JP6301106B2 - Impeller and blower equipped with it - Google Patents
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Description
本願発明は、化学工場や薬品工場などの腐食性ガスの送風機に用いられる羽根車とそれを備えた送風機に関する。 The present invention relates to an impeller used for a corrosive gas blower in a chemical factory or a chemical factory, and a blower provided with the impeller.
従来、種々の工場などで送風機が用いられており、効率が良く騒音が小さい送風機として翼形羽根を備えた羽根車を用いた送風機が多く用いられている。 Conventionally, blowers are used in various factories and the like, and many blowers using impellers equipped with airfoil blades are used as efficient and low noise blowers.
この種の羽根車に関する先行技術として、例えば、ディスクとシュラウドとを金属素材で形成し、翼形羽根をプラスチック材で形成し、これらを固着したものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a prior art related to this type of impeller, for example, there is a technique in which a disk and a shroud are formed of a metal material, an airfoil blade is formed of a plastic material, and these are fixed (see, for example, Patent Document 1).
また、他の先行技術として、翼形状部と翼形形状取付部とに分けることで、それぞれの機能に最適な素材(金属+非金属)及び形状を選択できるようにして、設計の自由度を増すようにしたものもある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as another prior art, by dividing into a wing shape part and an airfoil shape attachment part, the optimum material (metal + nonmetal) and shape for each function can be selected, and the degree of design freedom is increased. Some have been increased (for example, see Patent Document 2).
ところで、上記したような羽根車が用いられる工場には、化学工場や薬品工場などもある。このような工場では、例えば、無機酸系ガスや有機酸系ガス及びアルカリ系ガスのような腐食性ガスを送風機で排気する必要がある。 By the way, the factories where the impellers as described above are used include chemical factories and chemical factories. In such factories, for example, corrosive gases such as inorganic acid gases, organic acid gases, and alkali gases need to be exhausted with a blower.
しかしながら、上記した先行技術の羽根車をこのような腐食性ガスを送る送風機に用いた場合、数週間から数ヶ月で金属素材が腐食して長時間の安定した運転が難しい。また、羽根車が腐食によって損傷し、腐食性ガスの排気が止まる場合もある。 However, when the above-described prior art impeller is used in a blower that sends such a corrosive gas, the metal material is corroded in several weeks to several months, and stable operation for a long time is difficult. In addition, the impeller may be damaged by corrosion, and the exhaust of corrosive gas may stop.
また、金属素材が腐食によって損傷した場合、送風機を停止させて羽根車を交換しなければならないため、非常に多くの時間と労力及び費用を要し、工場においては生産性を低下させる。 Further, when the metal material is damaged by corrosion, it is necessary to stop the blower and replace the impeller, so that much time, labor and cost are required, and productivity is reduced in the factory.
しかも、この種の送風機には長時間運転(例えば、24時間運転)する場合があるとともに、メンテナンス回数も限られる(例えば、半年に1回程度)場合があるため、安定した運転ができることが望まれている。 In addition, since this type of blower may be operated for a long time (for example, 24 hours) and the number of maintenance may be limited (for example, about once every six months), it is hoped that stable operation is possible. It is rare.
そこで、本願発明は、腐食性ガスを送る環境でも長時間の安定した運転ができる羽根車と、それを備えた送風機を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an impeller that can be operated stably for a long time even in an environment in which a corrosive gas is sent, and a blower including the impeller.
