JP2010127236A

JP2010127236A - 給気ファン装置

Info

Publication number: JP2010127236A
Application number: JP2008304785A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Takayama; 正義高山
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-10
Also published as: US20100135829A1; EP2192348A3; EP2192348A2

Abstract

【課題】モータ回転軸やモータ等の冷却が確保されるとともに、燃焼室内等への正圧印加時での通気孔からの燃焼排ガスの漏れが防止される給気ファン装置を提供する。
【解決手段】給気ファン装置２は、給気ファン２１に接続されるモータ２２のモータ回転軸２３回りのファンケーシング２０構成壁２４ｂを開口して通気孔２６が形成され、通気孔２６にはモータ回転軸２３を挿通する貫通孔が中央に開口されたダイヤフラム状の弁体３が取り付けられている。弁体３は、給気ファン２１の回転によるファンケーシング２０内の負圧時には貫通孔とモータ回転軸２３との間に隙間が形成され、燃焼室内又はファンケーシング２０内の正圧時には貫通孔の周縁３１ａがモータ回転軸２３に密着して上記隙間が閉塞される形状に構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃焼器具における給気ファン装置に関し、特に燃焼室内の燃焼排ガスが本給気ファン装置から漏れないように気密性を向上させたものである。
するものである。

給湯器等の燃焼器具には、ガスバーナを収納する燃焼室に、給気ファンを設けた給気ファン装置を設置したものがある。この給気ファン装置において、燃焼室内に供給する空気の温度が上昇すると、給気ファンを回転させるモータやモータ回転軸等が温度上昇しモータの回転に支障を来たすおそれがあった。例えば、屋外空気を燃焼室内に供給する給気経路と燃焼室内の燃焼排ガスを屋外に排出する排気経路とを１本の給排気筒で構成するＦＦ２重管給排気システムの燃焼器具では、給気される屋外空気が燃焼排ガスによって加熱され、上記モータ回転軸等が温度上昇されやすい。

そこで、従来、このようなモータ回転軸等の温度上昇を防ぐ対策を講じた給気ファン装置が提案されている（特許文献１）。図６、図７を参照して、この特許文献１の給気ファン装置（従来例）は、ファンケーシング４１０内の給気ファン４１に接続されるモータ回転軸４３回りのファンケーシング構成壁４１１をモータ冷却用の通気孔４９として開口し、モータ回転軸４３のファンケーシング４１０外側に、モータ４２の回転停止中はバネ４７の付勢力によって進出して通気孔４９を閉止する（図６）と共にモータ４２の回転中はバネ４７の付勢力に抗して後退して通気孔４９を開放する（図７）自冷ファン４４を取り付けたものである。なお、図６及び図７中、４５はストッパー、４４ｂは自冷ファン４４の基盤である。
これにより、モータ４２の回転と一緒に自冷ファン４４が回転されて通気孔４９からファンケーシング４１０内に流れ込む空気通路が形成され（図７）、モータ回転軸４３やモータ４２が空冷される。一方、モータ４２が回転停止されると自冷ファン４４の基盤４４ｂで通気孔４９が閉止されるので（図６）、燃焼室内の燃焼排ガスが通気孔４９から流出（逆流）するのが防止され、燃焼室内からの漏れ量が少なく抑えられる。
特開平５−５２３２１号公報

しかしながら、上記従来例では、モータ４２の回転停止時にはモータ回転軸４３の外周面と通気孔４９の内周縁との間にはクリアランスｋがあって完全に塞がれているわけではない（図６参照）。しかも、自冷ファン４４はバネ４７によって付勢されているが、燃焼室内の内圧が高くなると、バネ４７の付勢力に抗して自冷ファン４４がファンケーシング４１０の外側（モータ４２側）へ後退され得る。そのため、例えば、突風等により外気が給排気筒内に吹き込む等して燃焼室内やファンケーシング４１０内が正圧となると、上記通気孔４９での隙間が大きくなり燃焼室内に残留していた燃焼排ガスが逆流して通気孔４９から外部に流出される。このように従来例の構造では、燃焼室内及びファンケーシング内への正圧印加に対しては燃焼室内からの燃焼排ガスの漏れを抑えるのが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、モータ回転軸やモータ等の冷却が確保されるとともに、燃焼室内或いはファンケーシング内への正圧印加時での通気孔からの燃焼排ガスの漏れが防止される給気ファン装置を提供することを課題とする。

