JP4769988B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本発明は、送風器具に関する。特に、本発明は、部屋、オフィス又は他の家庭環境において空気の循環及び空気の流れを生じさせる家庭用送風機、例えば卓上送風機に関するが、これには限定されない。

多くの形式の家庭用送風機が知られている。従来型扇風機は、軸線回りに回転可能に設けられた単一の組をなす羽根又は翼と、この軸線回りに設けられていて、かかる組をなす羽根を回転させる駆動装置とを有するのが通例である。家庭用扇風機は、種々のサイズ及び直径で入手でき、例えば、天井扇風機は、直径が少なくとも１ｍの場合があり、通常、天井から吊り下げられた状態で取り付けられると共に空気の下向きの流れを生じさせると共に部屋全体の冷却を可能にするよう位置決めされている。

他方、卓上扇風機は、直径が約３０ｃｍである場合が多く、通常、自立型且つ携帯型である。標準型卓上扇風機の構成では、単一の組をなす羽根は、ユーザの近くに位置決めされ、扇風機羽根の回転により、部屋の中に又は部屋の一部及びユーザに向かって空気の前向きの流れが生じる。他形式の扇風機は、床に取付け可能であり又は壁に設置できる。空気の移動及び循環により、いわゆる「風冷（wind chill）」又はそよ風が生じ、その結果、ユーザは、熱が対流及び蒸発により消散するのにつれて冷却効果を受ける。米国意匠特許第１０３，４７６号及び米国特許第１，７６７，０６０号明細書に開示されたような扇風機は、机又はテーブル上に立てて置くのに適している。米国特許第１，７６７，０６０号明細書は、２つ又は３つ以上の先行技術の扇風機と同等の空気循環をもたらすことを目的とする首振り機能を備えた卓上扇風機を記載している。

この種の装置の欠点は、扇風機の回転羽根により生じる空気流の前に向いた流れが、ユーザにとって一様には感じられないということにある。これは、扇風機の羽根表面又は外方に向いた表面全体のばらつきに起因している。不均一な又は「絶えず変わる、不規則な」空気流は、空気の一連のパルス又はブラストとして感じられる場合がある。羽根表面全体における又は他の扇風機の表面全体におけるばらつきは、製品ごとに様々であり、それどころか扇風機ごとでも様々な場合がある。

家庭環境では、電気器具は、スペースの制約により、できるだけ小型で且つコンパクトであることが望ましい。部品が電気器具から突き出ること又はユーザが扇風機の可動部品、例えば羽根に触れることができるようになっていることは望ましくない。装置の中には、ユーザが扇風機の可動部品で怪我することのないよう保護する羽根周りの安全構造、例えばケージ又はシュラウドを有しているものがある。米国意匠特許第１０３，４７６号は、羽根の周りに設けられた一種のケージ（かご）を記載しているが、ケージ入り羽根部品は、クリーニングが困難である。

他形式の扇風機又は循環機が、米国特許第２，４８８，４６７号明細書、同第２，４３３，７９５号明細書及び日本国特開昭５６−１６７８９７号公報に記載されている。米国特許第２，４３３，７９５号明細書の扇風機は、扇風機羽根に代えて、回転シュラウドに設けられた螺旋スロットを有している。米国特許第２，４８８，４６７号明細書に開示されたサーキュレータ型扇風機は、一連のノズルから空気流を放出し、モータと、空気流を生じさせる送風機又はファンとを収納した大型基部を有している。

米国意匠特許第１０３，４７６号 米国特許第１，７６７，０６０号明細書 米国特許第２，４８８，４６７号明細書 米国特許第２，４３３，７９５号明細書 日本国特開昭５６−１６７８９７号公報

例えば上述したような扇風機をユーザに近接して配置することは、いつでも可能であるというわけではない。というのは、形状及び構造が嵩張っているということは、扇風機がユーザの作業空間領域のうちの相当な量を占めるということを意味しているからである。机上に配置され又はこれに近接して配置される扇風機の特定の場合、扇風機本体又は基部は、事務処理、コンピュータ又は他のオフィス機器に利用可能な領域を減少させる。複数の電気器具が、接続が容易であるように且つ運転経費を減少させるために電源箇所に近接して且つ他の電気器具に密接した状態で同一の領域に配置されなければならない場合が多い

机に配置された扇風機の形状及び構造は、ユーザに利用可能な作業領域を減少させるだけでなく、自然な光（又は人工源からの光）が机上領域に達するのを阻止する場合がある。細かい作業及び読書のためには机上領域が十分に明るく照明されることが望ましい。加うるに、十分に明るく照明された領域は、光レベルが減少した状態で作業を行う期間が長時間にわたることに起因する場合のある目の酷使及び関連ある健康上の問題を減少させることができる。

本発明は、先行技術の欠点を解決する改良型送風機組立体を提供することを目的としている。

本発明の第１の観点は、空気の流れを生じさせる羽根なし送風機組立体であって、送風機組立体は、ノズルと、ノズルを通る空気流を生じさせる手段とを有し、ノズルは、空気流を受け入れる内部通路と、空気流を放出するとともにノズルの向かい合う表面によって構成される口と、ノズルの向かい合った表面を間隔保持するスペーサ手段とを有し、ノズルは、口から放出された空気流により空気を送風機組立体の外部から引き込む開口部を構成することを特徴とする送風機組立体を提供する。

