JP5900897B2 - 天井送風機 - Google Patents

Description

本発明は、室内で空気流を発生する天井送風機用ノズルを含む天井送風機に関する。

多数の天井送風機が知られている。標準的な天井送風機は、第１の軸線の周りに取り付けられたブレードセット及び該ブレードセットを回転させるために同様に第１の軸線の周りに取り付けられた駆動装置を備える。別の形式の天井送風機は、室内で下方の空気柱を発生する。例えば、英国特許第２，０４９，１６１号明細書には、天井から吊られたドーム形支持体及び支持体の内面に結合された電動インペラを有する天井送風機が開示される。インペラから噴出される空気流は、空気通路のアレイを含む略円筒形の本体を通って運ばれ、天井送風機から噴出される直線的な空気流を発生する。

英国特許第２，０４９，１６１号明細書

本発明は、天井送風機を提供し、該天井送風機は、
内壁、該内壁の周りに延びる外壁、空気入口、少なくとも１つの空気出口、及び内壁と外壁との間に配置され空気流を少なくとも１つの空気出口へ送る内部通路を備え、内壁は、ノズルの外側の空気が少なくとも１つの空気出口から噴出される空気流によって引き込まれるボアを形成する環状ノズルと、
天井送風機を天井に取り付ける天井取付け部、該天井取付け部に結合される第１の端部を有するアーム、及び該アームの第２の端部及び環状ノズルに結合される本体を備える、ノズルを天井に支持する支持組立体と、
を備え、
本体は、アームに対して枢動軸の周りに枢動可能であり、環状ノズルを上昇位置と下降位置との間で移動させるようになっている。

環状ノズルから噴出される空気流は、ノズルを取り囲む空気を同伴するので、これは噴出された空気流及び同伴された空気の両方をユーザへ供給する空気増幅部として作用する。同伴空気は以下では二次空気流と呼ぶ。二次空気流は、ノズルを取り囲む室内空間、領域又は外部環境から引き込まれる。噴出された空気流は、同伴二次空気流と合体してノズルから前方に噴出される合体又は総体空気流を生成する。二次空気流の一部は、ノズルのボアを通して引き込まれるが、二次空気流の他の部分は、外壁の外側の周り及びノズルの前部を通り、噴出された空気流とボアの下流で合体する。

内壁は、好ましくは、環状形状であり、ボアの周りに延びてボアを定める。内部通路は、好ましくは、内壁と外壁との間に配置され、より好ましくは、少なくとも部分的に、内壁及び外壁により規定される。ノズルは、空気流を受け入れる少なくとも１つの空気入口を備える。外壁は、好ましくは、空気入口を定める。例えば、空気入口又は各空気入口は、外壁に形成された開口の形態とすることができる。ノズルは、空気流を噴出する少なくとも１つの空気出口を備える。少なくとも１つの空気出口は、好ましくは、内壁と外壁との間に延びる空気出口部に配置される。空気出口部は、内壁と外壁との間に結合された別個の構成部品とすることができる。もしくは、空気出口部の少なくとも一部は、内壁及び外壁のうちの一方と一体化できる。空気出口部は、好ましくは、ノズルの端壁の少なくとも一部を形成する。空気出口部に空気出口を形成する代わりに、空気出口は、空気出口部と内壁及び外壁のうちの一方との間に配置することができる。ノズルの空気入口は、好ましくは、ノズルの空気出口と実質的に直交する。

空気出口部は、好ましくは、ボア軸（「ボアの軸線」を示す。以下同じ。）から離れる方向に空気流を噴出するように構成され、好ましくは、外向きのテーパ付き円錐形状である。本出願人は、ボア軸から離れる方向に延びる方向へのノズルからの空気流の噴出は、噴出された空気流による二次空気流の同伴度が高くなるので、送風機が発生する合体空気流の流量を増大させることを見出した。合体空気流の流量又は最大速度の絶対値又は相対値は、ノズルの空気出口の直径の３倍の距離で記録された値を参照している。

何らかの理論にも縛られることは望まないが、本出願人は、二次空気流の同伴割合は、ノズルから噴出される空気流の外面プロフィール（外面輪郭）の表面積の大きさに関連すると考えている。噴出された空気流が外向きにテーパ付けされるか又は張り出す場合、外面プロフィールの表面積は相対的に大きくなり、噴出される空気流とノズルを取り囲む空気との混合が促進されるので、合体空気流の流量が増大する。ノズルが発生する合体空気流の流量が増大すると、合体空気流の最大速度が低下する効果がある。これにより、ノズルは室内又はオフィスの中を通る空気流を発生させる送風機として適切に使用できる。

空気出口部は、好ましくは、内壁に結合される内側部、及び外壁に結合される外側部を備える。少なくとも１つの空気出口は、環状壁の内側部と外側部との間に配置することができる。内側部の少なくとも一部は、ボア軸から離れる方向にテーパ付けすることができる。内側部の該当部分のボア軸に対する傾斜角は、０度と４５度との間とすることができる。内側部の該当部分は、好ましくは、実質的に円錐形状を有する。空気出口部は、内側部の該当部分と実質的に平行な方向に空気流を噴出するように構成できる。外側部は、好ましくは、ボア軸と実質的に直交する。

少なくとも１つの空気出口は、好ましくは、ボア軸の周りに延びる。ノズルは、ボア軸の周りで角度離間した複数の空気出口を備えることができるが、好ましい実施形態では、ノズルは、実質的に環状の空気出口を備える。

