JP2000073996A

JP2000073996A - 送風機

Info

Publication number: JP2000073996A
Application number: JP10257511A
Authority: JP
Inventors: Takamoto Sakurai; 高幹桜井; Sumio Saito; 純夫斎藤; Tamotsu Ota; 有太田; Eisuke Ota; 英輔大田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】送風機の舌部に発生する騒音を減衰させるた
め、この騒音を打ち消すような振動エネルギを発生させ
ることのできる騒音減衰装置を備えた送風機を提供する
ことを目的とする。【解決手段】翼を有する羽根車と、羽根車の回転によ
り吐出される気体を流す吐出流路と、吐出流路中に配置
された舌部と、舌部に取り付けられ、舌部を翼通過周波
数の整数倍で加振する加振器とを備えた送風機とする。
さらに舌部が、静止部と静止部から振動的に分離された
振動部を含んで構成され、振動部に加振器が取り付けら
れる送風機とするとよい。さらに舌部頂点に加振器を取
り付けて舌部頂点を翼通過周波数で加振し、舌部下面に
加振器を取り付けて舌部下面を２次の翼通過周波数で加
振するとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送風機に関し、特
に翼を有するロータを備えた送風機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】騒音低減は、送風機に要求される重要な
項目の一つである。例えば、比較的低比速度の遠心送風
機の騒音では乱流騒音よりもむしろ、羽根車吐出流が送
風機の吐出流路中の舌部と干渉することで発生する翼通
過周波数（ＢＰＦ、Ｂlade Ｐassing Ｆrequency）騒
音が支配的になり、全体の騒音特性を強く支配する。こ
のＢＰＦ騒音を低減するためには、（１）音源となる舌
部表面上に誘起される圧力変動レベルを変動する方法、
および（２）騒音の伝播経路で低減化を図る方法があ
る。

【０００３】例えば（１）では、舌部表面上にスピーカ
を設置して、羽根車吐出流と逆位相の音響音を発生させ
る方法がある。（２）では、翼枚数や管路長さを変化さ
せて伝播経路のインピーダンスを調整する方法などがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記（１）では
舌部表面上に置かれたスピーカにより誘起される舌部の
振動エネルギが十分でなくその騒音減衰効果には限界が
あった。また前記（２）の翼枚数、管路長さを変化させ
る方法は、この方法を実行する際に送風機を止める必要
性を生じ、対応に時間がかかる。そこで、振動エネルギ
が大きくでき騒音減衰効果が高く、対応時間が短い、騒
音減衰装置を備えた送風機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による送風機は、図１、図５に
示すように、翼１８を有する羽根車９と；羽根車９の回
転により吐出される気体を流す吐出流路１９と；吐出流
路１９中に配置された舌部１４と；舌部１４に取り付け
られ、舌部１４を翼通過周波数の整数倍で加振する加振
器２７Ａ、２７Ｂとを備えたことを特徴とする。

【０００６】このように構成すると、吐出流路中の舌部
に翼通過周波数（羽根車回転数ｒｐｍに翼の数を掛け、
６０で割った値。単位はＨｚ）の整数倍で前記舌部を加
振する加振器を備えるので、騒音を低減化させることが
できる。ここで整数倍とは正の整数倍（１、２、・・
・）を意味する。

【０００７】加振器を備え付けた舌部の表面または先端
部が発生する騒音のピーク値に対応する周波数で、位相
を１８０度ずらせて舌部の加振器を取り付けた部分を加
振して振動させるとよい。

【０００８】ここで、舌部とは、羽根車より吐出された
気体の圧力を効率よく回復するように形成された吐出流
路中に設けられた尖った部分をいい、例えばボリュート
の開始部とボリュートの終端部とを分流する尖った部
分、整流ベーンの最先端部等である。

【０００９】請求項２に係る発明による送風機は、請求
項１に記載の送風機において、前記舌部は、静止部と前
記静止部から振動的に分離された振動部を含んで構成さ
れ、前記振動部に前記加振器が取り付けられている。

