JP2021523998A - 筒状の扇風機の構造 - Google Patents

Abstract

本発明は筒状の扇風機の構造に関するものであり、より詳しくは風を生成する羽根が装着されるハウジングを一定の規格を有する筒状に制作されて、風の送風効率を向上させて、上記の筒状のハウジングの前後面に装着される安全ネット体の形態を最適化することによって、自然の風に近い滑らかな触感の風が送出されるようにしてくれる筒状の扇風機の構造を開発することにその目的がある。上記のような目的を達成するための本発明の筒状の扇風機の構造は、風を発生させる羽根が回転できるように装着され、上記の羽根の装着位置から前後方に所定の長さを有するように形成された筒状のハウジングと、上記の筒状のハウジングの前面に装着されて、複数個の風穴が一定なパターンを形成するように保護桟が形成される前面安全ネット体を含む。

Description

本発明は筒状の扇風機の構造に関するものであり、より詳しくは羽根が装着されるハウジングが筒状に制作されて、筒形ハウジングの前後面に装着される安全ネット体に送風に最適な形態を有する風穴が形成されることを特徴とする筒状の扇風機の構造に関するものである。

一般的に家庭やオフィスで用いられる扇風機は、電気によって風を発生させる機械で、暑い夏に多く用いられている家電製品である。

これらの扇風機は、モーターの駆動に応じて羽根が回転して後方から流入される空気を前方側に送風することで、夏のユーザーに涼しい風を提供するものであって、広い空間で、多数の人々に風を供給することになる。扇風機は羽根が高速で回転するので、人の指などが触れる場合にけがをする危険があり、常に羽根が装着されているハウジングの前後面に安全ネット体が設置される。

したがって、扇風機は風を発生させる羽根の形態及び数、羽根が装着されるハウジングのサイズ及び位置、ハウジングの前後面に設置される安全ネット体の形状などにより、同じ出力のモーターを用いても風の風速、送風の方向、送風の距離などの違いが発生するので、扇風機の送風効率も異なってくる。また、同じ風速の風であっても扇風機の安全ネット体の形態によって、人の顔などに触れる際の肌触りが異なるようになるが、このような肌の感触も最近の高級の家電製品の開発トレンドに合わせて、扇風機を開発する際に考慮される重要な設計因子の一つとして認められている。

このように通常の形態の扇風機から脱し、高い送風効率及び滑らかな肌の触感を有する新しい形態の扇風機を開発するために様々な研究が行われている。

これらの研究の結果のいずれかが日本公開特許第２０１６−０２９２６６号（発明の名称：扇風機用ならびに室内クーラー用の微風生成ネット、公開日：２０１６年３月３日）に開示されている。この微風生成ネットは送風用の羽根が装着されたハウジングの前面に設置される風量調節用の網目ネットを含み、この風量調節用の網目ネットは、この網目ネットに形成された風穴のサイズを繊維糸の太さなどを用いて細分化させることを技術的な特徴とする。送風の羽根によって人工的に生成された断続的で不均一な風が風穴のサイズが細分化された風量調節用の網目ネットを通過する過程で、自然の風に近い滑らかな微風を生成することができるようにしてくれる。

しかし、この微風生成ネットは、単に風穴のサイズのみを細分化させるもので、風圧の抵抗を増加させるために風速や送風の方向、送風の距離など送風の効率が急激に低下する問題点があった。

韓国公開特許第１０−２０１７−０１０５８２２号公報（発明の名称：扇風機の前面安全ネット体、公開日：２０１７年９月２０日）には安全ネット体からなる保護桟の形態を改良して送風効率を向上させることができるようにする技術的な構成が開示されている。この前面安全ネット体は羽根の回転の時に発生する風の直進性を確保して扇風機の送風効率を向上させることができるように、前後面が開放形成されて所定の幅で形成されるリングの形態の外側ガイドと、上記の羽根を保護できるように上記の外側ガイドの前面に形成され、上記の羽根を通じて形成される風が渦流を起こしながら外部に抜け出すことができるようにらせん形からなる複数の保護桟を含めて、上記の保護桟は後方から前方に行くほど次第に厚く形成されて風穴の内径が送風方向に行くほど次第に狭まる形態になるようにすることで、風が飛散されず、直線の形で外部に抜け出させるようにする効果を示す。

しかし、この前面安全ネット体は、ネット体の形態がらせん状に構成されて安全ネット体の前方に、一部の過流が形成されるため、送風距離が短くなるなどの送風の効率が低下するだけでなく、たとえ、風の直進性は向上されるが、らせん状の不均一風により人の顔に触れる際に滑らかな自然の風とは異なる風合いを有するようにする問題点があった。

特開２０１６−０２９２６６号 韓国公開特許第１０−２０１７−０１０５８２２号公報

本発明は上記のような問題点を解決するために導出されたものであって、風を生成する羽根が装着されるハウジングを一定の規格を有する筒状で作って、風の送風の効率を向上させて、上記の筒状のハウジングの前後面に装着される安全ネット体の形態を最適化させることによって、自然の風に近い滑らかな触感の風が送出されることができるようにしてくれる筒状の扇風機の構造を開発するのに、その目的がある。

