JP6954096B2 - 送風装置および空気清浄機能付送風装置 - Google Patents

送風装置および空気清浄機能付送風装置 Download PDF

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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や天井扇などの送風装置、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空気清浄機能付送風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7および図8を参照しながら説明する。
図7には、送風機組立体100の正面視図を、図8には、送風機組立体100の要部断面図を示している。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。送風機組立体100の基部116内部には、環状ノズル101を通る空気流を生じさせる送風装置が配置されている。送風装置は、インペラ(羽根車)130が、モータハウジング126と共に配置されたモータ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、図示しない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の中から好みのボタンを選択してモータ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、環状ノズル101内に圧力が生じる。
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
このような従来の一次空気流と二次空気流とを利用した送風装置では、送風風路は常に変化することなく一定であるため、吹出す風の範囲および風速は固定されたものであり、使用者がその時々に望む風の範囲および風速に変更できないという課題を有していた。
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、使用者が風の範囲および風速を可変にできる送風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、本発明に係る送風装置は、筐体と、体の内部に吸込口から吸い込まれた空気を高圧空気として送風させる高圧空気発生部と、体の側面から互いに間隔を設けて放射状に延設した複数の柱状体とを有し、状体は、体の圧空気発生部に連通口を介して連通するダクトと、状体の底部にクトと連通した吹出口とを備えており、複数の状体のクトのうち一部を閉塞する遮蔽板、すべての状体
の吹出口から送風するスポット気流制御モードと遮蔽板によって複数の状体のうち一部の状体の吹出口より送風するワイド気流モードとを選択する制御部とを備えているものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
本発明に係る送風装置によれば、使用者が風の範囲および風速を適宜変更することが可能になる。
本発明の実施の形態1の送風装置の斜視図である。 同実施の形態1の送風装置の下面側から見た正面図である。 図2の同実施の形態1の送風装置の切断線A−A´での断面を示す断面図である。 同実施の形態1の遮蔽板単体の斜視図である。 同実施の形態1の送風装置で発生する各気流の模式図である。 (a)スポット気流モードにおける同実施の形態1の送風装置の断面斜視図、(b)ワイド気流モードにおける同実施の形態1の送風装置の断面斜視図である。 従来技術の一例を示す正面図である。 従来技術の一例を示す断面図である。
本発明に係る送風装置は、筐体と、体の内部に吸込口から吸い込まれた空気を高圧空気として送風させる高圧空気発生部と、体の側面から互いに間隔を設けて放射状に延設した複数の柱状体とを有し、状体は、体の圧空気発生部に連通口を介して連通するダクトと、状体の底部にクトと連通した吹出口とを備えており、複数の状体のクトのうち一部を閉塞する遮蔽板、すべての状体の吹出口から送風するスポット気流モードと遮蔽板によって複数の状体のうち一部の状体の吹出口より送風するワイド気流モードとを選択する制御部とを備えていることを特徴とするものである。
これにより、スポット気流モードを選択した際は、すべての柱状体の吹出口から送風されるため、筐体に近い側では、筐体から離れた遠い側よりも吹出口が密になるため、筐体に近い側では、吹出される風量が大きくなり、送風装置の筐体近傍の下流領域に気流が集まって流れる。そのため、送風範囲が小さく高風速の気流が創出されることになり、少人数の使用者が強い涼感を得ることが可能になる。
