JP3913334B2 - 換気送風装置および換気送風システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は住宅、アトリウム、体育館などの換気または送風のために用いられる換気送風装置および換気送風システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、誘引効果を利用した換気送風装置は、新鮮気の誘引効果を利用して汚染気体を排出するように構成されたものと、新鮮気を圧縮して高速噴流を形成し、誘引効果を助長して換気量を増大させるベンチュリとオリフィスを組み合わせてコアンダ効果を利用した換気装置が提案されていた。これらのうち、前者の従来技術を示すものとして、例えば特開昭６０−２１８５４５号公報に記載された、新鮮気の誘引効果を利用して汚染気体を排出するように構成された装置があり、図５９はそのような換気送風装置の概念図である。
【０００３】
図において、１は室内２と室外３を区切る壁、４は室内２に置かれ、汚染空気５を発生するレンジ、６はレンジ４の上方に配置されたフード、７は壁１を貫通し、一端にフード６がつながった排気用ダクト、８は室外３に設けられた送風機、９は一端に送風機８がつながり、途中に排気ダクト７がつながった送風用ダクト、１０は外気である。
【０００４】
次に動作について説明する。送風機８を運転すると室外３の外気１０が送風用ダクト９に送り込まれる。すると、送風用ダクト９中を流れる空気により、フード６および排気用ダクト７を経由して、レンジ４からの汚染空気５が送風用ダクト９に吸い込まれ、排気される。
上記によれば、室内２から室外３への汚染空気５の排出には、送風機８の送風能力（送風量）の一部だけを利用しているにすぎず、送風能力の大半は室外３の新鮮な外気１０を吸い込んで、送風ダクト９を経て再び室外３へ送り出すことに使われていた。
【０００５】
また図６０は、例えば特開平６−２８０８００号公報に記載された圧縮空気を利用した従来の換気送風装置を示す概念図である。図において、１１は一端に送風機８がつながった接続管、１２は接続管１１の他端につながった圧力チャンバ、１３は圧力チャンバ１２を貫通するベンチュリであり、円錐筒部１４と円筒部１５とを滑らかに結んでらっぱ状に形成されている。１６は円錐筒部１４との間に環状の隙間１７を形成するオリフィスであり、中心軸部分は空洞になっていて室内２およびベンチュリ１３内と連通している。
【０００６】
次に動作について説明する。送風機８で加圧された１次空気１８を圧力チャンバ１２内部に送り込むと、この１次空気１８の流れ（１次流）が環状の隙間１７を通過する際にその風速が高められて、ベンチュリ１３内へ吐出口１９に向かって吹き出される。これによって、ベンチュリ１３内部およびオリフィス１６内部に誘引作用が発生し、室内空気２０が吸込口２１から吸い込まれていき、オリフィス１６およびベンチュリ１３の内部を通過して吐出口１９から室外３へ排出される。
上記によれば、室内空気２０の室外３への排気には、送風機８の加圧能力の一部だけを利用しているにすぎず、加圧能力の大半は室外３の新鮮な外気を圧力チャンバ１２から環状の隙間１７および吐出口１９を経て再び室外３へ送り出すことに使われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘引効果を利用した換気送風装置は、以上のように構成されているので、上記のうちの前者のような装置では誘引される空気分だけの排気量しか得られないため、排気性能が十分に得られないという問題があった。また、後者のような装置では前者の上記問題点に加えて、高速噴流から発生する流体騒音が大きく、低騒音化が困難という問題があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、換気送風量が大きい換気送風装置を得ること、および、低騒音化できる換気送風装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る換気送風装置は、一次流を発生させる軸流ファンと、この軸流ファンを覆い、一次流を案内する１次流ガイドと、１次流の吸込側から吐出側にかけて設けられ、１次流ガイドから離隔してこれを覆い、その下流端よりもさらに下流側まで延びる誘引ノズルとを備えるとともに、１次流ガイドの吐出口の直径をＤ ０ 、誘引ノズルの吐出口の直径をＤ １ 、１次流ガイドの吐出口から誘引ノズルの吐出口までの軸方向距離をＬ、軸流ファンに１次流ガイドを付けたときの噴流の展開角をα １ としたとき、
０．５≦Ｄ １ ／（Ｄ ０ ＋２Ｌｔａｎα １ ）≦１．５
となるようにしたものである。
【００１０】
請求項２に係る換気送風装置は、整流板を誘引ノズルの吐出口近傍に備えたものである。
【００１１】
請求項３に係る換気送風装置は、誘引ノズルの吐出口外縁へ１次流の一部を流すダクトを備えたものである。
【００１２】
請求項４に係る換気送風装置は、１次流および２次流の方向を変えるフードを誘引ノズルの下流端に接続したものである。
【００１３】
請求項５に係る換気送風装置は、遠心ファンと、１次流を案内する吸込側ガイドと、遠心ファンの吸込側とは反対側に配置されて１次流を半径方向へ案内するガイド板と、吸込側ガイドを覆い、ガイド板との間に吐出口を形成する誘引ディスクとを備えるとともに、ガイド板と誘引ディスクとの間隔が、これらの外周縁に向かって狭くなるようにしたものである。
【００１４】
請求項６に係る換気送風装置は、前記請求項５において遠心ファンの直径をＤ２、誘引ディスクの直径をＤ３、遠心ファンの吹き出し幅をＨ０、誘引ディスクの外周縁とガイド板の外周縁とで形成された吐出口幅をＨ１、遠心ファンにガイド板を付けたときの噴流の展開角をα２としたとき、
０．５≦２Ｈ１／｛２Ｈ０＋（Ｄ３−Ｄ２）ｔａｎα２｝≦１．５
となるようにしたものである。
【００１５】
請求項７に係る換気送風装置は、ガイド板と誘引ディスクとの間を部分的に閉鎖する側板を備えたものである。
【００１６】
請求項８に係る換気送風装置は、２次流の通路を開閉する２次流通路開閉手段を備えたものである。
【００１７】
請求項９に係る換気送風装置は、２次流の通路内の静圧を検知して２次流通路開閉手段の開閉を制御するようにしたものである。
請求項１０に係る換気送風装置は、２次流の通路内の静圧の圧力作用により自己開閉する２次流通路開閉手段を備えたものである。
【００１８】
請求項１１に係る換気送風装置は、ガイド板の角度を可変にしたものである。
請求項１２に係る換気送風装置は、２次流の吸込側近傍で誘引ディスクと吸込側ガイドとを接続する吸込円筒部支持部、および吐出口近傍で誘引ディスクとガイド板とを接続する誘引ディスク支持部を備えたものである。
【００１９】
請求項１３に係る換気送風システムは、請求項１記載の換気送風装置の吸込側を、請求項５記載の換気送風装置の吐出口に向けて設置したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す換気送風装置の断面図、図２は斜視図である。これらの図において、１は室内２と室外３を隔てる壁であり、換気送風装置により室内２の空気を室外３へ送出する場合について示す。３０は風量の主成分をなす１次流３１を発生させる送風機としての軸流ファン、３３は軸流ファンを駆動する６０Ｈｚ、１００Ｖのモータ、３４は１次流３１を案内する１次流ガイドとしてのケーシングであり、軸流ファン３０を覆う円筒状に形成されていて、その吸込側端部には１次流３１の吸い込み圧力損失を低減させるベルマウス３５が形成されている。
【００２１】
３８は後述の２次流を誘引する誘引部としての誘引ノズルであり、ケーシング３４の直径よりも大きな直径を有する円筒状で、１次流３１の吸込側から吐出側にかけてケーシング３４と同軸に設けられている。誘引ノズル３８は円筒部３６、吸込側端部に形成され２次流の吸い込み圧力損失を低減させるベルマウス３９、および円筒部３６とベルマウス３９とを連結する絞り接続管３７から成り、その下流端４５はケーシング３４の下流端４０よりもさらに下流側まで延びている。ケーシング３４と誘引ノズル３８との間に２次流３２の通路４８が形成される。誘引ノズル３８のベルマウス３９の端部内側に形成される環状の２次流吸込口４２は、ケーシング３４のベルマウス３５の端部内側に形成される円形の１次流吸込口４１と同一平面あるいはそれよりも下流側（図１において左側）へずれて位置している。
【００２２】
次に動作について説明する。モータ３３に通電して軸流ファン３０を回転させることにより、１次流吸込口４１から室内２の空気が吸引され、ケーシング３４を経てその吐出口４３へ向かう流れ、つまり１次流３１が生じる。この１次流３１は、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８内に吹き出される。吹き出された１次流３１と、誘引ノズル３８内の周囲気体との境界面、つまりせん断面４７には速度差が存在するため両者間にせん断力が生じ、そのせん断力に起因する噴流エントレインによって、ケーシング３４と誘引ノズル３８との間に形成される環状の空間に存在する空気が１次流３１に巻き込まれる。この誘引効果により、上記空間内には２次流吸込口４２から１次流３１のせん断面４７に向かって流入する流れ、つまり２次流３２が生じる。２次流３２は１次流吸込口４１と同じ室内２側に隣接して設けられた２次流吸込口４２から誘引ノズル３８内に流入し、１次流３１と合流後、誘引ノズル３８の吐出口４４から室外３へ吹き出される。
【００２３】
ここで、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２とは同じ室内２側に設けられているので、この換気送風装置により室内２から室外３へ向けて送風する全換気送風量は、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２の双方から室外３へ排気される流量の合計に等しく、したがって換気送風量が飛躍的に増大する。
また、送風機はコンプレッサ等の圧縮空気を利用した高速気体吹き出し装置である必要がなく、上記のような軸流ファン、あるいは遠心ファン、斜流ファン等の吹き出し風速が比較的低速な送風機を用いればよいので、噴流から発生する流体騒音、あるいは噴流がケーシング等の周囲の装置に衝突して発生する衝突音等を低レベルに抑制することができる。
【００２４】
さらに、この実施の形態では１次流３１が軸流ファン３０によって形成されるため、強い旋回成分を有する。ケーシング３４から誘引ノズル３８内部に噴出した旋回成分を有する１次流３１は、同口径の吹き出し口から噴出される旋回成分の無い非旋回噴流に比べ、周囲気体の巻き込み混合が激しく、故に周囲気体のエントレイン量も大きくなる。つまり、誘引ノズル３８内の周囲気体を効率よく誘引できる利点を持つ。
【００２５】
以下に換気送風装置の各部の寸法とその性能の一例を示す。ケーシング３４の吐出口４３、すなわちケーシング３４の下流端４０によりその内側に形成される吐出口の直径Ｄ0＝１００ｍｍ、誘引ノズル３８の吐出口４４、すなわち誘引ノズル３８の下流端４５によりその内側に形成される吐出口の直径Ｄ1＝１４０ｍｍ、ケーシング３４の軸方向の長さＬ0＝１３０ｍｍ、誘引ノズル３８の軸方向長さＬ1＝１９０ｍｍ、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８の吐出口４４までの軸方向距離Ｌ＝７０ｍｍ、１次側吸込口４１から下流方向への２次側吸込口４２のずらし量ａ＝１０ｍｍとした。ずらし量ａは零または正の値であれば誘引効果に悪い影響を与えない。
【００２６】
上記換気送風装置における誘引ノズル３８の大きさを決定する際には、ケーシング３４の吐出口４３からコーン状に拡がる１次流３１の展開角が必要となるため、この展開角を求める以下の事前検討を実施した。まず、軸流ファン３０、モータ３３、ケーシング３４で構成した送風装置を暗室内の開放空間で作動させる。そのとき１次流吸込口４１から加湿器によって生成された水蒸気を噴霧すると、水蒸気がトレーサとして混合された旋回噴流（１次流）が吐出口４３から吹き出される。この噴流の下流方向に設置されたハロゲンランプ等の光をスリットに通して得られるシート状の光を照射することにより、噴流の吹き出す様子が可視化される。水蒸気から生じた微細水滴が混入した噴流は、シート状の光を受けて乱反射を起こすため、画像中では白く浮き出して捉えられる。この噴流をＣＣＤカメラで撮影することによって静止画像を得る。この画像に白く写った乱反射像を噴流としてその展開角α1を読みとったところ、約１６度であることが判明した。
【００２７】
次に、上記で求めた展開角α1から誘引ノズル３８の諸元を決定する。ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８内に吹き出される１次流３１が誘引ノズル３８の内壁面に衝突することなく、誘引ノズル３８の下流端４５の吐出口４４に到達し、かつ吐出口４４における噴流断面の直径が吐出口４４の直径とほぼ等しい場合に、誘引量は最大になる。噴流断面の直径に比べて誘引ノズル３８の直径が小さすぎると噴流が誘引ノズル３８の内壁面に衝突して損失が増し、送風流量が減少する。逆に大きすぎると吐出口４４に主噴流が存在しない領域ができ、その部分で、下流側から吐出口４４を経て誘引ノズル３８内へ向かう逆流が生じるからである。この点についてはさらに後述する。
【００２８】
上記の例ではケーシング３４の直径Ｄ0が１００ｍｍ、誘引ノズル３８の直径Ｄ1が１４０ｍｍ、噴流の展開角が１６度であるので、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８の吐出口４４までの軸方向距離Ｌを
Ｌ＝（Ｄ1−Ｄ0）／（２ｔａｎα1）≒７０ｍｍ
とした。このようにした場合、ケーシング３４の吐出口４３から吹き出される噴流の断面は誘引ノズル３８の吐出口４４の断面と一致する。
【００２９】
この換気送風装置を６０Ｈｚ、１００Ｖの定格電圧で駆動させ、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２の合計流量を測定したところ、１８０ｍ3／ｈであった。これに対して、誘引ノズル３８を設けずに、軸流ファン３０、モータ３３、ケーシング３４で構成した送風装置の流量を同一入力条件で測定すると１１６ｍ3／ｈであった。このように、誘引ノズル３８を装着して２次流を発生させることにより、流量を約５５％増加させることができた。
【００３０】
ところで、噴流の展開角は装置によって異なり、例えば一般的な非旋回の軸対称円形噴流の展開角が６度であるのに対し、上記の例では１６度であった。上記の例においてはケーシング３４から吹き出される噴流が旋回成分を有しており、この旋回成分に起因する遠心力によって吹き出し直後から速やかに拡散することにより、その展開角は、旋回成分のない円形断面の吐出口から吹き出される軸対称噴流の展開角に比べて大きくなる。さらに、この展開角は軸流ファンの回転数やファン状形等によって異なるため、誘引ノズルの諸元を決定するに当たってはあらかじめ実測しておく。
【００３１】
誘引のメカニズムを考えると、ケーシング３４から噴出された１次流３１が展開角α1で誘引ノズル３８内に広がり、誘引ノズル３８の下流端４５に位置する吐出口４４に達したときの噴流断面積が、吐出口４４の面積と同程度であることが望ましい。
誘引ノズル３８の吐出口４４の直径が噴流の断面直径よりも小さく、噴流が誘引ノズル３８の内壁面と衝突する場合には、衝突部において噴流の持つ動圧の一部が静圧に変換され、誘引ノズル３８内部に逆圧力勾配を生じて、軸流ファン３０の動作ポイントが高圧側にシフトして送風流量が減少する。
【００３２】
逆に、図３に示したように吐出口４４の直径Ｄ1が、吐出口４４位置における噴流の断面直径Ｄよりも大きい場合には、吐出口４４に主噴流が存在しない環状の領域ができ、その部分で下流側から吐出口４４を経て誘引ノズル３８内部に向かう逆流４６が発生する。この逆流４６は、エントレインにより１次流３１に巻き込まれて吐出口４４から外部に放出される誘引ノズル３８内の空気を補うために、吐出口４４の一部から空気を吸い込む現象である。この場合、２次流吸込口４２から吸い込み流量が減少するため、換気送風装置としての全送風量が減少する。
【００３３】
誘引ノズル３８の吐出口４４の直径を、同位置での噴流断面直径Ｄと同じとしたときの関係を式で表す。
Ｄ1＝Ｄ0＋２Ｌｔａｎα1
故に、Ｄ1／（Ｄ0＋２Ｌｔａｎα1）＝１ （１）
（１）式の左辺は正しく１でなくとも実用的に支障ないが、この値が０．５より小さいと誘引ノズル３８内壁面への噴流の衝突による圧力損失のための流量減少が大きくなり、また、１．５より大きいと吐出口４４から誘引ノズル３８内への逆流４６による流量減少が大きくなる。したがって、（１）式左辺の値は０．５以上、１．５以下にするのが好ましい。
【００３４】
実施の形態２．
本発明による装置をエア搬送置として使用する場合には、誘引作用により増量した噴流を遠方まで拡散させることなく搬送することが必要となる。エア搬送装置は、ダクトを使用せずに換気送風装置間で空気のやりとりを行うものであるため、換気送風装置から吹き出される噴流が減衰することなく遠方まで到達することが望ましい。
図４はこのような用途に適した実施の形態２を示す換気送風装置の斜視図、図５はその断面図である。これらの図において、５１は誘引ノズル３８の吐出口近傍に設けられて、流れを整流するための整流板であり、軸流ファン３０の軸方向に平行な多数の板を格子状に組んで構成している。その他は実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００３５】
次に動作について説明する。モータ３３に通電し、軸流ファン３０を作動させて生じる１次流３１は、ケーシング３４を経てその吐出口４３から吹き出されるとき、軸流ファン３０の回転に伴う強い旋回成分を有する。旋回噴流はその遠心力のために回転軸から半径方向に急激に広がっていく性質を持つ。加えて、運動量輸送に伴う大規模な拡散現象が生じるため、エントレイン量は通常の非旋回噴流と比べて多いという性質がある。後者の性質は、誘引ノズル３８内部のエントレインが効率的に行われ、２次流が増大することに結びつく。しかしながら、前者の性質は、誘引ノズル３８内で誘引効果によって増量した噴流を吐出口４４から開放空間に向けて吹き出す際に、噴流の到達距離が減少する原因となる。そこで、後者の性質を保持しつつ、前者の性質を排除するために誘引ノズル３８の吐出口４４近傍に整流板５１を配置する。
【００３６】
図５において、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８内に噴出された１次流の旋回噴流は、そのせん断面においてエントレイン作業で周囲空気を巻き込みながらも旋回成分を維持しつつ整流板５１へ向かう。整流板は流れの旋回成分を除去するものならいかなるものでもよく、例えば整流格子、ハニカム、整流メッシュ、軸流ファン３０と回転方向が逆の反転ファン等が挙げられる。整流板５１を通過して旋回成分が大幅に減少した噴流は、吐出口４４から吹き出されたとき、周知の如く、旋回成分を有する噴流に比べて到達距離が伸びる。
【００３７】
実施の形態３．
吐出口から吹き出される噴流の到達距離を増加させるための手段として、吹き出された噴流のエントレイン量を減少させて到達距離を増大させることが考えられる。図６は実施の形態３を示す換気送風装置の斜視図であるが、誘引ノズル３８を透明化して示している。図７はその断面図である。図において、５５はケーシング３４内から誘引ノズル３８の吐出口４４外縁へ、１次流３１の一部を流すためのダクトである補助流ダクト、５６はケーシング３４の吐出口４３に開口した補助流吸込口５７を一方に有する導風ダクトであり、２次流３２の流れを阻害しないように細幅に形成されている。５８は誘引ノズル３８の下流端４５内面に接する位置、すなわち吐出口４４の外縁に周回して設けられた２重円筒状の連結ダクトであり、一方が導風ダクト５６に滑らかに連通するとともに、吐出口４４外縁に開口した補助流吐出口５９を他方に有している。導風ダクト５６と連結ダクト５８により補助流ダクト５５を構成している。その他については実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
次に動作について説明する。軸流ファン３０により生じた１次流３１はケーシング３４の吐出口４３から吹き出されると同時に、１次流３１の一部が補助流吸込口５７へ吹き込まれ、導風ダクト５６に入って１次流３１と隔絶され、連結ダクト５８に運ばれて補助流吐出口５９から補助流６０として吹き出される。この際、導風ダクト５６から連結ダクト５８にかけて、下流方向に向かって滑らかに流路幅を増大するように形成されているので、流れが均一に減速され、連結ダクト５８の円周方向で均一の低速流となる。
【００３９】
このようにして形成された補助流６０は、吐出口４４から吹き出される１次流３１と２次流３２の合流気体のせん断面に沿って噴出される。
ここで、補助流６０は流路の拡大や管路摩擦等の圧力損失のために減速し、補助流吐出口５９では１次流３１と２次流３２の合流した主流よりも流速が小さくなっている。
６１は吐出口４４における主流速度分布、６２は補助流吐出口５９における補助流速度分布である。小さな流速を持つ補助流６０を主流のせん断面に沿って噴出することにより、主流とそこの雰囲気との間のせん断力が緩和され、吹き出し直後のエントレインが減少する。このエントレインの減少は噴流コアを延長させ、ひいては噴流の到達距離を増大させることになる。ここで、導風ダクト５６は細幅のダクトにしたので、１次流３１の誘引ノズル３８内への吹き出しを阻害して誘引効果を減ずる度合いは小さい。
【００４０】
以上のように、１次流３１のエントレインにより２次流吸込口４２から吸い込む２次流の量を保ちながら、かつ、吐出口４４からの吹き出しのエントレインを減少させるので、誘引効果によって増大した噴流を遠方まで到達させることができる。
なお、図８は補助流速度分布を示したものであり、（ａ）のように４角形状の速度分布を持つ補助流を噴出させた場合でも、十分にエントレイン低減効果が得られるが、（ｂ）に示したような主流速度分布６１の外縁と周囲気体の速度分布とを滑らかに連結するような三角形状の速度分布を持つ補助流を噴出させれば、エントレインの減少量はさらに大きくなって、噴流の到達距離が伸びる。
【００４１】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４を示す換気送風装置の一部を破断して記した斜視図であり、換気装置として用いる場合を示す。誘引ノズル３８は４角筒状に形成されているが、実施の形態１の場合と同様の作用をする。その他、実施の形態１と同じ符号を付けた部材は、それぞれ実施の形態１に示したものに相当するので説明を省略する。
通常の換気装置は軸流ファン３０とケーシング３４とで構成され、吸込口から室内の空気を吸い込んで吐出口から室外へ排気するので、換気風量は軸流ファン３０の風量に等しい。ところが、台所やサニタリー等の換気が必要な空間における換気量を確保するには上記構成では不十分であることがあり、そのような場合は大換気量を実現するために軸流ファンの回転数の増大や大口径化等が必要となる。しかし、本発明によれば誘引ノズル３８を設けることにより、同一口径のファンに同一入力を与えた場合でも、実施の形態１で説明したように風量を増大させることができる。
【００４２】
ところで、換気装置における無視できない問題として、外風の問題がある。室外３において頻繁に生じる外風は、換気装置の吐出口に衝突し、静圧に変換されて軸流ファンの吐出面の静圧を上昇させるため、室内外の圧力差が増大して軸流ファンの働きを妨げる。この問題を解決するには外風避けのためのフードを設置すればよい。
図において、６５はこのような目的で設けたフードであり、エルボー型の曲がりダクトで構成されている。６６はフード６５に下向きに形成された排気口である。図１０は断面図である。
【００４３】
１次流３１と２次流３２の混合気である排気は、誘引ノズル３８の吐出口４４からフード６５内に噴出される。その排気はフード６５を通過して排気口６６から室外３へ下向きに放出される。外風６７が水平にどの方向から吹いて来ても、フード６５の内部に侵入し難く、外風６７による静圧上昇を防止できる。さらに、排気口６６は下向きになっているので雨水の侵入も防止できる。
【００４４】
実施の形態５．
以上の実施の形態では送風機として軸流ファンを用いたが、この実施の形態では遠心ファンを用いたものを示す。図１１はこの発明の実施の形態５を示す換気送風装置の斜視図、図１２はその断面図である。これらの図において、７０は換気または送風の風量の主成分をなす１次流３１を発生させる送風機としての遠心ファン、３３は遠心ファン７０を駆動するモータ、７３は遠心ファン７０の吸込側に配置された吸込側ガイドとしての吸込円筒部であり、円筒状で、一端にベルマウス状にした１次流吸込口４１を有するとともに、他端が遠心ファン７０の吸気口７２に連通している。７４は円環板状の吸込補助板であり、その外径は遠心ファン７０の外径よりも大きく、内径側が吸込円筒部７３の他端側と滑らかな形状でつながっている。７６は遠心ファン７０の吸気口７２側とは反対側に配置されて１次流３１を半径方向へ案内するガイド板であり、円板状でその直径は遠心ファン７０の直径よりも大きくなっている。吸込円筒部７３とガイド板７６とで、１次流３１を案内する１次流ガイドを構成している。
