JP6141412B2 - 扇風機 - Google Patents

Description

本発明は、扇風機に係り、より詳しくは、対向するように垂直に配置した２列の回転羽根を互いに反対方向に回転させると同時に、２つの回転羽根同士の間に設けられた空間の気圧差によって後方の気流を引き寄せて風量および風速を増加させるようにする扇風機に関する。

従来の家庭用扇風機は、通常、軸を中心に回転するように装着された羽根またはベーン（ｖａｎｅ）のセット、および該羽根セットを回転させて空気の流れを生成する駆動装置を含む。空気の流れの移動および循環によって「風冷（ｗｉｎｄ ｃｈｉｌｌ）」または
微風が発生し、その結果として対流および蒸発によって熱が発散することにより、使用者は冷却効果を体験することになる。

このような扇風機は、様々なサイズと形態で利用可能である。例えば、天井型扇風機の場合は、直径１ｍ以上のものもあり、一般に、室内を冷却させるために下方向の空気の流れを提供するように天井から懸垂される方式で取り付けられる。一方、卓上用扇風機は、直径略３０ｃｍのものが多く、一般に自立式で携帯が可能である。スタンド式タワー型扇風機は、一般に、高さ略１ｍの長い垂直延長ケースを含み、３００〜５００ｌ／秒の空気の流れを生成するために、１セット以上のロータリー羽根を収容する。空気の流れが室内の広い面積にわたって広がるようにタワー型扇風機からの出口を回転させるために、往復回転機構を採用することもできる。

前述した一般的な扇風機またはタワー型扇風機は、回転羽根の回転数によって風の吐出量が決定されるため、相対的に出力の高いモーターを採用する必要がある。

すなわち、風の強さは扇風機の回転羽根のサイズおよび回転数によって決定される。モーターの使用するエネルギー入力に対して、出力はかなり低いのが現情であり、これを克服するために、入力エネルギー当たりの風の強さを増大させる技術が求められている。

本発明は、上述した問題点を解消するためのもので、その目的は、対向するように配置した２列の回転羽根を互いに反対方向に回転させることにより、気流の揚力の増加に伴う有効送風距離の増加効果を持つようにする扇風機を提供することにある。

本発明の他の目的は、回転羽根を２列に対向して設置した後、互いに反対方向に回転させるが、２つの回転羽根によって発生する空気の圧力で２つの回転羽根同士の間に設けられた第１開口孔の気圧差により空間の後方の気流を引き寄せて風量および風速を増加させるようにする扇風機を提供することにある。

本発明の別の目的は、回転羽根によって送り出される風量が排出孔から外部へ送り出されるとき、第２開口孔に沿って流れる気流によって風速および風量をさらに倍加させるようにする扇風機を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の扇風機は、中央に第１開口孔を有し、内外周面に流入孔と排出孔をそれぞれ形成し、内部には空間を形成する枠状のケースと、前記空間に回転羽根を設置して動力手段によって回転させると、前記流入孔を介して外部の空気を内部へ吸い込んで前記排出孔から排出させる回転部と、前記ケースの前方に設けられ、前記第１開口孔に連通する第２開口孔を有し、前記排出孔を介して前記第２開口孔の内部から外部へ空気が排出されるようにするカバーとを含んでなる。

本発明によれば、前記第２開口孔は、その断面域が後方から前方へ増大するように、内面を傾斜させて構成する。

本発明によれば、前記空間に結合される回転部は、軸の外周縁に放射状に複数の回転羽根を形成し、前記軸と前記動力手段を伝動連結させて構成する。

本発明によれば、前記空間は互いに離隔した２列に形成され、前記それぞれの空間の内部には回転羽根を垂直配置するように構成する。

本発明によれば、前記空間は２列２行の線分の端部が互いにつながるようにし、前記それぞれの空間には水平垂直方向に回転羽根を設置する。

本発明によれば、前記回転羽根は前記空間にブラケットを介して結合されるが、前記ブラケットは、一定の長さを有する継ぎ部と、前記継ぎ部の上部に折曲形成され、前記軸に結合される継ぎ孔を有する固定部と、前記継ぎ部の下部に折曲形成され、前記動力手段の下部に結合される受け部と、前記固定部と前記受け部に連結部をそれぞれ形成させ、前記空間に設けられた固定ブラケットと一体に固定される連結ブラケットとを含んでなる。

