JP7493610B2 - 送風装置 - Google Patents

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Description

本開示は、制御基板を収容する箱体を備える送風装置に関する。
従来、制御基板を収容する箱体を備える送風装置が知られている。例えば、特許文献1には、室内の環境を検知するセンサと電源制御回路とを搭載した1つの制御基板と、制御基板を収容する箱体とを備える天井埋込型の送風装置が開示されている。センサに室内の空気を触れさせるために、箱体には、箱体の内部と外部とを連通する開口部が形成されている。
特許第2553789号公報
制御基板を収容する箱体を備える送風装置において、空気中の埃が開口部から箱体の内部に侵入して制御基板に付着すると、制御基板の不具合が発生するおそれがある。しかしながら、特許文献1に開示された技術では、制御基板への埃の付着による不具合の発生を抑制する手段が何ら開示されていない。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、制御基板への埃の付着による制御基板の不具合が発生しにくい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、本開示にかかる送風装置は、室内の空気を吸気する吸気口および吸気した空気を排気する排気口が形成された箱状のケーシングと、ケーシングの内部に設置されて、吸気口からケーシングの内部に流入して排気口から流出する気流を生成するファンと、ケーシングの内部を吸気口とファンとの間で仕切るように設置されて、気流が通過する吸込口が形成されたオリフィスと、室内の環境を検知するセンサと、センサおよびファンと電気的に接続される制御基板と、オリフィスに取り付けられて、センサおよび制御基板を収容する箱体と、を備える。制御基板は、電源制御回路を搭載した第1の基板と、センサを搭載した第2の基板と、を有している。箱体には、箱体の内部を第1の空間と第2の空間とに区画する第1の隔壁と、第2の空間と箱体の外部とを連通する開口部とが形成されている。第1の空間には、第1の基板が配置されている。第2の空間には、第2の基板が配置されている。第2の基板の電圧は、第1の基板の電圧よりも低い。第1の基板と第2の基板とは、接続部を介して、互いに電気的に接続されている。箱体には、センサと接続部との間を仕切る第2の隔壁が形成されている。第2の隔壁は、第2の基板に接触している。
本開示にかかる送風装置では、制御基板への埃の付着による制御基板の不具合が発生しにくいという効果を奏する。
実施の形態1にかかる送風装置を示す断面図であって、送風装置が建物の天井裏に設置された状態を示した図 実施の形態1にかかる送風装置を室内側から見た図であって、図1に示される化粧グリルを取り外した状態を示した図 図2に示された送風装置からファンよりも室内側の部品を取り外した状態を示した図 図2に示されるIV-IV線に沿った断面図 箱体のカバーを省略して、箱体の内部構造を示した分解斜視図 図2に示されるVI-VI線に沿った断面図 図4に示されるVII-VII線に沿った断面図 図4に示されるVIII-VIII線に沿った断面図
以下に、実施の形態にかか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にかかる送風装置1を示す断面図であって、送風装置1が建物の天井裏22に設置された状態を示した図である。図2は、実施の形態1にかかる送風装置1を室内側から見た図であって、図1に示される化粧グリル6を取り外した状態を示した図である。図3は、図2に示された送風装置1からファン3よりも室内側の部品を取り外した状態を示した図である。図1に示すように、送風装置1は、ケーシング2と、ファン3と、オリフィス5と、化粧グリル6と、箱体7とを備える。送風装置1は、室内の空気を吸い込んで室外または別の室内空間に向かって送風する装置である。本実施の形態では、送風装置1を建物の天井裏22に設置する場合を例示するが、送風装置1の設置場所を限定する趣旨ではない。送風装置1の設置場所は、建物の壁の内部、床下などでもよい。
