JP6709631B2 - 遠心式ファン - Google Patents

Description

本発明は、燃焼装置の筐体に空気を送り込む遠心式ファンに関する。

燃焼装置に用いられる送風機として、遠心式ファンが知られている（例えば、特許文献１）。遠心式ファンは、複数の翼片が回転軸に対して放射状に配置された円筒形状の羽根車と、羽根車を収容するスクロールケーシングとを有している。スクロールケーシングは、羽根車の回転軸に対する半径が羽根車の回転方向に大きくなる形状に周壁が形成されており、回転軸の軸方向の一端面を形成する蓋板には、羽根車の内側に空気を導くベルマウス形状の吸込口が設けられている。また、周壁の半径が大きい側から接線方向に送風路が延設されている。羽根車を回転させると、羽根車の内側から外側に空気が吹き出すので、吸込口から吸い込んだ空気を、送風路に接続された燃焼装置の筐体に送り込むことができる。

こうした遠心式ファンが接続された燃焼装置では、内蔵されたバーナーへの燃料ガスの供給量が小さい低負荷時に、燃焼排気を排出する排気口に強い風が吹き付けると、排気口から入り込んだ逆風によってバーナーの炎が吹き消されてしまうことがある。これを防ぐために、遠心式ファンの回転数に上乗せして燃焼装置内の圧力を高めておくことで、逆風を抑制する（耐風性能を確保する）ことが考えられる。ただし、遠心式ファンの回転数の増加に伴ってバーナーに供給される風量が増すと、燃料ガスと燃焼用空気との適切な比率（空燃比）からずれてしまう。そこで、吸込口の径を小さく形成することで流路抵抗を大きくすれば、風量を増すことなく、耐風性能を確保する（遠心式ファンの回転数を上げる）ことが可能となる。

特開２００５−１８０１７９号公報

しかし、吸込口の径が小さく形成された遠心式ファンでは、燃焼装置で燃料ガスの供給量が大きい高負荷時に、適切な空燃比となる空気を供給するために遠心式ファンの回転数が大きく設定されると、径の小さい吸込口を通過する空気の流速が速くなることによって騒音が大きくなる傾向にある。つまり、低負荷時には、風量を増すことなく遠心式ファンの回転数を上げて耐風性能を確保することを可能にしつつ、高負荷時には、遠心式ファンの回転数を大きく設定しても吸込口での空気の流速を抑えて騒音の発生を抑制することが困難であるという問題があった。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、供給する風量を増やさずに遠心式ファンの回転数を上げる場合と、遠心式ファンの回転数を大きく設定しても吸込口での空気の流速を抑える場合とに自動的に対応可能な遠心式ファンの提供を目的とする。

上述した課題を解決するために本発明の遠心式ファンは次の構成を採用した。すなわち、
複数の翼片が回転軸に対して放射状に配置された羽根車と、該羽根車を収容するケーシングと、該ケーシングで前記回転軸の軸方向の一端面を形成する蓋板に開口したベルマウス形状の吸込口と、前記ケーシングの周面から延設された送風路とを有し、前記羽根車を回転させることで、前記吸込口から吸い込んだ空気を、前記送風路に接続された燃焼装置の筐体に送り込む遠心式ファンにおいて、
前記吸込口の開口面積を変えることで流路抵抗を変更することが可能な流路抵抗変更部と、
前記流路抵抗変更部を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記燃焼装置の外部の風速が基準値以上になって、前記遠心式ファンの回転数が上乗せされる場合に、前記アクチュエータで前記流路抵抗変更部を駆動して前記吸込口の開口面積を小さくすることで流路抵抗を大きくし、
前記燃焼装置の外部の風速が前記基準値未満になると、前記アクチュエータで前記流路抵抗変更部を駆動して前記吸込口の開口面積を大きくすることで流路抵抗を小さくする
ことを特徴とする。

