JP2019065842A - 扇風機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風の抵抗を低減して、かつ、風の直進性を高めて、遠方まで風が届く扇風機を提供する。【解決手段】扇風機は、風を送風する軸流ファンと、軸流ファンの下流側に設けられたフロントガードと、フロントガードを内周側通風部と外周側通風部とに仕切る内側リング１０と、内側リング１０の外側に形成された外側リング１１を備える。内側リング１０の中央のガードマーク７と内側リング１０との間に軸流ファンの回転方向に向かって突出する内側整流板１２を備える。内側整流板１２は、軸流ファンの回転軸方向の上流側の第１端部Ｘ１から軸流ファンの回転方向に向かうように傾斜する内側整流板傾斜部１３を含む。内側リング１０と外側リング１１との間に外側整流板１４が形成され、外側整流板１４は、軸流ファンの回転軸方向の上流側の第２端部から軸流ファンの回転方向とは反対側の方向に向かうように傾斜する外側整流板傾斜部を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、居室内の天井や壁、床面等に設置されて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に関するものである。

従来この種の扇風機は、直進性の向上を目的としたものとして、例えば、特許文献１に記載されている構成が示されている。以下、その構成について、図５、６を参照しながら説明する。

図５は、従来の扇風機の構成を示す斜視図であり、図６は、軸流ファン１０１の下流側に設けられたフロントガード１０２の形状を示す斜視図である。図５に示すように、フロントガード１０２は、軸流ファン１０１から送風される風が通過する通風部１０３と、その外周に、リアガード１０４とフロントガード１０２とを位置決めして固定するためのガードリング１０５を有している。通風部１０３は、図６に示すように、フロントガード１０２の中央側からガードリング１０５に向かって伸びる整流板１０７が軸流ファン１０１の回転軸を軸対称として渦巻状に設けられている。そして整流板１０７のうち一部は、その中央側が軸流ファン１０１の回転軸方向の上流側に突出した形状となっている。

実用新案登録第３１９６８８４号

このような従来の扇風機のフロントガードでは、軸流ファンから送風された風を、整流板に沿わせて中央に集めて直進性を高めていた。しかしながら、上記構成では、軸流ファンの外周側の羽根近傍では、吹き出す方向の気流が発生する。軸流ファンの外周の羽根間では、吸い込む気流が発生しており、吸い込み流れに対する形状を考慮しておらず、整流板は、軸流ファンの外周側の吸い込み流れに対しては、抵抗になっていたため、軸流ファンの外周側での気流の流れが乱されて、気流の主流を拡散させてしまい、直進性を十分に得ることができない。そこで、本発明は、軸流ファンが吸い込む流れの抵抗を抑制し、直進性を向上させる扇風機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明のある態様の扇風機は、複数枚の羽根を有し回転により風を送風する軸流ファンと、軸流ファンの下流側に設けられたフロントガードと、フロントガードを内周側通風部と外周側通風部とに仕切る同心円で形成された内側リングと、内側リングの外側に同心円で形成された外側リングとを備え、内側リングの中央に円盤状のガードマークがあり、ガードマークと内側リングとの間に、軸流ファンの回転方向に向かって突出する円弧状の内側整流板を複数備え、内側整流板は、軸流ファンの回転軸方向の上流側の第１端部から軸流ファンの回転方向に向かうように傾斜している内側整流板傾斜部を含み、内側リングと外側リングとの間に複数の外側整流板が形成され、外側整流板は、軸流ファンの回転軸方向の上流側の第２端部から軸流ファンの回転方向とは反対側の方向に向かうように傾斜している外側整流板傾斜部を含むものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、軸流ファンの吸い込み流れの抵抗を抑制し、直進性を向上させる扇風機を提供できる。

図１は、本発明の実施の形態１の扇風機の斜視図である。 図２は、図１の扇風機の側面図である。 図３（ａ）は、図１におけるＡ部分の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面における形状を示す断面図である。 図４（ａ）は、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面における形状を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）におけるＤ−Ｄ’断面における形状を示す断面図である。 図５は、従来の扇風機の構成を示す斜視図である。 図６は、従来の扇風機のフロントガードの形状を示す斜視図である。