上述した問題点を解決するための本発明の扇風機は、枠状のケースとカバーとを結合させた後、内部の空間の両側にそれぞれ対向するように回転羽根を２列に設置することにより、前記回転羽根が互いに逆回転して気流の揚力の増加に伴う有効送風距離の増加効果を
持つようにするという効果がある。

また、本発明の扇風機は、対向するように配置した２列の回転羽根を互いに反対方向に回転させると同時に、２つの回転部によって発生する空気圧力で２つの回転羽根同士の間に設けられた第１開口孔の気圧差により後方の気流を引き寄せて風量および風速を増加させるようにするという効果がある。

すなわち、ケースの第１開口孔の内部圧力を高めることにより、排出孔による速い流速の空気が抜け出て外部に送り出されるとき、第２開口孔に沿って流れる気流によって風速および風量をさらに倍加させるようにする。

本発明の扇風機は、複数の回転羽根の長さによって送出量を決定または倍加させることができる効果がある。

しかも、本発明の扇風機は、２列に設置される回転羽根の回転数をそれぞれ異ならせて回転させると、圧力の差によって送風方向を調節することができるようにするという効果がある。

さらに、本発明の扇風機は、リング状のケースに形成されたそれぞれの線分の内部空間に回転羽根を容易に設置するために、ブラケットを介して回転羽根を設置することができるようにして製造効率を向上させるようにするという効果がある。

本発明の扇風機の第一の実施例を示す斜視図 図１の扇風機の分解斜視図 図１の扇風機の断面図 本発明の第二の実施例の扇風機を示す斜視図 図４の扇風機の断面図 本発明の扇風機と比較対象たる扇風機の送風距離および送風幅を比較して示すグラフ 本発明の扇風機と比較対象たる扇風機の圧力に対する送風距離を比較して示すグラフ 本発明の扇風機と比較対象たる扇風機の送風距離および送風幅を比較して示す３次元グラフ 本発明の扇風機の実施例に係る第１開口孔の形状によって区分される第一の実施例および第二の実施例の送風距離を比較して示すグラフ

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、図面中、同一の構成要素または部品はできる限り同一の参照符号で表していることに留意すべきである。本発明を説明するにあたり、関連する公知の機能または構成についての具体的な説明は、本発明の要旨を不明確にすることを回避するために省略する。

まず、図１〜図５に示すように、本発明の扇風機１００はケース１１０、カバー１２０および回転部１３０から構成される。

前記ケース１１０は多角形の枠状に形成される。前記ケース１１０には、多角形をなす１つ又は複数の部分から成る。

あるいは、本発明では、２つの部分から成る流線形状、または４本の部分から成る四角形状のケース１１０として説明し、その形状は制限しない。

すなわち、第一の実施例では、略四角形の形状を有するケースの各部分に４つの回転部をそれぞれ設置するように区分され、本発明の第二の実施例では、２つの回転部を２列に対向して設置するようにケースがそれぞれ備えられる。

具体的に、第二の実施例は、図４に示すように、流線形状のケース１１０が設けられ、前記ケース１１０の両側にそれぞれ空間１１１が形成されるため、それぞれの空間１１１には回転羽根１３２を互いに向かい合うように２列に垂直設置する。

或いは、図１に示すように、四角形状のケース１１０の空間１１１は２列２行円柱構造のそれぞれの部分の端部が互いにつながるように形成され、上下左右に区分される区間１１１のそれぞれには水平又は垂直方向に回転羽根１３２を設置する。