前述したように燃焼装置の排気口に強い風が吹き付けると、排気口から入り込んだ逆風によって内蔵のバーナーで失火することがある。そこで、燃焼装置の外部の風速に基づいてアクチュエータで流路抵抗変更部を駆動し、吸込口の流路抵抗を自動的に変更することとすれば、外部の風速が大きくなり、逆風によるバーナーの失火が起こり易い条件では、吸込口の開口面積を小さくして流路抵抗を大きくすることにより、風量を増すことなく、遠心式ファンの回転数に上乗せして燃焼装置の耐風性能を確保することができる。一方、外部の風速が小さくなり、逆風によるバーナーの失火が起こり難い条件では、吸込口の開口面積を大きくして流路抵抗を小さくすることにより、吸込口における空気の流速を抑えて、遠心式ファンの騒音を抑制することができる。

上述した本発明の遠心式ファンでは、燃焼装置の外部の風速が基準値以上で、且つ、燃焼装置への燃料ガスの供給量が所定量未満になって、前記遠心式ファンの回転数が上乗せされる場合に、アクチュエータで流路抵抗変更部を駆動して吸込口の開口面積を小さくすることで流路抵抗を大きくし、燃焼装置の外部の風速が基準値以上であっても、燃焼装置への燃料ガスの供給量が所定量以上になると、アクチュエータで流路抵抗変更部を駆動して吸込口の開口面積を大きくすることで流路抵抗を小さくするようにしてもよい。

このようにすれば、燃焼装置の外部の風速が大きく、且つ、低負荷時に燃料ガスの供給量が小さくなり、適切な空燃比となる遠心式ファンの回転数が小さい場合には、吸込口の開口面積を小さくして流路抵抗を大きくすることにより、風量を増すことなく、遠心式ファンの回転数に上乗せして燃焼装置の耐風性能を確保することができる。一方、燃焼装置の外部の風速が大きくても、高負荷時に燃料ガスの供給量が大きくなり、適切な空燃比となる遠心式ファンの回転数が大きい場合には、吸込口の開口面積を大きくして流路抵抗を小さくすることにより、吸込口における空気の流速を抑えて、速い空気の流れに起因する遠心式ファンの騒音を抑制することができる。

本実施例の遠心式ファン１０が接続された燃焼装置の例として給湯器１の構成を示した説明図である。 本実施例の遠心式ファン１０を分解した状態を示した斜視図である。 本実施例の流路抵抗変更部５０を分解した状態を示した斜視図である。 流路抵抗変更部５０が設置された状態の本実施例の遠心式ファン１０を示した説明図である。 本実施例の流路抵抗制御処理を示すフローチャートである。 第１変形例の流路抵抗制御処理を示すフローチャートである。 第２変形例の遠心式ファン１０に設置される流路抵抗変更部５０を分解した状態を示した斜視図である。 第３変形例の遠心式ファン１０に設置される流路抵抗変更部８０を分解した状態を示した斜視図である。 遮蔽板８１を回転させることで吸込口４４の開口面積を変更する様子を例示した説明図である。

図１は、本実施例の遠心式ファン１０が接続された燃焼装置の例として給湯器１の構成を示した説明図である。図示されるように給湯器１の筐体２の内部には、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させる複数のバーナー３が搭載されており、燃料ガスはガス流路４を通じて供給される。このガス流路４には、図示は省略するが、ガス流路４を開閉する元弁や、ガス流路４を通過する燃料ガスの流量を調整する比例弁や、燃料ガスを供給するバーナー３を切り換える切換弁などが設けられている。

筐体２の下部には、バーナー３に燃焼用空気を供給するために遠心式ファン１０が接続されている。バーナー３で混合ガスを適切に燃焼させるには、燃料ガスと燃焼用空気とを適切な比率（空燃比）で混合する必要があるため、コントローラー９によってガス流路４の比例弁や切換弁の制御および遠心式ファン１０の制御が行われる。尚、本実施例の遠心式ファン１０の構造については後ほど別図を用いて説明する。

バーナー３の上方には、熱交換器５が設けられている。熱交換器５の一端には給水通路６が接続されており、熱交換器５の他端には給湯通路７が接続されている。給水通路６を通じて供給された上水は、熱交換器５でバーナー３の燃焼排気との熱交換によって加熱された後、湯となって給湯通路７に流出する。給水通路６には、給水通路６内を流れる水の流量を検知する流量センサー（図示省略）が設けられており、給湯通路７に設けられたカラン（図示省略）を開けるなどして熱交換器５に水が供給されると、流量センサーで水流が検知されることによって、バーナー３で燃焼が開始される。そして、給湯器１の設定温度や、流量センサーで検知される水の流量によって必要とされる熱量（給湯能力）が変わることから、給湯能力に応じて適切な空燃比となるように、燃料ガスの供給量および燃焼用空気の供給量が調整される。

