JP3994211B2 - Tunnel fan inlet rectifier - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの天井部に設けられ、トンネル内の換気を行う軸流のトンネルファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道または自動車用トンネル内に一酸化炭素や亜流酸ガスが蓄積すると有害なので、これをトンネルファンにより排風している。トンネルファンとしては形態が小さく、重量が軽く、組立て、据付に便利であるとともに、効率も高く価格が安い軸流ファンを使用することが多い。軸流ファンで高圧のときは段数を増すようにしている。
【０００３】
自動車用トンネルに使用されるトンネルファンは、自動車の通過台数に応じてトンネル内の煙霧透過率測定装置により、自動的に風量が調節される。自然の風向との関係もあってトンネルファンは正逆転可能となっており、風向も反転可能である。
【０００４】
図４はかかるトンネルファンの１例を示す断面図である。
図において１はトンネルファン、２はインペラで本図では２段になっている。３はモータ、４はケーシング、５は吸入口、６はトンネルファンの軸心である。７は空気流の流線である。なお、トンネルファン内の流速は３０m ／sec 程度になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
トンネルファン１の吸入口５は流れがスムーズになるように先端から滑らかな曲線で縮径する形状をしている。しかし、ケーシング４は天井部の設置基準限界などのため、あまり厚くできない。このため先端部が図４に示すように比較的尖った形状になっており、吸入口５の外周付近の空気流７ａは、ケーシング４の外周からＵターンして流入することになることもあって、先端部で剥離し、図に示すように渦流が発生し圧力損失や流れの乱れ等により効率が低下する。
【０００６】
本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、吸入口５付近での空気流７の剥離を防ぐことにより、トンネルファン１の効率向上を図ることができるトンネルファン吸入口の整流装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のトンネルファン吸入口の整流装置は、トンネル天井部に設けられ、トンネル内の換気を行う軸流のトンネルファンの吸入口に設けられる整流装置であって、吸入口に流入する空気流のうち、吸入口外周付近の空気流の流入角度が、直角または鋭角になるように空気流を整流する整流装置を吸入口近傍のケーシング外周に設けたものである。なお、ここで流入角度とは、流線がトンネルファン軸心の上流側となす角度をいう。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、整流装置はケーシング周方向に複数に分割されており、ケーシング外周に部分的に取り付けられるようになっているのがよい。
【０００９】
次に本発明の作用を説明する。
吸入口近傍のケーシング外周にトンネルファン軸心に対して直角の母線を有する円環状部分または軸心の上流と鋭角の母線を有する截頭円錐状部分を有する整流装置を取り付けたので、吸入口に流入する空気流のうち、吸入口外周付近の空気流の流入角度が、直角または鋭角になる。したがって、その部分の空気流は吸入口の先端付近で剥離しないので、渦流による圧力損失や流れの乱れが起らずトンネルファンの効率が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の整流装置を取り付けたトンネルファンの断面図であり、図２はトンネルファンの吸入口の斜視図であり、図３はトンネルファンをトンネルに取り付けた状態を示す正面図である。これらの図では、図４において従来技術として説明したものと同様の部分については同一の符号を付しており、重複した説明は省略する。これらの図において、８は整流装置であり、吸入口５近傍のケーシング４外周に取り付けられている。整流装置８は図２，図３に示すように周方向に複数に分割されており、ケーシング４の外周に部分的に取り付けられるようになっている。９はトンネルの壁面であり、１０は設置基準限界線である。図３に示すように、整流装置８は周方向に分割されているので取り付けると設置基準限界線１０をはみ出す部分やトンネル壁面に近接した部分を除いて取り付ければよい。整流装置８の形状は、トンネルファン１の軸心６に直角の母線を有する円環状部８ａ、軸心を含む平面で切断したときの輪郭が円弧である曲線部８ｂおよび截頭円錐部８ｃからなる。
【００１１】
次に本実施形態の作用を説明する。
図に示すように整流装置８は、軸心６に直角な母線を有する円環状部分８ａを有しているので、吸入口５外周付近の空気流の流線７ａの吸入口先端付近における接線（ベクトル７ｂ）の軸心６の上流側となす角度θ（以下「流入角度θ」という）は直角または鋭角になる。したがって、吸入口５の外周付近の空気流７ａが、吸入口５の先端部で剥離することがなく、渦流の発生や流れの乱れ等がなく効率の低下もない。
【００１２】
整流装置８はケーシング４の周方向に分割されており、取り付けると、設置基準限界線１０をはみ出す部分や壁面に近接している部分を除いて取り付ければよいので、既存のトンネルファン１にも取り付けることができ、それなりの効率向上を図ることが可能である。
【００１３】
【実施例】
以下実際にトンネルファンに本発明の整流装置を取り付けたときの効果について説明する。図５は実機のトンネルファンに整流装置を取り付けた状態を示す部分断面図である。ここでＤ0 はケーシング４の内径、Ｄ1 はケーシング４の外径、Ｄ2 は整流装置の外径、ｒは曲線部分８ｂの半径である。それぞれの数値は、Ｄ0 ＝１５３０ｍｍ、Ｄ1 ＝１７５０ｍｍ、Ｄ2 ＝１８５０ｍｍ、ｒ＝２５ｍｍである。整流装置８を取り付けない状態での効率（風量×水頭／投入動力）は７１％であったのに対し整流装置８を取り付けたところ効率は８０％になった。すなわち，９％の効率向上が図られたことになる。
【００１４】
本発明は以上述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、整流装置８は、図１または図２に示す形状として説明したが、これに限らず、図１における曲線部８ｂおよび載頭円錐部８ｃを省略して円環状部８ａのみであってもよい。また、円環状部分８ａは、母線が軸心６に対して直角なものとして説明したが母線が軸心６の上流部分となす角度が鋭角である截頭円錐形状であってもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のトンネルファン吸入口の整流装置は、吸入口近傍のケーシング外周に設けたので、吸入口外周付近の空気流の流入角度が、直角または鋭角になり、吸入口付近での外周側の空気流が剥離を起こすことがなく、トンネルファンの効率低下を防ぐことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の整流装置を取り付けたトンネルファンの断面図である。
【図２】トンネルファン吸入口の斜視図である。
【図３】トンネルファンをトンネルに取り付けた状態を示す正面図である。
【図４】 従来のトンネルファンの断面図である。
【図５】実機のトンネルファンに整流装置を取り付けた状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ トンネルファン
４ ケーシング
５ 吸入口
６ 軸心
８ 整流装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an axial-flow tunnel fan that is provided on the ceiling of a tunnel and ventilates the tunnel.
[0002]
[Prior art]
Since accumulation of carbon monoxide and sulphite gas in a railway or automobile tunnel is harmful, it is exhausted by a tunnel fan. As a tunnel fan, an axial fan is used that is small in shape, light in weight, convenient for assembly and installation, and has high efficiency and low price. When the pressure is high with an axial fan, the number of stages is increased.
[0003]
The tunnel fan used in the automobile tunnel automatically adjusts the air volume according to the number of passing automobiles by the haze transmittance measuring device in the tunnel. Due to the relationship with the natural wind direction, the tunnel fan can be rotated forward and backward, and the wind direction can also be reversed.
