WO2021033244A1

WO2021033244A1 - 空調服用リング付き二重プロペラファンユニット

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Publication number: WO2021033244A1
Application number: PCT/JP2019/032317
Authority: WO
Inventors: 廣行大野
Original assignee: ファンテック株式会社
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2021-02-25
Also published as: JPWO2021033244A1

Abstract

二重式のプロペラファンの外周縁部を環状のリング部により繋げて、吐き出される空気流のガイドの役割を果たさせ、前記リング部の内側を流れる空気を中心軸方向へ流して高い静圧を得ることにより、防塵用のフィルターを装着しても衣服内に空気を取りいれて吐き出す送風効率の高い、空調服とすることができるファンユニットの提供を課題とするものである。本発明は、空調服に用いられるファンユニットであって、プロペラファン（１３、１４）と、モーター（２０）と、フィルターと、ケーシングから構成され、前記プロペラファンを二重に配置するとともに、何れの前記プロペラファンを構成する複数のブレード（１２）の外縁が環状のリング部（１１）によって繋がっていることにより、吐き出される空気流のガイドの役割を果たして前記リング部の内側を流れる空気を中心軸方向へ流れさせ高い静圧を得るとともに、前記ブレードの先端部の変形を防止する構成を採用する。

Description

空調服用リング付き二重プロペラファンユニット

　本発明は、二重式のプロペラファンを用いた空調服用のファンユニットの技術に関し、詳しくは、二重式のプロペラファンの各ブレードの外周縁部を、環状のリング部により繋げて、該リング部の内側を流れる空気を中心軸方向へ案内して高い静圧を得ることにより、防塵用のフィルターを装着しても衣服内に空気を取込み、吐き出すことができる空調服用のファンユニット技術に関するものである。

　平成３０年７月の熱中症による搬送人員数は５４，２４０人、死亡者数１３３人と、一か月の熱中症による緊急搬送人員数及び死亡者数としては、平成２０年の調査開始以来過去最多となるなど、熱中症は社会問題ともいえる。特に、炎天下の作業はもちろんのこと、工場や屋内でも高温下で作業しなければならない職業の方などでは対策をとる必要がある。係る問題に鑑み、小型のファンを取り付け、その送風能力によって外気を服の中に取り入れ、空調効果を得る空調服が存在している。

　係る空調服はそのほとんどがプロペラファンを用いているが、プロペラファンは、送風量が大きいものの、静圧が低いため空調服内での抵抗により極度に圧送力が低下してしまう問題を有している。更に、フィルターを設けると、送風量の減少が顕著となるため、フィルターは設けずに直接外部の空気を服と体の隙間に送り込むこととするか、若しくは濾化度の低い粗い目のフィルターを備えるというのが現状である。しかし、これでは塗装現場や解体現場などにおける粉塵等の人体への影響については問題があるといえる。

　係る静圧の問題を解決すべく、従来より二重ファン構造を有するファンユニットが存在している。係る二重ファン構造の殆どが二重反転式である。稀に同方向に回転する二重ファン構造の送風機が存在するが、単なる二重配置では期待するほどの効果が得られないという実情である。他方、二重反転式では、プロペラファンが一つの場合と比較すると高い静圧大きな風量が得られることは知られている。しかしながら、高速回転領域では圧力負荷が高まり、樹脂製プロペラファンではブレードの先端付近が変形し、圧力を逃がしてしまうという損失の問題も生じている。

　そこで、従来からも、種々の技術提案がなされている。例えば、発明の名称を「ダブルファンモーター及び冷却装置」とする技術が開示されている（特許文献１参照）。具体的には、「優れた送風特性を有するダブルファンモータとそれにより一層高い冷却性能を有する冷却装置を提供すること。」を課題とし、解決手段として「互いに回転軸の異なる同一形状の二つの軸流インペラを軸中心線が一致するように且つ一方のインペラを他方のそれに対して反転させて軸方向に直列に配置し、回転方向を逆に且つ吸気側のインペラの回転数が排気側のそれよりも大きくなるように設定したことを特徴とするダブルファンモータ、又は互いに回転軸の異なる同一形状の二つの軸流インペラを軸中心線が一致するように且つ同一の軸方向に直列に配置し、回転方向を同一に且つ吸気側のインペラの回転数が排気側のそれよりも大きくなるように設定したことを特徴とするダブルファンモータ。」という発明が公開され公知技術となっている。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、吸気側と排気側のインペラの回転数を異ならせることでヒートシンク全体を均等に冷却するもので、高い静圧を得ることを課題とし、二重プロペラファンの何れにも各ブレードの外周縁部を繋ぐ環状のリング部を設けることでその課題を解決する本発明とは、解決課題及びその課題解決の技術的手段が異なっている。

