JP3213802U - ファン用羽根車及びファン - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスに適した材料で形成することにより、耐久性を向上させるファン用羽根車を提供する。【解決手段】回転することにより排気ガスを吸気して排気する羽根車４は、円板状の主板１０と、主板１０に接続すると共に主板１０の外周端部１２に沿って互いに間隔を有して設けられ、回転した際に排気ガスを主板１０の中心軸方向から吸気して中心軸方向に直交する方向であって主板１０の中心部から遠心方向に向けて排気する複数の羽根部３０と、を有する。主板１０及び複数の羽根部３０は、排気ガスに応じてポリプロピレン又はポリ塩化ビニルにより形成されている。【選択図】図３

Description

本考案は、回転に伴って排気ガスを吸気して排気するファン用羽根車及びファンに関する。

従来、学校、研究所、公共施設又は工場等に備えられた基礎実験又は応用実験に欠かせない設備から排出される排気ガスを、吸気してダクトを介して外部に排気するファンが知られている。このようなファンとしては、ターボファン又はシロッコファン等の遠心ファンが知られている。かかる遠心ファンは、ケーシングと、ケーシング内部に位置する羽根車と、羽根車を回転させるモーターと、を有し、羽根車が回転することにより排気ガスを吸気して外部に排気する。

従来、羽根車の製造方法としては、一体成型により形成する方法と、複数の部品を互いに溶接等で接合して形成する方法と、がある。ファン用羽根車を一体成型により形成する場合には、ファン用羽根車を形成する材料としては、一般に耐熱性の高い強化ポリプロピレン（ＦＲＰＰ）等のポリプロピレンを使用する。一方、ファン用羽根車を溶接等で接合して形成する場合には、ファン用羽根車を形成する材料としては、強化ポリプロピレンにはガラス繊維が含まれているため使用できず、また、ポリプロピレンは耐熱性に優れているために溶接し難いので、一般にポリ塩化ビニルを使用する。

また、ポリプロピレンにより形成されたファン用羽根車は、高い耐熱性を有するために高温度の排気ガスを吸気及び排気する際に適している一方で、例えばクロム酸を含む排気ガスを吸気及び排気する場合には腐食して劣化し易いため不適である。一方、ポリ塩化ビニルにより形成されたファン用羽根車は、例えばクロム酸を含む排気ガスを排気する場合に、ポリプロピレンにより形成されたファン用羽根車に比べて腐食し難いため適している一方で、ポリプロピレンに比べて耐熱性が劣るために高温度の排気ガスを吸気及び排気する場合には不適である。従って、排気ガスの性質等に応じた材料を選択してファン用羽根車を形成することが好ましい。

しかしながら、従来のファン用羽根車においては、製造に適した材料を用いて形成されており、吸気及び排気する排気ガスの性質等に適した材料を用いて形成されていないため、腐食又は高温度等によって耐久性が劣化するという課題を有する。例えば、従来のファン用羽根車においては、一体成型が困難な形状の場合に、ポリ塩化ビニルを用いて溶接等で接合して形成しており、高温度の排気ガスを吸気及び排気する際に耐久性が劣化する。

本考案の目的は、排気ガスに適した材料で形成することにより、耐久性を向上させることができるファン用羽根車及びファンを提供することである。

本考案に係るファン用羽根車は、回転することにより排気ガスを吸気して排気するファン用羽根車であって、円板状の主板と、前記主板に接続すると共に前記主板の外周端部に沿って互いに間隔を有して設けられ、回転した際に前記排気ガスを前記主板の中心軸方向から吸気して前記中心軸方向に直交する方向であって前記主板の中心部から遠心方向に向けて排気する複数の羽根部と、を有し、前記主板及び前記複数の羽根部は、前記排気ガスに応じてポリプロピレン又はポリ塩化ビニルにより形成されている。

