JP2865835B2 - 渦流ブロワ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は渦流ブロワにおける高温部の通風冷却構造に
関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は実開昭49-130406号に記載のように電動
機をファンケーシングから離して設け、それらの間を通
風路として電動機巻線および軸受の冷却を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は装置の小型化および生産性については
配慮がされておらず、電動機ケーシングとファンケーシ
ングが空間を隔てて結合片により結合され、かつ、両者
の間に防熱壁が配置されるため装置の寸法（特に電動機
の回転子軸に沿う方向の寸法）が大型化するとともに部
品点数が多く生産性が低下するという問題があった。本
発明の目的は小型で生産性に優れた渦流ブロワを提供す
ることにある。

また、本発明の他の目的はブロワの送風温度を低下さ
せて空力性能の優れた渦流ブロワを提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は隣接して設けら
れた吸込口から吐出口に至る環状の流路を有するファン
ケーシングと、該ファンケーシングに格納され前記環状
流路に渦流を発生するブロア羽根車と、回転軸の一端に
前記ブロア羽根車が接続され他端に冷却用羽根車が接続
され前記ブロア羽根車と前記冷却用羽根車を回転駆動す
る電動機を備えた渦流ブロアにおいて、前記電動機のケ
ーシングに沿って前記電動機を冷却する冷却通風路と、
前記吸込口と前記吐出口との間に冷却通風路を設け、前
記冷却羽根車により送風された空気が電動機を冷却する
前記冷却通風路を通り、更に吸込口と吐出口との間に設
けられた前記冷却通風路を通るように構成したことを特
徴とするものである。

〔作用〕

上記ブロア羽根車と上記冷却用羽根車が電動機により
回転駆動される。ブロア羽根車が駆動されることにより
吸込口から吸い込んだ空気を加圧して吐出口から吐き出
す。冷却用羽根車による冷却風は電動機を冷却すると共
に、吸込口と吐出口との間に設けられた冷却通路を通り
断熱圧縮により高温と成る吐出口を冷却するとともに、
吐出口と吸込口とを熱的に遮断する。これによって、高
温空気を冷却することができるとともに、吐出空気から
吸込空気への熱伝達を減少させることができ、渦流ブロ
ワの温度上昇を抑制できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第18図により説明す
る。

本発明の第１実施例を第１図〜第７図により説明す
る。

本実施例の渦流ブロワは第１図に示すように駆動手段
として電動機1eを備え、この電動機1eは回転軸３の一端
にブロワの羽根車２が接続され、他端には冷却用羽根車
９が接続されて成る。軸３は羽根車２側に設けられたラ
ジアル軸受4aと、冷却用羽根車９側に設けられたラジア
ル軸受4bで支持される。羽根車２はカバー５を有するフ
ァンケーシング１内に格納される。ファンケーシング１
は羽根車２の羽根に対向して設けられて吸込口1aから吐
出口1bに至る環状流路1cを有する。電動機1eの固定子1k
が励磁されると回転軸３に取付けられた回転子1jが回転
し、これにより羽根車２は吸込口1aより空気を吸引し、
環状流路1c内で加圧して吐出口1bから吐出する。吸込口
1aおよび吐出口1bには騒音を低減するための消音器1dが
設けられる。本実施例ではファンケーシング１を電動機
ケーシング21、および消音器1dとはアルミダイキャスト
で一体に形成される。また、本実施例では第１図、第２
図に示されるように、電動機ケーシング21と消音器1dと
の間に軸方向冷却通風路1gが形成され、この冷却通風路
1gに連なって、第３図に示されるようにファンケーシン
グ１の吸込口1aと吐出口1bとの間にラジアル方向に設け
られた冷却通路としてのラジアル方向冷却通風路1fが形
成される。

外気13は、冷却用ファン９によりブロワ内に取り込ま
れ、次いで軸方向冷却通風路1gを通ってファンケーシン
グ１の方向に向かって進み、環状流路側の軸受4aの近傍
に至った後、方向を変えてラジアル方向冷却通風路1fに
入り、吸込口1aと吐出口1bの間を通過して外部に放出さ
れる。

