JP2004522897A

JP2004522897A - 羽根車及び羽根車用筐体

Info

Publication number: JP2004522897A
Application number: JP2002569589A
Authority: JP
Inventors: クーホーネン，レイヨ; フィヴァーリネン，ユハーニ; ヴァイニオ，サーミ; テー．イクーネン，イイッカ; フォルスマン，キンモ; ペーイヘーネン，マッティ; リンタ−ヴァルカマ，ヨルマ
Original assignee: フラークトウッズアーベー
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2004-07-29
Also published as: DE60211661D1; EP1366299A1; WO2002070902A1; EP1366299B1; FI20010432A0; CA2438916A1; FI108669B; KR20030086263A; DE60211661T2; US20040086394A1

Abstract

枠、気体状媒体の実質的に軸方向の流れを生成する羽根（４２）を備えた翼車（４）、固定された固定子（５２〜５４）と回転する回転子とを有し、前記翼車を回転させる交流モータ（５）、及び前記交流モータを制御する周波数変換器（６）もしくはインバータを有し、前記交流モータの回転子が翼車（４）に一体化されてその外縁に配置され、前記固定子が、回転子の外側であって空気羽根車の枠内に配置され、固定子が回転子と翼車との両方の回転を生成する空気羽根車。周波数変換器（６）もしくはインバータは、固定子又は固定子の一部に一体化されて、単一の周波数変換器制御もしくはインバータ制御空気羽根車構造体を形成する。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部に規定されている空気羽根車に関し、該空気羽根車は、実質的に軸方向のガス流を発生する翼車、固定された固定子と回転する回転子とを有し、前記翼車を回転させる交流モータ、及び該交流モータを制御する周波数変換器もしくはインバータを有する。本発明は、軸羽根車用の筐体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な用途に向けて設計された多様な軸羽根車が何年にも亘って知られている。伝統的な軸羽根車は別個の電気モータを有しており、この電気モータは送電系統を介して空気羽根車の翼車に接続され、この翼車を回転させる。送電は、例えば、ベルト伝動又は軸−クラッチ−軸電送によって行われる。使用されるモータは、交流モータ又は直流モータのいずれかである。交流モータは構造が単純であるので、多くの場合、空気羽根車の駆動モータとしての使用により適している。さらに、交流モータの回転速度は無段階に、そして、周波数変換器によって正確に制御することができる。即ち、交流モータは優れた性能と単純な構造とを有しているのである。さらに、周波数変換器が正弦波出力電圧を作るので、モータの駆動は比較的ディスターバンス・フリーで静かである。
【０００３】
従来技術においては、電気モータの回転子が翼車に結合している軸羽根車が知られていた。この羽根車にあっては羽根車とモータとが枠と筐体とを共有しており、このようにして、羽根車及びモータ用に別個のベアリングと軸とを与える必要性を無くしていた。米国特許明細書5,474,429号はこの型の軸羽根車を開示しており、この羽根車においては、電気モータの固定子が翼車とその外縁に配されている回転子とを駆動する。モータは、固定子に一体化された永久磁石によって磁化された同期式モータであってもよい。この場合、モータは、空気ギャップが比較的小さい状態で駆動されるので、モータの性能が向上する。さらに、回転子が翼車の外縁に配されているので、電気モータがベアリングの近くに搭載される場合とは異なり、電気モータが発する熱によって翼車のベアリングが不必要に加熱されることが無い。回転子と固定子とを外縁に配置することによって、ベアリングの電流に起因するベアリングの急速な摩耗を防ぐことができる。このように、ベアリングはポテンシャル・フリーである。
【０００４】
従来技術の羽根車の欠点は、その複雑な構造、大きなサイズ、そしてそれ故に、特に軸方向に空間を大きく占領することである。これは、特に、空気羽根車とそのモータ駆動装置の周波数変換器とが別々の部品になっているという事実による。従来技術の軸羽根車における更なる問題は、そのかなり低い信頼性と設置の困難性である。例えば、特に、問題の空気羽根車に周波数変換器を据え付け、それを接続するのは多くの時間を要する上にかなり困難な操作である。多くの場合において、設置作業は狭い空間で行われなければならず、別個の余分な部品を据え付けるのに必要な作業は、設置経費と共に設置時間を著しく増加させる。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の解決法の欠点を除去し、空気羽根車の全ての構造部品が単一のユニットに一体化されている、周波数変換器を備えた新しい型の一体化羽根車を提供することである。本発明の他の目的は、軸羽根車用の新しい型の筐体構造を提供することであり、この筐体構造においては、羽根車の全ての部品が同一筐体内に配されている。
