JP6729938B2 - Ceiling fan - Google Patents
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Description
本発明は、シーリングファンに関するものである。 The present invention relates to a ceiling fan.
工場、倉庫、スポーツ施設、大型商業施設など、大きな空間を有する施設では、シーリングファンが取り付けられていることが多い。シーリングファンによって空気の流れが生じることにより、気温が比較的高くても不快に感じにくい。また、空気が撹拌されることにより、空調設備による冷暖房や調湿の効率を高めることができる。大きな空間で空気の流れを生じさせるシーリングファンには、風量が大きいことが要請される。 Ceiling fans are often installed in facilities with large spaces such as factories, warehouses, sports facilities, and large commercial facilities. Due to the air flow generated by the ceiling fan, it is unlikely to feel uncomfortable even when the temperature is relatively high. Moreover, the efficiency of cooling and heating and humidity control by the air conditioning equipment can be improved by agitating the air. A ceiling fan that generates an air flow in a large space is required to have a large air volume.
風量を増大させるために、従前より、ブレードの長さが数メートルに及ぶ大型のシーリングファンが使用されている。しかしながら、従来の大型シーリングファンは、空気の流れが不均一であるという問題があった。例えば、シーリングファンの直下及び直上の空間は、ファン自体が空気の流れの妨げとなって空気が流通しにくい空間となるが、ファンが大型であるが故に、そのような空間が大きい。また、空気の対流による渦が高い位置に生じ易く、人に心地よさを体感させにくい。加えて、空気の流れが非常に高速である部分が局部的に生じやすく、物が吹き飛ばされたり、人を不快にさせたりすることがあった。 To increase the air volume, large ceiling fans with blade lengths of several meters have been used for some time. However, the conventional large ceiling fan has a problem that the air flow is not uniform. For example, the space directly below and directly above the ceiling fan is a space where the fan itself obstructs the flow of air and makes it difficult for air to flow, but such a space is large because the fan is large. Further, eddies due to convection of air are likely to occur at a high position, and it is difficult for a person to feel comfort. In addition, a portion where the air flow is very high is likely to be locally generated, which may cause objects to be blown off or make people uncomfortable.
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、風量が大きいと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができるシーリングファンの提供を、課題とするものである。 Therefore, in view of the above situation, an object of the present invention is to provide a ceiling fan that can generate a more uniform air flow with a large air volume.
上記の課題を解決するため、本発明にかかるシーリングファンは、
「モータにより回転駆動される回転軸と、
該回転軸を回転自在に、天井に吊り下げ支持させている回転軸支持部と、
長棒状で、前記回転軸に対して放射状に取り付けられて前記回転軸と一体回転する複数のブレード軸と、
複数の該ブレード軸にそれぞれ支持されているブレードと、を具備するシーリングファンであり、
前記ブレードの回転軌跡の外形である円の直径の10%〜30%の長さ分、前記回転軸を中心として、前記ブレード軸に沿って前記ブレードが存在していない無翼空間を有しており、
前記ブレードの外側端部から前記ブレード軸と交差する方向に外側ウィングレットが延出していると共に、前記ブレードの内側端部から前記ブレード軸と交差する方向に内側ウィングレットが延出している」ものである。
In order to solve the above problems, the ceiling fan according to the present invention,
"A rotating shaft driven by a motor,
A rotating shaft supporting portion that rotatably supports the rotating shaft, and that is supported by being suspended from the ceiling;
In the shape of a long rod, a plurality of blade shafts that are radially attached to the rotation shaft and integrally rotate with the rotation shaft,
A blade supported by each of the plurality of blade shafts, and a ceiling fan,
The blade has a blade-free space along the blade axis, which is 10% to 30% of the diameter of a circle that is the outer shape of the rotation trajectory of the blade, and is centered on the rotation axis. Cage,
An outer winglet extends from the outer end of the blade in a direction intersecting the blade axis, and an inner winglet extends from the inner end of the blade in a direction intersecting the blade axis." Is.
