(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能な回転軸と共に回転するハブ２と、このハブの外周側であって円周方向に間隔をおいて設けられた複数枚の動翼１と、半径方向外方に環状に延在して形成されたエアセパレータ５とを備えた軸流送風機において、前記エアセパレータは、複数の部分円筒状の部材を周方向に連結した外周壁部材４ａと、この外周壁部材の内周端側に位置し断面円形の中空のリング状部材６とこのリング状部材に固定された第１、第２の板状部材１４、１５とを有し、前記エアセパレータに付着または堆積する付着堆積物を軸流送風機の運転中に除去可能な付着堆積物除去手段をエアセパレータに設け、この付着堆積物除去手段は、前記リング状部材の中空の内部空間に高圧流体を導くパイプ８を有し、前記リング状部材に複数の噴出孔７を形成したことを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の少なくともいずれかに複数の噴出孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の軸流送風機。
【請求項３】
前記外周壁部材に複数の噴出孔を形成し、この噴出孔に高圧流体を導くフレキシブル配管を接続したことを特徴とする請求項２に記載の軸流送風機。
【請求項４】
軸流送風機が有する動翼の外周側に設けられ、半径方向外方に環状に延在するエアセパレータであって、複数の部分円筒状の部材を周方向に連結した外周壁部材と、この外周壁部材の内周端側に位置し複数の孔が形成され断面円形の中空のリング状部材と、このリング状部材に固定された第１、第２の板状部材と、エアセパレータに付着または堆積する付着堆積物を軸流送風機の運転中に除去可能な付着堆積物除去手段とを備え、この付着堆積物除去手段は前記リング状部材の中空の内部空間に高圧流体を導くパイプを有することを特徴とする軸流送風機のエアセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸流送風機に係り、特にサージング領域に近い領域で運転される、エアセパレータを備えた軸流送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低流量特性改善のためのエアーセパレータを備えた軸流送風機の例が、実開平３−８７９００号公報や特開平９−２５８９８号公報に記載されている。実開平３−８７９００号公報に記載のエアーセパレータは、外壁と側壁及び整流ベーンを備えており、整流ベーンの内縁の位置は、ケーシングの内径位置とほぼ同じ位置に設定されている。このエアーセパレータは、動翼の上流側から動翼の軸方向翼長の中央付近にかけて流路の入口となる開口部が、動翼入口部の上流側に流路の出口となる開口部がそれぞれ形成されている。整流ベーンは、流路の入口に設置され、整流ベーンの内縁は入口開口部に位置している。この整流ベーンは、動翼の先端からエアーセパレータの流路の入口開口部へ向かう気流の周方向成分を除去するために、動翼の回転方向とは逆方向の反りを有している。
【０００３】
エアーセパレータを持たない軸流送風機を低流量状態で運転すると、動翼の先端側の翼間流路の小さな逆流領域に逆流気流が発生する。これが次第に成長すると動翼が失速状態となるので、軸流送風機の作動範囲が制限される。しかし、エアーセパレータを備えることにより、動翼の先端側に発生する逆流気流は遠心力によりエアーセパレータの入口開口部から流路に流入する。エアーセパレータの流路に流入した気流は、流路内の整流ベーンにより、周方向成分を持たない気流となり、動翼の上流の出口開口部から流出して動翼間を流れてきた主流と合流する。つまり、動翼の先端部での逆流を除去すれば、軸流送風機の低流量領域での作動範囲を拡大することができる。
【０００４】