本発明に係る給気ファン装置は、
ガスバーナを収納する燃焼室に連設されるファンケーシングと、このファンケーシング内に収納されてガスバーナに燃焼用空気を供給する給気ファンと、ファンケーシング外に配置されて給気ファンを回転させるモータとを備える給気ファン装置であって、
上記給気ファンに接続される上記モータのモータ回転軸回りのファンケーシング構成壁を開口して通気孔が形成され、
上記通気孔には上記モータ回転軸を挿通する貫通孔が中央に開口されたダイヤフラム状の弁体が取り付けられ、
上記弁体は、上記給気ファンの回転による上記ファンケーシング内の負圧時には上記貫通孔と上記モータ回転軸との間に隙間が形成され、上記燃焼室内又は上記ファンケーシング内の正圧時には上記貫通孔の周縁が上記モータ回転軸に密着して上記隙間が閉塞される形状に構成されているものである。

上記構成によれば、給気ファンが回転しファンケーシング内が負圧になると、上記弁体がファンケーシングの内側に吸込まれるように変形して上記貫通孔と上記モータ回転軸との間に隙間が形成される。すると、上記通気孔からファンケーシング内に流れ込む空気流が形成され、この空気流によってモータ回転軸やモータが空冷される。
一方、給気ファンの回転停止時に燃焼室内又はファンケーシング内が正圧となると、上記弁体がファンケーシングの外側に押し出されるように変形して上記貫通孔の周縁が上記モータ回転軸に密着して上記貫通孔と上記モータ回転軸との間の隙間が閉塞される。従って、燃焼室内の燃焼排ガスが逆流して上記通気孔から外部に流出するのが防止され、燃焼室内の燃焼排ガスの漏れが防止される。

上記弁体は、ゴムシート製とし、且つ上記ファンケーシング内の空気圧を受ける受圧部の受圧面積が大きくなるように凸又は凹に形成されていることが望ましい。
これにより、弁体は、ファンケーシング内の空気圧変化に対して受圧部分が敏感に反応して迅速に変形される。従って、ファンケーシング内が負圧になると、上記隙間が迅速に形成されてモータ回転軸等の冷却が迅速に行われ、また、ファンケーシング内が正圧になると、上記隙間が迅速に塞がれて燃焼排ガスの漏れをほとんど無くすことができる。
しかも、弁体は、ゴムシートの特性により貫通孔の周縁のモータ回転軸に対する密着性がよく高いシール性が発揮され、通気孔からの燃焼排ガスの漏れを一層確実に防止することができる。

上記弁体は、上記ファンケーシング内外が等圧状態のとき、上記貫通孔の内径が上記モータ回転軸の外径よりも大きいクリアランスが設定されていることが望ましい。
これにより、モータを回転開始するときにモータ回転軸が弁体の貫通孔に接触することがない。従って、モータの回転によって弁体を破損させたりモータの回転に余分の負荷を与えることもないし、また、燃焼室内等の正圧時における弁体のシール性を長期に渡って維持することができる。

以上のように、本発明に係る給気ファン装置によれば、モータ回転軸やモータ等の冷却が確保されるとともに、燃焼室内或いはファンケーシング内への正圧印加時での通気孔からの燃焼排ガスの漏れが確実に防止される。

以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての給気ファン装置が適用される燃焼器具（給湯器）の全体構成図を示し、図２は、給湯ファン装置の全体構成図を示し、図３は、給気ファン装置に取り付けられる弁体の斜視図を示す。

図１に示す燃焼器具としての給湯器１は、２重管を備える給排気筒１１が設置されたＦＦ２重管給排気システムの器具である。この給湯器１の器具本体１０内には、ガスバーナ１５と熱交換器１６とを収納する燃焼室１４が設置されている。燃焼室１４の下部には給気ファン装置２が連設されている。給排気筒１１は、２重管部分の内管を燃焼室１４からの燃焼排ガスを排気させる排気筒１２とし、外管を屋外から空気を取り込む給気筒１３とて構成し、その開放端部が給湯器１を設置した部屋の壁を貫通して屋外に開放されている。排気筒１２は、燃焼室１４の上部に接続され、燃焼室１４内の燃焼排ガスを屋外に排出する排気経路を構成している。給気筒１３は、器具本体１０内で下方に延長されてその末端が給気ファン装置２に気密に連設され、屋外空気を燃焼室１４内に供給する給気経路を構成している。なお、燃焼室１４と給排気筒１１との間は、気密に接続されている。

図２に示すように、給気ファン装置２は、燃焼室１４に気密に連設されるファンケーシング２０と、このファンケーシング２０内に収納されてガスバーナ１５に燃焼用空気を供給するシロッコファンよりなる給気ファン２１と、ファンケーシング２０外に配置されて給気ファン２１を回転させるモータ２２とを備える。ファンケーシング２０には、その側方の構成壁２４ａに給気筒１３が気密に連設され、この構成壁２４ａと対向する構成壁２４ｂの外面にモータ２２の取付板２５が添設固定され、この取付板２５にモータ２２が取り付けられている。モータ２２を取り付けるファンケーシング２０の構成壁２４ｂには、円形の通気孔２６が開設されており、モータ２２のモータ回転軸２３は、この通気孔２６を挿通させてファンケーシング２０内の給気ファン２１に連結されている。通気孔２６の内径は、モータ回転軸２３の外径よりも大径に設定されており、モータ回転軸２３の周囲には環状の開放部２７が形成されている。そして、通気孔２６には、この通気孔２６を囲う円形のダイヤフラム状の弁体３が設けられている。