図１に示すように、このような多角形状のケース１１０は、全体としてリング状をし、中央に穿設された第１開口孔１１４を有する。

ここで、多角形状のケース１１０のボディは枠と称することもある。

前記第一の実施例および第二の実施例で言及したケース１１０は、外周面に流入孔１１２を形成し、内周面には排出孔１１３を形成する。前記流入孔１１２および前記排出孔１１３は空間１１１に連通する。

ここで、第一の実施例および第二の実施例のケース中央には第１開口孔が設けられる。

そして、前記空間１１１には前記回転部１３０が設置されるが、前記回転部は、外周縁に複数の羽根１３２ｂを有する回転羽根１３２をそれぞれ設置して動力手段１３３によって回転させると、流入孔１１２を介して外部の空気を空間１１１の内部に吸い込んで排出孔１１３から排出する。

特に、回転羽根１３２は、一定の長さを有する軸１３２ａの外周縁に放射状に複数の羽根１３２ｂが形成される。

前記回転羽根１３２には動力手段１３３がそれぞれ設置されることにより、直接動力方法でモーターの回転軸と回転羽根１３２の軸１３２ａとが連結されて動力手段１３３からの回転力によって回転羽根１３２が回転できるようにする。

また、第一の実施例において、前記回転羽根１３２は空間１１１にブラケット１４０を介して結合される。

前記ブラケット１４０は、継ぎ部１４１、固定部１４２、受け部１４４および連結ブラケット１４５から構成される。

すなわち、継ぎ部１４１は、一定の長さを有し、回転羽根１３２の長さと対等である。

また、固定部１４２は、前記継ぎ部１４１の上部に折曲形成され、前記軸１３２ａに結合される継ぎ孔１４３を有する。

また、前記受け部１４４は、前記継ぎ部１４１の下部に折曲形成され、前記動力手段１
３３の下部に結合される。

しかも、連結ブラケット１４５は、前記固定部１４２と受け部１４４に連結部をそれぞれ形成させ、空間１１１に設けられた固定ブラケット１１５と一体に固定される。

このようにブラケット１４０における連結ブラケット１４５を空間１１１の固定ブラケット１１５に結合することにより、前記ブラケット１４０が空間１１１の内部に設置されるようにする。そして、前記ブラケット１４０の継ぎ部１４１と固定部１４２との間に、動力手段１３３が搭載された回転羽根１３２を設置する。

結局、リング状のケース１１０に設けられたそれぞれの部分内部の空間１１１に回転羽根１３２を容易に設置するために、ブラケット１４０を介して回転羽根１３２を設置することができるようにして製造効率を向上させる効果がある。

このように構成された第一の実施例および第二の実施例の扇風機１００は、動力手段１３３を介して回転羽根１３２を回転させると、流入孔１１２を介して外部の空気が空間１１１に流入して排出孔１１３から空気が排出される。

前記カバー１２０は、前記ケース１１０の前方に設けられ、第１開口孔１１４に連通する第２開口孔１２１を有するから、前記排出孔１１３を介して第２開口孔１２１の内部から外部へ空気が排出されるようにする。

この際、前記第２開口孔１２１は、その断面域が後方から前方へ増大するように、内面を傾斜させる。

これは、一つ以上の排出孔１１３から排出される空気が第１開口孔１１４を介して第２開口孔１２１側へ移動しながら部分的に合流して空気の流速が速くなる。

すなわち、空気流速の速いケース１１０の第１開口孔１１４側は気圧が低くなり、相対的に第２開口孔１２１側は気圧が高くなる。つまり、空気の力は、高気圧から低気圧へ作用するので、ケース１１０を通過する速い速度の空気が外部の空気を一緒に通過させて一定且つ強い気流を形成させることにより風を発生させる。

