JP2009250190A - 天井扇 - Google Patents

Abstract

【課題】循環気流発生のために使用される天井線において、受風者の快適な領域を拡大し、また、全周方向の気流方向を変化させて気流範囲のムラを小さくした送風を実現することを目的とする。
【解決手段】第１の羽根車５の回転軸方向に略平行に配置された第２の羽根車７を備え、第２の羽根車７の翼６の水平面８に対する周方向の取付け角を変更できるようにしたことにより、気流方向を全周方向に変化させることができ、受風者の快適な領域をムラ無く拡大することが可能となる天井扇が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井に設置され、直接風による体感温度の調節や室内の空気の循環に使用される天井扇に関する。

従来、この種の天井扇は、長い他状の羽根板の一端を支持する接続部材を介して電動機により回転する回転体に固定されるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、その天井扇について図１７を参照しながら説明する。

図に示すように、天井扇１０１の全体構成はキャノピー（上カバー）１０２と電動機の外側回転体１０３と下カバー１０４と、外側回転体１０３のホルダー１０５に羽根１０６が取付けられているものからなり、キャノピー１０２の内部の簡易取付け金具１０７が天井１０８にネジ止めされて天井扇１０１を吊下げられている。

上記構成において、羽根１０６は回転軸を中心とする回転方向に所定の角度を持って取付けられており、電動機により羽根１０６が回転すると、羽根１０６の昇圧作用により、正方向の回転では羽根１０６の外側から天井１０８と羽根１０６の間を通った空気が下方に送風され、逆回転では羽根１０６の下方から天井１０８と羽根１０６の間を通って羽根１０６の外周に送風される。よって、主に夏季には気流を直接受風することによる快適性向上の為に正回転方向で使用され、主に冬季に直接風で冷風感を感じないように部屋全体の空気の循環を促がす場合は逆回転で使用される。

また、羽根の下方に複数の風向翼を並列に設けて風向を変化させるものが知られている（例えば特許文献２参照）。

以下、その天井扇について図１８を参照しながら説明する。

図に示すように、天井扇１の下方に風向翼１０９を設けており、風向翼１０９は中心方向又は外周方向に傾斜の可変が可能となっている。

上記構成において、羽根１０６の回転の回転に伴って、空気吹出口１１０より送風され、風向翼１０９の傾斜により風向範囲が拡大し、気流の集中、拡大が可能となる。
特開平１１−２１０６７８号公報 特開昭５９−２６５７６２号公報

このような従来の天井扇では、受風感の向上が必要とされる正回転時の空気の流れが、天井近傍を通り天井扇に向かう内側成分の大きい吸込み流れにより、その送風方向も天井扇中心軸に向かう内側流れとなる。よって、受風感向上のための天井扇の送風範囲が狭くなり、受風者の快適な領域が限定されるという課題があった。

また、並列に設けられた風向翼では、気流の集中、拡大に指向性があり、周方向に気流範囲のムラができるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、受風者の快適な領域を拡大し、また、全周方向の気流方向を変化させて気流範囲のムラを小さくした送風を実現することを目的としている。

本発明の天井扇は上記目的を達成するために、天井から吊り下げられた電動機と、この電動機によって回転する複数の翼から構成される第１の羽根車と、前記第１の羽根車の回転軸方向に略平行に配置された複数の翼から構成される第２の羽根車を備え、前記第２の羽根車の一部または全ての翼の水平面に対する周方向の取付け角を変更できるようにしたことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の全ての翼は，同一取付け角で変更できるようにしたことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車は、第１の羽根車の周方向に拘束されていることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車は、第１の羽根車の下流に配置されることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の外径は、第１の羽根車の外径より小さいことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼と第１の羽根車の翼の取付け角が逆の傾きとなることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、下に凸であることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、上に凸であることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、略Ｓ字状であることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼は、外周部ほど、径方向との距離が回転逆方向に大きくなっていることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼は、取付け角が径方向に変化していることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼は、取付け角が外周部ほど小さいことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼幅は、半径方向において異なっていることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車と第１の羽根車の翼の枚数が異なることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の枚数が第１の羽根車の翼の枚数より多いことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼を周方向に不等間隔に配置したことを特徴とするものである。

また他の手段は、第１の羽根車の翼を周方向に不等間隔に配置したことを特徴とするものである。

また他の手段は、第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の径方向に対する角度が異なることを特徴とするものである。

