JP6603874B2 - 送風装置および送風機能付空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、居室内に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される扇風機などの送風装置、および送風装置内に取り込む空気を浄化し、浄化された空気を気流として吹出すことで室内の空気を浄化、および直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される送風機能付空気清浄装置に関するものである。

従来、この種の送風装置は、羽根車とモータを台座となる基部に内包して、基部上部に備えられた円環形状の送風部から床面と水平方向に吹出すようにして空気の循環及び空気の流れを生じさせる家庭用送風装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その送風装置について図８および図９を参照しながら説明する。

図８には、送風機組立体１００をその正面から見た投影図を、図９には、送風機組立体１００の断面投影図を示している。送風機組立体１００は、中央開口部１０２を画定する環状ノズル１０１を有している。環状ノズル１０１を通る空気流を生じさせるモータ１２２がモータハウジング１２６と共に基部１１６の内部に配置されている。さらに、インペラ（羽根車）１３０が、モータ１２２から外方に延びる回転シャフトに連結され、ディフューザ１３２が、インペラ１３０の下流側に位置決めされているモータ１２２は、電気接続部及び電源に接続され、複数個の選択ボタン１２０により、ユーザは、送風機組立体１００を操作することができる。

上記構成で、送風機組立体１００は、以下のように動作する。

ユーザが複数個の選択ボタン１２０の中から適当に選択してモータ１２２が起動されると、空気が空気入口１２４を介して送風機組立体１００内に吸い込まれる。空気は、外側ケーシング１１８を通り、インペラ１３０の入口１３４まで流れる。ディフューザ１３２の出口１３６及びインペラ１３０の排気部を出た空気流は、内部通路１１０を通って互いに逆の方向に進む２つの空気流に分けられる。

空気流は、口１１２に入る際に絞られ、口１１２の出口１４４で更に絞られる。この絞りにより、システム中に圧力が生じる。

このように作られた空気流は、絞りにより生じる圧力に打ち勝ち、一次空気流として出口１４４を通って出る。一次空気流は、ガイド部分１４８の配置により、ユーザに向かって集中または集束して向けられる。二次空気流は、外部環境、特に出口１４４周りの領域及び環状ノズル１０１の外縁部周りからの空気の吸引によって生じる。この二次空気流は、中央開口部１０２を通り、ここで、一次空気流と混ざり合って送風機組立体１００から前方に放出される全空気流が生じる。

特開２０１０−０７７９６９号公報

このような従来の送風装置では、一次空気流が出口から出ることにより、二次空気流は外部環境、特に出口周りの領域及び環状ノズルの外縁部周りからの空気の吸引によって生じるものであるため、中央開口部の環状ノズル近傍では空気の吸引が大きく、中央開口部の中心に近づくにつれ空気の吸引が小さくなるものである。このため、広範囲に気流を送るために環状ノズルの直径を大きくすると、中央開口部の中心付近の気流が小さくなり、広範囲に略均一な風速の気流を提供することができないという課題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、広範囲に略均一な風速の気流を提供することを実現できる送風装置、および送風機能付空気清浄装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、筐体に、空気を取り入れる吸込口と、高圧空気を発生するための羽根車と前記羽根車を駆動するためのモータで構成された高圧空気発生部と、前記筐体の一面から起立させた複数のノズルとを備え、前記ノズルは、側部に、前記ノズルを起立させた方向に対して垂直方向に高圧空気発生部で発生した高圧空気を吹出す吹出口を備え、内部に、高圧空気を前記吹出口に導くためのダクトを備え、前記ノズルは、前記垂直方向の断面が吹出方向に縦長であり、複数それぞれの前記吹出口が同一面となるように間隙を設けて備えられ、前記間隙によって、前記吹出口から吹出す空気に誘引される空気の誘引風路が形成されていることを特徴とする送風装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、広範囲に略
均一な風速の気流を提供することを実現できる。

本発明の実施の形態１の送風機能付空気清浄装置の斜視図 同実施の形態１の送風装置の断面を示す構成図 同実施の形態１の送風装置の断面を示す構成図 同実施の形態１の送風装置の断面を示す構成図 本発明の実施の形態２の送風装置の斜視図 本発明の実施の形態３の送風装置の斜視図 本発明の実施の形態４の送風装置を備えた家屋の部分断面を示す構成図 従来技術の一例を示す正面図 従来技術の一例を示す断面図

本発明に係る送風装置は、筐体に、空気を取り入れる吸込口と、高圧空気を発生するための羽根車と前記羽根車を駆動するためのモータで構成された高圧空気発生部と、前記筐体の一面から起立させた複数のノズルとを備え、前記ノズルは、側部に、前記ノズルを起立させた方向に対して垂直方向に高圧空気発生部で発生した高圧空気を吹出す吹出口を備え、内部に、高圧空気を前記吹出口に導くためのダクトを備え、前記ノズルは、前記垂直方向の断面が吹出方向に縦長であり、複数それぞれの前記吹出口が同一面となるように間隙を設けて備えられ、前記間隙によって、前記吹出口から吹出す空気に誘引される空気の誘引風路が形成されていることを特徴とするものである。

これにより、羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、吹出口からの高圧空気の吹出しにより誘引される空気が小さくならないよう間隙を設けて複数のノズルが備えられているため、複数の吹出口から吹出された高圧空気と、吹出口からの高圧空気の吹出しにより誘引される空気からなる面気流を広範囲に略均一な風速の気流とすることができる。また、吹出口を面一とすることで、吹出す気流は面気流となる。この面気流は広範囲に略均一な風速の、吹出方向に直線的な気流のため、面気流の中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達することができる。

ここで、複数のノズルとは３本以上のことを示し、略均一な風速とは最大風速の半分までの風速を示し、高圧空気とは大気圧以上の空気を示すものとする。なお、間隙の長さとしては、ノズルの垂直方向の断面における吹出方向と垂直方向の長さ以上、ノズルの起立方向長さの半分以下が風速の均一性を得られるため好ましい。

また、本発明に係る送風装置は、複数のノズルの起立方向の長さが同一であることを特徴とするもので、複数のノズルが並んでいる方向の風速の均一性に加え、ノズルの起立方向に対してもすべてのノズルで略均一にできるため、広範囲に略均一な風速の面気流を提供することができる。また、面気流は広範囲に略均一な風速の、吹出方向に直線的な気流のため、面気流の中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達することができる。

また、本発明に係る送風装置は、複数のノズルは、筐体の中央から外側に設けられた前記ノズルに向かうにつれて中央のノズルに対して空気の吹出し方向が離れていくように広角に備えられたことを特徴とするもので、面気流は広範囲に略均一な風速の、吹出方向に直線的な気流のため、面気流の中心部にコア領域が形成されるため、遠方に向かうにつれ中心部の風速が大きくなる風速分布となるが、ノズルを筐体中心から外側に設けられた前記ノズルに向かうにつれて広角に備えることで中心部に気流が集まるのを抑制できるため、遠方まで略均一な風速の気流を送ることができる。

また、本発明に係る送風装置は、ダクトの風路断面は吹出口からの吹出方向に縦長であり、ノズルを起立させた先端に向かうにつれて小さくなる特徴とするもので、ダクトを通る高圧空気の風量は一部を吹出口から吹出され、ノズルを起立させた先端に向かうにつれて小さくなるため、ダクトの風路断面はノズルを起立させた先端に向かうにつれて小さく
することで、ノズルを起立させた先端に向かうにつれてダクトの内部静圧が低下するのを抑制することができ、吹出口から吹出す高圧空気の風速をノズルの起立方向に均一化でき、広範囲に略均一な風速の面気流を提供することができる。

また、本発明に係る送風機能付空気清浄装置は、送風装置の吸込口に、空気浄化フィルタを備えたことを特徴とする送風機能付空気清浄装置とするもので、吸込口から取り込まれた空気は空気浄化フィルタにより浄化され吹出口から吹出されるため、使用者に浄化された空気を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に斜視図を、図２に断面Ａ、図３に断面Ｂ、図４に断面Ｃでの断面を示す構成図を示す。

送風装置として、本実施の形態の送風機能付空気清浄装置１１は、図１に示すように筐体１２の上部にノズル１３を備えたものである。

送風機能付空気清浄装置１１は、図２に示すように、筐体１２に空気を取り入れる吸込口１４と、吸込口１４に装着し取り入れた空気を浄化する空気浄化フィルタ１５と、図３に示すように、高圧空気を発生するための羽根車１６と羽根車１６を駆動するためのモータ１７で構成された高圧空気発生部１８と、筐体１２の一面から起立させた複数の等しい長さのノズル１３（本実施形態では６個）とを備えている。本実施の形態では、筐体１２の上面から起立させている。

ノズル１３の側部には、図２に示すように、ノズル１３を起立させた方向に対して垂直方向である一方向に高圧空気発生部１８で発生した高圧空気を吹出す吹出口１９を備えている。ノズル１３の内部には、高圧空気を吹出口１９に導くためのダクト２０を備えている。ダクト２０は、少なくともノズル１３と同数備えている。

また、図３に示すように、高圧空気発生部１８と複数のダクト２０の間には高圧空気を各ノズルに分流するチャンバー空間２１が備えられている。

ノズル１３は、図４に示すように、前記垂直方向の断面が吹出方向に縦長である。複数のノズル１３は、それぞれの吹出口１９が同一面となるように間隙を設けて備えられ、この間隙によって、吹出口１９から吹出す気流に誘引される空気の誘引風路２２が形成されている。つまり、本実施の形態の例ではノズル１３を６本設けているので、ノズル１３に挟まれた空隙にそれぞれ誘引風路２２がノズル１３の数より少ない５本形成できる。なお、前記間隙の長さとしては、ノズル１３の垂直方向の断面における吹出方向に対して垂直方向の長さ（ノズル１３の幅）以上、ノズル１３の筐体１２上面からの起立方向の長さの半分以下が風速の均一性を得られるため好ましく、本実施の形態では、一例としてノズル１３の幅が３０ｍｍ、ノズル１３の起立方向長さが６００ｍｍ、間隙の長さが１００ｍｍ、ノズル１３の吹出方向長さが２００ｍｍの場合を示している。また本実施の形態では、ノズル１３の垂直方向の断面形状は、長方形形状だとしたが、吹出し方向に縦長であればよく、楕円など別の形状でもよい。また、空気浄化フィルタ１５には、既知の集塵フィルタや活性炭などの脱臭フィルタを用いることができる。この空気浄化フィルタ１５を通過した空気は、ほこりや花粉、アレルギー物質などが取り除かれた浄化空気となり羽根車１６に供給される。

また、複数のノズル１３は、図４に示すように、筐体１２の中央から外側に設けられたノズル１３に向かうにつれて、中央のノズル１３に対して空気の吹出し方向が離れていくように広角に備えられている。

図２に示すように、ノズル１３内の吹出口１９近傍にはノズル１３の起立方向の風向を調整する風向調整リブ２４が備えられている。ここで、複数のノズル１３とは３本以上のことを示す。また、風速の均一性とは後述する吹出空気流２５と誘引空気流２６が合流した面気流の風速の分布に着目したもので、吹出口１９から所定の距離を離れて正面視する平面において観測される風速の分布が、所定の範囲であることを示す。つまり前記平面での最小の風速が少なくとも最大風速の半分までは許容でできることとしている。また、高圧空気とは大気圧以上の空気を示すものとする。

このような構成によれば、送風機能付空気清浄装置１１が稼動すると、モータ１７が駆動し、羽根車１６が回転することにより、内部流れ２３に示すように、室内空気は、吸込口１４から送風機能付空気清浄装置１１内部に取り込まれ、空気浄化フィルタ１５で埃やにおいなどの汚れを浄化された後、羽根車１６を通過しチャンバー空間２１に至る。チャンバー空間２１で高圧空気は複数のダクト２０に分流され、各ダクト２０を通過し、吹出口１９近傍に設けられた風向調整リブ２４でノズル１３起立方向の風向を調整され、吹出口１９から吹出し、吹出空気流２５となる。

