JP2019035390A

JP2019035390A - 遠心式ファン

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Publication number: JP2019035390A
Application number: JP2017158351A
Authority: JP
Inventors: 立好中谷; Tatsuyoshi Nakatani
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2037-08-21
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Abstract

【課題】遠心式ファンの締切圧を向上させると共に、ケーシングと回転円板との間の負圧の維持を図る。
【解決手段】回転円板３２の周縁側から立設された複数の翼片３１が回転軸に対して放射状に設置された羽根車３０をケーシング内に収容する。ケーシングにおける回転円板側の一端面を形成する基底板５１ａにケーシングの外側からモーターを取り付けると共に、モーターのシャフト４１を回転円板の中央に固定して、モーターの駆動で羽根車を回転させる。そして、回転円板には、羽根車の回転に伴って回転円板と基底板との間から羽根車の内部へと気体を還流させる複数の還流孔３２ｃを、回転円板の径方向における翼片の内縁から外縁までの途中の箇所に設けておく。
【選択図】図６

Description

本発明は、燃焼装置などに送風する遠心式ファンに関する。

燃焼装置などに用いられる送風機として、遠心式ファンが知られている（例えば、特許文献１）。遠心式ファンは、回転円板の周縁側から立設された複数の翼片が回転軸に対して放射状に配置された羽根車や、羽根車を収容するケーシングや、回転円板の中央にシャフトが固定されて羽根車を回転させるモーターなどを有している。ケーシングは、羽根車の回転軸に対する半径が羽根車の回転方向に大きくなる形状に周面が形成されており、周面の半径が大きい側から接線方向に送風路が延設されている。また、ケーシングには、回転軸の軸方向における回転円板側の一端面にケーシングの外側からモーターが取り付けられており、回転円板とは反対側の他端面に吸入口が開口している。モーターの駆動で羽根車を回転させると、遠心力で羽根車の内側から外側に空気が吹き出すので、吸入口から吸い込んだ空気を、送風路に接続された燃焼装置などに送り込むことができる。

また、吸入口から空気だけでなく燃料ガスを導入することで、遠心式ファン内で予め空気と燃料ガスとを混合し、混合ガスを燃焼装置に送り込むことも行われている（例えば、特許文献２）。こうした遠心式ファンでは、ケーシングの吸入口に供給ダクトが接続されており、この供給ダクトの上流側で空気と燃料ガスとが所定の比率（空燃比）に調整される。

特開２００２−２２１１９２号公報特開２０１５−２３０１４３号公報

しかし、遠心式ファンが接続された燃焼装置では、混合ガスを燃焼させる燃焼室や、燃焼排気が通る排気ダクトに経年による腐食あるいは埃等の堆積が生じたり、燃焼排気を排出する排気口に強い風が吹き付けたりして閉塞が起こることがあり、こうした閉塞によって、遠心式ファンから燃焼装置に気体（空気や混合ガス）を送り込めなくなることが問題となるため、閉塞に強い（すなわち、締切圧が高い）遠心式ファンが求められる。また、混合ガスを送る遠心式ファンでは、閉塞が進むと、ケーシングと回転円板との間の圧力が高まることにより、モーターのシャフトに沿って混合ガスが漏れるおそれがある。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、遠心式ファンの締切圧を向上させると共に、ケーシングと回転円板との間の負圧の維持を図ることが可能な技術の提供を目的とする。

上述した課題を解決するために本発明の遠心式ファンは次の構成を採用した。すなわち、
回転円板の周縁側から立設された複数の翼片が回転軸に対して放射状に配置された羽根車と、該羽根車を収容するケーシングと、該ケーシングにおける前記回転円板側の一端面を形成する基底板に該ケーシングの外側から取り付けられると共に、前記回転円板の中央にシャフトが固定されて前記羽根車を回転させるモーターと、前記ケーシングにおける前記基底板とは反対側の他端面を形成する蓋板に設けられて、前記複数の翼片よりも内側の位置に開口した吸入口と、前記羽根車の外周を囲う前記ケーシングの周壁から延設された送風路とを有し、前記モーターの駆動で前記羽根車を回転させることにより、前記吸入口から吸い込んだ気体を、前記送風路に接続された装置に送り込む遠心式ファンにおいて、
前記回転円板には、前記羽根車の回転に伴って該回転円板と前記基底板との間から該羽根車の内部へと前記気体を還流させる複数の還流孔が、径方向における前記複数の翼片の内縁から外縁までの途中の箇所に設けられている
ことを特徴とする。

