JP2018168763A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が十分に涼感を得ることができる送風装置を提供することを目的とする。
【解決手段】誘引空気を利用した送風装置１において、同一方向に向けられた送風面となる一面に長手方向に高圧空気を吹出す開口部３を備えた吹き出しノズル４を複数備え、開口部３が送風中心から放射状になるように配列されていることで、送風装置１の中央部に集まりにくい外周側のノズル気流と、風速の距離減衰が小さい中央部のノズル気流が創出され、受風面積と最大風速の両立が果たされることとなり、使用者が十分な涼感を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、送風により使用者へ清涼感を与えたり空間内の空気循環を促したりする送風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９および図１０を参照しながら説明する。

図９には、送風機組立体１００の正面視図を、図１０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、ディフューザー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。ディフューザー１３２の出口１４４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、円環形状に閉じたノズルのために、このノズルから吹出された気流も閉じた円環状に高速の風速分布を持つ。

そのため送風装置から一定距離離れた使用者の受風面積を拡大する場合には、環状ノズルの吹出し方向を円環の放射方向(径方向外側に向けた方向)に傾ける対策が考えられる。

しかし、円環内の空気が環状ノズルの背面から誘引されて前方へ送られる構成において、二次空気流の量には限りがあるゆえ、環内部つまり二次空気流が流れる誘引空間が負圧になり、負圧の影響に逆らうような広い風速分布とすることができない。

また、それと同時に、環状ノズルの吹出し方向を円環の放射方向に傾けることで、使用者に届く気流の経路が送風装置から使用者までの直線距離よりも長くなるゆえ、最大風速も小さくなる。

つまり、受風範囲の拡大には上限があり、なおかつ受風面積と最大風速の両立も困難であるゆえ、使用者の涼風感が不足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、受風面積が広く、なおかつ最大風速が大きい風によって、十分な涼風感を得ることができる送風装置を提供することを目的とする。

本発明は、羽根車と電動機によって、高圧空気を発生させる送風部と、送風面となる一面に長手方向に前記高圧空気を吹出す開口部を備えた吹き出しノズルを複数備え、前記送風部から前記開口部に向けて前記高圧空気を導く導風部を備えた送風装置において、前記開口部は、前記送風面の長手方向に沿って設けられ、複数の前記吹き出しノズルは、前記送風面を同一方向に向け、前記開口部が送風中心から放射状になるように配列されていることを特徴とする送風装置であり、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、送風装置の中央部に集まりにくい外周側のノズル気流と、風速の距離減衰が小さい送風装置の中央部のノズル気流によって、受風面積と最大風速の両立が果たされることとなり、使用者が十分な涼感を得ることができる送風装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１の送風装置を示す斜視図 本発明の実施の形態１の送風装置を示す下面図 本発明の実施の形態１の送風装置を示す側面図 本発明の実施の形態１の送風装置を示すＡ断面図および気流の模式図 本発明の実施の形態１の送風装置を示す斜視図および気流の模式図 本発明の実施の形態１の送風装置の変形例を示す斜視図 本発明の実施の形態２の送風装置を示す下面図 本発明の実施の形態２の送風装置を示すＢ断面図および気流の模式図 従来技術の一例を示す斜視図 従来技術の一例を示す断面図

本発明の請求項１に関わる送風装置は、羽根車と電動機によって、高圧空気を発生させる送風部と、送風面となる一面に長手方向に前記高圧空気を吹出す開口部を備えた吹き出しノズルを複数備え、前記送風部から前記開口部に向けて前記高圧空気を導く導風部を備えた送風装置において、前記開口部は、前記送風面の長手方向に沿って設けられ、複数の前記吹き出しノズルは、前記送風面を同一方向に向け、前記開口部が送風中心から放射状になるように配列されていることを特徴とするものである。

これにより、吹き出しノズルから吹き出されたノズル気流と、そのノズル気流に誘引されて流れる誘引気流とが合わさって送風されることになる。

このとき、放射して隣接する２本の吹き出しノズルで囲まれている誘引気流が流れる誘引空間は、ノズル気流に環状には囲まれていない。そのため、この誘引空間には、常に外周側から誘引気流が不足無く供給されることとなり、この誘引空間が負圧になることは無い。

