TW202102780A

TW202102780A - 送風機

Info

Publication number: TW202102780A
Application number: TW109112587A
Authority: TW
Inventors: 藤井秀紀
Original assignee: 日商利士文時計工業股份有限公司
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2021-01-16
Also published as: JP2021008849A; CN114072585A; WO2021002082A1; JP7004687B2; KR20220024119A

Abstract

本發明為提供可進行多樣風之送風的送風機，送風機1具備：第一動葉輪4，用以產生軸流方向之風；第二動葉輪5，以其旋轉軸對齊第一動葉輪4之旋轉軸的方式配置在較第一動葉輪4更靠近下游側，相對第一動葉輪4進行逆旋轉驅動，而產生離心方向的風；控制部，用以變更控制第一動葉輪4與第二動葉輪5的轉速比。

Description

送風機

本發明係有關一種二重反轉式（double inversion type）的送風機。

過去以來，揭示具備兩片動葉輪之二重反轉的送風機（風扇）。例如，專利文獻1所揭示之二重反轉式送風機，具備相互朝相異方向旋轉之第一動葉輪與第二動葉輪，進行第1送風狀態與第2送風狀態的切換；第1送風狀態係指風的流向藉由整流效果朝軸流方向集中；第2送風狀態係指變更第一動葉輪的轉速，以使送風量較第1送風狀態少、且整流效果小。

然而，在專利文獻1的送風機中，所謂從第1送風狀態切換至第2送風狀態，係指在維持第二動葉輪之轉速的狀態下減少第一動葉輪之轉速，因此，雖然減小整流效果，但連帶著送風量也變少，從而難以吹起各種質感的風。

本發明為有鑑於以上問題點，其目的在於提供一種可進行多樣風之送風的送風機。

本發明之送風機的特徵在於具備：第一動葉輪，用以產生軸流方向之風；第二動葉輪，其軸線是旋轉軸，前述第二動葉輪以該軸線對齊前述第一動葉輪之軸線的方式配置在較前述第一動葉輪更靠近下游側，相對前述第一動葉輪進行逆旋轉驅動，以產生離心方向的風；及控制部，用以變更控制前述第一動葉輪與前述第二動葉輪的轉速比。

藉由本發明，可提供能夠進行多樣風之送風的送風機。

以下，針對本發明的實施形態，使用圖式進行說明。圖1為送風機1的立體圖。本實施形態的送風機1，可作為風扇或空氣循環扇來使用。送風機1為具有頭部2、以及支撐頭部2的支撐部3。在頭部2中，以上游側的動葉輪蓋21及下游側的動葉輪蓋22形成整體外形呈略圓柱狀。以下，在送風機1的說明之中，設第一動葉輪4側為後，設其相反側為前，由後方觀察前方時的左側設為左，而其相反側為右。此外，設頭部2側為上，其相反側為下。

動葉輪蓋21及動葉輪蓋22係形成為在軸線A上具有略圓形底部的圓筒狀。在頭部2的內部中，第一動葉輪4係配置在上游側，第二動葉輪5則配置在下游側。

如圖2所示，於動葉輪蓋21的後方部，在略圓環狀區域中形成上游格柵211。此外，於動葉輪蓋21之圓筒側面的彎曲區域處，於左右分別形成有側方格柵212。上游格柵211係由朝上下延伸設置之複數個整流板所形成，側方格柵212係由朝前後延伸設置之複數個整流板所形成。上游格柵211及側方格柵212係具有作為吸氣口之機能。

亦於圖1所示之動葉輪蓋22的前方部，於略圓環狀區域中形成下游格柵221。此外，在動葉輪蓋22之圓筒側面，分別於左右形成側方格柵222。下游格柵221係由朝左右延伸設置之複數個整流板所形成，側方格柵222係由朝前後延伸設置之複數個整流板所形成。從而。下游格柵221及側方格柵222,212的整流板係相對於軸線A而形成在平行方向，上游格柵211的整流板係相對於軸線A而形成在垂直方向。下游格柵221及側方格柵222係作為排氣口所構成。

