JP2001087162A - 人体乾燥装置および人体乾燥装置の設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風機を有する人体乾燥装置において、操作
性、意匠性、使用感や快適性に優れ、さらに装置の設
計、設置や施工が容易な人体乾燥装置およびその設計方
法を提供する。 【解決手段】 低回転、小型であっても必要な風量、圧
力を得ることのできる送風機を用いることにより、非常
に小型の人体乾燥装置とする。遠心送風機羽根車の送風
翼５に流入した空気の速度を高め流出させる増速翼列５
を用いるので、用途に適した十分な圧力ヘッド、風量を
得るために小型の羽根車を低回転で回転させることが可
能である。小型の羽根車を用いることにより送風機はも
とより、人体乾燥装置の小型化が図れ、低回転で回転さ
せることにより使用時に不快な振動が伝達したりジャイ
ロ効果が発生するのを防止することができ快適で高速な
乾燥を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人体乾燥装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平９−３７８３５号には、送風機を
大径化し低速で羽根車を回転させることにより不快な振
動を低減させたり疲労を防止するヘアドライヤーが開示
されている。特開平９−５６６３９号では、輻射熱を利
用することにより送風機からの高速送風で手の乾燥を行
なう手乾燥装置が開示されている。本出願人は、特開平
５−２２８０１２号では除湿を行なうことにより送風機
からの低温風で髪を乾燥させるヘアドライヤーを開示し
た。また、実公平６−１５５８３号では手を自動で洗浄
し送風機からの送風により乾燥する自動手洗い装置を開
示した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したいずれの人体
乾燥装置においても、手や髪あるいは全身を洗った後に
人体に付着した水分を乾燥させる目的で送風機が用いら
れている。設置空間の少ない水回りにおいてこれら送風
機を人体乾燥装置に内蔵させると装置自体が大型化し、
意匠性が優れないなどの問題や壁面や他の装置と干渉し
てそもそも設置が不可能な現場もあった。また水回り空
間では耐高温多湿雰囲気や耐水性に優れたＦＲＰやタイ
ル等の建築部材が使用されているが、一般的にこれらは
表面が平坦で内部が緻密であり音響反射率が非常に高い
ことを特徴としている。空間の壁面などの音響反射率が
高いと残響時間が非常に大きくなるために、このような
空間ではいったん発生した騒音が減衰せずに重なり合い
大きな騒音となってしまう。また気密性を高めるために
建築部材は密にかつ剛に近い状態で設置されるために振
動伝達率も非常に高く、壁面などに人体乾燥装置を設置
した場合には遠距離まで振動や騒音を伝えてしまい非常
に不快であるとともに特に夜間などの使用が制限される
問題点があった。

【０００４】これらの振動や騒音を防止するためには、
送風機に用いるモーターの回転数は低く抑える必要があ
る。一般的に使用されている遠心送風機は羽根車の回転
による遠心力を用いて送風を行なうので、モーターの回
転数を抑えると羽根車および送風機ユニットが大型のも
のとなり、人体乾燥装置内部の送風機が占める空間は非
常に大きなものとなっている。装置を小型化するために
無理に送風機を小型のものにすると、いたずらにモータ
ー回転数を上昇させることになり、大きな振動や騒音の
発生原因となるので装置を設計する上では新たな問題を
引き起こすことになる。また乾燥空気を吐出する吐出口
から離れた位置に送風機を設置し、送風機と吐出口を送
風管路で接続して装置内部空間の有効利用を図ろうとし
た場合には、送風機の圧力負荷が増大し送風機が大型高
回転のものとなったり、また送風管路を取り回す占有体
積が無視できないものとなり装置設計を困難にしたり製
造・組立てを難しくする問題も有していた。

【０００５】また装置小型化のために空気を加熱したり
除湿する空気温度調整装置を同時に小型にする場合に
は、空気との接触面積を確保しながら小型化を図る必要
がある。しかしこれでは接触部の流路断面積が小さくな
ることで圧力損失が増大し、この圧力損失の増大により
送風機負荷は大きなものとなる。これは送風機の更なる
大型化や高速運転を強いるものとなり、操作性、施工性
の悪化や振動騒音の増大等を引き起こすことにより、人
体乾燥装置小型化と快適性の両立は相反するものとなっ
てしまっていた。

【０００６】固定もしくは半固定の状態で使用する人体
乾燥装置以外に、携帯型人体乾燥装置のヘアドライヤー
等のように人体乾燥装置を直接手に持って必要なところ
を乾燥させるものがある。これらは乾燥効率を高めるた
めに人体乾燥装置自体を移動させ、風のあたる位置を変
えることが頻繁に行われる。ところが人体乾燥装置内部
に設置された送風機の高速で回転する羽根車はジャイロ
効果とも呼ばれる慣性力を発生させるために、動かそう
と意図した方向とは異なる方向に荷重を発生させ、女
性、子供あるいは老人など体力が十分でない使用者が操
作した場合には腕の疲労を発生させやすく非常に不快で
ある。このように携帯型人体乾燥装置を快適に使用する
ためには、ジャイロ効果を発生させる慣性力を大幅に低
下させる必要がある。これは高速で回転する物体に発生
するものであり、回転速度と回転体の重量やモーメント
により定まることから、低回転でかつ小型軽量の羽根車
を使用する必要があった。またこれらを携帯性に優れ非
使用時の収納性を高めるためには装置自体の小型化が必
要でもあり、従来の携帯型人体乾燥装置においては小型
化、乾燥効率と快適性はそれぞれ相反するものとなって
いた。