その結果、ノズル気流が、送風装置の中央に変流することも無い。

また、外周側の吹き出しノズル周辺の誘引空間は、中央側の吹き出しノズル周辺の誘引空間と比較して広く設けられており、かつ、外周側のノズル気流ほど、放射方向の風速成分が大きくなる。

それゆえ、ノズル気流の吹き出し直後からより多くの誘引気流を発生させることが可能になり、なおかつ下流に向かうにつれて更により多くの誘引気流を発生させることになるため、受風面積を大きくすることができる。

その一方で、中央付近の吹き出しノズル周辺の誘引空間は、外周側の吹き出しノズル周辺の誘引空間と比較して狭いため、ノズル気流が静止している空気と接する面積が小さくなり、中央付近の吹き出しノズルから吹き出されたノズル気流の距離によるエネルギの低減、すなわち風速減衰が小さくなる。

これらにより、受風面積と最大風速の両立を果たすことが可能になる。

本発明の請求項２に関わる送風装置は、前記吹き出しノズルが送風中心において一体化されているものである。

これにより、吹き出しノズルを１個とすることで、先述と同様の原理で受風範囲と最大風速の両立を果たすことが可能な送風装置の部品点数の削減が図られ、コストを抑制することが可能になる。

本発明の請求項３に関わる送風装置は、前記開口部がスリット状の連続した開口であるものである。

これにより、送風中心にも開口部が設けられているため、送風中心の吹き出しノズルから吹き出されたノズル気流が最大風速を形成することになる。

つまり、送風装置から一定距離はなれた地点において最大風速が形成される場所は、送風中心と送風の軸流方向にほぼ平行の位置にあるため、使用者に届く気流の経路が送風装置から使用者までの直線距離と同等になるゆえ、この現象によってノズル気流の距離による風速減衰を小さくすることが可能になる。

本発明の請求項４に関わる送風装置は、前記開口部が複数の開口によって形成されているものである。

これにより、受風面積や最大風速を向上させたり、速度分布の均一化を図ることが可能になる。

例えば、外周側の開口の吹き出し方向を外周方向に向けることによって、受風面積を向上させたり、中央付近の開口の吹き出し方向を中央方向に向けることによって、最大風速を向上させることが可能になる。

本発明の請求項５に関わる送風装置は、前記吹き出しノズルの外周側の内壁が、前記開口部の外周側端部に向かい、上流側から下流側に径方向に拡大するように傾斜しているものである。

これにより、高圧空気は、吹き出しノズルの内壁に沿って吹き出しノズルの開口部に向けて流れるようになる。

その結果、送風部を始点として吹き出しノズルの開口部を終点とする送風装置の内部風路の圧力損失を抑制することになり、受風面積および最大風速の向上あるいは送風装置の騒音を低減することが可能になる。

また、外周側のノズル気流ほど、放射方向の風速成分をより大きくすることが可能になるため、先述と同様の原理により、より多くの誘引気流を発生させることが可能になり、受風面積を大きくすることが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。また、重複を避けるため、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１から図５を参照しながらその構成の詳細を説明する。

図１および図２に示すように、送風装置１は、箱体の送風部２と、それぞれに開口部３を備えた８本の吹き出しノズル４と、送風部２とそれぞれの開口部３とを接続する導風部５とから構成されている。

送風部２は、吸込口６と電動機７と羽根車８を備えている。吸込口６は、送風部２の両側面においてスリット状に複数形成されている。電動機７は２個、羽根車８は４個が送風部２の内部に設けられており、１個の電動機７の回転軸に２個の羽根車８が接続されている。

吹き出しノズル４は、スリット状の開口部３を有し、この開口部３に沿った細長い形状である。そして、吹き出しノズル４は、送風装置中央９から放射状にかつ直線上に８本配置されている。開口部３には、スリット１０（短手方向の幅５．５ｍｍ）が１本づつ設けられている。送風装置中央９とは、送風装置１の送風面の中央部分を言う。吹き出しノズル４は、長手方向の一方の端部を送風装置中央９部分に配置され、また、開口部３を同じ方向に向けて放射状に配置されている。