在頭部2內，第一動葉輪4及第二動葉輪5為對齊其旋轉軸而配置。第一動葉輪4及第二動葉輪5的旋轉軸，與上游格柵211及下游格柵221的中心落在軸線A上而略呈一致。

支撐部3係具有：腳部31，係與頭部2連接，而朝下方延伸設置；略圓板狀的載置部32，係連接腳部31之下端側，支撐送風機1整體。

圖3為第一動葉輪4及第二動葉輪5的示意圖。驅動第一動葉輪4及第二動葉輪5之未圖示的馬達，係配置在第一動葉輪4與第二動葉輪5之間。由軸線A方向觀察送風機1的前面時，第一動葉輪4為朝逆時針旋轉方向之第一方向R1旋轉。第一動葉輪4為於有底之圓形筒狀的輪轂41的外周，設有7片第一扇葉42。第一動葉輪4主要的機能係作為一種軸流扇，用以將從軸線A方向之後方所吸氣的空氣朝前方側進行排氣。

圖4A為第二動葉輪5的前視圖，圖4B為將圖4A之第二扇葉52沿軸線A周圍方向切斷之IV－IV剖面的剖面圖。

第二動葉輪5為朝與第一方向R1相反之順時針旋轉方向的第二方向R2進行旋轉。第二動葉輪5位於有底之圓形筒狀的輪轂51的外周，設有9片第二扇葉52。在圖4A的前視圖中，第二扇葉52的基部521側係由軸線A側朝徑向R3外側延伸設置。第二扇葉52的整體為形成朝第一方向R1側彎曲之板狀。此外，第二扇葉52的端部522，為略朝第二方向R2彎曲。如此，由正面觀察第二動葉輪5的形狀，係作為離心扇而形成。

另外，如同圖4B所示之第二扇葉52的剖面圖，第二扇葉52係略為傾斜成第二方向R2側之面朝向第二動葉輪5的前面側。此種第二扇葉52的傾斜角度，係設定為相對於軸線A（旋轉軸）呈較淺的角度（例如45度以下）。接受到由第一動葉輪4側供給空氣的第二扇葉52之上游端523側，為朝第二方向R2側彎曲。此外，第二扇葉52之下游端524側，係形成為略平板狀。從而，第二動葉輪5之端面所視的形狀，係作為軸流扇而形成。

如上所述，以同軸配置在第一動葉輪4之下游側的第二動葉輪5，主要為吸進來自後方第一動葉輪4所傳送的風，而用以產生朝向以軸線A作為中心之徑向R3外側進行排氣之離心方向成分的風。另一方面，由於第二動葉輪5相對於軸線A呈略傾斜狀，因此離心方向的成分較少，不過仍可輸出軸流方向（軸線A方向）之成分的風。

接著，使用圖5，針對送風機1的方塊圖進行說明。控制部11係變更控制第一動葉輪4與第二動葉輪5的轉速比。送風機1係具有：控制部11、驅動部12、通訊部13及記憶部14。驅動部12係將送風機1之第一動葉輪4及第二動葉輪5等的馬達進行驅動。通訊部13則藉由未圖示之送風機1的遙控器，使用紅外線等之無線進行訊號傳送與接收。

在記憶部14中，記憶有風量141及風質142、以及訂定第一動葉輪4與第二動葉輪5之各轉速的轉速表(rotational speed table)143。此外，記憶部14係記憶有作為自然風旗標144之「ON」或「OFF」的設定值。

在本實施形態中，作為風量141及風質142，係分別設定「1」至「9」中之任一數值。風量141及風質142的設定值為藉由遙控器的指示所設定。

轉速表143係為，對應於風量141及風質142之設定值的組合，預先記憶有第一動葉輪4及第二動葉輪5的各轉速。控制部11則參照轉速表143，求出對應於風量141及風質142之設定值的第一動葉輪4及第二動葉輪5之轉速。並且，控制部11為以求得之轉速，藉由驅動部12來驅動第一動葉輪4及第二動葉輪5。

