WO2024014013A1 - 送風機及びこれを備えた洗濯乾燥機 - Google Patents

送風機及びこれを備えた洗濯乾燥機 Download PDF

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WO2024014013A1
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WO
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blower
flow path
impeller
casing
housing
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PCT/JP2023/001313
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和寛 塚本
麻理 内田
幸司 松本
佳朗 三上
Original Assignee
日立グローバルライフソリューションズ株式会社
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/02—Domestic laundry dryers having dryer drums rotating about a horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to a blower and a washer/dryer equipped with the same.
  • a blower and a heat source When drying clothes using a washer/dryer, which can perform continuous operations from washing to drying, a blower and a heat source create high-temperature drying air, which is blown into the washing tub to raise the temperature of the clothes and evaporate the moisture from them. I'm letting you do it.
  • Air blowers used in washing/drying machines are required to have a large air volume in order to shorten the drying time and reduce wrinkles in clothes.
  • the input to the motor increases, the temperature of the motor's coils and the bearings that support the rotating shaft also rises.
  • the temperature of a coil or bearing rises above a certain temperature, product reliability problems such as internal slot melting occur, and costs increase due to changes in the type of insulation. Therefore, the input that can be applied to the motor is often determined by the upper temperature limit of the internal components of the motor.
  • the energy used to raise the temperature inside the motor is energy that would not normally be used for the work of the blower, so the greater the input to the blower, the more energy efficient it will be. decreases.
  • Patent Document 1 Regarding a structure in which an electric motor is directly cooled by a flow driven by a blower, there is a technique described in Patent Document 1, for example.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a blower and a blower that improve product reliability by suppressing the rise in temperature of the electric motor caused by the increase in air volume of the blower, and suppress the decrease in energy efficiency caused by the heat generation of the electric motor.
  • An object of the present invention is to provide a washer/dryer equipped with this.
  • the present invention includes: an electric motor having an outer shell formed by a cylindrical housing; an impeller rotationally driven by the electric motor via a rotating shaft; and a casing housing the electric motor and the impeller.
  • the casing includes a suction port that faces the housing and opens in the axial direction, and a suction port that opens in the axial direction and is located on the impeller side and discharges air discharged from the impeller.
  • a suction channel is formed between the inner wall of the casing and the housing to communicate with the suction port and guide air to the impeller, and the suction channel is connected to the suction port. It is characterized by being provided with a radial flow path that diverts the flow of air directed in the axial direction from the radial direction toward the radial direction.
  • a blower and a washer/dryer equipped with the blower improve reliability of the product by suppressing temperature rise of the electric motor due to increase in air volume of the blower, and suppress decrease in energy efficiency due to heat generation of the electric motor. can be provided.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a washer/dryer S according to Example 1 of the present invention.
  • 1 is a perspective view showing the internal structure of a washer/dryer S according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of a blower 22 according to Example 1 of the present invention.
  • 1 is a cross-sectional view taken along the axial direction of an electric motor 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a diagram of an electric motor 100 according to a first embodiment of the present invention viewed from the axial direction.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of a blower 22 according to Example 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a washer/dryer S according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the washer/dryer S according to the first embodiment of the present invention.
  • the internal structure will be described by taking as an example a drum-type washer/dryer in which a laundry loading/unloading port is formed on the front side and the rotation axis of the washing tub is provided obliquely in the horizontal direction.
  • the washer/dryer S includes an outer frame 1 that is a housing, an outer tank 2 that stores washing water, a rotating tank 3, a drive motor 10, a blower 22, and the like.
  • the outer tank 2 is housed within the outer frame 1 and supported by the outer frame 1 in a vibration-proof manner.
  • the rotating tub 3 is a washing/dehydrating tub that accommodates laundry such as clothes to be washed and dried, and is provided inside the outer tub 2. Further, the rotating tank 3 is rotatably supported within the outer tank 2.
  • a stirring blade 4 for stirring and washing the laundry is rotatably provided on the right side of the rotating tub 3 in the figure.
  • the agitating blade 4 repeats forward and reverse rotation during washing operation and drying operation. Further, the stirring blades 4 rotate at high speed together with the rotating tub 3 during the dewatering operation, and dehydrate the water contained in the laundry in the rotating tub 3.
  • a water supply unit 7 is provided in the upper part of the outer frame 1 (FIG. 2).
  • This water supply unit 7 has a plurality of water channels inside, and supplies tap water supplied from the outside and bath water sucked from the bathtub to the outer tank 2.
  • a detergent and finishing agent charging device 8 is provided in the water supply unit 7. Detergents and finishing agents are poured between the outer tank 2 and the rotating tank 3.