つまり、図１のように吹出空気流２５により、誘引風路２２と最外部のノズル１３の外側の空気が誘引され、誘引空気流２６となる。これら吹出空気流２５と誘引空気流２６が送風機能付空気清浄装置１１の吹出方向前方で合流し、広範囲に略均一な風速の浄化された空気の面気流を送風できるものである。このとき、羽根車１６は筐体１２内に内包されているため、使用者が外部から接触できない構造となっているため、接触による不安感をなくすことができる。

また、吹出口１９を面一となるようにノズル１３は間隙を設けて配置することで、吹出す気流は面気流となる。

面気流は、広範囲に略均一な風速の気流で、吹出方向に直線的な気流のため、面気流の中心部にコア領域が形成される。よって、直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達することができる。

また、面気流は広範囲に略均一な風速の気流で、吹出方向に直線的な気流のため、面気流の中心部にコア領域が形成される。つまり、遠方に向かうにつれ中心部の風速が大きくなる風速分布となることもある。このため、ノズル１３は、筐体１２中央から外側に設けられたノズル１３に向かうにつれて、中央のノズル１３に対して空気の吹出し方向が離れていくように広角に備えることで中心部に気流が集まるのを抑制できる。これにより、より遠方まで略均一な風速の気流を送ることができる。

また、風向調整リブ２４は仰角を調整することでノズル１３の起立方向の風向を広げることができるため、ノズル１３の起立方向長さより広範囲に送風することができる。すなわち、送風機能付空気清浄装置１１高さよりも上方にも送風することができる
なお、本実施の形態では、空気浄化フィルタ１５を備えた送風機能付空気清浄装置１１の形態を説明した。空気浄化フィルタ１５は、送風装置としては必須ではない。

（実施の形態２）
図５に送風装置３１の斜視図を示す。なお、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。送風装置３１は図１と同様な複数のノズル１３の上部を天板３２で繋いでおり、複数の誘引風路２２がそれぞれ独立した構成となっている。

このような構成によれば、天板３２によりノズル１３の上方からの気流の侵入を防止できるので、外乱の影響を受けることがないため、安定して面気流を発生させることができ、羽根車１６を筐体１２で内包することで使用者の接触による不安感をなくしつつ、広範囲に略均一な風速の気流を提供することができる。なおノズル１３の上方からの気流としては、室内に設置した空気調和装置の吹出し空気等が想定される。

また、面気流は広範囲に略均一な風速の気流で、吹出方向に直線的な気流のため、面気流の中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達することができる。

なお、本実施の形態の送風装置３１は、吸込口１４に取り入れた空気を浄化する空気浄化フィルタ１５を装着することで送風機能付空気清浄装置とすることもできる。

（実施の形態３）
図６に送風装置４１の斜視図を示す。なお、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。送風装置４１は、筐体１２の吹出口１９と反対側の一面を室内壁４２に接して床４３に置かれることがある。

送風装置３１のノズル１３は、既に実施の形態１で説明したダクト２０の風路断面とともに、ノズル１３を起立させた先端に向かうにつれて吹出口１９側に断面を小さくして備えている。

このような構成によれば、室内壁４２に接して置かれている状態でもノズル１３の上部と室内壁４２の間に隙間を設けることができるため、誘引風路２２に誘引空気流２６を導くことができ、面気流を発生させることができるため、羽根車１６を筐体１２の内包することで使用者の接触による不安感をなくしつつ、広範囲に略均一な風速の気流を提供することができる。

また、ノズル１３を起立させた先端に向かうにつれて、ダクト２０の風路断面も小さくすることで、ノズル１３を起立させた先端に向かうにつれてダクト２０の内部静圧が低下するのを抑制することができ、吹出口１９から吹出す高圧空気の風速をノズル１３の起立方向に均一化でき、広範囲に略均一な風速の面気流を提供することができる。

なお、本実施の形態の送風装置４１は、吸込口１４に取り入れた空気を浄化する空気浄化フィルタ１５を装着することで送風機能付空気清浄装置とすることもできる。

（実施の形態４）
以上、実施の形態１から３において、送風機能付空気清浄装置１１、送風装置３１、送風装置４１の実施の形態を説明した。本実施の形態では、これらを総称して、送風装置５１として、家屋に設置した場合の形態を説明する。