自然風旗標144係為，接受由通訊部13自遙控器發出的變更指示，記憶「ON（有效）」或「OFF（無效）」之值。當自然風旗標144為「OFF」時，第一動葉輪4及第二動葉輪5係以對應於風量141及風質142之設定值的轉速，而以恆定狀態所驅動。另一方面，當自然風旗標144為「ON」時，控制部11係將第二動葉輪5的轉速設為一定值，同時以隨時間變化第一動葉輪4之轉速的方式進行驅動。

接著，針對第一動葉輪4及第二動葉輪5之轉速的設定例進行說明。圖6的示意圖，為表示針對風量141設定為「8」時，顯示出使風質142由「1」變化至「9」時之第一動葉輪4及第二動葉輪5之轉速的變化。圖6的縱軸係表示轉速（單位為每分鐘的旋轉速rpm），横軸係表示風質142的設定值。

以實線所示之第一動葉輪4的轉速，由風質「1」至風質「9」設定成單調減少。此外，風質「1」變更為風質「2」時之轉速的減少量，大於在風質「2」～風質「5」中使設定值增加一階時之轉速的減少量。此外，在風質「2」～風質「5」中使設定值增加一階時之轉速的減少量，大於在風質「5」～風質「9」中使設定值增加一階時之轉速的減少量。如此，隨著由風質「1」至風質「9」，減少藉由第一動葉輪4所致之軸流方向的送風量。

另一方面，以一點鏈線所示之第二動葉輪5的轉速，由風質「1」變更為風質「2」時會略為減少，由風質「2」至風質「5」則為相同的設定值。此外，第二動葉輪5的轉速，由風質「5」至風質「9」設定成增加狀。另外，當由風質「1」變化至風質「2」時，設定成第二動葉輪5的減少幅寬為小於第一動葉輪4的減少幅寬。

此外，在風質「1」～風質「4」中，第一動葉輪4的轉速為大於第二動葉輪5的轉速。在風質「6」～風質「9」中，第一動葉輪4的轉速為大於第二動葉輪5的轉速。

如此，第一動葉輪4對第二動葉輪5的轉速比，則會由風質「1」至風質「9」呈現單調減少狀。藉此，隨著由風質「1」變化至風質「9」，送風機1所輸出之風中，朝向軸流方向的成分減少、同時朝向離心方向的成分則增加，進而能夠從可到達指向性又高又遠的直進風，朝送風範圍較廣的擴散風進行變化。而送風機1則可藉由變更風質142，而將擴散角度以多階方式進行任意的變更。

此外，當使風量141產生變化時，可增減第一動葉輪4及第二動葉輪5之整體的轉速。當使風量141增加或減少時，可設定成使第一動葉輪4及第二動葉輪5雙方的轉速增加或減少。藉此，可在維持相同擴散角度的狀態下變化送風距離。

圖7A及圖7B所示的模式圖，分別揭示由俯視方向觀察送風機1輸出直進風時、以及送風機1輸出擴散風時的送風角度。在圖7A的直進風中，例如為將風質142設定成「1」。在圖7B的擴散風中，例如在風質「9」中，可將送風角度設定成120°左右。此外，風質「5」的狀態係為，第一動葉輪4與第二動葉輪5的轉速設定為相同值，軸流方向的成分與離心方向的成分以相同程度並存的狀態（參照圖6），送風機1的風，則輸出至風質「1」與風質「9」中間的到達距離及角度範圍。

另外，如圖1及圖2所示，由送風機1所輸出的風為從左右方向或前後方向處之具有整流板的下游格柵221及側方格柵222排出，故可抑制上下方向的擴散。從而，送風機1為藉由變更風質142，而可調整主要以軸線A為中心之左右方向的擴散角度。

而在本實施形態的第二動葉輪5係與第一動葉輪4為逆旋轉驅動。因此，第二動葉輪5係與藉由第一動葉輪4所發生之迴旋方向（繞軸線A之旋轉方向）的成分相抵，而可增加作為由送風機1所輸出之風的軸流方向成分的比例。此外，即使發生直進風的風質為「1」，由於第二動葉輪5係以低轉速所驅動，故可與在第一動葉輪4發生之迴旋方向的成分相抵而進行驅動。

