(57)【要約】【課題】複数の気流発生装置を積層配置したに過ぎない構成を採用した場合に比較して、気流の流入損失の低減、出口流れの剥離の抑制及び流路幅の増加による静圧の上昇を生じ易くする。【解決手段】空気の入口及び出口を有するダクトと、ダクト内に略平行に配置された複数の翼とを備え、複数の翼の各翼は、入口の側の第１の電極と出口の側の第２の電極とが誘電体を隔てて配置され、第１の電極と第２の電極との間に電圧が印加されることにより、入口から出口への気流を生成する気流生成部を備え、気流の方向に平行で各翼に垂直な切断面で切断したときの気流方向断面が、入口に近いほど厚みが小さくなる第１の部分と、出口に近いほど厚みが小さくなる第２の部分とを含む送風装置。【選択図】図１
2020106024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の入口及び出口を有するダクトと、
前記ダクト内に略平行に配置された複数の翼と
を備え、
前記複数の翼の各翼は、
前記入口の側の第１の電極と前記出口の側の第２の電極とが誘電体を隔てて配置され、当該第１の電極と当該第２の電極との間に電圧が印加されることにより、当該入口から当該出口への気流を生成する気流生成部を備え、
前記気流の方向に平行で当該各翼に垂直な切断面で切断したときの気流方向断面が、前記入口に近いほど厚みが小さくなる第１の部分と、前記出口に近いほど厚みが小さくなる第２の部分とを含むことを特徴とする送風装置。
【請求項２】
前記第１の部分は、前記入口の側が丸みを持った形状又は前記入口の側が尖った形状を有することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記第２の部分は、前記出口に向けて連続的に厚みが小さくなる形状を有することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項４】
前記複数の翼の隣接する２つの翼の前記第２の部分は、前記出口に向けて連続的に広くなる間隔を隔てて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項５】
前記複数の翼の隣接する２つの翼は、当該２つの翼の対向する面の間の距離をＰとし、当該２つの翼の前記第２の部分の前記気流の方向の長さをＬｔとし、当該２つの翼の当該第２の部分の上辺又は下辺が当該気流の方向となす角度をθとした場合に、２×（Ｌｔ／Ｐ）−０．２≦θ≦１３×（Ｌｔ／Ｐ）−０．５を満たすことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項６】
前記複数の翼の各翼は、前記気流方向断面が、複数の直線をつないだ多角形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項７】
前記複数の翼の各翼は、
前記気流方向断面が、前記第１の部分と前記第２の部分との間に厚みが略一定の第３の部分を更に含み、
前記第３の部分に前記気流生成部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項８】
前記複数の翼の各翼は、前記第３の部分の一方の面に前記気流生成部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の送風装置。
【請求項９】
前記複数の翼の各翼は、前記一方の面に前記気流の方向に互いに離間して複数の前記気流生成部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の送風装置。
【請求項１０】
前記複数の翼の隣接する２つの翼は、当該２つの翼の前記気流の方向の長さをＬとし、当該２つの翼の対向する面の間の距離をＰとした場合に、Ｐ／Ｌ≦１を満たすことを特徴とする請求項８に記載の送風装置。
【請求項１１】
前記複数の翼の隣接する２つの翼は、０．１≦Ｐ／Ｌ≦０．７を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の送風装置。
【請求項１２】
前記複数の翼の各翼は、前記第２の部分の前記一方の面に、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることを特徴とする請求項８に記載の送風装置。
【請求項１３】
前記複数の翼の各翼は、前記第３の部分の一方の面及び他方の面にそれぞれ前記気流生成部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の送風装置。
【請求項１４】
前記複数の翼の隣接する２つの翼は、当該２つの翼の前記気流の方向の長さをＬとし、当該２つの翼の対向する面の間の距離をＰとした場合に、Ｐ／Ｌ≦２を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の送風装置。
【請求項１５】
前記複数の翼の隣接する２つの翼は、０．２≦Ｐ／Ｌ≦１．７を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の送風装置。
【請求項１６】
前記複数の翼の各翼は、前記第２の部分の前記一方の面及び前記他方の面に、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることを特徴とする請求項１３に記載の送風装置。
【請求項１７】
前記複数の翼の各翼は、前記第３の部分の一方の面及び他方の面が、前記入口から前記出口への空気の主流の方向に平行であることを特徴とする請求項７に記載の送風装置。
【請求項１８】
前記ダクトは、前記入口に接する部分であって、前記気流に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が当該入口に近いほど大きくなる部分である入口部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項１９】
前記入口部は、ベルマウス形状を有することを特徴とする請求項１８に記載の送風装置。
【請求項２０】