少なくとも１つの空気出口は、ボア軸から離れるように延びる方向に空気を噴出する形状にできる。空気出口に隣接して配置される内部通路の一部は、空気出口を通る空気流を、噴出された空気流をボア軸から離れる方向を向くように、方向付ける形状にできる。製造の容易化のために、空気出口部は、空気出口を通る空気流を方向付ける空気通路を備えることができる。空気通路は、好ましくは、ボア軸に対して傾斜し、好ましくは、略裁頭円錐形の形状を有する。空気通路とボア軸との間に内在する角度は、好ましくは、０度と４５度との間である。好ましい実施形態では、この角度は、約１５度である。内部通路は、好ましくは、ボア軸の周りに延び、好ましくは、ボア軸を取り囲む。内部通路は、ボア軸を通る平面内で任意の所望の断面でも有することができる。好ましい実施形態では、内部通路は、ボア軸を通る平面内で実質的に矩形断面を有する。

ノズルは、ノズルの内壁と外壁の中間に延びる翼弦線を備えることができる。少なくとも１つの空気出口は、好ましくは、ボア軸と翼弦線の間に配置される。

天井送風機は、ノズルを天井に支持する支持組立体を含む。ノズルは、好ましくは、支持組立体に対して回転可能である。支持組立体は、天井に送風機を取り付ける天井取付け部と、天井取付け部に結合される第１の端部を有するアームと、アームの第２の端部及び環状ノズルに結合される本体とを備える。本体は、好ましくは、環状である。本体は、好ましくは、少なくとも１つの空気出口の上流に配置される空気通路を備える。空気通路は、好ましくは、空気流を環状ノズルへ送るように配置される。

天井送風機は、好ましくは、空気流を発生する手段を収容する空気入口部を備える。空気入口部は、好ましくは、ノズルの外壁に結合される。空気入口部は、好ましくは入口を備え、空気流を発生する手段は、インペラと、前記インペラをインペラ軸の周りに回転させ空気入口部の入口を通して空気を引き込むモータとを備える。インペラ軸は、好ましくは、実質的にボア軸（ボアの軸線）と直交する。本体の空気通路は、空気入口部へ空気を送るように配置することができる。

本体は、アームに対して枢動軸の周りを枢動可能であり、ノズルを上昇位置と下降位置の間で移動させる。これは、ノズルが異なる位置の間で移動することを可能にし、送風機が結合される天井に対して送風機から噴出される空気の角度を変更できる。また、ノズルを下降させると、ノズルと送風機が取り付けられる天井との間の距離が増大するので、ノズルは、天井と接触することなく支持組立体に対して回転することができる。また、ノズルの下降は、ユーザによる回転を容易にする。

本体は、好ましくは、アームに対して、インペラ軸と実質的に直交する枢動軸の周りに枢動可能である。枢動軸は、好ましくは、ノズルのボア軸と実質的に直交する。ノズルが上昇位置にあり、しかも支持組立体が実質的に水平な天井に結合される場合、インペラ軸は、好ましくは、実質的に水平である。

本体は、ノズルを上昇位置から下降位置へ移動させるために、５度から４５度の範囲の角度で枢動可能である。ノズルの外壁の半径に応じて、本体は、ノズルを上昇位置から下降位置へ移動させるために、０度から２０度の範囲の角度で枢動できる。本体は、好ましくは、解除可能なロック機構を収容し、ロック機構は、ノズルが上昇位置に維持されるように本体をアームに対してロックする。ロック機構は、ユーザにより解除可能であり、ノズルが下降位置へ移動することを可能にする。ロック機構は、好ましくは、ノズルが上昇位置に維持されるように本体をアームに対してロックするロック配置に向かって付勢される。ノズルが下降位置から上昇位置へ移動する場合、ロック機構は、好ましくは、ロック配置に自動的に戻るように構成される。

支持組立体は、好ましくは、室内の天井へ取り付け可能な取付けプレートを備える。上昇位置において、ノズルは、好ましくは、取付けプレートと実質的に平行である。上昇位置では、インペラ軸は、好ましくは、取付けプレートに対して９０度未満の角度、より好ましくは、取付けプレートに対して４５度未満の角度であり、取付けプレートに対して実質的に平行とすることができる。ボアはボア軸を有し、ボア軸は、好ましくは、インペラ軸と実質的に直交する。

このことは、ノズルが上昇位置にあり、取付けプレートが取り付けられる水平な天井と実質的に平行である場合、送風機が比較的浅いプロフィールを有することを可能にする。ノズルは、天井に比較的近接して配置することができ、ユーザ又はユーザが持ち運ぶ物品がノズルと接触するリスクを低減できる。

空気入口部とノズルとは、好ましくは、ボア軸に沿って測定した深さが実質的に同じである。

空気入口部の空気入口は、一次空気流が空気入口部に引き込まれる単一の開口又は複数の開口を備えることができる。空気入口は、好ましくは、インペラ軸が空気入口を通るように、より好ましくは、インペラ軸が空気入口部の空気入口と実質的に直交するように配置される。

