JP2006046243A - シロッコファン、換気装置および換気装置付き空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のシロッコファンの吹出口はファンの駆動有無にかかわらず開放状態であり、これを用いた換気装置または換気装置付き空気調和機は、虫の侵入防止やレンジフード等の換気扇により部屋が負圧になった場合に生じる室外から室内への流れを防止する必要があった。
【解決手段】 複数のブレードを円周上に配置し形成される羽根車と吸込口と吹出口を有する風路から形成されるシロッコファンにおいて、前記吹出口に回転自在に軸支され風路を開閉する開閉弁を備えたものである。また、室内機と室外機に冷媒配管を介して分離した空気調和機において、このシロッコファンを内蔵して、換気ホースを接続可能とした換気装置を前記室内機に設けるとともに、前記換気ホースの他端側を屋外へ導出して部屋の換気を行うものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、高静圧の送風が得られるシロッコファンおよび換気装置とそれを空気調和機に用いて部屋の換気を行う、換気機能を付加した空気調和機に関するものである。

従来のシロッコファンの吹出口はファンの駆動有無にかかわらず開放状態であり、また、従来のシロッコファンを用いて部屋の空気を換気する換気装置付き空気調和機は、虫の侵入防止や、レンジフード等の換気扇により部屋が負圧になった場合に生じる室外から室内への流れを防止するために、換気ダクト内に逆流防止弁が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−１７１０５４号公報（第１３−１４頁、第７−１０図）

従来のシロッコファンは上述のように構成されているため、その吹出口からの虫や小動物の侵入により駆動基板の破損の恐れがあった。

また、従来のシロッコファンを用い部屋の空気を換気する換気装置付き空気調和機は、虫の侵入や、レンジフード等の換気扇により部屋が負圧になった場合に生じる室外から室内への流れによる室外悪臭の侵入防止や、室外の温度が低く、室内が暖房・加湿により高温多湿状態にこの逆流が生じた場合の換気装置外郭の結露を防止するために、換気ダクト内に逆流防止機能が設けられている。しかし、この逆流防止機構によりダクトにおける圧力損失が増加し換気風量の低下および逆流防止機構の仕切り弁の風切り音が生じる問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、シロッコファンの吹出口から内部へ侵入する虫やゴミにより駆動制御基板が破壊することを防止し、また逆流の空気流れを防止できるシロッコファンを得るものである。

また、シロッコファンの風量、最大静圧、騒音という送風特性の低下を抑制できるシロッコファンを得るものである。
また、換気する部屋が負圧になった場合に弁が閉まっている状態で羽根車が駆動する場合に生じる羽根車が高回転で駆動し駆動基板を破損するのを抑制して信頼性の高い装置を得るものである。

この発明に係るシロッコファンは、複数のブレードを円周上に配置し形成される羽根車と吸込口と吹出口を有する風路から形成されるシロッコファンにおいて、前記吹出口に回転自在に軸支され風路を開閉する開閉弁を備えたものである。

この発明に係るシロッコファンは、複数のブレードを円周上に配置し形成される羽根車と吸込口と吹出口を有する風路から形成されるシロッコファンにおいて、前記吹出口に回転自在に軸支され風路を開閉する開閉弁を備えたので、ファン駆動停止時に吹出口からの虫やゴミの侵入による駆動基板の破損を防止して安全性の向上が図れ、またシロッコファンを通過して正規とは逆方向に流れ込むような空気の流れを阻止するできる効果が得られる。

実施の形態１．
図１および図２は、この発明の実施の形態１における吹出口に開閉弁を設けたシロッコファンの断面図を示している。図において、シロッコファン１は複数のブレードを円周上に配置し形成される羽根車２と、この羽根車２の回転中心側に位置する吸込口３と、この羽根車２の回転円周方向にスクロール形状（螺旋形状）で徐々に広がるケーシングの風路５と、この風路５の先端に有り送風空気を排出する吹出口４とにより形成され、比較的高静圧の送風が得られるものである。そして、吹出口４の近傍内部には吹出口４の風路を開閉する開閉弁６が設けられている。

