特許 6806556 送風機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6806556

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】送風機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20201221BHJP

   F04D 29/62 20060101ALI20201221BHJP

   F04D 29/66 20060101ALN20201221BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/42 K

   F04D29/62 F

   !F04D29/66 N

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-246056(P2016-246056)

(22)【出願日】2016年12月19日

(65)【公開番号】特開2018-100606(P2018-100606A)

(43)【公開日】2018年6月28日

【審査請求日】2019年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111970

【弁理士】

【氏名又は名称】三林 大介

(72)【発明者】

【氏名】瀧 啓東志

【審査官】 大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１７４３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００１０６３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

Ｆ０４Ｄ ２９／６２

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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を、吸入口および吐出口が開口したファンケース内に収容し、該ファンケースの外側に設置されたモーターの駆動で前記羽根車を回転させることにより、前記吸入口から吸い込んだ気体を、前記吐出口から吹き出す送風機において、
前記ファンケースで前記羽根車の回転軸の軸方向の一端面を形成する基底面に設けられ、前記羽根車の外径よりも口径が大きい開口部と、
前記開口部を覆って前記基底面に固定されると共に、前記モーターが取り付けられる取付板と
を備え、
前記取付板には、前記開口部の周縁よりも中央側の位置に、前記回転軸の軸方向の何れか一方に向けて突出させて前記モーターを囲む環状に形成した突条が設けられており、
前記突条は、前記取付板における前記基底面との締結部と、前記モーターとの締結部との間に形成されている
ことを特徴とする送風機。

【請求項2】

請求項１に記載の送風機において、
前記取付板は、前記突条を境として、前記基底面に当接する外縁側と、前記モーターが取り付けられる中央側とが同一の平面上にある
ことを特徴とする送風機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファンケース内に羽根車を収容して、ファンケースの外側に設置されたモーターの駆動で羽根車を回転させる送風機に関する。

【背景技術】

【0002】

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をファンケース内に収容した送風機が知られている（例えば、特許文献１）。ファンケースには、羽根車の回転軸の軸方向の一端面を形成する基底面に、羽根車を回転させるモーターが外側から取り付けられており、モーターのシャフトに羽根車が固定されている。また、ファンケースには、空気などの気体をファンケースに吸い込む吸入口、およびファンケースから気体を吹き出す吐出口が設けられており、吐出口には、例えば燃焼装置などの筐体が接続される。モーターの駆動で羽根車を回転させると、吸入口から吸い込んだ気体が吐出口から吹き出すことから、吐出口に接続された筐体に気体を送り込むことができる。

【0003】

また、こうした送風機では、ファンケースの基底面に、羽根車の外径よりも大きい口径の開口部を設けておき、この開口部を覆って基底面に固定される取付板にモーターが取り付けられるものもある。この送風機の製造では、取付板に取り付けたモーターのシャフトに羽根車を固定した状態で、予め組み立てたファンケースの内部に開口部から羽根車を収容すればよいので、羽根車を内部に設置した状態でファンケースを組み立てる場合に比べて作業が容易となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−３００４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、ファンケースの外側にモーターが取り付けられた送風機では、モーターの駆動によってファンケースが振動し、その振動がファンケースと接続された筐体に伝わることで騒音が発生することがあるという問題があった。特に低周波（１００Ｈｚ以下）の振動によって発生する騒音は、遮音が困難であり、不快に感じる人も多い。

【0006】

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、モーターの駆動によるファンケースの振動を抑制し、特に低周波の振動を低減することが可能な送風機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために本発明の送風機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を、吸入口および吐出口が開口したファンケース内に収容し、該ファンケースの外側に設置されたモーターの駆動で前記羽根車を回転させることにより、前記吸入口から吸い込んだ気体を、前記吐出口から吹き出す送風機において、
前記ファンケースで前記羽根車の回転軸の軸方向の一端面を形成する基底面に設けられ、前記羽根車の外径よりも口径が大きい開口部と、
前記開口部を覆って前記基底面に固定されると共に、前記モーターが取り付けられる取付板と
を備え、
前記取付板には、前記開口部の周縁よりも中央側の位置に、前記回転軸の軸方向の何れか一方に向けて突出させて前記モーターを囲む環状に形成した突条が設けられており、
前記突条は、前記取付板における前記基底面との締結部と、前記モーターとの締結部との間に形成されている
ことを特徴とする。

