ファン装置

【課題】複数の電動ファンのうち、ある電動ファンが故障、寿命などにより停止した場合であっても、ファン装置を停止することなく継続使用することができるファン装置を提供する。
【解決手段】複数の電動ファン８が並列に配置されたファン装置において、電動ファン個々に設けられ、ファン装置駆動中に各電動ファン８の駆動状態を検知するセンサーＳと、このセンサーＳにより検知された送風できない電動ファン８ｂの空気流通路を閉鎖する閉鎖手段１ｂとを設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の冷却装置などに使用される、複数の電動ファンが並列に配置されたファン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は、ファンモータとファンとを有する複数個の電動ファンが並列に配置されたファン装置が、回転電機の冷却装置に適用された従来例を示すものである。
図９において、回転電機は、周知のとおり、フレーム３と、このフレーム３の外周部に放射状に設けられた複数のフレームフィン３Ａと、フレーム３の内周部に設けられたステータコア５と、このステータコア５に設けられたステータコイル６と、ローター１０と、このローター１０を、軸受け４を介して回転自在に支承するブラケット７と、フレーム３の反負荷側開口を覆うカバー９と、フレームフィン３Ａの外周部に設けられ、フレーム３との間に空気流通路を形成するフレームカバー２とから構成されている。
またファンカバー１１内に、整流板１を有する４個の同一容量の電動ファン８が図２に示すように並列配置されることにより構成されたファン装置が、前記回転電機の反負荷側に配置されている。
【０００３】
図９に示すものにおいて、回転電機を動作させるためにステータコイル６に通電すると、ステータコイル６およびステータコア５、ローター１０各部が発熱し各部の温度が上昇する。この温度上昇を抑制するためにフレーム３にフレームフィン３Ａが取り付けられており、電動ファン８が動作することにより、空気流れ０が生じ、フレームフィン３Ａに風が当たることによって、回転電機外部へ熱が放熱される。フレームカバー２、電動ファンカバー１１、整流板１で風路が形成されており、フレームフィン２の放熱能力を向上させている。
【０００４】
また他の従来技術として、複数のファンが使用される冷却システムにおいて、複数のファン各々の異常を検出し、異常が検出されたファンを交換するものが提案されている（例えば、特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開昭６１−１１６０９４号公報（第５９３−５９７頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図９に示すものにおいて、ファン装置の駆動中に、複数ある電動ファン8のうち、ある電動ファン８ｂが故障あるいは寿命により停止した場合、図１０に示すようにフレームフィン３Ａを通る流路の圧力損失よりも、停止した電動ファン８ｂを入口とした流路の圧力損失の方が小さくなるため、動作している電動ファン８ａの駆動によって空気の流れ０は停止した電動ファン８ｂを入口とした流路に変化し、フレームフィン３Ａへ風が流れなくなり放熱能力が激減する。
このため、故障した電動ファン８ｂを修理あるいは交換するまで、機器を停止しなければならない課題があった。
また、特開昭６１−１１６０９４号公報に開示のものも、同様の課題があった。
【０００７】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、複数の電動ファンのうち、ある電動ファンが故障、寿命などにより停止した場合であっても、ファン装置を停止することなく継続使用することができるファン装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のファン装置は、複数の電動ファンが並列に配置されたファン装置において、前記電動ファンの各空気流通路に設けられ、送風できない電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段を備えたものである。
【０００９】
またこの発明のファン装置は、前記電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段が、前記電動ファンの整流板を兼用するものである。
【００１０】
またこの発明のファン装置は、前記電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段が、前記電動ファンの送風量を可変制御するものである。
【００１１】