本構成のシーリングファンは、モータに回転駆動される回転軸に、ブレード軸を介して複数のブレードが放射状に取り付けられているが、回転軸の周囲にブレード軸に沿ってブレードが存在していない無翼空間を有している。すなわち、回転軸を回転させたとき、ブレードの軌跡を直上または直下から見るとドーナツ状であり、ドーナツの穴が無翼空間に相当する。このような無翼空間を有していることにより、ブレードの回転によって生じた空気の流れが、無翼空間に回り込むことができ、無翼空間を介して空気が上下方向に流通する。従って、従来のシーリングファンでは、ファン自体が空気の流れの妨げとなって、ファンの直下及び直上に空気が流通しにくい空間が生じていたところ、本構成のシーリングファンでは、ファンの直下及び直上の空間にも空気を流通させることができ、空気の流れを均一なものに近づけることができる。 In the ceiling fan of this configuration, a plurality of blades are radially attached to the rotary shaft that is rotationally driven by the motor via the blade shaft, but there are no blades around the rotary shaft along the blade shaft. It has a wingless space. That is, when the rotary shaft is rotated, the trajectory of the blade is donut-shaped when viewed from directly above or below, and the hole of the donut corresponds to the wingless space. By having such a wingless space, the flow of air generated by the rotation of the blades can go around to the wingless space, and the air circulates vertically through the wingless space. Therefore, in the conventional ceiling fan, the fan itself obstructs the flow of air, creating a space where it is difficult for air to circulate directly below and above the fan. The air can be circulated in the space, and the flow of the air can be made uniform.
更に、回転軸の周囲に無翼空間を有していることにより、ブレードの外側端部に外側ウィングレットを設けることに加えて、内側端部にも内側ウィングレットを設けることが可能である。以下では、「外側ウィングレット」と「内側ウィングレット」を区別しない場合、単に「ウィングレット」と称する。 Further, by having a wingless space around the axis of rotation, it is possible to provide an inner winglet at the inner end as well as an outer winglet at the outer end of the blade. Hereinafter, when the “outer winglet” and the “inner winglet” are not distinguished, they are simply referred to as “winglets”.
ブレードが回転しているときは、その上面側の気圧が下面側の気圧より低いため、ブレードの端部では下面側から上面側に空気が回り込もうとして翼端渦が生じる。ブレードの端部から、ブレードの軸方向に交差する方向にウィングレットを延出させることにより、このような空気の回り込みを抑制することができる。翼端渦が発生すると、ブレードの運動エネルギーが変換された送風エネルギーが消費されてしまうため、翼端渦の発生を抑制することにより、風量を増大させることができる。このような作用を有するウィングレットを、本構成ではブレードの外側端部と内側端部の双方に備えているため、その作用効果が非常に大きく、風量を大きく増大させることができる。 When the blade is rotating, the air pressure on the upper surface side is lower than the air pressure on the lower surface side, so that air wraps around the lower surface side from the lower surface side to the upper surface side to generate a blade tip vortex. Such wraparound of air can be suppressed by extending the winglet from the end portion of the blade in a direction intersecting the axial direction of the blade. When the blade tip vortex is generated, the blast energy obtained by converting the kinetic energy of the blade is consumed. Therefore, by suppressing the generation of the blade tip vortex, the air volume can be increased. In the present configuration, since the winglets having such an action are provided at both the outer end portion and the inner end portion of the blade, the action and effect thereof are very large, and the air volume can be greatly increased.
ここで、「外側ウィングレット」及び「内側ウィングレット」は、ブレードに対して、上方に延出しているものであっても、下方に延出しているものであっても、上方及び下方の双方に延出しているものであっても良い。 Here, the “outer winglet” and the “inner winglet” are both upward and downward with respect to the blade regardless of whether they extend upward or downward. It may be extended to.
また、詳細は後述するように、本構成のシーリングファンを設置した室内空間では、比較例のシーリングファンを設置した場合に比べて風速分布の偏りが小さい。つまり、本構成のシーリングファンによれば、より均一に近い空気の流れを生じさせることができる。 Further, as will be described later in detail, in the indoor space in which the ceiling fan of this configuration is installed, the deviation of the wind speed distribution is smaller than that in the case where the ceiling fan of the comparative example is installed. That is, according to the ceiling fan of this configuration, a more uniform air flow can be generated.
本発明にかかるシーリングファンは、上記構成に加え、
「前記回転軸は、前記モータにより回転駆動される円筒状の中空軸部、及び、前記ブレード軸を支持しており前記中空軸部に挿入されて一体回転すると共に、前記中空軸部の内部を軸方向にスライド可能な昇降軸部を具備しており、
前記回転軸支持部は、函状で、内部に前記中空軸部を回転自在に支持していると共に、前記昇降軸部の上方及び下方に、前記昇降軸部の軸方向のスライドを許容する空間を有している」ものとすることができる。
The ceiling fan according to the present invention, in addition to the above configuration,
"The rotary shaft is a cylindrical hollow shaft part that is driven to rotate by the motor, and the blade shaft is supported and inserted into the hollow shaft part to rotate integrally with the hollow shaft part. Equipped with a shaft that can slide in the axial direction,
The rotating shaft support portion is box-shaped, rotatably supports the hollow shaft portion therein, and has a space above and below the elevating shaft portion to allow axial sliding of the elevating shaft portion. Have”.
