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技術 送風装置および送風機能付空気清浄装置

出願人 パナソニック株式会社
発明者 小田一平
出願日 2016年6月21日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-122293
公開日 2017年12月28日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-227143
状態 特許登録済
技術分野 非容積形ポンプの構造 ジェットポンプ等のその他のポンプ
主要キーワード 球体面 全空気流 気流解析 送風機組立体 負圧領域 円環形 正多面体 送風機器
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年12月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できる送風装置を提供することを目的とする。

解決手段

送風装置として送風機能空気清浄装置11は、球形状の筐体12に空気を取り入れ吸込口13と、高圧空気を発生するための高圧空気発生手段17と、高圧空気を吹出すための球形状の筐体12を一方の側と他方の側に分割する環形状のノズル18を備え、筐体12の一方の側の表面にコアンダ面19を備え、ノズル18から吹出した空気をコアンダ面19に沿って収束させることで、羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できる。

概要

背景

従来、この種の送風装置は、羽根車モータ台座となる基部に内包して、基部上部に備えられた円環形状の送風部から床面と水平方向に吹出すようにして空気の循環及び空気の流れを生じさせる家庭用送風装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。

以下、その送風装置について図5および図6を参照しながら説明する。

図5には、送風機組立体100の正面視図を、図6には、送風機組立体100の要部断面図を示している。送風機組立体100は、中央開口部102を画定する環状ノズル101を有している。送風機組立体100の基部116内部には、環状ノズル101を通る空気流を生じさせる送風装置が配置されている。送風装置は、インペラ(羽根車)130が、モータハウジング126と共に配置されたモータ122から外方に延びる回転シャフトに連結され、ディフューザ132が、インペラ130の下流側に位置決めされている。モータ122は、図示しない電気接続部及び電源に接続され、複数個の選択ボタン120により、ユーザは、送風機組立体100を操作することができる。

上記構成で、送風機組立体100は、以下のように動作する。

ユーザが複数個の選択ボタン120の中から好みのボタンを選択してモータ122が起動されると、空気が空気入口124を介して送風機組立体100内に吸い込まれる。空気は、外側ケーシング118を通り、インペラ130の入口134まで流れる。ディフューザ132の出口136及びインペラ130の排気部を出た空気流は、内部通路110を通って互いに逆の方向に進む2つの空気流に分けられる。

空気流は、口112に入る際に絞られ、口112の出口144で更に絞られる。この絞りにより、環状ノズル101内に圧力が生じる。

このように作られた空気流は、絞りにより生じる圧力に打ち勝ち一次空気流として出口144を通って出る。一次空気流は、ガイド部分148の配置により、ユーザに向かって集中または集束して向けられる。二次空気流は、外部環境、特に出口144周りの領域及び環状ノズル101の外縁部周りからの空気の吸引によって生じる。この二次空気流は、中央開口部102を通り、ここで、一次空気流と混ざり合って送風機組立体100から前方に放出される全空気流が生じる。

概要

羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できる送風装置を提供することを目的とする。送風装置として送風機能空気清浄装置11は、球形状の筐体12に空気を取り入れ吸込口13と、高圧空気を発生するための高圧空気発生手段17と、高圧空気を吹出すための球形状の筐体12を一方の側と他方の側に分割する環形状のノズル18を備え、筐体12の一方の側の表面にコアンダ面19を備え、ノズル18から吹出した空気をコアンダ面19に沿って収束させることで、羽根車を内包することで接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できる。

目的

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、空気流の中心部にコア領域を形成し、直進性に優れ、遠方まで風速減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる送風装置、および送風機能付空気清浄装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

筐体の内部に空気を取り入れ吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とする送風装置。

請求項2

環形状と平行な一断面において、コアンダ面の外周の長さは、前記環形状の外周の長さより大きいことを特徴とする請求項1記載の送風装置。

請求項3

吸込口は、前記環形状によって分割された筐体の他方の側に備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の送風装置。

請求項4

コアンダ面は、半球体を含む曲面を有することを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の送風装置。

請求項5

請求項1乃至4いずれか一つに記載の送風装置において、吸込口に空気浄化フィルタを備えたことを特徴とする送風機能空気清浄装置

技術分野

0001

本発明は、居室内天井や壁、床面に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される扇風機などの送風装置、および送風装置内に取り込む空気を浄化し、浄化した空気を気流として吹出すことで室内の空気を浄化、および直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される送風機能空気清浄装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、この種の送風装置は、羽根車モータ台座となる基部に内包して、基部上部に備えられた円環形状の送風部から床面と水平方向に吹出すようにして空気の循環及び空気の流れを生じさせる家庭用送風装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。