有利には、この構成により、羽根付き扇風機を必要とすることなく、空気の流れが生じると共に冷却効果が得られる。送風機組立体により生じる空気流は、乱流が少なく且つ他の先行技術の装置により提供される空気流プロフィールよりも直線状の空気流プロフィールを備えた空気流であるという利点を有する。これは、空気流を受けるユーザの快適さを向上させることができる。

有利には、ノズルの向かい合った表面を間隔保持するスペーサ手段の使用により、空気流の滑らかで一様な出力をユーザの居る場所に向かって差し向けることができ、この場合、ユーザは、「不規則な」流れを感じることはない。送風機組立体のスペーサ手段は、送風機組立体のノズルの、信頼性が高く且つ再現性のある製造を可能にする。このことは、ユーザは、製品の経年劣化に起因する経時的な空気流の強度の変化又は製造上のばらつきに起因した１つの扇風機組立体と別の扇風機組立体のばらつきを経験するはずがないということを意味している。本発明は、先行技術の扇風機により生じる空気流と比較して、方向性があると共に集中性がある適当な冷却効果をもたらす送風機組立体を提供する。

送風機、特に好ましい実施形態の送風機に係る以下の説明では、「羽根なし」という用語は、羽根を用いないで空気流を送風機組立体から前方に放出し又は送り出す装置を説明するために用いられる。この定義により、羽根なし送風機組立体は、空気流をユーザに適した方向で解放し又は放出する、羽根又は翼が設けられていない出力領域又は放出ゾーンを有するものであると考えることができる。羽根なし送風機組立体には、種々の源又は発生手段、例えば各種ポンプ、各種発生器、各種モータ、例えばモータロータ及び空気流を発生させる羽根付きインペラのような回転装置を含む他の各種流体輸送装置からの一次空気源を供給することができる。モータにより生じる空気の供給により、空気の流れは、送風機組立体の外部の室内空間又は環境から内部通路を通ってノズルに流れ、次に、口から流れ出る。

それ故、送風機組立体を羽根なしとして記載することは、動力源及び例えば補助送風機機能に必要なコンポーネント、例えばモータの記載にまで及ぶものではない。補助送風機機能の例としては、扇風機の照明、調節及び首振りが挙げられる。

好ましい実施形態では、ノズルは、開口部を構成するよう軸線回りに延び、スペーサ手段は、軸線回りに角度間隔を置き、好ましくは軸線回りに等角度間隔を置いた複数のスペーサから成る。

好ましい実施形態では、ノズルは、軸線回りに実質的に円筒形に延びている。これにより、送風機組立体のノズルにより画定された開口部の周り全体から出力される空気流を案内すると共に差し向ける領域が形成される。加うるに、円筒形の配置により、整然とした一様に見えるノズルを備えた組立体が形成される。スッキリとまとめられた設計が望ましく、これはユーザ又は顧客にアピールする。送風機組立体の好ましい特徴及び寸法の結果として、コンパクトな構成が得られる一方で、ユーザを冷やすのに適した量の空気流が送風機組立体から生じる。

好ましくは、ノズルは、軸線の方向に少なくとも５ｃｍの距離だけ延びる。好ましくは、ノズルは、軸線回りに３０ｃｍ〜１８０ｃｍの距離だけ延びる。これにより、例えば机で作業しているユーザの上半身及び顔面を冷却するのに適している種々の出力領域及び開口サイズの範囲にわたって空気の放出のためのオプションが得られる。

ノズルは、好ましくは、内側ケーシングセクション及び外側ケーシングセクションを有し、これら内側及び外側ケーシングセクションは、内部通路、口及び開口部を構成する。各ケーシングセクションは、複数のコンポーネントで構成できるが、好ましい実施形態では、これらセクションの各々は、単一の環状部品で作られる。

好ましい実施形態では、スペーサ手段は、ノズルの向かい合った表面のうちの一方に取り付けられ、好ましくはこれと一体である。有利には、スペーサ手段とこの表面の一体構造により、製造される別個の部品数を減少させることができ、それにより部品製造及び部品組み立てのプロセスが単純化され、それにより、送風機組立体のコスト及び複雑さが減少する。スペーサ手段は、好ましくは、ノズルの向かい合った表面のうちの他方に接触するよう配置される。

スペーサ手段は、好ましくは、ノズルの向かい合った表面間に設定された距離を維持するよう配置される。この距離は、好ましくは、０．５〜５ｍｍである。好ましくは、ノズルの向かい合った表面のうちの一方は、向かい合った表面のうちの他方に向かって付勢され、したがって、スペーサ手段は、ノズルの向かい合った表面間に設定された距離を維持するようこれら向かい合った表面を離間保持するのに役立つ。これは、スペーサ手段が向かい合った表面のうちの他方に係合するのを保証することができ、かくして向かい合った表面間の所望の間隔が達成されるのを保証することができる。スペーサ手段は、向かい合った表面の所望の間隔を設定するのにそれ以上の支持体又は位置決め部材を必要とすることなく、ノズルの向かい合った表面を所望通りに離間保持できる任意適当な位置に配置できると共に方向付けられることができる。好ましくは、スペーサ手段は、複数のスペーサから成り、これらスペーサは、好ましくは、開口部の周りに離間保持される。この構成により、複数のスペーサのうちの各々は、向かい合った表面のうちの他方に係合して、各スペーサと向かい合った表面のうちの他方との間に接触箇所が生じるようになる。スペーサの好ましい数は、５〜５０である。