　また、発明の名称を「２重反転ファン」とする技術が開示されている（特許文献２参照）。具体的には、「通風性能の優れることの認識の下に、近年電子機器等の冷却手段高性能化の一環として利用が広まってきている、２重反転ファンの、更なる静穏化・性能向上・小型化の実現。」を目的とし、解決手段として、「本発明に成る２重反転ファンは、吸込側第１ファンの支柱が、該第１ファンの羽根車に対し通風上流側（吸込口外側）に位置すると共に、吐出側第２ファンの支柱が、該第２ファンの羽根車に対し通風下流側（吐出口外側）に位置するように構成され、また、上流側第１ファンと下流側第２ファンとは、独立した別体を成し、両ベンチュリーケース端縁のインローで連結されるように構成されている。」という発明が公開され公知技術となっている。
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、二つのファンユニットの連結手段として、支柱の位置や、それぞれのベンチュリーケースの結合手段に工夫をしたものであり、高い静圧を得ることを課題とし、二重プロペラファンの何れにも各ブレードの外周縁部を繋ぐ環状のリング部を設けることでその課題を解決する本発明とは、解決課題及びその課題解決の技術的手段が異なっている。

　また、発明の名称を「二重反転式送風機」とする技術が開示されている（特許文献３参照）。具体的には、「１つのモータを使用しながら歯車列を用いずに、よりシンプルな構成で且つエネルギー効率の高い二重反転式送風機を得ること。」ことを課題とし、解決手段として「第１インペラはモータ駆動で第２インペラはフリー回転、或はモータ駆動とフリー回転が逆の場合に、モータ駆動のインペラが回転したときにこのインペラの風力によって他方のインペラが反対の方向に回転するものであり、第１インペラ（又は第２インペラ）の直径をＬ１、第２インペラ（又は第１インペラ）の直径をＬ２、第１インペラのブレード数をＡ、第２インペラのブレード数をＢ、第１インペラ及び第２インペラを軸流方向の正面から見たとき、第１インペラのインペラ総面積に対する各インペラ間の空隙部の比率をＰ、第２インペラの同空隙部の比率をＱ、とするとき、Ｌ１＜Ｌ２、Ａ＜Ｂ、及び、Ｐ＞Ｑ、の関係が成り立つように設けた。」という発明が公開され公知技術となっている。
しかしながら、特許文献３に記載の技術は、総面積の異なる第２インペラをフリー回転させることで、二つのモーターを用いる二重反転形式のファンと同様、或いは近似の作用効果を得ようとするものであって、高い静圧を得ることを課題とし、二重プロペラファンの何れにも各ブレードの外周縁部を繋ぐ環状のリング部を設けることでその課題を解決する本発明とは、解決課題及びその課題解決の技術的手段が異なっている。

　また、発明の名称を「車両用二重反転式送風機」とする技術が開示されている（特許文献４参照）。具体的には、「モータの回転駆動軸と軸流ファンの回転軸とをギアを介して連結することで、１つのモータで複数の軸流ファンを回転駆動する場合に、ギア部分への異物の侵入を抑制することができる車両用二重反転式送風機を提供する。」ことを課題とし、解決手段として「モータの回転駆動軸と２つの軸流ファンの回転軸とを、それぞれギアを介して連結し、ギアを、ギアボックスに収容し、２つの軸流ファンに、凹部を有するボス部と、ボス部に設けられたブレードとを設け、２つの軸流ファンを、ボス部の凹部同士が対向するように配置し、ギアボックスを、２つのボス部間に配置するとともに、２つのボス部が空気流れ方向両側から覆うようにする。」という発明が公開され公知技術となっている。しかしながら、特許文献４に記載の技術は、二重反転形式のファンにおいて、その反転機構にギヤを用いて、一つのモーター駆動することを特徴とするもので、高い静圧を得ることを課題とし、二重プロペラファンの何れにも各ブレードの外周縁部を繋ぐ環状のリング部を設けることでその課題を解決する本発明とは、解決課題及びその課題解決の技術的手段が異なっている。

