JP3554180B2 - 吸気・送風装置 - Google Patents
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Description
【０００２】
【発明の属する技術分野】
【０００３】
本願発明は、吸気・送風される空気に螺旋状の渦流を形成することができる吸気・送風装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００４】
例えば局所的な特定の場所の排気を行う方法として、一般に送風空気との関係で螺旋状の吸気渦流を発生させる吸気・送風装置が用いられている。
【０００５】
例えば、その一例として特開昭６４−３８５４０号公報に開示されているように、４本の支柱から空気流を吹き出し、エアカーテンで仕切られた空間内に螺旋状の上昇渦流を発生させ、当該空間の中心部において上記渦流に直交する方向に吸気作用を生ぜしめるようにしたものがある。
【０００６】
ところが、該装置の場合、４本の支柱を設置しなければならない問題があるとともに、設置スペースが制約される。
【０００７】
そこで、上記のような支柱を不要にした吸気・送風装置として、例えば特開平４−１４０号公報や特開平９−２５８８９号公報、特開平８−７５２０８号公報等に示されるものが提案されている。
【０００８】
先ず特開平４−１４０号公報のものでは、排気対象空間の上部に排気フードを設け、該排気フードの中央部に排気ファンに連結された排気口を形成するとともに、該排気フードの下面に上記排気口の中心と同一円周の接線方向へ空気を噴出して該噴出空気と上記排気口からの負圧とにより螺旋状に上昇する渦巻気流を生ぜしめ、該渦巻気流によって排気対象空間内の排気を行うようにした排気装置において、上記排気フードの下部外周部に給気チャンバを固定する一方、該給気チャンバの下面に一定の間隔で上記排気口の中心と同一円周の接線方向へ空気を噴出させるための噴出口と下方側床面に向かって空気を噴出させるための固定噴出口とを交互に配設し、上記噴出口から空気を床面に向けて噴出させることにより、上記渦巻気流を乱さないようにしながら、上記渦巻気流により上記排気対象空間内の排気を行うように構成されている。
【０００９】
次に特開平９−２５８８９号公報のものでは、羽根車の回転により空気吸込口から空気を吸い込み、その空気を羽根車の内部から外周に向けて吐き出すように構成された遠心送風機を使用し、上記羽根車の吸い込み側となる端面に回転軸方向下方に延長して筒部を設け、この筒部の外周面に、上記羽根車と共に回転し、上記吸込口に向かって吸い込まれる吸込気流の周囲を筒状に包み込んで旋回気流を発生させるプロペラを設けて構成されている。
【００１０】
さらに特開平８−７５２０８号公報のものでは、空気吸い込み口が円形である排気路と、空気吹き出し口が上記空気吸い込み口の外側に同心円をなすように環状に配置され、上記空気吹き出し口側が環状路になった空気供給路と、該空気供給路の上記環状路内部に当該環状路の方向に伸長して設けられ、当該環状路の環状方向を分割するように配置された複数の空気流案内羽根と、上記空気供給路の空気吹き出し口外周に上記排気路の空気吸い込み口と同心円をなすように突設された末広がりの旋回空気流案内フードとを備え、上記排気路と上記空気供給路とが上記空気吸い込み口および空気吹き出し口の面に対して同じ側に位置し、また、上記空気流案内羽根のすべてが上記排気路の空気吸い込み口の空気の吸い込みによって生じる吸い込み空気流の中心軸方向に対して斜め同方向に旋回して構成され、上記空気吸い込み口周囲の環状の空気吹き出し口から、上記案内羽根により上記空気吸い込み口の空気吸い込み方向に対して斜め逆方向に旋回した旋回空気流を上記空気吸い込み口の外周囲に吹き出させるように構成されている。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記従来例には、それぞれ次のような問題がある。
【００１２】
すなわち、先ず特開平４−１４０号公報のものの場合、排気ダクトに連続する大きな開口径の排気フードの外周に対応する外径の給気チャンバを設け、該給気チャンバに排気口中心に対して接線方向に空気を吹き出す空気噴出口と下方側床面方向に空気を吹き出す空気噴出口とを多数並設することが必要であり、排気ダクトを含む大がかりで、複雑な装置構成が必須となり、騒音も高く、工場等の大施設のスポット排気装置としてしか適用することができない。
【００１３】
したがって、例えば空気調和機や空気清浄機等の小型で快適性が求められるものには向かない。
【００１４】
次に特開平９−２５８８９号公報のものは、上記快適性の要求には一応対応できるが、ダクト方式の換気装置にしか適用することができない。また排気ファンの吸入口を下方に延長して給気用のファンを設ける必要があるため、小型化が困難である。
【００１５】
次に特開平８−７５２０８号公報のものでは、吹出口の外周に旋回流案内フード等が必要となり、構造が複雑となる。またダクト型の換気装置にしか適用できない。
【００１６】
本願発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、本体ケーシングの下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネルの同一平面上に、空気吸込口と該吸込口を囲む空気吹出口とを設ける一方、本体ケーシングの内部に全周方向に空気の吹出しが可能な送風ファンを設置し、さらに上記空気吹出口の空気吹出通路中に、上記空気吹出口から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させる旋回流生成ステータを設けることによって、螺旋状に旋回する吹出気流を生成させ、該吹出気流を上記空気吹出口から下方側斜め方向に所定角傾斜させて吹き出させることによって、その中心軸側に螺旋状に上昇する竜巻状の吸気旋回流を生成するようにするとともに、上記吸気・吹出パネルを、相互に分離可能に嵌合一体化される外枠パネルと内枠パネルとから形成し、内枠パネルの外周面に旋回流生成ステータを固定するようにして、旋回流生成ステータ側を本体ケーシングに対して自由に取付け、取外しすることができるようにした吸気・送風装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１８】
（１） 請求項１記載の発明
この発明の吸気・送風装置は、本体ケーシング２の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル４の同一平面上に空気吸込口５と該空気吸込口５を囲む環状の空気吹出口９とを設けるとともに、本体ケーシング２の内部に上記空気吸込口５から上記空気吹出口９に到る通風路１０を形成し、該通風路１０中に全周方向に空気の吹出しが可能な送風ファン１１を設置する一方、上記空気吹出口９の空気吹出通路中に、旋回方向に所定の傾斜角θ2を有し、当該空気吹出口９から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させる複数の旋回流生成ステータ１４，１４・・・を設けることによって螺旋状に旋回する吹出気流を形成し、その中心軸側に上記空気吸込口５方向への強い吸引力を有する吸気渦流を生成させるようにするとともに、上記空気吹出口９の空気吹出通路を、上記空気流の上流側から下流側にかけて斜め外方に所定傾斜角θ1傾斜させて形成することによって、上記螺旋状に旋回する吹出気流を下方側斜め方向に吹き出すようにしてなる吸気・送風装置において、上記吸気・吹出パネル４は、上記所定傾斜角θ1の空気吹出通路の外側面を形成するテーパ面状の内周面４０ａを有する開口を有した外枠パネル４０と、該外枠パネル４０の上記開口内に嵌合され、上記所定傾斜角θ1の空気吹出通路の内側面を形成するテーパ面状の外周面４１ａを有する内枠パネル４１とからなり、これら外枠パネル４０と内枠パネル４１とが相互に分離可能な状態で嵌合一体化されているとともに、上記内枠パネル４１の中央に上記空気吸込口５が形成され、かつ上記外枠パネル４０の開口のテーパ面状の内周面４０ａと上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａとによって上記外周方向に所定傾斜角θ1傾斜した空気吹出通路を有する上記空気吹出口９が形成され、該空気吹出口９の上記空気吹出通路部分に位置して上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａに上記複数の旋回流生成ステータ１４，１４・・・が固定されていることを特徴としている。
【００１９】
このような構成によると、先ず本体ケーシング２の内部に形成された通風路１０中の上記送風ファン１１が駆動されると、同本体ケーシング２の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル４の空気吸込口５下方の所定スポット領域の空気が当該空気吸込口５から吸い込まれ、さらに同送風ファン１１により、その外周方向全周に吹き出される。
【００２０】
そして、該送風ファン１１の外周方向全周に吹き出された空気は、上記通風路１０を経て、上記空気吹出口９の空気吹出通路中に旋回方向に所定の傾斜角θ2を有して設けられている旋回流生成ステータ１４，１４・・・により螺旋方向に旋回させられ、空気流の上流側から下流側にかけて斜め外方に所定傾斜角θ 1 傾斜して形成された空気吹出通路を有する空気吹出口９から、より小さな通風抵抗でスムーズに下方側床面に向けて斜め方向に吹き出されて効率良くエアカーテン状の旋回気流が生成される。そして、該空気吹出口９から下方側床面に向けて斜め方向に吹き出されるエアカーテン状の旋回気流が、さらに、その中心軸側に床面側から上記空気吸込口５の方向に竜巻状に上昇する大きな吸引力を伴った吸気旋回流を形成するようになる。
【００２１】
その結果、上記床面側所定スポット領域の空気が、上記外側のエアカーテン状の吹出旋回気流によって確実に遮断され、外部にリークすることなく確実に上記空気吸込口５から上述の送風ファン１１方向に有効に吸い込まれるようになり、例えばエアフィルタ等の空気浄化手段や蒸発器又は凝縮器等の空気熱交換器を設ければ空気清浄効率とともに空気調和（冷暖房）効率が向上するようになる。
【００２２】
特に以上の構成の場合、上述の本体ケーシング２の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル４が、相互に分離可能な外枠パネル４０と内枠パネル４１とからなり、外枠パネル４０の開口のテーパ面状の内周面４０ａと内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａとによって上記外周方向に所定傾斜角θ1傾斜した空気吹出通路を有する空気吹出口９が形成され、該空気吹出口９の空気吹出通路部分に位置するように内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａに旋回流生成ステータ１４，１４・・・が固定されているので、旋回流生成ステータ１４，１４・・・側を本体ケーシング２側に対して自由に取付け、取外しすることができる。
【００２３】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、必要に応じて上記構成の吸気・吹出パネル４を取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を任意に付加することができる。
【００２４】
その結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適した、コンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができるようになる。
【００２５】
（２） 請求項２記載の発明
この発明の吸気・送風装置は、上記請求項１記載の発明の吸気・送風装置において、空気吹出口９における空気吹出条件は、周方向の速度成分Ｖθと鉛直方向の速度成分Ｖｚとの比が、０．２５〜１となるように設定されている。
【００２６】
このように、空気吹出口９における空気吹出条件を、周方向の速度成分Ｖθと鉛直方向の速度成分Ｖｚとの比が、０．２５〜１となるように設定すると、所定吸気領域の空気が外部にリークするリーク率が低くなり、換気効率が向上する。
【発明の効果】
【００２７】
以上の結果、上記本願発明の吸気・送風装置によると、次のような有益な効果を得ることができる。
【００２８】
（１） １台の送風ファンにより同一平面上の空気吸込口から空気吹出口方向に環流状態で吸気および送風することができるようになるので、従来の給排気システムのようなダクト装置を必要とせず、コンパクト化が可能となる。
【００２９】
（２） 外乱の影響を受けることなく、安定した外周側エアカーテン状の吹き出し旋回気流と中心軸側吸気旋回気流を形成することができるので、所定スポット領域の空気を、外部にリークさせることなく、確実に換気することができるようになる。
【００３０】
