JP6389611B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮した空気を排出する送風機であって、例えば、人孔すなわちマンホールの上端部に設けられた人孔蓋枠に設置され、地下管渠または地下管路に空気を流入させる送風機に関するものである。

地下管渠内または地下管路内は酸素欠乏状態になったり、有毒ガスが充満したりする虞があるため、地下管渠または地下管路内において作業員が作業を行う際には、地下管渠内または地下管路内に地上の空気を送り込む必要がある。

そのため、例えば、地上に設置した送風機に接続した空気ダクトを開蓋された人孔（マンホール）の開口部から人孔内に挿入して地下管渠または地下管路に送風することにより、地下管渠内または地下管路内を換気する送風機を用いている。特許文献１には、人孔に吸排気用のダクトを挿入して人孔内を換気する人孔用の送風機が開示されている。

特開２０００−１０４９６６号公報

しかしながら、空気供給用のダクトの径が小さい場合は、十分な量の空気を人孔内に供給することができない。そのため、空気供給用のダクトは十分な空気供給機能を有するように比較的大径に形成する必要があるが、その場合は人孔に挿入されたダクトが人孔の開口部を塞ぐこととなり、作業員の出入りが困難となってしまう。

そこで、人孔の外部に設けたノズル内において圧縮空気を高速で噴出して周囲の空気を巻き込んだ空気流を形成し、当該空気流をノズルから人孔内に向けて送り込む方法が考えられる。これにより、ダクトを用いずに大容量の空気を人孔内に供給することができる。

ところが、圧縮空気を高速で噴出させると衝撃波が形成されやすく、これが大きな騒音となってしまう。しかし、衝撃波が形成されないように圧縮空気の風速を遅くすると、人孔内に供給する空気量が減少してしまい、十分な換気ができなくなってしまう。

そこで、本発明は、大きな騒音の発生を抑制しつつ、大容量の空気を排出することができる送風機を提供することを目的とする。

本発明に係る送風機は、外気吸引口から外気を取り込むとともに、圧縮空気受給口から圧縮空気を受給して、外気と圧縮空気とを排出口から排出するノズルを備えた送風機であって、ノズルは、外気と圧縮空気とを排出口に向けて流通させる第１流通部と、外気吸引口から流入した外気を第１流通部に向けて流出させる第２流通部と、圧縮空気受給口から流入した圧縮空気を第１流通部に向けて流出させる第３流通部と、を有し、第１流通部と第２流通部とは離間して設けられ、該離間した部分が第１流通部と第３流通部との合流部を形成し、第３流通部の内壁には、第１流通部と第３流通部との合流部から圧縮空気の流通方向に沿って延びる凹部が形成されていることを特徴とする。

これにより、圧縮空気が外気を巻き込んで人孔内に向けて排出されるので、大容量の空気を人孔内に供給することができる。また、第３流通部の内壁の圧縮空気が第１流通部へと流出する部分付近には、圧縮空気の流通方向に延びる凹部が形成されている。これにより、第３流通部から第１流通部へ圧縮空気が流出する部分において、圧縮空気の流路の壁面形状に変化をつけ、圧縮空気の流速にばらつきを生じさせることができる。

本発明によれば、ノズルから外気を巻き込んだ圧縮空気を排出することができるともに、ノズルの第３流通部から第１流通部へと圧縮空気が流出するときの圧縮空気の流速にばらつきを生じさせることができるので、大きな騒音の発生を抑制しつつ、人孔の外側から人孔内に向けて大容量の空気を供給することができる。

本発明の送風機の構造および作用を概略的に示す断面図である。 人孔蓋枠に設置した状態の本発明の送風機本体の斜視図である。 本発明のノズルの断面図である。 本発明のノズルの各流通部の構成を示すための斜視図である。

図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明の送風機１は、図１に示すように、人孔Ｍの人孔蓋枠Ｆの上面側に設置された送風機本体１１と、地上に設置されて圧縮空気を生成するコンプレッサ１２と、から構成されている。

