JP2023063125A - 送風機 - Google Patents

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JP2023063125A JP2021173443A JP2021173443A JP2023063125A JP 2023063125 A JP2023063125 A JP 2023063125A JP 2021173443 A JP2021173443 A JP 2021173443A JP 2021173443 A JP2021173443 A JP 2021173443A JP 2023063125 A JP2023063125 A JP 2023063125A
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陽平 珍行
Yohei Chingyo
健一 中野
Kenichi Nakano
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Abstract

Figure 2023063125000001
【課題】本発明は、互いに反対の2つの方向へ空気を送風する場合に、送風される空気の圧力の低下を抑制した送風機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、インペラと、インペラを回転するモータと、インペラとモータとを収納するケースとを備える。ケースは、下面と、下面と繋がる第1側面と、第1側面よりも後方に位置し、第1側面と向かい合う第2側面と、下面と第1側面と第2側面とで囲まれ、ケースの左方に設けられた第1開口部と、下面と第1側面と第2側面とで囲まれ、ケースの右方に設けられた第2開口部とを有する。ここで、第1開口部を形成する第1側面は、第2開口部を形成する第1側面よりも前方に位置する。また、第1開口部を形成する第2側面は、第2開口部を形成する第2側面よりも前方に位置する。
【選択図】図1

Description

本発明は、送風機に関する。
送風機は、自動車のヘッドライトやバッテリーの冷却や、車内の空気の循環および車外から車内への空気の取込みや車内から車外への空気の排出といった分野で用いられる。
このような分野に用いられる従来の送風機は、インペラと、モータと、ケースとを有している。インペラとモータとは、ケースに収納されており、モータはインペラを回転する。ケースは、上方および左方に開口が形成されており、上方の開口と左方の開口とを繋ぐ流路を有する(特許文献1参照)。
そして、従来の送風機は、モータを回転させることで、インペラを回転させて、ケースの上方の開口から空気を取込み、ケースの左方の開口から空気を排出する。
特開2021-165543号公報
しかしながら、従来の送風機は、空気を排出するための開口を1つしか有しておらず、空気を送る方向は開口の形成されている左方に限られていた。そのため、使用者が従来の送風機を用いて異なる2つの方向(例えば、左方と右方と)に空気を送る場合、使用者は、開口に追加の配管を接続して排出される空気の流れを曲げる必要があった。その結果、曲げられた空気の圧力は、従来の送風機が送風した空気の圧力より低くなってしまう。特に、この圧力損失は、左方および右方に空気を送る場合に顕著に発生していた。
そこで、本発明は、互いに反対の2つの方向へ空気を送風する場合に、送風される空気の圧力の低下を抑制した送風機の提供を目的とする。
本発明は、インペラと、インペラを回転するモータと、インペラとモータとを収納するケースとを備える。ケースは、下面と、下面と繋がる第1側面と、第1側面よりも後方に位置し、第1側面と向かい合う第2側面と、下面と第1側面と第2側面とで囲まれ、ケースの左方に設けられた第1開口部と、下面と第1側面と第2側面とで囲まれ、ケースの右方に設けられた第2開口部とを有する。
ここで、第1開口部を形成する第1側面は、第2開口部を形成する第1側面よりも前方に位置する。また、第1開口部を形成する第2側面は、第2開口部を形成する第2側面よりも前方に位置する。
上述の構成を有しているため、本発明は、圧力損失(風圧の低下)を抑制しつつ、ケースの第1開口部から左方に向かって風を送り、第2開口部から右方に向かって送風できる。
第1の実施形態における送風機の斜視図 第1の実施形態における送風機の展開斜視図 第1の実施形態における送風機の平面図 図3のX-X断面図 図3のY-Y断面図 第1の実施形態における送風機内での流体の流れを説明する模式図 第1の実施形態における送風機の左側面図 第1の実施形態における送風機の右側面図 第1の実施形態における送風機の正面図 第1の実施形態における送風機の背面図 第1の実施形態における送風機の底面図
