JP2010261613A

JP2010261613A - 天井埋込形換気扇

Info

Publication number: JP2010261613A
Application number: JP2009110554A
Authority: JP
Inventors: Shoji Taguchi; 将司田口; Takayoshi Matsumoto; 隆善松本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: US20110117831A1; CN102089592B; US8061985B2; CN102089592A; WO2010125735A1; JP4760950B2

Abstract

【課題】低静圧時から高静圧時に使用される広い領域おいて、風量を確保でき、かつ騒音値を上昇させない天井埋込形換気扇を提供することを目的とする。
【解決手段】スクロール状の側面６ａを鉛直方向にして配設されたケーシング６内に内包される遠心送風羽根８が、軸心の上方側を、ケーシング吸込口におけるケーシング吐出口５に直交する方向の中心線１１を基準とした遠心送風流の上流側に近づく方向へ傾斜させて、設けられた構成により、高静圧時に羽根吸込口側より低い反羽根吸込口側の通風性が向上し、遠心送風羽根８のブレード全体にわたって通風性が良好となり、低静圧時から高静圧時の広い領域の使用において風量を確保でき、かつ、回転数を上げる必要がないので騒音値を上昇させないこととなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、天井裏に配管され屋外と連通するダクトと接続し、天井裏に埋め込まれて設置される天井埋込形換気扇に関する。

従来、この種の天井埋込形換気扇の一例として、特許文献１に開示されたものがある。

以下、その天井埋込形換気扇について図９を参照しながら説明する。

図９に示すように、下面にグリル１０１で覆われる吸込口１０２を有し、側面に吐出口１０３を設けた箱状のフレーム１０４と、屋外と連通するダクト１０５を接続するアダプター１０６と、フレーム１０４の内部には下面に吸込口であるオリフィス１０７を有したスクロール状のケーシング１０８と、ケーシング１０８内に配設され送風を行う遠心送風羽根１０９と、遠心送風羽根１０９を回転駆動する電動機１１０を備え構成していた。

特開２００３−６５５８１号公報

このような従来の天井埋込形換気扇では、ダクト１０５配管時に曲げが複数箇所あったり、長さが長くなった場合などにおいては抵抗損失が大きくなり、風量が低下するという課題がある。このような抵抗損失が大きくなって高静圧がかかる状態で使用される場合、風量を重視する仕様にすると、遠心送風羽根１０９における羽根車外周速を大きくする必要があり、そのため回転数を上げることとなる。結果として、騒音値が高くなってしまうという課題がある。また、このような高静圧時における風量を重視する仕様にすると、低静圧時において風量が少なくなるという課題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、低静圧時の使用から、ダクト配管状態によって高静圧時に使用される広い領域おいて、風量を確保でき、かつ騒音値を上昇させない天井埋込形換気扇を提供することを目的とする。

本発明の天井埋込形換気扇は、上記目的を達成するために、下面にケーシング吸込口を有し側部にケーシング吐出口を有してスクロール状の側面を鉛直方向にして配設されたケーシング内に内包され、前記ケーシング吸込口に対向する羽根吸込口を有した遠心送風羽根は、軸心の上方側を、前記ケーシング吸込口における前記ケーシング吐出口に直交する方向の中心線を基準とした遠心送風流の上流側に近づく方向へ傾斜させて、設けられたものである。

本発明によれば、遠心送風羽根は、軸心の上方側を、ケーシング吸込口におけるケーシング吐出口に直交する方向の中心線を基準とした遠心送風流の上流側に近づく方向へ傾斜させて、設けられたことにより、高静圧時に羽根吸込口側より低い反羽根吸込口側の通風性が向上し、遠心送風羽根のブレード全体にわたって通風性が良好となり、低静圧時から高静圧時の広い領域の使用において風量を確保でき、かつ、回転数を上げる必要がないので騒音値を上昇させない、という効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の天井埋込形換気扇を示す設置断面図同天井埋込形換気扇のケーシング吐出口側から見た側面図同天井埋込形換気扇のフレーム内を示す底面図同天井埋込形換気扇の電源接続部の挿入口側からみた側面図同天井埋込形換気扇の電源接続部側からの斜視図同天井埋込形換気扇の風量―静圧特性とその正面における騒音―静圧特性を示すグラフ本発明の実施の形態２の天井埋込形換気扇のケーシング吐出口側から見た側面図同天井埋込形換気扇の風量―静圧特性とその正面における騒音―静圧特性示すグラフ従来の天井埋込形換気扇を示す設置断面図