人孔Ｍは、地上と地下管渠とを連結する上下方向に延びる通路である。人孔Ｍの下端部は地下管渠の天井部分に接続しており、上端部には地上への開口部が形成されている。人孔Ｍの上端部の開口部は円形状に形成され、図示しない鉄蓋を載置するための人孔蓋枠Ｆが設けられている。人孔蓋枠Ｆは、上面が水平状に形成された環状鉄製部材であり、上面より下側の内周面に鉄蓋を載置する受面部が設けられている。

図２に示すように、送風機本体１１は、円弧状に延びる筒状部材である枠体１００と、枠体１００の周縁に沿って複数配置されたノズル２００と、から構成されている。

枠体１００は、人孔蓋枠Ｆの受面部と略同径の円弧形状に形成されており、図１および図２に示すように、鉄蓋を外した状態の人孔蓋枠Ｆの受面部に載置可能となっている。また、枠体１００は、コンプレッサ１２に連結した供給エアホース１２１が接続可能な受給口１０１と、ノズル２００に連結した分岐エアホース１０３が接続可能な供給口１０２とを有し、中空である枠体１００の内部は圧縮空気の流路となっている。

受給口１０１は、円弧状に延びる枠体１００の略中間部分の外径側に設けられており、コンプレッサ１２によって生成された圧縮空気を供給エアホース１２１を介して受給し、枠体１００の内部へと圧縮空気を流入させる。

供給口１０２は、枠体１００の上部の４カ所に設けられており、枠体１００の内部に流入した圧縮空気を分岐エアホース１０３へと供給する。したがって、枠体１００は、受給口１０１から流入した圧縮空気を集合して４カ所の供給口１０２へと分配するマニホールドの役割を果たす。

分岐エアホース１０３は、一端側が枠体１００の供給口１０２に接続され、他端側がノズル２００の圧縮空気受給口２１２に接続されている。

ノズル２００は、枠体１００の周方向に沿って等間隔に４個設けられており、略上下方向に延びる円筒形状のノズル本体２１０と、ノズル本体２１０の上部を覆う吸気カバー２２０とから構成されている。ノズル２００は、枠体１００の上面から上方に延びる板状部材であるノズルブラケット２０１に、ノズル本体２１０の下方が上方よりも枠体１００の径方向内側となるようにやや傾斜して固定されている。

図３および図４に示すように、ノズル本体２１０は、ノズル本体２１０の上端部に形成された開口部であって外気を取り込む外気吸引口２１１と、分岐エアホース１０３とノズル本体２１０との接続部分に設けられた開口部であって圧縮空気の供給を受ける圧縮空気受給口２１２と、ノズル本体２１０の下端部に形成された開口部であって外気と圧縮空気とを人孔Ｍに向けて排出する排出口２１３と、排出口２１３に向けて外気と圧縮空気とが流通可能な第１流通部２１４と、外気吸引口から取り込まれた外気が第１流通部２１４に向けて流通可能な第２流通部２１５と、圧縮空気受給口２１２から取り込まれた圧縮空気が第１流通部２１４に向けて流通可能な第３流通部２１６と、を有している。

第１流通部２１４は、ノズル本体２１０で囲まれた筒状流路であり、ノズル本体２１０の略中間部から下端部まで延びて形成されている。すなわち、ノズル本体２１０の長手方向の略中間部から下端部までの筒状の中空部分が第１流通部２１４を構成している。したがって、第１流通部２１４の上端部はノズル本体２１０の長手方向の略中間部付近に位置し、第１流通部２１４の下端部は排出口２１３に接続している。後述するように、第１流通部２１４の上端部から外気と圧縮空気とが流入し、該外気と圧縮空気とは第１流通部２１４の下端部に接続した排出口２１３から排出される。