上記目的を達成するために、本願発明の羽根車は、送風機の駆動軸に取付けられる羽根車であって、前記駆動軸に取付けられる主板と、前記主板に立設された複数の翼と、をプラスチックで一体的に成形された本体と、前記翼の開放端部に固定されるプラスチックで成形された側板と、を備え、前記本体は、前記翼の開放端部から突出する複数の係止ピンを有し、前記側板は、前記翼の係止ピンを挿入して反挿入側で固定する係止穴を有するとともに、中央部分に向けて前記係止穴を設けた部分の厚みが増すように形成されている。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「プラスチック」は、繊維強化プラスチックなどを含む。 In order to achieve the above object, an impeller according to the present invention is an impeller attached to a drive shaft of a blower, and includes a main plate attached to the drive shaft, and a plurality of blades erected on the main plate. A body integrally formed with plastic and a side plate molded with plastic fixed to the open end of the wing, wherein the body protrudes from the open end of the wing. The side plate has a locking hole for inserting the locking pin of the wing and fixing it on the side opposite to the insertion side, and the thickness of the portion where the locking hole is provided toward the central portion is increased. Is formed. “Plastic” in this specification and claims includes fiber reinforced plastics and the like.
この構成により、羽根車はプラスチックで形成され、耐腐食性の高い羽根車を構成することができる。しかも、本体の係止ピンに固定する側板の厚みが中央部分に向けて増すように形成したので、経年使用によっても安定した固定状態を保つことができ、長時間の安定した運転ができる。 With this configuration, the impeller is formed of plastic, and an impeller with high corrosion resistance can be configured. In addition, since the thickness of the side plate fixed to the locking pin of the main body is increased toward the central portion, a stable fixed state can be maintained even with aged use, and stable operation for a long time can be performed.
また、前記係止ピンは、翼の開放端部における翼長方向に複数本が設けられ、中央部分側の係止ピンの外径が半径方向外側の係止ピンよりも大きく形成されていてもよい。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「係止ピンの大きさ」は、「太さ」、「長さ」のいずれか又はいずれも含む概念である。 In addition, a plurality of the locking pins may be provided in the blade length direction at the open end of the wing, and the outer diameter of the locking pin on the center portion side may be larger than the locking pin on the radially outer side. Good. The “size of the locking pin” in the document of this specification and the claims is a concept including either or both of “thickness” and “length”.
このように構成すれば、遠心力によって大きな引っ張り力が作用する中央部分側における係止ピンの安定した強度を保つことができる。 If comprised in this way, the stable intensity | strength of the latching pin in the center part side to which a big pulling force will act with a centrifugal force can be maintained.
また、前記本体の係止ピンと側板の係止穴とを同心円上に備え、前記側板は、同心円上の係止穴の位置における係止ピンの突出側表面が、軸心に対して直交する平面状に形成されていてもよい。 The locking pin of the main body and the locking hole of the side plate are provided on a concentric circle, and the side plate is a plane in which the protruding side surface of the locking pin at the position of the locking hole on the concentric circle is orthogonal to the axis. It may be formed in a shape.
このように構成すれば、係止ピンを挿入して側板から突出する部分の表面を平面状とし、軸心と平行方向から押圧してカシメ(加熱押圧)ることができ、係止ピンに作用する荷重が係止ピンの軸心方向に作用するようにできる。 If comprised in this way, the surface of the part which inserts a latching pin and protrudes from a side plate will be planar, and it can press and crimp (heat-press) from a direction parallel to an axial center, and acts on a latching pin The load to be applied can act in the axial direction of the locking pin.
また、前記側板は、同心円上の係止穴の位置において外面が段部に形成され、かつ中央部分に向けて厚みが増すように形成されていてもよい。 Further, the side plate may be formed such that the outer surface is formed in a stepped portion at the position of the concentric locking hole and the thickness increases toward the central portion.
このように構成すれば、側板の全周に同心円上の段部が形成されるので、回転体である側板を回転対称に形成して重量バランスを容易に保つことができる。しかも、軸心に対して直交するように形成された係止穴の段部のみが厚みが増すので、部分的な厚みの増加で全体的な重量増加を抑えつつ、係止ピンで結合している中央部分の強度をより適切に保つことができる。 If comprised in this way, since the step part on a concentric circle is formed in the perimeter of a side plate, the side plate which is a rotary body can be formed in rotational symmetry, and a weight balance can be maintained easily. In addition, since the thickness of only the stepped portion of the locking hole formed so as to be orthogonal to the shaft center is increased, it is coupled with the locking pin while suppressing the overall weight increase by increasing the partial thickness. It is possible to keep the strength of the central portion that is present more appropriately.
一方、本願発明の送風機は、前記いずれかの羽根車を備えた送風機であって、前記羽根車の中央部分に気体を導く吸込口を有し、羽根車の周方向から気体を吐出する吐出口を有するケーシングを備えている。 On the other hand, the blower of the present invention is a blower including any one of the impellers, and has a suction port that guides gas to a central portion of the impeller, and discharges gas from the circumferential direction of the impeller. A casing having
この構成により、耐腐食性の高い羽根車を備え、効率が良く騒音が小さい腐食性ガス用の遠心送風機を構成することができる。 With this configuration, it is possible to configure a centrifugal blower for corrosive gas that has an impeller with high corrosion resistance and is efficient and has low noise.
本願発明によれば、プラスチックによって形成された羽根車によって、化学工場や薬品工場などの腐食性ガスの送風機において経年使用に耐えうるので、長期間の安定した運転が可能となる。 According to the present invention, since the impeller formed of plastic can withstand aged use in a corrosive gas blower such as a chemical factory or a chemical factory, a long-term stable operation is possible.
以下、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、例えば、化学工場などで、約−10℃〜50℃以下、締切り最大圧力が約0.5kPa〜2.5kPa以下の環境で、最大回転数における最外周部の周速が約65m/sで使用されるような羽根車を例に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, for example, in a chemical factory or the like, the peripheral speed of the outermost peripheral portion at the maximum rotation speed is about −10 ° C. to 50 ° C. or less and the maximum cutoff pressure is about 0.5 kPa to 2.5 kPa or less. An example of an impeller used at about 65 m / s will be described.
図1(a),(b) に示すように、この実施形態の羽根車1(図3)の本体10は、円板状の主板11と、この主板11に立設される複数の翼12とを有している。これら主板11と翼12は、一体的に形成されている。この図では、翼12を同一面に示して説明する。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a
上記主板11には、中央部に駆動軸32(図4)に取付けるための金属製のボス13が設けられている。また、主板11には、このボス13の外周部から翼12と反対方向に筒状体14が突設されている。筒状体14は、羽根車1を後述するように送風機30に取付けたときに、ボス13を取付ける駆動軸32を覆うように延びている。この筒状体14により、駆動軸32が腐食性ガスと接しないようにする。
The
上記翼12は、断面が翼形状となっており、主板11との接合部分の翼長が最も長く、開放端部(主板11側と反対側の端部)15の部分の翼長が最も短くなっている。この翼12の開放端部15は、周囲から中央部分に向かって主板11からの距離が長くなるように湾曲した形状となっている。開放端部15の湾曲形状は、後述する側板20の湾曲した内面に沿う形状となっている。この実施形態では、8枚の翼12が設けられた例である。なお、この実施形態の翼形状は一例であり、使用条件に応じた翼形状とすればよい。また、翼12の枚数も一例であり、使用条件に応じて好ましい枚数とすればよい。
The
そして、翼12の開放端部15には、主板11の軸心Cと平行に複数の係止ピン16が設けられている。これらの係止ピン16は、主板11の軸心Cに対して同心円(一点鎖線で示す円)上に設けられている。係止ピン16は、翼12の開放端部15における翼長方向に複数本が設けられている。
A plurality of
また、この実施形態では、翼長方向に設けられた複数本の係止ピン16の内、一番中央部分の係止ピン16は、直径が太く、また長く形成されている。さらに、その外方の係止ピン16も、最外方部分の係止穴21に比べて少し太く、また長く形成されている。このように中央部分の係止ピン16を太く、長くすることで、翼12の中央部分において側板20との結合が強固に行われるようにしている。しかも、長い係止ピン16の上端が翼12の開放端部15から離れるので、後述するように側板20を固定するときに加熱押圧してカシメるときの熱応力が係止ピン16の基部に作用するのを抑えることができる。
