(57)【要約】【課題】簡易的構成により、周囲温度が設定温度以上の顧客に対して適切な使用可能範囲を提供し、機器の破損を防止する事ができる渦流式送風機を提供する。【解決手段】吸込口から吐出口に至る環状流路を有するファンケーシングと、該ファンケーシングに格納された前記環状流路に渦流を発生させる羽根車と、前記羽根車を回転駆動するモータを備えた渦流式送風機において、前記ファンケーシングから吐出口に至る流路に排気温度により開閉するリリーフバルブを設け、排気温度の上昇によりリリーフバルブを作動させて排出空気の一部を外部に放出することを特徴とする。【選択図】図４
2013249812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口から吐出口に至る環状流路を有するファンケーシングと、該ファンケーシングに格納された前記環状流路に渦流を発生させる羽根車と、前記羽根車を回転駆動するモータを備えた渦流式送風機において、
前記ファンケーシングから吐出口に至る流路に排気温度により開閉するリリーフバルブを設け、排気温度の上昇によりリリーフバルブを作動させて排出空気の一部を外部に放出することを特徴とする渦流式送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の渦流式送風機において、
前記リリーフバルブは、温度に応じて伸縮する形状記憶スプリングと、前記形状記憶スプリングによってリリーフバルブの開放端を開閉する作動バルブを備えたことを特徴とする渦流式送風機。
【請求項３】
請求項２に記載の渦流式送風機において、
前記形状記憶スプリングは、前記ファンケーシングから吐出口に至る流路を流れる排出空気に接するように位置して前記流路に配置されることを特徴とする渦流式送風機。
【請求項４】
請求項２または３に記載の渦流式送風機において、
前記形状記憶スプリングは、第１の温度以上で形状に復帰し、該第１の温度より小さい第２の温度以下で再変形する特性をもつ第１スプリングからなることを特徴とする渦流式送風機。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の渦流式送風機において、
前記形状記憶スプリングは、第１の温度以上で元の形状に復帰し、該第１の温度より小さい第２の温度以下で再変形する特性をもつ第１スプリングと、第２の温度以上で元の形状に復帰し、該第２の温度より小さい第３の温度以下で再変形する特性をもつ第２スプリングからなることを特徴とする渦流式送風機。
【請求項６】
請求項５に記載の渦流式送風機において、
前記形状記憶スプリングは、前記第１スプリングと第２スプリングとを直列に接続した状態で構成されていることを特徴とする渦流式送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リリーフバルブを用いることにより、渦流式送風機の使用可能範囲を適正化する渦流式送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブに関する従来技術として、特許文献１（特開２０００−２３０６６６号公報）がある。特許文献１は、吸入流路と吐出流路に連通するシリンダ室と、該シリンダ室内を移動可能にされ、前記吸入流路と吐出流路との関係を切替える作動バルブと該作動バルブの移動力を提供する温度変化によって伸縮するスプリングとを具備し、該スプリングの形状の回復、変形により前記作動バルブを移動させて流路を切替えるようにしたものである。
【０００３】
渦流式送風機は、従来、使用可能限界として周囲温度の上限を設定し、周囲温度の上限で使用することを前提としてコイル、軸受の許容温度を判定し、圧力の使用限界を決定している。使用可能範囲は「周囲温度の上限＋過流式送風機の温度上昇≦許容温度」となる時の圧力を使用可能最大圧力としている。
【０００４】
これはモータのコイル温度上昇、軸受温度上昇と渦流式送風機の圧力が連動しているため、コイルの温度よりも簡易的に測定できる圧力を指標とするためである。
【０００５】
渦流式送風機は、顧客の使用条件が設定した周囲温度上限以下の場合使用可能限界温度を下回り、本来の使用可能範囲内での使用となるが、周囲温度上限以上の場合、機器の使用可能限界温度を越え、機器の破損に至る恐れがある。
【０００６】
これを防止するため、モータのコイル温度上昇、軸受温度上昇に連動している圧力が上昇したときに排気するリリーフダンパが考えられる。しかし、圧力は上記各温度の上昇に正確に連動しているわけではないので、機器の使用可能限界温度を越えた時点でタイムリーに動作することは困難である。なお、リリーフダンパは、例えば渦流式送風機とは対象が異なるコンプレッサに適用された特許文献２（特開２００７−３０９１７９号公報）に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２３０６６６号公報