このような本発明の遠心式ファンでは、回転円板の径方向における翼片の内縁から外縁までの途中の箇所に設けられた還流孔を通じて回転円板と基底板との間から気体を羽根車の内部へと還流させるようになっており、還流孔を通った気体の還流が、吸入口を通って流入する気体の流れと衝突することを避けることで、還流させる効果が高まる。このため、送風路に接続された装置の閉塞に伴い遠心式ファンから送り出す風量が低下した状態においても、回転円板と基底板との間の気体を停滞させることなく、積極的に還流させて羽根車の外側に再度吹き出すことにより、還流孔を有しない場合に比べて、遠心式ファンの締切圧を向上させることができる。しかも、装置の閉塞に伴い回転円板と基底板との間に気体が流れ込んでも、還流孔を通じた気体の還流によって、回転円板と基底板との間の圧力上昇を抑制することができるので、閉塞時における回転円板と基底板との間の負圧を維持する性能を向上させることが可能となる。

こうした本発明の遠心式ファンでは、複数の還流孔を、回転円板の径方向における複数の翼片の内縁と外縁との中間点よりも内縁側の箇所に設けておいてもよい。

回転する羽根車内の圧力は、翼片の中間点よりも内縁側の方が、気体が吹き出す外縁側に比べて低くなる（負圧の度合が強くなる）傾向にあることから、翼片の中間点よりも内縁側の箇所に還流孔を設けておくことによって、外縁側の箇所に設ける場合よりも、気体の還流を強めることが可能となる。

本実施例の遠心式ファン２０が接続された燃焼装置の例として給湯器１の構成を示した説明図である。本実施例の遠心式ファン２０を分解した状態を示した斜視図である。本実施例の遠心式ファン２０を、モーター４０のシャフト４１を含む平面で切断した断面図である。回転している羽根車３０内の圧力分布をＣＡＥ解析した結果を例示した説明図である。本実施例の回転円板３２を示した平面図である。回転円板３２と基底板５１ａとの間から混合ガスが第２貫通孔３２ｃを通って羽根車３０の内部へと戻る流れ（還流）を模式的に示した説明図である。遠心式ファン２０の風量と静圧との関係を示した風量−静圧特性グラフである。本実施例の遠心式ファン２０における回転円板３２と基底板５１ａとの間の負圧を維持する性能を、従来例の遠心式ファン２０と比較した説明図である。遠心式ファン２０を搭載した給湯器１が発する騒音を、羽根車３０の回転数を変えながら測定した結果を例示したグラフである。

図１は、本実施例の遠心式ファン２０が接続された燃焼装置の例として給湯器１の構成を示した説明図である。図示されるように給湯器１のハウジング２の内部には、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させるバーナーを内蔵した燃焼ユニット３や、燃焼ユニット３の下方に設置された熱交換器４や、燃焼ユニット３に混合ガスを送る遠心式ファン２０などが設けられている。

遠心式ファン２０の吸入側には、供給ダクト１０が接続されており、この供給ダクト１０の上流側に、燃焼用空気を供給する空気供給路１２と、燃料ガスを供給するガス供給路１３とが合流する合流部１１が設けられている。合流部１１には流量調節弁が内蔵されており、遠心式ファン２０に流入する燃焼用空気および燃料ガスの流量を調節することが可能になっている。また、ガス供給路１３には、ガス供給路１３を開閉する開閉弁（図示省略）や、上流側から圧送される燃料ガスの圧力を大気圧に下げるゼロガバナ１４などが設けられている。遠心式ファン２０を駆動すると、供給ダクト１０から燃焼用空気と燃料ガスとが遠心式ファン２０に吸い込まれ、混合ガスが燃焼ユニット３に送り込まれる。尚、本実施例の遠心式ファン２０の構造については、後ほど別図を用いて説明する。

