JP2020133495A - 送風装置およびこれを備えた燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも騒音低減効果を高めることが可能な送風装置を提供する。【解決手段】羽根車１を内部に収容するケーシング２のうち、羽根車１の外周囲の空気流路４に対向する領域の全体または一部は、ケーシング２の後側壁部２２の中央寄り領域よりもケーシング２の後方側に位置するセットバック領域２８とされている、送風装置Ａであって、セットバック領域２８の内周端部２８ｂは、羽根車１の半径方向において、羽根車１の外周先端部１ａと一致した配置、またはそれよりも羽根車１の中心寄りの配置とされている。【選択図】 図２

Description

本発明は、たとえば遠心型送風装置などの送風装置、およびこれを備えた燃焼装置に関する。

送風装置の具体例として、図７に示すようなものがある（たとえば、特許文献１，２を参照）。
同図の送風装置Ａｅにおいては、羽根車１がケーシング２内に収容され、かつモータＭによって駆動回転自在とされている。ケーシング２は、吸気口２４を有する前側壁部２１、後側壁部２２、および羽根車１の外周囲を囲む周壁部２０を有し、この周壁部２０と羽根車１との相互間には、送風口４ａに繋がった空気流路４が形成されている。羽根車１の駆動回転時においては、ケーシング２の外部の空気が吸気口２４を介して羽根車１の中心部に吸気されてから、羽根車１の外周囲の空気流路４に流出し、送風口４ａから外部に吐出される。

しかしながら、前記従来技術においては、次のように、改善すべき余地があった。

すなわち、羽根車１からその外周囲の空気流路４に空気が流出する方向は、概略的には、矢印Ｎｅで示すように、羽根車１の半径方向外方とされているが、実際には、矢印Ｎａで示すように、後側壁部２２側に向かうように傾く。これは、ケーシング２の外部空気が吸気口２４を介して羽根車１の中心部に吸気される際の矢印Ｎｆで示す空気流れが、ケーシング２の後方側に向かう流れであり、その慣性が羽根車１から空気流路４への空気流出に影響を及ぼすからである。
一方、前記したように羽根車１から矢印Ｎａで示すように傾いた角度で空気流出がなされると、この空気は、後側壁部２２に強く衝突し、乱流となる。このため、大きな騒音が発生する。羽根車１からの空気流出速度は速いため、前記した騒音は発生し易く、また前記した空気の乱流は、ケーシング２を加振するため、モータＭの駆動に起因する振動との共振現象を生じて、送風装置Ａｅの運転時における騒音が一層大きくなる虞がある。

なお、従来においては、図８に示すように、ケーシング２ｅの後側壁部２２にセットバック領域２８ｅが設けられたものがある（たとえば、特許文献３，４を参照）。
このような構成によれば、羽根車１ｅの外周先端部からセットバック領域２８ｅまでの距離が長くなるため、セットバック領域２８ｅに空気流が衝突した際の衝撃が弱まり、騒音を小さくすることが可能である。ただし、従来においては、セットバック領域２８ｅが、羽根車１ｅの外周先端部１ａよりも適当な寸法Ｌｅだけ、半径方向外方に位置しており、後側壁部２２のうち、羽根車１ｅの外周先端部１ａの近傍にはセットバック領域２８ｅが設けられていない領域Ｓａがある。このため、羽根車１ｅから流出する空気流（これに伴って発生する渦流も含む）が前記の領域Ｓａに強く衝突して乱流が発生し、大きな騒音が発生する虞があった。