図３に示すように、弁体３は、外径が通気孔２６よりも大きい円形のゴムシート製で形成され、モータ回転軸２３を挿通できるように中央に開口された貫通孔３１と、ファンケーシング２０の構成壁２４ｂに取り付けられるように外周側に張り出されたフランジ部３２とを有している。なお、図２に示す弁体３は、フランジ部３２をファンケーシング２０の構成壁２４ｂの内面側に気密に添設しているが、構成壁２４ｂの外面側に気密に添設するようにしてもよい。

弁体３の貫通孔３１の周縁３１ａは、図２を参照して、給気ファン２１側に筒状に突出形成されている。この貫通孔３１の内径は、モータ回転軸２３の外径よりも若干大きいクリアランス３５が設けられ、モータ２２の回転開始時にはモータ回転軸２３が貫通孔３１と接触しない大きさとなっている（ファンケーシング２０内外が等圧状態、図２参照）。これにより、モータ２２の回転開始時にモータ回転軸２３が弁体３の貫通孔３１に接触して摺動されることがない。

また、弁体３の貫通孔３１からフランジ部３２までの範囲は、ファンケーシング２０内の空気圧を受ける受圧部３３としている。この受圧部３３は、ファンケーシング２０の内側へ向けて膨出（凸）されている。これにより、ファンケーシング２０内の空気圧を受ける受圧面積を多くとることができ、ファンケーシング２０内の空気圧変化に対して迅速に弁体３を可動させることができる。なお、受圧部３３は、ファンケーシング２０の外側へ向けて膨出（凹）されていてもよい。

以上の構成の給気ファン装置２によれば、燃焼室１４のガスバーナ１５が燃焼され、給気ファン２１が回転されることにより、屋外空気が給気筒１３からファンケーシング２０を通って燃焼室１４内へ燃焼用空気として供給され、ファンケーシング２０内が負圧となる。すると、図４に示すように、通気孔２６に設けた弁体３がファンケーシング２０の内側に引き込まれるように変形して弁体３の貫通孔３１が拡径し、弁体３の貫通孔３１とモータ回転軸２３との間に隙間３４が形成される。すると、モータ回転軸２３の周囲の空気が通気孔２６及び弁体３の貫通孔３１を通ってファンケーシング２０内に吸込まれ、これによって、図４中の矢印Ａで示すように、ファンケーシング２０外のモータ２２周辺の空気がモータ２２とファンケーシング２０との間に流れ込み、通気孔２６及び弁体３の貫通孔３１を通ってファンケーシング２０内に吸込まれるという空気流Ａが形成される。従って、この空気流Ａによってモータ回転軸２３やモータ２２が効果的に空冷される。

一方、給気ファン２１の回転停止時に、例えば、突風等により外気が給排気筒１１内に吹き込む等して燃焼室１４内やファンケーシング２０内が正圧となると、図５に示すように、ファンケーシング２０内から通気孔２６へ向かう空気Ｂにより、弁体３がファンケーシング２０の外側に押し出されるように変形する。すると、弁体３において給気ファン２１側に筒状に突出形成されている貫通孔３１の周縁３１ａが縮径しモータ回転軸２３に密着して貫通孔３１とモータ回転軸２３との間の隙間３４が閉塞される。従って、燃焼室１４内の燃焼排ガスがファンケーシング２０内に逆流しても燃焼排ガスが通気孔２６から外部に流出するのが防止され、給気ファン装置２から燃焼室１４内の燃焼排ガスが漏れることを確実に防止することができる。しかも、弁体３は、ゴムシートの特性により貫通孔３１の周縁３１ａのモータ回転軸２３に対する密着性がよく高いシール性が発揮されるから、通気孔２６からの燃焼排ガスの漏れを一層確実に防止することができる。なお、本給湯器１を設置する部屋内が換気等されることにより給気ファン装置２の外部が負圧となることで、燃焼室１４内やファンケーシング２０内の空気圧が高くなったときも（実質的に燃焼室１４内やファンケーシング２０内が正圧）、図５に示すように弁体３が変形して貫通孔３１とモータ回転軸２３との間の隙間３４が閉塞される。