0003

以下、その送風装置について図5および図6を参照しながら説明する。

0004

図5には、送風機組立体100の正面視図を、図6には、送風機組立体100の要部断面図を示している。送風機組立体100は、中央開口部102を画定する環状ノズル101を有している。送風機組立体100の基部116内部には、環状ノズル101を通る空気流を生じさせる送風装置が配置されている。送風装置は、インペラ(羽根車)130が、モータハウジング126と共に配置されたモータ122から外方に延びる回転シャフトに連結され、ディフューザ132が、インペラ130の下流側に位置決めされている。モータ122は、図示しない電気接続部及び電源に接続され、複数個の選択ボタン120により、ユーザは、送風機組立体100を操作することができる。

0005

上記構成で、送風機組立体100は、以下のように動作する。

0006

ユーザが複数個の選択ボタン120の中から好みのボタンを選択してモータ122が起動されると、空気が空気入口124を介して送風機組立体100内に吸い込まれる。空気は、外側ケーシング118を通り、インペラ130の入口134まで流れる。ディフューザ132の出口136及びインペラ130の排気部を出た空気流は、内部通路110を通って互いに逆の方向に進む2つの空気流に分けられる。

0007

空気流は、口112に入る際に絞られ、口112の出口144で更に絞られる。この絞りにより、環状ノズル101内に圧力が生じる。

0008

このように作られた空気流は、絞りにより生じる圧力に打ち勝ち一次空気流として出口144を通って出る。一次空気流は、ガイド部分148の配置により、ユーザに向かって集中または集束して向けられる。二次空気流は、外部環境、特に出口144周りの領域及び環状ノズル101の外縁部周りからの空気の吸引によって生じる。この二次空気流は、中央開口部102を通り、ここで、一次空気流と混ざり合って送風機組立体100から前方に放出される全空気流が生じる。

先行技術

0009

特開2010−077969号公報

発明が解決しようとする課題

0010

このような従来の送風装置では、二次空気流は出口周りの領域及び環状ノズルの外縁部周りからの空気の吸引によって生じるため、中央開口部の中心付近では二次空気流は環状ノズル近傍と比較して弱くなり、全空気流の中心部にコア領域(空気流がまとまった領域)を十分に形成できないという課題があった。

0011

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、空気流の中心部にコア領域を形成し、直進性に優れ、遠方まで風速減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる送風装置、および送風機能付空気清浄装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

そして、この目的を達成するために、本発明は、筐体の内部に空気を取り入れ吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とする送風装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

発明の効果

0013

本発明によれば、筐体の内部に空気を取り入れる吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とする送風装置としたことにより、空気流の中心部にコア領域を形成し、直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる送風装置、および送風機能付空気清浄装置を提供することを実現できる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の実施の形態1の送風機能付空気清浄装置の斜視図
同実施の形態1の送風装置の断面を示す構成図
同実施の形態1の送風装置の気流の流れを示す気流解析
本発明の実施の形態2の送風装置の斜視図
従来技術の一例を示す正面図
従来技術の一例を示す断面図

実施例

0015

本発明の請求項1に係わる送風装置は、筐体の内部に空気を取り入れる吸込口と、前記取り入れた空気を高圧空気に生成する高圧空気発生手段と、前記高圧空気を外部へ吹出す吹出口とを備えた送風装置であって、
前記吹出口は前記筐体の外側を一方の側と他方の側に分割する環形状を成し、
前記筐体の一方の側の表面にコアンダ面を備え、
前記吹出口から吹出した空気を前記コアンダ面に沿って収束させることを特徴とするものである。

0016

これにより、コンパクトな構成で、吹出口から吹出された高圧空気は、コアンダ面に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、環形状の吹出しによりコアンダ面の所定の場所で負圧領域が形成されるためコアンダ面に沿って流れる空気は負圧領域近傍で収束し、まとまった状態で空気流となるため、空気流の中心部にコア領域が形成されることにより直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく発生させることができる。ここで、高圧空気とは大気圧以上の空気を示すものとする。

0017

また、請求項2に係わる送風装置は、コアンダ面の外周の長さは、環形状と平行な一断面において、前記環形状の外周の長さより大きいことを特徴とするもので、コアンダ面の外周の長さが環形状の吹出口の外周の長さより大きいことで空気流の流れる方向からは吹出口が見えない構成となるため、使用者は空気流が穴のない物体から流れてくるように感じることができ、使用者に機械的でなく自然な風の印象を与えることができる。また、吹出口から吹出した環形状の高圧空気は、コアンダ面の外周の長さが最大となる箇所で環形状の吹出口の外周の長さより広がるため、周辺の空気との接触面積が大きくなり、効率よく周辺の空気を巻き込み空気流の風量を効率よく増幅することができる。

