JP3126263B2 - Jet fan - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】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
気を行い、両吹き出し方向に同性能を有する軸流送風機
（通称ジェットファン、以下ジェットファンと呼ぶ）に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axial blower (commonly referred to as a jet fan, hereinafter referred to as a jet fan) which is installed on a ceiling portion of a road tunnel or the like, performs tunnel ventilation by the jet flow of the jet, and has the same performance in both jet directions. ).
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、道路トンネル等に設置されるジェ
ットファンは、トンネル内の交通量の増加、電気使用料
の増加等に伴い、高推力化、高効率化が求められてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, a jet fan installed in a road tunnel or the like has been required to have high thrust and high efficiency with an increase in traffic volume in the tunnel and an increase in electricity usage fee.
【０００３】従来、この種のジェットファンは、図４に
示すような構成が一般的であった。以下、その構成につ
いて図４を参照しながら説明する。Conventionally, this type of jet fan generally has a configuration as shown in FIG. Hereinafter, the configuration will be described with reference to FIG.
【０００４】図に示すように、筒状ケーシング１０１は
電動機１０２を内装し、電動機１０２の両軸に羽根車１
０３，１０３’を直結し、羽根車１０３，１０３’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。羽根車１０３，１０３’は同一形状のブレ
ード１０５およびハブ１０６より構成されており、ブレ
ード１０５が適当な取付角度αにセットされていた。そ
して、羽根車１０３，１０３’は各々取付角度が１８０
°異なるように取り付けられていた。[0004] As shown in the figure, a cylindrical casing 101 houses an electric motor 102, and an impeller 1 is mounted on both shafts of the electric motor 102.
Nos. 03 and 103 'are directly connected to each other, and mufflers 104 are provided on both sides to absorb noise generated by the impellers 103 and 103'. The impellers 103 and 103 'are composed of blades 105 and a hub 106 having the same shape, and the blades 105 are set at an appropriate mounting angle α. The mounting angle of each of the impellers 103 and 103 'is 180.
° had been mounted differently.
【０００５】上記構成において、電動機１０２がＡ方向
より見て反時計方向に回転すると、主羽根車１０３によ
り昇圧され、さらに補助羽根車１０３’により若干昇圧
されＢ方向に空気流を発生させることとなる。このとき
の空気の流れを速度三角形で示すと図５のようになる。
図中、Ｃは絶対速度、Ｗは羽根車１０３，１０３’から
見た相対速度、Ｕは羽根車１０３，１０３’の周速度、
ΔＣｕは絶対速度の旋回成分の増加量を示し、添字１は
羽根車１０３の入口の状態、添字２は羽根車１０３の出
口および羽根車１０３’の入口の状態、添字３は羽根車
１０３’の出口の状態を示す。また、逆に電動機１０２
が時計方向に回転すると主羽根車が１０３’、補助羽根
車が１０３となり、反時計方向回転時と同様にＣ方向に
空気流を発生させることとなる。すなわち、電動機１０
２の回転方向を変えることにより両方向に同性能を有す
ることとなる。In the above configuration, when the electric motor 102 rotates counterclockwise as viewed from the direction A, the pressure is increased by the main impeller 103 and further increased slightly by the auxiliary impeller 103 'to generate an airflow in the direction B. Become. The air flow at this time is shown in FIG. 5 by a velocity triangle.
