JPH08121836A - ジェットファンおよび推力増強装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジェットファンの吹き出し口付近での乱流混
合によって発生する渦による推力損失を抑制しうるジェ
ットファンを提供することを目的とする。 【構成】 噴流を生ぜしめる推力生成手段１と、この推
力生成手段１の吹出口近傍であって、この推力生成手段
１に沿って生ずる気流中に位置するように設けられた推
力増強部材５とからなり、この推力増強部材の断面は、
推力生成手段１の吹出口方向に揚力を発生せしめる翼型
に成型されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、噴流効果を利用した換
気用ファンに関し、特に道路トンネル内の換気用ファン
に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路トンネルあるいは地下駐車場等の閉
空間においては、特に自動車の排気ガス等により空間内
の空気が汚染される。これらの汚染空気を空間外へ排出
するために空間内に換気用のファンを設けることが多
い。

【０００３】図４に換気用ファンの一例として、道路ト
ンネル内換気用のジェットファンを示す。１１はジェッ
トファンの本体を構成する送風筒で、この送風筒１１内
に設けられたモータ１２によりファン１３が回転する。
また、ファン１３の後方（送風筒１１の吸気側）にはフ
ァン１３の回転とは逆方向のネジレを有する静翼１４が
設けられている。従って、送風筒１１に吸い込まれた空
気はこの静翼１４により回転を与えられているため、フ
ァン１３によって作り出される空気が、旋回流とならず
におおよそ噴流となってトンネル内に吹き出される。

【０００４】このようなジェットファンは送風筒１１に
設けられた取付具によって、トンネルの軸方向に複数個
天井から吊り下げられている。これらそれぞれのファン
１３によって作り出された噴流は、周辺の空気を取り込
みつつ減速し、やがてトンネル断面全体に拡散して坑内
空気全体を押し出すように、トンネル内における汚染空
気を坑外へ排出している。

【０００５】このような換気を効率よく行うためには、
より強い力で空気を排出することが必要となる。そのた
めの簡便な方法として設置台数、ファンの回転数の増加
あるいはファンの径を大きくすることが考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、設置台
数やファンの回転数を増加させることは、ジェットファ
ンそのもののコストおよび消費電力の増加に伴うコスト
により、コスト増を招くため望ましくない。また、図５
に示すように、トンネル断面における車両通行空間の確
保のため、点線Ａで示すように、ジェットファンの占有
しうる断面積には限界があり、その上、径を大きくして
所要吹き出し風速を得ようとするとモータ出力（消費電
力）の増加につながる。

【０００７】一方、ジェットファンの生成する噴流は、
ファンの吹き出し口付近において、図６に示すように送
風筒１１に沿って生ずる気流と混合する際に乱流混合損
失を生じている。この混合域では、ファンの吹き出し口
付近の気流速度と噴流速度との差が大きくなるほど、渦
の発生が多くなり、推力の損失も多くなる。

【０００８】本発明は、このような乱流混合によって発
生する渦による推力損失を抑制しうるジェットファンを
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を解決するため
に、本発明のジェットファンは、推力を生ぜしめるファ
ンと、このファンに回転力を伝達するモータと、前記フ
ァンの後方に設けられた静翼と、前記ファン、モータ及
び静翼を収納する送風筒と、この送風筒の吹出口と対向
する位置に固定されたリング状の推力増強部材とを備
え、この推力増強部材の断面は前記送風筒方向に揚力を
発生せしめる翼型に成型され、かつその口径は前記送風
筒の吹出口の口径より大きいことを特徴とする構成とし
たものである。

【００１０】

【作用】かかる構成により、ファンの吹き出し口付近に
翼型断面を有する推力増強部材を置き、これを固定する
ことにより、かかる推力増強部材に生ずる揚力の垂直成
分、すなわちジェットファン本体に向かう方向の成分の
反作用が流れに推力を与え、流れを整流化し、混合域に
おける推力損失を減少せしめることができる。

【００１１】

【実施例】本発明のジェットファンの一実施例につい
て、図１に基づいて説明する。５はその断面６を、推力
生成手段であるジェットファン本体１の方向に揚力を発
生せしめる翼型に成形されたリング状の推力増強部材で
あり、ジェットファン本体１の吹出口と対向する位置に
固定されている。

【００１２】リングの半径はジェットファン本体１の吹
出口の半径より大きく、ジェットファンに沿って発生す
る気流の中に推力増強部材５が位置するように設定され
ている。

【００１３】推力増強部材の断面をこのような翼型とし
て構成することにより、ジェットファンに沿って発生し
た気流を受け、推力増強部材がその流れのなかでジェッ
トファン本体側に揚力を発生する。この推力増強部材を
固定することにより、この揚力のうちの垂直成分、すな
わちジェットファン本体に向かう方向の成分の反作用
が、この気流に対して推力を与えることとなる。

