(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの天井部に設けられ、トンネル内の換気を行うジェットファン１であって、円筒状のケーシング２と、ケーシング２内に同心状に支持された両軸モータ３と、両軸モータ３の各軸にそれぞれ支持されたファン４とからなり、モータ３を正転させて正方向の気流を起こし、モータ３を逆転させて逆方向の気流を起こすようになっているジェットファンにおいて、モータ３を正転させて正方向の気流を起こしたときに、上流側の動翼４ａａは前縁が尖っていて後縁が丸形であって、反りを有し動翼４ａａ出口の速度三角形が絶対速度のベクトルｃ１の向きが軸と平行になるような、動翼の傾き角と動翼の回転速度になっており、モータ３を逆転させて逆方向の気流を起こしたときに、上流側の動翼４ａｂは前縁が尖っていて後縁が丸形であって、反りを有し動翼４ａｂ出口の速度三角形が絶対速度のベクトルの向きが軸と平行になるような、動翼の傾き角と動翼の回転速度になっており、動翼４ａａと動翼４ａｂは形状が互いに反対向きになっていることを特徴とするジェットファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトンネルの天井部に設けられ、トンネル内の換気を行う軸流のジェットファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道または自動車用トンネル内に一酸化炭素や亜硫酸ガスが蓄積すると有害なので、これをジェットファンにより排風している。ジェットファンとしては形態が小さく、重量が軽く、組立て、据付けに便利であるとともに、効率も高く価格が安い軸流ファンを使用することが多い。軸流ファンで高圧のときは段数を増すようにしている。
【０００３】
自動車用トンネルに使用されるジェットファンは、自然の風向との関係もあって、風向が反転可能になるように正逆転可能となっている。そして、両方向に同じ性能が求められる。
【０００４】
図２はかかるジェットファンの例を示す斜視図である。図において、１はジェットファンであり、トンネルの天井部に取付けられてトンネル内の換気を行う。２はケーシングで円筒状をしている。３は両軸モータでケーシングに同心状に支持されている。３ａはモータの荷台の足であり、モータ３外面からケーシング内面に向って放射状に設けられた複数の板からなっている。３ｂはモータ３に電力を供給する電線管であり、フェアリングを有する場合もある。４は両軸モータの各軸にそれぞれ支持されたファンであり、複数の動翼４ａを有している。５はノーズコーンである。トンネル内の自然の風向との関係があるのでモータ３は正逆転可能になっており、正転したときには正方向の気流６が発生し、逆転したときには逆方向の気流７が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３（Ａ）は、従来のジェットファンの速度３角形を示し、図３（Ｂ）は、動翼の形状を示している。一様な流れに対しエネルギを伝える方が設計しやすいため、風向に対して上流側のファン４で大きなエネルギ伝達量を与え、下流側のファン４で小さなエネルギ伝達量を与えるようにしている。図では上流側のファンでは１００％エネルギを与え、下流側のファンでは０％エネルギを与える例を示している。８はファンの回転方向を示す矢印である。上流側のファン４でエネルギを与えると動翼４ａの揚力により相対相度はファン入り口でｗ1 であったものがファン出口ではｗ2 になり、絶対速度はファン入口でｃ1 であったものがファン出口ではｃ2 になる。下流側のファン４では相対速度はｗ2 のままで、絶対速度もｃ2 のままである。このように、動翼がエネルギを伝達すると旋回流が生じるため、モータの荷台の足３ａや電線管３ｂに旋回流が当たる。その部分での圧力損失を少くするため、荷台の足３ａなどに図に示すようにｃ2 の旋回方向に合わせて角度θを付ける。しかし、角度θは半径方向の各位置で異なるため荷台の足３ａなどにひねりを与えなければならず、加工がむずかしいためコストが高くなる。現実にはコスト高を避けるためθの平均値を取って平板で代用しており、圧力損失が大きい。なお、正逆転のため翼の形状を図３に示すようないわゆる翼形状とせず、長だ円形状を採用しているものもあるが、翼の揚力が少く抗力が大きいのでファンの効率が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、上流側のファンではエネルギを与えず、モータの荷台の足を軸流方向に沿った平板としてもエネルギ損失の少い動翼の形状を有するジェットファンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のジェットファンは、トンネルの天井部に設けられ、トンネル内の換気を行うジェットファンであって、円筒状のケーシングと、ケーシング内に同心状に支持された両軸モータと、両軸モータの各軸にそれぞれ支持されたファンとからなり、モータを正転または逆転させて、正方向または逆方向の気流を起すようになっているジェットファンにおいて、上流側のファン出口の気流がほぼ軸方向の気流になるような動翼の形状にしてある。