空気入口部の大きさを最小にするために、インペラは、好ましくは、軸流インペラである。空気入口部は、インペラの下流に配置され、ノズルに向けて一次空気流を案内するディフューザを含むことが好ましい。空気入口部は、好ましくは、外側ケーシングと、モータ及びインペラの周りに延びるシュラウドと、シュラウドを外側ケーシング内に取付ける取付け機構とを含む。取付け機構は、外側ケーシングとシュラウドとの間に配置された複数の取付け部と、取付け部とシュラウドとの間に結合された複数の弾性要素とを備えることができる。シュラウドを外側ケーシングに対して、好ましくは、シュラウドが外側ケーシングと実質的に同軸となるように位置決めする機能に加えて、弾性要素は、送風機の使用時に発生する振動を吸収できる。弾性要素は、好ましくは、取付け部とシュラウドとの間に引張状態で保持され、好ましくは、各々が一端でシュラウドに結合され他端が支持体の１つに結合される複数の引張ばねを備える。ばねを引張状態に保持するために、引張ばねの両端を離れるように付勢する手段を設けることができる。例えば、取付け機構は、取付け部の間に配置されて取付け部を離れるように付勢するスペーサリングを備えることができ、結果的に各ばねの一端が他端から離れる方向に付勢する。

空気入口部は、好ましくは、支持組立体とノズルとの間に配置することができる。空気入口部の一端は、好ましくは、支持組立体に結合され、空気入口部の他端は、ノズルに結合される。空気入口部は、好ましくは、実質的に円筒形である。シュラウド及び外側ケーシングの各々は、実質的に円筒形とすることができる。支持組立体は、空気入口部の入口へ空気を送る空気通路を備えることができる。支持組立体の空気通路は、好ましくは、インペラ及びモータを収容する空気入口部の空気通路と実質的に同軸である。

支持組立体に対するノズルの向きは、ノズルがその下降位置にあるとき調節できる。ノズルは、好ましくは、支持組立体の本体に対して回転可能であり、一次空気流が室内へ噴出される方向をユーザが変更することを可能にする。ノズルは、好ましくは、支持組立体に対して、一次空気流を天井から離れるように案内される第１の方向と一次空気流を天井に向かって案内する第２の方向との間で、回転軸の周りを回転可能である。例えば、夏季に、ユーザは、送風機が発生した空気流が天井送風機の真下にいるユーザを冷やすために比較的涼しい風をもたらすように、送風機が取り付けられた天井から一次空気流が室内に噴出するようにノズルを向けることを希望する場合がある。しかしながら、冬季には、ユーザは、天井送風機の真下に微風を発生することなく、室内の壁の上部に上昇している温風を動かして循環させるために空気流が天井に向かって噴出されるように、ケーシングを１８０度反転することを望む場合がある。

ノズルは、第１の方向と第２の方向との間で回転する際に反転できる。ノズルの回転軸は、好ましくは、ボア軸と実質的に直交し、好ましくは、インペラ軸と実質的に同軸である。

ノズルは、空気入口部及び支持組立体の両方に対して回転することができる。もしくは、空気入口部は、空気入口部及びノズルが支持組立体に対して回転可能となるように支持組立体に結合できる。

アームは、好ましくは、天井取付け部に回転可能に結合される。アームは、好ましくは、天井取付け部に対して回転軸の周りに回転可能であり、アームは、好ましくは、回転軸に対して傾斜する。結果的に、アームが回転軸の周りに回転すると、ノズル及び空気入口部は、回転軸の周りを周回する。これは、ノズルが、比較的広範な環状区域内で所望の位置へ移動することを可能にする。アームは、好ましくは、回転軸に対して４５度から７５度の範囲の角度で傾斜し、ノズルと天井との間の距離を最小にするようになっている。アームの回転軸は、好ましくは、本体の枢動軸と実質的に直交する。

本発明の好ましい特徴は、単に例示的に、添付の図面を参照して以下に説明される。

天井送風機の上から見た正面斜視図である。 天井に取り付けられた天井送風機の左側面図であり、天井送風機の環状ノズルは上昇位置にある。 天井送風機の正面図である。 天井送風機の背面図である。 天井送風機の上面図である。 図５のラインＡ−Ａに沿って切り取った天井送風機の側面断面図である。 図６に示す区域Ａの拡大図であり、天井送風機の空気入口部のモータ及びインペラを示す。 図６に示す区域Ｂの拡大図であり、環状ノズルの空気出口を示す。 図６に示す区域Ｄの拡大図であり、天井取付け部と天井送風機の支持組立体のアームとの間の結合部を示す。 図６のラインＣ−Ｃに沿って切り取った天井取付け部及び支持組立体のアームの側面断面図である。 図６に示す区域Ｃの拡大図であり、環状ノズルを上昇位置に保持するための解除可能なロック機構を示す。 図１１ライン線Ｂ−Ｂに沿って切り取ったロック機構の断面図である。 天井に取り付けられた天井送風機の左側面図であり、天井送風機の環状ノズルは下降位置にある。

図１から図５は、室内で空気流を発生させる送風機組立体を示す。本実施例において、送風機組立体は、室内の天井Ｃに結合可能な天井送風機１０の形態である。天井送風機１０は、空気流を発生する空気入口部１２と、空気流を噴出する環状ノズル１４と、室内の天井Ｃに空気入口部１２及びノズル１４を支持する支持組立体１６とを備える。

空気入口部１２は、ノズル１４から噴出される一次空気流を発生させるシステムを収容する略円筒形の外側ケーシング１８を備える。図１、２、及び５に示すように、外側ケーシング１８は、複数の軸線方向に延びる補強リブ２０を形成することができ、各補強リブ２０は、外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌの周りに離間しているが、外側ケーシング１８を形成する材料の強度に応じて省略することができる。