【０００７】一般的に遠心式送風機と同様に使用される
頻度の高い軸流送風機は小型の送風機を用いて低圧では
あるが高風量を得ることができる。しかし通常人体乾燥
装置においては、乾燥機構などの圧力負荷の高いものを
接続する必要があるため、軸流送風機においては必要な
風量が取れずに十分な送風性能を得ることができない。

【０００８】本願発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は送風機を有する人体乾燥装
置において、操作性、意匠性、使用感や快適性に優れ、
さらに装置の設計、設置や施工が容易な人体乾燥装置お
よびその設計方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記課
題を解決し、低回転、小型であっても必要な風量、圧力
を得ることのできる送風機を用いることにより、非常に
小型の人体乾燥装置を提供するものである。

【００１０】請求項1においては、遠心送風機羽根車の
送風翼に流入した空気の速度を高め流出させる増速翼列
を用いるので、用途に適した十分な圧力ヘッド、風量を
得るために小型の羽根車を低回転で回転させることが可
能である。小型の羽根車を用いることにより送風機はも
とより、人体乾燥装置の小型化が図れ、低回転で回転さ
せることにより使用時に不快な振動が伝達したりジャイ
ロ効果が発生するのを防止することができ快適で高速な
乾燥を可能とする。

【００１１】請求項２においては、流入部翼端の前縁お
よび流出部翼端の後縁を結んだ翼弦の傾きが羽根車回転
方向と同一方向となるように送風翼を配置したので、羽
根車から流出する空気を効果的に回転方向に空気を送り
出すことができ、大きな圧力ヘッドと高風量を得ること
が可能であることから、羽根車や送風機の大幅な小型化
を可能とする。

【００１２】請求項３においては、送風機の諸元を、流
量係数φ＞０．１５（φ＝Ｕ_r／Ｖ_θ（Ｕ_r：羽根車流出
時の半径方向速度、Ｖ_θ：羽根車外周の回転速度））と
なるように定めたので、送風機を従来のものと比較して
約半分の大きさとすることができ、人体乾燥装置を大幅
に小型化できる。また送風機の流量係数φを大きく設定
すれば、回転数を上げることなく送風機の小型化が可能
なので快適性に優れる。

【００１３】請求項４においては、送風機の回転数を制
御し送風機からの出力状態を調整する送風機出力調整手
段を有するので、複数の用途で送風機を兼用する場合で
あっても、目的に応じた送風量を得ることができる。ま
た室温や使用者の好みによって送風量を制御することも
可能である。とくに増速翼を用いた場合においては、流
体力学的特性に非常に優れ同一の回転数であっても大き
な圧力ヘッドと高風量を得ることができるので、低風量
から高風量の幅広い用途に対しても回転数を制御するこ
とによりひとつの送風機で対応することが可能である。

【００１４】請求項５においては、複数の吐出口から送
風できるので最適な吐出口から送風が得られるので、少
ない風量や低い温度であっても乾燥効率にすぐれ、また
乾燥むらも発生しない。

【００１５】請求項６においては、送風機と連通し送風
機から空気を吐出口に輸送する送風管路を備え、送風管
路の管路断面積が吐出口の送風断面積よりも小さいの
で、装置内部機構の取り回しや組立て性に優れるととも
に、送風管路の占有する容積が小さくてすむので装置全
体の小型化が可能である。

【００１６】請求項７においては、送風管路と前記吐出
口の接続部分に動圧を静圧に変換する圧力回復手段を備
えたので、管路断面積の小さな送風管路を高速で流れる
空気の動圧を失うことなく、送風が可能である。動圧を
静圧に変換すれば、径の小さな送風管路で送風を行なっ
ても送風に必要な圧力が小さくて済み効率的な送風が可
能である。必要圧力を小さくすることができれば、送風
機の駆動トルクも小さくなるので低回転の小型モーター
による駆動が可能となる。

【００１７】請求項８においては、複数の吐出口を切り
替えて吐出方向の選択を行なう吐出口切替手段を備えた
ので、必要なときに必要な場所に送風を行なうことがで
きる。設置場所によっては吐出方向が制限されることも
あり、このような場合には複数の吸引口を設け、用途に
応じて適した吸引方向を選択することも可能である。