In the figure, C is the absolute speed, W is the relative speed viewed from the impellers 103 and 103 ', U is the peripheral speed of the impellers 103 and 103',
ΔCu indicates the amount of increase in the turning component of the absolute speed, subscript 1 indicates the state of the entrance of the impeller 103, subscript 2 indicates the state of the exit of the impeller 103 and the state of the entrance of the impeller 103 ′, and subscript 3 indicates the state of the impeller 103 ′. Indicates the state of the exit. Conversely, the motor 102
Is rotated clockwise, the main impeller becomes 103 'and the auxiliary impeller becomes 103, and an airflow is generated in the C direction as in the counterclockwise rotation. That is, the electric motor 10
By changing the rotation direction of 2, the same performance is obtained in both directions.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のジェ
ットファンでは、たとえば、電動機１０２が反時計方向
に回転すると、空気は主羽根車１０３により昇圧され、
ΔＣｕ2なる旋回成分が発生し、補助羽根車１０３’に
よりさらに昇圧され、ΔＣｕ3なる旋回成分が発生する
こととなる。ここで、ジェットファン入口直後の静圧を
Ｐｓ1、出口直前の静圧をＰｓ2とすると、Ｐｓ1＝−γ
Ｃ1 2／（２ｇ）となり、ジェットファンは無静圧ファン
であるため、吐出空気流が旋回成分を持たなければＰｓ
2は大気圧となる（摩擦損失、消音筒の内筒は無視す
る）。しかし、従来のジェットファンは旋回成分を持つ
ため、Ｃ2 2＝Ｃ1 2＋（ΔＣｕ2＋ΔＣｕ3）2なる関係が
あり、Ｐｓ2はＰｓ2＝−γ（ΔＣｕ2＋ΔＣｕ3）2／
（２ｇ）となり、大気圧に対して負圧となる。従って、
ジェットファン内の負圧領域から大気圧に向かって空気
を吹き出すこととなるため推力が低く、送風機効率が低
いという問題があった。In such a conventional jet fan, for example, when the electric motor 102 rotates counterclockwise, air is boosted by the main impeller 103,
A swirl component of ΔCu 2 is generated, and the pressure is further increased by the auxiliary impeller 103 ′, so that a swirl component of ΔCu 3 is generated. Here, assuming that the static pressure immediately after the entrance of the jet fan is Ps 1 and the static pressure immediately before the exit is Ps 2 , Ps 1 = −γ
C 1 2 / (2g), and the order jet fan is Musei圧fan, if the discharge air flow is not have a swirling component Ps
2 is atmospheric pressure (friction loss, disregarding the inner cylinder of the silencer). However, since conventional jet fan with swirl component, C 2 2 = C 1 2 + (ΔCu 2 + ΔCu 3) include 2 the relationship, Ps 2 is Ps 2 = -γ (ΔCu 2 + ΔCu 3) 2 /
(2 g), which is a negative pressure with respect to the atmospheric pressure. Therefore,
Since air is blown out from the negative pressure region in the jet fan toward the atmospheric pressure, there is a problem that the thrust is low and the blower efficiency is low.
【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、２台
の羽根車の回転数を機械的に制御することにより、旋回
成分の少ない空気流を発生させ、かつ両吹き出し方向に
対して同性能を有する高推力、高効率のジェットファン
を提供することを第１の目的とする。[0007] The present invention solves the above-mentioned problems. By mechanically controlling the rotation speeds of two impellers, an airflow having a small swirl component is generated, and the same performance is obtained in both blowing directions. It is a first object to provide a high thrust and high efficiency jet fan having the following characteristics.
【０００８】第２の目的は、２台の羽根車の回転数を電
気的に制御することにより、旋回成分の少ない空気流を
発生させ、かつ両吹き出し方向に対して同性能を有する
高推力、高効率のジェットファンを提供することにあ
る。A second object is to control the rotation speed of the two impellers to generate an airflow with a small swirling component and to provide a high thrust having the same performance in both blowing directions. It is to provide a high-efficiency jet fan.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するための第１の手段は、筒状ケーシングに両軸電動
機を内装し、羽根車２台をブレード（翼型断面を有す
る）の取付角度が１８０°異なるように前記両軸電動機
の両軸端に各々変速機を介して取り付け、補助羽根車
（ブレード後縁より空気が流入する羽根車）の回転方向
を主羽根車（ブレード前縁より空気が流入する羽根車）
の回転方向と同一とし、補助羽根車の回転数を主羽根車
の回転数より低く設定することにより、補助羽根車が主
羽根車に対し、見かけ上静翼として働く機能をもたせた
両吹き出し方向に同性能を有するジェットファンの構成
としたものである。A first means for achieving the first object of the present invention is that a double-shaft electric motor is housed in a cylindrical casing and two impellers are blades (having an airfoil cross section). ) Are attached to both shaft ends of the two-shaft electric motor via transmissions so that the mounting angles of the two-shaft electric motors differ by 180 °, and the rotation direction of the auxiliary impeller (the impeller into which air flows in from the trailing edge of the blade) is changed to the main impeller ( An impeller into which air flows in from the leading edge of the blade)
The direction of rotation of the auxiliary impeller is set to be lower than the rotation speed of the main impeller, so that the auxiliary impeller has a function of apparently acting as a stationary blade with respect to the main impeller. The structure of a jet fan having the same performance as above.
【００１０】また、第２の目的を達成するための第２の
手段は、前記ジェットファンの羽根車２台を各々電動機
２台に直結し、インバータ等により各々の電動機の回転
数を設定可能にしたジェットファンの構成としたもので
ある。A second means for achieving the second object is to directly connect the two impellers of the jet fan to two electric motors, and to set the number of revolutions of each electric motor by an inverter or the like. Jet fan configuration.
【００１１】[0011]
【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、２
台の羽根車の回転数を機械的に制御することにより、補
助羽根車が主羽根車に対し、見かけ上静翼として働き、
旋回成分の少ない空気流を発生させることができるもの
である。According to the present invention, the configuration of the first means described above enables
By mechanically controlling the rotation speed of the impeller, the auxiliary impeller apparently acts as a stationary blade with respect to the main impeller,
It is possible to generate an airflow with a small swirling component.
【００１２】また、第２の手段の構成により、２台の羽
根車の回転数を電気的に制御することにより、補助羽根
車が主羽根車に対し、見かけ上静翼として働き、旋回成
分の少ない空気流を発生させることができるものであ
る。In addition, by electrically controlling the rotation speed of the two impellers according to the configuration of the second means, the auxiliary impeller apparently acts as a stationary blade with respect to the main impeller, and the rotation component A small air flow can be generated.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１を
参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１４】図に示すように、筒状ケーシング１は両軸
電動機２を内装し、羽根車３，３’を両軸電動機２の両
軸端に各々変速機７，７’を介して取り付けたものであ
る。そして、羽根車３，３’により発生する騒音を吸音
するために両側に消音筒４を備えている。羽根車３，
３’は同一形状のブレード５およびハブ６より構成され
ており、ブレード５が適当な取付角度αにセットされ、
羽根車３，３’は各々取付角度が１８０°異なるように
取りつけられている。As shown in the figure, a tubular casing 1 contains a double-shaft electric motor 2 and impellers 3, 3 'are mounted on both ends of the double-shaft electric motor 2 via transmissions 7, 7', respectively. Things. In order to absorb the noise generated by the impellers 3 and 3 ', silencers 4 are provided on both sides. Impeller 3,
3 ′ is composed of a blade 5 and a hub 6 having the same shape, the blade 5 is set at an appropriate mounting angle α,
The impellers 3, 3 'are mounted such that the mounting angles differ by 180 °.
【００１５】上記構成において、両軸電動機２がＡ方向
より見て反時計方向に回転すると、羽根車３，３’が回
転しＢ方向に空気流を発生させる。この時、補助羽根車
３’の回転数を、主羽根車３より低い値（翼形状、ブレ
ード取り付け角度、ブレード取り付け間隔、羽根車３の
回転数等により定まる値）となるように変速機７’を設
定することにより、補助羽根車３’が主羽根車３に対
し、見かけ上静翼として働くこととなる。つまり、空気
流の旋回成分をより少なくすることができる。このとき
の空気の流れを速度三角形で示すと図２のようになる。
図中、Ｃは絶対速度、Ｗは羽根車３から見た相対速度、
Ｗ’は羽根車３’から見た相対速度、Ｕは羽根車３の周
速度、Ｕ’は羽根車３’の周速度、ΔＣｕは絶対速度の
旋回成分の増加量を示し、添字１は羽根車３の入口の状
態、添字２は羽根車３の出口および羽根車３’の入口の
状態、添字３は羽根車３’の出口の状態を示す。このと
き、空気は主羽根車３により昇圧され、ΔＣｕ2なる旋
回成分が発生し、次に補助羽根車３’が静翼として働き
ΔＣｕ3なる旋回成分が静圧に変換され、ジェットファ
ン出口直前の静圧Ｐｓ2（負圧）は大気圧に近くなる。
従ってジェットファン内の大気圧にほぼ近い領域から大
気圧に向かって空気を吹き出すこととなるため、従来の
ジェットファンより推力が高くなる。逆に両軸電動機２
が時計方向に回転すると主羽根車が３’、補助羽根車が
３となり、反時計方向回転時と同様にＣ方向に空気流を
発生させ、補助羽根車３が主羽根車３’に対し、見かけ
上静翼として働くこととなる。In the above configuration, when the double-shaft electric motor 2 rotates counterclockwise as viewed from the direction A, the impellers 3 and 3 'rotate to generate airflow in the direction B. At this time, the transmission 7 is set so that the rotation speed of the auxiliary impeller 3 'is lower than that of the main impeller 3 (a value determined by the blade shape, blade mounting angle, blade mounting interval, rotation speed of the impeller 3, and the like). By setting ', the auxiliary impeller 3' apparently acts as a stationary blade with respect to the main impeller 3. That is, the swirl component of the air flow can be further reduced. FIG. 2 shows the air flow at this time represented by a velocity triangle.
