(57)【要約】【課題】自動車道路トンネル換気用ジェットファンは、トンネル天井に吊り下げ状態で設置されている。したがって、ジェットファンの構成部品やジェットファン自体が落下する可能性があるが、現在そのジェットファンの落下を未然に予知できる機構を簡易的に実現するシステムがない。【解決手段】円筒状ケーシング内にモータとこのモータの回転軸に装着した羽根車とを備えた送風筒と、その送風筒の両側に円筒状ケーシングの消音筒を備え、前記消音筒上部の端部に位置検出センサーを設け、トンネル天井面とジェットファンの端部との距離の変位を検出する制御装置を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ケーシング内にモータとこのモータの回転軸に装着した羽根車とを備えた送風筒と、その送風筒の両側に円筒状ケーシングの消音筒を備えたジェットファンにおいて、前記消音筒上部の端部に位置検出センサーを設け、トンネル天井面とジェットファンの端部との距離の変位を検出する制御装置を設けたことを特徴とするジェットファン。
【請求項２】
前記位置検出センサーは、前記消音筒の吸込み側端部と吹出し側端部の少なくとも２箇所に設置することを特徴とする請求項１記載のジェットファン。
【請求項３】
前記位置検出センサーは、差動変圧器であることを特徴とする請求項１または２記載のジェットファン。
【請求項４】
差動変圧器をトンネル壁面に固定しておき、差動変圧器の先端をジェットファンに接触させたことを特徴とする請求項３記載のジェットファン。
【請求項５】
前記位置検出センサーは、超音波変位センサーであることを特徴とする請求項１または２記載のジェットファン。
【請求項６】
前記制御装置は、ジェットファン起動時の非定常状態時には変位を検出せず、ジェットファンが定常運転しているときと停止しているときのみ変位を検出する請求項１〜５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、自動車道路トンネルの天井に設置され、噴流による圧力上昇によりトンネル内を換気するジェットファンの落下を未然に予知するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジェットファンは自動車道路トンネルの天井に設置されるファンであり、その噴流による圧力上昇によりトンネル内を換気する目的で使用される。ジェットファンは電動機の回転方向を切り替えることにより、両方向の噴出しが可能なファンである。
【０００３】
従来のジェットファンの構成を図６に示す。
【０００４】
図６に示すジェットファンは筒型ケーシング１０１内にモータ１０２が内装され、このモータ１０２の軸に羽根車１０３が取付けられている。一方、モータ１０２前後には、固定ハブコーン１０４が、支持板１０５を介して筒型ケーシング１０１に取付けられている。モータ１０２は、両軸モータを用いたもので、それぞれの軸に羽根車１０３が取付けられて２段構成の羽根車となっている。筒型ケーシング１０１は内筒１０１ａとその周囲に設けられた外筒１０１ｂで構成されている。内筒１０１ａと外筒１０１ｂとの間の空間は、吸音材１０６の挿入部として、吸音材（グラスウール）が充填されており、吸音効果を持たせている。
【０００５】
従来のジェットファンの設置状態を図７，８に示す。
【０００６】
図７，８に示すように、ジェットファンはトンネルの天井壁１０７に吊り下げられる。図７は吊り下げ状態を正面から見た状態であり、図８は側面から見た状態である。ジェットファンは、送風部２０１の側面の両側に設けられた側部支持部材２０２と、トンネル天井壁に配設した側部吊部材２０３とを連結具２０７（図９）を介して連結する。また、ジェットファンは、消音部２０４の先端頂部に設けられた頂部支持部材２０５と、天井壁１０７に配設した頂部吊部材２０６とを連結具２０７を介して連結する。
【０００７】
上記構成により、側部部材（側部支持部材２０２、側部吊部材２０３）において、ジェットファンの自重を支え、頂部部材（頂部支持部材２０５、頂部吊部材２０６）において、ジェットファンの回転などで起こる揺れを防止する。
【０００８】
上記のようなジェットファンにおいて、吊部材の緩みや車載等の接触によりジェットファンが傾いた場合、ロードセル方式による検知システムがある（特許文献１）。このロードセル方式はワッシャ型のロードセル（荷重変換装置）を連結具２０７とジェットファン本体の間に４箇所取り付け、それぞれのロードセルにかかる荷重の変化により、ジェットファンの傾き等を検出するものであるが、大変高価なシステムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４０７６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の自動車道路トンネル換気用ジェットファンは、トンネル天井に吊り下げ状態で設置されている。したがって、ジェットファンの構成部品やジェットファン自体が落下する可能性があるため、定期的に点検確認しなければいけない。また、通常ジェットファンのトンネル天井などへの取り付けは、連結具２０７を４個用い、この連結具２０７に均等に荷重をかけることにより、安定した取付状態を保っている。しかし、吊部材の緩みや車載等がジェットファンに接触すると、ジェットファンが傾きを生じ、この連結具２０７にかかる荷重が不均一な状態となる。この状態が続くと、許容荷重を超える箇所で破断を起こし、ジェットファンが落下する可能性が出てくる。現在そのジェットファン吊下げ状態の異常を検知して、落下を未然に予知するシステムとしては、全ての連結具２０７にロードセルを取り付け、連結具２０７にかかる荷重を直接測定するロードセル方式が実用化されている。このロードセル方式は、吊部４箇所全てにロードセルを設置しなくてはいけなく、高価なシステムであるという課題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、自動車道路トンネル換気用ジェットファンにおいて、本体の落下を未然に予知する機能を有するジェットファンを提案する。