【００１８】請求項９、１０においては、吸引口を複数
有するので、用途に応じた最適な吸引が可能である。設
置場所によっては吸引方向が制限されることもあり、こ
のような場合には複数の吸引口を設け、用途に応じて適
した吸引方向を選択することも可能である。

【００１９】請求項１１、１２においては、送風機出力
調整手段により吐出口切替手段およびまたは吸引口切替
手段と連動して送風機の出力状態を調整するので、吐出
口およびまたは吸引口を切り替えて送風負荷や必要風量
が異なる場合であっても、用途に適した送風量を確保す
ることが可能である。

【００２０】請求項１３、１４においては、送風機に連
通する管路中に空気温度調整装置を備えたので、外気の
温度や湿度に左右されず高速な乾燥を可能とする。また
これら空気温度調整装置の小型化に伴う送風機負荷の増
大に対しても、送風機を大型にしたり、回転数を高める
必要が無く、快適性、操作性や施工性と人体乾燥装置の
小型化を両立することが可能である。

【００２１】請求項１５においては、空気の温度や湿度
等の状態量を検知する空気状態量検知手段の出力信号に
基づいて空気温度調整装置を制御するので、用途に適し
た最適な温度や湿度に調整した送風が可能である。

【００２２】請求項１６、１７においては、吐出口切替
手段およびまたは吸引口切替手段と連動して前記空気温
度調整装置の起動、停止及び出力調整を行なう空気温度
制御手段を備えたので、室温、湿度等の空気状態量が異
なった場合であっても、あるいは使用者の好みにより最
適で用途に応じた送風が可能である。

【００２３】請求項１８においては、本発明を手乾燥装
置に適用したので、快適で高速な乾燥が可能である。

【００２４】請求項１９においては、洗浄水を吐出する
洗浄水吐出手段を備えた手乾燥装置に適用したので、洗
浄後に水滴を周囲に撒き散らし床や衣服を汚すことなく
快適で高速な乾燥が可能である。

【００２５】請求項２０においては、本発明を髪乾燥装
置に適用したので、体力が十分でない人が長時間使用し
ても疲れない快適な高速乾燥が可能となる。

【００２６】請求項２１においては、本発明を全身乾燥
装置に適用したので、快適で高速な乾燥が可能である。

【００２７】請求項２２においては、洗浄水を吐出する
洗浄水吐出手段を備えた全身乾燥装置に適用したので、
洗浄後に水滴を周囲に撒き散らし床等を汚すことなく快
適な高速乾燥を可能とする。また特に温水で洗浄した場
合においては湯冷めも無いので体調のすぐれないときな
どにも快適に全身を洗浄することができる。

【００２８】請求項２３においては、送風機の諸元を流
量係数φ＞０．１５（φ＝Ｕ_r／Ｖ_θ（Ｕ_r：羽根車流出
時の半径方向速度、Ｖ_θ：羽根車外周の回転速度））と
なるように定めたことを特徴とする人体乾燥装置の設計
方法を示したので、人体乾燥装置の大幅な小型化が可能
である。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の第一実施例に係わる人体
乾燥装置を説明する。図１に人体乾燥装置に用いる乾燥
用送風機ユニットを示す。乾燥用送風機ユニット２０
は、送風機１０とモーター９と送風ダクト１２とから構
成されている。送風機１０には駆動用のモーター９が取
り付けられ、モーター９の駆動に伴い吸引口１１から吸
引された空気は送風機１０により所望の圧力まで昇圧さ
れた後、送風ダクト１２へと送り出される。送風ダクト
１２の先端に位置する送風口１３にはダンパーが設けら
れ、送風の無いときには自閉し汚水やゴミの逆流を防止
し、送風のあるときには送風圧力により自動的に開口し
送風を行なう。図示しないが送風ダクト１２には乾燥用
の空気を昇温させ乾燥効率を高める目的でヒーターが備
え付けられ、空気の温度や湿度等の状態量を検出し空気
を所定の温度に制御し安全かつ最適な乾燥を行なうため
の送風温度検知手段と湿度検知手段が設けられており、
この温度検知手段と湿度検知手段の信号に基づいてヒー
ターへの投入電力の制御を行ない温度を制御している。
ここでは取り合いの関係から吸引口１１は、送風機１０
のモーター取付面とは反対面のみの片吸い込みとしてい
るが、モーター冷却を同時に行ないたければ吸引口をモ
ーター取付面に設けてもよいし、高風量時の特性を向上
させたい場合は両方の面から吸引する両吸い込み構造と
してもよい。

【００３０】送風機１０の内部構成を図２に示す。モー
ター９の回転軸には増速翼羽根車６が取り付けられ、増
速翼羽根車６の周方向には略均等に増速翼５が取り付け
られている。回転による翼５の変形を防止するために翼
固定リング１４が周方向に取り付けられており、回転に
よる翼５などの不要な振動を防止する。全体の小型化の
ためにモーター９は羽根車６の内径部分に挿入されて取
り付けられており、モーターの突出による空気の流入抵
抗を低減するために丸みを設けて整流部１５としてい
る。

