JP5476773B2

JP5476773B2 - 送風装置

Info

Publication number: JP5476773B2
Application number: JP2009092636A
Authority: JP
Inventors: 誠司白濱; 宗忠佐藤; 昌亨高田; 和弘室町
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-04-07
Also published as: WO2010116604A1; CN102365465A; US9435350B2; US20120014789A1; CN102365465B; JP2010242629A

Description

本発明は、例えば天井取り付けされる換気扇用の送風装置に関するものである。

従来のこの種送風装置の構成は、下記のようなものとなっていた。

すなわち、筐体吸込口と筐体吹出口を有する筐体と、この筐体内に配置されたファンとを備え、前記ファンは、ファンケースと、このファンケース内に配置された羽根車と、この羽根車を駆動するモータとを有し、前記ファンケースは、前記筐体吸込口に連通させたファン吸込口と、前記筐体吹出口に連結させたファン吹出口とを有し、このファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状としていた（例えば特許文献１参照）。

特開平４−４１９９６号公報

上記従来例で課題となるのは、モータの効率が低いということであった。

すなわち、上記従来例における送風装置は、天井に換気扇用として設けられるので、運転音を小さくし、騒音レベルを小さくするために、羽根車の回転数を低くしている。

また、羽根車の回転数を低くした分、所定のファン能力を得るために、羽根車を大きくしている。

しかしながら、羽根車を大きくした結果、当然のこととしてモータへの負荷が大きくなり、それにより、モータの効率が低くなってしまうのであった。

そこで本発明は、モータの効率を高くすることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、筐体吸込口と筐体吹出口を有する筐体と、前記筐体吹出口の筐体外部分に接続した接続ダクトと、前記筐体内に配置されたファンとを備え、前記ファンは、ファンケースと、このファンケース内に配置された羽根車と、この羽根車を駆動するモータとを有し、前記ファンケースは、前記筐体吸込口に連通させたファン吸込口と、前記筐体吹出口に連結させたファン吹出口とを有し、このファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状とし、前記舌部対向位置に近づくにつれて接続ダクトの中心線から離れる直線部を有し、前記舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までのファンケース部分は、前記ファン吹出口に向けて、前記舌部と舌部対向位置間との間隔よりも徐々に小さくなるようにし、前記舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までの部分に、筐体への取り付け部を設けた送風装置であり、これにより初期の目的を達成するものである。

以上のように、本発明は、筐体吸込口と筐体吹出口を有する筐体と、前記筐体吹出口の筐体外部分に接続した接続ダクトと、前記筐体内に配置されたファンとを備え、前記ファンは、ファンケースと、このファンケース内に配置された羽根車と、この羽根車を駆動するモータとを有し、前記ファンケースは、前記筐体吸込口に連通させたファン吸込口と、前記筐体吹出口に連結させたファン吹出口とを有し、このファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状とし、前記舌部対向位置に近づくにつれて接続ダクトの中心線から離れる直線部を有し、前記舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までのファンケース部分は、前記ファン吹出口に向けて、前記舌部と舌部対向位置間との間隔よりも徐々に小さくなるようにし、前記舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までの部分に、筐体への取り付け部を設けた構成にしたことにより、モータの効率を高くすることができる。

すなわち本発明においては、ファンの羽根車を小さくし（例えば筐体の平面積に対して、羽根車の平面積を１／３以下）、その分羽根車の回転数を高めることで所定のファン能力を得ようとするものであって、羽根車を小さくしたことで、モータの負荷も小さくなり、その結果としてモータの効率を高くすることができるものとなった。

また、羽根車の回転数を高めることで運転音が大きくなるのを、ファンケースの形状を工夫することで、この運転音を小さくすることもできるものとなった。

すなわち、本発明でも、従来例でも、ファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状としているが、本発明では、回転数を高めることとして、その分羽根車を小さくすることとしたので、この舌部と舌部対向位置からファン吹出口までの間のファンケース部分を、この舌部と舌部対向位置間との間隔よりも小さくするができる。