此外，在增減風量141時，可增減第一動葉輪4及第二動葉輪5其中一方的轉速，亦可增減雙方的轉速，不過在第一動葉輪4或第二動葉輪5之中，至少可控制轉速較高的一方。藉此，可容易感受到送風距離或擴散角度的變化。

在圖6的風量「8」之例中，第二動葉輪5係將風質「1」的轉速設定成略大於風質「2」，因此可減低由第一動葉輪4所輸出的風受到低旋轉之第二動葉輪5的阻礙。

接著，針對自然風模式進行說明。當將送風機1之自然風旗標144切換至「ON」時，可藉由根據以起伏生成處理所算出之轉速而使第一動葉輪4或第二動葉輪5隨時間進行變化的自然風模式而控制送風機1。

例如，控制部11係可在自然風模式中，藉由間歇混沌（intermittent chaos）法而將第一動葉輪4的轉速控制成隨時間進行變化。在自然風模式中之第一動葉輪4的轉速可變化成，例如，如風質「3」及風質「8」的增減幅寬W1,W2所示，以對應於目前風量141及風質142之設定值的第一動葉輪4的轉速作為中心而使其變化。此外，在自然風模式下的第一動葉輪4之轉速的增減幅寬可設定成，當使風質142由「1」變化成「9」時，小於其轉速的最大值N1與最小值N2的幅寬W0。第一動葉輪4的轉速之增減幅寬，亦可設定為幅寬W0以上。

如此，送風機1以使用者設定之第一動葉輪4及第二動葉輪5的轉速為中心而變化風的強度，進而可輸出自然的風。

此外，在自然風模式下，可控制成使第二動葉輪5的轉速進行增減，或是亦可控制成使第一動葉輪4及第二動葉輪5雙方的轉速進行增減。

以上，針對具備第一動葉輪、第二動葉輪5及控制部11的送風機1進行說明，其中，第一動葉輪4為用以產生軸流方向之風；第二動葉輪5為以其旋轉軸對齊第一動葉輪4之旋轉軸的方式配置在較第一動葉輪4更靠近下游側，相對第一動葉輪4進行逆旋轉驅動，且產生離心方向的風；控制部11係用以變更控制第一動葉輪4與第二動葉輪5的轉速比。

藉此，相較於使用一個動葉輪的送風機，由於藉由上游側之第一動葉輪4所發生的旋轉成分為被下游側之第二動葉輪5相抵而減少迴旋成分，因此可提高靜壓力、同時提高直進性。此外，若增加上游側之第一動葉輪4的轉速、減少下游側之第二動葉輪5的轉速，則可增加直進風的到達距離。另外，降低第一動葉輪4的轉速以減少迴旋成分，提高第二動葉輪5的轉速，藉此可發生離心方向的風，而構成為主要發生擴散風的送風機1。

由於第二動葉輪5的形狀係發揮作為離心扇之機能的形狀，因此連同第一動葉輪4，可構成足以使直進及擴散的性質產生變化的送風機1。此外，藉由以時間先後順序的方式變化二重反轉式的轉速比，變化直進風及擴散風而可傳送出自然風。

以上雖說明了本發明的實施形態，但此等實施形態僅作為提示之例，其意圖並非在於限定發明的範圍。該等新的實施形態可藉由其他各種形態來實施，在不超脫發明主旨的範圍內，可以進行各種省略、置換、變更。實施形態或其變形，為包含在發明的範圍或主旨之中，同時包含在與記載於申請專利範圍中之發明均等的範圍內。

在本實施形態的說明中，雖是以使用者藉由操作遙控器等而傳送風質及風量之設定值「1」～「9」，直接以數值進行控制為例來進行說明，不過除此之外，亦可構成為，預先將對應於送風範圍之風質（第一動葉輪4及第二動葉輪5的轉速比）、風量（第一動葉輪4及第二動葉輪5的轉速）、風扇頭擺動設定記憶在記憶部14等，當使用者指定送風範圍時，送風機1便讀取第一動葉輪4及第二動葉輪5的轉速以及頭部2的風扇頭擺動設定並進行控制。使用者可藉由能與送風機1進行通訊之遙控器等的通訊終端來對送風範圍進行指定。