【００３１】図３に送風ダクト１２を取り外した送風機
ユニット単体をあらわす。羽根車から回転しながら流出
する流れの動圧を静圧に変換する圧力回復手段である渦
巻状のスクロールケーシング１８はマウント１７を介し
て人体乾燥装置本体のケースに固定される。

【００３２】図４、図５に従来技術の羽根車１をあらわ
す。羽根車１には図５に示すように、周方向に略均等に
円弧形状をした円弧翼２が設置されている。円弧翼２は
羽根車流入部の翼端である翼前縁部３と羽根車流出部の
翼端である翼後縁部４とを円弧形状の翼で結んだもので
あり、羽根車に流入した空気は翼前縁部３から翼後縁部
４に流れるにつれ、図５中の矢印であらわされる回転方
向と同じ方向に曲げられ羽根車から流出する。図５中の
円は隣接する翼により形成される翼間流路の流路断面積
の大きさをあらわしており、流入時と流出時で円の大き
さはほとんど変化せず、流路断面積はほぼ一定であるこ
とが示されている。

【００３３】図６は図３に示された本発明の実施例であ
る送風機ユニットで使用されている羽根車の翼形状をあ
らわしたものである。この翼には増速翼５が用いられて
おり、翼前縁部３と翼前縁部４を結ぶ直線であらわされ
る翼弦の傾きは矢印で示された回転方向と同一方向であ
り、翼前縁部３から進入した空気は回転方向と同一方向
に曲げられ、翼後縁部４から流出する。図６における円
の大きさは流路断面積を示しており、翼前縁部３から翼
後縁部４にかけて円の大きさが縮小している。これは下
流側にいくほど流路断面積が小さくなり、流速が高まる
構造であることを示している。

【００３４】円の中心の移動軌跡２７に沿って流路断面
積をあらわしたのが図７である。ここでは、図５に示し
た従来技術である円弧翼についても同様に流路断面積を
求めて併記している。翼流入部からの任意の位置までの
軌跡の長さをＬ、翼流入部から翼端に相当する位置まで
の軌跡の長さをＬ_w、翼正圧面２５と翼負圧面２６に同
時に接する円の面積をＳ、互いに隣接する二つの翼前縁
部３を結ぶ線分を直径とする円の断面積をＳ_iとする。
円弧翼についても０＜Ｌ／Ｌ_w＜０．２の範囲で流路断
面積比が減少しているが、これは翼厚みによる縮流であ
る。円弧翼はＬ／Ｌ _w＞０．２の領域で、ほぼ流路断面
積比が一定であるのに対して、増速翼の場合はほぼ直線
的に減少を続け、流路断面積比が０．５程度となってい
ることから流出時の平均速度が流入時の平均速度に対し
てほぼ２倍程度となることが示されている。

【００３５】ここで増速翼を用いた場合の送風機性能に
関する理論的背景を述べる。図８は羽根車流出時の状態
をあらわす速度三角形を示す。Ｕ_rは羽根車流出時の半
径方向速度、Ｖ₂は羽根車流出時の周方向相対速度、Ｗ₂
は羽根車流出時の相対速度、Ｒ ₁は羽根車内径、Ｒ₂は羽
根車外径、β₂は羽根車出口角度をあらわす。ここで流
量をＱ、羽根車高さをＨ、羽根車回転角速度をω、羽根
車外周の回転速度をＶ_θ、送風機の全圧をＰ_tとする
と、流量係数：φ、圧力係数：ψは φ ＝ Ｕ_r／Ｖ_θ ψ ＝ Ｐ_t／｛（ρ／２）Ｖ_θ ²｝ Ｕ_r ＝ Ｑ／（２πＲ₂Ｈ） Ｖ_θ ＝ Ｒ₂ω 羽根車出口の速度三角形から Ｕ_r ＝ Ｗ₂ｃｏｓ（π-β₂） Ｖ₂ ＝ Ｗ₂ｓｉｎ（π-β₂） 羽根車入り口の半径方向速度をＵ_inとすると Ｕ_in ＝ Ｑ／（２πＲ₁Ｈ） ＝ {φＶ_θ（２πＲ₂Ｈ）}／（２πＲ₁Ｈ） ＝ φＶ_θ（Ｒ₂／Ｒ₁） 増速部分の面積比をζとすると Ｗ₂ ＝ Ｕ_in／ζ Ｕ_r ＝｛φＶ_θ（Ｒ₂／Ｒ₁）／ζ}ｓｉｎ（π-β₂） Ｖ₂ ＝ ｛φＶ_θ（Ｒ₂／Ｒ₁）／ζ｝ｃｏｓ（π-
β₂） 翼出口の円周方向の絶対速度をＶとして流出時の滑りを
無視すると Ｖ ＝（Ｖ_θ＋Ｖ₂） ＝Ｖ_θ｛１＋φ（Ｒ₂／Ｒ₁）ｃｏｓ（π-β₂）／ζ} （Ｂ）