上記のような目的を達成するための本発明の筒状の扇風機の構造は、風を発生させる羽根が回転できるように装着されて、上記の羽根の装着位置から前後方に所定の長さを有するように形成される筒状のハウジングと、上記の筒状のハウジングの前面に装着されて、複数個の風穴が一定なパターンを形成するように保護桟が形成される前面安全ネット体を含む。

また、上記の筒状のハウジングは所定の長さを有する円筒形からなり、上記の羽根の装着位置まで前方の先端までのフロント側の長さｄ１と上記の羽根の装着位置から後方の先端までのリア側の長さｄ２の比率が４．５：５．５ないし３：７であることが望ましい。

また、上記の筒状のハウジングの直径は上記のフロント側の長さｄ１の１．７５倍から６．７５倍のサイズを有することが望ましい。

また、上記の筒状のハウジングはその内部に上記の羽根が回転できるように装着される回転サポート部材が設置されて、この回転サポート部材は上記の筒状のハウジングの長さ方向の中心線から上記の後方の先端の間に位置することができる。この際に、上記の回転サポート部材は放射形で設置されることができる。

また、上記の前面安全ネット体の風穴のパターンは六角形態のハニカムパターンであることが望ましい。上記の六角形態のハニカムパターンは上記の前面安全ネット体の全体面積にわたって、同じサイズで形成される均一形であることもでき、上記の前面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど上記の風穴のサイズが次第に増加する放射形であることもできる。

また、上記の前面安全ネット体はその中心から一定の半径の円周方向に沿って形成される区画線を基準にその内側に位置する第１区域とその外側に位置する第２区域に区分され、上記の第１区域及び第２区域は上記の前面安全ネット体が六角形態のハニカムパターンで構成されて、上記の六角形態のハニカムパターンが全体面積にわたって同じサイズで形成される均一形と、上記の前面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形の中の一つが交替に形成されることができる。

一実施例として、上記の前面安全ネット体の第１区域は均一形のハニカムパターンで形成されて、上記の第２区域は放射形のハニカムパターンで形成されることができる。

また、上記の六角形態のハニカムパターンは上記の風穴の縦ｈと横ｄのサイズ比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されることが望ましい。

また、上記の六角形態のハニカムパターンを形成する保護桟は風の送風方向である後方から前方に行くほど次第に厚く形成されて、上記の風穴の内径が送風方向に行くほど次第に狭くなる形態で構成されることが望ましい。

一方、本発明による筒状の扇風機の構造は、上記の筒状のハウジングの後面に装着されて、複数個の風穴が一定なパターンを形成するように保護桟が形成される後面安全ネット体を含み、上記の後面安全ネット体の風穴のパターンは六角形態のハニカムパターンであることが望ましい。

この際、上記の六角形態のハニカムパターンは上記の後面安全ネット体の全体面積にわたって同じサイズで形成される均一形であることもでき、上記の後面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形であることもできる。

また、上記の後面安全ネット体はその中心から一定の半径の円周方向に沿って形成される区画線を基準にその内側に位置する第１区域とその外側に位置する第２区域に区分され、上記の第１区域及び第２区域は上記の後面安全ネット体が六角形態のハニカムパターンで構成されて、上記の六角形態のハニカムパターンは全体面積にわたって同じサイズに形成される均一形と、上記の後面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形の中の一つが交替に形成されることができる。

一実施例として、上記の後面安全ネット体の第１区域は均一形のハニカムパターンで形成されて、上記の第２区域は放射形のハニカムパターンで形成されることができる。

また、上記の後面安全ネット体の上記の六角形態のハニカムパターンは上記の風穴の縦ｈと横ｄのサイズ比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されることが望ましい。

また、上記の後面安全ネット体の上記の六角形態のハニカムパターンを形成するように保護桟は風の送風方向である後方から前方に行くほど厚く形成され、上記の風穴の内径が送風方向に行くほど次第に狭くなる形態で構成されることが望ましい。

本発明による筒状の扇風機の構造によれば、ハウジングを筒状に構成して、このハウジングの内の最適な位置に風を発生させる羽根が回転できるように装着されることによって、風の直進性、風速、送風の方向、送風の距離など扇風機が有する送風効率を全体的に向上させる。

また、上記の筒状のハウジングに装着される前・後面の安全ネット体には六角形態のハニカムパターンが形成されることにより、自然の風に近い滑らかなそよ風が発生するようにする。

図１は本発明の一実施例による筒状の扇風機の斜視図、 図２は本発明の一実施例による筒状の扇風機の分解斜視図、 図３は本発明の一実施例による筒状の扇風機の断面図、 図４は本発明の一実施例による扇風機の安全ネット体の正面図、 図５は本発明の他の実施例による扇風機の安全ネット体の正面図、 図６は本発明のまたの他の実施例による扇風機の安全ネット体の正面図、 図７は本発明のまたの他の実施例による扇風機の安全ネット体の正面図、 図８は扇風機の安全ネット体による最大の風速を示すグラフ、 図９は本発明の一実施例による扇風機の安全ネット体の風穴の形態を示す図面、 図１０は本発明の一実施例による扇風機の安全ネット体の後面の斜視図、 図１１は扇風機の安全ネット体の保護桟の断面形状による風穴の形態を示す部分断面図である。 図１２は扇風機の安全ネット体の保護桟の断面形状による風穴の形態を示す部分断面図である。 図１３は扇風機の安全ネット体の保護桟の断面形状による風穴の形態を示す部分断面図である。

