JP2007162528A

JP2007162528A - トンネルファン

Info

Publication number: JP2007162528A
Application number: JP2005357816A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takahashi; 邦雄高橋; Hitoshi Fujimoto; 仁志藤元; Masayuki Ote; 雅之大手
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】トンネルファンにおいて、空気の排出側における推力の損失を抑制することでトンネル内での換気効率の向上を図る。
【解決手段】トンネルＴの天井部Ｔｃから円筒形状をなすケーシング１１を吊り下げ支持し、このケーシング１１内の中心部にモータ１３を配置し、このモータ１３により駆動回転する翼車１５，１６を設けて構成し、ケーシング１１における排気側に、支持リング２２の内側に下流側が小径となる円錐形状の第１、第２整流リング２３，２４が配置された整流装置２１を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネルの天井部に設けられ、翼車を回転してトンネル内に空気の流れを発生されることで内部を換気するトンネルファンに関する。

鉄道や自動車用のトンネルでは、内部に一酸化炭素や亜硫酸ガスなどの有害ガスが滞留しやすく、環境改善が強く望まれている。そのため、従来は、運転者の視界の確保による安全性や良好な運転環境を確保するために、トンネル内にジェットファンと呼ばれるトンネルファンを配置している。従って、このジェットファンによってトンネル内に空気流動を生成することで、トンネル内の換気を行って内部の有害ガスを外部へ排気し、環境を改善している。

図１２は、従来のトンネルファンを表す断面図である。従来のトンネルファンにおいて、図１２に示すように、円筒形状をなすケーシング００１は、トンネル００２の天井部００３から複数の吊下ロッド００４により吊下げ支持されている。このケーシング００１内の中心部にはモータ００５が複数の支持部材００６により支持され、このモータ００５の回転軸における両端部に翼車００７，００８が接続されている。この翼車００７，００８は、ケーシング００３の内周面に向けて延びる複数の翼００７ａ，００８ａを有している。

従って、モータ００５を駆動すると、２つの翼車００７，００８が同じ方向に回転し、ケーシング００１の一方から空気が吸入されて他方へ排出されることで、トンネル００２内に車両の走行方向に沿った空気流動を生成し、トンネル００２内の換気を行うことができる。この場合、モータ００５の回転軸の回転方向を変えることで、２つの翼車１５を逆方向に回転し、ケーシング００１での空気の吸入と排出の方向を変更し、トンネル００２内に生成する空気流動の方向に変更することができる。

このようなトンネルファンとしては、下記特許文献１、２に記載されたものがある。

特開２００４−１３２３２４号公報特開２００５−１２０９２６号公報

上述した従来のトンネルファンにあっては、ケーシング００１内の中心部にモータ００５が位置し、その前後に翼車００７，００８が接続され、この翼車００７，００８は中心から放射状に延びる複数の翼００７ａ，００８ａを有している。そのため、モータ００５によって各翼車１５が回転すると、ケーシング００１の排出側では、中心位置に対して外周側における空気流動の速度が大きくなり、図１２の右側に示すように、中心位置から外周側に向けて大きくなる軸方向の速度分布が発生する。

このようにケーシング００１の排出側で、中心位置から外周側に向けて大きくなる速度分布が発生すると、外周側から中心側への流れが生じて空気流動の推力が低下し、トンネル００２内の換気を効率良く行うことができないという問題がある。また、ケーシング００１の排出側では、翼車００７，００８の回転方向に沿った旋回流成分が存在し、この旋回流成分も一様な流れに対して空気流動の推力を低下させる要因となっている。

本発明は上述した課題を解決するものであり、空気の排出側における推力の損失を抑制することでトンネル内での換気効率の向上を図ったトンネルファンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための請求項１の発明のトンネルファンは、トンネルの天井部から吊り下げ支持された円筒形状をなすケーシングと、該ケーシング内の中心部に配置された駆動部と、該駆動部により駆動回転する翼車とを具え、前記翼車を回転して前記トンネル内の換気を行うトンネルファンにおいて、前記ケーシングにおける排気側に、内部に下流側が小径となる円錐形状の整流リングを有する整流装置が設けられたことを特徴とするものである。

請求項２の発明のトンネルファンでは、前記整流装置は、前記ケーシングとほぼ同径の円筒形状をなす支持リング内に、前記整流リングが該支持リングと同心上に設けられて構成されたことを特徴としている。

請求項３の発明のトンネルファンでは、前記整流装置は、前記整流リングにより区画されたリング形状をなす複数の通路を有し、該複数の通路のうちの中心部の通路は下流側が縮径され、外周部の通路は下流側が拡径されていることを特徴としている。