特開２０１７−１１０５２６公報 特開２０１７−１５０４７２号公報 特許第５６７５２９８号公報 特開２０１６−９８６６７号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、従来よりも騒音低減効果を高めることが可能な送風装置、およびこれを備えた燃焼装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される送風装置は、羽根車と、この羽根車を回転自在な状態で内部に収容するケーシングと、を備えており、前記ケーシングは、前記羽根車の前側に位置し、かつ吸気口を有する前側壁部と、前記羽根車の後側に位置する後側壁部と、前記羽根車の外周囲を囲み、かつ前記羽根車との相互間に前記羽根車から流出する空気を送風口に導く空気流路を形成する周壁部と、を備えており、前記後側壁部のうち、前記空気流路に対向する領域の全体または一部は、前記後側壁部の中央寄り領域よりも前記ケーシングの後方側に位置するセットバック領域とされている、送風装置であって、前記セットバック領域の内周端部は、前記羽根車の半径方向において、前記羽根車の外周先端部と一致した配置、またはそれよりも前記羽根車の中心寄りの配置とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、羽根車の駆動回転時において、羽根車からその外周囲の空気流路に流出する空気の進行方向が、ケーシングの後側壁部に向かう方向に傾き、ケーシングの後側壁部のうち、羽根車の外周先端部の近傍部分に向けて空気流が進行したとしても、この空気流は、後側壁部のセットバック領域に進行することとなる。ここで、セットバック領域は、羽根車の外周先端部から遠い距離にあるため、セットバック領域に空気流が衝突した際の衝撃が小さくなるなどの作用により、大きな乱流を生じないようにすることが可能である。その結果、前記乱流に起因する騒音を低減し、送風装置の静寂性を高めることができる。

本発明において、好ましくは、前記後側壁部には、前記羽根車側に突出する起立壁部と、その先端部に繋がって前記羽根車に対向接近する段押し前壁部と、を有する段押し部が設けられており、前記段押し前壁部の後面側には、前記羽根車を支持する駆動軸を有するモータが取付けられており、前記後側壁部のうち、前記段押し部の起立壁部およびこの起立壁部よりも前記半径方向外方部分が、前記セットバック領域とされている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、モータと羽根車との距離を接近させ、モータの駆動軸の長さを短くすることができる。したがって、モータの駆動時に大きな加振力が生じないようにし、モータ自体が振動することも抑制されることとなって、騒音低減効果をより優れたものとすることが可能となる。
第２に、段押し前壁部の後面側は凹状となっており、モータがこの部分に取付けられていれば、モータが後側壁部の後方に大きく突出することも抑制し、送風装置全体の前後方向の幅が大きくなることを回避することもできる。その結果、送風装置を所望の装置・機器の比較的小さなスペースに組み込むのに適したものとすることもできる。
第３に、後側壁部のセットバック領域は、後側壁部に段押し部を形成することにより設けられた構成であるため、後側壁部を含むケーシングの製作を容易なものとし、その製造コストを廉価にすることも可能である。

本発明において、好ましくは、前記後側壁部は、前記周壁部に繋がり、かつ前記羽根車を通過させることが可能なサイズの開口部を有する主後側壁部と、この主後側壁部への取
付け用のフランジ部を有し、かつ前記開口部を塞ぐように前記主後側壁部に取付けられる補助後側壁部と、を備えており、前記段押し部は、前記補助後側壁部のうち、前記フランジ部よりも中央寄り領域に設けられて、前記開口部を介して前記ケーシング内に進入するように設けられている。

このような構成によれば、ケーシングの主後側壁部に補助後側壁部が取付けられていない状態では、主後側壁部の開口部を介して羽根車をケーシング内に出し入れすることが可能となり、羽根車のメンテナンス作業などに際して便利なものとなる。一方、補助後側壁部に設けられた段押し部は、前記開口部を介してケーシング内に挿入されているため、段押し前壁部を羽根車に接近させることも容易かつ合理的に達成することができる。また、後側壁部にセットバック領域を設けるための手段として、主後側壁部には段押し部を設ける必要はなく、全体の構成を簡易にすることもできる。