前記ダクトは、前記出口に接する部分であって、前記気流に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が当該出口に近いほど大きくなる部分である出口部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２１】
前記ダクトは、少なくとも前記気流生成部よりも前記出口に近い側の内面に、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２２】
前記複数の翼の各翼は、前記気流の方向に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が、略直線形状を有することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２３】
前記複数の翼の各翼は、前記気流の方向に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が、略円形状を有することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２４】
前記第１の電極の前記気流の方向の長さは、前記第２の電極の前記気流の方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２５】
前記第１の電極は、ワイヤー状であることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２６】
前記第１の電極に正電圧のみが周期的に印加されるように制御する電源部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項２７】
請求項１乃至請求項２６の何れかに記載の送風装置と、
前記送風装置により前記気流が発生された空気と、冷媒との間で、熱交換を行う熱交換器と
を備えたことを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項２８】
請求項１乃至請求項２６の何れかに記載の送風装置と、
前記送風装置により前記気流が発生された空気の清浄化を行う空気清浄フィルタと
を備えたことを特徴とする空気清浄ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風装置、熱交換ユニット及び空気清浄ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
各気流発生装置が活性種生成部内において一方向に気流を発生させるように、所定の間隔をおいて、複数の気流発生装置が積層配置されることにより、気流発生装置が活性種生成機構、送風機構および拡散・混合機構に用いられたガス処理装置は、知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１７６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、複数の気流発生装置を積層配置したに過ぎない構成を採用した場合には、気流の流入損失の低減、出口流れの剥離の抑制及び流路幅の増加による静圧の上昇が生じ難い。
【０００５】
本発明の目的は、複数の気流発生装置を積層配置したに過ぎない構成を採用した場合に比較して、気流の流入損失の低減、出口流れの剥離の抑制及び流路幅の増加による静圧の上昇を生じ易くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、空気の入口及び出口を有するダクトと、ダクト内に略平行に配置された複数の翼とを備え、複数の翼の各翼は、入口の側の第１の電極と出口の側の第２の電極とが誘電体を隔てて配置され、第１の電極と第２の電極との間に電圧が印加されることにより、入口から出口への気流を生成する気流生成部を備え、気流の方向に平行で各翼に垂直な切断面で切断したときの気流方向断面が、入口に近いほど厚みが小さくなる第１の部分と、出口に近いほど厚みが小さくなる第２の部分とを含む送風装置を提供する。
【０００７】
第１の部分は、入口の側が丸みを持った形状又は入口の側が尖った形状を有する、ものであってよい。
【０００８】
第２の部分は、出口に向けて連続的に厚みが小さくなる形状を有する、ものであってよい。
【０００９】
複数の翼の隣接する２つの翼の第２の部分は、出口に向けて連続的に広くなる間隔を隔てて配置されている、ものであってよい。
【００１０】
複数の翼の隣接する２つの翼は、２つの翼の対向する面の間の距離をＰとし、２つの翼の第２の部分の気流の方向の長さをＬｔとし、２つの翼の第２の部分の上辺又は下辺が気流の方向となす角度をθとした場合に、２×（Ｌｔ／Ｐ）−０．２≦θ≦１３×（Ｌｔ／Ｐ）−０．５を満たす、ものであってよい。
【００１１】
複数の翼の各翼は、気流方向断面が、複数の直線をつないだ多角形の形状を有する、ものであってよい。
【００１２】
複数の翼の各翼は、気流方向断面が、第１の部分と第２の部分との間に厚みが略一定の第３の部分を更に含み、第３の部分に気流生成部を備えた、ものであってよい。
【００１３】
複数の翼の各翼は、第３の部分の一方の面に気流生成部を備えた、ものであってよい。その場合、複数の翼の各翼は、一方の面に気流の方向に互いに離間して複数の気流生成部を備えた、ものであってよい。また、複数の翼の隣接する２つの翼は、２つの翼の気流の方向の長さをＬとし、２つの翼の対向する面の間の距離をＰとした場合に、Ｐ／Ｌ≦１を満たす、ものであってよい。更に、複数の翼の隣接する２つの翼は、０．１≦Ｐ／Ｌ≦０．７を満たす、ものであってよい。更にまた、複数の翼の各翼は、第２の部分の上記一方の面に、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されている、ものであってよい。
【００１４】
複数の翼の各翼は、第３の部分の一方の面及び他方の面にそれぞれ気流生成部を備えた、ものであってよい。その場合、複数の翼の隣接する２つの翼は、２つの翼の気流の方向の長さをＬとし、２つの翼の対向する面の間の距離をＰとした場合に、Ｐ／Ｌ≦２を満たす、ものであってよい。更に、複数の翼の隣接する２つの翼は、０．２≦Ｐ／Ｌ≦１．７を満たす、ものであってよい。更にまた、複数の翼の各翼は、第２の部分の上記一方の面及び上記他方の面に、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されている、ものであってよい。