第２流通部２１５は、ノズル本体２１０で囲まれた筒状流路であり、ノズル本体２１０の上端部から略中間部まで延びて形成されている。すなわち、ノズル本体２１０の上端部から長手方向の略中間部までの筒状の中空部分が第２流通部２１５を構成している。したがって、第２流通部２１５の上端部は外気吸引口２１１に接続し、第２流通部２１５の下端部はノズル本体２１０の長手方向の略中間部付近に位置している。第２流通部２１５の上端部に接続した外気吸引口２１１から流入した外気は、第２流通部２１５の下端部へ向けて流通する。なお、第１流通部２１４と第２流通部２１５とは同軸の筒状流路となっており、第２流通部２１５は第１流通部２１４よりも大径に形成されている。また、第１流通部２１４の上部のテーパ形状となっている部分と第２流通部２１５の下端部とは僅かに離間して設けられている。

また、第１流通部２１４の上部はテーパ形状に形成され、上端部に向かって徐々に径寸法が大きくなるように傾斜した断面形状を有している。そして、最も径寸法が大きい第１流通部２１４の上端部は、第２流通部２１５の下端部よりも大径となっている。したがって、第２流通部２１５の上端部から第２流通部２１５へと流入した外気は、第２流通部２１５の下端部から第１流通部２１４の上端部へと、第１流通部２１４と第２流通部２１５との中心軸に沿って流通する。

第３流通部２１６は、外周をノズル本体２１０で囲まれるとともに、第２流通部２１５の外周を囲む環状流路であり、ノズル本体２１０の略中間部から上方に向かって延びて形成されている。すなわち、ノズル本体２１０が第３流通部２１６の外壁２１６ａを構成し、第２流通部２１５の外周面が第３流通部２１６の内壁２１６ｂを構成している。第３流通部２１６の外壁２１６ａには、圧縮空気受給口２１２に接続した開口部が形成されており、分岐エアホース１０３から供給された圧縮空気は、圧縮空気受給口２１２を介して第３流通部２１６へと流入する。

外壁２１６ａの下端部は、第１流通部２１４の上端部と連続している。一方、第２流通部２１５の下端部と１流通部２１４とは僅かに離間しているため、内壁２１６ｂの下端部と第１流通部２１４との間に環状の隙間が形成されている。また、内壁２１６ｂの下端側は、下端部に向かって徐々に径寸法が小さくなるように傾斜した断面形状を有し、テーパ部２１６ｃを形成している。テーパ部２１６ｃの表面には、下端部から上部方向へと放射状に延びる凹部２１６ｄが複数形成されている（図４参照）。したがって、圧縮空気受給口２１２から第３流通部２１６へと供給された圧縮空気は、テーパ部２１６ｃを上部から下部へと流通し、第１流通部２１４と内壁２１６ｂの下端部との間に設けられた環状の隙間から第１流通部２１４へと流入する。第１流通部２１４と内壁２１６ｂの下端部との間に設けられた環状の隙間が、第１流通部２１４と第３流通部２１６との合流部２１６ｅとなる。

このように、第３流通部２１６を流通する圧縮空気を、第１流通部２１４と内壁２１６ｂの下端部の僅かな隙間から流出させることにより、圧縮空気を第１流通部２１４に向けて高速で噴出させることができる。また、第３流通部２１６から圧縮空気を流出させる部分を環状に形成することで、圧縮空気を大量に第１流通部２１４へと噴出させることができる。また、第３流通部２１６のテーパ部２１６ｃには、圧縮空気の流通方向に沿って延びる凹部２１６ｄが形成されており、第３流通部２１６から圧縮空気が流出する部分の表面は、不均等な形状となっている。これにより、第３流通部２１６から流出する圧縮空気の流速にばらつきが生じ、衝撃波の形成を抑制することができる。したがって、第３流通部２１６から第１流通部２１４へと、高速かつ大量に圧縮空気を送り込むことができるとともに、圧縮空気が第３流通部２１６から第１流通部２１４へと噴出される際における衝撃波の発生による騒音を抑制することができる。

