特開 2023-169456 単段ジェットファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023169456

(43)【公開日】2023-11-30

(54)【発明の名称】単段ジェットファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 25/08 20060101AFI20231122BHJP

   F04D 29/64 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

F04D25/08 304B

F04D25/08 307A

F04D29/64 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022080550

(22)【出願日】2022-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】319007240

【氏名又は名称】株式会社日立インダストリアルプロダクツ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】西岡 卓宏

(72)【発明者】

【氏名】木村 穂高

(72)【発明者】

【氏名】栗原 隆行

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC26

3H130BA14A

3H130BA14H

3H130BA66A

3H130BA66H

3H130BA68A

3H130BA68H

3H130CA24

3H130DF08X

3H130DJ03Z

3H130EA07H

3H130EA07J

3H130ED02A

3H130ED02H

(57)【要約】

【課題】エネルギー損失を小さくでき、送風方向による性能の差を解消できる単段ジェットファンを提供する。
【解決手段】本発明による単段ジェットファンは、空気を流す１つの羽根車２と、羽根車２を回転させるモータ３と、モータ３に接続された電線を収容する電線保護管７と、筒状部材であり、空気の流れ方向８ａ、８ｂにおいてモータ３の両側に設置された内筒５と、内筒５に設けられた複数の内筒支持部材６と、羽根車２とモータ３と電線保護管７と内筒５と内筒支持部材６を収容する円筒形のケーシング１を備える。内筒支持部材６は、周方向に等間隔に配置されて内筒５とケーシング１とを接続し、１本がケーシング１の内部の最下部に設置されている。電線保護管７は、ケーシング１の内部の最上部で、ケーシング１とモータ３を接続するように設置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気を流す１つの羽根車と、
前記羽根車を回転させるモータと、
前記モータに接続された電線を収容する電線保護管と、
筒状部材であり、前記空気の流れ方向において前記モータの両側に設置された内筒と、
前記内筒に設けられた複数の内筒支持部材と、
前記羽根車と前記モータと前記電線保護管と前記内筒と前記内筒支持部材を収容する円筒形のケーシングと、
を備え、
前記内筒支持部材は、周方向に等間隔に配置されて前記内筒と前記ケーシングとを接続し、１本が前記ケーシングの内部の最下部に設置されており、
前記電線保護管は、前記ケーシングの内部の最上部で、前記ケーシングと前記モータを接続するように設置されている、
ことを特徴とする単段ジェットファン。

【請求項2】

前記ケーシングに収容されたモータ支持部材を備え、
前記モータ支持部材は、前記ケーシングの内部の下部に設置され、前記モータを支持する、
請求項１に記載の単段ジェットファン。

【請求項3】

前記内筒支持部材のうち１本は、前記電線保護管と周方向において互いに同じ位置に設置されている、
請求項１に記載の単段ジェットファン。

【請求項4】

前記内筒支持部材を３本備え、前記内筒支持部材の２本が前記ケーシングの内部の上部に設置されている。
請求項１に記載の単段ジェットファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単段ジェットファン、特にトンネルの換気に用いられる単段ジェットファンに関する。

【背景技術】

【0002】

ジェットファンは、主に自動車用トンネルの換気用として、トンネルの天井に吊り下げて設置されている換気装置である。ジェットファンには、送風方向においてモータの片側のみに羽根車が配置された単段ジェットファンと、モータの両側に羽根車が配置された２段ジェットファンがある。ジェットファンには、省エネルギー化と低騒音化が求められている。

【0003】

従来のジェットファンの例は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたジェットファンは、流れ場に配置された構成要素により生じる気流の乱れが原因となる圧力変動を抑制し、この圧力変動により発生する騒音を抑制する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１３３５２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のジェットファンには、エネルギー損失が大きいという課題がある。ジェットファンでは、主に、ジェットファンの内部にある構造物（特に、静止物）によってエネルギー損失が起きる。例えば、特許文献１に記載されたジェットファンは、騒音を低減する構造のためにエネルギー損失が大きくなる可能性がある。また、従来の単段ジェットファンでは、送風方向によって性能（例えば、吐出風速の大きさ）に差が生じるという課題もある。

