(57)【要約】      （修正有）【課題】二段の軸流ファンを備えたジェットファンにおいて、流れ場に配置された構成要素により生じる気流の乱れが原因となる圧力変動を抑制し、この圧力変動により発生する騒音を抑制することにある。【解決手段】ケーシング１と、ケーシング内に設置された電動機と、電動機を支える支持部３と、二つの軸流ファンと、を備えたジェットファンであって、電動機は、二つの軸流ファンの間に配置され、二つの軸流ファンを一つの回転軸により駆動する構成を有し、二つの軸流ファンはそれぞれ、ハブ部と複数の動翼とを有し、電動機及び二つの軸流ファンは、２つのボスの間に配置され、ボスは、複数のステー１５ｐ、ｑ、ｒにより支えられ、支持部に衝突した気流に起因する乱れを含む流れは、複数のステーの間を通過するように構成されている。【選択図】図５
2020133528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設置された電動機と、
前記電動機を支える支持部と、
二つの軸流ファンと、を備え、
前記電動機は、前記二つの軸流ファンの間に配置され、前記二つの軸流ファンを一つの回転軸により駆動する構成を有し、
前記二つの軸流ファンはそれぞれ、ハブ部と複数の動翼とを有し、
前記電動機及び前記二つの軸流ファンは、２つのボスの間に配置され、
前記ボスは、複数のステーにより支えられ、
前記支持部に衝突した気流に起因する乱れを含む流れは、前記複数のステーの間を通過するように構成されている、ジェットファン。
【請求項２】
前記ステーは、前記流れが前記二つの軸流ファンのうち送風方向下流側のものを通過し、更に下流にある前記ボスの周囲を通過する際に、前記流れが通過する領域以外の領域に配置されている、請求項１記載のジェットファン。
【請求項３】
前記ステーは、前記軸流ファンの前記動翼が達する最も高い部位の位相を基準として、前記軸流ファンの回転方向に１８０度から２７０度までの領域以外の領域に配置されている、請求項２記載のジェットファン。
【請求項４】
前記複数のステーは、前記回転方向に不等間隔に配置されている、請求項３記載のジェットファン。
【請求項５】
前記二つの軸流ファンのうち、送風方向上流側のものと送風方向下流側のものとは、回転方向に位相が一致している、請求項２記載のジェットファン。
【請求項６】
前記二つの軸流ファンのうち、送風方向上流側のものと送風方向下流側のものとは、回転方向に位相のずれを有する、請求項１記載のジェットファン。
【請求項７】
前記位相のずれは、絶対値で１５度以上である、請求項６記載のジェットファン。
【請求項８】
前記二つの軸流ファンのそれぞれが有する動翼の枚数は、４枚以下である、請求項６記載のジェットファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二段の軸流ファンを備えたジェットファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェットファンは、主に自動車用トンネルの換気用としてトンネルの天井に設けられている。ジェットファンは、天井に取り付けられる筒型のケーシング内に同軸に設置された両軸のモータと、モータの回転軸の両端に設けられた二段式の軸流ファンなどを備えたものが一般的である。
【０００３】
この種のジェットファンは、モータに連動して軸流ファンを回転させると、ケーシングの開口から空気を吸い込み、反対側の開口から吐出する。これにより、トンネル内の換気を行う。換気の必要な方向は、トンネル内を通過する自動車の交通量、吹き抜ける自然風の向きや、トンネル内で発生した火災等に応じて変化するため、この変化に応じてジェットファンのモータを正転または逆転することにより、送風方向が順方向、逆方向に切り換えられる。
【０００４】
このような送風方向を切り換え可能なジェットファンは、トンネル内の設置台数を減らすために、ジェットファン１台あたりの最大吐出風速を更に引き上げることが求められている。しかし、吐出風速を増大させると、騒音が増大するおそれがある。
【０００５】
騒音を低減するために、これまでに様々な検討がなされている。
【０００６】
特許文献１には、正逆転時どちらであっても同じ吹出風速を必要とするジェットファンにおいて、動翼同士の干渉騒音を低減させるために、各羽根車の動翼を異なる枚数にし、かつ動翼の多い方の枚数が少ない方の枚数の自然数倍以外とし、それぞれの羽根車で動翼の取付間隔を一定とする構成としたものが開示されている。
【０００７】