【００１５】
複数の翼の各翼は、第３の部分の一方の面及び他方の面が、入口から出口への空気の主流の方向に平行である、ものであってよい。
【００１６】
ダクトは、入口に接する部分であって、気流に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が入口に近いほど大きくなる部分である入口部を備えた、ものであってよい。その場合、入口部は、ベルマウス形状を有する、ものであってよい。
【００１７】
ダクトは、出口に接する部分であって、気流に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が出口に近いほど大きくなる部分である出口部を備えた、ものであってよい。
【００１８】
ダクトは、少なくとも気流生成部よりも出口に近い側の内面に、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されている、ものであってよい。
【００１９】
複数の翼の各翼は、気流の方向に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が、略直線形状を有する、ものであってよい。
【００２０】
複数の翼の各翼は、複数の翼の各翼は、気流の方向に垂直な切断面で切断したときの垂直断面が、略円形状を有する、ものであってよい。
【００２１】
第１の電極の気流の方向の長さは、第２の電極の気流の方向の長さよりも短い、ものであってよい。
【００２２】
第１の電極は、ワイヤー状であってよい。
【００２３】
送風装置は、第１の電極に正電圧のみが周期的に印加されるように制御する電源部を更に備えた、ものであってよい。
【００２４】
また、本発明は、何れかに記載の送風装置と、送風装置により気流が発生された空気と、冷媒との間で、熱交換を行う熱交換器とを備えた熱交換ユニットも提供する。
【００２５】
更に、本発明は、何れかに記載の送風装置と、送風装置により気流が発生された空気の清浄化を行う空気清浄フィルタとを備えた空気清浄ユニットも提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の気流発生装置を積層配置したに過ぎない構成を採用した場合に比較して、気流の流入損失の低減、出口流れの剥離の抑制及び流路幅の増加による静圧の上昇が生じ易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における送風装置の全体構成例を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における気流生成部等の構成を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における送風装置の全体構成例を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における気流生成部等の構成を示した図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における送風装置の全体構成例を示した図である。
【図６】平板翼出口における無次元流速の標準偏差と、翼長Ｌに対する流路高さＰの比Ｐ／Ｌとの関係を示したグラフである。
【図７】流路高さＰに対する後縁部長さＬｔの比Ｌｔ／Ｐと、後縁部傾斜角度θとの関係を示したグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態における平板翼の後縁部の断面形状の変更例を示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における平板翼の断面形状の変形例を示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における平板翼の断面形状の変形例を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態における熱交換ユニットの全体構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
［本実施の形態の背景及び概要］
熱交換ユニットは、熱交換器本体とこれに通風するための送風装置とから構成されている。また、空気清浄ユニットは、空気清浄フィルタとこれに通風するための送風装置とから構成されている。熱交換ユニット、空気清浄ユニット等において、高性能化を図る上で、より均一な風速分布で通風することが重要であり、そのための送風装置や流路の開発が必要となっている。
【００３０】
熱交換ユニット、空気清浄ユニット等に通風するための送風装置としては、一般に、プロペラファン、シロッコファン等が用いられる。その場合、熱交換ユニット、空気清浄ユニット等にできるだけ均一な風速分布を与えるためにはファンとユニットとの距離が必要である。ところが、製品サイズの制約によりそのような距離を十分に確保できないため、均一な風速分布にできる可能性は低かった。これにより、製品のコンパクト化や高性能化が困難な状況であった。
【００３１】
このような状況に対し、２つの電極の間に電圧を印加して放電させることにより気流を発生させる気流発生装置、所謂、プラズマアクチュエータ（Plasma Actuator）を複数、並列に配置することにより、上記のファンよりも熱交換器や空気清浄フィルタに近接配置可能とすることが考えられる。しかしながら、上記のファンによる送風に比べて静圧上昇が小さく、熱交換器や空気清浄フィルタの抵抗に対し、十分な性能を確保することができなかった。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、複数の翼のそれぞれについて、前縁部の断面を丸みを持った形状又は尖った形状とし、後縁部の断面を後縁に向けて次第に厚みが小さくなる形状とし、前縁部と後縁部との間の厚みが一定の部分に気流生成部を配置することとした。
【００３３】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における送風装置１の全体構成例を示した図である。図示するように、第１の実施の形態における送風装置１は、ダクト１０と、平板翼３０ａ〜３０ｄとを備えている。