【0006】

本発明の目的は、エネルギー損失を小さくでき、送風方向による性能の差を解消できる単段ジェットファンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による単段ジェットファンは、空気を流す１つの羽根車と、前記羽根車を回転させるモータと、前記モータに接続された電線を収容する電線保護管と、筒状部材であり、前記空気の流れ方向において前記モータの両側に設置された内筒と、前記内筒に設けられた複数の内筒支持部材と、前記羽根車と前記モータと前記電線保護管と前記内筒と前記内筒支持部材を収容する円筒形のケーシングとを備える。前記内筒支持部材は、周方向に等間隔に配置されて前記内筒と前記ケーシングとを接続し、１本が前記ケーシングの内部の最下部に設置されている。前記電線保護管は、前記ケーシングの内部の最上部で、前記ケーシングと前記モータを接続するように設置されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、エネルギー損失を小さくでき、送風方向による性能の差を解消できる単段ジェットファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例１による単段ジェットファンの断面図。

【図2】羽根車の羽根の周方向の断面図。

【図3】従来の単段ジェットファンの断面図の例。

【図4】内筒支持部材が内筒に４本設置されている、本実施例による単段ジェットファンの構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明による単段ジェットファンは、例えば、トンネルの内部に設置されてトンネルの換気に用いられる。以下、本発明の実施例による単段ジェットファンを、図面を参照して説明する。以下では、単段ジェットファンのことを、単に「ジェットファン」とも呼ぶ。なお、本明細書で参照する図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【実施例0011】

図１は、本発明の実施例１による単段ジェットファンの断面図である。本実施例による単段ジェットファンは、一例として円筒形である。図１の中央には、本実施例による単段ジェットファンの中心軸に沿った断面図が示されている。また、図１には、断面図の左に、矢印Ａに沿って見た図（Ａ－Ａ矢視図）を示し、断面図の右に、矢印Ｂに沿って見た図（Ｂ－Ｂ矢視図）を示している。なお、図１には、使用状態における上下方向の向きで、単段ジェットファンを示している。

【0012】

以下では、円筒形の単段ジェットファンについて、使用状態において、中心軸より上の部分を上部と呼び、下の部分を下部と呼ぶ。また、中心軸の周りの方向を周方向と呼ぶ。

【0013】

本実施例による単段ジェットファンは、ケーシング１、羽根車２、モータ３、モータ支持部材４、内筒５、内筒支持部材６、及び電線保護管７を備える。このジェットファンの内部では、空気は、流れ方向８ａまたは流れ方向８ｂに沿って流れる。流れ方向８ａ、８ｂをまとめて送風方向と呼ぶこともある。送風方向は、単段ジェットファンの中心軸の延伸方向である。

【0014】

ケーシング１は、円筒形であり、ジェットファンの外壁を構成する。ケーシング１は、羽根車２、モータ３、モータ支持部材４、内筒５、内筒支持部材６、及び電線保護管７を収容する。

【0015】

羽根車２は、回転することにより、ジェットファンの内部を流れる空気にエネルギーを与え、空気を流す。本実施例によるジェットファンは、単段ジェットファンであるので、１つの羽根車２を備える。羽根車２の回転方向により、ジェットファンの内部で空気は、流れ方向８ａまたは流れ方向８ｂに沿って流れる。なお、図１に示した例では、羽根車２は、５枚の羽根（翼）を備える。

【0016】

モータ３は、羽根車２を回転させて、空気を流れ方向８ａまたは流れ方向８ｂに沿って流す。羽根車２は、送風方向において、モータ３の片側のみに設置されている。

【0017】

モータ支持部材４は、ステーなどの、モータ３を支持する支持部材である。モータ支持部材４は、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の下部に設置されており、モータ３をケーシング１に固定する。図１に示す例では、モータ支持部材４は、平面部と２つの脚部を備えるπ形状であり、平面部にモータ３が設置され、２つの脚部が平面部を支持する。

