JP2926062B2 - ダクト軸流ファン - Google Patents
ダクト軸流ファンInfo
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ダクト軸流ファンに関する。これらのファ
ンは、回転速度にファンにある翼の数を掛けた高調波の
トーナル騒音に加えて空気の乱流から生ずるある程度の
不規則雑音を生ずると知られている。騒音のほとんど
は、翼端で発生されること及びファンが背圧に抗して作
動しなければならないとき、トーナル成分が急速に密度
を増加することもよく実証されている。
ンは、回転速度にファンにある翼の数を掛けた高調波の
トーナル騒音に加えて空気の乱流から生ずるある程度の
不規則雑音を生ずると知られている。騒音のほとんど
は、翼端で発生されること及びファンが背圧に抗して作
動しなければならないとき、トーナル成分が急速に密度
を増加することもよく実証されている。
この問題を能動消音によって解決するための従来の努
力は、ダクトの直径が小さく、その長さがトーナル騒音
の波長に対して長い場合に限られていた。これは、ダク
ト内の小数の拡声機からの反騒音をダクト内の下流にあ
る非回転領域と有効に結合することを考慮に入れてい
る。
力は、ダクトの直径が小さく、その長さがトーナル騒音
の波長に対して長い場合に限られていた。これは、ダク
ト内の小数の拡声機からの反騒音をダクト内の下流にあ
る非回転領域と有効に結合することを考慮に入れてい
る。
本発明は、翼端からのトーナル騒音の波長に比較した
ときファンの直径が大きい状態に必ず生ずる問題を解決
する。これはファンが大きく、高速度で回転していると
き、又は翼の数が多いときは、いつも生じる。
ときファンの直径が大きい状態に必ず生ずる問題を解決
する。これはファンが大きく、高速度で回転していると
き、又は翼の数が多いときは、いつも生じる。
発明の目的 従って、本発明の目的は、軸流ファンの騒音の能動消
音における従来技術についてファンの直径が翼端から生
ずるトーナル騒音の波長に比較して大きい場合を扱うよ
うに改良することである。
音における従来技術についてファンの直径が翼端から生
ずるトーナル騒音の波長に比較して大きい場合を扱うよ
うに改良することである。
これ及びその他の目的は、添付図面を参照するとき明
らかになるであろう。
らかになるであろう。
図1は、代表的軸流ファンの一般的形態の斜視図、 図2は、本発鋭を含むダクト軸流ファンの斜視図、 図3は、2チャネルMISACT(多重相互作用センサとア
クチュエータ)を組込んだ本発明の実施形態の一つの線
図である。
クチュエータ)を組込んだ本発明の実施形態の一つの線
図である。
発明の説明 本発明は、ダクト軸流ファンからの主知覚トーナル騒
音が、ファンによって生じた回転圧力波がファンに近い
物理的支持部材を打つとき発生される2次音波であると
認めている。ファン騒音の能動制御における現在までの
仕事のほとんどは、この2次音波を相殺する。ファン又
はダクトの寸法が騒音の波長(λ)に比較して大きい
(1/4λより大)とき、この相殺を達成することは、音
波ダクトを伝わりおりるように使用できる多数の伝搬モ
ードを扱うことの複雑さのために難かしいと分った。
音が、ファンによって生じた回転圧力波がファンに近い
物理的支持部材を打つとき発生される2次音波であると
認めている。ファン騒音の能動制御における現在までの
仕事のほとんどは、この2次音波を相殺する。ファン又
はダクトの寸法が騒音の波長(λ)に比較して大きい
(1/4λより大)とき、この相殺を達成することは、音
波ダクトを伝わりおりるように使用できる多数の伝搬モ
ードを扱うことの複雑さのために難かしいと分った。
1次圧力波は軸流ファンの各側(入口/出口)で異な
る。両側で、それは、翼端において最大値であり(先端
において翼の速度が高くなることにはほとんど帰因す
る)、ファンの軸線の位置ではほとんどゼロである。そ
のとき、一つの解は、ダクトの周囲にファンのある平面
のところ又はその近くに1組の拡声機を配置し、騒音を
消去するために多重相互作用アルゴリズム(MISACT)を
用いることであろう。拡声機の必要な数は、ダクトの円
周の周りの圧力波形の複雑さによって決められるが、小
形ファンに対しては1ファン翼当り2の最小値で、ファ
ンの直径が大きい場合は、もっと多くなる。
る。両側で、それは、翼端において最大値であり(先端
において翼の速度が高くなることにはほとんど帰因す
る)、ファンの軸線の位置ではほとんどゼロである。そ
のとき、一つの解は、ダクトの周囲にファンのある平面
のところ又はその近くに1組の拡声機を配置し、騒音を
消去するために多重相互作用アルゴリズム(MISACT)を
用いることであろう。拡声機の必要な数は、ダクトの円
周の周りの圧力波形の複雑さによって決められるが、小
形ファンに対しては1ファン翼当り2の最小値で、ファ
