(57)【要約】【目的】外形寸法を維持しかつ騒音を抑制しつつその高出力化が可能な軸流送風機を提供する。【構成】この発明による軸流送風機１Ａは、送風ダクト３，可逆運転が可能な電動機４，電動機４に装着された合計２段の羽根車，送風ダクト３の内側に電動機４を支持するために電動機４の周囲に設けられたステー９１，電動機４に電源の供給を行う電線６，電線保護体２Ａ，電線６用の端子箱８を備える。電線保護体２Ａは電線６を直接に保護するための厚肉電線管を用いた筒状体２２と１対のフード体２３とを組み合わせて構成されている。フード体２３は鉄板材を用いてＶ字状に成形され、筒状体２２の外面部に外形円の中心軸線を含む平面に関して互いにほぼ面対称となる位置関係でＶ字状の凸部を外側にして、電線保護体２Ａの外面形状が全体として流線形となるように配設されている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１段または２段の羽根車を装着した電動機を円筒状の送風ダクトの内側に備える軸流送風機において、
前記送風ダクトの外側から配線されて前記電動機に電源の供給を行う電線を送風ダクトの内面と電動機との間において保護するために、外面の断面形状が流線形の柱状体をなすと共にこの柱状体の内部にその長さ方向に沿わせて前記電線が挿入される貫通孔を有する電線保護体を備え、この電線保護体は外面の流線形の側面部が前記羽根車で生成される旋回流の流れに沿うように，流線形の両端部を連ねる直線と前記電動機の回転中心軸線とのなす角度に所定の角度値を持たせて配設されることを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の軸流送風機において、前記電線保護体は前記電線を覆う円形の外形を持つ筒状体とこの筒状体の外面部に配置された１対のフード体とを備え、前記フード体はほぼＶ字状の外形の断面形状を有し，前記筒状体の外面部に前記円形外形の円の中心軸線を含む平面に関して互いにほぼ面対称となる位置関係でＶ字状の凸部を外側にして配設されることを特徴とする軸流送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種のトンネル内の換気等に用いられる軸流送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路トンネル等のトンネル内の強制的な換気のために、可逆運転式や一方向運転式の軸流送風機が道路トンネルの天井部などに設置されることが一般的に行われている。これ等のトンネル内に設置される軸流送風機では、送風ダクトの両端部をベルマウス形状にするとか、電動機の送風ダクトへの支持部を羽根車で生成される旋回空気流を乱さない形状・構造にすることなどによって、軸流送風機に関わる空気の流れをスムースにし、軸流送風機の流体損失や発生騒音が低減されるように考慮されている（例えば、特許文献１参照。)。
以下、図６，図７を用いて従来例の軸流送風機を説明する。ここで図６は従来例の軸流送風機の概要を示すその側面断面図である。また、図７の（ａ）は図６におけるＳ―Ｓ断面の要部を示す図であり、（ｂ）は図７（ａ）におけるＴ―Ｔ断面の要部を示す図である。図６，図７において、９は、送風ダクト３と、可逆運転が可能な電動機４と、電動機４の回転軸の両軸端部４１，４１のそれぞれに装着されて合計２段の羽根車を構成する羽根車５Ａ，５Ｂ（共に複数の動翼を持つ。）と、送風ダクト３の内側に電動機４を支持するために，電動機４の周囲の例えば３個所に分散して設けられたステー９１と、電動機４に電源の供給を行う電線６と、電線保護体７と、電線６用の端子箱８とを備えた従来例の軸流送風機である。
【０００３】
この事例の場合には、電動機４が正回転する場合には主として羽根車５Ａが仕事を行ってベルマウス体３４Ａから吐出される空気流９９（図６に両方向矢印で示す。）を生成し、電動機４が逆回転する場合には主として羽根車５Ｂが仕事を行ってベルマウス体３４Ｂから吐出される空気流９９を生成する。それぞれの羽根車５Ａ，５Ｂには、送風ダクト３内の空気流９９の整流のために半球状の形状を持つ整流体５２が装着されている。送風ダクト３は、共に円筒状をした内筒３１および外筒３２と、内筒３１と外筒３２とで区画された空間内に形成された消音材層３３と、送風ダクト３のそれぞれの端部に配設されたベルマウス体３４Ａ，３４Ｂとを有している。
