(57)【要約】【課題】正逆方向に運転可能なジェットファンにおいて、高効率で低騒音な送風運転を可能とする。【解決手段】ジェットファンは、両端部に回転軸が突き出た正逆回転可能な電動機４と、この電動機の両軸端部に取付けた動翼１、１ａと、動翼及び電動機を収容し流路を形成するケーシング３（３ａ，３ｂ）と、電動機を固定する架台５と、この架台を支持する複数の架台支持ステー６とを備える。架台は電動機側が凹である曲面に形成されており、この凹面に電動機の固定部５ａを設ける。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部に回転軸が突き出た正逆回転可能な電動機と、この電動機の両軸端部に取付けた複数の動翼と、動翼及び電動機を収容し流路を形成するケーシングと、前記電動機を固定する架台と、この架台を支持する複数の架台支持ステーとを備えたジェットファンにおいて、前記架台は電動機側が凹である曲面に形成されており、この凹面に電動機の固定部を設けたことを特徴とするジェットファン。
【請求項２】
前記動翼を固定するハブを動翼の内径側に設け、前記架台の曲率半径をハブの半径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のジェットファン。
【請求項３】
前記支持ステーの断面形状をほぼ円形状としたことを特徴とする請求項１に記載のジェットファン。
【請求項４】
前記ケーシングに複数の支持ステーで固定されたドーム状の内筒を設け、前記支持ステーの外径側軸直角断面は内径側軸直角断面以上の面積を有し、支持ステーの外径側を内径側よりジェットファンの軸方向端部側に位置させたことを特徴とする請求項１または２に記載のジェットファン。
【請求項５】
前記架台支持ステーに、この架台支持ステーよりも小径のステー針金を取付けて架台支持ステーの強度を補強したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のジェットファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はジェットファンに係り、特にトンネル換気に好適なジェットファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
正逆方向に回転可能なジェットファンの例が、特開２００１−１０７８９４号公報に記載されている。この公報に記載のジェットファンは、正逆いずれの運転においても軸流ファンの効率を向上させるために、回転方向可逆式の電動機の両側に、羽根車及びコーンを設けている。そして、電動機の回転方向に応じて、空気の流れを切り換える。羽根車間には小径のステーを設け、電動機を保持している。このステー径を小径とし、気流がほとんど邪魔されずに後段の羽根車に流入するようにしている。また、従来用いられた内筒をケーシングに保持する方法に代えて、コーンを羽根車と一体で回転させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００１−１０７８９４号公報に記載のジェットファンでは、電動機を支持するステーと電動機の間に架台を設けて電動機をジェットファンの外筒のほぼ中心部に保持している。しかしながら、この架台が平板であると、電動機架台部でジェットファンに吸い込まれた気流の流体損失が大きくなり、ジェットファンの風速が減少し、効率低下を引き起こす恐れがあった。
【０００４】
この不具合を解消するために、例えば特開２０００−１４５６９５号に記載のように、電動機本体と支持ステーを直接結合して電動機をケーシングのほぼ中央部に保持するときは、汎用の電動機ではなく特殊な電動機が必要となりコストが増加するとともに、支持強度が低下する恐れがある。この支持強度の低下を防止するためには大径の支柱を用いればよいが、大径の支柱は気流の邪魔要因となる。
【０００５】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、正逆方向回転可能なジェットファンを、高効率で低騒音にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、両端部に回転軸が突き出た正逆回転可能な電動機と、この電動機の両軸端部に取付けた複数の動翼と、動翼及び電動機を収容し流路を形成するケーシングと、電動機を固定する架台と、この架台を支持する複数の架台支持ステーとを備えたジェットファンにおいて、架台は電動機側が凹である曲面に形成されており、この凹面に電動機の固定部を設けたものである。