このため、従来では、ファンケースの、舌部下流において発生していた乱流による大きな風音が、本発明では、発生しにくくなり、この結果として天井取り付けタイプの換気扇として活用しても、運転音を騒音として感じにくい、静かな送風装置とすることが出来るものとなった。

本発明の一実施形態における送風装置の正面図同送風装置の底面図同送風装置の筐体の正面側を取り除いた正面図同送風装置の筐体の正面側と、ファンケースの正面側を取り除いた正面図同送風装置の筐体の底面側を取り除いた底面図同送風装置の筐体の底面側と、ファンケースの一部を取り除いた底面図図５のＡ−Ａ断面図同送風装置の筐体の底面側と、ファンケースを取り除いた底面図同送風装置の筐体の底面側と、ファンケースの一部を取り除いた拡大底面図同送風装置のトルク・効率と、回転数の関係を示した特性図

以下、本発明の一実施の形態を、天井取り付けタイプの換気扇として活用したものを、添付図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１、図２において、１は箱状（立法体形状）の筐体で、その下面には、筐体吸込口２を設け、側面には、筐体吹出口３がそれぞれ設けられている。

また、この筐体１内には、図３〜図５に示すように、ファン４が配置されており、このファン４は、ファンケース５と、このファンケース５内に配置された羽根車６と、この羽根車６を駆動するモータ７とにより構成されている。

さらに、前記ファンケース５には、図３、図４に示す、前記筐体吸込口２に連通させたファン吸込口８と、図５〜図９に示す、前記筐体吹出口３に連結させたファン吹出口９とを設けている。

また、前記ファンケース５の前記羽根車６の外周部分は、図６〜図９に示すようにその舌部１０から、この舌部１０部分に対向する舌部対向位置１１まで、前記羽根車６の回転方向に、この羽根車６との間隔が徐々に広がる形状としている。

さらに、これらの図６〜図９に示すように、この舌部１０と舌部対向位置１１から前記ファン吹出口９までの間のファンケース５部分は、この舌部１０と舌部対向位置１１間との間隔と同じか、それよりも徐々に、わずかながら小さくなる略直線的な壁面としている。

なお、本実施形態においては、ファンケース５の、羽根車６の外周部分と、舌部１０と舌部対向位置１１から前記ファン吹出口９までの部分とを、一体に形成しているので、筐体１内におけるファンケース５の取り付けが極めて行いやすいものとなっている。

また、これらの図６〜図９に示すように、ファン吹出口９外周には、筐体１内において、筐体吹出口３の全周の外周に広がるフランジ１２を設けることで、ファンケース５のファン吹出口９と、筐体吹出口３とを連結している。

そして、この舌部１０と舌部対向位置１１から前記ファン吹出口９まで間のファンケース５部分に、筐体１への取り付け部１３を設けることで、前記フランジ１２を用いたファンケース５のファン吹出口９と、筐体吹出口３との連結位置が安定するようにしている。

なお、ファンケース５の、羽根車６外周部分にも、筐体１への取り付け部１３が設けられており、本実施形態ではこの四つの取り付け部１３により、ファンケース５を筐体１に取り付けている。

さて、筐体吹出口３の筐体１外部分には、図９のごとく接続ダクト１４が接続されている。この接続ダクト１４は、この図９に示すごとく、その筐体吹出口３側が、筐体吹出口３よりも大きく拡径されており、つまり接続ダクト１４における筐体吹出口３側は、この筐体吹出口３よりも大きな開口面積となっており、筐体吹出口３の外周において、フランジ１５により、筐体吹出口３の筐体１外部分に取り付けられている。

また、この接続ダクト１４内には、この図９に示すように内周ダクト１６が設けられている。

この内周ダクト１６の筐体吹出口３側は、筐体吹出口３と略同じ開口面積となっており、この筐体吹出口３側から接続ダクト１４の先端側（図９の左側）に向けて、徐々に、緩やかに開口面積が減少する形状となっている。