またこの発明のファン装置は、複数の電動ファンが並列に配置されたファン装置において、前記電動ファン個々に設けられ、ファン装置駆動中に各電動ファンの駆動状態を検知するセンサーと、このセンサーにより検知された送風できない電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段とを備えてなるものである。
【００１２】
またこの発明のファン装置は、前記電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段が、前記センサーの出力に基づいて、各電動ファンの送風量を可変制御するものである。
【００１３】
またこの発明のファン装置は、前記センサーが、１対のチップ抵抗器が所定の間隙を介して対向配置され、且つ前記チップ抵抗器の反間隙側に熱電対が夫々設けられているものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、複数の電動ファンのうち、ある電動ファンが故障、寿命などにより停止した場合であっても、ファン装置を停止することなく継続使用でき、ひいてはこのファン装置を使用した機器を停止させることなく継続使用できる。
【００１５】
またこの発明によれば、電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段が、整流板を兼用しているため、電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段を設けたとしても、ファン装置が大型化せず、またコストもさほど上がらない。
【００１６】
またこの発明によれば、電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段が、電動ファンの送風量を可変制御するので、最適な送風量を得ることができる。
【００１７】
またこの発明によれば、電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段を自動で動作させているため、ファン装置駆動中にある電動ファンが停止したとしても、ファン装置としての機能を自動的に維持できる。
【００１８】
またこの発明によれば、電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段が、センサーの出力に基づいて、各電動ファンの送風量を可変制御するので、自動的に最適な送風量を得ることができる。
【００１９】
またこの発明によれば、センサーとして、１対のチップ抵抗器が所定の間隙を介して対向配置され、且つ前記チップ抵抗器の反間隙側に熱電対が夫々設けられているものを用いたので、風向き及び風量を精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施例１に係る回転電機の冷却装置を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例１に係る冷却装置を電動ファン吐出側から俯瞰した図である。
【図３】この発明の実施例１に係る電動ファンが通常動作しているときの閉鎖手段の状態を示す図である。
【図４】この発明の実施例１に係る閉鎖手段の詳細構成図である。
【図５】この発明の実施例1に係る電動ファンが異常停止したときの閉鎖手段の状態を示す図である。
【図６】この発明の実施例２に係る閉鎖手段の動作を説明するための図である。
【図７】この発明の実施例２に係る閉鎖手段の詳細構成図である。
【図８】この発明の実施例３に係るサンサーの説明図である。
【図９】従来の回転電機の冷却装置を示す断面図である。
【図１０】従来の課題を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施例１．
以下この発明の実施例１を、図１〜図５を用いて説明する。なお、この実施例１は、図１及び図２に示すように、複数の電動ファンが並列に配置されたファン装置が、回転電機の冷却装置に適用された例を示すものである。
即ち、この実施例１のものは、各電動ファン８の各空気流通路に、ファン装置駆動中に各電動ファン８の駆動状態を検知するセンサーＳが、各電動ファン８の空気流通路内に夫々設置されている。なお、このセンサーは、ファン装置駆動中に各電動ファン８の駆動状態、即ち、電動ファン８が故障あるいは寿命により停止したか否かの状態、送風力が低下したか否かの状態などを検知するものであればどのようなセンサーでもよく、例えば公知の流速センサー、風量サンサー、本願の背景技術の欄で説明した特開昭６１−１１６０９４号公報に記載の回転数センサーなどを使用することができる。
【００２２】
また、各電動ファン８の各空気流通路の流入側に、前記センサーＳによりある電動ファン８の停止が検知されたとき、停止した電動ファン８の空気流通路を閉鎖する閉鎖手段１が夫々設置されている。なおこの閉鎖手段１は整流板を兼用しており、１aは電動ファン８が正常動作していて整流板の役目をしている状態を示し、また１ｂは停止した電動ファン８の空気流通路を閉鎖している状態を示す。
