空気撹拌装置
【課題】天井に設置され、直接風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空気撹拌機において、冬季において居住者が気流感を感じることなく、快適な室内環境を提供することを目的とする。
【解決手段】室内の天井面に設けられた送風手段１と、送風手段１を天井面に取り付ける取付手段６と、を備え、送風手段１から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向に、室内全体を旋回する気流を形成するという構成にしたことにより、送風手段１から吸い込む気流温度と、送風手段１から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段１から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができ、冬季において居住者が気流感を感じることなく、快適な室内環境が得られる。
【解決手段】室内の天井面に設けられた送風手段１と、送風手段１を天井面に取り付ける取付手段６と、を備え、送風手段１から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向に、室内全体を旋回する気流を形成するという構成にしたことにより、送風手段１から吸い込む気流温度と、送風手段１から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段１から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができ、冬季において居住者が気流感を感じることなく、快適な室内環境が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井に設置され、直接風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空気撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気撹拌装置は、長板状の羽根板の一端を支持する接続部材を介して、電動機により回転する回転体に固定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その空気撹拌装置について図１４を参照しながら説明する。
【０００４】
図１４に示すように、空気撹拌装置１０１の全体構成はキャノピー（上カバー）１０２と中カバー１０３と電動機の外側回転体１０４と下カバー１０５と、外側回転体１０４のホルダー１０６に羽根１０７が取り付けられているものからなり、キャノピー１０２の内部の簡易取り付け金具１０８が天井１０９にネジ止めされて空気撹拌装置１０１は吊り下げられている。
【０００５】
上記構成において、羽根１０７は回転軸を中心とする径方向に所定の角度を持って取り付けられており、電動機により羽根１０７が回転すると、羽根１０７の昇圧作用により、正方向の回転では羽根１０７の外周から天井１０９と羽根１０７の間を通った空気が下方に送風され、逆回転では羽根１０７の下方から天井１０９と羽根１０７の間を通って羽根１０７の外周に送風される。よって、主に夏季に空気撹拌装置１０１の直下付近で涼を取る場合は正回転で使用され、主に冬季に、直接風で冷風感を感じないように部屋全体の空気の循環を促す場合は逆回転で使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１０６７８号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の空気撹拌装置では、直接風で冷風感を感じないよう、逆回転による空気の撹拌を行っているものの、実際には、逆回転で室内空気の循環を十分に行える風量を得ようとすると、居住者に体感される気流が発生し、居住者が肌寒く感じるため、冬季に空気撹拌装置を運転することが敬遠されているという課題がある。逆回転時において、居住者に体感される気流が発生する理由は、以下のような原理による。
【０００８】
羽根１０７の下方から天井１０９と羽根１０７の間に送られた空気は、天井面に衝突しつつ、天井面との摩擦を受けながら、外周側へと全周方向に吹き出す。全周方向に吹き出された気流は、床面に到達した後、空気撹拌装置の吸込気流に誘引され、空気撹拌装置の直下部で合成されるため、居住者に体感される気流が室内の中央部付近に発生することとなる。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、冬季において居住者が気流感を感じることなく、室内の空気の循環を行うことのできる空気撹拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、この目的を達成するために、本発明は、室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成することを特徴とする空気撹拌装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成するという構成にしたことにより、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができるという効果のある空気撹拌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置を示す側面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置の風速ベクトルを示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置の風速ベクトルを示す側面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態２の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置を示す側面図
【図４】本発明の実施の形態３の空気撹拌装置を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態４の空気撹拌装置を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態４の空気撹拌装置を示す斜視図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態５の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態５の空気撹拌装置を示す底面図
【図８】本発明の実施の形態５の空気撹拌装置における回転数と温度差の関係図
【図９】本発明の実施の形態６の空気撹拌装置を示す斜視図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態７の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態７の空気撹拌装置を示す底面図
【図１１】本発明の実施の形態６の空気撹拌装置を示す側面図
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態８の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態８の送風手段を示す斜視図
【図１３】本発明の実施の形態９の空気撹拌装置を示す斜視図
【図１４】従来の空気撹拌装置を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１記載の空気撹拌装置は、室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成するという構成である。
【００１４】
これにより、暖房による室内の鉛直方向に生じた温度勾配に対して、送風手段より斜め下方向または斜め上方向の気流を吹き出すことにより、送風手段に吸い込む気流温度と、送風手段から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができる。
【００１５】
さらに、送風手段より斜め下方向または斜め上方向の気流を吹き出すことによって、室内全体を大きく旋回する気流を形成することにより、室内に生じた温度勾配を、室内の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、遅い風速で室内の温度勾配を抑制することができる。