【００３６】Ｂ式から明らかなように、羽根車から流出
する空気の回転方向速度は増速部分の面積比ζにより変
化し、ζを小さくするほど回転方向に高速で流出するこ
とが示されている。このような遠心式送風機の場合の仕
事は回転による遠心力によるものであるから、流出時の
回転方向速度が上昇すれば回転数を上昇させたのと同じ
効果を得ることができ、大きな圧力ヘッドと高風量を得
ることができる。すなわち増速翼を用いることにより、
低い回転数、小さなな羽根車であっても大きな圧力ヘッ
ドと高風量を得ることができ、装置の大幅な小型化を可
能とする。また一般的にファンの設計を高風量なものと
すると、羽根車の動圧を静圧に変換する目的で設置され
ているスクロールケーシングの大きさも大きなものとす
る必要がある。増速翼による増速効果を加味した流量係
数φ’を以下のように定義すると φ’ ＝ Ｕ_r／Ｖ ＝φ／[｛１＋φ（Ｒ₂／Ｒ₁）ｃｏｓ（π-β₂）／ζ｝] φ’は増速部分の面積比ζにより変化し、ζを小さくす
るほどφ’は小さくなることがわかる。

【００３７】この時の流出角αは α ＝ tan^-1(φ’) であらわされるので、ζを小さくするほどαも小さくな
ることがわかる。送風機の最適設計条件はこの流出角と
スクロールケーシングの広がり角が一致したときである
ので、増速効果のある翼を使用することにより、大きな
圧力ヘッドと高風量を得ることができ、なおかつ高風量
でありながら最適なスクロールケーシングの広がり角を
小さくすることができるので、送風機全体の大きさを小
さくすることができる。

【００３８】また同様に流量係数φは以下のとおりに変
形可能である。 φ ＝ Ｕ_r／Ｖ_θ ＝ Ｑ／（２πＲ₂ ²Ｈω） …（１） 式（１）に示すように流量係数：φは無次元数であり、
送風機の運転条件をあらわすひとつの指標である。送風
機に関する相似則を適用すれば、異なった条件や大きさ
で運転される送風機の特性を普遍的にあらわすことがで
きる。

【００３９】装置設計変数としての流量：Ｑは一定であ
り、羽根車回転数：Ｎは振動や騒音を防止する意味から
上限があるのでほぼ一定とすることができる。式（１）
を以下のように変形すると、 πＲ₂ ²Ｈ ＝ ｛Ｑ／（２ω）｝・（１／φ） …（Ａ） 式（Ａ）の左辺は羽根車の体積をあらわしている。右辺
からは、この羽根車の体積が流量係数の逆数に比例する
ことがわかる。すなわち大きな流量係数で運転すること
ができれば、羽根車を小型にできるので送風機を小型化
することができる。従来の送風機がφ＝０．０６〜０．
０９（平均：０．０７５）で使用されていることを考慮
すると、φ＝０．１５以上で運転することができれば送
風機を約半分以下の大きさとすることができる。またφ
＝０．１８以上とすれば従来技術における最小の送風機
と比較しても半分の大きさとすることができるのは言う
までもない。送風機を半分の大きさとすることができれ
ば、乾燥効率を向上させるために複数の送風口を設ける
場合であっても、特別に分岐ダクトなどを設けなくても
複数の送風口に対してそれぞれ送風機を設けても十分小
型なものとすることができる。このようにすればダクト
で発生する圧力損失の問題を考慮する必要が無く、また
用途に応じ必要な位置に配置可能なので小型化と乾燥効
率の向上を同時に達成することが可能である。また送風
ユニットの設計も非常に簡便なものとすることができ
る。さらに流路を切り替える場合は当然のことながら複
数の用途を同時に使用することができないが、送風機を
独立しても設ければいつでも必要な送風が可能なので快
適性や使用感に優れたものとすることができる。

【００４０】図９は図３で示される送風機ユニットに用
いられている羽根車の概略図である。ここで羽根車外
径：Ｄ₂＝５６ｍｍ、羽根車内径：Ｄ₁＝４７ｍｍ、羽根
車高さ：Ｈ＝８ｍｍとしており、翼枚数は３６枚であ
る。羽根車内径と外径の比：λは０．８５程度に設定さ
れており、λを小さくすると風きり音等の騒音を低減で
きるが、送風機の吸い込み面積の低下に伴って高風量時
の特性が悪化する。またλを大きくすると高風量時の特
性は若干向上するが、翼長が短くなることにより羽根車
内部で剥離が発生しやすく効率が低下し騒音が増大す
る。これらを考慮して高風量時の特性と騒音等の特性を
両立させることができる条件として、λを定めた。モー
ターの駆動軸はモーター受け部８に固定され、モーター
トルクが増速翼羽根車６に伝達される。

