(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで旋回流を生成するインペラと、
前記インペラを収容するインペラ室が設けられたファンケーシングと、
前記インペラを回転駆動するモータとを備え、
前記モータは、前記インペラに連結された駆動軸と、前記駆動軸を支持し前記ファンケーシングに連結されたモータケースとを有する遠心式送風機であって、
前記モータ側に位置する前記インペラの背面と、前記インペラ側に位置する前記モータケースの前面は対向して配置され、
前記背面と前記前面との間に、前記駆動軸の周囲で環状に延在し前記インペラ室に連通された環状空間が設けられ、
前記前面に、前記モータの熱を前記環状空間に放出する冷却フィンが設けられ、
前記インペラの中央部に前記駆動軸が挿通されるボス部が前記モータ側に膨出形成され、
前記インペラの背面は前記ボス部の後面で構成され、
前記インペラ側に位置する前記モータケースの前部は、前記駆動軸の周囲に位置する内周筒部と、この内周筒部の半径方向外側に間隔をおき前記内周筒部に対向して設けられた外周筒部と、前記内周筒部と前記外周筒部との間に前記インペラ側に開放状に設けられた環状凹部とを備え、
前記冷却フィンは、前記環状凹部の底面から複数突出され、それぞれ前記駆動軸の径方向に延在して前記内周筒部と前記外周筒部とを連結しており、
前記モータケースの前面は、前記内周筒部の環状の先端面と、複数の冷却フィンの突出方向の先端部とで構成されている、
ことを特徴とする遠心式送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心式送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
インペラを収容するファンケーシングにモータを取着し、モータでインペラを回転することにより送風する遠心式送風機が提供されている。
この場合、モータの動作の安定化を図るために、モータから発生する熱を適切に放熱する必要がある。
そこで、モータの外装を構成するモータケースの内部に、モータの駆動軸に連結された補助ファンを設けた遠心式送風機が提案されている（特許文献１参照）。
この遠心式送風機では、モータケースに複数の通風孔を形成し、補助ファンの回転によって、一部の通風孔を介して外気をモータケースの内部に吸入し、モータケースの内部を流通させた後、残りの通風孔から外部に排出し、この空気の流れによりモータを冷却するようにしている。このようにモータケースが開放された構造のモータを開放防滴型モータという。
しかしながら、開放防滴型モータはモータケースが開放されていることから、例えば、雨水や異物がモータケース内に入り故障するなどの不都合があり、外部環境の影響を受けやすい箇所に設置される場合には、遠心式送風機の信頼性を確保する上で不利がある。
そこで、モータケースを密閉式とし、補助ファンをモータケースの外部に設けた全閉外扇型モータを用いることによって信頼性の向上を図ることが考えられる。
全閉外扇型モータは、インペラと反対側に位置する駆動軸の端部をモータケースの外部に突出させ、該突出した駆動軸の端部に補助ファンを連結し、補助ファンによって生成した空気の流れをモータケースに当ててモータの冷却を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２―１０６４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、全閉外扇型モータを用いた場合には、信頼性の向上を図ることはできるものの、補助ファンが必要となることから、遠心式送風機の小型化、軽量化、低コスト化を図る上で不利があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの冷却を効率よく行え、小型化、軽量化、低コスト化を図る上で有利な遠心式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