扇風機の選び方、使い方、メンテ、修理、リサイクル 【図解】

扇風機とは? 英語:Electric fan

エアコンが部屋全体を冷房するのに対して、個人的・部分的に涼をとりたい場合には、やはり扇風機の出番。風呂場など、使いたい場所にすぐ移動できる便利さもあります。最近では、電池式で携帯できるミニ扇風機も登場。外出先で、団扇や扇子に代わって活躍する姿も見かけられます。

 また、冷暖房の効率を上げるために天井に取り付ける「シーリングファン」もあります。

 扇風機の歴史

 1882年(明治十五)年、ニューヨークのクロッカーとカーティスのモーター会社の主任技師シュイラー・スカーツーウィーラー(Schuyler Wheeler)が、世界ではじめて電気扇風機の特許を取得しました。これは直流(DC)モーターで大きくかさばりました。

Figure 1 画像出典先:Wikepedia

 1888年、クロアチア生まれの技術者二コラーテスラが、量産可能な交流(AC)モータのアメリカ特許を取得し、このモータに三枚羽根を取り付けて扇風機の試作品をつくりました。 テスラは、小型モータの特許をウェスティングハウス社に売り、1889年、同社から家庭用の電気扇風機が販売されました。 その後、アメリカではエマーソン社、ジー・イー社が参入、ドイツではアー・エー・ゲー社とジーメンス社も参入しました。

 1894年(明治二十七)年、芝浦製作所が我国初の扇風機を完成させました(下図)。直流モータ(エジソン型)に六枚羽根を備えたタイプで、スイッチを入れると羽根が回転すると同時に、頭部の白熱電球が灯る構造でした。

 その後、芝浦製作所はジー・イー社と技術提携し、交流モータ(単相誘導電動機)を使い、技術的にも優れた扇風機を大量に生産しはじめます。1922年(二大正五)年、ブランド名を「芝浦電気扇」として販売しました。当時の色は黒一色でした。

Figure 2 画像出典先:東芝未来科学館

扇風機の進化  GreenFanバルミューダ製

昔の扇風機の羽根は飛行機のプロペラや船のスクリューをそのまま真似たような形をしていました。しかし、最近は色々な扇風機が発売されています。たとえば、バルミューダ製の扇風機は内側に4枚、外側に9枚の羽根を配し、内側の羽根が作る風は外側よりも遅くなるように作られています。こうすることで、扇風機の先で風の焦点が合い、そこから自然な風が発生します。


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動画 BALMUDA GreenFan Japanをご紹介

扇風機の進化  ナカシマプロペルのカモメフアン

 また、船用スクリューの最大手ナカシマプロペルが設計しドウシシャが販売する[カモメフアン]kamomefanは、カモメの翼にヒントを得た7枚の羽根を持っています。カモメの翼に似せることで、空気抵抗が軽減し、小さい電力で風を遠くまで届かせることができます。


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動画  カモメファンkamomefan  扇風機

扇風機の進化  羽根のない扇風機

近年は羽根のない扇風機も人気です。きっかけを作ったのはダイソンの製品です。続いてシャープやパナソニックなどからも似た製品が出されています。しかし、羽根がないといっても見えないだけで、本体内部に格納されています。たとえば、ダイソンの場合には、台座部分にファンが隠されています。そこから送り出された風が送出部の枠に空けられた小さな穴から噴き出し、周囲の空気を巻き込んで滑らかな風を作り出すのです。この空気の巻き込みをエントレインメント効果と呼んでいますが、ファンの風量の15倍の風を作り出すといいます。

 一般的に、羽根の無い扇風機は風の送り出しに工夫がなされ、滑らかな風が得られます。しかし、その分価格は高めです。

Figure 3 ダイソン扇風機 原理

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ダイソン 羽根なし扇風機の原理

扇風機の原理、構造、しくみ

 扇風機の動作の基本はモータと羽根です。それらを支えるベースと羽根に当るのを防ぐガードで構成されています(下図)。付属装置としては、首振り装置、速度調整器(スイッチ)、上下スライド機構、タイマ、コード収納、自由首振り装置、角度切替え装置などです。

扇風機 モーター(速度調節含む)

扇風機には主に単相誘導モーター(コンデンサーモーター)が使われている。回転磁界を発生するためにコンデンサーを用いている単相誘導モーターは構造が簡単で起動トルクが大きく、効率がよいなどの特長がある。

 扇風機は使用する場所、条件、人数などにより、風量を変える必要があり、モーターの速度調節は一般的に次の方式を採用している。

1)補助コイルタップ制御方式

  補助コイルの巻数を変えて、電源電圧を変化させたのと同様の効果で回転数を変える 方式で、モーターの巻線が若干複雑になるが電力損失を伴わず効率がよい。しかし、段階的な変化しかできない欠点がある。