【００４１】図１０と表１には増速翼形状の主要諸元を
あらわしている。

【００４２】

【表１】

【００４３】増速部分の流路断面積の比ζは翼形状によ
り任意に設定可能である。ζを小さく取ると大きな速度
を得ることができるので、より高圧、高風量の設計とす
ることができるが、羽根車流出時の速度分布が大きくな
るので効率が低下しやすく騒音レベルも上昇する。ζを
大きく取ると増速効果が薄れ特性の向上が得られにくい
ので、ここではζ≒０．４５としている。

【００４４】図１１には図３で示された送風機ユニット
の流体力学的特性の測定結果を示している。同時に示さ
れた円弧翼を用いた従来送風機の結果と比較すると、流
量係数が非常に高い値まで特性が伸びている。この結果
を用いて実際に送風機の設計を行ない測定したものは、
表1に示したとおり同一の設計条件に対して羽根車容積
を、約２２％（≒２．１×１０⁴／９．６×１０⁴）にま
で小型化することが可能である。

【００４５】図１２は乾燥用送風機ユニットの概略図で
あり、送風ダクト１２と送風機ユニット１０はダクト接
続部１６を介して接続されている。本発明による送風機
は非常に小型静音であり、なおかつ低回転で高風量、高
圧力が得られるので、送風用途に合わせて送風機形状を
設計しなくともモーターの回転数調整のみで非常に幅広
く対応可能である。すなわち送風機ユニット１０を共通
部品として使用し、用途に合わせてダクト接続部１６に
接続する負荷や送風面積、ダクト長さを調整することに
より、異なる送風用途に対してもそのまま使用すること
が可能である。小型送風機を共通部品として使用すれ
ば、装置設計や内部の取り合い検討の際にも、設計変数
として送風機性能や大きさを考慮する必要が無く、設計
仕様の変更にも柔軟に対応可能であり、非常に簡便に人
体乾燥装置の設計が可能である。

【００４６】図１４は従来技術による円弧翼を用いた送
風機ユニットに、乾燥用のヒーターおよびダクトを接続
した場合の流体力学的特性の測定結果である。送風機単
体と比較して負荷を接続した場合には特性が著しく低下
し、設計点における流量係数が０．０６５となってい
る。

【００４７】図１５は本発明の第二実施例に係わる圧力
回復手段をあらわした一例である。流路断面積のより小
さい連結管接続口２２から供給された空気は、用途に適
した送風面積および流速に変換するため漸次拡大する管
路である圧力回復手段２１に流入する。流路断面積の拡
大に伴って高速で流れる空気は徐々に減速され、より大
きな流路断面積を有する送風口２４へと送られる。この
減速過程で高速な空気が有している大きな動圧は静圧に
変換されるので、圧力損失やエネルギー損失を生じな
い。またこの減速を効率的に行ない、圧力を十分に変換
するために圧力回復手段２１内の流路は隔壁２３により
いくつかに分割されている。このように拡大流路内を分
割すれば整流効果があるとともに流れの剥離を防止でき
るので、圧力損失を発生させない。このように圧力損失
がなければ送風機の負荷を軽減できるので、小型化や省
エネに大きく貢献する。またエネルギー損失の少ない圧
力回復手段を設ければ、送風口よりも小さな断面積を有
する管路で空気の輸送を行なうことができるので、複数
の送風口を有する場合や装置を小型化するためには非常
に好適である。このようにすればひとつの送風口を乾燥
用途に、他の送風口を室内や局所的な暖房用途に使用す
ることもできる。

【００４８】図１６は図１５に示した圧力回復手段２１
を用いることにより、送風機構を構成した一例である。
送風ユニット１０から供給された空気は吐出口切替手段
３３へと送られる。吐出口切替手段３３には、空気処理
装置として空気を加熱するヒーター２９と空気の温度を
検出する温度検出手段３２と流路の切替を行なう流路切
替手段３１が備えられており、流路切替手段３１により
切り替えられた空気はそれぞれ送風管路２８へと導かれ
る。送風管路２８には圧力回復手段２１が接続されてお
りそれぞれの用途に適した位置にそれぞれ配置されてい
る。流路切替手段３１と温度検出手段３２とヒーター２
９とモーター９は制御器３０に接続されており、使用者
がリモコンあるいは手動操作を行なえば制御器３０が起
動され、それぞれをあらかじめ定められた温度、風量、
回転数、送風口が選択されるような制御が行なわれる。
またこれらは使用者の好みにより変更できるように設定
することもできる。圧力回復手段２１を備えたので管路
径の小さい送風管路２８により送風を行なっても圧力損
失やエネルギー損失の発生が少なく、送風機１０やモー
ター９を人体乾燥装置に適した小型のものとすることが
できる。また管路径の小さな送風管路２８により自由に
取り回しが可能なので、送風ユニット３４は人体乾燥装
置の外部に設置してもよいし、オプションとして装置へ
の後付けを行なっても良い。なおここでは送風側管路構
成についてのみ述べたが、同様に吸引側管路についても
流路切替手段と送風管路を組み合わせて、適した吸引口
からの空気の吸引が可能なのは言うまでもない。