上述した本発明の送風機組立体では、ノズルは、口に隣接して配置されたコアンダ面を有するのが良く、口は、空気流をこのコアンダ面上に差し向けるよう配置されている。コアンダ面は、表面に近接して位置する出力オリフィスを出た流体の流れがコアンダ効果を示す既知形式の表面である。流体は、表面上をこれに沿って密接し、ほぼ「くっついて」又は「貼りついて」流れようとする。コアンダ効果は、一次空気の流れをコアンダ面上に差し向ける、既に証明されて実証された同伴方法である。コアンダ面の特徴及びコアンダ面上の流体の流れの効果に関する説明は、レバ（Reba）著，「サイエンティフィック・アメリカン（Scientific American）」，第２１４巻，１９６３年６月，ｐ．８４〜９２の記事に見られる。コアンダ面の使用により、送風機組立体の外部からの空気は、コアンダ面上でこれに沿って差し向けられた空気流により開口部を通って引き込まれる。

好ましい実施形態では、空気流は、送風機組立体のノズルを通って作られる。以下の説明において、この空気流を一次空気流と称する。一次空気流は、口を通ってノズルから出て、好ましくはコアンダ面上をこれに沿って流れる。一次空気流は、ノズルの口の周りの空気を同伴し、これは、一次空気流と同伴空気の両方をユーザに送る空気増量手段（air amplifier）としての役目を果たす。本明細書においては、同伴空気を二次空気流と称する。二次空気流は、ノズルの口を包囲した室内空間、領域又は外部環境から引き込まれると共に、移動（displacement）により送風機組立体の周りの他の領域から引き込まれる。コアンダ面上に差し向けられた一次空気流と空気増量手段により同伴された二次空気流との組み合わせにより、ノズルにより画定された開口部からユーザに向かって前方に放出され又は送り出される全空気流が得られる。全空気流は、送風機組立体が冷却に適した空気の流れを生じさせるのに十分である。

好ましくは、ノズルは、ループを構成している。ノズルの形状は、羽根付き扇風機のためのスペースを取るための要件によっては制約されない。好ましい実施形態では、ノズルは、環状である。環状ノズルを提供することによって、送風機は、潜在的に、広い領域に及ぶことができる。別の好ましい実施形態では、ノズルは、少なくとも部分的に円形である。この構成により、送風機について種々の設計上のオプションを得ることができ、ユーザ又は顧客にとって利用可能な選択肢が増える。さらに、ノズルを一体品として製造することができ、送風機組立体の複雑さが減少し、それにより製造費が減少する。

好ましい構成では、ノズルは、内部通路及び口を画定する少なくとも１つの壁を有し、少なくとも１つの壁は、口を画定する対向した表面を有する。好ましくは、口は、出口を有し、口の出口における対向した表面間の間隔は、０．５〜１０ｍｍである。この構成により、ノズルは、一次空気流を表面上でこれに沿って案内すると共に、ユーザに到達する比較的均一な又は均一に近い全空気流を提供する、所望の流れ特性を有することができる。

好ましい送風機組立体では、ノズルを通る空気流を生じさせる手段は、モータにより駆動されるインペラを含む。この構成により、効果的な空気流の発生方式を備えた送風機組立体を提供することができる。より好ましくは、空気流を発生させる手段は、ＤＣブラシレスモータ及び混流インペラを含む。これにより、伝統的なモータで用いられるモータブラシに起因する摩擦損失を減少させることができると共に伝統的なブラシ型モータで用いられるモータブラシに起因するカーボンデブリの発生を回避することができる。カーボンデブリ及び排出物質を減少させることは、クリーンな又は汚染物質に敏感な環境、例えば病院又はアレルギーのある人々の周囲において有利である。一般に羽根付き扇風機で用いられる誘導モータも又、ブラシを備えていないが、ＤＣブラシレスモータは、誘導モータよりも非常に広い作動速度範囲を提供することができる。

ノズルを通る空気流を生じさせる手段は、好ましくは、送風機組立体の基部に設けられる。ノズルは、好ましくは、基部に取り付けられる。

本発明は、第２の観点において、空気流を生じさせる送風機組立体、好ましくは羽根なし送風機組立体用のノズルであって、ノズルは、空気流を受け入れる内部通路と、空気流を放出するよう通す口とを有し、口は、ノズルの向かい合った表面により画定され、ノズルは、ノズルの向かい合った表面を離間保持するスペーサ手段を更に有し、ノズルは、口から放出された空気流により空気を送風機組立体の外部から引き込むようにする開口部を構成することを特徴とするノズルを提供する。