つまり、本実施形態においては、上述したファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分から、この内周ダクト１６の接続ダクト１４の先端側（図９の左側）に向けては、その開口面積が略一定、もしくはわずかながら徐々に減少する形状となっているので、送風の乱れによる騒音発生が起き難いものとなっている。

本実施形態において、モータ７を駆動し、羽根車６を図６〜図９の反時計方向に回転させると、筐体１の筐体吸込口２、ファンケース５のファン吸込口８を介してファンケース５内に、天井部分の室内空気が吸引される。

ファンケース５内に、吸引された室内空気は、舌部１０から、この舌部１０部分に対向する舌部対向位置１１まで、前記羽根車６の回転方向に送られ、続いてこの舌部１０部分と舌部対向位置１１からファン吹出口９、筐体吹出口３、内周ダクト１６を介して接続ダクト１４に送られ、その後この接続ダクト１４に接続した排気ダクト（図示せず）を介して屋外へと排出される。

この場合、本実施形態においては、特に舌部１０直後の通気路に従来のような急激な拡径部が設けられていないので、この部分で負圧による気流の乱れ、およびそれに伴う騒音の発生は起きないものとなる。

つまり、本実施形態では上述したように、ファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分から、この内周ダクト１６の接続ダクト１４の先端側（図９の左側）に向けては、その開口面積が略一定、もしくはわずかながら徐々に、減少する形状となっているので、送風の乱れによる騒音発生が起き難いものとなっているのである。

そしてこのような形態の通気路を形成することが出来た理由は、羽根車６を従来に比較して小さくしたからである。

具体的には、本実施形態では、図８に示す筐体１の平面積に対して、羽根車６の平面積を１／３以下（好ましくは筐体１の平面積に対して、羽根車６の平面積を１／４以下）としている。因みに、従来は、羽根車６の回転数を低くして、騒音を小さくしようとしていたので、筐体１の平面積に対して、羽根車６の平面積は１／３よりも大きくなっていた。

図１０は本実施形態の駆動特性を示したものである。

この図１０のＡ線は本実施形態のトルクを示し、Ｂ線は従来例のトルクを示し、Ｃ線はモータ７の効率をそれぞれ示している。

先ずは従来例では、Ｂ線で示すように羽根車６が大きい分、トルク（負荷）も大きくなるが、その分強回転時Ｂ１（約９００／ｍｉｎ）でも、弱回転時Ｂ２（約７００／ｍｉｎ）でもその回転数は小さく出来る。

そして、この様に回転数を低くすることで、運転音を小さくすることが出来るのであるが、特に舌部１０直後の通気路が急激に拡径されることで、この部分で負圧による気流の乱れ、およびそれに伴う騒音の発生が起きてしまう。

これに対して、本実施形態では、Ａ線で示すように羽根車６が小さい分、トルク（負荷）も小さくなるが、その分強回転時Ａ１（約１１００／ｍｉｎ）でも、弱回転時Ｂ２（約８００／ｍｉｎ）でもその回転数は高くしなければ、十分なファン能力（送風能力）を得ることが出来ない。

そして、この様に回転数を高くすると、運転音は大きくなる傾向にはある。

そこで、本実施形態では上述したように、羽根車６を小さくしたことを利用して、ファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分から、この内周ダクト１６の接続ダクト１４の先端側（図９の左側）に向けては、その開口面積が略一定、もしくはわずかながら徐々に、減少する形状とした。

この結果、ファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分以降の通風路に、送風の乱れによる騒音発生が起き難いものとなり、このことが上述した羽根車６の回転数増加による運転音増加があったとしても、総じて騒音レベルを、きわめて低いものにすることが出来、室内使用でも快適性の高いものとなった。

また、図１０のＣ線に示すごとく、本実施形態品では、強回転時Ａ１でも、弱回転時Ａ２でも、従来の強回転時Ｂ１、弱回転時Ｂ２と比較して、モータ７の効率を高くすることが出来た。