【００４９】なお送風機の流体力学的特性は用途に合わ
せて変更可能であり、設計に応じて定めればよい。例え
ば使用モーターを小型化できる場合は羽根車内径をさら
に小さくすることができるので、羽根車外径も小さくで
きる。相似的にそのまま小型にすると必要な圧力や風量
が得られなかったりモーター回転数を上昇させる必要が
あるので、送風機の流体力学的特性を向上させる必要が
ある。例えば高風量時の特性をさらに向上させるために
は、両吸い込みとする、スクロール角を大きくする、翼
出口の流出角を大きくする、増速部の流路断面積比を小
さくするなどを行なえばよいし、これらを組み合わせる
こともできる。こうすることにより送風機設置時の流量
係数を表１に示した０．２６よりも大きくすることがで
き、実験的には０．４を超える程度まで可能であること
が確認されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における乾燥用送風機ユニッ
トの概略図

【図２】同送風機ユニットの内部機構概略図

【図３】同送風機ユニットの概略図

【図４】従来技術における羽根車概略図

【図５】同翼形状概略図

【図６】本発明の一実施例における翼形状概略図

【図７】翼間流路断面積の変化をあらわすグラフ

【図８】羽根車出口の速度三角形をあらわす概略図

【図９】本発明の一実施例における羽根車概略構成図

【図１０】同翼形状概略構成図

【図１１】流体力学的特性を測定したグラフ

【図１２】本発明の一実施例における乾燥用送風機ユニ
ットの概略図

【図１３】同送風機ユニットの内部構成概略図

【図１４】流体力学的特性を測定したグラフ

【図１５】本発明の一実施例における圧力回復手段の概
略図

【図１６】同送風機構の概略図

【符号の説明】

１…シロッコファン羽根車 ２…円弧翼 ３…翼前縁部 ４…翼後縁部 ５…増速翼 ６…増速翼羽根車 ７…下板 ８…モーター受け部 ９…モーター １０…ファンユニット １１…吸入口 １２…送風ダクト １３…吐出口 １４…翼固定リング １５…整流部 １６…ダクト接続部 １７…マウント １８…スクロール １９…送風口 ２０…乾燥用送風機ユニット ２１…圧力回復手段 ２２…連結管接続口 ２３…隔壁 ２４…送風口 ２５…翼正圧面 ２６…翼負圧面 ２７…流路断面積をあらわす円中心の軌跡 ２８…送風管路 ２９…ヒーター ３０…制御器 ３１…流路切替手段 ３２…温度検出手段 ３３…吐出口切替手段 ３４…送風ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 文月 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 林 良祐 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 ▲柳▼川 恭廣 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モーターにより駆動され回転する羽根車
   と、該羽根車の周方向に略均等に配置され回転により発
   生する遠心力により送風および昇圧を行なう送風翼と、
   前記羽根車が回転することにより発生する動圧を変換し
   圧力回復する圧力回復手段と、前記羽根車を前記圧力回
   復手段の所定の位置に収納した送風機と、該送風機に連
   通し外気を吸引する吸引口と、前記送風機に連通し吸引
   された空気を吐出する吐出口とを備え、前記送風翼は流
   入した空気の速度を高め流出させる増速翼列で構成され
   た送風部を有することを特徴とする人体乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記送風翼は、流入部翼端の前縁および
   流出部翼端の後縁を結んだ翼弦の傾きが羽根車回転方向
   と同一方向となるように配置されたことを特徴とする請
   求項１に記載の人体乾燥装置。
3. 【請求項３】 モーターにより駆動され回転する羽根車
   と、該羽根車の周方向に略均等に配置され回転により発
   生する遠心力により送風および昇圧を行なう送風翼と、
   前記羽根車が回転することにより発生する動圧を変換し
   圧力回復する圧力回復手段と、前記羽根車を前記圧力回
   復手段の所定の位置に収納した送風機と、該送風機に連
   通し外気を吸引する吸引口と、前記送風機に連通し吸引
   された空気を吐出する吐出口とを備え、前記送風機の諸
   元を、次式に表す流量係数：φ＞０．１５となるように
   定めた送風部を有することを特徴とする人体乾燥装置。 流量係数φ ＝ Ｕ_r／Ｖ_θ （Ｕ_r：羽根車流出時の半径方向速度、Ｖ_θ：羽根車外
   周の回転速度）
4. 【請求項４】 前記送風機の回転数を制御し送風機から
   の出力状態を調整する送風機出力調整手段を有すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の人
   体乾燥装置。
5. 【請求項５】 前記吐出口を複数備えたことを特徴とす
   る請求項１乃至４のいずれか一項に記載の人体乾燥装
   置。
6. 【請求項６】 送風機と連通し送風機から空気を吐出口