【００１２】
また本発明は、道路トンネル内のトンネル天井壁に吊り下げて設置されるジェットファンにおいて、車載等がジェットファンに接触したことにより、その吊り下げ高さが変化した場合に、これを検出できるようにしたジェットファンに関するものである。さらに、ジェットファンの吊部材などの緩みなどの異常が発生した場合に、これを検出することができるようにした落下未然予知機能を有するジェットファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のジェットファンは上記目的を達成するために、円筒状ケーシング内にモータとこのモータの回転軸に装着した羽根車とを備えた送風筒と、その送風筒の両側に円筒状ケーシングの消音筒を備え、前記消音筒上部の端部に位置検出センサーを設け、トンネル天井面とジェットファンの端部との距離の変位を検出する制御装置を設けたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、円筒状ケーシング内にモータとこのモータの回転軸に装着した羽根車とを備えた送風筒と、その送風筒の両側に円筒状ケーシングの消音筒を備えたジェットファンにおいて、前記消音筒上部の端部に位置検出センサーを設け、トンネル天井面とジェットファンの端部との距離の変位を検出する制御装置を設けたことにより、吊部材の緩みや車載等がジェットファンに接触したときに生じる位置のズレを検出し、しきい値を超えた場合は、警報を鳴らして管理者にジェットファンの落下の可能性がある設置状態であることを早期に知らせ、ジェットファンの落下を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１のジェットファンの取付状態を示す図
【図２】同実施の形態１の差動変圧器を取り付けた状態を示す図
【図３】同実施の形態１のジェットファン停止時の制御を示すフローチャート
【図４】同実施の形態１のジェットファン運転時の制御を示すフローチャート
【図５】同実施の形態２の超音波変位センサーを取り付けた状態を示す図
【図６】従来のジェットファンを示す図
【図７】同従来のジェットファンの取付状態を示す正面図
【図８】同従来のジェットファンの取付状態を示す側面図
【図９】同従来のジェットファンの取付に使用する連結具を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の請求項１記載のジェットファンは、円筒状ケーシング内にモータとこのモータの回転軸に装着した羽根車とを備えた送風筒と、その送風筒の両側に円筒状ケーシングの消音筒を備えたジェットファンにおいて、前記消音筒上部の端部に位置検出センサーを設け、トンネル天井面とジェットファンの端部との距離の変位を検出する制御装置を設けたものであり、トンネル天井に吊り下げ状態で設置されているジェットファンの設置位置が変化した場合に、その変位を検出することができるという作用を有する。
【００１７】
また、前記位置検出センサーは、前記消音筒の吸込み側端部と吹出し側端部の少なくとも２箇所に設置することを特徴とするものであり、ジェットファンの両側（軸方向に対して前後）の設置位置の変化を検出することができるという作用を有する。
【００１８】
また、前記位置検出センサーは、差動変圧器であることを特徴とするものであり、耐久性に優れた差動変圧器を用いることで、トンネルの悪環境に対応した、設置位置の変化を検出できるシステムを実現することができるという作用を有する。
【００１９】
また、差動変圧器をトンネル壁面に固定しておき、その先端をジェットファンに接触させたことを特徴とするものであり、ジェットファン本体に改造を加えることなく、設置位置の変化を検出するシステムを実現することができる。
【００２０】
また、ジェットファンケーシング外面上部の端部に超音波変位センサーを用いたことを特徴とするものであり、測定範囲が広く、かつ高精度な超音波変位センサーを用いることで、より正確な設置位置の変化を検出するシステムを実現することができる。
【００２１】
また、吊部材の緩みや車載等がジェットファンに接触したときに生じる異常状態を信号として発信するものであり、トンネル天井に吊り下げ状態で設置されているジェットファンの設置位置が変化した場合に、その変位を検出することができるという作用を有する。
【００２２】
また、前記制御装置は、ジェットファン起動時の非定常状態時には変位を検出せず、ジェットファンが定常運転しているときと停止しているときのみ変位を検出するものであり、ジェットファン起動時の変位のずれと異常時（吊部材の緩みや車載等の接触によるもの）の変位のずれを識別することができる。すなわち、センサー設置時にジェットファンが正常設置状態での変位を検出し、しきい値を決定しておき、吊部材の緩みや車載等がジェットファンに接触したことにより変位がしきい値を越えたときに異常状態を知らせる信号を出力する。このように、ジェットファン起動時に起こる揺れは検知しないようジェットファンの定常運転のときとジェットファン停止状態のみ変位を検出するものである。