【００１６】
従って、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、送風手段は、回転軸を中心に回転する電動機と、電動機の全部または一部を内包する回転体と、電動機または回転体に固定される複数の動翼と、を有し、取付手段は、回転軸の一端を天井面側に固定し、電動機とともに動翼が回転し、室内空気の撹拌を行う空気撹拌装置であって、動翼の回転に伴う昇圧作用を、動翼の回転方向に変換するという構成にしてもよい。
【００１８】
これにより、動翼の回転に伴って、回転方向の風速成分の割合が多くなり、室内全体に斜め下方向の旋回流を形成することができる。
【００１９】
また、動翼の内周側の傾き角度より、動翼の外周側の傾き角度が大きいという構成にしてもよい。
【００２０】
これにより、外周側の動翼が、動翼の回転方向に気流を巻き込みながら昇圧することにより、動翼に昇圧される気流を、回転方向の風速成分の多い気流へと変換することができる。
【００２１】
また、動翼の内周側から外周側にかけて、徐々に傾き角度が大きくなるという構成にしてもよい。
【００２２】
これにより、傾きの大きい外周側に、徐々に気流を巻き込むことにより、回転方向成分の多い気流へと変換することができる。
【００２３】
また、動翼の内周側の翼面積より、外周側の翼面積が大きいという構成にしてもよい。
【００２４】
これにより、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が、より動翼の外周側に働くことにより、動翼の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００２５】
また、動翼上に、風向変換手段を有するという構成にしてもよい。
【００２６】
これにより、動翼を流れる気流は、風向変換手段により動翼の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００２７】
また、風向変換手段が、動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけて略垂直に固定された板であるという構成にしてもよい。
【００２８】
これにより、動翼を流れる気流は、風向変換手段に沿って、動翼の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００２９】
また、風向変換手段が、動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけての溝であるという構成にしてもよい。
【００３０】
これにより、動翼を流れる気流は、風向変換手段の溝に沿って、動翼の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００３１】
また、動翼の外周側後縁が、動翼の回転方向の下流側に向かって伸びているという構成にしてもよい。
【００３２】
これにより、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が、動翼の外周側後縁に働くことにより、動翼の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００３３】
また、動翼が天井面方向に気流を昇圧する際の回転方向において、回転数を増加させるという構成にしてもよい。
【００３４】
これにより、動翼の回転数の増加に伴い、動翼上を流れる気流が、動翼の径方向および回転方向への滑りが生じ、回転方向の風速成分の割合が増加させることができる。
【００３５】
また、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第１の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して電動機の回転数を制御する回転数制御部と、を有するという構成にしてもよい。
【００３６】
これにより、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じた風速を適宜生成することができる。
【００３７】
また、動翼の角度を変更する角度変更手段を有するという構成にしてもよい。
【００３８】
これにより、例えば夏季において直接風による涼を得る場合は、動翼角度を大きくして軸方向の風速成分を増加したり、冬季において気流感を低減しつつ、室内の温度ムラを是正する場合は、動翼角度を小さくして動翼の回転数を上げ、回転方向の風速成分を増加する等、風速成分の割合を自在に調整することができる。
【００３９】
また、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第２の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して角度変更手段を制御する角度制御部と、を有するという構成にしてもよい。
【００４０】
これにより、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じ、角度制御部からの信号によって動翼角度を変更し、室内環境に適した風速成分を生成することができる。
【００４１】
また、動翼の外側方向に、径方向の風速成分を回転方向の風速成分に変換する静翼を有するという構成にしてもよい。
【００４２】
これにより、動翼によって生成した径方向の風速成分が、静翼に沿って緩やかに回転方向へと変換されることにより、回転方向の風速成分を増加することができる。
【００４３】
また、動翼の外周端部に、鉛直方向の補助翼を設けるという構成にしてもよい。
【００４４】
これにより、動翼の外周方向への滑りによって生じる径方向の風速成分が、補助翼に衝突しつつ、動翼の回転に伴って動翼の後縁から剥離することにより、回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１（ａ）に示すように、以下、送風手段１より生じる気流の風速ベクトル成分を、動翼５の回転方向と同一方向を回転方向、送風手段１の鉛直方向を軸方向、送風手段１の側面方向を径方向として説明する。
【００４７】
まず、実施の形態１の構成について説明する。
【００４８】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、送風手段１は、回転軸２を中心に回転する電動機３と、電動機３の全部または一部を内包する回転体４と、電動機３または回転体４に固定される複数の動翼５と、を有し、取付手段６は、回転軸２の一端を天井面側に固定し、電動機３とともに動翼５が回転し、室内空気の撹拌を行う空気撹拌装置であって、動翼５の回転に伴う昇圧作用を、動翼５の回転方向に変換するという構成となっている。
【００４９】
取付手段６としては、一般的な住宅の天井面に設けられる引掛シーリングや引掛ローゼット等に取付可能な引掛刃等や、天井面の梁などに直接ネジ止めされる部材等が上げられる。
【００５０】
動翼５については、動翼５の内周側の水平方向からの傾き角度θｉｎより、動翼５の外周側の傾き角度θｏｕｔが大きいという構成とした。ここでは一例として、θｉｎを４０°、θｏｕｔを４５°とした。
【００５１】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
【００５２】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、送風手段１より斜め下方向の気流を吹き出すことによって、室内全体を大きく旋回する気流を形成することにより、室内に生じた温度勾配を、室内の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、遅い風速で室内の温度勾配を抑制することができる。
【００５３】
ここで、室内の暖房などによって生じる浮力は、空気を非圧縮性流体として、ある基準温度からの温度差を利用したブシネスク近似式を用いて算出する方法が一般的である。この場合、浮力は温度差に比例して大きくなる。つまり、重力方向の風速ベクトルを用いて室内の空気循環を行おうとすると、送風手段１から吹出された気流温度とその周辺温度との差が急拡大することとなり、送風手段１から吹出された気流が受ける浮力は、より大きくなることを意味する。
【００５４】
従って、上記のように斜め下方向の気流を吹き出せば、送風手段１から吹出された気流温度とその周辺温度との差が急拡大することがなく、受ける浮力が小さくなるため、より遅い風速で室内の温度勾配を抑制することができる。