【００１４】従って、噴流の回りの気流の速度が上が
り、噴流速度との差が小さくなる結果、混合域における
渦の発生を抑制することができ、推力損失を減少せしめ
ることができる。

【００１５】次に、上記推力増強部材によって生ずる揚
力の大きさに関する実験について、図２に基づいて説明
する。図２において、２５は、吹き出しパイプ２１の吹
き出し口近傍に設けられた推力増強部材であり、支え棒
２７によって電子天秤２８上に置かれている。２９は、
吹き出しパイプ２１より噴流を発生させるコンプレッサ
である。

【００１６】まず、推力増強部材２５を取り付けない状
態で、コンプレッサ２９のしぼり・圧力を、吹き出し風
速が所定風速値（３０ｍ／ｓ，４０ｍ／ｓ，５０ｍ／
ｓ）になるように調節する。次に、推力増強部材２５を
取り付け、パイプ２１の吹き出し口と推力増強部材２５
との距離を変化させ、前記各所定風速値のもとでの重量
増加を電子天秤２８により測定する。

【００１７】そして、かかる測定を、以下のように推力
増強部材２５および吹き出しパイプ２１について、各々
２種類ずつ用意し、その組合せ４パターンにおいて行
う。

【００１８】

【表１】

【００１９】上記実験に基いて、各パターンにおける、
吹き出し口と推力増強部材との距離の変化に伴う推力上
昇効果は、図３に示す通りであり、これを整理すると以
下の通りである。

【００２０】

【表２】

【００２１】なお、本実施例では推力増強部材をリング
状のものとしたが、要はジェットファンに沿って発生す
る気流に位置すればよく、その形状は例えば、真円であ
っても楕円であっても差し支えがない。これはトンネル
等の形状により、ジェットファンに沿って発生する気流
がジェットファンの中心から均一に分布しない場合に、
その分布に合せて形状を変化させることにより、効果的
にジェットファンに沿って発生する気流の速度を上げる
ことができる。

【００２２】また円周状の一部あるいは平板として構成
することもできる。このように円周状の一部あるいは平
板として構成することは、前述のようにジェットファン
の設置限界がある場合に効果的である。すなわち、当該
限界線に触れない位置、例えば空間的に余裕のあるトン
ネル中央側あるいは側道側にのみ、この推力増強部材を
設置することも可能となり、省スペースあるいは低コス
トの点で優れた推力増強部材を提供することができる。

【００２３】さらに、本実施例では推力増強部材を１つ
としたが、複数の推力増強部材をもって構成することも
可能である。すなわちジェットファンに沿って発生する
気流方向に、複数の推力増強部材を設置する場合、例え
ばリング状の推力増強部材をジェットファン本体からよ
り遠い方向へ２重３重に設置することにより、ジェット
ファン本体からより遠い領域でのジェットファンに沿っ
て発生する気流の速度を上げることができ、推力損失を
より効果的に行うことが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上の構成により、ジェットファン吹出
口近傍に発生する乱流混合により損失を減少せしめ、全
体としてジェットファンの推力を増強することができ
る。 そして消費電力の増加やファンの径を大きくする
ことなく、一台当たりの推力が上昇するため、ジェット
ファンの設置台数を増加する必要もなく、低コストで推
力増強が図られる。また構造的にも簡単であり、低コス
トで製作することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のジェットファンの一実施例を示す図

【図２】推力増強部材によって生ずる揚力の大きさに関
する実験装置を示す図

【図３】吹き出し口と推力増強部材との距離の変化に伴
う推力上昇効果を示す図

【図４】従来のジェットファンの側面およびその断面図

【図５】ジェットファンを設けたトンネルの断面図

【図６】ジェットファン吹出口周辺の空気の流れを示す
図

【図７】表１の各部位を示す図

【符号の説明】

１ ジェットファン本体（推力生成手段） ５ 推力増強部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推力を生ぜしめるファンと、このファン
   に回転力を伝達するモータと、前記ファンの後方に設け
   られた静翼と、前記ファン、モータ及び静翼を収納する
   送風筒と、この送風筒の吹出口と対向する位置に固定さ
   れたリング状の推力増強部材とを備え、この推力増強部
   材の断面は前記送風筒方向に揚力を発生せしめる翼型に
   成型され、かつその口径は前記送風筒の吹出口の口径よ
   り大きいことを特徴とするジェットファン。
2. 【請求項２】 噴流を生ぜしめる推力生成手段と、この
   推力生成手段の吹出口近傍であって、前記推力生成手段
   に沿って生ずる気流中に位置するように設けられた推力
   増強部材とからなり、この推力増強部材の断面は前記推
   力生成手段の吹出口方向に揚力を発生せしめる翼型に成
   型されたことを特徴とするジェットファン。
3. 【請求項３】 翼型に成型された断面を有し、噴流を生
   ぜしめる推力生成手段に沿って生ずる気流中に位置する
   ように固定されることにより、前記推力生成手段の吹出
   口方向に揚力を発生せしめることを特徴とする推力増強
   装置。