特開２００４－１７９１８６号特開２００７－２６３０８５号特開２０１７－８９５９６号特開２００７－３０３２８６号

　本発明は、二重式のプロペラファンを用いた空調服用のファンユニットの技術に関し、詳しくは、二重式のプロペラファンの外周縁部を環状のリング部により繋げて、吐き出される空気流のガイドの役割を果たさせ、前記リング部の内側を流れる空気を中心軸方向へ流して高い静圧を得ることにより、防塵用のフィルターを装着しても衣服内に空気を取りいれて吐き出す送風能力の高い、空調服とすることができるファンユニットの技術に関するものである。

　本発明は、空調服に用いられるファンユニットであって、プロペラファンと、モーターと、防塵用フィルターと、ケーシングから構成され、前記プロペラファンを二重に配置するとともに、何れの前記プロペラファンを構成する複数のブレードの外縁を環状のリング部によって繋げていることにより、送風される空気流のガイドの役割を果たし、前記リング部の内側を流れる空気を回転軸の軸方向へ流れさせ、高い静圧を得るとともに、前記ブレードの先端部の変形を防止する構成を採用する。

　また、本発明は、前記モーターの同一回転軸上に、前記リング部を有する第一プロペラファンと前記リング部を有する第二プロペラファンを備え、前記第一プロペラファンの前記ブレードと前記第二プロペラファンの前記ブレードが連続するように交差して配置していることを特徴とする同軸の二重プロペラファン形式による構成を採用することもできる。

　また、本発明は、前記第一プロペラファン及び該第一プロペラファンを駆動する第一モーターからなる第一ユニットと、前記第二プロペラファン及び該第二プロペラファンを駆動する第二モーターからなる第二ユニットとを有し、前記第一プロペラファンと、前記第二プロペラファンの回転軸が同一直線上となるようにし、前記第一プロペラファンと、前記第二プロペラファンの回転方向が反転した二軸の二重反転プロペラファン形式により、異なる旋回方向の流れを相殺して回転軸方向へ直線的に送風し、高い静圧を得る構成を採用することもできる。

　また、本発明は、前記ケーシングに、防塵用フィルターを設けた構成を採用することもできる。

　また、本発明は、前記ケーシングが、身体側の反対側底部から空気を吸い込み、身体側へ空気を吐き出す構成を採用することもできる。

　また、本発明は、前記ケーシングが、底部側から空気を吸い込み、上部側へ空気を吐き出す構成を採用することもできる。

　本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットによれば、各ブレードの外周縁部を環状のリング部で繋いでいるため、高負荷時においてもブレード形状が変形せず、高い静圧及び風量を得ることができるという優れた効果を発揮する。

　また、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットによれば、二重プロペラにより、単独のプロペラと比較して高い風量及び高い静圧が得られるという優れた効果を発揮する。

　また、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットによれば二重のプロペラの両方に環状のリング部を備えていることから、係るリング部が二つ繋がることにより軸方向に向かう流路を案内し、無駄な旋回流れによる流体損失を少なくできるという優れた効果を発揮するものである。

　また、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットにおいて、二重反転プロペラファン構造とした場合は、旋回流同士が相殺し合う関係となり、回転軸の軸方向へと送風される空気流が直線的となること、更には、二つの環状リング部がガイドの役割を果たして、よりリング部の内側を流れる空気を中心軸方向へと導き、高い静圧を得ることが可能となるという優れた効果を発揮する。

