(57)【要約】【課題】省エネでエコロジーに適し、執務に支障させないため手を使わず、自己の努力で使用者の周辺環境の快適化を図ることのできる省エネ送風機を提供する。【解決手段】空気を供給する空気ポンプ１０と、空気ポンプ１０から供給加圧された圧縮空気を蓄える空気タンク２０と、空気タンク２０から圧縮空気を一定の圧力で排出する圧力調節部８０と、空気タンク２０から排出された圧縮空気によって駆動される空気エンジン３０と、空気エンジン３０を駆動した後の圧縮空気を流通させて該圧縮空気の断熱膨張現象で周囲の空気を冷却する排気断熱膨張冷却部５０と、空気エンジン３０によって駆動されて前記冷却された空気を送風する送風部４０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を供給する空気ポンプと、
前記空気ポンプから供給加圧された圧縮空気を蓄える空気タンクと、
前記空気タンクから圧縮空気を一定の圧力で排出する圧力調節部と、
排出された圧縮空気によって駆動される空気エンジンと、
前記空気エンジンを駆動した後の前記圧縮空気を流通させて該圧縮空気の断熱膨張現象で周囲の空気を冷却する排気断熱膨張冷却部と、前記空気エンジンによって駆動されて前記冷却された空気を送風する送風部とを備えたことを特徴とする省エネ送風機。
【請求項２】
空気を供給する空気ポンプと、
前記空気ポンプから供給加圧された圧縮空気を蓄える空気タンクと、
前記空気タンクから圧縮空気を一定の圧力で排出する圧力調節部と、
排出された圧縮空気によって駆動される空気エンジンと、
前記空気エンジンを駆動した後の前記圧縮空気を流通させて該圧縮空気の断熱膨張現象で周囲の空気を冷却する排気断熱膨張冷却部と、前記空気エンジンによって駆動される発電機と、
前記発電機によって発電された電力を蓄える蓄電部と、
前記蓄電部からの給電で駆動される発熱部および前記冷却された空気を送風する送風部とを備えたことを特徴とする省エネ送風機。
【請求項３】
前記発熱部または前記送風部を選択可能な操作部を備えたことを特徴とする請求項２記載の省エネ送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を使用することなく、限られた空間領域の冷房あるいは暖房を行う省エネ送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オフィスや家庭においては、冷暖房送風機などを設置し、居住域を設定された温度となるように、冷風または温風を送風するようにして空調制御を行っている。しかし、この空調制御では電力を消費するため、地球環境に貢献しているとはいえない。そこで、省エネとしてのエコロジー対策のために、居住域の設定温度は、夏季は冷房温度が高めに、冬季は暖房温度が低めに設定されるようになってきた。
【０００３】
このため、夏季において省エネ設定温度では暑いと思う人は、省エネでエコロジー手段としての扇子や団扇を用いて、自己の周囲の限られた範囲の環境の快適化を図っているが、これ等扇子や団扇は手で扇ぐ必要があるため、ＯＡ化の進展によりキーボード操作が業務ウエイトを占めるようになっているオフィスで利用する場合、片手は扇子や団扇を使うためにとられ、作業効率の低下をきたすことになる。また、卓上で使用する扇風機もあるが、電力（電池）を利用するため、エコロジーとはいえない。
【０００４】
一方、冬季において省エネ設定温度では寒いと思う人は、自己の周辺の限られた範囲を温めるヒータを用いているが、このヒータは電力（電池）を利用するため、エコロジーとはいえない。
【０００５】
そこで、従来は、例えば特許文献１に開示されているように、電力消費をできるだけ削減するために、圧縮空気エンジンを動力源とする流体圧作動機械において、圧縮空気エンジンの駆動により発生する冷熱を作業油の冷却に利用できるようにしたものがある。
【０００６】
この流体圧作動機械は圧縮空気エンジンと該圧縮空気エンジンに作動用高圧空気を供給するエアタンクと、圧縮空気エンジンからの排出冷気を熱交換する熱交換器とから構成されている。
【０００７】
また、特許文献２には動力源としての熱空気エンジンの構造が、特許文献３には空気エンジンを用いた発電機の弁装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１６１９０７号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６７４７号公報
【特許文献３】特許第３３０６０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、地球温暖化対策に併せて省エネが求められているが、温熱環境に対する暑さや寒さの感じ方には個人差があり、高めの冷房温度の設定に対する対策として個人の机上に扇風機などを設置し、送風するような場合もあり、さらに消費電力を増大させている。
【０００９】
また、暑さをしのぐ手段としての扇子や団扇を用いて、自己の周囲の限られた範囲の環境の快適化を図っているが、これ等扇子や団扇は手で扇ぐ必要があるため、ＯＡ化の進展によりキーボード操作が業務ウエイトを占めるようになっているオフィスで利用する場合、片手は扇子や団扇を使うためにとられ、作業効率の低下をきたすことになる。