[第1の実施形態]
(概要)
図1―11を参照して本発明の実施形態における送風機100について説明する。図1は、第1の実施形態における送風機の斜視図である。図2は、第1の実施形態における送風機の展開斜視図である。図3は、第1の実施形態における送風機の平面図である。図4は、図3のX-X断面図である。図5は、図3のY-Y断面図である。図6は、第1の実施形態における送風機内での流体の流れを説明する模式図である。図7は、第1の実施形態における送風機の左側面図である。図8は、第1の実施形態における送風機の右側面図
である。図9は、第1の実施形態における送風機の正面図である。図10は、第1の実施形態における送風機の背面図である。第1の実施形態における送風機の底面図である。
送風機100は、インペラ10と、モータ20と、ケース30とを有する。モータ20は、インペラ10を回転する。インペラ10とモータ20とは、ケース30に収納される。
ケース30は、下面31と、上面32と、第1側面33と、第2側面34と、第1開口部35と、第2開口部36とを有する。上面32は、下面31の上方に位置しており、下面31と向かい合う。第1側面33は、下面31と上面32とを繋ぐ。第2側面は、第1側面33よりも後方に位置し、第1側面と向かい合う。
第1開口部35は、下面31と、上面32と、第1側面33と、第2側面34とによって囲まれて、ケース30の左方で開口する。第1開口部35は、下面31と、上面32と、第1側面33と、第2側面34とによって囲まれて、ケース30の右方で開口する。言い換えると、送風機100は、インペラ10またはモータ20から見て、左方に第1開口部35が形成されており、右方に第2開口部36が形成されている。
ここで、第1開口部35を形成する第1側面33は、第2開口部36を形成する第1側面33よりも前方に位置している。言い換えると、第2開口部36を形成する第1側面33は、第1開口部35を形成する第1側面33よりも後方に位置している。
ここで、第1開口部35を形成する第2側面34は、第2開口部36を形成する第2側面34よりも前方に位置している。言い換えると、第2開口部36を形成する第2側面34は、第1開口部35を形成する第2側面34よりも後方に位置している。
上述のように構成された送風機100は、モータ20の回転と連動して回転するインペラ10によって空気を取込み、取込んだ空気を第1開口部35および第2開口部36から排出する。
このように、送風機100は、ケース30に2つの開口(第1開口部35および第2開口部36)が形成されている。また、第1開口部35および第2開口部36は、互いに反対方向に開口している。そのため、送風機100は、ケース30の第1開口部35から左方に向かって風を送り、第2開口部36から右方に向かって風を送ることができる。言い換えると、送風機100の使用者は、排出される空気の流れを曲げるための配管を用いずに、左方および右方への空気の流れを送風機100から得ることができる。
くわえて、第2開口部36を形成する第1側面33が前記第1開口部35を形成する前記第1側面33よりも後方に位置しており、第2開口部36を形成する第2側面34が前記第1開口部35を形成する前記第2側面34よりも後方に位置している。よって、送風機100は、圧力損失を抑制しつつ、ケース30の第1開口部35から左方に向かって風を送り、第2開口部36から右方に向かって風を送ることができる。
なお、ケース30の上面32は、必須の構成ではない。例えば、送風機100が取付けられる対象物の一部をケース30の上面32の代わりとして利用してもよい。このような用途に用いる場合、第1開口部35は、下面31と、第1側面33と、第2側面34によって構成されていてもよい。また、第2開口部36は、下面31と、第1側面33と、第2側面34によって構成されていてもよい。言い換えれば、ケース30は、上面32を有する中空構造である必要はなく、上面32のない溝構造であってもよい。
(送風機100の構成)
図1―11を参照して、より詳細に送風機100について説明する。送風機100は、インペラ10と、モータ20と、ケース30とを有する。
インペラ10は、フランジ部11と、羽部12とを有する。フランジ部11と羽部12とは樹脂で一体に成形されている。フランジ部11は、上面視でモータ20を覆うようにモータ20の上方に配置されている。より詳細には、フランジ部11には、下方に開口する凹部11aが形成されており、凹部11aにモータ20を収納している。