【００４５】
７７は２次流を誘引する誘引部としての誘引ディスクであり、吸込円筒部７３と離隔してこれを覆い、上流側はベルマウス状、下流側はガイド板７６と平行な円環板状でこれらを滑らかに接続した形状になっており、その下流端、すなわち外周縁７８は吸込補助板７４の下流端、すなわち外周縁７５よりもさらに下流側まで延びている。吸込円筒部７３と誘引ディスク７７との間に２次流３２の通路４８が形成される。誘引ディスク７７の外径はガイド板７６の外径と同等の大きさになっており、誘引ディスク７７の外周縁７８とガイド板７６の外周縁７９の間に吐出口８０が形成されている。１次流ガイドの吸込円筒部７３と誘引ディスク７７の上流端との間に２次流吸込口４２が形成されている。２次流吸込口４２は１次流吸込口４１と同一平面上もしくは下流方向にずれて位置している。
【００４６】
次に動作について説明する。モータ３３に通電して遠心ファン７０を回転させると、１次流吸込口４１から周囲空気が吸引され、吸込円筒部７３を通って吸気口７２から遠心ファン７０の内部に到達する。この流れ、すなわち１次流３１が遠心ファン７０の回転に伴う遠心力によって、翼間から放射状に遠心ファン７０の外部に放出される。放射状に噴出された１次流３１はガイド板７６と吸込補助板７４の間隙で水平方向に整流され、さらにそれに続くガイド板７６と誘引ディスク７７の間隙に噴出される。８１は遠心ファン７０から吹き出された１次流３１の半径方向速度成分の吹出口幅方向の分布である。ガイド板７６と誘引ディスク７７の間隙において、１次流３１は誘引ディスク７７下の空気と接するため、相互間に流体の速度差によるせん断力が発生し、誘引ディスク７７下の空気は１次流３１に巻き込まれてエントレインが生じる。巻き込まれた空気の不足分を補うために２次流吸込口４２から空気が誘引され、２次流３２が形成される。
【００４７】
ここで、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２とは、同じ側（例えば室内側）に配置されているため、換気送風装置の吸込流量は１次流３１と２次流３２の合計となり、エントレインによって発生する２次流３２の流量分だけ換気送風装置の全体風量が増加する。
さらに、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２をベルマウス状に形成することによってそれぞれの吸い込み圧力損失を低減でき、また、吸込円筒部７３と吸込補助板７４とを滑らかに接続することによって２次流３２が通過する際の圧力損失を低減でき、これらにより換気送風装置の風量が増大する。
【００４８】
実施の形態６．
一般的に遠心ファンから吹き出される気流は図１２の速度分布８１に示すように、ガイド板７６近傍で、流速が最大になるような下方向に偏った速度分布になる。この場合、１次流３１と２次流３２が接するせん断面４７近傍における１次流の速度勾配が小さいために、せん断面に働くせん断力も小さくなり、その結果、誘引される２次流３２の流量も小さくなってしまう。実施の形態６はこの点を改善するものであり、図１３はその断面図である。
【００４９】
７７は誘引ディスクであり、ガイド板７６に向かって滑らかに絞り込まれている。そのため、ガイド板７６と誘引ディスク７７との間隔がこれらの外周縁７９、７８に向かって滑らかに狭くなっている。その他の部分は実施の形態５と同様であるので説明を省略する。
遠心ファン７０の直径をＤ2、ガイド板７６の直径をＤ3、遠心ファン７０の吹き出し幅をＨ0、吐出口８０の吐出幅をＨ1、遠心ファン７０に誘引ディスク７７を付けず、吸込側ガイド７１とガイド板７６を付けたときの遠心ファン７０からの噴流（１次流）の展開角をα2、上記と同じ条件におけるガイド板７６の外周縁７９位置での噴流幅をＨとする（図１２の記号参照）。
【００５０】
吐出口幅Ｈ1は噴流幅Ｈよりもやや小さくするのが望ましい。そうすることにより、遠心ファン７０から吹き出される１次流３１を縮流させ、その速度分布の偏りを軽減あるいは除去し、そのため１次流３１と２次流３２が接するせん断面４７近傍における１次流の速度勾配が増大し、エントレインによる誘引量が増加する。
しかし、吐出口幅Ｈ1を噴流幅Ｈよりも大幅に小さくすると、１次流３１と２次流３２と合わせた吹出風の出口断面積、つまり吐出口８０の面積が小さくなり、縮流による圧力損失が増大して換気送風装置の合計風量はかえって低下してしまう。
【００５１】
逆に、吐出口幅Ｈ1を噴流幅Ｈよりも大きくした場合について、図１４で説明する。図のように構成した場合、せん断面４７と誘引ディスク７７の外周縁７８の間に１次流３１の存在しない領域ができる。１次流３１のエントレインにより発生する２次流３２は、通常、２次流吸込口４２から供給されるが、吸込円筒部７３、吸込補助板７４と誘引ディスク７７とで囲まれた間隙を通過する際の圧力損失と、誘引ディスク７７の外周縁７８とせん断面４７の間に形成される開放空間から吸い込む際の吸込圧力損失とを比較したとき、後者の方がより圧力損失が小さくなる場合があり、その場合には、誘引ディスク７７の外周縁７８とせん断面４７の間から吸い込まれる逆流４６が生じる。逆流４６が生じると、せん断面４７から巻き込まれる２次流３１が逆流４６に置き換えられるため、２次流吸込口４２からの吸い込み流量が減少する。つまり、吐出口幅Ｈ1を大きくし過ぎると換気送風装置の全体吸い込み風量に寄与しないショートサーキット的な、吐出口８０からの逆流４６が生じて全送風量は減少することになる。
【００５２】
図１２から分かるように
Ｈ1／Ｈ＝２Ｈ1／｛２Ｈ0＋（Ｄ3−Ｄ2）ｔａｎα2｝
となる。Ｈ1／Ｈが０．５より小さいと吐出口８０における圧力損失が著しく増大し、また、１．５より大きいと吐出口８０からの逆流が増大するので、Ｈ1／Ｈは０．５以上、１．５以下の値にするのが好ましい。
【００５３】
ガイド板７６と誘引ディスク７７の間隔を狭くするには、上記のように誘引ディスク７７をガイド板７６に向かって接近させる構成の他に、図１５に示すようにガイド板７６を誘引ディスク７７に向かって絞り込んで滑らかに接近させるようにしてもよい。あるいは両者とも互いに接近するように絞り込んでも同様の効果を奏する。
【００５４】
実施の形態７．
実施の形態５では、遠心ファンの吹き出し風がガイド板に沿って放射状に拡散するように構成されていたが、吹き出し風を回転軸方向に偏向させるようにしてもよい。図１６は実施の形態７の換気送風装置の一部破断した斜視図であり、図１７はその断面図である。これらの図において、８５は１次流３１を案内する１次流ガイド、８６は遠心ファン７０の吸込側に配置された吸込側ガイドとしての吸込円筒部、８７は遠心ファン７０の外径側にこれと離隔してこれを覆うように配置された吐出側ガイドとしての１次流ガイド筒であり、吸込円筒部８６と１次流ガイド筒８７とで１次流ガイド８５を構成している。吸込円筒部８６は円筒状で、一端にベルマウス状にした１次流吸込口４１を有し、他端は遠心ファン７０の吸気口７２に連通している。１次流ガイド筒８７は円筒状で、上底側の遠心ファン７０との環状の間隙は閉じられ、また下流端は遠心ファン７０の下端よりも下方へ延びて、１次流３１の吐出口４３を形成している。
【００５５】
８８は吸込円筒部８６および１次流ガイド筒８７と離隔してこれらを覆う円筒状の誘引ノズルであり、その上流端はベルマウス状になって、吸込円筒部８６との間に２次流吸込口４２を形成するとともに、下流端は１次流ガイド筒８７の下流端よりもさらに下流側まで延びて、１次流３１と２次流３２の合成流の吐出口４４を形成している。２次流吸込口４２は１次流吸込口４１と同じ平面上、もしくは下流側に若干ずれて位置している。
【００５６】
次に動作について説明する。遠心ファン７０を回転させると、１次流吸込口４１から周囲気体が吸引され、吸込円筒部８６および遠心ファン７０内部を通過して、放射状に遠心ファン７０の外部に放出される。放射状に放出されたこの１次流３１は１次流ガイド筒８７の内壁面に衝突して、遠心ファン７０の回転軸方向に、すなわち図において下方向に流れが変えられる。下向きの流れになった１次流３１は、１次流ガイド筒８７の吐出口４３から、旋回成分を持ちながら誘引ノズル８８内に吹き出される。
【００５７】
１次流３１は誘引ノズル８８の内壁近くの周囲空気と接触するため、相互間に流体の速度差によるせん断力が発生し、周囲空気を巻き込んでエントレインが生じる。巻き込まれた空気の不足分を補うために２次流吸込口４２から空気が誘引され、２次流３２が形成される。１次流吸込口４１と２次流吸込口４２は同じ側（例えば室内側）にあるので、換気送風装置の吸込流量は１次流３１と２次流３２の総計となり、エントレインによって発生する２次流３２の流量分だけ換気送風装置の風量が増加する。
【００５８】
実施の形態８．
図１８はこの発明の実施の形態８を示す換気送風装置の斜視図であり、図１９はその断面図である。この実施の形態は遠心ファンを用い、かつ外風による悪影響を防止するものである。遠心ファン７０は軸を水平にして設けられている。図において、９３は図１１の誘引ディスク７７と同様の誘引ディスクであるが、図１８において下方の外形が直線になって、全体としてＵ字状の外形になっている。９４は図１１のガイド板７６と同様のガイド板であるが、図１８において下方の外形が直線になって、全体として誘引ディスク９３と同じＵ字状の外形になっている。９５は平板を曲げてＵ字形にした形状の側板であり、誘引ディスク９３およびガイド板９４の外周縁に接続され、両者間を上方から両側方にかけて閉鎖し、下方のみ開口している。その開口部分で吐出口９６を形成している。その他は実施の形態５と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
次に動作について説明する。遠心ファン７０を回転させると、１次流吹込口４１から周囲空気が吸引され、遠心ファン７０から誘引ディスク９３とガイド板９４と側板９５とで囲まれた空間へ噴出される。噴出されたこの１次流３１のうち、上方または側方に向かって吹き出された気流は、側板９５に沿って吐出口９６向きの流れに変えられ、ここから外へ吹き出される。一方、下方へ向かって吹き出された気流は直接吐出口９６から吹き出される。８１は１次流の速度分布である。このとき、遠心ファン７０から吹き出された１次流３１と誘引ディスク９３との間の空隙に存在する低速流体と、１次流３１との間にせん断力が生じ、１次流３１に巻き込まれる２次流３２が形成され、２次流３２は２次流吸込口４２からせん断面４７へ向かう流れとなる。
ここで、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２は同じ側に配置しているので、２次流３２の分だけ換気送風装置の全体風量が増加する。
【００６０】
また、吐出口９６を下向きに設けたので、外風６７が水平にいずれの方向から来ても、遠心ファン７０の外圧上昇を避けることができるとともに、雨水の侵入を防止できる。つまり、誘引ディスク９３、ガイド板９４および側板９５で構成されるダクト部は、１次流３１のエントレインを利用して２次流３２を形成するノズルと、外風６７による外圧上昇を防止するためのフードと双方の役割を併せ持つ。
なお、諸部材の位置や寸法によっては、遠心ファン７０から上方に向かって吹き出された１次流３１が側板９５に当たって方向転換し、図１９に示したように２次流吸込口４２に向かう逆流９７が生じることがある。その場合は、２次流吸込口４２の上部を閉じる仕切り９８を設けるとよい。
【００６１】
実施の形態９．
図２０はこの発明の実施の形態９を示す換気送風装置の断面図である。この実施の形態は、実施の形態６で述べたのと同じ理由、すなわち、図１９の８１で示した速度分布の偏りを改善して、誘引される２次流３２を増大させるために、吐出口９６の幅、つまり吐出口幅Ｈ1を狭くしたものである。
ガイド板９４が誘引ディスク９３に向かって滑らかに絞り込まれ、ガイド板９４と誘引ディスク９３との間隔がこれらの外周縁に向かって滑らかに狭くなっている。その他の部分は実施の形態８と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
吐出口幅Ｈ1を十分広くして、図１９のように吐出口９６において誘引ディスク９３との間に１次流３１の無い領域が存在する状態で吐出口９６位置での噴流幅をＨ2とすると、吐出口幅Ｈ1は噴流幅Ｈ2と同等もしくは若干小さい幅に調整するのが望ましい。そうすることにより吐出口９６における圧力損失を増やすことなく、２次流を大きくすることができる。
【００６３】
図２１に誘引ディスク９３をガイド板９４に向かって滑らかに絞り込むことにより、両者の間隔を狭くし、吐出口幅Ｈ1を狭くした側を示す。また、互いに接近するように両者とも絞り込むようにしてもよい。このようにしても、上記と同様の効果を奏する。
【００６４】
実施の形態１０．
実施の形態１乃至４において、１次流３１を生じさせるための送風機として軸流ファンを利用した換気送風装置について述べたが、それらは圧力損失が付加されていない状況（開放側）においてその風量を大幅に増大させるものであった。図２２は風量−静圧特性曲線図であり、１１５は実施の形態１即ち図１に示した換気送風装置の送風性能を示す風量−静圧特性曲線である。１１６は通常の、つまり非誘引式の曲線であり、図１の装置で誘引ノズル３８を取り付けない場合と同等の送風機の送風性能曲線を示している。図より、開放側（静圧が０ｍｍＡｑ）では図１の換気送風装置は従来の送風機の１．５５倍の風量を実現しているが、吐き出し面に外風が当たって静圧が上昇したり、圧力損失の大きなダクトが接続されたりするような、風量が０ｍ3／ｈに近くなるような閉切側では、従来の送風機に比べ静圧が低くなっていることが分かる。これは、閉切側では、誘引ノズルの吐出口４４に圧力損失が付加されており、１次流３１は全てが誘引ノズルの吐出口４４から噴出せず、１次流３１の一部がより圧力損失の少ない誘引ノズル３８内部から２次流吸込口４２への経路をたどって逆流することが原因である。この現象により、２次流吸込口４２を設けた実施の形態１で示した換気送風装置の閉切側の静圧が低下する。そこで、次に、閉切側静圧を増大させるための構成について述べる。
【００６５】
図２３はこの発明の実施の形態１０を示す換気装置の中心軸に沿った平面における断面図であり、上半分だけを図示している。実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図において、１２６は円筒状の２次流通路開閉手段としてのスライドシャッタであり、円筒状の誘引ノズル３８の吸い込み側の円周に沿ってはめ込まれ、且つ誘引ノズル３８の軸方向に沿ってスライドすることによっって誘引ノズル３８の上流端と１次流吸込口４１に形成したベルマウス３５との間の２次流吸込口４２を任意に変えて開閉調節することが可能なように構成されている。また、実施の形態１に示した図１の前記換気送風装置と比較して、１次流吸込口４１に形成したベルマウスの外周端が誘引ノズルの外縁と同じ若しくはそれ以上の半径を持ち、さらに誘引ノズル３８の上流端と該ベルマウス３５の外周端は平行或いはスライドさせて完全に遮蔽できるような形状となるよう構成されている。
【００６６】
次に、動作について説明する。図２３においてスライドシャッタ１２６とベルマウス３５の隙間に構成される２次流吸込口４２の開口幅をＬｉとする。スライドシャッタ１２６を誘引ノズル３８の軸方向にスライドさせ、Ｌｉを０ｍｍ（通常の送風機）、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ（全開）と変化させた場合の風量−静圧特性曲線を図２４にそれぞれ曲線１１６、１１７、１１８、１１５で示す。曲線１１５、１１６は図２２に示したものと同じである。図より、開口幅Ｌｉが大きいほど開放側（静圧０ｍｍＡｑ近傍）の風量は増大するが、逆に閉切側（風量０ｍ3／ｈ）の静圧は減少することが分かる。
【００６７】
従って、このように構成することにより、大きな静圧を必要とすることが生じる環境に前記換気送風装置を利用する場合でも、環境の状況に応じてスライドシャッタ１２６を１次流吸込口４１のベルマウス３５方向へスライドさせ、２次流吸込口４２を開、閉あるいはその中間の状態にして必要な静圧を得ることができる。
【００６８】
また、高静圧化を図るには２次流吸込口４２からの逆流を防止すればよいことに着目する。逆流が生じる場合には、誘引ノズル３８内部への１次流３１の剪断面４７におけるエントレインが発生しないため、誘引ノズル３８内部は負圧にならずに正圧に転じる。この現象を利用して、該換気送風装置の閉切静圧を自動制御する。スライドシャッタ１２６を開口幅Ｌｉを達成する位置に移動させるための例えばボールネジとモータの組合せ等の自動送り機構を付随させる。そしてセンサにより２次流の通路４８内の、例えば誘引ノズル３８内壁面における静圧を検知して、その値が、吸い込む気体が存在する空間の大気圧よりも大きくなった場合に、スライドシャッタ１２６を２次流吸込口４２のベルマウス３５の方向へ移動させることで、その静圧差に反比例するように徐々にＬｉを減少させるか、あるいは誘引ノズル３８内部が大気圧よりも低いときは全開にしておき、大気圧よりも少しでも高くなったら全閉の状態になるよう送り機構を利用してスライドシャッタ１２６を制御することによって、所望の閉切静圧を達成し、高静圧を得るようにすることができる。
【００６９】
図２３では、誘引ノズル３８と１次流吸込口４１のベルマウス３５の間に円筒状のスライドシャッタ１２６を設けるよう構成されていたが、その他に図２５のように誘引ノズル３８を軸流ファン３０のケーシング３４に取り付ける誘引ノズル支持部１２９を介して軸方向に前後にスライド可能なように構成することも可能である。この場合、誘引ノズル支持部１２９は誘引ノズル３８側に固定されていて、ケーシング３４との間で滑り移動しても、ケーシング３４側に固定されていて誘引ノズル３８との間で滑り移動してもよく、誘引ノズル３８をスライド機構を有した誘引ノズル支持部１２９を介してスライドすることにより、２次流吸込口４２の開口幅Ｌｉを可変とすることができ、同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００７０】
また、誘引ノズル３８を移動させて任意の開口幅Ｌｉを実現するよう送り機構を付随させることにより、同様に、誘引ノズル３８内壁面の静圧を検知し、その圧力と大気圧との差を参照しながら自動的に誘引ノズル３８を軸方向に前後させ、２次流吸込口４２の開口幅Ｌｉを変化させることで、閉切側静圧を制御することが可能であることは言うまでもない。
【００７１】
次に図２６では、２次流吸込口４２に接続する円錐状の２次流吸込口拡大部１３０を設け、２次流吸込口拡大部１３０の直径を１次流吸込口４１よりも大きくなるように構成し、１次流吸込口４１のベルマウス３５外周端は、２次流吸込口拡大部１３０の内壁と接触面を形成して気密性を有するようにその端部が処理されている。ここで、ケーシング３４と誘引ノズル３８は、図２５の場合と同様にスライド式の誘引ノズル支持部１２９を介して接続されており、ケーシング３４を軸方向前後にスライド移動することが可能になっている。２次流吸込口拡大部１３０が連接された誘引ノズル３８が固定されているこの場合では、軸流ファン３０のケーシング３４を誘引ノズル支持部１２９を介して軸方向にスライドさせることにより、２次流吸込口拡大部１３０内壁と１次流吸込口４１のベルマウスの間に形成される隙間の開口幅Ｌｉを任意に調節できる。従って、図２３及び図２５の場合と同様に高静圧化の効果を奏する。さらに、誘引ノズル３８内部の壁面静圧を検知し、その静圧と大気圧の差圧に応じて、開口幅Ｌｉを自動的に変更することにより任意の閉切静圧を達成し、高静圧を得ることができる。
【００７２】
第２６図では、誘引ノズル３８の形状を円錐状にして２次流吸込口拡大部１３０を形成したが、図２７に示すようにケーシング３４を円錐状に形成しても同様の効果を奏することができる。この場合、１次流吸込口の圧力損失を低減するためにケーシング３４の内側をベルマウス形状とすると送風性能を更に高めることができる。
【００７３】
さらに図２８は２次流吸込口４２の開口率を変化させる別の機構を示す斜視図であり、同図（ａ）のＳ部の拡大図を同図（ｂ）に示す。図２８において、図１と同様の装置の２次流吸込口４２には任意の個数の開口部１５２を有したリング状板１５０がはめ込まれ、開口部１５２を任意の割合で閉塞させるためのスライド弁１２７とスライド弁１２７をリング状板１５０に沿ってスライド可能なように取り付けるためのスライド弁支持部１２８が設けられている。
図中に示した矢印の方向に任意に移動させて２次流吸込口４２の開口率を変化させることができる。例えば閉切静圧を増大させる場合にはスライド弁１２７をスライドさせて２次流吸込口４２の開口率を減少させればよい。このように構成することにより、図２３、図２５、図２６、図２７の開口率可変機構と同様に高静圧化の実現が可能である。さらに、誘引ノズル３８内の静圧検知センサとスライド弁１２７の開閉を制御するための送り機構を付随させることにより、スライド弁１２７を自動制御することも可能である。
【００７４】
実施の形態１１．
実施の形態１０において、２次流吸込口４２の開口率を任意に変更することにより、閉切静圧を変化させ、特に高静圧化が実現可能であることを示した。しかしながら２次流吸込口４２の開口率を減少させて閉切側の静圧を増大させると、その開口率では開放側の風量の増大量が減少してしまう。そこで、次に、２次流吸込口４２に２次流通路内の静圧に応じて自己開閉するシャッタを設けることにより、閉切側の高静圧を必要とする状態と開放側の大風量を必要とする状態のいずれにも対応できる装置について説明する。
【００７５】
図２９はこの発明の実施の形態１１を示す換気送風装置の斜視図であり、実施の形態１の図１に示した装置の構成に加えて誘引シャッタ１２０を設けたものであり実施の形態１０の場合と同様の部分については説明を省略する。図３０はその中心軸を含む平面における断面図であり、上半分を示す。図において、１２０は２次流吸込口４２の誘引ノズル３８内部側に設けられた開閉自在な誘引シャッタである。２次流吸込口４２には、任意の個数（ここでは６個）の開口部１５２を有するリング状板１５０が設置され、開口部１５２には各々薄板状のセルロイド、プラスチック、発泡スチロール等の軽量且つある程度の堅牢性を有する材料により形成された誘引シャッタ１２０が軽やかに開閉するように支持部１５３でケーシング３４側に取付けられている。誘引シャッタ１２０の支持方法については、例えば、誘引シャッタ１２０の支持部１５３を円筒状に加工し、円筒内部に鉄芯、針金等の直線部材を挿入して両端を回転可能なようにリング状板１５０あるいはケーシング３４の吸込口に固定する方法や、蝶番等の開閉部材を用いる方法等があるが、何れの方法にせよ、誘引シャッタ１２０の開閉を滑らかにするよう考慮されなければならない。
【００７６】
次に動作について図３１の断面図を用いて説明する。誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が０ｍｍＡｑ即ち開放条件の様子を示したのが図３１（ａ）である。開放条件では、軸流ファン３０からの１次流３１によって誘引ノズル３８内部に２次流３２が誘引される。この誘引効果により、２次流の通路４８内、つまり誘引ノズル３８内部は負圧となるため誘引シャッタ１２０はその表裏面に圧力差が発生するため支持部１５３を支点にして誘引ノズル３８内部に開かれ、前記開口部４２を介して２次流３２が誘引ノズル３８内部に吸引される。
【００７７】
そして、誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が増大していくと、誘引ノズル３８内部に吹き出される１次流３１の流速が減少し、同時に誘引量も減少して全流量が減少する。さらに圧力損失を増大すると、誘引ノズル３８の内部の静圧が上昇し、ついには吸込口外部の圧力である大気圧を越えることになる。実施の形態１の換気送風装置では、この時点で２次流吸込口４２における逆流が発生するが、本実施の形態においては、誘引ノズル内部側に開閉自在で、圧力作用により自己開閉する誘引シャッタ１２０を設けているため、図３１（ｂ）に示すように誘引ノズル３８内部の圧力上昇により誘引シャッタ１２０の表裏面に圧力差が生じて、２次流吸込口４２を閉塞するように移動し、逆止弁と同様の効果を奏する。従って、これ以降吹出側の圧力損失が増大しても、２次流吸込口４２からの逆流現象は発生せず、通常の、つまり非誘引式の送風機と同様の送風性能を示すことになる。
【００７８】
次に図３２に示す曲線１１９は、この実施の形態の換気送風装置の風量−静圧特性曲線である。なお、曲線１１５、１１６は図２２における特性曲線と同じである。
図より、本実施の形態に基づく誘引シャッタ１２０付き換気送風装置では、９０ｍ3／ｈ・１．０ｍｍＡｑの交差点よりも開放側（大流量側）において誘引シャッタ１２０が開の状態となって誘引効果が生じることにより、曲線１１５で示した実施の形態１の前記換気送風装置の性能曲線と同様に風量が増加する。一方、上記交差点より閉切側では、誘引シャッタ１２０が閉の状態となって２次流吸込口４２からの逆流が防止されるため、曲線１１６で示した通常の非誘引式の送風機の性能曲線と同様に高静圧を得ることができる。