遠心式ファン２０の吐出側に接続された燃焼ユニット３では、内蔵のバーナー（図示省略）で混合ガスの燃焼が行われる。図示した例では、バーナーから下方に向けて混合ガスが噴出するようになっており、下向きに炎が形成されると共に、燃焼排気が下方の熱交換器４に送られる。熱交換器４の一端には給水通路５が接続されており、熱交換器４の他端には給湯通路６が接続されている。給水通路５を通じて供給された上水は、熱交換器４でバーナーの燃焼排気との熱交換によって加熱された後、湯となって給湯通路６に流出する。

熱交換器４を通過した燃焼排気は、排気ダクト７を通って、ハウジング２の上部に突出した排気口８から外部に排出される。また、図示した例では、排気口８の外周に給気口９が設けられた二重管構造になっており、給気口９からハウジング２内に取り入れられた燃焼用空気が、空気供給路１２を介して遠心式ファン２０に吸い込まれる。

図２は、本実施例の遠心式ファン２０を分解した状態を示した斜視図である。尚、図２では、遠心式ファン２０の上下の配置が図１に対して反転している。図示されるように遠心式ファン２０は、回転することで風を起こす羽根車３０や、羽根車３０を回転させるモーター４０や、羽根車３０を収容するケーシング５０などを備えている。

羽根車３０は、モーター４０のシャフト４１に対して複数（本実施例では２１枚）の翼片３１が放射状に所定の間隔で配置されて円筒形状になっている。これらの翼片３１は、シャフト４１の軸方向の一端（図中の下端）が略円形の回転円板３２に取り付けられており、他端（図中の上端）が環状の支持板３３に取り付けられている。回転円板３２は、中央でモーター４０のシャフト４１に固定されており、モーター４０の駆動によってシャフト４１を中心に羽根車３０が回転する。

ケーシング５０は、モーター４０が外側（図中の下面）に固定される凹形の本体５１と、この本体５１に対向する凹形の蓋体５２とを外縁部分で接合して形成され、図示しないネジなどで固定される。また、ケーシング５０は、シャフト４１に対する半径が羽根車３０の回転方向（図中の反時計回り）に大きくなる形状に周壁が形成されている。そして、周壁の半径が大きい側から接線方向に延設して送風路５４が形成されており、送風路５４の末端の吐出口５５に燃焼ユニット３が接続される。さらに、蓋体５２には、羽根車３０の径方向の内側の位置に開口した吸入口５３が設けられている。この吸入口５３に供給ダクト１０が接続され、図示しないネジなどで供給ダクト１０が蓋体５２に固定される。

図３は、本実施例の遠心式ファン２０を、モーター４０のシャフト４１を含む平面で切断した断面図である。前述したようにケーシング５０は、本体５１と蓋体５２とを接合して形成されており、本体５１と蓋体５２との間にＯリング５６を介在させることで気密性が保たれている。また、蓋体５２で羽根車３０の支持板３３に面する蓋板５２ａには、供給ダクト１０を接合するための接合部５２ｂが設けられており、供給ダクト１０と接合部５２ｂとの間は、Ｏリング５７を介在させることで気密性が保たれている。この接合部５２ｂに開口した吸入口５３は、複数の翼片３１よりも内側に位置している。

また、ケーシング５０の本体５１で羽根車３０の回転円板３２に面する基底板５１ａには、モーター４０側（図中の下側）に向けて突出した複数（例えば３つ）の凸部５１ｂが設けられており、図示しないネジなどでモーター４０が凸部５１ｂに固定されている。シャフト４１は基底板５１ａを貫通しており、モーター４０と基底板５１ａとの間は、パッキン４２を介在させることで気密性が保たれている。