【０００７】
そしてこの特徴において、動翼を固定するハブを動翼の内径側に設け、架台の曲率半径をハブの半径よりも小さくする；支持ステーの断面形状をほぼ円形状とする；ケーシングに複数の支持ステーで固定されたドーム状の内筒を設け、支持ステーの外径側軸直角断面は内径側軸直角断面以上の面積を有し、支持ステーの外径側を内径側よりジェットファンの軸方向端部側に位置させる；架台支持ステーに、この架台支持ステーよりも小径のステー針金を取付けて架台支持ステーの強度を補強するようにしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るジェットファンの一実施例を、図面を参照して説明する。図１は、ジェットファンの主要部の縦断面図である。図２は、図１に示したジェットファンの正面図であり、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。また、図４は図３において動翼１、１ａを取り除いた図であり、電動機とその支持構造の詳細を示す図である。
【０００９】
ジェットファンは動翼を２段有する２段のジェットファンである。左右両側に配置された円筒状のサイレンサーケーシング３ｂ、３ｂ間に、このサイレンサーケーシング３ｂと内径及び外径がほぼ同じ中間ケーシング３ａが配置されている。サイレンサーケーシング３ｂ及び中間ケーシング３ａが、ケーシングを構成している。中間ケーシング３ａの内部には、ロータ部が収容されている。すなわち、正逆回転可能な両軸電動機４の両軸端部には、第１段動翼１および第２段動翼１ａが取付けられている。両動翼１、１ａはともに、複数の放射状に延びる羽根が円周方向に間をおいて配置された軸流ファンである。放射状に延びる複数の羽根の内径端側は、ハブ２、２ａに固定されている。電動機４は、中間ケーシング３ａのほぼ中央部に電動機４を保持するために、架台５上に載置され、固定されている。この架台５に、複数の支持ステー６、６の一端が溶接等で固定されている。支持ステー６の他端は、中間ケーシング３ａにねじ等で固定されている。
【００１０】
サイレンサーケーシング３ｂが中間ケーシング３ａに対向する側であって軸心部には、ドーム状の内筒７が配置されている。この内筒７に複数の内筒支持ステー８、８の一端が固定されおり、内筒支持ステー８、８の他端はサイレンサーケーシング３の斜め前方または斜め後方の内壁に固定されている。
【００１１】
ここで、電動機４を支承する架台５は、電動機４の外径より大なる曲率半径を有する曲板としている。ただし、架台５は平板ではなく、電動機４側に凹となるように配置する。この架台の詳細を、図３及び図４に示す。
【００１２】
図３及び図４は、ジェットファンの軸方向ほぼ中央部付近の断面図である。汎用電動機４の固定脚部４ａを架台５に固定するために、架台５の脚部４ａに対応する位置に、電動機４の固定部５ａを設けている。そして電動機４が固定された架台５を、９０度程度周方向に間隔をおいて配置された周方向２本づつ、軸方向２箇所で合計４本のステー６が支持している。
【００１３】
このように構成した本発明に係るジェットファンにおいて、例えば気流方向を矢印Ｂで示した方向から矢印Ｃで示した方向に切り換えるとき（図１参照）は、電動機４の回転方向を右回転から左回転のように切り換える。これにより、正逆運転が可能になる。
【００１４】
ところで、従来のジェットファンにおいては安価にジェットファンを製作するために電動機に汎用電動機を用いていた。その際、電動機の固定を容易にするために、電動機と支持ステー間に平板で作成された架台を設け、電動機の固定脚部を架台に固定していた。その結果、動翼と架台とが断面リング状の気流通路を邪魔する割合が高かった。また、流路内に平板の架台があったので、気流の旋回成分を減少させるように作用し、スムーズな流れを達成できなかった。そして、２個の動翼間で大きな損失を発生し、次段の動翼への気流の流入状態を悪化させていた。その結果、ジェットファンの風速が減少し効率も低下していた。さらに、支持ステーも平板にすると騒音が増加するし、ドーム状の内筒まで回転させると機構が複雑になり、コスト増を招いていた。
【００１５】