ブレードを回転させることによりブレードに働く揚力によって、回転軸の軸方向に押し上げるような推力が作用する。従来のシーリングファンでは、この推力は回転軸を介してモータや減速機に作用していたため、これらにおいて噛み合っているギア等に負荷がかかるものであった。 The lift force acting on the blade by rotating the blade exerts a thrust force that pushes it up in the axial direction of the rotating shaft. In the conventional ceiling fan, this thrust acts on the motor and the speed reducer via the rotary shaft, so that the gears and the like that mesh with each other are loaded.
これに対し、本構成では回転軸が、円筒状の中空軸部とその内部に挿入される昇降軸部との二重構造である。そして、昇降軸部は中空軸部と一体回転すると共に、中空軸部の内部を軸方向にスライドすること、すなわち、上下方向に昇降することが可能であり、且つ、中空軸部を回転自在に支持している回転軸支持部の内部には、昇降軸部の昇降を許容する空間が設けられている。従って、ブレードに働く揚力によって、回転軸の軸方向に押し上げる推力が作用したとしても、昇降軸部が上方にスライドすることでこの力を受け、中空軸部及びこれを回転駆動しているモータやその歯車には、推力は作用しない。これにより、ブレードに働く揚力に起因して、モータの構成要素等に負荷がかかっていたという従来のシーリングファンの問題を、解消することができる。 On the other hand, in this configuration, the rotating shaft has a double structure of a cylindrical hollow shaft portion and an elevating shaft portion inserted therein. The elevating shaft portion rotates integrally with the hollow shaft portion, and can slide in the hollow shaft portion in the axial direction, that is, can be vertically moved up and down, and the hollow shaft portion can be freely rotated. A space is provided inside the rotating shaft support portion that is supported to allow the elevator shaft portion to move up and down. Therefore, even if a thrust force that pushes up in the axial direction of the rotating shaft acts due to the lift force that acts on the blade, the lifting shaft portion slides upward to receive this force, and the hollow shaft portion and the motor that rotationally drives it. No thrust acts on the gear. As a result, it is possible to solve the problem of the conventional ceiling fan that the components of the motor are loaded due to the lift force acting on the blades.
特に、本発明のシーリングファンは、上記のように従来のシーリングファンに比べて、風量が大きく増大していることにより、その分だけ回転軸を押し上げるように作用する推力も大きくなるため、その推力がモータの構成要素等に伝達されない利点は大きなものである。 In particular, the ceiling fan of the present invention has a large amount of air flow as compared with the conventional ceiling fan as described above, and accordingly, the thrust acting to push up the rotary shaft also increases accordingly. Is not transmitted to the components of the motor, etc. is a great advantage.
以上のように、本発明によれば、風量が大きいと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができるシーリングファンを、提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a ceiling fan that has a large air volume and that can generate a more uniform air flow.
以下、本発明の具体的な実施形態であるシーリングファンについて、図面を用いて説明する。まず、第一実施形態であるシーリングファン1について、図1乃至図6を用いて説明する。 Hereinafter, a ceiling fan that is a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the ceiling fan 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
第一実施形態のシーリングファン1は、モータ60と、モータ60により回転駆動される回転軸40と、回転軸40を支持する回転軸支持部70と、回転軸支持部70を天井に取り付けるための天井取付具80と、回転軸40と一体回転するブレード軸11と、ブレード軸11を回転軸40に接続しているハブ30と、複数のブレード軸11それぞれに支持されているブレード10と、ブレード10から延出している外側ウィングレット21及び内側ウィングレット22と、を具備している。