非特許文献１には、２段ジェットファンにおける翼列騒音の発生機構に基づく騒音スペクトル予測に関する実験的検討の結果、主要な騒音発生機構は、電動機支持部の後流とその下流側にある動翼列との干渉である、という結論が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１２３９１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】高津恭・他２名、ジェットファンにおける翼列発生騒音の予測に関する実験的研究、ターボ機械、33巻6号（2005）、358-364
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のジェットファンは、動翼同士の干渉騒音に着目したものであり、動翼以外の構成部品が騒音の発生に与える影響について考慮したものではない。
【００１１】
非特許文献１においては、騒音の原因の一つとして、電動機支持部にも着目している。
【００１２】
直列に配置された二段の軸流ファンを備え、送風方向を正・逆方向に切り換え可能なジェットファンは、動翼及び電動機支持部以外にも、気流の抵抗となって騒音の原因になり得る部品（構成要素）を有している。
【００１３】
本発明の目的は、二段の軸流ファンを備えたジェットファンにおいて、流れ場に配置された構成要素により生じる気流の乱れが原因となる圧力変動を抑制し、この圧力変動により発生する騒音を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のジェットファンは、ケーシングと、ケーシング内に設置された電動機と、電動機を支える支持部と、二つの軸流ファンと、を備え、電動機は、二つの軸流ファンの間に配置され、二つの軸流ファンを一つの回転軸により駆動する構成を有し、二つの軸流ファンはそれぞれ、ハブ部と複数の動翼とを有し、電動機及び二つの軸流ファンは、２つのボスの間に配置され、ボスは、複数のステーにより支えられ、支持部に衝突した気流に起因する乱れを含む流れは、複数のステーの間を通過するように構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、二段の軸流ファンを備えたジェットファンにおいて、流れ場に配置された構成要素により生じる気流の乱れが原因となる圧力変動を抑制し、この圧力変動により発生する騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ケーシング内に設置されたジェットファンの本体を示す側面図である。
【図２】図１の複数の動翼の列及び動翼の回転に伴って発生する気流のベクトルを示す模式図である。
【図３】従来のジェットファンが有するステーの配置を示す背面図である。
【図４】図３のジェットファンの内部における圧力変動の分布を示す流体解析結果である。
【図５】実施例１のジェットファンが有するステーの配置を示す背面図である。
【図６Ａ】従来のジェットファンにおける羽根車の配置を示す模式構成図である。
【図６Ｂ】実施例２のジェットファンにおける羽根車の配置を示す模式構成図である。
【図７】図６Ｂの動翼配置を有するジェットファンにおける圧力変動の分布を示す流体解析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、二段の軸流ファンを備えたジェットファンの高風速化及び低騒音化に関する。
【００１８】
本発明者は、種々の検討を行った結果、ジェットファンのケーシング内に設置された部品のうち、騒音の原因になり得る可能性が高い部品は、ボス部を固定するステーであり、特に、ステーの一部において流れ場に生じる圧力変動が最も大きいことを見出した。すなわち、二段目の軸流ファン（羽根車）の下流に設けられたステーの一部である。ボスは、中空に浮かせることはできないため、ステーによりケーシングの内壁に固定しなければならない。
【００１９】
ステーには、一段目の羽根車の回転により動翼から押し出された気流が螺旋状に流れ、電動機支持部（モータ台）の脚部付近を通過し、二段目の羽根車の動翼により加速され、衝突する。上記の圧力変動は、騒音の原因と推察される。
【００２０】
このような圧力変動は、一段目の羽根車からのウェークがモータ台の脚部に衝突して生じる流れの変動と、二段目の羽根車のウェークとが干渉することで生じた乱れの大きい流れがステーに衝突することで発生する。
【００２１】
ステーにおける圧力変動を抑制するための手段としては、次の２つが考えられる。
【００２２】
