JP2019167828A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のフィルタ付送風機は、フィルタの目詰まりによって圧力損失が大きくなると送風機の処理風量が低下するため、フィルタのメンテナンス回数が増加するという課題を有していた。【解決手段】電動機Ａ１３に給電される電流値を検知部７が検知し、その変化を算出部８が算出する。そして、電流値が設定された値を下回ると、制御部９が付勢部１６を動作させ、フィルタ部５が可動部１７により下流側に移動した後、抑止部１９に衝突することで、フィルタ部５で捕集された粉塵を上流側へ叩き落し、フィルタ部５の除塵を行うことができる。そのため、長期使用におけるフィルタの詰まりを除去し、長期間の使用でもメンテナンス頻度を抑制とすることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、建物の室内の換気を行うフィルタ付の送風機に関するものである。

従来のフィルタ付送風機は、送風機を内蔵した筐体の吸込開口にフィルタを設置し、吸込開口に設置されたフィルタを介して筐体内に空気を吸込むことで空気中の粉塵等を捕集し浄化した空気を搬送するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、特許文献１に記載のフィルタ付送風機について図６を参照しながら説明する。

図６に示すように、従来のフィルタ付送風機１０１は、ハウジング１０２内に送風機１０３が内蔵されている。ハウジング１０２には吸込開口１０４と吹出開口１０５が設けられており、吸込開口１０４にはフィルタユニット１０６が設けられている。

送風機１０３を運転すると、室内１０７の空気が吸込開口１０４からハウジング１０２内に流入し、送風機１０３を介して吹出開口１０５から排出される。この時、ハウジング１０２へ流入する気流１０８がフィルタユニット１０６を通過することで空気が浄化される。

特表２００５−５１８５１７号公報

このような従来のフィルタ付送風機では、目の細かいフィルタを設置した場合、空気中の粉塵の捕集効果は高くなるがフィルタの目詰まりが早く、圧力損失が大きくなって送風機の性能が低下する。その結果、性能を維持するために必要なフィルタのメンテナンス（洗浄・再生）回数が多くなるという課題を有していた。一方、目の粗いフィルタを設置した場合、フィルタの目詰まりによる送風機の性能低下は抑制できるものの、粉塵の捕集効果が低くなるという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、粉塵の捕集効果の高い目の細かいフィルタを設置した場合でもメンテナンス頻度を抑制し、長期間使用可能な送風機を提供することを目的とする。

本発明に係る送風機は、上記の目的を達成するために、空気を吸込むための吸込開口と前記吸込開口を介して吸込んだ空気を吹出す吹出開口とを備えた筐体と、前記吸込開口から前記吹出開口に空気を導く送風部と、前記吸込開口に設けられて前記筐体内に吸込まれる空気を浄化位置にて浄化するフィルタ部と、前記フィルタ部の除塵を行うフィルタ除塵部と、前記送風部によって前記筐体内へ吸込まれる空気の風量とともに変化する関連物理量を検知する検知部と、前記関連物理量の変化を算出する算出部と、前記算出部が算出した関連物理量の変化に基づいて前記フィルタ除塵部を動作させる制御部とを備えた送風機であり、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、粉塵の捕集効果の高い目の細かいフィルタを設置した場合でもメンテナンス頻度を抑制し、長期間使用可能な送風機を提供できる。

本発明に係る送風機の概略斜視図 付勢部がフィルタ部を付勢した状態を示す側断面図 付勢部がフィルタ部を付勢していない状態を示す側断面図 検知部が送風部の静圧を検知する差圧計である送風機の側断面図 検知部が吹出ダクトを通過する空気の風速を検知する風速計である送風機の側断面図 従来のフィルタ付送風機の側断面図

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明し、本説明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、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）
まず、図１、図２、図３を用いて本発明に係る送風機の概略構成について説明する。なお、図１は本発明に係る送風機の概略斜視図、図２は付勢部がフィルタ部を付勢した状態を示す側断面図、図３は付勢部がフィルタ部を付勢していない状態を示す側断面図である。