【００５５】
さらに、動翼５の内周側の傾きより外周側の傾きを大きくすると、外周側の動翼５が、動翼５の回転方向に気流を巻き込みながら昇圧することにより、回転方向の風速成分の多い気流へと変換することができる。
【００５６】
このように、本発明の実施の形態１によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
まず、実施の形態２の構成について説明する。
【００５８】
図３（ａ）、図３（ｂ）において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、動翼５の内周側から外周側にかけて、徐々に傾き角度が小さくなるという構成となっている。ここでは一例として、水平方向からの最内周角度θ’ｉｎを２３．５°、最外周角度θ’ｏｕｔを５７．５°とし、角度の変化は、１００ｍｍピッチごとに２°変化させている。
【００６０】
この構成によれば、傾きの大きい外周側に、徐々に気流を巻き込むことにより、回転方向成分の多い気流へと変換することができる。
【００６１】
このように、本発明の実施の形態２によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
まず、実施の形態３の構成について説明する。
【００６３】
図４において、実施の形態１〜実施の形態２のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図４に示すように、動翼５の内周側の翼面積より、外周側の翼面積が大きいという構成となっている。ここでは一例として、内周側の翼弦長を１１４ｍｍ、外周側の翼弦長を１４０ｍｍとしている。
【００６５】
この構成によれば、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が、より動翼５の外周側に働くことにより、動翼５の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００６６】
このように、本発明の実施の形態３によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００６７】
（実施の形態４）
まず、実施の形態４の構成について説明する。
【００６８】
図５において、実施の形態１〜実施の形態３のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図５に示すように、動翼５上に、風向変更手段を有するという構成にしてもよい。ここでは一例として、風向変更手段が、動翼５の内周側前縁から外周側後縁にかけて略垂直に固定された風向変更板７としている。風向変更板７は、Ｒ１０００ｍｍの湾曲状であり、１枚の動翼５に対し１５０ｍｍピッチで３つずつ設置され、動翼から垂直方向に突出する高さを３ｍｍとしている。
【００７０】
これにより、動翼５を流れる気流は、風向変更板７により動翼５の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼５の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００７１】
また、風向変更手段については、図６のように動翼５の内周側前縁から外周側後縁にかけての溝８であるという構成でも同様の効果を有するものである。
【００７２】
このように、本発明の実施の形態４によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００７３】
（実施の形態５）
まず、実施の形態５の構成について説明する。
【００７４】
図７（ａ）、図７（ｂ）において、実施の形態１〜実施の形態４のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、動翼５の外周側後縁が、動翼５の回転方向の下流側に向かって伸びているという構成となっている。
【００７６】
また、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第１の温度検知手段９と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して電動機３の回転数を制御する回転数制御部１０と、を有するという構成となっている。第１の温度検知手段９としては、室内上部の空気温度を計測する熱電対等の各種温度センサ、室内下部の空気温度を計測するサーモパイル等の各種赤外線センサを用いることができる。
【００７７】
次に、実施の形態５の動作について説明する。
【００７８】
図７（ａ）の矢印に示すように、動翼５の外周側後縁が伸びていることにより、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が後縁に働き、動翼５の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００７９】
また、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じた風速を適宜生成することができる。
【００８０】
図８には一例として、天井高２．５ｍ、１０畳（４５００ｍｍ×３６００ｍｍ）の部屋の中央部に空気撹拌装置を設置し、取付角５°、翼弦長１００ｍｍ、翼幅４５０ｍｍ動翼５の外周側後縁長５０ｍｍの動翼５を用いた場合における、温度差と電動機回転数との関係を示す。プロットした点は、各温度差において温度ムラ改善率８０％を満たす最小の回転数を示している。
【００８１】
ここで、温度ムラ改善率とは、下記式で定義される。
温度ムラ改善率＝（Δｔ−Δｔ´）／Δｔ×１００［％］
【００８２】
ここで、Δｔは空気撹拌装置運転前における空気撹拌装置周辺温度と、部屋の床面温度との温度差を示し、Δｔ´は空気撹拌装置運転後における空気撹拌装置周辺温度と、部屋の床面温度との温度差を示している。ただし、回転速度の最適値は、部屋の大きさや天井高等の条件によって異なる。
【００８３】
このように、本発明の実施の形態５によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００８４】
（実施の形態６）
まず、実施の形態６の構成について説明する。
【００８５】
図９において、実施の形態１〜実施の形態５のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
図９に示すように、動翼５の外側方向に、径方向の風速成分を回転方向の風速成分に変換する静翼１１を有するという構成となっている。
【００８７】
次に、実施の形態６の動作について説明する。
【００８８】
図９の矢印で示すように、動翼５によって生成した径方向の風速成分は、静翼１１に沿って緩やかに回転方向へと変換されることにより、回転方向の風速成分を増加することができる。
【００８９】
このように本発明の実施の形態６によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００９０】
（実施の形態７）
まず、実施の形態７の構成について説明する。
【００９１】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１において、実施の形態１〜実施の形態６のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
図１０（ａ）に示すように、動翼５の外周端部に、鉛直方向の補助翼１２を設けるという構成となっている。
【００９３】
また図１０（ｂ）に示すように、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第２の温度検知手段１３と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して角度変更手段１５を制御する角度制御部１４と、を有した構成となっている。第２の温度検知手段１３としては、室内上部の空気温度を計測する熱電対等の各種温度センサ、室内下部の空気温度を計測するサーモパイル等の各種赤外線センサを用いることができる。
【００９４】
また図１１に示すように、電動機３内部に動翼５の角度を変更する角度変更手段１５を有している。角度変更手段１５は、角度変更用電動機１６の動力を第１の動力伝達手段１７、および第２の動力伝達手段１８に伝達し、動翼５の角度変更を行う。第２の動力伝達手段１８は、動翼５毎に配置され、各々が第１の動力伝達手段１７を通じて、角度変更用電動機１６の動力を受ける構成となっている。