図６及び７を参照すると、空気入口部１２は、一次空気流を天井送風機１０に引き込むインペラ２２を収容する。インペラ２２は、外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌと実質的に同軸であるインペラ軸の周りに回転可能な軸流インペラの形態である。インペラ２２は、モータ２６から外方に延びる回転軸２４に結合される。本実施形態では、モータ２６は、支持組立体１６に配置される制御回路（図示せず）によって速度が可変となっているＤＣブラシレスモータである。モータ２６は、前側モータケーシング部分２８及び後側モータケーシング部分３０を備えるモータケーシング内に収容される。組み立て時、モータ２６は、最初に前側モータケーシング部分２８に挿入され、次に、後側モータケーシング部分３０が前側ケーシング部分２８に挿入され、両方がモータケーシング内にモータ２６を保持及び支持するようになっている。

また、空気入口部１２は、インペラ２２の下流に配置されるディフューザを収容する。ディフューザは、該ディフューザの内側円筒壁３４と外側円筒壁との間に配置された複数のディフューザベーン３２を備える。ディフューザは、単一部品として成形することが好ましいが、別の方法として、ディフューザは、相互結合された複数の部品又は部分から形成することもできる。内側円筒壁３４は、モータケーシングの周りを延びてこれを支持する。外側円筒壁は、インペラ２２及びモータケーシングの周りに延びるシュラウド３６を形成する。本実施例では、シュラウド３６は実質的に円筒形である。シュラウド３６は、一端に一次空気流が天井送風機１０の空気入口部１２に入る空気入口３８と、他端に一次空気流が天井送風機１０の空気入口部１２から排気される空気出口４０とを備える。インペラ２２及びモータケーシングがディフューザで支持される場合、インペラ２２及びシュラウド３６は、インペラ２２のブレード先端がシュラウド３６の内面に近接するがこれに接触せず、しかもインペラ２２がシュラウド３６と実質的に同軸となるような形状とされる。円筒形案内部材４２は、ディフューザの内側円筒壁３４の後側に結合され、インペラ２２の回転で発生した一次空気流をシュラウド３６の空気出口４０に向かって案内するようになっている。

空気入口部１２は、ディフューザを外側ケーシング１８内に、インペラ軸が外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌと実質的に同軸となるように取り付けるための取付け機構を備える。取付け機構は、外側ケーシング１８とシュラウド３６との間に延びる環状チャネル４４内に配置される。取付け機構は、第１の取付け部４６と、長手方向軸Ｌに沿って第１の取付け部４６から軸線方向に離間した第２の取付け部４８とを備える。第１の取付け部４６は、長手方向軸Ｌに沿って互いに軸線方向に離間した一対の相互結合された弓形部材４６ａ、４６ｂを備える。第２の取付け部４８は、同様に、長手方向軸Ｌに沿って互いに軸線方向に離間した一対の相互結合された弓形部材４８ａ、４８ｂを備える。各取付け部４６、４８の弓形部材４６ａ、４８ａは、複数のばねコネクタ５０を備え、弓形部材の各々は、それぞれの引張ばね（図示せず）の一端に結合される。本実施例において、取付け機構は、４つの引張ばねを含み、弓形部材４６ａ、４８ａの各々は、対称位置に２つのコネクタ５０を備える。各引張ばねの他端は、シュラウド３６内に形成されたそれぞれのばねコネクタ５２に結合される。取付け部４６、４８は、引張ばねがコネクタ５０、５２の間で引張状態に保持されるように、取付け部４６、４８の間の環状チャネル４４に挿入された弓形のスペーサリング５４によって離れるように付勢される。これは、モータケーシングから外側ケーシング１８へ伝達される振動を低減するために、取付け部４６、４８に対するシュラウド３６の半径方向の移動を可能にしながら、シュラウド３６と取付け部４６、４８との間に均一な間隔を維持する機能を果たす。可撓性シール５６は、環状チャネル４４の一端に設けられ、一次空気流の一部が環状チャネル４４に沿ってシュラウド３６の空気入口４０に戻るのを防止するようになっている。

環状取付けブラケット５８は、例えばボルト６０により、シュラウド３６の空気出口４２の周りに延びる外側ケーシング１８の端部に結合される。天井送風機１０のノズル１４の環状フランジ６２は、例えばボルト６４により、取付けブラケット５８に結合される。もしくは、取付けブラケット５８は、ノズル１４と一体とすることができる。

図１から５へ戻ると、ノズル１４は、外側部７０と、ノズルの上端で（図示のように）外側部７０に結合される内側部７２とを備える。外側部７０は、相互に結合されてノズル１４の外側壁７４を定める複数の弓形部を備える。内側部７２は、同様に、各々が外側部７０のそれぞれの部分に結合してノズル１４の環状内側壁７６を定める複数の弓形部を備える。外壁７４は内壁７６の周りに延びる。内壁７６は、中心ボア軸Ｘの周りに延びるノズルのボア７８を定める。ボア軸Ｘは、外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌと実質的に直交する。ボア７８は、ボア軸Ｘに沿って直径が変化する略円形断面を有する。また、ノズルは、外壁７４の一端と内壁７６の一端との間に延びる環状上壁８０と、外壁７４の他端と内壁７６の他端との間に延びる環状下壁８２とを備える。外側部７０は上壁８０に沿った実質的に中間で内側部７２に結合されるが、ノズルの外側部７０は、下壁８２の大部分を形成する。