本発明に係る扇風機は、複数枚の羽根を有し回転により風を送風する軸流ファンと、軸流ファンの下流側に設けられたフロントガードと、フロントガードを内周側通風部と外周側通風部とに仕切る同心円で形成された内側リングと、内側リングの外側に同心円で形成された外側リングとを備え、内側リングの中央に円盤状のガードマークがあり、ガードマークと内側リングとの間に、軸流ファンの回転方向に向かって突出する円弧状の内側整流板を複数備え、内側整流板は、軸流ファンの回転軸方向の上流側の第１端部から軸流ファンの回転方向に向かうように傾斜している内側整流板傾斜部を含み、内側リングと外側リングの間に複数の外側整流板が形成され、外側整流板は、軸流ファンの回転軸方向の上流側の第２端部から軸流ファンの回転方向とは反対側の方向に向かうように傾斜している外側整流板傾斜部を含む。

これにより、内側整流板は、吹き出し流れに沿うように傾斜して、吹き出し流れによるフロントガードの抵抗を低減し、軸流ファンの回転方向に向かって突出する円弧状に形成されていることにより、吹き出し気流を中央へ集める。また、外側整流板は、羽根の外周側で発生する軸流ファンの回転方向に沿った吸い込み流れに沿うように傾斜しているため、吸い込み流れによるフロントガードの抵抗を低減することができ、軸流ファンの外周側での流れの乱れを低減する。これらの結果、本発明に係る扇風機は、軸流ファンの中央へ集めた吹き出し気流の拡散を抑制し、直進性を向上させることで、遠くまで送風することができる。

また、本発明に係る扇風機において、内側整流板は、軸流ファンの回転軸方向の下流側に設けられ、軸流ファンの回転軸方向に沿った内側整流板直線部を含み、内側整流板傾斜部は、軸流ファンの回転軸方向の下流側の第３端部において内側整流板直線部と連結されていることを特徴とする。この構成により、本発明に係る扇風機は、軸流ファンの回転により送風され、旋回成分を持った風が、内側整流板直線部で旋回成分を軸方向成分に変換されることで、直進性を向上させ遠くまで送風することができる。

また、本発明に係る扇風機において、内側整流板は、内側整流板傾斜部と内側整流板直線部とで構成される外周側の領域と、内側整流板直線部で構成される内周側の領域とを有していることを特徴とする。この構成により、本発明に係る扇風機は、フロントガードを正面から見たときのガードマークから内側整流板の所定の位置までの中心付近における通風面積を増やすことができ、ガードマーク近傍の中心付近における圧力損失を低減することができ、中央付近の風速を向上させ遠くまで送風することができる。

また、本発明に係る扇風機において、内側整流板傾斜部と内側整流板直線部とが成す内側整流板傾斜角の角度が最小となる位置は、内側リングの半径の中点よりも外周側の位置にあることを特徴とする。この構成により、本発明に係る扇風機は、軸流ファン外周側の旋回成分の速度が速い部分での流れが内側整流板に沿って流れることで、圧力損失を低減して風速を向上させることができ、遠くまで風を届かせることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明をする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る扇風機の斜視図であり、図２は、図１の扇風機の側面図である。

図１及び図２を用いて実施の形態１に係る扇風機１について説明する。扇風機１は、複数枚の羽根２を有した軸流ファン３と、軸流ファン３を回転させるためのモータ（図示せず）と、軸流ファン３の回転軸方向の上流側に設けられたモータを内包するモータハウジング４とで構成されている。

また、扇風機１は、リアガード５と、フロントガード６とを備える。リアガード５は、軸流ファン３を側面側および軸流ファン３の回転軸方向の上流側である背面側から覆い異物が軸流ファン３に接触しないように保護する。フロントガード６は、軸流ファン３の回転軸方向の下流側である正面側から覆い軸流ファン３に異物が接触しないように保護する。また、フロントガード６は、中央に円盤状のガードマーク７が設けられている。