ンの直径が大きい場合は、もっと多くなる。
図1は、ダクト11内で回転するように作られた軸流4
翼ファン10を示している。ファン10の翼13の先端12は、
空気の乱流から生ずる不規則騒音とともに回転速度掛け
るファンにある翼の数の高調波のトーナル騒音を発生す
る。
翼ファン10を示している。ファン10の翼13の先端12は、
空気の乱流から生ずる不規則騒音とともに回転速度掛け
るファンにある翼の数の高調波のトーナル騒音を発生す
る。
一般に、伝搬圧力波は、ファンの前後両側で異なる。
これは、2倍の数の拡声機を必要とし、拡声機は、ファ
ンの両側で対になっており、消去チャネルの数の2倍で
ある。図2は、物理的アクチュエータ装置の線図であ
る。
これは、2倍の数の拡声機を必要とし、拡声機は、ファ
ンの両側で対になっており、消去チャネルの数の2倍で
ある。図2は、物理的アクチュエータ装置の線図であ
る。
図2において、翼端25を備えるファン20は、ダクト21
内で回転するように構成され、マイクロホン22、23が下
流と上流のそれぞれに取付けられ、一連のアクチュエー
タ、例えば、拡声機24、ダクト21の周辺に配置されてい
る。圧力波がファンの両側で異なる場合には、第2の1
組のアクチュエータ26がファン10のダクト周辺に配置さ
れれいる。すべての拡声機がダクトの周りに等間隔に配
置されることを付言しておく。
内で回転するように構成され、マイクロホン22、23が下
流と上流のそれぞれに取付けられ、一連のアクチュエー
タ、例えば、拡声機24、ダクト21の周辺に配置されてい
る。圧力波がファンの両側で異なる場合には、第2の1
組のアクチュエータ26がファン10のダクト周辺に配置さ
れれいる。すべての拡声機がダクトの周りに等間隔に配
置されることを付言しておく。
騒音源(ファン翼端)25が騒音防止用拡声機に近いの
で、周波数限界は、整合音響モードにおける限界ほど厳
しくない。ある程度の騒音は、やはり、翼の長さに沿っ
て発生されるので、このアプローチは、高い方の周波数
では完全な消音を達成しないかもしれないが、それは、
一般的には良い仕事をするはずである。
で、周波数限界は、整合音響モードにおける限界ほど厳
しくない。ある程度の騒音は、やはり、翼の長さに沿っ
て発生されるので、このアプローチは、高い方の周波数
では完全な消音を達成しないかもしれないが、それは、
一般的には良い仕事をするはずである。
拡声機を制御するために、図示され、本明細書に参照
して組入れられている米国特許第5,091,953号に記載さ
れた装置を利用できる。この装置は、MISACT(多重相互
作用センサとアクチュエータ)装置として知られてい
る。
して組入れられている米国特許第5,091,953号に記載さ
れた装置を利用できる。この装置は、MISACT(多重相互
作用センサとアクチュエータ)装置として知られてい
る。
MISACTをこの問題に直接に適用することに伴う一つの
問題は、この問題に対するその解を実行するに必要な計
算の複雑さと速度である。回転圧力波が緩く変化する
(ほとんど変らない)形をしていることを認めると、別
の解が可能である。従って、必要な逆位相圧力波の形を
決めて、ファンの回転に同期して1組の拡声機の周りを
回転するこの形の複製バージョン(ファンの翼数(N)
だけ)を出力するために能動制御装置(2方向消音の場
合は2チャネルMISACT)のうちの1チャネルを有する逆
位相騒音発生要素が用いられる。2方向装置では、同期
時間、空間変換をするために追加された機能を備えた2
チャネルMISACT制御装置を必要とするだけである。MISA
CT制御装置はファンの翼当りの拡声機の数に等しい多数
のD/A出力チャネル(及び増幅器)を備えることを必要
とする。それはニつのA/D入力チャネル(マイクロホン
のところに厳しい伝搬モード問題がないと仮定する)を
必要とするだけであろう。
問題は、この問題に対するその解を実行するに必要な計
算の複雑さと速度である。回転圧力波が緩く変化する
(ほとんど変らない)形をしていることを認めると、別
の解が可能である。従って、必要な逆位相圧力波の形を
決めて、ファンの回転に同期して1組の拡声機の周りを
回転するこの形の複製バージョン(ファンの翼数(N)
だけ)を出力するために能動制御装置(2方向消音の場
合は2チャネルMISACT)のうちの1チャネルを有する逆
位相騒音発生要素が用いられる。2方向装置では、同期
時間、空間変換をするために追加された機能を備えた2
チャネルMISACT制御装置を必要とするだけである。MISA
CT制御装置はファンの翼当りの拡声機の数に等しい多数
のD/A出力チャネル(及び増幅器)を備えることを必要
とする。それはニつのA/D入力チャネル(マイクロホン
のところに厳しい伝搬モード問題がないと仮定する)を
必要とするだけであろう。
回転音場の発生は、MISACT制御装置に対する簡単な追