また他の手段は第１の羽根車の翼面に整流フィンを突設したことを特徴とするものである。

また他の手段は、整流フィンを翼下面のみに突設させたことを特徴とするものである。

また他の手段は、整流フィンの回転逆方向側は、径方向外側へ湾曲した形状であることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼面に整流フィンを突設したことを特徴とするものである。

また他の手段は、整流フィンを翼上面のみに突設させたことを特徴とするものである。

また他の手段は、整流フィンの回転方向側は、径方向外側へ湾曲した形状であることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の取付け角を電動機により変更できるようにしたことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の取付け角を電気アクチュエータにより変更できるようにしたことを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の取付け角は、３０°〜８０°の変化とすることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の取付け角が３０°〜４５°となる気流拡散モードの範囲と、第２の羽根車の翼の取付け角が６５°〜８０°となる気流集中モードの範囲とで切換可能に構成したことを特徴とするものである。

また他の手段は、気流拡散モードでの運転時と気流集中モードのモード変更と同時に第１の羽根車の回転数を変化するようにしたことを特徴とするものである。

また他の手段は、気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を経時的に自動で変化させることを特徴とするものである。

また他の手段は、気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を１／ｆゆらぎの特性で経時的に変化させることを特徴とするものである。

また他の手段は、気流拡散モードでの運転と気流集中モードでの運転を自動で切替えることを特徴とするものである。

また他の手段は、気流拡散モードでの運転と気流集中モードでの運転を時間設定に基づいて切替えることを特徴とするものである。

また他の手段は、第２の羽根車の翼の取付け角の切換、または運転方法モードと気流モードの切替えをリモコンで選択可能にしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、受風者の快適な領域を拡大し、また、全周方向の気流方向を変化させて気流範囲のムラを小さくした送風を実現できる天井扇を提供できる。

本発明の請求項１記載の扇風機は、天井から吊り下げられた電動機と、この電動機によって回転する複数の翼から構成される第１の羽根車と、前記第１の羽根車の回転軸方向に略平行に配置された複数の翼から構成される第２の羽根車を備え、前記第２の羽根車の一部または全ての翼の水平面に対する周方向の取付け角を変更するものであり、風向を変更する第２の羽根車の翼が周方向に並んでいるので、気流方向を全周方向に変化させることができ、受風者の快適な領域をムラ無く拡大することが可能となる。

また請求項２記載の発明は、第２の羽根車の全ての翼は，同一取付け角で変更するものであり、全ての翼で気流の変化の度合いを同等とするので、全周方向にムラの少ない気流の変化が可能となる。

また請求項３記載の発明は、第２の羽根車は第１の羽根車の周方向に拘束されているものであり、気流に作用する反力が増大し、増大した反力により風向が大きく変化するので、風向変化の効果を増大することが可能となる。

また請求項４記載の発明は、第２の羽根車は、第１の羽根車の下流に配置されるものであり、風下側で気流に影響をあたえることで、風向変化の効果を増大する事が可能となる。

また請求項５記載の発明は、第２の羽根車の外径が第１の羽根車の外径より小さいものであり、天井扇への吸込分と吹出分の気流が混ざり合って乱れやすい第１の羽根車の外周部の領域を避けることで、取付け角が変化しても効率良く風向を変化できる。

また請求項６記載の発明は、第２の羽根車の翼と第１の羽根車の翼の取付け角が逆の傾きとなるものであり、第１の羽根車の翼からの回転方向下向きの流れに対して抵抗が少なくなるよう配置されるので、第１の羽根車からの気流方向の成分を変換する際の損失を減らし、効率よく風向を変化できる。

また請求項７記載の発明は、第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、下に凸であるものであり、第１の羽根車の翼からの流れに対して抵抗が少なくなるよう配置されて気流を変化させるので、第１の羽根車からの気流の下方向成分を効率よく回転方向成分に変換する形状となり、送風範囲を広くする場合に高効率となる。

また請求項８記載の発明は、第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、上に凸であるものであり、第１の羽根車の翼からの流れに対して抵抗が少なくなるよう配置されて気流を変化させるので、第１の羽根車からの気流の回転方向成分を下方向成分に効率よく変換する形状となり、送風範囲を狭くする場合に高効率となる。

また請求項９記載の発明は、第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、略Ｓ字状であるものであり、複数の変曲点を有する曲面となるので強度を向上できる。