本発明において、好ましくは、前記起立壁部は、前記半径方向外方に進むにしたがって前記ケーシングの後方側に位置するように傾斜している。

このような構成によれば、羽根車の外周先端部から空気流路に流出する空気が、仮に、セットバック領域の起立壁部に向けて進行したとしても、この起立壁部に沿わせて前記空気を円滑に流れさせることができ、起立壁部の周辺部に大きな乱流が生じることを防止することが可能となる。したがって、空気の乱流に起因して大きな騒音が発生することを防止する上で、より好ましいものとなる。

本発明の第２の側面により提供される燃焼装置は、バーナと、このバーナに燃焼用空気を供給するための送風装置と、を備えている、燃焼装置であって、前記送風装置として、本発明の第１の側面により提供される送風装置が用いられていることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される送風装置について述べたのと同様な効果が得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る送風装置の一例を示す背面図であり、（ｂ）は、（ａ）の構成を簡略化して示す背面断面図である。 図１のII−II断面図である。 図２の分解断面図である。 図１〜図３に示す送風装置を備えた燃焼装置の一例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を簡略化して示す背面断面図である。 従来技術の一例を示す断面図である。 従来技術の他の例を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、理解の容易ため、図７に示した従来技術と同一または類似の要素には、図７に示した符号と同一の符号を適宜用いることとする。

図１〜図３に示す送風装置Ａは、遠心型であり、図２および図３によく表われているよ
うに、羽根車１、この羽根車１を内部に収容するケーシング２、および羽根車１の駆動回転用のモータＭを備えている。
この送風装置Ａは、ケーシング２の後述するセットバック領域２８に関連する構成に特徴があり、これ以外の構成は、従来既知のものと同様である。具体的には、次のとおりである。

羽根車１は、モータＭの駆動軸３０に支持されて回転自在であり、ハブ部１０、複数の羽根１１、シュラウド１２、およびリング部１３を有しており、好ましくは、それら各部が一体成形された樹脂製である。ハブ部１０は、たとえばナット３０ａを用いてモータＭの駆動軸３０に取付けられる筒状の取付け部１０ａ、およびこの取付け部１０ａからその半径方向外方に広がるコーン状の板状部１０ｂを有している。複数の羽根１１は、ハブ部１０よりもその半径方向外方に突出するようにしてハブ部１０に基端部が繋がった状態に形成されている。シュラウド１２は、複数の羽根１１の前縁部（図２および図３の左側縁部）どうしを繋ぐように形成された正面視円形リング状である。リング部１３は、複数の羽根１１の後縁部１１ａのそれぞれの先端部どうしを相互に繋ぐように形成された比較的細幅な正面視円形のリング状である。

ケーシング２は、前側壁部２１、後側壁部２２、および周壁部２０を有している。周壁部２０は、羽根車１の外周囲を囲み、かつ上部に送風口４ａを有しており、羽根車１の外周先端部１ａと周壁部２０との相互間には、羽根車１から流出する空気を送風口４ａに導く空気流路４が形成されている。前側壁部２１は、吸気口２４、およびこの吸気口２４の周縁部に形成された内向き突出状の筒状ガイド部２４ａを有している。

後側壁部２２は、周壁部２０に繋がった主後側壁部２２ａと、これとは別体の補助後側壁部２２ｂとが組み合わされて構成されている。主後側壁部２２ａには、羽根車１を通過させることが可能なサイズの開口部２５が形成されており、送風装置Ａの組み立て作業時において、羽根車１を開口部２５からケーシング２内に収容することが可能である。送風装置Ａのメンテナンス時においては、開口部２５は、羽根車１の出し入れ口となる。

補助後側壁部２２ｂは、本来的には、モータＭを取付けるための取付け板としての役割を果たす部位であり、主後側壁部２２ａへの取付け用のフランジ部２７と、段押し部２６とを備えている。補助後側壁部２２ｂは、開口部２５を塞ぐようにして主後側壁部２２ａに取付けられており、その取付けは、フランジ部２７がビス５ｂを利用して主後側壁部２２ａに締結されていることにより図られている。