【００７９】
以上のように、２次流吸込口４２に誘引ノズル３８内部側にのみ開く開閉自在な誘引シャッタ１２０を設けたので、特別な制御機構を必要とすることなく圧力作用により自己開閉して閉切側の高静圧と開放側の大風量を状況に応じて得ることができる。
例えば、外風の有無により静圧が変動するような環境に装置が設置される場合、状況に適した効率の良い換気送風を行うことができる。
【００８０】
図２９に示した前記換気送風装置では、誘引シャッタ１２０の支持部１５３はリング状板１５０に設けた２次流吸込口４２のケーシング３４側に設けられていたが、その支持部１５３は誘引ノズル３８側で、誘引シャッタ１２０の完全な開閉を妨げない位置であればどこでもよい。例えば、図３３は誘引シャッタ１２０を有した換気送風装置の斜視図を示したものであり、図３４はその断面図である。図２９及び図３０と異なる点は、誘引シャッタ１２０の支持部１５３がリング状板１５０の誘引ノズル３８側に設けられている点である。２次流吸込口４２から吸い込まれる２次流３２は、図３４に示したように軸方向に対して外周方向へ傾いた方向から吸い込む指向性を有する。本構成では、２次流３２の吸い込みを妨げないように誘引シャッタ１２０が開くため、吸い込みの圧力損失も少なく、２次流３２の流量も増大する。
【００８１】
また、図２９および図３３では、誘引ノズル３８の形状は円筒形であるとして誘引シャッタ１２０を設けていたが、勿論誘引ノズル３８の形状は円筒形に限定されず、任意の形状であってもよい。例えば、図３５は、矩形断面を有する誘引ノズル３８に誘引シャッタ１２０を設けた換気送風装置の一例を示す斜視図である。図において誘引ノズル３８の上流端とケーシング３４の上流端の間に形成される２次流吸込口４２には、４つの開口部１５２を有する蓋１５１が被せられており、蓋１５１の開口部１５２を開閉するように誘引シャッタ１２０が設けられている。なお、誘引シャッタ１２０は、図２９および図３３の場合と同様に誘引ノズル３８内部側にのみ開くことができる。
このように構成することにより、誘引ノズル３８の形状が直方体やその他の任意の形状であっても、２次流吸込口４２に誘引シャッタ１２０を設けることによって、円筒形誘引ノズルの場合と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００８２】
さらに、誘引ノズル３８の形状が直方体の場合には、誘引シャッタ１２０の形状は、図３５に示した以外の形状でもよく、図３６で示したような任意の形状を用いることもできる。例えば、図３６は、図３５の誘引シャッタ１２０を２分割した場合の斜視図であり、誘引シャッタ１２０が誘引ノズル３８内部の静圧上昇によって閉状態になった場合に、前記２枚の誘引シャッタ１２０が軽く重なり合うか、或いは隙間無く閉じるように構成することにより、２次流吸込口４２からの逆流を防止することができる。また、図３７（ａ）は別の誘引シャッタを示す斜視図で、（ｂ）はその断面図であり、このように、１つの開口部に複数の矩形の誘引シャッタ１２０をブラインド状に形成しても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００８３】
実施の形態１２．
この実施の形態は、実施の形態１１と同様に、圧力作用で自己開閉する２次流通路開閉手段を備えたものである。
実施の形態１１では、２次流吸込口４２のリング状板１５０や蓋１５１に設けられた誘引シャッタ１２０が扉のように開閉するようなシャッタ構造となっていたが、勿論、２次流吸込口４２の圧力差で自在に開閉する機構であれば如何なる形態を有するものであってもよい。例えば、図３８は、ばねによって支持されたダンパ機構を有する換気送風装置の一例を示す断面図である。図２９の場合と同様に、全体としてはほぼ円筒状に構成されているものとする。実施の形態１０と同様の部分については説明を省略する。図において、３５は１次流吸込口４１の面に接するように設けられたベルマウス、１２３は２次流吸込口４２を開閉する誘引ダンパ、１２２はベルマウス３５の内面と誘引ダンパ１２３を接続するばね、１８０は２次流通路４８の上流端部に設けられ、誘引ダンパ１２３を受ける仕切板である。仕切板１８０には開口部１５２が形成されていて、開口部１５２の形状は誘引ノズル３８の円周に沿って全周つながっていてもよいし、あるいは円周方向にいくつかに分割されていてもよい。誘引ダンパ１２３の形状は開口部１５２を塞ぐことができる形状であればよい。
【００８４】
次に動作について説明する。軸流ファン３０を運転しない状態で誘引ダンパ１２３は仕切板１８０から図において下方へ離れて、２次流３２が流れることができるようにばね１２２の長さが調節してある。つまり、２次流吸込口４２と連通する仕切板１８０上の開口部１５２は開の状態となっている。軸流ファン３０を運転して、誘引ノズル３８の吐出口４４側が開放条件の場合には、誘引効果により誘引ノズル３８内部は負圧となるため誘引ダンパ１２３は下流方向に吸引されて仕切板１８０の開口部１５２は開の状態を維持し、２次流吸込口４２からの２次流３２の吸い込みが生じる。一方、誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が増大すると、誘引ノズル３８の内部の静圧が上昇し、ついには内圧が吸込口外部の圧力である大気圧を越えた場合には、誘引ノズル３８内部の高静圧により誘引ダンパ１２３は仕切板１８０方向に押し上げられて仕切板１８０上の開口部１５２が閉塞される。従って、２次流３２の通路４８が閉の状態となり、２次流吸込口４２への逆流現象は発生せず、いわゆる通常の送風機と同様の高静圧を示すことになる。なお、ばね１２２のばね定数は小さく設定して、誘引ダンパ１２３が動作するために要する圧力損失を小さくしている。
【００８５】
ここで、図３８では、ベルマウス３５は平面で構成されていたが、図３９に示すような斜面あるいは滑らかに断面積を減少させる曲面で構成されていてもよく、その場合、１次流３１の吸い込み抵抗が低減されるため、換気送風装置の送風性能を向上させることができる。
【００８６】
さらに、誘引ダンパ１２３の形態を図４０に示すように三角形断面とすることにより、２次流３２の吸い込み抵抗を低減して換気送風装置の送風性能を向上させることができる。
【００８７】
実施の形態１３．
図４１は、圧力作用により２次流の通路を自己開閉するドーナツ型シャッタを用いて構成した換気送風装置の一例を示す断面斜視図であり、図４２はその断面図である。実施の形態１０と同様の部分については説明を省略する。本構成では、誘引ノズル３８の上流端と１次流吸込口４１のベルマウス３５の外周端との間に開口部１５２が円環形のスリット状に設けられ、さらに誘引ノズル３８とケーシング３４との間の２次流の通路４８には、２次流通路開閉手段としてドーナツ型シャッタ１２４が挿入されている。このドーナツ型シャッタ１２４は直径が２次流吸込口４２のスリット幅よりも大きく、且つ誘引ノズル３８半径とケーシング３４半径との差よりも小さい円形断面を有し、中心線が２次流吸込口４２の中心線の半径と略等しい大きさになっている。そして、ドーナツ型シャッタ１２４を２次流吸込口４２とケーシング３４の吐出口の間の空間に保持するためのシャッタ止め１２５が設けられている。ここで、ドーナツ型シャッタ１２４は、例えば発泡スチロールや中空のプラスチック等の軽量且つ耐水性に優れた部材により構成されている。また、シャッタ止め１２５は２次流３２の流れを妨げないようにドーナツ型シャッタ１２４の周方向に互いに離れて設けられた複数の小片により構成されている。
【００８８】
次に動作について２次流吸込口４２近傍の拡大した斜視図の図４３を用いて説明する。軸流ファン３０が運転され、誘引ノズル３８の吐出口４４側が開放条件の場合には、誘引効果により誘引ノズル３８内部は負圧となるためドーナツ型シャッタ１２４は誘引ノズル３８内部を下流方向に吸引されてシャッタ止め１２５の位置まで移動する。この状態では、（ａ）に示すように２次流３２の通路４８が開となるため、２次流３２は２次流吸込口４２より内部に吸い込まれ、ドーナツ型シャッタ１２４の側面を通過して流れる。従って、開放側条件では、誘引効果により風量が増大する。一方、誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が増大すると、誘引ノズル３８の内部の静圧が上昇し、ついには内圧が吸込口外部の大気圧を越えた場合には、誘引ノズル３８内部の高静圧によりドーナツ型シャッタ１２４はその正圧により２次流吸込口４２方向に押し上げられて２次流吸込口４２の開口部１５２が（ｂ）のように閉塞される。従って、２次流３２の通路４８が閉じられ逆流現象は発生せず、非誘引式の送風機と同様の高静圧を示すことになる。
【００８９】
以上のように、誘引ノズル３８とケーシング３４に挟まれた２次流の通路４８に、静圧に応じて自由に移動できるドーナツ型シャッタ１２４を設けたので、同様に開放側で大風量を得ることができ、かつ閉切側で高静圧を得ることができる。
【００９０】
実施の形態１４．
実施の形態５乃至９において、１次流３１を生じさせるための送風機として遠心ファンを利用した換気送風装置について述べたが、それらは圧力損失が付加されていない状況（開放側）においてその風量を大幅に増大させるものであった。また、実施の形態１３及び１４において、軸流式送風機を利用した換気送風装置の高静圧化について述べた。前記高静圧化の手法は、実施の形態５乃至９の遠心式送風機を利用した換気送風装置へも適用することができる。
図４４はこの発明の実施の形態１４を示す換気送風装置の断面斜視図である。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。図において、１５１は誘引ディスク７７の上流端と吸込円筒部７３上流端との間に設けた蓋であり、任意の個数の扇形の開口部１５２が設けられ、開口率を任意に調節できるように、開口部１５２には２次流通路開閉手段として、スライド可能なスライド弁１２７が設けられている。
【００９１】
次に動作について説明する。開放側では図１１の換気送風装置は従来の非誘引式の送風機の約１．５５倍の風量増大を実現したが、閉切側では非誘引式の送風機に比べ静圧が低くなっている。これは、閉切側では誘引ディスク７７とガイド板７６の吐出口８０に圧力損失が付加されており、１次流３１は誘引ディスク７７の外周端の吐出口８０から噴出せず、より圧力損失の小さい２次流吸込口４２を通過して逆流することが原因である。従って、実施の形態５の図１１に示した換気装置の高静圧化を図るには２次流吸込口４２からの逆流を防止すればよい。図４４のスライド弁１２７をスライドさせて開口部１５２の開口率を低減すると、開放側の風量は若干減少するものの、閉切側の静圧は実施の形態５の図１１に示した換気装置の静圧よりも増大する。さらにスライド弁１２７をスライドさせて、開口部１５２を閉塞させた場合には、前記２次流吸込口４２からの逆流は消滅するため、非誘引式の送風機と同様の閉切側静圧を得ることができる。
【００９２】
以上のように、遠心ファン７０を利用した換気送風装置の２次流吸込口４２にスライド弁１２７を有する蓋１５１を設け、スライド弁１２７の動作により２次流の通路４８の開閉をするようにしたので、閉切側の静圧を任意に変化させて高静圧を得ることができる。
【００９３】
また、逆流が生じる際、誘引ディスク７７内壁面の静圧が誘引効果による負圧から正圧に転じる現象を利用して、換気送風装置の閉切静圧を自動制御することが可能である。そのために、図４４の換気送風装置にスライド弁１２７を所望の位置に移動させるための例えばボールねじとモータの組み合わせ等の自動送り機構を付加する。自動送り機構には、誘引ディスク７７内壁面の静圧値がセンサより送られてきて、この値が２次流吸込口４２より外の大気圧より大きくなった場合に、スライド弁１２７を開口率が下がる方向へ徐々に移動させるか、あるいは誘引ディスク７７内部が大気圧よりも少しでも大きくなったら全閉の状態になるよう送り機構を利用してスライド弁１２７を自動的に制御することによって、任意の閉切静圧を達成し、高静圧が得られる。
【００９４】
さらに、２次流吸込口４２の蓋１５１に設けられた開口部１５２の形状は図４４に示した同心円上の扇形に限らず、スリット弁１２７により任意の開口率に調節できるものであれば、三角型、丸型、四角型等、何れの形でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００９５】
実施の形態１５．
実施の形態１４において、２次流吸込口４２の開口率を任意に変更することにより、閉切静圧を変化させ、特に高静圧化が実現可能であることを示した。しかしながら、２次流吸込口４２の開口率を減少させて閉切側の静圧を増大させると、逆にその開口率では開放風量の増大量が減少してしまう。そこで、次に、２次流吸込口４２に２次流通路内の静圧に応じて自己開閉するシャッタを設けることにより、閉切側の高静圧を必要とする状態と開放側の大風量を必要とする状態のいずれにも対応できる装置について説明する。
【００９６】
図４５はこの発明の実施の形態１５を示す換気送風装置の断面斜視図であり、図４６はその中心軸を含む平面における断面図である。実施の形態１４と同様の部分については説明を省略する。これらの図において、１２０は２次流吸込口４２の誘引ディスク７７内部側に設けられ、前記誘引ディスク７７の内部方向にのみ開く開閉自在な誘引シャッタである。誘引ディスク７７の上流端と吸込円筒部７３の上流端との間には、任意の個数の開口部１５２を有する蓋１５１が設置され、開口部１５２には各々薄手のセルロイド、プラスチック、発泡スチロール等の出来る限り軽量且つある程度の堅牢性を保持する材料により形成された誘引シャッタ１２０が軽やかに開閉するように支持部１５３で吸込円筒部７３側に取り付けられている。誘引シャッタ１２０の支持方法については、例えば、誘引シャッタ１２０の支持部１５３を円筒状に加工し、円筒内部に鉄芯、針金等の直線部材を挿入して両端を回転可能なように蓋１５１あるいは吸込口円筒部７３の外周側に固定する方法や、蝶番等の開閉部材を用いる方法等があるが、何れの方法にせよ、誘引シャッタ１２０の開閉を滑らかにするよう考慮されなければならない。
【００９７】
次に動作について図４６の断面図を用いて説明する。誘引ディスク７７及びガイド板７６の吐出口８０側の圧力損失が０ｍｍＡｑ即ち開放条件では、遠心ファン７０からの１次流３１の誘引効果によって誘引ディスク７７とガイド板７６に挟まれた空間に２次流３２が形成される。この誘引効果により、誘引ノズル内部は負圧となるため誘引シャッタ１２０はその表裏面に圧力差が発生するため支持部１５３を中心に回転して２次流３２の通路４８が開かれ、２次流３２が開口部を介して誘引ディスク７７とガイド板７６に挟まれた該空間に吸引される。
【００９８】
そして、吐出口８０側の圧力損失が増大していくと、誘引ディスク７７の内部に吹き出される１次流３１の流速が減少し、同時に誘引量も減少して全流量が減少する。さらに圧力損失を増大すると、誘引ディスク７７の内壁面上の静圧が上昇し、ついには吸込口外部の大気圧を越えることになる。実施の形態５の前記換気送風装置では、この時点で２次流吸込口４２における逆流が発生するが、本実施の形態においては、２次流吸込口４２に開閉自在で、圧力作用により自己開閉する誘引シャッタ１２０を設けているため、誘引ディスク７７内の空間の静圧上昇により誘引シャッタ１２０は２次流吸込口４２を閉塞するように移動し、逆止弁と同様の効果を奏する。従って、これ以上吹出側の圧力損失を増大させても、２次流吸込口４２からの逆流現象は発生せず、非誘引式の送風機と同様の送風性能を示すことになる。
なお、上記では誘引シャッタ１２０の支持部１５３を吸込円筒部７３側に設けたが、２次流吸込口４２の誘引ディスク７７側に設けてもよい。
以上のように、２次流吸込口４２に誘引ディスク７７内壁面側にのみ開閉自在な誘引シャッタ１２０を設けたので、閉切側の高静圧と開放側の大風量を同時に得ることができる。
【００９９】
実施の形態１６．
遠心ファンを利用した換気送風装置に関し、誘引ディスク７７及びガイド板７６の吐出口８０から外部空間に吹き出される吹出風の方向性を制御する装置について述べる。実施の形態５の遠心ファンを利用した前記換気送風装置において、誘引ディスク７７とガイド板７６は、それぞれ平行するように設けられていた。さらに、実施の形態６の遠心ファンを利用した換気送風装置において、誘引ディスク７７とガイド板７６はいずれか一方或いは双方を滑らかに近接するように通路断面を狭めるように構成されていた。
図１２に示すのは、誘引ディスク７７とガイド板７６がそれぞれ平行するように設けられている換気送風装置の断面図であり、遠心ファン７０より誘引ディスク７７とガイド板７６により囲まれた空間に吹き出された１次流３１は、剪断面を介して２次流３２を誘引しつつ、吐出口８０よりガイド板７６に沿って吹き出し、矢印１３１の方向に向かい外部空間へ放出される。このことは、１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２の双方から、水蒸気を含有する気体を吸い込ませ、さらに前記換気送風装置の側方よりシート状の光源を照射して吹出風を可視化して確認した。
【０１００】
また、図１５はガイド板７６が誘引ディスク７７の方向に滑らかに近接するように通路断面を狭めるように構成された換気送風装置の断面図であり、図１２の換気送風装置の場合と同様に、水蒸気をトレーサーとした流れの可視化試験により、図１５における吹出風は矢印１３１で示すように誘引ディスク７７方向に斜めに曲げられることが確認できた。このように、ガイド板７６の角度を調節することにより、外空間への吹出角度を任意に調節することができる。
【０１０１】
さて、図４７はこの発明の実施の形態１６の換気送風装置の断面図である。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。図において、１３３は遠心ファン７０を固定支持するための送風機支持部、１３４はガイド板７６と誘引ディスク７７を互いに固定するための固定吊り部、１３５はガイド板７６の一端に設けられた回転自由な可変接合部、１３７は可変接合部１３５を介してガイド板７６に接続された底板、１３６は軸流ファン７０と底板１３７の間に設けられて軸流ファン７０を下方から支持するばね、θはガイド板７６が水平方向と成す角度である。なお、遠心ファン７０の軸は垂直方向であるとする。
【０１０２】
次に動作について説明する。底板１３７を遠心ファン７０に近づけると、θが減少し、θ＝０゜の時底板１３７とガイド板７６は同一平面となって実施の形態５の場合と同様に動作する。逆に底板１３７を遠心ファン７０から遠ざけると、θが増加する。θが０゜の場合には前述したように、誘引ディスク７７とガイド板７６は同一平面となり、吐出口８０から外部空間への吹出風は、ガイド板７６とほぼ平行に吹き出される。θの大きさが徐々に増大するにつれ、ガイド板７６と誘引ディスク７７の成す角度も大きくなり、吐出口８０からの吹出風は、誘引ディスク７７側に曲げられて斜め上方に吹き出される。さらにθの大きさを増大させれば、吹出風の風向変更角度も増大する。
このように、ガイド板７６の角度θを変化させる、換言すれば遠心ファン７０の軸方向に対するガイド板７６の角度を変化させるように構成したので、吐出口８０から外部空間への吹出風の吹出角度を変化させることが可能となり、吹出風を任意の場所に送風することができる。
【０１０３】
なお、上記においてばね１３６に代えて高さ寸法が可変の支持部材を用いるようにしてもよい。
勿論、ガイド板７６の角度を変更する他に、誘引ディスク７７の取り付け角度を任意に調節したり、誘引ディスク７７及びガイド板７６双方の角度を調節したりすることによっても、同様の効果を奏する。
【０１０４】
実施の形態１７．
本実施の形態では、実施の形態１６とは別の風向制御について述べる。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。
図４８は、この発明の実施の形態１７を示す換気送風装置の斜視図である。図において、１３８は誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端に、取り付け角度を任意に調節できるよう設けられた風向変更フラップである。
【０１０５】
吹出風の方向を制御するためのフラップ機構は、空調機の吹出口、送風機の吹出口等に広く使用されている技術ではあるが、前記誘引効果を利用した換気送風装置の吹出風の方向を制御するためにも応用できる。図４９は風向を説明するための風向変更フラップの断面図であり、（ａ）に示すように誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端に設けられた風向変更フラップ１３８を吸込口側（図の上方）へ傾けると、吐出口８０からの吹出風は図の斜め上方に吹き出す。逆に、（ｂ）に示すように誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端に設けられた風向変更フラップ１３８をモータ３３側（図の下方）へ傾けると、吐出口からの吹出風は図の斜め下方へ吹き出す。
従って、風向変更フラップの角度を任意に変更することにより、所望の方向へ向かって吹き出し風を送風することができる。
【０１０６】
実施の形態１８．
実施の形態１に示した軸流ファンを利用した換気送風機の低騒音化について述べる。実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図５０は、この発明の実施の形態１８を示す換気送風装置の一部破断した断面斜視図である。図において、１３９は誘引ノズル３８と軸流ファン３０のケーシング３４を接続するための誘引ノズル支持部である。実施の形態１の換気送風装置で１００Ｖの入力時に実測した結果、２次流吸込口４２において約５．０ｍ／ｓの吸い込み流速を確認した。また、同時に実施した騒音測定の周波数分析により、誘引ノズル支持部材１３９の直径と２次流３２の流速に関連した特定周波数を有する騒音が確認された。これは、２次流３２が、誘引ノズル３８とケーシング３４に囲まれた領域を通過する際に誘引ノズル支持部１３９に衝突して発生するカルマン渦による流体騒音である。そこで、図５１に示すように、誘引ノズル支持部１３９の断面形状を（ａ）の翼型、（ｂ）の楕円翼型等の流線型状にすることにより流体騒音を低減させるものである。実際、図中の翼型断面形状を有する誘引ノズル支持部を採用したところ、（ｃ）の円柱型の場合と比べて約１．０ｄＢＡの低騒音化が実現された。
このように、誘引ノズル３８とケーシング３４を接続する誘引ノズル支持部１３９の断面形状を流線型にすることにより、２次流３２が誘引ノズル支持部１３９に衝突して発生させる流体騒音を低減して、低騒音化を図ることができる。
【０１０７】
実施の形態１９．
実施の形態１８における換気送風装置は、２次流３２が誘引ノズル支持部１３９に衝突する際に発生する流体騒音を低減するものであった。しかしながら、その方法では、誘引ノズル３８内部に発生する共鳴音や反響音を消去することができない。図５２はこの発明の実施の形態１９を示す換気送風装置の断面図である。実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図において、１４０は誘引ノズル３８の内側にこれと隔てて配置された、通気性を有する板状部材で、例えば多孔質のプラスチック材料などで構成される。１４１は通気性を有する板状部材１４０と誘引ノズル３８の間に設けられた背面空気層である。通気性を有する板状部材１４０は、その背面空気層１４１を設けることにより、ある特定の周波数帯の音波を吸収する性質を持つ。本実施の形態は、誘引ノズル３８内部に発生する共鳴音、反響音の周波数に合わせた背面空気層１４１を設けることにより、騒音を吸収する。
【０１０８】
実施の形態２０．
実施の形態５に示した遠心ファンを利用した換気送風機の低騒音化について述べる。図５３は、この発明の実施の形態２０を示すもので、（ａ）は換気送風装置の断面図である。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。図において、１４２は誘引ディスク７７をガイド板７６上に支持するための誘引ディスク支持部、１４３は吸込円筒部７３に連通する円環状の吸込補助板７４とガイド板７６を接続して支持する吸込円筒部支持部である。吸込円筒部７３と誘引ディスク７７を支持する方法には種々のものが考えられるが、例えば、図５３（ａ）に示したような位置で２つの構造体を支持した場合には、誘引ディスク支持部１４２、吸込円筒部支持部１４３ともに遠心ファン７０からの吹出風が高速で衝突するため、渦発生に伴う特定周波数の流体騒音が発生する。そこで、例えば図５３（ｂ）に示したように、両支持部１４２、１４３を断面形状が翼型、あるいは楕円翼型等の流線型を持ったものにすることにより、吹出風の衝突の際に発生する流体騒音を低減することができる。両支持部１４２、１４３を円柱型にする場合は、直径が大きなものを用いるのが好ましい。直径が小さいと周波数の高い音が発生して、耳障りな騒音となる。また、衝突に伴う流体騒音は、衝突流体の流速が小さくなるほど急激に減少するので、誘引ディスク支持部１４２はできる限り遠心ファン７０より離れた吹出風の流速が低下した位置に設けることが望ましく、ここでは吐出口８０の近傍部分に設けている。