この開閉弁６は軸７によりシロッコファン１のケーシングで形成される風路５の外側壁面近傍に回転自在に軸支され、吹出口４の風路を開閉自在に取り付けられている。また、開閉弁６の軸７を中心に、開閉弁６逆側には開閉のためのおもり付弁８がこの開閉弁６と一体に形成されている。そして、開閉弁６の先端部が吹出口４内部の外周側風路壁面と螺旋形状開始点側風路壁面との間を軸７を中心に移動して吹出口の風路を開閉する。開閉弁６の先端部が螺旋形状開始点側に位置する時が風路閉状態、一方、風路外周側壁面に位置する時が風路開状態となる。また、この開閉弁６より軸７を中心に反対側に形成したおもり付弁８も軸７を中心に回転可能となるように、シロッコファン１のケーシング風路５には前記おもり付き弁の回動軌跡の形状に合わせた凸形状の収納部分を外側に有している。そして、図１は羽根車２が停止してシロッコファン１の吹出口４内風路が閉状態となった場合を示し、図２は羽根車２が回転駆動して吹出口４内風路が開状態となる場合を示している。

次に動作について説明する。上述のように構成されたシロッコファン１において、このシロッコファン１全体を吹出口４が重力方向の下向きとなるように固定保持され、吹出口４内部において、開閉弁６及びおもり付弁８の自重で吹出口４が閉まっている状態となるように軸７の位置、および開閉弁６とおもり付弁８の重心が調整されている。羽根車２が駆動用電動モータ（図示せず）により駆動し矢印の方向に回転して送風運転を行っている場合、図２に示すように、羽根車２の回転によりケーシング風路内に生成される吹出空気１０の風圧によって、吹出口４に設けられたおもり付弁８と一体に形成された開閉弁６が軸７を中心にその自重に逆らって回動し、風路を開き送風が行われる。

以上のように、羽根車２の停止時には自重により吹出口４が風路閉状態となるように開閉弁６が設けられているため、虫やゴミの侵入を防止することができ、さらに羽根車２を駆動するための駆動制御基板の破損防止機構や他の駆動モータ等を追加することなく安価に取り入れることができる。

また、外的要因により吹出口４に対し吸込口３が負圧になった状態、つまりシロッコファン１の吹出口４から流入して吸込口３から流出する空気の逆の流れが発生した場合においても、羽根車２が回転駆動しない状態では、開閉弁６が風路を閉じているため通常送風時の流れとは逆の流れ１１を防止することができる。

また、吹出口４を開閉することのできる上述の開閉弁６は、羽根車２が回転駆動し開閉弁６が開いている状態の時には、この開閉弁６がない場合のシロッコファン１のケーシング風路５の壁面とほぼ同一面または同一面よりも外側になるように配置されることで、風路における空力抵抗の増加は少なく、シロッコファン１の風量、最大静圧、騒音という送風特性の低下を抑制することができる。

図３、４も、この発明に係るシロッコファンの断面図である。図において、図１、２と同符号は相当部分を示し、吹出口４が重力方向の上向きになるように設置されており、開閉弁６の軸７に対して反対側にはおもり付設がない弁となっている。そして、図１、２に示すシロッコファン１は吹出口４が重力方向の下向きに設けられているため、開閉弁６は自重で閉まっている状態にするために、開閉弁６は軸７を中心に反対側延長上におもり付弁８には樹脂等を追加し重くているが、図３、４に示すように吹出口４が重力方向に対して逆の上向きに固定保持される場合には、開閉弁６の自重で吹出口４を閉まった状態にすることができる。この場合は、図１、２に示すように開閉弁６は軸７を中心に反対側延長上におもりを付加するための樹脂等を追加する必要がなく、同様な効果を得られる。

また、図５、６はこの発明に係る他のシロッコファンの吹出口が閉状態および開状態を示す断面図であり、図１、２とはそれぞれ吹出口４におけるケーシングにより形成された風路５が異なり、その他の部分は同一符号を付し相当部分を示している。図５、６に示すように、吹出口４を開閉することができる開閉弁６の軸７をケーシングの風路５に対して外側に設け、かつ開閉弁６が閉まった状態になることのできる軸７付近まで風路５のケーシングを吹出口側へ延長して設けることで、上述と同様な効果が得られることに加え、風の流れる風路内からこの開閉弁６および軸７を開状態の時に風路外に位置するようにずらして設置しているために、この軸７への埃の付着を防止し、埃が付着することによる開閉弁６の開閉運動を阻害するのを抑制することができる。