段押し部２６は、フランジ部２７よりも前側（羽根車１側）に位置するように形成された部分であり、フランジ部２７から羽根車１側に突出する正面視ループ状の起立壁部２６ｂと、この起立壁部２６ｂの先端部に繋がって羽根車１に対向接近する段押し前壁部２６ａとを有している。段押し前壁部２６ａは、ケーシング２の背面視または正面視においては、図１（ｂ）に示すような配置に設けられている（同図の網点模様が付された部分が、段押し前壁部２６ａである）。

段押し部２６の後面側は、凹状部２９となっている。また、段押し部２６は、開口部２５を介してケーシング２内に挿入されており、このことにより段押し前壁部２６ａは、羽根車１の後縁部１１ａに対向接近している。モータＭは、その取付け用フランジ部３２が、段押し前壁部２６ａの外面部に当接してビス５を利用して締結されていることにより、一部分が凹状部２９に位置するようにして後側壁部２２に取付けられている。

ケーシング２の後側壁部２２のうち、羽根車１の外周囲の空気流路４の略全周に対向する領域は、後側壁部２２の中央寄り領域としての段押し前壁部２６ａよりも適当な寸法Ｌ
ａだけケーシング２の後方側に位置するセットバック領域２８とされている。本実施形態においては、後側壁部２２のうち、段押し部２６の起立壁部２６ｂ、およびその外周囲の領域２８ａが、セットバック領域２８である。このセットバック領域２８の内周端部２８ｂ（起立壁部２６ｂの内周端部に相当）は、羽根車１の半径方向において、羽根車１の外周先端部１ａよりも適当な寸法Ｌｂだけ羽根車１の中心寄り（半径方向内方側）の配置とされている。好ましくは、段押し部２６の起立壁部２６ｂの全体が、羽根車１の外周先端部１ａよりも羽根車１の中心寄りの配置とされており、羽根車１の外周先端部１ａよりも半径方向外方側に、起立壁部２６ｂは存在しない構成とされている。好ましくは、起立壁部２６ｂは、羽根車１の半径方向外方に進むにしたがってケーシング２の後方側に位置するように、適当な角度αで傾斜している。

前記した送風装置Ａは、たとえば図４に示すような燃焼装置Ｃの構成要素として用いられる。

同図に示す燃焼装置Ｃは、バーナケース６内に収容され、かつ上面部が炎孔面７０とされているバーナ本体７（燃焼管）、このバーナ本体７の給気口７１に向けて燃料ガスを噴出可能なノズル８０を有する燃料ガス供給ヘッド８、複数の通気孔６１を有する整流板６０、および送風装置Ａを備えている。
この燃焼装置Ｃにおいては、送風装置Ａからバーナケース６内に空気（燃焼用空気）を供給可能とされており、この空気の一部は、１次燃焼用空気として、ノズル８０から噴出される燃料ガスとともに給気口７１からバーナ本体７内に流入し、前記燃料ガスは炎孔面７０において燃焼するようになっている。前記空気の他の一部は、整流板６０の通気孔６１を通過することによりバーナ本体７の配置領域に進行し、２次燃焼用空気として利用される。
この燃焼装置Ｃは、たとえば給湯装置の熱交換器を流通する湯水を加熱し、温水を生成するなどの用途に用いられる。

次に、前記した送風装置Ａの作用について説明する。

まず、羽根車１の駆動回転時において、羽根車１からその外周囲の空気流路４に流出する空気の進行方向は、背景技術で述べたのと同様な原理により、矢印Ｎａで示すように、ケーシング２の後側壁部２２に向かう方向となる。これに対し、本実施形態においては、空気流路４にはセットバック領域２８が対面しており、しかもこのセットバック領域２８の内周端部２８ｂは、羽根車１の外周先端部１ａよりも羽根車１の中心寄りに位置しているため、羽根車１からその外周囲の空気流路４に流出する空気の略全量が、セットバック領域２８に向けて進行することとなる。ここで、セットバック領域２８は、段押し前壁部２６ａよりもケーシング２の後方側に位置しており、羽根車１の外周先端部１ａから遠い距離にある。したがって、セットバック領域２８に空気流が衝突した際の衝撃を小さくし、ケーシング２内において空気の大きな乱流を生じないようにすることが可能である。その結果、前記乱流に起因する騒音を低減することができる。