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、回転することで旋回流を生成するインペラと、前記インペラを収容するインペラ室が設けられたファンケーシングと、前記インペラを回転駆動するモータとを備え、前記モータは、前記インペラに連結された駆動軸と、前記駆動軸を支持し前記ファンケーシングに連結されたモータケースとを有する遠心式送風機であって、前記モータ側に位置する前記インペラの背面と、前記インペラ側に位置する前記モータケースの前面は対向して配置され、前記背面と前記前面との間に、前記駆動軸の周囲で環状に延在し前記インペラ室に連通された環状空間が設けられ、前記前面に、前記モータの熱を前記環状空間に放出する冷却フィンが設けられ、前記インペラの中央部に前記駆動軸が挿通されるボス部が前記モータ側に膨出形成され、前記インペラの背面は前記ボス部の後面で構成され、前記インペラ側に位置する前記モータケースの前部は、前記駆動軸の周囲に位置する内周筒部と、この内周筒部の半径方向外側に間隔をおき前記内周筒部に対向して設けられた外周筒部と、前記内周筒部と前記外周筒部との間に前記インペラ側に開放状に設けられた環状凹部とを備え、前記冷却フィンは、前記環状凹部の底面から複数突出され、それぞれ前記駆動軸の径方向に延在して前記内周筒部と前記外周筒部とを連結しており、前記モータケースの前面は、前記内周筒部の環状の先端面と、複数の冷却フィンの突出方向の先端部とで構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、インペラの回転により、環状空間に生じる空気の流れが冷却フィンに衝当するので、モータで発生した熱は冷却フィンから放熱され、モータの冷却を効率よく行う上で有利となる。
したがって、補助ファンを用いることなくモータの冷却を効率よく行え、遠心式送風機の小型化、軽量化、低コスト化を図る上で有利となる。特に、密閉式のモータを用いた遠心式送風機において好適である。
また、冷却フィンが環状の凹部の底面に連結されているため、冷却フィンの補強リブとしての機能がより発揮される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態の遠心式送風機２０が適用された燃焼装置１６を用いたボイラ１０の概略構成図である。
【図２】遠心式送風機２０の斜視図である。
【図３】遠心式送風機２０の正面図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】図３のＢＢ線断面図である。
【図６】モータ４０の斜視図である。
【図７】モータ４０の正面図である。
【図８】図７のＣＣ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の遠心式送風機がボイラ１０の燃焼装置に適用された実施の形態について説明する。
図１に示すように、ボイラ１０は、ボイラ缶体１２と、給水ポンプ１４と、燃焼装置１６とを含んで構成されている。
ボイラ缶体１２は、下部管寄せ１２０２と、上部管寄せ１２０４と、それら管寄せ１２０２、１２０４を接続する複数の水管１２０６と、複数の水管１２０６の内側に位置する燃焼室１２０８を含んで構成されている。
給水ポンプ１４は、水を給水管１４０２、下部管寄せ１２０２を経て複数の水管１２０６へ供給する。
燃焼装置１６は、燃焼室１２０８内で燃料を燃焼させ、燃焼ガスによって水管１２０６内の水を加熱し、水管１２０６内で蒸気を生成させる。
水管１２０６内で生成された蒸気は、上部管寄せ１２０４で集められ、蒸気管１２１０から負荷側へ送り出される。
【０００９】
燃焼装置１６は、バーナ１６０２と、ウインドボックス１６０４と、送風ダクト１６０６と、本発明に係る遠心式送風機２０と、制御部１６０８と、インバータ１６１０とを含んで構成されている。
バーナ１６０２は、ボイラ缶体１２の上部中央に燃焼室１２０８に向けて設けられている。