   に輸送する送風管路を備え、該送風管路の管路断面積が
   吐出口の送風断面積よりも小さいことを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれか一項に記載の人体乾燥装置。
7. 【請求項７】 前記送風管路と前記吐出口の接続部分
   に、動圧を静圧に変換する圧力回復手段を備えたことを
   特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の人体
   乾燥装置。
8. 【請求項８】 前記複数の吐出口を切り替えて吐出方向
   の選択を行なう吐出口切替手段を備えたことを特徴とす
   る請求項５に記載の人体乾燥装置。
9. 【請求項９】 前記吸引口を複数有することを特徴とす
   る請求項１乃至８のいずれか一項に記載の人体乾燥装
   置。
10. 【請求項１０】 前記複数の吸引口を切り替えて吸引方
    向の選択を行なう吸引口切替手段を備えたことを特徴と
    する請求項９に記載の人体乾燥装置。
11. 【請求項１１】 前記送風機の回転数を制御し送風機か
    らの出力状態を調整する送風機出力調整手段を有する人
    体乾燥装置であって、前記送風機出力調整手段は、前記
    吐出口切替手段と連動して送風機の出力状態を調整する
    ことを特徴とした請求項８に記載の人体乾燥装置。
12. 【請求項１２】 前記送風機の回転数を制御し送風機か
    らの出力状態を調整する送風機出力調整手段を有する人
    体乾燥装置であって、前記送風機出力調整手段は、前記
    吸引口切替手段と連動して送風機の出力状態を調整する
    ことを特徴とした請求項１０に記載の人体乾燥装置。
13. 【請求項１３】 前記送風機に連通する管路中に、空気
    の温度を調整する空気温度調整装置を備えたことを特徴
    とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の人体乾
    燥装置。
14. 【請求項１４】 前記空気温度調整装置は熱交換を行な
    うことにより空気を加熱し空気の温度を上昇させる加熱
    手段およびまたは熱交換を行なうことにより空気を除湿
    し空気の湿度を低下させる除湿手段で構成されたことを
    特徴とする請求項１３に記載の人体乾燥装置。
15. 【請求項１５】 前記送風機管路中に空気の温度や湿度
    等の状態を検知する空気状態量検知手段を備え、該空気
    状態量検知手段の出力に基づいて前記空気温度調整装置
    を制御することを特徴とする請求項１３乃至１４のいず
    れか一項に記載の人体乾燥装置。
16. 【請求項１６】 前記複数の吐出口を切り替えて吐出方
    向の選択を行なう吐出口切替手段を備えた人体乾燥装置
    であって、前記吐出口切替手段と連動して前記空気温度
    調整装置の起動、停止及び出力調整を行なう空気温度制
    御手段を備えたことを特徴とする請求項１３乃至１５の
    いずれか一項に記載の人体乾燥装置。
17. 【請求項１７】 前記複数の吸引口を切り替えて吸引方
    向の選択を行なう吸引口切替手段を備えた人体乾燥装置
    であって、前記吸引口切替手段と連動して前記空気温度
    調整装置の起動、停止及び出力調整を行なう空気温度制
    御手段を備えたことを特徴とする請求項１３乃至１６の
    いずれか一項に記載の人体乾燥装置。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至１７のいずれか一項に記
    載の人体乾燥装置であって、送風により手を乾燥する手
    乾燥装置。
19. 【請求項１９】 洗浄水を吐出する洗浄水吐出手段を備
    えたことを特徴とする請求項１８に記載の手乾燥装置。
20. 【請求項２０】 請求項１乃至１７のいずれか一項に記
    載の人体乾燥装置であって、送風により髪を乾燥する髪
    乾燥装置。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至１７のいずれか一項に記
    載の人体乾燥装置であって、送風により体全体を乾燥す
    る全身乾燥装置。
22. 【請求項２２】 洗浄水を吐出する洗浄水吐出手段を備
    えたことを特徴とする請求項２１に記載の全身乾燥装
    置。
23. 【請求項２３】 モーターにより駆動され回転する羽根
    車と、該羽根車の周方向に略均等に配置され回転により
    発生する遠心力により送風および昇圧を行なう送風翼
    と、前記羽根車が回転することにより発生する動圧を変
    換し圧力回復する圧力回復手段と、前記羽根車を前記圧
    力回復手段の所定の位置に収納した送風機と、該送風機
    に連通し外気を吸引する吸引口と、前記送風機に連通し
    吸引された空気を吐出する吐出口とを備えた人体乾燥装
    置の設計方法であって、前記送風機の諸元を、次式に表
    す流量係数φ＞０．１５となるように定めたことを特徴
    とする人体乾燥装置の設計方法。 式） 流量係数φ ＝ Ｕ_r／Ｖ_θ （Ｕ_r：羽根車流出時の半径方向速度、Ｖ_θ：羽根車外
    周の回転速度）