【特許文献２】特開２００７−３０９１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
渦流式送風機の適正な使用可能範囲での運転か否かの判定は、機器の温度上昇を直接監視する事が有効であるが、機器の温度を常時、別の機器で行う必要があり、設備、制御共に複雑となる。
【０００９】
本発明は、上記従来の欠点にかんがみ、渦流式送風機の特性に着目することで、簡易的構成により、周囲温度が設定温度以下の顧客に対して使用可能範囲の上限を上昇させてより高圧力、小風量領域で使用する事ができ、周囲温度が設定温度以上の顧客に対して適切な使用可能範囲を提供し、機器の破損を防止する事ができる渦流式送風機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するため、吸込口から吐出口に至る環状流路を有するファンケーシングと、該ファンケーシングに格納された前記環状流路に渦流を発生させる羽根車と、前記羽根車を回転駆動するモータを備えた渦流式送風機において、
前記ファンケーシングから吐出口に至る流路に排気温度により開閉するリリーフバルブを設け、排気温度の上昇によりリリーフバルブを作動させて排出空気の一部を外部に放出することを特徴とする。
【００１１】
また、上記に記載の渦流式送風機において、前記リリーフバルブは、温度に応じて伸縮する形状記憶スプリングと、前記形状記憶スプリングによってリリーフバルブの開放端を開閉する作動バルブを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記に記載の渦流式送風機において、前記形状記憶スプリングは、前記ファンケーシングから吐出口に至る流路を流れる排出空気に接するように位置して前記流路に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、上記に記載の渦流式送風機において、前記形状記憶スプリングは、第１の温度以上で形状に復帰し、該第１の温度より小さい第２の温度以下で再変形する特性をもつ第１スプリングからなることを特徴とする。
【００１４】
また、上記に記載の渦流式送風機において、前記形状記憶スプリングは、第１の温度以上で元の形状に復帰し、該第１の温度より小さい第２の温度以下で再変形する特性をもつ第１スプリングと、第２の温度以上で元の形状に復帰し、該第２の温度より小さい第３の温度以下で再変形する特性をもつ第２スプリングからなることを特徴とする。
【００１５】
また、上記に記載の渦流式送風機において、前記形状記憶スプリングは、前記第１スプリングと第２スプリングとを直列に接続した状態で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な構成により、設定温度以下で使用する場合、渦流式送風機の使用可能範囲の上限を上昇させることができ、設定周囲温度以上で使用した場合、使用可能範囲を制限し機器破損の防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明実施例の一部断面で示す渦流式送風機の側面図。
【図２】本発明実施例の渦流式送風機の正面図。
【図３】本発明実施例の渦流式送風機の空力特性および温度特性図。
【図４】本発明実施例のリリーフバルブを用いた渦流式送風機の側面図。
【図５】本発明実施例１の動作前のリリーフバルブ断面図。
【図６】本発明実施例１の動作後のリリーフバルブ断面図。
【図７】本発明実施例２のリリーフバルブ断面図。
【図８】本発明実施例の渦流式送風機の空力特性および温度特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面と共に説明する。
【００１９】
図１は渦流式送風機の側面図である。渦流式送風機１００は、羽根車を回転駆動するモータ１０１、環状のファンケーシング１０２、ファンケーシングに格納された羽根車１０３、吸音器１０４、渦流式送風機内流路１０５により構成されている。図２は渦流式送風機の正面図であり、上記吸音器１０４は吸音器構造の吸込口２０１と吸音器構造の吐出口２０２より構成される。吸音器吸込口２０１より流入した空気が、環状の流路を有するファンケーシング１０２内で該羽根車１０３の回転により圧縮されながら渦流となってケーシング内流路１０５を通り、吸音器吐出口２０２より排出される。
【００２０】
渦流式送風機１００は、対象の負荷により圧力が上昇し、それに伴い前記モータ１０１のコイル温度および軸受温度も上昇し、過流式送風機の使用可能範囲はこれらの温度上昇値により制限されている。該使用可能範囲は、設定周囲温度時にコイルまたは軸受が温度限界に達する時の該渦流式送風機の圧力値である。