バーナ１６０２には燃料が燃料供給管１６１２を介して供給され、また、バーナ１６０２には燃焼用空気が遠心式送風機２０、送風ダクト１６０６、ウインドボックス１６０４を介して供給され、燃料と燃焼用空気が混合された混合気が不図示の点火用電極棒（スパークロッド）によって点火され燃焼される。
送風ダクト１６０６には、風量を調整するダンパ１６１４が設けられている。
制御部１６０８は、バーナ１６０２の燃焼量の高低、あるいは、バーナ１６０２の動作の停止に対応して、ダンパ１６１４の開度の制御を行うと共に、インバータ１６１０を介して遠心式送風機２０のモータ４８の回転数の制御を行うものである。
すなわち、制御部１６０８は、ダンパ１６１４の開度と遠心式送風機２０のモータ２２の回転数とを制御することによりバーナ１６０２に供給される燃焼用空気の風量を制御する。
インバータ１６１０は、制御部１６０８から供給される制御信号に基づいてモータ２２に供給する交流電源の周波数を制御することでモータ２２の回転数を制御する。
【００１０】
次に遠心式送風機２０について説明する。
図２乃至図５に示すように、遠心式送風機２０は、前記のモータ２２と、インペラ２４と、ファンケーシング２６とを含んで構成されている。
インペラ２４は、回転することで旋回流を生成するもので、図５に示すように、円形の主板２４０２と、主板２４０２の前方に対向して配置された側板２４０４と、それら主板２４０２と側板２４０４との間に周方向に等間隔をおいて配置された複数の湾曲した羽根板２４０６とを有している。
側板２４０４は、外周部から中央部に至るにつれて前方に変位するように湾曲して形成され、側板２４０４の中央部に流入口２４０８が形成されている。
主板２４０２の中央にボス部２４１０が形成され、このボス部２４１０の中央に取り付け孔２４１２が貫通形成されている。
ボス部２４１０の後面は、主板２４０２の後面よりも後方に突出し、ボス部２４１０の後面は、モータ２２側に位置するインペラ２４の背面２８となっている。
【００１１】
図３、図５に示すように、ファンケーシング２６は、ケーシング本体３０と、吸込口ケーシング３２とを備えている。
ケーシング本体３０は、インペラ２４を収容するインペラ収容部３００２と、このインペラ収容部３００２の下部両側に設けられインペラ収容部３００２を支持する２つの脚部３００４とを備えている。
図５に示すように、インペラ収容部３００２は、インペラ２４よりも大径の開口３００６が形成された前壁３００８と、この前壁３００８に対向する後壁３０１０と、それら前壁３００８と後壁３０１０の周囲を接続する周壁３０１２とを備えている。
図２、図３に示すように、周壁３０１２はインペラ室３０１４の中心から次第に半径が大きくなるように形成され、最も半径が大きくなった周壁３０１２の箇所に吹出口３０１６が突出形成されている。
図５に示すように、後壁３０１０の中央部は外周部に比べて前方に偏位して設けられ、この中央部にモータ取り付け用の開口３０１８が形成され、開口３０１８の周囲の後壁３０１０の箇所に周方向に間隔をおいて不図示の複数のねじ孔が形成されている。この開口３０１８はインペラ２４のボス部２４１０よりも大きい内径で形成されている。
吸込口ケーシング３２は、前壁３００８の開口３００６を塞ぐようにボルトＮ１により前壁３００８に取着され、吸込口ケーシング３２の中央には吸込口３２０２が形成されている。
前壁３００８と吸込口ケーシング３２と後壁３０１０と周壁３０１２により内部にインペラ室３０１４が形成されている。
【００１２】
インペラ２４がインペラ室３０１４に収容され、モータ２２は後述するよう開口３０１８、前記のねじ孔を介して後壁３０１０に取着され、インペラ室３０１４に突出するモータ２２の駆動軸３４がインペラ２４の取り付け孔２４１２に挿通される。そして、ボルト、ワッシャ、キー、ストップリングなどを介して駆動軸３４とインペラ２４とが軸方向に移動不能にかつ一体回転するように結合されている。
駆動軸３４に結合されたインペラ２４の側板２４０４の中央部は開口３００６から前方に突出し、この突出された側板２４０４部分は、吸込口ケーシング３２の吸込口３２０２に回転可能に挿入される。