この従来用いられているエアーセパレータ付き軸流送風機では、整流ベーンの内縁の位置がケーシングの内径位置とほぼ同じ位置まで伸びているので、動翼からエアーセパレータへ流入する流れと整流ベーンとが干渉する、または動翼の周囲に形成された圧力場と整流ベーンとが干渉し、騒音を発生する恐れがあった。また、整流ベーンがエアーセパレータの入口部のみまたは出口部のみにしか設置されていないので、エアーセパレータ内を通過する気流が有する周方向成分をあまり除去できない。その結果、エアーセパレータの作動範囲を拡大するという効果が低下する、または圧力を上昇させる効果が低下するという不具合があった。
【０００５】
このような不具合を解消するために、特開平９−２５８９８号公報に記載の軸流送風機においては、回転軸と共にハブを回転させ、このハブの外周上に動翼を設けている。そして、動翼の下流側に、複数枚の静翼と環状の半径方向突起状に形成されたエアーセパレータを設けている。このエアーセパレータは、動翼の先端側の流れをこの動翼の上流側に導くように、２つの側壁部材とこの側壁部材間を連結する外壁部材と整流ベーンとにより流路を形成している。そして、整流ベーンは流路の入口側部において、内縁がケーシングの内径よりも半径方向外方に後退している。
【０００６】
なお、軸流送風機を付着物の多い気流環境で使用したときに、ノズルから水を翼に噴射して翼に堆積した堆積物を除去する例が、特開平６−１０８９７号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平９−２５８９８号公報に記載の軸流ファンは、整流ベーンを有するエアセパレータを備えている。そして、この整流ベーンをエアセパレータの入口部から出口部にかけて配置しているので、エアセパレータにより軸流ファンの作動範囲が拡大し、軸流ファンにおける圧力上昇の低下を防止することも可能である。また、整流ベーンの内縁位置を外径側に後退させているので、流出気流と整流ベーンの干渉を緩和でき、騒音を低減できる。
【０００８】
しかしながら、この公報に記載の軸流ファンでは、ダストやミスト分を多く含む流体が作動流体であるときに、ケーシング流路面や循環流路にダスト等が付着や堆積することについてまでは考慮されていない。ダストやミスト分を多く含む作動流体が軸流送風機に流入すると、これらが流路壁面に付着堆積して、流れを阻害したり、効率の低下や流れに不安定現象を生じる恐れがある。
【０００９】
また、特開平６−１０８９７号公報に記載のものは、エアセパレータを備えておらず、したがってエアセパレータにより作動範囲の拡大と圧力上昇を図ったときに、エアセパレータの性能がダストやミストにより低下することについては考慮されていない。
【００１０】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、作動ガスの種類によらずエアセパレータを備えた軸流送風機または軸流送風機に用いられるエアセパレータを簡単な装置で安定して運転させることにある。本発明の他の目的は、軸流送風機の作動範囲を拡大し、確実に圧力上昇させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第1の特徴は、回動可能な回転軸と共に回転するハブ２と、このハブの外周側であって円周方向に間隔をおいて設けられた複数枚の動翼１と、半径方向外方に環状に延在して形成されたエアセパレータ５とを備えた軸流送風機において、前記エアセパレータは、複数の部分円筒状の部材を周方向に連結した外周壁部材４ａと、この外周壁部材の内周端側に位置し断面円形の中空のリング状部材６とこのリング状部材に固定された第１、第２の板状部材１４、１５とを有し、前記エアセパレータに付着または堆積する付着堆積物を軸流送風機の運転中に除去可能な付着堆積物除去手段をエアセパレータに設け、この付着堆積物除去手段は、前記リング状部材の中空の内部空間に高圧流体を導くパイプ８を有し、前記リング状部材に複数の噴出孔７を形成したものである。
【００１２】
そして好ましくは、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の少なくともいずれかに複数の噴出孔を形成するか、外周壁部材に複数の噴出孔を形成し、この噴出孔に高圧流体を導くフレキシブル配管を接続したものである。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の第２の特徴は、軸流送風機が有する動翼の外周側に設けられ、半径方向外方に環状に延在するエアセパレータであって、複数の部分円筒状の部材を周方向に連結した外周壁部材と、この外周壁部材の内周端側に位置し複数の孔が形成され断面円形の中空のリング状部材と、このリング状部材に固定された第１、第２の板状部材と、エアセパレータに付着または堆積する付着堆積物を軸流送風機の運転中に除去可能な付着堆積物除去手段とを備え、この付着堆積物除去手段は前記リング状部材の中空の内部空間に高圧流体を導くパイプを有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る軸流送風機の一実施例の縦断面図であり、図２は図１に示した軸流送風機に用いるエアセパレータ部の拡大図、図３は図２に示したエアセパレータ部の軸直角断面図である。
【００１８】
本発明の一実施例に係る軸流送風機１７では、外筒１０ａ〜１０ｃと内筒１２間にロータを配置し、吸込みケーシング９から吸込んだ気体を昇圧して、ディフューザ1１から需要元へと吐出している。内筒の一部をなすハブ２の外周には、周方向に間隔をおいて複数枚の動翼１が配置されている。この動翼１と内筒１２が一部をなすロータは、内筒１２内もしくは機外に設けられる図示しない電動機により回転駆動される。動翼1が回転すると、吸込みケーシング９から吸い込んだ空気は加圧されてディフューザ１１に吐き出されるが、その際、動翼１の先端側に発生する逆流により、騒音を発生することがある。そこで、動翼１が位置す外筒１０ａ、１０ｂの外周部に、円周方向にリング状に突起したエアーセパレータ５を形成している。
【００１９】
動翼１の下流側には、動翼１が気体に与えた運動エネルギを圧力エネルギに変換するため、円周方向に間隔をおいて配置された複数枚の静翼が配置されることもある。このように構成された軸流ファンの回転部を外筒１０ａ〜１０ｃ内に保持するために、外筒１０ａ〜１０ｃと内筒１２間にステー１３ａ〜１３ｄが複数本取り付けられている。
【００２０】
図２及び図３にその詳細を示すエアセパレータ５は、動翼１の外周方向に動翼１先端とわずかに隙間をもって配置されたケーシング１０ａ（１０ｂ）の上流側に位置している。より正確には、動翼１先端の中間部がケーシング１０ａ（１０ｂ）とエアセパレータ５の境界となっている。エアセパレータ５は、外壁４ａと側壁４ｂ，４ｃによりリング状に形成されている。エアセパレータ５の外壁４ａは、軸直角断面形状が部分円弧状をしており、その一方端側は、内筒１２側に延びている。そして、この円弧状の外壁４ａが整流ベーンの作用をしている。
【００２１】
エアセパレータ５は、図２に示すように、動翼１の上流側から該動翼１の軸方向翼長の中央付近にかけて、流路５ｃを形成している。つまり、動翼１の先端部で生じた逆流は、エアセパレータ５の開口部５ｂからエアセパレータ５の流路５に流入し、動翼１の上流側に設けた開口部５ａから流出する。外壁４ａの半径位置は、流入５ｂ側が流出５ａ側より内径側にある。
【００２２】
エアセパレータ５への逆流の流入部と流出部を区切るために、エアセパレータ５の流路内であって、動翼先端位置とほぼ同じ半径位置から外径側の位置に、周方向にパイプ６を配置している。パイプ６の下流側には、パイプ６に接して板状部材１４、１５が配置されている。パイプ６と板状部材１４、１５により形成される形状は、翼形状を近似した断面形状となっている。
【００２３】
本実施例では、エアセパレータ５の外壁４ａの軸直角断面形状を円弧状にし、流路５ｃの入口開口５ｂの部分に位置する外壁４ａの内径をケーシング１０ａ，１０ｂの内径位置よりも外径側に位置させている。これにより、逆流のもつ周方向成分の除去効果を大きくでき、エアーセパレータの作動範囲拡大効果と圧力上昇の低下が防止される。
【００２４】
ところで、作動流体にダストやミストが多量に含まれていると、長期間の使用においては、これらが軸流送風機の各部に付着堆積し、性能の低下や騒音の増大を引き起こす。従来のエアセパレータを用いない軸流送風機においては、運転停止時に加圧水等を動翼や静翼、またはケーシングに吹き付け性能低下や騒音増大を防止していた。しかしながら、軸流送風機の設置条件や軸流送風機の性能維持条件が厳しくなっている昨今では、運転中においてもダストやミストの軸流送風機内への付着・堆積を防止することが求められている。
【００２５】
そこで、本発明においては軸流送風機の最上流位置に近いエアセパレータ部に運転中でも支障のないダストやミストの付着・堆積防止手段を設けた。具体的には、エアセパレータ５が有するリング状のパイプ６内に、複数の噴出孔７を設けるとともに、リング状のパイプ６にパイプ８により高圧流体を導くようにしたものである。高圧流体としては、加圧水が最も簡便であるが、高圧ガス等であってもよい。ただし、軸流送風機が扱う流体の種類により限定される。また、軸流送風機の流路圧力よりも高圧でなければならない。
【００２６】
図３に示したように、エアセパレータの外壁４ａは、断面形状がほぼ半円状の部材を周方向にわたって連続して形成しているので、各半円状部に対応して噴出孔７を設ける。噴出孔７の位置は、この半円状外壁の円弧中心が望ましい。なお、板状部材１４にも噴出孔７を設けるのが望ましい。この場合、噴出孔７位置をリング状パイプ６に設けた噴出孔７と同じ周方向位置にするか、もしくは、リング状パイプ６に設けた噴出孔７の周方向ピッチと同じ周方向ピッチにすることが望ましい。
【００２７】
以上述べたように本実施例では、エアセパレータが備えるリング状のパイプの内部が空洞であるから、このパイプの内部に高圧流体を導き、さらにこのパイプに複数の噴出孔を形成するだけで、簡単な構成で運転中にエアセパレータへのミストやダストの付着・堆積を防止できる。
【００２８】
図４および図５に、本発明の他の実施例を示す。この図４、５に示した実施例が図２および図３で示した実施例と異なる点は、エアセパレータの外壁４aに直接高圧流体の噴出孔７を設けたことにある。本実施例によれば、最もダストやミストの付着が予想される外壁に直接噴出孔を設けるので、ダストやミストの除去効果が大である。なお、図５では記載を簡略化しているが、この実施例においては、外壁４a上の各噴出孔７に対応して高圧流体の導入路１６を設ける必要がある。この場合、導入路１６としてはフレキシブルな配管が施工の面で好ましい。
【００２９】
上記各実施例で示した噴出孔位置及び個数は例示的なものであり、軸流送風機の作動ガスの種類、作動環境に応じて位置や個数を増減してもよいことは言うまでもない。また、図１に示したように、エアセパレータ以外の位置にも設けてもよいことは当然である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、軸流送風機が備えるエアセパレータに運転中であってもエアセパレータに付着または堆積した付着物等を除去可能な除去手段を設けたので、ダストやミスト分を除去でき、軸流送風機及びエアセパレータの効率の低下を防止できる。また、圧力上昇が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸流送風機の一実施例の縦断面図。
【図２】図１に示した軸流送風機のエアセパレータ部の拡大断面図。
【図３】図２にしめしたエアセパレータの軸直角断面図。
【図４】エアセパレータの他の実施例の縦断面図。
【図５】図４に示したエアセパレータの軸直角断面図。
【符号の説明】
１…動翼、２…ハブ、４ａ…外壁、５…エアセパレータ、６…リング状部材、７…噴出孔、８…パイプ、９…吸込ケーシング、１０ａ〜１０ｃ…外筒、１２…内筒、１３ａ〜１３ｄ…ステー、１４…板状部材、１５…板状部材、１６…フレキシブル配管。
【図１】
0003658527.tif 000002
【図２】
0003658527.tif 000003
【図３】
0003658527.tif 000004
【図４】
0003658527.tif 000005
【図５】
0003658527.tif 000006