ここで渦流ブロワの熱収支について検討してみると、
発熱は電動機とブロワの部分から発生する熱であり、排
熱は、冷却用羽根車９及びブロワ羽根車２を通風源とし
て通風により熱伝達されるものが支配的である。

発熱はブロワ運転状態が開放状態から締切り状態に向
かうにつれて、軸動力が連続的に増加するので、連続的
に増加する。冷却性能に関しては冷却用羽根車９による
排熱はほぼ一定であるのに対し、ブロワから吐出される
気体による排熱は締切で０になるまで連続的に減少す
る。この結果軸受4aは上記熱収支の影響により温度上昇
が第６図に示すように、締切に向けて立ち上がるカーブ
となる。

本実施例では、ブロワ作用のため高温と成る環状流路
1cに連通して高温になる吸込口1a、吐出口1bおよび消音
器部1dと電動機1eとの間に、低温の外気13を流して絶縁
物及びグリース等の熱劣化の危険性を減少させる。

またブロワ部の発生する熱エネルギーを吸込口1a、吐
出口1bと消音器部1dとの間の部分で奪うことで、間接的
に環状流路1c、羽根車２内の温度も低下する。これによ
り環状流路1cおよび羽根車２内の気体（空気）の比重が
大きくなり、羽根車２により与えられるエネルギーが増
加し、その結果としてブロワは高い静圧を有する空力特
性となる。

また生産技術面から見て、軸方向冷却通風路1g、ラジ
アル方向冷却通風路1fはともにケーシング１の中に一体
形として形成することが可能であり、鋳物、モールド品
（プラステック、アルミダイキャスト等）で製作する
際、有利である。

次に、本実施例における渦流ブロワの特性を第５図〜
第７図により説明する。

本実施例の渦流ブロワの冷却通風路の表面温度、およ
び冷却通風路通過後の空気温度をそれぞれ第１図のＣ
点,D点で、ファンケーシングの外表面温度およびファン
ケーシングの外表面を通過後の空気温度をそれぞれ第４
図のＥ点,F点で、ファンケーシング側の軸受4aの温度を
第１図のＧ点でそれぞれ測定した結果を第６図に示す。
また、締切運転時におけるC,D,E,Fの各測定点での測定
値を第５図に示す。

第５図に示されるように、締切運転時においては冷却
通風路1g,1fを通る空気の温度上昇値は65℃であり、こ
れはファンケーシング１の外表面を流れる空気の温度上
昇値20℃に比べ、同一流量当り約３倍の冷却能力となる
ことを示している。これは冷却通風路表面Ｃ点の温度が
ファンケーシング外表面Ｅ点の温度より格段に高いこ
と、および冷却通風路内では通風空気の通風路表面から
のはく離がわずかであるのに対しファンケーシング外表
面では通風空気のケーシング外表面からのはく離が存在
することが要因である。

上記の如く、本実施例では冷却通風路1Fを設けること
により、ファンケーシング外表面のみに沿って通風する
場合に比べ、大きな冷却能力をうることができる。この
冷却能力の相違により、ファンケーシング１内および羽
根車２内の空気も温度が低下し、これにより空気の比重
が増大するために、第７図に示すように冷却通風路を有
さないものに比べ、空気性能を向上させることができ
る。

本実施例によれば、ラジアル方向冷却通風路1fは、軸
方向冷却通風路1gを通って来た空気を本ブロワ中ほぼ最
大の温度上昇となる吐出口1bと吸込口1aの間を通すこと
で優れた冷却性能が得られるとともに環状流路1cの切れ
目である吐出口1b,吸込口1aの間を有効に使っているの
で、軸方向の距離を小さく抑えることができる。

本実施例の第１の変形例を第８図により説明する。本
実施例はラジアル方向冷却通風路1fの軸方向の長さを長
くし冷却空気が高温部に触れる面積を増大させるととも
に、吐出口1bから吐出された空気と、吸込口1aに吸込ま
れる空気との間の熱絶縁を向上させて吸込空気の温度上
昇を低減し、冷却性能を向上させる構成である。

本実施例の第２の変形例を第９図により説明する。本
変形例は軸方向通風路1gにカバー1hを設けて独立したダ
クトとし、ラジアル方向通風路1fへの気流を増大させて
冷却性能を向上させたものである。