請求項４の発明のトンネルファンでは、前記支持リングと前記整流リングは、放射方向に沿ったステーにより連結されたことを特徴としている。

請求項５の発明のトンネルファンでは、前記支持リング内に放射方向に沿って複数のガイドベーンが設けられたことを特徴としている。

請求項６の発明のトンネルファンでは、前記円錐リングは、上流側大径リング部と下流側小径リング部が、曲面形状をなす円錐リング部により滑らかに連続して一体に形成されたことを特徴としている。

請求項７の発明のトンネルファンでは、前記整流装置は、連結リングにより前記ケーシングに連結されたことを特徴としている。

請求項８の発明のトンネルファンでは、前記整流装置は、前記ケーシングにおける軸方向両側に着脱自在に設けられたことを特徴としている。

請求項９の発明のトンネルファンでは、前記整流装置は、スライド機構により側方へ移動自在に設けられたことを特徴としている。

請求項１０の発明のトンネルファンでは、前記整流装置は、ヒンジ機構により側方へ回動自在に設けられたことを特徴としている。

請求項１の発明のトンネルファンによれば、トンネルの天井部から円筒形状をなすケーシングを吊り下げ支持し、このケーシング内の中心部に駆動部を配置し、この駆動部により駆動回転する翼車を設けて構成し、ケーシングにおける排気側に内部に下流側が小径となる円錐形状の整流リングを有する整流装置を設けたので、駆動部により翼車を回転すると、ケーシングの一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置に至り、このとき、このケーシングから排出された空気は円錐形状の整流リングで区画された通路を通ることで、整流装置の中心側から排出される空気が加速され、外周側から排出される空気が減速されることとなり、整流装置の径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネル内での換気効率を向上することができる。

請求項２の発明のトンネルファンによれば、ケーシングとほぼ同径の円筒形状をなす支持リング内に整流リングをこの支持リングと同心上に設けて整流装置を構成したので、この支持リングと整流リングにより空気を加速する通路と空気を減速する通路を簡単に構成することができ、確実に整流装置の径方向における軸方向の速度分布をほぼ均一化することができる。

請求項３の発明のトンネルファンによれば、整流装置に整流リングにより区画したリング形状をなす複数の通路を設け、この複数の通路のうちの中心部の通路の下流側を縮径し、外周部の通路の下流側を拡径したので、整流装置にて、縮径した中心部の通路を通った空気が加速され、拡径した外周側の通路を通った空気が減速されることとなり、整流装置の径方向における軸方向の速度分布を確実に均一化することができる。

請求項４の発明のトンネルファンによれば、支持リングと整流リングを放射方向に沿ったステーにより連結したので、支持リングに対して整流リングを簡単な構成で容易に支持することができる。

請求項５の発明のトンネルファンによれば、支持リング内に放射方向に沿って複数のガイドベーンを設けたので、支持リングに対して整流リングを簡単な構成で容易に支持することができると共に、ガイドベーンによりケーシングから排出された空気の旋回流成分を除去することができ、空気流動の推力の低下を抑制することができる。

請求項６の発明のトンネルファンによれば、上流側大径リング部と下流側小径リング部を曲面形状の円錐リング部により滑らかに連続させて円錐リングを形成したので、整流装置を通過する空気の圧力損失を抑制することができ、空気流動を確実に整流することができる。

請求項７の発明のトンネルファンによれば、整流装置を連結リングによりケーシングに連結したので、ケーシングに対して整流装置を容易に連結することができると共に、ケーシングと整流装置との間の隙間をなくして空気の漏れを防止することかでき、空気流動を確実に整流することができる。

請求項８の発明のトンネルファンによれば、整流装置をケーシングにおける軸方向両側に着脱自在に設けたので、ケーシングにおける空気の吸い込み側の整流装置を取外す一方、排出側に整流装置を配置することで、ケーシング空気の吸い込み側における吸い込み抵抗をなくして排出側で整流装置により確実に整流することで、トンネル内での換気効率を向上することができる。

請求項９の発明のトンネルファンによれば、整流装置をスライド機構により側方へ移動自在に設けたので、使用しない整流装置をスライド機構により容易に待避することができる。

請求項１０の発明のトンネルファンによれば、整流装置をヒンジ機構により側方へ回動自在に設けたので、使用しない整流装置をヒンジ機構により容易に退避することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るトンネルファンの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係るトンネルファンを表す断面図、図２は、実施例１のトンネルファンにおける整流装置の正面図である。