2)電子制御方式

  半導体スイッチによりきめ細かい制御する方式で、マイコンからの信号によりモーターの無段階速度調整はもとより、ON/OFF㈲御などを行うことにより、補助コイルタップ制御方式ではできなかった風量制御が可能となった。

扇風機 羽 根

羽根の形状は三枚羽根、四枚羽根、五枚羽根とさまざまです。プラスチックはほとんどアクリルニトリルスチレン(AS)の透明材です。

1)軸流ファン(プロペラファン)

プロペラファンは大風量で、音が静かなため多くの扇風機で使われている。羽根から 遠ざかるに従って周囲の空気を引き込んで広がり、風速は減少していく。

2)貫流ファン(ラインフローファン)

貫流ファンはラインフローファンとも呼ばれ、居室の空気を撹拌するサーキュレーターやエアコンの室内ユニットなどに使用されてお肌風速が速く、遠くまで到達させるのに適している。


扇風機 首振り装置/自由首振り装置

従来はモーターの回転をギアで減速レクランクにより左右の往復運動に変え首振りを行うものが一般的であったが、機構が複雑になるため近年では小形の首振り用モーターを備えた製品も増えてきている。

扇風機 タイマー機能

設定時間になると電源を切り停止させる機能で、従来は機械式タイマーが主流であったが、近年ではマイコン搭載によるタイマー機能をもたせている。

Figure 4 画像出典先:生活家電入門 大西正幸 著

扇風機の種類

 扇風機は、使われている羽根によってプロペラファンラインフローファンの二つに分けられます。プロペラファンはクローバーの葉っぱのような形をした羽根を用いるもので、音が静かで風量を多く送ることができるタイプのもの。これに対して、ラインフローファンは薄いワイン(ひれ)が円筒状に並んだ形状になっています[下図]。エアコンの空気を室内に送るサーキュレータファンをはじめ、通勤電車の天井に設置された送風用のファンは、ほとんどがこのラインフローファンです。


サーキュレーター 英語:Air Circulator

エアーサーキュレーターとは、空気の循環、換気、空気の撹拌(かくはん)などを目的として利用されるファンのことを指します。単にサーキュレーターと称することもあり、扇風機と似ていますが用途は異なります。

扇風機はもともと直接体に風を受ける目的で作られたものであり、広範囲に風を送り出すことを目的としています。サーキュレーターは、直接風を受けることを想定しておらず、扇風機よりも直進性が高く、遠くまで風を送り届けることができます。風力の強い風を発生させるための装置です。家庭内での主な用途としては、風を送り出すことによって、風通しが悪く湿気の溜まりやすい場所を換気したり、室内の熱の偏りを防ぐことで、空調やエアコンの効率をあげる目的で使用されています。

Figure 5 画像出典先:株式会社シー・シー・ピー

タワーファン 英語:Tower fan

スマートなデザインで場所を取らないことで最近注目されているのが、タワー型の扇風機です。いかにも扇風機と言う感じがなく、デザイン性に優れており、円柱型のため場所を取らないことが特徴です。部屋の隅や、オーソドックスな首振り型では置くことのできない隙間に置くこともできます。


シーリングファン:英語 CEILING FAN

シーリングファンは天井(シーリング)に取り付けられているファンの事,直接風を送るというよりも,部屋の空気を゛攪拌(かくはん)″するためのもの。室内の空気を対流させて冷暖房の効率を高めるという立派な働きをしています。冷房時と暖房時ではファンの回転は逆になる仕組み。最近は,省エネとインテリア性で,注目されつつある。中心にライトが付いているタイプやリモコン操作ができるタイプもあるので、室内照明として利用も可能です。


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日本工業規格  JIS C9601-1990  扇風機

解説概要:英語:Electric fans

この規格は,羽根の直径が 20cm 以上 40cm 以下の,主に一般家庭で使用される卓上用,座敷用,壁掛用,床上用,天井用首振り形及び特殊形の扇風機(以下,扇風機という。)のうち,誘導電動機によって駆動される軸流形の羽根をもったものについて規定する。

その他の詳細は下記のサイトを参考にして下さい。

JISC日本工業標準調査会サイト

扇風機の日本工業規格はJIS C9601です。JISC日本工業標準調査会サイト内のJIS検索から内容が閲覧可能です。(但し印刷不可)

*現在はIEインターネット エクスプローラーのみ閲覧可。

kikakurui.com |JIS規格票をHTML化したサイト

扇風機の日本工業規格 JIS C9601が全文、閲覧、印刷可能です。(但し図、イラスト含まず

扇風機



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