実施の形態２．
図７および図８は、この発明の実施の形態２における吹出口に開閉弁を内設したシロッコファンを用いた換気装置の断面図を示している。図において、換気装置２０は外郭筐体に吸込部２１と吹出部２２を設けられた箱体からなり、その筐体内部に配設されたシロッコファン１は吸込口３と吹出口４を有するケーシング風路５により形成され、吹出口４内近傍には吹出口４を開閉する開閉弁６が風路５よりも外側に軸７が設けられており、このシロッコファン１は上述の実施の形態１で説明した図１及び図２に示したものと同一であり、同符号は相当部分を示している。

図７においては、シロッコファン１の吹出口４には換気装置２０の吹出部２２を通して換気ホース２３を取り付けることができる。換気装置２０の外郭側面に設けられた吸込部２１から通過して内部のシロッコファン１の吸込口３へ外部の空気が流入し、吹出口４を経て換気ホース２３へ流出する。この図では換気装置２０の吸込部２１はシロッコファン１の回転軸方向に対して垂直方向の側面に設けられているが、軸方向の側面に吸込口を設ける構成でも良く、さらには両方向の側面に設けると吸込面積が広くなり低騒音化が図れる。

また、図８においては、シロッコファン１を内部に内設しその周囲を外郭筐体で覆い密閉した換気装置２０の吸込部２１に換気ホース２３が直接取り付けられ、内蔵のシロッコファン１の吹出口４から換気装置２０の吹出部２２へは壁面により送風空気が導かれる構成で、吹出口２２より直接外部へ空気を吹き出することができる。なお、図8では換気ホース２３が取り付けられる吸込口２１がシロッコファン１の回転軸方向に対して垂直方向に設けられているが、回転軸方向に設けられても良い。

次に動作について説明する。このように構成された換気装置２０は、内蔵するシロッコファン１が駆動していない場合、吹出口４が閉まるように構成された開閉弁６を有するシロッコファン１を具備している。そして、このシロッコファン１の羽根車を回転駆動させることで、換気装置２０の吸込口２１から空気を吸込み、そして吹出口４にある開閉弁６を羽根車の回転で生じる風圧で押し開けることにより、内蔵のシロッコファン１を介して吹出口２２より空気を排出することで換気を行う。なお、図7及び図８の開閉弁６は吹出口４を閉じた状態を示しているが、シロッコファン１が駆動することにより発生する風圧で軸を中心に回動して開状態となり、吹出し空気の流れが得られる。

たとえば、この開閉弁付きシロッコファンを内蔵した換気装置２０が部屋の内部に設置された場合においては、図７に示すように、換気装置２０の吹出部２２部分には、開閉弁６付きシロッコファン１の吹出口４と換気ホース２３とが接続され、換気ホース２３の他方端部を室外まで延出させることで、部屋内部の空気を屋外へ排気することができる。

また、逆に換気装置２０が屋外に設置された場合においては、図８に示すように、換気装置２０の吸込部２１に換気ホース２３を接続し、この換気ホース２３の他方端部を部屋の中に設けることで、部屋の空気を屋外へ排気することができる。

また、図７、図８に示す換気装置２０への換気ホース２３の接続を逆にすることで、例えば図7における吸込部２１へ換気ホース２３を接続したり、または図８における吹出部２２へ換気ホース２３を接続することで、排気換気装置ではなく、給気換気装置としても使用できる。

以上のように、換気ホース２３を用いる換気装置２０に開閉弁６付きシロッコファン１を具備させているため、シロッコファン１の風量、最大静圧、騒音という送風特性の低下を抑制しつつ、運転していない時はシロッコファン吹出口の開閉弁６が閉状態となるので、この換気装置内部への虫やゴミの侵入の防止することができ、シロッコファン１を駆動する駆動基板の破損を防止することができる。

また、屋内に設置されたレンジフード等の換気扇により部屋が負圧になった場合に生じる室外から室内への空気の流れによる室外の悪臭の侵入防止、さらに室外の温度が低く、室内が暖房・加湿により高温多湿状態である状況にこの逆流が生じた場合に発生する換気ホース２３や換気装置２０の外郭の結露を防止することができる。