実施例１のトンネルファンにおいて、図１及び図２に示すように、ケーシング１１は、トンネルＴの天井部Ｔｃから複数の吊下ロッド１２により吊下げ支持されている。このケーシング１１は円筒形状をなし、中心部にモータ（駆動部）１３が位置し、複数の支持部材１４により支持されている。そして、このモータ１３の図示しない回転軸における両端部に翼車１５，１６が接続されている。この翼車１５，１６は同形状をなし、円筒部１５ａ，１６ｂからケーシング１１の内周面に向けて放射方向に延びる複数の翼１５ｂ，１６ｂが取付けられると共に、円筒部１５ａ，１６ｂの端部に球面形状をなすコーン１５ｃ，１６ｃが固定されて構成されている。

従って、モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が同じ方向に回転し、ケーシング１１一方（図１にて左側）から空気を吸入し、他方（図１にて右側）へ排出することができる。

また、このケーシング１１における排気側（図１にて右側）に整流装置２１が配置されている。この整流装置２１は、ケーシング１１とほぼ同径の円筒形状をなす支持リング２２と、この支持リング２２の内側に配置された円錐形状をなす複数（本実施例では、２つ）の第１、第２整流リング２３，２４とから構成されており、支持リング２２と第１、第２整流リング２３，２４は同心上に配置されている。

この支持リング２２は、ケーシング１１の軸心方向に沿った形状をなすが、第１、第２整流リング２３，２４は空気の流動方向における下流側（図１にて右側）が小径となる円錐形状をなし、第１整流リング２３の傾斜角θ１より第２整流リング２４の傾斜角θ２の方が小さく設定されている。また、支持リング２２の内側に第１、第２整流リング２３，２４が配置されることで、中心側から円錐形状の第１通路Ｐ₁、リング形状をなす第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃が区画されている。そして、第１通路Ｐ₁は、下流側が縮径されて幅が狭くなっており、一方、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃は、下流側が拡径されて幅が広くなっている。なお、第２通路Ｐ₂に対して第３通路Ｐ₃の拡径率が大きく設定されている。

従って、ケーシング１１から排出された空気が整流装置２１に導入されると、中心部の第１通路Ｐ₁を通った空気を加速し、その外周側の第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃を通った空気を減速することができる。

ここで、本実施例のトンネルファンの作動について詳細に説明する。モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が同じ方向に回転し、ケーシング１１の一方側から空気を吸入して他方へ排出し、整流装置２１へ空気が送り込まれる。すると、この整流装置２１では、ケーシング１１から排出された空気が支持リング２２及び第１、第２整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過する。このとき、第１通路Ｐ₁を通った空気が加速される一方、第２通路Ｐ₂を通った空気が減速され、第３通路Ｐ₃を通った空気が更に減速される。

即ち、ケーシング１１から排出された空気は、中心部に対して外周側の方が空気流動の速度が大きくなるが、整流装置２１の各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過することで、外周側に対して中心部が加速されることとなり、この整流装置２１から排出された空気は、その径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制される。従って、整流装置２１により整流された空気によりトンネルＴ内に車両の走行方向に沿った空気流動が生成されることとなり、トンネルＴ内の換気が効率良く行われる。

このように実施例１のトンネルファンにあっては、トンネルＴの天井部Ｔｃから円筒形状をなすケーシング１１を吊り下げ支持し、このケーシング１１内の中心部にモータ１３を配置し、このモータ１３により駆動回転する翼車１５，１６を設けて構成し、ケーシング１１における排気側に、支持リング２２の内側に下流側が小径となる円錐形状の第１、第２整流リング２３，２４が配置された整流装置２１を設けている。

従って、モータ１３により翼車１５，１６を回転すると、ケーシング１１の一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置２１に至り、このとき、このケーシング１１から排出された空気が支持リング２２及び各整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過することで、中心側を通る空気が加速される一方、外周側を通る空気が減速されることとなり、整流装置２１の排出側では、径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネルＴ内での換気効率を向上することができる。

また、ケーシング１１とほぼ同径の円筒形状をなす支持リング２２と同心上に２つの整流リング２３，２４を設けている。従って、この支持リング２２と各整流リング２３，２４により空気を加速する通路Ｐ₁と空気を減速する通路Ｐ₂，Ｐ₃を容易に構成することができ、確実に整流装置２１の径方向における軸方向の速度分布をほぼ均一化することができる。