また請求項１０記載の発明は、第２の羽根車の翼は、外周部ほど、径方向との距離が回転逆方向に大きくなっているものであり、第１の羽根車からの気流の径方向内側成分を回転方向成分に効率よく変換する形状となり、送風範囲を広くする場合に高効率となる。

また請求項１１記載の発明は、第２の羽根車の翼は、取付け角が径方向に変化しているものであり、任意の径方向位置において、第１の羽根車からの気流や所望の風向に合わせた翼形状をひねって形成することで、効率良く気流方向を変化できる。

また請求項１２記載の発明は、第２の羽根車の翼は、取付け角が外周部ほど小さいものであり、第１の羽根車からの気流の径方向内側成分を回転方向成分に効率よく変換する形状となり、気流方向の制御範囲を広くできる。

また請求項１３記載の発明は、第２の羽根車の翼幅は、半径方向において異なっているものであり、第２の羽根車において、流速が小さい径方向内側領域や乱れの大きい径方向外側領域での翼幅を減少させることで、第２の羽根車の軽量化が可能となる。

また請求項１４記載の発明は、第２の羽根車と第１の羽根車の翼の枚数が異なるものであり、第１の羽根車と第２の羽根車のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音が、枚数が同じであると、複数の翼が同時に干渉するのに対して干渉のタイミングがずれるので、騒音低下が可能となる。

また請求項１５記載の発明は、第２の羽根車の翼の枚数が第１の羽根車の翼の枚数より多いものであり、干渉音の発生を防いで風向変化の効果を増大する事が可能となる。

また請求項１６記載の発明は、第２の羽根車の翼を周方向に不等間隔に配置したものであり、第１の羽根車と第２の羽根車のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音に対して、同時に干渉する箇所が減るので、騒音低下が可能となる。

また請求項１７記載の発明は、第１の羽根車の翼を周方向に不等間隔に配置したものであり、第１の羽根車と第２の羽根車のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音が、間隔が同じであると、複数の翼が同時に干渉するのに対して干渉のタイミングがずれるので、騒音低下が可能となる。

また請求項１８記載の発明は、第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の径方向に対する角度が異なるものであり、第１の羽根車と第２の羽根車のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音に対して、径方向の干渉のタイミングをずらすことになるので、騒音低下が可能となる。

また請求項１９記載の発明は、第１の羽根車の翼面に整流フィンを翼面に対してほぼ垂直となるような突設したものであり、第１の羽根車の翼だけでは径方向内側へ向かって生成される気流に対して、フィンにより気流を外側方向へ変化できるので、送風範囲を拡大する事が出来る。

また請求項２０記載の発明は、整流フィンを翼下面のみに翼面に対してほぼ垂直となるような突設させたものであり、気流を掻き出して方向を変える効果が大きいので、上面設置よりも全体寸法の拡大を抑えて、送風範囲を拡大する事が出来る。

また請求項２１記載の発明は、整流フィンの回転逆方向側は、径方向外側へ湾曲した形状であるものであり、第１の羽根車の翼だけでは径方向内側へ向かって生成される気流に対して、フィンにより気流を外側方向へ変化できるので、送風範囲を拡大する事が出来る。

また請求項２２記載の発明は、第２の羽根車の翼面に整流フィンを翼面に対してほぼ垂直となるような突設したものであり、第１の羽根車の翼だけでは径方向内側へ向かって生成される気流に対して、フィンにより気流を外側方向へ変化できるので、送風範囲を拡大する事が出来る。

また請求項２３記載の発明は、整流フィンを翼上面のみに翼面に対してほぼ垂直となるような突設させたものであり、気流を強く受けて方向を変える効果が大きいので、下面設置よりも全体寸法の拡大を抑えて、気流方向の制御範囲を広くできる。

また請求項２４記載の発明は、整流フィンの回転方向側は、径方向外側へ湾曲した形状であるものであり、気流の回転方向成分を径方向外側へ変えることになり、送風範囲を拡大する事が出来る。

また請求項２５記載の発明は、第２の羽根車の翼の取付け角を電動機により変更するものであり、翼に直接触れずに腑仰角を変化でき、遠隔操作が可能となる。

また請求項２６記載の発明は、第２の羽根車の翼の取付け角を電気アクチュエータにより変更するものであり、翼に直接触れずに腑仰角を変化でき、遠隔操作が可能となる。

また請求項２７記載の発明は、第２の羽根車の翼の取付け角は、３０°〜８０°の変化とするものであり、衝突による送風効果の損失の増大する取付け角の範囲を避け、効率のよい状態で気流方向が変化できる。

また請求項２８記載の発明は、第２の羽根車の翼の取付け角が３０°〜４５°となる気流拡散モードの範囲と、第２の羽根車の翼の取付け角が６５°〜８０°となる気流集中モードの範囲とで切換可能に構成したものであり、天井扇の仕事量が同等のときに風速が変化するモード変化に対して、回転数を変えることで風速をいずれのモードでも一定にしたり、モード切替え時の変化をより大きくしたりでき、快適性を向上できる。

また請求項２９記載の発明は、気流拡散モードでの運転時と気流集中モードのモード変更と同時に第１の羽根車の回転数を変化するようにしたものであり、天井扇の仕事量が同等のときに風速が変化するモード変化に対して、回転数を変えることで風速をいずれのモードでも一定にしたり、モード切替え時の変化をより大きくしたりでき、快適性を向上できる。

また請求項３０記載の発明は、気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を経時的に自動で変化させるものであり、回転数変化で気流の攪拌が起こり送風範囲を拡大できる。

また請求項３１記載の発明は、気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を１／ｆゆらぎの特性で経時的に変化させるものであり、気流の変化を自然風に近づけた変化とすることで、快適性を向上しつつ送風範囲を拡大できる。

また請求項３２記載の発明は、気流拡散モードでの運転と気流集中モードでの運転を自動で切替えるものであり、異なる位置の複数の受風者の全員が気流を受けることができる。

また請求項３３記載の発明は、気流拡散モードでの運転と気流集中モードでの運転を時間設定に基づいて切替えるものであり、異なる位置の複数の受風者の全員が一様に気流を受けることができる。

また請求項３４記載の発明は、第２の羽根車の翼の取付け角の切換、または運転方法モードと気流モードの切替えをリモコンで選択可能にしたものであり、任意の箇所の受風者から操作可能となり、操作性が向上できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における天井扇の側面図であり、図２は下面図であり、図３と図４は第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図である。

これらの図に示すように、天井扇１は、天井２から吊り下げられてケース３の内部に備えられた電動機（図示せず）と、この電動機によって回転する複数の翼４から構成される第１の羽根車５と、第１の羽根車５の回転軸の下方向に平行に配置された複数の翼６から構成される第２の羽根車７を備え、第２の羽根車７の全ての翼６の全ての半径一定断面でそれぞれ定義される水平面８に対する周方向の取付け角９を、内部に備えらたケース３の内部の第２の電動機とギヤ（図示せず）により変更させる構成となり、これをワイヤレスのリモコン（図示せず）により遠隔操作ができるようになっている。

また、図１、図２に示すように、第２の羽根車７は、全ての翼６は同一取付け角度で変更されており、第１の羽根車５の回転する方向と同じ周方向には回転しないように拘束されている。

また、第２の羽根車７の外径が第１の羽根車５外周部で発生する気流の乱れ１９を避けられる程度に第１の羽根車５よりも外径が小さく、例えば第１の羽根車５の外形１５００ｍｍに対して第２の羽根車７の外形は１１００ｍｍとなっている。

また、図３、図４に示すように、第２の羽根車７の翼６の取付け角９と第１の羽根車５の翼４の取付け角１０は、傾きが逆となるよう設定され、第２の羽根車７の翼６の半径一定断面形状１１が下に凸となっていおり、例えば円弧上の断面形状となっている。

また、第２の羽根車７の翼６は、外周部ほど、径方向との距離１２が回転逆方向に大きくなるよう傾いており、この傾きをずれ角２２として、例えばずれ角２２は１５°程度となっている。

また、第１の羽根車５の翼４の枚数が５枚であり、第２の羽根車７の翼６の枚数が６枚となって異なり、第２の羽根車７の翼６が多くなっている。

また、第２の羽根車７の翼６の取付け角９が最も小さい３０度となる気流拡散モードのときの半径一定断面形状１３と、取付け角９が最も大きい８０度となる気流集中モードのときの半径一定断面形状１４との、気流モード毎に取付け角９が切替え可能となっている。

また、第１の羽根車５は回転数が異なるノッチを切替えて風量を調整できるが、同ノッチであっても、気流集中モードに対して気流拡散モードの回転数が大きくなるよう設定され、例えば、同ノッチであっても、気流集中モードの２００ｒｐｍに対して、気流拡散モードでは２２０ｒｐｍとなるよう設定される。

上記構成において、電動機を回転して第１の羽根車５を回転させることで、第１の羽根車の翼４が下面で空気を昇圧して下向きの気流１５が発生する。この気流の下流側に第２の羽根車７設けているので、第２の羽根車７の翼６が第１の羽根車５からの気流を直接受け、翼６の面上を回転方向に沿いながら方向が変化して受風者の快適な領域となる送風範囲を拡大することができ、取付け角が小さい場合の気流１６は下方向成分が回転方向成分へ変えられて送風範囲が広くなり、取付け角が大きい場合の気流１７は回転方向成分が下方向成分へと変えられることで送風範囲が狭くなる。

このとき、風向を変更する第２の羽根車の翼が周方向に並んでいるので、気流方向を全周方向に変化させることができ、受風者の快適な領域をムラ無く拡大することが可能となり、従来困難であった広範囲の送風を実現することができ、取付け角９の変更に第２の電動機とワイヤレスのリモコンを用いることで、翼に直接触れずに腑仰角を変化できるので、任意の箇所の受風者から遠隔操作が可能となり、操作性が向上できる。

また、第２の羽根車７の翼６の取付け角９が全て同一角度であることから、全て翼６で気流を同じように変化させるので全周方向にムラの少ない気流の変化が可能となる。

また、第２の羽根車７の反力により気流の風向が大きく変化するが、気流に作用する反力で第２の羽根車７が動くことによる反力の減少を防ぐので風向変化の効果を増大することが可能となる。

また、第２の羽根車７の外径が、第１の羽根車５の外径よるも小さいので、気流の乱れ１９が生じやすい第１の羽根車の外周部の領域を避けて第２の羽根車７と乱れとの衝突を防ぐので、取付け角が変化しても効率良く風向を変化できる。

また、第２の羽根車７の取付け角９と第１の羽根車５の取付け角１０が逆の傾きとなることで第１の羽根車５の翼４からの流れに対して抵抗が少なくなるように第２の羽根車７の翼６が設けられ、さらに、下に凸となった形状とすることで気流の下方向成分を効率よく回転方向成分に変換する形状となり、送風範囲を広くする場合に特に高効率となる。

また、図５は実測値から、第２の羽根車７の翼の中心線２０と径方向２１とのずれ角２２が、基準風速の到達距離比へ及ぼす影響を示しており、ずれ角２２が１５°程度として回転逆方向への傾いていることで、第１の羽根車５からの気流の径方向内側成分を受け、回転方向成分に効率よく変換する形状となり、気流範囲を拡大できる構成となる。

また、第１の羽根車５の翼４に対して第２の羽根車７の翼６の枚数が多いことで、第１の羽根車と第２の羽根車のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音に対して、同時に干渉する箇所が減るので、騒音低下が可能となり、第２の羽根車７の翼６の影響を大きくして風向変化の効果を増大する事が可能となる。

また、図６は実測値から、第２の羽根車７の翼６の取付け角９が、基準風速の到達距離比へ及ぼす影響を示しており、４５°以下の狭い気流範囲と、６５°以上の広い気流範囲の場合に明らかに気流の差を区別でき、また３０°以下と８０°以上では衝突による送風効果の損失の増大する角度となるので、３０°と８０°で運転モードを切替えすることで、受風者が細かな調整に苦労することなく操作を容易にでき、効率のよい状態で気流方向が変化できる。

また、モード切替えの際の回転数の変化は、天井扇の回転数が一定で仕事量が同等のときに気流拡散モードでは風速が低下する変化に対して、気流拡散モード時の回転数をあげることで風速を回復できるので、いずれのモードでも一定になるよう設定し快適性を向上できる。

なお、実施の形態１では、第２の羽根車７の全ての翼６の傾き角９を変化させているが、一部の翼６のみ動かしても、その方向の気流範囲を変化することが可能となる。

また、第２の羽根車７が周方向に拘束されているが、自由に回転できるようにしてもよく、この場合は、第２の羽根車７の翼６の風を変化させる抗力が小さくなるので気流の方向の変化は小さくなるが、回転により周方向のムラは小さくなる気流の変化が可能となる。

また、第１の羽根車５の翼４の枚数と第２の羽根車７の翼６の枚数とが異なっているが、一方が他方の枚数の約数にならない枚数とすることで騒音低減の効果はおおきくなる。

また、気流拡散モード時の第１の羽根車５の回転数を２２０ｒｐｍで一定としているが、２０ｒｐｍ程の幅を持たせて回転数を経時的に自動で変化させることで、回転数変化で気流の攪拌が起こり送風範囲をさらに拡大することが可能となる。