羽部12は、フランジ部11から放射状に延びて設けられている。ここで、羽部12は、上方から吸気し、前後左右方向に排気できるように構成されている。より具体的には、本実施形態における羽部12は、ケース30内に反時計回りに向かう気流を発生させる。なお、羽部12は、前後左右方向に排気できるように構成されていれば、フランジ部11から放射状に延びていなくてもよい。
モータ20は、インペラ10のフランジ部11の下方に配置されて(フランジ部11の凹部11aに収納されて)、ケース30に固定されている。モータ20は、回転する軸部21を有している。軸部21の上端は、インペラ10のフランジ部11に圧入されている。そのため、軸部21は、インペラ10のフランジ部11および羽部12と連動して回転する。本実施形態において、モータ20は、流体軸受を用いて軸部21を回転するように構成している。しかしながら、モータ20は、軸部21を回転できればよい。また、軸部21は、モータ20に設けられている必要はなく、インペラ10と一体に成形されていてもよい。
ケース30は、フレーム30aと、フレーム30aの上方に位置するカバー30bとを有する。ケース30は、インペラ10とモータ20とが配置されたフレーム30aをカバー30bで覆うことにより、インペラ10とモータ20とを収納する。なお、モータ20は、フレーム30aに配置されている。
フレーム30aは、下面31と、第1側面33と、第2側面34とを有する。下面31は、第1側面33および第2側面34と一体に成形されている。下面31には、孔部31aが形成されている。孔部31aからはインペラ10が露出している。第1側面33と第2側面34とは、下面31からカバー30bに向かって延びる。第1側面33は、第2側面34からみて前方に位置している。第2側面34は、第1側面33からみて後方に位置している。なお、孔部31aは、インペラ10が露出するように構成されている必要はない。
第1側面33は、第1曲面33aと、第1平面33bと、第2平面33cとを有する。第1曲面33aは、インペラ10と向かい合う。言い換えると、第1曲面33aは、インペラ10を挟んで第2側面34と向かい合う。
第1平面33bは、第1曲面33aの左側に位置している。第1平面33bは、長さが高さよりも長い矩形状である。なお、第1平面33bの長さとは、第1平面33bの左端から右端までの距離であり、第1平面33bの高さとは、第1平面33bの上端から下端までの距離である。
第2平面33cは、第1曲面33aの右側に位置している。第2平面33cは、長さが高さよりも短い矩形状である。なお、第2平面33cの長さとは、第2平面33cの左端から右端までの距離であり、第2平面33cの高さとは、第2平面33cの上端から下端までの距離である。ここで、第2平面33cの高さは、第1平面33bの高さと等しい。つまり、第2平面33cの面積は、第1平面33bの面積よりも小さい。
なお、第1側面33は、第1平面33bの面積が第2平面33cの面積よりも大きく形成されることが好ましく、第1平面33bの長さや高さ、および、第2平面33cの長さや高さが上述の関係に従わなくてもよい。また、第1平面33bや第2平面33cは、平面である必要はなく、曲面や湾曲面やディンプル加工がなされた面であっても良い。
第2側面34は、第2曲面34aと、第3平面34bと、第3平面34cとを有する。第2曲面34aは、インペラ10と向かい合う。言い換えると、第2曲面34aは、インペラ10を挟んで第1側面33の第1曲面33aと向かい合う。
第3平面34bは、第2曲面34aの左側に位置しており、第1側面33の第1平面33bと向かい合う。また、第3平面34bは、第1平面33bよりも後方に位置しており、第2平面33cよりも前方に位置している。第3平面34bは、長さが高さよりも短い矩形状である。なお、第3平面34bの長さとは、第3平面34bの左端から右端までの距離であり、第3平面34bの高さとは、第3平面34bの上端から下端までの距離である。ここで、第3平面34bの高さは、第1側面33の第1平面33bの高さと等しい。また、第3平面34bの長さは、第1側面33の第1平面33bの長さよりも短い。つまり、第3平面34bの面積は、第1側面33の第1平面33bの面積よりも小さい。
なお、第3平面34bは、第1平面33bよりも後方に位置しており、第2平面33cと左右方向において同一直線状に並ぶように配置されていてもよい。
