JP6917545B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、室壁に設けた換気口に配設される形状で、内部にファンを取付けたファンモーターを有し、室内側にベルマウスを有する送風装置に関するものである。

従来、この種の送風装置の構成は、送風装置を枠体に固定して、枠体形状にくりぬいた壁面に設置し、効率よく送風する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４、図５を参照しながら説明する。

図４に示すように、送風装置本体１０１は角筒型の枠体にモータ（図示せず）、ファン１０２等を組み付けて、ファン１０２の周りにベルマウス１０３が構成されている。このような送風装置において、翼の正圧面により昇圧された空気が翼の外周となる翼端から流出し、翼端渦が生じることにより送風性能が低下し、騒音も増大することが知られている。この増音の原因となる翼端渦の影響を抑制するために、ファン１０２の形状や図５に示すようにベルマウス１０３とファン１０２の隙間１０４（クリアランス）が大きく影響していることが知られている。

例えば、これに類似する先行文献は下記特許文献１に記載されている。

特開２００７−０４０１９８号公報

しかしながら上記特許文献１に記載の送風装置では、ファン１０２よりも上流側の騒音には効果があるが、ファン１０２下流での騒音には効果がない。ファン１０２の下流ではモータを固定する支柱が存在しており、ファン１０２から流出した速い気流が支柱に衝突し干渉することで、騒音が発生し、騒音の音源となっていた。一般的に、気流と障害物の干渉音を小さくするためには、障害物に当たる気流の流速を小さくすることが考えられ、流速を小さくするためにはファンと障害物の距離を長くすれば、流速が距離減衰で小さくなる。しかし、ファンの省スペースを図る観点より、ファンと障害物の距離を大きくできない。よってファン１０２下流の騒音を抑制することができないので、送風装置の騒音増大を抑制することができないという課題があった。

そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、騒音を抑制する送風装置を提供することを目的とする。

そして、本発明は上記目的を達成するために、枠体と、枠体に固定された固定部材と、固定部材に固定された回転軸を備えたモータと、回転軸に固定され、固定部材と対向側に
設けられたハブと、ハブの周囲から立設するように設けられた複数の羽根と、羽根の外周に配置されるベルマウスと、を備えた送風装置において、ベルマウスは、回転軸方向において固定部材と対向する重複領域の下流側端部に選択的に複数のスリットを設けたことを特徴とする送風装置であり、これによって所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、騒音を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る換気扇の斜視図 本発明の実施の形態１に係る羽根を取り外した時の換気扇の斜視図 本発明の実施の形態１に係る羽根を取り外した時の換気扇の正面図 従来の送風装置の概略図 従来の送風装置のファン近傍の概略図

本発明の実施の形態に係る送風装置は、枠体と、枠体に固定された固定部材と、固定部材に固定された回転軸を備えたモータと、回転軸に固定され、固定部材と対向側に設けられたハブと、ハブの周囲から立設するように設けられた複数の羽根と、羽根の外周に配置されるベルマウスと、を備えた送風装置において、ベルマウスは、固定部材と対向する重複領域の下流側端部に複数のスリットを設けたことを特徴としたものである。

この構成によって、従来ではベルマウスと固定部材とが対向する重複領域では、流路面積が狭くなり流速が上がることで干渉音が増大していたが、本発明のベルマウスは、固定部材と対向する重複領域の下流側端部に複数のスリットを設けたことで、ベルマウスの下流で回転軸と垂直な径方向に流れる風に対して、流路を広くすることができる。流量は流路と流速の積であり、流路が広がれば流速は小さくなる。したがって、ベルマウスの下流に流れる気流の流速が低下し、固定部材で発生する干渉音を抑制することができる。

また本発明の実施の形態に係る送風装置は、スリットの数が素数となるものである。

この構成によって、羽根とスリットが干渉し干渉音が発生する際に、羽根とスリットの相対的位置関係が羽根ごとに異なるため、干渉音の重畳を防止し、騒音を抑制することができる。

また本発明の実施の形態に係る送風装置は、ベルマウスは、複数の重複領域を備えており、それぞれの重複領域の下流側端部に設けられた複数のスリットの間隔は、異なるように設けたものである。

この構成によって、それぞれの重複領域における羽根とスリットが干渉し干渉音が発生する際に、羽根とスリットの相対的位置関係が羽根ごとに異なるため、干渉音の重畳を防止し、騒音を抑制することができる。

