JP2019148242A

JP2019148242A - 扇風機

Info

Publication number: JP2019148242A
Application number: JP2018034342A
Authority: JP
Inventors: 聖志橋野; Kiyoshi Hashino; 正宏重森; Masahiro Shigemori; 翔太吉川; Shota Yoshikawa
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-09-05

Abstract

【課題】従来の扇風機では、軸流ファンの中心付近に生じる渦によって風の直進性が阻害されていたため、渦の発生を抑制し風の直進性を向上させる扇風機を提供する。【解決手段】軸流ファンの下流側に取り付けられたフロントガードの中心部に、軸流ファンのハブ外径よりも小さいガードマークと前記ハブ外径よりも大きい径の中間リングを設ける。これらガードマークと中間リングの間に風を中心に誘導するリブを配置することによりガードマーク下流側領域に風を送風し負圧領域を軽減する。これにより中心付近に生じる渦が抑制され軸流ファンによる主流の減衰作用を軽減することができ、風の直進性を向上させる。【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。

従来のこの種の扇風機には、フロントガードに整流効果を持たせ送風性能を向上させるための形状として、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、図６を参照しながら説明する。

図５は従来の扇風機１０１の構成を示す斜視図であり、図６は、扇風機１０１の側面図である。図５に示すように、フロントガード１０３の中心部に形成されている円盤状のガードマーク１０５から放射状に複数の整流翼１０４が設置され、軸流ファン１０２を覆っている。このような扇風機１０１では、軸流ファン１０２から送風された風が、この整流翼１０４に沿って流れることで、下流側に向かって直進するように整流される。また、軸流ファン１０２に設けられた整流翼１０４による整流効果によって、フロントガード１０３を通過した風が直進性を有するように形成されている。

特願２００９−２０６５１０号公報

このような従来の整流翼付きフロントガード１０３では、軸流ファン１０２から送風された風が、フロントガード１０３を通過する際に整流翼１０４によって直進方向に整流されることで風の直進性向上を図っていた。また、このような従来の扇風機１０１では、ガードマーク１０５が軸流ファン１０２のハブ１０６及び軸流ファン１０２の中心軸付近の羽根と対向するように設けられているため、軸流ファン１０２の中心軸付近の羽根による送風気流は、ガードマーク１０５によって遮られる。よって、軸流ファン１０２によって送風された風は、ガードマーク１０５と対向する領域であるガードマーク１０５下流側には流れない構造となっている。したがって、軸流ファン１０２の羽根の外周側で発生する軸流ファン１０２の送風気流の主流が、送風気流が流れ込まず負圧となるガードマーク１０５下流側の領域に向かって流れ込みが生じ、ガードマーク１０５下流側の領域では、軸流ファン１０２の主流の送風方向に逆流するような渦１０７が発生する。この渦の影響によって、軸流ファン１０２の羽根の外周側で発生する軸流ファン１０２の送風気流の主流が減衰する。そこで、本発明は、ガードマーク１０５下流側の領域で生じる渦１０７を抑制することで軸流ファン１０２の送風気流の主流の速度の減衰作用を軽減し、送風気流の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、本発明は、複数の羽根を有し、モーターによる回転によって風を送風する軸流ファンと、前記軸流ファンの上流側に設けられたリアガードと、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を備えた扇風機において、前記フロントガードの中心に設けられた円盤状のガードマークと前記ガードマークの外周縁と前記フロントガードの外周縁との間に設けられた中間リングとを備え、一端が前記ガードマークの外周縁に連結され、他端が前記中間リングの内周縁に連結された円弧状のリブが複数形成されており、前記リブは、前記軸流ファンの回転方向の反対方向に向かって円弧の内周側が位置するように形成された円弧状であり、前記ガードマークの外径は、前記軸流ファンの複数の羽根の中央におけるハブの外径よりも小さく、中間リングの外径は、前記ハブの外径よりも大きくなるよう形成されており、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明の構成により、軸流ファンから送風された風がガードマーク下流側の領域に誘導されることで、ガードマーク下流側の負圧となる領域が低減する。したがって、送風気流の主流がガードマーク下流側への流れ込む風量が減少することで、ガードマーク下流側の渦の発生が抑制される。ガードマーク下流側の渦が抑制されることで、軸流ファンの主流に対する速度減衰が改善し、送風効率が向上する。

本発明の実施の形態１の斜視図実施の形態１の側面図フロントガードを上流側から見て、一部を透過させた正面図（ａ）ガードマーク付近を下流側正面から見た拡大図（ｂ）フロントガードの断面と軸流ファンの位置関係を側面側から見た図従来の整流翼つきフロントガードの斜視図従来の整流翼つきフロントガードの側面図

