JP2017203565A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】気流を届かせることが可能な範囲が狭くなることを抑制しながら、居住者に冷風感を与えることを抑制することができる送風機を得ること。【解決手段】送風機１は、天井埋め込みタイプの送風機である。送風機１は、電動機３２により回転するクロスフローファンが発生した気流を吹き出す向きを変更するスイング機構４０を備える。送風機１は、気流の向きに応じて電動機３２に気流の風量を変更させる制御装置５０を備える。制御装置５０は、電動機３２に、気流の向きが鉛直方向に沿う場合の風量を、気流の向きが鉛直方向よりも水平方向寄りの場合の風量よりも少なくさせる。【選択図】図４

Description

本発明は、サーキュレータとして使用される送風機に関する。

従来、オフィス及び事務所に業務用途で使用するサーキュレータとして、クロスフローファンとクロスフローファンが発生する気流の向きを変更するスイング機構とを搭載した天井埋め込みタイプの送風機が提供されている。

前述した天井埋め込みタイプの送風機は、居住域に風速０．５ｍ／ｓ（メートル毎秒）を超える気流を吹き出すと居住者に不快感を与え、かつ書類が飛散する等の問題が発生するので、気流の風量を増やそうとしても限界がある。一方、近年のオフィス及び事務所は、床面積を広くする傾向にあり、居住域全体に気流を届かせるためには送風機の設置台数を増やして、居住域全体に気流を届くようにする必要があった。

一般的なサーキュレータとして使用される送風機は、特許文献１に示されるような家庭用のサーキュレータ及びシーリングファンが知られている。特許文献１に示された送風機は、気流の風量及び風速が大きくないため、居住域全体に気流を届かせようとしても部分的にしか気流を届かせることができない。天井埋め込みタイプの送風機のうちの事務所で使用されるものは、気流の風量及び風速を大きくできないため、居住域全体に気流を届かせるためには気流の到達範囲に応じた台数を居住域に設置する必要があった。

特開２０１２−１３２６１号公報

前述した天井埋め込みタイプの送風機は、オフィスビル及び事務所に業務用途で使用する場合、居住者に冷風感を与えることを抑制し、書類の飛散を防止するために居住域に風速０．５ｍ／ｓを超える気流が到達しないようにする必要がある。一方で、天井高が３ｍ程度の事務所において、居住域に風速０．５ｍ／ｓを超える気流が到達しないようにするには、天井埋め込みタイプの送風機の電動機の出力を極力抑制する必要がある。天井埋め込みタイプの送風機は、電動機の出力を抑制してしまうと気流を届かせることができる範囲が狭くなってしまうため、居住域全体に気流を届かせるためには設置台数が増えてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、気流を届かせることが可能な範囲が狭くなることを抑制しながら、居住者に冷風感を与えることを抑制することができる送風機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、天井埋め込みタイプの送風機である。送風機は、電動機により回転する羽根車が発生した気流を吹き出す向きを変更するスイング機構を備える。送風機は、気流の向きに応じて電動機に気流の風量を変更させる制御装置を備える。

本発明に係る送風機は、気流を届かせることが可能な範囲が狭くなることを抑制しながら、居住者に冷風感を与えることを抑制することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る送風機のグリルの一部を断面で示す斜視図 図１に示された送風機を一部断面で示す側面図 図１に示された送風機のスイング機構の構成を示す図 図１に示す送風機の構成を示すブロック図 図１に示された送風機の気流の吹き出す方向を示す図 図１に示された送風機の気流の吹き出し方向に対する電動機の出力の変化を示す図 図６に示された電動機の出力で送風機が気流を吹き出した際の０．５ｍ／ｓの気流が到達する範囲を示す図 比較例の送風機の気流の吹き出し方向に対する電動機の出力の変化を示す図 図８に示された電動機の出力で送風機が気流を吹き出した際の０．５ｍ／ｓの気流が到達する範囲を示す図 図４に示された送風機の制御装置の機能をハードウエアで実現した構成を示す図 図４に示された送風機の制御装置の機能をソフトウエアで実現した構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる送風機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る送風機のグリルの一部を断面で示す斜視図である。図２は、図１に示された送風機を一部断面で示す側面図である。図３は、図１に示された送風機のスイング機構の構成を示す図である。図４は、図１に示す送風機の構成を示すブロック図である。