【００３４】
ダクト１０は、入口１１と、出口１２と、上面１５と、下面１６と、第１側面１７と、第２側面１８とを備える。
【００３５】
入口１１は、ダクト１０への空気の入口であり、出口１２は、ダクト１０からの空気の出口である。即ち、ダクト１０は、入口１１から出口１２への空気の流路として機能する。以下、入口１１側を上流側と称し、出口１２側を下流側と称する。
【００３６】
上面１５は、ダクト１０の上側を覆う面であり、下面１６は、ダクト１０の下側を覆う面であり、第１側面１７は、ダクト１０の上流側から見て左側を覆う面であり、第２側面１８は、ダクト１０の上流側から見て右側を覆う面である。上面１５、下面１６、第１側面１７及び第２側面１８は何れも平面である。即ち、ダクト１０は、上流側と下流側とが開放された直方体形状を有している。
【００３７】
平板翼３０ａ〜３０ｄは、ダクト１０の内部に略平行に配置された４つの平板翼である。平板翼３０ａ〜３０ｄは、幅方向（第１側面１７と第２側面１８とを結ぶ方向）に一様な断面形状を有している。尚、図には、平板翼３０ａ〜３０ｄを示し、平板翼３０ａ〜３０ｄの構成要素にはそれぞれ添え字「ａ」〜「ｄ」を付すが、これらを区別する必要がない場合は、平板翼３０等、添え字を付さずに示すこともある。また、図には、４つの平板翼３０を示したが、２つ、３つ、又は５つ以上の平板翼３０を配置してもよい。
【００３８】
平板翼３０は、前縁部３１と、後縁部３２と、中間部３３と、上面３５と、下面３６と、第１側面３７と、第２側面３８とを備える。前縁部３１は、平板翼３０の上流側の縁部であり、後縁部３２は、平板翼３０の下流側の縁部であり、中間部３３は、前縁部３１と後縁部３２との間の部分である。本実施の形態では、第１の部分の一例として、前縁部３１を設けており、第２の部分の一例として、後縁部３２を設けており、第３の部分の一例として、中間部３３を設けている。また、上面３５は、中間部３３の上側を覆う面であり、下面３６は、中間部３３の下側を覆う面であり、第１側面３７は、平板翼３０の上流側から見て左側を覆う面であり、第２側面３８は、平板翼３０の上流側から見て右側を覆う面である。第１側面３７及び第２側面３８は、それぞれ、ダクト１０の第１側面１７及び第２側面１８に固定されている。
【００３９】
ここで、図１には、互いに隣接する平板翼３０間の流路の高さ（以下、「流路高さ」という）Ｐと、平板翼３０の前縁から後縁までの長さ（以下、「翼長」という）Ｌと、後縁部３２の長さ（以下、「後縁部長さ」という）Ｌｔと、後縁部３２の傾斜角度（以下、「後縁部傾斜角度」という）θとを示している。流路高さＰは、互いに隣接する平板翼３０の対向する面間の距離と捉えることもできる。尚、流路高さＰには、ダクト１０の上面１５と最上部に配置された平板翼３０ａとの間の流路の高さ、及び、ダクト１０の下面１６と最下部に配置された平板翼３０ｄとの間の流路の高さも含まれるものとする。また、後縁部傾斜角度θは、後縁部３２の断面の上辺又は下辺が気流の方向となす角度と捉えることもできる。
【００４０】
また、第１の実施の形態では、中間部３３の上面３５側に、気流を生成する気流生成部５０が配置される。気流生成部５０ａ〜５０ｄは、平板翼３０ａ〜３０ｄに平行な上流側から下流側への気流３９を発生させる。
【００４１】
図２は、第１の実施の形態における気流生成部５０等の構成を示した図である。図示するように、気流生成部５０は、上流側電極５１と、下流側電極５２と、誘電体５３とを備える。本実施の形態では、ダクトの入口の側の第１の電極の一例として、上流側電極５１を設けており、ダクトの出口の側の第２の電極の一例として、下流側電極５２を設けている。また、図には、気流生成部５０に電圧を印加する電源７０も示している。ここでは、電源７０は、１つの気流生成部５０に電圧を印加するものとしているが、図１の気流生成部５０ａ〜５０ｄの全部に電圧を印加するものとしてもよい。或いは、図１の気流生成部５０ａ〜５０ｄの一部に選択的に電圧を印加するものとしてもよい。
【００４２】
上流側電極５１と、下流側電極５２とは、誘電体５３で隔てて、上流側から下流側への方向に離間して配置される。また、上流側電極５１は、平板翼３０の上面３５に露出し、又は、誘電薄膜体に覆われて平板翼３０の上面３５に位置する。一方、下流側電極５２は、誘電体５３の中に埋設される。ここで、上流側電極５１の気流の方向の長さは、下流側電極５２の気流の方向の長さよりも短いことが好ましい。また、上流側電極５１は、ワイヤー状であることが好ましい。更に、気流生成部５０を備えた上面３５側の後縁部３２の面には、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることが好ましい。更にまた、ダクト１０の少なくとも気流生成部５０よりも出口１２に近い側の内面にも、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることが好ましい。その場合、オゾン吸着物質としては活性炭を、オゾン分解物質としては二酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化第一鉄等を、厚さ数μｍ〜数１００μｍでコーティングするとよい。気流生成部５０は、上流側電極５１と下流側電極５２との間に電源７０が電圧を印加して放電させることにより、荷電粒子の衝突によって体積力を発生させ、周囲の空気も誘引して、平板翼３０に平行な上流側から下流側への気流３９を発生させる。電源７０には、上流側電極５１に正電圧のみが周期的に印加されるように通電制御する電気回路が設けられていることが好ましい。
【００４３】
即ち、気流生成部５０は、駆動部なしで一様な気流３９を発生させる。
【００４４】
尚、気流生成部５０は、２つ以上、上流側から下流側への方向に離間して直列配置してもよい。これにより、気流３９の圧力が更に増加する。
【００４５】
また、図２を参照して、上流側から下流側への方向に平行で平板翼３０に垂直な切断面で切断したときの平板翼３０の断面形状についても説明する。
【００４６】