特に図８を参照すると、ノズル１４は、環状空気出口部８４を備える。出口部８４は、内壁７６の下端に結合された、内側の略裁頭円錐形の内側部８６を備える。内側部８６は、ボア軸から離れる方向にテーパ付けされる。本実施形態では、内側部８６とボア軸Ｘとの間に内在する角度は約１５度である。また、出口部８４は、ノズル１４の外側部７０の下端に結合され、ノズルの環状下壁８２の一部を形成する環状外側部８８を備える。出口部８４の内側部８６及び外側部８８は、ボア軸Ｘの周りで内側部８６と外側部８８との間の間隔を制御する機能を果たす複数のウェブ（図示せず）により互いに結合される。出口部８４は、単一部品として形成できるが、相互に結合される複数の構成要素としても形成できる。もしくは、内側部８６は内側部７０と一体とすること、外側部８８は外側部７２と一体とすることができる。この場合、内側部８６及び外側部８８の一方は、複数のスペーサを用いて形成することができ、このスペーサは、内側部８６及び外側部８８の他方と係合してボア軸Ｘの周りで内側部８６と外側部８８との間の間隔を制御する。

内壁７６は、ボア軸Ｘを含む平面において、翼形の表面の一部の形状である断面プロフィールを有すると見なすことができる。この翼形は、ノズルの上壁８０における前縁、ノズルの下壁８２における後縁、及び前縁と後縁との間に延びる翼弦線ＣＬを有する。本実施形態では、翼弦線ＣＬはボア軸Ｘと略平行である。

ノズル１４の空気出口９０は、出口部８４の内側部８６と外側部８８との間に配置される。図６に示すように、空気出口９０は、ノズル１４の内壁７６に隣接して結果的に翼弦線ＣＬとボア軸Ｘとの間にあるノズル１４の下壁８２内に配置されると見なすことができる。空気出口９０は、環状スロットの形態であることが好ましい。空気出口９０は略円形形状であり、ボア軸Ｘに垂直な平面に配置することが好ましい。空気出口９０は、０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で比較的一定の幅を有することが好ましい。

ノズル１４を空気入口部１２に結合する環状フランジ６２は、ノズルの外側部７０の一部分と一体である。フランジ６２は、空気入口部１２から一次空気流を受け入れるために、ノズルの空気入口９２の周りに延びると見なすことができる。ノズル１４の外側部７０の当該部分は、一次空気流をノズル１４の環状の内部通路９４へ送るように形作られている。ノズル１４の外壁７４、内壁７６、上壁８０、及び下壁８２は、一緒になってボア軸Ｘの周りに延びる内部通路９４を定める。内部通路９４は、ボア軸Ｘを通る平面内で略矩形の断面を有する。

図８に示すように、空気出口部８４は、空気出口９０を通る一次空気流を案内するための空気通路９６を備える。空気通路９６の幅は、空気出口９０の幅と実質的に同じである。本実施形態では、空気通路９６は、ボア軸Ｘから離れる方向に延びる方向Ｄに、空気出口９０に向かって延び、空気通路９６が翼形の翼弦線ＣＬ及びノズル１４のボア軸Ｘに対して傾斜するようになっている。

方向Ｄに対するボア軸Ｘ又は翼弦線ＣＬの傾斜角は、任意の値とすることができる。角度は、０度から４５度の範囲にあることが好ましい。本実施形態では、傾斜角は、ボア軸Ｘの周りで実質的に一定の約１５度である。従って、方向Ｄに対する空気通路９６の傾きは、ボア軸Ｘに対する内側部８６の傾きと実質的に同じである。

従って、一次空気流は、ノズル１４がボア軸Ｘに対して傾斜した方向Ｄにノズル１４から噴出される。また、一次空気流は、ノズル１４の内壁７６から離れる方向に噴出される。空気通路９６がボア軸Ｘから離れる方向に延びるように空気通路９６の形状を管理することにより、天井送風機１０が発生する合体空気流の流量は、一次空気流が実質的にボア軸Ｘと平行な又はボア軸Ｘに向かって傾斜する方向Ｄに噴出する場合に発生する合体空気流の流量と比較して、増大させることができる。何らかの理論に縛られることは望まないが、本出願人は、比較的大きい表面積を備える外面プロフィールを有する一次空気流の噴出に起因すると考えている。本実施例において、一次空気流は、略外向きのテーパ付きコーン形状のノズル１４から噴出される。この大きな表面積により、一次空気流がノズル１４の周囲の空気と混ざることが促進され、一次空気流による二次空気流の同伴度が高くなり、合体空気流の流量が増大する。

図１から５に戻ると、支持組立体１６は、天井送風機１０を天井Ｃに取り付ける天井取付け部１００と、天井取付け部１００に結合される第１の端部及び支持組立体１００の本体１０４に結合される第２の端部を有するアーム１０２を備える。本体１０４は、天井送風機１０の空気入口部１２に結合される。

天井取付け部１００は、取付けブラケット１０６の開口１０８に挿通可能なネジを使用して室内の天井Ｃに結合可能な取付けブラケット１０６を備える。図９及び１０を参照すると、天井取付け部１００は、取付けブラケット１０６にアーム１０２の第１の端部１１０を連結する連結組立体を更に含む。連結組立体は、取付けブラケット１０６の環状溝１１６内に収容される環状リム１１４を有する連結ディスク１１２を備え、連結ディスク１１２は、取付けブラケット１０６に対して回転軸Ｒの周りを回転可能になっている。アーム１０２は、回転軸Ｒに対して好ましくは４５度から７５度の範囲の角度θだけ傾斜しており、本実施例では約６０度である。結果として、アーム１０２が回転軸Ｒの周りを回転すると、空気入口部１０２及びノズルは回転軸Ｒの周りを周回する。