その一方で、ワイド気流モードを選択した際は、遮蔽板によって複数の柱状体のうち一部の柱状体の吹出口から送風されるため、筐体に近い側においても、吹出口が密にならず送風装置の筐体近傍の下流領域に気流が集まらないため、スポット気流モードを選択した場合と比較し、送風装置の筐体の外周側に気流が流れるようになる。そのため、送風範囲が大きくなり、比較的低風速の気流が創出されることになり、大人数の使用者が涼感を得ることが可能になる。
また、本発明に係る送風装置は、制御部は、筐体内で遮蔽板を回動させ、すべての柱状体のダクトと高圧空気発生部とを連通させる状態から複数の柱状体のダクトのうち一部を閉塞する状態へと切り替えることを特徴とするものである。
これにより、簡易な構成によって、送風装置の筐体内ですべての柱状体のダクトと高圧空気発生部とを連通させ、すべての柱状体の送風口から送風させるスポット気流モードと、すべての柱状体のダクトと高圧空気発生部とを連通させるワイド気流モードとを容易に切り替えることが可能となる。
また、本発明に係る送風装置は、隣接する柱状体との間隔が等しいことを特徴とするものである。
これにより、各々の柱状体の吹出口から吹出された気流によって誘引される風量が等しくなるため、送風装置から所定の距離離れた任意の平面における速度分布の均一性が向上する。このとき、平面状の各点における気流の速度差が小さくなるため、気流の乱れつまり風速の時間変動が小さくなるため、滑らかな気流を創出することが可能になる。
また、本発明に係る空気清浄機能付送風装置は、上記した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ものである。
これにより、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を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための送風装置を例示するものであって、本発明は送風装置を以下のものに特定しない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
(実施の形態1)
図1は、本発明の送風装置の斜視図を示し、図2は、本発明の送風装置の下面側から見た正面図を示している。図3は、図2の切断線A―A´での断面を示す断面図を、図4は、本発明の送風装置に設けられる遮蔽板単体の斜視図を、図5は、遮蔽板が備えられている状態の本発明の送風装置の断面斜視図を、それぞれ示す。
本実施の形態の送風装置である空気清浄機能付送風装置11は、筐体12の第二面35側を天井面または壁面に取付けて使用するものである。
図1に示すように、筐体12は、鉛直方向下側の面を第一面34とし、第一面34に対向する面を第二面35としている。第一面34及び第二面35は外形視円状をしており、筐体12は第一面34を下面とし、第二面35を上面とした円柱状の形状である。
図2に示すように、送風装置は、筐体12の側面から放射状に16本の柱状体13が均等になるように配置したものである。
図3に示すように、筐体12は、筐体12の側面上部に配置し筐体12内に空気を取り入れる吸込口14と、吸込口14から取り入れた空気を浄化する円筒形状の空気浄化フィルタ15を吸込口14に対向するように装着している。また、筐体12の第一面側には、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を備えている。また、筐体12の内部には、高圧空気発生部18によって送風される気流を通す通風路25が形成されており、筐体12の側面下部から互いに等しい間隔をとって水平方向に放射状に延設された複数の柱状体13と、通風路からの風を柱状体13のダクト20に送風させる遮蔽板24とを備えている。なお、図3に示すように、複数の柱状体13は、それぞれ等しい外形寸法で形成さている。
柱状体13は、筐体12の吸込口14が設けられた側とは反対側の底部26に吹出口19を備え、また、柱状体13の内部には、高圧空気を吹出口19に導くための中空状の通風路に連通するダクト20を備えている。ダクト20内での放射方向の空気の流れを、効率よく吹出口19から鉛直下方の吹出し方向に整流するために、図3に示すように、ダクト20の断面は吹出方向に向かって縦長の形状で形成されている。また、図3及び図5に示すように柱状体13は、筐体12から離れるにしたがい柱状体13の底部26が筐体の第二面側に設けられている構成によって、柱状体13の断面が徐々に小さくなる形状である。