天井23には、室内と天井裏22とを連通する設置孔23aが形成されている。送風装置1は、天井23に形成された設置孔23aを通じて天井裏22に設置される。詳しくは、天井23に開けられた設置孔23aを通じてケーシング2を天井裏22に埋め込み、ケーシング2のフランジ2eに設けられた図2に示されるねじ穴2fを通じて、図1に示される天井23にねじ23bを打ち込むことにより、送風装置1が天井23に固定される。
ケーシング2は、室内の空気を吸気する吸気口2aおよび吸気した空気を排気する排気口2bが形成された箱状の部材である。吸気口2aは、ケーシング2のうち室内側を向く面、本実施の形態ではケーシング2の底面に開口する。ケーシング2は、吸気口2aを室内に向けて設置されている。排気口2bは、ケーシング2の1つの側面2cに開口する。ケーシング2のうち排気口2bが形成された側面2cには、ケーシング2の排気口2bとダクト21とを連通するダクト接続口8が設けられている。ダクト接続口8は、ケーシング2の側面2cから側面2cの直角方向に延びている。ダクト接続口8は、ケーシング2からの空気の排出位置をダクト21に連通する位置まで延長する役割を果たしている。
ダクト接続口8は、円筒状に形成されている。ダクト接続口8の外形は、直径の異なる部分を有する段差状であり、ケーシング2から離れるほど直径が小さくなっている。ダクト接続口8の外形が直径の異なる段差状であることにより、内径の異なる複数のダクト21を選択的にダクト接続口8に接続可能であるとともに、ダクト接続口8にダクト21を固定するためのテープの巻き付け作業が容易になる。
ダクト接続口8の内部には、風圧にて開閉するシャッタ9が設置されている。シャッタ9は、送風装置1の運転時には風圧で開き、送風装置1の停止時にはシャッタ9の自重でダクト接続口8の内部を閉鎖する。ダクト接続口8の内部にシャッタ9が設置されることにより、例えば、ダクト21が室外に繋がる場合には、送風装置1の停止時に外気がダクト21を通じて室内に侵入することを防止できる。
送風装置1は、ダクト21が室外に繋がる場合には室内の空気を室外に排気する排気用の換気扇として機能し、ダクト21が別の室内空間に繋がる場合には室内で空気を循環させる循環用換気扇として機能する。ダクト21が室外に繋がる場合には、ダクト21は、室外まで延びて建物の外壁に備え付けられた図示しないフードなどと連結し、建物内の空気を換気する換気風路を形成する。
ファン3は、ケーシング2の内部に設置されて、吸気口2aからケーシング2の内部に流入して排気口2bから流出する気流を生成する機器である。ファン3は、モータ4と、モータ4のシャフト4aに取り付けられた羽根3aとを有する。図1では、羽根3aの一部分を破断して示している。モータ4は、羽根3aを回転させる。モータ4は、ケーシング2の天面2dに固定されている。図3に示すように、ケーシング2の内部には、ファン3の羽根3aの外周を取り囲むように風路部品10が設置されている。風路部品10は、室内側に開口している。
図1に示すように、オリフィス5は、ケーシング2の内部を吸気口2aとファン3との間で仕切るように設置された部材である。オリフィス5には、ファン3により生成された気流が通過する吸込口5aが形成されている。オリフィス5は、風路部品10の室内側の開口を塞ぐ。風路部品10とオリフィス5とは、ケーシング2の内部において空気が流れる風路を形成する。オリフィス5は、風路部品10を室内側から天面2dに向けて押さえ付けるようにケーシング2に固定される。オリフィス5は、図3に示されるケーシング2の側面2cに取り付けられたオリフィス固定部品19に、図2に示されるねじ20で固定されている。なお、図1に示されるオリフィス5と風路部品10とをかしめ、溶接などで連結した上で風路部品10を天面2dに固定してもよいし、オリフィス5と風路部品10とを一体に樹脂成形した樹脂部品を天面2dに固定してもよい。