The ceiling fan 1 of the first embodiment includes a
より詳細に説明すると、ブレード10は長尺で、中空角棒状で中空のブレード軸11によって支持されている。ブレード10の翼型は特に限定されるものではないが、本実施形態では前端が丸みを帯びており後端に向かって先細りしている翼型(NACA翼型)である。ブレード10及びブレード軸11は複数あり、ブレード軸11はハブ30を介して回転軸40に対して放射状に固定されている。すなわち、複数のブレード10は、回転軸40周りに等角度間隔で設けられている。ブレード10の数は3枚〜10枚とすることができ、4枚〜6枚とすれば重量と送風効果のバランスが良く、好適である。
More specifically, the
ブレード10を支持しているブレード軸11には、回転軸40に近い側の所定長さ分、ブレード10が無く、ブレード軸11が露出している部分がある(図2(a)参照)。そのため、回転軸40を回転させた状態で直上または直下から見ると、ブレード10の軌跡によって形成される面Dはドーナツ状である(図2(c)のハッチング部分を参照)。そして、このドーナツ状の面Dにおいてドーナツの穴に相当する中心部の空間が、無翼空間Sである。無翼空間Sの直径R2(ブレード10の内側端部の回転軌跡によって形成される円の直径R2)は、ブレード10の回転軌跡によって形成される面Dの外形である円の直径R1(ブレード10の外側端部の回転軌跡によって形成される円の直径R1)の10%〜30%である。大きな空間に取り付けるシーリングファンとする場合、直径R1の長さは3m〜6mとすることができる。
The
ブレード10の外側端部からは、ブレード軸11に交差する方向に外側ウィングレット21が延出していると共に、ブレード10の内側端部からは、ブレード軸11に交差する方向に内側ウィングレット22が延出している。本実施形態の外側ウィングレット21及び内側ウィングレット22は同一形状で、ブレード10の断面より面積の大きい平板である。外側ウィングレット21及び内側ウィングレット22は、ブレード軸11に対して直交する方向に、ブレード10の上方及び下方に向かって延出している。ここでは、外側ウィングレット21及び内側ウィングレット22の外形が、半円弧状の前端辺の両端と、半円弧状の後端辺の両端を、それぞれ同じ側で直線によって結んだ形状であり、前端の半円弧が後端の半円弧より大径である場合を例示している。外側ウィングレット及び内側ウィングレットの形状はこれに限定されず、例えば、ブレード10の断面の相似形、円形、楕円形、或いは多角形とすることができる。外側ウィングレット及び内側ウィングレットの面積は、ブレード10の断面の5倍〜10倍とすることができる。外側ウィングレット21及び内側ウィングレット22の厚さは1mm〜5mmとすることができ、2mm〜3mmとすると好適である。
An
モータ60は直交軸型であり、そのケーシング65が回転軸支持部70の側面に固定されている(図3参照)。回転軸支持部70は、函状の外郭75を有しており、その内部空間にモータ60の駆動軸61を水平に挿入した状態で、モータ60を支持している。モータ60の駆動軸61の先端にはかさ歯車62が形成されており、これと噛み合うかさ歯車41gが、回転軸40と同軸に一体化されている。これにより、回転軸40は、モータ60の駆動軸61と直交する方向を軸方向として、モータ60によって回転駆動される。なお、ここでは駆動軸61の回転が二つのかさ歯車62,41gを介して回転軸40に伝達される場合を例示しているが、駆動軸61の回転を三以上の歯車を介して回転軸40に伝達しても良い。
The
回転軸40は、中空軸部41と昇降軸部42の二重構造である。中空軸部41は円筒状であり、その内部に昇降軸部42が挿入される。前述のかさ歯車41gが一体化されているのは、中空軸部41の方である。回転軸支持部70の外郭75からは、内部空間に向かって支持固定部73が突出しており、中空軸部41の上部及び下部がそれぞれ軸受け51を介して支持固定部73に固定されている。これらの軸受け51は、回転軸40の径方向に離隔した外輪と内輪との間に転動体が保持されたラジアル軸受けであり、中空軸部41の回転が径方向に回転軸支持部70に伝わることを防止している(図3,図5参照)。中空軸部41の内周面には、軸方向の全長にわたり、断面コ字形のキー溝41rが形成されている(図4(a),(b)参照)。
The rotating
昇降軸部42は、中空軸部41の内径より僅かに小さい外径を有する主軸部42mと、主軸部42mより小さい外径で主軸部42mから上方に向かって同軸に延出している上軸部42bと、主軸部42mより小さい外径で主軸部42mから下方に向かって同軸に延出している下軸部42cとを有している(図4(c)参照)。上軸部42bの周囲には軸受け52が固定されており、上軸部42bの上端は軸受け52より上方には突出していない。下軸部42cの周囲にも、主軸部42mとの境界で同じく軸受け52が固定されているが、下軸部42cはこの軸受け52より下方まで延出している。これらの軸受け52は、回転軸40の軸方向に離隔した外輪と内輪との間に転動体が保持されたスラスト軸受けであり、昇降軸部42の回転が軸方向に回転軸支持部70に伝わることを防止している(図3,図5参照)。
The elevating
主軸部42mは軸方向の長さが中空軸部41より長い。また、主軸部42mの外周面には、断面コ字形のキー溝42rが形成されている。昇降軸部42のキー溝42rは、中空軸部41のキー溝41rより軸方向の長さが短い。これらのキー溝41r,42rは、中空軸部41と昇降軸部42とを、キー40kを用いて一体回転させるための構成である。キーは40k、中空軸部41のキー溝41rと昇降軸部42のキー溝42rとを向かい合わせたときに間に形成される空間に、ちょうど嵌め込まれる大きさの断面を有する四角柱状であり、長さは昇降軸部42のキー溝42rの軸方向の長さと等しい。これにより、キー溝42rにキー40kを嵌め込んだ状態で昇降軸部42を中空軸部41に挿入すると、中空軸部41に対して昇降軸部42が空転することなく、昇降軸部42が中空軸部41と一体回転する(図4(d)参照)。上述したように、昇降軸部42のキー溝42rと長さが等しいキー40kは、中空軸部41のキー溝41rより軸方向の長さが短いため、キー40kをキー溝41rに沿ってスライドさせながら、昇降軸部42は中空軸部41の内部で軸方向にスライドすることができる。
The