In this embodiment, among the plurality of locking pins 16 provided in the blade length direction, the locking
さらに、主板11の翼12と反対側に裏羽根17が設けられている。この裏羽根17により、送風機30(図4)の駆動軸32に取付けたときの、筒状体14の貫通部から2次空気を吸引することで、送風機30内部の腐食性ガスGが漏洩するのを防止している。
Further, a
このような本体10は、翼12と主板11とは繊維強化プラスチック(FRP)などによって一体成形される。また、上記ボス13も主板11の成形時に一体となるように設けられる。この成形された本体10は、各構成が軸心Cに対して回転対称となっている。
In such a
図2(a) 〜(d) は、上記翼12の開放端部15に固定される円板状の側板20を示す図面である。なお、図2(b) では周方向にずれた位置の係止穴21を同一面に示して説明する。図2(b) に示すように、側板20は、翼12と接する内側が、翼12の開放端部15の湾曲形状に沿うように湾曲した形状となっている。この側板20には、上記翼12の端部に設けられた係止ピン16を挿入して係止する係止穴21が設けられている。図2(a) に示すように、この係止穴21も、上記本体10の係止ピン16と同様に、側板20の軸心C(主板11の軸心C)に対して同心円(一点鎖線で示す円)上に設けられている。
FIGS. 2A to 2D are views showing a disk-shaped
そして、図2(b) に示すように、側板20に設けられた係止穴21の中央部分は、同心円上の係止穴21の位置における係止ピン16の突出側(外側)表面が、軸心Cに対して直交する平面状の座22に形成されている。この実施形態では、最も中央部分とその半径方向外側の係止ピン16の突出側表面が、軸心Cと直交する平面状の座22に形成されている。このように、側板20の外面に平面状の座22を形成することにより、側板20の外面には同心円の段部25が形成されている。このように、座22の部分となる段部25を全周に設けることで、一体成形時の重量バランスが安定して保てるようにしている。また、図2(d) にも示すように、係止穴21の外面側には、外側に係止ピン16の端部のカシメた部分が入り込む凹部23が形成されている。
As shown in FIG. 2 (b), the central portion of the locking
このように、係止ピン16を挿入して側板20から突出させる部分を、軸心Cに対して直交する平面状の座22とすることで、この係止ピン16の突出した部分を外側から軸方向にカシメて側板20を本体10に固定することができる。従って、係止ピン16に作用させる荷重が係止ピン16の軸方向に作用し、斜めの荷重が残らないようにできる。
Thus, the part which inserts the locking
また、上記側板20は、同心円上に設けられた係止穴21の部分の中央部分において厚みが増すようにしている。係止穴21は、上記したように軸心Cに対して直交する平面状の座22を有し、この座22の部分の厚みが中央部分に向けて増すように形成されている。この実施形態では、最も中央部分の係止ピン16を挿入する係止穴21の部分が最も厚みが増している。
Further, the
このようにすれば、側板20と翼12とを結合している中央部分の係止ピン16と係止穴21との結合強度を高めることができ、翼12と側板20との結合状態をより長時間適切に保つことができる。
In this way, it is possible to increase the coupling strength between the locking
さらに、図2(c) に示すように、側板20の内面には、上記翼12の開放端部15が入り込む位置決めリブ24が設けられている。上記翼12の開放端部15は、この位置決めリブ24の間に入り込み、係止ピン16が係止穴21に挿入される。この側板20も、繊維強化プラスチック(FRP)などによって一体成形される。この成形された側板20は、各構成が軸心Cに対して回転対称となっている。
Further, as shown in FIG. 2C, a
図3は、上記本体10に側板20を固定した状態を示している。図示するように、翼12の開放端部15に設けられた係止ピン16に側板20の係止穴21を挿入し、外側から係止ピン16の先端部分をカシメ(加熱押圧など)ることで、係止ピン16の先端部が係止穴21の凹部23を埋めて側板20が本体10に固定される。このように固定された本体10と側板20は、軸心Cに対して回転対称となっているため、例えば、最外周部における周速が約65m/sの高速回転で長時間運転されるような使用条件でも、長時間安定して使用することができる。なお、この羽根車1は、例えば、定格回転数の最外周部における周速が30m/s〜65m/sの高速回転で使用される場合に好適である。
FIG. 3 shows a state in which the
また、上記したように、側板20の係止穴21が設けられた座22に対して直交するように押圧するため、側板20の係止穴21から突出している係止ピン16を軸方向に押圧して座22の凹部23に固定することができる。しかも、係止ピン16を軸方向に押圧するため、固定後の係止ピン16に斜めの力が残ることを防止することができる。