本実施例の第３の変形例を第10図、第11図により説明
する。

本変形例はファンケーシング１の下方にガイド1iを設
けて、このガイド1cによりラジアル方向通風路1fから吹
出された冷却空気をファンケーシング１の外周に沿って
第11図に太矢印で示すように流すものである。本変形例
の渦流ブロワを第10図に一点鎖線で示す取付台に取付け
るとラジアル方向通風路1fから吹出された空気はこの取
付台に当って方向を変更し、カバー５の方向に向う。カ
バー５にはこの空気がそのまま直進しないようじゃま板
部5aが形成されている。そのため気流は方向を転換して
ファンケーシング１の外周に沿って流れる。このとき、
ガイド1iにより気流のはく離を抑制できる。

本実施例の第４図の変形例を第12図により説明する。

本変形例は両羽根形の羽根車32を有する渦流ブロワに
本発明を適用したものである。本変形例ではカバー５の
側にも環状流路が形成されている。他の構成は第１実施
例と同様である。

本発明の第２実施例を第13図により説明する。

本実施例は電動機1e内の軸受4aの温度上昇を抑制し長
寿命化を図る目的で、外気を軸受により近い部位へ導く
構造としたものである。具体的には第13図に示すように
ラジアル方向冷却通風路1fを軸受4a近くまで伸ばし軸受
4aに冷却空気を供給する通風路とした構成である。

本実施例によれば、軸方向冷却通風路1gを通過した冷
却風は、内側軸受4aに近い部分も冷やし、環状流路1cか
ら熱伝導により、熱を伝える軸受支持部を冷却するた
め、軸受4aの長寿命化に効果がある。なお、本実施例に
おいても、冷却によるブロワ空力特性の向上、ケーシン
グ１、21の生産の容易さにおいても第１実施例と同様で
ある。

また、通風路は電動機ケーシング21内に形成されるの
で異物の侵入等の危険を防止できる。他の構成は第１実
施例と同様である。

本実施例の第１の変形例を第14図により説明する。

本変形例はさらに軸受温度を抑えて長寿命化を図る事
を目的としてラジアル方向冷却通風路を軸受回り全周に
設けたものである。

本変形例は第13図で説明した軸受4aの支持部を冷却出
来る構造に加えて一部軸受支持部を除きこの部分までを
ラジアル方向冷却通風路1fとした溝造であり、冷却面積
の増加と支持部から軸受4aへの熱伝導を抑制することで
軸受4aの長寿命化を図るものである。

本実施例の第２の変形例を第15図、第16図により説明
する。

本変形例は軸方向通風路1gをＬ字形に曲げられたパイ
プにより構成し、冷却用羽根車９からの冷却風を直接軸
受4aに導く高周波成分意図したものである。本変形例に
よれば、冷却用羽根車９からの風が加熱される前に軸受
4aに供給され、軸受4aを効果的に冷却することができ
る。

本発明の第３実施例を第17図により説明する。

本実施例は第17図に示すように、軸方向通風路1gの空
気を電動機ケーシング21からも排気する構成としたもの
である。本実施例では第13図に示す第２実施例の構成に
加え、電動機ケーシング21のファンケーシング１側の上
面にラジアル方向通風路1fに連通する開口部1nを設けた
ものである。本実施例では軸方向通風路1gの空気がベア
リング4aの方へ流れやすくなり、ベアリング4aの冷却効
率を向上できる。

本実施例の第１の変形例を第18図により説明する。

本変形例は軸３の羽根車２のボス回りにファン40を設
け、強制送風および撹拌を行うように構成したものであ
る。ファン40としては貫流ファン、ラジアルファン等が
用いられる。

なお、以上の実施例では駆動手段として、電動機が一
体に接続されたが、これに限ることなく、別置された電
動機からベルト等により回転が伝達されてもよい。ま
た、ラジアル方向通風路1fへの送風空気は別置の送風機
から供給してもよい。