【０１０９】
さらに、図５３の吸込円筒部の支持方法では、遠心ファン７０の吹出直後に吸込円筒部支持部１４３が設置されているため、衝突する吹出風の流速が最も速く、流体騒音も大きい。そこで、図５４のように、吸込円筒部支持部１４３を２次流吸込口４２近傍の誘引ディスク７７の内壁と吸込円筒部７３の外壁を接続するように設け、且つ前記誘引ディスク７７を図５３と同様に遠心ファン７０よりできる限り離れた吐出口８０近傍で誘引ディスク支持部１４２で支持するよう構成する。本構成により、吸込円筒部支持部１４３は比較的流速の遅い２次流３２と衝突するため、図５３（ｂ）に示したのと同様の形状にすることと合わせて流体騒音をさらに低減することができる。
【０１１０】
このように、断面形状を翼型、楕円翼型等の流線型、あるいは直径の大きな円型に形成した誘引ディスク支持部１４２を、遠心ファン７０よりできる限り遠方に設置し、さらに、誘引ディスク支持部１４２と同様に形状を適切にした吸込円筒部支持部１４３を２次流吸込口４２の近傍に誘引ディスク７７と吸込円筒部７３を接続するように設けたので、流体が支持部に衝突する際に発生する流体騒音を低減することができる。
【０１１１】
実施の形態２１．
本発明の換気送風装置は、換気装置として用いることは勿論のこと、大風量の送風装置としても用いることができるものである。
近年、多様な大空間建築、例えば工場、体育館、アトリウム、ドーム、オーディトリアム等が増加してきている。このような大空間における環境制御は、小規模な空間のそれとは異なった特殊な問題を抱えている。例えば、天井高さ、空間の容積、居住域の偏在等が挙げられる。天井が高い空間では上下に偏った温度分布が生じやすい。例えば、暖房を施した場合には暖気が上昇して天井近傍に滞留し、一方、冷房を施した場合には冷気が下降して床近傍に滞留する現象が発生し、温熱環境を悪化させる。
【０１１２】
また、空間の体積が大きい場合には、鉛直方向ばかりでなく、水平方向の大きさも問題となる。空調装置の吸込口や吹出口の数には限りがあるため、水平方向全体に渡って均一な空調空間を得ることが困難であることが多い。さらに、大空間における居住区は空間底部に偏在していることが多く、大空間全体の中で居住区が占める容積は大変小さいため、環境制御のために投入されたエネルギーの大半が居住区以外の空間に逃げていってしまうことになる。
【０１１３】
そこで、まず鉛直方向の温度差を緩和するための上下温度差解消サーキュレータとして本発明の例えば図１に示した換気送風装置を使用した換気送風システムの配置を図５５に示す。図において、１０１は高い天井１０２と底面１０３を持った空間である。換気送風装置１０５は１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を天井１０２に向け、吐出口４４を床面１０３に向けて、天井１０２近傍に設置されている。
【０１１４】
次に動作について説明する。換気送風装置１０５を運転すると、１次流吸込口４１から天井１０２近傍の滞留空気が吸い込まれる。吸い込まれた１次流３１は誘引ノズル３８内に噴出し、エントレインによって２次流３２を誘引し、吐出口４４から吹き出される。このとき誘引された２次流３２は２次流吸込口４２から換気送風装置１０５内部に供給されるため、換気送風装置１０５の全体風量は１次流３１と２次流３２の合計となる。すなわち、送風機が直接吹き出す風量以上の空気を天井１０２近傍から吸い込んで吐出口４４から吹き出す。吹き出された噴流１０４は床面１０３に到達して床面１０３に平行な流れとなり、さらには、大きな循環流となって天井１０２に向かって進む。このような、天井１０２から床面１０３に、さらには床面１０３から天井１０２へ向かう循環流を形成することにより、空間１０１内の高さ方向の温度差を解消することができる。
【０１１５】
上記のように誘引流を利用した本発明の換気送風装置をサーキュレータとして使用することにより、小入力でも大風量の搬送能力を有するため、大空間における高さ方向の温度差を効率良く解消することができる。
さらに、換気送風装置を図示のように複数台使用することによって、より広範囲の空間の高さ方向の温度差を緩和できる。
【０１１６】
実施の形態２２．
実施の形態２１では、本発明の換気送風装置を高さ方向の温度差を解消するためのサーキュレータとして利用したが、水平方向の温度差を解消するためのサーキュレータとして利用することも可能である。水平方向に広い空間では熱交換器で温度調節（温調）され、空調吹出口から広い空間内に吹き出された空気は、空調吹出口から遠く離れた場所には届かないため、空調吹出口近傍だけが温調されることになる。そこで、空調吹出口から吹き出された温調空気が到達する範囲内に換気送風装置を設置して、空間内の水平方向の温度差を解消する。
【０１１７】
図５６は実施の形態２２を示すものであり、水平方向の温度差を解消するための換気送風システムの配置図である。図において、１０６は空間１０１を環境制御するための熱交換器、１０７は熱交換器１０６で温調された空気を空間１０１へ導くためのダクト、１０８はダクト１０７から空間１０１内へ空気を吹き出す空調吹出口、１０９は温調された空気である。換気送風装置１０５は空調吹出口１０８から吹き出される温調された空気１０９が到達する範囲内に、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を空調吹出口１０８方向に向けて設置され、吐出口４４は温調された空気１０９を到達させたい空間に向かって設置されている。
【０１１８】
次に動作について説明する。熱交換１０６で温調された空気１０９がダクト１０７を経由して、空調吹出口１０８から空間１０１内へ吹き出される。換気送風装置１０５を運転することにより、空調吹出口１０８からの温調された空気が周囲の空気とともに、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２から吸い込まれ、吐出口４４から吹き出される。その風量は１次流３１と２次流３２の合計となる。吹き出された噴流１０４は空調吹出口１０８から遠く離れた地点に到達してこの地点を空調する。
【０１１９】
このように誘引流を利用した本発明の換気送風装置をサーキュレータとして使用することにより、小入力でも大風量の搬送能力を有するため、広い空間における水平方向の温度差を効率良く解消することができる。
さらに、図示のように複数台の換気送風装置１０５を用いて、１台の換気送風装置１０５により、上記のように空調吹出口１０８からの温調された空気１０９を遠くへ吹き出し、その吹き出された噴流１０４の到達する範囲内に別の換気送風装置１０５を配置して、これによりさらに遠くへ吹き出すという具合に、直列的に次々とエア搬送を行うことにより、より広範囲の水平方向の温度差を緩和することができる。
【０１２０】
実施の形態２３．
地下駐車場あるいは工場等の閉ざされた大空間では、空間内の汚染された空気の換気方法が問題となる。従来は、空気の至る所に汚染空気の吸込口を設け、これらの吸込口を長大なダクト配管で結び、これらの配管を通して汚染空気を室外へ排出するというような大がかりな換気送付装置が用いられてきた。このようなダクト配管式換気システムでは、ダクト配管に多大な費用がかかることや、ダクトによる圧力損失が大きく、排気用ブロワの能力を大きくしなければならないため、コストパフォーマンスに至る欠点があった。そこで、ダクト配管を用いない、ダクトレス・エア搬送方式に本発明の換気送風装置を用いた例を示す。
【０１２１】
図５７は実施の形態２３における換気送風システムの配置図であり、図において、１１１は空間１０１内に存在する汚染源であり、例えば駐車場ならば自動車、工場ならば排気ガスを出す装置、アトリウムや大型オフィスであれば二酸化炭素を吐き出す人である。１１２は汚染源１１１から発生する汚染空気、１１３は室内２から室外３へ汚染空気１１２を排出する主換気扇である。換気送風装置１０５は汚染源１１１から発生する汚染空気１１２の存在する場所に１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を位置させるとともに、汚染空気１１２を搬送したい方向に向けて吐出口４４を開口させるように設置されている。
【０１２２】
次に動作について説明する。換気送風装置を運転すると、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２から汚染空気１１２が周囲の空気とともに吸い込まれ、吐出口４４から吹き出される。その風量は１次流３１および２次流３２の合計となる。搬送距離が短い場合は、吹き出された噴流が主換気扇１１３により排出される。搬送距離が長い場合は、吹き出された噴流が到達する範囲内に設けられた別の換気送風装置１０５により、さらに主換気扇１１３に向かって搬送され、図示のように、複数台の換気送風装置１０５により順次搬送される。最後に主換気扇１１３により汚染空気１１２が室外３へ排出される。
このように誘引流を利用した本発明の換気送風装置をダクトレス・エア搬送用換気送風装置として使用することにより、小入力でも大風量の搬送能力を有するため、大空間における換気を高効率化できる。
【０１２３】
実施の形態２４．
実施の形態２１乃至２３では、実施の形態１に基づく軸流ファンを利用した換気送風装置を複数個組み合わせることによって、サーキュレータ、ダクトレス・エア搬送システム、換気空調システム等を構成した。そこで、軸流ファンを利用した送風装置に、さらに実施の形態５に基づく遠心ファンを利用した換気送風装置を組み合わせることにより、より効率的にエア搬送を実施するシステム構成について述べる。図５８は、この発明の実施の形態２４を示す換気送風システムの斜視図である。図において、１４８は第１の換気送風装置としての軸流式誘引換気送風装置、１４９は第２の換気送風装置としての遠心式誘引換気送風装置であり、それぞれ実施の形態１、実施の形態５で示した換気送風装置と同様のものである。実施の形態５で述べたように、遠心式誘引換気送風装置１４９は、１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２から吸い込んだ気体を、誘引ディスク７７及びガイド板７６の吐出口８０より放射状に吹き出す性質を有する。この性質を利用して、遠心式誘引換気送風装置１４９を吸込口を床に向けて、すなわち図１１とは上下を逆にして天井に配置し、さらにその周囲に複数の軸流式誘引換気送風装置１４８を配置し、その軸流式誘引換気送風装置１４８の軸方向を遠心式誘引換気送風装置１４９の吹出風の方向と一致させるようにし、かつ軸流式誘引換気送風装置１４８の１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を遠心式誘引換気送風装置１４９の吐出口８０に向けて設置する。
【０１２４】
次に動作について説明する。軸流式誘引換気送風装置１４８及び遠心式誘引換気送風装置１４９を動作させると、遠心式誘引換気送風装置１４９により、その下方の空気が垂直方向に吸い上げられて、１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２より吸い込まれる。その際、遠心式誘引換気送風装置１４９は実施の形態５のごとく吸い込み風量が増大するように構成されているため、効率よく下方の気体を天井近傍まで吸い上げることができる。次に遠心式誘引換気送風装置１４９内に取り込まれた気体は、誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端部に形成された吐出口８０より放射状に噴出され、周囲の空間に広がる。放射状に広がった吹出風は、その流速が弱まる手前に配置された複数の軸流式誘引換気送風装置１４８の１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２から吸引され、誘引ノズル３８の吐出口４４から再度増速されてより遠方に搬送される。
【０１２５】
なお、図５８では遠心式誘引換気送風装置１４９と軸流式誘引換気送風装置１４８それぞれを１台と４台組み合わせたものを示したが、より多くの軸流式誘引換気送風装置１４８及び遠心式誘引換気送風装置１４９を組み合わせることにより、さらに広範囲にわたって効率の良い気体搬送を行うなど、何台の組合せにしてもよい。
このように、軸流式誘引換気送風装置１４８及び遠心式誘引換気送風装置１４９を組み合わせてシステムを構成したため、搬送流量を増大しつつ、より広範囲に効率的に気体を搬送することが可能となる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１記載の換気送風装置は、軸流ファンが発生する１次流の吸込側から吐出側にかけて設けられ、１次流ガイドを覆い、その下流端よりもさらに下流側まで延びる誘引ノズルを備えるとともに、円筒状の１次流ガイドを用い、１次流ガイドの吐出口の直径をＤ ０ 、誘引ノズルの吐出口の直径をＤ １ 、１次流ガイドの吐出口から誘引ノズルの吐出口までの軸方向距離をＬ、軸流ファンに１次ガイドを付けたときの噴流の展開角をα １ としたとき、
０．５≦Ｄ １ ／（Ｄ ０ ＋２Ｌｔａｎα １ ）≦１．５
としたので、誘引ノズルへの噴流の衝突による圧力損失、あるいは誘引ノズル内への逆流による流量減少を小さくでき、効率良く換気送風できる。また、換気送風量は１次流と２次流の合計となって流量を増大させることができ、また吹き出し風速を抑制して低騒音化を図ることができる。
【０１２７】
請求項２記載の換気送風装置は、整流板を誘引ノズルの吐出口近傍に備えたので、誘引ノズルの吐出口から吹き出される噴流の旋回成分を除去して、誘引ノズルから吹き出し後のエントレインを抑制し、噴流の到達距離が増大する。
請求項３記載の換気送風装置は、誘引ノズルの吐出口外縁へ１次流の一部を流すダクトを備えたので、主流の周囲に低速の補助流を流すことにより、誘引ノズルの吐出口からの吹き出し直後のエントレインが減少し、噴流の到達距離が増大する。
請求項４記載の換気送風装置は、フードを誘引ノズルの下流端に接続したので、外風の悪影響を防止できる。
【０１２８】
請求項５記載の換気送風装置は、遠心ファンと、１次流を案内する吸込側ガイドと、遠心ファンの吸込側とは反対側で１次流を半径方向へ案内するガイド板と、吸込側ガイドを覆い、ガイド板との間に吐出口を形成する誘引ディスクを備えるとともに、ガイド板と誘引ディスクとの間隔が外周縁に向かって狭くなるようにしたので、遠心ファンを用いてその半径方向に送風する誘引式換気送風装置を実現するとともに、２次流を効率良く誘引することができ、したがって換気送風量を増大と、さらに風速を抑制して低騒音化を図ることができる。
【０１２９】
請求項６記載の換気送風装置は、遠心ファンの直径をＤ２、誘引ディスクの直径をＤ３、遠心ファンの吹き出し幅をＨ０、誘引ディスクの外周縁とガイド板の外周縁とで形成された吐出口幅をＨ１、遠心ファンにガイド板を付けたときの展開角をα２としたとき、
０．５≦２Ｈ１／｛２Ｈ０＋（Ｄ３−Ｄ２）ｔａｎα２｝≦１．５
としたので、誘引ノズルへの噴流の衝突による圧力損失、あるいは吐出口からの逆流による流量減少を小さくでき、効率良く換気送風できる。
【０１３０】
請求項７記載の換気送風装置は、ガイド板と誘引ディスクとの間を部分的に閉鎖する側板を備えたので、外風の悪影響を防止できる。
【０１３１】
請求項８記載の換気送風装置は、２次流の通路の開閉をする２次流通路開閉手段を備えたので、開口状態を変えて大きな風量を要する場合と高い静圧を要する場合の両方に対応することができる。
【０１３２】
請求項９記載の換気送風装置は、静圧を検知して２次流通路開閉手段を制御し、また請求項１０記載の換気送風装置は、静圧の圧力作用により２次流開閉手段が自己開閉するので、ともに状況の変化に応じて自動的に大風量あるいは高静圧に変化できる。
【０１３３】
請求項１１記載の換気送風装置は、ガイド板の角度を可変にしたの、吐出口からの吹き出し方向を変えることができる。
請求項１２記載の換気送風装置は、吸込円筒部支持部および誘引ディスク支持部をそれぞれ２次流吸込側近傍および吐出口近傍に設けたので、比較的流速の小さい所に位置し、騒音が小さい。
【０１３４】
請求項１３記載の換気送風システムは、請求項１記載の換気送風装置の吸込側を、請求項５記載の換気送風装置の吐出口に向けて設置したので、上記吐出口からの吹出風をさらに遠くへ送り、大風量空気を広範囲に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す換気送風装置の断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す換気送風装置の斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における噴流の展開角と誘引ノズルの直径の関係を示す換気送風装置の断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態２を示す換気送風装置の斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態２を示す換気送風装置の断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３を示す換気送風装置の斜視図である。
【図７】 この発明の実施の形態３を示す換気送風装置の断面図である。
【図８】 この発明の実施の形態３における主流および補助流の速度分布図である。
【図９】 この発明の実施の形態４を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４を示す換気送風装置の断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５を示す換気送風装置の断面図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６を示す換気送風装置の断面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６における噴流の展開角と吐出口幅の関係を示す換気送風装置の断面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７を示す換気送風装置の断面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態８を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１９】 この発明の実施の形態８を示す換気送風装置の断面図である。
【図２０】 この発明の実施の形態９を示す換気送風装置の断面図である。
【図２１】 この発明の実施の形態９を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図２２】 この発明の実施の形態１の換気送風装置の風量−静圧特性曲線図である。
【図２３】 この発明の実施の形態１０を示す換気送風装置の断面図である。
【図２４】 図２３の換気送風装置の風量−静圧特性曲線図である。
【図２５】 この発明の実施の形態１０を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図２６】 この発明の実施の形態１０を示すさらに別の換気送風装置の断面図である。
【図２７】 この発明の実施の形態１０を示す他の換気送風装置の断面図である。
【図２８】 この発明の実施の形態１０を示すさらに他の換気送風装置の斜視図である。
【図２９】 この発明の実施の形態１１を示す換気送風装置の斜視図である。
【図３０】 図２９の換気送風装置の断面図である。
【図３１】 図２９の換気送風装置の動作を示す断面図である。
【図３２】 図２９の換気送風装置の風量−静圧特性曲線図である。
【図３３】 図２９の換気送風装置を示す別の換気送風装置の斜視図である。
【図３４】 図３３の換気送風装置の断面図である。
【図３５】 この発明の実施の形態１１を示すさらに別の換気送風装置の斜視図である。
【図３６】 この発明の実施の形態１１を示す他の換気送風装置の斜視図である。
【図３７】 この発明の実施の形態１１を示すさらに他の換気送風装置の斜視図と断面図である。
【図３８】 この発明の実施の形態１２を示す換気送風装置の断面図である。
【図３９】 この発明の実施の形態１２を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図４０】 この発明の実施の形態１２を示すさらに別の換気送風装置の断面図である。
【図４１】 この発明の実施の形態１３を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図４２】 図４１の換気送風装置の断面図である。
【図４３】 図４１の換気送風装置の動作を示す断面斜視図である。
【図４４】 この発明の実施の形態１４を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図４５】 この発明の実施の形態１５を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図４６】 図４５の換気送風装置の断面図である。
【図４７】 この発明の実施の形態１６を示す換気送風装置の断面図である。
【図４８】 この発明の実施の形態１７を示す換気送風装置の斜視図である。
【図４９】 図４８の換気送風装置の動作を示す断面図である。
【図５０】 この発明の実施の形態１８を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図５１】 図５０の換気送風装置の誘引ノズル支持部の斜視図である。
【図５２】 この発明の実施の形態１９を示す換気送風装置の断面図である。
【図５３】 この発明の実施の形態２０を示す換気送風装置の断面図である。
【図５４】 この発明の実施の形態２０を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図５５】 この発明の実施の形態２１を示す換気送風システムの配置図である。
【図５６】 この発明の実施の形態２２を示す換気送風システムの配置図である。
【図５７】 この発明の実施の形態２３を示す換気送風システムの配置図である。
【図５８】 この発明の実施の形態２４を示す換気送風システムの配置図である。
【図５９】 従来の換気送風装置を示す概念図である。
【図６０】 従来の別の換気送風装置を示す概念図である。
【符号の説明】
３０ 軸流ファン、３１ １次流、３２ ２次流、３４ ケーシング、
３８ 誘引ノズル、４０ ケーシングの下流端、４３ ケーシングの吐出口、
４４ 誘引ノズルの吐出口、４５ 誘引ノズルの下流端、５１ 整流板、
５５ 補助流ダクト、６５ フード、７０ 遠心ファン、７３ 吸込円筒部、
７５ 吸込補助板の外周縁、７６ ガイド板、７７ 誘引ディスク、
７８ 誘引ディスクの外周縁、７９ ガイド板の外周縁、８０ 吐出口、
８６ 吸込円筒部、８７ １次流ガイド筒、８８ 誘引ノズル、
９３ 誘引ディスク、９４ ガイド板、９５ 側板、１２０ 誘引シャッタ、
１２３ 誘引ダンパ、１２４ ドーナツ型シャッタ、
１２６ スライドシャッタ、１２７ スライド弁、１３５ 可変接合部、
１４０ 板状部材、１４２ 誘引ディスク支持部、１４３ 吸込円筒部支持部、
１４８ 軸流式誘引換気送風装置、１４９ 遠心式誘引換気送風装置。
【発明の属する技術分野】
この発明は住宅、アトリウム、体育館などの換気または送風のために用いられる換気送風装置および換気送風システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、誘引効果を利用した換気送風装置は、新鮮気の誘引効果を利用して汚染気体を排出するように構成されたものと、新鮮気を圧縮して高速噴流を形成し、誘引効果を助長して換気量を増大させるベンチュリとオリフィスを組み合わせてコアンダ効果を利用した換気装置が提案されていた。これらのうち、前者の従来技術を示すものとして、例えば特開昭６０−２１８５４５号公報に記載された、新鮮気の誘引効果を利用して汚染気体を排出するように構成された装置があり、図５９はそのような換気送風装置の概念図である。
【０００３】
図において、１は室内２と室外３を区切る壁、４は室内２に置かれ、汚染空気５を発生するレンジ、６はレンジ４の上方に配置されたフード、７は壁１を貫通し、一端にフード６がつながった排気用ダクト、８は室外３に設けられた送風機、９は一端に送風機８がつながり、途中に排気ダクト７がつながった送風用ダクト、１０は外気である。
【０００４】
次に動作について説明する。送風機８を運転すると室外３の外気１０が送風用ダクト９に送り込まれる。すると、送風用ダクト９中を流れる空気により、フード６および排気用ダクト７を経由して、レンジ４からの汚染空気５が送風用ダクト９に吸い込まれ、排気される。
