JP2002266815A - 整流板構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の整流板は、上流側にある整流板の下流
側端部で発生した渦が下流側にある整流板の上流側端部
に衝突して反射し、その圧力波が上流側にある整流板の
下流側端部から発生する渦にフィードバックして影響を
及ぼし強い渦が発生する。この強い渦が音源となり、該
音源がダクトの構造体と共鳴を引き起こして、大きな騒
音と振動となっている。 【解決手段】 本発明は、ダクト内部に流路に沿って間
隔を設けて設置されている流路を仕切る整流板におい
て、前記整流板の流路の上流側端面を傾斜状に形成し、
前記整流板の流路の下流側端面を凹状に形成し、又は前
記整流板の流路の下流側表面に不等間隔に溝を形成した
整流板構造としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダクトの内部にお
いて流体の曲がり部又は合流部に設置される整流板から
発生する渦とダクト音場との干渉によって生ずる異音を
防止するための整流板構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダクトの曲がり部又は合流部では
乱流が発生し、圧力損失や変動流体力が生じてダクトの
流力性能や振動強度に影響を及ぼすため、この乱流を低
減させるために整流板が設置されている。例えば、大型
ダクトの曲がり部では図１０に示すように、整流板２と
ダクト１外壁との温度差による熱応力を低減し且つ製造
を容易にするため、整流板２を気流方向８に沿って分割
し、間隔９を設けて複数配置している。この整流板２の
上流側端部３および下流側端部４は、平面状又は曲面状
に形成されている。

【０００３】また、特開平１０−１２２２０８号公報に
は、拡大流路内で発生する流体の乱流や壁面の剥離を抑
え、低騒音化等を図ることを目的として、断面矩形状の
流入管に接続し拡大流路を形成する拡大管と、その拡大
管内部に配置した整流板とからなり、拡大管は断面矩形
状で流路入口から出口にかけて断面積が拡大するように
形成されており、整流板はその表面が流れ方向に沿うよ
うに配置すると共に、流れ方向の上流側及び下流側に整
流板を間隔をおいて配置し、流路の中間部には仕切りが
ない開口部分を形成している整流装置が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流れ方
向に間隔を設けて複数枚配置された整流板では、上流側
にある整流板の下流側端部で発生した渦が、下流側にあ
る整流板の上流側端部に衝突して反射し、その圧力波が
上流側にある整流板の下流側端部から発生する渦にフィ
ードバックして影響を及ぼし強い渦が発生する。この強
い渦が音源となり、該音源がダクトの構造体と共鳴を引
き起こして、大きな騒音と振動となる。これに対して、
整流板間の流れ方向の間隙を充填する等の対策が試みら
れているが充分な効果は期待できない状況にある。

【０００５】

【問題を解決する為の手段】本発明は、上記課題を解決
するためになされたものであり、請求項１では、上流側
にある整流板の下流側端部で発生した渦が、下流側にあ
る整流板の上流側端部に衝突した後、フィードバック方
向を変えてその圧力波が上流側にある整流板の下流側端
部から発生する渦にフィードバックしないようにするた
め、或いは、整流板に揚力を与えて整流板下流の流れ方
向を下向き（又は上向き）にして、下流側整流板に流れ
が衝突しないようにするため、ダクト内部に流路に沿っ
て間隔を設けて設置されている流路を仕切る整流板にお
いて、前記整流板の流路の上流側端面を傾斜状に形成し
た整流板構造としている。

【０００６】請求項２では、上流側にある整流板の下流
側端部で発生した渦の巻き込みを促進させて渦を弱める
ために、ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて設置さ
れている流路を仕切る整流板において、前記整流板の流
路の下流側端面を凹状に形成した整流板構造としてい
る。

【０００７】請求項３では、上流側にある整流板の下流
側端部で発生した渦の剥離をランダムにして、下流側に
ある整流板の上流側端部への渦の到達を減少させるため
に、ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて設置されて
いる流路を仕切る整流板において、前記整流板の流路の
下流側表面に不等間隔に溝を形成した整流板構造として
いる。

