JP2017227143A - 送風装置および送風機能付空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できる送風装置を提供することを目的とする。【解決手段】送風装置として送風機能付空気清浄装置１１は、球形状の筐体１２に空気を取り入れる吸込口１３と、高圧空気を発生するための高圧空気発生手段１７と、高圧空気を吹出すための球形状の筐体１２を一方の側と他方の側に分割する環形状のノズル１８を備え、筐体１２の一方の側の表面にコアンダ面１９を備え、ノズル１８から吹出した空気をコアンダ面１９に沿って収束させることで、羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できる。【選択図】図１

Description

本発明は、居室内の天井や壁、床面に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される扇風機などの送風装置、および送風装置内に取り込む空気を浄化し、浄化した空気を気流として吹出すことで室内の空気を浄化、および直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される送風機能付空気清浄装置に関するものである。

従来、この種の送風装置は、羽根車とモータを台座となる基部に内包して、基部上部に備えられた円環形状の送風部から床面と水平方向に吹出すようにして空気の循環及び空気の流れを生じさせる家庭用送風装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その送風装置について図５および図６を参照しながら説明する。

図５には、送風機組立体１００の正面視図を、図６には、送風機組立体１００の要部断面図を示している。送風機組立体１００は、中央開口部１０２を画定する環状ノズル１０１を有している。送風機組立体１００の基部１１６内部には、環状ノズル１０１を通る空気流を生じさせる送風装置が配置されている。送風装置は、インペラ（羽根車）１３０が、モータハウジング１２６と共に配置されたモータ１２２から外方に延びる回転シャフトに連結され、ディフューザ１３２が、インペラ１３０の下流側に位置決めされている。モータ１２２は、図示しない電気接続部及び電源に接続され、複数個の選択ボタン１２０により、ユーザは、送風機組立体１００を操作することができる。

上記構成で、送風機組立体１００は、以下のように動作する。

ユーザが複数個の選択ボタン１２０の中から好みのボタンを選択してモータ１２２が起動されると、空気が空気入口１２４を介して送風機組立体１００内に吸い込まれる。空気は、外側ケーシング１１８を通り、インペラ１３０の入口１３４まで流れる。ディフューザ１３２の出口１３６及びインペラ１３０の排気部を出た空気流は、内部通路１１０を通って互いに逆の方向に進む２つの空気流に分けられる。

空気流は、口１１２に入る際に絞られ、口１１２の出口１４４で更に絞られる。この絞りにより、環状ノズル１０１内に圧力が生じる。

このように作られた空気流は、絞りにより生じる圧力に打ち勝ち、一次空気流として出口１４４を通って出る。一次空気流は、ガイド部分１４８の配置により、ユーザに向かって集中または集束して向けられる。二次空気流は、外部環境、特に出口１４４周りの領域及び環状ノズル１０１の外縁部周りからの空気の吸引によって生じる。この二次空気流は、中央開口部１０２を通り、ここで、一次空気流と混ざり合って送風機組立体１００から前方に放出される全空気流が生じる。

特開２０１０−０７７９６９号公報

このような従来の送風装置では、二次空気流は出口周りの領域及び環状ノズルの外縁部周りからの空気の吸引によって生じるため、中央開口部の中心付近では二次空気流は環状ノズル近傍と比較して弱くなり、全空気流の中心部にコア領域（空気流がまとまった領域）を十分に形成できない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、空気流の中心部にコア領域を形成し、直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる送風装置、および送風機能付空気清浄装置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、筐体の内部に空気を取り入れる吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とする送風装置としたものであり、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、筐体の内部に空気を取り入れる吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とする送風装置としたことにより、空気流の中心部にコア領域を形成し、直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる送風装置、および送風機能付空気清浄装置を提供することを実現できる。

本発明の実施の形態１の送風機能付空気清浄装置の斜視図 同実施の形態１の送風装置の断面を示す構成図 同実施の形態１の送風装置の気流の流れを示す気流解析図 本発明の実施の形態２の送風装置の斜視図 従来技術の一例を示す正面図 従来技術の一例を示す断面図

本発明の請求項１に係わる送風装置は、筐体の内部に空気を取り入れる吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とするものである。

これにより、コンパクトな構成で、吹出口から吹出された高圧空気は、コアンダ面に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、環形状の吹出しによりコアンダ面の所定の場所で負圧領域が形成されるためコアンダ面に沿って流れる空気は負圧領域近傍で収束し、まとまった状態で空気流となるため、空気流の中心部にコア領域が形成されることにより直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく発生させることができる。ここで、高圧空気とは大気圧以上の空気を示すものとする。