上記によれば、室内２から室外３への汚染空気５の排出には、送風機８の送風能力（送風量）の一部だけを利用しているにすぎず、送風能力の大半は室外３の新鮮な外気１０を吸い込んで、送風ダクト９を経て再び室外３へ送り出すことに使われていた。
【０００５】
また図６０は、例えば特開平６−２８０８００号公報に記載された圧縮空気を利用した従来の換気送風装置を示す概念図である。図において、１１は一端に送風機８がつながった接続管、１２は接続管１１の他端につながった圧力チャンバ、１３は圧力チャンバ１２を貫通するベンチュリであり、円錐筒部１４と円筒部１５とを滑らかに結んでらっぱ状に形成されている。１６は円錐筒部１４との間に環状の隙間１７を形成するオリフィスであり、中心軸部分は空洞になっていて室内２およびベンチュリ１３内と連通している。
【０００６】
次に動作について説明する。送風機８で加圧された１次空気１８を圧力チャンバ１２内部に送り込むと、この１次空気１８の流れ（１次流）が環状の隙間１７を通過する際にその風速が高められて、ベンチュリ１３内へ吐出口１９に向かって吹き出される。これによって、ベンチュリ１３内部およびオリフィス１６内部に誘引作用が発生し、室内空気２０が吸込口２１から吸い込まれていき、オリフィス１６およびベンチュリ１３の内部を通過して吐出口１９から室外３へ排出される。
上記によれば、室内空気２０の室外３への排気には、送風機８の加圧能力の一部だけを利用しているにすぎず、加圧能力の大半は室外３の新鮮な外気を圧力チャンバ１２から環状の隙間１７および吐出口１９を経て再び室外３へ送り出すことに使われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘引効果を利用した換気送風装置は、以上のように構成されているので、上記のうちの前者のような装置では誘引される空気分だけの排気量しか得られないため、排気性能が十分に得られないという問題があった。また、後者のような装置では前者の上記問題点に加えて、高速噴流から発生する流体騒音が大きく、低騒音化が困難という問題があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、換気送風量が大きい換気送風装置を得ること、および、低騒音化できる換気送風装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る換気送風装置は、一次流を発生させる軸流ファンと、この軸流ファンを覆い、一次流を案内する１次流ガイドと、１次流の吸込側から吐出側にかけて設けられ、１次流ガイドから離隔してこれを覆い、その下流端よりもさらに下流側まで延びる誘引ノズルとを備えるとともに、１次流ガイドの吐出口の直径をＤ ０ 、誘引ノズルの吐出口の直径をＤ １ 、１次流ガイドの吐出口から誘引ノズルの吐出口までの軸方向距離をＬ、軸流ファンに１次流ガイドを付けたときの噴流の展開角をα １ としたとき、
０．５≦Ｄ １ ／（Ｄ ０ ＋２Ｌｔａｎα １ ）≦１．５
となるようにしたものである。
【００１０】
請求項２に係る換気送風装置は、整流板を誘引ノズルの吐出口近傍に備えたものである。
【００１１】
請求項３に係る換気送風装置は、誘引ノズルの吐出口外縁へ１次流の一部を流すダクトを備えたものである。
【００１２】
請求項４に係る換気送風装置は、１次流および２次流の方向を変えるフードを誘引ノズルの下流端に接続したものである。
【００１３】
請求項５に係る換気送風装置は、遠心ファンと、１次流を案内する吸込側ガイドと、遠心ファンの吸込側とは反対側に配置されて１次流を半径方向へ案内するガイド板と、吸込側ガイドを覆い、ガイド板との間に吐出口を形成する誘引ディスクとを備えるとともに、ガイド板と誘引ディスクとの間隔が、これらの外周縁に向かって狭くなるようにしたものである。
【００１４】
請求項６に係る換気送風装置は、前記請求項５において遠心ファンの直径をＤ２、誘引ディスクの直径をＤ３、遠心ファンの吹き出し幅をＨ０、誘引ディスクの外周縁とガイド板の外周縁とで形成された吐出口幅をＨ１、遠心ファンにガイド板を付けたときの噴流の展開角をα２としたとき、
０．５≦２Ｈ１／｛２Ｈ０＋（Ｄ３−Ｄ２）ｔａｎα２｝≦１．５
となるようにしたものである。
【００１５】
請求項７に係る換気送風装置は、ガイド板と誘引ディスクとの間を部分的に閉鎖する側板を備えたものである。
【００１６】
請求項８に係る換気送風装置は、２次流の通路を開閉する２次流通路開閉手段を備えたものである。
【００１７】
請求項９に係る換気送風装置は、２次流の通路内の静圧を検知して２次流通路開閉手段の開閉を制御するようにしたものである。
請求項１０に係る換気送風装置は、２次流の通路内の静圧の圧力作用により自己開閉する２次流通路開閉手段を備えたものである。
【００１８】
請求項１１に係る換気送風装置は、ガイド板の角度を可変にしたものである。
請求項１２に係る換気送風装置は、２次流の吸込側近傍で誘引ディスクと吸込側ガイドとを接続する吸込円筒部支持部、および吐出口近傍で誘引ディスクとガイド板とを接続する誘引ディスク支持部を備えたものである。
【００１９】
請求項１３に係る換気送風システムは、請求項１記載の換気送風装置の吸込側を、請求項５記載の換気送風装置の吐出口に向けて設置したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す換気送風装置の断面図、図２は斜視図である。これらの図において、１は室内２と室外３を隔てる壁であり、換気送風装置により室内２の空気を室外３へ送出する場合について示す。３０は風量の主成分をなす１次流３１を発生させる送風機としての軸流ファン、３３は軸流ファンを駆動する６０Ｈｚ、１００Ｖのモータ、３４は１次流３１を案内する１次流ガイドとしてのケーシングであり、軸流ファン３０を覆う円筒状に形成されていて、その吸込側端部には１次流３１の吸い込み圧力損失を低減させるベルマウス３５が形成されている。
【００２１】
３８は後述の２次流を誘引する誘引部としての誘引ノズルであり、ケーシング３４の直径よりも大きな直径を有する円筒状で、１次流３１の吸込側から吐出側にかけてケーシング３４と同軸に設けられている。誘引ノズル３８は円筒部３６、吸込側端部に形成され２次流の吸い込み圧力損失を低減させるベルマウス３９、および円筒部３６とベルマウス３９とを連結する絞り接続管３７から成り、その下流端４５はケーシング３４の下流端４０よりもさらに下流側まで延びている。ケーシング３４と誘引ノズル３８との間に２次流３２の通路４８が形成される。誘引ノズル３８のベルマウス３９の端部内側に形成される環状の２次流吸込口４２は、ケーシング３４のベルマウス３５の端部内側に形成される円形の１次流吸込口４１と同一平面あるいはそれよりも下流側（図１において左側）へずれて位置している。
【００２２】
次に動作について説明する。モータ３３に通電して軸流ファン３０を回転させることにより、１次流吸込口４１から室内２の空気が吸引され、ケーシング３４を経てその吐出口４３へ向かう流れ、つまり１次流３１が生じる。この１次流３１は、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８内に吹き出される。吹き出された１次流３１と、誘引ノズル３８内の周囲気体との境界面、つまりせん断面４７には速度差が存在するため両者間にせん断力が生じ、そのせん断力に起因する噴流エントレインによって、ケーシング３４と誘引ノズル３８との間に形成される環状の空間に存在する空気が１次流３１に巻き込まれる。この誘引効果により、上記空間内には２次流吸込口４２から１次流３１のせん断面４７に向かって流入する流れ、つまり２次流３２が生じる。２次流３２は１次流吸込口４１と同じ室内２側に隣接して設けられた２次流吸込口４２から誘引ノズル３８内に流入し、１次流３１と合流後、誘引ノズル３８の吐出口４４から室外３へ吹き出される。
【００２３】
ここで、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２とは同じ室内２側に設けられているので、この換気送風装置により室内２から室外３へ向けて送風する全換気送風量は、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２の双方から室外３へ排気される流量の合計に等しく、したがって換気送風量が飛躍的に増大する。
また、送風機はコンプレッサ等の圧縮空気を利用した高速気体吹き出し装置である必要がなく、上記のような軸流ファン、あるいは遠心ファン、斜流ファン等の吹き出し風速が比較的低速な送風機を用いればよいので、噴流から発生する流体騒音、あるいは噴流がケーシング等の周囲の装置に衝突して発生する衝突音等を低レベルに抑制することができる。
【００２４】
さらに、この実施の形態では１次流３１が軸流ファン３０によって形成されるため、強い旋回成分を有する。ケーシング３４から誘引ノズル３８内部に噴出した旋回成分を有する１次流３１は、同口径の吹き出し口から噴出される旋回成分の無い非旋回噴流に比べ、周囲気体の巻き込み混合が激しく、故に周囲気体のエントレイン量も大きくなる。つまり、誘引ノズル３８内の周囲気体を効率よく誘引できる利点を持つ。
【００２５】
以下に換気送風装置の各部の寸法とその性能の一例を示す。ケーシング３４の吐出口４３、すなわちケーシング３４の下流端４０によりその内側に形成される吐出口の直径Ｄ0＝１００ｍｍ、誘引ノズル３８の吐出口４４、すなわち誘引ノズル３８の下流端４５によりその内側に形成される吐出口の直径Ｄ1＝１４０ｍｍ、ケーシング３４の軸方向の長さＬ0＝１３０ｍｍ、誘引ノズル３８の軸方向長さＬ1＝１９０ｍｍ、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８の吐出口４４までの軸方向距離Ｌ＝７０ｍｍ、１次側吸込口４１から下流方向への２次側吸込口４２のずらし量ａ＝１０ｍｍとした。ずらし量ａは零または正の値であれば誘引効果に悪い影響を与えない。
【００２６】
上記換気送風装置における誘引ノズル３８の大きさを決定する際には、ケーシング３４の吐出口４３からコーン状に拡がる１次流３１の展開角が必要となるため、この展開角を求める以下の事前検討を実施した。まず、軸流ファン３０、モータ３３、ケーシング３４で構成した送風装置を暗室内の開放空間で作動させる。そのとき１次流吸込口４１から加湿器によって生成された水蒸気を噴霧すると、水蒸気がトレーサとして混合された旋回噴流（１次流）が吐出口４３から吹き出される。この噴流の下流方向に設置されたハロゲンランプ等の光をスリットに通して得られるシート状の光を照射することにより、噴流の吹き出す様子が可視化される。水蒸気から生じた微細水滴が混入した噴流は、シート状の光を受けて乱反射を起こすため、画像中では白く浮き出して捉えられる。この噴流をＣＣＤカメラで撮影することによって静止画像を得る。この画像に白く写った乱反射像を噴流としてその展開角α1を読みとったところ、約１６度であることが判明した。
【００２７】
次に、上記で求めた展開角α1から誘引ノズル３８の諸元を決定する。ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８内に吹き出される１次流３１が誘引ノズル３８の内壁面に衝突することなく、誘引ノズル３８の下流端４５の吐出口４４に到達し、かつ吐出口４４における噴流断面の直径が吐出口４４の直径とほぼ等しい場合に、誘引量は最大になる。噴流断面の直径に比べて誘引ノズル３８の直径が小さすぎると噴流が誘引ノズル３８の内壁面に衝突して損失が増し、送風流量が減少する。逆に大きすぎると吐出口４４に主噴流が存在しない領域ができ、その部分で、下流側から吐出口４４を経て誘引ノズル３８内へ向かう逆流が生じるからである。この点についてはさらに後述する。
【００２８】
上記の例ではケーシング３４の直径Ｄ0が１００ｍｍ、誘引ノズル３８の直径Ｄ1が１４０ｍｍ、噴流の展開角が１６度であるので、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８の吐出口４４までの軸方向距離Ｌを
Ｌ＝（Ｄ1−Ｄ0）／（２ｔａｎα1）≒７０ｍｍ
とした。このようにした場合、ケーシング３４の吐出口４３から吹き出される噴流の断面は誘引ノズル３８の吐出口４４の断面と一致する。
【００２９】
この換気送風装置を６０Ｈｚ、１００Ｖの定格電圧で駆動させ、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２の合計流量を測定したところ、１８０ｍ3／ｈであった。これに対して、誘引ノズル３８を設けずに、軸流ファン３０、モータ３３、ケーシング３４で構成した送風装置の流量を同一入力条件で測定すると１１６ｍ3／ｈであった。このように、誘引ノズル３８を装着して２次流を発生させることにより、流量を約５５％増加させることができた。
【００３０】
ところで、噴流の展開角は装置によって異なり、例えば一般的な非旋回の軸対称円形噴流の展開角が６度であるのに対し、上記の例では１６度であった。上記の例においてはケーシング３４から吹き出される噴流が旋回成分を有しており、この旋回成分に起因する遠心力によって吹き出し直後から速やかに拡散することにより、その展開角は、旋回成分のない円形断面の吐出口から吹き出される軸対称噴流の展開角に比べて大きくなる。さらに、この展開角は軸流ファンの回転数やファン状形等によって異なるため、誘引ノズルの諸元を決定するに当たってはあらかじめ実測しておく。
【００３１】
誘引のメカニズムを考えると、ケーシング３４から噴出された１次流３１が展開角α1で誘引ノズル３８内に広がり、誘引ノズル３８の下流端４５に位置する吐出口４４に達したときの噴流断面積が、吐出口４４の面積と同程度であることが望ましい。
誘引ノズル３８の吐出口４４の直径が噴流の断面直径よりも小さく、噴流が誘引ノズル３８の内壁面と衝突する場合には、衝突部において噴流の持つ動圧の一部が静圧に変換され、誘引ノズル３８内部に逆圧力勾配を生じて、軸流ファン３０の動作ポイントが高圧側にシフトして送風流量が減少する。
【００３２】
逆に、図３に示したように吐出口４４の直径Ｄ1が、吐出口４４位置における噴流の断面直径Ｄよりも大きい場合には、吐出口４４に主噴流が存在しない環状の領域ができ、その部分で下流側から吐出口４４を経て誘引ノズル３８内部に向かう逆流４６が発生する。この逆流４６は、エントレインにより１次流３１に巻き込まれて吐出口４４から外部に放出される誘引ノズル３８内の空気を補うために、吐出口４４の一部から空気を吸い込む現象である。この場合、２次流吸込口４２から吸い込み流量が減少するため、換気送風装置としての全送風量が減少する。
【００３３】
誘引ノズル３８の吐出口４４の直径を、同位置での噴流断面直径Ｄと同じとしたときの関係を式で表す。
Ｄ1＝Ｄ0＋２Ｌｔａｎα1
故に、Ｄ1／（Ｄ0＋２Ｌｔａｎα1）＝１ （１）
（１）式の左辺は正しく１でなくとも実用的に支障ないが、この値が０．５より小さいと誘引ノズル３８内壁面への噴流の衝突による圧力損失のための流量減少が大きくなり、また、１．５より大きいと吐出口４４から誘引ノズル３８内への逆流４６による流量減少が大きくなる。したがって、（１）式左辺の値は０．５以上、１．５以下にするのが好ましい。
【００３４】
実施の形態２．
本発明による装置をエア搬送置として使用する場合には、誘引作用により増量した噴流を遠方まで拡散させることなく搬送することが必要となる。エア搬送装置は、ダクトを使用せずに換気送風装置間で空気のやりとりを行うものであるため、換気送風装置から吹き出される噴流が減衰することなく遠方まで到達することが望ましい。
図４はこのような用途に適した実施の形態２を示す換気送風装置の斜視図、図５はその断面図である。これらの図において、５１は誘引ノズル３８の吐出口近傍に設けられて、流れを整流するための整流板であり、軸流ファン３０の軸方向に平行な多数の板を格子状に組んで構成している。その他は実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００３５】
次に動作について説明する。モータ３３に通電し、軸流ファン３０を作動させて生じる１次流３１は、ケーシング３４を経てその吐出口４３から吹き出されるとき、軸流ファン３０の回転に伴う強い旋回成分を有する。旋回噴流はその遠心力のために回転軸から半径方向に急激に広がっていく性質を持つ。加えて、運動量輸送に伴う大規模な拡散現象が生じるため、エントレイン量は通常の非旋回噴流と比べて多いという性質がある。後者の性質は、誘引ノズル３８内部のエントレインが効率的に行われ、２次流が増大することに結びつく。しかしながら、前者の性質は、誘引ノズル３８内で誘引効果によって増量した噴流を吐出口４４から開放空間に向けて吹き出す際に、噴流の到達距離が減少する原因となる。そこで、後者の性質を保持しつつ、前者の性質を排除するために誘引ノズル３８の吐出口４４近傍に整流板５１を配置する。
【００３６】
図５において、ケーシング３４の吐出口４３から誘引ノズル３８内に噴出された１次流の旋回噴流は、そのせん断面においてエントレイン作業で周囲空気を巻き込みながらも旋回成分を維持しつつ整流板５１へ向かう。整流板は流れの旋回成分を除去するものならいかなるものでもよく、例えば整流格子、ハニカム、整流メッシュ、軸流ファン３０と回転方向が逆の反転ファン等が挙げられる。整流板５１を通過して旋回成分が大幅に減少した噴流は、吐出口４４から吹き出されたとき、周知の如く、旋回成分を有する噴流に比べて到達距離が伸びる。
【００３７】
実施の形態３．
吐出口から吹き出される噴流の到達距離を増加させるための手段として、吹き出された噴流のエントレイン量を減少させて到達距離を増大させることが考えられる。図６は実施の形態３を示す換気送風装置の斜視図であるが、誘引ノズル３８を透明化して示している。図７はその断面図である。図において、５５はケーシング３４内から誘引ノズル３８の吐出口４４外縁へ、１次流３１の一部を流すためのダクトである補助流ダクト、５６はケーシング３４の吐出口４３に開口した補助流吸込口５７を一方に有する導風ダクトであり、２次流３２の流れを阻害しないように細幅に形成されている。５８は誘引ノズル３８の下流端４５内面に接する位置、すなわち吐出口４４の外縁に周回して設けられた２重円筒状の連結ダクトであり、一方が導風ダクト５６に滑らかに連通するとともに、吐出口４４外縁に開口した補助流吐出口５９を他方に有している。導風ダクト５６と連結ダクト５８により補助流ダクト５５を構成している。その他については実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
次に動作について説明する。軸流ファン３０により生じた１次流３１はケーシング３４の吐出口４３から吹き出されると同時に、１次流３１の一部が補助流吸込口５７へ吹き込まれ、導風ダクト５６に入って１次流３１と隔絶され、連結ダクト５８に運ばれて補助流吐出口５９から補助流６０として吹き出される。この際、導風ダクト５６から連結ダクト５８にかけて、下流方向に向かって滑らかに流路幅を増大するように形成されているので、流れが均一に減速され、連結ダクト５８の円周方向で均一の低速流となる。
【００３９】
このようにして形成された補助流６０は、吐出口４４から吹き出される１次流３１と２次流３２の合流気体のせん断面に沿って噴出される。
ここで、補助流６０は流路の拡大や管路摩擦等の圧力損失のために減速し、補助流吐出口５９では１次流３１と２次流３２の合流した主流よりも流速が小さくなっている。
６１は吐出口４４における主流速度分布、６２は補助流吐出口５９における補助流速度分布である。小さな流速を持つ補助流６０を主流のせん断面に沿って噴出することにより、主流とそこの雰囲気との間のせん断力が緩和され、吹き出し直後のエントレインが減少する。このエントレインの減少は噴流コアを延長させ、ひいては噴流の到達距離を増大させることになる。ここで、導風ダクト５６は細幅のダクトにしたので、１次流３１の誘引ノズル３８内への吹き出しを阻害して誘引効果を減ずる度合いは小さい。
【００４０】
以上のように、１次流３１のエントレインにより２次流吸込口４２から吸い込む２次流の量を保ちながら、かつ、吐出口４４からの吹き出しのエントレインを減少させるので、誘引効果によって増大した噴流を遠方まで到達させることができる。
なお、図８は補助流速度分布を示したものであり、（ａ）のように４角形状の速度分布を持つ補助流を噴出させた場合でも、十分にエントレイン低減効果が得られるが、（ｂ）に示したような主流速度分布６１の外縁と周囲気体の速度分布とを滑らかに連結するような三角形状の速度分布を持つ補助流を噴出させれば、エントレインの減少量はさらに大きくなって、噴流の到達距離が伸びる。
【００４１】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４を示す換気送風装置の一部を破断して記した斜視図であり、換気装置として用いる場合を示す。誘引ノズル３８は４角筒状に形成されているが、実施の形態１の場合と同様の作用をする。その他、実施の形態１と同じ符号を付けた部材は、それぞれ実施の形態１に示したものに相当するので説明を省略する。
通常の換気装置は軸流ファン３０とケーシング３４とで構成され、吸込口から室内の空気を吸い込んで吐出口から室外へ排気するので、換気風量は軸流ファン３０の風量に等しい。ところが、台所やサニタリー等の換気が必要な空間における換気量を確保するには上記構成では不十分であることがあり、そのような場合は大換気量を実現するために軸流ファンの回転数の増大や大口径化等が必要となる。しかし、本発明によれば誘引ノズル３８を設けることにより、同一口径のファンに同一入力を与えた場合でも、実施の形態１で説明したように風量を増大させることができる。
【００４２】
ところで、換気装置における無視できない問題として、外風の問題がある。室外３において頻繁に生じる外風は、換気装置の吐出口に衝突し、静圧に変換されて軸流ファンの吐出面の静圧を上昇させるため、室内外の圧力差が増大して軸流ファンの働きを妨げる。この問題を解決するには外風避けのためのフードを設置すればよい。
図において、６５はこのような目的で設けたフードであり、エルボー型の曲がりダクトで構成されている。６６はフード６５に下向きに形成された排気口である。図１０は断面図である。
【００４３】
１次流３１と２次流３２の混合気である排気は、誘引ノズル３８の吐出口４４からフード６５内に噴出される。その排気はフード６５を通過して排気口６６から室外３へ下向きに放出される。外風６７が水平にどの方向から吹いて来ても、フード６５の内部に侵入し難く、外風６７による静圧上昇を防止できる。さらに、排気口６６は下向きになっているので雨水の侵入も防止できる。
【００４４】
実施の形態５．
以上の実施の形態では送風機として軸流ファンを用いたが、この実施の形態では遠心ファンを用いたものを示す。図１１はこの発明の実施の形態５を示す換気送風装置の斜視図、図１２はその断面図である。これらの図において、７０は換気または送風の風量の主成分をなす１次流３１を発生させる送風機としての遠心ファン、３３は遠心ファン７０を駆動するモータ、７３は遠心ファン７０の吸込側に配置された吸込側ガイドとしての吸込円筒部であり、円筒状で、一端にベルマウス状にした１次流吸込口４１を有するとともに、他端が遠心ファン７０の吸気口７２に連通している。７４は円環板状の吸込補助板であり、その外径は遠心ファン７０の外径よりも大きく、内径側が吸込円筒部７３の他端側と滑らかな形状でつながっている。７６は遠心ファン７０の吸気口７２側とは反対側に配置されて１次流３１を半径方向へ案内するガイド板であり、円板状でその直径は遠心ファン７０の直径よりも大きくなっている。吸込円筒部７３とガイド板７６とで、１次流３１を案内する１次流ガイドを構成している。
【００４５】
７７は２次流を誘引する誘引部としての誘引ディスクであり、吸込円筒部７３と離隔してこれを覆い、上流側はベルマウス状、下流側はガイド板７６と平行な円環板状でこれらを滑らかに接続した形状になっており、その下流端、すなわち外周縁７８は吸込補助板７４の下流端、すなわち外周縁７５よりもさらに下流側まで延びている。吸込円筒部７３と誘引ディスク７７との間に２次流３２の通路４８が形成される。誘引ディスク７７の外径はガイド板７６の外径と同等の大きさになっており、誘引ディスク７７の外周縁７８とガイド板７６の外周縁７９の間に吐出口８０が形成されている。１次流ガイドの吸込円筒部７３と誘引ディスク７７の上流端との間に２次流吸込口４２が形成されている。２次流吸込口４２は１次流吸込口４１と同一平面上もしくは下流方向にずれて位置している。
【００４６】
次に動作について説明する。モータ３３に通電して遠心ファン７０を回転させると、１次流吸込口４１から周囲空気が吸引され、吸込円筒部７３を通って吸気口７２から遠心ファン７０の内部に到達する。この流れ、すなわち１次流３１が遠心ファン７０の回転に伴う遠心力によって、翼間から放射状に遠心ファン７０の外部に放出される。放射状に噴出された１次流３１はガイド板７６と吸込補助板７４の間隙で水平方向に整流され、さらにそれに続くガイド板７６と誘引ディスク７７の間隙に噴出される。８１は遠心ファン７０から吹き出された１次流３１の半径方向速度成分の吹出口幅方向の分布である。ガイド板７６と誘引ディスク７７の間隙において、１次流３１は誘引ディスク７７下の空気と接するため、相互間に流体の速度差によるせん断力が発生し、誘引ディスク７７下の空気は１次流３１に巻き込まれてエントレインが生じる。巻き込まれた空気の不足分を補うために２次流吸込口４２から空気が誘引され、２次流３２が形成される。