【０００８】また、請求項４では、ダクト内部に流路に
沿って間隔を設けて設置されている流路を仕切る整流板
において、前記整流板の流路の上流側端面を傾斜状に形
成すると共に、前記整流板の流路の下流側端面を凹状に
形成した整流板構造としている。さらに、請求項５で
は、ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて設置されて
いる流路を仕切る整流板において、前記整流板の流路の
上流側端面を傾斜状に形成すると共に、前記整流板の流
路の下流側表面に不等間隔に溝を形成した整流板構造と
している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態
の一例を示したもので、（ａ）はダクトの正面断面図で
あり、（ｂ）はＡ部の拡大図である。同図において、ダ
クト１は大口径管を連結するコーナー部に設けられたも
ので曲管状に形成され、該ダクト１の内部にはダクト中
心軸に沿って略四辺形に形成された板状の整流板２１
が、互いに適宜な間隙９を設けて２列に配列されてい
る。

【００１０】前記整流板２１において、上流側端部３は
気流方向８に対して傾斜状５に形成している。この傾斜
角度は気流方向８に対して１０°〜４５°とするが、よ
り好ましくは２５°〜３５°である。この角度を設ける
ことにより、上流側の整流板２１の下流側端部４から発
生した渦が、下流側にある整流板２１の上流側端部３に
当接し難くなり、また、当接した渦の殆どが上流側にあ
る整流板２１の下流側端部４方向に反射し難くなるた
め、渦と反射圧力波との干渉を避けることができる。

【００１１】図２は本発明の第２実施形態の一例を示し
たもので、（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）
はＡ部の拡大図である。同図において、整流板２２の下
流側端部４を凹状６に形成している。これにより、整流
板２２の下流側端部４から発生する渦が凹状６部分に巻
き込まれて渦の強度が弱くなり異音発生が抑制される。
なお、これ以外の構成及び機能については前記第１実施
形態と同様である。

【００１２】図３は本発明の第３実施形態の一例を示し
たもので、（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）
はＡ部の拡大図である。同図において、整流板２３の下
流側表面に整流板２３の板厚に対して１／４〜１／２の
間隔で不等間隔の溝７を形成している。該溝７は、整流
板２３の上流側に向かって先細り且つ浅くなる溝７であ
り、その先端は鋭角に形成する。これにより、整流板２
３の下流側端部４から発生する渦は整流板２３の幅方向
に位相が不揃いに発生するので、渦が下流側にある整流
板２３の上流側端部３に当接して、その反射圧力波が上
流側の整流板２３の下流側端部４に到達しても、全体と
して渦の強度が弱いため異音が抑制される。なお、これ
以外の構成及び機能については前記第１実施形態と同様
である。

【００１３】図４は第４実施形態の一例を示したもの
で、（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部
の拡大図である。同図において、整流板２４の上流側端
部３は気流方向に対して傾斜状５に形成している。この
傾斜角度は流れ方向に対して１０°〜４５°とするが、
より好ましくは２５°〜３５°である。この角度を設け
ることにより、上流側の整流板２４の下流側端部４から
発生した渦が、下流側にある整流板２４の上流側端部３
に当接し難くなり、また、当接した渦の殆どが上流側に
ある整流板２４の下流側端部４方向に反射し難くなるた
め、渦と反射圧力波との干渉を避けることができる。ま
た、整流板２４の下流側端部４を凹状６に形成している
ので、整流板２４の下流側端部４から発生する渦が凹状
６部分に巻き込まれて渦の強度が弱くなり異音発生が抑
制される。なお、これ以外の構成及び機能については前
記第１実施形態と同様である。

【００１４】図５は第５実施形態の一例を示したもの
で、（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部
の拡大図である。同図において、整流板２５の上流側端
部３は気流方向に対して傾斜状５に形成している。この
傾斜角度は流れ方向に対して１０°〜４５°とするが、
より好ましくは２５°〜３５°である。この角度を設け
ることにより、上流側の整流板２５の下流側端部４から
発生した渦が、下流側にある整流板２５の上流側端部３
に当接し難くなり、また、当接した渦の殆どが上流側に
ある整流板２５の下流側端部４方向に反射し難くなるた
め、渦と反射圧力波との干渉を避けることができる。