以上のように、本実施の形態の給気ファン装置２によれば、給気ファン２１が回転しているときはモータ回転軸２３やモータ２２等の冷却を効果的に行うことができる。また、給気ファン２１が回転停止しているときに燃焼室１４内又はファンケーシング２０内へ正圧が加わっても燃焼室１４内に残留する燃焼排ガスがファンケーシング２０の通気孔２６から漏れることも確実に防止できる。

また、ファンケーシング２０内外が等圧状態では、弁体３の貫通孔３１の内径がモータ回転軸２３の外径よりも大径となるクリアランス３５が設けられているから、モータ２２を回転開始するときにモータ回転軸２３が弁体３の貫通孔３１に接触することがない。従って、モータ２２の回転によって弁体３を破損させたりモータ２２の回転に余分の負荷を与えることもないし、また、燃焼室１４内等の正圧時における弁体３のシール性を長期に渡って維持することができる。

また、弁体３は、ゴムシート製からなり且つ受圧部３３が凸又は凹に形成されてファンケーシング２０内の空気圧を受ける受圧面積が大きくなっているから、ファンケーシング２０内の空気圧変化に対して敏感に反応して迅速に変形される。従って、ファンケーシング２０内が負圧になると隙間３４が迅速に形成されてモータ回転軸２３等の冷却が迅速に行われ、また、ファンケーシング２０内が正圧になると隙間３４が迅速に塞がれて燃焼排ガスの漏れをほとんど無くすことができる。

さらには、本給気ファン装置２は、図６、図７に示した従来例のようにモータ回転軸２３に自冷ファンを設けない分、この従来例と比べて次の効果がある。モータ２２をファンケーシング２０に接近させて取り付けることができ、本給気ファン装置２をコンパクトに構成することができる。自冷ファンの回転に伴って騒音を発生させるという問題もない。自冷ファンを回転させるため余分の負荷をモータ２２にかけることもない。自冷ファンの設置に伴うコストの増加もない。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限らず、本発明の要旨の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
例えば、弁体３の外形形状や通気孔２６の形状は、円形に限らず四角形等の多角形形状であってもよい。
また、本発明の給気ファン装置２は、給湯器に限らず、暖房装置等の燃焼器具に適用してもよいし、さらには、ＦＦ２重管給排気システムの燃焼器具以外に適用してもよい。

実施の形態による給気ファン装置が適用される給湯器の概略構成を示す模式図である。実施の形態による給気ファン装置の全体構成を示す断面図である。給気ファン装置に取り付けられる弁体を示す斜視図である。給気ファン装置において給気ファン回転時にファンケーシング内が負圧となったときの弁体の状態を示す断面図である。給気ファン装置において給気ファン回転停止時にファンケーシング内が正圧となったときの弁体の状態を示す断面図である。従来の給気ファン装置におけるモータ回転停止時の状態を示す断面図である。従来の給気ファン装置におけるモータ回転時の状態を示す断面図である。

符号の説明

１給湯器１（燃焼器具）
２給気ファン装置
３弁体
１０器具本体
１１給排気筒
１２排気筒
１３給気筒
１４燃焼室
１５ガスバーナ
１６熱交換器
２０ファンケーシング
２１給気ファン
２２モータ
２３モータ回転軸
２４ａ，２４ｂ構成壁
２５取付板
２６通気孔
２７開放部
３１貫通孔
３１ａ周縁
３２フランジ部
３３受圧部
３４隙間
３５クリアランス

Claims

ガスバーナを収納する燃焼室に連設されるファンケーシングと、このファンケーシング内に収納されてガスバーナに燃焼用空気を供給する給気ファンと、ファンケーシング外に配置されて給気ファンを回転させるモータとを備える給気ファン装置であって、
上記給気ファンに接続される上記モータのモータ回転軸回りのファンケーシング構成壁を開口して通気孔が形成され、
上記通気孔には上記モータ回転軸を挿通する貫通孔が中央に開口されたダイヤフラム状の弁体が取り付けられ、
上記弁体は、上記給気ファンの回転による上記ファンケーシング内の負圧時には上記貫通孔と上記モータ回転軸との間に隙間が形成され、上記燃焼室内又は上記ファンケーシング内の正圧時には上記貫通孔の周縁が上記モータ回転軸に密着して上記隙間が閉塞される形状に構成されている給気ファン装置。
請求項１に記載の給気ファン装置において、
上記弁体は、ゴムシート製とし、且つ上記ファンケーシング内の空気圧を受ける受圧部の受圧面積が大きくなるように凸又は凹に形成されている給気ファン装置。
請求項１又は２に記載の給気ファン装置において、
上記弁体は、上記ファンケーシング内外が等圧状態のとき、上記貫通孔の内径が上記モータ回転軸の外径よりも大きいクリアランスが設定されている給気ファン装置。