  • the washer/dryer S is equipped with a drying mechanism.
  • This drying mechanism performs circulation and dehumidification of drying air for drying the laundry in the rotary tub 3. Further, the drying mechanism is mostly occupied by the drying air circulation path.
  • the drying air circulation path is connected to the bottom of the outer tank 2 so as to communicate therewith, and includes a dehumidification vertical path 21 that extends upward. Furthermore, the drying mechanism includes a blower 22 that sends air into the rotating tank 3.
  • the suction side of the blower 22 is connected to the upper side of the dehumidifying vertical passage 21.
  • the discharge side of the blower 22 is connected to the heater box 400 and then connected to communicate with the return connection circulation path 25 . Note that details of the blower 22 will be described later. Further, the return connection circulation path 25 is connected to the upper part of the outer tank 2 so as to communicate therewith.
  • the lower bellows hose 26 is connected to the bottom drop part 31 of the outer tank 2. This bottom drop portion 31 communicates with a drainage channel (not shown) for washing water. When draining the washing water, the washing water and rinsing water accumulated in the outer tub 2 are discharged to the outside of the washer/dryer S (outside the machine) through a foreign matter removal trap 32.
  • the centrifugal impeller 300 (see FIG. 3) of the blower 22 rotates to cause drying air to flow through the rotating tub 3 and dry the laundry in the rotating tub 3. Furthermore, in the heater box 400 provided downstream of the blower 22, the drying air with moisture condensed in the dehumidifying area is reheated and flows through the rotating tub 3, thereby further evaporating moisture from the laundry. The laundry is dried by repeating this water removal with circulation of drying air.
  • a centrifugal impeller 300 is used as the impeller, which discharges air sucked in from the axial direction toward the outside in the radial direction.
  • FIG. 3 is a sectional view showing the internal structure of the blower 22 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the axial direction of the electric motor 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram of the electric motor 100 according to the first embodiment of the present invention viewed from the axial direction.
  • the blower 22 of Example 1 is installed on the upper side surface of the washer/dryer S so that the rotation shaft extends in the horizontal direction.
  • the blower 22 has an outer shell formed by a cylindrical casing 23, and houses a centrifugal impeller 300 (impeller) and an electric motor 100 inside.
  • a rotating shaft 101 of the electric motor 100 connected to the centrifugal impeller 300 is arranged so as to extend in the horizontal direction.
  • the electric motor 100 rotates the centrifugal impeller 300 via the rotating shaft 101 to generate airflow within the blower 22 .
  • the blower 22 is provided with a suction port 57 through which air is taken in by rotating the centrifugal impeller 300, and a discharge port 58 through which air discharged from the centrifugal impeller 300 is discharged.
  • the suction port 57 faces the flat portion 64 of the housing 102 and opens in the axial direction.
  • the discharge port 58 is open in the axial direction. In the first embodiment, the suction port 57 and the discharge port 58 are provided to open horizontally.
  • a space is formed between the inner wall 24 of the casing 23 and the housing 102, and a suction flow path 59 that guides air from the suction port 57 to the centrifugal impeller 300 is configured.
  • the electric motor 100 is arranged upstream of the centrifugal impeller 300 with respect to the air flow.
  • the suction port 57 is connected to the dehumidifying vertical passage 21 via the filter box 500, and the discharge port 58 is connected to the outer tank 2 via the heater box 400.
  • the blower 22 is installed on the upper side of the washer/dryer S, but the installation location is not limited to the upper side, and can be placed anywhere within the washer/dryer S. I don't mind.
  • the electric motor 100 has an outer shell formed by a cylindrical housing 102, and the outside of the housing 102 is covered by a motor casing 23a. Further, the outside of the centrifugal impeller 300 is covered with an impeller casing 23b.
  • the casing 23 is composed of a motor casing 23a and an impeller casing 23b.
  • the electric motor 100 includes a stator including a stator coil 105, a rotor including a rotor coil 104, and a housing 102 that covers the stator and rotor.
  • the rotor is rotatably supported within the stator and rotates together with the rotating shaft 101.
  • the housing 102 of the electric motor 100 is provided with a flange portion 103 extending radially outward.
  • the electric motor 100 is fixed to the casing 23 by sandwiching the flange portion 103 between the electric motor casing 23a and the impeller casing 23b.
  • the flange portion 103 is installed to intersect with the suction flow path 59. Therefore, the flange portion 103 is formed with a penetrating ventilation portion 60 that forms a part of the suction flow path 59 so as not to obstruct the flow passing through the suction flow path 59 (FIGS. 3 and 5).