加である。このMISACT制御装置は必要な逆位相騒音出力
波形の像を発生し、それをメモリに記憶する。次に、MI
SACT制御装置は、騒音サイクルと同期している回転サイ
クルでこのメモリを読む。ここで必要なすべては、逆位
相騒音サイクルの周りに等間隔で配置されたN個の異な
るポインタ(Nは、ファン羽根1枚当りの拡声機対の数
である)で出力波形を読むことである。結果として生じ
る2*N個の出力信号は、次に、各々増幅されて、ファ
ンの翼の数に等しい多数の拡声機に分配される。
加である。このMISACT制御装置は必要な逆位相騒音出力
波形の像を発生し、それをメモリに記憶する。次に、MI
SACT制御装置は、騒音サイクルと同期している回転サイ
クルでこのメモリを読む。ここで必要なすべては、逆位
相騒音サイクルの周りに等間隔で配置されたN個の異な
るポインタ(Nは、ファン羽根1枚当りの拡声機対の数
である)で出力波形を読むことである。結果として生じ
る2*N個の出力信号は、次に、各々増幅されて、ファ
ンの翼の数に等しい多数の拡声機に分配される。
逆位相騒音出力波形はゆっくり変化しているので、更
新アルゴリズムは、発生された逆位相騒音波形とファン
の各側にあるマイクロホンによって検知された残留騒音
との間に非直線関係のあるときに安定性を保つように速
度を落すことができる。
新アルゴリズムは、発生された逆位相騒音波形とファン
の各側にあるマイクロホンによって検知された残留騒音
との間に非直線関係のあるときに安定性を保つように速
度を落すことができる。
本発明を説明したので、添付請求の範囲に注意を向け
る。
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−92099(JP,A) 特開 平4−369342(JP,A) 特開 昭49−97601(JP,A) 特開 平1−147235(JP,A) 特開 平6−161465(JP,A) 米国特許4715559(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 29/66 G10K 11/16
Claims (10)
- 【請求項1】多数の翼を備える多翼軸流ファンを内部に
取付けられ、吸気口と排気口を有し、回転音場を作り出
すダクトにおいて、 前記ファンの上流に取付けられた第1のセンサ装置と、 前記ファンの下流に取付けられた第2のセンサ装置と、 前記ファンに隣接して前記ダクトの周りに取付けられた
一連のアクチュエータ装置と、 前記アクチュエータ装置及び第1と第2のセンサ装置に
作動可能に接続され、翼の前後各側に異なる逆位相回転
圧力波を発生して前記ファンの回転によって発生した圧
力波を打ち消し、それによって前記軸流ファンによって
発生したトーナル騒音を直接に打ち消して、騒音が前記
軸流ファンの排気口側と吸気口側の両方から伝搬して、
前記回転音場の騒音を打ち消すようにした2チャンネル
制御装置と を備えることを特徴とする軸流ファン付ダクト。 - 【請求項2】前記アクチュエータ装置がダクト内部に取
付けられた一連の拡声機からなる請求項1に記載のダク
ト。 - 【請求項3】前記拡声機が互いから等間隔に離されてい
る請求項2に記載のダクト。 - 【請求項4】前記アクチュエータ装置が前記ダクト内に
取付けられた2組の拡声機からなり、各組は、両側にお
いてファンの回転によって生じた圧力波を直接に消音す
るように前記軸流ファンに隣接して取付けられている請
求項1に記載のファン。 - 【請求項5】前記制御装置が同期時間・空間変換を行う
ように構成されている請求項4に記載のダクト。 - 【請求項6】前記アクチュエータ装置が前記ダクト内に
取付けられた1組の拡声機からなり、前記1組の拡声機
がファンの回転によって片側に発生された圧力波を運動
中のファンの翼によって形成された圧力勾配と反対の形
を有する圧力勾配を前記ダクトの周りに発生することに
よって直接に相殺するように前記軸流ファンに隣接して
取付けられている請求項1に記載のファン。 - 【請求項7】前記アクチュエータ装置が前記ダクト内に
取付けられた一連の拡声機からなる請求項7に記載のダ
クト。 - 【請求項8】前記拡声機が互いに等距離の間隔をおいて
いる請求項7に記載のダクト。 - 【請求項9】吸気口及び排気口を有し、回転音場を作る
ために翼端からのトーナル騒音の波長に比較して長い直
径を有する多翼軸流ファンを内部に取付けられたダクト
において、 前記翼に隣接して取付けられた一つの第1のセンサ装置
と、 前記翼に隣接して環状配置に前記ダクトの周りに取付け
られた一連のアクチュエータ装置と、 前記アクチュエータ装置と前記第1のセンサ装置に作動
可能に接続され、前記翼の前後各側に異なる逆位相回転
圧力波を発生して前記ファンの回転によって発生した圧
力波を打ち消し、それによって前記軸流ファンによって
