(57)【要約】【課題】回生抵抗器の小型化を図れ、回生抵抗器を含めた遠心式送風機の設置スペースのコンパクト化を図る上で有利な遠心式送風機を提供する。【解決手段】インペラ２２の回転により、第１のカバー側吸込口５０と第２のカバー側吸込口５２から空気が吸い込まれ、この空気はカバー側導風路４８を通り吸込口２４０８からインペラ２２の軸方向に吸い込まれる。回生抵抗器３２は、接続線３２０６を介してインバータ３０に接続され、モータ２８の減速時にモータ２８から発生される回生電力を熱として消費することによってモータ２８に制動力を与える。回生抵抗器３２は、カバー側導風路４８中で第２のカバー側吸込口５２の近傍に、抵抗器本体３２０２の表面全域が露出するように配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラと、
前記インペラを収容し吸込口および吹出口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、
前記インペラの回転により前記吸込口から空気を吸い込んでこの吸い込んだ空気を前記吹出口から吹き出す遠心式送風機であって、
前記モータの回転数を制御するインバータと、
前記インバータに接続され前記モータの回生電力を消費する回生抵抗器とが設けられ、
前記回生抵抗器を、前記吸込口に吸い込まれる空気の流れに衝当する箇所に配置した、
ことを特徴とする遠心式送風機。
【請求項２】
前記回生抵抗器は細長形状を呈し、
前記回生抵抗器はその長手方向を前記空気の流れに直交させて配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の遠心式送風機。
【請求項３】
前記回生抵抗器は、その表面全域が前記空気の流れに接触するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の遠心式送風機。
【請求項４】
前記遠心式送風機は、前記ファンケーシングに連結されたカバーをさらに備え、
前記カバーは、前記吸込口に接続されたカバー側導風路と、このカバー側導風路に接続するカバー側吸込口とを備え、
前記回生抵抗器は、前記カバー側導風路中に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の遠心式送風機。
【請求項５】
前記遠心式送風機は、ボイラの燃焼装置の燃焼用空気送給用として用いられる、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の遠心式送風機。
【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】
遠心式送風機は、インペラと、インペラを収容するファンケーシングと、モータとを備え、モータによりインペラを回転させて送風を行うものである。
遠心式送風機を、例えば、ボイラの燃焼装置の燃焼用空気送給用として使用し、バーナを高燃焼、低燃焼、停止の３段階に切り換えて制御する場合、高燃焼と低燃焼とに応じて燃焼用空気の送給量を切り換える必要がある。
この場合、モータの消費電力を低減するためにインバータを用いてモータの回転数を増減することが行われている。
さらに、ボイラ側の負荷変動に応じて応答性のよい燃焼制御を行うために、遠心式送風機における燃焼用空気の送給量の切り換えを短時間で行うことが必要となる。
このようなことから、インバータには、モータを減速させる際のモータの減速時間の短縮化が要求されている。
そこで、モータの減速時に発生する回生電力を消費する回生抵抗器（制動抵抗器）を設けることでモータに制動力を発生させ、これによりモータの減速時間の短縮化を図るようにした遠心式送風機が提供されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３６８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、ボイラの燃焼装置の燃焼用空気送給用として使用される遠心式送風機に回生抵抗器を設けた場合、モータから供給される回生電力を回生抵抗器が消費する際に、回生抵抗器の温度は数百度に上昇する。
したがって、回生抵抗器を自然冷却させるためには、表面積の大きな回生抵抗器を用い、また、回生抵抗器を広い収容スペース中に配置する必要がある。
そのため、ボイラの燃焼装置の燃焼用空気送給用として使用される遠心式送風機に回生抵抗器を設けた場合、それら大型の回生抵抗器、大きな収容スペースが必要となることから、回生抵抗器を含めた遠心式送風機の設置スペースが増大し、遠心式送風機を含む燃焼装置が大型化する不具合がある。
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、回生抵抗器の小型化を図れ、回生抵抗器を含めた遠心式送風機の設置スペースのコンパクト化を図る上で有利な遠心式送風機を提供することにある。
【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、インペラと、前記インペラを収容し吸込口および吹出口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、前記インペラの回転により前記吸込口から空気を吸い込んでこの吸い込んだ空気を前記吹出口から吹き出す遠心式送風機であって、前記モータの回転数を制御するインバータと、前記インバータに接続され前記モータの回生電力を消費する回生抵抗器とが設けられ、前記回生抵抗器を、前記吸込口に吸い込まれる空気の流れに衝当する箇所に配置したことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記回生抵抗器は細長形状を呈し、前記回生抵抗器はその長手方向を前記空気の流れに直交させて配置されていることを特徴とする請求項１記載の遠心式送風機である。
請求項３記載の発明は、前記回生抵抗器は、その表面全域が前記空気の流れに接触するように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の遠心式送風機である。
請求項４記載の発明は、前記遠心式送風機は、前記ファンケーシングに連結されたカバーをさらに備え、前記カバーは、前記吸込口に接続されたカバー側導風路と、このカバー側導風路に接続するカバー側吸込口とを備え、前記回生抵抗器は、前記カバー側導風路中に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の遠心式送風機である。
請求項５記載の発明は、前記遠心式送風機は、ボイラの燃焼装置の燃焼用空気送給用として用いられることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の遠心式送風機である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、回生抵抗器を、吸込口に吸い込まれる空気流れに衝当する箇所に配置したので、空気流れによって回生抵抗器を強制的に冷却することができ、回生抵抗器の冷却を効率よく行なう上で有利となる。
したがって、回生抵抗器を自然冷却する場合に比べて回生抵抗器の小型化を図る上で有利となり、回生抵抗器を含めた遠心式送風機の設置スペースのコンパクト化を図る上で有利となる。
請求項２、３、４記載の発明によれば、回生抵抗器の冷却を効率よく行なう上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、回生抵抗器に衝当して加熱された空気がボイラの燃焼装置の燃焼用空気送給用として用いられることから、燃焼用空気を予熱することができ、熱の有効利用を図る上で有利となる。
【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】カバー２６から前板４０を取り外した遠心式送風機２０の正面図である。
【図５】遠心式送風機２０の側面図である。
【図６】遠心式送風機２０の平面図である。
【図７】図３のＡＡ線断面図である。
【図８】図３のＢＢ線断面図である。
【図９】回生抵抗器３２の斜視図である。
【図１０】カバー２６を取り外した遠心式送風機２０の斜視図である。
【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、制御部１６０８と、本発明に係る遠心式送風機２０と、インバータ３０と、回生抵抗器３２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１６１０が設けられている。
インバータ３０は、制御部１６０８から供給される制御信号に基づいてモータ２８に供給する交流電源の周波数を制御することでモータ２８の回転数を制御するものである。
制御部１６０８は、バーナ１６０２の動作の開始および停止に応じてインバータ３０を介して遠心式送風機２０のモータ２８の起動および停止の制御を行う。
また、制御部１６０８は、バーナ１６０２の燃焼量の高低に応じて、ダンパ１６１０の開度の制御を行うと共に、インバータ３０を介して遠心式送風機２０のモータ２８の回転数の制御を行う。
すなわち、制御部１６０８は、遠心式送風機２０のモータ２８の起動および停止を制御することによりバーナ１６０２への燃焼用空気の供給および供給の停止を制御する。また、制御部１６０８は、ダンパ１６１０の開度と遠心式送風機２０のモータ２８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供給量を制御する。
【００１０】
次に遠心式送風機２０について説明する。
図２乃至図８に示すように、遠心式送風機２０は、インペラ２２と、ファンケーシング２４と、カバー２６と、モータ２８とを備え、インバータ３０（図１）と、回生抵抗器３２とが設けられている。
【００１１】
図８に示すように、インペラ２２は、円形の主板２２０２と、主板２２０２の前方に配置された湾曲状の側板２２０４と、それら主板２２０２と側板２２０４との間に周方向に間隔をおいて配置された複数の羽根板２２０６とを備えている。
主板２２０２にモータ２８の回転軸２８０２が連結され、モータ２８によりインペラ２２が回転されることで、側板２２０４の中央の流入口２２０８から空気が軸方向に吸い込まれ、この空気は主板２２０２、側板２２０４、羽根板２２０６で形成された空気路を通って主板２２０２の半径方向外方に吹き出される。
【００１２】
図８に示すように、ファンケーシング２４は、主板２２０２の後方に位置する後壁２４０２と、後壁２４０２の前方に位置する前壁２４０４と、後壁２４０２および前壁２４０４の周囲を接続する周壁２４０６とを有し、内部にインペラ２２を収容している。
前壁２４０４にインペラ２２よりも大径の開口が形成され、この開口を閉塞するように吸込口ケーシング３４が前壁２４０４に取着されている。