【００２３】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１に示すように、第１の実施の形態によるジェットファンは、円筒状ケーシング内にモータとこのモータの回転軸に装着した羽根車とを備えた送風筒１と、その送風筒の両側に円筒状ケーシングの消音筒２を備えている。このジェットファンは、トンネルの天井面に複数の吊部材で吊下げられるように設置されている。さらにジェットファンの消音筒２の外面上部の端部に位置検出センサー１１が設けられている。本実施の形態では、図２に示す差動変圧器１３を用いている。
【００２５】
この差動変圧器１３は、機械的直線変位量を電気信号に直接変換するセンサーである。具体的に説明すると、トンネルの天井とジェットファンの消音筒２の端部の直線距離をこの差動変圧器１３で検出する。ジェットファンの消音筒２の端部には、差動変圧器１３の先端がジェットファンケーシング外面上部の端部３に接触するように取り付け、差動変圧器１３はトンネル天井に固定した差動変圧器設置用冶具１４に固定し、天井からぶら下がったようになっている。
【００２６】
差動変圧器１３が検出した変位（位置情報）の出力は、伝送線を介してトンネルの監視室に設けられる制御装置１２に送られる。この制御装置１２における動作を図４，５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
停止状態においては、まず、制御装置１２を起動したときに、最初に計測する差動変圧器１３の出力を正常値として記憶する。次に、所定時間ごとに差動変圧器１３の出力をサンプリングして正常値と比較して変位を算出する。この変位が所定の値以上であったときに警報出力するのである。ここで、変位が所定の値以下であれば、再びサンプリングを続ける。
【００２８】
次にジェットファン運転時について説明する。ジェットファンの起動時には、ジェットファンの推力によってジェットファン本体の位置が停止時からずれることになる。この起動時の非定常状態といえる時間は、約１５秒である。この時間を経過するとジェットファンの位置が定常状態になることが実験で得られている。すなわち、本実施の形態による落下予知システムにおいても、この非定常状態時には、変位検出をせず、定常状態になったときに変位検出をスタートさせるようになっている。すなわち、ジェットファンを起動したら、制御装置１２は、１５秒間休止する。そして、その時間を経過した後、停止状態で得られた正常値と差動変圧器１３の出力を比較して変位を算出するのである。以降の警報出力判断は、停止状態の場合と同じである。
【００２９】
このように本発明の実施の形態１のジェットファンによれば、ジェットファンの吊高さの変位を検出することで、吊部材の緩みや車載等がジェットファンに接触したときに生じる異常状態を簡易に検出することができ、その変位がしきい値を超えた場合は、警報を鳴らして管理者にジェットファンが落下の可能性がある設置状態であることを早期に知らせ、ジェットファンの落下を未然に防ぐことができる。
【００３０】
また、本実施の形態における差動変圧器１３は、既設のジェットファンに対しても適用することができ、ジェットファン本体に改造をくわえることなく、ジェットファンの吊高さの変位を簡易に検出して、ジェットファン落下の可能性を早期に発見することができることとなる。
【００３１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、位置検出センサーとして、図５に示すように、超音波変位センサー１５を用いる。本実施の形態のジェットファンはトンネル壁面側に超音波変位センサー１５を固定し、その超音波変位センサー１５をジェットファンケーシング外面上部の端部４に位置させたことを特徴とする。超音波変位センサー１５は測定範囲が広く、かつ高精度な測定ができるため、ジェットファンの変位をより正確に検出することができる。
【００３２】
上記構成により、超音波変位センサー１５をトンネル壁面に設置することで、ジェットファン本体に改造を加えることなく、設置高さの変化を検出できるシステムを実現することができる。測定範囲が広く、かつ高精度な超音波変位センサー１５を用いることで、より正確な設置高さの変化を検出できるシステムを実現することができる。
【００３３】
このように本発明の実施の形態２の落下未然予知機能を有するジェットファンによれば、ジェットファンの吊高さの変位を検出することで、吊部材の緩みや車載等がジェットファンに接触したときに生じる異常状態をジェットファン本体に改造をくわえることなく、簡易に検出することができ、現在設置されているジェットファン落下の可能性も早期に発見することができることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、道路トンネル用ジェットファンを用いた換気設備に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    送風筒
２    消音筒
３    （ジェットファンケーシングの）端部
４    （ジェットファンケーシングの）端部
１１  位置検出センサー
１２  制御装置
１３  差動変圧器
１４  差動変圧器設置用冶具
１５  超音波変位センサー
【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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【図８】
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【図９】
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