このように、ノズル本体２１０の長手方向の略中間部には、第１流通部２１４の上端部、第２流通部２１５の下端部、および第３流通部２１６の下端部が設けられており、ノズル本体２１０の長手方向の略中間部はこれら３つの流通部が合流する部分となっている。すなわち、該合流する部分において第１流通部２１４と第２流通部２１５と第３流通部２１６とが接続し、第２流通部２１５を流通する外気と、第３流通部２１６を流通する圧縮空気とが、第１流通部２１４へと流入する。そして、第３流通部２１６から第１流通部２１４へと流入した圧縮空気は、第２流通部２１５から第１流通部２１４へと流入した外気を巻き込んで、第１流通部２１４の下端部へ向かって流通する。圧縮空気が外気を巻き込むことで、大量の空気が排出口２１３からノズル２００の外部へと排出される。

吸気カバー２２０は、カバー本体２２１と、取付部材２２２と、第１吸気フィルタ２２３ａおよび第２吸気フィルタ２２３ｂとを有している。カバー本体２２１は、下部が開放した円柱形状の部材であり、取付部材２２２によってノズル本体２１０の上部を覆うように設けられている。カバー本体２２１は、ノズル本体２１０よりも大径に形成されており、開口したカバー本体２２１の下部は、ノズル本体２１０の上部の周囲から外気を取り込むとともに、ノズル本体２１０の上端部の外気吸引口２１１に取り込んだ外気を送り込む。第１吸気フィルタ２２３ａは、円板状に形成され、カバー本体２２１の上面内側に設けられている。第２吸気フィルタ２２３ｂは、円筒状に形成され、取付部材２２２の周囲を囲むように設けられている。第１吸気フィルタ２２３ａと第２吸気フィルタ２２３ｂとにより、外気吸引口２１１の異物の付着による吸引力の低下を防止するとともに、第２流通部２１５へゴミ等の異物を外気とともに取り込んでしまうことによる異物の人孔Ｍ内への進入を防ぐことができる。また、カバー本体２２１には、吸音材が設けられており、ノズル本体２１０内で発生する高周音波音を消音・吸音することができる。

コンプレッサ１２は、電動モータ（図示せず）で駆動する空気圧縮部（図示せず）を有しており、空気圧縮部で生成した圧縮空気を、枠体１００の受給口１０１に接続した供給エアホース１２１を介して、送風機本体１１の枠体１００に供給する。

以上のように、本実施形態の送風機１によれば、ノズル２００のノズル本体２１０は、外気吸引口２１１から取り込んだ外気を第１流通部２１４に向けて流出させる第２流通部２１５と、圧縮空気受給口２１２から取り込んだ圧縮空気を第１流通部２１４に向けて流出させる第３流通部２１６と、を有している。また、第１流通部２１４と第２流通部２１５とは僅かに離間して隙間が形成されており、この隙間部分が第３流通部２１６を流通する圧縮空気が第１流通部２１４へと流出する合流部２１６ｅを構成している。これにより、圧縮空気を第３流通部２１６から第１流通部２１４に向けて高速で噴出させることができる。さらに、第３流通部２１６の内壁２１６ｂの表面には、下端部から上部方向へと放射状に延びる凹部２１６ｄが形成されている。これにより、第３流通部２１６から流出する圧縮空気の流速にばらつきが生じ、衝撃波の発生による騒音を抑制することができる。

また、第３流通部２１６の内壁２１６ｂには、複数の凹部２１６ｄが形成されている。これにより、第３流通部２１６から圧縮空気が流出する部分の表面をより不均等な形状とすることができるので、圧縮空気が第３流通部２１６から流出する際の流速のばらつきを多様化させ、より確実に衝撃波の発生を抑制することができる。