図８、図１０に示すように、インペラ２２の流入口２２０８はこの吸込口ケーシング３４の中央開口内に露出し、この中央開口がファンケーシング２４の吸込口２４０８となっている。
後壁２４０２の中央に開口が形成され、この開口を閉塞するようにモータ２８のモータケース２８０２の前端が取着されている。
後壁２４０２の外周部と前壁２４０４の外周部と周壁２４０６とにより、インペラ２２から半径方向外方に吹き出された空気を旋回流とする導風路３６が形成され、周壁２４０６にはこの導風路３６の延長上に吹出口２４１０（図２）が設けられている。
したがって、モータ２８によりインペラ２２が回転されると、空気は吸込口２４０８からインペラ２２の軸方向に吸い込まれ、この吸い込まれた空気は導風路３６を通り昇圧されつつ吹出口２４１０に向かい、吹出口２４１０からインペラ２２の外周部の接線方向に吹き出される。そして、吹出口２４１０から吹き出された空気は、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】
カバー２６は、図２乃至図８に示すように、ファンケーシング２４の前壁２４０４および吸込口ケーシング３４の前方に配置されている。
カバー２６は、図２、図４、図６、図７に示すように、ファンケーシング２４側に位置する後板３８と、後板３８の前方に配置された前板４０と、上下の仕切り板４２、４４とを備えている。
後板３８は、図７に示すように、開口４６を有し、図４に示すように、後板３８は開口４６の半部に沿って延在する環状部３８０２と、開口４６の残りの半部に沿って延在すると共に側方に膨出する膨出部３８０４とを有している。
後板３８は、ボルトを介してファンケーシング２４の前壁２４０４に取着されている。
【００１４】
上下の仕切り板４２、４４は、図２、図５に示すように、後板３８の膨出部３８０４の上下の箇所にそれぞれ一体成形されており、上下の箇所から前方に突出するように設けられている。
【００１５】
前板４０は、図２、図３に示すように、後板３８の環状部３８０２に対応した外径の半円形部４００２と、半円形部４００２から側方に膨出し後板３８の膨出部３８０４に対応した形状の膨出部４００４とを有している。
前板４０は、図２、図５に示すように、膨出部４００４の上下が上下の仕切り板４２、４４にボルト４０１０、ナットを介して連結され、したがって、前板４０は後板３８により支持されている。
【００１６】
本実施の形態では、図８に示すように、前板４０が後板３８に対向する面に薄肉の吸音材５４が取着されている。この吸音材５４は遠心式送風機２０の駆動時に発生する騒音を低減するためのものである。
吸音材５４は、吸込口２４０８の中心を中心とした円形に形成されている。
【００１７】
また、本実施の形態では、吸音材５４と後板３８との間に、空気中の塵埃を取り除くエアフィルター５６が設けられている。
エアフィルター５６はフレーム５８を介して配置されている。
図８に示すように、フレーム５８はファンケーシング２４の前壁２４０４に取着された基部５８０２と、基部５８０２に接続され吸込口２４０８の中心を中心として円筒面状に延在する円筒面部５８０４と、円筒面部５８０４の前端外周を接続する円形の前面部５８０６とを有している。
円筒面部５８０４と前面部５８０６は、空気の流通を可能としかつエアフィルター５６を保持できる構造で構成されている。
また、基部５８０２は、円筒面部５８０４と前面部５８０６から流入した空気が全て吸込口２４０８に導かれるように形成され、気密にファンケーシング２４の前壁２４０４に取着されている。
エアフィルター５６は、前面部５８０６に取着される円形の前面部５６０２と、円筒面部５８０４に取着される外周面部５６０４とを有している。なお、エアフィルター５６のフレーム５８への取り付けには、取付金具を用いるなど従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
【００１８】
したがって、図８に示すように、前板４０と後板３８の間に、開口４６を介して吸込口２４０８に接続されエアフィルター５６が配置されたカバー側導風路４８が形成される。
また、図２、図８に示すように、後板３８の環状部３８０２の外周縁部と前板４０の半円形部４００２の外周縁部との間に半円筒面状に延在する第１のカバー側吸込口５０が形成され、後板３８の膨出部３８０４の先端と前板４０の膨出部４００４の先端と上下の仕切り板４２、４４の先端の間に上下に縦長の矩形状に延在する第２のカバー側吸込口５２が形成される。
したがって、インペラ２２の回転により、第１のカバー側吸込口５０と第２のカバー側吸込口５２から空気が吸い込まれ、この空気はカバー側導風路４８を通りエアフィルター５６により空気中の塵埃が取り除かれ、清浄な空気が吸込口２４０８に吸い込まれる。
【００１９】
図２、図４、図５に示すように、回生抵抗器３２は、第２のカバー側吸込口５２とエアフィルター５６との間のカバー側導風路４８中で吸込口２４０８に吸い込まれる空気の流れに衝当する箇所に配置されている。
より詳細には、回生抵抗器３２は、カバー側導風路４８中で第２のカバー側吸込口５２の近傍に設けられている。
上下の仕切り板４２、４４を設けることにより、第２のカバー側吸込口５２からエアフィルター５６へ向かう空気の流れが形成され、この空気の流れの中に回生抵抗器３２が配置されている。すなわち、回生抵抗器３２は、主流となる第１のカバー側吸込口５０からの空気の流れを阻害しない位置に配置されている。
