JP2000130807A - 吸気・送風装置 - Google Patents
吸気・送風装置Info
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Abstract
いて、該装置の設置位置に拘わらずトルネード流を安定
的に生成させて高い性能を得る。 【解決手段】 同一面に空気吸込口5と該空気吸込口5
を囲む空気吹出口9とを設け、上記空気吸込口5から吸
い込んだ空気を上記空気吹出口9から旋回流A1として
吹き出すとともにその内部側に上記空気吸込口5へ向か
うトルネード流A 2を生成せしめるようにしたものにお
いて、平面視において上記空気吹出口9からその外周側
へ所定距離だけ離間した位置に、該空気吹出口9が設け
られたパネル材4の吹出側面4aとの間に所定の隅部4
2を形成する壁部材15を設ける。かかる構成によれ
ば、上記隅部42に渦流45が発生し、上記旋回流A1
が該渦流45に案内されて自由空間に吹き出されること
で、該旋回流A1の動圧の静圧への変換作用が促進さ
れ、上記空気吹出口9の近傍に上記トルネード流A2を
取り巻くように安定した高静圧領域が形成され、該トル
ネード流A2の高い吸引力が安定的に得られ、高い吸気
・送風性能が発揮される。
Description
る空気に螺旋状の渦流を形成することができる吸気・送
風装置に関するものである。
方法として、空気吹出口から特定場所に向けて空気を旋
回流として吹き出すことで、該旋回流の内部側に、該旋
回流の吹出方向と逆に、上記特定場所から空気吸込口に
向かうトルネード流を発生させ、該トルネード流の強い
吸引力によって該特定場所からの排気をより効率的に行
う方法が従来より提案されている(例えば、特開平4−
140号公報、特開平8−75208号公報,特開平8
−178405号公報参照)。
トルネード流の強い吸引力を利用した従来の排気装置に
よれば、例えば該装置を排気対象空間(例えば、部屋)
のどの位置に設置するかによってその性能が大きく左右
されることが経験的に知られている。従って、高い性能
を得ようとすれば、必然的に装置の設置位置が制約さ
れ、その汎用性が阻害されるという問題があった。
た吸気・送風装置において、該装置の設置位置に拘わら
ず高い性能が得られるようにすることを目的としてなさ
れたものである。
手段の開発に際し、先ず、(A)トルネード流を利用し
た吸気・送風装置の性能とその設置位置との関係と、
(B)該性能とトルネード流の安定度との関係、及び
(C)トルネード流の安定度と静圧との関係、をそれぞ
れ実験により考察した。以下、その内容及び考察結果を
述べる。
置との関係 図12(イ)には、矩形の平面形態をもつ部屋Xにおけ
る吸気・送風装置Yの設置パターンとして想定した五つ
のパターン、即ち、設置位置1〜設置位置5を示してい
る。
Xの中心に設置したパターンである。
Xの中心とその一つの壁面との中間位置に設置したパタ
ーンである。
Xの一つの壁面の中央に当接させて配置したパターンで
ある。
Xの中心と隣接する二つの壁面のコーナーとの中間位置
に設置したパターンである。
する二つの壁面のコーナー部分に当接させて設置したパ
ターンである。
能を、上記各設置位置毎に、●で示したものである。こ
こで、上記吸気・送風装置Yの性能評価の方法として
は、上記部屋Xの空気中に浮遊している一定量の粉塵を
該吸気・送風装置Yに内蔵した除塵デバイスによって一
定時間だけ捕集除去し、該一定時間の経過後における吹
出旋回流によるエアカーテンで囲まれた領域外の空気中
の残留粉塵量によって該吸気・送風装置Yの排気性能
(即ち、トルネード流による室内空気の吸引性能)を間
接的に評価する方法を採用した。尚、図12(ロ)の○
で示した評価は、トルネード流を利用しない従来の誘因
方式の吸気・送風装置の評価を比較対象として示したも
のである。
ず、吸気・送風装置Yの設置位置が設置位置1〜設置位
置5のいずれであっても、トルネード流を利用する吸気
・送風装置Yにおいては、トルネード流を利用しない従
来の誘因方式の吸気・送風装置の場合よりも高い性能が
得られており、これによりトルネード流を利用する吸気
・送風装置Yの有利性が判る。
あるが、トルネード流を利用する吸気・送風装置Yであ
っても、その性能は該吸気・送風装置Yの設置位置によ
って異なり、特に設置位置2においてその性能低下が著
しいことが判る。
ド流の安定度との関係 ここで、性能の良好な例えば設置位置1の場合における
トルネード流の状態と、性能が著しく低い設置位置2の
場合におけるトルネード流の状態とを調べてみると、前
者においてはトルネード流が非常に安定しているのに対
して、後者においてはトルネード流が非常に不安定であ
ることが知見された。かかる知見から、吸気・送風装置
Yの性能を向上させ且つこれを維持するには、トルネー
ド流を安定して発生させることが有効であるということ
が判る。
係 次に、安定したトルネード流の発生により高い性能が得
られる設置位置1の場合における空気吹出口近傍の静圧
と、トルネード流が不安定で性能が非常に低い設置位置
2の場合における空気吹出口の近傍の静圧とを、シュミ
レーション解析により比較検討した。その結果、設置位
置1の場合では、空気吹出口の近傍には該空気吹出口か
ら吹き出される旋回流によって高静圧領域が生成され、
この高静圧領域によって、該旋回流の内側の負圧領域で
あるトルネード流生成領域が囲まれた状態となってい
た。これに対して、設置位置2の場合では、空気吹出口
の近傍にはほとんど高静圧領域が形成されていなかっ
た。このことから、安定したトルネード流を得るために
は、空気吹出口から吹き出される旋回流によって、該旋
回流の中心軸寄りの負圧領域を取り囲むようにして該負
圧領域の外側に高静圧領域を生成させることが有効であ
るということが知見された。
位置2の場合における性能向上のための改善策を種々検
討した。
は、上記空気吹出口の近傍での高静圧領域の生成が何ら
かの原因で阻害されており、その結果、性能を大きく左
右するトルネード流を安定的に生成できないものと思わ
れる。そして、この原因としては、先ず第1に、設置位
置2の場合には、他の設置位置の場合に比して、空気吹
出口から吹き出される旋回流が部屋の壁面から受ける影
響が大きいこと、第2に、上記空気吹出口から吹き出さ