0018

また、請求項3に係わる送風装置は、吸込口は、前記環形状によって分割された筐体の他方の側に備えたことを特徴とするもので、吹出した空気が吸込口に再び吸込まれることを防ぐことができるため、効率よく空気流を生み出すことができる。

0019

また、請求項4に係わる送風装置は、コアンダ面は、半球体を含む曲面を有することを特徴とするもので、吹出口から吹出された高圧空気は、半球体の周方向から均一に半球体のコアンダ面に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、負圧領域近傍で収束する際に空気の乱れを少なくすることができ、効率よく空気をまとめて空気流となり流すことができるため、空気流は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。

0020

また、請求項5に係わる送風機能付空気清浄装置は、送風装置の吸込口に、空気浄化フィルタを備えたことを特徴とする送風機能付空気清浄装置とするもので、吸込口から取り込まれた空気は空気浄化フィルタにより浄化され吹出口から吹出されるため、使用者に浄化された空気を提供することができる。

0021

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

0022

(実施の形態1)
図1に斜視図を、図2に断面Aを示す構成図を、図3に気流の流れを示す気流解析図を示す。

0023

本実施の形態の送風装置として、送風機能付空気清浄装置11は、図1および図2に示すように球体の筐体12の内部に空気を取り入れる吸込口13と、吸込口13に装着し取り入れた空気を浄化する空気浄化フィルタ14と、取り入れた空気を高圧空気に生成する羽根車15と羽根車15を駆動するモータ16とで構成される高圧空気発生手段17と、高圧空気を外部へ吹出す吹出口としての環形状のノズル18で構成されている。高圧空気発生手段17は筐体12に内包されているものである。ここで、高圧空気とは大気圧以上の空気を示すものとする。

0024

ノズル18の位置は球体の筐体12の大円よりどちらかの側にずれて備えており、環形状のノズル18により球体の筐体12は一方の側と他方の側に分割され、大円を含む一方の側の球体面をコアンダ面19として備え、他方の側に吸込口13を備えている。

0025

このようにして、環形状と平行な一断面において、コアンダ面19の外周の長さは、環形状のノズル18の外周の長さより大きくなるようにしている。つまりコアンダ面19を備えた一方の側は、半球体を含む曲面を有し、球体において外周の長さが最大となる大円を含むこととなるので、環形状と平行な一断面において、外周の長さが環形状のノズル18の長さより大きいものとなる。ノズル18から吹出す風は、環形状のノズル18の長さより大きい外周方向へノズル18から空気を吹き出すことで、球体の表面に沿って空気を流すことができる。すなわち、球体の表面でコアンダ効果を発揮させることができる。

0026

空気浄化フィルタ14には、既知集塵フィルタ活性炭などの脱臭フィルタを用いることができる。この空気浄化フィルタ14を通過した空気は、ほこり花粉アレルギー物質などが取り除かれた浄化空気となり羽根車15に供給される。

0027

また、環形状とは、筐体12の外周を環状に囲む形状であって、円環に限定されるものではない。環になっていれば多角形曲線で構成された形状であってもよい。また環形状は、連続したものが望ましいが、ノズル18から吹出した空気がコアンダ面19に沿って収束する過程で、中心部にコア領域を形成させるもので、コア領域を形成させることができればリブなどにより部分的に途切れることがあっても問題はない。

0028

また、本実施の形態では羽根車15としてターボファンを用いたが、ノズル18から高圧空気を吹出せるものであれば、シロッコファンなど既知のファンを筐体12の内部に自由に配置しても問題はない。

0029

このような構成によれば、送風機能付空気清浄装置11が稼動すると、モータ16が駆動し、羽根車15が回転することにより、図2に示す内部流20のように、室内空気は、吸込口13から送風機能付空気清浄装置11内部に取り込まれ、空気浄化フィルタ14で埃やにおいなどの汚れを浄化された後、羽根車15を通過しノズル18に至る。ノズル18から吹出された高圧空気は、図3に気流の流れを示すように、コアンダ面19に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、環形状の吹出しによりコアンダ面19の一方の側の極付近で負圧領域41が形成されるため、コアンダ面19に沿って流れる空気は負圧領域41近傍で収束し、まとまった状態の空気流21となる。空気流21は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。ここで、負圧領域41とは気流の流れに囲まれた極付近の領域であり、気流の流れる領域と比較して圧力が低い箇所を示す。また、コア領域とはまとまった状態の空気流21の中心部分を示し、負圧領域41よりも筐体12表面から離れた場所に生じるものである。