また、フロントガード６は、ガードマーク７の外周側に軸流ファン３より送風される風が通過する内周側通風部８と、軸流ファン３の回転により、軸流ファン３の羽根２の外周側から軸流ファン３の回転方向に沿って誘引される風が通過する外周側通風部９とを備える。内周側通風部８と外周側通風部９とは、円環状に形成された内側リング１０によって仕切られている。内周側通風部８は、ガードマーク７と内側リング１０とに連結された複数の内側整流板１２によって区画された領域である。また、外周側通風部９の外周側に、円環状に形成された外側リング１１が備えられており、外周側通風部９は、内側リング１０と外側リング１１との間に連結された複数の外側整流板によって区画された領域である。また、フロントガード６は、外側リング１１によってリアガード５に固定されている。

図１に示すように、内側整流板１２は、ガードマーク７の側面と内側リング１０の内周側の側面とを連結するように複数配設されており、円盤状のガードマーク７の外側面から内側リング１０の内周側の側面に向かって放射するように形成されている。内周側通風部８は、隣接する内側整流板１２およびガードマーク７の側面、内側リング１０の内周側の側面とで区画された領域である。

さらに、軸流ファン３より送風された風を軸流ファン３の中心方向に集中させるようにするため、内側整流板１２は、軸流ファン３（羽根２）の回転方向に向かって突出する円弧状に形成されている。具体的には、内側整流板１２は、ガードマーク７の側面との連結部と、内側リング１０の内周側の側面との連結部とを結んだ直線に対して、その中央部分が軸流ファン３の回転方向に向かって突出するように形成されている。内側整流板１２は、詳しくは後述するが、図３（ｂ）に示すように、その内部に内側整流板傾斜部１３を設けている。内側整流板傾斜部１３は、軸流ファン３によって送風される風を低抵抗で通過させるように、内側整流板１２における軸流ファン３の回転軸方向の上流側の第１端部Ｘ１から軸流ファン３の回転方向に向かうように傾斜している。

図１に示すように、外側整流板１４は、内側リング１０の外周側の側面と外側リング１１の内周側の側面とを連結するように複数配設されており、内側リング１０の外周側の側面から外側リング１１の内周側の側面に向かって放射するように形成されている。外周側通風部９は、隣接する外側整流板１４および内側リング１０の外周側の側面、外側リング１１の内周側の側面とで区画された領域である。外側整流板１４は、詳しくは後述するが、図４（ａ）に示すように、外側整流板傾斜部１４ａを有する構成となっている。外側整流板傾斜部１４ａは、軸流ファン３の羽根２の外周側で発生する軸流ファン３（羽根２）の回転方向に沿った吸い込み気流が低抵抗で通風するように、外側整流板１４における軸流ファン３の回転軸方向の上流側の第２端部Ｙ１から軸流ファン３の回転方向とは反対側の方向に向かうように傾斜している。

本発明の実施の形態１に係る扇風機１によれば、内側整流板１２は、吹き出し流れに沿うように傾斜して、吹き出し流れによるフロントガード６の抵抗を低減し、軸流ファン３の回転方向に向かって突出する円弧状に形成されていることにより、吹き出し気流を軸流ファン３の中央へ集める。また、外側整流板１４は、軸流ファン３の羽根２の外周側で発生する軸流ファン３（羽根２）の回転方向に沿った吸い込み流れに沿うように傾斜しているため、吸い込み流れによるフロントガード６の抵抗を低減することができ、軸流ファン３の外周側での気流の乱れを低減する。これらの結果、扇風機１は、軸流ファン３の中央へ集めた吹き出し気流の拡散を抑制し、直進性を向上させることで、遠くまで送風することができる。

次に、フロントガード６を構成する内側整流板１２および外側整流板１４について説明する。

図３（ａ）は、図１におけるＡ部分の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面における形状を示す断面図である。また、図４（ａ）は、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面における形状を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）におけるＤ−Ｄ’断面における形状を示す断面図である。なお、各断面図は、軸流ファン３の回転軸を中心とした円筒面で内側整流板１２または外側整流板１４を切断したときの断面（軸流ファン３の外周側から内周側を見た断面）を平面状に展開した図である。また、各断面図には、軸流ファン３（羽根２）を同様に切断したときの断面も含めている。

