特開 2024-153342 送風機、燃焼暖房機、二酸化炭素発生装置、及び、循環扇装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153342

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】送風機、燃焼暖房機、二酸化炭素発生装置、及び、循環扇装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/58 20060101AFI20241022BHJP

【ＦＩ】

F04D29/58 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067167

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】000111292

【氏名又は名称】ネポン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】杉本 旭

(72)【発明者】

【氏名】清水 伸幸

(72)【発明者】

【氏名】羽根 博樹

(72)【発明者】

【氏名】樋爪 達也

(72)【発明者】

【氏名】濱田 潤一

(72)【発明者】

【氏名】岡田 吉正

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康修

(72)【発明者】

【氏名】畑中 郁哉

(72)【発明者】

【氏名】土本 善洋

(72)【発明者】

【氏名】日下部 和輝

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB13

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC01

3H130BA33A

3H130BA97A

3H130CA02

3H130CA29

3H130DF01Z

3H130DG02X

3H130EA04A

3H130EA04J

3H130EB02J

(57)【要約】

【課題】専用の強制空冷用ファンを用いずに制御装置を冷却し、かつ、送風機の小型化を図る。
【解決手段】送風機１は、気流Ｄ１を生じさせるファン１０と、このファン１０を駆動するモータ２０と、このモータ２０を制御する制御装置３０と、ファン１０の周囲に位置し、気流Ｄ１を整える通風路壁４０とを備える。この通風路壁４０は、気流Ｄ１の負圧領域Ｎの壁面に設けられ制御装置３０を通った冷却用空気Ｄ２を吸い込む穿孔４１を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

気流を生じさせるファンと、
前記ファンを駆動するモータと、
前記モータを制御する制御装置と、
前記ファンの周囲に位置し、前記気流を整える通風路壁とを備え、
前記通風路壁は、前記気流の負圧領域の壁面に設けられ前記制御装置を通った冷却用空気を吸い込む穿孔を有する
ことを特徴とする送風機。

【請求項2】

前記制御装置は、前記冷却用空気を通過させ前記穿孔に繋がる冷却流路と、当該冷却流路に位置する冷却部とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の送風機。

【請求項3】

前記冷却部は、前記冷却流路における前記穿孔の近傍に位置する
ことを特徴とする請求項２記載の送風機。

【請求項4】

前記制御装置は、制御基板と、当該制御基板を覆って保護する基板ケースとを更に有し、
前記基板ケースは、前記冷却流路の一部を形成する
ことを特徴とする請求項２記載の送風機。

【請求項5】

前記制御装置を前記通風路壁に取付けるための取付け具を更に備える
ことを特徴とする請求項１記載の送風機。

【請求項6】

前記ファンは、複数の羽根を有し、
前記穿孔は、前記複数の羽根における前記気流の上流側端部と前記気流の位置が同一の位置で前記壁面に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の送風機。

【請求項7】

送風機を備える燃焼暖房機であって、
前記送風機は、
気流を生じさせるファンと、
前記ファンを駆動するモータと、
前記モータを制御する制御装置と、
前記ファンの周囲に位置し、前記気流を整える通風路壁とを備え、
前記通風路壁は、前記気流の負圧領域の壁面に設けられ前記制御装置を通った冷却用空気を吸い込む穿孔を有する
ことを特徴とする燃焼暖房機。

【請求項8】

送風機を備える二酸化炭素発生装置であって、
前記送風機は、
気流を生じさせるファンと、
前記ファンを駆動するモータと、
前記モータを制御する制御装置と、
前記ファンの周囲に位置し、前記気流を整える通風路壁とを備え、
前記通風路壁は、前記気流の負圧領域の壁面に設けられ前記制御装置を通った冷却用空気を吸い込む穿孔を有する
ことを特徴とする二酸化炭素発生装置。