れた旋回流が該空気吹出口の周辺の壁面との接触により
速度境界層が形成され、旋回流は空気吹出口から吹き出
された後、早期に速度低下し、その動圧から静圧への圧
力変換作用が損なわれ、これにより上記空気吹出口の近
傍での高静圧領域の生成が困難になっていること、と推
測される。
提に、上記改善策の一つとして、上記空気吹出口の外側
に、該空気吹出口から適宜離間してこれを取り囲むよう
に土手状の部材を配置する構成を想到した。そして、設
置位置2の場合において、その吸気・送風装置Yの空気
吹出口の外側に上記土手状部材を配置し、この状態で再
度、上記各実験を行った。その結果、設置位置2の場合
であっても、上記土手状部材を備えることで、図12
(ロ)に◆の性能点で示すように、設置位置1の場合に
おける性能と比肩し得るような高い性能が得られるこ
と、さらに、この場合、吸気・送風装置Yの空気吹出口
の近傍に旋回流の外側を囲むように高静圧領域が形成さ
れていること、及び旋回流の内側の負圧領域に非常に安
定したトルネード流が発生していることも確認され、結
果的に上記推測の妥当性が立証された。 (E)結論 本願発明者らは、上記(A)〜(D)の知見事項等か
ら、吸気・送風装置の設置位置の如何に拘わらず高い性
能を得るためには、空気吹出口の外側に適宜離間して土
手状の部材を配置して該空気吹出口から吹き出される旋
回流を制御することが有効であることに想到したもので
ある。
し、本願発明では、上記の目的を達成するための具体的
手段として次のような構成を採用している。
は、図1〜図11に例示するように、同一面に空気吸込
口5と該空気吸込口5を囲む空気吹出口9とを設け、上
記空気吸込口5から吸い込んだ空気を上記空気吹出口9
から旋回流として吹き出すことで該旋回流の内部側に上
記空気吸込口5へ向かうトルネード流を生成せしめるよ
うにしたものにおいて、平面視において上記空気吹出口
9からその外周側へ所定距離だけ離間した位置に、該空
気吹出口9が設けられたパネル材4の吹出側面4aとの
間に所定の隅部42を形成する壁部材15を設けたこと
を特徴としている。
では、上記第1の発明にかかる吸気・送風装置におい
て、上記壁部材15を、上記パネル材4の吹出側面4a
から吹出方向前方側へ突出し且つ上記空気吹出口9を取
り囲むように延設された突条体で構成したことを特徴と
している。
では、上記第1又は第2の発明にかかる吸気・送風装置
において、上記壁部材15を、上記空気吹出口9が設け
られたパネル材4と一体的に形成したことを特徴として
いる。
では、上記第1の発明にかかる吸気・送風装置におい
て、上記壁部材15を、上記空気吹出口9が設けられた
パネル材4を取り囲んだ状態で該パネル材4の表面から
略直交方向に延出するように配置された室内壁面30で
構成したことを特徴としている。
では、上記第1,第2,第3又は第4の発明にかかる吸
気・送風装置において、上記空気吹出口9の全域に、該
空気吹出口9の外周壁9aの延長方向へ延出する案内部
材16を設けたことを特徴としている。
では、上記第1,第2,第3,第4又は第5の発明にか
かる吸気・送風装置において、上記空気吸込口5から上
記空気吹出口9に至る通風路10内に空気熱交換器22
を配置したことを特徴としている。
では、上記第1,第2,第3,第4,第5又は第6の発
明にかかる吸気・送風装置において、上記空気吸込口5
から上記空気吹出口9に至る通風路10内に空気清浄エ
レメント8を配置したことを特徴としている。
は、図13及び図14に例示するように、空気吸込口5
と該空気吸込口5を実質的に囲む空気吹出口9とを設
け、上記空気吸込口5から吸い込んだ空気を上記空気吹
出口9から旋回流として吹き出すことで該旋回流の内部
側に上記空気吸込口5へ向かうトルネード流を生成せし
めるようにしたものにおいて、平面視において上記空気
吹出口9からその外周側へ所定距離だけ離間した位置
に、該空気吹出口9が設けられたパネル材4の吹出側面
4aとの間に所定の隅部42を形成する壁部材15を設
けたことを特徴としている。
かかる吸気・送風装置において、上記壁部材15を、上
記空気吹出口9が設けられたパネル材4を取り囲んだ状
態で該パネル材4の表面から略直交方向に延出するよう
に配置された室内壁面30で構成したことを特徴として
いる。
9の発明にかかる吸気・送風装置において、上記空気吹
出口9の全域に、該空気吹出口9の外周壁9aの延長方
向へ延出する案内部材16を設けたことを特徴としてい
る。
又は第10の発明にかかる吸気・送風装置において、上
記空気吸込口5から上記空気吹出口9に至る通風路10
内に空気熱交換器22を配置したことを特徴としてい
る。
9,第10又は第11の発明にかかる吸気・送風装置に
おいて、上記空気吸込口5から上記空気吹出口9に至る
通風路10内に空気清浄エレメント8を配置したことを
特徴としている。
2,第3,第4,第5,第6,第7,第8,第9,第1
0,第11又は第12の発明にかかる吸気・送風装置に
おいて、ファン11を内蔵し、上記空気吸込口5からの
吸込空気を上記空気吹出口9から吹き出すように構成し
たことを特徴としている。
2,第3,第4,第5,第6,第7,第8,第9,第1
0,第11又は第12の発明にかかる吸気・送風装置に
おいて、室内空気を上記空気吸込口5から吸い込んで室
外へ排出する排気手段28と、室外空気を上記空気吹出
口9から室内へ吹き出させる給気手段27とを備えたこ
とを特徴としている。
のような効果が奏せられる。
送風装置によれば、同一面に空気吸込口5と該空気吸込
口5を囲む空気吹出口9とを設け、上記空気吸込口5か
ら吸い込んだ空気を上記空気吹出口9から旋回流として
吹き出すことで該旋回流の内部側に上記空気吸込口5へ
向かうトルネード流を生成せしめるようにしたものにお
いて、平面視において上記空気吹出口9からその外周側
へ所定距離だけ離間した位置に、該空気吹出口9が設け
られたパネル材4の吹出側面4aとの間に所定の隅部4
2を形成する壁部材15を設けているので、例えば図3
に例示するように、空気が上記空気吹出口9から斜め下
方へ向けて旋回流A1として螺旋状に吹き出されると
き、該空気吹出口9の外側に離間して位置する上記隅部
42に渦流45が発生し、上記旋回流A1は該渦流45