【０００６】
本発明の軸羽根車及びその筐体の特徴の詳細は以下の請求項に示されている。
【０００７】
本発明によって提供される主要な効果は、別個の部品を必要とすることなく非常にコンパクトな構造体が提供されることであり、これは、本発明の軸羽根車を迅速且つ簡便に設置することができることを意味する。さらに、本発明の軸羽根車は軸方向のサイズが非常に小さく、単一の筐体構造であることは羽根車が十分に保護されていることを意味し、それ故に様々なＩＰ分類に係る羽根車構造体を比較的容易に製造することができる。
【０００８】
以下において、添付の図面を参照しながら、実施例によって本発明を詳細に記述する。
【０００９】
図１及び図２は、例えば、空調システム及び軸方向空気流の生成に際して使用されるように設計された、本発明による軸羽根車を示している。軸羽根車は２つの半体、即ち、螺子などによって留め付けられた前部カバー１及び後部カバー２からなるプラスチックの筐体を有しており、この筐体は羽根車の枠としても機能する。前部及び後部カバー１，２には軸ジャーナル３が取り付けられており、この軸ジャーナルにはプラスチック製の翼車４が取り付けられている。翼車４はその中心部に軸用穴４１が設けられ、穴の周囲であって内部円筒部４３と第二の外部円筒環状部４４との間に羽根４２が取り付けられている。
【００１０】
翼車４は、同期モータ５及び該モータを制御する周波数変換器もしくはインバータ６を有する電気モータ駆動装置によって回転され、三相交流回路網もしくは中間レベル直流回路網に接続されている。前記周波数変換器もしくはインバータは、周波数変動が制御された同期出力電圧を生成する。
【００１１】
本発明の軸羽根車においては、モータの固定子が、筐体中の、翼車４の外縁周囲に取り付けられている。回転子は翼車に一体化されており、外部環状部４４の周囲に取り付けられた永久磁石５１を有している。固定子は、翼車４の周囲に等距離で対称的に配置された４つの固定子節を有してなり、各節が固定子枠５２と、固定子節の湾曲した内縁において穴５３に捲回された固定子巻線５４とを有している。各固定子節は翼車４の周縁に約４５°の節を形成している。
【００１２】
永久磁石５１は、湾曲した永久磁石片であり、円筒部４４の周縁部に取り付けられている。縁部にある鉄環が、磁石粒が翼車の内縁部に空気流によって付着するのを防いでいる。このように、翼車と固定子との間にプラスチック又は他の材料による絶縁を必要とすることなく、湾曲した永久磁石５１は翼車４の最縁部に配置することができる。磁石５１の曲率は、翼車４の外縁の曲率によって決定される。磁石が固定子近くに配置され、空気ギャップに絶縁性のあるプラスチック材料が使用されていないので、より小さな磁石塊で同じ動力を達成することができる。これによって、材料経費を節減することができ、翼車の回転によって発生される旋回力を低減し、また、安定化の必要性を減ずる。
【００１３】
固定子節５２は羽根車筐体の垂直方向及び水平方向端に平行な外側端部を有しており、回転子４の外縁部に接する平面よりもわずかに外側に張り出しているだけであり、固定子が必要とする空間を最小にしている。さらに、固定子節５２は、筐体に備えられた取り付けピンに固定子節を固定するための取り付け穴を有していてもよい。
【００１４】
さらに、筐体部は、第二筐体部を取り付けるための搭載用ピンを備えており、固定子の下方に周波数変換器６用の空間２３を有している。この空間は、長手方向の軸Ａによって決定される軸方向に垂直な同一平面に位置しており、２つの固定子節から隔壁２２によって隔てられている。このようにして、軸羽根車全体が同じ筐体１，２に統合されており、全ての部品が軸方向に垂直な同一平面に位置しているので非常に薄い。さらに、筐体１，２は取り付けの基台としても機能し、その上に様々な固定部品を取り付けて上記のように留め付けることができる。筐体は、固定子、ベアリング及び周波数変換器もしくはインバータ用の留め付け要素を有している。さらに、取り付け基台は、モータ空間から周波数変換器もしくはインバータの筐体へと入るモータ導線用の貫通型要素として機能する。
【００１５】
本発明の様々な態様は上記例に限定されず、以下の請求項の範囲内で変えることができるのは、当業者には明らかである。このように、本発明の軸羽根車は案内部材を備えており、これによって羽根車から得られる空気流の方向を所望に従って変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明による軸羽根車とその筐体の半分を示している。
【図２】図２は、本発明による軸羽根車の展開図を示している。