周知のように遠心式ファン２０では、モーター４０の駆動によって羽根車３０が回転すると、複数の翼片３１の間には遠心力によって羽根車３０の径方向の内側から外側に混合ガスが吹き出す流れが生じる。すると、羽根車３０の内側は負圧になるので、供給ダクト１０から混合ガスが吸入口５３を通って羽根車３０の内側に吸い込まれる。図中の白抜きの矢印は、羽根車３０内の混合ガスの流れを模式的に表している。そして、羽根車３０の外側に吹き出した混合ガスは、ケーシング５０の周壁５０ａに沿って進み、送風路５４（図２参照）を通って吐出口５５から燃焼ユニット３に送り込まれる。

図４は、回転している羽根車３０内の圧力分布をＣＡＥ解析した結果を例示した説明図である。まず、図４（ａ）には、シャフト４１を含む平面で切断した遠心式ファン２０の断面が示されており、シャフト４１からケーシング５０の周壁５０ａまでの間を拡大している。そして、図４（ｂ）には、回転円板３２の翼片３１側の面に沿った図４（ａ）中の一点鎖線上における圧力分布が半径方向の位置に対して示されている。

前述したように羽根車３０の回転による遠心力で翼片３１と翼片３１との間の混合ガスが羽根車３０の外側に吹き出し、吹き出した混合ガスがケーシング５０の周壁５０ａに衝突することにより、羽根車３０と周壁５０ａとの間では圧力が高まり正圧になっている。一方、羽根車３０の外側に混合ガスが吹き出すのに伴い、羽根車３０の径方向の翼片３１の内縁から外縁までの間では圧力が下がって負圧になっており、特に、翼片３１の内縁と外縁との中間点よりも内縁側では、混合ガスが吹き出す外縁側に比べて圧力が低く（負圧の度合が強く）なっている。また、羽根車３０の内側（翼片３１の内縁よりも中央側）では、供給ダクト１０から吸入口５３を通って流入する混合ガスが回転円板３２に衝突することによって、翼片３１と翼片３１との間に比べて圧力が高く（負圧の度合が弱く）なっている。

このような遠心式ファン２０が接続された給湯器１（図１参照）では、燃焼ユニット３や排気ダクト７に経年による腐食あるいは埃等の堆積が生じたり、排気口８に強い風が吹き付けたりして閉塞が起こることがある。こうした閉塞によって燃焼ユニット３内の圧力が高まると、遠心式ファン２０から燃焼ユニット３への混合ガスの圧送が困難となるため、閉塞に強い（すなわち、締切圧の高い）遠心式ファン２０が求められる。また、給湯器１の閉塞が進むと、遠心式ファン２０内の羽根車３０と周壁５０ａとの間の圧力が上昇することによって、回転円板３２と基底板５１ａとの間にも混合ガスが流れ込み、回転円板３２と基底板５１ａとの間が正圧になることがある。前述したようにモーター４０と基底板５１ａとの間はパッキン４２で気密性が保たれているものの、回転するモーター４０のシャフト４１の周りは気密性を確保することが困難であるため、回転円板３２と基底板５１ａとの間が正圧になると、混合ガスがシャフト４１に沿って漏れるおそれがある。そこで、本実施例の遠心式ファン２０では、締切圧を向上させると共に、回転円板３２と基底板５１ａとの間の負圧の維持を図るために、羽根車３０に以下のような回転円板３２を採用している。

図５は、本実施例の回転円板３２を示した平面図である。図では、翼片３１が立設される位置を破線で表している。図示されるように回転円板３２の中央には、モーター４０のシャフト４１が挿通される挿通孔３２ａが設けられている。また、複数の翼片３１の内縁よりも中央側の箇所に複数の第１貫通孔３２ｂが設けられている。図示した例では、直径１４０ｍｍの回転円板３２に対して、同心の直径４０ｍｍの円周上に翼片３１の内縁が位置しており、その内側の直径３５ｍｍの円周上に直径４．５ｍｍの第１貫通孔３２ｂが等間隔に６個設けられている。

