JPS647236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高温ガス用送風フアン、特に高温に長
期に曝されても安心して送風を持続し得るフアン
の構造に係るものである。

［従来の技術］ 送風用フアンは工業的に幅広く用いられている
が、現状では高温の熱風を循環し得るフアンは極
めて限られている。

高温用フアンとしては、耐熱鋼を用いたフアン
が知られているが、このフアンでも送風し得る熱
風の温度はせいぜい1000℃であり、又長期間の連
続使用に対し不安がある。

他方、耐熱性の点では各種のセラミツクス材料
が知られており、フアンの材料として用いること
も提案されており、直接高温に曝らされ部分即ち
ブレード、ブレードを取り付ける翼車、翼車を取
り付ける回転軸を全てセラミツクス材料によつて
構成することも考えられるが、一般にこれらの部
分は形状が複雑であり、又夫々の部分を一体的に
成形することは技術上かなりな困難を伴なう。更
に、セラミツクス材料は一般に機械的衝撃に対し
脆さを有しており、これらを総合すると全てをセ
ラミツクスで構成することは、現状ではかなりの
困難を伴なうと共にコスト面でも不利である。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明者は、かかる点に鑑み容易に実現可能で
あり、そして高温に長期間にわたり曝されても安
定して使用し続け得る送風フアンを見出すことを
目的として種々研究、検討した結果、熱的衝撃を
最も受ける部分であるブレードをセラミツクスで
構成し、ブレードを取り付ける翼車や翼車を取り
付ける回転軸を従来の様に耐熱鋼で構成し、冷却
に伴う温度勾配による大きな熱応力の発生を抑
え、熱応力により亀裂が生じないように構成した
高温ガス送風フアンを見出すに至つた。

［課題を解決するための手段］ かくして本発明は、セラミツクスで構成された
ブレードと、耐熱鋼で構成されたブレード取り付
け用翼車及び翼車を取りつける回転軸を有し、該
回転軸をその内部から冷却するようにした高温ガ
ス用送風フアンであつて、内部から冷却される回
転軸の先端部は直接翼車と接触しないように回転
軸と翼車間には空間部を形成し、翼車は回転軸と
の温度差による熱輻射により冷却されるように構
成してなる高温ガス用送風フアンを提供するもの
である。

本発明においてブレードに用いるセラミツクス
としては、例えば炭化珪素、窒化珪素、サイヤロ
ン、アルミナ等を適宜用い得る。

これらセラミツクスを用いブレードを形成する
手段に特に制限はなく、例えば泥漿鋳込み法等適
宜公知の手段を採用し得る。

以下本発明をその一実施態様を示した添付図面
により説明する。

第１図及び第２図において、１はセラミツクス
で構成されたブレードであり、該ブレードは夫々
耐熱鋼で構成されたブレード取り付け用翼車２に
適宜な手段、例えば第１図に示した如くブレード
の翼車への取り付け端部を拡大形状にして植え込
まれている。又、該翼車２は耐熱鋼で構成された
回転軸３に焼き嵌め又はビス止め等により取り付
け固定されている。かかる回転軸３は、二重管構
造になつており、その内管４はブレード側でその
先端が開放されている。又、回転軸３のブレード
側とは反対側に延びた側において、オイルシール
又はグランドパツキング５を介して固定外枠６に
よつて支持されている。かかる固定外枠６は、回
転軸３の内管の延長上にほぼ筒状の空間部７を有
している。

かくして該空間部７から矢印方向に例えば冷水
を回転軸内に送り込むことができる。又、回転軸
は固定外枠６の部分で適当な孔やスリツト８を設
け、又外枠６にも一部に外部との連通孔９を設け
ることにより、回転軸内から冷却用の液体を外部
に取り出すことができる。

又、本発明において翼車２のうち高温ガスが直
接接触する部分であるブレード１が位置する部分
は、回転軸３と直接接するようにせず、第２図の
如くいく分の空間１０を設けておく。その理由
は、前記の如くブレード部が最も高温に曝れ、そ
れに従つてブレード部が取り付けられている翼車
部分も高温になつており、この部分が冷やされた
回転軸と直接接触すると、翼車にクラツクが入る
虞れがあるためである。従つて、この部分の翼車
は輻射によつて冷却される。ここに言うところの
熱輻射による冷却は、温度差のある二つの物体を
空間をはさんで置かれたとき、夫々の物体から熱
線が放射され、黒体の場合にはその放射エネルギ
ーは物体の絶対温度４乗に比例し、黒体でない物
体では、１より小さい輻射率を乗じたエネルギー
の放射と吸収が行なわれることになり、エネルギ
ーの移動量は減少するが、結果として、熱が高温
側の物体から低温側の物体に移動して冷却される
ことをいう。

１１は回転軸３に焼き嵌め又はビス止め等適宜
な手段で固定されたプーリーであり、かかるプー
リーを介してベルトやギヤーによりモーターの回
転を回転軸３に伝達するようになされている。

かくして、回転軸などの耐熱鋼も液冷される
為、従来よりも高温のガスを送風することが可能
となる。翼車２の外表面はブレード１と共に最も
高温に曝される場所ではあるが、本発明において
は前述の如く水冷された回転軸との間の温度差に
よる熱輻射により適当にその内側から冷却される
のでそれだけ高温に耐えることができる。

しかし、本発明においてはブレード間に位置す
る翼車外表面（第１図１３）に適宜セラミツク材
料をその外表面に沿つて被覆せしめることによ
り、更に翼車部分の耐熱性を改善せしめることが
可能となる。この場合、被覆されるセラミツク材
料は、ブレードの取り付けと同様な固定法を採用
し得る。

被覆されるセラミツク材料は、前述したブレー
ドを構成するのに用いたそれらが適宜採用される
が、ブレードと同一種類を用いる必要はない。

本発明において用いられる回転軸及びその内管
に用いられる材料は例えば、SUS630、STBA等
の配管用鋼材、回転軸用鋼材が又翼車に用いられ
る材料はNCF1、NCF2、NCF3、SUS310S系等
の耐熱鋼が適宜用いられる。

回転軸、内管、翼車共にこれら耐熱鋼中NCF3
を採用する場合には耐熱性も高く、又熱的衝撃に
も強いので特に好ましい。

又、冷却に際し用いられる冷媒としては、通常
冷水が用いられるが、その他シリコン油等も適宜
用いることができる。又、気体も冷媒として用い
得るが冷却容量や循環使用の点を考慮すると液体
の方が有利である。又、これら液体中には所望に
より防錆剤やその他の添加剤を加えることができ
る。

［発明の効果］ 本発明はこのように、回転軸をその内部から冷
却するとともに翼車部分を回転軸との間の温度差
による熱輻射によつて冷却するようになしたもの
であるため、翼車の冷却するのに伴う温度勾配に
よる熱応力が過大とならず、亀裂の発生が避けら
れ、セラミツクスブレードを使用した長期間安定
した高温フアンを可能とするものでその実用的価
値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例によるフアンの主要断面
を説明する説明図、第２図は本発明の一例による
フアンの主要横断面を説明する説明図。 ４…二重構造の内管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミツクスで構成されたブレードと、耐熱
   鋼で構成されたブレード取り付け用翼車および翼
   車を取り付ける回転軸を有し、該回転軸をその内
   部から冷却するようにした高温ガス用送風フアン
   であつて、内部から冷却される回転軸の先端部は
   直接翼車と接触しないように回転軸と翼車間には
   空間部を形成し、翼車は回転軸との間の温度差に
   よる熱輻射で冷却されるように構成してなる高温
   ガス用送風フアン。