本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットの基本構成を説明する基本構成説明図である。本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットのレイアウトを説明するレイアウト例比較説明図である。本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットにおける、外周リング付きプロペラファンの構造説明するプロペラファン構造説明図である。本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットにおいて、モーター１個でリング付きプロペラファン２個を同軸に交差してケーシング例１に収めた状態を示す実施例説明図である。本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットにおいて、モーター１個でリング付きプロペラファン２個を同軸に交差してケーシング例２に収めた状態を示す実施例説明図である。本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットにおいて、モーター２個でリング付きプロペラファン２個を二重反転してケーシング例１に収めた状態を示す実施例説明図である。本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットにおいて、モーター２個でリング付きプロペラファン２個を二重反転してケーシング例２に収めた状態を示す実施例説明図である。直径８０ｍｍ、リング無しプロペラファン１個、モーター１個の単体の場合における静圧と流量との関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ示す測定結果図である。直径８０ｍｍ、リング付きプロペラファン１個、モーター１個の単体の場合における静圧と流量との関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示す測定結果図である。直径８０ｍｍ、リング無しプロペラファン２個、モーター１個の同軸交差の場合における静圧と流量との関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示す測定結果図である。直径８０ｍｍ、リング付きプロペラファン２個、モーター１個の同軸交差の場合における静圧と流量との関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示す測定結果図である。直径８０ｍｍ、リング無しプロペラファン２個、モーター２個の二軸反転の場合における静圧と流量との関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示す測定結果図である。直径８０ｍｍ、リング付きプロペラファン２個、モーター２個の二軸反転の場合における静圧と流量との関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示した測定結果図であり、何れの測定も気温２４．７度から２６．３度、湿度６２．２％から７３．２％、大気圧１００１．１ｈＰａから１０１２．６ｈＰａの範囲内で行っている。プロペラファンの数、モーターの配置構成、及び同軸か二軸か等の配置構成を比較した配置構成比較説明図である。

　本発明は、空調服用のプロペラファンユニットにおいて、プロペラファンを二重に配置するとともに、何れのプロペラファンを構成する複数のブレードを、環状のリング部によって外縁を繋げていることにより、係るリング部が吐き出される空気流のガイドの役割を果たし、前記リング部の内側を流れる空気を中心軸方向へ導くことで高い静圧Ｈを得ることを最大の特徴とするものである。以下、図面に基づいて説明する。但し、係る図面に記載された形状や構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の創作として発揮する効果の得られる範囲内で変更可能である。

　図１は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットの基本構成を説明する基本構成説明図である。図１（ａ）は、モーター２０は1個で、回転軸を同一軸とするリング付きプロペラファン１０が２つ駆動される構成を示し、図１（ｂ）は、モーター２０は２個で、二重に配置されるプロペラファン１０は反転して駆動される構成を示している。なお、図１（ａ）の構成において同一軸上に固定されるリング付きプロペラファン１０は交差して備えられ、ブレード１２は図１（ａ１）に示すように、吸気側のプロペラファン１０のブレード１２と、吐き出し側のプロペラファン１０のブレード１２が連続して流れるように配置することが望ましい。このような配置構成とすることによって、射出成型ではアンダーカットの問題で型抜きできない螺旋状のプロペラファン１０とすることができる。

　空調服用リング付き二重プロペラファンユニット１は、プロペラファン１０と、モーター２０と、防塵用フィルター３０と、ケーシング４０から構成され、プロペラファン１０を二重に配置するとともに、何れのプロペラファン１０を構成する複数のブレード１２の外縁が環状のリング部１１により繋げていることにより、吐き出される空気流のガイドの役割を果たしてリング部１１の内側を流れる空気を中心軸方向へ流れさせるとともに、ブレード１２の先端部の変形を防止することで高い静圧Ｈを得ることものである。以下、各構成について説明する。

　プロペラファン１０は、所謂軸流ファンであり、送風方向はモーター２０の回転軸に沿って旋回しながら直線的に流れ、逆回転で風の流れは逆となる送風機である。通常のプロペラファン１０は、シロッコファンやターボファン等と比べると、風圧は必要とせず風量Ｑを多く必要とする用途に用いられる。例えば、換気扇やエアー搬送ファン等である。したがって、高い静圧Ｈが求められる空調服用の送風機としては、プロペラファン１０は不向きといえる。しかし、プロペラファン１０の利点として軽量であることや薄い形状にできるなどがあり、本発明では係るメリットを生かしつつ、デメリットを補填すべく環状のリング部１１を設けたものを二重に配列させることとした。