（３） 吸気・吹出パネルが、相互に分離可能な外枠パネルと内枠パネルとからなり、内枠パネル外周面に旋回流生成ステータが設けられているので、本体ケーシングに対して旋回流生成ステータ側を自由に取付け、取外しすることができる。
【００３１】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、上記構成の吸気・吹出パネルを取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を付加することができる。
【００３２】
（４） 以上の結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適したコンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【００３３】
（実施の形態１）
図１〜図１０は、例えば天井埋込型の空気清浄機に適用した本願発明の実施の形態１にかかる吸気・送風装置の構成および作用効果を示している。
【００３４】
図中、先ず符号２は当該天井埋込型空気清浄機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その吸気・吹出パネル（下面パネル部）４が天井３と略同一平面状に連続するようにして、例えば図１に示すように天井３内に埋設されている。
【００３５】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、例えば図２に示すように、中央部に方形の空気吸込グリル５が設けられ、さらに、その内側にターボファン１１用のベルマウス６が連設されている。そして、それらの間に位置してプレフィルタ７、空気清浄エレメント８が順次空気流上流側から下流側方向に並設されている。
【００３６】
また、上記本体ケーシング２の吸気・吹出パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部には同じく図２に示されるように、所定の幅の環状の空気吹出口９が設けられている。
【００３７】
上記本体ケーシング２は、例えば図１〜図３に示されるように、上下が開口した箱型の枠体２０の上面側に天井パネル１２を一体化するとともに下面側に吸気・吹出パネル４を取り外し可能に一体化して構成されている。この吸気・吹出パネル４は、例えば図３に詳細に示されるように、上記環状の空気吹出口９の空気吹出通路のテーパ面状の外側面を形成するテーパ面状の内周面４０ａを有する円形開口を有した方形の外枠パネル４０と該外枠パネル４０の上記円形開口内に嵌合され、上記環状の空気吹出口９の空気吹出通路のテーパ面状の内側面を形成するテーパ面状の外周面４１ａを有する円形の内枠パネル４１とからなり、該外枠パネル４０と内枠パネル４１とを図１および図２のように相互に分離できるように嵌合一体化して形成されている。
【００３８】
そして、上記内枠パネル４１の中央に上記空気吸込グリル５の開口が形成されている。
【００３９】
上記環状の空気吹出口９は、上記外枠パネル４０の円形開口のテーパ面状の内周面４０ａと上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａとによって外周方向に所定角θ1傾斜した空気吹出通路を有する環状の空気吹出口９を形成している。そして、この空気吹出通路の傾斜角θ1が、結局空気吹出口９の吹出角θ1となる。
【００４０】
そして、以上の構成により上記本体ケーシング２内には上記空気吸込グリル５からプレフィルタ７、空気清浄エレメント８、ベルマウス６を経て上記空気吹出口９に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記空気清浄エレメント８の背後（図示上部）の中央に位置して空気吸込側（シュラウド側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１１ａを介して上記本体ケーシング２の天井パネル１２に吊設されている。
【００４１】
また、上記本体ケーシング２内には、上記ターボファン１１を囲む状態で上記空気吹出口９方向へのスクロール１３が設けられている。
【００４２】
また、上記空気吹出口９には、上記スクロール１３に対応して、上記空気吹出口９から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させるための旋回流生成手段である多数の旋回流生成ステータ（固定羽根）１４，１４・・・が所定の旋回方向への傾斜角θ2を有して周方向に等間隔で設けられている。
【００４３】
該各ステータ１４，１４・・・は、上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａに対して固定されている。
【００４４】
以上のように、本実施の形態に係る吸気・送風装置では、天井埋込型のカセット型空気清浄機において、そのカセット型本体ケーシング２の下面部側吸気・吹出パネル４中央に方形の空気吸込グリル５を、また該空気吸込グリル５の外周囲に外周方向に所定角θ1傾斜した空気吹出通路を有する環状の空気吹出口９を各々設けるとともに上記空気吸込グリル５から空気吹出口９に到る環流型の通風路１０を形成し、該通風路１０の中央にターボファン１１を介設することによって、上記空気吸込グリル５から吸込んだ空気を上記プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を介して上記空気吹出口９から室内の下方側床面方向に所定の吹出角度θ1で吹き出すようになっている。
【００４５】
そして、上記通風路１０を形成する上記本体ケーシング２の空気吹出口９には上記空気吹出口９から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える旋回流生成ステータ１４，１４・・・が所定の旋回角θ2を有して周方向に一定の間隔を保って設けられている。
【００４６】
したがって、上記ターボファン１１が駆動されると、上記空気吸込グリル５から当該空気吸込グリル５下方の所定のスポット領域の室内空気が吸込まれ、プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を通して清浄化された後、ターボファン１１により外周方向に吹き出され、上記空気吹出口９の空気吹出通路において上記旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルが付与され、螺旋状の旋回流となって下方側床面に向けて斜め方向に吹き出される。
【００４７】
この結果、該螺旋状の旋回吹出気流により、その中心軸方向内側には、それと逆方向に上記ターボファン１１の吸引力により上昇する竜巻状の大きな吸引力の旋回吸気流が形成される。
【００４８】
そして、それにより上記螺旋状の吹出旋回気流によって包まれた所定スポット領域の確実な空気の清浄化が可能となる。
【００４９】
ところで、上記環状の空気吹出口９における空気吹出条件について検討すると、次のようになる。
【００５０】
上記空気吹出口９における吹出旋回気流の吹出条件は、例えば図５に示すように、鉛直方向の速度成分（下向き速度）Ｖｚと半径方向の速度成分（遠心方向速度）Ｖｒ、周方向の速度成分（水平方向速度）Ｖθによって決定される。
【００５１】
したがって、これらＶｚ、Ｖｒ、Ｖθ相互の関係を適切に設定することによって、最も換気効率の高い所望の吹出および吸気旋回気流を生成させることができる。
【００５２】
今例えば図４のような吸気および空気吹出状態の下において、空気吸込グリル５から所定距離（２．５ｍ）離れた鉛直方向下方側の床面上の換気領域（縦横１．１ｍの正方形領域）の中心に発煙源（ドライアイス）を設置し、上記ＶｚとＶｒの数値を例えば図６に示すように所望に変えて当該換気領域外への煙のリーク率をシュミレーション測定した。
【００５３】
その結果、先ず図６のグラフに示すように、上記ＶθとＶｚの比Ｖθ／Ｖｚが０．５０の時が最も煙のリーク率が低く、最も換気効率が高いことが判明した。
【００５４】
また、上記Ｖθ／Ｖｚを該０．５０に設定した煙リーク率が１０％以下の時のＶｒとＶθとの比Ｖｒ／Ｖθは、例えば図７のグラフに示されるように略０〜２の範囲が適していた。
【００５５】
また、上記Ｖθ／Ｖｚが０．５０の時のＶｚとＶｒの関係は、例えば図８のようになり、煙のリーク率が１０％以下となるＶｚとＶｒの比Ｖｚ／Ｖｒは０〜１の範囲が適していた。
【００５６】
また、上記煙のリーク率が１０％以下となるＶθ／Ｖｚは、例えば図９のようになり、０．４（θ3＝２０°）〜０．７５（θ3≒２７°）の範囲が適していた。
【００５７】
また、上記の状態において吸気旋回流が安定した状態で形成されるＶθ／Ｖｚは、例えば図１０のようになり、０．２５（θ3＝１５°）〜１（θ3≒４５°）の範囲が適していた。
【００５８】
したがって、上記図５のＶｚ，Ｖｒ，Ｖθが上述のような関係になるように、上記空気吹出口９の吹出方向の傾斜角θ1を設定するとともに旋回流生成ステータ１４，１４・・・の旋回角θ2を設定することにより、有効な換気効率を実現することができる。
【００５９】
（変形例１）
先ず図１２は、上記本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の要部を改良した変形例１の構成を示している。
【００６０】
上記実施の形態１の空気吹出口９の構成では、例えば図１１に示すように、その空気吹出通路が斜め外周方向に所定角θ1傾斜して形成されており、しかも旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルを有して空気が吹き出されるために、吹き出される旋回気流が空気吹出口９の外周側端部から本体ケーシング２下面の吸気・吹出パネル４の外周側方向に付着する傾向が生じ、流れが乱れて有効な吹出旋回気流の生成を阻害する問題がある。
【００６１】
そこで、該変形例１では、例えば図１２に示すように、上記空気吹出口９の外側外枠パネル４０の円形口内周面４０ａの吹出し側端部の一部を空気吹出方向に所定長さ延設することによって空気流ガイド片９ａを設けている。
【００６２】
この結果、図１２中に矢印で示すように、上記空気吹出口９から吹き出される空気流の吸気・吹出パネル４面への付着は防止され、スムーズに吹き出されるようになり、有効な吹出旋回気流が生成されるようになる。
【００６３】
（変形例２）
次に図１３は、上記本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の要部を改良した変形例２の構成を示している。
【００６４】
上記実施の形態１の空気吹出口９の構成では、上述の図１１に示すように空気吹出通路が斜め外周方向に所定角θ1傾斜して形成されており、しかも旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルを有して空気が吹き出されるために、吹き出される旋回気流が空気吹出口９の外周側端部から本体ケーシング２下面の吸気・吹出パネル４の外周側方向に付着する傾向が生じ、流れが乱れて有効な吹出旋回気流の生成を阻害する問題がある。
【００６５】
そこで、該変形例２では、例えば図１３に示すように、上記空気吹出口９の外側外枠パネル４０の円形口内周面４０ａの吹出し側端部に凸片９ｂを設けることによって外周側の空気流を内周側方向に抑え込むようにしている。
【００６６】
この結果、図１３中に矢印で示すように、上記空気吹出口９から吹き出される空気流の下面側吸気・吹出パネル４面への付着は防止され、スムーズに吹き出されるようになり、有効な吹出旋回気流が生成されるようになる。
【００６７】
（変形例３）
さらに図１４は、上記本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の要部を改良した変形例３の構成を示している。
【００６８】
上記実施の形態１の空気吹出口９の構成では、上述の図１１に示すように空気吹出通路が斜め外周方向に所定角θ1傾斜して形成されており、しかも旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルを有して空気が吹き出されるために、吹き出される旋回気流が空気吹出口９の外周側端部から本体ケーシング２下面の吸気・吹出パネル４の外周側方向に付着する傾向が生じ、流れが乱れて有効な吹出旋回気流の生成を阻害する問題がある。
【００６９】
そこで、該変形例３では、例えば図１４に示すように、上記空気吹出口９の外側外枠パネル４０の円形口内周面４０ａの吹出し側端部に断面三角形状の突部９ｃを設けると同時に、内枠パネル４１の外周面４１ａに半流線形状の突起９ｄを吹出側端部近傍に設け、空気流を絞り、流速を増すことによって吹き出される空気流を内周側にスムーズに抑え込むようにしている。
【００７０】
この結果、図１４中に矢印で示すように、上記空気吹出口９から吹き出される空気流の吸気・吹出パネル４面への付着は防止され、スムーズに吹き出されるようになり、有効な吹出旋回気流が生成されるようになる。
【００７１】
（実施の形態２）