結果的に、本発明の扇風機１００は、枠状のケース１１０とカバー１２０とを結合させた後、内部の空間１１１に回転部１３０を設置することにより、流入孔１１２を介して外部の空気を吸い込んで空間１１１の内部圧力を高めるため、排出孔１１３から速い流速の空気が抜け出て前記カバー１２０の外部の周辺空気がカバー１２０を通過しながら気流を発生させるようにして、気圧の差によって風の流速を増加させて外部へ吐き出させることにより、より強い風の強さを得ることができるという効果がある。

言い換えれば、枠状のケース１１０とカバー１２０とを結合させた後、内部の空間１１１に、両側にそれぞれ対向するように回転羽根１３２を２列に設置することにより、前記回転羽根１３２が互いに逆回転によって気流の揚力の増加に伴う有効送風距離の増加効果を持つ。

また、対向するように配置した２列の回転羽根１３２を互いに反対方向に回転させると同時に、２つの回転羽根１３２によって発生する空気の圧力で２つの回転羽根１３２の間に設けられた第１開口孔１１４の気圧差によって後方の気流を引き寄せて風量および風速を増加させるようにするという効果がある。

すなわち、ケース１１０の第１開口孔１１４の内部圧力を高めることにより、排出孔から速い流速の空気が抜け出て外部へ送り出されるとき、第２開口孔１２１に沿って流れる気流によって風速および風量をさらに倍加させるようにするという効果がある。

そして、複数の回転羽根１３２の長さによって送出量を決定または倍加させることができるようにするという効果がある。

さらに、２列に設置される回転羽根１３２の回転数をそれぞれ異ならせて回転させると、圧力の差によって送風方向を調節することができるようにするという効果がある。

これを証明するための下記の実験によって本発明の効果を証明する。

まず、扇風機は、円形の軸１３２ａの外周縁に複数の羽根１３２ｂを形成させた回転羽根１３２を設けて動力手段によって回転させるが、下記表のような条件で駆動させる。

ここで、比較例の場合は回転羽根１３２を１列に垂直配置し、実施例の場合は対向するように垂直配置した２列の回転羽根を互いに反対方向に回転させる。

前述したような同一条件の下で回転羽根を駆動させた場合、比較例と実施例の風量、送風距離および送風幅の結果は、図６および図７のグラフに示すとおりである。

まず、図６は比較例と実施例の送風距離および送風幅の状態を比較したグラフである。図６より、比較例と比較して実施例の送風幅および送風距離が著しく長いことが分かる。

すなわち、比較例の送風距離Ｌ１は４１０ｃｍであり、その送風幅Ｗ１は１３ｃｍであるが、これに対し、実施例の送風距離Ｌ２は６００ｃｍであり、その送風幅Ｗ２は２３ｃｍであることが分かる。

送風距離と送風幅は送風面積および風速と比例する効果を示し、比較例と比較して実施例の送風効果が著しく優れることが分かる。

また、図７は比較例と実施例の圧力に対する送風距離を示すグラフである。図７より、比較例と比較して実施例は回転羽根の軸を中心に低い圧力値でも送風距離が著しく長いことが分かる。

すなわち、比較例における回転羽根の軸の圧力が３．７（ｍｍＡｑ）であり、実施例の圧力は２．７（ｍｍＡｑ）であって、実施例の圧力が比較例の圧力より低いにも拘わらず、比較例の送風距離Ｌ１は３７５ｃｍ、実施例の送風距離Ｌ２は６００ｃｍであって、送風距離に差が発生したことが分かる。

図８ａ〜図８ｃは比較例と実施例の送風距離、送風幅および圧力の比較を示す３次元グラフである。

図８ａは比較例および実施例の送風距離、送風幅および圧力を比較して示す３次元グラフであり、図８ｂは図８ａのグラフの平面状態を表示して送風距離を比較して示すグラフであり、図８ｃは図８ａのグラフの正面状態を表示して送風幅を比較して示すグラフである。