【００１０】加振器が取り付けられた舌部の振動部が、
静止部である残りの舌部から振動的に分離されているの
で、加振器は加振器が取り付けられた振動部を、大きな
振幅で振動させることができ、少ない加振エネルギで振
動部の表面から大きな振動エネルギを流体である気体に
与えることができる。振動部を複数設けて、各振動部に
加振器を取り付けた場合は、各振動部を互いに振動的に
分離してもよい。

【００１１】請求項３に係る発明による送風機は、請求
項１または請求項２に記載の送風機において、翼通過周
波数の整数倍の周波数のなかから少なくとも２以上の周
波数を選択し、前記選択された周波数で前記加振器が加
振するように構成されている。

【００１２】加振器を複数備え付け、加振器の数だけ周
波数を選択し、それぞれの加振器を選択されたそれぞれ
の周波数で加振させることができる。また、加振器の数
より多く周波数を選択し、ある周波数の振動と他の周波
数の振動を合成し、加振器の中のある加振器を合成され
た振動を起こすよう加振させてもよい。

【００１３】送風機に加振器を複数備え、これらの加振
器は翼通過周波数で加振する第１の加振器と、翼通過周
波数の２以上の整数倍の周波数で加振する第２の加振器
を含むようにしてもよい。また、送風機に加振器を一つ
備え付け、翼通過周波数の振動と２次の翼通過周波数の
振動とを合成し、この加振器をこの合成された振動で舌
部の頂点と舌部の下面とを一体として加振させるように
してもよい。

【００１４】請求項４に係る発明による送風機は、請求
項１から請求項３のいずれかに記載の送風機において、
前記加振器が圧電素子を有するものである。

【００１５】送風機の吐出流路中の整流部の舌部表面に
は、翼通過周波数成分の騒音を卓越して発生する音源領
域と、翼通過周波数の高次（整数倍）の成分の騒音を卓
越して発生する音源領域がある。よって前者の音源領域
に翼通過周波数で加振する加振器を備え付けて加振し、
後者の音源領域に翼通過周波数の高次の周波数で加振す
る加振器を備え付けて加振することができる。後者の音
源領域は、典型的には舌部の先端部近傍の羽根車側の表
面である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１７】図２は、本発明による送風機装置の一部を
断面にした正面図であり、特に本発明の効果を測定する
ために構成した装置の図である。送風機装置はベース１
と、ベース１の上に載置された誘導電動機２と、同じく
ベース１上に載置され誘導電動機２に接続されたトルク
メータ３と、同じくベース１上に載置されトルクメータ
３に接続された送風機４（図２に中心線より上半分は断
面にて示す。）とから構成される。ベース１は誘導電動
機２とトルクメータ３の下部に位置する第１の基礎５
と、第１の基礎５から分離され送風機４の下部に位置す
る第２の基礎６上に載置されている。トルクモータ３
は、本実施の形態において馬力を測定するために使用さ
れる。

【００１８】トルクメータ３と送風機４の接合部との間
には無音響壁７が設置され、誘導電動機２とトルクメー
タ３の騒音が送風機４の騒音から分離されている。

【００１９】送風機４は正面吸込の単段のターボ型送風
機であり、渦巻き型のケーシング８を備え、ロータは片
持ち構造になっており、ロータの吸込側の先端に、翼１
８（図１参照）が角度的に等間隔に取り付けられた羽根
車９が取り付けられている。ケーシング８の正面には吸
込ノズル１０が取り付けられており、吸込ノズル１０に
はスペーサ１１を介してベルマウス１２が取り付けられ
ている。送風機４はベルマウス１２を介して大気を吸込
む。吸い込まれた大気は羽根車９の回転により昇圧さ
れ、ケーシング８内に形成された吐出流路１９で整流さ
れ、舌部１４（図２に不図示、図１参照）を経過し、吐
出ノズル１３（図２に不図示、図１参照）から吐き出さ
れる。

【００２０】なお、ロータ中心の高さは地面（ＧＬ）よ
り１６６５ｍｍ、ケーシングの基礎６上面からの最大高
さは９４５ｍｍであり、ベルマウス６入口部の径が４３
０ｍｍ、ケーシングの内部の上部の幅は２３０ｍｍであ
る。

