(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ダクトの外に駆動モータを配置し、ベルト駆動によってダクト内のファンが回転する構造の軸流排気ファンにおいて、ファンの回転軸端に設けたプーリーに掛けられ、前記駆動モータと結ばれるベルトを収納する本体ケーシングのファン側に対応する前面に、回転中心側からダクト内径にかけて径方向に、前方に延出する整流板が設けられ、前記整流板は、前記前面に垂直方向に突き出る1本または間隔を設けて複数本配置した平板状、または前記径方向と直交する断面が錐形の山形断面である軸流排気ファンの本体ケーシング。
【請求項２】
前記整流板の前方に突き出る高さは、前記前面よりファンとの空間距離のほぼ全域に近い高さに設けてなる請求項１の軸流排気ファンの本体ケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に塗装室のミスト捕集処理に使用される排気ファンの製造を低コストで可能にし、排気ファンの風量及び静圧を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塗装用スプレーブースは、塗料等をスプレー塗装する際に発生する不要な塗料ミストを塗装室内から吸引し捕集処理して、清浄な空気として排気するもので、吸引排気するファンが必要不可欠である。排気ファンは通常ダクト内に組み込まれ、塗装室の大きさによって必要な静圧及び風量が設定される。
【０００３】
塗装ブースに必要な静圧及び風量は、スプレー時の塗料ミストを作業者の作業環境から吸引排除するため、労働安全衛生法で決められており、例えば一面を開口した塗装ブースでは作業者の周囲で必要な吸引風速として毎秒０．４ｍ以上とされており、塗装ブースの開口する面積から必要な風量が決められる。この風量は、排気通路の大きさ、形状、長さ等の主要な要因によって生じる圧力損失を見込んで計算され、必要な排気ファンの性能が設定される。
【０００４】
実際に上記の構造で、間口が２ｍの塗装ブースでは、毎分１５０立方メートル程の風量が必要とされている。通常この種の排気ファンの場合、回転数の増加によって風量、静圧を増大させることができるが、回転数を上げることで運転音や動力の増加が伴い、作業環境の悪化や運転費の増加による経費増をもたらすことで、性能の向上が常に求められることになる。
【０００５】
一方で、この種の装置は小規模な塗装業者にとって設備に要する負担が大きく、できるだけ安価に提供することの必要性が大きい。したがって排気ファンについても構造が簡単で取扱いが簡便であり、安価にできることなどが要望されている。またダクト内には塗装による塗料ミストや可燃性ガスが通過することから、駆動モータを排気ファンと同軸に設けてダクト内部に配置する方式の排気ファンでは火災・爆発の危険性が極めて高く、採用には難がある。
【０００６】
このような背景の中で、円筒形ダクトの内部に軸流ファンを設け、ダクトの外に設けた駆動用モータから伝導ベルトによって回転する形式の排気ファンが多く使用されている。
しかし、この場合駆動用ベルトは、回転の中心部から円筒形ダクトの外側に設けたモータの回転軸に取り付けたプーリーに掛けられてダクト内通路を横切ることになるため、これらのベルトを塗料の付着から守るために本体ケーシングに収納される構造が採られている。しかし、この本体ケーシングはプーリーにかけられたベルトの回転幅を、余裕をもって収納するため比較的大きな障害物としてダクト内通路を塞ぐ構造になっている。
【０００７】
駆動モータにファンを直結し、ダクトの中央に配置した軸流ファンは多くの事例が示されているが、いずれの場合も本体部をダクト内に固定するために複数本の支柱が設けられており、その支柱は通気抵抗を減少すべく断面形状が考慮されている。支柱は必要な強度があればよく、薄い翼状や軸状など比較的制約の少ない形状を選択できる。しかし、前述のように駆動ベルトが収納される場合、ケーシング部そのものの制約があり大きさの縮小には限度があった。
【０００８】
排気ファンの性能からするとこれらの本体ケーシングは大きな障害物であり、通気面積の減少は避けられないものの、通路の抵抗を減少させるには、その本体ケーシングの断面形状を例えば流線型を用いるなどの対応を図ることが必要となる。しかしこの場合本体ケーシング形状を専用の型により製作する必要があり、また流れ方向の大きさが必要で、全体的に大きくなってしまう
