特開 2024-47683 換気ファン装置

(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】P2024047683

(43)【公開日】2024-04-08

(54)【発明の名称】換気ファン装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20240401BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022153311

(22)【出願日】2022-09-27

(71)【出願人】

【識別番号】000109026

【氏名又は名称】ダイニチ工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】田中 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】堀米 孝宏

【テーマコード（参考）】

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H127AB23

5H127AC14

5H127BA02

5H127BA05

5H127BA13

5H127BA18

5H127BA33

5H127BA34

5H127BA57

5H127BA59

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB18

5H127BB19

5H127BB37

5H127EE02

5H127EE03

5H127EE24

5H127EE29

5H127GG04

5H127GG09

(57)【要約】

【課題】装置への着脱を容易にすることで作業性を向上させることのできる換気ファン装置を提供する。
【解決手段】筐体内の換気を必要とする装置に取り付けられる換気ファン装置であって、空気を取り入れるファン７０と、空気中の塵埃を捕集するフィルタ濾材７１と、ファン７０とフィルタ濾材７１が取り付けられる送風ケース７２を備えており、送風ケース７２はファン取付部７２４とフィルタ濾材取付部７２５を有している。換気ファン装置７は、ファン７０とフィルタ濾材７１とを送風ケース７２に取り付けることで一体化されているので、筐体内への着脱を容易に行うことができるため組立やメンテナンスの作業性に優れる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気を取り入れるファンと、
前記ファンによって取り入れられる空気中の塵埃を捕集するフィルタ濾材と、
前記ファンが取り付けられるファン取付部と、前記フィルタ濾材が取り付けられるフィルタ濾材取付部を有する送風ケースと、を備える換気ファン装置。

【請求項2】

前記フィルタ濾材には取付孔が設けられており、
前記フィルタ濾材取付部は、前記取付孔に挿通される取付ピンを有している請求項１記載の換気ファン装置。

【請求項3】

前記フィルタ濾材は折り返されて前記送風ケースに取り付けられ、
前記送風ケースは、前記フィルタ濾材の折り返し位置を案内するガイド部を有している
請求項１または２記載の換気ファン装置

【請求項4】

前記ガイド部は前記送風ケースの内側面に形成された波型の凹凸である請求項３記載の換気ファン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筐体内の空気を換気する換気ファン装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

筐体内部の換気を行うためにファンを設けた装置として、例えば特許文献１に示すような燃料電池装置がある。燃料電池装置は、水素を含有する燃料ガスと酸素含有ガス（空気）とを用いて発電を行なう燃料電池モジュールを備えており、筐体内には燃料電池モジュールの他に熱交換器、インバータ、放熱器、燃料電池モジュールに燃料ガスを送り込むための燃料ポンプおよび燃料電池モジュールに空気を送り込むためのブロアなどの補機を内蔵して構成されている。

【0003】

燃料電池モジュールは発電時に高温となり熱を放出する。そのため、燃料電池モジュールからの放熱によって筐体内の雰囲気温度が高くなると、補機の寿命に影響を及ぼすおそれがある。そこで、筐体内を換気するために、換気用ファンが設けられている。そして、筐体には換気用吸気口と換気用排気口が設けられており、換気ファンを回転させて換気用吸気口から換気用の空気を取り込み、換気用排気口から排出させるように構成されている。また、換気用吸気口には、空気中のゴミなどを取り除くためのフィルタが取り付けられていて、フィルタは吸気口に直接取り付けることもあれば、専用のケースを用いて取り付けることもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－１４０１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような装置においては、組立やメンテナンスの作業性を向上させることが課題の一つとして挙げられる。そのため、換気ファンやフィルタの着脱を容易に行うことのできる構造が求められている。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためのもので、装置への着脱を容易にすることで作業性を向上させることのできる換気ファン装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、筐体内に空気を取り入れるファンと、
前記ファンによって取り入れられる空気中の塵埃を捕集するフィルタ濾材と、
前記ファンが取り付けられるファン取付部と、前記フィルタ濾材が取り付けられるフィルタ濾材取付部を有する送風ケースと、を備える換気ファン装置である。

【発明の効果】

【0008】

上述のように構成することにより、着脱を容易に行うことができるため作業性に優れた換気ファン装置となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の燃料電池装置のシステム構成図である。