【００２１】羽根車９の回転方向は吸込側から羽根車９
を見て時計方向であり、吐出ノズル１３（図２に不図
示、図１参照）の位置は、同じ様に吸込側から見て、右
側であってロータより上側についており、右水平方向に
向いている。

【００２２】送風機４においては、羽根車９とケーシン
グ８壁面が最も接近したケーシング８の舌部１４付近に
おいて、羽根車９からの出口流がケーシング８の舌部１
４に衝突し、または舌部１４において流れの方向を変え
ることによって、舌部１４周辺に圧力変動が生じる。こ
れが送風機の最も大きな騒音発生源である。

【００２３】送風機の騒音は、翼通過数周波数及びその
倍音（２倍、３倍・・・）において発生する回転騒音
と、渦及び乱れによって広帯域の周波数にわたって生じ
る乱流騒音とに大別される。送風機の騒音の場合、その
主要な成分は回転騒音であり、回転騒音は他の周波数成
分に比べて非常に大きく、純音性が高く、非常に耳障り
である。したがって、送風機の静音化においては、まず
この回転騒音を低減させることが肝要である。そこで、
騒音を発生させる音源領域を確定するため、図３及び図
４に示す設計仕様の羽根車９の出口に位置する舌部１４
の騒音データを測定した。

【００２４】前述のように舌部１４表面上に分布する翼
通過周波数成分及びその高次の周波数成分を有する騒音
（ＢＰＦ騒音）の音源領域を確定するために、予め表面
上に小型マイクロフォン（図示せず）を複数個設置し、
双極子騒音の基礎理論に基づいた相関解析を実施した。
その結果、ＢＰＦ１次成分の騒音は舌部頂点１４Ａ（図
５参照）から、高次（２次及び３次）成分は舌部下面１
４Ｂ（図５参照）即ち舌部頂点近傍の羽根車側の表面か
ら卓越して発生していることを確認した。

【００２５】次に、図５に示すように、多層圧電加振器
２７Ａを舌部頂点１４Ａに取り付け、多層圧電加振器２
７Ａを取り付けた部位を囲むように隙間１５Ａを設けて
分離して振動部１６Ａを設け、振動部１６Ａとその周囲
の舌部部分即ち静止部との前記隙間１５Ａにゴム状の材
質を充填する。さらに、振動部１６Ａと隙間１５Ａの吐
出空気流路側をゴム製の膜１７Ａで覆った。

【００２６】同様に、多層圧電加振器２７Ｂを舌部下面
１４Ｂに取り付け、多層圧電加振器２７Ｂを取り付けた
部位を囲むように隙間１５Ｂを設けて分離して振動部１
６Ｂ設け、その隙間１５Ｂにゴム状の材質を充填する。
さらに、振動部１６Ｂと隙間１５Ｂの吐出空気流路側を
ゴム製の膜１７Ｂで覆った。

【００２７】そして、多層圧電加振器２７ＡによってＢ
ＰＦ１次の周波数でＢＰＦ１次成分の騒音より位相が１
８０度ずれた振動を振動部１６Ａに与え、さらに多層圧
電加振器２７ＢによってＢＰＦ２次の周波数でＢＰＦ２
次成分の騒音より位相が１８０度ずれた振動を振動部１
６Ｂに与え、振動の加速度をそれぞれ適切な値に設定し
たところ、ＢＰＦ１次成分の騒音とＢＰＦ２次成分の騒
音がほぼ乱流による騒音のレベルまで減衰した。

【００２８】図中、紙面に垂直な方向、すなわちロータ
の長手中心軸方向に関し、多層圧電加振器２７Ａ、２７
Ｂは各１個取り付けたが、流路幅が流路幅方向に広い送
風機の場合、流路幅方向に各々２個以上取り付けるよう
にしてもよい。送風機に加振器を複数備え付け、加振器
が同じ周波数で加振される加振器、または異なった周波
数で加振される加振器を含む場合、同じ周波数で加振さ
れる加振器、または異なった周波数で加振される加振器
を流路方向に配置してもよい。このようにすると、流路
方向に加振器を取り付けるスペース上の余裕が少ない場
合に、加振器を効果的に配置することができる。