また、請求項２に係わる送風装置は、コアンダ面の外周の長さは、環形状と平行な一断面において、前記環形状の外周の長さより大きいことを特徴とするもので、コアンダ面の外周の長さが環形状の吹出口の外周の長さより大きいことで空気流の流れる方向からは吹出口が見えない構成となるため、使用者は空気流が穴のない物体から流れてくるように感じることができ、使用者に機械的でなく自然な風の印象を与えることができる。また、吹出口から吹出した環形状の高圧空気は、コアンダ面の外周の長さが最大となる箇所で環形状の吹出口の外周の長さより広がるため、周辺の空気との接触面積が大きくなり、効率よく周辺の空気を巻き込み空気流の風量を効率よく増幅することができる。

また、請求項３に係わる送風装置は、吸込口は、前記環形状によって分割された筐体の他方の側に備えたことを特徴とするもので、吹出した空気が吸込口に再び吸込まれることを防ぐことができるため、効率よく空気流を生み出すことができる。

また、請求項４に係わる送風装置は、コアンダ面は、半球体を含む曲面を有することを特徴とするもので、吹出口から吹出された高圧空気は、半球体の周方向から均一に半球体のコアンダ面に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、負圧領域近傍で収束する際に空気の乱れを少なくすることができ、効率よく空気をまとめて空気流となり流すことができるため、空気流は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。

また、請求項５に係わる送風機能付空気清浄装置は、送風装置の吸込口に、空気浄化フィルタを備えたことを特徴とする送風機能付空気清浄装置とするもので、吸込口から取り込まれた空気は空気浄化フィルタにより浄化され吹出口から吹出されるため、使用者に浄化された空気を提供することができる。

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に斜視図を、図２に断面Ａを示す構成図を、図３に気流の流れを示す気流解析図を示す。

本実施の形態の送風装置として、送風機能付空気清浄装置１１は、図１および図２に示すように球体の筐体１２の内部に空気を取り入れる吸込口１３と、吸込口１３に装着し取り入れた空気を浄化する空気浄化フィルタ１４と、取り入れた空気を高圧空気に生成する羽根車１５と羽根車１５を駆動するモータ１６とで構成される高圧空気発生手段１７と、高圧空気を外部へ吹出す吹出口としての環形状のノズル１８で構成されている。高圧空気発生手段１７は筐体１２に内包されているものである。ここで、高圧空気とは大気圧以上の空気を示すものとする。

ノズル１８の位置は球体の筐体１２の大円よりどちらかの側にずれて備えており、環形状のノズル１８により球体の筐体１２は一方の側と他方の側に分割され、大円を含む一方の側の球体面をコアンダ面１９として備え、他方の側に吸込口１３を備えている。

このようにして、環形状と平行な一断面において、コアンダ面１９の外周の長さは、環形状のノズル１８の外周の長さより大きくなるようにしている。つまりコアンダ面１９を備えた一方の側は、半球体を含む曲面を有し、球体において外周の長さが最大となる大円を含むこととなるので、環形状と平行な一断面において、外周の長さが環形状のノズル１８の長さより大きいものとなる。ノズル１８から吹出す風は、環形状のノズル１８の長さより大きい外周方向へノズル１８から空気を吹き出すことで、球体の表面に沿って空気を流すことができる。すなわち、球体の表面でコアンダ効果を発揮させることができる。

空気浄化フィルタ１４には、既知の集塵フィルタや活性炭などの脱臭フィルタを用いることができる。この空気浄化フィルタ１４を通過した空気は、ほこりや花粉、アレルギー物質などが取り除かれた浄化空気となり羽根車１５に供給される。

また、環形状とは、筐体１２の外周を環状に囲む形状であって、円環に限定されるものではない。環になっていれば多角形や曲線で構成された形状であってもよい。また環形状は、連続したものが望ましいが、ノズル１８から吹出した空気がコアンダ面１９に沿って収束する過程で、中心部にコア領域を形成させるもので、コア領域を形成させることができればリブなどにより部分的に途切れることがあっても問題はない。

また、本実施の形態では羽根車１５としてターボファンを用いたが、ノズル１８から高圧空気を吹出せるものであれば、シロッコファンなど既知のファンを筐体１２の内部に自由に配置しても問題はない。

このような構成によれば、送風機能付空気清浄装置１１が稼動すると、モータ１６が駆動し、羽根車１５が回転することにより、図２に示す内部流２０のように、室内空気は、吸込口１３から送風機能付空気清浄装置１１内部に取り込まれ、空気浄化フィルタ１４で埃やにおいなどの汚れを浄化された後、羽根車１５を通過しノズル１８に至る。ノズル１８から吹出された高圧空気は、図３に気流の流れを示すように、コアンダ面１９に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、環形状の吹出しによりコアンダ面１９の一方の側の極付近で負圧領域４１が形成されるため、コアンダ面１９に沿って流れる空気は負圧領域４１近傍で収束し、まとまった状態の空気流２１となる。空気流２１は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。ここで、負圧領域４１とは気流の流れに囲まれた極付近の領域であり、気流の流れる領域と比較して圧力が低い箇所を示す。また、コア領域とはまとまった状態の空気流２１の中心部分を示し、負圧領域４１よりも筐体１２表面から離れた場所に生じるものである。