　ここで、風量Ｑとは、送風機が単位時間当たりに排気または吸気により移動させる空気量をいい、一般に単位は立方メートル／h（時）あるいは立方メートル／ｍｉｎ（分）で表わされ、風量Ｑは通過風速V（ｍ／ｓ）と通過面積A（平方メートル）の乗数である。風圧には、「全圧」、「静圧」、「動圧」があり、圧力は水柱の高さで表わし、単位はPa（パスカル）である。全圧は静圧Ｈと動圧を加えた圧力であるところ、空調服では動圧は考慮しなくてよいため、静圧Ｈが問題となる。静圧Ｈは、空気が静止した状態で周囲を押す力をいい、例えば、空調服内に空気が満たされている場合にこれを押し出そうとする圧力のことである。送風機の特性をグラフに表わす場合、横軸に風量Ｑ（Ｑｕａｎｔｉｔｙ）、縦軸に静圧Ｈ（Ｈｅａｄ）をとり、風量Ｑに対する静圧Ｈの曲線グラフ（Ｑ－Ｈカーブ）を描き、これをＱ－Ｈ特性といい、図８から図１３に係るＱ－Ｈ特性のデータを示す。

　リング部１１は、プロペラファン１０の各ブレード１２の外周縁部を繋ぐ環状のリング部１１であり、係るリング部１１が二重に重なることで、送風される空気流のガイドの役割を果たし、リング部１１の内側を流れる空気を中心軸方向へ導くとともに、高回転・高負荷時におけるブレード１２の先端部の変形を防止して、高い静圧Ｈを得ることに貢献する。

　ブレード１２は、羽根、インペラなどとも呼ばれ、モーター２０から出力される回転力を送風力へと変換するための装置である。各図面に示したのは５枚羽根であるが、これはあくまでも例示であって、これに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の創作として発揮される効果の範囲内で変更可能である。

　第一プロペラファン１３は、二重のプロペラファン１０のうち、吸入側に配置するプロペラファン１０である。

　第二プロペラファン１４は、二重のプロペラファン１０のうち、吐き出し側に配置するプロペラファン１０（図３（ｂ））である。本発明に係る二重ファン構造において、モーター２０と同軸同回転の二重プロペラファンの場合、第二プロペラファン１４は、第一プロペラファン１３（図３（ａ））と同形状であり、モーター２０を２個配置し、第２モーター２２によって駆動される。また、二軸反転の二重プロペラファンの場合は、第二プロペラファン１４はプロペラファン１３（図３（ａ））と反転形状（図３（ｂ））となる。

リブ１５は、リング部１１の外縁に周設される所謂補強のための段差部であり、プロペラファン１０の剛性に寄与し、また、ベルマウス機能を発揮することも期待できる。

　モーター２０は、プロペラファン１０を駆動する原動機である。モーター２０の種類には、直流ブラシモーター、直流ブラシレスモーター、ステッピングモーター、交流モーターなど、多種多様な中から適宜選択すれば良く、空調服用であるということから、コストや回転数制御などの面から、直流ブラシモーター（整流子電動機：ｃｏｍｍｕｔａｔｏｒ　ｍｏｔｏｒ)が、電気回路が単純であり、最も多く普及しており好適である。なお、「モーター２０」という用語は説明上、「第一モーター２１」と「第二モーター２２」を含む原動機の総称として用いる。

　第一モーター２１は、図２（ｆ１）、図２（ｆ２）で示す吸入側の第一プロペラファン１３、又は図２（ｄ１）、図２（ｄ２）に示すように吸入側の第一プロペラファン１３及び該吸入側の第一プロペラファン１３と同軸上で同回転される第二プロペラファン１４を駆動する原動機である。

　第二モーター２２は、図３（ｆ１）、図３（ｆ２）で示すように、吐き出し側の第二プロペラファン１４を、第一プロペラファン１３に対して反転するように駆動する原動機である。

　防塵用フィルター３０は、粉塵や有害物質等の空調服内への侵入や、吸入してしまうリスクを低減する目的として設けられるものである。従来のプロペラファンでは、高密度のフィルターを用いると空気の吸入抵抗が大きくなるため、大きな異物や指先が入らないようにするカバーが付く程度であるか、或いは比較的目の粗い濾過部材（材質がポリプロピレンの不織布等）が用いられているという現状にある。そこで、本発明に係る防塵用フィルター３０は、少なくとも日本工業規格に定められる中性能フィルター（換気用エアフィルタユニット・換気用集塵機の性能試験方法）に適合するものを用い、望ましくは米国労働安全衛生研究所（NＩOＳＨ）が定めた規格のN９５又は、日本の厚生労働省が定めた規格のＤＳ２程度の濾過機能を有することが望ましい。

