(57)【要約】【課題】第１インペラ及び第２インペラによって異なる種類のガスを吸引吐出する送風機において、第１ケーシングから第２ケーシングへのガス漏れの原因となる隙間の面積を効果的に低減できる構造を提供すること。【解決手段】送風機１は、第１インペラ１０と、第２インペラ２０と、可燃性の混合ガスの第１吸込口５１及び第１吐出口５２が設けられ、第１インペラ１０を収容する第１収容空間１００を形成する第１ケーシング５０と、燃焼用空気の第２吸込口７１及び第２吐出口７２が設けられ、第２インペラ２０を収容するとともに第１収容空間１００よりも内圧が高く設定される第２収容空間２００を形成する第２ケーシング７０と、第１インペラ１０の第１ボス部１１及び第２インペラ２０の第２ボス部２１の周面との間に隙間８０を形成しつつ、第１収容空間１００と第２収容空間２００を隔離する隔離壁６０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに接続される回転軸と、
前記回転軸に配置される第１軸体及び前記第１軸体から径方向外方に延びる第１羽根部を有する第１インペラと、
前記回転軸における前記第１軸体に隣り合う位置に配置される第２軸体及び前記第２軸体から径方向外方に延びる第２羽根部を有する第２インペラと、
可燃性の第１ガスを吸い込む第１吸込口及び第１ガスを吐出する第１吐出口が設けられ、前記第１インペラを収容する第１収容空間を形成する第１ケーシングと、
第１ガスとは異なる第２ガスを吸い込む第２吸込口及び第２ガスを吐出する第２吐出口が設けられ、前記第２インペラを収容するとともに前記第１収容空間よりも内圧が高く設定される第２収容空間を形成する第２ケーシングと、
前記第１羽根部と前記第２羽根部の間で、前記第１軸体、前記第２軸体又はその両方の周面との間に隙間を形成しつつ、前記第１収容空間と前記第２収容空間を隔離する隔離壁と、
を備える送風機。
【請求項２】
前記隙間の大きさは、前記第１収容空間側から前記第２収容空間側に向かうにつれて徐々に小さくなるよう形成される請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記モータは、前記第２ケーシング側に位置し、
前記第２吸込口には第２ガスとして不燃性ガスが供給される請求項１又は２に記載の送風機。
【請求項４】
前記隔離壁における前記隙間を形成する部分が、第１ガスの発火温度よりも低い融点を持つ材料で構成される請求項１から３の何れかに記載の送風機。
【請求項５】
前記隔離壁における前記隙間を形成する部分が、導電性材料で構成される請求項１から４の何れかに記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１インペラ及び第２インペラを備える送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる種類のガスを吸引する送風機が知られている。この種の送風機を開示するものとして例えば特許文献１がある。特許文献１には、同一の回転軸に取り付けられる第１インペラ及び第２インペラを備える送風機において、第１インペラを収容する第１ケーシングの内圧と、第２インペラを収容する第２ケーシングの内圧と、を異なるようにした構成について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９０４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では第１インペラ主板の背面に第２インペラの羽根を設ける構成や主板の背面側に第２インペラの主板となる部分が設けられる構成が開示されている。このような構成では、第１インペラや第２インペラの主板の大きさに応じて第１インペラ及び第２インペラの回転を許容するための隙間を形成する必要があり、隙間の範囲が主板の径や羽根の大きさに応じた大きなものとなってしまう。第１インペラの主板や第２インペラの主板との間に形成される隙間は、第１ケーシングの内部と第２ケーシングの内部を連通しているため、適正な大きさにする必要があるが、第１インペラや第２インペラを含めて送風機の各部品は公差を設けて設計しているため、現合加工等によって寸法を現場で適正な範囲に納める必要があり、手間のかかる作業となっていた。