したがって、モータ２２によりインペラ２４が回転駆動されると、空気が流入口２４０８から吸い込まれ、この空気は主板２４０２、側板２４０４、羽根板２４０６で形成される複数の空気流路を経て半径方向外方で周方向に吐き出され、インペラ室３０１４の周囲で周壁３０１２に沿って旋回し昇圧されて吹出口３０１６から吹き出され、送風ダクト１６０６、ウインドボックス１６０４を介してバーナ１６０２に供給される。
【００１３】
図８に示すように、モータ２２は、駆動軸３４と、この駆動軸３４を回転駆動するステータ２２０２およびロータ２２０４と、それらを収容するモータケース３６とを含んで構成されている。
モータケース３６は、その内部を密閉する密閉式である。
モータケース３６は、ファンケーシング２６側に配置される前壁３６０２と、ステータ２２０２をその内部で支持する周壁３６０４と、周壁３６０４の後端に接続する後壁３６０６とを有し、後壁３６０６はカバー３６０８で覆われている。
駆動軸３４は、前壁３６０２と後壁３６０６を貫通して配設され、前壁３６０２と後壁３６０６の箇所においてそれぞれ軸受３４０２を介して回転可能に支持されている。
ロータ２２０４は、周壁３６０４の内部に位置する駆動軸３４の箇所に取着され、ステータ２２０２は、ロータ２２０４の周囲でロータ２２０４に近接するように周壁３６０４で支持されている。
【００１４】
図６、図７、図８に示すように、モータケース３６の前壁３６０２には、内周筒部３６１０と、外周筒部３６１２と、環状凹部３６１４と、冷却フィン３６１６と、フランジ３６１８とが設けられている。
内周筒部３６１０は、駆動軸３４の周囲で環状に延在している。
外周筒部３６１２は、内周筒部３６１０の半径方向外側に間隔をおき内周筒部３６１０に対向して環状に延在している。
環状凹部３６１４は、内周筒部３６１０と外周筒部３６１２との間にインペラ２４側に開放状に設けられている。
【００１５】
冷却フィン３６１６は、環状凹部３６１４の底面から突出され、それぞれ駆動軸３４の径方向に延在して内周筒部３６１０と外周筒部３６１２とを連結している。
冷却フィン３６１６の突出方向の先端部３６１６Ａは、内周筒部３６１０の環状の先端面３６１０Ａと同一面に位置し、本実施の形態では、内周筒部３６１０の環状の先端面３６１０Ａと複数の冷却フィン３６１６の先端部３６１６Ａは、インペラ２４の背面２８に対向するモータケース３６の前面３８を構成している。
【００１６】
フランジ３６１８は、外周筒部３６１２の径方向外側に環状に設けられ、フランジ３６１８にはボルト挿通孔３６２０が形成されている。
図５、図８に示すように、ファンケーシング２６の開口３０１８に外周筒部３６１２の外周面が挿入され、フランジ３６１８が開口３０１８の周囲の後壁３０１０に当て付けられ、フランジ３６１８のボルト挿通孔３６２０を挿通したボルトが、ファンケーシング２６の後壁３０１０のねじ孔に螺合することでモータ２２がファンケーシング２６に結合されている。
【００１７】
このようにモータ２２がファンケーシング２６に取り付けられた状態で、図５に示すように、モータケース３６の前面３８とインペラ２４の背面２８との間に、駆動軸３４の周囲に環状に延在する環状空間４０が形成される。
より詳細には、本実施の形態では、環状空間４０は、駆動軸３４の周囲で、内周筒部３６１０の先端面３６１０Ａおよび冷却フィン３６１６の先端部３６１６Ａよりもインペラ２４側に突出する外周筒部３６１２の内周面の半径方向内側に形成されている。
そして、環状空間４０の外周部は、開口３０１８の内周面とボス部２４１０の外周面との間の環状の空間４２を介してインペラ室３０１４に連通されている。
なお、このようにファンケーシング２６に設けられたモータケース取り付け用の開口３０１８を利用することで、インペラ室３０１４と環状空間４０とを連通する構造を簡単化する上で有利となっている。
【００１８】