　係る規格は顔に密着する防塵用マスクとして定められたものであるが、金属ヒュームの吸引防止や管理濃度を所定の大きさ、例えば０．１ｍｇ／立法メートル以下の物質の粉塵などが飛散する場所での作業において、これを衣服内に取り込み、更に、これを吸引してしまうリスクの回避のためである。Ｎ９５またはＤＳ２の性能はほぼ同等であるが、係る規格よりも粒子径の大きな一般粉塵の粒子捕集効率を有する規格のＤＳ１、ＤＬ１、ＲＳ１又はＲＬ１であってもよい。

　ケーシング４０は、二重のプロペラファン１０とモーター２０と防塵用フィルター３０とを備えるための筐体であり、空気流入口と空気流出口とを有し、モーター２０により駆動されるプロペラファン１０によって送風される気体の流路を形成するものである。そして、ケーシング４０には、空調服ファンユニットとして衣服へ装着するための係止部４１、衣服がずれないように衣服の端部を折り返して挟持するための服はさみ部４２、衣服のズレ防止吸込口４３等を設ける構成とすることが望ましい。なお、本発明に係る空調服用のファンユニット１においては旋回方向に送風する旋回方向ケーシングと軸方向に送風する軸方向ケーシングを実施例として図４から図７に示す。

　係止部４１は、本発明に係る空調服用のファンユニット１をズボンやスカート等の衣服若しくはベルト等へ装着するため、これら衣服の開口上辺縁部等へ挟み込んで保持するものであり、係る係止部４１はケーシング４０に設けられる。

　服はさみ部４２は、衣服がずれないように衣服の端部を折り返して挟持するためのものであり、係る服はさみ部４２はケーシング４０に設けられると好適である。

　衣服のズレ防止吸込口４３は、本発明に係る空調服用のファンユニット１を装着した状態において、被覆する衣服がズレないように、プロペラファン１０からの吸引力によって、衣服を吸い付けてズレを防止するための穴部であり、係る衣服のズレ防止吸込口４３はケーシング４０に設けられる。

　第一ユニット５０は、同軸の二重交差による構成において、第一プロペラファン１３及び又はこれと同軸に設けられる第二プロペラファン１４を駆動する第一モーター２１から成り、二軸の二重反転による構成では、第一プロペラファン１３のみを駆動する第一モーター２１となる。

　第二ユニット６０は、第二プロペラファン１４及び該第二プロペラファン１４を駆動する第二モーター２２から成り、第一ユニット５０と反転関係となる構成である。

図２は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニット１のレイアウトを説明するレイアウト例比較説明図である。図２（ａ）は、モーター２０が１個でリング無しプロペラファンが１個の基本となるレイアウトであり、表１におけるＮｏ．１に対応するものを示し、図２（ｂ）は、モーター２０が１個でリング付きプロペラファンが１個のレイアウトであり、表１におけるＮｏ．２に対応するものを示し、図２（ｃ）は、モーター２０が１個でリング無しプロペラファンが２個のレイアウトであり、表１におけるＮｏ．３に対応するものを示し、図２（ｄ）は、モーター２０が１個でリング付きプロペラファンが２個のレイアウトであり、表１におけるＮｏ．４に対応するものを示し、図２（ｅ）は、モーター２０が２個でリング無しプロペラファンが２個のレイアウトであり、表１におけるＮｏ．５に対応するものを示し、図２（ｆ）は、モーター２０が２個でリング付きプロペラファンが２個のレイアウトであり、表１におけるＮｏ．６に対応するものを示している。
なお、図面上に表した直線状の矢印は送風方向を示し、円弧状の矢印はプロペラファンの回転方向を示したものである。