更に、整流装置２１に整流リング２３，２４により区画した３つの通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を設け、この複数の通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃のうちの中心部の第１通路Ｐ₁の下流側を縮径し、外周部側の第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃の下流側を拡径している。従って、整流装置２１にて、縮径した中心部の第１通路Ｐ₁を通った空気が加速され、拡径した外周側の第２通路Ｐ₂，Ｐ₃を通った空気が減速されることとなり、整流装置２１の径方向における軸方向の速度分布を確実に均一化することができる。

図３は、本発明の実施例２に係るトンネルファンを表す断面図、図４は、実施例２のトンネルファンにおける整流装置の正面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例２のトンネルファンにおいて、図３及び図４に示すように、ケーシング１１は、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊下ロッド１２により吊下げ支持されており、中心部にモータ１３が位置して複数の支持部材１４により支持され、モータ１３の回転軸における両端部に翼車１５，１６が接続されている。そして、このケーシング１１における排気側に整流装置３１が配置されている。

この整流装置３１は、支持リング２２と、この支持リング２２の内側に配置された円錐形状をなす第１、第２整流リング２３，２４とから構成されている。支持リング２２と第１、第２整流リング２３，２４は同心上に配置され、その中心位置から放射状に延びる複数のステー３２，３３により連結されている。このステー３２，３３は、整流装置３１の入口側と出口側とに設けられ、支持リング２２及び各整流リング２３，２４とは溶接、またはボルトなどにより接続されている。

従って、モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が回転し、ケーシング１１の一方側から空気を吸入して他方へ排出し、整流装置３１へ空気が送り込まれる。すると、ケーシング１１から排出された空気が支持リング２２及び第１、第２整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過し、第１通路Ｐ₁を通った空気が加速される一方、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃を通った空気が減速される。そのため、この整流装置３１から排出された空気は、その径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制されることとなり、トンネルＴ内に車両の走行方向に沿った空気流動が生成されてトンネルＴ内の換気が効率良く行われる。

このように実施例２のトンネルファンにあっては、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊り下げ支持されたケーシング１１内の中心部にモータ１３を配置し、このモータ１３により駆動回転する翼車１５，１６を設け、ケーシング１１における排気側に整流装置３１を設け、この整流装置３１を、支持リング２２とその内側に配置された第１、第２整流リング２３，２４をステー３２，３３により連結して構成している。

従って、モータ１３により翼車１５，１６を回転すると、ケーシング１１の一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置３１に至り、支持リング２２及び各整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過することで整流され、この整流装置３１の排出側では、径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネルＴ内での換気効率を向上することができる。

また、支持リング２２と整流リング２３，２４を放射方向に沿った複数のステー３２，３３により連結している。従って、支持リング２２に対して複数の整流リング２３，２４を簡単な構成で容易に支持することができ、構造の簡素化、低コスト化を可能とすることができる。

図５は、本発明の実施例３に係るトンネルファンを表す断面図、図６は、実施例３のトンネルファンにおける整流装置の正面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例３のトンネルファンにおいて、図５及び図６に示すように、ケーシング１１は、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊下ロッド１２により吊下げ支持されており、中心部にモータ１３が位置して複数の支持部材１４により支持され、モータ１３の回転軸における両端部に翼車１５，１６が接続されている。そして、このケーシング１１における排気側に整流装置４１が配置されている。

この整流装置４１は、支持リング２２と、この支持リング２２の内側に配置された円錐形状をなす第１、第２整流リング２３，２４と、支持リング２２内に放射方向に沿って配置された複数のガイドベーン４２から構成されている。支持リング２２と第１、第２整流リング２３，２４は同心上に配置され、その中心位置から放射状に延びるように複数のガイドベーン４２が配置され、この支持リング２２及び各整流リング２３，２４に連結されている。このガイドベーン４２は、空気の流動方向に沿った板形状をなし、３つの通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を周方向に分割している。なお、ガイドベーン４２は、支持リング２２及び各整流リング２３，２４に溶接、またはボルトなどにより接続されている。

従って、モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が回転し、ケーシング１１の一方側から空気を吸入して他方へ排出し、整流装置４１へ空気が送り込まれる。すると、ケーシング１１から排出された空気が支持リング２２及び第１、第２整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過し、第１通路Ｐ₁を通った空気が加速される一方、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃を通った空気が減速される。また、各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃がガイドベーン４２により分割されており、ここで空気の旋回流成分が除去される。そのため、この整流装置４１から排出された空気は、その径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化されると共に旋回流成分が除去され、空気流動の推力の損失が抑制されることとなり、トンネルＴ内に車両の走行方向に沿った空気流動が生成されてトンネルＴ内の換気が効率良く行われる。