好ましくは、ノズルは、口に隣接して設けられたコアンダ面を有し、口は、空気流をコアンダ面上にこれに沿って差し向けるよう配置される。好ましい実施形態では、ノズルは、コアンダ面の下流側に設けられたディフューザを有する。ディフューザは、放出された空気流をユーザの居るところに差し向ける一方で、ユーザが「不規則の」流れを感じることなく、滑らかで一様な出力を維持し、適当な冷却効果を生じさせる。

本発明は又、上述のノズルを有する送風機組立体を提供する。

ノズルは、送風機組立体の基部又は他の部分に対して回転可能又は旋回可能であるのが良い。これにより、ノズルを必要に応じてユーザに向かって差し向け又はユーザから遠ざけて差し向けることができる。送風機組立体は、机設置型、床設置型、壁設置型又は天井設置型であるのが良い。このことは、ユーザが冷却作用を受ける部屋の部分を広げることができる。

本発明の第１の観点と関連して上述した特徴は、本発明の第２の観点に同様に適用可能であり、又この逆の関係も成り立つ。

次に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

送風機組立体の正面図である。 図１の送風機組立体の一部の斜視図である。 Ａ−Ａ線に沿って取った図１の送風機組立体の部分の側面断面図である。 図１の送風機組立体の一部の拡大側面断面詳細図である。 図１の送風機組立体の一部分の拡大側面断面詳細図として示された変形構成例を示す図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿って取ると共に図３の方向Ｆから見た送風機組立体の断面図である。

図１は、送風機組立体１００の一例をその正面から見た状態で示している。送風機組立体１００は、中央開口部２を画定している環状ノズル１を有している。図２及び図３も又参照すると、ノズル１は、内部通路１０と、口１２と、口１２に隣接して位置するコアンダ面１４と、を有している。コアンダ面１４は、口１２から出てコアンダ面１４上に差し向けられる一次空気流がコアンダ効果によって増量されるよう構成されている。ノズル１は、外側ケーシング１８を備えた基部１６に連結されると共にこれによって支持されている。基部１６は、外側ケーシング１８を通ってアクセス可能な複数個の選択ボタン２０を有し、かかる選択ボタンにより、送風機組立体１００を作動させることができる。送風機組立体は、図１及び図３に示されている高さＨ、幅Ｗ及び深さＤを有している。ノズル１は、軸線Ｘに実質的に直角に延びるよう配置されている。送風機組立体の高さＨは、軸線Ｘに垂直であり、ノズル１から見て遠くに位置する基部１６の端から基部１６から見て遠くに位置するノズル１の端まで延びている。この実施形態では、送風機組立体１００は、約５３０ｍｍの高さＨを有するが、送風機組立体１００は、任意所望の高さを有することができる。基部１６及びノズル１は、高さＨに垂直であり且つ軸線Ｘに垂直な幅Ｗを有している。基部１６の幅は、図１にＷ１と表示された状態で示され、ノズル１の幅は、Ｗ２と表示された状態で示されている。基部１６及びノズル１は、軸線Ｘの方向に深さを有している。基部１６の深さは、図３にＤ１と表示されて示され、ノズル１の深さは、Ｄ２と表示されて示されている。

図３、図４、図５及び図６は、送風機組立体１００の別の特定の細部を示している。ノズル１を通る空気流を生じさせるモータ２２が、基部１６の内部に設置されている。基部１６は、外側ケーシング１８に形成された空気入口２４ａ，２４ｂを更に有しており、これらの空気入口２４ａ，２４ｂを通って空気が基部１６内に引き込まれる。また、モータ２２のためのモータハウジング２８が、基部１６の内部に配置されている。モータ２２は、モータハウジング２８によって支持されると共に、基部１６内に固定位置に保持され又は固定されている。

図示の実施形態では、モータ２２は、ＤＣブラシレスモータである。インペラ（羽根車）３０が、モータ２２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３２が、インペラ３０の下流側に位置決めされている。ディフューザ３２は、螺旋羽根を備えた固定状態且つ静止状態のディスクを有している。

インペラ３０への入口３４が、基部１６の外側ケーシング１８に形成された空気入口２４ａ、２４ｂと連通している。ディフューザ３２の出口３６及びインペラ３０排気部は、インペラ３０からノズル１の内部通路１０への空気流を確立するために、基部１６の内部に配置された中空通路部分又はダクトと連通している。モータ２２は、電気接続部及び電源に接続され、コントローラ（図示せず）によって制御される。コントローラと複数個の選択ボタン２０との間の連絡により、ユーザは、送風機組立体１００を作動させることができる。