【００９５】
次に、実施の形態７の動作について説明する。
【００９６】
図１０（ａ）の矢印で示すように、動翼５の外周方向への滑りによって生じる径方向の風速成分は、補助翼１２に衝突しつつ、動翼５の回転に伴って動翼５の後縁から剥離することにより、回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００９７】
また、例えば夏季において直接風による涼を得る場合は、動翼５の角度を大きくして軸方向の風速成分を増加したり、冬季において気流感を低減しつつ、室内の温度ムラを是正する場合は、動翼５の角度を小さくして動翼５の回転数を上げ、回転方向の風速成分を増加する等、風速成分の割合を自在に調整することができる。
【００９８】
また、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じ、角度制御部１４からの信号によって動翼５の角度を変更し、室内環境に適した風速成分を生成することができる。
【００９９】
このように本発明の実施の形態７によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【０１００】
（実施の形態８）
まず、実施の形態８の構成について説明する。
【０１０１】
図１２（ａ）に示すように、室内１９の天井面中央部に送風手段２０が２台設置され、室内１９の側面方向に斜め下方向に吹き出すように設置されている。
【０１０２】
また図１２（ｂ）に示すように、送風手段２０は、筐体２１の内部に軸流送風機２２と電動機２３とを有し、吸込口２４から空気を吸引し、吹出口２５から空気を吹き出すような構成となっている。また、送風手段２０の筐体２１を天井面に取り付ける取付手段２６が設置されている。
【０１０３】
次に、実施の形態８の動作について説明する。
【０１０４】
図１２（ａ）の矢印で示すように、暖房による室内１９の鉛直方向に生じた温度勾配に対して、送風手段２０より斜め下方向の気流を吹き出すことにより、送風手段２０から吸い込む気流温度と、送風手段２０から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段２０から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができる。
【０１０５】
さらに、送風手段２０より斜め下方向の気流を吹き出すことによって、室内１９全体を縦方向に大きく旋回する気流を形成することにより、室内１９に生じた温度勾配を、室内１９の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、少ない風速で室内１９の温度勾配を抑制することができる。
【０１０６】
このように本発明の実施の形態８によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【０１０７】
（実施の形態９）
まず、実施の形態９の構成について説明する。
【０１０８】
図１３において、実施の形態８と同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【０１０９】
図１３に示すように、室内１９の壁面に送風手段２０が４台設置され、室内１９の側面方向に斜め上方向に吹き出すように設置されている。
【０１１０】
また、送風手段２０は、筐体２１の内部に軸流送風機２２と電動機２３とを有し、吸込口２４から空気を吸引し、吹出口２５から空気を吹き出すような構成となっている。また、送風手段の筐体２１を壁面に取り付ける取付手段２６が設置されている。
【０１１１】
次に、実施の形態９の動作について説明する。
【０１１２】
図１３の矢印で示すように、暖房による室内１９の鉛直方向に生じた温度勾配に対して、送風手段２０より斜め上方向の気流を吹き出すことにより、送風手段２０から吸い込む気流温度と、送風手段２０から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段２０から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができる。
【０１１３】
さらに、送風手段２０より斜め上方向の気流を吹き出すことによって、室内１９全体を大きく旋回する気流を形成することにより、室内１９に生じた温度勾配を、室内１９の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、少ない風速で室内１９の温度勾配を抑制することができる。
【０１１４】
このように本発明の実施の形態９によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明にかかる空気撹拌装置は、少ない風量で室内空気の撹拌が行えるため、冬季において居住者が気流感を感じることなく、快適な室内環境を提供することが可能であるので、住宅用の室内空気の撹拌を目的に使用される各種送風機器等として有用である。
【符号の説明】
【０１１６】
１ 送風手段
２ 回転軸
３ 電動機
４ 回転体
５ 動翼
６ 取付手段
７ 風向変更板
８ 溝
９ 第１の温度検知手段
１０ 回転数制御部
１１ 静翼
１２ 補助翼
１３ 第２の温度検知手段
１４ 角度制御部
１５ 角度変更手段
１６ 角度変更用電動機
１７ 第１の動力伝達手段
１８ 第２の動力伝達手段
１９ 室内
２０ 送風手段
２１ 筐体
２２ 軸流送風機
２３ 電動機
２４ 吸込口
２５ 吹出口
２６ 取付手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井に設置され、直接風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空気撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気撹拌装置は、長板状の羽根板の一端を支持する接続部材を介して、電動機により回転する回転体に固定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その空気撹拌装置について図１４を参照しながら説明する。
【０００４】
図１４に示すように、空気撹拌装置１０１の全体構成はキャノピー（上カバー）１０２と中カバー１０３と電動機の外側回転体１０４と下カバー１０５と、外側回転体１０４のホルダー１０６に羽根１０７が取り付けられているものからなり、キャノピー１０２の内部の簡易取り付け金具１０８が天井１０９にネジ止めされて空気撹拌装置１０１は吊り下げられている。
【０００５】
上記構成において、羽根１０７は回転軸を中心とする径方向に所定の角度を持って取り付けられており、電動機により羽根１０７が回転すると、羽根１０７の昇圧作用により、正方向の回転では羽根１０７の外周から天井１０９と羽根１０７の間を通った空気が下方に送風され、逆回転では羽根１０７の下方から天井１０９と羽根１０７の間を通って羽根１０７の外周に送風される。よって、主に夏季に空気撹拌装置１０１の直下付近で涼を取る場合は正回転で使用され、主に冬季に、直接風で冷風感を感じないように部屋全体の空気の循環を促す場合は逆回転で使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１０６７８号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の空気撹拌装置では、直接風で冷風感を感じないよう、逆回転による空気の撹拌を行っているものの、実際には、逆回転で室内空気の循環を十分に行える風量を得ようとすると、居住者に体感される気流が発生し、居住者が肌寒く感じるため、冬季に空気撹拌装置を運転することが敬遠されているという課題がある。逆回転時において、居住者に体感される気流が発生する理由は、以下のような原理による。
【０００８】