【0008】

このような突条を設けることで、取付板は、基底面の開口部の周縁よりも中央側の剛性が、突条を設けていない場合に比べて高まるので、モーターの駆動による取付板自体の振動を抑制する（振幅を小さくする）ことができる。結果として、取付板が固定されるファンケース（基底面）に伝わる振動を抑制することが可能となる。

【0009】

また、取付板の外縁部分は、ファンケースの基底面に当接することによって、中央側に比べて垂直方向の外力に対する剛性が高くなっている。そのため、突条を設けていない取付板では、モーターの駆動によって主に基底面の開口部の周縁よりも中央側の剛性が低い部分が振動する。一方、基底面との締結部と、モーターとの締結部との間に突条を設けた取付板では、突条よりも中央側に比べて、突条が突出した部分の剛性が高くなっているので、モーターの駆動によって主に突条よりも中央側の部分が振動する。つまり、突条を設けた取付板では、振動し易い部分の直径（突条の内径）が、突条を設けていない取付板の振動し易い部分の直径（開口部の口径）に比べて小さくなっている。そして、振動し易い部分の直径が小さいほど、一次モードの振動は、波長が短くなって周波数が高くなるので、突条を設けた取付板では、振動の周波数を高周波側にシフトさせることができ、その結果、低周波の振動を低減することが可能となる。

【0010】

上述した本発明の送風機の取付板は、突条を境として、基底面に当接する外縁側（当接部）と、モーターが取り付けられる中央側（取付部）とが同一の平面上にあることとしてもよい。

【0011】

仮に、取付板の当接部と取付部との間に段差を設けて、当接部よりも取付部をファンケースの外側に一段突出させることで取付板の剛性を高めようとした場合、モーターの位置が羽根車の回転軸の軸方向に移動することになるので、モーターのシャフトに固定される羽根車の位置を変えないためには、シャフトの長さを変更する必要がある。一方、突条によって当接部と取付部とを同一の平面上に配置すれば、モーターの位置が変わらないので、シャフトの長さを変更する必要がなく、既存のモーターをそのまま使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施例の送風機１０が接続された燃焼装置の例として給湯器１の大まかな構成を示した説明図である。

【図2】本実施例の送風機１０を分解した状態を示した斜視図である。

【図3】本実施例の送風機１０を、モーター３０のシャフト３１を含む平面で切断した断面図である。

【図4】取付板３５に突条３５ａを設けていない場合と、突条３５ａを設けた場合とを比較した説明図である。

【図5】複数の直線状の突条３５ｃをモーター３０に対して放射状に設けた取付板３５と、モーター３０を囲む環状の突条３５ａを設けた取付板３５とを比較した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本実施例の送風機１０が接続された燃焼装置の例として給湯器１の大まかな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が搭載されている。これらのバーナー３には、ガス供給路４を通じて燃料ガスが供給される。また、筐体２の下部には送風機１０が接続されており、送風機１０を用いてバーナー３に燃焼用空気が供給される。

【0014】

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は、一端に給水通路６が接続されており、他端に給湯通路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。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、送風機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。

【0015】

図２は、本実施例の送風機１０を分解した状態を示した斜視図である。図示されるように送風機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を回転させるモーター３０や、羽根車２０を内部に収容するファンケース４０などを備えている。

【0016】

羽根車２０は、いわゆるシロッコファンであり、図中に一点鎖線で示した回転軸の軸方向に長く形成された複数の翼片２１が回転軸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。これらの翼片２１は、外周側を羽根車２０の回転方向（図中の反時計回り）に湾曲させて設けられている。また、翼片２１は、一端（図中の手前側）が略円形の回転円板２２の外縁部分に接合されており、他端（図中の奥側）が環状の支持板２３に接合されている。そして、回転円板２２の中央には、モーター３０のシャフト３１（図３参照）が固定される。モーター３０のシャフト３１は回転軸上に位置しており、モーター３０の駆動によって羽根車２０が回転軸を中心に回転する。

【0017】

ファンケース４０は、回転軸の軸方向の一端面（図中の手前側）を形成する基底板４１と、回転軸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板４２と、周壁板４２を介して基底板４１と対向する他端面（図中の奥側）を形成する被覆板４３とを接合して形成されている。尚、本実施例の基底板４１は、本発明の「基底面」に相当している。