[0004]
FIG. 4 is a sectional view showing an example of such a tunnel fan.
In the figure, 1 is a tunnel fan, 2 is an impeller, and has two stages in this figure. 3 is a motor, 4 is a casing, 5 is a suction port, and 6 is a shaft center of a tunnel fan. 7 is a streamline of the air flow. The flow velocity in the tunnel fan is about 30m / sec.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The inlet 5 of the tunnel fan 1 has a shape that is reduced in diameter by a smooth curve from the tip so that the flow is smooth. However, the casing 4 cannot be made too thick due to the ceiling installation standard limit. For this reason, the tip portion has a relatively sharp shape as shown in FIG. 4, and the air flow 7 a in the vicinity of the outer periphery of the suction port 5 may flow into the U-turn from the outer periphery of the casing 4. As shown in the figure, eddy currents are generated and the efficiency is reduced due to pressure loss, flow turbulence, and the like.
[0006]
The present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and it is possible to improve the efficiency of the tunnel fan 1 by preventing the separation of the air flow 7 in the vicinity of the suction port 5. It aims at providing a rectifier.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rectifier for a tunnel fan inlet of the present invention is a rectifier provided at an inlet of an axial tunnel fan that is provided in a tunnel ceiling and ventilates the inside of the tunnel. A rectifier that rectifies the air flow is provided on the outer periphery of the casing in the vicinity of the suction port so that the inflow angle of the air flow in the vicinity of the outer periphery of the suction port becomes a right angle or an acute angle. Here, the inflow angle refers to an angle formed by the streamline and the upstream side of the tunnel fan axis.
[0008]
According to a preferred embodiment of the present invention, the rectifying device is divided into a plurality in the circumferential direction of the casing, and is preferably partially attached to the outer circumference of the casing.
[0009]
Next, the operation of the present invention will be described.
Since a rectifier having an annular part having a bus bar perpendicular to the tunnel fan shaft center or a frustoconical part having an acute bus line upstream of the shaft center is attached to the outer periphery of the casing in the vicinity of the suction port, Of the inflowing airflows, the inflow angle of the airflow near the outer periphery of the suction port is a right angle or an acute angle. Therefore, since the air flow in that portion does not separate near the tip of the suction port, pressure loss and flow turbulence due to vortex flow do not occur, and the efficiency of the tunnel fan is improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tunnel fan to which the rectifying device of the present invention is attached, FIG. 2 is a perspective view of the inlet of the tunnel fan, and FIG. 3 is a front view showing a state in which the tunnel fan is attached to the tunnel. . In these drawings, the same parts as those described as the prior art in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In these drawings, reference numeral 8 denotes a rectifier, which is attached to the outer periphery of the casing 4 in the vicinity of the suction port 5. The rectifying device 8 is divided into a plurality of parts in the circumferential direction as shown in FIGS. 2 and 3, and is partially attached to the outer periphery of the casing 4. 9 is a wall surface of the tunnel, and 10 is an installation reference limit line. As shown in FIG. 3, since the rectifier 8 is divided in the circumferential direction, if it is attached, it suffices to attach it excluding the part that protrudes from the installation reference limit line 10 and the part that is close to the tunnel wall surface. The shape of the rectifying device 8 includes an annular part 8a having a generatrix perpendicular to the axis 6 of the tunnel fan 1, a curved part 8b having a circular arc when cut along a plane including the axis, and a truncated cone part 8c. Become.