羽根１０７の下方から天井１０９と羽根１０７の間に送られた空気は、天井面に衝突しつつ、天井面との摩擦を受けながら、外周側へと全周方向に吹き出す。全周方向に吹き出された気流は、床面に到達した後、空気撹拌装置の吸込気流に誘引され、空気撹拌装置の直下部で合成されるため、居住者に体感される気流が室内の中央部付近に発生することとなる。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、冬季において居住者が気流感を感じることなく、室内の空気の循環を行うことのできる空気撹拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、この目的を達成するために、本発明は、室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成することを特徴とする空気撹拌装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成するという構成にしたことにより、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができるという効果のある空気撹拌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置を示す側面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置の風速ベクトルを示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置の風速ベクトルを示す側面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態２の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の空気撹拌装置を示す側面図
【図４】本発明の実施の形態３の空気撹拌装置を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態４の空気撹拌装置を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態４の空気撹拌装置を示す斜視図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態５の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態５の空気撹拌装置を示す底面図
【図８】本発明の実施の形態５の空気撹拌装置における回転数と温度差の関係図
【図９】本発明の実施の形態６の空気撹拌装置を示す斜視図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態７の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態７の空気撹拌装置を示す底面図
【図１１】本発明の実施の形態６の空気撹拌装置を示す側面図
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態８の空気撹拌装置を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態８の送風手段を示す斜視図
【図１３】本発明の実施の形態９の空気撹拌装置を示す斜視図
【図１４】従来の空気撹拌装置を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１記載の空気撹拌装置は、室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成するという構成である。
【００１４】
これにより、暖房による室内の鉛直方向に生じた温度勾配に対して、送風手段より斜め下方向または斜め上方向の気流を吹き出すことにより、送風手段に吸い込む気流温度と、送風手段から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができる。
【００１５】
さらに、送風手段より斜め下方向または斜め上方向の気流を吹き出すことによって、室内全体を大きく旋回する気流を形成することにより、室内に生じた温度勾配を、室内の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、遅い風速で室内の温度勾配を抑制することができる。
【００１６】
従って、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、送風手段は、回転軸を中心に回転する電動機と、電動機の全部または一部を内包する回転体と、電動機または回転体に固定される複数の動翼と、を有し、取付手段は、回転軸の一端を天井面側に固定し、電動機とともに動翼が回転し、室内空気の撹拌を行う空気撹拌装置であって、動翼の回転に伴う昇圧作用を、動翼の回転方向に変換するという構成にしてもよい。
【００１８】
これにより、動翼の回転に伴って、回転方向の風速成分の割合が多くなり、室内全体に斜め下方向の旋回流を形成することができる。
【００１９】
また、動翼の内周側の傾き角度より、動翼の外周側の傾き角度が大きいという構成にしてもよい。
【００２０】
これにより、外周側の動翼が、動翼の回転方向に気流を巻き込みながら昇圧することにより、動翼に昇圧される気流を、回転方向の風速成分の多い気流へと変換することができる。
【００２１】
また、動翼の内周側から外周側にかけて、徐々に傾き角度が大きくなるという構成にしてもよい。
【００２２】
これにより、傾きの大きい外周側に、徐々に気流を巻き込むことにより、回転方向成分の多い気流へと変換することができる。
【００２３】
また、動翼の内周側の翼面積より、外周側の翼面積が大きいという構成にしてもよい。
【００２４】
これにより、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が、より動翼の外周側に働くことにより、動翼の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００２５】
また、動翼上に、風向変換手段を有するという構成にしてもよい。
【００２６】
これにより、動翼を流れる気流は、風向変換手段により動翼の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００２７】
また、風向変換手段が、動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけて略垂直に固定された板であるという構成にしてもよい。
【００２８】
これにより、動翼を流れる気流は、風向変換手段に沿って、動翼の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００２９】
また、風向変換手段が、動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけての溝であるという構成にしてもよい。
【００３０】
これにより、動翼を流れる気流は、風向変換手段の溝に沿って、動翼の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００３１】
また、動翼の外周側後縁が、動翼の回転方向の下流側に向かって伸びているという構成にしてもよい。
【００３２】
これにより、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が、動翼の外周側後縁に働くことにより、動翼の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００３３】
また、動翼が天井面方向に気流を昇圧する際の回転方向において、回転数を増加させるという構成にしてもよい。
【００３４】
これにより、動翼の回転数の増加に伴い、動翼上を流れる気流が、動翼の径方向および回転方向への滑りが生じ、回転方向の風速成分の割合が増加させることができる。
【００３５】
また、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第１の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して電動機の回転数を制御する回転数制御部と、を有するという構成にしてもよい。
【００３６】
これにより、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じた風速を適宜生成することができる。
【００３７】
また、動翼の角度を変更する角度変更手段を有するという構成にしてもよい。
【００３８】
これにより、例えば夏季において直接風による涼を得る場合は、動翼角度を大きくして軸方向の風速成分を増加したり、冬季において気流感を低減しつつ、室内の温度ムラを是正する場合は、動翼角度を小さくして動翼の回転数を上げ、回転方向の風速成分を増加する等、風速成分の割合を自在に調整することができる。
【００３９】