起立壁部２６ｂは、セットバック領域２８の一部に相当するが、本実施形態においては、既述したように、羽根車１の半径方向において、起立壁部２６ｂの全体が羽根車１の外周先端部１ａよりも羽根車１の中心寄りに位置しているため、羽根車１から流出した空気が起立壁部２６ｂに直接衝突することは回避される。したがって、空気の乱流をより生じ難くすることができる。また、羽根車１の外周先端部１ａの近辺には、図２の符号Ｎｂで示すような空気の渦流を生じ易いが、起立壁部２６ｂは、適当な角度αで傾斜しているため、前記渦流が起立壁部２６ｂに強く当たることも適切に防止される。したがって、前記渦流が起立壁部２６ｂに当たることに起因する騒音も解消または低減することができる。

ケーシング２は、セットバック領域２８が設けられているため、その分だけ前後幅が大きくなるものの、モータＭは、段押し前壁部２６ａに取付けられ、かつこの段押し前壁部２６ａは羽根車１に接近しているため、モータＭの駆動軸３０を短くすることが可能である。したがって、モータＭの駆動時に大きな加振力が生じないようにし、モータＭが振動することも抑制することができる。また、モータＭは、段押し部２６の後面側の凹状部２９に一部が位置する状態であるため、後側壁部２２の後方へのモータＭの突出寸法Ｌｃを小さくすることも可能である。たとえば図４に示した燃焼装置Ｃにおいて、送風装置ＡのモータＭの突出寸法Ｌｃが大きい場合には、モータＭが燃料ガス供給ヘッド８に取付けられた電磁弁８１やその他の機器と干渉する虞があるが、本実施形態によれば、突出寸法Ｌｃが小さいため、そのような虞を適切に解消することが可能である。

図５および図６は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図５に示す実施形態においては、セットバック領域２８の内周端部２８ｂ（起立壁部２６ｂの内周端部に相当）が、羽根車１の半径方向において、羽根車１の外周先端部１ａと一致した配置とされている。
本実施形態においては、羽根車１から矢印Ｎａで示すように、斜めに空気が流出するのに対し、この空気の進行の先にはセットバック領域２８が位置することとなるため、後側壁部２２に対する空気流の強い衝突に起因して大きな乱流を生じないようにすることが可能である。また、羽根車１の外周先端部１ａから空気流路４に流出する空気が、仮に、セットバック領域２８の起立壁部２６ｂに向けて進行したとしても、この起立壁部２６ｂに沿わせて前記空気を円滑に流れさせることができる。

本実施形態から理解されるように、本発明においては、セットバック領域２８は、その内周端部２８ｂが、羽根車１の半径方向において、羽根車１の外周先端部１ａと一致した配置、またはそれよりも羽根車１の中心寄りに位置するように設けられていればよい。ただし、図２の符号Ｎｂで示したような渦流が起立壁部２６ｂに強く衝突することを回避し、騒音をより低減する観点からすると、図５に示す構成よりも図２に示す構成（内周端部２８ｂが羽根車１の外周先端部１ａよりも羽根車１の中心寄りに配置された構成）とすることが好ましい。

図６に示す実施形態においては、セットバック領域２８（波線模様が付されている部分）が、羽根車１の周方向の適当な角度βの範囲のみに設けられており、これ以外の範囲には、セットバック領域２８は設けられていない。
このような構成によれば、セットバック領域２８が設けられていない範囲においては、本発明が意図する騒音軽減効果は得られないものの、セットバック領域２８が設けられている箇所においては騒音軽減効果が得られる結果、トータルとしては、従来よりも騒音を低減することが可能である。このようなことから理解されるように、本発明においては、セットバック領域２８を羽根車１の周方向の全周にわたって設ける構成（空気流路４の全周に対応させた構成）に代えて、その一部分のみにセットバック領域２８を設けた構成としてもよい。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る送風装置、および燃焼装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

