(57)【要約】【課題】ファン翼が１段で、正転・逆転の両方で同等の性能を有し、かつ、効率よく風量・推力を発揮する軸流送風機を提供する。【解決手段】ファン翼の骨格線１は、Ｓ字状で点Ａを中心とした点対称の形状を有している。また、肉厚は、点Ａ（翼弦の中心）の位置で最大値ｈをとる。そりの頂点となる位置は、翼の前端（あるいは後端）からの距離Ｘが、翼弦長Ｌに対して１０％となっている。また、その位置でのそりの高さｃは、翼弦長Ｌに対して２％となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が、点対称のＳ字曲線を骨格線とし、その中心点での肉厚が最大となる形状であることを特徴とするファン翼。
【請求項２】
エッジからの骨格線のそりの頂点位置は、翼弦の長さに対して１０％であることを特徴とする請求項１記載のファン翼。
【請求項３】
翼弦からの骨格線のそりの頂点の高さは、翼弦の長さに対して２％であることを特徴とする請求項１記載のファン翼。
【請求項４】
エッジからの骨格線のそりの頂点位置は、翼弦の長さに対して１０％であり、かつ、翼弦からの骨格線のそりの頂点の高さは、翼弦の長さに対して２％であることを特徴とする請求項１記載のファン翼。
【請求項５】
エッジ半径は、翼弦の長さに対して０．２５〜０．３５％であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のファン翼。
【請求項６】
骨格線の中心線での肉厚が、翼弦の長さに対して８〜１４％であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のファン翼。
【請求項７】
正転・逆転が可能な電動機で駆動され、請求項１〜６いずれかに記載のファン翼を有する１段の羽根車を備えた軸流送風機。
【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軸流送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の軸流送風機の構成を図７〜９に示す。
【０００３】
図７に示す軸流送風機は、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が取り付けられている。一方、羽根車１０３の流入側には、固定ハブコーン１０４が、支持板１０５によって筒型ケーシング１０１に取り付けられている。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が取り付けられて２段構成の羽根車となっている（特許文献１）。
【０００４】
図８、図９には、従来の１枚翼によって正回転・逆回転の双方を行う軸流送風機の例を示す。図８はそのファン翼の一例を示す断面図で、該ファン翼２０１はその翼型を翼の腹側２０１ａと背側２０１ｂの座標が、翼の重心２０２に対し点対称な位置にある点対称翼型としている。図９は前記ファン翼２０１の取付状態を示す概略図で、ファン翼２０１はケーシング２０３にストラット２０４を介して取付けられるモータ２０５びボス２０６に取付けられており、モータ２０５の回転方向に従って正逆回転する。このような軸流送風機によれば、そのファン翼２０１は、重心２０２に対して点対称の形状であるため、正転と逆転とでその空気の流れは同等で、風量、推力も同等となる。
【特許文献１】特許第２９９７２５７号公報
【特許文献２】特開平９−２８７５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示すような、２段のファン翼を設けた軸流送風機では、風向に対して上流側のファン翼による仕事を効率よくさせるように、ファン翼の形状が設計され、下流側のファン翼は効率のよい回転方向とは逆方向に回転することになる。従って、下流側のファン翼（２段目のファン翼）は風量・推力を生み出す補助的役割は果たすが、ファン翼を２段設けることによるコストアップ、モーターにかかる負荷の増大などの課題を有している。
【０００６】
また、図８、図９に示すような、１段のファン翼を設け、そのファン翼の断面形状が重心に対して点対称となっている軸流送風機では、正転・逆転に関わらず同じ性能を有するが、その形状の細部については規定されておらず、効率のよい翼形状を記載していない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、ファン翼が１段で、正転・逆転の両方で同等の性能を有し、かつ、効率よく風量・推力を発揮する軸流送風機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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の手段は、断面形状が、点対称のＳ字曲線を骨格線とし、その中心点での肉厚が最大となる形状であることを特徴とする。この構成により、正転時、逆転時で同等の性能を有するファン翼が得られる。
【０００９】
また、他の手段は、エッジからの骨格線のそりの頂点位置は、翼弦の長さに対して１０％であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、他の手段は、翼弦からの骨格線のそりの頂点の高さは、翼弦の長さに対して２％であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、他の手段は、エッジからの骨格線のそりの頂点位置は、翼弦の長さに対して１０％であり、かつ、翼弦からの骨格線のそりの頂点の高さは、翼弦の長さに対して２％であることを特徴とするものである。これらの構成により、揚力が大きく、抗力の小さいファン翼が得られる。
【００１２】
また、他の手段は、エッジ半径は、翼弦の長さに対して０．２５〜０．３５％であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、他の手段は、骨格線の中心線での肉厚が、翼弦の長さに対して８〜１４％であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、他の手段は、正転・逆転が可能な電動機で駆動され、前記手段に記載のファン翼を有する１段の羽根車を備えた軸流送風機である。この手段により、低コスト、低消費電力で、正転時・逆転時の性能が同等であり、かつ、効率よく風量を得ることができる軸流送風機を提供できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ファン翼を１段として軽量かつ低コストな軸流送風機で、その軸流送風機は、正転・逆転の両方で同等の性能を有し、かつ、効率よく風量・推力を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の請求項１記載の発明は、点対称のＳ字曲線を骨格線とし、その中心点での肉厚が最大となる形状であることを特徴とするものであり、正転時、逆転時で同等の性能を有するファン翼が得られる。