次に、図３、図４及び図５を参照してノズル１の特徴について説明する。ノズル１の形状は、環状である。この実施形態では、ノズル１の直径は、約３５０ｍｍであるが、ノズルは、任意所望の直径、例えば約３００ｍｍの直径を有しても良い。内部通路１０は、環状であり、この内部通路は、ノズル１内の連続ループ又はダクトとして形成されている。ノズル１は、内部通路１０及び口１２を画定する壁３８を有する。図示の実施形態では、壁３８は、互いに連結された２つの湾曲した壁部分３８ａ，３８ｂから成り、以下、これら壁部分をひとまとめに壁３８と称する。壁３８は、内面３９及び外面４０を有する。図示の実施形態では、壁３８は、内面３９と外面４０が互いに近づいて部分的に対面し又はオーバーラップするように、ループ形状又は折り畳み形状をなして配置されている。内面３９と外面４０の向かい合った部分は、口１２を構成している。口１２は、軸線Ｘ回りに延び、この口は、出口４４に向かって狭まるテーパ付き領域４２を有している。

壁３８は、予荷重により応力を受けると共に張力下に保持され、その結果、内面３９と外面４０の向かい合った部分のうちの一方が他方に向かって付勢され、好ましい実施形態では、外面４０が内面３９に向かって付勢されるようになっている。内面３９と外面４０のこれら向かい合った部分は、スペーサ手段によって離間保持されている。図示の実施形態では、スペーサ手段は、複数のスペーサ２６から成り、これらスペーサは、好ましくは、軸線Ｘ回りに等角度間隔を置いて設けられている。スペーサ２６は、好ましくは、壁３８と一体であり、好ましくは、外面４０に接触して口１２の出口４４において内面３９と外面４０の向かい合った部分間に軸線Ｘ回りの実質的に一定の間隔を維持するように、壁３８の内面３９に設けられている。

図４及び図５は、スペーサ２６の２つの変形構成例を示している。図４に示されているスペーサ２６は、各々が内縁２６４及び外縁２６６を備えた複数のフィンガ又はアーム２６０から成っている。各フィンガ２６０は、壁３８の内面３９と外面４０の向かい合った部分間に配置されている。各フィンガ２６０は、その内縁２６４が壁３８の内面３９に固定されている。アーム２６０の一部分は、出口４４を越えて延びている。アーム２６０の外縁２６６は、内面３９と外面４０の向かい合った部分を離間保持するように、壁３８の外面４０に係合している。

図５に示されているスペーサは、図５のフィンガ３６０が口１２の出口４４と実質的に面一をなした状態で終端していることを除き、図４に示されているスペーサとほぼ同じである。

フィンガ２６０，３６０のサイズは、内面３９と外面４０の向かい合った部分間の間隔を定めている。口１２の出口４４における対向した表面間の間隔は、０．５ｍｍから１０ｍｍまでの範囲にあるように選択されている。間隔の選択は、送風機の所望の性能特性で決まることになろう。この実施形態では、出口４４は、幅が約１．３ｍｍであり、口１２及び出口４４は、内部通路１０と同心である。

口１２は、コアンダ面１４を含む表面に隣接して位置している。図示の実施形態のノズル１の表面は、コアンダ面１４の下流側に配置されたディフューザ部分４６と、ディフューザ部分４６の下流側に配置されたガイド部分４８とを更に有する。ディフューザ部分４６は、送風機組立体１００から送り出され又は出力される空気の流れを助けるような仕方で軸線Ｘから遠ざかってテーパするよう配置されたディフューザ表面５０を有している。図３に示す実施例では、ノズル１の口１２及び全体の構成は、ディフューザ表面５０と軸線Ｘとのなす角度が約１５°であるようなものである。この角度は、コアンダ面１４上及びディフューザ部分４６上をこれらに沿って流れる効率的な空気の流れが得られるよう選択されている。ガイド部分４８は、ユーザへの冷却空気流の効率的な送り出しを一層助けるために、ディフューザ表面５０に対して角度をなして配置されたガイド表面５２を有している。図示の実施形態では、ガイド表面５２は、軸線Ｘに実質的に平行に配置され、口１２から放出された空気流に対して実質的に平坦な且つ実質的に滑らかなフェースを提供している。

図示の実施形態のノズル１の表面は、ガイド部分４８の下流側に且つ口１２から見て遠くに位置する、外方に広がったフレア面５４で終端している。フレア面５４は、テーパ部分５６と、円形開口部２を画定する先端部５８とを有し、空気流は、この円形開口部２から放出され、送風機組立体１から放出される。テーパ部分５６は、テーパ部分５６と軸線Ｘとのなす角度が約４５°であるように、軸線Ｘから遠ざかってテーパするよう構成されている。テーパ部分５６は、軸線に対して、ディフューザ面５０と軸線とのなす角度より急な角度をなして配置されている。なめらかでテーパした視覚的効果が、フレア面５４のテーパ部分５６によって達成されている。フレア面５４の形状及び融合(blend)は、ディフューザ部分５６及びガイド部分５８を有するノズル１の比較的厚いセクションから減少している。ユーザの目は、テーパ部分５６によって、外方に向き且つ先端部５８に向かって軸線Ｘから遠ざかる方向に案内され導かれる。この構成により、外観は、ユーザ又は顧客によって気に入られる場合の多い洗練されて軽量のすっきりとした設計のものである。

ノズル１は、軸線方向に約５ｃｍの距離だけ延びている。ノズル１のディフューザ表面４６及び全体的のプロフィールは、一部がエーロフォイル形状に基づいている。図示の実施例では、ディフューザ部分４６は、ノズル１の深さ全体の約２／３の距離だけ延び、ガイド部分４８は、ノズル１の深さ全体の約１／６の距離だけ延びている。