導風部５は、送風部２と吹き出しノズル４とを連通する筒状の筐体である。

なお、この送風装置１は、送風面より、送風面に正対する方向を送風方向として送風する。送風装置中央９から送風方向に伸びた直線を送風中心軸と呼ぶ。

上記構成において、送風装置１の外部から電源が引き込まれて電動機７に電気が供給されることで、電動機７を稼動して羽根車８を回転させることができる。羽根車８は、吸込口６から取り入れた空気を圧縮して高圧空気１３を発生させる。そして、図４に示すように、送風部２によって発生した高圧空気１３は、導風部５を径由して開口部３からノズル気流１４として吹き出される。

その後、図４に示すように、吹き出されたノズル気流１４に接している送風装置１外部の静止している空気は、ノズル気流１４に誘引されて、誘引気流１５として送風されることになる。その結果、ノズル気流１４と誘引気流１５とが合わさった気流が送風されることになる。

この現象は、空気という流体の粘性という物性から発生している現象であり、本実施の形態で示すようなノズル気流１４に限らない。静止流体は、風速を有する流体(以下、主気流とする)に誘引されて誘引気流として流れる。そして、主気流は、先述の粘性の影響により、主気流の風速、主気流が静止流体に接している面積、主気流周辺の静止流体が存在する空間の大きさに比例してより多くの誘引気流を発生させる。また、誘引気流が発生するほど、主気流の風速は低下するものの、その分、周囲の静止していた流体が風速を有するようになるため、受風面積が増加する。

そして、図５に示すように、隣接する２本の吹き出しノズル４の間の空間、すなわち、開口部３で挟まれた誘引気流１５が流れる誘引空間１６は、送風面の外周には吹き出しノズル４の開口部３が形成されていないため、ノズル気流１４によって環状に囲まれていない。そのため、この誘引空間１６には、常に送風装置１の外周側から誘引気流１５が不足無く供給されることとなり、この誘引空間１６が負圧になることは無い。つまり、図４に示すように、誘引空間１６が位置している吹き出しノズル４の外周端部で囲まれた送風装置直下領域２０が負圧になることは無いことになる。

その結果、送風中心軸から径方向に広がるように開口部３から吹き出されたノズル気流１４が、送風装置直下領域２０に変流することが無くなり、下流に流れるほど、送風装置１の外側を流れるようになる。

それに加えて、送風面において、送風装置中央９側と開口部３の外周側端部１２側を比較すると、吹き出しノズル４が、送風装置中央９から放射状に設けられていることで、誘引空間１６は、開口部３の外周側端部１２側の方が広くなっている。また、先述したように、ノズル気流１４は、下流側ほど送風中心軸から径方向に広がるように流れる。従って、下流側ほど、ノズル気流１４の周辺の静止流体が存在している空間が大きくなる。そのため、送風装置１による気流の送風中心軸に対する外周側では、ノズル気流１４の吹き出し直後からより多くの誘引気流１５を発生させることが可能になる。さらに、下流に向かうにつれて更により多くの誘引気流１５を発生させることになるため、受風面積を大きくすることができる。

その一方で、送風中心軸側の吹き出しノズル４周辺の誘引空間１６は、外周側の吹き出しノズル４周辺の誘引空間１６と比較して狭い。そのため、ノズル気流１４が静止している空気と接する面積が小さくなり、送風装置中央９側から吹き出されたノズル気流１４は、距離によるエネルギの低減、すなわち風速減衰が小さくなる。

また、送風装置中央９周辺には開口部３が密集しており、なおかつ送風装置中央９にも開口部３が設けられている。そのため、送風装置中央９部分から吹き出されたノズル気流１４が、この送風装置１の吹き出す最大風速を形成することになる。つまり、最大風速が形成される場所は、送風中心軸に沿っている。そのため、送風装置中央９から使用者に届くノズル気流１４の経路の距離が、送風装置１から使用者までの直線距離と同等になる。つまり、送風装置中央９から吹き出されたノズル気流１４は、最短距離で使用者に届くことになる。これによって、ノズル気流１４の距離による風速減衰を最小限に留めることが可能になる。

