(57)【要約】  ラジアルファン（１）は、筐体（２）と、筐体（２）内に配置されたファンインペラ（３）と、空気吸入口（４）と、空気排出口（５）と、空気吸入口（４）と空気排出口（５）との間に形成された圧縮領域（６）とを有している。空気吸入口（４）の前方には、層流素子（７）が配置され、この層流素子（７）は、その中に形成された側路（８）内にセンサ（９）を備えている。センサ（９）は、空気吸入口（４）を貫流する媒体の、少なくとも１つのパラメータを記録する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体（２）と、該筐体（２）内に配置されたファンインペラ（３）と、空気吸入口（４）と、空気排出口（５）と、該空気吸入口（４）と空気排出口（５）との間に形成された圧縮領域（６）とを有するラジアルファン（１）であって、
上記空気吸入口（４）の前方には、層流素子（７）が配置され、
上記層流素子（７）は、その中に形成された側路（８）内にセンサ（９）を備え、
上記センサ（９）は、上記空気吸入口（４）を貫流する媒体の、少なくとも１つのパラメータを記録することを特徴とするラジアルファン（１）。
【請求項２】
上記層流素子（７）は、流路（１０）を配置する構成となっており、
上記流路（１０）は、アウターシリンダ（１１）に囲まれていることを特徴とする請求項１に記載のラジアルファン。
【請求項３】
上記流路（１０）は、上記アウターシリンダ（１１）に挿入された１つの素子（１２）で形成されており、
上記側路（８）は、上記２つの部材の間に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のラジアルファン。
【請求項４】
上記側路（８）は、流入用間隙（１３）と排出用間隙（１４）とが設けられ、
上記流入用間隙（１３）と排出用間隙（１４）とは、上記素子（１２）とアウターシリンダ（１１）との間にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のラジアルファン。
【請求項５】
上記流入用間隙（１３）と排出用間隙（１４）とは、上記層流素子（７）の流入口（４´）および上記層流素子（７）の流出領域（２９）と、媒体が流れるように連通していることを特徴とする請求項４に記載のラジアルファン。
【請求項６】
上記側路（８）は、上記流入用間隙（１３）の後方に、安定化室（１５´）を備え、
上記安定化室（１５´）は、空気の流れを安定させていることを特徴とする請求項３または４に記載のラジアルファン。
【請求項７】
上記センサ（９）は、センサ流路（１６）内に、または、センサ流路（１６）に接して配置されており、
上記センサ流路（１６）は、流入口（１７）と流出口（１８）とを介してそれぞれの安定化室（１５´、１５´´）と、媒体が流れるように連通していることを特徴とする請求項５または６に記載のラジアルファン。
【請求項８】
流入路（１９）は、更に加えられる媒体のために、上記層流素子（７）と、上記筐体（２）の空気吸入口（４）との間に形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のラジアルファン。
【請求項９】
更に加えられる媒体は、空気吸入口（４）全体に、均一に分配されるように流入することを特徴とする請求項８に記載のラジアルファン。
【請求項１０】
更に加えられる媒体は、供給素子（２０）を介して供給されることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のラジアルファン。
【請求項１１】
上記供給素子（２０）は、更に加えられる媒体のために、センサ（２１）を備えていることを特徴とする請求項１０に記載のラジアルファン。
【請求項１２】
上記センサ（２１）は、安定化室（２３）を備えた側路（２２）内に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のラジアルファン。
【請求項１３】
上記センサ（２１）は、センサ流路内（３５）内に配置されており、
上記センサ流路（３５）は、流入口（２４）と流出口（２５）とを介して上記安定化室（２３）と、媒体が流れるように連通していることを特徴とする請求項１２に記載のラジアルファン。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、層流素子と側路とを備えたラジアルファンに関するものである。ラジアルファンは、筐体と、筐体内に配置されたファンインペラと、空気吸入口と、空気排出口と、該空気吸入口と空気排出口との間に形成された圧縮領域とを有する。
【０００２】
このラジアルファンは、国内の技術では、バーナによく使用されている。この形式のバーナでは、特にその装置が電子化された構成要素の作動法則に従って作動するとき、システムパラメータは、それぞれの制御が必要に応じて正確に行われるように、できるだけ正確に測定されることが重要である。
【０００３】
通常、これらのバーナ装置には、空気圧コンビネーション機構が備えられている。すなわち、弁が空気圧によって制御されており、その制御圧力は、ファンインペラから生じる圧力によって供給され、空気吸入口の適切な位置で測定される。このため、作用する圧力の最小値は、必要とされる操作力を加えるために、常に維持されていることが重要である。つまり、駆動モータには、所望の熱力をしっかりと供給するために必要とされる入力よりも、より大きな入力が必要とされるということである。
【０００４】