另外，作為風扇頭擺動之設定，送風機1可將頭部2進行上下方向及左右方向之任一方向、或是組合兩種方向而實施旋動控制。而送風機1係可將頭部2之風扇頭擺動角度或風扇頭擺動之中心角度，控制成對應於送風範圍。

此外，送風機1亦可構成為自動控制成將風傳送至使用者的所在範圍內。至於使用者的存在範圍，例如，可藉由使送風機1或與送風機1連接的外部機器具備如相機或紅外線感測器等檢測手段，送風機1便可利用該檢測手段而求出相對於送風機1之使用者的所在範圍（例如，角度或距離等）。抑或是送風機1亦可與使用者手持的智慧型手機、智慧型手錶等通訊終端進行通訊、進而檢測出所在範圍。送風機1係為，可將以求出之使用者的所在範圍設定為送風範圍，而進行風量、風質、風扇頭擺動的控制。

此外，被設定在送風機1之記憶部14中的風量141及風質142，亦可分別設定成10個階段以上。藉此，送風機1可吹出更加多樣的風。

此外，作為排氣口所構成之下游格柵221的例子，係揭示形成在於左右具有複數個整流板之圓環狀區域處，但是，亦可構成在該圓環狀區域內側的軸線A上，包含使整流板的朝向變形之圓形狀區域。圓形狀區域的整流板，例如亦可形成為輻射狀。

此外，可使送風機1對應於以下（1）至（5）所示之各種使用狀況，使用者亦可預先設定可能性較高的風質、風量、風扇頭擺動動作而進行自動控制。在進行了自動控制後，當使用者變更風質、風量、風扇頭擺動動作的設定中的其中一部分或是全部的情況下，控制部11係將該變更的設定記憶在如記憶部14等中，下次當有相同的使用狀況時，則可反映在自動控制上。

（1）例如，當由電腦等電子機器的USB電源進行供電而使用送風機1時，由於可判斷在該種使用狀況下，使用者應該存在於USB電源的附近，因此使用者有較高的可能性是希望狹窄範圍的風。從而，送風機1可傳送出以屋內等附近一人或複數人的使用者為對象之狹窄範圍的風。另一方面，當以充電池（二次電池）供電使用送風機1時，有較高的可能性是使用者必須在遠離電源的場所等使用送風機1，而較期望寬廣範圍的風。從而，送風機1可傳送出以遠方的一人或複數人之使用者為對象之寬廣範圍的風。狹窄範圍或寬廣範圍的設定，為可藉由風質、風量、風扇頭擺動動作的範圍來訂定。

（2）送風機1亦可在動葉輪蓋21，22的前方、後方或側方、抑或是上方頂部、或支撐部3等適當的部位，設置便於移動攜帶用之可拆卸的手把。當使用者安裝該手把而使用送風機1時，由於有較高的可能性是希望吹出狹窄範圍的風，因此，送風機1可傳送出以屋內等附近一人或複數人的使用者為對象之狹窄範圍的風。另一方面，當使用者卸下手把而使用送風機1時，由於有較高的可能性是希望吹出寬廣範圍的風，因此，送風機1可傳送出以遠方的一人或複數人之使用者為對象之寬廣範圍的風。

（3）送風機1亦可構成為，搭載有明暗感測器而判定周圍的明亮度，依據該明亮度而使傳送出的風產生變化。例如，就寢中的使用者由於有較高的可能性是希望寬廣範圍且較弱的風，因此，當明暗感測器檢測出受光信號位準較低的情況下，送風機1便可傳送出寬廣範圍且較弱的風，以避免妨礙使用者的就寢。

（4）送風機1亦可藉由通訊部13，以無線或有線的方式連接同室內的空調或加濕器等外部機器，取得稼動狀況，因應此種稼動狀況而進行送風控制。例如，當使用者以進行室內的空氣循環為目的而使用送風機1時，由於有較高的可能性是希望強風，因此，當送風機1藉由通訊部13檢測出同室內之外部機器有正在稼動的情況時，則可進行強風之送風。

