JPH09126194A - ブースターファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道路トンネル等に設置され、その吹き出し噴
流によって、トンネル換気を行うブースターファンに関
するものであり、その高推力化、高効率化を実現し、ト
ンネル昇圧力を増加させることにより、トンネル換気作
用を強化したブースターファンを提供する。 【解決手段】 ブースターファンと、その吹き出し側前
方同軸上に取り付けられている環状翼８とから構成され
る。この環状翼８は翼上面を内径側に持ち、翼型断面形
状あるいは円弧翼断面形状を有し、前縁がブースターフ
ァンの吹き出し口側に位置し、後縁の環直径が前縁の環
直径よりも小さくかつブースターファンの吹き出し口直
径よりも大きくしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路トンネル等の
天井部に設置され、その吹き出し噴流によって、トンネ
ル換気を行う軸流送風機（通称ブースターファン、以下
ブースターファンと呼ぶ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路トンネル等に設置されるブースター
ファンは、その発生推力をトンネル断面積で除した値に
等しい昇圧力をトンネル内気柱に与えて縦流れを誘起
し、トンネルの換気を行う作用を持っている。近年、ト
ンネル内の交通量の増加、消費電力量の増加等に伴い、
ブースターファンの換気作用の強化が求められ、ブース
ターファンの高推力化、高効率化が求められている。

【０００３】従来、この種のブースターファンは図９〜
図１１に示すような構成が一般的であった。以下、この
構成について図９〜図１１を参照しながら説明する。図
９に示すように、筒状ケーシング１０１は電動機１０２
を内装し、電動機１０２の軸端に羽根車１０３を直結
し、羽根車１０３により発生する騒音を吸音するために
両側に消音筒１０４を備えていた。また、図１０に示す
ように前置静翼１０５または図１１に示すように後置静
翼１０６を備えているものも有った。

【０００４】上記構成において電動機１０２が回転する
と羽根車１０３により空気が昇圧され、空気流を発生さ
せることとなる。また、この空気流は旋回成分を有する
ので、前置静翼１０５または後置静翼１０６を備えてい
るものは、空気流の旋回成分を減少させ、効率を良くす
ることが出来る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のブースターファンにおいて発生推力は空気密度、ブ
ースターファンを通過する質量流量、消音筒１０４を通
じて吹き出た噴流の噴出速度の三つの値の積として決ま
り、推力増加は質量流量あるいは噴出速度の何れかを増
やすより可能性は無かった。本発明は上記従来の課題を
解決するものであり、ブースターファンの質量流量や噴
出速度の増加に頼ることなく、ブースターファンの高推
力化、高効率化を実現し、トンネル昇圧力を増加させる
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の第１の手段は、ブースターファンの吹き出
し側前方に、ブースターファンと同軸上に環状翼を配置
することにある。この環状翼は翼上面を内径側に持ち、
翼型断面形状あるいは円弧翼断面形状を有し、前縁がブ
ースターファンの吹き出し口側に位置し、後縁の環直径
が前縁の環直径よりも小さくかつブースターファンの吹
き出し口直径よりも大きくしたものである。

【０００７】また、第１の手段の場合よりもトンネル昇
圧力の増加を達成するため、本発明の第２の手段は上記
の環状翼をブースターファンと同軸上に複数配置してな
るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】この構成によって、ブースターフ
ァンにより発生する高速の噴流に周囲空気が引き込まれ
る流れを利用して、環状翼に揚力及び抗力を発生させ
る。それらの合力のブースターファンの軸方向成分の分
力は、噴流の逆向きとなり、環状翼の推力となる。環状
翼に発生する推力の反作用として噴流には吹き出し方向
に力が与えられるので、環状翼が取り付けられていない
場合よりもトンネル昇圧力を増加させることが可能とな
る。

【０００９】以下、本発明の第１実施例のブースターフ
ァンについて図１を参照にしながら説明する。図１にお
いて、筒状ケーシング１の両側に消音筒４が取り付けら
れており、この外面に取り付けられているリブ７を介し
て、翼型断面形状の環状翼８がブースターファンと同軸
上に備え付けられている。また、筒状ケーシング１には
軸端に羽根車３が直結されている電動機２が内装されて
いる。