本考案に係るファンは、上記のファン用羽根車と、前記中心軸方向に開口する吸気部と、前記直交する方向に開口する排気部と、を備えると共に、前記ファン用羽根車を回転可能に収納するケーシングと、回転軸を備えるモーターと、を有し、前記ファン用羽根車は、前記回転軸に接続すると共に前記モーターの駆動力を受けて前記回転軸と共に回転することにより、前記中心軸方向からの前記排気ガスを前記吸気部から吸気して前記排気部から前記遠心方向に排気する。

本考案によれば、排気ガスに適した材料で形成することにより、耐久性を向上させることができる。

本考案の第１の実施形態に係るファンの側面図である。 本考案の第１の実施形態に係るファンの平面図である。 本考案の第１の実施形態に係るファン用羽根車の斜視図である。 本考案の第１の実施形態に係るファン用羽根車の正面図である。 本考案の第１の実施形態に係るファン用羽根車の側面図である。 本考案の第２の実施形態に係るファン用羽根車の正面図である。 本考案の第２の実施形態に係るファン用羽根車の側面図である。

以下、図面を適宜参照して、本考案の実施形態に係るファン及びファン用羽根車につき、詳細に説明する。図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｙ軸の正方向を前方向、ｙ軸の負方向を後ろ方向、ｘ軸方向を左右方向、ｚ軸の正方向を上方向、及びｚ軸の負方向を下方向として説明する。

（第１の実施形態）
＜ファンの構成＞
本考案の実施形態に係るファン１の構成につき、図１及び図２を参照しながら、以下に詳細に説明する。

本実施形態に係るファン１は、ターボファンであると共に、樹脂により形成された所謂ケミカルファンであり、有害物質を取り扱う際等に用いられる図示しないドラフトチャンバーに取り付けられ、ドラフトチャンバーで生じた有害物質を除去した後の排気ガスを、吸気してダクトを介して外部に排気する。

具体的には、ファン１は、ケーシング２と、羽根車４と、モーター７と、を有している。

ケーシング２は、ポリプロピレン等の樹脂により形成されており、内部に羽根車４を収納している。ケーシング２は、ドラフトチャンバーに接続していると共にドラフトチャンバーからの排気ガスを吸気するための吸気部５と、ダクトに接続していると共に排気ガスをダクトに排気するための排気部６と、を備えている。

羽根車４は、モーター７の回転軸８に接続され、モーター７の駆動力を受けて回転軸８と共に回転して、吸気部５から排気ガスを吸気すると共に吸気した排気ガスを排気部６から排気させる。

モーター７は、縦型のモーターであり、ケーシング２に対して下向きに設置されている。モーター７は、回転軸８を有しており、図示しない電源から電力が供給されることにより駆動して回転軸８を回転させることにより、回転軸８に接続されている羽根車４を回転させる。

＜羽根車の構成＞
本考案の実施形態に係る羽根車４の構成につき、図３から図５を参照しながら、以下に詳細に説明する。

羽根車４は、ファン用羽根車であり、回転することにより排気ガスを吸気して排気する。具体的には、羽根車４は、主板１０と、シュラウド２０と、羽根部３０と、吸気孔４０と、排気孔５０と、を有している。

主板１０は、円板状である。主板１０には、回転軸８が挿通される挿通孔１１が中心部に形成されている。

シュラウド２０は、円環状であり、主板１０の中心軸方向（前後方向）から見て（正面視で）主板１０に重なるように主板１０に対向して設けられている。シュラウド２０は、主板１０との間で空間Ｓを形成している。シュラウド２０の外周端部２１は、主板１０の中心軸方向から見て外周端部１２に重なっている。

羽根部３０は、空間Ｓに複数設けられている。羽根部３０は、主板１０とシュラウド２０との間に設けられていると共に、主板１０及びシュラウド２０に接続している。羽根部３０は、主板１０の外周端部１２及びシュラウド２０の外周端部２１から主板１０の挿通孔１１に向けて延設されると共に、外周端部１２及び外周端部２１に沿って互いに間隔を設けて配列されている。