本発明の請求項１記載の天井埋込形換気扇は、下面にケーシング吸込口を有し側部にケーシング吐出口を有してスクロール状の側面を鉛直方向にして配設されたケーシング内に内包され、前記ケーシング吸込口に対向する羽根吸込口を有した遠心送風羽根を備え、前記遠心送風羽根は、軸心の上方側を、前記ケーシング吸込口における前記ケーシング吐出口に直交する方向の中心線を基準とした遠心送風流の上流側に近づく方向へ傾斜させて、設けられた構成を有する。前記中心線を基準とした遠心送風流の下流側であるケーシング内周域は送風性能への影響が大きいが、上記構成により、ケーシング内周域において、遠心送風羽根の吐出側周側面からケーシングの内周側面までの距離の増加率である風路幅の拡大率が、羽根吸込口側から反羽吸込口側へと大きくなるので、高静圧時に通風性が羽根吸込口側より低い反吸込口側において、高静圧時の通風性が向上し、ブレード全体にわたって通風性を良好にできるので、低静圧時から高静圧時の広い領域の使用において風量を確保でき、かつ、騒音値を上昇させない、という効果を奏する。

また、本発明の請求項２記載の天井埋込形換気扇は、請求項１記載の天井埋込形換気扇において、軸心における遠心送風羽根の上下方向中心点を傾斜の基点としたことにより、遠心送風羽根の風路幅の拡大率における上方向への増大と下方向への減少とが片方へ偏らないため、低静圧時から高静圧時まで通風性が良好にでき、低静圧時から高静圧時にわたって風量特性および騒音特性が向上する。

また、本発明の請求項３記載の天井埋込形換気扇は、請求項２記載の天井埋込形換気扇において、軸心における遠心送風羽根の上下方向中心点から最短距離に位置する舌部の箇所における接線の方向に、軸心を傾斜させたことにより、遠心送風羽根の吐出側周側面と舌部との距離が、羽根吸込口側から反羽吸込側口側にわたってほぼ同じとなるため、舌部全域において風の乱れがなくなり、高静圧時から低静圧時にわたって、風量特性および騒音特性がより向上する。

また、本発明の請求項４記載の天井埋込形換気扇は、請求項１〜３のいずれかに記載の天井埋込形換気扇において、ケーシング吐出口の正面視時に、遠心送風羽根の羽根吸込口側側端部の少なくとも一部がケーシング吐出口から見える状態に傾斜させたことにより、高静圧時に反羽根吸込口側より通風性が良好となる羽根吸込口側において、ケーシング吐出口からブレードの見える割合が増え、ケーシング吐出口においても通風性が向上するので、高静圧時における風量特性および騒音特性が、さらに向上する。

また、本発明の請求項５記載の天井埋込形換気扇は、請求項１〜４のいずれかに記載の天井埋込形換気扇において、遠心送風羽根の軸心の傾斜角度は３度〜１０度としたことにより、遠心送風羽根の吐出側周側面がケーシングに近すぎて風の渦を発生させることなく、風量を増加させることができるので、騒音の増大を抑えたうえで、風量を増加させることができる。

また、本発明の請求項６記載の天井埋込形換気扇は、請求項１〜５のいずれかに記載の天井埋込形換気扇において、遠心送風羽根は、円周側に複数枚のブレードを配設して形成されるブレード群が、羽根吸込口側を高静圧時に風量特性が高い構成の吸込口側ブレード群とし、反羽根吸込口側を低静圧時に風量特性が高い構成の反吸込口側ブレード群として、前記吸込口側ブレード群と反吸込口側ブレード群とを連結したことにより、高静圧時から低静圧時にわたっての通風性がさらに向上するので、低静圧時から高静圧時において、風量特性および騒音特性がさらに向上する。