さらに、回転円板３２には、複数の翼片３１の内縁から外縁までの途中の箇所に複数の第２貫通孔３２ｃが設けられている。図示した例では、回転円板３２と同心の直径７０ｍｍの円周上に直径４ｍｍの第２貫通孔３２ｃが設けられており、翼片３１の内縁と外縁との中間点（直径９０ｍｍの円周上）よりも内縁側に第２貫通孔３２ｃが位置している。また、第２貫通孔３２ｃは、隣り合う翼片３１と翼片３１との間に１個ずつ設けられており、翼片３１が２１枚であることと対応して、合計２１個の第２貫通孔３２ｃが設けられている。尚、本実施例の第２貫通孔３２ｃは、本発明の「還流孔」に相当している。

このような回転円板３２を採用した羽根車３０を回転させることによって、前述したように翼片３１と翼片３１との間が負圧になるのに伴い、図６に白抜きの矢印で模式的に示されるように、回転円板３２と基底板５１ａとの間から混合ガスが第２貫通孔３２ｃを通って羽根車３０の内部（翼片３１と翼片３１との間）へと戻る流れ（還流）を起こすことができる。

また、羽根車３０の内側（翼片３１の内縁よりも中央側）が負圧になるのに伴い、第１貫通孔３２ｂにおいても、回転円板３２と基底板５１ａとの間から羽根車３０の内部への混合ガスの還流が起こる。ただし、図４（ｂ）を用いて前述したように、羽根車３０の内側は翼片３１と翼片３１との間に比べて圧力が高く（負圧の度合が弱く）、しかも第１貫通孔３２ｂを通った混合ガスの還流は、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れと対向して衝突することになる（図３参照）。従って、第１貫通孔３２ｂが混合ガスを還流させる効果は、第２貫通孔３２ｃに比べて小さく、混合ガスの還流は専ら第２貫通孔３２ｃを通じて起こる。こうした第１貫通孔３２ｂは、モーター４０の振動に基づく遠心式ファン２０の共振音を抑制することなどを目的として、従来から設けられることがあり、本実施例の遠心式ファン２０は、第２貫通孔３２ｃによって積極的に混合ガスを還流させることに特徴を有している。以下では、本実施例の遠心式ファン２０の特性について、回転円板３２に６個の第１貫通孔３２ｂを有するものの第２貫通孔３２ｃは有していない従来例の遠心式ファン２０と比較しながら説明する。

図７は、遠心式ファン２０の風量と静圧との関係を示した風量−静圧特性グラフである。図では、従来例の遠心式ファン２０の風量−静圧特性を破線で表し、本実施例の遠心式ファン２０の風量−静圧特性を実線で表している。図示されるように本実施例の遠心式ファン２０では、風量が０．４ｍ^３／ｍｉｎ以下に低下した状態の静圧が従来例の遠心式ファン２０に比べて高くなっている。尚、図示した例は、遠心式ファン２０の回転数を３３０Ｈｚとした場合であるが、回転数を変更した場合でも同様の傾向が見られる。

前述したように本実施例の回転円板３２の第２貫通孔３２ｃが設けられた位置（翼片３１と翼片３１との間）は、第１貫通孔３２ｂの位置（羽根車３０の内側）よりも負圧の度合が強く、しかも第２貫通孔３２ｃを通った混合ガスの還流は、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れと衝突することもないので、第２貫通孔３２ｃが混合ガスを還流させる効果は、第１貫通孔３２ｂに比べて大きい。特に、遠心式ファン２０の羽根車３０と周壁５０ａとの間の圧力が上昇すると、回転円板３２と基底板５１ａとの間に混合ガスが流れ込み、回転円板３２と基底板５１ａとの間の圧力が高くなることによって、第２貫通孔３２ｃを通じた混合ガスの還流が更に強まる。そのため、回転円板３２に第２貫通孔３２ｃを有する本実施例の遠心式ファン２０では、回転円板３２と基底板５１ａとの間に混合ガスを停滞させることなく、積極的に還流させて羽根車３０の外側に再度吹き出すことにより、第２貫通孔３２ｃを有しない従来例の遠心式ファン２０に比べて、締切圧を向上させることができる。

