JP4049538B2 - ターボファン - Google Patents
ターボファン Download PDFInfo
- Publication number
- JP4049538B2 JP4049538B2 JP2001018588A JP2001018588A JP4049538B2 JP 4049538 B2 JP4049538 B2 JP 4049538B2 JP 2001018588 A JP2001018588 A JP 2001018588A JP 2001018588 A JP2001018588 A JP 2001018588A JP 4049538 B2 JP4049538 B2 JP 4049538B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blades
- blade
- frequency sound
- fan
- turbofan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心ファンの一例である複数の後向き翼を備えたターボファンに係り、特に、これら翼がノーズを通過する際に発生する翼通過周波数音の低減を図ったターボファンに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種のターボファンの翼枚数は、少な過ぎると気流が翼面に沿わずに剥離を起こして送風効率の低下と剥離騒音を発生させる一方、多過ぎると摩擦損失が増加して送風効率の低下と乱流騒音の発生を引き起こすとされ、従来より翼枚数の最適値を与える式が幾つか提案されている。
【0003】
【外1】
【0004】
Eckertの式は以下の通りである。
【0005】
【数3】
【0006】
また、Pfleidererの式は以下の通りである。
【0007】
【数4】
【0008】
したがって、これらの数式によると、最適な翼枚数Z1,Z2はファン内径D1,ファン外径D2,翼車流路の翼入口角β1,翼出口角β2の4つの要素でおおよそ決まる。そして求まる翼枚数は、同じ遠心ファンではあるが前向き翼を備えたシロッコファン(多翼ファン)に比べてかなり少なく、十数枚以下となることが多い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ターボファンを回転させると、翼がファンケースのノーズを通過する際に、これらの間で圧力干渉が発生するために、後向き翼の翼枚数と単位時間あたりの回転数(N[rpm]/60)によって周波数(f[Hz]=Z×N/60)の決まる翼通過周波数音が発生し、しばしば2倍周波数音や3倍周波数音、それ以上の倍数音が発生する。しかしながら、通常ターボファンは先に述べたように翼枚数が少ない分、高速回転で使用されるため基本翼通過周波数が高くなり、また高速回転すなわち高風量ゆえの送風音では、それら翼通過周波数音をカバーできなくなる。このとき、これらの周波数音は極めて高いピーク値をもち、しばしばターボファンのオーバオール騒音値(騒音積分値)との差が小さいため、耳障りな音として強く特徴的に聞こえてしまう。このような耳障りな音が顕著になると、このターボファンを空気調和機等の家庭用機器に組み込む場合には商品性を大きく損うという課題があった。
【0010】
図6は上記数式により求められた最適翼枚数Z1の後向き翼を有する従来のターボファン1を具備した送風機の一部切欠概略平面図である。このターボファン1はファンケーシング2内に収容され、ファンケーシング2は空気吸込口2aと吹出口2bとノーズ2cとを具備している。
【0011】
ターボファン1は円板状の主板3上に、図中矢印で示す回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した複数の後向き翼4,4,…を、周方向に所定の間隔を置いて立設し、主板3の中心部には図示しないモータの回転軸を固定するためのボス部を設けており、主板3をこのモータにより回転駆動するようになっている。
【0012】
そして、ターボファン1は、例えばファン内径D1が60mm、ファン外径D2が135mm、翼車流路5の翼入口角β1が60°、同翼出口角β2が40°のときに、後向き翼4の枚数を上記Eckertの翼枚数算出式(1)より求め、この式より推奨される翼枚数Z1として13〜17枚に設定している。そこで、このターボファン1は、例えば翼枚数Z1を13枚に設定したときには、ターボファン1の回転数が4000rpmならば、基本翼通過周波数音1fが867Hz、2倍周波数音の2fが1733Hz、3倍周波数音の2fが2600Hzとなり、これら周波数音は、図7の騒音の周波数分析(FFT)結果に示すように、いずれも際立って高い周波数音となっている。このとき基本翼通過周波数音1fと送風機のオーバオール騒音との騒音差が約5dB、2倍周波数音2fが約7dB、3倍周波数音3fが約18dBとなり、特に差が10dBよりも小さい基本翼通過周波数音とその2倍周波数音は、際立って特徴的な音として聴感されてしまうという課題がある。
【0013】
そこで本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は低速回転(低回転数)で使用しても基本翼通過周波数音、2倍周波数音、3倍周波数音の周波数を高くかつ小さくし、低速回転、すなわち低風量の送風音でもマスキングして聴感上、翼通過周波数音が強く特徴的に聞こえにくくすることができるターボファンを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本願請求項1に係る発明は、回転方向に対し後向きに湾曲傾斜した複数の後向き翼を備えたターボファンにおいて、上記後向き翼の枚数を、下記(1)式により求めた翼枚数Z1の2倍以上に設定してなることを特徴とするターボファンである。
【0015】
【数5】
【0016】
この発明によれば、後向き翼の枚数を、Eckertの数式である(1)式により求めた枚数の2倍以上に設定しているので、このターボファンを低回転数(低速回転)で使用した場合でも基本翼通過周波数音と、2倍周波数音や3倍周波数音等の倍数音周波数を高くかつ小さくし、低回転数すなわち低風量の送風音でもマスキングできるので、聴感上、翼通過周波数音が強く特徴的には聞こえにくくすることができる。
【0017】