また、回生抵抗器３２は細長形状を呈し、その長手方向を空気の流れに直交させて配置され、その表面全域が空気の流れに接触するように配置されている。第２のカバー側吸込口５２の近傍のカバー側導風路４８の箇所は上下に縦長の矩形であるため、回生抵抗器３２はその長手方向を上下に向けて配置されている。
そして、回生抵抗器３２は、上仕切り板４２の下方に位置している。
したがって、遠心式送風機２０が設置される箇所が雨水や塵埃にさらされるような箇所であっても、上仕切り板４２により雨水や塵埃、異物から回生抵抗器３２を保護する上で有利となる。
また、上下の仕切り板４２、４４を設けることにより、冷却用の空気が回生抵抗器３２に効果的に接触する流路を形成することができる。
【００２０】
詳細に説明すると、図４、図９に示すように、回生抵抗器３２は、細長形状を呈する抵抗器本体３２０２と、抵抗器本体３２０２の長手方向の両端に設けられた取り付け片３２０４と、抵抗器本体３２０２の一端から導出された２つの接続線３２０６とを備えている。各取り付け片３２０４には取り付け孔３２０８が設けられている。
回生抵抗器３２は、図５に示すように、第２のカバー側吸込口５２近傍の後板３８の箇所の上下に設けられたコ字状のスペーサ６０に、両端の取り付け片３２０４がボルトにより取着されることで、抵抗器本体３２０２の表面全域が露出するように配置されている。
そして、図２、図５に示すように、２つの接続線３２０６は下仕切り板４４の挿通孔を通って下仕切り板４４の下方に突出されている。
【００２１】
回生抵抗器３２は、接続線３２０６を介してインバータ３０に接続され、モータ２８の減速時にモータ２８から発生される回生電力を熱として消費することによってモータ２８に制動力を与えるものである。
すなわち、モータ２８の減速時、インバータ３０の制御によって回生抵抗器３２とモータ２８とが導通され、これにより回生電力が回生抵抗器３２に供給される。モータ２８の減速時以外は、インバータ３０の制御によって回生抵抗器３２とモータ２８とは非導通とされる。
【００２２】
本実施の形態によれば次のような作用効果が奏される。
すなわち、ボイラ１０の燃焼装置１６の燃焼用空気送給用として使用される遠心式送風機２０に設けられる回生抵抗器３２を自然冷却する場合は、この回生抵抗器３２として例えば数ＫＷの消費電力を有する大型のものが必要とされている。
これに対して、本実施の形態では、回生抵抗器３２を、吸込口２４０８に吸い込まれる空気流れに衝当する箇所に配置したので、空気流れによって回生抵抗器３２を強制的に冷却することができ、回生抵抗器３２の冷却を効率よく行なう上で有利となる。
したがって、回生抵抗器３２は、例えば５００Ｗ程度の消費電力を有する小型のもので足りる。
すなわち、回生抵抗器３２を自然冷却する場合に比べて回生抵抗器３２の小型化を図る上で有利となり、そのため、回生抵抗器３２を収容する収容スペースを低減する上で有利となるので、回生抵抗器３２を含めた遠心式送風機２０の設置スペースのコンパクト化を図れ、ひいては燃焼装置１６の小型化を図る上で有利となる。
【００２３】
また、回生抵抗器３２に衝当した空気が加熱されるので、その加熱された空気が遠心式送風機２０からバーナ１６０６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る。そのため、回生抵抗器３２で発生した熱がボイラ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。
【００２４】
また、本実施の形態によれば、回生抵抗器３２は、第２のカバー側吸込口５２とエアフィルター５６との間に設けられているので、遠心式送風機２０が停止した場合、大気に開放された第２のカバー側吸込口５２方向への回生抵抗器３２の放熱を、エアフィルター５６により妨げられることがなく、効率よく行なう上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、回生抵抗器３２は第２のカバー側吸込口５２の近傍に設けられているので、回生抵抗器３２の放熱を、大気に開放された第２のカバー側吸込口５２方向へ効率よく行なう上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、回生抵抗器３２は上仕切り板４２の下方に位置しているので、遠心式送風機２０が設置される箇所が雨水や塵埃にさらされるような箇所であっても、上仕切り板４２により雨水や塵埃、異物から回生抵抗器３２を保護する上で有利となる。
【００２５】
なお、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に用いられた場合について説明したが、本発明の遠心式送風機の用途は、ボイラ１０の燃焼装置１６に限定されず、各種用途に広く使用される。
【符号の説明】
【００２６】
１０……ボイラ
１６……燃焼装置
２０……遠心式送風機
２２……インペラ
２４……ファンケーシング
２４０８……吸込口
２４１０……吹出口
２６……カバー
２８……モータ
３０……インバータ
３２……回生抵抗器
４２……上仕切り板
４４……下仕切り板
４８……カバー側導風路
５２……第２のカバー側吸込口
５６……エアフィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011127526.tif 000011
【図１０】
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