0030

また、コアンダ面19の外周の最大の長さ(大円の外周長さ)は、環形状のノズル18の長さより大きく備えたことで、ノズル18から吹出した環形状の高圧空気は、コアンダ面19の外周の長さが最大となる箇所では環形状のノズルの外周の長さより広がるため、周辺の空気との接触面積が大きくなり、効率よく周辺の空気を巻き込み空気流の風量を効率よく増幅することができる。また、コアンダ面19の外周の長さが最大となる箇所が環形状のノズル18の外周の長さより大きいことで空気流の流れる下流方向から上流方向を見るとノズル18が見えない構成となるため、使用者は空気流が穴のない物体から流れてくるように感じることができ、使用者に機械的でなく自然な風の印象を与えることができる。また、
また、吸込口13は、筐体12の他方の側に備えているため、吹出した空気が吸込口13に再び吸込まれることを防ぐことができるため、効率よく空気流21を生み出すことができる。

0031

また、コアンダ面19は、半球体を含む曲面を有するため、ノズル18から吹出された高圧空気は、半球体の周方向から均一に半球体のコアンダ面19に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、負圧領域近傍で収束する際に空気の乱れを少なくすることができ、効率よく空気をまとめて空気流21となり流すことができるため、空気流21は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。

0032

また、高圧空気発生手段17を内包することで接触による不安感をなくしつつ、コンパクトな構成とすることができる。

0033

なお、本実施の形態では、空気浄化フィルタ14を備えた送風機能付空気清浄装置11の形態を説明したが、空気浄化フィルタ14は、送風装置とする場合は必須ではない。
(実施の形態2)
図4に送風装置31の斜視図を示す。なお、実施の形態1と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。送風装置31は図2と同様な本体構成である。筐体12は、二つの箱を備え、天面a32の面積が小さい第一の箱33の上に底面34の面積が大きな第二の箱35を積み上げた形状の椅子型形状で構成されており第二の箱35の天面b36に人間が座れる形状である。環形状のノズル18は第一の箱33の天面a32縁部に環状に備えられ、コアンダ面19は第二の箱35の側面が主要部として備えられている。つまりコアンダ面19の外周の長さが環形状のノズル18の外周の長さより大きい構成となっている。

0034

このような構成によれば、使用者が座っていない状態では吸込口13から吸い込まれた空気は、高圧空気としてノズル18から吹出され、コアンダ面19に沿って周辺の空気を誘引しながら流れ、環形状の吹出しにより天面b36付近で負圧領域が形成されるためコアンダ面19に沿って流れる空気は負圧領域近傍で収束し、まとまった状態で空気流21となるため、空気流21は中心部にコア領域が形成されるため直進性に優れ、遠方まで風速の減衰が少なく到達する気流を効率よく生み出すことができる。また、使用者が天面b36に座った際には、コアンダ面19に沿って流れる空気は、負圧領域に使用者がいるため、使用者の身体の表面を流れる気流となり、使用者に効率よく気流を送ることができる。また、高圧空気発生手段17は内包されているため羽根車15への接触による不安感をなくすことができる。

0035

また、本実施形態では筐体12を二つの箱としたが、筐体12の形状としては特にこれに限定されるものではなく、コアンダ面19の外周の長さが環形状のノズル18の外周の長さより大きい構成とできれば、多面体形状正多面体や切頂多面体)、円柱形状、多角柱形状有機的なフォルム形状など自由に選択することができる。

0036

本発明にかかる送風装置および送風機能付空気清浄装置は、羽根車を内包することで使用者の接触による不安感をなくしつつ、本体のコンパクト化を実現できるため、居室内の床、天井や壁に設置され、直接気流による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される各種送風機器等として有用である。

0037

11送風機能付空気清浄装置
12筐体
13吸込口
14空気浄化フィルタ
15羽根車
16モータ
17高圧空気発生手段
18ノズル
19コアンダ面
20 内部流
21空気流
31送風装置
32 天面a
33 第一の箱
34 底面
35 第二の箱
36 天面b
41負圧領域
100送風機組立体
101環状ノズル
102 中央開口部
110内部通路
112 口
116 基部
118外側ケーシング
120 選択ボタン
122 モータ
124空気入口
126モータハウジング
130インペラ
132ディフューザ
134 入口
136出口
144 出口
148 ガイド部分

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