【請求項9】

送風機を備える循環扇装置であって、
前記送風機は、
気流を生じさせるファンと、
前記ファンを駆動するモータと、
前記モータを制御する制御装置と、
前記ファンの周囲に位置し、前記気流を整える通風路壁とを備え、
前記通風路壁は、前記気流の負圧領域の壁面に設けられ前記制御装置を通った冷却用空気を吸い込む穿孔を有する
ことを特徴とする循環扇装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファンと、このファンを駆動するモータと、このモータを制御する制御装置とを備える送風機、並びに、この送風機を備える、燃焼暖房機、二酸化炭素発生装置、及び循環扇装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、回転速度を可変にして風量調整が可能な送風機が各技術分野で求められている。そのため、半導体を用いたインバータ制御装置を用いて可変速を可能にしている送風機が多くなってきている。インバータ制御装置は、入力電力を細かいＯＮ／ＯＦＦ動作、即ちスイッチング動作を行ってモータの回転速度を制御しているが、その際にスイッチングロスが発生し、制御装置の本体が自己発熱する。そして、制御装置は、発熱した温度が高温になると内部の半導体が壊れることから、これを防止するために冷却しながら動作させる必要がある。そのため、一般的なインバータ制御装置では、半導体を冷やすために専用の冷却ファンを用いて強制的に冷却する方式などが用いられている。

【0003】

しかしながら、この方式を用いた送風機の場合、冷却ファンとインバータ制御装置とを組み合わせた制御装置が必要となり、制御装置が大型化する等の問題が出てくる。

【0004】

従来、制御装置を冷却する装置としては、冷却風吐出し口を上部に備えるファンケースと、モータの回転速度を可変に制御し駆動するための送風機用インバータと、冷却風が冷却風吸込み口よりファンケース内に流入し、送風機用インバータの放熱フィンを通過し、冷却風吐出し口からファンケース外部へと排出される冷却手段とを有する車両用送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

また、内気送風機からの吐出し空気を通風口から制御装置収容部内に導入することで、内気送風機からの吐出し空気で制御装置の冷却を行う冷却装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１－８５１１０号公報

【特許文献2】特開２０１０－９１２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述の車両用送風機のように、モータにインバータ制御装置を組み込んだものは、モータ自体が制御装置を組み込んだ分だけ大型化するデメリットが生じてしまう。また、上述の冷却装置のように、送風機の通風路上に冷却部を設置する技術は、通風路上にスペースが確保できない場合、利用することができない。

【0008】

本発明の目的は、専用の強制空冷用ファンを用いずに制御装置を冷却し、かつ、送風機の小型化を図ることができる送風機、並びに、この送風機を備える燃焼暖房機、二酸化炭素発生装置、及び循環扇装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

１つの態様では、送風機は、気流を生じさせるファンと、前記ファンを駆動するモータと、前記モータを制御する制御装置と、前記ファンの周囲に位置し、前記気流を整える通風路壁とを備え、前記通風路壁は、前記気流の負圧領域の壁面に設けられ前記制御装置を通った冷却用空気を吸い込む穿孔を有する。

【発明の効果】

【0010】

前記態様によれば、専用の強制空冷用ファンを用いずに制御装置を冷却し、かつ、送風機の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施の形態に係る送風機を示す斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ｂ断面図である。

【図3】本発明の一実施の形態に係る送風機を示す分解斜視図である。

【図4】本発明の一実施の形態における制御基板及び基板ケースを示す分解斜視図である。

【図5】本発明の一実施の形態における制御基板及び基板ケースを示す斜視図である。

【図6】本発明の一実施の形態に係る送風機の前部の内部を透視的に示す右側面図である。

【図7】一実施の形態に係る燃焼暖房機を示す斜視図である。

【図8】一実施の形態に係る燃焼暖房機の主要な構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施の形態に係る、送風機、燃焼暖房機、二酸化炭素発生装置、及び循環扇装置について、図面を参照しながら説明する。

【0013】

図１は、送風機１を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ－Ｂ断面図であり、図３は、送風機１を示す分解斜視図である。