また、気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を１／ｆゆらぎの特性で経時的に変化させてもよく、気流の変化を自然風に近づけた変化とすることで、快適性を向上しつつ送風範囲を拡大できる。

また、気流拡散モードでの運転と気流集中モードの切替えを可能としているが、例えば１０秒ごとに切り替わるような時間設定に基づいて自動で切替えてもよく、異なる位置の複数の受風者の全員が気流を受けることができる。

また、第２の羽根車７の翼６の可動に第２の電動機ではなく、電圧変化により形状が変化するピエゾ素子などの電気アクチュエータでも同様の効果を有する。

（実施の形態２）
図７は実施の形態２における天井扇の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第２の羽根車７の翼６の取付け角９と第１の羽根車５の翼４の取付け角１０は、傾きが逆となるよう設定され、第２の羽根車７の翼６の半径一定断面形状２３が上に凸となっている。

上記構成において、第２の羽根車７の取付け角９と第１の羽根車５の取付け角１０が逆の傾きとなることで第１の羽根車５の翼４からの流れに対して抵抗が少なくなるように第２の羽根車７の翼６が設けられ、さらに、上に凸となった形状とすることで気流２４の回転方向成分を効率よく下方向成分に変換する形状となり、送風範囲を広くする場合に特に高効率となる。

（実施の形態３）
図８は実施の形態３における天井扇の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第２の羽根車７の翼６の取付け角９と第１の羽根車５の翼４の取付け角１０は、傾きが逆となるよう設定され、第２の羽根車７の翼６の半径一定断面形状２５が略Ｓ字状となっている。

上記構成において、第２の羽根車７の取付け角９と第１の羽根車５の取付け角１０が逆の傾きとなることで第１の羽根車５の翼４からの流れに対して抵抗が少なくなるように第２の羽根車７の翼６が設けられ、さらに、略Ｓ字状となった形状とすることで複数の変曲点２７を有する曲面となるので強度を向上できる。

（実施の形態４）
図９は実施の形態４における天井扇の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の内周端部と外周端部の半径一定断面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第２の羽根車７は、内周端部の翼断面２８の取付け角２９に対して外周端部の翼断面３０の取付け角３１が徐々に小さくなるように、径方向に例えば１０°程度変化するヒネリ角度３２となっている。

上記構成において、半径が小さく回転方向成分の小さな内周部の気流３３に合わせて内周端部では取付け角２９を大きくし、半径が大きく回転方向成分の大きな外周部の気流３４に合わせて外周端部では取付け角３１を小さくしているので、第１の羽根車５からの気流に合わせた翼形状が形成され、効率良く気流方向を変化できる。図１０は実測値から、ヒネリ角度３２が、基準風速の到達距離比へ及ぼす影響を示しており、ヒネリがない場合と比較して１０°のヒネリ角度３２は、到達距離が拡大し送風範囲を広くすることができる。

（実施の形態５）
図１１は実施の形態５における天井扇の下面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第２の羽根車７は、例えば、内周端部の翼幅３５の４５ｍｍから最大部の翼幅３６の７０ｍｍとなり、さらに外周端部へ先細りになる形状となり、翼幅が半径方向において変化している。第１の羽根車５の翼の中心線３７の径方向に対する角度３８と第２の羽根車７の翼の中心線３９の径方向に対する角度４０が異なっている。

上記構成において、第２の羽根車７において、流速が小さい径方向内側領域や乱れの大きい径方向外側領域での翼幅を減少させることで、第２の羽根車７の軽量化が可能となる。

また、第１の羽根車５の翼の中心線３７と第２の羽根車７の翼の中心線３９をずらして径方向の全域で同時に干渉することを避けて干渉のタイミングをずらしているため、第１の羽根車５と第２の羽根車７のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音に対して、同時に干渉する箇所が減るので、騒音低下が可能となる。

（実施の形態６）
図１２は実施の形態６における天井扇の下面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第２の羽根車７の翼６を周方向に不等間隔に配置し、第１の羽根車５の翼４を周方向に不等間隔に配置している。ここで不等間隔とは、周方向の翼の間隔の角度が異なることであり、例えば、第２の羽根車７の間隔７２°、８１°、９９°、１０８°と第１の羽根車５の間隔７７°、８６°、９４°、１０３°としている。

