(57)【要約】【課題】誘導同期電動機を備え、低コストで信頼性の高い送風装置を得ること。【解決手段】シロッコファン３と、シロッコファン３を回転駆動する誘導同期電動機２と、シロッコファン３を収容するスクロールケーシング４とを備えた遠心送風機５と、スクロールケーシング４の吸込側及び吐出側の一方に設置され、誘導同期電動機２の起動時に、スクロールケーシング４を通過する気流を遮り、誘導同期電動機２の起動から遅延して気流を通過させる遮蔽機構とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロッコファンと、前記シロッコファンを回転駆動する誘導同期電動機と、前記シロッコファンを収容するスクロールケーシングとを備えた遠心送風機と、
前記スクロールケーシングの吸込側及び吐出側の一方に設置され、前記誘導同期電動機の起動時に、前記スクロールケーシングを通過する気流を遮り、前記誘導同期電動機の起動から遅延して前記気流を通過させる遮蔽機構とを有することを特徴とする送風装置。
【請求項２】
前記吐出側に設置されダクトに接続されるパイプガイドを有し、
前記遮蔽機構は、前記パイプガイドを開閉するシャッタであることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記誘導同期電動機の起動から設定時間が経過すると信号を出す遅延タイマを備え、
前記遮蔽機構は、前記遅延タイマから信号が入力されると前記シャッタを開くことを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記シャッタは、前記気流の風圧によって開く風圧式であり、開閉速度を遅くするダンパを備えることを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導同期電動機及びシロッコファンを用いた送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導同期電動機は、起動時は誘導式であって自己起動し、起動後に同期引き込みをする。誘導同期電動機は、同期引き込み後には同期式となるため、効率が高く省エネルギー性に優れる。
【０００３】
特許文献１には、外部に制御システムを有し、同期引き込みをするように電力及びトルクを制御する誘導同期電動機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１２５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される誘導同期電動機は、システム構造が複雑になるため、特許文献１に開示される誘導同期電動機を用いた送風装置は高コスト化及び信頼性の低下が懸念される。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誘導同期電動機を備え、低コストで信頼性の高い送風装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、シロッコファンと、シロッコファンを回転駆動する誘導同期電動機と、シロッコファンを収容するスクロールケーシングとを備えた遠心送風機を有する。本発明は、スクロールケーシングの吸込側及び吐出側の一方に設置され、誘導同期電動機の起動時に、スクロールケーシングを通過する気流を遮り、誘導同期電動機の起動から遅延して気流を通過させる遮蔽機構を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、誘導同期電動機を備え、低コストで信頼性の高い送風装置を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送風装置の正面図
【図２】実施の形態１に係る送風装置の断面図
【図３】実施の形態１に係る送風装置が備える誘導同期電動機の断面図
【図４】実施の形態１に係る誘導同期電動機の鉄心の形状を示す図
【図５】実施の形態１に係る誘導同期電動機の回転数とトルクとの関係を示す図
【図６】実施の形態１に係る送風装置の上面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る送風装置の正面図である。図２は、実施の形態１に係る送風装置の断面図である。実施の形態１に係る送風装置１は、屋外へ繋がるダクト２０を通じて室内の空気を排気する装置であり、ダクト用換気扇とも称される。送風装置１は、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する誘導同期電動機２とシロッコファン３と、スクロールケーシング４とを有する遠心送風機５を備えている。遠心送風機５は、グリル６を通して室内の空気をスクロールケーシング４内に吸い込み、パイプガイド７からダクト２０に気流を送り出す。
【００１２】
送風装置１の内部には、電源線を繋げる端子台及び速結端子が設けられ、電源線は誘導同期電動機２に接続されている。
【００１３】
図３は、実施の形態１に係る送風装置が備える誘導同期電動機の断面図である。固定子８には巻線９が巻かれている。実施の形態１に係る誘導同期電動機２は、２相４極の電動機である。固定子８の内側には、回転子１０が配置されている。回転子１０の内側にはシャフト１１が固定されている。シロッコファン３は、シャフト１１に固定されている。
【００１４】
誘導同期電動機２は、コンデンサで二相を作っているが、三相電源があれば、三相交流で動作させてもよい。
【００１５】
誘導同期電動機２の極数は、遠心送風機５の回転数の目標値が電源周波数の逓倍となるように設定される。
【００１６】
図４は、実施の形態１に係る誘導同期電動機の鉄心の形状を示す図である。打ち抜かれた鉄心１２にアルミニウムダイカストを行って、溝１３の中に二次導体１４を形成する。二次導体１４は、溝１３内部全体に形成される。
【００１７】
誘導同期電動機２の起動時には、二次導体１４に二次電流が流れることにより、トルクが発生して誘導同期電動機２が起動する。
【００１８】
同期時は、回転子１０の溝１３による磁気抵抗の差によって発生するリアクタンストルクにより回転し、二次導体１４に電流は流れない。したがって、同期回転時は、効率が高く、低消費電力で運転することが可能である。
【００１９】
図５は、実施の形態１に係る誘導同期電動機の回転数とトルクとの関係を示す図である。Ａ線は、非同期時の誘導同期電動機２のトルクカーブである。Ｂ線は、同期時の誘導同期電動機２のトルクカーブである。Ｃ線は、遠心送風機５の負荷カーブである。Ｄ点は、Ｃ線とＡ線との交点である。Ｅ点は、Ｃ線とＢ線との交点である。
【００２０】
誘導同期電動機２は、起動後は、負荷とトルクとが釣り合うＤ点で運転する。Ｄ点がＥ点と近ければ、トルクリップル又は外乱により、同期回転までの引き込みが起こり、誘導同期電動機２は、Ｅ点で運転する。
【００２１】
誘導同期電動機２は、一度同期回転に引き込むと、Ｂ線は横軸の回転数に対し垂直に立っているため、多少の外乱では同期を外れることはない。
【００２２】
図５に示すように、通常時は、Ｄ点とＥ点とが離れているため、トルクリップル又は外乱によって同期引き込みを行うことは難しい。
【００２３】
Ｃ’線は、風を遮った状態での遠心送風機５の負荷カーブである。風を遮ることにより、遠心送風機５の負荷が小さくなっている。風を遮った状態でのＣ’線とＡ線との交点であるＤ’点と、Ｃ’線とＢ線との交点であるＥ’点との距離は、Ｄ点とＥ点との距離よりも短い。したがって、風を遮った状態では、誘導同期電動機２は、トルクリップルにより、容易に同期回転への引き込みが可能となる。
【００２４】
一度同期に引き込んだ後は、風を遮らなくても、誘導同期電動機２は、Ｅ点での運転となり、同期回転から外れることはなく、高効率で運転し続けることができる。
【００２５】
風を遮るには、誘導同期電動機２の起動時に、スクロールケーシング４を通過する気流を遮り、誘導同期電動機２の起動から遅延して気流を通過させる遮蔽機構を、スクロールケーシング４の吸込側及び吐出側の一方に設置すればよい。すなわち、送風装置１は、スクロールケーシング４の吸込側に配置されているグリル６の隙間を開閉する遮蔽機構、又はスクロールケーシング４の吐出側に配置されているパイプガイド７を開閉する遮蔽機構を備えていれば良い。
【００２６】
図６は、実施の形態１に係る送風装置の上面図である。スクロールケーシング４の吐出側に配置されたパイプガイド７には、遮蔽機構をなす逆風防止用のシャッタ１５が設置されている。シャッタ１５は、誘導同期電動機２が停止中は閉じており、誘導同期電動機２が起動されると、別の電動機１６を備えた駆動系によって開く。シャッタ１５を開く駆動系に遅延タイマが組み込まれており、誘導同期電動機２が起動されてから設定時間経過後に遅延タイマ信号が出力される。電動機１６は、遅延タイマから信号が入力されると、シャッタ１５を開く。実施の形態１に係る送風装置１は、誘導同期電動機２の起動時には、遠心送風機５の負荷を軽くして誘導同期電動機２に同期引き込みをさせ、誘導同期電動機２の起動から設定時間遅延させてシャッタ１５を開くことにより、同期引き込みが容易となる。
【００２７】
また、シャッタ１５が風圧式であり、誘導同期電動機２がシロッコファン３を回転させて発生する気流の風圧によって開く場合には、ダンパを設置してシャッタの開閉速度を遅くしても良い。シャッタ１５にダンパを設置することにより、起動時は遠心送風機５の負荷を軽くして同期引き込みをさせ、シャッタ１５が開くまでの間に同期引き込みを完了させることができる。
【００２８】
実施の形態１に係る送風装置１は、誘導同期電動機２の起動時には、スクロールケーシング４を通過する気流を遮り、誘導同期電動機２の起動から遅延して気流を通過させるため、同期引き込みが容易である。実施の形態１に係る送風装置１は、誘導同期電動機２の同期引き込みする際に複雑な制御が不要であるため、高コスト化及び信頼性の低下の懸念はない。
【００２９】
上記の説明において、送風装置１は、グリル６を通じて室内の空気をスクロールケーシング４に取り込むダクト用換気扇であったが、スクロールケーシング４の吸込側は、ダクト２０とは別のダクトに接続されてもよい。スクロールケーシング４の吸込側にダクトを接続した送風装置１は、ストレートシロッコファンとも称される。
【００３０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  送風装置、２  誘導同期電動機、３  シロッコファン、４  スクロールケーシング、５  遠心送風機、６  グリル、７  パイプガイド、８  固定子、９  巻線、１０  回転子、１１  シャフト、１２  鉄心、１３  溝、１４  二次導体、１５  シャッタ、１６  電動機、２０  ダクト。
【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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