また、本実施例の給湯器１では、通常時（未閉塞時）に１．０ｍ^３／ｍｉｎ前後の風量で燃焼ユニット３に混合ガスを送ることを想定している。そして、本実施例の遠心式ファン２０は、回転円板３２に第２貫通孔３２ｃを有するものの、風量が１．０ｍ^３／ｍｉｎ前後である状態の静圧については、第２貫通孔３２ｃを有しない従来例の遠心式ファン２０とほぼ同等である。従って、本実施例の遠心式ファン２０の通常時の使用において、回転円板３２に設けた第２貫通孔３２ｃによる大きな影響はないと考えられる。

図８は、本実施例の遠心式ファン２０における回転円板３２と基底板５１ａとの間の負圧を維持する性能（以下、負圧維持性能）を、従来例の遠心式ファン２０と比較した説明図である。遠心式ファン２０の負圧維持性能を評価するために、給湯器１の閉塞の程度を異ならせて、回転中のモーター４０の電流値、および回転円板３２と基底板５１ａとの間の圧力を計測した。

給湯器１の閉塞が進むと、遠心式ファン２０からの混合ガスの吐出量が減り、遠心式ファン２０の仕事量が減少することになるので、モーター４０の電流値は低下する傾向にある。そのため、基準値（未閉塞時の電流値）に対する電流値の低下率に基づいて、閉塞の程度を判断することができる。また、給湯器１の閉塞が進んで遠心式ファン２０からの混合ガスの吐出量が減ると、遠心式ファン２０内では、羽根車３０と周壁５０ａとの間の圧力が高まることで、回転円板３２と基底板５１ａとの間にも混合ガスが流れ込み、回転円板３２と基底板５１ａとの間の圧力が上昇する。

図８には、閉塞に伴って回転円板３２と基底板５１ａとの間の圧力が負圧から正圧へと切り換わる境界（負圧維持限界）におけるモーター４０の電流値低下率が例示されており、従来例の遠心式ファン２０では、電流値低下率２８％までしか負圧を維持できないのに対して、本実施例の遠心式ファン２０では、電流低下率３８％まで負圧を維持することが可能である。

前述したように回転円板３２に設けられた第１貫通孔３２ｂや第２貫通孔３２ｃは、回転する羽根車３０の内部が負圧になることによって、回転円板３２と基底板５１ａとの間から混合ガスを羽根車３０の内部に引き込む（還流させる）効果があり、通常時（未閉塞時）には、従来例の遠心式ファン２０も本実施例の遠心式ファン２０も共に回転円板３２と基底板５１ａとの間が負圧になっている。そして、第２貫通孔３２ｃは、第１貫通孔３２ｂに比べて、羽根車３０の中で負圧の度合が強い位置に設けられており、混合ガスを還流させる効果が大きいため、回転円板３２に第２貫通孔３２ｃを有する本実施例の遠心式ファン２０では、第２貫通孔３２ｃを有しない従来例の遠心式ファン２０よりも閉塞時における負圧維持性能を向上させることができる。

また、本実施例の給湯器１では、回転中のモーター４０の電流値を監視して、電流値低下率が３５％に達すると、閉塞による不完全燃焼のおそれがあるため、燃焼を強制的に停止するようになっている。そして、従来例の遠心式ファン２０を用いた場合には、電流値低下率が３５％に達するよりも前に、回転円板３２と基底板５１ａとの間が正圧になり、シャフト４１に沿って混合ガスが漏れることが懸念される。これに対して、本実施例の遠心式ファン２０では、電流値低下率が３５％に達しても、回転円板３２と基底板５１ａとの間の負圧が維持され、正圧になる前に強制的に停止されることになるので、シャフト４１に沿って混合ガスが漏れること防ぐことができる。

図９は、遠心式ファン２０を搭載した給湯器１が発する騒音を、羽根車３０（モーター４０）の回転数を変えながら測定した結果を例示したグラフである。図では、従来例の遠心式ファン２０を用いた場合を破線で表し、本実施例の遠心式ファン２０を用いた場合を実線で表している。まず、図９（ａ）には、６次成分（回転周波数の６倍の周波数）の騒音の測定結果が示されている。前述したように従来例の遠心式ファン２０は、回転円板３２に６個の第１貫通孔３２ｂを有しており、この第１貫通孔３２ｂを通った混合ガスの還流が、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れと衝突することから、衝突による乱流に起因して６次成分の騒音が発生する。

