JP6415377B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の送風機を箱体内に組み込んだ送風装置に関する。

従来、建物内の空間を換気する送風装置には、複数の遠心送風機を備える送風装置を用いることがある。特許文献１には、遠心式ファンとこれを駆動する電動機とを有する複数の遠心送風機が、箱体内に組込まれて構成された遠心送風機が開示されている。

特開２００９−１４２１７号公報

しかしながら、特許文献１の送風装置では、送風装置の外郭である箱体の中に複数の送風機を備え、各送風機は箱体の天板および底板にそれぞれ独立して固定されていた。そのため、各送風機が一体となって強度メンバーにならないため、支える箱体の天板および底板には送風機によって応力が集中しやすくなる。応力集中の対策のため、天板および底板の強度の向上が図られる。例えば、天板および底板の板厚の増加、またはリブの追加によって、天板および底板の強度の向上が図られる。このように、応力集中のための対策として、天板および底板の板厚の増加、またはリブの追加を行うことで、送風装置の重量の増加および製造コストの上昇を招いてしまうといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、天板および底板への応力の集中の低減を図りつつ、複数の送風機を箱体内に組み込んだ送風装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、箱体吸込口および箱体吐出口が形成された箱体と、箱体の中に形成されて箱体吸込口と箱体吐出口を連通する通風路と、通風路の途中に配置され箱体吸込口から吸い込まれ箱体吐出口から吐き出される空気流を生成する複数の送風機と、を備え、複数の送風機同士が互いに連結固定されていることを特徴とする。

本発明にかかる送風装置によれば、天板および底板への応力の集中の低減を図りつつ、複数の送風機を箱体内に組み込むことができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる送風装置の斜視図 実施の形態１にかかる送風装置を側方から見た図であって、メンテナンスパネルを外した状態を示す図 実施の形態１にかかる送風装置を上方から見た断面図 実施の形態１における第１の遠心送風機の斜視図 実施の形態１における第１の遠心送風機と第２の遠心送風機の設置状態を示す斜視図 実施の形態１の変形例１における第１の遠心送風機と第２の遠心送風機の設置状態を示す斜視図 比較例１にかかる送風装置の応力分布解析結果を示す図 実施の形態１にかかる送風装置の応力分布解析結果を示す図 実施の形態１の変形例２における第１の遠心送風機と第２の遠心送風機の設置状態を示す斜視図 本発明の実施の形態２にかかる送風装置を上方から見た断面図 比較例２にかかる送風装置の応力分布解析結果を示す図 実施の形態２にかかる送風装置の応力分布解析結果を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる送風装置の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる送風装置を側方から見た図であって、メンテナンスパネルを外した状態を示す図である。図３は、実施の形態１にかかる送風装置を上方から見た断面図である。図４は、実施の形態１における第１の遠心送風機の斜視図である。本発明の実施の形態１に係る送風装置７０は、建物内に設けられて、建物内の空間を換気する換気装置である。

送風装置７０は、内部に送風機を収容する空間が形成された箱体である外側ケーシング１を備える。外側ケーシング１は、第１の壁１ａと、第１の壁１ａに対向する第２の壁１ｂとを有して直方体形状を呈している。第２の壁１ｂには、メンテナンス用のメンテナンス開口８が形成されている。メンテナンス開口８は、着脱可能なメンテナンスパネル１５で塞がれている。外側ケーシング１には、第１の壁１ａおよび第２の壁１ｂと異なる壁に、内部に空気を吸い込む箱体吸込口２が形成されている。箱体吸込口２が形成されている壁と対向する壁には、外側ケーシング１の外部に空気を吐き出す箱体吐出口３が形成されている。外側ケーシング１の外側面には、複数の天吊足１０が形成されている。送風装置７０は、天吊足１０を用いて天井面等から吊り固定される。

外側ケーシング１の内部には、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５が組み込まれている。第１の遠心送風機４は、第１の電動機４１によって回転軸４２を中心に回転される第１の遠心式ファン４３が、外郭であるファンケーシング４４に収容されて構成される。ファンケーシング４４には、回転軸４２の延長線と交差する面の両面に空気を吸い込む送風機吸込口４４ａが形成されている。すなわち、第１の遠心送風機４は、第１の遠心式ファン４３の両側から空気を吸い込む両吸込型遠心送風機である。ファンケーシング４４には、回転軸４２と垂直となる方向に空気を吐き出す送風機吐出口４４ｂが形成されている。図４にも示すように、両吸込型遠心送風機である第１の遠心送風機４では、第１の電動機４１は、一方の送風機吸込口４４ａ側に設けられている。