また、本発明の請求項７記載の天井埋込形換気扇は、請求項１〜５のいずれかに記載の天井埋込形換気扇において、遠心送風羽根は、円周側に複数枚のブレードを配設して形成されるブレード群が、高静圧時に風量特性が高い１種類のブレードからなる高静圧用ブレード群からなる構成としたことにより、高静圧時にさらに通風性が向上するので、高静圧時における風量特性および騒音特性がさらに向上する。

また、本発明の請求項８記載の天井埋込形換気扇は、請求項１〜７のいずれかに記載の天井埋込形換気扇において、軸心に垂直な面に形成されたフレームの天面部に、電動機を取り付けた電動機取付板およびケーシングを固定する固定ねじが螺合するねじ穴を有したボス部を設け、前記ボス部のねじ穴は鉛直方向に形成されていることにより、固定ねじを締め付けまたは取り外す際、工具をボス部のねじ穴に対して、まっすぐ上方に向けて操作することができるので、構成部品の着脱作業を容易に行うことができる。

また、本発明の請求項９記載の天井埋込形換気扇は、請求項８記載の天井埋込形換気扇において、電源電線をその挿入口から挿入して導通接続する電源接続部が、前記挿入口を斜め下方に向けて、前記電動機取付板に固定されたことにより、万が一水滴等が電源電線を伝わったとしても、水滴は挿入口の反対方向下方に流下していくので、水滴等が電源接続部の挿入口に侵入することがなく、トラッキングを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、天井裏Ｃに挿入して取り付けられ、側部に屋外と連通するダクト１と接続するアダプター２と下面に室内側に臨む開口１３を有する箱状のフレーム３内に、下面にケーシング吸込口４と側部にケーシング吐出口５を形成しスクロール状の側面６ａを有したケーシング６と、ケーシング６内に内包されケーシング吸込口４に対向する羽根吸込口７を有した遠心送風羽根８と、遠心送風羽根８を回転駆動する電動機９とを備えている。そして、ケーシング６は、スクロール状の側面６ａを鉛直方向に向けて配設されている。

遠心送風羽根８は、図２および図３に示すように、その軸心１０の上方側を、ケーシング吸込口４のケーシング吐出口５に直交する方向の中心線１１を基準とした遠心送風流の上流側に近づく方向へ傾斜させて設けられている。

すなわち、ケーシング６の側面６ａをスクロール状に形成する際に、舌部１４側をスクロ−ル状の巻き始めとし、遠心送風羽根８による遠心送風流の流れ方向終端側を巻き終わりとした場合、遠心送風羽根８は、その上方側が中心線１１を基準として巻き終わり側から離れる方向へ傾斜している。

また、その傾斜は、軸心１０における遠心送風羽根８の上下方向中心点を傾斜の基点Ｓとしている。すなわち、軸心１０の基点Ｓから上方側は中心線１１を基準として遠心送風流の上流側に、下方側は下流側に、それぞれ近づく方向へ傾斜している。

さらに、この傾斜は、軸心１０の傾斜の基点Ｓから最短距離に位置する舌部１４の箇所における接線１５の方向に、軸心１０を傾斜させ、その傾斜角度Ａは３度〜１０度の範囲とし、ケーシング吐出口５を正面から見たとき、遠心送風羽根８の羽根吸込口側側端部１６の少なくとも一部がケーシング吐出口５から見えている傾斜としている。

また、遠心送風羽根８は、円周側に複数枚のブレードを配設して形成されるブレード群が、羽根吸込口７側を高静圧時に風量特性が高い構成の吸込口側ブレード群１７とし、反羽根吸込口７側を低静圧時に風量特性が高い構成の反吸込口側ブレード群１８として、吸込口側ブレード群１７と反吸込口側ブレード群１８とを連結した構成としている。

一方、図４および図５に示すように、遠心送風羽根８が傾斜して配設されるように、遠心送風羽根８を固着した電動機９を対応して傾斜して取り付けており、そのために、フレーム３の天面部３ａを遠心送風羽根８の軸心１０に対し垂直に形成している。そして、天面部３ａに、電動機９を取り付けた電動機取付板２０およびケーシング６をフレーム３内から固定する固定ねじ（図示せず）が螺合するねじ穴（図示せず）を有したボス部２１を設け、ボス部２１のねじ穴は、天面部３ａの傾斜に対応させずに鉛直方向に形成されている。