このように実施例３のトンネルファンにあっては、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊り下げ支持されたケーシング１１内の中心部にモータ１３を配置し、このモータ１３により駆動回転する翼車１５，１６を設け、ケーシング１１における排気側に整流装置４１を設け、この整流装置４１を、支持リング２２と、その内側に配置された第１、第２整流リング２３，２４と、支持リング２２と各整流リング２３，２４を放射方向に連結するガイドベーン４２により構成している。

従って、モータ１３により翼車１５，１６を回転すると、ケーシング１１の一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置４１に至り、支持リング２２及び各整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過することで整流され、この整流装置４１の排出側では、径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネルＴ内での換気効率を向上することができる。

この場合、整流装置４１により空気の径方向における軸方向の速度分布をほぼ均一化することができると共に旋回流成分を除去することができ、空気を確実に整流することができる。また、支持リング２２と整流リング２３，２４を放射方向に沿った複数のガイドベーン４２により連結しており、別途連結部材を不要として構造の簡素化、低コスト化を図ることができる。

図７は、本発明の実施例４に係るトンネルファンを表す断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例４のトンネルファンにおいて、図７に示すように、ケーシング１１は、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊下ロッド１２により吊下げ支持されており、中心部にモータ１３が位置して複数の支持部材１４により支持され、モータ１３の回転軸における両端部に翼車１５，１６が接続されている。そして、このケーシング１１における排気側に整流装置５１が配置されている。

この整流装置５１は、ケーシング１１とほぼ同径の円筒形状をなす支持リング２２と、この支持リング２２の内側に配置された円錐形状をなす２つの第１、第２整流リング５２，５３とから構成されており、支持リング２２と第１、第２整流リング５２，５３は同心上に配置されている。第１、第２整流リング５２，５３は、上流側大径リング部５２ａ，５３ａと下流側小径リング部５２ｂ，５３ｂを曲面形状の円錐リング部５２ｃ，５３ｃにより滑らかに連続させて形成することで、空気の流動方向における下流側（図７にて右側）が小径となる円錐形状をなし、第１整流リング５２の傾斜角θ１より第２整流リング５３の傾斜角θ２の方が小さく設定されている。また、支持リング２２の内側に第１、第２整流リング５２，５３が配置されることで、第１通路Ｐ₁、第２通路Ｐ₂、第３通路Ｐ₃が区画されている。そして、第１通路Ｐ₁は、下流側が縮径されて幅が狭くなっており、一方、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃は、下流側が拡径されて幅が広くなっている。

従って、モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が回転し、ケーシング１１の一方側から空気を吸入して他方へ排出し、整流装置５１へ空気が送り込まれる。すると、ケーシング１１から排出された空気が支持リング２２及び第１、第２整流リング５２，５３で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過し、第１通路Ｐ₁を通った空気が加速される一方、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃を通った空気が減速される。そのため、この整流装置５１から排出された空気は、その径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制されることとなり、トンネルＴ内に車両の走行方向に沿った空気流動が生成されてトンネルＴ内の換気が効率良く行われる。

このように実施例４のトンネルファンにあっては、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊り下げ支持されたケーシング１１内の中心部にモータ１３を配置し、このモータ１３により駆動回転する翼車１５，１６を設け、ケーシング１１における排気側に、支持リング２２の内側に円錐形状をなす第１、第２整流リング５２，５３が配置された整流装置５１を設け、この第１、第２整流リング５２，５３を、上流側大径リング部５２ａ，５３ａと下流側小径リング部５２ｂ，５３ｂを曲面形状の円錐リング部５２ｃ，５３ｃにより滑らかに連続させて形成している。

従って、モータ１３により翼車１５，１６を回転すると、ケーシング１１の一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置５１に至り、支持リング２２及び各整流リング５２，５３で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過することで整流され、この整流装置５１の排出側では、径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネルＴ内での換気効率を向上することができる。

この場合、上流側大径リング部５２ａ，５３ａと下流側小径リング部５２ｂ，５３ｂを曲面形状の円錐リング部５２ｃ，５３ｃにより滑らかに連続させて第１、第２整流リング５２，５３を形成しており、各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過する空気を滑らかにガイドすることができ、整流装置５１を通過する空気の圧力損失を抑制することができ、空気流動を確実に整流することができる。

図８は、本発明の実施例５に係るトンネルファンを表す断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例５のトンネルファンにおいて、図８に示すように、ケーシング１１は、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊下ロッド１２により吊下げ支持されており、中心部にモータ１３が位置して複数の支持部材１４により支持され、モータ１３の回転軸における両端部に翼車１５，１６が接続されている。そして、このケーシング１１における排気側に整流装置６１が配置されている。