  • the ventilation section 60 is divided in the circumferential direction and is formed in plurality. Since the electric motor 100 is provided with a cable 108 for supplying electric power, the ventilation portion 60 has non-uniform openings in the circumferential direction as shown in FIG. If so, the blower performance will not be affected.
  • the centrifugal impeller 300 of the blower 22 is arranged on the discharge port 58 side with respect to the electric motor 100.
  • the centrifugal impeller 300 is fastened to the rotating shaft 101 of the electric motor 100.
  • the centrifugal impeller 300 is provided so that the impeller suction section 302 of the centrifugal impeller 300 faces the electric motor 100 side. That is, the air flowing in from the suction port 57 flows into the impeller suction portion 302 via the suction flow path 59.
  • the air flowing into the centrifugal impeller 300 is pressurized by the blades 301 and flows outward in the radial direction at the impeller discharge portion 303.
  • the air flowing out from the impeller discharge section 303 passes through the diffuser 304 and the return flow path 305, and then flows out from the discharge port 58.
  • the electric motor 100 includes a rotor coil 104 connected to a rotating shaft 101, a stator coil 105 provided to cover the rotor coil 104, a bearing 106 that pivotally supports the rotating shaft 101, and a space between the rotating shaft 101 and the centrifugal impeller 300. It is constituted by a collar 107 provided at.
  • the stator and rotor of the electric motor 100 are covered by the housing 102.
  • the washer/dryer S when drying the laundry, water contained in the laundry evaporates, and the humidity of the drying air circulating in the washer/dryer S increases.
  • highly humid air constantly flows into the blower 22. Therefore, if the motor 100 comes into contact with high-humidity air, it is assumed that rust or the like will occur, which will affect product reliability. Therefore, by covering the stator and rotor with the housing 102, the reliability of the product is improved.
  • the blower 22 of the present invention has a suction passage 59 formed by the inner wall 24 of the casing 23 and the housing 102 of the electric motor 100.
  • the electric motor 100 generates heat when the centrifugal impeller 300 is driven.
  • the rotor coil 104 and stator coil 105 provided in the electric motor 100 generate heat, and the temperature rises. Therefore, it is necessary to cool the electric motor 100 and maintain it at an appropriate temperature.
  • the air taken in by the centrifugal impeller 300 provided in the blower 22 passes around the housing 102. As a result, the electric motor 100 provided within the housing 102 is cooled.
  • the electric motor 100 is provided closer to the suction port 57 than the impeller suction portion 302 of the centrifugal impeller 300. This is because when the temperature of the air pressurized by passing through the centrifugal impeller 300 rises due to adiabatic compression, the temperature difference between the electric motor 100 and the air becomes relatively small, and the heat transfer performance deteriorates. In order to flow lower temperature air around the housing 102, it is effective to provide the electric motor 100 on the suction port 57 side (upstream side) of the impeller suction portion 302 of the centrifugal impeller 300.
  • the suction flow path 59 is characterized in that it flows in the direction of the rotating shaft 101 of the electric motor 100 from the suction port 57 and then turns outward in the radial direction of the rotating shaft 101. This means that the flow flowing into the suction port 57 from the direction of the rotating shaft 101 is turned by 90 degrees by colliding with the flat part 64 of the housing 102, and flows outward in the radial direction of the rotating shaft 101.
  • the suction flow path 59 has a radially outward flow path 61 (radial flow path) that is turned 90 degrees after flowing in from the suction port 57 . Thereafter, the impeller suction section 302 is turned again by 90 degrees, this time through the radially inward flow path 63 which has the axial flow path 62 provided in the axial direction of the rotating shaft 101 and then turned once again by 90 degrees. reach.
  • the impinging jet In order to obtain the effect of the impinging jet, it is effective to make the diameter a of the suction port 57 smaller than the diameter b of the housing 102 (a ⁇ b). Thereby, the flow velocity of the flow sucked by the blower 22 can be increased, and the effect of the impinging jet can be increased.
  • the diameter a of the suction port 57 cannot be made infinitely small.
  • the cross-sectional area of the suction port 57 must not be smaller than the cross-sectional area of the axial flow path 62 of the suction flow path 59 that flows in the axial direction of the rotating shaft 101 . This is because the sucked flow is accelerated due to the reduction in the cross-sectional area of the flow path, so the friction loss occurring on the flow path wall surface of the suction flow path 59 increases, and as a result, the efficiency of the blower 22 decreases. This is to put it away.
  • the flow path height c of the radially outward flow path 61 is higher than that of the axial flow path. It is characterized by being smaller than the channel height d of the channel 62.
  • Example 1 it is possible to improve the reliability of the product by suppressing the temperature rise of the electric motor due to the increase in air volume of the blower.