第２の遠心送風機５は、第２の電動機５１によって回転軸５２を中心に回転される第２の遠心式ファン５３が、外郭であるファンケーシング５４に収容されて構成される。ファンケーシング５４には、回転軸５２の延長線と交差する面のうち一方の面に空気を吸い込む送風機吸込口５４ａが形成されている。ファンケーシング５４には、回転軸５２と垂直となる方向に空気を吐き出す送風機吐出口５４ｂが形成されている。すなわち、第２の遠心送風機５は、第２の遠心式ファン５３の片側から空気を吸い込む片吸込型遠心送風機である。片吸込型遠心送風機である第２の遠心送風機５では、第２の電動機５１は、送風機吸込口５４ａが形成された面の反対側となる面の外側に設けられている。

第１の遠心送風機４は、第１の電動機４１が設けられていない送風機吸込口４４ａが、第１の壁１ａに向けて配置される。第２の遠心送風機５は、送風機吸込口５４ａが、第１の壁１ａに向けて配置される。第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５は、回転軸４２の延長線および回転軸５２の延長線が、第１の壁１ａおよび第２の壁１ｂと交差するように外側ケーシング１内に配置され、空気の吐出方向が一致するようになっている。ここで、吐出方向が一致するとは、吐出方向が概ね一致することを含み、吐出方向が多少ずれた状態も、吐出方向が一致した状態に含まれる。本実施の形態１では、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５の吐出方向が、図２および図３の紙面上で右方向に一致されている。

また、第２の遠心送風機５は、第１の遠心送風機４よりも第１の壁１ａ側にずらして配置されている。具体的には、第１の遠心送風機４のファンケーシング４４の送風機吐出口４４ｂが形成された面に、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４が重ならない位置に、第２の遠心送風機５がずらして配置されている。より具体的には、第１の壁１ａ側への第２の遠心送風機５のずれ量は、第１の遠心送風機４のファンケーシング４４の送風機吐出口４４ｂが形成された面の回転軸４２に沿った方向の幅Ｘと等しくなっている。

また、第２の遠心送風機５は、第１の遠心送風機４の空気の吐出方向の下流側にずらして配置されている。具体的には、第１の遠心送風機４のファンケーシング４４の送風機吸込口４４ａが形成された面に、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４の第２の電動機５１が設けられた面が重ならない位置に、第２の遠心送風機５がずらして配置されている。より具体的には、吐出方向の下流側への第２の遠心送風機５のずれ量は、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４の吐出方向に沿った幅Ｙと等しくなっている。

図５は、実施の形態１における第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５の設置状態を示す斜視図である。第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５とは、箱体１を介さずに互いに連結固定されている。具体的には、図５では、第１の遠心送風機４のファンケーシング４４と、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４とが連結固定されている。より具体的には、ファンケーシング４４のうち第１の電動機４１が設けられた側の反対側の一辺と、ファンケーシング５４のうち、第２の電動機５１が設けられた側の一辺とを当接させて、ねじ９によって固定することで、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５とが連結固定されている。図６は、実施の形態１の変形例１における第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５の設置状態を示す斜視図である。図６では、第１の遠心送風機４のファンケーシング４４と、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４とが連結固定されている。より具体的には、ファンケーシング４４のうち第１の電動機４１が設けられた側の反対側の一面と、ファンケーシング５４のうち、第２の電動機５１が設けられた側の一面とを当接させて、重なった部分をねじ９によって固定することで、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５とが連結固定されている。なお、図６に示すようにフランジで固定してもよいし、一面同士で固定してもよい。このように、ファンケーシング４４，５４同士を固定することによって、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５とが互いに支え合い、一つの剛体となることで、安定性が向上し、天面および底面が補強された状態になる。

また、第１の遠心送風機４は、第１の電動機４１を第２の壁１ｂに向けて、外側ケーシング１内に配置されている。また、第２の遠心送風機５は、第２の電動機５１を第２の壁１ｂに向けて、外側ケーシング１内に配置されている。

第１の遠心送風機４のファンケーシング４４の送風機吐出口４４ｂが形成された面と、外側ケーシング１の第２の壁１ｂとの間には、仕切り壁１９が設けられている。また、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４の送風機吐出口５４ｂが形成された面と、外側ケーシング１の第１の壁１ａとの間には、仕切り壁１９が設けられている。

外側ケーシング１の内部空間のうち、第１の遠心送風機４、第２の遠心送風機５および仕切り壁１９よりも箱体吸込口２側となる領域が吸込風路２０となり、箱体吐出口３側となる領域が吐出風路２１となる。これは、外側ケーシング１の内部空間が、第１の遠心送風機４の送風機吸込口４４ａおよび第２の遠心送風機５の送風機吸込口５４ａが面する吸込風路２０と、第１の遠心送風機４の送風機吐出口４４ｂおよび第２の遠心送風機５の送風機吐出口５４ｂが面する吐出風路２１とに区切られていると換言できる。上述した第１の遠心送風機４、第２の遠心送風機５および仕切り壁１９の配置によって、第２の遠心送風機５が有する第２の電動機５１は、吐出風路２１内に露出される。また、第２の電動機５１は、第１の遠心送風機４の送風機吐出口４４ｂに対向する位置に設けられることとなる。