Further, as described above, the locking
さらに、この実施形態では、側板20の最も中央部分の係止ピン16の外径が太く形成され、しかも、この係止ピン16を固定する中央部分の係止穴21は、厚みが増した座22に形成されているため、側板20の中央部分をより強固に固定することができる。これにより、回転時に側板20に遠心力が作用し、その遠心力によって円弧状断面に形成された側板20の中央部分には外向きに広がろうとする大きな引っ張り力が作用するが、その大きな引っ張り力を厚みの厚い段部25の係止穴21と太い係止ピン16とによって支持することができる。
Furthermore, in this embodiment, the outer diameter of the locking
このように、本体10に側板20を固定することにより、本体10と側板20とが一体となったプラスチック製の羽根車1が形成される。この羽根車1は、ボス13以外がプラスチックで形成されているため、耐食性の高い羽根車1となる。この羽根車1は、主板11の中央部分に設けられたボス13を一方向に回転駆動することにより、周囲の翼12によって側板20の中央部分から翼12の周囲へ気体を流すことができる。
In this way, by fixing the
図4は、上記羽根車1を遠心送風機30に備えさせた例を示している。羽根車1は、ボス13が、駆動モータで駆動するベルト31で回転駆動する駆動軸32にナット33で取付けられている。ナット33と駆動軸32の先端部分には、これらを腐食性ガスGから守るようにカバー34が取付けられている。また、羽根車1は、周囲に設けられたケーシング35の中に収められている。このケーシング35には、羽根車1の側板20に向けて気体を案内するラッパ状の筒体36が設けられている。ケーシング35のフランジ37,38には、羽根車1の中央部分に腐食性ガスGを吸込む吸込パイプ(吸込口)39が設けられ、羽根車1の周方向から腐食性ガスGを吐出する吐出パイプ40(吐出口)が取付けられている。
FIG. 4 shows an example in which the
このような遠心送風機30によれば、駆動軸32で羽根車1を回転させることにより、吸込パイプ39から吸込まれた腐食性ガスGは、羽根車1の周囲から吐出パイプ40に吐出される。なお、この実施形態では遠心送風機30を例に説明したが、他の送風機であってもよい。
According to such a
以上のように、上記羽根車1によれば、本体10及び側板20をプラスチック(繊維強化プラスチック)で一体成形し、本体10の翼12に設けられた係止ピン16を側板20の係止穴21に挿入して固定することで一体となった羽根車1を形成することができる。しかも、この羽根車1は、全体がプラスチック製であるため、腐食性ガスの送風機30に用いたとしても、長時間の安定した運転が可能となる。
As described above, according to the
従って、上記羽根車1を用いた送風機30によれば、メンテナンス期間が長い設備などでも、腐食性ガス中で安定した運転が可能となり、安定した運用が可能な送風機30を提供することが可能となる。
Therefore, according to the
なお、上記実施形態では、化学工場、薬品工場などにおける腐食性ガスの送風機を例に説明したが、その他、多種類のガス体を取り扱う化学実験室のドラフトチャンバー用送風機、バイオ、IC研究室の送風機、トイレ、浴室の排送風機、厨房設備の送風機、及び浄化槽設備の臭気用送風機など、種々の送風機における羽根車1として使用できる。羽根車の用途は、上記実施形態に限定されるものではない。
In the above embodiment, a corrosive gas blower in a chemical factory, a chemical factory, or the like has been described as an example, but in addition, a draft fan for a chemical laboratory that handles various types of gas bodies, a bio, IC laboratory It can be used as the
また、羽根車1の使用条件も、例えば、約−10℃〜50℃以下で、締切り最大圧力が約0.5kPa〜2.5kPa以下の環境であれば、長期間使用しても安定した運転が可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。
In addition, the operating conditions of the
さらに、上記実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Furthermore, the said embodiment has shown an example, The various change in the range which does not impair the summary of this invention is possible, and this invention is not limited to the said embodiment.