本発明の請求項１に係る扇風機は、複数の羽根を有し、モーターによる回転によって風を送風する軸流ファンと、前記軸流ファンの上流側に設けられたリアガードと、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を備えた扇風機において、前記フロントガードの中心に設けられた円盤状のガードマークと前記ガードマークの外周縁と前記フロントガードの外周縁との間に設けられた中間リングとを備え、一端が前記ガードマークの外周縁に連結され、他端が前記中間リングの内周縁に連結された円弧状の内周リブが複数形成されており、前記内周リブは、前記軸流ファンの回転方向の反対方向に向かって円弧の内周側が位置するように形成された円弧状であり、前記ガードマークの外径は、前記軸流ファンの複数の羽根の中央におけるハブの外径よりも小さく、中間リングの外径は、前記ハブの外径よりも大きくなるよう形成されている。

上記の構成により、中間リングの外径がハブの外径よりも大きいことから、ハブ近傍の羽根によって送風された風は、内周リブを通過する。内周リブは軸流ファンの回転方向の反対方向に向かって円弧の内周側が位置していることから、内周リブを通過した風は内周リブの形状に沿うように流れ、軸流ファンの中心軸側に誘導される。さらに、ガードマークの外径がハブ外径よりも小さいことから、内周リブによって中心軸側へ誘導された風は、ガードマーク下流側領域に送風される。

以上から、軸流ファンから送風された風がガードマーク下流側領域に誘導されることで、ガードマーク下流側領域に風が流れ込み負圧となる領域が低減する。したがって、送風気流の主流がガードマーク下流側領域に流れ込む風量が減少することで、ガードマーク下流側領域で発生する渦が抑制される。渦の発生が抑制されることにより、フロントガード通過後の中心軸付近の速度の低下が抑制される。中心軸付近で速度の低下が抑制されることにより、主流部と中心軸付近の速度差が小さくなり、粘性作用による速度の減衰が抑えられ、風の直進性が向上する。

また、請求項２に係る扇風機は、前記中間リングの外周縁と前記フロントガードの外縁との間に連結された複数の外周リブが設けられ、前記外周リブは、軸流ファンの翼弦長が最大となる最大幅広部に対向するよう形成されている。

軸流ファンの最大幅広部において昇圧される気流の量は、軸流ファンで昇圧される気流の量の分布において最も多くなる。また、軸流ファンの最大幅広部において昇圧される気流の速度は、軸流ファンによって送風される気流の速度分布において、最大値となる。請求項２記載の構成によれば、ハブ近傍の羽根によって送風された回転成分が大きい風は、内周リブを通過し、最大幅広部において昇圧された気流は外周リブを通過する。したがって、軸流ファンのハブ近傍の羽根によって送風された回転成分が大きい風は、内周リブによって軸流ファンの中心軸側へ誘導し、最大幅広部において昇圧された風速の速い気流は、外周リブによって誘導され、下流側に送風される。軸流ファンの位置によって、リブを適宜設け風向を制御することができる。

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、本発明に係る扇風機１の斜視図であり、図２は、本発明に係る扇風機１の側面図であり、図３は本発明に係る扇風機１のフロントガード７とその上流側に取り付けられている軸流ファン４を下流側から見て、フロントガード７の一部を透過させた正面図である。

図１、図２および図３について説明する。扇風機１は、中心部のハブ２に取り付いた複数枚の羽根３を有した軸流ファン４と、軸流ファン４を回転させるためのモーター（図示せず）と、軸流ファン４の上流側に設けられたモーターを内包するモーターハウジング５とで構成されている。

また、軸流ファン４を側面側および軸流ファン４の上流側である背面側を覆い、異物が軸流ファン４に接触しないように保護する金属製または樹脂製の線材で形成されたリアガード６と、軸流ファン４の下流側である正面側から覆い軸流ファン４に異物が接触しないように保護する金属製または樹脂製の線材で形成されたフロントガード７を備えており、フロントガード７は、中央に円盤状のガードマーク８が設けられており、ガードマーク８とフロントガード７の外周縁１２との間に中間リング９が設けられており、中間リング９と外周縁１２との間に外周リブ１１が設けられている。ガードマーク８と中間リング９との間には、軸流ファン４の回転方向とは反対方向に弧の内側が位置するように形成された複数の円弧状の内周リブ１０が配置されている。

図３はフロントガード７とその上流側に取り付けられている軸流ファン４を下流側から見て、フロントガード７の一部を透過させた正面図を示しており、軸流ファン４の中心部に取り付いているハブ２の外径よりもガードマーク８の外径のほうが小さく、軸流ファン４のハブ２の外径よりも中間リング９の外径のほうが大きい構成となっている。