上述した送風機組立体１００は、以下のように動作する。ユーザが複数個のボタン２０の中から適当に選択して送風機組立体１００を作動させ又は起動させると、信号又は他の連絡手段が送られてモータ２２が駆動される。かくして、モータ２２が起動され、空気が空気入口２４ａ，２４ｂを介して送風機組立体１００内に吸い込まれる。好ましい実施形態では、空気は、毎秒約２０〜３０リットル、好ましくは約２７ｌ／ｓ（リットル／秒）の流量で吸い込まれる。空気は、外側ケーシング１８を通り、図３の矢印Ｆ’により示された道筋に沿ってインペラ３０の入口３４まで流れる。ディフューザ３２の出口３６及びインペラ３０の排気部を出た空気流は、内部通路１０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、これが口１２に入る際に絞られ、スペーサ２６の周りに導かれてこれを通過し、そして口１２の出口４４のところで更に絞られる。この絞りにより、システム中に圧力が生じる。モータ２２は、圧力が少なくとも４００ｋＰａの、ノズル１６を通る空気流を生じさせる。作られた空気流は、絞りにより生じる圧力に打ち勝ち、空気流は、一次空気流として出口４４を通って出る。

一次空気流の出力及び放出により、空気入口２４ａ，２４ｂのところに低圧領域が生じ、その結果、追加の空気が送風機組立体１００内に吸い込まれる。送風機組立体１００の作動により、ノズル１を通って多量の空気流が引き込まれて開口部２を通って出る。一次空気流は、コアンダ面１４、ディフューザ表面４６及びガイド表面５２上に差し向けられる。一次空気流は、コアンダ効果により増幅されると共にガイド部分４８及びディフューザ面５０に対するガイド面５２の角度をなす配置により、ユーザに向かって集中し又は集束して向けられる。二次空気流は、外部環境、特に出口４４周りの領域及びノズル１の外縁部周りからの空気の同伴によって生じる。一次空気流により同伴された二次空気流の部分は又、ディフューザ表面４８上でこれに沿って案内される場合がある。この二次空気流は、開口部２を通り、ここで、一次空気流と混ざり合ってノズル１から前方に放出される全空気流が生じる。

同伴と増量の組み合わせの結果として、送風機組立体１００の開口部２からの全空気流が得られ、かかる全空気流は、放出領域に隣接したコアンダ面又は増量表面が設けられていない送風機組立体からの空気流出力よりも多い。

次に、ディフューザ部分４６上でこれに沿う空気流の分布及び運動につきその表面における流体力学の観点で説明する。

一般に、ディフューザは、流体、例えば空気の平均速度を減速させるよう機能する。これは、空気を領域上でこれに沿って流すことにより又は制御された膨張体積によって達成される。流体を移動させる空間を形成する末広がり通路又は構造体により、流体の受ける膨張又は発散が次第に生じることができるようにする必要がある。荒っぽい又は急激な末広がり発散により、空気流は、乱されることになり、渦が膨張領域で生じる。この場合、空気流は、膨張面から分離する場合があり、不均一な流れが生じることになる。渦により、空気流中の乱流及び関連のノイズが増大し、これは、特に家庭用製品、例えば送風機では望ましくない場合がある。

緩やかな発散を達成し、高速空気を低速空気に緩やかに変換するため、ディフューザは、幾何学的に末広がりであるのが良い。上述の構成では、ディフューザ部分４６の構造の結果として、送風機組立体の乱流及び渦発生が回避される。

ディフューザ面５０上をこれに沿ってディフューザ部分４６を越えて進む空気流は、これがディフューザ部分４６によって作られた通路を通るかのように発散し続ける傾向が生じ得る。空気流に対するガイド部分４８の影響は、送風機開口部から放出され又は出力された空気流がユーザに向かって又は室内に集中し又は集束して向けられるようなものである。正味の結果として、ユーザのところの冷却効果が向上する。

空気流増量とディフューザ部分４６及びガイド部分４８により提供される滑らかな発散及び集中の組み合わせの結果として、かかるディフューザ部分４６及びガイド部分４８が設けられていない送風機組立体から出力される乱流よりも小さい滑らかな乱流が出力される。

増量及び層流形式の空気流が生じる結果として、空気の持続流が、ノズル１からユーザに向かって差し向けられることになる。好ましい実施形態では、送風機組立体１００から放出される空気の質量流量は、少なくとも４５０ｌ／秒、好ましくは６００ｌ／秒〜７００ｌ／秒である。ユーザからノズル直径の最大３つ分（即ち、約１０００〜１２００ｍｍ）の距離のところの流量は、約４００〜５００ｌ／ｓである。全空気流の速度は、約３〜４ｍ／ｓ（メートル／秒）である。これよりも高い速度は、表面と軸線Ｘとのなす角度を減少させることにより達成可能である。この角度が小さいと、その結果として、全空気流は、集束度及び方向性（差し向け具合）がより高い状態で放出される。この種の空気流は、速度が高いが質量流量が低い状態で放出される傾向がある。これとは逆に、大きな質量流量は、上述の表面と軸線との間の角度を増大させることにより達成できる。この場合、放出空気流の速度は減少するが、生じる質量流量は増大する。かくして、送風機組立体の性能は、かかる表面と軸線Ｘとのなす角度を変えることにより変更可能である。