（１）乱れの大きい流れが生じる領域にステーを設けないことである。すなわち、電動機支持部に衝突した気流に起因する乱れを含む流れが二つの軸流ファンのうち送風方向下流側のものを通過し、更に下流にあるボスの周囲を通過する際に、その流れが通過する領域以外の領域にステーを配置する。これにより、ステーで大きな圧力変動が生じないようにし、騒音を低減することができる。
【００２３】
（２）乱れの大きい流れを生じさせないことである。すなわち、乱れの大きい流れの発生を防ぐためには、一段目の羽根車と二段目の羽根車とで生じるウェークの干渉を防ぐことを狙って、一段目の羽根車と二段目の羽根車との位相をずらすことが効果的であると考えられる。これにより、乱れの大きい流れの発生を防止し、ステーで生じる大きな圧力変動を抑制し、騒音を低減することができる。
【００２４】
ジェットファンの騒音を低減することができれば、トンネル内の騒音を低減することができる。
【００２５】
上記（１）について具体的な手段は、次のとおりである。
【００２６】
ステーは、軸流ファンの動翼が達する最も高い部位の位相を基準として、軸流ファンの回転方向に１８０度から２７０度までの領域以外の領域に配置することが望ましい。
【００２７】
複数のステーは、軸流ファンの回転方向に不等間隔に配置してもよい。
【００２８】
二つの軸流ファンのうち、送風方向上流側のものと送風方向下流側のものとは、回転方向に位相が一致していてもよい。
【００２９】
上記（２）について具体的な手段は、次のとおりである。
【００３０】
二つの軸流ファンのうち、送風方向上流側のものと送風方向下流側のものとは、回転方向に位相のずれを有するように構成することが望ましい。
【００３１】
位相のずれは、絶対値で１５度以上であることが望ましい。
【００３２】
二つの軸流ファンのそれぞれが有する動翼の枚数が４枚以下である場合に、特に効果的である。
【００３３】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、ケーシング内に設置されたジェットファンの本体を側面から見た構成を示したものである。なお、図中左側には、ジェットファンの正面図も示している。
【００３５】
本図に示すジェットファン１００は、自動車用のトンネル内などに設置されるものであり、送風方向を順方向（Ａ方向）と逆方向（Ｂ方向）とに切り換え可能に構成されている。
【００３６】
具体的には、ジェットファン１００は、筒形のケーシング１と、ケーシング１内に同軸に配設されたモータ２（電動機）と、モータ２を支えるモータ台３（電動機支持部）と、モータ２の回転軸の両側に取り付けられた軸流ファン３１、３２と、を備えている。
【００３７】
ケーシング１は、両端部に開口が形成された円筒形状又は角筒形状を有する。ケーシング１は、例えば、トンネルの天井に取り付けられる。また、ケーシング１は、吸音材、多孔板などで構成されたサイレンサ部を内部に有する。
【００３８】
一段目の軸流ファン３１は、モータ２の回転軸に軸設された軸心筒部としてのハブ部１１と、ハブ部１１の外表面からケーシング１の内面側に向けて張り出した複数の動翼３１Ａと、を有する。動翼３１Ａのそれぞれは、その厚さ方向に反りが形成されている。
【００３９】
二段目の軸流ファン３２も、一段目の軸流ファン３１と同様に、ハブ部１２と、動翼３２Ａと、を有する。
【００４０】
従来のジェットファン１００の場合は、２つの動翼３１Ａ、３２Ａは、ハブ部１１、１２の周方向に対する取り付け角の位相が同じになるように配置されている。すなわち、モータ２の回転軸方向に見たとき、動翼３１Ａ、３２Ａは、重なるように見える位相に配置されている。また、一段目の軸流ファン３１と二段目の軸流ファン３２とでは、動翼３１Ａの横断面の形状が動翼３２Ａの横断面の形状に対してハブ部１１、１２の半径方向を軸として１８０度回転した向きになるように取り付けられている。すなわち、動翼３１Ａ、３２Ａの厚さ方向の反りは、反対方向に向けられている。
【００４１】
このように動翼３１Ａ、３２Ａを配置することにより、送風方向を反転させた場合であっても、方向だけが異なる同様の流量を有する気流を発生させることができる。
【００４２】
軸流ファン３１、３２は、ハブ部１１、１２と複数の動翼３１Ａ、３２Ａを有する羽根車である。ハブ部１１、１２は、ケーシング１の中心軸と同じ中心軸を有する略円筒形状を有する。
【００４３】
