包括细长环形外壳2213，其绕喷嘴2200的中心孔2208延伸。喷嘴外壳2213限定内部通道2214，其被布置为从喷嘴2200的空气入口2204传输空气到第一和第二空气出口2201，2202。由外壳2213限定的内部通道2214可被认为包括分别绕内部孔2208沿相反方向延伸的第一和第二区段，因为通过空气入口2204进入喷嘴2200的空气将进入喷嘴体部2203的下部弯曲区段2212，并被分为两股空气流，每个空气流进入喷嘴体部2203的笔直区段2209，2210的相应一个。

喷嘴体部2203的平行侧部区段2209，2210的每一个于是形成喷嘴的分离的细长的出口区段1212，其中这些出口区段基本上沿侧部区段2209，2210的整个长度延伸。每个出口区段于是包括可操纵/可操作空气出口2201，2202(其被布置为从喷嘴2200发射空气流的一部分)，其中该空气出口2201，2202的每个被布置为相对于喷嘴外壳2213独立地旋转。喷嘴2200由此提供了由第一和第二空气出口2201，2202的每个发射的空气流的一部分的方向可变化而不需要相对于风扇体部2100的任何部分旋转喷嘴体部2203。

图8是穿过图5中的喷嘴2200的顶部截面视图。在所示实施例中，第一和第二空气出口2201，2202的每个包括由喷嘴体部2203的相应出口/侧部区段限定的细长前向开口和布置在该开口内并布置成在该开口内绕出口体部2215，2216的纵向轴线(Y)旋转的大体圆柱形细长排出/出口体部2215，2216。每个出口体部2215，2216于是设置有空气出口槽或通道2217，2218，其延伸穿过出口体部2215，2216的宽度且其由此允许空气通过该出口体部2215，2216流出喷嘴2200。在相应开口内旋转每个出口体部2215，2216由此改变相应空气出口通道2217，2218相对于喷嘴体部2203的方向以使通过出口体部2215，2216发射的空气流也改变方向。因此，喷嘴的第一和第二空气出口2201、2202中的每一个是细长的、可操纵的且位于喷嘴2200的前部处的中心孔2208的相应细长侧部上。

在所示实施例中，该第一和第二空气出口2201，2202每个包括大体圆柱形的且由此具有圆形截面的出口体部2215，2216，其中空气出口通道2217，2218是笔直的且完全延伸穿过出口体部2215，2216。这些可操纵空气出口2201，2202于是被布置成使得出口体部2215，2216的弯曲外表面的一部分通过喷嘴体部2203的侧部区段2209，2210中的相应开口向外突出，其中空气出口通道2217，2218的入口端部被设置在出口体部2215，2216的布置在喷嘴体部2203的相应侧部区段2209，2210的内部内的那部分上，且空气出口通道2217，2218的出口端部被设置在出口体部2215，2216的通过喷嘴体部2203的侧部区段2209，2210中相应开口被暴露的那部分上。该空气出口通道2217，2218的入口端部于是设置有喇叭口以帮助引导空气在喷嘴2200的内部通道2214内流动进入空气出口通道2217，2218。因此，可操纵的第一和第二空气出口2201，2202中的每个都被布置为具有摆动范围(θ_R)(即，最大摆动幅度)，在该摆动范围内从喷嘴2200通过相应的出口体部2215、2216发射的空气流可被变化。

图9示出了与适用于与图4-图7中所示的风扇组件2000的第一和第二空气出口2201、2202一起使用的出口体部和出口摆动机构的特定实施例的侧视图，图10示出了图9中的出口体部和出口摆动机构的分解图。在所示实施例中，细长的出口体部2215，2216的一端被附接到摆动电机2206，2207的轴以使摆动电机2206，2207的操作将引起出口体部2216，2216在喷嘴体部2203的侧部区段2209，2210中的相应细长开口内旋转。出口体部2215，2216的相对端于是被布置在轴承2219内。从可操纵空气出口2201，2202的每个发射的空气流的方向可由此通过控制相应的摆动电机2206，2207调整空气出口通道2217，2218的角度方向而变化。控制器2112于是被布置为独立地控制被布置为旋转第一空气出口2201的出口体部2215的第一摆动电机2206和被布置为旋转第二空气出口2202的出口体部2216的第二摆动电机2207。

当控制第一和第二空气出口摆动机构时，控制器2112被配置为实施四种不同摆动模式中的任何一种，其中控制器2112响应通过用户界面从风扇组件2000的用户处接收到的指令以这四种模式中的一种运行。特别地，该四种摆动模式包括固定模式(其中没有摆动发生)、传统的摆动模式(其中针对所有摆动，摆动速度是不变的)、第一风合成模式(其中摆动速度在连续的摆动之间变化且其中摆动幅度是不变的)和第二风合成模式(其中摆动速度和摆动幅度在连续的摆动之间变化)。特别地，在第一和第二风合成模式中，控制器2112被布置为通过从预定摆动速度范围内随机选择用于每次摆动的摆动速度来随机改变用于每次摆动的摆动速度。

为了操作风扇组件2000，用户按下用户界面上的按钮。用户界面可设置在风扇组件2000本身上，设置在相关联的遥控器上(未示出)，和/或在与风扇组件无线地通信的无线计算设备(比如笔记本电脑或手机(未示出)上。用户的该动作被通信到控制器2112，响应于该动作，控制器2112激活风扇电机2110，以旋转叶轮2108。叶轮2108的旋转引起空气流经由过滤器组件2300穿过空气入口2101被抽吸进入风扇体部2100。用户可通过操纵用户界面来控制风扇电机2110的速度，且由此控制空气通过空气入口2101被吸入体部内的速率。空气流依次穿过过滤器组件2300、空气入口2101、叶轮壳体2107和在风扇组件12000的体部2100的敞开的上端部处的通风孔2102，以通过位于喷嘴2200的基座2205中的空气入口2204进入喷嘴2200的内部通道2214。在内部通道2214内，空气流被分为两股空气流，其沿相反角度方向围绕喷嘴2200的孔2208行进，每个在喷嘴体部2203的相应笔直区段2209，2210中。当空气流行进穿过内部通道2214时，空气通过第一空气出口2201和第二空气出口2202两者发射。

应理解为所示各个物品可以独自使用，或与附图中所示或说明书中描述的其他物品组合使用，且在相同段落或相同附图中提及的物品不是必须彼此组合使用。此外，词“器件”可由适当的促动器或系统或设备替代。此外，关于“包括”或“构成”不打算以任何方式限制任何东西且读者应该据此解释相应的说明书和权利要求。

此外，尽管本发明以在上述提及的优选实施例的条款中被描述，应理解为那些实施例仅仅是示例的。本领域技术人员将能够在考虑公开的情况下在所附权利要求的范围内进行修改和变更。例如，本领域技术人员应理解所述发明可能同样地可应用到环境控制风扇组件的其他类型，而不仅仅自立式风扇组件。作为示例，比如风扇组件能够是自立风扇组件，天花板或壁部安装风扇组件和车载风扇组件中的任一个。

另外，尽管在上述实施例中，风扇组件包括被安装在风扇组件的体部上的喷嘴，但这不是必需的。特别地，在替代实施例中，风扇组件的一个或多个空气出口可被设置在风扇组件的体部上，以使不需要喷嘴。风扇体部于是将被布置为相对于基座摆动，以使空气出口相对于基座摆动。类似地，尽管在上述实施例中，风扇体部包括风扇组件的基座，以使风扇体部相对于基座被固定，但是在替代实施例中，风扇体部可被安装到基座。风扇体部于是可被固定地安装到基座，其中任何空气出口的摆动都需要空气出口本身的摆动或包括空气出口的喷嘴的摆动。替代地，风扇体部于是可被布置为相对于基座摆动，以使被设置在风扇体部上或单独的喷嘴上的任何空气出口也相对于基座摆动。

此外，在上述每个实施例中，风扇组件包括具有两个空气出口的喷嘴。然而，在替代实施例中，风扇组件可包括仅仅一个空气出口或多于两个空气出口。