ここで用いられる専門用語は、単に特定の実施例に言及するためのものであり、本発明を限定することを意図していない。ここで用いられる単数形は、フレーズがこれと明らかに反対の意味を示さない限り、複数形も含む。明細書で用いられる「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分、および／または群の存在や付加を除外するものではない。

定義が異なるわけではないが、ここで用いられる技術用語及び科学用語を含むすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。通常に用いられる辞書に定義された用語は、関連技術文献と現在開示された内容に附合する意味を有するものと追加解釈され、定義されていない限り、理想的であるか、非常に正式な意味で解釈されない。

以下、図面を参考にして、本発明の一実施形態による筒状の扇風機の構造をより詳しく説明することにする。

図１は、本発明による筒状の扇風機の斜視図であり、図２はその分解斜視図である。筒状の扇風機１０は、送風用の羽根５０が回転できるように装着される筒状のハウジング２０とこの筒状のハウジング２０の前面及び背面に装着される安全ネット体３０、４０を含む。

上記の筒状のハウジング２０は、床に安定的に置かれるように構成された下部ベース７０から垂直支持台６０によって一定の高さくらい上方に位置するように設置される。この筒状のハウジング２０は、円筒形が大体だが、機能やデザイン的な面を考慮して正方筒状、六角筒状などのように多角形の筒体で構成することもできる。

この筒状のハウジング２０は、内部に装着された羽根５０が高速で回転する際に、背面からの風を流入し、この流入された風が筒状のハウジングの内部を通過して前面に送風されるようにしてくれる送風流路の役割を果たしている。この筒状のハウジング２０の規格や羽根５０との位置関係に応じて送風の効率などを改善することができ、本発明者は、数回の実験を通じて最適の送風効率を表す筒状のハウジング２０を設計した。これについては、図３を参考に、詳しく後述することにする。

上記の前面安全ネット体３０と背面安全ネット体４０は、それぞれ、上記の筒状のハウジング２０に着脱できるように設置される。この安全ネット体４０には、複数の風穴３２が一定のパターンを形成するようにする保護桟３１が形成される。上記の保護桟３１は、基本的に人の指などが筒状のハウジング２０の内部に入って回転する羽根５０にぶつかって負傷を受けることを防止してくれる。また、保護桟３１によって形成される一定のパターンの風穴３２は、風の送風効率及び皮膚に触れる触感などを改善させることができ、本発明者は、数回の実験を通じて最適の安全ネットのパターンを設計したところ、これについては図４から図９までを参考に詳しく後述することにする。また、安全ネット３０、４０のパターンを形成する保護桟３１の厚さ方向への断面形状も送風効率を制御するのに寄与するところ、これについては、図１０から図１３までを参考に詳しく説明することにする。

図３は、本発明の望ましい一実施形による筒状のハウジング２０の断面の形状を示す。本実施例では、上記の筒状のハウジング２０が所定の長さを有する円筒状に示されているが、機能やデザイン的な側面を考慮して正方筒状のような多角形の筒体で構成されることができることは上記した通りである。筒状のハウジング２０が円筒形で構成されると、最外殻の形状が円形である羽根５０と同じ形状になるので、お互いに密着されるように設計することができ、最適な空間活用ができる。また、円筒状の内部には、ハウジング２０の長さ方向に角ばった角の部分が存在しないため、羽根５０の回転によりらせん状に直進する風が角ばった角にぶつかって過流が発生することを防止するため、最大の送風距離などを示すなどの送風効率を向上させてくれる。

上記の筒状のハウジング２０が正方筒状で構成されると、正方形の角の部分と円形の羽根５０との間に余分のスペースを確保することができ、ハウジングの内部をらせん状に直進する風が角ばった角の余分のスペースまで拡散されるため、送風面積をより広く確保することができるメリットがある。六角筒状は円筒状と正方筒状の中間の形態として、両者のメリットを生かすことができる特徴を有する。また、円筒状、正方筒状、六角筒状はデザインの側面でもお互いに異なる美感を有するので、上述の機能的な側面とデザイン的な側面の両方を考慮して選択的に適用することができる。

一方、筒状のハウジング２０の内に羽根５０の装着位置は、風の送風効率を制御する重要な設計因子になる。この羽根５０の装着位置は、羽根５０が筒状のハウジング２０の長さ方向のいずれかの場所に位置するかに基づいて決まる。これは筒状のハウジング２０の内部で羽根５０の装着位置から前面の安全ネット体３０が設置された前方の先端までのフロント側の長さｄ１と羽根５０の装着位置から背面安全ネット体４０が設置された後方先端までのリア側の長さｄ２の比率で定義されることができる。

すなわち、上記のフロント側の長さｄ１とリア側の長さｄ２が５：５というのは、羽根５０が筒状のハウジング２０の長さ方向の中の中央に位置することを意味する。その結果、羽根５０の装着位置から前方側の空間Ｓ１と後方側の空間Ｓ２が同じ体積を有するようになる。羽根５０が回転すると、筒状のハウジング２０の後方から流入された空気は、ハウジング内部でらせん状に直進するようになる。すなわち、筒状のハウジング２０の外部に散らばっていた空気が羽根５０の回転力によって筒状のハウジング２０の内部に集中され、これが強制的にらせん状の直進するようになることで、一定のサイズ以上の送風速度と送風距離を有する涼しい風が作られることである。