上記構成により、第１の羽根車５と第２の羽根車７のそれぞれの翼が干渉して発生する風切音が、間隔が同じであると、複数の翼が同時に干渉するのに対して干渉のタイミングがずれるので、騒音低下が可能となる。

（実施の形態７）
図１３は実施の形態６における側面図であり、図１４は水平断面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第１の羽根車５の翼の下面４１のみに整流フィン４２を突設している。

また、整流フィン４２の回転逆方向側４３は、径方向外側へ湾曲した形状であることを特徴とする。

上記構成において、第１の羽根車５での気流４４の回転方向成分を径方向外側へ変えることになり、送風範囲を拡大する事が出来る。

また、下面において気流を掻き出して方向を変える効果が大きいので、上面設置よりも上面に設置しない分、全体寸法の拡大を抑えて、送風範囲を拡大する事が出来る。

また、整流フィン４２の気流４４の下流側で回転方向成分を径方向外側へ変えることになり、送風範囲をさらに拡大する事が出来る。

（実施の形態８）
図１５は実施の形態６における側面図であり、図１６は水平断面図であり、実施の形態１と同一部分の詳細な説明は省略する。

図に示すように、第２の羽根車７の翼の上面４５のみに整流フィン４６を突設している。

また、整流フィン４６の回転方向側４７は、径方向外側へ湾曲した形状であることを特徴とする。

上記構成において、第２の羽根車７での気流４８の回転方向成分を径方向外側へ変えることになり、送風範囲を拡大する事が出来る。

また、上面において気流を強く受けて方向を変える効果が大きいので、下面設置よりも全体寸法の拡大を抑えて、気流方向の制御範囲を広くできる。

また、整流フィン４６の気流４８の下流側で回転方向成分を径方向外側へ変えることになり、送風範囲をさらに拡大する事が出来る。

本発明にかかる天井扇は、受風者の快適な領域を拡大し、また、全周方向の気流方向を変化させて従来困難であった広範囲の送風を実現できる効果を有し、天井に設置され、直接風による体感温度の調節や室内の空気の循環に使用される天井扇として有用である。

本発明の実施の形態１の天井扇の側面図 本発明の実施の形態１の天井扇の下面図 本発明の実施の形態１の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図 本発明の実施の形態１の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図 本発明の実施の形態１のずれ角と到達距離比の関係を示すグラフ 本発明の実施の形態１の取付け角と到達距離比の関係を示すグラフ 本発明の実施の形態２の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図 本発明の実施の形態３の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の半径一定断面図 本発明の実施の形態４の第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の内周端部と外周端部の半径一定断面図半径一定断面図 本発明の実施の形態４のヒネリ角度と到達距離比の関係を示すグラフ 本発明の実施の形態５の天井扇の下面図 本発明の実施の形態６の天井扇の下面図 本発明の実施の形態７の側面図 本発明の実施の形態７の水平断面図 本発明の実施の形態８の側面図 本発明の実施の形態８の水平断面図 従来例の天井扇の側面図 他の従来例の天井扇の側面図

符号の説明

１ 天井扇
２ 天井
３ ケース
４ 翼
５ 第１の羽根車
６ 翼
７ 第２の羽根車
８ 水平面
９ 取付け角
１０ 取付け角
１１ 半径一定断面形状
１２ 径方向との距離
１３ 半径一定断面形状
１４ 半径一定断面形状
１５ 下向きの気流
１６ 取付け角が小さい場合の気流
１７ 取付け角が大きい場合の気流
１８ 中心部
１９ 気流の乱れ
２０ 翼の中心線
２１ 径方向
２２ ずれ角
２３ 半径一定断面形状
２４ 気流
２５ 半径一定断面形状
２６ 気流
２７ 変曲点
２８ 内周端部の翼断面
２９ 取付け角
３０ 外周端部の翼断面
３１ 取付け角
３２ ヒネリ角度
３３ 内周部の気流
３４ 外周部の気流
３５ 内周端部の翼幅
３６ 最大部の翼幅
３７ 翼の中心線
３８ 径方向に対する角度
３９ 翼の中心線
４０ 径方向に対する角度
４１ 翼の下面
４２ 整流フィン
４３ 回転逆方向側
４４ 気流
４５ 翼の上面
４６ 整流フィン
４７ 回転方向側
４８ 気流

Claims (34)