さらに、熱交換器５の上方には、排気口８が設けられている。バーナー３の燃焼排気は、遠心式ファン１０の送風によって上方に送られ、熱交換器５を通過すると、排気口８から給湯器１の外部に排出される。

図２は、本実施例の遠心式ファン１０を分解した状態を示した斜視図である。図示されるように遠心式ファン１０は、回転することで風を発生させる羽根車２０や、羽根車２０を回転させる駆動モーター３０や、羽根車２０を収容するスクロールケーシング４０などを備えている。尚、本実施例のスクロールケーシング４０は、本発明の「ケーシング」に相当している。

羽根車２０は、いわゆるシロッコファンであり、駆動モーター３０の回転軸３１の軸方向に細長く形成された複数の翼片２２が回転軸３１に対して放射状に所定の間隔で配置されて円筒形状になっている。これら翼片２２の一端（図中の下端）は、略円形の回転円板２１の外縁部分に取り付けられており、翼片２２の他端（図中の上端）は、環状の輪板２３に取り付けられている。回転円板２１は、中央で駆動モーター３０の回転軸３１に固定されており、駆動モーター３０の駆動によって羽根車２０が回転軸３１を中心に回転する。

スクロールケーシング４０は、駆動モーター３０の本体に対して固定される底板４１と、回転軸３１に対する半径が羽根車２０の回転方向に大きくなる形状に湾曲させた周壁４２と、周壁４２を介して底板４１と対向する蓋板４３とを接合して形成される。蓋板４３には、スクロールケーシング４０の内部に向けて縮径するベルマウス形状の吸込口４４が開口している。この吸込口４４の中心は回転軸３１と同一直線上にあり、吸込口４４の先端は、輪板２３よりも羽根車２０の内側に挿入されている。また、周壁４２の半径が大きい側から接線方向に延設して送風路４５が形成されており、送風路４５の末端の吐出口４６に給湯器１の筐体２が接続される。

このような遠心式ファン１０では、駆動モーター３０の駆動によって羽根車２０が回転すると、遠心力で羽根車２０の内側から外側に空気が吹き出す流れが生じるので、スクロールケーシング４０の外部から空気が吸込口４４を通って羽根車２０の内側に吸い込まれる。また、羽根車２０の外側に吹き出した空気は、周壁４２に沿って進み、送風路４５を通って吐出口４６から給湯器１の筐体２に送り込まれる。

こうして遠心式ファン１０を用いて空気が送り込まれる給湯器１では（図１参照）、特に給湯能力が小さいとき（バーナー３への燃料ガスの供給量が小さい低負荷時）に、排気口８に強い風が吹き付けると、排気口８から入り込んだ逆風によってバーナー３の炎が吹き消されてしまうことがある。この逆風を抑制する（耐風性能を確保する）ために、遠心式ファン１０の回転数に上乗せすることで筐体２内の圧力を高めておくことが考えられるものの、遠心式ファン１０の回転数の増加に伴ってバーナー３に送られる風量が増すと、適切な空燃比からずれることによってバーナー３の燃焼状態が悪化してしまう。そのため、従来例の遠心式ファン１０では、吸込口４４の径（開口面積）を小さく形成して流路抵抗を大きくすることで、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数を上げるようになっていた。

しかしながら、吸込口４４の径が小さく形成された従来例の遠心式ファン１０では、給湯能力が大きいとき（バーナー３への燃料ガスの供給量が大きい高負荷時）に、適切な空燃比となる空気を供給するために遠心式ファン１０の回転数が大きく設定されると、騒音が大きくなってしまう傾向にある。これは、径の小さい吸込口４４を通過する空気の流量が多くなることで、吸込口４４における流速が速くなり、この速い空気の流れが吸込口４４の先端に当って風切り音を発生させるためと考えられる。しかも、吸込口４４を小さくすると、所望の風量を送るために遠心式ファン１０の電流値に上乗せして遠心式ファン１０の回転数を更に上げることによって、消費電力が増加するだけでなく、遠心式ファン１０の振動が大きくなることも懸念される。

そこで、本実施例の遠心式ファン１０では、風量を増すことなく遠心式ファン１０の回転数を上げることを可能にしながら、遠心式ファン１０の回転数が大きく設定されても吸込口４４での空気の流速を抑えることを可能にするために、図２に示されるようにスクロールケーシング４０の蓋板４３の外側（図中の上面側）に、吸込口４４を覆うように流路抵抗変更部５０が設置されている。

図３は、本実施例の流路抵抗変更部５０を分解した状態を示した斜視図である。図示されるように流路抵抗変更部５０は、吸込口４４よりも小径の略円形に形成された弁体５２や、弁体５２を回転軸３１の軸方向に移動させるソレノイド６０や、吸込口４４の内側に移動した弁体５２を位置決めする規制板５１や、蓋板４３に対して所定の間隔を空けてソレノイド６０を支持する支持板５３などを備えている。

規制板５１は、中央に吸込口４４よりも大径の開口部５１ａを有し、蓋板４３の外側に重ねて取り付けられる。開口部５１ａの周縁からは、吸込口４４の内側に向けて複数（図示した例では４つ）の規制爪５１ｂが延設されており、吸込口４４の内側に移動した弁体５２は、規制爪５１ｂに当接することで位置決めされる。

支持板５３は、規制板５１（および蓋板４３）に対して略平行に配置され、支持板５３の外縁からは、蓋板４３に向けて折り曲げられた複数（図示した例では３つ）の脚部５３ａが延設されている。この脚部５３ａの先端側には、規制板５１と平行に折り曲げて固定部５３ｂが形成されており、固定部５３ｂを規制板５１に重ねて取り付けることで、規制板５１と支持板５３との間に所定の間隔（脚部５３ａの高さ）が確保される。

また、支持板５３の中央には挿通孔５３ｃが貫通して形成されており、挿通孔５３ｃの周囲にはＯリング等のシール部材の装着用にテーパーが形成されている。ソレノイド６０は、可動鉄心６１を挿通孔５３ｃに挿通した状態で、間にシール部材を介在させて支持板５３に取り付けられる。そして、可動鉄心６１の先端が弁体５２の中央に固定される。本実施例の弁体５２は、ソレノイド６０側の面（図中の上面）から反対側の面（図中の下面）に向けて縮径する形状になっている。

図４は、流路抵抗変更部５０が設置された状態の本実施例の遠心式ファン１０を示した説明図である。図では、駆動モーター３０の回転軸３１を含む平面で遠心式ファン１０を切断した断面を表している。周知のようにソレノイド６０は、電線を円筒形に巻回した電磁コイル６２と、電磁コイル６２の内側に固定された固定鉄心６３と、電磁コイル６２の内側に挿入されて中心軸方向に移動可能な可動鉄心６１とを備えている。可動鉄心６１は、固定鉄心６３とは反対側の端部に弁体５２が固定されていると共に、付勢バネ６４によって固定鉄心６３から離れる方向（図中の下方向）に付勢されている。

電磁コイル６２に通電していない状態では、図４（ａ）に示されるように、付勢バネ６４の付勢力によって弁体５２が吸込口４４の内側に移動し、規制爪５１ｂに当接して位置決めされている。このように吸込口４４の中央部分が弁体５２によって絞られることで、空気が通過する吸込口４４の開口面積が小さくなり、吸込口４４における流路抵抗を大きくすることができる。これにより、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数を上げることが可能となる。

一方、電磁コイル６２に通電すると、固定鉄心６３と可動鉄心６１との間に磁気吸引力が発生し、図４（ｂ）に示されるように、付勢バネ６４の付勢力に抗して可動鉄心６１が固定鉄心６３に引き付けられる。すると、吸込口４４から弁体５２が引き出された状態となり、図４（ａ）と比較して、弁体５２によって絞られないことで吸込口４４の開口面積が大きくなることから、吸込口４４における流路抵抗が小さくなる。こうすれば、遠心式ファン１０の回転数が大きく設定されて吸込口４４を通過する空気の流量が多くなっても、吸込口４４の開口面積を確保しておくことで、吸込口４４での空気の流速を抑えることができる。