図４（ａ）、（ｂ）は、軸流ファン４のハブ２近傍の羽根によって送風された気流が、内周リブ１０によって軸流ファン４の中心軸側に誘導され、渦が抑制されるメカニズムを図示したものである。図４（ａ）はフロントガード７のガードマーク８付近を拡大した図である。軸流ファン４のハブ２の外径よりも中間リング９の外径のほうが大きいことから、軸流ファン４のハブ２近傍の羽根によって送風された風は、内周リブ１０を通過する。内周リブ１０を通過した風は、図中の矢印の中心軸側へ誘導される気流１４のように内周リブ１０の形状に沿うように流れることで中心軸側へ誘導される。図４（ｂ）は、フロントガード７と軸流ファン４を側面側から見た断面図である。内周リブ１０を通過した風は、図中の矢印のガードマーク下流側領域へ流れ込む気流１５のように中心軸側に誘導され、ガードマーク８の下流側領域に風が流れ込む。このようにガードマーク８の下流側領域に風が流れ込むことによって負圧となる領域が低減する。したがって、ガードマーク８の下流側領域の負圧となる領域が低減することで、軸流ファン４によって送風された風の主流が、ガードマーク８に流れ込む風量が減少し、ガードマーク８下流側領域で発生する渦が抑制される。渦の発生が抑制されることにより、フロントガード７通過後の中心軸付近の速度の低下が抑制され効率良く送風することができる。

また、中間リング９とフロントガード７の外周縁１２との間には外周リブ１１が形成されており、内周リブ１０の曲率は外周リブ１１に比べて大きく構成されている。ハブ２付近の羽根による気流は回転成分が大きく、遠心力を受けて外周側へ吹きだされるため、内周リブ１０の曲率を大きく構成することで外周方向への拡散を抑え、より効果的に中心軸方向へ風を誘導することができる。

また、外周リブ１１は軸流ファン４に取り付いている羽根３の翼弦長が最大となる最大幅広部１３に対向するように設けられている。軸流ファン４から送風される風は軸流ファン４の羽根部を通過することにより昇圧される。軸流ファン４の最大幅広部において昇圧される気流の量は、軸流ファン４で昇圧される気流の量の分布において最も多くなる。また、軸流ファン４の最大幅広部１３において昇圧される気流の速度は、軸流ファン４によって送風される気流の速度分布において、最大値となる。最大幅広部１３において昇圧された速度の速い気流は、外周リブ１１を通過する。外周リブ１１は、内周リブ１０よりも曲率が小さいため、最大幅広部１３において昇圧された速度の速い気流は、軸流ファン４のハブ２近傍の羽根によって送風された気流よりも軸流ファン４の中心軸に対して平行な方向へ吹き出される。したがって、最大幅広部１３において昇圧された風量、風速が最大となる気流は、軸流ファン４の中心軸に対して平行な方向に送風することができ、送風効率を向上させることができる。

本発明に係る扇風機は、軸流ファンから送風される風の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ハブ
３羽根
４軸流ファン
５モーターハウジング
６リアガード
７フロントガード
８ガードマーク
９中間リング
１０内周リブ
１１外周リブ
１２外周縁
１３最大幅広部
１４中心軸側へ誘導される気流
１５ガードマーク下流側領域へ流れ込む気流
１０１扇風機
１０２軸流ファン
１０３フロントガード
１０４整流翼
１０５ガードマーク
１０６ハブ
１０７渦

Claims

複数の羽根を有し、モーターによる回転によって風を送風する軸流ファンと、前記軸流ファンの上流側に設けられたリアガードと、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を備えた扇風機において、前記フロントガードの中心に設けられた円盤状のガードマークと前記ガードマークの外周縁と前記フロントガードの外周縁との間に設けられた中間リングとを備え、一端が前記ガードマークの外周縁に連結され、他端が前記中間リングの内周縁に連結された円弧状のリブが複数形成されており、前記リブは、前記軸流ファンの回転方向の反対方向に向かって円弧の内周側が位置するように形成された円弧状であり、前記ガードマークの外径は、前記軸流ファンの複数の羽根の中央におけるハブの外径よりも小さく、中間リングの外径は、前記ハブの外径よりも大きいことを特徴とする扇風機。
前記中間リングの外周縁と前記フロントガードの外縁との間に連結された複数の外周リブが設けられ、前記外周リブは、軸流ファンの翼弦長が最大となる最大幅広部に対向するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の扇風機。