【図2】本実施形態の換気ファン装置の透過斜視図である。

【図3】本実施形態の換気ファン装置の分解構成図である。

【図4】送風ケースを取入口側から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0011】

本発明は、筐体内の換気を必要とする装置に取り付けられる換気ファン装置であって、空気を取り入れるファンと、空気中の塵埃を捕集するフィルタ濾材と、ファンとフィルタ濾材が取り付けられる送風ケースを備えており、送風ケースはファン取付部とフィルタ濾材取付部を有している。換気ファン装置は、ファンとフィルタ濾材とをケースに取り付けることで一体化されているので、筐体内への着脱を容易に行うことができるため組立やメンテナンスの作業性に優れる。

【0012】

また、フィルタ濾材には取付孔が設けられており、フィルタ濾材取付部は取付孔に挿通される取付ピンを有している。フィルタ濾材は、フィルタ濾材に設けられた取付孔に取付ピンを挿通することで送風ケースに固定することができるため、フィルタ濾材の取り替えを容易に行うことができる。

【0013】

また、フィルタ濾材は折り返されて送風ケースに取り付けられ、送風ケースはフィルタ濾材の折り返し位置を案内するガイド部を有している。フィルタ濾材を折り返すことで集塵面積を確保することができ、送風ケースにはフィルタ濾材のガイド部が設けられているので、容易に折り返した状態で配置することができる。

【0014】

また、ガイド部は送風ケースの内側面に形成された波型の凹凸である。ガイド部は、送風ケース内にファンを挿入する際の邪魔にならないので、組立の作業性を損なうことがない。

【実施例0015】

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。換気ファン装置は、筐体内部の換気を必要とする装置であればどのような装置にも適用することができる。以下では、換気ファン装置を備える装置として燃料電池装置を例に示して説明する。

【0016】

図１は本実施形態の燃料電池装置のシステム構成図である。燃料電池装置１００は、燃料電池モジュール１を含み、燃料電池モジュール１を作動させるための、第１熱交換器２、蓄熱タンク３、凝縮水タンク４、放熱器５、空気供給装置１４、燃料供給装置１５、改質水供給装置１６等の複数の補機が筐体５０内に納められている。筐体５０内には上述の装置全てが収められる必要はなく、例えば、第１熱交換器２や蓄熱タンク３を筐体５０の外部に設けてもよい。また、上述の装置の一部を省略した燃料電池装置も可能である。

【0017】

燃料電池モジュール１は、箱状の収納容器１０の内部に、燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池１１と、燃料電池１１に供給する燃料ガスを生成する改質器１２と、を収容して構成される。

【0018】

燃料電池１１の構成については特に限定はしないが、例えば、複数の燃料電池セルが配列されてなるセルスタック構造を有していてもよい。セルスタック構造の燃料電池１１は、例えば、各燃料電池セルの下端を、ガラスシール材等の絶縁性接合材を用いて、マニホールドに固定することによって構成される。

【0019】

改質器１２は、天然ガス、ＬＰガス等の原燃料ガスを水蒸気改質し、燃料電池１１に供給する燃料ガスを生成する。改質器１２には、原燃料ガスを供給する燃料供給装置１５と、改質水を供給する改質水供装置１６が接続されており、原燃料ガスと改質水は加熱された改質器１２で改質反応し、水素を含む燃料ガスが生成される。

【0020】

燃料電池１１には、改質器１２で生成された燃料ガスと、空気供給装置１４によって導入された空気（酸素含有ガス）が供給される。燃料ガスは、燃料電池セル内を通過するときに酸素含有ガスと反応して発電が行われる。発電に使用されなかった燃料ガスと酸素含有ガスは、燃料電池１１の上部で合流して燃焼する。この燃料ガスの燃焼によって高温の排ガスが生成され、改質器１２はこの熱によって加熱される。このようにして燃料電池モジュール１内で生じた排ガスは、第１熱交換器２に供給される。

【0021】

第１熱交換器２には配管を介して、蓄熱タンク３、熱媒ポンプＰ１および放熱器５が接続され、第１熱媒循環ラインＨＣ１が形成されている。この第１熱媒循環ラインＨＣ１には熱媒体が導入されており、第１熱交換器２ではこの熱媒体と前述の排ガスとで熱交換が行われて熱媒体が加熱される。熱媒体としては水などを用いることができ、蓄熱タンク３は熱交換により温度が上昇した熱媒体を蓄える。蓄熱タンク３に蓄えられた熱媒体は、放熱器５に送られて冷却され、再び第１熱交換器２で排ガスと熱交換を行った後、蓄熱タンク３に還流する。これにより、蓄熱タンク３には上部から温度の高い熱媒体が蓄えられ温度成層が形成される。