請求項2に係る発明は、回転方向に対し後向きに湾曲傾斜した複数の後向き翼を備えたターボファンにおいて、上記後向き翼の枚数を、下記(2)式により求めた翼枚数Z2の2倍以上に設定してなることを特徴とするターボファンにある。
【0018】
【数6】
【0019】
この発明によれば、後向き翼の枚数を、Pfleidererの数式である(2)式により求めた枚数の2倍以上に設定しているので、このターボファンを低回転数(低速回転)で使用した場合でも基本翼通過周波数音と、2倍周波数音や3倍周波数音等の倍数音周波数を高くかつ小さくし、低回転数すなわち低風量の送風音でもマスキングできるので、聴感上、翼通過周波数音が強く特徴的には聞こえにくくすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。なお、図1,図2中同一または相当部分には同一符号を付している。
【0021】
図1はファンケーシングとターボファンとを具備した送風機の一部切欠概略平面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図である。これらの図に示すようにターボファン11は渦巻状のファンケーシング12内に回転自在に収容され、ファンケーシング12はその一面(図2では上面)の中央部に、ほぼ円形の空気吸込口12aを形成すると共に、その開口端縁部を内方へ折曲してベルマウスに形成する一方、渦巻端部に空気吹出口12bを形成し、その近傍にノーズ12cを形成している。
【0022】
ターボファン11は円板状の主板13の一面(図2では上面)上に、図1で示すターボファン11の回転方向に対して後向きに湾曲傾斜する複数の後向き翼14,14,…を周方向に所定の間隔を置いて立設し、各後向き翼14の内端縁を空気吸込口12aのベルマウス状開口先端縁にほぼ一致させている。ターボファン11は主板13の周方向で隣り合う後向き翼14,14同士の間隙を、空気を通す翼車流路14aに形成し、この翼車流路14aの空気吸込口12a側端部を翼入口14bに、その反対側は翼出口14cに形成している。
【0023】
また、主板13のほぼ中心部にはファンモータ15の回転軸15aを固定するボス等の固定部を設けており、ファンモータ15によりターボファン11を例えば図1中矢印で示す方向へ回転させることにより図中矢印に示すように空気吸込口12aから空気を吸込み、周方向で隣り合う各後向き翼14同士間の翼車流路14aを翼入口14bから翼出口14cへ通して空気吹出口12bから外部へ吹き出すようになっている。また、このターボファン11の回転により各後向き翼14がノーズ12cを通過する際に、この後向き翼14とノーズ12cとの間に圧力干渉が発生するために上述した翼通過周波数音が発生し、その基本周波数音とその倍数の周波数音が発生する。
【0024】
そして、図1に示すようにこのターボファン11のファン内径D1が60mm、ファン外径D2が135mm、各後向き翼14の翼入口14b側端部とその接線とがなす角度である翼入口角β1が60°、各後向き翼14の翼出口14c側端部とその接線とがなす角度である翼出口角β2が40°であるときに後向き翼14の枚数を31枚に設定している。すなわち、上記後向き翼14の枚数は、上記Eckertの翼枚数算出式(1)により推奨翼枚数Z1を求め、さらに、その推奨翼枚数Z1の2倍の26〜34枚のうちの31枚に設定している。
【0025】
図3はこの後向き翼14の枚数が31枚のターボファン11の低速回転時の翼通過周波数音の周波数分析(FFT)結果を示すグラフである。この図3に示すように、基本翼通過周波数音fが2067Hz、2倍周波数音2fが4133Hz、3倍周波数音3fが6200Hzであるが、2倍周波数音2fが大きく減衰してピークすら消滅している。また、2067Hzの基本翼通過周波数音と送風機のオーバオール騒音(騒音積分値)との騒音差が約12dBであり、送風機全体騒音よりも十分に低いので、この基本翼通過周波数音が送風機全体騒音に紛れてマスキングされる。このために、この基本翼通過周波数音として送風機全体騒音から際立って特徴的な音として聞こえることが殆どなくなった。
【0026】
また、上記後向き翼14の枚数は、31枚に限定されるものではなく、上記Eckeret式の推奨翼枚数Z1の2倍以上の例えば41枚でもよい。この場合は図4で示すように基本翼通過周波数の2733Hzの音と送風機のオーバオール騒音との騒音差が約16dBで十分に大きいので、基本翼通過周波数音が聴感上殆ど気にならないレベルまで低下する。
【0027】
さらに、上記後向き翼14の枚数は、上記Pfleidererの翼枚数算出式により求めた推奨枚数の2倍以上でもよい。例えばターボファン11の上記ファン内径D1が135mm、ファン外径D2が60mm、翼車流路14aの翼入口角β1が60°、翼出口角β2が40°であるときに、上記Pfleidererの翼枚数算出式(2)により求められる推奨翼枚数は10〜16枚である。そこで、これをさらに2倍の20〜32枚以上に選定してもよく、この場合も聴感上問題となる翼通過周波数音を低減することができる。
【0028】
図5は上記ターボファン11の後向き翼14の翼枚数と翼通過周波数音の騒音レベルとの相対関係を示すグラフであり、後向き翼14の翼枚数を増して行くと、翼通過周波数音のピーク騒音値が減衰していく傾向にあることが図6に示されている。さらにこの翼枚数を漸次増やしていく過程で、まず3倍周波数音3fが減衰し、次に2倍周波数音2fが減衰していくことが示されている。つまり後向き翼14の翼枚数を増やす効果とは、周波数音が高周波数側へシフトしていきながら3倍周波数音3f、2倍周波数音2fが聞こえなくなった上で、なおかつ基本翼通過周波数1fも小さくなって行き、結果としてこれら周波数音が低回転数すなわち低風量の送風音で紛れて聞こえなくなる点にある。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ターボファンの後向き翼の枚数を、EckertまたはPfleidererの翼枚数算出式で求めた枚数の2倍以上に設定したので、このターボファンを低速回転で使用する場合でも基本翼通過周波数音と、2倍周波数音や3倍周波数音等の倍数音周波数を高くかつ小さくし、低回転数すなわち低風量の送風音でもマスキングできるので、聴感上、翼通過周波数音が強く特徴的には聞こえにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るターボファンを具備した送風機の一部切欠概略平面図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【図3】図1で示す翼枚数が31枚のターボファンが4000rpmで回転したときの周波数分析(FFT)結果を示すグラフ。