また、８aは正常な電動ファンを、８ｂは異常により停止し送風できなくなった電動ファンを示す。
【００２３】
この閉鎖手段１は、図３〜図５にその詳細を示すように、互いに重なり合い、開いているとき（電動ファン８が正常なとき）、各電動ファン８の各空気流通路径を最適なものとする（整流板の役目をなす）とともに、ある電動ファン８の停止時に、停止した電動ファン８の空気流通路を閉鎖する複数のプレート２０と、これらのプレート２０と夫々一体化され、各プレート２０を稼動させる複数のピニオン２１（回転軸は回転するが軸移動はしない）と、これらのピニオン２１と噛み合うギアを内周部に有し、回転自在に設けられた外輪２２と、この外輪２２と電動ファン８の周辺の基体部との間に張架された引っ張りバネ２３と、外輪２２に設けられた穴と電動ファン８の周辺の基体部に形成された穴とに挿入され、外輪２２の回転を停止させる留めピン２４とで構成されている。
【００２４】
なお、留めピン２４は、各電動ファン８が正常に動作しているときは、図３に示すように、複数のプレート２０が整流板の役目をなすよう（電動ファン８の空気流通路径が最適な大きさになるよう）、複数のプレート２０を引っ張りバネ２３の引っ張り力に抗して、開かせる役目をなしている。
また、留めピン２４は、センサーＳがある電動ファン８の停止を検知したとき、外輪２２に設けられた穴と電動ファン８の周辺の固定部に形成された穴とから引抜かれる引抜き装置に結合している。なおこの引抜き装置は、センサーＳの検知信号にて動作するもので、構成としては周知の引抜き装置を使用できる。
以上のようにこの実施例１に係る回転電機の冷却装置は構成されており、他の構成は図９に示すものと同様である。
【００２５】
そしてこの回転電機の冷却装置は、ファン装置駆動中に所定の電動ファン８が停止したことをセンサーＳが検知すると、前記引抜き装置が駆動し、停止した電動ファン８ｂの留めピン２４が、引抜き装置にて、外輪２２に設けられた穴と電動ファン８の周辺の固定部に形成された穴とから引き抜かれる。
この結果、引っ張りバネ２３が縮んで外輪２２が回転し、外輪２２のギアと噛み合っているピニオン２１が回転することでプレート２０が起伏し、図５に示すように、停止した電動ファン８ｂの閉鎖手段1ｂの内径を完全に閉じることにより、停止した電動ファン８ｂの空気流通路を閉鎖する。
このため、停止した電動ファン８ｂの閉鎖手段１ｂの内径が閉じられることにより、停止した電動ファン８ｂからの逆流（図１０に示す逆流）が防止され、図１に示すように、正常動作している残り３個の電動ファン１aの作用により、４個の電動ファン８が正常に動作しているときと同様に、空気の流れ０が生じフレームフィン３Ａに冷却風が当たり、回転電機の放熱能力が回復する。
従って、ある電動ファン８ｂが停止したとしても、ファン装置を継続動作でき、ひいてはこのファン装置を使用した回転電機を、電動ファン8ｂを修理あるいは交換するまで、回転電機の負荷を減じて継続動作させることができる。
【００２６】
以上説明したように、この実施例１によれば、複数の電動ファンのうち、ある電動ファンが故障あるいは寿命により停止した場合であっても、ファン装置を停止することなく継続使用でき、ひいてはこのファン装置を使用した機器を停止させることなく継続使用できる。
また、電動ファンの空気流通路を閉鎖する閉鎖手段が、整流板を兼用しているため、電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段を設けたとしても、ファン装置が大型化せず、またコストもさほど上がらない。
また、電動ファンの空気流通路を閉鎖する閉鎖手段を自動で動作させているため、ファン装置駆動中にある電動ファンが停止したとしても、ファン装置としての機能を自動的に維持できる。
【００２７】
なお、この実施例１においては、センサーＳによりある電動ファン８の停止が検知されたとき、電動ファン８の空気流通路を閉鎖する手段として、図３〜図５に示すような整流板を兼用するものについて説明したが、センサーＳにより電動ファン８の停止が検知されたとき、電動ファン８の空気流通路を閉鎖すれば初期の目的は達成するので、この手段として図３〜図５に示すような整流板を兼用する構成に限定されるものではない。
また、この実施例１においては、センサーＳによりある電動ファン８の停止が検知されたとき、電動ファン８の空気流通路を閉鎖する閉鎖手段１を自動で動作させるものについて説明したが、センサーＳが電動ファン８の停止を検知したとき警報を出すようにし、この警報に基づいて人がピン２４を引抜き、電動ファン８の空気流通路を閉鎖する閉鎖手段１を動作させるように構成してもよい。
また、この実施例１においては、ファン装置を回転電機の冷却装置に適用したものについて説明したが、それ以外の機器にも適用できる。
【００２８】
実施の形態２．