また、第３流通部２１６の内壁２１６ｂは、テーパ部２１６ｃを形成している。すなわち、環状流路である第３流通部２１６の内壁２１６ｂは、下端側から圧縮空気受給口２１２側に向かって径寸法が大きくなっていく円錐台の側面をなしている。これにより、第３流通部２１６における圧縮空気の流路は、圧縮空気受給口２１２から合流部２１６ｅに向かって、徐々に狭くなっていき、圧縮空気をより高圧で流通させることができる。そのため、第１流通部２１４に高速で圧縮空気が流入することになるので、より大量の外気を巻き込んで排出口２１３からノズル２００の外部へと排出することができる。

また、第１流通部２１４と第２流通部２１５とは、いずれも筒状流路であり、合流部２１６ｅである第１流通部２１４と第２流通部２１５との間の隙間は環状となっている。このように、第３流通部２１６から圧縮空気を流出させる合流部２１６ｅを環状に形成することで、第３流通部２１６から第１流通部２１４へと大量の圧縮空気を流入させることができる。

また、第３流通部２１６の内壁２１６ｂは、第２流通部２１５の外周面によって構成されている。そのため、第２流通部２１５と第３流通部２１６とをノズル本体２１０内にコンパクトに収容することができる。また、第２流通部２１５から流出する外気と第３流通部２１６から流出する圧縮空気とをバランス良く合流させることができる。

なお、本実施形態では、第３流通部２１６のテーパ部２１６ｃに凹部２１６ｄを設けることによって、第３流通部２１６から流出する圧縮空気の流速にばらつきを生じさせているが、これに限らず、例えば、第３流通部２１６の内壁２１６ｂを波形に形成することにより、内壁２１６ｂの表面の形状を不均等にするようにしてもよい。

１ 送風機
１１ 送風機本体
１２ コンプレッサ
１００ 枠体
１０１ 受給口
１０２ 供給口
１０３ 分岐エアホース
１２１ 供給エアホース
２００ ノズル
２０１ ノズルブラケット
２１０ ノズル本体
２１１ 外気吸引口
２１２ 圧縮空気受給口
２１３ 排出口
２１４ 第１流通部
２１５ 第２流通部
２１６ 第３流通部
２１６ａ 外壁
２１６ｂ 内壁
２１６ｃ テーパ部
２１６ｄ 凹部
２１６ｅ 合流部
２２０ 吸気カバー
２２１ カバー本体
２２２ 取付部材
２２３ａ 第１吸気フィルタ
２２３ｂ 第２吸気フィルタ
Ｍ 人孔
Ｆ 人孔蓋枠

Claims (4)

1. 外気吸引口から外気を取り込むとともに、圧縮空気受給口から圧縮空気を受給して、外気と圧縮空気とを排出口から排出するノズルを備えた送風機であって、
   ノズルは、
   外気と圧縮空気とを排出口に向けて流通させる第１流通部と、
   外気吸引口から流入した外気を第１流通部に向けて流出させる第２流通部と、
   圧縮空気受給口から流入した圧縮空気を第１流通部に向けて流出させる第３流通部と、を有し、
   第１流通部と第２流通部とは離間して設けられ、該離間した部分が第１流通部と第３流通部との合流部を形成し、
   第３流通部の内壁には、第１流通部と第３流通部との合流部から圧縮空気の流通方向に沿って放射状に延びる複数の凹部が形成されていることを特徴とする送風機。
2. 第１流通部と第２流通部とは円筒状に形成され、第１流通部と第３流通部との合流部は環状となっていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
3. 第３流通部の内壁は、第１流通部と第３流通部との合流部から圧縮空気受給口に向かって徐々に径寸法が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の送風機。
4. 円筒形状に形成された第２流通部の外側面が、第１流通部と第３流通部との合流部を含む第３流通部の内壁の一部を構成することを特徴とする請求項３に記載の送風機。

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