JP7418606B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本開示は、ケーシングに吸い込む空気の状態を測定するセンサを備えた送風装置に関する。

気流を形成するファンを収容するケーシングを備え、吸気口からケーシング内に空気を吸い込んで排気口から吹き出す送風装置が知られている。また、ケーシングを備えた送風装置は、排気口から吹き出す空気を屋外に排気することで換気扇として用いられることがある。

特許文献１には、吸気口から換気扇本体内に室内空気を吸い込んで排気口から室外へ排気する換気扇が開示されている。特許文献１に開示される換気扇は、吸気口付近に室内空気の煙を検知する煙検知素子が設置されており、煙検知素子の検知信号に基づいて自動運転を行う。特許文献１に開示される発明は、回路ケースに気流阻止板を設けることにより、加熱活性式のセンサである煙検知素子が冷えないようにして、煙濃度の検知の精度を高めている。

特許第２５５３７８９号公報

特許文献１に開示される発明は、センサを通過する気流を抑制してしまうため、センサで空気の状態が測定されるタイミングは、空気が吸気口からケーシングに吸い込まれた時点よりも遅れてしまい、センサの追従性が低くなってしまう。したがって、特許文献１に開示される発明は、吸気口からケーシングに吸い込まれた空気の状態を遅延なく高精度に測定して運転制御を行う場合などには不向きである。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、吸気口からケーシングに吸い込まれた空気の状態を遅延なく高精度に測定できる送風装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る送風装置は、吸気口及び排気口を備えたケーシングと、ケーシングに収容されて、吸気口からケーシングに流入して排気口から流出する気流を形成する送風機と、吸気口からケーシングに吸い込まれた空気の状態を測定するセンサを収容する箱体とを備える。送風機は、シャフトを備えたモータと、シャフトに結合されたファンとを備える。箱体は、ケーシングに吸い込まれた空気の入口となる入口開口部と、箱体内から空気が流出する出口となる出口開口部とが形成されている。センサは、入口開口部と出口開口部との間の部分に収容されている。シャフトに垂直な平面において、入口開口部と出口開口部とを繋ぐ仮想線と、入口開口部と出口開口部との中間位置とシャフトとを繋ぐ仮想線とがなす角度が４５°以下である。

本開示に係る送風装置は、吸気口からケーシングに吸い込まれた空気の状態を遅延なく高精度に測定できるという効果を奏する。

実施の形態１に係る送風装置の断面図 実施の形態１に係る送風装置の化粧グリルを取り外した状態での下面図 実施の形態１に係る送風装置のオリフィスを省略した下面図 実施の形態１に係る送風装置のスクロール部品内の風路とセンサとの位置関係を示す図 実施の形態１に係る送風装置の回路部品の断面図 実施の形態１に係る送風装置のスクロール部品及びファンの平面図

以下に、実施の形態に係る送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る送風装置の断面図である。図２は、実施の形態１に係る送風装置の化粧グリルを取り外した状態での下面図である。図１は、図２中のI-I線に沿った断面を示している。実施の形態１に係る送風装置１００は、空気を流通させる換気駆動体である送風機１と、上面及び底面が開口した筒状であり、気流の出口となる排気口２ｂが側面に形成されたケーシング２と、ケーシング２の上面の開口を塞ぐ天板２８と、ケーシング２の側方に設置されたダクト接続口８とを備える。ケーシング２は、底面の開口が吸気口２ｃとなっている。送風機１は、ケーシング２に収容されている。

送風装置１００は、天井２５に開けられた本体埋込穴２６に室内側から埋め込まれており、ケーシング２のフランジ２ａに設けられた穴２７を通じて天井２５にねじ止めされて、天井２５に固定されている。ダクト接続口８は、筒状であり、ケーシング２の排気口２ｂに接続されて、排気口２ｂからケーシング２の外へ流出した空気を吐出口１０から吐出させる。ダクト１４は、屋外まで延びており建物の屋外外壁に備えたフードなどに連結されている。屋外に通じるダクト１４がダクト接続口８の吐出口１０に接続されることにより、室内外を繋ぐ換気風路が形成され、送風装置１００は、室内の空気を吸い込んで室外に排気することにより住宅内の空気を換気するダクト用換気扇として運用される。なお、ダクト１４が室内に通じている場合には、送風装置１００は、室内から吸い込んだ空気を別の箇所から室内に戻す内気循環装置として運用される。