この際、羽根５０の装着位置から後方側の空間Ｓ２は、外部の空気が流入する空間としてらせん状に直進する風が最初に生成されるところである。したがって、この後方側の空間が広いほどらせん方向への回転回数及び速度が増加することになり、結果的に風の送風距離を増加させてくれる。

このような点を考慮すると、筒状のハウジング２０の内の羽根５０の装着位置は、フロント側の長さｄ１とリア側の長さｄ２の比率が４．５：５．５ないし３：７であることが望ましい。

すなわち、羽根５０が筒状のハウジング２０の内の真ん中よりもさらに前側に位置するように装着されることが望ましい。上記のフロント側の長さｄ１が４．５よりも大きくなると、すなわち、羽根５０が筒状のハウジング２０の内の真ん中に位置したり、より後側に位置するようになると、羽根５０の装着位置から後方側の空間Ｓ２が小さくなり、筒状のハウジング２０の外部から流入される空気が十分な回転及び直進速度を持たず、送風距離が小さくなる。この際、羽根５０の装着位置から前方側の空間Ｓ１は、より大きくなる。この前方側の空間Ｓ１の内でも風はらせん状に直進するようになるが、後方側の空間Ｓ２より風の最終送風距離を増加させることへの貢献はできない。これは羽根５０が高速で回転する際、筒状のハウジング２０の後方側の空間Ｓ２から空気を流入させる力が前方側の空間Ｓ１から空気を送出する力よりも大きいためだと判断される。

上記のフロント側の長さｄ１が３よりも小さくなると、すなわち、羽根５０が筒状のハウジング２０の内で前面安全ネット体３０にさらに近づく位置になると、扇風機の最終の送風距離を減少させることになるが、その理由は、羽根５０の装着位置から後方側の空間Ｓ２が広すぎることになり流入される空気がらせん状に回転する回数が増加しながら、渦気流のような不必要な空気の流れが発生するためであると判断される。

本発明者は、筒状のハウジング２０の内の羽根５０の装着位置と送風効率との関係を実験的に証明し、その結果を次の表１及び表２に示した。

表１にまとめられた一つ目の実験は、羽根の直径が３０ｃｍ、羽根の回転速度が１０００ＲＰＭである条件で進行し、送風効率を調べるため、扇風機から羽根径の３倍の９０ｃｍ地点で測定した「近距離風速」と、最大風速が０．３ｍ／ｓ以上で測定された最大距離である「送風距離」の２つを測定した。上記の近距離風速は３回測定した後、これを平均した値である。

上記の表１に示すようにｄ１の長さを４．７５、７．７５、１０．７５、１３．７５、１６．７５ｃｍで定めた後、それぞれのｄ１に対してｄ２を７．７５、１０．７５、１３．７５、１６．７５、１９．７５に変化させながらｄ１：ｄ２の割合による近距離風速と送風距離をそれぞれ測定した。その結果を解析してみると、ｄ１：ｄ２の比率が４．５：５．５ないし３．０：７．０の間である場合に近距離風速と送風距離がすべて高い数値を示すことが分かる。近距離風速は扇風機の送風効率を表す一つのファクターとして近距離風速が高いほど、ユーザーが感じる涼しさがより大きいとみられる。送風距離は最小風速が測定される風の最大到達距離を意味するもので、送風距離が長いほど扇風機の一台でカバーすることができる空間が広いことを意味する。近距離風速が常に送風距離と比例するわけではない。例えば、ｄ１＝１３．７５ｃｍ、ｄ２＝１３．７５ｃｍ（ｄ１：ｄ２＝５：５）である場合、近距離風速は２．９６ｍ／ｓであり、送風距離は１５３０ｃｍである。これに対し、ｄ１＝１３．７５ｃｍ、ｄ２＝１９．７５ｃｍ（ｄ１：ｄ２＝４．１：５．９）である場合、近距離風速は２．８５ｍ／ｓであり、送風距離１５５０ｃｍである。すなわち、ｄ１：ｄ２＝５：５である場合が近距離風速はより大きいが、送風距離はより短いことが分かる。したがって、扇風機の送風効率は近距離風速と風速距離が均一に高いほど、より優れていると見ることができる。本発明者は、近距離風速と風速距離の両方を考慮して、最適な送風効率を示すことができる範囲で、ｄ１：ｄ２の比率を４．５：５．５ないし３．０：７．０の間にしたものである。

本発明者は、これらの数値限定の適正性を検証するために、二つ目の実験を行った。表２にまとめられた二つ目の実験は、羽根の直径が１５ｃｍ、羽根の回転速度が１８８５ＲＰＭである条件で進行し、扇風機から羽根の直径の３倍である４５ｃｍ地点で測定した「近距離風速」と最大風速が０．３ｍ／ｓ以上で測定される最大距離である「送風距離」の２つを測定した。上記の近距離風速および送風距離は３回測定した後、これらを平均した値である。