アーム１０２の第１の端部１１０は、連結組立体の複数の連結部材１１８、１２０、１２２によって連結ディスク１１２に結合される。連結組立体は、取付けブラケット１０６に固定され、アーム１０２の第１の端部１１０が貫通する開口を含む、環状キャップ１２４によって取り囲まれる。また、キャップ１２４は、天井送風機１０に電力を供給する電線へ接続する電気結合箱１２６を取り囲んでいる。電線（図示せず）は、接続箱１２６から、連結組立体に形成された開口１２８、１３０、及びアームの第１の端部１００に形成された開口１３２を通って、空気中に延びる。図９から図１１に示すように、アーム１０２は管状であり、アーム１０２の長さ方向に沿って延びるボア１３４を備え、この中を電線が天井取付け部１００から本体１０４まで延びる。

アーム１０２の第２の端部１３６は、支持組立体１６の本体１０４に結合される。支持組立体１６の本体１０４は、環状の内側本体部１３８と、該内側本体部１３８の周りに延びる環状の外側本体部１４０とを備える。内側本体部１３８は、空気入口部１２の外側ケーシング１８上に配置されたフランジ１４４と係合する環状フランジ１４２を備える。Ｃ形クリップ等の環状コネクタ１４６は、内側本体部１３８のフランジ１４２に結合され、環状コネクタ１４６は、外側ケーシング１８が内側本体部１３８に対して長手方向軸Ｌの周りに回転可能となるように、外側ケーシング１８のフランジ１４４の周りに延びてこれを支持する。環状入口シール１４８は、シュラウド３６と内側本体部１３８のフランジ１４２との間に気密シールを形成する。

従って、空気入口部１２及び取付けブラケット５８によって外側ケーシング１８に結合されるノズル１４は、支持組立体１６に対して長手方向軸Ｌの周りを回転可能である。これにより、ユーザは、支持組立体１６に対するノズル１４の方向、結果的に支持組立体１６が結合される天井Ｃに対するノズル１４の方向を調節できる。天井Ｃに対するノズルの方向を調節するために、ユーザは空気入口部１２及びノズル１４の両方が長手方向軸Ｌの周りに回転するようにノズル１４を引き寄せる。例えば、夏季にユーザは、送風機が発生した空気流が天井送風機１０の真下にいるユーザを冷やすために比較的涼しい風をもたらすように、一次空気流が天井Ｃから室内に噴出されるようにノズル１４を向けることを望む場合がある。しかしながら、冬季にユーザは、天井送風機の真下に微風を発生することなく、室内の壁の上部に上昇している温風を動かして循環させるために、一次空気流が天井Ｃに向かって噴出するように、ノズル１４を１８０度反転させることを望む場合がある。

本実施例において、空気入口部１２及びノズル１４の両方は長手方向軸Ｌの周りを回転可能である。もしくは、天井送風機１０は、ノズル１４が外側ケーシング１８に対して、結果的に空気入口部１２及び支持組立体１６に対して回転できるように構成できる。例えば、外側ケーシング１８は、ボルト又はねじにより内側本体部１３８に固定でき、ノズル１４は、外側ケーシング１８に対して長手方向軸Ｌの周りを回転できる方法でもって該外側ケーシング１８に固定できる。この場合、ノズル１４と外側ケーシング１８との結合方法は、本実施例の空気入口部１２と支持組立体１６との間と同じ方法とすることができる。

図１１に戻ると、内側本体部１３８は、一次空気流を空気入口部１２の空気入口３８へ送るための空気通路１５０を定める。シュラウド３６は、空気入口部１２を通って延びる空気通路１５２を定め、本体１０４の空気通路１５２は、空気入口部１２の空気通路１５０と実質的に同軸である。空気通路１５０は、長手方向軸Ｌと直交する空気入口１５４を有する。

内側本体部１３８及び外側本体部１４０は、一緒になって支持組立体１６の本体１０４のハウジング１５６を定める。ハウジング１５６は、モータ２６へ電力を供給する制御回路（図示せず）を保持することができる。電線は、アーム１０２の第２の端部１３６内に形成された開口（図示せず）を通って延び、制御回路に接続される。第２の電線（図示せず）は、制御回路からモータ２６まで延びる。第２の電線は、本体１０４の内側本体部１３８のフランジ１４２に形成された開口を通って、外側ケーシング１８とシュラウド３６との間に延びる環状経路４４に入る。第２の電線は、その後、ディフューザを通ってモータ２６まで延びる。例えば、第２の電線は、シュラウドのディフューザベーン３２を通ってモータケーシングに入ることができる。グロメットが第２の電線の周りに配置され、シュラウド３６に形成された開口の周囲面との気密シールを形成し、この開口からの空気漏れを防止することができる。また、本体１０４は、制御回路に接続され、ユーザが天井送風機１０の作動を制御することを可能にするユーザインタフェースを備えることができる。例えば、ユーザインタフェースは、ユーザがモータ２６を起動及び停止すること、及びモータ２６の速度を制御することを可能にする、１つ又はそれ以上のボタン又はダイヤルを備えることができる。別の方法として又は追加的に、ユーザインタフェースは、リモコン装置からの制御信号を受信して天井送風機１０の作動を制御するセンサを備えることができる。