そして、この結果として、モータ７の消費電力を３０％以上も低くすることが出来た。

なお、図６に示すように筐体１の平面積を上下左右に４等分したうちのファン吹出口９から最も離れた部分にファン４の羽根車６の中心を配置し、またファンケース５の円弧状の舌部１０とファン吹出口９までの間の長さを舌部１０の半径（例えば９ｍｍ）の５倍以上、望ましくは６倍以上（例えば５６ｍｍ）とすることによりファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分以降の通風路を十分に長くすることができ、またなお、接続ダクト１４の直径よりもファン４の羽根車６の高さを小さくし、図５と図７に示すようにファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分以降のファンケース部分をファン吸込口８側に凸に湾曲させることにより、ファンケース５の舌部１０と舌部対向位置１１部分以降の通風路に送風の乱れによる騒音発生が起き難いものとすることができ、なお良い。

またなお、接続ダクト１４からファンケース５内に入射する音波がファンケース５内で反射して再度接続ダクト１４に入射をすると共鳴が発生して騒音が上昇するが、図８に示すように、ファンケース５の舌部対向位置１１の直線部１７が、ファン吹出口９から遠ざかるに従い接続ダクト１４の中心線１８に近づく形状とすることにより、接続ダクト１４からファンケース５内に入射する音波を直線部１７で接続ダクト１４と別の方向へ反射させることができ、さらに騒音を低減することができる。

以上のように、本発明は、筐体吸込口と筐体吹出口を有する筐体と、この筐体内に配置されたファンとを備え、前記ファンは、ファンケースと、このファンケース内に配置された羽根車と、この羽根車を駆動するモータとを有し、前記ファンケースは、前記筐体吸込口に連通させたファン吸込口と、前記筐体吹出口に連結させたファン吹出口とを有し、このファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状とし、この舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までの間のファンケース部分は、この舌部と舌部対向位置間との間隔よりも小さくしたので、モータの効率を高くすることができる。

すなわち、本発明でも、従来例でも、ファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状としているが、本発明では、回転数を高めることとして、その分羽根車を小さくすることとしたので、この舌部と舌部対向位置からファン吹出口までの間のファンケース部分を、この舌部と舌部対向位置間との間隔よりも小さくすることとした。

このため、従来では、ファンケースの、舌部下流において発生していた乱流による大きな風音が、本発明では、発生しにくくなり、この結果として天井扇として活用しても、運転音を騒音として感じにくい、静かな送風装置とすることが出来るものとなった。

このため、低消費電力で、静かな送風装置として、例えば換気扇等に広く活用が期待されるものとなる。

１筐体
２筐体吸込口
３筐体吹出口
４ファン
５ファンケース
６羽根車
７モータ
８ファン吸込口
９ファン吹出口
１０舌部
１１舌部対向位置
１２フランジ
１３取り付け部
１４接続ダクト
１５フランジ
１６内周ダクト
１７直線部
１８中心線

Claims

筐体吸込口と筐体吹出口を有する筐体と、前記筐体吹出口の筐体外部分に接続した接続ダクトと、前記筐体内に配置されたファンとを備え、前記ファンは、ファンケースと、このファンケース内に配置された羽根車と、この羽根車を駆動するモータとを有し、前記ファンケースは、前記筐体吸込口に連通させたファン吸込口と、前記筐体吹出口に連結させたファン吹出口とを有し、このファンケースの前記羽根車の外周部分は、その舌部から、この舌部分に対向する舌部対向位置まで、前記羽根車の回転方向に、この羽根車との間隔が徐々に広がる形状とし、前記舌部対向位置に近づくにつれて接続ダクトの中心線から離れる直線部を有し、前記舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までのファンケース部分は、前記ファン吹出口に向けて、前記舌部と舌部対向位置間との間隔よりも徐々に小さくなるようにし、前記舌部と舌部対向位置から前記ファン吹出口までの部分に、筐体への取り付け部を設けた送風装置。