次に図１５は、本願発明の実施の形態２に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００７２】
この実施の形態のものでは、空気清浄機１を構成する上述の実施の形態１のものと同一の構成の吸気・送風装置を、図１５に示すように、室内の壁３０内に吸気・吹出パネル４面が壁面と同一平面を形成するように埋設することによって、壁３０側方の空間中の所定スポット領域の空気を清浄化できるようにしたことを特徴とするものである。
【００７３】
（実施の形態３）
図１６は、本願発明の実施の形態３に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００７４】
この実施の形態のものでは、空気清浄機１を構成する上述の実施の形態１のものと同一の構成の吸気・送風装置を、図１６に示すように、室内の壁３０面に掛けることによって、実施の形態２のものと同様に壁３０側方の空間中の所定スポット領域の空気を清浄化できるようにしたことを特徴とするものである。
【００７５】
（実施の形態４）
次に図１７は、本願発明の実施の形態４に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００７６】
この実施の形態の吸気・送風装置は、空気清浄機１として構成した上記実施の形態１の吸気・送風装置における空気清浄エレメント８をターボファン１１の外周囲に環状の構造にして配設したことを特徴とするものである。その他の構成は、上述の実施の形態１のものと同一である。
【００７７】
このような構成によっても、ターボファン１１が駆動されると、上記実施の形態１の空気清浄機１の場合と全く同様に、空気吸込グリル５下方の所定スポット領域の空気が空気吸込グリル５から吸い込まれ、プレフィルタ７を介して大きな塵埃が除去された後、ターボファン１１により、その外周側空気清浄エレメント８方向に吹き出される。
【００７８】
次に、該吹き出された空気が、上記空気清浄エレメント８を通して清浄化された上で、空気吹出口９から旋回流生成ステータ１４，１４・・・の作用により螺旋状の旋回気流となって吹き出される。
【００７９】
そして、該空気吹出口９から吹き出される螺旋状の旋回気流が、その中心軸方向内側に床面側から上記空気吸込グリル５方向に竜巻状に上昇する大きな吸引力を伴った吸気旋回気流を形成するようになる。
【００８０】
その結果、上記床面側所定スポット領域の空気が、上記外側のエアカーテン状の吹出旋回流によって確実に遮断され、外部にリークすることなく確実に空気吸込グリル５から空気清浄エレメント８方向に有効に吸い込まれるようになり、空気清浄化効率が向上する。
【００８１】
（実施の形態５）
次に図１８は、本願発明の実施の形態５に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００８２】
この実施の形態の吸気・送風装置は、空気清浄機１として構成した上記実施の形態１の吸気・送風装置において、ターボファン１１の外周囲に環状の構造の空気熱交換器２２を配設し、冷暖房用の空気調和機として構成したことを特徴とするものである。その他の構成は、上述の実施の形態１のものと同一である。
【００８３】
このような構成によると、上記ターボファン１１が駆動されると、上記実施の形態１の空気清浄機１の場合と同様に、空気吸込グリル５下方の所定スポット領域の空気が空気吸込グリル５から吸い込まれ、プレフィルタ７を介して大きな塵埃が除去され、さらに空気清浄エレメント８を介して空気が清浄化された後、ターボファン１１により、その外周側空気熱交換器２２方向に吹き出される。
【００８４】
次に、該吹き出された空気が、上記空気熱交換器２２を通して熱交換された上で、空気吹出口９から床面方向にステータ１４，１４・・・の作用により螺旋状の旋回気流となって吹き出される。
【００８５】
そして、該空気吹出口９から吹き出される螺旋状の旋回気流が、その中心軸方向内側に床面側から上記空気吸込グリル５方向に竜巻状に上昇する大きな吸引力を伴った吸気旋回流を形成するようになる。
【００８６】
その結果、上記床面側所定スポット領域の空気が、上記外側のエアカーテン状の吹出旋回気流によって確実に遮断され、外部にリークすることなく確実に空気吸込グリル５から空気清浄エレメント８および空気熱交換器２２方向に有効に吸い込まれるようになり、空気清浄化効率とともに空気調和（冷暖房）効率が向上する。
【００８７】
（実施の形態６）
図１９〜図２３は、例えば前述の実施の形態１のものと同様の天井埋込型の空気清浄機に適用した本願発明の実施の形態６にかかる吸気・送風装置の構成および作用効果を示している。
【００８８】
図中、先ず符号２は当該天井埋込型空気清浄機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その一面側吸気・吹出パネル４が本体ケーシング２から取外し可能な１枚のパネル体よりなり、部屋の天井３と略同一平面状に連続するようにして、図１９に示すように天井３内に埋設されている。
【００８９】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、例えば図２０および図２１に示すように、中央部に方形の空気吸込グリル５が設けられ、さらに、その内側（上部側）に空気吸込用のベルマウス６が連設されている。そして、それらの間に位置してプレフィルタ７、空気清浄エレメント８が順次空気流上流側から下流側方向に並設されている。
【００９０】
また、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部には、例えば図２１に示されるように、所定幅かつ所定長さの複数のスリット状の空気吹出口９，９・・・が周方向に所定の間隔を置いて設けられている。
【００９１】
そして、それにより上記空気吸込グリル５からプレフィルタ７、空気清浄エレメント８、ベルマウス６を経て上記空気吹出口９に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記空気清浄エレメント８の背後（図示上部）中央に位置して空気吸込側（シュラウド側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１１ａを介して上記本体ケーシング２の天井パネル１２に吊設されている。
【００９２】
また、上記本体ケーシング２内には、上記ターボファン１１を囲む状態で空気吹出口９方向へのスクロール１３が設けられている。
【００９３】
また、上記空気吹出口９の上部には、例えば図２２および図２３に示すように、半径方向外周側第１のスリーブ１７と半径方向内周側第２のスリーブ１８とを所定の間隔を保って嵌合させることにより空気吹出通路９０が形成されており、該空気吹出通路９０には、上記スクロール１３に対応して螺旋方向の旋回渦流を生成させるための旋回流生成手段である第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・と第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・が各々上下に対応して直交方向に設けられている。
【００９４】
第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・は、空気吹出通路９０の長手方向と直交する軸９７，９７・・・によって吹出気流の旋回角θ2を設定できるように回転可能に支持され、空気吹出通路９０の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【００９５】
他方、第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・は、空気吹出通路９０の長手方向に延びる軸９８によって吹出気流の広がり角（吹出角）θ1を設定できるように回転可能に支持され、空気吹出通路９０の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【００９６】
以上のように、本実施の形態に係る吸気・送風装置では、天井埋込型のカセット型空気清浄機において、そのカセット型本体ケーシング２の下面側吸気・吹出パネル４の中央に方形の空気吸込グリル５を、また該空気吸込グリル５の外周囲に全体として環状に配設された複数のスリット状の空気吹出口９を各々設けるとともに上記空気吸込グリル５から空気吹出口９に到る環流型の通風路１０を形成し、該通風路１０の途中にターボファン１１を介設することによって、上記空気吸込グリル５から吸い込んだ空気を上記プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を介して清浄化した後に上記空気吹出口９から室内の下方側床面方向に吹き出すようになっている。
【００９７】
そして、上記通風路１０を形成する上記本体ケーシング２の上記空気吹出口９，９・・・の上部には空気噴出用の空気吹出通路９０が形成されており、該空気吹出通路９０には上記空気吹出口９から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・と該第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・によって生成された螺旋状の旋回気流を外周方向に広げ、また内周方向に所定角縮めて広がり角（吹出角）θ1を調節する第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・とが、それぞれ複数組周方向に所定の間隔を保って設けられている。
【００９８】
したがって、上記ターボファン１１が駆動されると、上記空気吸込グリル５から当該空気吸込グリル５下方の床面側所定スポット領域の室内空気が吸込まれ、プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を通して清浄化された後、ターボファン１１により外周方向に吹き出され、スクロール１３から第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・によって先ず第１段階として旋回方向のベクトルが付与される。そして、その後、上記第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・により第２段階として空気吹出口９からの広がり方向のベクトルが付与されて下方側床面に対して所望の広がり角の螺旋状の旋回吹出気流となって吹き出される。
【００９９】
この結果、該螺旋状の旋回吹出気流により、その中心軸方向内側には、それと逆方向に上記ターボファン１１の吸引力により上昇する竜巻状の螺旋状の大きな吸引力の旋回吸気流が形成される。
【０１００】
そして、それにより上記所望の広がり角の螺旋状の吹出気流によって包まれた所定スポット領域の確実な空気の清浄化が可能となる。
【０１０１】
特に、以上の構成では、第１，第２の旋回流生成ステータ９１，９１・・・、９２，９２・・・がそれぞれ固定ではなく任意の傾斜角に調整できるから、旋回角やその広がり角を任意に調節することができ、スポット領域の広さに対応した広がり角に設定することができる。
【０１０２】
以上の結果、上記吸気・送風装置によると、次のような有益な効果を得ることができる。
【０１０３】
（１） １台の送風ファンにより同一面の空気吸込口から空気吹出口方向に環流状態で吸気および送風することができるようになるので、従来の給排気システムのようなダクト装置を必要とせず、コンパクト化が可能となる。
【０１０４】
（２） 外乱の影響を受けることなく、安定したエアカーテン状の吹き出し旋回気流とその内側中心軸方向内側の吸気旋回流を形成することができるので、所定スポット領域の空気を、外部にリークさせることなく、確実に換気することができる。
【０１０５】
（３） 空気吹出口および該空気吹出口に旋回流生成ステータが設けられている吸気・吹出パネルが、本体ケーシングに取付けられるようになっているので、旋回流生成ステータ側を自由に取付け、取外しすることができる。
【０１０６】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、上記構成の吸気・吹出パネルを取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を付加することができる。
【０１０７】
（４） 以上の結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適したコンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができる。
【０１０８】
（実施の形態７）
図２４〜図２８は、例えば前述の実施の形態１のものと同様の天井埋込型の空気清浄機に適用した本願発明の実施の形態７にかかる吸気・送風装置の構成および作用効果を示している。
【０１０９】
図中、先ず符号２は当該天井埋込型空気清浄機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その一面側吸気・吹出パネル４が図２６に示すような１枚のパネル体よりなり、部屋の天井３と略同一平面状に連続するようにして、例えば図２４に示すように天井３内に埋設されている。