ケーシング２は、送風機１の風路を形成するスクロール部品６と、吸込口５ａが形成されており、吸込口５ａを除いて吸気口２ｃ側からスクロール部品６を塞ぐオリフィス５とを備えている。オリフィス５は、スクロール部品６を開口側から押さえ付けて固定し、スクロール部品６とともに風路を形成する。

図３は、実施の形態１に係る送風装置のオリフィスを省略した下面図である。オリフィス５はケーシング２の側面に取り付けられるオリフィス固定部品２１にねじ３３でねじ止めされている。オリフィス５のうち吸気口２ｃ側の面には、スプリング固定部品７及び回路部品１５といった部品がねじ固定又は係止めによって取り付けられている。オリフィス５は、スクロール部品６とかしめ又は溶接で固定し天板２８に固定してもよいし、樹脂によりスクロール部品６と一体に成形し天板２８に固定してもよい。スクロール部品６は、シャフト３０に垂直な平面において対数螺旋形状を示すスクロール部６ｂと、気流を拡散させて排気口２ｂへ導くディフューズ６ａと、排気口２ｂから流出する気流を、スクロール部６ｂに沿う気流から分離する舌部２３とを有する。

図１に示すように、送風装置１００は、オリフィス５といった内部の部品が見えて見栄えが悪くなることを防止するための意匠部品である化粧グリル１２を備える。化粧グリル１２は、取り付け用のスプリング１３が設置されており、オリフィス５に取り付けられているスプリング固定部品７にスプリング１３を引っかけることにより、オリフィス５に固定される。

送風機１は、モータ３と、モータ３のシャフト３０に結合されたファン４とを備えている。図１では、ファン４の一部分のみ、図２中のA-A線に沿った断面を示している。図１及び図３に示すように、ファン４は、円盤状の主板４ａと、主板４ａの周縁部に設置された複数の翼板４ｂとを備えている。吸気口２ｃからケーシング２の中に流入して排気口２ｂから流出する気流を形成する。モータ３は、ファン４を駆動する。モータ３は、天板２８に固定されている。

図４は、実施の形態１に係る送風装置のスクロール部品内の風路とセンサとの位置関係を示す図である。図４に示すように、電線接続装置２０とモータ３とは、モータ電線５０により電気的に接続されている。電線接続装置２０は、図２に示すように端子カバー１１にて風路部と隔離されており、埃及び湿気の侵入が抑制されている。外部電源電線を通じて供給された電力が電線接続装置２０を介してモータ電線５０からモータ３に流れることで、電気エネルギーがモータ３のシャフト３０の回転運動に変換される。モータ３が回転運動をファン４に伝えることでファン４が回転し、スクロール部品６とオリフィス５とで形成された風路内に空気の流れが形成される。

図１に示すように、ダクト接続口８は、吐出口１０に向かって外径が段階的に縮小する外形を有している。ダクト接続口８の外径が吐出口１０に向かって段階的に縮小することにより、径が異なるダクト１４に接続することが可能であるとともに、シールテープの巻き付けなどの作業性が向上する。ダクト接続口８内には、風圧にて開閉するシャッタ９が設けられている。シャッタ９は、送風装置１００の運転時には風圧で開き、停止時はシャッタ９の自重でダクト接続口８を閉鎖する。ダクト接続口８内にシャッタ９を設けることで、送風装置１００の停止時に屋外からの外風が室内に侵入するのを防止することができる。

図５は、実施の形態１に係る送風装置の回路部品の断面図である。図５は、図４中のV-V線に沿った断面を示している。回路部品１５は、回路保護ケース１６と回路保護カバー１７とによって構成される箱体の内部に、基板１８及びセンサ１９を収容している。センサ１９は、温度、湿度及び炭酸ガス濃度の測定及び雑ガスの検出を行うセンサであり、吸気口２ｃから吸い込まれた空気の状態を測定する。インテークスリット２２ａとアウトテークスリット２２ｂとが並ぶ方向での回路部品１５の寸法を、回路部品１５の幅Ｗとする。

回路保護カバー１７は、短手方向における両端部のうち、シャフト３０から遠い方の端部にブリスター部１７ａが設けられており、シャフト３０に近い方の端部にブリスター部１７ｂが設けられている。ブリスター部１７ａ，１７ｂの間に平坦部１７ｃが設けられている。ブリスター部１７ａ，１７ｂでは、回路保護ケース１６との間に隙間が形成されているのに対し、平坦部１７ｃでは回路保護ケース１６との間に隙間が形成されていない。ブリスター部１７ａには、ケーシング２に吸い込まれた空気の入口となる入口開口部であるインテークスリット２２ａが形成されており、ブリスター部１７ｂには、回路保護カバー１７及び回路保護ケース１６によって構成される箱体内から空気が流出する出口となる出口開口部であるアウトテークスリット２２ｂが形成されている。

センサ１９は、回路保護ケース１６のうち、平坦部１７ｃによって覆われる部分に設置されている。すなわち、センサ１９は、インテークスリット２２ａとアウトテークスリット２２ｂとの間の部分に収容されている。したがって、インテークスリット２２ａからブリスター部１７ａの内部空間に流入した気流は、回路保護ケース１６を通り、ブリスター部１７ｂの内部空間を経て、アウトテークスリット２２ｂから流出する。インテークスリット２２ａ及びアウトテークスリット２２ｂは、ブリスター部１７ａ，１７ｂのうち吸気口２ｃに正対する面から吸気口２ｃに垂直な面にまたがって形成されている。したがって、ブリスター部１７ａの内部空間にはインテークスリット２２ａに対して垂直な方向から気流が流入するとともに、ブリスター部１７ｂの内部空間からはアウトテークスリット２２ｂに対して垂直な方向に気流が流出するため、回路保護ケース１６を通過する気流の流量が増大する。

図４に示すように、モータ３のシャフト３０に垂直な平面において、インテークスリット２２ａとアウトテークスリット２２ｂとを繋ぐ仮想線と、インテークスリット２２ａとアウトテークスリット２２ｂとの中間位置とモータ３のシャフト３０とを繋ぐ仮想線とがなす角度をγとするとき、送風装置１００では、角度γを４５°以下としている。この条件を満たすようにすることで、インテークスリット２２ａを通じてブリスター部１７ａの内部空間に気流が流入しやすくなるとともに、アウトテークスリット２２ｂを通じてブリスター部１７ｂの内部空間から気流が流出しやすくなるため、回路保護ケース１６内で空気が澱みにくくなり、センサ１９の追従性が向上する。

また、図４に示すように、モータ３のシャフト３０に垂直な平面において、ファン４の回転中心であるシャフト３０と風路拡大開始点Ｓとを結ぶ仮想線を基準とし、ファン４の回転方向が正となるようにシャフト３０回りの角度αを定義するとき、角度αが２４５°から３３５°の範囲にセンサ１９を配置している。この条件を満たすようにすることで、空気の乱れの影響をより少なくすることができる。なお、風路拡大開始点Ｓは、シャフト３０に垂直な平面において舌部２３とスクロール部品６との境界となる変曲点である。

図６は、実施の形態１に係る送風装置のスクロール部品及びファンの平面図である。角度αが０°の位置でのシャフト３０とスクロール部品６との距離をｒ_０とする。また、スクロール部品６のスクロールの拡大率をＩとする。円周率をπで表すとき、α°の位置でのシャフト３０からスクロール部品６までの距離ｒは、ｒ＝ｒ_０×ｅｘｐ（Ｉ×π×α÷１８０）で表される。

ファン４の外径をｒ_ｏｕｔとするとき、スクロール部品６とファン４との間の風路の幅は、ｒ－ｒ_ｏｕｔである。よって、幅ｐの複数の翼板４ｂのシャフト３０側の端部を繋ぐ仮想円筒をファン４の内筒面Ｃとするとき、スクロール部品６とファン４の内筒面Ｃとの距離は、ｒ－ｒ_ｏｕｔ＋ｐである。したがって、ｒ－ｒ_ｏｕｔ＋ｐが回路部品１５の幅Ｗ以上の領域に回路部品１５を設置することで、回路部品１５が翼板４ｂよりもシャフト３０側に張り出すことなく回路部品１５を設置できる。なお、ディフューズ６ａの部分は、スクロール部６ｂの拡大が完了しているため、ディフューズ６ａの始点となる角度αにおいてｒ－ｒ_ｏｕｔ＋ｐが回路部品１５の幅Ｗ以上であるならば、ディフューズ６ａの終点までの領域に回路部品１５を設置可能であることは言うまでも無い。

送風装置１００は、ファン４の下方から空気を吸い込み、ファン４の外周とスクロール部品６との間の風路を通った空気を排気口２ｂから吹き出す。送風装置１００は、風路拡大開始点Ｓからファン４の回転方向に沿って風路幅を拡大することにより、圧力損失の増加を抑制している。送風装置１００は、風路拡大開始点Ｓからファン４の回転方向への角度αが大きく、風路幅が大きい部分に回路部品１５を配置しているため、回路部品１５が翼板４ｂよりもシャフト３０側に張り出して、ファン４への空気の吸い込みを妨げることがない。

このように、実施の形態１に係る送風装置１００は、吸気口２ｃからケーシング２に吸い込まれた空気が、センサ１９を収容する回路保護ケース１６に流入しやすく、かつ回路保護ケース１６から空気が流出しやすいため、ケーシング２に吸い込まれた空気の状態を遅延無く高精度にセンサ１９で測定することができる。また、回路部品１５が翼板４ｂよりもシャフト３０側に張り出すことなく設置されているため、回路部品１５がファン４に取り込まれる気流を阻害してしまうことを防ぐことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 送風機、２ ケーシング、２ａ フランジ、２ｂ 排気口、２ｃ 吸気口、３ モータ、４ ファン、４ａ 主板、４ｂ 翼板、５ オリフィス、５ａ 吸込口、６ スクロール部品、６ａ ディフューズ、６ｂ スクロール部、７ スプリング固定部品、８ ダクト接続口、９ シャッタ、１０ 吐出口、１１ 端子カバー、１２ 化粧グリル、１３ スプリング、１４ ダクト、１５ 回路部品、１６ 回路保護ケース、１７ 回路保護カバー、１７ａ，１７ｂ ブリスター部、１７ｃ 平坦部、１８ 基板、１９ センサ、２０ 電線接続装置、２１ オリフィス固定部品、２２ａ インテークスリット、２２ｂ アウトテークスリット、２３ 舌部、２５ 天井、２６ 本体埋込穴、２７ 穴、２８ 天板、３０ シャフト、３３ ねじ、５０ モータ電線、１００ 送風装置。

Claims (5)

1. 吸気口及び排気口を備えたケーシングと、
   前記ケーシングに収容されて、前記吸気口から前記ケーシングに流入して前記排気口から流出する気流を形成する送風機と、
   前記ケーシングに固定され、前記吸気口から前記ケーシングに吸い込まれた空気の状態を測定するセンサを収容する箱体とを備え、
   前記送風機は、シャフトを備えたモータと、前記シャフトに結合されたファンとを備え、
   前記箱体は、前記ケーシングに吸い込まれた空気の入口となる入口開口部と、前記箱体内から空気が流出する出口となる出口開口部とが形成されており、
   前記センサは、前記入口開口部と前記出口開口部との間の部分に収容されており、
   前記シャフトに垂直な平面において、前記入口開口部と前記出口開口部とを繋ぐ仮想線と、前記入口開口部と前記出口開口部との中間位置と前記シャフトとを繋ぐ仮想線とがなす角度が４５°以下であり、
   前記入口開口部及び前記出口開口部は、前記吸気口に正対する面と、前記吸気口に垂直な面とにまたがって形成されていることを特徴とする送風装置。
2. 前記箱体は、前記吸気口に向かって突出するブリスター部を複数備え、前記入口開口部及び前記出口開口部は、各々異なるブリスター部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 吸気口及び排気口を備えたケーシングと、
   前記ケーシングに収容されて、前記吸気口から前記ケーシングに流入して前記排気口から流出する気流を形成する送風機と、
   前記ケーシングに固定され、前記吸気口から前記ケーシングに吸い込まれた空気の状態を測定するセンサを収容する箱体とを備え、
   前記送風機は、シャフトを備えたモータと、前記シャフトに結合されたファンとを備え、
   前記箱体は、前記ケーシングに吸い込まれた空気の入口となる入口開口部と、前記箱体内から空気が流出する出口となる出口開口部とが形成されており、
   前記センサは、前記入口開口部と前記出口開口部との間の部分に収容されており、
   前記シャフトに垂直な平面において、前記入口開口部と前記出口開口部とを繋ぐ仮想線と、前記入口開口部と前記出口開口部との中間位置と前記シャフトとを繋ぐ仮想線とがなす角度が４５°以下であり、
   前記箱体は、前記吸気口に向かって突出するブリスター部を複数備え、前記入口開口部及び前記出口開口部は、各々異なるブリスター部に形成されていることを特徴とする送風装置。
4. 前記入口開口部と前記出口開口部とが離れて形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の送風装置。
5. 前記ファンは、前記シャフトに固定される円盤状の主板と、前記主板の周縁部に配列された複数の翼板とを備え、
   前記箱体は、前記シャフトに垂直な平面において、前記翼板よりも前記シャフト側に張り出さないように設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の送風装置。

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