内筒３１の要所には例えばパンチングメタルが使用され、消音材層３３には例えばガラスウールをガラスクロスで包んだ 構成の消音材が装填され、パンチングメタルの孔から消音材層３３に入り込んだ騒音は、ガラスウール部において消音される。電線保護体７は送風ダクト３の内筒３１の内面部と電動機４との間を通流する高速の空気流９９に含まれる多量の塵埃による損傷等から電線６を保護するために備えられ、電動機４と内筒３１との間を接続して配設されている。この電線保護体７には電気配線工事の標準的な工法に従った電線管などの金属製の円管が用いられている。それぞれのステー９１の主要部は平板状とされ、この平板状部は羽根車５Ａ，５Ｂで生成される旋回流の流れに沿うように配設されている。また、端子箱８が送風ダクト３の外面部に配設されているので、軸流送風機９の新設，交換あるいは配置代えなどの際の給電線（不図示）の端子箱８への着脱作業を容易に行うことができている。
【特許文献１】特開２００１−１４５６９５号公報 （第３−５頁、第１−５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
道路トンネルに用いられる軸流送風機では、外形寸法を維持しながら単機の吐出側風速，吐出風量の増大などの高出力化が要望されているが、しかしながら、軸流送風機が発生する騒音はトンネル周辺の住民への環境対策や道路トンネル内歩行者への配慮などからその増大は許されない。すなわち、道路トンネル用の軸流送風機には、外形寸法を維持しかつ騒音を抑制しつつその高出力化が要望されることになる。ところが、前述した従来技術による軸流送風機９では、送風ダクト３の内面部と電動機４との間の旋回流として通流する空気流９９の通流路内に円柱状の外形形状を持つ電線保護体７が配設されている。
この電線保護体７の存在は、電線保護体７の空気流９９に関する下流側にカルマン渦が発生し、騒音などの発生源になっている。軸流送風機９が持つ構成のままで外形寸法を維持して高出力化を行うと、空気流９９の流速は当然のことながら増大する。そうして、流速が増大した空気流９９が電線保護体７の配設部位を通流するので、電線保護体７によって発生するカルマン渦の径が増大し、その結果、発生騒音の増大を招いてしまうという問題がある。したがってこの発明の目的は、外形寸法を維持しかつ騒音を抑制しつつその高出力化が可能な軸流送風機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明では前述の目的は、
１）１段または２段の羽根車を装着した電動機を円筒状の送風ダクトの内側に備える軸流送風機において、前記送風ダクトの外側から配線されて前記電動機に電源の供給を行う電線を少なくとも送風ダクトの内面と電動機との間において保護するために、外面の断面形状が流線形の柱状体をなすと共にこの柱状体の内部にその長さ方向に沿わせて前記電線が挿入される貫通孔を有する電線保護体を備え、この電線保護体は外面の流線形の側面部が前記羽根車で生成される旋回流の流れに沿うように，流線形の両端部を連ねる直線と前記電動機の回転中心軸線とのなす角度に所定の角度値を持たせて配設されること、または、
２）前記１項に記載の手段において、前記電線保護体は前記電線を覆う円形の外形を持つ筒状体とこの筒状体の外面部に配置された１対のフード体とを備え、前記フード体はほぼＶ字状の外形の断面形状を有し，前記筒状体の外面部に前記円形外形の円の中心軸線を含む平面に関して互いにほぼ面対称となる位置関係でＶ字状の凸部を外側にして配設されることにより達成される。
【発明の効果】
【０００６】
この発明による軸流送風機では、前記課題を解決するための手段の項で述べた構成とすることで、送風ダクトの内面部と電動機との間の空気流が電線保護体の配設部位を通流する際に、電線保護体の空気流に関する下流側に発生するカルマン渦の径を、空気流の流速が増大した場合であっても大幅に小さくすることができ、これによりこのカルマン渦の発生が原因での騒音を、従来例の場合と対比して低減することが可能になるとの効果を得られる。送風ダクトの内径Ｄと長さＬがそれぞれ６３０ｍｍ，３０００ｍｍで、吐出側風速と吐出風量がそれぞれ３５ｍ／ｓ以上，１０．９ｍ３／ｓ以上を満足する軸流送風機について発明者が発生騒音を検討したところでは、この発明による軸流送風機の発生騒音は従来例の軸流送風機の場合よりも約１ｄＢ低くできるとの結果を得ることができている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明を実施するための最良の形態を図１，図２を用いて説明する。なお、以下の説明においては、図６，図７に示した従来例の軸流送風機と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１はこの発明の実施の形態の一例による軸流送風機の概要を示し、（ａ）はその側面断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面の要部を示す図である。図２は図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面の要部を示す図である。図１，図２において、１は、図６，図７に示した従来例による軸流送風機９に対して、電線保護体７に替えて電線保護体２を用いるようにしたこの発明による軸流送風機である。