図８ａ〜図８ｃに示すように、比較例のＬ１、Ｗ２より実施例の送風幅および送風距離Ｌ２、Ｗ２が著しく長いことが分かる。

特に、図８ｂに示すように、比較例の場合は送風の直進性に劣って送風方向が一方に偏る傾向を示し、実施例の場合は送風の直進性の保障を受けることができてより長い送風距離の保障を受けることができる。

しかも、図９は実施例において第１開口孔および第２開口孔の存在有無による送風の直進性の差を示すグラフである。

すなわち、第一の実施例および第二の実施例は対向するように垂直配置した２列の回転羽根を互いに反対方向に回転させるが、第一の実施例の場合は前記回転羽根の前方に拡開された傾斜面を有する第２開口孔が設けられており、第二の実施例の場合は第２開口孔が設けられていない。

第一の実施例は、第二の実施例と比較して、回転羽根の軸の圧力差が発生し、風量の直進性が著しく高くて第２開口孔を介しての送風距離が著しく高いという効果がある。

以上説明した本発明は、前述した実施例および添付図面によって限定されるものではない。本発明の技術的思想を逸脱することなく、様々な置換、変形および変更を加え得るのは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとっては明白であろう。

１００ 扇風機
１１０ ケース
１１１ 空間
１１２ 流入孔
１１３ 排出孔
１１４ 第１開口孔
１１５ 固定ブラケット
１２０ カバー
１２１ 第２開口孔
１３０ 回転部
１３２ 回転羽根
１３２ａ 軸
１３２ｂ 羽根
１３３ 動力手段
１４０ ブラケット
１４１ 継ぎ部
１４２ 固定部
１４３ 継ぎ孔
１４４ 受け部
１４５ 連結ブラケット

Claims (8)

1. 中央に第１開口孔を有し、内外周面に流入孔と排出孔をそれぞれ形成し、内部には空間を形成する枠状のケースと、
   前記空間に回転羽根を設置して動力手段によって回転させると、前記流入孔を介して外部の空気を内部へ吸い込んで前記排出孔から排出させる回転部と、
   前記ケースの前方に設けられ、前記第１開口孔に連通する第２開口孔を有し、前記排出孔を介して前記第２開口孔の内部から外部へ空気が排出されるようにするカバーとを含んでなり、
   前記空間は２列２行の部分の端部が互いにつながるようにし、前記それぞれの空間には水平又は垂直方向に回転羽根を設置することを特徴とする、扇風機。
2. 前記第２開口孔は、その断面域が後方から前方へ増大するように、内面を傾斜させて構成したことを特徴とする、請求項１に記載の扇風機。
3. 前記空間に結合される回転部は、軸の外周縁に放射状に複数の回転羽根を形成し、前記軸と前記動力手段を伝動連結させて構成したことを特徴とする、請求項１に記載の扇風機。
4. 前記流入孔と前記排出孔は前記回転羽根の外側方向に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の扇風機。
5. 前記回転羽根は、一回転するたびに、前記流入孔と前記排出孔を通り過ぎることを特徴とする、請求項１に記載の扇風機。
6. 前記回転羽根は前記空間にブラケットを介して結合され、
   前記ブラケットは、
   一定の長さを有する継ぎ部と、
   前記継ぎ部の上部に折曲形成され、前記軸に結合される継ぎ孔を有する固定部と、
   前記継ぎ部の下部に折曲形成され、前記動力手段の下部に結合される受け部と、
   前記固定部と前記受け部に連結部をそれぞれ形成させ、前記空間に設けられた固定ブラケットと一体に固定される連結ブラケットとから構成したことを特徴とする、請求項３に記載の扇風機。
7. 前記連結ブラケットは、前記空間に形成した固定ブラケットに結合されることを特徴とする、請求項６に記載の扇風機。
8. 前記固定部と前記受け部には継ぎ孔を形成して前記軸を結合することを特徴とする、請求項６に記載の扇風機。

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