【図4】翼枚数が41枚のターボファンが400rpmで回転したときのFFT結果を示すグラフ。
【図5】翼枚数と翼通過周波数音の騒音レベルとの相対関係を示すグラフ。
【図6】従来のターボファンを具備した送風機の一部切欠概略平面図。
【図7】図6で示す従来のターボファンの4000rpmで回転したときのFFT結果を示すグラフ。
【符号の説明】
11 ターボファン
12 ファンケーシング
12a 空気吸込口
12b 空気吹出口
12c ノーズ
13 主板
14 後向き翼
14a 翼車流路
15 ファンモータ
15a ファンモータの回転軸
D1 ファン内径
D2 ファン外径
β1 翼入口角
β2 翼出口角
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001018588A JP4049538B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | ターボファン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001018588A JP4049538B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | ターボファン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002221192A JP2002221192A (ja) | 2002-08-09 |
JP4049538B2 true JP4049538B2 (ja) | 2008-02-20 |
Family
ID=18884592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001018588A Expired - Fee Related JP4049538B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | ターボファン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4049538B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4700414B2 (ja) * | 2005-06-02 | 2011-06-15 | 本田技研工業株式会社 | 空冷内燃機関用多翼ファン |
JP5623350B2 (ja) * | 2011-07-08 | 2014-11-12 | オリエンタルモーター株式会社 | 遠心型羽根車 |
JP6985850B2 (ja) | 2017-08-21 | 2021-12-22 | リンナイ株式会社 | 遠心式ファン |
-
2001
- 2001-01-26 JP JP2001018588A patent/JP4049538B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002221192A (ja) | 2002-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3872012B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP4693842B2 (ja) | 遠心送風機およびこれを用いた空気調和機 | |
JP2001271790A (ja) | 遠心型羽根車および空気清浄装置 | |
JPH0849689A (ja) | 横流ファン | |
JPH01302045A (ja) | 空気調和機 | |
JP2001271791A (ja) | 多翼ファン | |
TW201109532A (en) | Blowing fan and blower using the same | |
JPS62186145A (ja) | 換気扇 | |
JP4505885B2 (ja) | 送風機及びこれを用いた空気調和機並びに空気清浄機 | |
JP4049538B2 (ja) | ターボファン | |
JP5136604B2 (ja) | スクロール付遠心送風機 | |
JP2013053533A (ja) | 軸流送風機及び空気調和機 | |
JPH0663512B2 (ja) | 送風装置 | |
JP4857495B2 (ja) | 多翼送風機の羽根車及びそれを備えた多翼送風機 | |
JPH10311294A (ja) | 遠心送風機 | |
JP2007093136A (ja) | レンジフード | |
JP3193222B2 (ja) | 多翼送風機 | |
JP2718943B2 (ja) | 軸流ファン | |
JP2929834B2 (ja) | 遠心ファン | |
JP2863170B2 (ja) | 電動送風機 | |
JP2004052615A (ja) | ファンフィルタユニット | |
JPS5920597A (ja) | 遠心送風機 | |
JP2000064995A (ja) | 遠心式ターボ形送風機 | |
JPS6124717Y2 (ja) | ||
JPH1037894A (ja) | 遠心ファン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040525 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070814 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071127 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4049538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |