JP5524396B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビルや工場等の建物の送風設備や換気設備等に用いられる多翼送風機を備えた送風装置に関する。

近年の建物は、高層化が進み、その送風設備や換気設備に用いられる多翼送風機、例えば換気装置に用いられる多翼送風機は、建築コスト削減の要請から複数の居室や複数の階層をまとめて１つの多翼送風機で換気することが求められ、吸込側のダクトが長く、かつ複雑な形状になって吸込側の圧力損失が増加し、要求風量における吐出圧を高圧化することが必要になってきている。

この高圧化ために、従来の多翼送風機は、多翼送風機の駆動モータを直流ブラシレスモータとして、直流ブラシレスモータの駆動を制御する専用のドライバと、その電流制限値の設定を行う専用の設定ユニットとを設け、電流制限値を超える領域における圧力特性を急勾配にして、風量を維持しながら吐出圧力の高圧化を図っている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−２８３６９１号公報（段落０００９−００１２、第３図）

しかしながら、上述した従来の技術においては、多翼送風機の駆動モータを直流ブラシレスモータとしているため、通常の商用電源を用いる場合には、専用のドライバが必要になり、電流制限値の設定を行うための専用の設定ユニットも必要になるので、設備コストが上昇し、建築コスト削減の要請に応えることができなくなるという問題が生ずる。

このため、交流モータを駆動モータとした大風量の汎用送風機を少風量で用いるようにすると、送風機自体が大型化し、天井裏等の狭い空間に設置されることが多い換気装置や送風装置においては、送風装置の設置が困難になるという問題がある。

また、通常の大風量の汎用送風機は、大風量で送風機の効率が高くなるように設定されているため、これを少風量で用いると、送風機の効率が低下して消費電力が増加するという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、要求風量における吐出圧を高めると共に、比較的狭い空間に設置することが可能な送風装置を提供することを目的とする。

また、送風装置の消費電力を低減する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、送風装置が、
吸込口を設けた正面板と、排気口を設けた前記正面板に対向する背面板と、前記正面板に対向し、前記正面板と背面板との間の空間を分割する仕切板とを有する送風機箱と、
前記正面板と前記仕切板との間の第１室に設置され、羽根車を回転駆動する電動機とその羽根車から排出された気体を集めて吐出口に導くスクロールとを有する第１の送風機と、
前記仕切板と前記背面板との間の第２室に設置され、羽根車を回転駆動する電動機とその羽根車から排出された気体を集めて吐出口に導くスクロールとを有する第２の送風機と、を備え、
前記仕切板に前記第１の送風機のスクロールの吐出口を直接接続すると共に、前記背面板に前記第２の送風機のスクロールの吐出口を直接接続して、前記第１の送風機と前記第２の送風機とを直列に接続したことを特徴とする。

これにより、本発明は、第１および第２の送風機を２段に配置して要求風量における吐出圧を高めることができると共に、送風機箱の吸込口から排気口に至る長手方向の寸法を短くすることができ、天井裏等の狭い空間であっても、送風装置を容易に設置することができるという効果が得られる。

実施例１の送風装置の上面を示す説明図 実施例１の送風装置の側面を示す説明図 実施例１の多翼送風機を示す説明図 実施例１の送風装置の圧力−風量特性を示す説明図 実施例２の第２の送風機の上面を示す説明図 実施例２の第２の送風機の側面を示す説明図 実施例２のダンパー板を示す説明図 実施例２の送風装置の圧力−風量特性を示す説明図 実施例２のダンパー板の他の取付状態を示す説明図 実施例２のダンパー板の他の態様を示す説明図

以下に、図面を参照して本発明による送風装置の実施例について説明する。

図１、図２において、１は送風装置である。

２は送風機箱であり、吸込口３が設けられた正面板２ａと、これに対向する排気口４が設けられた背面板２ｂ、天板２ｃ、底板２ｄ、および２枚の側板２ｅで形成された筐体であって、正面板２ａと背面板２ｂとの間の空間の中央部に設けられた仕切板５によって第１室６ａと第２室６ｂとに分割されており、正面板２ａと仕切板５との間の第１室６ａには第１の送風機としての多翼送風機８ａが、仕切板５と背面板２ｂとの間の第２室６ｂには、第２の送風機としての多翼送風機８ｂが設置されている。

また、送風機箱２の２枚の側板２ｅには、送風装置１を設置するための吊り金具９がそれぞれ２箇所、合計４箇所設けられている。

なお、図２は一方の側板２ｅを除いた状態で示した内部の側面図である。

本実施例の多翼送風機８ａ、８ｂは、同じ型式の多翼送風機であって、第１および第２の多翼送風機８ａ、８ｂを構成する各部品は同一の部品が用いられ（以下、区別する必要がない場合は、多翼送風機８という。）、図３に示す構成を備えている。