そして、電動機取付板２０には、電源電線をその挿入口２２から挿入して導通接続する電源接続部２３が、挿入口２２を天面部３ａの傾斜に沿う斜め下方に向けて、電動機取付板２０に固定されている。

ところで、ケーシング６の側面６ａ内周側におけるケーシング吸込口４の中心線１１を基準とした遠心送風流の下流側領域は、送風性能への影響が大きいが、上記構成によれば、この領域において、遠心送風羽根８の吐出側周側面からケーシング６の内周側面までの距離の増加率である風路幅Ｂの拡大率が、羽根吸込口７側から反羽根吸込口７側へと大きくなるので、高静圧時には風の主流が羽根吸込口７側のブレードに流れる傾向にある遠心送風機において、反羽根吸込口７側のブレード側の方が風路幅Ｂの拡大率が大きくなることにより、反羽根吸込口７側のブレードに流れが流入しやすくなって通風性が向上し、ブレード全体にわたって通風性が良好なものとなる。

また、遠心送風羽根８の軸心１０の上下方向中心点を傾斜の基点Ｓとしているため、遠心送風羽根８の風路幅の拡大率における上方向への増大と下方向への減少とが片方へ偏らないため、一般的に、風の主流が反羽根吸込口７側のブレードを主体に流れる低静圧時から風の主流が羽根吸込口７側のブレードを主体に流れる高静圧時まで通風性が良好なものとなる。

そして、傾斜の基点Ｓから最短距離に位置する舌部１４の箇所における接線１５の方向に、軸心１０を傾斜させ、その傾斜角度Ａを３度〜１０度としているので、遠心送風羽根８の吐出側周側面と舌部１４との距離が、羽根吸込口７側から反羽根吸込口７側にわたってほぼ同じとなるため、舌部１４近傍の遠心送風羽根８の吐出側周側面における剥離にともなう逆流渦、境界層の発達を防止することで、舌部１４全域において風の乱れをなくすことができるとともに、遠心送風羽根８の吐出側周側面がケーシング６に近すぎて風の渦を発生させることがなく、したがって、騒音を増大させることなく風量を増加させることができる。

さらに、高静圧時に反羽根吸込口７側より通風性が良好となる羽根吸込口７側において、羽根吸込口７側ブレードが、ケーシング吐出口５からブレードの見える割合が増えることによりケーシング吐出口５においても通風性が向上する。

また、羽根吸込口７側と反羽根吸込口７側とで、それぞれに適したブレード群に分けることで、高静圧時から低静圧時まで、通風性を向上させることができる。

このように、本実施の形態１の天井埋込形換気扇は、図６に示すように、従来のものと比較して、高静圧時に反羽根吸込口７側の通風性も向上して、高静圧時の風量が増加し、この風量増加が遠心送風羽根８の回転数を上げなくても達成できるため騒音値を低減でき、かつ、低静圧時においても風量特性および騒音特性を維持することができることとなる。

一方、メンテナンス等において、電動機取付板２０およびケーシング６を固定する固定ねじをねじ穴に締め付け、または取り外す際、フレーム３の天面部３ａは傾斜していてもねじ穴は鉛直方向に向いているので、工具をねじ穴に対してまっすぐ上方に向けて操作することができ、構成部品の着脱作業を容易に行うことができる。

また、万が一雨漏りなどで水滴等が電源電線に伝わったとしても、水滴は挿入口２２の向きと反対方向である下方に流下していき、電源接続部２３には伝わらないため、トラッキングを防止できる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の天井埋込形換気扇は、図７に示すように、上記の実施の形態１の天井埋込形換気扇に対し、遠心送風羽根８Ａが、円周側に複数枚のブレードを配設して形成されるブレード群を、高静圧時に風量特性が高い１種類のブレードからなる高静圧用ブレード群２４とした点が相違し、その他の構成要素は同一であり、同一の符号を付してその説明は省略する。

高静圧時には風の主流が羽根吸込口７Ａ側のブレードに流れる傾向にある遠心送風機において、遠心送風羽根８Ａは高静圧時に風量特性が高い高静圧用ブレード群２４の１種類で構成され、さらに、舌部１４近傍には高静圧用ブレード群２４の吐出側周側面がほぼ同じ距離で位置するため、羽根吸込口７Ａ側の通風性が大幅に向上して、図８に示すように、高静圧領域における風量特性および騒音特性が大幅に向上する。