本願発明に係る羽根車は、化学工場や薬品工場、化学実験室やバイオ、IC研究室などにおける腐食性ガスの送風機に利用することができる。 The impeller according to the present invention can be used as a corrosive gas blower in chemical factories, chemical factories, chemical laboratories, biotechnology, IC laboratories and the like.
1 羽根車
10 本体
11 主板
12 翼
13 ボス
14 筒状体
15 開放端部
16 係止ピン
17 裏羽根
20 側板
21 係止穴
22 座
23 凹部
30 送風機
31 駆動モータ
32 駆動軸
35 ケーシング
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記駆動軸に取付けられる主板と、前記主板に立設された複数の翼と、をプラスチックで一体的に成形された本体と、
前記翼の開放端部に固定されるプラスチックで成形された側板と、を備え、
前記本体は、該本体の外周側から中央部分に向けて、前記翼の開放端部から該本体の軸心と平行に突出する複数の係止ピンを有し、
前記側板は、該側板の外周側から中央部分に向けて、前記翼の係止ピンを挿入して反挿入側で固定する複数の係止穴を有し、
前記係止穴は、該係止穴の部分の軸方向厚みが、前記側板の外周側から中央部分に向けて増すように形成されていることを特徴とする羽根車。 An impeller attached to a drive shaft of a blower,
A main plate that is attached to the drive shaft, and a plurality of wings that are erected on the main plate, and a body that is integrally formed of plastic,
A side plate formed of plastic fixed to the open end of the wing, and
The main body has a plurality of locking pins projecting in parallel with the axis of the main body from the open end of the wing toward the central portion from the outer peripheral side of the main body,
The side plate from an outer peripheral side of the side plate toward the central portion, have a plurality of locking holes for fixing by inserting the locking pin of the wing at the anti-insertion side,
The locking hole may impeller axial thickness of the portion of the engagement Tomeana, characterized in that it is formed to increase Suyo toward the center portion from the outer peripheral side of the side plate.
前記側板は、同心円上の係止穴の位置における係止ピンの突出側表面が、軸心に対して直交する平面状に形成されている請求項1又は2に記載の羽根車。 The locking pin of the main body and the locking hole of the side plate are provided concentrically,
The impeller according to claim 1 or 2, wherein the side plate is formed such that a protruding side surface of a locking pin at a position of a locking hole on a concentric circle is formed in a plane shape orthogonal to the axis.
前記羽根車の中央部分に気体を導く吸込口を有し、羽根車の周方向から気体を吐出する吐出口を有するケーシングを備えていることを特徴とする送風機。 A blower comprising the impeller according to any one of claims 1 to 4,
A blower comprising a casing having a suction port for introducing gas to a central portion of the impeller and having a discharge port for discharging gas from the circumferential direction of the impeller.
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