図2に示すように、オリフィス5のうち室内側を向く面には、スプリング固定部品11、箱体7といった部品がねじまたは係止めにて取り付けられている。また、オリフィス5には、開閉可能な端子カバー12が取り付けられている。端子カバー12で覆われた空間には、図示しない外部電源と接続される図3に示される電源接続装置13が配置されている。電源接続装置13は、端子カバー12にて風路と隔離されている。これにより、風路から電源接続装置13への埃、湿気などの侵入を抑制することができる。電源接続装置13と図1に示されるモータ4とは、図示しないモータ電線を介して、電気的に接続されている。図示しない外部電源から供給された電力は、電源接続装置13およびモータ電線を介して、モータ4に伝わる。電気エネルギーが図1に示されるモータ4のシャフト4aの回転運動に変換されることにより、モータ4の回転運動が羽根3aに伝達されて、羽根3aが回転する。羽根3aが回転することにより、風路部品10とオリフィス5とで形成された風路内に、吸気口2aから排気口2bに向かう気流が生成される。
化粧グリル6は、設置孔23aを下方から覆うように、天井23のうち室内側を向く面に配置されている。化粧グリル6は、オリフィス5、箱体7よりも室内側に設置されている。化粧グリル6は、オリフィス5、箱体7といった内部部品を室内から見えないように隠すための意匠部品である。これにより、室内側から送風装置1を見たときの見栄えが損なわれない。化粧グリル6は、スプリング14を備えている。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11にスプリング14を引っ掛けることにより、化粧グリル6はオリフィス5に固定される。
図4は、図2に示されるIV-IV線に沿った断面図である。図5は、箱体7のカバー7bを省略して、箱体7の内部構造を示した分解斜視図である。図4に示すように、箱体7は、オリフィス5のうち室内側を向く面に取り付けられて、後記するセンサ15および制御基板16を収容する部材である。箱体7は、一面が開口した箱状のケース7aと、ケース7aの開口を塞ぐカバー7bとを有する。箱体7は、ケース7aをオリフィス5に向けて設置されている。カバー7bは、着脱により開閉可能である。カバー7bは閉じているときにケース7aの開口を塞ぐ。箱体7の長手方向と図4の白抜き矢印で示される気流の流入方向とは、互いに交差する。本実施の形態では、箱体7の長手方向と図4の白抜き矢印で示される気流の流入方向とは、互いに直交する。
図4および図5に示すように、箱体7には、箱体7の長手方向において、箱体7の内部を第1の空間7dと第2の空間7eとに区画する第1の隔壁7cが形成されている。図4に示すように、第1の隔壁7cは、本実施の形態ではケース7aの底壁7gからカバー7bに向かって突出している。第1の隔壁7cの形状は、ケース7aからカバー7bに向かって突出する凸形状である。第1の隔壁7cの先端は、カバー7bに接触している。カバー7bには、第1の隔壁7cが差し込まれる凹部7fが形成されている。凹部7fは、本実施の形態ではカバー7bからケース7aに向かって突出する2つの壁により形成されているが、カバー7bの一部を他部よりも凹ませて形成されてもよい。
図2に示すように、カバー7bには、第2の空間7eと箱体7の外部とを連通する開口部7hが形成されている。図2では、カバー7bによって隠れる第1の隔壁7c、センサ15を破線で図示している。開口部7hは、箱体7の外部の空気を第2の空間7eに流入させる上流側開口部7iと、第2の空間7eの空気を箱体7の外部に排出させる下流側開口部7jとを含んでいる。上流側開口部7iの数および下流側開口部7jの数は、特に制限されないが、本実施の形態では2つずつである。上流側開口部7iの形状および下流側開口部7jの形状は、特に制限されないが、本実施の形態ではスリット状である。センサ15をカバー7bに投影したときの位置は、上流側開口部7iと下流側開口部7jとの間である。すなわち、センサ15をカバー7bに投影したときに、上流側開口部7iと下流側開口部7jとは、センサ15を間に挟んで配置されるように設けられている。
図4に示すように、箱体7の内部には、室内の環境を検知するセンサ15と、センサ15および図1に示されるモータ4と電気的に接続される制御基板16とが設置されている。センサ15は、温度センサ、湿度センサ、雑ガスセンサ、CO2センサといった種々の環境センサである。制御基板16は、電源制御回路を搭載した第1の基板16aと、センサ15を搭載した第2の基板16bと、を有している。第1の空間7dには、第1の基板16aが配置されている。第2の空間7eには、第2の基板16bが配置されている。第1の基板16aは、モータ4、図示しない外部電源と電気的に接続される。