本発明は、上述の詳細な説明には限定されない。種々の変形例が当業者には明らかであろう。例えば、送風機は、異なる高さ又は直径のものであって良い。送風機の基部及びノズルは、異なる深さ、幅、高さのものであってよい。送風機は、机の上に置かれる必要はなく、自立型、壁取付け型又は天井取付け型のものであって良い。送風機の形状は、空気の冷却流が望ましい任意の種類の状況又は場所に合うように設定可能である。携帯型送風機は、直径が小さなノズル、例えば５ｃｍのノズルを有しても良い。ノズルを通る空気流を生じさせる手段は、モータ又は送風機組立体が室内で空気の流れを生じさせることができるように使用可能な他の空気放出装置、例えば任意のブロア又は真空源であって良い。例としては、モータ、例えばＡＣ誘導モータ又は種々の形式のＤＣブラシレスモータが挙げられるが、任意適当な送風装置又は空気運搬装置、例えばポンプ又は空気流を発生させたり生成させたりする方向性のある流体の流れをもたらす他の手段であっても良い。モータの特徴部としては、モータハウジング内及びモータ中で失われた静圧のうちの何割かを回収するためにモータの下流側に配置されたディフューザ又は二次ディフューザが挙げられる。

口の出口は、設計変形可能である。口の出口は、空気流を最大にするよう種々の間隔に合わせて広くし又は狭くすることができる。スペーサ手段又はスペーサは、口の出口のサイズに必要な任意サイズ又は形状のものであって良い。スペーサは、音及び騒音の減少又は送り出しのための形付けられた部分を有しても良い。口の出口は、一様な間隔を有するのが良く、変形例として、間隔は、ノズル周りで様々であって良い。各々が一様な寸法形状を有する複数のスペーサを設けるのが良く、変形例として、各スペーサ又は任意の数のスペーサは、互いに異なる寸法形状のものであって良い。スペーサ手段は、ノズルの表面と一体であっても良く、或いは、１つ又は２つ以上の別個の部品として製造され、そして接着又は取り付け具、例えばボルト若しくはねじ又はスナップ締結具又は他の適当な固定手段によりノズル又はノズルの表面に固定しても良い。スペーサ手段は、上述したようにノズルの口のところに配置されても良く、或いは、ノズルの口の上流側に配置されても良い。スペーサ手段は、任意適当な材料、例えばプラスチック、樹脂又は金属から製造可能である。

口から放出される空気流は、表面、例えばコアンダ面上をこれに沿って進むのが良く、変形例として、空気流は、口を通って放出され、隣接の表面上でこれに沿って進むことなく、送風機組立体から前方に放出されても良い。コアンダ効果は、多くの種々の表面上で発生させることができ、或いは、多くの内部設計又は外部設計を組み合わせて用いると、所要の流量及び同伴を達成することができる。ディフューザ部分は、種々のディフューザ長さ及び構造で構成可能である。ガイド部分は、送風機に関する種々の要件及び種々の形式の扇風機性能について必要に応じ、種々の長さのものであって良く、しかも多種多様な位置及び向きをなして配置されるのが良い。空気流を差し向け又は集中させる効果は、多種多様な仕方で達成でき、例えば、ガイド部分は、形状付けられた面を有しても良く、或いは、ノズルの中心及び軸線Ｘから遠ざかって又はノズル中心及び軸線Ｘに向かって傾斜していても良い。

ノズルについて他の形状が想定される。例えば、長円形又は「競技場」の形状、単一のストリップ若しくは線又はブロックの形状から成るノズルを使用しても良い。本送風機組立体は、羽根が設けられていないので送風機の中央部分へのアクセスを可能にする。このことは、追加の特徴部、例えば照明、時計又はＬＣＤディスプレイをノズルにより画定された開口部内により設けることができるということを意味している。

他の特徴としては、ユーザにとってノズル位置の移動及び調整が容易であるようにするための旋回可能又は傾動可能な基部が挙げられる。

１ ノズル
２ 中央開口部
１０ 内部通路
１２ 口
１４ コアンダ面
１６ 基部
１８ 外側ケーシング
２０ 選択ボタン
２２ モータ
２４ 空気入口
２６ スペーサ
３０ インペラ
３２ ディフューザ
３８ 内壁
４０ 外壁
４４ 出口
４６ ディフューザ部分
４８ ガイド部分
５４ フレア部分
５６ テーパ部分
１００ 送風機組立体
２６０，３６０ フィンガ
２６４ 内縁
２６６ 外縁

Claims (26)