【００２１】
以下、図３の渦流式送風機の特性図を用いて説明する。横軸に風量、縦軸の一方に圧力を縦軸の他方に温度とっている。曲線３０１は風量−圧力特性、曲線３０２は排気温度の特性、３０３はコイル温度の特性、３０４は軸受温度の特性をそれぞれ示している。
【００２２】
この特性図をみると、排気温度の特性３０２がコイル温度の特性３０３と軸受温度の特性３０４にほぼ並行に沿って連動していることが分かる。したがって、排気温度の上昇の監視を、渦流式送風機の使用可能範囲を決定するのに必要なコイル温度、軸受温度の上昇値の監視として代用できことが分かる。
【００２３】
図４は、実施例のリリーフバルブを用いた渦流式送風機の側面図で、図５と図６は実施例1のリリーフバルブの動作前と動作後の断面をそれぞれ示している。図示の通り、渦流式送風機１００の排気側の吸音器吐出口２０２の通風路となる配管４０４の側壁にリリーフバルブ４０２を設置する。
【００２４】
リリーフバルブ４０２は、前記吐出口２０２の配管４０４の側壁に立設された細管５０３とこの細管５０３を覆うように配置された太管５０４で構成され、細管５０３は下方が配管４０４と連通し、上方が太管５０４内に開口している。太管５０４は上方が開放されている。５０１は、細管５０３の開口端を開閉する作動バルブで、図５の５０５の位置（細管５０３の開口端を閉じる位置）と図６の６０６の位置（細管５０３の開口端を開放する位置）を行き来する。
【００２５】
５０２は、温度変化により伸縮する形状記憶スプリング（第１スプリング）で、一端が細管５０３に固定され、他端が移動端となっている。スプリングの移動端は前記作動バルブ５０１に固定され、スプリング５０２の全体は、前記ファンケーシング１０２から吐出口２０２に至る流路（配管４０４）を流れる排出空気４０３に接するように位置して前記流路に配置される。該スプリング５０２は可逆形形状記憶合金から構成され、第１の温度以上に加熱すると超弾性の性質を示して塑性歪が消失して元の形状（伸びた状態）に復帰し、該第１の温度より小さい第２の温度以下になると前記塑性歪がある状態へ再変形（収縮した状態）をする特性をもつ。第１の温度と第２の温度の間では、スプリング５０２は塑性歪が少し消失して少し伸びた状態になっている。
【００２６】
該第１の温度にはコイル温度または軸受温度が使用限界温度に達する時の排気温度を設定し、該第２の温度には使用範囲内の温度に設定する（例えば使用上限の排気温度より２０℃低い温度）。
【００２７】
なお、このリリーフバルブは、温度を感知するセンサーを具備し、感知した温度に反応してバルブを作動する電磁バルブでも代用可能である。
【００２８】
渦流式送風機１００を温度の使用可能範囲にて運転すると、排出空気４０３は配管４０４の方向へ吐出される。このときスプリング５０２は第２の温度以下なので、作動バルブ５０１は図５に示すように細管５０３の開口端を閉じている。
【００２９】
一方、渦流式送風機１００の運転中に温度が使用可能範囲外となった場合、排出空気４０３の温度は使用可能範囲以上の温度となる。すると、該スプリング５０２は排気空気４０３による加熱で第１の温度に達し、図６のように伸長変形する。その結果、作動バルブ５０１が細管５０３の開口端から離れ、排出空気４０３の一部は、リリーフバルブ４０２の太管５０４から外部にリリーフガス６０４として放出される。
【００３０】
この放出により排出空気の風量が増加するので、図３に示されるように排気温度の特性曲線３０２、コイル温度の特性３０３、および軸受温度特性３０４により、各部の温度が低下する。この様子は図８（ａ）に示される。すなわち、排気温度１は第１の温度、排気温度２は第２の温度を示しており、時間と共に排気温度が上昇して排気温度２に達したとき作動バルブ５０１が開き始めて排気温度の上昇傾向を少し抑え、排気温度１に達したとき作動バルブ５０１が完全に開いて排出空気の一部を外部に放出し、排気温度の上昇を抑える。図では排気温度１の時点から排気温度の曲線が平坦状態になっているが、負荷の状態によって低下する場合もある。なお、図の一点鎖線は作動バルブ５０１が無い場合の排気温度の曲線を示す。
【００３１】
排出空気温度が第２の温度まで冷却された場合、スプリング５０２は図５の状態まで形状を回復し、作動バルブ５０１によりリリーフバルブの細管５０３の開口端が閉じられ、排出空気は配管４０４に沿って流れる。
【００３２】
該リリーフバルブ４０２は、渦流式送風機１００の排気温度を検知できる位置であれば、配管４０４の何れの位置においても使用可能である。
【００３３】
以上の説明の通り、渦流式送風機に形状記憶スプリングを具備したリリーフバルブを用いる事により、正確な使用可能範囲によりバルブが作動する為、設定温度以上で使用した場合の機器破壊の防止と、設定温度以下で使用する場合の使用範囲拡大が可能である。
