JP2006211770A - Rotating machine and operation method therefor - Google Patents
Rotating machine and operation method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006211770A JP2006211770A JP2005018192A JP2005018192A JP2006211770A JP 2006211770 A JP2006211770 A JP 2006211770A JP 2005018192 A JP2005018192 A JP 2005018192A JP 2005018192 A JP2005018192 A JP 2005018192A JP 2006211770 A JP2006211770 A JP 2006211770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating machine
- fan
- fan cover
- frequency
- noise
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、本体機外に冷却ファンを備えた誘導電動機等の回転機およびその運転方法に関する。 The present invention relates to a rotating machine such as an induction motor provided with a cooling fan outside a main body and a method for operating the same.
本体機外に冷却ファンを備えた誘導電動機等の従来の回転機について、図11を参照して説明する。回転機本体1は、円筒状の固定子枠2および円板状の軸受ブラケット3を備えており、固定子枠2の内周面には固定子鉄心4が固着され、固定子鉄心4には固定子巻線5が巻装されている。固定子鉄心4の内側には、所定の間隔をもって回転子6が配設されており、この回転子6の回転軸7は、軸受8を介して軸受ブラケット3に支持されている。回転軸7の両端部は回転機本体1よりも外方に突出するように構成されている。また、固定子枠2の外周面には、回転軸7に沿った方向に複数の冷却フィン9が形成されており、これらの冷却フィン9間に通風路が形成されている。
A conventional rotating machine such as an induction motor provided with a cooling fan outside the main unit will be described with reference to FIG. The
回転軸7の両端部のうち負荷側端部とは反対側である図示左端部には、例えば羽根枚数8枚の冷却ファン11が取り付けられ、回転軸7と一体に回転するように構成されている。そして、冷却ファン11を覆うように、左側の軸受ブラッケト3にはファンカバー12が、例えばネジ止めされて取り付けられている。ファンカバー12の冷却ファン11と対向する左端面には、吸気口16が形成されている。
A
このように構成された回転機において、回転子6が回転駆動されて冷却ファン11が回転すると、その送風作用により空気が矢印Bで示すように吸気口16から吸引される。この吸引された空気は、冷却ファン11によって吐出口17から冷却フィン9間に送風されることによって、回転機本体1が冷却される。
In the rotating machine configured as described above, when the
このような構成の回転機の運転時(例えば、回転周波数Fは、4200rpm(回転/分)=70Hz)における騒音を調査した。図12は騒音計にて得た騒音の波形をFFTにて周波数分析した結果を示したものである。この結果から、回転周波数をF、羽根枚数をZとすると、卓越周波数fZ(=F・Z=70×8=560Hz)の騒音が大きく発生していることがわかる。このfZ成分は一般的に羽根回転音と称している。 The noise during the operation of the rotating machine having such a configuration (for example, the rotation frequency F is 4200 rpm (rotation / min) = 70 Hz) was investigated. FIG. 12 shows the result of frequency analysis of the noise waveform obtained by the sound level meter using FFT. From this result, it can be seen that if the rotation frequency is F and the number of blades is Z, noise with a dominant frequency f Z (= F · Z = 70 × 8 = 560 Hz) is generated greatly. The f Z component is called generally blade rotation noise.
さらに、全周波数域において、細かいギザギザのスペクトルが見られる。これは、羽根の回転によって発生する渦、はく離、または流れの乱れから発生する騒音であり、一般的にランダム騒音と称している。 Furthermore, a fine jagged spectrum can be seen in the entire frequency range. This is noise generated by vortex, separation, or flow disturbance generated by blade rotation, and is generally referred to as random noise.
図13に冷却ファン騒音の要因をまとめた系統図を示す。冷却ファン騒音は、大きく2つに分類でき、一つは騒音発生源からの騒音、もう一つは、騒音の伝播経路からの騒音である。前者については、1.羽根が回転することによって発生する騒音、2.羽根によって発生する渦やはく離による騒音、3.流れの乱れによる騒音がある。後者については、ファンカバー内の空間の共鳴騒音がある。したがって、ファンカバーから漏れ出る騒音を低減する手法として、騒音発生源自体を抑制する方法と、騒音の伝播経路で騒音を抑制する方法の2種類がある。 FIG. 13 is a system diagram summarizing the causes of the cooling fan noise. The cooling fan noise can be roughly classified into two types, one is noise from a noise generation source, and the other is noise from a noise propagation path. Regarding the former, 1. 1. noise generated by rotating blades; 2. Noise caused by vortices and separation generated by blades; There is noise due to turbulence. For the latter, there is resonant noise in the space inside the fan cover. Therefore, there are two methods for reducing noise leaking from the fan cover: a method for suppressing the noise source itself and a method for suppressing noise in the noise propagation path.