また、コアンダ面１９の外周の最大の長さ（大円の外周長さ）は、環形状のノズル１８の長さより大きく備えたことで、ノズル１８から吹出した環形状の高圧空気は、コアンダ面１９の外周の長さが最大となる箇所では環形状のノズルの外周の長さより広がるため、周辺の空気との接触面積が大きくなり、効率よく周辺の空気を巻き込み空気流の風量を効率よく増幅することができる。また、コアンダ面１９の外周の長さが最大となる箇所が環形状のノズル１８の外周の長さより大きいことで空気流の流れる下流方向から上流方向を見るとノズル１８が見えない構成となるため、使用者は空気流が穴のない物体から流れてくるように感じることができ、使用者に機械的でなく自然な風の印象を与えることができる。また、
また、吸込口１３は、筐体１２の他方の側に備えているため、吹出した空気が吸込口１３に再び吸込まれることを防ぐことができるため、効率よく空気流２１を生み出すことができる。

また、コアンダ面１９は、半球体を含む曲面を有するため、ノズル１８から吹出された高圧空気は、半球体の周方向から均一に半球体のコアンダ面１９に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、負圧領域近傍で収束する際に空気の乱れを少なくすることができ、効率よく空気をまとめて空気流２１となり流すことができるため、空気流２１は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。

また、高圧空気発生手段１７を内包することで接触による不安感をなくしつつ、コンパクトな構成とすることができる。

なお、本実施の形態では、空気浄化フィルタ１４を備えた送風機能付空気清浄装置１１の形態を説明したが、空気浄化フィルタ１４は、送風装置とする場合は必須ではない。
（実施の形態２）
図４に送風装置３１の斜視図を示す。なお、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。送風装置３１は図２と同様な本体構成である。筐体１２は、二つの箱を備え、天面ａ３２の面積が小さい第一の箱３３の上に底面３４の面積が大きな第二の箱３５を積み上げた形状の椅子型形状で構成されており第二の箱３５の天面ｂ３６に人間が座れる形状である。環形状のノズル１８は第一の箱３３の天面ａ３２縁部に環状に備えられ、コアンダ面１９は第二の箱３５の側面が主要部として備えられている。つまりコアンダ面１９の外周の長さが環形状のノズル１８の外周の長さより大きい構成となっている。

このような構成によれば、使用者が座っていない状態では吸込口１３から吸い込まれた空気は、高圧空気としてノズル１８から吹出され、コアンダ面１９に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、環形状の吹出しにより天面ｂ３６付近で負圧領域が形成されるためコアンダ面１９に沿って流れる空気は負圧領域近傍で収束し、まとまった状態で空気流２１となるため、空気流２１は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。また、使用者が天面ｂ３６に座った際には、コアンダ面１９に沿って流れる空気は、負圧領域に使用者がいるため、使用者の身体の表面を流れる気流となり、使用者に効率よく気流を送ることができる。また、高圧空気発生手段１７は内包されているため羽根車１５への接触による不安感をなくすことができる。

また、本実施形態では筐体１２を二つの箱としたが、筐体１２の形状としては特にこれに限定されるものではなく、コアンダ面１９の外周の長さが環形状のノズル１８の外周の長さより大きい構成とできれば、多面体形状（正多面体や切頂多面体）、円柱形状、多角柱形状、有機的なフォルム形状など自由に選択することができる。

本発明にかかる送風装置および送風機能付空気清浄装置は、羽根車を内包することで使用者の接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できるため、居室内の床、天井や壁に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の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。

１１ 送風機能付空気清浄装置
１２ 筐体
１３ 吸込口
１４ 空気浄化フィルタ
１５ 羽根車
１６ モータ
１７ 高圧空気発生手段
１８ ノズル
１９ コアンダ面
２０ 内部流
２１ 空気流
３１ 送風装置
３２ 天面ａ
３３ 第一の箱
３４ 底面
３５ 第二の箱
３６ 天面ｂ
４１ 負圧領域
１００ 送風機組立体
１０１ 環状ノズル
１０２ 中央開口部
１１０ 内部通路
１１２ 口
１１６ 基部
１１８ 外側ケーシング
１２０ 選択ボタン
１２２ モータ
１２４ 空気入口
１２６ モータハウジング
１３０ インペラ
１３２ ディフューザ
１３４ 入口
１３６ 出口
１４４ 出口
１４８ ガイド部分

Claims (5)

1. 筐体の内部に空気を取り入れる吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
   前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
   前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
   前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とする送風装置。
2. 環形状と平行な一断面において、コアンダ面の外周の長さは、前記環形状の外周の長さより大きいことを特徴とする請求項１記載の送風装置。
3. 吸込口は、前記環形状によって分割された筐体の他方の側に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の送風装置。
4. コアンダ面は、半球体を含む曲面を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の送風装置。
5. 請求項１乃至４いずれか一つに記載の送風装置において、吸込口に空気浄化フィルタを備えたことを特徴とする送風機能付空気清浄装置。