に案内されて上記壁部材15の下端まで到達し、その
後、自由空間に吹き出される。
出口9から吹き出された後、上記パネル材4に沿って流
れるのが阻止されることで、該パネル材4との間におけ
る速度境界層の形成に伴う速度低下がなく、該旋回流A
1は吹出速度をほぼ維持したまま自由空間に吹き出され
る。そして、この自由空間への吹き出しによって、旋回
流A1は次第に速度が減衰され、その動圧が次第に静圧
に変換され、その結果、上記空気吹出口9の近傍に、ト
ルネード流の発生領域である負圧領域を取り囲むように
して高静圧領域が生成されることになる。かかる空気吹
出口9の近傍位置での高静圧領域の生成により、その内
側の負圧領域におけるトルネード流は高静圧によって抑
え込まれる状態となり、該負圧領域においてトルネード
流が安定的に生成され、且つこのトルネード流の吸引力
が吸気作用に反映されることで、上記吸気・送風装置は
高い吸気・送風性能を発揮することになる。
記空気吹出口の外側に上記壁部材15を設けることで実
現されるが、この壁部材15はその外側の空間部分から
の影響がその内側の旋回流A1側に及ぶのを阻止する機
能をもつことから、上記吸気・送風装置の性能はその設
置位置の如何に拘わらず良好に維持されることになるも
のである。さらに、かかる吸気・送風装置の性能向上
は、上記壁部材15を配置するという極めて簡単な構成
で実現されるものであることから、性能維持と低コスト
化の両立が図られるものである。
送風装置によれば、上記壁部材15を、上記パネル材4
の吹出側面4aから吹出方向前方側へ突出し且つ上記空
気吹出口9を取り囲むように延設された突条体で構成し
ているので、該突条体の付設という極めて簡単な構造で
上記(イ)に記載の効果を得ることができ、特に装置の
低コスト化がより一層促進されるものである。
送風装置によれば、上記壁部材15を、上記空気吹出口
9が設けられたパネル材4と一体的に形成しているの
で、部品点数の増加を防止しつつ上記(イ)又は(ロ)
に記載の効果を得ることができるものである。
送風装置によれば、上記(イ)に記載の効果に加えて次
のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記壁部材15を、上記空気吹出口9が設けられた
パネル材4を取り囲んだ状態で該パネル材4の表面から
略直交方向に延出するように配置された室内壁面30で
構成しているので、上記壁部材15として専用の部材が
不要である分だけ部品点数の低減によるコストダウンが
図れるとともに、上記壁部材15が備えられていない従
来構造の吸気・送風装置をそのまま使用してその設置位
置に拘わらず高い性能を発揮させることもできるもので
ある。
送風装置によれば、上記空気吹出口9の全域に、該空気
吹出口9の外周壁9aの延長方向へ延出する案内部材1
6を設けているので、上記空気吹出口9から吹き出され
る旋回流は上記案内部材16により案内されることで上
記パネル材4の吹出側面4a側への付着が阻止され、該
吹出側面4aへの付着に伴う速度境界層の形成が確実に
防止されることから、上記空気吹出口9の近傍での高静
圧領域の生成がより確実ならしめられ、この結果、上記
(イ),(ロ),(ハ)又は(ニ)に記載の効果がより
一層促進されることになる。
送風装置によれば、上記空気吸込口5から上記空気吹出
口9に至る通風路10内に空気熱交換器22を配置する
ことで、上記(イ),(ロ),(ハ),(ニ)又は
(ホ)に記載の効果を奏する吸気・送風装置に、さらに
空調機能を付加してその多機能化を図ることができ、延
いては吸気・送風装置の汎用性及び商品価値の向上が期
待できるものである。
送風装置によれば、上記空気吸込口5から上記空気吹出
口9に至る通風路10内に空気清浄エレメント8を配置
することで、上記(イ),(ロ),(ハ),(ニ),
(ホ)又は(ヘ)に記載の効果を奏する吸気・送風装置
に、さらに空気清浄機能を付加してその多機能化を図る
ことができ、延いては吸気・送風装置の汎用性及び商品
価値の向上が期待できるものである。
送風装置によれば、空気吸込口5と該空気吸込口5を実
質的に囲む空気吹出口9とを設け、上記空気吸込口5か
ら吸い込んだ空気を上記空気吹出口9から旋回流として
吹き出すことで該旋回流の内部側に上記空気吸込口5へ
向かうトルネード流を生成せしめるようにしたものにお
いて、平面視において上記空気吹出口9からその外周側
へ所定距離だけ離間した位置に、該空気吹出口9が設け
られたパネル材4の吹出側面4aとの間に所定の隅部4
2を形成する壁部材15を設けているので、例えば図1
3に例示するように、空気が上記空気吹出口9から斜め
下方へ向けて旋回流A1として螺旋状に吹き出されると
き、該空気吹出口9の外側に離間して位置する上記隅部
42に渦流45が発生し、上記旋回流A1は該渦流45
に案内されて上記壁部材15の下端まで到達し、その
後、自由空間に吹き出される。
出口9から吹き出された後、上記パネル材4に沿って流
れるのが阻止されることで、該パネル材4との間におけ
る速度境界層の形成に伴う速度低下がなく、該旋回流A
1は吹出速度をほぼ維持したまま自由空間に吹き出され
る。そして、この自由空間への吹き出しによって、旋回
流A1は次第に速度が減衰され、その動圧が次第に静圧
に変換され、その結果、上記空気吹出口9の近傍に、ト
ルネード流の発生領域である負圧領域を取り囲むように
して高静圧領域が生成されることになる。かかる空気吹
出口9の近傍位置での高静圧領域の生成により、その内
側の負圧領域におけるトルネード流は高静圧によって抑
え込まれる状態となり、該負圧領域においてトルネード
流が安定的に生成され、且つこのトルネード流の吸引力
が吸気作用に反映されることで、上記吸気・送風装置は
高い吸気・送風性能を発揮することになる。
記空気吹出口の外側に上記壁部材15を設けることで実
現されるが、この壁部材15はその外側の空間部分から
の影響がその内側の旋回流A1側に及ぶのを阻止する機
能をもつことから、上記吸気・送風装置の性能はその設
置位置の如何に拘わらず良好に維持されることになるも
のである。さらに、かかる吸気・送風装置の性能向上
は、上記壁部材15を配置するという極めて簡単な構成
で実現されるものであることから、性能維持と低コスト