送風機５０は、図２、図３に示すように、筐体１と、送風部４と、フィルタ部５と、フィルタ除塵部６と、検知部７と、算出部８と、制御部９とを備えている。

筐体１は、図１に示すように、略方形状の六面体であり、吸込開口２と吹出開口３とを備えている。

吸込開口２は、筐体１の一面に矩形の開口として備えられ、フィルタ部５が設けられる。

吹出開口３は、筐体１の吸込開口２と異なる一面に、開口として備えられる。

送風部４は、吸込開口２より筐体１の内部に空気を吸込み、筐体１の内部に吸込んだ空気を吹出開口３より吹出す遠心ファン１１を備えており、すなわち吸込開口２から吹出開口３に空気を導く。

遠心ファン１１は、羽根車１２と電動機Ａ１３とを備えている。

羽根車１２と電動機Ａ１３とはプーリー１４とベルト１５で連結されており、電動機Ａ１３が給電され回転すると、プーリー１４、ベルト１５を介して羽根車１２が回転する構造となっている。なお、本実施の形態では遠心ファンとしているが、軸流ファンやプラグファンでもよい。また、羽根車１２と電動機Ａ１３とをプーリー１４とベルト１５とで連結しているが、直結駆動としても良い。

フィルタ部５は、送風部４によって吸込開口２より吸込まれる空気に含まれる浄化対象物を浄化位置１０にて捕集し、すなわち空気を浄化する。ここで浄化位置１０とは、フィルタ部５が空気を浄化する位置であり、吸込開口２をフィルタ部５が覆う位置である。

フィルタ除塵部６は、付勢部１６と、可動部１７と、反付勢部１８と、抑止部１９とを備えている。

付勢部１６は、フィルタ部５の下端を浄化位置１０よりも下流側に付勢する。付勢部１６は、付勢部１６自体が動力によりフィルタ部５を付勢する。例えば、付勢部１６は、回転軸Ａ３１を有する電動機Ｂ２０と、回転軸Ａ３１に設けられたカム２１とを備えている。

電動機Ｂ２０は、給電により回転軸Ａ３１を回動する。

カム２１は、回転軸Ａ３１を中心とした円形状であり、任意の方向に突起部分２２を有する。カム２１は、回転により突起部分２２がフィルタ部５を下流側に付勢し、可動部１７を回転軸Ｂ３２として、フィルタ部５を傾倒させる。

可動部１７は、付勢部１６による作用４１方向への付勢に基づいてフィルタ部５を浄化位置１０から下流側に移動させる。可動部１７は、浄化位置１０の一辺とフィルタ部５の一辺とを一致させて当該フィルタ部５を回転方向に軸支する回転軸Ｂ３２として設けられる。可動部１７は、付勢部１６による付勢により、一辺を回転軸Ｂ３２としてフィルタ部５の回転軸Ｂ３２に対抗する例えば辺を、下流側に傾倒させる。

反付勢部１８は、付勢部１６による付勢に対してフィルタ部５を上流側に付勢する。反付勢部１８は、図２、図３に示すように、例えばばね２３などの弾性体として設けられ、可動部１７によるフィルタ部５の下流側への移動（作用４１）に対して、ばね２３の反作用４２により、フィルタ部５を浄化位置１０に引き寄せるよう、フィルタ部５を付勢する。反付勢部１８は、付勢部１６の付勢解除によって反付勢部１８の付勢の方が強くなることで、可動部１７を回転軸Ｂ３２としてフィルタ部５を上流側に移動させる。

抑止部１９は、浄化位置１０よりも上流側へのフィルタ部５の移動を抑制する。抑止部１９は、浄化位置１０にて吸込開口２の周囲に、吸込開口２の内周側に突出するリブ或いは突部として設けられる。抑止部１９は、反付勢部１８によるフィルタ部５の上流側への移動に対して、浄化位置１０においてフィルタ部５への接触、つまりフィルタ部５が抑止部１９に衝突することにより、フィルタ部５の上流側への移動を止める。