従来技術において、騒音発生源自体を抑制する方法として、1.羽根の間隔を不等配にする、2.羽根形状を流線形にする等が開示されている。従来技術において、冷却ファン騒音の伝播経路を抑制する方法として、消音装置で騒音を低減する方法があり、例えば、下記特許文献1に開示されている。
In the prior art, as a method of suppressing the noise source itself, 1. Make the blade spacing uneven. It is disclosed that the blade shape is streamlined. In the prior art, as a method of suppressing the propagation path of the cooling fan noise, there is a method of reducing noise with a silencer, which is disclosed, for example, in
特許文献1に記載のものは図14に示すように、回転機本体1の左端に取り付けられた冷却ファン11を覆うようにファンカバー12を配置し、このファンカバー12の内面に、多孔質プラスチック、グラスウール、フェルトロックウール等からなる吸音部材14が取着されている。しかしながら、吸音部材を取着した吸音装置では、吸音部材が経年劣化し、吸音部材をその都度交換しなければならない。回転機は10年間メンテナンスフリーとする仕様もあり、吸音部材が使用できない場合もある。
As shown in FIG. 14, a
また、吸音部材に頼らない消音装置として、特許文献2に開示されている二重構造のファンカバーが知られている。これは図15に示すように、内部に回転子6と固定子鉄心4を有する回転機本体1の左端に冷却ファン11を取り付け、この冷却ファン11を取り囲むように二重構造のファンカバー12a,12bが配置されている。しかしながら、このように二重構造のファンカバーにすると、遮音性能は向上するが、通風特性が損われる場合がある。また、回転機の軸方向の寸法が大きくなるため、回転機を取り付けるためのスペースを広くしなければならない。さらに、コストアップになるなどの問題もある。
本発明は上記のような状況に鑑みてなされたもので、簡単な構成で通風特性を損うことなく騒音の低減された回転機およびその運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a rotating machine with a simple configuration and reduced noise without impairing ventilation characteristics, and an operation method thereof.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、回転機本体の軸端に取り付けられた冷却ファンと前記冷却ファンを覆うファンカバーを備え前記ファンカバーの吸気口から空気を吸い込み吐出口から回転機本体の外周部に空気を吐き出すようにした回転機において、羽根回転音の周波数fZおよびfZの整数倍の周波数と前記ファンカバー内の空間のヘルムホルツ共鳴周波数とが一致または近似しないようにした構成とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項7の発明は、回転機本体の軸端に取り付けられた冷却ファンと前記冷却ファンを覆うファンカバーを備え前記ファンカバーの吸気口から空気を吸い込み吐出口から回転機本体の外周部に空気を吐き出すようにした回転機の運転方法において、羽根回転音の周波数fZおよびfZの整数倍の周波数と前記ファンカバー内の空間のヘルムホルツ共鳴周波数fとが一致または近似しないようにする方法とする。
The invention according to
本発明によれば、簡単な構成で通風特性を損うことなく騒音の低減された回転機およびその運転方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rotating machine with a simple configuration and reduced noise without impairing ventilation characteristics and an operation method thereof.
以下、本発明の第1ないし第6の実施の形態の回転機について、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
本実施の形態の回転機は、図1に示すように、回転機本体1の軸端に取り付けられた冷却ファン11と冷却ファン11を覆うファンカバー12を備えファンカバー12の吸気口16から空気を吸い込み吐出口17から回転機本体1の外周部に空気を吐き出すようにした回転機において、羽根回転音の周波数fZおよびfZの整数倍の周波数とファンカバー12内の空間のヘルムホルツ共鳴周波数とが一致または近似しないようにした構成とする。
Hereinafter, rotating machines according to first to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the rotating machine of the present embodiment includes a
ここで、ファンの羽根枚数をZとし、回転機の回転周波数をFとするとき、fZ=F×Zである。また、ヘルムホルツの共鳴周波数fは下記式(1)によって計算される。
入口直径d=0.49mのファンカバー12の共鳴特性を図2に示す。ファンカバー12の共鳴周波数は、ファンカバー12内部にスピーカーを置いてホワイトノイズを発生させ、測定した。図2の波形から580Hzに共振周波数があることがわかる。
FIG. 2 shows the resonance characteristics of the
つまり、580Hzは、図1に示したファンカバー12内部のヘルムホルツの共鳴周波数である。上記(1)式によって計算されるヘルムホルツの共鳴周波数fも580Hzである。
That is, 580 Hz is the Helmholtz resonance frequency inside the
羽根枚数Z=8、回転周波数F=60Hzにしたときの騒音を騒音計で測定し、FFT分析した結果を図3に示す。通常、羽根回転音周波数fZ=480Hzが卓越して現れてくるが、この図3から羽根回転音周波数が卓越して発生していないことがわかる。 The noise when the number of blades Z = 8 and the rotational frequency F = 60 Hz was measured with a sound level meter and subjected to FFT analysis is shown in FIG. Normally, the blade rotation sound frequency f Z = 480 Hz appears predominantly, but it can be seen from FIG. 3 that the blade rotation sound frequency does not occur predominantly.