【0014】

なお、図１～図３並びに後述する図４～図７に示す上下方向は、説明の便宜上の一例にすぎないが、例えば鉛直方向であり、前後方向及び左右方向は、例えば制御装置３０を前部とした場合の水平方向である。

【0015】

図１～図３に示す送風機１は、ファン１０と、モータ２０と、制御装置３０と、通風路壁４０と、ベース部５０と、４本のアーム６０と、４つの取付け具７０（図３参照）とを備える。

【0016】

なお、送風機１は、施設園芸用温室、例えば野菜、果物などの作物及び花卉を栽培するためのビニルハウス、ガラス温室などに用いられる燃焼暖房機１００（図７及び図８参照）に使用されるものである。

【0017】

図１及び図３に示すように、ファン１０は、複数の羽根１１と、これらの複数の羽根１１の上方に位置するガード１２とを有する。

【0018】

複数の羽根１１は、例えばモータ２０の下部から放射状に延びるように配置され、上下方向を回転中心として回転することで、下方への気流Ｄ１を生じさせる（空気の流れを作る）。

【0019】

ガード１２は、モータ２０の周囲に配置された複数の線材からなる。

【0020】

モータ２０は、上述のようにモータ２０の下部に配置された複数の羽根１１を回転させることで、ファン１０（羽根１１）を駆動する。

【0021】

図３に示すように、制御装置３０は、２つのフィン３１（図５参照）と、制御基板３２（図４参照）と、基板ケース３３と、カバー３４と、取付け板３５とを有する。

【0022】

図５に示す２つのフィン３１は、制御装置３０の冷却部の一例であり、制御基板３２の後部に設けられ、制御基板３２が発する熱を放熱することによって制御基板３２（制御装置３０）を冷却する。２つのフィン３１は、図２に示す後述する冷却流路Ｐにおける通風路壁４０の穿孔４１の近傍に位置する。なお、フィン３１の数は、１つでも複数であってもよい。また、制御装置３０の冷却部としてはフィン３１以外の部材、例えば放熱プレートであってもよい。

【0023】

制御基板３２は、モータ２０を制御するための各種半導体部品を有する。制御基板３２は、例えば、インバータ制御基板である。この場合、制御装置３０は、インバータ制御装置といえる。

【0024】

基板ケース３３は、図４及び図５に示すように、制御基板３２の前部、上部、下部、右部、及び左部を取り囲むように後方に開口した直方体形状を呈し、制御基板３２を覆って塵埃や水滴から制御基板３２を保護する。

【0025】

図１及び図３に示すように、カバー３４は、フィン３１、制御基板３２、基板ケース３３の前部、上部、下部、右部、及び左部を取り囲むように後方に開口した直方体形状を呈する。カバー３４の前部には、冷却用空気Ｄ２を外部から流入させるための流入口３４ａが設けられている。この流入口３４ａは、例えば左右方向に延びる孔が上下方向に複数並んで設けられたものである。

【0026】

図４及び図５に示すように、取付け板３５は、例えば、上下左右に拡がる平板であり、前部に制御基板３２が取付けられている。取付け板３５の下端には、切り欠き３５ａが設けられている。この切り欠き３５ａには、冷却用空気Ｄ２が流れる後述する冷却流路Ｐの一部を形成する。

【0027】

図１及び図３に示すように、通風路壁４０は、例えば上下方向に延びる円筒形状（ベルマウス）を呈し、ファン１０の周囲に位置する。これにより、通風路壁４０は、ファン１０が生じさせる気流Ｄ１を整える（方向づける）。通風路壁４０は、通風ケースと呼ぶこともできる。図２に示すように、通風路壁４０は、気流Ｄ１の負圧領域Ｎの壁面に設けられ、制御装置３０を通った冷却用空気Ｄ２を吸い込む穿孔４１を有する。この穿孔４１は、図３に示すように、例えば左右方向に延びる孔が上下方向に複数並んで設けられたものである。なお、気流Ｄ１の負圧領域Ｎは、ファン１０が動作している場合の羽根１１よりも気流Ｄ１の上流側の領域ということができる。