図７に送風装置５１を備えた家屋の部分断面を示す構成図を示す。なお、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。送風装置５１は家屋の一階５２と二階５３を連通する吹抜け５４に、吹出口１９を一階５２の方向に向けて複数のノズル１３を備え、筐体１２（図示しない）を一階天井５５と二階床５６の間の空間に備え、吸込口１４を一階天井５５に備えた構成となっている。

このような構成によれば、送風装置５１を稼動させることにより、一階５２の一階天井５５付近の空気が吸込口１４から取り込まれ、吹出口１９から吹出すことにより吹出空気流２５が発生し、これにより吹抜け５４の上方の二階５３の空気を一階５２に向けて誘引空気流２６として誘引風路２２を通り一階５２に送ることができる。このとき、一階５２の空気の吹出空気流２５と二階５３の空気の誘引空気流２６が混ざり合うため、効率よく室内の空気を攪拌することができる。特に夏季や冬季の冷暖房器具使用時には一階５２と二階５３の温度差を効率よく解消（サーキュレーション効果）することができる。また、羽根車１６を筐体１２で内包しているため、回転体が見えることによる圧迫感を使用者に与えることなく、面気流による涼感やサーキュレーション効果を提供することができる。

なお、本実施の形態の送風装置５１は、吸込口１４に取り入れた空気を浄化する空気浄化フィルタ１５を装着することで送風機能付空気清浄装置とすることもできる。

本発明にかかる送風装置および送風機能付空気清浄装置は、羽根車を内包することで使用者の接触による不安感をなくしつつ、広範囲に略均一な風速の気流を提供できるため、居室内の床、天井や壁に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される各種送風機器等として有用である。

１１ 送風機能付空気清浄装置
１２ 筐体
１３ ノズル
１４ 吸込口
１５ 空気浄化フィルタ
１６ 羽根車
１７ モータ
１８ 高圧空気発生部
１９ 吹出口
２０ ダクト
２１ チャンバー空間
２２ 誘引風路
２３ 内部流れ
２４ 風向調整リブ
２５ 吹出空気流
２６ 誘引空気流
３１ 送風装置
３２ 天板
４１ 送風装置
４２ 室内壁
４３ 床
５１ 送風装置
５２ 一階
５３ 二階
５４ 吹抜け
５５ 一階天井
５６ 二階床
１００ 送風機組立体
１０１ 環状ノズル
１０２ 中央開口部
１１０ 内部通路
１１２ 口
１１６ 基部
１１８ 外側ケーシング
１２０ 選択ボタン
１２２ モータ
１２４ 空気入口
１２６ モータハウジング
１３０ インペラ
１３２ ディフューザ
１３４ 入口
１３６ 出口
１４４ 出口
１４８ ガイド部分

Claims (4)

1. 筐体に、空気を取り入れる吸込口と、高圧空気を発生するための羽根車と前記羽根車を駆動するためのモータで構成された高圧空気発生部と、前記筐体の一面から起立させた複数のノズルとを備え、
   前記ノズルは、側部に、前記ノズルを起立させた方向に対して垂直方向に前記高圧空気発生部で発生した高圧空気を吹出す吹出口を備え、内部に、高圧空気を前記吹出口に導くためのダクトを備え、
   前記ノズルは、前記垂直方向の断面が吹出方向に縦長であり、複数それぞれの前記吹出口が同一面となるように間隙を設けて備えられ、
   前記ダクトは、前記垂直方向の風路断面が前記吹出口からの吹出方向に縦長であり、前記ノズルを起立させた先端に向かうにつれて前記風路断面が小さくなり、
   前記間隙によって、前記吹出口から吹出す空気に誘引される空気の誘引風路が形成されていることを特徴とする送風装置。
2. 複数の前記ノズルの起立方向の長さが同一であることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 複数の前記ノズルは、前記筐体の中央から外側に設けられた前記ノズルに向かうにつれて中央の前記ノズルに対して空気の吹出し方向が離れていくように広角に備えられたことを特徴とする請求項１または２に記載の送風装置。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の送風装置の前記吸込口に、空気浄化フィルタを備えたことを特徴とする送風機能付空気清浄装置。