【0018】

内筒５は、円筒部とこの円筒部の一端部に接続された半球状部を持つ筒状部材であり、流れ方向８ａ、８ｂにおいてモータ３の両側に設置されている。内筒５は、ジェットファンの内部を流れる空気がモータ３と衝突することなくスムーズに流れるようにする。内筒５には、内筒支持部材６が設置されている。

【0019】

内筒支持部材６は、ステーなどの、内筒５を支持する支持部材であり、内筒５に複数が設けられている。内筒支持部材６は、板状部材または棒状部材で構成することができ、内筒５とケーシング１とを接続して内筒５をケーシング１に固定する。図１に示す例では、内筒支持部材６は、送風方向において、羽根車２の両側に３つずつ設置されている。

【0020】

電線保護管７は、モータ３に接続された電線を収容し、ジェットファンの内部でこの電線を保護する管状部材である。この電線は、モータ３に電力を供給する。電線保護管７は、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の最上部で、ケーシング１とモータ３を接続するように設置されている。

【0021】

ケーシング１の内部で流れ方向８ａにおける羽根車２の下流には、図１の断面図とＢ－Ｂ矢視図に示すように、３本の内筒支持部材６（６ｄ、６ｅ、６ｆ）が配置されている。内筒支持部材６ｄ、６ｅ、６ｆは、周方向に等間隔に配置されており、ケーシング１の内部の上部に２本の内筒支持部材６ｄ、６ｅが設置され、下部に１本の内筒支持部材６ｆが設置されている。内筒支持部材６ｆは、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の最下部に設置されている。

【0022】

ケーシング１の内部で流れ方向８ｂにおける羽根車２の下流には、図１の断面図とＡ－Ａ矢視図に示すように、３本の内筒支持部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ）、モータ支持部材４、及び電線保護管７が配置されている。内筒支持部材６ａ、６ｂ、６ｃは、周方向に等間隔に配置されており、ケーシング１の内部の上部に２本の内筒支持部材６ａ、６ｂが設置され、下部に１本の内筒支持部材６ｃが設置されている。内筒支持部材６ｃは、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の最下部に設置されている。

【0023】

ジェットファンには、流れ方向８ａと流れ方向８ｂの両方向に送風することが要求されている。本実施例による単段ジェットファンは、モータ３の回転方向を変更することにより、流れ方向８ａと流れ方向８ｂの両方向に送風する。このため、羽根車２の羽根の断面の形状は、対称翼型であるのが好ましい。

【0024】

図２は、羽根車２の羽根２ａの周方向の断面図である。周方向の断面図とは、羽根車２の回転中心から等距離の位置での断面図であり、羽根車２の回転中心から等距離の位置にある曲面の一部を示す図である。

【0025】

図２に示すように、羽根２ａの、周方向の断面の形状は、対称翼型である。羽根車２は、羽根２ａが回転方向９ａの向きに回転すると流れ方向８ａに送風し、羽根２ａが回転方向９ｂの向きに回転すると流れ方向８ｂに送風する。このように、羽根車２は、回転方向９ａ、９ｂを変えることにより、流れ方向８ａ、８ｂの両方向に送風することができる。

【0026】

ここで、図３を参照して、従来の単段ジェットファンについて説明する。

【0027】

図３は、従来の単段ジェットファンの断面図の例であり、図１に対応する図である。図３の中央には、従来の単段ジェットファンの中心軸に沿った断面図が示されている。また、図３には、断面図の左に、矢印Ａに沿って見た図（Ａ－Ａ矢視図）を示し、断面図の右に、矢印Ｂに沿って見た図（Ｂ－Ｂ矢視図）を示している。