【００１０】
また、特許文献２に開示された熱空気エンジンおよび特許文献３に開示された空気エンジンは、それぞれ動力源として使用することが記載されているのみで、電力を使用することなく限られた空間領域である使用者の周辺環境の快適化をエコロジーに図ることについては、何ら開示されていない。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、省エネでエコロジーに適し、手を用いることなく足で、自己の努力で使用者の周辺環境の快適化を図ることのできる省エネ送風機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】
【００１２】
本発明に係る省エネ送風機は、
空気を供給する空気ポンプと、
前記空気ポンプから供給加圧された圧縮空気を蓄える空気タンクと、
前記空気タンクから圧縮空気を一定の圧力で排出する圧力調節部と、
排出された圧縮空気によって駆動される空気エンジンと、
前記空気エンジンを駆動した後の前記圧縮空気を流通させて該圧縮空気の断熱膨張現象で周囲の空気を冷却する排気断熱膨張冷却部と、前記空気エンジンによって駆動されて前記冷却された空気を送風する送風部とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の請求項１に係る省エネ送風機によれば、電力を消費することなく、簡便な構成によって使用者の周辺環境の快適化を図ることができる。その結果、省エネでエコロジーに適し、自己の努力で使用者の周辺環境の快適化を図ることの可能な環境にやさしいパーソナルの省エネ送風機を得ることができる。
【００１４】
また、空気ポンプから送り出された空気は、空気タンクで圧縮されて圧力調節部を通過して一定の圧縮空気として送り出される構成であるので、空気圧の変動およびムラが吸収され、送風機の作動および排気断熱膨張冷却部における冷却動作が安定して行われる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る省エネ送風機は、
空気を供給する空気ポンプと、
前記空気ポンプから供給加圧された圧縮空気を蓄える空気タンクと、
前記空気タンクから空気を一定の圧力で排出する圧力調節部と、
排出された圧縮空気によって駆動される空気エンジンと、
前記空気エンジンを駆動した後の前記圧縮空気を流通させて該圧縮空気の断熱膨張現象で周囲の空気を冷却する排気断熱膨張冷却部と、前記空気エンジンによって駆動される発電機と、
前記発電機によって発電された電力を蓄える蓄電部と、
前記蓄電部からの給電で駆動される発熱部および前記冷却された空気を送風する送風部とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る省エネ送風機によると、空気エンジンと発電機との組み合わせによって、冷風を送るのみならず、発熱部としてのヒータを暖めることができ、夏場の冷房の設定温度の高めな環境下だけでなく、冬場の暖房の低めな環境下においても、使用者が自分の身の周りの環境を快適な温度に変えることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項３に係る省エネ送風機は、請求項２に記載の省エネ送風機において、前記発熱部または前記送風部を選択、即ち冷暖房が選択可能な操作部を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項３に係る省エネ送風機によると、使用者はこの省エネ送風機の発揮する作用を季節によって使い分けることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、省エネでエコロジーに適し、自己の努力で使用者の周辺環境の快適化を図ることの可能な省エネ送風機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、冷風のみを使用する本発明の第１の実施形態の構成を示したブロック図である。空気供給部としての空気ポンプ１０と供給加圧された圧縮空気を蓄える空気タンク２０と空気エンジン３０と送風機４０と排気断熱膨張冷却部５０とで構成されている。そして、本実施形態の場合、空気エンジン３０と送風機４０と排気断熱膨張冷却部５０は１つのケース６０に収納されている。しかしながら、空気タンク２０をケース６０の内部に収容しても構わない。
【００２２】
空気ポンプ１０と空気タンク２０および空気タンク２０と空気エンジン３０は圧力調節バルブ８０を介してそれぞれ送風管７０により接続されており、空気タンク２０の空気受け入れ口には逆止弁２１が設けられている。そして、空気エンジン３０の機械的出力軸３１は、機械的結合部９０を介して送風機４０の回転軸４１に連結されている。排気断熱膨張冷却部５０は熱交換用の（熱伝導率よく冷却できる）銅管５１と該銅管の周囲に設けたフィン５２とで構成されており、銅管５１の一端は空気エンジン３０の圧縮空気排出口に接続され、大気に開放されている。この圧力調節バルブ８０としては、自力で開閉するものであってもよいが、作用する圧力を検出して自動的に開閉してもよい。また、上記の銅管５１は周囲の空気との接触を多くして、熱交換効率を高めるために、中間部を蛇腹状に屈曲形成されている。