図4に示すように、遮蔽板24は中空で天面及び底面を有さない円筒状に形成されたものであり、遮蔽板24の側面36には開口部37および遮蔽部38がそれぞれ8箇所ずつ等間隔に設けられている。そして、開口部37は、遮蔽板24の中心点から円周方向に32.5度の大きさの範囲に形成されており、遮蔽部38は、遮蔽板24の中心点から円周方向に12.5度の範囲に設けられている。
そして、図3に示すように、遮蔽板24は、円筒状に形成された筐体12の内形に沿うように配置されている。筐体12の内形に沿うように配置された遮蔽板24は、通風路25と各柱状体のダクト20との間に配置された構成であり、一部の柱状体13は、遮蔽板24の開口部37を介して通風路25とダクト20と連通させ、柱状体13の吹出口19からは送風を行う構成となっている。また、一部の柱状体13以外の柱状体は、遮蔽板24の遮蔽部38が、通風路25とダクト20とを遮るように配置されるため、柱状体13の吹出口19からは送風が行われない構成となっている。
なお、遮蔽板24は、筐体12内に設けられた遮蔽板用モータ(図示せず)の軸に連結されている。遮蔽板用モータの軸は、筐体12の中心軸23上に配置されている。この構成によって、遮蔽板24は、筐体12の中心軸23を中心に筐体12内を回動することで開口部37および遮蔽部38を回動させ、開口部37と連通する柱状体13のダクト20が可変することで送風を行う柱状体13を可変させることができる。
また、図3に示すように、筐体12の上部側面には、吸込口14が設けられ、吸込口14が設けられた側面の下部から柱状体13が延設している。
柱状体13は、高圧空気発生部18で発生させた高圧空気を遮蔽板24の開口部37を介してダクト20内に流入させ、流入した風を吹出口19に案内するノズル21が形成されている。隣り合う柱状体13の間の間隔が設けられていることによって、ノズル21に案内され吹出口19から吹出された空気によって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柱状体13を16本設けているので、柱状体13に挟まれた間隔にそれぞれ誘引風路22が柱状体13と同数の16本形成できる。
ここで、図3に示すようにダクト20のノズル21内には、吹出口19から吹出す高圧空気の方向を制御する風向制御板29が所定の間隔に複数設けられている。風向制御板29は、ノズル21の両側面から中心軸23に平行な方向すなわちダクト20側から吹出口19に向かって延在するように薄板状に形成されている。また、風向制御板29は、ノズル21内に所定間隔を空けて、複数枚形成されている。また、風向制御板29は、中心軸23に近いノズル21内において、中心軸23から遠いノズル21内よりも、風向制御板29の配置されている間隔が狭くなるように備えられている。
図2に示すように、複数の柱状体13の放射方向長さ27は等しく、放射方向長さ27は隣り合う柱状体13間の長さの最大間隔長さ28より大きく備えられている。
なお、本実施の形態では、図2において、一例として柱状体13の本数が16本、柱状体13の幅が35mm、柱状体13の放射方向長さ27が500mm、最大間隔長さ28が230mm、柱状体13の高さが180mmの場合を示している。ただし、本実施の形態では、柱状体13の長さや幅はそれぞれ等しくしているが、異なる長さにしてもよい。
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。
このような構成によれば、空気清浄機能付送風装置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32に示すように、室内空気は、吸込口14から空気清浄機能付送風装置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、遮蔽板24によって選択された一部のダクト20に至る。高圧空気は一部の柱状体13のダクト20を通過し、吹出口19近傍に設けられた風向制御板29で風向を調整され、吹出口19から吹出し、吹出空気流30が発生する。それに加えて、吹出空気流30により、図1のように誘引風路22の空気が誘引され、誘引空気流31が発生する。その結果、使用者は、吹出空気流30と誘引空気流31が合流した混合気流39を受風することになる。
本構成においては、筐体12から柱状体13を放射状に延設させているため、筐体12から遠い側であればあるほど一定面積あたりの柱状体13の吹出口19の面積が小さくなる。そのため、図5で示す筐体から遠い側の吹出空気流30aは筐体に近い側の吹出空気流30bよりも一定面積あたりの風量が少なくなる。
このとき、粘性という性質を有する流体の一つである空気は、風量が少ないほど風速の距離減衰(距離による風速の低下量)が大きく、なおかつ風速の低い気流は風速の高い気流に集まる性質を有している。