以上のように、本実施例の遠心式ファン１０では、流路抵抗変更部５０（ソレノイド６０）の駆動を制御することにより、供給する風量を増やさずに遠心式ファン１０の回転数を上げる場合と、遠心式ファン１０の回転数を大きく設定しても吸込口４４での空気の流速を抑える場合との両方に対応することが可能である。本実施例の流路抵抗変更部５０（ソレノイド６０）の駆動は、コントローラー９によって自動的に制御されており、コントローラー９は、以下のような流路抵抗制御処理を実行している。尚、本実施例のコントローラー９は、本発明の「制御部」に相当している。

図５は、本実施例の流路抵抗制御処理を示すフローチャートである。流路抵抗制御処理では、まず、給湯器１でバーナー３への燃料ガスの供給量が変更されたか否かを判断する（ＳＴＥＰ１００）。前述したように、給湯器１の設定温度や、給水通路６の流量センサーで検知される水の流量に合わせて給湯能力が設定され、その給湯能力に応じてガス流路４の比例弁を制御して燃料ガスの供給量が変更される。そして、燃料ガスの供給量が変更されていない場合は（ＳＴＥＰ１００：ｎｏ）、燃料ガスの供給量が変更されるまで待機状態となる。

一方、燃料ガスの供給量が変更された場合は（ＳＴＥＰ１００：ｙｅｓ）、変更後の燃料ガスの供給量が所定量以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１０２）。そして、燃料ガスの供給量が所定量以上である場合は（ＳＴＥＰ１０２：ｙｅｓ）、ソレノイド６０に通電した状態とする（ＳＴＥＰ１０４）。これにより、図４（ｂ）のように吸込口４４の開口面積が大きく（流路抵抗が小さく）設定された状態で、ＳＴＥＰ１００に戻る。

これに対して、燃料ガスの供給量が所定量未満である場合は（ＳＴＥＰ１０２：ｎｏ）、ソレノイド６０への通電を停止した状態とする（ＳＴＥＰ１０６）。これにより、図４（ａ）のように吸込口４４の開口面積が小さく（流路抵抗が大きく）設定された状態で、ＳＴＥＰ１００に戻り、上述した処理を繰り返す。

以上に説明したように本実施例の遠心式ファン１０では、燃料ガスの供給量が変更されると、流路抵抗変更部５０（ソレノイド６０）の駆動を自動的に制御するようになっている。そして、給湯能力の設定が小さく、燃料ガスの供給量が所定量未満であれば、吸込口４４の開口面積を小さく（流路抵抗を大きく）するように流路抵抗変更部５０を駆動するので、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数に上乗せして給湯器１の耐風性能を確保することができる。一方、給湯能力の設定が小さくはなく、燃料ガスの供給量が所定量以上であれば、吸込口４４の開口面積を大きく（流路抵抗を小さく）するように流路抵抗変更部５０を駆動するので、遠心式ファン１０の回転数が大きく設定されても吸込口４４における空気の流速を抑えることができ、その結果、速い空気の流れに起因する遠心式ファン１０の騒音（風切り音）を抑制することが可能となる。しかも、吸込口４４の開口面積を確保しておくことで、遠心式ファン１０の電流値の上乗せによる回転数の増加なしに所望の風量を送ることが可能なので、消費電力を節減するとともに、遠心式ファン１０の振動を抑制することができる。

尚、上述した本実施例の遠心式ファン１０では、燃料ガスの供給量が所定量以上であるか否かによって、ソレノイド６０への通電のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることとし、吸込口４４の開口面積を２段階に調整していた。しかし、吸込口４４の開口面積を変更する態様は、これに限られず、燃料ガスの供給量が大きくなるに従って、吸込口４４の開口面積を比例的に大きくしてもよい。

上述した本実施例の遠心式ファン１０には、次のような変形例も存在する。以下では、上述の実施例とは異なる点を中心に変形例について説明する。尚、変形例の説明では、上述の実施例と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

