JP6964218B2

JP6964218B2 - 送風装置

Info

Publication number: JP6964218B2
Application number: JP2017179281A
Authority: JP
Inventors: 洋平吉田; 隆一中村; 誠石川; 亮輔伊藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: JP2019052630A

Description

本発明は、送風装置に関するものである。

従来、この種の送風装置は、円筒状の流路内部に２本の回転軸で軸支され、前記回転軸と平行な面に流路を覆うような円盤状の平面を備え、前記円盤状の平面の端部は前記回転軸と平行な位置で折り曲げられているシャッターが知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−６５５８１号公報

このような従来の送風装置においては、管路内のシャッターによる抵抗が風量増加の障害となっていた。そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、開閉抵抗が小さいシャッターを備えた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、上流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、前記流路の中心軸に対して垂直な垂直断面上で前記流路をメイン流路と当該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路とに分割する軸と、前記軸を回転軸として回動することで前記流路を開閉するシャッターと、前記流路の前記上流側から前記シャッターに向けて送風する送風機と、を備えた送風装置であって、前記シャッターは、前記上流側から下流側に向かって膨出する凹面を有する円板形状を備え、前記シャッターが閉じた状態において前記シャッターにおける前記軸に垂直な軸垂直断面は、前記サブ流路側に曲部と、前記メイン流路側に直線部を備え、前記直線部における前記曲部側とは逆側の側端部Ａは、前記シャッターが閉じた状態において前記曲部と前記直線部とが接続する接続部より下流側に位置し、前記軸は、設置状態において前記垂直断面上かつ鉛直方向に対して斜めに設けられ、前記送風機は、シロッコファンと当該シロッコファンの周囲に設けられたスクロールケーシングとを備え、前記スクロールケーシングにおける舌部が前記斜めに設けられた軸の前記サブ流路側に配置され、前記曲部は、前記シャッターが前記流路を閉じた状態において、前記流路の内面側に向かって延びる平面であって前記シャッターの上流側端部断面に平行な略Ｕ字形状を有する縁部を備え、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、軽い力でシャッターを開くことができるため、風量を増加することができる。

本発明に係る送風装置の斜視図シャッターが開いている状態における吹出口から見たアダプターの正面図シャッターの斜視図シャッターの軸平行断面図シャッターの閉状態における軸垂直断面図シャッターの開状態における軸垂直断面図送風装置の水平方向における断面斜視図

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。

（実施の形態１）
図１及び図２に示すように、送風装置１は、アダプター３と、送風機２とを備える。

アダプター３は、方形状の壁面２５を有し、当該壁面２５が送風機２の吐出口と係合され固定される。アダプター３は、壁面２５の中心に流路４が接続される。

流路４は、円筒形状を有し、上流に送風機２の吐出口が接続される。流路４は、内面から突出する２本の軸５を備える。流路４は、送風機２とは逆側、つまり流路４の下流側に吹出口７を備える。つまり流路４は、送風機２から発生した流体が、図２に示す上流側（図２紙面の垂直奥側）から下流側（図２紙面の垂直手前側）へ流れる。

軸５は、流路４を開閉可能に回動するシャッター６を軸支する。軸５は、流路４の中心軸９に対して垂直な垂直断面（後述の垂直断面１０）上で流路４をメイン流路１１とメイン流路１１よりも断面積の小さいサブ流路１２とに分割する。つまり、円形の断面を有する流路４と軸５とが交わる２つの交点を結ぶ弦に対して、中心軸９を含む開口がメイン流路１１であり、中心軸９を含まない開口がサブ流路１２となる。軸５は、送風装置１の設置状態において、一方の軸５ａが流路４の垂直断面における中央近傍の上方に位置し、他方の軸５ｂが流路４の垂直断面における下方に位置する。他方の軸５ｂは、垂直断面における最下部ではなく、最下部から上方に高さ１０％〜３０％の位置に設けられる。つまり、軸５は、鉛直方向に対して斜めに設けられる。この構成により、軸５が流路４の高さにおいて中央より上方に位置し、つまりメイン流路１１がサブ流路１２の下方に位置する。これにより、シャッター６に外力が掛からない状態では、シャッター６は自重により閉状態となる。

送風機２は、中空箱型形状であり、設置時における下方に吸込口８を備えている。送風機２は、内部にモーターと羽根を備えている。モーターが羽根を回転させることで送風機２の下方に位置する吸込口８から吹出口７方向への気流を発生させ、すなわちシャッター６に向けて送風する。

シャッター６は、軸５を回転軸として回動することで流路４を開閉する。シャッター６は、シャッター６が流路４を閉じた状態、すなわち閉状態において、上流視にして円形を有し、上流側から下流側から下流側に掛けての厚みは薄い板状であり、すなわち円板形状を有する。なお、シャッター６の詳細については後述する。

吸込口８は、例えば室内に対向させて配置され、送風装置１を天井に設置した場合には、吸込口８は例えば天井に配置される。

続いて、図３〜図５を参照しながらシャッター６の詳細構成について説明する。

シャッター６は、凹面１３と、軸受部１４と、曲部１６と、直線部１７と、接続部１８と、側端部Ａと、側端部Ｂとを備える。

凹面１３は、シャッター６の閉状態における円板形状において、上流側から下流側に向かって膨出する曲面である。ここで図３に示す円板形状において、シャッター６における軸５に垂直な軸垂直断面１５を定義し、また、シャッター６の軸平行断面１９を定義する。この場合、図４及び図５に示すように、凹面１３は、軸垂直断面１５上の一端から他端にわたって、また軸平行断面１９の一端から他端にわたって設けられ、断面上では円弧として示される。ここで膨出とは、図５におけるシャッター６の閉状態において、上流側端部断面２６よりも下流側に湾曲していることを意味する。

軸受部１４は、円板形状における曲部１６の下流側面に、シャッター６の閉状態において下流側面から下流側に向けて突出し、軸５が挿入される穴を備えた二つの突起板として備えられる。軸受部１４は、流路４の内面から突出する２本の軸５を軸支することでシャッター６を流路４内で回転可能に支持する。

曲部１６は、軸垂直断面１５上において、サブ流路１２側に設けられる。曲部１６は、流路４の内面近傍（厳密には後述の側端部Ｂ）かつ上流側端部断面２６を起点として、中心軸９に向かうにつれて下流側に湾曲する略半円形の曲面である。曲部１６の中心軸９側の端部には、接続部１８が設けられる。曲部１６は、図３に示すように、外周に縁部２８を備える。

縁部２８は、流路４の内面側に向かって延びる平面であり、上流側端部断面２６に平行な略Ｕ字形状を有する。

直線部１７は、軸垂直断面１５上において、メイン流路１１側に設けられる。直線部１７は、曲部１６の中心軸９側端辺、つまり接続部１８を起点として、曲部１６の起点に対向する位置（後述の側端部Ａ）に向けて、軸垂直断面１５上において下流側に向かって直線的に延伸される。下流側になお、直線部１７は、軸垂直断面１５上において直線にて示されるが、軸平行断面１９においては円弧形状である。

接続部１８は、直線部１７の端辺と曲部１６の端辺とを接続する。接続部１８は、軸平行断面１９においては円弧形状で示される。

側端部Ａは、図５に示すように、直線部１７における曲部１６側とは逆側の端部に設けられる。直線部１７が軸垂直断面１５上において下流側に向かって直線的に延伸されるため、シャッター６の閉状態において、側端部Ａは、接続部１８よりも下流側に位置する。

側端部Ｂは、図５に示すように、曲部１６における直線部１７側とは逆側の端部に設けられる。そして、図４に示すように、側端部Ａと側端部Ｂとを通る線分と交わり軸５に平行な軸平行断面１９は、円弧形状断面２０を有する。

続いて、図５及び図６を参照しながらシャッター６の動作について説明する。

図５に示すように、シャッター６は、外力が掛からない状態においては、シャッター６の軸５の配置及び自重によって閉状態になり、すなわち軸垂直断面１５上では、サブ流路１２側に曲部１６が、メイン流路１１側に直線部１７が位置する。

このような状態で、上流側から送風機２による気流２７がシャッター６の上流面に衝突すると、曲部１６に衝突した流体は直線部１７へ誘導され、気流２７の圧力で直線部１７が下流側に押されてシャッター６が開く。

この際、曲部１６は凹面１３の下流に向かって膨出する形状によって気流２７を直線部１７へ誘導しやすくなっているため、シャッター６が開きやすく、すなわち抵抗が減少することで送風装置１の風量を増加させることができる。

さらに、図６に示すように、シャッター６の開状態において、上流側からの気流２７が曲部１６に衝突した場合、（閉状態における）下流面の膨出により、気流が流れる方向を滑らかに下流側へ変化させる。このため、抵抗が少なく、流路４内での圧力損失が小さくなることで、送風装置１の風量を増加させることができる。

また、図５に示すように、シャッター６の閉状態において、側端部Ａが、接続部１８より下流側に位置する構成としている。

このような構成とすることにより、シャッター６の閉状態において、シャッター６の上流面に衝突した気流２７であって、軸５よりも直線部１７側に衝突した気流２７による圧力は、上下方向、すなわち側端部Ａや側端部Ｂの方向に分散することなく、側端部Ａ方向に向かう。そして、側端部Ａに向かう気流２７の圧力は、力点を、シャッター６が回動する支点である軸５から側端部Ａの方向に遠ざける。すなわち気流２７による圧力ほぼ全てが力点としての側端部Ａに作用し、閉状態から開状態への移行に作用する。これにより、シャッター６が開きやすくなることで送風装置１の風量を増加させることができる。