【００１７】
また、本発明の請求項２記載の発明は、エッジからの骨格線のそりの頂点位置は、翼弦の長さに対して１０％であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項３記載の発明は、翼弦からの骨格線のそりの頂点の高さは、翼弦の長さに対して２％であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項４記載の発明は、エッジからの骨格線のそりの頂点位置は、翼弦の長さに対して１０％であり、かつ、翼弦からの骨格線のそりの頂点の高さは、翼弦の長さに対して２％であることを特徴とするものであり、揚力が大きく、抗力の小さいファン翼が得られる。
【００２０】
また、本発明の請求項５記載の発明は、エッジ半径は、翼弦の長さに対して０．２５〜０．３５％であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項６記載の発明は、骨格線の中心線での肉厚が、翼弦の長さに対して８〜１４％であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項７記載の発明は、正転・逆転が可能な電動機で駆動され、前記手段に記載のファン翼を有する１段の羽根車を備えた軸流送風機であり、低コスト、低消費電力で、正転時・逆転時の性能が同等であり、かつ、効率よく風量を得ることができる軸流送風機を提供できる。
【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。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
図１に本発明の第１実施例のファン翼の断面図を示す。翼断面図において、骨格線とは、翼形において、翼形の中央をとおる線をさす。また、翼の前端と後端とを結ぶ直線を、翼弦と言う。さらに、翼弦より骨格線までの高さをそりと呼び、肉厚とは、翼弦に対して垂直方向の翼の厚さを言う（「流体機械」原田幸夫：著、朝倉書店：発行  Ｐ５５〜５６）。
【００２５】
図１のように、本実施例のファン翼の骨格線１は、Ｓ字状で点Ａを中心とした点対称の形状を有している。この骨格線１を中心にして、肉厚が同じ厚さになるように翼の外形を形成している。また、肉厚は、点Ａ（翼弦の中心）の位置で最大値ｈをとり、翼弦の長さ（翼弦長）Ｌに対して８〜１４％である。エッジの形状は、翼弦の長さＬに対して０．２５〜０．３５％の曲率半径ｒを有している。
【００２６】
そりの頂点となる位置は、翼の前端（あるいは後端）からの距離Ｘが、翼弦長Ｌに対して約１０％となっている。また、その位置でのそりの高さｃは、翼弦長Ｌに対して約２％となっている。
【００２７】
図２、３は、肉厚の最大値ｈ、エッジ半径ｒ、そりの頂点位置Ｘ、そりの高さｃを変えてその抗力、揚力を測定した結果（シミュレーション結果）である。図２は、試験を行った翼断面形状の条件である。まず、翼弦長Ｌに対してそれぞれの長さを、ｈ：８〜１４％、ｒ：０．２５〜０．３５％、ｃ：２〜６％、Ｘ：２０〜３０％で行った。結果を図３に示す。この結果によれば、肉厚の最大値ｈについては、翼弦長Ｌに対し、８〜１４％の範囲では抗力・揚力に対する影響がほとんど無いことがわかった。また、エッジ半径ｒについても、翼弦長Ｌに対し０．２５〜０．３５％の範囲内では抗力・揚力に対する影響がほとんど無いことがわかった。
【００２８】
（実施例２）
第２の実施例についても、そのファン翼の断面は第１の実施例と同じ（図１）である。
【００２９】
第２の実施例では、図４に示すように、肉厚の最大値ｈ：１０％（対翼弦長Ｌ）、エッジ半径ｒ：０．３５％（対翼弦長Ｌ）を固定して、翼弦長Ｌに対してそりの高さｃを０．５〜２％、そりの頂点位置Ｘを１０〜２０％で抗力・揚力の測定を行った。図５に示すように、そりの高さｃについては、翼弦長に対して２％かつ、そりの頂点位置Ｘについては、翼弦長に対して１０％の場合が最も抗力が小さいことがわかった（パターン７）。
【００３０】
（実施例３）
図６は、実施例１によるファン翼を用いた軸流送風機である。正転／逆転が可能な電動機１１の回転軸に、実施例１によるファン翼２２を用いた羽根車２３を１段取り付けた構成である。
【００３１】
このような構成の軸流送風機によれば、羽根車を１段にすることによって、コスト低減と、負荷軽減を実現できる。また、翼断面形状は点対称であるから正転時と逆転時において同等の性能を発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、正転時と逆転時に同等の性能を必要とする送風機、ポンプなどに用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施例のファン翼断面図
【図２】第１の実施例におけるシミュレーション条件を示す図
【図３】第１の実施例における揚力・抗力のシミュレーション結果を示す図
【図４】第２の実施例におけるシミュレーション条件を示す図
【図５】第２の実施例における揚力・抗力のシミュレーション結果を示す図
【図６】第３の実施例による軸流送風機を示す図
【図７】従来の２段の羽根車を用いた軸流送風機を示す図
【図８】従来の点対称の断面を持つファン翼を表す図
【図９】従来の１段の羽根車を用いた軸流送風機を示す図
【符号の説明】
【００３４】
Ｌ    翼弦長
Ｘ    そりの頂点位置
ｈ    肉厚の最大値
１１  電動機
２２  ファン翼
２３  羽根車
【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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