上記の表２に示すようにｄ１の長さを２．５、４．５、６．５、８．５、１０．５、１２．５ｃｍで定めた後、それぞれのｄ１に対してｄ２を３、５、７、９、１１、１３に変化させながらｄ１：ｄ２の比率に応じた近距離風速と送風距離をそれぞれ測定した。その結果を解析してみると、ｄ１：ｄ２の比率が４．５：５．５ないし３．０：７．０の間である場合に、近距離風速と送風距離がすべて高い数値を示すことが分かる。近距離風速が常に送風距離と比例するわけではなく、扇風機の送風効率は近距離風速と風速距離が均一に高いほど、より優れている点は、表１を参考に上述した通りである。表２に記載された値の中からｄ１＝２．５ｃｍ、ｄ２＝７ｃｍ（ｄ１：ｄ２＝２．６：７．４）である場合、近距離風速は３．０６ｍ／ｓであり、送風距離７６０ｃｍであって、ｄ１＝２．５ｃｍ、ｄ２＝５ｃｍ（ｄ１：ｄ２＝３．３：６．６）である場合、近距離風速は３．０６ｍ／ｓであり、送風距離７６０ｃｍである。すなわち、前者の場合には、ｄ１：ｄ２の比率が本発明の数値範囲に属さず、後者の場合には、ｄ１：ｄ２の比率が本発明の数値範囲に属する。しかし、両者とも近距離風速と送風距離が同じに優れた値を示す。しかし、表１において、ｄ１＝４．７５ｃｍ、ｄ２＝１３．７５ｃｍ（ｄ１：ｄ２＝２．５：７．５）の場合には、近距離風速と風速距離の両方が低い値を示す。このような根拠でｄ１：ｄ２の比率が３．０：７．０よりも低い範囲は、本発明から除外した。

一方、上記の筒状のハウジング２０の直径Ｄは、上記のフロント側の長さｄ１の１．７５倍から６．７５倍までのサイズを有することが望ましい。上述したように、筒状のハウジング２０のフロント側の長さｄ１は、リア側の長さｄ２と一定の比率の範囲の内に属するように羽根の装着位置を定めることが望ましい。ここで、筒状のハウジング２０の直径Ｄとフロント側の長さｄ１との望ましい比率の範囲を決めれば、最も優れた送風効率を達成することができる筒状のハウジング２０の規格、より詳しくは、筒状のハウジング２０の長さ（ｄ１＋ｄ２）、直径Ｄおよび羽根の装着位置（ｄ１、ｄ２の割合）を定めることができる。

上記の筒状のハウジング２０の直径Ｄが、上記のフロント側の長さｄ１の１．７５倍よりも小さい場合には、筒状のハウジング２０の内部空間がとても小さいため、上記のリア側の長さｄ２を長くして羽根５０の装着位置から後方側の空間Ｓ２を広く確保しても筒状のハウジング２０を介して流入される空気が十分な回転速度を得ることができなくなって送風距離を減少させると判断される。また、上記の筒状のハウジング２０の直径Ｄが、上記のフロント側の長さｄ２の６．７５倍よりも大きい場合には、筒状のハウジング２０の長さ（ｄ１＋ｄ２）に比べて直径Ｄが大きくなりすぎるので、内部空間が上下方向に非常に大きくなる。この場合にも、筒状のハウジング２０を介して流入される空気が内周面に沿ってらせん状に回転する経路が増えすぎになって、十分な回転速度を得ることができなくなるので、送風距離を減少させると判断される。

上記の筒状のハウジング２０は、その内部に羽根５０が回転できるように装着される回転サポート部材２１が設けられ、この回転サポート部材２１は、図３に示すように筒状のハウジング２０の長さ方向の中心線から後方先端の間に位置することが望ましい。その結果、羽根５０の装着位置がフロント側の長さｄ１とリア側の長さｄ２の比率が、本発明による４．５：５．５ないし３．０：７．０の範囲に属するように設定するのに役立つ。上記の回転サポート部材２１は、図３に示すように、６つの支持台で構成される放射状に設置することができる。この放射状の支持台は羽根５０の回転の際に発生する様々な振動から安定的に羽根５０を支持することができる構造を提供する。

前面安全ネット体３０及び背面安全ネット体４０に形成された風穴のパターンも扇風機１０の送風効率を向上させることができる、もう一つの重要な設計ファクターとなる。上記の前面安全ネット体３０と背面安全ネット体４０は、同じ風穴のパターンを形成することができる。以下では、図４ないし図９を参考に上記の前面安全ネット体３０の風穴のパターンについて詳細に説明するところ、このような風穴のパターンの技術構成及び効果は、背面安全ネット体４０にもそのまま適用されることは、当然である。

図４ないし図６に示すように、上記の前面安全ネット体３０の風穴のパターンは六角形状のハニカムパターンであることが望ましい。これらの六角形状のハニカムパターンは、いくつかのタイプに再分類することができる。