前縁部３１は、上流側ほど厚みが小さくなる断面形状を有するものとする。例えば、上流側が凸となる断面形状であってよい。図では、上流側が丸みを有する断面形状を示しているが、上流側が尖った断面形状でもよい。前縁部３１がこのような断面形状を有するものとすることにより、平板翼３０間の流路への気流３９の流入抵抗が低減され、その結果、気流３９の流入損失が低減される。また、平板翼３０間の流路幅も増加し、これにより、気流３９の静圧上昇が可能となる。
【００４７】
後縁部３２は、下流側ほど厚みが小さくなる断面形状を有するものとする。例えば、下流方向へ向けて連続的に厚みが小さくなる断面形状であってよい。図では、下流側が尖った断面形状を示しているが、先端は丸みを有していてもよい。これは、隣接する２つの平板翼３０に着目すると、２つの平板翼３０の後縁部３２が、下流方向へ向けて連続的に幅が広くなる流路を隔てて配置されている、と捉えることもできる。後縁部３２をこのような断面形状を有するものとすることにより、平板翼３０ａ〜３０ｄの出口流れの剥離が抑制され、その結果、出口流れが安定化する。また、平板翼３０間の流路幅も増加し、これにより、気流３９の速度、即ち動圧が低下し、静圧上昇が可能となる。
【００４８】
中間部３３は、前縁部３１と後縁部３２との間の厚みが略一定の部分である。上述したように、この中間部３３の上面３５側に気流生成部５０が配置される。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図３は、第２の実施の形態における送風装置２の全体構成例を示した図である。図示するように、第２の実施の形態における送風装置２は、ダクト１０と、平板翼４０ａ〜４０ｄとを備えている。
【００５０】
ダクト１０については、第１の実施の形態と同様なので、ここでの説明は省略する。
【００５１】
平板翼４０ａ〜４０ｄは、平板翼３０ａ〜３０ｄと同様、ダクト１０の内部に略平行に配置された４つの平板翼である。平板翼４０ａ〜４０ｄは、幅方向（第１側面１７と第２側面１８とを結ぶ方向）に一様な断面形状を有している。尚、図には、平板翼４０ａ〜４０ｄを示し、平板翼４０ａ〜４０ｄの構成要素にはそれぞれ添え字「ａ」〜「ｄ」を付すが、これらを区別する必要がない場合は、平板翼４０等、添え字を付さずに示すこともある。また、図には、４つの平板翼４０を示したが、２つ、３つ、又は５つ以上の平板翼４０を配置してもよい。
【００５２】
平板翼４０は、前縁部４１と、後縁部４２と、中間部４３と、上面４５と、下面４６と、第１側面４７と、第２側面４８とを備える。前縁部４１、後縁部４２、中間部４３、上面４５、下面４６、第１側面４７、及び第２側面４８は、第１の実施の形態における前縁部３１、後縁部３２、中間部３３、上面３５、下面３６、第１側面３７、及び第２側面３８と同様なので、ここでの説明は省略する。
【００５３】
ここで、図３にも、図１と同様に、流路高さＰと、翼長Ｌと、後縁部長さＬｔと、後縁部傾斜角度θとを示している。尚、流路高さＰには、図１と同様、ダクト１０の上面１５と最上部に配置された平板翼４０ａとの間の流路の高さ、及び、ダクト１０の下面１６と最下部に配置された平板翼４０ｄとの間の流路の高さも含まれるものとする。
【００５４】
また、第２の実施の形態では、中間部４３の上面４５側及び下面４６側に、気流を生成する気流生成部５０及び気流生成部６０がそれぞれ配置される。気流生成部５０ａ〜５０ｄ及び気流生成部６０ａ〜６０ｄは、平板翼４０ａ〜４０ｄに平行な上流側から下流側への気流４９を発生させる。第１の実施の形態のように気流生成部５０を上面３５側のみに設置した場合には、気流生成部５０が設置されていない下面３６で摩擦損失が生じるが、気流生成部５０，６０を上面４５側及び下面４６側にそれぞれ配置すれば、このような摩擦損失は抑制される。更に、平板翼４０間において上下両方から平板翼４０に平行な方向に体積力が発生する。これにより、風量が増加し易くなると共に静圧が上昇する。図３では、このことを、気流４９を表す矢印の本数を、図１の気流３９を表す矢印の本数よりも多くすることで示している。
【００５５】
図４は、第２の実施の形態における気流生成部５０，６０等の構成を示した図である。図示するように、気流生成部５０は、上流側電極５１と、下流側電極５２と、誘電体５３とを備え、気流生成部６０は、上流側電極６１と、下流側電極６２と、誘電体６３とを備える。本実施の形態では、ダクトの入口の側の第１の電極の一例として、上流側電極５１，６１を設けており、ダクトの出口の側の第２の電極の一例として、下流側電極５２，６２を設けている。また、図には、気流生成部５０，６０に電圧を印加する電源８０も示している。ここでは、電源８０は、１組の気流生成部５０，６０に電圧を印加するものとしているが、図３の気流生成部５０ａ，６０ａ〜５０ｄ，６０ｄの全部の組に電圧を印加するものとしてもよい。或いは、図３の気流生成部５０ａ，６０ａ〜５０ｄ，６０ｄの一部の組に選択的に電圧を印加するものとしてもよい。
【００５６】
気流生成部５０は、第１の実施の形態と同様なので、ここでの説明は省略する。但し、気流生成部５０が発生させる平板翼４０に平行な上流側から下流側への気流は、気流４９１として示している。
【００５７】
気流生成部６０も、気流生成部５０と同様の構成を有する。即ち、気流生成部６０は、上流側電極６１と、下流側電極６２とは、誘電体６３で隔てて、上流側から下流側への方向に離間して配置される。また、上流側電極６１は、平板翼４０の下面４６に露出し、又は、誘電薄膜体に覆われて平板翼４０の下面４６に位置する。一方、下流側電極６２は、誘電体６３の中に埋設される。ここで、上流側電極６１の気流の方向の長さは、下流側電極６２の気流の方向の長さよりも短いことが好ましい。また、上流側電極６１は、ワイヤー状であることが好ましい。更に、気流生成部６０を備えた下面４６側の後縁部４２の面には、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることが好ましい。更にまた、ダクト１０の少なくとも気流生成部６０よりも出口１２に近い側の内面にも、オゾンを吸着及び分解可能な光触媒又は熱触媒が塗布されていることが好ましい。その場合、オゾン吸着物質としては活性炭を、オゾン分解物質としては二酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化第一鉄等を、厚さ数μｍ〜数１００μｍでコーティングするとよい。気流生成部６０は、上流側電極６１と下流側電極６２との間に電源８０が電圧を印加して放電させることにより、荷電粒子の衝突によって体積力を発生させ、周囲の空気も誘引して、平板翼４０に平行な上流側から下流側への気流４９２を発生させる。電源８０には、上流側電極６１に正電圧のみが周期的に印加されるように通電制御する電気回路が設けられていることが好ましい。