  • the air that has been heated by cooling the electric motor 100 is discharged from the blower 22 and can be used for drying the laundry, thereby saving energy.
  • FIG. 6 is a sectional view showing the internal structure of the blower 22 according to the second embodiment of the present invention. Components common to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the impeller is not a centrifugal type centrifugal impeller, but an axial flow type axial flow impeller 306 is used as an example.
  • the impeller employed by the blower 22 is not limited to the centrifugal impeller or the axial impeller 306, and may have any shape.
  • the axial flow impeller 306 as the impeller of the blower 22 and installing it in the washer/dryer S, it is possible to increase the input power of the electric motor 100 that drives the blower 22.
  • the air volume and air speed during drying operation can be increased, making it possible to improve performance such as shortening drying time.
  • air that has been heated by cooling the electric motor 100 is discharged from the blower 22 and can be used for drying laundry, so that energy can be saved.

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Abstract

本発明は、電動機の温度上昇を抑制する送風機を提供することを目的とする。　本発明の送風機２２は、円筒状のハウジング１０２によって外郭を構成した電動機１００と、回転軸１０１を介して電動機１００に回転駆動される遠心羽根車３００と、電動機１００及び遠心羽根車３００を収容するケーシング２３と、を備える。ケーシング２３は、ハウジング１０２と対向し軸方向に向かって開口した吸込口５７と、遠心羽根車３００側に位置し遠心羽根車３００から吐出された空気を吐出する軸方向に向かって開口した吐出口５８を備える。ケーシング２３の内壁２４とハウジング１０２との間には、吸込口５７と連通し遠心羽根車３００へ空気を導く吸込流路５９が形成される。吸込流路５９は、吸込口５７から軸方向に向かった空気の流れを径方向に転向する径方向外向き流路６１を備える。

Description

送風機及びこれを備えた洗濯乾燥機
　本発明は、送風機及びこれを備えた洗濯乾燥機に関する。
　洗濯から乾燥まで連続して行える洗濯乾燥機による衣類の乾燥は、送風機と熱源によって高温の乾燥風を作り、これを洗濯槽内に吹き込んで衣類の温度を高くして、衣類からの水分を蒸発させている。
　洗濯乾燥機に用いられる送風機は、乾燥機能における乾燥時間短縮、衣類のしわ低減の観点から、大風量化が求められている。
　送風機を大風量化するためには、送風機内に設けられている羽根車への入力を大きくする必要がある。即ち、送風機を駆動する電動機に対してより大きな入力を与える必要がある。
　電動機への入力が大きくなると、それに伴って電動機のコイルや回転軸を支持する軸受の温度も上昇する。ある一定温度以上までコイルまたは軸受の温度が上昇すると、内部でスロットが溶けるといった製品信頼性の問題や、絶縁種の種類変更に伴うコスト増加が生じる。そのため、電動機に与えることができる入力は、電動機の内部部品の温度上限によって決まることが多い。
　また、電動機に与えた入力のうち、電動機内部の温度上昇に使われるエネルギーは、通常であれば送風機の仕事に使われないエネルギーであるため、送風機への入力を大きくすればするほど、エネルギー効率は低下する。
　そのため送風機の大風量化のためには、送風機を駆動する電動機内部の温度を下げる構造が必要となる。