中空軸部41と一体化した昇降軸部42において、上軸部42b及び主軸部42mは回転軸支持部70の内部空間に収容されている。回転軸支持部70の外郭75において、底面75cには孔部75hが貫設されており、下軸部42cにおける軸受け52より下側の部分が、孔部75hを介して下方に延び出している。この孔部75hは、下軸部42cの外径より大きく、軸受け52の外径より小さい大きさである。下軸部42cの下端は、ハブ30の中心から上方に突出しているハブ中心軸31に、同軸に固定されている(図5参照)。
In the elevating
天井取付具80は支柱81を有しており、回転軸支持部70の外郭75の天面75bに、上方に向かって突出するように支柱81が固定されている。天井取付具80を天井に固定することにより、回転軸支持部70を介して、回転軸40が天井に吊り下げ支持される。同時に、回転軸支持部70にケーシング65が固定されているモータ60も、回転軸支持部70を介して、天井に吊り下げ支持される。
The
次に、上記構成のシーリングファン1の動作を説明する。シーリングファン1の停止時、すなわち、モータ60が稼働していない状態では、回転軸40において昇降軸部42は下方にスライドしており、下軸部42cに取り付けられた軸受け52が回転軸支持部70の外郭75の底面75cに当接している(図5(a)参照)。この状態で、回転軸支持部70の内部空間において、昇降軸部42の上端と外郭75の天面75bとの間、すなわち、上軸部42bに取り付けられた軸受け52の外輪と天面75bとの間には、空間Esが存在している。
Next, the operation of the ceiling fan 1 having the above configuration will be described. When the ceiling fan 1 is stopped, that is, when the
モータ60を稼働させると、駆動軸61の回転に伴い、かさ歯車62,41gを介して回転軸40の中空軸部41が回転する。中空軸部41の内部には昇降軸部42が挿入されており、キー溝41r,42rとキー40kとの係合によって中空軸部41に対する回り止めがなされていることにより、昇降軸部42が中空軸部41と一体回転する。昇降軸部42の下軸部42cは軸受け52を介して回転軸支持部70の底面75cに当接しているため、昇降軸部42の回転は回転軸支持部70には伝達されない。昇降軸部42が回転すると、その下軸部42cが固定されているハブ30が回転し、ハブ30に固定されているブレード軸11と共にブレード10が回転する。
When the
ブレード10の回転により、空気の流れが生じると共に、ブレード10に揚力が作用する。揚力はブレード10、ブレード軸11、及びハブ30を、回転軸40の軸方向に押し上げる推力となる。上述したように、昇降軸部42のキー溝42rに嵌め込まれたキー40kは中空軸部41のキー溝41rより短いため、昇降軸部42は中空軸部41の内部で軸方向にスライドすることが可能であり、且つ、昇降軸部42の上端と回転軸支持部70の天面75bとの間には余剰の空間Esが存在している。そのため、昇降軸部42は推力によって中空軸部41の内部を上方に向かってスライドする。すなわち、昇降軸部42が上昇する(図5(b)参照)。ここでは、昇降軸部42が高さhだけ上昇し、下軸部42cに取り付けられた軸受け52の外輪と底面75cとの間に、空隙E’sが生じている様子を図示している。
Due to the rotation of the
この上昇によって昇降軸部42の上端が回転軸支持部70の天面75bに当接したとしても、昇降軸部42の上端には軸方向の軸受け52が固定されている。従って、昇降軸部42の回転が回転軸支持部70に伝わることはなく、回転軸40の軸方向に作用している推力は、回転軸支持部70を天井取付具80を介して天井に押し付ける力として作用する。従って、回転軸40の軸方向に作用する推力が、中空軸部41を介してモータ60や、モータ60による駆動力を回転軸40に伝達するかさ歯車62,41gに作用することを防止して、回転軸支持部70及び天井取付具80を介して天井で推力を受けることができる。函状の回転軸支持部70や支柱81を有する天井取付具80は、シンプルな構成で剛性が高いため、推力に対して高い耐性を有している。
Even if the upper end of the elevating
実際に、第一実施形態の実施例のシーリングファンEXを建築物の天井に取り付け、風量を測定した。シーリングファンEXの直径、すなわち、ブレードの回転軌跡である円の直径R1は5mとし、直径R1に対する無翼空間Sの直径R2の割合を25%とした。ブレード及びブレード軸はアルミニウム製とし、ブレードの翼弦長は200mmとした。ブレードの数は5枚とし、ブレードそれぞれの外側端部に、図2(b)に示した形状及び翼断面に対する面積割合の外側ウィングレットを固定すると共に、ブレードそれぞれの内側端部に、外側ウィングレットと同一の形状及び大きさの内側ウィングレットを固定した。 Actually, the ceiling fan EX of the example of the first embodiment was attached to the ceiling of the building, and the air volume was measured. The diameter of the ceiling fan EX, that is, the diameter R1 of the circle that is the rotation locus of the blade was 5 m, and the ratio of the diameter R2 of the bladeless space S to the diameter R1 was 25%. The blade and blade shaft were made of aluminum, and the chord length of the blade was 200 mm. The number of blades is 5, and the outer winglets having the shape shown in FIG. 2(b) and the area ratio to the blade cross section are fixed to the outer ends of the blades, and the outer wing is attached to the inner ends of the blades. An inner winglet of the same shape and size as the let was fixed.