図７は、比較例１にかかる送風装置の応力分布解析結果を示す図である。図８は、実施の形態１にかかる送風装置７０の応力分布解析結果を示す図である。比較例１にかかる送風装置では、遠心送風機同士が連結固定されていない。すなわち、図７および図８では、遠心送風機同士を連結固定しない場合と、連結固定した場合に発生する応力が比較される。

比較例１にかかる送風装置および実施の形態１にかかる送風装置ともに、応力分布解析に使用したモデルは、図３に示した送風装置７０を簡略化したものである。また、電動機４１，５１と遠心式ファン４３，５３を一つの個体とみなし、送風装置７０の箱体吐出口３が形成された面とファンケーシング５４の吐出面とを一致させたものである。また、図７および図８では、外側ケーシング１に形成された天吊足１０で送風装置７０を吊り固定した場合に自重によって生じる応力が示されている。

図７および図８に示すように、第１の遠心送風機４のファンケーシングユニット４４のうち、第１の電動機４１が設けられた側の辺と吐出側の反対側となる辺との角部と、外側ケーシング１の天面とが接触する箇所にて応力が集中している。しかしながら、この応力の集中は、遠心送風機４，５同士が連結された図８のほうが緩和されている。また、遠心送風機４，５同士が連結された図８のほうが、遠心送風機と天面との接触部分で応力が低くなっていることが分かる。

図９は、実施の形態１の変形例２における第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５の設置状態を示す斜視図である。図９に示すように、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５とを、固定部材１１を用いて連結固定してもよい。なお、固定部材１１は、外側ケーシング１には固定されておらず、ファンケーシング４４とファンケーシング５４にねじ９で固定されている。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる送風装置を上方から見た断面図である。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態２にかかる送風装置８０では、第１の遠心送風機４および第２の遠心送風機５に加えて、第３の遠心送風機６が外側ケーシング１の内部に追加されている。

第３の遠心送風機６は、第３の電動機６１によって回転軸６２を中心に回転される第３の遠心式ファン６３が、ファンケーシング６４に収容されて構成される。ファンケーシング６４には、回転軸６２の延長線と交差する面のうち一方の面に空気を吸い込む送風機吸込口６４ａが形成されている。ファンケーシング６４には、回転軸６２と垂直となる方向に空気を吐き出す送風機吐出口６４ｂが形成されている。すなわち、第３の遠心送風機６は、第３の遠心式ファン６３の片側から空気を吸い込む片吸込型遠心送風機である。片吸込型遠心送風機である第３の遠心送風機６では、第３の電動機６１は、送風機吸込口６４ａが形成された面の反対側となる面の外側に設けられている。

第３の遠心送風機６は、送風機吸込口６４ａが、第１の壁１ａに向けて配置される。第３の遠心送風機６は、第１の遠心送風機４および第２の遠心送風機５と空気の吐出方向が一致するように外側ケーシング１内に配置される。

また、第３の遠心送風機６は、第２の遠心送風機５よりも第１の壁１ａ側にずらして配置されている。具体的には、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４の送風機吐出口５４ｂが形成された面に、第３の遠心送風機６のファンケーシング６４が重ならない位置に、第３の遠心送風機６がずらして配置されている。より具体的には、第２の遠心送風機５に対する第１の壁１ａ側への第３の遠心送風機６のずれ量は、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４の送風機吐出口５４ｂが形成された面の回転軸５２に沿った方向の幅Ｐと等しくなっている。

また、第３の遠心送風機６は、第２の遠心送風機５の空気の吐出方向の下流側にずらして配置されている。具体的には、第２の遠心送風機５のファンケーシング５４の送風機吸込口５４ａが形成された面に、第３の遠心送風機６のファンケーシング６４の第３の電動機６１が設けられた面が重ならない位置に、第３の遠心送風機６がずらして配置されている。より具体的には、吐出方向の下流側への第３の遠心送風機６のずれ量は、第３の遠心送風機６のファンケーシング６４の吐出方向に沿った幅Ｑと等しくなっている。