また、上記実施例１では、ファン装置が正常なときは一定の空気流通径を保ち、ある電動ファンが停止したとき、停止した電動ファンの空気流通路を閉鎖する閉鎖手段の構成について述べたが、閉鎖手段１を、図７に示すように、バネ２３、留めピン２４を廃止する代りに、外輪２２の外周部にもギアを設け、このギアにウォームギヤ３１を噛み合わせる構成としてもよい。なお、他の構成は実施例１のものと同様である。
閉鎖手段１をこのように構成すれば、ウォームギヤ３１を回転させるだけで、図６に示すように、閉鎖手段１の内径（空気流通径）を自由に変更でき、風量が最大となる閉鎖手段１の内径を容易にセッティングすることができるようになる。
また、センサーＳとして風量・風向サンサーを用い、且つウォームギヤ３１がこのセンサーの信号にて回転制御されるモータにて駆動される構成とすれば、閉鎖手段１の内径を、風量が最大となる径に自動的に常時設定することができるようになる。
【００２９】
実施例３．
また、実施例１、２に使用するセンサーＳとして、図８に示すような風向および風量を検出できるセンサーを用いることができる。
このセンサーＳは、１対のチップ抵抗器４１を所定間隙を介して対向配置し、且つこのチップ抵抗器４１の反間隙側に熱電対４２を夫々設けたもので、空気流通路中に、一方のチップ抵抗器４１及び熱電対４２が風上に、また他方のチップ抵抗器４１及び熱電対４２が風下となるように配置されて使用される。
この１対のチップ抵抗器４１に同じ電流を印加しチップ抵抗器４１の発熱量を一定にしておくと、チップ抵抗器４１の温度は上昇する。無風の場合、チップ抵抗器４１に取り付けられている熱電対４２の指示値はそれぞれ同じ温度を示すが、チップ抵抗器４１に風４ａが当たると、風下のチップ抵抗器４１の温度は風上のチップ抵抗器４２温度よりも上昇する。従って熱電対４２の温度指示値の高いほうのチップ抵抗器が風下に位置していることがわかる。なお、サーミスタ等を利用して、直接空気流の温度を測定して風向を測定するセンサーも考えられるが、この場合空気流の温度が低い場合には検出の誤差範囲が大きく、風向を検出するためには温度の高い空気流である必要がある。
ところが、図８で示すセンサーＳはチップ抵抗器４１で昇温しているため、風向による温度差が生じやすく感度良く風向を測定することができる。
また、このセンサーに当たる風速の変化によりチップ抵抗器４１の温度が変化するため、風速センサーとしても利用できる。このため整流板の内径による面積と風速を掛け算すると、閉鎖手段１を通過する風量を高精度に測定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明に係るファン装置は、回転電機の冷却装置などの複数の電動ファンが並列に配置される冷却装置に使用されるのに適している。
【符号の説明】
【００３１】
１閉鎖手段、８電動ファン、２０プレート、２１ピニオン、２２外輪、２３バネ、
２４留めピン、３１ウォームギヤ、４１チップ抵抗器、４２熱電対。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電動ファンが並列に配置されたファン装置において、前記電動ファンの各空気流通路に設けられ、送風できない電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段を備えてなるファン装置。
【請求項２】
前記電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段は、前記電動ファンの整流板を兼用するものであることを特徴とする請求項１に記載のファン装置。
【請求項３】
前記電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段は、前記電動ファンの送風量を可変制御するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のファン装置。
【請求項４】
複数の電動ファンが並列に配置されたファン装置において、前記電動ファン個々に設けられ、ファン装置駆動中に各電動ファンの駆動状態を検知するセンサーと、このセンサーにより検知された送風できない電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段とを備えてなるファン装置。
【請求項５】
前記電動ファンの空気流通路を閉鎖する手段は、前記センサーの出力に基づいて、各電動ファンの送風量を可変制御するものであることを特徴とする請求項４に記載のファン装置。
【請求項６】
前記センサーは、１対のチップ抵抗器が所定の間隙を介して対向配置され、且つ前記チップ抵抗器の反間隙側に熱電対が夫々設けられているものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のファン装置。

【図１】