【００２９】図１を参照してデータ収録系及び加振系の
結線構成を説明する。送風機４（図１の図上右側に中心
線より上を断面にした部分側面図を示す。）のケーシン
グ８内に設置された羽根車９の出口近傍に取り付けられ
た反射型光電センサ２１により羽根車９の回転数が測定
される。反射型光電センサ２１はロータの１回転につ
き、各羽根の通過を感知し、羽根枚数である１２のパル
スを発生させるので、１秒間当たりのパルスの数が１次
の翼通過周波数（ＢＰＦ１）に等しくなる。この翼通過
周波数信号はノイズを含んでいるので狭バンドパスフィ
ルタ２２を通過させ、ノイズを除去する。

【００３０】１次の翼通過周波数信号はオッシロスコー
プ２４に送られ、正弦波として表示される。次に、狭バ
ンドパスフィルタ２２を通過した１次の翼通過周波数信
号は位相変換器２３へ送られる。位相変換器２３におい
て、位相が変えられた１次の翼通過周波数信号となる。
位相は位相変換器２３に手動ダイアルを取付けて手動に
て変えるようにしてもよいし、別途騒音を測定し騒音測
定結果に基づいて騒音が最小になるように自動的に調整
されるようにしてもよい。位相が調整された１次の翼通
過周波数信号はオッシロスコープ２４に送られ、同様に
正弦波として表示される。

【００３１】位相変換器２３を通過した位相調整後の１
次の翼通過周波数信号は増幅器２５へ送られ、さらに増
幅器２５から圧電結晶駆動増幅器２６を経て、多層圧電
加振器２７Ａへ送られ、多層圧電加振器２７Ａは１次の
翼通過周波数で加振される。この場合の、加振加速度は
最適値を実験で求めて、その実験で求められた最適値を
採用するとよい。また、加振加速度は騒音が最小となる
ように自動的に調整されるようにしてもよい。

【００３２】図１の翼通過周波数信号収録系では１次の
翼通過周波数信号を収録する場合を前提に示されている
が、実際には反射型センサ２１を同時にロータ１回転に
つき、各羽根の通過を感知し、羽根枚数である１２のパ
ルスを発生させるだけでなく、パルスとパルスの時間的
中間時点でもう一つのパルスを発生させ、１秒間当たり
のパルスの数が２次の翼通過周波数（ＢＰＦ２）に等し
くなるような信号を同時に発生させるようにしてある。

【００３３】２次の翼通過周波数信号もノイズを含んで
いるので狭バンドパスフィルタ２２を通過させ、ノイズ
を除去するとよい。２次の翼通過周波数信号をオッシロ
スコープ２４に送り、正弦波として表示されるようにす
る。次に、狭バンドパスフィルタ２２を通過した２次の
翼通過周波数信号を位相変換器２３へ送り、位相変換器
２３において、位相が変えられた２次の翼通過周波数信
号とする。位相が調整された２次の翼通過周波数信号は
オッシロスコープ２４に送られ、同様に正弦波として表
示されるようにする。

【００３４】位相変換器２３を通過した位相調整後の２
次の翼通過周波数信号を増幅器２５へ送り、さらに増幅
器２５から圧電結晶駆動増幅器２６を経て、多層圧電加
振器２７Ｂへ送る。

【００３５】多層圧電加振器２７Ａ、Ｂを、騒音を発生
させる送風機４（図１の図上左側に部分正面断面図を示
す。）舌部に取付けて舌部が振動するようにしてあるの
で、発生する騒音と舌部の表面の振動による空気振動が
干渉しあって騒音の低減化が達成された。反射型光電セ
ンサをさらにロータ１回転につき、３６のパルスを発生
させ１秒間当たりのパルスの数が３次の翼通過周波数
（ＢＰＦ３）に等しくなるような信号を発生させ、ＢＰ
Ｆ１、ＢＰＦ２と同様の信号処理を行いＢＰＦ２の周波
数を有する振動とＢＰＦ３の周波数を有する振動を合成
して合成振動とし、この合成振動を多層圧電加振器２７
Ｂが起こすようにしてもよい。