【０１１０】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、例えば図２５および図２６に示すように、中央部に方形の空気吸込グリル５が設けられ、さらに、その内側（上部側）にターボファン１１の空気吸込用のベルマウス６が連設されている。そして、それらの間に位置してプレフィルタ７、空気清浄エレメント８が順次空気流上流側から下流側方向に並設されている。
【０１１１】
また、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部には、例えば図２６に示されるように、所定幅かつ所定長さの複数のスリット状の空気吹出口９，９・・・が縦横４ケ所に所定の間隔を置いて設けられている。
【０１１２】
そして、それにより上記空気吸込グリル５からプレフィルタ７、空気清浄エレメント８、ベルマウス６を経て上記空気吹出口９に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記空気清浄エレメント８の背後（図示上部）中央に位置して空気吸込側（シュラウド側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１１ａを介して上記本体ケーシング２の天井パネル１２に吊設されている。
【０１１３】
また、上記本体ケーシング２内には、上記ターボファン１１を囲む状態で空気吹出口９方向へのスクロール１３が設けられている。
【０１１４】
さらに、上記空気吹出口９，９・・・の上部には、例えば図２７および図２８に示すように、半径方向外周側角筒状の第１のスリーブ１７と半径方向内周側角筒状の第２のスリーブ１８とを所定の間隔を保って嵌合させることにより空気吹出通路９０，９０・・・が形成されており、該空気吹出通路９０には、上記スクロール１３に対応して螺旋方向の旋回渦流を生成させるための旋回流生成手段である第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・と第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・が各々上下に対向するように位置して相互に直交する状態で回転可能に軸支されている。
【０１１５】
第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・は、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向と直交する軸９７，９７・・・によって吹出気流の旋回角θ2を設定できるように回転可能に支持され、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【０１１６】
そして、その上部側に軸９５，９５・・・を介して相対回動可能に連接された連接ロッド９６の操作によって各空気吹出通路９０，９０・・・の複数の第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・の旋回方向の傾斜角θ2が共通に可変されるようになっている。
【０１１７】
他方、第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・は、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向に延びる軸９８，９８・・・によって吹出気流の広がり角（吹出角）θ1を設定できるように回転可能に支持され、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態に係る吸気・送風装置では、天井埋込型のカセット型空気清浄機において、そのカセット型本体ケーシング２の下面側吸気・吹出パネル４の中央に方形の空気吸込グリル５を、また該空気吸込グリル５の外周囲の縦横４ケ所に配設されたスリット状の複数の空気吹出口９，９・・・を各々設けるとともに上記空気吸込グリル５から空気吹出口９，９・・・に到る環流型の通風路１０を形成し、該通風路１０の中央にターボファン１１を介設することによって、上記空気吸込グリル５から吸い込んだ空気を上記プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を介して清浄化した後に上記空気吹出口９，９・・・から室内の下方側床面方向に吹き出すようになっている。
【０１１９】
そして、上記通風路１０を形成する上記本体ケーシング２の上記空気吹出口９，９・・・の上部には鉛直方向に空気吹出通路９０，９０・・・が形成されており、該空気吹出通路９０，９０・・・には上記空気吹出口９，９・・・から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・と該第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・によって生成された旋回流を外周方向に広げ、また内周方向に縮めて広がり角を調節する第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・とが、それぞれ複数組通路方向に所定の間隔を保って設けられている。
【０１２０】
したがって、上記ターボファン１１が駆動されると、上記空気吸込グリル５から当該空気吸込グリル５下方の床面側所定スポット領域の室内空気が吸込まれ、プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を通して清浄化された後、ターボファン１１により外周方向に吹き出され、スクロール１３から第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・によって先ず第１段階として旋回方向のベクトルが付与される。そして、その後、上記第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・により第２段階として空気吹出口９，９・・・からの広がり又は縮み方向のベクトルが付与されて下方側床面に対して所望の広がり角の螺旋状の旋回気流となって吹き出される。
【０１２１】
この結果、該螺旋状の旋回吹出気流により、その中心軸方向内側には、それと逆方向に上記ターボファン１１の吸引力により上昇する竜巻状の螺旋状の大きな吸引力の旋回吸気流が形成される。
【０１２２】
そして、それにより上記所望の広がり角の螺旋状の吹出気流によって包まれた所定スポット領域内の確実な空気の清浄化が可能となる。
【０１２３】
特に、以上の構成では、第１，第２の旋回流生成ステータ９３，９３・・・、９４，９４・・・が、それぞれ固定ではなく任意の傾斜角に連接ロッド９６による共通の操作で任意に調整できるようになっているから、旋回角θ2やその吹出方向広がり角θ1を所望に調節することができ、空気清浄機や空気調和機の設置条件に対応した適切な空気吹出条件に自由に対応できる。また、スポット領域の広さに対応した任意の広がり角に設定することができる。
【０１２４】
以上の結果、上記吸気・送風装置によると、次のような有益な効果を得ることができる。
【０１２５】
（１） １台の送風ファンにより同一面の空気吸込口から空気吹出口方向に環流状態で吸気および送風することができるようになるので、従来の給排気システムのようなダクト装置を必要とせず、コンパクト化が可能となる。
【０１２６】
（２） 外乱の影響を受けることなく、安定したエアカーテン状の吹き出し旋回気流とその内側中心軸方向内側の吸気旋回流を形成することができるので、所定スポット領域の空気を、外部にリークさせることなく、確実に換気することができる。
【０１２７】
（３） 吸気・吹出パネルに空気吹出口と旋回流生成ステータが設けられているので、旋回流生成ステータ側を自由に取付け、取外しすることができる。
【０１２８】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、上記構成の吸気・吹出パネルを取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を付加することができる。
【０１２９】
（４） 以上の結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適したコンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができる。
【０１３０】
（他の実施の形態）
以上の実施の形態では、その何れにあっても、送風ファンとしてターボファン１１を採用したが、これは通風路１０の構成を工夫することによって、例えば軸流ファンや斜流ファンに変更することも可能である
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図（図２のＡ−Ａ）である。
【図２】同装置の底面図である。
【図３】同装置の分解斜視図である。
【図４】同装置の空気吹出口の旋回流生成作用を示す説明図である。
【図５】同装置の空気吹出口における旋回流生成原理を解析した説明用ベクトル図である。
【図６】図５のベクトル図における吹出気流の鉛直方向の速度成分Ｖｚと周方向の速度成分Ｖθの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図７】図５のベクトル図における吹出気流の半径方向の速度成分Ｖｒと周方向の速度成分Ｖθの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図８】図５のベクトル図における吹出気流の鉛直方向の速度成分Ｖｚと半径方向の速度成分Ｖｒの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図９】図５のベクトル図における煙リーク率が１０％以下となる上記ＶｚとＶθの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図１０】図５のベクトル図において吸気旋回流が安定した状態で形成される上記ＶｚとＶθとの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図１１】同装置の要部の構成の第１の変形例を示す断面図である。
【図１２】同装置の要部の構成の第２の変形例を示す断面図である。
【図１３】同装置の要部の構成の第３の変形例を示す断面図である。
【図１４】同装置の要部の構成の第４の変形例を示す断面図である。
【図１５】本願発明の実施の形態２に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１６】本願発明の実施の形態３に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１７】本願発明の実施の形態４に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１８】本願発明の実施の形態５に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１９】本願発明の実施の形態６に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図（図２０のＢ−Ｂ）である。
【図２０】同装置の要部の平面図である。
【図２１】同装置の要部の底面側斜視図である。
【図２２】同装置の要部の側面図である。
【図２３】同装置の要部の断面図（図２０のＣ−Ｃ）である。
【図２４】本願発明の実施の形態７に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図（図２５のＤ−Ｄ）である。
【図２５】同装置の要部の平面図である。
【図２６】同装置の要部の底面側斜視図である。
【図２７】同装置の要部の側面図である。
【図２８】同装置の要部の断面図（図２５のＥ−Ｅ）である。
【符号の説明】
【０１３２】
２は本体ケーシング、３は天井、４は吸気・吹出パネル、５は空気吸込グリル、６はベルマウス、７はプレフィルタ、８は空気清浄エレメント、９は空気吹出口、１０は通風路、１１はターボファン、３０は壁である。
【発明の属する技術分野】
【０００３】
本願発明は、吸気・送風される空気に螺旋状の渦流を形成することができる吸気・送風装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００４】
例えば局所的な特定の場所の排気を行う方法として、一般に送風空気との関係で螺旋状の吸気渦流を発生させる吸気・送風装置が用いられている。
【０００５】
例えば、その一例として特開昭６４−３８５４０号公報に開示されているように、４本の支柱から空気流を吹き出し、エアカーテンで仕切られた空間内に螺旋状の上昇渦流を発生させ、当該空間の中心部において上記渦流に直交する方向に吸気作用を生ぜしめるようにしたものがある。
【０００６】
ところが、該装置の場合、４本の支柱を設置しなければならない問題があるとともに、設置スペースが制約される。
【０００７】
そこで、上記のような支柱を不要にした吸気・送風装置として、例えば特開平４−１４０号公報や特開平９−２５８８９号公報、特開平８−７５２０８号公報等に示されるものが提案されている。
【０００８】
先ず特開平４−１４０号公報のものでは、排気対象空間の上部に排気フードを設け、該排気フードの中央部に排気ファンに連結された排気口を形成するとともに、該排気フードの下面に上記排気口の中心と同一円周の接線方向へ空気を噴出して該噴出空気と上記排気口からの負圧とにより螺旋状に上昇する渦巻気流を生ぜしめ、該渦巻気流によって排気対象空間内の排気を行うようにした排気装置において、上記排気フードの下部外周部に給気チャンバを固定する一方、該給気チャンバの下面に一定の間隔で上記排気口の中心と同一円周の接線方向へ空気を噴出させるための噴出口と下方側床面に向かって空気を噴出させるための固定噴出口とを交互に配設し、上記噴出口から空気を床面に向けて噴出させることにより、上記渦巻気流を乱さないようにしながら、上記渦巻気流により上記排気対象空間内の排気を行うように構成されている。
【０００９】
次に特開平９−２５８８９号公報のものでは、羽根車の回転により空気吸込口から空気を吸い込み、その空気を羽根車の内部から外周に向けて吐き出すように構成された遠心送風機を使用し、上記羽根車の吸い込み側となる端面に回転軸方向下方に延長して筒部を設け、この筒部の外周面に、上記羽根車と共に回転し、上記吸込口に向かって吸い込まれる吸込気流の周囲を筒状に包み込んで旋回気流を発生させるプロペラを設けて構成されている。
【００１０】
さらに特開平８−７５２０８号公報のものでは、空気吸い込み口が円形である排気路と、空気吹き出し口が上記空気吸い込み口の外側に同心円をなすように環状に配置され、上記空気吹き出し口側が環状路になった空気供給路と、該空気供給路の上記環状路内部に当該環状路の方向に伸長して設けられ、当該環状路の環状方向を分割するように配置された複数の空気流案内羽根と、上記空気供給路の空気吹き出し口外周に上記排気路の空気吸い込み口と同心円をなすように突設された末広がりの旋回空気流案内フードとを備え、上記排気路と上記空気供給路とが上記空気吸い込み口および空気吹き出し口の面に対して同じ側に位置し、また、上記空気流案内羽根のすべてが上記排気路の空気吸い込み口の空気の吸い込みによって生じる吸い込み空気流の中心軸方向に対して斜め同方向に旋回して構成され、上記空気吸い込み口周囲の環状の空気吹き出し口から、上記案内羽根により上記空気吸い込み口の空気吸い込み方向に対して斜め逆方向に旋回した旋回空気流を上記空気吸い込み口の外周囲に吹き出させるように構成されている。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記従来例には、それぞれ次のような問題がある。
【００１２】
すなわち、先ず特開平４−１４０号公報のものの場合、排気ダクトに連続する大きな開口径の排気フードの外周に対応する外径の給気チャンバを設け、該給気チャンバに排気口中心に対して接線方向に空気を吹き出す空気噴出口と下方側床面方向に空気を吹き出す空気噴出口とを多数並設することが必要であり、排気ダクトを含む大がかりで、複雑な装置構成が必須となり、騒音も高く、工場等の大施設のスポット排気装置としてしか適用することができない。
【００１３】
したがって、例えば空気調和機や空気清浄機等の小型で快適性が求められるものには向かない。
【００１４】
次に特開平９−２５８８９号公報のものは、上記快適性の要求には一応対応できるが、ダクト方式の換気装置にしか適用することができない。また排気ファンの吸入口を下方に延長して給気用のファンを設ける必要があるため、小型化が困難である。
【００１５】
次に特開平８−７５２０８号公報のものでは、吹出口の外周に旋回流案内フード等が必要となり、構造が複雑となる。またダクト型の換気装置にしか適用できない。
【００１６】
本願発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、本体ケーシングの下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネルの同一平面上に、空気吸込口と該吸込口を囲む空気吹出口とを設ける一方、本体ケーシングの内部に全周方向に空気の吹出しが可能な送風ファンを設置し、さらに上記空気吹出口の空気吹出通路中に、上記空気吹出口から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させる旋回流生成ステータを設けることによって、螺旋状に旋回する吹出気流を生成させ、該吹出気流を上記空気吹出口から下方側斜め方向に所定角傾斜させて吹き出させることによって、その中心軸側に螺旋状に上昇する竜巻状の吸気旋回流を生成するようにするとともに、上記吸気・吹出パネルを、相互に分離可能に嵌合一体化される外枠パネルと内枠パネルとから形成し、内枠パネルの外周面に旋回流生成ステータを固定するようにして、旋回流生成ステータ側を本体ケーシングに対して自由に取付け、取外しすることができるようにした吸気・送風装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１８】
（１） 請求項１記載の発明
この発明の吸気・送風装置は、本体ケーシング２の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル４の同一平面上に空気吸込口５と該空気吸込口５を囲む環状の空気吹出口９とを設けるとともに、本体ケーシング２の内部に上記空気吸込口５から上記空気吹出口９に到る通風路１０を形成し、該通風路１０中に全周方向に空気の吹出しが可能な送風ファン１１を設置する一方、上記空気吹出口９の空気吹出通路中に、旋回方向に所定の傾斜角θ2を有し、当該空気吹出口９から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させる複数の旋回流生成ステータ１４，１４・・・を設けることによって螺旋状に旋回する吹出気流を形成し、その中心軸側に上記空気吸込口５方向への強い吸引力を有する吸気渦流を生成させるようにするとともに、上記空気吹出口９の空気吹出通路を、上記空気流の上流側から下流側にかけて斜め外方に所定傾斜角θ1傾斜させて形成することによって、上記螺旋状に旋回する吹出気流を下方側斜め方向に吹き出すようにしてなる吸気・送風装置において、上記吸気・吹出パネル４は、上記所定傾斜角θ1の空気吹出通路の外側面を形成するテーパ面状の内周面４０ａを有する開口を有した外枠パネル４０と、該外枠パネル４０の上記開口内に嵌合され、上記所定傾斜角θ1の空気吹出通路の内側面を形成するテーパ面状の外周面４１ａを有する内枠パネル４１とからなり、これら外枠パネル４０と内枠パネル４１とが相互に分離可能な状態で嵌合一体化されているとともに、上記内枠パネル４１の中央に上記空気吸込口５が形成され、かつ上記外枠パネル４０の開口のテーパ面状の内周面４０ａと上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａとによって上記外周方向に所定傾斜角θ1傾斜した空気吹出通路を有する上記空気吹出口９が形成され、該空気吹出口９の上記空気吹出通路部分に位置して上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａに上記複数の旋回流生成ステータ１４，１４・・・が固定されていることを特徴としている。
【００１９】
このような構成によると、先ず本体ケーシング２の内部に形成された通風路１０中の上記送風ファン１１が駆動されると、同本体ケーシング２の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル４の空気吸込口５下方の所定スポット領域の空気が当該空気吸込口５から吸い込まれ、さらに同送風ファン１１により、その外周方向全周に吹き出される。
【００２０】
そして、該送風ファン１１の外周方向全周に吹き出された空気は、上記通風路１０を経て、上記空気吹出口９の空気吹出通路中に旋回方向に所定の傾斜角θ2を有して設けられている旋回流生成ステータ１４，１４・・・により螺旋方向に旋回させられ、空気流の上流側から下流側にかけて斜め外方に所定傾斜角θ 1 傾斜して形成された空気吹出通路を有する空気吹出口９から、より小さな通風抵抗でスムーズに下方側床面に向けて斜め方向に吹き出されて効率良くエアカーテン状の旋回気流が生成される。そして、該空気吹出口９から下方側床面に向けて斜め方向に吹き出されるエアカーテン状の旋回気流が、さらに、その中心軸側に床面側から上記空気吸込口５の方向に竜巻状に上昇する大きな吸引力を伴った吸気旋回流を形成するようになる。
【００２１】
その結果、上記床面側所定スポット領域の空気が、上記外側のエアカーテン状の吹出旋回気流によって確実に遮断され、外部にリークすることなく確実に上記空気吸込口５から上述の送風ファン１１方向に有効に吸い込まれるようになり、例えばエアフィルタ等の空気浄化手段や蒸発器又は凝縮器等の空気熱交換器を設ければ空気清浄効率とともに空気調和（冷暖房）効率が向上するようになる。
【００２２】
特に以上の構成の場合、上述の本体ケーシング２の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル４が、相互に分離可能な外枠パネル４０と内枠パネル４１とからなり、外枠パネル４０の開口のテーパ面状の内周面４０ａと内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａとによって上記外周方向に所定傾斜角θ1傾斜した空気吹出通路を有する空気吹出口９が形成され、該空気吹出口９の空気吹出通路部分に位置するように内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａに旋回流生成ステータ１４，１４・・・が固定されているので、旋回流生成ステータ１４，１４・・・側を本体ケーシング２側に対して自由に取付け、取外しすることができる。
【００２３】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、必要に応じて上記構成の吸気・吹出パネル４を取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を任意に付加することができる。
【００２４】
その結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適した、コンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができるようになる。
【００２５】
（２） 請求項２記載の発明
この発明の吸気・送風装置は、上記請求項１記載の発明の吸気・送風装置において、空気吹出口９における空気吹出条件は、周方向の速度成分Ｖθと鉛直方向の速度成分Ｖｚとの比が、０．２５〜１となるように設定されている。
【００２６】
このように、空気吹出口９における空気吹出条件を、周方向の速度成分Ｖθと鉛直方向の速度成分Ｖｚとの比が、０．２５〜１となるように設定すると、所定吸気領域の空気が外部にリークするリーク率が低くなり、換気効率が向上する。
【発明の効果】
【００２７】
以上の結果、上記本願発明の吸気・送風装置によると、次のような有益な効果を得ることができる。
【００２８】
（１） １台の送風ファンにより同一平面上の空気吸込口から空気吹出口方向に環流状態で吸気および送風することができるようになるので、従来の給排気システムのようなダクト装置を必要とせず、コンパクト化が可能となる。
【００２９】
（２） 外乱の影響を受けることなく、安定した外周側エアカーテン状の吹き出し旋回気流と中心軸側吸気旋回気流を形成することができるので、所定スポット領域の空気を、外部にリークさせることなく、確実に換気することができるようになる。
【００３０】
（３） 吸気・吹出パネルが、相互に分離可能な外枠パネルと内枠パネルとからなり、内枠パネル外周面に旋回流生成ステータが設けられているので、本体ケーシングに対して旋回流生成ステータ側を自由に取付け、取外しすることができる。
【００３１】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、上記構成の吸気・吹出パネルを取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を付加することができる。
【００３２】
（４） 以上の結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適したコンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【００３３】
（実施の形態１）
図１〜図１０は、例えば天井埋込型の空気清浄機に適用した本願発明の実施の形態１にかかる吸気・送風装置の構成および作用効果を示している。
【００３４】
図中、先ず符号２は当該天井埋込型空気清浄機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その吸気・吹出パネル（下面パネル部）４が天井３と略同一平面状に連続するようにして、例えば図１に示すように天井３内に埋設されている。
【００３５】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、例えば図２に示すように、中央部に方形の空気吸込グリル５が設けられ、さらに、その内側にターボファン１１用のベルマウス６が連設されている。そして、それらの間に位置してプレフィルタ７、空気清浄エレメント８が順次空気流上流側から下流側方向に並設されている。
【００３６】
また、上記本体ケーシング２の吸気・吹出パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部には同じく図２に示されるように、所定の幅の環状の空気吹出口９が設けられている。
【００３７】
上記本体ケーシング２は、例えば図１〜図３に示されるように、上下が開口した箱型の枠体２０の上面側に天井パネル１２を一体化するとともに下面側に吸気・吹出パネル４を取り外し可能に一体化して構成されている。この吸気・吹出パネル４は、例えば図３に詳細に示されるように、上記環状の空気吹出口９の空気吹出通路のテーパ面状の外側面を形成するテーパ面状の内周面４０ａを有する円形開口を有した方形の外枠パネル４０と該外枠パネル４０の上記円形開口内に嵌合され、上記環状の空気吹出口９の空気吹出通路のテーパ面状の内側面を形成するテーパ面状の外周面４１ａを有する円形の内枠パネル４１とからなり、該外枠パネル４０と内枠パネル４１とを図１および図２のように相互に分離できるように嵌合一体化して形成されている。
【００３８】
そして、上記内枠パネル４１の中央に上記空気吸込グリル５の開口が形成されている。
【００３９】
上記環状の空気吹出口９は、上記外枠パネル４０の円形開口のテーパ面状の内周面４０ａと上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａとによって外周方向に所定角θ1傾斜した空気吹出通路を有する環状の空気吹出口９を形成している。そして、この空気吹出通路の傾斜角θ1が、結局空気吹出口９の吹出角θ1となる。
【００４０】
そして、以上の構成により上記本体ケーシング２内には上記空気吸込グリル５からプレフィルタ７、空気清浄エレメント８、ベルマウス６を経て上記空気吹出口９に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記空気清浄エレメント８の背後（図示上部）の中央に位置して空気吸込側（シュラウド側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１１ａを介して上記本体ケーシング２の天井パネル１２に吊設されている。
【００４１】
また、上記本体ケーシング２内には、上記ターボファン１１を囲む状態で上記空気吹出口９方向へのスクロール１３が設けられている。
【００４２】
また、上記空気吹出口９には、上記スクロール１３に対応して、上記空気吹出口９から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させるための旋回流生成手段である多数の旋回流生成ステータ（固定羽根）１４，１４・・・が所定の旋回方向への傾斜角θ2を有して周方向に等間隔で設けられている。
【００４３】
該各ステータ１４，１４・・・は、上記内枠パネル４１のテーパ面状の外周面４１ａに対して固定されている。
【００４４】
以上のように、本実施の形態に係る吸気・送風装置では、天井埋込型のカセット型空気清浄機において、そのカセット型本体ケーシング２の下面部側吸気・吹出パネル４中央に方形の空気吸込グリル５を、また該空気吸込グリル５の外周囲に外周方向に所定角θ1傾斜した空気吹出通路を有する環状の空気吹出口９を各々設けるとともに上記空気吸込グリル５から空気吹出口９に到る環流型の通風路１０を形成し、該通風路１０の中央にターボファン１１を介設することによって、上記空気吸込グリル５から吸込んだ空気を上記プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を介して上記空気吹出口９から室内の下方側床面方向に所定の吹出角度θ1で吹き出すようになっている。
【００４５】
そして、上記通風路１０を形成する上記本体ケーシング２の空気吹出口９には上記空気吹出口９から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える旋回流生成ステータ１４，１４・・・が所定の旋回角θ2を有して周方向に一定の間隔を保って設けられている。
【００４６】
したがって、上記ターボファン１１が駆動されると、上記空気吸込グリル５から当該空気吸込グリル５下方の所定のスポット領域の室内空気が吸込まれ、プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を通して清浄化された後、ターボファン１１により外周方向に吹き出され、上記空気吹出口９の空気吹出通路において上記旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルが付与され、螺旋状の旋回流となって下方側床面に向けて斜め方向に吹き出される。
【００４７】
この結果、該螺旋状の旋回吹出気流により、その中心軸方向内側には、それと逆方向に上記ターボファン１１の吸引力により上昇する竜巻状の大きな吸引力の旋回吸気流が形成される。
【００４８】
そして、それにより上記螺旋状の吹出旋回気流によって包まれた所定スポット領域の確実な空気の清浄化が可能となる。
【００４９】
ところで、上記環状の空気吹出口９における空気吹出条件について検討すると、次のようになる。
【００５０】
上記空気吹出口９における吹出旋回気流の吹出条件は、例えば図５に示すように、鉛直方向の速度成分（下向き速度）Ｖｚと半径方向の速度成分（遠心方向速度）Ｖｒ、周方向の速度成分（水平方向速度）Ｖθによって決定される。
【００５１】
したがって、これらＶｚ、Ｖｒ、Ｖθ相互の関係を適切に設定することによって、最も換気効率の高い所望の吹出および吸気旋回気流を生成させることができる。
【００５２】
今例えば図４のような吸気および空気吹出状態の下において、空気吸込グリル５から所定距離（２．５ｍ）離れた鉛直方向下方側の床面上の換気領域（縦横１．１ｍの正方形領域）の中心に発煙源（ドライアイス）を設置し、上記ＶｚとＶｒの数値を例えば図６に示すように所望に変えて当該換気領域外への煙のリーク率をシュミレーション測定した。
【００５３】
その結果、先ず図６のグラフに示すように、上記ＶθとＶｚの比Ｖθ／Ｖｚが０．５０の時が最も煙のリーク率が低く、最も換気効率が高いことが判明した。
【００５４】
また、上記Ｖθ／Ｖｚを該０．５０に設定した煙リーク率が１０％以下の時のＶｒとＶθとの比Ｖｒ／Ｖθは、例えば図７のグラフに示されるように略０〜２の範囲が適していた。
【００５５】
また、上記Ｖθ／Ｖｚが０．５０の時のＶｚとＶｒの関係は、例えば図８のようになり、煙のリーク率が１０％以下となるＶｚとＶｒの比Ｖｚ／Ｖｒは０〜１の範囲が適していた。
【００５６】
また、上記煙のリーク率が１０％以下となるＶθ／Ｖｚは、例えば図９のようになり、０．４（θ3＝２０°）〜０．７５（θ3≒２７°）の範囲が適していた。
【００５７】
また、上記の状態において吸気旋回流が安定した状態で形成されるＶθ／Ｖｚは、例えば図１０のようになり、０．２５（θ3＝１５°）〜１（θ3≒４５°）の範囲が適していた。
【００５８】
したがって、上記図５のＶｚ，Ｖｒ，Ｖθが上述のような関係になるように、上記空気吹出口９の吹出方向の傾斜角θ1を設定するとともに旋回流生成ステータ１４，１４・・・の旋回角θ2を設定することにより、有効な換気効率を実現することができる。
【００５９】
（変形例１）
先ず図１２は、上記本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の要部を改良した変形例１の構成を示している。
【００６０】
上記実施の形態１の空気吹出口９の構成では、例えば図１１に示すように、その空気吹出通路が斜め外周方向に所定角θ1傾斜して形成されており、しかも旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルを有して空気が吹き出されるために、吹き出される旋回気流が空気吹出口９の外周側端部から本体ケーシング２下面の吸気・吹出パネル４の外周側方向に付着する傾向が生じ、流れが乱れて有効な吹出旋回気流の生成を阻害する問題がある。
【００６１】
そこで、該変形例１では、例えば図１２に示すように、上記空気吹出口９の外側外枠パネル４０の円形口内周面４０ａの吹出し側端部の一部を空気吹出方向に所定長さ延設することによって空気流ガイド片９ａを設けている。
【００６２】
この結果、図１２中に矢印で示すように、上記空気吹出口９から吹き出される空気流の吸気・吹出パネル４面への付着は防止され、スムーズに吹き出されるようになり、有効な吹出旋回気流が生成されるようになる。
【００６３】
（変形例２）
次に図１３は、上記本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の要部を改良した変形例２の構成を示している。
【００６４】
上記実施の形態１の空気吹出口９の構成では、上述の図１１に示すように空気吹出通路が斜め外周方向に所定角θ1傾斜して形成されており、しかも旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルを有して空気が吹き出されるために、吹き出される旋回気流が空気吹出口９の外周側端部から本体ケーシング２下面の吸気・吹出パネル４の外周側方向に付着する傾向が生じ、流れが乱れて有効な吹出旋回気流の生成を阻害する問題がある。
【００６５】
そこで、該変形例２では、例えば図１３に示すように、上記空気吹出口９の外側外枠パネル４０の円形口内周面４０ａの吹出し側端部に凸片９ｂを設けることによって外周側の空気流を内周側方向に抑え込むようにしている。
【００６６】
この結果、図１３中に矢印で示すように、上記空気吹出口９から吹き出される空気流の下面側吸気・吹出パネル４面への付着は防止され、スムーズに吹き出されるようになり、有効な吹出旋回気流が生成されるようになる。
【００６７】
（変形例３）
さらに図１４は、上記本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の要部を改良した変形例３の構成を示している。
【００６８】
上記実施の形態１の空気吹出口９の構成では、上述の図１１に示すように空気吹出通路が斜め外周方向に所定角θ1傾斜して形成されており、しかも旋回流生成ステータ１４，１４・・・によって旋回方向のベクトルを有して空気が吹き出されるために、吹き出される旋回気流が空気吹出口９の外周側端部から本体ケーシング２下面の吸気・吹出パネル４の外周側方向に付着する傾向が生じ、流れが乱れて有効な吹出旋回気流の生成を阻害する問題がある。
【００６９】
そこで、該変形例３では、例えば図１４に示すように、上記空気吹出口９の外側外枠パネル４０の円形口内周面４０ａの吹出し側端部に断面三角形状の突部９ｃを設けると同時に、内枠パネル４１の外周面４１ａに半流線形状の突起９ｄを吹出側端部近傍に設け、空気流を絞り、流速を増すことによって吹き出される空気流を内周側にスムーズに抑え込むようにしている。
【００７０】
この結果、図１４中に矢印で示すように、上記空気吹出口９から吹き出される空気流の吸気・吹出パネル４面への付着は防止され、スムーズに吹き出されるようになり、有効な吹出旋回気流が生成されるようになる。
【００７１】
（実施の形態２）
次に図１５は、本願発明の実施の形態２に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００７２】
この実施の形態のものでは、空気清浄機１を構成する上述の実施の形態１のものと同一の構成の吸気・送風装置を、図１５に示すように、室内の壁３０内に吸気・吹出パネル４面が壁面と同一平面を形成するように埋設することによって、壁３０側方の空間中の所定スポット領域の空気を清浄化できるようにしたことを特徴とするものである。
【００７３】
（実施の形態３）
図１６は、本願発明の実施の形態３に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００７４】
この実施の形態のものでは、空気清浄機１を構成する上述の実施の形態１のものと同一の構成の吸気・送風装置を、図１６に示すように、室内の壁３０面に掛けることによって、実施の形態２のものと同様に壁３０側方の空間中の所定スポット領域の空気を清浄化できるようにしたことを特徴とするものである。
【００７５】
（実施の形態４）
次に図１７は、本願発明の実施の形態４に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００７６】