本発明では、図３および図４に示す通り、架台５の形状を電動機４側に凹となる曲面とし、凹面内に電動機４の固定部５ａを設けている。これは、架台５の形状を電動機４側に凹となる曲面とすることにより、図２に示したように流路面に対して、動翼１ａとの重なりが狭くなるからである。その結果、流路面に対する衝突損失を減少させている。また、架台５を曲面にしたので、上流側動翼１により気流に与えられた旋回成分をほぼ保持したまま気流が下流に導かれる。これにより、２個の動翼１、１ａ間での気流の流体損失を低減できる。
【００１６】
本実施例によれば、後段側の動翼１ａに気流が滑らかに流入するので、ジェットファンの風速が減少するのを防止できるとともに、効率の低下も防止できる。また、複数の電動機支持ステー６を円筒形状にしているので、騒音を低減できる。この複数のステー６は、羽根車から噴流状に流出する気流の旋回成分をできるだけ減少しない位置に配置される。ステー６の径および本数は、電動機４を安定して保持できる最小の数にしている。
【００１７】
本発明の発明者らが実施した実験においては、ステーを平板から円筒形状にすると、騒音が約２ｄＢ（Ａ）低減した。さらに、架台５の凹面内に電動機４の固定部５ａを設けて、汎用電動機の使用を可能にしコスト低減も可能になった。
【００１８】
なお上記実施例においては、ドーム状の内筒７を支持する支持ステー８の外径端部の強度を、内筒固定端部の強度以上にして、外径側の強度を強化している。また、支持ステー８の外径端部をジェットファンの流れ方向入り口側または出口側に位置させて支持ステー８を軸方向に傾けている。これにより、支持ステー８が、動翼１、１ａに干渉するのを回避でき、騒音を低減出来る。なお、本実施例では内筒を回転させておらず、簡単な機構で済み廉価にジェットファンを製作できる。
【００１９】
本発明に係るジェットファンの他の例を、図５に示す。本発明が上記実施例と異なるのは、ジェットファンの軸方向からジェットファンを見たときに、架台５部分がハブ２に隠れるようにしたことにある。つまり、架台５を電動機３側に凹となる曲面で形成し、凹面内に架台５の電動機４用固定部５ａを位置させることは上記実施例と同じであるが、架台５の曲率半径をハブ２の外半径よりも小さくすることにより、架台５が気流を邪魔するのを回避している。
【００２０】
本実施例によれば、上記実施例よりも２個の動翼１、１ａ間での気流の流体損失を低減し、ジェットファンの風速減少を防止でき、ジェットファンの効率が向上する。なお、固定部５ａを１枚の平板にするか、網状構造にすればより強度が向上する。さらに、電動機支持ステー６を小径のステー針金６ａで補強すれば、電動機の振動も抑制できる。
【００２１】
本発明のさらに他の実施例の縦断面図を、図６に示す。本実施例のジェットファンは上記各実施例と異なり、動翼が１段だけの単段ジェットファンである。たとえ動翼が１段であっても、動翼下流の流れの乱れが減少するので、電動機４部での流れの損失が低減され、ジェットファンの風速が低下するのを回避でき、ジェットファンの効率が向上する。また、気流の乱れが減少するので、騒音も低下する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明においては、ジェットファンの電動機を支持する架台を流体損失の少ない形状としたので、ジェットファンに吸い込まれた気流の電動機部での損失を低減できる。したがって、正逆運転可能なジェットファンを正逆いずれの方向に運転しても、高効率で低騒音にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジェットファンの一実施例の断面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】図１内のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明に係るジェットファンにおける電動機と支持構造を説明する図。
【図５】本発明に係るジェットファンの他の実施例のＡ−Ａ断面図。
【図６】本発明に係るジェットファンさらに他の実施例の断面図。
【符号の説明】
１…第１段動翼、１ａ…第２段動翼、２…第１段ハブ、２ａ…第２段ハブ、３…ケーシング、３ａ…中央ケース、３ｂ…サイレンサーケース、４…電動機、４ａ…電動機の固定部、５…電動機架台、５ａ…電動機架台の固定部、６…架台支持ステー、６ａ…小径のステー、７…内筒、８…内筒支持ステー。
【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６】
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