この発明による電線保護体２は図２に示したように、送風ダクト３の内筒３１の内面側と電動機４との間において、外面の断面形状が流線形の柱状体であると共にこの柱状体の内部にその長さ方向に沿わせて電線６が挿入される貫通孔２１を有する。なお、電線保護体２の貫通孔２１の孔径は、例えば、従来例の電線保護体７の内径寸法と同等値に設定すればよい。また、電線保護体２は空気流９９が電線保護体２の配設部位に流入することになる流線形の両端部のそれぞれの丸みの半径Ｒ寸法を、シャープエッジ（Ｒ≒０）にならない範囲で小さい値に設定している。なおまた、電線保護体２はその外面の流線形の側面部が羽根車５Ａ，５Ｂで生成される旋回流の流れに沿うことになる配設状態にするために、電線保護体２の流線形の両端部のそれぞれの丸みの半径Ｒの中心点を連ねる直線Ｙ−Ｙ（図２に二点鎖線で示す。）と，電動機４の回転中心軸線Ｘ−Ｘ（図２に一点鎖線で示す。）との間に角度θ（＞０）を持たせて配設している。
【０００８】
図１，図２に示すこの発明の実施の形態の一例による軸流送風機１では前述の構成としていることにより、送風ダクト３の内面部と電動機４との間を旋回流として通流する空気流９９が従来例の場合と同様に電線保護体２の配設部位を通流する際に、この空気流９９は流線形をした電線保護体２の外面の側面部に沿って実質的に乱れを生じることなくスムースに流れることができる。そうして、流線形の端部の丸みの半径Ｒ寸法が小さい値に設定されていることもあって、電線保護体２の空気流９９に関する下流側に発生するカルマン渦の径を、空気流９９の流速が増大した場合であっても大幅に小さくすることができ、これによりこのカルマン渦の発生が原因での騒音を低減することができる。なお、前記端部の丸みの半径Ｒ寸法に関しては、シャープエッジ（Ｒ≒０）であると電線保護体２のこの端部に流入する空気流９９の方向の影響を受け易いので、シャープエッジにすることは避ける必要がある。また、この端部の丸みの半径Ｒ寸法は、シャープエッジを避ければ、小さい方が発生するカルマン渦の径を小さくできるので、低騒音化の上では好ましい。
【０００９】
前述の説明では、軸流送風機１が備える電動機４に装着される羽根車の段数は２段であるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、電動機に装着される羽根車の段数は１段であってもよく、そうした場合、電動機は一方向回転でその軸端構造は片軸であってもよいことになる。また前述の説明では、軸流送風機１は１台の電動機４を備え、電動機４を可逆運転することで電動機４に装着された２段の羽根車の働きにより、換気用の空気流９９を双方向に生じさせるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、１段の羽根車が装着された電動機を互いの回転中心が同心になるようにして２台備え、これ等の電動機の運転を切り替えることによって換気用の空気流９９を双方向に生じさせるようにしてもよい。
【実施例】
【００１０】
この発明の実施の一例を図３〜図５を用いて説明する。ここで図３はこの発明の実施の一例の軸流送風機の概要を示すその側面断面図であり、図４の（ａ）は図３におけるＣ―Ｃ断面の要部を示す図であり、（ｂ）は図４（ａ）におけるＤ―Ｄ断面の要部を示す図である。また、図５は図４（ｂ）におけるＰ矢より見た一部破断した要部を示す図である。図３〜図５において、１Ａは、図１，図２に示したこの発明の実施の形態の一例による軸流送風機１に対して、電線保護体２に替えて電線保護体２Ａを用いるようにしたこの発明による軸流送風機である。この発明の実施例による電線保護体２Ａは、電線６を直接に保護するための円形の外形を持つ筒状体２２と１対のフード体２３，２３とを組み合わせて構成されている。
筒状体２２は従来例の電線保護体７と全く同一のものである。それぞれのフード体２３は鉄板材をＶ字状に成形したものを用い、送風ダクト３の内筒３１の内面側と電動機４との間隔長とほぼ同等の長さを有し、筒状体２２の外面部に外形円の中心軸線を含む平面に関して互いにほぼ面対称となる位置関係でＶ字状の凸部を外側にして、電線保護体２Ａの外面形状が全体として流線形となるように配設されている。この軸流送風機１Ａの道路トンネルの換気用としての基本仕様の一例は、送風ダクト３の内径Ｄと長さＬがそれぞれ６３０ｍｍ，３０００ｍｍ、吐出側風速と吐出風量がそれぞれ３５ｍ／ｓ以上，１０．９ｍ３／ｓ以上であり、この条件において電動機４の回転中心軸上で，軸流送風機１Ａの空気流９９の吸込端から１．５ｍ離れた空気流９９に関する上流点における騒音が９０ｄＢ（Ａ）以下を満足することである。