【0018】

被覆板４３には、ファンケース４０の内側に向けて縮径するベルマウス形状の吸入口４４が開口しており、吸入口４４の中心は回転軸上に位置している。また、周壁板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の末端に開口した吐出口４６に、前述した給湯器１の筐体２が接続される。

【0019】

さらに、本実施例のファンケース４０には、基底板４１に羽根車２０の外径よりも口径が大きい開口部４７が形成されており、この開口部４７を覆って基底板４１に固定される取付板３５が設けられている。取付板３５は、中央部分にモーター３０のシャフト３１を挿通する挿通口３６が形成された環状になっている。また、詳しくは後述するが、取付板３５には、ファンケース４０の外側（回転軸の軸方向のモーター３０側）に向けて突出させて挿通口３６を囲む環状に形成した突条３５ａが設けられている。尚、ファンケース４０を構成する基底板４１、周壁板４２、被覆板４３、および取付板３５は、金属平板を加工して形成されている。

【0020】

本実施例の送風機１０を組み立てる際には、取付板３５の挿通口３６にモーター３０のシャフト３１を挿通して、取付板３５にモーター３０を取り付ける。モーター３０には、取付板３５に面する側の端部に径方向の外側に張り出して継手３２が設けられており、継手３２を取付板３５にビス３３（図３参照）を用いて固定する。こうして取付板３５に取り付けたモーター３０のシャフト３１に羽根車２０の回転円板２２を固定する。そして、予め基底板４１と周壁板４２と被覆板４３とを接合したファンケース４０の内部に開口部４７から羽根車２０を収容して、基底板４１に取付板３５を固定する。

【0021】

このように本実施例の送風機１０では、基底板４１の開口部４７から羽根車２０をファンケース４０内に入れればよいので、基底板４１に取り付けたモーター３０のシャフト３１に羽根車２０を固定した状態で、基底板４１と周壁板４２と被覆板４３とを接合する場合に比べて組み立て作業が容易となる。

【0022】

図３は、本実施例の送風機１０を、モーター３０のシャフト３１を含む平面で切断した断面図である。図示されるようにファンケース４０の基底板４１には、開口部４７の周縁をファンケース４０の内側に折り曲げて折曲部４１ａが設けられている。取付板３５は、この折曲部４１ａよりも外縁側の部分で基底板４１に接してビス３７を用いて固定されており、開口部４７を塞いでいる。前述した取付板３５の突条３５ａは、折曲部４１ａよりも中央側に位置している。また、取付板３５の突条３５ａよりも中央側の位置には、モーター３０が取り付けられており、突条３５ａがモーター３０を囲んでいる。前述した継手３２がビス３３で取付板３５に固定されており、挿通口３６はモーター３０によって塞がれている。

【0023】

前述したようにモーター３０のシャフト３１は、回転円板２２の中央に固定されており、モーター３０の駆動によって羽根車２０が回転すると、複数の翼片２１の各隙間には遠心力によって羽根車２０の内側から外側に空気が吹き出す流れが生じる。羽根車２０の外側に吹き出した空気は、ファンケース４０の周壁板４２の内面に沿って進み、送風路（図２参照）を通って吐出口４６に接続された給湯器１の筐体２に送り込まれる。また、被覆板４３に設けられたベルマウス形状の吸入口４４の先端は羽根車２０の内側に位置しており、羽根車２０の外側に空気が吹き出すのに伴って羽根車２０の内側が負圧になると、ファンケース４０の外部から空気が吸入口４４を通って羽根車２０の内側に吸い込まれる。

【0024】

このようにファンケース４０の外側に設置されたモーター３０の駆動で羽根車２０を回転させる送風機１０では、モーター３０の駆動によってファンケース４０が振動すると、その振動がファンケース４０と接続された筐体２に伝わって騒音が発生することがある。特に、１００Ｈｚ以下の低周波の振動によって発生する騒音は、遮音が困難であり、不快に感じる人も多い。そこで、本実施例の送風機１０では、モーター３０の駆動によるファンケース４０の振動を抑制するために、取付板３５に突条３５ａを設けている。