第１タイプは、図４に示すように、前面安全ネット体３０の全体の面積にわたって、同じサイズで形成される均一形の風穴のパターンである。この均一形は、一つの内角のサイズが１２０°である正六角形になるハニカム構造を有する保護桟３１によって六角形状の風穴３２が形成される。この際、上記の保護桟３１は、材料の強度に応じて幅ｔが０．５ないし１．５ｍｍで形成され、厚さｗが３ないし１０ｍｍ以内に形成され、その結果、風穴３２の縦ｈまたは横ｄのサイズが８ｍｍを超えないように形成される。このように、本発明による前面安全ネット体３０は、六角形状のハニカムパターンを有する風穴のパターンを形成することにより、羽根５０の回転により風の抵抗を最小化することによって、送風効率を向上させてくれるだけでなく、騒音の発生を低減することもできる。

また、羽根５０によって発生し、強いらせん状の流れを有する風が均一なサイズを有するハニカムパターンの風穴のパターンを通過する過程で細分化され、水平層流化（ｌａｍｉｎａｒ ｆｌｏｗ）されることで、人の顔に触れた際に、自然の風に近い滑らかな肌触りを有することができる。このように水平層流化された風はさらに遠くまで伝わるため、送風距離をさらに増加させる。

第２タイプは、図５に示すように、前面安全ネット体３０の中心から最外殻に行くほど上記の風穴３２のサイズが次第に増加する放射形の風穴のパターンである。この放射形のハニカムパターンを有する前面安全ネット体３０を用いると、上記の均一形の風穴のパターンと同様に、風がさらに細分化され水平層流化され、自然の風に近い触感を有するだけでなく、送風距離も伸びるメリットを有する。ただし、放射形の風穴のパターンは、安全ネット体の遠心に行くほど風穴のサイズが小さくなり、遠心付近には風穴のパターンのない風除け領域３５が形成されることができる。この風除け領域３５は風の流れを邪魔して送風効率を減少させる原因となるところ、できるだけ小さくすることが望ましい。

また、この放射形は再び図５の（ａ）に示すように、第１サイズ（大）を有する六角形態の風穴３２と第２サイズ（小）を有する六角形態の風穴３３が、円周方向に沿って交互に形成され、それぞれの風穴３２、３３は、遠心方向に沿って次第にサイズが減少するように形成された第１放射形と、図５の（ｂ）に示すように円周方向に同じサイズを有する六角形態の風穴３２が遠心方向に沿って次第にサイズが減少するように形成された第２放射形に区分される。第１放射形がお互いに異なるサイズの風穴３２により、風がさらに細分化され、第２放射形に比べて送風距離が増加するメリットはあるが、風圧の抵抗のために騒音が増加するデメリットがある。

第３タイプは、上記の均一形と放射形の両方を有する複合形である。図６に示すように上記の前面安全ネット体３０が、その中心から一定の半径の円周方向に沿って形成される区画線を基準として、その内側に位置する第１区域３７と、その外側に位置する第２区域３６に区分され、上記の第１区域３７及び第２区域３６は、上記の前面安全ネット体３０が六角形態のハニカムパターンで構成され、上記の六角形態のハニカムパターンが全体の面積にわたって同じサイズで形成される均一形と上記の前面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形のいずれかの一つが交互に形成されるものである。

図６には、前面安全ネット体３０の第１区域３７は、均一形のハニカムパターンで形成され、第２区域３６は、放射形のハニカムパターンで形成される複合形が示されているが、これとは反対に第１区域３７が放射形であり、第２区域３６が均一形で形成されることは当然である。

この複合形のハニカムパターンを有する前面安全ネット体３０を用いれば、ハニカムパターンの風穴のパターンが有する基本的な送風の特性、言い替えれば、風がさらに細分化され、水平層流化され、より自然の風に近い風合いを有するだけでなく、送風距離も増加する特性を有する。さらに、複合形の風穴パターンを用いれば、均一形と比べて、お互いに異なるサイズのハニカムパターンの風穴により風がより細分化、水平層流化され、さらに滑らかな肌触りを感じることができるようにするメリットはあるが、風圧の抵抗が増加されて送風距離が減少するデメリットがある。

これまでに説明したように、本発明に係る六角形状のハニカムパターンを有する風穴のパターンは均一形、放射形、複合形などの多様な形態を有し、それぞれは異なる送風、騒音、肌触り特性を有するので、用途に応じて適切な形態を選択して用いることができる。

本発明者は、このような六角形態のハニカムパターンを有する風穴のパターンの優れた送風効率を検証するために、他の形態の風穴のパターンを作って、比較実験を行った。これらの比較例は、図７の（ａ）に示した四角形態の風穴のパターンと図７の（ｂ）に示したひし形態の風穴のパターンがある。上記の四角形態の風穴のパターンは、長方形の風穴３２が、縦、横、交互に形成され、中央の風除け領域３５かららせん状に拡散されながら外殻に行くほど長方形のサイズが増加する形態で構成される。上記のひし形の風穴のパターンもひし形の風穴３２が、中央の風除け領域３５かららせん状に拡散され、外殻に行くほどひし形のサイズが増加する形態で構成される。

本発明による六角形態のハニカムパターンの風穴のパターン（均一形、放射形、複合形）と他の形態の風穴のパターンの送風特性を実験した結果を以下の表３に示す。筒状のハウジング２０の背面には、均一形のハニカムパターンの風穴のパターンを有する背面安全ネット体４０を装着し、前面安全ネット体３０を上述した複数の風穴のパターンに変更しながら風速（９０ｃｍの距離）、送風距離（最大風速０．３ｍ／ｓ以上の測定された最大距離）、騒音、消費電力等を測定した。それぞれの測定は、ＫＳ Ｃ９３０１に規定された測定方法に基づいて測定距離を固定させて実験した。