検知部７は、送風部４によって筐体１内へ吸込まれる空気の風量とともに変化する関連物理量を検知する。検知部７は、例えば電動機Ａ１３に給電される電流値を検知する電流計である。外部電源から供給された電流は、内部配線２４を通り、検知部７を介して電動機Ａ１３に給電される構造となっている。つまり、本実施の形態における関連物理量とは電流値であり、検知部７は、風量の変化とともに変化する、電動機Ａ１３に供給される電流値を検知する。

算出部８は、検知部７が検知した電流値の変化を算出する。

制御部９は、算出部８が算出した電流値の変化に基づいてフィルタ除塵部６の付勢部１６を動作させ、フィルタ部５への付勢と付勢の解除を行う。

以上が、送風機５０の概略構成である。

続いて、送風機５０におけるフィルタの自動除塵動作について説明する。

通常、送風機では、フィルタの目詰まりによって圧力損失が大きくなると、送風部４によって運ばれる空気の風量が減少し、電動機Ａ１３にかかる負荷が小さくなるため、電動機Ａ１３に給電される電流値が低下する。

本実施の形態では、検知部７が電動機Ａ１３に給電される電流値を関連物理量として検知し、算出部８がその変化を算出する。そして、電流値が設定された値を下回ると、風量が低下しているとみなし、制御部９が付勢部１６に信号を送信することで、付勢部１６を動作させ、同時に送風部４の運転を停止させる。付勢部１６が動作すると、電動機Ｂ２０が給電されて回転し、カム２１を回転させる。カム２１が回転すると、突起部分２２による作用４１によりフィルタ部５が付勢され、フィルタ部５は、可動部１７を回転軸Ｂ３２として下流側に回動する。

次に、カム２１の突起部分２２がフィルタ部５を通過することによって、付勢部１６の付勢が解除される。付勢部１６による付勢が解除されると、反付勢部１８の反作用４２のみがフィルタ部５に作用するために、フィルタ部５が可動部１７を介して上流側に移動し、フィルタ部５は浄化位置にて抑止部１９に衝突する。ここで、送風方向は、上流側から下流側であり、捕集された浄化対象物、例えば粉塵はフィルタ部５の上流側の面で捕集されている。このため、下流側からフィルタ部５を抑止部１９に衝突させることで、フィルタ部５で捕集された粉塵を上流側へ叩き落し、フィルタ部５の除塵を行うことができる。除塵動作完了後、制御部９から付勢部１６に信号が送られ、付勢部１６の動作を停止させると同時に送風部４の運転を再開させる。

以上のように、電動機Ａ１３に給電される電流値の変化に基づいてフィルタ部５を移動させ、抑止部１９に衝突させることで上流側へ向いた衝撃力を粉塵に伝えて、集塵されたフィルタ部５の粉塵が除去される。そのため、長期使用においてフィルタが詰まることで圧力損失が大きくなることを軽減し、長期間の使用でもメンテナンス頻度を抑制、または不用とすることができる。

なお、本実施の形態では、検知部７において検知する関連物理量を、電動機Ａ１３に給電される電流値としているが、電動機Ａ１３に入力される電力値としてもよい。

（実施の形態２）
図４を用いて、本発明の第２の実施の形態の送風機について説明する。

本実施の形態では、実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。

図４に示す送風機５１は、検知部７が送風部４による筐体１内への空気の吸込によって生じる筐体１内の圧力と、大気圧との差を検知する差圧計となっている。つまり、本実施の形態における関連物理量とは圧力である。検知部７は、導圧管Ａ２５と導圧管Ｂ２６とを有しており、導圧管Ａ２５は筐体１内の圧力を、導圧管Ｂ２６は大気圧を測定する構造となっている。

フィルタ部５の目詰まりによって圧力損失が大きくなると、送風部４によって運ばれる空気の風量が減少し、送風部４による筐体１内への吸込によって生じる筐体１内の圧力が上昇する。検知部７が筐体１内の圧力と大気圧との差、すなわち送風部４の静圧を検知し、算出部８がその変化を算出する。そして、送風部４の静圧が設定された値を上回ると、風量が低下しているとみなし、制御部９から付勢部１６に信号が送られ、付勢部１６を動作させる。以後の動きは実施の形態１と同じため、省略する。