【００１５】また、整流板２５の下流側表面に整流板２
５の板厚に対して１／４〜１／２の間隔で不等間隔の溝
７を形成している。該溝７は、整流板２５の上流側に向
かって先細り且つ浅くなる溝７であり、その先端は鋭角
に形成する。これにより、整流板２５の下流側端部４か
ら発生する渦は整流板２５の幅方向に位相が不揃いに発
生するので、渦が下流側にある整流板２５の上流側端部
３に当接して、その反射圧力波が上流側の整流板２５の
下流側端部４に到達しても、全体として渦の強度が弱い
ため異音が抑制される。なお、これ以外の構成及び機能
については前記第１実施形態と同様である。

【００１６】

【実施例】本発明の作用効果を実証するために、本発明
による整流板構造と従来の整流板構造について、低騒音
風洞を用いた騒音レベルの計測結果の比較を以下に示
す。 （実施例１）本発明の第１実施形態の整流板について、
低騒音風洞を用いて計測した騒音レベルを図６に示す。
整流板はＳＳ４１を用いて、縦２００ｍｍ，横１００ｍ
ｍ，板厚８ｍｍに形成し、上流側端部は流れ方向に対し
て３０°の傾斜を形成した。図６において、横軸は風速
Ｕ（ｍ／ｓ）であり、縦軸はピーク周波数（Ｈｚ）であ
る。図６中の左上部の円は周波数の騒音の大きさで１１
０ｄｂを表わしており、４０ｄｂ以下は半径０としてい
る。また、風速２２ｍ／ｓ，２８ｍ／ｓ及び３６ｍ／ｓ
における騒音は、１１０ｄｂの円の大きさと比較して小
さな円となっており、騒音の大きさが減少している。

【００１７】（実施例２）本発明の第２実施形態の整流
板について、低騒音風洞を用いて計測した騒音レベルを
図７に示す。整流板はＳＳ４１を用いて、縦２００ｍ
ｍ，横１００ｍｍ，板厚８ｍｍに形成し、下流側端部は
凹状に形成した。図７において、横軸は風速Ｕ（ｍ／
ｓ）であり、縦軸はピーク周波数（Ｈｚ）である。図７
中の左上部の円は周波数の騒音の大きさで１１０ｄｂを
表わしており、４０ｄｂ以下は半径０としている。ま
た、風速２０ｍ／ｓ、２２ｍ／ｓ、２４ｍ／ｓ，２８ｍ
／ｓ及び３０ｍ／ｓにおける騒音は、１１０ｄｂの円の
大きさと比較して小さな円となっており、騒音の大きさ
が減少している。

【００１８】（実施例３）本発明の第３実施形態の整流
板について、低騒音風洞を用いて計測した騒音レベルを
図８に示す。整流板はＳＳ４１を用いて、縦２００ｍ
ｍ，横１００ｍｍ，板厚８ｍｍに形成し、下流側は整流
板の板幅に対して不等間隙の溝を形成した。図８におい
て、横軸は風速Ｕ（ｍ／ｓ）であり、縦軸はピーク周波
数（Ｈｚ）である。図８中のｆｂはフィードバック周波
数を表しており次式で表される。 ｆｂ＝Ｕｃ／Ｌ+ΔＬ 上式で、Ｕｃは移流速度（Ｕｃ≒０．５Ｕ）、Ｌは整流
板間の間隙、である。また、ｆｓは渦の流出周波数を表
しており次式で表される。 ｆｓ＝ＳｔｘＵ／ｔ 上式で、Ｓｔはストロハル数、Ｕは流速、ｔは整流板の
板厚である。また、左上部の円は周波数の騒音の大きさ
で１１０ｄｂを表わしており、４０ｄｂ以下は半径０と
している。騒音を表す円はｆｂ線上にも並んでいるが、
１１０ｄｂの円の大きさと比較して小さな円となってお
り、騒音の大きさが減少している。

【００１９】（比較例１）従来の整流板について低騒音
風洞を用いて計測した騒音レベルを図９に示す。整流板
はＳＳ４１を用いて、縦２００ｍｍ，横１００ｍｍ，板
厚８ｍｍに形成し、上流側端部及び下流側端部とも曲面
状に形成した。図９において、横軸は風速Ｕ（ｍ／ｓ）
であり、縦軸はピーク周波数（Ｈｚ）である。図８中の
ｆｂはフィードバック周波数を表しており次式で表され
る。 ｆｂ＝Ｕｃ／Ｌ+ΔＬ 上式で、Ｕｃは移流速度（Ｕｃ≒０．５Ｕ）、Ｌは整流
板間の間隙、である。また、ｆｓは渦の流出周波数を表
しており次式で表される。 ｆｓ＝ＳｔｘＵ／ｔ 上式で、ｔはストロハル数、Ｕは流速、ｔは整流板の板
厚である。また、左上部の円は周波数の騒音の大きさで
１１０ｄｂを表わしており、４０ｄｂ以下は半径０とし
ている。ｆｂ線に沿った周波数帯域で、特に騒音が大き
くなっている。