【００１１】
軸流送風機１Ａではこの基本仕様に適合し得るものとして、筒状体２２の素材にはＪＩＳ  Ｃ  ８３０５による呼び名Ｇ３６（外径ｄ；４１．９ｍｍ，近似厚さ；２．５ｍｍ）の厚鋼電線管を、フード体２３には板厚ｔが３．２ｍｍの鉄板材をそれぞれ用いている。電線保護体２Ａの外面形状の寸法に関して図４（ｂ）を参照して説明を加えると次のとおりである。すなわち、フード体２３のＶ字状の凸部でもある電線保護体２Ａの流線形の端部の丸みの半径Ｒ寸法は、フード体２３に用いる鉄板材の板厚ｔ値に係わる最小曲げ寸法値を考慮して６．４ｍｍに設定されている。また、電線保護体２Ａの両端部の間隔寸法Ｗは約１６５ｍｍである。
前記のような構成を持つ電線保護体２Ａは外面の流線形の側面部を羽根車５Ａ，５Ｂで生成される旋回空気流に沿わせるようにするために、それぞれのフード体のＶ字状の凸部の丸みの半径Ｒの中心点を連ねる直線Ｙ−Ｙ〔図４（ｂ）に二点鎖線で示す。〕と，電動機４の回転中心軸線Ｘ−Ｘ〔図４（ｂ）に一点鎖線で示す。〕との間に１５度の角度θ値を持たせて配設されている。なお参考までに付言すると、前記した道路トンネル換気用の軸流送風機の基本仕様は従来仕様よりも大出力が要求される内容にされており、従来仕様では、同一の送風ダクト３の内径Ｄ値と長さＬ値を持つものに要求される吐出側風速と吐出風量は、それぞれ３０ｍ／ｓ以上，８ｍ３／ｓ以上である。
【００１２】
この発明の実施の一例による軸流送風機１Ａでは前述の構成としたので、「発明を実施するための最良の形態」の項で説明したところにより、軸流送風機１Ａの吐出風量が３５ｍ／ｓ以上の大きな吐出風量を満足する場合であっても、送風ダクト３の内筒３１の内面側と電動機４との間の空気流９９が電線保護体２Ａの配設部位を通流する際に，電線保護体２Ａの空気流９９に関する下流側に発生するカルマン渦の径を大幅に小さくすることができて、これによりこのカルマン渦の発生が原因での騒音を低減することができる。発明者が、送風ダクト３の内径Ｄと長さＬがそれぞれ６３０ｍｍ，３０００ｍｍで、吐出側風速と吐出風量がそれぞれ３５ｍ／ｓ以上，１０．９ｍ３／ｓ以上を満足するこの発明の軸流送風機１Ａおよび従来例の軸流送風機９について前記上流点における発生騒音を比較検討したところ、前記軸流送風機１Ａの発生騒音は軸流送風機９の場合よりも約１ｄＢ低く、かつ９０ｄＢ（Ａ）以下を満足できるとの結果を得ることができている。
【００１３】
なお、道路トンネルの換気用の軸流送風機としては、前記仕様のものは最も小出力のものなのでこれよりも大出力のものが存在する。軸流送風機１Ａよりも大出力の道路トンネル換気用の軸流送風機にはより大出力の電動機が用いられ、大出力の電動機に電源を供給するための電線の外径はより太くなるので、適用される筒状体２２の口径，したがって筒状体２２の外径ｄ値は大きくなる。このような筒状体２２の外径ｄ値に関連して、フード体２３の各部寸法（丸み半径Ｒ，間隔寸法Ｗ）には、ほぼ比例関係の寸法値を設定することが低騒音化の見地からは好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態の一例による軸流送風機の概要を示し、（ａ）はその側面断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面の要部を示す図である。
【図２】図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面の要部を示す図である。
【図３】この発明の実施の一例の軸流送風機の概要を示すその側面断面図である。
【図４】（ａ）は図３におけるＣ―Ｃ断面の要部を示す図であり、（ｂ）は図４（ａ）におけるＤ―Ｄ断面の要部を示す図である。
【図５】図４（ｂ）におけるＰ矢より見た一部破断した要部を示す図である。
【図６】従来例の軸流送風機の概要を示すその側面断面図である。
【図７】（ａ）は図６におけるＳ―Ｓ断面の要部を示す図であり、（ｂ）は図７（ａ）におけるＴ―Ｔ断面の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１Ａ  軸流送風機
２Ａ  電線保護体
２２  筒状体
２３  フード体
３    送風ダクト
４    電動機
６    電線
８    端子箱
９１  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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【図７】
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