【００３６】さらに、図１に示すように、多層圧電加振
器２７Ａが取り付けられた舌部頂点１４Ａの振動部１６
Ａ（図１に不図示、図５参照）にはピエゾトロン加速度
計３３Ａが取り付けられており、多層圧電加振器２７Ａ
によって起こされた振動部１６Ａの振動の加速度が検出
され、これらの二つの信号は電源・結合部３４を経て増
幅され、デジタルマルチメータ３５、ＦＦＴ周波数分析
器３６に送られ表示される。なお、デジタルマルチメー
タ３５は振動のオーバーオール値（ｒｍｓ値）をモニタ
ーしている。

【００３７】図１には図示しないが、多層圧電加振器２
７Ｂが取り付けられた舌部下面１４Ｂの振動部１６Ｂ
（図１に不図示、図５参照）にはピエゾトロン加速度計
３３Ｂが取り付けられており、多層圧電加振器２７Ｂに
よって起こされた振動部１６Ｂの振動の加速度が検出さ
れ、これらの二つの信号は電源・結合部３４を経て増幅
され、デジタルマルチメータ３５、ＦＦＴ周波数分析器
３６に送られ表示される。

【００３８】なお、図１において、多層圧電加振器２７
Ａはピエゾトロン加速度計３３Ａの鉛直方向上側に取り
付けれているように示されているが、実際には多層圧電
加振器２７Ａは、ピエゾトロン加速度計３３Ａの近傍の
位置であってピエゾトロン加速度計３３Ａをロータの長
手中心軸に平行な方向に僅かに移動した位置に配置され
ている。

【００３９】また、送風機４のベルマウス１２部の入り
口中心の先端からロータの延長方向に１ｍ離れた所に可
変容量マイクロフォン３１を設置して騒音を測定し、測
定された騒音は、測定増幅器３２を経て、デジタルマル
チメータ３５及びＦＦＴ周波数分析器３６に送られ表示
される。なお、デジタルマルチメータ３５は騒音のオー
バーオール値（ｒｍｓ値）をモニターしている。

【００４０】ピエゾトロン加速度計３３Ａ、Ｂにより、
多層圧電加振器２７Ａ、Ｂによる振動部１６Ａ、Ｂを加
振する振動の加速度が検出され、振幅を縦軸にとり、時
間を横軸にとった曲線が正弦曲線になることの仮定か
ら、速度と最大振幅と周波数が求められ、振動部１６Ａ
の振動周波数がＢＰＦ１、振動部１６Ｂの振動周波数が
ＢＰＦ２であることが確認できた。また、可変容量マイ
クロフォン３１により測定された騒音を周波数分析する
ことにより、騒音のＢＰＦ１成分、ＢＰＦ２成分の騒音
が乱流による騒音のレベルまで下がっていることが確認
できた。

【００４１】なお、図１に示すように羽根車出口とケー
シング内側との隙間は舌部側のロータ中心を通る水平方
向で５５ｍｍ、反舌部側の同水平方向で１６６ｍｍ、ベ
ース１側のロータ中心を通る鉛直方向が１１２ｍｍ、反
ベース側の同鉛直方向が２２０ｍｍ、吐出ノズル先端と
ロータ中心を通る鉛直線との水平方向距離が４１０ｍｍ
である。

【００４２】図３と図４に示す送風機４の回転数を、１
０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍまでの範囲で段階的に
変え、さらに多層圧電加振器２７Ｂのみにより翼通過周
波数の２次の成分の加振を行った場合（ＡＳＣｏｎ）
と、多層圧電加振器による加振を全く行わない場合（Ａ
ＳＣｏｆｆ）の騒音測定を行い、その結果を図６、図
７、図８、及び図９に示す。なお、駆動機は図６〜図８
の場合は、適宜その駆動回転数の変更が可能な駆動機に
置き換えるか、電源周波数を変えるかの対策がなされて
いる。