In the figure, C is the absolute speed, W is the relative speed viewed from the impeller 3,
W 'is the relative speed as viewed from the impeller 3', U is the peripheral speed of the impeller 3, U 'is the peripheral speed of the impeller 3', ΔCu is the amount of increase in the absolute speed turning component, and the subscript 1 is the blade The state of the entrance of the car 3, the subscript 2 indicates the state of the exit of the impeller 3 and the state of the entrance of the impeller 3 ′, and the subscript 3 indicates the state of the exit of the impeller 3 ′. At this time, the pressure of the air is increased by the main impeller 3, and a swirl component of ΔCu 2 is generated. Then, the auxiliary impeller 3 ′ acts as a stationary blade, and the swirl component of ΔCu 3 is converted into a static pressure. Of the static pressure Ps 2 (negative pressure) becomes close to the atmospheric pressure.
Therefore, since air is blown from a region near the atmospheric pressure in the jet fan toward the atmospheric pressure, the thrust is higher than that of the conventional jet fan. Conversely, double shaft motor 2
Is rotated clockwise, the main impeller becomes 3 ', the auxiliary impeller becomes 3, and an airflow is generated in the C direction as in the counterclockwise rotation, and the auxiliary impeller 3 is moved relative to the main impeller 3'. Apparently it will work as a stationary wing.
【００１６】このように本発明の第１実施例のジェット
ファンによれば、２台の羽根車の回転数を機械的に制御
することにより、旋回成分の少ない空気流を発生させ、
かつ両吹き出し方向に対して同性能を有する高推力、高
効率のジェットファンを提供することができる。As described above, according to the jet fan of the first embodiment of the present invention, the air flow with a small swirling component is generated by mechanically controlling the rotation speeds of the two impellers.
In addition, a high thrust and high efficiency jet fan having the same performance in both blowing directions can be provided.
【００１７】次に、本発明の第２実施例について、図３
を参照しながら説明する。図に示すように、前記ジェッ
トファンの両軸電動機２を２台の電動機（片軸）８，
８’とし、羽根車３を電動機８に直結し、羽根車３’を
電動機８’に直結したものであり、電動機８はインバー
タ９を介して、電動機８’はインバータ９’を介して電
源（図示せず）に接続される。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the jet fan double shaft motor 2 is connected to two motors (one shaft) 8,
8 ', the impeller 3 is directly connected to the electric motor 8, and the impeller 3' is directly connected to the electric motor 8 '. The electric motor 8 is connected to an electric power source via an inverter 9; (Not shown).
【００１８】上記構成において、電動機８，８’をＡ方
向より見て反時計方向に回転させると、羽根車３，３’
が回転しＢ方向に空気流を発生させる。このとき、主羽
根車３の回転数をインバータ９により任意の値に設定
し、補助羽根車３’の回転数を、羽根車３より低い値
（翼形状、ブレード取り付け角度、ブレード取り付け間
隔、羽根車３の回転数等により定まる値）となるように
インバータ９’を設定することにより、羽根車３’が羽
根車３に対し、見かけ上静翼として働くこととなる。つ
まり、任意の設定風速に対して空気流の旋回成分をより
少なくすることができる。このときの速度三角形は、図
２と同様である。逆に電動機８，８’が時計方向に回転
すると主羽根車が３’、補助羽根車が３となり、Ｃ方向
に空気流を発生させ、同様に、補助羽根車３が主羽根車
３’に対し、見かけ上静翼として働くこととなる。In the above configuration, when the motors 8, 8 'are rotated counterclockwise as viewed from the direction A, the impellers 3, 3'
Rotate to generate an airflow in the B direction. At this time, the rotation speed of the main impeller 3 is set to an arbitrary value by the inverter 9, and the rotation speed of the auxiliary impeller 3 ′ is set to a value lower than that of the impeller 3 (blade shape, blade mounting angle, blade mounting interval, blade By setting the inverter 9 ′ so as to have a value determined by the rotation speed of the car 3 and the like, the impeller 3 ′ apparently acts as a stationary blade with respect to the impeller 3. That is, it is possible to further reduce the swirling component of the airflow for an arbitrary set wind speed. The speed triangle at this time is the same as in FIG. Conversely, when the electric motors 8 and 8 'rotate clockwise, the main impeller becomes 3' and the auxiliary impeller becomes 3, generating an airflow in the C direction. Similarly, the auxiliary impeller 3 becomes the main impeller 3 '. On the other hand, it apparently works as a stationary blade.