軸流ファン３１から見て、モータ２の側とは反対側であるケーシング１の開口の側には、ボス１３が設けられている。同様に、軸流ファン３２から見て、モータ２の側とは反対側であるケーシング１の開口の側には、ボス１４が設けられている。ボス１３、１４は、ケーシング１の中心軸方向に頂点を有する膨らんだ湾曲面を有する。したがって、ボス１３、１４のそれぞれの頂点は、互いに反対方向に配置されている。ボス１３の外側面部は、ハブ部１１の外表面と滑らかな曲面を形成するように、それぞれの端部が一致するように設置されている。ボス１４の外側面部も、ハブ部１２の外表面との関係が同様になるように設置されている。ボス１３、１４はそれぞれ、補強部材としてのステー１５ａ、１５ｂを介して、ケーシング１の内面に支持されている。
【００４４】
このようにボス１３、１４を設置することにより、ケーシング１の内部を通過する気流に対して作用する抵抗を小さくすることができ、気流の乱れも抑制することができる。
【００４５】
複数の動翼３１Ａ、３２Ａは、ハブ部１１、１２の胴部表面に周方向に間隔をあけて立設された複数のブレードである。一般に、動翼３１Ａ、３２Ａは、周方向に等間隔に設けられる。
【００４６】
ボス１３、１４を固定するステー１５ａ、１５ｂは、一般的にそれぞれのボスに３〜６本程度設けられ、ケーシング１の内面に、周方向に等間隔に取り付けられる。
【００４７】
この構成は、一段目の軸流ファン３１も二段目の軸流ファン３２も基本的に同様である。これは、順方向、逆方向で同一の性能を要求されるためである。
【００４８】
モータ２は、ケーシング１の内面にモータ台３を介して固定されている。モータ２は、軸流ファン３１、３２を同時に回転させる。また、モータ２は、制御指令に応じて回転軸を正転又は逆転する機能を有する。例えば、モータ２は、回転軸を時計回りに回転させるとともに、制御指令に応じて回転軸を反時計まわりに回転させる。
【００４９】
このように構成されたジェットファン１００においては、モータ２を駆動すると、それに連動して軸流ファン３１、３２の双方が順方向又は逆方向に回転する。軸流ファン３１、３２が回転することにより、ケーシング１の開口から、例えばトンネル内の空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気が反対側の開口から吐出される。これによって、例えば、トンネル内に充満する自動車からの排気ガスを換気し、運転者の視界を確保することができる。また、火災等に起因して生じる有害ガスをトンネル外へ排出することができる。
【００５０】
図２は、図１の複数の動翼の列及び動翼の回転に伴って発生する気流のベクトル（送風方向）を模式的に示したものである。図中、上半分は送風方向がＡ方向の場合、下半分は送風方向がＢ方向の場合を示している。
【００５１】
そこで、本図の上半分の記載を用いて、送風方向がＡ方向の場合について説明する。
【００５２】
本図の上半分において、軸流ファン３１は、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有し、軸流ファン３２は、動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃを有する。軸流ファン３１、３２は、図示していない一つの電動機により、ベクトルＵの方向に回転する。便宜上、軸流ファン３１、３２のそれぞれが有する複数の動翼のうち、それぞれ３つだけを表している。
【００５３】
動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、ハブ部の周方向に対してそれぞれ傾斜して取り付けられている。動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃも同様である。動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃのそれぞれは、厚さ方向の同じ方向に反りが形成されている。動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃとは反対の向きに反りが形成されている。すなわち、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃのそれぞれは、圧力面と負圧面とが非対称の形状となっている。ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、静止系から見た気流の向きである。ベクトルＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４は、回転する動翼から見た気流の向きである。
【００５４】
よって、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、送風方向がＡ方向であるときに主として作用するが、その際は、動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、送風抵抗となる。同様に、動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、送風方向がＢ方向であるときに主として作用する。したがって、Ａ方向及びＢ方向の双方向において所定の吐出風速を確保するために、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃに代表される軸流ファン３１と、動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃに代表される軸流ファン３２とは、回転対称に配置している。
【００５５】
ここで、図１及び２を用いて、ケーシング１内の気流の流れを説明する。
【００５６】
例えば、Ａ方向に送風する際は、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃの上流に設けられたボス１３及びそのボス１３を支えるステーの周囲を経た流れが、動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃへと流入する。動翼３１ａ、３１ｂ、３１ｃを経た流れは、軸流ファン３１の回転方向と同一方向の周方向成分を有する。よって、気流は、概略ベクトルＶ２、Ｖ３の方向に進む。そして、その方向を保った状態で動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃへと流入する。動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃを経た流れは、引き続き軸流ファン３１の回転方向と同一方向の周方向成分の影響を残した状態で、動翼３２ａ、３２ｂ、３２ｃの下流にあるボス１４を固定するステー１５ａ、１５ｂに衝突する。
【００５７】
このステー１５ａ、１５ｂに衝突する流れ場は、周方向に均一な分布とはならない。その理由としては、二段目に相当する軸流ファン３２の上流に設けられたモータ２を支えるモータ台３の存在があるためである。モータ台３は、モータ２を重力から支えるため、通常は下側に設けられる。これはすなわち、軸流ファン３１、３２の回転方向（周方向）に対し、流路が不均一となることを意味する。このモータ２の影響により、流れ場が周方向に不均一となる。
【００５８】
図３は、従来のジェットファンが有するステーの配置を示す背面図である。
【００５９】
本図においては、ステー１５ａ、１５ｂ、１５ｃの３つが軸流ファンの回転方向に等間隔すなわち１２０度間隔で配置されている。
【００６０】
モータ台３は、モータの下側に設けられている。このため、モータの下方においては、モータ台３の影響を受けた流れが生じる。この領域の流れは、二段目の軸流ファンの動翼を経て、その下流のステー１５ａの付近を通過し、その一部は、ステー１５ａに衝突する。モータ台３の影響を受けた流れは、螺旋状に旋回するためである。すなわち、軸流ファンの回転方向と同一方向の成分を有し、モータ台３の下方から軸流ファンの回転方向に変位する。
【００６１】
モータ台３の影響を受けた流れは、構造物の影響を受け、大きな変動成分を有する。すなわち、同一の位置座標において局所的に流速の経時変化が大きい流れである。この大きな変動成分を有する流れが構造物に衝突すると、その箇所で大きな圧力変動・流速変動を生じる。
【００６２】
図４は、従来のジェットファンの内部における圧力変動の分布を流体解析によって得た結果を示したものである。
【００６３】
本図においては、二段目の軸流ファンの下流におけるケーシング１、ボス１４及びステー１５ａの壁面上における圧力変動の分布の一例を示している。本構造においては、ボス１４を支えるステーは、図３に示す配置であり、３本が周方向に等間隔に設けられている。
【００６４】
図４に示すように、３本あるステーのうちステー１５ａのみで大きな圧力変動を生じている。ステー１５ａは、モータ台３の影響を受けた流れが軸流ファンの回転方向に移動し到達する位置に設置されているためである。領域５１Ｌは、特に圧力変動が大きい部分を囲んで示したものである。領域５１Ｌは、ステー１５ａがボス１４に接続されている部位に近い部分である。なお、ボス１４の裏側にあるステーは、本図においては見える位置にはないが、ステー１５ａのような圧力変動は生じていない。
【００６５】
この圧力変動は、ジェットファンのケーシング１の内部において最も大きいものであり、騒音の発生原因となっていると考えられる。
【００６６】
図５は、本実施例のジェットファンが有するステーの配置を示す背面図である。
【００６７】
本図に示すように、ステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒは、周方向に等しくない間隔を設けて配置されている。ここで、ステー１５ｑの位相は、０度であり、軸流ファンの動翼が達する最も高い部位の位相に対応している。図中の軸流ファンの回転方向における角度は、ステー１５ｑの位相を基準としている。
【００６８】
図中、１８０度から２７０度までの範囲には、ステーを設けていない。
【００６９】
これは、図４に示すステー１５ａの位置には、モータ台３の影響を受けた流れが通過するためである。これにより、ステーに衝突して大きな圧力変動を生じさせることを防止することができる。
【００７０】
なお、図５においては、ステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒを周方向に等しくない間隔（不等間隔）で配置したが、周方向に等しい間隔（等間隔）、すなわち、ステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒを１２０度間隔で配置し、かつ、ステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒを軸流ファンの回転方向に３０度〜６０度移動した位置に配置してもよい。これにより、図中１８０度から２７０度までの範囲にステーを設けない構成とすることができる。
【００７１】
現行のジェットファンの場合、所定の運転条件では、モータ台３の影響を受けた流れは、図中の１８０度から２７０度までの領域を通過する。この領域は、羽根車の羽根の反り角や回転数、風速に応じて変化するが、この範囲内にステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒを設けなければ、モータ台３の影響を受けた流れがステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒに衝突することはない。
【００７２】
これにより、騒音の発生源となり得るステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒの表面で生じる圧力変動の抑制が可能となり、騒音の低減が可能となる。
【００７３】
なお、上述の説明においては、図中１８０度から２７０度までの範囲としたが、本発明は、これに限定されるものではない。ステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒは、モータ台３の影響を受けた流れが軸流ファンの回転方向に移動し到達する位置を避けて設置すればよい。軸流ファンの回転速度等も考慮し、気流のうち圧力変動が大きい部分がステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒに衝突しないように、すなわち気流のうち圧力変動が大きい部分がステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒの間隙を通過するように、ステー１５ｐ、１５ｑ、１５ｒを配置すればよい。
【実施例２】
【００７４】
別の実施例である実施例２も、実施例１と同様に、二段目の軸流ファンの下流のステーで生じる大きな圧力変動を抑えることを目的としている。
【００７５】
一段目の軸流ファンを通過した流れは、その動翼の後流域において大きな流速成分を有する。この大きな流速の流れが一段目の軸流ファンの下流のモータ台に衝突すると、大きな乱れを生じる。この乱れがそのまま二段目の軸流ファンの動翼に到達すると、その動翼を経て更に大きな乱れを含む流れとなり、その下流のステーに衝突する。
【００７６】
従来のジェットファンでは、図２に示すように、一段目の軸流ファン３１と二段目の軸流ファン３２とは、１８０度反転して設けられている。すなわち、回転軸方向には、見かけ上は動翼が並んで設けられており、軸流ファンの回転方向には位相が一致していると捉えることができる。
【００７７】
図６Ａは、従来のジェットファンにおける二段の軸流ファン（羽根車）の配置を模式的に示したものである。
【００７８】
本図に示すように、一段目の軸流ファン１３１と二段目の軸流ファン１３２とをＡ方向に見た場合に、動翼１３１ａと動翼１３２ａとが重なって見えるように配置され、動翼１３１ｂと動翼１３２ｂとが重なって見えるように配置されている。