また、図４に示すように、シャッター６において、直線部１７や曲部１６を形成する凹面１３は、軸平行断面１９において円弧形状断面２０を有する。

このような構成により、シャッター６が閉じた状態において、シャッター６の凹面１３に衝突した上流側からの気流は、シャッター６の周囲から逃げることなく、衝突した流体は滑らかに２本の軸５の中心方向に誘導される。そして、曲部１６に衝突した流体は直線部１７へ誘導され、流体の圧力で直線部１７が押されシャッター６が開状態となる。つまり、気流２７による圧力は、周囲から逃げることなく側端部Ａに作用するため、シャッター６が開きやすくなることで送風装置１の風量を増加させることができる。

また、シャッター６の閉状態において、吹出口７側から外風が流路４内に流入しシャッター６に衝突した場合、凹面１３により、円弧形状断面２０の円弧の半径が大きくなる方向にシャッター６が変形する。つまり、シャッター６は、流路４の中心軸９方向から見た投影面積が大きくなる。この変形により、シャッター６が流路４との隙間を減少させることとなり、送風装置１内部への外風の侵入を防ぐための気密性を向上することができる。

続いて、図５及び７を参照しながら、軸５と送風機２の吹出口との舌部との関係について説明する。

図７に示すように、軸５は、送風装置１の設置状態において垂直断面１０上かつ鉛直方向に対して斜めに設けられる。

送風機２は、羽根としてのシロッコファン２１と、シロッコファン２１の周囲に設けられたスクロールケーシング２２とを備える。

スクロールケーシング２２は、舌部２３を備えており、舌部２３は、斜めに設けられた軸５のサブ流路１２側に配置される。

上記構成において、送風機２を介して送風された気流２９は、スクロールケーシング２２の外周に沿って流れる。つまり、舌部２３とは逆側の壁面３０を流れる風量が、舌部２３側の壁面３１を流れる風量よりも増加する。そして、風量の多い壁面３０側に、直線部１７を配置することで、シャッター６が開きやすくなり、送風装置１の風量を増加させることができる。

さらに、送風機２を介して送風された気流２９は、送風機２の壁面２５に対して、垂直ではなく、所定の角度を有して吐出口から流路４に進入する。言い換えると、吐出口近傍の気流２９は、中心軸９に対して図５に示した角度αで流路４に進入する。そして、角度αをもって進入した、風量の多い壁面３０側の気流２９は、図６に示すように、流路４内の直線部１７側、つまりメイン流路１１を通過するため、多くの気流が軸５近傍の複雑な構造による抵抗を受けることなく、スムーズに吹出口７に導かれる。これにより、送風装置１の風量を増加させることができる。

本発明にかかる換気装置は、低圧損、高気密を実現できるものであるので、台所等に使用される換気扇等としても有用である。

１送風装置
２送風機
３アダプター
４流路
５，５ａ，５ｂ軸
６シャッター
７吹出口
８吸込口
９中心軸
１０垂直断面
１１メイン流路
１２サブ流路
１３凹面
１４軸受部
１５軸垂直断面
１６曲部
１７直線部
１８接続部
１９軸平行断面
２０円弧形状断面
２１シロッコファン
２２スクロールケーシング
２３舌部
２５，３０，３１壁面
２６上流側端部断面
２７，２９気流
２８縁部

Claims

上流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、
前記流路の中心軸に対して垂直な垂直断面上で前記流路をメイン流路と当該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路とに分割する軸と、
前記軸を回転軸として回動することで前記流路を開閉するシャッターと、
前記流路の前記上流側から前記シャッターに向けて送風する送風機と、を備えた送風装置であって、
前記シャッターは、
前記上流側から下流側に向かって膨出する凹面を有する円板形状を備え、
前記シャッターが閉じた状態において前記シャッターにおける前記軸に垂直な軸垂直断面は、
前記サブ流路側に曲部と、
前記メイン流路側に直線部を備え、
前記直線部における前記曲部側とは逆側の側端部Ａは、
前記シャッターが閉じた状態において前記曲部と前記直線部とが接続する接続部より下流側に位置し、
前記軸は、
設置状態において前記垂直断面上かつ鉛直方向に対して斜めに設けられ、
前記送風機は、
シロッコファンと当該シロッコファンの周囲に設けられたスクロールケーシングとを備え、
前記スクロールケーシングにおける舌部が前記斜めに設けられた軸の前記サブ流路側に配置され、
前記曲部は、
前記シャッターが前記流路を閉じた状態において、前記流路の内面側に向かって延びる平面であって前記シャッターの上流側端部断面に平行な略Ｕ字形状を有する縁部を備える、送風装置。