JP3994211B2

JP3994211B2 - トンネルファン吸入口の整流装置

Info

Publication number: JP3994211B2
Application number: JP21452197A
Authority: JP
Inventors: 英生光武
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: JPH1162897A

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

Claims

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。
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。