この整流装置６１は、支持リング２２と、この支持リング２２の内側に配置された円錐形状をなす第１、第２整流リング２３，２４と、ケーシング１１に連結するための連結リング６２とから構成されている。支持リング２２と第１、第２整流リング２３，２４は同心上に配置されることで、第１通路Ｐ₁、第２通路Ｐ₂、第３通路Ｐ₃が区画されている。連結リング６２は、支持リング２２の外周側に軸方向に沿って移動自在に装着されており、図８に二点差線で表す基準位置から図８に実線で表す連結位置に移動することで、連結リング６２の先端部をケーシング１１の外周部に嵌合し、整流装置６１をケーシング１１に連結することができる。

従って、モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が回転し、ケーシング１１の一方側から空気を吸入して他方へ排出し、整流装置６１へ空気が送り込まれる。すると、ケーシング１１から排出された空気が支持リング２２及び第１、第２整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過し、第１通路Ｐ₁を通った空気が加速される一方、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃を通った空気が減速される。そのため、この整流装置６１から排出された空気は、その径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制されることとなり、トンネルＴ内に車両の走行方向に沿った空気流動が生成されてトンネルＴ内の換気が効率良く行われる。

このように実施例５のトンネルファンにあっては、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊り下げ支持されたケーシング１１内の中心部にモータ１３を配置し、このモータ１３により駆動回転する翼車１５，１６を設け、ケーシング１１における排気側に、支持リング２２の内側に円錐形状をなす第１、第２整流リング５２，５３が配置された整流装置６１を配置し、整流装置６１を連結リング６２によってケーシング１１に連結している。

従って、モータ１３により翼車１５，１６を回転すると、ケーシング１１の一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置６１に至り、支持リング２２及び各整流リング２３，２４で区画された各通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通過することで整流され、この整流装置６１の排出側では、径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネルＴ内での換気効率を向上することができる。

このとき、ケーシング１１の排気側に連結リング６２によって整流装置６１が連結されており、ケーシング１１と整流装置６１との密着性を高めて両者間の隙間をなくすことで空気の漏れを防止することができ、空気流動を確実に整流することができる。また、連結リング６２を移動するだけで、ケーシング１１に対して整流装置６１を容易に連結することができ、組付性を向上することができる。

図９は、本発明の実施例６に係るトンネルファンを表す正面図、図１０は、実施例６のトンネルファンの使用状態を表す平面外略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例６のトンネルファンにおいて、図９及び図１０に示すように、ケーシング１１は、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊下げ支持された支持枠７１内の一端部に支持ロッド７２を介して支持されている。このケーシング１１の中心部にモータ１３が位置して複数の支持部材１４により支持され、モータ１３の回転軸における両端部に翼車１５，１６が接続されている。そして、このケーシング１１の前後に整流装置２１が移動自在に配置されている。

各整流装置２１は同様に構成をなし、支持リング２２と、この支持リング２２の内側に配置された円錐形状をなす第１、第２整流リング２３，２４とから構成されている。支持リング２２と第１、第２整流リング２３，２４は同心上に配置されることで、第１通路Ｐ₁、第２通路Ｐ₂、第３通路Ｐ₃が区画されている。そして、支持枠７１の天井部と床部には空気の流動方向に交差するトンネルＴの幅方向に沿って上下一対のレール７３，７４が固定されており、整流装置２１の上下に固定された移動子７５，７６が移動自在に支持されている。また、トンネルＴの一方の内壁面には、駆動アクチュエータ７７が配置されており、スライドロッド７８の先端部が整流装置２１に連結されている。本実施例では、レール７３，７４、移動子７５，７６、駆動アクチュエータ７７、スライドロッド７８により本発明のスライド機構が構成され、整流装置２１がケーシング１１に対して着脱自在となっている。

従って、駆動アクチュエータ７７を駆動してスライドロッド７８を伸縮することで、整流装置２１をレール７３，７４に沿って移動し、ケーシング１１と対向する使用位置と、側方にずれた退避位置とに移動することができる。

そして、図１０に示すように、トンネルＴ内の空気を右側から左側に流したいときには、駆動アクチュエータ７７を駆動し、排気側となる一方の整流装置２１を使用位置に移動子、吸気側となる他方の整流装置２１を退避位置に移動する。この状態で、モータ１３を駆動すると、２つの翼車１５，１６が回転し、ケーシング１１の一方側から空気を吸入して他方へ排出し、整流装置２１へ空気が送り込まれる。すると、この整流装置２１では、中心部を通った空気が加速される一方、外周側を通った空気が減速され、その径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化され、空気流動の推力の損失が抑制されることとなり、トンネルＴ内に車両の走行方向に沿った空気流動が生成されてトンネルＴ内の換気が効率良く行われる。