比較のために、無翼空間Sを有しておらずブレード軸の基端(回転軸側の端部)までブレードが連続しており、ブレードの外側端部のみに実施例と同一の外側ウィングレットを備えており、その他は実施例のシーリングファンEXと同一である比較例のシーリングファンRE1を作製した。また、同じく比較のために、実施例と同様に無翼空間Sを有しているが、外側ウィングレット及び内側ウィングレットを備えておらず、その他は実施例のシーリングファンEXと同一である比較例のシーリングファンRE2を作製した。 For comparison, the blade does not have the wingless space S and is continuous to the base end of the blade shaft (the end on the rotary shaft side), and only the outer end of the blade has the same outer wing as that of the embodiment. A sealing fan RE1 of a comparative example, which is provided with a ret and is otherwise the same as the ceiling fan EX of the example, was manufactured. Also, for comparison, the wingless space S is provided in the same manner as the embodiment, but the outer winglet and the inner winglet are not provided, and the others are the same as the ceiling fan EX of the embodiment. An example ceiling fan RE2 was made.
実施例のシーリングファンEX、及び、比較例のシーリングファンRE1,RE2を、それぞれ室内空間の大きさが異なる部屋A,Bの天井に、天井から1mの高さ位置に取り付け、回転速度150rpmで回転させた。部屋Aの大きさは、15m×15m×高さ7.5mとし、部屋Bの大きさは、30m×30m×高さ7.5mとした。何れの部屋A,Bも、温度20℃、相対湿度50%に調整し、気体密度は1.26kg/m3であった。測定された風量、及び、モータの軸動力に基づいて算出したファン効率を、表1に示す。 The ceiling fan EX of the example and the ceiling fans RE1 and RE2 of the comparative example are mounted on the ceilings of the rooms A and B having different sizes of the indoor spaces at a height position of 1 m from the ceiling and rotated at a rotation speed of 150 rpm. Let The size of the room A was 15 m×15 m×height 7.5 m, and the size of the room B was 30 m×30 m×height 7.5 m. In each of the rooms A and B, the temperature was adjusted to 20° C. and the relative humidity was 50%, and the gas density was 1.26 kg/m 3 . Table 1 shows the fan efficiency calculated based on the measured air volume and the shaft power of the motor.
表1に示したように、実施例のシーリングファンEXは、比較例のシーリングファンRE1,RE2の何れと対比しても、風量が12%〜13%増加しており、ファン効率は約16%上昇していた。無翼空間Sが無く、それ故に外側ウィングレット21しか取り付けられない比較例のシーリングファンRE1と、無翼空間Sを設けたもののウィングレットを有していない比較例のシーリングファンRE2とは、風量及びファン効率は同程度であった。これらのことから、無翼空間を設けること、及び、ウィングレットをブレードの外側端部と内側端部の双方に取り付けることとの両方が、シーリングファンの風量を増加させファン効率を高めることに寄与していることが分かる。
As shown in Table 1, in the ceiling fan EX of the embodiment, the air volume is increased by 12% to 13%, and the fan efficiency is about 16%, compared with any of the ceiling fans RE1 and RE2 of the comparative example. It was rising. The ceiling fan RE1 of the comparative example in which there is no wingless space S and therefore only the
実施例のシーリングファンEX、及び、比較例のシーリングファンRE1を、それぞれ部屋Aで稼働させた場合のCFD解析による風速分布図を、それぞれ図6及び図7に示す。 6 and 7 show wind velocity distribution diagrams obtained by CFD analysis when the ceiling fan EX of the example and the ceiling fan RE1 of the comparative example are operated in the room A, respectively.