化の両立が図られるものである。
送風装置によれば、上記(チ)に記載の効果に加えて次
のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記壁部材15を、上記空気吹出口9が設けられた
パネル材4を取り囲んだ状態で該パネル材4の表面から
略直交方向に延出するように配置された室内壁面30で
構成しているので、上記壁部材15として専用の部材が
不要である分だけ部品点数の低減によるコストダウンが
図れるとともに、上記壁部材15が備えられていない従
来構造の吸気・送風装置をそのまま使用してその設置位
置に拘わらず高い性能を発揮させることもできるもので
ある。
・送風装置によれば、上記空気吹出口9の全域に、該空
気吹出口9の外周壁9aの延長方向へ延出する案内部材
16を設けているので、上記空気吹出口9から吹き出さ
れる旋回流は上記案内部材16により案内されることで
上記パネル材4の吹出側面4a側への付着が阻止され、
該吹出側面4aへの付着に伴う速度境界層の形成が確実
に防止されることから、上記空気吹出口9の近傍での高
静圧領域の生成がより確実ならしめられ、この結果、上
記(チ)又は(リ)に記載の効果がより一層促進される
ことになる。
・送風装置によれば、上記空気吸込口5から上記空気吹
出口9に至る通風路10内に空気熱交換器22を配置す
ることで、上記(チ),(リ)又は(ヌ)に記載の効果
を奏する吸気・送風装置に、さらに空調機能を付加して
その多機能化を図ることができ、延いては吸気・送風装
置の汎用性及び商品価値の向上が期待できるものであ
る。
・送風装置によれば、上記空気吸込口5から上記空気吹
出口9に至る通風路10内に空気清浄エレメント8を配
置することで、上記(チ),(リ),(ヌ)又は(ル)
に記載の効果を奏する吸気・送風装置に、さらに空気清
浄機能を付加してその多機能化を図ることができ、延い
ては吸気・送風装置の汎用性及び商品価値の向上が期待
できるものである。
・送風装置によれば、上記(イ),(ロ),(ハ),
(ニ),(ホ),(ヘ),(ト),(チ),(リ),
(ヌ),(ル)又は(ヲ)に記載の効果に加えて次のよ
うな特有の効果が得られる。即ち、この発明では、ファ
ン11を内蔵し、上記空気吸込口5からの吸込空気を上
記空気吹出口9から吹き出すように構成しているので、
吸気・送風装置のパッケージ化が可能となり、その適用
範囲の拡大と設置工事性の向上が期待できる。
・送風装置によれば、上記(イ),(ロ),(ハ),
(ニ),(ホ),(ヘ),(ト),(チ),(リ),
(ヌ),(ル)又は(ヲ)に記載の効果に加えて次のよ
うな特有の効果が得られる。即ち、この発明では、室内
空気を上記空気吸込口5から吸い込んで室外へ排出する
排気手段28と、室外空気を上記空気吹出口9から室内
へ吹き出させる給気手段27とを備えているので、吸気
・送風作用に伴って室内の換気が行われ、例えば空気の
清浄性が低い領域で使用される吸気・送風装置として好
適である。
を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
施形態として、天井埋込型の空気清浄機1を示してお
り、同図において符号2は本体ケーシングである。この
本体ケーシング2は、上下両端がそれぞれ開口した箱型
の枠体20の上面側に天井パネル12を一体的に取り付
けるとともに、その下面側には次述のパネル材4を着脱
自在に取り付けて構成され、その下端に位置する上記パ
ネル材4が天井3と略同一平面状に連続するようにして
該天井3内に埋設配置されている。
ように、その中央部に方形の空気吸込口5が設けられて
いる。そして、この空気吸込口5の上方位置にはターボ
ファン11用のベルマウス6が連設されているととも
に、該ベルマウス6と上記空気吸込口5との間には、プ
レフィルタ7及び空気清浄エレメント8が、空気流の上
流側から下流側に向かって順次配置されている。さら
に、上記本体ケーシング2の上記パネル材4における上
記空気吸込口5の外周側部位には、所定の幅の環状溝で
構成される空気吹出口9が設けられている。
するように、次述の外枠パネル40と内枠パネル41と
の組み合わせ構造とされている。
の開口を備えたパネルであって、該開口の内周面40a
は環状の上記空気吹出口9の外周面を構成するテーパ面
とされている。
0の開口の内側に所定間隔をもって嵌合可能な大きさを
もつ円形パネルであって、上記外枠パネル40側へ嵌合
一体化されることで、その外周面41aと上記外枠パネ
ル40の内周面40aとの間に上記空気吹出口9の空気
吹出通路を形成する。
上記外枠パネル40の内周面40aと上記内枠パネル4
1の外周面41aとによって形成されるが、その場合、
該空気吹出口9はその外周方向に所定角だけ傾斜した傾
斜通路とされており、またこの空気吹出口9の傾斜角は
そのまま空気吹出口9から吹き出される空気流の鉛直面
方向における吹出角となる。
内には、上記空気吸込口5からプレフィルタ7、空気清
浄エレメント8及びベルマウス6を経て上記空気吹出口
9に到る全周方向の通風路10が形成される。そして、
この通風路10の上記空気清浄エレメント8の上方位置
には、上記ターボファン11がファンモータ11aを介
して上記本体ケーシング2の天井パネル12に吊設され
ている。さらに、上記本体ケーシング2内には、上記タ
ーボファン11を囲む状態で上記空気吹出口9の方向に
向かうスクロール13が設けられている。
ール13に対応して螺旋方向の旋回渦流を生成させるた
めに、多数の旋回流生成ステータ(固定羽根)14,1
4・・・が旋回方向へ所定の傾斜角をもち且つその周方
向に等間隔で設けられている。尚、この各ステータ1
4,14・・・は、上記内枠パネル41のテーパ面状の
外周面41aに固定されている。
空気清浄機1では、上記本体ケーシング2の下面に位置
する上記パネル材4の中央部に方形の空気吸込口5を、
また該空気吸込口5の外周囲には、外周方向に所定角に
傾斜した環状の上記空気吹出口9を各々設け、上記空気
吸込口5から上記空気吹出口9に至る上記通風路10を
形成するとともに、該通風路10の中央にターボファン
11を介設することで、上記空気吸込口5から吸込んだ
空気を上記プレフィルタ7、空気清浄エレメント8を介
して上記空気吹出口9から室内の下方側床面方向に所定
