JP3690075B2 - Bidirectional axial blower - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車道路用トンネル内の換気用として使用するジエットファンを対象とした双方向型軸流送風機に関する。
【0002】
【従来の技術】
頭記したトンネル用のジェットファンは、トンネル内を通り抜ける自然風の風向きに合わせて送風方向を正,逆に反転して運転するものであり、その具体的な構成として、翼形の動翼からなる正転用羽根車とその駆動モータ,および翼形の動翼からなる逆転用羽根車とその駆動モータを同軸上に並べて筒状ケーシング内に収設し、前記駆動モータの一方を選択的に運転し、他方を運転停止して送風方向を正,逆に切り換えるようにした双方向型軸流送風機として、特開平4−175500号公報に示されるものが既に提案されている。
【0003】
図2は前記提案を基にした双方向型軸流送風機の従来構造図である。図において、1はトンネル内の天井側に据付けけた前後端面開放形の筒状ケーシング、2は翼形の動翼2aからなる正転用羽根車、3はその駆動モータ、4は翼形の動翼4aからなる逆転用羽根車、5はその駆動モータ、6は駆動モータ3,5をケーシング1内に固定する支柱を兼ねた円柱状,もしくは送風方向に平行な平板状ないし偏平状のステーベーン、7は正転用羽根車2,および逆転用羽根車4の吸込側(上流)に配したコーン状のハブである。
【0004】
ここで、駆動モータ3,5は背中合わせに並べてケーシング1の中央部に配置し、各駆動モータ3,5に連結した羽根車2,4は駆動モータ3,5を挟んでその外側(軸方向)に配置した配列になる。
かかる構成で、図の左側から右側に向けて送風する(送風方向A)場合には、駆動モータ3を運転して正転用羽根車2を矢印a方向に回転駆動し、他方の駆動モータ5を非拘束のまま運転を停止する。また、送風方向を切換えて右側から左側に送風する(送風方向B)場合には、前記とは逆に駆動モータ5を運転して逆転用羽根車4を矢印b方向に回転駆動し、他方の駆動モータ3は非拘束のまま運転を停止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来の構成では送風効率,騒音などの面で次のような問題点がある。すなわち、
(1) 駆動モータ3,5のいずれかを運転して羽根車2,または4を駆動すると、その動翼の回転により羽根車から下流側へ向けて旋回しながら吐き出す送風気流は軸流方向に並ぶ駆動モータ3,および5の各ステーベーン7と衝突を繰り返しながら下流側に向けて送風される。この場合にステーベーン7は送風方向の正,逆切換えに対応させるように、前記のように円柱状,もしくは送風方向と平行な平板で構成さている。このために、羽根車2,4の動翼2a,4aから吐き出される旋回気流と送風経路に沿って直列に並ぶステーベーン7との衝突の繰り返しで発生する風損が大きくなって送風効率が低下する。
【0006】
(2) 駆動モータ3,5のいずれか一方を運転して送風している状態で、他方の停止側の駆動モータ,およびその羽根車を非拘束状態のままにしているので、下流側に並ぶ停止中の羽根車が駆動側羽根車の吐出し風力を受けて回転することになる。しかして、停止側の駆動モータ,羽根車が駆動側羽根車の風力で回転すると、その回転に伴い軸受の摩擦損、および送風気流による動翼表面での剥離損失が生じ、駆動側羽根車の送風力の一部が前記の損失分に費やされるため送風機としての効率が低下する。
【0007】
(3) 正転用,逆転用の羽根車2,4は駆動モータ3,5を中央に挟んでケーシング1の開口端に近く位置しているために、羽根車2,4の回転によりケーシング1の開口端を通じて周囲に伝播する動翼風切り音による騒音が大となる。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記問題点を解決し、風損,騒音レベルを低減して送風効率の向上,低騒音化が図れるように改良した双方向型軸流送風機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、翼形の動翼からなる正転用羽根車とその駆動モータ,および翼形の動翼からなる逆転用羽根車とその駆動モータを同軸上に並べて筒状ケーシング内に収設し、前記駆動モータの一方を選択的に運転し、他方を運転停止して送風方向を正,逆に切り換えるようにした双方向型軸流送風機において、
(1) 正転用羽根車と逆転用羽根車とを向かい合わせに並べてケーシング内の中央に配置し、各羽根車の駆動モータをその両側に配置する(請求項1)。
【0009】
(2) 送風方向に対して運転停止の羽根車が上流側,運転中の羽根車が下流側に位置するように正転用,逆転用羽根車を配置する(請求項2)。
(3) 正転用,逆転用羽根車の駆動モータのうち、一方の駆動モータを運転して送風を行っている際に、停止側の駆動モータ,およびその羽根車を回転しないように拘束する(請求項3)。
【0010】