制御が電子化された構成要素の作動法則に従って行われている場合には、多くの改善がなされている。この電子化された構成要素の作動では、それぞれの弁に対する制御指令は、空気圧によって提供されるのではなく、弁に電気的なインパルスとして提供される。その弁への電気的なインパルスは、コンピュータによって制御される。それぞれの制御信号は、出力された電力によって決まる。これは、言い換えると、駆動モータの回転速度を与えていることとなる。装置に与えられる多量の燃料は、適切なセンサによって記録される空気量によって決まり、かつ、制御される。同様に、燃料量は、ほとんどの場合ガスであるが、その量に関して、コンピュータによって制御されることにより、記録され加えられる。
【０００５】
しかしながら、空気量とガス量との測定のための、センサの位置に問題がある。
【０００６】
本発明の基礎となる目的は、結果として必要となる制御のため、気体量のより正確な測定を、安価な方法で行うことができるラジアルファンを提供することにある。
【０００７】
本発明に係る目的を実現するために、上記空気吸入口の前方には、層流素子が配置され、上記層流素子は、その中に形成された側路内にセンサを備え、上記センサは、上記空気吸入口を貫流する媒体の、少なくとも１つのパラメータを記録する。空気吸入口の前方に層流素子を配置することにより、流入する媒体の流れは、回転速度および他の部材のパラメータとは無関係に、外見上層流である。空気吸入口を貫流する媒体のパラメータを記録するセンサを、特定の位置に備え付けることにより、ほとんど何の問題もなく、必要とされるパラメータを記録することが可能となる。
【０００８】
実施形態においては、上記層流素子は、流路を配置する構成となっており、上記流路は、アウターシリンダに囲まれていることが好ましい。また、上記流路は、上記アウターシリンダに挿入された１つの素子で形成されており、上記側路は、上記２つの部材の間に形成されることが好ましい。このように、単純な方法で、部材を加工し、作り出すことが可能となる。
【０００９】
実施形態において、上記側路は、流入用間隙と排出用間隙とが設けられ、上記流入用間隙と排出用間隙とは、上記素子とアウターシリンダとの間にそれぞれ形成されることが好ましい。２つの異なる部材の間に形成される間隙によって、必要とされる主流の体積流量に関して、単純な方法で、側路を通る体積流量を調整することが可能となる。側路への流入路として間隙を設けていることによって、層流がセンサに与えられ、該センサは、高精度の測定結果を、確実に提供することが可能となる。また、流入用間隙は、媒体が流れるように舌状の流入口と連通しており、流入用間隙の後方には、空気の流れを安定させるための安定化室が備えられていることが好ましい。そして、上記センサは、センサ流路内に配置されており、上記センサ流路は、流入口と流出口とを介して安定化室と、媒体が流れるように連通していることが好ましい。この流量測定技術によって、充分に安定した状態で媒体を測定することが可能となり、これにより、測定結果の質をさらに高めることができる。
【００１０】
流入路は、更に加えられる媒体のために、層流素子と、筐体の空気吸入口との間に形成されており、この流入により、空気吸入口全体に、均一に媒体が分配されていることが好ましい。これにより、空気と燃焼用媒体との、もっとも適切な混合が可能となる。
【００１１】
更に加えられる媒体は、供給素子を介して供給されており、また、該供給素子は、所定のパラメータを測定するために、センサを備えていることが好ましい。このセンサは、素子と外環との間に延びている側路内に配置されていることが好ましい。残りの構成として、安定化室と、側路を介して媒体を流出入させる構成とを備えており、これらの構成は、層流素子内の側路とつながる構成と同じように形成されている。
【００１２】
次に、本発明は、図面に示される実施形態の例を用いることによって、より詳細に記載されている。
【００１３】
図１は、第１の実施形態に対応した、ラジアルファン１の空気吸入口付近の横断面を示している。ラジアルファン１は、筐体２と、筐体２内に配置されたファンインペラ３とを備えている。また、この概略図には、筐体２の側壁上のほぼ中心に配置された空気吸入口４と、媒体の混合物を放射上に放出する空気排出口５とが示されている。
【００１４】
圧縮領域６は、空気吸入口４と空気排出口５との間に広がっており、該圧縮領域６では、ファンインペラ３によって、貫流する媒体にかかる圧力と、貫流する媒体の速度とを増加させている。
【００１５】
空気吸入口４は、従来からの取り込み曲線となっている。層流素子７は、空気吸入口４の前方に配置されている。層流素子は、層流素子７内に形成された多数の通路によって形成された流路１０で構成されている。これらの通路は、円状であるが、適切な断面形状を有していれば、どのような形であってもよい。
【００１６】
実施形態に示される例では、流路１０は、アウターシリンダ１１に挿入された素子１２内に形成されている。これに対し、アウターシリンダは、円周内部に肋材２８を備えており、該肋材２８には、肩部２９を有する素子１２が備えられている。
【００１７】
側路８は、層流素子の流入口４´と、層流素子の流出領域２９との間に形成されている。センサ９は、この側路８に沿って備えられており、これによって、側路を貫流する媒体の所望のパラメータは、層流素子を通り抜ける媒体に対する参照値として測定される。
【００１８】
本発明によれば、側路は、特にセンサがある領域では、媒体を特定の流れに安定させる設計となっている。
【００１９】
実施形態に示される例では、側路には、媒体の流れる方向に、流入用間隙１３と、第１安定化室１５´と、流入口１７と、センサ流路１６と、流出口１８と、第２安定化室１５´´と、排出用間隙１４とが形成されている。
【００２０】