の吹出角度で吹き出すようになっている。
体ケーシング2の空気吹出口9には、上記空気吹出口9
から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える
上記旋回流生成ステータ14,14・・・が所定の傾斜
角をもち且つ周方向に一定の間隔を保って設けられてい
る。
ると、上記空気吸込口5から当該空気吸込口5下方の所
定のスポット領域の室内空気が吸込まれ、上記プレフィ
ルタ7、空気清浄エレメント8を通して清浄化された
後、上記ターボファン11により外周方向に吹き出され
る。そして、このターボファン11からその外周方向に
吹き出された空気(清浄空気)は、上記空気吹出口9の
空気吹出通路において上記旋回流生成ステータ14,1
4・・・により旋回方向の速度ベクトルが付与されるこ
とで、螺旋状の旋回流A1となって上記空気吹出口9か
ら下方側床面側に向けて斜めに吹き出される。
旋回流A1の中心軸方向内側には、該旋回流A1の指向方
向とは逆に、上記ターボファン11の吸引力により上昇
指向する大きな吸引力をもつトルネード流A2が形成さ
れる。このように、上記空気吹出口9から吹き出される
旋回流A1の内側に上記トルネード流A2が生成されるこ
とで、該旋回流A1によって包まれた所定スポット領域
の空気の上記空気清浄エレメント8での清浄化作用が確
実に且つ高効率で行われることになる。
おける上記空気清浄エレメント8等による空気清浄化性
能、換言すれば所定のスポット領域にある空気の効率的
な吸込性能を得るためには、上記トルネード流A2の吸
引力の強さと安定性とに支配されるところが大きいこ
と、また、このトルネード流A2における吸引力の生成
状態は、該トルネード流A2 の外側に生成される上記旋
回流A1によって上記空気吹出口9の近傍領域に該旋回
流A1を取り囲むようにして高静圧領域が安定的に形成
されることが必要であること、さらに、このような高静
圧領域を安定的に形成させるには、上記空気吹出口9か
ら吹き出される旋回流A1がコアンダ効果等により上記
パネル材4における上記空気吹出口9の吹出側面4aに
付着して流れ速度境界層の発達により減速されて上記空
気吹出口9の周囲へ不規則に拡がるのを防止して、上記
空気吹出口9からの旋回流A1を該空気吹出口9の下方
側の自由空間において安定的に減速させてその動圧の静
圧への変換作用を促進させることが肝要であること、ま
た、この場合、上記旋回流A1に上記空気吹出口9の外
側に位置する空間部からの影響(例えば、近接する室内
壁面により空気流の偏向作用等)を可及的に排除するこ
とで、上記空気清浄機1の室内への設置位置の如何に拘
わらず良好な性能が得られること、等の本願発明者らの
実験による知見事項を考慮しなければならないことは既
述の通りである。
いては、図1〜図3に示すように、上記パネル材4の吹
出側面4aにおける上記空気吹出口9からその径方向外
側に所定間隔離間した位置に、該空気吹出口9の全周を
取り囲むように、所定幅の帯板材を環状に湾曲形成した
突起体でなる壁部材15を配置している。この壁部材1
5を配置することで、上記空気吹出口9の径方向外側の
適宜離間した位置には、上記パネル材4の吹出側面4a
と上記壁部材15の内周面15aとにより上記空気吹出
口9を取り囲む環状の隅部42が形成されることにな
る。
気吹出口9の径方向外側に環状の隅部42を形成する
と、図3に示すように、上記空気吹出口9から径方向外
方へ向けて斜め下方へ吹き出される上記旋回流A1によ
り、上記隅部42の領域に渦流45が形成され且つこれ
が滞留し、後から吹き出される旋回流A1はこの渦流4
5に案内されてその外側、即ち上記空気吹出口9寄り側
を迂回しながら上記壁部材15の下端に至り、該下端部
分からその下方側に室内空間、即ち、自由空間に向かっ
て螺旋状に吹き出される。
に上記空気吹出口9からの吹出直後に境界層の生成に伴
って不規則に速度減衰して周囲へ拡散することなく、上
記空気吹出口9から上記壁部材15の下端部分に至り、
該下端部分からさらに上記室内空間に吹き出されること
で次第にその吹出速度が減衰され、該旋回流A1がもつ
動圧が次第に静圧に変換され、該壁部材15の下方近傍
には上記空気吹出口9を取り囲むように高静圧領域が形
成されることになる。しかも、この高静圧領域は、上記
壁部材15が上記空気吹出口9とその外側の空間との間
の遮断機能をもつことから、該外側空間の状態に影響さ
れることが可及的に防止される。従って、上記高静圧領
域は上記空気吹出口9の近傍領域において該空気吹出口
9の外側を取り囲むようにして且つ安定的に形成される
ことになる。
な高静圧領域の形成により、上記旋回流A1の内側を上
昇移動する上記トルネード流A2がより安定的に生成さ
れ、該トルネード流A2がもつ強い吸引力が、上記旋回
流A1に囲まれた領域における室内空気の上記空気吸込
口5側への吸込作用に最大限活用され、上記空気清浄機
1の空気清浄化性能が可及的に高められ、しかもかかる
空気清浄化性能が該空気清浄機1の室内への設置位置の
如何に拘わらず実現されるものである。
上記壁部材15の変形例をいくつか説明する。
る。この第1の変形例の壁部材15は、上記実施形態に
おいては上記壁部材15を、上記空気吹出口9の外側を
取り囲む環状形態に形成していたのに対して、この第1
の変形例のものにおいては上記壁部材15を上記パネル
材4の外周形状に沿った矩形枠状の形態に形成し、その
内周面15aと上記パネル材4の吹出側面4aとの間に
上記隅部42を形成させたものである。
おける壁部材15と同様の作用効果が得られることに加
えて、これを環状形態とすることに比してその形成が容
易であることから、コストダウンの促進が可能となると
いう利点がある。
る。この第2の変形例の壁部材15は、これを断面略三
角形状で且つその外周面15bを湾曲面とした型材を環
状又は矩形枠状形態に形成し、その内周面15aと上記
パネル材4の吹出側面4aとの間に上記隅部42を形成
させたものである。
おける壁部材15と同様の作用効果が得られることに加
えて、該壁部材15の外周面15bを湾曲面としたこと
で該壁部材15の美観性が良好となり、延いては上記空
気清浄機1の意匠性の向上が期待できるものである。
る。この第3の変形例の壁部材15は、上記第2の変形