図３において、１１は羽根車であり、半径方向に短く（図３（ａ）参照）、軸方向に長い（図３（ｂ）参照）前向き羽根１１ａを円周方向に沿って多数並べて形成され、交流モータである電動機１２の回転軸１２ａの先端にハブ部１１ｂを介して取付けられ、図３（ａ）に示す矢印Ａ方向に回転する。

１３は吸入コーンであり、羽根車１１の軸方向の両端に設けられた吸入口１４に配置されたベルマウスであって、第１室または第２室の室内の気体としての空気を、羽根車１１の吸入口１４に導く機能を有している。

１５はスクロールであり、タング部１５ａから回転方向に沿って順次に拡大する通路が形成されたハウジングであって、羽根車１１から回転方向前方に排出された空気を集めて吐出口１６に導く機能を有している。

このような構成の多翼送風機８ａ、８ｂは、図１、図２に示すように、送風装置１の第１室６ａの多翼送風機８ａと、第２室６ｂの多翼送風機８ｂとを、それぞれの電動機１２の回転軸１２ａを平行にして配置され、多翼送風機８ａのスクロール１５の吐出口１６を、仕切板５に設けた開口に直接接続し、多翼送風機８ｂのスクロール１５の吐出口１６を、背面板２ｂに設けられた排気口４に直接接続して設置される。これにより、電動機１２の回転軸１２ａを平行にして配置した多翼送風機８ａ、８ｂが２段に接続される。

図１において、１８は吸音材であり、吸込口３が設けられた第１室６ａの内壁、および第１室６ａの吸込口３と対向する位置、第２室６ｂの、仕切板５に設けられた多翼送風機８ａの吐出口１６と対向する位置に設置され、主に吸込側の騒音を低減する機能を有している。

２０ａは、多翼送風機８ａの電動機１２の電動機リード線２１の端末部が接続される端子台であり、端子カバー２２に覆われた第１室６ａの一方の側板２ｅの外面に取付けられており、本実施例では中継端子台としての機能を有している。

２０ｂは、多翼送風機８ｂの電動機１２の電動機リード線２１の端末部が接続される端子台であり、端子カバー２２に覆われた第２室６ｂの端子台２０ａと同じ側の側板２ｅの外面に取付けられており、外部電源ケーブル２３が接続される。

なお、多翼送風機８ａ、８ｂの電動機１２の電動機リード線２１は、それぞれ同様の形状に形成されている。

２４は接続ケーブルであり、端子台２０ａと端子台２０ｂとの間を電気的に接続するケーブルであって、端子台２０ｂから送風機箱２の内部を経由して端子台２０ａに接続されており、端子台２０ｂに接続された外部電源ケーブル２３からの電力を中継端子台として機能する端子台２０ａに接続されている多翼送風機８ａの電動機リード線２１へ供給する機能を有している。

これにより、外部電源ケーブル２３を１箇所の端子台２０、本実施例では端子台２０ｂに接続すれば、外部電源ケーブル２３からの電力が、多翼送風機８ａの電動機リード線２１、多翼送風機８ｂの電動機リード線２１にそれぞれ供給され、多翼送風機８ａ、８ｂの電動機１２をそれぞれ回転させることができる。

なお、中継端子台として機能させる端子台２０は、端子台２０ａ、２０ｂのいずれであってもよく、送風装置１の設置場所によっていずれか一方を中継端子台として機能させればよい。

また、端子台２０を設ける部位は、側板２ｅに限らず、天板２ｃや底板２ｄ等であってもよい。

上記の構成の送風装置１の吸込口３には、図示しない建物の居室等から引き回されたダクトが接続され、ダクトを経由して吸込口３から第１室６ａに吸い込まれた空気（図１、図２に示す左側の矢印参照）は、吸込口３に対向配置された吸音材１８によって、２つの側板２ｅ側にそれぞれ振分けられ、第１室６ａに設置されている多翼送風機８ａの軸方向の両側に配置された吸入コーン１３から、図３（ｂ）に示す矢印Ｂ方向に吸入され、軸方向に吸入された空気は、矢印Ａ方向に回転する羽根車１１によって半径方向に吸引され、羽根車１１により加圧された後に、羽根車１１の外周から回転方向前方に排出され、スクロール１５で集められ吐出口１６へ導かれて仕切板５に設けられた吐出口１６から直接第２室６ｂに放出される（図３に示す矢印Ｃ方向参照）。

第２室６ｂに放出された、多翼送風機８ａで加圧された空気は、多翼送風機８ａの吐出口１６に対向配置された吸音材１８によって、２つの側板２ｅ側にそれぞれ振分けられ、第２室６ｂに設置されている多翼送風機８ｂの軸方向の両側に配置された吸入コーン１３から吸入され、前記多翼送風機８ａの場合と同様にして、多翼送風機８ｂの羽根車１１により加圧された後に、スクロール１５に導かれて吐出口１６が開口する排気口４から外部へ放出される（図１、図２に示す右側の矢印参照）。