第2の基板16bの電圧は、第1の基板16aの電圧よりも低い。例えば、第2の基板16bの電圧は、48ボルト未満であり、第1の基板16aの電圧は、48ボルト以上であることが好ましい。本明細書において「電圧」とは、基板の基準電位とアースとの電位差を意味する。第2の基板16bは、本実施の形態ではオリフィス5から10mm以上離隔した位置に配置されている。詳しくは、第2の基板16b上の実装部品、はんだ部からオリフィス5までの第1の距離D1は、10mm以上であることが好ましい。
図6は、図2に示されるVI-VI線に沿った断面図である。第2の基板16bは、本実施の形態ではケーシング2の側面2cから10mm以上離隔した位置に配置されている。詳しくは、第2の基板16b上の実装部品、はんだ部からケーシング2の側面2cまでの第2の距離D2は、10mm以上であることが好ましい。なお、第2の基板16bは、オリフィス5およびケーシング2のうち少なくとも1つから10mm以上離隔する位置に配置されていればよい。
図4に示される箱体7のうち第2の空間7eを囲う壁とオリフィス5とが離隔する位置に、箱体7およびオリフィス5が配置されている。底壁7gの一部は、第2の空間7eを囲う壁の一部となる。底壁7gのうち第2の空間7eを囲う壁の一部となる部分とオリフィス5とが離隔する位置に、箱体7およびオリフィス5が配置されている。
図7は、図4に示されるVII-VII線に沿った断面図である。図8は、図4に示されるVIII-VIII線に沿った断面図である。図7に示すように、第1の基板16aと第2の基板16bとは、接続部17を介して、電気的に接続されている。接続部17は、本実施の形態では、第2の基板16bと第1の基板16aの電源制御回路とを電気的に接続する複数本のリード線18である。接続部17は、例えば、コネクタでもよい。第1の隔壁7cには、リード線18を通過させる通過孔7kが形成されている。図8に示すように、通過孔7kに複数本のリード線18を通過させた状態で、通過孔7kの内壁とリード線18との間には隙間7mが形成されている。通過孔7kの開口面積からリード線18の総本数分の断面積を差し引いた面積を隙間7mの隙間面積とした場合に、隙間面積は、図2に示される下流側開口部7jの開口面積未満に設定されることが好ましい。
図4に示すように、箱体7には、センサ15と接続部17との間を仕切る第2の隔壁7nがさらに形成されている。第2の隔壁7nは、カバー7bと一体に形成されている。第2の隔壁7nは、カバー7bからケース7aの底壁7gに向かって突出している。第2の隔壁7nの先端は、第2の基板16bに接触している。
次に、本実施の形態にかかる送風装置1の効果について説明する。
本実施の形態では、図4に示すように、送風装置1は、室内の環境を検知するセンサ15と、センサ15と電気的に接続される制御基板16と、センサ15および制御基板16を収容する箱体7とを備える。また、制御基板16は、電源制御回路を搭載した第1の基板16aと、センサ15を搭載した第2の基板16bとを有し、箱体7には、箱体7の内部を第1の空間7dと第2の空間7eとに区画する第1の隔壁7cが形成されている。また、第1の空間7dには、第1の基板16aが配置されており、第2の空間7eには、第2の基板16bが配置されている。要するに、本実施の形態では、制御基板16を第1の基板16aと第2の基板16bとに分離して、第1の基板16aと第2の基板16bとを同一の箱体7の内部で別々の空間に入れる構成を採用している。このような構成により、センサ15に室内の空気を触れさせるために埃が付着しやすい第2の基板16bには、第1の基板16aよりも電圧の低い基板を用いることができる。そのため、第2の基板16bへの埃の付着による第2の基板16bの不具合の発生を抑制することができる。一方、第2の基板16bが配置された第2の空間7eから第1の基板16aが配置された第1の空間7dへの埃の侵入を第1の隔壁7cにより抑制することができる。そのため、電源制御回路を搭載した第1の基板16aに、第2の基板16bよりも電圧の高い基板を用いた場合でも、第1の基板16aの不具合の発生を抑制することができる。