実施の形態１に係る送風機１は、オフィス及び事務所に業務用途で使用されるものである。送風機１は、居住域の図１に示す天井Ｒに埋め込まれて設置される天井埋め込みタイプの送風機である。送風機１は、図１に示すように、天井Ｒに埋め込まれる直方体形状のケーシング１０と、ケーシング１０の天井Ｒから露出する部分に設置されるグリル２０と、ケーシング１０内に設置されかつ気流ＡＣを吹き出すファンケーシング３０とを備える。送風機１は、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きを変更する図３に示すスイング機構４０と、図４に示す制御装置５０とを備える。

ケーシング１０は、天井Ｒに埋め込まれると、天井Ｒに露出する開口１１が設けられている。グリル２０は、ケーシング１０に取り付けられると、開口１１を覆う。グリル２０は、格子状に形成され、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣを通す。

ファンケーシング３０は、円筒形状に形成され、ケーシング１０内に複数収容されている。実施の形態１において、ファンケーシング３０は、図２に示すように、ケーシング１０の長手方向に沿って二つ配置されているが、ファンケーシング３０の数は、二つに限定されない。ファンケーシング３０は、図２に示すように、電動機３２により回転する羽根車であるクロスフローファン３１を収容する。ファンケーシング３０は、クロスフローファン３１が発生した気流ＡＣを吹き出す吹出口３３が設けられている。吹出口３３は、ファンケーシング３０の長手方向と平行である。

各ファンケーシング３０内に収容されるクロスフローファン３１は、ファンケーシング３０内に収容されることにより、ファンケーシング３０に覆われている。クロスフローファン３１は、電動機３２により軸心回りに回転することにより気流を発生し、空気を吸い込み、吸い込んだ空気即ち気流ＡＣを吹出口３３を通して居住域内に吹き出す。

電動機３２は、ケーシング１０の長手方向の中央部内に収容され、かつケーシング１０に固定されている。電動機３２は、図２に示すように、二つのファンケーシング３０間に一つ配置されて、二つのファンケーシング３０内に収容されたクロスフローファン３１を軸心回りに回転させる。電動機３２は、二つのファンケーシング３０に向かって突出しかつファンケーシング３０の一端を貫通してクロスフローファン３１の軸心に取り付けられた出力軸３２ａを二本備える。

スイング機構４０は、ファンケーシング３０をクロスフローファン３１の軸心と同軸又はクロスフローファン３１の軸心と平行な回転中心Ｐ周りに揺動させて、クロスフローファン３１が発生した気流ＡＣを吹き出す向きを変更する。スイング機構４０は、各ファンケーシング３０の他端を回転自在に支持する図２に示す軸受４１と、揺動用の図３に示す電動機４２と、図３に示すリンク機構４３とを備える。軸受４１は、ケーシング１０に取り付けられ、かつファンケーシング３０の他端に設けられた回転軸３０ａを回転自在に支持している。

電動機４２は、二つのファンケーシング３０間に配置されて、ケーシング１０に取り付けられている。リンク機構４３は、電動機４２の出力軸４２ａと一方のファンケーシング３０とを連結する第１のリンク部材４３ａと、二つのファンケーシング３０同士を連結する第２のリンク部材４３ｂとを備える。第１のリンク部材４３ａは、電動機４２が出力軸 ４２ａを回転すると、一方のファンケーシング３０を回転中心Ｐ周りに揺動させる。第２のリンク部材４３ｂは、一方のファンケーシング３０が回転中心Ｐ周りに揺動すると、他方のファンケーシング３０を一方のファンケーシング３０とともに回転中心Ｐ周りに揺動させる。本発明のスイング機構４０は、実施の形態１に示す構成に限定されない。

また、送風機１は、一方のファンケーシング３０の回転中心Ｐ周りの回転方向の向き、即ち吹出口３３から吹出される気流ＡＣの向きを検出する図４に示す検知手段６０を備える。検知手段６０は、検知結果を制御装置５０に出力する。検知手段６０は、光検知センサ、又は磁気センサを用いることができる。光検知センサは、フォトインタラプタを用いることができる。また、検知手段６０は、ファンケーシング３０の角度が予め設定される所定の角度となる位置にマイクロスイッチを設けて、ファンケーシング３０の動作速度からファンケーシング３０の向きを算出する演算装置でも良い。