また本発明の実施の形態に係る送風装置は、スリットの形状が波形の切り欠きとなっているものである。

この構成によって、スリットが波形の切り欠き状であるため、スリットに接触した風は、徐々に流路が拡大するように波形の切り欠きを通過するため、スリット近傍での風の乱れの発生を抑制することができ、効率よく送風することができ、騒音も抑制することができる。

また本発明の実施の形態に係る送風装置は、波形は、羽根の回転方向に沿うように延在しているものである。

これにより、波形を気流の流れ方向に波を歪ませることで、気流の乱れを小さくすることができるので、効率よく送風することができ、騒音も抑制することができる。

以下、送風装置の一例として換気扇を用いて、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の番号を付している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における、本発明の換気扇の斜視図を示したものである。

図１に示すように、本実施の形態の換気扇１は、角筒型の枠体２に固定部材２４とモータ（図示せず）、軸流羽根車３とベルマウス４を備えたものである。前パネル５は、換気扇１の外郭として設けられている。ここで、前パネル５は、中心開口を囲んだベルマウス４と、その周囲の平面部７とで構成されている。平面部７は、前パネル５に沿う流れを乱さない程度に略平面形状となっている。ベルマウス４は、平面部７から中心開口に向けて滑らかに狭くなる曲面で形成されている。また軸流羽根車３は複数枚（本実施の形態では５枚）の羽根８と羽根８を取り付けるハブ９で構成されている。

図２は軸流羽根車３を取り外したときの斜視図を示したもので、図３は軸流羽根車３を取り外したときの正面図である。

モータ１１は固定部材２４の中心に取り付けられ、固定部材２４は枠体２の１対の対向する面にそれぞれ２本ずつ支柱２７が延設されており、支柱２７が枠体２に取り付けられている。

図２に示すように、固定部材２４は、略Ｈ型の形状をしており、固定部材２４の４本の支柱２７は、枠体２の角筒の内面のうち１対の対向する面に、それぞれ２本ずつ一組として支柱２７が固定されている。固定方法については、図示はしないが、枠体２４の内面に対して支柱２７の端部に設けられた金具がネジ螺合によって固定されている。この支柱２７の枠体２の角筒内面に固定されている端部において、一組２本の支柱を連結されている。
また、図２に示すように固定部材２４の中央にモータ１１が配置されている。モータ１１は、ベルマウス４の前面側の開口に向かうように配置されている。

このような構成によれば、モータ１１により回転される軸流羽根車３は、送風方向１０の向きに空気を送る。そして、ベルマウス４は、吸込み側から吹き出し側に滑らかに空気を送り出すので、換気扇１の送風効率の向上に寄与している。

図２に示すように、ベルマウス４は中央に開口を備えており、ベルマウス４は吸込み側から吹出し側にいくにつれて回転軸１２に垂直な面における直径が小さくなる形状となっている。言い換えると、ベルマウス４の最下流位置でベルマウス４の直径は最小直径をとる形状となっている。ベルマウス４の下流側は吹出す気流を整流化するために回転軸１２に平行となるように直線部１６が設けられている。直線部１６は下流に向かって長さを長くすれば、流れが整流されて送風効率を高めることができる。

図２に示すように、ベルマウス４は、ベルマウス４の開口のうち最小の直径となる側である直線部１６が、枠体２に固定されている固定部材２４と隣接するように配置されている。図２及び図３に示すように、ベルマウス４の最小の直径となる側の開口の大きさは、固定部材２４が固定されている枠体２の角筒型の開口よりも小さい形状となっている。そのため、ベルマウス４の開口端である直線部１６は、枠体２の角筒型の開口の周囲を覆うように対向して配置されている。また、ベルマウス４の直線部１６の一部が、固定部材の支柱２７のうち枠体２の角筒内面に固定されている側の端部と対向するように配置されている。図２、図３に示すように、この支柱２７のうち枠体２の角筒内面に固定されている側の端部において、一組２本の支柱２７と対向するように配置されているベルマウス４の直線部１６を重複領域２５としている。

図２、図３に示すように、ベルマウス４の直線部１６には回転軸１２に垂直な断面は、固定部材２４の支柱２７のうち枠体２の角筒内面に固定されている側の端部と対向する重複領域２５を有している。図３に示すように、ベルマウス４の直線部１６には、固定部材の二組の支柱２７における枠体２の角筒内面に固定されている側の端部とそれぞれ対向する重複領域２５ａ、２５ｂが設けられている。