例における壁部材15と類似するもので、該第2の変形
例にかかる壁部材15と異なる点は、上記壁部材15の
内周面15aを下方側に向かうに従って次第に拡径する
テーパー面とした点である。
例における上記壁部材15の場合よりもさらにその美観
性が良好となるものである。
機1の要部を示している。この空気清浄機1は、上記第
1の実施形態にかかる空気清浄機1とその基本構成を同
じにするものであって、該第1の実施形態の空気清浄機
1と異なる点は次の通りである。
浄機1においては、上記パネル材4が天井3と同一面を
形成するように該空気清浄機1を配置し且つ該パネル材
4の吹出側面4a上に突出状態で上記壁部材15を設け
ていたのに対して、この第2の実施形態の空気清浄機1
においては、これを天井壁あるいは室壁に設けた凹部
に、上記パネル材4の吹出側面4aがその壁30の表面
3aよりも所定寸法だけ没入した状態に配置し、該壁3
0の内周面30bと上記パネル材4の吹出側面4aとの
間で上記空気吹出口9の外側に上記隅部42を形成した
点である。
上記壁30が上記壁部材15となり、該壁30の内周面
30bが上記壁部材15の内周面15aとして機能し、
上記第1の実施形態における空気清浄機1と同様の作用
効果が得られることは勿論であるが、これに加えて、上
記壁部材15をそれ専用の部材で構成する必要がない分
だけ、部品点数の低減によるコストダウンが期待できる
ものである。
空気清浄機1の要部を示している。この空気清浄機1
は、上記第1の実施形態にかかる空気清浄機1とその基
本構成を同じにするものであって、該第1の実施形態に
かかる空気清浄機1に次述の案内部材16を付加した構
成とされている。
浄機1においては、図9に示すように、上記空気吹出口
9のテーパー面で構成される外周面9aの吹出側端部
に、該外周面9aの延長上に延出するテーパー面で構成
される案内部材16を付設している。
9から吹き出される旋回流A1は上記案内部材16に案
内されるとともに、該案内部材16が上記パネル材4の
吹出側面4aから下方へ延出していることで該吹出側面
4a側への付着作用がより確実に防止される。この結
果、上記隅部42での上記渦流45の生成作用及び該渦
流45による速度境界層の形成抑制作用がさらに促進さ
れ、上記第1の実施形態の空気清浄機1におけると同様
の作用効果がより一層高められることになる。
浄機1を示している。この実施形態の空気清浄機1は、
上記各実施形態の空気清浄機1が天井埋込型のものであ
ったのに対して、これを天井吊下型としたものである
が、該空気清浄機1そのものの基本構成は上記各実施形
態の空気清浄機1と同様である。従って、ここでは、上
記各実施形態の空気清浄機1の構成部材と同一の構成部
材については図1〜図9に付したと同じ符号を付するこ
とでその説明を省略し、本実施形態に特有の構成につい
てのみ詳述することにする。
これが天井吊下型であることに特有の構成として、上記
本体ケーシング2の外周面から内側へのみ延出し上記内
枠パネル41との間に環状の上記空気吹出口9を形成す
る外枠パネル40に、上記壁部材15を一体的に形成
し、該外枠パネル40の内周面40aを弧状のテーパー
面とし、これを上記壁部材15の内周面15aとしてい
る。
気清浄機1においても、上記各実施形態にかかる天井埋
込型空気清浄機1と同様の作用効果が得られるものであ
る。
浄機1を示している。この実施形態の空気清浄機1は、
上記第1の実施形態にかかる天井埋込型空気清浄機1を
基調とし、該空気清浄機1の上記通風路10内に、筒状
形態に形成された空気熱交換器22を、その内周面22
aが上記ターボファン11の吹出口に臨んで対向するよ
うに配置し、該空気清浄機1に、空気清浄化機能に加え
て、空気温度調整機能を付加したものである。
である空気清浄化機能に加えて空気温度調整機能を付加
してその多機能化を図ることで、該空気清浄機1を空気
調和装置としても使用して室内居住環境のより一層の快
適化を図ることが可能であり、それだけ該空気清浄機1
の汎用性が向上することになる。
実施形態にかかる空気清浄機1に上記空気熱交換器22
を付設してその多機能化を図った例を示したが、かかる
組み合わせ構成に限定されるものではなく、例えば上記
第2及び第3の実施形態にかかる空気清浄機1に上記空
気熱交換器22を付設してその多機能化を図ることもで
きることは勿論である。
実施形態として、天井吊下型の空気清浄機1を示してお
り、同図において符号2は天井3の下面側に吊下支持さ
れた本体ケーシングである。この本体ケーシング2は、
下端が開口した箱型形態をもち、該本体ケーシング2の
下端開口部には次述のパネル材4が着脱自在に取り付け
られている。
すように、外周部を構成する外枠パネル40と内周部を
構成する内枠パネル41とからなる分割構造とされてい
る。そして、上記外枠パネル40と内枠パネル41の間
には、斜め下方に向かって開口する環状溝で構成される
空気吹出口9がその全周に亙って形成されるとともに、
該空気吹出口9内には所定間隔で旋回流生成ステータ1
4,14,・・が取り付けられている。
ウスを兼用し空気吸込口5として機能するフード部材2
5が、その下端を上記内枠パネル41の下面から下方へ
突出させた状態で取り付けられている。従って、上記空
気吸込口5は、上記空気吹出口9よりも下方に位置する
ものの、実質的には該空気吹出口9によって囲まれた状
態となっている。尚、このフード部材25には、空気清
浄エレメント8が装着されている。
モータ11aによって回転駆動されるターボファン11
が、その軸心を上下方向に向けた状態で配置されてい
る。このターボファン11の配置によって、上記本体ケ
ーシング2内には上記空気吸込口5から上記空気吹出口
9に至る通風路10が形成される。そして、上記ターボ
ファン11の径方向外側には、上記通風路10を横切る
ようにして空気熱交換器22が配置されている。
に、その内周面40aとこれに対向する上記内枠パネル
41の外周面41aとの間に上記空気吹出口9を形成し
ている。そして、この空気吹出口9は、その上流側から
下流側に向かって径方向外側に傾斜する傾斜溝とされて
いるが、この場合、該空気吹出口9の外側壁面、即ち、
上記外枠パネル40の内周面40a側には、該内周面4