図３（ａ）に示すように、内側整流板１２は、ガードマーク７の側面と内側リング１０の内周側の側面とを連結するように複数配設されており、ガードマーク７の外側面から内側リング１０の内周側の側面に向かって放射するように形成されている。また、内側整流板１２は、軸流ファン３の回転方向に向かって突出する円弧状に形成されている。さらに、外側整流板１４は、内側リング１０の外周側の側面と外側リング１１の内周側の側面とを連結するように複数配設されており、内側リング１０の外周側の側面から外側リング１１の内周側の側面に向かって放射するように形成されている。

図３（ｂ）に示すように、内側整流板１２は、軸流ファン３の回転軸方向の上流側の第１端部Ｘ１から軸流ファン３の回転方向に向かうように傾斜する内側整流板傾斜部１３を有する。また、内側整流板１２は、軸流ファン３の回転軸方向の下流側に設けられ、軸流ファン３の回転軸方向に沿った内側整流板直線部１５を有する。さらに、内側整流板傾斜部１３は、軸流ファン３の回転軸方向の下流側の第３端部Ｘ２において内側整流板直線部１５と連結されている。

図４（ａ）に示すように、外側整流板１４は、軸流ファン３の回転軸方向の上流側の第２端部Ｙ１から軸流ファン３の回転方向とは反対側の方向に向かうように傾斜する外側整流板傾斜部１４ａを有する。なお、本実施の形態では、外側整流板傾斜部１４ａは、軸流ファン３の回転軸方向の上流側の第２端部Ｙ１から軸流ファン３の回転軸方向の下流側の第４端部Ｙ２までの構成であり、外側整流板１４と同一の形状となっている。

図４（ｂ）に示すように、内側整流板１２は、軸流ファン３の中心近傍において、軸流ファン３の回転軸方向に沿った内側整流板直線部１５ａを有する。軸流ファン３の中心近傍には、内側整流板傾斜部１３は設けられていない。

軸流ファン３が、例えば、半径２５０ｍｍの場合、軸流ファン３の下流側直近の半径方向の風速分布で風速の最大が、半径１７０ｍｍの位置にあり、このとき最大風速の近傍では、旋回成分の速度が大きくなる。そこで、図３（ｂ）に示すように、内側整流板傾斜部１３を設けることで、最大風速における旋回成分が内側整流板１２の外周側の内側整流板傾斜部１３に沿って流れることになり、風の乱れを低減することができる。

軸流ファン３の下流側直近の半径方向の風速分布は、軸流ファン３の中心ほど周速が遅く、軸流ファン３の中心における旋回成分の速度も低下する。このため、内側整流板１２は、内側整流板傾斜部１３が軸流ファン３の中心近傍に設けられず、図４（ｂ）に示すように、内側整流板直線部１５ａのみで構成される。具体的には、内側整流板１２は、内側リング１０の半径が、例えば２１０ｍｍのとき、内側リング１０の中心から８８ｍｍの半径位置（内側リング１０の中心から内側リング１０の半径の約０．４２倍の位置）までは、内側整流板直線部１５ａのみで形成され、この８８ｍｍの半径位置から風速の速い外周側である内側リング１０までは、内側整流板傾斜部１３が追加形成されている。すなわち、内側整流板１２は、内側整流板直線部１５ａで構成される内周側の領域と、内側整流板傾斜部１３と内側整流板直線部１５とで構成される外周側の領域とを有している。これにより、内側整流板１２の構成によって、吹き出し流れに沿うように傾斜して、吹き出し流れによるフロントガード６の抵抗を低減することができる。

また、内側整流板１２は、図１および図３（ａ）に示すように、軸流ファン３の回転方向に向かって突出する円弧状に形成されていることにより、吹き出し気流を軸流ファン３の中心へ集中させることができ、風速を増加させて、遠くまで送風することが可能となる。

図４（ａ）に示すように、外側整流板１４は、羽根２の外周側で発生する軸流ファン３の回転方向に沿った吸い込み気流に沿うように傾斜している。これにより、吸い込み気流が外周側通風部９を通過する際の抵抗を低減することができ、吸い込み抵抗を低減し、軸流ファン３の外周側での気流の乱れを低減することができる。この結果、軸流ファン３の中央へ集めた吹き出し気流の拡散を抑制し、直進性を向上させることで、遠くまで風を届かせることができる。