その結果、図5に示すように、筐体から遠い側の吹出空気流30aおよび誘引空気流31が合流した外側混合気流39aは、筐体に近い側の吹出空気流30bおよび誘引空気流31が合流した内側混合気流39bよりも風速の距離減衰が大きい。そのため、外側混合気流39aは、風速が減衰し低風速となり、筐体から遠い側の外側混合気流39aは、筐体に近い側の内側混合気流39bに向けて偏向して流れるようになる。このような作用で図1の混合気流39が形成される。
その後、筐体に近い内側混合気流39b同士が集まって流れるようになる。つまり、筐体12の下流領域に気流が集まって流れるようになる。
この現象は、前述のように、筐体から遠い側の吹出空気流30aと筐体に近い側の吹出空気流30bとの単位面積当たりの風量の差異によって生じる現象である。これは、前述の単位面積あたりの柱状体13の吹出口19が占める面積の割合に応じて、単位面積当たりの風量に差異が生じている。
したがって、単位面積あたりの柱状体13の吹出口19が占める面積の割合を変化させることで、外側混合気流39aが内側混合気流39bにむけて偏向して流れる空気の流量を調整することができる。これによって使用者が享受する混合気流39の受風範囲および風速を変化させることができる。
単位面積あたりの柱状体13の吹出口19が占める面積の割合を変化させるために、筐体12の内形に沿うように配置された遮蔽板24によって実現される。遮蔽板24は、通風路25と各柱状体のダクト20との間に配置された構成であり、一部の柱状体13は、遮蔽板24の開口部37を介して通風路25とダクト20と連通させ、柱状体13の吹出口19からは送風を行う構成となり、一部の柱状体13以外の柱状体は、遮蔽板24の遮蔽部38が、通風路25とダクト20とを遮るように配置されるため、柱状体13の吹出口19からは送風が行われない構成となっている。
図6(a)に示すように、遮蔽板24の開口部37が、全ての柱状体13のダクト20と通風路25とを連通するように位置した場合、つまり全ての柱状体13の吹出口19から送風を行うスポット気流モードについて以下に述べる。
このとき、筐体12に近い側では、筐体12から離れた遠い側よりも吹出口19が密になるため、前述の単位面積あたりの柱状体13の吹出口19が占める面積の割合の差異が大きくなる。そのため、前述の外側混合気流39aが内側混合気流39bにむけて偏向して流れる現象の程度が強くなり、筐体12に近い側では、空気清浄機能付送風装置11の筐体12近傍の下流領域に混合気流39が集まって流れる。つまり、送風範囲が小さく高風速の気流が創出されることになり、少人数の使用者が強い涼感を得ることが可能になる。
その一方で、図6(b)に示すように、開口部37が8本の柱状体13のダクト20と通風路25とを連通して、遮蔽部38が他の8本の柱状体13のダクト20と通風路25とを遮蔽するように位置した場合、つまり全ての柱状体13の内、8本の柱状体13の吹出口19のみから送風を行うワイド気流モードについて以下に述べる。
このとき、スポット気流モードと比較して、筐体12に近い側においても吹出口19が密にならないため、前述の単位面積あたりの柱状体13の吹出口19が占める面積の割合の差異が小さくなる。そのため、スポット気流モードと比較して、前述の外側混合気流39aが内側混合気流39bにむけて偏向して流れる現象の程度が弱くなり、空気清浄機能付送風装置11の筐体12近傍の下流領域に気流が集まらないため、空気清浄機能付送風装置11の筐体12の外周側に混合気流39が流れるようになる。つまり、送風範囲が大きくなり、比較的低風速の気流が創出されることになり、大人数の使用者が涼感を得ることが可能になる。つまり、使用者が遮蔽板24の位置を変更することで、風の範囲および風速を適宜変更することが可能になる。
このとき、使用者等からスポット気流モード又はワイド気流モードを選択する指令を空気清浄機能付送風装置11の制御部が受信し、制御部はその指令に基づいて遮蔽板24を稼働させるモータに信号を送信し、遮蔽板24の制御を行っている。
また、遮蔽板24が筐体12内部で回転し、送風する柱状体13の本数を変更することで、空気清浄機能付送風装置11や柱状体13等の外郭に位置する大きい部材を回転させることなく、風の範囲および風速を適宜変更することが可能になる。
なお、本実施の形態では、開口部37および遮蔽部38はそれぞれ8個ずつ、開口部37は円周方向に32.5度、遮蔽部38は円周方向に12.5度の領域に設けられているが、それぞれが設けられる個数や円周方向の角度は、全ての柱状体13の本数、送風する柱状体13の所望の本数、送風しない柱状体13の所望の本数によって変化する。