　図３は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニット1に用いるプロペラファンの構造を説明する構造説明図であり、図３（ａ）は第一ユニット５０における第一モーター２１の回転軸上に配置されるプロペラファンを示し、図３（ｂ）は第二ユニット６０における第二モーター２２により反転駆動されるプロペラファン１０を示している。なお、図３（ａ）において表されるリング部１１のリブ１５については、図２（ｄ２）及び図２（ｆ２）に示すように、両外向きとなるようにして、吸入側及び吐き出し側の何れについてもベルマウス機能を発揮させることが望ましい。

　図４は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニット１において、モーター２０を１個でリング付きプロペラファン２個を同軸に交差して、旋回方向ケーシング４０に収めた状態を示す実施例説明図である。係るレイアウトはリング付き二重プロペラファンの旋回方向に送風する構成であり、装着者からの突出しを抑えることができる。

　図５は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニット1において、モーター２０を１個でリング付きプロペラファン２個を同軸に交差して軸方向ケーシング４０に収めた状態を示す実施例説明図である。係るレイアウトはリング付き二重プロペラファンの軸方向に送風する構成であり、送風直後の静圧変化が少なく、高い静圧Ｈによる空調服内への送風が可能となる。また、図４及び図５に示したレイアウトでは、モーター２０が一個なので軽量、且つ消費電力が少なくて済むというメリットがある

　図６は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニット1において、モーター２０を２個でリング付きプロペラファン２個を二重反転して旋回方向ケーシング４０に収めた状態を示す実施例説明図である。

　図７は、本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニット1において、モーター２０を２個でリング付きプロペラファン２個を二重反転して軸方向ケーシング４０に収めた状態を示す実施例説明図である。係るレイアウトはリング付き二重プロペラファンの軸方向に送風する構成であり、送風直後の静圧変化が少なく、高い静圧Ｈによる空調服内への送風が可能となる。また、図６及び図７に示したレイアウトでは、モーター２０が２個なので同じ回転数でも負荷が小さくなるため、発熱量を抑えつつ、大きな風量Ｑと、高い静圧Ｈを得ることができるというメリットがある

　静圧Ｈの測定はツクバリカセイキ株式会社（茨城県つくば市要２１２番地）製の、マルチノズルファン風量測定装置（Ｆ４０１－０３０－２００）並びに流量演算システム（Ｆ４１１）により測定した。その結果を図８乃至図１３に示すとともに、そのまとめを表１に示す。

　図８は、対比のための基準となる、直径８０ｍｍ、リング無しプロペラファン１個、モーター２０を１個の単体の場合における静圧Ｈと流量Ｑとの関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示し、図９は、直径８０ｍｍ、リング付きプロペラファン１個、モーター２０を１個の単体の場合における静圧Ｈと流量Ｑとの関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示し、図１０は、直径８０ｍｍ、リング無しプロペラファン２個、モーター２０を１個の同軸交差の場合における静圧Ｈと流量Ｑとの関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示し、図１１は、直径８０ｍｍ、リング付きプロペラファン２個、モーター２０を１個の同軸交差の場合における静圧Ｈと流量Ｑとの関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示し、図１２は、直径８０ｍｍ、リング無しプロペラファン２個、モーター２０を２個の二軸反転の場合における静圧Ｈと流量Ｑとの関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示し、図１３は、直径８０ｍｍ、リング付きプロペラファン２個、モーター２０を２個の二軸反転の場合における静圧Ｈと流量Ｑとの関係を示すグラフとデータ表をそれぞれ上下に示したもので、何れの実験も気温２４．７度から２６．３度、湿度６２．２％から７３．２％、大気圧１００１．１ｈＰａから１０１２．６ｈＰａの範囲内で行っている。

　図８（図２（ａ））と図９（図２（ｂ））は、プロペラファン１０を単体で測定したもので、リング部１１の有無による比較をすると、最大静圧Ｈ、最大風量Ｑにそれほど大きな差は見られないものの、リング部１１無しの方が中間領域でやや静圧Ｈが落ち込んでおり、リング部１１有りの方が安定した特性を示している。

　図１０（図２（ｃ））と図１１（図２（ｂ））は、プロペラファン１０を同軸の二重交差で測定したもので、先ず、単体と比較して二重とした方が最大静圧Ｈ、最大風量Ｑ供に向上している。次に、リング部１１の有無による比較をすると、静圧Ｈについてはリング部１１無しの方が中間領域でやや落ち込んでおり、リング部１１有りの方が安定している。また、リング部１１有りの方が静圧Ｈは高く、リング部１１無しの方は風量Ｑが大きくなる特性といえる。