[0011]
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in the figure, the rectifying device 8 has an annular portion 8a having a generatrix perpendicular to the shaft center 6, so that the tangential line (near the tip of the inlet) of the streamline 7a of the air flow near the outer periphery of the inlet 5 is shown. An angle θ (hereinafter referred to as “inflow angle θ”) formed on the upstream side of the axis 6 of the vector 7b) is a right angle or an acute angle. Therefore, the air flow 7a in the vicinity of the outer periphery of the suction port 5 is not separated at the tip of the suction port 5, and no vortex is generated, the flow is not disturbed, and the efficiency is not lowered.
[0012]
The rectifying device 8 is divided in the circumferential direction of the casing 4, and when attached, the rectifying device 8 may be attached except for a portion that protrudes from the installation reference limit line 10 or a portion that is close to the wall surface. It is possible to improve the efficiency accordingly.
[0013]
【Example】
The effect when the rectifier of the present invention is actually attached to the tunnel fan will be described below. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a state in which a rectifier is attached to an actual tunnel fan. Here, D0 is the inner diameter of the casing 4, D1 is the outer diameter of the casing 4, D2 is the outer diameter of the rectifier, and r is the radius of the curved portion 8b. The respective numerical values are D0 = 1530 mm, D1 = 1750 mm, D2 = 1850 mm, and r = 25 mm. When the rectifier 8 was not attached, the efficiency (air volume × water head / input power) was 71%, but when the rectifier 8 was attached, the efficiency was 80%. In other words, the efficiency is improved by 9%.
[0014]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the rectifying device 8 has been described as having the shape shown in FIG. 1 or FIG. Good. Further, the annular portion 8 a has been described as having a bus line perpendicular to the axis 6. However, the annular portion 8 a may have a truncated cone shape in which the angle between the bus line and the upstream portion of the axis 6 is an acute angle.
[0015]
【The invention's effect】
Since the tunnel fan inlet rectifier of the present invention is provided on the outer periphery of the casing in the vicinity of the inlet, the inflow angle of the air flow in the vicinity of the inlet becomes a right angle or an acute angle. The flow does not cause separation and has an excellent effect of preventing the efficiency of the tunnel fan from being reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tunnel fan equipped with a rectifier according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a tunnel fan inlet.
FIG. 3 is a front view showing a state in which the tunnel fan is attached to the tunnel.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional tunnel fan.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a state in which a rectifier is attached to an actual tunnel fan.
[Explanation of symbols]
1 Tunnel Fan 4 Casing 5 Suction Port 6 Shaft Center 8 Rectifier

Claims (2)

トンネル天井部に設けられ、トンネル内の換気を行う軸流トンネルファンの吸入口に設けられる整流装置であって、吸入口に流入する空気流のうち、吸入口外周付近の空気流の流入角度が、直角または鋭角になるように空気流を整流する整流装置を吸入口近傍のケーシング外周に設けてなり、該ケーシングは円筒状の外周面と内周面を有していて、ケーシング吸入口は先端から滑らかな曲面で縮径して内周面と滑らかに連結し、先端が尖った形状をしており、該整流装置はケーシング周方向に複数に分割されており、ケーシング外周に部分的に取り付けられるようになっていることを特徴とするトンネルファン吸入口の整流装置。A rectifier provided at a suction port of an axial tunnel fan that is provided in a tunnel ceiling portion and ventilates the tunnel, and an air flow inflow angle near an outer periphery of the suction port out of an air flow flowing into the suction port is A rectifier that rectifies the air flow so as to form a right angle or an acute angle is provided on the outer periphery of the casing in the vicinity of the suction port, and the casing has a cylindrical outer peripheral surface and an inner peripheral surface, and the casing suction port is at the tip It is reduced in diameter from a smooth curved surface, smoothly connected to the inner peripheral surface, and has a sharp tip, and the rectifier is divided into multiple parts in the casing circumferential direction and is partially attached to the outer periphery of the casing tunnel fan inlet of the rectifier device which is characterized that it is so used. 上記整流装置の断面形状は先端側が垂線、内側が斜線の直角三角形の頂部が丸く面取りされたものである請求項１記載のトンネルファン吸入口の整流装置。2. The tunnel fan inlet rectifier according to claim 1, wherein said rectifier has a cross-sectional shape in which a top end of a right triangle having a perpendicular line on the front end side and an oblique line on the inside is rounded and chamfered.
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