【００４３】図６（Ａ）は横軸に周波数ｆ（単位はＨ
ｚ）、縦軸に騒音圧力レベル（単位はｄＢ）をとった外
部騒音パワスペクトルを示し、実線部が能動騒音制御
（ＡＳＣ、Active Ｓound Ｃontrol）を行った場合
（ｏｎの場合）、破線部が能動騒音制御を行わない場合
（ｏｆｆの場合）を示している。実線部と破線部が重な
っている部分は実線で示されている。この場合の羽根車
の回転数は１０００ｒｐｍで２次の翼通過周波数は４０
０Ｈｚである。図中、破線で示された４００Ｈｚにおけ
る２次モードのピークが、実線ではなくなっており、４
００Ｈｚにおける騒音の圧力レベルは５９．４ｄＢから
４３．０ｄＢに１６．４ｄＢだけ減少し、ほぼ、乱流に
よる騒音の成分のスペクトルの中に埋没する程度の減音
効果が得られた。

【００４４】図６（Ｂ）は同様の回転数において、多層
圧電加振器２７Ｂにより周波数を４００Ｈｚとして一定
に保ち、加速度すなわち振幅を変えたときの騒音減衰量
の変化を示している。横軸は加速度ａを重力加速度ｇで
割った値の常用対数をとりそれに２０を掛けた値（単位
はｄＢ）（以後、加振加速度比ａ／ｇという。）、縦軸
は騒音減衰量（単位はｄＢ）を示す。加振加速度比ａ／
ｇの最適値は２．１ｄＢであり、騒音は１６．４ｄＢ減
少し、舌部の加振加速度に最適値があることがわかる。

【００４５】同様に、図７（Ａ）、図７（Ｂ）は２次の
翼通過周波数が５００Ｈｚの場合で、５００Ｈｚにおけ
る騒音の圧力レベルは５９．８ｄＢから４０．９ｄＢに
１８．９ｄＢだけ減少し、このときの加振加速度比ａ／
ｇの最適値のデシベル値は１０ｄＢである。よって、回
転数を変えても騒音減衰の効果があることがわかる。

【００４６】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は２次翼通過周波
数が８００Ｈｚの場合で、８００Ｈｚにおける騒音レベ
ルは７８．６ｄＢから６０ｄＢに１８．６ｄＢだけ減少
し、このときの加振加速度比ａ／ｇの最適値は２１．４
ｄＢである。

【００４７】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は２次翼通過周波
数が１２００Ｈｚの場合で、１２００Ｈｚにおける騒音
レベルは８５ｄＢから６９．５ｄＢに１５．５ｄＢだけ
減少し、このときの加振加速度比ａ／ｇの最適値は２
０．５ｄＢである。

【００４８】図６から図９までにおいて、２次翼通過周
波数の騒音が低減されたことを示しているが、１次の翼
通過周波数の騒音についても同様に、１次の翼通過周波
数で加振器により騒音が低減される。ただし、通常はそ
の次数の翼通過周波数の騒音を卓越して発生させる舌部
表面をその次数の翼通過周波数で位相が１８０度ずれた
振動を起こさせるように加振する。この場合は１次の翼
通過周波数で舌部頂点を加振するとよい。

【００４９】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に、（１）舌
部頂点１４Ａの多層圧電加振器２７Ａによって２次の翼
通過周波数で加振し、さらに舌部下面１４Ｂの多層圧電
加振器２７Ｂによって２次の翼通過周波数で加振した場
合の騒音減衰量と、（２）舌部頂点１４Ａの多層圧電加
振器１４Ａによって翼通過周波数で加振した場合の騒音
減衰量と、（３）舌部下面１４Ｂの多層圧２次の電加振
器１４Ｂによって２次の翼通過周波数で加振した場合の
騒音減衰量を示す。ここで、図中、「両方」は上記
（１）の場合を示し、「頂点」は上記（２）の場合を示
し、「下面」は上記（３）の場合を示す。