本実施の形態では、図4に示すように、制御基板16を第1の基板16aと第2の基板16bとに分離した上で第1の基板16aと第2の基板16bとを第1の隔壁7cで互いに隔てることにより、第2の基板16bの電圧を48ボルト未満に設定することができる。そのため、図2に示される上流側開口部7iから第2の空間7eに埃が侵入して第2の基板16bに付着した場合でも、第2の基板16bへの埃の付着による第2の基板16bの不具合の発生を抑制することができる。
第2の基板16bの電圧が低くなると、例えば、第2の基板16bの電圧が48ボルト未満であると、第2の基板16bが外部ノイズの影響を受けやすくなるおそれがある。この点、本実施の形態では、図4および図6に示すように、第2の基板16bは、オリフィス5およびケーシング2から10mm以上離隔する位置に配置されていることにより、第2の基板16bが外部ノイズの影響を受けにくくなる。
本実施の形態では、図4に示すように、箱体7のうち第2の空間7eを囲う壁とオリフィス5とが離隔するように、箱体7およびオリフィス5が配置されていることにより、オリフィス5から第2の空間7eおよび第2の基板16bへの伝熱を防ぐことができるため、第2の基板16bに搭載したセンサ15の検知精度を向上させて製品の信頼性を向上させることができる。
本実施の形態では、図4に示すように、第1の隔壁7cの形状は、ケース7aからカバー7bに向かって突出する凸形状であり、カバー7bには、第1の隔壁7cが差し込まれる凹部7fが形成されている。これにより、第1の隔壁7cと凹部7fの内壁との接触距離が長くなり、第1の隔壁7cとカバー7bとの間のシール性を高めることができる。そのため、第2の空間7eから第1の空間7dへの埃の侵入をより一層抑制することが可能となり、第1の基板16aへの埃の付着をより一層抑制することができる。
本実施の形態では、図8に示される通過孔7kの開口面積からリード線18の総本数分の断面積を差し引いた面積を隙間7mの隙間面積とした場合に、隙間面積は、図2に示される下流側開口部7jの開口面積未満に設定されることにより、隙間7mに比較して圧力損失の低い下流側開口部7jから空気が排出されやすくなる。そのため、図7に示される第2の空間7eから第1の空間7dへの埃の侵入をより一層抑制することが可能となり、第1の基板16aへの埃の付着をより一層抑制することができる。
本実施の形態では、図4に示すように、箱体7には、センサ15とリード線18との間を仕切る第2の隔壁7nが形成されており、第2の隔壁7nは、第2の基板16bに接触していることにより、センサ15と第1の基板16aとの間が第1の隔壁7cと第2の隔壁7nとで2重に遮蔽される。そのため、第2の空間7eから第1の空間7dへの埃の侵入をより一層抑制することが可能となり、第1の基板16aへの埃の付着をより一層抑制することができる。
本実施の形態では、図4に示すように、第1の基板16aと第2の基板16bとを同一の箱体7に収容するため、送風装置1を組み立てる際の組立性を向上させることができる。
本実施の形態では、図4に示すように、電源制御回路を搭載した第1の基板16aとセンサ15を搭載した第2の基板16bとに制御基板16を分離することにより、同一の第1の基板16aを用いながら様々なセンサ15の第2の基板16bへの付け替えが可能になる。
なお、本実施の形態では、図4に示される第1の隔壁7cがケース7aに形成されて凹部7fがカバー7bに形成されたが、第1の隔壁7cがカバー7bに形成されて凹部7fがケース7aに形成されてもよい。すなわち、第1の隔壁7cの形状は、ケース7aおよびカバー7bのうち一方から他方に向かって突出する凸形状であり、ケース7aおよびカバー7bのうち他方には、第1の隔壁7cが差し込まれる凹部7fが形成されていればよい。