【００４７】
ここで、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２とは、同じ側（例えば室内側）に配置されているため、換気送風装置の吸込流量は１次流３１と２次流３２の合計となり、エントレインによって発生する２次流３２の流量分だけ換気送風装置の全体風量が増加する。
さらに、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２をベルマウス状に形成することによってそれぞれの吸い込み圧力損失を低減でき、また、吸込円筒部７３と吸込補助板７４とを滑らかに接続することによって２次流３２が通過する際の圧力損失を低減でき、これらにより換気送風装置の風量が増大する。
【００４８】
実施の形態６．
一般的に遠心ファンから吹き出される気流は図１２の速度分布８１に示すように、ガイド板７６近傍で、流速が最大になるような下方向に偏った速度分布になる。この場合、１次流３１と２次流３２が接するせん断面４７近傍における１次流の速度勾配が小さいために、せん断面に働くせん断力も小さくなり、その結果、誘引される２次流３２の流量も小さくなってしまう。実施の形態６はこの点を改善するものであり、図１３はその断面図である。
【００４９】
７７は誘引ディスクであり、ガイド板７６に向かって滑らかに絞り込まれている。そのため、ガイド板７６と誘引ディスク７７との間隔がこれらの外周縁７９、７８に向かって滑らかに狭くなっている。その他の部分は実施の形態５と同様であるので説明を省略する。
遠心ファン７０の直径をＤ2、ガイド板７６の直径をＤ3、遠心ファン７０の吹き出し幅をＨ0、吐出口８０の吐出幅をＨ1、遠心ファン７０に誘引ディスク７７を付けず、吸込側ガイド７１とガイド板７６を付けたときの遠心ファン７０からの噴流（１次流）の展開角をα2、上記と同じ条件におけるガイド板７６の外周縁７９位置での噴流幅をＨとする（図１２の記号参照）。
【００５０】
吐出口幅Ｈ1は噴流幅Ｈよりもやや小さくするのが望ましい。そうすることにより、遠心ファン７０から吹き出される１次流３１を縮流させ、その速度分布の偏りを軽減あるいは除去し、そのため１次流３１と２次流３２が接するせん断面４７近傍における１次流の速度勾配が増大し、エントレインによる誘引量が増加する。
しかし、吐出口幅Ｈ1を噴流幅Ｈよりも大幅に小さくすると、１次流３１と２次流３２と合わせた吹出風の出口断面積、つまり吐出口８０の面積が小さくなり、縮流による圧力損失が増大して換気送風装置の合計風量はかえって低下してしまう。
【００５１】
逆に、吐出口幅Ｈ1を噴流幅Ｈよりも大きくした場合について、図１４で説明する。図のように構成した場合、せん断面４７と誘引ディスク７７の外周縁７８の間に１次流３１の存在しない領域ができる。１次流３１のエントレインにより発生する２次流３２は、通常、２次流吸込口４２から供給されるが、吸込円筒部７３、吸込補助板７４と誘引ディスク７７とで囲まれた間隙を通過する際の圧力損失と、誘引ディスク７７の外周縁７８とせん断面４７の間に形成される開放空間から吸い込む際の吸込圧力損失とを比較したとき、後者の方がより圧力損失が小さくなる場合があり、その場合には、誘引ディスク７７の外周縁７８とせん断面４７の間から吸い込まれる逆流４６が生じる。逆流４６が生じると、せん断面４７から巻き込まれる２次流３１が逆流４６に置き換えられるため、２次流吸込口４２からの吸い込み流量が減少する。つまり、吐出口幅Ｈ1を大きくし過ぎると換気送風装置の全体吸い込み風量に寄与しないショートサーキット的な、吐出口８０からの逆流４６が生じて全送風量は減少することになる。
【００５２】
図１２から分かるように
Ｈ1／Ｈ＝２Ｈ1／｛２Ｈ0＋（Ｄ3−Ｄ2）ｔａｎα2｝
となる。Ｈ1／Ｈが０．５より小さいと吐出口８０における圧力損失が著しく増大し、また、１．５より大きいと吐出口８０からの逆流が増大するので、Ｈ1／Ｈは０．５以上、１．５以下の値にするのが好ましい。
【００５３】
ガイド板７６と誘引ディスク７７の間隔を狭くするには、上記のように誘引ディスク７７をガイド板７６に向かって接近させる構成の他に、図１５に示すようにガイド板７６を誘引ディスク７７に向かって絞り込んで滑らかに接近させるようにしてもよい。あるいは両者とも互いに接近するように絞り込んでも同様の効果を奏する。
【００５４】
実施の形態７．
実施の形態５では、遠心ファンの吹き出し風がガイド板に沿って放射状に拡散するように構成されていたが、吹き出し風を回転軸方向に偏向させるようにしてもよい。図１６は実施の形態７の換気送風装置の一部破断した斜視図であり、図１７はその断面図である。これらの図において、８５は１次流３１を案内する１次流ガイド、８６は遠心ファン７０の吸込側に配置された吸込側ガイドとしての吸込円筒部、８７は遠心ファン７０の外径側にこれと離隔してこれを覆うように配置された吐出側ガイドとしての１次流ガイド筒であり、吸込円筒部８６と１次流ガイド筒８７とで１次流ガイド８５を構成している。吸込円筒部８６は円筒状で、一端にベルマウス状にした１次流吸込口４１を有し、他端は遠心ファン７０の吸気口７２に連通している。１次流ガイド筒８７は円筒状で、上底側の遠心ファン７０との環状の間隙は閉じられ、また下流端は遠心ファン７０の下端よりも下方へ延びて、１次流３１の吐出口４３を形成している。
【００５５】
８８は吸込円筒部８６および１次流ガイド筒８７と離隔してこれらを覆う円筒状の誘引ノズルであり、その上流端はベルマウス状になって、吸込円筒部８６との間に２次流吸込口４２を形成するとともに、下流端は１次流ガイド筒８７の下流端よりもさらに下流側まで延びて、１次流３１と２次流３２の合成流の吐出口４４を形成している。２次流吸込口４２は１次流吸込口４１と同じ平面上、もしくは下流側に若干ずれて位置している。
【００５６】
次に動作について説明する。遠心ファン７０を回転させると、１次流吸込口４１から周囲気体が吸引され、吸込円筒部８６および遠心ファン７０内部を通過して、放射状に遠心ファン７０の外部に放出される。放射状に放出されたこの１次流３１は１次流ガイド筒８７の内壁面に衝突して、遠心ファン７０の回転軸方向に、すなわち図において下方向に流れが変えられる。下向きの流れになった１次流３１は、１次流ガイド筒８７の吐出口４３から、旋回成分を持ちながら誘引ノズル８８内に吹き出される。
【００５７】
１次流３１は誘引ノズル８８の内壁近くの周囲空気と接触するため、相互間に流体の速度差によるせん断力が発生し、周囲空気を巻き込んでエントレインが生じる。巻き込まれた空気の不足分を補うために２次流吸込口４２から空気が誘引され、２次流３２が形成される。１次流吸込口４１と２次流吸込口４２は同じ側（例えば室内側）にあるので、換気送風装置の吸込流量は１次流３１と２次流３２の総計となり、エントレインによって発生する２次流３２の流量分だけ換気送風装置の風量が増加する。
【００５８】
実施の形態８．
図１８はこの発明の実施の形態８を示す換気送風装置の斜視図であり、図１９はその断面図である。この実施の形態は遠心ファンを用い、かつ外風による悪影響を防止するものである。遠心ファン７０は軸を水平にして設けられている。図において、９３は図１１の誘引ディスク７７と同様の誘引ディスクであるが、図１８において下方の外形が直線になって、全体としてＵ字状の外形になっている。９４は図１１のガイド板７６と同様のガイド板であるが、図１８において下方の外形が直線になって、全体として誘引ディスク９３と同じＵ字状の外形になっている。９５は平板を曲げてＵ字形にした形状の側板であり、誘引ディスク９３およびガイド板９４の外周縁に接続され、両者間を上方から両側方にかけて閉鎖し、下方のみ開口している。その開口部分で吐出口９６を形成している。その他は実施の形態５と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
次に動作について説明する。遠心ファン７０を回転させると、１次流吹込口４１から周囲空気が吸引され、遠心ファン７０から誘引ディスク９３とガイド板９４と側板９５とで囲まれた空間へ噴出される。噴出されたこの１次流３１のうち、上方または側方に向かって吹き出された気流は、側板９５に沿って吐出口９６向きの流れに変えられ、ここから外へ吹き出される。一方、下方へ向かって吹き出された気流は直接吐出口９６から吹き出される。８１は１次流の速度分布である。このとき、遠心ファン７０から吹き出された１次流３１と誘引ディスク９３との間の空隙に存在する低速流体と、１次流３１との間にせん断力が生じ、１次流３１に巻き込まれる２次流３２が形成され、２次流３２は２次流吸込口４２からせん断面４７へ向かう流れとなる。
ここで、１次流吸込口４１と２次流吸込口４２は同じ側に配置しているので、２次流３２の分だけ換気送風装置の全体風量が増加する。
【００６０】
また、吐出口９６を下向きに設けたので、外風６７が水平にいずれの方向から来ても、遠心ファン７０の外圧上昇を避けることができるとともに、雨水の侵入を防止できる。つまり、誘引ディスク９３、ガイド板９４および側板９５で構成されるダクト部は、１次流３１のエントレインを利用して２次流３２を形成するノズルと、外風６７による外圧上昇を防止するためのフードと双方の役割を併せ持つ。
なお、諸部材の位置や寸法によっては、遠心ファン７０から上方に向かって吹き出された１次流３１が側板９５に当たって方向転換し、図１９に示したように２次流吸込口４２に向かう逆流９７が生じることがある。その場合は、２次流吸込口４２の上部を閉じる仕切り９８を設けるとよい。
【００６１】
実施の形態９．
図２０はこの発明の実施の形態９を示す換気送風装置の断面図である。この実施の形態は、実施の形態６で述べたのと同じ理由、すなわち、図１９の８１で示した速度分布の偏りを改善して、誘引される２次流３２を増大させるために、吐出口９６の幅、つまり吐出口幅Ｈ1を狭くしたものである。
ガイド板９４が誘引ディスク９３に向かって滑らかに絞り込まれ、ガイド板９４と誘引ディスク９３との間隔がこれらの外周縁に向かって滑らかに狭くなっている。その他の部分は実施の形態８と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
吐出口幅Ｈ1を十分広くして、図１９のように吐出口９６において誘引ディスク９３との間に１次流３１の無い領域が存在する状態で吐出口９６位置での噴流幅をＨ2とすると、吐出口幅Ｈ1は噴流幅Ｈ2と同等もしくは若干小さい幅に調整するのが望ましい。そうすることにより吐出口９６における圧力損失を増やすことなく、２次流を大きくすることができる。
【００６３】
図２１に誘引ディスク９３をガイド板９４に向かって滑らかに絞り込むことにより、両者の間隔を狭くし、吐出口幅Ｈ1を狭くした側を示す。また、互いに接近するように両者とも絞り込むようにしてもよい。このようにしても、上記と同様の効果を奏する。
【００６４】
実施の形態１０．
実施の形態１乃至４において、１次流３１を生じさせるための送風機として軸流ファンを利用した換気送風装置について述べたが、それらは圧力損失が付加されていない状況（開放側）においてその風量を大幅に増大させるものであった。図２２は風量−静圧特性曲線図であり、１１５は実施の形態１即ち図１に示した換気送風装置の送風性能を示す風量−静圧特性曲線である。１１６は通常の、つまり非誘引式の曲線であり、図１の装置で誘引ノズル３８を取り付けない場合と同等の送風機の送風性能曲線を示している。図より、開放側（静圧が０ｍｍＡｑ）では図１の換気送風装置は従来の送風機の１．５５倍の風量を実現しているが、吐き出し面に外風が当たって静圧が上昇したり、圧力損失の大きなダクトが接続されたりするような、風量が０ｍ3／ｈに近くなるような閉切側では、従来の送風機に比べ静圧が低くなっていることが分かる。これは、閉切側では、誘引ノズルの吐出口４４に圧力損失が付加されており、１次流３１は全てが誘引ノズルの吐出口４４から噴出せず、１次流３１の一部がより圧力損失の少ない誘引ノズル３８内部から２次流吸込口４２への経路をたどって逆流することが原因である。この現象により、２次流吸込口４２を設けた実施の形態１で示した換気送風装置の閉切側の静圧が低下する。そこで、次に、閉切側静圧を増大させるための構成について述べる。
【００６５】
図２３はこの発明の実施の形態１０を示す換気装置の中心軸に沿った平面における断面図であり、上半分だけを図示している。実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図において、１２６は円筒状の２次流通路開閉手段としてのスライドシャッタであり、円筒状の誘引ノズル３８の吸い込み側の円周に沿ってはめ込まれ、且つ誘引ノズル３８の軸方向に沿ってスライドすることによっって誘引ノズル３８の上流端と１次流吸込口４１に形成したベルマウス３５との間の２次流吸込口４２を任意に変えて開閉調節することが可能なように構成されている。また、実施の形態１に示した図１の前記換気送風装置と比較して、１次流吸込口４１に形成したベルマウスの外周端が誘引ノズルの外縁と同じ若しくはそれ以上の半径を持ち、さらに誘引ノズル３８の上流端と該ベルマウス３５の外周端は平行或いはスライドさせて完全に遮蔽できるような形状となるよう構成されている。
【００６６】
次に、動作について説明する。図２３においてスライドシャッタ１２６とベルマウス３５の隙間に構成される２次流吸込口４２の開口幅をＬｉとする。スライドシャッタ１２６を誘引ノズル３８の軸方向にスライドさせ、Ｌｉを０ｍｍ（通常の送風機）、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ（全開）と変化させた場合の風量−静圧特性曲線を図２４にそれぞれ曲線１１６、１１７、１１８、１１５で示す。曲線１１５、１１６は図２２に示したものと同じである。図より、開口幅Ｌｉが大きいほど開放側（静圧０ｍｍＡｑ近傍）の風量は増大するが、逆に閉切側（風量０ｍ3／ｈ）の静圧は減少することが分かる。
【００６７】
従って、このように構成することにより、大きな静圧を必要とすることが生じる環境に前記換気送風装置を利用する場合でも、環境の状況に応じてスライドシャッタ１２６を１次流吸込口４１のベルマウス３５方向へスライドさせ、２次流吸込口４２を開、閉あるいはその中間の状態にして必要な静圧を得ることができる。
【００６８】
また、高静圧化を図るには２次流吸込口４２からの逆流を防止すればよいことに着目する。逆流が生じる場合には、誘引ノズル３８内部への１次流３１の剪断面４７におけるエントレインが発生しないため、誘引ノズル３８内部は負圧にならずに正圧に転じる。この現象を利用して、該換気送風装置の閉切静圧を自動制御する。スライドシャッタ１２６を開口幅Ｌｉを達成する位置に移動させるための例えばボールネジとモータの組合せ等の自動送り機構を付随させる。そしてセンサにより２次流の通路４８内の、例えば誘引ノズル３８内壁面における静圧を検知して、その値が、吸い込む気体が存在する空間の大気圧よりも大きくなった場合に、スライドシャッタ１２６を２次流吸込口４２のベルマウス３５の方向へ移動させることで、その静圧差に反比例するように徐々にＬｉを減少させるか、あるいは誘引ノズル３８内部が大気圧よりも低いときは全開にしておき、大気圧よりも少しでも高くなったら全閉の状態になるよう送り機構を利用してスライドシャッタ１２６を制御することによって、所望の閉切静圧を達成し、高静圧を得るようにすることができる。
【００６９】
図２３では、誘引ノズル３８と１次流吸込口４１のベルマウス３５の間に円筒状のスライドシャッタ１２６を設けるよう構成されていたが、その他に図２５のように誘引ノズル３８を軸流ファン３０のケーシング３４に取り付ける誘引ノズル支持部１２９を介して軸方向に前後にスライド可能なように構成することも可能である。この場合、誘引ノズル支持部１２９は誘引ノズル３８側に固定されていて、ケーシング３４との間で滑り移動しても、ケーシング３４側に固定されていて誘引ノズル３８との間で滑り移動してもよく、誘引ノズル３８をスライド機構を有した誘引ノズル支持部１２９を介してスライドすることにより、２次流吸込口４２の開口幅Ｌｉを可変とすることができ、同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００７０】
また、誘引ノズル３８を移動させて任意の開口幅Ｌｉを実現するよう送り機構を付随させることにより、同様に、誘引ノズル３８内壁面の静圧を検知し、その圧力と大気圧との差を参照しながら自動的に誘引ノズル３８を軸方向に前後させ、２次流吸込口４２の開口幅Ｌｉを変化させることで、閉切側静圧を制御することが可能であることは言うまでもない。
【００７１】
次に図２６では、２次流吸込口４２に接続する円錐状の２次流吸込口拡大部１３０を設け、２次流吸込口拡大部１３０の直径を１次流吸込口４１よりも大きくなるように構成し、１次流吸込口４１のベルマウス３５外周端は、２次流吸込口拡大部１３０の内壁と接触面を形成して気密性を有するようにその端部が処理されている。ここで、ケーシング３４と誘引ノズル３８は、図２５の場合と同様にスライド式の誘引ノズル支持部１２９を介して接続されており、ケーシング３４を軸方向前後にスライド移動することが可能になっている。２次流吸込口拡大部１３０が連接された誘引ノズル３８が固定されているこの場合では、軸流ファン３０のケーシング３４を誘引ノズル支持部１２９を介して軸方向にスライドさせることにより、２次流吸込口拡大部１３０内壁と１次流吸込口４１のベルマウスの間に形成される隙間の開口幅Ｌｉを任意に調節できる。従って、図２３及び図２５の場合と同様に高静圧化の効果を奏する。さらに、誘引ノズル３８内部の壁面静圧を検知し、その静圧と大気圧の差圧に応じて、開口幅Ｌｉを自動的に変更することにより任意の閉切静圧を達成し、高静圧を得ることができる。
【００７２】
第２６図では、誘引ノズル３８の形状を円錐状にして２次流吸込口拡大部１３０を形成したが、図２７に示すようにケーシング３４を円錐状に形成しても同様の効果を奏することができる。この場合、１次流吸込口の圧力損失を低減するためにケーシング３４の内側をベルマウス形状とすると送風性能を更に高めることができる。
【００７３】
さらに図２８は２次流吸込口４２の開口率を変化させる別の機構を示す斜視図であり、同図（ａ）のＳ部の拡大図を同図（ｂ）に示す。図２８において、図１と同様の装置の２次流吸込口４２には任意の個数の開口部１５２を有したリング状板１５０がはめ込まれ、開口部１５２を任意の割合で閉塞させるためのスライド弁１２７とスライド弁１２７をリング状板１５０に沿ってスライド可能なように取り付けるためのスライド弁支持部１２８が設けられている。
図中に示した矢印の方向に任意に移動させて２次流吸込口４２の開口率を変化させることができる。例えば閉切静圧を増大させる場合にはスライド弁１２７をスライドさせて２次流吸込口４２の開口率を減少させればよい。このように構成することにより、図２３、図２５、図２６、図２７の開口率可変機構と同様に高静圧化の実現が可能である。さらに、誘引ノズル３８内の静圧検知センサとスライド弁１２７の開閉を制御するための送り機構を付随させることにより、スライド弁１２７を自動制御することも可能である。
【００７４】
実施の形態１１．
実施の形態１０において、２次流吸込口４２の開口率を任意に変更することにより、閉切静圧を変化させ、特に高静圧化が実現可能であることを示した。しかしながら２次流吸込口４２の開口率を減少させて閉切側の静圧を増大させると、その開口率では開放側の風量の増大量が減少してしまう。そこで、次に、２次流吸込口４２に２次流通路内の静圧に応じて自己開閉するシャッタを設けることにより、閉切側の高静圧を必要とする状態と開放側の大風量を必要とする状態のいずれにも対応できる装置について説明する。
【００７５】
図２９はこの発明の実施の形態１１を示す換気送風装置の斜視図であり、実施の形態１の図１に示した装置の構成に加えて誘引シャッタ１２０を設けたものであり実施の形態１０の場合と同様の部分については説明を省略する。図３０はその中心軸を含む平面における断面図であり、上半分を示す。図において、１２０は２次流吸込口４２の誘引ノズル３８内部側に設けられた開閉自在な誘引シャッタである。２次流吸込口４２には、任意の個数（ここでは６個）の開口部１５２を有するリング状板１５０が設置され、開口部１５２には各々薄板状のセルロイド、プラスチック、発泡スチロール等の軽量且つある程度の堅牢性を有する材料により形成された誘引シャッタ１２０が軽やかに開閉するように支持部１５３でケーシング３４側に取付けられている。誘引シャッタ１２０の支持方法については、例えば、誘引シャッタ１２０の支持部１５３を円筒状に加工し、円筒内部に鉄芯、針金等の直線部材を挿入して両端を回転可能なようにリング状板１５０あるいはケーシング３４の吸込口に固定する方法や、蝶番等の開閉部材を用いる方法等があるが、何れの方法にせよ、誘引シャッタ１２０の開閉を滑らかにするよう考慮されなければならない。
【００７６】
次に動作について図３１の断面図を用いて説明する。誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が０ｍｍＡｑ即ち開放条件の様子を示したのが図３１（ａ）である。開放条件では、軸流ファン３０からの１次流３１によって誘引ノズル３８内部に２次流３２が誘引される。この誘引効果により、２次流の通路４８内、つまり誘引ノズル３８内部は負圧となるため誘引シャッタ１２０はその表裏面に圧力差が発生するため支持部１５３を支点にして誘引ノズル３８内部に開かれ、前記開口部４２を介して２次流３２が誘引ノズル３８内部に吸引される。
【００７７】
そして、誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が増大していくと、誘引ノズル３８内部に吹き出される１次流３１の流速が減少し、同時に誘引量も減少して全流量が減少する。さらに圧力損失を増大すると、誘引ノズル３８の内部の静圧が上昇し、ついには吸込口外部の圧力である大気圧を越えることになる。実施の形態１の換気送風装置では、この時点で２次流吸込口４２における逆流が発生するが、本実施の形態においては、誘引ノズル内部側に開閉自在で、圧力作用により自己開閉する誘引シャッタ１２０を設けているため、図３１（ｂ）に示すように誘引ノズル３８内部の圧力上昇により誘引シャッタ１２０の表裏面に圧力差が生じて、２次流吸込口４２を閉塞するように移動し、逆止弁と同様の効果を奏する。従って、これ以降吹出側の圧力損失が増大しても、２次流吸込口４２からの逆流現象は発生せず、通常の、つまり非誘引式の送風機と同様の送風性能を示すことになる。
【００７８】
次に図３２に示す曲線１１９は、この実施の形態の換気送風装置の風量−静圧特性曲線である。なお、曲線１１５、１１６は図２２における特性曲線と同じである。
図より、本実施の形態に基づく誘引シャッタ１２０付き換気送風装置では、９０ｍ3／ｈ・１．０ｍｍＡｑの交差点よりも開放側（大流量側）において誘引シャッタ１２０が開の状態となって誘引効果が生じることにより、曲線１１５で示した実施の形態１の前記換気送風装置の性能曲線と同様に風量が増加する。一方、上記交差点より閉切側では、誘引シャッタ１２０が閉の状態となって２次流吸込口４２からの逆流が防止されるため、曲線１１６で示した通常の非誘引式の送風機の性能曲線と同様に高静圧を得ることができる。
【００７９】
以上のように、２次流吸込口４２に誘引ノズル３８内部側にのみ開く開閉自在な誘引シャッタ１２０を設けたので、特別な制御機構を必要とすることなく圧力作用により自己開閉して閉切側の高静圧と開放側の大風量を状況に応じて得ることができる。
例えば、外風の有無により静圧が変動するような環境に装置が設置される場合、状況に適した効率の良い換気送風を行うことができる。
【００８０】
図２９に示した前記換気送風装置では、誘引シャッタ１２０の支持部１５３はリング状板１５０に設けた２次流吸込口４２のケーシング３４側に設けられていたが、その支持部１５３は誘引ノズル３８側で、誘引シャッタ１２０の完全な開閉を妨げない位置であればどこでもよい。例えば、図３３は誘引シャッタ１２０を有した換気送風装置の斜視図を示したものであり、図３４はその断面図である。図２９及び図３０と異なる点は、誘引シャッタ１２０の支持部１５３がリング状板１５０の誘引ノズル３８側に設けられている点である。２次流吸込口４２から吸い込まれる２次流３２は、図３４に示したように軸方向に対して外周方向へ傾いた方向から吸い込む指向性を有する。本構成では、２次流３２の吸い込みを妨げないように誘引シャッタ１２０が開くため、吸い込みの圧力損失も少なく、２次流３２の流量も増大する。
【００８１】
また、図２９および図３３では、誘引ノズル３８の形状は円筒形であるとして誘引シャッタ１２０を設けていたが、勿論誘引ノズル３８の形状は円筒形に限定されず、任意の形状であってもよい。例えば、図３５は、矩形断面を有する誘引ノズル３８に誘引シャッタ１２０を設けた換気送風装置の一例を示す斜視図である。図において誘引ノズル３８の上流端とケーシング３４の上流端の間に形成される２次流吸込口４２には、４つの開口部１５２を有する蓋１５１が被せられており、蓋１５１の開口部１５２を開閉するように誘引シャッタ１２０が設けられている。なお、誘引シャッタ１２０は、図２９および図３３の場合と同様に誘引ノズル３８内部側にのみ開くことができる。