　電動機の内部温度を下げる構造としては冷却ファン等の外部冷却デバイスを追加する方法など、さまざまな方法が考えられるが、追加のデバイスを用いずに効率よく冷却する方法としては、送風機自身が駆動した流れを直接電動機周囲に導く構造が想定される。
　送風機が駆動した流れで直接電動機を冷却するような構造については、例えば特許文献１に記載の技術がある。
　特許文献１に記載の技術では、 電気掃除機用の送風機において、送風流路内に軸流羽根車と電動機を回転軸方向に直列に設置し、羽根車が回転によって駆動する流れを電動機のコイル側面に通風し、電動機の冷却を図っている。
特開２００４－６５３５５号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、電動機表面を平行に流れる気流により電動機を冷却するようにしているので、電動機表面での冷却に伴う熱伝達性能の向上は限定的であった。また、コイルと同様に高温となる軸受部の冷却については考慮されていなかった。
　本発明は、上記課題を解決するものであり、送風機の大風量化に伴う電動機の温度上昇を抑制することで製品の信頼性を向上し、電動機の発熱に伴うエネルギー効率低下を抑制する送風機及びこれを備えた洗濯乾燥機を提供することにある。
　前記目的を達成するために本発明は、円筒状のハウジングによって外郭を構成した電動機と、回転軸を介して前記電動機に回転駆動される羽根車と、前記電動機及び前記羽根車を収容するケーシングと、を備えた送風機において、前記ケーシングには、前記ハウジングと対向し軸方向に向かって開口した吸込口と、前記羽根車側に位置し前記羽根車から吐出された空気を吐出する軸方向に向かって開口した吐出口を備え、前記ケーシングの内壁と前記ハウジングとの間には、前記吸込口と連通し前記羽根車へ空気を導く吸込流路が形成され、前記吸込流路は、前記吸込口から軸方向に向かった空気の流れを径方向に転向する径方向流路を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、送風機の大風量化に伴う電動機の温度上昇を抑制することで製品の信頼性を向上し、電動機の発熱に伴うエネルギー効率低下を抑制する送風機及びこれを備えた洗濯乾燥機を提供することができる。
本発明の実施例１に係る洗濯乾燥機Ｓの内部構造を示す断面図である。 本発明の実施例１に係る洗濯乾燥機Ｓの内部構造を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る送風機２２の内部構造を示す断面図である。 本発明の実施例１に係る電動機１００を軸方向に沿って断面した断面図である。 本発明の実施例１に係る電動機１００を軸方向から見た図である。 本発明の実施例２に係る送風機２２の内部構造を示す断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、同一の要素については、全ての図において、原則として同一の符号を付している。また、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。なお、以下に説明する構成はあくまで実施例に過ぎず、本発明に係る実施様態が、以下の具体的様態に限定されることを意図する趣旨ではない。
　図１は、本発明の実施例１に係る洗濯乾燥機Ｓの内部構造を示す断面図である。図２は、本発明の実施例１に係る洗濯乾燥機Ｓの内部構造を示す斜視図である。なお以下の説明では、前面側に洗濯物の出し入れ口が形成され、洗濯槽の回転軸が水平方向側に斜めに設けられたドラム式洗濯乾燥機を例に挙げて内部構造について説明する。
　図１に示すように、洗濯乾燥機Ｓは、筐体である外枠１、洗濯水を貯留する外槽２、回転槽３、駆動モータ１０、送風機２２などを備える。外槽２は、外枠１内に内蔵されるとともに外枠１に防振支持されている。回転槽３は、洗浄、乾燥される衣類などの洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽であり、外槽２の内部に設けられている。また、回転槽３は、外槽２内に回転可能に支持される。
　回転槽３の図中右側面には、洗濯物を撹拌して洗う攪拌翼４が回動可能に設けられている。この攪拌翼４は、洗濯運転時および乾燥運転時に、正転／逆転を繰り返す動作が行われる。また、攪拌翼４は、脱水運転時に、回転槽３と一緒に高速回転し、回転槽３内の洗濯物に含まれる水分を脱水するようになっている。
　また、外枠１内には、上部に、給水ユニット７が設けられている（図２）。この給水ユニット７は、内部に複数の水路を有し、外部から供給される水道水や浴槽から吸った風呂水を外槽２に供給する。また給水ユニット７内には、洗剤、仕上剤の投入装置８が設けられている。洗剤、仕上剤は、外槽２と回転槽３の間に注がれる。