制御装置５０は、送風機１の各構成要素を制御する。制御装置５０は、検知手段６０の検知結果、即ちファンケーシング３０から吹き出される気流ＡＣの向きに応じて電動機３２に気流ＡＣの風量を変更させる。次に、実施の形態１に係る送風機１のファンケーシング３０から吹き出される気流ＡＣの風量を説明する。図５は、図１に示された送風機の気流の吹き出す方向を示す図である。図６は、図１に示された送風機の気流の吹き出し方向に対する電動機の出力の変化を示す図である。図７は、図６に示された電動機の出力で送風機が気流を吹き出した際の０．５ｍ／ｓの気流が到達する範囲を示す図である。図８は、比較例の送風機の気流の吹き出し方向に対する電動機の出力の変化を示す図である。図９は、図８に示された電動機の出力で送風機が気流を吹き出した際の０．５ｍ／ｓの気流が到達する範囲を示す図である。

本明細書は、図５に示すように、送風機１のファンケーシング３０が気流を吹き出す方向を送風機１のファンケーシング３０の回転中心Ｐを中心とした角度で示す。本明細書は、図５に示すように、送風機１のファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す方向が鉛直方向であると、気流ＡＣの吹き出し方向を９０度とする。本明細書は、送風機１のファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す方向が天井Ｒに平行であると、気流ＡＣの吹き出し方向を０度又は１８０度とする。

送風機１は、スイング機構４０がファンケーシング３０を揺動することにより、図５に平行斜線で示すように、鉛直方向に沿う第一の風向きゾーンＺ１と、第二の風向きゾーンＺ２，Ｚ２とに亘って、気流ＡＣを居住域内に吹き出す。第二の風向きゾーンＺ２，Ｚ２は、第一の風向きゾーンＺ１よりも水平方向寄り即ち気流ＡＣの吹き出し方向の角度が第一の風向きゾーンＺ１よりも小さい又は第一の風向きゾーンＺ１よりも大きい。即ち、スイング機構４０は、第一の風向きゾーンＺ１と、第二の風向きゾーンＺ２とに亘ってファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きを変更する。

制御装置５０は、検知手段６０の検知結果に基づいて、電動機３２に、第一の風向きゾーンＺ１におけるファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの風量を第二の風向きゾーンＺ２におけるファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの風量よりも少なくさせる。実施の形態１において、制御装置５０は、図６に示すように、第一の風向きゾーンＺ１において鉛直方向に沿ってファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力を、第二の風向きゾーンＺ２において水平方向に寄りの端でファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力の５０％としている。実施の形態１において、制御装置５０は、図６に示すように、第一の風向きゾーンＺ１においてファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力を、第二の風向きゾーンＺ２においてファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力の５０％としているが、第一の風向きゾーンＺ１においてファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力を、第二の風向きゾーンＺ２においてファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力よりも小さくすれば良く、第一の風向きゾーンＺ１においてファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力は、第二の風向きゾーンＺ２においてファンケーシング３０が気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力の５０％に限定されない。

こうして、制御装置５０は、電動機３２に、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きが鉛直方向に沿う場合の風量を、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きが鉛直方向よりも水平方向寄りの場合の風量よりも少なくさせる。また、実施の形態１において、制御装置５０は、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きが鉛直方向に沿う状態から水平方向に近付くのにしたがって徐々に電動機３２の出力を増加させる。こうして、制御装置５０は、電動機３２に、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きが鉛直方向に沿う状態から水平方向に近付くのにしたがって徐々に風量を多くさせる。

実施の形態１において、制御装置５０は、電動機３２をインバータ制御又は位相制御する論理回路により構成される。また、実施の形態１において、電動機３２の出力は、電動機３２に印加される平均電圧であるが、平均電圧に限定されない。なお、本明細書は、電動機３２の出力を、第二の風向きゾーンＺ２の水平方向に寄りの端に気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力を１００％として示している。

実施の形態１に係る送風機１は、ファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きに応じて制御装置５０が電動機３２に気流の風量を変更させるとともに、制御装置５０が電動機３２に第一の風向きゾーンＺ１における気流ＡＣの風量を第二の風向きゾーンＺ２における気流ＡＣの風量よりも少なくさせる。また、送風機１は、制御装置５０が第一の風向きゾーンＺ１において気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力を第二の風向きゾーンＺ２において気流ＡＣを吹き出す際の電動機３２の出力の５０％として、電動機３２にファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きが鉛直方向に沿う場合の風量を鉛直方向よりも水平方向寄りの場合の風量よりも少なくさせている。