吸気孔４０は、シュラウド２０の中心部に設けられ、主板１０の中心軸方向に向けて開口している、吸気孔４０は、主板１０とシュラウド２０との間の空間Ｓに連通していると共に、吸気部５に連通している。

排気孔５０は、隣り合う羽根部３０と主板１０とシュラウド２０とで囲まれて形成されている。排気孔５０は、主板１０の中心軸方向に直交する方向に向けて開口している。排気孔５０は、空間Ｓに連通していると共に、排気部６に連通している。

上記の構成を有する羽根車４は、複数の異なる耐熱性を有する樹脂の中から選択された樹脂を用いて形成可能であり、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリプロピレンにより形成されていることが好ましく、ポリプロピレンで形成されている場合には特に強化ポリプロピレン（ＦＲＰＰ）により形成されていることが好ましい。

＜羽根車の製造方法＞
本考案の実施形態に係る羽根車４の製造方法につき、以下に詳細に説明する。

まず、素材としての樹脂材料を切削加工機にセットする。かかる切削加工機としては、５軸加工を行う加工機が好ましい。５軸加工は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３軸に加えて、２軸の回転軸を追加して、左右、前後、上下及び回転軸の２軸方向に加工対象物を移動させながら行う加工である。また、樹脂材料としては、複数の異なる耐熱性を有する樹脂の中から、排気ガスの性質等に応じて選択した樹脂を使用可能である。

次に、切削加工機により樹脂材料を移動及び回転させながら樹脂材料を前後方向から切削することにより、吸気孔４０を形成し、続いて主板１０とシュラウド２０との間の空間Ｓ及び挿通孔１１を形成すると共に羽根部３０の一部を形成する。

次に、切削加工機により樹脂材料を移動及び回転させながら樹脂材料を上下方向及び左右方向から切削して排気孔５０を形成すると共に羽根部３０を形成することにより羽根車４が完成する。

このように樹脂を切削して形成された羽根車４は、成型用金型を使用する必要がないと共に溶接等により接合する必要がないため、主板１０と、シュラウド２０と、羽根部３０と、は互いに接合部及びパーティングラインを有することなく一体に形成されている。

また、主板１０と、シュラウド２０と、羽根部３０と、を溶接する必要がないため、高い耐熱性を有するポリプロピレンを用いて羽根車４を形成することができる。

また、主板１０と、シュラウド２０と、羽根部３０と、を一体成型する必要がないため、シュラウド２０を設ける場合であっても複雑な構成を有する成型用金型を不要にすることができ、容易に製造することができると共に製造コストを低減することができる。

クロム酸を含む排気ガスを排気する際に、ポリプロピレンで形成した羽根車４は腐食して劣化し易いため不適であるが、ポリ塩化ビニルで形成した羽根車４は腐食し難いため適している。また、高温度の排気ガスを排気する際に、ポリ塩化ビニルで形成した羽根車４は耐熱性が低いために不適であるが、ポリプロピレンで形成した羽根車４は耐熱性が高いため適している。本実施形態では、羽根車４により吸気及び排気する排気ガスの性質等に応じて、羽根車４を形成する材料を選択して羽根車４を形成することができる。

＜羽根車の動作＞
本考案の実施形態に係る羽根車４の動作につき、以下に詳細に説明する。

羽根車４は、挿通孔１１に回転軸８が挿通されて接続されることにより、回転軸８と一体に回転する。

羽根車４は、モーター７の駆動力により回転軸８と共に回転して、吸気孔４０から主板１０とシュラウド２０との間の空間Ｓに排気ガスを吸気し、空間Ｓに吸気した排気ガスを遠心力により、外周端部１２及び外周端部２１の方に移動させると共に、空間Ｓから排気孔５０を介して主板１０の挿通孔１１から遠心方向に向けて排気する。この際に、シュラウド２０を設けて排気ガスが主板１０の中心軸方向に逃げないようにすることにより、排気する排気ガスに対する圧力損失を低減することができ、排気ガスを排気孔５０から効率よく排気することができる。