本実施の形態によれば、遠心式送風機２０の駆動時、インペラ２４の回転により環状空間４０に、インペラ室３０１４から開口３０１８内の空間４２を通って空気が流れ込み、また、環状空間４０から開口３０１８内の空間４２を通ってインペラ室３０１４に空気が排出され、それらにより環状空間４０には空気の流れが生じている。
すなわち、インペラ２４の回転により、インペラ室３０１４内の空気はその流れ方向に沿って昇圧され、吹出口３０１６で最も圧力が高くなっているが、インペラ２４の背面においても圧力差が生じており、圧力が高い部分から低い部分に空気が流れ、環状空間４０への空気の流入、流出が行なわれる。
そのため、環状空間４０において上記の空気の流れが冷却フィン３６１６に衝当し、モータ２２で発生した熱は、冷却フィン３６１６から放熱され、モータ２２の冷却を効率よく行う上で有利となる。
したがって、補助ファンを用いることなく、モータ２２の冷却を効率よく行え、遠心式送風機２０の小型化、軽量化、低コスト化を図る上で有利となり、特に、本実施の形態のように密閉式のモータ２２を用いた遠心式送風機２０に好適である。
【００１９】
また、本実施の形態のように、遠心式送風機２０をボイラ１０の燃焼装置１６に用いる場合、遠心式送風機２０から送風される燃焼用空気の風量を確保しつつモータ２２の消費電力を低減するために、インバータ１６１０を用いてモータ２２の回転数を増減させることが多い。
この場合、モータ２２に補助ファンが設けられていると、モータ２２の回転数が上昇するほど補助ファンの回転に伴って発生する騒音も大きなものとなる不都合がある。
これに対して本実施の形態では、補助ファンが不要となるため、遠心式送風機２０から発生する騒音の抑制を図る上で有利となる。
【００２０】
また、モータ２２の熱が放熱され暖められた空気が遠心式送風機２０からバーナ１６０２に供給されることになるので、燃焼用空気が予熱されることになり、モータ２２で発生した熱を、ボイラ１０を加熱するエネルギーの一部として使用されるので、熱の有効利用を図る上で有利となる。
また、冷却フィン３６１６は内周筒部３６１０と外周筒部３６１２とを接続するリブ構造を構成しているので、強度を確保しつつ前壁３６０２の軽量化を図る上で有利となる。
【００２１】
また冷却フィン３６１６は、環状凹部３６１４の底面にも連結されているため、冷却フィン３６１６の補強リブとしての機能がより発揮される。
また、冷却フィン３６１６の突出高さを内周筒部３６１０の先端面３６１０Ａと同じ高さとし、冷却フィン３６１６の突出高さをより大きく確保したので、冷却フィン３６１６の補強リブとしての機能がより一層発揮される。
【００２２】
なお、本発明の遠心式送風機２０は、モータ２２が密閉式であるものに限定されず、また、実施に応じては、モータ２２の駆動軸３４の後端に冷却用のファンを設け、モータ２２の冷却効果をさらに高める場合もある。
また、本実施の形態では、遠心式送風機２０がボイラ１０の燃焼装置１６に適用された場合について説明したが、本発明の遠心式送風機は、ＯＡ機器、映像機器、音響機器などを含む電子機器における冷却用の遠心式送風機として用いるなどその用途は限定されない。
【符号の説明】
【００２３】
２０……遠心式送風機
２２……モータ
２４……インペラ
２４１０……ボス部
２６……ファンケーシング
２８……背面
３０１４……インペラ室
３０１０……後壁
３０１８……開口
３４……駆動軸
３６……モータケース
３６１６……冷却フィン
３６１０……内周筒部
３６１２……外周筒部
３６１４……環状凹部
３６１０Ａ……先端面
３６１６Ａ……先端部
３８……前面
４０……環状空間
【図１】
0005483254.tif 000002
【図２】
0005483254.tif 000003
【図３】
0005483254.tif 000004
【図４】
0005483254.tif 000005
【図５】
0005483254.tif 000006
【図６】
0005483254.tif 000007
【図７】
0005483254.tif 000008
【図８】
0005483254.tif 000009