なお、本実施の形態では、スポット気流モードとワイド気流モードの2つの場合に分けて明記したが、16本の柱状体13のうち、遮蔽板24の開口部37が8本の柱状体13のダクト20と通風路25とを連通して、遮蔽部38が他の8本の柱状体13のダクト20と通風路25との一部を遮蔽するように位置させることで、スポット気流モードよりも送風範囲が大きく、ワイド気流モードよりも風速が大きい気流モードを設定することも可能である。
また、遮蔽部38によって遮蔽される柱状体13を適宜変更することができるように複数の遮蔽板を備えることで、気流モードを多数設定することも可能である。これによって、より多くの使用者の使用用途・好みに応じた受風範囲および風速を有する気流を創出することができる。
なお、本実施の形態では、柱状体13は筐体12の側面下部から互いに等しい間隔をとって水平方向に放射状に延設されているが、必ずしも互いに等しい間隔を設ける必要はない。ただし、互いに等しい間隔を設けることで、各々の柱状体の吹出口から吹出された気流によって誘引される風量も互いに等しくなるため、空気清浄機能付送風装置11から所定の距離離れた任意の平面における速度分布の均一性が向上する。このとき、平面状の各点における気流の速度差が小さくなるため、気流の乱れつまり風速の時間変動が小さくなるため、滑らかな気流を創出することが可能になる。この滑らかな気流を長時間浴びることによる使用者の疲労感は、風速が同一である条件下において、滑らかでない気流と比較して小さいことが知られている。
なお、本実施の形態では、風向制御板29を中心軸23と平行になるように設けているが、筐体12の外周側に傾けてもよい。これにより、ワイド気流モードを選択した際は、吹出口19から吹き出された吹出空気流30が空気清浄機能付送風装置11の外周方向に吹き出された後、その吹出方向に沿うように下流に向かって流れる。そのため、ワイド気流モードの受風範囲を空気清浄機能付送風装置11のより外周側に設けることができるため、スポット気流モードとワイド気流モードそれぞれの受風範囲および風速の差異を大きくすることができる。
なお、本実施の形態では、空気浄化フィルタ15を備えた空気清浄機能付送風装置11の形態を説明したが、空気浄化フィルタ15を備えていない送風装置としてもよい。
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や天井扇などの送風装置、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空気清浄機能付送風装置に利用することが可能である。
11 空気清浄機能付送風装置
12 筐体
13 柱状体
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 ノズル
22 誘引風路
23 中心軸
24 遮蔽板
25 通風路
26 底部
27 放射方向長さ
28 最大間隔長さ
29 風向制御板
30 吹出空気流
30a 筐体から遠い側の吹出空気流
30b 筐体に近い側の吹出空気流
31 誘引空気流
32 内部流れ
34 第一面
35 第二面
36 側面
37 開口部
38 遮蔽部
39 混合気流
39a 外側混合気流
39b 内側混合気流
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. 体と、前記筐体の内部に吸込口から吸い込まれた空気を高圧空気として送風させる高圧空気発生部と、前記筐体の側面から互いに間隔を設けて放射状に延設した複数の柱状体とを有し、
    記柱状体は、前記筐体の前記高圧空気発生部に連通口を介して連通するダクトと、前記柱状体の底部に前記ダクトと連通した吹出口とを備えており、
    数の前記柱状体の前記ダクトのうち一部を閉塞する遮蔽板
    べての前記柱状体の前記吹出口から送風するスポット気流モードと前記遮蔽板によって複数の前記柱状体のうち一部の前記柱状体の前記吹出口より送風するワイド気流モードとを選択する制御部とを備えていることを特徴とする送風装置。
  2. 前記制御部は、前記筐体内で前記遮蔽板を回動させ、すべての前記柱状体の前記ダクトと前記高圧空気発生部とを連通させる状態から複数の前記柱状体の前記ダクトのうち一部を閉塞する状態へと切り替えることを特徴とする請求項1に記載の送風装置。
  3. 接する前記柱状体との間隔が等しい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. 求項1から3のいずれか一つ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空気清浄機能付送風装置。
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