ノズル１４の外壁７４の半径、アーム１０２の長さ、及び天井送風機１０が取り付く天井の形状に応じて、ノズル１４がその周りに回転する外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌと天井との間の距離は、ノズル１４の外壁７４の半径よりも短くすることができるが、このことはノズルが長手方向軸Ｌの周りを９０度回転するのを妨害する可能性がある。ノズルを反転可能にするために、支持組立体１６の本体１０４は、アーム１０２に対して第１の枢動軸Ｐ１の周りを枢動可能であり、ノズルを図２に示す上昇位置と図１３に示す下降位置との間を動かすことができる。第１の枢動軸Ｐ１は図１１に示されている。第１の枢動軸Ｐ１は、アーム１０２の第２の端部１３６を貫通して延び、本体１０４の内側本体部１３８により保持された両端部を有するピン１５８の長手方向軸によって規定される。第１の枢動軸Ｐ１は、回転軸Ｒと実質的に直交しており、アーム１０２は天井取付け部１００に対して回転軸Ｒの回りに回転する。また、第１の枢動軸Ｐ１は、外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌと実質的に直交する。

図２に示す上昇位置において、外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌつまりインペラ軸は、取付けブラケット１０６と実質的に平行である。これにより、ノズル１４を、ボア軸Ｘが長手方向軸Ｌ及び天井送風機１０が取り付く水平天井Ｃに対して実質的に垂直となるように向けることができる。下降位置において、外側ケーシング１８の長手方向軸Ｌつまりインペラ軸は、取付けブラケット１０６に対して、好ましくは９０度未満の角度、より好ましくは４５度未満の角度だけ傾斜する。本体１０４は、アーム１０２に対して、５度から４５度の角度範囲で枢動でき、ノズル１４を上昇位置から下降位置まで動かすことができる。ノズル１４の外壁７４の半径に応じて、ノズルを下降させて該ノズルを天井と接触することなく反転させるために、１０度から２０度の角度範囲の枢動で十分な場合がある。本実施例において、本体１０４は、ノズル１４を上昇位置から下降位置まで移動させるために、アーム１０２に対して約１２度から１５度の角度で枢動可能である。

また、本体１０４のハウジング１５６は、アーム１０２に対して本体１０４の位置をロックする解除式ロック機構１６０を収容する。ロック機構１６０は、ノズルが上昇位置にある位置に本体１０４を保持する機能を果たす。図１１及び１２を参照すると、本実施例において、ロック機構１６０は、アーム１０２の第２の端部１３６及び本体１０４の上側部分１６４に係合してアーム１０２と本体１０４との間の相対移動を防止するロックウェッジ１６２を備える。ロックウェッジ１６２は、内側本体部１３８に結合され、第２の枢動軸Ｐ２の周りで該内側本体部に対して枢動する。第２の枢動軸Ｐ２は、第１の枢動軸Ｐ１と実質的に平行である。ロックウェッジ１６２は、本体１０４の内側本体部１３８の周りを延びるロックアーム１６６によって図１１に示すロック位置に保持される。ロックアームローラ１６８は、ロックアーム１６６の上端に回転可能に結合され、ロックウェッジ１６２と係合してロックウェッジ１６２とロックアーム１６６との間の摩擦力を最小にするようになっている。ロックアーム１６６は、内側本体部１３８に結合され、第３の枢動軸Ｐ３の周りで該内側本体部に対して枢動する。第３のピボット軸Ｐ３は、第１の枢動軸Ｐ１及び第２の枢動軸Ｐ２と実質的に平行である。ロックアーム１６６は、ロックアーム１６６と内側本体部１３８のフランジ１４２との間に配置された、好ましくはばねである弾性要素１７０によって図１１に示す位置に向かって付勢される。

ロック機構１６０を解除するために、ユーザは、弾性要素１７０の付勢力に抗してロックアーム１６６を押し、ロックアーム１６６を第３の枢動軸Ｐ３の周りで枢動させる。外側本体部１４０は、ユーザがロックアーム１６６と係合する工具を挿入できる窓部１７２を備える。もしくは、窓部１７２から突出するユーザ操作可能ボタンをロックアーム１６６の下端に取り付けてユーザが押圧できるようにすることもできる。ロックアーム１６６が第３の枢動軸Ｐ３の周りで動くと、ロックアームローラ１６８は、アーム１０２の第２の端部１３６から離れて、結果的にロックウェッジ１６２が第２の枢動軸Ｐ２の周りを枢動してロック位置から離れて、アーム１０２の第２の端部１３６との係合を解除できる。ロックウェッジ１６２のロック位置から離れる動きにより、本体１０４は、アーム１０２に対して第１の枢動軸Ｐ１の周りに枢動でき、ノズル１４は上昇位置から下降位置へ移動する。

ユーザは、ノズル１４を長手方向軸Ｌの周りで所望の角度だけ回転させた時点で、本体１０４が第１の枢動軸１の周りに枢動するようにノズル１４の端部を持ち上げることで、ノズル１４を上昇位置に戻すことができる。ロックアーム１６６は、図１１に示す位置に向かって付勢されるので、ノズル１４が上昇位置に戻るとロックアーム１６６は図１１に示す位置に自動的に戻ることができ、ロックウェッジ１６２はロック位置に戻る。

天井送風機１０を操作するために、ユーザは、ユーザインタフェース又はリモコン装置の適切なボタンを押圧する。ユーザインタフェースの制御回路はこの操作を主制御回路に伝え、これに応答して主制御回路はモータ２６を駆動してインペラ２２を回転させる。インペラ２２の回転により、一次空気流が空気入口１５０を通って支持組立体１６の本体１０４に引き込まれる。ユーザはユーザインタフェース又はリモコン装置を使用して、モータ２６の速度、結果的に空気が支持組立体１６に引き込まれる流量を制御できる。一次空気流は、順に支持組立体１６の空気通路１５０及び空気入口部１２の空気通路１５２に沿って進み、ノズル１４の内部通路９４に流入する。