このように本実施の形態の回転機は、ファンカバー12の空洞の体積V、ファンカバー12の板厚さL、ファンカバー12の吸気口の断面積Sをパラメータにして、羽根回転音fZ(回転周波数F×ファンの羽根枚数ZとしたときfZ=F×Z)の周波数と前記ファンカバー内の空間のヘルムホルツ共鳴周波数とが近似しないようなファンカバー12形状にすることによって、羽根回転音を低減させることができ、騒音が効果的に低減することができる。
Thus rotating machine of the embodiment, and the volume V of the cavity of the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態を図4,図5に示す。
本実施の形態の回転機は、前記(1)式においてファンカバー12の入口断面積Sが容易に算出できるように、吸気口16の形状をファンカバー12の加工に適した略円形状(図4)あるいは略四角形状(図5)にする。この構成であると、ヘルムホルツの共鳴周波数を正確に計算することができ、羽根回転音を低減させることができるため、騒音が効果的に低減できる。
別の作用として、略四角形状(図5)における吸気口16の入口断面積は、略円形状(図4)に比べ吸気口16の入口断面積Sを大きくできる。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS.
In the rotating machine according to the present embodiment, the shape of the
As another action, the inlet cross-sectional area S of the
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態の回転機は、図6に示すように、(1)式においてファンカバー12の入口断面積Sが容易に算出できるように、ファンカバー12に複数の吸気口16,16aを設ける。これによって羽根回転音を低減させることができるため、騒音が効果的に低減できる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6, the rotating machine according to the third embodiment of the present invention has a plurality of air inlets in the
別の作用として、ファンカバー12内に流入する空気の流れを分散させることができ流速を低減することができるため、騒音が効果的に低減できる。さらに別の作用として、吸気口16,16aの入口断面積を容易に変更することができるため、回転数を変更する場合などに容易に対応できる。
As another function, since the flow of air flowing into the
(第4の実施の形態)
本実施の形態の回転機は、図7に示すように、羽根回転音fZ(回転周波数F×ファンの羽根枚数Z,fZ=F×Z)の周波数とファンカバー12内の空間のヘルムホルツ共鳴周波数とが近似しないようなファンカバー12の板厚さ、ファンカバー12の吸気口16の断面積を設定するために、ファンカバー12の吸気口16に弾性部材18を取り付け、羽根回転音を考慮した吸気口16の形状にする。このようにすることで、羽根回転音を低減させることができるため、騒音が効果的に低減できる。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 7, the rotating machine according to the present embodiment has a blade rotation sound f Z (rotation frequency F × number of fan blades Z, f Z = F × Z) and a Helmholtz in the space in the
(第5の実施の形態)
本実施の形態の回転機は、図8ないし図9に示すように、吸気口16の径方向の内側に防音部材19を設けることで、放射される騒音を低減する。電動機を回転周波数4200rpm(回転/分)で運転時のFFT分析結果を先に図12に示したが、この結果より、560Hz成分が卓越して発生していることがわかる。そこでどのような音圧分布が何処から発生しているか音響ホログラフィを用いて測定した。音響ホログラフィの結果より、騒音は、吸気口16から放射されていることが分かった。本実施の形態によれば、図8ないし図9に示すように、吸気口16の径方向の内側に防音部材19を設けることで、放射される騒音を低減することができる。
(Fifth embodiment)
As shown in FIGS. 8 to 9, the rotating machine according to the present embodiment reduces the radiated noise by providing a
(第6の実施の形態)
本実施の形態は、図10に示すように、ファンカバー12の防音部材19の内面に吸音部材20を取り付ける。これにより、羽根回転音を低減させることができるため、騒音が効果的に低減できる。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, a
以上に説明した第1ないし第6の実施の形態は、回転電機に関するものであるが、ファンがついている例えば電動機、送風機、圧縮機、換気扇、空調機、ジェットファン、ファンを組込んだ盤、ファンを組込んだ筐体等においても適用できる。また、冷却ファン11の形状については、ラジアルファン、斜流ファン等どのような形状であっても適用できることは言うまでもない。
The first to sixth embodiments described above relate to a rotating electrical machine, but have a fan, for example, an electric motor, a blower, a compressor, a ventilation fan, an air conditioner, a jet fan, a board incorporating a fan, The present invention can also be applied to a housing incorporating a fan. Needless to say, the cooling
1…回転機本体、2…固定子枠、3…軸受ブラケット、4…固定子鉄心、5…固定子巻線、6…回転子、7…回転軸、8…軸受、9…冷却フィン、11…冷却ファン、12,12a,12b…ファンカバー、14…吸音部材、16,16a…吸気口、17…吐出口、18…弾性部材、19…防音部材、20…吸音部材。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
A rotating machine having a cooling fan attached to a shaft end of a rotating machine body and a fan cover that covers the cooling fan, and sucking air from an intake port of the fan cover and discharging air from the discharge port to an outer peripheral part of the rotating machine body 5. the method of operation of the rotating machine, characterized in that to avoid the match or approximate the Helmholtz resonance frequency of the spatial frequency f Z and f the integral multiple of the frequency fan in the cover of the Z of the blade rotation noise operation .