【０００５】
本発明は、第１インペラ及び第２インペラによって異なる種類のガスを吸引吐出する送風機において、第１ケーシングから第２ケーシングへのガス漏れの原因となる隙間の面積を効果的に低減できる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータに接続される回転軸と、前記回転軸に配置される第１軸体及び前記第１軸体から径方向外方に延びる第１羽根部を有する第１インペラと、前記回転軸における前記第１軸体に隣り合う位置に配置される第２軸体及び前記第２軸体から径方向外方に延びる第２羽根部を有する第２インペラと、可燃性の第１ガスを吸い込む第１吸込口及び第１ガスを吐出する第１吐出口が設けられ、前記第１インペラを収容する第１収容空間を形成する第１ケーシングと、第１ガスとは異なる第２ガスを吸い込む第２吸込口及び第２ガスを吐出する第２吐出口が設けられ、前記第２インペラを収容するとともに前記第１収容空間よりも内圧が高く設定される第２収容空間を形成する第２ケーシングと、前記第１羽根部と前記第２羽根部の間で、前記第１軸体、前記第２軸体又はその両方の周面との間に隙間を形成しつつ、前記第１収容空間と前記第２収容空間を隔離する隔離壁と、を備える送風機に関する。
【０００７】
また、前記隙間の大きさは、前記第１収容空間側から前記第２収容空間側に向かうにつれて徐々に小さくなるよう形成されることが好ましい。
【０００８】
前記モータは、前記第２ケーシング側に位置し、前記第２吸込口には第２ガスとして不燃性ガスが供給されることが好ましい。
【０００９】
前記隔離壁における前記隙間を形成する部分が、第１ガスの発火温度よりも低い融点を持つ材料で構成されることが好ましい。また、前記隔離壁における前記隙間を形成する部分が、導電性材料で構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１インペラ及び第２インペラによって異なる種類のガスを吸引吐出する送風機において、第１ケーシングから第２ケーシングへのガス漏れの原因となる隙間の面積を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る送風機の外観を示す正面図である。
【図２】本実施形態の送風機の内部を示す断面図である。
【図３】本実施形態の送風機における第１インペラと第２インペラが接続される部分及びその周囲を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい一実施形態について、ボイラのバーナに空気と可燃性ガスの混合ガスを送る遠心式送風機を例に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る送風機１の外観を示す正面図である。図２は、本実施形態の送風機１の内部を示す断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、送風機１は、第１インペラ１０及び第２インペラ２０と、外形をなす第１ケーシング５０及び第２ケーシング７０と、回転軸９１を回転駆動するモータ９０と、を主要な構成として備える。
【００１４】
第１インペラ１０は、回転軸９１の先端側に配置される。本実施形態の第１インペラ１０は、回転軸９１に配置される第１ボス部１１と、この第１ボス部１１の外周に配置される第１羽根部１２を備える。
【００１５】
第１ボス部１１は、円筒状に形成されており、その内側の空間に回転軸９１が挿通されている。第１ボス部１１の周面にフランジ１５が形成され、このフランジ１５における回転軸９１の先端側の面に第１羽根部１２が取り付けられる。
【００１６】
第１羽根部１２は、主板１６とシュラウド１７の間に複数の羽根１８が配置される閉鎖型の羽根車である。主板１６におけるモータ９０側の面がフランジ１５に固定される。シュラウド１７は、主板１６に対してモータ９０側の反対側に配置されており、その先端が円筒状に形成されて開口している。
【００１７】
第２インペラ２０は、回転軸９１に固定され、第１インペラ１０の基端側に隣接配置される閉鎖型の羽根車である。本実施形態の第２インペラ２０は、回転軸９１における第１ボス部１１に隣り合う位置に配置される第２ボス部２１と、第２ボス部２１から径方向外方に延びる第２羽根部２２と、を備える。