一方、反羽根吸込口７Ａ側のブレード側では、風路幅の拡大率が大きくなることによって、反羽根吸込口７Ａ側にも風が流れやすくなり、図８に示すように、低静圧領域の一定の静圧以上の領域では、従来のものに対して風量を維持でき、騒音は低減されている。すなわち、天井埋込換気扇は天井裏に配管されたダクト１に接続されて換気するため、設置状態ではある程度の抵抗損失が発生するものであり、この実使用状態を図８に実使用低静圧領域として、使用上支障のないことを示す。

このように本発明の実施の形態２の天井埋込形換気扇は、とくに高静圧時を重点にした使用に最適な天井埋込形換気扇を提供することができる。

本発明は、ダクト配管が曲折されたり長くなった場合等、高静圧時に騒音を増大することなく風量を確保でき、しかも、低静圧時にも風量特性および騒音特性を低下させないので、配管されたダクトを介して通風する換気装置、遠心送風機、空気調和機等に広く適用できる。

３フレーム
３ａ天面部
４ケーシング吸込口
５ケーシング吐出口
６ケーシング
６ａ側面
７羽根吸込口
８遠心送風羽根
８Ａ遠心送風羽根
９電動機
１０軸心
１１中心線
１３開口
１４舌部
１５接線
１６羽根吸込口側側端部
１７吸込口側ブレード群
１８反吸込口側ブレード群
２０電動機取付板
２１ボス部
２２挿入口
２３電源接続部
２４高静圧用ブレード群
Ａ傾斜角度
Ｃ天井裏
Ｓ基点

Claims

天井裏に挿入して取り付けられ、下面に室内側に臨む開口を有する箱状のフレーム内に、下面にケーシング吸込口を有し側部にケーシング吐出口を有してスクロール状の側面を鉛直方向にして配設されたケーシングと、前記ケーシング内に内包され前記ケーシング吸込口に対向する羽根吸込口を有した遠心送風羽根と、前記遠心送風羽根を回転駆動する電動機とを備え、前記遠心送風羽根は、軸心の上方側を、前記ケーシング吸込口における前記ケーシング吐出口に直交する方向の中心線を基準とした遠心送風流の上流側に近づく方向へ傾斜させて、設けられたことを特徴とする天井埋込形換気扇。
前記軸心における前記遠心送風羽根の上下方向中心点を傾斜の基点としたことを特徴とする請求項１記載の天井埋込形換気扇。
前記軸心の前記上下方向中心点から最短距離に位置する舌部の箇所における接線の方向に、前記軸心を傾斜させたことを特徴とする請求項２記載の天井埋込形換気扇。
前記ケーシング吐出口の正面視時に、前記遠心送風羽根の羽根吸込口側側端部の少なくとも一部が前記ケーシング吐出口から見える状態に傾斜させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の天井埋込形換気扇。
前記遠心送風羽根の軸心の傾斜角度は３度〜１０度としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の天井埋込形換気扇。
前記遠心送風羽根は、円周側に複数枚のブレードを配設して形成されるブレード群が、前記羽根吸込口側を高静圧時に風量特性が高い構成の吸込口側ブレード群とし、反羽根吸込口側を低静圧時に風量特性が高い構成の反吸込口側ブレード群として、前記吸込口側ブレード群と前記反吸込口側ブレード群とを連結してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の天井埋込形換気扇。
前記遠心送風羽根は、円周側に複数枚のブレードを配設して形成されるブレード群が、高静圧時に風量特性が高い１種類のブレードからなる高静圧用ブレード群からなる構成としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の天井埋込形換気扇。
前記軸心に垂直な面に形成された前記フレームの天面部に、前記電動機を取り付けた電動機取付板および前記ケーシングを固定する固定ねじが螺合するねじ穴を有したボス部を設け、前記ボス部のねじ穴は鉛直方向に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の天井埋込形換気扇。
電源電線をその挿入口から挿入して導通接続する電源接続部が、前記挿入口を斜め下方に向けて、前記電動機取付板に固定されたことを特徴とする請求項８記載の天井埋込形換気扇。