【0028】

図１及び図３に示すように、ベース部５０は、例えば、上面に通風路壁４０が設置される前後左右に拡がる平板である。

【0029】

４本のアーム６０は、ベース部５０の４隅から上方に延びてからモータ２０側に湾曲し、モータ２０の外周面を支持する。

【0030】

図３に示す４つの取付け具７０は、制御装置３０を通風路壁４０に取付けるためのものであり、例えば、取付け具７０の前部に取付け板３５がボルトの締結によって固定され、取付け具７０の側面にカバー３４がボルトの締結によって固定される。また、取付け具７０の後部は、通風路壁４０の前部に例えばリベットを用いて固定される。

【0031】

図６に示すように、カバー３４の前部に設けられた流入口３４ａから流入する冷却用空気Ｄ２は、基板ケース３３の前面及び下面に沿って下方及び後方に進み、取付け板３５の上述の切り欠き３５ａを通って取付け板３５と通風路壁４０との間を上方に進み、２つのフィン３１を通る。そして、冷却用空気Ｄ２は、穿孔４１から通風路壁４０の内部の気流Ｄ１の負圧領域Ｎに吸い込まれる。このように冷却用空気Ｄ２を通過させ終端で穿孔４１に繋がる流路が冷却流路Ｐであり、冷却流路Ｐの一部が基板ケース３３によって形成されている。

【0032】

２つのフィン３１は、冷却流路Ｐにおいて、穿孔４１から離隔した位置よりも穿孔４１の近傍（例えば、５ｃｍ以内の距離）に位置することが望ましい。そのため、２つのフィン３１は、冷却流路Ｐにおいて、流入口３４ａよりも穿孔４１の近くに位置するとよいし、冷却流路Ｐのうち通風路壁４０に沿った流路（例えば、上方に向かう流路）に位置するとよい。また、本実施の形態では、冷却用空気Ｄ２の流入口３４ａは、カバー３４の前部に設けられているが、２つのフィン３１の近傍に設けられることで、外気（冷却用空気Ｄ２）の温度が冷却流路Ｐにおいて上昇する前に２つのフィン３１を通ることができる。

【0033】

なお、図６に示すように、穿孔４１は、複数の羽根１１における気流Ｄ１の上流側端部と気流Ｄ１の位置が同一の位置（同一高さ）で通風路壁４０の壁面に設けられているとよい。この場合、負圧領域Ｎの負圧により穿孔４１から通風路壁４０の内部に冷却用空気Ｄ２を吸い込む量を増加させやすくなるため望ましい。

【0034】

図７は、燃焼暖房機１００を示す斜視図である。また図８に燃焼暖房機の主要な構成を示すブロック図を示す。

【0035】

図７に示すように、燃焼暖房機１００は、燃料を燃焼させるための本体部１１０と、本体部１１０に燃焼熱を得るための空気を送る２つの送風機１と、ユーザによる各種操作を受け付けて燃焼暖房機を制御するための制御盤１２０とを備える。送風機１の上述の制御装置３０（図７では、右奥の送風機１でのみ制御装置３０の全体が表れている）は、制御盤１２０から運転指令を受けて送風機１のモータ２０を制御する。燃焼暖房機１００の構成は特に制限されないが、少なくとも送風機１を備えている。

【0036】

なお、送風機１は、二酸化炭素発生装置に備えられてもよい。この場合にも、二酸化炭素発生装置は、送風機１に加えて、燃料を燃焼させるための本体部１１０や制御盤１２０などを備えるとよい。また、送風機１は、循環扇に備えられてもよい。この場合、送風機１自体が循環扇装置として機能してもよいし、循環扇装置が他の部材を更に備えてもよい。また、送風機１は、ヒートポンプを備える冷房装置、暖房装置、冷暖房装置などに備えられてもよい。