上記の構成によれば、駆動側の羽根車から下流側に向けて吐き出す旋回気流は、駆動側羽根車の駆動モータのステーベーンと衝突するだけで、上流側に位置する停止側駆動モータのステーベーンと衝突することがなく、したがってステーベーンとの衝突により生じる風損が従来構成と較べて半減し、これにより送風機の効率が向上する。
【0011】
また、正転用,逆転用の羽根車を向かい合わせてケーシングの中央部に配置したことにより、羽根車とケーシングの開口端との間の距離が遠く離れるので、その分だけ羽根車から発生してケーシングの開口端から周囲に伝播する騒音が低下する。
さらに、駆動側羽根車の上流側に位置する停止側の羽根車が送風気流を受けて回らないように拘束することで、この停止側の羽根車の翼形動翼が駆動側の羽根車に対する風向ガイドベーンとして有効に働き、ケーシング内に吸い込んだ直進気流を駆動側羽根車の動翼の迎え角に沿って流れるような旋回流に変える。これにより駆動側羽根車の動翼に生じる剥離損失が低減して送風効率が向上する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1の実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図2に対応する同一部材には同じ符号が付してある。
図1の実施例では、ケーシング1の内部に組み込んだ正転用羽根車2と逆転用羽根車4を向かい合わせに並べてケーシング内の中央に配置し、各羽根車の駆動モータ3,5が羽根車2,4を挟んでその両側に配置されている。ここで、羽根車2,4は、矢印A,Bで示す正,逆の送風方向に対して、停止側の羽根車が上流,駆動側の羽根車が下流側となるようにに正転用,逆転用羽根車2,4の各動翼の向きを定めて配列する。また、駆動モータ3,5には電源側にインバータ8を接続し、その出力周波数を変えて駆動側羽根車の回転速度制御,並びに停止中の羽根車が送風気流を受けて回らないように拘束制御(出力周波数が0)するようにしている。
【0013】
かかる構成で、矢印A方向に送風する場合には、駆動モータ3を運転して正転用羽根車2を駆動し、停止側の駆動モータ5はインバータ8の制御で羽根車4が回らないように拘束しておく。これにより、ケーシング1の開口面1a(左側)より流入してケーシング内を直進する吸込空気流は停止側羽根車4の動翼4aを通過する過程でその翼面に沿って右回転の旋回流となり、その下流側に並ぶ正転用羽根車2に流入する。つまり、停止側の羽根車4の動翼4aが駆動側の羽根車2に対する風向ガイドベーンとして働き、ここを通過する吸込み気流に駆動側羽根車2の動翼2aの迎え角に適合した流入角を与える。そして正転用羽根車2から吐出した気流はケーシング1内を旋回しながら駆動モータ3のステーベーン6を通過し、ケーシング1の開口端1aより下流側に放出する。
【0014】
一方、送風機の送風方向を矢印B方向に切換えて運転する場合には、前記とは逆に駆動モータ5を運転して逆転用羽根車4を駆動し、駆動モータ3をインバータ制御により拘束して正転用羽根車2が送風流で回らないようにする。この場合でも、前記と同様に停止中の正転用羽根車2の動翼2aが駆動側の逆転用羽根車4に対する風向ガイドベーンとして機能することになる。
【0015】
なお、停止側の羽根車を拘束する手段としては、駆動モータ3,5に機械的なブレーキを付設することもできる。
また、上記の構成によれば、図示のように羽根車2,4がケーシング1の開口端1a,1bから遠く離れた中央部に配置されていので、羽根車2,4の回転に伴って発生する騒音(動翼の風切り音)はケーシングの内部で多少減衰し、ケーシング1の開口端より周囲に伝播する騒音レベルが図2に示した従来構成と較べて低下する。
【0016】
さらに、送風方向A,Bに対して停止中の羽根車は駆動側の羽根車の上流側に位置しているので、駆動側羽根車から吐出した旋回気流が停止側羽根車の駆動モータを支えているステーベーンと衝突することがなく、これにより図2の従来構成と較べて風損が半減する。
【0017】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の構成によれば、従来構成の送風機と較べて、風損,騒音レベルを低減し、低騒音で送風効率の高い双方向型軸流送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例による双方向型軸流送風機の構成図
【図2】従来における双方向型軸流送風機の構成図
【符号の説明】
1 ケーシング
2 正転用羽根車
2a 動翼
3 正転用羽根車の駆動モータ
4 逆転用羽根車
4a 動翼
5 逆転用羽根車の駆動モータ
6 ステーベーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bidirectional axial fan for a jet fan used for ventilation in a tunnel for an automobile road.