この実施の形態の吸気・送風装置は、空気清浄機１として構成した上記実施の形態１の吸気・送風装置における空気清浄エレメント８をターボファン１１の外周囲に環状の構造にして配設したことを特徴とするものである。その他の構成は、上述の実施の形態１のものと同一である。
【００７７】
このような構成によっても、ターボファン１１が駆動されると、上記実施の形態１の空気清浄機１の場合と全く同様に、空気吸込グリル５下方の所定スポット領域の空気が空気吸込グリル５から吸い込まれ、プレフィルタ７を介して大きな塵埃が除去された後、ターボファン１１により、その外周側空気清浄エレメント８方向に吹き出される。
【００７８】
次に、該吹き出された空気が、上記空気清浄エレメント８を通して清浄化された上で、空気吹出口９から旋回流生成ステータ１４，１４・・・の作用により螺旋状の旋回気流となって吹き出される。
【００７９】
そして、該空気吹出口９から吹き出される螺旋状の旋回気流が、その中心軸方向内側に床面側から上記空気吸込グリル５方向に竜巻状に上昇する大きな吸引力を伴った吸気旋回気流を形成するようになる。
【００８０】
その結果、上記床面側所定スポット領域の空気が、上記外側のエアカーテン状の吹出旋回流によって確実に遮断され、外部にリークすることなく確実に空気吸込グリル５から空気清浄エレメント８方向に有効に吸い込まれるようになり、空気清浄化効率が向上する。
【００８１】
（実施の形態５）
次に図１８は、本願発明の実施の形態５に係る吸気・送風装置の構成を示している。
【００８２】
この実施の形態の吸気・送風装置は、空気清浄機１として構成した上記実施の形態１の吸気・送風装置において、ターボファン１１の外周囲に環状の構造の空気熱交換器２２を配設し、冷暖房用の空気調和機として構成したことを特徴とするものである。その他の構成は、上述の実施の形態１のものと同一である。
【００８３】
このような構成によると、上記ターボファン１１が駆動されると、上記実施の形態１の空気清浄機１の場合と同様に、空気吸込グリル５下方の所定スポット領域の空気が空気吸込グリル５から吸い込まれ、プレフィルタ７を介して大きな塵埃が除去され、さらに空気清浄エレメント８を介して空気が清浄化された後、ターボファン１１により、その外周側空気熱交換器２２方向に吹き出される。
【００８４】
次に、該吹き出された空気が、上記空気熱交換器２２を通して熱交換された上で、空気吹出口９から床面方向にステータ１４，１４・・・の作用により螺旋状の旋回気流となって吹き出される。
【００８５】
そして、該空気吹出口９から吹き出される螺旋状の旋回気流が、その中心軸方向内側に床面側から上記空気吸込グリル５方向に竜巻状に上昇する大きな吸引力を伴った吸気旋回流を形成するようになる。
【００８６】
その結果、上記床面側所定スポット領域の空気が、上記外側のエアカーテン状の吹出旋回気流によって確実に遮断され、外部にリークすることなく確実に空気吸込グリル５から空気清浄エレメント８および空気熱交換器２２方向に有効に吸い込まれるようになり、空気清浄化効率とともに空気調和（冷暖房）効率が向上する。
【００８７】
（実施の形態６）
図１９〜図２３は、例えば前述の実施の形態１のものと同様の天井埋込型の空気清浄機に適用した本願発明の実施の形態６にかかる吸気・送風装置の構成および作用効果を示している。
【００８８】
図中、先ず符号２は当該天井埋込型空気清浄機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その一面側吸気・吹出パネル４が本体ケーシング２から取外し可能な１枚のパネル体よりなり、部屋の天井３と略同一平面状に連続するようにして、図１９に示すように天井３内に埋設されている。
【００８９】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、例えば図２０および図２１に示すように、中央部に方形の空気吸込グリル５が設けられ、さらに、その内側（上部側）に空気吸込用のベルマウス６が連設されている。そして、それらの間に位置してプレフィルタ７、空気清浄エレメント８が順次空気流上流側から下流側方向に並設されている。
【００９０】
また、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部には、例えば図２１に示されるように、所定幅かつ所定長さの複数のスリット状の空気吹出口９，９・・・が周方向に所定の間隔を置いて設けられている。
【００９１】
そして、それにより上記空気吸込グリル５からプレフィルタ７、空気清浄エレメント８、ベルマウス６を経て上記空気吹出口９に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記空気清浄エレメント８の背後（図示上部）中央に位置して空気吸込側（シュラウド側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１１ａを介して上記本体ケーシング２の天井パネル１２に吊設されている。
【００９２】
また、上記本体ケーシング２内には、上記ターボファン１１を囲む状態で空気吹出口９方向へのスクロール１３が設けられている。
【００９３】
また、上記空気吹出口９の上部には、例えば図２２および図２３に示すように、半径方向外周側第１のスリーブ１７と半径方向内周側第２のスリーブ１８とを所定の間隔を保って嵌合させることにより空気吹出通路９０が形成されており、該空気吹出通路９０には、上記スクロール１３に対応して螺旋方向の旋回渦流を生成させるための旋回流生成手段である第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・と第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・が各々上下に対応して直交方向に設けられている。
【００９４】
第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・は、空気吹出通路９０の長手方向と直交する軸９７，９７・・・によって吹出気流の旋回角θ2を設定できるように回転可能に支持され、空気吹出通路９０の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【００９５】
他方、第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・は、空気吹出通路９０の長手方向に延びる軸９８によって吹出気流の広がり角（吹出角）θ1を設定できるように回転可能に支持され、空気吹出通路９０の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【００９６】
以上のように、本実施の形態に係る吸気・送風装置では、天井埋込型のカセット型空気清浄機において、そのカセット型本体ケーシング２の下面側吸気・吹出パネル４の中央に方形の空気吸込グリル５を、また該空気吸込グリル５の外周囲に全体として環状に配設された複数のスリット状の空気吹出口９を各々設けるとともに上記空気吸込グリル５から空気吹出口９に到る環流型の通風路１０を形成し、該通風路１０の途中にターボファン１１を介設することによって、上記空気吸込グリル５から吸い込んだ空気を上記プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を介して清浄化した後に上記空気吹出口９から室内の下方側床面方向に吹き出すようになっている。
【００９７】
そして、上記通風路１０を形成する上記本体ケーシング２の上記空気吹出口９，９・・・の上部には空気噴出用の空気吹出通路９０が形成されており、該空気吹出通路９０には上記空気吹出口９から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・と該第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・によって生成された螺旋状の旋回気流を外周方向に広げ、また内周方向に所定角縮めて広がり角（吹出角）θ1を調節する第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・とが、それぞれ複数組周方向に所定の間隔を保って設けられている。
【００９８】
したがって、上記ターボファン１１が駆動されると、上記空気吸込グリル５から当該空気吸込グリル５下方の床面側所定スポット領域の室内空気が吸込まれ、プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を通して清浄化された後、ターボファン１１により外周方向に吹き出され、スクロール１３から第１の旋回流生成ステータ９１，９１・・・によって先ず第１段階として旋回方向のベクトルが付与される。そして、その後、上記第２の旋回流生成ステータ９２，９２・・・により第２段階として空気吹出口９からの広がり方向のベクトルが付与されて下方側床面に対して所望の広がり角の螺旋状の旋回吹出気流となって吹き出される。
【００９９】
この結果、該螺旋状の旋回吹出気流により、その中心軸方向内側には、それと逆方向に上記ターボファン１１の吸引力により上昇する竜巻状の螺旋状の大きな吸引力の旋回吸気流が形成される。
【０１００】
そして、それにより上記所望の広がり角の螺旋状の吹出気流によって包まれた所定スポット領域の確実な空気の清浄化が可能となる。
【０１０１】
特に、以上の構成では、第１，第２の旋回流生成ステータ９１，９１・・・、９２，９２・・・がそれぞれ固定ではなく任意の傾斜角に調整できるから、旋回角やその広がり角を任意に調節することができ、スポット領域の広さに対応した広がり角に設定することができる。
【０１０２】
以上の結果、上記吸気・送風装置によると、次のような有益な効果を得ることができる。
【０１０３】
（１） １台の送風ファンにより同一面の空気吸込口から空気吹出口方向に環流状態で吸気および送風することができるようになるので、従来の給排気システムのようなダクト装置を必要とせず、コンパクト化が可能となる。
【０１０４】
（２） 外乱の影響を受けることなく、安定したエアカーテン状の吹き出し旋回気流とその内側中心軸方向内側の吸気旋回流を形成することができるので、所定スポット領域の空気を、外部にリークさせることなく、確実に換気することができる。
【０１０５】
（３） 空気吹出口および該空気吹出口に旋回流生成ステータが設けられている吸気・吹出パネルが、本体ケーシングに取付けられるようになっているので、旋回流生成ステータ側を自由に取付け、取外しすることができる。
【０１０６】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、上記構成の吸気・吹出パネルを取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を付加することができる。
【０１０７】
（４） 以上の結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適したコンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができる。
【０１０８】
（実施の形態７）
図２４〜図２８は、例えば前述の実施の形態１のものと同様の天井埋込型の空気清浄機に適用した本願発明の実施の形態７にかかる吸気・送風装置の構成および作用効果を示している。
【０１０９】
図中、先ず符号２は当該天井埋込型空気清浄機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その一面側吸気・吹出パネル４が図２６に示すような１枚のパネル体よりなり、部屋の天井３と略同一平面状に連続するようにして、例えば図２４に示すように天井３内に埋設されている。
【０１１０】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、例えば図２５および図２６に示すように、中央部に方形の空気吸込グリル５が設けられ、さらに、その内側（上部側）にターボファン１１の空気吸込用のベルマウス６が連設されている。そして、それらの間に位置してプレフィルタ７、空気清浄エレメント８が順次空気流上流側から下流側方向に並設されている。
【０１１１】
また、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部には、例えば図２６に示されるように、所定幅かつ所定長さの複数のスリット状の空気吹出口９，９・・・が縦横４ケ所に所定の間隔を置いて設けられている。
【０１１２】
そして、それにより上記空気吸込グリル５からプレフィルタ７、空気清浄エレメント８、ベルマウス６を経て上記空気吹出口９に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記空気清浄エレメント８の背後（図示上部）中央に位置して空気吸込側（シュラウド側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１１ａを介して上記本体ケーシング２の天井パネル１２に吊設されている。