【0022】

また、第１熱交換器２には、凝縮水回収路２０を介して凝縮水タンク４が接続されている。燃料電池モジュール１で発生した排ガスが熱交換によって冷却されると、排ガス中に含まれる水蒸気が水と気体に分離され、分離された水は、凝縮水回収流路２０を通って凝縮水タンク４に回収される。凝縮水タンク４では、イオン交換器（図示せず）などを経て、回収した水から不純物を取り除いて純水化する。純水化した水は水供給装置１６により改質器１２に供給され、改質水として使用される。一方で、水分が取り除かれた気体は、排気流路２１を通ってから筐体５０の外に排出される。

【0023】

改質器１２に原燃料を供給する燃料供給装置１５は、燃料の供給源から繋がる原燃料流路２２上に、第１電磁弁１５０、圧力センサ１５１、脱硫器１５２、ガス流量計１５３、燃料ポンプ１５４、第２電磁弁１５５等の補機が設けられている。改質器１２に改質水を供給する改質水供給装置１６は、凝縮水タンク４から繋がる改質水流路２３上に改質水ポンプ１６０等の補機が設けられている。燃料電池モジュール１に酸素含有ガスを供給する空気供給装置１４は、酸素含有ガス流路２４上に、エアフィルタ１４０、空気流量計１４１、ブロワ１４２等の補機が設けられている。なお、ここに挙げた補機は一例であって、この他の補機を備える構成としてもよい。

【0024】

さらに、燃料電池装置１００には、各種機器の動作を制御する制御装置３０が設けられているほか、燃料電池モジュール１にて発電された直流電力を交流電力に変換し、変換された電気の外部負荷への供給量を調整するための供給電力調整部（パワーコンディショナ）４０、筐体５０内に外部の空気を取り入れて換気を行う換気ファン装置７を備えている。

【0025】

燃料電池モジュール１は発電時に高温となり熱を放出する。燃料電池モジュール１からの放熱によって筐体５０内の温度が高くなると、補機の寿命に影響を及ぼすおそれがある。そこで、筐体５０内を換気するために、換気ファン装置７が設けられている。換気ファン装置７は、空気を取り入れるファン７０を備えている。また、筐体５０には換気用吸気口５０ａと換気用排気口５０ｂが設けられており、ファン７０の回転により換気用吸気口５０ａから換気用の空気を取り込み、取り込まれた空気は筐体５０内部の換気が必要な個所を通って換気用排気口５０ｂから排出される。

【0026】

また、燃料電池装置１００は、第２熱交換器６、蓄熱タンク３から熱媒を循環させる与熱ポンプＰ２およびこれらを繋ぐ配管を含む第２熱媒循環ラインＨＣ２を備えていてもよい。第２熱媒循環ラインＨＣ２では、外部から供給流路２５を介して供給された水道水を、蓄熱タンク３に貯留された高温の熱媒体を用いて第２熱交換器６で加温する。加温された水を外部の給湯器等の再加熱装置に向けて送給流路２６を介して送給することができる。燃料電池装置１００は、外部への温水供給を行わない、いわゆるモノジェネレーションシステムであってもよい。

【0027】

図２は、本実施形態の換気ファン装置の透過斜視図であり、図３は、本実施形態の換気ファン装置の分解構成図である。換気ファン装置７は、空気を筐体５０内に取り入れるファン７０と、ファン７０によって取り入れられる空気中の塵埃を捕集するフィルタ濾材７１と、ファン７０とフィルタ濾材７１が取り付けられるダクト状の空気通路７２１を有する送風ケース７２を備えている。なお、図２においては、送風ケース７２を透過して示している。

【0028】

ファン７０は、モータ７０１と、モータ７０１の駆動により回転する羽根７０２と、羽根７０２の外周を囲う四角形状の枠部７０３とを備えている。枠部７０３の角には、ファン７０を送風ケース７２に固定するためのビスが挿通されるビス孔７０４が設けられている。

【0029】

フィルタ濾材７１は、適度な厚さを有したシート状の部材であって、不織布等の塵埃捕集機能を有した材料によって構成されている。フィルタ濾材７１は柔軟性を有しており、Ｗ型に折り返されて送風ケース７２内に配置されている。これにより、小さい平面面積でも集塵面積を確保することができる。なお、本実施形態ではフィルタ濾材７１はＷ型に折り返されているが、Ｖ型でもよく、さらには２以上の山が形成されるように折り返してもよい。