このように実施例６のトンネルファンにあっては、トンネルＴの天井部Ｔｃから吊り下げ支持された支持枠７１にケーシング１１を配置し、このケーシング１１内にモータ１３及び翼車１５，１６を設けると共に、ケーシング１１の前後に支持リング２２及び第１、第２整流リング５２，５３からなる整流装置２１をそれぞれ配置し、各整流装置２１をスライド機構により側方に移動可能としている。

トンネルＴ内に対面通行する上下線を有する道路が設けられている場合、上下線のうちの交通量の多い路線に沿って空気を流して換気することが望ましいが、一日の時間帯によって交通量が変動する。従って、駆動アクチュエータ７７を駆動してスライドロッド７８を伸縮し、排気側に位置する整流装置２１をレール７３，７４に沿って移動してケーシング１１と対向する使用位置に移動する一方、吸気側に位置する整流装置２１をレール７３，７４に沿って移動してケーシング１１から側方にずれた退避位置に移動する。この状態で、トンネルファンを稼動することで、吸気側の整流装置２１がケーシングに吸い込まれる空気の抵抗とならず、排出側の整流装置２１により確実に整流することができる。

即ち、モータ１３により翼車１５，１６を回転すると、ケーシング１１の一方から吸入された空気は他方へ排出されて整流装置２１に至り、ここで整流されることで、径方向における軸方向の速度分布がほぼ均一化されて空気流動の推力の損失が抑制され、その結果、トンネルＴ内での換気効率を向上することができる。

そして、整流装置２１のスライド機構をレール７３，７４、移動子７５，７６、駆動アクチュエータ７７、スライドロッド７８により構成しており、使用しない整流装置２１を容易に退避することができる。

図１１は、本発明の実施例７に係るトンネルファンを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例７のトンネルファンにおいて、図１１に示すように、ケーシング１１の端部にはヒンジ機構８１を介して整流装置２１が回動自在に配置されている。このヒンジ機構８１は、ケーシング１１の端部に固定された連結ブラケット８２と整流装置２１の端部に固定された連結ブラケット８３がヒンジ軸８４により回動自在に連結されて構成されている。そして、このヒンジ機構８１に対向して、ケーシング１１の端部に係止孔８５が形成される一方、整流装置２１の端部に係止孔８５に係止するロック爪８６が設けられている。

従って、ケーシング１１に対して手動により整流装置２１を回動し、ケーシング１１と対向する使用位置と、側方にずれた退避位置とに移動することができ、整流装置２１がケーシング１１と対向する使用位置に回動したとき、ロック爪８６を係止孔８５に係止することで、ケーシング１１に整流装置２１を固定することができる。この場合、整流装置２１をケーシング１１の側方にずれた退避位置に回動したときに、整流装置２１をロックするロック機構を設けることが望ましい。

なお、本実施例では、ケーシング１１の前後に整流装置２１が配置されており、各整流装置２１共にヒンジ機構８１により使用位置と退避位置とに移動可能となっている。そして、本実施例のトンネルファンの使用方法は、上述した実施例６と同様であるため、説明は省略する。

このように実施例７のトンネルファンにあっては、ケーシング１１の前後に整流装置２１をそれぞれ配置し、各整流装置２１をヒンジ機構８１により側方に移動可能としている。従って、排気側に位置する整流装置２１をヒンジ機構８１によりケーシング１１と対向する使用位置に回動する一方、吸気側に位置する整流装置２１をヒンジ機構８１によりケーシング１１から側方にずれた退避位置に移動する。この状態で、トンネルファンを稼動することで、吸気側の整流装置２１がケーシング１１に吸い込まれる空気の抵抗とならず、排出側の整流装置２１により確実に整流することができる。

そして、整流装置２１をヒンジ機構８１によりケーシング１１の端部に対して回動自在とすることで、使用しない整流装置２１を容易に退避することができる。また、ロック爪８６及び係止孔８５からなるロック機構を設けることで、整流装置２１を使用位置に適正に保持することができる。

なお、上述した実施例６、７では、スライド機構またはヒンジ機構８１によりケーシング１１に対して整流装置を着脱自在としたが、着脱機構はこれらの機構に限定されるものではない。