【００５０】図１０（Ａ）の場合は、２次の翼通過周波
数は５００Ｈｚであり、両方加振した場合は、最大１
８．８ｄＢ減衰し、最適加振加速度比ａ／ｇは１０ｄＢ
である。舌部頂点を加振した場合は、最大４．4ｄＢ減
衰し、そのときの加振加速度比ａ／ｇは１８．９ｄＢで
ある。舌部下面を加振した場合は、最大１７．０ｄＢ減
衰し、最適加振加速度比ａ／ｇは８．９ｄＢである。

【００５１】図１０（Ｂ）の場合は、２次の翼通過周波
数は１２００Ｈｚであり、両方加振した場合は、最大１
５．５ｄＢ減衰し、最適加振加速度比ａ／ｇは２０ｄＢ
である。舌部頂点を加振した場合は、最大３．５ｄＢ減
衰し、そのときの加振加速度比ａ／ｇは２７．４ｄＢで
ある。舌部下面を加振した場合は、最大１９．２ｄＢ減
衰し、最適加振加速度比ａ／ｇは２８．７ｄＢである。

【００５２】図１０の場合、２次の翼通過周波数で舌部
頂点を加振するより、２次の翼通過周波数で舌部下面を
加振する方が騒音減衰効果があることがわかる。

【００５３】ケーシングの羽根車の出口近傍に騒音計を
取付けて騒音測定を行い、周波数分析を行った結果、舌
部の加振器を取り付けた部分が、複数の翼通過周波数ま
たはその高次の周波数のピーク値を有する騒音を発生し
ていることが検出された場合、それぞれのピーク値に対
応する騒音の振動波形を正弦波形として、例えばフィル
タを使用して電気的に取出し、取出された振動波形から
位相を１８０度ずらした振動波形を電気的に作り出し、
それらの振動波形を電気的に合成し、その合成された振
動で加振器の取り付け部分を振動させてもよい。例え
ば、舌部下面の騒音が翼通過周波数の２次と３次のピー
クを有する騒音を卓越して発生する場合は、２次の翼通
過周波数の騒音から１８０度ずれた振動と、３次の翼通
過周波数の騒音から１８０度ずれた振動を合成した振動
で加振器の取り付け部分を振動させてもよい。

【００５４】また、図１では反射型光電センサ２１と狭
バンドパスフィルタ２２を周波数発生器として使用し、
羽根車の翼通過周波数の測定データをもとに加振周波数
を発生させる構成で説明したが、特に同期電動機により
駆動した場合、または誘導電動機により駆動した場合で
負荷が安定している場合は、独立した周波数発生器によ
り周波数を発生してもよい。この場合位相を最適にする
ように制御できるようにするとよい。

【００５５】本実施の形態の場合、蒸気タービン等の速
度可変の駆動機により駆動される送風機に適用したとき
は、送風機の回転数が変化した場合は、能動騒音制御の
ための加振周波数は回転数変化に従って自動的に変化す
るので、騒音を有効に減衰させることができる。

【００５６】図１１に模式的に示すように、吐出部がス
プリタベーン４３を有する二重ボリュート構造になって
いる送風機の場合は、舌部は吐出ノズル１３の一部を構
成する舌部４１と、吐出ノズル１３から遠い舌部４２の
２箇所となる。そこで、この場合舌部４１の舌部頂点４
１Ａと舌部下面４１Ｂ、同様に舌部４２の舌部頂点４２
Ａと典型的には舌部内面４２Ｂに加振器（不図示）を付
けるとよい。ここで、舌部４２はスプリタベーン４３の
上流側の先端部であり、舌部内面４２Ｂはスプリタベー
ン４３の舌部４２近傍の表面上であって羽根車９に近い
方の側面である。

【００５７】場合によっては加振器をスプリタベーン４
３の舌部４２近傍の表面上であって羽根車９から遠い方
の側面に取り付けてもよい。

【００５８】なお、以上の説明において送風機として記
述してあるものは、送風機に限らず吐出圧力が１ｋｇ／
ｃｍ²ｇ以上である圧縮機であってもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、舌部に翼
通過周波数の整数倍（１、２・・）で舌部を加振する加
振器を備えたので、騒音減衰のための振動エネルギを大
きくすることができ、騒音レベルを効果的に減衰させる
ことがことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送風機に設けられたデータ収録系と加
振系の構成結線図である。