図２、図３に示すように、ベルマウス４の直線部１６の重複領域２５には切り欠き状のスリット２６（本実施の形態では波形形状）が設けられている。切り欠き状のスリット２６は、それぞれベルマウス４の直線部１６の端縁から切り欠くように設けられており、隣接する切り欠き状のスリットは、等間隔で設けられている。よって、直線部１６の重複領域２５において回転軸と垂直な径方向に流れる風に対して、直線部１６の重複領域２５が切り欠き状のスリット２６を備えていることで、一部の径方向の風が切り欠き状のスリット２６を通過するため、直線部１６の流路が広がることになる。流量は流路と流速の積であり、流路が広がれば流速は小さくなる。よって重複領域２５における気流の流速が低下し、固定部材２４で発生する干渉音を抑制することができる。

回転する羽根８と重複領域２５に等間隔で配置されたスリット２６とが干渉し最大の干渉音が発生する位置がある。ある羽根８と重複領域２５に等間隔で配置されたスリット２６とが干渉し最大の干渉音が発生している状態であるとき、ある羽根８に隣接する他の羽根８が重複領域２５に対向する位置にかかった場合がある。このとき、重複領域２５におけるスリット２６の数は素数となっているため、他の羽根８が、スリット２６と干渉した場合であっても、最大の干渉音が発生する配置が相対的に異なる為、羽根８とスリット２６とが対向することで発生する干渉音の重畳を防止し、騒音を抑制することができる。したがって、ベルマウス４の直線部１６で発生する騒音を低下させることができる。

また、二つの重複領域２５ａ、２５ｂのそれぞれにおけるベルマウス４の直線部１６の端縁から切り欠くように設けられた切り欠き状のスリットの間隔が異なるようにすることができる。これにより、それぞれの重複領域２５a、２５ｂにおける羽根８とスリット２６が干渉し干渉音が発生する際に、羽根８とスリット２６の相対的位置関係が重複領域２５ａと重複領域２５ｂで異なるため、干渉音の重畳を防止し、騒音を抑制することができる。

また、スリット２６の切り欠きの形状は、ベルマウス４の直線部１６の端縁が幅広となり、端縁から上流方向にむかって徐々に先細りする波形形状となっている。さらに、波形形状の切り欠きのスリット２６は、羽根８の回転方向に沿うように延在している。これにより、流路が拡大するときに乱れの発生を抑制することができるので、効率よく送風することができ、騒音も抑制することができる。

このように重複領域２５にスリット２６を設けることにより、固定部材２４に衝突する気流の流速を下げることができるので、効率よく送風するとともに騒音の増大を抑制することができる。

本発明にかかる送風装置及び換気扇は、家庭用や事務用などの、軸流ファンとベルマウス構造をもつ送風機としての活用が期待される技術として有用である。

１ 換気扇
２ 枠体
３ 軸流羽根車
４ ベルマウス
５ 前パネル
７ 平面部
８ 羽根
９ ハブ
１０ 送風方向
１１ モータ
１２ 回転軸
１６ 直線部
２４ 固定部材
２５，２５ａ，２５ｂ 重複領域
２６ スリット
２７ 支柱
１０１ 送風装置本体
１０２ ファン
１０３ ベルマウス
１０４ 隙間

Claims (5)

1. 枠体と、
   前記枠体に固定された固定部材と、
   前記固定部材に固定され回転軸を備えたモータと、
   前記回転軸に固定され、前記固定部材と対向側に設けられたハブと、
   前記ハブの周囲から立設するように設けられた複数の羽根と、
   前記羽根の外周に配置されるベルマウスと、
   を備えた送風装置において、
   前記ベルマウスは、前記回転軸方向において前記固定部材と対向する重複領域の下流側端部に選択的に複数のスリットを設けたことを特徴とする送風装置。
2. 前記スリットの数が素数であることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記ベルマウスは、複数の前記重複領域を備えており、
   それぞれの前記重複領域の下流側端部に設けられた複数の前記スリットの間隔は、異なることを特徴とする請求項１または２に記載の送風装置。
4. 前記スリットの形状が波形の切り欠きとなってい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送風装置。
5. 前記波形は、前記羽根の回転方向に沿うように延在していることを特徴とする請求項４に記載の送風装置。

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