また、シロッコファン１の羽根車の回転数を検知する回転数検知手段を換気装置に備え、この回転数検知手段により検知される実回転数が高回転数になると所定の回転数を超えないように羽根車の回転数を抑える制御、例えば供給電圧を下げたり、またはインバータ装置であれば運転周波数を下げる制御を換気装置に取り入れることで、レンジフード等の換気扇により部屋が負圧になって換気装置の排気力が負けてシロッコファン吹出口の開閉弁が閉まった状態になって羽根車が駆動する場合に生じる羽根車の高回転駆動によりシロッコファンの駆動基板を破損することを抑制するものである。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図９〜図１１の換気装置付き空気調和機の構成図を用いて説明する。ここで、空気調和機の室内機３０と室外機３２は冷媒配管４２を介して接続され室内側と室外側のユニットに分離した分離型空気調和機であり、冷媒配管４２は室内と室外を仕切る壁４０に設けた貫通した配管穴４１を通して設置される。図９は開閉弁付きシロッコファンを用いた換気装置を内部に具備した空気調和機室内機の構成図であり、図において、換気装置２０は空気調和機室内機３０に内蔵され、制御装置３１とは熱交換器を挟んで反対側に設けられている。また、図１０は開閉弁付きシロッコファンを用いた換気装置を換気ホースで接続した空気調和機室内機の構成図であり、図において、換気装置２０を壁４０の外側に取り付け、この換気装置２０に接続された換気ホース２３は空気調和機の冷媒配管４２を通す配管穴４１に冷媒配管と合わせて通されて室内機側にその他方端部が配設されている。また、図１１は開閉弁付きシロッコファンを用いた換気装置を室外機に具備した空気調和機の構成図であり、図において、換気装置２０は空気調和機室外機４０の内部または外郭近傍に設置され、換気装置２０に接続された換気ホース２３が空気調和機の冷媒配管４２を通す配管穴４１に冷媒配管４１と合わせて室内側へ通されて室内機内部に換気ホース２３の他方端部が取り付けられている。なお、ここでの開閉弁付きシロッコファンは上述の実施の形態１で説明したものであり、したがってこの換気装置２０は実施の形態２で説明したものと同一の構成を有する。

次に動作について説明する。このように構成された換気装置２０付き空気調和機は、シロッコファンが駆動していない場合、吹出口が閉まるように構成された開閉弁を有するシロッコファンを内設した換気装置２０を空気調和機に具備させることで、室内の換気を行うものである。

たとえば、図９に示すように、換気装置２０を空気調和機の室内機３０内部に具備した場合においては、図７の換気装置２０を用いることで、換気装置２０に接続された換気ホース２３の他方端部を室外側に引き出し配設することで、部屋の空気を屋外へ排気することができる。

また、図１０または図１１に示すように、換気装置２０が外壁４０または空気調和機の室外機３２に取り付けられた場合においては、図８の換気装置２０を用いることで、換気装置２０に接続された換気ホース２３の他方端部を部屋の中に、さらには室内機３０の吸込空気が流通する位置に設けることで、部屋の空気を屋外へ排気することができる。

また、空気調和機に具備する図７、図８に示す換気装置２０への換気ホース２３の接続部位を吸込口と吹出口の逆にすることで、排気換気ではなく、外気の新鮮な空気を部屋に供給する給気換気としても使用することができる。

以上のように、空気調和機に換気ホース２３を用い、開閉弁付きシロッコファンを内蔵した換気装置２０を具備しているために、シロッコファンの風量、最大静圧、騒音という送風特性の低下を抑制しつつ、虫やゴミの侵入の防止することができ、シロッコファン１を駆動する駆動基板の破損を防止することができる。

また、レンジフード等の換気扇により部屋が負圧になった場合に生じる換気装置の風路を介した室外から室内への空気の流れによる室外の悪臭の侵入防止、さらに室外の温度が低く、室内が暖房・加湿により高温多湿状態である状況で、この逆流が生じた場合に発生する換気ホース２３や換気装置２０、さらには空気調和機室内機２０の外郭の結露を防止することができる。

また、内蔵したシロッコファンの羽根車の回転数を回転数検知手段を換気装置に備え、この回転数検知手段により検知される実回転数が上昇し、所定の高回転数を超えないように羽根車の回転数を抑える制御を換気装置付き空気調和機の制御装置３１に取り入れることで、レンジフード等の換気扇により部屋が負圧になった時にシロッコファンの開閉弁が閉まっている状態で羽根車が駆動する場合に生じる羽根車の高回転駆動によるシロッコファン用駆動基板の破損を抑制することができ、信頼性の高い換気装置および空気調和機が得られる。