また、第３の遠心送風機６は、第３の電動機６１を第２の壁１ｂに向けて、外側ケーシング１内に配置されている。

また、外側ケーシング１内に組み込まれる送風機の数は３台に限られず４台以上であっても構わない。

なお、本実施の形態２で示すように、片吸込型遠心送風機を水平にずらして追加していくことで、送風装置の風量を増やすことが可能となるが、遠心送風機を追加した場合には、送風装置の縦寸法および横寸法も大きくなるため、機体の強度が低くなり、天面および底面の振動も大きくなりやすい。近年では、室内空間を広くするために、天井高さを大きくする傾向がある。それに伴って、天井内空間の高さが小さくなるため、機体の高さを抑えることが重要となる。そのため、水平に配置した送風機同士を固定することによって、機体の補強・振動抑制が可能であることは有意であるといえる。本実施の形態２でも、上記実施の形態１と同様に、第１の遠心送風機４と第２の遠心送風機５とが連結固定され、第２の遠心送風機５と第３の遠心送風機６とが連結固定されて、応力集中の緩和が図られている。連結の手法は、上記実施の形態１で説明したものと同様である。

図１１は、比較例２にかかる送風装置の応力分布解析結果を示す図である。図１２は、実施の形態２にかかる送風装置８０の応力分布解析結果を示す図である。比較例２にかかる送風装置では、遠心送風機同士が連結固定されていない。すなわち、図１１および図１２では、遠心送風機同士を連結固定しない場合と、連結固定した場合に発生する応力が比較される。

比較例２にかかる送風装置および実施の形態２にかかる送風装置ともに、応力分布解析に使用したモデルは、図１０に示した送風装置８０を簡略化したものである。また、電動機４１，５１，６１と遠心式ファン４３，５３，６３を一つの個体とみなし、送風装置８０の箱体吐出口３が形成された面とファンケーシング６４の吐出面とを一致させたものである。また、図１１および図１２では、外側ケーシング１に形成された天吊足１０で送風装置８０を吊り固定した場合に自重によって生じる応力が示されている。

図１１および図１２に示すように、実施の形態１と同様に、遠心送風機４，５，６同士を連結固定することにより、遠心送風機４，５，６と天面との接触部分の周辺の応力が低くなっていることが分かる。また、ファンケーシング４４の角部と天面との接触部分の周辺の応力集中が緩和されていることが分かる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 外側ケーシング（箱体）、１ａ 第１の壁、１ｂ 第２の壁、２ 箱体吸込口、３ 箱体吐出口、４ 第１の遠心送風機、５ 第２の遠心送風機、６ 第３の遠心送風機、８ メンテナンス開口、９ ねじ、１０ 天吊足、１１ 固定部材、１５ メンテナンスパネル、２０ 吸込風路、２１ 吐出風路、４１ 第１の電動機、４２ 回転軸、４３ 第１の遠心式ファン、４４ ファンケーシング、４４ａ 送風機吸込口、４４ｂ 送風機吐出口、５１ 第２の電動機、５２ 回転軸、５３ 第２の遠心式ファン、５４ ファンケーシング、５４ａ 送風機吸込口、５４ｂ 送風機吐出口、６１ 第３の電動機、６２ 回転軸、６３ 第３の遠心式ファン、６４ ファンケーシング、６４ａ 送風機吸込口、６４ｂ 送風機吐出口、７０，８０ 送風装置。

Claims (5)

1. 箱体吸込口および箱体吐出口が形成された箱体と、
   前記箱体の中に形成されて前記箱体吸込口と前記箱体吐出口を連通する通風路と、
   前記通風路の途中に配置され前記箱体吸込口から吸い込まれ前記箱体吐出口から吐き出される空気流を生成する複数の送風機と、を備え、
   前記箱体は、前記箱体吸込口と前記箱体吐出口とを結ぶ軸と平行な第１の壁と前記第１の壁と対向する第２の壁とを有し、
   複数の前記送風機は、前記軸と平行な方向では前記箱体吸込口から前記箱体吐出口に向かう方向にずらして配置され、前記箱体吐出口側に配置された前記送風機のほうが前記箱体吸込口側に配置された前記送風機よりも前記第１の壁に向かう方向にずらして配置され、
   複数の前記送風機同士が互いに連結固定されていることを特徴とする送風装置。
2. 前記箱体を介さずに複数の前記送風機同士を連結固定させる固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 複数の前記送風機の外郭を互いに当接させて連結固定されることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
4. 複数の前記送風機の外郭の一辺同士を当接させ、前記一辺に形成されたフランジで複数の前記送風機同士が連結固定されたことを特徴とする請求項３に記載の送風装置。
5. 複数の前記送風機のそれぞれは、送風機吸込口と送風機吐出口とが前記外郭に形成された遠心送風機であり、
   複数の前記送風機は、前記外郭のうち前記送風機吸込口が形成された面と、前記外郭のうち前記送風機吸込口が形成された面と対向する面とを当接させて連結固定されたことを特徴とする請求項３に記載の送風装置。

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