上記の表３に示すように、均一形のタイプのハニカムパターンの風穴のパターンが風速、送風距離、騒音、消費電力のすべての項目で優れた送風効率を示した。特に上記の９０ｃｍ風速は１２回、繰り返し測定を通じて平均値を得たもので、図８に示されたグラフで確認できるように、均一形のタイプの風穴のパターンは、他の風穴のパターンと比べて優れた風速特性を有する。その結果、均一形のタイプの風穴のパターンを通過する風は細分化、水平層流化され、自然の風に近い滑らかな肌触りを有しながらも、強い風速によりさらに涼しく感じられるようにしてくれる。放射形のタイプの風除けパターンは、中央に形成された風除け領域３５により風速は大きく減少するが風をさらに細分化、水平層流化させ、さらに滑らかな風を提供してくれる。複合形は、滑らかな肌触りの特性が優れており、風圧抵抗を減少させ、騒音及び消費電力が低い特性を有する。

図９は、本発明による風穴３２の規格を示す。扇風機１０に電源を供給して（本実験の場合２４Ｖ、２Ａの電源を供給する）、幅ｔが１ｍｍと同じ前面安全ネット体３０に風穴３２の縦ｈと横ｄのサイズの比率が異なるし、前面安全ネット体３０を通過した最大送風距離を測定すれば、表４に示すように、風穴３２の縦ｈと横ｄのサイズの比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されたとき、最大送風距離［ｃｍ］と最大送風距離での風速［ｍ／ｓ］が最も高かった。

また、扇風機１０に電源を供給して（本試験の場合２４Ｖ、２Ａの電源を供給する）、幅ｔが１ｍｍと同じ前面安全ネット体３０に風穴３２の縦ｈと横ｄのサイズの比率が異なるし、羽根の軸の中心線から中心及び左右５ｃｍ間隔の地点、測定距離８４０ｍｍの距離で正面安全ネット体３０を通過した最大風速を測定すると、表５に示すように、風穴３２の縦ｈと横ｄのサイズの比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されたとき、最大風速［ｍ／ｓ］が最も高かった。

すなわち、表５は、ＫＳ９０３１試験規格に基づいて羽根直径の３倍の距離（２８０ｍｍ×３）で羽根の軸の中心線から中心及び左右５ｃｍ間隔の地点をそれぞれ風車形の風速計を用いて予備運転を十分にした後、２分間測定したもので、左右の各測定地点で風速の最高値の平均を最大風速値で計算したとき、風穴３２の縦ｈと横ｄのサイズの比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されたとき、最も高くなる。このように、本発明の前面安全ネット体３０は、六角形態のハニカムパターンの風穴３２の縦ｈと横ｄのサイズの比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成することで、羽根の回転による空気の送風の際に発生した気流の抵抗を最小化して、送風効率を増大させることができるだけでなく、騒音の発生を大幅に減少させることができるようにする。

図１０ないし図１３を参考に本発明による前面安全ネット体３０の風穴のパターンを形成する保護桟３１の厚さ方向への形状が扇風機の送風効率に与える影響について説明する。図１０に示すように、前面安全ネット体３０の１つの風穴３２を形成する保護桟３１のＡ−Ａ方向への断面形状を見ると、次の３つの場合が発生する。すなわち、図１１に示すように、保護桟３１は、送風方向に厚さが一定して断面形状が四角形になる場合と、図１２のように保護桟３１は、送風方向に行くほど次第に薄く形成されて断面形状が台形になり風穴３２の内径が次第に広くなる場合と、図１３のように保護桟３１は、送風方向に行くほど次第に厚く形成されて断面形状が逆台形になって風穴３２の内径が次第に狭くなる場合があることができる。

本発明によれば、図１３のように保護桟３１が、風の送風方向である後方から前方に行くほど次第に厚く形成されて上記の風穴３２の内径が送風方向に行くほど次第に狭くなる形態で構成されることができる。その結果、風が狭くなる風穴３２を通過する過程で、ベルヌーイ定理によって風速が増加することになって風速距離も長くなることである。風穴３２の内径の形状による最大風速及び風速距離を測定した実験結果を表６に示す。

表６に示すように、図１３のように風穴３２の内径が送風方向に行くほど次第に狭くなる縮小形の場合に最大風速及び風速距離の両方一番優れていることが分かった。

前面安全ネット体３０だけでなく、背面安全ネット体４０に形成された風穴３２の厚さ方向への形状も扇風機１０の送風効率を向上させることができる別の設計ファクターとなる。図１０ないし図１３を参考にして、前面安全ネット体３０のみを例に挙げて説明したが、風穴３２の厚さ方向への形状についての技術構成及び効果は、背面安全ネット体４０にもそのまま適用されることができるのは、当然である。

以上、添付された図面を参考にして、本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明のその技術的な思想や必須の特徴が変更されず、他の具体的な形態で実施されることができるというと理解できるだろう。従って、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり限定的ではないと理解しなければならない。本発明の範囲は、上記の詳細な説明ではなく、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１０：扇風機
２０：筒状のハウジング
３０：前面の安全ネット体
４０：後面の安全ネット体
５０：羽根
６０：垂直支持台
７０：下部ベース