また、主板１０と、シュラウド２０と、羽根部３０と、は互いに接合部を有することなく一体に形成されていることにより、溶接等により接合する場合に比べて、羽根車４の強度を向上させることができるため、羽根車４を高速で回転させることができ、羽根車４を長寿命にすることができると共に、接合して形成されないので接合部における寸法上の誤差を生じないために羽根車４が破損する可能性を低減することができる。

このように、本実施形態によれば、羽根車４は排気ガスに応じてポリプロピレン又はポリ塩化ビニルにより形成されていることにより、耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、主板１０とシュラウド２０と羽根部３０とは互いに接合部及びパーティングラインを有することなく一体に形成されていることにより、排気ガスを効率よく排気することができ、容易に製造することができ、強度の低下を防ぐことができると共に、破損する可能性を低減することができる。

（第２の実施形態）
本考案の第２の実施形態に係るファンの構成は図１及び図２と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜用羽根車の構成＞
本考案の実施形態に係る羽根車１０４の構成につき、図６及び図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。

羽根車１０４は、ファン用羽根車であり、回転することにより排気ガスを吸気して排気する。具体的には、羽根車１０４は、主板１１０と、羽根部１３０と、を有している。

主板１１０は、円板状である。主板１１０には、前方に突出すると共に回転軸８が接続される接続部１１１が中心部に形成されている。接続部１１１には、後方に開口する挿入孔１１２が形成されている。

羽根部１３０は、主板１１０に接続している。羽根部１３０は、主板１１０の外周端部１１３から主板１１０の接続部１１１に向けて延設されると共に、外周端部１１３に沿って互いに間隔を設けて配列されている。

上記の構成を有する羽根車１０４は、複数の異なる耐熱性を有する樹脂の中から選択された樹脂を用いて形成可能であり、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリプロピレンにより形成されていることが好ましく、ポリプロピレンで形成されている場合には特に強化ポリプロピレン（ＦＲＰＰ）により形成されていることが好ましい。

＜羽根車の製造方法＞
本考案の実施形態に係る羽根車１０４の製造方法につき、以下に詳細に説明する。

まず、素材としての樹脂材料を切削加工機にセットする。かかる切削加工機としては、５軸加工を行う加工機が好ましい。また、樹脂材料としては、複数の異なる耐熱性を有する樹脂の中から、排気ガスの性質等に応じて選択した樹脂を使用可能である。

次に、切削加工機により樹脂材料を移動及び回転させながら樹脂材料を前後方向から切削することにより、主板１１０及び羽根部１３０を形成する。

このように樹脂を切削して形成された羽根車１０４は、成型用金型を使用する必要がないと共に溶接等により接合する必要がないため、主板１１０と、羽根部１３０と、は互いに接合部及びパーティングラインを有することなく一体に形成されている。

また、主板１１０と、羽根部１３０と、を溶接する必要がないため、高い耐熱性を有するポリプロピレンを用いて羽根車１０４を形成することができる。

クロム酸を含む排気ガスを排気する際に、ポリプロピレンで形成した羽根車１０４は腐食して劣化し易いため不適であるが、ポリ塩化ビニルで形成した羽根車１０４は腐食し難いため適している。また、高温度の排気ガスを排気する際に、ポリ塩化ビニルで形成した羽根車１０４は耐熱性が低いために不適であるが、ポリプロピレンで形成した羽根車１０４は耐熱性が高いため適している。本実施形態では、羽根車１０４により吸気及び排気する排気ガスの性質等に応じて、羽根車１０４を形成する材料を選択して羽根車１０４を形成することができる。

＜羽根車の動作＞
本考案の実施形態に係る羽根車１０４の動作につき、以下に詳細に説明する。

羽根車１０４は、接続部１１１の挿入孔１１２に回転軸８が後方から挿入されて接続されることにより、回転軸８と一体に回転する。例えば、挿入孔１１２には、内壁にネジ溝が形成され、ネジ山を有する回転軸８がこのネジ溝に螺合することにより回転軸８が接続される。