【００１９】このように本発明の第２実施例のジェット
ファンによれば、２台の羽根車の回転数を電気的に制御
することにより、旋回成分の少ない空気流を発生させ、
かつ両吹き出し方向に対して同性能を有する高推力、高
効率のジェットファンを提供することができる。As described above, according to the jet fan of the second embodiment of the present invention, by controlling the rotational speeds of the two impellers electrically, an air flow with a small swirling component is generated,
In addition, a high thrust and high efficiency jet fan having the same performance in both blowing directions can be provided.
【００２０】[0020]
【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２台の羽根車の回転数を機械的あるいは電気
的に制御することにより、旋回成分の少ない空気流を発
生させ、かつ両吹き出し方向に対して同性能を有する高
推力、高効率のジェットファンを提供することができ
る。As is apparent from the above embodiment, according to the present invention, the rotational speed of the two impellers is controlled mechanically or electrically to generate an airflow with a small swirl component. In addition, a high thrust and high efficiency jet fan having the same performance in both blowing directions can be provided.
【図１】本発明の第１実施例のジェットファンの断面図FIG. 1 is a sectional view of a jet fan according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同第１実施例のジェットファンの速度三角形FIG. 2 is a speed triangle of the jet fan of the first embodiment.
【図３】同第２実施例のジェットファンの断面図FIG. 3 is a sectional view of the jet fan of the second embodiment.
【図４】従来のジェットファンの断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional jet fan.
【図５】同速度三角形Fig. 5 Same speed triangle
１ 筒状ケーシング ２ 両軸電動機 ３ 羽根車 ３’ 羽根車 ５ ブレード ７ 変速機 ７’ 変速機 ８ 電動機 ８’ 電動機 ９ インバータ ９’ インバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical casing 2 Double-shaft electric motor 3 Impeller 3 'Impeller 5 Blade 7 Transmission 7' Transmission 8 Electric motor 8 'Electric motor 9 Inverter 9' Inverter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 19/02 F04D 25/16 F04D 29/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F04D 19/02 F04D 25/16 F04D 29/32
Claims (2)
羽根車２台をブレード（翼型断面を有する）の取付角度
が１８０°異なるように前記両軸電動機の両軸端に各々
変速機を介して取り付け、補助羽根車（ブレード後縁よ
り空気が流入する羽根車）の回転方向を主羽根車（ブレ
ード前縁より空気が流入する羽根車）の回転方向と同一
とし、補助羽根車の回転数を主羽根車の回転数より低く
設定することにより、補助羽根車が主羽根車に対し、見
かけ上静翼として働く機能をもたせた両吹き出し方向に
同性能を有するジェットファン。1. A double-shaft electric motor is installed in a cylindrical casing,
Two impellers are attached to both ends of the two-shaft electric motor via transmissions so that the attachment angles of the blades (having an airfoil cross section) differ by 180 °, and an auxiliary impeller (air flows in from the trailing edge of the blade) The rotation direction of the main impeller (the impeller into which air flows in from the leading edge of the blade) and the rotation speed of the auxiliary impeller to be lower than the rotation speed of the main impeller. A jet fan in which the auxiliary impeller has the function of apparently acting as a stationary blade with respect to the main impeller, and has the same performance in both blowing directions.
インバータ等により電気的に各々の電動機の回転数を設
定可能にした請求項１記載のジェットファン。2. Two impellers are directly connected to two electric motors, respectively.
2. The jet fan according to claim 1, wherein the rotation speed of each electric motor can be set electrically by an inverter or the like.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05126934A JP3126263B2 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Jet fan |
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| JP05126934A JP3126263B2 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Jet fan |
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| JPH06336993A JPH06336993A (en) | 1994-12-06 |
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Families Citing this family (2)
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1993
- 1993-05-28 JP JP05126934A patent/JP3126263B2/en not_active Expired - Fee Related
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