　また、洗濯乾燥機Ｓは、乾燥機構を備えている。この乾燥機構は、回転槽３内の洗濯物を乾燥する乾燥用空気の循環送風や除湿を行う。また、乾燥機構は、大部分が乾燥用空気循環路で占められる。乾燥用空気循環路は、外槽２の底部に連通するように接続され、上向きに延びる除湿用縦通路２１を備える。さらに乾燥機構は回転槽３内に空気を送付する送風機２２を備えている。
　送風機２２の吸込側は、除湿用縦通路２１の上側に接続される。送風機２２の排出側はヒータボックス４００に接続され、その後戻り接続循環路２５と連通するように接続されている。なお、送風機２２の詳細については、後述する。また、戻り接続循環路２５は、外槽２の上部に連通するように接続される。
　下部蛇腹ホース２６は、外槽２の底落込部３１に接続される。この底落込部３１は、洗濯水の排水路（図示せず）に連通する。洗濯水を排水する際には、外槽２に溜まっている洗濯水やすすぎ水を、異物除去トラップ３２を経て、洗濯乾燥機Ｓの外部（機外）に排出する。
　洗濯乾燥機Ｓでは、送風機２２の遠心羽根車３００（図３参照）が回転することによって乾燥用空気が回転槽３内を流通し、回転槽３内の洗濯物を乾燥させる。また、送風機２２の下流に設けられたヒータボックス４００内において、除湿領域で水分が凝縮された乾燥用空気が再加熱されて回転槽３を流れるので、洗濯物の水分をさらに蒸発させる。この水分除去が乾燥用空気の循環で繰り返されることにより洗濯物が乾燥される。実施例で１では、羽根車として軸方向から吸込んだ空気を径方向外側に向かって吐出する遠心羽根車３００を用いている。
　図３は、本発明の実施例１に係る送風機２２の内部構造を示す断面図である。図４は、本発明の実施例１に係る電動機１００を軸方向に沿って断面した断面図である。図５は、本発明の実施例１に係る電動機１００を軸方向から見た図である。
　実施例１の送風機２２は、洗濯乾燥機Ｓの上部側面において回転軸が水平方向に伸びるように設置される。
　送風機２２は、円筒形状のケーシング２３により外郭を構成し、内部に遠心羽根車３００（羽根車）、電動機１００を収容している。遠心羽根車３００と接続される電動機１００の回転軸１０１は、水平方向に向かって伸びるように配置される。電動機１００は回転軸１０１を介して遠心羽根車３００を回転駆動し、送風機２２内に気流を発生させる。
　送風機２２には、遠心羽根車３００を回転によって空気が取り込まれる吸込口５７と、遠心羽根車３００から吐出された空気が吐出される吐出口５８が設けられている。吸込口５７は、ハウジング１０２の平面部６４と対向し軸方向に向かって開口している。吐出口５８は、軸方向に向かって開口している。実施例１では、吸込口５７及び吐出口５８は、水平方向に向かって開口するように設けられている。
　ケーシング２３の内壁２４とハウジング１０２との間には空間が形成され、吸込口５７から遠心羽根車３００へ空気を導く吸込流路５９が構成される。電動機１００は、空気の流れに対し遠心羽根車３００の上流側に配置されている。
　吸込口５７はフィルタボックス５００を介して除湿用縦通路２１と接続され、吐出口５８はヒータボックス４００を介して外槽２と接続される。
　実施例１では、送風機２２は洗濯乾燥機Ｓの上部側面に設置するようにしたが、設置場所は上部側面に限定されるものでは無く、洗濯乾燥機Ｓ内であれば何れの場所であっても構わない。
　電動機１００は、円筒状のハウジング１０２により外郭を構成し、ハウジング１０２の外部は電動機ケーシング２３ａによって覆われている。また、遠心羽根車３００の外部は羽根車ケーシング２３ｂによって覆われている。実施例１では電動機ケーシング２３ａと羽根車ケーシング２３ｂによりケーシング２３を構成している。
　送風機２２が駆動すると、空気が図中（図３）の右側に設けられた吸込口５７から流入し、吸込流路５９を通過して図中左側に設けられた吐出口５８から流出する。
　図４に示すように電動機１００は、ステータコイル１０５を備えたステータと、ロータコイル１０４を備えたロータと、ステータ及びロータを覆うハウジング１０２により構成されている。ロータは、ステータ内に回転可能に軸支され、回転軸１０１と共に回転する。
　電動機１００のハウジング１０２には、径方向外側に向かって伸びたフランジ部１０３が備えられている。電動機１００は、フランジ部１０３を電動機ケーシング２３ａと羽根車ケーシング２３ｂによって挟み込むことによってケーシング２３に固定される。
　フランジ部１０３は、吸込流路５９と交差する形で設置される。そのためフランジ部１０３には、吸込流路５９を通過する流れを妨げないように、吸込流路５９の一部を成す貫通した通風部６０が形成されている（図３、図５）。通風部６０は周方向に分割され、複数形成されている。電動機１００には、電力を供給するためのケーブル１０８が設けられるため、図５に示す通り、通風部６０は周方向に不均一な開口となるが、断面積を所望の風量に合わせて確保していれば、送風機性能に影響はない。
　送風機２２の遠心羽根車３００は、電動機１００に対して吐出口５８側に配置される。
遠心羽根車３００は、電動機１００の回転軸１０１に締結される。このとき、遠心羽根車３００は、遠心羽根車３００の羽根車吸込部３０２が電動機１００側に向くように設けられる。即ち、吸込口５７から流入した空気は、吸込流路５９を経て、羽根車吸込部３０２に流入する。