羽根車１０４は、モーター７の駆動力により回転軸８と共に回転して、中心軸方向から排気ガスを吸気し、吸気した排気ガスを遠心力により、外周端部１１３の方に移動させると共に、主板１１０の中心部から遠心方向に向けて排気する。

また、主板１１０と、羽根部１３０と、は互いに接合部を有することなく一体に形成されていることにより、溶接等により接合する場合に比べて、羽根車１０４の強度を向上させることができるため、羽根車１０４を高速で回転させることができ、羽根車１０４を長寿命にすることができると共に、接合する際に寸法上の誤差を生じないために羽根車１０４が破損する可能性を低減することができる。

このように、本実施形態によれば、羽根車１０４は排気ガスに応じてポリプロピレン又はポリ塩化ビニルにより形成されていることにより、耐久性を向上させることができる。

本考案は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、考案の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、５軸加工により羽根車を切削して形成したが、３軸加工により羽根車を切削して形成してもよいし、切削可能な任意の加工機を用いて羽根車を切削して形成することができる。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、図３から図６に示す形状の羽根車を樹脂材料を切削して形成する場合に限らず、シロッコファン用の羽根車等の図３から図６に示す形状以外のファン用の羽根車を樹脂材料を切削して形成することができる。

本考案に係るファン用羽根車及びファンは、排気ガスを吸気して排気するのに好適である。

１ ファン
２ ケーシング
４ 羽根車
５ 吸気孔
６ 排気孔
７ モーター
８ 回転軸
１０ 主板
１１ 挿通孔
１２ 外周端部
２０ シュラウド
２１ 外周端部
３０ 羽根部
４０ 吸気孔
５０ 排気孔
１０４ ファン用羽根車
１１０ 主板
１１１ 接続部
１１２ 挿入孔
１１３ 外周端部
１３０ 羽根部

Claims (4)

1. 回転することにより排気ガスを吸気して排気するファン用羽根車であって、
   円板状の主板と、
   前記主板に接続すると共に前記主板の外周端部に沿って互いに間隔を有して設けられ、回転した際に前記排気ガスを前記主板の中心軸方向から吸気して前記中心軸方向に直交する方向であって前記主板の中心部から遠心方向に向けて排気する複数の羽根部と、
   を有し、
   前記主板及び前記複数の羽根部は、
   前記排気ガスに応じてポリプロピレン又はポリ塩化ビニルにより形成されている、
   ことを特徴とするファン用羽根車。
2. 前記中心軸方向から見て前記主板に重なるように前記主板に対向して設けられる板状のシュラウドと、
   前記シュラウドに設けられると共に前記中心軸方向に向けて開口して前記中心軸方向からの前記排気ガスを吸気する吸気孔と、
   前記主板と前記シュラウドとの間に設けられると共に前記直交する方向に開口して前記遠心方向に向けて前記排気ガスを排出する排気孔と、
   を有し、
   前記複数の羽根部は、
   前記主板と前記シュラウドとの間に設けられると共に前記主板及び前記シュラウドに接続し、回転した際に前記中心軸方向からの前記排気ガスを前記吸気孔から吸気して前記排気孔から前記遠心方向に排気し、
   前記主板と前記複数の羽根部と前記シュラウドとは、
   前記排気ガスに応じてポリプロピレン又はポリ塩化ビニルにより形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のファン用羽根車。
3. 前記ファン用羽根車は、
   接合部及びパーティングラインを有することなく一体に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のファン用羽根車。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のファン用羽根車と、
   前記中心軸方向に開口する吸気部と、前記直交する方向に開口する排気部と、を備えると共に、前記ファン用羽根車を回転可能に収納するケーシングと、
   回転軸を備えるモーターと、
   を有し、
   前記ファン用羽根車は、
   前記回転軸に接続すると共に前記モーターの駆動力を受けて前記回転軸と共に回転することにより、前記中心軸方向からの前記排気ガスを前記吸気部から吸気して前記排気部から前記遠心方向に排気する、
   ことを特徴とするファン。

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