図6と図7とを対比すると、比較例のシーリングファンRE1では、ブレードの直下及び直上の空間にはほとんど空気の流れがなく、ブレード自体が上下方向の空気の流れの妨げとなっていると考えられる。これに対し、実施例のシーリングファンEXでは、ファンの中心部分を通過するような上下方向の空気の流れが生じている。これは、ブレードの回転によって生じた空気の流れが、無翼空間に回り込むことにより、無翼空間を介して空気が上下方向に流通しているためと考えられた。 Comparing FIG. 6 and FIG. 7, in the ceiling fan RE1 of the comparative example, there is almost no air flow in the space immediately below and immediately above the blade, and the blade itself obstructs the air flow in the vertical direction. Conceivable. On the other hand, in the ceiling fan EX of the embodiment, a vertical air flow that passes through the central portion of the fan is generated. It is considered that this is because the air flow generated by the rotation of the blades circulates into the wingless space, so that the air flows vertically through the wingless space.
また、比較例のシーリングファンRE1では、空気の対流による渦が、天井と側壁との境界近くの角部という高い位置に形成されている。これに対し、実施例のシーリングファンEXでは、床上2m付近の低い位置に空気の渦が形成されており、人が心地よさを体感し易い高さに、空気の流れが生じていることが分かる。 Further, in the ceiling fan RE1 of the comparative example, the vortex due to the convection of air is formed at a high position in the corner near the boundary between the ceiling and the side wall. On the other hand, in the ceiling fan EX of the embodiment, it is understood that the air vortex is formed at a low position near 2 m above the floor, and the air flow is generated at a height where people can easily feel comfort. ..
加えて、比較例のシーリングファンRE1では、床面にごく近い高さに、非常に風速の大きい流れがあり、床に置かれた物が吹き飛ばされたり、低い位置にいる人の作業が妨げられたりするおそれがある。これに対し、実施例のシーリングファンEXでは、風速の大きな流れが局部的に存在することがなく、空気の渦の形も円形に近い。つまり、実施例のシーリングファンEXでは、比較例のシーリングファンRE1に比べ、空気の流れが全体的に均一である。 In addition, in the ceiling fan RE1 of the comparative example, there is an extremely high wind velocity at a height very close to the floor surface, which blows off objects placed on the floor or hinders the work of a person in a low position. There is a risk of On the other hand, in the ceiling fan EX of the embodiment, the flow of high wind velocity does not exist locally, and the shape of the air vortex is almost circular. That is, in the ceiling fan EX of the embodiment, the air flow is more uniform as a whole than the ceiling fan RE1 of the comparative example.
以上のように、本実施形態のシーリングファン1によれば、無翼空間Sを有していることにより、ブレード10自体が空気の流れの妨げになりにくく、ファンの中心部分を上下方向に流通する空気の流れが生じる。また、外側ウィングレット21と内側ウィングレット22の双方を有していることにより、ブレード10の外側端部と内側端部の双方で翼端渦の生成が抑制される。そして、これらの相乗効果により、従来のシーリングファンに比べて風量が大きくファン効率が高いと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができる。
As described above, according to the ceiling fan 1 of the present embodiment, since the blade-free space S is provided, the
また、従来、ブレードが4m以上の大型のシーリングファンでは、ブレードの風切り音が騒音となるため、それを抑制するために、25rpm〜50rpmの低い回転速度でブレードを回転させるのが通常であった。これに対し、本実施形態のシーリングファン1は、150rpmという高速でブレード10を回転させても、低速で回転させていた従来のシーリングファンと風切り音は同程度であった。
Further, conventionally, in a large ceiling fan having a blade of 4 m or more, the wind noise of the blade becomes noise, and therefore, in order to suppress it, it was usual to rotate the blade at a low rotation speed of 25 rpm to 50 rpm. .. On the other hand, in the ceiling fan 1 of this embodiment, even if the
更に、ブレード10の回転軸40に対してモータ60の駆動軸61が直交しているため、ブレードの回転軸とモータの駆動軸が同軸である場合に比べて、天井からシーリングファン1までの距離を短く設定することが可能である。
Furthermore, since the
加えて、回転軸40が中空軸部41と昇降軸部42の二重構造であって、昇降軸部42が中空軸部41内を軸方向にスライド可能な構成であり、函状の回転軸支持部70の内部には、昇降軸部42の昇降を許容する空間Es,E’sが設けられていると共に、昇降により昇降軸部42が回転軸支持部70に当接しても、その回転を回転軸支持部70に伝えない軸方向の軸受け52が昇降軸部42に取り付けられている。これにより、ブレード10の回転によって揚力が発生し、回転軸40に軸方向の推力が作用しても、その推力は回転軸支持部70及び天井取付具80を介して天井が受けることとなり、推力がモータ60やモータ60の駆動力を回転軸40に伝えるかさ歯車62,41g等の負荷となることを回避することができる。
In addition, the rotating
次に、第二実施形態のシーリングファン2について、図8を用いて説明する。図8では、第一実施形態のシーリングファン1と同様の構成については同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
Next, the
シーリングファン2がシーリングファン1と相違している点は、外側ウィングレット及び内側ウィングレットの形態である。シーリングファン1では、複数のブレード10のそれぞれに、一つの外側ウィングレット21と一つの内側ウィングレット22が取り付けられていた。これに対し、シーリングファン2では、複数のブレード10が一つの外側ウィングレット25を共有していると共に、一つの内側ウィングレット26を共有している。外側ウィングレット25は、複数のブレード10それぞれの外側端部を連結する円環状の平板材であり、内側ウィングレット26は、複数のブレード10それぞれの内側端部を連結する円環状の平板材である。外側ウィングレット25及び内側ウィングレット26は、ブレード軸11に対して直交する方向に、ブレード10の上方及び下方に向かって延出している。このような構成のシーリングファン2によっても、シーリングファン1と同様の作用効果が発揮される。
The
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements are made within the scope not departing from the gist of the present invention as shown below. And the design can be changed.