【０１１３】
また、上記本体ケーシング２内には、上記ターボファン１１を囲む状態で空気吹出口９方向へのスクロール１３が設けられている。
【０１１４】
さらに、上記空気吹出口９，９・・・の上部には、例えば図２７および図２８に示すように、半径方向外周側角筒状の第１のスリーブ１７と半径方向内周側角筒状の第２のスリーブ１８とを所定の間隔を保って嵌合させることにより空気吹出通路９０，９０・・・が形成されており、該空気吹出通路９０には、上記スクロール１３に対応して螺旋方向の旋回渦流を生成させるための旋回流生成手段である第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・と第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・が各々上下に対向するように位置して相互に直交する状態で回転可能に軸支されている。
【０１１５】
第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・は、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向と直交する軸９７，９７・・・によって吹出気流の旋回角θ2を設定できるように回転可能に支持され、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【０１１６】
そして、その上部側に軸９５，９５・・・を介して相対回動可能に連接された連接ロッド９６の操作によって各空気吹出通路９０，９０・・・の複数の第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・の旋回方向の傾斜角θ2が共通に可変されるようになっている。
【０１１７】
他方、第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・は、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向に延びる軸９８，９８・・・によって吹出気流の広がり角（吹出角）θ1を設定できるように回転可能に支持され、各空気吹出通路９０，９０・・・の長手方向に所定の等しい間隔を保って並設されている。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態に係る吸気・送風装置では、天井埋込型のカセット型空気清浄機において、そのカセット型本体ケーシング２の下面側吸気・吹出パネル４の中央に方形の空気吸込グリル５を、また該空気吸込グリル５の外周囲の縦横４ケ所に配設されたスリット状の複数の空気吹出口９，９・・・を各々設けるとともに上記空気吸込グリル５から空気吹出口９，９・・・に到る環流型の通風路１０を形成し、該通風路１０の中央にターボファン１１を介設することによって、上記空気吸込グリル５から吸い込んだ空気を上記プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を介して清浄化した後に上記空気吹出口９，９・・・から室内の下方側床面方向に吹き出すようになっている。
【０１１９】
そして、上記通風路１０を形成する上記本体ケーシング２の上記空気吹出口９，９・・・の上部には鉛直方向に空気吹出通路９０，９０・・・が形成されており、該空気吹出通路９０，９０・・・には上記空気吹出口９，９・・・から吹き出される空気流に旋回方向のベクトルを与える第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・と該第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・によって生成された旋回流を外周方向に広げ、また内周方向に縮めて広がり角を調節する第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・とが、それぞれ複数組通路方向に所定の間隔を保って設けられている。
【０１２０】
したがって、上記ターボファン１１が駆動されると、上記空気吸込グリル５から当該空気吸込グリル５下方の床面側所定スポット領域の室内空気が吸込まれ、プレフィルタ７、空気清浄エレメント８を通して清浄化された後、ターボファン１１により外周方向に吹き出され、スクロール１３から第１の旋回流生成ステータ９３，９３・・・によって先ず第１段階として旋回方向のベクトルが付与される。そして、その後、上記第２の旋回流生成ステータ９４，９４・・・により第２段階として空気吹出口９，９・・・からの広がり又は縮み方向のベクトルが付与されて下方側床面に対して所望の広がり角の螺旋状の旋回気流となって吹き出される。
【０１２１】
この結果、該螺旋状の旋回吹出気流により、その中心軸方向内側には、それと逆方向に上記ターボファン１１の吸引力により上昇する竜巻状の螺旋状の大きな吸引力の旋回吸気流が形成される。
【０１２２】
そして、それにより上記所望の広がり角の螺旋状の吹出気流によって包まれた所定スポット領域内の確実な空気の清浄化が可能となる。
【０１２３】
特に、以上の構成では、第１，第２の旋回流生成ステータ９３，９３・・・、９４，９４・・・が、それぞれ固定ではなく任意の傾斜角に連接ロッド９６による共通の操作で任意に調整できるようになっているから、旋回角θ2やその吹出方向広がり角θ1を所望に調節することができ、空気清浄機や空気調和機の設置条件に対応した適切な空気吹出条件に自由に対応できる。また、スポット領域の広さに対応した任意の広がり角に設定することができる。
【０１２４】
以上の結果、上記吸気・送風装置によると、次のような有益な効果を得ることができる。
【０１２５】
（１） １台の送風ファンにより同一面の空気吸込口から空気吹出口方向に環流状態で吸気および送風することができるようになるので、従来の給排気システムのようなダクト装置を必要とせず、コンパクト化が可能となる。
【０１２６】
（２） 外乱の影響を受けることなく、安定したエアカーテン状の吹き出し旋回気流とその内側中心軸方向内側の吸気旋回流を形成することができるので、所定スポット領域の空気を、外部にリークさせることなく、確実に換気することができる。
【０１２７】
（３） 吸気・吹出パネルに空気吹出口と旋回流生成ステータが設けられているので、旋回流生成ステータ側を自由に取付け、取外しすることができる。
【０１２８】
したがって、通常の空気清浄機又は空気調和機の本体ケーシングに対して、上記構成の吸気・吹出パネルを取り付けるだけで、上記のような吸気・送風機能を付加することができる。
【０１２９】
（４） 以上の結果、スポット型の空気清浄機や空気調和機等に適したコンパクトで換気機能の高い吸気・送風装置を提供することができる。
【０１３０】
（他の実施の形態）
以上の実施の形態では、その何れにあっても、送風ファンとしてターボファン１１を採用したが、これは通風路１０の構成を工夫することによって、例えば軸流ファンや斜流ファンに変更することも可能である
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本願発明の実施の形態１に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図（図２のＡ−Ａ）である。
【図２】同装置の底面図である。
【図３】同装置の分解斜視図である。
【図４】同装置の空気吹出口の旋回流生成作用を示す説明図である。
【図５】同装置の空気吹出口における旋回流生成原理を解析した説明用ベクトル図である。
【図６】図５のベクトル図における吹出気流の鉛直方向の速度成分Ｖｚと周方向の速度成分Ｖθの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図７】図５のベクトル図における吹出気流の半径方向の速度成分Ｖｒと周方向の速度成分Ｖθの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図８】図５のベクトル図における吹出気流の鉛直方向の速度成分Ｖｚと半径方向の速度成分Ｖｒの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図９】図５のベクトル図における煙リーク率が１０％以下となる上記ＶｚとＶθの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図１０】図５のベクトル図において吸気旋回流が安定した状態で形成される上記ＶｚとＶθとの関係を示すシュミレーション測定データのグラフであるる。
【図１１】同装置の要部の構成の第１の変形例を示す断面図である。
【図１２】同装置の要部の構成の第２の変形例を示す断面図である。
【図１３】同装置の要部の構成の第３の変形例を示す断面図である。
【図１４】同装置の要部の構成の第４の変形例を示す断面図である。
【図１５】本願発明の実施の形態２に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１６】本願発明の実施の形態３に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１７】本願発明の実施の形態４に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１８】本願発明の実施の形態５に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図である。
【図１９】本願発明の実施の形態６に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図（図２０のＢ−Ｂ）である。
【図２０】同装置の要部の平面図である。
【図２１】同装置の要部の底面側斜視図である。
【図２２】同装置の要部の側面図である。
【図２３】同装置の要部の断面図（図２０のＣ−Ｃ）である。
【図２４】本願発明の実施の形態７に係る吸気・送風装置の構成を示す断面図（図２５のＤ−Ｄ）である。
【図２５】同装置の要部の平面図である。
【図２６】同装置の要部の底面側斜視図である。
【図２７】同装置の要部の側面図である。
【図２８】同装置の要部の断面図（図２５のＥ−Ｅ）である。
【符号の説明】
【０１３２】
２は本体ケーシング、３は天井、４は吸気・吹出パネル、５は空気吸込グリル、６はベルマウス、７はプレフィルタ、８は空気清浄エレメント、９は空気吹出口、１０は通風路、１１はターボファン、３０は壁である。
Claims (2)
- 本体ケーシング（２）の下面側開口部に着脱可能に設けられた吸気・吹出パネル（４）の同一平面上に空気吸込口（５）と該空気吸込口（５）を囲む環状の空気吹出口（９）とを設けるとともに、本体ケーシング（２）の内部に上記空気吸込口（５）から上記空気吹出口（９）に到る通風路（１０）を形成し、該通風路（１０）中に全周方向に空気の吹出しが可能な送風ファン（１１）を設置する一方、上記空気吹出口（９）の空気吹出通路中に、旋回方向に所定の傾斜角（θ2）を有し、当該空気吹出口（９）から吹出される空気流を螺旋方向に旋回させる複数の旋回流生成ステータ（１４），（１４）・・・を設けることによって螺旋状に旋回する吹出気流を形成し、その中心軸側に上記空気吸込口（５）方向への強い吸引力を有する吸気渦流を生成させるようにするとともに、上記空気吹出口（９）の空気吹出通路を、上記空気流の上流側から下流側にかけて斜め外方に所定傾斜角（θ1）傾斜させて形成することによって、上記螺旋状に旋回する吹出気流を下方側斜め方向に吹き出すようにしてなる吸気・送風装置において、上記吸気・吹出パネル（４）は、上記所定傾斜角（θ1）の空気吹出通路の外側面を形成するテーパ面状の内周面（４０ａ）を有する開口を有した外枠パネル（４０）と、該外枠パネル（４０）の上記開口内に嵌合され、上記所定傾斜角（θ1）の空気吹出通路の内側面を形成するテーパ面状の外周面（４１ａ）を有する内枠パネル（４１）とからなり、これら外枠パネル（４０）と内枠パネル（４１）とが相互に分離可能な状態で嵌合一体化されているとともに、上記内枠パネル（４１）の中央に上記空気吸込口（５）が形成され、かつ上記外枠パネル（４０）の開口のテーパ面状の内周面（４０ａ）と上記内枠パネル（４１）のテーパ面状の外周面（４１ａ）とによって上記外周方向に所定傾斜角（θ1）傾斜した空気吹出通路を有する上記空気吹出口（９）が形成され、該空気吹出口（９）の上記空気吹出通路部分に位置して上記内枠パネル（４１）のテーパ面状の外周面（４１ａ）に上記複数の旋回流生成ステータ（１４），（１４）・・・が固定されていることを特徴とする吸気・送風装置。
- 空気吹出口（９）における空気吹出条件は、周方向の速度成分（Ｖθ）と鉛直方向の速度成分（Ｖｚ）との比が、０．２５〜１となるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の吸気・送風装置。
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