【００３４】
また、リリーフバルブを設けるだけの構造な為、コイルと軸受の温度測定を常に行う必要が無く、設備が簡単で制御も容易となる。特許文献１のバルブでは、ヒータ等の熱源の温度変化により作動するものであり、渦流式送風機に適用しても、コイル、軸受の温度上昇の監視はできない為、温度上昇の監視を別の機器で行う必要があり、設備、制御共に複雑となる。
【００３５】
図７は本発明の実施例２のリリーフバルブの断面を示している。本実施例２では、スプリング５０２が、変形温度の異なるスプリング５０２ａ（第１スプリング）とスプリング５０２ｂ（第１スプリング）とを直列に接続した状態で構成されている。スプリング５０２ａは、第１の温度で塑性歪が消失して元の形状（伸びた状態）に復帰し、第１の温度より小さい第２の温度以下になると、前記塑性歪がある状態へ再変形（収縮した状態）をする特性をもつ。スプリング５０２ｂは、第２の温度で塑性歪が消失して元の形状（伸びた状態）に復帰し、第２の温度より小さい第３の温度以下になると前記塑性歪がある状態へ再変形（収縮した状態）をする特性をもつ。
【００３６】
第１の温度にはコイル温度または軸受温度が使用限界温度に達する時の排気温度を設定し、第３の温度には使用範囲内の温度に設定する。第２の温度はコイル温度または軸受温度が使用限界温度付近に達する時の排気温度を設定する。
【００３７】
渦流式送風機１００を温度の使用可能範囲である第３の温度より低い状態で運転すると、スプリング５０２ａ、５０２ｂともに、再変形により収縮した状態であり、作動バルブ５０１は図５に示すように細管５０３の開口端を閉じている。この結果、排出空気４０３は全て配管４０４の方向へ吐出される。
【００３８】
渦流式送風機１００の運転中に温度が上昇して第３の温度に達すると、スプリング５０２ｂが伸長変形し始め、他方スプリング５０２ａは収縮した状態のままである。その結果、作動バルブ５０１が細管５０３の開口端から離れ始め、排出空気４０３の一部は、リリーフバルブ４０２の太管５０４から外部にリリーフガス６０４として放出され始める。
【００３９】
さらに温度が上昇して使用可能範囲を超えて第２の温度に達すると、スプリング５０２ｂが完全に伸長変形し、他方スプリング５０２ａは伸長変形し始める。その結果、作動バルブ５０１が細管５０３の開口端から両スプリングの伸長分だけ離れ、排出空気４０３の一部がリリーフバルブ４０２の太管５０４から外部にリリーフガス６０４として放出される。
【００４０】
さらに温度が上昇して使用可能範囲外の第１の温度に達すると、スプリング５０２ａと５０２ｂは共に完全に伸長変形する。その結果、作動バルブ５０１は細管５０３の開口端からスプリング５０２ａと５０２ｂの合計の伸長変形分だけ大きく離れ、排出空気４０３の一部は、リリーフバルブ４０２の太管５０４から外部にリリーフガス６０４として更に大きく放出される。
【００４１】
この放出により排出空気の風量が増加するので、実施例１と同様に図３に示される各温度特性により、コイルと軸受の温度が低下する。この様子は図８（ｂ）に示される。すなわち、時間と共に排気温度が上昇して第３の温度に達したとき作動バルブ５０１が開き始めて排気温度の上昇傾向を少し抑え、第２の温度に達したとき作動バルブ５０１が更に開いて排気温度の上昇を抑え、排気温度が第１の温度に達したとき作動バルブ５０１が完全に開いて排気温度の上昇を大きく抑える。
【００４２】
本実施例２によれば、渦流式送風機１００の運転に伴う排気温度の上昇に応じて段階的に細かく作動バルブ５０１が開閉するので、使用可能範囲を超えた運転に敏速に対応して、排出空気の一部の放出量の調整を行うことができるので、精度良く温度上昇を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１００…渦流式送風機
１０１…モータ
１０２…ファンケーシング
１０３…羽根車
１０４…吸音器
１０５…渦流式送風機内流路
２０１…空気吸込口
２０２…空気吐出口
３０１…風量−圧力特性
３０２…排気温度の特性
３０３…コイル温度の特性
３０４…軸受温度の特性
４０２…リリーフバルブ
４０３…排出空気の流れる方向
４０４…配管
５０１…作動バルブ
５０２…形状記憶スプリング（第１スプリング）
５０２ａ…第１スプリング
５０２ｂ…第２スプリング
５０３…細管
５０４…太管
【図１】
2013249812.tif 000003
【図２】
2013249812.tif 000004
【図３】
2013249812.tif 000005
【図４】
2013249812.tif 000006
【図５】
2013249812.tif 000007
【図６】
2013249812.tif 000008
【図７】
2013249812.tif 000009
【図８】
2013249812.tif 000010