（5）亦可構成送風機1係檢測出周圍環境中之使用者的體感溫度。例如，送風機1於其內部具備溫度計、濕度計、風速計及日照計（日射強度計）等，或是可連接外部，根據檢測而得的氣溫、濕度、風速及日照量等而求出體感溫度。另外，送風機1亦可由外部終端取得用以求出體感溫度而所必需之氣溫、濕度、風速及日照量等資訊。當使用者處在體感溫度較高的環境時，由於有較高的可能性是希望強風，因此，當送風機1已求出之周圍環境的體感溫度為呈現較高的情況下，則可進行強風之送風。 [產業上之可利用性]

本發明為提供一種可進行多樣風之送風的送風機。

1:送風機2:頭部 3:支撐部4:第一動葉輪 5:第二動葉輪11:控制部 12:驅動部13:通訊部 14:記憶部21:動葉輪蓋 22:動葉輪蓋31:腳部 32:載置部41:輪轂 42:第一扇葉51:輪轂 52:第二扇葉141:風量 142:風質143:轉速表 144:自然風旗標211:上游格柵 212:側方格柵221:下游格柵 222:側方格柵521:基部 522:端部523:上游端 524:下游端 A:軸線N1:最大值 N2:最小值R1:第一方向 R2:第二方向R3:徑向 W0:幅寬W1,W2:增減幅寬

圖1所示為本發明實施形態之送風機的前面側立體圖。圖2所示為本發明實施形態之送風機的背面側立體圖。圖3所示為本發明實施形態之送風機的第一動葉輪及第二動葉輪的立體圖。圖4A及圖4B所示為本發明實施形態之第二動葉輪的示意圖，圖4A為前視圖，圖4B為沿圖4A之第二扇葉的IV－IV剖面之剖面圖。圖5所示為本發明實施形態之送風機的方塊圖。圖6所示為本發明實施形態之第一動葉輪及第二動葉輪之轉速的示意圖。圖7A及圖7B所示為本發明實施形態之送風機之送風角度的俯視模式圖，圖7A為傳送直進風之例，圖7B為傳送擴散風之例。

4:第一動葉輪

41:輪轂

42:第一扇葉

5:第二動葉輪

51:輪轂

52:第二扇葉

521:基部

522:端部

523:上游端

524:下游端

R1:第一方向

R2:第二方向

Claims

一種送風機，其特徵在於具備：第一動葉輪，用以產生軸流方向之風；第二動葉輪，其軸線是旋轉軸，前述第二動葉輪以該軸線對齊前述第一動葉輪之軸線的方式配置在較前述第一動葉輪更靠近下游側，相對前述第一動葉輪進行逆旋轉驅動，產生離心方向的風；及控制部，用以變更控制前述第一動葉輪與前述第二動葉輪的轉速比。
如請求項1所記載之送風機，其中，前述控制部係當使風量進行增減時，控制前述第一動葉輪及前述第二動葉輪之中轉速較多的一方。
如請求項1所記載之送風機，其中，前述第二動葉輪的扇葉係設於前述第二動葉輪的輪轂的外周，由端面所視，為對前述旋轉軸傾斜45度以下的角度。
如請求項2所記載之送風機，其中，前述第二動葉輪的扇葉係設於前述第二動葉輪的輪轂的外周，由端面所視，為對前述旋轉軸傾斜45度以下的角度。
如請求項3所記載之送風機，其中，前述扇葉由正面所視，整體為朝作為前述第一動葉輪之旋轉方向的第一方向側彎曲，由端面所視，前述第一動葉輪側的上游端為朝作為前述第二動葉輪之旋轉方向的第二方向側彎曲。
如請求項4所記載之送風機，其中，前述扇葉由正面所視，整體為朝作為前述第一動葉輪之旋轉方向的第一方向側彎曲，由端面所視，前述第一動葉輪側的上游端為朝作為前述第二動葉輪之旋轉方向的第二方向側彎曲。
如請求項1至請求項6中任一項所記載之送風機，其中，前述控制部係，固定前述第二動葉輪的轉速，將前述第一動葉輪的轉速依據以起伏生成處理所計算出的轉速而隨時間經過進行變化。