ノズル１４の内部通路９４において、一次空気流は、ノズル１４のボア７８の周りで反対方向に進む２つの空気流に分流する。各空気流が内部通路９４を通って流れるので、空気は空気出口９０を通って噴出される。ボア軸Ｘを通りこれを包含する平面で見た場合、一次空気流は、空気出口９０を通って方向Ｄに噴出される。空気出口９０から噴出される一次空気流は、外部環境から、特にノズル周りの領域からの空気の同伴によって発生する二次空気流を引き起こす。この二次空気流は、一次空気流と合体して、ノズル１４から前方へ噴出される合体又は総体空気流又は気流を生じさせる。

１０ 天井送風機
１２ 空気入口部
１４ ノズル
１６ 支持組立体
７８ ボア
９４ 内部通路
１０４ 本体

Claims (24)

1. 天井送風機であって、
   入口、インペラ、及び、前記インペラをインペラ軸の周りに回転させ前記入口を通して空気流を引き込むモータを有する空気入口部と、
   内壁、前記内壁の周りに延びる外壁、空気入口、少なくとも１つの空気出口、及び、前記内壁と前記外壁との間に配置され前記空気流を前記少なくとも１つの空気出口へ送る内部通路を有する環状ノズルとを備え、前記内壁は、ノズルの外側の空気が前記少なくとも１つの空気出口から噴出される前記空気流によって引き込まれるボアを定めていて、
   さらに、前記ノズルを天井に支持する支持組立体を備え、前記支持組立体は、前記天井送風機を天井に取り付ける天井取付け部と、前記天井取付け部に結合される第１の端部を有するアームと、前記アームの第２の端部及び前記環状ノズルに前記空気入口部を介して結合される本体とを備えていて、
   前記本体は、前記アームに対して枢動軸の周りに枢動可能であり、かつ、前記環状ノズルを上昇位置と下降位置との間で移動させるようになっていて、前記本体は、前記空気入口部へ空気を送るように配置された空気通路を備える、
   ことを特徴とする天井送風機。
2. 前記枢動軸は、前記ボアの軸線と実質的に直交する、請求項１に記載の天井送風機。
3. 前記ノズルが前記上昇位置から前記下降位置へ移動する場合、前記本体は、５度から４５度の角度範囲で枢動可能である、請求項１又は請求項２に記載の天井送風機。
4. 前記ノズルが前記上昇位置から前記下降位置へ移動する場合、前記本体は、１０度から２０度の角度範囲で枢動可能である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の天井送風機。
5. 前記本体は、前記本体を前記アームに対してロックする、解除可能なロック機構を収容する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の天井送風機。
6. 前記ロック機構は、ユーザにより解除可能であり、前記ノズルが下降位置へ移動することを可能にする、請求項５に記載の天井送風機。
7. 前記ロック機構は、ロック配置に向かって付勢され、前記ロック配置は、前記ノズルが前記アームに対して前記本体を上昇位置に維持されるようにロックする、請求項５又は請求項６に記載の天井送風機。
8. 前記ノズルが前記下降位置から前記上昇位置へ移動する場合、前記ロック機構は、前記ロック配置に自動的に戻るように構成される、請求項７に記載の天井送風機。
9. 前記天井取付け部は、室内の天井に取り付け可能な取付けブラケットを備える、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の天井送風機。
10. 前記上昇位置において、前記ノズルは、前記取付けブラケットと実質的に平行である、請求項９に記載の天井送風機。
11. 前記ノズルが下降位置にある場合、前記支持組立体に対する前記ノズルの向きは調節可能である、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の天井送風機。
12. 前記ノズルは、前記支持組立体の前記本体に対して回転可能である、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の天井送風機。
13. 前記ノズルは、前記ボアの軸線と実質的に直交する回転軸の周りを回転可能である、請求項１２に記載の天井送風機。
14. 前記ノズルは、前記枢動軸と実質的に直交する回転軸の周りを回転可能である、請求項１２に記載の天井送風機。
15. 前記アームは、前記天井取付け部に回転可能に結合される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の天井送風機。
16. 前記アームは、前記天井取付け部に対して回転軸の周りを回転可能であり、前記アームは、前記アームの回転軸に対して傾斜する、請求項１５に記載の天井送風機。
17. 前記ノズルは、前記内壁と前記外壁との間に延びる空気出口部を備え、前記空気出口部は、前記少なくとも１つの空気出口を備える、請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の天井送風機。
18. 前記空気出口部は、前記内壁に結合される内側部と、前記外壁に結合される外側部とを備え、前記内側部の少なくとも一部は、前記ボアの軸線から離れる方向にテーパ付けされる、請求項１７に記載の天井送風機。
19. 前記内側部の前記少なくとも一部の前記ボアの軸線に対する傾斜角度は、０度と４５度との間にある、請求項１８に記載の天井送風機。
20. 前記内側部の前記少なくとも一部は、実質的に円錐形状を有する、請求項１８又は請求項１９に記載の天井送風機。
21. 前記少なくとも１つの空気出口は、前記内側部と前記外側部との間に配置される、請求項１８から請求項２０のいずれか一項に記載の天井送風機。
22. 前記外側部は、前記ボアの軸線と実質的に直交する、請求項１８から請求項２１のいずれか一項に記載の天井送風機。
23. 前記少なくとも１つの空気出口は、前記ボアの軸線の周りを延びる、請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の天井送風機。
24. 前記少なくとも１つの空気出口は、実質的に環状の空気出口を備える、請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の天井送風機。

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