Claims

枠、気体状媒体の実質的に軸方向の流れを生成する羽根（４２）を備えた翼車（４）、固定された固定子（５２〜５４）と回転する回転子とを有し、前記翼車を回転させる交流モータ（５）、及び前記交流モータを制御する周波数変換器（６）もしくはインバータを有し、前記交流モータの回転子が翼車（４）に一体化されてその外縁に配置され、前記固定子が、回転子の外側であって空気羽根車の枠内に配置され、固定子が回転子と翼車との両方の回転を生成する空気羽根車において、周波数変換器（６）もしくはインバータが固定子又は固定子の一部に一体化されて、単一の周波数変換器制御もしくはインバータ制御空気羽根車構造体を形成することを特徴とする空気羽根車。
前記周波数変換器（６）もしくはインバータが、例えば、固定子又は固定子の一部の下方の、固定子又は固定子の一部に関して軸方向（Ａ）に垂直な実質的に同一平面内に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気羽根車。
前記固定子が４つの節に分割されており、これらの節が回転子の外側に対称に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気羽根車。
前記固定子の枠（５２）が、前記空気羽根車の外側の端部に平行であると共に、翼車の外縁に接する面よりもほんのわずかに外側に延びている、実質的に真っ直ぐな外端部を有することを特徴とする、請求項３に記載の空気羽根車。
前記モータが永久磁石を備えた同期モータであり、該永久磁石（５１）が翼車の周縁部に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の空気羽根車。
前記永久磁石（５１）が湾曲した形状を有していることを特徴とする、請求項５に記載の空気羽根車。
枠、気体状媒体の実質的に軸方向の流れを生成する羽根（４２）を備えた翼車（４）、固定された固定子（５２〜５４）と回転する回転子とを有し、前記翼車を回転させる交流モータ（５）、及び前記交流モータを制御する周波数変換器（６）もしくはインバータを有し、前記電気モータの回転子が翼車（４）に一体化されてその外縁に配置され、前記固定子が、回転子の外側であって空気羽根車の枠内に配置され、固定子が回転子と翼車との両方の回転を生成する空気羽根車用筐体において、該筐体が空気羽根車の枠を形成し、前記翼車の軸（３）を収容し、前記周波数変換器もしくはインバータ用の空間（２３）を有し、周波数変換器（６）もしくはインバータが固定子又は固定子の一部に一体化されて、単一・自己収容型の周波数変換器制御もしくはインバータ制御空気羽根車構造体を形成することを特徴とする空気羽根車用筐体。
前記筐体が、相互に取り付けられる２つの半体、好ましくは前部半体と後部半体（１，２）とを有してなることを特徴とする、請求項７に記載の空気羽根車用筐体。
前記筐体が、前記固定子、ベアリング及び前記周波数変換器もしくはインバータ用の留め付け要素を有する取り付け部材を形成し、前記取り付け部材が、モータ空間から周波数変換器もしくはインバータの筐体へと入るモータ導線用の貫通型要素として機能することを特徴とする、請求項７に記載の空気羽根車用筐体。