【０００８】
次に本発明の作用を説明する。
上流側のファンでのエネルギ伝達量を極力小さくし、下流側のファンでエネルギを伝えるように動翼を設計したので、上流側のファン出口の流れは軸方向の流れのままであり、モータの荷台の足は軸方向に対して角度０の平板であってもその部分における圧力損失が少なく荷台の製作のコストダウンが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はファンの動翼に関するものであり、全体構造については、図２で示したものと同じなので説明を省略する。図１（Ａ）は本発明のジェットファンの速度３角形を示し、図１（Ｂ）は動翼などの形状を示している。図に示すように上流側の動翼４ａａは、矢印８の方向に回転している。動翼４ａａの形状は回転方向が矢印８の方向である場合には前縁が尖り、後縁が丸形で通常の翼形状とは反対であり、動翼は気流に対してエネルギを与えない。速度３角形について説明すれば、動翼４ａａでは揚力が働かないので、相対流速ｗは入口と出口で変化せずｗ1 のままであり、絶対流速もｃ1 のまま変化しない。動翼４ａａへ流入する気流ｃ1 は軸方向の流れで、動翼４ａａ出口でもそのまま維持されるので、モータの荷台の足３ａへ流入する流れも軸方向の流れであり、荷台の足３ａを軸方向にまっすぐ取付ければ圧力損失は最小となる。下流側の動翼４ａｂは前縁が丸形で後縁が尖った通常の翼形である。速度３角形について説明すれば、動翼４ａｂでは相対流速ｗは動翼の揚力の作用でｗ1 からｗ2 に変化し、それにしたがって、絶対流速ｃもｃ1 からｃ2 に変化し、動翼４ａｂ出口の流れは旋回流となり、旋回流ｃ2 の軸方向に対する角度はθである。なお、以上はモータ３が正転の場合について説明したが、逆転の場合も上流側動翼４ａａが下流側になり、下流側動翼４ａｂが上流側になるので、気流に対する相対関係は同一であり、説明を省略する。
【００１０】
このように、上流側のファン４で旋回流が生じないため、モータの荷台の足３ａや電線管３ｂのフェアリングは軸方向にまっすぐ取付けておけば、圧力損失は最小となる。従来のように、これらの形状をかたむけたり、ひねったりする必要がないため、低コストで高性能のジェットファンになる。また、モータの荷台の足３ａや電線管３ｂのフェアリングが流れに沿った形状でない場合には、下流側のファンには大きな乱れをもった気流が流入するので、振動や騒音の原因となるが、本発明のように上流側のファン４からの流れが旋回流でないと、モータの荷台の足３ａや電線管３ｂのフェアリングを軸方向にまっすぐに取付ければ乱れは最小になり、振動や騒音も最小になる。
【００１１】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のジェットファンは、上流側のファン出口の気流が旋回流でなく、ほぼ軸方向の気流なので、モータの荷台の足や電線管のフェアリングを軸方向にまっすぐ取付けておけばよいのでコストダウンが図れるし、その部分で気流の乱れが生じないので、下流側ファン入口での乱れがなく騒音や振動が小さいなどの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のジェットファンの速度３角形、（Ｂ）は動翼などの形状を示す図である。
【図２】ジェットファンの斜視図である。
【図３】（Ａ）は従来のジェットファンの速度３角形、（Ｂ）は動翼などの形状を示す図である。
【符号の説明】
２    ケーシング
３    モータ
３ａ  モータの荷台の足
４    ファン
４ａ  動翼
【図１】
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【図２】
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【図３】
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