【図２】本発明の送風機を用いた送風機装置の正面図で
ある。

【図３】本発明の送風機の仕様を表した表である。

【図４】本発明の送風機の仕様を表した表である。

【図５】多層圧電加振器の舌部への配置を示した図であ
る。

【図６】図６はＢＰＦの２次の周波数が４００Ｈｚの場
合であり、（Ａ）は、外部騒音パワスペクトルの騒音制
御の有無による変化を表したグラフである。（Ｂ）は、
加速度比に対する騒音減衰量の変化を表したグラフであ
る。

【図７】図７はＢＰＦの２次の周波数が５００Ｈｚの場
合であり、（Ａ）は、外部騒音パワスペクトルの騒音制
御の有無による変化を表したグラフである。（Ｂ）は、
加速度比に対する騒音減衰量の変化を表したグラフであ
る。

【図８】図８はＢＰＦの２次の周波数が８００Ｈｚの場
合であり、（Ａ）は、外部騒音パワスペクトルの騒音制
御の有無による変化を表したグラフである。（Ｂ）は、
加速度比に対する騒音減衰量の変化を表したグラフであ
る。

【図９】図９はＢＰＦの２次の周波数が１２００Ｈｚの
場合であり、（Ａ）は、外部騒音パワスペクトルの騒音
制御の有無による変化を表したグラフである。（Ｂ）
は、加速度比に対する騒音減衰量の変化を表したグラフ
である。

【図１０】舌部の加振位置による騒音減衰の効果を比較
するグラフである。

【図１１】二重ボリュート構造の送風機の場合の舌部を
説明するケーシングの模式的断面図である。

【符号の説明】

１ベース２誘導電動機３トルクメータ４送風機５第１の基礎６第２の基礎７無音響壁８ケーシング９羽根車１０吸込ノズル１１スペーサ１２ベルマウス１３吐出ノズル１４舌部１４Ａ舌部頂点１４Ｂ舌部下面１５Ａ、１５Ｂ隙間１６Ａ、１６Ｂ振動部１７Ａ、１７Ｂ膜１８翼１９吐出流路２１反射型光電センサ２２狭バンドパスフィルタ２３位相変換器２４オッシロスコープ２５増幅器２６圧電結晶駆動増幅器２７Ａ、２７Ｂ多層圧電加振器３１可変容量マイクロフォン３２測定増幅器３３Ａ、３３Ｂピエゾトロン加速度計３４電源・結合部３５デジタルマルチメータ３６ＦＦＴ周波数分析器４１舌部４１Ａ舌部頂点４１Ｂ舌部下面４２舌部４２Ａ舌部頂点４２Ｂ舌部内面４３スプリッタベーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大田英輔東京都田無市西原町４−３−45、８−505 Ｆターム(参考） 3H022 AA02 BA02 CA48 CA50 CA51 CA56 DA11 3H034 AA02 AA11 BB02 BB06 CC04 DD09 DD24 DD26 DD28 DD30 EE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】翼を有する羽根車と；前記羽根車の回転
により吐出される気体を流す吐出流路と；前記吐出流路
中に配置された舌部と；前記舌部に取り付けられ、前記
舌部を翼通過周波数の整数倍で加振する加振器とを備え
たことを特徴とする；送風機。
【請求項２】前記舌部は、静止部と前記静止部から振
動的に分離された振動部を含んで構成され、前記振動部
に前記加振器が取り付けられている請求項１に記載の送
風機。
【請求項３】翼通過周波数の整数倍の周波数のなかか
ら少なくとも２以上の周波数を選択し、前記選択された
周波数で前記加振器が加振するように構成された請求項
１または請求項２に記載の送風機。
【請求項４】前記加振器は圧電素子を含んで構成され
ている請求項１から請求項３のいずれかに記載の送風
機。