また、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第２の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して角度変更手段を制御する角度制御部と、を有するという構成にしてもよい。
【００４０】
これにより、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じ、角度制御部からの信号によって動翼角度を変更し、室内環境に適した風速成分を生成することができる。
【００４１】
また、動翼の外側方向に、径方向の風速成分を回転方向の風速成分に変換する静翼を有するという構成にしてもよい。
【００４２】
これにより、動翼によって生成した径方向の風速成分が、静翼に沿って緩やかに回転方向へと変換されることにより、回転方向の風速成分を増加することができる。
【００４３】
また、動翼の外周端部に、鉛直方向の補助翼を設けるという構成にしてもよい。
【００４４】
これにより、動翼の外周方向への滑りによって生じる径方向の風速成分が、補助翼に衝突しつつ、動翼の回転に伴って動翼の後縁から剥離することにより、回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１（ａ）に示すように、以下、送風手段１より生じる気流の風速ベクトル成分を、動翼５の回転方向と同一方向を回転方向、送風手段１の鉛直方向を軸方向、送風手段１の側面方向を径方向として説明する。
【００４７】
まず、実施の形態１の構成について説明する。
【００４８】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、送風手段１は、回転軸２を中心に回転する電動機３と、電動機３の全部または一部を内包する回転体４と、電動機３または回転体４に固定される複数の動翼５と、を有し、取付手段６は、回転軸２の一端を天井面側に固定し、電動機３とともに動翼５が回転し、室内空気の撹拌を行う空気撹拌装置であって、動翼５の回転に伴う昇圧作用を、動翼５の回転方向に変換するという構成となっている。
【００４９】
取付手段６としては、一般的な住宅の天井面に設けられる引掛シーリングや引掛ローゼット等に取付可能な引掛刃等や、天井面の梁などに直接ネジ止めされる部材等が上げられる。
【００５０】
動翼５については、動翼５の内周側の水平方向からの傾き角度θｉｎより、動翼５の外周側の傾き角度θｏｕｔが大きいという構成とした。ここでは一例として、θｉｎを４０°、θｏｕｔを４５°とした。
【００５１】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
【００５２】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、送風手段１より斜め下方向の気流を吹き出すことによって、室内全体を大きく旋回する気流を形成することにより、室内に生じた温度勾配を、室内の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、遅い風速で室内の温度勾配を抑制することができる。
【００５３】
ここで、室内の暖房などによって生じる浮力は、空気を非圧縮性流体として、ある基準温度からの温度差を利用したブシネスク近似式を用いて算出する方法が一般的である。この場合、浮力は温度差に比例して大きくなる。つまり、重力方向の風速ベクトルを用いて室内の空気循環を行おうとすると、送風手段１から吹出された気流温度とその周辺温度との差が急拡大することとなり、送風手段１から吹出された気流が受ける浮力は、より大きくなることを意味する。
【００５４】
従って、上記のように斜め下方向の気流を吹き出せば、送風手段１から吹出された気流温度とその周辺温度との差が急拡大することがなく、受ける浮力が小さくなるため、より遅い風速で室内の温度勾配を抑制することができる。
【００５５】
さらに、動翼５の内周側の傾きより外周側の傾きを大きくすると、外周側の動翼５が、動翼５の回転方向に気流を巻き込みながら昇圧することにより、回転方向の風速成分の多い気流へと変換することができる。
【００５６】
このように、本発明の実施の形態１によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
まず、実施の形態２の構成について説明する。
【００５８】
図３（ａ）、図３（ｂ）において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、動翼５の内周側から外周側にかけて、徐々に傾き角度が小さくなるという構成となっている。ここでは一例として、水平方向からの最内周角度θ’ｉｎを２３．５°、最外周角度θ’ｏｕｔを５７．５°とし、角度の変化は、１００ｍｍピッチごとに２°変化させている。
【００６０】
この構成によれば、傾きの大きい外周側に、徐々に気流を巻き込むことにより、回転方向成分の多い気流へと変換することができる。
【００６１】
このように、本発明の実施の形態２によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
まず、実施の形態３の構成について説明する。
【００６３】
図４において、実施の形態１〜実施の形態２のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図４に示すように、動翼５の内周側の翼面積より、外周側の翼面積が大きいという構成となっている。ここでは一例として、内周側の翼弦長を１１４ｍｍ、外周側の翼弦長を１４０ｍｍとしている。
【００６５】
この構成によれば、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が、より動翼５の外周側に働くことにより、動翼５の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００６６】
このように、本発明の実施の形態３によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００６７】
（実施の形態４）
まず、実施の形態４の構成について説明する。
【００６８】
図５において、実施の形態１〜実施の形態３のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図５に示すように、動翼５上に、風向変更手段を有するという構成にしてもよい。ここでは一例として、風向変更手段が、動翼５の内周側前縁から外周側後縁にかけて略垂直に固定された風向変更板７としている。風向変更板７は、Ｒ１０００ｍｍの湾曲状であり、１枚の動翼５に対し１５０ｍｍピッチで３つずつ設置され、動翼から垂直方向に突出する高さを３ｍｍとしている。
【００７０】
これにより、動翼５を流れる気流は、風向変更板７により動翼５の外周方向へと緩やかに誘導されるため、動翼５の回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００７１】
また、風向変更手段については、図６のように動翼５の内周側前縁から外周側後縁にかけての溝８であるという構成でも同様の効果を有するものである。
【００７２】
このように、本発明の実施の形態４によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００７３】
（実施の形態５）
まず、実施の形態５の構成について説明する。
【００７４】
図７（ａ）、図７（ｂ）において、実施の形態１〜実施の形態４のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、動翼５の外周側後縁が、動翼５の回転方向の下流側に向かって伸びているという構成となっている。
【００７６】
また、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第１の温度検知手段９と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して電動機３の回転数を制御する回転数制御部１０と、を有するという構成となっている。第１の温度検知手段９としては、室内上部の空気温度を計測する熱電対等の各種温度センサ、室内下部の空気温度を計測するサーモパイル等の各種赤外線センサを用いることができる。
【００７７】
次に、実施の形態５の動作について説明する。
【００７８】
図７（ａ）の矢印に示すように、動翼５の外周側後縁が伸びていることにより、空気が物体に沿って流れる性質であるコアンダ効果が後縁に働き、動翼５の外周側で昇圧された気流の一部を、回転方向への気流へと変換することができる。