【００２３】
空気ポンプ１０は足で作動させる足踏み式で空気を送り出す。空気タンク２０は空気ポンプ１０から送り出された空気を受け入れ、受け入れた空気を加圧して圧縮空気として蓄え、出口にある圧力調節バルブを通過することにより、空気エンジンへの空気圧の変動、ムラを吸収させる。
【００２４】
空気エンジン３０は例えば特許文献１に開示されるように、一般的に知られているもので、圧縮空気が供給されるシリンダと、このシリンダ内に装着されたピストンと、シリンダへの圧縮空気の給排出を切り替えるバルブとを備え、ピストンの上下動によるクランクの上下動によりクランク軸を回転させる構成であり、このクランク軸が上記の機械的出力軸３１となる。
【００２５】
以下、上記の構成からなる第１の実施形態の動作について説明する。足によって空気ポンプ１０を作動させ、この空気ポンプ１０から送り出した空気を送風管７０から逆止弁２１を押し開いて空気タンク２０に送り込む。この送り込まれた空気は圧力調節バルブ８０が圧力を一定に保持するため閉じている間は、空気タンク２０と送風管７０の中に溜まり、引き続き空気ポンプ１０から送りこまれる空気によって加圧されて圧縮される。この圧縮された空気の圧力が一定値に達して圧力調節バルブ８０が自動的に開くと、空気タンク２０内の圧縮空気は送風管７０と空気エンジン３０と熱交換用の銅管５１を通って大気に放出される。
【００２６】
この圧縮空気の流れによって、まず、空気エンジン３０が作動して、この空気エンジン３０の機械的出力軸３１と機械的結合部９０を介して連結された送風機４０の回転軸４１を作動させる。一方、空気エンジン３０を作動させた後の圧縮空気は排気断熱膨張冷却部５０を構成する熱交換用の銅管５１内を通り、その圧縮空気の断熱膨張現象で銅管が冷やされて該銅管周囲の空気を冷却する。この冷却された空気を排気断熱膨張冷却部５０の前側に設けられた送風機４０によって吸引して目的の位置に送風する。
【００２７】
この第１の実施形態によれば、空気ポンプ１０を作動させて空気を送り出すことにより、電力を全く消費することなく、排気断熱膨張冷却部５０、つまり、銅管周囲の空気を冷却し、その冷やされた空気を送風機によって目的の位置に送ることができる。この結果、省エネでエコロジーに適し、自己の努力で使用者の周辺環境の快適化を図ることができるようになる。
【００２８】
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、冷風のみを使用する本発明の第２の実施形態の構成を示したブロック図である。この第２の実施形態は圧力調節バルブ８０を空気タンク２０の送風口に設け、送風機４０を排気断熱膨張冷却部５０の後側に設け、排気断熱膨張冷却部５０を構成する熱交換用の銅管５１の周囲にフィンを設けていない点が第１の実施形態と異なる構成であり、他は第１の実施形態と同じであるから、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２９】
以下、上記の構成からなる第２の実施形態の動作について説明する。足によって空気ポンプ１０を作動させ、この空気ポンプ１０から送り出した空気を送風管７０から逆止弁２１を押し開いて空気タンク２０に送り込む。この送り込まれた空気は圧力調節バルブ８０が圧力を一定に保持するため閉じている間は、引き続き空気ポンプ１０から送りこまれる空気によって加圧されて圧縮される。この圧縮された状態で圧力調節バルブ８０が開くと、空気タンク２０内の圧縮空気は圧力調節バルブ８０と送風管７０と空気エンジン３０と熱交換用の銅管５１を通って大気に放出される。
【００３０】
この圧縮空気の流れによって、まず、空気エンジン３０が作動して、この空気エンジン３０の機械的出力軸３１と機械的結合部９０を介して連結された送風機４０の回転軸４１を作動させる。一方、空気エンジン３０を作動させた後の圧縮空気は熱交換用の銅管５１内で急激に膨張して断熱膨張現象で銅管が冷やされて該銅管周囲の空気を冷却する。この冷却された空気を前記作動した送風機４０で排気断熱膨張冷却部５０の後側から前側へ送り出して目的の位置に送風する。
【００３１】
この第２の実施形態によれば、空気ポンプ１０を作動させて送り出した空気により、電力を全く消費することなく、第１の実施形態と同様に目的の位置に冷風を送ることができる。この結果、省エネでエコロジーに適し、自己の努力で使用者の周辺環境の快適化を図ることができるようになる。
【００３２】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図３は、冷房と暖房を選択的に使用する本発明の第３の実施形態の構成を示したブロック図である。この第３の実施形態は、図１に示す第１の実施形態における空気ポンプ１０と空気タンク２０と空気エンジン３０と排気断熱膨張冷却部５０との他に、発電機１００と蓄電器１１０とヒータ１２０と送風機１３０と操作部１４０を備えた構成を有している。そして、送風機１３０と排気断熱膨張冷却部５０は１つのケース１５０に収納されている。