以上の実施の形態に示した構成は、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り、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 送風装置、2 ケーシング、2a 吸気口、2b 排気口、2c 側面、2d 天面、2e フランジ、2f ねじ穴、3 ファン、3a 羽根、4 モータ、4a シャフト、5 オリフィス、5a 吸込口、6 化粧グリル、7 箱体、7a ケース、7b カバー、7c 第1の隔壁、7d 第1の空間、7e 第2の空間、7f 凹部、7g 底壁、7h 開口部、7i 上流側開口部、7j 下流側開口部、7k 通過孔、7m 隙間、7n 第2の隔壁、8 ダクト接続口、9 シャッタ、10 風路部品、11 スプリング固定部品、12 端子カバー、13 電源接続装置、14 スプリング、15 センサ、16 制御基板、16a 第1の基板、16b 第2の基板、17 接続部、18 リード線、19 オリフィス固定部品、20,23b ねじ、21 ダクト、22 天井裏、23 天井、23a 設置孔。

Claims (5)

  1. 室内の空気を吸気する吸気口および吸気した空気を排気する排気口が形成された箱状のケーシングと、
    前記ケーシングの内部に設置されて、前記吸気口から前記ケーシングの内部に流入して前記排気口から流出する気流を生成するファンと、
    前記ケーシングの内部を前記吸気口と前記ファンとの間で仕切るように設置されて、前記気流が通過する吸込口が形成されたオリフィスと、
    室内の環境を検知するセンサと、
    前記センサおよび前記ファンと電気的に接続される制御基板と、
    前記オリフィスに取り付けられて、前記センサおよび前記制御基板を収容する箱体と、を備え、
    前記制御基板は、電源制御回路を搭載した第1の基板と、前記センサを搭載した第2の基板と、を有し、
    前記箱体には、前記箱体の内部を第1の空間と第2の空間とに区画する第1の隔壁と、前記第2の空間と前記箱体の外部とを連通する開口部とが形成されており、
    前記第1の空間には、前記第1の基板が配置されており、
    前記第2の空間には、前記第2の基板が配置されており、
    前記第2の基板の電圧は、前記第1の基板の電圧よりも低く、
    前記第1の基板と前記第2の基板とは、接続部を介して、互いに電気的に接続されており、
    前記箱体には、前記センサと前記接続部との間を仕切る第2の隔壁が形成されており、
    前記第2の隔壁は、前記第2の基板に接触していることを特徴とする送風装置。
  2. 前記第2の基板は、前記オリフィスおよび前記ケーシングのうち少なくとも1つから10mm以上離隔するように配置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. 前記箱体のうち前記第2の空間を囲う壁と前記オリフィスとが離隔する位置に、前記箱体および前記オリフィスが配置されている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. 前記箱体は、一面が開口した箱状のケースと、前記ケースの開口を塞ぐカバーと、を有し、
    前記第1の隔壁の形状は、前記ケースおよび前記カバーのうち一方から他方に向かって突出する凸形状であり、
    前記ケースおよび前記カバーのうち他方には、前記第1の隔壁が差し込まれる凹部が形成されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の送風装置。
  5. 前記開口部は、前記箱体の外部の空気を前記第2の空間に流入させる上流側開口部と、前記第2の空間の空気を前記箱体の外部に排出させる下流側開口部とを含み、
    前記接続部は、前記第2の基板と前記電源制御回路とを電気的に接続する複数本のリード線であり、
    前記第1の隔壁には、前記リード線を通過させる通過孔が形成されており、
    前記通過孔に複数本の前記リード線を通過させた状態で、隙間が形成されており、
    前記通過孔の開口面積から前記リード線の総本数分の断面積を差し引いた面積を前記隙間の隙間面積とした場合に、前記隙間面積は、前記下流側開口部の開口面積未満に設定されることを特徴とする請求項に記載の送風装置。
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