【００７９】
また、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じた風速を適宜生成することができる。
【００８０】
図８には一例として、天井高２．５ｍ、１０畳（４５００ｍｍ×３６００ｍｍ）の部屋の中央部に空気撹拌装置を設置し、取付角５°、翼弦長１００ｍｍ、翼幅４５０ｍｍ動翼５の外周側後縁長５０ｍｍの動翼５を用いた場合における、温度差と電動機回転数との関係を示す。プロットした点は、各温度差において温度ムラ改善率８０％を満たす最小の回転数を示している。
【００８１】
ここで、温度ムラ改善率とは、下記式で定義される。
温度ムラ改善率＝（Δｔ−Δｔ´）／Δｔ×１００［％］
【００８２】
ここで、Δｔは空気撹拌装置運転前における空気撹拌装置周辺温度と、部屋の床面温度との温度差を示し、Δｔ´は空気撹拌装置運転後における空気撹拌装置周辺温度と、部屋の床面温度との温度差を示している。ただし、回転速度の最適値は、部屋の大きさや天井高等の条件によって異なる。
【００８３】
このように、本発明の実施の形態５によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００８４】
（実施の形態６）
まず、実施の形態６の構成について説明する。
【００８５】
図９において、実施の形態１〜実施の形態５のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
図９に示すように、動翼５の外側方向に、径方向の風速成分を回転方向の風速成分に変換する静翼１１を有するという構成となっている。
【００８７】
次に、実施の形態６の動作について説明する。
【００８８】
図９の矢印で示すように、動翼５によって生成した径方向の風速成分は、静翼１１に沿って緩やかに回転方向へと変換されることにより、回転方向の風速成分を増加することができる。
【００８９】
このように本発明の実施の形態６によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【００９０】
（実施の形態７）
まず、実施の形態７の構成について説明する。
【００９１】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１において、実施の形態１〜実施の形態６のいずれかと同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
図１０（ａ）に示すように、動翼５の外周端部に、鉛直方向の補助翼１２を設けるという構成となっている。
【００９３】
また図１０（ｂ）に示すように、室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第２の温度検知手段１３と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して角度変更手段１５を制御する角度制御部１４と、を有した構成となっている。第２の温度検知手段１３としては、室内上部の空気温度を計測する熱電対等の各種温度センサ、室内下部の空気温度を計測するサーモパイル等の各種赤外線センサを用いることができる。
【００９４】
また図１１に示すように、電動機３内部に動翼５の角度を変更する角度変更手段１５を有している。角度変更手段１５は、角度変更用電動機１６の動力を第１の動力伝達手段１７、および第２の動力伝達手段１８に伝達し、動翼５の角度変更を行う。第２の動力伝達手段１８は、動翼５毎に配置され、各々が第１の動力伝達手段１７を通じて、角度変更用電動機１６の動力を受ける構成となっている。
【００９５】
次に、実施の形態７の動作について説明する。
【００９６】
図１０（ａ）の矢印で示すように、動翼５の外周方向への滑りによって生じる径方向の風速成分は、補助翼１２に衝突しつつ、動翼５の回転に伴って動翼５の後縁から剥離することにより、回転方向の風速成分を増加させることができる。
【００９７】
また、例えば夏季において直接風による涼を得る場合は、動翼５の角度を大きくして軸方向の風速成分を増加したり、冬季において気流感を低減しつつ、室内の温度ムラを是正する場合は、動翼５の角度を小さくして動翼５の回転数を上げ、回転方向の風速成分を増加する等、風速成分の割合を自在に調整することができる。
【００９８】
また、室内上部と室内下部の空気温度の差によって生じる浮力に応じ、角度制御部１４からの信号によって動翼５の角度を変更し、室内環境に適した風速成分を生成することができる。
【００９９】
このように本発明の実施の形態７によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【０１００】
（実施の形態８）
まず、実施の形態８の構成について説明する。
【０１０１】
図１２（ａ）に示すように、室内１９の天井面中央部に送風手段２０が２台設置され、室内１９の側面方向に斜め下方向に吹き出すように設置されている。
【０１０２】
また図１２（ｂ）に示すように、送風手段２０は、筐体２１の内部に軸流送風機２２と電動機２３とを有し、吸込口２４から空気を吸引し、吹出口２５から空気を吹き出すような構成となっている。また、送風手段２０の筐体２１を天井面に取り付ける取付手段２６が設置されている。
【０１０３】
次に、実施の形態８の動作について説明する。
【０１０４】
図１２（ａ）の矢印で示すように、暖房による室内１９の鉛直方向に生じた温度勾配に対して、送風手段２０より斜め下方向の気流を吹き出すことにより、送風手段２０から吸い込む気流温度と、送風手段２０から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段２０から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができる。
【０１０５】
さらに、送風手段２０より斜め下方向の気流を吹き出すことによって、室内１９全体を縦方向に大きく旋回する気流を形成することにより、室内１９に生じた温度勾配を、室内１９の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、少ない風速で室内１９の温度勾配を抑制することができる。
【０１０６】
このように本発明の実施の形態８によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【０１０７】
（実施の形態９）
まず、実施の形態９の構成について説明する。
【０１０８】
図１３において、実施の形態８と同様の構成要素については同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【０１０９】
図１３に示すように、室内１９の壁面に送風手段２０が４台設置され、室内１９の側面方向に斜め上方向に吹き出すように設置されている。
【０１１０】
また、送風手段２０は、筐体２１の内部に軸流送風機２２と電動機２３とを有し、吸込口２４から空気を吸引し、吹出口２５から空気を吹き出すような構成となっている。また、送風手段の筐体２１を壁面に取り付ける取付手段２６が設置されている。
【０１１１】
次に、実施の形態９の動作について説明する。
【０１１２】
図１３の矢印で示すように、暖房による室内１９の鉛直方向に生じた温度勾配に対して、送風手段２０より斜め上方向の気流を吹き出すことにより、送風手段２０から吸い込む気流温度と、送風手段２０から吹き出される気流温度との差が小さくなり、送風手段２０から吹き出された気流が受ける浮力作用を抑制することができるため、遅い風速で浮力に抗って送風を行うことができる。
【０１１３】
さらに、送風手段２０より斜め上方向の気流を吹き出すことによって、室内１９全体を大きく旋回する気流を形成することにより、室内１９に生じた温度勾配を、室内１９の上部、中部、下部のように段階的に是正することで、少ない風速で室内１９の温度勾配を抑制することができる。
【０１１４】
このように本発明の実施の形態９によれば、冬季において暖房によって生じる温度勾配を、遅い風速で是正することができるため、気流感を感じることなく、快適な室内環境を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明にかかる空気撹拌装置は、少ない風量で室内空気の撹拌が行えるため、冬季において居住者が気流感を感じることなく、快適な室内環境を提供することが可能であるので、住宅用の室内空気の撹拌を目的に使用される各種送風機器等として有用である。
【符号の説明】