【0028】

以下では、従来の単段ジェットファンについて、本実施例による単段ジェットファンと異なる点を主に説明する。

【0029】

従来の単段ジェットファンでは、ジェットファンの内部で流れ方向８ａにおける羽根車２の下流には、図３の断面図とＢ－Ｂ矢視図に示すように、３本の内筒支持部材６（６ｄ、６ｅ、６ｆ）が配置されている。内筒支持部材６ｄ、６ｅ、６ｆは、周方向に等間隔に配置されており、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の上部に１本の内筒支持部材６ｄが設置され、下部に２本の内筒支持部材６ｅ、６ｆが設置されている。

【0030】

この構成により、流れ方向８ａに送風する場合には、内筒支持部材６ｄ、６ｅ、６ｆは、流れ方向８ａに流れる空気への障害物としての影響が小さく、ジェットファンのエネルギー損失も小さい。

【0031】

また、従来の単段ジェットファンでは、ケーシング１の内部で流れ方向８ｂにおける羽根車２の下流には、図３の断面図とＡ－Ａ矢視図に示すように、３本の内筒支持部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ）、モータ支持部材４、及び電線保護管７が配置されている。内筒支持部材６ａ、６ｂ、６ｃは、周方向に等間隔に配置されており、ケーシング１の内部の上部に１本の内筒支持部材６ａが設置され、下部に２本の内筒支持部材６ｂ、６ｃが設置されている。電線保護管７は、ケーシング１の内部の上部で、ケーシング１とモータ３に設置されている。但し、電線保護管７は、電線保護管７に電線を設置する作業を容易にするなどのために、ケーシング１の内部の最上部と異なる位置に設置されている。

【0032】

この構成により、流れ方向８ｂに送風する場合には、流れ方向８ｂに流れる空気への障害物が多い。流れ方向８ｂで羽根車２の下流では、ジェットファンの内部（すなわち、空気の流路）において、電線保護管７と内筒支持部材６ａとの周方向の間隔が狭い（図３のＡ－Ａ矢視図）。さらに、流れ方向８ｂで羽根車２の下流では、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の下部において、モータ支持部材４と２本の内筒支持部材６ｂ、６ｃの間隔が狭く、これらが密集している。

【0033】

このため、流れ方向８ｂで羽根車２の下流では、内筒支持部材６ａ、６ｂ、６ｃとモータ支持部材４と電線保護管７は、ジェットファンの内部の上部と下部において、流れ方向８ｂに流れる空気への障害物としての影響が大きい。従って、流れ方向８ｂに送風する場合には、流れ方向８ａに送風する場合と比べて、ジェットファンのエネルギー損失が大きい。

【0034】

このため、従来の単段ジェットファンでは、送風方向によって性能（例えば、吐出風速の大きさ）に差が生じる。

【0035】

図１に示す本実施例による単段ジェットファンは、流れ方向８ｂに送風する場合のエネルギー損失を小さくでき、送風方向による性能の差を解消できる。

【0036】

本実施例による単段ジェットファンでは、従来の単段ジェットファン（図３）と同様に、流れ方向８ａに送風する場合には、内筒支持部材６ｄ、６ｅ、６ｆは、流れ方向８ａに流れる空気への障害物としての影響が小さく、ジェットファンのエネルギー損失も小さい。

【0037】

また、本実施例による単段ジェットファンでは、上述したように、３本の内筒支持部材６ａ、６ｂ、６ｃは、周方向に等間隔に配置されており、ケーシング１の内部（すなわち、空気の流路）の上部に２本の内筒支持部材６ａ、６ｂが設置され、下部に１本の内筒支持部材６ｃが設置されている。内筒支持部材６ｃは、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の最下部に設置されている。また、電線保護管７は、ケーシング１の内部の最上部に設置されている。