〔発明の効果〕

本願発明によれば、電動機の冷却風を、吸込側と吐出
側の間にある仕切部分に通して電動機と送風機を同時に
効果的に冷却し、ひいては軸受部の温度を下げることに
より、小型で生産性に優れた渦流ブロアを提供でき、ま
た空力性能の優れた渦流ブロアを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における渦流ブロワの構成
を示す正面断面図、第２図は第１図のAA断面を示す断面
図、第３図は第１図のBB断面を示す断面図、第４図は本
実施例の渦流ブロワの側面図、第５図は本実施例の渦流
ブロワの締切運転時における温度を示す図、第６図は本
実施例の渦流ブロワの風量に対する軸動力、温度を示す
特性曲線図、第７図は冷却通風路の有無による空力特性
の違いを示す特性曲線図、第８図は本実施例の第１変形
例の正面断面図、第９図は本実施例の第２変形例の主要
部を示す側断面図、第10図，第11図はそれぞれ本実施例
の第３変形例の正面断面図および側面図、第12図は本実
施例の第４変形例の正面断面図、第13図は本発明の第２
実施例における渦流ブロワの正面断面図、第14図は本実
施例の第１変形例の正面断面図、第15図、第16図はそれ
ぞれ本実施例の第２変形例の正面断面図および側断面
図、第17図は本発明の第３実施例における渦流ブロワの
正面断面図、第18図は本実施例の第１変形例の正面断面
図である。 1:ファンケーシング、1a:吸込口、1b:吐出口、1c:環状
流路、1e:駆動手段、1f:冷却通路、1j:回転子、2:羽根
車、9:冷却用羽根車

フロントページの続き (72)発明者 吉富 利治 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭54−62519（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−22492（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04D 23/00 F04D 29/58

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接して設けられた吸込口から吐出口に至
   る環状の流路を有するファンケーシングと、該ファンケ
   ーシングに格納され前記環状流路に渦流を発生するブロ
   ア羽根車と、回転軸の一端に前記ブロア羽根車が接続さ
   れ他端に冷却用羽根車が接続され前記ブロア羽根車と前
   記冷却用羽根車を回転駆動する電動機を備えた渦流ブロ
   アにおいて、 前記電動機のケーシングに沿って前記電動機を冷却する
   冷却通風路と、前記吸込口と前記吐出口との間に冷却通
   風路を設け、 前記冷却羽根車により送風された空気が電動機を冷却す
   る前記冷却通風路を通り、更に吸込口と吐出口との間に
   設けられた前記冷却通風路を通るように構成したことを
   特徴とする渦流ブロア。
2. 【請求項２】電動機を冷却する前記冷却通風路は、ダク
   ト状に形成された通風路としたことを特徴とする請求項
   １記載の渦流ブロア。
3. 【請求項３】前記ファンケーシングはその外周に冷却空
   気の案内手段を備え、吸込口と吐出口との間に設けられ
   た前記冷却通風路から吐き出された空気が前記案内手段
   により前記ファンケーシングの外周に沿って流れるよう
   に構成されたことを特徴とする請求項１記載の渦流ブロ
   ア。
4. 【請求項４】前記ファンケーシングは前記羽根車の両側
   に前記環状の流路を有し、前記羽根車は前記それぞれの
   環状の流路に対向する羽根を有することを特徴とする請
   求項１記載の渦流ブロア。
5. 【請求項５】請求項１記載の渦流ブロアにおいて、前記
   電動機と前記ブロア羽根車の間に設けられて前記電動機
   の回転軸を支持するベアリングと、前記ベアリングに冷
   却空気を供給する通風路とを備え、吸込口と前記吐出口
   との間に設けられた前記冷却通路とベアリングに冷却空
   気を供給する前記通風路とを連通させたことを特徴とす
   る渦流ブロア。
6. 【請求項６】ベアリングに冷却空気を供給する前記通風
   路は前記ベアリングの外周に配設されたことを特徴とす
   る請求項５記載の渦流ブロア。
7. 【請求項７】ベアリングに冷却空気を供給する前記通風
   路は前記電動機ケーシングに設けられた排気口に連通す
   るよう構成されたことを特徴とする請求項５記載の渦流
   ブロア。
8. 【請求項８】ベアリングに冷却空気を供給する前記通風
   路はその通風路内に前記電動機の回転軸に装着された送
   風手段が設けられたことを特徴とする請求項７記載の渦
   流ブロア。