【0025】

図４は、取付板３５に突条３５ａを設けていない場合と、突条３５ａを設けた場合とを比較した説明図である。図では、モーター３０のシャフト３１を含む平面で取付板３５を切断した断面を表しており、基底板４１に当接した取付板３５の外縁部分から中央側の挿通口３６までの範囲を拡大している。尚、図では、挿通口３６を覆って取付板３５に取り付けられるモーター３０（図３参照）の図示を省略している。また、図４（ａ）には、突条３５ａを設けていない取付板３５が示されており、図４（ｂ）には、突条３５ａを設けた本実施例の取付板３５が示されている。

【0026】

モーター３０の駆動によって取付板３５に生じる主要な振動は、取付板３５の面に垂直な振動である。取付板３５の外縁部分は、基底板４１に当接しているため、中央側に比べて垂直方向の外力に対する剛性が高くなっている。特に、開口部４７の周縁に折曲部４１ａが設けられていることにより、基底板４１の開口部４７の周縁では剛性が高まるので、基底板４１に当接した取付板３５の外縁部分の剛性も高められる。従って、図４（ａ）の取付板３５に突条３５ａを設けていない場合、モーター３０の駆動によって取付板３５が振動する部分は、主に折曲部４１ａよりも中央側の剛性が低い部分である。

【0027】

一方、図４（ｂ）の本実施例の取付板３５では、折曲部４１ａ（開口部４７の周縁）よりも中央側の位置に、ファンケース４０の外側に向けて突出させてモーター３０を囲む環状に形成した突条３５ａが設けられている。本実施例の突条３５ａは、断面形状が台形であって、図示した例では、台形の下底の両端にある２つの底角が等しい等脚台形であり、台形の高さは取付板３５の板厚と同じになっている。

【0028】

こうした突条３５ａを設けることで、取付板３５は、折曲部４１ａよりも中央側の剛性が、図４（ａ）の突条３５ａを設けていない場合に比べて高まるので、モーター３０の駆動による取付板３５自体の振動を抑制する（振幅を小さくする）ことができ、結果として、ファンケース４０に伝わる振動を抑制することが可能となる。

【0029】

また、取付板３５の突条３５ａが突出した部分では、突条３５ａよりも中央側に比べて剛性が高くなっているので、図４（ｂ）の本実施例の取付板３５でモーター３０の駆動によって振動する部分は、主に突条３５ａよりも中央側の剛性が低い部分である。つまり、本実施例の取付板３５では、振動し易い部分の直径（突条３５ａの内径）が、図４（ａ）の突条３５ａを設けていない取付板３５の振動し易い部分の直径（折曲部４１ａの内径）に比べて小さくなっている。そして、振動し易い部分の直径が小さいほど、一次モードの振動は、波長が短くなって周波数が高くなるので、本実施例の取付板３５では、振動の周波数を高周波側にシフトさせることができ、その結果、低周波の振動を低減することが可能となる。

【0030】

尚、図４（ｂ）に示した例では、突条３５ａの断面形状が台形であり、台形の高さが取付板３５の板厚と同じになっていたが、台形の高さを高くすることによって、取付板３５の剛性を高めることができる。また、台形の下底の両端にある２つの底角を直角に近付けることによって、取付板３５の剛性を高めることが可能である。こうして取付板３５の剛性を高めることで、上述した取付板３５の振動を抑制する効果の向上を図ることができる。さらに、取付板３５の径方向における突条３５ａの幅を広くすることによって、取付板３５の振動し易い部分の直径（突条３５ａの内径）を小さくすることができるので、振動の周波数を高めることが可能となる。

【0031】

また、モーター３０を中心とする取付板３５の面に垂直な振動を抑制するために、図５（ａ）に示されるように、複数の直線状の突条３５ｃをモーター３０に対して放射状に設けることで、取付板３５の剛性を高めることが考えられる。ただし、このように放射状に突条３５ｃを設けると、取付板３５の中央側（放射の中心）のモーター３０が取り付けられる面で歪みが生じ易く、平面度を確保するのは容易ではない。結果として、取付板３５に取り付けられたモーター３０のシャフト３１が、羽根車２０の適切な回転軸に対して傾いてしまうことがある。

【0032】

これに対して、図５（ｂ）に示される本実施例の取付板３５では、モーター３０を中心に環状の突条３５ａが一様に囲んでいるので、図５（ａ）の放射状に突条３５ｃが配置されている場合に比べて、モーター３０が取り付けられる面（突条３５ａよりも中央側）の歪みを抑え易く、平面度の確保が容易である。