【0030】

また、フィルタ濾材７１には円型の孔である取付孔７１ａ～７１ｄが形成されている。取付孔７１ａ～７１ｄはフィルタ濾材７１の長手方向の両端部の２箇所と、Ｗ型に折り返された山状部分の上下端部の２箇所の、計４箇所に設けられている。

【0031】

送風ケース７２は、空気の取入口７２２と、空気の排出口７２３を備えるとともに、ファン７０が取り付けられるファン取付部７２４と、フィルタ濾材７１が取り付けられるフィルタ濾材取付部７２５を有している。また、ファン取付部７２４よりも下流側には、空気の取入口７２２に対して傾斜している傾斜面７２ａが設けられており、この傾斜面７２ａによって換気用の空気の排出方向を偏向させることができる。

【0032】

図４は、送風ケースを取入口側から見た正面図である。ファン取付部７２４には、送風ケース７２内面の対角線上にビス受部８０が設けられている。送風ケース７２内に挿入されたファン７０は、枠部７０３をこのビス受部８０に当接させて配置され、ビス受部８０にビスを挿通することでファン７０を固定する。

【0033】

フィルタ濾材取付部７２５は、フィルタ濾材７１の取付孔７１ａ～７１ｄに挿通される取付ピンを備えている。具体的には、フィルタ濾材取付部７２５は、取入口７２２に向かって延びる突起状のピン部８１と、リベット８２と、リベット８２が挿し込まれるリベット挿通孔８３を有していて、取入口７２２を構成する４辺のそれぞれには、ピン部８１またはリベット８２（リベット挿通孔８３）のいずれかが設けられている。フィルタ濾材７１をフィルタ濾材取付部７２５に挿入すると、取付孔７１ａと７１ｂには、ピン部８１が挿通される。また、取付孔７１ｃと７１ｄにはリベット８２を挿し込み、リベット８２はリベット挿通孔８３に挿通されてフィルタ濾材７１を固定する。したがって、フィルタ濾材７１の取り替えを容易に行うことができる。

【0034】

本実施形態では、フィルタ濾材７１を固定するためにピン部８１とリベット８２を用いているが、ピン部８１のみ、またはリベット８２のみとしてもよい。ピン部８１とリベット８２では、ピン部８１の方が取り付けの手間は少ないが、リベット８２の方がより確実に固定することができ、それぞれに利点がある。よって、換気ファン装置７の使用環境に応じてピン部８１とリベット８２のいずれを用いるかを適宜選択すればよい。また、ピン部８１とリベット８２を配置する位置や数も本実施形態に限定するものではなく、適宜設定することができる。

【0035】

また、フィルタ濾材取付部７２５には、フィルタ濾材７１の折り返し位置を案内するガイド部８４が設けられている。フィルタ濾材７１はガイド部８４に沿って配置されることで、容易に折り返した状態で配置することができ、折り返し形状が崩れてしまうことも防止されるので、フィルタ濾材７１の全体に空気を流通させて、効率よく塵埃を捕集することができる。

【0036】

ガイド部８４は、例えば、送風ケース７２の内側面に波型の凹凸を設けて形成することができる。ガイド部８４はフィルタ濾材７１の折り返し位置を案内するために設けられるものであるから、凹凸はフィルタ濾材７１の端部が引っかかる程度の高さがあればよい。つまり、ガイド部８４が空気通路７２１を横断したり、空気通路７２１を狭めたりすることがないから、送風ケース７２内にファン７０を挿入する際の邪魔にならず、組立の作業性を損なうことがない。

【0037】

以上に説明したように、本発明の換気ファン装置７は、ファン７０とフィルタ濾材７１とをケースに取り付けることで一体化されているので、予め換気ファン装置７を組み立てておき、燃料電池装置１００等の筐体５０内に取り付けることができる。着脱を容易に行うことができるため組立やメンテナンスの作業性に優れる。

【符号の説明】

【0038】

７ 換気ファン装置
７０ ファン
７１ フィルタ濾材
７１ａ～７１ｄ 取付孔
７２ 送風ケース
７２４ ファン取付部
７２５ フィルタ濾材取付部
８１ ピン部（取付ピン）
８２ リベット（取付ピン）
８４ ガイド部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】