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005018192A JP2006211770A (en) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | Rotating machine and operation method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005018192A JP2006211770A (en) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | Rotating machine and operation method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006211770A true JP2006211770A (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=36968010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005018192A Pending JP2006211770A (en) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | Rotating machine and operation method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006211770A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10408129B1 (en) | 2018-03-20 | 2019-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotor-stator blade interference noise reduction system and flying object |
US10438579B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-10-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Device for reducing noise, flight vehicle, and program |
US10510332B2 (en) | 2018-03-15 | 2019-12-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Noise reduction apparatus and jet fan |
US10559292B2 (en) | 2018-03-20 | 2020-02-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotor blade noise reduction system, flying object and noise reduction system |
US10909962B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Noise reduction device, flight vehicle, power generation device, and noise reduction method |
-
2005
- 2005-01-26 JP JP2005018192A patent/JP2006211770A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10438579B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-10-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Device for reducing noise, flight vehicle, and program |
US10909962B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Noise reduction device, flight vehicle, power generation device, and noise reduction method |
US10510332B2 (en) | 2018-03-15 | 2019-12-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Noise reduction apparatus and jet fan |
US10408129B1 (en) | 2018-03-20 | 2019-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotor-stator blade interference noise reduction system and flying object |
US10559292B2 (en) | 2018-03-20 | 2020-02-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotor blade noise reduction system, flying object and noise reduction system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7658592B1 (en) | Slots in fan housing to reduce tonal noise | |
WO2009130891A1 (en) | Centrifugal fan and method of reducing noise of centrifugal fan | |
JP6221046B2 (en) | Blower | |
EP3085962B1 (en) | Bidirectional axial fan device | |
JP2013113128A (en) | Axial flow fan | |
JP2006211770A (en) | Rotating machine and operation method therefor | |
JP2009197623A (en) | Centrifugal blower | |
JP5309516B2 (en) | Centrifugal blower | |
JP5292759B2 (en) | Centrifugal blower | |
JP6277419B2 (en) | Blower | |
JP5617906B2 (en) | Centrifugal blower | |
JP2006275311A (en) | Fan filter unit | |
JP6152582B2 (en) | Blower | |
JP4621420B2 (en) | Rotating electric machine | |
JPH11125197A (en) | Motor-driven blower | |
WO2011121642A1 (en) | Centrifugal multiblade blower | |
JPWO2019176625A1 (en) | Electric blower, vacuum cleaner and air towel | |
JP2000120599A (en) | Motor-driven blower and vacuum cleaner mounted with it | |
JP6074611B2 (en) | Blower | |
JP5747149B2 (en) | Blower with silencer box | |
JP2004353595A (en) | Fan tunnel of blower | |
JP4174278B2 (en) | Blower fan cover | |
JP2010112285A (en) | Centrifugal multiblade blower | |
JP2007046471A (en) | Centrifugal multiple blade blower | |
JP6771589B2 (en) | Centrifugal blower |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070302 |