このように構成することにより、誘引ノズル３８の形状が直方体やその他の任意の形状であっても、２次流吸込口４２に誘引シャッタ１２０を設けることによって、円筒形誘引ノズルの場合と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００８２】
さらに、誘引ノズル３８の形状が直方体の場合には、誘引シャッタ１２０の形状は、図３５に示した以外の形状でもよく、図３６で示したような任意の形状を用いることもできる。例えば、図３６は、図３５の誘引シャッタ１２０を２分割した場合の斜視図であり、誘引シャッタ１２０が誘引ノズル３８内部の静圧上昇によって閉状態になった場合に、前記２枚の誘引シャッタ１２０が軽く重なり合うか、或いは隙間無く閉じるように構成することにより、２次流吸込口４２からの逆流を防止することができる。また、図３７（ａ）は別の誘引シャッタを示す斜視図で、（ｂ）はその断面図であり、このように、１つの開口部に複数の矩形の誘引シャッタ１２０をブラインド状に形成しても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００８３】
実施の形態１２．
この実施の形態は、実施の形態１１と同様に、圧力作用で自己開閉する２次流通路開閉手段を備えたものである。
実施の形態１１では、２次流吸込口４２のリング状板１５０や蓋１５１に設けられた誘引シャッタ１２０が扉のように開閉するようなシャッタ構造となっていたが、勿論、２次流吸込口４２の圧力差で自在に開閉する機構であれば如何なる形態を有するものであってもよい。例えば、図３８は、ばねによって支持されたダンパ機構を有する換気送風装置の一例を示す断面図である。図２９の場合と同様に、全体としてはほぼ円筒状に構成されているものとする。実施の形態１０と同様の部分については説明を省略する。図において、３５は１次流吸込口４１の面に接するように設けられたベルマウス、１２３は２次流吸込口４２を開閉する誘引ダンパ、１２２はベルマウス３５の内面と誘引ダンパ１２３を接続するばね、１８０は２次流通路４８の上流端部に設けられ、誘引ダンパ１２３を受ける仕切板である。仕切板１８０には開口部１５２が形成されていて、開口部１５２の形状は誘引ノズル３８の円周に沿って全周つながっていてもよいし、あるいは円周方向にいくつかに分割されていてもよい。誘引ダンパ１２３の形状は開口部１５２を塞ぐことができる形状であればよい。
【００８４】
次に動作について説明する。軸流ファン３０を運転しない状態で誘引ダンパ１２３は仕切板１８０から図において下方へ離れて、２次流３２が流れることができるようにばね１２２の長さが調節してある。つまり、２次流吸込口４２と連通する仕切板１８０上の開口部１５２は開の状態となっている。軸流ファン３０を運転して、誘引ノズル３８の吐出口４４側が開放条件の場合には、誘引効果により誘引ノズル３８内部は負圧となるため誘引ダンパ１２３は下流方向に吸引されて仕切板１８０の開口部１５２は開の状態を維持し、２次流吸込口４２からの２次流３２の吸い込みが生じる。一方、誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が増大すると、誘引ノズル３８の内部の静圧が上昇し、ついには内圧が吸込口外部の圧力である大気圧を越えた場合には、誘引ノズル３８内部の高静圧により誘引ダンパ１２３は仕切板１８０方向に押し上げられて仕切板１８０上の開口部１５２が閉塞される。従って、２次流３２の通路４８が閉の状態となり、２次流吸込口４２への逆流現象は発生せず、いわゆる通常の送風機と同様の高静圧を示すことになる。なお、ばね１２２のばね定数は小さく設定して、誘引ダンパ１２３が動作するために要する圧力損失を小さくしている。
【００８５】
ここで、図３８では、ベルマウス３５は平面で構成されていたが、図３９に示すような斜面あるいは滑らかに断面積を減少させる曲面で構成されていてもよく、その場合、１次流３１の吸い込み抵抗が低減されるため、換気送風装置の送風性能を向上させることができる。
【００８６】
さらに、誘引ダンパ１２３の形態を図４０に示すように三角形断面とすることにより、２次流３２の吸い込み抵抗を低減して換気送風装置の送風性能を向上させることができる。
【００８７】
実施の形態１３．
図４１は、圧力作用により２次流の通路を自己開閉するドーナツ型シャッタを用いて構成した換気送風装置の一例を示す断面斜視図であり、図４２はその断面図である。実施の形態１０と同様の部分については説明を省略する。本構成では、誘引ノズル３８の上流端と１次流吸込口４１のベルマウス３５の外周端との間に開口部１５２が円環形のスリット状に設けられ、さらに誘引ノズル３８とケーシング３４との間の２次流の通路４８には、２次流通路開閉手段としてドーナツ型シャッタ１２４が挿入されている。このドーナツ型シャッタ１２４は直径が２次流吸込口４２のスリット幅よりも大きく、且つ誘引ノズル３８半径とケーシング３４半径との差よりも小さい円形断面を有し、中心線が２次流吸込口４２の中心線の半径と略等しい大きさになっている。そして、ドーナツ型シャッタ１２４を２次流吸込口４２とケーシング３４の吐出口の間の空間に保持するためのシャッタ止め１２５が設けられている。ここで、ドーナツ型シャッタ１２４は、例えば発泡スチロールや中空のプラスチック等の軽量且つ耐水性に優れた部材により構成されている。また、シャッタ止め１２５は２次流３２の流れを妨げないようにドーナツ型シャッタ１２４の周方向に互いに離れて設けられた複数の小片により構成されている。
【００８８】
次に動作について２次流吸込口４２近傍の拡大した斜視図の図４３を用いて説明する。軸流ファン３０が運転され、誘引ノズル３８の吐出口４４側が開放条件の場合には、誘引効果により誘引ノズル３８内部は負圧となるためドーナツ型シャッタ１２４は誘引ノズル３８内部を下流方向に吸引されてシャッタ止め１２５の位置まで移動する。この状態では、（ａ）に示すように２次流３２の通路４８が開となるため、２次流３２は２次流吸込口４２より内部に吸い込まれ、ドーナツ型シャッタ１２４の側面を通過して流れる。従って、開放側条件では、誘引効果により風量が増大する。一方、誘引ノズル３８の吐出口４４側の圧力損失が増大すると、誘引ノズル３８の内部の静圧が上昇し、ついには内圧が吸込口外部の大気圧を越えた場合には、誘引ノズル３８内部の高静圧によりドーナツ型シャッタ１２４はその正圧により２次流吸込口４２方向に押し上げられて２次流吸込口４２の開口部１５２が（ｂ）のように閉塞される。従って、２次流３２の通路４８が閉じられ逆流現象は発生せず、非誘引式の送風機と同様の高静圧を示すことになる。
【００８９】
以上のように、誘引ノズル３８とケーシング３４に挟まれた２次流の通路４８に、静圧に応じて自由に移動できるドーナツ型シャッタ１２４を設けたので、同様に開放側で大風量を得ることができ、かつ閉切側で高静圧を得ることができる。
【００９０】
実施の形態１４．
実施の形態５乃至９において、１次流３１を生じさせるための送風機として遠心ファンを利用した換気送風装置について述べたが、それらは圧力損失が付加されていない状況（開放側）においてその風量を大幅に増大させるものであった。また、実施の形態１３及び１４において、軸流式送風機を利用した換気送風装置の高静圧化について述べた。前記高静圧化の手法は、実施の形態５乃至９の遠心式送風機を利用した換気送風装置へも適用することができる。
図４４はこの発明の実施の形態１４を示す換気送風装置の断面斜視図である。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。図において、１５１は誘引ディスク７７の上流端と吸込円筒部７３上流端との間に設けた蓋であり、任意の個数の扇形の開口部１５２が設けられ、開口率を任意に調節できるように、開口部１５２には２次流通路開閉手段として、スライド可能なスライド弁１２７が設けられている。
【００９１】
次に動作について説明する。開放側では図１１の換気送風装置は従来の非誘引式の送風機の約１．５５倍の風量増大を実現したが、閉切側では非誘引式の送風機に比べ静圧が低くなっている。これは、閉切側では誘引ディスク７７とガイド板７６の吐出口８０に圧力損失が付加されており、１次流３１は誘引ディスク７７の外周端の吐出口８０から噴出せず、より圧力損失の小さい２次流吸込口４２を通過して逆流することが原因である。従って、実施の形態５の図１１に示した換気装置の高静圧化を図るには２次流吸込口４２からの逆流を防止すればよい。図４４のスライド弁１２７をスライドさせて開口部１５２の開口率を低減すると、開放側の風量は若干減少するものの、閉切側の静圧は実施の形態５の図１１に示した換気装置の静圧よりも増大する。さらにスライド弁１２７をスライドさせて、開口部１５２を閉塞させた場合には、前記２次流吸込口４２からの逆流は消滅するため、非誘引式の送風機と同様の閉切側静圧を得ることができる。
【００９２】
以上のように、遠心ファン７０を利用した換気送風装置の２次流吸込口４２にスライド弁１２７を有する蓋１５１を設け、スライド弁１２７の動作により２次流の通路４８の開閉をするようにしたので、閉切側の静圧を任意に変化させて高静圧を得ることができる。
【００９３】
また、逆流が生じる際、誘引ディスク７７内壁面の静圧が誘引効果による負圧から正圧に転じる現象を利用して、換気送風装置の閉切静圧を自動制御することが可能である。そのために、図４４の換気送風装置にスライド弁１２７を所望の位置に移動させるための例えばボールねじとモータの組み合わせ等の自動送り機構を付加する。自動送り機構には、誘引ディスク７７内壁面の静圧値がセンサより送られてきて、この値が２次流吸込口４２より外の大気圧より大きくなった場合に、スライド弁１２７を開口率が下がる方向へ徐々に移動させるか、あるいは誘引ディスク７７内部が大気圧よりも少しでも大きくなったら全閉の状態になるよう送り機構を利用してスライド弁１２７を自動的に制御することによって、任意の閉切静圧を達成し、高静圧が得られる。
【００９４】
さらに、２次流吸込口４２の蓋１５１に設けられた開口部１５２の形状は図４４に示した同心円上の扇形に限らず、スリット弁１２７により任意の開口率に調節できるものであれば、三角型、丸型、四角型等、何れの形でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００９５】
実施の形態１５．
実施の形態１４において、２次流吸込口４２の開口率を任意に変更することにより、閉切静圧を変化させ、特に高静圧化が実現可能であることを示した。しかしながら、２次流吸込口４２の開口率を減少させて閉切側の静圧を増大させると、逆にその開口率では開放風量の増大量が減少してしまう。そこで、次に、２次流吸込口４２に２次流通路内の静圧に応じて自己開閉するシャッタを設けることにより、閉切側の高静圧を必要とする状態と開放側の大風量を必要とする状態のいずれにも対応できる装置について説明する。
【００９６】
図４５はこの発明の実施の形態１５を示す換気送風装置の断面斜視図であり、図４６はその中心軸を含む平面における断面図である。実施の形態１４と同様の部分については説明を省略する。これらの図において、１２０は２次流吸込口４２の誘引ディスク７７内部側に設けられ、前記誘引ディスク７７の内部方向にのみ開く開閉自在な誘引シャッタである。誘引ディスク７７の上流端と吸込円筒部７３の上流端との間には、任意の個数の開口部１５２を有する蓋１５１が設置され、開口部１５２には各々薄手のセルロイド、プラスチック、発泡スチロール等の出来る限り軽量且つある程度の堅牢性を保持する材料により形成された誘引シャッタ１２０が軽やかに開閉するように支持部１５３で吸込円筒部７３側に取り付けられている。誘引シャッタ１２０の支持方法については、例えば、誘引シャッタ１２０の支持部１５３を円筒状に加工し、円筒内部に鉄芯、針金等の直線部材を挿入して両端を回転可能なように蓋１５１あるいは吸込口円筒部７３の外周側に固定する方法や、蝶番等の開閉部材を用いる方法等があるが、何れの方法にせよ、誘引シャッタ１２０の開閉を滑らかにするよう考慮されなければならない。
【００９７】
次に動作について図４６の断面図を用いて説明する。誘引ディスク７７及びガイド板７６の吐出口８０側の圧力損失が０ｍｍＡｑ即ち開放条件では、遠心ファン７０からの１次流３１の誘引効果によって誘引ディスク７７とガイド板７６に挟まれた空間に２次流３２が形成される。この誘引効果により、誘引ノズル内部は負圧となるため誘引シャッタ１２０はその表裏面に圧力差が発生するため支持部１５３を中心に回転して２次流３２の通路４８が開かれ、２次流３２が開口部を介して誘引ディスク７７とガイド板７６に挟まれた該空間に吸引される。
【００９８】
そして、吐出口８０側の圧力損失が増大していくと、誘引ディスク７７の内部に吹き出される１次流３１の流速が減少し、同時に誘引量も減少して全流量が減少する。さらに圧力損失を増大すると、誘引ディスク７７の内壁面上の静圧が上昇し、ついには吸込口外部の大気圧を越えることになる。実施の形態５の前記換気送風装置では、この時点で２次流吸込口４２における逆流が発生するが、本実施の形態においては、２次流吸込口４２に開閉自在で、圧力作用により自己開閉する誘引シャッタ１２０を設けているため、誘引ディスク７７内の空間の静圧上昇により誘引シャッタ１２０は２次流吸込口４２を閉塞するように移動し、逆止弁と同様の効果を奏する。従って、これ以上吹出側の圧力損失を増大させても、２次流吸込口４２からの逆流現象は発生せず、非誘引式の送風機と同様の送風性能を示すことになる。
なお、上記では誘引シャッタ１２０の支持部１５３を吸込円筒部７３側に設けたが、２次流吸込口４２の誘引ディスク７７側に設けてもよい。
以上のように、２次流吸込口４２に誘引ディスク７７内壁面側にのみ開閉自在な誘引シャッタ１２０を設けたので、閉切側の高静圧と開放側の大風量を同時に得ることができる。
【００９９】
実施の形態１６．
遠心ファンを利用した換気送風装置に関し、誘引ディスク７７及びガイド板７６の吐出口８０から外部空間に吹き出される吹出風の方向性を制御する装置について述べる。実施の形態５の遠心ファンを利用した前記換気送風装置において、誘引ディスク７７とガイド板７６は、それぞれ平行するように設けられていた。さらに、実施の形態６の遠心ファンを利用した換気送風装置において、誘引ディスク７７とガイド板７６はいずれか一方或いは双方を滑らかに近接するように通路断面を狭めるように構成されていた。
図１２に示すのは、誘引ディスク７７とガイド板７６がそれぞれ平行するように設けられている換気送風装置の断面図であり、遠心ファン７０より誘引ディスク７７とガイド板７６により囲まれた空間に吹き出された１次流３１は、剪断面を介して２次流３２を誘引しつつ、吐出口８０よりガイド板７６に沿って吹き出し、矢印１３１の方向に向かい外部空間へ放出される。このことは、１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２の双方から、水蒸気を含有する気体を吸い込ませ、さらに前記換気送風装置の側方よりシート状の光源を照射して吹出風を可視化して確認した。
【０１００】
また、図１５はガイド板７６が誘引ディスク７７の方向に滑らかに近接するように通路断面を狭めるように構成された換気送風装置の断面図であり、図１２の換気送風装置の場合と同様に、水蒸気をトレーサーとした流れの可視化試験により、図１５における吹出風は矢印１３１で示すように誘引ディスク７７方向に斜めに曲げられることが確認できた。このように、ガイド板７６の角度を調節することにより、外空間への吹出角度を任意に調節することができる。
【０１０１】
さて、図４７はこの発明の実施の形態１６の換気送風装置の断面図である。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。図において、１３３は遠心ファン７０を固定支持するための送風機支持部、１３４はガイド板７６と誘引ディスク７７を互いに固定するための固定吊り部、１３５はガイド板７６の一端に設けられた回転自由な可変接合部、１３７は可変接合部１３５を介してガイド板７６に接続された底板、１３６は軸流ファン７０と底板１３７の間に設けられて軸流ファン７０を下方から支持するばね、θはガイド板７６が水平方向と成す角度である。なお、遠心ファン７０の軸は垂直方向であるとする。
【０１０２】
次に動作について説明する。底板１３７を遠心ファン７０に近づけると、θが減少し、θ＝０゜の時底板１３７とガイド板７６は同一平面となって実施の形態５の場合と同様に動作する。逆に底板１３７を遠心ファン７０から遠ざけると、θが増加する。θが０゜の場合には前述したように、誘引ディスク７７とガイド板７６は同一平面となり、吐出口８０から外部空間への吹出風は、ガイド板７６とほぼ平行に吹き出される。θの大きさが徐々に増大するにつれ、ガイド板７６と誘引ディスク７７の成す角度も大きくなり、吐出口８０からの吹出風は、誘引ディスク７７側に曲げられて斜め上方に吹き出される。さらにθの大きさを増大させれば、吹出風の風向変更角度も増大する。
このように、ガイド板７６の角度θを変化させる、換言すれば遠心ファン７０の軸方向に対するガイド板７６の角度を変化させるように構成したので、吐出口８０から外部空間への吹出風の吹出角度を変化させることが可能となり、吹出風を任意の場所に送風することができる。
【０１０３】
なお、上記においてばね１３６に代えて高さ寸法が可変の支持部材を用いるようにしてもよい。
勿論、ガイド板７６の角度を変更する他に、誘引ディスク７７の取り付け角度を任意に調節したり、誘引ディスク７７及びガイド板７６双方の角度を調節したりすることによっても、同様の効果を奏する。
【０１０４】
実施の形態１７．
本実施の形態では、実施の形態１６とは別の風向制御について述べる。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。
図４８は、この発明の実施の形態１７を示す換気送風装置の斜視図である。図において、１３８は誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端に、取り付け角度を任意に調節できるよう設けられた風向変更フラップである。
【０１０５】
吹出風の方向を制御するためのフラップ機構は、空調機の吹出口、送風機の吹出口等に広く使用されている技術ではあるが、前記誘引効果を利用した換気送風装置の吹出風の方向を制御するためにも応用できる。図４９は風向を説明するための風向変更フラップの断面図であり、（ａ）に示すように誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端に設けられた風向変更フラップ１３８を吸込口側（図の上方）へ傾けると、吐出口８０からの吹出風は図の斜め上方に吹き出す。逆に、（ｂ）に示すように誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端に設けられた風向変更フラップ１３８をモータ３３側（図の下方）へ傾けると、吐出口からの吹出風は図の斜め下方へ吹き出す。
従って、風向変更フラップの角度を任意に変更することにより、所望の方向へ向かって吹き出し風を送風することができる。
【０１０６】
実施の形態１８．
実施の形態１に示した軸流ファンを利用した換気送風機の低騒音化について述べる。実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図５０は、この発明の実施の形態１８を示す換気送風装置の一部破断した断面斜視図である。図において、１３９は誘引ノズル３８と軸流ファン３０のケーシング３４を接続するための誘引ノズル支持部である。実施の形態１の換気送風装置で１００Ｖの入力時に実測した結果、２次流吸込口４２において約５．０ｍ／ｓの吸い込み流速を確認した。また、同時に実施した騒音測定の周波数分析により、誘引ノズル支持部材１３９の直径と２次流３２の流速に関連した特定周波数を有する騒音が確認された。これは、２次流３２が、誘引ノズル３８とケーシング３４に囲まれた領域を通過する際に誘引ノズル支持部１３９に衝突して発生するカルマン渦による流体騒音である。そこで、図５１に示すように、誘引ノズル支持部１３９の断面形状を（ａ）の翼型、（ｂ）の楕円翼型等の流線型状にすることにより流体騒音を低減させるものである。実際、図中の翼型断面形状を有する誘引ノズル支持部を採用したところ、（ｃ）の円柱型の場合と比べて約１．０ｄＢＡの低騒音化が実現された。
このように、誘引ノズル３８とケーシング３４を接続する誘引ノズル支持部１３９の断面形状を流線型にすることにより、２次流３２が誘引ノズル支持部１３９に衝突して発生させる流体騒音を低減して、低騒音化を図ることができる。
【０１０７】
実施の形態１９．
実施の形態１８における換気送風装置は、２次流３２が誘引ノズル支持部１３９に衝突する際に発生する流体騒音を低減するものであった。しかしながら、その方法では、誘引ノズル３８内部に発生する共鳴音や反響音を消去することができない。図５２はこの発明の実施の形態１９を示す換気送風装置の断面図である。実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図において、１４０は誘引ノズル３８の内側にこれと隔てて配置された、通気性を有する板状部材で、例えば多孔質のプラスチック材料などで構成される。１４１は通気性を有する板状部材１４０と誘引ノズル３８の間に設けられた背面空気層である。通気性を有する板状部材１４０は、その背面空気層１４１を設けることにより、ある特定の周波数帯の音波を吸収する性質を持つ。本実施の形態は、誘引ノズル３８内部に発生する共鳴音、反響音の周波数に合わせた背面空気層１４１を設けることにより、騒音を吸収する。
【０１０８】
実施の形態２０．
実施の形態５に示した遠心ファンを利用した換気送風機の低騒音化について述べる。図５３は、この発明の実施の形態２０を示すもので、（ａ）は換気送風装置の断面図である。実施の形態５と同様の部分については説明を省略する。図において、１４２は誘引ディスク７７をガイド板７６上に支持するための誘引ディスク支持部、１４３は吸込円筒部７３に連通する円環状の吸込補助板７４とガイド板７６を接続して支持する吸込円筒部支持部である。吸込円筒部７３と誘引ディスク７７を支持する方法には種々のものが考えられるが、例えば、図５３（ａ）に示したような位置で２つの構造体を支持した場合には、誘引ディスク支持部１４２、吸込円筒部支持部１４３ともに遠心ファン７０からの吹出風が高速で衝突するため、渦発生に伴う特定周波数の流体騒音が発生する。そこで、例えば図５３（ｂ）に示したように、両支持部１４２、１４３を断面形状が翼型、あるいは楕円翼型等の流線型を持ったものにすることにより、吹出風の衝突の際に発生する流体騒音を低減することができる。両支持部１４２、１４３を円柱型にする場合は、直径が大きなものを用いるのが好ましい。直径が小さいと周波数の高い音が発生して、耳障りな騒音となる。また、衝突に伴う流体騒音は、衝突流体の流速が小さくなるほど急激に減少するので、誘引ディスク支持部１４２はできる限り遠心ファン７０より離れた吹出風の流速が低下した位置に設けることが望ましく、ここでは吐出口８０の近傍部分に設けている。
【０１０９】
さらに、図５３の吸込円筒部の支持方法では、遠心ファン７０の吹出直後に吸込円筒部支持部１４３が設置されているため、衝突する吹出風の流速が最も速く、流体騒音も大きい。そこで、図５４のように、吸込円筒部支持部１４３を２次流吸込口４２近傍の誘引ディスク７７の内壁と吸込円筒部７３の外壁を接続するように設け、且つ前記誘引ディスク７７を図５３と同様に遠心ファン７０よりできる限り離れた吐出口８０近傍で誘引ディスク支持部１４２で支持するよう構成する。本構成により、吸込円筒部支持部１４３は比較的流速の遅い２次流３２と衝突するため、図５３（ｂ）に示したのと同様の形状にすることと合わせて流体騒音をさらに低減することができる。
【０１１０】
このように、断面形状を翼型、楕円翼型等の流線型、あるいは直径の大きな円型に形成した誘引ディスク支持部１４２を、遠心ファン７０よりできる限り遠方に設置し、さらに、誘引ディスク支持部１４２と同様に形状を適切にした吸込円筒部支持部１４３を２次流吸込口４２の近傍に誘引ディスク７７と吸込円筒部７３を接続するように設けたので、流体が支持部に衝突する際に発生する流体騒音を低減することができる。
【０１１１】
実施の形態２１．
本発明の換気送風装置は、換気装置として用いることは勿論のこと、大風量の送風装置としても用いることができるものである。
近年、多様な大空間建築、例えば工場、体育館、アトリウム、ドーム、オーディトリアム等が増加してきている。このような大空間における環境制御は、小規模な空間のそれとは異なった特殊な問題を抱えている。例えば、天井高さ、空間の容積、居住域の偏在等が挙げられる。天井が高い空間では上下に偏った温度分布が生じやすい。例えば、暖房を施した場合には暖気が上昇して天井近傍に滞留し、一方、冷房を施した場合には冷気が下降して床近傍に滞留する現象が発生し、温熱環境を悪化させる。