第4平面34cは、第1曲面34aの右側に位置しており、第1側面33の第2平面33cと向かい合う。第4平面34cは、長さが高さよりも長い矩形状である。なお、第4平面34cの長さとは、第4平面34cの左端から右端までの距離であり、第4平面34cの高さとは、第4平面34cの上端から下端までの距離である。ここで、第4平面34cの高さは、第3平面34bの高さと等しい。つまり、第4平面34cの面積は、第3平面34bの面積よりも大きい。また、第4平面34cの高さは、第1側面33の第2平面33cの高さと等しい。また、第4平面34cの長さは、第1側面33の第2平面33cの長さよりも長い。つまり、第4平面34cの面積は、第1側面33の第2平面33cの面積よりも大きい。
なお、第2側面34は、第4平面34cの面積が第3平面34bの面積よりも大きく形成されることが好ましく、第3平面34bの長さや高さ、および、第4平面34cの長さや高さが上述の関係に従わなくてもよい。また、第2側面34は、第3平面34bの面積が第1側面33の第1平面33bの面積よりも小さく形成されることが好ましく、第3平面34bの長さや高さ、および、第1側面33の第1平面33bの長さや高さが上述の関係に従わなくてもよい。また、第2側面34は、第4平面34cの面積が第1側面33の第2平面33cの面積よりも大きく形成されることが好ましく、第4平面34cの長さや高さ、および、第1側面33の第2平面33cの長さや高さが上述の関係に従わなくてもよい。また、第3平面34bや第4平面34cは、平面である必要はなく、曲面や湾曲面やディンプル加工がなされた面であっても良い。
カバー30bは、上面32を有する。上面32は、フレーム30aの下面31と向かい合う。また、上面32は、第1側面33および第2側面34の上方に位置する。上面32aには、孔部32aが形成されている。孔部32aからはフレーム30aに設けられたインペラ10が露出している。なお、孔部32aは、インペラ10が露出するように構成されている必要はない。
そして、ケース30は、フレーム30aとカバー30bとを組合わすことで、第1開口部35と第2開口部36とを構成する。第1開口部35は、ケース30の左方に設けられている。第2開口部36は、ケース30の右方に設けられている。
第1開口部35は、下面31と上面32と第1側面33と第2側面34とによって囲まれて形成されている。より詳細には、第1開口部35は、下面31と上面32と、第1側面33の第1平面33bと、第2側面34の第3平面34bとによって囲まれている。
第2開口部36は、下面31と上面32と第1側面33と第2側面34とによって囲まれて形成されている。より詳細には、第2開口部36は、下面31と上面32と、第1側面33の第2平面33cと、第2側面34の第4平面34cとによって囲まれている。
ここで、第1開口部35における上面32と下面31との間の距離は、第2開口部36における上面32と下面31との間の距離と等しい。そして、第1開口部35における第1側面33(第1平面33b)と第2側面34(第3平面34b)との間の距離は、第2開口部35における第1側面33(第2平面33c)と第2側面34(第4平面34c)との間の距離よりも大きい。つまり、第1開口部35の開口面積は、第2開口部36の開口面積よりも大きい。
なお、第1開口部35の開口面積は、第2開口部36の開口面積と等しくなるように構成されていてもよく、第2開口部36の開口面積よりも小さくなるように構成されていてもよい。また、第1開口部35における上面32と下面31との間の距離は、第2開口部36における上面32と下面31との間の距離と異なっていてよい。
また、ケース30は、カバー30bが第1側面33や第2側面34を有していてもよい。言い換えると、カバー30bの上面32と第1側面33や第2側面34が一体に形成されていてもよい。
また、ケース30は、フレーム30a(下面31)に孔部31aが形成されており、かつ、カバー30b(上面32)に孔部32aが形成されている必要はない。つまり、フレーム30aにのみ孔部31aが形成されている構成でもよく、カバー30bにのみ孔部32aが形成されている構成でもよい。また、ケース30は、モータ10がカバー30bに取付けられた構成でもよい。
(送風機100の動作)
上述の構成を有する送風機100の動作について説明する。送風機100のモータ20は、電力を供給されて軸部21bを回転する。モータ20の軸部21bの上端には、インペラ10のフランジ部11が挿入されているから、フランジ部11の回転に伴い、フランジ部11と一体に形成されている羽部12もまた回転する。インペラ10は、羽部12を回転させることで、フレーム30aの下面31に形成された孔部31aやカバー30bの上面32に形成された孔部32aからケース30内に空気を取込む。言い換えれば、孔部31aと孔部32aとは、ケース30内に空気を取込む吸気孔である。