0aに沿って上記空気吹出口9の傾斜方向へ延出する案
内部材16が設けられている。
は、所定高さの筒状体で構成される壁部材15が、環状
溝で構成される上記空気吹出口9をその径方向外側にお
いて取り囲むようにして取り付けられている。従って、
上記案内部材16よりも径方向外側には、上記壁部材1
5と上記外枠パネル40の下面とによって隅部42が形
成されている。
態に係る空気清浄機1によれば、上記ターボファン11
が駆動されると、上記空気吸込口5から該空気吸込口5
下方の所定のスポット領域の室内空気が吸込まれる。そ
して、この吸込空気は、上記空気清浄エレメント8にお
いて清浄化されるとともに、上記空気熱交換器22にお
ける熱交換により温風あるいは冷風とされる。さらに、
この清浄な温風あるいは冷風は、上記空気吹出口9から
室内側へ吹き出されるが、その場合、この吹出空気は、
上記旋回流生成ステータ14,14・・・により旋回方
向の速度ベクトルが付与され、螺旋状の旋回流A1とな
って上記空気吹出口9から下方側床面側に向けて斜めに
吹き出されることになる。
回流A1の中心軸方向内側には、該旋回流A1の指向方向
とは逆に、上記ターボファン11の吸引力により上昇指
向する大きな吸引力をもつトルネード流A2が形成され
る。このように、上記空気吹出口9から吹き出される旋
回流A1の内側に上記トルネード流A2が生成されること
で、該旋回流A1によって包まれた所定スポット領域の
空気の上記空気清浄エレメント8での清浄化作用と上記
空気熱交換器22での温度調節作用とが確実に且つ高効
率で行われることになる。
おいては、上記空気吹出口9の外周壁面9a側にこれに
連続し且つ上記パネル材4の吹出側面4aから下方へ延
出する上記案内部材16を設けるとともに、上記空気吹
出口9の径方向外周側には上記壁部材15を配置して上
記案内部材16の径方向外側に上記隅部42を形成して
いることで、強い吸引力をもつトルネード流A2がより
安定的に生成される。
上記空気吹出口9から吹き出される旋回流A1は、該案
内部材16に案内されて該空気吹出口9から斜め下方へ
吹き出され、吹出空気の吹出側面4a側への付着作用が
確実に防止される。
出口9の吹出側に上記隅部42が形成されていること
で、図14に示すように、上記空気吹出口9から径方向
外方へ向けて斜め下方へ吹き出される上記旋回流A1に
より、上記隅部42の領域に渦流45が形成され且つこ
れが滞留し、後から吹き出される旋回流A1はこの渦流
45に案内されてその外側、即ち上記空気吹出口9寄り
側を迂回しながら上記壁部材15の下端に至り、該下端
部分からその下方側に室内空間、即ち、自由空間に向か
って螺旋状に吹き出されることになる。
は、上記空気吹出口9から上記壁部材15の下端部分に
至り、該下端部分からさらに上記室内空間に吹き出され
ることで次第にその吹出速度が減衰され、該旋回流A1
がもつ動圧が次第に静圧に変換され、該壁部材15の下
方近傍には上記空気吹出口9を取り囲むように高静圧領
域が形成されることになる。このような上記空気吹出口
9の近傍領域での安定的な高静圧領域の形成により、上
記旋回流A1の内側を上昇移動する上記トルネード流A2
がより安定的に生成され、該トルネード流A2がもつ強
い吸引力が、上記旋回流A1に囲まれた領域における室
内空気の上記空気吸込口5側への吸込作用に最大限活用
され、上記空気清浄機1の空気清浄化性能及び空気温度
調節性能が可及的に高められるものである。
15を設けることで上記空気吹出口9の吹出側の径方向
外側に上記隅部42を形成したが、例えば上記空気清浄
機1を室内壁面30に沿わせて配置するものにおいて
は、図15に示すように、上記室内壁面30に上記壁部
材15の機能をもたせ、該室内壁面30と上記外枠パネ
ル40とによって上記隅部42を形成することができる
ものであり、かかる構成のものにおいても上記実施形態
の場合と同様の効果が得られるものである。
実施形態として、天井吊下型の空気清浄機1を示してい
る。この実施形態の空気清浄機1は、上記第6の実施形
態にかかる空気清浄機1の変形構造例として位置づけら
れるものであって、該第6の実施形態のものと異なる点
は、該第6の実施形態のものにおいては上記ターボファ
ン11を内蔵し、該ターボファン11によって室内空気
を循環させる構成としていたのに対して、この実施形態
においては室内空気の排出と外気の導入により換気機能
を持たせた点である。
ボファン11を内蔵配置するのに代えて、上記フード部
材25には排気ダクト28を接続し、また上記通風路1
0には給気ダクト27を接続している。尚、上記排気ダ
クト28は、その一端が室外に開口するとともに、その
通路途中には排気用ファン(図示省略)が備えられてい
る。また、上記給気ダクト27も、その一端が室外に開
口するとともに、その通路途中には給気用ファン(図示
省略)が備えられている。
路10内に導入された外気A0は、上記空気熱交換器2
2において温度調整がなされた後、上記空気吹出口9か
ら室内へ旋回流A1として吹き出され、該空気吹出口9
の下方領域に安定的な高静圧領域を形成する。一方、上
記空気吸込口5の下方領域の室内空気は、上記空気清浄
エレメント8において清浄化された後、該空気吸込口5
を通して上記排気ダクト28側へ吸い込まれ且つ排気A
3として室外へ排出されるが、その場合、この吸込領域
の外側に上記旋回流A1によって安定的した高静圧領域
が形成されているため、該空気吸込口5に吸い込まれる
空気流は安定したトルネード流A2とされる。この結
果、上記空気清浄機1は、トルネード流A2がもつ強い
吸引力によって、高い空気清浄化性能及び空気温度調節
性能を発揮することになる。また、この空気清浄機1
は、室内空気の室外への排出と外気の導入とによって室
内の換気機能をも有することから、例えば空気の清浄性
が低い領域で使用される場合に好適である。
形態の場合と同様であるので、ここでの説明は省略す
る。
下型の吸気・送風装置につき、また該吸気・送風装置の
適用例として空気清浄機1について説明したが、本願発
明の吸気・送風装置はかかる設置形態のもの、あるいは
空気清浄機1に限定されるものではなく、設置形態とし
ては例えば壁掛型、床置型等の各種形態に適用でき、ま
た適用例としては空気の吸気・送風作用を利用するもの