【０１１６】
１ 送風手段
２ 回転軸
３ 電動機
４ 回転体
５ 動翼
６ 取付手段
７ 風向変更板
８ 溝
９ 第１の温度検知手段
１０ 回転数制御部
１１ 静翼
１２ 補助翼
１３ 第２の温度検知手段
１４ 角度制御部
１５ 角度変更手段
１６ 角度変更用電動機
１７ 第１の動力伝達手段
１８ 第２の動力伝達手段
１９ 室内
２０ 送風手段
２１ 筐体
２２ 軸流送風機
２３ 電動機
２４ 吸込口
２５ 吹出口
２６ 取付手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成することを特徴とする空気撹拌装置。
【請求項２】
前記送風手段は、回転軸を中心に回転する電動機と、前記電動機の全部または一部を内包する回転体と、前記電動機または前記回転体に固定される複数の動翼と、を有し、前記取付手段は、前記回転軸の一端を天井面側に固定し、前記電動機とともに前記動翼が回転し、室内空気の撹拌を行う空気撹拌装置であって、前記動翼が、回転に伴う昇圧作用を前記動翼の回転方向に変換することを特徴とする請求項１に記載の空気撹拌装置。
【請求項３】
前記動翼の内周側の傾き角度より、前記動翼の外周側の傾き角度が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の空気撹拌装置。
【請求項４】
前記動翼の内周側から外周側にかけて、徐々に傾き角度が大きくなることを特徴とする請求項３に記載の空気撹拌装置。
【請求項５】
前記動翼の内周側の翼面積より、外周側の翼面積が大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項６】
前記動翼上に、風向変換手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項７】
前記風向変換手段が、前記動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけて略垂直に固定された板であることを特徴とする請求項６に記載の空気撹拌装置。
【請求項８】
前記風向変換手段が、前記動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけての溝であることを特徴とする請求項６に記載の空気撹拌装置。
【請求項９】
前記動翼の外周側後縁が、前記動翼の回転方向の下流側に向かって伸びていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１０】
前記動翼が天井面方向に気流を昇圧する際の回転方向において、回転数を増加させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１１】
室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第１の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して前記電動機の回転数を制御する回転数制御部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の空気撹拌装置。
【請求項１２】
前記動翼の角度を変更する角度変更手段を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１３】
室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第２の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して前記角度変更手段を制御する角度制御部と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の空気撹拌装置。
【請求項１４】
前記動翼の外側方向に、径方向の風速成分を回転方向の風速成分に変換する静翼を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１５】
前記動翼の外周端部に、鉛直方向の補助翼を設けることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１】
室内の壁面および／または天井面に設けられた少なくとも１つの送風手段と、前記送風手段を壁面および／または天井面に取り付ける取付手段と、を備え、前記送風手段から吹き出された気流により、壁面に沿って斜め下方向または斜め上方向に、室内全体を旋回する気流を形成することを特徴とする空気撹拌装置。
【請求項２】
前記送風手段は、回転軸を中心に回転する電動機と、前記電動機の全部または一部を内包する回転体と、前記電動機または前記回転体に固定される複数の動翼と、を有し、前記取付手段は、前記回転軸の一端を天井面側に固定し、前記電動機とともに前記動翼が回転し、室内空気の撹拌を行う空気撹拌装置であって、前記動翼が、回転に伴う昇圧作用を前記動翼の回転方向に変換することを特徴とする請求項１に記載の空気撹拌装置。
【請求項３】
前記動翼の内周側の傾き角度より、前記動翼の外周側の傾き角度が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の空気撹拌装置。
【請求項４】
前記動翼の内周側から外周側にかけて、徐々に傾き角度が大きくなることを特徴とする請求項３に記載の空気撹拌装置。
【請求項５】
前記動翼の内周側の翼面積より、外周側の翼面積が大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項６】
前記動翼上に、風向変換手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項７】
前記風向変換手段が、前記動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけて略垂直に固定された板であることを特徴とする請求項６に記載の空気撹拌装置。
【請求項８】
前記風向変換手段が、前記動翼の内周側前縁から外周側後縁にかけての溝であることを特徴とする請求項６に記載の空気撹拌装置。
【請求項９】
前記動翼の外周側後縁が、前記動翼の回転方向の下流側に向かって伸びていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１０】
前記動翼が天井面方向に気流を昇圧する際の回転方向において、回転数を増加させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１１】
室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第１の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して前記電動機の回転数を制御する回転数制御部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の空気撹拌装置。
【請求項１２】
前記動翼の角度を変更する角度変更手段を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１３】
室内上部の空気温度および室内下部の空気温度を検知する第２の温度検知手段と、室内上部の空気温度と室内下部との差を演算して前記角度変更手段を制御する角度制御部と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の空気撹拌装置。
【請求項１４】
前記動翼の外側方向に、径方向の風速成分を回転方向の風速成分に変換する静翼を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【請求項１５】
前記動翼の外周端部に、鉛直方向の補助翼を設けることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の空気撹拌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１４９３００（Ｐ２０１１−１４９３００Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７８６（Ｐ２０１０−９７８６）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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