【００５８】
即ち、気流生成部５０，６０は、それぞれ、駆動部なしで一様な気流４９１，４９２を発生させる。
【００５９】
尚、気流生成部６０も、２つ以上、上流側から下流側への方向に離間して直列配置してもよい。これにより、気流４９２の圧力が更に増加する。
【００６０】
上流側から下流側への方向に平行で平板翼４０に垂直な切断面で切断したときの平板翼４０の断面形状については、第１の実施の形態における平板翼３０の断面形状と同様なので、ここでの説明は省略する。
【００６１】
［第３の実施の形態］
図５は、第３の実施の形態における送風装置３の全体構成例を示した図である。図示するように、第３の実施の形態における送風装置３は、ダクト２０と、平板翼３０ａ〜３０ｄとを備えている。
【００６２】
ダクト２０は、入口２１と、出口２２と、入口部２３と、出口部２４と、上面２５と、下面２６と、第１側面２７と、第２側面２８とを備える。
【００６３】
入口２１は、ダクト２０への空気の入口であり、出口２２は、ダクト２０からの空気の出口である。即ち、ダクト２０は、入口２１から出口２２への空気の流路として機能する。以下、入口２１側を上流側と称し、出口２２側を下流側と称する。
【００６４】
入口部２３は、ダクト２０の入口２１に接する部分であり、出口部２４は、ダクト２０の出口２２に接する部分である。第３の実施の形態では、入口部２３を、上流側から下流側への方向に垂直な切断面で切断したときの断面が入口２１に近いほど大きくなるようにする。例えば、入口部２３をベルマウス形状とする。これにより、ダクト２０の流入損失が低減し、送風性能が向上すると共に、騒音が低減する。また、出口部２４を、上流側から下流側への方向に垂直な切断面で切断したときの断面が出口２２に近いほど大きくなるようにする。例えば、出口部２４を、出口２２へ向けて次第に断面積が大きくなるように傾斜した面で構成する。これにより、出口流速が低減し、動圧が低下して、その結果、静圧が上昇し易くなる。
【００６５】
上面２５は、ダクト２０の上側を覆う面であり、下面２６は、ダクト２０の下側を覆う面であり、第１側面２７は、ダクト２０の上流側から見て左側を覆う面であり、第２側面２８は、ダクト２０の上流側から見て右側を覆う面である。第３の実施の形態では、上面２５及び下面２６は平面のままとし、第１側面２７及び第２側面２８を曲面とすることにより、入口部２３を、入口２１に近いほど上流側から下流側への方向に垂直な断面が大きくなるようにし、出口部２４を、出口２２に近いほど上流側から下流側への方向に垂直な断面が大きくなるようにしている。
【００６６】
平板翼３０ａ〜３０ｄは、ダクト２０の内部に略平行に配置された４つの平板翼である。尚、図には、平板翼３０ａ〜３０ｄを示し、平板翼３０ａ〜３０ｄの構成要素にはそれぞれ添え字「ａ」〜「ｄ」を付すが、これらを区別する必要がない場合は、平板翼３０等、添え字を付さずに示すこともある。また、図には、４つの平板翼３０を示したが、２つ、３つ、又は５つ以上の平板翼３０を配置してもよい。
【００６７】
平板翼３０については、第１の実施の形態と同様なので、ここでの説明は省略する。
【００６８】
尚、第３の実施の形態では、入口部２３を、上流側から下流側への方向に垂直な切断面で切断したときの断面が入口２１に近いほど大きくなるようにし、出口部２４を、上流側から下流側への方向に垂直な切断面で切断したときの断面が出口２２に近いほど大きくなるようにするために、上面２５及び下面２６を平面とし、第１側面２７及び第２側面２８を曲面としたが、この限りではない。例えば、第１側面２７及び第２側面２８を平面とし、上面２５及び下面２６を曲面としてもよい。或いは、上面２５、下面２６、第１側面２７及び第２側面２８の全てを曲面としてもよい。そして、これらの何れを採用するかは、レイアウトに応じて適宜決定すればよい。
【００６９】
［平板翼の配置の変形例］
第１及び第２の実施の形態における送風装置１，２では、直方体のダクト１０の内部に複数の平板翼３０，４０を略平行に配置し、第３の実施の形態における送風装置３では、直方体の全部又は一部の面を曲面としたダクト２０の内部に複数の平板翼３０を略平行に配置したが、この限りではない。即ち、略直方体のダクトの内部に、上流側から下流側への方向に垂直な切断面で切断したときの断面が略直線形状を有する翼を配置したが、この限りではない。変形例として、入口及び出口が円形である円管状のダクトの内部に外径が異なる複数の円環翼を同心円状に配置した送風装置４も考えられる。ここで、円環翼とは、上流側から下流側への方向に垂直な切断面で切断したときの断面が略円形状を有する翼のことをいう。
【００７０】
この変形例における送風装置４でも、円環翼の片面又は両面に気流生成部が配置され、円環翼を上流側から下流側への方向に平行で円環形状の中心を通る切断面で切断したときの断面は第１乃至第３の実施の形態と同様とする。
【００７１】
また、第１乃至第３の実施の形態と同様、互いに隣接する円環翼間の長さを流路高さＰとし、円環翼の上流側から下流側への方向における長さを翼長Ｌとする。尚、流路高さＰには、円筒状のダクトの内面と最外部に配置された円環翼との間の流路の高さも含まれるものとする。
【００７２】
［流路高さＰと翼長Ｌとの関係］
図６は、平板翼出口における無次元流速の標準偏差と、翼長Ｌに対する流路高さＰの比Ｐ／Ｌとの関係を示したグラフである。第１及び第３の実施の形態では、平板翼出口における無次元流速は、平板翼３０の出口における気流の流速を平板翼３０の出口断面における平均流速で割った値である。第２の実施の形態では、平板翼出口における無次元流速は、平板翼４０の出口における気流の流速を平板翼４０の出口断面における平均流速で割った値である。
【００７３】