本発明の実施の形態１に係るシロッコファンの吹出口が閉状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るシロッコファンの吹出口が開状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るシロッコファンの吹出口が閉状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るシロッコファンの吹出口が開状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るシロッコファンの吹出口が閉状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るシロッコファンの吹出口が開状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る開閉弁付きシロッコファンを具備した換気装置の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る開閉弁付きシロッコファンを具備した換気装置の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る開閉弁付きシロッコファンを用いた換気装置を室内機に具備した空気調和機の構成図である。 本発明の実施の形態３に係る開閉弁付きシロッコファンを用いた換気装置を外壁に取り付け、空気調和機と連動させた構成図である。 本発明の実施の形態３に係る開閉弁付きシロッコファンを用いた換気装置を室外機に具備した空気調和機の構成図である。

符号の説明

１ シロッコファン、 ２ 羽根車、 ３ シロッコファンの吸込口、 ４ シロッコファンの吹出口、 ５ シロッコファンの風路、 ６ 開閉弁、 ７ 開閉弁の軸、 ８ おもり付弁、 １０ 吹出し空気、 １１ 逆流空気、 ２０ 換気装置、 ２１ 換気装置の吸込口、 ２２ 換気装置の吹出口、 ２３ 換気ホース、 ３０ 空気調和機の室内機、 ３１ 空気調和機の制御装置、 ３２ 空気調和機の室外機、 ４０ 壁、 ４１ 配管穴、 ４２ 冷媒配管。

Claims (11)

1. 複数のブレードを円周上に配置し形成される羽根車と吸込口と吹出口を有する風路から形成されるシロッコファンにおいて、前記吹出口に回転自在に軸支され風路を開閉する開閉弁を備えたことを特徴とするシロッコファン。
2. 前記シロッコファンの駆動停止時には前記吹出口の開閉弁が自重で閉まり、駆動時には風圧により前記開閉弁が開くことを特徴とする請求項１記載のシロッコファン。
3. 前記開閉弁は、開状態でシロッコファンのスクロール形状からなる風路の壁面上またはこの壁面よりも外側に位置することを特徴とする請求項１記載のシロッコファン。
4. 前記開閉弁を回転させる軸がスクロール形状からなる風路の外に設けられるとともに、前記羽根車側から吹出口側へ向かって徐々に広がる風路を形成するケーシングが前記軸近傍まで設けられたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のシロッコファン。
5. 吸込部と吹出部を有する箱体で構成された換気装置において、請求項１から請求項４のいずれかに記載のシロッコファンを内蔵し、前記吸込部または吹出部に換気ホースを接続可能としたことを特徴とする換気装置。
6. 室内機と室外機に冷媒配管を介して分離した空気調和機において、請求項１から請求項４のいずれかに記載のシロッコファンを内蔵して、換気ホースを接続可能とした換気装置を前記室内機に設けるとともに、前記換気ホースの他端側を屋外へ導出して部屋の換気を行うことを特徴とする換気装置付き空気調和機。
7. 室内機と室外機に冷媒配管を介して分離した空気調和機において、請求項１から請求項４のいずれかに記載のシロッコファンを内蔵して、換気ホースを接続可能とした換気装置を前記室外機または外壁に設けるとともに、前記換気ホースの他端側を前記室内機内へ導き配設して部屋の換気を行うことを特徴とする換気装置付き空気調和機。
8. 前記換気装置により部屋の空気を屋外へ排気することを特徴とする請求項６または請求項７記載の換気装置付き空気調和機。
9. 前記換気装置により外気の空気を部屋へ給気することを特徴とする請求項６または請求項７記載の換気装置付き空気調和機。
10. 前記シロッコファンの羽根車の回転数を検知する回転数検知手段を設け、前記回転数検知手段により検知した回転数が所定値を超えないように制御することを特徴とする請求項５記載の換気装置。
11. 前記シロッコファンの羽根車の回転数を検知する回転数検知手段を設け、前記回転数検知手段により検知した回転数が所定値を超えないように制御することを特徴とする請求項６または請求項７記載の換気装置付き空気調和機。

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