これに対して、本実施例の遠心式ファン２０は、回転円板３２に第２貫通孔３２ｃを有しており、混合ガスの還流は専ら第２貫通孔３２ｃを通じて起こる。そのため、本実施例の遠心式ファン２０では、従来例の遠心式ファン２０に比べて、第１貫通孔３２ｂを通じての混合ガスの還流が減り、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れとの衝突を避けられることから、衝突の乱流に起因する６次成分の騒音の発生を抑制することができる。

また、図９（ｂ）には、２１次成分（回転周波数の２１倍の周波数）の騒音の測定結果が示されている。本実施例の遠心式ファン２０は、回転円板３２に２１個の第２貫通孔３２ｃを有しており、この第２貫通孔３２ｃを通って混合ガスが還流するものの、２１次成分の騒音については、第２貫通孔３２ｃを有しない従来例の遠心式ファン２０とほぼ同等である。従って、本実施例の遠心式ファン２０において、回転円板３２に設けた第２貫通孔３２ｃによる騒音への大きな影響はないと考えられる。

以上に説明したように本実施例の遠心式ファン２０では、回転円板３２の複数の第２貫通孔３２ｃが、回転円板３２の径方向における翼片３１の内縁から外縁までの途中の箇所に設けられており、第２貫通孔３２ｃを通じて回転円板３２と基底板５１ａとの間から混合ガスを羽根車３０の内部へと還流させるようになっている。この第２貫通孔３２ｃを通った混合ガスの還流は、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れと衝突することがなく、第２貫通孔３２ｃが混合ガスを還流させる効果は、翼片３１の内縁よりも中央側に設けられた第１貫通孔３２ｂに比べて大きい。このため、給湯器１の閉塞に伴い遠心式ファン２０から送り出す風量が低下した状態においても、回転円板３２と基底板５１ａとの間の混合ガスを停滞させることなく、積極的に還流させて羽根車３０の外側に再度吹き出すことにより、第２貫通孔３２ｃを有しない場合に比べて、遠心式ファン２０の締切圧を向上させることができる。しかも、給湯器１の閉塞に伴い回転円板３２と基底板５１ａとの間に混合ガスが流れ込んでも、第２貫通孔３２ｃを通じた混合ガスの還流によって、回転円板３２と基底板５１ａとの間の圧力の上昇を抑制することができるので、閉塞時における負圧維持性能を向上させることが可能となる。

また、本実施例の遠心式ファン２０では、回転円板３２に第２貫通孔３２ｃを設けることによって、第１貫通孔３２ｂを通じての混合ガスの還流が減り、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れとの衝突を避けられると共に、第２貫通孔３２ｃを通った混合ガスの還流は、吸入口５３を通って流入する混合ガスの流れと衝突することがないことから、衝突の乱流に起因する騒音の発生を抑制することができる。

以上、本実施例の遠心式ファン２０について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

例えば、前述した実施例の遠心式ファン２０では、回転円板３２に第１貫通孔３２ｂと第２貫通孔３２ｃとを有しており、その特性について、第１貫通孔３２ｂを有する従来例の遠心式ファン２０と比較して説明した。しかし、第１貫通孔３２ｂは必須ではなく、省略してもよい。そして、前述した実施例の回転円板３２（図５参照）から第１貫通孔３２ｂを省略した遠心式ファン２０では、回転円板３２に第１貫通孔３２ｂおよび第２貫通孔３２ｃの何れも有しない遠心式ファン２０と比較すると、第２貫通孔３２ｃを通じた混合ガスの還流によって、遠心式ファン２０の締切圧を向上させると共に、閉塞時における回転円板３２と基底板５１ａとの間の負圧維持性能を向上させることができる。