などの制限が生じることで、実用化はほとんど行われていない。
【０００９】
さらには前述のように単純な構成で安価に提供できることもこの種の装置として重要な要素となっており、製造コストのかからない、抵抗の低い排気ファンを作ることが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
吸気もしくは排気通路に介装される排気ファンであって、ダクト外に設けた駆動モータによりダクト内の軸流排気ファンを回転させる手段としてベルト伝導を用い、このベルトを含む回転部を収容する本体ケーシングがダクト内に配置される軸流ファンの流路抵抗を低減し、ファンの性能を向上、駆動出力の削減や回転数の低下により、経済的効果、騒音低減効果を挙げることが本発明の課題である。
【００１１】
前記排気ファンの構造は、製造コストの削減のため安価、容易にできる構成とし、本体ケーシングの前面が略平板状で構成された場合に流れの抵抗が低減できる改善手段を提示するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
排気ダクトの外に駆動モータを配置し、ベルト駆動によってダクト内のファンが回転する構造の排気扇において、ファンの軸後方に配置される本体ケーシングのファン側に対応する前面に、回転中心側からダクトの内周にかけて前方に突出する整流板を設ける。整流板は前面に垂直方向に突き出る板状とし、1本又は間隔を設けて複数本配置してもよく、その高さはファンの近くにまで延び、また垂直方向に突き出る板状に変え、径方向と垂直の断面が錐形の山形断面としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構成によれば、排気ファンを回転させた時、気流の流れが本体ケーシングに衝突した際、整流板により本体ケーシングの前面に停滞する気流による圧力層ができ、本体ケーシングの両側に円滑な流れが形成される。一方一部の流れが中心部より下流に流れ、本体ケーシングの両側面及び後部の流れを円滑にすることになる。
【００１４】
これによって排気ファンの風量は３〜５％、静圧は１０〜１２％の増加が図られ、同じ動力での性能アップが可能となった。したがって装置自体の小形化もしくは、実際の運転に際して、これまでの必要風量と静圧が得られる回転数に低下させることなどができ、これによって運転音の低減による作業環境の向上、運転維持費用の削減効果に結びつけることができる。
本発明の構成は、これまでの排気ファンの構造を変えることなく、簡単な部材の追加設置で著しく通気抵抗を減じ、コストをかけることなく性能向上に対する種々の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態の詳細は以下図面により説明する。図１は排気ファン全体の構成を示し、ダクト１は円筒状で両側に通路接続用のフランジ２が固定されている。ファン５は、本体ケーシング３に取り付けられた回転軸４の先端に取り付けられダクト１内に設けられる。前記のフランジ２によって通気路中に直接設置されるこの種の排気ファンで、特に塗装用に使用され揮発性有機溶剤を含む塗料ミストや可燃性ガスが通過する場合、塗料の付着による火災・爆発の危険性がある場合などは、本実施例のごとく、駆動用モータ６がダクト１の外に設けられ、ベルト8等の間接的な伝導手段で回転駆動される構成が用いられる。
【００１６】
図１に示すように、本体ケーシング３はダクト１に固定され、中心部に位置する前記回転軸４を含んでダクト１内に設置され、ファン５は前記本体ケーシング３及び放射状に伸びた２つの支持手段７で確実に固定されている。支持手段７は大きさや構造により必要がない場合や、さらに強度を維持するため多くの支持手段を必要とする場合もある。このような支持手段は、ダクト１内の流れに沿って抵抗の少ない断面で形成しているが、前記本体ケーシング３は前記伝導手段のベルト８を内蔵するカバーを兼用するため比較的大きく通路を遮断することになり、これが通路抵抗の増大とファン５の性能低下をもたらす原因となっている。
【００１７】
通気抵抗を減じる方法として本体の流路に対する断面を流線型に形成する技術を用いた場合、本体ケーシング３の製造コストが上がることや、流れ方向に十分な長さを確保する必要があるなど、あらたな問題が生じ、実用的に使用する上で採用しえない状況がある。しかし、本実施例の本体ケーシング３は、一般市販の板材、型鋼材を使用し、簡単な加工によって製作されていて、ダクト中心に位置して軸フランジ９が本体カバー３の前面３１に設けられ、前記回転軸４が嵌挿されている。