【００３３】
空気ポンプ１０と空気タンク２０、空気タンク２０と空気エンジン３０は圧力調節バルブ８０を介して、空気エンジン３０と排気断熱膨張冷却部５０はそれぞれ送風管７０により接続されている。そして、空気エンジン３０の機械的出力軸３１は、機械的結合部９０を介して発電機１００の回転軸１０１に連結されている。また、排気断熱膨張冷却部５０は、その内部構成については図示しないが、図１と同様に熱交換用の銅管とこの銅管の周囲に設けたフィンとで構成されており、銅管の一端は空気エンジンの圧縮空気排出口に接続され、大気に開放されている。
【００３４】
発電機１００と蓄電器１１０、蓄電器１１０とヒータ１２０および送風機１３０は電気的に接続されている、また、操作部１４０は送風機１３０およびヒータ１２０と電気的、機械的に操作することができる。
【００３５】
以下、上記の構成からなる第３の実施形態の動作について説明する。足によって空気ポンプ１０を作動させ、この空気ポンプ１０から送り出した空気を送風管７０から逆止弁２１を押し開いて空気タンク２０に送り込む。この送り込まれた空気は圧力調節バルブ８０が圧力を一定に保持するため閉じている間は、空気タンク２０と送風管７０の中に溜まり、引き続き空気ポンプ１０から送りこまれる空気によって加圧されて圧縮される。この圧縮された状態で圧力調節バルブ８０が開くと、空気タンク２０内の圧縮空気は送風管７０と空気エンジン３０と排気断熱膨張冷却部５０を通って大気に放出される。
【００３６】
この圧縮空気の流れによって、まず、空気エンジン３０が作動して、この空気エンジン３０の機械的出力軸３１と機械的結合部９０を介して連結された発電機１００の回転軸１０１を回転させて発電する。そして、発電された電力は蓄電器１１０に供給されて蓄電される。一方、空気エンジン３０を作動させた後の圧縮空気は排気断熱膨張冷却部５０の通過時に急激に膨張して断熱膨張現象で銅管が冷やされて該銅管周囲の空気を冷却する。
【００３７】
この第３の実施形態によれば、上記の構成であるから、例えばケース１５０を卓上に設置している場合は、蓄電器１１０から送風機７０に給電するように操作部１４０を操作すると、送風機７０は給電を受けて電気的に作動し、排気断熱膨張冷却部５０周辺の冷却された空気を該排気断熱膨張冷却部の前側の目的位置例えば自己の上半身周辺へ送風することができる。
【００３８】
一方、例えばヒータ１２０を自己の足元に設置している場合は、蓄電器１１０からヒータ１２０に給電するように操作部１４０を操作すると、ヒータ１２０は通電により発熱し、この発熱によって足元を局部的に暖めることができる。また、蓄電器１１０はモバイル機器などの非常電源装置として利用することを可能とし、非常時等に活用が期待できる。
【００３９】
この第３の実施形態によれば、操作部を操作して送風機かヒータを選択することにより、冷却のみでなく、暖房を可能となる。しかも、動力源は足で作動させた空気ポンプ１０からの空気であるので、電力を全く消費することなく、目的の位置に冷風を送り、暖房をすることができる。この結果、省エネでエコロジーに適し、自己の好みにあわせた使用者の周辺環境の快適化を図ることができる。また、足踏み式の空気ポンプとしているので、両手は自由であるので本来の仕事ができ、作業効率を低下させることがない。しかも、操作部を個人の手元において操作することにより、個人の好みに合わせた使用者の周辺環境の快適化を図ることができるという効果がある。
【００４０】
なお、以上の各実施の形態によれば、空気エンジンを備え、この空気エンジンで送風機または発電機を作動させる構成であるが、空気エンジンを用いることなく、空気タンクから送り出された圧縮空気によって直接送風機または発電機を作動させるように構成しても、前記各実施の形態におけると同様の作用効果が得られるものである。また、空気エンジンの代わりに、定圧力噴射ノズルと回転プロペラファンで構成し、圧力設定に応じて回転プロペラファンの回転数が設定できるようにすることもできる。
【００４１】
以上説明したように、本発明に係る省エネ送風機によると、近年の地球温暖化対策としてのクールビズやウォームビズ、これに伴う夏の冷房温度の高めの設定や冬の暖房温度の低めの設定に対応可能な環境に優しくエコロジー性に優れた省エネ送風機として、人々に喜んで使用してもらうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    空気ポンプ
２０    空気タンク
２１    逆止弁
３０    空気エンジン
３１    機械的出力軸
４０    送風機
４１    回転軸
５０    排気断熱膨張冷却部
５１    銅管
５２    フィン
６０    ケース
７０    送風管
８０    圧力調節バルブ
９０    機械的結合部
１００    発電機
１０１    回転軸
１１０    蓄電器
１２０    ヒータ
１３０    送風機
１４０    操作部
１５０    ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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