[0002]
[Prior art]
The tunnel jet fan mentioned above is operated by reversing the air flow direction forward and backward in accordance with the direction of the natural wind passing through the tunnel. The forward impeller and its drive motor, and the reverse impeller consisting of an airfoil blade and its drive motor are coaxially arranged in a cylindrical casing, and one of the drive motors is selectively operated However, as a bidirectional axial flow blower in which the other is stopped and the air blowing direction is switched between forward and reverse, the one disclosed in JP-A-4-175500 has already been proposed.
[0003]
FIG. 2 is a conventional structural view of a bidirectional axial flow fan based on the above proposal. In the figure, 1 is a cylindrical casing with an open front and rear end face installed on the ceiling side in a tunnel, 2 is a forward impeller comprising an
[0004]
Here, the drive motors 3 and 5 are arranged back to back in the center of the
In such a configuration, when the air is blown from the left side to the right side in the figure (air blowing direction A), the drive motor 3 is operated to rotate the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional configuration has the following problems in terms of blowing efficiency and noise. That is,
(1) When either one of the drive motors 3 and 5 is operated to drive the
[0006]
(2) Since one of the drive motors 3 and 5 is operating and blowing air, the other stop side drive motor and its impeller are left in an unconstrained state, so they are arranged downstream. The impeller being stopped rotates by receiving the discharge wind force of the driving side impeller. Thus, when the drive motor and impeller on the stop side are rotated by the wind power of the drive impeller, the friction loss of the bearing and the separation loss on the moving blade surface due to the air flow occur with the rotation. Since a part of the blowing power is consumed for the loss, the efficiency as a blower is lowered.
[0007]
(3) Since the
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to solve the above problems and improve the bidirectional type so as to reduce windage loss and noise level to improve blowing efficiency and reduce noise. The object is to provide an axial blower.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a forward rotation impeller composed of an airfoil-shaped moving blade and its drive motor, and a reverse rotation impeller composed of an airfoil-shaped moving blade and its drive motor are coaxially arranged. In a bidirectional axial flow fan that is arranged side by side in a cylindrical casing, selectively operates one of the drive motors, stops the other operation, and switches the blowing direction to normal or reverse,
(1) A forward impeller and a reverse impeller are arranged face to face in the center of the casing, and drive motors for the respective impellers are disposed on both sides thereof.
[0009]
(2) The forward and reverse impellers are arranged so that the impeller that is not operating is located upstream and the impeller that is operating is located downstream relative to the blowing direction.
(3) When driving one of the forward and reverse impeller drive motors to blow air, the stop drive motor and the impeller are restrained from rotating ( Claim 3).
[0010]
According to the above configuration, the swirling airflow discharged from the drive-side impeller toward the downstream side only collides with the stay vane of the drive motor of the drive-side impeller, and the stay vane of the stop-side drive motor positioned on the upstream side. There is no collision, and therefore the windage loss caused by the collision with the stay vanes is halved compared to the conventional configuration, thereby improving the efficiency of the blower.
[0011]
In addition, since the impeller for normal rotation and reverse rotation are arranged facing each other in the center part of the casing, the distance between the impeller and the open end of the casing is far away, so that the impeller is generated by that much. Noise transmitted from the open end of the casing to the surroundings is reduced.
Further, by restraining the stop-side impeller located upstream of the drive-side impeller from receiving air flow and turning it, the airfoil blades of the stop-side impeller against the drive-side impeller It works effectively as a wind guide vane, and changes the straight air flow sucked into the casing into a swirl flow that flows along the angle of attack of the moving blade of the driving impeller. Thereby, the peeling loss which arises in the moving blade of a drive side impeller reduces, and ventilation efficiency improves.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the embodiment of FIG. In the drawings of the embodiments, the same members corresponding to those in FIG.
1, the
[0013]
With this configuration, when the air is blown in the direction of arrow A, the drive motor 3 is operated to drive the
[0014]
On the other hand, when the fan is operated by switching the blowing direction to the arrow B direction, the drive motor 5 is driven to drive the
[0015]
As a means for restraining the impeller on the stop side, a mechanical brake can be attached to the drive motors 3 and 5.
Moreover, according to said structure, since the
[0016]
Further, since the impeller that is stopped with respect to the air blowing directions A and B is located upstream of the drive-side impeller, the swirling airflow discharged from the drive-side impeller supports the drive motor of the stop-side impeller. The windage does not collide with the stay vanes, and the windage loss is halved compared to the conventional configuration of FIG.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, it is possible to provide a bidirectional axial flow fan that reduces windage loss and noise level, has low noise, and has high blowing efficiency, as compared to a blower having a conventional structure. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a bidirectional axial fan according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a conventional bidirectional axial fan.
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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JPH1137093A JPH1137093A (en) | 1999-02-09 |
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Cited By (1)
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1997
- 1997-07-16 JP JP19139097A patent/JP3690075B2/en not_active Expired - Fee Related
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