平板翼出口における無次元流速の標準偏差が１以下であれば、平板翼間に逆流は生じない。従って、平板翼間での逆流を抑制するためには、Ｐ／Ｌを次のような値の範囲とすればよい。即ち、気流生成部が片面のみに配置された場合、つまり、気流生成部５０のみが平板翼３０に配置された場合は、Ｐ／Ｌ≦１とすればよい。また、気流生成部が両面に配置された場合、つまり、気流生成部５０，６０が平板翼４０に配置された場合は、Ｐ／Ｌ≦２とすればよい。尚、これを一般化すると、２つの平板翼の間又は平板翼とダクト内面との間の流路の上下の面のうち気流生成部が配置された面数をＮとした場合、Ｐ／Ｌ≦Ｎとすればよいことになる。こうすることにより、平板翼間での逆流が生じ難くなり、静圧が上昇し易くなる。
【００７４】
また、平板翼出口における無次元流速の標準偏差が０．５以下であれば、より効率的な送風が可能となる。従って、気流生成部が片面のみに配置された場合、つまり、気流生成部５０のみが平板翼３０に配置された場合は、０．１≦Ｐ／Ｌ≦０．７とすることが望ましい。また、気流生成部が両面に配置された場合、つまり、気流生成部５０，６０が平板翼４０に配置された場合は、０．２≦Ｐ／Ｌ≦１．７とすることが望ましい。
【００７５】
尚、このようなＰ／Ｌの望ましい範囲は、変形例における円環翼についても同様である。
【００７６】
［後縁部の断面形状］
図７は、流路高さＰに対する後縁部長さＬｔの比Ｌｔ／Ｐと、後縁部傾斜角度θとの関係を示したグラフである。比Ｌｔ／Ｐと後縁部傾斜角度θとの関係がグラフのハッチングを施した領域内にある場合に、複数の平板翼３０の出口流れが安定化し、静圧が上昇する。
【００７７】
具体的には、まず、θ≦１３×（Ｌｔ／Ｐ）−０．５とすることにより、流れが安定する。後縁部長さＬｔが長いほど、流れが不安定になり易いためである。
【００７８】
また、上記の関係を維持しつつ、θの下限値をθ≧２×（Ｌｔ／Ｐ）−０．２で規定することにより、効果的な静圧上昇が得られる。出口流れの剥離が抑制され、平板翼３０の間の流路幅が増加するためである。
【００７９】
尚、上記では、後縁部傾斜角度θを後縁部３２の上流側開始点と下流端とを結んだ直線が、平板翼３０の上面３５又は下面３６となす角度としたが、この限りではない。
【００８０】
図８は、第１の実施の形態における平板翼３０の後縁部３２の断面形状の変更例を示した図である。図示するように、後縁部傾斜角度θを一定とせず、下流側よりも上流側で小さくしてもよい。これにより、後縁部３２の上流側開始点Ｘ（Ｙ）における急な流れ角の変化がなくなるので、更に流れが安定し易くなる。図には、比較のために、図２に示した平板翼３０の後縁部３２の断面形状についても破線で示している。
【００８１】
尚、以上では、第１の実施の形態を前提として説明したが、第２及び第３の実施の形態においても同様のことが言える。
【００８２】
［平板翼の断面形状の変形例］
次に、上流側から下流側への方向に平行で平板翼３０，４０に垂直な切断面で切断したときの平板翼３０，４０の断面形状の変形例について説明する。
【００８３】
図９は、第１の実施の形態における平板翼３０のこのような断面形状の変形例を示した図である。この変形例では、図示するように、断面形状が、６つの直線をつないだ六角形となっている。即ち、平板翼３０は、前縁部３１と、後縁部３２と、中間部３３とを含み、前縁部３１の上辺３１１、中間部３３の上辺３３１、後縁部３２の上辺３２１、後縁部３２の下辺３２２、中間部３３の下辺３３２、前縁部３１の下辺３１２は、何れも直線であり、これらがこの順につながることで六角形が形成されている。
【００８４】
尚、ここでは、平板翼３０の断面形状が６つの直線をつないだ六角形である場合を例にとったが、この限りではない。より一般化し、複数の直線をつないだ多角形としてもよい。例えば、前縁部３１の上辺３１１及び下辺３１２を何れもｎ本の直線をつなぐことにより、平板翼３０の断面形状を（２×ｎ＋４）角形としてよい。この場合、前縁部３１の各直線間の角が全て外側に向けて凸形状となるようにし、かつ、前縁部３１を上下対称となるようにする。
【００８５】
その他の構成については、図２に示したものと同様である。即ち、この変形例でも、図示するように、中間部３３に気流生成部５０が配置され、気流生成部５０は、上流側電極５１と、下流側電極５２と、誘電体５３とを備える。そして、気流生成部５０は、上流側電極５１と下流側電極５２との間に電源７０が電圧を印加して放電させることにより、荷電粒子の衝突によって体積力を発生させ、周囲の空気も誘引して、平板翼３０に平行な上流側から下流側への気流３９を発生させる。
【００８６】
また、図２に示した平板翼３０又は図９に示した平板翼３０の変形例において、気流生成部５０が配置された中間部３３の上辺３３１及び下辺３３２は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行となるように構成するとよい。この場合、例えば、図１に示した中間部３３の上面３５側の面及び下面３６側の面は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行となる。一方で、前縁部３１の上辺３１１及び下辺３１２、並びに後縁部３２の上辺３２１及び下辺３２２は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行とならないように構成するとよい。この場合、例えば、図１に示した前縁部３１の上面３５側の面及び下面３６側の面、並びに後縁部３２の上面３５側の面及び下面３６側の面は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行とならない。
【００８７】
尚、以上では、第１の実施の形態を前提として説明したが、第３の実施の形態においても同様のことが言える。
【００８８】
図１０は、第２の実施の形態における平板翼４０のこのような断面形状の変形例を示した図である。この変形例でも、図示するように、断面形状が、６つの直線をつないだ六角形となっている。即ち、平板翼４０は、前縁部４１と、後縁部４２と、中間部４３とを含み、前縁部４１の上辺４１１、中間部４３の上辺４３１、後縁部４２の上辺４２１、後縁部４２の下辺４２２、中間部４３の下辺４３２、前縁部４１の下辺４１２は、何れも直線であり、これらがこの順につながることで六角形が形成されている。