ケース30に取込まれた空気は、インペラ10の回転軸に対して直交する方向に向かって排気される。言い換えれば、インペラ10は、空気を第1側面33または第2側面34に向かって排気する。また、言い換えれば、インペラ10は、空気を前後左右方向に排気する。
ここで、ケース30の下面31と、上面32と、第1側面33と、第2側面34とは、インペラ10がケース30に取込んだ空気をケース30の第1開口部35または第2開口部35へと導く流路を形成している。言い換えれば、ケース30の下面31と、上面32と、第1側面33と、第2側面34とは、ケース30内に形成される流路の内壁面である。
そのため、ケース30に取込まれた空気は、ケース30の下面31と、上面32と、第1側面33と、第2側面34とによって上面視で反時計回りの流れを形成する。図7に記載の矢印は、送風機100のケース30内での空気の流れを模式的に表している。そして、空気は、第1開口部35または第2開口部36へと導かれて、ケース30の外方へと排出される。言い換えれば、第1開口部35および第2開口部36は、インペラ10がケース30内に取込んだ空気の排気孔である。
ここで、第1開口部35の開口面積は、第2開口部35の開口面積よりも大きい。そのため、第1開口部35から排出する空気の量は、第2開口部36から排出する空気の量よりも多くなる。
なお、フレーム30aの孔部31aやカバー30bの孔部32aと第1開口部35および第2開口部36とを繋ぐ流路を構成するにあたって、カバー30bの上面32は必須ではない。例えば、送風機100が取付けられる対象物の一部をケース30の上面32の代わりとして利用してもよい。このような用途に用いる場合、第1開口部35は、下面31と、第1側面33(第1平面33b)と、第2側面34(第3平面34b)によって構成されていてもよい。また、第2開口部36は、下面31と、第1側面33(第2平面33c)と、第2側面34(第4平面34c)によって構成されていてもよい。言い換えれば、ケース30は、上面32を有する中空構造である必要はなく、下面31と第1側面33と第2側面33とによって構成される溝であってもよい。
(送風機100の効果)
送風機100は、下面31と上面32と第1側面33と第2側面34とを含むケース30を有する。下面31と上面32と第1側面33と第2側面34とは、ケース30の第1開口部35と第2開口部36とを形成している。第1開口部35は、左方に開口しており、第1開口部35は、ケース30に取込んだ空気を左方に排出する。また、第2開口部36は、右方に開口しており、ケース30に取込んだ空気を右方に排出する。ここで、第1開口部35を形成する第1側面33(第2平面33b)は、第2開口部36を形成する第1側面33(第1平面33c)よりも前方に位置する。また、第1開口部35を形成する第2側面34(第3平面34b)は、第2開口部36を形成する第1側面34(第4平面33c)よりも前方に位置する。
これにより、送風機100は、圧力損失(風圧の低下)を抑制しつつ、ケース30の第1開口部35から左方に向かって風を送り、第2開口部36から右方に向かって送風できる。なお、送風機100は、送風機100を取付ける対象物を上面32の代わりに用いてもよい。
また、ケース30の第1側面33は、インペラ10と向かい合う第1曲面33aと、第1曲面33aから左方に延び、第1開口部35を形成する第1平面33bと、第1曲面33aから右方に延び、第2開口部36を形成する第2平面33cとを有している。そして、第2平面33bの面積は、第1平面33bの面積よりも小さくなるように形成されている。
これにより、第1曲面33aを通り過ぎた空気は、空気の進行方向の変化を抑制して第1開口部35へと導かれる。そのため、送風機100は、圧力損失を抑制しつつ、ケース30の第1開口部35から左方に向かって風を送ることができる。なお、第1平面33bや第2平面33cは、平面に限らず、曲面や、湾曲面や、ディィンプル加工された面であってもよい。
さらに、ケース30の第2側面34は、インペラ10と向かい合う第2曲面34aと、第2曲面34aから左方に延び、第1開口部35を形成する第3平面34bと、第2曲面34aから右方に延び、第2開口部36を形成する第4平面34cとを有している。そして、第3平面34bの面積は、第4平面34cの面積よりも小さくなるように形成されている。