軸流ファン３が回転することで送風しているため、旋回成分をもち、これが下流側に流れるに従い拡散して風速の直進性を悪化させる要因となっている。そこで、図３（ｂ）に示すように、内側整流板１２は、内側整流板傾斜部１３が形成されている箇所の下流側に軸流ファン３の回転軸と平行となる面で形成された内側整流板直線部１５を設けている。この内側整流板直線部１５によって、旋回成分を軸流ファン３の回転軸方向成分に変換することができるため、軸流ファン３の中央へ集めた吹き出し気流の拡散を抑制し、直進性を向上させることで、遠くまで風を届かせることができる。

軸流ファン３が、例えば、半径２５０ｍｍの場合、軸流ファン３の下流側直近における半径方向の風速分布で最大となる位置は、軸流ファン３の中心から１７０ｍｍの位置にある。このとき、最大風速が分布する軸流ファン３の中心から１７０ｍｍの位置の近傍では、旋回成分の速度が大きくなる。このため、内側整流板傾斜部１３と内側整流板直線部１５となす角、内側整流板傾斜角１６（図３（ｂ）を参照）を小さくすることで、風が内側整流板傾斜部１３に沿って流れるようになる。例えば、内側整流板傾斜部１３は、内側リング１０の中心から１４０ｍｍから１８９ｍｍの位置にある位置で内側整流板傾斜角１６が最小角度となるように形成されている。旋回成分が最大となる位置に内側整流板傾斜角１６を最小とすることで、風が内側整流板傾斜部１３に沿い、旋回成分の風の乱れによる抵抗を低減することができる。これにより、軸流ファン３外周側の周速度が速い部分での流れが内側整流板１２に沿って流れるので、圧力損失を低減して風速を向上させることができ、遠くまで風を届かせることができる。

本発明にかかる、扇風機は、軸流ファンが吸い込む流れの抵抗を抑制し、直進性を向上させることができるので、リビングや、会議室、食堂などの大空間の壁面に取り付けて多数の人が涼感を得るための扇風機として有用である。

１ 扇風機
２ 羽根
３ 軸流ファン
４ モータハウジング
５ リアガード
６ フロントガード
７ ガードマーク
８ 内周側通風部
９ 外周側通風部
１０ 内側リング
１１ 外側リング
１２ 内側整流板
１３ 内側整流板傾斜部
１４ 外側整流板
１４ａ 外側整流板傾斜部
１５ 内側整流板直線部
１５ａ 内側整流板直線部
１６ 内側整流板傾斜角

Claims (4)

1. 複数枚の羽根を有し回転により風を送風する軸流ファンと、前記軸流ファンの下流側に設けられたフロントガードと、前記フロントガードを内周側通風部と外周側通風部とに仕切る同心円で形成された内側リングと、前記内側リングの外側に同心円で形成された外側リングとを備え、
   前記内側リングの中央に円盤状のガードマークがあり、
   前記ガードマークと前記内側リングとの間に、前記軸流ファンの回転方向に向かって突出する円弧状の内側整流板を複数備え、
   前記内側整流板は、前記軸流ファンの回転軸方向の上流側の第１端部から前記軸流ファンの回転方向に向かうように傾斜している内側整流板傾斜部を含み、
   前記内側リングと前記外側リングとの間に複数の外側整流板が形成され、
   前記外側整流板は、前記軸流ファンの回転軸方向の上流側の第２端部から前記軸流ファンの回転方向とは反対側の方向に向かうように傾斜している外側整流板傾斜部を含むことを特徴とする扇風機。
2. 前記内側整流板は、前記軸流ファンの回転軸方向の下流側に設けられ、前記軸流ファンの回転軸方向に沿った内側整流板直線部を含み、
   前記内側整流板傾斜部は、前記軸流ファンの回転軸方向の下流側の第３端部において前記内側整流板直線部と連結されていることを特徴とする請求項１記載の扇風機。
3. 前記内側整流板は、前記内側整流板傾斜部と前記内側整流板直線部とで構成される外周側の領域と、前記内側整流板直線部で構成される内周側の領域とを有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の扇風機。
4. 前記内側整流板傾斜部と前記内側整流板直線部とが成す内側整流板傾斜角の最小となる角度は、前記内側リングの半径の中点よりも外周側の位置にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の扇風機。