【００１０】この構成により、電動機２が回転すると羽
根車３により空気流が生じ、消音筒４を通過して噴流が
発生する。この噴流が周辺の空気を誘引する際に生じる
流れにより、図６に示すように環状翼８に揚力Ｌ及び抗
力Ｄが発生する。それらの合力のブースターファンの軸
方向成分の分力Ｔｔは噴流の逆向きとなり、環状翼の推
力となる。環状翼に生ずる推力Ｔｔの測定結果の一例を
図７に示す。この測定に使用した環状翼を図８に示す。
図７は噴流の速度をパラメータとして、噴流の噴出口
（噴出口口径Φ１００）から環状翼前縁までの距離ｘと
環状翼に生ずる推力Ｔｔとの関係を示したものである。
図７により、噴流の噴出速度が８ｍ／ｓ，１７．７ｍ／
ｓ，２１．７ｍ／ｓ，２７．７ｍ／ｓのそれぞれにおい
て、ｘが０〜３５０ｍｍで環状翼に推力Ｔｔが発生する
ことを確認した。

【００１１】このように発生した環状翼８の推力Ｔｔの
反作用として、噴流には吹き出し方向に力Ｆｊが与えら
れることとなる。従って、図１に示したように環状翼８
を配置することにより、ブースターファンの高推力化、
高効率化が実現でき、トンネル昇圧力を増加させること
が可能となる。

【００１２】なお、環状翼８の断面形状は翼型でなくて
も良く、円弧翼断面形状でも良い。またリブ７の断面形
状は長方形等の多角形や円形でよいが、好ましくは空気
抵抗が少ない流線形状にすれば圧力損失を抑制すること
が出来る。

【００１３】また、本発明の第２及び第３の実施例とし
て図２及び図３に示したブースターファンは、上記の第
１実施例に対して前置静翼５及び後置静翼６を備え付け
た場合である。この構成により、羽根車３により生じる
空気流の旋回成分を少なくすることが可能となる。従っ
て、図１の第１実施例の場合よりもブースターファンの
高推力化、高効率化が実現でき、トンネル昇圧力を増加
させることが可能となる。

【００１４】本発明の第４の実施例として図４に示すよ
うに、ブースターファンと同軸上に環状翼８を２つ備え
付けることにより、図１の第１実施例の場合よりも高推
力化、高効率化を実現することができ、トンネル昇圧力
を増加させることが可能となる。

【００１５】なお、環状翼８は図１、図４に示したよう
に１つまたは２つでなくても良く、それ以上の数の環状
翼８をブースターファンと同軸上に備え付けても良い。

【００１６】また、第５の実施例として図５に示すよう
に、環状翼８を直接ブースターファンに接続せずに、た
とえばトンネルの天井に支持棒９を介して環状翼８をブ
ースターファンと同軸上に固定した場合でも、トンネル
昇圧力を増加させることが可能となる。

【００１７】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によればブースターファンの同軸上に環状翼を配置す
ることにより、ブースターファンの高推力化、高効率化
を実現でき、トンネル昇圧力を増加さることが可能とな
る。従って、同じ換気所要風量に対して、従来よりも消
費電力量を低減させることが出来る。また、ブースター
ファンの設置台数を従来よりも減少させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のブースターファンの断面
図

【図２】本発明の第二実施例のブースターファンの断面
図

【図３】本発明の第三実施例のブースターファンの断面
図

【図４】本発明の第四実施例のブースターファンの断面
図

【図５】本発明の第五実施例のブースターファンの断面
図

【図６】環状翼に働く力の説明図

【図７】噴流噴出口から環状翼前縁までの距離ｘと環状
翼の推力Ｔｔとの関係図

【図８】測定に使用した環状翼の断面図

【図９】従来のブースターファンの断面図

【図１０】同前置静翼付きの断面図

【図１１】同後置静翼付きの断面図

【符号の説明】

１ 筒状ケーシング ２ 電動機 ３ 羽根車 ４ 消音筒 ５ 前置静翼 ６ 後置静翼 ７ リブ ８ 環状翼 ９ 支持棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状ケーシングに電動機を内装し、この
   電動機の軸端に羽根車を有するブースターファンの吹き
   出し側前方に、翼型断面形状あるいは円弧翼断面形状を
   有し、前縁がブースターファンの吹き出し口側に位置
   し、後縁の環直径が前縁の環直径よりも小さくかつブー
   スターファンの吹き出し口直径よりも大きく、翼上面が
   内径側に位置する環状翼をブースターファンと同軸上に
   配置してなるブースターファン。
2. 【請求項２】 環状翼をブースターファンと同軸上に複
   数配置してなる請求項１記載のブースターファン。