【００８９】
尚、ここでは、平板翼４０の断面形状が６つの直線をつないだ六角形である場合を例にとったが、この限りではない。より一般化し、複数の直線をつないだ多角形としてもよい。例えば、前縁部４１の上辺４１１及び下辺４１２を何れもｎ本の直線をつなぐことにより、平板翼４０の断面形状を（２×ｎ＋４）角形としてよい。この場合、前縁部４１の各直線間の角が全て外側に向けて凸形状となるようにし、かつ、前縁部４１を上下対称となるようにする。
【００９０】
その他の構成については、図４に示したものと同様である。即ち、この変形例でも、図示するように、中間部４３に気流生成部５０，６０が配置され、気流生成部５０は、上流側電極５１と、下流側電極５２と、誘電体５３とを備え、気流生成部６０は、上流側電極６１と、下流側電極６２と、誘電体６３とを備える。そして、気流生成部５０は、上流側電極５１と下流側電極５２との間に電源８０が電圧を印加して放電させることにより、荷電粒子の衝突によって体積力を発生させ、周囲の空気も誘引して、平板翼４０に平行な上流側から下流側への気流４９１を発生させる。また、気流生成部６０は、上流側電極６１と下流側電極６２との間に電源８０が電圧を印加して放電させることにより、荷電粒子の衝突によって体積力を発生させ、周囲の空気も誘引して、平板翼４０に平行な上流側から下流側への気流４９２を発生させる。
【００９１】
また、図４に示した平板翼４０又は図１０に示した平板翼４０の変形例において、気流生成部５０，６０が配置された中間部４３の上辺４３１及び下辺４３２は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行となるように構成するとよい。この場合、例えば、図３に示した中間部４３の上面４５側の面及び下面４６側の面は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行となる。一方で、前縁部４１の上辺４１１及び下辺４１２、並びに後縁部４２の上辺４２１及び下辺４２２は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行とならないように構成するとよい。この場合、例えば、図３に示した前縁部４１の上面４５側の面及び下面４６側の面、並びに後縁部４２の上面４５側の面及び下面４６側の面は、ダクト１０を通過する空気の主流方向に平行とならない。
【００９２】
［本実施の形態における熱交換ユニットの構成］
図１１は、本実施の形態における熱交換ユニット１００の全体構成例を示した図である。図示するように、熱交換ユニット１００は、送風装置５と、熱交換器８とを備える。
【００９３】
送風装置５は、第１の実施の形態における送風装置１、第２の実施の形態における送風装置２、第３の実施の形態における送風装置３、変形例における送風装置４の何れかである。
【００９４】
送風装置５の構成要素としては、ダクト６と、平板翼７とを示している。
【００９５】
送風装置５が送風装置１である場合、ダクト６は、第１の実施の形態におけるダクト１０であり、平板翼７は、第１の実施の形態における平板翼３０である。尚、第１の実施の形態におけるダクト１０は縦長の直方体形状を有するものとしたが、ここでのダクト６は横長の直方体形状を有するものとしている。また、これに伴い、ここでの平板翼７は第１の実施の形態における平板翼３０よりも幅方向に長いものとしている。
【００９６】
送風装置５が送風装置２である場合、ダクト６は、第２の実施の形態におけるダクト１０であり、平板翼７は、第２の実施の形態における平板翼４０である。尚、第２の実施の形態におけるダクト１０は縦長の直方体形状を有するものとしたが、ここでのダクト６は横長の直方体形状を有するものとしている。また、これに伴い、ここでの平板翼７は第２の実施の形態における平板翼４０よりも幅方向に長いものとしている。
【００９７】
送風装置５が送風装置３である場合、ダクト６は、第３の実施の形態におけるダクト２０であり、平板翼７は、第３の実施の形態における平板翼３０である。但し、作図の都合上、曲面であるべきダクト２０の側面は、平面で示している。
【００９８】
送風装置５が送風装置４である場合、ダクト６は、変形例における円管状のダクトであり、平板翼７は、変形例における円環翼である。但し、作図の都合上、変形例における円管状のダクト及び円環翼とは異なる形状のものを示している。
【００９９】
熱交換器８は、送風装置５により気流が発生された空気と、冷媒との間で、熱交換を行う機器である。具体的には、空気が冷媒よりも温度が高ければ、空気から冷媒へ熱を移動させ、冷媒が空気よりも温度が高ければ、冷媒から空気へ熱を移動させる。
【０１００】
尚、図１１では、本実施の形態における送風装置５を熱交換ユニット１００に適用した場合について示したが、本実施の形態における送風装置５は、空気清浄ユニットに適用してもよい。この場合、空気清浄ユニットは、図１１の熱交換器８に代えて、空気清浄フィルタを備えたものとなる。
【０１０１】
［本実施の形態の効果］
本実施の形態では、複数の翼のそれぞれについて、前縁部の断面を丸みを持った形状又は尖った形状とし、後縁部の断面を後縁に向けて次第に厚みが小さくなる形状とし、前縁部と後縁部との間の厚みが一定の部分に気流生成部を配置することとした。これにより、気流の流入損失の低減、出口流れの剥離の抑制及び流路幅の増加による静圧の上昇が生じ易くなった。
【符号の説明】
【０１０２】
１，２，３，４，５…送風装置、６，１０，２０…ダクト、７，３０，４０…平板翼、８…熱交換器、５０，６０…気流生成部、７０，８０…電源
【図１】
2020106024.tif 000003
【図２】
2020106024.tif 000004
【図３】
2020106024.tif 000005
【図４】
2020106024.tif 000006
【図５】
2020106024.tif 000007
【図６】
2020106024.tif 000008
【図７】
2020106024.tif 000009
【図８】
2020106024.tif 000010
【図９】
2020106024.tif 000011
【図１０】
2020106024.tif 000012
【図１１】
2020106024.tif 000013