【００１８】
回転軸４の先端部にはファン５が取り付けられ、後端部には回転用プーリー１０が取付けられている。本体ケーシング３は一般鋼材で製作組み立てられる構成で、ほぼ矩形の内部断面をもつ箱状として製造の容易化、コストの削減を可能にしている。前面３１も平板で形成されるため前記軸フランジ９の取り付けも容易になっている。
【００１９】
このためファンに対面する前面は平板状であり、ファンの排気側後流を直接受ける形状になっている。またベルト駆動によるプーリーの大きさはファン駆動に対して必要とされる大きさがあり、これに掛けられたベルトが余裕をもって内部で回転できる大きさの本体ケーシング３は、通気面積の１０％程度を占めることがあり、実施例の場合で９％になっている。
【００２０】
本体ケーシング３のダクト１側は開口し、ダクト外側に設けた駆動モータ６の駆動プーリー１１と前記回転用プーリー１０とはベルト８で連結され、モータ６の回転がファン５に伝えられる。両プーリー間の距離は通常採用される手段によって、調整できるように構成され、この図の例ではモータを搭載する載せ台１２がねじ等の手段で移動し、調整できる構成としている。
【００２１】
本発明の特徴とするところは、本体ケーシング３の前面３１に整流板３２が、前方に向け略垂直に立てられていることにある。この整流板３２は、ファンのボス部３３からダクトの内周に至る流通路の範囲に、径方向に延びており、図１のA-A断面として図４の(1)に示すように、平行な２枚の板を有して取り付けられている。またこの整流板３２は、他の実施例として図４の（２）又は（３）に示すように１枚であっても、山形の錐形断面形状であっても良い。整流板３２は、ファン５と、該ファンの流れ方向に垂直な面を構成する本体ケーシング３の前面３１との間に、ほぼ全域にあたる高さで、気流に沿った方向の面を設けることによって、効果を上げることができる。
【００２２】
すなわちファンを通過後、前面３１に衝突した排気流が横方向に拡散し周囲の気流に障害を与え、気流の乱れによって抵抗が生じることを防止している。ファン直後より本体ケーシングの後方に流れる気流として円滑に形成され、実施例に挙げた（１）の例に拠れば、整流板を設けない場合に比較し、ファンの風量は３〜５％、静圧は１０〜１２％の増加が得られた。
【００２３】
本発明によれば、ファンの下流に置かれる比較的大きく、平板状に配置せざるを得ない支柱等の障害物に対し、通気抵抗を低減し、ファンの性能低下を最小限にとどめて運転が可能になる。このため、抵抗を減じるために専用の特殊形状からなる本体を高いコストで製作することなく、ファンの支柱としての構造と駆動用の伝導ベルトを収納する単なる箱型のカバーによる安価な構成を残したままで、整流板を設けるだけで製作が可能である。
【００２４】
またこれまで、ほぼ箱形の本体が通路を遮っている形状を持つ、この種の排気ファンに対して、本発明による整流板を付加するだけの改良で効果が得られ、整流板を使用しないこれまでの場合に比較し、回転数の低下による発生騒音の低下や、運転費の低下につなげることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の整流構造をもった排気ファンの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す排気ファンの斜視図である
【図３】本発明の整流構造を示すためファンを取り除いた時の斜視図である。
【図４】整流構造で適用できる範囲の他の事例として、図１の整流板部分のA-A断面と、対応する斜視図で示した説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、ダクト
２、フランジ
３、本体ケーシング
４、回転軸
５、ファン
６、モータ
７、支持手段
８、ベルト
９、軸フランジ
１０、回転用プーリー
１１、駆動プーリー
１２、載せ台
３１、前面
３２、整流板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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