　図１２（図２（ｅ））と図１３（図２（ｆ））は、プロペラファン１０を二軸の二重反転で測定したもので、先ず、同軸の二重交差と比較して二重反転とした方が最大静圧Ｈ、最大風量Ｑ供に向上している。次に、リング部１１の有無による比較をすると、リング部１１無しの方が中間領域でやや落ち込んでおり、リング部１１有りの方が安定している。また、リング部１１有りの方が静圧Ｈは高く、リング部１１無しの方が風量Ｑが大きい特性である。これらは、二重反転とリング部１１が軸方向に風を送り出す整流効果によるものと考えられる

　上記測定の結果、二重プロペラファンとする構成と、該二重プロペラファンの各ブレード１２を繋ぐ環状のリング部１１を設ける構成とすることで、高い静圧Ｈが求められる空調服用のファンユニットとして適しているといる。

　本発明に係る空調服用リング付き二重プロペラファンユニットによれば、屋内外を問わず、熱中症対策が必要な作業従事者等の健康に資することから産業上利用可能性は高いと思料されるものである。

１　　空調服用リング付き二重プロペラファンユニット
１０　プロペラファン
１１　リング部
１２　ブレード
１３　第一プロペラファン
１４　第二プロペラファン
２０　モーター
２１　第一モーター
２２　第二モーター
３０　防塵用フィルター
４０　ケーシング
４１　係止部
４２　服はさみ部
４３　服のズレ防止吸込口
５０　第一ユニット
６０　第二ユニット
Ｈ　　静圧
Ｑ　　風量

Claims

空調服に用いられるファンユニットであって、
プロペラファン（１０）と、
モーター（２０）と、
防塵用フィルター（３０）と、
ケーシング（４０）から構成され、
前記プロペラファン（１０）を二重に配置するとともに、何れの前記プロペラファン（１０）を構成する複数のブレード（１２）の外縁を環状のリング部（１１）によって繋げていることにより、送風される空気流のガイドの役割を果たし、前記リング部（１１）の内側を流れる空気を回転軸の軸方向へ流れさせ高い静圧（Ｈ）を得るとともに、前記ブレード（１２）の先端部の変形を防止することを特徴する空調服用リング付き二重プロペラファンユニット（１）。
前記モーター（２０）の同一回転軸上に、前記リング部（１１）を有する第一プロペラファン（１３）と前記リング部（１１）を有する第二プロペラファン（１４）を備え、前記第一プロペラファン（１３）の前記ブレード（１２）と前記第二プロペラファン（１４）の前記ブレード（１２）が連続するように交差して配置していることを特徴とする同軸の二重プロペラファン形式による請求項１に記載の空調服用リング付き二重プロペラファンユニット（１）。
前記第一プロペラファン（１３）及び該第一プロペラファン（１３）を駆動する第一モーター（２１）からなる第一ユニット（５０）と、
前記第二プロペラファン（１４）及び該第二プロペラファン（１４）を駆動する第二モーター（２２）からなる第二ユニット（６０）とを有し、
前記第一プロペラファン（１３）と、前記第二プロペラファン（１４）の回転軸が同一直線上となるようにし、前記第一プロペラファン（１３）と、前記第二プロペラファン（１４）の回転方向が反転した二軸の二重反転プロペラファン形式により、異なる旋回方向の流れを相殺して回転軸方向へ直線的に送風し、高い静圧（Ｈ）を得ることを特徴とする請求項１に記載の空調服用リング付き二重プロペラファンユニット（１）。
前記ケーシング（４０）に、防塵用フィルター（３０）を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の空調服用リング付き二重プロペラファンユニット（１）。
前記ケーシング（４０）が、身体側の反対側底部から空気を吸い込み、身体側へ空気を吐き出すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の空調服用リング付き二重プロペラファンユニット（１）。
前記ケーシング（４０）が、底部側から空気を吸い込み、上部側へ空気を吐き出すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の空調服用リング付き二重プロペラファンユニット（１）。