JP2006022748A - 軸流送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】
軸流送風機の騒音を低減する。
【解決手段】
軸流送風機は、半径方向に延びる多数の羽根を有する１対の軸流羽根車１を有する。軸流羽根車は、正逆回転可能な電動機４により駆動される。軸流羽根車の外周部は、外筒７により覆われている。支持部材５ａ、６ａが、内筒を外筒に支持する。支持部材は非放射状であって軸方向に１箇所だけ設けられており、軸方向から見て羽根に重ならないように配置されている。羽根車を流出した流れが半径方向に時間を異ならせて支持部材に衝突する。
【選択図】 図２

Description

本発明は軸流送風機に係り、特にトンネル換気に好適な軸流送風機に関する。

従来の軸流送風機の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の軸流送風機は、電動機の両軸端に羽根車が取り付けられており、空気の送風方向を切り替えることが可能になっている。前段の羽根車の翼の回転により、軸方向と回転方向の成分を有する噴流が羽根車から流出する。また、電動機を支持するために、小径のステーを設けている。この軸流送風機では、ステーを小径にしたので噴流の周方向速度成分はほとんど変化しないで、後段の羽根車に流入する。後段羽根車は前段羽根車と同一方向、同一速度で回転しているので、仕事をほとんどせず動力の損失が少ない。

従来の軸流送風機の他の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の軸流送風機は、筐体等に取り付けられ筐体内部で発生した熱を放熱する送風機である。ケーシングに設けられた筒状の内壁面には、吐出口側に４個のテーパ面が形成されている。このテーパ面に、テーパ面から回転軸に向かう方向と吐出口側に延びる複数のフィンが設けられている。フィンは、軸流送風機で発生する騒音を低減する。

特開２０００−２０５１８４号公報

特開２０００−１１０７７２号公報

上記特許文献１に記載の軸流送風機では、１対の羽根車間に位置する内筒部分を、軸方向複数箇所で支持している。この支持に用いる小径のステーは、小径であるから羽根車で発生する気流を邪魔することがない。しかし、軸方向複数箇所に設けているので、羽根車からの距離を十分に離すことはできない。その結果、羽根車を出た気流がステーの前縁に当たって、騒音を発生する。しかも、ステーと羽根車とを軸方向から見ると重なるようにステーが配置されているので、隣り合う２枚の羽根により形成される流れがほぼ同じタイミングでステーの前縁に当たり、周期的に騒音のピークが発生する恐れがある。

一方、特許文献２に記載の軸流送風機は、送風機の小型化または薄型化のために、中心部に配置した電動機を外周部に支持するウェブを羽根車に近接して配置せざるを得ない。そのため、羽根車を出た気流は、羽根車を出た直後にウェブに当たり、早い速度のままウエブに当たる。その結果、羽根枚数に起因する騒音のピークが高くなる恐れがある。

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、羽根車から流出する気流が電動機または電動機を収容する内筒を支持する支持部材に衝突して発生する騒音を低減することにある。本発明の他の目的は、簡単な構成で騒音を低減することにある。

上記目的を達成するため本発明の特徴は、半径方向に延びる多数の羽根を有する1対の軸流羽根車と、この軸流羽根車を駆動する正逆回転可能な電動機と、軸流羽根車の外周部覆うように形成された外筒とを備えた軸流送風機において、電動機を外筒に支持する支持部材を設け、この支持部材は非放射状であって軸方向に１箇所だけ設けられ、羽根車を流出した流れが半径方向に時間を異ならせてこの支持部材に衝突するようにしたものである。

そしてこの特徴において、支持部材が軸方向から見て羽根に重ならないようにするのがよく、支持部材の電動機との接続部を円環状にしてもよい。支持部材は、電動機外周近傍から外筒に延びる複数の丸棒ないし板状部材を有するものであってもよく、支持部材は、１対の垂直に配置された第１の平板とこの第１の平板の上端部に水平に配置した１枚の第２の平板を有するものであってもよい。

本発明によれば、羽根と内筒支持部材との相対位置関係を干渉しない位置に変えたので、羽根枚数に起因する周期的な騒音のピークを低減することができる。これにより、軸流送風機の騒音を低減できる。

以下本発明のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図１ないし図３は、本発明に係る軸流送風機の一実施例の図であり、図１はその横断面図(図２のＢ−Ｂ断面)、図２は縦断正面図（図１のＣ−Ｃ断面）、図３は縦断上面図（図１のＤ−Ｄ断面）である。軸流送風機１００は、円筒状に形成されたケーシング（外筒）７と、このケーシング内７に配置された気流発生部とを有する。

気流発生部は、外周部が内筒を形成する双頭電動機４と、この電動機４各軸端に取り付けられたほぼ同一形状の羽根車１とを有している。羽根車は、中央部が円板状に形成されており、この円板には複数枚、図では６枚の羽根１ａが埋め込まれている。円板の外側の軸端部には、ドーム状をしたコーンが取り付けられている。

電動機４の軸方向ほぼ中央部１箇所を、支持部材が支持している。支持部材は、一端部（下端部）がケーシング７に固定され、垂直に延びる２本のステー６ａと、このステー６ａの上端に差し渡され軸方向に所定の幅を有するベース５ａとを有している。ステー６ａは、平板状をしており、幅方向が送風機１００の軸方向になるように配置されている。また、２本のステー６ａは、軸端側から見てほぼ平行であって、電動機４の足部近傍に配置されている。ベース５ａは、電動機４の足を載せる部分だけ軸方向に幅広に形成されており、この幅広部に電動機４の足が固定されている。

電動機４は双方向回転が可能であり、その回転方向に従い、羽根車１で発生した気流２が、一方の羽根車１から他方の羽根車１へと流れていく。羽根１ａは双方向の流れを考慮して、回転対称形状にしている。ただし、羽根１ａの取り付け角度が可変なときなどは、必ずしも回転対称形状にする必要はない。

以上のように構成した軸流送風機の動作を、以下に説明する。電動機４を一方向に回転させると、例えば図２の左側から吸い込まれた空気は、左側の羽根車１で昇圧されるとともに、流れ方向を周方向に傾けた流れに変えて、右側の羽根車１に流入する。このとき、羽根車１の電動機４に相当する径までの部分は、空気が流れないように、羽根車の軸部１ｂを形成する。羽根車１の外部側に設けたコーン３は、軸部ではなく羽根１ａ部に空気を滑らかに流入させる。

ところで、図１および図３に示すように、ベース５ａとステー６ａが、１対の羽根車１、１間に配置されているので、左側の羽根車を出た流れの一部は、このベース５ａとステー６ａに衝突する。これにより、騒音が発生する。本実施例では、ベース５ａとステー６ａを気流発生部の中央に１列に配置して、羽根車１からの距離を可能な限り離している。なお、本実施例では羽根車を正逆回転させることを想定しているので、ステー１ａと羽根車１の距離が羽根車１、１間距離の半分を超えると、一方側の羽根車に接近しすぎる。
したがって、最も好ましい状態は、羽根車１、１間距離の半分の位置にステー６ａを配置することにある。

ステー６ａは軸方向に広く、羽根車１の回転方向には薄い形状であるから、前縁部である図の左端で、羽根車を出た流れに衝突するときに発生する騒音を低減できる。なお、前縁部に丸みを持たせれば、より騒音を低減できる。左側の羽根車１から流出した流れは、ステー６ａの周りを流れる際に、ステー６ａの後側に流れの渦を発生する。しかしながら、この渦は従来の送風機に比べて低減されている。そして、流れの渦を整流して右側の羽根車１に流入するので、流体性能の低下や騒音の増加を防止している。

図１のＡ部において、羽根１ａの投影が回転してきてベース５ａと干渉するときは、羽根１ａの先端から根元へと時間の経過とともに徐々に干渉する。したがって、羽根車１の回転によって発生した流れがベース５ａと干渉して発生する圧力変動は、羽根１ａの先端から根元にかけて徐々に発生する。つまり、騒音の時間的変動幅が低下する。

一方、従来の軸流羽根車では、ケーシングの軸方向投影面においてステーが放射状に配置されている。そのため、羽根の外周端から内周端（根元）が形成する領域に、ステーの全部が同時に入り、干渉する。これにより、羽根車が回転して、羽根が周方向にステーの位置を通過するたびに大きな圧力変動を生じ、騒音が増大する。これに対して本実施例では、羽根１ａとステー６ａは図１のＡ部に示すように、羽根１ａの根元側から外周側に順に干渉するので、瞬間的に発生する圧力変動のピークを小さくできる。その結果、騒音が低減する。

本発明の他の実施例を、図４に示す。本実施例が図２に示した実施例と異なる点は、ステー６ａを省略したことにある。この例は羽根車１と電動機４の重量が軽く、ベース５ｃの強度が十分取れる場合である。本実施例では、１対の羽根車１、１間のに形成される流路に、気流を乱す要因となるのがベース５ａしかないので、流体性能の向上と騒音の低減が可能になる。

上記各実施例では、軸流送風機は双方向に回転可能なものとしていたが、本発明はこれら双歩行流れの軸流送風機に限るものではなく、一方向流れの軸流送風機にも適用できる。

本発明に係る軸流送風機の一実施例の横断面図。 図１に示した軸流送風機の縦断面図。 図１に示した軸流送風機の水平断面図。 本発明に係る軸流送風機の変形例の横断面図。

符号の説明

１…羽根車、１ａ…羽根、２…風向、３…コーン、４…電動機、５ａ…ベース、６ａ、６ｂ…ステー、７…ケーシング、１００…軸流送風機。

Claims (5)

1. 半径方向に延びる多数の羽根を有する１対の軸流羽根車と、この軸流羽根車を駆動する正逆回転可能な電動機と、軸流羽根車の外周部覆うように形成された外筒とを備えた軸流送風機において、前記電動機を前記外筒に支持する支持部材を設け、この支持部材は非放射状であって軸方向に１箇所だけ設けられ、前記羽根車を流出した流れが半径方向に時間を異ならせてこの支持部材に衝突するようにしたことを特徴とする軸流送風機。
2. 前記支持部材を、軸方向から見て前記羽根に重ならないように配置したことを特徴とする請求項１に記載の軸流送風機。
3. 前記支持部材の電動機との接続部を円環状にしたことを特徴とする請求項1または２に記載の軸流送風機。
4. 前記支持部材は、電動機外周近傍から外筒に延びる複数の丸棒ないし板状部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の軸流送風機。
5. 前記支持部材は、１対の垂直に配置された第１の平板とこの第１の平板の上端部に水平に配置した１枚の第２の平板を有することを特徴とする請求項１または２に記載の軸流送風機。

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