【0033】

また、前述したように本実施例の取付板３５では、突条３５ａの断面形状が等脚台形であり（図４（ｂ）参照）、環状の突条３５ａを境として、基底板４１に当接する外縁側（以下、当接部）と、モーター３０が取り付けられる中央側（以下、取付部）とが同一の平面上にある。仮に、取付板３５の当接部と取付部との間に段差を設けて、当接部よりも取付部をファンケース４０の外側に一段突出させることで取付板３５の剛性を高めようとした場合、モーター３０の位置が回転軸の軸方向に移動することになるので、モーター３０のシャフト３１に固定される羽根車２０の位置を変えないためには、シャフト３１の長さを変更する必要がある。一方、本実施例の取付板３５のように、突条３５ａによって当接部と取付部とを同一の平面上に配置すれば、モーター３０の位置が変わらないので、シャフト３１の長さを変更する必要がなく、既存のモーター３０をそのまま使用することが可能となる。

【0034】

さらに、前述したように給湯器１の筐体２と接続されている送風機１０では、筐体２の外側で結露し、その水滴がファンケース４０を伝ってモーター３０に浸入することにより、モーター３０に不具合が生じることがある。本実施例の送風機１０では、取付板３５に設けられた環状の突条３５ａによってモーター３０が囲まれており、水滴がファンケース４０を伝っても、突条３５ａの外周に沿って水滴が流れていくため、モーター３０への水滴の浸入を抑制することができる。

【0035】

以上、本実施例の送風機１０について説明したが、本発明は上記の実施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。

【0036】

例えば、前述した実施例の送風機１０では、羽根車２０がシロッコファンであったが、ファンケース内に収容した状態で回転させる羽根車であればシロッコファンに限られない。回転軸に対して放射状に配置された複数の翼片の外周側を回転方向とは反対側（シロッコファンとは逆）に湾曲させたターボファンや、シロッコファンにおける複数の翼片２１を回転軸の軸方向に長く延ばしたラインフローファンであっても、本発明を好適に適用することができる。

【0037】

また、前述した実施例の送風機１０では、吸入口４４から吸い込んだ空気を、吐出口４６に接続された給湯器１の筐体２に送り込むようになっていた。しかし、吸入口４４から吸い込む気体は、空気に限られず、燃料ガスなどを吸い込むようにしてもよい。

【0038】

また、前述した実施例の送風機１０では、突条３５ａの断面形状が等脚台形であったが、台形の下底の両端にある２つの底角が異なっていてもよい。さらに、突条３５ａの断面形状は台形に限られず、他の四角形であってもよいし、半円形であってもよい。

【0039】

さらに、前述した実施例の取付板３５では、突条３５ａをファンケース４０の外側（回転軸の軸方向のモーター３０側）に向けて突出させていたが、これとは逆に、突条３５ａをファンケース４０の内側（回転軸の軸方向の羽根車２０側）に向けて突出させてもよい（図２参照）。すなわち、取付板３５の表裏の何れかの面から突出させて環状の突条３５ａを設けておけば、突条３５ａを設けていない場合に比べて剛性が高まることにより、前述したように取付板３５の振動を抑制することができ、特に低周波の振動を低減することが可能となる。また、突条３５ａをファンケース４０の内側に向けて突出させた場合、取付板３５の外側（モーター３０側）の面には、突条３５ａに対応する位置に環状の溝が形成され（図４（ｂ）参照）、この溝でモーター３０が囲まれている。このため、水滴がファンケース４０を伝っても、溝を流れていくことにより、モーター３０への水滴の浸入を抑制することができる。

【符号の説明】

【0040】

１…給湯器、 ２…筐体、 ３…バーナー、
４…ガス供給路、 ５…熱交換器、 ６…給水通路、
７…給湯通路、 ８…排気口、 １０…送風機、
２０…羽根車、 ２１…翼片、 ２２…回転円板、
２３…支持板、 ３０…モーター、 ３１…シャフト、
３２…継手、 ３３…ビス、 ３５…取付板、
３５ａ…突条、 ３６…挿通口、 ３７…ビス、
４０…ファンケース、 ４１…基底板、 ４１ａ…折曲部、
４２…周壁板、 ４３…被覆板、 ４４…吸入口、
４５…送風路、 ４６…吐出口、 ４７…開口部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】