このため、送風機１は、図９に示す比較例よりも、図７に示すように、風速０．５ｍ／ｓの気流ＡＣの垂直方向の到達範囲を抑制して、水平方向の到達距離を長くするこができ、送風機１からの水平方向の距離が異なっても居住域に風速０．５ｍ／ｓの気流ＡＣを届かせることができる。その結果、送風機１は、気流ＡＣを届かせることが可能な範囲が狭くなることを抑制しながら、居住域に０．５ｍ／ｓを超える気流ＡＣが到達することを抑制することができ、居住者に冷風感を与えることを抑制することができる。

なお、図７及び図９は、送風機１の垂直方向の距離と水平方向の距離とを変化させた時の風速０．５ｍ／ｓの気流ＡＣが到達する範囲Ａ，Ａ１を示している。図７及び図９の横軸は、送風機１からの水平方向の距離を示し、図７及び図９の縦軸は、送風機１からの垂直方向即ち鉛直方向の距離を示している。比較例は、実施の形態１と同じ構成の送風機１であって、図８に示すように、電動機３２の出力を一定としたものである。

図９に示す比較例は、送風機１の下方では垂直方向に５ｍまで風速０．５ｍ／ｓの気流ＡＣが到達し、水平方向には３ｍから４ｍまでの範囲Ａ１しか風速０．５ｍ／ｓの気流ＡＣを到達させることができない。実施の形態１に係る送風機１は、図７に示すように、水平方向に５ｍの範囲Ａ内で垂直方向に２ｍの範囲Ａ内に均等に風速０．５ｍ／ｓの気流を到達させることができる。

また、実施の形態１に係る送風機１は、制御装置５０が電動機３２にファンケーシング３０が吹き出す気流ＡＣの向きが鉛直方向に沿う状態から水平方向に近付くのにしたがって徐々に風量を多くさせるので、居住域内に均一に気流を届かせることできる。

次に、実施の形態１において、制御装置５０の機能の実現方法を説明する。図１０は、図４に示された送風機の制御装置の機能をハードウエアで実現した構成を示す図である。図１１は、図４に示された送風機の制御装置の機能をソフトウエアで実現した構成を示す図である。制御装置５０の機能は、実施の形態１において、図１０に示す処理回路５１により実現されるが、図１１に示すメモリ５３に格納されるプログラムを実行する演算装置５２により実現されても良い。

制御装置５０の機能が処理回路５１により実現される場合、処理回路５１は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。

演算装置５２により実現される場合、制御装置５０の機能は、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。ソフトウエア、及びファームウエアは、プログラムとして記述され、メモリ５３に格納される。演算装置５２は、メモリ５３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置５０の機能を実現する。メモリ５３に記憶されるプログラムは、制御装置５０の処理をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、演算装置５２は、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、処理装置、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、マイクロコンピュータ（Microcomputer）、プロセッサ（Processor）、又はデジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）である。メモリ５３は、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスクが該当する。半導体メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 送風機、３０ ファンケーシング、３１ クロスフローファン（羽根車）、３２ 電動機、３３ 吹出口、４０ スイング機構、５０ 制御装置、ＡＣ 気流、Ｚ１ 第一の風向きゾーン、Ｚ２ 第二の風向きゾーン。

Claims (5)

1. 天井埋め込みタイプの送風機であって、
   電動機により回転する羽根車が発生した気流を吹き出す向きを変更するスイング機構と、
   前記気流の向きに応じて前記電動機に気流の風量を変更させる制御装置と、
   を備えることを特徴とする送風機。
2. 前記スイング機構は、少なくとも、鉛直方向に沿う第一の風向きゾーンと、前記第一の風向きゾーンよりも水平方向寄りの第二の風向きゾーンとに亘って前記気流の向きを変更し、
   前記制御装置は、前記電動機に、前記第一の風向きゾーンにおける前記気流の風量を前記第二の風向きゾーンにおける前記気流の風量よりも少なくさせる
   ことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
3. 前記制御装置は、前記第一の風向きゾーンにおいて前記気流を吹き出す際の前記電動機の出力を、前記第二の風向きゾーンにおいて前記気流を吹き出す際の前記電動機の出力の５０％とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
4. 前記制御装置は、
   前記電動機に、前記気流の向きが鉛直方向に沿う場合の風量を、前記気流の向きが鉛直方向よりも水平方向寄りの場合の風量よりも少なくさせる
   ことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
5. 前記制御装置は、
   前記電動機に、前記気流の向きが鉛直方向に沿う状態から水平方向に近付くのにしたがって徐々に風量を多くさせる
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の送風機。

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