例えば、上記の実施形態では、外側ウィングレット及び内側ウィングレットが、ブレード軸に対して直交する方向に延出している場合を例示した。これに限定されず、外側ウィングレット及び内側ウィングレットがブレード軸と交差する角度は、直角以外の角度とすることができる。 For example, in the above embodiment, the case where the outer winglet and the inner winglet extend in the direction orthogonal to the blade axis is illustrated. However, the angle at which the outer winglet and the inner winglet intersect the blade axis may be an angle other than a right angle.
また、上記の実施形態では、外側ウィングレット及び内側ウィングレットが、ブレードの上方及び下方の双方に延出している場合を例示した。これに限定されず、ブレードの上方のみに向かって延出しているウィングレット、或いは、ブレードの下方のみに向かって延出しているウィングレットであっても、翼端渦の発生を抑制することができる。 Further, in the above embodiment, the case where the outer winglet and the inner winglet extend above and below the blade has been illustrated. The present invention is not limited to this, and the winglet extending only above the blade or the winglet extending only below the blade can suppress the generation of the tip vortex. it can.
1,2 シーリングファン
10 ブレード
11 ブレード軸
21,25 外側ウィングレット
22,26 内側ウィングレット
40 回転軸
41 中空軸部(回転軸)
42 昇降軸部(回転軸)
60 モータ
70 回転軸支持部
1, 2
42 Lifting shaft part (rotating shaft)
60
Claims (2)
該回転軸を回転自在に、天井に吊り下げ支持させている回転軸支持部と、
長棒状で、前記回転軸に対して放射状に取り付けられて前記回転軸と一体回転する複数のブレード軸と、
複数の該ブレード軸にそれぞれ支持されているブレードと、を具備するシーリングファンであり、
前記ブレードの回転軌跡の外形である円の直径の10%〜30%の長さ分、前記回転軸を中心として、前記ブレード軸に沿って前記ブレードが存在していない無翼空間を有しており、
前記ブレードの外側端部から前記ブレード軸と交差する方向に外側ウィングレットが延出していると共に、前記ブレードの内側端部から前記ブレード軸と交差する方向に内側ウィングレットが延出している
ことを特徴とするシーリングファン。 A rotating shaft driven to rotate by a motor,
A rotating shaft supporting portion that rotatably supports the rotating shaft, and that is supported by being suspended from the ceiling;
In the shape of a long rod, a plurality of blade shafts that are radially attached to the rotation shaft and integrally rotate with the rotation shaft,
A blade supported by each of the plurality of blade shafts, and a ceiling fan,
The blade has a wingless space along the blade axis having a length of 10% to 30% of the diameter of a circle, which is the outer shape of the rotation locus of the blade, and having the blade as the center. Cage,
The outer winglet extends in a direction intersecting the blade axis from the outer end of the blade, and the inner winglet extends in a direction intersecting the blade axis from the inner end of the blade. Featured ceiling fan.
前記回転軸支持部は、函状で、内部に前記中空軸部を回転自在に支持していると共に、前記昇降軸部の上方及び下方に、前記昇降軸部の軸方向のスライドを許容する空間を有している
ことを特徴とする請求項1に記載のシーリングファン。 The rotary shaft is a cylindrical hollow shaft part that is driven to rotate by the motor, and the blade shaft is supported and inserted into the hollow shaft part to rotate integrally with the hollow shaft part. It is equipped with a lifting shaft that can slide in any direction.
The rotating shaft support portion is box-shaped, rotatably supports the hollow shaft portion therein, and has a space above and below the elevating shaft portion to allow axial sliding of the elevating shaft portion. The ceiling fan according to claim 1, further comprising:
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