（実施の形態３）
図５を用いて、本発明の第３の実施の形態の送風機について説明する。

本実施の形態では、実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。

図５に示す送風機５２は、吹出開口３に吹出ダクト２７を備え、検知部７は、風速センサ２８を有した風速計となっており、吹出ダクト２７を通過する空気の風速を検知する。つまり、本実施の形態における関連物理量とは風速である。

フィルタ部５の目詰まりによって圧力損失が大きくなると、送風部４によって運ばれる空気の風量が減少する。すなわち、吹出ダクト２７を通過する空気の風量が低下することとなり、吹出ダクト２７を通過する空気の風速が低下することとなる。検知部７の風速センサ２８が吹出ダクト２７を通過する空気の風速を検知し、算出部８が風速と吹出ダクト２７の断面積から吹出ダクト２７を通過する風量を算出する。そして、吹出ダクト２７を通過する風量が設定された値を下回ると、制御部９から付勢部１６に信号が送られ、付勢部１６を動作させる。以後の動きは実施の形態１と同じため、省略する。

本発明に係る送風機は、細かな砂やホコリなどの粉塵の除去が可能であり、長期使用においてのメンテナンス頻度を抑制する送風機として有用である。

１ 筐体
２ 吸込開口
３ 吹出開口
４ 送風部
５ フィルタ部
６ フィルタ除塵部
７ 検知部
８ 算出部
９ 制御部
１０ 浄化位置
１１ 遠心ファン
１２ 羽根車
１３ 電動機Ａ
１４ プーリー
１５ ベルト
１６ 付勢部
１７ 可動部
１８ 反付勢部
１９ 抑止部
２０ 電動機Ｂ
２１ カム
２２ 突起部分
２３ ばね
２４ 内部配線
２５ 導圧管Ａ
２６ 導圧管Ｂ
２７ 吹出ダクト
２８ 風速センサ
３１ 回転軸Ａ
３２ 回転軸Ｂ
４１ 作用
４２ 反作用
５０，５１，５２ 送風機

Claims (6)

1. 空気を吸込むための吸込開口と前記吸込開口を介して吸込んだ空気を吹き出す吹出開口とを備えた筐体と、
   前記吸込開口から前記吹出開口に空気を導く送風部と、
   前記吸込開口に設けられて前記筐体内に吸込まれる空気を浄化位置にて浄化するフィルタ部と、
   前記フィルタ部の除塵を行うフィルタ除塵部と、
   前記送風部によって前記筐体内へ吸込まれる空気の風量とともに変化する関連物理量を検知する検知部と、
   前記関連物理量の変化を算出する算出部と、
   前記算出部が算出した関連物理量の変化に基づいて前記フィルタ除塵部を動作させる制御部と、を備えた送風機。
2. 前記フィルタ除塵部は、
   前記フィルタ部を前記浄化位置よりも下流側に付勢する付勢部と、
   前記付勢部による付勢に基づいて前記フィルタ部を前記下流側に移動させる可動部と、
   前記付勢部による付勢に対して前記フィルタ部を上流側に付勢する反付勢部と、
   前記浄化位置よりも前記上流方向への前記フィルタ部の移動を抑止する抑止部と、を備え、
   前記反付勢部は、
   前記付勢部による付勢の解除に対して反作用により前記フィルタ部を上流方向に移動させて前記フィルタ部を前記抑止部に衝突させる請求項１記載の送風機。
3. 前記送風部は、電動機を備え、
   前記検知部は、
   前記関連物理量として前記電動機に給電される電流値を検知する請求項１または２に記載の送風機。
4. 前記送風部は、電動機を備え、
   前記検知部は、
   前記関連物理量として前記電動機に入力される電力値を検知する請求項１または２に記載の送風機。
5. 前記検知部は、
   前記関連物理量として、前記送風部による前記筐体内への吸込によって生じる前記筐体内の圧力と、大気圧との差を検知する請求項１または２に記載の送風機。
6. 前記吹出開口は、吹出ダクトを備え、
   前記検知部は、
   前記関連物理量として、前記吹出ダクトを通過する空気の風速を検知する請求項１または２に記載の送風機。