Claims (19)

1. 風を発生させる羽根が回転できるように装着されて、上記の羽根の装着位置から前後方に所定の長さを有するように形成される筒状のハウジングと、
   上記の筒状のハウジングの前面に装着されて、複数個の風穴が一定なパターンを形成するように保護桟が形成される前面安全ネット体を含む筒状の扇風機の構造。
2. 上記の筒状のハウジングは所定の長さを有する円筒形からなり、上記の羽根の装着位置まで前方の先端までのフロント側の長さｄ１と上記の羽根の装着位置から後方の先端までのリア側の長さｄ２の比率が４．５：５．５ないし３：７であることを特徴とする請求項１に記載の筒状の扇風機の構造。
3. 上記の筒状のハウジングの直径は上記のフロント側の長さｄ１の１．７５倍から６．７５倍のサイズを有することを特徴とする請求項２に記載の筒状の扇風機の構造。
4. 上記の筒状のハウジングはその内部に上記の羽根が回転できるように装着される回転サポート部材が設置されて、この回転サポート部材は上記の筒状のハウジングの長さ方向の中心線から上記の後方の先端の間に位置することを特徴とする請求項２に記載の筒状の扇風機の構造。
5. 上記の回転サポート部材は放射形で設置されることを特徴とする請求項４に記載の筒状の扇風機の構造。
6. 上記の前面安全ネット体の風穴パターンは六角形態のハニカムパターンであることを特徴とする請求項１に記載の筒状の扇風機の構造。
7. 上記の六角形態のハニカムパターンは上記の前面安全ネット体の全体面積にわたって、同じサイズで形成される均一形であることを特徴とする、請求項６に記載の筒状の扇風機の構造。
8. 上記の六角形態のハニカムパターンは上記の前面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど上記の風穴のサイズが次第に増加する放射形であることを特徴とする、請求項６に記載の筒状の扇風機の構造。
9. 上記の前面安全ネット体はその中心から一定の半径の円周方向に沿って形成される区画線を基準にその内側に位置する第１区域とその外側に位置する第２区域に区分され、
   上記の第１区域及び第２区域は上記の前面安全ネット体が六角形態のハニカムパターンで構成されて、上記の六角形態のハニカムパターンが全体面積にわたって同じサイズで形成される均一形と、上記の前面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形の中の一つが交替に形成されることを特徴とする、請求項６に記載の筒状の扇風機の構造。
10. 上記の前面安全ネット体の第１区域は均一形のハニカムパターンで形成されて、上記の第２区域は放射形のハニカムパターンで形成されることを特徴とする、請求項９に記載の筒状の扇風機の構造。
11. 上記の六角形態のハニカムパターンは上記の風穴の縦（ｈ）と横（ｄ）のサイズ比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されることを特徴とする筒状の扇風機の構造。
12. 上記の六角形態のハニカムパターンを形成する保護桟は風の送風方向である後方から前方に行くほど次第に厚く形成されて、上記の風穴の内径が送風方向に行くほど次第に狭くなる形態で構成されることを特徴とする筒状の扇風機の構造。
13. 上記の筒状のハウジングの後面に装着されて、複数個の風穴が一定なパターンを形成するように保護桟が形成される後面安全ネット体を含み、
    上記の後面安全ネット体の風穴のパターンは六角形態のハニカムパターンであることを特徴とする、請求項１に記載の筒状の扇風機の構造。
14. 上記の六角形態のハニカムパターンは上記の後面安全ネット体の全体面積にわたって同じサイズで形成される均一形であることを特徴とする、請求項１３に記載の筒状の扇風機の構造。
15. 上記の六角形態のハニカムパターンは上記の後面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形であることを特徴とする、請求項１３に記載の筒状の扇風機の構造。
16. 上記の後面安全ネット体はその中心から一定の半径の円周方向に沿って形成される区画線を基準にその内側に位置する第１区域とその外側に位置する第２区域に区分され、
    上記の第１区域及び第２区域は上記の後面安全ネット体が六角形態のハニカムパターンで構成されて、上記の六角形態のハニカムパターンは全体面積にわたって同じサイズに形成される均一形と、上記の後面安全ネット体の中心から最外殻に行くほど風穴のサイズが次第に増加する放射形の中の一つが交替に形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の筒状の扇風機の構造。
17. 上記の後面安全ネット体の第１区域は均一形のハニカムパターンで形成されて、上記の第２区域は放射形のハニカムパターンで形成されることを特徴とする、請求項１６に記載の筒状の扇風機の構造。
18. 上記の後面安全ネット体の上記の六角形態のハニカムパターンは上記の風穴の縦（ｈ）と横（ｄ）のサイズ比率が１：１．１ないし１：１．２５で形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の筒状の扇風機の構造。
19. 上記の後面安全ネット体の上記の六角形態のハニカムパターンを形成するように保護桟は風の送風方向である後方から前方に行くほど厚く形成され、上記の風穴の内径が送風方向に行くほど次第に狭くなる形態で構成されることを特徴とする、請求項１３に記載の筒状の扇風機の構造。
    

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