また、上述した各実施例では、整流装置２１，３１，４１，５１，６１にて、支持リング２２の内側に２つの整流リング２３，２４，５２，５３を配置することで、３つの通路Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を区画し、第１通路Ｐ₁により空気を加速可能とし、第２、第３通路Ｐ₂，Ｐ₃により空気を減速可能としたが、この構成に限定されるものではない。即ち、整流リングは少なくとも１つあればよく、３つ以上あってもよい。また、通路の数は、２つあればよく、４つ以上あってもよい。更に、加速可能な通路の数と減速可能な通路の数は、翼車１５，１６などの構造により適宜設定すればよいものであり、ケーシング１１の排出側でばらついた空気の速度分布を均一化できるような構成とすればよい。更に、各実施例にて、ケーシングをトンネルの天井部から複数の吊下ロッドにより吊下げ支持するものと説明したが、複数のロッドでケーシングの側部を吊下げ支持してもよく、本発明は、吊下げ支持構造に限定されるものではない。

本発明に係るトンネルファンは、ケーシングにおける空気の排出側に整流装置を設けることで、ここでの空気の推力の損失を抑制することでトンネル内での換気効率を向上されるものであり、いずれの種類のトンネルファンにも適用することができる。

本発明の実施例１に係るトンネルファンを表す断面図である。実施例１のトンネルファンにおける整流装置の正面図である。本発明の実施例２に係るトンネルファンを表す断面図である。実施例２のトンネルファンにおける整流装置の正面図である。本発明の実施例３に係るトンネルファンを表す断面図である。実施例３のトンネルファンにおける整流装置の正面図である。本発明の実施例４に係るトンネルファンを表す断面図である。本発明の実施例５に係るトンネルファンを表す断面図である。本発明の実施例６に係るトンネルファンを表す正面図である。実施例６のトンネルファンの使用状態を表す平面外略図である。本発明の実施例７に係るトンネルファンを表す概略図である。従来のトンネルファンを表す断面図である。

符号の説明

１１ケーシング
１３モータ（駆動部）
１５，１６翼車
２１，３１，４１，５１，６１整流装置
２２支持リング
２３，５２第１整流リング
２４，５３第２整流リング
３２，３３ステー
４２ガイドベーン
６２連結リング
７３，７４レール（スライド機構）
７７駆動アクチュエータ（スライド機構）
８１ヒンジ機構
Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃通路

Claims

トンネルの天井部から吊り下げ支持された円筒形状をなすケーシングと、該ケーシング内の中心部に配置された駆動部と、該駆動部により駆動回転する翼車とを具え、前記翼車を回転して前記トンネル内の換気を行うトンネルファンにおいて、前記ケーシングにおける排気側に、内部に下流側が小径となる円錐形状の整流リングを有する整流装置が設けられたことを特徴とするトンネルファン。
請求項１に記載のトンネルファンにおいて、前記整流装置は、前記ケーシングとほぼ同径の円筒形状をなす支持リング内に、前記整流リングが該支持リングと同心上に設けられて構成されたことを特徴とするトンネルファン。
請求項１または２に記載のトンネルファンにおいて、前記整流装置は、前記整流リングにより区画されたリング形状をなす複数の通路を有し、該複数の通路のうちの中心部の通路は下流側が縮径され、外周部の通路は下流側が拡径されていることを特徴とするトンネルファン。
請求項２に記載のトンネルファンにおいて、前記支持リングと前記整流リングは、放射方向に沿ったステーにより連結されたことを特徴とするトンネルファン。
請求項２に記載のトンネルファンにおいて、前記支持リング内に放射方向に沿って複数のガイドベーンが設けられたことを特徴とするトンネルファン。
請求項１または２に記載のトンネルファンにおいて、前記円錐リングは、上流側大径リング部と下流側小径リング部が、曲面形状をなす円錐リング部により滑らかに連続して一体に形成されたことを特徴とするトンネルファン。
請求項１または２に記載のトンネルファンにおいて、前記整流装置は、連結リングにより前記ケーシングに連結されたことを特徴とするトンネルファン。
請求項１から７のいずれか一つに記載のトンネルファンにおいて、前記整流装置は、前記ケーシングにおける軸方向両側に着脱自在に設けられたことを特徴とするトンネルファン。
請求項８に記載のトンネルファンにおいて、前記整流装置は、スライド機構により側方へ移動自在に設けられたことを特徴とするトンネルファン。
請求項８に記載のトンネルファンにおいて、前記整流装置は、ヒンジ機構により側方へ回動自在に設けられたことを特徴とするトンネルファン。