これにより、第2曲面34aを通り過ぎた空気は、空気の進行方向の変化を抑制して第2開口部36へと導かれる。そのため、送風機100は、圧力損失を抑制しつつ、ケース30の第2開口部36から右方に向かって風を送ることができる。なお、第3平面34bや第4平面34cは、平面に限らず、曲面や、湾曲面や、ディィンプル加工された面であってもよい。
送風機100のケース30は、第1開口部35の開口面積が第2開口部36の開口面積よりも大きくなるように構成されている。ここで、第1開口部35における上面31と下面32との間の距離は、第2開口部35における上面31と下面32との間の距離と等しく構成している。そして第1開口部35における第1側面33(第2平面33b)と第2側面34(第3平面34b)との間の距離は、第2開口部36における第1側面33(第1平面33c)と第2側面34(第4平面34c)との間の距離よりも大きくなるよう構成している。
これにより、送風機100は、第1開口部35および第2開口部36でのケース30の厚みの変化を抑制しつつも、送風機100からみて左方に排出される空気と、右方に排出される空気の量を調整できる。言い換えると、送風機100は、厚みの変化を抑えながらも、風圧の異なる送風を行うことができる。
以上のように、本開示における技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、上記に限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、実施の形態で説明する各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
本発明にかかる送風機100は、圧力損失を抑制しつつ、ケース30の第1開口部35から左方に向かって風を送り、第2開口部36から右方に向かって送風できる。そのため、送風機100は、熱源の冷却や空気の循環などに用いると有用である。
10 インペラ
11 フランジ部
11a 凹部
12 羽部
20 モータ
21 軸部
30 ケース
30a フレーム
30b カバー
31 下面
31a 孔部
32 上面
32a 孔部
33 第1側面
33a 第1曲面
33b 第1平面
33c 第2平面
34 第2側面
34a 第2曲面
34b 第3平面
34c 第4平面
35 第1開口部
36 第2開口部

Claims (4)

  1. インペラと、
    前記インペラを回転するモータと、
    前記インペラと前記モータとを収納するケースと、
    を備え、
    前記ケースは、
    下面と、
    前記下面と繋がる第1側面と、
    前記第1側面よりも後方に位置し、前記第1側面と向かい合う第2側面と、
    前記下面と前記第1側面と前記第2側面とで囲まれ、前記ケースの左方に設けられた第1開口部と、
    前記下面と前記第1側面と前記第2側面とで囲まれ、前記ケースの右方に設けられた第2開口部と、
    を有し、
    前記第1開口部を形成する前記第1側面は、前記第2開口部を形成する前記第1側面よりも前方に位置し、
    前記第1開口部を形成する前記第2側面は、前記第2開口部を形成する前記第2側面よりも前方に位置する、
    送風機。
  2. 前記第1側面は、
    前記インペラと向かい合う第1曲面と、
    前記第1曲面から左方に延び、前記第1開口部を形成する第1面と、
    前記第1曲面から右方に延び、前記第2開口部を形成する第2面と、
    を有し、
    前記第2面の面積は、前記第1面の面積よりも小さい、
    請求項1記載の送風機。
  3. 前記第2側面は、
    前記インペラと向かい合う第2曲面と、
    前記第2曲面から左方に延び、前記第1開口部を形成する第3面と、
    前記第2曲面から右方に延び、前記第2開口部を形成する第4面と、
    を有し、
    前記第4面の面積は、前記第3面の面積よりも大きい、
    請求項2記載の送風機。
  4. 前記ケースは、前記下面と向かい合い、前記第1開口部および前記第2開口部を形成する上面を有し、
    前記第1開口部における前記上面と前記下面との間の距離は、前記第2開口部における前記上面と下面との間の距離と等しく、
    前記第1開口部における前記第1側面と前記第2側面との間の距離は、前記第2開口部における前記第1側面と前記第2側面との間の距離よりも長い、
    請求項1-3記載の送風機。
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