図２ないし図５では、図１の細部Ｉないし細部ＩＶが再現され、かつ、拡大されている。細部Ｉは、側路８の入り口付近を示している。その上部自由端では、アウターシリンダ１１は、内部に突出しており、全範囲に広がっている肩部１１´を備えている。層流素子７は、アウターシリンダ１１の肩部１１´と隣接および接触していないが、層流素子７上部の表面７´と、肩部１１´の対向面１１´´とは、環状間隙を形成している。そして、この環状間隙は、第１安定化室１５´へと延びる流路として延びている。実施形態に示される例では、その上部において、センサ流路１６は、流入口１７で安定化室１５´から分かれる。センサ流路１６の下部には、安定化室１５´´が形成されている。言い換えると、安定化室１５´´は、流出口１８を介してセンサ流路１６と、媒体が流れるように連通している。さらに言い換えると、安定化室１５´は、排出用間隙１４を介して層流素子の流出領域２９の空気路と、媒体が流れるように連通している。流出領域２９は、排出用間隙１４に隣接しており、先端部３０で狭まっている。この先端部３０は、空気吸入口４の断面に向かって流出領域の断面を減少させている。
【００２１】
センサ９は、センサ流路１６の適切な場所に配置されている。センサ９は、例えば、温度や流速のような、流れていく媒体の異なるパラメータを測定するように設定されている。
【００２２】
排出用間隙１４と流出領域の先端部３０とが近接していることによる、圧力変化の結果として、側路内の流れを一定に保つことが可能となる。
【００２３】
センサ９は、図３に示されるように、収納部に挿入された素子９´に配置されており、該収納部は、アウターシリンダ１１に付随している。その収納部は、言い換えると、センサが、流れる媒体と直に接することができるように、センサ流路の方向に開いている。
【００２４】
また、図１からわかるように、先端部３０は、筐体３の空気吸入口４の前方において、所定の長さで途切れている。先端部３０と空気吸入口４との間には、環状間隙が設けられており、該環状間隙は、流入路１９を介して供給素子２０と、更に媒体が流れるように連通している。先端部３０の側壁と空気吸入口４との間に形成された間隙は、供給素子２０側の側面よりも、供給素子２０から離れている側面のほうが広くなっていることが好ましい。この設計によって、空気吸入口４全体に均一に分布している最初の媒体に、更に媒体を供給することが可能となる。
【００２５】
その更に加えられた媒体は、この場合、燃料ガスであるが、供給素子２０を介して供給される。供給素子２０は、ガス管の付属部材３１を備えている。この付属部材は、シリンダ環３２と、媒体が流れるように連通しており、該シリンダ環３２内には、内環３３が挿入されている。さらに、供給素子２０は、側路２２に配置されたセンサ２１を備えている。側路の構造は、層流素子７に関連して記載された設計と基本的には同じである。従って、側路２２は、基本的には、ガス管の付属部材３１と内環３３との間の遷移領域に位置する流入用間隙２６で構成されている。上部安定化室２３´は、流入用間隙２６に隣接しており、その上部領域では、センサ流路３５の流入口２４が該安定化室２３´に隣接している。その下部領域では、センサ流路３５は、流出口２５を介して下部安定化室２３´´と、媒体が流れるように連通している。下部安定化室２３´´は、排出用間隙２７を介して流出口３６と、媒体が流れるように連通している。流出口３６は、上述した方法で、第２の媒体を筐体の空気吸入口４に導く流入路１９へとつながっている。
【００２６】
図６には、本発明に係る層流素子の他の実施形態が示されている。この設計による変形例では、更に加えられた媒体が流れる流入路１９は、外周に沿って均一に広がったり狭まったりする環状間隙を介して媒体を流出せずに、空気吸入口４の先端付近、または、空気吸入口４付近にある多数の開口部１９´を介して媒体を流出する。開口部１９´は、外周上に均一に配置されているが、供給素子２０からの距離が大きくなるほど、開口部１９´の通路の断面は大きくなっている。これにより、さらに大量のガスを流し、空気吸入口４の圧縮領域に供給することが可能となる。
【００２７】
本発明は、上述のような実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態に示された例では、センサは１つだけしか備えられていないが、より正確に値を読み取るために、いくつかのセンサが層流素子全体に配置されてもよく、この複数のセンサの測定結果は、センサが１つの場合と同様に、１つのコンピュータで分析され、ガスの流入が管理される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、更に流れ込む媒体のために、筐体と、ファンインペラと、空気吸入口と、供給素子とを備えたラジアルファンの一部を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１における細部Ｉを示す図である。
【図３】図３は、図１における細部ＩＩを示す図である。
【図４】図４は、図１における細部ＩＩＩを示す図である。
【図５】図５は、図１における細部ＩＶを示す図である。
【図６】図６は、図１に対応した断面の、別の実施形態を示す図である。
【図７】図７は、図６におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【図８】図８は、図６における細部Ｖを示す図である。
【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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【国際調査報告】
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