上述した実施例の遠心式ファン１０では、燃料ガスの供給量が変更されたことに基づいて、流路抵抗変更部５０の駆動を制御するようになっていた。しかし、流路抵抗変更部５０の駆動を制御する条件は、これに限られず、第１変形例の遠心式ファン１０では、給湯器１の外部に設置された図示しない風速計で計測される風速に基づいて、流路抵抗変更部５０の駆動を自動的に制御するようになっている。

図６は、第１変形例の流路抵抗制御処理を示すフローチャートである。第１変形例の流路抵抗制御処理では、まず、給湯器１の外部の風速が基準値以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ２００）。この基準値は、給湯器１の排気口８の形状や、熱交換器５における流路抵抗などのバリエーションに応じて、給湯能力の最小時に排気口８から入り込んだ逆風によってバーナー３の失火が起こり得る風速が予め設定されている。そして、風速が基準値未満である場合は（ＳＴＥＰ２００：ｎｏ）、給湯器１の外部で強い風は吹いておらず、燃料ガスの供給量に拘わらず、逆風によるバーナー３の失火は起こり難いので、ソレノイド６０に通電した状態とし（ＳＴＥＰ２０２）、図４（ｂ）のように吸込口４４の開口面積が大きく（流路抵抗が小さく）設定された状態で、ＳＴＥＰ２００に戻る。

一方、風速が基準値以上である場合は（ＳＴＥＰ２００：ｙｅｓ）、燃料ガスの供給量が所定量以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ２０４）。そして、燃料ガスの供給量が所定量以上である場合は（ＳＴＥＰ２０４：ｙｅｓ）、適切な空燃比となる回転数で遠心式ファン１０の送風が行われることで、給湯器１の外部で強い風が吹いていても、逆風によるバーナー３の失火は起こり難いので、ソレノイド６０に通電した状態とし（ＳＴＥＰ２０２）、ＳＴＥＰ２００に戻る。

これに対して、燃料ガスの供給量が所定量未満である場合は（ＳＴＥＰ２０４：ｎｏ）、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数を上げて給湯器１の耐風性能を確保するために、ソレノイド６０への通電を停止した状態とし（ＳＴＥＰ２０６）、図４（ａ）のように吸込口４４の開口面積が小さく（流路抵抗が大きく）設定された状態で、ＳＴＥＰ２００に戻る。

以上のように第１変形例の遠心式ファン１０では、給湯器１の外部の風速に基づいて、逆風によるバーナー３の失火が起こり易い給湯器１の運転条件を判断するようになっている。そして、外部の風速が基準値を上回って、逆風によるバーナー３の失火が起こり易い運転条件であれば、吸込口４４の開口面積を小さく（流路抵抗を大きく）するように流路抵抗変更部５０を駆動することにより、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数に上乗せして給湯器１の耐風性能を確保することができる。一方、外部の風速が基準値を下回って、逆風によるバーナー３の失火が起こり難い運転条件であれば、吸込口４４の開口面積を大きく（流路抵抗を小さく）するように流路抵抗変更部５０を駆動することにより、吸込口４４における空気の流速を抑えて、遠心式ファン１０の騒音（風切り音）を抑制することができる。

図７は、第２変形例の遠心式ファン１０に設置される流路抵抗変更部５０を分解した状態を示した斜視図である。前述した実施例の流路抵抗変更部５０では、アクチュエーターとしてソレノイド６０が採用されていたのに対して、第２変形例の流路抵抗変更部５０では、モーター７１を有する昇降装置７０が採用されている。図示されるように昇降装置７０は、モーター７１の回転軸に固定されたピニオン７２と、ピニオン７２に噛み合うラック７３とを備えている。この昇降装置７０は、ラック７３を挿通孔５３ｃに挿通した状態で、間にＯリング等のシール部材を介在させて支持板５３に取り付けられる。そして、挿通孔５３ｃに挿通したラック７３の先端が弁体５２の中央に固定される。

このような第２変形例の流路抵抗変更部５０では、モーター７１を駆動してピニオン７２を回転させると、ラックピニオン機構によりラック７３および弁体５２が回転軸３１の軸方向（図２参照）に移動し、弁体５２を吸込口４４に挿入したり、吸込口４４から引き出したりすることが可能である（図４参照）。このときの弁体５２の移動量（吸込口４４への挿入量）は、モーター７１の回転量で調整することができる。そのため、第２変形例の流路抵抗変更部５０では、吸込口４４の内側に移動した弁体５２を位置決めする規制板５１（図３参照）が設けられていない。