以上より、受風面積と最大風速の両立を果たすことが可能になる。

なお、本実施の形態では、送風部を送風装置１の上方に配置することで、送風装置１を天井に設定する天井扇として使用することを想定しているが、図６に示すように、送風部を送風装置の下方や側方に配置(図示では下方)することで、（壁掛けも含めた）扇風機として使用することも可能である。

また、本実施の形態では、送風部２を箱体に形成しているが、形状に特に制限は無い。

また、本実施の形態では、送風部２として、電動機７を２個、羽根車８を４個設けているが、それぞれの個数に制限は無い。また、羽根車８としてシロッコファンを搭載しているが、送風装置１の小型化のためにはターボファンなどの違う種類のファンでもかまわない。しかし、羽根車８を送風装置１内に設けるため、高静圧にも関わらず高風量を創出でき、なおかつ静音性が高いファンとしてはシロッコファンを使用することが望ましい。

また、本実施の形態では、吹き出しノズル４を８本としているが、本数に特に制限は無い。しかし、吹き出しノズル４が多いほど、所定の送風性能を満たすための開口部３における風速を低下させることできるので、これによって、ノズル気流１４と誘引気流１５との速度勾配で形成される乱流程度を抑制することが可能になる。この乱流程度を抑制することによって、同等の風速を有する気流を浴びた使用者にとって、疲れにくい、自然感が高いといった主観評価が下されるような気流を送風することが可能になる。

また、本実施の形態では、吹き出しノズル４の開口部３を直線状に設けているが、直線である必要は無い。外周側の誘引空間が送風装置中央９部の誘引空間よりも大きくなるようにさえすれば、吹き出しノズル４を円弧などの曲線上などに配置してもかまわない。

また、本実施の形態では、吸込口６を複数のスリット状に形成しているが、十分に空気を吸い込むことができれば、形状に特に制限は無い。

また、本実施の形態では、開口部３として設けている全てのスリット１０の短手方向の幅を５．５ｍｍに設定しているが、特に制限は無い。ただし、それぞれのスリット１０の長手方向の幅や送風部２の送風性能にも依存するが、使用者が一定の流速を有する気流を享受するためには、２０ｍｍ程度以下に設定するのが望ましい。また、各開口部から吹き出されたノズル気流の風速の差異を小さくするために、全てのスリットの短手方向の幅を同等に設定することが望まれる。これは、空気の粘性の性質から、風速が遅い気流は風速が速い気流に誘引されることで、送風装置から一定距離離れた平面における風速の場所的な均一性および受風面積が低下するためである。

また、図３に示すように、吹き出しノズル４の外周側内壁１１は、開口部３の外周側端部１２に向かい、上流側から下流側に径方向に拡大するように傾斜している。そのため、壁面に沿って流れやすいというコアンダ効果を有する空気という流体の性質により、高圧空気１３は、外周側内壁１１に沿って吹き出しノズル４の開口部３に向けて流れるようになる。その結果、送風部２を始点として吹き出しノズル４の開口部３を終点とする送風装置１の内部風路の圧力損失を抑制することになり、受風面積および最大風速の向上あるいは送風装置１の騒音を低減することが可能になる。

また、本実施の形態では、１つの吹き出しノズル４の開口部３は、１本のスリットとしたが、平行に並んだ複数のスリットであってもよい。また、開口部３は、径方向に並んだ複数の開口で構成されるものであっても良い。
（実施の形態２）
図７に示すように、本実施の形態の送風装置１における吹き出しノズル４に設けられた開口部３は、それぞれの吹き出しノズル４ごとに１個設けられた分流部材１７によって開口部３が分断されている。すなわち、開口部３は、２つの開口１８の配列によって形成されている。そして、図８に示すように、分流部材１７は、三角形断面を有している(図示では、１つの吹き出しノズル４に設けられた１個の分流部材および２個の開口部のみを図示)。分流部材１７は、断面の三角形において１つの頂点を風上側に、この頂点と対向する辺を風下側に配置している。そして、残りの２辺は、送風中心軸に対し、外周側と内週側になるよう配置されている。