上記した多翼送風機８ａ、８ｂを２段に接続した送風装置１の圧力−風量特性を図４に示す。

図４に示すように、本実施例の送風装置１の排気口４における吐出圧（静圧）は、図４に実線で示すように、破線で示した多翼送風機８を１台用いた場合に較べて、要求風量における吐出圧が約２倍に上昇することが分かる。

以上説明したように、本実施例では、送風機箱の第１室および第２室に設けた多翼送風機の回転軸を平行に配置して、第１室に設けた多翼送風機の吐出口を仕切板に設けて加圧空気を直接第２室に放出すると共に、第２室に設けた多翼送風機の吐出口を背面板に設けて外部に放出するようにしたので、多翼送風機を２段に配置して要求風量における吐出圧を高めることができると共に、送風機箱の吸込口から排気口に至る長手方向の寸法を短く、かつ底板から天板に至る高さ方向の寸法を多翼送風機のスクロールの外形寸法と略同等として小さくすることができ、天井裏等の狭い空間であっても、送風装置を容易に設置することができる。

また、第１室に設けた多翼送風機の吐出口を仕切板に直接接続して、第２室における吸込口と兼用するようにしたので、送風装置の構成を簡素なものにして製造コストを抑制することができる。

更に、第１室および第２室に設ける多翼送風機の羽根車および電動機等を同じものにして互いに互換性を持たせるようにしたので、送風装置の組立時に間違いが生じることを防止することができると共に、送風装置の維持管理における仕様違い等の過誤の発生を防止することができる。

更に、第１室の多翼送風機の電動機リード線の端子台を中継端子台として第１室の外面に設け、第２室の多翼送風機の電動機リード線の端子台を第２室の外面に設けて、第２室の端子台に接続する外部電源ケーブルと中継端子台との間を接続ケーブルで電気的に接続するようにしたので、送風装置が汚れた空気や湿度の高い空気を吸い込んだとしても、端子台に設けられた電気的な接続部は送風機箱の外に設けられているため、電動機リード線の接続部に絶縁劣化等が生ずることはなく、電動機の長寿命化を図ることができる他、それぞれの電動機リード線を同じ仕様とすることができ、電動機の交換等の保守の際の作業性を向上させることができると共に、一方の端子台に外部電源ケーブルを接続するだけで、送風装置の稼動を可能とすることができる。

以下に、図５ないし図１０を用いて本実施例の送風装置について説明する。なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図５、図６において、３１はダンパー板であり、複数の吸入穴３２が形成された円盤状部材であって、第２室６ｂの多翼送風機８ｂの電動機１２と反対側に設けられた吸入コーン１３の小径部、つまり吸入コーン１３の出口に取付けられており、多翼送風機８ａの吐出口１６から放出された空気が、多翼送風機８ｂの羽根車１１に直接吹き込まれることを防止すると共に、吸入される空気量を調整する機能を有している。

本実施例のダンパー板３１は、図７に示すように、ダンパー板３１の中心に形成された吸入穴３２と、所定のピッチ円上に等ピッチで形成された複数（本実施例では、４つ）の吸入穴３２とを有している。

本実施例の送風装置１に吸い込まれた空気の流れ、および加圧の作用は、上記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

この場合に、第２室６ｂに設置されている多翼送風機８ｂの軸方向の両側に配置された吸入コーン１３から吸入される空気は、電動機１２と反対側はダンパー板３１の吸入穴３２を介して吸入され、電動機１２側は上記実施例１と同様に直接吸入される。

上記した第２室６ｂの多翼送風機８ｂの吸入コーン１３にダンパー板３１を設けた送風装置１の圧力−風量特性を図８に示す。

図８に示すように、本実施例の送風装置１の排気口４における吐出圧（静圧）は、図８に実線で示すように、同じ要求風量に対して、図８に破線で示した実施例１の送風装置１に較べて僅かに減少するが、実線で示した多翼送風機８ｂの消費電力は、破線で示した実施例１の多翼送風機８ｂ（ダンパー板なし）に較べて明らかに減少しており、図４に破線で示した実施例１の第１室６ａの多翼送風機８ａの消費電力と略同等になっていることが分かる。

これは、前向き羽根１１ａを設けた羽根車１１を有する多翼型送風機８の場合は、吸入側から空気を吹き込まれると、正回転方向（図３に示す矢印Ａ方向）に羽根車が回転するのではなく逆方向に回転するので、多翼送風機８ｂに必要な仕事量としては、この逆回転を正回転方向に戻す分の仕事量が加わり、多翼送風機８ｂの仕事量が増加するため、電動機１２の消費電力が、多翼送風機８ａ＜多翼送風機８ｂの関係になると考えられる（図４参照）。