【0038】

この構成により、流れ方向８ｂで羽根車２の下流では、ケーシング１の内部の上部で内筒支持部材６ａ、６ｂと電線保護管７との周方向の間隔が広い（図１のＡ－Ａ矢視図）。さらに、流れ方向８ｂで羽根車２の下流では、ケーシング１の内部の下部に１本の内筒支持部材６（６ｃ）しか存在しないため、ケーシング１の内部の下部において、モータ支持部材４と内筒支持部材６ｃとの間隔が広く、これらの密集を解消できる。

【0039】

このため、本実施例による単段ジェットファンでは、流れ方向８ｂに送風する場合に、ケーシング１の内部の上部と下部において、内筒支持部材６ａ、６ｂ、６ｃとモータ支持部材４と電線保護管７は、流れ方向８ｂに流れる空気への障害物としての影響が小さい。従って、流れ方向８ｂに送風する場合でも、流れ方向８ａに送風する場合と同様に、ジェットファンのエネルギー損失が小さい。

【0040】

このため、本実施例による単段ジェットファンでは、エネルギー損失を小さくでき、送風方向による性能の差を解消できる。本実施例による単段ジェットファンでは、送風方向に垂直な面において、ジェットファンの内部に存在する構造物（静止物）ができるだけ均等に配置されており、ジェットファンの内部において、静止物によって構成される空気の流路の面積がより均等であるので、エネルギー損失が小さい。

【0041】

以上の実施例では、内筒支持部材６が、送風方向において羽根車２の両側に３本ずつ設置されている例を説明したが、内筒支持部材６の数は、３本ずつでなくてもよい。内筒支持部材６の数は、例えば、羽根車２の羽根（翼）の数に応じて定めることができる。例えば、内筒支持部材６が羽根車２の両側に４本ずつ設置されている場合には、内筒支持部材６は、ケーシング１の内部の最上部に１本設置し、最下部に１本設置し、他の２本はこの２本の内筒支持部材６の間に、４本の内筒支持部材６が周方向に等間隔になるように設置するのが好ましい。

【0042】

電線保護管７は、内筒支持部材６の数によらず、ケーシング１の内部の最上部に設置するのが好ましい。モータ支持部材４は、モータ３を支持する部材であるため、ケーシング１の内部の下部に設置するのが好ましく、電線保護管７は、ジェットファンのエネルギー損失を小さくするため、モータ支持部材４からできるだけ離れた位置に設置するのが好ましいからである。

【0043】

電線保護管７は、必ずしもケーシング１の内部の最上部に設置しなくてもよい。この場合には、ケーシング１の内部（すなわち、ジェットファンの内部）の上部において、１本の内筒支持部材６（６ａまたは６ｂ）と電線保護管７とが、周方向において互いに同じ位置に設置されるのが好ましい。電線保護管７がこのような位置に設置されると、送風方向から見て１本の内筒支持部材６（６ａまたは６ｂ）の位置と電線保護管７の位置とが重なるので、ジェットファンのエネルギー損失を小さくすることができる。なお、例えば、内筒支持部材６が内筒５に４本設置されている場合には、上述したように、内筒支持部材６は、ケーシング１の内部の最上部に１本設置されるので、電線保護管７は、この１本の内筒支持部材６と周方向において互いに同じ位置、すなわちケーシング１の内部の最上部に設置される。

【0044】

図４は、内筒支持部材６が内筒５に４本設置されている、本実施例による単段ジェットファンの構成を示す図であり、図１のＡ－Ａ矢視図に相当する図である。４本の内筒支持部材６のうち、１本の内筒支持部材６ｇは、ケーシング１の内部の最上部に設置され、他の１本の内筒支持部材６ｈは、ケーシング１の内部の最下部に設置されている。電線保護管７は、ケーシング１の内部の最上部に設置されている。内筒支持部材６ｇは、電線保護管７と周方向において互いに同じ位置に設置されている。

【0045】

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0046】

１…ケーシング、２…羽根車、２ａ…羽根、３…モータ、４…モータ支持部材、５…内筒、６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ…内筒支持部材、７…電線保護管、８ａ、８ｂ…空気の流れ方向、９ａ、９ｂ…羽根車の回転方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】