また、前述した実施例の遠心式ファン２０では、回転円板３２の複数の第２貫通孔３２ｃが、回転円板３２の径方向における翼片３１の内縁と外縁との中間点よりも内縁側の箇所に設けられていた。しかし、第２貫通孔３２ｃを設ける箇所は、回転する羽根車３０内で負圧になる翼片３１の内縁から外縁までの途中の箇所であればよく、翼片３１の中間点よりも外縁側に設けてもよい。翼片３１の中間点よりも外縁側では、内縁側よりも翼片３１と翼片３１との間隔が広がっているので（図５参照）、第２貫通孔３２ｃの直径を大きくすることが可能となる。ただし、回転する羽根車３０内の圧力は、翼片３１の中間点よりも内縁側の方が、混合ガスが吹き出す外縁側に比べて低くなる（負圧の度合が強くなる）傾向にあることから（図４（ｂ）参照）、前述した本実施例のように、翼片３１の中間点よりも内縁側の箇所に第２貫通孔３２ｃを設けておくことによって、外縁側の箇所に設ける場合よりも、混合ガスの還流を強めることが可能となる。

また、前述した実施例の遠心式ファン２０では、羽根車３０に２１枚の翼片３１が取り付けられており、隣り合う翼片３１と翼片３１との間のそれぞれに１個ずつ第２貫通孔３２ｃが設けられ、回転円板３２に合計２１個の第２貫通孔３２ｃを有していた。しかし、必ずしも翼片３１と翼片３１との間のそれぞれに第２貫通孔３２ｃを設けなければならないわけではなく、例えば、一つ置きに設けてもよい。また、翼片３１と翼片３１との間に２個以上の第２貫通孔３２ｃを径方向に位置をずらして設けてもよい。

さらに、前述した実施例の遠心式ファン２０では、吸入口５３から吸い込んだ燃焼用空気と燃料ガスとの混合ガスを、送風路５４の吐出口５５から吐出するようになっていた。しかし、吸入口５３から吸い込む気体は、混合ガスに限られず、燃焼用空気または燃料ガスを単体で吸い込むようにしてもよい。

１…給湯器、２…ハウジング、３…燃焼ユニット、
４…熱交換器、５…給水通路、６…給湯通路、
７…排気ダクト、８…排気口、９…給気口、
１０…供給ダクト、１１…合流部、１２…空気供給路、
１３…ガス供給路、１４…ゼロガバナ、２０…遠心式ファン、
３０…羽根車、３１…翼片、３２…回転円板、
３２ａ…挿通孔、３２ｂ…第１貫通孔、３２ｃ…第２貫通孔、
３３…支持板、４０…モーター、４１…シャフト、
４２…パッキン、５０…ケーシング、５０ａ…周壁、
５１…本体、５１ａ…基底板、５１ｂ…凸部、
５２…蓋体、５２ａ…蓋板、５２ｂ…接合部、
５３…吸入口、５４…送風路、５５…吐出口、
５６…Ｏリング、５７…Ｏリング。

Claims

回転円板の周縁側から立設された複数の翼片が回転軸に対して放射状に配置された羽根車と、該羽根車を収容するケーシングと、該ケーシングにおける前記回転円板側の一端面を形成する基底板に該ケーシングの外側から取り付けられると共に、前記回転円板の中央にシャフトが固定されて前記羽根車を回転させるモーターと、前記ケーシングにおける前記基底板とは反対側の他端面を形成する蓋板に設けられて、前記複数の翼片よりも内側の位置に開口した吸入口と、前記羽根車の外周を囲う前記ケーシングの周壁から延設された送風路とを有し、前記モーターの駆動で前記羽根車を回転させることにより、前記吸入口から吸い込んだ気体を、前記送風路に接続された装置に送り込む遠心式ファンにおいて、
前記回転円板には、前記羽根車の回転に伴って該回転円板と前記基底板との間から該羽根車の内部へと前記気体を還流させる複数の還流孔が、径方向における前記複数の翼片の内縁から外縁までの途中の箇所に設けられている
ことを特徴とする遠心式ファン。
請求項１に記載の遠心式ファンにおいて、
前記複数の還流孔は、前記回転円板の径方向における前記複数の翼片の内縁と外縁との中間点よりも内縁側の箇所に設けられている
ことを特徴とする遠心式ファン。