に広く適用でき、例えば空気清浄機、空気調和装置の外
に、換気装置、集塵装置等の各種装置にも適用できるも
のである。
装置の構成を示す断面図である。
口部分の拡大図である。
を示す見上図(図2に相当)である。
を示す断面図である。
を示す断面図である。
装置の構成を示す断面図である。
装置の構成を示す断面図である。
口部分の拡大図である。
風装置の構成を示す断面図である。
風装置の構成を示す断面図である。
ある。
風装置の構成を示す断面図である。
を示す断面図である。
風装置の構成を示す断面図である。
パネル材、5は空気吸込口、6はベルマウス、7はプレ
フィルタ、8は空気清浄エレメント、9は空気吹出口、
10は通風路、11はターボファン、12は天井パネ
ル、13はスクロール、14は旋回流生成ステータ、1
5は壁部材、16は案内部材、22は空気熱交換器、2
5はフード部材、27は給気ダクト、28は排気ダク
ト、30は室内壁面、40は外枠パネル、41は内枠パ
ネル、42は隅部、45は渦流である。
Claims (14)
- 【請求項1】 同一面に空気吸込口(5)と該空気吸込
口(5)を囲む空気吹出口(9)とを設け、上記空気吸
込口(5)から吸い込んだ空気を上記空気吹出口(9)
から旋回流として吹き出すことで該旋回流の内部側に上
記空気吸込口(5)へ向かうトルネード流を生成せしめ
るようにした吸気・送風装置であって、 平面視において上記空気吹出口(9)からその外周側へ
所定距離だけ離間した位置に、該空気吹出口(9)が設
けられたパネル材(4)の吹出側面(4a)との間に所
定の隅部(42)を形成する壁部材(15)が設けられ
ていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 上記壁部材(15)が、上記パネル材(4)の吹出側面
(4a)から吹出方向前方側へ突出し且つ上記空気吹出
口(9)を取り囲むように延設された突条体で構成され
ていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、 上記壁部材(15)が、上記空気吹出口(9)が設けら
れたパネル材(4)と一体的に形成されていることを特
徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項4】 請求項1において、 上記壁部材(15)が、上記空気吹出口(9)が設けら
れたパネル材(4)を取り囲んだ状態で該パネル材
(4)の表面から略直交方向に延出するように配置され
た室内壁面(30)で構成されていることを特徴とする
吸気・送風装置。 - 【請求項5】 請求項1,2,3又は4において、 上記空気吹出口(9)の全域に、該空気吹出口(9)の
外周壁(9a)の延長方向へ延出する案内部材(16)
が設けられていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項6】 請求項1,2,3,4又は5において、 上記空気吸込口(5)から上記空気吹出口(9)に至る
通風路(10)内に空気熱交換器(22)が配置されて
いることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項7】 請求項1,2,3,4,5又は6におい
て、上記空気吸込口(5)から上記空気吹出口(9)に
至る通風路(10)内に空気清浄エレメント(8)が配
置されていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項8】 空気吸込口(5)と該空気吸込口(5)
を実質的に囲む空気吹出口(9)とを設け、上記空気吸
込口(5)から吸い込んだ空気を上記空気吹出口(9)
から旋回流として吹き出すことで該旋回流の内部側に上
記空気吸込口(5)へ向かうトルネード流を生成せしめ
るようにした吸気・送風装置であって、 平面視において上記空気吹出口(9)からその外周側へ
所定距離だけ離間した位置に、該空気吹出口(9)が設
けられたパネル材(4)の吹出側面(4a)との間に所
定の隅部(42)を形成する壁部材(15)が設けられ
ていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項9】 請求項8において、 上記壁部材(15)が、上記空気吹出口(9)が設けら
れたパネル材(4)を取り囲んだ状態で該パネル材
(4)の表面から略直交方向に延出するように配置され
た室内壁面(30)で構成されていることを特徴とする
吸気・送風装置。 - 【請求項10】 請求項8又は9において、 上記空気吹出口(9)の全域に、該空気吹出口(9)の
外周壁(9a)の延長方向へ延出する案内部材(16)
が設けられていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項11】 請求項8,9又は10において、 上記空気吸込口(5)から上記空気吹出口(9)に至る
通風路(10)内に空気熱交換器(22)が配置されて
いることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項12】 請求項8,9,10又は11におい
て、 上記空気吸込口(5)から上記空気吹出口(9)に至る
通風路(10)内に空気清浄エレメント(8)が配置さ
れていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項13】 請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,11又は12において、 ファン(11)を内蔵し、上記空気吸込口(5)からの
吸込空気を上記空気吹出口(9)から吹き出すように構
成されていることを特徴とする吸気・送風装置。 - 【請求項14】 請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,11又は12において、 室内空気を上記空気吸込口(5)から吸い込んで室外へ
排出する排気手段(28)と、室外空気を上記空気吹出
口(9)から室内へ吹き出させる給気手段(27)とが
備えられていることを特徴とする吸気・送風装置。
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