　遠心羽根車３００に流入した空気は、羽根３０１によって昇圧され、羽根車吐出部３０３にて径方向外向きに流出する。羽根車吐出部３０３より流出した空気は、ディフューザ３０４、戻り流路３０５を経て、吐出口５８より流出する。
　電動機１００は、回転軸１０１と接続されたロータコイル１０４、ロータコイル１０４の周囲を覆う様に設けられるステータコイル１０５、回転軸１０１を軸支するベアリング１０６、回転軸１０１と遠心羽根車３００の間に設けられるカラー１０７によって構成される。
　上述したように電動機１００のステータ及びロータは、ハウジング１０２に覆われている。洗濯乾燥機Ｓでは、洗濯物の乾燥運転をする際、洗濯物に含まれた水分が蒸発し、洗濯乾燥機Ｓ内を循環する乾燥風の湿度が上昇する。乾燥運転中は、常時高湿な空気が送風機２２内に流入する。そのため、電動機１００に高湿空気が触れると、錆等が発生することが想定され、製品信頼性にかかわってくる。そのため、ステータ及びロータをハウジング１０２で覆うことで、製品の信頼性向上を図っている。
　本発明の送風機２２は、ケーシング２３の内壁２４と電動機１００のハウジング１０２によって構成される吸込流路５９を有する。電動機１００は、遠心羽根車３００を駆動すると発熱する。電動機１００に入力する電力が多くなればなるほど、電動機１００内に設けられたロータコイル１０４、ステータコイル１０５が発熱し、温度が上昇する。そのため、電動機１００を冷却し、適切な温度に保つ必要がある。送風機２２の吸込流路５９の流路壁面をハウジング１０２によって構成することで、送風機２２内に設けられた遠心羽根車３００が吸気する空気がハウジング１０２の周囲を通過する。これにより、ハウジング１０２内に設けられた電動機１００が冷却される。
　このとき、電動機１００は遠心羽根車３００の羽根車吸込部３０２より吸込口５７側に設けられる。これは、遠心羽根車３００を通過して昇圧された空気は、断熱圧縮によって温度が上昇すると、電動機１００と空気の温度差が相対的に小さくなり、熱伝達性能が低下するためである。より低い空気の温度をハウジング１０２の周囲に流すには、電動機１００は遠心羽根車３００の羽根車吸込部３０２より吸込口５７側（上流側）に設けることが効果的である。
　実施例１において吸込流路５９は、吸込口５７から電動機１００の回転軸１０１の方向に流入した後、回転軸１０１の径方向外向きに転向することを特徴としている。これは、回転軸１０１の方向から吸込口５７に流入した流れが、ハウジング１０２の平面部６４に衝突することで９０°転向し、回転軸１０１の径方向外向きに流れることを意味する。
　これにより、送風機２２が吸気した空気がハウジング１０２の面上を通過する際に接する面積が増加し、熱伝達性能が向上する。そして、電動機１００はハウジング１０２が冷却され、ハウジング１０２を介してハウジング１０２内部に設けられたロータコイル１０４、ステータコイル１０５、ベアリング１０６等が冷却される。
　また、吸込流路５９を回転軸１０１の軸方向から径方向外向きに流れる際、空気がハウジング１０２の平面部６４に衝突する。空気が平面部６４に衝突すると、衝突噴流流れの効果により、熱伝達性能が更に向上する。これにより更に効率的にハウジング１０２及び電動機１００の温度を低下させることができる。
　吸込流路５９では、吸込口５７から流入した後、９０°転向した径方向外向き流路６１（径方向流路）を有する。その後、再度９０°転向し、今度は回転軸１０１の軸方向に設けられた軸方向流路６２を有する、その後もう一度９０°転向した、径方向内向き流路６３を経て、羽根車吸込部３０２に到達する。
　衝突噴流の効果を得るために、吸込口５７の径aは、ハウジング１０２の径bよりも小さくすることが効果的である（ａ＜ｂ）。これにより、送風機２２が吸込む流れの流速をより速くすることができ、衝突噴流の効果をより多く得ることができる。
　但し、吸込口５７の径aはどこまでも小さくできるわけではない。吸込口５７の流路断面積は、吸込流路５９のうち、回転軸１０１の軸方向に流入する軸方向流路６２の流路断面積より小さくしてはならない。これは流路断面積が縮小することによって吸い込んだ流れが加速されるため、吸込流路５９の流路壁面上で生じる摩擦損失が増加してしまい、結果的に送風機２２の効率が低下してしまうためである。
　さらに実施例１では、送風機２２の吸込流路５９を構成する径方向外向き流路６１と軸方向流路６２について、径方向外向き流路６１の流路高さcの方が軸方向流路６２の流路高さdと比較して小さいことを特徴としている。
　これは吸込口５７より流入した流れがハウジング１０２の平面部６４に衝突し、径方向外向きに転向する際、流路幅を狭くいすることにより、流れの流速低下を抑え、ハウジング１０２面上での熱伝達率低下を抑制するためである。これにより、ハウジング１０２及び電動機１００からの冷却効率の向上が可能となる。