これにより、外周側のノズル気流１４を外周方向に向けることで、先述と同様の原理で、より多くの誘引気流１５を発生させることになる。従って、開口部３の外周側端部１２側から吹き出す気流は、送風中心軸から広がるように吹き出すので、受風面積を向上させることが可能になる。一方、送風装置中央９側から吹き出すノズル気流１４は、分流部材１７によって送風中心軸方向に向けられることになる。従って、送風中心軸を流れる気流の風量が増加するとともに、送風中心軸側では、静止空気と接する面積が少なく、誘引の程度が抑制されることになり、最大風速を向上させることが可能になる。

なお、本実施の形態では、分流部材１７の断面を三角形としているが、外周側と送風中心軸側に分流する形状であれば、分流部材１７の形状に特に制限は無い。ただし、分流部材１７の後流域１９には、開口部３から吹き出されたノズル気流１４の剥離領域発生による圧力損失が招かれてしまうことで、送風性能の悪化や騒音の悪化が生じてしまう。そのため、例えば、エッジ部にアールが設けられているリブのような薄板を分流部材１７として使用することで、分流部材１７による圧力損失を抑制して、送風性能の悪化や騒音の悪化量を抑制することが可能になる。ただし、この場合は、隣接する開口から吹き出されたノズル気流１４が互いに風速や風向の影響を受けやすくなる。そのため、分流部材１７による気流の制御が困難になり、狙った効果を創出することも困難になる可能性がある。

また、本実施の形態では、外周側のノズル気流１４を外周方向、送風装置中央９付近のノズル気流１４を送風装置中央９方向に向けているが、目的によって、適宜変更することが望まれる。例えば、外周側のノズル気流１４を送風装置中央９方向、送風装置中央９付近のノズル気流１４を外周方向に向けることで、場所的に速度分布を均一に形成することが可能になる。これによって、受風面積および最大風速は低下するものの、使用者の身体の各部位ごとの放熱量が均一になり、使用者の快適感は高くなる。

また、本実施の形態では、それぞれの吹き出しノズル４に設けられた開口部３は２つの開口１８の配列によって形成しているが、開口１８の数に特に制限は無い。ただし、先述のように、分流部材１７は圧力損失増大による送風性能の悪化や騒音の悪化を招く可能性がある。

本発明にかかる送風装置は、送風装置の中央部に集まりにくい外周側のノズル気流と、風速の距離減衰が小さい送風装置の中央部のノズル気流によって、受風面積と最大風速の両立が果たされることとなり、使用者が十分な涼感を得ることができる送風装置として有用である。

１ 送風装置
２ 送風部
３ 開口部
４ 吹き出しノズル
５ 導風部
６ 吸込口
７ 電動機
８ 羽根車
９ 送風装置中央
１０ スリット
１１ 外周側内壁
１２ 外周側端部
１３ 高圧空気
１４ ノズル気流
１５ 誘引気流
１６ 誘引空間
１７ 分流部材
１８ 開口
１９ 後流域
２０ 送風装置直下領域
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 ディフューザー
１３４ 入口
１４４ 出口
１４８ ガイド部分

Claims (5)

1. 羽根車と電動機によって、高圧空気を発生させる送風部と、
   送風面となる一面に長手方向に前記高圧空気を吹出す開口部を備えた吹き出しノズルを複数備え、前記送風部から前記開口部に向けて前記高圧空気を導く導風部を備えた送風装置において、
   前記開口部は、前記送風面の長手方向に沿って設けられ、
   複数の前記吹き出しノズルは、前記送風面を同一方向に向け、
   前記開口部が送風中心から放射状になるように配列されていることを特徴とする送風装置。
2. 前記吹き出しノズルは、送風中心において一体化された請求項１記載の送風装置。
3. 前記開口部は、スリット状の連続した開口である請求項１または２記載の送風装置。
4. 前記開口部は、複数の開口を配列した請求項１または２記載の送風装置。
5. 前記吹き出しノズルの外周側の内壁は、前記開口部の外周側端部に向かい、上流側から下流側に径方向に拡大するように傾斜していることを特徴とする請求項１から４いずれかひとつに記載の送風装置。