1. 空気の流れを生じさせる羽根なし送風機組立体であって、前記送風機組立体は、ノズルであって、前記ノズルを通る空気流を生じさせる手段を収容する基部に取り付けられたノズルを有し、前記ノズルは、前記基部から前記空気流を受け入れる内部通路と、前記空気流を放出するとともに、前記ノズルの第１の向かい合った表面及び第２の向かい合った表面によって構成された口と、前記ノズルの向かい合った表面を離間保持するスペーサ手段とを有し、前記ノズルは、前記口から放出された前記空気流により空気を前記送風機組立体の外部から引き込むように通す開口部を構成し、
   前記スペーサ手段は、前記第１の向かい合った表面と一体であり、
   前記ノズルの前記向かい合った表面のうちの一方は、前記向かい合った表面のうちの他方に向かって付勢され、それにより前記スペーサ手段は、前記第２の向かい合った表面に接触して前記向かい合った表面を離間保持する、送風機組立体。
2. 前記ノズルは、前記開口部を構成するよう軸線回りに延び、前記スペーサ手段は、前記軸線回りに角度間隔を置き、好ましくは前記軸線回りに等角度間隔を置いた複数のスペーサから成る、請求項１記載の送風機組立体。
3. 前記ノズルは、前記軸線回りに実質的に円筒形に延びている、請求項２記載の送風機組立体。
4. 前記ノズルは、前記軸線の方向に少なくとも５ｃｍの距離だけ延びている、請求項２又は３記載の送風機組立体。
5. 前記ノズルは、前記軸線回りに３０ｃｍ〜１８０ｃｍの距離だけ延びている、請求項２、３又は４記載の送風機組立体。
6. 前記スペーサ手段は、複数のスペーサから成り、前記スペーサの数は、５〜５０である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
7. 前記ノズルは、ループを構成している、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
8. 前記ノズルは、実質的に環状である、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
9. 前記ノズルは、少なくとも部分的に円形である、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
10. 前記ノズルは、前記内部通路及び前記口を画定する少なくとも１つの壁を有し、前記少なくとも１つの壁は、前記口を構成する前記向かい合った表面を有する、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
11. 前記口は、出口を有し、前記口の前記出口における前記向かい合った表面間の間隔は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍである、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
12. 前記ノズルを通る空気流を生じさせる前記手段は、モータにより駆動されるインペラから成る、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載の送風機組立体。
13. 空気流を生じさせる前記手段は、ＤＣブラシレスモータと、混流インペラとから成る、請求項１２記載の送風機組立体。
14. 空気流を生じさせる羽根なし送風機組立体用のノズルであって、前記ノズルは、空気流を受け入れる内部通路と、前記空気流を放出するよう通す口とを有し、前記口は、前記ノズルの第１の向かい合った表面及び第２の向かい合った表面により画定され、前記ノズルは、前記ノズルの前記向かい合った表面を離間保持するスペーサ手段を更に有し、前記ノズルは、前記口から放出された前記空気流により空気を前記送風機組立体の外部から引き込むようにする開口部を構成し、前記スペーサ手段は、前記第１の向かい合った表面と一体であり、前記ノズルの前記向かい合った表面のうちの一方は、前記向かい合った表面のうちの他方に向かって付勢され、それにより前記スペーサ手段は、前記第２の向かい合った表面に接触して前記向かい合った表面を離間保持する、ノズル。
15. 前記ノズルは、前記口に隣接して設けられたコアンダ面を有し、前記口は、前記空気流を前記コアンダ面上にこれに沿って差し向けるよう配置されている、請求項１４記載のノズル。
16. 前記ノズルは、前記コアンダ面の下流側に設けられたディフューザを有する、請求項１４又は１５記載のノズル。
17. 前記ノズルは、前記開口部を構成するよう軸線回りに延び、前記スペーサ手段は、前記軸線回りに角度間隔を置き、好ましくは前記軸線回りに等角度間隔を置いた複数のスペーサから成る、請求項１４〜１６のいずれか一に記載のノズル。
18. 前記ノズルは、前記軸線回りに実質的に円筒形に延びている、請求項１７記載のノズル。
19. 前記ノズルは、前記軸線の方向に少なくとも５ｃｍの距離だけ延びている、請求項１７又は請求項１８記載のノズル。
20. 前記ノズルは、前記軸線回りに３０ｃｍ〜１８０ｃｍの距離だけ延びている、請求項１７，１８又は１９記載のノズル。
21. 前記スペーサ手段は、複数のスペーサから成り、前記スペーサの数は、５〜５０である、請求項１４〜２０のうちいずれか一に記載のノズル。
22. 前記ノズルは、ループを構成している、請求項１４〜２１のうちいずれか一に記載のノズル。
23. 前記ノズルは、実質的に環状である、請求項１４〜２２のうちいずれか一に記載のノズル。
24. 前記ノズルは、少なくとも部分的に円形である、請求項１４〜２３のうちいずれか一に記載のノズル。
25. 前記ノズルは、前記内部通路及び前記口を画定する少なくとも１つの壁を有し、前記少なくとも１つの壁は、前記口を構成する前記向かい合った表面を有する、請求項１４〜２４のうちいずれか一に記載のノズル。
26. 前記口は、出口を有し、前記口の前記出口における前記向かい合った表面間の間隔は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍである、請求項１４〜２５のうちいずれか一に記載のノズル。

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