1. 天井から吊り下げられた電動機と、この電動機によって回転する複数の翼から構成される第１の羽根車と、前記第１の羽根車の回転軸方向に略平行に配置された複数の翼から構成される第２の羽根車を備え、前記第２の羽根車の一部または全ての翼の水平面に対する周方向の取付け角を変更できるようにしたことを特徴とする天井扇。
2. 第２の羽根車の全ての翼は、同一取付け角度で変更できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の天井扇。
3. 第２の羽根車は、第１の羽根車の周方向に拘束されていることを特徴とする請求項１または２に記載の天井扇。
4. 第２の羽根車は、第１の羽根車の下流に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の天井扇。
5. 第２の羽根車の外径は、第１の羽根車の外径より小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の天井扇。
6. 第２の羽根車の翼と第１の羽根車の翼の取付け角が逆の傾きとなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の天井扇。
7. 第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、下に凸であることを特徴とする請求項６に記載の天井扇。
8. 第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、上に凸であることを特徴とする請求項６に記載の天井扇。
9. 第２の羽根車の翼の半径一定断面形状は、略Ｓ字状であることを特徴とする請求項６に記載の天井扇。
10. 第２の羽根車の翼は、外周部ほど、径方向との距離が回転逆方向に大きくなっていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の天井扇。
11. 第２の羽根車の翼は、取付け角が径方向に変化していることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の天井扇。
12. 第２の羽根車の翼は、取付け角が外周部ほど小さいことを特徴とする請求項１１に記載の天井扇。
13. 第２の羽根車の翼幅は、半径方向において異なっていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の天井扇。
14. 第２の羽根車と第１の羽根車の翼の枚数が異なることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の天井扇。
15. 第２の羽根車の翼の枚数が第１の羽根車の翼の枚数より多いことを特徴とする請求項１４に記載の天井扇。
16. 第２の羽根車の翼を周方向に不等間隔に配置したことを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の天井扇。
17. 第１の羽根車の翼を周方向に不等間隔に配置したことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の天井扇。
18. 第１の羽根車の翼と第２の羽根車の翼の径方向に対する角度が異なることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の天井扇。
19. 第１の羽根車の翼面に整流フィンを突設したことを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の天井扇。
20. 整流フィンを翼下面のみに突設させたことを特徴とする請求項１９に記載の天井扇。
21. 整流フィンの回転逆方向側は、径方向外側へ湾曲した形状であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の天井扇。
22. 第２の羽根車の翼面に整流フィンを突設したことを特徴とする請求項１から２１のいずれかに記載の天井扇。
23. 整流フィンを翼上面のみに突設させたことを特徴とする請求項２２に記載の天井扇。
24. 整流フィンの回転方向側は、径方向外側へ湾曲した形状であることを特徴とする請求項２２または２３に記載の天井扇。
25. 第２の羽根車の翼の取付け角を電動機により変更できるようにしたことを特徴とする請求項１から２４のいずれかに記載の天井扇。
26. 第２の羽根車の翼の取付け角を電気アクチュエータにより変更できるようにしたことを特徴とする請求項１から２４のいずれかに記載の天井扇。
27. 第２の羽根車の翼の取付け角は、３０°〜８０°の変化とすることを特徴とする請求項１から２６のいずれかに記載の天井扇。
28. 第２の羽根車の翼の取付け角が３０°〜４５°となる気流拡散モードの範囲と、第２の羽根車の翼の取付け角が６５°〜８０°となる気流集中モードの範囲とで切換可能に構成したことを特徴とする請求項２７に記載の天井扇。
29. 気流拡散モードでの運転時と気流集中モードのモード変更と同時に第１の羽根車の回転数を変化するようにしたことを特徴とする請求項２８記載の天井扇。
30. 気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を経時的に自動で変化させることを特徴とする請求項２８または２９に記載の天井扇。
31. 気流拡散モードでの運転時に第１の羽根車の回転数を１／ｆゆらぎの特性で経時的に変化させることを特徴とする請求項２８または２９に記載の天井扇。
32. 気流拡散モードでの運転と気流集中モードでの運転を自動で切替えることを特徴とする請求項２８から３１のいずれかに記載の天井扇。
33. 気流拡散モードでの運転と気流集中モードでの運転を時間設定に基づいて切替えることを特徴とする請求項３２に記載の天井扇。
34. 第２の羽根車の翼の取付け角の切換、または運転方法モードと気流モードの切替えをリモコンで選択可能にしたことを特徴とする請求項１から３３のいずれかに記載の天井扇。

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