JP2013160137A

JP2013160137A - 扇風機

Info

Publication number: JP2013160137A
Application number: JP2012022672A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Osada; 篤長田; Takuya Otanagi; 拓也小棚木; Ippei Oda; 一平小田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】簡便な構成かつ省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させる扇風機を提供することを目的とする。
【解決手段】扇風機１の羽根車５において、ハブ３に接続する内周端部７の翼取付け角度よりも外周端部８の翼取付け角度が大きく、内周端部７よりも半径方向外側に位置する中間半径位置９までの翼内側区間において翼取付け角度が減少し、中間半径位置９から外周端部８までの翼外側区間１４において取付け角度が大きくなる構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、直接風による体感温度の減少や室内空気の循環に使用される扇風機に関するものである。

従来、この種の扇風機は、気流をワイドに広げる構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、その扇風機について図８および図９を参照しながら説明する。

図８および図９に示すように、羽根支持軸筒１０１から放射状に、かつ羽根１０２の回転方向に対してはねの後ろ側前面周辺部に、任意の大きさや緩やかな曲面を持った煽り板１０３を設けている。羽根１０２の回転により起こされた気流が煽り板１０３に衝突することにより、羽根１０２の回転方向に大きく回転しながら進むことで、より広範囲に変化のある気流を送ることができる。

特開平８−１２１３９２号公報

特許文献１のような従来の扇風機においては、気流をワイドに広げるために羽根１０２に加えて煽り板１０３の別部品が必要で構成が複雑になるという課題があった。

また、煽り板０３が流れを妨げる方向に大きく傾いているため、羽根１０２を回転させるのに必要な軸動力が増大し、消費電力が高くなったりするという課題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、簡便な構成かつ省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させる扇風機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、電動機と、ハブを中心にして接続する複数枚の翼を備えた羽根車、を備えた扇風機であって、前記翼のハブに接続する内周端部の取付け角度よりも外周端部の翼取付け角度が大きく、内周端部よりも半径方向外側に位置する中間半径位置までの翼内側区間において取付け角度が減少し、中間半径位置から外周端部までの翼外側区間において取付け角度が大きくなる扇風機としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることで、広範囲での涼風感による快適性を向上でき、かつ羽根車の作成工数を容易にすることが出来る。

本発明の実施の形態１の扇風機の斜視図同扇風機の羽根車正面図同扇風機の羽根車の翼の内周側端部の断面図同扇風機の羽根車の翼の中間半径位置の断面図同扇風機の羽根車の翼の外内周側端部の断面図同扇風機の風の流れの正面図同扇風機と従来技術との風速分布の比較図本発明の実施の形態１の扇風機の羽根車の正面図同扇風機の斜視図従来の扇風機の羽根を示す正面図図１０に示す同羽根のＡ−Ａ断面図

本発明の請求項１記載の扇風機は、電動機と、ハブを中心にして接続する複数枚の翼を備えた羽根車、を備えた扇風機であって、前記翼のハブに接続する内周端部の取付け角度よりも外周端部の翼取付け角度が大きく、内周端部よりも半径方向外側に位置する中間半径位置までの翼内側区間において取付け角度が減少し、中間半径位置から外周端部までの翼外側区間において取付け角度が大きくなることを特徴とした扇風機である。

これにより、翼内側区間においては効率の良い軸流ファンとしての特徴が強くなって扇風機真正面に向かい、翼外側区間においては概周端部の風の向きは回転方向成分が大きくなる翼の形状により気流が扇風機から正面方向に円錐状に広がるので、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることができる。

また、翼の半径方向断面形状が羽根車の上流側に凸となるよう反り形状であるものであり、翼上流側端部では空気抵抗が少ない角度で空気を掻いて、翼下流端部では空気を掻き易い角度となる効率の良い形状とすることで、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることができる。

また、翼外側区間において、翼の同一半径位置断面線の中点を結んだ翼中心線が、軸方向からみて回転方向と逆向きに反り形状であるものであり、翼外側区間の形状が、軸方向からみて回転方向と逆向きに反り形状である扇風機であって、正面方向に円錐状に広がる翼外側区間からの風に対して、回転方向と逆向きの湾曲で外側方向の力を加えて効率よく広げる風を発生することができる。

また、翼外周端の空気吸込み側に接続し、隣り合う翼どうしを接続するリング状に連なる接続棒を備えたものであり、翼外側区間の外向き流れの主流となる外周端の空気吸込み側を避けた接続棒により、風の流れを妨げずに補強でき、遠心力によって広がる羽根の変形を抑制することができる。

また、翼の軸方向の投影形状が、隣り合う翼の投影形状と重ならないものであり、羽根車の材質を樹脂とした場合には、アンダーカットのない射出成型が容易な構成となり、板金の場合には一枚の板から取り出せる構成となり、作成工数を削減することが出来る。

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に本発明の実施の形態１の送風装置の斜視図、図２に同送風装置の羽根車の正面図、図３、図４、図５に同送風装置の羽根車の翼の半径方向断面図を示す。

まず、実施の形態１の構成について説明する。

図１および図２に示すように、扇風機１は、首部２に内包される電動機（図示せず）と、ハブ３を中心にして接続する７枚の翼４を備えた直径が３０ｃｍの羽根車５と、羽根車５を覆う羽根車ガード６を備えている。

ここで、図２における翼４のハブ３に接続する内周端部７の半径方向断面形状を図３に、外周端部８の半径方向断面形状を図４に、内周端部７から外周端部８に向かう６０％程度の中間半径位置９の半径方向断面形状を図５に示し、それぞれの断面での翼取付け角度は、内周端部翼取付け角度１０よりも外周端部翼取付け角度１１が大きく、内周端部翼取付け角度１０から中間半径位置翼取付け角度１２までの角度が漸次減少し、中間半径位置翼取付け角度１２から外周端部翼取付け角度１１までの角度が漸次増加している。