【００２０】従来の整流板の計測結果（図９）と、本発
明による整流板の計測結果（図６〜図８）を比較する
と、図６〜図７では騒音量及び騒音の大きさとも大幅に
減少しており、図８ではｆｂ線上において騒音は見られ
るものの、騒音の大きさは大幅に減少が見られ、本発明
による整流板構造が騒音低減に有効であることが実証さ
れた。

【００２１】

【発明の効果】本発明による整流板構造は、ダクト内部
に流路に沿って間隔を設けて設置されている流路を仕切
る整流板において、前記整流板の流路の上流側端面を傾
斜状に形成したこと、前記整流板の流路の下流側端面を
凹状に形成したこと、又は、前記整流板の流路の下流側
表面に不等間隔に溝を形成したことを特徴とした整流板
構造である。

【００２２】従って、上流側の整流板の下流側端部から
発生した渦が、下流側にある整流板の上流側前端部に当
接し難くなり、また、当接した渦の殆どが上流側にある
整流板の下流側端部方向に反射し難くなるため、渦と反
射圧力波との干渉を避けることができる。また、整流板
の下流側端部から発生する渦が凹状部分に巻き込まれて
渦の強度が弱くなり異音発生が抑制される。さらに、整
流板の下流側端部から発生する渦は整流板の幅方向に位
相が不揃いに発生するので、渦が下流側にある整流板の
上流側端部に当接して、その反射圧力波が上流側の整流
板の下流側端部に到達しても、全体として渦の強度が弱
いため異音が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の一例を示したもので、
（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部の拡
大図である。

【図２】本発明の第２実施形態の一例を示したもので、
（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部の拡
大図である。

【図３】本発明の第３実施形態の一例を示したもので、
（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部の拡
大斜視図である。

【図４】本発明の第４実施形態の一例を示したもので、
（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部の拡
大図である。

【図５】本発明の第５実施形態の一例を示したもので、
（ａ）はダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部の拡
大斜視図である。

【図６】本発明の第１実施形態による整流板の騒音計測
結果を示したものである。

【図７】本発明の第２実施形態による整流板の騒音計測
結果を示したものである。

【図８】本発明の第３実施形態による整流板の騒音計測
結果を示したものである。

【図９】従来の整流板の騒音計測結果を示したものであ
る。

【図１０】従来の整流板構造を示したもので、（ａ）は
ダクトの正面断面図であり、（ｂ）はＡ部の拡大図であ
る。

【符号の説明】

１ ダクト ２、２１、２２、２３、２４、２５ 整流板 ３ 上流側端部 ４ 下流側端部 ５ 傾斜状 ６ 凹部 ７ 溝 ８ 気流方向 ９ 間隙

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて
   設置されている流路を仕切る整流板において、前記整流
   板の流路の上流側端面を傾斜状に形成したことを特徴と
   する整流板構造。
2. 【請求項２】 ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて
   設置されている流路を仕切る整流板において、前記整流
   板の流路の下流側端面を凹状に形成したことを特徴とす
   る整流板構造。
3. 【請求項３】 ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて
   設置されている流路を仕切る整流板において、前記整流
   板の流路の下流側表面に不等間隔に溝を形成したことを
   特徴とする整流板構造。
4. 【請求項４】 ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて
   設置されている流路を仕切る整流板において、前記整流
   板の流路の上流側端面を傾斜状に形成すると共に、前記
   整流板の流路の下流側端面を凹状に形成したことを特徴
   とする整流板構造。
5. 【請求項５】 ダクト内部に流路に沿って間隔を設けて
   設置されている流路を仕切る整流板において、前記整流
   板の流路の上流側端面を傾斜状に形成すると共に、前記
   整流板の流路の下流側表面に不等間隔に溝を形成したこ
   とを特徴とする整流板構造。