【００７９】
これに対して、図６Ｂは、本実施例のジェットファンにおける二段の軸流ファン（羽根車）の配置を模式的に示したものである。
【００８０】
本図においては、一段目の軸流ファン１３１と二段目の軸流ファン１３２とをＡ方向に見た場合に、動翼１３１ａと動翼１３２ａとが重ならないように、動翼１３２ａの位相をずらしている。言い換えると、Ａ方向に見た場合に、動翼１３１ａと動翼１３１ｂとの間に動翼１３２ｂが見えるように、一段目の軸流ファン１３１と二段目の軸流ファン１３２とを配置する。
【００８１】
位相をずらすことにより、モータ台に流れが衝突することで生じた大きな乱れが二段目の軸流ファン１３２の動翼１３２ａとは干渉せずに通過するため、二段目の軸流ファン１３２の動翼１３２ａの下流で生じる大きな変動を抑えることが可能となる。この大きな変動を抑えることは、ステー１５ａ（図３）の表面で生じる大きな圧力変動を抑えることと同義である。よって、従来のステー１５ａ（図３）の配置であっても、ステーが原因で生じる騒音を抑制することが可能となる。
【００８２】
図６Ｂにおいては、動翼１３２ｂが動翼１３１ａと動翼１３１ｂとのちょうど中間の角度（翼間の中央）になるように配置されている。言い換えると、一段目の軸流ファン１３１と二段目の軸流ファン１３２とは、それぞれ４枚の動翼を有し、４５度だけ位相（角度）がずれた状態となっている。位相のずれは、この角度が最も望ましい。なお、本発明は、本図に示す例に限定されるものではなく、軸流ファンのそれぞれの羽根枚数（動翼）が４枚の場合、位相のずれは、１５度から７５度（＝９０度−１５度）までの範囲であることが望ましい。言い換えると、動翼の位相のずれは、二段の軸流ファンにおいて絶対値で１５度以上が望ましい。なお、位相のずれは、２０度から７０度までの範囲であることが更に望ましく、３０度から６０度までの範囲であることが特に望ましい。
【００８３】
また、位相のずれは、羽根枚数が６枚の場合、３０度が最も望ましいが、１５度から４５度までの範囲であることが望ましく、２５度から３５度までの範囲であることが更に望ましい。羽根枚数が８枚の場合、２２．５度が最も望ましいが、１５度から３０度までの範囲であることが望ましく、２０度から２５度までの範囲であることが更に望ましい。
【００８４】
この位相をずらす効果は、羽根枚数が少ないときほど効果的である。我々の検討では、羽根枚数４枚で４５度位相をずらした場合に、騒音低減の効果が最も大きかった。
【００８５】
図７は、図６Ｂの動翼配置を有するジェットファンのステーにおいて生じる圧力変動の分布を流体解析によって得た結果を示したものである。
【００８６】
本図においては、二段目の軸流ファンの下流のケーシング１、ボス１４及びステー１５ｐの表面における圧力変動の分布を示している。ステー１５ｐは、図４のステー１５ａと同じ位置に設置されている。図７の領域５１Ｓは、図４の領域５１Ｌに対応する部分を囲んで示したものである。領域５１Ｓは、ステー１５ｐの他の部分よりも圧力変動が若干大きくなっている。領域５１Ｓを図４の領域５１Ｌと比べると、圧力変動が２５％軽減していることがわかる。
【００８７】
上述の実施例１及び２においては、ステーを平板状で３枚としているが、ステーの形状は、種々考えることができ、周方向に傾斜させてもいいし、円柱形状、流れの上流側に１つの稜を有する三角柱状などとしてもよい。
【００８８】
以上説明した構造により、ジェットファンにおいて低騒音化を実現することができる。
【００８９】
本発明は、トンネル換気用のジェットファンを想定した構造ではあるが、類似構造を有する多段のファンにも適用可能な技術である。
【符号の説明】
【００９０】
１：ケーシング、２：モータ、３：モータ台、１１、１２：ハブ部、１３、１４：ボス、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｐ、１５ｑ、１５ｒ：ステー、３１、３２：軸流ファン、３１Ａ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２Ａ：３２ａ、３２ｂ、３２ｃ：動翼、５１Ｌ、５１Ｓ：領域、１００：ジェットファン、１３１：一段目の軸流ファン、１３２：二段目の軸流ファン、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ：動翼。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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