【0037】

以上説明した本実施の形態では、送風機１は、気流Ｄ１を生じさせるファン１０と、このファン１０を駆動するモータ２０と、このモータ２０を制御する制御装置３０と、ファン１０の周囲に位置し、気流Ｄ１を整える通風路壁４０とを備える。通風路壁４０は、気流Ｄ１の負圧領域Ｎの壁面に設けられ制御装置３０を通った冷却用空気Ｄ２を吸い込む穿孔４１を有する。この送風機１は、例えば、燃焼暖房機１００、二酸化炭素発生装置、循環扇装置などに備えられてもよい。

【0038】

これにより、送風機１のファン１０によって生じる気流Ｄ１の負圧領域Ｎを用いて冷却用空気Ｄ２を制御装置３０に通すことができるため、制御装置３０専用の強制空冷用ファンなどを用いずに制御装置３０を冷却することができる。そのため、制御装置３０専用の強制空冷用ファンの配置を省略できることや、制御装置３０を通風路壁４０の外部に配置した簡素な構成で通風路壁４０の大型化を回避することができることなどによって、送風機１の小型化を図ることができる。これにより、制御装置３０ひいては送風機１を安価にすることもできる。なお、仮に、穿孔４１が通風路壁４０のうち気流Ｄ１の正圧領域に設けられ、通風路壁４０の内部から穿孔４１を通って制御装置３０側に空気が流れる場合、制御装置３０に十分な空気を取り込むのが困難になったり、外気ではなく通風路壁４０の内部を通る気流Ｄ１（例えば、燃焼された空気）を制御装置３０に取り込むことになったりするため、制御装置３０を十分に冷却するのが困難である。

【0039】

また、本実施の形態では、制御装置３０は、冷却用空気Ｄ２を通過させ穿孔４１に繋がる冷却流路Ｐと、この冷却流路Ｐに位置する冷却部の一例である２つのフィン３１とを有する。そして、この２つのフィン３１は、冷却流路Ｐにおける穿孔４１の近傍に位置する。

【0040】

これにより、２つのフィン３１に冷却用空気Ｄ２を通しやすくなるため、２つのフィン３１ひいては制御装置３０（制御基板３２）を効率よく冷却することができる。

【0041】

また、本実施の形態では、制御装置３０は、制御基板３２と、この制御基板３２を覆って保護する基板ケース３３とを更に有し、この基板ケース３３は、冷却流路Ｐの一部を形成する。

【0042】

これにより、基板ケース３３を用いた簡素な構成で冷却流路Ｐを形成することができるため、制御装置３０の小型化、ひいては送風機１の更なる小型化を図ることができる。

【0043】

また、本実施の形態では、送風機１は、制御装置３０を通風路壁４０に取付けるための例えば４つの取付け具７０を更に備える。

【0044】

これにより、制御装置３０を容易かつ安価に通風路壁４０に取付けて、制御装置３０を通った冷却用空気Ｄ２を穿孔４１に吸い込ませることができる。

【0045】

また、本実施の形態では、ファン１０は、複数の羽根１１を有し、穿孔４１は、複数の羽根１１における気流Ｄ１の上流側端部と気流Ｄ１の位置が同一の位置で通風路壁４０の壁面に設けられている。

【0046】

これにより、通風路壁４０の穿孔４１から冷却用空気Ｄ２を吸い込みやすくすることができるため、制御装置３０をより確実に冷却することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ 送風機
１０ ファン
１１ 羽根
１２ ガード
２０ モータ
３０ 制御装置
３１ フィン（冷却部）
３２ 制御基板
３３ 基板ケース
３４ カバー
３４ａ 流入口
３５ 取付け板
３５ａ 切り欠き
４０ 通風路壁
４１ 穿孔
５０ ベース部
６０ アーム
７０ 取付け具
１００ 燃焼暖房機
１１０ 本体部
１２０ 制御盤
Ｄ１ 気流
Ｄ２ 冷却用空気
Ｎ 負圧領域
Ｐ 冷却流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】