発生したトーナル騒音を打ち消して、騒音が前記軸流フ
ァンの排気口側と吸気口側の両方から伝搬して、前記回
転音場の騒音を打ち消すようにした2チャンネル制御装
置と を備えることを特徴とする軸流ファン付ダクト。 - 【請求項10】前記第1のセンサ装置の反対側に前記フ
ァンに隣接して取付けられた第2のセンサ装置が存在
し、前記一連のアクチュエータ装置が前記ファンの各側
に一つづつからなる前記アクチュエータ装置の二つの環
状配置を備える請求項9に記載のファン。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US335,271 | 1994-10-11 | ||
US08/335,271 US5526432A (en) | 1993-05-21 | 1994-10-11 | Ducted axial fan |
US08/335,271 | 1994-10-11 | ||
PCT/US1995/017138 WO1996020347A2 (en) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | Ducted axial fan |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09511810A JPH09511810A (ja) | 1997-11-25 |
JP2926062B2 true JP2926062B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=23311034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8520612A Expired - Fee Related JP2926062B2 (ja) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | ダクト軸流ファン |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5526432A (ja) |
EP (1) | EP0786051A4 (ja) |
JP (1) | JP2926062B2 (ja) |
CA (1) | CA2200558C (ja) |
WO (1) | WO1996020347A2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6850252B1 (en) | 1999-10-05 | 2005-02-01 | Steven M. Hoffberg | Intelligent electronic appliance system and method |
US5732143A (en) | 1992-10-29 | 1998-03-24 | Andrea Electronics Corp. | Noise cancellation apparatus |
EP0999540A1 (en) * | 1998-11-03 | 2000-05-10 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Noise reduction panel arrangement and method of calibrating such a panel arrangement |
US6363345B1 (en) | 1999-02-18 | 2002-03-26 | Andrea Electronics Corporation | System, method and apparatus for cancelling noise |
US6594367B1 (en) | 1999-10-25 | 2003-07-15 | Andrea Electronics Corporation | Super directional beamforming design and implementation |
US10371171B2 (en) * | 2014-09-22 | 2019-08-06 | Regal Beloit America, Inc. | System and methods for reducing noise in an air moving system |
JP6689241B2 (ja) | 2017-09-15 | 2020-04-28 | 株式会社東芝 | 騒音低減装置、飛行体、発電装置、騒音低減方法及び騒音低減プログラム |
JP6822999B2 (ja) | 2018-03-20 | 2021-01-27 | 株式会社東芝 | 動翼騒音低減システム、飛行体、騒音低減システム |
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