ケーシングの後側壁部は、上述した実施形態のように主後側壁部２２ａと補助後側壁部２２ｂとを組み合わせた構成に限らず、たとえば補助後側壁部２２ｂに相当する部材を用
いることなく、１枚の板状部材のみを用いて形成した構成（主後側壁部２２ａにモータを直付けした構成）とすることも可能である。
本発明に係る送風装置は、遠心型に限らない。したがって、羽根車やケーシングなどの具体的な形状なども限定されない。本発明に係る燃焼装置は、図４に示した燃焼管（バーナ本体）を用いたものに限らない。

Ａ 送風装置
Ｃ 燃焼装置
Ｍ モータ
１ 羽根車
１ａ 外周先端部（羽根車の）
２ ケーシング
２０ 周壁部（ケーシングの）
２１ 前側壁部（ケーシングの）
２２ 後側壁部（ケーシングの）
２２ａ 主後側壁部（後側壁部）
２２ｂ 補助後側壁部（後側壁部）
２４ 吸気口
２５ 開口部
２６ 段押し部
２６ａ 段押し前壁部（段押し部の）
２６ｂ 起立壁部（段押し部の）
２８ セットバック領域
２８ｂ 内周端部（セットバック領域の）
３０ 駆動軸（モータの）
４ 空気流路
４ａ 送風口

Claims (5)

1. 羽根車と、この羽根車を回転自在な状態で内部に収容するケーシングと、を備えており、
   前記ケーシングは、前記羽根車の前側に位置し、かつ吸気口を有する前側壁部と、前記羽根車の後側に位置する後側壁部と、前記羽根車の外周囲を囲み、かつ前記羽根車との相互間に前記羽根車から流出する空気を送風口に導く空気流路を形成する周壁部と、を備えており、
   前記後側壁部のうち、前記空気流路に対向する領域の全体または一部は、前記後側壁部の中央寄り領域よりも前記ケーシングの後方側に位置するセットバック領域とされている、送風装置であって、
   前記セットバック領域の内周端部は、前記羽根車の半径方向において、前記羽根車の外周先端部と一致した配置、またはそれよりも前記羽根車の中心寄りの配置とされていることを特徴とする、送風装置。
2. 請求項１に記載の送風装置であって、
   前記後側壁部には、前記羽根車側に突出する起立壁部と、その先端部に繋がって前記羽根車に対向接近する段押し前壁部と、を有する段押し部が設けられており、
   前記段押し前壁部の後面側には、前記羽根車を支持する駆動軸を有するモータが取付けられており、
   前記後側壁部のうち、前記段押し部の起立壁部およびこの起立壁部よりも前記半径方向外方部分が、前記セットバック領域とされている、送風装置。
3. 請求項２に記載の送風装置であって、
   前記後側壁部は、前記周壁部に繋がり、かつ前記羽根車を通過させることが可能なサイズの開口部を有する主後側壁部と、この主後側壁部への取付け用のフランジ部を有し、かつ前記開口部を塞ぐように前記主後側壁部に取付けられる補助後側壁部と、を備えており、
   前記段押し部は、前記補助後側壁部のうち、前記フランジ部よりも中央寄り領域に設けられて、前記開口部を介して前記ケーシング内に進入するように設けられている、送風装置。
4. 請求項２または３に記載の送風装置であって、
   前記起立壁部は、前記半径方向外方に進むにしたがって前記ケーシングの後方側に位置するように傾斜している、送風装置。
5. バーナと、このバーナに燃焼用空気を供給するための送風装置と、を備えている、燃焼装置であって、
   前記送風装置として、請求項１ないし４のいずれかに記載の送風装置が用いられていることを特徴とする、燃焼装置。

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