　実施例１によれば、送風機の大風量化に伴う電動機の温度上昇を抑制することで製品の信頼性を向上させることが可能となる。
　また実施例１によれば、電動機１００を冷却し昇温した空気が送風機２２から吐出され、洗濯物の乾燥に利用できるので、省エネルギー化を図ることができる。
　図６は、本発明の実施例２に係る送風機２２の内部構造を示す断面図である。実施例１と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　実施例２の送風機２２では、羽根車が遠心式の遠心羽根車ではなく、一例として軸流式の軸流羽根車３０６を用いている。送風機２２が採用する羽根車は、遠心羽根車、軸流羽根車３０６に限定されるものでは無く、どのような形状であってもよい。
　実施例２では、送風機２２の羽根車として軸流羽根車３０６を用い、これを洗濯乾燥機Ｓに搭載することにより、送風機２２を駆動する電動機１００の入力を大きくすることが可能となる。
　実施例２によれば、乾燥運転時の風量風速をより大きくすることができ、乾燥時間の短縮といった性能向上が可能となる。
　また実施例２によれば、電動機１００を冷却し昇温した空気が送風機２２から吐出され、洗濯物の乾燥に利用できるので、省エネルギー化を図ることができる。
　上記した実施例１及び２では、ドラム式の洗濯乾燥機を例に説明したが、本発明は縦型の洗濯乾燥機に適用可能である。
　１…外枠、２…外槽、３…回転槽、２２…送風機、２３…ケーシング、２４…内壁、５７…吸込口、５８…吐出口、５９…吸込流路、６０…通風部、６１…径方向外向き流路、６２…軸方向流路、６３…径方向内向き流路、６４…平面部、１００…電動機、１０１…回転軸、１０２…ハウジング、１０３…フランジ部、１０４…ロータコイル、１０５…ステータコイル、１０６…ベアリング、１０７…カラー、３００…遠心羽根車、３０１…羽根、３０２…羽根車吸込部、３０３…羽根車吐出部、３０４…ディフューザ、３０５…戻り流路、３０６…軸流羽根車、４００…ヒータボックス、５００…フィルタボックス、Ｓ…洗濯乾燥機

Claims (8)

  1. 　円筒状のハウジングによって外郭を構成した電動機と、回転軸を介して前記電動機に回転駆動される羽根車と、前記電動機及び前記羽根車を収容するケーシングと、を備えた送風機において、
    　前記ケーシングには、前記ハウジングと対向し軸方向に向かって開口した吸込口と、前記羽根車側に位置し前記羽根車から吐出された空気を吐出する軸方向に向かって開口した吐出口を備え、
    　前記ケーシングの内壁と前記ハウジングとの間には、前記吸込口と連通し前記羽根車へ空気を導く吸込流路が形成され、
    　前記吸込流路は、前記吸込口から軸方向に向かった空気の流れを径方向に転向する径方向流路を備えたことを特徴とする送風機。
  2. 　請求項１に記載の送風機において、
    　前記吸込流路の径方向流路は、径方向外向に向かって伸びた径方向外向き流路であり、　前記吸込流路は、前記径方向外向き流路から転向し、軸方向に伸びた軸方向流路を備えたことを特徴とする送風機。
  3. 　請求項２に記載の送風機において、
    　前記ハウジングには、径方向外側に向かって伸び、前記電動機を前記ケーシングに固定するためのフランジ部を備え、
    　前記フランジ部には、前記軸方向流路の一部を成す貫通した通風部を備えたことを特徴とする送風機。
  4. 　請求項３に記載の送風機において、
    　前記ケーシングは、前記電動機を覆う電動機ケーシングと、前記羽根車を覆う羽根車ケーシングとを備え、
    　前記フランジ部は前記電動機ケーシングと前記羽根車ケーシングとによって挟まれて固定されること特徴とする送風機。
  5. 　請求項１乃至４の何れか１項に記載の送風機において、
    　前記吸込口の径は、前記ハウジングの径よりも小さいことを特徴とする送風機。
  6. 　請求項１乃至４の何れか１項に記載の送風機において、
    　前記吸込口と対向する前記ハウジングの面は平面部で構成されていることを特徴とする送風機。
  7. 　請求項２乃至４の何れか１項に記載の送風機において、
    　前記吸込流路のうち、前記径方向外向き流路の流路高さは、前記軸方向流路の流路高さよりも低いことを特徴とする送風機。
  8. 　洗濯水を貯留する外槽と、前記外槽内に回転可能に支持された回転槽と、前記回転槽内に空気を送風する送風機を備えた洗濯乾燥機において、
    　請求項１乃至４の何れか１項に記載の送風機を備えたことを特徴とする洗濯乾燥機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022053974A (ja) * 2020-09-25 2022-04-06 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 洗濯機乾燥機およびファンユニット

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