【００１８】
第２ボス部２１は、円筒状に形成されており、その内側の空間に回転軸９１が挿通されている。第２ボス部２１は、その周面にフランジ２５が形成され、このフランジ２５における回転軸９１の基端側の面に第２羽根部２２が取り付けられる。
【００１９】
第２羽根部２２は、主板２６とシュラウド２７の間に複数の羽根２８が配置される閉鎖型の羽根車である。主板２６におけるモータ９０側と反対側の面がフランジ２５に固定される。シュラウド２７は、主板２６に対してモータ９０側に配置されている。シュラウド２７の中心にはモータ９０に対向する開口が形成される。
【００２０】
第１ケーシング５０は、渦巻き型のケーシングである。本実施形態の第１ケーシング５０は、混合ガスが流入する第１吸込口５１が形成される吸込部５５と、第１インペラ１０を覆うとともに第１吐出口５２が形成される本体部５６と、を備える。
【００２１】
吸込部５５は、ネジ５９等によって本体部５６に固定されている。本実施形態の吸込部５５は、その内側の空間に第１吸込口５１を形成する内筒部５７を支持している。内筒部５７は、その内径が第１インペラ１０に近づくにつれて大きくなるように形成されている。内筒部５７のモータ９０側の端部は、第１インペラ１０のシュラウド１７の開口の内側に納まる大きさになっている。
【００２２】
本体部５６は、その内側に吸込部５５とともに第１インペラ１０を収容する第１収容空間１００を形成する。第１インペラ１０の外周側に第１吐出口５２が形成される。
【００２３】
本実施形態では、第１ガスとしての空気と可燃性ガスを混合した混合ガスを供給するためのライン（図示省略）が吸込部５５に接続されており、第１吸込口５１を通じて第１ケーシング５０の第１収容空間１００に混合ガス（図２における１点鎖線）が供給され、第１インペラ１０の回転によって圧力が調整されて第１吐出口５２からメインバーナ（図示省略）に供給される。
【００２４】
第２ケーシング７０は、第２インペラ２０を収容する第２収容空間２００を形成する。第２ケーシング７０は、本体部５６の基端側にネジ７９等によって固定される。
【００２５】
第２ケーシング７０のモータ９０側には、第２ガスとしての燃焼用空気（図２における２点鎖線）を第２収容空間２００に送るための第２吸込口７１が形成される。また、図２には示されないが、第２ケーシング７０には、第２吸込口７１から吸い込んだ燃焼用空気を吐出するための第２吐出口７２が第２インペラ２０の外周側に形成される（図１参照）。本実施形態では、第２吐出口７２から吐出された燃焼用空気はパイロットバーナ（図示省略）に供給される。
【００２６】
モータ９０は、その本体部分が第２ケーシング７０に固定されている。燃焼用空気を第２吸込口７１に導く供給路７５がモータ９０側を通過するように形成されているので、それ自体は不燃性ガスである燃焼用空気がシールドとして機能し、防爆性を更に高める構造となっている。また、吐出側ではなく、吸い込み側である第２吸込口７１がモータ９０に対向する位置になっているので、仮に燃焼用空気に可燃性ガスが混入したとしても、モータ９０側に燃焼用空気が流れることがないフェールセーフを実現する構造となっている。
【００２７】
本実施形態では、本体部５６の基端側の部位が第１収容空間１００と第２収容空間２００を隔てる隔離壁６０となる。隔離壁６０には、第１ボス部１１及び第２ボス部２１を挿通するための貫通孔６５が形成される。貫通孔６５の内側で第１ボス部１１と第２ボス部２１が隣接する状態で固定されている。
【００２８】
本実施形態では、負荷機器側の圧力損失によって第１ケーシング５０の第１収容空間１００の内圧に対して第２ケーシング７０の第２収容空間２００の内圧が高くなるように設定される。なお、第１ケーシング５０及び第２ケーシング７０の構造、混合ガス、燃焼用空気の流路、ダンパやオリフィスの配置等、種々の要素を組み合せて第２収容空間２００の内圧を第１収容空間１００の内圧より高める構成とすることができる。
【００２９】
図３は、本実施形態の送風機１における第１インペラ１０と第２インペラ２０が接続される部分及びその周囲を示す拡大断面図である。図３に示すように、隔離壁６０の貫通孔６５における第１ボス部１１と第２ボス部２１の周面に対面する部分にはシール部材６１が取り付けられている。
【００３０】
シール部材６１は、隔離壁６０の一部をなすものであり、貫通孔６５の内周面を覆うように形成されている。第１ボス部１１と第２ボス部２１の周面との間に形成される隙間の大きさは、シール部材６１の厚みによっても決まることになる。
【００３１】
シール部材６１は、その内周面が第１収容空間１００側から第２収容空間２００側に近づくにつれて縮径するテーパ状に形成されている。
【００３２】
また、シール部材６１は、貫通孔６５の内周面から隔離壁６０（本体部５６）の基端側の面に折れ曲がるように形成されている。シール部材６１は、モータ９０側から見たときに貫通孔６５の周囲を覆う形状となっており、隔離壁６０の基端側の面に締結部材としてのネジ６２が締結されている。また、隔離壁６０の基端側の面におけるシール部材６１が配置される部分は、シール部材６１の形状に応じて切欠部６６が形成されており、この切欠部６６の位置にあわせてシール部材６１が固定されている。
【００３３】
また、隔離壁６０に対して第１インペラ１０を軸方向で距離ｄ１離して配置されるとともに、第２インペラ２０においても軸方向で距離ｄ２離して配置される位置関係になっている。
【００３４】
次に、シール部材６１を構成する材料について説明する。本実施形態では、シール部材６１は、樹脂材料で形成される。第１ケーシング５０は金属によって構成されており、隔離壁６０を構成する本体部５６も金属製になっている。隔離壁６０における第１ボス部１１及び第２ボス部２１の周面に対向する部分に樹脂材料で形成されるシール部材６１が配置されることによって、第１インペラ１０及び第２インペラ２０が回転時に金属製の部分に接触して火花が生じるような事態を確実に防止できる。
【００３５】
シール部材６１を構成する部分は、混合ガス（第１ガス）の発火温度（例えば、約３５０℃）よりも融点が低い樹脂材料で構成される。また、本実施形態では、シール部材６１を構成する部分は、導電性の樹脂材料で構成される。電気を通さない絶縁性の樹脂材料でシール部材を構成した場合、シール部材が空気と樹脂の摩擦によって帯電した状態となり、回転する第１ボス部１１及び第２ボス部２１に接触したときに発火原因となるおそれがある。シール部材６１を導電性の樹脂材料で構成することによって、このような事態の発生を防止できる。
【００３６】
次に、送風機１によるガスの流れについて説明する。モータ９０によって回転軸９１が回転すると、同一の回転軸９１に固定された第１インペラ１０及び第２インペラ２０が一体的に回転する。第１ケーシング５０の内側では、第１インペラ１０の回転によって第１収容空間１００に混合ガスを吸引する吸込圧力が第１吸込口５１に作用し、第１収容空間１００に吸い込まれた混合ガスは第１吐出口５２を通じてメインバーナに送られる。一方、第２ケーシング７０の内側では、燃焼用空気を吸い込む方向がモータ９０側を向いているので、第２吸込口７１を通じて燃焼用空気が第２収容空間２００に吸い込まれ、第２吐出口７２を通じてパイロットバーナに送られる。
【００３７】
以上説明した本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
即ち、送風機１は、モータ９０に接続される回転軸９１と、回転軸９１に配置される第１ボス部１１及び第１ボス部１１から径方向外方に延びる第１羽根部１２を有する第１インペラ１０と、回転軸９１における第１ボス部１１に隣り合う位置に配置される第２ボス部２１及び第２ボス部２１から径方向外方に延びる第２羽根部２２を有する第２インペラ２０と、可燃性の混合ガスを吸い込む第１吸込口５１及び混合ガスを吐出する第１吐出口５２が設けられ、第１インペラ１０を収容する第１収容空間１００を形成する第１ケーシング５０と、燃焼用空気を吸い込む第２吸込口７１及び燃焼用空気を吐出する第２吐出口７２が設けられ、第２インペラ２０を収容するとともに第１収容空間１００よりも内圧が高く設定される第２収容空間２００を形成する第２ケーシング７０と、第１羽根部１２と前記第２羽根部２２の間で、第１ボス部１１及び第２ボス部２１の周面との間に隙間８０を形成しつつ、第１収容空間１００と第２収容空間２００を隔離する隔離壁６０と、を備える。
【００３８】