また、第２変形例の弁体５２は、ラック７３側の面（図中の上面）から反対側の面（図中の下面）に向けて縮径する形状になっている。このため、吸込口４４への弁体５２の挿入量に応じて、吸込口４４の開口面積（吸込口４４のうち弁体５２によって占有されていない面積）が変化し、弁体５２の挿入量が大きいほど吸込口４４の開口面積が小さくなる。

このような流路抵抗変更部５０が設置された第２変形例の遠心式ファン１０では、前述した実施例と同様に燃料ガスの供給量が所定量以上であるか否かによって、吸込口４４への弁体５２の挿入量を２段階に設定してもよいが、これに限られず、吸込口４４への弁体５２の挿入量を、燃料ガスの供給量に反比例して連続的に変更するようにしてもよい。こうすれば、燃料ガスの供給量が小さくなると、弁体５２が挿入されて吸込口４４の開口面積が小さくなるので、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数に上乗せして給湯器１の耐風性能を確保することができる。一方、燃料ガスの供給量が大きくなると、弁体５２が引き出されて吸込口４４の開口面積が大きくなるので、吸込口４４における空気の流速を抑えて、遠心式ファン１０の騒音（風切り音）を抑制することができる。

図８は、第３変形例の遠心式ファン１０に設置される流路抵抗変更部８０を分解した状態を示した斜視図である。図示されるように第３変形例の流路抵抗変更部８０は、吸込口４４を覆うように蓋板４３の外側に取り付けられる被覆板８２や、蓋板４３と被覆板８２との間に回転可能に設置される遮蔽板８１や、遮蔽板８１を回転させるモーター８３などを備えている。

被覆板８２には、吸込口４４と重なる箇所に複数（図示した例では３つ）の通気孔８２ｂが中央の挿通孔８２ａを中心として所定の間隔で開口している。また、被覆板８２の外縁には、蓋板４３側に向けて複数（図示した例では６つ）の凸部８２ｄが突設されている。被覆板８２を蓋板４３に重ねると、凸部８２ｄが蓋板４３に当接することにより、蓋板４３と被覆板８２との間に所定の隙間が設けられ、その状態で図示しないネジなどで固定される。モーター８３は、回転軸８３ａを挿通孔８２ａに挿通した状態で被覆板８２に固定される。

遮蔽板８１には、中央の取付孔８１ａの周りに被覆板８２の通気孔８２ｂと同形状の複数（図示した例では３つ）の開口部８１ｂが間に遮蔽部８１ｃを介在させて設けられている。この遮蔽板８１は、蓋板４３と被覆板８２との隙間に挿入されるとともに、挿通孔８２ａに挿通したモーター８３の回転軸８３ａが取付孔８１ａに固定される。

このような流路抵抗変更部８０で覆われた第３変形例の吸込口４４では、被覆板８２の通気孔８２ｂと遮蔽板８１の開口部８１ｂとの重複部分を空気が通過することから、重複部分の面積が吸込口４４の開口面積に相当する。そして、この重複部分の面積は、モーター８３を駆動して遮蔽板８１を回転させることによって変更することが可能である。

図９は、遮蔽板８１を回転させることで吸込口４４の開口面積を変更する様子を例示した説明図である。図では、流路抵抗変更部８０をモーター８３側から見た平面図で表しており、遮蔽板８１にハッチングを付すとともに、モーター８３の図示を省略している。まず、燃料ガスの供給量が所定量未満であれば、図９（ａ）に示される状態となるように遮蔽板８１を回転させ、通気孔８２ｂの一部を遮蔽部８１ｃで塞ぐことにより、吸込口４４の開口面積を小さくする。これにより、風量を増すことなく、遠心式ファン１０の回転数に上乗せして給湯器１の耐風性能を確保することができる。

一方、燃料ガスの供給量が所定量以上であれば、図９（ｂ）に示される状態となるように遮蔽板８１を回転させ、通気孔８２ｂの全体を開口部８１ｂと重複させることにより、吸込口４４の開口面積を最大にする。これにより、遠心式ファン１０の回転数が大きく設定されても吸込口４４における空気の流速を抑えて、遠心式ファン１０の騒音（風切り音）を抑制することができる。