また、図４に示すように、送風装置１の締切近傍における消費電力は、多翼送風機８ａ、８ｂで略同等であるが、風量が大きくなるにつれてこれらの差は大きくなっていく。つまり、逆方向の回転数は、羽根車１１が受ける風量に影響されるものと考えられ、本実施例では、多翼送風機８ｂの吸入コーン１３に複数の吸入穴３２を有するダンパー板３１を設けて多翼送風機８ｂへの風量を制限している。

なお、本実施例では、ダンパー板３１は、吸入コーン１３の小径部に取付けるとして説明したが、図９に示すように、吸入コーン１３の大径部、つまり吸入コーン１３の入口に取付けるようにしてもよい。

また、本実施例では、ダンパー板３１に設ける吸入穴３２は、中心および所定のピッチ円上に等ピッチで形成するとして説明したが、図１０に示すように、中心を省略して、不等ピッチで形成するようにしてもよい。要は、吸入穴３２の数や位置、大きさは、圧力特性の低下と、消費電力の低減との調和を考慮して定めればよい。

以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、第２室の多翼送風機の吸入コーンに複数の吸入穴を形成したダンパー板を設けたので、第２室の多翼送風機の消費電力を、第１室の多翼送風機と同等にすることができ、同じ多翼送風機を２段に配置した送風装置の消費電力を低減することができる。

また、ダンパー板の吸入穴を、中心および所定のピッチ円上に等ピッチで形成された吸入穴で構成したので、羽根車内部への空気の流れの偏流を防止して、均一に吸い込ませることができ、異音や振動等の発生を抑制して、送風装置の騒音を低減することできる。

更に、軸方向の両側に配置された吸入コーンの内、電動機の反対側に配置された吸入コーンにのみダンパー板を設けるようにしたので、電動機側の吸入コーンから吸入される風量を通常と同等に確保することができ、電動機の冷却特性を維持することができる。

１ 送風装置
２ 送風機箱
２ａ 正面板
２ｂ 背面板
２ｃ 天板
２ｄ 底板
２ｅ 側板
３ 吸込口
４ 排気口
５ 仕切板
６ａ 第１室
６ｂ 第２室
８、８ａ、８ｂ 多翼送風機
９ 吊り金具
１１ 羽根車
１１ａ 前向き羽根
１１ｂ ハブ部
１２ 電動機
１２ａ 回転軸
１３ 吸入コーン
１４ 吸入口
１５ スクロール
１６ 吐出口
１８ 吸音材
２０ａ、２０ｂ 端子台
２１ 電動機リード線
２２ 端子カバー
２３ 外部電源ケーブル
２４ 接続ケーブル
３１ ダンパー板
３２ 吸入穴

Claims (6)

1. 吸込口を設けた正面板と、排気口を設けた前記正面板に対向する背面板と、前記正面板に対向し、前記正面板と背面板との間の空間を分割する仕切板とを有する送風機箱と、
   前記正面板と前記仕切板との間の第１室に設置され、羽根車を回転駆動する電動機とその羽根車から排出された気体を集めて吐出口に導くスクロールとを有する第１の送風機と、
   前記仕切板と前記背面板との間の第２室に設置され、羽根車を回転駆動する電動機とその羽根車から排出された気体を集めて吐出口に導くスクロールとを有する第２の送風機と、を備え、
   前記仕切板に前記第１の送風機のスクロールの吐出口を直接接続すると共に、前記背面板に前記第２の送風機のスクロールの吐出口を直接接続して、前記第１の送風機と前記第２の送風機とを直列に接続したことを特徴とする送風装置。
2. 請求項１において、
   前記第１の送風機の電動機の回転軸と、前記第２の送風機の電動機の回転軸とを、平行に配置したことを特徴とする送風装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記第１の送風機に前記第１室の気体を吸入する吸入口を設けると共に、前記第２の送風機に前記第２室の気体を吸入する吸入口を設けたことを特徴とする送風装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
   前記第１の送風機と前記第２の送風機は、同じ前記羽根車および同じ前記電動機を有することを特徴とする送風装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
   前記第１の送風機の電動機の電動機リード線の端子台を前記第１室の外面に設けると共に、前記第２の送風機の電動機の電動機リード線の端子台を前記第２室の外面に設け、前記２つの端子台の一方を中継端子台とし、他方の端子台に接続された外部電源ケーブルと前記中継端子台との間を接続ケーブルで電気的に接続したことを特徴とする送風装置。
6. 請求項５において、
   前記外部電源ケーブルと前記中継端子台との間を接続する接続ケーブルを、前記第１室と前記第２室との内面に設けたことを特徴とする送風装置。

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