これにより、第２収容空間２００の内圧が第１収容空間１００の内圧よりも高くなっていることに加え、第１羽根部１２及び第２羽根部２２よりも径の小さい第１ボス部１１及び第２ボス部２１の周囲に第１インペラ１０及び第２インペラ２０の回転を許容するための隙間８０が形成されるので、円周方向の隙間８０の面積が小さくなり、第２収容空間２００側から第１収容空間１００側への気体の流入を確実に防止できる。また、隙間８０面積が小さくなるので、現場で加工作業（現合作業）等を行う必要もなくなり、送風機を組み付けるための作業も容易となり、作業性も向上する。更に、第１インペラ１０の隔離壁６０に対する軸方向の距離ｄ１及び第２インペラ２０の隔離壁６０に対する軸方向の距離ｄ２を広くとることができるので、軸方向での接触も確実に防止できる。
【００３９】
また、本実施形態では、隙間８０の大きさは、第１収容空間１００側から前記第２収容空間２００側に向かうにつれて徐々に小さくなるよう形成される。
【００４０】
これにより、隙間８０の高圧側が狭くなり低圧側が広くなるので、第１収容空間１００側から第２収容空間２００側に流れ難くなり、第１収容空間１００側の可燃性の混合ガスが第２収容空間２００側に流れる事態をより一層確実に防止できる。
【００４１】
また、本実施形態では、モータ９０は、第２ケーシング７０側に位置し、第２吸込口７１には不燃性ガスである燃焼用空気が供給される。
【００４２】
これにより、可燃性のガスを取り扱う場合においても、第２ケーシング７０側を流れる不燃性の燃焼用空気がシールドとなり、防爆性能を高めてより安全性を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、隔離壁６０における隙間８０を形成するシール部材６１が樹脂で構成される。
【００４４】
これにより、少なくとも隔離壁６０側が樹脂材料となるので、金属製の部品同士が接触して火花が生じるような事態を確実に防止できる。また、樹脂の溶融温度は、一般的に混合ガスの発火温度よりも低いものが多いので、シール部材６１の温度が樹脂の溶融温度以上になると樹脂が溶融しはじめることになり、発火温度までシール部材６１の温度が上昇し続ける事態を回避できる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００４６】
上記実施形態では、隔離壁６０が、第１ボス部１１及び第２ボス部２１の両方の周面との間に隙間を形成する構成を例に説明したが、第１ボス部１１の周面との間だけで隙間を形成する構成や第２ボス部２１の周面との間だけで隙間を形成する構成等、事情に応じて各構成の形状や位置関係を変更することができる。
【００４７】
上記実施形態では、隔離壁６０が第１ケーシング５０によって形成されているが、第２ケーシングによって隔離壁を形成する構成や、第１ケーシング５０及び第２ケーシング７０の両方によって隔離壁を形成する構成とすることができる。
【００４８】
上記実施形態では、閉鎖型の第１インペラ１０及び第２インペラ２０を例に説明したが、第１インペラ１０及び第２インペラ２０の構成は事情に応じて適宜変更することができる。例えば、シュラウドのないような開放型のインペラを第１インペラ及び第２インペラとすることもできる。
【００４９】
上記実施形態では、第１ガスとして空気と可燃性ガスの混合ガスを例とし、第２ガスとして燃焼用空気を例として説明したが、第１ガス及び第２ガスはこれらに限定されない。また、本発明は、ボイラのバーナにガスを供給する以外にも種々の送風機に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  送風機
１０  第１インペラ
１１  第１ボス部（第１軸体）
１２  第１羽根部
２０  第２インペラ
２１  第２ボス部（第２軸体）
２２  第２羽根部
５０  第１ケーシング
５１  第１吸込口
５２  第１吐出口
６０  隔離壁
７０  第２ケーシング
７１  第２吸込口
７２  第２吐出口
８０  隙間
８１  シール部（間を形成する部分）
１００  第１収容空間
２００  第２収容空間
【図１】
2017227139.tif 000003
【図２】
2017227139.tif 000004
【図３】
2017227139.tif 000005