【０１１２】
また、空間の体積が大きい場合には、鉛直方向ばかりでなく、水平方向の大きさも問題となる。空調装置の吸込口や吹出口の数には限りがあるため、水平方向全体に渡って均一な空調空間を得ることが困難であることが多い。さらに、大空間における居住区は空間底部に偏在していることが多く、大空間全体の中で居住区が占める容積は大変小さいため、環境制御のために投入されたエネルギーの大半が居住区以外の空間に逃げていってしまうことになる。
【０１１３】
そこで、まず鉛直方向の温度差を緩和するための上下温度差解消サーキュレータとして本発明の例えば図１に示した換気送風装置を使用した換気送風システムの配置を図５５に示す。図において、１０１は高い天井１０２と底面１０３を持った空間である。換気送風装置１０５は１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を天井１０２に向け、吐出口４４を床面１０３に向けて、天井１０２近傍に設置されている。
【０１１４】
次に動作について説明する。換気送風装置１０５を運転すると、１次流吸込口４１から天井１０２近傍の滞留空気が吸い込まれる。吸い込まれた１次流３１は誘引ノズル３８内に噴出し、エントレインによって２次流３２を誘引し、吐出口４４から吹き出される。このとき誘引された２次流３２は２次流吸込口４２から換気送風装置１０５内部に供給されるため、換気送風装置１０５の全体風量は１次流３１と２次流３２の合計となる。すなわち、送風機が直接吹き出す風量以上の空気を天井１０２近傍から吸い込んで吐出口４４から吹き出す。吹き出された噴流１０４は床面１０３に到達して床面１０３に平行な流れとなり、さらには、大きな循環流となって天井１０２に向かって進む。このような、天井１０２から床面１０３に、さらには床面１０３から天井１０２へ向かう循環流を形成することにより、空間１０１内の高さ方向の温度差を解消することができる。
【０１１５】
上記のように誘引流を利用した本発明の換気送風装置をサーキュレータとして使用することにより、小入力でも大風量の搬送能力を有するため、大空間における高さ方向の温度差を効率良く解消することができる。
さらに、換気送風装置を図示のように複数台使用することによって、より広範囲の空間の高さ方向の温度差を緩和できる。
【０１１６】
実施の形態２２．
実施の形態２１では、本発明の換気送風装置を高さ方向の温度差を解消するためのサーキュレータとして利用したが、水平方向の温度差を解消するためのサーキュレータとして利用することも可能である。水平方向に広い空間では熱交換器で温度調節（温調）され、空調吹出口から広い空間内に吹き出された空気は、空調吹出口から遠く離れた場所には届かないため、空調吹出口近傍だけが温調されることになる。そこで、空調吹出口から吹き出された温調空気が到達する範囲内に換気送風装置を設置して、空間内の水平方向の温度差を解消する。
【０１１７】
図５６は実施の形態２２を示すものであり、水平方向の温度差を解消するための換気送風システムの配置図である。図において、１０６は空間１０１を環境制御するための熱交換器、１０７は熱交換器１０６で温調された空気を空間１０１へ導くためのダクト、１０８はダクト１０７から空間１０１内へ空気を吹き出す空調吹出口、１０９は温調された空気である。換気送風装置１０５は空調吹出口１０８から吹き出される温調された空気１０９が到達する範囲内に、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を空調吹出口１０８方向に向けて設置され、吐出口４４は温調された空気１０９を到達させたい空間に向かって設置されている。
【０１１８】
次に動作について説明する。熱交換１０６で温調された空気１０９がダクト１０７を経由して、空調吹出口１０８から空間１０１内へ吹き出される。換気送風装置１０５を運転することにより、空調吹出口１０８からの温調された空気が周囲の空気とともに、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２から吸い込まれ、吐出口４４から吹き出される。その風量は１次流３１と２次流３２の合計となる。吹き出された噴流１０４は空調吹出口１０８から遠く離れた地点に到達してこの地点を空調する。
【０１１９】
このように誘引流を利用した本発明の換気送風装置をサーキュレータとして使用することにより、小入力でも大風量の搬送能力を有するため、広い空間における水平方向の温度差を効率良く解消することができる。
さらに、図示のように複数台の換気送風装置１０５を用いて、１台の換気送風装置１０５により、上記のように空調吹出口１０８からの温調された空気１０９を遠くへ吹き出し、その吹き出された噴流１０４の到達する範囲内に別の換気送風装置１０５を配置して、これによりさらに遠くへ吹き出すという具合に、直列的に次々とエア搬送を行うことにより、より広範囲の水平方向の温度差を緩和することができる。
【０１２０】
実施の形態２３．
地下駐車場あるいは工場等の閉ざされた大空間では、空間内の汚染された空気の換気方法が問題となる。従来は、空気の至る所に汚染空気の吸込口を設け、これらの吸込口を長大なダクト配管で結び、これらの配管を通して汚染空気を室外へ排出するというような大がかりな換気送付装置が用いられてきた。このようなダクト配管式換気システムでは、ダクト配管に多大な費用がかかることや、ダクトによる圧力損失が大きく、排気用ブロワの能力を大きくしなければならないため、コストパフォーマンスに至る欠点があった。そこで、ダクト配管を用いない、ダクトレス・エア搬送方式に本発明の換気送風装置を用いた例を示す。
【０１２１】
図５７は実施の形態２３における換気送風システムの配置図であり、図において、１１１は空間１０１内に存在する汚染源であり、例えば駐車場ならば自動車、工場ならば排気ガスを出す装置、アトリウムや大型オフィスであれば二酸化炭素を吐き出す人である。１１２は汚染源１１１から発生する汚染空気、１１３は室内２から室外３へ汚染空気１１２を排出する主換気扇である。換気送風装置１０５は汚染源１１１から発生する汚染空気１１２の存在する場所に１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を位置させるとともに、汚染空気１１２を搬送したい方向に向けて吐出口４４を開口させるように設置されている。
【０１２２】
次に動作について説明する。換気送風装置を運転すると、１次流吸込口４１および２次流吸込口４２から汚染空気１１２が周囲の空気とともに吸い込まれ、吐出口４４から吹き出される。その風量は１次流３１および２次流３２の合計となる。搬送距離が短い場合は、吹き出された噴流が主換気扇１１３により排出される。搬送距離が長い場合は、吹き出された噴流が到達する範囲内に設けられた別の換気送風装置１０５により、さらに主換気扇１１３に向かって搬送され、図示のように、複数台の換気送風装置１０５により順次搬送される。最後に主換気扇１１３により汚染空気１１２が室外３へ排出される。
このように誘引流を利用した本発明の換気送風装置をダクトレス・エア搬送用換気送風装置として使用することにより、小入力でも大風量の搬送能力を有するため、大空間における換気を高効率化できる。
【０１２３】
実施の形態２４．
実施の形態２１乃至２３では、実施の形態１に基づく軸流ファンを利用した換気送風装置を複数個組み合わせることによって、サーキュレータ、ダクトレス・エア搬送システム、換気空調システム等を構成した。そこで、軸流ファンを利用した送風装置に、さらに実施の形態５に基づく遠心ファンを利用した換気送風装置を組み合わせることにより、より効率的にエア搬送を実施するシステム構成について述べる。図５８は、この発明の実施の形態２４を示す換気送風システムの斜視図である。図において、１４８は第１の換気送風装置としての軸流式誘引換気送風装置、１４９は第２の換気送風装置としての遠心式誘引換気送風装置であり、それぞれ実施の形態１、実施の形態５で示した換気送風装置と同様のものである。実施の形態５で述べたように、遠心式誘引換気送風装置１４９は、１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２から吸い込んだ気体を、誘引ディスク７７及びガイド板７６の吐出口８０より放射状に吹き出す性質を有する。この性質を利用して、遠心式誘引換気送風装置１４９を吸込口を床に向けて、すなわち図１１とは上下を逆にして天井に配置し、さらにその周囲に複数の軸流式誘引換気送風装置１４８を配置し、その軸流式誘引換気送風装置１４８の軸方向を遠心式誘引換気送風装置１４９の吹出風の方向と一致させるようにし、かつ軸流式誘引換気送風装置１４８の１次流吸込口４１および２次流吸込口４２を遠心式誘引換気送風装置１４９の吐出口８０に向けて設置する。
【０１２４】
次に動作について説明する。軸流式誘引換気送風装置１４８及び遠心式誘引換気送風装置１４９を動作させると、遠心式誘引換気送風装置１４９により、その下方の空気が垂直方向に吸い上げられて、１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２より吸い込まれる。その際、遠心式誘引換気送風装置１４９は実施の形態５のごとく吸い込み風量が増大するように構成されているため、効率よく下方の気体を天井近傍まで吸い上げることができる。次に遠心式誘引換気送風装置１４９内に取り込まれた気体は、誘引ディスク７７及びガイド板７６の下流端部に形成された吐出口８０より放射状に噴出され、周囲の空間に広がる。放射状に広がった吹出風は、その流速が弱まる手前に配置された複数の軸流式誘引換気送風装置１４８の１次流吸込口４１及び２次流吸込口４２から吸引され、誘引ノズル３８の吐出口４４から再度増速されてより遠方に搬送される。
【０１２５】
なお、図５８では遠心式誘引換気送風装置１４９と軸流式誘引換気送風装置１４８それぞれを１台と４台組み合わせたものを示したが、より多くの軸流式誘引換気送風装置１４８及び遠心式誘引換気送風装置１４９を組み合わせることにより、さらに広範囲にわたって効率の良い気体搬送を行うなど、何台の組合せにしてもよい。
このように、軸流式誘引換気送風装置１４８及び遠心式誘引換気送風装置１４９を組み合わせてシステムを構成したため、搬送流量を増大しつつ、より広範囲に効率的に気体を搬送することが可能となる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１記載の換気送風装置は、軸流ファンが発生する１次流の吸込側から吐出側にかけて設けられ、１次流ガイドを覆い、その下流端よりもさらに下流側まで延びる誘引ノズルを備えるとともに、円筒状の１次流ガイドを用い、１次流ガイドの吐出口の直径をＤ ０ 、誘引ノズルの吐出口の直径をＤ １ 、１次流ガイドの吐出口から誘引ノズルの吐出口までの軸方向距離をＬ、軸流ファンに１次ガイドを付けたときの噴流の展開角をα １ としたとき、
０．５≦Ｄ １ ／（Ｄ ０ ＋２Ｌｔａｎα １ ）≦１．５
としたので、誘引ノズルへの噴流の衝突による圧力損失、あるいは誘引ノズル内への逆流による流量減少を小さくでき、効率良く換気送風できる。また、換気送風量は１次流と２次流の合計となって流量を増大させることができ、また吹き出し風速を抑制して低騒音化を図ることができる。
【０１２７】
請求項２記載の換気送風装置は、整流板を誘引ノズルの吐出口近傍に備えたので、誘引ノズルの吐出口から吹き出される噴流の旋回成分を除去して、誘引ノズルから吹き出し後のエントレインを抑制し、噴流の到達距離が増大する。
請求項３記載の換気送風装置は、誘引ノズルの吐出口外縁へ１次流の一部を流すダクトを備えたので、主流の周囲に低速の補助流を流すことにより、誘引ノズルの吐出口からの吹き出し直後のエントレインが減少し、噴流の到達距離が増大する。
請求項４記載の換気送風装置は、フードを誘引ノズルの下流端に接続したので、外風の悪影響を防止できる。
【０１２８】
請求項５記載の換気送風装置は、遠心ファンと、１次流を案内する吸込側ガイドと、遠心ファンの吸込側とは反対側で１次流を半径方向へ案内するガイド板と、吸込側ガイドを覆い、ガイド板との間に吐出口を形成する誘引ディスクを備えるとともに、ガイド板と誘引ディスクとの間隔が外周縁に向かって狭くなるようにしたので、遠心ファンを用いてその半径方向に送風する誘引式換気送風装置を実現するとともに、２次流を効率良く誘引することができ、したがって換気送風量を増大と、さらに風速を抑制して低騒音化を図ることができる。
【０１２９】
請求項６記載の換気送風装置は、遠心ファンの直径をＤ２、誘引ディスクの直径をＤ３、遠心ファンの吹き出し幅をＨ０、誘引ディスクの外周縁とガイド板の外周縁とで形成された吐出口幅をＨ１、遠心ファンにガイド板を付けたときの展開角をα２としたとき、
０．５≦２Ｈ１／｛２Ｈ０＋（Ｄ３−Ｄ２）ｔａｎα２｝≦１．５
としたので、誘引ノズルへの噴流の衝突による圧力損失、あるいは吐出口からの逆流による流量減少を小さくでき、効率良く換気送風できる。
【０１３０】
請求項７記載の換気送風装置は、ガイド板と誘引ディスクとの間を部分的に閉鎖する側板を備えたので、外風の悪影響を防止できる。
【０１３１】
請求項８記載の換気送風装置は、２次流の通路の開閉をする２次流通路開閉手段を備えたので、開口状態を変えて大きな風量を要する場合と高い静圧を要する場合の両方に対応することができる。
【０１３２】
請求項９記載の換気送風装置は、静圧を検知して２次流通路開閉手段を制御し、また請求項１０記載の換気送風装置は、静圧の圧力作用により２次流開閉手段が自己開閉するので、ともに状況の変化に応じて自動的に大風量あるいは高静圧に変化できる。
【０１３３】
請求項１１記載の換気送風装置は、ガイド板の角度を可変にしたの、吐出口からの吹き出し方向を変えることができる。
請求項１２記載の換気送風装置は、吸込円筒部支持部および誘引ディスク支持部をそれぞれ２次流吸込側近傍および吐出口近傍に設けたので、比較的流速の小さい所に位置し、騒音が小さい。
【０１３４】
請求項１３記載の換気送風システムは、請求項１記載の換気送風装置の吸込側を、請求項５記載の換気送風装置の吐出口に向けて設置したので、上記吐出口からの吹出風をさらに遠くへ送り、大風量空気を広範囲に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す換気送風装置の断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す換気送風装置の斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における噴流の展開角と誘引ノズルの直径の関係を示す換気送風装置の断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態２を示す換気送風装置の斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態２を示す換気送風装置の断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３を示す換気送風装置の斜視図である。
【図７】 この発明の実施の形態３を示す換気送風装置の断面図である。
【図８】 この発明の実施の形態３における主流および補助流の速度分布図である。
【図９】 この発明の実施の形態４を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４を示す換気送風装置の断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５を示す換気送風装置の断面図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６を示す換気送風装置の断面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６における噴流の展開角と吐出口幅の関係を示す換気送風装置の断面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７を示す換気送風装置の断面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態８を示す換気送風装置の斜視図である。
【図１９】 この発明の実施の形態８を示す換気送風装置の断面図である。
【図２０】 この発明の実施の形態９を示す換気送風装置の断面図である。
【図２１】 この発明の実施の形態９を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図２２】 この発明の実施の形態１の換気送風装置の風量−静圧特性曲線図である。
【図２３】 この発明の実施の形態１０を示す換気送風装置の断面図である。
【図２４】 図２３の換気送風装置の風量−静圧特性曲線図である。
【図２５】 この発明の実施の形態１０を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図２６】 この発明の実施の形態１０を示すさらに別の換気送風装置の断面図である。
【図２７】 この発明の実施の形態１０を示す他の換気送風装置の断面図である。
【図２８】 この発明の実施の形態１０を示すさらに他の換気送風装置の斜視図である。
【図２９】 この発明の実施の形態１１を示す換気送風装置の斜視図である。
【図３０】 図２９の換気送風装置の断面図である。
【図３１】 図２９の換気送風装置の動作を示す断面図である。
【図３２】 図２９の換気送風装置の風量−静圧特性曲線図である。
【図３３】 図２９の換気送風装置を示す別の換気送風装置の斜視図である。
【図３４】 図３３の換気送風装置の断面図である。
【図３５】 この発明の実施の形態１１を示すさらに別の換気送風装置の斜視図である。
【図３６】 この発明の実施の形態１１を示す他の換気送風装置の斜視図である。
【図３７】 この発明の実施の形態１１を示すさらに他の換気送風装置の斜視図と断面図である。
【図３８】 この発明の実施の形態１２を示す換気送風装置の断面図である。
【図３９】 この発明の実施の形態１２を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図４０】 この発明の実施の形態１２を示すさらに別の換気送風装置の断面図である。
【図４１】 この発明の実施の形態１３を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図４２】 図４１の換気送風装置の断面図である。
【図４３】 図４１の換気送風装置の動作を示す断面斜視図である。
【図４４】 この発明の実施の形態１４を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図４５】 この発明の実施の形態１５を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図４６】 図４５の換気送風装置の断面図である。
【図４７】 この発明の実施の形態１６を示す換気送風装置の断面図である。
【図４８】 この発明の実施の形態１７を示す換気送風装置の斜視図である。
【図４９】 図４８の換気送風装置の動作を示す断面図である。
【図５０】 この発明の実施の形態１８を示す換気送風装置の断面斜視図である。
【図５１】 図５０の換気送風装置の誘引ノズル支持部の斜視図である。
【図５２】 この発明の実施の形態１９を示す換気送風装置の断面図である。
【図５３】 この発明の実施の形態２０を示す換気送風装置の断面図である。
【図５４】 この発明の実施の形態２０を示す別の換気送風装置の断面図である。
【図５５】 この発明の実施の形態２１を示す換気送風システムの配置図である。
【図５６】 この発明の実施の形態２２を示す換気送風システムの配置図である。
【図５７】 この発明の実施の形態２３を示す換気送風システムの配置図である。
【図５８】 この発明の実施の形態２４を示す換気送風システムの配置図である。
【図５９】 従来の換気送風装置を示す概念図である。
【図６０】 従来の別の換気送風装置を示す概念図である。
【符号の説明】
３０ 軸流ファン、３１ １次流、３２ ２次流、３４ ケーシング、
３８ 誘引ノズル、４０ ケーシングの下流端、４３ ケーシングの吐出口、
４４ 誘引ノズルの吐出口、４５ 誘引ノズルの下流端、５１ 整流板、
５５ 補助流ダクト、６５ フード、７０ 遠心ファン、７３ 吸込円筒部、
７５ 吸込補助板の外周縁、７６ ガイド板、７７ 誘引ディスク、
７８ 誘引ディスクの外周縁、７９ ガイド板の外周縁、８０ 吐出口、
８６ 吸込円筒部、８７ １次流ガイド筒、８８ 誘引ノズル、
９３ 誘引ディスク、９４ ガイド板、９５ 側板、１２０ 誘引シャッタ、
１２３ 誘引ダンパ、１２４ ドーナツ型シャッタ、
１２６ スライドシャッタ、１２７ スライド弁、１３５ 可変接合部、
１４０ 板状部材、１４２ 誘引ディスク支持部、１４３ 吸込円筒部支持部、
１４８ 軸流式誘引換気送風装置、１４９ 遠心式誘引換気送風装置。
Claims (13)
- 換気または送風を行う換気送風装置において、１次流を発生させる軸流ファンと、この軸流ファンを覆い、上記１次流を案内する１次流ガイドと、上記１次流の吸込側から吐出側にかけて設けられ、上記１次流ガイドから離隔してこれを覆い、かつ上記１次流ガイドの下流端よりもさらに下流側まで延在する誘引ノズルとを備えるとともに、上記１次流ガイドの吐出口の直径をＤ ０ 、上記誘引ノズルを円筒状としてその吐出口の直径をＤ １ 、上記１次流ガイドの吐出口から上記誘引ノズルの吐出口までの軸方向距離をＬ、上記軸流ファンに上記１次流ガイドを付けたときの上記１次流ガイドの吐出口からの１次流の展開角をα １ としたとき、
０．５≦Ｄ １ ／（Ｄ ０ ＋２Ｌｔａｎα １ ）≦１．５
となるように構成したことを特徴とする換気送風装置。 - 軸流ファンの回転による流れの旋回成分を整流する整流板を、誘引ノズルの吐出口近傍に備えたことを特徴とする請求項１記載の換気送風装置。
- １次流ガイド内から誘引ノズルの吐出口外縁へ、１次流の一部を流すダクトを備えたことを特徴とする請求項１記載の換気送風装置。
- １次流および２次流の方向を変えるフードを、誘引ノズル下流端に滑らかに接続したことを特徴とする請求項１記載の換気送風装置。
- 換気または送風を行う換気送風装置において、１次流を発生させる遠心ファンと、この遠心ファンの吸込側に配置されて上記１次流を案内する吸込側ガイドと、上記遠心ファンの直径よりも大きな外形寸法を有し上記遠心ファンの吸込側とは反対側に配置されて上記１次流を半径方向へ案内するガイド板と、上記吸込側ガイドと離隔してこれを覆い、上記ガイド板との間に吐出口を形成する誘引ディスクとを備えるとともに、上記ガイド板と誘引ディスクとの間隔が、これらの外周縁に向かって滑らかに狭くなるようにしたことを特徴とする換気送風装置。
- 遠心ファンの直径をＤ２、ガイド板を円形状としてその直径をＤ３、上記遠心ファンの吹き出し幅をＨ０、上記誘引ディスクの外周縁とガイド板の外周縁とで形成された吐出口幅をＨ１、上記遠心ファンに吸込側ガイドと上記ガイド板を付けたときの遠心ファンからの１次流の展開角をα２としたとき、
０．５≦２Ｈ１／｛２Ｈ０＋（Ｄ３−Ｄ２）ｔａｎα２｝≦１．５
となるように構成したことを特徴とする請求項５記載の換気送風装置。 - ガイド板と誘引ディスクとの間を、遠心ファンの周方向に部分的に閉鎖する側板を備えたことを特徴とする請求項５記載の換気送風装置。
- １次流により誘引された２次流が流れる、吸込側ガイドと誘引ディスクとの間の通路の開閉をする２次流通路開閉手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の換気送風装置。
- ２次流の通路内の静圧を検知して２次流通路開閉手段の開閉を制御するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の換気送風装置。
- ２次流の通路内の静圧が負のときは閉じ、正のときは開くように、上記通路内の静圧の圧力作用により自己開閉する２次流通路開閉手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の換気送風装置。
- 遠心ファンの軸方向に対するガイド板の角度を可変にしたことを特徴とする請求項５記載の換気送風装置。
- １次流により誘引される２次流の吸込側近傍で誘引ディスクと吸込側ガイドとを接続して両者を互いに支持する吸込円筒部支持部、および、吐出口近傍で上記誘引ディスクとガイド板とを接続して両者を互いに支持する誘引ディスク支持部を備えたことを特徴とする請求項５記載の換気送風装置。
- 請求項１および請求項５記載の換気送風装置をそれぞれ第１および第２の換気送風装置として設置し、上記第１の換気送風装置の吸込側を上記第２の換気送風装置の吐出口に向けて、上記第１の換気送風装置の軸方向を上記第２の換気送風装置の吐出口からの吹出風の方向と一致させるように配置したことを特徴とする換気送風システム。
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