また、図２に示すように、中間半径位置９と外周端部８の間の翼外側区間１４において、翼の同一半径位置の中点１５を結んだ翼中心線１６が、内側から外側に向かうにつれて回転方向と逆向きの反り形状１３となっている。

また、図３、図４、図５に示すように、翼の断面形状が全ての半径位置で羽根車の上流側に凸となるような反り形状１３となっている。

また、図２で確認できるように、７枚のそれぞれの翼４の軸方向の投影形状が、隣り合う翼の投影形状と重ならない構成となっている。

次に実施の形態１の作用について説明する。

電動機により羽根車５が回転されると、翼４の空気を掻く作用により、図１の絶対流れとして示すように右から左に向かい、図３、図４、図５では絶対流れとしては上から下へ、相対流れとしては右上から左下へ空気が流れる。ここで、周方向速度の小さい翼の内周端部７では内周端部翼取付け角度１０を大きくして風への力（トルク）の加わりを大きくし、これよりも周方向の大きい中間半径位置９では中間半径位置翼取付け角度１２を小さくすることで風への力（トルク）の伝わりを小さくし、仕事量（周速度×トルク）を等しくバランスよくすることで一般的な軸流ファン同様効率よく前方へ風を送ることができる。

また、外周端部８で内周端部翼取付け角度１０よりも外周端部翼取付け角度１１を大きくすることで、翼後端の絶対速度１７の絶対速度軸方向成分１８に対して絶対速度回転方向成分１９が大きくなり、これが図６に示す正面図での絶対速度回転方向成分１９のように回転接線方向に向かい、この下流において外側方向成分の大きな風２７とすることができ、さらに翼外側区間１４において、翼中心線１６が、回転方向と逆向きに反り形状となることで、翼中心線に垂直な外向きの力２８が空気に加わり、空気を外向きに押すような外側方向の力を加えて効率よく広げる風を発生することができる。

また、反り形状１３により、翼上流側端部２０では空気抵抗が少ない角度で空気を掻いて、翼下流側端部２１では空気を掻き易い角度となる効率の良い形状とすることで、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることができる。

ここで、実施の形態１の扇風機と従来技術の扇風機との風速分布の比較を図７に示す。図７は羽根車直径や動力を同一とした場合の扇風機から前方１ｍ地点での羽根車回転軸の中心からの距離と平均風速の関係を示したものである。本構成の扇風機において、風速が均一で広範囲に広がっており、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることで、広範囲での涼風感による快適性を向上できる。

また、７枚のそれぞれの翼４の軸方向の投影形状が、隣り合う翼の投影形状と重ならない形状は本構成を樹脂製とすると、アンダーカットのない射出成型が容易な構成となり、羽根車の作成工数を容易にすることが出来る。

（実施の形態２）
実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に本発明の実施の形態２の扇風機の羽根車の正面図、図９に同羽根車の斜視図を示す。

実施の形態２の羽根車２３は、実施の形態１と同様、ハブ３を中心にして接続する７枚の翼４を備えた直径が３０ｃｍのものであって、翼４のハブ３に接続する内周端部７の翼取付け角度よりも外周端部８の翼取付け角度が大きく、内周端部７から中間半径位置９までの翼取付け角度が減少し、中間半径位置９から外周端部８までの翼取付け角度が大きくなっている。

実施の形態１との違いは、翼４の外周端部空気吸込み側２４に接続し、隣り合う翼どうしを接続するリング状に連なる接続棒２５を備えている点である。

これにより、補強の役目を果たす接続棒２５を有しながら、翼面近傍の外向き流れ２６の主流を避けた位置に接続棒２５を配置しているので、風の流れを妨げずに遠心力によって広がる羽根の変形を抑制することができる。

本発明にかかる扇風機は、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることで、広範囲での涼風感による快適性を向上でき、かつ羽根車の作成工数を容易にすることができるため、直接風による体感温度の減少や室内空気の循環に使用される各種送風機器等として有用である。

１扇風機
２首部
３ハブ
４翼
５羽根車
６羽根車ガード
７内周端部
８外周端部
９中間半径位置
１０内周端部翼取付け角度
１１外周端部翼取付け角度
１２中間半径位置翼取付け角度
１３反り形状
１４翼外側区間
１５同一半径位置の中点
１６翼中心線
１７翼後端の絶対速度
１８絶対速度軸方向成分
１９絶対速度回転方向成分
２０翼上流側端部
２１翼下流側端部
２３羽根車
２４外周端部空気吸込み側
２５接続棒
２６外向き流れ
２７外側方向成分の大きな風
２８外向きの力

Claims

電動機と、
ハブを中心にして接続する複数枚の翼を備えた羽根車を備えた扇風機であって、
前記翼のハブに接続する内周端部の取付け角度よりも外周端部の翼取付け角度が大きく、内周端部よりも半径方向外側に位置する中間半径位置までの翼内側区間において取付け角度が減少し、中間半径位置から外周端部までの翼外側区間において取付け角度が大きくなることを特徴とした扇風機。
翼の半径方向断面形状が羽根車の上流側に凸となるよう反り形状であることを特徴とした請求項１に記載の扇風機。
翼外側区間において、翼の同一半径位置断面線の中点を結んだ翼中心線が、軸方向からみて回転方向と逆向きに反り形状であることを特徴とした請求項１または２に記載の扇風機。
翼外周端の空気吸込み側に接続し、隣り合う翼どうしを接続するリング状に連なる接続棒を備えた請求項１から３のいずれかに記載の扇風機。
翼の軸方向の投影形状が、隣り合う翼の投影形状と重ならない請求項１から４のいずれかに記載の扇風機。