尚、第３変形例の遠心式ファン１０においても、燃料ガスの供給量が大きくなるに従って、吸込口４４の開口面積を比例的に大きくするように遮蔽板８１の回転量を変更するようにしてもよい。

以上、本実施例および変形例の遠心式ファン１０について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

例えば、前述した実施例および変形例では、吸込口４４の一部を塞いで開口面積を変えることで、吸込口４４における流路抵抗を変更していた。しかし、吸込口４４の流路抵抗を変更する態様は、これに限られず、細かい網目のフィルターで吸込口４４を覆った状態と覆わない状態とを切り換えることによって吸込口４４の流路抵抗を変更してもよい。また、吸込口４４の形状を円形から楕円形などのひしゃげた異形に切り換えて、形状の違いによって吸込口４４の流路抵抗を変更してもよい。

１…給湯器、 ２…筐体、 ３…バーナー、
４…ガス流路、 ５…熱交換器、 ６…給水通路、
７…給湯通路、 ８…排気口、 ９…コントローラー、
１０…遠心式ファン、 ２０…羽根車、 ２１…回転円板、
２２…翼片、 ２３…輪板、 ３０…駆動モーター、
３１…回転軸、 ４０…スクロールケーシング、 ４１…底板、
４２…周壁、 ４３…蓋板、 ４４…吸込口、
４５…送風路、 ４６…吐出口、 ５０…流路抵抗変更部、
５１…規制板、 ５１ａ…開口部、 ５１ｂ…規制爪、
５２…弁体、 ５３…支持板、 ５３ａ…脚部、
５３ｂ…固定部、 ５３ｃ…挿通孔、 ６０…ソレノイド、
６１…可動鉄心、 ６２…電磁コイル、 ６３…固定鉄心、
６４…付勢バネ、 ７０…昇降装置、 ７１…モーター、
７２…ピニオン、 ７３…ラック、 ８０…流路抵抗変更部、
８１…遮蔽板、 ８１ａ…取付孔、 ８１ｂ…開口部、
８１ｃ…遮蔽部、 ８２…被覆板、 ８２ａ…挿通孔、
８２ｂ…通気孔、 ８２ｄ…凸部、 ８３…モーター、
８３ａ…回転軸。

Claims (2)

1. 複数の翼片が回転軸に対して放射状に配置された羽根車と、該羽根車を収容するケーシングと、該ケーシングで前記回転軸の軸方向の一端面を形成する蓋板に開口したベルマウス形状の吸込口と、前記ケーシングの周面から延設された送風路とを有し、前記羽根車を回転させることで、前記吸込口から吸い込んだ空気を、前記送風路に接続された燃焼装置の筐体に送り込む遠心式ファンにおいて、
   前記吸込口の開口面積を変えることで流路抵抗を変更することが可能な流路抵抗変更部と、
   前記流路抵抗変更部を駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記燃焼装置の外部の風速が基準値以上になって、前記遠心式ファンの回転数が上乗せされる場合に、前記アクチュエータで前記流路抵抗変更部を駆動して前記吸込口の開口面積を小さくすることで流路抵抗を大きくし、
   前記燃焼装置の外部の風速が前記基準値未満になると、前記アクチュエータで前記流路抵抗変更部を駆動して前記吸込口の開口面積を大きくすることで流路抵抗を小さくする
   ことを特徴とする遠心式ファン。
2. 請求項１に記載の遠心式ファンにおいて、
   前記制御部は、
   前記燃焼装置の外部の風速が前記基準値以上で、且つ、前記燃焼装置への燃料ガスの供給量が所定量未満になって、前記遠心式ファンの回転数が上乗せされる場合に、前記アクチュエータで前記流路抵抗変更部を駆動して前記吸込口の開口面積を小さくすることで流路抵抗を大きくし、
   前記燃焼装置の外部の風速が前記基準値以上であっても、前記燃焼装置への燃料ガスの供給量が前記所定量以上になると、前記アクチュエータで前記流路抵抗変更部を駆動して前記吸込口の開口面積を大きくすることで流路抵抗を小さくする
   ことを特徴とする遠心式ファン。

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